JP4070910B2 - EDM machine - Google Patents

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

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放電加工装置に関し、さらに特定して述べると、放電加工間隙に所要の放電加工エネルギーを正確に与えることができるようにした放電加工装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
形彫及びワイヤカット等の放電加工装置においては、加工用電極と被加工物との間に形成される放電加工間隙に加工用パルス電圧を繰り返し供給し、各加工用パルス電圧の印加によって放電加工間隙に生じる放電電流により被加工物を加工する構成となっている。ここで、放電加工間隙に供給すべき加工用パルスエネルギーは放電時間と放電電流値とにより設定される構成となっているが、実際の加工にあっては、放電加工間隙に加工用パルス電圧を印加しても放電はすぐに開始せず、加工用パルス電圧の印加から若干の時間遅れをもって放電が開始されるのが殆どである。この放電開始の遅れ時間は加工用パルス電圧の値又は放電加工間隙のその時の状態等に大きく左右されるため、一定していないので、各加工用パルス電圧印加毎に放電加工間隙に供給される加工用パルスエネルギーを所要の値にするには何らかの工夫が必要となる。
【0003】
そこで、実際に放電が開始されたときから所要の時間だけ放電電流が放電加工間隙に流れるように制御するため、従来において、加工用パルス電圧を放電加工間隙に印加した後、放電加工間隙において実際に放電が開始されたタイミングを電気的に検出し、放電開始タイミングから所定時間だけ経過したときに、加工用パルス電圧を放電加工間隙に印加するのを停止させるようにした構成が公知である。
【0004】
図5には、上述の如く構成された放電加工装置のブロック図が示されている。図5に示した放電加工装置100において、101は60V〜150Vの直流電圧Eを出力できる直流電源で、直流電圧Eは、ダイオード102、電流制限用抵抗器103及びスイッチングトランジスタ104を介し、加工用電極105と被加工物106との間に形成される放電加工間隙Gに印加されている。ここで、符号Lで示されているのは、直流電源101と放電加工間隙Gとの間に設けられる配線の線間インダクタンスである。
【0005】
スイッチングトランジスタ104のゲート電極104Gには、図示しないゲート制御回路からゲートパルス信号GATEが与えられており、ゲートパルス信号GATEのレベルが高レベル状態になったときにスイッチングトランジスタ104がオンとなり、直流電圧Eによって加工用パルス電圧が放電加工間隙Gに印加される構成となっている。
【0006】
放電加工間隙Gにおいて放電が開始されたタイミングを検出するため、放電開始検出回路110が放電加工間隙Gに接続されている。放電開始検出回路110においては、バイアス電源111と抵抗器112、113との直列回路が放電加工間隙Gと並列に接続されており、抵抗器112と抵抗器113との接続点からその時の加工間隙電圧Vgのレベルを示す検出電圧Vfが取り出され、検出電圧Vfが比較器114において基準電圧Vsとレベル比較される構成となっている。
【0007】
バイアス電源111の電圧をVccとすれば、検出電圧Vfの値はVf=Vcc−(Vcc−Vg)×R1×(R1+R2)-1で示される。ここで、R1は抵抗器112の抵抗値、R2は抵抗器113の抵抗値である。
【0008】
この構成によると、所与のタイミングでゲートパルス信号GATEのレベルが低レベルから高レベルに変化し、これによりスイッチングトランジスタ104がオンとなると、直流電圧Eが放電加工間隙Gに加工用パルス電圧として印加される。放電加工間隙Gに放電電流が流れ始めるまでは、加工間隙電圧Vgの値は直流電圧Eの値と略等しく、検出電圧Vfの値は基準電圧Vsよりも低く、したがって比較器114の出力からの放電開始信号SKのレベルは高レベルとなっている。そして、放電加工間隙Gにおいて放電が開始され加工間隙電圧Vgのレベルが放電時における所定の低電圧レベル、例えば25V程度に低下すると、Vf≧Vsとなり、放電開始信号SKのレベルが低くなる。
【0009】
放電開始信号SKは図示しないゲート制御回路に送られ、ここで、放電開始の検出から予め設定した放電電流供給期間が経過したときにゲートパルス信号GATEのレベルを低下レベルとしてスイッチングトランジスタ104をオフとする制御が行われる。
【0010】
この結果、スイッチングトランジスタ104は放電開始の検出から放電電流供給のための所定の設定時間だけオンとされ、スイッチングトランジスタ104がオンの間だけ放電加工間隙Gに放電加工電流が流れ、これにより放電加工間隙Gに所要の加工エネルギーを供給することができる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、放電開始後に加工間隙電圧Vgが基準電圧Vsに達するまでの時間は電気的加工条件の設定値により大きく左右されるので、直流電圧Eが例えば150Vで一定であったとしても、放電開始後に生じる加工間隙電圧Vgの低下の様子はそのときの設定条件に応じた過渡状態となる。
【0012】
しかし、図5に示した、検出電圧Vfの値を所与の一定レベルの基準電圧Vsと比較しこの比較結果によって放電開始タイミングを判別するようにした構成によると、実際に放電が開始されてから放電開始検出回路110によって放電の開始が検出されるまでの検出時間遅れの変動が考慮されていないので、放電加工間隙Gに供給する放電加工エネルギーを所望の値に正確に制御することができない。この結果、加工用パルス電圧の1パルス当りの加工電流通電時間が必ずしも所要の値とならず、所望の加工特性と異なる加工が行われることになり、また電極消耗特性の劣化や面荒れなどの問題を生じさせることになる。
【0013】
本発明の目的は、電気的加工条件が変更されても、加工用パルス電圧の印加毎に放電加工間隙に所要量の放電加工エネルギーを正確に与えることができるようにした放電加工方法及び装置を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明によれば、NC装置への加工条件の入力設定に応じ、出力電圧の切換え設定が可能な直流電源からゲート制御回路によってオン・オフ制御されるスイッチ手段を用いて取り出された加工用パルス電圧を、設定加工電流値に応じて抵抗値の定まる電流制限抵抗回路を介して被加工物と加工用電極との間に形成される放電加工間隙に間歇的に繰り返し印加することにより、前記放電加工間隙に放電加工電流を流し前記被加工物を放電加工するようにした放電加工装置において、
2つの直列分圧抵抗に直列に直流バイアス電源を接続した間隙検出回路を放電加工間隙に並列に接続し、該間隙検出回路の検出電圧を基準電圧と比較して、放電開始検出信号をゲート制御回路に供給する放電開始検出回路を備え、前記基準電圧は加工条件設定部から出力する電源電圧指令による前記直流電源の出力電圧値に応じて下記式(1)により演算することにより基準電圧作成部から出力されるものであり、更に前記設定加工電流値に応じた前記スイッチング手段のオン制御時間を補正演算してゲート制御回路に出力する演算部とを備え、
前記ゲート制御回路出力による前記スイッチング手段のオン動作によって前記放電加工間隙に生じた加工間隙電圧のレベルを前記演算して出力された基準電圧レベルと比較することによって放電の発生によって生じる前記間隙検出電圧の電圧低下タイミングを検出する放電開始検出回路と、
前記検知した電圧低下タイミングから前記補正演算オン制御時間が経過したときに前記放電加工間隙への前記加工用パルス電圧の印加を停止するため前記スイッチング手段をオフする機能を前記のゲート制御回路が備えた
