CN105033369A - 放电加工机的加工电源装置 - Google Patents

放电加工机的加工电源装置 Download PDF

Info

Publication number
CN105033369A
CN105033369A CN201510212619.3A CN201510212619A CN105033369A CN 105033369 A CN105033369 A CN 105033369A CN 201510212619 A CN201510212619 A CN 201510212619A CN 105033369 A CN105033369 A CN 105033369A
Authority
CN
China
Prior art keywords
thyristor
capacitor
voltage
machining gap
power source
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201510212619.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105033369B (zh
Inventor
中岛廉夫
川原章义
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fanuc Corp filed Critical Fanuc Corp
Publication of CN105033369A publication Critical patent/CN105033369A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105033369B publication Critical patent/CN105033369B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H1/00—Electrical discharge machining, i.e. removing metal with a series of rapidly recurring electrical discharges between an electrode and a workpiece in the presence of a fluid dielectric
    • B23H1/02—Electric circuits specially adapted therefor, e.g. power supply, control, preventing short circuits or other abnormal discharges
    • B23H1/022—Electric circuits specially adapted therefor, e.g. power supply, control, preventing short circuits or other abnormal discharges for shaping the discharge pulse train
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H1/00—Electrical discharge machining, i.e. removing metal with a series of rapidly recurring electrical discharges between an electrode and a workpiece in the presence of a fluid dielectric
    • B23H1/02—Electric circuits specially adapted therefor, e.g. power supply, control, preventing short circuits or other abnormal discharges
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H7/00—Processes or apparatus applicable to both electrical discharge machining and electrochemical machining
    • B23H7/14—Electric circuits specially adapted therefor, e.g. power supply
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H2300/00—Power source circuits or energization
    • B23H2300/20—Relaxation circuit power supplies for supplying the machining current, e.g. capacitor or inductance energy storage circuits
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H2300/00—Power source circuits or energization
    • B23H2300/20—Relaxation circuit power supplies for supplying the machining current, e.g. capacitor or inductance energy storage circuits
    • B23H2300/22—Circuits using or taking into account line impedance to shape the discharge pulse

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
  • Generation Of Surge Voltage And Current (AREA)

Abstract

本发明提供一种放电加工机的加工电源装置，其进行如下控制：通过导通在直流电源和与加工间隙并联连接的电容器之间串联设置的第一半导体开关元件而使所述电容器充电，在所述第一半导体开关元件关断的期间内，使与所述电容器并联设置并与整流元件连接的第二半导体开关元件导通。

