JP3519150B2 - 放電加工用回路装置及び放電加工装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ワイヤ放電加工装置や
形彫放電加工装置に用いられる放電加工用回路装置及び
これを用いた放電加工装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、放電加工装置は、電極と被加工
物との間に間欠的に放電を生ぜしめ、この時生ずる電食
作用により被加工物を所定の形状に切断したり、この切
り抜き等を行なうものである。ここでワイヤ放電加工装
置を例にとって説明すると、上下方向に間隔を隔てて配
置したガイド間に張架したワイヤ電極をその長さ方向に
更新移動させつつこれに被加工物を微小間隔を隔てて接
近させて、このワイヤ電極と被加工物との間に間欠的に
パルス状に放電を生ぜしめる。この時、電食作用により
被加工物が加工され、この状態でワイヤ電極と被加工物
とを相対移動させることにより、被加工物を所定の形状
に切断したり、或いは所定の形状で切り抜き等を行なう
ようになっている。

【０００３】このようなワイヤ放電加工方法により、各
種の金型や部品等を加工して仕上げるには、まず、被加
工物の材質、板厚等に応じてワイヤ電極の材質、線径、
更新送り速度等を選択し、同様に加工液の種類、放電パ
ルスの電圧値、放電パルス幅等の初期条件を設定し、所
定の加工輪郭線形状から所定量オフセットした軌跡に加
工送りを数値制御装置により制御しつつ与え、ファース
トカット加工（通常荒加工）を行なう。次に、このファ
ーストカット加工後、上記の各種の設定条件のパラメー
タをセカンドカット（中加工）加工条件に設定を切り替
えて、同様な加工を施す。次に、次段加工工程であるサ
ードカット加工というように順次、精度の高い加工工程
へ移行して行く。通常は、ファーストカット加工（荒加
工）から、中加工、中仕上げ加工、仕上げ加工及び最終
仕上げ加工というように３〜７工程の加工により被加工
物を所定の寸法精度及び面粗さに仕上げるようになって
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、放電加工の
ための加工用電源或いは電源回路は、多種多様なものが
あるが、例えば上記ファーストカット加工工程の加工
は、被加工物が鉄系の材料で通常の板厚が、例えば２０
〜５０ｍｍであり、ワイヤ電極として約０．２〜０．３
ｍｍ径程度の黄銅系ワイヤを用いると共に加工液として
水系加工液を用いた時、加工面粗さが約２０〜３０μｍ
Ｒｍａｘ前後で、加工速度が１５０〜３００ｍｍ² 前後
となる。これに対して、セカンドカット以後の中加工乃
至仕上げ加工の加工工程において、特に、最終仕上げの
寸法、形状精度が約１μｍ前後、最終仕上げ面粗さが約
１〜２μｍＲｍａｘ前後となって加工性能に対する要求
が厳しくなると、上記セカンドカット以後の中加工、中
仕上げ加工、仕上げ加工等の加工工程として、例えば６
〜７工程、またはそれ以上の数の加工工程を必要とする
ことが多く、長い加工所要時間のために加工効率を低下
するものであった。

【０００５】この種の課題を解決するための手段とし
て、高周波電源または高周波交流電圧を放電間隙に印加
して仕上げ加工を行なうことが、例えば特開平５−１７
７４３５号公報や特開平６−８０４９号公報にて提案さ
れている。これらの従来装置においては、高周波交流電
源からの出力高周波交流電圧を、高周波トランス等の各
種の整合回路等を介して放電間隙に供給するようになっ
ている。

【０００６】しかしながら、この種の装置にあっては、
放電開始前の放電間隙（主としてキャパシタンス）と整
合回路出力及び放電間隙間の給電回路等のインピーダン
ス（主としてインダクタンス）とで放電回路が共振回路
を形成するような電気的整合回路として作動させること
を条件としており、しかもその使用高周波交流電圧は連
続波であるところから、放電間隙の電圧を信号として放
電間隙の電圧が常に最大になるように高周波源の共振周
波数をフィードバック制御により変更する必要がある。
また、高周波交流電源による放電間隙への高周波交流電
圧の印加を、給電調整装置を設けて１００μ秒乃至１０
ミリ秒程度の間隔で周期的に断続させる必要があった。

【０００７】そのために、安定した状態で効率のよい加
工を施すことは難しく、目的とする加工性能を得ること
は困難であった。そこで、本出願人は、先の出願（特願
平６−５９７７７号）において、通常の加工を行なう時
に間欠パルス電圧を発生するパルス生成回路と仕上げ時
に高周波パルスを発生する高周波パルス発生回路とを設
け、これら回路からの出力を開閉スイッチにより選択的
に電極側へ供給するようにした装置を開示した。これに
より、通常の加工時には、パルス生成回路から出力され
るパルス電圧を加工間隙に供給し、仕上げ加工時には高
周波パルス発生回路から出力される高周波パルス電圧を
加工間隙に供給して、高速で効率の良い仕上げ加工を被
処理体に対して電食が無い状態で実施するようになって
いる。

