JP3731279B2 - 放電加工機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、放電加工機用電源装置の放電発生時の加工電流の制御と放電発生または停止の検出に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術として、図２６に、特開平６−３１５３４に開示された「放電加工機用電源装置」を示す。図において、加工槽１内に充満された加工液２の中に、数値制御装置等で制御される加工テーブル３に設置された被加工物４、電極送り手段６により位置を制御され被加工物に所望の形状の加工をするための電極５を備え、電源７から給電線８Ａ，８Ｂにより加工電力を電極５と被加工物４間に供給する。一般に、電源７は電極５と被加工物６から離れているため給電線８Ａ，８Ｂは距離が２〜５ｍになる。そのため、この給電線８Ａ，８Ｂは配線のインダクタンスを減らすため近接して配線されたり、ツイストして配線される。従って給電線８Ａ，８Ｂ間の静電容量が増加する場合がある。
【０００３】
図２７は、特開平７−６８４１７に開示された「放電加工装置波形制御装置」の図である。この装置は電極５と被加工物４に加工電力を供給する電源７の一例である。この装置の動作は該特許に詳しく書かれているので説明は省略する。スイッチング素子ＴＲ２がオンすると加工電力が供給され、オフすると遮断される。ダイオードＤ２２はこの特許には書かれていないが電極５と被加工物４に他の電源を接続する場合があるので用いられる場合が多い。給電線８Ａ，８Ｂには配線のインダクタンス１００，１０１があり、電極５と被加工物４間に放電が発生した瞬間の電圧変動によりこの配線のインダクタンス１００，１０１と給電線間の静電容量が共振する場合がある。図２８は電極５と被加工物４間に放電が発生した瞬間の電圧４２０と電流４２１の実際の波形である。放電の直前は電圧は４２４で示す無負荷電圧で約８７Ｖであり、放電電流４２１はゼロである。４２３で放電が発生すると電圧は４２５で示す放電電圧に急峻に下がり、約２５Ｖ程度になる。この瞬間から放電電流４２１は流れ始めて増加していき、この例では３０Ａで一定になる。給電線間の静電容量が大きいと給電線のインダクタンスと静電容量が共振し、図の４２６で示す部分のように電流が負またはゼロになると放電が消えてしまう現象である。これをパルス割れと言うが、放電が正常に発生しないので加工速度が低下したり、電極消耗が増加したりする。
【０００４】
また、図２７においてスイッチング素子ＴＲ２がオフし加工電流がゼロになり、ダイオードＤ２２がオフになると、ダイオードＤ２２の接合容量と配線のインダクタンス１００，１０１が共振する。図２９は電極５と被加工物４間に放電が発生している状態でスイッチング素子ＴＲ２がオフした瞬間４３３前後の電源７の出力電圧４３０と電流４２１の実際の波形である。オフする直前は電圧は４２５で示す放電電圧で約２５Ｖであり、放電電流４２１はこの例では２０Ａである。４３３で図２７のスイッチング素子ＴＲ２がオフすると電圧は４３５で示す定電圧体Ｂ２０の電圧約−６０Ｖに急峻に下がる。この瞬間から放電電流４２１は減少していき、４３１でゼロになる。この電流がゼロになった直後ダイオードＤ２２はオフするが、この接合容量と配線のインダクタンス１００，１０１が共振するので４３２のようにかなり高い高周波の電圧が発生する。また、放電電流も４３４のように電極５と被加工物４間に共振電流が流れる。この高周波の電圧４３２はノイズとして制御回路に悪影響を与え、放電電流の共振電流４３４は逆電流が流れるため電極消耗の増加の原因になる。
【０００５】
図３０は図２６と同等の放電加工機の加工の状態を示すものである。電源７と電極５、被加工物４間を給電線８Ａ，８Ｂにより接続している。この給電線８Ａ，８Ｂは近接して配線するため線間の静電容量がある。数ｍの長さになると数ナノファラッドにもなる。また、電源の出力は半導体回路であるので、スイッチング素子やダイオードの接合容量等の静電容量が存在する。これらの静電容量を静電容量Ｃ１で表す。図３１は図３０の放電加工機の電極５と被加工物４間の電圧と電流を示したものである。電圧４２０が上昇し、放電が発生する前は静電容量Ｃ１は無負荷電圧４２４に充電される。次に４２３で放電が発生すると、電極５と被加工物４間の電圧は放電電圧４２５になる。従って静電容量Ｃ１に蓄積された電荷は給電線８Ａ，８Ｂを通り放電発生点Ａに大きな電流として流れる。これを図３１の４５０に示すが、給電線のインダクタンスが低ければ立ち上がりの鋭い、ピークの高い短時間のパルス電流４５０が流れる。このパルス電流４５０は放電電流４２１の大きさに無関係に流れる。従って放電電流４２１が小さい電流であるとき、すなわち仕上げ放電加工のときは電極５は小さな形状である場合が多く、このパルス電流４５０による電極５の消耗は大きなものとなる。放電加工性能を上げるため給電線のインダクタンスをできるだけ小さくなるように給電線８Ａ，８Ｂをツイストする等して近接して配線すると、静電容量Ｃ１が増え、パルス電流４５０のピーク値が高くなってかえって電極消耗が増加してしまうという不具合があった。
【０００６】
図３２は特開平６−３１５３４に開示された「放電加工機用電源装置」の図である。電源７と電極５と被加工物４間を同軸ケーブル３６により接続している。このように同軸ケーブルにより配線すると配線のインダクタンスが少なくなり加工電流の応答が速くなるので加工速度が向上するなど、放電加工機の性能が向上する。しかし、同軸ケーブルの性質状静電容量３７が大きく、配線のインダクタンスも少ないこともあり、図３１で示したサージ電流４５０が非常に高くなり電極消耗が多くなって同軸ケーブルによる配線を使用できないという不具合があった。
【０００７】
図３３は特開平６−２２６５３８に開示された「分割加工用放電加工装置」である。複数の電極５ａ，５ｂ，５ｃと被加工物４間を共通電源７に接続している。このような接続をすると、例えば電極５ｂで放電が発生した場合、電極５ａと被加工物４間の静電容量と、電極５ｃと被加工物４間の静電容量に蓄えられた電荷が４７０のように放電発生点Ａに流れこむ。この電流は電極の数が多いほど大きな電流になる。このように、複数の電極を接続して放電加工を行なうと、図３１に示すサージ電流４５０が大きくなり電極消耗が多くなる。また、図３４に示すように複数の電極５ａ，５ｂ，５ｃにそれぞれ電源７ａ，７ｂ，７ｃを接続する方法があるが、コストが高くなり、制御が複雑になるので実用的でない等の不具合があった。
【０００８】
図３５は放電加工機の放電検出回路の一例である。電極５と被加工物４間の電圧と比較電圧４９１を比較器４９０に入力し、この比較器４９０の出力４９２を放電検出信号として出力するものである。
この回路の動作を図３６に示す。（ａ）において、電源７から加工電圧を加えると電極５と被加工物４間の電圧は無負荷電圧４２４になる。そして４２３で放電が発生すると放電電圧４２５になり（ｂ）に示す放電電流４２１が流れる。比較電圧４９１を５００の電圧に設定しておくと、（ｃ）５０１に示すように電極５と被加工物４間の電圧が比較電圧５００を越えたとき放電検出信号４９２を５０１のように出力する。しかし即放電といって、（ａ）の点線で示す５０１のように無負荷電圧に到達しないですぐに放電が発生し放電電圧４２５になることは頻繁に発生する。従ってこのような場合（ｃ）５０２に示すように放電検出信号は出力されないことがある。このような場合放電が発生したことがわからないで放電電流４２１が流れている時間５０３を正確に検出できないなどの不具合があった。
【０００９】
図３７は図２８と同じく、電極５と被加工物４間に放電が発生した瞬間の電圧４２０と電流４２１の実際の波形である。放電の直前は電圧は４２４で示す無負荷電圧で約８７Ｖであり、放電電流４２１はゼロである。４２３で放電が発生すると電圧は４２５で示す放電電圧に急峻に下がり、約２５Ｖ程度になる。この瞬間から放電電流４２１は流れ始めて増加していき、この例では３０Ａで一定になる。この放電電流４２１の増加は非常に速く、放電発生から０．５μｓｅｃ後では５１１の約１３Ａ、１μｓｅｃでは５１２の約２７Ａに達している。そのため放電発生４２３から例えば図３５に示す比較器４９０に非常に応答の速い比較器を使用して放電検出信号４９２を得てももう既に放電電流４２１は立ち上がってしまっているので、放電電流４２１に立ち上がり近傍５１３を制御することはできなかった。従って放電の立ち上がりの瞬間から放電電流を任意の波形に制御できる放電加工機は存在しなかった。従って電極消耗が最も影響する放電電流の立ち上がりにおいて消耗の少ない最適な波形の研究結果は見当たらない。ただし、放電電流を放電開始から直線的なスロープ状に上昇させるスロープコントロール制御という方法が製品に使用され、スロープの傾きが低いほど電極の消耗は少ないことが分かっている。しかし、あまりスロープの傾きを低くしてしまうと、放電電流の立ち上がり近傍以後の電流の立ち上がりも遅くなってしまい、加工電流の平均値が下がることにより、加工速度が低下してしまう不具合が生じる。
【００１０】
図３８は三菱電機技報１９８７年 Ｎｏ．６ Ｖｏｌ．６１に示されている「スロープコントロール波形と立ち上がり時間に対する特性」の横軸を電流の変化率に書き替えたものである。この加工は電極に銅、被加工物に鉄（ＳＫ３））、ピーク電流１１Ａ、パルス幅２５０μｓｅｃで加工し、放電電流の立ち上がり速度を変えて測定したものである。この図から分かることは、電流の変化率（増加率）の低いほど電極消耗少ないということである。また加工の速度は電流の変化率の低い部分で目立って低下している。
また、この文献の２．１．２超低消耗加工の項には、「アーク柱の膨張に合わせて全電流密度を低く保ち、この結果、前項で述べたように電子電流密度が低く保たれ陽極の消耗を減ぜられる。スロープコントロール回路を使用すれば、０．１〜０．０１％の電極消耗比が得られ」と記されている。しかし放電電流を放電開始から直線的なスロープ状に上昇させるスロープコントロール制御は電流の低い状態からピーク電流まで一定の速度で電流を増加させるもので、アーク柱（放電柱）の膨張に合わせて全電流密度を一定に保つ作用は放電開始直後に対して有効で、電流がある程度増加した以後は放電柱の断面積の増加に対してスロープによる電流の増加のほうが遅くなることが考えられ、等価的には電流の平均値が下ることになり、このことが加工の速度は電流の変化率の低い部分で目立って低下する原因と考えられる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
従来の放電加工機の加工電流制御は以上のように構成されているので、前記のように電極の消耗が多くなったり、加工速度が低下したり、即放電状態では放電検出ができなかったり、放電電流が立ち上がる前に放電発生を検出できないという問題点があった。
この発明は前記のような問題点を解消するためになされたもので、即放電状態でも放電発生を検出でき、放電電流が立ち上がる前に放電発生を検出でき、電極の消耗が少なく、加工速度が低下しない放電加工機を得ることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る放電加工機は、電極と被加工物間に放電を発生させて前記被加工物を加工する放電加工機において、加工用電源から前記電極と前記被加工物とに加工電力を供給する給電線に、放電電流が励磁する方向とは逆の方向に励磁される、磁路長の異なる複数の可飽和リアクトルを挿入し、前記複数の可飽和リアクトルの内最も磁路長の短い可飽和リアクトルを励磁するために貫通または巻回した電線に発生する電圧を検出して、前記電極と前記被加工物間に放電が発生した信号または放電が停止した信号として出力するようにしたものである。
【００１９】
また、電極と被加工物間に放電を発生させて前記被加工物を加工する放電加工機において、加工用電源から前記電極と前記被加工物とに加工電力を供給する給電線に、放電電流が励磁する方向とは逆の方向に励磁される、前記給電線の巻き回数の異なる複数の可飽和リアクトルを挿入し、前記複数の可飽和リアクトルの内最も巻き回数の多い可飽和リアクトルを励磁するために貫通または巻回した電線に発生する電圧を検出して、前記電極と前記被加工物間に放電が発生した信号または放電が停止した信号として出力するようにしたものである。
【００２０】
また、電極と被加工物間に放電が発生した信号を得るために設けた可飽和リアクトルを電極または被加工物に近い位置に設け、他の飽和リアクトルは加工用電源の出力側に近い位置に設けたものである。
