JP4522733B2 - Electrical discharge switching circuit switching device and electrical discharge machining power circuit switching device - Google Patents
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Description
本発明は、放電加工用電気回路の切換装置及び放電加工の電源装置が有する複数種類の電源回路を切換えまたは切換え組合わせ使用する切換装置の改良に関する。 The present invention relates to an improvement in a switching device for switching or using a plurality of types of power supply circuits included in a switching device for an electrical circuit for electrical discharge machining and a power supply device for electrical discharge machining.
放電加工の加工電気エネルギを加工電極と被加工体間に供給する放電加工電源は、高度に技術開発が進み、工具電極として加工形状に相補の型電極を被加工体と相対向させて使用する形彫り放電加工機と、前記工具電極として線状電極を走行させて糸鋸状に加工に使用するワイヤ放電加工機とでは、電源回路が大幅に異なって来ている丈でなく、各形彫りまたはワイヤ放電加工機に於いてもその各電源装置は加工の目的または加工の形態、要求される加工速度や仕上面粗度、寸法精度及びそれらのレベル等より、或いはさらに使用する電極、被加工体さらに加工液の材質組み合わせ等に応じて複数種類の電源回路を備えていて、加工の要求に応じて、切換装置により切換え選択、または組合わせて使用されるようになって来ている(例えば、特許文献1−2参照。)。 Electric discharge machining power supply for supplying electrical energy for machining between the machining electrode and the workpiece is highly advanced, and a tool electrode complementary to the machining shape is used opposite to the workpiece as the tool electrode. In the EDM machine and the wire EDM machine that uses a linear electrode as the tool electrode and is used for processing in a sawtooth shape, the power supply circuit is not significantly different in length. Even in a wire electric discharge machine, each power supply device has its purpose of machining or form of machining, required machining speed, finished surface roughness, dimensional accuracy and their level, etc., or further used electrodes and workpieces. Furthermore, it is equipped with a plurality of types of power supply circuits according to the processing liquid material combination, etc., and according to processing requirements, it has been used for switching selection or combination by a switching device (for example, See Patent Document 1-2.).
前述のような電源装置の一例を、図4乃至図8に示したワイヤ放電加工機用電源装置の場合につき説明する。1は一対の間隔を置いて配置した位置決めガイド2A、2B間を所定の張力を付与した状態で軸方向に更新送り移動させられるワイヤ電極、3は図示しないXYクロステーブルに載置したワークスタンド4に取り付けられ、ワイヤ電極軸方向と略直角方向から微小放電間隙を介して相対向せしめられる被加工体で、図示しない加工液供給手段による加工液供給介在の下に両者間に印加される間歇的な電圧パルス等の加工電圧により放電を生ぜしめて加工が行われるものである。
An example of the power supply apparatus as described above will be described in the case of the power supply apparatus for a wire electric discharge machine shown in FIGS.
そして、前記被加工体を前工程で最初に加工するための加工電圧、即ち、間歇的な電圧パルスは、図示した例のワイヤ放電加工用電源回路5から、給電接続線11A、11Bとしての同軸又はシールド線を介し、或いは更に、放電間隙近傍の引き回しリード線には、好ましくは縒線を利用するが如くにしてワイヤ電極1と被加工体3間に供給印加される。前記電源回路5は、直流電圧源6Aと電流容量に応じ複数個が並列に接続されるMOS−FETトランジスタ等の電子スイッチ素子6Bと電流制限抵抗6Cおよび逆電圧防止整流器6Dとの直列回路からなる、従来最も通常の間歇的な電圧パルスの生成供給回路6が、放電間隙に並列となるように給電接続線11A、11Bに接続され、前記間歇的な電圧パルスはパルス制御装置7によるスイッチ素子6Bの制御により所望に生成される。
Then, a machining voltage for processing the workpiece first in the previous process, that is, an intermittent voltage pulse is supplied from the
即ち、制御装置7の前記スイッチ素子6Bの制御装置部分としては、スイッチ素子6Bを放電間隙の放電状態検出情報による変更制御をする場合を除き、予め選択設定した一定のオン時間信号τONとオフ時間信号τOFFとを規則的に交互に繰り返して電圧パルスを制御供給する場合と、スイッチ素子6Bのオン時間信号を放電間隙に電圧パルスの印加開始時より放電間隙で放電が開始するまで該放電開始遅延時間の関数として増大する、即ち各放電パルスの放電持続時間を設定の一定値とするよう電圧パルス印加開始後放電間隙での放電開始時より前記オン時間信号の計測を開始し、計測完了によりスイッチ素子6Bオフとしてオフ時間に移行させる制御をするもの等があり、以下の説明では、主として前記後者の場合について説明を加えるが、電源回路は何等これに限定されるものではない。
That is, as the control device portion of the
前記電源回路5には、前記スイッチ素子6Bのオン・オフによる加工電圧パルス供給回路6に加えて、該回路6による放電パルスの放電電流振幅1pを増大し、延ては加工平均電流を増大させて、加工速度を一段と増加させるためのパルス電流増幅回路または電流パルス供給回路8が、可変直流電圧源8Aとスイッチ素子8Bと逆電圧防止整流器8Cとから成る直列回路として回路6と並列に設けられており、該電流パルス供給回路8は制御装置7によるスイッチ素子8Bのオン時に急峻な立ち上がりの高電流を出力するように、所謂電流制限抵抗がその直列回路中にない無抵抗回路、乃至はスイッチ素子8Bの破損防止のために制御装置7に設けられているスイッチ素子8Bの電流制御器7Aの作動のための微小な検出抵抗の他には電流制限抵抗が挿入されていない回路8である。
In the
前記スイッチ素子6Bのオン時間信号又は前記放電開始よりのオン時間信号は、ワイヤ放電加工に於いては、大きくても数10μs以内、通常数μS以内であるから、スイッチ素子8Bを回路6による印加電圧パルスにより間隙での放電開始を検出して作動するオン時間信号の間オンさせるようにしても、スイッチ素子8B又は、少なくとも回路8の飽和領域動作への移行時間等の関係から破損を免れ得る場合があるが、上記スイッチ素子8Bの動作領域を不飽和領域と又は、少なくとも回路8の電流がスイッチ素子8Bの飽和電流値よりも充分小さい(通常数分の一)範囲を動作領域とするように条件設定をすれば、該スイッチ素子8B乃至は回路8の電流オフ切れ特性が鋭く、急峻となるから好ましいものである。
Since the on-time signal of the
図示の電源装置の例では、前記電源回路5中に、可変直流電圧源9Aとスイッチ素子9Bと電流制限抵抗9Cおよび逆電圧防止整流器9Dとの直列回路から成るもう1つの、即ち、第2の電圧パルス供給回路9が設けられており、該第2の電圧パルス供給回路9は、開閉スイッチ9Eにより所望に応じて使用されるものであるが、例えば、直流電圧源9Aは、通常出力電圧が一定の直流電圧源6A(約80〜120V)に対し、可変で電圧値は同等以上(約80〜280V)であり、電流制限抵抗9Cは、抵抗6Cに対し大きな設定で、回路9の電流容量を小さなものとし、スイッチ素子9Bをパルス制御装置7により、例えば、スイッチ素子6Bとオン・オフ同期印加などの制御をする等して、間隙の平均加工電圧を高めることにより放電開始を促進させるとともに、間隙電圧検出によるサーボ制御で放電間隙を広く維持させるなどの作用をする副電源であって、放電加工の実施に必須のものではない。
In the example of the power supply device shown in the figure, the
