JPH08174339A - 放電加工用回路装置及び放電加工装置 - Google Patents

放電加工用回路装置及び放電加工装置

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JPH08174339A
JPH08174339A JP33634294A JP33634294A JPH08174339A JP H08174339 A JPH08174339 A JP H08174339A JP 33634294 A JP33634294 A JP 33634294A JP 33634294 A JP33634294 A JP 33634294A JP H08174339 A JPH08174339 A JP H08174339A
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switch
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Tatsuo Toyonaga
竜生 豊永
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】浸漬加工や水噴加工に対応でき、スイッチ部に
接触不良や損傷を与えることなく、高周波結合トランス
部の冷却を効率的に行なって加工性能を高く維持するこ
とができる放電加工装置を提供する。 【構成】トランス部とスイッチ部とを区画して収容し、
加工部の近傍に設けられるスイッチ容器と、冷却液を貯
留する冷却液槽26と、この冷却液槽と、この冷却液槽
とスイッチ容器内のトランス部を収容する室との間に接
続された冷却液通路62と、冷却液槽内の冷却液を供給
する冷却ポンプ65とを備えるように構成する。これに
より、高周波パルスを印加する時に使用するトランス部
を冷却してパルスピーク値が低下することを防止し、加
工性能を高く維持する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ワイヤ放電加工装置や
形彫放加工装置に用いられる放電加工用回路装置及びこ
れを用いた放電加工装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、放電加工装置は、電極と被加工
物との間に間欠的に放電を生ぜしめ、この時生ずる電食
作用により被加工物を所定の形状に切断したり、この切
り抜き等を行なうものである。ここでワイヤ放電加工装
置を例にとって説明すると、上下方向に間隔を隔てて配
置したガイド間に張架したワイヤ電極をその長さ方向に
更新移動させつつこれに被加工物を微小間隔を隔てて接
近させて、このワイヤ電極と被加工物との間に間欠的に
パルス状に放電を生ぜしめる。この時、電食作用により
被加工物が加工され、この状態でワイヤ電極と被加工物
とを相対移動させることにより、被加工物を所定の形状
に切断したり、或いは所定の形状で切り抜き等を行なう
ようになっている。
【0003】このようなワイヤ放電加工方法により、各
種の金型や部品等を加工して仕上げるには、まず、被加
工物の材質、板厚等に応じてワイヤ電極の材質、線径、
更新送り速度等を選択し、同様に加工液の種類、放電パ
ルスの電圧値、放電パルス幅等の初期条件を設定し、所
定の加工輪郭線形状から所定量オフセットした軌跡に加
工送りを数値制御装置により制御しつつ与え、ファース
トカット加工(通常荒加工)を行なう。次に、このファ
ーストカット加工後、上記の各種の設定条件のパラメー
タをセカンドカット(中加工)加工条件に設定を切り替
えて、同様な加工を施す。次に、次段加工工程であるサ
ードカット加工というように順次、制度の高い加工工程
へ移行して行く。通常は、ファーストカット加工(荒加
工)から、中加工、中仕上げ加工、仕上げ加工及び最終
仕上げ加工というように3〜7工程の加工により被加工
物を所定の寸法精度及び面粗さに仕上げるようになって
いる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、放電加工の
ための加工用電源或いは電源回路は、多種多様なものが
あるが、例えば上記ファーストカット加工工程の加工
は、被加工物が鉄系の材料で通常の板厚が、例えば20
〜50mmであり、ワイヤ電極として約0.2〜03m
m径程度の黄銅系ワイヤを用いると共に加工液として水
系加工液を用いた時、加工面粗さが約20〜30μmR
max前後で、加工速度が150〜300mm2前後と
なる。これに対して、セカンドカット以後の中加工乃至
仕上げ加工の加工工程において、特に、最終仕上げの寸
法、形状精度が約1μm前後、最終仕上げ面粗さが約1
〜2μmRmax前後となって加工性能に対する要求が
厳しくなると、上記セカンドカット以後の中加工、中仕
上げ加工、仕上げ加工等の加工工程として、例えば6〜
7工程、またはそれ以上の数の加工工程を必要とするこ
とが多く、長い加工所要時間のために加工効率を低下す
るものであった。
