JP4089618B2 - ワイヤ放電加工機の加工電源装置 - Google Patents
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Description
この発明は、ワイヤ電極と被加工物間の放電により被加工物の加工を行うワイヤ放電加工機に用いる加工電源装置の改良に関するものである。
背景技術
ワイヤ放電加工は、ワイヤ電極と被加工物との極間に絶縁性の加工液を介在せしめ、前記ワイヤ電極及び被加工物を相対移動させながら、加工電源装置より前記極間に加工電力を供給し、放電エネルギにより前記被加工物を加工するものである。
このようなワイヤ放電加工に用いる従来のワイヤ放電加工機の加工電源装置として、日本国特開平8−118147号公報に開示された加工電源装置がある。この加工電源装置は、前記極間の短絡状態を判別する短絡判別回路を備え、短絡状態の検出時には短絡解消に必要最小限のピーク値の電流パルスを前記極間に流して短絡状態を解消させ、ワイヤ電極の断線を回避することにより加工速度を向上するものである。
このような従来のワイヤ放電加工機の加工電源装置にあっては、正常、異常及び短絡時の電流パルスのピーク値は各々設定されるが、判別回路の判別結果により電流パルス波形を制御することはできない。即ち、正常、異常又は短絡の前記極間の状態に応じて前記極間に供給される電流パルスは、ピーク値は異なるが略相似形状の波形となる。
第14図は、従来のワイヤ放電加工機の加工電源装置による極間電流波形の例を示したものであり、図において、Vは極間電圧、Iは極間電流、tは時間である。第14図の(a)の極間電圧Vの波形に応じて、極間電流Iは第14図の(b)又は(c)のように略相似形状の波形となる。
従来のワイヤ放電加工機の加工電源装置においては、加工間隙が狭まる高速加工領域においても、短絡解消のために極間に流す電流パルスのエネルギ変更は前記のとおりピーク値を変更制御するしかなく、木目細かいエネルギ制御を行うことができない。従って、ワイヤ電極の断線限界に近い高速加工領域において加工速度を上げていく際、ワイヤ電極の断線を回避するための制御可能範囲が狭くなりワイヤ電極の断線限界を超えやすく、ワイヤ電極の断線の回避を安定して行うことが困難でるため、結局のところ加工速度を上げることができないという問題点があった。
また、高速加工を行うためには電流パルス1発あたりの電荷量を大きくして放電エネルギを大きくする必要があるが、ワイヤ電極は極間電流のピーク値が高いほど断線しやすく、第14図のような従来の極間電流波形では、放電エネルギを大きくするために極間電流波形の面積を大きくするにはピーク値を高くするしかなく、ワイヤ電極の断線を抑制しながら加工速度を向上させることができないという問題点があった。
さらに、高速加工領域においては短絡の頻度が増加するため短絡解消のために極間に流す電流パルスは、短絡部分の橋絡(ブリッジ)の解消には寄与するが放電加工そのものには直接寄与しないため、高速加工領域において加工に直接寄与しない電力が増加してしまうという問題点があった。
発明の開示
この発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、高速加工領域においてもワイヤ電極の断線の回避及び加工速度の向上を実現できるワイヤ放電加工機の加工電源装置を得ることを目的とする。
