JP5474148B2 - Power supply for electric discharge machining - Google Patents

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本発明は放電加工用電源装置に関し、特に、共振を利用して極間に印加される電圧を制御することが可能な放電加工用電源装置に関する。   The present invention relates to a power supply device for electric discharge machining, and more particularly, to a power supply device for electric discharge machining that can control a voltage applied between electrodes using resonance.

ワイヤ放電加工装置はワイヤ電極と被加工物との間のアーク放電を利用して加工する装置である。比較的加工電流の大きな(例えばパルス幅数マイクロ秒程度)荒加工条件から順々に加工電流を小さくしていき、最終的には電流パルス幅が数十ナノ秒程度になるような仕上げ加工条件を利用して面粗度を向上させる。   The wire electric discharge machining apparatus is an apparatus for machining using an arc discharge between a wire electrode and a workpiece. Finishing conditions that gradually reduce the machining current from the rough machining conditions that have a relatively large machining current (for example, a pulse width of about several microseconds), and finally the current pulse width is about several tens of nanoseconds. To improve surface roughness.

仕上げ加工条件に用いられる仕上げ電源は、例えば特許文献1に開示されている。特許文献1に開示された構成では、電極と被加工物とで形成される極間に並列にコンデンサを設け、電極間と直列にリアクトルを接続している。交流正弦波を用いることで、電極間に存在する浮遊キャパシタンスとリアクトルとに直列共振を誘発させ、高周波電流パルスを電極間に生じさせて面粗度の向上を図る。   A finishing power source used for finishing processing conditions is disclosed in Patent Document 1, for example. In the configuration disclosed in Patent Document 1, a capacitor is provided in parallel between the electrodes formed by the electrodes and the workpiece, and a reactor is connected in series with the electrodes. By using an AC sine wave, series resonance is induced in the stray capacitance and the reactor existing between the electrodes, and a high-frequency current pulse is generated between the electrodes to improve the surface roughness.

ただし、電極間隙の浮遊キャパシタンスの値はオープン(非放電)、放電、短絡のそれぞれの状態により変化し、直列共振が得にくくなる。共振から外れると、電極間の電圧は低下し、安定な放電が得られなくなる。   However, the value of the stray capacitance in the electrode gap changes depending on the open (non-discharge), discharge, and short circuit states, making it difficult to obtain series resonance. When it is out of resonance, the voltage between the electrodes decreases, and stable discharge cannot be obtained.

特許文献2には、直流電圧を出力する直流電源と、各辺の半導体スイッチング素子からなるブリッジ回路と、電極間隙に並列に接続されたインダクタンス素子とを設けた構成が開示されている。インバータにより交流パルスを印加すると、インダクタンス素子に蓄えられたエネルギーは電極間へと放出され、インダクタンス素子と電極間隙の浮遊キャパシタンスとの間に並列共振が生じる。   Patent Document 2 discloses a configuration in which a DC power source that outputs a DC voltage, a bridge circuit including semiconductor switching elements on each side, and an inductance element connected in parallel to an electrode gap are disclosed. When an AC pulse is applied by the inverter, energy stored in the inductance element is released between the electrodes, and parallel resonance occurs between the inductance element and the floating capacitance in the electrode gap.

インダクタンス素子と浮遊キャパシタンスとで並列共振が得られることで、インバータの出力が浮遊成分に影響を受けることなく、直接電極間隙に伝わる。すなわち、電源電圧とほぼ同等の電圧を電極間隙に発生させることができる。また、電極間隙と並列にインダクタンス素子を挿入することで、電極間の平均的な電圧を0Vにできる。電極間に発生する電圧の極性が偏ると、加工液に水を用いる場合には電蝕が生じて加工に悪影響を及ぼすことが知られている。   Since parallel resonance is obtained by the inductance element and the stray capacitance, the output of the inverter is directly transmitted to the electrode gap without being affected by the stray component. That is, a voltage substantially equal to the power supply voltage can be generated in the electrode gap. Also, by inserting an inductance element in parallel with the electrode gap, the average voltage between the electrodes can be made 0V. When the polarity of the voltage generated between the electrodes is biased, it is known that when water is used as the machining liquid, electrolytic corrosion occurs and the machining is adversely affected.

さらに、被加工物の面粗度の向上を目的として、被加工物が陰極として働く時と、陽極として働く時とで印加電圧や加工電流を異ならせる技術が特許文献1に開示されている。特許文献1では、上記目的のために電流制限用の抵抗値を非対称にしている。   Furthermore, for the purpose of improving the surface roughness of the workpiece, Patent Document 1 discloses a technique in which an applied voltage and a machining current are different between when the workpiece functions as a cathode and when it functions as an anode. In Patent Document 1, the current limiting resistance value is asymmetrical for the above purpose.

特許文献1、2のいずれの方法も共振を利用して高周波パルスを電極間隙に印加し、仕上げ面精度の向上を図るものである。この共振は直列共振でも並列共振でもよい。   In any of the methods disclosed in Patent Documents 1 and 2, a high frequency pulse is applied to the electrode gap using resonance to improve the finished surface accuracy. This resonance may be a series resonance or a parallel resonance.

特開平3−49824号公報Japanese Patent Laid-Open No. 3-49824 特開平11−347842号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-347842

しかしながら、特許文献1、2に開示された方法では、直列共振を利用する場合には電極間のインピーダンスの値が変化するため、十分な電圧が電極間隙に印加できないという問題があった。また、十MHz〜数十MHzで動作する高周波電源の多くが、水晶発振器の発振を多段に増幅して高出力化するもので、極間状態が不安定になると、各段の整合が順次崩れるため、電源自体の動作が不安定になるという問題があった。   However, the methods disclosed in Patent Documents 1 and 2 have a problem that a sufficient voltage cannot be applied to the electrode gap because the impedance value between the electrodes changes when using series resonance. In addition, many high-frequency power supplies that operate at 10 MHz to several tens of MHz amplify the oscillation of the crystal oscillator in multiple stages to increase the output. Therefore, there has been a problem that the operation of the power supply itself becomes unstable.

一方、並列共振を利用する場合は、特許文献2に開示される構成ではインバータ出力にインダクタンス素子が挿入され、スイッチング素子のオン時間や直流電源電圧に応じてインダクタンス素子にエネルギーが注入される。このため、インダクタンス素子は電源構成に応じて制約事項が生じるため、電極間の浮遊容量から計算される値をそのまま利用できない可能性があった。   On the other hand, when using parallel resonance, in the configuration disclosed in Patent Document 2, an inductance element is inserted into the inverter output, and energy is injected into the inductance element according to the ON time of the switching element and the DC power supply voltage. For this reason, the inductance element has restrictions depending on the power supply configuration, and thus there is a possibility that the value calculated from the stray capacitance between the electrodes cannot be used as it is.