前述の電流パルス供給回路8は、電圧パルス供給回路6及び通常回路9と共に電源回路5として、被加工体3を最初に加工するファーストカット加工工程と、該ファーストカット加工工程後の加工の寸法、形状精度出し加工を行なうセカンドカット加工工程、すなわち、加工電圧として間歇的な電圧パルスを用いる加工工程に用いられるもので、ゲート入力は切換えスイッチ8Eにより制御装置7に接続されていて、例えば前述のような回路6との関連制御が行われるものであるが、前記セカンドカット加工工程の加工の終了後、仕上げ加工工程である高周波交流電圧を用いる加工面粗度出し加工の1乃至2の仕上加工工程(例えば、サードカット加工工程、或いは更にフォースカット加工工程)に移行するに際し、電圧パルス供給回路6及び9を必要に応じ開閉スイッチ6E及び9Eで切り離すと共に、前記切換えスイッチ8Eを間歇パルスのゲート信号回路8D側に切換えて、電流パルス供給回路8を高周波パルス(電流)発生回路10として機能せしめるものである。
The above-described current
なお、スイッチ素子8Bが切換えスイッチ8Eによりゲート信号回路8Dに接続されているときは、制御装置7による各スイッチ素子6B、8B及び9Bのオン・オフ制御信号は出力されないように構成されている。
When the
そして、その際、前記高周波パルス発生回路10と放電間隙間に設けられた高周波結合トランス13と、前記寸法・形状精度出しのセカンドカット加工工程から加工面粗度等の仕上げの加工工程に移行する際の回路切換え開閉スイッチ14とから成る函体状のボックスに収納された回路装置12は、以下の如き構成、及び切換え使用されるものである。
At this time, the high-
即ち、高周波結合トランス13は、前記高周波パルス発生回路10が出力する間歇的な高周波パルス電流1個1個を1サイクルの高周波交流電圧に変換するもので、高周波用フェライト等から成る高透磁率のリングコア13Aに1次巻線13Bと2次巻線13Cとが、巻線比が1:1〜3、好ましくは1:1〜2、捲回数が1次巻線1〜5ターン、好ましくは1〜2ターン、2次巻線1〜12ターン、好ましくは1〜4ターンの如く、高周波数応答可能に何れも少ない巻数で、かつどちらかと言えば電圧が高くて電流が小さい仕上げ加工用の高周波交流電圧を得る目的から、1次巻線よりも2次巻線の捲回数が同一以上となるように捲回してあるものである。
That is, the high-
次に、前記高周波パルス発生回路10の出力と、前記ワイヤ電極1・被加工体3から成る放電間隙間の給電接続線11A、11Bと前記回路装置12の接続と切換え構成に付き説明すると、1次巻線13Bを高周波パルス発生回路10の出力と接離する開閉スイッチと2次巻線13Cを放電間隙と接離する開閉スイッチとは、前記高周波パルス発生回路10の出力両端と放電間隙のワイヤ電極1と被加工体3夫々の間に接続される給電接続線11A、11Bの回路部分に設けられる給電回路開閉スイッチ14A、14Bよりも高周波パルス発生回路10側でその出力線の両方に接続する間の一方又は両方の接続回路に挿設した1次巻線開閉スイッチ14Cと、及び2次巻線の出力両端を前記給電回路開閉スイッチ14A、14Bよりも放電間隙側でワイヤ電極1と被加工体3の両方に接続する間の一方又は両方の接続回路に挿設した2次巻線開閉スイッチ14Dとからなる。
Next, the output of the high frequency pulse generation circuit 10 and the connection and switching configuration of the
そして、前記2つの給電回路開閉スイッチ14A、14Bと、1次巻線及び2次巻線開閉スイッチ14C、14Dとは、前者の開閉スイッチ14A、14Bがオンの時、後者の開閉スイッチ14C、14Dがオフとなるように互に逆に開閉せしめられることによりその目的を達成するものであり、前記給電回路開閉スイッチ14A、14Bがオフで、1次及び2次巻線開閉スイッチ14C、14Dがオンのとき、目的とする後の加工工程で使用する高周波交流電圧による仕上げ加工用電源回路が構成されることになる。なお、図示では1次巻線及び2次巻線の各開閉スイッチとして、夫々各1個が設けられた場合で、かつ設けられる切換えスイッチの数を最も少ない数として構成した場合であるが、スイッチの数により種々の切換え回路構成と為し得ることは当然である。
The two feeding circuit opening /
図5は、図4の加工電源回路を後の加工工程の仕上げ加工用電源回路として、即ち、開閉スイッチ6Eおよび9Eを必要に応じてオフ、切換えスイッチ8Eによりゲート信号回路8Dわおオンにして高周波パルス発生回路10を機能させ、給電回路開閉スイッチ14A、14Bをオフ、トランス1次及び2次巻線開閉スイッチ14C、14Dを夫々オンとして作動させた場合のタイミングチャートを2サイクル分、ほぼ理想的な波形として示したもので、aは前記間歇パルスのゲート信号回路8Dから出力してスイッチ素子8Bをオン・オフさせる高周波のゲート信号、bは前記ゲート信号に基づき高周波パルス発生回路10が出力し、トランス13の1次巻線13Bに供給する電流パルス、cは前記パルス電流に基づき2次巻線13Cに誘起され放電間隙に印加される高周波交流電圧と該高周波交流電圧印加に基づき放電間隙で放電が発生した場合の放電間隙電圧波形、dは同放電間隙の放電電流の例である。
FIG. 5 shows that the machining power supply circuit of FIG. 4 is used as a finishing power supply circuit for a later machining process, that is, the opening / closing switches 6E and 9E are turned off as necessary, and the gate signal circuit 8D is turned on by the
前記ゲート信号回路8Dから出力する間歇的なパルスのゲート信号は、或る程度以上高度な仕上げ加工に於いては、図示ではTON=100ns、TOFF=1.0μsで、大凡約TON=50ns〜1000ns程度のμsオーダ以下で、TOFF=500ns〜10μs又は数10μs程度であり、cの交流電圧が相互に繋がるのを限度として、好ましくはTOFF≧0となるよう条件設定をするものである。又、前記高周波パルス発生回路10の出力電流パルス波形bは、スイッチ素子8Bが、又はすくなくとも回路8の電流がスイッチ8Bの飽和電流値よりも充分小さい立上がり電流の飽和領域作動状態となる前にゲート信号aがオフとなり、スイッチ素子8B、又は回路8の電流切れが高速で行われたものとして示されている。
The intermittent pulse gate signal output from the gate signal circuit 8D is shown as T ON = 100 ns and T OFF = 1.0 μs in the drawing in the case of advanced finishing more than a certain level, and approximately T ON = The condition is set so that T OFF ≧ 0 preferably within the range of 50 ns to 1000 ns or less, T OFF = 500 ns to 10 μs or several tens of μs, and the AC voltage of c is connected to each other. It is. The output current pulse waveform b of the high-frequency pulse generation circuit 10 is not changed before the
又、前記c図の2次巻線13Cの高周波交流電圧は、近時のテストに依れば、外径約55mmφ、内径約30mmφの、高透磁率Mn−Znフェライトや、Ni−Znフェライト等のフェライトトロイダルコア(例えば、TDK製PC50T40×16×24)を2重積したコア13Aに、断面約3.5mm2のテフロン系樹脂被覆導線を1次巻線13B:1ターン、2次巻線13C:2ターンとしたとき、直流電圧源8Aの出力約60Vで正負に夫々約150〜170V、電圧源8Aの出力約25Vで正負に夫々60から65Vで、後の加工工程である加工面粗度改善の仕上げ加工(サードカット、及びフォースカット)に適用可能な、好適に高電圧の高周波交流電圧が得られ、放電電流波形dに示す如く、交流電圧1サイクルの初めの半波で放電が発生すると、次の逆極性の半波に於いては続いて放電が起こることになるが、平均加工電流が1A前後程度より小さい値で仕上げ加工を進行させることができる。
Further, the high-frequency AC voltage of the secondary winding 13C of FIG. C is, according to recent tests, high permeability Mn—Zn ferrite, Ni—Zn ferrite, etc. having an outer diameter of about 55 mmφ and an inner diameter of about 30 mmφ. A
例えば、前記正負約150〜170V、約1MHzの高周波交流電圧で、前の加工工程のセカンドカット加工迄で約10〜13μmRmaxに仕上げた加工面を、後の加工工程のサードカットで加工することにより、約3.5μmRmax程度に仕上げることができ、更に前記正負約60Vの高周波交流電圧でフォースカット加工することにより約1.5μmRmax程度に仕上がるものである。 For example, by processing the processed surface finished to about 10 to 13 μm Rmax by the second cutting of the previous processing step by the high frequency AC voltage of about 150 to 170 V and about 1 MHz, with the third cut of the subsequent processing step. , About 3.5 μm Rmax can be finished, and further, it is finished to about 1.5 μm Rmax by force-cutting with the high-frequency AC voltage of about 60 V.
