JP2869545B2 - 放電加工装置 - Google Patents

放電加工装置

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JP2869545B2 JP33592089A JP33592089A JP2869545B2 JP 2869545 B2 JP2869545 B2 JP 2869545B2 JP 33592089 A JP33592089 A JP 33592089A JP 33592089 A JP33592089 A JP 33592089A JP 2869545 B2 JP2869545 B2 JP 2869545B2
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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] 本発明は、電極とワークとから成るギャップに、正極
性の電圧パルスと逆極性の電圧パルスとを交互供給して
放電を発生させて加工する放電加工装置に関するもので
ある。
[従来の技術] 従来の放電加工機において、ワイヤカット放電加工、
特に超硬材料の放電加工では、電源の極性を同一にして
放電加工を進めると、ギャップ内の消イオン化がしにく
くなり、局部的に比抵抗値が非常に低くなる。この状態
では、加工表面に電解電流が多量に流れ、特にコバルト
等の電解しやすい物質が流出し、変質層を形成すること
が知られている。このような変質層の多い金型はその寿
命が短いという問題がある。
また、型彫放電加工機において、水をベースとした高
分子を含む加工液等を使って放電加工する場合、ギャッ
プにタールが生成しやすく、このタールは導電性があ
り、ギャップのインピーダンスが局部的に下がることが
ある。この部分に電解電流かアーク電流かが流れるの
で、加工速度が低下するとともに加工表面が変質すると
いう問題がある。
また、仕上領域では、加工が進行しなくなり、仕上面
を得ることができないという問題が発生する。
一方、灯油系の加工液においても、やはり、タールの
生成が進行し、これによって、ギャップは消イオンしに
くい状態になり、アーク放電に移行しやすく、また加工
表面には、アーク放電によるクラック等が発生すること
がある。このような金型では、寿命が極端に短くなると
いう問題がある。
そこで、電極とワークとのギャップに所定電源から電
圧を印加する場合、そのギャップに対して電源を正極性
(ワークを正極)と、逆極性(電極を正極)とに交互に
切換えて印加することとし、たとえば第6図に示すよう
にリレー41、42、43、44を設けたものが知られている。
[発明が解決しようとする課題] しかし、第6図に示すようにリレーを使用して極性を
切換えていたのでは、変質層の発生を確実に防止するこ
とができず、不要タール分の生成を確実に防止すること
ができず、加工速度が遅いという問題がある。
本発明は、変質層ができにくく、不要タール分の生成
を確実に防止することができ、加工速度を速くすること
ができる放電加工が可能となる放電加工装置を提供する
ことを目的とするものである。
[課題を解決する手段] 本発明は、相対向して配置された電極とワークとの間
のギャップに、電源とオン・オフスイッチング素子とを
直列に接続し、上記スイッチング素子にオン・オフゲー
ト信号を供給し、上記ギャップに休止時間を置いたゲー
ト信号時間幅の電圧パルスを印加し、放電を発生させて
加工する放電加工装置において、オン・オフ制御が可能
な正極性用の電子スイッチと逆極性用の電子スイッチと
が直列接続されている直列回路が2組並列に接続されて
いる並列接続体を上記電源とスイッチング素子とに直列
に接続し、上記2組の直列回路の各正逆電子スイッチの
接続点間に上記ギャップがまたがって接続されている極
性切換回路と、上記極性切換回路を切換制御する制御部
とを有し、上記制御部は、正極性と逆極性との電圧パル
スの各所望連続供給数の入力設定が可能であって、上記
各所望連続供給数が所望数に設定され、セレクト信号が
入力する度に設定された上記両連続供給数を交互に出力
するセレクタと、上記ゲート信号をカウントし、このカ
ウントされたカウント数を出力するカウンタと、上記セ
レクタの出力数とカウンタの出力数とを比較し、一致す
る度に上記セレクタに上記セレクト信号を出力するとと
もに、上記カウンタに積算カウント数のリセット信号を
出力するコンパレータとを具備し、正極性と逆極性の電
圧パルスを各所望数連続供給するための設定部と、上記
ギャップに対する電圧パルスの供給が上記設定部におけ
る一方の極性の電圧パルスのセレクトされた連続供給数
に達する度に、他方の極性の電圧パルスが上記ギャップ
に供給されるように、上記極性切換回路の各電子スイッ
チを上記コンパレータの一致出力信号を受けて切換える
極性切換信号の生成出力部とを有する放電加工装置であ
る。
[作用] 本発明は、電源を正極性でギャップに印加して加工す
る時間の長さと、電源を逆極性でギャップに印加して加
