JPH0615124B2 - ワイヤ放電加工用電源装置 - Google Patents

ワイヤ放電加工用電源装置

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JPH0615124B2
JPH0615124B2 JP15835885A JP15835885A JPH0615124B2 JP H0615124 B2 JPH0615124 B2 JP H0615124B2 JP 15835885 A JP15835885 A JP 15835885A JP 15835885 A JP15835885 A JP 15835885A JP H0615124 B2 JPH0615124 B2 JP H0615124B2
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JP
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discharge
machining
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switching element
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雅一 岸
靖夫 鈴木
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Hitachi Seiko Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、パルス放電回路のスイッチング素子をパルス
制御回路からのパルス信号でオン・オフスイッチング制
御することによりワイヤ電極と被加工物との加工間隙に
加工電圧を印加して間欠的なアーク放電を発生させ、前
記被加工物の加工を行うワイヤ放電加工用電源装置に関
するものである。
〔発明の背景〕
従来のこの種の装置を第5図に示す。この第5図におい
て、1は一定方向、例えば矢印イ方向に走行するワイヤ
電極で、被加工物2の加工面と所定の加工間隙を置いて
対向した状態で、被加工物2を上下方向に貫通してい
る。3は第1直流電源で、正極が被加工物2に接続さ
れ、負極はスイッチング素子4を直列に介して前記ワイ
ヤ電極1に接続されている。
5は第2直流電源で、第1直流電源3及びスイッチング
素子4の直列回路にダイオード6を介して並列に接続さ
れている。この場合、第2直流電源5は被加工物2に対
して第1直流電源3とは逆極性に接続され、またダイオ
ード6は第2直流電源5に対して逆方向に接続されてい
る。
これら第1直流電源3、スイッチング素子4、ダイオー
ド6及び第2直流電源5はパルス放電回路を構成してい
る。
7は放電開始検出回路で、ワイヤ電極1と被加工物2の
間の加工間隙にアーク放電が発生したことを検出し、信
号を出力する。8はパルス制御回路で、放電開始検出回
路7からの信号を受けてから、すなわち上記放電が開始
してから時間t後にスイッチング素子4をオフし、そ
の後、時間tを経て再びスイッチング素子4をオンす
るような、オン・オフスイッチング制御を行う。
次に上述従来装置の動作について説明する。スイッチン
グ素子4がパルス制御回路8からのパルス信号でオンさ
れると、ワイヤ電極1と被加工物2で形成される加工間
隙に加工電圧が印加され、間欠的なアーク放電が発生
し、被加工物2の加工が行われる。
ここで、加工間隙にアーク放電が発生すると、放電開始
検出回路7がそれを検出し、パルス制御回路8に信号を
与える。パルス制御回路8は、信号を印加してから時間
後にスイッチング素子4をオフし、更に、スイッチ
ング素子4をオフした後、時間t後にスイッチング素
子4をオンさせる。以下これを繰り返してスイッチング
素子4のオン・オフスイッチング制御が行われる。
このときの加工間隙に供給される放電電流の波形は、そ
の際、電流が流れる線路(通電線路)の抵抗が小さいと
き、通電線路のインダクタンスの影響によって、第6図
に示すように三角波になる。
これについて以下に述べる。第5図に示す構成におい
て、スイッチング素子4をオンすると、第1直流電源3
を電源とし、スイッチング素子4を介して加工間隙に放
電電流が流れる。その立上がり電流b(第6参照)
は、第1直流電源3の電圧をE、加工間隙の逆起電力
に相当する電圧(=アーク電圧:20V程度)をEa、
図中接続点ロからスイッチング素子4及び第1直流電源
3を経て接続点ハに至る通電路のインダクタンスを
、接続点ハから加工間隙を経て接続点ロに至る通電
路のインダクタンスをL、放電を開始してからスイッ
