JPH0457445B2 - - Google Patents

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JPH0457445B2
JPH0457445B2 JP61271061A JP27106186A JPH0457445B2 JP H0457445 B2 JPH0457445 B2 JP H0457445B2 JP 61271061 A JP61271061 A JP 61271061A JP 27106186 A JP27106186 A JP 27106186A JP H0457445 B2 JPH0457445 B2 JP H0457445B2
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JP
Japan
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voltage
machining
discharge
impedance
electrodes
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JP61271061A
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JPS63123607A (ja
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Toshiaki Tanaka
Morihisa Nishikawa
Yoshio Ozaki
Koji Akamatsu
Masahiro Nakada
Atsushi Taneda
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Priority to US07/231,820 priority patent/US4945199A/en
Priority to CH2798/88A priority patent/CH673609A5/de
Priority to DE3790717A priority patent/DE3790717C2/de
Priority to PCT/JP1987/000868 priority patent/WO1988003453A1/ja
Publication of JPS63123607A publication Critical patent/JPS63123607A/ja
Publication of JPH0457445B2 publication Critical patent/JPH0457445B2/ja
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23HWORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H1/00Electrical discharge machining, i.e. removing metal with a series of rapidly recurring electrical discharges between an electrode and a workpiece in the presence of a fluid dielectric
    • B23H1/10Supply or regeneration of working media
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23HWORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H1/00Electrical discharge machining, i.e. removing metal with a series of rapidly recurring electrical discharges between an electrode and a workpiece in the presence of a fluid dielectric
    • B23H1/02Electric circuits specially adapted therefor, e.g. power supply, control, preventing short circuits or other abnormal discharges
