JPS6020137B2 - 放電加工装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は放電加工装置、特に加工用パルス発生電源の改
良に関するものである。

従来パルス発生回路としてコンデンサの充放電を用いる
ものとかマルチパイプレータ等が利用されているが、こ
れらはパルス幅、休止幅、周波数等を目的に応じて変更
するには一つ一つ抵抗、コンデンサ等の複雑な切換調整
をする必要があり、その変更範囲にも限度があり「任意
に目的とするパルスを発生できなかった。

またパルス幅、休止幅等を目的に応じて所定に設定して
も、加工間隙の状態によってはパルス発生回路の出力パ
ルスと加工間隙とが一致せず「予定した性能を放電加工
ができなくなる欠点があった。また刻々変化する間隙の
状態にアダプティブに制御できず「ガス中放電、アーク
放電等の異常放電を続けて加工面を悪化したり、異常放
電が続くことによって特に加工液が噴流できないとか、
深孔加工する場合に全く加工がストップしてしまったり
する欠点があった。本発明はこの点を改善するために発
明されたもので、クロックパルス発生回路によって発生
するクロックパルスをカウンタ及びカウント数切換設定
装置により構成される時間設定回路に加えＬ該時間設定
回路から交互に出力するオンタィム信号とオフタイム信
号により対応するオンバルス幅とオフパルス幅を有する
ゲートパルスを発生し、発生パルスを電子スイッチに加
えて加工間隙に並列接続した電源をオン、オフスイツチ
ングすることにより前記加工間隙繰返し加工パルスを供
給するようにしたことを特徴とする。

以下図面の心実施例により説明すれば、第１図において
、】はクロックパルスを発生する発振回路で、これは第
２図の如く、ェザキダィオードを用いたものａ，ｂとか
トラジスタを用いたものｃとか各種のものが利用できる
。

２はカウンタでクロックパルスをカウント計数してオフ
タィムを設定する時間設定回路で、発振回路１からのク
ロツクパルスは先ず直列設続されたカゥンタ３，４に加
わって計数が行われる。

５はカウント数を所望の値に選択するりし‐で、この選
択出力がデケードカゥンタ６に加わり、ＢＣＤ信号に変
換され、これがデコ−ダ？によりＩＧ餌こ変換される。

８はデコーダ７の出力選択リレーである。９はオンタイ
ムを設定する時間設定回路で、これも前記オフタィムの
時間設定回路と同様にカゥンタ１０，１１、そのカウン
ト数の選択リレー１２、デケードカウンタ１３及びデコ
ーダ１４、出力選択リレーｉ５により構成されている。

１６は前藷時間設定回路２の出力パルス数を計数する計
数回路で、２個のカウンタ１７，１８より成り、所定の
数計数する毎に出力信号を出す。

１９はオンタィムを設定する時間設定回路９及びオフタ
ィムを設定する時間設定回路２から交互に出力するオン
タイム信号とオフタイム信号とに対応するオンパルス幅
とオフタィム幅を有するゲートパルスを発生するパルス
発生回路で、ＮＡＮＤ，及びＮＡＮＤ２によりフリップ
フロップ回路を構成している。

２川まゲートパルスの位相反転増幅器、２１はスイッチ
素子のトランジスタで電圧源２２をゲートパルスに応じ
てオン、オフスィッチングすることにより繰返し加工パ
ルスを発生し加工間隙２３に加える。

２４は加工関隙の放電状態、即ち例えば間隙電圧を検出
すると共に「例えば基準電圧と比較することにより反比
例する電圧を発生すると共に、その出力電圧をク。

ックパルスの発振回路翼に加えて制御する検出制御回路
、２５は加工間隙の放電しない無負荷電圧を検出判別し
てオンパルスをクランプするオンパルスクランプ回路、
２６は加工間隙の検出信号電圧を正常放電の下限を設定
する基準値で判別して、その基準値以下になったとき信
号を出力する判別回路である。以上においても発振回路
１の作動によってクロツクパルスが発生する。