【０００８】ところで、上述のように高周波回路を設け
ると、高周波トランスにて使用されるリングコアがイン
ピーダンス損失によりかなり高温になり、この温度変化
に起因して出力電圧が大きく変動するという新たな問題
が発見された。すなわち高周波トランスの１次側巻線に
入力されるパルス電圧が同じでも、常温の時と高温の時
に２次側巻線に出力される高周波交流電圧のピーク値は
異なり、例えば常温で２次側巻線の出力電圧のピーク値
が１７０Ｖであったものが、高温（例えば１２５℃）時
においてはピーク値は１２０Ｖ程度まで低下し、加工の
寸法精度及び加工面の面粗度が変動してしまうという問
題が新たに発生した。

【０００９】高周波伝送系における伝送ロスや波形歪を
できるだけ抑制する必要から伝送路を短くするために、
高周波パルス発生回路は、例えば加工槽内に設けられて
いるので、被加工物を浸漬して加工を行なう場合には、
高周波パルス発生回路自体が加工液中に浸漬されて冷却
されるため、上述の場合には２次巻線の出力電圧のピー
ク値は１７０Ｖを維持するが、高周波パルス発生回路が
空気中に露出する水噴加工の場合には、強制冷却が行な
われないために温度が上昇し、前述したように２次巻線
の出力電圧ピーク値は１２０Ｖ程度まで低下してしま
う。このような出力電圧ピーク値の差は、加工性能の差
となって現われ、例えば同一の加工条件を用いて加工を
したにもかかわらず、浸漬加工の場合には、加工精度、
面粗度ともに良好に仕上がるのに対して、水噴加工の場
合には、加工精度、面粗度ともに劣化するという問題点
が発生した。

【００１０】実公昭３６−１６１８５号公報、特開平４
−２２６８３４号公報に示すように電気回等の発熱体を
冷却するために、電気要素を収納した収納箱を加工槽内
に沈めて設けることも考えられるが、この場合には、前
述したように浸漬加工と水噴加工とにより冷却能力が異
なために出力電圧のピーク値は変動してしまい、根本的
な解決には至ってはいない。

【００１１】本発明は以上のような問題点に着目し、こ
れを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の
目的は、高周波結合トランス部の冷却を効率的に行なっ
て、浸漬加工（水浴加工）や水噴加工といった加工方法
に関係なく加工性能を高く維持することができる放電加
工用回路装置及び放電加工装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明者は、鋭意研究の
結果、高周波伝送系の波形歪等を最小にするために、回
路装置は極間近傍に設置しなければならないが、この場
合には加工領域に近いので浮遊加工屑の影響を受けやす
く、例えば加工屑は導電性物質なのでこれが回路装置に
影響を与えて、接点の駆動部の動きが悪くなる等の悪影
響を受けることから、スイッチの保護、清浄な液の供給
等を同時に解決しなければならないという観点より、本
発明に至ったものである。本発明は、上記問題点を解決
するために、第１の発明は、電極と被加工物との間に間
欠的な放電を生ぜしめて被加工物の加工を行う電極部
と、通常加工用の電圧パルスを発生する電圧パルス発生
部と、仕上げ加工用の高周波パルスを発生する高周波パ
ルス発生部と、１次巻線と２次巻線を巻回したリングコ
アを有する高周波結合トランス部と、前記電圧パルス発
生部の出力は電極部へ直接供給し、前記高周波パルス発
生部の出力は前記高周波結合トランス部を介して電極部
へ供給し得るように切り替えるスイッチ部とを備え、前
記トランス部と前記スイッチ部とを区画して収容し、加
工部の近傍に設けられるスイッチ容器と、冷却液を貯留
する冷却液槽と、この冷却液槽と前記スイッチ容器内の
前記トランス部を収容する室との間に接続された冷媒通
路と、前記冷却液槽内の冷却液を供給する冷却ポンプと
を備えるように構成したものである。

【００１３】第２の発明は、電極と被加工物との間の電
極部に間欠的な放電を生ぜしめて被加工物の加工を行な
う放電加工装置に設けられ、通常加工用の電圧パルスを
発生する電圧パルス発生部と、仕上げ加工用の高周波パ
ルスを発生する高周波パルス発生部とからの出力を切り
替える放電加工用回路装置において、１次巻線と２次巻
線を巻回したリングコアを有する高周波結合トランス部
と、通常加工時に前記電圧パルス発生部の出力を、前記
トランス部を介すことなく前記電極部へ供給すると共
に、仕上げ加工時に前記高周波パルス発生部の出力を前
記トランス部を介して前記電極部へ供給し得るように切
り替えるスイッチ部と、前記トランス部と前記スイッチ
部を隔壁により分離して収容し、加工部の近傍に設けら
れるスイッチ容器と、このスイッチ容器を冷却液中に浸
漬したとき前記トランス部を収容した室に、冷却液を導
入するための冷却液流通開口とを備えるように構成した
ものである。