    • B23H1/022Electric circuits specially adapted therefor, e.g. power supply, control, preventing short circuits or other abnormal discharges for shaping the discharge pulse train
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23HWORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H1/00Electrical discharge machining, i.e. removing metal with a series of rapidly recurring electrical discharges between an electrode and a workpiece in the presence of a fluid dielectric
    • B23H1/02Electric circuits specially adapted therefor, e.g. power supply, control, preventing short circuits or other abnormal discharges

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、加工液として導電性加工液を使用す
る放電加工機の放電加工方法及び装置に関するも
のである。
〔従来の技術〕
第9図は、例えば特開昭60−85826号公報に示
された従来の放電加工方法による加工用電源を示
す回路図である。図において、1は加工用電極、
2は被加工体、3は第2の直流電源、4および2
6はパワートランジスタ、5および25は上記パ
ワートランジスタ4,26のエミツタ側に接続さ
れた電流制限抵抗、9は電極1と被加工体2で形
成される極間に放電が発生したことを検出する放
電検出手段、12は切換手段、13はパワートラ
ンジスタ4を駆動する第2の駆動回路、6および
15は電流の逆流入を防ぐダイオード、18はパ
ワートランジスタ26を駆動する第1の駆動回
路、19は第1の直流電源である。なお、上記の
切換手段12は第1および第2の駆動回路13,
18を制御するものである。
ここで、導電性加工液を用いた場合の電気的特
質を述べることにする。
導電性加工液を用いる場合には、加工用電極1
と被加工体2が平行平板にて対向すると仮定でき
るとき、極間インピーダンスRgaPは第10図に
示すように次の式で表わされる。
Rgap=ρ・l/S (1) ただし、 ρ:加工液の比抵抗〔Ωcm〕 l:極間距離〔cm〕 S:極間の対向面積〔cm2〕 第2の駆動回路13を作動させ、パワートラン
ジスタ4をオンにした場合、極間を形成する加工
用電極1と被加工体2の間には放電現象に移行す
る前に、第6図aに示されるような電圧Vgopen
20が発生する。このとき、オームの法則により
電圧Vgopenは Vgopen=Rgap/Rgap+RM・E (2) で表わされる。
ただし、 RM:電流制限抵抗 E:直流電源電圧 なお、ここで用いたVgopenを無負荷電圧と呼
ぶことにする。また、放電後の極間電圧をアーク
電圧Vgarcとする。
極間に流れる電流については、電源から供給さ
れる全電流をI、極間インピーダンスRgaPに対
してオームの法則に従つて流れる電解電流におい
て無負荷電圧印加時のものをIEopen22、放電中
のものをIEarc、放電現象によつて流れる放電電
流をIdとすると、 放電前では I=IEopen (3) 放電中では I=Id+IEarc (4) ただし、 IEopen=Vgopen/Rgap (5) IEarc=Varc/Rgap (6) ここで(1)式からわかる様に、加工液の比抵抗ρ
が低い程、極間距離lが小さい程、また極間の対
向面積Sが広い程、極間インピーダンスRgapは
低下する。さらに(2)式から明らかな様に、極間イ
ンピーダンスRgaPが低下すると、無負荷電圧
Vgopenが低下する。特にアーク電圧Vgarcより
低くなつた場合は、放電が発生しないため加工不
能となる。このため特に大面積の加工において
は、加工液の比抵抗ρをある程度高く保つ必要性
があり、イオン交換樹脂を用いて比抵抗ρの制御
を行つたりする。
しかしながら、配電電流Idが少さくなるように
したい場合、電流制限抵抗5の抵抗値RMを大き
