JP2649387B2 - 放電加工用電源装置 - Google Patents

放電加工用電源装置

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  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、電極と工作物との間で放電を発生させて
放電エネルギーによって工作物を放電加工する放電加工
機における放電加工用電源装置に関する。
〔従来の技術〕 従来、ワイヤ放電加工機等の放電加工機において、電
極と工作物との極間に直流電圧を印加して工作物を放電
加工するものとして、電極と工作物との極間電圧に対し
て並列してコンデンサを接続し、該コンデンサにオン、
オフ制御されるトランジスタから成るスイッチング素子
を接続してコンデンサを充電し、電極と工作物との間の
極間電圧状態に応じて該コンデンサに蓄積された電荷エ
ネルギーを電極と工作物との間に放電させて工作物を放
電加工する方式がある。
また、別の方式として、コンデンサを使用せずに、ス
イッチング素子のオン・オフ制御によって直接大電流を
電極と工作物との極間に流して工作物を放電加工するも
のがある。
更に、ワイヤ放電加工装置、形彫放電加工装置等の放
電加工装置において、加工液に水を使用して放電加工を
行う場合に適した放電加工用加工電源について、例え
ば、特開昭59−232726号公報に開示されたものがある。
該放電加工用加工電源は、電極と加工物との極間に交
流高周波電圧を印加する第1電源と、該第1電源による
上記極会田における放電開始時点を検出し、該放電開始
時点からの所定幅のパルス電流を上記極間に印加する第
2電源とを備えたものである。
更に、該放電加工用加工電源は、放電開始時点から所
定時間前記第1電源による極間への交流高周波電圧の供
給を阻止する手段を備えたものである。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、電極と工作物との電極に直流電圧を印
加して加工物を放電加工する上記の方式は、単極性高周
波電圧を上記極間に印加するものであり、このような単
極性高周波電圧による方式では、加工液として水を使用
した場合に、工作物が正電位となるため、直流電圧によ
る電解作用が工作物に作用するようになり、加工物の加
工面、該加工面の周辺が腐食されて多数の穴等が生じ、
工作物の面が粗くなったり、工作物表面に錆が発生する
という問題点があった。
そこで、直流電源を使用しても上記のような工作物の
加工面の問題点の発生を防止するために、如何なる放電
加工用電源装置を提供するかの課題があった。
この発明の目的は、上記の課題を解決することであ
り、放電加工において加工液として水を使用しても、工
作物の加工面及びその周辺が直流電圧で生じる電解作用
による腐食或いは錆の発生等の影響を受けることがな
く、工作物の加工面の硬度、強度の低下を来すことな
く、従って、例えば、工作物を金型として使用する場合
に異常摩耗或いはピッチングを起こすことなない工作物
を得ることができる放電加工機における放電加工用電源
装置を提供することである。
〔課題を解決するための手段〕
この発明は、上記の目的を達成するために、次のよう
に構成されている。即ち、この発明は、直流電源の両極
面に直列に接続した一対のスイッチング素子及び前記各
スイッチング素子に並列に接続した各ダイオードから構
成した第1回路、及び前記直流電源の両極間に直列に接
続した一対のスイッチング素子及び前記各スイッチング
素子に並列に接続した各ダイオードから構成した第2回
路から成り、前記直流電源の両極間に並列にコンデンサ
が接続されており、工作物及び電極が前記第1回路の前
記各スイッチング素子間の接続ラインと前記第2回路の
前記各スイッチング素子間の接続ラインとの間に接続さ
れ、前記各スイッチング素子がターンオフした時に、経
路中のインダクタンスに誘起されたエネルギーが前記電
極、前記各ダイオード、前記コンデンサ及び前記工作物
の経路を通して前記コンデンサに帰還されることを特徴
とする放電加工機における放電加工用電源装置に関す
る。
また、前記各スイッチング素子をトランジスタから構
成したものである。
更に、前記各スイッチング素子を発振制御手段によっ
て2個ずつ交互にオン、オフさせて前記電極と前記工作
物との極間に交流高周波電圧を印加するものである。
〔作用〕
この発明は、上記のように構成されており、次のよう
に作用する。即ち、この発明による放電加工機における
放電加工用電源装置は、直流電源の両極間に直列に接続
した一対のスイッチング素子及び前記各スイッチング素
子に並列に接続した各ダイオードから第1回路及び第2
回路を各々構成し、前記第1回路と前記第2回路との間
に工作物及び電極を接続したので、直流電源を使用して
いるにもかかわらず、前記スイッチング素子の制御によ
って交流高周波電圧を前記電極と前記工作物との極間に
印加することができ、加工液として水を使用しても前記
