CN107635705B - 放电加工电源装置 - Google Patents
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Abstract
放电加工电源装置具有:电极,在该电极与被加工物之间使电流流动;第1电源部,其对连接于由被加工物和电极构成的极间的第1路径施加电压;变压器,其配置在连接于极间的第2路径;以及第2电源部,其将对从第1电源部流入第2路径的寄生电容的电流进行抑制的方向的电压,经由变压器施加至第2路径。
Description
技术领域
本发明涉及一种在电极和被加工物之间产生放电而对被加工物进行加工的放电加工电源装置。
背景技术
放电加工机是在由相对的电极和被加工物构成的极间产生电弧放电,将被加工物熔融去除而进行加工的装置。电极及被加工物配置在绝缘性高的液体之中。绝缘性高的液体例示去离子水或油。
放电加工机执行下述加工:使用比较长的时间宽度的粗加工电流,留下后续工序中的精加工量而重视加工速度的粗加工;以及将电流脉冲的能量逐渐地减小,使被加工物的表面粗糙度降低的精加工。粗加工电流的时间宽度例示几十秒。精加工中的电流脉冲的脉冲宽度最终地例示几十纳秒。
已知在粗加工中,优选具有短的时间宽度及高的峰值的粗加工电流。为了实现具有短的时间宽度及高的峰值的粗加工电流,在粗加工中通常使用的放电电路是晶体管放电电路。在晶体管放电电路中,对放电发生进行检测,将放电电流通过晶体管进行控制,由此能够得到具有短的时间宽度及高的峰值的粗加工电流。
在精加工中,为了降低被加工面的表面粗糙度,要求缩短电流脉冲宽度。因此,在精加工中使用RC电路,该RC电路是由在电源和极间之间串联配置的限流电阻、和与极间并联配置的极间并联电容器构成的。
RC电路由下述部分构成,即:电源,其用于对极间施加电压;限流电阻,其用于对来自电源的电流进行限制;以及极间并联电容器,其对放电的能量进行积蓄。另外,虽然在电路上不是作为元件存在,但存在机械构造或线缆所包含的电容即寄生电容。
在RC电路中,如果施加电源电压,则在极间并联电容器及寄生电容中积蓄电荷,极间电压上升。电压增加的时间常数τ由限流电阻和极间并联电容器的乘积决定。因此,如果极间并联电容器越变大,电压的上升速度越降低。
如果极间的电压上升,则极间的绝缘被破坏,积蓄于极间并联电容器及寄生电容的电荷在极间流动。通过由该电流发生的热量,被加工物被熔融去除,由此进行精加工。
在RC电路中,如果极间的电容成分减小,则能够降低被加工面的表面粗糙度。因此,能够不配置极间并联电容器,仅以寄生电容构成微小的电容成分。在试图进一步降低被加工面的表面粗糙度的情况下,需要对放电加工机的构造进行改良而将寄生电容本身减小或将寄生电容的影响抵消的电气电路性的对策。
作为关联的技术,在下述的专利文献1中,记载有放电加工装置,该放电加工装置为了对精加工中的表面粗糙度进行改善,在刀具电极6的附近配置电感LT,对放电时的急剧的电流进行抑制(参照图2)。
专利文献1:日本特开昭59-42222号公报
发明内容
但是,在专利文献1记载的放电加工装置中,存在下述问题,即,放电电流全部经过电感LT,因此在原本需要大的电流的粗加工中也抑制电流,有可能对粗加工造成不良影响。另外,寄生电容C2存在的状态不变,因此在使刀具电极6和加工片4之间的电压增加时,需要对寄生电容C2进行充电,存在刀具电极6和加工片4之间的电压的增加速度延迟的问题。
本发明就是鉴于上述情况而提出的,其目的在于,得到一种能够对寄生电容的影响进行抑制的放电加工电源装置。
为了解决上述的课题,并达到目的,本发明的特征在于,具有:电极,在该电极与被加工物之间使电流流动;第1电源部,其对连接于由被加工物和电极构成的极间的第1路径施加电压;变压器,其在连接于极间的第2路径配置;以及第2电源部,其将对从第1电源部流入第2路径的寄生电容的电流进行抑制的方向的电压,经由变压器施加至所述第2路径。
发明的效果
本发明涉及的放电加工电源装置实现下述效果,即,能够对寄生电容的影响进行抑制。
附图说明
图1是表示实施方式1涉及的放电加工电源装置的电路结构的图。
图2是对实施方式1涉及的放电加工电源装置的动作进行说明的图。
图3是表示实施方式1涉及的放电加工电源装置的各部分的波形的图。
图4是表示实施方式1涉及的放电加工电源装置的控制部的处理的流程图。
图5是对实施方式1涉及的放电加工电源装置的动作进行说明的图。