【0005】この種の課題を解決するための手段とし
て、高周波電源または高周波交流電圧を放電間隙に印加
して仕上げ加工を行なうことが、例えば特開平5−17
7435号公報や特開平6−8049号公報にて提案さ
れている。これらの従来装置においては、高周波交流電
源からの出力周波数電圧を、高周波トランス等の各種の
整合回路等を介して放電間隙に供給するようになってい
る。
【0006】しかしながら、この種の装置にあっては、
放電開始前の放電間隙(主としてキャパシタンス)と整
合回路出力及び放電間隙間の給電回路等のインピーダン
ス(主としてインダクタンス)とで放電回路が共振回路
を形成するような電気的整合回路として作動させること
を条件としており、しかもその使用高周波交流電圧は連
続波であるところから、放電間隙の電圧を信号として放
電間隙の電圧が常に最大になるように高周波源の共振周
波数をフィードバック制御により変更する必要がある。
また、高周波交流電源による放電間隙への高周波交流電
圧の印加を、給電調整装置を設けて100μ秒乃至10
ミリ秒程度の間隙で周期的に断続させる必要があった。
【0007】そのために、安定した状態で効率のよい加
工を施すことは難しく、目的とする加工性能を得ること
は困難であった。そこで、本出願人は、先の出願(特願
平6−59777号)において、通常の加工を行なう時
に間欠パルス電圧を発生するパルス生成回路と仕上げ時
に高周波パルスを発生する高周波パルス発生回路とを設
け、これら回路からの出力をオン・オフ電子スイッチ素
子により選択的に電極側へ供給するようにした装置を開
示した。これにより、通常の加工時には、パルス生成回
路から出力されるパルス電圧を加工間隙に供給し、仕上
げ加工時には高周波パルス発生回路から出力される高周
波パルス電圧を加工間隙に供給して、高速で効率の良い
仕上げ加工を被処理体に対して電食が無い状態で実施す
るようになっている。
【0008】ところで、上述のように高周波回路を設け
ると、高周波トランスにて使用されるリングコアがイン
ピーダンス損失によりかなり高温になり、この温度変化
に起因して出力電圧が大きく変動するという新たな問題
が発見された。すなわち高周波トランスの1次側巻線に
入力されるパルス電圧が同じでも、常温の時と高温の時
に2次側巻線に出力される高周波交流電圧のピーク値は
異なり、例えば常温で2次側巻線の出力電圧のピーク値
が170Vであったものが、高温(例えば125℃)時
においてはピーク値は120V程度まで低下し、加工の
寸法精度及び加工面の面粗度が変動してしまうという問
題が新たに発生した。
【0009】高周波伝送系における伝送ロスや波形歪を
できるだけ抑制する必要から伝送路を短くするために、
高周波パルス発生回路は、例えば加工槽内に設けられて
いるので、被加工物を浸漬して加工を行なう場合には、
高周波パルス発生回路自体が加工液中に浸漬されて冷却
されるため、上述の場合には2次巻線の出力電圧のピー
ク値は170Vを維持するが、高周波パルス発生回路が
空気中に露出する水噴加工の場合には、強制冷却が行な
われないために温度が上昇し、前述したように2次巻線
の出力電圧ピーク値は120V程度まで低下してしま
う。このような出力電圧ピーク値の差は、加工性能の差
となって現われ、例えば同一の加工条件を用いて加工を
したにもかかわらず、浸漬加工の場合には、加工精度、
面粗度ともに良好に仕上がるのに対して、水噴加工の場
合には、加工精度、面粗度ともに劣化するという問題点
が発生した。
【0010】特公昭36−16185号公報、特開平4
−226834号公報に示すように電気回等の発熱体を
冷却するために、電気要素を収納した収納箱を加工槽内
に沈めて設けることも考えられるが、この場合には、前
述したように浸漬加工と水噴加工とにより冷却能力が異
なために出力電圧のピーク値は変動してしまい、根本的
な解決には至ってはいない。
【0011】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、高周波結合トランス部の冷却を効率的に行なっ
て、浸漬加工(水浴加工)や水噴加工といった加工方法
に関係なく加工性能を高く維持することができる放電加
工用回路装置及び放電加工装置を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明者は、鋭意研究の
結果、高周波伝送系の波形歪等を最小にするために、回
路装置は極間近傍に設置しなければならないが、この場
合には加工領域に近いので浮遊加工屑の影響を受けやす
く、例えば加工屑は導電性物質なのでこれが回路装置に
影響を与えて、接点の駆動部の動きが悪くなる等の悪影
響を受けることから、スイッチの保護、清浄な液の供給
等を同時に解決しなければならないという観点より、本
発明に至ったものである。本発明は、上記問題点を解決
するために、第1の発明は、通常加工用の電圧パルスを
発生する電圧パルス発生部と、仕上げ加工用の高周波パ
ルスを発生する高周波パルス発生部と、1次巻線と2次