く設定する必要があるが、同時に無負荷電圧
Vgopenが低下するため放電が発生しにくくな
り、加工能率が著しく低下する。そこで、導電性
加工液を用いた放電加工機の放電加工方法として
は次の様な対策を施している。
第9図は放電加工用電源の回路を示すもので、
図においては電極1と被加工体2に対して、2組
の電流回路が並列に接続された構成となつてお
り、実際の加工電流(放電電流)は、第2の駆動
回路13によつて駆動されるパワートランジスタ
4と、第2の直流電源3、電流制限抵抗5、ダイ
オード6によつて構成される回路から供給され
る。そして、放電開始前においては、上記回路の
他に更に、第1の駆動回路18によつて駆動され
るパワートランジスタ26、電流制限抵抗25、
ダイオード15、それに第1の直流電源19から
構成される回路から、電極1、被加工体2間には
より多くの電流が流入される。すなわち、放電時
より多くの電流を流してやることにより、極間の
無負荷時の電圧を高くし、放電が誘発されやすい
様にしている。次に、極間に放電が発生した後は
放電検出手段9により放電を検出し、切換手段1
2によつて第1の駆動回路18に信号を送り、パ
ワートランジスタ26をオフにすることにより、
放電電流は第2の直流電源3からのみ供給される
こととなるのである。
この時、抵抗5の抵抗値RMは、所望の面粗度、
加工速度に対応する放電電流を得る為の値、抵抗
25の抵抗値Rsは、RM側と合わせて放電開始に
十分な無負荷電圧を得るのに必要な電流に対応し
た値として予め設定しておく。
この様にして無負荷電圧Vgopenを求めると、 Vgopen=E1/RS+E2/RM/1/RM+1/RS+1/Rgap(7
) となる。
ただし、 E1:第1の駆動回路側の直流電源電圧 E2:第2の駆動回路側の直流電源電圧 である。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来の放電加工方法は以上のように電源の内部
インピーダンスを切り替える方法をとつている。
しかしながら、電源の内部インピーダンスを算出
するために(1)式より極間インピーダンスRgapの
値を得るには、事実上次のような問題点があつ
た。
電極(1)と被加工体2は必ずしも平面対向では
なく、極間距離をそのまま(1)式のlに代入する
ことはできない。
加工形状によつては第11図に示すように、
加工の進行に伴い極間の対向面積は変化して行
く。このことによる極間インピーダンスRgap
の値の変化は無視できない程大きいものがあ
る。
導電性加工液の比抵抗は加工の進行に伴つて
変化する上、第12図に示すように、加工液タ
ンク、加工槽内、そして放電ギヤツプ間におい
て異なる値を持ち、放電ギヤツプ間の比抵抗測
定が困難である。
以上の点から、極間距離l、極間の対向面積S
および加工液の比抵抗ρを測定することから極間
インピーダンスRgapを算出することは困難であ
るとともに、加工の進行に伴つて変化して行くこ
とになる。更に加えて、加工の進行に伴つて変化
する極間インピーダンスRgapに対して電源の内
部インピーダンス値の修正が行なわれないと、次
のような不都合が生じる。
即ち、放電中に流れる電解電流IEarcの値が変
化することにより、(4)式から明らかなように放電
電流Idが変化してしまう。この結果、目的とする
加工面粗度に対して最大加工速度を維持できなく
なつたり、加工面粗度が一定に保てなくなるので
ある。
本発明は上記のような問題点を解消するために
なされたもので、放電加工全般に渡つて加工を安
定に維持するとともに、電源の内部インピーダン
スを自動的に変更、設定できるようにすること
で、加工の進行に伴つて極間距離l、極間の対向
面積Sおよび比抵抗ρが変化することによる極間
インピーダンスRgapの変化に対し、終始一定し
た面粗度を維持し、また、目標とする面粗度に対
して常に最大加工速度が得られる放電加工方法及
び装置を得ることを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は係る放電加工方法及び装置は、極間の
インピーダンスを検出し、このデータをもとに所
望の無負荷電圧を得るための電源の内部インピー
ダンスと、所望の放電電流を得るための電源の内
部インピーダンスを算出し、これを放電加工用電
源回路上に設定できるように構成したものであ
る。
〔作用〕
本発明における放電加工方法及び装置は、検出
された極間インピーダンスのデータをもとに、極
間に電圧を印加した後、放電が発生するまでの無
負荷時間では放電発生電圧以上の無負荷電圧を供
