JP2004050298A

JP2004050298A - Method and apparatus for electric discharge machining

Info

Publication number: JP2004050298A
Application number: JP2002206729A
Authority: JP
Inventors: Takashi Hashimoto; 橋本　隆; Taichiro Tamida; 民田　太一郎; Akihiro Suzuki; 鈴木　昭弘; Akihiko Iwata; 岩田　明彦; Giichi Tsunoda; 角田　義一
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2002-07-16
Filing date: 2002-07-16
Publication date: 2004-02-19
Anticipated expiration: 2022-07-16
Also published as: JP4042485B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and an apparatus for electric discharge machining, by which machining speed is increased by improving the time utilization factor by positively utilizing the concentrated discharge, and further a manufacturing cost is reduced by making a circuit capacity compact. <P>SOLUTION: The method comprises the steps of machining a workpiece by the electric discharge machining process for carrying out a process for causing preliminary discharge by applying a detection pulse voltage between the workpiece and an electrode disposed apart from the workpiece at a required distance so as to face the workpiece, detecting the preliminary discharge, a process for causing principal discharge mainly contributing to the machining by applying a principal discharge pulse voltage, and repeating a plurality of the cycles of applying the detection pulse voltage and the principal discharge pulse voltage. When the principal discharge pulse voltage is applied after detecting the preliminary discharge, the principal discharge pulse voltage is applied a plurality of times. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、放電加工、特にワイヤ放電加工に係わり、加工速度を向上させるための加工方法及び加工装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【０００３】
周知のようにワイヤ放電加工装置は、絶縁液中で、電極としての細いワイヤと被加工物との間に直流電源よりパルス状の電圧を印加することにより、ワイヤ電極と被加工物との間にパルス状の電流を流してパルス放電を発生させ、放電によって発生する熱と圧力によって、上記被加工物をパルス毎に除去するものである。
【０００４】
図９は、例えば特開平８−１１８１４７号公報に示された従来の放電加工装置における電源回路の構成（従来技術▲１▼）を示す接続回路図である。図において、７０は比較的低電圧の出力電圧Ｅ１を可変に設定し、供給する第１の直流電源、７１は例えば半導体スイッチである第１のスイッチ回路、７２は電流制限抵抗器、７３はダイオードで、これら第１の直流電源７０、第１のスイッチ回路７１、電流制限抵抗器７２、及びダイオード７３によりワイヤ電極１と被加工物２との間に第１の直流回路を形成している。７４は高電圧の出力電圧Ｅ２を有する第２の直流電源、７５は例えば半導体スイッチから構成される第２のスイッチ回路、７６はダイオードで、これら第２の直流電源７４、第２のスイッチ回路７５、及びダイオード７６によりワイヤ電極１と被加工物２との間に第２の直流回路を形成している。７７は出力電圧Ｅ３を可変に設定でき、上記第１の直流電源７０及び第２の直流電源７４に対して逆極性の電圧を持つ第３の直流電源、７８は例えば半導体スイッチである第３のスイッチ回路、７９は電流制限抵抗器で、これら第３の直流電源７７、第３のスイッチ回路７８、電流制限抵抗器７９によりワイヤ電極１と被加工物２との間に第３の直流回路を形成している。また、８は加工用電源制御回路、９はワイヤ電極１と被加工物２との間における加工電圧を検出する電圧検出回路、９１，９２は分圧用抵抗器である。
【０００５】
第１の直流電源７０の負極は、ダイオード７３のカソードに接続され、ダイオード７３のアノードはワイヤ電極１に接続されている。これに対し、第１の直流電源７０の正極は、電流制限抵抗器７２を介して第１のスイッチ回路７１のドレインに接続され、第１のスイッチ回路７１のソースは被加工物２に、第１のスイッチ回路７１のゲートは加工用電源制御回路８に接続されている。第２の直流電源７４の負極は、ダイオード７６のカソードに接続され、ダイオード７６のアノードはワイヤ電極１に接続されている。これに対し、第２の直流電源７４の正極は、第２のスイッチ回路７５のドレインに接続され、第２のスイッチ回路７５のソースは被加工物２に、第２のスイッチ回路７５のゲートは加工用電源制御回路８に接続されている。第３の直流電源７７の正極は、ワイヤ電極１に接続されている。これに対して、第３の直流電源７７の負極は、電流制限抵抗器７９を介して第２のスイッチ回路７８のソースに接続され、第３のスイッチ回路７８のドレインは被加工物２に、第３のスイッチ回路７８のゲートは加工用電源制御回路８に接続されている。
【０００６】
図１０は、図９に示すワイヤ放電加工装置の電源回路における動作を示すタイミングチャートである。図において、（ａ）は加工間隙の電圧波形、（ｂ）は加工間隙に流れる電流波形、（ｃ）は第１のスイッチ回路７１のタイミングＴＲ１を示す信号波形、（ｄ）は第２のスイッチ回路７５のタイミングＴＲ２を示す信号波形、（ｅ）は第３のスイッチ回路７８のタイミングＴＲ３を示す信号波形を示している。なお、（ｃ）（ｄ）及び（ｅ）において、信号波形が“１”の時に、第１のスイッチ回路７１、第２のスイッチ回路７５、及び第３のスイッチ回路７８をＯＮさせる。
【０００７】
図１０に示すように、第１のスイッチ回路７１のタイミングＴＲ１により比較的低電圧の直流電源Ｅ１を加工間隙に印加する。すると、第１のスイッチ回路７１がＯＮした後、放電が開始されるまでの加工間隙の電圧は、第１の直流電源７０の直流電圧Ｅ１まで上昇し、放電開始と共に加工間隙の電圧はアーク電位まで低下する。この放電開始と同時に、第２のスイッチ回路７５がＯＮされ、第２の直流電源７４により加工電流が供給されると、図１０（ｂ）に示したように加工間隙の電流波形は所定の勾配で電流が増加する。所定時間（図１０（ｃ）で示される“１”の期間）の後、第１のスイッチ回路７１がＯＦＦになると、第３のスイッチ回路７８がＯＮされ、加工間隙の電圧（以下、加工間隙電圧Ｖｇとする）は図１０（ａ）に示されるように、第３の直流電源７７の直流電圧Ｅ３まで直流電圧Ｅ１と逆極性側に上昇する。その後、第３のスイッチ回路７８がＯＦＦになると、第１のスイッチ回路７１が再度ＯＮになり、上述した動作をくり返し、放電加工が継続される。
【０００８】
加工電流波形は図１０（ｂ）に示されるように略三角波形となる。電流の立ちあがり速度（ｄｉ／ｄｔ）は浮遊のインダクタンスＬと電源電圧Ｅ２、アーク電圧をｖとするとおよそ（Ｅ２―ｖ）／Ｌとなる。ＴＲ２のＯＮ時間が等しい場合にピーク電流を増やそうとすれば電源電圧Ｅ２を高めれば良い。電源電圧Ｅ２は２００Ｖ〜４００Ｖ程度で構成されることが多い。
【０００９】
一方、電源電圧Ｅ１は電源電圧Ｅ２よりも低く４０Ｖ〜１５０Ｖ程度である。電源電圧Ｅ１を最初に印加するのは放電を検出するため（あるいは誘発するため）であり、このとき極間に印加する電圧パルスを放電検出パルスまたは予備放電パルスと呼ぶ。また、放電検出パルス（予備放電パルス）印加により発生する放電を予備放電と呼ぶ。電源電圧Ｅ１が高ければ放電しやすくなるため放電周波数が増加する一方、高すぎると前サイクルで放電した箇所が再度放電しやすくなってしまう。この現象が続くと集中放電となってしまう。集中放電とは、本来電極とワーク間に均一に生じるべき放電が、何らかの原因である一箇所に連続して生じてしまう現象であり、ワイヤ放電加工装置ではワイヤ断線を引き起こす主原因とされている。逆に電源電圧Ｅ１を低くすると集中放電は起こりにくくなるが放電周波数も低くなるため加工速度が低下してしまう。
【００１０】
このように電源電圧Ｅ１には前のサイクルで放電していない箇所の放電を誘発する（予備放電を行う）という目的が、電源電圧Ｅ２にはこの予備放電を検出後に大電流を供給して主に加工に寄与する主放電を発生させるという違う目的があるため、少なくとも荒加工と呼ばれる放電加工の第１段階ではＥ１＜Ｅ２となるように構成される。
【００１１】
電源電圧Ｅ３は加工間隙の極性が偏らないように印加される。上記趣旨から考えるならば電源電圧はＥ１、Ｅ２だけ存在していれば良いことになるが、加工液に水が用いられているため加工間隙の極性が偏っていると電触してしまうのである。そこで、電気的に中性となるように電源電圧Ｅ３を印加している。
【００１２】
図１１は特開平１１−４８０３９号公報に開示される別の放電加工装置における電源回路の構成（従来技術▲２▼）を示す回路図である。図において、１１ａは主直流電源であり、１１ｂは主直流電源１１ａの出力電圧よりも低い電圧を供給する副直流電源である。Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３はＦＥＴで構成される第１、第２、第３のスイッチング素子である。そして、主直流電源１１ａのプラス側端子は第１のスイッチング素子Ｔ１を介して被加工物２に接続され、また副直流電源１１ｂのプラス側端子は第３のスイッチング素子Ｔ３を介して被加工物２に接続されている。また、主直流電源１１ａ、副直流電源１１ｂのマイナス側端子は第２のスイッチング素子Ｔ２を介して電極１に接続されている。さらに、スイッチング素子Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３を構成するＦＥＴのゲートＧ１〜Ｇ３にはそれぞれスイッチング素子ドライブ回路（図示は省略）が接続され、各スイッチング素子ドライブ回路はパルス分配回路（図示は省略）から出力されるパルスによって、各スイッチング素子Ｔ１〜Ｔ３を制御するようになっている。
【００１３】
図１２は図１１に示す放電加工装置の動作タイミングと、放電電流（加工電流）波形との関係を示す図である。
まず、放電加工が開始されると、電極１と被加工物２との放電可能な状況にあわせてパルス幅設定データｔ１、ｔ２が設定され、この設定内容に基づき、スイッチング素子ドライブ回路からパルス幅ｔ２のパルス信号が出力され、第２、第３のスイッチング素子Ｔ２，Ｔ３が図１２（ロ）（ハ）に示すようにオン状態にされる。
【００１４】
この結果、副直流電源１１ｂの電圧が第３のスイッチング素子Ｔ３、第２のスイッチング素子Ｔ２を介して、被加工物２と電極１との間に印加されて、副直流電源１１ｂから電流Ｉ１（＝Ｉ０）が流れ、通電ポイントが確保される（図１２（ホ）参照）。すなわち予備放電である。
続いて設定された遅れ時間をおいて、残っているスイッチング素子ドライブ回路から電流ピーク値設定用データで設定された時間幅ｔ１のパルスが出力され、第１のスイッチング素子Ｔ１がオン状態にされる（図１２（イ）参照）。
【００１５】
この結果、高い電圧の主直流電源１１ａから電流が流れ始め、被加工物２と電極１との間に、図１２（ニ）に示すごとく加工電流Ｉ０が急峻な立ち上がりで上昇する。そして、設定された時間幅ｔ１が経過して、第１のスイッチング素子Ｔ１がオフ状態になると、加工電流Ｉ０の上昇が停止し、加工間隙には再び副直流電源１１ｂから電流Ｉ１が供給され、加工電流Ｉ０がそのピーク値に維持されて流れることになる。
【００１６】
この後、設定されたパルス幅設定用の時間ｔ２が経過して、第２、第３のスイッチング素子Ｔ２，Ｔ３がオフ状態にされると、回路中のインダクタンスによって蓄積された誘導エネルギーによる電流Ｉ２、Ｉ３が主直流電源Ｉ２に帰還される（図１２（ヘ）（ト）参照）。
【００１７】
従来技術▲１▼では加工間隙に流れる電流が三角波であったが、従来技術▲２▼のような回路構成とすることにより電流波形を略矩形波とすることも可能である。三角波は容易な回路構成で実現可能である反面、加工間隙を流れる電流のピーク値やパルス幅を独立に制御することができないが、矩形波とすれば上記ピーク値やパルス幅を自由に設定することができる。
【００１８】
集中放電についてさらに付け加える。
