Technisches Gebiet
[0001] Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Verbesserung in einem Entladungspulsgenerator gemäss Anspruch 1, der in einer Funkenerosionsmaschine, einem Laseroszillator, einem Teilchenbeschleuniger usw. verwendet wird, zum Beispiel für die Energieversorgung zwischen einem Elektrodenpaar.
Stand der Technik
[0002] Fig. 17 ist ein Schaltdiagramm zum Zeigen der Konfiguration eines Entladungspulsgenerators des Stands der Technik, das ein Beispiel eines Entladungspulsgenerators einer Funkenerosionsmaschine zeigt. In der Fig. 17 bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine Elektrode, das Bezugszeichen 2 bezeichnet ein Werkstück, das Bezugszeichen 3 bezeichnet eine DC-Energiequelle, das Bezugszeichen 4 bezeichnet einen Widerstand, das Bezugszeichen 5 bezeichnet einen Kondensator (Kapazität C) und L bezeichnet eine Induktivität, die in der Verdrahtung existiert.
Eine aus der DC-Energiequelle 3 und dem Widerstand 4 gebildete Ladeschaltung ist mit dem Kondensator 5 verbunden. Die Elektrode 1 und das Werkstück 2 sind in einer Arbeitsflüssigkeit, wie Wasser oder Öl (nicht dargestellt), eingetaucht. Wenn die Spannung des Kondensators 5 durch die oben erwähnte Ladeschaltung erhöht wird und die Arbeitsflüssigkeit im Spalt zwischen den Polen der Elektrode 1 und des Werkstücks 2 elektrisch durchbricht, fliesst im Kondensator 5 gespeicherte Energie zwischen die Pole der Elektrode 1 und des Werkstücks 2.
Wie in Fig. 18 gezeigt wird, weist der Entladungsstrom Ig zu diesem Zeitpunkt eine gedämpfte Schwingungskurvenform auf.
[0003] In der Fig. 18 bezeichnet t die Zeit, der erste Strom i1 ist ein Strom einer Halbperiode der Resonanzfrequenz der LC-Schwingung, der nächste Strom i2 ist ein Strom mit einer bezüglich Strom i1 umgekehrten Polarität und i3 ist ein Strom mit einer bezüglich Strom i2 umgekehrten Polarität. Einige solche Schwingungsströme fliessen zwischen die oben erwähnten Pole. Die Pulsbreite des ersten Stroms i1 ist ein kurzer Puls (T1) aber die Pulsbreite bis die einigen Schwingungsströme enden, wird beträchtlich lang (T) und die Entladung dauert währenddessen an, wobei insgesamt ein Entladungspuls erzeugt wird.
Wenn im Stand der Technik Funkenerosionsbearbeitung unter Verwendung eines solchen Entladungspulsgenerators ausgeführt wird, wird Bearbeitung basierend auf dem Puls T, der eine vergleichsweise lange Pulsbreite aufweist, an Stelle der Bearbeitung basierend auf dem kurzen Puls T1 ausgeführt, so dass folglich das Problem besteht, dass es schwierig ist, das Werkstück 2 fein zu bearbeiten.
[0004] Im Entladungspulsgenerator im Stand der Technik gemäss Fig. 17 fliesst ein bipolarer Entladungsstrom wie in Fig. 18.
Wenn die Einstellung so gemacht wird, dass der Elektrodenverbrauch in einer der Polaritäten niedriger wird, fliesst also immer ein Strom auch in die Richtung, in der der Elektrodenverbrauch gross ist und der Elektrodenverbrauch nimmt zu, so dass folglich das Problem besteht, dass es schwierig ist, mit hoher Genauigkeit zu arbeiten.
[0005] Fig. 19 ist ein Schaltdiagramm zum Zeigen der Konfiguration eines anderen Entladungspulsgenerators des Stands der Technik, der im offengelegten Japanischen Patent No. 266 133/1995 offenbart wird.
In der Fig. 19 bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine Elektrode, das Bezugszeichen 2 bezeichnet ein Werkstück, das Bezugszeichen 3 bezeichnet eine DC-Energiequelle, das Bezugszeichen 4 bezeichnet einen Widerstand, das Bezugszeichen 6 bezeichnet einen Transistor, das Bezugszeichen 7 bezeichnet ein Steuermittel, die Bezugszeichen 8a und 8b bezeichnen Koaxialkabel, wobei jedes ein offenes Ende aufweist (die charakteristische Impedanz ist Z0a, beziehungsweise Z0b) und die Bezugszeichen 9a und 9b bezeichnen mit den Koaxialkabeln 8a und 8b verbundene Anpassungsimpedanzen (die Impedanzen sind Za beziehungsweise Zb).
[0006] Fig. 20 zeigt ein Beispiel eines Entladungsstroms Ig zwischen Polen der Elektrode 1 und dem Werkstück 2 im Entladungspulsgenerator des Stands der Technik der Fig. 19.
Fig. 20(a) zeigt den Entladungsstrom Ig, wenn die Impedanzen Za und Zb gleich wie die charakteristischen Impedanzen Z0a und Z0b sind, und Fig. 20(b) zeigt den Entladungsstrom Ig, wenn die Impedanzen Za und Zb halb so gross wie die diesbezüglichen charakteristischen Impedanzen Z0a und Z0b sind. In der Figur bezeichnet t die Zeit.
Wenn die Anpassungsimpedanzen wie in Fig. 20(a) gleich wie die charakteristischen Impedanzen sind, erhält der Entladungsstrom Ig eine pulsähnliche Kurvenform ohne Schwingungen, aber, wenn die Anpassungsimpedanzen wie in der Fig. 20(b) von den charakteristischen Impedanzen abweichen, erhält der Entladungsstrom eine schwingungsähnliche Kurvenform wie der Entladungsstrom im Entladungspulsgenerator in Fig. 18.
[0007] Das heisst, der Entladungspulsgenerator des Stands der Technik in Fig.
19 kann nur eine pulsähnliche Entladungsstromkurvenform ohne Schwingungen liefern, wenn die Anpassungsimpedanzen gleich gross wie die charakteristischen Impedanzen der Koaxialkabel sind, und es besteht das Problem, dass sich deswegen der Spitzenwert des Entladungsstroms auf die Hälfte senkt, wenn die Anpassungsimpedanzen verbunden werden.
[0008] Da die Anpassungsimpedanzen fest sind, besteht das Problem, dass sich der Spitzenwert des Entladungsstrompulses nicht verändern lässt, wenn die Spannung der DC-Energiequelle 3 konstant ist.
[0009] Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen neuen Entladungspulsgenerator für die Energieversorgung zwischen einem Elektrodenpaar, sowie eine neue Drahterosionsmaschine zum Liefern von Entladungsenergie zwischen die Pole einer Drahtelektrode und einem Werkstück vorzuschlagen,
welche nicht die Nachteile des Standes der Technik aufweisen.
[0010] Gemäss der vorliegenden Erfindung werden diese Ziele insbesondere durch die Elemente der unabhängigen Ansprüche erreicht. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen gehen ausserdem aus den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung hervor.
Darstellung der Erfindung
[0011] Die Erfindung ist dazu bestimmt, die oben beschriebenen Probleme zu lösen und es ist ein Ziel der Erfindung, einen Entladungspulsgenerator vorzuschlagen, welcher den Spitzenwert eines Entladungsstrompulses anheben kann.
[0012] Es ist ein Ziel der Erfindung, einen Entladungspulsgenerator vorzuschlagen, der es ermöglicht, den Spitzenwert eines Entladungsstrompulses auf einen beliebigen gewünschten Wert einzustellen.
[0013] Es Ist ein Ziel der Erfindung, einen Entladungspulsgenerator vorzuschlagen,
der für die Mikrobearbeitung geeignet ist und der fähig ist, den Elektrodenverbrauch zu senken, wenn der Entladungspulsgenerator für die Funkenerosionsbearbeitung verwendet wird.
[0014] Gemäss einer Ausführungsform der Erfindung wird ein Entladungspulsgenerator für die Energieversorgung zwischen einem Elektrodenpaar vorgeschlagen, der mindestens umfasst:
eine gleichförmigen Verbreitungsleitung, die eine vorherbestimmte Länge hat und mit einem Abschluss mit den Elektroden verbunden ist, ein Lademittel zum Laden der Kapazität der oben erwähnten gleichförmigen Verbreitungsleitung, das mit der oben erwähnten gleichförmigen Verbreitungsleitung verbunden ist, ein Gleichrichtungsmittel, das mit dem anderen Abschluss der oben erwähnten gleichförmigen Verbreitungsleitung in einer Richtung verbunden ist, in der kein Strom relativ zu der Spannung des oben erwähnten Lademittels fliesst, und einen Widerstand,
der mit dem oben erwähnten Gleichrichtungsmittel in Serie geschaltet ist und einen Widerstandswert gleich der charakteristischen Impedanz der oben erwähnten gleichförmigen Verbreitungsleitung aufweist.
[0015] Gemäss einer Ausführungsform der Erfindung wird ein Entladungspulsgenerator für die Energieversorgung zwischen einem Elektrodenpaar vorgeschlagen, der mindestens umfasst:
eine gleichförmige Verbreitungsleitung, die eine vorherbestimmte Länge hat und mit einem Abschluss mit den Elektroden verbunden ist, ein Lademittel zum Laden der Kapazität der oben erwähnten gleichförmigen Verbreitungsleitung, das mit der oben erwähnten gleichförmigen Verbreitungsleitung verbunden ist, ein Gleichrichtungsmittel, das mit dem anderen Abschluss der oben erwähnten gleichförmigen Verbreitungsleitung in einer Richtung verbunden ist, in der kein Strom relativ zu der Spannung des oben erwähnten Lademittels fliesst, einen Widerstand, der mit dem oben erwähnten Gleichrichtungsmittel in Serie geschaltet ist und einen Widerstandswert gleich der charakteristischen Impedanz der oben erwähnten gleichförmigen Verbreitungsleitung aufweist, und eine Konstantspannungsquelle,
die mit dem oben erwähnten Gleichrichtungsmittel in Serie geschaltet ist.
[0016] Gemäss einer Ausführungsform der Erfindung wird ein Entladungspulsgenerator für die Energieversorgung zwischen einem Elektrodenpaar vorgeschlagen, der mindestens umfasst: eine gleichförmige Verbreitungsleitung, die eine vorherbestimmte Länge hat und mit einem Abschluss mit den Elektroden verbunden ist, ein Lademittel zum Laden der Kapazität der oben erwähnten gleichförmigen Verbreitungsleitung, das mit der oben erwähnten gleichförmigen Verbreitungsleitung verbunden ist, ein Gleichrichtungsmittel, das mit dem anderen Abschluss der oben erwähnten gleichförmigen Verbreitungsleitung in einer Richtung verbunden ist, in der kein Strom relativ zu der Spannung des oben erwähnten Lademittels fliesst, einen Widerstand,
der mit dem oben erwähnten Gleichrichtungsmittel in Serie geschaltet ist und einen Widerstandswert gleich der charakteristischen Impedanz der oben erwähnten gleichförmigen Verbreitungsleitung aufweist, Spannungsdetektionsmittel zum Detektieren der Spannung des oben erwähnten Widerstands, Spannungspolaritätsbestimmungsmittel zum Bestimmen der Polarität der Spannung des oben erwähnten Widerstands, die durch die oben erwähnten Spannungsdetektionsmittel detektiert wird, und Ladungsstoppmittel zum Stoppen des Ladens des oben erwähnten Lademittels, wenn die oben erwähnten Spannungspolaritätsbestimmungsmittel bestimmen,
dass die Polarität der Spannung umgekehrt zur Polarität gerade vor der Entladung ist.
[0017] Im Entladungspulsgenerator ist mindestens eine der oben erwähnten gleichförmigen Verbreitungsleitungen eine Wiederholungsschaltung aus diskreten Kondensatoren und Induktoren, die eine charakteristische Impedanz gleich wie die charakteristische Impedanz der oben erwähnten gleichförmigen Verbreitungsleitung bilden.
[0018] Im Entladungspulsgenerator ist mindestens eine der oben erwähnten gleichförmigen Verbreitungsleitungen als Parallelkörper aus einem Kondensator, der parallel zu dem oben erwähnten Gleichrichtungsmittel und dem oben erwähnten Widerstand geschaltet ist, und einem Induktor und einem Widerstand, die mit dem Kondensator in Serie geschaltet sind, ausgeführt,
wobei die charakteristische Impedanz basierend auf dem Kondensator und dem Induktor und dem Widerstandswert des Widerstands des parallelen Körpers, gleich der charakteristischen Impedanz der oben erwähnten gleichförmigen Verbreitungsleitung ist.
[0019] Im Entladungspulsgenerator ist das oben erwähnte Lademittel als Seriekörper aus einer DC-Energiequelle, einem Widerstand und einem Schaltmittel ausgeführt und es ist ein Steuermittel zum Ein/Ausschalten des Schaltmittels vorgesehen.