图6是表示实施方式1涉及的放电加工电源装置的极间电压的波形的图。
图7是对实施方式1涉及的放电加工电源装置的动作进行说明的图。
图8是对实施方式1涉及的放电加工电源装置的动作进行说明的图。
图9是对实施方式1涉及的放电加工电源装置的动作进行说明的图。
图10是表示实施方式1涉及的放电加工电源装置的极间电流的波形的图。
图11是对实施方式1涉及的放电加工电源装置的动作进行说明的图。
图12是对实施方式1涉及的放电加工电源装置的动作进行说明的图。
图13是表示实施方式2涉及的放电加工电源装置的电路结构的图。
图14是表示实施方式2涉及的放电加工电源装置的各部分的波形的图。
图15是实施方式2涉及的放电加工电源装置的控制部的处理的流程图。
图16是对实施方式2涉及的放电加工电源装置的动作进行说明的图。
图17是表示实施方式3涉及的放电加工电源装置的电路结构的图。
图18是表示实施方式3涉及的放电加工电源装置的安装的图。
图19是表示实施方式4涉及的放电加工电源装置的电路结构的图。
图20是表示实施方式5涉及的放电加工电源装置的电路结构的图。
图21是表示实施方式6涉及的放电加工电源装置的电路结构的图。
具体实施方式
下面,参照附图,对本发明的实施方式涉及的放电加工电源装置进行说明。此外,本发明并不限定于本实施方式。
实施方式1
图1是表示实施方式1涉及的放电加工电源装置的电路结构的图。放电加工电源装置1具有:电极2,在该电极2与被加工物3之间使电流流动;第1电源部5,其对与由被加工物3和电极2构成的极间4连接的第1路径A1施加电压;变压器6,其配置在与极间4连接的第2路径A2;第2电源部8,其将对从第1电源部5流入第2路径A2的寄生电容7的电流进行抑制的方向的电压,经由变压器6施加至第2路径A2;以及控制部9,其对第2电源部8进行控制。
第1电源部5经由线缆C1与电极2连接,经由线缆C2与被加工物3连接。第1路径A1包含线缆C1及C2而构成。
第1电源部5是用于在粗加工时在极间4诱发放电,在精加工时在极间4诱发放电,并且通过放电电流对被加工物3进行加工的电源。在放电加工机的领域中,第1电源部5有时被称为副电源。第1电源部5例示出在放电加工机中通常使用的RC放电电路、体管放电电路或高频电源电路。但是,第1电源部5并不限定于此,能够采用各种电路。在实施方式1中,第1电源部5是RC放电电路。
变压器6的二次绕组6b插入至与电极2连接的线缆C3。线缆C3的一端与电极2连接,线缆C3的另一端经由开关SW1与连接件10的一端连接。连接件10的另一端经由开关SW2及线缆C4,与被加工物3连接。变压器6的一次绕组6a与第2电源部8连接。第2路径A2包含线缆C3及C4而构成。
第2电源部8为了抑制由寄生电容7引起的对加工的影响,采用与第1电源部5的结构或控制方式匹配的电源。
变压器6能够一边使第2电源部8和第2路径A2绝缘,一边从第2电源部8向第2路径A2施加电压。
关于与第2路径A2连接的连接件10,例示出用于对极间4的状态进行检测的各种基板、用于使粗加工电流在极间4流动的粗加工用的电源或放电加工机的框体。连接件10并不限定于1个,也可以是多个。在实施方式1中,连接件10是用于使粗加工电流在极间4流动的第3电源部10。在实施方式1中,第3电源部10是晶体管放电电路。
在不进行粗加工时,开关SW1及SW2被断开,第3电源部10线缆C3及C4分开,但即使在该情况下,在线缆C3和线缆C4之间也存在寄生电容7。第2路径A2是由线缆C3、寄生电容7及线缆C4构成的。
第3电源部10是用于在粗加工时,使粗加工电流在诱发了放电的极间4流动,对被加工物3进行加工的电源。在放电加工机的领域中,第3电源部10有时被称为主电源。
第3电源部10包含:直流电源10a,其正极侧经由开关SW2及线缆C4与被加工物3连接;晶体管10b,其源极-漏极路径连接在直流电源10a的负极侧和开关SW1之间;以及栅极信号供给部10c,其向晶体管10b的栅极供给栅极信号。
如果栅极信号供给部10c将高电平的栅极信号供给至晶体管10b的栅极,则晶体管10b成为导通状态,粗加工电流流过极间4。
控制部9基于栅极信号供给部10c供给至晶体管10b的栅极的栅极信号、和通过电压传感器11检测出的极间4的电压,将第1控制信号9a或第2控制信号9b供给至第2电源部8。
在实施方式1中,第1电源部5及第3电源部10不会同时向极间4供给电压或电流。因此,放电加工电源装置1能够应用本发明。
