JPH06246545A - ワイヤカット放電加工装置 - Google Patents
ワイヤカット放電加工装置Info
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- JPH06246545A JPH06246545A JP5060925A JP6092593A JPH06246545A JP H06246545 A JPH06246545 A JP H06246545A JP 5060925 A JP5060925 A JP 5060925A JP 6092593 A JP6092593 A JP 6092593A JP H06246545 A JPH06246545 A JP H06246545A
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- current
- voltage
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23H—WORKING 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
- B23H7/00—Processes or apparatus applicable to both electrical discharge machining and electrochemical machining
- B23H7/02—Wire-cutting
- B23H7/04—Apparatus for supplying current to working gap; Electric circuits specially adapted therefor
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
Abstract
スの煩雑さやランニングコストを押さえ、更に通電駒の
劣化による断線事故を抑制することができるワイヤカッ
ト放電加工装置を提供する。 【構成】 通電駒18、18を介してワイヤ電極Wに負
電圧と正電圧の加工パルス電流を供給しながら被加工物
8の放電加工を行うワイヤカット放電加工装置におい
て、通電駒の近傍に導電体26、26を配置し、これと
通電駒との間に補助電源回路52を接続する。そして、
この電源回路により、導電体の電位が、ワイヤ電極の被
加工物に対する電位よりも高くなるように通電駒と導電
体間に電圧を印加し、高価な通電駒に代わって導電体を
犠牲的に電食させる。
Description
装置に関する。
イヤ電極をその長さ方向へ移動させながらこれと被加工
物(ワーク)との間に電圧を印加して放電を生ぜしめ、
更に加工液として1万Ωcm以上の比抵抗に管理された
水等を供給しつつ放電加工を行うワイヤカット放電加工
装置が知られている。この放電加工装置にあっては、通
常ワイヤ電極を負電位とし、被加工物を正電位にして水
系加工液を供給しつつ放電加工を行う。ワイヤ電極への
通電は、一般的には通電駒或いは給電体と称される導電
性の良好な、しかも摩耗に強い金属(例えば銀タングス
テン、タングステンカーバイト等の焼結合金)が用いら
れ、この通電駒は加工電流を供給するために常にワイヤ
電極と接触しており、そして、走行するワイヤ電極は常
に更新されて通電駒を擦っている。従って、通電駒は消
耗して摩擦抵抗が増加するのみならずこの温度やワイヤ
電極の温度も上昇するが、ワイヤ電極の温度が上昇する
とワイヤ電極の抵抗値が高くなり、数μsecの周期で
供給されるパルス電流の立ち上がりが悪くなるばかりか
ワイヤ電極自体もその温度上昇による抵抗値の増加で更
に加熱されることになり最終的にはワイヤの断線事故に
つながる。そこで、このような摩擦熱の冷却及びワイヤ
電極の冷却のため、前記通電駒には温度管理された加工
液を供給して常に冷却するように構成されている。
て、水系加工液の存在のもとに、放電加工間隙に加工用
パルス電圧を、被加工物(ワーク)を正電位とする所謂
正極性で繰り返し印加し、これにより被加工物を放電加
工しようとする場合、被加工物が正電位で加工液が電離
する水系であることから加工液が電気分解され、この状
態に陥ると、比抵抗値の低い部分を介して被加工物と加
工用電極との間に電解電流が流れ、被加工物が電食して
被加工物の表面に変質層を生じる。更に、超硬などの焼
結金属を加工する場合では、電解電流によって、例えば
バインダーとなっているコバルト等の電解しやすい物質
が被加工物から溶け出したり、スチール系金属では被加
工物の表面に変質層が形成されてしまう。
防止するため特公昭63−17569号公報に開示され
ているように加工パルスを正・負の極性で交互またはあ