給するような電源の内部インピーダンス値を算出
し、放電発生後では所望の加工電流を流すよう電
源の内部インピーダンス値を所定値に制御する。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の一実施例を図を以つて説明す
る。第1図〜第5図において、1は加工用電極、
2は被加工体、3は加工用直流電源、4は(4−
1),(4−2)…(4−n)から成るパワートラ
ンジスタ群、5は(5−1),(5−2)…(5−
n)から成り、それぞれパワートランジスタ(4
−1),(4−2)…(4−n)のエミツタ側に接
続された電流制限抵抗群、6および15は電流の
逆流入を防ぐためのダイオード、7は検出用直流
電源、8は検出用直流電源7からの電流を制限す
る為の抵抗、9は極間に放電が発生したことを検
出する放電検出手段、10は極間インピーダンス
Rgapを検出する検出手段、11は検出手段10
によつて検出された極間インピーダンスRgapを
もとに、その極間インピーダンスRgapに適した
電源の内部インピーダンスを算出する演算手段、
12は演算手段11の演算結果にもとづいてパワ
ートランジスタ群4のオン・オフ組合わせパター
ン、即ち切換出力を決定し、このパターンを複数
個、一時記憶しておくことができる切換手段、1
3はパワートランジスタ群4の中から任意の組合
わせのパワートランジスタを選択的にオンするこ
とができる駆動回路、14は演算手段11によつ
て算出された電源の内部インピーダンス値を記憶
する記憶手段、16は電流制限抵抗群5の内の抵
抗と、これに接続されているパワートランジスタ
を選択し、その組合わせパターンを決定するデコ
ード手段、17は放電検出手段9からの信号を切
換手段12に送る発振器、18は演算手段11、
切換手段12、記憶手段14、デコード手段1
6、発振器17から構成される電源制御回路、1
9は電流制限抵抗8を切リ換える検出用抵抗切替
回路、24は極間電圧を分圧する分圧器である。
次に、各部の動作について述べる。
検出手段10は以下に述べる方法によつて極間
インピーダンスRgapを直接測定する。これらの
方法による場合、(1)式における極間距離l、極間
の対向面積Sおよび加工液の比抵抗ρに依存する
ことなく極間インピーダンスRgapを直接測定で
きるため、前述の様な問題点を解決できるのであ
る。
まず、第1の方法は次の通りである。即ち、加
工用直流電源3の休止時間中に、別電源である検
出用直流電源7によつて加工用直流電源3と同一
極性の検出用電圧を極間に印加し、この時極間に
現れる電圧から極間インピーダンスRgapを算出
する方法である。
つまり、第1図及び第2図に示す様に検出用直
流電源7を設け、電流制限抵抗8を介して極間へ
接続する。検出中においては、極間に放電が生じ
ては検出が行なえないため、極間電圧Vgaはアー
ク電圧を越えない様に設定することが必要とな
る。このため、第1図に示す様に、検出用直流電
源7の電源電圧Vaをアーク電圧Vgarcよりも低
く設定すると、制御が行ないやすいことになる。
またVa>Vgarの場合でも、第2図に示す様に、
検出手段10により検出された電圧Vgapを演算
手段11により処理し、制限抵抗8の値を検出用
抵抗切替回路19によつて切り替えることによ
り、電源電圧Vaをアーク電圧Vgarcより小さく
設定することができる。また、制限抵抗8を最適
値に切りかえることにより、検出手段10によつ
て検出される電圧Vgapの検出精度を上げること
ができる。
ところで、電源電圧値Va、抵抗値Ra、測定さ
れた極間の電圧値Vga及び極間インピーダンス
Rgapの間には次の関係がある。
Vga=Rgap/Ra+Rgap・Va 従つて、極間インピーダンスRgapは Rgap=Vga/Va−Vga・Ra (8) と算出することができる。
また、極間インピーダンスRgapを求める方法
として第2に次の様な方法がある。
第3図において加工用電源3によつて極間に電
圧を印加し、放電が発生するまでの無負荷時間中
の極間電圧Vgopenから極間インピーダンスRgap
を算出する方法である。つまり、無負荷電圧印加
時の電源の内部インピーダンスをRxとすると、
電極電圧E、極間電圧Vgopenおよび極間インピ
ーダンスRgapの間には、次の関係がある。
Vgopen=Rgap/Rgap+Rx・E 従つて極間インピーダンスRgapは、 Rgap=Vgopen/E−Vgopen・Rx (9) と算出される。なお、上記の極間電圧Vgopen