Description

放电加工机的加工电源装置
技术领域
本发明涉及在对电极与被加工物(工件)的加工间隙施加电压来引起放电的同时，利用伺服电动机使电极与工件的相对位置变化，将工件加工成所期望的形状的放电加工机的加工电源装置。
背景技术
在放电加工中，区分使用使放电的单发能量较大来进行高速加工的粗加工、使单发能量较小来进行高精度加工的精加工。在精加工中，广泛使用将电容器的充电能量应用到加工中的“电容器脉冲电源”。
日本特开2007-38400号公报、日本特开2003-205426号公报中公开了关于具备电容器脉冲电源的放电加工机的加工电源装置的技术。日本特开2007-38400号公报中公开了以与电容器的残留电压相同极性进行再充电，实现高放电频率的放电加工方法。在该方法中，电容器的充电方向不发生反转。
此外，日本特开2003-205426号公报中公开了，通过设置使加工间隙短路的开关(FET)，防止在加工间隙积攒的电荷增多并引起大的放电，由此，稳定地发生微小放电的放电加工用电源。在该放电加工用电源中，去掉了加工间隙容量的电荷，然而未去掉充放电电容器的充电电压，也不发生充电方向的反转。
在电容器脉冲电源中，电容器的充电电压的波动小的话，由于每个脉冲的工件除去量整齐，因此得到了均匀的表面粗糙度。此外，由于放电发生的加工间隙的间隙距离的波动也变小，因此加工稳定。此外，在进行以加工间隙平均电压为基准的电极的进给控制，即电压伺服进给的情况下，所述波动成为加工间隙平均电压的干扰，因此，期望波动小。然而，现有的电容器脉冲电源，充电电压的波动大。或者，在想要抑制波动时加工速度下降。
图5是表示具备电容器脉冲电源的放电加工机的加工电源装置的例子的图。
加工电源装置10由直流电压源V(电压E)；半导体开关元件S1、S3；电容器C；检测电极2与工件3的加工间隙的电压的加工间隙电压检测单元5；以及使半导体开关元件S1、S3导通/关断的控制单元4构成。
图6表示图5所示的具备电容器脉冲电源的放电加工机的加工电源装置的动作。首先，在周期的开始，在T1期间，导通半导体开关元件S1，将直流电压源V连接到电容器C，使电容器C充电。T1是电容器C进行充电所需要的足够的时间，预先进行设定。
接着，在关断半导体开关元件S1的同时，导通半导体开关元件S3，将充电结束的电容器C与加工间隙并联连接。若加工间隙的间隙足够小，则在某时刻发生放电，电容器C中积攒的电荷被放出到加工间隙，对工件3进行除去加工。
这里，利用加工间隙电压检测单元5检测出放电发生，以放电检出为基点，在T2期间，继续导通半导体开关元件S3。此外，也能够通过检测单元(未图示)来检测加工间隙电流Ig。此外，这里Vg表示加工间隙电压。T2是电容器C放电完全所需要的足够时间。此时，电容器C与原来的充电方向反向地被充电。该反向的电压(残留电压)依赖于加工间隙状态而波动。此后，为了恢复加工间隙的绝缘，在T3期间，设置休止时间，一个周期结束。
如图6所示，在下一周期再次导通半导体开关元件S1来使电容器C充电时，充电电压暴涨而变得大于电源电压E。暴涨量依赖于反向的残留电压。即，残留电压(的绝对值)高的话，暴涨量也变大。以上的结构中，在电容器C的充电电压中产生波动。
抑制电容器C的充电电压波动的最切实的方法是在电容器C的充电电路中插入电流限制电阻R(参照图7)。即使电容器C与原来的充电方向反向地被充电，在下一周期中电容器C被充电时，由于电流限制电阻R起到制动的作用，因此能够防止电容器C的充电电压的波动。
作为该手段的弊端，由于电容器C的充电时间延长，因此导致加工速度的降低。
发明内容
因此，本发明的目的在于，鉴于上述现有技术的问题，提供一种能够防止电容器的充电电压的波动，且不会导致加工速度的降低的放电加工机的加工电源装置。
本发明的放电加工机的加工电源装置，其对电极与工件的加工间隙施加电压而发生放电来加工工件，该放电加工机的加工电源装置具备：直流电源；与所述加工间隙直接或间接地并联连接的电容器；在所述直流电源与所述电容器之间串联设置的第一半导体开关元件；与所述电容器并联设置的第二半导体开关元件；在由所述电容器和第二半导体开关元件构成的电路回路中插入的整流元件；以及控制所述第一半导体开关元件和所述第二半导体开关元件的控制单元，其中，所述控制单元进行如下控制：通过导通所述第一半导体开关元件来对所述电容器充电，在所述第一半导体开关元件关断的期间内，导通所述第二半导体开关元件。
