JPH01295714A

JPH01295714A - 放電加工用電源装置

Info

Publication number: JPH01295714A
Application number: JP12292588A
Authority: JP
Inventors: Shoji Futamura; 昭二二村; Seiki Kurihara; 栗原　正機
Original assignee: Institute of Technology Precision Electrical Discharge Works
Current assignee: Institute of Technology Precision Electrical Discharge Works
Priority date: 1988-05-19
Filing date: 1988-05-19
Publication date: 1989-11-29
Anticipated expiration: 2012-11-19
Also published as: JP2680036B2

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、工作物と電極との間に電圧を印加し、放電に
より工作物を加工する放電加工機のための電源装置に関
するものである。

【従来の技術】

従来の放電加工用電源装置には、加工速度を速める等の
ため主電源と副電源の２つの１を源を有するものがある
。このような放電加工用電源装置では、副電源の役目は、
放電を開始させることにある。従って、電流容量は小さ
いものとしである。先ず副電源を印加し、放電が開始さ
れたところで主電源を印加する。主電源としては、高電
圧大電流の電源を使用する。印加極性は、工作物側がプ
ラス、電極側がマイナスである。このような放電加工用電源装置によれば、狭い幅でしか
も高いピーク値を持つパルス電流を流すことが出来、加
工速度が速くなる。そのような技術に関する文献としては、例えば、特公昭
６２−２２７３０号公報がある。

【発明が解決しようとしている課題】

（問題点）しかしながら、前記した放電加工用電源装置には、工作
物の加工面を荒らしたり、電極を損傷したりするという
問題点があった。（問題点の説明）放電の電流路を放電柱と言うが、工作物と電極との間に
放電が発生した時、両者の間に放電柱ができる。第３図に、ワイヤ放電加工の場合を例にとり、ワイヤ（
電極）と工作物との間にできる放電柱の変化を示す。第
３図（イ）は、放電発生当初の状態を示し、第３図（ロ
）は、暫く放電が継続した後の状態を示す。放電発生当初は、電流はギャップの絶縁を僅かに破って
流れるから、放電柱は第３図（イ）のように細い、電流
はこの細い放電柱に集中し、電流密度は大きい。しかし、時間が経過するに従い、当初の放電柱の周辺の
空間も低抵抗状態になって行き、放電柱は第３図（ロ）
のように太くなる。太いと、電流密度は小さい。従って、放電の電流密度特性は、第４図のようになる。放電発生当初、電流密度は大であるが、時間の経過と共
に小となって行く。従来の２電源を有する放電加工用電源装置では、副電源
を印加して放電開始が検知されるや、直ちに主電源を印
加するから、放電柱が細い状態の時に主電源が印加され
ることになる。すると、放電柱が細くてただでさえ電流密度が大である
時期に、より強力な電源である主電源から大電流が流し
込まれるから、工作物の加工面を荒らしたり、電極を損
傷したりすることになる。電極がワイヤの場合には、損傷部がワイヤガイド等に引
っ掛かり、断線に至ることがある。本発明は、以上のような問題点を解決することを課題と
するものである。

【課題を解決するための手段】

前記問題点を解決するため、本発明の放電加工用電源装
置では、主電源と、咳主電源と同極性で印加する副電源
と、副電源の印加により生ずる放電が所定時間継続した
ことを検出する手段と、該手段からの信号によって主電
源の印加を開始する手段とを備えることとした。

【作　　用】

主電源と副電源とを有する放電加工用電源装置において
は、最初、副電源を印加して放電を生ぜしめる。この放電の開始を検出すると共に、その放電が予め定め
た一定の時間継続しているかどうか検出する。放電が一
定の時間継続していれば、その間に放電柱は発達して太
くなる。太くなって電流密度が小となったところで、主電源を印
加する。主電源からの電流は副電源からの電流よりも大
であるが、電流密度が小さくなった状態で流されるから
、電極を損傷しないし、工作物の加工面を荒らしたりす
ることがない。