この発明に係るワイヤ放電加工機の加工電源装置は、ワイヤ電極と被加工物との極間に加工電力を供給し、放電により前記被加工物の加工を行うワイヤ放電加工機の加工電源装置において、短絡及び正常放電を含む少なくとも2つの前記極間の状態を判別する放電状態判別回路と、前記極間に三角波及び台形波の電流を切り換えて供給する極間電流波形制御手段と、前記放電状態判別回路により判別した前記極間の状態に応じて、前記極間の状態が短絡の場合には前記極間電流波形制御手段により前記極間に前記三角波の電流を供給し、前記極間の状態が正常放電の場合には前記極間電流波形制御手段により前記極間に前記台形波の電流を供給するものである。
また、この発明に係るワイヤ放電加工機の加工電源装置は、ワイヤ電極と被加工物との極間に加工電力を供給し、放電により前記被加工物の加工を行うワイヤ放電加工機の加工電源装置において、短絡、即放電及び正常放電の前記極間の状態を判別する放電状態判別回路と、前記極間に三角波及び台形波の電流を切り換えて供給する極間電流波形制御手段と、前記放電状態判別回路により判別した前記極間の状態に応じて、前記極間の状態が短絡の場合には前記極間電流波形制御手段により前記極間に前記三角波の電流を供給し、前記極間の状態が正常放電の場合には前記極間電流波形制御手段により前記極間に前記台形波の電流を供給し、前記極間の状態が即放電の場合には前記極間電流波形制御手段により前記極間に前記三角波又は台形波の電流を供給するものである。
また、この発明に係るワイヤ放電加工機の加工電源装置は、前記台形波の出力回数(Ntz)のみを計数する台形波出力計数手段と、前記台形波及び三角波の全ての波形の出力回数(Nto)を計数する全波形出力計数手段とを備え、前記極間電流波形制御手段により、比率(Ntz/Nto)が大きい場合は前記極間に供給する台形波電流のパルス幅を大きくし、比率(Ntz/Nto)が小さい場合は前記極間に供給する台形波電流のパルス幅を小さくするものである。
また、この発明に係るワイヤ放電加工機の加工電源装置は、前記三角波の出力回数(Nta)のみを計数する三角波出力計数手段と、前記台形波及び三角波の全ての波形の出力回数(Nto)を計数する全波形出力計数手段とを備え、前記極間電流波形制御手段により、比率(Nta/Nto)が小さい場合は前記極間に供給する台形波電流のパルス幅を大きくし、比率(Nta/Nto)が大きい場合は前記極間に供給する台形波電流のパルス幅を小さくするものである。
また、この発明に係るワイヤ放電加工機の加工電源装置は、前記台形波の出力回数(Ntz)のみを計数する台形波出力計数手段と、前記台形波及び三角波の全ての波形の出力回数(Nto)を計数する全波形出力計数手段とを備え、前記極間電流波形制御手段により、比率(Ntz/Nto)が大きい場合は前記極間に供給する台形波電流のピーク値を大きくし、比率(Ntz/Nto)が小さい場合は前記極間に供給する台形波電流のピーク値を小さくするものである。
また、この発明に係るワイヤ放電加工機の加工電源装置は、前記三角波の出力回数(Nta)のみを計数する三角波出力計数手段と、前記台形波及び三角波の全ての波形の出力回数(Nto)を計数する全波形出力計数手段とを備え、前記極間電流波形制御手段により、比率(Nta/Nto)が小さい場合は前記極間に供給する台形波電流のピーク値を大きくし、比率(Nta/Nto)が大きい場合は前記極間に供給する台形波電流のピーク値を小さくするものである。
この発明に係るワイヤ放電加工機の加工電源装置は以上のように構成されているため、高速加工領域においてもワイヤ電極の断線を回避でき、安定した加工を行うことができるという効果を奏する。また、加工速度を向上することができるという効果を奏する。
発明を実施するための最良の形態
実施の形態1.