【００２５】
また、加工用電源から電極と被加工物に加工電力を供給する給電線を貫通または巻回させた可飽和リアクトルに、前記給電線とは別に設けて貫通または巻回した電線を同軸ケーブルの心線とシールドとに接続し、前記同軸ケーブルの他端に前記可飽和リアクトルが放電電流とは逆の電流で励磁されるように抵抗と直流電源の直列体を接続し、前記同軸ケーブルの他端の心線とシールド間の電圧を設定値と比較することにより前記電極と前記被加工物間の放電が発生した信号または放電が停止した信号を得るものである。
【００２６】
また、加工用電源から電極と被加工物に加工電力を供給する給電線を貫通または巻回させた可飽和リアクトルに、前記給電線とは別に設けて貫通または巻回した電線を同軸ケーブルの心線とシールドとに接続し、前記同軸ケーブルの他端に前記可飽和リアクトルが放電電流とは逆の電流で励磁されるように抵抗と直流電源の直列体を接続し、前記同軸ケーブルの他端の心線とシールド間の電圧を設定値と比較することにより電極と被加工物間の放電が停止した信号を得るものである。
【００２７】
また、抵抗と直流電源の直列体における抵抗の抵抗値を、同軸ケーブルの特性インピーダンスと同じ値に設定することとしたものである。
【００２８】
さらに、可飽和リアクトルは、軸方向の中心部は径が広く、両端部に近くなるに従い径が小さくなる形状であるものである。
【００２９】
また、加工用電源から電極と被加工物とに加工電力を供給する給電線を貫通または巻回させた、磁路長または巻数が異なる複数の可飽和リアクトルの前記給電線とは別に設けて貫通または巻回した電線にそれぞれ前記可飽和リアクトルが放電電流とは逆の電流で励磁されるように抵抗と直流電源の直列体を接続し、前記抵抗の抵抗値または直流電源の電圧を変えることにより、放電電流の増加曲線を放電加工に適した曲線に合わせるようにしたものである。
【００３０】
さらに、前記給電線とは別に設けて貫通または巻回した電線に並列にスイッチをそれぞれ設け、該スイッチのオン・オフの組合せを変えることにより放電電流の増加曲線を放電加工に適した電極の消耗が少なく、加工速度が低下しない曲線に合わせるようにしたものである。
【００３１】
また、前記貫通または巻回した給電線に並列にスイッチをそれぞれ設け、該スイッチのオン・オフの組合せを変えることにより放電電流の増加曲線を放電加工に適した電極の消耗が少なく、加工速度が低下しない曲線に合わせるようにしたものである。
【００３２】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下に添付の図を参照してこの発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、この発明の実施の形態について上述の従来例と同一の構成部分は、上述の従来例に付した符号と同一の符号を付してその説明を省略する。
可飽和リアクトルとは一般に、磁性材料に磁界を加え磁界の強度を強くしていったとき、その磁性材料の磁束密度が増加しなくなる、すなわち飽和するもののうち、比較的弱い強度の磁界でも飽和する磁性材料をドーナツ状、または筒状にして電線を貫通または巻回したものを言う。この発明では前記可飽和リアクトルに加え磁性材料に飽和する特性があれば可飽和リアクトルとして使用できる。
従って、磁性材料としてはアモルファス、パーマロイ、珪素鋼板等飽和特性のある各種の磁性材料を含む。
【００３３】
図１に示す放電加工機の波形制御装置はこの発明の実施の形態１である。
図において、電源７は従来例の図２７に示す「放電加工装置の波形制御装置」である。電源７と電極５、被加工物４間に接続する給電線８Ａ，８Ｂの、電源７に近い部分に可飽和リアクトル１１１，１１２を、電極５に近い部分に可飽和リアクトル１１３を設け、可飽和リアクトル１１１，１１２は電源７の直流電源Ｂ１０に接続した抵抗１１０により流れる電流が、可飽和リアクトル１１１，１１２を放電電流が励磁する方向とは逆の励磁になるように接続する。可飽和リアクトル１１３は任意の長さの同軸ケーブル１１４の可飽和リアクトル１１３側の心線とシールドを可飽和リアクトル１１３を貫通または巻回して接続する。同軸ケーブル１１４の他方の側には、抵抗１１５と直流電源１１６の直列体を、この可飽和リアクトル１１３を貫通または巻回した同軸ケーブル１１４の線に流れる電流が、可飽和リアクトル１１３を放電電流が励磁する方向とは逆の励磁になるように接続し、また、比較器４９０の正入力端子には同軸ケーブルの心線を、負入力端子には比較電圧４９１を接続し、同軸ケーブルの心線とシールド間の電圧が比較電圧４９１を越えたとき放電発生信号４９２を出力するように構成する。このように構成することにより電極の近くに設けた可飽和リアクトル１１３に発生する電圧を任意の距離だけ離れた位置まで同軸ケーブルを配線し、例えば制御回路の位置に比較器４９０を設けることができる。また、抵抗１１５は同軸ケーブル１１４の特性インピーダンスと同じ値の抵抗値が良い。例えば５０Ωの同軸ケーブルであれば５０Ωが良い。
【００３４】
次にこの実施の形態１の放電加工機の波形制御装置の動作を説明する。図２において、電極５と被加工物４間の電圧４２０を（ａ）に、電流４２１を（ｂ）に示す。１１７で図１のスイッチング素子ＴＲ２をオンすると直流電源Ｂ１０の電圧Ｖ１０が電極５と被加工物４間に加わる。この電圧は放電が発生する前は無負荷電圧４２４として約８７Ｖが加わる。放電が４２３で発生すると、電圧４２０は放電電圧４２５の約２５Ｖに急峻に下がる。また放電電流４２１は予めリアクトルＬ２に流れている電流値例えば２０Ａに急峻に立ち上がる。そしてスイッチング素子ＴＲ１をオンオフして電流の平均値を設定値の２０Ａに制御する。この値がピーク電流であり、約２００μｓｅｃのパルス幅の放電電流が流れている。設定した時間４３３においてスイッチング素子ＴＲ２をオフすると放電電流４２１は急速に遮断されてゼロになり、電極５と被加工物４間の放電が消弧する。
【００３５】
図３は図２の放電発生時点４２３の前後を拡大測定したものである。（ａ）は電極５と被加工物４間の電圧４２０であり、瞬時に放電電圧４２５に下がっている。（ｂ）は放電電流４２１であり、放電が発生すると放電電流が流れようとするが、可飽和リアクトル１１１，１１２，１１３のインピーダンスにより制限され飽和電流１３０で一定の期間維持される。この飽和電流１３０をｌｓとするとｌｓは次の式で表される。
ｌｓ＝Ｈｓ・Ｌ／Ｎ （Ａ）・・・・・＜５００＞
Ｈｓ：飽和磁束密度Ｂｓに必要な磁力 （ＡＴ／ｍ）
Ｌ ：可飽和リアクトルのコア平均磁路長
Ｎ ：コア巻数
式５００に示すように飽和電流１３０は可飽和リアクトル１１１，１１２，１１３のうち可飽和リアクトルのコア平均磁路長Ｌが短く、コア巻数Ｎが多いほど小さいので、図１の電極５と被加工物４間に放電が発生した信号を得るために設けた可飽和リアクトル１１３は、磁路長の異なる複数の可飽和リアクトルを組み合わせたもののうち、いちばん飽和電流１３０が小さいものとするまたは巻き回数の異なる複数の可飽和リアクトルを組み合わせたもののうち、いちばん巻き回数の多いものとすることにより（ｄ）に示す電圧１３３が可飽和リアクトル１１３の両端に他の可飽和リアクトル１１１，１１２に比べ最も早く生ずる。この電圧は同軸ケーブル１１４により比較器４９０に入力された比較電圧４９１との電圧比較により（ｆ）に示す放電発生信号４９２を出力する。
この時抵抗１１５が同軸ケーブル１１４の特性インピーダンスと同じ抵抗値であれば、反射が生じず波形のノイズが少なくなるので正確な放電発生信号４９２を出力することができる。図１の直流電源１１６は放電電流がゼロになった後可飽和リアクトル１１３の飽和がリセットされる電流が流れればよいので比較的低い電圧で良い。５〜１５Ｖ程度で十分に動作するので比較器４９０の電源を使用することができ安価に構成できる。
【００３６】
また、同軸ケーブル１１４の可飽和リアクトル１１３側は心線とシールドが直流的には短絡されているので、比較器４９０の正入力端子に入力される電圧は定常時はゼロであり、放電開始直後のみ一定期間電圧１３３が出る。また、可飽和リアクトル１１３が飽和すると電圧は出力されないので、放電加工時のノイズ等が出力されず検出精度が高い効果がある。
【００３７】
可飽和リアクトル１１１は可飽和リアクトル１１３よりコア巻数Ｎが少ないかコア平均磁路長Ｌが長いもので、可飽和リアクトル１１２はさらに１１１よりコア巻数Ｎが少ないかコア平均磁路長Ｌが長くなるように設定する。これはコア径の異なるものや個数、巻数で調節することにより図３の放電電流４２１の増加曲線を期間１３２のように指数曲線的に増加することができる。この電流上昇曲線は放電柱の膨張に合わせて増加するようにすれば放電柱の電流密度を一定に保つことができ、放電柱の断面積が小さいときに放電電流が急激に増加しないので電極の消耗を少なくすることができる。例えば放電柱の径が直線的に増加すれば、放電柱の面積は二乗で増加するので、放電電流４２１の増加は２次曲線的に増加するようにコアを調節することにより実現できる。
【００３８】
期間１３１と１３２の飽和時間Ｔｓは各可飽和リアクトル１１１，１１２，１１３について次の式で表せる。
Ｔｓ＝Ｎ・Ｓ・Ｂｓ／Ｅ （μｓｅｃ）・・・・・＜５０１＞
Ｎ ：コア巻数
Ｓ ：コア断面積
Ｂｓ：全磁束変化
Ｅ ：電圧
この飽和時間Ｔｓはコア巻数Ｎとコア断面積Ｓが大きいと長くなる。式＜５００＞で示した飽和電流ｌｓの設定によりコア巻数Ｎは決められるから、コア断面積Ｓにより飽和時間Ｔｓを設定することになる。すなわち飽和時間Ｔｓを長くするにはコア断面積Ｓの大きい、大型のコアを使用する。また、放電電流４２１の増加曲線を目的の曲線に合わせるには飽和電流ｌｓと飽和時間Ｔｓの違う可飽和リアクトルを各種組み合わせる方法や、それぞれの可飽和リアクトルのコア巻数Ｎを調節する方法や、図４に示すような中心は幅が広く、外径に近くなるに従って細くなる形状の可飽和リアクトル１４０を給電線８Ａまたは８Ｂに挿入し、放電電流とは逆の励磁電流を流すためのバイアス用直流電源Ｖｂとこれに直列に接続した抵抗Ｒｂを接続する等の方法があり、前記各種の方法は同等の効果を奏する。
【００３９】
飽和時間Ｔｓを過ぎると可飽和リアクトルは磁気飽和するのでそのインピーダンスはゼロに近くなり、放電電流がピーク電流に達し、その後放電遮断時に放電電流がゼロになり逆の励磁電流で飽和状態がリセットされるまで、放電加工の電流電圧にはなんら影響を与えない。この点が飽和しないリアクトルとは異なる効果がある。例えば空心のコイルやギャップ付きのコア等を使用すると、インピーダンスがゼロにならずインダクタンスが残り、放電電流遮断時の電流遮断時間が遅くなる。従って放電電流が流れている時に飽和状態になる可飽和リアクトルを使用することは単なるリアクトルを使用したこととは異なり前記のような固有の効果がある。
【００４０】
図１の可飽和リアクトル１１１，１１２は電源７の出力に近い側に、可飽和リアクトル１１３は電極５に近い側に設けた。この電源７に近い側に設けた可飽和リアクトル１１１，１１２は、従来の技術２の図２９において説明したように、電源７の出力に設けたダイオードＤ２２またはＤ２０等の静電容量と給電線８Ａ，８Ｂのインダクタンスが共振するのを防止する効果がある。また、図２９の放電電流が遮断された瞬間４３１に電極５に共振による負の電流４３４が流れるのを妨げる働きがある。またこの電極５に近い側に設けた可飽和リアクトル１１３は、従来の技術２の図２８において説明したように、放電した瞬間４２３の給電線８Ａ，８Ｂ間の静電容量とインダクタンスが共振して４２６のように電流が負になるパルス割れを防止する働きがある。また、図３の放電電流４２１の飽和電流１３０を有することにより放電発生直後の電極５の電流を、図３１の（ｂ）に示すようなサージ電流４５０が流れるのを防止する働きがある。
【００４１】
図５は図２の放電電流遮断時４３３前後の各部の拡大波形である。図１のイッチング素子ＴＲ２を４３３でオフすると、（ｂ）に示す放電電流４２１は給電線８Ａ，８Ｂのインダクタンスと定電圧体Ｂ２０の電圧によって決まる勾配で電流が減少し、１５０においてゼロになる。このとき図２９の４３４に示すように、電源７の出力に設けたダイオードＤ２２またはＤ２０等の静電容量と給電線８Ａ，８Ｂのインダクタンスが共振するのを、可飽和リアクトル１１１，１１２，１１３が高いインピーダンスになるので逆電流が流れないように動作する。すなわち可飽和リアクトルは（ｅ），（ｄ）の電圧が１５１において発生し逆電流を防止するので、（ｂ）の１５１の部分の逆電流は非常にわずかであり、図２９のように共振電流４３４は発生していない。従って電流遮断時間１５２は可飽和リアクトル１１１，１１２，１１３が無い場合と殆ど変わらない時間であるうえに、逆電流による電極の消耗が少ないことと、図２９の共振電圧４３２が発生しないのでノイズが少なくなり、他の制御回路に与えるノイズ誤動作を少なくすることができる等の効果がある。