また、放電加工装置においては、サーボ送り機構が一般的に使用される。これは極間状態に応じてワイヤ電極を被加工物に接近あるいは退避させ、極間距離が一定の保たれるように設定する。この指標として電極間電圧を平均化した値を用いることが多いが、並列共振を利用すると、極間電圧値の変動が小さくなるため、オープン、放電および短絡の状態を判別しにくくなり、サーボ送り機構が十分に動作できないという問題があった。   In the electric discharge machining apparatus, a servo feed mechanism is generally used. This is set so that the distance between the electrodes is kept constant by moving the wire electrode closer to or away from the workpiece in accordance with the state between the electrodes. The average value of the interelectrode voltage is often used as this index, but if parallel resonance is used, fluctuations in the interelectrode voltage value will be small, making it difficult to distinguish between open, discharge, and short-circuit states. There was a problem that the mechanism could not operate sufficiently.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、電極間へのエネルギーの注入と極間状態に応じた電極間の電圧調整を独立に制御することができ、安定した加工状態を得ながら極間状態をモニタリングすることが可能な放電加工用電源装置を得ることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and can independently control the injection of energy between the electrodes and the voltage adjustment between the electrodes in accordance with the interelectrode state, while obtaining a stable processing state. An object of the present invention is to obtain a power supply device for electric discharge machining that can monitor a gap state.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の1つの側面にかかる放電加工用電源装置は、電極と被加工物との間の極間に交流電圧を印加する放電加工用電源装置であって、スイッチング素子と、前記スイッチング素子に接続された第1のインダクタンス素子と、前記スイッチング素子及び前記第1のインダクタンス素子に対して直列に接続された直流電源と、一端が前記第1のインダクタンス素子に接続されると共に、他端が前記極間に接続された第2のインダクタンス素子とを備え、前記放電加工用電源装置は、第1の期間において、前記スイッチング素子をオンにすることで前記直流電源から前記第1のインダクタンス素子にエネルギーを供給するエネルギー蓄積動作を行い、続いて、前記極間の放電状態に応じて、前記スイッチング素子をオフにして前記第1のインダクタンス素子と前記第2のインダクタンス素子と前記極間との間で直列共振動作を行う第2の期間に移行し、さらに、前記極間から前記第1のインダクタンス素子にエネルギーが返されたタイミングと同期して、前記直列共振動作を伴いつつ、前記第1の期間に移行することにより、前記第1の期間と前記第2の期間とを組み合わせた期間を1周期とする交流電圧を前記極間に発生させて前記被加工物の加工を行うことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, an electric discharge machining power supply apparatus according to one aspect of the present invention is an electric discharge machining power supply that applies an alternating voltage between electrodes between a electrode and a workpiece. an apparatus, a switching element, a DC power source connected in series with the first inductance element, before kissing switching element and the first inductance element connected to the switching element, one end the A second inductance element connected to the first inductance element and having the other end connected between the poles , and the power supply device for electric discharge machining turns on the switching element in the first period. performs energy storage operation supplying energy to the first inductance element from said DC power source by, followed by, in response to a discharge state between the poles, the The switching element is turned off to shift to the second period intends row a series resonance operation between between the said first inductance element and the second inductance element electrode, further from said between said electrode first A period in which the first period and the second period are combined by shifting to the first period in synchronization with the timing at which energy is returned to the inductance element. It was generating an AC voltage to one period in the machining gap, characterized in that for machining of the workpiece.

この発明によれば、電極間へのエネルギーの注入と極間状態に応じた電極間の電圧調整を独立に制御することができ、安定した加工状態を得ながら極間状態をモニタリングすることが可能という効果を奏する。   According to this invention, it is possible to independently control the injection of energy between the electrodes and the voltage adjustment between the electrodes according to the interelectrode state, and it is possible to monitor the interelectrode state while obtaining a stable processing state There is an effect.

図1は、本発明に係る放電加工用電源装置の実施の形態1の概略構成を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a schematic configuration of a first embodiment of a power supply device for electric discharge machining according to the present invention. 図2は、図1のスイッチング素子SW1〜SW4の制御信号SC1〜SC4と極間電圧Vgの波形の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of waveforms of the control signals SC1 to SC4 and the interelectrode voltage Vg of the switching elements SW1 to SW4 in FIG. 図3は、本発明に係る放電加工用電源装置の実施の形態1の概略構成のその他の例を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing another example of a schematic configuration of the power supply device for electric discharge machining according to the first embodiment of the present invention. 図4は、短絡、放電およびオープン時の制御信号SC1〜SC4、極間電圧および極間電流の波形を、エネルギー規定用リアクトルL1がない時の波形と比較して示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the waveforms of the control signals SC1 to SC4, the voltage between the electrodes, and the current between the electrodes at the time of short circuit, discharge, and open compared with the waveform when there is no energy regulating reactor L1. 図5は、本発明に係る放電加工用電源装置の実施の形態2の制御信号SC1〜SC4と極間電圧Vgの波形の一例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of waveforms of the control signals SC1 to SC4 and the interelectrode voltage Vg in the second embodiment of the power supply device for electric discharge machining according to the present invention. 図6は、本発明に係る放電加工用電源装置の実施の形態3の制御信号SC1〜SC4と極間電圧Vgの波形の一例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an example of waveforms of the control signals SC1 to SC4 and the interelectrode voltage Vg in the third embodiment of the power supply device for electric discharge machining according to the present invention. 図7は、本発明に係る放電加工用電源装置の実施の形態4の概略構成を示す回路図である。FIG. 7 is a circuit diagram showing a schematic configuration of the power supply device for electric discharge machining according to the fourth embodiment of the present invention.

以下に、本発明に係る放電加工用電源装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。   Hereinafter, an embodiment of a power supply device for electric discharge machining according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

実施の形態1.
図1は、本発明に係る放電加工用電源装置の実施の形態1の概略構成を示す回路図である。図1において、放電加工用電源装置1は、電極2と被加工物3との間の極間に加工パルスを供給し、被加工物3を加工する。放電加工用電源装置1と極間とはケーブルで接続することができる。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a circuit diagram showing a schematic configuration of a first embodiment of a power supply device for electric discharge machining according to the present invention. In FIG. 1, a power supply device 1 for electric discharge machining supplies a machining pulse between electrodes 2 and a workpiece 3 to machine the workpiece 3. The power supply device 1 for electric discharge machining and the electrodes can be connected with a cable.

放電加工用電源装置1には、直流電源V1、スイッチング素子SW1〜SW4、エネルギー規定用リアクトルL1および直列共振用リアクトルL2が設けられている。なお、直列共振用リアクトルL2は電極2と被加工物3との間の極間の電圧を跳ね上げるように動作し、エネルギー規定用リアクトルL1は電極2と被加工物3との間の極間にエネルギーを注入するように動作することができる。   The electric discharge machining power supply device 1 is provided with a DC power supply V1, switching elements SW1 to SW4, an energy regulating reactor L1, and a series resonance reactor L2. The series resonance reactor L2 operates so as to increase the voltage between the electrodes 2 and the workpiece 3, and the energy regulating reactor L1 is between the electrodes 2 and the workpiece 3. Can be operated to inject energy.

