JP2001025921A - 放電加工方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 放電加工の際に電極-ツールの摩耗を最小に
する。 【解決手段】 サーボ制御手段は、電圧源の内部電圧の
調整器６２と、放電発生装置６３と、放電の電流の増加
の勾配Ｐ_ｎを計算するために配置した第１素子６４と、
予め決定された放電の回数の平均勾配を計算するのに適
合した第２素子６５と、基準勾配Ｐ_ｒｅｆと平均勾配と
の間の算術差を計算するのに適合した第３素子６１とを
具える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、 動作スペースに
よって離間した電極ツールを用いて電極ピースが加工さ
れ、その加工を、電気回路によって電気的なインパルス
を前記電極ツールと前記電極ピースとの間に印加するこ
とによって行い、その電気回路が、少なくとも１個の低
インピーダンス電圧源及び調整回路を具える放電加工方
法及びその装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】放電加工では、ピースと電極との間に接
続した連続的に放電する発生器が必要とされ、電極は、
放電によって徐々にピースに入り込む。電極の摩耗が少
ないので、サーボ機構によって単一の軸線に沿って入り
込む場合、電極の形状に従った中空の製品が得られ、そ
のサーボ機構は、ピースと電極との間の最適な距離、い
わゆる火花距離を維持し、その距離を、数ミクロンの目
安としている。他のサーボ機構は、他の軸線に沿った相
対的な並進及び/又は回転移動を行うことができ、その
うちの一つは、押圧したときの変形を予め決定するため
にこれらの動作の大きさを考慮している。これらの動作
及びサーボ機構は十分既知であり、かつ、習得された技
術であるので、ここでは説明しない。しかしながら、電
極の最初の寸法が加工中に維持されない場合には正確な
押圧を行うことができず、その場合、複数の電極を設け
る必要があり、これによって、余分なコストがかかり、
放電加工が更に不経済なものとなる。容積的な摩耗に関
するパフォーマンスが顕著である場合でも、摩耗が非常
に少ない発生器を設ける際の問題は常に存在する。その
理由は、現在の発生器を用いると、所定の好適な状態及
び０．１％程度の値が得られるからである。しかしなが
ら、この摩耗は均等に分布せず、電極の突出部及び端部
に集中し、その結果、完全な形状の製品を得るのが困難
となる。

【０００３】抵抗による電流の制約を有するタイプの発
生器は、連続的な放電を発生させるトランジスタを使用
したときから既知である。図１４は、特にスイッチＳに
よってトランジスタを表すことによって原理を非常に簡
単化したものを示す。Ｅ_ｏを、電圧源の内部電圧すなわ
ち空電圧(vacuum voltage)とし、電流は、抵抗Ｒ、値Ｌ
の寄生すなわち分布インダクタンス及び電極とピースと
の間のスペースのインピーダンスによって制限される。
放電中、このインピーダンスは、電流ｉの値に関係なく
その端子の電圧Ｕ_ｇを維持する素子によって理想的な方
法で表される。当然、物理的な実現は、特に電極-ピー
ス電圧が放電開始時よりも十分高いために更に複雑にな
り、放電終了時の電圧の平均統計量として規定した所定
の電圧Ｕ _ｇに向かって展開する。以下の理解のために、
放電開始時に、電流は、勾配ｄｉ／ｄｔ＝（Ｅ_０−
Ｕ_ｇ）／Ｌによって増加し、かつ、漸進的に（Ｅ_０−Ｕ
_ｇ）／Ｒに向かう傾向にある。このタイプの発生器は、
許容しうる摩耗を生じさせるが、後に説明するように、
非常に少ない摩耗に対して、Ｕ_ｇに非常に近い調整可能
な電圧Ｅ_０が要求され、その結果、漸進的な電流の制御
には、Ｒの値の非常に正確な調整も要求され、それは非
常に困難であり、かつ、コストがかかるものである。

【０００４】電流源タイプの発生器は、電流制御に関し
て高い柔軟性を有する第２のカテゴリーを形成する。そ
の理由は、スイッチングトランジスタが、規格に従う電
流を必要とするからである。したがって、それは、その
端子の電圧に関係なく放電中ほぼ一定に電流を維持する
ことができ、又は少なくとも所定の制限に向かわせるこ
とができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このタ
イプの発生器は、最初に非常に急峻な勾配で電流パルス
を発生させるという不都合を有し、それは摩耗の原因と
なる。

【０００６】本発明の目的は、上記不都合を除去し、電
極-ツールの摩耗を最小にし、完全な形状の製品を提供
し、かつ、加工用の電流の上昇中及び上昇後の電流の制
御を容易にする放電加工方法及びその装置を提供するこ
とである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記電気的な
インパルスの電流の増加の調整を、前記電極ツールと前
記電極ピースとの間の放電のトリガ後に時間の関数とし
て制御して、このような電流の増加に関連するパラメー
タを、前記電極ツールの最小摩耗値に対応する基準量に
ほぼ等しくすることを特徴とするものである。その特徴
によって、電極−ツールの摩耗を非常に小さくすること
ができる加工方法及び装置を得ることができる。この電
極の最初の寸法及び形状が加工中に維持され、これによ
って、放電が非常に正確になり、かつ、経済的なものと
なる。したがって、電極とピースとの間に接続した低イ
ンピーダンスの電圧源の影響下で遷移電流が発生する第
１モードに従って放電をトリガし、インピーダンスを十
分に低くし、電流の増加を、回路の電気的な特性だけで
なく放電電圧も参照して決定し、電流の上昇を、技術的
な検査によって予め決定された最小の摩耗値に調整し、
遷移電流が所望の値に到達すると、主に回路の電気的な
特性によって電流が決定される第２モードに従って動作
を行う。摩耗が非常に小さくなることの主な利点は、経
済的に非常に重要である。その理由は、冒頭で説明した
ように、それによって正確に加工できるだけでなく、要
求される電極の個数も減少するからである。

【０００８】他の利点は、プロセスを種々の既知のタイ
プの発生器に導入できることであり、抵抗による電流の
制限を行い、インダクタンスによる電流の制限を行い、
スイッチングトランジスタを、電流源及びＤＣ−ＤＣコ
ンバータを形成するように配置する。さらに、プラット
ホームとしての役割を果たす発生器に固有の利点を保持
することができる。例えば、既知の技術による電流源を
有する発生器を、放電の電流の増加の最初の勾配を制御
することができる新たな発生器に変更し、これによっ
て、摩耗を非常に小さくする調整を行うことができる。
さらに、特に電流を制限するのに適合した抵抗やインダ
クタンスのような他の任意の素子が存在しない場合、電
流源を有する放電の利点が維持され、その機能は、パワ
ートランジスタの迅速な切替によって満足される。この
発生器の制御の柔軟性によって、種々の電流パルスの形
態を発生させることができる。

【０００９】好適には、前記電気的なインパルスの電流
の増加の調整を行う第１遷移段階と、前記電流の増加が
少なくとも一つの基準値に到達するとすぐにその基準値
を有する前記加工用の電流を維持する第２段階とを有す
る。したがって、有効な放電及び簡単な制御が行われる
電極ツールの摩耗を非常に小さくすることができる。

【００１０】前記電流の増加の調整をサーボループによ
って行って、前記パラメータを表す統計サイズを、予め
設定した前記基準サイズに一致させる。加工用の電流の
上昇の調整が非常に重大である場合、ライン長の差や、
素子の寿命及び誤差や、温度変化のような妨害にもかか
わらず、サーボ機構は、実験で得られる非常に小さい摩
耗の状況の下で現場における生産を可能にする。

【００１１】さらに好適には、前記調整を、少なくとも
一つの低インピーダンスの調整可能な電圧源の調整可能
な内部電圧で作動させることによって行う。その特徴に
よって、加工用の電流の増加の勾配の調整を非常に細か
くかつ正確に行うことができる。

【００１２】好適には、前記最小摩耗値に対応する基準
サイズを、前記調整可能な電圧源の内部電圧を変化さ
せ、かつ、所定の回数の放電の電流の増加の勾配角のス
ペクトルを散乱を観察することによって決定する。

【００１３】前記基準サイズを、前記勾配角のスペクト
ルの分散がほぼ最大であるときに取得する。摩耗の測定
の驚くべき結果は、最小の摩耗が一連の放電の電流の増
加のスペクトルの分散に直接関連することを示す。した
がって、電流の増加のスペクトルの分散を観察すると、
最小の摩耗状態が、加工用の電流の増加の最適な勾配の
ような基準サイズの値に対応する。

【００１４】好適例は、連続的なサーボ制御ループによ
る放電の電流の増加の平均勾配のサーボ制御を実行する
に当たり、予め確立した基準電圧に対応する初期値に固
定した前記内部電圧を用いて加工サイクルを開始し、劣
化した放電、短絡及び電弧を識別検査によって除去し、
存続させる放電の電流の増加の勾配を決定し、ｎ＝Ｎの
加工サイクルを行い、Ｎ回の存続させる放電に対する電
流の増加の平均勾配を計算し、前記基準勾配に対して取
得した電流の増加の平均勾配の比較を行い、計算した前
記平均勾配が、前記基準勾配に調整間隔を加算したもの
より大きい場合又は前記基準勾配から前記調整間隔を減
算したものより小さい場合、前記内部電圧の新たな初期
値を取得するために、前記内部電圧を、予め決定した調
整値だけ減少させ又は増加させ、かつ、前記内部電圧の
新たな初期値を用いて前記連続的なサーボ制御ループを
実行することを特徴とするものである。このような自動
制御は、簡単な制御ユニットを容易に実現し、かつ、摩
耗に関する最適な結果を現場で再現することができる。