【００４２】
実施の形態２．
図６に示す放電加工機の波形制御装置はこの発明の実施の形態２である。
この実施の形態は主として放電発生検出と放電停止検出の機能だけを使用したものである。図において、電源７の出力と電極５と被加工物４間の給電線８Ａ，８Ｂの電極５に近い位置に可飽和リアクトル１１３を設ける。この可飽和リアクトル１１３は飽和電流ｌｓの低いもので、可飽和リアクトルのコア平均磁路長Ｌが短いか、コア巻数Ｎが多い可飽和リアクトルを使用する。実際には可飽和リアクトルのコアとしては、内径２ｍｍ、外径４ｍｍ、長さ８ｍｍのアモルファスコアを８個使用している。同軸ケーブル１１４、抵抗１１５、直流電源１１６、比較器４９０、比較電圧４９１、放電発生信号４９２の構成は図１と同様である。比較器１６０の正入力端子に負の比較電圧１６１を、同軸ケーブル１１４の出力を負入力端子に入力し、比較器１６０の出力を放電停止信号１６２として出力する。
【００４３】
図７は図６の可飽和リアクトル１１３に発生する電圧１３３と放電電流４２１の放電が発生した瞬間の前後の拡大波形である。放電が発生すると可飽和リアクトル１１３の放電電流ｌｓによって決まる飽和電流１３０が流れる。この場合約１Ａの電流が期間１３１に示すように約７００ｎｓｅｃ続き、その後放電電流４２１の上昇は期間１３２に示すようにほぼ直線的に上昇しており、この上昇の勾配は可飽和リアクトル１１３が無い場合とほぼ同じである。可飽和リアクトル１１３に発生する電圧１３３は図７に示すように発生するから比較器４９０の正入力端子にも同様の電圧が発生する。この電圧を比較電圧４９１と比較して得られる放電発生信号を（ｃ）に示す。ここで重要なことは、放電電流４２１が飽和電流１３０でしばらくの間わずかの電流しか流れず、放電電流４２１が増加する前に放電発生信号４９２が得られることである。すなわち放電加工機の制御装置としては放電電流４２１が増加する直前から各種の制御が可能になる。そして、放電発生信号４９２を出力後は可飽和リアクトル１１３は放電電流４２１に対して何ら影響を与えないことと、放電発生瞬間の共振電流も殆ど無いという優れた効果を奏する。
【００４４】
図８は図６の電極５と被加工物４間の放電電圧１３３と放電電流４２１の放電を遮断した瞬間の前後の拡大波形である。図１のスイッチング素子ＴＲ２を４３３でオフすると放電電流４２１は給電線８Ａ，８Ｂのインダクタンスと図１の定電圧体Ｂ２０の電圧によって決まる勾配で電流が減少し、１５０においてゼロになる。このとき図２９の４３４に示すように、図１の電源７の出力に設けたダイオードＤ２２またはＤ２０等の静電容量と給電線８Ａ，８Ｂのインダクタンスが共振するのを、可飽和リアクトル１１３が高いインピーダンスになることにより防止し、また逆電流が流れないように動作する。すなわち可飽和リアクトルには（ｂ）の電圧が１５１において発生し逆電流を防止するので、（ａ）の１５１の部分の逆電流は非常にわずかであり、図２９のように共振電流４３４は発生していない。（ｂ）の可飽和リアクトルの電圧は１５１の期間で負の電圧を出力する。この電圧を比較器１６０の負入力端子に入力し負の比較電圧１６１と比較することにより放電停止信号１６２を出力することができる。この出力を（ｃ）に示す。従来はスイッチング素子を遮断した時点４３３から一定期間が過ぎたら放電は停止しているものとして制御していたが、放電が停止したことがわかると次に放電を開始するまでの時間が正確に分かり、放電が継続している間に放電を開始してしまうことが無くなり高精度の放電加工の制御が可能になる。また、電流遮断時間１５２は可飽和リアクトル１１３が無い場合と殆ど変わらない時間であるうえに、逆電流による電極の消耗が少ないことと、図２９の共振電圧４３２が発生しないのでノイズが少なくなり、他の制御回路に与えるノイズ誤動作を少なくすることができる等の効果がある。
【００４５】
実施の形態３．
図９に示す放電加工機の波形制御装置はこの発明の実施の形態３である。
図９は、図６に示す可飽和リアクトルを使用した放電発生検出回路を同一の電源７で３台の電極５Ａ，５Ｂ，５Ｃと被加工物４Ａ，４Ｂ，４Ｃのそれぞれの給電線に設けたものである。それぞれの動作は図６の実施の形態２と同じであるが、電極と被加工物が複数であることが異なる。従来の技術５において説明したように、放電はどれか一つの電極においてしか発生しないので、複数の電極のそれぞれの放電発生が分かると放電加工の進み具合、電極の送り速度等放電加工機を制御する上で重要な信号が得られる。従来の放電電圧を検出して放電発生を検出する方法ではそれぞれの放電発生を検出することはできなかったので、同一の電源で複数の電極と被加工物を加工することはできなかった。この方法によれば、同一の電源で複数の電極と被加工物を加工することができるので、電源のコストが安くなる効果がある。
【００４６】
実施の形態４．
図１０に示す放電加工機の波形制御装置はこの発明の実施の形態４である。
図１０は、図６に示す可飽和リアクトルを使用した放電発生検出回路を可飽和リアクトル１１３の給電線に比較器４９０の入力端子を直接接続したものである。このような接続においても実施の形態２と同等の効果を奏する。
【００４７】
実施の形態５．
図１１に示す放電加工機の波形制御装置はこの発明の実施の形態５である。
図１１は、図６に示す可飽和リアクトルを使用した放電発生検出回路を、可飽和リアクトル１１３の給電線とは別の巻線と、これに直列に接続した抵抗１１５と直流電源１１６を設け、放電電流とは逆の励磁をするようにして、この巻線に比較器４９０の入力端子を直接接続したものである。このような接続においても実施の形態２と同等の効果を奏する。
【００４８】
実施の形態６．
図１２に示す放電加工機の波形制御装置はこの発明の実施の形態６である。
図１２はこの発明の動作を説明するための最も簡単な構成の図である。可飽和リアクトル１２０は少なくとも一個、磁路長の異なる複数の可飽和リアクトルを組み合わせたもの、中心は幅が広く、外径に近くなるに従って細くなる形状の可飽和リアクトル、給電線の卷き回数の異なる複数の可飽和リアクトルを組み合わせたもの等を使用し、放電電流とは逆の方向に励磁する定電流源１２１を設ける。定電流源１２１は抵抗と直流電源を組み合わせても良い。このような簡単な構成で図３の４２１に示すような放電発生直後の放電電流の増加曲線を可飽和リアクトルの組合わせにより任意の曲線に制御できる。以上により前記した数々の特有の効果を奏する。
【００４９】
実施の形態７．
図１３に示す放電加工機の波形制御装置はこの発明の実施の形態７である。
図１３は、図１２に示す可飽和リアクトルを使用した放電加工機の加工電流制御装置の給電線に直接定電流源１２１を接続したものであり、実施の形態６と同等の効果を奏する。
【００５０】
実施の形態８．
図１４に示す放電加工機の波形制御装置はこの発明の実施の形態８である。
図１４は、図１２に示す可飽和リアクトルを使用した放電加工機の加工電流制御装置の可飽和リアクトル１２０をコア巻数Ｎの異なるもの、または磁路長Ｌの異なる可飽和リアクトル１２０Ａ，１２０Ｂ，１２０Ｃを組み合わせて、それぞれに給電線８Ａとは別の巻線と、これに直列に接続した抵抗１１０Ａ，１１０Ｂ，１１０Ｃと直流電源１４０Ａ，１４０Ｂ，１４０Ｃを設け、放電電流とは逆の励磁をするようにしたものであり、実施の形態６と同等の効果を奏する。
【００５１】
実施の形態９．
図１５に示す放電加工機の波形制御装置はこの発明の実施の形態９である。
図１５は、図１２に示す可飽和リアクトルを使用し放電加工機の加工電流制御装置の可飽和リアクトル１２０をコア平均磁路長Ｌの異なるもの、またはコア断面積Ｓの異なる可飽和リアクトル１２０Ｄ，１２０Ｅ，１２０Ｆを組み合わせて、給電線８Ａとは別の巻線と、これに直列に接続した抵抗１１０と直流電源１４０を設け、放電電流とは逆の励磁をするようにしたものである。実際に使用したものは、抵抗１１０は５００Ω、直流電源１４０は８７Ｖ、可飽和リアクトル１２０Ｄは内径２ｍｍ、外径４ｍｍ、長さ８ｍｍのコバルト系のアモルファスコア４個、可飽和リアクトル１２０Ｅは内径７ｍｍ、外径１０ｍｍ、長さ４．５ｍｍのコバルト径のアモルファスコア３個、可飽和リアクトル１２０Ｆは内径１４ｍｍ、外径２１ｍｍ、長さ４．５ｍｍのコバルト系のアモルファスコア２個をそれぞれ使用したもので、その放電電流の増加曲線は図３の４２１と同等である。この実施の形態９は実施の形態６と同等の効果を奏する。
【００５２】
実施の形態１０．
図１６に示す放電加工機の波形制御装置はこの発明の実施の形態１０である。実施の形態９の図１５の実際例として、電極５を電極送り手段６に取り付けるための治具２６０の一部を細くし、この部分に内径の小さい可飽和リアクトル１２０Ｄ、または１２０Ｅを設け、セラミック、ガラス、プラスチック等の絶縁支持物２６１で機械的強度を保ち、内径の太い可飽和リアクトル１２０Ｆは治具２６０に貫通するようにして構成することにより、実施の形態６と同等の効果を奏する。図１７はこの実施の形態１０を電極送り手段６に取り付けた状態を示す。この実施の形態１０によれば、電極それぞれに飽和電流ｌｓ、電流増加曲線等を合わせられるので、電極５を治具２６０と一体にして交換すれば、小さな電極から大きな電極までそれぞれの加工条件に合った放電加工機の波形制御装置が得られる等の効果がある。
【００５３】
実施の形態１１．
図１８は実施の形態６の放電加工機の波形制御装置の設置場所を電極５への給電線８Ａの近くに設けたものであり、実施の形態６と同等の効果を奏する。
【００５４】
実施の形態１２．
図１９は実施の形態６の放電加工機の波形制御装置の設置場所を給電線８Ｂの被加工物４の近くに設けたものであり、実施の形態６と同等の効果を奏する。
【００５５】
実施の形態１３．
図２０は実施の形態６の放電加工機の波形制御装置の設置場所を電極５への給電線８Ａの近くと給電線８Ｂの被加工物４の近くに設けたものであり、実施の形態６と同等の効果を奏する。
【００５６】
実施の形態１４．
図２１は実施の形態６の放電加工機の波形制御装置の設置場所を電極５への給電線８Ａの電源７の近くに設けたものであり、実施の形態６と同等の効果を奏する。
【００５７】
実施の形態１５．
図２２は従来の技術４の図３２で述べた給電線に同軸ケーブル３６を使用した放電加工機用電源装置であるが、実施の形態６の放電加工機の波形制御装置の設置場所を電極５の近くに設けたものであり、実施の形態６と同等の効果を奏する。また、同軸ケーブル３６を使用しても静電容量３７の影響は無くなり、同軸ケーブルにより配線すると配線のインダクタンスが少なくなることによって、加工電流の応答が速くなるので加工速度が向上するなど、放電加工機の性能が向上する。同軸ケーブル３６による給電が可能になることは、加工速度の向上、微細加工、大型電極における大電流加工、ノイズの外部への放射防止、より遠くからの給電等、放電加工機の電源装置の性能を高め、加工性能を飛躍的に高めることができる効果がある。
【００５８】
実施の形態１６．
図２３は従来の技術５で述べた、複数の電極５Ａ，５Ｂ，５Ｃと被加工物４間を共通の電源７に接続したものである。各電極５Ａ，５Ｂ，５Ｃへの給電線に可飽和リアクトル１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃをそれぞれ設け、給電線とは別の巻線を直列に接続し、可飽和リアクトル１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃが放電電流による励磁とは逆の方向に励磁されるように抵抗１１０と直流電源１４０を直列に接続する。このような接続をすると、例えば電極５Ｂで放電が発生した場合、電極５Ａと被加工物４間の静電容量と、電極５Ｃと被加工物４間の静電容量に蓄えられた電荷は可飽和リアクトル１１２Ａと１１２Ｃにより放電電流とは逆の電流を阻止する作用があるので放電発生点Ａに流れこむ電流は少ない。また、この電流は電極の数がさらに多くても同様である。このように、複数の電極を接続して放電加工を行なっても、図３１に示すサージ電流４５０は小さく電極消耗が多くなることはない。すなわち、１台の電源７で複数の電極５を接続して加工することができ、大面積の放電加工が高精度で安価に実現できる効果がある。
