CN101045260A - 放电加工机的复频电源输出装置与方法 - Google Patents

Abstract

一种放电加工机的复频电源输出装置与方法，其包括一与加工单元的电极连接的电极信号转换电路、一用以产生高频信号的复频产生电路，以及控制电弧放电起始时间的一电弧计时电路与一休弧计时电路；主要是于放电加工时，由电极信号转换电路根据电极信号的电位高低，对应控制电弧计时电路与休弧计时电路的输出，以控制电极放电时间以及停止放电时间，并于电极放电时间内由复频产生电路输出复频信号予放电电源，令放电电源输出间断性的电弧，避免产生持续的电弧对加工件加工，具有提高切削率和加工件表面精细度的优点。

Description

放电加工机的复频电源输出装置与方法

技术领域

本发明涉及一种放电加工机的复频电源输出装置与方法。

背景技术

放电加工机为切削工具的一种，其主要加工原理是利用电能产生可使加工件融熔的电弧，当电弧释放于工件上，会使工件上形成电痕及产生加工屑，借此，重复持续地释放电弧即可令工件上形成预定的凹槽、凹孔、穿孔等。

早期放电加工机一般包含有一放电主机及一控制主机，其中该放电主机包括有一放电电源、一设置有电极并能上下位移加工的放电头以及一可固定加工件平面位移的工作平台；其中，该控制主机则包含操作控制系统，及放电电源控制系统；在放电加工时，由操作控制系统控制适当的放电加工条件，经由放电电源控制系统以单频输出控制放电电源释放电弧，直到该电弧结束，为单一放电电弧，结束输出一段时间再重复输出放电电弧；放电加工时，放电电源输出连续的放电电弧，以对放置于工作平台平面位移机台上的加工件进行放电加工；请参阅图4A所示，所谓单频控制方式是令连接至电极的放电电源会输出放电电源以产生放电电弧对加工件放电加工，结束输出一段时间再重复输出放电电弧对加工件放电加工，而单一电弧的持续时间长短，会对工件及加工电极产生影响，单一电弧时间越长，加工速度可能越快，电极损耗越小，但加工表面会越粗，并会因电弧过度融熔产生高温在金属加工表面易造成龟裂硬质层。反之电弧时间越短，加工表面粗细度越细，但电能使用率降低，加工速度变慢，且电极损耗加大，因此有进一步改良的必要。

发明内容

本发明所要解决的主要技术问题在于，克服现有技术存在的上述缺陷，而提供一种放电加工机的复频电源输出装置与方法，其可提高加工效率，同时改善表面精细度及电极损耗，并能避免持续产生电弧而对加工件持续放电加工，能有效控制加工的精度。

本发明放电加工机的复频电源输出装置是：

一种放电加工机的复频电源输出装置，其是与一放电加工机的加工单元连接；其特征在于，该加工单元，包括有一供承载一电极的电极固定座、一供加工件置放的加工件固定座与一放电电源；一电极信号转换电路，是与前述加工单元的电极连接，以取得电极信号并将其转换后输出；一电弧计时电路，其触发端是设于前述电极信号转换电路的电极信号输出端，受该电极信号转换电路的输出信号而触发启动计时；一休弧计时电路，其触发端是连接于电弧计时电路的输出端，借由该电弧计时电路输出信号的变化而触发启动计时；一复频产生电路，是用于产生一个可以调整频率和脉冲寛度的高频信号；一波形组合电路，其输入端分别与前述电弧计时电路、休弧计时电路以及复频产生电路连接，是将三者输出的信号组合成一放电电源输出控制信号后输出至该加工单元的放电电源，以控制放电电源对电极的电流输出。

前述的放电加工机的复频电源输出装置，其中休弧计时电路的触发端进一步通过一反向器与电弧计时电路输出端连接。

本发明放电加工机的复频电源输出方法是：

一种放电加工机的复频电源输出方法，其特征在于，该复频电源是向放电加工机的电极提供电源，以配合工作产生加工电弧，其是在该电极放电期间，向电极提供复频电源信号，令该加工放电的电极呈现间断的放电电弧。

前述放电加工机的复频电源输出方法，其中电极放电期间是以下列步骤判断的：放电电源输出高电压，代表开始进行放电加工，此时该电极产生的电极信号亦呈高电位；判断电极信号是否由高电位变为低电位，若否，则回到输出高电位的电极信号的步骤，若是，则代表电弧时间计时已开始，并执行下一步骤；输出复频信号；判断电弧时间计时是否终了，若否，则回到控制输出复频信号的步骤，若是，则代表为休弧时间开始计时，并执行下一步骤；输出低电位信号至电极；判断休弧时间计时是否终了，若否，则回到输出低电位信号的步骤；若是，则回到输出高电位信号的步骤。

本发明的有益效果是，其可提高加工效率，同时改善表面精细度及电极损耗，并能避免持续产生电弧而对加工件持续放电加工，能有效控制加工的精度。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的电路方块图。

图2是本发明的复频电源输出控制流程图。

图3是本发明的复频电源输出时序图。

图4A是本发明的复频电源输出的波形图。

图4B是现有的单频电源输出的波形图。

图5A、5B是放电电源的详细电路图。

图6A、6B是电极信号产生电路的详细电路图。

图7A、7B是电弧计时电路、休弧计时电路、复频产生电路以及波形组合电路的详细电路图。

图中标号说明：

10复频电源输出装置

11电极信号转换电路

12电弧计时电路

13休弧计时电路

130反向器

14复频产生电路

15波形组合电路

20加工单元

21放电电源

22电极

具体实施方式

本发明的放电加工机的复频电源输出装置10是与放电加工机的加工单元20连接，请参阅图1所示，该加工单元包括有一放电电源21(有关该放电电源21的详细电路，请参阅图5A、5B所示)以及一与放电电源21连接的电极22，其中本发明的复频电源输出装置10是包括有：