る比率にて切り換えてながら加工するように構成し、被
加工物の電食を防ぐものや、加工開始までは電極側を正
電位としその後加工パルスとしては負電位に切り換えて
加工する構成が提案されている(電極側を常に正電位と
して加工することも考えられるが、電極が正電位では加
工速度が十分得られない)。
ば、加工用電極側を負電位とし被加工物側を正電位とし
て、すなわち正極性にて、加工間隙に放電を発生させる
ための主電源と、加工用電極側を正電位とし被加工物側
を負電位として、すなわち逆極性にて、加工間隙に放電
を発生させるための副電源とを設け、加工間隙に放電の
切っ掛けを与えるため副電源によって逆極性で電圧を印
加し、これにより加工間隙に放電が生じたことが検出さ
れたならば、副電源による放電を停止せしめ、しかる
後、主電源によって正極性で放電を行わせる構成が開示
されている。図5は従来のワイヤカット放電加工装置を
示す回路構成図であり、図中、V1は高電圧大電流の電
源、V2は低電圧小電流の電源、C1は容量の大きなコ
ンデンサ、C2は容量の小さいコンデンサ、TR1、T
R2はそれぞれ電流制御用のトランジスタ、G1、G2
はそれぞれ制御回路、R1、R2はそれぞれ充電抵抗、
R3、R4は分圧用の抵抗である。そして、供給側リー
ル2から繰り出したワイヤ電極Wを巻取り側リール4で
巻取りながら、ワイヤガイド6、6間に案内走行させ、
これと被加工物8との間で繰り返し放電を生ぜしめつつ
加工を行う。
に走行するワイヤ電極Wに上側の給電駒10A及び下側
の給電駒10Bが接しており、また、ワーク8には反対
極性の電圧が印加される。尚、図中12は図示しない加
工液を案内する加工液ガイドである。このような構成に
おいて図6に示すようにトランジスタTR1、TR2を
オンオフすることによってギャップ電圧−VG を印加
し、ギャップ電流Iを流す。すなわち、前述したように
まず、例えば低電圧用のトランジスタTR2を主放電に
先立ってオンすることによりワイヤ電極側を正電位とし
てワーク側を負電位として、すなわち逆極性にして加工
間隙に放電の切っ掛けを与え、これにより加工間隙に放
電が生じたならば低電圧用のトランジスタTR2をオフ
すると同時に例えば高電圧用のトランジスタTR1をオ
ンし、これによりワイヤ電極側を負電位としてワーク側
を正電位として、すなわち正極性にし、主放電を行わし
めるようになっている。
スの電圧の極性を切換えて加工する構成においては、確
かにワーク側の電食は解消することができたが、しかし
ながら、電極駒10A、10Bが正極性になった際に、
冷却等のために通電部に供給されている加工液によりこ
の通電駒が電食されてしまい、この結果、接触電気抵抗
や摩擦抵抗が増加してしまい、ワイヤ電極の断線事故が
ワイヤ電極が負極性のみで加工する場合より起こり易く
なる。このような断線事故を防止するためには通電駒1
0A、10Bのメンテナンスの手間が掛かるばかりでは
なく通電駒自体も高価なものなのでランニングコストの
高騰も余儀なくされるという問題点があった。本発明
は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決す
べく創案されたものである。本発明の目的は、通電駒の
電食による劣化を防ぎ、メンテナンスの煩雑さやランニ
ングコストを押さえ、更に通電駒の劣化による断線事故
を抑制することができるワイヤカット放電加工装置を提
供することにある。
解決するために、通電駒を介してワイヤ電極に負電圧と
正電圧の加工パルス電流を供給しながら被加工物を前記
ワイヤ電極により放電加工を行うワイヤカット放電加工
装置において、前記通電駒の近傍に配置された導電体
と、前記導電体の電位が、前記ワイヤ電極の被加工物に
対する電位よりも高くなるように前記通電駒と前記導電
体間に電圧を印加する補助電源回路とを備えるようにし
たものである。
電極と被加工物との間で放電が生じている時には通電駒
とこの近傍に配置された導電体との間に補助電源回路に
より電圧が印加される。この印加電圧は、導電体の電位
がワイヤ電極の被加工物に対する電位よりも高くなるよ
うに設定する。これにより、通電駒に代わって導電体が
電食されることになる。
の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。図1は本発
明のワイヤカット放電加工装置の一実施例を示す回路構
成図、図2は図1に示す制御回路の概略構成図、図3は
図2に示す制御回路の動作を示す動作説明図、図4は図
1に示す装置の動作を説明するための波形図である。
るような放電加工用電源装置14を備え、これより供給
される加工のための電気エネルギはワーク(被加工物)
