JP2680036B2 - Power supply unit for electric discharge machining - Google Patents
Power supply unit for electric discharge machiningInfo
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Description
本発明は、工作物と電極との間に電圧を印加し、放電
により工作物を加工する放電加工機のための電源装置に
関するものである。The present invention relates to a power supply device for an electric discharge machine that applies a voltage between a work piece and an electrode to machine the work piece by electric discharge.
【従来の技術】 従来の放電加工用電源装置には、加工速度を速める等
のため主電源と副電源の２つの電源を有するものがあ
る。 このような放電加工用電源装置では、副電源の役目
は、放電を開始させることにある。従って、電流容量は
小さいものとしてある。先ず副電源を印加し、放電が開
始されたところで主電源を印加する。主電源としては、
高電圧大電流の電源を使用する。印加極性は、工作物側
がプラス，電極側がマイナスである。 このような放電加工用電源装置によれば、狭い幅でし
かも高いピーク値を持つパルス電流を流すことが出来、
加工速度が速くなる。 そのような技術に関する文献としては、例えば、特公
昭62−22730号公報がある。2. Description of the Related Art A conventional electric power supply device for electric discharge machining has two power supplies, a main power supply and a sub power supply, for the purpose of speeding up the machining speed. In such a power supply device for electric discharge machining, the role of the sub-power supply is to start discharge. Therefore, the current capacity is small. First, the sub power source is applied, and when the discharge is started, the main power source is applied. As the main power source,
Use a high voltage, high current power supply. The applied polarity is positive on the workpiece side and negative on the electrode side. According to such a power supply device for electric discharge machining, a pulse current having a narrow width and a high peak value can be passed,
Processing speed becomes faster. As a document relating to such a technique, for example, there is Japanese Patent Publication No. 62-22730.
【発明が解決しようとしている課題】 （問題点） しかしながら、前記した放電加工用電源装置には、工
作物の加工面を荒らしたり、電極を損傷したりするとい
う問題点があ１った。 （問題点の説明） 放電の電流路を放電柱と言うが、工作物と電極との間
に放電が発生した時、両者の間に放電柱ができる。 第３図に、ワイヤ放電加工の場合を例にとり、ワイヤ
（電極）と工作物との間にできる放電柱の変化を示す。
第３図（イ）は、放電発生当初の状態を示し、第３図
（ロ）は、暫く放電が継続した後の状態を示す。 放電発生当初は、電流はギャップの絶縁を僅かに破っ
て流れるから、放電柱は第３図（イ）のように細い、電
流はこの細い放電柱に集中し、電流密度は大きい。 しかし、時間が経過するに従い、当初の放電柱の周辺
の空間も低抵抗上態になって行き、放電柱は第３図
（ロ）のように太くなる。太いと、電流密度は小さい。 従って、放電の電流密度特性は、第４図のようにな
る。放電発生当初、電流密度は大であるが、時間の経過
と共に小となって行く。 従来の２電源を有する放電加工用電源装置では、副電
源を印加して放電開始が検知されるや、直ちに主電源を
印加するから、放電柱が細い状態の時に主電源が印加さ
れることになる。 すると、放電柱が細くてただでさえ電流密度が大であ
る時期に、より強力な電源である主電源から大電流が流
し込まれるから、工作物の加工面を荒らしたり、電極を
損傷したりすることになる。電極がワイヤの場合には、
損傷部がワイヤガイド等に引っ掛かり、断線に至ること
がある。 本発明は、以上のような問題点を解決することを課題
とするものである。(Problem to be Solved) (Problem) However, the above-described power supply device for electric discharge machining has a problem that the machined surface of the workpiece is roughened or the electrode is damaged. (Explanation of Problems) The discharge current path is called a discharge column. When a discharge occurs between the workpiece and the electrode, a discharge column is formed between the two. FIG. 3 shows a change in the electric discharge column formed between the wire (electrode) and the workpiece, taking the case of wire electric discharge machining as an example.
FIG. 3 (a) shows the state at the beginning of the discharge, and FIG. 3 (b) shows the state after the discharge has continued for a while. At the beginning of the discharge, the current slightly flows through the insulation of the gap, so that the discharge column is thin as shown in FIG. 3 (a), and the current is concentrated in this thin discharge column, and the current density is large. However, as time passes, the space around the initial discharge column also becomes low resistance, and the discharge column becomes thicker as shown in FIG. When it is thick, the current density is small. Therefore, the current density characteristic of discharge is as shown in FIG. The current density is high at the beginning of the discharge, but decreases with the passage of time. In the conventional power supply device for electric discharge machining having two power supplies, since the main power supply is immediately applied as soon as the start of discharge is detected by applying the sub power supply, the main power supply is applied when the discharge column is thin. Become. Then, when the discharge column is thin and the current density is already high, a large current is supplied from the main power source, which is a more powerful power source, so that the machined surface of the workpiece is roughened or the electrodes are damaged. It will be. If the electrode is a wire,
The damaged part may be caught in the wire guide, etc., leading to disconnection. An object of the present invention is to solve the above problems.