第1図は、この発明の実施の形態1に係るワイヤ放電加工機の加工電源装置を示す構成図であり、図において、1は加工電源制御回路、2は加工電源回路、Eはワイヤ電極、Wは被加工物、Vはワイヤ電極Eと被加工物Wとの極間電圧、OSC1は発振器、Tr1は加工電源制御回路1から出力される駆動信号OUT1によりオン・オフ動作するスイッチング素子、Tr2は加工電源制御回路1から出力される駆動信号OUT2によりオン・オフ動作するスイッチング素子、Tr3は発振器OSC1から出力される発振信号によりオン・オフ動作するスイッチング素子、V1は電圧可変直流電源、V2は直流電源、R1は抵抗器、D1及びD2はダイオード、S1及びS2は検出入力端子、L1及びL2は給電線や回路中に含まれる浮遊インダクタンスである。
第2図は、この発明の実施の形態1に係るワイヤ放電加工機の加工電源装置の加工電源制御回路1の構成図であり、第1図と同一符号は同一又は相当部分を示している。第2図において、3は数値制御装置、4はパルス幅設定回路、5はパルス幅設定回路4で設定されたパルス幅を延長するパルス幅延長回路、6は放電状態判別回路、7は放電状態判別回路6の出力結果によってパルス幅設定回路4の出力とパルス幅延長回路5の出力を選択する選択回路、8はパルス幅設定回路4で設定されたパルス幅にてスイッチング素子Tr1のオン・オフ動作駆動信号OUT1を出力する第1の信号出力回路、9は選択回路7により選択されたパルス幅にてスイッチング素子Tr2のオン・オフ動作駆動信号OUT2を出力する第2の信号出力回路である。
第3図は、第2図の放電状態判別回路6の構成図であり、図において、10はカウンタ、11は検出入力端子S1及びS2からの信号を入力とする増幅器、12は増幅器11の出力と基準電圧Vrを比較する比較器、13及び14はDフリップフロップ、15は論理演算回路である。
次に動作について説明する。第1図のスイッチング素子Tr3が発振器OSC1の発振信号によりオンすると、直流電源V2の電圧がワイヤ電極Eと被加工物Wの極間に現れ、極間電圧Vは例えば第4図のようになる。この時、第3図の増幅器11は極間電圧Vを検出入力端子S1及びS2より検出しており、比較器12は極間電圧Vを基準電圧Vrと比較してパルス信号PKを出力するので、このパルス信号PKは第4図に示すような波形となる。一方、第3図のカウンタ10は、例えば10MHzのクロック周波数で計数動作するもので、発振器OSC1がスイッチング素子Tr3へのオン信号を出力してから時間T1経過後、及び時間T2経過後にトリガ信号を出力する。Dフリップフロップ13は、時間T1の時点での比較器12の出力であるパルス信号PKの状態を信号Q1として出力する。また、Dフリップフロップ14は、時間T2の時点での比較器12の出力であるパルス信号PKの状態を信号Q2として出力する。論理演算回路15では、時間T1の時点で極間電圧Vが基準電圧Vrまで立ち上がっていたかどうか、また時間T2の時点で極間電圧Vが基準電圧Vrまで立ち上がっていたかどうかを判断し、極間状態が短絡であるか、即放電であるか、正常放電であるかを判別する。例えば、電圧印加を開始して極間電圧が基準電圧Vrまで立ち上がるはずの時間T1の時点で極間電圧が基準電圧Vrまで立ち上がっていなかった場合は極間状態は短絡であると判断し(Y1)、時間T1の時点で極間電圧は基準電圧Vrまで立ち上がったが、その後の時間T2の時点に至るまでに放電発生した場合は即放電と判断し(Y2)、時間T2の時点でも極間電圧が基準電圧Vrまで立ち上がっていてその後に放電発生するものは充分な時間をかけて安定に放電するものとして正常放電(Y3)と判断する。
以上のように、放電状態判別回路6により、短絡、即放電及び正常放電を判別することができる。
放電発生した場合に出力する極間電流の大きさは第2図の数値制御装置3に予め任意の値を設定できる。この指令値によりパルス幅設定回路4ではスイッチング素子Tr1をオン動作させる時間を設定する。第1の信号出力回路8はパルス幅設定回路4で設定されたパルス幅分だけスイッチング素子Tr1をオン動作させるように駆動信号OUT1を出力する。一方、パルス幅延長回路5ではパルス幅設定回路4で設定されたパルス幅をワンショットマルチバイブレータ等の回路で一定時間延長する。この時、放電状態判別回路6の出力結果が正常放電であった場合、選択回路7はパルス幅延長回路5で延長したパルス信号を第2の信号出力回路9の入力に選択する。第2の信号出力回路9はパルス幅延長回路5で延長されたパルス幅分だけスイッチング素子Tr2をオン動作させるように駆動信号OUT2を出力する。放電状態判別回路6の出力結果が短絡であった場合、選択回路7はパルス幅設定回路4で設定したパルス信号をそのまま第2の信号出力回路9の入力に選択する。第2の信号出力回路9はパルス幅設定回路4で設定したパルス幅を延長せずにスイッチング素子Tr2をオン動作させるように駆動信号OUT2を出力する。
第5図に示すように、駆動信号OUT1と駆動信号OUT2のパルス幅が同じ場合、即ちスイッチング素子Tr1とTr2のオン時間が同じ場合は三角波の電流が出力され、駆動信号OUT2が延長されスイッチング素子Tr2のオン時間の方だけ長い場合は台形波の電流が出力される。このように、ワイヤ電極と被加工物との極間に三角波及び台形波の電流を切り換えて供給できる極間電流波形制御手段を構成できる。
第5図のように、極間状態が短絡の場合には小パワーの三角波が出力され、極間状態が正常放電の場合には大パワーの台形波が出力される。
なお、極間状態が即放電の場合は、選択回路7にて短絡と同じと見なすように動作させるか、正常放電と同じと見なすように動作させるかを予め決めておけばよい。
実施の形態2.