巻線を巻回したリングコアを有する高周波結合トランス
部と、前記電圧パルス発生部の出力は電極側へ直接供給
し、前記高周波パルス発生部の出力は前記高周波結合ト
ランス部を介して電極側へ供給するように切り替えるス
イッチ部とを備え、前記電極と被加工物との間に間欠的
な放電を生ぜしめて被加工物の加工を行なう放電加工装
置において、前記トランス部と前記スイッチ部とを区画
して収容し、加工部の近傍に設けられるスイッチ容器
と、冷却液を貯留する冷却液槽と、この冷却液槽と、こ
の冷却液槽と前記スイッチ容器内の前記トランス部を収
容する室との間に接続された冷媒通路と、前記冷却液槽
内の冷却液を供給する冷却ポンプとを備えるように構成
したものである。
【0013】第2の発明は、電極と被加工物との間に間
欠的な放電を生ぜしめて被加工物の加工を行なう放電加
工装置に設けられ、通常加工用の電圧パルスを発生する
電圧パルス発生部と、仕上げ加工用の高周波パルスを発
生する高周波パルス発生部とからの出力を切り替える放
電加工用回路装置において、1次巻線と2次巻線を巻回
したリングコアを有する高周波結合トランス部と、通常
加工時に前記電圧パルス発生部の出力を、前記トランス
部を介すことなく前記電極側へ供給すると共に仕上げ加
工時に前記高周波パルス発生部の出力を前記トランス部
を介して前記電極側へ供給するように切り替えるスイッ
チ部と、前記トランス部と前記スイッチ部を隔壁により
分離して収容し、加工部の近傍に設けられるスイッチ容
器と、このスイッチ容器内の前記トランス部を収容した
室に冷却液を導入するための冷却液導入口とを備えるよ
うに構成したものである。
【0014】
【作用】第1の発明によれば、通常加工時には、電圧パ
ルス発生部からのパルス電圧により、単パルス当たりの
加工量の多いパルスで放電加工を行なう。この場合に
は、スイッチ部の切り替えにより高周波結合トランス部
を経ることなく電極側にパルス電圧を印加する。次に、
仕上げ加工を行なう場合には、スイッチ部を切り替えて
高周波結合トランス部を伝送回路に接続し、高周波パル
ス発生部からの高周波パルスを、トランス部を介して電
極側へ供給する。この場合、インピーダンス損失により
トランス部のリングコアには発熱が多く生ずるが、冷却
ポンプを駆動することにより、冷却液槽内の冷却液は、
冷媒通路を介してスイッチ容器のトランス部を収容する
室内へ供給され、リングコアを冷却することになる。従
って、スイッチ容器が、大気中に露出するいわゆる水噴
加工時においても、リングコアを効率的に冷却すること
ができ、従って、加工性能を高く維持した状態で加工を
行なうことができる。
【0015】第2の発明は、浸漬加工時に適用されるも
のであり、第1の発明と同様に、通常加工時には、電圧
パルス発生部からのパルス電圧により、単パルス当たり
の加工量の多いパルスで放電加工を行なう。また、仕上
げ加工を行なう場合には、スイッチ部を切り替えて高周
波結合トランス部を伝送回路に接続し、高周波パルス発
生部からの高周波パルスを、トランス部を介して電極側
へ供給する。この場合にも、インピーダンス損失により
リングコアには大きな発熱が生ずるが、加工槽内に設け
られたスイッチ容器のトランス部を収容した室には、冷
却液導入口を介して冷却液として例えば加工液が流入
し、リングコアを効率的に冷却することになる。従って
第1の発明と同様に加工性能を高く維持した状態で加工
を行なうことができる。
【0016】
【実施例】以下に、本発明に係る放電加工用回路装置及
び放電加工装置の一実施例を添付図面に基づいて説明す
る。図1は本発明に係る放電加工装置の一実施例を示す
概略構成図、図2は図1に示す放電加工装置に用いられ
る電源回路を示す回路図、図3は図2に示す回路の放電
加工用回路装置を中心とした接続状態を示す図、図4は
放電加工用回路装置内の全体を示す断面図、図5は放電
加工用回路装置内を示す部分拡大図である。本実施例に
おいては、放電加工装置としてワイヤ放電加工装置を例
にとって説明する。
【0017】まず、図1に基づいてワイヤ放電加工装置
2の全体構成について説明する。上方が開放された箱状
の加工槽4は、基台6上に設けたX・Yテーブル8上に
設置されており、この加工槽4を所定の移動範囲内にお
いて水平面内の任意の場所に移動できるようになってい
る。この加工槽4内の底部には、導電性材料よりなるワ
ークスタンド12が設けられており、このスタンド12
の上に被加工物(ワーク)10を取付け固定している。
この加工槽4内或いはその上方には、加工機本体14か
ら伸びる上アーム16の先端に設けた上位置決めガイド
18Aが位置されると共にその下方には図示しない下ア
ームの先端に設けた下位置決めガイド18Bが位置さ
れ、これら上下のガイド18A、18B間にワイヤ電極
20を張架して更新させつつこのワイヤ電極を軸方向に
移動させるようになっている。この場合、上下のガイド
18A、18Bは、相対的に水平方向へ移動可能になさ
れ、ワイヤ電極の更新移動方向を傾斜し得るようになっ
ている。
