JPH11267926A

JPH11267926A - ワイヤカット放電加工装置

Info

Publication number: JPH11267926A
Application number: JP9285598A
Authority: JP
Inventors: Tatsuo Toyonaga; 竜生豊永; Yuji Kaneko; 雄二金子
Original assignee: Sodick Co Ltd
Current assignee: Sodick Co Ltd
Priority date: 1998-03-20
Filing date: 1998-03-20
Publication date: 1999-10-05
Anticipated expiration: 2018-03-20
Also published as: JP3726940B2

Abstract

(57)【要約】【課題】パルス幅がより短い、例えば１μＳ以下の、
しかも高いピーク電流値、例えば５０〜１０００Ａ程度
の加工電流パルスを安定して供給できるワイヤカット放
電加工装置を提供する。【解決手段】放電加工用の出力電圧値を有する主電源
Ｅ１と加工電流の供給を制御する第１のスイッチング素
子Ｔｒ１を含むワイヤ電極４と被加工物６との間に形成
された間隙１２に所望の加工電流を供給する主電源回路
８と、放電誘起用の出力電圧値を有する副電源Ｅ２とそ
のオンオフを制御する第２スイッチング素子Ｔｒ２を含
むトリガ用の補助電源回路１０と、間隙１２の電圧を監
視することにより放電を検出する第１検出回路１４と、
間隙１２に流れる電流を監視して放電が発生したとみな
す第２検出回路１６と、第１検出回路１４の検出信号に
応じて第１スイッチング素子Ｔｒ１を所定の期間だけオ
ンすると共に、第２スイッチング素子Ｔｒ２を所定の加
工条件に従いオンし、第２検出回路１６の検出信号に応
じて第２スイッチング素子Ｔｒ２をオフするようにした
制御回路１８とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ワイヤカット放電
加工装置に係り、特に、放電を誘起する補助電源回路と
所望の加工電流を供給する主電源回路を備えたワイヤカ
ット放電加工装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ワイヤカット放電加工装置にお
いては、加工電流パルス幅（電流のオン時間）が長くな
るとワイヤ電極が断線したり加工面の面粗度が粗くなっ
たりし、逆に電流値が小さいと加工速度が遅くなる。そ
こで、加工電流パルス幅が短く且つ高いピーク電流値の
加工電流で加工をすることが望まれる。

【０００３】ところで、高いピーク電流値の加工電流を
供給するためには、好ましい無負荷電圧に対してより大
きい電圧がギャップに供給される必要がある。例えば、
現在の一般的な水系の放電加工液を使用するワイヤカッ
ト放電加工では、好ましい無負荷電圧が８０Ｖ程度と考
えられ、一方、高いピーク電流値を得るための加工中の
印加電圧は、ファーストカットで２６５Ｖ、セカンドカ
ット（端面加工）ではそれより低い値ではあるが、前記
無負荷電圧よりもかなり高い値が必要である。

【０００４】このように、好ましい無負荷電圧と、好ま
しい高いピーク電流値の加工電流パルスを得るのに十分
な電圧とが異なっているのに、その無負荷電圧と同じ電
圧でその高いピーク電流値の加工電流と同じ電流値の加
工電流を供給しようとすると、加工電流パルス幅を長く
しなければならない。ところが、加工電流パルス幅を長
くすると、既に説明したように、ワイヤ電極の断線や面
粗度の低下が生じる。

【０００５】また、放電の発生を検出してから設定オン
時間後に電源回路を遮断するように構成して、加工電流
パルス幅を一定にするようにし、加工電流値のばらつき
を防止することも行なわれている。しかし、実際に放電
が発生した時点と、放電の発生を検出した信号との間に
は時間的に差が生じているので、短いパルス幅の加工電
流を供給するのには限界がある。そのため、所望の短い
加工電流パルス幅を得ようとすると、所望のピーク電流
値に達する前に加工電流パルスを遮断しなければならな
くなる。

【０００６】このようなことから、特公昭６１−５０７
３７号公報等に開示されているような、主電源回路と補
助電源回路の２つの電源回路を設け、加工間隙に電圧を
印加してから放電が発生するまでの無負荷時間中は、好
ましい無負荷電圧を発生する低い電流値の補助電源回路
で放電を誘起し、放電の発生後は大きな電流値の電流を
供給できる主電源回路から加工電流パルスを供給する方
式が提案されている。この種の方式では、加工電圧値に
近い値のしきい値で検出することによって放電の発生を
検出し、これにより両電源回路の出力の切り換えを行な
うとともに、主電源回路から供給される加工電流のパル
ス幅を一定にしている。また、この低い電流値の補助電
源回路により放電を誘起するようにしておけば、加工に
とって望ましくない、例えばギャップにリーク電流や短
絡電流が流れるなどの異常放電（放電が発生したか否か
に関わらず、以下異常放電と言う）であった場合に、大
きい電流値の加工電流を供給しないようにできることか
ら、異常放電の発生時の加工面や加工精度への影響を阻
止できるという利点もある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、単に加工電
圧を監視することによって放電の発生を検出する従来方
式では、放電の発生から加工電圧までギャップの電圧
が降下する時間、放電の発生の検出信号を得て制御装
置に入力してから主電源回路のスイッチング素子をオン
すると共に補助電源回路のスイッチング素子をオフする
までの時間、設定された加工電流のオン時間後に主電
源回路のスイッチング素子をオフして、加工電流がピー
ク値から降下して遮断されるまでの時間等の、微視的に
見れば多くの遅延時間がかかっている。また、異常放電
を検知して主電源回路を制御しようとする場合には、異
常を判別するための時間も遅延の原因になる。