本发明的放电加工机的加工电源装置，其对电极与工件的加工间隙施加电压而发生放电来加工工件，该放电加工机的加工电源装置具备：直流电源；与加工间隙直接或间接地并联连接的电容器；在所述直流电源与所述电容器之间串联设置的第一半导体开关元件；与所述电容器并联设置的第二半导体开关元件；检测所述电容器的电压或电流的检测单元；以及控制所述第一半导体开关元件和所述第二半导体开关元件的控制单元，其中，所述控制单元进行如下控制：通过导通所述第一半导体开关元件来对所述电容器充电，在所述第一半导体开关元件关断的期间内，导通所述第二半导体开关元件，并根据所述电容器的电压或电流的检测值来关断所述第二半导体开关元件。
可以具备在所述加工间隙与所述电容器之间串联设置的第三半导体开关元件，所述控制单元还进行如下控制：在关断所述第一半导体开关元件的同时，导通所述第三半导体开关元件，在所述第一半导体开关元件与所述第三半导体开关元件同时关断的期间内，导通所述第二半导体开关元件。
本发明通过具备上述结构，能够提供一种能够防止电容器的充电电压的波动，且不会导致加工速度的降低的放电加工机的加工电源装置。
附图说明
本发明的上述以及其他目的和特征，根据参照附图的以下实施例的说明而变得明确。这些图中：
图1是表示本发明的一实施方式的放电加工机的加工电源装置的实施方式的图。
图2是说明在使用图1的电容器脉冲电源的情况下的放电加工机的加工电源装置的动作的图。
图3是表示本发明的另一实施方式的图。
图4是说明使用图3的电容器脉冲电源的情况下的放电加工机的加工电源装置的动作的图。
图5是具备以往的电容器脉冲电源的放电加工机的加工电源装置的例子。
图6是说明使用图5的电容器脉冲电源的情况下的放电加工机的加工电源装置的动作的图。
图7是表示电容器脉冲电源的另一例的图。
具体实施方式
以下，对于与现有技术相同或类似的结构，使用相同符号。
图1是表示本发明的放电加工机的加工电源装置的一实施方式的图。作为放电加工机，是线放电加工机、电火花成型加工机。加工电源装置1是用于对电极2与工件3的加工间隙施加电压，并进行工件3的放电加工的放电加工机的电源装置。放电加工机的加工电源装置1由直流电压源V(电压E)、第一半导体开关元件S1、第二半导体开关元件S2、第三半导体开关元件S3、电容器C、整流元件D、加工间隙电压检测单元5以及使半导体开关元件S1、S3导通/关断的控制单元4构成。此外，L1、L2、L3是寄生电感。电容器C通过直流电压源V进行充电。对电极2与工件3的加工间隙脉冲式地供给电容器C中充电的电力。加工间隙电压检测单元5是检测加工间隙的电压的单元。尽管未图示，然而可以通过检测单元来检测在加工间隙流过的加工间隙电流Ig。
图2是说明在使用图1的电容器脉冲电源的情况下的放电加工机的加工电源装置1的动作的图。首先，在周期的开始，在T1期间，导通半导体开关元件S1，将直流电压源V连接到电容器C，使电容器C充电。T1是电容器C进行充电所需要的足够的时间，预先进行设定。在关断半导体开关元件S1的同时，导通半导体开关元件S3，将充电结束的电容器C与电极2和工件3的加工间隙并联连接。若加工间隙的间隙足够小，则在某时刻发生放电，电容器C中积攒的电荷被放出到加工间隙，对工件3进行除去加工。
这里，利用加工间隙电压检测单元5来检测出放电发生，以放电检出为基点，在T2期间继续导通半导体开关元件S3。T2是电容器C放电完全所需要的足够时间。此时，电容器C与原来的充电方向反向地被充电。此后，在T3期间，设置休止时间，然而，T3期间中的半导体开关元件S1关断的期间(图2的T4期间)中，导通半导体开关元件S2，使反向的残留电压反转。
这里，整流元件D以能够使反向充电后的残留电压反转的方向被插入，承担了防止一旦反转后的电压再次反转的作用。以上这样，一个周期结束。在下个周期中，在再次导通半导体开关元件S1来使电容器C充电时，充电电压不跳动，大致等于电源电压E。
接着，图3中表示另一实施方式。
与图1所示的实施方式相比较，具备检测电容器C的电压的电容器电压检测单元6，来代替使用整流元件D。利用电容器电压检测单元6监视电容器C的电压(电容器电压Vc)，当达到所期望的值时(图4的例中为零)，通过控制单元4关断半导体开关元件S2，由此控制电容器C的残留电压。此外，通过未图示的检测单元来检测电容器C中流过的电流。控制单元4可以基于检测出的电流值来关断半导体开关元件S2，由此来控制电容器C的残留电压。
在图1所示的实施方式中进行残留电压的反转，然而，图3所示的实施方式也能够将充电电压控制为所期望的值(零、或即使不反转也降低的值)。在该实施方式中，也能够抑制电容器的充电电压的波动。

