DE3535512A1 - CURRENT CONTROL CIRCUIT FOR AN ELECTRICAL DISCHARGE DEVICE - Google Patents
CURRENT CONTROL CIRCUIT FOR AN ELECTRICAL DISCHARGE DEVICEInfo
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Description
Stromsteuerkreis für eine elektrische Entladungsvorrichtung BeschreibungElectric Discharge Device Current Control Circuit Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Steuerkreis für eine drahtschneidende elektrische Entladungsmaschine und speziell auf einen Steuerkreis für eine solche Maschine, bei der das Ausschaltintervall des Impulses in Abhängigkeit von dem elektrischen Entladungszustand im Arbeitsspalt zwischen der Drahtelektrode und dem Werkstück geregelt wird.The present invention relates to a control circuit for a wire-cutting electrical discharge machine and more particularly to a control circuit for such a machine in which the switch-off interval of the pulse depending on the electrical discharge state in the working gap between the wire electrode and the workpiece is regulated.
Ein Stromversorgungssystem für eine elektrische Entladungsmaschine enthält im allgemeinen ein unabhängiges und ein abhängiges Impulsleistungssystem.A power supply system for an electric discharge machine generally includes an independent and an dependent pulse power system.
Das unabhängige Impulsleistungssystem führt eine Impulsspannung über einen Gleichspannungsschalttransistor und einen Stromregelwiderstand dem (interpolaren) Arbeitsspalt zwischen der Elektrode und dem Werkstück zu. Dieses unabhängige Impulsleistungssystem führt die Impulsspannung dem Arbeitsspalt unter Verwendung eines Schaltkreises zu, der die Ein/Aus-Zeitintervalle des Transistors regelt und in sich wiederholender Weise den Transistor für eine feste Zeitperiode ein- oder ausschaltet ohne Rücksicht auf den Zustand des Arbeitsspaltes. Dementsprechend wird ein unabhängiges Impulsleistungssystem nicht als Leistungssystem bei drahtschneidenden elektrischen Entladungsmaschinen verwendet, die eine extrem kurze elektrische Entladung verwenden, sondern sie werden im allgemeinen als Stromversorgungssystem für eine elektrische Entladungsmaschine verwendet, mit der Formgestaltungen ausgeführt werden.The independent pulse power system carries a pulse voltage through a DC voltage switching transistor and a current control resistor to the (interpolar) working gap between the electrode and the workpiece. This independent pulse power system supplies the pulse voltage to the working gap using a circuit, which regulates the on / off time intervals of the transistor and in a repetitive manner the transistor for a fixed period Time period switches on or off regardless of the state of the working gap. Accordingly, it becomes an independent Pulse power system not as a power system in wire cutting electrical discharge machines which use an extremely short electrical discharge, but they are commonly used as a power supply system used for an electric discharge machine with which mold designs are carried out.
Bei dem abhängigen Impulsleistungssystem ist ein Kondensator parallel zum Arbeitsspalt geschaltet und die elektrische Ladung, die in diesem Kondensator gespeichert ist, wird über einen Widerstand mittels des Durchbruchs der Isolation im Arbeitsspalt entladen. Bei diesem abhängigenIn the dependent pulse power system, a capacitor is connected in parallel to the working gap and the electrical one Charge that is stored in this capacitor is passed through a resistor by means of the breakdown of the Discharge insulation in the working gap. With this dependent
^ If.^ If.
