JPS60123218A - 放電加工電源 - Google Patents

放電加工電源

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JPS60123218A
JPS60123218A JP22703183A JP22703183A JPS60123218A JP S60123218 A JPS60123218 A JP S60123218A JP 22703183 A JP22703183 A JP 22703183A JP 22703183 A JP22703183 A JP 22703183A JP S60123218 A JPS60123218 A JP S60123218A
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power supply
circuit
discharge
inductance
discharge machining
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Haruki Obara
小原 治樹
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Fanuc Corp
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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
    • B23H1/022Electric circuits specially adapted therefor, e.g. power supply, control, preventing short circuits or other abnormal discharges for shaping the discharge pulse train

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野と従来技術 本発明は、放電加工装置における放電加工電源に関′す
°る。
第1図は、従来の1〜ランジスタ放電回路による放電加
工電源を示すもので、Eは電源、R1は電流制限用の抵
抗、T1はスイッチング素子としてのトランジスタ、W
はワーク、Pは電極であり、トランジスタTのベースに
周期的にパルスを入力し、トランジスタ丁がオン、オフ
を練り返1−ことによって、矩形波電圧が電極Pとワー
クW間に加えられ、放電を発生させ、ワークを加工する
ものであるが、大電流を流し、放電エネルギーを増大さ
せ、加工速度を上げにうとすると、例えは、放電ピーク
電流を200A、パルス幅2〜3μsを流す場合などは
、上記電流制限用抵抗R1が発熱し、エネルギーロスが
大きく好ましくない。また、1ヘランジスタT1をオフ
にしたとさ、回路内にある浮遊のインダクタンスに蓄え
られたエネルギーが上記トランジスタT1のコレクタ、
エミッタ間に大ぎな1ノ−−ジ電圧として印加され、ト
ランジスタT1を破損する等の欠点があった。そのため
、流れる電流を大きくすることはできなかった。
弁明の目的 本発明の第1の目的は、E記従来技術の欠点を改善し、
電力損失が微小で、スイッチング素子に加わる負荷が小
ざくで大電流を流すことができる放電加工電源を提供す
ることにある。
本発明の第2の目的は、電力損失が微小でスイッチング
素子に加わる負荷が小さく、大電流を流すことができ、
かつ、逆電圧を電極とワーク間に印加することができる
Iff電加工電源を提供づることにある。
発明の構成 本願の第1の発明は、同期して2つのスイッチング素子
をオン、オフさせてワークと電極間に繰り返し電圧を印
加し放電を生じさゼる敢電加コニ電源において、電圧印
加中に放電回路中のインダクタンスに蓄えられたエネル
ギーを電源回路に帰還する帰還回路を設【プたことを特
徴とづ−る放電加工電源である。
また、本願箱2の発明は、同期して2つのスイッチング
素子をオン、オフさせてワークと電極間に繰り返し電圧
を印加し放電を生しさUる放電加工電源において、電圧
[1]加中に放電回路中のインダクタンスに蓄えられた
エネルギーを電源回路に帰還する帰還回路を設け、該帰
還回路中に放電が終了したときオンするスイッヂング素
