JPS6052889B2 - 放電加工用電源装置 - Google Patents

放電加工用電源装置

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JPS6052889B2
JPS6052889B2 JP7768579A JP7768579A JPS6052889B2 JP S6052889 B2 JPS6052889 B2 JP S6052889B2 JP 7768579 A JP7768579 A JP 7768579A JP 7768579 A JP7768579 A JP 7768579A JP S6052889 B2 JPS6052889 B2 JP S6052889B2
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JP
Japan
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machining
power supply
voltage
discharge
capacitor
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JP7768579A
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哲朗 伊東
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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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
    • 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

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、電極と加工液を介して被加工物との間に
形成される加工間隙に放電を行なわせて放電切削加工す
る放電加工用の電源装置に関するもので、特にワイヤ電
極を用いるワイヤカット放電加工用の電源装置として適
するものである。
第1図は従来のワイヤカット放電加工装置の一例を示
す構成図で、1は被加工物、2はワイヤ電極、3はタン
ク4に貯蔵された加工液、5はこの加工液3を圧送する
ポンプ、6は加工液3をワイヤ電極2の加工部2Aと被
加工物1の対向する加工間隙に噴射するノズル、7はワ
イヤ電極2の供給リール、8B、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への給
電部、10はワイヤ電極2に適当なテンションを与えな
がら巻取リール、11は被加工物1を載せたテーブル、
12、13はこのテーブル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
、14はこのX軸駆動モータ12およびY軸モータ13
を制御してテーブル11をX−Y方向に移動して、被加
工物1がワイヤ電極2の加工部2Aに対して所望の形状
を相対的に画くよう制御する駆動制御装置で、一般に倣
い装置、N/C装置あるいは電子計算機等からなつてい
る。 15は放電加工の加工電源装置で、これは直流電
源16と、スイッチング素子17と、放電用コンデンサ
18と、このコンデンサ18の充電電流制限抵抗器19
およびスイッチング素子17のON−OFFを制御する
制御装置20とから構成さ’れ、その制御装置20は例
えば一定周期でスイッチング素子17をON−OFFさ
せるオシレーターからなつている。
第2図はこの装置の加工電源装置17と、被加工物1
とワイヤ電極2の加工部2Aとが対向した・加工間隙と
で構成される主要部分の動作を説明する図である。
放電用コンデンサ18はスイッチング素子1?がONし
ている間、抵抗器19を介して充電され、を時間充電後
の放電用コンデンサ18の端子間電圧■Cは、直流電源
16の電圧をE1放電用コンデンサ18の容量をC1抵
抗器19の抵抗値をRとすると t なる曲線で示されるように充電されるはずである。
ところがワイヤ電極2の加工部2Aと被加工物1との間
の加工間隙に加工液3を通して漏洩電流が流れ、図に示
すように加工間隙に抵抗値r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18の充電
特性曲線は次式で示される。
ここで漏洩抵抗値rは加工液3の比抵抗に関係している
ほかに、加工によつて生ずる加工くずの影響、加工条件
、加工液3の流量・流速等に関連して常時変化しており
、(2)式で示される放電用コンデンサ18の端子電圧
■Cの充電曲線は常に変化しているのが実情である。
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端子間電圧Vcを放電開始
電圧■。
とすると、この放電開始電圧■Dは上記放電用コンデン
サ18の充電曲線Vc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rが大の時)Vc
の上昇速度が速くなり、その結果放電開始電圧VDが異
常に高くなることがあつた。一方、放電開始電圧VDて
放電間隙に放電した時に、放電用コンデンサ18より放