8とワイヤ電極Wとの間に形成される加工間隙Gに与え
られる。ワーク8は第1アース16に接続され、ワイヤ
電極Wは一対の通電駒18、18を介して第2アース2
0に接続されている。また、一対の通電駒18、18間
にはワイヤ電極Wの走行を案内するための一対のダイス
22、22及び図示しない水系加工液の供給を案内する
ための一対の加工液ガイド24がそれぞれワーク8を挟
んで上下に配置されている。そして、ワイヤ電極Wは、
供給側リール2から供給されて巻取り側リール4で巻取
られる。尚、ワイヤ電極Wを所定の通路に沿って走行さ
せるための機構、所望の加工形状に従う所要の相対運動
をワーク8とワイヤ電極Wとの間に与えるための機構、
加工間隙Gの長さを放電加工中において適切な値に保つ
ためのサーボ制御系統などはいずれも公知の構成のた
め、図1においては省略されている。
は、それぞれ本発明の特長とする導電体26、26が配
置されている。この導電体26、26は、ワイヤ電極W
及び通電駒18より僅かな距離だけ離間されており、後
述するように通電駒18に代わって上記導電体26が犠
牲となって電食されるようになっている。このため上記
導電体は通電駒18よりもイオン化傾向の高い材料、例
えばZn(亜鉛)により形成されることが好ましい。こ
の電源装置10は、ワーク8側を正電位としワイヤ電極
W側を負電位として主加工パルスをワーク8とワイヤ電
極Wとの間に供給するための第1回路28と、ワーク2
側を正電位としワイヤ電極W側を負電圧として第1補助
パルスをワーク8とワイヤ電極Wとの間に供給するため
の第2回路30とを有している。
接続されている例えば250Vの高圧直流電源32と、
この直流電源の正極とワーク8との間に設けられた第1
スイッチングトランジスタ34とからなり、第2回路3
0は、負極が第2アース20に接続されている120V
から360Vの間で調節可能な可変低圧直流電源34
と、この直流電源34の正極とワーク8との間に直列に
接続されている、逆流防止用のダイオード36、電流制
限用の抵抗38及び第2スイッチングトランジスタ40
を有している。また、第3回路42は、負極がワーク8
に接続されて60Vから120Vの間で調節可能な可変
低圧直流電源44と、この直流電源44の正極と第2ア
ース20との間に直列に接続されている、逆流防止用の
ダイオード46、電流制御用の抵抗48及び第3スイッ
チングトランジスタ50とを有している。
6と通電駒18との間に電食防止用の電圧を印加するた
めの本発明の特長とする補助電源回路52が設けられ
る。具体的には、この電源回路52は、例えば60Vか
ら120Vの間で調節可能な可変低電圧補助電源54を
有しており、この補助電源54の正極は補助スイッチン
グトランジスタ56を介して各導電体26、26へ接続
されると共に負極は電流制御用の補助抵抗58を介して
第2アース20及び各通電駒18、18へ接続されてお
り、必要に応じて各導電体26、26の電位を各通電駒
18、18に対して高く設定し得るように構成されてい
る。
タ34、40、50、56は例えばマイクロコンピュー
タ等よりなる制御回路60によって制御される。図2に
示すようにこの制御回路60の設定器62は、加工間隙
Gにおいて放電加工を行うオン時間ONを示す第1設定
データD1と、加工間隙Gを非電圧印加状態としておく
オフ時間TFを示す第2設定データD2を設定して出力
する機能と、後述する正負の補助パルスの配分比を決定
するための2つの要素である、第1補助パルスのパルス
数NEと第2補助パルスのパルス数POとをそれぞれ示
す第3及び第4設定データD3、D4を設定し出力する
機能を有している。
第1パルス発生器64へ入力され、この発生器64に
は、ワーク−ワイヤ電極間に流れる電流等を検出してこ
れらの間に放電が生じたか否かを判別する図示しない公
知の放電検出回路から出力される放電検出出力信号Dが
入力されており、この第1パルス発生器64からは図3
(A)に示される基準パルス信号MGが出力され、第2
パルス発生器66へ入力される。上記第1パルス発生器
64においては、更にこの基準パルス信号MGと図4
(B)に示す放電検出出力信号Dとに応答し、放電検出
出力信号Dの立ち上がりタイミングで立ち上がり基準パ
ルスMGの立ち下がりタイミングにおいて立ち下がる、
パルス幅がONであるパルス信号を得るための信号処理
が行われ、この信号処理によって図4(C)に示す第1
ゲート信号G1が得られる。この信号G1は、第1スイ
ッチングトランジスタ34のゲートにゲート開閉制御用
のパルス信号として与えられ、第1ゲート信号G1の高
レベル期間中、すなわち第1設定データD1により示さ
れるオン時間ONだけ、第1スイッチングトランジスタ
