JPS6014651B2 - Power supply device for electrical discharge machining - Google Patents

Power supply device for electrical discharge machining

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Publication number
JPS6014651B2
JPS6014651B2 JP8160378A JP8160378A JPS6014651B2 JP S6014651 B2 JPS6014651 B2 JP S6014651B2 JP 8160378 A JP8160378 A JP 8160378A JP 8160378 A JP8160378 A JP 8160378A JP S6014651 B2 JPS6014651 B2 JP S6014651B2
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machining
capacitor
power supply
voltage
charging
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JP8160378A
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JPS5511730A (en
Inventor
哲朗 伊東
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Publication of JPS6014651B2 publication Critical patent/JPS6014651B2/en
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • B23H7/00Processes or apparatus applicable to both electrical discharge machining and electrochemical machining
    • B23H7/02Wire-cutting
    • B23H7/04Apparatus for supplying current to working gap; Electric circuits specially adapted therefor

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、加工液を介して対向する電極と被加工物と
の間に形成される加工間隙に放電を行わせて、被加工物
の放電切削加工を行う放電加工用の電源菱鷹に関するも
ので、特に、ワイヤカット放電加工用の電源装置として
適しているものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to electrical discharge machining, which performs electrical discharge machining of a workpiece by causing electrical discharge to occur in a machining gap formed between opposing electrodes and the workpiece through a machining fluid. The present invention relates to a power supply device for use in electric discharge machining, and is particularly suitable as a power supply device for wire-cut electrical discharge machining.

以下、従釆から使用されているワイヤカット放電加工装
置の一例について、その構成および動作を図によって説
明する。
Hereinafter, the configuration and operation of an example of a wire-cut electric discharge machining apparatus used from a subordinate position will be explained with reference to the drawings.

第1図において、1は被加工物、2はワイヤ電極、3は
タンク4に貯豚された加工液、5はこの加工液3を送給
するためのポンプ、6はこの加工液3をワイヤ電極2の
加工部2Aと被加工物1との間に形成される加工間隙に
噴射するための/ズルである。
In FIG. 1, 1 is a workpiece, 2 is a wire electrode, 3 is a machining fluid stored in a tank 4, 5 is a pump for feeding this machining fluid 3, and 6 is a wire for distributing this machining fluid 3. This is a nozzle for spraying into the machining gap formed between the machining part 2A of the electrode 2 and the workpiece 1.

7はワイヤ電極2の供V給リール、8Bおよび8Aは上
下で、上記ワイヤ電極2の加工部2Aの位置を規定する
上部ワイヤガイドおよび下部ワイヤガイド、9はワイヤ
電極2へ放電加工用の電流を供給するための給電部、1
0はワイヤ電極2に適当なテンションを与えながら巻取
る巻取りールである。
7 is a supply V supply reel for the wire electrode 2; 8B and 8A are upper and lower wire guides that define the position of the machining section 2A of the wire electrode 2; and 9 is a current for electrical discharge machining to the wire electrode 2; a power supply unit for supplying 1
0 is a winding reel that winds up the wire electrode 2 while applying appropriate tension to it.

11は被加工物1を載せたテーブル、12および13は
テーブル11を、X方向およびY方向にそれぞれ駆動す
るX軸駆動モータおよびY軸駆動モータである。
11 is a table on which the workpiece 1 is placed, and 12 and 13 are an X-axis drive motor and a Y-axis drive motor that drive the table 11 in the X direction and the Y direction, respectively.

14は一般に、倣い制御装置、N/C装置、鰭子計算機
などから成る、X軸駆動モータ12およびY軸駆動モー
タ13を制御する駆動制御装置で、この駆動制御装置1
4はテーブル11を×−Y方向に移動させて、ワイヤ電
極2の加工部2Aが、被加工物1に対して所望な軌跡を
相対的に画くように、×軸駆動モータ12とY軸駆動モ
ータ13との制御を行うものである。
14 is a drive control device that controls the X-axis drive motor 12 and the Y-axis drive motor 13, which generally includes a copying control device, an N/C device, a fin calculator, etc.;
4 moves the table 11 in the It controls the motor 13.

15は給電部9を介してワイヤ電極2と被加工物1との
間に放電加工用の加工電流を供給する放電加工用電源装
置で、この電源装置15は、放電用コンデンサ18と、
この放電用コンデンサ18を充電するための充電回路1
5Aとから構成されている。
Reference numeral 15 denotes a power supply device for electric discharge machining that supplies machining current for electric discharge machining between the wire electrode 2 and the workpiece 1 via the power supply unit 9, and this power supply device 15 includes a capacitor 18 for electric discharge,
Charging circuit 1 for charging this discharging capacitor 18
It is composed of 5A.

この充電回路15Aは、加工用エネルギーの供給源であ
る直流電源16と、放電用コンデンサ18の充電を制御
するスイッチング素子17および充電電流制限抵抗19
と、例えば、一定周期でスイッチング素子17をON−
OFFさせるオシレーターなどから成る、スイッチング
素子17の制御回路20とで構成されている。
This charging circuit 15A includes a DC power supply 16 that is a source of machining energy, a switching element 17 that controls charging of a discharging capacitor 18, and a charging current limiting resistor 19.
For example, the switching element 17 is turned on at a certain period.
The control circuit 20 includes a switching element 17 and a control circuit 20 including an oscillator that is turned off.