式(1)Vs=(E−25V(放電電圧))×0.75+25V
但し、Eは前記直流電源の指令出力電圧値
放電加工装置が提案される。
【0015】
スイッチング手段がオンとされると放電加工間隙に加工用パルス電圧が印加され、これにより放電加工間隙で放電が開始すると加工間隙電圧が低下し始める。この低下の率は、電流制限抵抗回路の抵抗値と、直流電源から放電加工間隙までの配線の線間インダクタンス値とにより定まる時定数に大きく依存し、加工間隙電圧のレベルはこの時定数に従った特性曲線に沿って低下することになる。ここで、線間インダクタンス値は加工条件の設定毎には変化しないパラメータであるが、電流制限抵抗回路の抵抗値は加工電流値の設定に応じて変化するパラメータである。したがって、放電開始検回路で検出される電圧低下タイミングは、放電加工間隙で放電が実際に開始されたタイミングから遅れることになり、この検出遅れ時間は、電流制限抵抗回路の抵抗値に相応した値となる。
【0016】
一方、ゲート制御回路に対するオン制御時間の補正は、演算では、その時の設定加工電流値に応じた長さのオン制御時間が演算される。すなわち、上記検出遅れ時間が大きくなるような設定加工電流値の場合にはオン制御時間が短く、一方、上記検出遅れ時間が小さくなるような設定加工電流値の場合にはオン制御時間が長くなるようにオン制御時間が演算される。そして、放電加工間隙への放電加工電流の通電のオフ制御は、検出ステップで検出された電圧低下タイミングから上記オン制御時間が経過したときにスイッチング手段がオフとなるようにして行われる。この結果、設定加工電流値に拘らず、加工用パルス電圧の1パルス当りの放電電流通電時間を所要の値とすることが可能となる。
【0017】
また、本発明によれば、前記放電加工装置であって、被加工物と加工用電極との間に形成される放電加工間隙に放電電流を間歇的に流すことによって前記被加工物を放電加工するようにした放電加工装置において、直流電源と、加工条件設定手段と、前記直流電源と前記放電加工間隙との間に設けられたスイッチング手段と、前記加工用パルス電圧を前記放電加工間隙に間歇的に繰り返し印加するため前記スイッチング手段のオン、オフ制御を行うゲート制御回路と、前記放電加工間隙と直列状態となるように設けられ前記加工条件設定手段により設定された設定加工電流値に応じた抵抗値に設定される前記放電電流のレベルを設定するための電流制限抵抗回路と、前記スイッチング手段のオン動作によって前記放電加工間隙に生じた加工間隙電圧のレベルを所与の設定された直流電圧Eに基づき演算された基準電圧レベルと比較することによって放電の発生によって生じる前記加工間隙電圧の電圧低下タイミングを検出する放電開始検出回路手段と、前記電圧低下タイミングから前記スイッチング手段をオフするまでのオン制御時間を前記設定加工電流値に基づいて補正演算するオン制御時間演算部とを有して成り、前記ゲート制御回路が、前記電圧低下タイミングから前記オン制御時間が経過したときに前記スイッチング手段をオフするようにした、放電加工装置が提案される。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例につき詳細に説明する。
【0019】
図1は、本発明による放電加工装置の実施の形態の一例を示すブロック図である。放電加工装置1は、加工用電極2と被加工物3とにより形成される放電加工間隙Gに直流電源4からの直流電圧Eを加工用パルス電圧として間歇的に繰り返し印加し、これにより放電加工間隙Gに生じた放電電流によって被加工物3を放電加工する装置であり、図示の実施例では形彫放電加工装置の例が示されている。しかし、本発明が形彫放電加工装置にのみ適用されることを意味するものではなく、本発明は他の型式の放電加工装置、例えばワイヤカット放電加工装置にも適用できるものである。
【0020】
直流電源4はその出力である直流電圧Eの値を60V〜150Vの範囲でステップ的に設定できる構成となっており、数値制御装置(NC装置)5から出力される電源電圧指令信号SEに従って直流電圧Eの値が設定される。本実施の形態では、直流電圧Eは、60V、90V、120V、150Vの4段階に切り換え可能となっている。
【0021】
直流電源4の負極は被加工物3に接続されている。一方、直流電源4の正極は、ダイオード6、電流制限用抵抗回路7及びスイッチング用の電界効果トランジスタ8のソース−ドレイン回路を介して、アースされている加工用電極2に接続されている。図1において、電界効果トランジスタ8と加工用電極2との間に符号Lで示されているコイルは、直流電源4と放電加工間隙Gとの間を電気的に接続する配線(図示せず)の線間インダクタンスを示している。このように、直流電源4と放電加工間隙Gとの間には、電流制限用抵抗回路7による抵抗成分のほか、インダクタンス成分が存在している。
【0022】
電界効果トランジスタ8のゲート電極8Gには、ゲート制御回路9からゲートパルス信号SGが与えられており、ゲートパルス信号SGのレベルが高レベル状態になったときに電界効果トランジスタ8がオンとなり、ゲートパルス信号SGのレベルが低レベル状態になったときに電界効果トランジスタ8がオフとなる。このように、電界効果トランジスタ8がゲートパルス信号SGによってオン、オフ制御されることにより、放電加工間隙Gに加工用パルス電圧が間歇的に繰り返し印加される。
【0023】
電流制限用抵抗回路7は、電界効果トランジスタ8を介して放電加工間隙Gに流れる放電加工電流のレベルを設定するために設けられている回路であり、電流制限用抵抗回路7における抵抗値は、数値制御装置(NC装置)5内に設けられている加工条件設定部5Aにおいて設定される加工電流値を示す加工電流設定信号SIに従う値に設定される公知の構成となっている。したがって、図1では、電流制限用抵抗回路7は抵抗器として表し、その詳細回路構成を図示して説明するのを省略する。
【0024】
したがって、電界効果トランジスタ8がオフからオンに切り換えられると、電源電圧指令信号SEに応じて設定された値の直流電圧Eが先ず放電加工間隙Gに加工用パルス電圧として印加され、これにより放電加工間隙Gに放電が生じると、電流制限用抵抗回路7において設定された抵抗値に従ったレベルの放電加工用の電流を放電加工間隙Gに流すことができる。
【0025】
放電加工間隙Gで放電が開始されたときに生じる加工間隙電圧Vgの電圧降下現象から放電加工間隙Gに放電が生じたことを電気的に検出するため、放電検出回路10が設けられている。
【0026】
放電検出回路10は、直流バイアス電源11と抵抗器12、13との直列回路が放電加工間隙Gに図示の如く並列に接続されており、抵抗器12と抵抗器13との接続点から、その時の加工間隙電圧Vgのレベルに応じたレベルの検出電圧Vfが得られる構成となっている。
【0027】
検出電圧Vfは電圧比較器14の−入力端子に印加されており、電圧比較器14において、基準電圧作成部15から出力されて電圧比較器14の+入力端子に印加されている基準電圧Vsと検出電圧Vfとがレベル比較される。放電開始検出回路10は、このレベル比較によって、放電加工間隙Gに放電が発生したことを示す加工間隙電圧Vgの電圧低下タイミングを検出する構成となっている。
【0028】
基準電圧作成部15は、マイクロプロセッサ(CPU)16と、メモリ17と、ディジタル−アナログ変換器(D/A)18とが図示の如く接続されて成り、CPU16はNC装置5からの電源電圧指令信号SE及び加工電流設定信号SIに応答し、その時に設定された直流電圧Eの値に最も適した基準電圧Vsの値を演算する。本実施の形態では、その時設定された直流電圧Eの値から放電電圧としての25Vを引いた値の75%に25Vを加算した値を演算し、これを基準電圧Vsの値としている。メモリ17内には、この演算に必要なプログラムとデータとが格納されており、CPU16からはその時の基準電圧値を示す演算出力データDVsが出力され、D/A18に送られる。D/A18では、CPU16から送られてきたデジタルデータである演算出力データDVsを対応するアナログ電圧信号に変換し、このアナログ電圧信号が基準電圧Vsとして電圧比較器14の+入力端子に印加される。