チング素子4がオフされるまでの時間をtとすると、
次式(1)で表わされる。
また、スイッチング素子4をオフすると、第1直流電源
3からの放電電流はダイオード6、第2直流電源5側を
通ることになるが、第2直流電源5は放電電流と逆極性
になっているので、放電電流は急速に立下がる。その立
下がり電流b(第6図参照)は、第2直流電源5の電
圧をEc、図中接続点ロからダイオード6及び第2直流
電源5を経て接続点ハに至る通電路のインダクタンスを
、スイッチング素子4のオフ後の時間をt(Ea
及びLは上記と同様)とすると、次式(2)で表わさ
れる。
このような動作により放電電流波形は、第6図に示すよ
うに三角波になる。
このような装置構成においては、上式(1),(2)か
ら分かるように、放電電流の立上がりb,立下がりb
の変化を各々第1直流電源3の電圧E及び第2直流
電源5の電圧Ecによって任意に調整できる。
ところで一般にワイヤ電極1には、その材質や径に応じ
て断線が生じない領域での最大の電流値(これを限界電
流値という)が存在することが知られており、加工中の
電流値(平均加工電流値)を上記限界電流値以下に維持
して加工を行うことがワイヤ電極1の断線防止に重要で
ある。
しかしながら上述従来装置では、この点については何ら
配慮されてはおらず、平均加工電流がワイヤ電極の限界
電流値を超えたか否か正確に把握することができず、こ
のため平均加工電流が上記限界電流値を超え、ワイヤ電
極1が断線することがあるという問題点があった。
〔発明の目的〕
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、平均加工電流がワイヤ電極の限界電流値を超え
たか否か正確に把握でき、ワイヤ電極の断線を信頼性高
く防止することができるワイヤ放電加工用電源装置を提
供することを目的とする。
〔発明の概要〕
本発明装置は、上述のように放電電流波形が三角波とな
るようなワイヤ放電加工用電源装置において、 一定時間T内の複数の放電電流の波形について、各々そ
の立上がり時間(すなわち、加工間隙に放電が開始して
からスイッチング素子がオフされるまでの時間幅)t
に応じた信号の時間幅を2乗演算して加算し、それを前
記一定時間Tで除算した値に、パルス放電回路中の通電
線路のインダクタンスと第1及び第2直流電源の電圧に
よって決まる放電電流波形を特定する定数を掛けた値を
算出することにより平均加工電流を把握し、 それが、所定の限界電流値を超えたときに、前記放電電
流の波形の立上がり時間tの減少又は前記放電電流の
波形が立下がりを開始してから加工間隙に次の加工電圧
を印加するまでの時間tの増加のうちの少なくともい
ずれか一方の制御を行う。
これにより、加工間隙に流れる平均加工電流を低減し、
常時それを限界電流値以下とし、上述目的を達成するよ
うにしたものである。
〔発明の実施例〕
以下図面を参照して本発明の実施例を説明する。第1図
は本発明によるワイヤ放電加工用電源装置の一実施例を
示す回路図で、図中1〜8は各々第5図と同様である。
9は演算回路で、パルス制御回路8からスイッチング素
子4へのパルス信号の一定時間T内の複数の放電電流の
波形について、各々その立上がり時間tに応じた信号
の時間幅を2乗演算して加算し、それを前記一定時間T
で除算した値に、パルス放電回路中の通電線路のインダ
クタンス(前記L〜L)と第1及び第2直流電源の
電圧(前記E及びc)によって決まる放電電流波形を
特定する定数Kを掛けた値(平均加工電流)を算出する
ものである。
10は比較回路で、演算回路9の出力信号が所定の限界
電流値を超えたときに、前記放電電流の波形の立上がり
時間tの減少又は前記放電電流の波形が立下がりを開
始してから加工間隙に次の加工電圧を印加するまでの時
間tの増加のうちの少なくともいずれか一方の制御を
行うものである。
次に上述本発明装置の動作について説明する。すなわ
ち、スイッチング素子4がパルス制御回路8からのパル
ス信号でオン・オフスイッチング制御されることによ
り、加工間隙に加工電圧が印加され、間欠的なアーク放
電が発生し、被加工物2の加工が行われる。
ここで、加工間隙にアーク放電が発生すると、放電開始
検出回路7がそれを検出し、パルス制御回路8にその検
出信号を与える。パルス制御回路8は、アーク放電発生
から時間t後にスイッチング素子4をオフし、更にス
イッチング素子4をオフしてから時間t後にスイッチ
ング素子4をオンとする。以下これを繰り返して上記オ
ン・オフスイッチング制御が行われる。
この場合、加工間隙に供給される放電電流は第6図と同
様に、第2図に示すような三角波になる。この三角波の
傾きα,β及び時間tは上式(1),(2)によって