【００１４】

【作用】第１の発明によれば、通常加工時には、電圧パ
ルス発生部からのパルス電圧により、単パルス当たりの
加工量の多いパルスで放電加工を行なう。この場合に
は、スイッチ部の切り替えにより高周波結合トランス部
を経ることなく電極側にパルス電圧を印加する。次に、
仕上げ加工を行なう場合には、スイッチ部を切り替えて
高周波結合トランス部を伝送回路に接続し、高周波パル
ス発生部からの高周波パルスを、トランス部で高周波交
流電圧に変換して電極部へ供給する。この場合、インピ
ーダンス損失によりトランス部のリングコアには発熱が
多く生ずるが、冷却ポンプを駆動することにより、冷却
液槽内の冷却液は、冷媒通路を介してスイッチ容器のト
ランス部を収容する室内へ供給され、リングコアを冷却
することになる。従って、スイッチ容器が、大気中に露
出するいわゆる水噴加工時においても、リングコアを効
率的に冷却することができ、従って、加工性能を高く維
持した状態で加工を行なうことができる。

【００１５】第２の発明は、浸漬加工時に適用されるも
のであり、第１の発明と同様に、通常加工時には、電圧
パルス発生部からのパルス電圧により、単パルス当たり
の加工量の多いパルスで放電加工を行なう。また、仕上
げ加工を行なう場合には、スイッチ部を切り替えて高周
波結合トランス部を伝送回路に接続し、高周波パルス発
生部からの高周波パルスを、トランス部で高周波交流電
圧に変換して電極部へ供給する。この場合にも、インピ
ーダンス損失によりリングコアには大きな発熱が生ずる
が、加工槽内に設けられたスイッチ容器のトランス部を
収容した室には、冷却液流通開口を介して冷却液とし
て、例えば加工液が流入し、リングコアを効率的に冷却
することになる。従って第１の発明と同様に加工性能を
高く維持した状態で加工を行なうことができる。

【００１６】

【実施例】以下に、本発明に係る放電加工用回路装置及
び放電加工装置の一実施例を添付図面に基づいて説明す
る。図１は本発明に係る放電加工装置の一実施例を示す
概略構成図、図２は図１に示す放電加工装置に用いられ
る電源回路を示す回路図、図３は図２に示す回路の放電
加工用回路装置を中心とした接続状態を示す図、図４は
放電加工用回路装置内の全体を示す断面図、図５は放電
加工用回路装置内を示す部分拡大図である。本実施例に
おいては、放電加工装置としてワイヤ放電加工装置を例
にとって説明する。

【００１７】まず、図１に基づいてワイヤ放電加工装置
２の全体構成について説明する。上方が開放された箱状
の加工槽４は、基台６上に設けたＸ・Ｙテーブル８上に
設置されており、この加工槽４を所定の移動範囲内にお
いて水平面内の任意の場所に移動できるようになってい
る。この加工槽４内の底部には、導電性材料よりなるワ
ークスタンド１２が設けられており、このスタンド１２
の上に被加工物（ワーク）１０を取付け固定している。
この加工槽４内或いはその上方には、加工機本体１４か
ら伸びる上アーム１６の先端に設けた上位置決めガイド
１８Ａが位置されると共にその下方には図示しない下ア
ームの先端に設けた下位置決めガイド１８Ｂが位置さ
れ、これら上下のガイド１８Ａ、１８Ｂ間にワイヤ電極
２０を張架して更新させつつこのワイヤ電極を軸方向に
移動させるようになっている。この場合、上下のガイド
１８Ａ、１８Ｂは、相対的に水平方向へ移動可能になさ
れ、ワイヤ電極の更新移動方向を傾斜し得るようになっ
ている。

【００１８】そして、上下のガイド１８Ａ、１８Ｂ内に
は、図示しない通電体が内蔵され、これを介してワイヤ
電極２０に通電することにより、ワイヤ電極と被加工物
１０との間に間欠的な電圧パルス等の加工電圧を印加し
て放電を生ぜしめ、電食作用により加工を行なうように
なっている。加工時において、浸漬加工においては、加
工槽４内に水系或いは油系の加工液が満たされて被加工
物１０がこれに浸漬されており、水噴加工においては加
工間隙に加工液が噴射される。この加工液Ｗを循環使用
するために装置の近傍には、加工屑を含む加工液を貯留
する汚タンク２２と、加工屑の除去された加工液を貯留
する清浄タンク２４とに仕切られた加工液槽２６が併設
されており、加工槽４内の加工液は排出路２８を介して
まず汚タンク２２内へ導入される。尚、本実施例では、
加工液として水系加工液が使用され、また、この加工液
槽２６は冷却液槽としても機能する。