【0029】
したがって、放電加工間隙Gに放電が生じていない場合には、Vf≦Vsであり電圧比較器14の出力レベルは高レベル状態となる。一方、放電加工間隙Gで放電が開始すると、検出電圧Vfのレベルが上昇し、Vf≧Vsとなると電圧比較器14の出力レベルが低レベル状態となる。すなわち、電圧比較器14の出力が低レベル状態にあると放電加工間隙Gに放電が発生していることを示していることになる。
【0030】
次に、電圧比較器14を用いた検出電圧Vfと基準電圧Vsとのレベル比較動作による放電発生検出について図2及び図3を参照して説明する。
【0031】
図2は、電流制限用抵抗回路7の抵抗値を1オームとしたときの加工間隙電圧Vgの放電発生によるレベル低下の様子を、直流電圧Eが150V、120V、90V、60Vの各場合についてシミュレーションしたものである。図3は電流制限用抵抗回路7の抵抗値を10オームとしたときの加工間隙電圧Vgの放電発生によるレベル低下の様子を、直流電圧Eが150V、120V、90V、60Vの各場合についてシミュレーションしたものである。基準電圧Vsのレベルは、直流電圧Eから放電電圧としての25Vを引いた値の75%に25Vを加算した値に設定されるので、それぞれ、120V、97.5V、75V、52.5Vとなる。ここで、基準電圧Vsのレベルを直流電圧Eに応じて変更する理由は、一つの基準電圧Vsレベル、例えば52.5Vで電圧降下を検出すると、図2に示す通り直流電圧Eが異なることにより、直流電圧Eが高くなるのに伴い大きな検出遅れを生ずるためであり、この検出遅れのため、例えば、直流電圧Eが150Vで、電圧降下の検出レベル(放電開始を検出する基準電圧Vs)を52.5Vにしておくと、5μs以下の放電時間を正確に設定することが困難になるので、検出時期をより早めるため、上述のように直流電圧Eの値に応じて基準電圧Vsのレベルを演算して設定する。
【0032】
図2から判るように、直流電圧Eの値に応じた基準電圧Vsのレベルで検出すると、直流電圧Eの値が変化しても、放電開始により加工間隙電圧Vgの値がその75%の値にまで低下する時間はいずれも0.6μsecである。同様に、図3の場合はいずれも0.08μsecとなる。
【0033】
すなわち、放電開始検出回路10を用いて放電の発生を検出しようとすると、放電加工間隙Gに実際に放電が生じてから、電圧比較器14の出力のレベルが高レベルから低レベルに変化するタイミングまでに必ず時間遅れを生じるが、この検出遅れ時間DTは、直流電圧Eのレベルではなく、電流制限用抵抗回路7の抵抗値に密接に関連していることが判る。
【0034】
本発明は、この知見を利用して、放電加工間隙Gに流れる放電電流の通電時間を正確に制御するようにしたものである。
【0035】
すなわち、電流制限用抵抗回路7の抵抗値が決定されれば、すなわち、加工条件設定部5Aからの加工電流設定信号SIの内容が定まれば、上述の検出遅れ時間DTの値もこれに従って定まる。したがって、若し、放電電流の通電時間STが加工条件設定部5Aにおいて設定された場合、電圧比較器14の出力のレベルが高レベルが低レベルに変化する電圧低下タイミングからST−DTだけ時間が経過したときにゲート制御回路9によって電界効果トランジスタ8をオフとすれば、放電加工間隙Gに流れる放電電流の通電時間STは放電開始検出回路10での検出遅れにも拘らず設定通りとなることになる。
【0036】
このため、図1に示した放電加工装置1には、ST−DTの値を計算するための演算部19が設けられている。
【0037】
演算部19は、数値制御装置(NC装置)5から加工電流設定信号SIと通電時間STの設定値とを受け取り、その時の設定加工電流値、すなわち電流制限用抵抗回路7の抵抗値に応じた時間遅れDTを図示していない演算部19のメモリからクロックパルス数として呼出し、通電時間STの設定値からクロックパルス数に変換したパルス数から減算する演算を行う。クロックパルスの数としてのST−DTの値は、ゲート制御回路9のオン時間カウンタのカウント値として設定される放電検出後の電界効果トランジスタ8のオン制御時間であり、このオン制御時間を示す演算出力19Aをゲート制御回路9に送る構成となっている。
【0038】
ゲート制御回路9には、演算出力19Aのほか、放電開始検出回路10から電圧比較器14の出力信号Ssが入力されている。ゲートパルス制御回路9は、10MHzのクロックパルス発生器、クロックパルスをカウントしてオン時間設定するオンカウンタ、クロックパルスをカウントして放電休止時間を設定するオフ時間カウンタ等により構成されている。そして、演算出力19Aによって示されるオン制御時間のオンクロックパルス数はオンカウンタのカウント数として設定され、出力信号Ssの高から低へのレベル変化タイミングである電圧上昇タイミングでクロックパルスのカウントを開始してカウント数が設定値に達した時、即ち時間(ST−DT)が経過したときに、オンカウントを終了しオフ時間カウンタがクロックパルスのカウントを開始する。そして、オフカウンタのカウント数が加工条件設定部5Aから送られた所定の設定数に達するまで電界効果トランジスタ8をオフとする、ゲート制御動作が実行される。さらに、オフ時間カウンタのカウント数が所定数に達したときに電界降下トランジスタ8を再びオン状態とするゲートパルス信号SGが出力され、出力信号Ssにより上述の動作が繰り返される。
【0039】
この結果、電界効果トランジスタ8は、放電加工間隙Gで実際に放電が開始したタイミングから通電時間ST経過する前にオフとされることにより、これにより、加工条件設定部5Aにおいて設定された通電時間ST−DTだけ放電電流を放電加工間隙Gに被加工物3の加工のために流すことができる。
【0040】
ゲート制御回路9は、このように制御さた周期でゲートパルス信号SGを繰り返し出力すると共に、電圧比較器14の出力信号Ssのレベルが高レベルから低レベルに変化したタイミングから所定時間経過後にゲートパルス信号SGの出力を停止し、これにより制御設定された通電時間ST−DTだけ放電加工間隙Gに放電加工電流を流すことができる構成となっている。この通電時間STは、所要の加工目的に応じて、放電電流通電期間として数値制御装置(NC装置)5において予め設定されるものであり、図示しない入力装置から作業者がその値を設定入力することができる構成となっている。
【0041】
次に、図4を参照しながらゲート制御回路9の動作について説明する。先ず時点TAにおいてオフカウンタによるクロックパルスのカウント値が設定値に達すると、ゲートパルス信号SGのレベルが低レベルから高レベルに切り換えられ、電界効果トランジスタ8がオンとなり、放電加工間隙Gの両端に生じる加工間隙電圧Vgが上昇し、時点TBにおいて加工間隙電圧Vgのレベルは直流電圧Eのレベルと略等しくなる。このとき、直流バイアス電源11のために時点TA〜TBの期間中検出電圧Vfのレベルは零に保たれた状態から急速に上昇し、時点TBのタイミングで検出電圧Vfのレベルが加工間隙電圧Vgの値に応じたレベルとなる。
【0042】
時点TCにおいて放電加工間隙Gで放電が開始されると、放電加工間隙Gには放電電流Igが流れ始め、これにより加工間隙電圧Vgのレベルが低下し始める。そして、時点TDでVf≧Vsとなったときに出力信号Ssのレベルが高レベルから低レベルになる。すなわち、時点TCにおいて放電加工間隙Gにおいて放電が実際に開始されると、これより時間遅れDTだけの時間遅れをもって時点TDにおいてこれを電気的に検出することができる。
【0043】