電極2と被加工物3との間の極間間隙は、等価的には浮遊容量Cgと極間抵抗Rgとで模擬することができる。非加工(オープン)状態において、加工液に水を用いる場合は、水が支配的な極間抵抗となり、代表的な値は1kΩ〜数MΩである。放電状態であれば極間にアーク電圧が生じるため、極間抵抗は数mΩから数百Ω程度に変化する。電極2と被加工物3とが接触する短絡状態であれば、電極2と被加工物3との接触抵抗に依存し、数mΩから数Ω程度と考えて良い。一方で、浮遊容量Cgはワイヤ電極2と被加工物3との対向面積や極間距離に依存し、数百pF〜数nF程度である。   The inter-electrode gap between the electrode 2 and the workpiece 3 can be equivalently simulated by the stray capacitance Cg and the inter-electrode resistance Rg. In the non-processed (open) state, when water is used as the working fluid, the water has a dominant interelectrode resistance, and a typical value is 1 kΩ to several MΩ. Since an arc voltage is generated between the electrodes in the discharge state, the resistance between the electrodes changes from several mΩ to several hundred Ω. If the electrode 2 and the workpiece 3 are in a short-circuited state, it may be considered as several mΩ to several Ω depending on the contact resistance between the electrode 2 and the workpiece 3. On the other hand, the stray capacitance Cg depends on the facing area between the wire electrode 2 and the workpiece 3 and the distance between the electrodes, and is about several hundred pF to several nF.

スイッチング素子SW1〜SW4は、例えばFET(電界効果トランジスタ)またはIGBT(絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ)を用いることができ、スイッチング素子SW1〜SW4を各辺とするフルブリッジのインバータが構成される。ここで、スイッチング素子SW1、SW4はフルブリッジの一方の対角アームを構成し、スイッチング素子SW2、SW3はフルブリッジの他方の対角アームを構成することができる。   For example, FETs (field effect transistors) or IGBTs (insulated gate bipolar transistors) can be used as the switching elements SW1 to SW4, and a full-bridge inverter having the switching elements SW1 to SW4 as respective sides is configured. Here, the switching elements SW1 and SW4 can constitute one diagonal arm of the full bridge, and the switching elements SW2 and SW3 can constitute the other diagonal arm of the full bridge.

エネルギー規定用リアクトルL1はフルブリッジの出力端に設けられており、具体的にはスイッチング素子SW1のソース端子(およびスイッチング素子SW2のドレイン端子)を一端に、スイッチング素子SW3のソース端子(およびスイッチング素子SW4のドレイン端子)を他端に接続する。   The energy regulating reactor L1 is provided at the output end of the full bridge. Specifically, the source terminal of the switching element SW1 (and the drain terminal of the switching element SW2) is used as one end, and the source terminal (and the switching element of the switching element SW3). The drain terminal of SW4 is connected to the other end.

さらに、エネルギー規定用リアクトルL1の一端は直列共振用リアクトルL2を介して電極2に接続され、エネルギー規定用リアクトルL1の他端は被加工物3に接続される。なお、直列共振用リアクトルL2の挿入位置は電極2とエネルギー規定用リアクトルL1との間である必要はなく、被加工物3とエネルギー規定用リアクトルL1との間でも良い。また、直列共振用リアクトルL2の挿入位置はスイッチング素子SW1のソース端子とエネルギー規定用リアクトルL1の一端との間またはスイッチング素子SW3のソース端子とエネルギー規定用リアクトルL1の他端との間に接続してもよい。   Furthermore, one end of the energy regulating reactor L1 is connected to the electrode 2 via the series resonance reactor L2, and the other end of the energy regulating reactor L1 is connected to the workpiece 3. The insertion position of the series resonance reactor L2 does not have to be between the electrode 2 and the energy regulating reactor L1, but may be between the workpiece 3 and the energy regulating reactor L1. The insertion position of the series resonance reactor L2 is connected between the source terminal of the switching element SW1 and one end of the energy regulating reactor L1 or between the source terminal of the switching element SW3 and the other end of the energy regulating reactor L1. May be.

スイッチング素子SW1〜SW4は、制御回路(図示せず)から出力される制御信号SC1〜SC4がゲートに入力されることで、制御信号SC1〜SC4に従ってオン/オフ動作を行うことができる。   The switching elements SW1 to SW4 can be turned on / off according to the control signals SC1 to SC4 when the control signals SC1 to SC4 output from the control circuit (not shown) are input to the gates.

図2は、図1のスイッチング素子SW1〜SW4の制御信号SC1〜SC4と極間電圧Vgの波形の一例を示す図である。図2において、オン時間t1では、スイッチング素子SW1、SW4をオンし、直流電源V1からエネルギー規定用リアクトルL1に電流が流れる。スイッチング素子SW1をオフした瞬間にエネルギー規定用リアクトルL1に蓄えられたエネルギーは極間に出力される。   FIG. 2 is a diagram illustrating an example of waveforms of the control signals SC1 to SC4 and the interelectrode voltage Vg of the switching elements SW1 to SW4 in FIG. In FIG. 2, at the on time t1, the switching elements SW1 and SW4 are turned on, and a current flows from the DC power supply V1 to the energy regulating reactor L1. The energy stored in the energy regulating reactor L1 at the moment when the switching element SW1 is turned off is output between the electrodes.

この時のエネルギーは、エネルギー規定用リアクトルL1のインダクタンス値Lとオン時間t1と直流電源V1の電圧値で規定され、通常の非絶縁型昇圧チョッパと同様と考えて良い。ただし、加工面粗度は放電周波数に依存するので、オン時間t1やオフ時間s1は極力短くすることが望ましいし、スイッチング素子SW1〜SW4の耐圧を考慮すれば直流電源V1の電圧値を大きくし過ぎることはできない。すなわち、周波数と直流電源V1の電圧値を定めたときには、出力電圧パルスの形状はエネルギー規定用リアクトルL1のインダクタンス値Lを調整することで行う。   The energy at this time is defined by the inductance value L of the energy regulating reactor L1, the on time t1, and the voltage value of the DC power supply V1, and may be considered to be the same as that of a normal non-insulated boost chopper. However, since the machined surface roughness depends on the discharge frequency, it is desirable to shorten the on time t1 and the off time s1 as much as possible, and the voltage value of the DC power supply V1 is increased in consideration of the breakdown voltage of the switching elements SW1 to SW4. I can't pass it. That is, when the frequency and the voltage value of the DC power supply V1 are determined, the shape of the output voltage pulse is performed by adjusting the inductance value L of the energy regulating reactor L1.

図2の例では、インバータの対角アームが同期するように制御信号SC1〜SC4の波形が設定されている。ここで、スイッチング素子SW1〜SW4のオン/オフを複数回連続して繰り返す動作(図2の例では5回)が、インバータの対角アームごとに交互に行われるように、制御信号SC1〜SC4がスイッチング素子SW1〜SW4のゲートに印加される。すなわち、スイッチング素子SW1、SW4のオン/オフが複数回連続して繰り返し行われた後、スイッチング素子SW2、SW3のオン/オフが複数回連続して繰り返し行われている。   In the example of FIG. 2, the waveforms of the control signals SC1 to SC4 are set so that the diagonal arms of the inverter are synchronized. Here, the control signals SC1 to SC4 are controlled so that the switching elements SW1 to SW4 are repeatedly turned on and off continuously (multiple times in the example of FIG. 2) for each diagonal arm of the inverter. Is applied to the gates of the switching elements SW1 to SW4. That is, after the switching elements SW1 and SW4 are repeatedly turned on / off repeatedly a plurality of times, the switching elements SW2 and SW3 are repeatedly turned on / off repeatedly a plurality of times.