【0018】そして、上下のガイド18A、18B内に
は、図示しない通電体が内蔵され、これを介してワイヤ
電極20に通電することにより、ワイヤ電極と被加工物
10との間に間欠的な電圧パルス等の加工電圧を印加し
て放電を生ぜしめ、電食作用により加工を行なうように
なっている。加工時において、浸漬加工においては、加
工槽4内に水系或いは油系の加工液が満たされて被加工
物10がこれに浸漬されており、水噴加工においては加
工間隙に加工液が噴射される。この加工液Wを循環使用
するために装置の近傍には、加工屑を含む加工液を貯留
する汚タンク22と、加工屑の除去された加工液を貯留
する清浄タンク24とに仕切られた加工液槽26が併設
されており、加工槽4内の加工液は排出路28を介して
まず汚タンク22内へ導入される。尚、本実施例では、
加工液として水系加工液が使用され、また、この加工液
槽26は冷却液槽としても機能する。
【0019】汚タンク22と清浄タンク24との間に
は、途中に移送ポンプ30及び加工屑を除去するフィル
タ32を介設した移送路34が設けられている。清浄タ
ンク24には、このタンク内の水のイオン交換を行なう
ために、途中に循環ポンプ36、イオン交換装置38を
介設したイオン交換路40が設けられる。また、この清
浄タンク24からは、上記加工槽4内及び上下のガイド
18A、18Bに清浄な加工液を供給するためにそれぞ
れ第1の供給路42及び第2の供給路44が延びてお
り、各供給路42、44には、それぞれポンプ46、4
8が介設されている。そして、各供給路42、44に
は、油系の加工液を使用するときの清油を供給するため
の油通路50、52が接続され、切替弁54、56の操
作により油系と水系の加工液を選択的に供給し得るよう
になっている。
【0020】そして、この清浄タンク24には、ワーク
スタンド12に設けられた本発明の特長とする放電加工
用回路装置98を冷却するための冷媒として加工液を供
給するための冷媒通路62が設けられており、この通路
62の途中には循環ポンプ65及び例えばマイクロコン
ピュータ等よりなる冷却液制御部64によりコントロー
ルされる制御弁66が介設されている。また、通路62
の途中には清浄タンク24へ戻る分岐路62Aが分岐さ
れており、この分岐路62Aには清浄タンク24内の加
工液を所定の温度に冷却するたもの加工液冷却装置58
が介設されている。
【0021】次に、図2に基づいてこの放電加工装置の
電気系について説明する。この電源回路は、本出願人に
よる先の出願(特願平6−59777号)に開示された
内容と同一であり、仕上げ加工用の高周波パルスを発生
する高周波パルス発生部68と、通常加工用の電圧パル
スを発生する電圧パルス発生部70とを組み合わせ、且
つ一部は共用されて、切替えることによりパルス発生部
を選択するようになっている。電圧パルス発生部70か
らの間欠的な電圧パルスは、給電接続線72A、72B
を介してワイヤ電極20と被加工物10との間に供給印
加される。このパルス発生部70は、直流電流74とM
OS−FETトランジスタ等よりなる電子スイッチ素子
76と電流制限抵抗78とダイオードの如き逆電圧防止
整流器80との直列回路からなる。間欠的なパルスの発
生は、パルス制御部82からの指令により電子スイッチ
素子76を所定の時間でオン、オフすることにより行な
われている。
【0022】また、パルス発生部70には、上記した電
圧パルスの放電電流の振幅を増大して加工速度を増加さ
せるためのパルス電流増幅回路84が設けられる。この
回路84は、可変直流電圧源86とスイッチ素子88と
逆流電圧防止整流器90の直列回路よりなり、先の直流
電源74側回路に対して並列に接続されている。このパ
ルス電流増幅回路84には、電流制限抵抗がその直列回
路中に含まれていないことから抵抗が非常に小さい無抵
抗回路となっており、電流制御器82Aからの制御によ
りスイッチ素子88のオン時に急峻な立ち上がりの高電
流を出力するようになっている。
【0023】上述したパルス電圧発生部70は、例えば
被加工物10の荒加工工程や中加工工程にて用いるよう
にされ、スイッチ素子88のゲート素子88のゲート入
力は、切替スイッチ92によりパルス制御部82に接続
されていて、直流電源74側の回路と関連制御が行なわ
れる。そして、中加工工程または、中仕上げ加工工程の
加工終了後、所望の加工面粗度を得るための仕上げ加工
工程(例えばサードカト加工工程、或いは更にフォース
カット加工工程以降)に移行するに際し、直流電源74
を断つために開閉スイッチ94を切り離すと共に切替ス
イッチ92を高周波パルスのゲート信号回路96側に切
替えて、先のパルス電流増幅回路84を高周波パルス発
生部68として機能せしめるようになっている。そし
て、高周波パルス発生部68と加工部(被加工物10及
びガイド18A,18B)との間に設けられる放電加工
用回路装置98は次のように構成される。
【0024】この放電加工用回路装置98は、高周波パ
ルス供給時に使用する高周波結合トランス部100を有