工する時間の長さとを、各電圧パルスの所望連続供給
数、すなわち各放電パルスの数により設定し、高速で極
性切換を行いながら加工できるので、変質層ができにく
く、不要タール分の生成を確実に防止することができ、
加工速度が速い。
[実施例] 第1図は、本発明の一実施例を示す回路図である。
この実施例では、電流制限抵抗31とスイッチングトラ
ンジスタTと直列に極性切換回路10が設けられ、電極E
とワークWとのギャップGが、極性切換回路10を介して
電源30と接続されている。また、電流制限抵抗31の代り
に、抵抗値が小さな定電流電源を設けてもよい。
極性切換回路10は、正極性用トランジスタ等の電子ス
イッチTN1、TN2と、逆極性用トランジスタTR1、TR2とが
ブリッジ形式で接続されたものであり、電子スイッチTR
1、TN2の接続点と、電子スイッチTN1、TR2の接続点との
間に、電極EとワークWが接続され、電極EとワークW
との間にギャップGが形成されている。
制御部20は、ゲート信号とR数の設定値とN数の設定
値とを入力し、各極性の電圧パルスの所望連続供給数の
設定部と、正極性用電子スイッチTN1、TN2を制御するN
信号と、逆極性用電子スイッチTR1、TR2を制御するR信
号とを設定部の出力信号を受け、極性切換信号として出
力する出力部とを有する。なお、上記R数は、電源30を
逆極性でギャップGに印加したい時間に対応する(換算
した)放電パルス数であり、上記N数は、電源30を正極
性でギャップGに印加したい時間に対応する(換算し
た)放電パルス数である。
次に、上記実施例の動作について説明する。
第2図は、上記実施例の動作を示すタイムチャートで
ある。
まず、ゲート信号S1、S2、S3、S4、……が発生する度
に、ギャップGに電圧VGが発生し、このギャップ電圧VG
の発生に伴って、ギャップGに放電電流IGが流れる。一
方、制御部20において、R数設定値、N数設定値に基づ
いて、信号処理することによって、R信号、N信号が発
生し、R信号が立上っているときに、電子スイッチTR
1、TR2のみがオンし、ギャップGに逆極性の電源30が印
加され、N信号が立上っているときに、電子スイッチTN
1、TN2がオンし、ギャップGに正極性の電源30が印加さ
れ電流が流れる。すなわち、ゲート信号S1、S2、S4が発
生しているときと、ゲート信号S3が発生しているときと
では、ギャップ電圧VG、ギャップ電流IGの方向が異る。
なお、R信号が立下ってからN信号が立上るまでの時
間td、N信号が立下ってからR信号が立上るまでの時間
tdは、電子スイッチTR1、TR2、TN1、TN2が破損されるこ
とを防止するための遅延時間である。つまり、上記実施
例においては、電源30を正極性でギャップGに印加させ
る正極性用スイッチング回路と、電源30を逆極性でギャ
ップGに印加させる逆極性用スイッチング回路とを有
し、正極性用スイッチング回路と逆極性用スイッチング
回路とをともに所定時間だけオフするようにしている。
また、クロック2の周波数を変えることによって、上記
遅延時間tdを変更するすることができる。
第3図は、上記実施例における制御部20の具体例を示
すブロック図である。
この制御部20は、R数設定値とN数設定値とを入力
し、セレクト信号によって出力を切換えるセレクタ21
と、ゲート信号の数をカウントするカウンタ22と、カウ
ンタ22からのカウント値Bとセレクタ21からの出力値A
とが一致したときに一致信号を出力するコンパレータ23
とから成る各極性の電圧パルスの所望連続供給数の設定
部と、コンパレータ23からの一致信号を入力するトグル
・フリップフロップ24と、ラッチ25と、AND回路26、29
R、29Nと、Dラッチ27、28とを有する極性切換信号の生
成出力部とから成る。
次に、制御部20の動作について説明する。
第4図は、R数設定値を「2」とし、N数設定値を
「1」とした場合の制御部20の動作を示すタイムチャー
トである。
まず、図示しないCPUまたはラッチからR数設定値と
して「2」がセレクタ21に入力され、同様にN設定値と
して「1」がセレクタ21に入力されている。そして、時
点t0において、ゲート信号が立上り、ギャップ電圧VGが
発生し、ゲート信号が立下がるたびにカウンタ22がゲー
ト信号の数をカウントする。
一方、セレクタ21は、時点t0においてQ出力として
「2」を出力し、時点t1でカウンタ22がゲート信号を2
つカウントし、コンパレータ23がA=Bであることを示
す一致信号をT−フリップフロップ24に出力する。この
ときに上記一致信号がカウンタ22のリセット信号として
使用されるので、カウンタ22がリセットされる。
そして、時点t1において、ゲート信号が立下り、クロ
ック1が立上がるのでAND回路26が「1」を出力し、ラ
ッチ25がM信号として「0」を出力する。なお、このと
きに、T−フリップフロップ24が「0」を出力するの
で、セレクタ21の出力QがN数設定値である「1」を出
力する。
したがって、時点t3において、次のゲート信号の立下