【００５９】
実施の形態１７．
図２４は図示していない電極送り手段６や加工槽１で構成される加工機が複数ある場合等の実施の形態を示したもので、複数の電極５Ａ，５Ｂ，５Ｃと複数の被加工物４Ａ，４Ｂ，４Ｃ間を共通の電源７に接続したものである。各電極５Ａ，５Ｂ，５Ｃへの給電線に可飽和リアクトル１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃをそれぞれ設け、給電線とは別の巻線と、可飽和リアクトルが放電電流とは逆の方向に励磁されるように抵抗１１０Ａ，１１０Ｂ，１１０Ｃと直流電源１４０Ａ，１４０Ｂ，１４０Ｃを図のようにそれぞれ直列に接続する。このような接続をすると、例えば電極５Ｂで放電が発生した場合、電極５Ａと被加工物４Ａ間の静電容量と、電極５Ｃと被加工物４Ｃ間の静電容量に蓄えられた電荷は、可飽和リアクトル１１２Ａと１１２Ｃにより放電電流とは逆の電流を阻止する作用があるので放電発生点Ａに流れこむ電流は少ない。また、この電流は加工機の数がさらに多くても同様である。このように、複数の加工機の電極を接続して放電加工を行なっても、図３１に示すサージ電流４５０は小さく電極消耗が多くなることはない。すなわち、１台の電源７で複数の加工機の電極５と被加工物４を接続して加工することができ、複数の違った形状の被加工物を同時に同一の電源で加工できる効果がある。
【００６０】
実施の形態１８．
図２５はこの発明の実施の形態１８である。加工用電源７から電極５と被加工物４に加工電力を供給する給電線８Ａ、８Ｂを貫通または巻回させた、磁路長Ｌまたはコア巻数Ｎが異なる複数の可飽和リアクトル１２０Ａ，１２０Ｂ，１２０Ｃ，１２０Ｄの給電線８Ａ，８Ｂとは別に設けて貫通または巻回した電線にそれぞれ可飽和リアクトル１２０Ａ，１２０Ｂ，１２０Ｃ，１２０Ｄが放電電流による励磁とは逆の電流で励磁されるように抵抗１１０Ａ，１１０Ｂ，１１０Ｃ，１１０Ｄと直流電源１４０Ａ，１４０Ｂ，１４０Ｃ，１４０Ｄの直列体を接続し、抵抗１１０Ａ，１１０Ｂ，１１０Ｃ，１１０Ｄの抵抗値または直流電源１４０Ａ，１４０Ｂ，１４０Ｃ，１４０Ｄの電圧を変えられるようにして放電電流の増加曲線を放電加工に適した曲線に合わせるようにする。可飽和リアクトル１２０Ｄは磁路長Ｌの最も短いもので、主として飽和電流ｌｓを決める。可飽和リアクトル１２０Ａ，１２０Ｂ，１２０Ｃは次第に磁路長Ｌが長く、コア断面積Ｓも大きいものを使用し飽和電流と飽和時間を抵抗の抵抗値と直流電源の電圧により加工に適した電流の増加曲線になるように調節する。このようにすることにより任意の増加曲線を得ることができ、前記のような種々の優れた効果を奏する。
【００６１】
また、可飽和リアクトル１２０Ａ，１２０Ｂ，１２０Ｃ，１２０Ｄを貫通する給電線８Ａ，８Ｂの両端をスイッチ２５０Ａ，２５０Ｂ，２５０Ｃ，２５０Ｄで必要な増加曲線が得られるように、使用しない可飽和リアクトルを短絡しても良い。
【００６２】
また、可飽和リアクトル１２０Ａ，１２０Ｂ，１２０Ｃ，１２０Ｄを貫通する給電線８Ａ，８Ｂとは別に設けて貫通または巻回した電線にそれぞれスイッチ２５１Ａ，２５１Ｂ，２５１Ｃ，２５１Ｄを接続し、必要な増加曲線が得られるように使用しない可飽和リアクトルを短絡しても良い。
【００６３】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したように構成されているので、以下に記載されるような効果を奏する。
この発明は、即放電状態でも放電発生を検出でき、放電電流が立ち上がる前に放電発生を検出でき、電極の消耗が少なく、加工速度が低下しない放電加工機の加工電流制御装置を得ることができる効果がある。
【００６４】
放電加工のノイズ等が少なく、正確な放電発生信号が得られ、検出精度が高く、構成が簡単で安価に構成できる。
放電した瞬間の２本の給電線の静電容量とインダクタンスが共振するのを防止する働きがある。
サージ電流が流れるのを防止する働きがある。
電流遮断時間が遅くならないうえに、逆電流による電極の消耗が少ないことと、共振電圧が発生しないのでノイズが少なくなり、他の制御回路に与えるノイズ誤動作を少なくすることができる等の効果がある。
【００６５】
放電電流が飽和電流で暫くの間わずかの電流しか流れず、放電電流が増加する前に放電発生信号が得られ、放電電流が増加する直前から各種の制御が可能になる。
放電発生信号出力後は放電電流に対して何ら影響を与えないことと、放電発生瞬間の共振電流も殆ど無いという効果を奏する。
放電が停止したことがわかると次に放電を開始するまでの時間が正確に分かり、高精度の放電加工の制御が可能になる。
【００６７】
簡単な構成で放電発生直後の放電電流の増加曲線を可飽和リアクトルの組み合わせにより任意の曲線に制御できる効果がある。
【００６９】
同軸ケーブルによる給電が可能になり、加工速度の向上、微細加工、大型電極における大電流加工、ノイズの外部への放射防止、より遠くからの給電等、放電加工機の電源装置の性能を高め、加工性能を飛躍的に高めることができる効果がある。
【００７２】
放電電流の任意の増加曲線を得ることができ、多くの電極または被加工物に最適の増加曲線にすることにより、加工速度が速く電極の消耗が少ない等の優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１の放電加工機の波形制御装置である。
【図２】 この発明の実施の形態１の放電加工機の波形制御装置の動作を説明するための図である。
【図３】 この発明の実施の形態１の放電加工機の波形制御装置の動作を説明するための波形図である。
図３は図２の放電発生時点４２３の前後を拡大測定したものである。
【図４】 この発明の実施の形態１の可飽和リアクトルの形状を示す図である。
【図５】 この発明の実施の形態１の放電加工機の波形制御装置の動作を説明するための波形図である。
図５は図２の放電電流遮断時４３３前後の各部の拡大波形である。
【図６】 この発明の実施の形態２の放電加工機の波形制御装置である。
【図７】 この発明の実施の形態２の放電加工機の波形制御装置の動作を説明するための波形図である。
図７は図６の電極５と被加工物４間の放電電圧１３３と放電電流４２１の放電が発生した瞬間の前後の拡大波形である。
【図８】 この発明の実施の形態２の放電加工機の波形制御装置の動作を説明するための波形図である。
図８は図６の電極５と被加工物４間の放電電圧１３３と放電電流４２１の放電を遮断した瞬間の前後の拡大波形である。
【図９】 この発明の実施の形態３の放電加工機の波形制御装置である。
図９は、図６に示す可飽和リアクトルを使用した放電発生検出回路を同一の電源７で３台の電極５Ａ，５Ｂ，５Ｃと被加工物４Ａ，４Ｂ，４Ｃのそれぞれの給電線に設けたものである。
【図１０】 この発明の実施の形態４の放電加工機の波形制御装置である。
【図１１】 この発明の実施の形態５の放電加工機の波形制御装置である。
【図１２】 この発明の実施の形態６の放電加工機の波形制御装置である。
図１２はこの発明の動作を説明するための最も簡単な構成の図である。
【図１３】 この発明の実施の形態７の放電加工機の波形制御装置である。
【図１４】 この発明の実施の形態８の放電加工機の波形制御装置である。
【図１５】 この発明の実施の形態９の放電加工機の波形制御装置である。
【図１６】 この発明の実施の形態１０の放電加工機の波形制御装置である。
【図１７】 この発明の実施の形態１０の放電加工機の波形制御装置である。
図１７はこの実施の形態１０を電極送り手段６に取り付けた状態を示す。
【図１８】 この発明の実施の形態１１の放電加工機の波形制御装置である。
【図１９】 この発明の実施の形態１２の放電加工機の波形制御装置である。
【図２０】 この発明の実施の形態１３の放電加工機の波形制御装置である。
【図２１】 この発明の実施の形態１４の放電加工機の波形制御装置である。
【図２２】 この発明の実施の形態１５の放電加工機の波形制御装置である。
【図２３】 この発明の実施の形態１６の放電加工機の波形制御装置である。
【図２４】 この発明の実施の形態１７の放電加工機の波形制御装置である。
【図２５】 この発明の実施の形態１８の放電加工機の波形制御装置である。
【図２６】 従来の放電加工機用電源装置の動作を説明するための構成図である。
【図２７】 従来の放電加工機用電源装置の動作を説明するための回路図である。
【図２８】 従来の放電加工機用電源装置の動作を説明するための波形図である。
【図２９】 従来の放電加工機用電源装置の動作を説明するための波形図である。
【図３０】 従来の放電加工機用電源装置の動作を説明するための構成図である。
【図３１】 図３０の放電加工機の動作を説明するための波形図である。
【図３２】 従来の放電加工機用電源装置の動作を説明するための構成図である。
【図３３】 従来の放電加工機用電源装置の動作を説明するための構成図である。
【図３４】 従来の放電加工機用電源装置の動作を説明するための構成図である。
【図３５】 従来の放電加工機用電源装置の動作を説明するための放電加工機の放電検出回路の一例である。
【図３６】 図３５の従来の放電加工機用電源装置の動作を説明するための波形図である。
【図３７】 従来の放電加工機用電源装置の動作を説明するための波形図である。
【図３８】 従来の放電加工機用電源装置の動作を説明するための図である。
【符号の説明】
１ 加工槽、２ 加工液、３ 加工テーブル、４ 被加工物、５，５ａ，５ｂ，５ｃ，５Ａ，５Ｂ，５Ｃ 電極、６ 電極送り手段、７，７ａ，７ｂ，７ｃ 電源、８Ａ，８Ｂ 給電線、３６ 同軸ケーブル、３７ 静電容量、１００，１０１ 配線のインダクタンス、１１０，１１０Ａ，１１０Ｂ 抵抗、１１０Ｃ，１１０Ｄ 抵抗、１１１，１１２，１１３ 可飽和リアクトル、１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃ 可飽和リアクトル、１１４ 同軸ケーブル、１１５ 抵抗、１１６ 直流電源、１２０，１２０Ａ，１２０Ｂ，１２０Ｃ 可飽和リアクトル、１２０Ｄ，１２０Ｅ，１２０Ｆ 可飽和リアクトル、１２１ 定電流源、１３０飽和電流、１４０，１４０Ａ，１４０Ｂ 直流電源、１４０Ｃ，１４０Ｄ 直流電源、１６０ 比較器、１６１ 比較電圧、１６２ 放電停止信号、２５０Ａ，２５０Ｂ，２５０Ｃ，２５０Ｄ スイッチ、２５１Ａ，２５１Ｂ，２５１Ｃ，２５１Ｄ スイッチ、２６０ 治具、２６１ 絶縁支持物、４２４ 無負荷電圧、４９１ 比較電圧、４９０ 比較器、４９２ 放電発生信号、Ａ 放電発生点、Ｂ１０ 直流電源、Ｂ２０ 定電圧体、Ｂｓ 全磁束変化、Ｃ１ 静電容量、Ｄ２２，Ｄ２０ ダイオード、Ｅ 電圧、Ｈｓ 飽和磁束密度Ｂｓに必要な磁力、ｌｓ 飽和電流、Ｌ コア平均磁路長、Ｌ２ リアクトル、Ｎ コア巻数、Ｓコア断面積、ＴＲ２ スイッチング素子、Ｔｓ 飽和時間、ｖｂ 直流電源、Ｒｂ 抵抗。
【発明の属する技術分野】
この発明は、放電加工機用電源装置の放電発生時の加工電流の制御と放電発生または停止の検出に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術として、図２６に、特開平６−３１５３４に開示された「放電加工機用電源装置」を示す。図において、加工槽１内に充満された加工液２の中に、数値制御装置等で制御される加工テーブル３に設置された被加工物４、電極送り手段６により位置を制御され被加工物に所望の形状の加工をするための電極５を備え、電源７から給電線８Ａ，８Ｂにより加工電力を電極５と被加工物４間に供給する。一般に、電源７は電極５と被加工物６から離れているため給電線８Ａ，８Ｂは距離が２〜５ｍになる。そのため、この給電線８Ａ，８Ｂは配線のインダクタンスを減らすため近接して配線されたり、ツイストして配線される。従って給電線８Ａ，８Ｂ間の静電容量が増加する場合がある。
【０００３】