【００１５】好適な変形例において、前記パラメータ
を、低インピーダンスの電圧源が電流を流さない間に遮
断された放電の回数とし、前記電気的なインパルスの電
流の増加を調整して、前記遮断された放電の回数を、最
小摩耗に対応する基準数に一致させる。その特徴によっ
て、実行が容易であるとともに非常に好適な最小の摩耗
結果を満足するプロセスを得ることができる。

【００１６】このような好適なプロセスは、連続的なサ
ーボ制御ループによる放電の電流の増加に対してサーボ
制御を実行するに当たり、予め確立した基準電圧に対応
する初期値に固定した前記内部電圧を用いて加工サイク
ルを開始し、劣化した放電、短絡及び電弧を識別検査に
よって除去し、遮断された放電を検出し、ｎ＝Ｎの加工
サイクルを行い、遮断された放電の回数を計算し、この
回数を、前記電極ツールの最小摩耗に対応する予め確立
した基準数と比較し、計算した前記回数が、前記基準数
に調整間隔を加算したものより大きい場合又は前記基準
数から前記調整間隔を減算したものより小さい場合、前
記内部電圧の新たな初期値を取得するために、前記内部
電圧を、予め決定した調整値だけ減少させ又は増加さ
せ、かつ、前記内部電圧の新たな初期値を用いて前記連
続的なサーボ制御ループを実行することを特徴とするも
のである。

【００１７】当然、本発明は、動作スペースによって電
極ピースから離間した電極ツールと、少なくとも一つの
低インピーダンスの電圧源を有する電気回路と、前記電
極ツールと前記電極ピースとの間に電気的なインパルス
を印加するように配置した調整回路とを具える放電加工
装置において、前記電極ツールと前記電極ピースとの間
の放電のトリガ後に時間関数として電流の増加の割合の
割合を調整して、このような電流の増加に関連するパラ
メータを、前記電極ツールの最小摩耗値に対応する基準
量にほぼ等しくする調整手段を具えることを特徴とする
放電加工装置にも関するものである。この装置によっ
て、電極−ツールの摩耗が非常に小さくなり、かつ、非
常に正確な加工を行うことができるようになる。また、
摩耗を非常に小さくするために、現存する放電発生器の
変形を非常に容易に行うことができる。

【００１８】好適には、前記調整手段を、前記内部電圧
を少なくとも一つのインピーダンス電圧源から調整可能
に変更するように配置する。

【００１９】好適例によれば、前記パラメータを、前記
加工用の電流の増加の平均勾配とし、前記電極ツールの
最小摩耗となる予め確立された基準勾配に一致するよう
に前記平均勾配を調整する手段を具える。その特徴によ
って、最小の摩耗状態の調整を簡単かつ正確に行うこと
ができる。

【００２０】好適例によれば、低インピーダンスの第１
電圧源を具え、その内部電圧を、制御ユニットによって
調整可能にし、第１分岐が、前記第１電圧源の第１端子
を前記電極ツールに接続し、低インピーダンスの第２電
圧源と、第１スイッチと、第１電流の第１測定部と、自
己誘導巻線と、第２スイッチと、第２電流の第２測定部
と、第１ダイオードとを具え、これらを直列接続し、前
記第２スイッチの入力部を、第２ダイオードによって前
記第１電圧源の第１端子に接続し、前記電極ピースを、
第３分岐によって前記第１電圧源の第２端子に接続し、
その第３分岐を、第３ダイオードによって前記第１スイ
ッチの出力側に接続するとともに、第４ダイオードによ
って前記第２スイッチの出力側に接続し、前記制御ユニ
ットが、前記測定部から信号を受信するとともに、制御
信号を前記第１電圧源及びスイッチに供給するように構
成する。これによって、非常に正確な調整、電極−ツー
ルの最小摩耗に対する加工状態のサーボ制御及び１回の
放電の全サイクル中の加工用電流の容易な制御を行うこ
とができる電気−加工(electro-machining)発生器を得
ることができる。

【００２１】他の非常に好適な例は、第１端子を第１分
岐によって前記電極ツールに接続した低インピーダンス
の第１電圧源を具え、第１スイッチと、内部電圧が制御
ユニットによって調整可能な他の低インピーダンスの電
圧源と、電流測定部と、第１ダイオードとを具え、これ
らを直列接続し、前記電極ピースを、第２スイッチを有
する第２分岐によって前記第１電圧源の第２端子に接続
し、２個のスイッチの入力側に接続する第２ダイオード
を有する第３分岐と、２個のスイッチの出力側に接続す
る第３ダイオードを有する第４分岐とを具え、前記制御
ユニットが、前記測定部から信号を受信するとともに、
前記他の電圧源及びスイッチに制御信号を供給するよう
に構成したことを特徴とするものである。本例は、特に
簡単かつ低コストな構成を有するが、遷移段階及び調整
段階における加工用の電流の制御が容易である。さら
に、現存する回路に本発明を適用することができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、図面を参
照して詳細に説明する。装置の第1の実施の形態を図1に
示し、それは、電極Ｏと加工すべきピースＰとの間に火
花を発生させるのに必要な加工用の電流を発生させるの
に適合した低インピーダンスの電圧源Ｅ_１を具え、これ
ら電極ＯとピースＰは、動作スロットすなわちギャップ
Ｇによって互いに離間している。この電圧源Ｅ_１は、調
整可能な電圧Ｕ_１で安定され、この電圧によって、大き
な電圧降下なく高電流密度を発生させることができ、こ
の電圧は、良好な精度(resolution)で調整可能である。

【００２３】電圧源Ｅ_１の正端子を分岐Ｂ_１によって電
極Ｏに接続し、分岐Ｂ_１は、補助電圧源Ｅ_２と、例えば
トランジスタの形態の第1スイッチＳ_１と、測定抵抗の
ような電流Ｉ_１を測定する第1測定部Ｍ_１と、磁気エネ
ルギーを蓄積する自己誘導コイルＬ_１と、例えばトラン
ジスタの形態の第２スイッチＳ_２と、電流Ｉ_２に対する
第２測定部Ｍ_２と、ダイオードＤ_４と、寄生線路インピ
ーダンスを表すＬ_２とを具え、これらは直列接続してい
る。補助電圧源Ｅ_２の負端子を、ダイオードＤ_２を具え
る分岐Ｂ_２によってスイッチＳ_２に接続する。

【００２４】電圧源Ｅ_２の負端子を、分岐Ｂ_３によって
ピースＰに接続する。この回路は、キャパシタンスＣ_１
及び電位差計Ｔ_１を更に具え、これらキャパシタンスＣ
_１及び電位差計Ｔ_１を、分岐Ｂ_２と分岐Ｂ_３との間の電
圧源Ｅ_１に並列接続する。さらに、分岐Ｂ_３を、ダイオ
ードＤ_３によって、スイッチＳ_２と測定部Ｍ_２との間の
接合部に接続する。第２電位差計Ｔ_２を、電極Ｏとピー
スＰとの間に接続して、ギャップＧ間の電位差Ｕ_ｇを測
定する。さらに、ダイオードＤ _１は、分岐Ｂ_３をスイッ
チＳ_１の出力部に接続する。

【００２５】本実施の形態は、電極ＯとピースＰとの間
に並列にダイオードＤ_４の出力側及びピースＰに接続し
た放電用のトリガ回路Ｂ_４も具える。このトリガ回路Ｂ
_４は、トリガ発生器Ｅ_３と、抵抗Ｒ_３と、ダイオードＤ
_５と、電流Ｉ_３用の測定部Ｍ_３とを具える。

【００２６】この回路のアッセンブリは電子制御回路Ｃ
Ｐによって制御され、電子制御回路ＣＰは、素子Ｍ_１，
Ｍ_２，Ｍ_３，Ｔ_１及びＴ_２からの測定信号を受信すると
ともに、制御信号を素子Ｅ_１，Ｓ_１，Ｓ_２及びＳ_３に送
信する。種々の素子の値を、典型的には以下のようにす
る。電圧源Ｅ_１を、２ｋＷの電力に対して２５Ｖと５０
Ｖとの間の値とし、電圧源Ｅ_２を、５Ｖの目安とし、電
圧源Ｅ_３を、３００Ｗの電力に対して１００Ｖの目安と
し、巻線Ｌ_１を約１２０μＨとし、インダクタンスＬ_２
を２μＨの目安とし、抵抗Ｒ_３を約５０Ωとし、容量Ｃ
_１を約１０μＦとする。好適には、２個の電圧源Ｅ_１及
びＥ_２のインピーダンスを零とする。

【００２７】図1の回路の動作を以下説明する。スイッ
チすなわちトランジスタＳ_１，Ｓ_２及びＳ_３の導通状態
及び非導通状態は、制御ユニットＣＰによって制御され
る。