【００１９】汚タンク２２と清浄タンク２４との間に
は、途中に移送ポンプ３０及び加工屑を除去するフィル
タ３２を介設した移送路３４が設けられている。清浄タ
ンク２４には、このタンク内の水のイオン交換を行なう
ために、途中に循環ポンプ３６、イオン交換装置３８を
介設したイオン交換路４０が設けられる。また、この清
浄タンク２４からは、上記加工槽４内及び上下のガイド
１８Ａ、１８Ｂに清浄な加工液を供給するためにそれぞ
れ第１の供給路４２及び第２の供給路４４が延びてお
り、各供給路４２、４４には、それぞれポンプ４６、４
８が介設されている。そして、各供給路４２、４４に
は、油系の加工液を使用するときの清油を供給するため
の油通路５０、５２が接続され、切替弁５４の操作によ
り油系と水系の加工液を選択的に供給し得るようになっ
ている。

【００２０】そして、この清浄タンク２４には、ワーク
スタンド１２に設けられた本発明の特長とする放電加工
用回路装置９８を冷却するための冷媒として加工液を供
給するための冷媒通路６２が設けられており、この通路
６２の途中には循環ポンプ６５及び例えばマイクロコン
ピュータ等よりなる冷却液制御部６４によりコントロー
ルされる制御弁６６が介設されている。また、通路６２
の途中には清浄タンク２４へ戻る分岐路６２Ａが分岐さ
れており、この分岐路６２Ａには清浄タンク２４内の加
工液を所定の温度に冷却するたもの加工液冷却装置５８
が介設されている。

【００２１】次に、図２に基づいてこの放電加工装置の
電気系について説明する。この電源回路は、本出願人に
よる先の出願（特願平６−５９７７７号）に開示された
内容と同一であり、仕上げ加工用の高周波パルスを発生
する高周波パルス発生部６８と、通常加工用の電圧パル
スを発生する電圧パルス発生部７０とを組み合わせ、且
つ一部は共用されて、切替えることによりパルス発生部
を選択するようになっている。電圧パルス発生部７０か
らの間欠的な電圧パルスは、給電接続線７２Ａ、７２Ｂ
を介してワイヤ電極２０と被加工物１０との間に供給印
加される。このパルス発生部７０は、直流電源７４とＭ
ＯＳ−ＦＥＴトランジスタ等よりなる電子スイッチ素子
７６と電流制限抵抗７８とダイオードの如き逆電圧防止
整流器８０との直列回路からなる。間欠的なパルスの発
生は、パルス制御部８２からの指令により電子スイッチ
素子７６を所定の時間でオン、オフすることにより行な
われている。

【００２２】また、パルス発生部７０には、上記した電
圧パルスの放電電流の振幅を増大して加工速度を増加さ
せるためのパルス電流増幅回路８４が設けられる。この
回路８４は、可変直流電圧源８６とスイッチ素子８８と
逆流電圧防止整流器９０の直列回路よりなり、先の直流
電源７４側回路に対して並列に接続されている。このパ
ルス電流増幅回路８４には、電流制限抵抗がその直列回
路中に含まれていないことから抵抗が非常に小さい無抵
抗回路となっており、電流制御器８２Ａからの制御によ
りスイッチ素子８８のオン時に急峻な立ち上がりの高電
流を出力するようになっている。

【００２３】上述したパルス電圧発生部７０は、例えば
被加工物１０の荒加工工程や中加工工程にて用いるよう
にされ、スイッチ素子８８のゲート入力は、切替スイッ
チ９２によりパルス制御部８２に接続されていて、直流
電源７４側の回路と関連制御が行なわれる。そして、中
加工工程または、中仕上げ加工工程の加工終了後、所望
の加工面粗度を得るための仕上げ加工工程（例えばサー
ドカト加工工程、或いは更にフォースカット加工工程以
降）に移行するに際し、直流電源７４を断つために開閉
スイッチ９４を切り離すと共に切替スイッチ９２を高周
波パルスのゲート信号回路９６側に切替えて、先のパル
ス電流増幅回路８４を高周波パルス発生部６８として機
能せしめるようになっている。そして、高周波パルス発
生部６８と加工部（被加工物１０及びガイド１８Ａ，１
８Ｂ）との間に設けられる放電加工用回路装置９８は次
のように構成される。

【００２４】この放電加工用回路装置９８は、高周波交
流電圧供給時に使用する高周波結合トランス部１００を
有しており、このトランス部１００のフェライト製のリ
ングコア１０２には、１次巻線１０４と２次巻線１０６
が、巻回比が１：１〜３、好ましくは１：１〜２になさ
れて巻回されており、電圧が高くて電流が小さい仕上げ
加工用の高周波交流電圧を得るようになっている。

【００２５】そして、必要に応じてこのトランス部１０
０を使用したり或いは使用しないで電圧パルスを加工部
へ供給するために使用回路を切替えるスイッチ部１０８
が設けられている。このスイッチ部１０８は、１次巻線
１０４及び２次巻線１０６を給電接続線７２Ａに対して
接続と分離を行なう第１及び第２の開閉スイッチ１１
０、１１２とこの第１及び第２のスイッチ１１０、１１
２間に設けられて給電接続線７２Ａ，７２Ｂの接続と分
離を行なう第３及び第４の開閉スイッチ１１４、１１６
とにより構成されており、これらのスイッチは、例えば
前者のスイッチ１１０、１１２がオンの時、後者のスイ
ッチ１１４、１１６がオフとなるように互いに逆に操作
される。すなわち、通常加工時には、一方のスイッチ１
１０、１１２がオフで、他方のスイッチ１１４、１１６
がオンであり、これに対して仕上げ加工時には、一方の
スイッチ１１０、１１２がオンで、他方のスイッチ１１
４、１１６がオフとなる。