第2図はこの第1図に示すワイヤカット放電加工装置の
加工用電源装置15および、被加工物1とワイヤ電極2
の加工部2Aとが対向して形成した加工間隙とで構成さ
れるこのワイヤカット放電加工装置の主要部分の動作を
説明する図である。
FIG. 2 shows the machining power supply 15 of the wire-cut electric discharge machining apparatus shown in FIG. 1, the workpiece 1 and the wire electrode 2.
FIG. 2 is a diagram illustrating the operation of the main parts of this wire-cut electrical discharge machining apparatus, which is composed of a machining gap formed by facing a machining section 2A.

放電用コンデンサー8は充電回路15Aのスイッチング
素子1 7が○Nしている間、制限抵抗19を介して充
電され、t時間充電した後の放電用コンデンサー8の端
子間電圧Vcは、直流電源16の電圧をE、放電用コン
デンサー8の容量をC、制限抵抗19の抵抗値をRとす
るとvC=E(,‐exp‐点) ・・・・.・‘
1’なる曲線で示されるように充電されて行くはずであ
る。
The discharging capacitor 8 is charged via the limiting resistor 19 while the switching element 17 of the charging circuit 15A is in the N state, and the voltage Vc between the terminals of the discharging capacitor 8 after charging for t hours is equal to the DC power supply 16. If the voltage of is E, the capacity of the discharge capacitor 8 is C, and the resistance value of the limiting resistor 19 is R, then vC=E(, -exp- point)...・'
The battery should be charged as shown by the curve 1'.

ところが、ワイヤ電極2の加工部2Aと被加工物1との
間に形成される加工間隙には、放電コンデンサー8の充
電中も、加工液3を通して漏洩電流が流れるので、第2
図に示すように、加工間隙に抵抗値ッの漏洩抵抗が接続
されたのと等価となり、この場合の放電用コンデンサ1
8の充電特性曲線は次式で示される。VC=三7(1‐
eXp賄t),..,.側ここで、漏洩抵抗の抵抗値y
は、加工液3の比抵抗に関係しているほかに、加工によ
って生ずる加工くずの影響、加工条件、加工液3の流量
や流速などにも関連して常に変化をしており、上記■式
で示される放電用コンデンサ18の端子間電圧Vcの充
電特性曲線は、加工中常に変化しているのが実情である
However, even during charging of the discharge capacitor 8, a leakage current flows through the machining fluid 3 into the machining gap formed between the machining part 2A of the wire electrode 2 and the workpiece 1.
As shown in the figure, this is equivalent to connecting a leakage resistor with a resistance value of 1 to the machining gap, and in this case, the discharge capacitor 1
The charging characteristic curve of No. 8 is shown by the following equation. VC = three seven (1-
eXp bribe),. .. 、. Here, the resistance value y of the leakage resistance
In addition to being related to the specific resistance of the machining fluid 3, is constantly changing due to the influence of machining waste generated during machining, machining conditions, flow rate and flow velocity of the machining fluid 3, etc. The actual situation is that the charging characteristic curve of the voltage Vc between the terminals of the discharging capacitor 18 shown by is constantly changing during processing.

このようにして充電された放電用コンデンサ18から放
電間隙に放電を開始した時の、放電用コンデンサ18の
端子間電圧Vcを放電開始電圧Voとすると、この放電
開始電圧Voは、上記放電用コンデンサ18の充電曲線
の変化に影響されて常に変化し、特に漏洩電流が少ない
時(漏洩抵抗値yが大の時)にはVcの上昇速度が速く
、その結果、放電開始電圧が異常に高くなることがあっ
た。
When the discharge capacitor 18 charged in this way starts discharging into the discharge gap, the voltage Vc between the terminals of the discharge capacitor 18 is defined as the discharge start voltage Vo. It constantly changes due to the influence of the change in the charging curve in No. 18, and especially when the leakage current is small (when the leakage resistance value y is large), the rising speed of Vc is fast, and as a result, the discharge starting voltage becomes abnormally high. Something happened.

一方、放電開始電圧Voで放電間隙に放電が開始した時
に、放電用コンデンサ18から放出するエネルギーWは
、次式で示される。
On the other hand, when discharge starts in the discharge gap at the discharge starting voltage Vo, the energy W released from the discharge capacitor 18 is expressed by the following equation.

w=よV。w=yoV.

2 ..・‐‐・【3}すなわち、放電間隙に
放電用コンデンサー8から放出される加工エネルギーは
、放電開始電圧V。
2. .. ...[3] That is, the machining energy released from the discharge capacitor 8 into the discharge gap is the discharge starting voltage V.