は、A/D変換器を介してデジタル値で検出手段
10へ読み込む等の方法がある。
この方法は、極間インピーダンスRgap検出用
直流電源Va7と、電流制限用抵抗Ra8が不要で
あるという大きな利点を持つ。
一方、加工用電源3によつて極間に電圧を印加
後、直ちに放電が発生した場合には無負荷時間中
の極間電圧Vgopenを検出できない為、極間イン
ピーダンスRgapを算出できない欠点を持つ。
更に、極間インピーダンスRgapを求める方法
として、第3に次の様な方法がある。第4図にお
いて、休止時間においてもパワートランジスタ群
4のうちのいくつかをオンにし、極間がアーク電
圧以下の電圧となる様、電流制限抵抗5の値を十
分大きく設定して通電し、その時極間に現れる電
圧Vgzから算出する方法である。ここで、休止時
間中の電源の内部インピーダンスをRzとすると、
電源電圧E、極間電圧Vgzと、極間インピーダン
スRgapとの間には、次の関係がある。
Vgz=Rgap/Rz+Rgap・E 8したがつて極間インピーダンスRgapは、 Rgap=Vgz/E−Vgz・Rz (10) と算出することができる。
この方法は、極間インピーダンスRgap検出用
直流電源7Vaと電流制限用抵抗8Raが不要であ
るという大きな利点を持つ。また、休止時間中に
極間電圧Vgzを検出して極間インピーダンス
Rgapを算出する為、前述した第2の方法の様に、
電圧印加後、直ちに放電が発生し、無負荷時間が
無い場合にも極間インピーダンスRgapを算出で
きる。
更に、極間インピーダンスRgapを求める方法
として、第4に次の様な方法がある。第5図にお
いて、加工用電源3の休止時間中にアーク電圧
Vgarcより低い電圧値をもつ別電源である検出用
直流電源7によつて、加工用電源3と同一極性の
検出用電圧を極間に印加し、この時極間に現れる
電圧から極間インピーダンスRgapを算出する方
法である。この方法は、検出用直流電源7の電流
制限用抵抗を、加工用電源3の電流制限抵抗群5
を利用することに特徴が有り、前述の「極間イン
ピーダンスRgapを求める第1の方法」に比べて、
検出用直流電源7の電流制限用抵抗8が不要であ
るという大きな利点を持つ。
演算手段11は、検出手段10によつて測定さ
れた極間インピーダンスRgapをもとに、以下の
各状況に応じた電源の内部インピーダンスを算出
する。
第1に、電圧印加後で放電前の無負荷状態に対
しては、放電が発生するのに十分な程高い無負荷
電圧Vgopenが得られるだけの電源内部インピー
ダンスRxを算出する。極間に放電が発生したこ
とを検出すると同時に電源内部インピーダンスは
Rxから、放電中に所望の放電電流Idを得るため
の電源内部インピーダンスRyに切り替えられる
が、パワートランジスタ等スイツチング素子4に
はスイツチング遅れ時間がある為、その時間中極
間には下記で表わされる瞬時電流IDpeakが第6図
bの如く流れる。所望の放電電流Id以上の電流が
順次電流IDpeakとして流れる為、加工面を荒らす
という欠点がある。
IDpeak=E−Vgarc/Rx−IEarc =E−Vgarc/Rx −(E−Vgopen×Vgarc/Rx・Vgop
en =E/Rx(1−Vgarc/Vgopen) 高い無負荷電圧Vgopenを得る為には、電源内
部インピーダンスRxは、小さい程良いが、上記
瞬時電流IDpeakが、加工面を荒さない様な適切な
値とする。
この時、無負荷電圧Vgopenと極間インピーダ
ンスRgap、及び電源内部インピーダンスRxの関
係は、 Vgopen=Rgap/Rgap+Rx・E したがつて、 Rx=Rgap(E/Vgopen−1) (11) 但し、Eは直流電源3の電圧 すなわち、目標とする無負荷電圧Vgopenと測
定した極間インピーダンスRgapより、電源内部
インピーダンスRxは(11)式により算出される。
第2の放電中においては、極間インピーダンス
Rgapの変化に応じて加工に寄与しない電解電流
IEarcが変化するため、加工に必要な放電電流Id
を一定に制御するために、放電電流Idと電解電流
IEarcを加えた全電流Iを極間インピーダンス
Rgapに応じて制御する。
今、放電中の電解電流IEarcと放電電流Idとは、
次式で表わされる。
IEarc=Vgarc/Rgap Id+IEarc=E−Vgarc/Ry ここで、Ryは電源内部インピーダンスであり、
電流制御抵抗群5の組み合わせによつて構成され
る合成抵抗値である。また、アーク電圧Vgarc
は、第7図に示す様に、放電電流Idに依存するこ
とが、実験的に確認されている。測定した極間イ