【００２６】図３乃至図５に示すように上記高周波結合
トランス部１００及びスイッチ部１０８は、例えば直方
体状の箱状のスイッチ容器１１８内に収容される。具体
的には、このスイッチ容器１１８は、上記結合トランス
部１００を収容するトランス室１２０と、この両端に液
密に区画して第１及び第２の開閉スイッチ１１０、１１
２を収容するスイッチボックス１２２と第３及び第４の
開閉スイッチ１１４、１１６を収容するスイッチボック
ス１２４がそれぞれ設けられている。このスイッチ容器
１１８の両端面には、高周波パルス発生部６８の出力が
接続される接続端子１２６Ａ、１２６Ｂと、２次巻線１
０６の出力をワイヤ電極２０と被加工物１０との間の放
電間隙に接続する接続端子１２６Ｃ，１２６Ｄ，１２６
Ｅが設けられる。

【００２７】上記端子１２６Ａ、１２６Ｂには、高周波
パルス発生部６８の出力がインダクタンス分を低減させ
た同軸又はシールド線１２８を介して接続されており、
また、端子１２６Ｃは、位置決めガイド１８Ａ，１８Ｂ
を収納する上側及び下側のガイドブロック１３０Ａ，１
３０Ｂの双方、或いはいずれか一方のブロック（図示例
では下側のブロック）に接続されている。また、端子１
２６Ｅ，１２６Ｄとワークスタンド１２間は２本の出力
線１３２で接続されている。上記各第１〜第４の開閉ス
イッチ１１０、１１２、１１４、１１６は、同様に構成
されており、高周波電力の通電を良好にするために機械
的に動作する突き合わせ接触型の開閉スイッチを用いて
おり、ここでは図５に示すような第２の開閉スイッチ１
１２を例にとって説明する。

【００２８】図４及び図５においてスイッチボックス１
２２内に、外部の接続端子１２６Ｄにつながる固定接触
子１３４と、これに対向する方向に進退して接離する可
動接触子１３６とを有し、この進退移動はボックスの壁
を貫く圧力流体給排孔１３８Ａ，１３８Ｂを介して供給
される圧力流体の給排コントロールにより行なわれる。
各接触子１３４、１３６は、その突き合わせ面１４０が
高周波電力の通電が良好に保たれるように調整されてい
る。また、各接触子１３４、１３６の外周及び接触子１
３６の可動軸１４２には、流体を密閉するＯリング等の
シール１４４が設けられている。

【００２９】そして、トランス部１００（図２参照）に
高周波電流が流れると、この部分に大きな発熱が生ずる
ので、出力電圧安定化のためにこれを冷却する必要から
本発明においては冷却手段が設けられている。具体的に
は、図４に示すように、上記トランス室１２０の側壁に
は、冷却液供給口１４６が設けられており、この供給口
１４６に図１において説明した冷媒通路６２の端部が接
続されており、従って、清浄な加工液を冷却液として使
用し得るようになっている。更には、このトランス室１
２０の側壁には、導入された冷却液を徐々に室外へ排出
するための１つ或いは複数の排出口１４８が設けられて
おり、排出した冷却液を加工槽４内に流すようになって
いる。この場合、導入した加工液の排出を容易にするた
めに底部側壁１５２に少なくとも１つの排出口１４８を
設けるのが良く、また、浸漬加工にも適用できるように
上部側壁１５４にも空気抜け口として排出口１４８を設
けるのが好ましい。また、トランス室１２０とその両側
に位置するスイッチボックス１２２、１２４との間は区
画壁１５０により液密に区画されており、水系加工液が
スイッチボックス側へ浸入することを防止している。

【００３０】このように形成された放電加工用回路装置
９８（図２参照）は、ワークスタンド１２及び位置決め
ガイド１８Ａ，１８Ｂへの給電線の長さを可能な限り短
くして高周波電力の伝送ロスを減少させ且つ２次巻線に
誘起した急峻な高周波交流電圧を、その特性を有したま
ま印加するために加工部の近傍、具体的にはワークスタ
ンド１２上に固定して設ける。

【００３１】ここで、放電加工用回路装置９８全体を図
４で示すようにスイッチ容器１１８で被い、且つ加工部
の近傍に設ける理由を詳しく述べる。上述のように仕上
げ時のパルス電圧として高周波交流電圧を用いる場合に
は、高周波電圧は伝送路が長くなるほど、伝送ロスが生
じ、且つ急峻なパルス波のピーク値もなまって低下する
ので、２次巻線からワイヤ電極及びワークスタンドへの
給電線の長さを可能な限り短かくする必要がある。従っ
て、放電加工用回路装置９８は、できるだけ加工部近傍
に配置するのが望ましい。

