JPS63312018A - 放電加工電源 - Google Patents

放電加工電源

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JPS63312018A
JPS63312018A JP14399187A JP14399187A JPS63312018A JP S63312018 A JPS63312018 A JP S63312018A JP 14399187 A JP14399187 A JP 14399187A JP 14399187 A JP14399187 A JP 14399187A JP S63312018 A JPS63312018 A JP S63312018A
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voltage
output
circuit
small current
gap
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JP14399187A
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Haruki Obara
小原 治樹
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  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、放電加工装置の放電加工電源に関する。
従来の技術 電極とワーク間に放電を維持しない程度の小電流の電圧
源を接続し、これとは別にこれと並列にオン・オフスイ
ッチングする主放電回路を上記電極とワーク間のギャッ
プに接続し、E2主放電回路により電極とワーク間に放
電を生じせしめた後、上記主放電回路がオフの期聞中、
上記小電流電圧源より小電流を電極とワーク間に供給し
、この小電流供給により電極とワーク間のギャップ電圧
が上昇でることによりギャップの絶縁回復を判別し、こ
の絶縁回復後に上記主放電回路をオン動作させる方式は
、すでに特公昭46−24677号公報で知られている
この方式の概要は第7図に示すような放電加工電源とな
り、第8図に示すような動作を行うこととなる。
即ち、電極1とワーク2間のギャップには電源10より
大抵抗値の抵抗RIOを介して小電流を供給する小電流
供給回路が構成され、又、該抵抗R10と並列にスイッ
チング素子Tr5と小抵抗値の抵抗R11の直列回路が
接続されており、スイッチング素子1°r5がオフ中に
は抵抗R10を介して小電流が電極1とワーク2間に供
給され、第8図(a)に示すように、電極1とワーク2
rl!1のギャップ電圧VGが所定レベル■[以上にな
り、ギャップの絶縁が回復したことが検出されると、第
8図(C)に示すように、スイッチング素子Tr5をオ
ンさせてギャップに高電圧を印加し、これにより放電が
生じ、放電電流■が第8図(b)に示すように流れ、そ
の後スイッチング素子Tr5をオフにすると、再び抵抗
R10を介して電極1とワーク2間に小電流を供給し、
前述のように、電極1とワーク2間の絶縁回復を検出す
るようにしている。
発明が解決しようとする問題点 ところで、上述したような方式ではギャップ状態検出の
ための小電流供給回路のTi流または抵抗R10の抵抗
値をどうづ“るかが問題になる。例えば、荒加工ではギ
ャップの汚れが著しく、また、その汚れ状態で加工しな
いと、分解した油の炭素が電極に付着して電極消耗を防
止する機能が維持できないが、このように汚れが著しい
ときは、小電流の回路の電流を大きくしてやらないと絶
縁回復時の電圧波形がふらつき、まともな制御が困難で
ある。
一方、仕上加工では、ギャップがクリーンな状態で加工
しないと、加工屑が集中放電の原因となるので、汚れが
少なくなるようにして加工する。
加工mが小さいことも、仕上加工で比較的ギャップがき
れいな原因となっている。このような仕上加工のとき絶
縁回復は荒加工に比べて早い。ところが、荒加工に用い
た絶縁検出用の小電流回路をそのまま用いると、小電流
回路からの電流が絶縁回復を趙らせることになる。つま
り絶縁回復は、ギャップ中に生じた■、○イオンが無く
なる現象○イオンが移動して新たな■、○付ンを発生す
る。もちろん放電を維持できない電流にするから消滅イ
オンの方が大きいので最終的にイオンは無くなるが、い
ずれにせよこの小電流によって絶縁回復はンiれること
になる。