集中放電は上述のように加工間隙に印加される電圧が高い場合においても起こりやすいが、放電の周波数が増加してもまた起こりやすくなる。加工間隙の絶縁を回復し、前サイクルでの放電履歴を消すためにはある程度の時間が必要とされている。しかし、放電加工装置においては放電による加工進み速度を上げるために放電の頻度（放電周波数）を上げることが重要である。加工速度を上げるために放電周波数を上げると、放電と放電の間の休止時間が短くなり、その結果、集中放電が起こりやすくなってしまう。
【００１９】
集中放電の検出に関する技術には、例えば特開平１−１２１１２７号公報、特開平７−１０８４１８号公報などいくつか提案されている。およそこれらの集中放電検出方法は、ワイヤが上下２箇所の通電子を介して電流を供給されていることに着目し、放電開始時における上部通電子から供給される電流、および下部通電子から供給される電流を情報源に放電位置を特定するものである。
【００２０】
このような検出器を用いれば、例えば特開平３−８６４２７号公報に開示されるように、予備放電用の補助電源を設け、補助電源からの放電電流により放電箇所を特定し、同一箇所での放電が連続していると判断した場合は主電源からの放電電流を小さくするといった制御を行うこともできる。
【００２１】
また、特開昭４７−４４４９１号公報などには、上下２箇所の電流から放電位置を検出するのではなく、非放電状態の無負荷時間から加工間隙の状態を推測し、集中放電を検出する方法が開示されている。例えば無負荷時間が短い場合、あるいは短い状態が連続する場合は放電が集中していると判断するもので、これを用いて休止時間を強制的に設けてもよいし、放電電流を小さくするといった制御をおこなってもよい。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、集中放電による断線を回避すべく、強制的に休止時間を設ける場合は結果的に放電数が減少し、加工速度が低下してしまうという問題があった。
また、集中放電が起こらないような低い放電周波数で加工速度を確保しようとする場合は１回あたりの投入エネルギー量を増やさなければならない。つまり１回あたりの放電電流のピーク値を高める必要がある。このとき加工間隙に電流を供給するループにはワイヤも含まれるため、電流ピーク値の上昇は実効電流の上昇、すなわちワイヤの発熱につながってしまう。ワイヤの抵抗成分による損失が大きくなると、ワイヤの断線耐力の低下をもたらし、結果的に加工速度の低下につながってしまうという問題があった。
【００２３】
ワイヤの抵抗成分のみならず、回路系全体の抵抗成分を考えた場合においても電流の実効値を低くした方が不要な発熱を押さえることができエネルギーの利用効率が高くなる。換言すれば、大電流−低周波による加工よりも小電流−高周波による加工の方が回路及び電源を小型化することができ、設計が容易といえる。
【００２４】
また、集中放電を検出して投入エネルギーを減らす場合には、当然ながら減らした分だけ加工速度の低下につながるという問題がある。
【００２５】
このように集中放電という現象に対する解決策としては、従来の技術では休止させる、集中放電を検出した後に加工パワーを低くするなど、加工速度が低下する方向でしか集中放電を回避する方法がなかった。
【００２６】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたものであり、放電が集中するという現象を、ワイヤ断線を引き起こさない範囲で積極的に利用し、集中放電を制御することで、加工速度が向上できる放電加工方法を得ることを目的とする。
また、このような放電加工方法を用いた放電加工装置を提供することを目的とする。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
本発明の放電加工方法は、被加工物と所定間隔離して対向配置された電極との間に検出パルス電圧を印加して予備放電を発生させる工程、上記予備放電を検出する工程、上記予備放電を検出後、主放電パルス電圧を印加して主に加工に寄与する主放電を発生させる工程、及び上記検出パルス電圧の印加と上記主放電パルス電圧の印加を複数サイクル繰り返す工程を施すことにより上記被加工物を放電加工する方法であって、上記予備放電を検出後、上記主放電パルス電圧を印加する際に、上記主放電パルス電圧を複数回印加するものである。
【００２８】
また、本発明の放電加工方法は、上記加工方法において、放電位置検出器により、主放電パルス電圧印加により放電した時の放電位置を検出し、同一箇所で所定の回数放電するまで主放電パルス電圧を複数回印加するものである。
【００２９】
また、本発明の放電加工方法は、上記加工方法において、放電位置検出器により、予備放電を検出直後の第１主放電パルス電圧印加により放電した時の放電位置を検出し、検出した放電位置が前サイクルの放電位置と等しいと判断した場合は、そのサイクルにおける主放電パルス電圧の印加を中止するものである。
【００３０】
また、本発明の放電加工方法は、上記加工方法において、予備放電検出後に複数回の主放電パルス電圧を印加後、少なくとも上記複数回の主放電パルス電圧印加の時間間隔以上の休止期間を設けて次のサイクルの検出パルス電圧を印加するものである。
【００３１】
また、本発明の放電加工方法は、上記加工方法において、検出パルス電圧の無負荷時間が設定時間より長い場合は、無負荷時間が設定時間より短い場合より、主放電パルス電圧の印加数を少なくし、且つ１回あたりの主放電パルス電圧のパルス幅または電流ピーク値を高めるものである。
【００３２】
また、本発明の放電加工方法は、上記加工方法において、予備放電検出後に印加される複数回の主放電パルス電圧のうち、少なくとも検出パルス印加後の第１主放電パルス電圧は、上記第１主放電パルス電圧より後の主放電パルス電圧より低く設定するものである。
【００３３】
また、本発明の放電加工方法は、上記加工方法において、予備放電検出後に印加される複数回の主放電パルス電圧印加時における電極と被加工物との間の電圧値または電圧パルス幅を監視し、設定値を超える場合は上記主放電パルス電圧の印加を止めるものである。
【００３４】
また、本発明の放電加工装置は、上記放電加工方法のいずれかを用いて被加工物の加工を行うものである。
【００３５】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態全般に係わるワイヤ放電加工装置の構成を示すブロック図である。図において、１はワイヤ電極、２はワイヤ電極１に所定間隔離れて配置された被加工物、２０ａはワイヤ電極１に電流を供給するための上部給電子、２０ｂは下部給電子、３はワイヤ電極１の上部および下部に設置される電流検出のためのロゴスキーコイル、４は被加工物２を載置するテーブル、５ａは被加工物２をＸ軸方向に移動させるＸ軸駆動モータ、５ｂは被加工物２をＹ軸方向に移動させるＹ軸駆動モータ、６はＸ軸駆動モータ５ａおよびＹ軸駆動モータ５ｂを制御する軸駆動制御装置、７はワイヤ電極１と被加工物２との加工間隙に放電電流パルスを供給する加工用電源回路、１８は加工用電源回路７のスイッチング動作を制御する加工用電源制御回路、９は加工間隙における加工電圧を検出する電圧検出回路、１９はロゴスキーコイル３により検出された電流から放電位置を検出するための放電位置検出回路、１０は軸駆動制御装置６に軸移動指令を送出し、かつ加工用電源制御回路８に加工条件パラメータを送出するＮＣ制御装置、１２はＮＣ制御装置１０に入力される加工経路情報及び加工電気条件パラメータ等を表わすＮＣプログラムである。
【００３６】
ＮＣ制御装置１０にはＮＣプログラム１２が記録されたテープまたはフロッピディスクまたは操作盤（図示せず）により、加工経路情報および加工電気条件パラメータが入力される。入力された加工電気条件パラメータは、加工用電源制御回路１８に出力され、この加工用電源制御回路１８において、入力された加工電気条件パラメータに基づき、所定のパルス幅、休止時間等を持った駆動信号を発生し、加工用電源回路７を制御する。加工用電源回路７はこれら駆動信号によって駆動され、所定の電圧パルスを発生する。出力された電圧パルスは、上部給電子２０ａ及び下部給電子２０ｂを通してワイヤ電極１に印加され、放電中はワイヤ電極１と被加工物２との加工間隙に電流が流れる。このとき、ワイヤの上部及び下部に設置されたロゴスキーコイルにより電流を検出し、放電位置検出回路１９が集中放電状態か否かを判断する。この情報は加工用電源制御回路１８にフィードバックされる。
【００３７】
このように所定の電流パルスがワイヤ電極１と被加工物２との加工間隙に供給されるとともに、加工間隙には一般に水または水系の加工液が供給されることによってワイヤ放電加工が行われる。
【００３８】
図２は本発明の実施の形態全般に係わる加工用電源回路７の回路構成を詳細に示す接続回路図である。図において、１１ａは主直流電源、１１ｂは副直流電源、１１ｃは予備放電用電源（検出パルス発生用電源）である。ＦＥＴをはじめとする半導体スイッチＳ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６と抵抗Ｒ１とダイオードＤ３，Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６と上記予備放電用電源１１ｃとで予備放電回路（検出パルス発生回路）を形成している。また、主直流電源１１ａと副直流電源１１ｂとスイッチＳ１，Ｓ２とダイオードＤ１，Ｄ２とで主放電回路（主放電パルス発生回路）を形成している。各スイッチＳ１〜Ｓ６のゲートは加工用電源制御回路１８に接続されている。主放電回路の構成は従来技術例▲２▼と同等であり、予備放電用の回路を別途付け加えた構成と考えてよい。これらの回路がフィーダ線などを介してワイヤ電極１と被加工物２とに接続される。通常は被加工物２が接地される。
予備放電用電源１１ｃの電圧は例えば６０Ｖに設定し、主直流電源１１ａの電圧は４００Ｖ、副直流電源１１ｂの電圧は８０Ｖに設定する。
【００３９】
上記のような構成の放電加工装置において、本実施の形態１においては、放電位置検出回路１９を使用しない制御方法について説明する。図３は回路動作を説明するための図であり、ロゴスキーコイル３や位置検出回路１９は無くてもよい。図３において、スイッチＳ１〜スイッチＳ６までのゲート入力信号をそれぞれ（イ）〜（ヘ）に、加工間隙の電圧を（ホ）に、加工間隙の電流波形を（ト）に示す。まず、タイミングｔ１においてスイッチＳ３，Ｓ４のゲートに信号が入ると両スイッチはＯＮとなる。これにより予備放電用電源１１ｃ−スイッチＳ３−抵抗Ｒ１−加工間隙−スイッチＳ４−予備放電用電源１１ｃのループで電流が流れる。ｔ１からｔ２までの期間は非放電（無負荷）状態であるため加工間隙には予備放電用電源１１ｃの電圧がそのまま印加されることになる。即ち、放電検出パルス電圧が印加される。
【００４０】
タイミングｔ２において予備放電が発生すると、この予備放電による電圧低下を電圧検出回路９が検出し、スイッチＳ３、スイッチＳ４の信号はＯＦＦされる。と同時に、スイッチＳ１、スイッチＳ２がＯＮされる。これにより主直流電源１１ａ−スイッチＳ２−加工間隙−スイッチＳ１−主直流電源１１ａのループで電流が流れ始める。なお、主直流電源１１ａよりも副直流電源１１ｂの方が電源電圧が低く設定されているため、このとき副直流電源１１ｂからの電流の供給はない。このとき加工間隙の電圧はアーク電圧（およそ１０〜３０Ｖ）により規定され、およそ一定値となる。電流波形は予備放電時には抵抗Ｒ１で規定されて微弱に流れるが、主放電電流に切り替わると極性が反転して大電流が流れ始める。このとき電流は浮遊のインダクタンスと（主直流電源電圧−アーク電圧）との関係で求まる傾きで上昇していく。
【００４１】
タイミングｔ３ではスイッチＳ２のみオフされる。これにより主直流電源１１ａからの電流の供給は止まり、副直流電源１１ｂから副直流電源１１ｂ−ダイオードＤ２−加工間隙−スイッチＳ１−副直流電源１１ｂのループで電流が供給される。副直流電源１１ｂの電圧は低く設定されているため電流の上昇は小さい。
【００４２】
タイミングｔ４において、スイッチＳ１がオフされると浮遊のインダクタンスに蓄えられたエネルギーは加工間隙−ダイオードＤ１−主直流電源１１ａ−副直流電源１１ｂ−ダイオードＤ２―加工間隙のループで電源側に回生していく。これにより従来技術▲２▼のように略矩形電流を得ることができる。およそタイミングｔ２〜ｔ４までの動作において加工間隙に発生する電圧を第１主放電パルス電圧（以下、第１主放電パルスと記す）、加工間隙に流れる電流を第１主放電電流パルスと呼ぶことにする。
【００４３】
その後、任意の時間を経たタイミングｔ５では再度スイッチＳ１、スイッチＳ２がオンされる。タイミングｔ２のときには予備放電を検知した後にスイッチＳ１，Ｓ２が印加されていたが、タイミングｔ５では予備放電パルスは印加しない。従って、加工間隙には瞬時主直流電源１１ａの電圧がかかることになる。加工間隙に高い電圧が印加されると放電しやすくなる反面、集中放電、即ち前回放電した箇所が再度放電し易くなることはすでに述べた。すなわち、タイミングｔ５における加工間隙の放電箇所はタイミングｔ２における放電箇所とおよそ等しいと推測できる。
【００４４】
タイミングｔ５〜ｔ７の動作（第２主放電パルス（電圧）の印加）はタイミングｔ２〜ｔ４（第１主放電パルスの印加）と等しい。また、この後スイッチＳ１、スイッチＳ２をオンオフさせて再度加工間隙に電圧を印加する（第３主放電パルス（電圧）の印加）。主放電パルスが３回印加されたタイミングｔ８のあと所定の休止期間が設けられる。
【００４５】
なお、主放電パルスを連続印加する場合、印加直後には加工間隙におよそ主直流電源電圧が印加されると述べた。しかしこれは厳密には、パルスの立ち上がり速度と放電の遅れ時間との関係によっては主直流電源電圧に至る前に放電開始する場合もある。第３主放電パルスはこのときの様子を示している。もちろん印加直後からアーク電圧となる場合もありうる。印加直後にアーク電圧となるような場合は加工間隙の状態が放電の非常に起こりやすいものということができるし、主直流電源電圧まで印加される場合はそれに比べると放電が起こりにくい状態ということもできる。