第6図は、この発明の実施の形態2に係るワイヤ放電加工機の加工電源装置の加工電源制御回路1の構成図であり、加工電源回路2は実施の形態1の第1図と同様である。
第6図において、3は数値制御装置、5aはパルス幅延長回路、6は放電状態判別回路、16はクロックジェネレータ、17aは第1のカウンタ、17bは第1のパルス一致比較回路、17cは第1のパルス幅設定回路、18aは第2のカウンタ、18bは第2のパルス一致比較回路、18cは第2のパルス幅設定回路、19aはOFFカウンタ、19bはOFFカウンタ一致比較回路、19cはOFF時間設定回路、20、21及び22はラッチ、23、24及び25はフリップフロップ、OUT1は加工電源回路2のスイッチング素子Tr1のオン・オフ動作駆動信号、OUT2は加工電源回路2のスイッチング素子Tr2のオン・オフ動作駆動信号、SEL1及びSEL2は切換器である。
第6図において、クロックジェネレータ16は、例えば周波数10MHzのクロックパルスを第1のカウンタ17a、第2のカウンタ18a及びOFFカウンタ19aに供給する。第1のカウンタ17a、第2のカウンタ18a及びOFFカウンタ19aは、第1のパルス一致比較回路17b、第2のパルス一致比較回路18b及びOFFカウンタ一致比較回路19bにより、各々の計数値が対応する第1のパルス幅設定回路17c、第2のパルス幅設定回路18c及びOFF時間設定回路19cに設定された設定値と一致するまでクロックジェネレータ16のクロックパルスを計数する。
ラッチ20、21及び22は、数値制御装置3からそれぞれIP出力、SIP出力、休止時間出力を保持する。ここで、IP出力は正常放電時に供給する大電流パルスのON時間を数値制御装置3から設定する値であり、SIP出力は同様に異常又は短絡放電時に供給する小電流パルスのON時間を設定する値である。また、休止時間出力はこれらの電流パルス間のOFF時間を数値制御装置3から設定する値である。
第1のパルス幅設定回路17cは切換器SEL1を介してラッチ20又は21の出力に接続され、第2のパルス幅設定回路18cはパルス幅延長回路5a、切換器SEL1を介して同様にラッチ20又は21の出力に接続され、OFF時間幅設定回路19cはラッチ22の出力に接続される。
フリップフロップ25はパルス幅、休止時間の状態を切り換えるR−Sフリップフロップであり、休止終了でセット、パルス終了でリセットされるように接続され、出力Q=1がパルス出力中を、出力Q=0が休止中を示す。
第1のカウンタ17a、第2のカウンタ18a及びOFFカウンタ19aは、フリップフロップ25の出力によって動作が切り換えられる。フリップフロップ23は第1のパルスの出力中を示すR−Sフリップフロップ、フリップフロップ24は第2のパルスの出力中を示すR−Sフリップフロップであり、各々第1のパルス一致比較回路17b、第2のパルス一致比較回路18bでセットされ、休止終了でともにリセットされる。
フリップフロップ23の出力は三角波電流パルスのオン時間幅を決定し、フリップフロップ24の出力は台形波電流パルスを流す場合のスイッチング素子のオン時間幅を決定し、第1図の加工電源回路2のスイッチング素子Tr1のオン・オフ動作駆動信号OUT1及びスイッチング素子Tr2のオン・オフ動作駆動信号OUT2として出力される。
切換器SEL2は極間電流パルスとして三角波電流を流すか台形波電流を流すかを選択する切換器であり、放電状態判別回路6の出力によって切換動作が制御される。放電状態判別回路6は実施の形態1の第3図と同様に検出入力端子S1、S2を入力として極間の状態を検出、判別する。
パルス幅延長回路5aはラッチ20又は21の出力を例えば定数k(k>1)倍して第2のパルス幅設定回路18cに与えるディジタル変換器であり、例えばROM等で構成できる。