の自乗、V。2 に関連しており、放電開始電圧VDを
高くすると、一回の放電における被加工物1の切削量は
多くなる反面、ワイヤ電極2の加工部2Aの消耗量も同
様に多くなり、あまり放電開始電圧Voが高くなるとワ
イヤ電極2の加工部2Aにおける、ワイヤ断線事故発生
の危険性があったしたがって、加工能率を上げる必要の
ある時には、直流電源16の電圧Eを高く設定して、ワ
イヤ断線の限界に近いエネルギーを加工間隙に与えて、
高速度で加工を行うのが理想であるが、直流電源16の
電圧Eの設定にあたっては、漏洩抵抗の抵抗値yの加工
中における変動を考慮して、最悪の条件においてもワイ
ヤ断線が発生しないように低目に設定しなければならな
いので、この結果、加工速度をあまり高速にすることが
出来ず、加工能率をあまり高くすることが出来ないと言
う欠点があった。
squared, V. 2, when the discharge starting voltage VD is increased, the amount of cutting of the workpiece 1 in one discharge increases, but the amount of wear of the machined part 2A of the wire electrode 2 also increases, and the discharge If the starting voltage Vo increases, there is a risk of wire breakage in the processing section 2A of the wire electrode 2. Therefore, when it is necessary to increase processing efficiency, the voltage E of the DC power supply 16 is set high to prevent wire breakage. Applying energy close to the limit of , to the machining gap,
Ideally, machining should be performed at high speed, but when setting the voltage E of the DC power supply 16, the fluctuation of the resistance value y of the leakage resistance during machining is taken into account to ensure that wire breakage does not occur even under the worst conditions. As a result, the machining speed cannot be made very high and the machining efficiency cannot be made very high.

さらに、被加工物1の切削量は、加工間隙における放電
開始電圧Voの自棄、Vo2の関連しているので、加工
中に、この放電開始電圧V。
Furthermore, since the amount of cutting of the workpiece 1 is related to the discharge starting voltage Vo in the machining gap and Vo2, the discharge starting voltage V during machining.

が大中に変動すると、加工藩中も同時に変化して加工精
度が悪くなるという欠点も合せて持っていた。これらの
欠点を除去するためには、放電開始電圧Voを、加工中
常に一定の値Vs以下に制限することが必要で、例えば
第3図に示すように放電用コンデンサ18と並列に、そ
の端子間電圧Vcが、所望な一定電圧Vs以上に上昇し
ないようにするための、電圧制限制御回路21を接続す
る方法が提案されていた。第4図はこの電圧制限制御回
路21の一の具体例で、複数個のゼナーダイオードZD
,,ZD2,ZD3・・・・・・・・・・…・・ZDn
と直列に接続して、切換スイッチSW,で必要個数のゼ
ナーダィオ−ド狐を選択して、由e端子間のゼナー電圧
が、上記所望な一定電圧Vsと等しくなるように設定す
ることが出釆るようにしたものである。この電圧制限制
御回路21Aが、放電用コンデンサ18に並列に接続さ
れることにより、放電用コンデンサ18の端子間電圧V
cが一定電圧Vsに達するまでは、上記■式に示す曲線
にしたがって上昇するが、Vc=Vsとなると、その後
供給される充電電流は、放電用コンデンサ18には充電
されず、電圧制限制御回路21Aのゼナーダィオード血
に流れて、端子間電圧Vcは、Vc=Vsに保持される
It also had the disadvantage that when the value of the machining process changed, the machining process changed at the same time, resulting in poor processing accuracy. In order to eliminate these drawbacks, it is necessary to limit the discharge starting voltage Vo to a constant value Vs or less during machining. For example, as shown in FIG. A method has been proposed in which the voltage limit control circuit 21 is connected to prevent the voltage Vc from rising above a desired constant voltage Vs. FIG. 4 shows a specific example of this voltage limit control circuit 21, in which a plurality of zener diodes ZD
,,ZD2,ZD3・・・・・・・・・・・・・ZDn
It is possible to select the required number of zener diodes with the selector switch SW, and set the zener voltage between the two terminals to be equal to the desired constant voltage Vs. It was designed so that By connecting this voltage limit control circuit 21A in parallel to the discharge capacitor 18, the voltage between the terminals of the discharge capacitor 18 is
Until c reaches a constant voltage Vs, it increases according to the curve shown in the above equation (2), but when Vc=Vs, the charging current supplied thereafter is not charged to the discharging capacitor 18, and the voltage limit control circuit The voltage Vc between the terminals of the 21A Zener diode is maintained at Vc=Vs.

したがって、放電用コンデンサ18の端子間電圧Vcは
常にVcミVsであり、放電開始電圧Voも常にVoミ
Vsとなり、所望な一定電圧Vsより高くなることはな
くなった。
Therefore, the voltage Vc between the terminals of the discharging capacitor 18 is always VcminVs, and the discharge start voltage Vo is always VominVs, and is no longer higher than the desired constant voltage Vs.