ンピーダンスRgap、所望の放電電流値Idおよび
アーク電圧Vgarcの値より電源内部インピーダン
スRyは Ry=E−Vgarc/Id+Vgarc/Rgap (12) と算出することができる。
演算手段11によつて算出された電源の内部イ
ンピーダンス値Rx、Ryは、記憶手段14へ送ら
れる。極間インピーダンスRgapを算出する方法
として、休止時間中に極間に電圧を印加する方法
(前述、第3の方法)の場合には、休止時間中に
極間電圧をアーク電圧以下になる様設定する電源
内部インピーダンス値Rzも記憶手段14へ送ら
れる。切換手段12は、Rx、Ry、Rzの中から、
無負荷時間中はRx、放電中はRy、休止時間中は
Rzを選択する様に切換を行なう。電流制限抵抗
群5の構成は電源の設計段階で決定されるが、デ
コード手段16はRx、Ry、Rzという値の内部イ
ンピーダンスを実現する為、電流制限抵抗群5の
内、どの抵抗を組み合わせて使うかを決定し、使
用すると決定された抵抗に接続しているパワート
ランジスタを選択し、該パワートランジスタの組
み合わせパターンを作る。1例として、 1/Rx=a11/R1+a21/R2+…+an1/Rn (13) ただし、a1、a2、…anは0又は1また、Rxの
代わりにRy、Rzと置き換えてもよい。
R1、R2、…Rnはそれぞれ電流制限抵抗(5−
1),(5−2)…(5−n)の抵抗値。
ak=0;パワートランジスタオフ 1;パワートランジスタオン (k=1・2…n) となる様な数列{an}を決定する。
ところで、目標とする無負荷電圧Vgopenは最
低でアーク電圧Vgarcが必要であるが、それ以上
であれば原理的には何ボルトでもよい。
いま、無負荷電圧Vgopenの目標値を決めた
時、目標値に一致させる制御と、目標値以上が容
易に得られる様な場合は特に目標値に引き下げる
ことは行なわない制御とが考えられる。すなわ
ち、電極面積Sが小さく極間インピーダンス
Rgapが十分に大きい場合などに、後者の様な場
合が生じる。
しかしながら、放電検出手段9による放電検出
は、一般に放電基準電圧に対して極間電圧と比較
して行なわれるため、無負荷電圧の高さは放電検
出の時間遅れに依存する。このため、無負荷電圧
はできる限り一定に保たれている方がよく、無負
荷電圧を一定にする様、演算手段11によつて制
御されるのが好ましい。
以上、上記の方法により、検出手段10によつ
て極間インピーダンスRgapを算出することがで
き、算出データは各電圧パルス毎に1回づつ出力
させることができる。
演算手段11は、検出手段10によつて各電圧
パルス毎に1回づつ出力された極間インピーダン
スRgapをもとに、電源の内部インピーダンスを
算出する。
ところで、検出手段10から出力される極間イ
ンピーダンスにもとづいて電源の内部インピーダ
ンスを求める際に、算出された極間インピーダン
スRgapのデータの処理方法として以下の方法が
ある。
第1の方法は、各パルス毎に1回づつ出力され
る極間インピーダンスRgapから、次回のパルス
の時の内部インピーダンスを算出する方法であ
る。すなわちこの方法は、前回のパルス時の極間
インピーダンスの情報を、今回のパルスを負荷す
る際の内部インピーダンス決定に利用しようとす
るもので、極間の状況の変化に即座に対応できる
ものである。
ところが放電加工時においては、加工粉の蓄積
等の外乱によつて一時的に極間が短絡または短絡
に近い状況が発生し得る。
そのような状況下においては、極間電圧は零か
それに近い値を示す。すなわち、(8)、(9)、(10)式に
おいて、Rga、Rgopen、Rgzに零またはそれに
近い値が代入される。その結果、Rgapが零に近
づくことによつて、(11)、(12)式で算出されるRx、
Ryも零に近づく。このことは、加工用直流電源
3から非常に小さい抵抗を介して極間に大電流を
供給することを意味する。そのためにエネルギー
の大きな放電が発生し、意図する面粗さより大な
る面粗さの加工面が形成されてしまう。
上に述べた欠点を補うために、第2の方法とし
て極間インピーダンスRgapのデータのうち、最
新のn個(n≧2)の平均値Rgap−mを算出し、
その結果を用いて内部インピーダンスを算出する
方法がある。例えば、第8図の概念図に示すよう
に、1〜nの番地がついたメモリを考える。この
メモリに対して、Rgapのデータを入力し記憶さ
せるわけであるが、その方法として新しく外から
入力されるデータは必らず1番地に入力され、以
前からあつたデータは、+1番地に移されるよう