【００４６】
所定の休止期間を経て、タイミングｔ９ではスイッチＳ５，Ｓ６がオンされる。これにより予備放電用電源１１ｃから予備放電電源１１ｃ−スイッチＳ５−加工間隙−抵抗Ｒ１−スイッチＳ６−予備放電電源１１ｃのループで電流が流れる。すなわち、加工間隙の電圧はタイミングｔ１とは異なり、逆極性となる。
【００４７】
タイミングｔ１０において、電圧検出回路９が電圧低下（上昇）を検出することにより予備放電を検出すると、スイッチＳ５，Ｓ６のオフ、スイッチＳ１、スイッチＳ２のオンを行う。これ以降の動作は上述のタイミングｔ２〜ｔ４、ｔ５〜ｔ７と同じであるため省略する。タイミングｔ２とタイミングｔ１０とでは予備放電電流の流れる向きが異なるが、特に問題はない。
【００４８】
なお、連続して印加される主放電パルスのパルス数は本実施の形態では３回であったが、任意に設定して良い。最大連続パルス数は集中放電による断線限界ということになる。
【００４９】
また、タイミングｔ１３においては電圧を印加するものの放電しなかった場合を示した。このような状態においては主直流電源１１ａの電圧がそのまま加工間隙に印加されることになる。また、印加パルスをＧＮＤに戻す回路も設けていないため、次のタイミングｔ１４のパルス印加まで連続したパルスのように加工間隙に印加し続けることになる。もちろん完全に放電しない場合以外にもパルスの途中から放電を開始する場合も考えられるが、いずれの場合においても加工間隙に投入される電力が低下するだけであり、断線には至らない。
【００５０】
連続する複数の主放電パルス間の時間間隔（例えばタイミングｔ４〜タイミングｔ５）は、同一箇所に放電を連続させ、積極的に集中放電を利用するという本発明の趣旨から考えれば極力短い方が良い。一方、主放電パルスと予備放電パルスとの間の休止期間（例えばタイミングｔ８〜タイミングｔ９）は、別の箇所に放電させたいという趣旨であるから極力長い方が良い。結果、少なくとも（ｔ５−ｔ４）＜（ｔ９−ｔ８）の関係がある。従来技術においては集中放電をさせないように、いわば全ての放電休止時間に（ｔ９−ｔ８）程度の時間を設けていた。しかし、上述のように放電を集中させてもよい時間幅と集中させたくない時間幅にめりはりをつけることで時間利用率を向上させることができる。
【００５１】
なお、本実施の形態では矩形電流パルスを印加できる回路構成としているが、三角形状の電流パルスを流すような回路構成としてもよい。三角形状の電流パルスで考えるならば、従来、電流のピーク値を高めていた電流形状が低いピーク値で周波数が増えた構成となるため、電源設計は比較的容易になる。
【００５２】
また、従来技術▲２▼に記載されるように、図１１に示す回路構成で、図１２のような放電制御動作を行うと、加工電流波形は低いピーク値の矩形電流波形とすることができる。ただし、この場合には、同一電荷量（エネルギー量）を確保するためにパルス幅は広くせざるをえない。すなわち従来技術▲２▼が比較的、長パルス・低ピーク・低周波な加工波形となるのに対して、本実施の形態で示す加工電流波形は、同一電荷量を複数の電流パルスに分散して供給する形態であるので、いわば、短パルス・低ピーク・高周波なものということができる。加工現象はアーク放電を利用した被加工物の溶融・飛散であるから、パルス幅が長くなってしまうと熱が加工領域周辺に逃げてしまい、加工効率が低下してしまう。逆にいえば、本実施の形態のような短パルス波形を繰り返し印加したほうが加工効率は高いといえる。
【００５３】
このように、本実施の形態においては、放電を集中させてもよい時間幅と集中させたくない時間幅にめりはりをつけ、時間利用率を向上させることができるので、加工速度が向上できる。
また、加工電流波形を、短パルス・低ピーク・高周波なものとすることができるため、電流の実効値を低減することができ、回路容量を小さくすることができる。その結果、回路及び電源を小型化することができ、設計が容易となる。
さらに従来、加工パワーは加工電流時間幅、周波数等で設計されてきたが、本実施の形態のようにすることにより、主放電パルス数で設計することができ、設計が容易となる。
【００５４】
なお、本実施の形態では予備放電パルスを両極性とし、被加工物に対してワイヤが正、負と交互に変化する例を示してきた。パルスの両極性化は電触を防ぐためのものであるから、従来技術▲１▼で示したように、負パルス側では放電の検出を行わず、片極だけを検出パルスとして利用し、主放電パルスと連動させてもよい。しかし、本実施の形態で示したような両極性駆動とすることで、より放電周波数の高周波化が期待できる。
ただし、従来技術▲１▼において単純に放電の高周波化を図っても集中放電しやすいだけである。本実施の形態に示すごとく、所定の休止期間を設けて集中放電を制御（回避）するような回路構成と組み合わせることで真の効果を得ることができる。
【００５５】
実施の形態２．
本実施の形態２においては、ロゴスキーコイル３や放電位置検出回路１９を用いた制御・動作例について説明する。
図４は放電位置検出回路１９の構成を示すブロック図である。図４において、２１，２２はゲイン調整用オペアンプ、２３は加算器と除算器で構成された除算ブロック、２４−１〜２４−１０はコンパレータ及びカウンタからなる計数ブロックである。上部電流Ｉｕ及び下部電流Ｉｄをロゴスキーコイル３で検出し、ゲイン調整用オペアンプ２１，２２を通した後、除算ブロック２３に信号が送られる。除算ブロック２３ではオペアンプ２１，２２からの出力Ｄ、Ｕに対してＤ／（Ｄ＋Ｕ）、またはＵ／（Ｄ＋Ｕ）の値を算出する。また、加工用電源制御回路１８から加工用電源７に送られる信号の一部が除算ブロック２３に送られる。これは除算ポイント（あるいは除算結果を取り込むポイント）を決めるための信号で、例えばスイッチＳ１の立ち下りをトリガとする信号を用いればよい。計数ブロック２４−１〜２４−１０にはそれぞれレベル調整されたコンパレータが設けられており、除算ブロック２３の出力結果によりどの位置で放電しているのかが求まるような構成となっている。さらに各係数ブロックに対応する位置情報が判断された場合は放電位置に対応するブロックのカウンタがカウントアップし、カウントアップした値が設定値よりも大きいと判断したときに加工用電源制御回路１８に信号が出力され、所定の休止期間を経て次のサイクルの予備放電パルスが印加される。カウンタは係数ブロックより加工用電源制御回路１８へ出力される上記信号、もしくは予備放電パルスの制御信号をトリガにリセットされる。
【００５６】
図５は加工間隙の電圧波形（ａ）、上部給電子２０ａから流れ込む電流波形（ｂ）、下部給電子２０ｂから流れ込む電流波形（ｃ）、合計電流波形（ｄ）を示している。実施の形態１で述べたように予備放電パルスが印加され、放電を検出後に主放電パルスが印加される。図５では例えば同一箇所に３回の主放電パルスが印加されれば、そこで主放電パルスの印加を止め、所定の休止期間を経て再度予備放電パルスが印加されるように設定したときの波形を示している。電流波形（ｂ）及び電流波形（ｃ）において、第１主放電パルス▲１▼、第２主放電パルス▲２▼、及び第３主放電パルス▲３▼に対応する電流のピーク値は等しく、合計電流波形（ｄ）との比においても変化はない。従って第１主放電パルスの印加後には同一箇所で３回主放電パルスが印加されたものと判断し、次のタイミングでは次のサイクルの予備放電パルスを印加している。
【００５７】
次のサイクルの予備放電パルスを印加後の第１主放電パルス▲４▼以降も同様に判断していくが、図５では第１主放電パルス▲４▼と第２主放電パルス▲５▼では放電箇所が異なり、電流波形（ｂ）または電流波形（ｃ）に示すように、第１主放電パルス▲４▼と第２主放電パルス▲５▼とに対応する電流波形は変化している。従って第２主放電パルス▲５▼印加後の状態では、第１主放電パルス▲４▼で１回、第２主放電パルス▲５▼で１回と、それぞれ別々のカウンタで１回づつカウントされることになる。さらに第３主放電パルス▲６▼では電圧が加工間隙に印加されるものの放電が生じていない。このときにはカウントもされない。続いて第４主放電パルス▲７▼、第５主放電パルス▲８▼が印加されるが、これら主放電パルス▲７▼、▲８▼では主放電パルス▲４▼と同一放電箇所で放電しており、第１主放電パルス▲４▼でカウントされたカウンタが合計３回カウントされることとなる。この結果を受けて主放電パルスの連続印加を停止し、休止期間を挟んで次サイクルの予備放電パルスが印加される。主放電パルスの連続印加数は最初のサイクルでは３回（主放電パルス▲１▼〜▲３▼）、次のサイクルでは５回（主放電パルス▲４▼〜▲８▼）と異なるが、同一箇所での放電はそれぞれ同じであるため、ワイヤに対するダメージはほぼ同等といえる。
【００５８】
実施の形態１では放電位置によらず設定された所定の回数だけ連続して主放電パルスを印加していたが、本実施の形態２においては同一箇所において設定された所定の回数、放電したと判断したときに初めて主放電パルスの連続印加を止めている。従って一つのサイクルにおける主放電パルスの連続印加数は決まってはいない。もちろん、最大印加数を決めてもよいし、連続印加される総合電流値を積分してリミットを設けてもよい。主放電電流は完全に流れる場合も、全く流れない場合（主放電パルス▲６▼参照）も、そしてその中間となる途中から流れ始める場合も存在する。従って、総合電流値の積分で予備放電１回に対応する加工電流量を規定すれば制御しやすいというメリットもある。
【００５９】
なお、上部（下部）から流れる電流ピークだけで位置を特定するのでなく、除算ブロック２３を用いて判断するのは、このように途中で放電が開始する場合など全体の電流値が変化する場合にも対応するためである。
【００６０】
このような構成とすることにより実施の形態１以上に時間利用率を高めることができ加工速度の高速化が期待できる。
【００６１】
実施の形態３．
本実施の形態３においては、放電位置検出回路１９を利用したときの制御応用例についてさらに説明する。例えば図５において、予備放電を検出した後に印加される第１主放電パルス▲１▼，▲４▼が同じ位置で放電する場合、同一箇所で４回連続して放電することになる。これでは放電数を制御しているとはいえず、結果、集中放電による断線が発生してしてしまう。実施の形態１，２で説明したように、集中放電させたい箇所の休止時間を短く、集中放電させたくない箇所の休止時間を長くと、メリハリをつけているためこのような頻度は低いが、完全にないともいえない。
【００６２】
そこで、本実施の形態では、放電位置検出回路１９における検出結果を基に、第１主放電パルス▲１▼、▲４▼が同一箇所と判定した場合、次に印加されるべき主放電パルス▲５▼は印加しないようにするものである。あるいは、通常が３回連続で主放電パルスを印加する条件であれば、２回までとするなど加工条件を低くしてもよい。
これにより不本意な集中放電が発生したとしてもワイヤダメージを軽減することができる。
【００６３】
なお、本実施の形態は必ずしも実施の形態２と併用する必要はなく、実施の形態１のように、放電の有無、放電場所によらず設定された回数の主放電パルスを連続印加するような制御に併用してもよい。
【００６４】
実施の形態４．
実施の形態１〜３で説明したように、主放電パルスを複数回連続印加した場合であってもそのうちのいくつかは全く放電しない、もしくは途中から放電するため加工間隙に流れる電流が十分でない可能性がある。極端な場合では主放電パルスを連続印加せず、１回の主放電パルスのエネルギーを高めたほうが逆に早く加工できる可能性もある。そこで、本実施の形態４ではこのような可能性のある場合には主放電パルスの連続印加は行わず、１回あたりの主放電パルスのエネルギーを高める制御例について説明する。
【００６５】
図６は実施の形態４の制御例を説明するための図であり、加工間隙の電圧波形（ａ）及び電流波形（ｂ）を示している。なお、本実施の形態では放電位置検出回路は用いない。図において、Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３はそれぞれ予備放電パルスにおける無負荷時間を示している。またＴ２期間中の予備放電パルスは負極、Ｔ１，Ｔ３期間中の予備放電パルスは正極に印加されている。
【００６６】
まず、予備放電パルスが印加され、予備放電を検出すると主放電パルスが印加される。ここで主放電パルスは少なくとも２種類の幅をもつ。予備放電パルスの無負荷時間が設定時間τよりも長い場合は、長いパルス幅で且つ１回の主放電パルスを、短い場合には短いパルス幅で、例えば３回連続の主放電パルスを印加する。本実施の形態では、無負荷時間の長さでその後に印加される主放電パルスの印加条件を分けている。これは、無負荷時間が長い場合は加工間隙の状態が放電しにくい状態に、短い場合には加工間隙の状態が放電しやすい状態になっているためである。このような加工間隙の状態は、連続印加する主放電パルスの時間間隔が高々数十〜百μｓ程度では変化しない。すなわち、無負荷時間が長い条件で主放電パルスを複数回連続して印加したとしても、上述のように放電しないものが多々発生する可能性がある。そこで、図６に示すように、Ｔ１＞τの時は、１回の主放電パルスのエネルギーを高め、長いパルス幅の主放電パルスとして、主放電し易くする。ただしワイヤのダメージを少なくするために、印加する主放電パルスは１回とする。Ｔ２、Ｔ３＜τの時には、実施の形態１と同様、短い主放電パルスを３回加工間隙に印加するようにしている。
【００６７】