このような動作を行わせることにより、直列接続されているスイッチング素子同士でアーム短絡となる電流が流れにくくすることができ、スイッチング素子の発熱を抑制することができる。このような動作を行ったとしても、エネルギー規定用リアクトルL1は極間に対して並列に接続されていることから極間に交流パルスが発生し、平均的な極間電圧は0Vに保たれる。   By performing such an operation, it is possible to make it difficult for a current that causes an arm short circuit between the switching elements connected in series to flow, and to suppress heat generation of the switching elements. Even when such an operation is performed, since the energy regulating reactor L1 is connected in parallel with the poles, an AC pulse is generated between the poles, and the average pole voltage is maintained at 0V. .

なお、スイッチング素子のオン動作が対角アームごとに1回行われるごとに、オン動作する対角アームを交互に入れ替えるようにしてもよい。だだし、高周波で対角アームを交互に切り替えると、直列に接続しているスイッチング素子同士でアーム短絡となる電流が流れやすくなるが、平均的な極間電圧は瞬時に0Vになるため、極間の平均電圧制御が行いやすくなる。   Each time the switching element is turned on once for each diagonal arm, the diagonal arm that is turned on may be alternately replaced. However, if the diagonal arms are alternately switched at a high frequency, a current that causes a short circuit between the switching elements connected in series easily flows, but the average inter-electrode voltage instantaneously becomes 0 V. It becomes easy to control the average voltage between.

また、スイッチング素子SW2、SW3を動作させる時に、スイッチング素子SW2、SW3のオン時間t2およびオフ時間s2は、スイッチング素子SW1、SW4のオン時間t1およびオフ時間s1と異ならせてもよい。あるいは、スイッチング素子SW2、SW3については必ずしも動作をさせる必要はない。   Further, when the switching elements SW2 and SW3 are operated, the ON time t2 and the OFF time s2 of the switching elements SW2 and SW3 may be different from the ON time t1 and the OFF time s1 of the switching elements SW1 and SW4. Alternatively, the switching elements SW2 and SW3 are not necessarily operated.

つまり、図1の例では、スイッチング素子SW1〜SW4を各辺に配置するフルブリッジ構成としているが、対角だけを利用する構成でもよい。図3のようにスイッチング素子SW2、SW3を取り外して、スイッチング素子SW1、SW4のみを動作させても良い。また、スイッチング素子は1素子だけで放電加工用電源装置1を構成するようにしてもよい。ただし、迅速且つ確実に回路出力と電極間隙とを切り離すには、電極間隙の電極2側と被加工物3側に接続されるスイッチング素子の両方を同時にオン/オフさせることが望ましい。   That is, in the example of FIG. 1, the switching elements SW <b> 1 to SW <b> 4 are arranged on each side, but a configuration using only the diagonal may be used. As shown in FIG. 3, the switching elements SW2 and SW3 may be removed and only the switching elements SW1 and SW4 may be operated. Moreover, you may make it comprise the power supply device 1 for electrical discharge machining only by one switching element. However, in order to quickly and reliably separate the circuit output and the electrode gap, it is desirable to simultaneously turn on / off both switching elements connected to the electrode 2 side and the workpiece 3 side of the electrode gap.

図1において、エネルギー規定用リアクトルL1の両端に発生する電圧は、直列共振用リアクトルL2を介して電極間隙に印加され、エネルギー規定用リアクトルL1および直列共振用リアクトルL2と浮遊容量Cgとの間で共振状態に入る。   In FIG. 1, the voltage generated at both ends of the energy regulating reactor L1 is applied to the electrode gap via the series resonance reactor L2, and between the energy regulating reactor L1 and the series resonance reactor L2 and the stray capacitance Cg. Resonance state is entered.

図4は、短絡、放電およびオープン時の制御信号SC1〜SC4、極間電圧および極間電流の波形を、エネルギー規定用リアクトルL1がない時の波形と比較して示す図である。なお、図4(a)は直列共振用リアクトルL2の値を2μHとした時、図4(b)は直列共振用リアクトルL2の値を0μHとしたときの動作波形を示す。0μHは直列共振用リアクトルが挿入されていない時を想定している。この波形の計算は、浮遊容量Cgを2nFと仮定して放電状態に応じて極間抵抗Rgが適宜変化するものとして行った。   FIG. 4 is a diagram showing the waveforms of the control signals SC1 to SC4, the voltage between the electrodes, and the current between the electrodes at the time of short circuit, discharge, and open compared with the waveform when there is no energy regulating reactor L1. 4A shows an operation waveform when the value of the series resonance reactor L2 is 2 μH, and FIG. 4B shows an operation waveform when the value of the series resonance reactor L2 is 0 μH. 0 μH is assumed to be when no series resonance reactor is inserted. The calculation of this waveform was performed assuming that the stray capacitance Cg was 2 nF and that the interelectrode resistance Rg appropriately changed according to the discharge state.

具体的には、オープン状態のときは加工液である水の抵抗を考慮して1kΩ、放電時には20Ω、短絡時には5Ωとして、4μsの間隔でそれぞれが切り替わるものとした。オープン時の極間電圧は放電開始電圧を超える必要があることから、100V前後となるように直流電源V1の電圧値を調整した。また、オン時間t1およびオフ時間s1はそれぞれ200nsとして、2.5MHzのパルスを連続して印加することとした。   Specifically, in the open state, the resistance of water as a working fluid is taken into consideration, 1 kΩ, 20 Ω during discharge, and 5 Ω during short-circuiting, and each is switched at intervals of 4 μs. Since the inter-electrode voltage at the time of opening needs to exceed the discharge start voltage, the voltage value of the DC power supply V1 was adjusted to be around 100V. Further, the on time t1 and the off time s1 are set to 200 ns, respectively, and 2.5 MHz pulses are continuously applied.

図4(a)において、オープン時には極間電圧は高くなるとともに、放電時および短絡時には極間電圧が低下している。面粗度向上の観点から鑑みた理想的な加工とは、放電した瞬間に電極間電圧が低下し、また放電電流が小さい状態である。オープン時では直列共振状態にあるため、極間電圧は高くなり、放電状態や短絡状態では直列共振が得られなくなるため、電極間電圧が低下し、極間電流も低減する。このため、被加工物3は良好な面粗度が期待できる。   In FIG. 4 (a), the inter-electrode voltage increases at the time of opening, and the inter-electrode voltage decreases at the time of discharging and short-circuiting. The ideal processing from the viewpoint of improving the surface roughness is a state in which the voltage between the electrodes decreases at the moment of discharge and the discharge current is small. Since it is in a series resonance state when open, the interelectrode voltage becomes high, and in the discharge state or short-circuit state, series resonance cannot be obtained, so that the interelectrode voltage decreases and the interelectrode current also decreases. For this reason, the workpiece 3 can be expected to have good surface roughness.

