JPH048165B2 - - Google Patents

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JPH048165B2
JPH048165B2 JP59000785A JP78584A JPH048165B2 JP H048165 B2 JPH048165 B2 JP H048165B2 JP 59000785 A JP59000785 A JP 59000785A JP 78584 A JP78584 A JP 78584A JP H048165 B2 JPH048165 B2 JP H048165B2
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Japan
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discharge
machining
switching element
dielectric breakdown
current
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JP59000785A
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Masakazu Kishi
Hitoshi Myahara
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Publication of JPH048165B2 publication Critical patent/JPH048165B2/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
    • B23H1/02Electric 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、加工用電極と被加工物とが対向して
形成される加工間〓に間欠的な放電を発生させて
加工を行う放電加工装置に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Application of the Invention] The present invention relates to an electrical discharge machining apparatus that performs machining by generating intermittent electrical discharge between machining gaps where a machining electrode and a workpiece are opposed to each other. It is related to.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

ワイヤ放電加工装置は、近年、加工速度及び加
工精度が大幅に向上しているが、加工速度を向上
させた場合、加工精度が低下する傾向がある。特
に最近開発された高速加工用パルス電源は、加工
精度を低下させている原因の1つである電解作用
が比較的大きいことが明らかになつている。
Although the machining speed and machining accuracy of wire electric discharge machining devices have been significantly improved in recent years, when the machining speed is increased, the machining accuracy tends to decrease. In particular, it has become clear that recently developed pulse power sources for high-speed machining have a relatively large electrolytic effect, which is one of the causes of reduced machining accuracy.

第1図はこのような問題をもつ従来のワイヤ放
電加工装置の全体構成を示す図で、この第1図に
おいては、1はワイヤ電極を示す。このワイヤ電
極1は、ローラ2,3に案内され、被加工物4に
対向し、その電極1と被加工物4の相対位置は数
値制御装置(図示せず)の指令により動作する位
置決め装置のモータ5,6により制御される。
FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of a conventional wire electric discharge machining apparatus having such a problem. In FIG. 1, 1 indicates a wire electrode. This wire electrode 1 is guided by rollers 2 and 3 and faces a workpiece 4, and the relative position between the electrode 1 and the workpiece 4 is determined by a positioning device operated by a command from a numerical control device (not shown). Controlled by motors 5 and 6.

前記電極1と被加工物4により形成される加工
間〓Qには加工液供給ノズル7,8により加工液
であるイオン交換水が供給され、また電極1側に
通電端子9,10を介して後述パルス放電回路よ
り電源供給される。
Ion-exchanged water, which is a machining fluid, is supplied to the machining gap Q formed by the electrode 1 and the workpiece 4 by machining fluid supply nozzles 7 and 8, and is also supplied to the electrode 1 side via current-carrying terminals 9 and 10. Power is supplied from a pulse discharge circuit described later.

この電源供給を行うパルス放電回路11は、直
流電源12、スイツチング素子13、その制御回
路14、減流抵抗15及び放電用コンデンサ16
により構成されている。
The pulse discharge circuit 11 that supplies this power includes a DC power supply 12, a switching element 13, its control circuit 14, a current reducing resistor 15, and a discharging capacitor 16.
It is made up of.

この種のパルス放電回路11の加工間〓Qにお
ける電圧と電流の波形は第2図aの上側の図に示
すように電圧が指数関数的に増加して直流電源1
2の電圧まで放電コンデンサ16が充電され、前
記加工間〓Qに放電が発生すると、第2図aの下
側の図に示すような振動電流が流れる。この振動
電流波形は放電用コンデンサ16から加工間〓Q
に至る通電系のインダクタンス及び抵抗値と放電
用コンデンサ16の容量によつて決定されるが、
一般に第2図aの下側の図に示すような振動電流
波形となる。
During machining of this type of pulse discharge circuit 11, the voltage and current waveforms during machining Q are as shown in the upper diagram of FIG.
When the discharge capacitor 16 is charged to a voltage of 2 and a discharge occurs during the machining interval Q, an oscillating current flows as shown in the lower diagram of FIG. 2a. This oscillating current waveform is from the discharge capacitor 16 to the machining interval 〓Q
It is determined by the inductance and resistance value of the current-carrying system and the capacity of the discharge capacitor 16,
Generally, the oscillating current waveform is as shown in the lower diagram of FIG. 2a.

また第1図の放電用コンデンサ16を取り除い
た場合のパルス放電回路(図示せず)も従来から
使用されており、その波形は第2図のbに示すよ
うな波形となる。
Further, a pulse discharge circuit (not shown) in which the discharge capacitor 16 of FIG. 1 is removed has also been used in the past, and its waveform is as shown in FIG. 2b.

