JPH03264210A - ワイヤカット放電加工装置用電源回路 - Google Patents

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、ワイヤカット放電加工装置用の新規な電源回
路に関する。

〔従来の技術〕

従来、ワイヤカット放電加工装置用の電源としては、チ
ョッパ制御インバータとコンバータとから成る可変電圧
直流電源が広く用いられている。

この電源の出力側には、放電加工用電圧パルスを発生す
るため、メインゲートが接続されており、これを開閉制
御することによりワイヤ電極と被加工体間に加工用電圧
パルスか供給されるようになっている。

加工電圧パルスのオンタイム及びオフタイムは、メイン
ゲート制御用のパルス発振器に所望の値を設定すること
により調節され、無負荷電圧及び放電電流は直流電源の
出力電圧を制御するチョッパのデユーティファクタを適
宜に設定することにより調節されるようになっている。

〔本発明が解決しようとする問題点〕

上記の従来公知のワイヤカット放電加工装置に於いては
、無負荷状態では、加工の目的等に合わせて開放電圧及
び電圧パルスのオンオフタイムを正確且つ任意に設定で
きるものである。

然しなから、ワイヤカット放電加工装置に於いては、加
工機本体の大きさや被加工体の形状、使用するワイヤ電
極の太さ及び被加工体との関係位置等により、稼働時電
源の負荷インピーダンスが変化し、又周囲の状況によっ
て浮遊インピーダンスも変動するので、実際あ放電パル
スの波形パラメータか設定した基準値と一致せず、その
ため加工性能にバラツキを生じるという問題がある。

本発明は上記の問題を解決するためなされたものであっ
て、その目的とするところは、負荷インピーダンスが変
動したときも、その影響を自動的に補償して、常時所期
の加工を予定通り行い得るワイヤカット放電加工装置用
の電源回路を提供することにある。

〔課題を解決する為の手段〕

上記の目的は、ワイヤカット放電加工装置用の公知の加
工用電源回路〔以下、主電源回路という〕に、補償用の
第二の電源回路を併設し、主電源回路から供給される電
圧パルスにより発生する放電電流パルスと同期して第二
の電源回路から電流パルスを供給するよう構成すると共
に、 主電源回路のチョッパを制御してその出力電圧を調節し
、無負荷ギャップ電圧Ｅ６を常時基準値Ｅ０に一致させ
る制御装置と、 主電源回路開閉制御用のパルス発振器の出力パルス幅を
調節し、放電電流パルス幅ｔ。Ｎを常時基準値Ｔ　ＯＨ
に一致させる制御装置と、 第二の電源回路のチョッパを制御してその出力電圧を調
節し、放電電流のピーク値ｉＤを常時基準値Ｉ、に一致
させる制御装置とを設けることにより達成される。

〔発明を実施するための最良の態様〕

以下添付の図面により本発明の実施例を詳細に説明する
。

第１図は本発明に係る電源回路の一実施例を示す回路図
、第２図はその一部変更例を示す回路図、第３図はその
回路の作動状態を示すタイムチャートである。

図中、１は被加工体、２はワイヤ電極、３は案内ローラ
、４は給電ローラ、５は主電源回路、６は第二の電源回
路、７は直流電源、８は電流検出用の抵抗、９は電流測
定回路、１０は主電源回路チョッパ制御回路、１１はゲ
ート制御回路、１２は第二電源回路チョッパ制御回路で
ある。

主電源回路５は、チョッパ制御インバータ５１、コンバ
ータ５２、メインゲート５３、ダイオード５４その他図
示されている構成要素から成り、第二の電源回路６は、
チョッパ制御インバータ６１、コンバータ６２、第ニゲ
−トロ３その他図示されている構成要素から威る。

主電源回路チョッパ制御回路１０の構成要素は、無負荷
電圧測定器ｌＯ１、平均化回路１０２、無負荷電圧基準
値設定器１０３、比較器１０４、主電源回路チョッパ制
御パルス発振器１０５、シュミットトリガ回路１０６及
びエクスクルッシブオア回路１０７であり、インバータ
５１に内蔵されているチョッパ（図示されていない）は
、主電源回路チョッパ制御パルス発振器１０５の出力パ
ルスにより開閉制御されており、その制御パルスのデユ
ーティファクタにより主電源回路５の出力電圧が制御さ
れるようになっている。