第5図は上記電圧制限制御回路21の8Uの具体例で、
由e端子間に放電用コンデンサ18より充分大きな容量
Coを持った第二のコンデンサ22と逆流防止用整流素
子23の直列体を接続し、スイッチSW2の切換で出力
電圧が調整出来るトランス26と整流器25からなる、
出力電圧可調整の直流電源24と、第二のコンデンサ2
2の放電抵抗27とを、第二のコンデンサ22に並列に
接続したものである。
FIG. 5 shows a specific example of 8U of the voltage limit control circuit 21,
A series body of a second capacitor 22 having a capacitance Co sufficiently larger than that of the discharging capacitor 18 and a rectifying element 23 for preventing backflow is connected between the terminals of the transformer 26 and the rectifier whose output voltage can be adjusted by switching the switch SW2. Consisting of 25
DC power supply 24 with adjustable output voltage and second capacitor 2
The second discharge resistor 27 is connected in parallel to the second capacitor 22.

したがって、この第二のコンデンサ22は、常に上記出
力電圧可調整の直流電源24によって、所望の一定電圧
Vsに充電された状態にある。この電圧制限制御回路2
1Bが、放電用コンデンサ18に並列に接続されること
により、放電用コンデンサ18の端子間電圧Vcが一定
電圧Vsに達するまでは上記具体例と同様、その端子間
電圧Vcは‘2〕式にしたがって上昇するが、Vc=V
sに達してから、さらにt,時間後の端子間電圧Vcは
、並列に容量Coの第二のコンデンサ22が並列となる
のでVC=支きフ(E−VS){1−eXPRyC〜。
Therefore, this second capacitor 22 is always charged to a desired constant voltage Vs by the DC power supply 24 whose output voltage is adjustable. This voltage limit control circuit 2
1B is connected in parallel to the discharge capacitor 18, until the voltage Vc between the terminals of the discharge capacitor 18 reaches the constant voltage Vs, the voltage Vc between the terminals is expressed by the formula '2] as in the above specific example. Therefore, it increases, but Vc=V
The inter-terminal voltage Vc after a further t time has reached s is connected in parallel with the second capacitor 22 having a capacitance Co, so VC=support (E-VS) {1-eXPRyC~.

t1}十VS ‐‐‐‐‐‐{41こ
こで、C+Co》Cであるので、【4}式の第1 項
は支き7くE−vS){,−eXp−Rく学為マq}±
o ……t51と見ることができる
。さらに、第二のコンデンサ22は放電抵抗27を介し
て常時放電をしているので、実用上はVcがVsに達し
た後は常にVc=Vs ……【61
の関係を保持しているものと考えてもよい。
t1} 10VS ‐‐‐‐‐‐{41 Here, C+Co》C, so the first term of formula [4} is 7 E−vS){, −eXp−R }±
o...It can be seen as t51. Furthermore, since the second capacitor 22 is constantly discharging via the discharge resistor 27, in practice, after Vc reaches Vs, Vc=Vs...[61
It can be considered that the relationship holds.

したがって、放電開始電圧は常にVoミVsであると見
ることが出来る。第6図は、第5図に示した電圧制限制
御回路21Bの一部を改造したもので、由e端子間に第
二のコンデンサ22と逆流防止用整流素子23との直列
体を接続し、上記第二のコンデンサ22と並列に、この
第二のコンデンサ22の放電回路としてPNP形トラン
ジスタ28と抵抗29との直列体を接続した上、e端子
とトランジスタ28のベース間には、出力電圧可調整の
直流電源24から、所望な一定電圧Vsが印加されてい
る。
Therefore, it can be seen that the discharge starting voltage is always VoVs. FIG. 6 shows a modified part of the voltage limiting control circuit 21B shown in FIG. 5, in which a series body of a second capacitor 22 and a rectifying element 23 for preventing backflow is connected between the terminals e. A series body of a PNP transistor 28 and a resistor 29 is connected in parallel with the second capacitor 22 as a discharge circuit for the second capacitor 22, and an output voltage is set between the e terminal and the base of the transistor 28. A desired constant voltage Vs is applied from a DC power source 24 for regulation.

この直流電源24は定電圧直流電源31の出力を可変抵
抗30で分圧するように構成されているが、電圧可変の
トランスの出力を整流したものであっても使用出来る。
この電圧制限制御回路21Cが、放電用コンデンサ18
と並列に接続されると、加工開始時においては、放電用
コンデンサ18、第二のコンデンサ22共に充電回路1
5Aによって充電される。
This DC power supply 24 is configured to divide the output of a constant voltage DC power supply 31 by a variable resistor 30, but it can also be used even if the output of a voltage variable transformer is rectified.
This voltage limit control circuit 21C is the discharge capacitor 18
When connected in parallel with the charging circuit 1, both the discharging capacitor 18 and the second capacitor 22 are connected in parallel to the charging circuit 1 at the start of machining.
Charged by 5A.