【０００８】この点を図５を参照して具体的に説明す
る。図５（Ａ）はワイヤ電極と被加工物で形成される加
工間隙に印加されるギャップ（両極間）の電圧パルスの
波形図であり、Ｐ１が実際の放電開始時点を示し、放電
の発生を検出するしきい値Ｔｈ１は加工電圧に近い値、
例えば４０Ｖ程度に設定されている。図５（Ｂ）は放電
検時間を示す波形図、図５（Ｃ）は放電検出信号を示す
波形図、図５（Ｄ）は補助電源回路のスイッチング素子
のオンオフを示す波形図、図５（Ｅ）は主電源回路のス
イッチング素子のオンオフを示す波形図、図５（Ｆ）は
加工電流を示す波形図である。

【０００９】図示するように、最初に補助電源回路から
加工間隙に電圧が印加されると、同時にギャップの電圧
波形が次第に上昇し、無負荷電圧に到達してから加工間
隙の状態に応じて放電開始点Ｐ１で放電が発生してギャ
ップの電圧が急激に低下する。そして、ギャップの電圧
がしきい値Ｔｈ１より低下した時点で図５（Ｃ）に示す
ように放電が検出される。なお、図５（Ｂ）に示すよう
に補助電源回路がオンされると同時に所定の期間だけ放
電検出動作を禁止する検出時間を設定している。

【００１０】ここで、実際の放電開始点Ｐ１よりギャッ
プの電圧がしきい値Ｔｈ１まで低下して放電の発生を検
出するまでの間だけ遅延時間Ａが発生している。そし
て、放電の発生が検出されると、補助電源回路を遮断し
（図５（Ｄ））、これと略同時に主電源回路を予め定め
られた一定の期間だけ導通して（図５（Ｅ））、大きな
加工電流をギャップに供給する（図５（Ｆ））。この
時、放電検出より主電源回路のスイッチング素子をオン
するまでの間だけ遅延時間Ｂが発生している。従って、
図５（Ｆ）に示すようにギャップに加工電流が流れてい
る時間、すなわち加工電流パルス幅がかなり長くなって
しまう。この加工電流パルス幅が長くなる主たる原因
は、放電が発生してから主電源回路を投入するまでの間
の検出遅延時間Ｔ１が長くなっているからである。

【００１１】そのため、主電源回路から供給される加工
電流のパルス幅を短くしても、全体の加工電流パルス幅
Ｔ２は長くなってしまう。特に、１μＳ（マイクロ秒）
以下のパルス幅の加工電流を得ることは困難である。ま
た、この検出遅延時間のために、異常放電を検知した場
合でも、補助電源回路からの加工電流の供給を中止する
までの間に流れる電流値がより大きくなり、このため、
結果的には加工面の状態をそれだけ悪化させることにな
る。

【００１２】そこで、放電の発生を検出する時点を、ギ
ャップの電圧波形（図５（Ａ））が立ち下がっている時
ではなく、立ち上がって無負荷電圧に到達している時に
行なうことにより、放電の発生の検出を検出する時点を
従来より早期にすることで、主電源回路から加工電流を
供給する時点を早くするとともに、補助電源回路からの
加工電流の供給時間を短くすることも考えられる。

【００１３】しかしながら、電圧を加工間隙に印加して
から無負荷電圧に到達するまでに、ギャップの電圧波形
は直線的に垂直に立ち上がるわけではなく、各電圧パル
ス毎にかなりのばらつきがある。しかも、パルス幅が短
く、且つ高いピーク電流値の加工電流パルスを供給する
ための回路の設計（例えば、低インダクタンスの同軸ケ
ーブルの使用）、加工間隙の距離の変化、被加工物の板
厚による差異などを原因として、図６に示すようにギャ
ップのキャパシタンスが変化することによる影響で、ギ
ャップの電圧の立ち上がりの波形と時間は安定していな
い。従って、ただ単に放電の発生を検出する時点を早期
にするわけにはいかず、ギャップの電圧の立ち上りの時
間を考慮しなければならない。