工作物が電解作用を受けることがなく、しかも、前記直
流電源の両極間に並列にコンデンサを接続したので経路
中のインダクタンスに誘起されたエネルギーは瞬時にコ
ンデンサに蓄電できて高速交流スイッチングが可能にな
る。
〔実施例〕
以下、図面を参照して、この発明による放電加工機に
おける放電加工用電源装置の一実施例を詳述する。
第1図において、ワイヤ電極等の電極12と工作物11と
の極間に交流高周波電圧を印加させ、その放電エネルギ
ーによって工作物11をワイヤ放電加工等を行う放電加工
機に適用される放電加工用電源装置の回路が示されてい
る。
一般的に、ワイヤ放電加工機では、工作物取付台に対
して工作物11が設置され、該工作物取付台は水平方向に
移動できるように構成されている。
即ち、工作物11を取り付けている工作物取付台は、NC
制御装置からの指令で工作物11の加工状況に応じてX方
向及びY方向に移動するものであり、ワイヤヘッドに供
給されたワイヤ電極12との間でサーボモータにより駆動
されるサーボ送り機構によってサーボ移動を繰り返し行
われ、両者の移動が合成された相対的運動によって工作
物11は所定の加工状態に放電加工されている。
更に、工作物11に対して上下にワイヤヘッドが設けら
れ、これらのワイヤヘッドは、給電子、給電子押え部
材、ダンスガイド部材、加工液噴射ノズル等から成る。
自動ワイヤ供給装置等からローラガイド等を介して送
り込まれたワイヤ電極12は、上ワイヤヘッドの内側筒体
内に設置されたダイスガイド部材を通り、工作物11を放
電加工した後に、下ワイヤヘッドにおける内側筒体内に
設置されたダイスガイド部材を通って巻取リール、使用
済ワイヤ溜部等に排出される。
この放電加工機における放電加工用電源装置におい
て、第1回路15は、直流電源5の正極(+)と負極
(−)との間に一対のスイッチング素子Tt11とスイッチ
ング素子Tr22を直列に接続し、また、スイッチング素子
Tr11に対してダイオードD17を並列に接続し且つスイッ
チング素子Tr22に対してダイオードD28を並列に接続す
ることによって構成している。
また、第2回路16は、直流電源5の正極(+)と負極
(−)との間に一対のスイッチング素子Tr33とスイッチ
ング素子Tr4を直列に接続し、また、スイッチング素子T
r33に対してダイオードD39を並列に接添し且つスイッチ
ング素子Tr44に対してダイオードD410を並列に接続する
ことによって構成している。
これらのスイッチング素子Tr11,Tr22,Tr33及びTr44
は、トランジスタから各々構成されている。
更に、第1回路15におけるスイッチング素子Tr11とス
イッチング素子Tr22との接続ライン17と、第2回路16に
おけるスイッチング回路Tr33とスイッチング素子Tr44と
の接続ライン18との間には、工作物11及び電極12とが接
続されている。更に、工作物11と接続ライン17との間に
はコイルLが組み込まれている。
更に、直流電源5に対してコンデンサ6が組み込まれ
ると共に、スイッチング素子Tr11,Tr22,Tr33及びTr44
は、発振制御手段であるパルス制御回路13に接続してい
る。パルス制御回路13は、スイッチング素子Tr11とスイ
ッチング素子Tr22を交互にオン・オフ制御すると共に、
スイッチング素子Tr33とスイッチング素子Tr44を交互に
オン・オフ制御する。言い換えれば、パルス制御回路13
及び各スイッチング素子Tr11,Tr22,Tr33及びTr44から成
る回路は、トランズシタを使用したスイッチング装置で
あり、変形ハーフブリッジ方式を並列に接続して構成し
たものである。
このように構成した放電加工機における放電加工用電
源装置は、各スイッチング素子Tr11,Tr22,Tr33及びTr44
をパルス制御回路13によって、2個ずつ交互にオン、オ
フさせて、電極12と工作物11との極間に交流高周波電圧
を印加することを特徴とするものである。
次に、この放電加工用電源装置の回路の動作について
説明する。まず、パルス制御回路13からの電気信号によ
って、スイッチング素子Tr11とスイッチング素子Tr44と
がオンになり、スイッチング素子Tr22とスイッチング素
子Tr33とがオフになっている状態では、工作物11と電極
12間の極間の絶縁が破壊されると、加工電流は、直流電
源の正極(+)側から、スイッチング素子Tr11、工作物
11、電極12及びスイッチング素子Tr44を順次通って負極
(−)側へと流れる。
次いで、スイッチング素子Tr11とスイッチング素子Tr
44とが、ターンオフした時には、経路中のインダクタン
スに誘起されたエネルギーが、電極12からダイオードD3
9、コンデンサ6、ダイオードD28及び工作物11への経路
を通してコンデンサ6に帰還される。
次に、パルス制御回路13からの電気信号によって、全
てのスイッチング素子Tr11,Tr22,Tr33及びTr44がオフに
なった場合には、回路を流れる電流はオフとなり、工作
物11と電極12との極間には電圧はかからない。
引き続いて、パルス制御回路13からの電気信号によっ