また、放電状態からオープン状態への切り替えの際には、極間電圧が定常状態に達するまでに数周期必要である。これは直列共振の成長期間であり、直列共振用リアクトルL2の値で調整することができる。放電加工は単発放電現象の集積であるが、それぞれの放電現象は一発一発が独立していることが望ましい。高周波を印加してもアーク放電が切れずに連続すれば、見かけ上、低周波のパルスを印加しているのと等価である。これは面粗度悪化につながる。従って、確実に一発一発の放電を発生させたり終了させたりする必要がある。放電状態や短絡状態からオープン状態の極間電圧が定常状態に達するまでに数周期の時間を見込んで設計することで、放電が連続しにくくなるため、良好な加工状態が得られる。   Further, when switching from the discharge state to the open state, several cycles are required until the interelectrode voltage reaches a steady state. This is a series resonance growth period, and can be adjusted by the value of the series resonance reactor L2. Although electric discharge machining is an accumulation of single discharge phenomena, it is desirable that each discharge phenomenon is independent for each shot. If arc discharge continues without interruption even when a high frequency is applied, it is apparently equivalent to applying a low frequency pulse. This leads to deterioration of surface roughness. Therefore, it is necessary to reliably generate or terminate a single discharge. By designing for a period of several cycles until the open-circuit voltage from the discharge state or the short-circuit state reaches a steady state, it becomes difficult for the discharge to continue, so that a good machining state can be obtained.

なお、本実施の形態では、高周波パルスの発生方法として水晶発振を増幅させるものでなく、インバータ回路によるスイッチング動作を利用している。水晶発振を基にしたアナログアンプでは、電極間隙のインピーダンスの変動が各増幅段の整合状態に影響を与えて、大きく出力変動が発生するのに対し、本実施の形態であれば、加工が不安定になったとしても、直流電源V1の値やスイッチングタイミング、エネルギー規定用リアクトルL1の値が規定されているため、比較的安定である。   In the present embodiment, the crystal oscillation is not amplified as a high-frequency pulse generation method, but a switching operation by an inverter circuit is used. In an analog amplifier based on crystal oscillation, fluctuations in the impedance of the electrode gap affects the matching state of each amplification stage, resulting in large output fluctuations. Even if it becomes stable, the value of the DC power supply V1, the switching timing, and the value of the energy regulating reactor L1 are regulated, so that it is relatively stable.

また、共振状態の要素であるインダクタンス値はエネルギー規定用リアクトルL1と直列共振用リアクトルL2との合成で決まる。このため、極間状態が変動した時の影響は直列共振用リアクトルL2とエネルギー規定用リアクトルL1とに分散し、エネルギー規定用リアクトルL1の両端に発生する電圧(電流)の極間状態による変動を小さくすることができる。   The inductance value, which is an element in the resonance state, is determined by the combination of the energy regulating reactor L1 and the series resonance reactor L2. For this reason, the influence when the inter-pole state fluctuates is distributed to the series resonance reactor L2 and the energy regulating reactor L1, and the fluctuation caused by the inter-pole state of the voltage (current) generated at both ends of the energy regulating reactor L1. Can be small.

一方、図4(b)において、直列共振用リアクトルL2の値が0μHの場合、エネルギー規定用リアクトルL1と極間の浮遊容量Cgとの間で並列共振が生じる。極間電圧は極間インピーダンスの影響を受けにくく、電圧変動幅は小さい。これはサーボ送り機構のための極間状態のセンシングの観点から不利である。サーボ送り機構は極間がオープン状態であれば極間距離を狭めるように動作し、極間が短絡状態であれば極間距離を広げるように動作する。この極間状態の指標には極間電圧を平均化した値を用いることで、構成を簡便化することができる。従って、図4(a)の直列共振を利用することで、図4(b)の直列共振を利用しない方法に比べて、放電状態の電圧変動幅を短絡状態の電圧変動幅より大きくし、さらにオープン状態の電圧変動幅を放電状態の電圧変動幅より大きくすることができる。   On the other hand, in FIG. 4B, when the value of the series resonance reactor L2 is 0 μH, parallel resonance occurs between the energy regulating reactor L1 and the stray capacitance Cg between the electrodes. The voltage between the electrodes is not easily affected by the impedance between the electrodes, and the voltage fluctuation range is small. This is disadvantageous from the standpoint of sensing the inter-pole state for the servo feed mechanism. The servo feed mechanism operates so as to reduce the distance between the poles when the distance between the poles is open, and operates to increase the distance between the poles when the distance between the poles is short-circuited. The configuration can be simplified by using a value obtained by averaging the inter-electrode voltage as an index of the inter-electrode state. Therefore, by using the series resonance in FIG. 4A, the voltage fluctuation width in the discharge state is made larger than the voltage fluctuation width in the short-circuit state compared to the method not using the series resonance in FIG. The voltage fluctuation width in the open state can be made larger than the voltage fluctuation width in the discharge state.

また、並列共振では電圧が一定のまま、電流が共振状態として変化する。図4(b)はこの状態を示しており、短絡時に流れる電流は大きい。この状態は加工面を荒らすため加工品質の低下につながる。例えば、スラッジを介して電極間隙が短絡している場合、大きな短絡電流により電極間隙中のスラッジがジュール加熱されてプラズマ化し、被加工物3の表面が不必要に荒らされる可能性がある。従って、短絡電流は放電電流と同等か、それ以下にすることが望ましい。図4(a)の直列共振を利用することで、図4(b)の直列共振を利用しない方法に比べて、短絡電流値を小さくすることができ、加工品質を向上させることができる。   In parallel resonance, the current changes as the resonance state while the voltage remains constant. FIG. 4B shows this state, and the current that flows during a short circuit is large. In this state, the processing surface is roughened, leading to deterioration in processing quality. For example, when the electrode gap is short-circuited through sludge, the sludge in the electrode gap is Joule-heated by a large short-circuit current to be turned into plasma, and the surface of the workpiece 3 may be unnecessarily roughened. Therefore, it is desirable that the short circuit current is equal to or less than the discharge current. By using the series resonance in FIG. 4A, the short-circuit current value can be reduced and the processing quality can be improved as compared with the method not using the series resonance in FIG. 4B.