【００１４】例えば、図６に示されるように、ギャップ
のキャパシタンスをａ，ｂ，ｃとしてこれらの値がａ＜
ｂ＜ｃの場合には、ギャップの電圧パルスの立ち上りの
波形はａ，ｂ，ｃのように異なる。従って、放電の発生
を検出する時点を決定する検出時間は、考えられる立ち
上がりの最も遅いギャップの電圧波形を想定して設定せ
ざる得ない。従って、依然として、高いピーク電流値で
短いパルス幅の加工電流を供給することも、異常放電が
発生したときに加工電流の供給を早期に遮断すること
も、何れの問題も解消されない。

【００１５】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
の主たる目的は、パルス幅がより短い、例えば１μＳ以
下であって、しかもより高いピーク電流値、例えば５０
〜１０００Ａ程度の加工電流パルスを安定して供給でき
るワイヤカット放電加工装置を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解決するために、ワイヤ電極と被加工物との間に形成さ
れる間隙に所望の加工電流を供給する主電源回路と、前
記主電源回路に並列に接続された補助電源回路と、前記
主電源回路に含まれる少なくとも１つの第１スイッチン
グ素子と、前記補助電源回路に含まれる少なくとも１つ
の第２スイッチング素子と、所定のしきい値を有し前記
間隙の電圧を監視する第１検出回路と、所定のしきい値
を有し前記間隙に流れる電流を監視する第２検出回路
と、前記第２スイッチング素子をオンしてから前記第１
検出回路の検出信号に応じて前記第１スイッチング素子
を所定の期間だけオンすると共に、前記第２検出回路の
検出信号に応じて前記第２スイッチング素子をオフする
ように制御する制御回路とを備えるように構成したもの
である。

【００１７】好ましくは、前記第２検出回路の検出信号
に応じて、補助電源回路を遮断をするために予め設定さ
れた設定時間が経過した後、前記第２スイッチング素子
をオフさせるように制御回路を構成する。また、第１検
出回路のしきい値が加工電圧よりも高く無負荷電圧より
も低い電圧値、望ましくは無負荷電圧より５〜２０Ｖ低
い電圧値に設定する。

【００１８】

【作用】制御回路から供給されるゲート信号で第２スイ
ッチング素子をオンすることにより補助電源回路から加
工間隙に電圧を印加すると、ギャップの電圧が上昇して
無負荷電圧に到達し、ある無負荷時間経過後に放電が発
生する。放電が発生するとギャップの電圧が急激に低下
して、予め設定されている所定のしきい値を越えて小さ
くなり、ギャップの電圧を監視する第１検出回路が、こ
の放電の発生を検出する。この検出信号に応じて第１ス
イッチング素子がオンし、予め設定された一定期間後に
オフして、主電源回路より所望の高いピーク電流値の主
加工電流が供給される。

【００１９】一方、実際の放電の発生と略同時にギャッ
プに加工電流が流れてその電流値が次第に増加する。ま
た、加工間隙がよくない状態で、異常放電によりギャッ
プの電圧が無負荷電圧まで立ち上がらなかった場合で
も、ギャップに電流が流れてその電流値は増加する。第
２検出回路は、このギャップに供給される加工電流を監
視してその電流値が予め設定されている所定のしきい値
以上になったことを検出する。そして、この第２検出回
路の検出信号により、上記第２スイッチング素子をオフ
して補助電源回路からの電圧の供給を停止する。従っ
て、ギャップの放電の状態に関わらず、補助電源回路が
遮断され、ギャップへの電流の供給が停止される。

【００２０】このため、電圧パルスの立ち上りの波形の
ばらつきや異常放電の発生に対する検出時間を考慮する
必要がなくなり、放電の発生を検出する第１検出回路の
しきい値を高くできるので、電圧パルスのオン時間中の
より早い時期に放電の発生を検出することができる。従
って、全体としての加工電流パルス幅がより短くでき、
しかも、高いピーク電流値の加工電流を供給することが
可能となる。このとき、ギャップの電流を検出してから
所定の設定時間経過後に補助電源回路を遮断するように
しておけば、主電源回路から電流が供給される前に補助
電源回路が遮断されて、電流が途切れてしまうという恐
れがない。また、第１検出回路のしきい値を無負荷電圧
より５〜２０Ｖ程度低いレベルに設定しておけば、より
早期にかつ正確に放電の発生を検出できる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係るワイヤカッ
ト放電加工装置の一実施例を添付図面に基づいて詳述す
る。図１は本発明に係るワイヤカット放電加工装置を示
すブロック回路構成図、図２は図１に示す回路構成中の
各部における波形のタイミングチャート、図３は制御回
路の回路構成図である。また、図４は制御回路中の補助
電源回路のスイッチング素子をオンオフするゲート信号
を発生する主要な部材の出力波形のタイミングチャート
である。