第二のコンデンサ22は一度一定電圧Vsまで充電され
ると、加工間隙に放電が開始しても、整流素子23で第
二のコンデンサ22から放電加工間隙への放電が阻止さ
れているので、この電圧Vsを保持している。この状態
で、放電用コンデンサ18が一定電圧Vsまで充電され
、その充電電流は第二のコンデンサにも充電され、その
端子間電圧VcはVc〉Vsとなるが、この時、トラン
ジスタ28のェミツタ電圧V8はVz=Vcであるので
、ベース電圧VBより高くなるので、トランジスタ28
はェミツタとコレクターの間が導通して、抵抗29を介
して第二のコンデンサ22および放電コンデンサ18の
電荷は放電されるので、やはり、VcミVsの関係が常
に保たれていると見ることが出来る。
Once the second capacitor 22 is charged to a constant voltage Vs, even if discharge starts in the machining gap, the rectifying element 23 prevents discharge from the second capacitor 22 into the discharge machining gap. The voltage Vs is maintained. In this state, the discharging capacitor 18 is charged to a constant voltage Vs, and the charging current is also charged to the second capacitor, and the voltage between its terminals Vc becomes Vc>Vs, but at this time, the emitter voltage of the transistor 28 Since V8 is Vz=Vc, it is higher than the base voltage VB, so the transistor 28
Since conduction occurs between the emitter and the collector, and the charges in the second capacitor 22 and the discharge capacitor 18 are discharged via the resistor 29, it can be seen that the relationship between Vc and Vs is always maintained. I can do it.

したがって、この電圧制限制御回路21Cを取付けるこ
とによっても、放電開始電圧Voは、常に一定電圧Vs
以下となる。ところが、このように電圧制限制御回路2
1を、バイアス回路として設けると、放電用コンデンサ
18の端子間の電圧Vcが、一定電圧Vsに達した後は
、必要以上の充電電流が、電圧制限制御回路21に流れ
、この電圧制限制御回路21に流れる電流をら、この電
圧制限制御回路22で消費される電力をPsとすると、
13‘Psは次式で示される。
Therefore, even by installing this voltage limit control circuit 21C, the discharge starting voltage Vo can always be maintained at a constant voltage Vs.
The following is true. However, in this way, the voltage limit control circuit 2
1 as a bias circuit, after the voltage Vc between the terminals of the discharging capacitor 18 reaches the constant voltage Vs, a charging current larger than necessary flows to the voltage limiting control circuit 21, and this voltage limiting control circuit 21, and if the power consumed by this voltage limit control circuit 22 is Ps, then
13'Ps is expressed by the following formula.

,3=(E壱VS) ‐‐‐‐‐‐のPS=ら
‐VS=(E一合)‐VS ……■ここで、一般に
使用される加工条件の一例としてE=300V、Vs=
150V、R=200とすると、上記の式および■式か
らPwを求めた結果Ps=1125W となり、この電力Psは無駄なエネルギーとして消費さ
れるだけでなく、その電力Psは熱となるので、装置各
部への影響をさげるために、その放熱もはからなければ
ならないと言う問題をも発生させる結果となった。
, 3=(E1VS) ----PS=ra-VS=(Eichigo)-VS...■Here, as an example of commonly used processing conditions, E=300V, Vs=
Assuming 150V and R=200, the result of calculating Pw from the above formula and formula (2) is Ps = 1125W. This power Ps is not only wasted as energy, but also becomes heat, so the device This also resulted in the problem of having to take measures to dissipate heat in order to reduce the effect on each part.

この発明は、上記従来の装置の欠点および問題点を除去
し、高性能でしかも高能率の放電加工を行うことが出来
ると共に、装置内で発生する電力の損失を減小させて、
高効率の放電加工用電源装置を得ることを目的としてな
されたものである。
The present invention eliminates the drawbacks and problems of the conventional apparatus, enables high-performance and highly efficient electrical discharge machining, and reduces power loss generated within the apparatus.
This was done with the aim of obtaining a highly efficient power supply device for electrical discharge machining.

以下、この発明の一実施例について図によって説明する
。この実施例は第6図に示す電圧制限制御回路21Cに
おいて、放電用コンデンサ18の端子間電圧Vcが一定
電圧Vsに達してから、充電回路15Aから供給される
、必要以上のエネルギーを充電回路15Aに還元しよう
とするもので、第7図にその回路構成図を示す。図中、
従来と同一の符号は、同一または相当部分を示すもので
、40は第二のコンデンサ22からトランジスタ28を
介して放電される電流13を入力とするトランスで、第
6図に示す抵抗29に代って第二のコンデンサ22から
放出される必要以上の充電エネルギーを吸収するための
ものである。
Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In this embodiment, in the voltage limit control circuit 21C shown in FIG. 6, after the voltage Vc between the terminals of the discharging capacitor 18 reaches the constant voltage Vs, more energy than necessary is supplied from the charging circuit 15A to the charging circuit 15A. The circuit configuration diagram is shown in FIG. 7. In the figure,
The same reference numerals as in the past indicate the same or equivalent parts, and 40 is a transformer whose input is the current 13 discharged from the second capacitor 22 through the transistor 28, which is replaced by the resistor 29 shown in FIG. This is for absorbing the charging energy that is released from the second capacitor 22 and is more than necessary.