Impulsleistungssystetn hat der Stromimpuls, den man erhält, eine schmale Impulsbreite und einen hohen Spitzenstromwert. Weil die Ladung und Entladung des Kondensators entsprechend dem Zustand des Arbeitsspaltes geregelt werden, wenn beispielsweise der Arbeitsspalt breit ist, dann ist die Anfangsentladungsspannung jedoch hoch und, wenn andererseits der Arbeitsspalt schmal ist, dann ist die Anfangsentladungsspannung niedrig. Dementsprechend kann die Spannung, auf die der Kondensator geladen und von der er zu entladen ist, nicht geregelt werden und erhebliche Änderungen ergeben sich in der Entladungsenergie, die die Rauhigkeit oder Glätte der zu behandelnden Werkstückoberflächen nachteilig beeinflussen. Außerdem tritt eine Verschiebung zu punktförmigen Entladungen leicht auf, so daß ein Bruch in der Drahtelektrode sehr leicht hervorgerufen werden kann. Es ist daher nicht möglich, die Arbeitsbedingungen genau auszuwählen oder die Arbeitsgeschwindigkeit zu steigern.Pulse power system, the current pulse that is received has a narrow pulse width and a high peak current value. Because the charge and discharge of the capacitor are regulated according to the state of the working gap, however, if the working gap is wide, for example, then the initial discharge voltage is high and, if so, on the other hand the working gap is narrow, then the initial discharge voltage is low. Accordingly, the voltage, to which the capacitor is charged and from which it is to be discharged cannot be regulated and significant changes result in the discharge energy, which determines the roughness or smoothness of the workpiece surfaces to be treated adversely affect. In addition, a shift to point discharges easily occurs, so that a break in the wire electrode can be caused very easily. It is therefore not possible to change the working conditions to select precisely or to increase the working speed.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Stromregelkreis anzugeben, der einen Stromimpuls hohen Spitzenwertes und geringer Breite erzeugen kann, ohne daß dazu ein Kondensator verwendet werden muß. Darüberhinaus besteht der Wunsch, einen Stromsteuerkreis zu schaffen, der eine abnorme Entladung ermittelt und ein Zerschneiden der Drahtelektrode verhindert. Dabei sollte auch eine Steigerung der Arbeitsgeschwindigkeit und eine Verbesserung bei der Glätte der fertigen Oberflächen erzielt werden.The invention is based on the object of specifying a current control circuit which can generate a current pulse with a high peak value and a small width without having to do so a capacitor must be used. In addition, there is a desire to provide a power control circuit that is a Detects abnormal discharge and prevents cutting of the wire electrode. There should also be an increase operating speed and an improvement in the smoothness of the finished surfaces can be achieved.
Die vorgenannte Aufgabe und die weiter angegebenen Wünsche werden durch die im Patentanspruch angegebene Erfindung gelöst.The aforementioned object and the further specified wishes are achieved by the invention specified in the claim solved.
Die Erfindung schafft einen Stromregelkreis, bestehend aus einem Leistungskreis zum Zuführen einer Impulsspannung zum Arbeitsspalt zwischen der Drahtelektrode und dem Werkstück, einen Diskriminatorkreis, der den Entladungszustand im Arbeitsspalt ermittelt, einen Zähler, der die AnzahlThe invention provides a current control circuit consisting of a power circuit for supplying a pulse voltage to the working gap between the wire electrode and the workpiece, a discriminator circuit that determines the state of discharge determined in the working gap, a counter that the number
abnormer Entladungen berechnet, die von dem Diskriminatorkreis ermittelt werden, einen Impulssteuerkreis, der das Einschaltzeitintervall für den Impuls ausdehnt, wenn derof abnormal discharges, which are detected by the discriminator circuit, calculates a pulse control circuit that the Switch-on time interval for the pulse extends when the
errechnete Wert der Anzahl abnormer Entladungen in Folge, 5calculated value of the number of abnormal discharges in a row, 5
ermittelt vom Zähler, einen vorgegebenen Wert erreicht, und einen Treiberkreis, der mittels des Ausgangs des Impulssteuerkreises die Schalterelemente steuert, die in den Leistungskreis geschaltet sind.determined by the counter, reached a predetermined value, and a driver circuit, which by means of the output of the Pulse control circuit controls the switch elements that are connected in the power circuit.
Andere und weitere Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen hervor, in denen eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung und deren ArbeitsweiseOther and further objects and advantages of the present invention will become apparent from the following description Reference to the drawings, in which a preferred embodiment of the invention and its operation
dargestellt sind.
15are shown.
15th
Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild eines Steuerkreises gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.1 shows a block diagram of a control circuit according to an embodiment of the present invention Invention.
Fig. 2 zeigt ein Erläuterungsdiagramm, aus dem dieFig. 2 shows an explanatory diagram from which the
Unterscheidung zwischen normalen und abnormen Entladungen hervorgeht.Distinction between normal and abnormal discharges is evident.
Fig. 3 zeigt ein Beispiel eines verlängerten Ausschalt-25 Fig. 3 shows an example of an extended switch-off 25
zeitintervalls, wenn abnorme Entladungen in Folgetime interval when abnormal discharges result
auftreten.appear.