【００２２】図示するように、このワイヤカット放電加
工装置は、被加工物６を挟んで設けられる一対のガイド
２、２間にワイヤ電極４を更新走行させつつ、このワイ
ヤ電極４と被加工物６との間に間欠的に放電を発生させ
て、放電加工を行なう。なお、図１では、ワイヤ電極４
に給電する通電子をガイド２、２に含ませて示してい
る。その他、このワイヤカット放電加工装置の具体的な
機械的構成は、従来公知の構成であってもよいので、そ
の詳細な説明は省略する。

【００２３】そして、上記ワイヤ電極４と被加工物６と
の間に形成される加工間隙１２に電圧を印加するため
に、主電源回路８と補助電源回路１０が設けられる。ま
た、ギャップの電圧を監視することによって放電の発生
を検出する第１検出回路１４及びギャップに流れる加工
電流を監視することによって補助電源回路を遮断する第
２検出回路１６が設けられる。これらの各電源回路８、
１０や検出回路１４、１６は例えばマイクロコンピュー
タ等よりなる制御回路１８によりその動作が制御され
る。

【００２４】上記主電源回路８は主として所望の高いピ
ーク電流値の加工電流を供給するためものであり、でき
る限りインダクタンス値を低く、また抵抗値が低くなる
ように構成される。主電源回路８は、ギャップに直列に
接続される６０〜３００Ｖ程度の範囲で可変になされた
直流電源Ｅ１（主電源）、及び電源Ｅ１とギャップとの
間に直列に接続された逆流阻止ダイオードＤ１と例えば
ＭＯＳＦＥＴよりなる少なくとも１つの第１スイッチン
グ素子Ｔｒ１の直列回路を含んで構成される。

【００２５】また、上記第１検出回路１４は、被加工物
６とワイヤ電極４との間に直列接続された分配抵抗Ｒ
１、Ｒ２を有している。一方の分配抵抗Ｒ１には、低電
圧を出力する、第１検出回路のしきい値を調整できる可
変の検出電源２０、抵抗Ｒ３及びフォトカプラ２２の直
列回路が並列に接続されている。フォトカプラ２２内の
フォトダイオードの順方向と検出電源２０の＋方向は逆
方向になされており、また、この検出電源２０は主電源
Ｅ１に対して逆バイアスをかけるようになっている。そ
して、上記フォトカプラ２２の出力（検出信号）Ｓ１
は、制御回路１８へ入力されるようになっている。この
第１検出回路１４は、後述する副電源の出力電圧よりも
５〜２０Ｖだけ低い電圧値にしきい値Ｖｒが設定される
（図２（Ａ）参照）。例えば、無負荷電圧が８０Ｖのと
きに、検出電源２０の出力電圧を２０Ｖとすると、ギャ
ップの電圧が６０Ｖ以上になったときにフォトカプラ２
２からの検出信号Ｓ１が立ち上がる。そして、制御回路
１８は、検出信号Ｓ１の立ち下がりを検出することでギ
ャップの電圧がしきい値以下に降下したことを検出し
て、放電が発生したことを検知する。

【００２６】一方、上記補助電源回路１０は、加工間隙
１２に無負荷電圧を印加して、放電を誘起させるための
ものであり、６０〜１２０Ｖ程度の範囲で可変の直流電
源Ｅ２（副電源）を含み、主電源回路８に並列に接続さ
れている。そして、電源Ｅ２と加工間隙１２との間に、
逆流阻止ダイオードＤ２と、電流制限抵抗Ｒ４と、例え
ばＭＯＳＦＥＴよりなる少なくとも１つの第２スイッチ
ング素子Ｔｒ２とが直列に接続される。

【００２７】また、上記第２検出回路１６は、逆流阻止
ダイオードＤ３と電流制限抵抗Ｒ５と例えばＭＯＳＦＥ
Ｔよりなる放電検出用スイッチング素子Ｔｒ３と電流検
出用抵抗Ｒ６とよりなる直列回路でなり、電源Ｅ２とギ
ャップとの間に直列に、かつ第２スイッチング素子Ｔｒ
２と電流制限抵抗Ｒ４との直列回路に並列に接続され
る。検出抵抗Ｒ６の両端に接続された差動増幅器２６の
一方の入力端子には検出電源２４が接続されて基準電圧
値が入力される。第２検出回路１６に流れる電流は、可
変の直流電源Ｅ２の設定された電圧値に影響するので、
検出電源２４は、１．５〜５Ｖ程度の範囲で可変にし
て、上記基準電圧値を所要の電圧値に調整する。従っ
て、無負荷電圧値が変更されれば、検出電源２４の出力
を調整して、第２検出回路１６のしきい値を所定のレベ
ルにする。差動増幅器２６は、ギャップに所定の電流値
以上の電流が流れたときに制御回路１８へ検出信号Ｓ２
を出力する。