にする。このようにするとメモリは常に最新のn
個のRgapのデータを記憶していることになる。
このメモリの内容を用いて演算手段11で Rgap−m=Rgap(1)+Rgap(2)+…+Rgap(n)/
n の計算を実行して平均値Rgap−mを求め、この
値をもとに電源の内部インピーダンスを算出す
る。
また、第2の方法のところで述べたメモリを用
いて以下の第3の方法も考えられる。それは、メ
モリにたくわえられた最新のn個の極間インピー
ダンスRgapの中から最大値をもつRgapを代表値
として採用する方法である。nの大きさを適切に
選ぶことによつて、短絡または短絡に近い時に現
れる零または零に近いRgapの値を採用すること
を避けることができる。
次にパワートランジスタ群4の駆動回路13
は、切換手段12から送られてくる、パワートラ
ンジスタの選択組合わせパターンのデータをデコ
ードし、対応するパワートランジスタのベースに
接続している信号線にパワートランジスタをオン
にする信号を出力する。
前述してきたように、極間インピーダンス
Rgapの変化に対応して、各電圧パルスの中の次
の各状況に応じて、電源の内部インピーダンスを
変化させる。
前の休止が終わつて極間に電圧を印加すると
きは、電源の内部インピーダンスを(11)式で算出
するRxとする。
放電検出手段9によつて極間に放電が発生し
たことを検出したとき、検出信号を切換手段1
2に伝え、内部インピーダンスをRxから(12)式
で算出するRyに切換える。
所望の電圧パルス時間が過ぎたところでパワ
ートランジスタをすべてオフにして休止時間と
する。
以上の動作を繰り返し連続して行なうことによ
つて加工を進行させるのである。
なお、本実施例では型彫放電加工機について述
べてきたが、ワイヤカツト放電化工機についても
同様の効果を奏する。
〔発明の効果〕
以上のように本発明によれば、極間の放電状態
の変化に起因する極間インピーダンスの変化に対
応してこの極間インピーダンスを検出し、そのデ
ータをもとに電極の内部インピーダンスを算出す
るように構成したので、最適な無負荷電圧と所望
の加工電流が得られることになる。従つて、安定
な加工状態を維持しながら、加工条件の設定で一
義的に決定する均一な面あらさの放電加工面が得
られるだけでなく、従来加工不可能であつた大面
積加工と仕上加工の領域で加工が可能になり、安
価で実用的な放電加工方法及び装置を得ることが
でき、極めて有効な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例による放電加工方法
及び装置における加工用電源の回路図、第2図〜
第5図は本発明の他の方法及び装置における加工
用電源の回路図、第6図は極間電圧と極間電流の
波形図、第7図はアーク電圧と放電電流の相関関
係を示す図、第8図は最新の極間インピーダンス
のデータを記憶するためのメモリの概念図、第9
図は従来の放電加工方法における加工用電源の回
路図、第10図は導電性加工液を用いた場合の極
間の構成図、第11図は複雑形状をした電極の加
工の進行に伴う対向面積の増加を示す図、第12
図は加工液の比抵抗の相異を説明するための図で
ある。 図において、1は加工用電極、2は被加工体、
3は加工用直流電源、4はパワートランジスタ
群、5は電流制限抵抗群、7は検出用直流電源、
9は放電検出手段、10は検出手段、11は演算
手段、12は切換手段、13は駆動回路、14は
記憶手段、16はデコード手段、18は制御回路
である。なお、図中、同一符号は同一又は相当部
分を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 加工液として導電性加工液を用い、電極と被
    加工体により形成される極間にパルス状の電圧を
    繰り返し印加して放電を発生させ、その放電エネ
    ルギーで上記被加工体の加工を行う放電加工方法
    において、加工状態により変化する上記電極と被
    加工体間の極間インピーダンスを加工中常に検出
    し、上記極間に電圧を印加して放電が発生するま
    での無負荷時間においては放電発生電圧以上の無
    負荷電圧を供給する電源の内部インピーダンスを
    上記極間インピーダンスから演算して設定し、放
    電が発生したことを検出した後には所望の放電電
    流を流す電源の内部インピーダンスを上記極間イ
    ンピーダンスから演算して設定して所定時間電流
    を流し続け、所定の休止時間後この一連の動作を
    繰り返し制御することを特徴とする放電加工方
