JPH01228722A

JPH01228722A - 放電加工装置

Info

Publication number: JPH01228722A
Application number: JP5497288A
Authority: JP
Inventors: Shizuo Araya; 荒屋　静夫
Original assignee: Hitachi Seiko Ltd
Current assignee: Via Mechanics Ltd
Priority date: 1988-03-10
Filing date: 1988-03-10
Publication date: 1989-09-12
Anticipated expiration: 2012-01-16
Also published as: JP2572416B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、放電加工における放電持続時間中の放電の中
断、いわゆるアーク切れ現象に対処した放電加工装置に
係り、特に仕上加工及び微細加工領域の低電極消耗化に
よる高精度化に好適な放電加工装置に関する。

〔従来の技術〕

放電加工は、加工用電極と被加工物が対向してなす加工
間隙に供給した加工パルスによる繰返し放電によって加
工を行うが、加工パルスの投入エネルギが比較的小さい
、例えば仕上加工領域や微細加工領域では、加工電流パ
ルスのピーク値■。

が４Ａ以下と小さいため、放電を維持し難く、不安定な
状態にある。したがって、加工間隙で生じる何らかの現
象、又は放電回路に存在する浮遊静電容量と布線のイン
ダクタンスと抵抗による共振現象によると考えられる影
響により、加工パルス印加中に一旦発生した放電アーク
が中断するアーク切れ現象が生じ、このため、加工電流
パルスが分割され、設定値よりも小さなパルス幅の加工
電流パルスが発生することを確認した。

放電加工特性では、安定加工の範囲内の場合、電流ピー
ク値ＩＰが同じであれば電流パルス幅と電極消耗率は反
比例の関係にあるため、アーク切れ現象の発生は電極消
耗率を増大させる。ここで、アーク切れの時間幅にはば
らつきがあり、例えば１００ｎｓ以下の非常に短い幅の
ものもある。このような短い時間のアーク切れは電極消
耗率の増大に対して無視してよいことが確認できた。し
たがって、所定時間幅以上のアーク切れに対して制御を
行い、短い幅の加工電流パルスを減少させることが必要
である。しかし、従来は、この種のアーク切れ及びその
時間幅制御に関する技術は何ら見当たらなかった。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のように従来は、アーク切れ及びその時間幅につい
て配慮されておらず、加工エネルギが比較的小さい仕上
加工や微細加工領域でアーク切れが多発し、短い幅の加
工電流パルスが連続して発生するため、電極消耗率が増
大し、精度が低くなるという問題点があった。

本発明の目的は、アーク切れによって生じる、所定値よ
り短い幅の加工電流パルスの発生頻度を減少させ、電極
消耗率の増加を抑えることによって高精度な放電加工装
置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、所定時間幅以上のアーク切れを検出した場
合、そのアーク切れの消滅時点から、予め設定した放電
持続時間だけ、さらに加工パルスの印加を延長するよう
にスイッチ素子のオンオフスイッチング制御を行うこと
により達成される。

〔作用〕

所定時間幅以上のアーク切れの検出は、加工間隙の放電
電圧、放電電流又はインピーダンスの検出値を、放電持
続時間中の所定期間、所定値と比較し、上記検出値がア
ーク切れの条件を満たした場合、さらにその時間幅と所
定値を比較し、時間幅が所定値以上であり、かつ通常の
加工パルス印加中にアーク切れが消滅したとき、その消
滅した時点から放電持続時間だけ加工パルスの印加を延
長するようにスイッチ素子を制御する。それによって、
従来は加工パルスがアーク切れの発生の有無に関係なく
オフするため、アーク切れ消滅後に発生していた短い幅
の加工電流パルスが発生せず、このため、電極消耗率の
増大を抑えることができる。また、所定時間幅以上のア
ーク切れを検出し、かつ通常の加工パルス印加中にアー
ク切れが消滅した場合、その消滅時点から所望の幅の加
工電流が発生するため加工速度を損なうことがない。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面により説明する。