【００２８】加工サイクルは、トリガ期間ＴＤ、火花期
間ＴＡ及び休止期間ＴＢによって構成される。休止期間
ＴＢにおいて、スイッチＳ_２及びＳ_３を開く。この期間
中、電圧源Ｅ_２は、自己誘導巻線Ｌ_１に蓄積されたエネ
ルギーを放出する。スイッチＳ_１を閉じると、電圧源Ｅ
_２は、ループＥ_２，Ｓ_１，Ｍ_１，Ｄ_２を通じて自己誘導
巻線Ｌ_１に給電を行う。測定部Ｍ_１によって測定された
電流Ｉ_１が、予め設定された第1の値例えば２．５Ａに
到達すると、スイッチＳ_１を開き、緩和回路Ｌ _１，
Ｄ_２，Ｅ_１，Ｄ_１，Ｍ_１を流れる電流Ｉ_１を、予め設定
された第2の値まで減少させる。したがって、休止期間
中、電流Ｉ_１は、スイッチＳ_１の開閉による制御ユニッ
トＣＰによって調整される。

【００２９】トリガ期間は、スイッチＳ_２及びＳ_３を同
時に閉じることによって得られる。高インピーダンスの
電圧源Ｅ_３によって、電位差計Ｔ_２によって測定される
ギャップＧ間に高電圧Ｕ_ｇを発生させる。

【００３０】トリガの瞬時は、測定部Ｍ_３に電流Ｉ_３を
流すことによって検出される。トリガが行われると、火
花期間が開始され、制御ユニットＣＰは、測定部Ｍ_２を
起動させる。火花期間は、電流の増加の遷移段階によっ
て始まり、その間、火花電流が確立される。測定部Ｍ_１
によって測定される電流Ｉ_１が、測定部Ｍ_２を流れる電
流Ｉ_２よりも大きい間、ダイオードＤ_２は遮断されな
い。このような電流の増加の遷移段階中、関係式ｄＩ２
／ｄｔ＝（Ｕ_１−Ｕ_ｇ）／Ｌ_２が成立する。ここで、Ｕ
_１を、電圧源Ｅ_１の端子の電圧とし、Ｕ_ｇを、ギャップ
Ｇ間の瞬時的な放電電圧とし、Ｌ_２を線路インピーダン
スとする。

【００３１】電流Ｉ_２が電流Ｉ_１に等しいとき、ダイオ
ードＤ_２が遮断され、これによって遷移段階を出て調整
モード段階に入り、この場合、ループＥ_１，Ｅ_２，
Ｓ_１，Ｍ _１，Ｌ_１，Ｓ_２，Ｄ_４，Ｌ_２及び増大時のギャ
ップに従うスイッチＳ_１を開閉することによって、電流
Ｉ_２は、予め設定された制限Ｉ_ｐとＩ_ｐ−Δとの間に維
持される。したがって、緩和ループＬ_１，Ｓ_２，Ｍ_２，
Ｄ_４，Ｌ_２，ギャップ、Ｄ _１，Ｍ_１を流れる電流が減少
する。したがって、このような調整モードは火花期間Ｔ
Ａの残りの間に生じ、この際、スイッチＳ_２及びＳ_３は
閉じられている。放電のトリガが行われる際にスイッチ
Ｓ_３を開くこともできる。それにもかかわらず、放電の
早すぎる消失を回避するためにＤ_３を閉じるのが好まし
い。

【００３２】火花期間ＴＡの終了時に、スイッチＳ_２及
びＳ_３を開いて、休止期間ＴＢを開始し、この際、スイ
ッチＳ_１を開閉することによって電流Ｉ_１が調整される
とともに、緩和回路Ｌ_２，ギャップ、Ｄ_３，Ｍ_２，Ｄ_４
に電流Ｉ_２が流れる。

【００３３】本発明の重要な態様は、特に、低インピー
ダンスの電圧源Ｅ_１の影響の下で発生する電流Ｉ_２で上
記遷移モードを形成することにあり、その電圧Ｕ_１を、
上記規則に従う制御ユニットＣＰによって調整し及び制
御することができる。この電圧源Ｅ_１の調整及び自動制
御のモードを、後に詳細に説明する。トリガ発生器Ｅ_３
から供給された初期電流値によって、上記規則に従う遷
移モードから外れる。

【００３４】このような遷移段階中の電流の増加は、調
整モードを含む電流の全ての増加中のトリガ直後にＵ_１
＞Ｕ_ｇであるときにのみあり得る。電圧源Ｅ_１の電圧Ｕ
_１が非常に低い、例えばＵ_１＜Ｕ_ｇである場合、ダイオ
ードＤ_４は遮断され、電圧源Ｅ_１によって電流が生じな
い。トリガ発生器Ｅ_３から供給される電流のみが、電極
及びピースが配置された分岐を循環し、その電流は、調
整モードになる又は調整モードを維持するのに必要な値
よりも著しく小さい。Ｕ_１によって低い値からの変動が
遅くなる場合、本発明に基づく上記現象を観察すること
ができる。電流の遷移段階をアナログオシロスコープを
用いて観察することによって、幅を決定することができ
る信号スペクトルを見ることができる。Ｕ_１の値が、予
め設定された値例えば１８Ｖより低い場合、トリガ発生
器から供給される電流より上の電流が発生せず、したが
って、電流の遷移段階が観察されない。このような予め
設定された値より上の場合、増大する放電の狭いスペク
トルが出現しはじめるとともに、トリガすべき調整モー
ドが許容されはじめる。

【００３５】時間の関数としての電流Ｉ_２を示す図２
は、勾配の角度の最大値ＡＰｍａｘと勾配の角度の最小
値ＡＰｍｉｎとの間の狭い角距ＤＡを有するこのような
狭いスペクトルを示す。 ＤＡ＝ＡＰｍａｘ−ＡＰｍｉｎ 例えば約２５ＶのＵ_１（図3）の第2の値付近において、
電流の増加の平均勾配ｄＩ_２／ｄｔは強調され、スペク
トルは明らかに広がる。このようなＵ_１の第2の値付近
において、放電の電流の増大の勾配の分散は、角度差Ｄ
Ａ＝ＡＰｍａｘ−ＡＰｍｉｎを増大させる場合に比べて
著しく大きい。

【００３６】調整された電圧源Ｅ_１の電圧Ｕ_２１の増加
を順次追跡することによって、電流の増加の勾配Ｉ_２／
ｄｔのスペクトル、したがって角距ＤＡによって与えら
れる分散は、３０Ｖの例において電圧Ｕ_１の第３の値を
超えて減少し、それに対して、電流の増加の平均勾配Ｉ
_２／ｄｔは更に強調される（図４）。スペクトルの上記
幅を、調整された電圧源Ｅ_１の電圧Ｕ_１の関数として値
ＤＡ＝ＡＰｍａｘ−ＡＰｍｉｎによって与えられる勾配
の角度の分散によって表す（図５）場合、この分散は、
Ｕ_１の所定の値に対して最大値を超える。

【００３７】Ｕ_１の種々の値で実行される技術的な検査
によれば、電極の摩耗は、Ｕ_１を値ＤＡ＝ＡＰｍａｘ−
ＡＰｍｉｎのほぼ最大値に調整したときに最小となる。
Ｕ_１＝Ｕ_ｒｅｆの最適値を、予備の技術的な検査におい
て、各ケースの電極の摩耗を測定し及び比較することに
よって零にすることができる。電圧Ｕ_ｒｅｆのこのよう
な最適値は、電流増加率Ｉ_２／ｄｔの最適な平均勾配Ｐ
_ｒｅｆにも対応する。同一の調整を、Ｕ_ｒｅｆの最適値
に対応する電流の最適な平均勾配Ｐ_ｒｅｆを得るように
Ｕ_２を調整することによって行うことができる。遷移段
階中の電流放電の増加の勾配Ｐ_ｎを連続的に測定するこ
とによって、図６に示す図に従うＵ_１の最適な調整に対
応する最適な平均基準勾配Ｐ_ｒｅｆと比較すべき平均勾
配

【外３】 を確立することができる。

【００３８】角度分散(angular dispersion)ＤＡの最大
値は、所定のタイプの装置及び材料に対して実験的に確
立され、電流の増加の勾配のサーボ制御に対する調整装
置の図（図６）で用いられる最適な平均基準勾配Ｐ
_ｒｅｆに対応する。

【００３９】この調整装置の図は、持続される放電に亘
る予め確立された基準勾配Ｐ_ｒｅｆと平均勾配［外３］
との間の算術差を計算するのに適合した計算部６１に対
応する。それは、低インピーダンスの電圧源Ｅ_１の内部
電圧Ｕ_１に対する比例すなわち比例積分タイプの調整器
６２と、例えば図１を参照して説明したような低インピ
ーダンス電流源Ｅ_１を具える放電用の装置６３と、読出
し発生電流インパルスＩ_２と、放電ｎの電流Ｐ_ｎの増加
の勾配を決定するよう配置した素子６４と、放電の回数
Ｎに亘る平均勾配［外３］を決定する区分６５とを更に
具える。調整器６２を、この算術差の結果として内部電
圧Ｕ_１を変更するように配置して、平均勾配［外３］
が、予め確立された基準勾配Ｐ_ｒｅｆに対応するように
する。当然、素子６１，６２，６４及び６５を、プログ
ラマブルコンピュータの形態で容易に制御ユニットＣＰ
に統合することができる。