子及び電流制限用抵抗を介して上記ワークと電極間に逆
電圧を印加づる逆電圧印加回路を右する放電加工電源−
である。
実施例 第2図は、本発明の第1の実施例を示づ”図で、1は電
源回路で、Eは電源、Cは該電源回路に設けられている
コンデンサで、該コンデンサは応答の高いコンデンサが
使用され、がっ、該電源回路1はインダクタンスの小さ
い回路であることが好ましい。Pは電極、Wはワーク、
T2.T3はスイツヂング素子どしての1〜ランジスタ
、Dl、D2はダイオードで、後述する帰還回路を構成
する。
Ll、L2は浮遊のインダクタンスを表わしている。
次に、本実施例の作動を、第3図のタイミングチャート
を参照しながら説明する。なお、第3図(a)はトラン
ジスタT2.T3のベースに印加される練り返しパルス
で、該パルスが印加されることによりトランジスタT2
.T3は同期してオン、オフを繰り返す。(b)は電極
PとワークW間のギャップに印加されるギャップ電圧V
c、(C)は該ギャップに流れるギャップ電流を示り。
なお、第3図において、パルス■が入力されたときは、
ギャップに電圧が印加された後、少し経過後放電したと
きを示し、パルス■、■が入力されたとぎは、ギレップ
に電圧が印加されるとほとんど同時に放電したときを示
している。
今、トランジスタT2.T3のベースに第3図(a)に
示すようにパルスが入力され、トランジスタT2.T3
が同時にオーン覆ると、電極PどワークW間のギャップ
には電圧VOが印加され、放電が開始すると、第3図<
11)で示すようにギャップ電圧Vaは低下し、ギャッ
プにギャップ電流Iaが流れる。すなわち、電流は電源
回路の端子AからトランジスタT3.ワークW、電極P
、トランジスタT2.電源回路の端子Bへと流れる。
この電流は、上記電源回路の端子間電圧をVoとすると
、浮遊インダクタンスのために d−i/dt= (Vo −Vc )/ (L1+L2
)なる関係で直線的に第3図(C)に示すように増加し
ていく。しかし、トランジスタT3がオフになると、浮
遊のインダクタンスL1.L2に蓄えられていた電流が
帰還回路を通って流れる。すなわち、電源回路1の端子
B、ダイオードD1゜ワークW、電極P、ダイオードD
2.端子Aを流れ、電源回路1のコンデンサCに還元づ
る。このとき、電流の流れの方向と電源回路1の極性が
逆であるため、その電流は、 di/dt= (−Vo −Vc )/ (L1+L2
>にしたがって直線的に減少づ゛る(第3図(C)参照
)。
以上、本発明の第1の実施例の構成及び作用を説明した
が、本発明においては、上述したように、回路上に抵抗
が存在しないため、発熱は非常に少なく、浮遊のインダ
クタンスから生じる電流を帰還回路のダイオードを介し
て電源回路1のコンデンサCに還元したから、トランジ
スタに大きな負担をかけることはない。
そこで、例えば、電源回路1の出力電圧Voを120V
、ギl”Jプ電圧Vcを20V、浮遊のインダクタンス
を11+12=0.5μH,トランジスタT2.T3の
オンタイムを1μsとすると、120V−20V10.
5μHX1μ5=20OA となり、20OAの大きなピーク電流を流すことができ
、このときの電流パルス幅は約2μsとなる〈第3図■
、■参照)。
なお、上記実施例においては、素子の応答遅れがあるか
ら、応答遅れの影響を減するように、ダイオードD1.
−、D2.トランジスタT2.T3に素子保護用のサー
ジ吸収回路を用いることが必要である。
上記実施例において、放電時のキャップ電流Ia及び該
電流の幅は浮遊のインダクタンスの値によって決まって
いる。そこで、インダクター等を回路中に挿入してこの
インダクタンスの値を変えてギャップ電流IGのピーク
電流値、パルス幅を変更制御することができる。特に、
電極の消耗を防止するために、ギャップ電流[cが急激
に立上がることを防止し、なだらかに立上がるようにす
るため、回路中にインダクターを挿入して制御してもよ
い。
また、上記実施例では、トランジスタT2.T3のスイ
ッチングオン時間を一定としたが、放電したことを検出
して一定時間後に該トランジスタT2.T3をオフにす
るようにすれば、常に一定エネルギーのパルスを供給す
ることができる。
第4図は、本発明の第2実施例で、第2図で示した第1
の実施例と相違する点は、帰還回路のタイオードD1.