出力信号Ssのレベルが高レベルから低レベルになったことによりゲート制御回路9内にあるクロックパルス発生器(図示せず)からのクロックパルスCPがカウントされはじめ、演算出力19Aで設定されたクロックパルスCP数をカウントした時点TEにおいてゲートパルス信号SGのレベルを低レベルにし、電界効果トランジスタ8をオフとする。この結果、加工間隙電圧Vg及び放電電流Igはいずれも零となる。放電電流Igが零になったことにより出力信号Ssのレベルは低レベルから高レベルに戻る。このようにして、放電加工間隙Gには放電開始が検出された時点TDから時点TEまでの所定の時間だけ電界効果トランジスタ8のオン時間が制御される。一般に、演算部で演算された演算出力19Aの設定数によってN個目のクロックパルスCPが出力された時点でゲートパルス信号SGのレベルを高レベルから低レベルに変化させるようにすれば、N個分のクロックパルスCPに相応した時間だけ放電電流を放電加工間隙Gに流すように設定することができる。
【0044】
以上、ゲートパルス信号SGの1パルス分についての動作について説明したが、ゲートパルス信号SGは前述オンカウンタによるオフクロックのカウント終了後オフカウンタに設定されているオフクロックをカウントすると出力され、その度に上述の制御動作が繰り返され、ゲートパルス信号SGの出力毎に予定された加工エネルギーが放電加工間隙Gに供給され、被加工物3が放電加工される。
【0045】
上述の如く、放電加工間隙Gにおいて放電が実際に開始されたときから制御補償されたST−DTの時間だけ放電加工間隙Gに放電電流を流すことができるようになり、加工電流の通電時間の設定値よりのバラツキが小さくなる。このため、電極消耗特性が低下したり、加工面が荒れたりするという不具合が著しく改善される。
【0046】
【発明の効果】
本発明によれば、放電加工間隙に流す放電電流の1回当りの時間を放電加工間隙に印加する加工用パルス電圧の値や電流制限抵抗の値に拘らず略設定値通りとすることができるようになり、加工電流の通電時間のバラツキが小さくなる。この結果、所望の加工特性の加工が行え電極消耗特性が低下したり、加工面が荒れたりするという不具合が著しく改善される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による放電加工装置の実施の形態の一例を示すブロック図。
【図2】図1に示した放電検出回路における放電検出を説明するためのグラフ図。
【図3】図1に示した放電検出回路における放電検出を説明するためのグラフ図。
【図4】図1の放電加工装置の動作を説明するための各部の波形図。
【図5】従来の放電加工装置の一例を示すブロック図。
【符号の説明】
1 放電加工装置
2 加工用電極
3 被加工物
4 直流電源
5 数値制御装置(NC装置)
5A 加工条件設定部
8 電界効果トランジスタ
9 ゲート制御回路
10 放電開始検出回路
15 基準電圧作成部
19 演算部
E 直流電圧
G 放電加工間隙
L 線間インダクタンス
SE 電源電圧指令信号
SI 加工電流設定信号
Ss 出力信号
Vg 加工間隙電圧
Vf 検出電圧
Vs 基準電圧
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention provides a discharge additive.ConstructionMore specifically, the electric discharge machining that can accurately give the required electric discharge machining energy to the electric discharge machining gap.ConstructionIs related to the position.
[0002]
[Prior art]
In electrical discharge machining equipment such as engraving and wire cutting, a machining pulse voltage is repeatedly supplied to the electrical discharge machining gap formed between the machining electrode and the workpiece, and electrical discharge machining is performed by applying each machining pulse voltage. The workpiece is processed by the discharge current generated in the gap. Here, the machining pulse energy to be supplied to the electric discharge machining gap is set according to the discharge time and the discharge current value. In actual machining, a machining pulse voltage is applied to the electric discharge machining gap. Even if it is applied, the discharge does not start immediately, and in most cases, the discharge starts with a slight time delay from the application of the machining pulse voltage. Since the delay time at the start of discharge greatly depends on the value of the machining pulse voltage or the current state of the electrical discharge machining gap, it is not constant and is therefore supplied to the electrical discharge machining gap every time the machining pulse voltage is applied. Some device is required to set the processing pulse energy to a required value.
[0003]
Therefore, in order to control the discharge current to flow through the electric discharge machining gap for a required time from when the electric discharge is actually started, conventionally, after applying the machining pulse voltage to the electric discharge machining gap, A configuration is known in which the timing at which discharge is started is electrically detected and application of the machining pulse voltage to the discharge machining gap is stopped when a predetermined time has elapsed from the discharge start timing.