このクロックパルスはゲートパルスのオンタイム及びオ
フタィムを決定する基礎となるものである。先ずこのク
ロックパルスはオンタィムを設定する時間設定回路２の
カゥン夕３に加わってカウントされ、もしこの出力をリ
レー５によりＢを選べばクロツクパルスが２個入る毎に
パルスが出力し、またカウンタ４の端子Ａを選べばクロ
ックパルス８個毎に出力するよう分周される。そしてこ
の分周された信号はデケードカウンタ６１こよりカウン
トされ計数に対応するＢＣＤ信号を出力する。このＢＣ
Ｄ信号がデコーダ７によりＩＱ禽こ変換され、それをリ
レー８で切換選択する。例えばカウンタ３の出力をＢ、
デコーダ７の出力に“２”を選べばカウンタ３の出力の
２倍がデコーダ７の出力となるからクロックパルスが２
×２＝４個毎に１個のパルスが出力し、カウンタ４の出
力Ｄをまたデコーダ“６”を選択すれば、８×８×６＝
３８４個のクロツクパルスが入力する毎に１個のオフタ
ィム信号のパルスが出力することになる。この出力信号
“０”は前の放電終了からカウントして選択設定したカ
ウント数に達したとき出力するもので、このカウント時
間がオフタィムということになる。即ち放電完了後はデ
コーダ７の出力側は“１”に保たれており、ＮＡＮＤ４
に“１”が、また他方から信号“１”が加わっていれば
、ＮＡＮＤ４の出力は“０”になり、ＮＡＮＤ３の出力
が“１”でフリツプフロツプのＮＡＮＤ２の出力が‘‘
０”ＮＡＮＤ，が‘‘１”となり、位相反転増幅回路２
０で反転し“０’’信号をトランジスタ２１に加えてオ
フ状態に保っているが所定のカウント完了によりデコー
ダ７の出力が“０”となるとこの出力“０”はＮＡＮＤ
４に加わり、他方から信号“１”が加わっていれば、こ
の世力は“１”で、ＮＡＮＤ３の出力は“０”、ＮＡＮ
Ｄ２の出力“１”、またＮＡＮＤ，には他方から“１”
が加わっているから出力“０”となってこのゲートパル
スが回路２０で反転増幅されてトランジスタ２１に加わ
りスイッチオンする。このオフタィムを設定する時間設
定回路２のカウント中はＡＮＤ３にＮＡＮＤ２の出力“
０”が加わっているのでオンタィムを設定する時間設定
回路９によるカウントは行われないが、前記の如くオフ
タィムが完了してスイッチ２１オンにより放電が始まり
ＮＡＮＤ２の出力が“１”になるとＡＮＤ３に“１”が
加わるので、一方から発振器１よりのクロツクパルスが
加わりオンタイムを設定する時間設定回路９のカウンタ
ー０１こ加わりカウントが行われるようになる。

即ちＡＮＤ３はオフタィムを設定する時間設定回路２の
出力するオフタイム信号によりオンタィムの時間を始め
るよう時間設定回路９のカウントを開始させる制御回路
を構成している。勿論フリツプフロツブのＮＡＮＤ２の
同期信号でなくデコーダ７の出力するオフタィム信号を
直接ＡＮＤ３に加えてもよい。かくして回路９のカウン
トが開始されるがカウンタ１０，１１，１３、及びデコ
ーーダ１４等の作動は前のオフタィムを設定する時間設
定回路２のものと同様であり、リレー１２，１５の選択
によってパルス幅の長い荒加工からパルス幅の短い仕上
加工までを任意のパルス幅のオンタィムを発生させるこ
とができる。

このオンタィムが完了するとデコーダ１４の出力が‘‘
０”となるオンタイム信号が出力し、これがＡＮＤ，に
加わり、その出力を“０”にするので、フリップフロッ
プを反転しＮＡＮＤ，出力を“１”に反転し、位相反転
増幅回路２０で反転した“０”出力パルスをトランジス
タ２１に加えスイッチオフし、１パルスの放電０を完了
する。デコーダー４の出力は各ＮＡＮＤ６〜８で反転し
て各カウンタのクリア端子に信号“１”を加えてクリア
せしめる。このときＡＮＤ３にはＮＡＮＤ２から“０”
信号が加わるからゲートは閉じて回路９によるクロック
パルスのカウント夕は行われないが、ＮＡＮＤ７によっ
てクリアされた回路２はカウントを開始する。即ちこの
ＮＡＮＤ７はオンタイムを設定する時間設定回路９の出
力するオンタイム信号によりオフタイムの時間を始める
よう時間設定回路２のカウントを開始させる制０御回路
を構成している。勿論オンタィム信号に同期するフリッ
プフロップのＮＡＮＤ，の出力を用いてカウンタのクリ
アを行ってもよく、これは前記オフタイム信号の同期信
号をＡＮＤ３に加えた場合と同様である。夕 かくして
オフタイムを設定する時間設定回路２が再び作動し、同
様に設定したカウントを完了すると次にオンタイムを設
定する時間設定回路９でカウントが行われ設定したカウ
ント数でオンパルス信号が出力する如く、これが繰返さ
れて時間設０定回路９，２からオンタィム信号及びオフ
タィム信号が交互に出力し、回路１９でオンタィム、オ
フタイム信号に対応するオンパルス幅とオフパルス幅を
有するゲートパルスを発生し回路２０よりスイッチトラ
ンジスタ２１に加わり、オン、オフタスイツチングによ
り加工パルスを間隙２３に供給する。