一般に荒加工、仕上加工でのオン/オフ比は次の程度で
ある。
ON     OFF 荒加工 1m5200μs 仕上加工  2μs     2μs このように、荒加工ではOFF時間が長いため多少検出
電流を高めても、汚れによる電圧変動を打消すことを考
えると、絶縁回復の遅れの程度は問題ないが、仕上加工
では、その加工効率が一般に問題になっているから絶縁
回復の遅れは大きな問題となる。従って仕上げ加工では
絶縁検出用小電流回路の電流は小さくおさえねばならな
いし、小さくおさえても汚れがひどくないので電圧の変
動も著しくない。そのため従来は、荒加工、仕上加工に
ついてこの上記抵抗R10又は小電流用電源を変更する
必要があった。
そこで、本発明の目的は荒加工、仕上加工に抵抗や小電
流用電源を変更することなく、両加工を安定して行なう
ことができる放電加工電源を提供することにある。
問題点を解決するための手段 本発明は、電極とワーク間のギャップにオン・オフする
スイッチング素子を介して電圧を印加し、放電を生じせ
しめる主放電回路と並列に、上記電極とワーク間に放電
が生じない程度の小電流を供給する小電流供給回路を接
続し、上記スイッチング素子がオフ中に上記小電流供給
回路から供給さる小電流によりギャップ電圧が1弾する
ことによりギ1シップ絶縁回復を検知した後上記スイッ
チング素子をオンにする放電加工電源においで、上記小
電流供給回路は、上記スイッチング素子がオフになった
後電流供給を開始し、供給電流を漸増させる回路で構成
することによって、上記問題点を解決した。
作用 小電流供給回路からの電流は時間の経過と共に増大する
ので、仕上加工時においては、この小電流供給回路から
の電流値が小さい早期にギャップの絶縁回復が生じ、絶
縁回復に影響を与えるほど電流が供給されないため、絶
縁回復を確実に検出することができる。一方、荒加工時
においては、上記スイッチング素子がオフになってから
比較的時間が経過して、電流供給が増大してギャップ電
圧のふらつきがない状態で絶縁回復を確実に検出できる
実施例 第1図、第2図は、本発明の一実施例の回路ブロック図
で、第1図は本実施例における放電加工電源の基本回路
を示し、第2図に示す制御回路によって、該基本回路の
スイッチング素子としてのトランジスタTri、Tr2
を制御し、放電を制御り゛る放電加工電源を構成してい
る。
第1図において、1は電極、2はワーク、3は直流電源
、Trlはスイッチング素子としてのトランジスタ、T
R2はΔ級動作、即ち、トランジスタの能動領域で作a
するトランジスタ、R1゜R2は抵抗であり、上記トラ
ンジスタTr1と抵抗R1の直列回路とトランジスタT
r2と抵抗R2の直列回路は並列に電極1と直流電源3
間に並列に接続されでいる。イして、上記抵抗R1は抵
抗R2に比べ抵抗値が小さく、スイッチング素子として
作動するトランジスタTriと共に主放電回路を形成し
、トランジスタTr2と抵抗R2は、ワーク2と電極1
ffllの放電後の上記主放電回路のトランジスタTr
1がオフの状態中において、電極1とワーク2間のギI
?ツノの絶縁回復を判断するために設けられたものであ
る。
そして、これらトランジスタTr1.Tr2は第2図の
閏御回路で制御されるようになっており、該制御回路は
上記トランジスタTr1のオンタイム、オフタイムを規
定し、その出力パルス幅が任意に設定できるワンショッ
トマルチバイブレータ7.8、上記電極1とワーク21
Ilのギャップ電圧VGを抵抗R3,R4で分圧し、そ
の分圧電圧と比較電圧Vtと比較するコンパレータ4.
上記トランジスタTr1のオフタイム終了時にトリガさ
れ、パルスを出力するワンショットマルチバイブレータ
5.このワンショットマルチバイブレータ5よりパルス
が出力されると、出力電圧を除々に増大させる三角波発
生回路6を有し、トランジスタTriのベースには上記
オンタイムを決めるワンショットマルチバイブレータ7
の出力S7が入力され、トランジスタTr2のベースに
は上記三角波発生回路6の出力 S4が入力されている
なお、■1〜■7はインバータ、01〜G3はナントゲ
ート、r1〜r4は抵抗、01〜C4はコンデンサであ
り、各抵抗とコンデンサの組合せrl−01,R2−0
2,R3−03,R4−04によって各々ディレィ回路
を構成している。
次に、本実施例の動作を第3図のタイミングチャートと
共に説明する。加工開始指令のマシニング信号S1が入
力される前においては、ワンショットマルチバイブレー
タ5.7.8は作動しておらず、その出力83.87.