Claims (3)

1.一种放电加工机的加工电源装置，其对电极与工件的加工间隙施加电压而发生放电来加工工件，所述放电加工机的加工电源装置的特征在于，
具备：
直流电源；
与所述加工间隙直接或间接地并联连接的电容器；
在所述直流电源与所述电容器之间串联设置的第一半导体开关元件；
与所述电容器并联设置的第二半导体开关元件；
在由所述电容器和第二半导体开关元件构成的电路回路中插入的整流元件；以及
控制所述第一半导体开关元件和所述第二半导体开关元件的控制单元，
所述控制单元进行如下控制：通过导通所述第一半导体开关元件来对所述电容器充电，在所述第一半导体开关元件关断的期间内，导通所述第二半导体开关元件。
2.一种放电加工机的加工电源装置，其对电极与工件的加工间隙施加电压而发生放电来加工工件，所述放电加工机的加工电源装置的特征在于，
具备：
直流电源；
与加工间隙直接或间接地并联连接的电容器；
在所述直流电源与所述电容器之间串联设置的第一半导体开关元件；
与所述电容器并联设置的第二半导体开关元件；
检测所述电容器的电压或电流的检测单元；以及
控制所述第一半导体开关元件和所述第二半导体开关元件的控制单元，
所述控制单元进行如下控制：通过导通所述第一半导体开关元件来对所述电容器充电，在所述第一半导体开关元件关断的期间内，导通所述第二半导体开关元件，并根据所述电容器的电压或电流的检测值来关断所述第二半导体开关元件。
3.根据权利要求1或2所述的放电加工机的加工电源装置，其特征在于，
所述放电加工机的加工电源装置具备在所述加工间隙与所述电容器之间串联设置的第三半导体开关元件，
所述控制单元还进行如下控制：在关断所述第一半导体开关元件的同时，导通所述第三半导体开关元件，在所述第一半导体开关元件与所述第三半导体开关元件同时关断的期间内，导通所述第二半导体开关元件。
CN201510212619.3A 2014-04-30 2015-04-29 放电加工机的加工电源装置 Active CN105033369B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014-094293 2014-04-30
JP2014094293A JP5887378B2 (ja) 2014-04-30 2014-04-30 放電加工機の加工電源装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105033369A true CN105033369A (zh) 2015-11-11
CN105033369B CN105033369B (zh) 2018-02-16

Family

ID=52774150

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510212619.3A Active CN105033369B (zh) 2014-04-30 2015-04-29 放电加工机的加工电源装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10220458B2 (zh)
EP (2) EP3566805B1 (zh)
JP (1) JP5887378B2 (zh)
CN (1) CN105033369B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112453606A (zh) * 2019-09-09 2021-03-09 发那科株式会社 线放电加工机以及控制方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6770041B2 (ja) * 2018-10-23 2020-10-14 ファナック株式会社 ワイヤ放電加工機および放電加工方法
CN113857594B (zh) * 2021-09-28 2022-10-18 南京理工大学 分组式微细电火花加工脉冲电源
CN114237079B (zh) * 2021-09-30 2024-04-30 宁波三星智能电气有限公司 一种可利用串口关断电源的电路