【００３２】また、本発明においては従来用いられてい
た１パルス当たりの除去量が多い通常のワイヤ放電加工
用パルス電圧と、高周波交流電圧とを加工目的（通常加
工と仕上げ加工）に応じて切替える必要から切替えスイ
ッチが必要であり、しかも、この切替えスイッチとして
は高周波高電圧に耐え、且つ確実に接続が行なえること
から突き合わせ面型の機械式スイッチを採用する必要が
ある。しかしながら、加工部近傍は、浮遊加工屑や導電
性物質が多量に存在することから、上記した機械スイッ
チは、これらの影響を受けて、容易にスイッチ接触の障
害を引き起こしてしまう。そこで、装置全体をスイッチ
容器１１８で被うようにしたのである。以上が装置全体
を容器で被って加工部の近傍に設置した理由である。

【００３３】しかしながら、高周波用の結合トランスは
使用時に非常に熱を発しやすく、これを放置すると前述
の如く高周波交流電圧のピーク値が低下することから高
周波交流電圧による加工特性が劣化するので、本発明に
おいては加工屑の影響を受け易いスイッチ部を除いて結
合トランス部１００のみを加工液を用いて冷却するよう
にしたのである。

【００３４】次に、以上のように構成された本実施例の
動作について説明する。まず、放電加工を行なう場合に
は、上下位置決めガイド１８Ａ、１８Ｂ間に張架したワ
イヤ電極２０を更新させつつその軸方向に連続的に移動
させ、このワイヤ電極２０と被加工物１０との間に微小
間隙を維持させつつワイヤ電極２０と被加工物１０との
間に加工用の電圧パルスを印加して間欠的な放電を生ぜ
しめる。この放電により被加工物を電食加工し、Ｘ・Ｙ
テーブル８や上或いは下の位置決めガイド１８Ａ、１８
Ｂを相対移動させることにより、予め設定された加工軌
跡に沿って被加工物を切断或いはこの切り抜きを行な
う。

【００３５】この場合、ワイヤ電極２０の移動を円滑な
らしめ且つ加工屑を加工間隙から排出する目的で、加工
液槽２６の清浄タンク２４内から清浄な水系加工液が第
２の供給路４４を介して上下の位置決めガイド１８Ａ、
１８Ｂに供給されており、これより噴流として加工部に
噴射されることになる。

【００３６】加工屑を含んだ加工液は、排出路２８を介
して加工液槽２６の汚タンク２２内に流入し、ここで加
工屑が沈殿除去されて、上澄み液はフィルタ３２を介設
した移送路３４を介して清浄タンク２４内に導入され、
前述のように循環再使用される。

【００３７】一方、ワイヤ電極２０と被加工物１０との
間に印加する加工用電圧パルスは次のようにして与えら
れる。まず、通常の加工、例えばファーストカット加工
工程、セカンドカット加工工程等を行なう場合、図２に
おいて直流電源７４を生かすために開閉スイッチ９４を
閉じると共に必要に応じてパルス電流を増幅させるため
に切り替えスイッチ９２を電流制御器８２Ａに切替えて
接続しておく。

【００３８】更に、上記加工工程の場合には、高周波結
合トランス部１００を使用しないことから、放電加工用
回路装置９８においては第３及び第４の開閉スイッチ１
１４、１１６を閉じると共に第１及び第２の開閉スイッ
チ１１０、１１２を開にしてトランス部１００を回路か
ら切り離しておく。各スイッチを以上のように設定した
状態で、電子スイッチ７６を予め設定した、一定のオン
時間と一定のオフ時間とで交互に繰り返し制御すること
により加工部に電圧パルスを印加する。また、加工状態
に対応させて、必要に応じてパルス電流増幅回路８４の
スイッチ素子８８をオン・オフ制御し、オン時に急峻な
立ち上がりの高電流を出力するようになっている。

【００３９】次に、上記ファーストカット加工工程、セ
カンドカット加工工程を終了した後、仕上げ加工、例え
ばサードカット加工工程或いは更にフォースカット加工
工程に移行する場合について説明する。この場合には、
加工部に高周波交流電圧を印加する必要から、開閉スイ
ッチ９４を開にして通常電圧パルス用の直流電源７４を
回路から切離すると共に切替えスイッチ９２を高周波パ
ルスのゲート信号回路９６側に切替えて、パルス電流増
幅回路８４を高周波パルス発生部６８として機能させ
る。これと同時に、第３及び第４の開閉スイッチ１１
４、１１６を開状態にすると共に第１及び第２の開閉ス
イッチ１１０、１１２を閉状態にして高周波結合トラン
ス部１００を回路に接続する。