【００４０】図７は、放電の電流の増加の平均勾配［外
３］のサーボ制御のフローチャートを示す。サーボ制御
サイクルは以下のステップを具える。 ａ）開始。 ｂ）電圧源Ｅ_２の電圧Ｕ_１を、予め確立された基準値Ｕ
_ｒｅｆに等しい初期値に固定。 ｃ）カウンタを０にセット。 ｄ）トリガ期間ＴＤ、火花期間ＴＡ及び休止期間ＴＢを
有する放電サイクルの開始。 ｅ）電圧源Ｅ_１をギャップＧに接続した瞬時すなわちス
イッチＳ_２を閉じたときに初期値ｔ＝０を有する時間ｔ
のカウンタの火花期間の開始時における始動。 ｆ）ｔ_１において電流Ｉ_２を読み出し、値ＩＬを取得。 ｇ）ｔ_２において電流Ｉ_２を読み出し、値ＩＨを取得。 ｈ）後に説明する規則に従った、正確な放電が観察され
たか否かの火花の評価。 ｉ）式Ｐ_ｎ＝（ＩＨ−ＩＬ）／（ｔ_２−ｔ_１）に従う放
電の勾配Ｐ_ｎの計算。 ｊ）カウンタｎの１単位増分。 ｋ）電流の増加の平均勾配［外３］を計算するためのｎ
＝Ｎであるか否かの検査。この場合、Ｎを、予め決定し
た放電回数とする。 ｌ）平均勾配［外３］の計算。 ｍ）調整差Δを加算した基準勾配Ｐ_ｒｅｆより勾配［外
３］が大きいか否かの検査及び肯定である場合の電圧Ｕ
_１の予め決定した調整値δだけの減少。 ｎ）調整差Δだけ減少したＰ_ｒｅｆの基準に比べて勾配
［外３］が小さいか否かの検査及び肯定である場合の電
圧Ｕ_１の予め決定した調整値δだけの増加。 ｏ）調整したＵ_ｒｅｆを有する新たなサーボ制御グルー
プの再開。この配置によって、放電の電流の増加の平均
勾配［外３］を、電極の最低摩耗に対応する基準勾配Ｐ
_ｒｅｆに一致するように制御することができる。

【００４１】図８は、図１の回路で得られる信号、すな
わち、ギャップ間の測定電圧Ｕ_ｇ、スイッチＳ_１，Ｓ_２
及びＳ_３の開又は閉状態、測定部Ｍ_３によって測定され
るトリガ分岐Ｂ_４を流れる電流Ｉ_３、測定部Ｍ_１によっ
て測定される電流Ｉ_１並びに測定部Ｍ_２によって測定さ
れる電流Ｉ_２の時間ｔの関数の結果を示す。電流Ｉ_２及
びＩ_３の和に対応するギャップを交差する電流Ｉ_ｇは示
さない。図の左側の最初の放電は、降下が比較的遅いギ
ャップ間の電圧Ｕ_ｇ及び比較的小さい電流増加Ｉ_２の勾
配で実行した通常の放電の場合を示す。

【００４２】分岐Ｂ_４を流れる電流をトリガすると、遷
移段階中の電圧源Ｅ_１に起因する電流Ｉ_２の増加の勾配
は、時間ｔ_１と時間ｔ_２との間で決定される。その後、
放電の調整段階が続き、その間、電流Ｉ_２が、スイッチ
Ｓ_１の開閉によって得られる比較的狭い制限Ｉ_ｐとＩ_ｐ
−Δとの間で調整される。図の中央に示す放電は、ギャ
ップ間の電圧降下及び電流Ｉ_２の増加が中間値で生じる
放電に対応する。

【００４３】第３の放電は、抑制されない放電に対応す
る。その理由は、電圧Ｕ_ｇの降下及び電流Ｉ_２の増加が
非常に大きいからである。この放電は、短絡又は電弧を
表す放電に対応する。そのような放電は、図７のフロー
チャートの勾配の計算が考慮されず、制御ユニットＣＰ
の手段から離れている。このような調整原理は、電流の
増加の平均勾配の測定に直接基づくものであるが、他の
変数をこの手段に相関させ、それを、相違する調整装置
を設計するのに用いることができる。

【００４４】これに関連して、電圧源Ｅ_１の電圧Ｕ_１が
Ｕ_ｇ未満であるとき、電圧源Ｅ_１から電流が流れず、す
なわち、それが遮断された状態であり、トリガ発生器か
ら供給された電流のみが動作ギャップに供給される。Ｕ
_１を低い値から非常に遅く変化させることによって、電
圧源Ｅ_１の遮断を電流増加の平均勾配に関連させること
ができることを観察することもできる。これによって、
電圧Ｕ_１を調整する他の装置を設計することができ、こ
の場合、電圧源Ｅ_１が電流を流すことを許容しない放電
の係数に基づく。

【００４５】この遮断現象の放電後の放電の検出につい
て、電圧源Ｅ_１が電流を流しているか又はそれが遮断さ
れた状態であるかの検査及び記憶を、検出器すなわち電
流Ｉ _２の測定部Ｍ_２を用いることによって非常に容易に
行うことができる。トリガ発生器によって電流を流す期
間中、例えば、トリガ瞬時後、調整された電圧源Ｅ_１に
よって電流を流すことを許可されない全ての放電は、遮
断された放電として保持される。

【００４６】それに対して、トリガ発生器によって電流
を流す期間中に少なくとも１回電圧源Ｅ_１を通じて電流
Ｉ_２を流す場合、放電は遮断されなかったものと考えら
れる。遮断された放電回数を計数すると、放電の全てに
対するいわゆるこれら遮断された放電の量ＴＸ_ｎが、周
期的に例えば毎秒確立される。遮断されない放電の回数
Ｄ_ｎ及び遮断された放電の回数Ｄ_ｃを知ることによっ
て、この量ＴＸ_ｎは、式ＴＸ_ｎ＝１００×Ｄｂ／（Ｄｂ
＋Ｄｎ）に従って制御ユニットＣＰ内で算出される。し
たがって、遮断された放電を表示することによって、本
発明を実施する装置の様々な設計を行うことができる。

【００４７】しかしながら、他のタイプの周知の放電
を、動作状態が悪化したときに発生させることができ
る。それは、例えば短絡、電弧を発する放電又はいわゆ
る劣化した(contaminated)放電において、所定の回数見
られる。

【００４８】これら互いに相違する放電のカテゴリー
を、トリガに続く時間に参照することができ、これは、
電極ＯとピースＰとの間の電圧Ｕ_ｇの遷移を観察するこ
こによって、又は検出器Ｍ_２を用いて電流Ｉ_２の変動を
観察することによって行われ、これによって、その区別
を行うことができ、かつ、式ＴＸ_ｎ中でそれを排除する
ことができる。

【００４９】図９は、ギャップ間で測定した電圧領域Ｕ
_ｇの４例を示す。 １）０Ｖから７Ｖまで：短絡。 ２）７Ｖから約１８Ｖまで：電弧の放電特性。 ３）１８Ｖから約Ｕ_１すなわち低インピーダンスの電圧
源Ｅ_１の電圧まで：統計的に保持される有効な火花すな
わち放電。 ４）Ｕ_１からＵ_３すなわちトリガ発生器ＧＡから供給さ
れた電圧まで：遮断された電圧。 発生器Ｅ_３から発生したトリガ電圧Ｕ_３を、休止時間の
終了時に印加すると、その直後にトリガが行われる。例
えば、発生器Ｅ_３によって、動作状態に従う図９の遷移
ａ，ｂ，ｃ又はｄによって示すような電流が直後に流れ
る。本発明の原理を実行するために、これらのタイプ
ａ，ｂ，ｃ，ｄを統計から除外するのが好ましい。

【００５０】それにもかかわらず、トリガは一般的には
遅延される。したがって、電圧Ｕ_ｇは、電圧Ｕ_３の値ま
で上昇する。図９の遷移ｅ，ｆ，ｇ又はｈによって示さ
れるトリガが可能になる前に待機時間が生じる。タイプ
ｆの遷移のみが、平均勾配［外３］を形成するよう統計
中に観察され及び保持するよう適合した有効な火花の信
号を送信する。

【００５１】他の全ての遷移の場合、すなわち、タイプ
ａ−ｅ及びｈの遷移は、平均勾配［外３］を計算するの
に使用されない。当然、不所望な放電、特に、劣化した
放電を区別する他の手段を考察することもできる。他の
例を与えるために、電流増加の勾配を観察することによ
って区別を行うことができる。所定の制限を超える過度
の勾配によって、電流を流す情報を有する信号を送信
し、この場合、ギャップ中に逆起電力が存在せず、例え
ば、抵抗を有しはじめる又は劣化した誘電体が存在し又
は短絡が存在する。

【００５２】電圧源Ｅ_１の電圧Ｕ_１を変動させることに
よって、図１０に示すように有効な火花の大部分が遮断
されることがわかる。この図は、保持された放電の量間
の相関を示すが、ＴＸ_ｎは、遮蔽された放電に対応し、
値ＤＡは、保持された放電の電流の増大の勾配のスペク
トルの分散の角度差に対応する。

【００５３】その結果、量ＴＸ_ｎを周期的に計算し、か
つ、それを、遮断された放電の最適量ＴＸ_ｒｅｆと比較
する場合、図１１の構成で示すように電圧源Ｅ_１からの
電圧Ｕ_１に対する調整器を設計することができる。この
際、量ＴＸ_ｎを周期的に計算し、かつ、それを、遮断さ
れた放電の最適量ＴＸ_ｒｅｆと比較することによって、
図１１の構成で示すように電圧源Ｅ_１からの電圧Ｕ_１に
対する調整器を設計することができる。