对放电加工电源装置1的动作进行说明。在实施方式1中,放电加工电源装置1进行粗加工。
在进行粗加工时,首先,第1电源部5向极间4施加电压,在极间4诱发放电。如果在极间4发生放电,则第3电源部10使粗加工电流流过极间4。
第1电源部5在对极间4施加电压时,存在下述模式:第1放电电压施加模式,其将电极2设为正极侧,将被加工物3设为负极侧;以及第2放电电压施加模式,其将被加工物3设为正极侧,将电极2设为负极侧。采用第1放电电压施加模式和第2放电电压施加模式中的哪个模式这通过条件进行决定。作为条件例示出放电加工机的种类或结构。
另一方面,第3电源部10为了增大粗加工中的被加工物3的加工去除量,通常使粗加工电流从被加工物3朝向电极2流动。
在实施方式1中,首先,对采用第1放电电压施加模式的情况下的放电加工电源装置1的动作进行说明,然后,对采用第2放电电压施加模式的情况下的放电加工电源装置1的动作进行说明。
图2是对实施方式1涉及的放电加工电源装置的动作进行说明的图。如图2所示,首先,在定时t0,第1电源部5以将电极2设为正极侧、将被加工物3设为负极侧的第1放电电压施加模式,对第1路径A1施加电压V1。
图3是表示实施方式1涉及的放电加工电源装置的各部分的波形的图。如果在定时t0,第1电源部5以将电极2设为正极侧、将被加工物3设为负极侧的第1放电电压施加模式,对第1路径A1施加电压V1,则如在图3的波形31示出的那样,极间4的极间电压V开始提升。
图4是表示实施方式1涉及的放电加工电源装置的控制部的处理的流程图。
控制部9在步骤S100中,判定通过电压传感器11是否检测出向极间4施加了电压。控制部9如果判定为通过电压传感器11没有检测出向极间4施加了电压(No),则在步骤S100等待,如果判定为通过电压传感器11检测出向极间4施加了电压(Yes),则使处理进入步骤S102。
控制部9在步骤S102中,对第2电源部8进行控制,以使得将对从第1电源部5流入寄生电容7的电流进行抑制的方向的电压施加至第2路径A2。具体地说,控制部9如在图3的波形35示出的那样,将第1控制信号9a接通、即设为高电平。
图5是对实施方式1涉及的放电加工电源装置的动作进行说明的图。第1电源部5如果以第1放电电压施加模式对第1路径A1施加电压V1,则电流I1在第1路径A1流动。另外,电流I2流入极间4,由电流I2带来的电荷积蓄至极间4的电容,极间4的极间电压V上升。另外,电流I3流入第2路径A2。在这里,I1=I2+I3。
因此,控制部9对第2电源部8进行控制,以使得将对从第1电源部5流入寄生电容7的电流I3进行抑制的方向的电压V2施加至第2路径A2。通过电压V2,电流I4在第2路径A2流动。在这里,电流I4的方向是与电流I3的方向相反的方向。
由此,在第2路径A2流动的电流I0成为I0=I3-I4。因此,放电加工电源装置1能够对流入寄生电容7的电流I0进行抑制。
优选电流I4的大小与电流I3的大小之差小,更优选电流I4的大小与电流I3的大小相同。如果如上所述,则在第2路径A2流动的电流I0成为I0=I3-I4=0,放电加工电源装置1能够将流入寄生电容7的电流I0更适当地抑制。由此,放电加工电源装置1能够将流入极间4的电流I2设为I2=I1,能够将电流I2增大。
如上所述,放电加工电源装置1通过对流入寄生电容7的电流I0进行抑制,由此能够设为犹如削减了寄生电容7。如果将极间4的电容设为CA、将寄生电容7的电容设为CB,则积蓄至极间4及寄生电容7的电荷Q,通过电容器的基本式,成为Q=(CA+CB)×V。
放电加工电源装置1通过对流入寄生电容7的电流I0进行抑制,使得犹如削减了寄生电容7,由此能够将积蓄至极间4的电荷Q’设为Q’=CA×V。即,放电加工电源装置1减少与寄生电容7的电容CB对应量的电容,能够将用于增加极间电压V的电荷量Q’减小。
图6是表示实施方式1涉及的放电加工电源装置的极间电压的波形的图。在实施方式1中,第1电源部5是RC放电电路。在RC放电电路中,如果RC放电电路所具有的电阻值设为R,则极间电压V的提升时间由时间常数τ=R×(CA+CB)决定。
放电加工电源装置1通过对电流I0进行抑制,使得犹如削减了寄生电容7,由此能够将极间电压V的提升时间的时间常数τ’设为τ’=R×CA。即,放电加工电源装置1减少与寄生电容7的电容CB对应量的电容,能够将极间电压V的提升时间的时间常数τ’减小。