求まり、一般に装置固有の値となる。そして放電電流の
波形(三角波)1個当たりの電気量iは、下記(3)式
で与えられる。
すなわち、放電電流の波形1個当りの電気量iは、放電
が開始してからスイッチング素子4がオフされるまでの
時間tの2乗に比例することになる。したがって、予
め放電電流波形定数である上記α,βを求めるか、又は
放電電流波形を特定する定数Kを求めておけば容易に時
間tから上記電気量iを求めることができる。
そこで演算回路9は、パルス制御回路8からスイッチン
グ素子4へ与えられるパルス信号の一定時間T内の複数
の放電電流の波形について、各々その立上がり時間t
に応じた信号の時間幅を2乗演算して加算し、それを前
記一定時間Tで除算し、これに上記定数Kを掛けた値
(平均加工電流)を算出する。
そしてその演算回路9の出力信号、すなわち平均加工電
流がワイヤ電極1の限界電流値を超えたか否かを比較回
路10で比較し、超えたときには、前記放電電流の波形
の立上がり時間tの減少又は前記放電電流の波形が立
下がりを開始してから加工間隙に次の加工電圧を印加す
るまでの時間tの増加のうちの少なくともいずれか一
方の制御を行う。
これにより、加工中の平均加工電流がワイヤ電極1の限
界電流値を超えないように常時制御され、ワイヤ電極1
の断線が防止される。
第3図は上記演算回路9及び比較回路10部分の具体例
を示すブロック図で、ここではこれらがディジタル回路
で構成されている例を示す。この第3図において、9A
は2乗演算部、9Bは加算部、9Cは演算部、9Dはタ
イミング回路である。また、10Aは限界電流値設定
部、10Bは比較部である。なおPSは、加工間隙に加
工電圧を印加するためにパルス制御回路8からスイッチ
ング素子4に与えられるパルス信号である。その他は第
1図と同様である。第4図は第3図の動作説明のための
信号波形図である。
第3図及び第4図において、パルス制御回路8からスイ
ッチング素子4へパルス信号PS(高レベル)が与えら
れるとスイッチング素子4がオンし、加工間隙に加工電
圧Vが印加される。そして、アーク放電により加工間隙
に放電電流Iが流れると放電開始検出回路7が放電開始
を検出し、その検出信号をパルス制御回路8に与える。
この時、加工間隙の電圧Vは降下し、放電電流Iが増加
する。
前記検出信号を受けたパルス制御回路8は、時間の計測
を開始し、予め設定された時間t1-1に達するとスイッ
チング素子4へのパルス信号PSを低レベルにして、ス
イッチング素子4をオフする。
スイッチング素子4がオフすると、放電電流Iが減少し
始め、加工間隙電圧V,放電電流Iは0レベルに戻る。
スイッチング素子4をオフすると同時に、パルス制御回
路8は再び時間の計測を行い、予め設定された時間t
3-1に達すると、スイッチング素子4へのパルス信号P
Sを高レベルにして、スイッチング素子4をオンする。
同時に、時間t1-1に相当するパルス幅の信号SAを演
算回路9に与える。
これにより演算回路9は、まず2乗演算部9Aが、上記
信号SAのパルス幅t(動作開始時は予め設定された
値、ここではt1-1となっている)をその大きさに相当
するディジタル値に変換した後、2乗演算する。2乗演
算部9Aの出力(t1 2)は加算部9Bに入力され、タイ
ミング回路9Dで設定されている予め決められた一定時
間Tの間、加算を行う。時間Tの間の加算が行われる
と、加算部9Bの出力(Σt1 2)は演算部9Cに入力さ
れ、時間Tで除算される共に前記定数Kを乗算し、平均
加工電流値((Σt1 2×K)/T)を求める。同時に、
加算部9Bはリセットされ、再び同様の加算を行う。
次に、比較回路10の比較部10Bで、限界電流値設定
部10Aの出力値(ワイヤ電極1の限界電流値)より演
算回路9の出力値((Σt1 2×K)/T)の方が大きい
か否かを比較する。限界電流値設定部10Aの出力値よ
り演算回路9の出力値が大きくなった時、比較部10B
からパルス制御回路8に信号SBが出力され、パルス制
御回路8における時間tの減少又は時間tの増加の
うちの少なくともいずれか一方の制御を行う。ここで
は、時間t(=t1-1)を減少してt1-2(t1-2<t
1-1)とすると共に、時間t(=t3-1)を増加してt
3-2(t3-2>t3-1)とする制御を行っている。
これにより、加工中の平均加工電流がワイヤ電極1の限
界電流値Ip(max)を超えないように常時制御され、ワ
イヤ電極1の断線が防止される。第4図の例では、Ip
>Ip(max)>Ipなる関係にあり、ワイヤ電極1
の断線が防止されている。
なお上述例では、放電電流波形を特定する定数Kの演算
を演算回路9側で乗算により行ったが、比較回路10側