【００５４】この調整形態は、遮断された放電の予め確
立された基準ＴＸ_ｒｅｆの量と放電をＮ回保持した後に
得られる遮断された放電の量との間の算術差を計算する
のに適合したコンピュータ部６１ａを具える。この調整
器６１ａは、低インピーダンスの電圧源Ｅ_１からの電圧
Ｕ_１を所定の調整値δだけ増減させることができる。こ
の調整形態は、電流インパルスＩ_２を発生させる放電発
生装置６３と、保持された放電の回数Ｎに対する遮断し
た放電の量ＴＸ_ｎを決定し及び計算するように配置した
装置６４ａとを更に具える。素子６１ａ，６２ａ及び６
４ａを、少なくとも部分的に制御ユニットＣＰに統合す
ることができる。当然、調整器６２ａは、算術差の関数
として内部電圧Ｕ_１を変更するように配置され、この場
合、遮断された放電の量ＴＸ_ｎは基準量Ｔ_ｒｅｆに対応
する。

【００５５】このような調整配置は、予め確立された基
準電圧Ｕ_ｒｅｆに対応する初期値に固定した内部電圧Ｕ
_１で動作サイクルＴＤ，ＴＡ，ＴＢを開始することによ
って連続的なループを介した放電の電流増加のサーボ制
御を実行することかできる。したがって、短絡及び電弧
からの不所望な放電すなわち劣化した放電は、識別試験
によって区別される。その後、遮断された放電が検出さ
れる。このサイクルはｎ＝Ｎ回続行され、したがって、
最小摩耗に対応する予め確立された基準数ＴＸ _ｒｅｆと
比較される遮断された放電の回数ＴＸ_ｎが計算される。
その結果、調整差Δだけ減少した基準数に比べて計算値
が小さい場合又は調整差Δ増加した基準数に比べて計算
値が大きい場合、内部電圧Ｕ_１を調整値δだけ減少させ
又は増加させて、新たなサーボループを再開する内部電
圧Ｕ_１の新たな初期値を取得する。

【００５６】図１２に示す回路の例は、放電を行うのに
必要な加工用の電流を部分的に発生させるように適合し
た低インピーダンスの電圧源Ｅ_２１も具える。この電圧
源Ｅ _２１は、電圧Ｕ_１で安定された連続的な電圧を有
し、重大な電圧降下なく高密度電流を発生させることが
できる。この電圧源Ｅ_２１の正端子を、分岐Ｂ_２１によ
って電極Ｏに接続し、その分岐Ｂ_２１は、スイッチＳ
_２１と、電圧Ｕ_２２を高精度で調整し及び制御すること
ができる低インピーダンスの他の電圧源Ｅ_２２と、この
分岐を流れる電流Ｉ_２２に対する測定部Ｍ_２２と、ダイ
オードＤ_２４と、寄生線路インダクタンスを表すＬ_２２
とを具え、これらを直列接続する。

【００５７】電圧源Ｅ_２１の負端子を、分岐Ｂ_２３によ
って、ギャップＧによって電極Ｏと分離したピースＰに
接続する。この分岐Ｂ_２３はスイッチＳ_２２を具える。
さらに、分岐Ｂ_２１及びＢ_２３を、ダイオードＤ_２１を
具える分岐Ｂ_２５及びダイオードＤ_２２を具える分岐Ｂ
_２６に接続し、分岐Ｂ_２５を、２個のスイッチＳ_２１及
びＳ_２２の入力部に接続し、分岐Ｂ_２６を、２個のスイ
ッチＳ_２１及びＳ_２２の出力部に接続する。２個の分岐
Ｂ_２５及びＢ_２６を、スイッチＳ_２１及びＳ_{２ ２}を有す
る２個の分岐Ｂ_２１及びＢ_２３の間に交差して配置す
る。

【００５８】トリガ回路Ｂ_４を、電極とピースとの間で
並列に分岐し、それは、トリガ発生器Ｅ_３と、抵抗Ｒ_３
と、ダイオードＤ_５と、電流Ｉ_３の測定部Ｍ_３とを具え
る。電位差計Ｔ_２１を他の電圧源Ｅ_２２の端子に接続す
るとともに、他のポテンショメータＴ_２２を、ギャップ
Ｇの両端間の電圧Ｕ_ｇを測定するために電極Ｏとピース
Ｐとの間に接続する。

【００５９】この回路のアッセンブリは、電子制御ユニ
ットＣＰによって制御され、その電子制御ユニットＣＰ
は、素子Ｍ_２２，Ｍ_３１，Ｔ_２１及びＴ_２２から測定信
号を受信するとともに、その制御信号を素子Ｅ_２２，Ｓ
_２１，Ｓ_２２及びＳ_３に供給する。

【００６０】種々の素子の値を、典型的には以下のよう
にする。電圧源Ｅ_２１を、１ｋＷの電力に対して１５Ｖ
の目安とし、他の電圧源Ｅ_２２を、１ｋＷの電力に対し
て１０Ｖと４０Ｖとの間で調整可能とし、電圧源Ｅ
_３を、３００Ｗの電力に対して１００Ｖの目安とし、イ
ンダクタンスＬ_２２を約２μＨとし、抵抗Ｒ_３を約５０
Ωとし、キャパシタＣ_２１及びＣ_２２を約１０μＦとす
る。好適には、追加の電圧源Ｅ_２２のインピーダンスを
零とする。図１２の回路の動作は次の通りである。休止
期間ＴＢ中、２個のスイッチＳ_{２ １}及びＳ_２２が開き、
インダクタンスＬ_２２に蓄積されたエネルギーは、２個
のダイオードＤ_２１及びＤ_２２を遮断しない電流の形態
で消失する。Ｄ_２２，Ｅ_{２ ２}，Ｍ_２２，Ｄ_２４に対する
緩和回路Ｌ_２２，Ｇ，Ｄ_２１，Ｅ_２１を得る。当然、電
圧源Ｅ_２１は、損傷を与えることなく正端子から負端子
に流れる電流を保持することができ、その間、この電圧
源は、インダクタンスに蓄積されるエネルギーの一部を
回復する。その状況下で、電圧源Ｅ_２１は、勾配：ｄＩ
_２／ｄｔ＝（−Ｕ_２１＋Ｕ_２２−Ｕ_ｇ）／Ｌ_２２を有す
る電流を遮断し、この場合、Ｕ_２１及びＵ_２２を、ソー
スＥ_２１及びＥ_２２の電圧とし、Ｕ_ｇをタップ間の電圧
とする。

【００６１】トリガ期間は、スイッチＳ_３を閉じること
によって得られる。高インピーダンスの電圧源Ｅ_３は、
電位差計Ｔ_２２によって測定されるギャップＧ間に高電
圧を発生させる。トリガが行われると、回路は、電流Ｉ
_２の増加の遷移段階、すなわち、穏やかにすべき電流Ｉ
_２の増加の低勾配又は電流Ｉ_２の急峻な勾配において互
いに相違する動作の二つのモード間の選択を許容する。

【００６２】小さい勾配ｄＩ_２／ｄｔの遷移段階を有す
る第1の実施の形態は、スイッチＳ _２１とＳ_２２のうち
の一方を閉じるとともにその他方を開くことによって得
られる。電流は、電圧Ｕ_２２が制御ユニットＣＰによっ
て調整される他の電圧源Ｅ_{２ ２}の影響の下で増加する。
充電回路を、Ｅ_２２，Ｍ_２２，Ｌ_２２，ギャップ、Ｄ
_２１及び閉じられたＳ_２１と、Ｅ_２２，Ｍ_２２，
Ｌ_２２，ギャップ、Ｄ_２１，閉じられたＳ_２１及びＤ
_２２とのうちのいずれか一方とする。電流Ｉ_２を、勾配
Ｐ_ｎ＝ｄＩ_２／ｄｔ＝（Ｕ_２２−Ｕ_ｇ）／Ｌ_２２によっ
て確立する。

【００６３】他の電圧源Ｅ_２２の空電圧(empty voltag
e)Ｕ_２２が放電電圧Ｕ_ｇよりやや大きく、かつ、単一の
トランジスタ導通のみを有する場合、上昇の緩やかな遷
移段階において小さい正の勾配を得る。Ｕ_２２がＵ_ｇよ
りやや大きい場合に緩やかな減少段階を得ることもでき
る。Ｕ_２２が０に等しい場合、例えば、本発明の目的で
ある追加の電圧源Ｅ_２２を有しない場合、この減少段階
は急速な減少となる。

【００６４】制御ユニットＣＰからスイッチＳ_２１，Ｓ
_２２に信号を送信するために、他の勾配を、マイクロ秒
の目安の非常に短い時間で変更することができる。急速
な増加段階において、2個のトランジスタＳ_２１及びＳ
_２２を導通状態にし、ダイオードＤ_２１及びＤ_２２を遮
断し、電極ＯとピースＰとの間で放電が以前に行われた
場合、回路は、電極−ピースアッセンブリ間を閉じる。
その状況の下で、電流密度は、勾配Ｐ_ｎ＝ｄＩ_２／ｄｔ
＝（Ｕ_２１＋Ｕ_２２−Ｕ_ｇ）／Ｌ_２２で急速に増加す
る。