因此,放电加工电源装置1如在图6的波形31示出的那样,与不具有第2电源部8及变压器6的情况下的极间电压的波形41相比,能够将极间电压V的提升提前时间42。
放电加工电源装置1通过将极间电压V的提升提前,从而能够得到下述效果。第一个效果是放电加工电源装置1能够缩短在粗加工所需的时间。第二个效果是放电加工电源装置1延长极间电压V为电压V1的时间,由此使得容易发生极间4中的放电,能够提高在极间4发生放电的概率。
返回放电加工电源装置1的动作的说明。如果在定时t1,通过第1电源部5而在极间4发生放电,则如在图3的波形32示出的那样,极间电流I在极间4流动,如在图3的波形31示出的那样,极间电压V降低。
此时,在极间4中积蓄有电荷,但在寄生电容7中没有积蓄电荷,因此极间电流I流动的时间变短。
如果在极间4发生放电,极间电流I在极间4流动,则在定时t2,第3电源部10的栅极信号供给部10c如在图3的波形33示出的那样,将供给至晶体管10b的栅极的栅极信号接通、即设为高电平。
图7是对实施方式1涉及的放电加工电源装置的动作进行说明的图。在定时t2,如果栅极信号成为接通,则晶体管10b成为导通状态。由此,第3电源部10向第2路径A2施加将被加工物3设为正极侧,将电极2设为负极侧的电压V3,在从被加工物3朝向的电极2的方向,使粗加工电流I5流动。第3电源部10使粗加工电流I5在极间4流动,由此如在图3的波形32示出的那样,在极间4流动的极间电流I提升,极间电流I开始增加。
再次参照图4,控制部9在步骤S104中,判定通过电压传感器11是否检测出在极间4发生了放电。即,控制部9判定通过电压传感器11是否检测出极间电压V降低。控制部9如果判定为通过电压传感器11没有检测出在极间4发生了放电(No),则在步骤S104等待,如果判定为通过电压传感器11检测出在极间4发生了放电(Yes),则使处理进入步骤S106。
控制部9在步骤S106中,判定栅极信号是否接通。控制部9如果判定为栅极信号没有接通(No),则在步骤S106等待,如果判定为栅极信号接通(Yes),则使处理进入步骤S108。
控制部9在步骤S108中,对第2电源部8进行控制,使得将使粗加工电流I5增加的方向的电压施加至第2路径A2。具体地说,控制部9如在图3的波形34示出的那样,将第2控制信号9b接通,即设为高电平。
图8是对实施方式1涉及的放电加工电源装置的动作进行说明的图。如果第3电源部10对第2路径A2施加电压V3,则粗加工电流I5在极间4流动。
控制部9对第2电源部8进行控制,以使得将使在极间4流动的粗加工电流I5增加的方向的电压V4施加至第2路径A2。通过电压V4,电流I6在第2路径A2流动。在这里,电流I6的方向是与粗加工电流I5的方向相同的方向。
因此,放电加工电源装置1能够将在极间4流动的极间电流I增加为I=I5+I6,能够将极间电流I的提升提前。通过使极间电流I在极间4流动,由此进行被加工物3的粗加工。
接下来,在定时t3,第3电源部10的栅极信号供给部10c如在图3的波形33示出的那样,将供给至晶体管10b的栅极的栅极信号断开,即设为低电平。
在定时t3,如果栅极信号断开,则晶体管10b成为截止状态,第3电源部10结束电压V3的施加。由此,如在图3的波形32示出的那样,在极间4流动的极间电流I开始减小。
再次参照图4,控制部9在步骤S110中,判定栅极信号是否被断开。控制部9如果判定为栅极信号没有被断开(No),则在步骤S110等待,如果判定为栅极信号被断开(Yes),则使处理进入步骤S112。
控制部9在步骤S112中,对第2电源部8进行控制,使得将对粗加工电流I5进行抑制的方向的电压施加至第2路径A2。具体地说,控制部9如在图3的波形35示出的那样,将第1控制信号9a接通、即设为高电平。
控制部9在步骤S114中,判定是否经过了预先设定的时间。控制部9如果判定为没有经过预先设定的时间(No),则在步骤S114等待。控制部9如果判定为经过了预先设定的时间(Yes),则使处理进入步骤S116。
预先设定的时间是从定时t3至定时t4为止的时间,即从极间电流I开始转至减小起至极间电流I成为0为止的时间。
控制部9在步骤S116中,对第2电源部8进行控制,使得向第2路径A2的电压的输出结束,结束处理。
图9是对实施方式1涉及的放电加工电源装置的动作进行说明的图。控制部9对第2电源部8进行控制,以使得将对在极间4流动的粗加工电流I5进行抑制的方向的电压V5施加至第2路径A2。通过电压V5,电流I7在第2路径A2流动。在这里,电流I7的方向是与粗加工电流I5的方向相反的方向。因此,放电加工电源装置1能够将在极间4流动的极间电流I抑制为I=I5-I7。