放電開始は極間電圧で決まり、加工エネルギーは放電電流で決まる。このため、オープン状態では電圧が大きく、放電(短絡)状態では電流が小さくなることが、面粗度が向上し、放電が安定に発生する条件である。上述のことから、直列共振の要素を少なからず含めることが良好な加工品質を得るための加工電源の要素である。本実施の形態で示すように、加工エネルギーを規定するためのエネルギー規定用リアクトルL1と直列共振を誘起するための直列共振用リアクトルL2を分離し、電源構成や印加周波数からエネルギー規定用リアクトルL1の値を定めると共に、放電の発生と極間状態の安定性、極間状態のモニタリングの観点から直列共振用リアクトルL2の値を選定すれば、並列共振の加工電源の安定性と直列共振の加工状態の安定性を両立させることができる。   The start of discharge is determined by the voltage between the electrodes, and the machining energy is determined by the discharge current. For this reason, the voltage is large in the open state and the current is small in the discharge (short-circuit) state, which is a condition that the surface roughness is improved and the discharge is stably generated. In view of the above, it is an element of a machining power source to obtain good machining quality to include at least a series resonance element. As shown in the present embodiment, the energy regulating reactor L1 for regulating the processing energy and the series resonance reactor L2 for inducing series resonance are separated, and the energy regulating reactor L1 is separated from the power supply configuration and the applied frequency. If the value of the reactor for series resonance L2 is selected from the viewpoint of the occurrence of electric discharge, the stability of the interelectrode state, and the monitoring of the interelectrode state, the stability of the machining power source for the parallel resonance and the machining state of the series resonance are determined. Both stability can be achieved.

実施の形態2.
図5は、本発明に係る放電加工用電源装置の実施の形態2の制御信号SC1〜SC4と極間電圧Vgの波形の一例を示す図である。なお、以下の説明では、放電加工用電源装置として図1の構成を用いた場合を例にとる。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 5 is a diagram showing an example of waveforms of the control signals SC1 to SC4 and the interelectrode voltage Vg in the second embodiment of the power supply device for electric discharge machining according to the present invention. In the following description, the case where the configuration of FIG. 1 is used as the power supply device for electric discharge machining is taken as an example.

図5において、電極間隙への電力調整は直流電源V1の電圧値で行うことができるが、エネルギー規定用リアクトルL1へのエネルギーの投入は1/2*L*Iで定まる。また、電流Iは抵抗成分を無視すればV*t/Lで規定することができる。ただし、Lはエネルギー規定用リアクトルL1のインダクタンス値、Iはエネルギー規定用リアクトルL1に流れる電流、tはスイッチング素子SW1〜SW4のオン時間、Vは直流電源V1の電圧値である。 5, the power adjustment to the electrode gap can be carried out by a voltage value of the DC power supply V1, input of energy to the energy defined reactor L1 is determined by 1/2 * L * I 2 . The current I can be defined by V * t / L if the resistance component is ignored. Here, L is the inductance value of the energy regulating reactor L1, I is the current flowing through the energy regulating reactor L1, t is the ON time of the switching elements SW1 to SW4, and V is the voltage value of the DC power supply V1.

このようにスイッチング素子SW1〜SW4のオン時間を変えれば、エネルギー規定用リアクトルL1から放出されるエネルギーを調整することができる。このため、電極間の状態検出速度が十分に速ければ、放電1回ごとの極間状態に応じてエネルギーの調整も可能である。   Thus, if the on-time of the switching elements SW1 to SW4 is changed, the energy released from the energy regulating reactor L1 can be adjusted. For this reason, if the state detection speed between electrodes is sufficiently high, the energy can be adjusted according to the inter-electrode state for each discharge.

本実施の形態では、オープン状態が長く続いた時にスイッチング素子SW1〜SW4のオン時間を短くすることで、極間電圧を低くする方法について説明するが、スイッチング素子SW1〜SW4のオン時間の制御はこれ以外の方法にも適用することができる。例えば、加工環境に応じてオープン状態が長く続いた時に極間電圧を高めてもよいし、短絡状態や放電状態を検出してスイッチング素子SW1〜SW4のオン時間を制御するようにしてもよい。   In the present embodiment, a method for reducing the voltage between the electrodes by shortening the on-time of the switching elements SW1 to SW4 when the open state continues for a long time will be described. However, the on-time of the switching elements SW1 to SW4 is controlled. It can be applied to other methods. For example, the open-circuit voltage may be increased when the open state continues for a long time according to the processing environment, or the on-time of the switching elements SW1 to SW4 may be controlled by detecting a short circuit state or a discharge state.

例えば、仕上げ加工時において、非放電時に高電圧を印加すると、静電引力により被加工物3の側面にワイヤ電極が引っ張られ、加工形状が悪化することがある。ワイヤ電極の進行方向に対して放電しないのであれば、高電圧を不要に印加せず、極間電圧を下げ、放電開始とともに元の極間電圧に戻すことで、ワイヤ電極の進行方向に対する有効放電率を高めることができる。   For example, when a high voltage is applied during non-discharge during finishing, the wire electrode may be pulled on the side surface of the workpiece 3 by electrostatic attraction, and the machining shape may deteriorate. If discharge is not performed in the direction of travel of the wire electrode, high voltage is not applied unnecessarily, the interelectrode voltage is lowered, and the effective discharge in the direction of travel of the wire electrode is achieved by returning to the original interelectrode voltage as discharge starts. The rate can be increased.

図5の例では、対角アームのオン動作を半周期ごとに交互に切り替える方法について示した。ここで、期間Aとはオープン状態が連続した時である。この時の極間電圧の平均値、あるいはその微分値を検出することでオープン状態が連続していることを検知することができる。期間Bでは、この検知結果を受けてスイッチング素子SW1〜SW4のオン時間をt1からt2へと移行させる。なお、スイッチング素子SW1〜SW4のオン時間の変化は数段階を経るようにしてもよい。周波数は直列共振周波数で定めているため、周期を一定のままオンパルス幅のみを変化させる。   In the example of FIG. 5, the method of alternately switching the diagonal arm on operation every half cycle is shown. Here, the period A is when the open state continues. It is possible to detect that the open state is continuous by detecting the average value of the voltage between the electrodes at this time or the differential value thereof. In the period B, the on-time of the switching elements SW1 to SW4 is shifted from t1 to t2 in response to the detection result. Note that the change in the ON time of the switching elements SW1 to SW4 may pass through several stages. Since the frequency is determined by the series resonance frequency, only the on-pulse width is changed while the period is constant.

この結果、期間Bにおける極間電圧Vgは期間Aに比べて低下する。ここで、期間B’において放電を検出する。放電検出は放電電流を検出してもよいし、極間電圧の微分変化を検出してもよい。放電が開始すると、極間電圧Vgを高めるために、期間A’へと移行し、オン時間はt2からt1へと戻る。なお、期間A’では放電が連続している様子を示している。   As a result, the inter-electrode voltage Vg in the period B is lower than that in the period A. Here, the discharge is detected in the period B ′. In the discharge detection, a discharge current may be detected, or a differential change in the interelectrode voltage may be detected. When the discharge starts, in order to increase the interelectrode voltage Vg, the period shifts to the period A ', and the on-time returns from t2 to t1. In the period A ′, the discharge continues.

スイッチング素子SW1〜SW4のオン時間の制御は、極間の短絡時に行うようにしてもよい。例えば、期間Aにおけるオン時間t1で過大な短絡電流を検出し、期間Bにおいてオン時間をt1からt2に変化させることでオンパルス幅を狭め、エネルギー規定用リアクトルL1への投入電力を小さくすれば、短絡電流を回避し、不要な面粗度悪化を防ぐことができる。   The on-time control of the switching elements SW1 to SW4 may be performed at the time of a short circuit between the electrodes. For example, if an excessive short-circuit current is detected at the on-time t1 in the period A, the on-pulse width is narrowed by changing the on-time from t1 to t2 in the period B, and the input power to the energy regulating reactor L1 is reduced. Short circuit current can be avoided and unnecessary surface roughness deterioration can be prevented.