前記問題点を解決するため、本発明の放電加工用電源
回路では、主電源と、主電源と同極性で印加する副電源
と、該副電源の印加により生ずる放電が、放電柱が太く
なるまでの時間を考慮して定めた所定時間継続したこと
を検出する手段と、該手段からの信号によって主電源の
印加を開始する手段とを備えることとした。In order to solve the above-mentioned problems, in the electric discharge machining power supply circuit of the present invention, the main power supply, the sub-power supply applied with the same polarity as the main power supply, and the discharge generated by the application of the sub-power supply are used until the discharge column becomes thick. The means for detecting the continuation of the predetermined time determined in consideration of the time and the means for starting the application of the main power supply by the signal from the means are provided.
主電源と副電源とを有する放電加工用電源装置におい
ては、最初、副電源を印加して放電を生ぜしめる。 この放電の開始を検出すると共に、その放電が予め定
めた一定の時間継続しているかどうか検出する。放電が
一定の時間継続していれば、その間に放電柱は発達して
太くなる。 太くなって電流密度が小となったところで、主電源を
印加する。主電源からの電流は副電源からの電流よりも
大であるが、電流密度が小さくなった状態で流されるか
ら、電極を損傷しないし、工作物の加工面を荒らしたり
することがない。In an electric discharge machining power supply device having a main power supply and a sub power supply, the sub power supply is first applied to cause electric discharge. The start of this discharge is detected, and it is also detected whether or not the discharge continues for a predetermined time. If the discharge continues for a certain time, the discharge column develops and becomes thicker during that time. The main power source is applied when the current density becomes small due to the thickening. Although the current from the main power source is larger than the current from the sub power source, the current is applied with the current density reduced, so that the electrodes are not damaged and the work surface of the workpiece is not roughened.
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。 （装置の構成） 第１図に、本発明の実施例にかかわる放電加工用電源
装置を示し、第２図に、その動作を説明するための波形
図を示す。第１図において、１は主電源、２は副電源、
３はリードインダクタンス、４は抵抗、5,6はスイッチ
ングトランジスタ、7,8はダイオード、９は工作物、９
−１は加工軌跡、10はワイヤ電極、11は通電子、12は放
電持続検出回路、13は比較器、14は単安定マルチバイブ
レータ、15は論理回路、16はフリップフロップ回路、17
は同期用クロック入力端子、18はサブゲートパルス発生
回路、19はメインゲートパルス発生回路、20,21はパル
ス副設定信号、VRは基準電圧である。 主電源１は、高電圧大電流の電源であり、スイッチン
グトランジスタ５がオンされている時、主電源１→リー
ドインダクタンス３→スイッチングトランジスタ５→ダ
イオード７→工作物９→ワイヤ電極10→通電子11→主電
源１という経路で印加される。スイッチングトランジス
タ５がオンされるのは、メインゲートパルス発生回路19
よりメインゲートパルスが供給された時である。 メインゲートパルス発生回路19からのメインゲートパ
ルスは、フリップフロップ回路16からの出力を受けて発
生される。メインゲートパルスのパルス幅TMNは、パル
ス幅設定信号20により予め設定される。 副電源２は、主電源１より低電圧であり、電流は抵抗
４により制限された小さいものである。スイッチングト
ランジスタ６がオンされた時、副電源２→抵抗４→スイ
ッチングトランジスタ６→ダイオード８→工作物９→ワ
イヤ電極10→通電子11→副電源２の経路で印加される。
スイッチングトランジスタ６がオンするのは、サブゲー
トパルス発生回路18よりサブゲートパルスが供給された
時である。 サブゲートパルス発生回路18からのサブゲートパルス
は、所定の休止期間（休止幅TSF）が経過した時に始ま
り、比較器13からの出力を受けてから所定の期間（放電
パルス幅TSN）を経過した時に終了するパルスである。
この放電パルス幅TSNは、副電源２の電圧印加時間では
なく、放電を開始してから（つまり、放電電流が流れ始
めてから）副電源２の印加を打ち切るまでの時間である
（第２図（イ）参照）。放電パルス幅TSNおよび休止幅T
SFは、パルス幅設定信号21により予め設定される。 ダイオード７は逆流阻止用のダイオードであり、副電
源２が印加されている時、その電圧がスイッチングトラ
ンジスタ５の方へ回り込んで印加されるのを阻止する。
ダイオード８も同様のダイオードである。 放電持続検出回路12は、副電源２を印加することによ
って生じた放電が所定時間継続したかどうかを検出する
回路であり、比較器13,単安定マルチバイブレータ14,理
論回路15から構成されている。 フリップフロップ回路16は、放電持続検出回路12の出
力信号を整形して、メインゲートパルス発生回路19に望
ましい形で供給するためのものである。 なお、同期用クロック入力端子17に入力されるクロッ
クは、装置の動作を、装置全体で同期をとりながら行う
ためのものである。従って、装置を構成する各部に加え
られるが、第１図では、主な個所のみを示した。 （装置の動作） 次に、第２図を参照しつつ、動作を説明する。 先ず最初に、サブゲートパルスによりスイッチングト
ランジスタ６がオンされ、副電源２が印加される。 第２図（ロ）は、副電源２によるギャップ電圧である