ラッチ20、21は独立しているので、数値制御装置3からのIP出力、SIP出力は当然異なる数値、例えばIP>SIPとして設定することができる。即ち、パルス幅の設定値を大小の2種類持つことができる。
切換器SEL1は放電状態判別回路6の出力により制御されるが、例えば放電状態判別回路6が出力Y1(短絡)又は出力Y2(即放電)の場合にSIP側を選択し、出力Y3(正常放電)の場合にのみIP側を選択する。従って、短絡又は即放電の場合のパルス幅は、正常放電の場合のパルス幅よりも短くなる。
切換器SEL2も放電状態判別回路6の出力により制御されるが、例えば放電状態判別回路6の出力がY1(短絡)の場合にのみ三角波を選択し、放電状態判別回路6の出力がY2(即放電)及び出力Y3(正常放電)の場合には台形波を選択する。従って、極間状態が短絡の場合のみ三角波が出力され、極間状態が即放電又は正常放電の場合は台形波が出力される。このように、ワイヤ電極と被加工物との極間に三角波及び台形波の電流を切り換えて供給できる極間電流波形制御手段を構成できる。
この結果、極間状態が正常放電の場合にはパルス幅の大きい台形波、極間状態が即放電の場合にはパルス幅の小さい台形波、短絡の場合にはパルス幅の小さい三角波という3種類の波形が極間状態に応じて出力される。即ち、第7図の(b)のような極間電流波形となる。
また、切換器SEL1を放電状態判別回路6が出力Y1(短絡)の場合にのみSIP側、出力Y2(即放電)又は出力Y3(正常放電)の場合はIP側を選択するようにし、切換器SEL2を放電状態判別回路6の出力がY3(正常放電)の場合にのみ台形波、放電状態判別回路6の出力がY1(短絡)及びY2(即放電)の場合には三角波を選択するようにすれば、正常放電の際にはパルス幅の大きい台形波、即放電の場合にはパルス幅の大きい三角波、短絡の場合にはパルス幅の小さい三角波という前記とは異なる組み合わせの3種類の波形が極間状態に応じて出力される。このように、ワイヤ電極と被加工物との極間に三角波及び台形波の電流を切り換えて供給できる極間電流波形制御手段を構成できる。即ち、この場合は、第7図の(c)のような極間電流波形となる。
実施の形態3.
第8図は、この発明の実施の形態3に係るワイヤ放電加工機の加工電源装置の加工電源制御回路1の構成図であり、加工電源回路2は実施の形態1の第1図と同様である。また、実施の形態1の第2図と同一符号は同一又は相当部分を示している。
第8図において、26はパルス延長幅設定回路、27は全ての波形の出力回数を計数する全波形出力計数手段、28は台形波の出力回数のみを計数する台形波出力計数手段、29は任意の周期でカウンタの計数値をリセットするリセット回路、30は全波形出力計数手段27と台形波出力計数手段28の出力により演算を行う演算回路である。
第1の信号出力回路8の出力信号であり、加工電源回路2のスイッチング素子Tr1のオン・オフ動作駆動信号であるOUT1は、電流パルスを極間へ出力する際には三角波及び台形波に関係無く出力されるので、これを全波形出力計数手段27にて計数することにより三角波及び台形波の全ての波形の出力回数を知ることができる。第2の信号出力回路9の出力信号であり、加工電源回路2のスイッチング素子Tr2のオン・オフ動作駆動信号であるOUT2は、台形波の場合にのみOUT1よりも長いパルス幅の信号が出力されるので、出力信号OUT1及びOUT2を論理演算して台形波出力計数手段28により計数することにより台形波のみの出力回数を知ることができる。