図２７は、特開平７−６８４１７に開示された「放電加工装置波形制御装置」の図である。この装置は電極５と被加工物４に加工電力を供給する電源７の一例である。この装置の動作は該特許に詳しく書かれているので説明は省略する。スイッチング素子ＴＲ２がオンすると加工電力が供給され、オフすると遮断される。ダイオードＤ２２はこの特許には書かれていないが電極５と被加工物４に他の電源を接続する場合があるので用いられる場合が多い。給電線８Ａ，８Ｂには配線のインダクタンス１００，１０１があり、電極５と被加工物４間に放電が発生した瞬間の電圧変動によりこの配線のインダクタンス１００，１０１と給電線間の静電容量が共振する場合がある。図２８は電極５と被加工物４間に放電が発生した瞬間の電圧４２０と電流４２１の実際の波形である。放電の直前は電圧は４２４で示す無負荷電圧で約８７Ｖであり、放電電流４２１はゼロである。４２３で放電が発生すると電圧は４２５で示す放電電圧に急峻に下がり、約２５Ｖ程度になる。この瞬間から放電電流４２１は流れ始めて増加していき、この例では３０Ａで一定になる。給電線間の静電容量が大きいと給電線のインダクタンスと静電容量が共振し、図の４２６で示す部分のように電流が負またはゼロになると放電が消えてしまう現象である。これをパルス割れと言うが、放電が正常に発生しないので加工速度が低下したり、電極消耗が増加したりする。
【０００４】
また、図２７においてスイッチング素子ＴＲ２がオフし加工電流がゼロになり、ダイオードＤ２２がオフになると、ダイオードＤ２２の接合容量と配線のインダクタンス１００，１０１が共振する。図２９は電極５と被加工物４間に放電が発生している状態でスイッチング素子ＴＲ２がオフした瞬間４３３前後の電源７の出力電圧４３０と電流４２１の実際の波形である。オフする直前は電圧は４２５で示す放電電圧で約２５Ｖであり、放電電流４２１はこの例では２０Ａである。４３３で図２７のスイッチング素子ＴＲ２がオフすると電圧は４３５で示す定電圧体Ｂ２０の電圧約−６０Ｖに急峻に下がる。この瞬間から放電電流４２１は減少していき、４３１でゼロになる。この電流がゼロになった直後ダイオードＤ２２はオフするが、この接合容量と配線のインダクタンス１００，１０１が共振するので４３２のようにかなり高い高周波の電圧が発生する。また、放電電流も４３４のように電極５と被加工物４間に共振電流が流れる。この高周波の電圧４３２はノイズとして制御回路に悪影響を与え、放電電流の共振電流４３４は逆電流が流れるため電極消耗の増加の原因になる。
【０００５】
図３０は図２６と同等の放電加工機の加工の状態を示すものである。電源７と電極５、被加工物４間を給電線８Ａ，８Ｂにより接続している。この給電線８Ａ，８Ｂは近接して配線するため線間の静電容量がある。数ｍの長さになると数ナノファラッドにもなる。また、電源の出力は半導体回路であるので、スイッチング素子やダイオードの接合容量等の静電容量が存在する。これらの静電容量を静電容量Ｃ１で表す。図３１は図３０の放電加工機の電極５と被加工物４間の電圧と電流を示したものである。電圧４２０が上昇し、放電が発生する前は静電容量Ｃ１は無負荷電圧４２４に充電される。次に４２３で放電が発生すると、電極５と被加工物４間の電圧は放電電圧４２５になる。従って静電容量Ｃ１に蓄積された電荷は給電線８Ａ，８Ｂを通り放電発生点Ａに大きな電流として流れる。これを図３１の４５０に示すが、給電線のインダクタンスが低ければ立ち上がりの鋭い、ピークの高い短時間のパルス電流４５０が流れる。このパルス電流４５０は放電電流４２１の大きさに無関係に流れる。従って放電電流４２１が小さい電流であるとき、すなわち仕上げ放電加工のときは電極５は小さな形状である場合が多く、このパルス電流４５０による電極５の消耗は大きなものとなる。放電加工性能を上げるため給電線のインダクタンスをできるだけ小さくなるように給電線８Ａ，８Ｂをツイストする等して近接して配線すると、静電容量Ｃ１が増え、パルス電流４５０のピーク値が高くなってかえって電極消耗が増加してしまうという不具合があった。
【０００６】
図３２は特開平６−３１５３４に開示された「放電加工機用電源装置」の図である。電源７と電極５と被加工物４間を同軸ケーブル３６により接続している。このように同軸ケーブルにより配線すると配線のインダクタンスが少なくなり加工電流の応答が速くなるので加工速度が向上するなど、放電加工機の性能が向上する。しかし、同軸ケーブルの性質状静電容量３７が大きく、配線のインダクタンスも少ないこともあり、図３１で示したサージ電流４５０が非常に高くなり電極消耗が多くなって同軸ケーブルによる配線を使用できないという不具合があった。
【０００７】
図３３は特開平６−２２６５３８に開示された「分割加工用放電加工装置」である。複数の電極５ａ，５ｂ，５ｃと被加工物４間を共通電源７に接続している。このような接続をすると、例えば電極５ｂで放電が発生した場合、電極５ａと被加工物４間の静電容量と、電極５ｃと被加工物４間の静電容量に蓄えられた電荷が４７０のように放電発生点Ａに流れこむ。この電流は電極の数が多いほど大きな電流になる。このように、複数の電極を接続して放電加工を行なうと、図３１に示すサージ電流４５０が大きくなり電極消耗が多くなる。また、図３４に示すように複数の電極５ａ，５ｂ，５ｃにそれぞれ電源７ａ，７ｂ，７ｃを接続する方法があるが、コストが高くなり、制御が複雑になるので実用的でない等の不具合があった。
【０００８】
図３５は放電加工機の放電検出回路の一例である。電極５と被加工物４間の電圧と比較電圧４９１を比較器４９０に入力し、この比較器４９０の出力４９２を放電検出信号として出力するものである。
この回路の動作を図３６に示す。（ａ）において、電源７から加工電圧を加えると電極５と被加工物４間の電圧は無負荷電圧４２４になる。そして４２３で放電が発生すると放電電圧４２５になり（ｂ）に示す放電電流４２１が流れる。比較電圧４９１を５００の電圧に設定しておくと、（ｃ）５０１に示すように電極５と被加工物４間の電圧が比較電圧５００を越えたとき放電検出信号４９２を５０１のように出力する。しかし即放電といって、（ａ）の点線で示す５０１のように無負荷電圧に到達しないですぐに放電が発生し放電電圧４２５になることは頻繁に発生する。従ってこのような場合（ｃ）５０２に示すように放電検出信号は出力されないことがある。このような場合放電が発生したことがわからないで放電電流４２１が流れている時間５０３を正確に検出できないなどの不具合があった。
【０００９】
図３７は図２８と同じく、電極５と被加工物４間に放電が発生した瞬間の電圧４２０と電流４２１の実際の波形である。放電の直前は電圧は４２４で示す無負荷電圧で約８７Ｖであり、放電電流４２１はゼロである。４２３で放電が発生すると電圧は４２５で示す放電電圧に急峻に下がり、約２５Ｖ程度になる。この瞬間から放電電流４２１は流れ始めて増加していき、この例では３０Ａで一定になる。この放電電流４２１の増加は非常に速く、放電発生から０．５μｓｅｃ後では５１１の約１３Ａ、１μｓｅｃでは５１２の約２７Ａに達している。そのため放電発生４２３から例えば図３５に示す比較器４９０に非常に応答の速い比較器を使用して放電検出信号４９２を得てももう既に放電電流４２１は立ち上がってしまっているので、放電電流４２１に立ち上がり近傍５１３を制御することはできなかった。従って放電の立ち上がりの瞬間から放電電流を任意の波形に制御できる放電加工機は存在しなかった。従って電極消耗が最も影響する放電電流の立ち上がりにおいて消耗の少ない最適な波形の研究結果は見当たらない。ただし、放電電流を放電開始から直線的なスロープ状に上昇させるスロープコントロール制御という方法が製品に使用され、スロープの傾きが低いほど電極の消耗は少ないことが分かっている。しかし、あまりスロープの傾きを低くしてしまうと、放電電流の立ち上がり近傍以後の電流の立ち上がりも遅くなってしまい、加工電流の平均値が下がることにより、加工速度が低下してしまう不具合が生じる。
【００１０】
図３８は三菱電機技報１９８７年 Ｎｏ．６ Ｖｏｌ．６１に示されている「スロープコントロール波形と立ち上がり時間に対する特性」の横軸を電流の変化率に書き替えたものである。この加工は電極に銅、被加工物に鉄（ＳＫ３））、ピーク電流１１Ａ、パルス幅２５０μｓｅｃで加工し、放電電流の立ち上がり速度を変えて測定したものである。この図から分かることは、電流の変化率（増加率）の低いほど電極消耗少ないということである。また加工の速度は電流の変化率の低い部分で目立って低下している。
また、この文献の２．１．２超低消耗加工の項には、「アーク柱の膨張に合わせて全電流密度を低く保ち、この結果、前項で述べたように電子電流密度が低く保たれ陽極の消耗を減ぜられる。スロープコントロール回路を使用すれば、０．１〜０．０１％の電極消耗比が得られ」と記されている。しかし放電電流を放電開始から直線的なスロープ状に上昇させるスロープコントロール制御は電流の低い状態からピーク電流まで一定の速度で電流を増加させるもので、アーク柱（放電柱）の膨張に合わせて全電流密度を一定に保つ作用は放電開始直後に対して有効で、電流がある程度増加した以後は放電柱の断面積の増加に対してスロープによる電流の増加のほうが遅くなることが考えられ、等価的には電流の平均値が下ることになり、このことが加工の速度は電流の変化率の低い部分で目立って低下する原因と考えられる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
従来の放電加工機の加工電流制御は以上のように構成されているので、前記のように電極の消耗が多くなったり、加工速度が低下したり、即放電状態では放電検出ができなかったり、放電電流が立ち上がる前に放電発生を検出できないという問題点があった。
この発明は前記のような問題点を解消するためになされたもので、即放電状態でも放電発生を検出でき、放電電流が立ち上がる前に放電発生を検出でき、電極の消耗が少なく、加工速度が低下しない放電加工機を得ることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る放電加工機は、電極と被加工物間に放電を発生させて前記被加工物を加工する放電加工機において、加工用電源から前記電極と前記被加工物とに加工電力を供給する給電線に、放電電流が励磁する方向とは逆の方向に励磁される、磁路長の異なる複数の可飽和リアクトルを挿入し、前記複数の可飽和リアクトルの内最も磁路長の短い可飽和リアクトルを励磁するために貫通または巻回した電線に発生する電圧を検出して、前記電極と前記被加工物間に放電が発生した信号または放電が停止した信号として出力するようにしたものである。
【００１９】
また、電極と被加工物間に放電を発生させて前記被加工物を加工する放電加工機において、加工用電源から前記電極と前記被加工物とに加工電力を供給する給電線に、放電電流が励磁する方向とは逆の方向に励磁される、前記給電線の巻き回数の異なる複数の可飽和リアクトルを挿入し、前記複数の可飽和リアクトルの内最も巻き回数の多い可飽和リアクトルを励磁するために貫通または巻回した電線に発生する電圧を検出して、前記電極と前記被加工物間に放電が発生した信号または放電が停止した信号として出力するようにしたものである。
【００２０】
また、電極と被加工物間に放電が発生した信号を得るために設けた可飽和リアクトルを電極または被加工物に近い位置に設け、他の飽和リアクトルは加工用電源の出力側に近い位置に設けたものである。
【００２５】
また、加工用電源から電極と被加工物に加工電力を供給する給電線を貫通または巻回させた可飽和リアクトルに、前記給電線とは別に設けて貫通または巻回した電線を同軸ケーブルの心線とシールドとに接続し、前記同軸ケーブルの他端に前記可飽和リアクトルが放電電流とは逆の電流で励磁されるように抵抗と直流電源の直列体を接続し、前記同軸ケーブルの他端の心線とシールド間の電圧を設定値と比較することにより前記電極と前記被加工物間の放電が発生した信号または放電が停止した信号を得るものである。
【００２６】
また、加工用電源から電極と被加工物に加工電力を供給する給電線を貫通または巻回させた可飽和リアクトルに、前記給電線とは別に設けて貫通または巻回した電線を同軸ケーブルの心線とシールドとに接続し、前記同軸ケーブルの他端に前記可飽和リアクトルが放電電流とは逆の電流で励磁されるように抵抗と直流電源の直列体を接続し、前記同軸ケーブルの他端の心線とシールド間の電圧を設定値と比較することにより電極と被加工物間の放電が停止した信号を得るものである。
【００２７】
また、抵抗と直流電源の直列体における抵抗の抵抗値を、同軸ケーブルの特性インピーダンスと同じ値に設定することとしたものである。
【００２８】
さらに、可飽和リアクトルは、軸方向の中心部は径が広く、両端部に近くなるに従い径が小さくなる形状であるものである。
【００２９】
また、加工用電源から電極と被加工物とに加工電力を供給する給電線を貫通または巻回させた、磁路長または巻数が異なる複数の可飽和リアクトルの前記給電線とは別に設けて貫通または巻回した電線にそれぞれ前記可飽和リアクトルが放電電流とは逆の電流で励磁されるように抵抗と直流電源の直列体を接続し、前記抵抗の抵抗値または直流電源の電圧を変えることにより、放電電流の増加曲線を放電加工に適した曲線に合わせるようにしたものである。