このトランス40の出力電流14は、整流器41で整流
された上、充電回路15Aの直流電源16および、この
回路の平滑用大容量コンデンサ42に接続されており、
この放出された必要以上の充電エネルギーは、再び充電
回路15Aに還元される。しかし、このまま充電回路1
5Aから放電用コンデンサ22への充電を続けると、電
流13‘ま同一方向に流れ続けるので、トランス40の
鉄心は飽和してしまい、上記エネルギーの充電回路15
Aへの還元が出釆なくなってしまう。
The output current 14 of this transformer 40 is rectified by a rectifier 41, and then connected to the DC power supply 16 of the charging circuit 15A and the smoothing large capacitor 42 of this circuit.
This discharged charging energy in excess of what is necessary is returned to the charging circuit 15A again. However, charging circuit 1
When the discharging capacitor 22 continues to be charged from 5A, the current 13' continues to flow in the same direction, so the iron core of the transformer 40 becomes saturated, and the energy charging circuit 15
There will be no return to A.

したがって、充電回路15Aのスイッチング素子1 7
のON−OFFを制御する制御回路20は、上記トラン
ス40の出力電圧を検出信号sensとして入力され、
トランス40に出力電圧が発生して、エネルギーの還元
が始まると、充電回路15Aのスイッチング素子17を
OFFにして、放電用コンデンサ22への充電を中止す
るように制御するものである。
Therefore, switching element 1 7 of charging circuit 15A
The control circuit 20 that controls ON/OFF of the transformer 40 is inputted with the output voltage of the transformer 40 as a detection signal sens,
When an output voltage is generated in the transformer 40 and energy return begins, the switching element 17 of the charging circuit 15A is turned off to control charging of the discharging capacitor 22 to be stopped.

第8図は、この充電回路15Aのスイッチング素子17
のON−OFF制御回路20の一例を示す回路図である
FIG. 8 shows the switching element 17 of this charging circuit 15A.
FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of an ON-OFF control circuit 20 of FIG.

充電回路15Aのスイッチング素子17の駆動は、駆動
用トランジスタ44と、抵抗45と、スイッチング素子
17のカットオフ用バイアス電源46とによってなされ
ている。
The switching element 17 of the charging circuit 15A is driven by a driving transistor 44, a resistor 45, and a cutoff bias power supply 46 for the switching element 17.

すなわち、トランジスタ44がONの時、スイッチング
素子1 7はOFF、トランジスタ44がOFFの時、
スイッチング素子17はONとなる。通常、トランジス
タ44のベース入力は、ベース抵抗47を介してオシレ
ータ48に接続されている。
That is, when the transistor 44 is ON, the switching element 17 is OFF, and when the transistor 44 is OFF,
The switching element 17 is turned on. Typically, the base input of transistor 44 is connected to oscillator 48 via base resistor 47.

このオシレ−夕48において、49および50は、高い
しきい値(スレツシユホールドレベル)を有する論理素
子から成るNANDゲートで、この実施例においては、
このNANDゲート49および50として、日本電気株
式会社製HNILAPB12血を使用している。51お
よび52は、このオシレータ48の発振周期を調整する
可変容量のコンデンサで、検出信号sensが入力され
ていない時には、この可変容量のコンデンサ51および
52で設定された周期で、充電回路15Aのスイッチン
グ素子17をON−OFFさせて、充電回路15Aによ
る放電用コンデンサ18の充電が続けられている。
In this oscillator 48, 49 and 50 are NAND gates consisting of logic elements having a high threshold (threshold level).
As the NAND gates 49 and 50, HNILAPB12 manufactured by NEC Corporation is used. 51 and 52 are variable capacitor capacitors that adjust the oscillation cycle of this oscillator 48, and when the detection signal sens is not input, the switching of the charging circuit 15A is performed at the cycle set by the variable capacitors 51 and 52. The charging circuit 15A continues to charge the discharging capacitor 18 by turning the element 17 ON and OFF.

このようにして充電が続けられて、放電用コンデンサ1
8の端子間電圧Vcに達すると、トランス4川こ入力側
に電流12が流れ、その出力側に出力電圧が発生して、
充電回路15Aにエネルギーの還元が開始すると共に、
検出信号Sensが制御回路2川こ入力される。
Charging continues in this way, and the discharging capacitor 1
When the voltage between the terminals of 8 reaches Vc, a current 12 flows to the input side of the transformer 4, and an output voltage is generated on the output side.
As energy begins to be returned to the charging circuit 15A,
The detection signal Sens is input to two control circuits.

この検出信号Se船は、トランジスタ44のベースに、
ベース抵抗53を介して入力され、このトランジスタ4
4はONとなるので、充電回路15Aのスイッチング素
子17はOFFとなり充電を停止する。このようにして
、放電用コンデンサー8の充電が停止すると、電流13
は流れなくなるので検出信号Sensも発生しなくなり
、再び、充電回路15Aのスイッチング素子17はオシ
レータ46の出力に応答をしてON−OFFを繰返して
、放電用コンデンサ18の充電を再開する。
This detection signal Se is applied to the base of the transistor 44,
This transistor 4 is inputted via the base resistor 53.
4 is turned on, the switching element 17 of the charging circuit 15A is turned off and charging is stopped. In this way, when charging of the discharging capacitor 8 is stopped, the current 13
Since the current stops flowing, the detection signal Sens is also no longer generated, and the switching element 17 of the charging circuit 15A responds to the output of the oscillator 46 and repeats ON/OFF to resume charging the discharging capacitor 18.