[0020] Im Entladungspulsgenerator ist das oben erwähnte Lademittel aus einem Seriekörper aus einer DC-Energiequelle, einem Widerstand und einer Diode, die in der Laderichtung verbunden ist, und ein Schaltmittel, das parallel zwischen dem Widerstand und der DC-Energiequelle des Seriekörpers geschaltet ist,
gebaut und es ist ein Steuermittel zum Ein/Ausschalten des Schaltmittels vorgesehen.
[0021] Im Entladungspulsgenerator ist ein Stromeinstellungswiderstand mit dem Abschluss der oben erwähnten gleichförmigen Verbreitungsleitung in Serie geschaltet, mit dem die Elektrode verbunden ist.
[0022] Im Entladungspulsgenerator ist die vorherbestimmte Länge der oben erwähnten gleichförmigen Verbreitungsleitung so festgelegt, dass die Laufzeit der oben erwähnten gleichförmigen Verbreitungsleitung die Hälfte einer beliebigen gewünschten Entladungspulsbreite wird, die zwischen den Polen erzeugt wird.
[0023] Gemäss der Erfindung wird ein Entladungspulsgenerator für die Verwendung mit einer Drahterodiermaschine, zum Liefern von Entladungsenergie zwischen die Pole einer Drahtelektrode und einem Werkstück,
zum Relativzueinanderbewegen der Drahtelektrode und des Werkstücks durch Positionierungsmittel, und zum Bearbeiten des Werkstücks zum Erzeugen der Entladungsenergie vorgeschlagen, wobei der oben erwähnte Entladungspulsgenerator eine erste gleichförmige Verbreitungsleitung und eine zweite gleichförmige Verbreitungsleitung umfasst, die an einem Abschluss parallel miteinander verbunden sind, wobei ein oberes Zuführteil einen anderen Abschluss der oben erwähnten ersten gleichförmigen Verbreitungsleitung für die Lieferung von Energie zur Drahtelektrode verbindet, wobei ein unteres Zuführteil einen anderen Abschluss der oben erwähnten zweiten gleichförmigen Verbreitungsleitung für die Lieferung von Energie zur Drahtelektrode verbindet,
wobei das Lademittel mit der oben erwähnten ersten gleichförmigen Verbreitungsleitung und der oben erwähnten zweiten gleichförmigen Verbreitungsleitung verbunden ist, um die Kapazitäten der oben erwähnten ersten gleichförmigen Verbreitungsleitung und der oben erwähnten zweiten Leitung gleichförmigen Verbreitungsleitung zu laden, wobei das Gleichrichtungsmittel mit dem einen Abschluss der oben erwähnten gleichförmigen Verbreitungsleitung in einer Richtung verbunden ist, in der kein Strom relativ zu der Spannung des oben erwähnten Lademittels fliesst, und wobei ein Widerstand mit dem oben erwähnten Gleichrichtungsmittel in Serie geschaltet ist und einen Widerstandswert aufweist,
der gleich ist wie die charakteristische Impedanz der oben erwähnten gleichförmigen Verbreitungsleitung.
[0024] Der Entladungspulsgenerator gemäss der Erfindung ist wie oben beschrieben konfiguriert und der Entladungsstrom steigt schnell und der Entladungsstrompuls eines einzigen Pulses derselben Polarität wird erzeugt.
Wenn der Entladungspulsgenerator zum Beispiel für die Funkenerosionsbearbeitung verwendet wird, ist der Entladungspulsgenerator also für die Mikrobearbeitung geeignet und kann den Elektrodenverbrauch reduzieren.
[0025] Der Spitzenwert des Entladungsstroms kann auf einen beliebigen gewünschten Wert eingestellt werden.
[0026] Zudem kann der Entladungspulsgenerator Gruppenentladung mit einer gemäss einer sehr einfachen Konfiguration vorherbestimmten Wiederholungsfrequenz erzeugen und folglich kann das Werkstück mit höherer Genauigkeit und mit höherer Qualität bearbeitet werden, wenn der Entladungspulsgenerator zum Beispiel für die Funkenerosionsbearbeitung verwendet wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
[0027]
<tb>Fig. 1<sep>ist ein Schaltdiagramm, das die Konfiguration eines Entladungspulsgenerators gemäss einer Ausführungsform 1 der Erfindung zeigt.
<tb>Fig. 2<sep>ist ein Kurvenformdiagramm, das den Betrieb des Entladungspulsgenerators gemäss der Ausführungsform 1 der Erfindung zeigt.
<tb>Fig. 3<sep>ist ein Kurvenformdiagramm, das den Betrieb des Entladungspulsgenerators gemäss der Ausführungsform 1 der Erfindung zeigt, und sie ist eine schematische Darstellung, die die Zeitachse vor und nach der Entladungsstartzeit t1 vergrössert.
<tb>Fig. 4<sep>ist ein Schaltdiagramm, das die Konfiguration eines Entladungspulsgenerators gemäss einer Ausführungsform 2 der Erfindung zeigt.
<tb>Fig. 5<sep>ist ein Kurvenformdiagramm, das den Betrieb des Entladungspulsgenerators gemäss der Ausführungsform 2 der Erfindung zeigt, und sie ist eine schematische Darstellung, die die Zeitachse vor und nach der Entladungsstartzeit t1 vergrössert.
<tb>Fig. 6<sep>ist ein Schaltdiagramm, das die Konfiguration eines Entladungspulsgenerators gemäss einer Ausführungsform 3 der Erfindung zeigt.
<tb>Fig. 7<sep>ist ein Schaltdiagramm, das die Konfiguration eines Entladungspulsgenerators gemäss einer Ausführungsform 4 der Erfindung zeigt.
<tb>Fig. 8<sep>ist ein Schaltdiagramm, das die Konfiguration eines Entladungspulsgenerators gemäss einer Ausführungsform 5 der Erfindung zeigt.
<tb>Fig. 9<sep>ist ein Schaltdiagramm, das die Konfiguration eines Entladungspulsgenerators gemäss einer Ausführungsform 6 der Erfindung zeigt.
<tb>Fig. 10<sep>zeigt eine Entladungsstromkurvenform im Entladungspulsgenerator gemäss der Ausführungsform 6 der Erfindung.
<tb>Fig. 11<sep>ist ein Schaltdiagramm, das die Konfiguration eines Entladungspulsgenerators gemäss einer Ausführungsform 7 der Erfindung zeigt.
<tb>Fig. 12<sep>zeigt eine Entladungsstromkurvenform im Entladungspulsgenerator gemäss der Ausführungsform 7 der Erfindung.
<tb>Fig. 13<sep>ist ein Schaltdiagramm, das die Konfiguration eines Entladungspulsgenerators gemäss einer Ausführungsform 8 der Erfindung zeigt.
<tb>Fig. 14<sep>ist ein Schaltdiagramm, das die Konfiguration eines Entladungspulsgenerators gemäss einer Ausführungsform 9 der Erfindung zeigt.
<tb>Fig. 15<sep>ist ein Kurvenformdiagramm, das den Betrieb des Entladungspulsgenerators gemäss der Ausführungsform 9 der Erfindung zeigt, und sie ist eine schematische Darstellung, die die Zeitachse vor und nach der Entladungsstartzeit t1 vergrössert.
<tb>Fig. 16<sep>ist ein Schaltdiagramm, das eine weitere Konfiguration des Entladungspulsgenerators gemäss der Ausführungsform 9 der Erfindung zeigt.
<tb>Fig. 17<sep>ist ein Schaltdiagramm, das die Konfiguration eines Entladungspulsgenerators gemäss dem Stand der Technik zeigt.
<tb>Fig. 18<sep>ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel einer gedämpften Schwingungskurvenform eines Entladungsstroms zeigt, die durch LC-Schwingung im Entladungspulsgenerator gemäss dem Stand der Technik von Fig. 17 verursacht wird.
<tb>Fig. 19<sep>ist ein Schaltdiagramm, das die Konfiguration eines weiteren Entladungspulsgenerators gemäss dem Stand der Technik zeigt.
<tb>Fig. 20<sep>ist eine Zeichnung, die ein Beispiel eines Entladungsstroms zwischen einer Elektrode und einem Werkstück im Entladungspulsgenerator gemäss dem Stand der Technik von Fig. 19 zeigt.
Bester Weg zur Ausführung der Erfindung
Ausführungsform 1
[0028] Fig. 1 ist ein Schaltdiagramm, das die Konfiguration eines Entladungspulsgenerators gemäss einer Ausführungsform 1 der Erfindung zeigt und das ein Beispiel der Verwendung des Entladungspulsgenerators mit einer Funkenerosionsmaschine zeigt.
In der Figur bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine Elektrode, das Bezugszeichen 2 bezeichnet ein Werkstück, das Bezugszeichen 3 bezeichnet eine DC-Energiequelle, das Bezugszeichen 8 bezeichnet ein Koaxialkabel, die Bezugszeichen 10, 11 und 12 bezeichnen Widerstände, das Bezugszeichen 13 bezeichnet eine Diode des Gleichrichtungsmittels, das Bezugszeichen 14 bezeichnet ein Schaltmittel, das Bezugszeichen 15 bezeichnet ein Steuermittel, das Bezugszeichen 16 bezeichnet das Lademittel zum Laden des Koaxialkabels 8, und L1 bezeichnet eine Verdrahtungsinduktivität;
die Elektrode 1 und das Werkstück 2 entsprechen einem Elektrodenpaar.
[0029] In der Fig. 1 sind der Stromeinstellungswiderstand 12 (Widerstandswert R12), die Elektrode 1 und das Werkstück 2 mit dem Abschluss des Koaxialkabels 8 auf der Elektrodenseite (im Folgenden elektrodenseitiger Abschluss genannt) in Serie geschaltet und die Verbindungsverdrahtung umfasst die Induktivität L1. Das Lademittel 16, das aus der DC-Energiequelle 3, dem Schaltmittel 14 und dem Widerstand 11 (Widerstandswert R11) aufgebaut ist, ist mit dem elektrodenseitigen Abschluss des Koaxialkabels 8 verbunden, es kann aber mit irgendeinem gewünschten Punkt verbunden werden, wie beispielsweise der Abschluss des Koaxialkabels 8 auf einer von der Elektrode abgewandten Seite (im Folgenden von der Elektrode abgewandter Abschluss genannt).
Wenn das Lademittel 16 zum Beispiel mit dem von der Elektrode abgewandten Abschluss des Koaxialkabels 8 verbunden ist, sind nur die Elektrode 1, das Werkstück 2 und der Widerstand 12 mit dem elektrodenseitigen Abschluss verbunden, was die Verdrahtung und die Verbindung während der Bearbeitungszeit erleichtert usw.
[0030] Die Diode 13, die in der Richtung verbunden ist, in der kein Strom relativ zu der Spannung des Lademittels 16 fliesst, und der Widerstand 10, der einen Widerstandswert R10 aufweist, der gleich der charakteristischen Impedanz Z0 des Koaxialkabels 8 festgelegt ist, sind mit dem von der Elektrode abgewandten Abschluss des Koaxialkabels 8 in Serie geschaltet.
[0031] Wenn ein Widerstand, der gleich der charakteristischen Impedanz Z0 ist, mit dem Abschluss des Koaxialkabels 8 verbunden ist, wird Energie, die sich vom anderen Ende ausbreitet,
nicht reflektiert und wird vollständig im verbundenen Widerstand verbraucht und die am Widerstand anliegende Spannung ist eine Spannung, die dieselbe Kurvenform aufweist wie die Spannung, die am anderen Ende anliegt, und weist eine Verzögerung auf, so gross wie die Laufzeit Td.
[0032] Wenn ein Isolator im Koaxialkabel 8, nämlich ein Dielektrikum, eine hohe Dielektrizitätskonstante aufweist, wird die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Elektrizität niedriger.
Demzufolge, wenn das Verhältnis, in dem die eigentliche Länge im Vergleich zu der Länge im Vakuum verkürzt ist, das Verkürzungsverhältnis k ist, werden die Eigenschaften des Koaxialkabels 8 als gleichförmige Verbreitungsleitung durch die charakteristische Impedanz Z0 (omega ), das Verkürzungsverhältnis k und die Länge I (m) repräsentiert.
[0033] Die charakteristische Impedanz Z0 ist die Impedanz, bei der die gleichförmige Verbreitungsleitung (Koaxialkabel) betrieben wird, die so gebildet ist, dass die Kapazität C0 und die Induktivität L0 in der Einheitslänge des Koaxialkabels 8 Z0 = (L0/C0)<1/2> (omega ) werden.
[0034] Die elektrische Länge I0 (m) des Koaxialkabels 8 wird durch die folgende Gleichung repräsentiert:
I0=l/k (1)
[0035] Die Laufzeit Td (s) eines Signals von einem Ende zum anderen Ende des Koaxialkabels 8 wird durch die folgende Gleichung repräsentiert:
Td=I0/Cr (2)
wobei Cr die Lichtgeschwindigkeit ist.