そして、高周波交流電圧c間の休止時間ATOFFがより小さい、更には連続に近い設定の場合には、放電間隙の平均電圧が所定レベル以下の電圧検出となったときとか、所定の設定した周期(100μs〜10ms毎に)、例えば10〜100μs程度の間、スイッチ素子8Bのオン・オフを停止させる必要があるのは安全上当然である。
In the case where the pause time AT OFF between the high-frequency AC voltages c is smaller, or is set to be continuous, when the average voltage of the discharge gap is detected at a voltage equal to or lower than a predetermined level, or a predetermined set cycle It is natural for safety that it is necessary to stop the on / off of the
図6、図7、及び図8は、前記回路装置12の外形概略図、内部配置図、及び開閉スイッチ14の構成例の説明図で、図6に於いてワークスタンド4は、ワイヤ電極1の軸(Z軸)と直交する図示しないXYテーブル上の加工液受けパン又は加工槽内に位置し、回路装置12は、ワークスタンド4に隣接して設けられている。
6, 7, and 8 are schematic external views of the
前記回路装置12は、直方体状の函体状体から成り、図にその内部の構成配置の概略を示すように、中央に前記高周波結合トランス13を収納するトランス室12A部分と、その相対する両端に給電回路開閉スイッチ14A、14Bのスイッチボックス12B、12Eと1次巻線及び2次巻線用の各開閉スイッチ14C、14Dのスイッチボックス12C、12Dとが設けられ、両端面には、前記高周波パルス発生回路10の出力が接続される接続端子15A、15Bと、トランス2次巻線13Cの出力をワイヤ電極1と被加工体3間の放電間隙に接続する接続端子15C、15D、15Eとが設けられる。
The
前記端子15A、15Bには、前記電源回路5中の高周波パルス発生回路10の出力がインダクタンス分を低減させた同軸又はシールド線16を介して接続されており、又端子15Cは位置決めガイド2A、2Bを収納する上側及び下側のガイドブロック18A、18B又は何れか一方の近い方の(図示の場合下側)ガイドブロック18Bが収納する図示しないワイヤ電極1への給電子間を相互移動に必要な最短の長さ、好ましくは縒線16Aで接続され、又、端子15D、15Eとワークスタンド4間は、端子15Dと15Eを短絡し、出力線を1本として、又は図示のように2本の出力線16Bで、好ましくは最短の縒線を用いて接続される。
The output of the high-frequency pulse generation circuit 10 in the
而して、前記回路装置12に於いて、高周波パルス発生回路10の出力から高周波結合トランス13の1次巻線12Bに、図5のbに示した急峻な鋭い立ち上がりと立ち下り特性を有する高周波パルス電流を供給することは比較的容易であるものの、その際2次捲線13Cに誘起する急峻な高電圧の高周波交流電圧cを、好ましくはそのまま放電間隙に供給印加することは難しいものである。かかる問題を解決するために、回路装置12を1つの函体状体に構成して、回路装置12を放電間隙により近い位置に配置するもので、その手法としては、回路装置12を加工槽内のワークスタンド4に隣接し、又は加工槽の側壁とかコラムの加工槽側の面、或いはガイドブロック18A、18B等を保持する加工ヘッド等の加工に際して邪魔にならない加工部により近い位置に配置して、縒線等を用いる接続線16A、16Bはより短くするものである。
Thus, in the
この接続線16A、16B内の前者の接続線16Aは、加工のための相互移動に或る長さを必要とするが、後者の接続線16Bは、端子15Dおよび15Eが設けられているスイッチボックス12Cの端面(図の場合端子15D、15Eが設けられている面、又はワークスタンド4の前面と対向する面)の一部又は全体を前記端子15D、15Eを内設した端子金属板として、該端子金属板をワークスタンド4の例えば前面縁にねじ止め接合するか、場合によっては溶接して取付るようにして、電気的及び機械的接続を計るようにしても良い。
The
図8は、開閉スイッチ14の構成の説明に一例として、2次巻線開閉スイッチ14D部分の断面を示したもので、その構成としては、全体構成としては突き合わせ接触型の開閉スイッチであって、シリンダ状スイッチボックス12D内に、外部の接続端子15Dにつながるピストン状の固定接触子14DSと、これに対向し対向する方向に進退して接離するピストン状の可動接触子14DMとを有し、該可動接触子14DMの進退移動は、ボックス12Dの壁を貫く圧力流体給排孔20A、20Bに接続される図示しない流体圧力源(通圧縮空気源)の切換え制御によって行われる。上記各接触子14DS、14DMは、その突き合わせ接触面21が高周波電力の通電が良好に保たれるように接点材の通電板21を介設させる等調整されており、又、加工液の侵入防止と流体圧作動のためOリング等のシール19A、19B、19Cを備えている。前記可動接触子14DMの進退移動の駆動には、上述流体圧力源の他に、電磁力とかスプリングとかモータとリンク、ラック、又はクランク等を組み合わせたもの等各種のものを使用し得る。
FIG. 8 shows a cross section of the secondary winding on / off
前述の如く、図8の開閉スイッチ14は、図4の2次巻線開閉スイッチ14Dであるから、1次巻線開閉スイッチ14Cとして実質同一の構成のものが設けられ、さらに、給電回路開閉スイッチ14A及び14Bとしても、ほぼ実質同一のものが設けられて計4個が必要となるものである。
As described above, the open /
そして、之等の各開閉スイッチ14A、14B、14C、14Dは、前述したように電源回路5の出力端から給電接続線11A、11Bを介する放電間隙までの間、何れの部分においても接続線を出来るだけ短く、かつインダクタンス分が増大しないように配慮して組み込み配線され、前述回路装置12に一体、かつ、コンパクトに構成されて、加工槽廻りの放電間隙直近の位置に、そして、通常トランス室12A内の高周波結合トランス13が加工液を流通または循環させて冷却し得るように設けられる。
Each of the open /
ところが、上記各開閉スイッチ14A、14B、14C、14Dは、ピストン状の可動接触子14DMに一端側が結合された他端側に通電端子を有する軸方向に可動のピストンロッド14DPが、絶縁材から成るシリンダ状スイッチボックス12Dの穴12DHをシール材19Cでシールされながら貫通して外部に露出している構成であるから、之が水性系加工液を含む外部の汚染物の飛着、侵入などによって汚染され、ピストンロッド14DP、穴12DH、シール材19C、19B、及びピストン状可動接触子14DM等に於ける電食、摩耗、そして損傷は避けられず、絶縁不良を生じ、電気的なエネルギの損失が大きくなり、所望の高周波電流や高立上りが急峻で高いピークの電流パルス等が得られなくなるものであった。
However, each of the open /
之等の問題を解決するために本発明者等は、既に改良された放電加工用電源回路の切換用スイッチ装置を提案している(例えば、特許文献3参照。)。 In order to solve these problems, the present inventors have proposed an improved switch device for switching an electric discharge machining power circuit (see, for example, Patent Document 3).