图10是表示实施方式1涉及的放电加工电源装置的极间电流的波形的图。放电加工电源装置1在从定时t0至定时t2的期间,将对从第1电源部5流入寄生电容7的电流I3进行抑制的方向的电压V2施加至第2路径A2。由此,不会在寄生电容7中积蓄电荷。
因此,放电加工电源装置1能够将极间电压V的提升提前。由此,与不具有第2电源部8及变压器6的情况下的波形43相比较,放电加工电源装置1能够将从定时t1至定时t2的期间的极间电流I的峰值抑制得更低,并且,能够将从定时t1至定时t2的极间电流I流动的时间缩短。
放电加工电源装置1通过将极间电压V的提升提前,从而能够得到下述效果。放电加工电源装置1通过延长极间电压V达到电压V1后的时间,从而能够使得容易在极间4中发生放电,能够提高在极间4发生放电的概率。由此,放电加工电源装置1能够增加每单位时间的加工去除量,因此能够提高粗加工速度。
另外,放电加工电源装置1在从定时t2至定时t3的期间、即粗加工电流I5增加的期间,第3电源部10将使在极间4流动的粗加工电流I5增加的方向的电压V4施加至第2路径A2。
因此,与不具有第2电源部8及变压器6的情况下的波形43相比,放电加工电源装置1能够提高从定时t2至定时t3的期间的极间电流I的峰值,并且,能够缩短从定时t2至定时t3的时间。
另外,放电加工电源装置1在从定时t3至定时t4的期间、即粗加工电流I5减小的期间,将对粗加工电流I5进行抑制的方向的电压V5施加至第2路径A2。因此,与不具有第2电源部8及变压器6的情况下的极间电流的波形43相比较,放电加工电源装置1能够缩短从定时t3至定时t4的极间电流I减小的时间。
由此,放电加工电源装置1能够使在粗加工中要求的、具有短的时间宽度及高峰值的极间电流I在极间4流动。由此,放电加工电源装置1能够实现优选的粗加工。
而且,放电加工电源装置1通过从第2电源部8及变压器6向第2路径A2供给电流,从而能够在从通过第1电源部5实现的放电起至通过第3电源部10实现的粗加工电流I5的供给为止的期间,向极间4供给电流,能够实现能量效率的提高。
接下来,对采用第2放电电压施加模式的情况下的放电加工电源装置1的动作进行说明。
图11是对实施方式1涉及的放电加工电源装置的动作进行说明的图。如图11所示,首先,在定时t0,第1电源部5以将被加工物3设为正极侧、将电极2设为负极侧的第2放电电压施加模式,对第1路径A1施加电压V11。
控制部9在步骤S100中,判定通过电压传感器11是否检测出向极间4施加了电压。控制部9如果判定为通过电压传感器11没有检测出向极间4施加了电压(No),则在步骤S100等待,如果判定为通过电压传感器11检测出向极间4施加了电压(Yes),则使处理进入步骤S102。
控制部9在步骤S102中,对第2电源部8进行控制,以使得将对从第1电源部5流入寄生电容7的电流进行抑制的方向的电压施加至第2路径A2。
图12是对实施方式1涉及的放电加工电源装置的动作进行说明的图。第1电源部5如果以第2放电电压施加模式对第1路径A1施加电压V11,则电流I11在第1路径A1流动。另外,电流I12流入极间4,由电流I12带来的电荷积蓄至极间4的电容,极间4的极间电压上升。另外,电流I13流入第2路径A2。在这里,I11=I12+I13。
因此,控制部9对第2电源部8进行控制,以使得将对从第1电源部5流入寄生电容7的电流I13进行抑制的方向的电压V12施加至第2路径A2。通过电压V12,电流I14在第2路径A2流动。在这里,电流I14的方向是与电流I13的方向相反的方向。
由此,在第2路径A2流动的电流I0成为I0=I13-I14。因此,放电加工电源装置1能够对流入寄生电容7的电流I0进行抑制。
优选电流I14的大小与电流I13的大小接近,更优选电流I14大小与电流I13的大小相同。如果如上所述,则在第2路径A2流动的电流I0成为I0=I13-I14=0,放电加工电源装置1能够将流入寄生电容7的电流I0更适当地抑制。由此,放电加工电源装置1能够将流入极间4的电流I12设为I12=I11,将电流I12增大。
之后的放电加工电源装置1的动作与之前说明的采用第1放电电压施加模式时相同。
放电加工电源装置1在采用第2放电电压施加模式的情况下,也能够实现与采用第1放电电压施加模式时同样的效果。
实施方式2.