    法。 2 極間インピーダンスは、アーク電圧以下の出
    力電圧を持つ検出用直流電源により、放電電圧の
    休止期間中に上記極間に電流制限抵抗を介して加
    工用直流電源と同一極性の電圧を印加し、この時
    極間に発生する電圧又は電流値から算出する特許
    請求の範囲第1項記載の放電加工方法。 3 極間インピーダンスは、アーク電圧以上の出
    力電圧を持つ検出用直流電源により、放電電圧の
    休止期間中に上記極間に印加される電圧がアーク
    電圧以下になるように電流制限抵抗を設定して加
    工用直流電源と同一極性の電圧を印加し、この時
    極間に発生する電圧又は電流値から算出する特許
    請求の範囲第1項記載の放電加工方法。 4 極間インピーダンスは、加工用直流電源によ
    り上記極間に電圧を印加し、放電が発生するまで
    の無負荷時間中に極間に発生する電圧又は電流値
    から算出する特許請求の範囲第1項記載の放電加
    工方法。 5 極間インピーダンスは、加工用直流電源によ
    り放電電圧の休止期間中に、上記極間に電流制限
    抵抗を介して電圧を印加し、この時極間に発生す
    る電圧又は電流値から算出する特許請求の範囲第
    1項記載の放電加工方法。 6 極間に電圧を印加して放電が発生するまでの
    無負荷時間において設定される無負荷電圧は、放
    電発生電圧以上の一定値を有することを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載の放電加工方法。 7 電源の内部インピーダンスは、各パルス毎に
    1回づつ出力される極間インピーダンスから、次
    回のパルス時の内部インピーダンスを算出するこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の放電
    加工方法。 8 電源の内部インピーダンスは、極間インピー
    ダンスのデータのうち、最近のn個(n≧2)の
    平均値を算出し、その結果を用いて内部インピー
    ダンスを算出することを特徴とする特許請求の範
    囲第1項記載の放電加工方法。 9 電源の内部インピーダンスは、極間インピー
    ダンスのデータのうち最大値をもつ極間インピー
    ダンスを代表値として採用し、これを用いて内部
    インピーダンスを算出することを特徴とする特許
    請求の範囲第1項記載の放電加工方法。 10 並列に接続されたn個の抵抗群があつて、
    このそれぞれの抵抗値の逆数がバイナリ構成とな
    つており、上記n個の抵抗のうちの選択組合せに
    よつて所望の電源の内部インピーダンスを設定す
    ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
    放電加工方法。 11 電極と被加工体により形成される極間にパ
    ルス状の電圧を繰り返し印加して、放電を発生さ
    せ、その放電エネルギーで上記被加工体を加工す
    る放電加工装置において、電源と上記加工部との
    間に挿入され、上記電源からの供給エネルギーを
    制御する開閉手段、上記極間の放電状態の変化に
    伴う極間インピーダンスを検出する極間インピー
    ダンス検出手段、上記極間に放電が発生したこと
    を検出する放電検出手段、上記極間インピーダン
    ス検出手段の出力に基いて上記電源の内部インピ
    ーダンスを算出する演算手段、及び上記演算手段
    の演算結果に基いて上記開閉手段を制御する制御
    手段を備えたことを特徴とする放電加工装置。 12 開閉手段は複数個並列接続されてなるパワ
    ートランジスタ群からなることを特徴とする特許
    請求の範囲第11項記載の放電加工装置。 13 極間に、上記加工電源と同一極性となるよ
    うに検出用直流電流を接続したことを特徴とする
    特許請求の範囲第11項記載の放電加工装置。 14 検出用直流電源と直列に可変制限抵抗を接
    続したことを特徴とする特許請求の範囲第11項
    記載の放電加工装置。 15 アナログ/デイジタル変換器を用いて、極
    間電圧値を演算手段に取込む極間電圧検出手段を
    有することを特徴とする特許請求の範囲第11項
    記載の放電加工装置。
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