88はLレベルにある。
そのためトランジスタTr1はオフの状態であり、三角
波発生回路6も作動しておらず、その出力S4も出てい
ないため、トランジスタTr2もオフの状態である。そ
の結果、ギャップ電圧VGも印加されておらず、コンパ
レータ4の出力S5もしレベルにある。そのため、ナン
トゲートG1の入力はワンショットマルチバイブレータ
7.8及びコンパレータ4の各出力87.88.85が
各々インバータ14.16.11を介して入力されてい
るから、これらの入力はHレベルであるが、マシニング
信号S1だけLレベルにあるから、ナントゲートG1の
出力S2はHレベルにある。又、   ゛ナントゲート
G2の入力も、ワンショットマルチバイブレータ5.8
の出力33.88を各々インバータ12,13を介して
入力され、これら入力はH′へノ1にあるが、マシニン
グ信号S1だ【すがLレベル状態であるため、その出力
S6は1ルベルにある。又同様に、ナントゲートG3の
出力S9もHレベル状態にある。
このような状態において、加工開始指令のマシニング信
号S1が入力されると、ナンドゲ−1〜(G1の入力は
すべてHレベルとなるからその出力S2は第3図に示す
ように、Lレベルに切換わり、ワンショットマルチバイ
ブレータ5をトリガする。
一方、マシニング信号S1はナントゲートG2゜G3に
も入力されているが、ディレィ回路r3・C3によって
遅れて入力されるため、インバータI2.17を介して
入力されるワンショットマルチバイブレータ5の出力S
3をインバートした入力が先にLレベルになるため、そ
の出力S6゜G9は変化しない。上述のようにしてワン
ショットマルチバイブレータ5がトリガされパルスS3
を出力すると、三角波発生器6から第3図(d)に示す
ように電圧が除々に増加する信号S4を出力し、その結
果、トランジスタTr2は、この出力信号S3の電圧値
に応じA級動作し、電流を流す。そのため、第3図(e
)に示すようにワーク2と電極1間のギャップ電圧VG
は除々に増大しく荒加工時等はゆっくり増大するが、仕
上加工時には急激に増大する)、このギャップ?[i 
i−f V Gの分電電圧がコンパレータ4の比較電圧
VL以上になると、コンパレータ4の出力S5は第3図
(f)に示すようにHレベルに切換ねりインバータ■1
を介してLレベルの信号をナントゲートG1に入力する
から、ナントゲートG1の出力S2はHレベルに切換ね
りワンショットマルチバイブレータ5の出力S3を停止
さ眩る(第3図(b)、(c)参照)。ワンショットマ
ルチバイブレータ5の出力S3が停止すると、三角波発
生回路6の作動も停止しその出力S4が停止するから、
トランジスタTr2の動作は停止する。一方、出力S3
がLレベルになることにより、ナントゲートG2の入力
はすべてHレベルとなりナントゲートG2の出力S6は
Lレベルに切換ねりワンショットマルチバイブレータ7
をトリガする(第3図(g)。
(h)参照)。なお、ナントゲートG3にはワンショッ
トマルチバイブレータ5の出力S3がLレベルになりイ
ンバータ17を介してHレベルの信号が入力されること
となるが、この信号はディレィ回路r1・C1によって
遅延され、この信号がナンドゲ−1−G 3にHレベル
の信号を入力する前にワンショットマルチバイブレータ
7がトリガされ、その出力$7がインバータI5を介し
Lレベルになった信号が先にプントゲートG3に入力さ
れるため、ナントゲートG3の出力S9は変化しない。
こうして、ワンショットマルチバイブレータ7から設定
されたパルス幅の出力S7が出力されるとトランジスタ
Triがオンとなり、主放電回路を介して電極1とワー
ク2間のギャップに電源電圧を印加する(第3図(e)
参照)。そして、放電が生じると、第3図(j)に示す
ように放電電流Iが流れ、ギャップ電圧VGが低下する
ため、コンパレータ4の出力S5は第3図(f)に示す
ようにLレベルに切換ねる。そして、設定された幅のパ
ルスが出力され、ワンショットマルチバイブレータ7の