[0036] Aus den Gleichungen (1) und (2) kann die Laufzeit Td (s) durch die folgende Gleichung repräsentiert werden:
Td=l/(k Cr) (3)
[0037] Zum Beispiel ist die Laufzeit Td eines 12.8 m Koaxialkabels (Verkürzungsverhältnis k=0.67) Td = 12.8/(0.67X3X10<8>) = 6.37X10<-8> s = 63.7 ns.
[0038] Um einen Entladungspuls zu erzeugen, wird in Fig. 1 das Schaltmittel 14 durch das Steuermittel 15 eingeschaltet und, um einen Entladungspuls zu stoppen, wird das Schaltmittel 14 durch das Steuermittel 15 ausgeschaltet.
[0039] Fig. 2 ist ein Kurvenformdiagramm, das den Betrieb des Entladungspulsgenerators gemäss der Ausführungsform 1 der Erfindung zeigt.
Fig. 2(a) zeigt die Ein-/Aus-Operation des Schaltmittels 14, Fig. 2(b) zeigt die Zwischenpolspannung V und Fig. 2(c) zeigt den Entladungsstrom Ig. In der Figur bezeichnet t die Zeit.
[0040] Zu der Zeit t0 wird in der Fig. 2(a) das Schaltmittel 14 durch das Steuermittel 15 in Fig. 1 eingeschaltet, um das Koaxialkabel 8 durch den Widerstand 11 von der DC-Energiequelle 3 zu laden. Die Zwischenpolspannung steigt in Fig. 2(b) von t0 bis t1 an (t1 bezeichnet die Entladungsstartzeit) und wird mit der Zeitkonstante Tc = R11 C1 geladen. Die Kapazität enthält die Kapazität des Koaxialkabels 8, die Kapazität zwischen der Elektrode 1 und dem Werkstück 2 und die Kapazität, die durch die Verdrahtung verursacht wird.
[0041] Fig. 3 ist ein Kurvenformdiagramm, das die Zeitachse vor und nach der Entladungsstartzeit t1 vergrössert.
Fig. 3(a) zeigt die Zwischenpolspannung V, Fig. 3(b) zeigt den Entladungsstrom Ig und Fig. 3(c) zeigt die Spannung Vt am von der Elektrode abgewandten Abschluss des Koaxialkabels 8. In der Figur bezeichnet t die Zeit.
[0042] Das Koaxialkabel 8 wird unmittelbar vor der Entladungsstartzeit t1 in Fig. 3 auf die Spannung V1 geladen. Wenn die Entladung zur Zeit t1 eintritt, wird die Zwischenpolspannung V zur Entladungsspannung Vg und ist beinahe konstant, zum Beispiel etwa 20 bis 30 V während dem Laden.
Der Entladungsstrom Ig steigt, wie in den Fig. 2(c) und 3(b) gezeigt, steil an und ein Pulsstrom ähnlich einer Rechteckwelle tritt ein.
[0043] Der Entladungsstrom Ig (A) erhält einen Wert, der aus der Division des Spannungsabfalls (V1-Vg) durch die Schaltungsimpedanz (Z0+R12) resultiert, und nämlich durch die folgende Gleichung repräsentiert wird:
lg = (V1-Vg)/(Z0+R12) (4)
[0044] In der Entladungsstromkurvenform in Fig. 3(b) wird der Entladungsstrompuls bei einem Widerstandswert R12 des Widerstands 12 von Null durch Ig0 angegeben (ausgezogene Linie) und der Entladungsstrompuls, wenn der Widerstandswert R12 gleich ist, wie die charakteristische Impedanz Z0 des Koaxialkabels 8, wird durch Ig1 angegeben (gestrichelte Linie).
Nur der Spitzenwert des Entladungsstrompulses ändert sich abhängig vom Ausmass des Widerstandswerts R12 des Widerstands 12 und die Pulsbreite ist Tg (=2Td) und verändert sich nicht.
[0045] Wenn die Spannung V1 am elektrodenseitigen Abschluss des Koaxialkabels 8 auf die Entladungsspannung Vg absinkt, weil die Entladung zur Zeit t1 eintritt, ändert sich die Spannung Vt am von der Elektrode abgewandten Abschluss des Koaxialkabels 8 zur Zeit t2 nach der Laufzeit Td des Koaxialkabels 8 von V1 zu Ve = (V1-2Vg)/2 (V), wie in Fig. 3(c) gezeigt wird.
[0046] Die negative Spannung Ve tritt ein, da der durch die Entladung verursachte Spannungsabfall (V1-Vg) sich vom elektrodenseitigen Abschluss des Koaxialkabels 8 zum von der Elektrode abgewandten Abschluss fortpflanzt.
Elektrischer Strom fliesst ab der Zeit t2 bis zur Zeit t4, währenddem die Spannung am von der Elektrode abgewandten Abschluss des Koaxialkabels 8 negativ ist, in den Widerstand 10 und die gesamte Energie wird verbraucht. Deswegen wird die Energie Null, die sich vom von der Elektrode abgewandten Abschluss zum elektrodenseitigen Abschluss fortpflanzt, es werden also Spannung Null und Strom Null zum elektrodenseitigen Abschluss übertragen.
[0047] Zur Zeit t3, nach der zusätzlichen Laufzeit Td ab der Zeit t2, geht der Entladungsstrom Ig steil auf Null und die Zwischenpolspannung V wird auch Null.
Zu dieser Zeit wird die Entladung zwischen der Elektrode 1 und dem Werkstück 2 lichtbogengelöscht und die Elektrode 1 tritt in einen offenen Zustand.
[0048] Da die Spannung der Elektrode 1 Null wird, wird die Spannung Vt am von der Elektrode abgewandten Abschluss des Koaxialkabels 8 Null und die Spannung und der Strom gehen zur Zeit t4, nach der zusätzlichen Laufzeit Td, in den Ausgangszustand von Null. Dieser Betrieb wird möglich, wenn der Widerstandswert R11 des Widerstands 11 des Lademittels 16 relativ zu der Impedanz Z0 einen vergleichsweise grossen Wert aufweist, wenn das Schaltmittel 14 eingeschaltet ist.
Das heisst, der Betrieb ist möglich, wenn der Widerstandswert R11 ungefähr 10 oder mehr mal die charakteristische Impedanz Z0 des Koaxialkabels 8 aufweist.
[0049] Zum Beispiel, wenn der Widerstandswert R11 auf ungefähr 10 oder mehr mal die charakteristische Impedanz Z0 des Koaxialkabels 8 festgelegt wird, wenn das Koaxialkabel ein RG-58C/U ist (die charakteristische Impedanz ist 50omega ), wenn die Länge l 12.8 m beträgt, wenn die Spannung der DC-Energiequelle 3 120 V ist und wenn die Entladungsspannung Vg 20 V ist, wird ein Puls mit der Pulsbreite Tg von etwa 136 ns und ein Entladungsstrom Ig von 2 A geliefert.
[0050] Gleichermassen, wenn der Widerstandswert R11 auf ungefähr 10 oder mehr Mal die charakteristische Impedanz Z0 des Koaxialkabels 8 festgelegt wird, wenn das Koaxialkabel ein 3C-2V ist (die charakteristische Impedanz ist 75omega ),
wenn die Länge l 1 m beträgt, wenn die Spannung der DC-Energiequelle 3 120 V ist und wenn die Entladungsspannung Vg 25 V ist, wird ein sehr kurzer Puls mit der Pulsbreite Tg von etwa 16 ns und ein Entladungsstrom Ig von 1.2 A geliefert.
[0051] Wie oben beschrieben wurde, ist die Tatsache, dass die Zwischenpolspannung in Fig. 3(a) zur Zeit t3 und später auf Null gesetzt werden kann, ideal für den Entladungspulsgenerator. Allerdings mag die Spannung abhängig von der Anwendung nicht immer Null werden.
Wenn der Entladungspulsgenerator zum Beispiel mit einer Funkenerosionsmaschine verwendet wird, wird die Zwischenpolspannung V zur Zeit t3 und später gleich oder kleiner als die Entladungsspannung.
[0052] Gemäss der beschriebenen Konfiguration kann ein Entladungspulsgenerator geliefert werden, der in der Lage ist, einen Strompuls des Entladungsstroms Ig wie eine Rechteckswelle zu erzeugen, wobei die Pulsbreite Tg zweimal die Laufzeit Td des Koaxialkabels 8 beträgt.
Der Widerstandswert R12 des Widerstands 12 wird durch einen Regelwiderstand als Widerstand 12 variabel gemacht, wodurch der Spitzenwert des Entladungsstroms auf einen beliebigen gewünschten Wert eingestellt werden kann, ohne die Pulsbreite zu ändern.
[0053] Da die Elektrode 1 zum Endzeitpunkt des durch den erfindungsgemässen Entladungspulsgenerator erzeugten Entladungsstrompulses in einen offenen Zustand eintritt, beginnt das Lademittel 16 zu laden und das Laden und Entladen wird wie in Fig. 2(b) und Fig. 2(c) wiederholt.
Wenn das Schaltmittel 14 des Lademittels 16 demzufolge durch das Steuermittel 15 (Fig. 2(a)) eingeschaltet wird, können Entladungspulse kontinuierlich erzeugt werden (Gruppenentladung).
[0054] Die Widerholungsperiode der Gruppenentladung wird bestimmt durch die Entladungsstartspannung V1 zur Zeit T1, die Spannung der Energiequelle 3 und des Widerstandswerts R11 des Widerstands 11 des Lademittels, und der Kapazität des Koaxialkabels 8 und der Elektrode 1. Wenn die Kapazität 100pF ist und der Widerstandswert 1 komega beträgt, ist eine Wiederholungsentladung (Gruppenentladung) bei einer Frequenz von etwa 3 MHz möglich.
[0055] Wenn das Schaltmittel 14 durch das Steuermittel 15 ausgeschaltet wird, wird das Laden gestoppt und demzufolge die Erzeugung von Entladungspulsen auch gestoppt.
Das Schaltmittel 14 kann einfach als Relais, Halbleiter oder Ähnliches ausgeführt werden und das Ein-/Ausschalten eines Entladungspulses kann einfach gesteuert werden.
[0056] Um den Entladungspulsgenerator gemäss der Ausführungsform 1 der Erfindung mit einer Funkenerosionsmaschine zu verwenden, führt die Funkenerosionsmaschine im Allgemeinen eine so genannte Sprungoperation durch, wobei die Elektrode 1 relativ zum Werkstück 2 bei hoher Geschwindigkeit periodisch hin- und herbewegt wird, und bearbeitet das Werkstück 2, indem Werkstücksplitter zwischen den Polen entladen werden. Wenn das Schaltmittel 14 durch das Steuermittel 15 synchron mit der Sprungoperation gesteuert wird, kann ein Entladungsstrompuls unter optimalen Arbeitsbedingungen erzeugt werden.
Das Schaltmittel wird periodisch während der Bearbeitung eingeschaltet, wodurch die stabilen Arbeitsbedingungen aufrechterhalten werden können.
[0057] Wie oben beschrieben wird, kann der Entladungspulsgenerator gemäss der Erfindung einen Entladungsstrompuls mit vorherbestimmter Pulsbreite und Spitzenwert liefern und kann mit einer gemäss der sehr einfachen Konfiguration vorherbestimmten Wiederholungsfrequenz Gruppenentladung erzeugen.
[0058] Der Entladungspulsgenerator gemäss der Erfindung hat eine einfache Konfiguration und kann miniaturisiert werden und demzufolge in der Nähe des Elektrodenpaars angeordnet werden.
Deshalb kann die Verdrahtung verkürzt werden, so dass die Induktivität der Verdrahtung reduziert werden kann und das Werkstück in einer Funkenerosionsmaschine, die den Entladungsimpulsgenerator verwendet, mit höherer Genauigkeit und höherer Qualität bei einer höheren Geschwindigkeit bearbeitet werden kann.
[0059] Die oben gegebene Beschreibung basiert auf dem Entladungspulsgenerator gemäss der Erfindung in der Schaltungskonfiguration der Fig. 1, aber die Erfindung ist nicht auf die Schaltungskonfiguration der Fig. 1 beschränkt.
[0060] Zum Beispiel kann eine Konfiguration genommen werden, in der die DC-Energiequelle 3 des Lademittels 16 und die Diode 13 in einer umgekehrten Richtung verbunden sind, in welchem Fall die Polarität der Spannung umgekehrt ist, aber ein gleicher Betrieb wie in Fig.
1 ausgeführt werden kann.
[0061] Es wurde der Fall beschrieben, in welchem das Lademittel 16 aus der DC-Energiequelle 3, dem Schaltmittel 14 und dem Widerstand 11 aufgebaut ist. Das Lademittel ist jedoch nicht auf eine solche Konfiguration beschränkt und kann eine Konstantstromquelle usw. sein.