ゲート制御回路１１は、放電電流パルス幅測定用のタイ
ムカウンタ１１１　、平均化回路１１２、放電電流パル
ス幅基準値設定器１１３、比較器１１４、電源回路ゲー
ト制御パルス発振器１１５及びオフタイム設定器１１６
により図示の如く構成され、電源回路ゲート制御パルス
発振器１１５の出力パルス（第３図Ｐ、及びＰ３）は、
主電源回路５及び第二の電源回路６のゲートを開閉制御
する。

第二電源回路チョッパ制御回路１２を構成するのは、ピ
ークホールド回路１２１、平均化回路１２２、ピーク電
流基準値設定器１２３、比較器１２４及び第二電源回路
チョッパ制御パルス発振器１２５である。そして、第二
の電源回路６のインバータ６１のチョッパは第二電源回
路チョッパ制御パルス発振器１２５の出力により開閉制
御され、これにより第二の電源回路６の出力電圧が制御
される。

ワイヤ電極２は図示されていないリールから供給され、
公知の送り装置により図示されている経路に引き出され
、その長さ方向に一定の速度で送られており、図示され
ている部分では、被加工体１と微小な加工ギャップを隔
てて対向し、その加工ギャップには公知の加工液か供給
されている。又、被加工体１とワイヤ電極２の間には図
示されている電源から加工パルスが供給され、且つ被加
工体１は図示されていない送り装置により、ワイヤ電極
２に対しほぼ直角な面内で所望の速度で輪郭加工送りさ
れ、これらによって被加工体１にワイヤカット放電加工
か施される。

本発明に係る電源回路に於いては、加工電流パルスは主
電源回路５と第二の電源回路６とから供給される。

主電源回路５のメインゲート５３を制御するパルスは第
３図Ｐ、に示されている。これは公知の放電加工用の制
御パルスである。

これに対して、第二の電源回路６の第；ゲート６３は、
主電源回路５から供給されるパルスにより発生する放電
パルスと同期して開閉される。即ち、加工ギャップに実
際に放電か発生したときオンとなり、メインゲート制御
パルスと共にオフとなるものである。この第二ゲート制
御パルスの波形は第３図Ｐｓに示されている。

而して、第二の電源回路６の開放電圧Ｅ２は、主電源回
路５の開放電圧Ｅ、より多少高く設定されており、この
ため、電源回路の出力端子電圧Ｅ６は第３図Ｅ、に示す
如く変動することになる。

又、加工時のギャップ電圧ＥＧ及び放電電流■の波形も
第３図Ｅ０及び■に示すようになる。

無負荷ギャップ電圧ＥＧの基準値Ｅ、及び放電電流Ｉの
ピーク値Ｉ、は予め所期の値に設定されるが、前述の如
くこれは加工中正しく維持されるものでなく、負荷イン
ピーダンスの変動により望ましくない影響を受ける。第
３図Ｅ０及び■中、左側に示したパルス波形は基準値を
示すものであるが、右側には負荷インピーダンスの変動
の影響を受は変化した波形か示されている。

そこで、本発明に於いては、主電源回路５及び第二の電
源回路６の開放電圧Ｅ、及びＥ２、並びにメインゲート
及び第二ゲートの制御パルスのオンタイム幅τ。７及び
り。Ｎを調節することにより、インピーダンスの変動を
補償し、無負荷ギャップ電圧Ｅ、及び放電電流■のピー
ク値を予め設定した基準値に保持させるものである。

而して、負荷インピーダンスの変動は急激に生じるもの
でなく、又上記３種の制御、即ち、■　主電源回路５の
開放電圧Ｅ１の制御■　第二の電源回路６の開放電圧Ｅ
２の制御■　メインゲート及び第二ゲートの制御パルス
のオンタイム幅τい及びり。Ｎの制御 の間には、複雑な相互関係かあるので、これらの制御は
、急激に同時に並行して行うことを避け、以下に説明す
るように、間欠的に、順次輪番的に、少し宛緩やかに行
うことか望ましい。