しており、このトランス部100のフェライト製のリン
グコア102には、1次巻線104と2次巻線106
が、巻回比が1:1〜3、好ましくは1:1〜2になさ
れて巻回されており、電圧が高くて電流が小さい仕上げ
加工用の高周波交流電圧を得るようになっている。
【0025】そして、必要に応じてこのトランス部10
0を使用したり或いは使用しないで電圧パルスを加工部
へ供給するために使用回路を切替えるスイッチ部108
が設けられている。このスイッチ部108は、1次巻線
104及び2次巻線106を給電接続線72Aに対して
接続と分離を行なう第1及び第2の開閉スイッチ11
0、112とこの第1及び第2のスイッチ110、11
2間に設けられて給電接続線72A,72Bの接続と分
離を行なう第3及び第4の開閉スイッチ114、116
とにより構成されており、これらのスイッチは、例えば
前者のスイッチ110、112がオンの時、後者のスイ
ッチ114、116がオフとなるように互いに逆に操作
される。すなわち、通常加工時には、、一方のスイッチ
110、112がオフで、他方のスイッチ114、11
6がオンであり、これに対して仕上げ加工時には、一方
のスイッチ110、112がオンで、他方のスイッチ1
14、116がオフとなる。
【0026】図3乃至図5に示すように上記高周波結合
トランス部100及びスイッチ部108は、例えば直方
体状の箱状のスイッチ容器118内に収容される。具体
的には、このスイッチ容器118は、上記結合トランス
部100を収容するトランス室120と、この両端に液
密に区画して第1及び第2の開閉スイッチ110、11
2を収容するスイッチボックス122と第3及び第4の
開閉スイッチ114、116を収容するスイッチボック
ス124がそれぞれ設けられている。このスイッチ容器
118の両端面には、高周波パルス発生部68の出力が
接続される接続端子126A、126Bと、2次巻線1
06の出力をワイヤ電極20と被加工物10との間の放
電間隙に接続する接続端子126C,126D,126
Eが設けられる。
【0027】上記端子126A、126Bには、高周波
パルス発生部68の出力がインダクタンス分を低減させ
た同軸又はシールド線128を介して接続されており、
また、端子126Cは、位置決めガイド18A,18B
を収納する上側及び下側のガイドブロック130A,1
30Bの双方、或いはいずれか一方のブロック(図示例
では下側のブロック)に接続されている。また、端子1
26E,126Dとワークスタンド12間は2本の出力
線132で接続されている。上記各第1〜第4の開閉ス
イッチ110〜116は、同様に構成されており、高周
波電力の通電を良好にするために機械的に動作する突き
合わせ接触型の開閉スイッチを用いており、ここでは図
5に示すような第2の開閉スイッチ112を例にとって
説明する。
【0028】図4においてスイッチボックス122内
に、外部の接続端子126Dにつながる固定接触子13
4と、これに対向する方向に進退して接離する可動接触
子136とを有し、この進退移動はボックスの壁を貫く
圧力流体給排孔138A,138Bを介して供給される
圧力流体の給排コントロールにより行なわれる。各接触
子134、136は、その突き合わせ面140が高周波
電力の通電が良好に保たれるように調整されている。ま
た、各接触子134、136の外周及び接触子136の
可動軸142には、流体を密閉するOリング等のシール
144が設けられている。
【0029】そして、トランス部100(図2参照)に
高周波電流が流れると、この部分にきな発熱が生ずるの
で、出力電圧安定化のためにこれを冷却する必要から本
発明においては冷却手段が設けられている。具体的に
は、図4に示すように、上記トランス室10の側壁に
は、冷却液供給口146が設けられており、この供給口
146に図1において説明した冷媒通路62の端部が接
続されており、従って、清浄な加工液を冷却液として使
用し得るようになっている。更には、このトランス室1
20の側壁には、導入された冷却液を徐々に室外へ排出
するための1つ或いは複数の排出口148が設けられて
おり、排出した冷却液を加工槽4内に流すようになって
いる。この場合、導入した加工液の排出を容易にするた
めに底部側壁152に少なくとも1つの排出口148を
設けるのが良く、また、浸漬加工にも適用できるように
上部側壁154にも空気抜け口として排出口148を設
けるのが好ましい。また、トランス室120とその両側
に位置するスイッチボックス122、124との間は区
画壁150により液密に区画されており、水系加工液が
スイッチボックス側へ浸入することを防止している。
【0030】このように形成された放電加工用回路装置
98(図2参照)は、ワークスタンド12及び位置決め
ガイド18A,18Bへの給電線の長さを可能な限り短
くして高周波電力の伝送ロスを減少させ且つ2次巻線に
誘起した急峻な高周波電圧を、その特性を有したまま印
加するために加工部の近傍、具体的にはワークスタンド
12上に固定して設ける。