【実　施　例】

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。（装置の構成）第１図に、本発明の実施例にかかわる放電加工用電源装
置を示し、第２図に、その動作を説明するための波形図
を示す、第１図において、ｌは主電源、２は副電源、３
はリードインダクタンス、４は抵抗、５．６はスイッチ
ングトランジスタ、７．８はダイオード、９は工作物、
９−１は加工軌跡、１０はワイヤ電極、１１は通電子、
１２は放電持続検出回路、１３は比較器、１４は単安定
マルチバイブレーク、１５は論理回路、１６はフリップ
フロンプ回路、１７は同期用クロック入力端子、１８は
サブゲートパルス発生回路、１９はメインゲートパルス
発生回路、２０．２１はパルス幅設定信号、■５は基準
電圧である。主型Ｂ１は、高電圧大電流の電源であり、スイッチング
トランジスタ５がオンされている時、主電源ｌ→リード
インダクタンス３→スイッチングトランジスタ５→ダイ
オード７→工作物９→ワイヤ電極１〇−通電子１１−主
電源ｌという経路で印加される。スイッチングトランジ
スタ５がオンされるのは、メインゲートパルス発生回路
１９よリメインゲートパルスが供給された時である。メインゲートパルス発生回路１９からのメインゲートパ
ルスは、フリップフロップ回路１６からの出力を受けて
発生される。メインゲートパルスのパルス幅Ｔ□は、パ
ルス幅設定信号２０により予め設定される。副電源２は、主ｔｉｆｌｌより低電圧であり、電流は抵
抗４により制限された小さいものである。スイッチング
トランジスタ６がオンされた時、副電源２−抵抗４−ス
イッチングトランジスタ６−ダイオード８−工作物９−
ワイヤ電極１０→通電子１１−副電源２の経路で印加さ
れる。スイッチングトランジスタ６がオンするのは、サ
ブゲートパルス発生回路１８よりサブゲートパルスが供
給された時である。サブゲートパルス発生回路１８からのサブゲートパルス
は、所定の休止期間（休止幅Ｔｓｒ）が経過した時に始
まり、比較器１３からの出力を受けてから所定の期間（
放電パルス幅ＴｓＨ）経過した時に終了するパルスであ
る。この放電パルス幅ＴＩは、副電源２の電圧印加時間
ではなく、放電を開始してから（つまり、放電電流が流
れ始めてから）副電源２の印加を打ち切るまでの時間で
ある（第２図（イ）参照）。放電パルス幅Ｔ！Ｎおよび
休止幅７３Ｆは、パルス幅設定信号２１により予め設定
される。ダイオード７は逆流阻止用のダイオードであり、副電源
２が印加されている時、その電圧がスイッチングトラン
ジスタ５の方へ回り込んで印加されるのを阻止する。ダ
イオード８も同様のダイオードである。放電持続検出回路１２は、副電源２を印加することによ
って生じた放電が所定時間！！続したかどうかを検出す
る回路であり、比較器１３．単安定マルチバイブレーク
１４．論理回路１５から構成されている。フリップフロップ回路１６は、放電持続検出回路１２の
出力信号を整形して、メインゲートパルス発生回路１９
に望ましい形で供給するためのものである。なお、同期用クロンク入力端子１７に入力されるクロッ
クは、装置の動作を、装置全体で同期をとりながら行う
ためのものである。従って、装置を構成する各部に加え
られるが、第１図では、主な個所のみを示した。（装置の動作）次に、第２図を参照しつつ、動作を説明する。先ず最初に、サブゲートパルスによりスイッチングトラ
ンジスタ６がオンされ、副電源２が印加される。第２図（ロ）は、副電源２によるギャップ電圧である（
厳密に言えば、副電源２だけが印加し続けられたと仮定
した場合のギャップ電圧である）。放電が開始されるまでには、通常、暫く時間がかかる。この時間は、ギャップの状況等により、長かったり短か
ったりする。第２図（ロ）では、時刻