【００６５】制御ユニットＣＰを、既知のデジタル技術
に従って、好適にはマイクロプロセッサシステムを用い
て構成する。これは論理タスクの段階を仮定し、その場
合、先ず、「オールオアナッシング」タイプの信号をス
イッチに送信して所望の形状の適切な電流インパルスを
発生させることによって、電流を制御する。

【００６６】例えば図６に示す調整形態に従う他の電圧
源Ｅ_２２の電圧Ｕ_２２の調整及びサーボ制御並びに図７
のフローチャートに従う動作も満足される。したがっ
て、図１２に示す回路によって、図８に示す回路と同様
な放電を行うことができ、この場合、予め確立された基
準勾配Ｐ_ｒｅｆに対応するように放電の電流の増加の勾
配Ｐがサーボ制御される遷移段階と、その遷移段階に続
き、放電電流Ｉ_２が基準値Ｉ_ｐに調整される調整モード
段階とを有する。したがって、図１２の実施の形態は、
種々のタイプの電流の増加及び減少を得ることかでき
る。具体的には、複数の例を以下示す。なお、Ｕ_２１＝
１５Ｖとし、Ｕ_ｇ＝２０Ｖとし、Ｌ_２２＝２μＨとす
る。

【００６７】

【表１】

【００６８】摩耗が非常に低い状況において、スイッチ
Ｓ_２１又はＳ_２２のうちの一方のみを閉じるとともにＵ
_２２を調整することによって緩やかな電流増加を確立
し、したがって、平均勾配［外３］は、他の発生器Ｅ
_２２に対する予め確立された電圧Ｕ_ｒｅｆで開始するこ
とによって、遷移段階中のＰ_ｒｅｆに対応する。一度、
電流Ｉ_２の基準値Ｉ_ｐに到達すると、スイッチＳ_２１，
Ｓ_２２のうちのいずれか一方又は両方を開き又は閉じる
ことによって電流Ｉ_２が制限Ｉ_ｐと制限Ｉ_ｐ−Δとの間
に維持される調整モード段階に入る。

【００６９】したがって、この回路は、加工用の電流の
増加勾配又は減少勾配の種々の調整を行う高い柔軟性の
アプリケーションを許容する。当然、図２−７，１０及
び１１を参照して説明した調整及びサーボ制御手段を、
他の電圧源Ｅ_２２の電圧Ｕ_{２ ２}を印加することによって
直接適用することができる。

【００７０】変形例において、既に説明した実施の形態
を、好適には、図１３に示すような短絡防止装置ＳＰＡ
Ｃによって達成することができる。最終動作中に火花ス
ペースに形成される多数の金属ブリッジは、非常に破壊
されやすく、それは、通常の加工用の電流に追加される
とともに放電の再トリガを許容する特定の電流パルスを
印加することによって溶融される。したがって、インパ
ルス電流を停止させるステップ及び電極を引っ込める影
響の下で引き裂くことによって金属ブリッジを断絶する
ステップからなる従来の方法によって得られるものに比
べて、加工出力が十分に増加する。

【００７１】金属ブリッジを破壊するのに適合した電流
パルスは、短絡が検出される直前には印加されないが、
公称動作電流の数倍の電流を最小インピーダンスで流す
前に１マイクロ秒の目安の遅延が必要となる。大抵の場
合において再トリガを行う前の供給の持続時間は数マイ
クロ秒となる。そうでない場合、長時間大電流を維持す
るのは無意味となる。その理由は、それによって、２個
の電極間の直接的な接触が原因で短絡が生じるからであ
る。

【００７２】これによって、例えば１０μＦの高い値の
簡単なキャパシタンスＣ_３１を用いて、トリガ発生器Ｅ
_３の端子に接続した装置を製造することができる。充電
は、二つの連続するトリガの間に行われる。そのキャパ
シタンスＣ_３１は、図１３に示すようなスイッチＳ_３１
及び追加のダイオードＤ_３１を通じて加工用のケーブル
に放電を行う。例えばトランジスタの形態のスイッチＳ
_３１は、図９に関連して説明したように短絡を検出する
際に制御ユニットＣＰによって制御される。

【００７３】そのような短絡防止装置ＳＰＡＣを、任意
のタイプの放電回路に並列に取り付けることができる。
それは、特に本発明を実施できるようにする装置で使用
するのに重要である。その理由は、動作電流の増加が遅
い場合、金属ブリッジを溶融するのに不所望だからであ
る。

【００７４】当然、他のタイプの放電による加工装置
を、本発明の実施に適用することができ、この場合、少
なくとも遷移段階又は初期放電段階中に加工用の電流を
増加させることができる調整手段が含まれる。例えば、
抵抗電流(resistive current)が制限された発生器を使
用することができるが、その発生器を、放電の開始時に
動作する補助の低インピーダンスの電圧源を追加するこ
とによって向上させて、図８に示すようなインパルスを
発生させる。既知の回路を、ＤＣ-ＤＣコンバータとし
て既知のように適合させることができ、放電の開始時に
低インピーダンスの補助電圧源と同等のものとなるよう
に制御される。

【００７５】しかしながら、これら全ての装置で用いら
れるプロセスは、同様なものであり、かつ、電極とピー
スとの間のトリガ後に電気的なインパルスすなわち放電
の電流の増加の調整を行うことによって特徴づけられ
る。この調整は、上昇の勾配Ｐ，遮断された放電の回数
ＴＸ_ｎ又は調整電圧Ｕ_１，Ｕ_２２のような電流の増加に
関連したパラメータが電極ツール摩耗の最小値に対応す
る基準サイズにほぼ等しくなるように行う。この基準サ
イズを、先ず研究又は現場において決定される基準勾
配、遮断された放電の基準量、内部基準電圧等とするこ
とができる。内部電圧Ｕ_１，Ｕ_２２を調整電圧源から徐
々に変動させる実験における摩耗測定の顕著な結果とし
て、狭い範囲の電圧において最低の摩耗を示し、遷移段
階中、動作電流の増大の勾配が非常に高い分散を示す。

【００７６】したがって、一連の技術的な検査によっ
て、非常に低い摩耗の各加工状態に対する遮断された放
電の勾配又は回数の内部電圧の最適すなわち基準値を与
えるテーブルを発生させることができ、この場合、加工
状態は、例えば加工用の電流Ｉｐ、トリガ時間ＴＤ、動
作時間ＴＡ及び休止時間ＴＢ、用いられる材料の組合わ
せ等によって規定される。予め確立されたパラメータを
有する加工装置を調整することによって、摩耗に関して
良好な結果を与えることができる。しかしながら、調整
の際に重要であることは、研究における良好な結果が必
ずしも現場においてもそうでないという点である。温度
や、大量生産中の素子の多少の厳密な誤差のような種々
の因子が所定の役割を果たす。しかしながら、最大の分
散は、寄生線路インダクタンスに起因し、それは、例え
ば装置の内部配線及びそのライン長による簡単なトリプ
リング(tripling)から広範囲に亘って変動するおそれが
ある。サーボ制御によって、その分散から解放され、か
つ、現場において摩耗に関する最適な結果を得ることが
できる工業製品を製造することができる。

【００７７】このようなサーボ制御を、サーボ制御ルー
プによって実行することができ、この場合、電流の増加
の勾配又は遮断放電の回数のようなパラメータを表示す
る顕著な寄生は、予め決定された基準サイズに一致す
る。

【００７８】したがって、技術に関するテーブルを記憶
することができ、そのテーブルは、とりわけ各状態に対
する調整可能な電圧源の電圧Ｕ_１，Ｕ_２２の値を固定す
る値Ｕ_ｒｅｆだけでなく、電流の増加の平均勾配［外
３］に対する基準としての役割を果たす値Ｐ_ｒｅｆも有
し、その勾配は、リアルタイムの測定の結果である。最
も低い摩耗となるＰ_ｒｅｆの最適値は、制御ユニットＣ
Ｐの記憶をロードするために最初に実行される技術的な
検査の結果である。サーボ制御によって、電圧Ｕ _１，Ｕ
_２２を、［外３］とＰ_ｒｅｆとの間のあらゆる距離を補
正するように変化させ、例えば、平均勾配［外３］が基
準勾配Ｐ_ｒｅｆより小さい場合、電圧Ｕ_１，Ｕ_２２が増
大し、これによって、電流が急に増加し、実際に［外
３］＝Ｐ_{ｒｅ ｆ}となるまでプロセスが実行される（図６
及び７参照）。

【００７９】制御ユニットＣＰは、迅速なデータ処理を
行うことかでき、それは、デジタルエレクトロニクス例
えばマイクロプロセッサを用いた既知の方法で実行され
る。「非常に小さい摩耗」タイプのインパルスを開始す
るために、特にＩ_ｐ，ＴＤ，ＴＡ，ＴＢ，Ｕ_ｒｅｆ及び
Ｐ_ｒｅｆの値に関する一連の命令を制御ユニットに送信
する。

【００８０】したがって、サーボ制御は、全ての動作中
又は最初の段階中に適用される。所望の場合には、平均
勾配の対応するサイズを設定することができ、それを、
例えば、ｔ_１＝０を仮定することによって、すなわち、
ｔ_２で測定される電流によって計算することによって簡
単かつ迅速に計算することができる。重要なことは、予
め行われる技術的な検査及びマシンのサーボ制御が対応
する統計サイズを規定するのと同一技術を用いることで
ある。その状況の下で、一連の放電に亘る時間ｔ_２を超
えて観察される最大電流ｉを用いることもできる。