がりをカウンタ22がカウントし、コンパレータ23が一致
信号を出力し、T−フリップフロップ24の出力が「1」
になり、カウンタ22がリセットされる。そして、次のク
ロック1の立上がり時点t4においてM信号が立上る。
その後、コンパレータ22がR数設定値である「2」を
カウントし、次にN数設定値である「1」をカウントす
る。なお、第5図に示すように、N信号が立下ってか
ら、クロック2の2つ分だけ遅れて、R信号が立上が
り、R信号が立下がってからクロック2の2つ分だけ遅
れてN信号が立上がる。
このように、高速で極性切換を行なって電源30の電圧
をGに印加することによって、不要なタール生成を防止
することができ、したがって、加工速度が遅くなること
を防止でき、さらに変質層が生成されることを防止でき
る。
なお、上記実施例においては、電源30の正極性と逆極
性との切換動作を、放電パルスのオフタイムに実行して
いる。また、クロック1とクロック2として共通のクロ
ックを使用してもよい。
上記実施例においては、逆極性でギャップGに電源30
の電圧を印加する時間と正極性で電源30の電圧をギャッ
プGに印加する時間との比を2:1にしてあるが、逆極性
で電源30の電圧をギャップGに印加する時間1に対し
て、正極性でギャップGに電源30の電圧を印加する時間
を1〜255にしてもよい。また、正極性で電源30の電圧
をギャップGに印加する時間1に対して、逆極性でギャ
ップGに電圧30を印加する時間を1〜255にしてもよ
い。
上記実施例は、放電加工機についてのものであるが、
上記実施例を電解加工機に適用することができる。ま
た、ギャップGに印加する時間を調整する場合、カウン
タのビット数を変更すればよく、この変更は困難なこと
ではない。
[発明の効果] 本発明によれば、変質層ができにくく、不要タール分
の生成を確実に防止することができ、加工速度が速いと
いう効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例を示す回路図である。 第2図は、上記実施例における動作を示すタイムチャー
トである。 第3図は、上記実施例における制御部20を具体的に示す
ブロック図である。 第4図、第5図は、制御部20の動作を示すタイムチャー
トである。 第6図は、従来例を示す回路図である。 10……極性切換回路、 20……制御部、 21……セレクタ、 22……カウント、 23……コンパレータ。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】相対向して配置された電極とワークとの間
    のギャップに、電源とオン・オフスイッチング素子とを
    直列に接続し、上記スイッチング素子にオン・オフゲー
    ト信号を供給し、上記ギャップに休止時間を置いたゲー
    ト信号時間幅の電圧パルスを印加し、放電を発生させて
    加工する放電加工装置において、 オン・オフ制御が可能な正極性用の電子スイッチと逆極
    性用の電子スイッチとが直列接続されている直列回路が
    2組並列に接続されている並列接続体を上記電源とスイ
    ッチング素子とに直列に接続し、上記2組の直列回路の
    各正逆電子スイッチの接続点間に上記ギャップがまたが
    って接続されている極性切換回路と; 上記極性切換回路を切換制御する制御部と; を有し、 上記制御部は、 正極性と逆極性との電圧パルスの各所望連続供給数の入
    力設定が可能であって、上記各所望連続供給数が所望数
    に設定され、セレクト信号が入力する度に設定された上
    記両連続供給数を交互に出力するセレクタと、上記ゲー
    ト信号をカウントし、このカウントされたカウント数を
    出力するカウンタと、上記セレクタの出力数とカウンタ
    の出力数とを比較し、一致する度に上記セレクタに上記
    セレクト信号を出力するとともに、上記カウンタに積算
    カウント数のリセット信号を出力するコンパレータとを
    具備し、正極性と逆極性の電圧パルスを各所望数連続供
    給するための設定部と; 上記ギャップに対する電圧パルスの供給が上記設定部に
    おける一方の極性の電圧パルスのセレクトされた連続供
    給数に達する度に、他方の極性の電圧パルスが上記ギャ
    ップに供給されるように、上記極性切換回路の各電子ス
    イッチを上記コンパレータの一致出力信号を受けて切換
    える極性切換信号の生成出力部と; を有するものであることを特徴とする放電加工装置。
  2. 【請求項2】請求項(1)において、 上記極性切換回路の各電子スイッチの切換作動が、上記
    スイッチング素子のオフ休止時間中に行われるように、
    上記極性切換信号の生成出力部に上記オン・ゲート信号
    がロック信号として入力することを特徴とする放電加工
    装置。
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