このように、ワイヤ材質やワイヤ径、被加工物3の材質や板厚、加工形状などの加工環境や加工状態により、求められる最適な加工制御動作は異なるが、本実施の形態1で示した回路構成を用いることで、本実施の形態2で説明したように、直流電源V1の電圧値を一定に維持したまま、スイッチング素子SW1〜SW4のパルス幅を制御することができ、加工品質を向上させることができる。   As described above, the optimum machining control operation required varies depending on the machining environment and machining state such as the wire material and wire diameter, the material and plate thickness of the workpiece 3, and the machining shape. By using the circuit configuration, as described in the second embodiment, the pulse width of the switching elements SW1 to SW4 can be controlled while maintaining the voltage value of the DC power supply V1 constant, thereby improving the processing quality. Can be made.

実施の形態3.
図6は、本発明に係る放電加工用電源装置の実施の形態3の制御信号SC1〜SC4と極間電圧Vgの波形の一例を示す図である。なお、以下の説明では、放電加工用電源装置として図1の構成を用いた場合を例にとる。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 6 is a diagram showing an example of waveforms of the control signals SC1 to SC4 and the interelectrode voltage Vg in the third embodiment of the power supply device for electric discharge machining according to the present invention. In the following description, the case where the configuration of FIG. 1 is used as the power supply device for electric discharge machining is taken as an example.

図6において、放電加工においては、アーク熱は陰極と陽極とで異なるため、同一材質の電極であれば陽極の消耗が大きく、陰極の消耗は小さいことが知られている。つまり、陽極の方が陰極に比べて加工されやすい。このため、交流パルスを印加する放電加工機において、被加工物3の面粗度を向上するためには、被加工物3が陽極として働く時の電圧値を高く、陰極として働くときの電圧値を低く設定すればよい。ただし、これらはあくまでも陰極と陽極が同一材質の場合であり、実際に同一材質を用いることは少ない。すなわち実際の加工環境に応じて陰極として働く時の電圧と陽極として働く時の電圧を適宜異ならせることが望ましい。   In FIG. 6, since arc heat is different between the cathode and the anode in the electric discharge machining, it is known that the consumption of the anode is large and the consumption of the cathode is small if the electrodes are made of the same material. That is, the anode is easier to process than the cathode. For this reason, in an electric discharge machine that applies an AC pulse, in order to improve the surface roughness of the workpiece 3, the voltage value when the workpiece 3 functions as an anode is increased, and the voltage value when the workpiece 3 functions as a cathode. Should be set low. However, these are only cases where the cathode and the anode are made of the same material, and the same material is rarely used in practice. That is, it is desirable that the voltage when acting as the cathode and the voltage when acting as the anode are appropriately different according to the actual processing environment.

本実施の形態4では、スイッチング素子SW1、SW4の対角アームとスイッチング素子SW2、SW3の対角アームとでオンパルス幅を異ならせるような動作を行う。例えば、スイッチング素子SW1、SW4のオン期間をt1、スイッチング素子SW2、SW3のオン期間をt2とすると、t1>t2となるように設定することができる。エネルギー規定用リアクトルL1に蓄えられるエネルギーはオン期間t1とオン期間t2とでは異なるため、出力波形も非対称となる。   In the fourth embodiment, an operation is performed in which the on-pulse width is different between the diagonal arms of the switching elements SW1 and SW4 and the diagonal arms of the switching elements SW2 and SW3. For example, when the on period of the switching elements SW1 and SW4 is t1, and the on period of the switching elements SW2 and SW3 is t2, it can be set to satisfy t1> t2. Since the energy stored in the energy regulating reactor L1 is different between the on period t1 and the on period t2, the output waveform is also asymmetric.

ただし、極間の浮遊容量Cgに対してエネルギー規定用リアクトルL1は並列に接続されていることから平均的な極間電圧は0Vである。図6では、低電圧長パルスと高電圧短パルスの波形として、正負の面積が同一となるように調整された例を示しているが、平均的に0Vとなる周期は、エネルギー規定用リアクトルL1および直列共振用リアクトルL2のインダクタンス値に依存する。   However, since the energy regulating reactor L1 is connected in parallel to the stray capacitance Cg between the electrodes, the average voltage between the electrodes is 0V. FIG. 6 shows an example in which the positive and negative areas are adjusted to be the same as the waveforms of the low voltage long pulse and the high voltage short pulse, but the average period of 0 V is the energy regulating reactor L1. It depends on the inductance value of the series resonance reactor L2.

このように、スイッチング素子SW1、SW4の対角アームとスイッチング素子SW2、SW3の対角アームとでオンパルス幅を異ならせることにより、電流制限抵抗を用いることなく、電極間電圧Vgを非対称にすることができ、簡単な構成で放電加工特性を向上させることができる。   In this way, by making the on-pulse width different between the diagonal arms of the switching elements SW1 and SW4 and the diagonal arms of the switching elements SW2 and SW3, the interelectrode voltage Vg can be made asymmetric without using a current limiting resistor. The electrical discharge machining characteristics can be improved with a simple configuration.

実施の形態4.
図7は、本発明に係る放電加工用電源装置の実施の形態4の概略構成を示す回路図である。図7において、放電加工用電源装置11には、直流を交流に変換するスイッチング素子SW11が1素子だけ設けられている。また、エネルギー規定用リアクトルL11は一端がスイッチング素子SW11のソース端子に接続され、他端が直流電源V11の低電圧側に接続され、直列共振用リアクトルL12を介して極間と並列接続されている。また、直列共振用リアクトルL12は、一端がエネルギー規定用リアクトルL11の一端に接続され、他端が電極2に接続されている。なお、直列共振用リアクトルL12を被加工物3側に接続するようにしてもよい。
Embodiment 4 FIG.
FIG. 7 is a circuit diagram showing a schematic configuration of the power supply device for electric discharge machining according to the fourth embodiment of the present invention. In FIG. 7, the electric discharge machining power supply device 11 is provided with only one switching element SW11 for converting direct current into alternating current. The energy regulating reactor L11 has one end connected to the source terminal of the switching element SW11, the other end connected to the low voltage side of the DC power supply V11, and is connected in parallel with the poles via the series resonance reactor L12. . The series resonance reactor L12 has one end connected to one end of the energy regulating reactor L11 and the other end connected to the electrode 2. Note that the series resonance reactor L12 may be connected to the workpiece 3 side.

このような回路構成とすることで、スイッチング素子SW11の個数を低減しつつ、加工エネルギーをエネルギー規定用リアクトルL11で定め、放電の安定性や極間状態のモニタリングの容易性を直列共振用リアクトルL12で定めることができ、加工電源の安定性と加工状態の安定性を両立させることができる。   By adopting such a circuit configuration, the processing energy is determined by the energy regulating reactor L11 while reducing the number of the switching elements SW11, and the series resonance reactor L12 determines the stability of discharge and the ease of monitoring the inter-electrode state. Therefore, both the stability of the machining power source and the stability of the machining state can be achieved.