[0004]
FIG. 5 is a block diagram of the electric discharge machining apparatus configured as described above. In the electric discharge machining apparatus 100 shown in FIG. 5, reference numeral 101 denotes a DC power source that can output a DC voltage E of 60 V to 150 V. The DC voltage E is for machining via a diode 102, a current limiting resistor 103, and a switching transistor 104. An electric discharge machining gap G formed between the electrode 105 and the workpiece 106 is applied. Here, what is indicated by a symbol L is a line-to-line inductance of the wiring provided between the DC power supply 101 and the electric discharge machining gap G.
[0005]
The gate electrode 104G of the switching transistor 104 is supplied with a gate pulse signal GATE from a gate control circuit (not shown). When the level of the gate pulse signal GATE becomes a high level state, the switching transistor 104 is turned on, and the DC voltage E is used to apply a machining pulse voltage to the electrical discharge machining gap G.
[0006]
In order to detect the timing at which discharge is started in the electric discharge machining gap G, a discharge start detection circuit 110 is connected to the electric discharge machining gap G. In the discharge start detection circuit 110, a series circuit of a bias power source 111 and resistors 112 and 113 is connected in parallel with the electric discharge machining gap G, and the machining gap at that time is determined from the connection point between the resistor 112 and the resistor 113. The detection voltage Vf indicating the level of the voltage Vg is taken out, and the detection voltage Vf is level-compared with the reference voltage Vs in the comparator 114.
[0007]
If the voltage of the bias power supply 111 is Vcc, the value of the detection voltage Vf is Vf = Vcc− (Vcc−Vg) × R1 × (R1 + R2)-1Indicated by Here, R1 is the resistance value of the resistor 112, and R2 is the resistance value of the resistor 113.
[0008]
According to this configuration, when the level of the gate pulse signal GATE changes from a low level to a high level at a given timing, and thus the switching transistor 104 is turned on, the DC voltage E is applied to the electric discharge machining gap G as a machining pulse voltage. Applied. Until the discharge current starts to flow in the electric discharge machining gap G, the value of the machining gap voltage Vg is substantially equal to the value of the DC voltage E, and the value of the detection voltage Vf is lower than the reference voltage Vs, and therefore from the output of the comparator 114. The level of the discharge start signal SK is high. When electric discharge is started in the electric discharge machining gap G and the level of the machining gap voltage Vg is lowered to a predetermined low voltage level during discharge, for example, about 25 V, Vf ≧ Vs, and the level of the discharge start signal SK is lowered.
[0009]
The discharge start signal SK is sent to a gate control circuit (not shown). Here, when a preset discharge current supply period elapses from the detection of the discharge start, the level of the gate pulse signal GATE is lowered to turn off the switching transistor 104. Control is performed.
[0010]
As a result, the switching transistor 104 is turned on for a predetermined set time for supplying the discharge current from the detection of the discharge start, and the electric discharge machining current flows in the electric discharge machining gap G only while the switching transistor 104 is turned on. The required machining energy can be supplied to the gap G.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, since the time until the machining gap voltage Vg reaches the reference voltage Vs after the start of discharge greatly depends on the set value of the electrical machining conditions, even if the DC voltage E is constant at 150 V, for example, after the discharge starts. The state of reduction of the machining gap voltage Vg that occurs is a transient state according to the setting conditions at that time.
[0012]
However, according to the configuration shown in FIG. 5 in which the value of the detection voltage Vf is compared with a given constant level reference voltage Vs and the discharge start timing is determined based on the comparison result, the discharge is actually started. Since the fluctuation of the detection time delay until the start of discharge is detected by the discharge start detection circuit 110 is not considered, the electric discharge machining energy supplied to the electric discharge machining gap G cannot be accurately controlled to a desired value. . As a result, the machining current energization time per pulse of the machining pulse voltage is not necessarily a required value, and machining different from the desired machining characteristics is performed, and electrode wear characteristics are deteriorated and surface roughness is reduced. Will cause problems.
[0013]
An object of the present invention is to provide an electric discharge machining method and apparatus capable of accurately giving a required amount of electric discharge machining energy to an electric discharge machining gap every time a pulse voltage for machining is applied even if electric machining conditions are changed. It is to provide.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, according to the present invention,The output voltage can be switched according to the machining condition input settings to the NC unit.From DC power supplyON / OFF controlled by gate control circuitThe machining pulse voltage taken out using the switch means is applied to the electric discharge machining gap formed between the workpiece and the machining electrode via a current limiting resistor circuit whose resistance value is determined according to the set machining current value. Electrical discharge machining in which an electrical discharge machining current is caused to flow through the electrical discharge machining gap to intermittently repeatedly apply the workpiece to the workpiece.apparatusIn
A gap detection circuit in which a DC bias power supply is connected in series to two series voltage dividing resistors is connected in parallel to the electric discharge machining gap, and the detection voltage of the gap detection circuit is compared with a reference voltage to control the discharge start detection signal. A discharge start detection circuit to be supplied to the circuit, and the reference voltage is calculated by the following equation (1) according to the output voltage value of the DC power supply according to the power supply voltage command output from the machining condition setting unit.It is output from the quasi-voltage generator,MoreON control time of the switching means according to the set machining current valueAnd a calculation unit that performs correction calculation and outputs to the gate control circuit,
According to the gate control circuit outputThe level of the machining gap voltage generated in the EDM gap due to the ON operation of the switching means is set in advance.Base outputSaid gap caused by the occurrence of discharge by comparing with quasi-voltage leveldetectionDetect voltage drop timing of voltageDischarge start detection circuitWhen,
From the detected voltage drop timingCorrection calculationWhen the on-control time has elapsed, the switching means is turned off to stop applying the machining pulse voltage to the electrical discharge machining gap.The above gate control circuit has the function.I got
Formula (1) Vs = (E-25V (discharge voltage)) * 0.75 + 25V
      Where E is the command output voltage value of the DC power supply.
DischargeEngineering equipmentProposed.
[0015]
When the switching means is turned on, a machining pulse voltage is applied to the electric discharge machining gap, and when the electric discharge starts in the electric discharge machining gap, the machining gap voltage starts to decrease. The rate of this reduction greatly depends on the time constant determined by the resistance value of the current limiting resistor circuit and the line inductance value of the wiring from the DC power supply to the electric discharge machining gap, and the level of the machining gap voltage follows this time constant. It will decrease along the characteristic curve. Here, the line inductance value is a parameter that does not change every time the machining condition is set, but the resistance value of the current limiting resistance circuit is a parameter that changes according to the setting of the machining current value. Therefore, Discharge start detectionOutIn circuitThe detected voltage drop timing is delayed from the timing at which discharge is actually started in the electrical discharge machining gap, and this detection delay time is a value corresponding to the resistance value of the current limiting resistor circuit.