[0062] In der Fig. 1 wurde der Fall beschrieben, in welchem die Anzahl Koaxialkabel 8 eins beträgt, aber eine Vielzahl von Koaxialkabeln können parallel geschaltet sein, in welchem Fall die charakteristische Impedanz der gleichförmigen Verbreitungsleitung tiefer sein kann und demzufolge der Spitzenwert des Entladungsstrompulses mehr angehoben werden kann.
[0063] In der Fig. 1 wird das Koaxialkabel 8 als gleichförmige Verbreitungsleitung verwendet, es kann aber auch ein verdrilltes Paar als gleichförmige Verbreitungsleitung verwendet werden.
Das verdrillte Paar kann als normaler isolierter Draht ausgeführt werden und kann leicht und zu tiefen Kosten hergestellt werden. Allerdings ist die charakteristische Impedanz Z0 im Vergleich zu der eines Koaxialkabels hoch und der Spitzenwert des Entladungsstrompulses wird deshalb tiefer im Vergleich zu dem eines Koaxialkabels.
[0064] Die gleichförmige Verbreitungsleitung kann dadurch gebildet werden, dass eine Kupferfolienleitung mit einer vorherbestimmten Länge durch ein Druckmuster auf einer Leiterplatte anstatt das Koaxialkabel oder das verdrillte Paar eingefasst wird. In diesem Fall kann eine höhere Miniaturisierung und Kostenreduktion erreicht werden.
Ausführungsform 2
[0065] Fig. 4 ist ein Schaltdiagramm, das die Konfiguration eines Entladungspulsgenerators gemäss einer Ausführungsform 2 der Erfindung zeigt.
Teile, die identisch mit oder ähnlich zu denen in Fig. 1 der Ausführungsform 1 sind, werden in Fig. 4 mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. In Fig. 4 bezeichnet das Bezugszeichen 17 eine Zenerdiode, welche in umgekehrter Richtung mit einer Diode 13 verbunden ist.
[0066] Fig. 5 ist ein Kurvenformdiagramm, das den Betrieb des Entladungspulsgenerators gemäss der Ausführungsform 2 der Erfindung zeigt, und sie ist eine schematische Darstellung, die die Zeitachse vor und nach der Entladungsstartzeit t1 vergrössert.
In der Figur bezeichnet t die Zeit.
[0067] Wenn der Widerstandswert R11 des Widerstands 11 in Fig. 1 kleiner gemacht wird, um zur Verkürzung der Ladezeit in Fig. 2 (t0 bis t1) in der Konfiguration der Ausführungsform 1 den Ladestrom zu erhöhen, wechselt die Spannung Vt am von der Elektrode abgewandten Abschluss des Koaxialkabels 8 von Ve zu Ve1 (gestrichelte Linie) in Fig. 5 (c) und die Zwischenpolspannung V wird zur Zeit t3 oder später nicht Null und die Spannung Vg1 (gestrichelte Linie) tritt wie in Fig. 5 (a) auf.
[0068] Eine solche Spannung Vg1 kann abhängig von der Anwendung des Entladungspulsgenerators ein Problem herbeiführen.
Zum Beispiel ist es notwendig, die Entladungsspannung zu unterdrücken oder zu reduzieren, um den Entladungspulsgenerator mit einer Funkenerosionsmaschine zu verwenden.
[0069] Fig. 4 zeigt ein Konfigurationsbeispiel, um eine solche Spannung Vg1 beispielsweise auf Null zu setzen. Eine Konstantspannungsquelle ist als Zenerdiode 17 ausgeführt und die Spannung Ve1 in Fig. 5 wird wegen der Zenerspannung der Zenerdiode 17 Ve, wie durch den Pfeil A in Fig. 5(c) angedeutet wird, und die Spannung Vg1 kann auf Null gesetzt werden, wie durch den Pfeil B in Fig. 5(a) angedeutet wird.
Die Zenerspannung der Zenerdiode 17 wird zum Beispiel ungefähr 5 V, wenn das Koaxialkabel ein RG-58C/U ist (die charakteristische Impedanz ist 50omega ), wenn die Spannung der DC-Energiequelle 3 120 V ist und wenn der Widerstandswert R11 des Widerstands 11 1 komega ist.
[0070] Die Zenerspannung wird mit Hinblick auf die Anwendung geändert, zum Beispiel, wenn die Spannung Vg1 nicht Null sein muss etc., wobei die Spannung Vg1 innerhalb irgendeines gewünschten Spannungsgrenzbereichs unterdrückt werden kann.
[0071] Gemäss der beschriebenen Konfiguration können eine Funktion und ein Effekt ähnlich denjenigen der Ausführungsform 1 geliefert werden und der Widerstandswert R11 des Widerstands 11 zur Bestimmung des Ausgangsstroms des Lademittels 16 kann reduziert werden, um den Ausgangsstrom des Lademittels 16 zu erhöhen, um die Ladezeit zu verkürzen,
so dass ein Entladungsstrompuls mit einer hohen Wiederholungsfrequenz verglichen mit der in Fig. 2 der Ausführungsform 1 erzeugt werden kann.
[0072] Im Konfigurationsbeispiel in Fig. 4 wird die Konstantspannungsquelle in der oben gegebenen Beschreibung als Zenerdiode 17 ausgeführt, es kann aber eine Konstantspannungsquelle, die mit irgendeinem anderen Bauteil, wie einem Transistor, ausgeführt wird, verwendet werden.
Ausführungsform 3
[0073] Fig. 6 ist ein Schaltdiagramm, das die Konfiguration eines Entladungspulsgenerators gemäss einer Ausführungsform 3 der Erfindung zeigt. Teile, die identisch mit oder ähnlich zu denen in Fig. 1 der Ausführungsform 1 sind, werden in Fig. 6 mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
In Fig. 6 bezeichnet das Bezugszeichen 18 eine Diode und das Lademittel 16 ist ein Seriekörper einer DC-Energiequelle 3, eines Widerstands 11 und der Diode 18, die in Laderichtung verbunden ist, wobei das Schaltmittel 14 parallel zu der DC-Energiequelle 3 und dem Widerstand 11 geschaltet ist. Wenn das Schaltmittel 14 durch das Steuermittel (nicht dargestellt) ausgeschaltet wird, kann das Laden gestartet werden, und wenn das Schaltmittel 14 durch das Steuermittel (nicht dargestellt) eingeschaltet wird, kann das Laden gestoppt werden. Es können eine Funktion und ein Effekt ähnlich denjenigen der Ausführungsform 1 geliefert werden.
Ausführungsform 4
[0074] Fig. 7 ist ein Schaltdiagramm, das die Konfiguration eines Entladungspulsgenerators gemäss einer Ausführungsform 4 der Erfindung zeigt.
Teile, die identisch mit oder ähnlich zu denen in Fig. 1 der Ausführungsform 1 sind, werden in Fig. 7 mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. In Fig. 7 bezeichnen die Bezugszeichen 8a und 8b Koaxialkabel, die Bezugszeichen 10a und 10b bezeichnen Widerstände und die Bezugszeichen 13a und 13b bezeichnen Dioden, und ein Lademittel, das eine ähnliche Funktion wie das des Lademittels 16 in Fig. 1 der Ausführungsform 1 hat, und das mit irgendeiner mit der Elektrode 1 verbundenen Leitung verbunden ist, ist ausgelassen.
[0075] In der Fig.
7 sind eine Schaltung, die aus dem Koaxialkabel 8a, der Diode 13a und dem Widerstand 10a besteht, und eine Schaltung, die aus dem Koaxialkabel 8b, der Diode 13b und dem Widerstand 10b besteht, parallel geschaltet und mit der Elektrode 1 und dem Werkstück 2 verbunden und der Gesamtwert der Ströme der parallelen Schaltungen fliesst in die Elektrode 1.
Bei Bedarf kann ein Stromeinstellungswiderstand in mindestens eine der parallelen Schaltungen eingefügt werden.
[0076] Der Entladungspulsgenerator gemäss der Ausführungsform 4 der Erfindung kann eine Funktion und einen Effekt, ähnlich denjenigen der Ausführungsform 1 liefern und zusätzlich, zum Beispiel, wenn die charakteristische Impedanz des Koaxialkabels 8b relativ zum Koaxialkabel 8a erhöht wird, wird der durch das Koaxialkabel 8b gelieferte Spitzenstromwert reduziert, und wenn die Länge des Koaxialkabels 8b relativ zum Koaxialkabel 8a erhöht wird, endet der Strom des Koaxialkabels 8b, nachdem der Strom des Koaxialkabels 8a endet, und der Entladungsstrom kann bei zwei Schritten geändert werden.
In einer solchen Konfiguration, um den Entladungspulsgenerator gemäss der Ausführungsform 4 der Erfindung beispielsweise für die Funkenerosionsbearbeitung zu verwenden, wird der erste Strom beim Beginn der Entladung hoch gehalten, um die Entladung stabil fortzuführen und danach wird ein schwacher Strom für die Funkenerosionsbearbeitung verwendet, wobei eine qualitativ hohe Bearbeitung mit glätteren Oberflächenrauheiten erreicht werden kann.
Ausführungsform 5
[0077] Fig. 8 ist ein Schaltdiagramm, das die Konfiguration eines Entladungspulsgenerators gemäss einer Ausführungsform 5 der Erfindung zeigt. Teile, die identisch mit oder ähnlich zu denen in Fig. 1 der Ausführungsform 1 sind, werden in Fig. 8 mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
In Fig. 8 bezeichnen die Bezugszeichen 19a, 19b und 19c Kondensatoren und die Bezugszeichen 20a und 20b bezeichnen Induktoren, und Lademittel, das eine ähnliche Funktion wie die des Lademittels 16 in Fig. 1 der Ausführungsform 1 hat, und das mit irgendeiner mit der Elektrode 1 verbundenen Leitung verbunden ist, ist ausgelassen.
[0078] In der Konfiguration in Fig. 8 ist das Koaxialkabel 8 in Fig. 1 der Ausführungsform 1 aus einer Wiederholungsschaltung von diskreten Kondensatoren (19a usw.) und Induktoren (20a usw.) aufgebaut, die eine charakteristische Impedanz bilden, die gleich der charakteristischen Impedanz des Koaxialkabels 8 ist, und eine Funktion und ein Effekt ähnlich denjenigen der Ausführungsform 1 kann geliefert werden und der Entladungspulsgenerator kann miniaturisiert werden.
Ausführungsform 6
[0079] Fig.
9 ist ein Schaltdiagramm, das die Konfiguration eines Entladungspulsgenerators gemäss einer Ausführungsform 6 der Erfindung zeigt. Teile, die identisch mit oder ähnlich zu denen in Fig. 8 der Ausführungsform 5 sind, werden in Fig. 9 mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
[0080] In der Konfiguration in Fig. 9 ist die Schaltung, die in der Konfiguration in Fig. 8 der Ausführungsform 5 aus diskreten Kondensatoren und Induktoren besteht, nur aus einer Schaltung aufgebaut und ein paralleler Widerstand zu der Induktivität ist hinzugefügt. Das heisst in Fig. 9 bezeichnet das Bezugszeichen 19 einen Kondensator (Kapazität C19) und das Bezugszeichen 20 bezeichnet einen Induktor (Induktivität L20) und ein Widerstand 21 mit einem Widerstandswert R21, gleich wie die charakteristische Impedanz Z1=(L20/L19)<1/2> (omega ), ist parallel zum Induktor 20 hinzugefügt.
Das Lademittel, das eine ähnliche Funktion wie die des Lademittels 16 in Fig. 1 der Ausführungsform 1 hat, und das mit irgendeiner mit der Elektrode 1 verbundenen Leitung verbunden ist, ist ausgelassen.
[0081] Fig. 10 zeigt einen Entladungsstrom Ig im Entladungspulsgenerator gemäss der Ausführungsform 6 der Erfindung. In der Figur bezeichnet t die Zeit. Die Pulsbreite Tg1 wird ungefähr ein Viertel der Resonanzperiode, die auf der Induktivität L20 und der Kapazität C19 basiert.
Der Spitzenwert des Entladestroms, Igp, ist Igp=V1/Z1 (A) (V1 ist die Entladungsstartspannung) und der Entladungspulsgenerator, der eine Entladungsstromkurvenform erzeugen kann, von der die Anstiegsflanke eines einzigen Pulses im Unterschied zu einer einfachen Kondensatorentladung steil ist, kann miniaturisiert werden.
[0082] Zum Beispiel, wenn die Kapazität C19 auf 811 pF festgelegt ist, wenn die Induktivität L20 auf 2028 nH festgelegt ist, wenn der Widerstandswert R21 auf 50omega festgelegt ist, wenn der Widerstandswert R10 auf 50omega festgelegt ist, und wenn die Spannung der DC-Energiequelle 3 auf 120 V festgelegt ist, kann ein Entladungsstrompuls mit einer Pulsbreite Tg1 von 100 ns und ein Spitzenwert Igp von 2 A geliefert werden.
Ausführungsform 7
[0083] Fig.