【００８１】当然、サーボ制御を、遮断された放電の重
みのような他のパラメータを用いて同様に行うことがで
きる。基準のサイズを、例えば電極ツールの重さ測定又
は寸法測定を行うことによって経験的に予め決定するこ
ともできる。

【００８２】本発明は、上記実施の形態に限定されるも
のではなく、幾多の変更及び変形が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 放電によるマシンに対する装置の第１の実施
の形態を示す図である。

【図２】 電圧源Ｅ_１からの電圧値に対する加工用の電
流の増加の勾配の角度を示す図である。

【図３】 電圧源Ｅ_１からの電圧値に対する加工用の電
流の増加の勾配の角度を示す図である。

【図４】 電圧源Ｅ_１からの電圧値に対する加工用の電
流の増加の勾配の角度を示す図である。

【図５】 電圧源Ｅ_１からの電圧Ｕ_１の関数としての電
流の増加の勾配の分散ＤＡを度で示す図である。

【図６】 基準Ｐ_ｒｅｆに対する電流増加の平均勾配
［外３］の調整及びサーボ制御の図である。

【図７】 平均勾配［外３］のサーボ制御中に実行され
る動作のフローチャートである。

【図８】 時間関数としての図１の回路からの信号のシ
ーケンスを示す図である。

【図９】 種々のタイプの放電に対するギャップを通じ
た電圧Ｕ_ｇの展開を示す図である。

【図１０】 電圧源Ｅ_１の電圧Ｕ_１の関数としての遮断
された放電のサイズＴＸｎと加工用の電流の増加の勾配
の分散ＤＡとの間の相関を示す図である。

【図１１】 遮断された放電のサイズＴＸｎに基づくサ
ーボ制御の調整を示す図である。

【図１２】 放電加工に対する装置の第２の実施の形態
を表す図である。

【図１３】 二つの実施の形態に統合するように適した
短絡防止装置を示す図である。

【図１４】 従来の発生器の簡単化した図である。

【符号の説明】

６１ 計算部 ６１ａ，６２ 調整器 ６３ 放電発生装置 ６４ 素子 ６５ 区分 Ｂ_１，Ｂ_２，Ｂ_３ 分岐 Ｂ_４ トリガ回路 Ｃ_１ キャパシタンス ＣＰ 電子制御回路 Ｄ_１，Ｄ_２，Ｄ_３，Ｄ_５ ダイオード Ｅ_１，Ｅ_２ 電圧源 Ｅ_３ トリガ発生器 Ｇ ギャップ Ｌ_１，Ｌ_２ コイル Ｍ_１，Ｍ_２，Ｍ_３ 測定部 Ｏ 電極 Ｐ ピース Ｒ_３ 抵抗 Ｔ_１，Ｔ_２ 電位差計

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロラン マルタン フランス国 74520 ディニ アン ヴュ アシュ ブル（番地なし) (72)発明者 アルド ガンボニ スイス国 1209 ジュネーヴ アヴニュ ドゥ ジョリ−モン ３ (72)発明者 モリジオ トニョリニ スイス国 1216 ル ミュイ レ ボー− ジョルディル（番地なし) (72)発明者 ジルベール ボベイ スイス国 1004 ローザンヌ シュマン エメ−ステンラン ７