34がオンされる。
第4設定データD3、D4に従って、基準パルス信号M
Gを第2ゲート信号G2または第3ゲート信号G3とし
て分配出力するパルス分配器として構成されている。こ
のパルス分配の動作を図3(A)、(D)、(E)の波
形図を参照しながら説明する。第3設定データD3は、
パルス分配により得られる1周期パターン、図示例では
第2ゲート信号G2の1番目のパルスが出力されてから
第3ゲート信号G3のパルスが出力されるまでの1パタ
ーンにおける第2ゲート信号G2のパルス数を示す。こ
れらのデータD3、D4に従って、基準パルス信号MG
を構成する各パルスを第2ゲート信号G2または第3ゲ
ート信号G3として振り分け、図3(D)、(E)に示
されるような分配されたパルス波形の信号を得る構成と
なっている。本実施例においてはその分配比は3:1と
なっている。
スイッチングトランジスタ50及び補助スイッチングト
ランジスタ56の各ゲートにゲート開閉制御用のパルス
信号として与えられ、第2ゲート信号G2の高レベル期
間中のみ第3スイッチングトランジスタ50及び補助ス
イッチングトランジスタ56がオンとされる。一方、第
3ゲート信号G3は、第2スイッチングトランジスタ4
0のゲートにゲート開閉制御用のパルス信号として与え
られ、第3ゲート信号G3の高レベル期間中のみ第2ス
イッチングトランジスタ40がオンとされる。
には、第1スイッチングトランジスタ34のオン動作に
先立って、第2ゲート信号G2により第3及び補助スイ
ッチングトランジスタ50、56が、または第3ゲート
信号G3により第2スイッチングトランジスタ40がオ
ンとされ、この後、加工間隙Gに放電が生じたことが放
電検出回路(図示せず)において検出され、放電検出出
力信号Dが出力された時に、はじめて第1スイッチング
トランジスタ34が導通状態とされる。
の作動について説明する。図4において、(A)乃至
(D)は、それぞれ、第3ゲート信号G3、第2ゲート
信号G2、第1ゲート信号G1、放電検出出力信号Dの
波形である。(E)は加工間隙Gに生じる加工電圧VG
の波形、(F)は加工間隙Gに流れる加工電流Iの波形
である。時刻t1において、第1ゲート信号G1に先立
って第2ゲート信号G2が高レベルとなると、補助スイ
ッチングトランジスタ56及び第3スイッチングトラン
ジスタ50が共にオンして、先ず可変低電圧補助電源5
4によって導電体26、26の電位が、通電駒18、1
8すなわちワイヤ電極Wよりも高くなされると共に加工
間隙Gには可変低圧直流電源44によって所謂負極性で
比較的低電圧の直流電圧VNが印加される。これによ
り、加工間隙Gに放電が生じ、t2において放電検出出
力信号Dのレベルが低レベルから高レベルに変化する
と、第1ゲート信号G1のレベルが高レベルとなり、高
圧直流電源32により所謂正極性でより高い直流電圧V
Oが加工間隙Gに印加され、基準パルス信号MGのレベ
ルが低レベルとなるt3まで、高圧直流電源32からの
電気エネルギーによりワーク8が正極性で放電加工され
る。尚、この時の放電電流Iは、放電開始時にはワイヤ
電極Wから加工間隙Gを通ってワーク8に一旦流れる
が、t2以後はこれと逆方に流れ、そのレベルはt3で
ピークに達し、第1ゲート信号G1のレベルが低レベル
となるt3以後急速に小さくなる。
の電圧が正の補助パルスとして先ず加工間隙Gに印加さ
れ、放電が開始されたならば、第1回路28により、正
極性の主パルス電圧が加工間隙Gに印加される。図示の
実施例では、上述した電圧印加動作が3回繰り返され
る。しかる後、t6において第1ゲート信号G1に先立
って第3ゲート信号G3が高レベル状態となり、第2回
路30の可変低圧直流電源34により比較的低電圧の直
流電圧VPが所謂正極性で加工間隙Gに印加される。こ
れにより加工間隙Gに放電が生じ、t7で放電検出出力
信号Dのレベルが低レベルから高レベルに変化すると、
高圧直流電源32からの電圧が加工間隙Gに正極性で印
加され、加工間隙Gには、両直流電源32、34から加
工のための放電エネルギーが供給されることになる。t
8において第1、第2スイッチングトランジスタ34、
40が共にオフされると、放電電流Iのレベルは急速に
低下し、放電が終了する。
よる主パルス電圧を正極性で印加するに先立って、第3
回路42により逆極性の補助パルス電圧を印加し、放電
が開始したならば主パルス電圧によりワーク8を放電加
工するので、放電待機期間は放電加工間隙に逆極性の電
圧が印加されることとなり、この期間における電解作用
を有効に防止することができる。一方、所定の比率で、
放電待機期間中に第2回路30より正極性の補助パルス
を印加し、電解作用の防止よりは加工速度の向上を優先
