JP4089618B2 - ワイヤ放電加工機の加工電源装置 - Google Patents

Description

技術分野
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)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
6. 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。
7. 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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