【００３０】
さらに、前記給電線とは別に設けて貫通または巻回した電線に並列にスイッチをそれぞれ設け、該スイッチのオン・オフの組合せを変えることにより放電電流の増加曲線を放電加工に適した電極の消耗が少なく、加工速度が低下しない曲線に合わせるようにしたものである。
【００３１】
また、前記貫通または巻回した給電線に並列にスイッチをそれぞれ設け、該スイッチのオン・オフの組合せを変えることにより放電電流の増加曲線を放電加工に適した電極の消耗が少なく、加工速度が低下しない曲線に合わせるようにしたものである。
【００３２】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下に添付の図を参照してこの発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、この発明の実施の形態について上述の従来例と同一の構成部分は、上述の従来例に付した符号と同一の符号を付してその説明を省略する。
可飽和リアクトルとは一般に、磁性材料に磁界を加え磁界の強度を強くしていったとき、その磁性材料の磁束密度が増加しなくなる、すなわち飽和するもののうち、比較的弱い強度の磁界でも飽和する磁性材料をドーナツ状、または筒状にして電線を貫通または巻回したものを言う。この発明では前記可飽和リアクトルに加え磁性材料に飽和する特性があれば可飽和リアクトルとして使用できる。
従って、磁性材料としてはアモルファス、パーマロイ、珪素鋼板等飽和特性のある各種の磁性材料を含む。
【００３３】
図１に示す放電加工機の波形制御装置はこの発明の実施の形態１である。
図において、電源７は従来例の図２７に示す「放電加工装置の波形制御装置」である。電源７と電極５、被加工物４間に接続する給電線８Ａ，８Ｂの、電源７に近い部分に可飽和リアクトル１１１，１１２を、電極５に近い部分に可飽和リアクトル１１３を設け、可飽和リアクトル１１１，１１２は電源７の直流電源Ｂ１０に接続した抵抗１１０により流れる電流が、可飽和リアクトル１１１，１１２を放電電流が励磁する方向とは逆の励磁になるように接続する。可飽和リアクトル１１３は任意の長さの同軸ケーブル１１４の可飽和リアクトル１１３側の心線とシールドを可飽和リアクトル１１３を貫通または巻回して接続する。同軸ケーブル１１４の他方の側には、抵抗１１５と直流電源１１６の直列体を、この可飽和リアクトル１１３を貫通または巻回した同軸ケーブル１１４の線に流れる電流が、可飽和リアクトル１１３を放電電流が励磁する方向とは逆の励磁になるように接続し、また、比較器４９０の正入力端子には同軸ケーブルの心線を、負入力端子には比較電圧４９１を接続し、同軸ケーブルの心線とシールド間の電圧が比較電圧４９１を越えたとき放電発生信号４９２を出力するように構成する。このように構成することにより電極の近くに設けた可飽和リアクトル１１３に発生する電圧を任意の距離だけ離れた位置まで同軸ケーブルを配線し、例えば制御回路の位置に比較器４９０を設けることができる。また、抵抗１１５は同軸ケーブル１１４の特性インピーダンスと同じ値の抵抗値が良い。例えば５０Ωの同軸ケーブルであれば５０Ωが良い。
【００３４】
次にこの実施の形態１の放電加工機の波形制御装置の動作を説明する。図２において、電極５と被加工物４間の電圧４２０を（ａ）に、電流４２１を（ｂ）に示す。１１７で図１のスイッチング素子ＴＲ２をオンすると直流電源Ｂ１０の電圧Ｖ１０が電極５と被加工物４間に加わる。この電圧は放電が発生する前は無負荷電圧４２４として約８７Ｖが加わる。放電が４２３で発生すると、電圧４２０は放電電圧４２５の約２５Ｖに急峻に下がる。また放電電流４２１は予めリアクトルＬ２に流れている電流値例えば２０Ａに急峻に立ち上がる。そしてスイッチング素子ＴＲ１をオンオフして電流の平均値を設定値の２０Ａに制御する。この値がピーク電流であり、約２００μｓｅｃのパルス幅の放電電流が流れている。設定した時間４３３においてスイッチング素子ＴＲ２をオフすると放電電流４２１は急速に遮断されてゼロになり、電極５と被加工物４間の放電が消弧する。
【００３５】
図３は図２の放電発生時点４２３の前後を拡大測定したものである。（ａ）は電極５と被加工物４間の電圧４２０であり、瞬時に放電電圧４２５に下がっている。（ｂ）は放電電流４２１であり、放電が発生すると放電電流が流れようとするが、可飽和リアクトル１１１，１１２，１１３のインピーダンスにより制限され飽和電流１３０で一定の期間維持される。この飽和電流１３０をｌｓとするとｌｓは次の式で表される。
ｌｓ＝Ｈｓ・Ｌ／Ｎ （Ａ）・・・・・＜５００＞
Ｈｓ：飽和磁束密度Ｂｓに必要な磁力 （ＡＴ／ｍ）
Ｌ ：可飽和リアクトルのコア平均磁路長
Ｎ ：コア巻数
式５００に示すように飽和電流１３０は可飽和リアクトル１１１，１１２，１１３のうち可飽和リアクトルのコア平均磁路長Ｌが短く、コア巻数Ｎが多いほど小さいので、図１の電極５と被加工物４間に放電が発生した信号を得るために設けた可飽和リアクトル１１３は、磁路長の異なる複数の可飽和リアクトルを組み合わせたもののうち、いちばん飽和電流１３０が小さいものとするまたは巻き回数の異なる複数の可飽和リアクトルを組み合わせたもののうち、いちばん巻き回数の多いものとすることにより（ｄ）に示す電圧１３３が可飽和リアクトル１１３の両端に他の可飽和リアクトル１１１，１１２に比べ最も早く生ずる。この電圧は同軸ケーブル１１４により比較器４９０に入力された比較電圧４９１との電圧比較により（ｆ）に示す放電発生信号４９２を出力する。
この時抵抗１１５が同軸ケーブル１１４の特性インピーダンスと同じ抵抗値であれば、反射が生じず波形のノイズが少なくなるので正確な放電発生信号４９２を出力することができる。図１の直流電源１１６は放電電流がゼロになった後可飽和リアクトル１１３の飽和がリセットされる電流が流れればよいので比較的低い電圧で良い。５〜１５Ｖ程度で十分に動作するので比較器４９０の電源を使用することができ安価に構成できる。
【００３６】
また、同軸ケーブル１１４の可飽和リアクトル１１３側は心線とシールドが直流的には短絡されているので、比較器４９０の正入力端子に入力される電圧は定常時はゼロであり、放電開始直後のみ一定期間電圧１３３が出る。また、可飽和リアクトル１１３が飽和すると電圧は出力されないので、放電加工時のノイズ等が出力されず検出精度が高い効果がある。
【００３７】
可飽和リアクトル１１１は可飽和リアクトル１１３よりコア巻数Ｎが少ないかコア平均磁路長Ｌが長いもので、可飽和リアクトル１１２はさらに１１１よりコア巻数Ｎが少ないかコア平均磁路長Ｌが長くなるように設定する。これはコア径の異なるものや個数、巻数で調節することにより図３の放電電流４２１の増加曲線を期間１３２のように指数曲線的に増加することができる。この電流上昇曲線は放電柱の膨張に合わせて増加するようにすれば放電柱の電流密度を一定に保つことができ、放電柱の断面積が小さいときに放電電流が急激に増加しないので電極の消耗を少なくすることができる。例えば放電柱の径が直線的に増加すれば、放電柱の面積は二乗で増加するので、放電電流４２１の増加は２次曲線的に増加するようにコアを調節することにより実現できる。
【００３８】
期間１３１と１３２の飽和時間Ｔｓは各可飽和リアクトル１１１，１１２，１１３について次の式で表せる。
Ｔｓ＝Ｎ・Ｓ・Ｂｓ／Ｅ （μｓｅｃ）・・・・・＜５０１＞
Ｎ ：コア巻数
Ｓ ：コア断面積
Ｂｓ：全磁束変化
Ｅ ：電圧
この飽和時間Ｔｓはコア巻数Ｎとコア断面積Ｓが大きいと長くなる。式＜５００＞で示した飽和電流ｌｓの設定によりコア巻数Ｎは決められるから、コア断面積Ｓにより飽和時間Ｔｓを設定することになる。すなわち飽和時間Ｔｓを長くするにはコア断面積Ｓの大きい、大型のコアを使用する。また、放電電流４２１の増加曲線を目的の曲線に合わせるには飽和電流ｌｓと飽和時間Ｔｓの違う可飽和リアクトルを各種組み合わせる方法や、それぞれの可飽和リアクトルのコア巻数Ｎを調節する方法や、図４に示すような中心は幅が広く、外径に近くなるに従って細くなる形状の可飽和リアクトル１４０を給電線８Ａまたは８Ｂに挿入し、放電電流とは逆の励磁電流を流すためのバイアス用直流電源Ｖｂとこれに直列に接続した抵抗Ｒｂを接続する等の方法があり、前記各種の方法は同等の効果を奏する。
【００３９】
飽和時間Ｔｓを過ぎると可飽和リアクトルは磁気飽和するのでそのインピーダンスはゼロに近くなり、放電電流がピーク電流に達し、その後放電遮断時に放電電流がゼロになり逆の励磁電流で飽和状態がリセットされるまで、放電加工の電流電圧にはなんら影響を与えない。この点が飽和しないリアクトルとは異なる効果がある。例えば空心のコイルやギャップ付きのコア等を使用すると、インピーダンスがゼロにならずインダクタンスが残り、放電電流遮断時の電流遮断時間が遅くなる。従って放電電流が流れている時に飽和状態になる可飽和リアクトルを使用することは単なるリアクトルを使用したこととは異なり前記のような固有の効果がある。
【００４０】
図１の可飽和リアクトル１１１，１１２は電源７の出力に近い側に、可飽和リアクトル１１３は電極５に近い側に設けた。この電源７に近い側に設けた可飽和リアクトル１１１，１１２は、従来の技術２の図２９において説明したように、電源７の出力に設けたダイオードＤ２２またはＤ２０等の静電容量と給電線８Ａ，８Ｂのインダクタンスが共振するのを防止する効果がある。また、図２９の放電電流が遮断された瞬間４３１に電極５に共振による負の電流４３４が流れるのを妨げる働きがある。またこの電極５に近い側に設けた可飽和リアクトル１１３は、従来の技術２の図２８において説明したように、放電した瞬間４２３の給電線８Ａ，８Ｂ間の静電容量とインダクタンスが共振して４２６のように電流が負になるパルス割れを防止する働きがある。また、図３の放電電流４２１の飽和電流１３０を有することにより放電発生直後の電極５の電流を、図３１の（ｂ）に示すようなサージ電流４５０が流れるのを防止する働きがある。
【００４１】
図５は図２の放電電流遮断時４３３前後の各部の拡大波形である。図１のイッチング素子ＴＲ２を４３３でオフすると、（ｂ）に示す放電電流４２１は給電線８Ａ，８Ｂのインダクタンスと定電圧体Ｂ２０の電圧によって決まる勾配で電流が減少し、１５０においてゼロになる。このとき図２９の４３４に示すように、電源７の出力に設けたダイオードＤ２２またはＤ２０等の静電容量と給電線８Ａ，８Ｂのインダクタンスが共振するのを、可飽和リアクトル１１１，１１２，１１３が高いインピーダンスになるので逆電流が流れないように動作する。すなわち可飽和リアクトルは（ｅ），（ｄ）の電圧が１５１において発生し逆電流を防止するので、（ｂ）の１５１の部分の逆電流は非常にわずかであり、図２９のように共振電流４３４は発生していない。従って電流遮断時間１５２は可飽和リアクトル１１１，１１２，１１３が無い場合と殆ど変わらない時間であるうえに、逆電流による電極の消耗が少ないことと、図２９の共振電圧４３２が発生しないのでノイズが少なくなり、他の制御回路に与えるノイズ誤動作を少なくすることができる等の効果がある。
【００４２】
実施の形態２．
図６に示す放電加工機の波形制御装置はこの発明の実施の形態２である。
この実施の形態は主として放電発生検出と放電停止検出の機能だけを使用したものである。図において、電源７の出力と電極５と被加工物４間の給電線８Ａ，８Ｂの電極５に近い位置に可飽和リアクトル１１３を設ける。この可飽和リアクトル１１３は飽和電流ｌｓの低いもので、可飽和リアクトルのコア平均磁路長Ｌが短いか、コア巻数Ｎが多い可飽和リアクトルを使用する。実際には可飽和リアクトルのコアとしては、内径２ｍｍ、外径４ｍｍ、長さ８ｍｍのアモルファスコアを８個使用している。同軸ケーブル１１４、抵抗１１５、直流電源１１６、比較器４９０、比較電圧４９１、放電発生信号４９２の構成は図１と同様である。比較器１６０の正入力端子に負の比較電圧１６１を、同軸ケーブル１１４の出力を負入力端子に入力し、比較器１６０の出力を放電停止信号１６２として出力する。
【００４３】