即ち、その1つは、ピストン状可動接触子14DMのみでなく、之に繋がるピストンロッド14DPを含む可動部の全部の外部露出をシリンダ状スイッチボックス12D内に収納及び密封する構成とするもので、図9に示すように放電加工液中に設置される密閉されたシリンダ状の絶縁体から成る収納体21と、収納体21内に形成されたシリンダ室21A内を軸方向に往復移動可能に設けられ、一端側にピストン状のフランジ部22A、他端側にピストンロッド状のロッド部22Bとから成る可動体22と、前記収納体21の可動体22移動方向の両端に端子23T、24Tを外部に露出させて儲けられる固定端子導体23、24であって、端部に於いて軸方向に収納体21を貫通する軸状体外周面と貫通孔内周面間23B、24Bが密着、固設した構成となっている。
That is, one of them is configured to house and seal not only the piston-like movable contact 14DM but also the entire external exposure of the movable part including the piston rod 14DP connected to the cylinder-
そして、一方の端子23とピストン状フランジ部22Aの図示状態の加圧接触と開離とが、フランジ部22Aをシリンダ室21A内における軸方向の移動が、前記フランジ部22Aの外周に設けたピストンシリンダ22Cによって仕切られたシリンダ室に対する流体圧給排口21B、21Cに対する圧縮空気の給排によって行われて前述加圧接触通電と開離通電断とが行われるのに対し、フランジ部22Aと共に軸方向に移動するロッド部22Bと端子導体24間の接離は、前記軸状体外周面24Bを有するように軸方向に長尺状に伸びる胴体部24Cに前記ロッド部22Bを同軸状に嵌挿する穴24Aが設けられ、図示の例の場合は、ロッド部22Bの軸方向の移動如何に係らず、ロッド部22Bと端子導体24、即ち、端子24Tとは常時導通状態に構成されているものである。
The pressure contact and separation of the one
なお、前記ロッド部22Bの外周面と端子導体24の穴24Aの内周面間のハッチングを施した部分の部材S1、及び前記フランジ部22Aと端子導体23との接離面間のハッチングを施して示した部材S2は、高周波の交流やパルスを波形歪少なくかつ、損失少なく通電させる通電板(例えば、前述特許文献3の図2、及び図3に示したソルトン製接点材、商品名「エレクトロメイト」)を、筒状体または円板状乃至はドーナツ板状として介設させたものである。
Note that the hatched portion between the outer peripheral surface of the
スイッチボックス12B、12C、12D、12E等の構成をかかる図9に示した収納体21の構成とすると、外周部には、可動部及び可動部との接触部もなく、可動部は完全に内部に密封されているから前述段落[0028]で指摘の問題点は大方解消され、また前述段落[0026]で指摘のスイッチボックス12B、12C、12D等の数の点も、例えば、図10に前述図9のものの改良とし示すように、フランジ部22Aと端子導体24間においてシリンダ状収納体21を軸方向と直角方向に分断するドーナツ円板状の第3の端子導体25を介設させて設け、可動体22のロッド部22Bを前記端子導体25の穴25Hに非接触で挿通させた状態で、端子導体24の穴24Aに嵌挿させ、フランジ部22Aが端子導体23から開離した時には、ドーナツ状通電板S3を設けたフランジ部22Aの軸方向反対側の面が、前記第3の端子導体25に加圧接触するように構成することにより、該端子導体25は外周面に独立して端子25Tが設けられ、前記端子24Tと端子23T又は25Tの間が切換えが一操作で可能となって、斯種電源回路切換装置は完成の域に達したものである。
以上のようにして、放電加工に際して、電源装置に複数設けられている異種の電源回路を切換え、さらには切換えかつ複数組み合わせて使用しようする際の切換装置として好適に機能するものとして使用されて来たが近時、例えば、放電加工機それ自体の性能向上に対する要請の外に、マニシングセンタ等異種工作機械との競合問題の外、寸法・形状・精度等に対する厳しい、かつ多様な要請もあって、搭載する電源回路の種類や数と共に、超高速化に対する要請など、電源容量の大形化なども進んで来ているものである。 As described above, during electrical discharge machining, it has been used as one that suitably functions as a switching device for switching between different types of power supply circuits provided in the power supply device, and further switching and using in combination. However, recently, in addition to the demand for improving the performance of the electrical discharge machine itself, for example, there are strict and diverse demands on dimensions, shape, accuracy, etc., as well as competition issues with dissimilar machine tools such as a machining center. In addition to the types and number of power supply circuits to be mounted, the demand for ultra-high speed has been increasing, and power supply capacity has been increasing.
かかる観点より前述のような電源回路切換装置を検討すると、切換装置におけるS1、S2、及びS3などの接点材の通電板は、繰り返しの切換え使用により、接点部分に曲げ応用が繰り返し掛かることから、使用状況にもよるが、比較的短期間に破損してしまうことが生じるようになって来た。 Considering the power supply circuit switching device as described above from this point of view, the energization plates of the contact materials such as S1, S2, and S3 in the switching device are repeatedly applied to the contact portion due to repeated switching use. Although it depends on the use situation, it has come to be damaged in a relatively short time.
また、前述超高速化などと称して、大電流を流す加工に供されることが生じて来ているが、大電流を流すと発熱が大きくなり、絶縁材のシリンダ状収納体が変形して動作不良を起こすと言う問題も生じて来た。 In addition, it has been used to process large currents as mentioned above, such as ultra-high speed. However, when a large current is applied, heat generation increases and the cylindrical housing of the insulating material is deformed. There has also been a problem of causing malfunctions.
そして、調べたところ、前述ピストン状フランジ加圧接触面と之に対する端子導体の通電接離面間のように前記接点材の通電板が介設されている部分では、前記通電板の両側において接点を介する通電が行われていることから、前記フランジの面と端子導体の面とを面精度良く加圧接触させた場合などに比較して接触抵抗が大きくなっており、発熱量の増大につながっていたものである。 And, as a result of investigation, in the portion where the current plate of the contact material is interposed, such as between the pressure contact surface of the piston-shaped flange and the current contact surface of the terminal conductor with respect to the contact point, contact points are provided on both sides of the current plate. Since the current is applied via the contact surface, the contact resistance is larger than when the surface of the flange and the surface of the terminal conductor are pressed and contacted with high surface accuracy, leading to an increase in the amount of heat generated. It was what it was.
そして、将来的には、何れにしても大電流電源の使用は避けられないところから、冷却手段の適用付設は避けられず、前述フランジ部やロッド部等の可動部への適用は、冷却液循環などの形式からして、構造上難しく、固定の端子導体に対して種々試みられているが、4箇所と必要な適用箇所が多く、その適用箇所の導体部分の体積が小さい部分に対してのものであるため、大きな冷却能の付与が難しいと言う問題があり、目的を達し難いものであった。 In the future, the use of a large current power source is unavoidable in any case, so the application of cooling means is unavoidable. In terms of the form of circulation, etc., it is structurally difficult, and various attempts have been made for fixed terminal conductors. Therefore, there is a problem that it is difficult to impart a large cooling capacity, and the purpose is difficult to achieve.