图13是表示实施方式2涉及的放电加工电源装置的电路结构的图。此外,对与实施方式1相同的结构要素标注相同标号,省略说明。
放电加工电源装置1A具有:电极2,在该电极2与被加工物3之间使电流流动;第1电源部5,其对与由被加工物3和电极2构成的极间4连接的第1路径A1施加电压;变压器6,其配置在与极间4连接的第2路径A2上;第2电源部8,其将对从第1电源部5流入第2路径A2的寄生电容7的电流进行抑制的方向的电压,经由变压器6施加至第2路径A2;以及控制部9,其对第2电源部8进行控制。
在实施方式2中,放电加工电源装置1A进行精加工。因此,连接于第2路径A2的连接件12可以是第3电源部10,也可以是其他件。作为其他件,例示用于对极间4的状态进行检测的各种基板或放电加工机的框体。
第1电源部5对极间4施加电压时,存在下述模式:第1放电电压施加模式,其将电极2设为正极侧,将被加工物3设为负极侧;以及第2放电电压施加模式,其将被加工物3设为正极侧,将电极2设为负极侧。采用第1放电电压施加模式和第2放电电压施加模式中的哪个模式通过条件进行决定。作为条件例示出放电加工机的种类或结构。
对采用第1放电电压施加模式的情况下的放电加工电源装置1A的动作进行说明,如图13所示,首先,在定时t10,第1电源部5以将电极2设为正极侧、将被加工物3设为负极侧的第1放电电压施加模式,对第1路径A1施加电压V21。
图14是表示实施方式2涉及的放电加工电源装置的各部分的波形的图。如果在定时t10,第1电源部5以将电极2设为正极侧、将被加工物3设为负极侧的第1放电电压施加模式,对第1路径A1施加电压V21,则如在图14的波形51示出的那样,极间4的极间电压V开始提升。
图15是表示实施方式2涉及的放电加工电源装置的控制部的处理的流程图。
控制部9在步骤S100中,判定通过电压传感器11是否检测出向极间4施加了电压。控制部9如果判定为通过电压传感器11没有检测出向极间4施加了电压(No),则在步骤S100等待,如果判定为通过电压传感器11检测出向极间4施加了电压(Yes),则使处理进入步骤S102。
控制部9在步骤S102中,对第2电源部8进行控制,以使得将对从第1电源部5流入寄生电容7的电流进行抑制的方向的电压施加至第2路径A2。具体地说,控制部9将第1控制信号9a接通、即设为高电平。
图16是对实施方式2涉及的放电加工电源装置的动作进行说明的图。第1电源部5如果以第1放电电压施加模式对第1路径A1施加电压V21,则电流I21在第1路径A1流动。另外,电流I22流入极间4,由电流I22带来的电荷积蓄至极间4的电容,极间4的极间电压V上升。另外,电流I23流入第2路径A2。在这里,I21=I22+I23。
因此,控制部9对第2电源部8进行控制,以使得将对从第1电源部5流入寄生电容7的电流I23进行抑制的方向的电压V22施加至第2路径A2。通过电压V22,电流I24在第2路径A2流动。在这里,电流I24的方向是与电流I23的方向相反的方向。
由此,在第2路径A2流动的电流I0成为I0=I23-I24。因此,放电加工电源装置1A能够对流入寄生电容7的电流I0进行抑制。
优选电流I24的大小与电流I23的大小之差小,更优选电流I24的大小与电流I23的大小相同。如果如上所述,则在第2路径A2流动的电流I0成为I0=I23-I24=0,放电加工电源装置1A能够将流入寄生电容7的电流I0更适当地抑制。由此,放电加工电源装置1A能够将流入极间4的电流I22设为I22=I21,能够将电流I22增大。
如上所述,放电加工电源装置1A通过对流入寄生电容7的电流I0进行抑制,由此能够设为犹如削减了寄生电容7。如果将极间4的电容设为CA、将寄生电容7的电容设为CB,则积蓄至极间4及寄生电容7的电荷Q,通过电容器的基本式,成为Q=(CA+CB)×V。
放电加工电源装置A通过对流入寄生电容7的电流I0进行抑制,使得犹如削减了寄生电容7,由此能够将积蓄至极间4的电荷Q’设为Q’=CA×V。即,放电加工电源装置1A减少与寄生电容7的电容CB对应量的电容,能够将用于增加极间电压V的电荷量Q’减小。
在实施方式2中,第1电源部5是RC放电电路。在RC放电电路中,如果RC放电电路所具有的电阻值设为R,则极间电压V的提升时间由时间常数τ=R×(CA+CB)决定。
放电加工电源装置1A通过对电流I0进行抑制,使得犹如削减了寄生电容7,由此能够将极间电压V的提升时间的时间常数τ’设为τ’=R×CA。即,放电加工电源装置1A减少与寄生电容7的电容CB对应量的电容,能够将极间电压V的提升时间的时间常数τ’减小。
因此,与不具有第2电源部8及变压器6的情况下的极间电压相比,放电加工电源装置1A能够将极间电压V的提升提前。
放电加工电源装置1A通过将极间电压V的提升提前,从而能够得到下述效果。第一个效果是放电加工电源装置1A能够缩短在精加工所需的时间。第二个效果是放电加工电源装置1A延长极间电压V为电压V21的时间,由此使得容易发生极间4中的放电,能够抑制在极间4放电失败的情况。