（厳密に言えば、副電源２だけが印加し続けられたと仮
定した場合のギャップ電圧である）。放電が開始される
までには、通常、暫く時間がかかる。この時間は、ギャ
ップの状況等により、長かったり短かったりする。第２
図（ロ）では、時刻t1で放電が開始するよう表されてい
る。この時の放電柱は、第３図（イ）のように細い。 比較器13は、放電の発生を検出する。比較器13の基準
電圧VRは、放電が発生した時のギャップ間の電圧よりも
大に選んである。それゆえ、放電が発生すると、比較器
13はその旨の信号を出す。その信号は、サブゲートパル
ス発生回路18に入力されると共に、単安定マルチバイブ
レータ14に入力される。 サブゲートパルス発生回路18は、前述したように、放
電発生信号を受けると、時刻t1より放電パルス幅TSNが
経過するまでサブゲートパルスを維持する。 また、単安定マルチバイブレータ14は、第２図（ハ）
のような所定幅T14の出力パルスを出す。所定幅T14は、
単安定マルチバイブレータ14の回路定数によって決めら
れる。論理回路15は、単安定マルチバイブレータ14と比
較器13との論理積を取る。従って、論理回路15から出力
が出ると、それは、放電を開始してから所定幅T14の時
間後において、なお放電が継続していることを意味する
ものとなる。 上記の所定幅T14は、放電が開始されてから放電柱が
第３図（ロ）のように太くなるまでの時間となるよう、
適宜設定する（例えば、0.5μｓ〜２μｓ）。 論理回路15からのフリップフロップ回路16のＤ端子に
入力が入った後、クロック端子CKに最初に到来する同期
用クロックをCK16とすると（第２図（ニ））、CK16が到
来した時刻t2に、フリップフロップ回路16はＱ端子より
出力信号を出す。 この出力信号がメインゲートパルス発生回路19に入力
されると、第２図（ホ）に示すように、パルス幅TMNの
メインゲートパルスを出す。これにより、スイッチング
トランジスタ５がオンされて、主電源１が印加される。 第２図（ヘ）は、主電源１が印加された時のギャップ
電圧である。Vdは、放電維持電圧である。波形の後端部
は、インダクタンス等の影響によりなだらかに下降した
形となっている。 なお、サブゲートパルスの終了時点と、メインゲート
パルスの終了時点とは、必ずしも一致はしない。各パル
スの開始時点は不定であり、しかも、それぞれのパルス
幅は予め設定されているからである。 第２図（ト）は、ギャップ電圧の波形であるが、これ
は、第２図（ロ）と（ヘ）とを合成したものとなる。 第２図（チ）は、ギャップ電流を示す。Isの部分は、
副電源２の印加時の放電電流であり、IMの部分は、主電
源１の印加時の放電電流である。 以上の動作から理解されるように、本発明では、副電
源２の印加による放電が開始された後、放電柱が太くな
るまで意図的に一定の時間待ち、しかる後、主電源１を
印加させることを特徴とするものである。このようにす
れば、細い放電柱に大電流を投入するということがない
ので、工作物の加工面や電極を荒らすことがなくなる。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. (Structure of Device) FIG. 1 shows a power supply device for electric discharge machining according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a waveform diagram for explaining the operation thereof. In FIG. 1, 1 is a main power supply, 2 is a sub power supply,
3 is lead inductance, 4 is resistance, 5 and 6 are switching transistors, 7 and 8 are diodes, 9 is a work piece, 9
-1 is a machining locus, 10 is a wire electrode, 11 is an electron, 12 is a discharge duration detection circuit, 13 is a comparator, 14 is a monostable multivibrator, 15 is a logic circuit, 16 is a flip-flop circuit, 17
Is a synchronization clock input terminal, 18 is a sub-gate pulse generation circuit, 19 is a main gate pulse generation circuit, 20 and 21 are pulse sub setting signals, and V R is a reference voltage. The main power supply 1 is a high-voltage, large-current power supply, and when the switching transistor 5 is turned on, the main power supply 1 → lead inductance 3 → switching transistor 5 → diode 7 → workpiece 9 → wire electrode 10 → conduction electron 11 → Main power source 1 is applied. The switching transistor 5 is turned on because the main gate pulse generation circuit 19
This is when the main gate pulse is supplied. The main gate pulse from the main gate pulse generation circuit 19 receives the output from the flip-flop circuit 16 and is generated. The pulse width T MN of the main gate pulse is preset by the pulse width setting signal 20. The sub power supply 2 has a lower voltage than the main power supply 1, and the current is small and limited by the resistor 4. When the switching transistor 6 is turned on, the voltage is applied in the route of the sub power source 2 → the resistor 4 → the switching transistor 6 → the diode 8 → the workpiece 9 → the wire electrode 10 → the electron passing 11 → the sub power source 2.