第2図a,bのいずれの場合も絶縁破壊時の印
加パルスの極性は被加工物4が正極である。この
極性は被加工物4を加工する速度が高くなる極性
として選ばれており、加工速度を高くするには被
加工物4から電極1へ電流を流す方がよいことが
実験により確認されている。
In both cases of FIGS. 2a and 2b, the polarity of the applied pulse at the time of dielectric breakdown is such that the workpiece 4 is the positive polarity. This polarity was selected as the polarity that increases the speed of machining the workpiece 4, and experiments have confirmed that it is better to flow current from the workpiece 4 to the electrode 1 in order to increase the machining speed. .

しかし、加工液に水が用いられているため、電
圧が加工間〓Qに印加されている時、電解反応が
生じて、被加工物4の加工表面が軟質となり、加
工面の品質を悪化させていた。この量は数μmか
ら十数μmもあるため、寸法精度を数μmオーダ
ーとする高精度加工の大きな障害となつていた。
However, since water is used in the machining fluid, when voltage is applied during machining Q, an electrolytic reaction occurs, making the machining surface of the workpiece 4 soft and deteriorating the quality of the machining surface. was. Since this amount ranges from several micrometers to more than ten micrometers, it has been a major obstacle to high-precision machining with dimensional accuracy on the order of several micrometers.

この問題に対して、極間の平均電圧がOVにな
るように両極性のパルス電圧を印加する方法もあ
るが、それによると加工に寄与する加工パルスの
周波数が低下するために、加工速度が低下すると
いう問題を残していた。
To solve this problem, there is a method of applying a bipolar pulse voltage so that the average voltage between the poles is OV, but this method reduces the frequency of the machining pulses that contribute to machining, resulting in a decrease in machining speed. This left the problem of decline.

そこで、放電加工速度を低下させることなく、
加工間〓Qにおける電解反応により生ずる加工表
面の軟質層をなくすようにした放電加工装置が発
明された(特開昭56−56341号公報)。
Therefore, without reducing the electrical discharge machining speed,
An electric discharge machining apparatus was invented in which a soft layer on the machining surface caused by electrolytic reaction during machining was eliminated (Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-56341).

これは、高、低電圧の2つの放電回路を備え、
低電圧放電回路により放電の切つ掛けを与えた
後、高電圧放電回路により加工のための主放電を
行うようになされ、そしてその際、前記低電圧放
電回路は、ワイヤ電極側を正電位、被加工物側を
負電位として接続され、前記高電圧放電回路は、
ワイヤ電極側を負電位、被加工物側を正電位とし
て接続されてなるものである。
It has two discharge circuits, high and low voltage.
After the low-voltage discharge circuit provides a threshold of discharge, the high-voltage discharge circuit performs the main discharge for machining, and at this time, the low-voltage discharge circuit sets the wire electrode side to a positive potential, The high voltage discharge circuit is connected with the workpiece side at a negative potential, and
The wire electrode side is connected to a negative potential and the workpiece side is connected to a positive potential.

しかしこの従来技術では、停電圧放電回路によ
る放電開始後の主放電は、高電圧放電回路に備え
られたコンデンサに、それまでに充電されていた
電荷をスイツチオンで加工間〓Qに放出すること
により行う、いわゆるコンデンサ放電形であつ
た。
However, in this conventional technology, the main discharge after the start of discharge by the cut-off voltage discharge circuit is carried out by discharging the charge previously charged in the capacitor provided in the high voltage discharge circuit to the machining interval 〓Q using a switch. It was a so-called capacitor discharge type.

このようなコンデンサ放電形の主放電回路で
は、電流波形はその通電経路のRLCと放電開始
電圧によつて決まるが、その自由度は狭い。特
に、電流立上がり速度が遅いので、ピーク電流値
IPが高く、パルス幅が狭い高電流密度の波形を得
ることが難しく、加工効率が低いという問題点が
あつた。
In such a capacitor discharge type main discharge circuit, the current waveform is determined by the RLC of the energization path and the discharge starting voltage, but the degree of freedom is narrow. In particular, since the current rise speed is slow, the peak current value
There were problems in that it was difficult to obtain a high current density waveform with a high I P and a narrow pulse width, and the processing efficiency was low.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は、上述従来技術の問題点に鑑み
てなされたもので、放電加工速度を低下させるこ
となく、加工間〓における電解反応により生ずる
加工表面の軟質層をなくすことができ、しかも、
主放電電流波形の制御が比較的自由であり、特
に、ピーク電流値IPが高く、パルス幅が狭い高電
流密度の波形を得ることが容易、加工効率の向上
を図ることができ、更にはアークの発生も安定か
つ確実に行われる放電加工装置を提供することに
ある。
The object of the present invention has been made in view of the problems of the prior art described above, and it is possible to eliminate the soft layer on the machined surface caused by the electrolytic reaction during machining without reducing the electrical discharge machining speed, and to
The main discharge current waveform can be controlled relatively freely, and in particular, it is easy to obtain a high current density waveform with a high peak current value I P and a narrow pulse width, and it is possible to improve machining efficiency. It is an object of the present invention to provide an electrical discharge machining device in which arc generation is performed stably and reliably.