以上説明したように、この実施例の放電加工用電源装置
は、放電用コンデンサー8の充電と停止を繰返して、そ
の端子間電圧Vcは所定の一定値Vsを越えることはな
く、しかも、余分な充電エネルギーは、再び充電回路1
5Aに還元されて、再利用をすることが出来る。
As explained above, the electric discharge machining power supply device of this embodiment repeatedly charges and stops the discharge capacitor 8, and the voltage Vc between its terminals does not exceed the predetermined constant value Vs, and moreover, The charging energy is transferred to charging circuit 1 again.
It is reduced to 5A and can be reused.

また、充電回路15Aは、そのスイッチング素子17の
ON−OFFを適当に制御することによって、充電電流
制限抵抗19の代りに、リアクトル60を使用して放電
用コンデンサ18充電電流の制御を行うことも可能にな
った。
In addition, the charging circuit 15A can also control the charging current of the discharging capacitor 18 by using a reactor 60 instead of the charging current limiting resistor 19 by appropriately controlling ON/OFF of the switching element 17. It's now possible.

リアクトル60を用いて放電用コンデンサ18充電電流
を制御すると、電流制限抵抗19による熱損失も無くす
ることが出釆、放電加工用電源装置から熱損失を発生す
る要素はほとんど無くなり、装置の効率をさらに向上さ
せることが可能となる。ここで、スイッチング素子17
のコレクタ−側には、リアクトル60を充電回路15A
の電流制御用に使用した場合には、スイッチング素子1
7をOFFにした瞬間に発生する逆起電圧を還流させる
ために、ダィオーデ43が取付けられて、異常電圧の発
生によるトラブルの発生を防止している。
By controlling the charging current of the discharge capacitor 18 using the reactor 60, it is possible to eliminate heat loss due to the current limiting resistor 19, and the elements that generate heat loss from the electric discharge machining power supply device are almost eliminated, improving the efficiency of the device. Further improvement is possible. Here, the switching element 17
The reactor 60 is connected to the charging circuit 15A on the collector side of the
When used for current control, switching element 1
A diode 43 is installed in order to circulate back electromotive force generated at the moment 7 is turned off, thereby preventing troubles caused by the generation of abnormal voltage.

この発明による放電加工用電源装置をワイヤカット放電
加工装置に使用すると、ワイヤカット放電加工の条件を
ワイヤ断線の発生する限界に近い加工速度に設定しても
、放電用コンデンサ18の充電電圧が、所定な値Vs以
下に規制されているので、加工間隙における漏洩電流の
変化などにより影響で放電開始電圧Voが異常に上昇し
てワイヤ断線の発生する危険性がなく、加工速度を限界
値ぎりぎりまで上昇させることが出来、加工能率が大中
に上昇すると共に、放電開始電圧Voのばらつきを小さ
くすることが出来るので、加工精度も向上すると言う特
長をもたらすことが出来る。
When the power supply device for electrical discharge machining according to the present invention is used in a wire-cut electrical discharge machining device, even if the conditions for wire-cut electrical discharge machining are set to a machining speed close to the limit at which wire breakage occurs, the charging voltage of the electrical discharge capacitor 18 remains constant. Since it is regulated to be below a predetermined value Vs, there is no risk of wire breakage due to an abnormal rise in the discharge starting voltage Vo due to changes in leakage current in the machining gap, and the machining speed can be kept close to the limit value. As a result, machining efficiency can be greatly increased, and variations in discharge starting voltage Vo can be reduced, resulting in improved machining accuracy.