【００４０】そして、高周波パルスのゲート信号回路９
６から高周波の間欠パルスを出力をして、これをスイッ
チ素子８８のゲートに加えてオン・オフし、これにより
高周波パルスをリングコア１０２の１次巻線１０４に供
給する。すると２次巻線１０６には、高周波交流電圧が
誘起され、この電圧が被加工物１０とワイヤ電極２０と
の間に印加されて、仕上げ加工が行なわれる。すなわち
高周波交流電圧の印加により、微細放電を高い周波数で
繰り返し発生させることができることから、高速で効率
の良い仕上げ加工を施すことができる。

【００４１】ところで、このように仕上げ加工を行なっ
ている場合には、トランス部１００に高周波電流を流し
ていることから鉄損や銅損による発熱によりリングコア
１０２が必要以上に昇温してしまい、これを放置すると
２次巻線１０６の高周波出力や電圧のピーク値が低下し
て、加工性能が劣化してしまう。しかしながら、本発明
においては冷媒通路６２を介して清浄タンク２４内の加
工液が冷却液としてスイッチ容器１１８のトランス室１
２０内に供給され、加工液とリングコア１０２とが直接
接触してこれを冷却することからリングコアの昇温を阻
止することができる。

【００４２】また、トランス室１２０内へ導入された加
工液はトランス室１２０の側壁に設けた排出口１４８か
ら流れ出して加工槽４内に落下することになる。上述の
ように加工液とリングコア１０２とを直接接触させてコ
アを冷却するようにしたので、リングコア１０２を効率
的に冷却することができ、従って、高周波交流電圧のピ
ーク値が低下するのを防止して加工寸法精度や加工面粗
度を高く維持し、加工性能を維持することができる。リ
ングコア１０２の冷却効率をあげるのには、トランス室
１２０の側壁に設けた冷却液供給口１４６をリングコア
１０２に臨ませて設けて加工液の噴出流が直接コア１０
２に当たるようにするのがよい。

【００４３】また、トランス室１２０内に導入された加
工液の室外への流出を迅速に行なうためには少なくとも
１つの排出口１４８をトランス室１２０の底部側壁１５
２に設けるようにする。また、冷却効率を調整するため
には、冷媒通路６２に介設した制御弁６６を流量調整弁
とし、その弁開度を調整して、加工液の供給量を制御す
るようにする。

【００４４】一方、上記実施例の場合には、被加工物を
加工液中に浸漬しないで、加工部のみに加工液を噴流と
して供給する水噴式加工を行なった場合について説明し
たが、これに限定されず、被加工物を加工液中に略完全
に浸漬させて加工を行なう浸漬式加工の場合にも使用す
ることができる。この場合には、スイッチ容器１１８全
体も、加工液中に浸漬されてしまうので、トランス室１
２０内へは加工液が２つの排出口１４８、１４８を介し
て逆に流入し、前述と同様にリングコア１０２を冷却す
ることになる。この場合には、排出口１４８、１４８
は、冷却液流通開口として機能することになる。

【００４５】また、トランス室１２０内へ加工液が流入
する場合には、トランス室１２０の上部側壁１５４に設
けた排出口１４８が空気抜け口として機能するので、加
工液を迅速にトランス室１２０内へ導入することができ
る。一方、加工液はスイッチボックス１２２、１２４へ
は侵入せず、障害が防止される。この場合には、上述の
ようにトランス室１２０内へは加工液が自然に流入して
リングコア１０２を冷却するので、先の水噴加工の場合
のように冷媒通路６２を介して加工液を噴出させる必要
がない。すなわち、図４に示すスイッチ容器１１８は、
水噴加工の場合と、浸漬加工の場合の両方に適用するこ
とができ、水噴加工時でも浸漬加工時でも共に高い加工
性能を維持することができる。

【００４６】これに対して、浸漬加工専用の放電加工用
回路装置として図６に示すように冷媒通路６２（図４参
照）設けることなくこれを省略して、トランス室１２０
を区画する上部側壁１５４に空気抜け口１５６（排出口
１４８に対応）を設け、底部側壁１５２に冷却液流通開
口１５８（排出口１４８に対応）を設けるように構成し
てもよい。すなわち、図６に示す放電加工用回路装置
は、図４に示す放電加工用回路装置から、冷媒通路６２
を取り外した構造と同様な構成となっている。

【００４７】尚、図４に示す放電加工用回路装置の場合
には、トランス室１２０内へ強制的に加工液を供給する
ことができることから、この設置場所は、加工部の近傍
であればワークスタンド上に限定されず、例えば加工槽
の上方に位置する加工機本体のアームやコラム等に設け
ることもできる。