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58196923A (ja) * 1982-05-10 1983-11-16 Mitsubishi Electric Corp 放電加工装置
US6580048B2 (en) * 2000-12-01 2003-06-17 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Electrical discharge machining apparatus supplying initial and processing currents
CN1663723A (zh) * 2004-03-04 2005-09-07 发那科株式会社 用于放电加工的电源装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5656341A (en) * 1979-10-05 1981-05-18 Fanuc Ltd Power source for wire cut electric discharge machining
JPS632611A (ja) * 1986-06-18 1988-01-07 Fanuc Ltd 放電加工電源
JP2590150B2 (ja) * 1987-11-30 1997-03-12 株式会社放電精密加工研究所 放電加工用電源回路
JPH06143034A (ja) * 1992-11-06 1994-05-24 Fanuc Ltd 放電加工方法及び装置
JP4250377B2 (ja) 2001-11-06 2009-04-08 三菱電機株式会社 放電加工機用電源
EP1749607B1 (en) 2005-08-01 2012-03-14 Agie Charmilles SA Method and generator for electrical discharge machining
DE112006004048B4 (de) * 2006-10-20 2010-06-17 Mitsubishi Electric Corp. Energieversorgungs-Steuervorrichtung für eine Bearbeitungsvorrichtung mit elektrischer Entladung
US8420973B2 (en) * 2006-10-20 2013-04-16 Mitsubishi Electric Corporation Power-supply control device for electrical discharge machining apparatus
JP4921482B2 (ja) * 2006-10-24 2012-04-25 三菱電機株式会社 ワイヤ放電加工装置
JP4921481B2 (ja) * 2006-10-24 2012-04-25 三菱電機株式会社 ワイヤ放電加工装置
WO2014068701A1 (ja) * 2012-10-31 2014-05-08 三菱電機株式会社 放電加工装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58196923A (ja) * 1982-05-10 1983-11-16 Mitsubishi Electric Corp 放電加工装置
US6580048B2 (en) * 2000-12-01 2003-06-17 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Electrical discharge machining apparatus supplying initial and processing currents
CN1663723A (zh) * 2004-03-04 2005-09-07 发那科株式会社 用于放电加工的电源装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112453606A (zh) * 2019-09-09 2021-03-09 发那科株式会社 线放电加工机以及控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN105033369B (zh) 2018-02-16
EP2939781B1 (en) 2019-09-11
JP5887378B2 (ja) 2016-03-16
EP3566805B1 (en) 2023-01-25
EP3566805A1 (en) 2019-11-13
JP2015208846A (ja) 2015-11-24
EP2939781A1 (en) 2015-11-04
US20150314383A1 (en) 2015-11-05
US10220458B2 (en) 2019-03-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1765555B (zh) 用于放电式线切割机的控制器
CN105121316B (zh) 电火花加工设备的脉冲和间隙控制
JP5739563B2 (ja) 平均放電遅れ時間算出手段を備えたワイヤ放電加工機
US10730126B2 (en) Power supply device for wire electric discharge machining
CN105033369A (zh) 放电加工机的加工电源装置
US10315263B2 (en) Wire electric discharge machine operating with constant inter-pole distance
CN101932402B (zh) 放电加工装置
JP2010201521A (ja) 形彫放電加工装置の加工用電源装置
US10493547B2 (en) Wire electrical discharge machining device
JP5642810B2 (ja) 放電加工用電源装置
KR20180006989A (ko) 와이어 방전 가공기
KR860000619B1 (ko) 와이어-킷 방전가공 전원장치
JP2017061023A (ja) ワイヤ放電加工装置の加工電源装置
JP5800923B2 (ja) ワイヤ放電加工機の加工用電源装置
JPH0429491B2 (zh)
Kong et al. Study of electrode wear ratio of piezoelectric self-adaptive micro-EDM
JP2003181725A (ja) 放電加工装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant