JPH03270820A

JPH03270820A - 放電加工装置用電源回路

Info

Publication number: JPH03270820A
Application number: JP6412690A
Authority: JP
Inventors: Sadao Sano; 定男佐野
Original assignee: Japax Inc
Current assignee: Japax Inc
Priority date: 1990-03-16
Filing date: 1990-03-16
Publication date: 1991-12-03
Anticipated expiration: 2014-06-07
Also published as: JP2903031B2

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、放電加工装置用の新規な電源回路に関する。

〔従来の技術〕

従来公知の放電加工装置用電源回路は、共通の駆動パル
スにより開閉制御される半導体スイッチング素子を多数
、互いに並列に接続して成る電流制御回路を、加工用の
直流電源に直列に接続して成るものである。

更に具体的に言うと、従来公知の放電加工装置用電源回
路は、直流電源と、加工用の制御パルス発振器と、上記
加工用の制御パルス発振器の出力パルスにより開閉制御
される複数の半導体スイッチに、それぞれ電流検出用の
直流抵抗を直列に接続してそれぞれ対応するスイッチン
グ回路を形成すると共に、それらの複数のスイッチング
回路を互いに並列に接続して成り、上記直流電源と直列
に接続されるスイッチンクラダー回路と、上記直流抵抗
の端子電圧を監視して、加工電流パルスの良否を判定し
、異常を検知したとき警報を発信する異常検知回路とに
より構成されているものである。

この半導体スイッチング素子は、相当に信頼性の高いも
のてはあるか、故障を完全に免れることは不可能であり
、特に新設の機械設備に於いては、所謂初期故障として
比較的高い確率で障害を起こすと言う問題かあった。

特に仕上加工を行っているときこの事故か発生すると、
重大な損失か生しることになる。

仕上げ加工では小電流で加工をするため、使用するスイ
ッチング素子が少なく、そのため、一つのスイッチング
素子の故障による加工条件の変化か大きくなり、加工の
成果及び加工所要時間に対して大きな影響か及ぶからで
ある。

〔本発明が解決しようとする問題点〕

本発明は上記の問題を解決するためなされたちのてあっ
て、その目的とするところは、使用しているスイッチン
グ素子か事故を発生しても、加工条件に変化かなく、所
期の加工を予定通り行い得る放電加工装置用電源回路を
提供する二とにある。

〔課題を解決する為の手段〕

上記の目的は、加工用のスイッチング回路の一部を予備
のスイッチング回路とし、且つ各スイッチング回路には
それぞれ半導体スイッチに直列に別異のスイッチを挿入
、接続すると共に、各スイッチング素子の良否を判定す
る回路を設け、スイッチング素子の事故か検出されたと
きは直ちにその不良スイッチング素子に結合されている
スイッチをオフとしてその回路の電流を遮断すると共に
、予備のスイッチング回路のスイッチをオンとしその予
備のスイッチング回路に通電を振替分担せしめ得るよう
構成された放電加工装置用電源回路によって達成される
。

この電源回路は、大電流で高速荒加工をするのに必要な
数たけスイッチング回路を具備しているか、通常は加工
の目的等に応じて適宜の数だけ選ばれた半導体スイッチ
ング素子のみか使用されるようになっている。

大型電極を用い、大電流により最大加工速度て粗加工を
施すような場合には、装置に設けられている全てのスイ
ッチング回路か使用されることかあるか、通常は一部の
スイッチング回路か使用されるに過きない。このような
通常は使用されないスイッチング回路は、予備の切替用
スイッチング回路として利用される。

又、設けられている全てのスイッチング回路か使用され
るような大電流加工では、本発明を実施しても特段の利
益はない。

〔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
。

図面は、本発明の一実施例回路を具備した放電加工装置
の構成を示す回路図である而して、実際の加工装置では、加工用電流の断続制御の
ため、相当多数の半導体スイッチング回路か用いられて
いるか、図には象徴的に少数の回路のみを示しである。

図中、１は加工用電極、２は被加工体、３は加工用直流
電源、４はスイッチングラダー回路、５は加工装置全体
の作動を制御するＣＰＵ、６は使用するスイッチング素
子を選定するバッファレジスタ、７はＯＲ回路、８は起
動すべき予備のスイッチング素子を°決定するレジスタ
、９は加工用の制御パルス発振器である。

周知のように、加工用電極１と被加工体２とは、絶縁性
の加工液のなかで、微小な加工間隙を隔てて相対向せし
められ、以下に説明するスイッチングラダー回路４の内
部のスイッチング素子の開閉に応じて加工用直流電源３
の電圧がパルス状に断続して印加され、これにより被加
工体２か放電加工されるものである。

図中には、スイッチングラダー回路４は、５系統の加工
用スイッチング回路１０．２０．３０．４０．５０と、
２系統の予備スイッチング回路８０．９０とから成るよ
うに示されているか、実際にはこれらの回路構成は全て
同一である。

即ち、回路２０．３０．４０．５０．８０及び９０の構
成は全て回路ＩＯの構成と同一てあり、加工用のスイッ
チング回路ｌＯ乃至５０と、予備のスイッチング回路８
０．９０とは、外部の配線接続か相違するたけである。

スイッチング回路１０は、加工用制御パルス発振器９に
より駆動される半導体スイッチ１１．スイッチ１１に直
列に接続される電流検出用の直流抵抗Ｉ２、リレー１３
、リレー１３励起用の直流電源１４、パイロットリレー
１５、異常検知装置１６、切替指令回路１７及び単安定
回路１８から成る。

図示されていないか、スイッチング回路２０は、加工用
制御パルス発振器９により駆動される半導体スイッチ２
１、スイッチ２１に直列に接続される電流検出用の直流
抵抗２２、リレー２３、リレー２３励起用の直流電源２
４、パイロットリレー２５、異常検知装置２６、切替指
令回路２７及び単安定回路２８から成ることは直ちに理
解されよう。

回路３０以下も同断である。

又、スイッチング回路９０か、加工用制御パ／Ｌス発振
器９により駆動されるスイッチ９１、スイッチ９１に直
列に接続される電流検出用の直流抵抗９２、リレー９３
、リレー９３励起用の直流電源９４、パイロットリレー
９５、異常検知装置９６、切替指令回路９７及び単安定
回路９８から成ることは図中に示されている。

図示されていないか、スイッチング回路８０は、加工用
制御パルス発振器９により駆動される半導体スイッチ８
１．スイッチ８１に直列に接続される電流検出用の直流
抵抗８２、リレー８３、リレー８３励起用の直流電源８
４、パイロットリレー８５、異常検知装置８６、切替指
令回路８７及び単安定回路８８から成る。

そして、スイッチ１１．２１．３１．４Ｌ　５Ｌ　８１
．９１は全く同一の性能の半導体スイッチであり、他の
互いに対応する構成要素の仕様、機能は全く同一のもの
であり、その相違点は、単に切替指令回路の入力接続の
みである。

即ち、これらの七つのスイッチング回路の内部構成は全
く同一であり、これらは互いに並列に接続されてスイッ
チングラダー回路４を構威し、このスイッチングラダー
回路４は、加工用電極１、被加工体２及び加工用直流電
源３から成る加工用の放電回路内に直列に挿入、接続さ
れている。

上記の如く、全てのスイッチング回路の構成は同一であ
るのて、加工用スイッチング回路に関する数行の王位を
Ｘとし、予備のスイッチング回路に関する数行の王位を
Ｙとする。

然るときは、加工用のスイッチング回路ＸＯの構成要素
は、加工用制御パルス発振器９により駆動される半導体
スイッチＸ１、半導体スイッチＸＩに直列に接続される
電流検出用の直流抵抗Ｘ２、リレーＸ３、リレーＸ３励
起用の直流電源Ｘ４、パイロットリレーＸ５、異常検知
装置Ｘ６、切替指令回路Ｘ７及び単安定回路Ｘ８として
示されることになり、予備用のスイッチング回路ＹＯの
構成要素は、加工用制御パルス発振器９により駆動され
る半導体スイッチＹｌ、半導体スイッチＹｌに直列に接
続される電流検出用の直流抵抗Ｙ２、リレーＹ３、リレ
ー１３励起用の直流電源Ｙ４、パイロットリレーＹ５、
異常検知装置Ｙ６、切替指令回路Ｙ７及び単安定回路Ｙ
８として示されることになる。

而して、実際にはＸ及びＹはいずれも相当の大数になっ
ている。

又、本明細書では半導体スイッチＸ１を第一のスイッチ
、リレーＸ３の接点Ｘ３ａを第二のスイッチ、半導体ス
イッチＹ１を第三のスイッチ、リレーＹ３の接点Ｙ３ａ
を第四のスイッチと呼ぶこととする。

図に示されているように、第一のスイッチＸ１、第二の
スイッチＸ３ａ及び直流抵抗Ｘ２は互いに直列に接続さ
れ、加工用電極ｌと被加工体２に給電する回路を形成す
る。

第三のスイッチＹ１、第四のスイッチＹ３ａ及び直流抵
抗Ｙ２も同様である。

又、切替指令回路Ｘ７とパイロットリレーＸ５とは、Ｃ
ＰＵ５の出力に応じて対応する第二のスイッチＸ３ａを
閉じると共に、異常検知装置Ｘ６か警報を発したときは
、その警報に応じてその第二のスイッチＸ３ａを開く緊
急遮断回路を形成し、切替指令回路Ｙ７とパイロットリ
レーＹ５とは、異常検知装置Ｙ６が警報を発したとき、
その警報に応じて対応する第四のスイッチＹ３ａを閉じ
る予備スイッチ制御回路を構成する。

ＣＰＵ５は、装置全体の作動を制御するものであるか、
図にはスイッチングラダー回路４を制御する部分のみか
示されている。

ＣＰＵ５は、与えられた加工目的に適合するように、加
工電圧、パルスのオンオフタイムその他の加工条件を決
定し、使用すべきスイッチング素子を選定し、そのスイ
ッチング素子選定指令は、ノ）ツファレシスタ６に与え
られる。

バッファレジスタ６は、加工用スイッチング回路に対応
するヒツトを有し、図示されている状態ではピット６−
１．６−２及び６−３が状態ｌてあり、スイッチング回
路１０．２０及び３０が加工のため選定されたことを示
している。

バッファレジスタ６のパラレル出力ラインは、それぞれ
対応するスイッチング回路内の切替指令回路ｘ７に入力
し、それぞれ対応するパイロットリレーＸ５を制御する
。

加工が開始されるとき、切替指令回路Ｘ７の入力が状態
１であると、その出力はパイロットリレーＸ５をオンと
して、リレーＸ３のコイルに電流を通し、接点Ｘ３ａを
閉じるので、スイッチング回路ＸＯは加工に参与するこ
とになるか、切替指令回路Ｘ７の入力か状態０であると
、そのスイッチング回路のリレー接点はオフてあり、そ
のスイッチング回路は加工に参加しない。

加工中、制御パルス発振器９の発振するパルスにより半
導体スイッチＸｌかオンオフし、リレー接点Ｘ３ａかオ
ンとなっているスイッチング回路ＸＯによって加工用電
極ｌと被加工体２との間に電圧パルスが印加され、これ
により放電加工か進行する。

このとき各スイッチング回路ＸＯを通る加工電流パルス
の適否かそれぞれ対応する異常検知装置Ｘ６により判別
される。この判別結果は、公知の如く加工条件例えば電
圧パルスのオフタイム等の制御にも使用するものである
か、此処では半導体スイッチＸ１の異常、例えば、絶縁
破壊、導通抵抗増加等が検知されたときのみを問題とす
る。

この様な半導体スイッチＸ１の異常か検出されると、異
常検知装置Ｘ６は、異常警報を発信し、対応する切替指
令回路Ｘ７及びパイロットリレーＸ５を介して、リレー
ｘ３のコイル電流を遮断し、接点Ｘ３ａを開き、当該ス
イッチング回路ＸＯの加工任務を解除する。

同時に、異常検知装置Ｘ６の発信した異常信号は、単安
定回路Ｘ８をトリガし、その出力パルスはＯＲ回路７を
通過してレジス、８に入力し、その末尾のビットを状態
０から状態１に遷移させる。