そこで本発明は、前述接点材通電板の使用を廃止すると共に、通電板使用に伴った接触開離部の構造についてもい改良、合理化を計り、これによって耐久性のある切換装置とし、接触抵抗を減少させて発熱を減じ、放電電流のピークを増大させると共に切換装置に対する冷却機構を有効に適用、配設できて、高負荷の適用にも効率良く機能する放電加工用電源回路の切換装置を得ることを目的とする。 Therefore, the present invention abolishes the use of the aforementioned contact material energizing plate, and also improves and rationalizes the structure of the contact breaking portion accompanying the use of the energizing plate, thereby providing a durable switching device and reducing contact resistance. Reduced heat generation, increased discharge current peak, and effective application and disposition of the cooling mechanism for the switching device, thus obtaining a switching device for a power circuit for electric discharge machining that functions efficiently even in high load applications For the purpose.
前述の発明の目的は、(1)放電加工の複数ある異なる種類の加工用電源回路を有する電源装置と、電極・被加工体間の加工部間に設けられる放電加工用切換装置において、絶縁材から成るシリンダ状函体の軸方向の中央部に、前記シリンダ状函体を軸と直角方向に分断して結合する端子材の導体から成る結合体を介設させて両側に独立にシリンダ室を形成させ、前記両シリンダ室には端子用導体材から成るピストンが挿設されると共に該両ピストンの外側面にはシリンダの各外側端のシリンダ壁を気密状態で軸方向に貫通して移動する端子用導体材のピストンロッドが設けられており、前記各ピストンと前記両シリンダ室を結合した端子材の導体との各対向面には、軸方向に移動して加圧嵌合と離脱とをする相補の形状のテーパ突起とテーパ穴とが設けられている切換装置を2個並設し、該各切換装置の各ピストンは前記両シリンダ室に対する加圧流体の給排切換えによって、前記結合体を介して一方の側にあるテーパ突起とテーパ穴との加圧嵌合から反対側にあるテーパ突起とテーパ穴との加圧勘合に切り換わるように、軸方向の移動が駆動されるとともに、一方の切換装置におけるピストンと他方の切換装置におけるピストンが同時に駆動し、前記端子材の導体の外周側面とピストンロッドの各外側端には電気リード接続の端子部が設けられて成る放電加工用電気回路の切換装置とすることにより達成される。 The object of the present invention is as follows: (1) a power supply device having a plurality of different types of machining power supply circuits for electric discharge machining, and an electric discharge machining switching device provided between machining portions between an electrode and a workpiece; A cylindrical chamber is formed on both sides independently by inserting a coupling body made of a conductor of a terminal material that divides the cylindrical box body in a direction perpendicular to the axis and is coupled to the central portion of the cylindrical box body. A piston made of a conductor material for terminals is inserted into both the cylinder chambers, and the cylinder walls at the outer ends of the cylinders are moved in the axial direction in the airtight state on the outer surfaces of the pistons. Piston rods for terminal conductors are provided, and on each opposing surface of each piston and the conductor of the terminal member connecting both the cylinder chambers, axial fitting is performed to press fit and release. Complementary taper protrusion and tape The switching device and the hole is provided with 2 Konami設, tapered pistons of the respective switching device in the by supply and discharge switching of pressurized fluid to both cylinder chambers, on one side via the conjugate from a pressurized press fit engagement between the projection and the tapered bore to switch to the pressurized圧勘case of the tapered projection and the tapered hole on the opposite side, is driven axial movement Rutotomoni, piston and other in one switching device The switching device is driven by the piston at the same time , and is achieved by a switching device for an electrical circuit for electric discharge machining in which the outer peripheral side surface of the conductor of the terminal material and each outer end of the piston rod are provided with terminal portions for electrical lead connection. Is done.
また、前述の本発明の目的は、(2)上下に2個並設された各放電加工用電気回路の切換装置は、各端子材の導体から成る結合体が左右方向の中央に位置した状態で、一方の切換装置の前記結合体を介して対向する一対の前記ピストンロッド付ピストンが駆動により左行移動するとき、他方の切換装置の一対のピストンロッド付ピストンは同時に右行移動するように駆動が制御される前記(1)に記載の放電加工用電源回路の切換装置とすることにより達成される。 The above-mentioned object of the present invention is as follows. ( 2 ) In the switching device for each electrical circuit for electric discharge machining arranged in parallel at the top and bottom, the combination composed of the conductors of each terminal material is located at the center in the left-right direction. Thus, when the pair of pistons with piston rods facing each other through the combined body of one switching device moves leftward by driving, the pair of pistons with piston rods of the other switching device simultaneously moves rightward. This is achieved by using the electric discharge machining power supply circuit switching device according to ( 1 ), wherein the drive is controlled.
また、本発明の目的は、(3)複数ある異なる種類の加工用電源回路を有する電源装置から同軸ケーブルまたはシールド線により出力する一方の入力線P3を、一方の切換装置の一方のピストンロッドのP3端子に接続すると共に、他方の入力線P4を他方の切換装置の端子材の導体のP4端子に接続し、加工部極間線の一方のワークテーブル側である出力線P3を前記一方の切換装置の端子材の導体のP3W端子に接続すると共に、他方のワイヤ電極側である出力線P4を他方の切換装置の他方のピストンロッドのP4G端子に接続し、そして、さらに、前記電源装置の出力線P3、P4より出力する高周波パルス発生回路の出力直流パルスを交流パルスに変換するリングコアの高周波結合トランスの1次巻線の入力を、前記P3端子と他方の切換装置の一方のピストンロッドの端子とに、また、2次巻線の出力を前記P4G端子と一方の切換装置の他方ピストンロッドの端子とに接続して成る前記(2)に記載の放電加工用電源回路の切換装置とすることにより達成される。 Also, the object of the present invention is to: ( 3 ) connect one input line P3 output from a power supply device having a plurality of different types of power supply circuits for processing by a coaxial cable or shield wire to one piston rod of one switching device; While connecting to the P3 terminal, the other input line P4 is connected to the P4 terminal of the conductor of the terminal material of the other switching device, and the output line P3 on the one worktable side of the line between the machining parts is switched to the one The output wire P4 on the other wire electrode side is connected to the P4G terminal of the other piston rod of the other switching device, and connected to the P3W terminal of the conductor of the terminal material of the device. The input of the primary winding of the high-frequency coupling transformer of the ring core that converts the output DC pulse of the high-frequency pulse generating circuit output from the lines P3 and P4 into an AC pulse is connected to the P3 terminal. To the square of one of the piston rod terminal of the switching device, also according to the the output secondary winding formed by connecting to the terminal of the other piston rod of the P4G terminal and one switching device (2) This is achieved by providing a switching device for a power supply circuit for electric discharge machining.
本発明(1)によれば、切換装置の電気回路の開閉接点部が、シリンダ室内の一端の壁である固定の端子材の導体表面とこれに対向して進退するピストンの面とに形成される相補の寸法、形状のテーパ突起とてテーパ穴であって、流体圧駆動により軸方向に移動して加圧嵌合と離脱をするものであるから、繰り返しの開閉によって曲げ応力が掛かる従来例のような通電板等も無いので、耐久性が向上する。 According to the present invention (1), the switching contact portion of the electric circuit of the switching device is formed on the conductor surface of the fixed terminal material that is the wall of one end in the cylinder chamber and the surface of the piston that moves forward and backward. A conventional example in which bending stress is applied by repeated opening and closing because the taper projection is a tapered hole with a complementary size and shape that moves in the axial direction by fluid pressure drive and pressurizes and disengages. Since there is no energizing plate or the like, durability is improved.
また、仮に、ピストンやシリンダの製作精度が幾分低下したとしてもまた、発熱や耐久度の問題から芯ずれが生じたとしても、接触通電が、相補の寸法、形状のテーパ突起とテーパ穴とが流体圧駆動より移動して加圧嵌合と離脱により行われるものであるから、良好な接触通電を確保できる許容度が大きい利点がある。 In addition, even if the manufacturing accuracy of the piston or cylinder is somewhat lowered, or even if misalignment occurs due to heat generation or durability problems, contact energization is performed with a taper protrusion and a taper hole of complementary dimensions and shape. Is moved by fluid pressure driving and is performed by press-fitting and disengagement, so that there is an advantage of a large allowance for ensuring good contact energization.