【００２８】この第２検出回路１６は、ギャップのキャ
パシタンスなどの影響を考慮して、誤検出が生じない限
りに低い電流値にしきい値Ｉｒが設定されるべきである
（図２（Ｂ）参照）。放電検出用のスイッチング素子Ｔ
ｒ３は、制御回路１８からのゲート信号Ｇ２により第２
スイッチング素子Ｔｒ２と同時にオンオフ制御され、少
なくとも電圧パルスのオフ時間中に放電回路から切り離
してギャップに電流が流れないようにしている。一方、
主電源回路８の第１スイッチング素子Ｔｒ１は、制御回
路１８からのゲート信号Ｇ１によりオンオフ制御され
る。

【００２９】しきい値設定部２８は、無負荷電圧が変更
された場合には、直流電源Ｅ２の電圧値を変更するとと
もに、それに応じて上述した各検出回路１４、１６の各
しきい値を調整するように各検出電源２０、２４の出力
電圧を変更する。また、加工によって各検出電源２０、
２４の出力電圧の少なくとも何れか一方を変更して、し
きい値を変更することができる。加工条件設定部３０
は、この装置に必要な各種の加工条件を設定するもので
あり、ここでは特に、オン時間（主電源回路から印加さ
れる電圧のオン時間）Ｔｏｎと、オフ時間（電圧パルス
のオフ時間）Ｔｏｆｆと、補助電源遮断用の設定時間Ｓ
ｏｆｆを制御回路１８へ出力し、少なくとも補助電源回
路１０の出力電圧（無負荷電圧値）Ｖをしきい値設定回
路２８に出力する。

【００３０】次に、以上のように構成されたワイヤカッ
ト放電加工装置の動作について図２に示すタイミングチ
ャートを参照して説明する。図２（Ａ）はギャップの電
圧波形を示し、図２（Ｂ）はギャップに流れる電流波形
を示し、図２（Ｃ）は検出信号Ｓ１の波形を示し、図２
（Ｄ）はゲート信号Ｇ１の波形を示し、図２（Ｅ）は検
出信号Ｓ２の波形を示し、図２（Ｆ）はゲート信号Ｇ２
の波形を示す。まず、加工に先立って、加工条件設定部
３０より、上述したオン時間Ｔｏｎ（図２（Ｄ）参
照）、オフ時間Ｔｏｆｆ（図２（Ａ）参照）、及び上記
設定時間Ｓｏｆｆ（図２（Ｆ）参照）を含む各種のパラ
メータを入力し、この入力値に基づいて制御回路１８
は、各スイッチング素子のオンオフ動作を制御する。

【００３１】また、第１検出回路及び第２検出回路１
４、１６の各しきい値Ｖｒ、Ｉｒをしきい値設定回路２
８を介して設定する。この場合、加工条件設定部３０か
ら入力値に基づいて各しきい値Ｖｒ、Ｉｒを直接設定す
る構成にすることを妨げない。既述したが、電源Ｅ２が
８０Ｖの場合には、しきい値Ｖｒは、これより５〜２０
Ｖ程度低い値、例えば６０Ｖとする。この点、従来にあ
っては、電源Ｅ２が８０Ｖの場合には、加工電圧値を基
準にして３０〜４０Ｖ程度にしきい値を設定していたこ
とから、放電の発生を検出するタイミングが遅くなって
いた。一方、しきい値Ｉｒは、可能な限り小さくするべ
きであり、概ねギャップのキャパシタンスの影響による
誤検出がない程度に低い値、例えば１．５Ａ程度に設定
されればよい。

【００３２】本発明の動作の特徴は次の点である。ま
ず、補助電源回路１０の電源Ｅ２から放電を誘起するた
めに加工間隙１２に電圧を印加し、実際に放電が発生し
てギャップの電圧が無負荷電圧より若干低いしきい値Ｖ
ｒまで降下すると、第１検出回路１４が放電が発生した
ことを検出する。この時点は、ギャップの電圧が加工電
圧値まで降下してほぼ一定のレベルで安定する時点より
も以前である。この検出信号Ｓ１に応じて、主電源回路
８の電源Ｅ１から加工間隙１２に電圧を印加して所定の
時間Ｔｏｎだけ大きな加工電流を供給する。また、第１
検出回路１４の動作とは別に、第２検出回路１６は加工
電流を監視しており、実際に放電が始まって僅かにギャ
ップの加工電流が上昇したときに放電が開始されたもの
とみなし（実際には放電が発生していない場合があって
も）、その後、補助電源遮断用の設定時間Ｓｏｆｆが経
過した時に電源Ｅ２からの電流の供給を停止する。従っ
て、より早期に放電の発生を検出するので、その時間だ
け遅延時間を短くでき、全体としての加工電流パルス幅
Ｔ２（図２（Ｂ）参照）が短くでき、また、高いピーク
値の加工電流パルスが供給できる。