なおオンタイムを設定する時間設定回路９もオフタイム
を設定する時間設定回路２の出力のオフタイム信号によ
りカウンタをクリアせしめオンタ０ィム整形のためのカ
ウントを開始させるようにすることができる。

又オフタィムを設定する時間設定回路２もオソタィムを
設定する時間設定回路９と同様にカウンタを予めクリア
しておき回路９の出力するオンタィム信号又は同期信号
によって開始させるようにすることができる。

以上のようにしてゲートパルスを発生しスイッチをオン
、オフして加工間隙に加工パルスを供Ｖ給するが、放電
が発生しない無負荷状態になったときは次のように制御
される。

オンパルスクランプ回路２５によって、即ちこのクラン
プ回路は弁別シュミット等で出来ており、加工間隙２３
の電圧が放電電圧よりも高い無負荷電圧の場合は出力“
１”を出しオンタイムを設定する時間設定回路９の力ウ
ンタ１０，１１をクリアし、且つそれを保持するから、
オフタイムを設定する時間設定回路２のカウント完了に
よりスイッチ２１がオンしても間隙２３が広過ぎてし、
て放電起動しないときはオンタィムを設定する時間設定
回路９によるカウントは行なわれない。そして間隙に放
電発生すると回路２５の出力が“０”になって確実に放
蟹が起動してからカウントが行われるので、オンタィム
を設定する時間設定回路９による設定オンパルス幅によ
る放電をほぼ一定にすることができる。加工間隙におい
て何らかの原因により加工電圧が設定した基準値以下に
なったとすると、判別回路２６はそれを半眠りして今ま
でに出力“１”であったものを“１”→“０”に変更す
る。

そしてゲートＡＮＤ，の出力を‘‘０”に、またＡＮＤ
２の出力“０”に保ち「スイッチ２１をオフに保って放
電加工を中断せしめ、加工間隙のサーボあるいは噴流加
工液の浄化等により正常間隙に戻るまで加工を全くスト
ップさせる。即ちこの判別回路２６はゲートＡＮＤ，，
ＡＮＤ２等と組合せて加工間隙の状態が正常範囲を外れ
たときパルス発生回路１９からゲートパルスの発生を中
断させる中断制御回路を構成するもので、これにより加
工面の悪化を防止せしめる。

回路１６はオフタィムを設定する時間設定回路２の作動
回数により放電の回教を加算してそれがある設定値に達
したとき放電を強制に一時中断させるとか、電極上昇に
より加工間隙２３を広げて間隙に堆積する加工屑の除去
浄化を行うものである。

以上のように発振回路１の発生するクロックパルスをオ
フタイムを設定する時間設定回路２及びオンタィムを設
定する時間設定回路９によりカウントすることにより設
定したカウント数によりオンタィム、オフタィム信号を
発生し、パルス発生回路により前記信号に対応したオン
パルス幅とオフパルス幅を有するゲートパルスを発生し
、これを加工パルス発生用のオン、オフスィッチに加え
るようにしたからパルス幅の長い荒加工からパルス幅の
短い仕上加工までの極めて広い範囲に亘って任意に目的
とする加工パルスを発生させることができる。

しかしこのオンパルス及びオフパルスは切換ＩＪレ−で
−旦設定してしまえば常に一定のパルスが間隙に供Ｖ給
されることになるのであるが、これを回路２４によって
間隙２３の放電状態を検出し、この出力で発振回路１を
制御することによりオンパルス及びオフパルスを設定す
る基礎となるクロックパルスを間隙の状態で変化させる
ことによりゲ−トパルスのアダプティブな制御ができる
。