【0031】ここで、放電加工用回路装置98全体を図
4で示すようにスイッチ容器118で被い、且つ加工部
の近傍に設ける理由を詳しく述べる。上述のように仕上
げ時のパルス電圧として高周波交流電圧を用いる場合に
は、高周波電圧は伝送路が長くなるほど、伝送ロスが生
じ、且つ急峻なパルス波のピーク値もなまって低下する
ので、2次巻線からワイヤ電極及びワークスタンドへの
給電線の長さを可能な限り短かくする必要がある。従っ
て、放電加工用回路装置98は、できるだけ加工部近傍
に配置するのが望ましい。
【0032】また、本発明においては従来用いられてい
た1パルス当たりの除去量が多い通常のワイヤ放電加工
用パルス電圧と、高周波交流電圧とを加工目的(通常加
工と仕上げ加工)に応じて切替える必要から切替えスイ
ッチが必要であり、しかも、この切替えスイッチとして
は高周波高電圧に耐え、且つ確実に接続が行なえること
から突き合わせ面型の機械式スイッチを採用する必要が
ある。しかしながら、加工部近傍は、浮遊加工屑や導電
性物質が多量に存在することから、上記した機械スイッ
チは、これらの影響を受けて、容易にスイッチ接触の障
害を引き起こしてしまう。そこで、装置全体をスイッチ
容器118で被うようにしたのである。以上が装置全体
を容器で被って加工部の近傍に設置した理由である。
【0033】しかしながら、高周波用の給合トランスは
使用時に非常に熱を発しやすく、これを放置すると前述
の如くパルス電圧のピーク値が低下することから高周波
交流電圧による加工特性が劣化するので、本発明におい
ては加工屑の影響を受け易いスイッチ部を除いて結合ト
ランス部100のみを加工液を用いて冷却するようにし
たのである。
【0034】次に、以上のように構成された本実施例の
動作について説明する。まず、放電加工を行なう場合に
は、上下位置決めガイド18A、18B間に張架したワ
イヤ電極20を更新させつつその軸方向に連続的に移動
させ、このワイヤ電極20と被加工物10との間に微小
間隙を維持させつつワイヤ電極20と被加工物10との
間に加工用の電圧パルスを印加して間欠的な放電を生ぜ
しめる。この放電により被加工物を電食加工し、X・Y
テーブル8や上或いは下の位置決めガイド18A、18
Bを相対移動させることにより、予め設定された加工軌
跡に沿って被加工物を切断或いはこの切り抜きを行な
う。
【0035】この場合、ワイヤ電極20の移動を円滑な
らしめ且つ加工屑を加工間隙から排出する目的で、加工
液槽26の清浄タンク24内から清浄な水系加工液が第
2の供給路44を介して上下の位置決めガイド18A、
18Bに供給されており、これより噴流として加工部に
噴射されることになる。
【0036】加工屑を含んだ加工液は、排出路28を介
して加工液槽26の汚タンク22内に流入し、ここで加
工屑が沈殿除去されて、上澄み液はフィルタ32を介設
した移送路34を介して清浄タンク24内に導入され、
前述のように循環再使用される。
【0037】一方、ワイヤ電極20と被加工物10との
間に印加する加工用電圧パルスは次のようにして与えら
れる。まず、通常の加工、例えばファーストカット加工
工程、セカンドカット加工工程等を行なう場合、図2に
おいて直流電源74を生かすために開閉スイッチ94を
閉じると共に必要に応じてパルス電流を増幅させるため
に切り替えスイッチ92を電流制限器82Aに切替えて
接続しておく。
【0038】更に、上記加工工程の場合には、高周波結
合トランス部100を使用しないことから、放電加工用
回路装置98においては第3及び第4の開閉スイッチ1
14、116を閉じると共に第1及び第2の開閉スイッ
チ110、112を開にしてトランス部100を回路か
ら切り離しておく。各スイッチを以上のように設定した
状態で、電子スイッチ76を予め設定した、一定のオン
時間と一定のオフ時間とで交互に繰り返し制御すること
により加工部に電圧パルスを印加する。また、加工状態
に対応させて、必要に応じてパルス電流増幅回路84の
スイッチ素子88をオン・オフ制御し、オン時に急峻な
立ち上がりの高電流を出力するようになっている。
【0039】次に、上記ファーストカット加工工程、セ
カンドカット加工工程を終了した後、仕上げ加工、例え
ばサードカット加工工程或いは更にフォースカット加工
工程に移行する場合について説明する。この場合には、
加工部に高周波パルス電圧を印加する必要から、開閉ス
イッチ94を開にして通常電圧パルス用の直流電源74
を回路から切離すると共に切替えスイッチ92を高周波
パルスのゲート信号回路96側に切替えて、パルス電流
増幅回路84を高周波パルス発生部68として機能させ
る。これと同時に、第3及び第4の開閉スイッチ11
4、116を開状態にすると共に第1及び第2の開閉ス
イッチ110、112を閉状態にして高周波結合トラン
ス部110を回路に接続する。
【0040】そして、高周波パルスのゲート信号回路9
6から高周波の間欠パルスを出力をして、これをスイッ
チ素子88のゲートに加えてオン・オフし、これにより