【１で放電が開始
するよう表されている。この時の放電柱は、第３図（イ
）のように細い。比較器１３は、放電の発生を検出する。比較器１３の基
準電圧■、は、放電が発生した時のギヤツブ間の電圧よ
りも大に選んである。それゆえ、放電が発生すると、比
較器１３はその旨の信号を出す、その信号は、サブゲー
トパルス発生回路１８に入力されると共に、単安定マル
チバイブレーク１４に入力される。サブゲートパルス発生回路１８は、前述したように、放
電発生信号を受けると、時刻ｔ１より放電パルス幅ＴＳ
Ｎが経過するまでサブゲートパルスを維持する。また、単安定マルチバイブレーク１４は、第２図（ハ）
のような所定幅Ｔ１．の出力パルスを出す。所定幅ＴＩ４は、単安定マルチバイブレーク１４の回路
定数によって決められる。論理回路１５は、単安定マル
チバイブレーク１４と比較器１３との論理積を取る。従
って、論理回路１５から出力が出ると、それは、放電を
開始してから所定幅７１４の時間後において、なお放電
が継続していることを意味するものとなる。上記の所定幅ＴＩ４は、放電が開始されてから放電柱が
第３図（ロ）のように太くなるまでの時間となるよう、
適宜設定する（例えば、０．５μｓ〜２μｓ）。論理回路１５からフリップフロップ回路１６のＤ端子に
入力が入った後、クロック端子ＣＫに最初に到来する同
期用クロックをＣＫ　Ｉ　６とすると（第２図（ニ））
、ＣＫｌ＆が到来した時刻１．に、フリップフロップ回
路１６はＱ端子より出力信号を出す。この出力信号がメインゲートパルス発生回路１９に入力
されると、第２図（ホ）に示すように、パルス幅ＴＭＮ
のメインゲートパルスを出す、これにより、スイッチン
グトランジスタ５がオンされて、主電源ｌが印加される
。第２図（へ）は、主電源ｌが印加された時のギャップ電
圧であるｅＶｄは、放電維持電圧である。波形の後端部は、インダクタンス等の影響によりなだら
かに下降した形となっている。なお、サブゲートパルスの終了時点と、メインゲートパ
ルスの終了時点とは、必ずしも一致はしない、各パルス
の開始時点は不定であり、しかも、それぞれのパルス幅
は予め設定されているからである。第２図（ト）は、ギャップ電圧の波形であるが、これは
、第２図（ロ）と（へ）とを合成したものとなる。第２図（チ）は、ギャップ電流を示す、■、の部分は、
副電源２の印加時の放電電流であり、！、の部分は、主
電源１の印加時の放′Ｔ！１電流である。以上の動作から理解されるように、本発明では、副電源
２の印加による放電が開始された後、放電柱が太くなる
まで意図的に一定の時間待ち、しかる後、主電源１を印
加させることを特徴とするものである。このようにすれ
ば、細い放電柱に大電流を投入するということがないの
で、工作物の加工面や電極を荒らすことがなくなる。【発明の効果】以上述べた如く、本発明の放電加工用電源装置によれば
、副電源の印加により放電が開始してから（放電柱が生
じてから）、暫く放電が継続して放電柱が太くなった頃
合を見計らって主電源を印加するので、工作物の加工面
を荒らしたり、電極を損傷したりすることがない。そのためワイヤ放電加工の場合には、電極であるワイヤ
に損傷部を作ることがないし、従って、損傷部がワイヤ
ガイド等に引っ掛かって断線するということもなくなる
。

【図面の簡単な説明】

第１図・・・本発明の実施例にかかわる放電加工用電源
装置第２図・・・本発明の詳細な説明するための波形図第３
図・・・放電柱の変化を示す図第４図・・・放電の電流密度特性図図において、１は主電源、２は副電源、３はリードイン
ダクタンス、４は抵抗、５．６はスイッチングトランジ
スタ、７．８はダイオード、９は工作物、ｌＯはワイヤ
電極、１１は通電子、１２は放電持続検出回路、１３は
比較器、１４は単安定マルチバイブレーク、１５は論理
回路、１６はフリップフロップ回路、１７は同期用クロ
ック入力端子、１８はサブゲートパルス発生回路、１９
はメインゲートパルス発生回路、２０．２１はパルス幅
設定信号である。特許出願人　　株式会社　放電精密加工研究所代理人弁
理士　森　１）　寛（外３名）Ｙ’＋２０

Claims

【特許請求の範囲】

主電源と、該主電源と同極性で印加する副電源と、副電
源の印加により生ずる放電が所定時間継続したことを検
出する手段と、該手段からの信号によって主電源の印加
を開始する手段とを備えたことを特徴とする放電加工用
電源装置。