返回放电加工电源装置1A的动作的说明。如果在定时t11,通过第1电源部5而在极间4发生放电,则如在图14的波形52示出的那样,极间电流I即精加工电流在极间4流动,如在图14的波形41示出的那样,极间电压V降低。
此时,在极间4中积蓄有电荷,但在寄生电容7中没有积蓄电荷,因此极间电流I流动的时间变短。
再次参照图15,控制部9在步骤S104中,判定通过电压传感器11是否检测出在极间4发生了放电。即,控制部9判定通过电压传感器11是否检测出极间电压V降低。控制部9如果判定为通过电压传感器11没有检测出在极间4发生了放电(No),则在步骤S104等待,如果判定为通过电压传感器11检测出在极间4发生了放电(Yes),则使处理进入步骤S106。
控制部9在步骤S10中,对第2电源部8进行控制,使得电压的施加结束。具体地说,控制部9将第1控制信号9a断开、即设为低电平。而且,控制部9结束处理。
由此,第2电源部8在极间4发生了放电时,能够使得电流I24不与极间电流I即精加工电流重叠。
放电加工电源装置1A在从定时t10至定时t11期间,将对从第1电源部5流入寄生电容7的电流I23进行抑制的方向的电压V22施加至第2路径A2。由此,在寄生电容7中不积蓄电荷。
因此,放电加工电源装置1A能够将极间电压V的提升提前。由此,与不具有第2电源部8及变压器6的情况比较,放电加工电源装置1A能够将从定时t11至定时t12期间的极间电流I的峰值抑制得更低,并且,能够将从定时t11至定时t12的极间电流I流动的时间缩短。
放电加工电源装置1A通过将极间电流I的峰值抑制得低,并且将极间电流I流动的时间缩短,由此能够减小每一次放电的能量。由此,放电加工电源装置1A能够使精加工后的被加工面的表面粗糙度小。
放电加工电源装置1A通过将极间电压V的提升提前,从而能够得到下述效果。放电加工电源装置1A通过延长极间电压V达到电压V21后的时间,从而能够使得容易在极间4中发生放电,能够提高在极间4发生放电的概率。由此,放电加工电源装置1A能够增加每单位时间的加工去除量,因此能够提高精加工速度。
放电加工电源装置1A在采用第2放电电压施加模式的情况下,控制部9也对第2电源部8进行控制,使得将对从第1电源部5流入寄生电容7的电流进行抑制的方向的电压施加至第2路径A2即可。
实施方式3.
图17是表示实施方式3涉及的放电加工电源装置的电路结构的图。此外,对与实施方式1及实施方式2相同的结构要素标注相同标号,省略说明。
实施方式3涉及的放电加工电源装置1B具有环形变压器21,替代实施方式1涉及的放电加工电源装置1的变压器6。
环形变压器21具有环形芯21a。在环形芯21a卷绕有绕组21b。绕组21b与第2电源部8连接。线缆C3经过环形芯21a的开口部21c。
放电加工电源装置1B的动作与实施方式1涉及的放电加工电源装置1相同,因此省略说明。
放电加工电源装置1B具有环形变压器21,替代变压器6。环形变压器21的安装的自由度高。因此,放电加工电源装置1B实现安装变得容易的效果。
图18是表示实施方式3涉及的放电加工电源装置的安装的图。电极2在配置于加工槽22内的下部块体23a和上部块体23b之间张设。另外,被加工物3也配置在加工槽22内。在加工槽22内,贮存绝缘性高的液体。绝缘性高的液体例示去离子水或油。环形芯21配置在与加工槽22内的下部块体23a接近的部位。
从极间4远离的部位的寄生电容7能够通过机械开关从电路分离。但是,与极间4接近的部位的寄生电容7难以通过机械开关从电路分离。另外,难以将变压器6配置在与极间接近的部位。
根据放电加工电源装置1B,能够将环形变压器21配置在与加工槽22内部的极间4接近的部位。由此,放电加工电源装置1B能够对液体中的介电常数高的部位的寄生电容7的影响进行抑制。
实施方式4.
图19是表示实施方式4涉及的放电加工电源装置的电路结构的图。此外,对与实施方式1至实施方式3相同的结构要素标注相同标号,省略说明。
实施方式4涉及的放电加工电源装置1C与实施方式2涉及的放电加工电源装置1A同样地,进行精加工。
放电加工电源装置1C具有第4电源部31及第2变压器32,替代实施方式2涉及的放电加工电源装置1A的第1电源部5、第2电源部8及控制部9。
第4电源部31与第2变压器32的一次绕组32a连接。第2变压器32的二次绕组32b与线缆C1及C2连接。第2变压器32的三次绕组32c与变压器6的一次绕组6a连接。
如果第4电源部31对第2变压器32的一次绕组32a输出电压,则在二次绕组32b诱发电压,对第1路径A1施加电压V21,并且,在三次绕组32c诱发电压,对第2路径A2施加电压V22。
即,第4电源部31、第2变压器32的一次绕组32a及二次绕组32b与实施方式2涉及的放电加工电源装置1A的第1电源部5对应。另外,第4电源部31、第2变压器32的一次绕组32a及三次绕组32c与实施方式2涉及的放电加工电源装置1A的第2电源部8对应。
因此,放电加工电源装置1C实现与实施方式2涉及的放电加工电源装置1A相同的效果。
放电加工电源装置1C能够削减部件数量,能够降低成本,能够降低占有空间。
实施方式5.