なお、図６では、Ｔ２に連動して印加される３つの主放電パルスにおいて、第２主放電パルスでは放電していない例を示した。本実施の形態では、Ｔ２、Ｔ３＜τの時には、放電、非放電によらず規定回数だけ主放電パルスを印加しているが、実施の形態２で示したように、放電位置検出回路１９を用いて、集中電流を計測し、同一箇所で所定回数、放電するまで主放電パルスを印加するという構成にしてもよいし、主放電パルスと放電検出回路と連動させて主放電パルス印加で放電した数のみをカウントしてもよい。しかしながらすでに説明したように、無負荷時間が短い場合には加工間隙が放電しやすい状態であるため、非放電数も少ない。従って複雑な回路構成を負荷しなくとも、前述の図６に示すような動作を行うもので、十分精度の高い加工制御を行うことができる。
【００６８】
このようにすることにより、簡単な回路構成で、より加工速度の向上を図ることができる。
また、本実施の形態では無負荷時間が長い時の主放電パルス幅を長く設計しているが、印加電圧値を高めることで電流ピーク値を高めてもよい。このようにしても同一箇所への入力エネルギーはパルス幅を広げたときと同等であり、同じ効果を得ることができる。
また、無負荷時間が長い時の主放電パルスの印加回数は１回としたが、無負荷時間が短いときより減らせばよい。
【００６９】
実施の形態５．
前述のように、予備放電パルス印加後の主放電は前サイクルで放電した箇所とは別の箇所で放電していることが望ましく、主放電パルス印加後に再度主放電パルスが連続して印加されるときは、先の主放電パルスで放電した箇所と同一の箇所で放電していることが望ましい。また、これらの放電箇所は印加電圧に依存するため予備放電パルスは比較的低く、主放電パルスは比較的高く設定すればよい。しかしながら、まれに予備放電で放電しながら、第１主放電パルスが印加しても放電しない場合（カラ放電と呼ぶ）が起こることがある。このときには加工間隙には高い電圧が印加されることになり、前のサイクルで放電した箇所が再度放電してしまう「不本意な集中放電」が起こりやすい。
【００７０】
そこで、本実施の形態では主放電パルス発生回路を複数の電圧が出力できるようにし、少なくとも予備放電直後の主放電パルスは低電圧にすることでこのような不本意な集中放電を防止し、より良い制御を行うようにしたものである。
【００７１】
これを実現するための回路構成はどのような形態のものでもよく、単純に複数の電源電圧を持つものを並列に接続して構成すればよい。ここでは、図２に示す回路構成をそのまま利用して三角波電流を出力し、副直流電源１１ｂも主直流電源１１ａ同様にパルス電流の立ち上がりから使用する形態について説明する。
【００７２】
図７は本実施の形態における回路動作を説明するための図であり、符号はすべて実施の形態１（図３）で示したものと等しい。図において、左側は不完全放電のときの様子、右側は完全放電のときの様子を示している。ただし、予備放電パルスが負極時の様子は省略している。
【００７３】
予備放電パルスの印加方法は図３と同様であり、スイッチＳ３，Ｓ４のゲートに信号が入ると予備放電用電源１１ｃ−スイッチＳ３−抵抗Ｒ１−加工間隙−スイッチＳ４−予備放電用電源１１ｃのループで電流が流れ、加工間隙に予備放電が発生する。検出パルス印加中に放電開始すれば、電圧検出回路９が働き、スイッチＳ３，Ｓ４をＯＦＦと同時にスイッチＳ１がＯＮとなる。これにより副直流電源１１ｂ−ダイオードＤ２−加工間隙−スイッチＳ１−副直流電源１１ｂのループで電流が流れ始める。放電を検出した後の動作であるからほとんどの場合、このときの主放電パルスで電流が流れる（ａ’参照）が、まれに予備放電パルスで放電が終了し、主放電パルスにまで放電が続かない場合（ａ参照）がある。スイッチＳ１をＯＦＦすると、ａ’のように放電した場合には浮遊インダクタンスに蓄えられたエネルギーが加工間隙ーダイオードＤ１−主直流電源１１ａ−副直流電源１１ｂ−ダイオードＤ２−加工間隙のループで回生していく。
【００７４】
ここで引き続き主放電パルスを連続印加する。不完全放電状態においては第１発目の主放電パルスで放電しなかったため、仮に高電圧がここで印加されてしまうと前サイクルで放電した箇所が再放電してしまう可能性がある。そこで２発目の主放電パルスも１発目同様に副直流電源１１ｂを利用して行う。副直流電源１１ｂの電圧設定はおよそ８０Ｖであり、予備放電用電源１１ｃの電圧設定６０Ｖに近い。そのためこのときの副直流電源１１ｂは予備放電と同様の働きをすることになる。
【００７５】
３、４発目に連続印加される主放電パルスは主直流電源１１ａを利用して行う。具体的にはスイッチＳ１、スイッチＳ２が同時にＯＮとなることで主直流電源１１ａ−スイッチＳ２−加工間隙−スイッチＳ１ー主直流電源１１ａのループで電流が流れる。放電状態にある場合には加工間隙にはアーク電圧しか発生しないため、ａ’，ｂ’とｃ’，ｄ’とにそれほど大きな違いは見られないが、加工間隙を流れる電流のピーク値はａ’，ｂ’に比べてｃ’，ｄ’は高い。
パルス終了後には加工間隙−ダイオードＤ１−主直流電源１１ａ−副直流電源１１ｂ−ダイオードＤ２−加工間隙のループでエネルギーが回生されていく。
【００７６】
このように加工間隙の電圧を徐々に高めることにより少なくとも不本意な集中放電を抑制することができる。
【００７７】
実施の形態６．
実施の形態４において、予備放電パルスの無負荷時間の長さにより加工間隙の状態がおよそ推測できることはすでに述べた。一方、図３、図５、図６、及び図７において、主放電パルスを印加中の加工間隙の電圧波形と電流波形を比較すると、連続印加される主放電パルスの印加直後の電圧値により加工間隙の状態も判断できることがわかる。主放電パルスを連続印加中の加工間隙の状態とは同一箇所への放電（集中放電）の頻度と考えてもよい。そこで、本実施の形態においては、連続印加される主放電パルスに対する加工間隙の電圧をモニタリングして集中放電を判断する方法について説明する。すなわち、これにより位置検出回路、ロゴスキーコイルを設ける必要がなくなる。
【００７８】
図８は本実施の形態に係わる加工間隙の電圧・電流波形を示している。主放電パルスに対する加工間隙の電圧のモニタリングには電圧検出方式（図８の左側）とパルス幅検出方式（図８の右側）が考えられる。もちろんこの２つを組み合わせてもよい。
まず、電圧検出方式について述べる。電圧検出は例えば図１における電圧検出回路９と同様のものをもう一つ設ければよい。アーク電圧レベルと主直流電源電圧レベルとの間に検出レベルを設けて設定する。予備放電パルス印加後の主放電パルスは予備放電から放電電流が持続するため、加工間隙の電圧はアーク電圧となる。その後さらに主放電パルスを印加するが、集中放電している場合は比較的放電しやすい状態であるから放電遅れ時間は短い。従って、主直流電源電圧に達する前に放電する率が高い。結果、加工間隙の電圧は設定レベル以下となる。しかし、仮に加工間隙が放電しにくい状態になると放電遅れ時間も長くなり、設定レベルを超えた電圧が加工間隙に印加されてしまう。このときの放電は集中放電ではない可能性がある。実施の形態２のように放電位置検出回路１９と組み合わせて集中放電数が設定値に達するまで主放電パルスを連続印加する場合には問題ないが、実施の形態１のように集中放電の有無によらず主放電パルスを規定回数のみ印加する場合は十分集中放電を制御しているとはいえない。そこで、このように加工間隙の電圧が設定レベルを超え、集中放電していないと思われる時には主放電パルスの印加を止め、次サイクルへと動作を移し、確実に各サイクルで集中放電を利用するようにする。これにより、ロゴスキーコイルなどを使用せずとも簡単な回路構成で集中放電を制御することができる。
【００７９】
パルス幅検出方式は、例えば、主直流電源電圧が加工間隙に印加される時間幅が設定パルス幅よりも長いか短いかを判断するものであり、設定パルス幅より長ければ次のサイクルへと動作を移す。もちろんこのときの電圧設定は必ずしも主直流電源電圧にしなくてもよく、上記電圧検出方式のようにアーク電圧と主直流電源電圧との間の電圧に設定してもよい。主直流電源電圧に設定した場合は上記電圧に設定した場合以上に緩やかな検出となる。
加工間隙の放電しにくい状態が強まると、放電開始電圧（加工間隙に表れる電圧）が高くなり、さらに強まるとその最大電圧が印加されつつ放電遅れ時間が大きくなる。従って、主放電パルスのパルス幅が規定されている場合は、放電電流が小さくなることになる。このような状態は上記電圧検出方式以上に集中放電していない可能性が強く、検出後には主放電パルスの連続印加を停止し、次サイクルに動作を移すことが望ましい。
【００８０】
【発明の効果】
以上のように、この発明の放電加工方法は、被加工物と所定間隔離して対向配置された電極との間に検出パルス電圧を印加して予備放電を発生させる工程、上記予備放電を検出する工程、上記予備放電を検出後、主放電パルス電圧を印加して主に加工に寄与する主放電を発生させる工程、及び上記検出パルス電圧の印加と上記主放電パルス電圧の印加を複数サイクル繰り返す工程を施すことにより上記被加工物を放電加工する方法であって、上記予備放電を検出後、上記主放電パルス電圧を印加する際に、上記主放電パルス電圧を複数回印加するので、加工速度が向上できる。
【００８１】
また、本発明の放電加工方法は、上記加工方法において、放電位置検出器により、主放電パルス電圧印加により放電した時の放電位置を検出し、同一箇所で所定の回数放電するまで主放電パルス電圧を複数回印加するので、時間利用率を高めることができ、更なる加工速度の高速化が期待できる。
【００８２】
また、本発明の放電加工方法は、上記加工方法において、放電位置検出器により、予備放電を検出直後の第１主放電パルス電圧印加により放電した時の放電位置を検出し、検出した放電位置が前サイクルの放電位置と等しいと判断した場合は、そのサイクルにおける主放電パルス電圧の印加を中止するので、不本意な集中放電を避けることができる。
【００８３】
また、本発明の放電加工方法は、上記加工方法において、予備放電検出後に複数回の主放電パルス電圧を印加後、少なくとも上記複数回の主放電パルス電圧印加の時間間隔以上の休止期間を設けて次のサイクルの検出パルス電圧を印加するので、放電を集中させてもよい時間幅と集中させたくない時間幅にめりはりをつけ、集中放電を制御することで、加工速度が向上できる。
【００８４】
また、本発明の放電加工方法は、上記加工方法において、検出パルス電圧の無無負荷時間が設定時間より長い場合は、無負荷時間が設定時間より短い場合より、主放電パルス電圧の印加数を少なくし、且つ１回あたりの主放電パルス電圧のパルス幅または電流ピーク値を高めるので、より加工速度の向上を図ることができる。
【００８５】
また、本発明の放電加工方法は、上記加工方法において、予備放電検出後に印加される複数回の主放電パルス電圧のうち、少なくとも検出パルス印加後の第１主放電パルス電圧は、上記第１主放電パルス電圧より後の主放電パルス電圧より低く設定するので、不本意な集中放電を抑制することができる。
【００８６】
また、本発明の放電加工方法は、上記加工方法において、予備放電検出後に印加される複数回の主放電パルス電圧印加時における電極と被加工物との間の電圧値または電圧パルス幅を監視し、設定値を超える場合は上記主放電パルス電圧の印加を止めるので、簡単な回路構成により確実に各サイクルで集中放電を利用できるようになり、加工速度が向上できる。
【００８７】
また、本発明の放電加工装置は、上記放電加工方法のいずれかを用いて被加工物の加工を行うので、集中放電を利用して、加工速度の向上した放電加工装置が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のワイヤ放電加工装置を示すブロック図である。
【図２】この発明のワイヤ放電加工装置に係わる加工用電源回路を示す回路図である。
【図３】この発明の実施の形態１によるワイヤ放電加工装置の動作を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態２に係わる放電位置検出回路の構成を示すブロック図である。
【図５】この発明の実施の形態２に係わる放電位置検出回路の動作を示す図である。
【図６】この発明の実施の形態４によるワイヤ放電加工装置の動作を示す図である。
【図７】この発明の実施の形態５によるワイヤ放電加工装置の動作を示す図である。
【図８】この発明の実施の形態６によるワイヤ放電加工装置の動作を示す図である。
【図９】従来の放電加工装置における電源回路（従来技術▲１▼）の構成を示す回路図である。
【図１０】従来技術▲１▼の電源回路の動作を説明する図である。
【図１１】従来の他の放電加工装置における電源回路（従来技術▲２▼）の構成を示す回路図である。
【図１２】従来技術▲２▼の電源回路の動作を説明する図である。
【符号の説明】
１　ワイヤ電極、２　被加工物、３　ロゴスキーコイル、４　テーブル、５ａＸ軸駆動モータ、５ｂ　Ｙ軸駆動モータ、６　軸駆動制御装置、７　加工用電源回路、８　加工用電源制御回路、９　電圧検出回路、１０　ＮＣ制御装置、１１ａ　主直流電源、１１ｂ　副直流電源、１１ｃ　予備放電用電源（検出パルス発生用電源）、１２　ＮＣプログラム、１８　加工用電源制御回路、１９　放電位置検出回路、２０ａ　上部給電子、２０ｂ　下部給電子、２１，２２　ゲイン調整用オペアンプ、２３　除算ブロック、２４−１〜２４−１０　計数ブロック、７０　第１の直流電源、７１　第１のスイッチ回路、７２　電流制限抵抗器、７３，７６　ダイオード、７４　第２の直流電源、７５　第２のスイッチ回路、７７　第３の直流電源、７８　第３のスイッチ回路、７９　電流制限抵抗器、９１，９２分圧用抵抗器。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to electric discharge machining, particularly to wire electric discharge machining, and relates to a machining method and a machining device for improving a machining speed.
