JPH04105819A - 放電加工装置 - 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、放電加工装置に係り、特に加工電流を波形制
御する装置に関するものである。

［従来の技術］ この種の従来装置として、例えば実公昭５７−３３９５
０号公報、特公昭６２−２７９２８号公報に開示された
ものがある。

実公昭５７−３３９５０号公報に開示されたものは、エ
ネルギー貯蔵装置としてインダクタンス素子を用い、ス
イッチング素子を０Ｎ１０ＦＦ制御することにより、イ
ンダクタンス素子に流れる電流を所定値に制御する技術
に関するものである。

また、特公昭６２−２７９２８号公報に開示されたもの
は、任意の形状の加工電流波形を出力するものである。

第４図、第５図は、上記実公昭５’ｌ−３３９５０号公
報に示された従来技術の構成とその動作並びに電流波形
を示すものである。第４図において、（１）は電極、（
２）は被加工物、（３）は制御装置、（４）はパルス発
生装置、Ｂ、、Ｂ、は直流電源、Ｓ、、Ｓ２はスイッチ
ング素子、Ｌｌはコイル、Ｄ、、１）２は第１及び第２
のダイオード、１（ｌは電流検出手段をそれぞれ示す。

第５図においてＢ３、Ｂ２は、それぞれスイッチング素
子Ｓ、、Ｓ２の０Ｎ１０ＦＦ動作を示し、またＩ　Ｌ＋
はコイルし、を流れる電流、■□はその電流の上限値、
■、はその下限値をそれぞれ示す。

従来装置は上記のように構成されており、次にその動作
を説明する。

第１のダイオードＤ３、第２のダイオードＤ２および直
流電源Ｂ１．Ｂ２は、 ■スイッチング素子Ｓ１がＯＮ、かつスイッチング素子
Ｓ２がＯＮＬ、でいるとき、少なくとも直流電源Ｂ、、
Ｂ１．スイッチング素子Ｓ１、コイルし０、加工間隙、
スイッチング素子Ｓ２からなる主回路中に、 ■スイッチング素子ＳｌがＯＮ、かつスイッチング素子
Ｓ２が叶Ｆしているとき、少な（とも直流電源Ｂ２、ス
イッチング素子Ｓ３、コイルＬ、およびダイオードＤ２
からなる第１の補助回路中に、■スイッチング素子Ｓｌ
が叶Ｆ、かつスイッチング素子Ｓ２が０１でいるとき、
少なくともダイオードＤ１、コイルＬ１、加工間隙およ
びスイッチング素子Ｓ２からなる第２の補助回路中に、
■スイッチング素子Ｓ１がＯＦＦ　、スイッチング素子
Ｓ２が叶Ｆしているとき、少なくともダイオードＤ＋、
コイルＬ１、ダイオードＤ２および直流電源Ｂ１からな
る第３の補助回路中に、それぞれ電流路を与えるように
配列されており、またコイルし、に流れる電流を所定値
に維持するようにスイッチング素子Ｓ１を制御する制御
装置（３）が設けられている。

スイッチング素子Ｓ２がＯＮからＯＦＦ状態になると、
加工間隙に流れていた電流は、瞬時に第１の補助回路ま
たは第３の補助回路を還流するため、立ち下がりの急峻
な電流波形を得ることができ、またスイッチング素子Ｓ
２が、ＯＦＦからＯＮ状態になると、第１の補助回路ま
たは第３の補助回路を還流していた電流が、瞬時に加工
間隙に流れ込むので、立ち上がりの急峻な電流波形を得
ることができる。

又、第６図〜第９図は、前記特公昭６２−２７９２８号
公報に開示された従来技術の構成、動作及び電流波形を
示すもので、図中同一符号は、同−又は相当するものを
示す。

この第６図において、ｆｌｏｏｌは包絡線発生装置で、
上限包絡線（１６）と、下限包絡線（１７）を出力する
。（２００１は比較装置、（３００）はドライブ回路、
（２１）は電流検出信号、（１１２１、、ｆｌ１３］は
、それぞれ包絡線発生装置（１００１の上限包絡線出力
、下限包絡線出力、（３１）はスイッチング素子Ｓ１の
駆動信号を示している。

第７図１ａ）〜ｆｃｌ　は、電流波形の包絡線を説明す
るもので、（１６）は上限包絡線、（１７）は下限包絡
線をそれぞれ示す。

又、第８図は、比較装置（２［１０）の詳細を説明する
もので、（２３）、（２４）は比較器、（２５）はフリ
ップフロップである。比較器（２３）、（２４）は、信
号線（１１２１、（１１３＋　を介して上限包絡線信号
（１Ｇ）、下限包絡線信号（１７）を受信し、電流検出
手段Ｒ３がらコイルＬ、に流れる電流の電流検出信号（
２１）も。

この２つの比較器（２：ｌ）　［２４１に供給され、そ
れぞれの包絡線信号と比較される。電流検出信号（２１
）が下限包絡線信号（１７）のレベルまで降下すると比
較器（２４）は、その出力線路（２４１１を介して次段
のフリップフロップ（２５）に信号を供給し、フリップ
フロップ（２５）をセット状態にし、次にリセットされ
るまでこのセット状態を保持する。この結果、出力線（
２２）には信号が現れ、この信号はドライブ回路（３０
０）により増幅されて、スイッチング素子Ｓ１を導通状
態にし、直流電源Ｂ１を放電加工回路に接続する。加工
電流の大きさに従って、電流検出信号（２１）の大きさ
は増大し、そのレベルは下限包絡線（１７）のレベル以
下に落ちることはない。

次に、電流検出信号（２１）が上限包絡線信号（１６）
のレベルまで上昇すると、比較器（２３）はその出力線
路（２３１１を介してフリップフロップ（２５）をリセ
ットし、次にセットされるまでリセット状態を保持する
。その結果スイッチング素子Ｓｌは、ＯＦＦの状態とな
り直流電源Ｂ１を放電加工回路から分離する。その時流
れていた電流は、直流電源Ｂ１を経由せず、ダイオード
Ｄ、を経由して電流検出手段Ｒ１、コイルＬ１、加工間
隙と循環し、加工電流の大きさに従った電流検出信号（
２１）が上限包絡線信号（１６）を越えることはない。

以上のように、比較装置（２００）は加工ギャップの加
工電流と上限包絡線（１６）、下限包絡線（１７）を比
較し、その出力信号によりスイッチング素子Ｓ。

を０Ｎ１０ＦＦ制御し、加工電流を包絡線（１６）　（
１７＋の間に納めるよう制御する。

放電加工回路におけるスイッチング素子８１の０Ｎ１０
ＦＦは、１つの加工パルスの周期中多数回実施される。

第９図は、加工電流波形と、スイッチング素子Ｓ１の０
Ｎ１０ＦＦスイッチング動作を示す。

上記２つの従来技術の特徴は、以下の通りである。

■電流制限抵抗を用いないので、抵抗部のジュール熱に
よる発熱がない。

■パルス発生器のための供給電圧、および加工ギャップ
における動作電圧に左右されない加工電流値を得ること
ができ、エネルギーの定常性がｆ（Ｉ持される。また加
工ギャップに短絡が存在する場合でも、加工電流値は上
昇することはないため、電力スイッチにおける電力消費
は短絡時にも大きくならない。

■実公昭５７−３３９５０号公報に開示の従来例では、
急峻な電流の立ち上がり、立ち下がり特性を得ることが
できる。

■特公昭６２−２７９２８号公報に開示の従来例では、
任意形状の加工電流波形を得ることができる。

但し、実公昭５’ｌ−３３９５０公報に開示の従来例の
ように、コイルＬ、と加工間隙を分離するスイッチング
素子Ｓ２と、スイッチング素子Ｓ２をＯＦＦにした時に
極間に流れていた電流を還流させるダイオードＤ２を持
たないので、急峻な電流の立ち上がり、立ち下がり特性
を得ることは出来な（／〜。