In Fig. 1 erkennt man einen Leistungskreis 3 zum Zuführen einer Impulsspannung an einen Arbeitsspalt 1 zwischen ei-In Fig. 1 one recognizes a power circuit 3 for supplying a pulse voltage to a working gap 1 between a
ner Drahtelektrode und einem Werkstück. Der Leistungskreis enthält eine Gleichspannungsquelle 5, einen Widerstand 7 zum Begrenzen des elektrischen Stromes und ein Schalterelement 9, das beispielsweise ein Transistor sein kann. Die vorgenannten Elemente sind in Serie mit dem Arbeitsspalt 1 geschaltet. Ein Treiberkreis 11 ist zur Ansteuerung des Schalterelementes 9 mit diesem verbunden. Dementsprechend wird eine Impulsspannung dem Arbeitsspalt 1 durch die Ein-a wire electrode and a workpiece. The power circuit contains a DC voltage source 5, a resistor 7 for limiting the electrical current and a switch element 9, which can for example be a transistor. The aforementioned elements are connected in series with the working gap 1. A driver circuit 11 is used for control of the switch element 9 connected to this. Accordingly, a pulse voltage is applied to the working gap 1 by the input
und Ausschaltung des Schalterelementes 9, ausgelöst durch den Treiberkreis 11, zugeführt.and switching off the switch element 9, triggered by the driver circuit 11, supplied.
Ein Diskriminatorkreis 13 ist parallel zum Arbeitsspalt 1 5A discriminator circle 13 is parallel to the working gap 1 5
geschaltet. Ein Zähler 15 ist mit dem Diskriminatorkreis 13 verbunden. Ein Impulssteuerkreis 17 ist mit dem Zähler 15 und dem Treiberkreis 11 verbunden.switched. A counter 15 is connected to the discriminator circuit 13. A pulse control circuit 17 is with the counter 15 and the driver circuit 11 are connected.
Der Diskriminatorkreis 13 unterscheidet zwischen normalen 10The discriminator circle 13 differentiates between normal 10
und abnormen elektrischen Entladungen über dem Arbeitsspalt 1. Speziell ermittelt der Diskriminatorkreis 13 die Spannung am Arbeitsspalt 1, wenn eine Impulsspannung an diesem anliegt, um dort eine Entladung hervorzurufen. Wennand abnormal electrical discharges across the working gap 1. Specifically, the discriminator circuit 13 detects the Voltage at working gap 1 when a pulse voltage is applied to it in order to cause a discharge there. if
die Entladung beginnt, nachdem die Spannung über eine 15the discharge begins after the voltage has exceeded a 15
gewisse Standardspannung gestiegen ist, dann wird diesecertain standard voltage has risen, then this will
Entladung als normal klassifiziert. Wenn andererseits die Spannung nicht übe,r diese Standardspannung ansteigt, bevor
die Entladung beginnt, dann wird diese Entladung als abnorm betrachtet.
20Discharge classified as normal. On the other hand, if the voltage does not rise above this standard voltage before the discharge starts, then that discharge is considered abnormal.
20th
Der Zähler 15 berechnet die Anzahl von aufeinanderfolgenden abnormen Entladungen, die von dem Diskriminatorkreis 13 ermittelt werden. Wenn eine normale Entladung während derThe counter 15 calculates the number of consecutive abnormal discharges detected by the discriminator circuit 13 will. If a normal discharge occurs during the
Berechnung der abnormen Entladungen erscheint, wird der 25Calculation of the abnormal discharges will appear, the 25th
Zähler 15 rückgesetzt. Wenn der Zähler die Anzahl aufeinanderfolgender abnormer Entladungen zählt und der berechnete Wert eine vorbestimmte Größe erreicht, gibt der Zähler 15 ein Signal an einen Impulssteuerkreis 17 ab.Counter 15 reset. If the counter shows the number of consecutive abnormal discharges counts and the calculated value reaches a predetermined size, the counter gives 15 a signal to a pulse control circuit 17 from.