D2と並列で、かつ、該ダイオード[)1.D2の電流
の流れる方向とは逆向きの電流の流れを可能にする抵抗
R2,R3、スイッチング素子どしてトランジスタT4
.T5、ダイオードD3.D4を直列に接続した逆電圧
印加回路をそれぞれ設けている点である。
そして、その動作においては、トランジスタT2、T3
に電流が流れたあと、トランジスタT4゜T5をオンに
して電極PとワークW間のギャップに逆電圧を印加でき
るようにしている点において相違している。
第5図の第2の実施例の動作タイミングヂャートを参照
しながら、第2の実施例の動作を説明する。
なお、第5図輸)は、第2図、第3図で示づ第1の実施
例と同様、トランジスタT2.T3のベースに印加され
、該トランジスタT2.丁3を導通される繰り返しパル
ス、(l〕)はギA・ツブ電圧、(C)はギャップ電流
、(d )は1〜ランジスタT4.T5のベースに印加
され、該トランジスターr4.T5をオン、オフさせる
繰り返しパルスを示している。
そこで、トランジスタT2.T3がオンしてギャップに
ギャップ電圧Vcが印゛加され、放電が生じ、ギャップ
電流1cが第5図に示すように直線的に増加し、次に上
記トランジスタT2.T3がオフとなり、ギャップ電流
Icが直線的に減少でる点は、第1の実施例と同様であ
る。次に、ギャップ電流が流れた後、すなわち、トラン
ジスタT2、T3がオンした後、該トランジスタ下2.
1”3のオンタイムの2倍の時間経過以後、逆電圧印加
回路のトランジスタT4.T5をオンさせる(第5図(
d)参照)。そうすると、電源回路1の端子A、抵抗R
3,トランジスタT5.ダイオードD4..I極P、ワ
ークW、ダイオード03゜トランジスタT4.抵抗R2
,電源回路1の端子Bの回路が構成され、電極Pとワー
クW間のギャップには逆電圧が印加されることになる。
なお、逆電圧印加時の電流は小さいことが望ましいため
、抵抗R2,R3が電流制御用として挿入されている。
このように、逆電圧を電極PとワークW間に印加するこ
とにより、アークの消弧を促すと共に、水を用いた放電
加工においては、超硬合金のような電食性のワークに対
しては正、負の電圧が印加されることとなるから、電食
を防止することができる。
なお、上記第2の実施例においても、浮遊のインダクタ
ンス以外に積極的に回路中にインダクターを挿入してギ
ャップ電流の立上がりを制御してもよい。さらに、トラ
ンジスタT2.T3のオンタイムも一定ではなく、放電
検出後一定時間後に該トランジスタ’r2.T3をオフ
にするようにすることも第1の実施例と同様に可能なも
のである。
発明の効果 以上述べたように、本発明の放電加工電源は、回路中に
電流制限用の抵抗を有しないから、発熱を防止し、電力
損失を微小にすることができる。
また、スイッチング素子をオフにして電極とワーク間の
電圧印加を停止しl〔とき、回路中の浮遊のインダクタ
ンスに蓄えられていたエネルギーを電源回路に帰遠づる
帰還回路を説けたから、上記インダクタンスに蓄えられ
たエネルギーによって上記スイッチング素子を破損する
ことを防止できる。
その結果、大電流を流して放電加工を行うことを可能に
し、その際発熱を微小にし、かつ、インダクタンスに蓄
えられたエネルギーは再び電源回路のコンデンサに蓄え
られるから、非常に省エネルギーになるものである。ま
た、回路中に浮遊のイシタクタンス以外にさらにインダ
クターを挿入し、放電ギャップ電流の立上がりを制御し
て電極消耗を防止することもできる。
また、上記インダクタンスに蓄えられたエネルギーを電
源回路に帰還する回路に逆電圧印加回路を付加したとき
は、非加工中自動的に逆電圧が電極とワーク間に印加さ
れるから、水を用いる放電加工においては、電気分解作
用を減少させ、電食を防止し、そのため、ワークの仕上
面あらさもJ:くなり、かつ、逆電圧を印加することか
ら放電の消弧が早くなり、加工速度を上げることができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は、従来のトランジスタ放電回路による放電加工
電源を示す図、第2図は、本発明の第1の実施例を示す
図、第3図は、同動作タイミングチャート、第4図は、
本発明の第2の実施例を示す図、第5図は、同動作タイ
ミングチャートである。 P・・・電極、W・・・ワーク、■1〜T5・・・スイ
ッチング素子としてのトランジスタ、D1〜D4・・・