11 ist ein Schaltdiagramm, das die Konfiguration eines Entladungspulsgenerators gemäss einer Ausführungsform 7 der Erfindung zeigt. Teile, die identisch mit oder ähnlich zu denen in Fig. 1 der Ausführungsform 1 und in Fig. 9 der Ausführungsform 6 sind, werden in Fig. 11 mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
In Fig. 11 bezeichnet das Bezugszeichen 22 einen Widerstand und das Bezugzeichen 23 bezeichnet eine Diode; ein Lademittel, das eine ähnliche Funktion wie die des Lademittels 16 in Fig. 1 der Ausführungsform 1 hat, und das mit irgendeiner mit der Elektrode 1 verbundenen Leitung verbunden ist, ist ausgelassen.
[0084] In Fig. 11 ist die Konfiguration des von der Elektrode abgewandten Abschlusses des Koaxialkabels 8 dieselbe wie die in Fig. 1 und eine Schaltung, die ähnlich zu der in Fig. 9 der Ausführungsform 6 ist, ist zum von der Elektrode abgewandten Abschluss des Koaxialkabels 8 hinzugefügt.
Die Konfiguration in Fig. 1 der Ausführungsform 1 und die Konfiguration in Fig. 9 der Ausführungsform 6 werden kombiniert verwendet.
[0085] Fig. 12 zeigt einen Entladungsstrom im Entladungspulsgenerator gemäss der Ausführungsform 7 der Erfindung und zeigt den Fall, in welchem die Laufzeit des Koaxialkabels 8 und die der zu der in Fig. 9 ähnlichen Schaltung gleich festgelegt sind. In der Figur bezeichnet t die Zeit.
Demzufolge kann ein Entladungsstrompuls Ig geliefert werden, der schnell ansteigt und einen hohen Spitzenwert Igp aufweist, der in der Konfiguration mit nur dem Koaxialkabel nicht geliefert werden kann.
Ausführungsform 8
[0086] Fig. 13 ist ein Schaltdiagramm, das die Konfiguration eines Entladungspulsgenerators gemäss einer Ausführungsform 8 der Erfindung zeigt und das ein Beispiel der Anwendung des Entladungspulsgenerators für eine Drahterodiermaschine für die Ausführung von feiner Feinschliffbearbeitung zeigt. Teile, die identisch mit oder ähnlich zu denen in Fig. 1 der Ausführungsform 1 sind, werden in Fig. 13 mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
In Fig. 13 bezeichnet das Bezugszeichen 1a eine Drahtelektrode, die Bezugszeichen 8a und 8b bezeichnen Koaxialkabel, das Bezugszeichen 24 bezeichnet einen Drahtspulenkörper, das Bezugszeichen 25a bezeichnet ein oberes Zuführteil, das Bezugszeichen 25b bezeichnet ein unteres Zuführteil, das Bezugszeichen 26 bezeichnet eine Antriebsrolle und das Bezugszeichen 27 bezeichnet eine Andruckrolle. Es wird nur ein Abriss der Konfiguration der Drahterodiermaschine gezeigt.
[0087] Erste Leiter sind bei den elektrodenseitigen Abschlüssen der Koaxialkabel 8a und 8b mit dem oberen Zuführteil 25a und dem unteren Zuführteil 25b verbunden. Andere Leiter sind bei den elektrodenseitigen Abschlüssen der Koaxialkabel 8a und 8b mit dem Werkstück 2 verbunden.
Die von den Elektroden abgewandten Abschlüsse der Koaxialkabel 8a und 8b sind parallel geschaltet.
[0088] Die Drahterodiermaschine spannt die Drahtelektrode 1a mittels der Antriebsrolle 26 und der Andruckrolle 27 ein und zieht sie. Die Drahterodiermaschine liefert Bearbeitungsenergie vom Entladungspulsgenerator zwischen das Werkstück 2 und die Drahtelektrode 1a, während sie die Drahtelektrode 1a zuführt, und sie bearbeitet das Werkstück 2, währenddem sie die Drahtelektrode 1a und das Werkstück 2 mittels Positionierungsmitteln (nicht dargestellt) relativ zueinander bewegt.
[0089] Wenn das obere Zuführteil 25a und das untere Zuführteil 25b voneinander entfernt sind, kann die Verdrahtung zwischen den elektrodenseitigen Abschlüssen der Koaxialkabel 8a und 8b und dem oberen Zuführteil 25a und dem unteren Zuführteil 25b kurz ausgeführt werden,
so dass ein feiner Entladungsstrompuls mit einer kurzen Pulsbreite geliefert werden kann.
[0090] Eine gewöhnliche Diode 13 und ein gewöhnlicher Widerstand 10 können bei den von den Elektroden abgewandten Abschlüssen der Koaxialkabel 8a und 8b verwendet werden, wenn die Koaxialkabel einigermassen lang sind. Das Lademittel 16 wird bei den von den Elektroden abgewandten Abschlüssen der Koaxialkabel 8a und 8b angeordnet, wodurch das Ein-/Ausschalten der Entladung an einer Stelle gesteuert werden kann, die so weit wie die Länge der Koaxialkabel 8a und 8b von der Drahtelektrode 1a und dem Werkstück 2 entfernt ist.
Ausführungsform 9
[0091] Fig. 14 ist ein Schaltdiagramm, das die Konfiguration eines Entladungspulsgenerators gemäss einer Ausführungsform 9 der Erfindung zeigt.
Teile, die identisch mit oder ähnlich zu denen in Fig. 1 der Ausführungsform 1 sind, werden in Fig. 14 mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. In Fig. 14 bezeichnet das Bezugszeichen 28 Spannungsdetektions- und Polaritätsbestimmungsmittel, das Bezugszeichen 29 bezeichnet eine UND-Schaltung und S bezeichnet ein Entladungs-Ein/Ausschaltsignal.
[0092] In der Ausführungsform 9 werden wie in der Ausführungsform 2 Mittel gezeigt, die ermöglichen, den Widerstandswert R11 des Widerstands 11 zur Bestimmung des Ausgangsstroms des Lademittels 16 zu reduzieren, wodurch die Ladezeit verkürzt wird und ein Entladungsstrompuls mit einer hohen Wiederholungsfrequenz erzeugt wird.
[0093] Die Spannungsdetektions- und Polaritätsbestimmungsmittel 28 haben die Funktion, die Spannung des Widerstands 10 zu detektieren und die Funktion, den detektierten Spannungswert,
zum Beispiel mit einer Nullspannung, zu vergleichen und die Spannungspolarität des Widerstands 10 zu bestimmen.
[0094] In der Fig. 14 wird die Spannung des Widerstands 10, der mit dem von der Elektrode abgewandten Abschluss des Koaxialkabels 8 verbunden ist, durch die Spannungsdetektions- und Polaritätsbestimmungsmittel 28 detektiert und das Schaltmittel 14 des Lademittels 16 wird ausgeschaltet, wenn bestimmt wird, dass die Polarität der Spannung des Widerstands 10 umgekehrt zu der Polarität gerade vor der Entladung wird.
Das Schaltmittel 14 entspricht den Ladestoppmitteln.
[0095] Das Schaltmittel 14 kann auch durch das Entladungs-Ein/Ausschaltsignal S ein-/ausgeschaltet werden und das Ein/Ausschalten der Entladung kann gesteuert werden.
[0096] Fig. 15 ist ein Kurvenformdiagramm, das den Betrieb des Entladungspulsgenerators gemäss der Ausführungsform 9 der Erfindung zeigt, und sie ist eine schematische Darstellung, die die Zeitachse vor und nach der Entladungsstartzeit t1 wie in der Fig. 3 der Ausführungsform 1 vergrössert. Inhalte, die identisch mit denen in Fig. 3 der Ausführungsform 1 sind, werden in Fig. 15 mit den gleichen Symbolen bezeichnet.
Fig. 15(d) zeigt den Ausgangsstrom Ic des Lademittels 16 (nämlich den Strom, der durch den Widerstand R11 geht).
[0097] Die Spannung Vt beim von der Elektrode abgewandten Abschluss des Koaxialkabels 8 wird in Fig. 15(c) die Spannung Ve mit einer vor der Entladungsstartzeit, von der Zeit t2 bis t4 von der Spannung V1 gegenteiligen Polarität. Diese Spannung Ve wird durch die Spannungsdetektions- und Polaritätsbestimmungsmittel 28 detektiert und ein Signal zum Ausschalten des Schaltmittels 14 von der Zeit t2 bis zur Zeit t4 wird durch die UND-Schaltung 29 ausgegeben.
[0098] Das Schaltmittel 14 der Entladungsstoppmittel wird also ausgeschaltet, wodurch der Ausgangsstrom Ic vom Lademittel 16 von der Zeit t2 bis zur Zeit t4, wie in Fig. 15(d) gezeigt, Null wird (Ic0).
Wenn das Schaltmittel 14 von der Zeit t2 bis zur Zeit t4 nicht ausgeschaltet wird, fährt der Ausgangsstrom Ic vom Lademittel 16 als Ic1 fort (gestrichelte Linie) und demzufolge tritt zur Endzeit des Entladungspulses eine Spannung auf, in Fig. 15(a) als Vg2. Aber die Spannung Vg2 zur Endzeit des Entladungspulses kann auf Null gesetzt werden (Pfeil D in Fig. 15(a)) indem der Ausgangsstrom Ic vom Lademittel 16 von der Zeit t2 bis zur Zeit t4 ausgeschaltet wird, in Fig. 15(d) als Ic0.
Deshalb kann der Widerstandswert R11 des Widerstands 11 zur Bestimmung des Ausgangsstroms Ic des Lademittels 16 reduziert werden, um den Ausgangsstrom Ic vom Lademittel 16 zu erhöhen, um das Laden zu beschleunigen, so dass ein Entladungsstrompuls mit einer hohen Wiederholungsfrequenz im Vergleich mit derjenigen in Fig. 2 der Ausführungsform 1 erzeugt werden kann.
[0099] Fig. 16 ist ein Schaltdiagramm, das eine weitere Konfiguration des Entladungspulsgenerators gemäss der Ausführungsform 9 der Erfindung zeigt. Teile, die identisch mit oder ähnlich zu denen in Fig. 14 sind, werden in Fig. 16 mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. In Fig. 16 bezeichnet das Bezugszeichen 14a einen FET des Schaltmittels und das Bezugzeichen 30 bezeichnet eine NAND-Schaltung.
Das Lademittel 16 hat eine ähnliche Konfiguration wie das in Fig. 6 der Ausführungsform 3 und das Laden kann durch Ausschalten des FET 14a gestartet und durch Einschalten des FET 14a gestoppt werden. Die Spannung des Widerstands 10 wird durch die Spannungsdetektions- und Polaritätsbestimmungsmittel 28 detektiert und der FET 14a wird eingeschaltet, wodurch der Ladestrom gestoppt wird, wenn bestimmt wird, dass die Polarität der Spannung des Widerstands 10 umgekehrt zu der Polarität unmittelbar vor der Entladung wird.
Der FET 14a entspricht Ladestoppmitteln.
[0100] Das Ein-/Ausschalten der Entladung kann auch durch das Entladungs-Ein/Ausschaltsignal S gesteuert werden.
[0101] Die Funktion und der Effekt des Entladungspulsgenerators mit der Konfiguration gemäss Fig. 16 sind ähnlich wie diejenigen des Entladungspulsgenerators in Fig. 15.
Gewerbliche Anwendbarkeit
[0102] Wie oben beschrieben, ist der Entladungspulsgenerator gemäss der Erfindung geeignet für die Verwendung mit einer Funkenerosionsmaschine, einem Laseroszillator, einem Teilchenbeschleuniger usw.
Technical area
The present invention relates to an improvement in a discharge pulse generator according to claim 1, which is used in a spark erosion machine, a laser oscillator, a particle accelerator, etc., for example, for the power supply between a pair of electrodes.
State of the art
Fig. 17 is a circuit diagram showing the configuration of a prior art discharge pulse generator showing an example of a discharge pulse generator of a spark erosion machine. In Fig. 17, numeral 1 denotes an electrode, numeral 2 denotes a workpiece, numeral 3 denotes a DC power source, numeral 4 denotes a resistor, numeral 5 denotes a capacitor (capacitor C), and L denotes an inductance that exists in the wiring.
A charging circuit formed by the DC power source 3 and the resistor 4 is connected to the capacitor 5. The electrode 1 and the workpiece 2 are immersed in a working fluid such as water or oil (not shown). When the voltage of the capacitor 5 is increased by the above-mentioned charging circuit and the working fluid in the gap between the poles of the electrode 1 and the workpiece 2 electrically breaks, energy stored in the capacitor 5 flows between the poles of the electrode 1 and the workpiece 2.
As shown in Fig. 18, the discharge current Ig at this time has a damped waveform.
In Fig. 18, t denotes time, the first current i1 is a current of a half-period of the resonant frequency of the LC oscillation, the next current i2 is a current having a reverse polarity with respect to current i1, and i3 is a current of one with respect to current i2 reverse polarity. Some such oscillations flow between the poles mentioned above. The pulse width of the first current i1 is a short pulse (T1), but the pulse width until the some oscillation currents end becomes considerably long (T) and the discharge continues during that time, generating a total of one discharge pulse.