図７は図６の可飽和リアクトル１１３に発生する電圧１３３と放電電流４２１の放電が発生した瞬間の前後の拡大波形である。放電が発生すると可飽和リアクトル１１３の放電電流ｌｓによって決まる飽和電流１３０が流れる。この場合約１Ａの電流が期間１３１に示すように約７００ｎｓｅｃ続き、その後放電電流４２１の上昇は期間１３２に示すようにほぼ直線的に上昇しており、この上昇の勾配は可飽和リアクトル１１３が無い場合とほぼ同じである。可飽和リアクトル１１３に発生する電圧１３３は図７に示すように発生するから比較器４９０の正入力端子にも同様の電圧が発生する。この電圧を比較電圧４９１と比較して得られる放電発生信号を（ｃ）に示す。ここで重要なことは、放電電流４２１が飽和電流１３０でしばらくの間わずかの電流しか流れず、放電電流４２１が増加する前に放電発生信号４９２が得られることである。すなわち放電加工機の制御装置としては放電電流４２１が増加する直前から各種の制御が可能になる。そして、放電発生信号４９２を出力後は可飽和リアクトル１１３は放電電流４２１に対して何ら影響を与えないことと、放電発生瞬間の共振電流も殆ど無いという優れた効果を奏する。
【００４４】
図８は図６の電極５と被加工物４間の放電電圧１３３と放電電流４２１の放電を遮断した瞬間の前後の拡大波形である。図１のスイッチング素子ＴＲ２を４３３でオフすると放電電流４２１は給電線８Ａ，８Ｂのインダクタンスと図１の定電圧体Ｂ２０の電圧によって決まる勾配で電流が減少し、１５０においてゼロになる。このとき図２９の４３４に示すように、図１の電源７の出力に設けたダイオードＤ２２またはＤ２０等の静電容量と給電線８Ａ，８Ｂのインダクタンスが共振するのを、可飽和リアクトル１１３が高いインピーダンスになることにより防止し、また逆電流が流れないように動作する。すなわち可飽和リアクトルには（ｂ）の電圧が１５１において発生し逆電流を防止するので、（ａ）の１５１の部分の逆電流は非常にわずかであり、図２９のように共振電流４３４は発生していない。（ｂ）の可飽和リアクトルの電圧は１５１の期間で負の電圧を出力する。この電圧を比較器１６０の負入力端子に入力し負の比較電圧１６１と比較することにより放電停止信号１６２を出力することができる。この出力を（ｃ）に示す。従来はスイッチング素子を遮断した時点４３３から一定期間が過ぎたら放電は停止しているものとして制御していたが、放電が停止したことがわかると次に放電を開始するまでの時間が正確に分かり、放電が継続している間に放電を開始してしまうことが無くなり高精度の放電加工の制御が可能になる。また、電流遮断時間１５２は可飽和リアクトル１１３が無い場合と殆ど変わらない時間であるうえに、逆電流による電極の消耗が少ないことと、図２９の共振電圧４３２が発生しないのでノイズが少なくなり、他の制御回路に与えるノイズ誤動作を少なくすることができる等の効果がある。
【００４５】
実施の形態３．
図９に示す放電加工機の波形制御装置はこの発明の実施の形態３である。
図９は、図６に示す可飽和リアクトルを使用した放電発生検出回路を同一の電源７で３台の電極５Ａ，５Ｂ，５Ｃと被加工物４Ａ，４Ｂ，４Ｃのそれぞれの給電線に設けたものである。それぞれの動作は図６の実施の形態２と同じであるが、電極と被加工物が複数であることが異なる。従来の技術５において説明したように、放電はどれか一つの電極においてしか発生しないので、複数の電極のそれぞれの放電発生が分かると放電加工の進み具合、電極の送り速度等放電加工機を制御する上で重要な信号が得られる。従来の放電電圧を検出して放電発生を検出する方法ではそれぞれの放電発生を検出することはできなかったので、同一の電源で複数の電極と被加工物を加工することはできなかった。この方法によれば、同一の電源で複数の電極と被加工物を加工することができるので、電源のコストが安くなる効果がある。
【００４６】
実施の形態４．
図１０に示す放電加工機の波形制御装置はこの発明の実施の形態４である。
図１０は、図６に示す可飽和リアクトルを使用した放電発生検出回路を可飽和リアクトル１１３の給電線に比較器４９０の入力端子を直接接続したものである。このような接続においても実施の形態２と同等の効果を奏する。
【００４７】
実施の形態５．
図１１に示す放電加工機の波形制御装置はこの発明の実施の形態５である。
図１１は、図６に示す可飽和リアクトルを使用した放電発生検出回路を、可飽和リアクトル１１３の給電線とは別の巻線と、これに直列に接続した抵抗１１５と直流電源１１６を設け、放電電流とは逆の励磁をするようにして、この巻線に比較器４９０の入力端子を直接接続したものである。このような接続においても実施の形態２と同等の効果を奏する。
【００４８】
実施の形態６．
図１２に示す放電加工機の波形制御装置はこの発明の実施の形態６である。
図１２はこの発明の動作を説明するための最も簡単な構成の図である。可飽和リアクトル１２０は少なくとも一個、磁路長の異なる複数の可飽和リアクトルを組み合わせたもの、中心は幅が広く、外径に近くなるに従って細くなる形状の可飽和リアクトル、給電線の卷き回数の異なる複数の可飽和リアクトルを組み合わせたもの等を使用し、放電電流とは逆の方向に励磁する定電流源１２１を設ける。定電流源１２１は抵抗と直流電源を組み合わせても良い。このような簡単な構成で図３の４２１に示すような放電発生直後の放電電流の増加曲線を可飽和リアクトルの組合わせにより任意の曲線に制御できる。以上により前記した数々の特有の効果を奏する。
【００４９】
実施の形態７．
図１３に示す放電加工機の波形制御装置はこの発明の実施の形態７である。
図１３は、図１２に示す可飽和リアクトルを使用した放電加工機の加工電流制御装置の給電線に直接定電流源１２１を接続したものであり、実施の形態６と同等の効果を奏する。
【００５０】
実施の形態８．
図１４に示す放電加工機の波形制御装置はこの発明の実施の形態８である。
図１４は、図１２に示す可飽和リアクトルを使用した放電加工機の加工電流制御装置の可飽和リアクトル１２０をコア巻数Ｎの異なるもの、または磁路長Ｌの異なる可飽和リアクトル１２０Ａ，１２０Ｂ，１２０Ｃを組み合わせて、それぞれに給電線８Ａとは別の巻線と、これに直列に接続した抵抗１１０Ａ，１１０Ｂ，１１０Ｃと直流電源１４０Ａ，１４０Ｂ，１４０Ｃを設け、放電電流とは逆の励磁をするようにしたものであり、実施の形態６と同等の効果を奏する。
【００５１】
実施の形態９．
図１５に示す放電加工機の波形制御装置はこの発明の実施の形態９である。
図１５は、図１２に示す可飽和リアクトルを使用し放電加工機の加工電流制御装置の可飽和リアクトル１２０をコア平均磁路長Ｌの異なるもの、またはコア断面積Ｓの異なる可飽和リアクトル１２０Ｄ，１２０Ｅ，１２０Ｆを組み合わせて、給電線８Ａとは別の巻線と、これに直列に接続した抵抗１１０と直流電源１４０を設け、放電電流とは逆の励磁をするようにしたものである。実際に使用したものは、抵抗１１０は５００Ω、直流電源１４０は８７Ｖ、可飽和リアクトル１２０Ｄは内径２ｍｍ、外径４ｍｍ、長さ８ｍｍのコバルト系のアモルファスコア４個、可飽和リアクトル１２０Ｅは内径７ｍｍ、外径１０ｍｍ、長さ４．５ｍｍのコバルト径のアモルファスコア３個、可飽和リアクトル１２０Ｆは内径１４ｍｍ、外径２１ｍｍ、長さ４．５ｍｍのコバルト系のアモルファスコア２個をそれぞれ使用したもので、その放電電流の増加曲線は図３の４２１と同等である。この実施の形態９は実施の形態６と同等の効果を奏する。
【００５２】
実施の形態１０．
図１６に示す放電加工機の波形制御装置はこの発明の実施の形態１０である。実施の形態９の図１５の実際例として、電極５を電極送り手段６に取り付けるための治具２６０の一部を細くし、この部分に内径の小さい可飽和リアクトル１２０Ｄ、または１２０Ｅを設け、セラミック、ガラス、プラスチック等の絶縁支持物２６１で機械的強度を保ち、内径の太い可飽和リアクトル１２０Ｆは治具２６０に貫通するようにして構成することにより、実施の形態６と同等の効果を奏する。図１７はこの実施の形態１０を電極送り手段６に取り付けた状態を示す。この実施の形態１０によれば、電極それぞれに飽和電流ｌｓ、電流増加曲線等を合わせられるので、電極５を治具２６０と一体にして交換すれば、小さな電極から大きな電極までそれぞれの加工条件に合った放電加工機の波形制御装置が得られる等の効果がある。
【００５３】
実施の形態１１．
図１８は実施の形態６の放電加工機の波形制御装置の設置場所を電極５への給電線８Ａの近くに設けたものであり、実施の形態６と同等の効果を奏する。
【００５４】
実施の形態１２．
図１９は実施の形態６の放電加工機の波形制御装置の設置場所を給電線８Ｂの被加工物４の近くに設けたものであり、実施の形態６と同等の効果を奏する。
【００５５】
実施の形態１３．
図２０は実施の形態６の放電加工機の波形制御装置の設置場所を電極５への給電線８Ａの近くと給電線８Ｂの被加工物４の近くに設けたものであり、実施の形態６と同等の効果を奏する。
【００５６】
実施の形態１４．
図２１は実施の形態６の放電加工機の波形制御装置の設置場所を電極５への給電線８Ａの電源７の近くに設けたものであり、実施の形態６と同等の効果を奏する。
【００５７】
実施の形態１５．
図２２は従来の技術４の図３２で述べた給電線に同軸ケーブル３６を使用した放電加工機用電源装置であるが、実施の形態６の放電加工機の波形制御装置の設置場所を電極５の近くに設けたものであり、実施の形態６と同等の効果を奏する。また、同軸ケーブル３６を使用しても静電容量３７の影響は無くなり、同軸ケーブルにより配線すると配線のインダクタンスが少なくなることによって、加工電流の応答が速くなるので加工速度が向上するなど、放電加工機の性能が向上する。同軸ケーブル３６による給電が可能になることは、加工速度の向上、微細加工、大型電極における大電流加工、ノイズの外部への放射防止、より遠くからの給電等、放電加工機の電源装置の性能を高め、加工性能を飛躍的に高めることができる効果がある。
【００５８】
実施の形態１６．
図２３は従来の技術５で述べた、複数の電極５Ａ，５Ｂ，５Ｃと被加工物４間を共通の電源７に接続したものである。各電極５Ａ，５Ｂ，５Ｃへの給電線に可飽和リアクトル１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃをそれぞれ設け、給電線とは別の巻線を直列に接続し、可飽和リアクトル１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃが放電電流による励磁とは逆の方向に励磁されるように抵抗１１０と直流電源１４０を直列に接続する。このような接続をすると、例えば電極５Ｂで放電が発生した場合、電極５Ａと被加工物４間の静電容量と、電極５Ｃと被加工物４間の静電容量に蓄えられた電荷は可飽和リアクトル１１２Ａと１１２Ｃにより放電電流とは逆の電流を阻止する作用があるので放電発生点Ａに流れこむ電流は少ない。また、この電流は電極の数がさらに多くても同様である。このように、複数の電極を接続して放電加工を行なっても、図３１に示すサージ電流４５０は小さく電極消耗が多くなることはない。すなわち、１台の電源７で複数の電極５を接続して加工することができ、大面積の放電加工が高精度で安価に実現できる効果がある。
【００５９】
実施の形態１７．
図２４は図示していない電極送り手段６や加工槽１で構成される加工機が複数ある場合等の実施の形態を示したもので、複数の電極５Ａ，５Ｂ，５Ｃと複数の被加工物４Ａ，４Ｂ，４Ｃ間を共通の電源７に接続したものである。各電極５Ａ，５Ｂ，５Ｃへの給電線に可飽和リアクトル１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃをそれぞれ設け、給電線とは別の巻線と、可飽和リアクトルが放電電流とは逆の方向に励磁されるように抵抗１１０Ａ，１１０Ｂ，１１０Ｃと直流電源１４０Ａ，１４０Ｂ，１４０Ｃを図のようにそれぞれ直列に接続する。このような接続をすると、例えば電極５Ｂで放電が発生した場合、電極５Ａと被加工物４Ａ間の静電容量と、電極５Ｃと被加工物４Ｃ間の静電容量に蓄えられた電荷は、可飽和リアクトル１１２Ａと１１２Ｃにより放電電流とは逆の電流を阻止する作用があるので放電発生点Ａに流れこむ電流は少ない。また、この電流は加工機の数がさらに多くても同様である。このように、複数の加工機の電極を接続して放電加工を行なっても、図３１に示すサージ電流４５０は小さく電極消耗が多くなることはない。すなわち、１台の電源７で複数の加工機の電極５と被加工物４を接続して加工することができ、複数の違った形状の被加工物を同時に同一の電源で加工できる効果がある。
【００６０】
実施の形態１８．