图20是表示实施方式5涉及的放电加工电源装置的电路结构的图。此外,对与实施方式1至实施方式4相同的结构要素标注相同标号,省略说明。
实施方式5涉及的放电加工电源装置1D与实施方式1涉及的放电加工电源装置1同样地,进行粗加工。
放电加工电源装置1D在实施方式4涉及的放电加工电源装置1C的结构的基础上,在第2变压器32的三次绕组32c和变压器6的一次绕组6a之间,还具有第2控制部41。
第2控制部41的处理与在图4的流程图示出的实施方式1涉及的放电加工电源装置1的控制部9的处理相同,因此省略说明。
放电加工电源装置1D实现与实施方式1涉及的放电加工电源装置1同样的效果。
放电加工电源装置1D能够削减部件数量,能够降低成本,能够降低占有空间。
实施方式6.
图21是表示实施方式6涉及的放电加工电源装置的电路结构的图。此外,对与实施方式1至实施方式5相同的结构要素标注相同标号,省略说明。
实施方式6涉及的放电加工电源装置1E具有环形变压器21,替代实施方式4涉及的放电加工电源装置1C的变压器6,具有第2环形变压器33,替代第2变压器32。环形变压器21具有环形芯21a,第2环形变压器33具有第2环形芯33a。
第4电源部31与第2环形变压器33的一次绕组33b连接。第2环形变压器33的二次绕组33c与线缆C1及C2连接。第2环形变压器33的三次绕组33d与环形变压器21的一次绕组21b连接。
如果第4电源部31对第2环形变压器33的一次绕组33b输出电压,则在二次绕组33c诱发电压,对第1路径A1施加电压V21,并且,在三次绕组33d诱发电压,对第2路径A2施加电压V22。
因此,放电加工电源装置1E实现与实施方式4涉及的放电加工电源装置1C同样的效果。
放电加工电源装置1E能够削减部件数量,能够降低成本,能够降低占有空间。
放电加工电源装置1E具有环形变压器21,替代变压器6,具有第2环形变压器33,替代第2变压器32。环形变压器21及第2环形变压器33的安装的自由度高。因此,放电加工电源装置1E实现安装变得容易这样的效果。
根据放电加工电源装置1E,能够将环形变压器21及第2环形变压器33配置在与加工槽22内部的极间4接近的部位。由此,放电加工电源装置1E能够对液体中的介电常数高的部位的寄生电容7的影响进行抑制。
此外,放电加工电源装置1E也可以在第2环形变压器33的三次绕组33d和环形变压器21的绕组21b之间,还具有在实施方式5说明的第2控制部41。如果如上所述,放电加工电源装置1E能够与实施方式5同样地,进行粗加工。
在上述的实施方式所示的结构,示出本发明的内容的一个例子,也能够与其他公知技术组合,也能够在不脱离本发明的主旨的范围,省略、变更结构的一部分。
标号的说明
1、1A、1B、1C、1D、1E放电加工电源装置,2电极,3被加工物,4极间,5第1电源部,6变压器,7寄生电容,8第2电源部,9控制部,10第3电源部,21环形变压器,31第4电源部,32第2变压器,33第2环形变压器,41第2控制部。
Claims (6)
1.一种放电加工电源装置,其特征在于,具有:
电极,在该电极与被加工物之间使电流流动;
第1电源部,其对连接于由所述被加工物和所述电极构成的极间的第1路径施加电压;
变压器,其配置在连接于所述极间的第2路径;
第2电源部,其将对从所述第1电源部流入所述第2路径的寄生电容的电流进行抑制的电压,经由所述变压器施加至所述第2路径;以及
控制部,其对所述第2电源部进行控制,以使得将对从所述第1电源部流入所述第2路径的寄生电容的电流进行抑制的电压施加至所述第2路径。
2.根据权利要求1所述的放电加工电源装置,其特征在于,
还具有第3电源部,如果由于所述第1电源部施加的电压而在所述极间发生了放电,则该第3电源部使粗加工电流经由所述第2路径在所述极间流动,
所述控制部在所述粗加工电流增加的期间,对所述第2电源部进行控制,以使得将使所述粗加工电流增加的电压施加至所述第2路径,所述控制部在所述粗加工电流减小的期间,对所述第2电源部进行控制,以使得将对所述粗加工电流进行抑制的电压施加至所述第2路径。
3.根据权利要求1所述的放电加工电源装置,其特征在于,
所述变压器是环形变压器。
4.根据权利要求3所述的放电加工电源装置,其特征在于,
所述环形变压器在配置有所述极间的加工槽内配置。
5.根据权利要求1所述的放电加工电源装置,其特征在于,
所述第1电源部由第4电源部、第2变压器的一次绕组及二次绕组构成,
所述第2电源部由所述第4电源部、所述第2变压器的一次绕组及三次绕组构成。
6.根据权利要求5所述的放电加工电源装置,其特征在于,
所述变压器及所述第2变压器分别是环形变压器。
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