ダイオード、1・・・電源回路。 特許出願人 ファナック 株式会社 (ばか1名)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)同期して2つのスイッチング素子をオン。 オフさせてワークと電極間に繰り返し電圧を印加し放電
    を生じさせる放電加工電源において、電圧印加中に放電
    回路中のインダクタンスに蓄えられたエネルギーを電源
    回路に帰還する帰還回路を設けたことを特徴とする放電
    加工電源。 (2)上記電源回路の出力端子と上記ワーク及び上記電
    極は上記スイッチング素子を介してそれぞれ接続され、
    上記帰還回路は上記電源回路の一方の出力端子に接続さ
    れた上記スイッチング素子と、上記電源回路の住方の出
    力端子とを、上記電源回路からの電流の流れを阻止する
    方向のダイオードでそれぞれ接続してなる特許請求の範
    囲第1項記載の放電加工電源。 (3)上記インダクタンスは放電回路中の浮遊インダク
    タンスである特許請求の範囲第1項または第2項記載の
    放電加工電源。 (4)上記インダクタンスは浮遊インダクタンスと放電
    回路中に挿入されたインダクターよりなる特許請求の範
    囲第1項または第2項記載の放電加工電源。 (5)上記スイッチング素子のオン時間は一定である特
    許請求の範囲第1項、第2項、第3項または第4項記載
    の放電加工電源。 (6)上記スイッチング素子はAンした後、ギャップ電
    圧または放電電流を検出して一定時間後にオフにされる
    特許請求の範囲第1項、第2項、第3項または第4項記
    載の放電加工電源。 (7)同期して2つのスイッチング素子をオン。 オフさせてワークと電極間に繰り返し電圧を印加し放電
    を生じさせる放電加工電源において、電圧印加中に放電
    回路中のインダクタンスに蓄えられたエネルギーを電源
    回路に帰還する帰還回路を設け、該帰還回路中に放電が
    終了したとぎ、オンするスイッチング素子及び電流制限
    用抵抗を介して上記ワークと電極間に逆電圧を印加する
    逆電圧印加回路を有する放電加工電源。 (8)上記電源回路の出力端子と上記ワーク及び上記電
    極は上記スイッチング素子を介しノてそれぞれ接続され
    、上記帰還回路は上記電源回路の一方の出力端子に接続
    された上記スイッチング素子と、上記電源回路の他方の
    出力端子とを、上記電源回路からの電流の流れを阻止す
    る方向のダイオードでそ机ぞれ接続し、該ダイオードと
    並列に上記逆電圧印加回路を設けた特許請求の範囲第7
    項記載の放電加工電源。 (9)上記逆電圧印加回路には、上記放電が終了したと
    ぎオンするスイッチング素子と上記電流制限用抵抗と直
    列にダイオードが接続されている特許請求の範囲第7項
    または第8項記載の放電加工N源。 (10)上記インダクタンスは放電回路中の浮遊インダ
    クタンスである特許請求の範囲第7項。 $8項または第9項記載の放電加工電源。 (11)上記インダクタンスは浮遊インダクタンスと放
    電回路中に挿入されたインダクターよりなる特許請求の
    範囲第7項、第8項または第9項記載の放電加工電源。 <12)上記ワークと電極間に電圧を印加するスイッチ
    ング素子のオン時間は一定である特許請求の範囲第7項
    、第8項、第9項、第10項または第11項記載の放電
    加工電源。 (13)上記スイッチング素子はオンした後、放電電流
    を検出【ノて一定時間後にオフにされる特許請求の範囲
    第7項、第8項、第9項、第10項ま7jは第11項記
    載の放電加工電源。
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PCT/JP1984/000572 WO1985002358A1 (fr) 1983-12-02 1984-11-30 Source d'alimentation pour usinage par decharge electrique

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JPH0120013B2 JPH0120013B2 (ja) 1989-04-13

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