Dieser Impulssteuerkreis 17 wird dazu verwendet, die Entladungs-Ein- und -ausschaltzeitintervalle zu beeinflussen, wenn eine Impulsspannung über den Arbeitsspalt angelegt wird, um die Entladung zu beginnen. Der Impulssteuerkreis 17 ist mit einem Einstellkreis 19 für die Entladungs-This pulse control circuit 17 is used to control the discharge input and to influence switch-off time intervals when a pulse voltage is applied across the working gap will to start the discharge. The pulse control circuit 17 is equipped with an adjustment circuit 19 for the discharge
Einschaltzeit verbunden, mit welchem es möglich ist, die Entladungseinschaltzeit nach Wunsch festzusetzen, und weiterhin mit einem Einstellkreis 21 für die Entladungs-On-time associated with which it is possible to set the discharge on-time as desired, and furthermore with a setting circuit 21 for the discharge
Ausschaltzeit verbunden, mit dem es möglich ist, die Entladungsausschaltzeit nach Wahl einzustellen. Der Impulssteuerkreis 17 wird dazu verwendet, das Ausschaltzeitintervall gemäß dem Eingangssignal zu verlängern, das von dem 5Switch-off time connected with which it is possible to set the discharge switch-off time to be set according to your choice. The pulse control circuit 17 is used to set the switch-off time interval according to the input signal received from the 5th
Zähler 15 empfangen wird, indem auf den Treiberkreis 11 Einfluß genommen wird.Counter 15 is received by clicking on the driver circuit 11 Influence is exercised.
In einem Aufbau der oben beschriebenen Art wird eine Impulsspannung über den Arbeitsspalt 1 gelegt, indem das Schalterelement 9 in den leitfähigen Zustand mittels des Treiberkreises 11 versetzt wird. Nachdem die Impulsspannung über den Arbeitsspalt 1 gelegt worden ist, ruft das Auftreten eines Durchbruchs in der interpolaren Isolation, wie mit (1), (2) und (5) in Fig. 2 gezeigt, einen plötzlichen Spannungsabfall hervor und die Entladung beginnt. Wenn die Spannung auf diese Weise plötzlich abfällt und unter eine vorbestimmte Standardspannung (Pegel) fällt, die geringfügig höher als die Entladungsspannung ist, dann wird das Entladungs-Einschaltzeitintervall eingestellt, *® wobei die Punkte (A1, A2) unter der Standardspannung als die Startpunkte für die Entladung verwendet werden. Dieses Entladungs-Einschaltzeitintervall ist zuvor in dem Einschaltzeitintervall-Einstellkreis 19 eingestellt worden. Wenn eine vorbestimmte Entladungseinschaltzeit verstrichen ΔΌ ist, dann wird der Treiberkreis 11 durch.den Impulssteuerkreis 17 so angesteuert, daß er das Schalterelement 9 in den nicht leitfähigen Zustand versetzt. Wenn dies der Fall ist, dann steht die Spannung nicht mehr am. Arbeitsspalt 1 an und das Entladungs-Ausschaltzeitintervall beginnt. ^Q Dieses Ausschaltzeitintervall ist zuvor in dem Ausschaltzeitintervall-Einstellkreis 21 eingestellt worden. Wenn das Ausschaltzeitintervall verstrichen ist, dann wird das Schalterelement 9 wieder in einen leitfähigen Zustand mittels des Treiberkreises 11 unter Steuerung durch den Impulssteuerkreis 11 versetzt.In a structure of the type described above, a pulse voltage is placed across the working gap 1 in that the switch element 9 is put into the conductive state by means of the driver circuit 11. After the pulse voltage has been applied across the working gap 1, the occurrence of a breakdown in the interpolar insulation, as shown at (1), (2) and (5) in Fig. 2, causes a sudden voltage drop and the discharge starts. In this way, when the voltage suddenly drops and falls below a predetermined standard voltage (level) slightly higher than the discharge voltage, then the discharge on-time interval is set, * ® with the points (A1, A2) below the standard voltage as the starting points can be used for discharge. This discharge switch-on time interval has been set in the switch-on time interval setting circuit 19 beforehand. When a predetermined discharge switch-on time has elapsed ΔΌ, then the driver circuit 11 is driven by the pulse control circuit 17 in such a way that it puts the switch element 9 in the non-conductive state. If this is the case, the voltage is no longer present at working gap 1 and the discharge switch-off time interval begins. ^ Q This switch-off time interval has previously been set in the switch-off time interval setting circuit 21. When the switch-off time interval has elapsed, the switch element 9 is put into a conductive state again by means of the driver circuit 11 under the control of the pulse control circuit 11.