〔発明の概要〕 本発明の特徴は、 被加工物が負側に、加工用電極が正側に、各々
接続された絶縁破壊用パルス放電回路と、 前記被加工物が正側に、前記加工用電極が負側
に、各々接続された主パルス放電回路とを備え、 前記絶縁破壊用パルス放電回路により加工用電
極と被加工物との間の加工間〓の絶縁破壊を行つ
た後、前記主パルス放電回路により加工のための
主放電を行う放電加工装置において、 (1) 前記主パルス放電回路は、 (1‐1) 主放電用スイツチング素子と、 (1‐2) この主放電用スイツチング素子を介して
前記加工用電極に負極が接続され、前記被加
工物に正極が接続された主放電用直流電源
と、 (1‐3) 前記加工用電極及び主放電用スイツチン
グ素子相互間にアノードが接続されたダイオ
ードと、 (1‐4) このダイオードのカソードに正極が接続
され、前記被加工物及び主放電用直流電源の
正極相互間に負極が接続された副直流電源と
を、 具備してなり、 (2) 前記絶縁破壊用パルス放電回路は、 (2‐1) 絶縁破壊用スイツチング素子と、 (2‐2) 前記被加工物に負極が接続され、少なく
とも前記絶縁破壊用スイツチング素子を介し
て前記加工用電極に正極が接続された絶縁破
壊用直流電源と、 (2‐3) この絶縁破壊用電源の負極と、前記絶縁
破壊用スイツチング素子及び加工用電極相互
間との間、に接続され、前記加工間〓に至る
通電路のインダクタンスとで振動条件を満た
す値に設定された絶縁破壊放電用コンデンサ
とを、 具備してなり、 (3) この絶縁破壊放電用コンデンサの放電により
前記加工間〓を絶縁破壊した後、その絶縁破壊
放電用コンデンサから出力された振動放電電流
に前記主パルス放電回路の主放電電流を重畳す
べく、前記主放電用スイツチング素子を制御す
る制御回路を、 具備して構成することにある。
[Summary of the Invention] The present invention is characterized by: a pulse discharge circuit for dielectric breakdown in which the workpiece is connected to the negative side and a machining electrode is connected to the positive side; The main pulse discharge circuit is connected to the negative side of the working electrode, and after the dielectric breakdown between the machining electrode and the workpiece is performed by the dielectric breakdown pulse discharge circuit, the In an electric discharge machining apparatus that performs main discharge for machining using a main pulse discharge circuit, (1) the main pulse discharge circuit includes: (1-1) a main discharge switching element; (1-2) this main discharge switching element; a main discharge DC power supply having a negative electrode connected to the processing electrode and a positive electrode connected to the workpiece through an element; (1-3) an anode between the processing electrode and the main discharge switching element; and (1-4) a sub-DC power source, the positive electrode of which is connected to the cathode of the diode, and the negative electrode of which is connected between the workpiece and the positive electrodes of the main discharge DC power source. (2) The pulse discharge circuit for dielectric breakdown includes (2-1) a switching element for dielectric breakdown, and (2-2) a negative electrode connected to the workpiece, and at least the switching element for dielectric breakdown. (2-3) between the negative electrode of the dielectric breakdown power source and the dielectric breakdown switching element and the machining electrode; and a dielectric breakdown discharge capacitor which is connected to the inductance of the current carrying path leading to the machining gap and set to a value that satisfies vibration conditions; (3) the discharge of the dielectric breakdown discharge capacitor causes the A control circuit that controls the main discharge switching element in order to superimpose the main discharge current of the main pulse discharge circuit on the oscillating discharge current output from the dielectric breakdown discharge capacitor after dielectric breakdown of the machining gap, The purpose is to equip and configure the system.

〔発明の実施例〕 以下、第3図及び第4図を参照して本発明の実
施例を説明する。
[Embodiments of the Invention] Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 and 4.