即ち、検出回路２４は例えば加工間隙の平均電圧を検出
し、この検出値を規準値と比較するなどして反比例電圧
を発生する。そしてこの電圧を発振回路１に加えること
によって、これは第２図の如き構成のものが利用される
ことにより、入力（ｉｎ）電圧に比例して発振出力（ｏ
ｕｔ）の周波数ｆが第３図ａの如く変化し、したがって
加工間隙が広がって間隙の電圧が上昇したときは回路２
４によって反転した低電圧が発振回路１に加わることに
なるから、間隙の電圧に対して発振回路の発振周波数ｆ
は第３図ｂの如く反比例して低下する。このようにして
発振回路１の出力クロツクパルスの周波数が低下すると
オンタィムを設定する時間設定回路９及びオフタィムを
設定する時間設定回路２によって設定されるオン及びオ
フのパルス幅はカウント数が等しくても長くなり、した
がって加工間隙が広がったときはそれに比例してパルス
幅の大きい放電が発生する。またこれと逆に間隙が狭ま
ったときは間隙の検出電圧は低くなり、第３図ｂから発
振回路１のクロツクパルスの周波数が増大するからオン
タィムを設定する時間設定回路９及びオフタィムを設定
する時間設定回路２によって設定されるオン及びオフの
パルス幅は短くなり、したがって狭い間隙にパルス幅の
小さい放電を発生する。このように発振回路１のクロッ
クパルス発振周波数を加工間隙の変化に応じて制御する
ことにより容易に加工パルスの制御ができ加工間隙が広
いときはパルス幅の長い大きな放電を行い、狭い間隙で
はパルス幅の短い４・ごな放電を行うことにより常に間
隙の状態変化に応じたアダプティブな放電を発生させる
ことができ、安定した高精度の放電加工が行われるよう
になる。尚以上はクロックパルスの発振回路１を一つ設
ける場合について説明したが、オンタィムを設定する時
間設定回路９用とオフタイムを設定する時間設定回路２
用とを別々に設けることもよく、又その一方を固定発振
器とし、他方を前記のように加工間隙の状態に応じて変
化制御すれば、オンパルスもしくはオフパルスのみをア
ダプテイブにし他方を一定パルス幅とすることができ、
間隙の状態に応じてオンパルスとオフパルスのデューテ
ィが制御できる。以上のように本発明はフロックパルス
をカウントしてオンタイム及びオフタイムを設定するカ
ウンタとオンタイム及びオフタイムを互に独立して設定
するための前記カウンタのカウント数を切換設定する切
換装置とからなる時間設定回路をオンタイム及びオフタ
イム用を別々にして二つ設け、時間設定回路から出力す
るオンタィム（又はオフタイム）信号によりオフタイム
（又はオンタイム）の時間を始めるよう別々に設けた前
記二つの時間設定回路の交互作動を開始させるよう制御
回路によって関連制御し、前記作動する時間設定回路か
ら交互にオンタィム信号とオフタィム信号とを出力し、
パルス発生回路に加えて前記両信号に対応するオンパル
ス幅とオフパルス幅を有するゲートパルスを発生して電
源スイッチをオン、オフして加工間隙に加工パルスを供
給するようにしたから、時間設定回路のカウンタのカウ
ント数の選択切換設定によって荒加工から仕上加工まで
の広範囲に亘つて任意のパルスを発生させることができ
、しかも前記時間設定回路にはオンタイムとオフタィム
を互に独立して任意に設定するためのカウンタのカウン
ト数を切換設定する切襖装置を設けているから、オンパ
ルス幅とオフパルス幅とが独立して変更制御でき、カウ
ンタのカウント数の切換だけで簡単に他を変えないでオ
ンパルスだけ、又はオフパルスだけを目的のパルス幅に
設定でき、任意に広範囲に亘つて連続して、オンパルス
又はオフパルスのパルス幅の制御発生ができ、加工条件
に応じて最も適当するパルスを容易に発生でさる。

なお時間設定回路を構成するカウンタ及びカウント数を
切換設定する装置は実施例以外のものが同様に利用でき
、カゥンタ及び切襖装置の組合せ回路も実施例の回路に
限らない。尚実施例においては、カウンタのカウント数
をＩＧ隼数による切換操作で切換設定する切換装置を用
いたから切換変更が極めて簡単に任意のパルス発生がで
きる。

そして本発明は加工間隙の放電状態を検出判別して放電
の発生しない無負荷状態になっている間オンタイム時間
設定回路のオンタイムの時間の開始作動を停止させる制
御回路を設けて制御したことにより、オンタィム時間設
定回路は加工間隙で放電が開始してから作動しオンタィ
ム信号を出力するので、パルス発生回路の出力するゲー
トパルスと放電とがほぼ一致し、放電しないパルスが無
くなり、各放電のパルス幅がほぼ等しくなり、所定のオ
ンパルス幅とオフパルス幅の放電が交互に繰返されるよ
うになり、これにより所定の加工速度、加工面組さ、加
工拡大代、加工精度、電極消耗比等の予定した性能の放
電加工が行なえる効果がある。