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 動作スペース（Ｇ）によって離間した電
   極ツール（Ｏ）を用いて電極ピース（Ｐ）が加工され、
   その加工を、電気回路によって電気的なインパルスを前
   記電極ツールと前記電極ピースとの間に印加することに
   よって行い、その電気回路が、少なくとも１個の低イン
   ピーダンス電圧源（Ｅ_１，Ｅ_２２）及び調整回路（Ｃ
   Ｐ）を具える放電加工方法において、前記電気的なイン
   パルスの電流の増加の調整を、前記電極ツールと前記電
   極ピースとの間の放電のトリガ後に時間の関数として制
   御して、このような電流の増加に関連するパラメータ 【外１】 を、前記電極ツールの最小摩耗値に対応する基準量（Ｐ
   _ｒｅｆ，ＴＸ_ｒｅｆ）にほぼ等しくすることを特徴とす
   る放電加工方法。
2. 【請求項２】 前記電気的なインパルスの電流の増加の
   調整を行う第１遷移段階と、前記電流の増加が少なくと
   も一つの基準値（Ｉ_ｐ）に到達するとすぐにその基準値
   を有する前記加工用の電流を維持する第２段階とを有す
   ることを特徴とする請求項１記載の放電加工方法。
3. 【請求項３】 前記電流の増加の調整をサーボループに
   よって行って、前記パラメータを表す統計サイズ［外
   １］を、予め設定した前記基準サイズ（Ｐ_ｒｅｆ，ＴＸ
   _ｒｅｆ）に一致させることを特徴とする請求項１又は２
   記載の放電加工方法。
4. 【請求項４】 前記調整を、少なくとも一つの低インピ
   ーダンスの調整可能な電圧源（Ｅ_１，Ｅ_２２）の調整可
   能な内部電圧（Ｕ_１，Ｕ_２２）で作動させることによっ
   て行うことを特徴とする請求項１から３のうちのいずれ
   か１項に記載の放電加工方法。
5. 【請求項５】 前記最小摩耗値に対応する基準サイズ
   （Ｐ_ｒｅｆ）を、前記調整可能な電圧源（Ｅ_１，
   Ｅ_２２）の内部電圧（Ｕ_１，Ｕ_２２）を変化させ、か
   つ、所定の回数の放電の電流の増加の勾配角（ＤＡ）の
   スペクトルを散乱を観察することによって決定すること
   を特徴とする請求項１及び４記載の放電加工方法。
6. 【請求項６】 前記基準サイズ（Ｐ_ｒｅｆ）を、前記勾
   配角（ＤＡ）のスペクトルの分散がほぼ最大であるとき
   に取得することを特徴とする請求項５記載の放電加工方
   法。
7. 【請求項７】 前記パラメータを、前記電極ツールの最
   小摩耗に対する予め設定された基準勾配（Ｐ_ｒｅｆ）に
   一致するように調整した前記加工用の電流の増加の平均
   勾配 【外２】 とすることを特徴とする請求項１から６のうちのいずれ
   か１項に記載の放電加工方法。
8. 【請求項８】 連続的なサーボ制御ループによる放電の
   電流の増加の平均勾配［外２］のサーボ制御を実行する
   に当たり、 予め確立した基準電圧（Ｕ_ｒｅｆ）に対応する初期値に
   固定した前記内部電圧（Ｕ_１，Ｕ_２２）を用いて加工サ
   イクル（ＴＤ，ＴＡ，ＴＢ）を開始し、 劣化した放電、短絡及び電弧を識別検査によって除去
   し、 存続させる放電の電流の増加の勾配（Ｐ_ｎ）を決定し、 ｎ＝Ｎの加工サイクルを行い、 Ｎ回の存続させる放電に対する電流の増加の平均勾配
   ［外２］を計算し、 前記基準勾配（Ｐ_ｒｅｆ）に対して取得した電流の増加
   の平均勾配［外２］の比較を行い、 計算した前記平均勾配［外２］が、前記基準勾配（Ｐ
   _ｒｅｆ）に調整間隔（Δ）を加算したものより大きい場
   合又は前記基準勾配（Ｐ_ｒｅｆ）から前記調整間隔
   （Δ）を減算したものより小さい場合、前記内部電圧
   （Ｕ_１，Ｕ_２２）の新たな初期値を取得するために、前
   記内部電圧（Ｕ_１，Ｕ_２２）を、予め決定した調整値だ
   け減少させ又は増加させ、かつ、 前記内部電圧（Ｕ_１，Ｕ_２２）の新たな初期値を用いて
   前記連続的なサーボ制御ループを実行することを特徴と
   する請求項３，４及び７記載の放電加工方法。
9. 【請求項９】 前記パラメータを、低インピーダンスの
   電圧源が電流を流さない間に遮断された放電の回数（Ｔ
   Ｘ_ｎ）とし、前記電気的なインパルスの電流の増加を調
   整して、前記遮断された放電の回数（ＴＸ_ｎ）を、最小
   摩耗に対応する基準数（ＴＸ_ｒｅｆ）に一致させること
   を特徴とする請求項１から６のうちのいずれか１項に記
   載の放電加工方法。
10. 【請求項１０】 連続的なサーボ制御ループによる放電
    の電流の増加に対してサーボ制御を実行するに当たり、 予め確立した基準電圧（Ｕ_ｒｅｆ）に対応する初期値に
    固定した前記内部電圧（Ｕ_１，Ｕ_２２）を用いて加工サ
    イクル（ＴＤ，ＴＡ，ＴＢ）を開始し、 劣化した放電、短絡及び電弧を識別検査によって除去
    し、 遮断された放電を検出し、 ｎ＝Ｎの加工サイクルを行い、 遮断された放電の回数（ＴＸ_ｎ）を計算し、 この回数を、前記電極ツールの最小摩耗に対応する予め
    確立した基準数（ＴＸ _ｒｅｆ）と比較し、 計算した前記回数（ＴＸ_ｎ）が、前記基準数に調整間隔
    （δ）を加算したものより大きい場合又は前記基準数か
    ら前記調整間隔を減算したものより小さい場合、前記内
    部電圧（Ｕ_１，Ｕ_２２）の新たな初期値を取得するため
    に、前記内部電圧（Ｕ_１，Ｕ_２２）を、予め決定した調
    整値だけ減少させ又は増加させ、かつ、 前記内部電圧（Ｕ_１，Ｕ_２２）の新たな初期値を用いて
    前記連続的なサーボ制御ループを実行することを特徴と
    する請求項３，４及び９記載の放電加工方法。
11. 【請求項１１】 前記基準（Ｐ_ｒｅｆ，ＴＸ_ｒｅｆ，Ｕ
    _ｒｅｆ）のサイズを、前記電極ツールの重さ又は容積の
    測定を行うことによって実験的に決定することを特徴と
    する請求項１記載の放電加工方法。
12. 【請求項１２】 動作スペース（Ｇ）によって電極ピー
    ス（Ｐ）から離間した電極ツール（Ｏ）と、少なくとも
    一つの低インピーダンスの電圧源（Ｅ_１，Ｅ_２２）を有
    する電気回路と、前記電極ツールと前記電極ピースとの
    間に電気的なインパルスを印加するように配置した調整
    回路（ＣＰ）とを具える放電加工装置において、前記電
    極ツールと前記電極ピースとの間の放電のトリガ後に時
    間関数として電流の増加の割合（ｄＩ_２／ｄｔ）の割合
    を調整して、このような電流の増加に関連するパラメー
    タ［外１］を、前記電極ツールの最小摩耗値に対応する
    基準量（Ｐ_ｒｅｆ，ＴＸ_ｒｅｆ）にほぼ等しくする調整
    手段を具えることを特徴とする放電加工装置。
13. 【請求項１３】 前記調整手段を、前記内部電圧
    （Ｕ_１，Ｕ_２２）を少なくとも一つのインピーダンス電
    圧源（Ｅ_１，Ｅ_２２）から調整可能に変更するように配
    置したことを特徴とする請求項１２記載の放電加工装
    置。
14. 【請求項１４】 前記パラメータを、前記加工用の電流
    の増加の平均勾配［外２］とし、前記電極ツールの最小
    摩耗となる予め確立された基準勾配（Ｐ_ｒｅｆ）に一致
    するように前記平均勾配を調整する手段を具えることを
    特徴とする請求項１２又は１３記載の放電加工装置。
15. 【請求項１５】 予め確立した基準勾配（Ｐ_ｒｅｆ）を
    用いた、前記加工用の電流の増加の勾配に対するサーボ
    制御手段（ＣＰ）を具え、そのサーボ制御手段が、前記
    電圧源の前記内部電圧（Ｕ_１，Ｕ_２２）の調整器（６
    ２）と、放電発生装置（６３）と、放電の電流の増加の
    勾配（Ｐ_ｎ）を計算するために配置した第１素子（６
    ４）と、予め決定された放電の回数（Ｎ）の平均勾配
    ［外２］を計算するのに適合した第２素子（６５）と、
    基準勾配（Ｐ_ｒｅｆ）と平均勾配［外２］との間の算術
    差を計算するのに適合した第３素子（６１）とを具え、
    前記調整器（６２）を、この算術差の結果の関数として
    前記内部電圧（Ｕ_１，Ｕ_２２）を変更して、前記平均勾
    配［外２］が前記基準勾配（Ｐ_ｒｅｆ）に対応するよう
    に構成したことを特徴とする請求項１３及び１４記載の
    放電加工装置。
16. 【請求項１６】 前記パラメータを、前記低インピーダ
    ンスの電圧源が電流を流さない間に遮断された放電の回
    数（ＴＸ_ｎ）とし、前記電極ツールの最小摩耗に対応す
    る予め確立された基準数（ＴＸ_ｒｅｆ）に前記遮断され
    た放電の回数（ＴＸ_ｎ）が一致するように、前記電流の
    増加を調整するように適合した手段を具えることを特徴
    とする請求項１２又は１３記載の放電加工装置。
17. 【請求項１７】 予め確立された基準数（ＴＸ_ｒｅｆ）
    を用いた、前記遮断された放電の回数（ＴＸ_ｎ）に対す
    るサーボ制御手段を具え、そのサーボ制御手段が、前記
    内部電圧（Ｕ_１）に対する調整器（６２ａ）と、放電発
    生装置（６３）と、予め設定された放電の回数（Ｎ）に
    対する遮断された放電の関数（ＴＸ_ｎ）を決定し及び計
    算するように配置した装置（６４ａ）と、前記基準数
    （ＴＸ_ｒｅｆ）と前記遮断された放電の回数（ＴＸ_ｎ）
    との間の算術差を計算するように適合した計算手段（６
    １ａ）とを具え、前記調整器（６２ａ）を、この算術差
    の結果の関数として前記内部電圧（Ｕ_１）を変更して、
    前記遮断された放電の回数（ＴＸ_ｎ）が前記基準数（Ｔ
    Ｘ_ｒｅｆ）に対応するように構成したことを特徴とする
    請求項１３及び１６記載の放電加工装置。
18. 【請求項１８】 低インピーダンスの第１電圧源
    （Ｅ_１）を具え、その内部電圧（Ｕ_１）を、制御ユニッ
    ト（ＣＰ）によって調整可能にし、第１分岐（Ｂ_１）
    が、前記第１電圧源（Ｅ_１）の第１端子を前記電極ツー
    ル（Ｏ）に接続し、低インピーダンスの第２電圧源（Ｅ
    _２）と、第１スイッチ（Ｓ_１）と、第１電流（Ｉ_１）の
    第１測定部（Ｍ_１）と、自己誘導巻線（Ｌ_１）と、第２
    スイッチ（Ｓ_２）と、第２電流（Ｉ_２）の第２測定部
    （Ｍ_２）と、第１ダイオード（Ｄ_４）とを具え、これら
    を直列接続し、前記第２スイッチ（Ｓ_２）の入力部を、
    第２ダイオード（Ｄ_２）によって前記第１電圧源
    （Ｅ_１）の第１端子に接続し、前記電極ピース（Ｐ）
    を、第３分岐（Ｂ_３）によって前記第１電圧源（Ｅ_１）
    の第２端子に接続し、その第３分岐（Ｂ_３）を、第３ダ
    イオード（Ｄ_１）によって前記第１スイッチ（Ｓ_１）の
    出力側に接続するとともに、第４ダイオード（Ｄ_３）に
    よって前記第２スイッチ（Ｓ_２）の出力側に接続し、前
    記制御ユニットが、前記測定部（Ｍ _１，Ｍ_２，Ｍ_３）か
    ら信号を受信するとともに、制御信号を前記第１電圧源
    （Ｅ _１）及びスイッチ（Ｓ_１，Ｓ_２）に供給するように
    構成したことを特徴とする請求項１２から１７のうちの
    いずれか１項に記載の放電加工装置。
19. 【請求項１９】 第１端子を第１分岐（Ｂ_２１）によっ
    て前記電極ツール（Ｏ）に接続した低インピーダンスの
    第１電圧源（Ｅ_２１）を具え、第１スイッチ（Ｓ _２１）
    と、内部電圧（Ｕ_２２）が制御ユニット（ＣＰ）によっ
    て調整可能な他の低インピーダンスの電圧源（Ｅ_２２）
    と、電流測定部（Ｍ_２２）と、第１ダイオード
    （Ｄ_２４）とを具え、これらを直列接続し、前記電極ピ
    ースを、第２スイッチ（Ｓ_２２）を有する第２分岐（Ｂ
    _２３）によって前記第１電圧源（Ｅ_２１）の第２端子に
    接続し、２個のスイッチ（Ｓ_２１，Ｓ_２２）の入力側に
    接続する第２ダイオード（Ｄ_２２）を有する第３分岐
    （Ｂ_２５）と、２個のスイッチ（Ｓ_２１，Ｓ_２２）の出
    力側に接続する第３ダイオード（Ｂ_２２）を有する第４
    分岐（Ｂ _２６）とを具え、前記制御ユニットが、前記測
    定部（Ｍ_２２）から信号を受信するとともに、前記他の
    電圧源（Ｅ_２２）及びスイッチ（Ｓ_２１，Ｓ_２２）に制
    御信号を供給するように構成したことを特徴とする請求
    項１２から１７のうちのいずれか１項に記載の放電加工
    装置。
20. 【請求項２０】 前記電極ツール（Ｏ）と前記電極ピー
    ス（Ｐ）との間に接続した放電のトリガ回路（Ｂ_４）を
    具え、その回路が、前記制御ユニット（ＣＰ）から制御
    信号を受信する発生器（Ｅ_３）及びスイッチ（Ｓ_３）を
    具えることを特徴とする請求項１８又は１９記載の放電
    加工装置。
21. 【請求項２１】 前記トリガ回路の発生器（Ｅ_３）の端
    子に接続したキャパシタンスを具える短絡防止装置（Ｓ
    ＰＡＣ）を具え、それを、前記制御ユニット（ＣＰ）か
    らの制御信号を受信するダイオード（Ｄ_３１）及びスイ
    ッチ（Ｓ_３１）によって前記電極ツール（Ｏ）に接続す
    るのに適合させたことを特徴とする請求項２０記載の放
    電加工装置。