また、接点間に従来例のような通電板等を使用しないので、直列の回路中の接点が2箇所から直接接触の1箇所になり回路抵抗が減少し、さらにその接触がテーパ面間で行われるので、接点間の接触圧力がピストンに与えられる推力に比べて大きくなり、結果として接触抵抗が減少して発熱も少なくすることができる。さらに、結果として放電加工の電流及びピーク減が避けられ、放電加工性能が向上し、発熱低減と共に電力損も減少する。 In addition, since a current-carrying plate or the like as in the conventional example is not used between the contacts, the number of contacts in the series circuit is changed from one place to one place in direct contact, the circuit resistance is reduced, and the contact is made between the tapered surfaces. Therefore, the contact pressure between the contacts becomes larger than the thrust applied to the piston, and as a result, the contact resistance is reduced and the heat generation can be reduced. Furthermore, as a result, the current and peak reduction of the electric discharge machining can be avoided, the electric discharge machining performance is improved, the heat loss is reduced and the power loss is reduced.
また、本発明(2)および(3)によれば、本発明の放電加工用電気回路の切換装置を用いて構成される放電加工用電源回路の切換装置であって、複数ある異なる種類の電源回路を好適かつ確実に切換え及び切換え組合わせて接続開離させることができ、目的とする電源回路の性能を確実に目的通りに発揮させることができる。 Further, according to the present invention ( 2 ) and ( 3 ), there is provided a switching device for an electric discharge machining power circuit configured by using the electric discharge machining circuit switching device of the present invention, wherein a plurality of different types of power supplies are provided. The circuit can be switched and connected in a suitable and reliable manner, and the connection can be released, and the performance of the target power supply circuit can be reliably exhibited as intended.
図1は、本発明の放電加工用電源回路の切換装置部分の一実施例の縦断側面図に、電気回路配線と、図示しない電源回路の出力端子P3、P4から入力する高周波の間歇的な直流電流パルスを高周波の交流パルスに変換して極間線P3、P4へ出力する入力1次巻線13Bと出力2次巻線13Cとを有するリングコア13Aの高周波結合トランス13の変換回路とが付加して示してある。そして、図2は、図1と同じ切換装置部分の一実施例外観斜視図、また、図3は縦断側面の斜視図である。
FIG. 1 is a longitudinal side view of an embodiment of a switching device portion of a power supply circuit for electric discharge machining according to the present invention. Electric circuit wiring and high-frequency intermittent DC input from output terminals P3 and P4 of a power supply circuit (not shown) A conversion circuit for the high-
また、図1の切換装置部分の縦断側面図において、1点破線で囲み、符号30を付した部分は、前述図9または図10に示して説明した放電加工用電気回路の切換装置と同等物の本発明実施例の一方(上方)の切換装置を示しているもので、合成樹脂等の絶縁材から成るシリンダ状函体31が、その軸方向中央部において軸と直角方向に一方の函体31Aと他方の函体31Bに分断し、両者を端子材、例えば黄銅のブロック状体物から成る導体の結合体32によって結合することにより一方及び他方のシリンダ室31AS、31BSを一軸上に直列に形成させている。
Further, in the longitudinal side view of the switching device portion of FIG. 1, the portion surrounded by a one-dot broken line and designated by
前記一方及び他方の両シリンダ室31AS、31BSには端子用導体材、例えばステンレススティールから成る一方及び他方のピストン33A、33Bが挿設されていると共に、該両ピストン33A、33Bの各外側面には、一体にピストンロッド33AR、33BRが形成されており、該各ピストンロッド33AR、33BRはシリンダ状函体31A、31Bの各外側端の函壁を気密状態で軸方向に貫通して設けられ、圧縮空気等の加圧流体の給排口34A、34Bからの切換制御により駆動され、所望軸方向にピストン33A、33Bと共に移動する構成となっている。
The one and the other cylinder chambers 31AS, 31BS are inserted with one and the
前記一方及び他方の各ピストン33A、33Bと、前記一方及び他方のシリンダ状函体31A、31Bとを結合した結合体32の対向面には、各ピストン33A、33Bが流体圧駆動により軸方向に移動して加圧嵌合と離脱とをする相補の寸法、形状の先細状の、所謂円錐台状のテーパ突起32A、32Bと、底の方に行くに従って狭くなるテーパ穴33AH、33BHが、好ましくは前記結合体32の側にテーパ突起があるように設けられ、テーパ突起32A、32Bのテーパ面とテーパ穴33AH、33BHのテーパ面との会合面領域が接点の接触面となって、流体駆動による推力で加圧状態で接合するものである。
また、前記円錐台状のテーパ突起32A、32Bは、より詳しくは、入口から所定の深さまでほぼ一定のテーパ角度で先細となるように形成されるテーパ穴33AH、33BHに対し、短い円柱台の上に前記円錐台があるテーパ突起とすることが、両テーパ面間の良好な滑り接触に好ましい。さらにまた、テーパ突起の頂部に示した凹陥、又は中央若しくは中央部凹陥からの3以上の放射状溝若しくは十字溝はテーパ穴の締め付け作用に対し発条的に縮んで対応し加圧嵌合状態での安定な接触を保とうとするものであるが必須のものではない。
The
More specifically, the
また、前記結合体32の外周面の所望の部位に、加工部廻りの電源極間線の内、先端端子が、被加工体を設置するワークスタンドに接続される前記一方の極間線P3の他端入力側端子を取り付けるP3W端子が設けられ、又前記一方及び他方のピストンロッド33AR、33BRの各後端部には、複数ある異なる種類の加工用電源回路を有する電源装置から切換、選択などして同軸ケーブルまたはシールド線などにより出力する一方の入力線P3の先端端子を取り付けるP3端子が前記一方のピストンロッド33ARに、また、該P3端子には高周波結合トランス13の入力1次巻線13Bの一方の端子が接続されている。そして、前述の高周波結合トランス13の出力2次巻線13Cの一方の端子が前記他方のピストンロッド33BRの端子に接続してある。
Further, at a desired portion of the outer peripheral surface of the
前記端子材の導体から成る結合体32には、図2及び図3から判るように、該結合体32が高周波の直流パルスや交流などの放電加工電流によって加熱、昇温するのを防止するため内部に冷却液を流通させて所定の冷却能力を発揮する流通路32Cが形成され、外周面の所望の部位に冷却液の給排管32D、32Eが接続させる構成が採られるものである。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
本発明の放電加工用電気回路の切換装置を、加工用電源回路の切換装置として機能的に電源回路を切換え、切換え組合わせ、または切換え選択作動させるためには、前述説明の一方(上方)の電気回路の切換装置30の外に、図に示した装置30と同一の構成の他方(下方)の電気回路の切換装置40を必要とするもので、さらに後述する電気回路の配線および引き廻しなどから、両切換装置30、40は、加工槽壁やワークスタンドなどに取り付ける取付板35に、該板35を図示の如く立てた場合には、一方と他方の切換装置30、40が上方と下方とに位置するように並設し、そして図示の場合は、更らに前述の仕上げ加工用高周波交流パルス発生用電源回路の一部である高周波結合トランス13のトランス収納室12Aが、リード線を出来る丈に短く配線する必要がある所から、加工槽内等の加工部直近の位置に設けられる。