[0016]
on the other hand,Correction of on-control time for gate control circuitIsIn calculationThe on-control time having a length corresponding to the set machining current value at that time is calculated. That is, the ON control time is short when the set machining current value is such that the detection delay time is large, whereas the ON control time is long when the set machining current value is such that the detection delay time is small. Thus, the ON control time is calculated. The off control of the electric discharge machining current to the electric discharge machining gap is performed so that the switching means is turned off when the on control time has elapsed from the voltage drop timing detected in the detection step. As a result, the discharge current energization time per pulse of the machining pulse voltage can be set to a required value regardless of the set machining current value.
[0017]
Moreover, according to the present invention,The electric discharge machining apparatus,In an electric discharge machining apparatus configured to perform electric discharge machining on the workpiece by intermittently passing an electric discharge current through an electric discharge machining gap formed between the workpiece and a machining electrode, a direct current power source and machining condition setting ON / OFF control of the switching means for intermittently repeatedly applying the machining pulse voltage to the electric discharge machining gap, and switching means provided between the DC power source and the electric discharge machining gap A gate control circuit for setting a level of the discharge current set to a resistance value corresponding to a set machining current value set by the machining condition setting means provided in series with the electric discharge machining gap; Given a current limiting resistance circuit and a level of machining gap voltage generated in the electric discharge machining gap by the ON operation of the switching means.Calculated based on the set DC voltage EThe voltage drop timing of the machining gap voltage caused by the occurrence of discharge is detected by comparing with the quasi-voltage level.Discharge start detectionBased on the set machining current value, the output circuit means and the on-control time from the voltage drop timing to turning off the switching meansCorrectionAn electric discharge machining apparatus comprising: an on-control time calculation unit for calculating, wherein the gate control circuit turns off the switching means when the on-control time has elapsed from the voltage drop timing. The
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0019]
FIG. 1 is a block diagram showing an example of an embodiment of an electric discharge machining apparatus according to the present invention. The electric discharge machining apparatus 1 intermittently repeatedly applies a DC voltage E from a DC power source 4 as a machining pulse voltage to an electric discharge machining gap G formed by the machining electrode 2 and the workpiece 3, thereby performing electric discharge machining. This is an apparatus for electric discharge machining the workpiece 3 by the electric discharge current generated in the gap G. In the illustrated embodiment, an example of an electric discharge machining apparatus is shown. However, it does not mean that the present invention is applied only to the sculpting electric discharge machining apparatus, and the present invention can be applied to other types of electric discharge machining apparatuses, for example, wire cut electric discharge machining apparatuses.
[0020]
The DC power supply 4 has a configuration in which the value of the output DC voltage E can be set stepwise in the range of 60V to 150V, and the DC power supply 4 is controlled in accordance with the power supply voltage command signal SE output from the numerical control device (NC device) 5. The value of voltage E is set. In the present embodiment, the DC voltage E can be switched in four stages of 60V, 90V, 120V, and 150V.
[0021]
The negative electrode of the DC power supply 4 is connected to the workpiece 3. On the other hand, the positive electrode of the DC power supply 4 is connected to the grounded processing electrode 2 via a diode 6, a current limiting resistor circuit 7 and a source-drain circuit of a switching field effect transistor 8. In FIG. 1, a coil indicated by a symbol L between the field effect transistor 8 and the machining electrode 2 is a wiring (not shown) that electrically connects the DC power supply 4 and the electric discharge machining gap G. The line-to-line inductance is shown. Thus, an inductance component exists between the DC power supply 4 and the electric discharge machining gap G in addition to the resistance component by the current limiting resistor circuit 7.
[0022]
The gate pulse signal SG is given to the gate electrode 8G of the field effect transistor 8 from the gate control circuit 9, and when the level of the gate pulse signal SG becomes a high level state, the field effect transistor 8 is turned on, and the gate When the level of the pulse signal SG becomes a low level state, the field effect transistor 8 is turned off. As described above, the field effect transistor 8 is ON / OFF controlled by the gate pulse signal SG, whereby the machining pulse voltage is intermittently and repeatedly applied to the electric discharge machining gap G.
[0023]
The current limiting resistor circuit 7 is a circuit provided for setting the level of the electric discharge machining current flowing through the electric discharge machining gap G via the field effect transistor 8. The resistance value in the current limiting resistor circuit 7 is as follows: This is a known configuration that is set to a value according to a machining current setting signal SI indicating a machining current value set in a machining condition setting unit 5A provided in the numerical control device (NC device) 5. Accordingly, in FIG. 1, the current limiting resistor circuit 7 is represented as a resistor, and the detailed circuit configuration is not shown and described.
[0024]
Therefore, when the field effect transistor 8 is switched from OFF to ON, a DC voltage E having a value set in accordance with the power supply voltage command signal SE is first applied to the electric discharge machining gap G as a machining pulse voltage, whereby electric discharge machining is performed. When a discharge occurs in the gap G, a level of electric discharge machining according to the resistance value set in the current limiting resistor circuit 7 can be passed through the electric discharge machining gap G.
[0025]
In order to electrically detect that electric discharge has occurred in the electric discharge machining gap G from a voltage drop phenomenon of the machining gap voltage Vg generated when electric discharge is started in the electric discharge machining gap G, a discharge detection circuit 10 is provided.
[0026]
In the discharge detection circuit 10, a series circuit of a DC bias power source 11 and resistors 12 and 13 is connected in parallel to the electric discharge machining gap G as shown in the figure. From the connection point between the resistor 12 and the resistor 13, The detection voltage Vf of a level corresponding to the level of the machining gap voltage Vg is obtained.
[0027]
The detection voltage Vf is applied to the negative input terminal of the voltage comparator 14, and the reference voltage Vs output from the reference voltage generator 15 and applied to the positive input terminal of the voltage comparator 14 in the voltage comparator 14. The level is compared with the detection voltage Vf. ReleaseElectricity start inspectionThe output circuit 10 is configured to detect a voltage drop timing of the machining gap voltage Vg indicating that an electric discharge has occurred in the electric discharge machining gap G by this level comparison.
[0028]
The reference voltage generating unit 15 includes a microprocessor (CPU) 16, a memory 17, and a digital-analog converter (D / A) 18 that are connected as illustrated, and the CPU 16 receives a power supply voltage command from the NC device 5. Signal SE and machining current setting signal SIIn response, the value of the reference voltage Vs most suitable for the value of the DC voltage E set at that time is calculated. In the present embodiment, a value obtained by adding 25 V to 75% of a value obtained by subtracting 25 V as the discharge voltage from the value of the DC voltage E set at that time is calculated, and this is used as the value of the reference voltage Vs. The memory 17 stores a program and data necessary for this calculation, and the CPU 16 outputs calculation output data DVs indicating the reference voltage value at that time and sends it to the D / A 18. The D / A 18 converts the arithmetic output data DVs that is digital data sent from the CPU 16 into a corresponding analog voltage signal, and this analog voltage signal is applied to the + input terminal of the voltage comparator 14 as the reference voltage Vs. .