第3図は本発明による放電加工装置の一実施例
の要部を示す回路図で、放電回路部分を主として
示している。この第3図において、第1図と同一
符号は同一又は相当部分を示す。
FIG. 3 is a circuit diagram showing the main parts of an embodiment of the electrical discharge machining apparatus according to the present invention, mainly showing the electrical discharge circuit portion. In FIG. 3, the same reference numerals as in FIG. 1 indicate the same or corresponding parts.

第3図においては、絶縁破壊用パルス放電回路
は、絶縁破壊用直流電源17、絶縁破壊用スイツ
チング素子、減流抵抗19、前記スイツチング素
子18を制御する絶縁破壊用スイツチング素子制
御回路20及び放電用コンデンサ30で構成され
ている。
In FIG. 3, the dielectric breakdown pulse discharge circuit includes a dielectric breakdown DC power supply 17, a dielectric breakdown switching element, a current reducing resistor 19, a dielectric breakdown switching element control circuit 20 for controlling the switching element 18, and a discharge dielectric breakdown switching element control circuit 20. It is composed of a capacitor 30.

ここで前記直流電源17は、例えば70〜15OV
程度の出力電圧で、負極が被加工物4に接続さ
れ、正極が前記減流抵抗19、スイツチング素子
18、ダイオード29及び電流検出器28を順次
介して通電端子10に接続されている。また放電
用コンデンサ30は、前記直流電源17の負極
と、前記スイツチング素子18及び電流検出器2
8相互間との間、に接続されている。この放電用
コンデンサ30は、ここから加工間〓Qに至る通
電路のインダクタンス31及び抵抗32とで放電
電流が十分振動条件を満たす値になるように設定
されている。
Here, the DC power supply 17 is, for example, 70 to 15 OV.
The negative electrode is connected to the workpiece 4, and the positive electrode is connected to the current-carrying terminal 10 through the current reducing resistor 19, the switching element 18, the diode 29, and the current detector 28 in this order. Further, the discharge capacitor 30 connects the negative electrode of the DC power supply 17, the switching element 18, and the current detector 2.
8 are connected to each other. This discharge capacitor 30 is set so that the discharge current reaches a value that satisfies the vibration conditions by the inductance 31 and resistance 32 of the current-carrying path from here to the machining interval Q.

また主パルス放電回路は、主放電用直流電源2
1、主放電用スイツチング素子22、このスイツ
チング素子22を制御する主放電用スイツチング
素子制御回路23、ダイオード24及び電磁エネ
ルギ吸収用の副直流電源25で構成されている。
In addition, the main pulse discharge circuit is connected to the main discharge DC power supply 2.
1. It is composed of a main discharge switching element 22, a main discharge switching element control circuit 23 that controls this switching element 22, a diode 24, and a sub-DC power supply 25 for absorbing electromagnetic energy.

ここで前記直流電源21は、例えば200〜300V
程度の出力電圧で、負極がスイツチング素子22
を介して通電端子10に接続され、正極が被加工
物4に接続されている。また前記ダイオード24
は、アノードが通電端子10及びスイツチング素
子22相互間に接続されている。更に前記副直流
電源25は、例えば50〜100V程度の出力電圧で、
正極が前記ダイオード24のカソードに接続さ
れ、負極が前記被加工物4及び直流電源21の正
極相互間に接続されている。
Here, the DC power supply 21 has a voltage of, for example, 200 to 300V.
At an output voltage of about
It is connected to the current-carrying terminal 10 via the energizing terminal 10, and its positive electrode is connected to the workpiece 4. In addition, the diode 24
The anode is connected between the current-carrying terminal 10 and the switching element 22. Further, the auxiliary DC power supply 25 has an output voltage of, for example, about 50 to 100V,
A positive electrode is connected to the cathode of the diode 24, and a negative electrode is connected between the workpiece 4 and the positive electrodes of the DC power source 21.

なお電流検出器28は、加工間〓Qでの放電開
始(絶縁破壊)を検出する。
Note that the current detector 28 detects the start of electrical discharge (insulation breakdown) during the machining interval Q.

また、27は、パルス制御回路を示し、電流検
出器28の出力信号を処理すると共に、スイツチ
ング素子制御回路20,23へパルス信号を出力
するためのものである。
Further, 27 indicates a pulse control circuit, which processes the output signal of the current detector 28 and outputs a pulse signal to the switching element control circuits 20 and 23.

次に上述本発明装置の動作を第4図を用いて説
明する。
Next, the operation of the above-mentioned apparatus of the present invention will be explained using FIG. 4.