以下、その補償方法に就いて説明する。

電流測定回路９は、抵抗８の端子電圧からその高周波成
分等を除き、整形、モデル化した電圧波形パルスを出力
し、主電源回路チョッパ制御回路１０、ゲート制御回路
１１及び第二電源回路チョッパ制御回路１２に供給する
。この回路のもう一つの機能は、放電加工回路と計測、
制御回路の間のインシュレーションである。

先ず、主電源回路チョッパ制御回路１０の作用に就いて
述べると、電流測定回路９の出力はシュミットトリガ回
路１０６を介して、又メインゲート５３の制御パルスは
直接に、エクスクルッシブオア回路１０７に入力する。

従って、メインゲート５３の制御パルスか状態ｌとなり
、放電か開始される迄の間は、エクスクルッシブオア回
路１０７の出力は、状態１となり、この間、無負荷電圧
測定器１０１が機能し、被加工体ｌの電圧Ｅ、を計測す
る。その計測値は平均化回路１０２に送られる。

平均化回路１０２は、常時、最後に送られたＮ個の測定
値を記録し、その平均値を出力するよう構成されている
。

この出力は、比較器１０４により、無負荷電圧基準値設
定器１０３の設定値Ｅ０と比較され、両者間に偏差が検
出されたときは、比較器１０４の出力により主電源回路
チョッパ制御パルス発振器１０５の出力パルスのデユー
ティファクタか調節され、これにより無負荷電圧がその
設定値に少し近づけられる。

この主電源回路５の出力電圧の増加は、放電電流Ｉの増
加も肩らすから、上記のチョッパ制御パルスの修正は無
負荷電圧の偏差を完全に修正するに要する量の数分のｌ
乃至数十分の１としておき、次に説明するゲート制御回
路１１及び第二電源回路チョッパ制御回路１２によるパ
ルス制御が一巡する迄、この制御を少時中断する。この
シーケンス制御は、図示されていない中央制御装置によ
り管理するよう構成してもよく、又、主電源回路チョッ
パ制御パルス発振器１０５等に内蔵するプログラムによ
って行うようにしてもよい。

次に、ゲート制御回路１１の作用に就いて説明する。

この回路は、第３図に示されているように、実際の放電
の持続時間ｔ。Ｎと、所定の基準値Ｔ。Ｎとの間に偏差
を生じたときその補償を行うもの丁ある。

電流測定回路９の出力は、放電電流パルス幅測定用のタ
イムカウンタ１１１に人力し、その測定値は平均化回路
１１２に送られる。

平均化回路１１２は、常時、最後に送られたＮ個の測定
値を記録し、その平均値を出力するよう構成されている
。

この出力は、比較器１１４により、放電電流パルス幅基
準値設定器１１３の設定値Ｔ。Ｎと比較され、両者間に
偏差が検出されたときは、比較器１１４の出力により、
メインゲート制御パルスのオンタイム幅τＯＮが調節さ
れ、これにより、主電源回路５のメインゲート５３及び
第二の電源回路６のゲート６３をオフとするタイミング
が調節され、これにより放電電流パルス幅ｔ。Ｎかその
設定値に少し近づけられる。

このパルス幅の調節は、放電電流■に影響を及はすので
、その調節量は所要値の数分の１乃至数十分の１に止め
ると共に、他の制御回路による制御か一巡する迄、この
制御を暫く中断する。

次は、第二電源回路チョッパ制御回路１２による制御で
ある。

電流測定回路９の出力は、ピークホールド回路１２１に
入力し、ここでそのピーク値か検出され、その測定値は
平均化回路１２２に送られる。この平均化回路１２２も
、常時、最後に送られたＮ個の測定値を記録し、その平
均値を出力するよう構成されている。