なお、これらの計数値は放電加工時間の経過により累積するため、リセット回路29にて任意の周期でカウンタの計数値をリセットする。実際の放電加工における荒加工では50kHz程度で電流パルスを出力するので、例えばリセット周期を2msに設定しておけば、カウンタでは電流パルス100発毎の計数を行うことになる。
全波形出力計数手段27と台形波出力計数手段28の出力結果により、パルス延長幅をΔt、全波形出力回数をNto、台形波出力回数をNtzとすると、演算回路30は次式の演算を行う。
Δt=α1×{Ntz/(Nto+β1)}+γ1 (1)
ここで、αは所定の定数、β1及びγ1は加工開始直後や計数リセット直後等、カウンタの計数値が0又は0に近い場合の補正に用いる定数である。例えば定数β1=0、定数γ1=0とした場合には、パルス延長幅Δtは全波形に対する台形波の出力比率(Ntz/Nto)に比例して第9図の(a)に示すように変化する。
パルス延長幅設定回路26は、放電状態判別回路6の出力結果を受けて台形波にするか三角波にするかを判断し、台形波にする場合のパルス延長幅Δtを演算回路30の出力結果により決定する。
即ち、台形波の割合が大きい場合は、短絡が少なく大パワーの電流パルスでも安定した加工状態であるため、パルス延長幅Δtを最大値Δt2(例えば1μs)に近づけ、台形波の割合が小さい場合は、短絡が多いため不安定な加工状態であるため、パルス延長幅Δtを最小値Δt0(例えば0μs)に近づけ、第9図の(b)のように極間電流Iの波形が制御される。
このように、比率(Ntz/Nto)が大きい場合は前記極間に供給する台形波電流のパルス幅を大きくし、比率(Ntz/Nto)が小さい場合は前記極間に供給する台形波電流のパルス幅を小さくする極間電流波形制御手段を構成できる。
実施の形態4.
第10図は、この発明の実施の形態4に係るワイヤ放電加工機の加工電源装置の加工電源制御回路1の構成図であり、加工電源回路2は実施の形態1の第1図と同様である。また、実施の形態3の第8図と同一符号は同一又は相当部分を示している。第10図において、31は三角波の出力回数のみを計数する三角波出力計数手段、32は全波形出力計数手段27と三角波出力計数手段31の出力により演算を行う演算回路である。
全波形出力計数手段27から出力される全波形の出力回数と台形波出力計数手段28から出力される台形波のみの出力回数との演算を行うことにより、三角波のみの出力回数を知ることができるので、これを三角波出力計数手段31にて計数する。
全波形出力計数手段27と三角波出力計数手段31の出力結果により、パルス延長幅をΔt、全波形出力回数をNto、三角波出力回数をNtaとすると、演算回路32は次式の演算を行う。
Δt=α2×{1−Nta/(Nto+β2)}+γ2 (2)
ここで、α2は所定の定数、β2及びγ2は加工開始直後や計数リセット直後等、カウンタの計数値が0又は0に近い場合の補正に用いる定数である。例えば定数β2=0、定数γ2=0とした場合には、パルス延長幅Δtは全波形に対する三角波の出力比率(Nta/Nto)に応じて第11図の(a)に示すように変化する。
パルス延長幅設定回路26は、三角波の割合が小さい場合は、短絡が少なく大パワーの電流パルスでも安定した加工状態であるため、パルス延長幅Δtを最大値Δt2(例えば1μs)に近づけ、三角波の割合が大きい場合は、短絡が多いため不安定な加工状態であるため、パルス延長幅Δtを最小値Δt0(例えば0μs)に近づけ、第11図の(b)のように極間電流Iの波形が制御される。
このように、比率(Nta/Nto)が小さい場合は前記極間に供給する台形波電流のパルス幅を大きくし、比率(Nta/Nto)が大きい場合は前記極間に供給する台形波電流のパルス幅を小さくする極間電流波形制御手段を構成できる。
実施の形態5.