〔発明が解決しようとする課題１ 」１記説明の従来例に開示された技術には以上の課題が
ある。即ち、 ■上限包絡線、下限包絡線の２つの基準信号が必要であ
る。

■加工電流は、上限包絡線と、下限包絡線の間に収まる
ように制御されるため、必然的に２つの包絡線の幅に相
当する電流リップルを生ずる。

■急峻な電流の立ち上がり、立ち下がり特性をもち、か
つ任意の形状の電流波形を得ることが出来ない。

本発明は上記従来技術の課題を解決することを目的とし
たものであり、 ■１つの電流基準信号により電流波形制御をおこない、
上限包絡線、下限包絡線の２つの基準信号を必要としな
い。

■電流リップルを低減する。

■急峻な電流の立ち上がり、立ち下がり特性をもち、か
つ任意の形状の電流波形を得る。

放電加工装置を提供するものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係る放電加工装置は、電源がら加工間１１３；
＋への加工電流を給断制御するスイッチング手段と、上
記スイッチング手段と上記加工間隙間に接続されると共
に、インダクタンス素子と上記加工電流を検゛出する加
工電流検出手段の直列接続体を含む構成体と、上記加工
電流の電流波形形状信号を出力する電流形状信号発生手
段と、上記加工電流検出手段から出力される信号と一定
周期の基準波形出力手段から出力される信号を比較し、
その結果により上記スイッチング手段を制御する制御手
段を備えたものである。

［作用］ 加工電流検出手段から出力される信号と、電流波形の形
状信号を比較する比較手段から出力される信号と、一定
周期の基準波形出力手段から出力される信号を比較した
結果によりスイッチング手段を制御する。

〔発明の実施例］ 第１図は、本発明の一実施例を示す図で、図中、（１，
０］、　）は、電流形状信号１１１４１　を出力する電
流形状信号発生装置、（２０１）は、一定周期ＰＷＭ　
（パルス幅変調）制御装置である。

第２図は、第１図の一定周期ＰＷＭ（パルス幅変調）制
御装置（２０１１の詳細を説明するもので、（２０２１
は、電流形状信号（１１４）と電流検出手段Ｒ１の出力
信号（２１）の差信号（２０３）を検出する減算手段、
（２０４）は増幅器、（２０５）は積分要素、（２０６
）は増幅器（２０５）の出力信号、（２０７）は一定周
期の基準三角波形出力手段、（２０８，１は一定周期基
準三角波形、（２０９）は比較器である。

本発明の一実施例装置は上記のように構成されており、
次にその動作を説明する。

電流形状信号発生装置（１０１）は、電流形状信号（１
１４１を出力する。一定周期ＰＷＭ制御装置＋２０１１
において、減算手段（２０２）は、電流形状信号［１１
４１と電流検出手段Ｒ１の出力信号（２１）の差信号（
２０３１を出力し、増幅器（２０４）はその差信号（２
０３１を増幅し、信号（２０６）を出力する。比較器（
２０９］は、増幅器（２０４］の出力信号（２０６１と
一定周期基準三角波形信号（２０８１とを比較し、出力
信号＋２０６１が一定周期基準三角波形信号より　ｒ大
」の間、スイ・シチング累子Ｓ１を（ＩＮにする信号を
出力し、出力（Ｉｌｌ 信号ｆ２０６１が一定周期基準三角波形信号より　「小
」の間、スイッチング素子Ｓ、をＯＦＦにする信号を出
力し、即ち、スイッチング素子Ｓｌをパルス幅変調によ
り０Ｎ１０ＦＦ制御し、電流を電流形状信号に追値制御
する。この電流のフィードバックループにおいて、増幅
器ｆ２０４１は積分要素（２０５）を含んでおり、その
ため低減ゲインが十分高いので、電流形状信号（１１４
）と電流検出手段Ｒ１の出力信号（２１）の差信号（２
０３１は十分小さくなるように制御される。