高周波パルスをリングコア102の1次巻線104に供
給する。すると2次巻線106には、高周波交流電圧が
誘起され、この電圧が被加工物10とワイヤ電極20と
の間に印加されて、仕上げ加工が行なわれる。すなわち
高周波交流電圧の印加により、微細放電を高い周波数で
繰り返し発生させることができることから、高速で効率
の良い仕上げ加工を施すことができる。
【0041】ところで、このように仕上げ加工を行なっ
ている場合には、トランス部100に高周波電流を流し
ていることから鉄損や銅損による発熱によりリングコア
102が必要以上に昇温してしまい、これを放置すると
2次巻線106の高周波出力や電圧のピーク値が低下し
て、加工性能が劣化してしまう。しかしながら、本発明
においては冷媒通路62を介して清浄タンク24内の加
工液が冷却液としてスイッチ容器118のトランス室1
20内に供給され、加工液とリングコア102とが直接
接触してこれを冷却することからリングコアの昇温を阻
止することができる。
【0042】また、トランス室120内へ導入された加
工液はトランス室120の側壁に設けた排出口148か
ら流れ出して加工槽4内に落下することになる。上述の
ように加工液とリングコア102とを直接接触させてコ
アを冷却するようにしたので、リングコア102を効率
的に冷却することができ、従って、高周波交流電圧のピ
ーク値が低下するのを防止して加工寸法精度や加工面粗
度を高く維持し、加工性能を維持することができる。リ
ングコア102の冷却効率をあげるのには、トランス室
120の側壁に設けた冷却液供給口146をリングコア
102に臨ませて設けて加工液の噴出流が直接コア10
2に当たるようにするのがよい。
【0043】また、トランス室120内に導入された加
工液の室外への流出を迅速に行なうためには少なくとも
1つの排出口148をトランス室120の底部側壁15
2に設けるようにする。また、冷却効率を調整するため
には、冷媒通路62に介設した制御弁66を流量調整弁
とし、その弁開度を調整して、加工液の供給量を制御す
るようにする。
【0044】一方、上記実施例の場合には、被加工物を
加工液中に浸漬しないで、加工部のみに加工液を噴流と
して供給する水噴式加工を行なった場合について説明し
たが、これに限定されず、被加工物を加工液中に略完全
に浸漬させて加工を行なう浸漬式加工の場合にも通用す
ることができる。この場合には、スイッチ容器118全
体も、加工液中に浸漬されてしまうので、トランス室1
20内へは加工液が2つの排出口148、148を介し
て逆に流入し、前述と同様にリングコア102を冷却す
ることになる。この場合には、排出口148、148
は、冷却液導入口として機能することになる。
【0045】また、トランス120内へ加工液が流入す
る場合には、トランス室120の上部側壁154に設け
た排出口148が空気抜け口として機能するので、加工
液を迅速にトランス室120内へ導入することができ
る。一方、加工液はスイッチボックス122、124へ
は侵入せず、障害が防止される。この場合には、上述の
ようにトランス室120内へは加工液が自然に流入して
リングコア102を冷却するので、先の水噴加工の場合
のように冷媒通路62を介して加工液を噴出させる必要
がない。すなわち、図4に示すスイッチ容器118は、
水噴加工の場合と、浸漬加工の場合の両方に適用するこ
とができ、水噴加工時でも浸漬加工時でも共に高い加工
性能を維持することができる。
【0046】これに対して、浸漬加工専用の放電加工用
回路装置として図6に示すように冷媒通路62(図4参
照)設けることなくこれを省略して、トランス室120
を区画する上部側壁154に空気抜け口156(排出口
148に対応)を設け、底部側壁152に冷却液導入口
158(排出口148に対応)を設けるように構成して
もよい。すなわち、図6に示す放電加工用回路装置は、
図4に示す放電加工用回路装置から、冷媒通路62を取
り外した構造と同様な構成となっている。
【0047】尚、図4に示す放電加工用回路装置の場合
には、トランス室120内へ強制的に加工液を供給する
ことができることから、この設置場所は、加工部の近傍
であればワークスタンド上に限定されず、例えば加工槽
の上方に位置する加工機本体のアームやコラム等に設け
ることもできる。
【0048】また、上記実施例においては、ワイヤ放電
加工装置を例にとって説明したが、本発明はこれに限定
されず、形彫放電加工装置にも適用することができる。
【0049】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の放電加工
用回路装置及び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。高周波パルス用の
高周波結合トランス部と、高周波パルスと通常の電圧パ
ルスを切替えるスイッチ部とを収容したスイッチ容器内
であって、トランス部を収容する室内のみに冷却液を強
制的に供給してトランス部を冷却するようにしたので、