第12図は、この発明の実施の形態5に係るワイヤ放電加工機の加工電源装置の構成図であり、実施の形態1の第1図、実施の形態3の第8図及び実施の形態4の第10図と同一符号は同一又は相当部分を示している。第12図において、33は信号選択回路、34は電圧調整回路である。2つの演算回路30及び32を設けており、これらの演算結果のどちらを使用して波形制御を行うかの選択を信号選択回路33にて行う。信号選択回路33は数値制御装置3からの指令により制御され、加工条件等に応じて制御方法が選択される。電圧調整回路34には信号選択回路33にて選択された演算結果が入力されるが、例えば信号選択回路33により演算回路30が選択された場合は、電圧可変直流電源V1の出力電圧Voが次式となるように調整する。
Vo=K1×{α1×(Ntz/(Nto+β1))+γ1} (3)
例えば定数K1×α1=100V、定数β1=0、定数K1×γ1=150Vとすると、電圧可変直流電源V1の出力電圧Voは、全波形に対する台形波の出力比率(Ntz/Nto)により、最小値(Vo0=150V)から最大値(Vo2=250V)の間を第13図の(a)のように変化する。即ち、台形波の割合が大きい場合は短絡が少なく安定した加工状態であるため、出力電圧Voを最大値(Vo2=250V)に近づけ、反対に台形波の割合が小さい場合は短絡が多いため不安定な加工状態であるため、出力電圧Voを最小値(Vo0=150V)に近づける。
従って、第13図の(b)のように極間電流Iの波形が制御される。即ち、台形波の割合が大きい場合は出力電圧Voは高くなるため同じパルス幅でもピーク値の高い電流波形が得られ、台形波の割合が小さい場合は出力電圧Voは低くなるため同じパルス幅でもピーク値の低い電流波形となる。
信号選択回路33により演算回路32が選択された場合は、同様に、三角波の割合が小さい場合は出力電圧Voを高くし、極間電流のピーク値を高くし、三角波の割合が大きい場合は出力電圧Voを低くし、極間電流のピーク値を低くすればよい。
このように、比率(Ntz/Nto)が大きい場合又は比率(Nta/Nto)が小さい場合は前記極間に供給する台形波電流のピーク値を大きくし、比率(Ntz/Nto)が小さい場合又は比率(Nta/Nto)が大きい場合は前記極間に供給する台形波電流のピーク値を小さくする極間電流波形制御手段を構成できる。
これにより台形波出力電流波形のパルス幅を変えずとも、極間状態に応じてピーク値を変化させることにより、放電エネルギを極間状態に適した値に制御することができる。
産業上の利用可能性
以上のように、この発明に係るワイヤ放電加工機の加工電源装置は、特に生産性の高いワイヤ放電加工に用いられるのに適している。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明の実施の形態1に係るワイヤ放電加工機の加工電源装置を示す構成図である。
第2図は、この発明の実施の形態1に係るワイヤ放電加工機の加工電源装置の加工電源制御回路1の構成図である。
第3図は、第2図の放電状態判別回路6の構成図である。
第4図は、放電状態判別回路6による放電状態判別結果に基づく極間電流Iの波形制御の説明図である。
第5図は、この発明の実施の形態1に係るワイヤ放電加工機の加工電源装置による極間電流波形の例を示す図である。
第6図は、この発明の実施の形態2に係るワイヤ放電加工機の加工電源装置の加工電源制御回路1の構成図である。
第7図は、この発明の実施の形態2に係るワイヤ放電加工機の加工電源装置による極間電流波形の例を示す図である。
第8図は、この発明の実施の形態3に係るワイヤ放電加工機の加工電源装置の加工電源制御回路1の構成図である。
第9図は、この発明の実施の形態3に係るワイヤ放電加工機の加工電源装置による極間電流Iの波形制御の説明図である。
第10図は、この発明の実施の形態4に係るワイヤ放電加工機の加工電源装置の加工電源制御回路1の構成図である。
第11図は、この発明の実施の形態4に係るワイヤ放電加工機の加工電源装置による極間電流Iの波形制御の説明図である。
第12図は、この発明の実施の形態5に係るワイヤ放電加工機の加工電源装置の構成図である。
第13図は、この発明の実施の形態5に係るワイヤ放電加工機の加工電源装置による極間電流Iの波形制御の説明図である。