又、加工間隙の放電状態を検出判別して検出信号電圧が
正常放電の下限を設定する基準値以下になったとき、電
子スイッチに加えるゲートパルスを中断させる中断制御
回路を設けたことにより、前記加工間隙が正常状態の間
のみスイッチによる電圧源のオン、オフスィッチングに
より前記加工間隙に繰返し加工パルスを供給することが
でき、所望の加工を安定して加工することにより、加工
面を良好にし、加工精度を高く、加工速度を向上して加
工できる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例回路図、第２図ａ，ｂ，ｃは
その一部具体的回路図、第３図ａ，ｂはその作動説明図
である。 １……発振回路、２，９……時間設定回路、３，４，６
，１０，１１，１３……力ウンタ、５，８，１２，１５
・・・・・・切換りレー、７，１４・・・・・・デコー
ダ、ＡＮＤ，，ＡＮＤ２，ＡＮＤ３・・・・・・アンド
ゲート、ＮＡＮＤ３，ＮＡＮＤ４，ＮＡＮＤ６，ＮＡＮ
Ｄ７．．．．．．ナンドゲート、１９……フリツプフロ
ツプ、２０・・・・・・位相反転増幅器、２１・・・・
・・スイッチ素子、２２・・・・・・電圧源、２３・・
・・・・加工間隙、２５…・・・オソパルスクランプ回
路、２６…・・・判別回路。 え′樹オ２’可 オう１可

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ クロツクパルスを発生する発振回路、該発振回路の
   発生するクロツクパルスをカウントしてオンタイム及び
   オフタイムを設定するカウンタとオンタイム及びオフタ
   イムを互に独立して設定するための前記カウンタのカウ
   ント数を切換設定する切換装置とからなる時間設定回路
   をオンタイム及びオフタイム用を別々にして二つ設け、
   該時間設定回路から出力するオンタイム（又はオフタイ
   ム）信号によりオフタイム（又はオンタイム）の時間を
   始めるよう別々に設けた前記二つの時間設定回路の交互
   作動を開始させる制御回路、該制御回路の制御によつて
   作動する前記時間設定回路から交互に出力するオンタイ
   ム信号とオフタイム信号とに対応するオンパルス幅とオ
   フパルス幅を有するゲートパルスを生するフリツプフロ
   ツプよりなるパルス発生回路、該パルス発生回路の発生
   するゲートパルスによつて加工間隙に並列接続した電圧
   源をオン、オフスイツチングする電子スイツチを設けて
   成り、前記電子スイツチによる電圧源のオン、オフスイ
   ツチングにより前記加工間隙に繰返し加工パルスを供給
   するようにした放電加工装置に於て、前記加工間隙の放
   電状態を検出判別して放電の発生しない無負荷状態にな
   つている間前記オンタイム時間設定回路のオンタイムの
   時間の開始作動を停止させる制御回路を設けたことを特
   徴とする放電加工装置。 ２ クロツクパルスを発生する発振回路、該発振回路の
   発生するクロツクパルスをカウントしてオンタイム及び
   オフタイムを設定するカウンタとオンタイム及びオフタ
   イムを互に独立して設定するための前記カウンタのカウ
   ント数を切換設定する切換装置とからなる時間設定回路
   をオンタイム及びオフタイム用を別々にして二つ設け、
   該時間設定回路から出力するオンタイム（又はオフタイ
   ム）信号によりオフタイム（又はオンタイム）の時間を
   始めるよう別々に設けた前記二つの時間設定回路の交互
   作動を開始させる制御回路、該制御回路の制御によつて
   作動する前記時間設定回路から交互に出力するオンタイ
   ム信号とオフタイム信号とに対応するオンパルス幅をオ
   フパルス幅を有するゲートパルスを発生するフリツプフ
   ロツプよりなるパルス発生回路、該パルス発生回路の発
   生するゲートパルスによつて加工間隙に並列接続した電
   圧源をオン、オフスイツチングする電子スイツチを設け
   て成り、前記電子スイツチによる電圧源のオン、オフス
   イツチングにより前記加工間隙に繰返し加工パルスを供
   給するようにした放電加工装置に於て、前記加工間隙の
   放電状態を検出判別して放電の発生しない無負荷状態に
   なつている間前記オンタイム時間設定回路のオンタイム
   の時間の開始作動を停止させる制御回路と、前記加工間
   隙の放電状態を検出判別して検出信号電圧が正常放電の
   下限を設定する基準値以下になつたとき前記電子スイツ
   チに加えるゲートパルスを中断させる制御回路を設けた
   ことを特徴とする放電加工装置。