[0002]
[Prior art]
[0003]
As is well known, a wire electric discharge machine applies a pulse-like voltage from a DC power source between a thin wire as an electrode and a workpiece in an insulating liquid, so that the wire electrode and the workpiece are connected to each other. A pulse-like current is caused to flow to generate pulse discharge, and the workpiece is removed for each pulse by heat and pressure generated by the discharge.
[0004]
FIG. 9 is a connection circuit diagram showing a configuration of a power supply circuit (prior art (1)) in a conventional electric discharge machine disclosed in, for example, JP-A-8-118147. In the figure, reference numeral 70 denotes a first DC power supply which variably sets and supplies a relatively low output voltage E1, 71 denotes a first switch circuit which is, for example, a semiconductor switch, 72 denotes a current limiting resistor, and 73 denotes a diode. Thus, the first DC power supply 70, the first switch circuit 71, the current limiting resistor 72, and the diode 73 form a first DC circuit between the wire electrode 1 and the workpiece 2. 74 is a second DC power supply having a high output voltage E2, 75 is a second switch circuit composed of, for example, a semiconductor switch, 76 is a diode, and these second DC power supply 74 and second switch circuit 75 , And the diode 76 form a second DC circuit between the wire electrode 1 and the workpiece 2. 77 is a third DC power supply having a voltage of opposite polarity to the first DC power supply 70 and the second DC power supply 74, and 78 is a third switch, for example, a semiconductor switch. A switch circuit 79 is a current limiting resistor, and a third DC circuit is provided between the wire electrode 1 and the workpiece 2 by the third DC power supply 77, the third switch circuit 78, and the current limiting resistor 79. Has formed. Reference numeral 8 denotes a processing power supply control circuit, 9 denotes a voltage detection circuit for detecting a processing voltage between the wire electrode 1 and the workpiece 2, and 91 and 92 denote voltage dividing resistors.
[0005]
The negative electrode of the first DC power supply 70 is connected to the cathode of the diode 73, and the anode of the diode 73 is connected to the wire electrode 1. On the other hand, the positive electrode of the first DC power supply 70 is connected to the drain of the first switch circuit 71 via the current limiting resistor 72, and the source of the first switch circuit 71 is connected to the workpiece 2, The gate of one switch circuit 71 is connected to the power supply control circuit 8 for processing. The negative electrode of the second DC power supply 74 is connected to the cathode of the diode 76, and the anode of the diode 76 is connected to the wire electrode 1. On the other hand, the positive electrode of the second DC power supply 74 is connected to the drain of the second switch circuit 75, the source of the second switch circuit 75 is connected to the workpiece 2, and the gate of the second switch circuit 75 is connected to the gate of the second switch circuit 75. It is connected to the power supply control circuit 8 for processing. The positive electrode of the third DC power supply 77 is connected to the wire electrode 1. On the other hand, the negative electrode of the third DC power supply 77 is connected to the source of the second switch circuit 78 via the current limiting resistor 79, and the drain of the third switch circuit 78 is connected to the workpiece 2, The gate of the third switch circuit 78 is connected to the processing power supply control circuit 8.
[0006]
FIG. 10 is a timing chart showing an operation in the power supply circuit of the wire electric discharge machine shown in FIG. In the drawing, (a) is a voltage waveform in the machining gap, (b) is a current waveform flowing in the machining gap, (c) is a signal waveform indicating the timing TR1 of the first switch circuit 71, and (d) is a second switch. (E) shows a signal waveform indicating the timing TR2 of the circuit 75, and (e) shows a signal waveform indicating the timing TR3 of the third switch circuit 78. In (c), (d), and (e), when the signal waveform is “1”, the first switch circuit 71, the second switch circuit 75, and the third switch circuit 78 are turned on.
[0007]
As shown in FIG. 10, a relatively low voltage DC power supply E1 is applied to the machining gap at the timing TR1 of the first switch circuit 71. Then, after the first switch circuit 71 is turned on, the voltage in the machining gap until the start of electric discharge rises to the DC voltage E1 of the first DC power supply 70, and with the start of electric discharge, the voltage in the machining gap becomes the arc potential. Down to Simultaneously with the start of the discharge, the second switch circuit 75 is turned on, and when the machining current is supplied from the second DC power supply 74, the current waveform of the machining gap has a predetermined gradient as shown in FIG. Increases the current. When the first switch circuit 71 is turned off after a predetermined time (the period of “1” shown in FIG. 10C), the third switch circuit 78 is turned on, and the voltage of the machining gap (hereinafter, machining gap) is set. As shown in FIG. 10A, the voltage Vg rises to the DC voltage E3 of the third DC power supply 77 in the direction opposite to the DC voltage E1. Thereafter, when the third switch circuit 78 is turned off, the first switch circuit 71 is turned on again, and the above-described operation is repeated, and electric discharge machining is continued.
[0008]
The machining current waveform is a substantially triangular waveform as shown in FIG. The rising speed (di / dt) of the current is approximately (E2-v) / L, where v is the floating inductance L, the power supply voltage E2, and the arc voltage. To increase the peak current when the ON times of TR2 are equal, the power supply voltage E2 may be increased. The power supply voltage E2 is often set to about 200V to 400V.
[0009]
On the other hand, the power supply voltage E1 is lower than the power supply voltage E2 and is about 40V to 150V. The power supply voltage E1 is applied first to detect (or induce) discharge, and the voltage pulse applied between the electrodes is called a discharge detection pulse or a preliminary discharge pulse. A discharge generated by applying a discharge detection pulse (preliminary discharge pulse) is referred to as a preliminary discharge. When the power supply voltage E1 is high, the discharge frequency is increased because the discharge is easy, and when the power supply voltage E1 is too high, the portion that has been discharged in the previous cycle is easily discharged again. If this phenomenon continues, concentrated discharge will occur. Concentrated discharge is a phenomenon in which a discharge that should be uniformly generated between an electrode and a work is continuously generated at one location, which is a cause, and is considered to be a main cause of wire breakage in a wire electric discharge machine. . Conversely, when the power supply voltage E1 is lowered, concentrated discharge is less likely to occur, but the discharge frequency is also lower, so that the machining speed is lower.
[0010]
As described above, the purpose of inducing a discharge in a portion not discharged in the previous cycle to the power supply voltage E1 (preliminary discharge is performed) is to supply a large current to the power supply voltage E2 after detecting this preliminary discharge. Since there is a different purpose of generating a main electric discharge contributing to machining, at least in the first stage of electric discharge machining called rough machining, it is configured such that E1 <E2.
[0011]
The power supply voltage E3 is applied so that the polarity of the processing gap is not biased. In view of the above, it is sufficient that only the power supply voltages E1 and E2 exist. However, since water is used for the processing liquid, if the polarity of the processing gap is biased, electroporation occurs. . Therefore, the power supply voltage E3 is applied so as to be electrically neutral.
[0012]
FIG. 11 is a circuit diagram showing a configuration of a power supply circuit (prior art (2)) in another electric discharge machine disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-48039. In the figure, reference numeral 11a denotes a main DC power supply, and 11b denotes a sub DC power supply for supplying a voltage lower than the output voltage of the main DC power supply 11a. T1, T2, and T3 are first, second, and third switching elements formed of FETs. The positive terminal of the main DC power supply 11a is connected to the workpiece 2 via the first switching element T1, and the positive terminal of the sub DC power supply 11b is connected to the workpiece via the third switching element T3. 2 are connected. The negative terminals of the main DC power supply 11a and the sub DC power supply 11b are connected to the electrode 1 via the second switching element T2. Further, switching element drive circuits (not shown) are connected to the gates G1 to G3 of the FETs constituting the switching elements T1, T2, T3, respectively, and each switching element drive circuit outputs from a pulse distribution circuit (not shown). The switching elements T1 to T3 are controlled by the applied pulse.
[0013]
FIG. 12 is a diagram showing a relationship between the operation timing of the electric discharge machining apparatus shown in FIG. 11 and a discharge current (machining current) waveform.
First, when the electric discharge machining is started, pulse width setting data t1 and t2 are set in accordance with a condition in which the electrode 1 and the workpiece 2 can be discharged. A pulse signal at t2 is output, and the second and third switching elements T2 and T3 are turned on as shown in FIGS.
[0014]
As a result, the voltage of the sub DC power supply 11b is applied between the workpiece 2 and the electrode 1 via the third switching element T3 and the second switching element T2, and the current I1 ( = I0) flows, and an energization point is secured (see FIG. 12E). That is, a preliminary discharge.
Subsequently, after a set delay time, a pulse having a time width t1 set by the current peak value setting data is output from the remaining switching element drive circuit, and the first switching element T1 is turned on. (See FIG. 12A).
[0015]
As a result, a current starts to flow from the high-voltage main DC power supply 11a, and the processing current I0 rises between the workpiece 2 and the electrode 1 at a steep rise as shown in FIG. When the set time width t1 elapses and the first switching element T1 is turned off, the increase in the machining current I0 stops, and the current I1 is again supplied to the machining gap from the sub DC power supply 11b. The machining current I0 flows while being maintained at the peak value.
[0016]
Thereafter, when the set pulse width setting time t2 elapses and the second and third switching elements T2 and T3 are turned off, the current I2 due to the induced energy accumulated by the inductance in the circuit. , I3 are fed back to the main DC power supply I2 (see FIG. 12 (f) (g)).
[0017]
In the prior art (1), the current flowing in the machining gap is a triangular wave, but by adopting a circuit configuration as in the prior art (2), the current waveform can be made into a substantially rectangular wave. The triangular wave can be realized with an easy circuit configuration, but the peak value and the pulse width of the current flowing through the machining gap cannot be controlled independently. However, if the rectangular wave is used, the peak value and the pulse width can be set freely. be able to.
[0018]
More about concentrated discharge.
Although the concentrated discharge is likely to occur even when the voltage applied to the machining gap is high as described above, it is likely to occur even when the frequency of the discharge increases. It takes a certain amount of time to restore the insulation of the machining gap and eliminate the discharge history in the previous cycle. However, in an electric discharge machine, it is important to increase the frequency of discharge (discharge frequency) in order to increase the speed of machining progress by electric discharge. When the discharge frequency is increased to increase the machining speed, the pause between discharges is shortened, and as a result, concentrated discharge is likely to occur.
[0019]
Several techniques relating to the detection of concentrated discharge have been proposed, for example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 1-112127 and 7-108418. Approximately, these concentrated discharge detection methods focus on the fact that the wire is supplied with current through two upper and lower electrons, and the current supplied from the upper electron at the start of discharge and the current supplied from the lower electron The position of the discharge is specified by using the generated current as an information source.
[0020]
If such a detector is used, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-86427, an auxiliary power supply for preliminary discharge is provided, a discharge location is specified by a discharge current from the auxiliary power supply, and If it is determined that the discharge is continuous, control may be performed to reduce the discharge current from the main power supply.
[0021]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 47-44491 discloses that a discharge position is not detected from two upper and lower currents but a state of a machining gap is estimated from a no-load time in a non-discharge state to detect a concentrated discharge. A method is disclosed. For example, when the no-load time is short, or when the short state continues, it is determined that the discharge is concentrated, and this may be used to forcibly set the pause time or to reduce the discharge current. Control may be performed.
[0022]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, when the pause time is forcibly provided to avoid disconnection due to the concentrated discharge, the number of discharges is reduced as a result, and the machining speed is reduced.
In order to secure the machining speed at a low discharge frequency at which concentrated discharge does not occur, the amount of energy input per operation must be increased. That is, it is necessary to increase the peak value of the discharge current per operation. At this time, since the loop that supplies the current to the machining gap also includes the wire, an increase in the current peak value leads to an increase in the effective current, that is, heat generation of the wire. When the loss due to the resistance component of the wire increases, there is a problem that the disconnection proof strength of the wire is reduced, and as a result, the processing speed is reduced.
[0023]
When considering not only the resistance component of the wire but also the resistance component of the entire circuit system, lowering the effective value of the current can suppress unnecessary heat generation and increase the energy use efficiency. In other words, it can be said that the circuit and the power supply can be downsized and the design can be made easier by processing with a small current and a high frequency than by processing with a large current and a low frequency.
[0024]
Further, when the concentrated energy is detected and the input energy is reduced, there is a problem that the processing speed is naturally reduced by the reduced amount.
[0025]
As a solution to the phenomenon of concentrated discharge as described above, in the related art, there was no method of avoiding the concentrated discharge only in a direction in which the processing speed is reduced, such as stopping the operation or reducing the processing power after detecting the concentrated discharge. .