【００３３】以上の動作をより詳しく説明する。まず、
制御回路１８がゲート信号Ｇ２を出力すると補助電源回
路１０の第２スイッチング素子Ｔｒ２、放電検出用スイ
ッチング素子Ｔｒ３が共にオンとなって、電源Ｅ２から
加工間隙１２に電圧が印加され、ギャップの電圧が次第
に上昇して行く（図２（Ａ））。そして、ギャップの電
圧が無負荷電圧まで立ち上がって、点（放電開始点）Ｐ
１で放電が発生し、これと同時にギャップの電圧が過渡
的に低下する。そして、ギャップの電圧が僅かに低下し
た所で、例えば２０Ｖ程度低下したところでこのギャッ
プの電圧は第１検出回路のしきい値Ｖｒを横切り、更に
ギャップの電圧は低下して行く。

【００３４】上記のようにギャップの電圧がしきい値Ｖ
ｒより大きい間は、第１検出回路１４のフォトカプラ２
２からはＨ（ハイレベル、以下同じ）の信号が制御回路
１８に向けて出力されており、制御回路１８は検出信号
Ｓ１のパルスが立ち下がった時点を放電開始と認識す
る。放電の発生を検出したならば、制御回路１８は直ち
に主電源回路８の第１スイッチング素子Ｔｒ１に向けて
オン指令を出そうとするが、不可避的な回路遅延Ｃの後
に、ゲート信号Ｇ１（図２（Ｄ）参照）が出力されて第
１スイッチング素子Ｔｒ１は所定のオン時間Ｔｏｎだけ
オンされ、主電源回路８から大きな加工電流がギャップ
に供給される。図２（Ｂ）に示すようにギャップには、
放電の発生と共に加工電流が流れ始めるが、主電源回路
８から電流が供給されると、加工電流波形は急峻に立ち
上がり、一気に加工電流が増大する。

【００３５】一方、加工間隙１２に放電が発生して加工
電流が第２検出回路１６のしきい値Ｉｒに達すると、検
出信号Ｓ２が出力されて制御回路１８へ入力される。す
ると、制御回路１８は、検出信号Ｓ２の入力後、補助電
源遮断用の設定時間Ｓｏｆｆが経過した時にゲート信号
Ｇ２の出力を止めるが、実際にはこの設定時間Ｓｏｆｆ
に不可避的な遅延時間Ｄが加わった時間が経過した時
に、ゲート信号Ｇ２の出力が止められて第２スイッチン
グ素子Ｔｒ２がオフし、これにより補助電源回路１０の
電源Ｅ２からの電力供給を遮断する。

【００３６】このようにすることにより、実際に放電が
開始した時点から主電源回路８から電流が供給されるま
で遅延時間Ｃ（図２（Ｃ）参照）が小さくなるので、ギ
ャップに供給される全体としての加工電流パルスＴ２
（図２（Ｂ）参照）を大幅に短くすることが可能とな
る。また、加工電流のピーク値を低くすることなく、高
く維持することができる。更に、ギャップの浮遊容量の
変化によって、電圧の立ち上がりがまちまちであって
も、「検出時間」という設定値が存在しないために、実
際に放電が開始された時点に、より近い時点で即座に放
電の発生を検知することができる。一方、補助電源回路
１０の電源Ｅ２からの電圧印加直後に、ギャップの電圧
が無負荷電圧まで立ち上がらないでギャップへ電流が流
れてしまう異常放電が発生した時には、検出信号Ｓ１は
出力されないが、検出信号Ｓ２は出力されるので、第２
スイッチング素子Ｔｒ２は直ちにオフされて補助電源回
路１０からの電流の供給が停止され、加工上、問題を生
じることは殆どない。

【００３７】次に、図３及び図４を参照して前記ゲート
信号Ｇ１、Ｇ２を生成する制御回路１８の一例を説明す
る。図３は制御回路の回路構成図、図４は図３に示す回
路中のゲート信号Ｓ２を出力する各主要部材の出力信号
の波形とギャップの電流とギャップの電圧の波形を模式
的に示す図である。図３中において、４０はオシレータ
であり、図４（Ｃ）に示すクロック信号ＣＫを出力す
る。４１はカウンタ、４２はコンパレータ、４３は設定
値Ｔｏｎを記憶するＲＯＭ、４４はＣＰＵ（演算処理
部）、４５は単安定マルチバイブレータ、４６はフリッ
プフロップ、４７はインバータ、４８はスリーステート
バッファ、４９はカウンタ、５０はコンパレータ、５１
は補助電源遮断用の設定時間Ｓｏｆｆを記憶するＲＯ
Ｍ、５２はインバータ、５３はフリップフロップ、５４
はカウンタ、５５はコンパレータ、５６は電圧パルスオ
フ時間Ｔｏｆｆを記憶するＲＯＭ、５７、５８はインバ
ータである。