第３図は、一定周期ＰＷＭ制御装置（２０１１の動作と
、電流波形、タイミングを示す図である。

ｌ４ａｐは加工間隙に流れる電流波形、Ｉ　Ｌ＋はコイ
ルし、に流れる電流波形、ＩＤ２はスイッチング素子Ｓ
２がＯＦＦの時にダイオードＤ２を還流する電流波形で
ある。ここで、スイッチング素子Ｓ２は、加工パルスの
期間を制御するパルス発生器（４）により制御されてい
る。コイルＬ１に流れる電流１．．１は、上記説明によ
り、電流形状信号ｆｌ１４）に追値制御する。スイッチ
ング素子Ｓ２がＯＮから叶Ｆ状態になると、加工間隙に
流れていた電流は、瞬時にダイオードＤ２を含む前述筒
１の補助回路または、第３の補助回路に還流するため、
急峻な電流の立ち下がり特性を示す。また、スイッチン
グ素子Ｓ２が、ＯＦＦからＯＮ状態になると、第１の補
助回路または第３の補助回路に還流していた電流が、瞬
時に加工間隙に流れるため急峻な電流の立ち上がり特性
を示す。

［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、エネルギー貯蔵装置とし
てインダクタンス素子を用い、一定周期のパルス幅変調
でスイッチング素子を０Ｎ１０ＦＦ制御することにより
、インダクタンス素子に流れる電流を、電流形状信号に
追値するように制御を行なうので、以下効果が得られる
。

■電流制限抵抗を用いないので、抵抗部のジュール熱に
よる発熱がない。

■パルス発生器のための供給電圧、および加工ギャップ
における動作電圧に左右されない加工電流値を得ること
ができ、エネルギーの定常性が維持される。また、加工
ギャップに短絡が存在する場合でも、加工電流値は上昇
することはないため、電力スイッチにおける電力消費は
短絡時にも大きくならない。

■１つの電流基準信号により電流波形制御をおこない、
上限包絡線、下限包絡線の２つの基準信号を必要としな
い。

■電流リップルを低減する。

■急峻な電流の立ち上がり、立ち下がり特性をもち、か
つ任意の形状の電流波形を得る。

放電加工において、急峻な電流立ち下がり特性は、休止
時間を短く設定出来る効果により、加工時間を短縮する
ことができ、急峻な前縁と正の勾配を持つ電流波形が、
銅電極の低消耗特性を改善することは、すでに認められ
ている。

本発明は、上記■〜■の効果により、放電加工特性を改
善するとともに、安価で、発熱の極めて少ない放電加工
装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す図、第２図は第１図中
に示す一定周期パルス幅変調制御装置の詳細を示す図、
第３図は第２図に示す一定周期パルス幅変調制御装置の
動作と電流波形並びにタイミングを示す図、第４図〜第
５図及び第６図〜第９図は夫々異なる従来例を示す図で
ある。 図中、（１）は電極、（２）は被加工物、（４）はパル
ス発生装置、（１０１）は電流形状信号発生装置、（２
０１）は一定周期パルス幅変調制御装置、（３００）は
増幅器、Ｂ、、Ｂ２は直流電源、Ｓ、、Ｓ２はスイッチ
ング素子、Ｌｌはコイル、Ｄ、、Ｄ２はグイオード、Ｒ
，は電流検出手段である。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 代理人　　　大　　岩　　増　　雄

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電極と被加工物との加工間隙に放電を発生させて上記被
   加工物を加工する放電加工装置において、電源と、上記
   電源から上記加工間隙への加工電流を給断制御するスイ
   ッチング手段と、上記スイッチング手段と上記加工間隙
   間に接続されると共にインダクタンス素子と上記加工電
   流を検出する加工電流検出手段の直列接続体を含む構成
   体と、上記加工電流の電流波形形状信号を出力する電流
   形状信号発生手段と、上記加工電流検出手段から出力さ
   れる信号と一定周期の基準波形出力手段から出力される
   信号を比較し、その結果により上記スイッチング手段を
   制御する制御手段を具備する放電加工装置。