第4図の波形aは加工間〓Qの電圧、同波形b
は加工間〓Qの電流を示す。同じく波形cはスイ
ツチング素子18の、波形dはスイツチング素子
22の、オン、オフ信号を各々示す。
Waveform a in Figure 4 is the voltage during machining = Q, and the same waveform b
represents the current during machining 〓Q. Similarly, waveform c shows on and off signals of switching element 18, and waveform d shows on and off signals of switching element 22, respectively.

まず、パルス制御回路27から第4図の波形c
の信号がスイツチング素子制御回路20へ入力さ
れ、スイツチング素子18がオンとなつたものと
する。この時、波形dから分かるように、スイツ
チング素子22はオフしている。
First, from the pulse control circuit 27, the waveform c in FIG.
It is assumed that the signal 2 is input to the switching element control circuit 20, and the switching element 18 is turned on. At this time, as can be seen from the waveform d, the switching element 22 is off.

スイツチング素子18がオンすると、放電用コ
ンデンサ30に直流電源17から抵抗19を介し
て充電される。この時、被加工物4の極性は負で
あるため、被加工物4は電解されない。
When the switching element 18 is turned on, the discharging capacitor 30 is charged from the DC power supply 17 via the resistor 19. At this time, since the polarity of the workpiece 4 is negative, the workpiece 4 is not electrolyzed.

放電が開始すると、第4図の波形aのa1に示す
ように電圧が降下すると共に、放電用コンデンサ
30、インダクタンス31及び抵抗32による
RLC回路の振動電流が、放電用コンデンサ30
から加工間〓Qに波形bのb1のように流れ始め、
その電流は電流検出器28で検出され、その検出
信号はパルス制御回路27は入力される。
When the discharge starts, the voltage drops as shown by a1 of waveform a in FIG.
The oscillating current of the RLC circuit is caused by the discharging capacitor 30.
During machining 〓Q begins to flow like waveform b 1 ,
The current is detected by a current detector 28, and the detection signal is input to the pulse control circuit 27.

これによりパルス制御回路27は、パルスオフ
信号をスイツチング素子制御回路20を介してス
イツチング素子18へ出力し、これをオフすると
共に、第4図の波形dに示すように、放電が開始
してからスイツチング素子22がオンするまでの
時間が後述t3′となるように、パルスオン信号を
スイツチング素子制御回路23を介してスイツチ
ング素子22へ出力し、これをオンする。これに
より加工間〓Qに流れる放電電流は、第4図の波
形bに示すようになり、放電用コンデンサ30か
ら出力された振動放電電流の第2半波b2にそれと
同一極性の直流電源21からの大電流bが重畳さ
れるもので、加工間〓Qの絶縁破壊後のアークへ
の移行が円滑になる。
As a result, the pulse control circuit 27 outputs a pulse-off signal to the switching element 18 via the switching element control circuit 20 to turn it off, and at the same time, as shown in waveform d in FIG. A pulse-on signal is output to the switching element 22 via the switching element control circuit 23 to turn it on so that the time it takes for the element 22 to turn on becomes t 3 ', which will be described later. As a result, the discharge current flowing during machining Q becomes as shown in the waveform b in FIG . The large current b from .

なお、加工間〓Qの絶縁破壊後、振動放電電流
が流れ、加工間〓Qが過渡アーク状態になつてい
ると、アーク切れなく前記大電流b3を重畳できる
(円滑、確実なアークへの移行が可能となる)。特
に、振動放電電流の第2半波b2に前記大電流b3
重畳する場合は、同一極性の重畳となるのでアー
クへの移行はより円滑かつ確実になる。
Note that after the dielectric breakdown of the machining interval Q, an oscillating discharge current flows, and if the machining interval Q is in a transient arc state, the large current b 3 can be superimposed without breaking the arc (smooth and reliable arcing). ). In particular, when the large current b 3 is superimposed on the second half-wave b 2 of the oscillating discharge current, the superposition has the same polarity, so that the transition to an arc becomes smoother and more reliable.

第4図の波形bにおいて、スイツチング素子2
2をオフした後でも電流b4が流れているのは、通
電系の布線のインダクタンスL(図示せず)に蓄
積した電磁エネルギがダイオード24を通つて放
出(直流電源25に吸収)するからである。
In waveform b in FIG.
The reason why the current b4 continues to flow even after the power supply 2 is turned off is because the electromagnetic energy accumulated in the inductance L (not shown) of the wiring in the current-carrying system is released through the diode 24 (absorbed by the DC power supply 25). It is.