In order to switch the power supply circuit functionally as a switching device for the machining power supply circuit, to perform the switching combination or the switching selection operation, the switching device for the electric circuit for electric discharge machining of the present invention is one (upper) described above. In addition to the electric
而して、前記もう1つの他方(下方)の電源回路の切換装置40は、前述の切換装置30とその配置の仕方や回路配線等に於いて後述する相違があるもの、各部の構造自体は、実質同一であるから構造等に関する説明は一部を除き省略することとする。
Thus, the switching
そして、勿論後述する各切換装置30、40の配置及び電気回路の構成、配線を前提とするものであるが、図示上では、上下に2個並設された態様の一方及び他方の電源回路の切換装置30,40は、各端子材の導体から成る結合体32、42が、シリンダ状函体31、41の左右軸方向の中央に固定位置した状態で、一方の切換装置30の前記結合体32を介して対向す一対のピストン33A、33Bが流体圧駆動により左行移動するとき、他方の切換装置40の一対のピストン43A、43Bは同時に右行移動して、切換装置30が結合体32のテーパ突起32Aとピストン33Aのテーパ穴33AH間の加圧嵌合接触から、左方反対側のテーパ突起32Bとピストン33Bのテーパ穴33BHとの加圧嵌合接触に切換わるのに対し、他方下方の切換装置40は結合体42のテーパ突起42Bとピストン43Bのテーパ穴43BH間の加圧嵌合接触から、右方反対側のテーパ突起42Aとピストン43Aのテーパ穴43AH間の加圧嵌合接触に切換わるように流体圧の給排による駆動回路が、各シリンダ室31AS、31BS、41AS、41BSに配管されているものである。
And of course, it is premised on the arrangement of each switching
そして、前記他方(下方)の電源回路の切換装置40側の結合体42の外周面の所望の部位に前述電源装置から切換、選択などで同軸ケーブルまたはシールド線などにより出力する他方の入力線P4の先端端子を取付けるP4端子が、設けられ、また、一方のピストンロッド43ARの後端に設けた端子には前記高周波結合トランス13の入力1次巻線13Bの他方の端子が接続され、そして、他方のピストンロッド43BRの後端に設けた端子P4G端子には、前記高周波結合トランス13の出力2次巻線13Cの他方の端子と加工部廻りの電源極間線の内、先端端子が、ワイヤ電極位置決め案内する上下のガイドブロックに設けた通電駒に接続される前記他方の極間線P4の他端入力側端子とが取り付けられている。
Then, the other input line P4 that outputs to the desired portion of the outer peripheral surface of the
図1に図示の切換装置30、40の切換設定の状態は、電源回路5からの入力線P4を介する入力、即ち、各種の電圧パルスや切換え組合わせ等による電圧または電流増大パルス等を、そのまま加工部の極間線P3、P4に出力する設定である。之を説明するに、入力線P3から一方のピストンロッド33ARの端子、一方のピストン33Aのテーパ穴33AHと結合体32のテーパ突起32Aとの加圧接触、そして、結合体32のP3W端子を介して極間線P3(被加工体)へと繋がり、他方の極間線P4(ワイヤ電極)から他方のピストンロッド43BRのP4G端子を通り、他方のピストン43Bのテーパ穴43BHと結合体42のテーパ突起42Bとの加圧接触、そして結合体42のP4端子を介して電源出力線P4へと繋がっているので、往路(P3−P3W)、及び復路(P4−P4G)とも、接点部は各3箇所で、前述図10の切換装置を用いた従来例(特許文献3参照)の7箇所に比べて少なく、往・復各回路のインピータンス及び電気抵抗とも、測定したところによれば、従来例11mΩに対し、本発明1mΩと著しく低減できていることが判った。なお、前述従来例の通電板を使用した場合とテーパ突起とテーパ穴のテーパ面接触の場合と対比すると、電気抵抗は接触面積の関係から、後者本発明の場合約1/4に軽減していた。加工電流50Aの加工で、極間線に電流プローブを取り付けて1μsのパルスでの電流ピークの立ち上がりは、従来例480A/μsに対し本発明の回路では、550A/μsとなり、加工速度の向上が期待される。
The switching setting states of the
次に切換装置30、40の切換設定を図示と反対にすると、電源からの高周波の直流電流パルス入力P3、P4を高周波の結合トランス13で高周波の交流パルスに変換して、極間線P3、P4に出力するように機能する回路構成となる。即ち、入力線P3から一方のピストンロッド33ARのP3端子を経て入力1次巻線の一方の端子に繋がり、1次巻線の他方の端子は、下一方のピストンロッド43ARの端子から当該ピストン43Aのテーパ穴43AHのテーパ面と結合体42のテーパ突起42Aのテーパ面間の加圧接触、及び該結合体42のP4端子を経て他方の入力線に繋がっている。之に対し出力の2次巻線の一方の端子は、上他方のピストンロッド33BRの端子に接続され、該上他方のピストンロッド33Bのテーパ穴33BHのテーパ面と結合体32のテーパ突起32Bのテーパ面間の加圧接触を経て、該結合体32のP3W端子に対する極間線P3と繋がり、2次巻線の他方の端子は、下他方のピストンロッド43BRのP4G端子に接続されることにより、該P4G端子に他端が接続された極間線P4により加工部へ接続されているものである。
Next, when the switching settings of the
このように本発明の電気回路の切換装置は、加圧接触、開離する接点間に接触を良好にするための通電板等を介設させないから、繰り返し使用による耐久性の問題が生ぜず、電気抵抗やインピータンス増大につながる接触面の数が減じ、従って発熱も減少するから熱害の問題も少なくなり、しかも、切換えのための開閉は端子材の導体から成るテーパ突起とテーパ穴間の加圧嵌合によるテーパ面の加圧接触であるから、その接触はしっかりとした固定に準ずるもので、接触抵抗も減じるものである。 As described above, the electric circuit switching device of the present invention does not cause a problem of durability due to repeated use, because it does not interpose a current contact plate or the like for improving contact between the contact to be pressed and released. The number of contact surfaces that lead to an increase in electrical resistance and impedance is reduced, and therefore heat generation is reduced, so that the problem of thermal damage is reduced.In addition, switching for switching is performed between the taper protrusion and the taper hole made of the conductor of the terminal material. Since it is a pressure contact of the taper surface by pressure fitting, the contact conforms to the firm fixation, and the contact resistance is also reduced.
また、本発明の切換装置は、前述の如く中央部に端子材の導体から成る結合体を有し、該結合体に対して両側よりピストンを進退させて互いに逆に接離を行うと言う特異の構成を有するもので、構造が簡単で、部品点数少なく、また造り易く、電気回路の配線も簡単となり、さらに冷却手段の付加構成が容易であると共に冷却能の発揮に合致した構成である等多くの利点を有するものである。 In addition, the switching device of the present invention has a combined body composed of conductors of terminal materials at the center as described above, and the piston is advanced and retracted from both sides with respect to the combined body so as to make contact with and separate from each other. The structure is simple, the number of parts is small, it is easy to manufacture, the wiring of the electric circuit is also simple, and the additional structure of the cooling means is easy and the structure conforms to the display of the cooling capacity, etc. It has many advantages.