図２５はこの発明の実施の形態１８である。加工用電源７から電極５と被加工物４に加工電力を供給する給電線８Ａ、８Ｂを貫通または巻回させた、磁路長Ｌまたはコア巻数Ｎが異なる複数の可飽和リアクトル１２０Ａ，１２０Ｂ，１２０Ｃ，１２０Ｄの給電線８Ａ，８Ｂとは別に設けて貫通または巻回した電線にそれぞれ可飽和リアクトル１２０Ａ，１２０Ｂ，１２０Ｃ，１２０Ｄが放電電流による励磁とは逆の電流で励磁されるように抵抗１１０Ａ，１１０Ｂ，１１０Ｃ，１１０Ｄと直流電源１４０Ａ，１４０Ｂ，１４０Ｃ，１４０Ｄの直列体を接続し、抵抗１１０Ａ，１１０Ｂ，１１０Ｃ，１１０Ｄの抵抗値または直流電源１４０Ａ，１４０Ｂ，１４０Ｃ，１４０Ｄの電圧を変えられるようにして放電電流の増加曲線を放電加工に適した曲線に合わせるようにする。可飽和リアクトル１２０Ｄは磁路長Ｌの最も短いもので、主として飽和電流ｌｓを決める。可飽和リアクトル１２０Ａ，１２０Ｂ，１２０Ｃは次第に磁路長Ｌが長く、コア断面積Ｓも大きいものを使用し飽和電流と飽和時間を抵抗の抵抗値と直流電源の電圧により加工に適した電流の増加曲線になるように調節する。このようにすることにより任意の増加曲線を得ることができ、前記のような種々の優れた効果を奏する。
【００６１】
また、可飽和リアクトル１２０Ａ，１２０Ｂ，１２０Ｃ，１２０Ｄを貫通する給電線８Ａ，８Ｂの両端をスイッチ２５０Ａ，２５０Ｂ，２５０Ｃ，２５０Ｄで必要な増加曲線が得られるように、使用しない可飽和リアクトルを短絡しても良い。
【００６２】
また、可飽和リアクトル１２０Ａ，１２０Ｂ，１２０Ｃ，１２０Ｄを貫通する給電線８Ａ，８Ｂとは別に設けて貫通または巻回した電線にそれぞれスイッチ２５１Ａ，２５１Ｂ，２５１Ｃ，２５１Ｄを接続し、必要な増加曲線が得られるように使用しない可飽和リアクトルを短絡しても良い。
【００６３】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したように構成されているので、以下に記載されるような効果を奏する。
この発明は、即放電状態でも放電発生を検出でき、放電電流が立ち上がる前に放電発生を検出でき、電極の消耗が少なく、加工速度が低下しない放電加工機の加工電流制御装置を得ることができる効果がある。
【００６４】
放電加工のノイズ等が少なく、正確な放電発生信号が得られ、検出精度が高く、構成が簡単で安価に構成できる。
放電した瞬間の２本の給電線の静電容量とインダクタンスが共振するのを防止する働きがある。
サージ電流が流れるのを防止する働きがある。
電流遮断時間が遅くならないうえに、逆電流による電極の消耗が少ないことと、共振電圧が発生しないのでノイズが少なくなり、他の制御回路に与えるノイズ誤動作を少なくすることができる等の効果がある。
【００６５】
放電電流が飽和電流で暫くの間わずかの電流しか流れず、放電電流が増加する前に放電発生信号が得られ、放電電流が増加する直前から各種の制御が可能になる。
放電発生信号出力後は放電電流に対して何ら影響を与えないことと、放電発生瞬間の共振電流も殆ど無いという効果を奏する。
放電が停止したことがわかると次に放電を開始するまでの時間が正確に分かり、高精度の放電加工の制御が可能になる。
【００６７】
簡単な構成で放電発生直後の放電電流の増加曲線を可飽和リアクトルの組み合わせにより任意の曲線に制御できる効果がある。
【００６９】
同軸ケーブルによる給電が可能になり、加工速度の向上、微細加工、大型電極における大電流加工、ノイズの外部への放射防止、より遠くからの給電等、放電加工機の電源装置の性能を高め、加工性能を飛躍的に高めることができる効果がある。
【００７２】
放電電流の任意の増加曲線を得ることができ、多くの電極または被加工物に最適の増加曲線にすることにより、加工速度が速く電極の消耗が少ない等の優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１の放電加工機の波形制御装置である。
【図２】 この発明の実施の形態１の放電加工機の波形制御装置の動作を説明するための図である。
【図３】 この発明の実施の形態１の放電加工機の波形制御装置の動作を説明するための波形図である。
図３は図２の放電発生時点４２３の前後を拡大測定したものである。
【図４】 この発明の実施の形態１の可飽和リアクトルの形状を示す図である。
【図５】 この発明の実施の形態１の放電加工機の波形制御装置の動作を説明するための波形図である。
図５は図２の放電電流遮断時４３３前後の各部の拡大波形である。
【図６】 この発明の実施の形態２の放電加工機の波形制御装置である。
【図７】 この発明の実施の形態２の放電加工機の波形制御装置の動作を説明するための波形図である。
図７は図６の電極５と被加工物４間の放電電圧１３３と放電電流４２１の放電が発生した瞬間の前後の拡大波形である。
【図８】 この発明の実施の形態２の放電加工機の波形制御装置の動作を説明するための波形図である。
図８は図６の電極５と被加工物４間の放電電圧１３３と放電電流４２１の放電を遮断した瞬間の前後の拡大波形である。
【図９】 この発明の実施の形態３の放電加工機の波形制御装置である。
図９は、図６に示す可飽和リアクトルを使用した放電発生検出回路を同一の電源７で３台の電極５Ａ，５Ｂ，５Ｃと被加工物４Ａ，４Ｂ，４Ｃのそれぞれの給電線に設けたものである。
【図１０】 この発明の実施の形態４の放電加工機の波形制御装置である。
【図１１】 この発明の実施の形態５の放電加工機の波形制御装置である。
【図１２】 この発明の実施の形態６の放電加工機の波形制御装置である。
図１２はこの発明の動作を説明するための最も簡単な構成の図である。
【図１３】 この発明の実施の形態７の放電加工機の波形制御装置である。
【図１４】 この発明の実施の形態８の放電加工機の波形制御装置である。
【図１５】 この発明の実施の形態９の放電加工機の波形制御装置である。
【図１６】 この発明の実施の形態１０の放電加工機の波形制御装置である。
【図１７】 この発明の実施の形態１０の放電加工機の波形制御装置である。
図１７はこの実施の形態１０を電極送り手段６に取り付けた状態を示す。
【図１８】 この発明の実施の形態１１の放電加工機の波形制御装置である。
【図１９】 この発明の実施の形態１２の放電加工機の波形制御装置である。
【図２０】 この発明の実施の形態１３の放電加工機の波形制御装置である。
【図２１】 この発明の実施の形態１４の放電加工機の波形制御装置である。
【図２２】 この発明の実施の形態１５の放電加工機の波形制御装置である。
【図２３】 この発明の実施の形態１６の放電加工機の波形制御装置である。
【図２４】 この発明の実施の形態１７の放電加工機の波形制御装置である。
【図２５】 この発明の実施の形態１８の放電加工機の波形制御装置である。
【図２６】 従来の放電加工機用電源装置の動作を説明するための構成図である。
【図２７】 従来の放電加工機用電源装置の動作を説明するための回路図である。
【図２８】 従来の放電加工機用電源装置の動作を説明するための波形図である。
【図２９】 従来の放電加工機用電源装置の動作を説明するための波形図である。
【図３０】 従来の放電加工機用電源装置の動作を説明するための構成図である。
【図３１】 図３０の放電加工機の動作を説明するための波形図である。
【図３２】 従来の放電加工機用電源装置の動作を説明するための構成図である。
【図３３】 従来の放電加工機用電源装置の動作を説明するための構成図である。
【図３４】 従来の放電加工機用電源装置の動作を説明するための構成図である。
【図３５】 従来の放電加工機用電源装置の動作を説明するための放電加工機の放電検出回路の一例である。
【図３６】 図３５の従来の放電加工機用電源装置の動作を説明するための波形図である。
【図３７】 従来の放電加工機用電源装置の動作を説明するための波形図である。
【図３８】 従来の放電加工機用電源装置の動作を説明するための図である。
【符号の説明】
１ 加工槽、２ 加工液、３ 加工テーブル、４ 被加工物、５，５ａ，５ｂ，５ｃ，５Ａ，５Ｂ，５Ｃ 電極、６ 電極送り手段、７，７ａ，７ｂ，７ｃ 電源、８Ａ，８Ｂ 給電線、３６ 同軸ケーブル、３７ 静電容量、１００，１０１ 配線のインダクタンス、１１０，１１０Ａ，１１０Ｂ 抵抗、１１０Ｃ，１１０Ｄ 抵抗、１１１，１１２，１１３ 可飽和リアクトル、１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃ 可飽和リアクトル、１１４ 同軸ケーブル、１１５ 抵抗、１１６ 直流電源、１２０，１２０Ａ，１２０Ｂ，１２０Ｃ 可飽和リアクトル、１２０Ｄ，１２０Ｅ，１２０Ｆ 可飽和リアクトル、１２１ 定電流源、１３０飽和電流、１４０，１４０Ａ，１４０Ｂ 直流電源、１４０Ｃ，１４０Ｄ 直流電源、１６０ 比較器、１６１ 比較電圧、１６２ 放電停止信号、２５０Ａ，２５０Ｂ，２５０Ｃ，２５０Ｄ スイッチ、２５１Ａ，２５１Ｂ，２５１Ｃ，２５１Ｄ スイッチ、２６０ 治具、２６１ 絶縁支持物、４２４ 無負荷電圧、４９１ 比較電圧、４９０ 比較器、４９２ 放電発生信号、Ａ 放電発生点、Ｂ１０ 直流電源、Ｂ２０ 定電圧体、Ｂｓ 全磁束変化、Ｃ１ 静電容量、Ｄ２２，Ｄ２０ ダイオード、Ｅ 電圧、Ｈｓ 飽和磁束密度Ｂｓに必要な磁力、ｌｓ 飽和電流、Ｌ コア平均磁路長、Ｌ２ リアクトル、Ｎ コア巻数、Ｓコア断面積、ＴＲ２ スイッチング素子、Ｔｓ 飽和時間、ｖｂ 直流電源、Ｒｂ 抵抗。
Claims (7)
- 電極と被加工物間に放電を発生させて前記被加工物を加工する放電加工機において、加工用電源から前記電極と前記被加工物とに加工電力を供給する給電線に、放電電流が励磁する方向とは逆の方向に励磁される、磁路長の異なる複数の可飽和リアクトルを挿入し、前記複数の可飽和リアクトルの内最も磁路長の短い可飽和リアクトルを励磁するために貫通または巻回した電線に発生する電圧を検出して、前記電極と前記被加工物間に放電が発生した信号または放電が停止した信号として出力することを特徴とする放電加工機。
- 電極と被加工物間に放電を発生させて前記被加工物を加工する放電加工機において、加工用電源から前記電極と前記被加工物とに加工電力を供給する給電線に、放電電流が励磁する方向とは逆の方向に励磁される、前記給電線の巻き回数の異なる複数の可飽和リアクトルを挿入し、前記複数の可飽和リアクトルの内最も巻き回数の多い可飽和リアクトルを励磁するために貫通または巻回した電線に発生する電圧を検出して、前記電極と前記被加工物間に放電が発生した信号または放電が停止した信号として出力することを特徴とする放電加工機。
- 電極と被加工物間に放電が発生した信号を得るために設けた可飽和リアクトルを前記電極または前記被加工物に近い位置に設け、他の可飽和リアクトルは加工用電源の出力側に近い位置に設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の放電加工機。
- 加工用電源から電極と被加工物に加工電力を供給する給電線を貫通または巻回させた可飽和リアクトルに、前記給電線とは別に設けて貫通または巻回した電線を同軸ケーブルの心線とシールドとに接続し、前記同軸ケーブルの他端に前記可飽和リアクトルが放電電流とは逆の電流で励磁されるように抵抗と直流電源の直列体を接続し、前記同軸ケーブルの他端の心線とシールド間の電圧を設定値と比較することにより前記電極と前記被加工物間の放電が発生した信号または放電が停止した信号を得ることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の放電加工機。
- 抵抗と直流電源の直列体における抵抗の抵抗値を、同軸ケーブルの特性インピーダンスと同じ値に設定することを特徴とする請求項４に記載の放電加工機。
- 可飽和リアクトルは、軸方向の中心部は径が広く両端部に近くなるに従い径が小さくなる形状であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の放電加工機。
- 電極と被加工物間に放電を発生させて前記被加工物を加工する放電加工機において、加工用電源から前記電極と前記被加工物とに加工電力を供給する給電線を貫通または巻回させた、磁路長または巻数が異なる複数の可飽和リアクトルの前記給電線とは別に設けて貫通または巻回した電線にそれぞれ前記可飽和リアクトルが放電電流とは逆の電流で励磁されるように抵抗と直流電源の直列体を接続し、前記抵抗の抵抗値または直流電源の電圧を変えることにより、放電電流の増加曲線を放電加工に適した電極の消耗が少なく、加工速度が低下しない曲線に合わせることを特徴とする放電加工機。
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