高周波パルス印加時に加熱するトランス部を効率的に冷
却することができ、従って、高周波交流電圧のピーク値
が低下することを防止することができる。従って、水噴
加工の場合でも浸漬加工の場合でもトランス部を効率的
に冷却することができるので、加工形態に関係なく、常
に加工寸法精度を高く維持し、加工面粗度を低く押さえ
ることができる。そしてその一方でスイッチボックスは
保護され、損傷等しない。また、スイッチ容器に冷却液
導入口を形成して強制的に冷却液を供給する手段を設け
なかった場合においても浸漬加工専用に使用することに
より、上述したと同様に、トランス部を冷却できるので
高周波交流電圧のピーク値が低下することを防止して、
加工寸法精度を高く維持し、加工面粗度も低く押さえる
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る放電加工装置の一実施例を示す概
略構成図である。
【図2】図1に示す放電加工装置に用いられる電源回路
を示す回路図である。
【図3】図2に示す回路の放電加工用回路装置を中心と
した接続状態を示す図である。
【図4】放電加工用回路装置内の全体を示す断面図であ
る。
【図5】放電加工用回路装置内を示す部分拡大図であ
る。
【図6】本発明の変形例の放電加工用回路装置内の全体
を示す断面図である。
【符号の説明】
2…ワイヤ放電加工装置 4…加工槽 8…X・Yテーブル 10…被加工物 12…ワークスタンド 18A…上位置決めガイド 18B…下位置決めガイド 20…ワイヤ電極 22…汚タンク 24…清浄タンク 26…加工液槽(冷却液槽) 62…冷媒通路 65…循環ポンプ 68…高周波パルス発生部 70…電圧パルス発生部 84…パルス電流増幅回路 98…放電加工用回路装置 100…高周波結合トランス部 102…リングコア 104…1次巻線 106…2次巻線 108…スイッチ部 110…第1の開閉スイッチ 112…第2開閉スイッチ 114…第3の開閉スイッチ 116…第4の開閉スイッチ 118…スイッチ容器 120…トランス室 146…冷却液供給口 156…空気抜け口 158…冷却液導入口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 豊永 竜生 神奈川県横浜市都筑区仲町台3−12−1 株式会社ソディック技術研修センター (72)発明者 渡部 善博 神奈川県横浜市都筑区仲町台3−12−1 株式会社ソディック技術研修センター

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 通常加工用の電圧パルスを発生する電圧
    パルス発生部と、仕上げ加工用の高周波パルスを発生す
    る高周波パルス発生部と、1次巻線と2次巻線を巻回し
    たリングコアを有する高周波結合トランス部と、前記電
    圧パルス発生部の出力は電極側へ直接供給し、前記高周
    波パルス発生部の出力は前記高周波結合トランス部を介
    して電極側へ供給するように切り替えるスイッチ部とを
    備え、前記電極と被加工物との間に間欠的な放電を生ぜ
    しめて被加工物の加工を行なう放電加工装置において、
    前記トランス部と前記スイッチ部とを区画して収容し、
    加工部の近傍に設けられるスイッチ容器と、冷却液を貯
    留する冷却液槽と、この冷却液槽と、この冷却液槽と前
    記スイッチ容器内の前記トランス部を収容する室との間
    に接続された冷媒通路と、前記冷却液槽内の冷却液を供
    給する冷却ポンプとを備えたことを特徴とする放電加工
    装置。
  2. 【請求項2】 電極と被加工物との間に間欠的な放電を
    生ぜしめて被加工物の加工を行なう放電加工装置に設け
    られ、通常加工用の電圧パルスを発生する電圧パルス発
    生部と、仕上げ加工用の高周波パルスを発生する高周波
    パルス発生部とからの出力を切り替える放電加工用回路
    装置において、1次巻線と2次巻線を巻回したリングコ
    アを有する高周波結合トランス部と、通常加工時に前記
    電圧パルス発生部の出力を、前記トランス部を介すこと
    なく前記電極側へ供給すると共に仕上げ加工時に前記高
    周波パルス発生部の出力を前記トランス部を介して前記
    電極側へ供給するように切り替えるスイッチ部と、前記
    トランス部と前記スイッチ部を隔壁により分離して収容
    し、加工部の近傍に設けられるスイッチ容器と、このス
    イッチ容器内の前記トランス部を収容した室に冷却液を
    導入するための冷却液導入口とを備えたことを特徴とす
    る放電加工用回路装置。
  3. 【請求項3】 前記スイッチ容器は、被加工物を設定す
    る加工槽内に設けられ、前記冷却液として加工液を使用
    することを特徴とする請求項2記載の放電加工用回路装
    置。
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