出力S7がLレベルになると(第3図(h)参照)、ト
ランジスタTr1はオフとなり、ワーク2と電極1間の
電圧印加は停止する。
ワンショットマルチバイブレータ7の出力S7がLレベ
ルになるとインバータI5を介してHレベルの信号がナ
ントゲートG3に入力されるので、ナントゲートQ3の
すべての入力はHレベルとなり、該ナントゲートG3の
出力S9は第3図(h)に示すようにLレベルに切換ね
り、印加電圧オフ期間を規定するワンショットマルチバ
イブレータ8をトリガし、該ワンショットマルチバイブ
レータ8より、設定された幅のHレベルのパルス出力S
8を出力する。なお、ワンショットマルチバイブレータ
7の出力S7が停止し、Lレベルになったとき、インバ
ータ■4を介して、ナントゲートG1にはHレベルの信
号が入力されるが、この信号はディレィ回路r4・C4
で遅延されているために、ワンショットマルチバイブレ
ータ8の出力信号 G8が先に出て、インバータI6を
介してナントゲートG1の該信号の入力端子をLレベル
にするため、ナントゲートG2の出力S2は立下らずワ
ンショットマルチバイブレータ5をトリガしない。
かくして、ワンシミツトマルチバイブレータ8の出力S
8がHレベルとなると、インバータI3を介して、Lレ
ベルの信号をナントゲートG2に入力するから、ナント
ゲートG2の出力S2はHレベルに切換ねる。そして、
ワンショットマルチバイブレータ8の設定された幅のパ
ルス出力S8が終了すると、ナントゲートQ1の入力は
すべてHレベルとなるから、ナントゲートG1の出力S
2はLレベルに切換ねり、ワンショットマルチバイブレ
ータ5をトリガして、前述した動作を繰り返すこととな
る。
なお、ワンショットマルチバイブレータ8の出力S8が
停止し[、レベルに切換わったとき、上記出力S8のイ
ンバータ■3を介してHレベルに切換ねるが、ディレィ
回路r3・G3で遅延されてナントゲートG2に入力さ
れるため、ワンシミツトマルチバイブレータ5が先に作
動し、その出力S3をインバータI2でインバー1−シ
たLレベルの信号がナントゲートG2に入力されるから
、該ナントゲートG2の出力S6が立下ることはなく、
ワンショットマルチバイブレータ7をトリガさせること
はない。
以上のように、トランジスタTr2をA級動作させ、電
流を除々に増大させていき、電極1とワーク2間の電圧
が設定比較電圧以にとなり、該電極1とワーク2間が絶
縁回復したことを検出した後、トランジスタTr1を設
定時間幅だけオンさせ、i!1tt41とワーク2問に
電源電圧を印加して放電を生じせしめ、このトランジス
タTr1の設定幅のオン時間が終了すると設定時間幅だ
け電極1とワーク21ilへの電圧印加を停止した俊、
上記トランジスタTr2を作動させ、電流を除々に増大
させながら、電極1とワーク2間の絶縁回復を確認し、
再び上記動作を開始させる。そのため、仕上加工のよう
な場合には、わずかな電流しか流さない状態において絶
縁回復を検出し、荒加工の場合には電流が除々に増大し
ていくから、この場合にも絶縁回復を検出することがで
きる。
なお、上記動作において、ワンシミツトマルチバイブレ
ータ7が出力パルスS7を出力中に放電が生じた正常な
動作の場合であるが、この出力パルス87期間中に放電
が生じなかった場合は、この出力パルスS7の終了後ト
ランジスタTriはオフとなり、電極1とワーク211
1に電圧が印加されなくなるから、コンパレータ4の出
力S5はLレベルとなりインバータ■1の出力はHレベ
ルとなる。そのため、ワンシミツトマルチバイブレータ
8の出力パルスS8が終了し、インバータ6の出力がH
レベルになると、ナントゲートG1の出力S2はLレベ
ルに切換ねるから、ワンショットマルチバイブレータ5
をトリガし、前述した動作を繰り返すこととなる。
上記実施例においては、主放電回路Tr1のオン時間、
即ち、ワンショットマルチバイブレータ7の出力パルス
S7の幅は一定であるが、放電開始後の放電電流パルス
幅を一定にする、いわゆるアイソパルス方式にするとき