第１図において、１は加工用電極、２は被加工物で、こ
れらが対向して加工間隙ｇを形成する。

３は加工用電源で、トランジスタのスイッチ素子４と電
流制限抵抗５とを直列に介して加工間隙ｇに供給される
。６はスイッチ素子４のオン・オフスイッチングを制御
するＲＳフリップフロップで、放電持続時間計測用ダウ
ンカウンタ７及びオフタイム計測用ダウンカウンタ８の
アンダーフロー信号である、出力端子ＭＩＮからの信号
により各々リセット動作、セット動作が行われる。９は
カウンタ７及び８用のクロックパルス発振回路で、その
出力であるクロックパルスは各々のカウンタ７゜８のク
ロック入力端子ＣＫに入力される。１０及び１１は各々
、放電持続時間、オフタイムの設定回路で、その設定時
間は設定値と、発振回路９の発振周期との積となる。

１２は加工間隙ｇの電圧の検出回路としての作動増幅回
路で、その出力電圧は電圧比較回路１３により、アーク
切れレベルに相当する電圧を設定する電圧設定回路１４
の出力電圧（例えば極間８０ｖ相当）と比較され、アー
ク切れレベルを越えればロジックの高レベルであるＨ信
号が、それ未満であれば低レベルであるし信号が第１の
判別回路の最終段をなすＡＮＤ回路１５の一方の入力端
子に加えられる。１６は放電持続時間を検出する検出回
路で、加工間隙ｇの電圧に相当する増幅回路１２の出力
電圧と、スイッチ素子４の制御信号により、加工パルス
印加後で、放電を開始してアーク電圧が発生してから加
工パルスをオフするまでの間、Ｈ信号を出力する。この
検出回路１６の出力信号はＡＮＤ回路１５のもう一方の
入力端子へ加えられ、ＡＮＤ回路１５の出力としてアー
ク切れ発生時のみＨレベルとなるアーク切れのパルス信
号を得る。一方、検出回路１６の出力信号はＮＯＴ回路
１７によりそのレベルが反転されて、前記カウンタ７の
イネーブル端子でへ入力され、加工パルス印加中であっ
ても放電遅延時間中波カウント動作を停止させ、放電持
続時間中のみカウント動作させることができる。

１８はアーク切れの立上りを検出して、アーク切れの設
定時間幅のパルスを出力するワンショット回路で、その
時間幅は可変抵抗器１９で設定する（例えば１００ｎｓ
とする）。アーク切れのパルス信号であるＡＮＤ回路１
５の出力は遅延回路２０によりワンショット回路１８の
信号伝播遅延時間だけ補正を行い、ＡＮＤ回路２１によ
ってそのワンショット回路１８の反転出力端子Ｑの信号
とのＡＮＤを求める。

これによりＡＮＤ回路２１の出力端子には、アーク切れ
のパルス信号が設定時間を越えたときのみＨ信号が発生
する。この信号はワンショット回路２２に入力され、こ
こでアーク切れの消滅時点である立下りのみが検出され
てその出力端子頁に一定幅のし信号パルスが発生する。

この信号と、スイッチ素子４の制御信号とは、第２の判
別回路の最終段をなすＡＮＤ回路２３に加えられ、その
出力はカウンタ７の設定値（プリセットデータ）のロー
ド信号入力端子ＬＤに加えられる。これにより、アーク
切れが発生しない場合はスイッチ素子４の制御信号で、
通常のカウント動作を行い、一方、アーク切れが発生し
、かつそのアーク切れが、加工パルス（印加電圧パルス
）のオフ前に消滅し、さらそのアーク切れの時間が設定
値を越えた場合には、そのアーク切れが消滅した時点か
ら再び放電持続時間の設定値だけカウント動作を行うよ
うにすることができる。

加工パルスオフタイムのカウント動作は次のようにして
行われる。すなわち、オフタイムの設定値のロードは、
フリップフロップ６の反転出力端干すの信号をカウンタ
８のロード信号入力端子τＤに入力し、また加工パルス
オンタイム中のカウント停止はフリップフロップ６の端
子Ｑの信号をＮＯＴ回路２４によって反転した信号（フ
リップフロップ６の出力端子Ｑの信号でもよい）をカウ
ンタ８のイネーブル端子Ｇに入力することによって行う
ことができる。