The switching transistor 6 is turned on when the sub-gate pulse is supplied from the sub-gate pulse generation circuit 18. The sub-gate pulse from the sub-gate pulse generation circuit 18 starts when a predetermined rest period (pause width T SF ) has elapsed, and has passed a predetermined period (discharge pulse width T SN ) after receiving the output from the comparator 13. It is a pulse that ends at times.
The discharge pulse width T SN is not the voltage application time of the sub power supply 2 but the time from the start of discharge (that is, after the discharge current starts to flow) until the application of the sub power supply 2 is stopped (FIG. 2). (See (a)). Discharge pulse width T SN and rest width T
SF is preset by the pulse width setting signal 21. The diode 7 is a diode for blocking the reverse current, and when the sub-power supply 2 is applied, the voltage thereof is prevented from sneaking into the switching transistor 5 and being applied.
The diode 8 is a similar diode. The discharge duration detection circuit 12 is a circuit that detects whether or not the discharge generated by applying the auxiliary power supply 2 has continued for a predetermined time, and is composed of a comparator 13, a monostable multivibrator 14, and a theoretical circuit 15. . The flip-flop circuit 16 shapes the output signal of the discharge duration detection circuit 12 and supplies it to the main gate pulse generation circuit 19 in a desired form. The clock input to the synchronization clock input terminal 17 is for performing the operation of the device while synchronizing the entire device. Therefore, although it is added to each part constituting the device, only main parts are shown in FIG. (Operation of Device) Next, the operation will be described with reference to FIG. First, the switching transistor 6 is turned on by the sub-gate pulse, and the sub power supply 2 is applied. FIG. 2B shows the gap voltage by the sub power supply 2 (strictly speaking, the gap voltage when it is assumed that only the sub power supply 2 is continuously applied). It usually takes some time before the discharge is started. This time may be longer or shorter depending on the situation of the gap. Second
In the figure (b), the discharge is shown to start at time t 1 . The discharge column at this time is thin as shown in FIG. The comparator 13 detects the occurrence of discharge. The reference voltage V R of the comparator 13 is selected to be larger than the voltage across the gap when the discharge occurs. Therefore, when a discharge occurs, the comparator
13 gives a signal to that effect. The signal is input to the sub-gate pulse generation circuit 18 and the monostable multivibrator 14. When receiving the discharge generation signal, the sub-gate pulse generation circuit 18 maintains the sub-gate pulse until the discharge pulse width T SN elapses from the time t 1 , as described above. In addition, the monostable multivibrator 14 is shown in FIG.
An output pulse having a predetermined width T 14 such as The predetermined width T 14 is
It is determined by the circuit constant of the monostable multivibrator 14. The logic circuit 15 calculates the logical product of the monostable multivibrator 14 and the comparator 13. Therefore, when the output from the logic circuit 15 is output, it means that the discharge is still continued after the elapse of the predetermined width T 14 from the start of the discharge. The above-mentioned predetermined width T 14 is set to be the time from the start of discharge until the discharge column becomes thick as shown in Fig. 3 (b).