Wenn die Impulsspannung auf diese Weise an den Arbeitsspalt angelegt wird, dann wird sie von dem DiskriminatorkreisWhen the pulse voltage is applied to the working gap in this way, it will be used by the discriminator circuit
ermittelt. Dieser Diskriminatorkreis 13 ermittelt, daß die Entladung normal ist, wenn die Entladung beginnt, nachdem die Spannung über die Standardspannung als Folge derdetermined. This discriminator circuit 13 determines that the discharge is normal when the discharge starts after the voltage above the standard voltage as a result of the
Anlegung der Impulsspannung gestiegen ist, wie in Fig. 2 5Application of the pulse voltage has increased, as in Fig. 2 5
mit (1), (2) und (5) gezeigt. Wenn, wie Fig. 2 mit (3) und (W) zeigt, eine.angelegte Impulsspannung nicht über die Standardspannung steigt, selbst nachdem das Entladungs-Einschaltzeitintervall verstrichen ist, dann wird dies alsshown with (1), (2) and (5). If, as in Fig. 2 with (3) and (W) shows that an applied pulse voltage does not rise above the standard voltage even after the discharge on-time interval has elapsed, then this is called
eine abnorme Entladung klassifiziert und es wird sofort 10an abnormal discharge is classified and it is instantly 10
in die Entladungs-Ausschaltzeitperiode übergegangen.passed into the discharge turn-off time period.
In dem Diskriminatorkreis 13 wird die Anzahl der aufeinanderfolgenden Entladungen, die als abnorm beurteilt worden sind, im Zähler 15 berechnet. Wenn jedoch während der Be-In the discriminator circuit 13, the number of consecutive Discharges judged to be abnormal are calculated in the counter 15. However, if during the
rechnung der abnormen Entladungen eine normale Entladung auftritt^ dann wird der Zähler 15 rückgesetzt. Die Anzahl aufeinanderfolgender abnormer Entladungen im Arbeitsspalt wird im Zähler 15 berechnet. Wenn dieser berechnete Wert einen vorgegebenen Wert erreicht, dann wird bestimmt, daßCalculation of the abnormal discharges a normal discharge occurs ^ then the counter 15 is reset. The number consecutive abnormal discharges in the working gap is calculated in counter 15. When this calculated value reaches a predetermined value, it is determined that
eine punktfprmige Entladung im Arbeitsspalt auftritt und das Entladungs-Ausschaltzeitintervall wird durch den Impulssteuerkreis 17 verlängert. Speziell, wie Fig. 3 zeigt, wenn beispielsweise mehrere abnorme Entladungen in Folge auftreten (3 abnorme Entladungen in Fig. 3), dann wirda punctiform discharge occurs in the working gap and the discharge switch-off time interval is determined by the pulse control circuit 17 extended. Specifically, as shown in Fig. 3, when, for example, several abnormal discharges in a row occur (3 abnormal discharges in Fig. 3) then will
das Entladungs-Ausschaltzeitintervall ausgedehnt, beispielsweise verdoppelt.the discharge switch-off time interval is extended, for example doubled.
Wie aus der vorhergehenden Erläuterung entnommen werden kann, beeinflußt die vorliegende Erfindung die Entladungs-As can be seen from the preceding explanation, the present invention affects the discharge
einschaltzeit von dem Punkt an, wo die Entladung durch Anlegen einer Spannung an den Arbeitsspalt beginnt. Weil außerdem das Entladungs-Ausschaltzeitintervall nach Wahl festgesetzt werden kann, ist es möglich, einen Stromimpuls mit schmaler Impulsbreite und hoher Impulsspitze zu erhalten, während gleichzeitig die Entladungsenergie vergleichmäßigt wird,, so daß die Glätte der bearbeiteten Ober fläche verbessert werden kann. Außerdem kann ein Zerschnei-switch-on time from the point where the discharge begins when a voltage is applied to the working gap. because In addition, the discharge switch-off time interval can be set as desired, it is possible to use a current pulse with a narrow pulse width and high pulse peak, while at the same time equalizing the discharge energy is ,, so that the smoothness of the machined surface can be improved. In addition, a cutting
den der Drahtelektrode als Folge einer punktförmigen Entladung verhindert werden. Weiterhin kann in Abhängigkeit von der Situation die Wiederholungsfrequenz der Entladungen in Abhängigkeit vom Zustand des Arbeitsspaltes gesteigert werden, so daß eine Verbesserung in der Produktivität des Vorgangs erzielt werden kann.that of the wire electrode as a result of a punctiform discharge be prevented. Furthermore, depending on the situation, the repetition frequency of the discharges increased depending on the condition of the working gap so that an improvement in the productivity of the process can be achieved.
L θ e r s ο i t e -L θ e r s ο i t e -
Claims (1)
200 Ishida, Isehara-shi,
Kanagawa-ken, JapanAmada Company, Limited
200 Ishida, Isehara-shi,
Kanagawa-ken, Japan
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