また、この放電加工用電源装置はワイヤカット放電加工
装置のみならず、一般の放電加工装置の電源として使用
すると、異常に高い放電開始電圧が発生することがなく
、そのばらつきが少くなるので、放電開始電圧のばらつ
きにより発生する面粗度や、クリアランスの変化などの
問題点を解決することが出釆て、やはりこの場合も、加
工精度を向上させることが可能となった。以上説明した
ように、この発明による放電加工用電源装置は、電極と
被加工物との間に形成される加工間隙に放電を発生させ
る加工用コンデンサの端子間電圧を、所望の一定電圧に
制限することにより、この電源装置を使用すると、放電
加工の加工精度と加工効率を向上させることが出釆ると
共に、放電用コンデンサに充電回路から供給される必要
以上の充電電流によるエネルギーを、再び充電回路に還
元して再利用するように構成されているので、きわめて
効率のよい放電加工用の電源装置を提供することが出来
、省エネルギー効果が非常に高いもので、その経済的な
価値は高く評価されるべきものであると言うことが出来
る。
In addition, when this electric discharge machining power supply device is used not only as a power source for wire-cut electric discharge machining equipment but also for general electric discharge machining equipment, an abnormally high discharge starting voltage will not occur, and its variation will be reduced, so the discharge It was possible to solve problems such as surface roughness and changes in clearance caused by variations in starting voltage, and in this case as well, it became possible to improve processing accuracy. As explained above, the electric discharge machining power supply device according to the present invention limits the voltage between the terminals of the machining capacitor that generates discharge in the machining gap formed between the electrode and the workpiece to a desired constant voltage. By using this power supply device, it is possible to improve the machining accuracy and machining efficiency of electrical discharge machining, and also to recharge the discharge capacitor with the energy generated by the excess charging current supplied from the charging circuit to the discharge capacitor. Since it is configured to be returned to the circuit and reused, it is possible to provide an extremely efficient power supply device for electrical discharge machining, which has an extremely high energy-saving effect, and its economic value is highly evaluated. It can be said that this is something that should be done.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従釆のワイヤカット放電加工装置の一例の構成
を示す斜視図、第2図はその要部の動作を説明する図で
ある。 第3図は上記従釆の装置の改良例における要部の動作を
説明する図、第4図,第5図および第6図は、この改良
例に使用する電圧制限制御回路の、それぞれ別の回路図
である。第7図は、この発明の一実施例であるワイヤカ
ット放電加装置の要部の動作を説明する図、第8図は、
その充電回路のスイッチング素子のON−OFF制御回
路の回路図である。図中、同一符号は同一または相当す
る部分を示し、1は被加工物、2はワイヤ電極、3は加
工液、12は×軸駆動モータ、13はY軸駆動モータ、
15は電源装置である。 15Aは充電回路、16は直流電源、17は充電回路の
スイッチング素子、18は放電用コンデンサ、19は抵
抗、2川まスイッチング素子のON−OFF制御回路、
21は電圧制限制御回路、22は第二のコンデンサ、2
4は出力電圧可調整の直流電源、28はトランジスタを
示す。 40はトランス、41は整流器、42は平滑用コンデン
サ、44はトランジス夕、48はオシレータ、49およ
び5 0はNANDゲート、51および52は可変容量
のコンデンサ、60はリアクトルである。 第1図 第3図 第4図 第5図 第2図 第6図 第7図 第8図
FIG. 1 is a perspective view showing the structure of an example of a subordinate wire-cut electrical discharge machining apparatus, and FIG. 2 is a diagram illustrating the operation of the main parts thereof. FIG. 3 is a diagram explaining the operation of the main parts in the improved example of the above-mentioned subordinate device, and FIGS. It is a circuit diagram. FIG. 7 is a diagram illustrating the operation of the main parts of a wire-cut electrical discharge device which is an embodiment of the present invention, and FIG.
It is a circuit diagram of the ON-OFF control circuit of the switching element of the charging circuit. In the drawings, the same symbols indicate the same or corresponding parts, 1 is the workpiece, 2 is the wire electrode, 3 is the machining fluid, 12 is the x-axis drive motor, 13 is the Y-axis drive motor,
15 is a power supply device. 15A is a charging circuit, 16 is a DC power supply, 17 is a switching element for the charging circuit, 18 is a discharging capacitor, 19 is a resistor, an ON-OFF control circuit for the switching element,
21 is a voltage limit control circuit, 22 is a second capacitor, 2
Reference numeral 4 indicates a DC power supply with adjustable output voltage, and reference numeral 28 indicates a transistor. 40 is a transformer, 41 is a rectifier, 42 is a smoothing capacitor, 44 is a transistor, 48 is an oscillator, 49 and 50 are NAND gates, 51 and 52 are variable capacitance capacitors, and 60 is a reactor. Figure 1 Figure 3 Figure 4 Figure 5 Figure 2 Figure 6 Figure 7 Figure 8

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 加工液を介して、電極と被加工物との間に形成され
る加工隙間に放電を行わせて被加工物を放電加工を行う
、放電用コンデンサと、このコンデンサの充電回路とを
備えた電源装置において、上記コンデンサの端子間電圧
が所望な一定値以上になるのを阻止するように制御する
回路と、上記コンデンサの必要以上の充電エネルギーを
上記充電回路へ還元するための回路とを備えたことを特
徴とする放電加工用電源装置。 2 ワイヤカツト放電加工に使用することを特徴とする
特許請求の範囲第1項記載の放電加工用電源装置。 3 充電回路は、コンデンサを充電する直流電源と、上
記コンデンサへの充電を制御するスイツチング素子と、
充電電流を制限するリアクトルとの直列体から成ること
を特徴とする特許請求の範囲第1項または第2項記載の
放電加工用電源装置。
[Claims] 1. A discharge capacitor that performs electrical discharge machining on a workpiece by causing discharge to occur in a machining gap formed between an electrode and a workpiece through a machining fluid, and A power supply device comprising a charging circuit, a circuit for controlling the voltage between the terminals of the capacitor to prevent it from exceeding a desired constant value, and a circuit for returning excess charging energy of the capacitor to the charging circuit. A power supply device for electric discharge machining, characterized in that it is equipped with a circuit for. 2. The electric discharge machining power supply device according to claim 1, which is used for wire cut electric discharge machining. 3. The charging circuit includes a DC power supply that charges the capacitor, a switching element that controls charging of the capacitor,
3. A power supply device for electric discharge machining according to claim 1 or 2, characterized in that the power supply device comprises a series body with a reactor that limits charging current.
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