なお、結合体とピストンの加圧接触と開離して回路を閉形成と開放をするテーパ突起とテーパ穴を形成するテーパ面の角度であるが、テーパ角度は或る程度大きい方が、前述したように加圧接触の推力に比べて接点接触圧力が大きくなるので好ましいが、作用加圧力により両テーパ面間に僅か以上滑りが生ずる程度とすることが好ましいようである。そして逆にテーパ角度が、例えば20°程度、またはそれ以下と小さくしすぎると、突起側が穴側に楔状等に突込んで抜けにくくなることがあるので好ましくない。前述した本発明の実施例の素材組合わせでは、テーパ角度30°として良好に作動させることができた。そして、さらに、前述実施例のように、突側テーパ突起の結合体を柔らかい黄銅材とするのに対し、凹側テーパ穴のピストン材を硬いSUS材の関係に組み合わせ設定しておくと、摩擦により磨り減ったときの接点の接触に問題が起きずに好都合なのである。 It should be noted that the angle between the taper projection that forms and opens the circuit by closing and releasing the pressure contact between the coupling body and the piston and the taper surface that forms the taper hole. Thus, it is preferable because the contact contact pressure becomes larger than the thrust of the pressure contact, but it seems to be preferable that a slight slip occurs between both tapered surfaces by the applied pressure. On the other hand, if the taper angle is too small, for example, about 20 ° or less, it is not preferable because the projection side may protrude into the hole side in a wedge shape or the like and become difficult to come off. In the above-described combination of materials according to the embodiment of the present invention, it was possible to operate satisfactorily with a taper angle of 30 °. Further, as in the above-described embodiment, the combination of the projecting taper protrusions is made of a soft brass material, whereas the piston material of the recessed taper holes is combined and set in a relationship of a hard SUS material. It is convenient without causing any problems in contact of the contacts when worn down.
また、前述図示説明した電気回路の切換装置30、40は、対向方向に進退するピストンロッドが後方に於いて外部に露出しているから、加工液を流入及び排出させて高周波結合トランスを冷却する直流パルスの交流変換回路などと共に取付板35に取り付けて、放電加工部の直近の位置に配置するなどして用いる場合には、前記切換装置30、40を、例えば図2の状態からさらに耐蝕性のステンレススティール製のキャンにより覆って密閉使用することが推奨されるものである。
In the electrical
本発明は、放電加工機の本機加工部と、切換え選択、組合わせ可能複数の電源回路を有する電源装置の間に設置して電源回路の切換装置として使用することが出来る。 The present invention can be used as a power supply circuit switching device by being installed between the machine processing portion of an electric discharge machine and a power supply device having a plurality of power supply circuits that can be selected and combined.
30、40 放電加工用電気回路の切換装置。
31、41 シリンダ状函体。
31A、41A;31B、41B 一方及び他方のシリンダ状函体。
31AS、41AS;31BS、41BS 一方及び他方のシリンダ室。
32、42 端子材の導体から成る結合体。
32A、42A;32B、42B 一方及び他方のテーパ状突起。
33A、43A;33B、43B 一方及び他方のピストン。
33AR、43AR;33BR、43BR 一方及び他方のピストンロッド。
33AH、43AH;33BH、43BH 一方及び他方のテーパ穴。
32D、32E、 冷却液給排路のプラグ。
34A、34B 圧力流体の給排プラグ。
35 取付板。
30, 40 Electric circuit switching device for electric discharge machining.
31, 41 Cylindrical box.
31A, 41A; 31B, 41B One and the other cylindrical box.
31AS, 41AS; 31BS, 41BS One and other cylinder chambers.
32, 42 Combined body composed of conductors of terminal materials.
32A, 42A; 32B, 42B One and the other tapered protrusions.
33A, 43A; 33B, 43B One and the other piston.
33AR, 43AR; 33BR, 43BR One and the other piston rod.
33AH, 43AH; 33BH, 43BH One and the other tapered holes.
32D, 32E, plug for coolant supply / discharge path.
34A, 34B Pressure fluid supply / discharge plugs.
35 Mounting plate.
Claims (3)
絶縁材から成るシリンダ状函体の軸方向の中央部に、前記シリンダ状函体を軸と直角方向に分断して結合する端子材の導体から成る結合体を介設させて両側に独立にシリンダ室を形成させ、前記両シリンダ室には端子用導体材から成るピストンが挿設されると共に該両ピストンの外側面にはシリンダの各外側端のシリンダ壁を気密状態で軸方向に貫通して移動する端子用導体材のピストンロッドが設けられており、前記各ピストンと前記両シリンダ室を結合した端子材の導体との各対向面には、軸方向に移動して加圧嵌合と離脱とをする相補の形状のテーパ突起とテーパ穴とが設けられている切換装置を2個並設し、該各切換装置の各ピストンは前記両シリンダ室に対する加圧流体の給排切換えによって、前記結合体を介して一方の側にあるテーパ突起とテーパ穴との加圧嵌合から反対側にあるテーパ突起とテーパ穴との加圧勘合に切り換わるように、軸方向の移動が駆動されるとともに、一方の切換装置におけるピストンと他方の切換装置におけるピストンが同時に駆動し、
前記端子材の導体の外周側面とピストンロッドの各外側端には電気リード接続の端子部が設けられて成ることを特徴とする放電加工用電気回路の切換装置。 In a power supply device having a plurality of different types of machining power supply circuits for electrical discharge machining and a switching device for electrical discharge machining provided between machining portions between an electrode and a workpiece,
The cylinder-shaped box made of an insulating material has an axially central portion, and a cylinder made of a terminal material conductor that divides the cylinder-shaped box in a direction perpendicular to the axis and is coupled to each other, and cylinders are independently provided on both sides. Chambers are formed, and pistons made of conductor materials for terminals are inserted into the cylinder chambers, and the cylinder walls at the outer ends of the cylinders are sealed in the axial direction in the airtight state on the outer surfaces of the pistons. Piston rods for moving terminal conductors are provided, and the respective opposing surfaces of the pistons and terminal material conductors connecting the cylinder chambers are moved in the axial direction to press fit and release. the switching device Doo and the tapered projection and the tapered bore of complementary shape to are provided two Konami設, each piston of the respective switching device by a sheet discharge switching of pressurized fluid to said two cylinder chambers, the On one side through the conjugate Over path projections and to switch from a pressurized press fit engagement with the tapered bore to a pressurized圧勘case of the tapered projection and the tapered hole on the opposite side, Rutotomoni axial movement is driven, and the piston in one of the switching device The piston in the other switching device is driven simultaneously ,
A switching device for an electrical circuit for electric discharge machining, wherein a terminal portion for electrical lead connection is provided on the outer peripheral side surface of the conductor of the terminal material and each outer end of the piston rod.
加工部極間線の一方のワークテーブル側である出力線P3を前記一方の切換装置の端子材の導体のP3W端子に接続すると共に、他方のワイヤ電極側である出力線P4を他方の切換装置の他方のピストンロッドのP4G端子に接続し、
そして、さらに、前記電源装置の出力線P3、P4より出力する高周波パルス発生回路の出力直流パルスを交流パルスに変換するリングコアの高周波結合トランスの1次巻線の入力を、前記P3端子と他方の切換装置の一方のピストンロッドの端子とに、また、2次巻線の出力を前記P4G端子と一方の切換装置の他方ピストンロッドの端子とに接続して成ることを特徴とする請求項2に記載の放電加工用電源回路の切換装置。 One input line P3 output from a plurality of power supply apparatuses having different types of processing power supply circuits by a coaxial cable or a shield line is connected to the P3 terminal of one piston rod of one switching apparatus, and the other input line P4 is connected to the P4 terminal of the conductor of the terminal material of the other switching device,
The output line P3 on one worktable side of the machining unit inter-electrode line is connected to the P3W terminal of the conductor of the terminal material of the one switching device, and the output line P4 on the other wire electrode side is connected to the other switching device. Connected to the P4G terminal of the other piston rod,
Further, the input of the primary winding of the high-frequency coupling transformer of the ring core that converts the output DC pulse of the high-frequency pulse generation circuit output from the output lines P3 and P4 of the power supply device into an AC pulse is connected to the P3 terminal and the other on the one of the piston rod terminal of the switching device, also, the output of the secondary winding to claim 2, characterized in that formed by connecting to the terminal of the other piston rod of the P4G terminal and one switching device The switching apparatus of the power supply circuit for electrical discharge machining of description.
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