【００４８】また、上記実施例においては、ワイヤ放電
加工装置を例にとって説明したが、本発明はこれに限定
されず、形彫放電加工装置にも適用することができる。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の放電加工
用回路装置及び放電加工装置によれば、次のように優れ
た作用効果を発揮することができる。高周波交流発生用
の高周波結合トランス部と、高周波交流と通常の電圧パ
ルスを切替えるスイッチ部とを収容したスイッチ容器内
であって、トランス部を収容する室内のみに冷却液を強
制的に供給してトランス部を冷却するようにしたので、
高周波交流印加時に加熱するトランス部を効率的に冷却
することができ、従って、高周波交流電圧のピーク値が
低下することを防止することができる。従って、水噴加
工の場合でも浸漬加工の場合でもトランス部を効率的に
冷却することができるので、加工形態に関係なく、常に
加工寸法精度を高く維持し、加工面粗度を低く押さえる
ことができる。そしてその一方でスイッチボックスは保
護され、損傷等しない。また、スイッチ容器に冷却液流
通開口を形成して強制的に冷却液を供給する手段を設け
なかった場合においても浸漬加工専用に使用することに
より、上述したと同様に、トランス部を冷却できるので
高周波交流電圧のピーク値が低下することを防止して、
加工寸法精度を高く維持し、加工面粗度も低く押さえる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る放電加工装置の一実施例を示す概
略構成図である。

【図２】図１に示す放電加工装置に用いられる電源回路
を示す回路図である。

【図３】図２に示す回路の放電加工用回路装置を中心と
した接続状態を示す図である。

【図４】放電加工用回路装置内の全体を示す断面図であ
る。

【図５】放電加工用回路装置内を示す部分拡大図であ
る。

【図６】本発明の変形例の放電加工用回路装置内の全体
を示す断面図である。

【符号の説明】

２…ワイヤ放電加工装置 ４…加工槽 ８…Ｘ・Ｙテーブル １０…被加工物 １２…ワークスタンド １８Ａ…上位置決めガイド １８Ｂ…下位置決めガイド ２０…ワイヤ電極 ２２…汚タンク ２４…清浄タンク ２６…加工液槽（冷却液槽） ６２…冷媒通路 ６５…循環ポンプ ６８…高周波パルス発生部 ７０…電圧パルス発生部 ８４…パルス電流増幅回路 ９８…放電加工用回路装置 １００…高周波結合トランス部 １０２…リングコア １０４…１次巻線 １０６…２次巻線 １０８…スイッチ部 １１０…第１の開閉スイッチ １１２…第２開閉スイッチ １１４…第３の開閉スイッチ １１６…第４の開閉スイッチ １１８…スイッチ容器 １２０…トランス室 １４６…冷却液供給口 １５６…空気抜け口 １５８…冷却液流通開口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 豊永 竜生 神奈川県横浜市都筑区仲町台３−12−１ 株式会社ソディック 技術研修センタ ー (72)発明者 渡部 善博 神奈川県横浜市都筑区仲町台３−12−１ 株式会社ソディック 技術研修センタ ー (56)参考文献 特開 平７−227718（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−240223（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−272421（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−250920（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−226834（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23H 1/02 B23H 7/04

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電極と被加工物との間に間欠的な放電を生
   ぜしめて被加工物の加工を行なう電極部と、通常加工用
   の電圧パルスを発生する電圧パルス発生部と、仕上げ加
   工用の高周波パルスを発生する高周波パルス発生部と、
   １次巻線と２次巻線を巻回したリングコアを有する高周
   波結合トランス部と、前記電圧パルス発生部の出力は電
   極部へ直接供給し、前記高周波パルス発生部の出力は前
   記高周波結合トランス部を介して電極部へ供給し得るよ
   うに切り替えるスイッチ部とを備え、前記トランス部と
   前記スイッチ部とを区画して収容し、加工部の近傍に設
   けられるスイッチ容器と、冷却液を貯留する冷却液槽
   と、この冷却液槽と前記スイッチ容器内の前記トランス
   部を収容する室との間に接続された冷媒通路と、前記冷
   却液槽内の冷却液を供給する冷却ポンプとを備えたこと
   を特徴とする放電加工装置。
2. 【請求項２】電極と被加工物との間の電極部に間欠的な
   放電を生ぜしめて被加工物の加工を行なう放電加工装置
   に設けられ、通常加工用の電圧パルスを発生する電圧パ
   ルス発生部と、仕上げ加工用の高周波パルスを発生する
   高周波パルス発生部とからの出力を切り替える放電加工
   用回路装置において、１次巻線と２次巻線を巻回したリ
   ングコアを有する高周波結合トランス部と、通常加工時
   に前記電圧パルス発生部の出力を、前記トランス部を介
   すことなく前記電極部へ供給すると共に、仕上げ加工時
   に前記高周波パルス発生部の出力を前記トランス部を介
   して前記電極部へ供給し得るように切り替えるスイッチ
   部と、前記トランス部と前記スイッチ部を隔壁により分
   離して収容し、加工部の近傍に設けられるスイッチ容器
   と、このスイッチ容器を冷却液中に浸漬したとき前記ト
   ランス部を収容した室に、冷却液を導入するための冷却
   液流通開口とを備えたことを特徴とする放電加工用回路
   装置。
3. 【請求項３】前記スイッチ容器は、被加工物をを設定す
   る加工槽内に設けられ、前記冷却液として加工液を使用
   することを特徴とする請求項２記載の放電加工用回路装
   置。