In the prior art, when electric discharge machining is performed using such a discharge pulse generator, processing based on the pulse T having a comparatively long pulse width is carried out instead of processing based on the short pulse T1, so that there is a problem difficult to work the workpiece 2 finely.
17, a bipolar discharge current flows as in FIG. 18.
Thus, when the adjustment is made so that the electrode consumption in one of the polarities becomes lower, a current always flows in the direction in which the electrode consumption is large, and the electrode consumption increases, so that there is a problem that it is difficult to work with high accuracy.
Fig. 19 is a circuit diagram showing the configuration of another prior art discharge pulse generator disclosed in Japanese Patent Laid-Open Publication No. Hei. 266 133/1995 is disclosed.
In Fig. 19, reference numeral 1 denotes an electrode, reference numeral 2 denotes a workpiece, reference numeral 3 denotes a DC power source, reference numeral 4 denotes a resistor, reference numeral 6 denotes a transistor, reference numeral 7 designates a control means Reference numerals 8a and 8b denote coaxial cables each having an open end (the characteristic impedance is Z0a, Z0b, respectively) and reference numerals 9a and 9b denote matching impedances (the impedances are Za and Zb, respectively) to the coaxial cables 8a and 8b.
Fig. 20 shows an example of a discharge current Ig between poles of the electrode 1 and the workpiece 2 in the discharge pulse generator of the prior art of Fig. 19.
Fig. 20 (a) shows the discharge current Ig when the impedances Za and Zb are the same as the characteristic impedances Z0a and Z0b, and Fig. 20 (b) shows the discharge current Ig when the impedances Za and Zb are half as large related characteristic impedances Z0a and Z0b. In the figure, t denotes time.
When the matching impedances are the same as the characteristic impedances as in Fig. 20 (a), the discharge current Ig obtains a pulse-like waveform without oscillations, but when the matching impedances deviate from the characteristic impedances as in Fig. 20 (b), Discharge current a vibration-like waveform as the discharge current in the discharge pulse generator in Fig. 18.
That is, the discharge pulse generator of the prior art in Fig.
19 can only provide a pulse-like discharge current waveform without oscillations when the matching impedances are equal to the characteristic impedances of the coaxial cables, and there is a problem that the peak value of the discharge current decreases by half when the matching impedances are connected.
Since the matching impedances are fixed, there is a problem that the peak value of the discharge current pulse can not be changed when the voltage of the DC power source 3 is constant.
It is therefore an object of the present invention to provide a new discharge pulse generator for the power supply between a pair of electrodes, as well as a new wire erosion machine for supplying discharge energy between the poles of a wire electrode and a workpiece,
which do not have the disadvantages of the prior art.
According to the present invention, these objects are achieved in particular by the elements of the independent claims. Further advantageous embodiments are also evident from the dependent claims and the description.
Presentation of the invention
The invention is intended to solve the problems described above and it is an object of the invention to propose a discharge pulse generator which can raise the peak value of a discharge current pulse.
It is an object of the invention to propose a discharge pulse generator which makes it possible to set the peak value of a discharge current pulse to any desired value.
It is an object of the invention to propose a discharge pulse generator,
which is suitable for micromachining and capable of reducing electrode consumption when the discharge pulse generator is used for EDM machining.
According to one embodiment of the invention, a discharge pulse generator for the power supply between a pair of electrodes is proposed, which comprises at least:
a uniform distribution line having a predetermined length and connected to a termination with the electrodes, a charging means for charging the capacitance of the above-mentioned uniform distribution line connected to the above-mentioned uniform distribution line, a rectifying means connected to the other termination of above-mentioned uniform distribution line is connected in a direction in which no current flows relative to the voltage of the above-mentioned charging means, and a resistance
which is connected in series with the aforementioned rectification means and has a resistance equal to the characteristic impedance of the above-mentioned uniform distribution line.
According to one embodiment of the invention, a discharge pulse generator for the power supply between a pair of electrodes is proposed, which comprises at least:
a uniform distribution line having a predetermined length and connected to a termination with the electrodes, a charging means for charging the capacitance of the above-mentioned uniform distribution line connected to the above-mentioned uniform distribution line, a rectifying means connected to the other terminal of The above-mentioned uniform distribution line is connected in a direction in which no current flows relative to the voltage of the above-mentioned charging means, a resistor connected in series with the above-mentioned rectifying means and having a resistance value equal to the characteristic impedance of the above-mentioned uniform distribution line , and a constant voltage source,
which is connected in series with the above-mentioned rectification means.
According to one embodiment of the invention, a discharge pulse generator for the power supply between a pair of electrodes is proposed, which comprises at least: a uniform distribution line, which has a predetermined length and is connected to a termination with the electrodes, a charging means for charging the capacity of the above a uniform distribution line connected to the above-mentioned uniform distribution line, a rectification means connected to the other terminal of the above-mentioned uniform distribution line in a direction in which no current flows relative to the voltage of the above-mentioned charging means, a resistance,
which is connected in series with the above-mentioned rectifying means and has a resistance equal to the characteristic impedance of the above-mentioned uniform distribution line, voltage detecting means for detecting the voltage of the above-mentioned resistor, voltage polarity determining means for determining the polarity of the voltage of the above-mentioned resistor represented by the above and said voltage stop means for stopping the charging of the above-mentioned charging means when determining the above-mentioned voltage polarity determining means;
that the polarity of the voltage is inverse to the polarity just before the discharge.
In the discharge pulse generator, at least one of the above-mentioned uniform distribution lines is a repetitive circuit of discrete capacitors and inductors that form a characteristic impedance equal to the characteristic impedance of the above-mentioned uniform distribution line.
In the discharge pulse generator, at least one of the above-mentioned uniform distribution lines as a parallel body is composed of a capacitor connected in parallel with the above-mentioned rectifying means and the above-mentioned resistor, and an inductor and a resistor connected in series with the capacitor. executed
wherein the characteristic impedance based on the capacitor and the inductor and the resistance value of the parallel body resistance is equal to the characteristic impedance of the above-mentioned uniform distribution line.
In the discharge pulse generator, the above-mentioned charging means is constructed as a series body of a DC power source, a resistor and a switching means, and a control means for turning on / off the switching means is provided.
In the discharge pulse generator, the above-mentioned charging means is composed of a series body of a DC power source, a resistor and a diode connected in the charging direction, and a switching means connected in parallel between the resistor and the DC power source of the series body .
built and there is provided a control means for switching on / off of the switching means.
In the discharge pulse generator, a current setting resistor is connected in series with the termination of the above-mentioned uniform distribution line to which the electrode is connected.
In the discharge pulse generator, the predetermined length of the above-mentioned uniform distribution line is set so that the propagation time of the above-mentioned uniform distribution line becomes half of any desired discharge pulse width generated between the poles.
According to the invention, a discharge pulse generator for use with a wire electric discharge machine for supplying discharge energy between the poles of a wire electrode and a workpiece,
for relatively moving the wire electrode and the workpiece by positioning means, and for machining the workpiece for generating the discharge energy, the above-mentioned discharge pulse generator comprising a first uniform distribution line and a second uniform distribution line connected in parallel at a termination, an upper supply part connecting another terminal of the above-mentioned first uniform distribution line for supplying power to the wire electrode, a lower supply section connecting another terminal of the above-mentioned second uniform distribution line for supplying power to the wire electrode,
the charging means being connected to the above-mentioned first uniform distribution line and the above-mentioned second uniform distribution line to charge the capacitances of the above-mentioned first uniform distribution line and the above-mentioned second uniform distribution line, the rectifying means having the one termination of the above-mentioned is connected to a uniform distribution line in a direction in which no current flows relative to the voltage of the above-mentioned charging means, and wherein a resistor with the above-mentioned rectifying means is connected in series and has a resistance value,
which is the same as the characteristic impedance of the above-mentioned uniform distribution line.
The discharge pulse generator according to the invention is configured as described above and the discharge current increases rapidly and the discharge current pulse of a single pulse of the same polarity is generated.
Thus, when the discharge pulse generator is used for the electric discharge machining, for example, the discharge pulse generator is suitable for micromachining and can reduce electrode consumption.
The peak value of the discharge current can be set to any desired value.
In addition, the discharge pulse generator can generate group discharge with a repetition frequency predetermined according to a very simple configuration, and thus the workpiece can be processed with higher accuracy and higher quality when the discharge pulse generator is used for, for example, EDM machining.
Brief description of the drawings
[0027]
<Tb> FIG. 1 <sep> is a circuit diagram showing the configuration of a discharge pulse generator according to Embodiment 1 of the invention.
<Tb> FIG. 2 <sep> is a waveform chart showing the operation of the discharge pulse generator according to Embodiment 1 of the invention.
<Tb> FIG. 3 <sep> is a waveform chart showing the operation of the discharge pulse generator according to Embodiment 1 of the invention, and is a schematic diagram which enlarges the time axis before and after the discharge start time t1.
<Tb> FIG. 4 <sep> is a circuit diagram showing the configuration of a discharge pulse generator according to Embodiment 2 of the invention.
<Tb> FIG. 5 <sep> is a waveform chart showing the operation of the discharge pulse generator according to Embodiment 2 of the invention, and is a schematic diagram which enlarges the time axis before and after the discharge start time t1.
<Tb> FIG. 6 <sep> is a circuit diagram showing the configuration of a discharge pulse generator according to Embodiment 3 of the invention.
<Tb> FIG. 7 <sep> is a circuit diagram showing the configuration of a discharge pulse generator according to Embodiment 4 of the invention.
<Tb> FIG. 8th <sep> is a circuit diagram showing the configuration of a discharge pulse generator according to Embodiment 5 of the invention.
<Tb> FIG. 9 <sep> is a circuit diagram showing the configuration of a discharge pulse generator according to Embodiment 6 of the invention.
<Tb> FIG. 10 <sep> shows a discharge current waveform in the discharge pulse generator according to Embodiment 6 of the invention.
<Tb> FIG. 11 <sep> is a circuit diagram showing the configuration of a discharge pulse generator according to Embodiment 7 of the invention.
<Tb> FIG. 12 <sep> shows a discharge current waveform in the discharge pulse generator according to Embodiment 7 of the invention.
<Tb> FIG. 13 <sep> is a circuit diagram showing the configuration of a discharge pulse generator according to Embodiment 8 of the invention.
<Tb> FIG. 14 <sep> is a circuit diagram showing the configuration of a discharge pulse generator according to Embodiment 9 of the invention.
<Tb> FIG. 15 <sep> is a waveform chart showing the operation of the discharge pulse generator according to Embodiment 9 of the invention, and is a schematic diagram which enlarges the time axis before and after the discharge start time t1.
<Tb> FIG. 16 <sep> is a circuit diagram showing another configuration of the discharge pulse generator according to Embodiment 9 of the invention.
<Tb> FIG. 17 <sep> is a circuit diagram showing the configuration of a discharge pulse generator according to the prior art.
<Tb> FIG. 18 <sep> is a schematic diagram showing an example of a damped waveform of a discharge current caused by LC oscillation in the prior art discharge pulse generator of FIG. 17.
<Tb> FIG. 19 <sep> is a circuit diagram showing the configuration of another discharge pulse generator according to the prior art.
<Tb> FIG. 20 <sep> is a drawing showing an example of a discharge current between an electrode and a workpiece in the prior art discharge pulse generator of FIG. 19.
Best way to carry out the invention
Embodiment 1
Fig. 1 is a circuit diagram showing the configuration of a discharge pulse generator according to an embodiment 1 of the invention and showing an example of the use of the discharge pulse generator with a spark erosion machine.
In the figure, reference numeral 1 denotes an electrode, reference numeral 2 denotes a workpiece, reference numeral 3 denotes a DC power source, reference numeral 8 denotes a coaxial cable, reference numerals 10, 11 and 12 denote resistors, reference numeral 13 denotes a diode of the Rectifying means, reference numeral 14 denotes a switching means, numeral 15 denotes a control means, numeral 16 denotes the charging means for charging the coaxial cable 8, and L1 denotes a wiring inductance;
the electrode 1 and the workpiece 2 correspond to a pair of electrodes.
In Fig. 1, the current setting resistor 12 (resistance R12), the electrode 1, and the workpiece 2 are connected in series with the termination of the coaxial cable 8 on the electrode side (hereinafter referred to as electrode-side termination) and the connection wiring comprises the inductance L1 , The charging means 16, which is composed of the DC power source 3, the switching means 14 and the resistor 11 (resistance R11), is connected to the electrode-side termination of the coaxial cable 8, but can be connected to any desired point, such as the termination of the coaxial cable 8 on a side facing away from the electrode (hereinafter referred to as the end facing away from the electrode).
For example, when the charging means 16 is connected to the terminal of the coaxial cable 8 facing away from the electrode, only the electrode 1, the workpiece 2 and the resistor 12 are connected to the electrode-side termination, which facilitates the wiring and the connection during the machining time, etc.