には、上記ワンシミツトマルチバイブレータ7を再トリ
ガ可能なワンショットマルチバイブレータで構成し、こ
のワンシミツトマルチバイブレータをトリガする構成を
第4図のようにすればよい。
第4図において、7′は第2図の7に代えて用いる再ト
リガ可能なワンシミットマルブ・バイブレータで、G2
は第2図のナントゲートG2.4゜11は第2図におけ
るコンパレータ4.インバータ■1である。そして、上
記インバータ11の出力は抵抗r5.コンデンサC5で
構成される微分回路で微分され、該微分回路の出力はオ
アゲートG5に入力され、又ナントゲートG2の出力も
該オアゲートG5に入力されると共に、ナントゲートG
2の出力はワンショットマルチバイブレータ7′の作動
禁止入力端子CLRに入力されている。
前述したように、ナントゲートG2の出力S6がHレベ
ルから[、レベルに切換ねると、ワンシミツトマルチバ
イブレータ7′の作動禁止を解除すると共にワンシミツ
トマルチバイブレータ7′をトリガするため、ワンシ1
ットマルチパイプレータフ′は出力パルスS7を出力す
る(第5図参照、及び第3図参照)。電極1とワーク2
間に電圧が印加され、コンパレータ4の出力S5はHレ
ベルとなり、その後放電が生じ、コンパレータ4の出力
S5がLレベルに切換ねると、該コンパレータ4の出ツ
ノS5をインバートするインバータ■1の出力S10は
LレベルからHレベルに切換わり、微分回路r5・C5
からはプラスの微分パルスS11が出力され(第5図参
照)、オアゲートG5を介して、該微分パルスS11が
ワンショットマルチバイブレータ7′を再トリガする。
その結果、ワンショットマルチバイブレータ7′からは
放電開始後所定幅Tのパルスを出力し、放電パルス電流
幅を一定にする。
(又、上記三角波発生回路6の構成は例えば第6図のよ
うな構成によって三角波を得るようにしている。
即ち、第2図のワンショットマルチバイブレータ5の出
力をインバータI8でインバートし、アナログスイッチ
SWに入力する。そのため、ワンショットマルチバイブ
レータ5から出力S3が出されるとアナログスイッチS
WはオフとなりコンデンサC10は充電を開始する。こ
の充雷電肚は差動アンプ10の一方の端子に入力され、
又、他方の端子には、トランジスタTr2に直列に接続
された抵抗R2の両端の電位を各々抵抗R,Rで分圧し
た電圧の差を増幅する差動アンプ11の出力が入力され
ており、該差動アンプ11の出力とコンデンサC10の
充電電圧の差がトランジスタTr2のペースに印加され
るようになつ【いる。
そのため、コンデンサC10の充電?l1fEEは、抵
抗R10,コンデンサC10の値によって決まる時、定
数のステップ応答になるが、差動アンプ10により直線
的に増加する電圧として変換され、トランジスタTr2
のベースに印加されることとなる。
また、上記実施例において、トランジスタTr1のオン
時間(ワンショットマルチバイブレータ7の出力パルス
幅)が終了した後、ただちにワンショットマルチバイブ
レータ5を作動させ、トランジスタTr2を作動させて
微小電流を流さずに印加電圧をオフにするワンショット
マルチバイブレータ8を設けた理由は、放電終了直後に
は最小の絶縁回復時間が必要であり、この時間内にトラ
ンジスタTr2を介して!i流を流すことは有害である
こと、また、大面積の1!楡で加工するときに比べて、
小面積で加工1゛るときは一般に電圧印加を停止する時
間を大きくする必要があるが、このとぎは小面積のため
絶縁回復が早く、それに従ってトランジスタTr1を早
<ONにすると次の放電で絶縁回復が不良だったりアー
クになったりしやすいから、電圧印加を停止さゼるワン
ショットマルチバイブレータ8を入れて、電圧印加停止
時間を調整できるようにしている。
また、上記実施例では、ワンショットマルチバイブレー
タ5の出力パルスS3を、ギャップ電圧VGが設定所定
レベルまで達し、ギVツブの絶縁回復が検出されたとき
出されるコンパレータの出力でその出力を停止させ、ト