なお、本実施の形態4では、スイッチング素子SW11のドレイン端子が直流電源V11のプラス端子と接続された構成を例にとったが、スイッチング素子SW11のソース端子を直流電源V11のマイナス端子に接続するようにしてもよい。この場合は、スイッチング素子SW11のドレイン端子がエネルギー規定用リアクトルL11の一端と接続される。この回路構成であれば、スイッチング素子のゲートを制御するゲート回路がGND電位(直流電源V11と同電位)を基準として設計することができ、回路の低コスト化を図ることができる。   In the fourth embodiment, the drain terminal of the switching element SW11 is connected to the plus terminal of the DC power supply V11. However, the source terminal of the switching element SW11 is connected to the minus terminal of the DC power supply V11. You may do it. In this case, the drain terminal of the switching element SW11 is connected to one end of the energy regulating reactor L11. With this circuit configuration, the gate circuit for controlling the gate of the switching element can be designed based on the GND potential (the same potential as the DC power supply V11), and the cost of the circuit can be reduced.

また、上述した実施の形態1〜4のエネルギー規定用リアクトルL1、L11および直列共振用リアクトルL2、L12は、特定のインダクタンス値を持つものであればどのような素子を用いてもよく、トランスを用いてもよい。   Moreover, as long as the energy regulation reactors L1 and L11 and the series resonance reactors L2 and L12 of the first to fourth embodiments described above have specific inductance values, any elements may be used. It may be used.

以上のように本発明に係る放電加工用電源装置は、電極間へのエネルギーの注入と極間状態に応じた電極間の電圧調整を独立に制御することができ、良好な面粗度の加工を安定して行う方法に適している。   As described above, the power supply device for electric discharge machining according to the present invention can independently control the injection of energy between the electrodes and the voltage adjustment between the electrodes in accordance with the inter-electrode state, and processing with good surface roughness. It is suitable for the method of performing the process stably.

1,11 放電加工用電源装置、 2 電極、 3 被加工物、 V1,V11 直流電源、 SW1〜SW4,SW11 スイッチング素子、 L1,L11 エネルギー規定用リアクトル、 L2,L12 直列共振用リアクトル、 Cg 浮遊容量、 Rg 極間抵抗。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,11 Electric discharge machine power supply device, 2 electrodes, 3 Workpiece, V1, V11 DC power supply, SW1 to SW4, SW11 switching element, L1, L11 Energy regulation reactor, L2, L12 Series resonance reactor, Cg Floating capacitance Rg resistance between electrodes.

Claims (5)

電極と被加工物との間の極間に交流電圧を印加する放電加工用電源装置であって、
スイッチング素子と、
前記スイッチング素子に接続された第1のインダクタンス素子と、
前記スイッチング素子及び前記第1のインダクタンス素子に対して直列に接続された直流電源と、
一端が前記第1のインダクタンス素子に接続されると共に、他端が前記極間に接続された第2のインダクタンス素子と、
を備え、
前記放電加工用電源装置は、第1の期間において、前記スイッチング素子をオンにすることで前記直流電源から前記第1のインダクタンス素子にエネルギーを供給するエネルギー蓄積動作を行い、続いて、前記極間の放電状態に応じて、前記スイッチング素子をオフにして前記第1のインダクタンス素子と前記第2のインダクタンス素子と前記極間との間で直列共振動作を行う第2の期間に移行し、さらに、前記極間から前記第1のインダクタンス素子にエネルギーが返されたタイミングと同期して、前記直列共振動作を伴いつつ、前記第1の期間に移行することにより、前記第1の期間と前記第2の期間とを組み合わせた期間を1周期とする交流電圧を前記極間に発生させて前記被加工物の加工を行う
ことを特徴とする放電加工用電源装置。
A power supply device for electric discharge machining that applies an alternating voltage between electrodes between an electrode and a workpiece,
A switching element;
A first inductance element connected to the switching element;
A DC power source connected in series to the switching element and the first inductance element;
A second inductance element having one end connected to the first inductance element and the other end connected between the poles;
With
The electric discharge machining power supply device performs an energy storage operation of supplying energy from the DC power supply to the first inductance element by turning on the switching element in a first period, and subsequently, between the electrodes in response to a discharge state, and shifts to the second period intends row a series resonance operation between between the turn off the switching element and the first inductance element and the second inductance element electrode, further , in synchronism with the timing at which the energy is returned to the first inductance element from between the poles, while with the series resonance operation, by moving to the first period, the said first period the an AC voltage to one cycle period of a combination of a second time period is generated in the machining gap, characterized in that for machining of the workpiece discharge machining power supply .
前記放電加工用電源装置は、前記第2の期間において、前記極間がオープン状態である場合に、前記第1のインダクタンス素子と前記第2のインダクタンス素子と前記極間との間で前記直列共振動作を行わせ、前記極間が放電状態又は短絡状態である場合に、前記第1のインダクタンス素子と前記第2のインダクタンス素子と前記極間との間で前記直列共振動作が行われないように制御する
ことを特徴とする請求項1に記載の放電加工用電源装置。
In the second period, the power supply device for electric discharge machining has the series resonance between the first inductance element, the second inductance element, and the pole when the gap is in an open state. The series resonance operation is not performed between the first inductance element, the second inductance element, and the pole when the operation is performed and the gap is in a discharge state or a short-circuit state. The power supply device for electric discharge machining according to claim 1, wherein control is performed.
前記放電加工用電源装置は、前記直列共振動作時の共振周波数にあわせて定められた周波数を有するパルスに応じて、前記スイッチング素子のオンオフ動作を行う
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の放電加工用電源装置。
3. The on-off operation of the switching element according to claim 1, wherein the power supply device for electric discharge machining performs an on / off operation of the switching element according to a pulse having a frequency determined in accordance with a resonance frequency at the time of the series resonance operation. Power supply device for electric discharge machining.
前記放電加工用電源装置は、前記極間の放電状態に応じて、前記スイッチング素子のパルスオン時間の長さを変える
ことを特徴とする請求項3に記載の放電加工用電源装置。
The power supply device for electric discharge machining according to claim 3, wherein the power supply device for electric discharge machining changes the length of the pulse-on time of the switching element according to the discharge state between the electrodes.
前記放電加工用電源装置は、前記極間の放電の極性に応じて、前記スイッチング素子のパルスオン時間の長さを変える
ことを特徴とする請求項3に記載の放電加工用電源装置。
The power supply device for electric discharge machining according to claim 3, wherein the power supply device for electric discharge machining changes the length of the pulse-on time of the switching element according to the polarity of discharge between the electrodes.
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JPS63200917A (en) * 1987-02-13 1988-08-19 Stanley Electric Co Ltd Power source control device for electric discharge machine
JP3664879B2 (en) * 1998-06-10 2005-06-29 株式会社ソディック Electric discharge machining method and electric discharge machining apparatus
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