このレジスタ８のパラレル出力は、それぞれ対応する予
備のスイッチング回路ＹＯの切替指令回路Ｙ７の入力端
子に供給されており、これによりレジスタ８のビットの
状態か状態１となると、対応するスイッチング回路ＹＯ
か直ちに加工に参加せしめられることは、既に上記の説
明から明らかであろう。

図示されている状態では、レジスタ８の末位８−１か状
態１となり、スイッチング回路９０か加工に参加するこ
とになる。

又、更に、次に何れかのスイッチング回路ＸＯ又はＹＯ
て半導体スイッチの故障か生じたときは、同様にして、
そのスイッチング回路か直ちに遮断され、同時にレジス
タ８のピット８−２か状態ｌとなりスイッチング回路８
０か加工に参画することとなる。

尚、本発明の構成は叙上の実施例に限定されるものでは
なく、例えば第二及び第四のスイッチは何れも半導体ス
イッチであってもよく、その場合パイロットリレーは不
要となる。又、バッファレジスタ６、レジスタ８、ＯＲ
回路７並びに緊急遮断回路、予備スイッチ制御回路の機
能の一部又は全部をＣＰＵ５に代行させることも可能で
あり、本発明はそれらの全てを包摂するものである。

なお、図中スイッチング回路内のコンデンサＣ１及び抵
抗Ｒの定数か異なったスイッチングラダー回路４が複数
存在する場合でも、各々のラダー回路内で上記切換え作
動を行うものとする。

〔発明の効果〕

本発明は叙上の如く構成されるから、本発明によるとき
は、精密加工中にスイッチング回路に異常を生じたとき
は、不良回路は直ちに新規な予備のスイッチング回路に
切り換えられるから、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】

図面は、本発明の一実施例回路を具備した放電加工装置
の構成を示す回路図である

Claims

【特許請求の範囲】直流電源（３）と、加工用の制御パルス発振器（９）と、上記加工用の制御パルス発振器（９）の出力パルスによ
り開閉制御される複数の半導体スイッチ（１１）に、そ
れぞれ電流検出用の直流抵抗（１２）を直列に接続して
それぞれ対応するスイッチング回路（１０〜５０）を形
成すると共に、それらの複数のスイッチング回路（１０
〜５０）を互いに並列に接続して成り、上記直流電源と
直列に接続されるスイッチングラダー回路（４）と、上
記直流抵抗（１２）の端子電圧を監視して、加工電流パ
ルスの良否を判定し、異常を検知したとき警報を発信す
る異常検知回路（１６）と、から成る放電加工装置用電源回路に於いて、下記の構成
要素から成るスイッチング素子切換回路を設けたことを
特徴とする上記の放電加工装置用電源回路。（１）上記半導体スイッチ（１１）と直流抵抗（１２）
とから成るスイッチング回路（１０〜５０）の全てにそ
れぞれ直列に挿入される第二のスイッチ（１３）。（２）加工用の制御パルス発振器（９）の発振するパル
スにより開閉制御される第三のスイッチ（９１）と、そ
の第三のスイッチに直列に接続される第四のスイッチ（
９３）と、上記第三及び第四のスイッチ（９１、９３）
に更に直列に接続される直流抵抗（９２）と、その直流
抵抗の端子電圧を監視して、加工電流パルスの良否を判
定し、異常を検知したとき警報を発信する異常検知回路
（９６）とから成り、上記加工用スイッチング回路（１
０〜５０）に並列に接続されスイッチングラダー回路（
４）の一部となる少なくとも一つの予備スイッチング回
路（８０〜９０）。（３）中央制御装置（５）の出力により制御され、その
指令に応じて対応する第二のスイッチを閉じると共に、
異常検知回路（１６）が警報を発したときは、その警報
に応じてその第二のスイッチ（１３）を開く緊急遮断回
路。（４）上記各加工用スイッチング回路（１０〜５０）の
異常検知装置（１６）の出力を監視し、異常警報を検知
した都度、第四のスイッチ（９３）を閉じる予備スイッ
チ制御回路。