[0029]
Therefore, when no electric discharge occurs in the electric discharge machining gap G, Vf ≦ Vs and the output level of the voltage comparator 14 is in a high level state. On the other hand, when discharge starts in the electric discharge machining gap G, the level of the detection voltage Vf increases, and when Vf ≧ Vs, the output level of the voltage comparator 14 becomes a low level state. That is, when the output of the voltage comparator 14 is in a low level state, this indicates that electric discharge is generated in the electric discharge machining gap G.
[0030]
Next, discharge generation detection by level comparison operation of the detection voltage Vf and the reference voltage Vs using the voltage comparator 14 will be described with reference to FIGS.
[0031]
FIG. 2 shows the state of the level drop due to the discharge of the machining gap voltage Vg when the resistance value of the current limiting resistor circuit 7 is 1 ohm, in each case where the DC voltage E is 150V, 120V, 90V, and 60V.simulationIt is what was done. FIG. 3 shows how the level of the machining gap voltage Vg is reduced when the resistance value of the current limiting resistor circuit 7 is 10 ohms, and the DC voltage E is 150V, 120V, 90V, and 60V.simulationIt is what was done. The level of the reference voltage Vs is set to a value obtained by adding 25 V to 75% of a value obtained by subtracting 25 V as a discharge voltage from the DC voltage E, and thus becomes 120 V, 97.5 V, 75 V, and 52.5 V, respectively. . Here, the reason for changing the level of the reference voltage Vs according to the DC voltage E is that if a voltage drop is detected at one reference voltage Vs level, for example, 52.5 V, the DC voltage E is different as shown in FIG. YoAs the DC voltage E increasesThis is to cause a long detection delay.Therefore, for example, if the DC voltage E is 150 V and the voltage drop detection level (reference voltage Vs for detecting the start of discharge) is 52.5 V, 5 μs or less.Since it is difficult to accurately set the lower discharge time, the level of the reference voltage Vs is calculated and set according to the value of the DC voltage E as described above in order to advance the detection time.
[0032]
As can be seen from FIG. 2, when detected at the level of the reference voltage Vs corresponding to the value of the DC voltage E, even if the value of the DC voltage E changes, the value of the machining gap voltage Vg is 75% of the value due to the start of discharge. The time to decrease to 0.6 is 0.6 μsec. Similarly, in the case of FIG. 3, all become 0.08 microseconds.
[0033]
That is,Electricity start inspectionWhen an attempt is made to detect the occurrence of discharge using the output circuit 10, there is always a time between the time when the discharge is actually generated in the electric discharge machining gap G and the time when the output level of the voltage comparator 14 changes from the high level to the low level. Although a delay occurs, it can be seen that this detection delay time DT is closely related not to the level of the DC voltage E but to the resistance value of the current limiting resistor circuit 7.
[0034]
The present invention utilizes this knowledge to accurately control the energization time of the discharge current flowing in the electric discharge machining gap G.
[0035]
That is, if the resistance value of the current limiting resistor circuit 7 is determined, that is, if the content of the machining current setting signal SI from the machining condition setting unit 5A is determined, the value of the detection delay time DT is also determined accordingly. . Therefore, if the discharge current energization time ST is set in the machining condition setting unit 5A, the time of ST-DT is from the voltage drop timing at which the output level of the voltage comparator 14 changes from the high level to the low level. If the field-effect transistor 8 is turned off by the gate control circuit 9 after a lapse of time, the energization time ST of the discharge current flowing in the electric discharge machining gap G is released.Electricity start inspectionIn spite of the detection delay in the output circuit 10, it will be as set.
[0036]
For this reason, the electric discharge machining apparatus 1 shown in FIG. 1 is provided with a calculation unit 19 for calculating the ST-DT value.
[0037]
The arithmetic unit 19 receives the machining current setting signal SI and the set value of the energization time ST from the numerical control device (NC device) 5 and responds to the set machining current value at that time, that is, the resistance value of the current limiting resistor circuit 7. The time delay DT is called from the memory of the arithmetic unit 19 (not shown) as the number of clock pulses, and the subtraction is performed from the number of pulses converted from the set value of the energization time ST to the number of clock pulses. The value of ST-DT as the number of clock pulses is the on-control time of the field-effect transistor 8 after discharge detection set as the count value of the on-time counter of the gate control circuit 9, and an operation indicating this on-control time The output 19A is sent to the gate control circuit 9.
[0038]
In addition to the arithmetic output 19A, the gate control circuit 9 has a free output.Electricity start inspectionThe output signal Ss of the voltage comparator 14 is input from the output circuit 10. The gate pulse control circuit 9 includes a 10 MHz clock pulse generator, an on counter that counts clock pulses and sets an on time, an off time counter that counts clock pulses and sets a discharge pause time, and the like. The number of on-clock pulses of the on-control time indicated by the arithmetic output 19A is set as the count number of the on-counter, and starts counting clock pulses at the voltage rise timing that is the level change timing of the output signal Ss from high to low. When the count reaches the set value, that is, when the time (ST-DT) has elapsed, the on-count is terminated and the off-time counter starts counting clock pulses. Then, a gate control operation is performed in which the field effect transistor 8 is turned off until the count number of the off counter reaches a predetermined set number sent from the processing condition setting unit 5A. Further, a gate pulse signal for turning on the field drop transistor 8 again when the count number of the off-time counter reaches a predetermined number.SGIs output, and the above operation is repeated by the output signal Ss.
[0039]
As a result, the field effect transistor 8 has passed the energization time ST from the timing at which the electric discharge actually starts in the electric discharge machining gap G.BeforeAs a result, the energization time S set in the machining condition setting unit 5A is set.T-DTAn electric discharge current can be passed through the electric discharge machining gap G for machining the workpiece 3.
[0040]
The gate control circuit 9ControlledThisTaThe timing at which the gate pulse signal SG is repeatedly output in the period and the level of the output signal Ss of the voltage comparator 14 changes from the high level to the low level.PredeterminedAfter the elapse of time, the output of the gate pulse signal SG is stopped.Control settingsSpecified energization time ST-DTIn this configuration, an electric discharge machining current can flow through the gap E. This energization time ST is preset in the numerical control device (NC device) 5 as a discharge current energization period according to the required processing purpose, and an operator sets and inputs the value from an input device (not shown). It has a configuration that can.
[0041]
Next, the operation of the gate control circuit 9 will be described with reference to FIG. First off-count at time TAClock pulse byWhen the count value reaches the set value, the level of the gate pulse signal SG is switched from the low level to the high level, the field effect transistor 8 is turned on, and the machining gap voltage Vg generated at both ends of the electric discharge machining gap G rises. At TB, the level of the machining gap voltage Vg becomes substantially equal to the level of the DC voltage E. At this time, the level of the detection voltage Vf was kept at zero during the period of time TA to TB for the DC bias power supply 11.Rising rapidly from theAt the timing of the time point TB, the level of the detection voltage Vf becomes a level corresponding to the value of the machining gap voltage Vg.