[0026]
The present invention has been made to solve such a problem, and the phenomenon that electric discharge is concentrated is positively used within a range that does not cause wire breakage, and the concentrated electric discharge is controlled, so that the machining speed is reduced. It is an object of the present invention to obtain an electric discharge machining method capable of improving the electric discharge.
Another object of the present invention is to provide an electric discharge machining apparatus using such an electric discharge machining method.
[0027]
[Means for Solving the Problems]
An electric discharge machining method according to the present invention includes the steps of: applying a detection pulse voltage between a workpiece and an electrode disposed opposite to and spaced apart from a workpiece to generate a preliminary discharge; detecting the preliminary discharge; After detecting the above, a step of applying a main discharge pulse voltage to generate a main discharge mainly contributing to machining, and a step of repeating the application of the detection pulse voltage and the application of the main discharge pulse voltage for a plurality of cycles are performed. A method of performing electrical discharge machining on a workpiece, wherein the main discharge pulse voltage is applied a plurality of times when the main discharge pulse voltage is applied after the preliminary discharge is detected.
[0028]
Further, the electric discharge machining method of the present invention is the electric discharge machining method according to the above method, wherein the discharge position detector detects a discharge position when the main discharge pulse voltage is applied and discharges the main discharge pulse voltage until a predetermined number of discharges are performed at the same location. Is applied a plurality of times.
[0029]
Further, the electric discharge machining method of the present invention is the electric discharge machining method according to the above method, wherein the discharge position detector detects a discharge position when the discharge is performed by applying the first main discharge pulse voltage immediately after the preliminary discharge is detected. When it is determined that the discharge position is equal to the discharge position in the previous cycle, the application of the main discharge pulse voltage in that cycle is stopped.
[0030]
Further, the electric discharge machining method of the present invention is characterized in that, in the machining method, after applying the main discharge pulse voltage a plurality of times after the detection of the preliminary discharge, at least a time interval of the main discharge pulse voltage application of the plurality of times or more is provided. A detection pulse voltage for the next cycle is applied.
[0031]
Further, in the electric discharge machining method of the present invention, in the machining method, when the no-load time of the detection pulse voltage is longer than the set time, the number of application of the main discharge pulse voltage is smaller than when the no-load time is shorter than the set time. In addition, the pulse width or the current peak value of the main discharge pulse voltage per time is increased.
[0032]
Further, in the electric discharge machining method of the present invention, in the machining method, at least the first main discharge pulse voltage after the application of the detection pulse among the plurality of main discharge pulse voltages applied after the preliminary discharge is detected is the first main discharge pulse voltage. It is set to be lower than the main discharge pulse voltage after the discharge pulse voltage.
[0033]
Further, the electric discharge machining method of the present invention, in the above machining method, monitors a voltage value or a voltage pulse width between the electrode and the workpiece when a plurality of main discharge pulse voltages are applied after the preliminary discharge is detected. When the set value is exceeded, the application of the main discharge pulse voltage is stopped.
[0034]
Further, an electric discharge machining apparatus of the present invention performs machining of a workpiece using any of the electric discharge machining methods described above.
[0035]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a wire electric discharge machine according to an embodiment of the present invention. In the drawing, 1 is a wire electrode, 2 is a workpiece arranged at a predetermined distance from the wire electrode 1, 20a is an upper power supply for supplying a current to the wire electrode 1, 20b is a lower power supply, 3 is a wire Rogowski coils for current detection installed on the upper and lower portions of the electrode 1, 4 is a table on which the workpiece 2 is mounted, 5 a is an X-axis drive motor for moving the workpiece 2 in the X-axis direction, 5 b Is a Y-axis drive motor that moves the workpiece 2 in the Y-axis direction, 6 is an axis drive control device that controls the X-axis drive motor 5a and the Y-axis drive motor 5b, and 7 is the connection between the wire electrode 1 and the workpiece 2. A machining power supply circuit for supplying a discharge current pulse to the machining gap, 18 is a machining power control circuit for controlling the switching operation of the machining power circuit 7, 9 is a voltage detection circuit for detecting a machining voltage in the machining gap, and 19 is a logo. Ski A discharge position detection circuit 10 for detecting a discharge position from the current detected by the file 3 sends an axis movement command to the shaft drive control device 6 and sends a machining condition parameter to the machining power supply control circuit 8. The control device 12 is an NC program representing machining path information, machining electric condition parameters, and the like input to the NC control device 10.
[0036]
Processing path information and processing electric condition parameters are input to the NC control device 10 through a tape, a floppy disk, or an operation panel (not shown) on which the NC program 12 is recorded. The input machining electric condition parameters are output to the machining power supply control circuit 18, and the machining power supply control circuit 18 performs driving with a predetermined pulse width, pause time, and the like based on the inputted machining electric condition parameters. A signal is generated to control the power supply circuit 7 for processing. The processing power supply circuit 7 is driven by these drive signals, and generates a predetermined voltage pulse. The output voltage pulse is applied to the wire electrode 1 through the upper power supply terminal 20a and the lower power supply terminal 20b, and a current flows through the gap between the wire electrode 1 and the workpiece 2 during discharge. At this time, the current is detected by Rogowski coils installed on the upper and lower portions of the wire, and the discharge position detection circuit 19 determines whether or not a concentrated discharge state is occurring. This information is fed back to the processing power supply control circuit 18.
[0037]
As described above, a predetermined current pulse is supplied to the machining gap between the wire electrode 1 and the workpiece 2, and the electric discharge machining is generally performed by supplying water or a water-based machining fluid to the machining gap.
[0038]
FIG. 2 is a connection circuit diagram showing in detail the circuit configuration of the processing power supply circuit 7 according to the embodiment of the present invention. In the figure, 11a is a main DC power supply, 11b is a sub DC power supply, and 11c is a pre-discharge power supply (power supply for generating a detection pulse). A preliminary discharge circuit (detection pulse generation circuit) is formed by the semiconductor switches S3, S4, S5, and S6 including the FET, the resistor R1, the diodes D3, D4, D5, and D6, and the preliminary discharge power supply 11c. The main DC power supply 11a, the sub DC power supply 11b, the switches S1 and S2, and the diodes D1 and D2 form a main discharge circuit (main discharge pulse generation circuit). The gates of the switches S1 to S6 are connected to the processing power supply control circuit 18. The configuration of the main discharge circuit is equivalent to that of the prior art example (2), and may be considered to be a configuration in which a circuit for preliminary discharge is separately added. These circuits are connected to the wire electrode 1 and the workpiece 2 via a feeder wire or the like. Usually, the workpiece 2 is grounded.
The voltage of the pre-discharge power supply 11c is set to, for example, 60V, the voltage of the main DC power supply 11a is set to 400V, and the voltage of the sub DC power supply 11b is set to 80V.
[0039]
In the first embodiment of the electric discharge machining apparatus having the above configuration, a control method that does not use the electric discharge position detection circuit 19 will be described. FIG. 3 is a diagram for explaining the circuit operation, and the Rogowski coil 3 and the position detection circuit 19 may not be provided. 3, the gate input signals of the switches S1 to S6 are shown in (a) to (f), the voltage of the machining gap is shown in (e), and the current waveform of the machining gap is shown in (g). First, when a signal is input to the gates of the switches S3 and S4 at timing t1, both switches are turned on. As a result, a current flows in a loop of the pre-discharge power supply 11c-switch S3-resistance R1-processing gap-switch S4-pre-discharge power supply 11c. During the period from t1 to t2, the discharge is in a non-discharge (no-load) state, so that the voltage of the preliminary discharge power supply 11c is applied to the machining gap as it is. That is, a discharge detection pulse voltage is applied.
[0040]
When the preliminary discharge occurs at the timing t2, the voltage detection circuit 9 detects a voltage drop due to the preliminary discharge, and the signals of the switches S3 and S4 are turned off. At the same time, the switches S1 and S2 are turned on. As a result, a current starts to flow in a loop of the main DC power supply 11a-switch S2-processing gap-switch S1-main DC power supply 11a. Since the power supply voltage of the sub DC power supply 11b is set lower than that of the main DC power supply 11a, no current is supplied from the sub DC power supply 11b at this time. At this time, the voltage of the working gap is defined by the arc voltage (about 10 to 30 V) and becomes a substantially constant value. During the preliminary discharge, the current waveform is weakly defined by the resistor R1, but when switched to the main discharge current, the polarity is inverted and a large current starts to flow. At this time, the current rises at a slope determined by the relationship between the floating inductance and (main DC power supply voltage-arc voltage).
[0041]
At the timing t3, only the switch S2 is turned off. As a result, the supply of the current from the main DC power supply 11a is stopped, and the current is supplied from the sub DC power supply 11b in a loop of the sub DC power supply 11b, the diode D2, the processing gap, the switch S1, and the sub DC power supply 11b. Since the voltage of the sub DC power supply 11b is set low, the rise in current is small.
[0042]
At the timing t4, when the switch S1 is turned off, the energy stored in the floating inductance is regenerated to the power supply side in a loop of the processing gap-diode D1-main DC power supply 11a-sub DC power supply 11b-diode D2-processing gap. Go. Thereby, a substantially rectangular current can be obtained as in the prior art (2). The voltage generated in the machining gap during the operation from about timing t2 to t4 is referred to as a first main discharge pulse voltage (hereinafter, referred to as a first main discharge pulse), and the current flowing in the machining gap is referred to as a first main discharge current pulse. I do.
[0043]
Thereafter, at a timing t5 after an arbitrary time, the switches S1 and S2 are turned on again. At the timing t2, the switches S1 and S2 have been applied after detecting the preliminary discharge, but at the timing t5, the preliminary discharge pulse is not applied. Therefore, the voltage of the main DC power supply 11a is instantaneously applied to the machining gap. It has already been described that, when a high voltage is applied to the machining gap, the discharge is easily performed, but the concentrated discharge, that is, the previously discharged portion is easily discharged again. That is, it can be estimated that the discharge location in the machining gap at the timing t5 is approximately equal to the discharge location at the timing t2.
[0044]
The operation at the timing t5 to t7 (application of the second main discharge pulse (voltage)) is equal to the timing t2 to t4 (application of the first main discharge pulse). Then, the switch S1 and the switch S2 are turned on and off, and a voltage is applied to the machining gap again (application of a third main discharge pulse (voltage)). A predetermined rest period is provided after timing t8 when the main discharge pulse is applied three times.
[0045]
It has been described that when the main discharge pulse is continuously applied, the main DC power supply voltage is applied to the machining gap immediately after the application. However, strictly speaking, depending on the relationship between the rising speed of the pulse and the delay time of the discharge, the discharge may be started before reaching the main DC power supply voltage. The third main discharge pulse shows the state at this time. Of course, the arc voltage may be immediately after the application. When the arc voltage is applied immediately after the application, it can be said that the state of the machining gap is very likely to cause discharge, and when applied up to the main DC power supply voltage, the state in which discharge is unlikely to occur can be considered. it can.
[0046]
After a predetermined pause period, the switches S5 and S6 are turned on at the timing t9. As a result, a current flows from the pre-discharge power supply 11c in a loop of the pre-discharge power supply 11c-switch S5-working gap-resistance R1-switch S6-pre-discharge power supply 11c. That is, the voltage of the processing gap is different from the timing t1 and has the opposite polarity.
[0047]
At timing t10, when the voltage detection circuit 9 detects the preliminary discharge by detecting the voltage drop (rise), the switches S5 and S6 are turned off, and the switches S1 and S2 are turned on. Subsequent operations are the same as the above-mentioned timings t2 to t4 and t5 to t7, and a description thereof will be omitted. Although the flow direction of the preliminary discharge current differs between the timing t2 and the timing t10, there is no particular problem.
[0048]
The number of main discharge pulses applied continuously is three in this embodiment, but may be set arbitrarily. The maximum number of continuous pulses is the disconnection limit due to concentrated discharge.
[0049]
At timing t13, the case where the voltage was applied but the battery was not discharged was shown. In such a state, the voltage of the main DC power supply 11a is applied to the machining gap as it is. Further, since a circuit for returning the applied pulse to GND is not provided, the pulse is continuously applied to the machining gap like a continuous pulse until the next pulse application at timing t14. Of course, in addition to the case where the discharge is not completely completed, the case where the discharge is started in the middle of the pulse may be considered. However, in any case, only the power supplied to the machining gap is reduced, and no disconnection occurs.
[0050]
The time interval between a plurality of continuous main discharge pulses (for example, timing t4 to timing t5) should be as short as possible in view of the purpose of the present invention in which the discharge is continued at the same location and the concentrated discharge is actively used. . On the other hand, the rest period (for example, from timing t8 to timing t9) between the main discharge pulse and the preliminary discharge pulse is preferably as long as possible because it is intended to discharge to another place. As a result, there is at least a relationship of (t5−t4) <(t9−t8). In the prior art, in order to prevent the concentrated discharge, so to speak, all the discharge pause times have a time period of (t9-t8). However, as described above, the time utilization rate can be improved by attaching the time width during which the discharge may be concentrated and the time width during which the discharge is not required to be concentrated.
[0051]
Although the present embodiment has a circuit configuration in which a rectangular current pulse can be applied, a circuit configuration in which a triangular current pulse flows may be used. If a triangular current pulse is considered, the power supply design is relatively easy because the current peak value of the current is conventionally increased and the frequency is increased at a low peak value.