なお、第4図の波形bのt4は、放電開始から放
電用コンデンサ30、インダクタンス31及び抵
抗32によるRLC回路の振動放電電流波形の第
2半波b2開始時点までの時間である。また第4図
の波形dのt3′は、放電開始から前記時間t4経過後
であつて、更に前記第2半波b2終了前の適宜時間
である。したがつてこの時間t3′は、前記第2半
波b2の持続時間と、前記電流検出器28による放
電開始の検出からスイツチング素子22をオンす
るまでの遅延時間(最小で200〜500ns)とが考慮
され、設定される。
Note that t4 of waveform b in FIG. 4 is the time from the start of discharge to the start of the second half wave b2 of the oscillating discharge current waveform of the RLC circuit formed by the discharging capacitor 30, inductance 31, and resistor 32. Further, t 3 ' of waveform d in FIG. 4 is an appropriate time after the elapse of the time t 4 from the start of discharge and before the end of the second half wave b 2 . Therefore, this time t 3 ' is the duration of the second half wave b 2 and the delay time from the detection of the start of discharge by the current detector 28 until the switching element 22 is turned on (200 to 500 ns at the minimum). are taken into account and set.

t5は、電流検出器28による放電開始の検出か
らスイツチング素子18をオフするまでの遅延時
間である。また時間t1とt2は、通常、一定になる
ように制御される。
t 5 is the delay time from the detection of the start of discharge by the current detector 28 until the switching element 18 is turned off. Further, the times t 1 and t 2 are usually controlled to be constant.

上述本発明装置によれば、従来技術(特開昭56
−56341号公報)と同様に、放電加工速度を低下
させることなく、加工間〓Qにおける電解反応に
より生ずる加工表面の軟質層をなくすことができ
る。のみならず、主放電電流波形の制御が比較的
自由であり、特に、ピーク電流値IPが高く、パル
ス幅が狭い高電流密度の波形を得ることが容易
で、加工効率の向上を図ることができる。すなわ
ち、従来技術のコンデンサ放電形主放電回路と異
なり、本発明のようなスイツチング素子(主とし
てスイツチングトランジスタ)形主放電回路で
は、直流電源21,25の電圧及びスイツチング
素子22のオンタイムt1により、ピーク電流値IP
(第4図の波形bにおける三角波のピーク値)や、
電流パルス幅(上記三角波の幅)を容易に変更す
ることができる。したがつて、ピーク電流値IP
高く、パルス幅が狭い高電流密度の波形を得るこ
とも容易であり、加工効率の向上を図ることがで
きる。
According to the above-mentioned device of the present invention, the conventional technology
56341), it is possible to eliminate the soft layer on the machined surface caused by the electrolytic reaction during the machining interval Q without reducing the electrical discharge machining speed. In addition, the main discharge current waveform can be controlled relatively freely, and in particular, it is easy to obtain a high current density waveform with a high peak current value I P and a narrow pulse width, which improves machining efficiency. I can do it. That is, unlike the capacitor discharge type main discharge circuit of the prior art, in the switching element (mainly switching transistor) type main discharge circuit as in the present invention, the voltage of the DC power supplies 21 and 25 and the on-time t 1 of the switching element 22 , peak current value I P
(Peak value of the triangular wave in waveform b in Figure 4),
The current pulse width (width of the triangular wave) can be easily changed. Therefore, it is easy to obtain a high current density waveform with a high peak current value I P and a narrow pulse width, and it is possible to improve processing efficiency.

これについて以下に述べる。第3図に示す構成
において、スイツチング素子22をオンすると、
直流電源21を電源とし、スイツチング素子22
を介して加工間〓Qに放電電流が流れる。その立
上がり電流b3(第4図b参照)は、直流電源21
の電圧をEM、加工間〓Qの逆起電力に相当する
電圧(=アーク電圧:20V程度)をEa、直流電
源21及びスイツチング素子22相互間の通電路
のインダクタンスをL1、直流電源21から加工
間〓Qを経てスイツチング素子22に至る通電路
のインダクタンスをL2、スイツチング素子22
のオン後の時間をt1とすると、次式(1)で表わされ
る。
This will be discussed below. In the configuration shown in FIG. 3, when the switching element 22 is turned on,
A DC power supply 21 is used as a power supply, and a switching element 22
A discharge current flows through the machining interval Q. The rising current b 3 (see Figure 4b) is the DC power supply 21
The voltage is E M , the voltage corresponding to the back electromotive force during machining Q (= arc voltage: about 20 V) is Ea , the inductance of the current-carrying path between the DC power supply 21 and the switching element 22 is L 1 , the DC power supply 21 The inductance of the current-carrying path leading to the switching element 22 via Q is L 2 , and the switching element 22 is
When the time after turning on is t1 , it is expressed by the following equation (1).