一电极信号转换电路11，是与前述加工单元20的电极22连接，以取得各电极22产生的电极信号E+，将其转换成外部频率信号ECLK；有关该电极信号产生电路11的详细电路，请参阅图6A、6B所示；

一电弧计时电路12，其触发端是设于前述电极信号转换电路11的电极信号输出端，受电极信号E+控制，产生控制电弧放电时间的S2信号；

一休弧计时电路13，其触发端是通过一反向器130连接于电弧计时电路12的输出端，受电弧计时电路12输出信号S2的变化，而产生控制电弧关闭时间的S3信号；

一复频产生电路14，是用于产生一个可以调整频率和脉冲寛度的高频信号S1；

一波形组合电路15，其输入端分别与前述电弧计时电路12、休弧计时电路13以及复频产生电路14连接，是将S1、S2、S3信号组合成一放电电源输出控制信号S0后输出至加工单元20的放电电源21，以控制放电电源21对电极22的电流输出；有关前述的电弧计时电路12、休弧计时电路13、复频产生电路14以及波形组合电路15的详细电路图，请参阅图7A、7B所示。

请配合参阅图2与图3所示，本发明复频电源输出装置输出复频电源的流程，包括下列步骤：

本发明在一开始时，放电电源21是在电极22和加工件之间输出高电压，此时电极22和加工件之间呈现高阻抗现象，因此，电极22产生的电极信号E+是呈高电位(101)；

经过一段时间后，电极22和加工件之间的绝缘状态被高压破坏，电极22和加工件间产生了导通现象，而产生电弧，因此电极信号E+会由高电位降为低电位；而低电位的电极信号E+经电极信号转换电路11处理后，转换成高电位的外部频率信号ECLK输出(102)；

高电位的外部频率信号ECLK触发了电弧计时电路12输出控制电弧放电时间的S2信号(103)；

波形组合电路15结合了复频产生电路14输出的S1信号与电弧计时电路12输出的S2信号，控制加工单元20的放电电源21开始输出复频信号，以启动电极22放电(104)；

当电弧放电时间到了，电弧计时电路12输出的S2信号由低电位变为高电位(105)；

低电位的S2信号经反向器130反向后，触发休弧计时电路13输出控制电弧关闭时间的S3信号(106)；

波形组合电路15结合了复频产生电路14输出的S1信号与休弧计时电路13输出的S3信号，并输出至加工单元20的放电电源21，令放电电源21的输出转为低电位，停止电极22放电(107)；

当休弧计时电路13计时时间到了，休弧计时电路13输出的S3信号由低电位变为高电位(108)；

回到放电电源输出高电位的电极信号E+(101)。

又请参阅图4A、图4B所示，是现有的单频电源输出与本发明的复频电源输出的波形比较图，由图中可知，本发明在控制电弧放电的信号中加入了复频信号，以产生间断性的电弧，避免持续产生电弧而对加工件持续放电加工，能有效控制加工的精度。

经前述说明可知，该复频电源的复频信号是取决于复频产生器，故借由调整复频产生器输出信号的频率或脉冲宽度，即可输出不同的复频电源，这样，加设本发明的放电加工机台能够依照不同的加工需求，调整复频输出时间，以满足各种加工工件所需的切削度及加工精细度。

综上所述，本发明确具备新颖性与突出的创造性和实用性，符合发明专利要件，故依法提起申请。

Claims (4)

1.一种放电加工机的复频电源输出装置，其是与一放电加工机的加工单元连接；其特征在于，

该加工单元，包括有一供承载一电极的电极固定座、一供加工件置放的加工件固定座与一放电电源；

一电极信号转换电路，是与前述加工单元的电极连接，以取得电极信号并将其转换后输出；

一电弧计时电路，其触发端是设于前述电极信号转换电路的电极信号输出端，受该电极信号转换电路的输出信号而触发启动计时；

一休弧计时电路，其触发端是连接于电弧计时电路的输出端，借由该电弧计时电路输出信号的变化而触发启动计时；

一复频产生电路，是用于产生一个可以调整频率和脉冲寛度的高频信号；

一波形组合电路，其输入端分别与前述电弧计时电路、休弧计时电路以及复频产生电路连接，是将三者输出的信号组合成一放电电源输出控制信号后输出至该加工单元的放电电源，以控制放电电源对电极的电流输出。

2.根据权利要求1所述的放电加工机的复频电源输出装置，其特征在于休弧计时电路的触发端进一步通过一反向器与电弧计时电路输出端连接。

3.一种放电加工机的复频电源输出方法，其特征在于，该复频电源是向放电加工机的电极提供电源，以配合工作产生加工电弧，其是在该电极放电期间，向电极提供复频电源信号，令该加工放电的电极呈现间断的放电电弧。

4.根据权利要求3所述放电加工机的复频电源输出方法，其特征在于电极放电期间是以下列步骤判断的：

放电电源输出高电压，代表开始进行放电加工，此时该电极产生的电极信号亦呈高电位；

判断电极信号是否由高电位变为低电位，若否，则回到输出高电位的电极信号的步骤，若是，则代表电弧时间计时已开始，并执行下一步骤；

输出复频信号；

判断电弧时间计时是否终了，若否，则回到控制输出复频信号的步骤，若是，则代表为休弧时间开始计时，并执行下一步骤；

输出低电位信号至电极；

判断休弧时间计时是否终了，若否，则回到输出低电位信号的步骤；若是，则回到输出高电位信号的步骤。

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