【００３８】既に説明したが、第１検出回路１４の検出
信号Ｓ１は、放電が発生したことを検出するとＬ（ロー
レベル、以下同じ）になる。単安定マルチバイブレータ
４５は、第１検出回路１４の検出信号Ｓ１がＬに立ち下
がったときに、放電開始を示す１ショットパルスを出力
する。第１検出回路１４は、フリップフロップ４６は、
この「放電開始信号」が入力されるとセットされてＬ出
力となる。カウンタ４１は、常時、フリップフロップ４
６のＨ出力を入力してリセットされており、「放電開始
信号」を受けたフリップフロップ４６のＬ出力でリセッ
トが解除されて、オシレータ４０からのクロックをカウ
ントする。

【００３９】コンパレータ４２は、ＲＯＭ４３からの設
定値Ｔｏｎのデータ値と放電が発生したときからカウン
ト値を出力するカウンタ４１からのカウント値とが一致
したときに一致信号を出力する。従って、コンパレータ
Ａ＝Ｂから一致信号が出力されるタイミングは、主電源
回路８のスイッチング素子Ｔｒ１をオフするべき時点に
一致する。一方、コンパレータ４２からの一致信号は、
フリップフロップ４６のリセットに入力されるので、フ
リップフロップ４６がＨ出力になり、カウンタ４１がリ
セットされる。そして、カウンタ４１がリセットされる
とコンパレータ４２におけるカウンタ４１のカウント値
とＲＯＭ４３からのデータ値とが一致しなくなるから、
コンパレータ４２から出力される一致信号はＬ出力にな
る。従って、この一致信号は、ほぼワンショットパルス
状の信号である。

【００４０】フリップフロップ４６は、上述したよう
に、放電開始信号を入力してＬ信号を出力し、コンパレ
ータ４２の一致信号を入力してリセットされてＨ信号を
出力するので、フリップフロップがＬ信号を出力してい
る時間は、設定値Ｔｏｎの時間に一致する。従って、フ
リップフロップ４６のＬ出力をインバータ４７で反転し
た信号が、第１スイッチング素子Ｔｒ１に印加されるゲ
ート信号Ｇ１として出力される。

【００４１】フリップフロップ５３は、第２検出回路１
６からの電流を検出した検出信号Ｓ２でセットされ、コ
ンパレータ５５の一致信号でリセットされる。このと
き、図１に示された第2検出回路１６の差動増幅器２６
の構成では、論理回路上は図４（Ｆ）に示すように、電
流を検出したときにＬになるから、インバータ５２で反
転させてＨにした信号をフリップフロップ５３に入力す
る。一方、コンパレータ５５は、オフ時間Ｔｏｆｆの終
了、言い換えれば、次の電圧パルスのオンで一致信号を
出力するようにされている。従って、フリップフロップ
５３は、ギャップに電流が流れたことを検出してから次
の電圧パルスのオンまでＬ信号を出力する（図４
（Ｅ））。

【００４２】スリーステートバッファ４８は、コンパレ
ータ５０の一致信号が出力していない入力信号がＬのと
きに、オシレータ４０のクロックＣＬの出力を禁止す
る。また、コンパレータ５０は、後述するが、補助電源
遮断用の設定時間Ｓｏｆｆが終了してから次の電圧パル
スがオンするまでの間に一致信号が出力されるようにさ
れている。そのため、スリーステートバッファ４８は設
定時間Ｓｏｆｆが経過してから次の電圧パルスがオンさ
れるまでの間はクロックＣＫが出力されないクロックＣ
Ｋ’を出力する（図４（Ｄ））。

【００４３】カウンタ４９は、フリップフロップ５３の
Ｈ出力を受けて、電圧パルスのオンからギャップに電流
が流れるまでの間はリセットされている。また、設定時
間Ｓｏｆｆが経過してから次の電圧パルスがオンするま
での間は、スリーステートバッファ４８によりクロック
ＣＫを入力していない。従って、カウンタ４９は、第２
検出回路の検出信号Ｓ２を受けてフリップフロップ５３
の出力がＬになってから、次の電圧パルスがオンするま
での間カウントするが、設定時間Ｓｏｆｆが終了する時
点までカウントしたところでクロックを入力しなくなる
ので、設定時間Ｓｏｆｆが終了してからリセットされる
までの間は一定のカウント値を出力をしたままとなる。

【００４４】コンパレータ５０は、カウンタ４９のカウ
ント値とＲＯＭ５１からの設定時間Ｓｏｆｆとが一致し
て一致信号を出力する。一方で、オフ時間Ｔｏｆｆが終
了してフリップフロップ５３がＨ信号を出力し、カウン
タ４９がリセットされて、ＲＯＭ５１の設定時間と一致
しなくなる時点で、コンパレータ５０のＡ＝ＢはＬにな
り一致信号を出力しなくなる。要するに、コンパレータ
５０は、設定時間Ｓｏｆｆの終了後から次の電圧パルス
がオンするまでの間に一致信号を出力している（図４
（Ｇ））。従って、このコンパレータ５０の一致信号を
インバータ５８で反転した信号を補助電源回路１０の第
２スイッチング素子Ｔｒ２のゲート信号Ｇ２として出力
する（図４（Ｈ））。