The diode 13, which is connected in the direction in which no current flows relative to the voltage of the charging means 16, and the resistor 10, which has a resistance value R10, which is set equal to the characteristic impedance Z0 of the coaxial cable 8, are connected in series with the end of the coaxial cable 8 facing away from the electrode.
When a resistance equal to the characteristic impedance Z0 is connected to the termination of the coaxial cable 8, energy propagating from the other end becomes
is not reflected and is completely consumed in the connected resistor, and the voltage applied to the resistor is a voltage having the same waveform as the voltage applied to the other end, and has a delay as large as the delay Td.
When an insulator in the coaxial cable 8, namely a dielectric, has a high dielectric constant, the propagation speed of the electricity becomes lower.
Accordingly, when the ratio in which the actual length is shortened in comparison with the length in vacuum is the shortening ratio k, the characteristics of the coaxial cable 8 become a uniform propagation line through the characteristic impedance Z0 (omega), the shortening ratio k and the length I (m) represents.
The characteristic impedance Z0 is the impedance at which the uniform distribution line (coaxial cable) is operated, which is formed so that the capacitance C0 and the inductance L0 in the unit length of the coaxial cable 8 Z0 = (L0 / C0) <1/2> (omega).
The electrical length I0 (m) of the coaxial cable 8 is represented by the following equation:
I0 = l / k (1)
The transit time Td (s) of a signal from one end to the other end of the coaxial cable 8 is represented by the following equation:
Td = I0 / Cr (2)
where Cr is the speed of light.
From equations (1) and (2), the transit time Td (s) can be represented by the following equation:
Td = 1 / (k Cr) (3)
For example, the transit time Td of a 12.8 m coaxial cable (shortening ratio k = 0.67) is Td = 12.8 / (0.67X3X10 <8>) = 6.37X10 <-8> s = 63.7 ns.
In order to generate a discharge pulse, in Fig. 1, the switching means 14 is turned on by the control means 15 and, to stop a discharge pulse, the switching means 14 is turned off by the control means 15.
Fig. 2 is a waveform diagram showing the operation of the discharge pulse generator according to Embodiment 1 of the invention.
Fig. 2 (a) shows the on / off operation of the switching means 14, Fig. 2 (b) shows the intermediate pole voltage V, and Fig. 2 (c) shows the discharge current Ig. In the figure, t denotes time.
At time t0, in Fig. 2 (a), the switching means 14 is turned on by the control means 15 in Fig. 1 to charge the coaxial cable 8 through the resistor 11 from the DC power source 3. The inter-pole voltage increases from t0 to t1 in Fig. 2 (b) (t1 denotes the discharge start time) and is charged with the time constant Tc = R11 C1. The capacity includes the capacity of the coaxial cable 8, the capacitance between the electrode 1 and the workpiece 2, and the capacitance caused by the wiring.
Fig. 3 is a waveform diagram which enlarges the time axis before and after the discharge start time t1.
Fig. 3 (a) shows the intermediate pole voltage V, Fig. 3 (b) shows the discharge current Ig and Fig. 3 (c) shows the voltage Vt at the termination of the coaxial cable 8 facing away from the electrode. In the figure, t denotes the time.
The coaxial cable 8 is charged to the voltage V1 immediately before the discharge start time t1 in FIG. When the discharge occurs at time t1, the intermediate-pole voltage V becomes the discharge voltage Vg and is almost constant, for example, about 20 to 30 V during charging.
The discharge current Ig steeply rises as shown in Figs. 2 (c) and 3 (b), and a pulse current similar to a square wave enters.
The discharge current Ig (A) obtains a value resulting from dividing the voltage drop (V1-Vg) by the circuit impedance (Z0 + R12), namely represented by the following equation:
lg = (V1-Vg) / (Z0 + R12) (4)
In the discharge current waveform in Fig. 3 (b), when the resistance value R12 is equal to the characteristic impedance Z0 of the coaxial cable, the discharge current pulse at zero resistance R12 of the resistor 12 is indicated by Ig0 (solid line) and the discharge current pulse 8, is indicated by Ig1 (dashed line).
Only the peak value of the discharge current pulse changes depending on the magnitude of the resistance value R12 of the resistor 12, and the pulse width is Tg (= 2Td) and does not change.
When the voltage V1 at the electrode-side termination of the coaxial cable 8 decreases to the discharge voltage Vg because the discharge occurs at time t1, the voltage Vt at the termination of the coaxial cable 8 facing away from the electrode changes at time t2 after the propagation time Td of the coaxial cable 8 from V1 to Ve = (V1-2Vg) / 2 (V) as shown in Fig. 3 (c).
The negative voltage Ve occurs because the voltage drop (V1-Vg) caused by the discharge propagates from the electrode-side termination of the coaxial cable 8 to the termination facing away from the electrode.
Electric current flows from the time t2 to the time t4, during which the voltage at the terminal of the coaxial cable 8 facing away from the electrode is negative, into the resistor 10, and the entire energy is consumed. Therefore, the energy that propagates from the termination facing away from the electrode to the electrode termination is zero, so that zero voltage and zero current are transferred to the electrode-side termination.
At time t3, after the additional transit time Td from time t2, the discharge current Ig steeply goes to zero and the intermediate pole voltage V also becomes zero.
At this time, the discharge between the electrode 1 and the workpiece 2 is arc extinguished and the electrode 1 enters an open state.
Since the voltage of the electrode 1 becomes zero, the voltage Vt at the terminal of the coaxial cable 8 facing away from the electrode becomes zero, and the voltage and the current go to zero at time t4, after the additional running time Td. This operation becomes possible when the resistance value R11 of the resistor 11 of the charging means 16 relative to the impedance Z0 has a comparatively large value when the switching means 14 is turned on.
That is, the operation is possible when the resistance R11 has about 10 or more times the characteristic impedance Z0 of the coaxial cable 8.
For example, when the resistance value R11 is set to about 10 or more times the characteristic impedance Z0 of the coaxial cable 8 when the coaxial cable is an RG-58C / U (the characteristic impedance is 50omega) when the length l is 12.8 m is when the voltage of the DC power source 3 is 120V and when the discharge voltage Vg is 20V, a pulse having the pulse width Tg of about 136 ns and a discharge current Ig of 2A is supplied.
Similarly, when the resistance value R11 is set to approximately 10 or more times the characteristic impedance Z0 of the coaxial cable 8 when the coaxial cable is 3C-2V (the characteristic impedance is 75omega),
when the length l is 1 m, when the voltage of the DC power source 3 is 120 V and when the discharge voltage Vg is 25 V, a very short pulse having the pulse width Tg of about 16 ns and a discharge current Ig of 1.2 A is supplied.
As described above, the fact that the inter-pole voltage in Fig. 3 (a) can be set to zero at time t3 and later is ideal for the discharge pulse generator. However, the voltage may not always be zero depending on the application.
For example, when the discharge pulse generator is used with a spark erosion machine, the intermediate pole voltage V becomes equal to or less than the discharge voltage at time t3 and later.
According to the described configuration, a discharge pulse generator capable of generating a current pulse of the discharge current Ig such as a square wave, wherein the pulse width Tg is twice the propagation time Td of the coaxial cable 8, can be provided.
The resistance R12 of the resistor 12 is made variable by a variable resistor 12, whereby the peak value of the discharge current can be set to any desired value without changing the pulse width.
Since the electrode 1 enters an open state at the end time of the discharge current pulse generated by the discharge pulse generator of the present invention, the charging means 16 starts charging and the charging and discharging is repeated as shown in Fig. 2 (b) and Fig. 2 (c) ,
Accordingly, when the switching means 14 of the charging means 16 is turned on by the control means 15 (Fig. 2 (a)), discharge pulses can be continuously generated (group discharge).
The repetition period of the group discharge is determined by the discharge start voltage V1 at time T1, the voltage of the power source 3 and the resistance R11 of the resistor 11 of the charging means, and the capacitance of the coaxial cable 8 and the electrode 1. When the capacitance is 100pF and the Resistance 1 comega, a repetition discharge (group discharge) is possible at a frequency of about 3 MHz.
When the switching means 14 is turned off by the control means 15, the charging is stopped, and accordingly the generation of discharge pulses is also stopped.
The switching means 14 can be easily implemented as a relay, semiconductor, or the like, and the turning on / off of a discharge pulse can be easily controlled.
In order to use the discharge pulse generator according to Embodiment 1 of the invention with a spark erosion machine, the spark erosion machine generally performs a so-called jump operation in which the electrode 1 is periodically reciprocated relative to the workpiece 2 at a high speed, and processes the same Workpiece 2 by unloading workpiece splinters between the poles. When the switching means 14 is controlled by the control means 15 in synchronization with the jump operation, a discharge current pulse can be generated under optimum operating conditions.
The switching means is periodically turned on during processing, whereby the stable working conditions can be maintained.
As described above, the discharge pulse generator according to the invention can supply a discharge current pulse having a predetermined pulse width and peak value, and can generate group discharge with a repetition frequency predetermined according to the very simple configuration.
The discharge pulse generator according to the invention has a simple configuration and can be miniaturized and thus arranged in the vicinity of the pair of electrodes.
Therefore, the wiring can be shortened so that the inductance of the wiring can be reduced, and the workpiece can be machined in a spark erosion machine using the discharge pulse generator with higher accuracy and higher quality at a higher speed.
The above description is based on the discharge pulse generator according to the invention in the circuit configuration of Fig. 1, but the invention is not limited to the circuit configuration of Fig. 1.
For example, a configuration may be taken in which the DC power source 3 of the charging means 16 and the diode 13 are connected in a reverse direction, in which case the polarity of the voltage is reversed, but a same operation as in FIG.
1 can be executed.
The case in which the charging means 16 is composed of the DC power source 3, the switching means 14 and the resistor 11 has been described. However, the charging means is not limited to such a configuration and may be a constant current source, etc.
In Fig. 1, the case has been described in which the number of coaxial cables 8 is one, but a plurality of coaxial cables may be connected in parallel, in which case the characteristic impedance of the uniform distribution line may be lower, and consequently the peak value of the discharge current pulse can be raised more.
In Fig. 1, the coaxial cable 8 is used as a uniform propagation line, but a twisted pair may be used as a uniform propagation line.
The twisted pair can be made as a normal insulated wire and can be made easily and at a low cost. However, the characteristic impedance Z0 is high compared with that of a coaxial cable, and the peak value of the discharge current pulse therefore becomes lower in comparison with that of a coaxial cable.
The uniform spreading line can be formed by sandwiching a copper foil line having a predetermined length by a printed pattern on a printed circuit board instead of the coaxial cable or the twisted pair. In this case, higher miniaturization and cost reduction can be achieved.
Embodiment 2
Fig. 4 is a circuit diagram showing the configuration of a discharge pulse generator according to Embodiment 2 of the invention.
Parts identical or similar to those in FIG. 1 of Embodiment 1 are denoted by the same reference numerals in FIG. 4. In Fig. 4, reference numeral 17 designates a Zener diode which is connected in the reverse direction to a diode 13.
Fig. 5 is a waveform diagram showing the operation of the discharge pulse generator according to Embodiment 2 of the invention, and is a schematic diagram which enlarges the time axis before and after the discharge start time t1.
In the figure, t denotes time.
When the resistance value R11 of the resistor 11 in FIG. 1 is made smaller to increase the charging current to shorten the charging time in FIG. 2 (t0 to t1) in the configuration of the embodiment 1, the voltage Vt changes from the Electrode facing completion of the coaxial cable 8 from Ve to Ve1 (dashed line) in Fig. 5 (c) and the Zwischenpolspannung V is not zero at time t3 or later and the voltage Vg1 (dashed line) occurs as in Fig. 5 (a) on.
Such a voltage Vg1 may cause a problem depending on the application of the discharge pulse generator.
For example, it is necessary to suppress or reduce the discharge voltage to use the discharge pulse generator with a spark erosion machine.
Fig. 4 shows a configuration example for setting such voltage Vg1 to zero, for example. A constant voltage source is implemented as a zener diode 17, and the voltage Ve1 in FIG. 5 is indicated by the zener voltage of the zener diode 17 Ve, as indicated by the arrow A in FIG. 5 (c), and the voltage Vg1 can be set to zero indicated by the arrow B in Fig. 5 (a).
The zener voltage of the zener diode 17 becomes, for example, about 5 V when the coaxial cable is an RG-58C / U (the characteristic impedance is 50omega) when the voltage of the DC power source 3 is 120V and when the resistance value R11 of the resistor 11 is 1 is comega.
The zener voltage is changed with respect to the application, for example, when the voltage Vg1 need not be zero, etc., and the voltage Vg1 can be suppressed within any desired voltage margin.
According to the configuration described, a function and effect similar to those of Embodiment 1 can be provided, and the resistance value R11 of the resistor 11 for determining the output current of the charging means 16 can be reduced to increase the output current of the charging means 16 by the charging time To shorten,
such that a discharge current pulse having a high repetition frequency can be generated as compared with that in FIG. 2 of the embodiment 1.