b3=EM−Ea/L1+L2・t1 ……(1) また、スイツチング素子22をオフすると、直
流電源21からの放電電流はダイオード24、副
直流電源25側を通ることになるが、副直流電源
25は放電電流と逆極性になつているので、放電
電流は急速に立下がる。その立下がり電流b4(第
4図b参照)は、副直流電源25の電圧をEc、
スイツチング素子22及びダイオード24の接続
部から直流電源21及び副直流電源25の接続部
に至る通電路のインダクタンスをL3、スイツチ
ング素子22のオフ後の時間をtf(Ea及びL2は上
記と同様)とすると、次式(2)で表わされる。
b 3 = E M −Ea/L 1 +L 2・t 1 ...(1) Also, when the switching element 22 is turned off, the discharge current from the DC power supply 21 will pass through the diode 24 and the auxiliary DC power supply 25 side. However, since the auxiliary DC power supply 25 has a polarity opposite to that of the discharge current, the discharge current falls rapidly. The falling current b 4 (see Fig. 4b) increases the voltage of the auxiliary DC power supply 25 by Ec,
The inductance of the current-carrying path from the connection between the switching element 22 and the diode 24 to the connection between the DC power supply 21 and the auxiliary DC power supply 25 is L 3 , and the time after the switching element 22 is turned off is t f (Ea and L 2 are the same as above). Similarly), it is expressed by the following equation (2).

b4=Ec+Ea/L2+L3・tf ……(2) 上式(1)、(2)から分かるように、放電電流の立上
がりb3、立下がりb4の変化を各々直流電源21の
電圧EM及び副直流電源25の電圧Ecによつて任
意に調整できる。すなわち、ピーク電流IPは立上
がり電流b3を調整することで所望の値とし得、パ
ルス幅は立上がり電流b3及び立下がり電流b4の変
化をできるだけ急峻にすることで小さくできる
が、これらの設定は前記電圧EM及びECの調整に
より可能である。
b 4 = Ec + Ea / L 2 + L 3 · t f ... (2) As can be seen from the above equations (1) and (2), the changes in the rising edge b 3 and falling edge b 4 of the discharge current are respectively expressed as It can be arbitrarily adjusted by the voltage E M and the voltage Ec of the auxiliary DC power supply 25. In other words, the peak current I P can be set to a desired value by adjusting the rising current b 3 , and the pulse width can be reduced by making the changes in the rising current b 3 and falling current b 4 as steep as possible. Setting is possible by adjusting the voltages EM and EC.

なお上述実施例では、放電開始の検出に、絶縁
破壊用パルス放電回路の電流検出器を用いたが、
加工間〓Qの電圧を直接測定し、絶縁破壊時の電
圧降下を検出する電圧検出器を用いても同様の効
果が得られる。
In the above embodiment, a current detector of a pulse discharge circuit for dielectric breakdown was used to detect the start of discharge.
A similar effect can be obtained by using a voltage detector that directly measures the voltage during machining Q and detects the voltage drop at the time of dielectric breakdown.