【００４５】カウンタ５４は、コンパレータ５０の出力
をインバータ５７で反転した信号をリセットに入力する
ので、ゲート信号Ｇ２が出力している間はリセットさ
れ、補助電源回路１０の遮断とともにカウントを開始す
る。コンパレータ５５は、ＲＯＭ５６からのオフ時間Ｔ
ｏｆｆのデータを受けてカウンタ５４のカウント値と一
致したときに一致信号を出力し、フリップフロップ５３
をリセットする。上述したように、フリップフロップ５
３がリセットされると、コンパレータ５０の出力がＬに
なるのでカウンタ５４がリセットされる。カウンタ５４
がリセットされると、カウンタ５４とＲＯＭ５６のデー
タは一致しなくなるので、コンパレータ５５のＡ＝Ｂ
は、Ｌ出力になる。従って、カウンタ５４と、コンパレ
ータ５５と、ＲＯＭ５６とは、次の電圧パルスを印加す
る時間を決めている。（図４（Ｂ）及び（Ｈ））。

【００４６】以上のようにして、検出信号Ｓ１及びＳ２
と、所定の設定値とに基づいてゲート信号Ｇ１及びＧ２
が生成されることになる。なお、上記実施例において用
いた各数値例は、単に一例を示したに過ぎず、これらに
限定されないのは勿論である。また、制御回路の具体的
な構成は、図３に示されたものに限らず、論理回路の設
計により種々の応用が可能である。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のワイヤ放
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。主電源のオンオフ制御は間隙に印加
されている電圧の変動に依存して行ない、他方で補助電
源回路の副電源のオンオフ時間は間隙に流れる加工電流
に依存するようにしているので、加工電流パルス幅をよ
り短くして、且つ高いピーク電流値の加工電流パルスを
安定して供給することができる。その結果、面粗度をよ
り向上させることかできるのみならず、加工速度が遅く
なったり、加工効率が低下したりすることも阻止でき
る。また、間隙に印加された電圧が、予定された無負荷
電圧あるいは無負荷電圧に近い加工電圧よりも相当高く
設定されたしきい値に到達せずに放電したり、放電せず
に短絡して間隙に電流が流れたときにも、所定の時間を
越えて補助電源回路から電流が供給されることがなく、
面粗度の悪化を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るワイヤカット放電加工装置を示す
ブロック回路構成図である。

【図２】図１に示す回路構成中の各部における波形のタ
イミングチャートである。

【図３】制御回路の回路構成図である。

【図４】図３に示す回路中の一部の波形とギャップの電
流とギャップの電圧の波形を模式的に示す図である。

【図５】従来のワイヤカット放電加工装置における電
圧、電流波形を示す波形図である。

【図６】ギャップのキャパシタンスの変化によりギャッ
プの電圧の立ち上がりが変化する状態を示す図である。

【符号の説明】

４ワイヤ電極６被加工物８主電源回路１０補助電源回路１２加工間隙１４第１検出回路１６第２検出回路１８制御回路２０検出電源２４検出電源２６差動増幅器Ｅ１主電源Ｅ２副電源Ｔｒ１第１スイッチング素子Ｔｒ２第２スイッチング素子Ｓｏｆｆ補助電源遮断用の設定時間

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ワイヤ電極と被加工物との間に形成され
る間隙に所望の加工電流を供給する主電源回路と、前記
主電源回路に並列に接続される補助電源回路と、前記主
電源回路に含まれる少なくとも１つの第１スイッチング
素子と、前記補助電源回路に含まれる少なくとも１つの
第２スイッチング素子と、所定のしきい値を有し前記間
隙の電圧を監視する第１検出回路と、所定のしきい値を
有し前記間隙に流れる電流を監視する第２検出回路と、
前記第２スイッチング素子をオンしてから前記第１検出
回路の検出信号に応じて前記第１スイッチング素子を所
定の期間だけオンすると共に、前記第２検出回路の検出
信号に応じて前記第２スイッチング素子をオフするよう
に制御する制御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。
【請求項２】前記制御回路は、前記第２検出回路の検
出信号に応じて、予め設定された所定時間が経過した後
に前記第２スイッチング素子をオフすることを特徴とす
る請求項１記載のワイヤカット放電加工装置。
【請求項３】前記第１検出回路の前記しきい値が無負
荷電圧よりも５〜２０Ｖ低い値であることを特徴とする
請求項１または２記載のワイヤカット放電加工装置。