させた加工を行うので、電解作用の抑制と加工速度の低
下防止とを、その比率を変化させることによりワークの
材質に合わせてほどよくマッチさせることが可能とな
る。すなわち、被加工物(ワーク)の電解腐食に対する
耐性を考慮し主パルス電圧に対して、負の補助パルスを
先行させるべき回数と正の補助パルスを先行させるべき
回数との比率等を適宜に設定することにより、加工速度
を不必要なまでに犠牲とすることなく、被加工物に見合
った加工速度で被加工物を電解作用から譲りつつ、最低
条件で放電加工を行うことができる。
高レベルとなっている期間、すなわち放電の切っ掛けが
生じて主放電が完了するまでの期間において、可変低電
圧補助電源54の作用により各導電体26、26の電位
は常に各通電駒18、18の電位よりも高く維持されて
おり、すなわち導電体26、26と通電駒18、18と
の間に通電駒18、18が負の極性となるように電位を
かけている。この場合、導電体26の電位がワイヤ電極
のワーク8に対する電位よりも高くなるような電圧をワ
イヤ電極と導電体間に印加するように、補助電源54の
電圧を、例えば60Vに設定している。通電駒18、1
8が電気分解により腐食(電食)される代わりに導電体
26、26が犠牲的に電食されることになる。従って、
通電駒18、18の電食による劣化を大幅に抑制するこ
とができ、通電駒の劣化によるワイヤ電極の断線事故を
大幅に抑制することが可能となる。
26、26を交換すればよいので、メンテナンスを比較
的容易に行うことができ、しかもランニングコストも抑
制することが可能となる。本実施例においては、通電駒
18、18の材料、例えば銀タングステン、タングステ
ンカーバイト等の焼結合金よりもイオン化傾向の大きな
材料、例えばZn(亜鉛)を導電体26、26の材料と
して用いるので、上記した通電駒に対する電食作用の抑
制効果は一層著しいものとなる。尚、導電体の材料とし
て、上記した亜鉛のように通電駒の材料よりもイオン化
傾向が大きいものに限定されず、これよりもイオン化傾
向が小さい材料を用いるようにしてもよい。
ット放電加工装置によれば、次のように優れた作用効果
を発揮することができる。通電駒の近傍に設けた導電体
の電位を通電駒の電位よりも高く設定させるようにした
ので、通電駒に代わって導電体が犠牲となって電食させ
ることができる。従って、高価な通電駒の電食による劣
化を抑制することができ、メンテナンスを容易に行うこ
とができるのみならずランニングコストも抑制すること
ができる。また、通電駒の劣化を防止できることから、
ワイヤ電極自体の断線事故も抑制することができる。
を示す回路構成図である。
ある。
である。
成図である。
である。
Claims (1)
- 【請求項1】 通電駒を介してワイヤ電極に負電圧と正
電圧の加工パルス電流を供給しながら被加工物を前記ワ
イヤ電極により放電加工を行うワイヤカット放電加工装
置において、前記通電駒の近傍に配置された導電体と、
前記導電体の電位が、前記ワイヤ電極の被加工物に対す
る電位よりも高くなるように前記通電駒と前記導電体間
に電圧を印加する補助電源回路とを備えたことを特徴と
するワイヤカット放電加工装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5060925A JP3057953B2 (ja) | 1993-02-25 | 1993-02-25 | ワイヤカット放電加工装置 |
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP5060925A JP3057953B2 (ja) | 1993-02-25 | 1993-02-25 | ワイヤカット放電加工装置 |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH06246545A true JPH06246545A (ja) | 1994-09-06 |
JP3057953B2 JP3057953B2 (ja) | 2000-07-04 |
Family
ID=13156457
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5060925A Expired - Fee Related JP3057953B2 (ja) | 1993-02-25 | 1993-02-25 | ワイヤカット放電加工装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
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