第14図は、従来のワイヤ放電加工機の加工電源装置による極間電流波形の例を示す図である。
Claims (7)
- ワイヤ電極と被加工物との極間に加工電力を供給し、放電により前記被加工物の加工を行うワイヤ放電加工機の加工電源装置において、
短絡及び正常放電を含む少なくとも2つの前記極間の状態を判別する放電状態判別回路と、
前記極間及び直流電源と直列接続された少なくとも二つのスイッチング素子をオンオフ制御することで、前記極間に三角波及び台形波の電流を切り換えて供給する極間電流波形制御手段と、
前記放電状態判別回路により判別した前記極間の状態に応じて、前記極間の状態が短絡の場合には前記極間電流波形制御手段により前記極間に前記三角波の電流を供給し、前記極間の状態が正常放電の場合には前記極間電流波形制御手段により前記極間に前記台形波の電流を供給することを特徴とするワイヤ放電加工機の加工電源装置。 - ワイヤ電極と被加工物との極間に加工電力を供給し、放電により前記被加工物の加工を行うワイヤ放電加工機の加工電源装置において、
短絡、即放電及び正常放電の前記極間の状態を判別する放電状態判別回路と、
前記極間及び直流電源と直列接続された少なくとも二つのスイッチング素子をオンオフ制御することで、前記極間に三角波及び台形波の電流を切り換えて供給する極間電流波形制御手段と、
前記放電状態判別回路により判別した前記極間の状態に応じて、前記極間の状態が短絡の場合には前記極間電流波形制御手段により前記極間に前記三角波の電流を供給し、前記極間の状態が正常放電の場合には前記極間電流波形制御手段により前記極間に前記台形波の電流を供給し、前記極間の状態が即放電の場合には前記極間電流波形制御手段により前記極間に前記三角波又は台形波の電流を供給することを特徴とするワイヤ放電加工機の加工電源装置。 - スイッチング素子における第一及び第二のスイッチング素子を共にオンオフすることにより直流電源からの加工電力を前記極間に三角波として供給し、第一及び第二のスイッチング素子をオンした後第二のスイッチング素子のみをオンし続けることにより台形波として供給することを特徴とする請求項1又は2に記載のワイヤ放電加工機の電源装置。
- 所定周期における前記台形波の出力回数(Ntz)のみを計数する台形波出力計数手段と、
前記所定周期における前記台形波及び三角波の全ての波形の出力回数(Nto)を計数する全波形出力計数手段とを備え、
前記極間電流波形制御手段により、比率(Ntz/Nto)に応じて、前記極間に供給する台形波電流のパルス幅が正比例関係となるように変化させることを特徴とする請求項1乃至3何れかに記載のワイヤ放電加工機の加工電源装置。 - 所定周期における前記三角波の出力回数(Nta)のみを計数する三角波出力計数手段と、
所定周期における前記台形波及び三角波の全ての波形の出力回数(Nto)を計数する全波形出力計数手段とを備え、
前記極間電流波形制御手段により、比率(Nta/Nto)に応じて、前記極間に供給する台形波電流のパルス幅が反比例関係となるように変化させることを特徴とする請求項1乃至3何れかに記載のワイヤ放電加工機の加工電源装置。 - 所定周期における前記台形波の出力回数(Ntz)のみを計数する台形波出力計数手段と、
所定周期における前記台形波及び三角波の全ての波形の出力回数(Nto)を計数する全波形出力計数手段とを備え、
前記極間電流波形制御手段により、比率(Ntz/Nto)に応じて前記極間に供給する台形波電流のピーク値が正比例関係となるように変化させることを特徴とする請求項1乃至3何れかに記載のワイヤ放電加工機の加工電源装置。 - 所定周期における前記三角波の出力回数(Nta)のみを計数する三角波出力計数手段と、
所定周期における前記台形波及び三角波の全ての波形の出力回数(Nto)を計数する全波形出力計数手段とを備え、
前記極間電流波形制御手段により、比率(Nta/Nto)に応じて、前記極間に供給する台形波電流のピーク値が反比例関係となるように変化させることを特徴とする請求項1乃至3何れかに記載のワイヤ放電加工機の加工電源装置。
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