この平均化回路１２２の出力は、比較器１２４により、
ピーク電流基準値設定器１２３の設定値Ｉｐと比較され
、両者間に偏差か検出されたときは、比較器１２４の出
力により、第二の電源回路６のインバータ６１を制御す
るパルスのデユーティファクタか調節され、これにより
放電電流ピーク値ｉＤがその設定値に少し近づけられる
。

この放電電流ピーク値の調節は、放電電流パルス幅に影
響を及はすので、この調節量も所要値の数分の１乃至数
十分のｌとし、他の制御回路による制御が一巡する迄、
この制御を中断する。

以下、上記のサイクルを繰り返して、 ■　主電源回路５の開放電圧ＥＧ ■　第二の電源回路６の開放電圧Ｅ２ ■　メインゲート及び第二ゲートの制御づルスのオンタ
イム幅τい及びり。Ｎ を最適値に収斂させ、′これにより無負荷電圧Ｅ０、電
流ピーク値Ｉ及び放電電流パルス幅ｔ。Ｎを常時基準値
に保つものである。

尚、本発明の構成は叙上の実施例に限定されるものでは
ない。主電源回路と第二の電源回路との結合方法には、
例えば第２図に示したような変更例が考えられ、又、各
制御回路の構成も自由に設計変更てきるものであり、そ
れらの制御のシーケンスも同様である。又、上記３種の
制御を輪番的に行う方式に替えて、３個の比較器に偏差
が発生したときの各パルス発振器の調節方法、調節量の
分担等を予め定めて同時に制御を行う方式や、３個の比
較器の出力を例えば中央演算装置で評価し、その評価結
果に基づいて３個のパルス発振器の出力パルスを総合的
に制御する方式等も推奨し得るものてあり、本発明はそ
れらの全てを包摂するものである。

〔発明の効果〕

本発明は畝上の如く構成されるから、本発明によるとき
は、長時間に渡るワイヤカット放電加工中、常に所望の
加工条件を維持でき、負荷インピーダンスか変動しても
、加工条件には一切影響が及ぶことなく予定通り自動的
に所期の加工を遂行し得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る電源回路の一実施例を示す回路図
、第２図はその一部変更例を示す回路図、第３図はその
回路の作動状態を示すタイムチャートである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 下記の構成要素から成るワイヤカット放電加工装置用電
   源回路。 記 （ａ）チョッパ制御インバータ（５１）とコンバータ（
   ５２）とから成る可変電圧直流電源の出力側に、電流開
   閉用のメインゲートを接続して成り、ワイヤ電極（２）
   と被加工体（１）とに加工用電圧パルスを供給する主電
   源回路（５）。 （ｂ）第二のチョッパ制御インバータ（６１）と第二の
   コンバータ（６２）とから成る第二の可変電圧直流電源
   の出力側に、第二のゲート（６３）を接続して成り、ワ
   イヤ電極（２）と被加工体（１）とに電流パルスを供給
   する第二の電源回路（６）。 （ｃ）主電源回路（５）の無負荷ギャップ電圧Ｅ＿Ｇ〔
   メインゲート（５３）がオンとなって後、放電が始まる
   迄の加工ギャップ電圧〕を計測し、無負荷ギャップ電圧
   Ｅ＿Ｇが基準値Ｅ＿０と一致するよう、主電源回路（５
   ）のチョッパを制御する回路（１０）。 （ｄ）主電源回路（５）のメインゲート（５３）を開閉
   、制御するパルスを発振すると共に、放電電流パルス幅
   ｔ＿Ｏ＿Ｎを計測し、その値が基準値Ｔ＿Ｏ＿Ｎと一致
   するよう、主電源回路（５）のメインゲート（５３）を
   開閉制御するパルスのオンタイムτ＿Ｏ＿Ｎを制御し、
   かつ放電電流パルスと同期して第二の電源回路（６）の
   ゲート（６３）を開閉制御するパルスを発振するゲート
   制御回路（１１）。 （ｅ）放電電流Ｉのピーク値ｉ＿Ｄを計測し、その値が
   基準値Ｉ＿Ｐと一致するよう第二の電源回路のチョッパ
   を制御する回路（１２）。