[0052]
Further, as described in the related art (2), when the discharge control operation shown in FIG. 12 is performed in the circuit configuration shown in FIG. 11, the machining current waveform can be a rectangular current waveform having a low peak value. . However, in this case, the pulse width must be widened in order to secure the same charge amount (energy amount). That is, while the prior art (2) has a relatively long pulse / low peak / low frequency machining waveform, the machining current waveform shown in the present embodiment disperses the same charge amount into a plurality of current pulses. It can be said that it is short pulse, low peak, and high frequency. Since the processing phenomenon is melting and scattering of a workpiece using arc discharge, if the pulse width is long, heat escapes to the periphery of the processing area, and the processing efficiency is reduced. Conversely, it can be said that the processing efficiency is higher when the short pulse waveform is repeatedly applied as in the present embodiment.
[0053]
As described above, in the present embodiment, the time width during which the discharge may be concentrated and the time width during which the discharge is not required to be concentrated can be attached to improve the time utilization rate, so that the machining speed can be improved. .
Further, since the processing current waveform can be a short pulse, a low peak, and a high frequency, the effective value of the current can be reduced, and the circuit capacity can be reduced. As a result, the size of the circuit and the power supply can be reduced, and the design becomes easier.
Further, conventionally, the machining power has been designed by the machining current time width, the frequency, and the like. However, according to the present embodiment, the machining power can be designed by the number of main discharge pulses, and the design becomes easy.
[0054]
In the present embodiment, an example has been shown in which the preliminary discharge pulse is bipolar and the wire alternately changes between positive and negative with respect to the workpiece. Since the bipolarization of the pulse is for preventing electric contact, as shown in the prior art (1), no discharge is detected on the negative pulse side, and only one pole is used as a detection pulse. It may be linked with a discharge pulse. However, by using the bipolar drive as shown in the present embodiment, a higher discharge frequency can be expected.
However, in the prior art (1), even if the discharge is simply increased in frequency, only the concentrated discharge is easy. As shown in the present embodiment, a real effect can be obtained by combining with a circuit configuration in which a predetermined pause period is provided to control (avoid) concentrated discharge.
[0055]
Embodiment 2 FIG.
In the second embodiment, a control / operation example using the Rogowski coil 3 and the discharge position detection circuit 19 will be described.
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of the discharge position detection circuit 19. In FIG. 4, reference numerals 21 and 22 denote operational amplifiers for gain adjustment, 23 denotes a division block composed of an adder and a divider, and 241-1 to 24-10 denote counting blocks each including a comparator and a counter. After the upper current Iu and the lower current Id are detected by the Rogowski coil 3 and passed through gain adjustment operational amplifiers 21 and 22, a signal is sent to the division block 23. The division block 23 calculates the value of D / (D + U) or U / (D + U) for the outputs D and U from the operational amplifiers 21 and 22. In addition, a part of the signal sent from the processing power supply control circuit 18 to the processing power supply 7 is sent to the division block 23. This is a signal for determining a division point (or a point at which the result of the division is captured). For example, a signal triggered by the fall of the switch S1 may be used. Each of the counting blocks 24-1 to 24-10 is provided with a comparator whose level has been adjusted, and is configured so as to determine at which position the discharge is occurring based on the output result of the division block 23. Further, when the position information corresponding to each coefficient block is determined, the counter of the block corresponding to the discharge position counts up, and when it is determined that the counted value is larger than the set value, the processing power supply control circuit 18 A signal is output, and after a predetermined pause period, a preliminary discharge pulse of the next cycle is applied. The counter is reset by the above signal output from the coefficient block to the machining power supply control circuit 18 or the control signal of the preliminary discharge pulse as a trigger.
[0056]
FIG. 5 shows a voltage waveform (a) of the machining gap, a current waveform (b) flowing from the upper power supply 20a, a current waveform (c) flowing from the lower power supply 20b, and a total current waveform (d). As described in the first embodiment, the preliminary discharge pulse is applied, and after detecting the discharge, the main discharge pulse is applied. In FIG. 5, for example, if three main discharge pulses are applied to the same location, the application of the main discharge pulse is stopped there, and a waveform obtained when the preliminary discharge pulse is applied again after a predetermined pause period is shown. Is shown. In the current waveform (b) and the current waveform (c), the peak values of the currents corresponding to the first main discharge pulse (1), the second main discharge pulse (2), and the third main discharge pulse (3) are equal, There is no change in the ratio with the total current waveform (d). Therefore, after the application of the first main discharge pulse, it is determined that the main discharge pulse has been applied three times at the same location, and at the next timing, the preliminary discharge pulse of the next cycle is applied.
[0057]
The same judgment is made after the first main discharge pulse (4) after applying the preliminary discharge pulse of the next cycle, but in FIG. 5, the first main discharge pulse (4) and the second main discharge pulse (5) are not The discharge locations are different, and the current waveforms corresponding to the first main discharge pulse (4) and the second main discharge pulse (5) change as shown in the current waveform (b) or the current waveform (c). Therefore, in the state after the application of the second main discharge pulse (5), the counter is counted once by the first main discharge pulse (4), once by the second main discharge pulse (5), and once by separate counters. Will be. Further, in the third main discharge pulse (6), although a voltage is applied to the machining gap, no discharge occurs. At this time, no counting is performed. Subsequently, the fourth main discharge pulse {circle around (7)} and the fifth main discharge pulse {circle around (8)} are applied. In these main discharge pulses {circle around (7)} and {circle around (8)}, the discharge is performed at the same discharge location as the main discharge pulse {circle around (4)}. Therefore, the counter counted by the first main discharge pulse (4) is counted three times in total. In response to this result, continuous application of the main discharge pulse is stopped, and a preliminary discharge pulse of the next cycle is applied with a pause period interposed. The number of continuous application of the main discharge pulse is three times (main discharge pulse (1) to (3)) in the first cycle and 5 (main discharge pulse (4) to (8)) in the next cycle, but is the same. Since the discharges at the locations are the same, damage to the wires can be said to be substantially equal.
[0058]
In the first embodiment, the main discharge pulse is continuously applied for a predetermined number of times irrespective of the discharge position. However, in the second embodiment, it is assumed that the main discharge pulse is discharged a predetermined number of times at the same location. When it is determined, the continuous application of the main discharge pulse is stopped for the first time. Therefore, the number of continuous application of the main discharge pulse in one cycle is not determined. Of course, the maximum number of applications may be determined, or a limit may be provided by integrating the total current value continuously applied. The main discharge current may flow completely, may not flow at all (see main discharge pulse {circle around (6)}), and may start flowing halfway between them. Therefore, if the amount of machining current corresponding to one preliminary discharge is defined by integrating the total current value, there is an advantage that control is easy.
[0059]
It should be noted that the determination is made not only by the current peak flowing from the upper part (lower part) but by the division block 23 when the entire current value changes, such as when the discharge starts halfway. This is also to respond.
[0060]
By adopting such a configuration, the time utilization rate can be increased as compared with the first embodiment, and a higher processing speed can be expected.
[0061]
Embodiment 3 FIG.
In the third embodiment, a control application example using the discharge position detection circuit 19 will be further described. For example, in FIG. 5, when the first main discharge pulses (1) and (4) applied after detecting the preliminary discharge discharge at the same position, the discharge is performed four times continuously at the same position. In this case, it cannot be said that the number of discharges is controlled, and as a result, disconnection due to concentrated discharge occurs. As described in the first and second embodiments, the frequency of such a low frequency is low because the pause time of the portion where the concentrated discharge is desired is short, and the pause time of the portion where the concentrated discharge is not desired is long, and the sharpness is increased. Not completely.
[0062]
Therefore, in the present embodiment, when the first main discharge pulses (1) and (4) are determined to be the same location based on the detection result of the discharge position detection circuit 19, the main discharge pulse (1) to be applied next is determined. Reference numeral 5 ▼ denotes that no voltage is applied. Alternatively, if the main discharge pulse is normally applied three times in a row, the processing conditions may be reduced, such as up to two times.
As a result, even if unintended concentrated discharge occurs, wire damage can be reduced.
[0063]
Note that the present embodiment does not necessarily need to be used in combination with the second embodiment. As in the first embodiment, a predetermined number of main discharge pulses are continuously applied regardless of the presence / absence of discharge and the discharge location. You may use together for control.
[0064]
Embodiment 4 FIG.
As described in the first to third embodiments, even when the main discharge pulse is continuously applied a plurality of times, some of them are not discharged at all, or the current flowing in the machining gap is not sufficient because the discharge is performed halfway. There is. In an extreme case, there is a possibility that processing can be performed faster by increasing the energy of one main discharge pulse without continuously applying the main discharge pulse. Therefore, in the fourth embodiment, a control example in which the main discharge pulse is not continuously applied in such a case and the energy of the main discharge pulse per time is increased will be described.
[0065]
FIG. 6 is a diagram for explaining a control example of the fourth embodiment, and shows a voltage waveform (a) and a current waveform (b) of a machining gap. In this embodiment, the discharge position detecting circuit is not used. In the figure, T1, T2, and T3 respectively indicate the no-load time in the preliminary discharge pulse. The pre-discharge pulse during the period T2 is applied to the negative electrode, and the pre-discharge pulse during the periods T1 and T3 is applied to the positive electrode.
[0066]
First, a preliminary discharge pulse is applied, and when a preliminary discharge is detected, a main discharge pulse is applied. Here, the main discharge pulse has at least two types of widths. When the no-load time of the pre-discharge pulse is longer than the set time τ, one main discharge pulse having a long pulse width and a short pulse width when it is short, for example, three consecutive main discharge pulses are applied. . In the present embodiment, the application condition of the main discharge pulse applied thereafter is divided according to the length of the no-load time. This is because when the no-load time is long, the state of the machining gap is in a state where discharge is difficult, and when it is short, the state of the machining gap is in a state where discharge is easy. Such a state of the machining gap does not change when the time interval of the continuously applied main discharge pulse is at most about several tens to hundreds μs. That is, even if the main discharge pulse is continuously applied a plurality of times under the condition that the no-load time is long, there is a possibility that a lot of discharges are not generated as described above. Therefore, as shown in FIG. 6, when T1> τ, the energy of one main discharge pulse is increased, and the main discharge pulse having a long pulse width is easily discharged. However, in order to reduce damage to the wire, the applied main discharge pulse is one time. When T2 and T3 <τ, a short main discharge pulse is applied to the machining gap three times as in the first embodiment.
[0067]
FIG. 6 shows an example in which three main discharge pulses applied in conjunction with T2 do not discharge in the second main discharge pulse. In the present embodiment, when T2, T3 <τ, the main discharge pulse is applied a specified number of times regardless of discharge or non-discharge. However, as described in Embodiment 2, the discharge position detection circuit 19 The main discharge pulse may be applied by measuring the concentrated current and applying the main discharge pulse to the same location a predetermined number of times until the main discharge pulse is discharged. Only the number may be counted. However, as described above, when the no-load time is short, the machining gap is likely to be discharged, and the number of non-discharges is small. Therefore, even if a complicated circuit configuration is not applied, the operation as shown in FIG. 6 is performed, and the processing control with sufficiently high accuracy can be performed.
[0068]
With this configuration, the processing speed can be further improved with a simple circuit configuration.
In the present embodiment, the main discharge pulse width when the no-load time is long is designed to be long. However, the current peak value may be increased by increasing the applied voltage value. Even in this case, the input energy to the same location is the same as when the pulse width is increased, and the same effect can be obtained.
Further, the number of times of application of the main discharge pulse when the no-load time is long is one time, but may be reduced as compared with when the no-load time is short.
[0069]
Embodiment 5 FIG.
As described above, it is desirable that the main discharge after the application of the pre-discharge pulse is discharged at a place different from the place where the discharge was performed in the previous cycle, and the main discharge pulse is continuously applied again after the main discharge pulse is applied. At this time, it is desirable that the discharge be performed at the same place as the place where the previous main discharge pulse was used. Further, since these discharge locations depend on the applied voltage, the preliminary discharge pulse may be set relatively low and the main discharge pulse may be set relatively high. However, in rare cases, a discharge may not occur even if the first main discharge pulse is applied while the discharge is performed in the preliminary discharge (referred to as empty discharge). At this time, a high voltage is applied to the machining gap, and "unintended concentrated discharge" in which a portion discharged in the previous cycle discharges again easily occurs.
[0070]
Therefore, in the present embodiment, the main discharge pulse generation circuit is capable of outputting a plurality of voltages, and at least the main discharge pulse immediately after the preliminary discharge is set to a low voltage to prevent such undesired concentrated discharge. This is to perform good control.
[0071]
The circuit configuration for realizing this may be of any form, and may be configured by simply connecting those having a plurality of power supply voltages in parallel. Here, a description will be given of a mode in which a triangular wave current is output using the circuit configuration shown in FIG. 2 as it is, and the sub DC power supply 11b is used from the rising of the pulse current similarly to the main DC power supply 11a.
[0072]
FIG. 7 is a diagram for explaining the circuit operation in the present embodiment, and all the reference numerals are the same as those shown in the first embodiment (FIG. 3). In the figure, the left side shows a state at the time of incomplete discharge, and the right side shows a state at the time of complete discharge. However, the state when the preliminary discharge pulse is negative is omitted.