て、スイッチング素子Tr22とスイッチング素子Tr33とが
オンになり、スイッチング素子Tr11とスイッチング素子
Tr44がオフになった場合には、工作物11と電極12との間
の極間の絶縁が破壊されれば、加工電流は、直流電源5
の正極(+)側からスイッチング素子Tr33、電極12、工
作物11及びスイッチング素子Tr22を順次通って直流電源
5の負極(−)側へと流れる。
従って、工作物11と電極12との間の極間には、上記の
時とは逆の加工電圧が印加されることになる。
次いで、スイッチング素子Tr22及びスイッチング素子
Tr33がターンオフした時には、経路中のインダクタンス
に誘起されたエネルギーが、工作物11からダイオードD1
7、コンデンサ6、ダイオードD410、及び電極12の経路
を通じて、コンデンサ6へと帰還される。
次に、パルス制御回路13からの電気信号によって、全
てのスイッチング素子Tr11,Tr22,Tr33及びTr44がオフに
なった場合には、回路を流れる電流はオフとなり、工作
物11と電極12との極間には電圧はかからない。
以上のように、パルス制御回路13からの電気信号によ
って各スイッチング素子Tr11,Tr22,Tr33及びTr44を2個
づつ交互にオン、オフさせる制御動作を繰り返すことに
より、工作物11と電極12との極間には、交流高周波電圧
が印加されることになる。このようにして工作物11は電
極12によって放電加工が行われる。
〔発明の効果〕
この発明による放電加工機における放電加工用電源装
置は、上記のように、直流電源の両極間に直列に接続し
た一対のスイッチング素子及び前記各スイッチング素子
に並列に接続した各ダイオードから構成した第1回路及
び前記直流電源の両極間に直列に接続した一対のスイッ
チング素子及び前記各スイッチング素子に並列に接続し
た各ダイオードから構成した第2回路から成り、前記直
流電源に並列にコンデンサが接続され、前記工作物と前
記電極は第1回路の前記各スイッチング素子間の接続ラ
インと前記第2回路の前記各スイッチング素子間の接続
ラインとの間に接続したので、直流電源を使用している
にもかかわらず、前記スイッチング素子を発振制御回路
によって瞬時の高速交流スイッチングのオン・オフ制御
をすることができ、交流高周波電圧を前記電極と前記工
作物との極間に印加することができる。
また、この放電加工用電源装置は、加工液として水を
使用しても前記加工物が電解作用を受けることがなく、
それ故に、前記加工物の加工面及びその周辺に腐食を生
じたり、前記工作物表面に錆が発生することがなく、加
工面の硬度、強度等を確保でき、前記工作物を金型とし
て使用しても、工作化合物が異常摩耗、チッピング等を
起こすことがない。しかも、回路そのものは、放電加工
機の放電加工用電源装置として回路が簡単であり、放電
加工用電源装置自体のコストダウンを図ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明による放電加工機における放電加工用
電源装置を示す回路図である。 1,2,3,4……スイッチング素子、5……直流電源、6…
…コンデンサ、7,8,9,10……ダイオード、11……工作
物、12……電極、13……パルス制御回路、15……第1回
路、16……第2回路、17,18……接続ライン。

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】直流電源の両極間に直列に接続した一対の
    スイッチング素子及び前記各スイッチング素子に並列に
    接続した各ダイオードから構成した第1回路、及び前記
    直流電源の両極間に直列に接続した一対のスイッチング
    素子及び前記各スイッチング素子に並列に接続した各ダ
    イオードから構成した第2回路から成り、前記直流電源
    の両極間に並列にコンデンサが接続されており、工作物
    及び電極が前記第1回路の前記各スイッチング素子間の
    接続ラインと前記第2回路の前記各スイッチング素子間
    の接続ラインとの間に接続され、前記各スイッチング素
    子がターンオフした時に、経路中のインダクタンスに誘
    起されたエネルギーが前記電極、前記各ダイオード、前
    記コンデンサ及び前記工作物の経路を通して前記コンデ
    ンサに帰還されることを特徴とする放電加工機における
    放電加工用電源装置。
  2. 【請求項2】前記スイッチング素子はトランジスタから
    構成したことを特徴とする請求項1に記載の放電加工機
    における放電加工用電源装置。
  3. 【請求項3】前記各スイッチング素子を発振制御手段に
    よって2個ずつ交互にオン、オフさせて前記電極と前記
    工作物との極間に交流高周波電圧を印加することを特徴
    とする請求項1に記載の放電加工機における放電加工用
    電源装置。
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