また上述実施例では、本発明を、加工用電極に
ワイヤ電極1を用いたワイヤ放電加工装置に適用
した場合についても説明したが、加工液に水系の
ものを使用する場合の形彫り放電加工装置に適用
しても同様の効果が得られることはいうまでもな
い。
Furthermore, in the above-mentioned embodiments, the case where the present invention is applied to a wire electrical discharge machining device using the wire electrode 1 as a machining electrode was also explained, but a die-sinker electrical discharge machining device in which a water-based machining fluid is used. It goes without saying that the same effect can be obtained even when applied to.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上述べたように本発明によれば、放電加工速
度を低下させることなく電解反応により生ずる加
工表面の劣化を防止できるという効果がある。ま
た、加工間〓の絶縁破壊後のアークへの移行が円
滑、確実になり、アーク発生が安定かつ確実に行
われるという効果もある。
As described above, according to the present invention, there is an effect that deterioration of the machined surface caused by electrolytic reaction can be prevented without reducing the electrical discharge machining speed. Further, the transition to the arc after dielectric breakdown during machining becomes smooth and reliable, and there is also the effect that arc generation is performed stably and reliably.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は従来装置の全体構成図、第2図は従来
装置における電圧、電流波形図、第3図は本発明
装置の一実施例の要部を示す回路図、第4図は同
上装置の動作説明のためのパルス波形図である。 1……ワイヤ電極、4……被加工物、17……
絶縁破壊用パルス放電回路の直流電源、18,2
2……スイツチング素子、20……絶縁破壊用パ
ルス放電回路のスイツチング素子制御回路、21
……主パルス放電回路の直流電源、23……主パ
ルス放電回路のスイツチング素子制御回路、25
……主パルス放電回路の副直流電源、27……パ
ルス制御回路、28……電流検出器、30……放
電コンデンサ、31……インダクタンス、32…
…抵抗、Q……加工間〓。
Fig. 1 is an overall configuration diagram of the conventional device, Fig. 2 is a voltage and current waveform diagram in the conventional device, Fig. 3 is a circuit diagram showing the main parts of an embodiment of the device of the present invention, and Fig. 4 is the same as the above device. FIG. 3 is a pulse waveform diagram for explaining the operation. 1... Wire electrode, 4... Workpiece, 17...
DC power supply for pulse discharge circuit for insulation breakdown, 18,2
2...Switching element, 20...Switching element control circuit of pulse discharge circuit for dielectric breakdown, 21
... DC power supply of the main pulse discharge circuit, 23 ... Switching element control circuit of the main pulse discharge circuit, 25
... Sub-DC power supply of main pulse discharge circuit, 27 ... Pulse control circuit, 28 ... Current detector, 30 ... Discharge capacitor, 31 ... Inductance, 32 ...
...Resistance, Q...During machining〓.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 被加工物が負側に、加工用電極が正側に、
各々接続された絶縁破壊用パルス放電回路と、 前記被加工物が正側に、前記加工用電極が負側
に、各々接続された主パルス放電回路とを備え、 前記絶縁破壊用パルス放電回路により加工用電
極と被加工物との間の加工間〓の絶縁破壊を行つ
た後、前記主パルス放電回路により加工のための
主放電を行う放電加工装置において、 (1) 前記主パルス放電回路は、 (1‐1) 主放電用スイツチング素子と、 (1‐2) この主放電用スイツチング素子を介して
前記加工用電極に負極が接続され、前記被加
工物に正極が接続された主放電用直流電源
と、 (1‐3) 前記加工用電極及び主放電用スイツチン
グ素子相互間にアノードが接続されたダイオ
ードと、 (1‐4) このダイオードのカソードに正極が接続
され、前記被加工物及び主放電用直流電源の
正極相互間に負極が接続された副直流電源と
を、 具備してなり、 (2) 前記絶縁破壊用パルス放電回路は、 (2‐1) 絶縁破壊用スイツチング素子と、 (2‐2) 前記被加工物に負極が接続され、少なく
とも前記絶縁破壊用ス【ツチング素子を介し
ても前記加工用電極に正極が接続された絶縁
破壊用直流電源と、 (2‐3) この絶縁破壊用電源の負極と、前記絶縁
破壊用スイツチング素子及び加工用電極相互
間との間、に接続され、前記加工間〓に至る
通電路のインダクタンスとで振動条件を満た
す値に設定された絶縁破壊放電用コンデンサ
とを、 具備してなり、 (3) この絶縁破壊放電用コンデンサの放電により
前記加工間〓を絶縁破壊した後、その絶縁破壊
放電用コンデンサから出力された振動放電電流
に前記主パルス放電回路の主放電電流を重畳す
べく、前記主放電用スイツチング素子を制御す
る制御回路を、 具備することを特徴とする放電加工装置。
[Claims] 1. The workpiece is on the negative side, the processing electrode is on the positive side,
A pulse discharge circuit for dielectric breakdown is connected to each other, and a main pulse discharge circuit is connected to the workpiece on the positive side and the machining electrode on the negative side, and the pulse discharge circuit for dielectric breakdown In an electric discharge machining apparatus that performs a main discharge for machining by the main pulse discharge circuit after performing dielectric breakdown during machining between a machining electrode and a workpiece, (1) the main pulse discharge circuit comprises: , (1-1) a switching element for main discharge, and (1-2) a switching element for main discharge in which a negative electrode is connected to the machining electrode and a positive electrode is connected to the workpiece through this switching element for main discharge. (1-3) a diode with an anode connected between the processing electrode and the main discharge switching element; (1-4) a positive electrode connected to the cathode of the diode, (2) The pulse discharge circuit for dielectric breakdown includes: (2-1) a switching element for dielectric breakdown; (2-2) a dielectric breakdown DC power supply having a negative electrode connected to the workpiece and a positive electrode connected to at least the processing electrode via the dielectric breakdown switching element; The inductance of the current-carrying path connected between the negative electrode of the dielectric breakdown power supply and the dielectric breakdown switching element and the machining electrodes to the machining gap is set to a value that satisfies the vibration conditions. (3) After the dielectric breakdown of the machining gap is caused by the discharge of the dielectric breakdown discharge capacitor, the oscillating discharge current output from the dielectric breakdown discharge capacitor is An electric discharge machining apparatus comprising: a control circuit that controls the main discharge switching element so as to superimpose the main discharge current of the main pulse discharge circuit.
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