Set appropriately (for example, 0.5 μs to 2 μs). After the input from the logic circuit 15 to the D terminal of the flip-flop circuit 16, the synchronization clock that first arrives at the clock terminal CK is CK 16 (Fig. 2 (d)), the time when CK 16 arrives. At t 2 , the flip-flop circuit 16 outputs an output signal from the Q terminal. When this output signal is input to the main gate pulse generation circuit 19, it outputs a main gate pulse having a pulse width T MN as shown in FIG. As a result, the switching transistor 5 is turned on and the main power supply 1 is applied. FIG. 2F shows the gap voltage when the main power supply 1 is applied. V d is the discharge sustaining voltage. The rear end of the waveform has a shape that gently descends due to the influence of inductance and the like. The end time point of the sub-gate pulse and the end time point of the main gate pulse do not necessarily match. This is because the start time of each pulse is indefinite and each pulse width is preset. FIG. 2 (g) shows the waveform of the gap voltage, which is a combination of FIG. 2 (b) and (f). FIG. 2C shows the gap current. Part of I s is,
The discharge current when the sub power supply 2 is applied, and the portion I M is the discharge current when the main power supply 1 is applied. As will be understood from the above operation, in the present invention, after the discharge by the application of the sub power source 2 is started, a certain time is intentionally waited until the discharge column becomes thick, and then the main power source 1 is applied. It is characterized by that. In this case, since a large current is not applied to the thin discharge column, the machined surface of the work piece and the electrode are not damaged.
以上述べた如く、本発明の放電加工用電源装置によれ
ば、副電源の印加により放電が開始してから（放電柱が
生じてから）、暫く放電が継続して放電柱が太くなった
頃合を見計らって主電源を印加するので、工作物の加工
面を荒らしたり、電極を損傷したりすることがない。 そのためワイヤ放電加工の場合には、電極であるワイ
ヤに損傷部を作ることがないし、従って、損傷部がワイ
ヤガイド等に引っ掛かって断線するということもなくな
る。As described above, according to the power supply device for electric discharge machining of the present invention, after the discharge is started by the application of the sub power source (after the discharge column is generated), the discharge is continued for a while and the discharge column becomes thick. Since the main power source is applied while checking, the work surface of the work piece is not roughened and the electrodes are not damaged. Therefore, in the case of wire electric discharge machining, a damaged portion is not formed in the wire which is the electrode, and therefore, the damaged portion is not caught by the wire guide or the like to be broken.
第１図……本発明の実施例にかかわる放電加工用電源装
置 第２図……本発明の動作を説明するための波形図 第３図……放電柱の変化を示す図 第４図……放電の電流密度特性図 図において、１は主電源、２は副電源、３はリードイン
ダクタンス、４は抵抗、5,6はスイッチングトランジス
タ、7,8はダイオード、９は工作物、10はワイヤ電極、1
1は通電子、12は放電持続検出回路、13は比較器、14は
単安定マルチバイブレータ、15は論理回路、16はフリッ
プフロップ回路、17は同期用クロック入力端子、18はサ
ブゲートパルス発生回路、19はメインゲートパルス発生
回路、20,21はパルス幅設定信号である。1 ... Electric power supply device for electric discharge machining according to an embodiment of the present invention FIG. 2 ... Waveform diagram for explaining operation of the present invention FIG. 3 ... Diagram showing changes in discharge column FIG. 4 ... Current density characteristic diagram of discharge In the figure, 1 is the main power supply, 2 is the sub power supply, 3 is the lead inductance, 4 is the resistance, 5 and 6 are switching transistors, 7 and 8 are diodes, 9 is the workpiece, and 10 is the wire electrode. , 1
1 is a conduction electron, 12 is a discharge duration detection circuit, 13 is a comparator, 14 is a monostable multivibrator, 15 is a logic circuit, 16 is a flip-flop circuit, 17 is a clock input terminal for synchronization, 18 is a sub-gate pulse generation circuit, Reference numeral 19 is a main gate pulse generation circuit, and 20 and 21 are pulse width setting signals.
Claims (1)
までの時間を考慮して定めた所定時間継続したことを検
出する手段と、 該手段からの信号によって主電源の印加を開始する手段
と を備えたことを特徴とする放電加工用電源装置。1. A main power supply, a sub-power supply applied with the same polarity as the main power supply, and a discharge generated by the application of the sub-power supply continued for a predetermined time determined in consideration of a time until a discharge column becomes thick. A power supply device for electric discharge machining, comprising: a means for detecting such a situation; and a means for starting application of a main power source by a signal from the means.
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| JP63122925A JP2680036B2 (en) | 1988-05-19 | 1988-05-19 | Power supply unit for electric discharge machining |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01295714A JPH01295714A (en) | 1989-11-29 |
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- 1988-05-19 JP JP63122925A patent/JP2680036B2/en not_active Expired - Fee Related
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