第２図において、（ａ）、（ｂ）、（Ｃ）は上記実施例
の印加電圧パルス（加工パルス）、放電電圧、加工電流
の各波形図であり、また（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）は従来
装置における印加電圧パルス（加工パルス）、放電電圧
、加工電流の各波形図である。これらの波形図において
、Ａ、Ｄ、ＨＳＬはアーク切れが発生し、かつその時間
幅が短い場合の波形である。また、Ｂ、Ｅ、Ｊ、Ｍはア
ーク切れが発生し、かつアーク切れが消滅する前に印加
電圧パルスがオフした場合の波形である。Ａ、、ＤとＨ
，Ｌ、Ｂ、ＥとＪｌＭの各々の波形については本発明装
置の場合と従来装置の場合との差がない。一方、Ｃ，Ｆ
、Ｇとに、Ｎ、Ｐはアーク切れが発生し、かつその時間
幅が広く、印加電圧パルスがオフする前にアーク切れが
消滅した場合の波形であり、実際の加工においては、波
形Ａ、Ｄ、Ｈ，Ｌとこの場合の波形Ｃ，Ｆ、Ｇ、に、Ｎ
ＳＰの発生頻度が比較的高い。

この場合には、従来装置ではアーク切れ消滅後は波形Ｐ
のように短い幅の電流パルスとなるため、電極消耗率が
著しく増大させるが、本発明によれば、アーク切れ消滅
後は波形Ｇのように、設定した放電持続時間の幅の電流
パルスが発生するため、電極消耗率を増大させることは
ない。したがって、加工精度を高（−ミとができる。

なお、上述実施例では加工パルスオフタイムを一定にす
る構成としたが、これを加工状態などによって変えられ
る回路構成としてもよい。また、アーク切れの検出期間
は、放電持続時間内であればどの区間であってもよく、
例えば、放電開始後から放電持続時間の１０％の区間は
アーク切れ検出をせず、その後、加工パルスがオフする
までアーク切れ検出をするようにしてもよい。また、ア
ーク切れの判別用時間幅は加工状態などにより可変とす
るように構成してもよい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、アーク切れ現象による所定より短い幅
の電流パルスの発生頻度を減少することができ、これに
より加工速度を低下させずに電極消耗率を減少させるこ
とができるため、高精度な放電加工装置を提供できると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例を示す回路図、第２図は
同上装置の効果を従来装置の場合と比較して説明するた
めの波形図である。１・・・加工用電極、２・・・被加工物、３・・・加工
用電源、４・・・スイッチ素子、５・・・電流制限抵抗
、６・・・ＲＳフリップフロップ、７・・・放電持続時
間計測用ダウンカウンタ、８・・・オフタイム計測用ダ
ウンカウンタ、１２・・・差動増幅回路、１３・・・電
圧比較器、１４・・・アーク切れ電圧設定回路、１５・
・・ＡＮＤ回路、１６・・・放電持続時間検出回路、１
８・・・アーク切れ時間幅用ワンショット回路、２１．
２３・・・ＡＮＤ回路、ｇ・・・加工間隙。特許出願人　　　日立精工株式会社代理人弁理士　　　秋　本　正　実外１名

Claims

【特許請求の範囲】

１、加工用電極と被加工物が対向してなす加工間隙に、
スイッチ素子のオン・オフスイッチング制御により加工
パルスを供給し、間欠的なアーク放電を発生させて加工
を行う放電加工装置において、前記加工パルス供給時の
加工間隙の放電電圧、放電電流又はインピーダンスを検
出する検出回路と、この検出回路による検出値を放電持
続時間中の所定期間のみ所定値と比較し、前記検出値が
所定条件を満たしたとき、放電中断（アーク切れ）と判
別してそのアーク切れの時間だけアーク切れのパルス信
号を出力する第１の判別回路と、この第１の判別回路の
出力パルス信号のパルス幅を予め設定された値と比較し
、そのパルス幅が設定値以上で、かつ加工パルスがオフ
していないときに信号を出力する第２の判別回路と、こ
の第２の判別回路の出力信号の発生直後から予め設定さ
れた放電持続時間だけ加工パルスの印加を延長するよう
に前記スイッチ素子をオン・オフスイッチング制御する
スイッチング制御回路とを具備することを特徴とする放
電加工装置。