[0042]
When electric discharge is started in the electric discharge machining gap G at the time point TC, the discharge current Ig starts to flow in the electric discharge machining gap G, and thereby the level of the machining gap voltage Vg starts to decrease. Then, when Vf ≧ Vs at time TD, the level of the output signal Ss changes from the high level to the low level. That is, when electric discharge is actually started at the electric discharge machining gap G at the time point TC, this can be electrically detected at the time point TD with a time delay corresponding to the time delay DT.
[0043]
As the level of the output signal Ss changes from the high level to the low level, the clock pulse CP from the clock pulse generator (not shown) in the gate control circuit 9 starts to be counted, and the clock set by the arithmetic output 19A At the time point TE when the number of pulses CP is counted, the level of the gate pulse signal SG is lowered and the field effect transistor 8 is turned off. As a result, the machining gap voltage Vg and the discharge current Ig are both zero. Since the discharge current Ig becomes zero, the level of the output signal SsIs lowBellRatakaReturn to Bell. In this way, the electric discharge machining gap G has a predetermined length from the time point TD to the time point TE at which the start of discharge is detected.timeThe on-time of the field effect transistor 8 is controlled only during this period. In general, if the level of the gate pulse signal SG is changed from a high level to a low level when the Nth clock pulse CP is output according to the set number of calculation outputs 19A calculated by the calculation unit, N pieces The discharge current can be set to flow through the electric discharge machining gap G for a time corresponding to the minute clock pulse CP.
[0044]
The operation for one pulse of the gate pulse signal SG has been described above.Is output when the off-clock set in the off-counter is counted after the above-mentioned on-counter finishes counting the off-clock.Each time, the above-described control operation is repeated, the machining energy scheduled for each output of the gate pulse signal SG is supplied to the electric discharge machining gap G, and the workpiece 3 is subjected to electric discharge machining.
[0045]
As described above, when the electric discharge is actually started in the electric discharge machining gap GControl-compensated ST-DTIt becomes possible to allow the discharge current to flow through the electric discharge machining gap G only during the interval, and the variation from the set value of the energization time of the machining current becomes small. For this reason, the malfunction that an electrode consumption characteristic falls or a processing surface becomes rough is improved remarkably.
[0046]
【The invention's effect】
According to the present invention, the time per discharge current flowing in the electric discharge machining gap can be made substantially equal to the set value regardless of the value of the machining pulse voltage applied to the electric discharge machining gap and the value of the current limiting resistance. As a result, variations in the machining current energization time are reduced. As a result, it is possible to perform processing with desired processing characteristics, and the problem that the electrode wear characteristics are deteriorated and the processing surface is roughened is remarkably improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an example of an embodiment of an electric discharge machining apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a graph for explaining discharge detection in the discharge detection circuit shown in FIG. 1;
FIG. 3 is a graph for explaining discharge detection in the discharge detection circuit shown in FIG. 1;
FIG. 4 is a waveform diagram of each part for explaining the operation of the electric discharge machining apparatus of FIG. 1;
FIG. 5 is a block diagram showing an example of a conventional electric discharge machining apparatus.
[Explanation of symbols]
1 EDM
2 Processing electrode
3 Workpiece
4 DC power supply
5 Numerical control device (NC device)
5A Machining condition setting section
8 Field effect transistors
9 Gate control circuit
10 Discharge start detection circuit
15 Reference voltage generator
19 Calculation unit
E DC voltage
G EDM gap
L Line inductance
SE Power supply voltage command signal
SI machining current setting signal
Ss output signal
Vg Machining gap voltage
Vf detection voltage
Vs reference voltage

Claims (1)

NC装置への加工条件の入力設定に応じ、出力電圧の切換え設定が可能な直流電源からゲート制御回路によってオン・オフ制御されるスイッチ手段を用いて取り出された加工用パルス電圧を、設定加工電流値に応じて抵抗値の定まる電流制限抵抗回路を介して被加工物と加工用電極との間に形成される放電加工間隙に間歇的に繰り返し印加することにより、前記放電加工間隙に放電加工電流を流し前記被加工物を放電加工するようにした放電加工装置において、
2つの直列分圧抵抗に直列に直流バイアス電源を接続した間隙検出回路を放電加工間隙に並列に接続し、該間隙検出回路の検出電圧を基準電圧と比較して、放電開始検出信号をゲート制御回路に供給する放電開始検出回路を備え、前記基準電圧は加工条件設定部から出力する電源電圧指令による前記直流電源の出力電圧値に応じて下記式(1)により演算することにより基準電圧作成部から出力されるものであり、更に前記設定加工電流値に応じた前記スイッチング手段のオン制御時間を補正演算してゲート制御回路に出力する演算部とを備え、
前記ゲート制御回路出力による前記スイッチング手段のオン動作によって前記放電加工間隙に生じた加工間隙電圧のレベルを前記演算して出力された基準電圧レベルと比較することによって放電の発生によって生じる前記間隙検出電圧の電圧低下タイミングを検出する放電開始検出回路と、
前記検知した電圧低下タイミングから前記補正演算オン制御時間が経過したときに前記放電加工間隙への前記加工用パルス電圧の印加を停止するため前記スイッチング手段をオフする機能を前記のゲート制御回路が備えたことを特徴とする放電加工装置。
式(1)Vs=(E−25V(放電電圧))×0.75+25V
但し、Eは前記直流電源の指令出力電圧値
The machining pulse voltage taken out from the DC power supply that can be set to change the output voltage according to the machining condition input setting to the NC device using the switch means that is controlled on and off by the gate control circuit, The electric discharge machining current is applied to the electric discharge machining gap by intermittently and repeatedly applying the electric discharge machining gap formed between the workpiece and the machining electrode through a current limiting resistance circuit whose resistance value is determined according to the value. In an electric discharge machining apparatus in which the workpiece is subjected to electric discharge machining,
A gap detection circuit in which a DC bias power supply is connected in series to two series voltage dividing resistors is connected in parallel to the electric discharge machining gap, and the detection voltage of the gap detection circuit is compared with a reference voltage to control the discharge start detection signal. comprising a discharge start detecting circuit for supplying the circuit, the reference voltage group reference voltage generated by computing the following formula (1) in accordance with the output voltage value of the DC power supply by the power supply voltage command output from the machining condition setting section is what is output from the section, and an arithmetic unit for outputting the gate control circuit and the correction operation more on-control time of said switching means in accordance with the set machining current value,
The gap caused by the generation of the discharge by comparing the gate control circuit output by said switching means on operation by the electric discharge machining gap resulting machining gap voltage level before Symbol operation to output the criteria voltage level a discharge start detecting circuit for detecting the voltage drop timing of the detection voltage,
The gate control circuit has a function of turning off the switching means in order to stop the application of the machining pulse voltage to the electric discharge machining gap when the correction calculation ON control time has elapsed from the detected voltage drop timing. An electrical discharge machining apparatus characterized by
Formula (1) Vs = (E-25V (discharge voltage)) * 0.75 + 25V
Where E is the command output voltage value of the DC power supply.
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