において、ワイヤ電極限界電流値を上記定数Kで除算す
ることにより行ってもよい。
また、演算回路9及び比較回路10は、上述例のように
ディジタル回路で構成する他、アナログ回路で構成して
もよい。
〔発明の効果〕
以上述べたように本発明によれば、加工時の平均加工電
流がワイヤ電極の限界電流値を超えたか否か正確に把握
でき、ワイヤ電極の断線を信頼性高く防止することがで
きるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明装置の一実施例を示す回路図、第2図は
同装置における放電電流波形の一例を示す図、第3図は
同装置中の演算回路及び比較回路部分の具体例を示すブ
ロック図、第4図は第3図の動作説明のための信号波形
図、第5図は従来装置の回路図、第6図は同装置におけ
る放電電流波形図である。 1……ワイヤ電極、2……被加工物、3……第1直流電
源、4……スイッチング素子、5……第2直流電源、6
……ダイオード、7……放電開始検出回路、8……パル
ス制御回路、9……演算回路、10……比較回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】パルス放電回路のスイッチング素子をパル
    ス制御回路からのパルス信号でオン・オフスイッチング
    制御することによりワイヤ電極と被加工物との加工間隙
    に加工電圧を印加して間欠的なアーク放電を発生させ、
    前記被加工物の加工を行うワイヤ放電加工用電源装置で
    あって、 (1)前記パルス放電回路は、 (1-1)前記スイッチング素子と、 (1-2)このスイッチング素子を介して前記ワイヤ電極に
    負極(又は正極)が接続され、前記被加工物に正極(又
    は負極)が接続された第1直流電源と、 (1-3)前記ワイヤ電極及びスイッチング素子相互間にア
    ノード(又はカソード)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(又はアノード)に正
    極(又は負極)が接続され、前記被加工物及び第1直流
    電源の正極(又は負極)相互間に負極(又は正極)が接
    続された第2直流電源とを、 具備してなり、前記加工間隙に三角波の放電電流を供給
    するものにおいて、 (2)一定時間T内の複数の前記放電電流の波形につい
    て、各々その立上がり時間tに応じた信号の時間幅を
    2乗演算して加算し、それを前記一定時間Tで除算した
    値、 又はこれに前記パルス放電回路中の通電線路のインダク
    タンスと前記第1及び第2直流電源の電圧によって決ま
    る放電電流波形を特定する定数を掛けた値、 を算出する演算回路と、 (3)この演算回路の出力信号が、 所定の限界電流値、 又は前記演算回路にて前記定数の掛け算をしないときに
    は前記限界電流値を前記定数で除した値、 と比較し、 それらの値を超えたときに、前記放電電流の波形の立上
    がり時間tの減少又は前記放電電流の波形が立下がり
    を開始してから加工間隙に次の加工電圧を印加するまで
    の時間tの増加のうちの少なくともいずれか一方の制
    御を行う比較回路とを、 具備することを特徴とするワイヤ放電加工用電源装置。
JP15835885A 1985-07-19 1985-07-19 ワイヤ放電加工用電源装置 Expired - Lifetime JPH0615124B2 (ja)

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JP3223723B2 (ja) * 1994-09-20 2001-10-29 三菱電機株式会社 ワイヤ放電加工装置及びその制御方法
US6781080B1 (en) * 2000-10-20 2004-08-24 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Wire electric discharge machine with stored discharge energy threshold function
CH694361A5 (fr) 2000-10-27 2004-12-15 Mitsubishi Electric Corp Procédé et dispositif d'usinage par étincelage avec un fil.
CN103501947B (zh) * 2011-05-16 2016-05-18 三菱电机株式会社 线电极放电加工装置

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