[0073]
The method of applying the pre-discharge pulse is the same as that of FIG. 3, and when a signal is input to the gates of the switches S3 and S4, a loop of the pre-discharge power supply 11c-switch S3-resistor R1-working gap-switch S4-pre-discharge power supply 11c , A current flows, and a preliminary discharge occurs in the machining gap. If the discharge is started during the application of the detection pulse, the voltage detection circuit 9 operates and the switches S3 and S4 are turned off and the switch S1 is turned on at the same time. As a result, a current starts to flow in a loop of the sub DC power supply 11b, the diode D2, the processing gap, the switch S1, and the sub DC power supply 11b. In most cases, current flows with the main discharge pulse at this time because the operation is performed after the detection of discharge (see a '). However, in rare cases, the discharge ends with the preliminary discharge pulse and continues until the main discharge pulse. There is a case (see a). When the switch S1 is turned off, when a discharge occurs as in a ', the energy stored in the floating inductance is regenerated in a loop of the processing gap, the diode D1, the main DC power supply 11a, the sub DC power supply 11b, the diode D2, and the processing gap. Go.
[0074]
Here, the main discharge pulse is continuously applied. In the incomplete discharge state, since the first main discharge pulse did not discharge, if a high voltage is applied here, there is a possibility that the portion discharged in the previous cycle may be re-discharged. Therefore, the second main discharge pulse is also performed using the sub DC power supply 11b as in the first main discharge pulse. The voltage setting of the sub DC power supply 11b is about 80V, which is close to the voltage setting of the preliminary discharge power supply 11c of 60V. Therefore, the auxiliary DC power supply 11b at this time performs the same function as the preliminary discharge.
[0075]
The main discharge pulse continuously applied to the third and fourth shots is performed using the main DC power supply 11a. Specifically, when the switches S1 and S2 are simultaneously turned on, a current flows in a loop of the main DC power supply 11a-switch S2-processing gap-switch S1-main DC power supply 11a. In the discharge state, only an arc voltage is generated in the machining gap, so that there is not much difference between a ′, b ′ and c ′, d ′. However, the peak value of the current flowing through the machining gap is a C 'and d' are higher than 'and b'.
After the end of the pulse, energy is regenerated in a loop of the processing gap, the diode D1, the main DC power supply 11a, the sub DC power supply 11b, the diode D2, and the processing gap.
[0076]
As described above, by gradually increasing the voltage of the machining gap, at least unintended concentrated discharge can be suppressed.
[0077]
Embodiment 6 FIG.
In Embodiment 4, it has already been described that the state of the machining gap can be roughly estimated from the length of the no-load time of the preliminary discharge pulse. On the other hand, in FIG. 3, FIG. 5, FIG. 6, and FIG. 7, when the voltage waveform and the current waveform of the machining gap during the application of the main discharge pulse are compared, the machining is performed based on the voltage value immediately after the application of the continuously applied main discharge pulse. It can be seen that the state of the gap can also be determined. The state of the machining gap during the continuous application of the main discharge pulse may be considered as the frequency of discharge (concentrated discharge) to the same location. Therefore, in the present embodiment, a method of monitoring the voltage of the machining gap with respect to the continuously applied main discharge pulse and determining a concentrated discharge will be described. That is, this eliminates the need to provide a position detection circuit and a Rogowski coil.
[0078]
FIG. 8 shows voltage / current waveforms in the machining gap according to the present embodiment. A voltage detection method (left side in FIG. 8) and a pulse width detection method (right side in FIG. 8) can be considered for monitoring the voltage of the machining gap with respect to the main discharge pulse. Of course, these two may be combined.
First, the voltage detection method will be described. For voltage detection, for example, another one similar to the voltage detection circuit 9 in FIG. 1 may be provided. A detection level is provided and set between the arc voltage level and the main DC power supply voltage level. Since the discharge current of the main discharge pulse after the application of the pre-discharge pulse continues from the pre-discharge, the voltage of the machining gap becomes the arc voltage. Thereafter, a main discharge pulse is further applied. However, when the concentrated discharge is performed, the discharge delay time is short because the discharge is relatively easy. Therefore, the rate of discharging before reaching the main DC power supply voltage is high. As a result, the voltage of the machining gap becomes lower than the set level. However, if the machining gap becomes difficult to discharge, the discharge delay time increases, and a voltage exceeding the set level is applied to the machining gap. The discharge at this time may not be a concentrated discharge. There is no problem when the main discharge pulse is continuously applied until the number of concentrated discharges reaches the set value in combination with the discharge position detection circuit 19 as in the second embodiment. Regardless, when the main discharge pulse is applied only a specified number of times, it cannot be said that concentrated discharge is sufficiently controlled. Therefore, when the voltage of the machining gap exceeds the set level and it is considered that concentrated discharge is not occurring, the application of the main discharge pulse is stopped, the operation is shifted to the next cycle, and the concentrated discharge is reliably used in each cycle. To do. As a result, concentrated discharge can be controlled with a simple circuit configuration without using a Rogowski coil or the like.
[0079]
The pulse width detection method is, for example, to determine whether the time width during which the main DC power supply voltage is applied to the machining gap is longer or shorter than the set pulse width, and if the time width is longer than the set pulse width, the operation proceeds to the next cycle. Transfer. Of course, the voltage setting at this time does not necessarily have to be the main DC power supply voltage, and may be set to a voltage between the arc voltage and the main DC power supply voltage as in the voltage detection method. When the voltage is set to the main DC power supply voltage, the detection is more gradual than when the voltage is set to the above voltage.
When the state where discharge is difficult to occur in the machining gap increases, the discharge starting voltage (voltage appearing in the machining gap) increases, and when the state further increases, the discharge delay time increases while the maximum voltage is applied. Therefore, when the pulse width of the main discharge pulse is defined, the discharge current becomes small. In such a state, there is a strong possibility that concentrated discharge is not performed as compared with the above-described voltage detection method. After detection, it is desirable to stop continuous application of the main discharge pulse and shift the operation to the next cycle.
[0080]
【The invention's effect】
As described above, according to the electric discharge machining method of the present invention, a step of applying a detection pulse voltage between a workpiece and an electrode disposed to be opposed to a predetermined distance to generate a preliminary discharge, and detecting the preliminary discharge A step of, after detecting the preliminary discharge, applying a main discharge pulse voltage to generate a main discharge mainly contributing to machining, and repeating a plurality of cycles of applying the detection pulse voltage and applying the main discharge pulse voltage A method of performing electrical discharge machining on the workpiece by applying the main discharge pulse voltage a plurality of times when applying the main discharge pulse voltage after detecting the preliminary discharge. Can be improved.
[0081]
Further, the electric discharge machining method of the present invention is the electric discharge machining method according to the above-mentioned machining method, wherein the discharge position detector detects a discharge position when the main discharge pulse voltage is discharged by applying the main discharge pulse voltage, and discharges the main discharge pulse voltage until the same location is discharged a predetermined number of times. Is applied a plurality of times, the time utilization rate can be increased, and a further increase in processing speed can be expected.
[0082]
Further, the electric discharge machining method of the present invention is the electric discharge machining method according to the above method, wherein the discharge position detector detects a discharge position when the discharge is performed by applying the first main discharge pulse voltage immediately after the preliminary discharge is detected. When it is determined that the discharge position is equal to the discharge position in the previous cycle, application of the main discharge pulse voltage in that cycle is stopped, so that unintended concentrated discharge can be avoided.
[0083]
Further, the electric discharge machining method of the present invention is characterized in that, in the machining method, after applying the main discharge pulse voltage a plurality of times after the detection of the preliminary discharge, at least a time interval of the main discharge pulse voltage application of the plurality of times or more is provided. Since the detection pulse voltage of the next cycle is applied, the machining speed can be improved by applying a time interval during which the discharge can be concentrated and a time interval during which the discharge should not be concentrated and controlling the concentrated discharge.
[0084]
Further, in the electric discharge machining method of the present invention, in the machining method, when the no-load time of the detection pulse voltage is longer than the set time, the number of application of the main discharge pulse voltage is smaller than when the no-load time is shorter than the set time. Since the pulse width or the current peak value of the main discharge pulse voltage per one time is increased, the machining speed can be further improved.
[0085]
Further, in the electric discharge machining method of the present invention, in the machining method, at least the first main discharge pulse voltage after the application of the detection pulse among the plurality of main discharge pulse voltages applied after the preliminary discharge is detected is the first main discharge pulse voltage. Since the voltage is set lower than the main discharge pulse voltage after the discharge pulse voltage, unintended concentrated discharge can be suppressed.
[0086]
Further, the electric discharge machining method of the present invention, in the above machining method, monitors a voltage value or a voltage pulse width between the electrode and the workpiece when a plurality of main discharge pulse voltages are applied after the preliminary discharge is detected. When the set value is exceeded, the application of the main discharge pulse voltage is stopped, so that the concentrated discharge can be reliably used in each cycle with a simple circuit configuration, and the machining speed can be improved.
[0087]
In addition, the electric discharge machining apparatus of the present invention performs machining of a workpiece using any one of the above-described electric discharge machining methods, and thus has an effect of obtaining an electric discharge machining apparatus having an improved machining speed using concentrated discharge. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a wire electric discharge machine according to the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram showing a machining power supply circuit according to the wire electric discharge machining apparatus of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing an operation of the wire electric discharge machine according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a discharge position detection circuit according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing an operation of a discharge position detection circuit according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing an operation of a wire electric discharge machine according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing an operation of a wire electric discharge machine according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing an operation of a wire electric discharge machine according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a circuit diagram showing a configuration of a power supply circuit (prior art (1)) in a conventional electric discharge machine.
FIG. 10 is a diagram for explaining the operation of the power supply circuit of the related art (1).
FIG. 11 is a circuit diagram showing a configuration of a power supply circuit (prior art (2)) in another conventional electric discharge machine.
FIG. 12 is a diagram for explaining the operation of the power supply circuit according to the prior art (2).
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 1 wire electrode, 2 workpiece, 3 Rogowski coil, 4 table, 5a X-axis drive motor, 5b Y-axis drive motor, 6-axis drive controller, 7 processing power supply circuit, 8 processing power supply control circuit, 9 voltage detection Circuit, 10 NC control device, 11a Main DC power supply, 11b Sub DC power supply, 11c Pre-discharge power supply (power supply for detection pulse generation), 12 NC program, 18 Machining power supply control circuit, 19 Discharge position detection circuit, 20a Top supply Electronics, 20b Lower power supply, 21, 22 Gain adjustment operational amplifier, 23 division block, 241-1 to 24-10 counting block, 70 first DC power supply, 71 first switch circuit, 72 current limiting resistor, 73 , 76 diode, 74 second DC power supply, 75 second switch circuit, 77 third DC power supply, 78 third switch circuit, 79 current limit Anti vessels, 91 and 92 minutes pressure resistor.

Claims

Generating a preliminary discharge by applying a detection pulse voltage between the workpiece and an electrode disposed opposite to and spaced apart from the workpiece by a predetermined distance; detecting the preliminary discharge; detecting the preliminary discharge; To generate a main discharge that mainly contributes to machining, and a step of repeating the application of the detection pulse voltage and the application of the main discharge pulse voltage for a plurality of cycles after a predetermined pause period. A method for performing electric discharge machining on a workpiece, wherein the main discharge pulse voltage is applied a plurality of times when the main discharge pulse voltage is applied after the preliminary discharge is detected.

2. The electric discharge machining method according to claim 1, wherein the discharge position detector detects a discharge position when the discharge is performed by applying the main discharge pulse voltage, and applies the main discharge pulse voltage a plurality of times until the same location is discharged a predetermined number of times. An electric discharge machining method characterized by the above-mentioned.

3. The electric discharge machining method according to claim 1, wherein the discharge position detector detects a discharge position when the discharge is performed by applying the first main discharge pulse voltage immediately after the preliminary discharge is detected, and the detected discharge position is in a previous cycle. An electric discharge machining method characterized by stopping application of a main discharge pulse voltage in the cycle when it is determined that the discharge position is equal to the discharge position.

The electric discharge machining method according to any one of claims 1 to 3, wherein after applying the main discharge pulse voltage a plurality of times after the preliminary discharge is detected, a pause period is provided that is at least a time interval of the plurality of main discharge pulse voltage applications. And applying a detection pulse voltage of the next cycle.

In the electric discharge machining method according to any one of claims 1 to 4, when the no-load time of the detection pulse voltage is longer than the set time, the number of application of the main discharge pulse voltage is smaller than when the no-load time is shorter than the set time. An electric discharge machining method characterized by reducing the number of pulses and increasing the pulse width or current peak value of a main discharge pulse voltage per one time.

6. The electric discharge machining method according to claim 1, wherein at least a first main discharge pulse voltage after application of the detection pulse is equal to the first main discharge pulse voltage among a plurality of main discharge pulse voltages applied after detection of preliminary discharge. An electric discharge machining method characterized by setting a voltage lower than a main discharge pulse voltage after a main discharge pulse voltage.

7. The electric discharge machining method according to claim 1, wherein a voltage value or a voltage pulse width between the electrode and the workpiece when a plurality of main discharge pulse voltages are applied after the preliminary discharge is detected is monitored. And a method for stopping application of the main discharge pulse voltage when the set value is exceeded.

An electric discharge machine for machining a workpiece using the electric discharge machining method according to claim 1.