In the configuration example in Fig. 4, the constant voltage source in the description given above is implemented as a Zener diode 17, but a constant voltage source that is executed with any other component such as a transistor may be used.
Embodiment 3
Fig. 6 is a circuit diagram showing the configuration of a discharge pulse generator according to Embodiment 3 of the invention. Parts identical or similar to those in FIG. 1 of Embodiment 1 are denoted by the same reference numerals in FIG.
In Fig. 6, reference numeral 18 denotes a diode, and the charging means 16 is a series body of a DC power source 3, a resistor 11 and the diode 18 connected in the charging direction, the switching means 14 being connected in parallel to the DC power source 3 and the DC power source Resistor 11 is connected. When the switching means 14 is turned off by the control means (not shown), the charging can be started, and when the switching means 14 is turned on by the control means (not shown), the charging can be stopped. A function and an effect similar to those of Embodiment 1 can be provided.
Embodiment 4
Fig. 7 is a circuit diagram showing the configuration of a discharge pulse generator according to Embodiment 4 of the invention.
Parts identical or similar to those in FIG. 1 of Embodiment 1 are denoted by the same reference numerals in FIG. In Fig. 7, reference numerals 8a and 8b denote coaxial cables, reference numerals 10a and 10b denote resistors, and reference numerals 13a and 13b denote diodes, and a charging means having a similar function to that of the charging means 16 in Figure 1 of embodiment 1, and connected to any lead connected to the electrode 1 is omitted.
In FIG.
7 is a circuit consisting of the coaxial cable 8a, the diode 13a and the resistor 10a, and a circuit consisting of the coaxial cable 8b, the diode 13b and the resistor 10b connected in parallel with the electrode 1 and the workpiece 2 and the total value of the currents of the parallel circuits flows into the electrode 1.
If necessary, a current setting resistor can be inserted in at least one of the parallel circuits.
The discharge pulse generator according to Embodiment 4 of the invention can provide a function and effect similar to those of Embodiment 1, and in addition, for example, when the characteristic impedance of the coaxial cable 8b is increased relative to the coaxial cable 8a, the signal transmitted through the coaxial cable 8b reduces supplied peak current value, and when the length of the coaxial cable 8b relative to the coaxial cable 8a is increased, the current of the coaxial cable 8b ends after the current of the coaxial cable 8a ends, and the discharge current can be changed in two steps.
In such a configuration as to use the discharge pulse generator according to Embodiment 4 of the invention, for example, for the electric discharge machining, the first current at the start of discharge is held high to stably sustain the discharge, and thereafter, a weak current is used for the electric discharge machining high quality processing with smoother surface roughness can be achieved.
Embodiment 5
Fig. 8 is a circuit diagram showing the configuration of a discharge pulse generator according to Embodiment 5 of the invention. Parts identical or similar to those in FIG. 1 of Embodiment 1 are denoted by the same reference numerals in FIG.
In Fig. 8, reference numerals 19a, 19b and 19c denote capacitors, and reference numerals 20a and 20b denote inductors, and charging means, which has a similar function to that of the charging means 16 in Fig. 1 of Embodiment 1, and any one with the electrode 1 connected line is omitted.
In the configuration in Fig. 8, the coaxial cable 8 in Fig. 1 of Embodiment 1 is constructed of a repetition circuit of discrete capacitors (19a, etc.) and inductors (20a, etc.) which form a characteristic impedance equal to that of Figs is characteristic impedance of the coaxial cable 8, and a function and effect similar to those of the embodiment 1 can be provided and the discharge pulse generator can be miniaturized.
Embodiment 6
FIG.
9 is a circuit diagram showing the configuration of a discharge pulse generator according to Embodiment 6 of the invention. Parts identical or similar to those in FIG. 8 of Embodiment 5 are denoted by the same reference numerals in FIG. 9.
In the configuration in Fig. 9, the circuit consisting of discrete capacitors and inductors in the configuration of Fig. 8 of Embodiment 5 is constructed of only one circuit, and a parallel resistance to the inductance is added. That is, in Fig. 9, reference numeral 19 denotes a capacitor (capacitance C19), and reference numeral 20 denotes an inductor (inductance L20) and a resistor 21 having a resistance R21 equal to the characteristic impedance Z1 = (L20 / L19). <1/2> (omega) is added in parallel to inductor 20.
The charging means, which has a similar function to that of the charging means 16 in Fig. 1 of the embodiment 1 and which is connected to any lead connected to the electrode 1, is omitted.
Fig. 10 shows a discharge current Ig in the discharge pulse generator according to Embodiment 6 of the invention. In the figure, t denotes time. The pulse width Tg1 becomes approximately one quarter of the resonance period based on the inductance L20 and the capacitance C19.
The peak value of the discharge current, Igp, is Igp = V1 / Z1 (A) (the discharge start voltage), and the discharge pulse generator capable of generating a discharge current waveform from which the rising edge of a single pulse is steep, unlike a simple capacitor discharge, can be miniaturized become.
For example, when the capacitance C19 is set to 811 pF when the inductance L20 is set to 2028 nH, when the resistance value R21 is set to 50omega when the resistance value R10 is set to 50omega, and when the voltage of the DC Energy source 3 is set to 120 V, a discharge current pulse with a pulse width Tg1 of 100 ns and a peak Igp of 2 A can be supplied.
Embodiment 7
FIG.
11 is a circuit diagram showing the configuration of a discharge pulse generator according to Embodiment 7 of the invention. Parts identical or similar to those in FIG. 1 of Embodiment 1 and FIG. 9 of Embodiment 6 are denoted by the same reference numerals in FIG. 11.
In Fig. 11, reference numeral 22 denotes a resistor, and reference numeral 23 denotes a diode; a charging means having a similar function to that of the charging means 16 in Fig. 1 of the embodiment 1 and connected to any lead connected to the electrode 1 is omitted.
In Fig. 11, the configuration of the terminal of the coaxial cable 8 facing away from the electrode is the same as that in Fig. 1, and a circuit similar to that in Fig. 9 of the embodiment 6 is to the terminal facing away from the electrode of the coaxial cable 8 added.
The configuration in FIG. 1 of the embodiment 1 and the configuration in FIG. 9 of the embodiment 6 are used in combination.
Fig. 12 shows a discharge current in the discharge pulse generator according to Embodiment 7 of the invention, and shows the case where the running time of the coaxial cable 8 and that of the circuit similar to those in Fig. 9 are set equal. In the figure, t denotes time.
As a result, a discharge current pulse Ig which rises rapidly and has a high peak value Igp which can not be supplied in the configuration with only the coaxial cable can be supplied.
Embodiment 8
Fig. 13 is a circuit diagram showing the configuration of a discharge pulse generator according to an embodiment 8 of the invention and showing an example of the application of the discharge pulse generator for a wire EDM machine for the execution of fine finish machining. Parts identical or similar to those in FIG. 1 of the embodiment 1 are denoted by the same reference numerals in FIG.
In Fig. 13, reference numeral 1a denotes a wire electrode, reference numerals 8a and 8b denote coaxial cables, reference numeral 24 denotes a wire bobbin, reference numeral 25a denotes an upper feeding member, reference numeral 25b denotes a lower feeding member, reference numeral 26 denotes a driving roller, and Reference numeral 27 denotes a pinch roller. Only an outline of the configuration of the wire eroding machine is shown.
First conductors are connected at the electrode-side terminations of the coaxial cables 8a and 8b to the upper feeding part 25a and the lower feeding part 25b. Other conductors are connected to the workpiece 2 at the electrode-side terminations of the coaxial cables 8a and 8b.
The terminations of the coaxial cables 8a and 8b facing away from the electrodes are connected in parallel.
The wire EDM machine tensions and pulls the wire electrode 1a by means of the drive roller 26 and the pinch roller 27. The wire electric discharge machine supplies machining energy from the discharge pulse generator between the workpiece 2 and the wire electrode 1a while feeding the wire electrode 1a, and works on the workpiece 2 while moving the wire electrode 1a and the workpiece 2 relative to each other by means of positioning means (not shown).
When the upper feed part 25a and the lower feed part 25b are removed from each other, the wiring between the electrode-side terminations of the coaxial cables 8a and 8b and the upper feed part 25a and the lower feed part 25b can be made short,
so that a fine discharge current pulse with a short pulse width can be supplied.
A common diode 13 and a common resistor 10 may be used in the terminations of the coaxial cables 8a and 8b facing away from the electrodes when the coaxial cables are reasonably long. The charging means 16 is disposed at the terminals of the coaxial cables 8a and 8b facing away from the electrodes, whereby the on / off switching of the discharge can be controlled at a position as long as the length of the coaxial cables 8a and 8b from the wire electrode 1a and 8b Workpiece 2 is removed.
Embodiment 9
Fig. 14 is a circuit diagram showing the configuration of a discharge pulse generator according to Embodiment 9 of the invention.
Parts identical or similar to those in FIG. 1 of Embodiment 1 are denoted by the same reference numerals in FIG. In Fig. 14, reference numeral 28 denotes voltage detection and polarity determination means, reference numeral 29 denotes an AND circuit, and S denotes a discharge on / off signal.
In Embodiment 9, as in Embodiment 2, means are shown which make it possible to reduce the resistance R11 of the resistor 11 for determining the output current of the charging means 16, thereby shortening the charging time and generating a discharge current pulse having a high repetition frequency.
The voltage detection and polarity determination means 28 have the function of detecting the voltage of the resistor 10 and the function, the detected voltage value,
for example with a zero voltage, and to determine the voltage polarity of the resistor 10.
In Fig. 14, the voltage of the resistor 10 connected to the terminal of the coaxial cable 8 facing away from the electrode is detected by the voltage detection and polarity determining means 28, and the switching means 14 of the charging means 16 is turned off when determined in that the polarity of the voltage of the resistor 10 becomes inverse to the polarity just before the discharge.
The switching means 14 corresponds to the charging stop means.
The switching means 14 can also be turned on / off by the discharge on / off signal S, and the on / off switching of the discharge can be controlled.
Fig. 15 is a waveform diagram showing the operation of the discharge pulse generator according to Embodiment 9 of the invention, and is a schematic diagram which enlarges the time axis before and after the discharge start time t1 as in Fig. 3 of Embodiment 1. Contents identical to those in Fig. 3 of the embodiment 1 are denoted by the same symbols in Fig. 15.
Fig. 15 (d) shows the output current Ic of the charging means 16 (namely, the current passing through the resistor R11).
In FIG. 15 (c), the voltage Vt at the terminal of the coaxial cable 8 facing away from the electrode becomes the voltage Ve at a polarity opposite to that before the discharge start time, from time t2 to t4. This voltage Ve is detected by the voltage detection and polarity determination means 28, and a signal for turning off the switching means 14 from the time t2 to the time t4 is output through the AND circuit 29.
The switching means 14 of the discharge stop means is thus turned off, whereby the output current Ic from the charging means 16 from the time t2 to the time t4, as shown in Fig. 15 (d), zero (Ic0).
When the switching means 14 is not turned off from the time t2 to the time t4, the output current Ic proceeds from the charging means 16 as Ic1 (dashed line), and accordingly, a voltage appears at the end time of the discharge pulse, as Vg2 in Fig. 15 (a) , But the voltage Vg2 at the end time of the discharge pulse can be set to zero (arrow D in Fig. 15 (a)) by turning off the output current Ic from the charging means 16 from time t2 to time t4 in Fig. 15 (d) Ic0.
Therefore, the resistance value R11 of the resistor 11 for determining the output current Ic of the charging means 16 can be reduced to increase the output current Ic from the charging means 16 to accelerate the charging, so that a discharge current pulse having a high repetition frequency compared with that in FIG. 2 of embodiment 1 can be produced.
Fig. 16 is a circuit diagram showing another configuration of the discharge pulse generator according to Embodiment 9 of the invention. Parts identical or similar to those in FIG. 14 are denoted by the same reference numerals in FIG. 16. In Fig. 16, reference numeral 14a denotes a FET of the switching means, and reference numeral 30 denotes a NAND circuit.
The charging means 16 has a similar configuration to that in Fig. 6 of the embodiment 3, and the charging can be started by turning off the FET 14a and stopping by turning on the FET 14a. The voltage of the resistor 10 is detected by the voltage detection and polarity determining means 28, and the FET 14a is turned on, stopping the charging current when it is determined that the polarity of the voltage of the resistor 10 becomes inverse to the polarity immediately before the discharge.
The FET 14a corresponds to charging stop means.
The on / off switching of the discharge can also be controlled by the discharge on / off signal S.
The function and effect of the discharge pulse generator having the configuration of Fig. 16 are similar to those of the discharge pulse generator in Fig. 15.
Industrial Applicability
As described above, the discharge pulse generator according to the invention is suitable for use with a spark erosion machine, a laser oscillator, a particle accelerator, etc.