ランジスタTr2の動作を停止させたが、必ずしも、絶
縁回復が検出されるとただちにトランジスタTr2の動
作を停止させる必要もなく、このトランジスタTr2の
停止は少なくとも絶縁回復を検出した後、トランジスタ
Tr1をオンさせるワンショットマルチバイブレータ7
の出力パルスが終わるまでの間に停止させればよい。例
えば、ワンショットマルチバイブレータの出力S7の立
下りでワンショットマルチバイブレータ5の出力を停止
させ、トランジスタTr2の動作を停止させてもよい。
又、上記実施例において、ワンショットマルチバイブレ
ータ5,7.8を、デジタルカウンタに変え、各々トリ
ガが人力されると、設定された値まで出力を出力させる
ようなものでもよい。ざらにワンショットマルチバイブ
レータ5は、ナントゲートG1の立上り、立下りで反転
するフリップ70ツブに変えてもよい。
発明の効果 以上述べたように、本発明は、絶縁回復を検出するため
の小電流供給回路の電流は時間とともに増大するため、
仕上加工の場合においては、供給電流が小さい内に絶縁
回復を検出する電圧レベルまでギャップ電圧が上昇する
から、この小電流供給回路からの電流によって絶縁回復
が遅れるということはなく、又、荒加工時においては、
電極とワーク間の電圧印加停止時間が艮いため、その間
にこの小電流供給回路から供給される電流は増大し、比
較的大電流となるから、ギャップの汚れが著しい場合で
も、ギャップ電圧の変動が少なく、絶縁回復を示す所定
レベルの電圧を確実に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例の放電加工電源の基本回路
図、第2図は、同実施例における基本回路を制御する制
御回路図、第3図は、同実施例の動作タイミングチャー
ト、第4図は、同実施例においてアイソパルス方式に変
える場合の要部ブロック図、第5図は、アイソパルス方
式を採用したときの要部動作タイミングチャート、第6
図は、三角波発生回路のブロック図、第7図は、従来例
の概要図、第8図は、従来例の動作タイミングチャート
である。 1・・・電極、2・・・ワーク、3・・・ram。 Trl、Tr2・・・トランジスタ、4・・・コンパレ
ータ、5.7.8・・・ワンショットマルチバイブレー
タ、6・・・三角波発生回路。 第1図 第1凶 第4図 第5図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)電極とワーク間のギャップにオン・オフするスイ
    ッチング素子を介して電圧を印加し、放電を生じせしめ
    る主放電回路と並列に上記電極とワーク間に放電が生じ
    ない程度の小電流を供給する小電流供給回路を接続し、
    上記スイッチング素子がオフ中に上記小電流供給回路か
    ら供給さる小電流によりギャップ電圧が上昇することに
    よりギャップ絶縁回復を検知した後、上記スイッチング
    素子をオンにする放電加工電源において、上記小電流供
    給回路は上記スイッチング素子がオフになった後電流供
    給を開始し、供給電流を漸増させる回路で構成されてい
    ることを特徴とする放電加工電源。
  2. (2)上記小電流供給回路は、上記スイッチング素子が
    オフになった後、設定された時間経過後電流供給を開始
    する特許請求の範囲第1項記載の放電加工電源。
  3. (3)上記小電流供給回路は、ギャップ電圧が設定所定
    レベル以上に達したとき動作を停止する特許請求の範囲
    第1項記載の放電加工電源。
JP14399187A 1987-06-11 1987-06-11 放電加工電源 Pending JPS63312018A (ja)

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Cited By (2)

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