出するエネル.キーWは次式で示される。
すなわち放電間隙に放出される加工エネルギーは、放電
開始電圧VDの二乗V2に関連しており、放電開始電圧
■。
を高くすると一回の放電ての被加工物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VDが高くなるとワイヤ
断線が発生する危険性があつた。したがつて加工能率を
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するのが理想であるが、直流電源1
6の電圧Eの設定にあたつては、漏洩抵抗値rの変動を
考慮して最悪な条件でもワイヤ断線が発生しないように
低目に設定せねばならず、その結果加工速度をあまり高
速にすることが出来す、加工能率が悪いという欠点があ
つた。
さらに被加工物1の切削量は放電開始電圧V。
の二乗■D2に関連しているので、この放電開始電圧■
。が大巾に変動すると、加工溝巾も変化し、加工精度が
悪くなる欠点も合わせ持つていlた。本発明は、上記の
欠点に鑑みてなされたものであつて、放電開始電圧と、
コンデンサの放電エネルギーを決定する電圧を、別々に
して、各々独立に制御することにより、加工速度を増大
し、しかも加工速度を向上させることを目的としている
第3図は、本発明の一実施例を示す回路図で、以下詳細
に説明する。ワイヤ電極2と被加工物1には、簡単なコ
ンデンサ放電回路、すなわち直流電源EO,抵抗RO,
コンデンサCO及びダイオードDOで構成される放電回
路が接続されており、この回路は、加工を目的としたも
のではなく、極間々隙長の検出に用いる。
電源EOは、30V〜150V程度の低電圧で、抵抗R
Oを介してコンデンサCOを充電し、極間々隙が、放電
可能な狭さであれば、ダイオードDOを通して極間て放
電を起すことができる。ダイオードDOは、主回路、す
なわち、高圧直流電源El,リアクトルLl,コンデン
サC1スイッチング素子SW及び逆流防止ダイオードD
2て構成される回路の高電圧を、上記コンデンサCOに
充電しないようにするための高圧阻止ダイオードてある
。さて上記の放電回路のコンデンサCOの両端の電圧V
gは、いわゆるコンデンサ放電回路による、し張発振波
形となつており、極間々隙が狭い時は、放電周波数が高
く、平均電圧は低い。また広い時は、放電周波数が低く
平均電圧は高い。尚この波形の状態は、第4図記載のタ
イムチャートに詳記してある。21は、コンデンサCO
の両端電圧Vgを検出する差分増幅回路で、オペアンプ
22、抵抗Rl9R29R39R4で構成され)この出
力Vgは)次式であられされる。
出力Vgは抵拍只,とコンデンサC2で、平滑され、平
均電圧Vgとして、コンパレータ23,24に印加され
るとともに、サーボの基準電圧Vrとの差を検出して、
これをA/Dコンバータ25によつてディジタル値化し
て、前記のN/C制御装置14に送り制御信号として、
テーブルの送り制御を行なつている。
上記コンパレータ23は、低いレベルを検出するコンパ
レータで、Vgの平均値▼gが、ある所定の値V2より
高い時出力を論理“1゛と半断する。
またコンパレータ24は高いレベルを検出し、Vgの平
均値▼gが、所定のV。より低い時出ヵを論理6619
9とする。ANDゲート26には、これ等のコンパレー
タ出力が接続されており、さらにANDゲート26のも
う一方のゲート端子には、インパルス発振器27が接続
されているので、増幅AMP28により駆動されるスイ
ッチング素子Swは、上記のVgの平均値Vgが■しと
VHに間にある時のみスイッチングを行なう。高電圧E
1は、300V以上の電圧で、高ければ高い程良いが、
スイッチング素子SWの耐圧によつて制限を受ける。コ
ンデンサC1は、リアクトルレを介して、電圧E1に充
電されており、リアクトルレによりE1以上の電圧にな
らないようにフライフオールダイオードD1が接続され
ている。スイッチング素子SWが、インパルス発振器2
7のパルス信号に同期して0N−OFFを繰り返すと、
極間には高圧E1が印加され、ほとんど瞬間的に放電が
発する。なぜなら、極間々隙が、ある程度以上狭くなけ
れば、ANDゲート26は開いていないからである。こ
の時の放電周期は、連続的にワイヤを損傷させて断線さ
せない程度になつており、もし、集中しつつあれは、上
記gは低くなりすぎているから、やはりANDゲート2
6は閉じており、高圧は極間にかからない。極間に流れ
る電流の波形は、次式で表わされ、ピーク値と幅は、C
1やE1によつて変えることができ、所望の放電エネル
ギーを選択できる。
尚1pピーク電流値 τp電流パルス幅 L回路インダクタンス よつて、極間に印加され、極間サーボに使用されるのは
、低圧EOであり、加工に使用するのは強制放電できる
高圧ELで、いずれも独立に制御できる。
本回路の動作をタイムチャート第4図を使用して具体的
に説明する。■gはコンデンサC。の両端の電圧波形で
ある。Vgは、Vg値の反転値である。Vgは、Vgの
平均電圧であつて、2つのベルVHと■,に入つている
時のみ、前述のANDゲート26は開く。Ipは極間に
実際に流れる電流波形で、主回路による電流と極間間隙
検出放電回路の放電波形が複合してあられされている。
Vcは、電極と被加工物の間の電圧波形で、VgがVH
<5VLの間にある間は、29の波形のようにスイッチ
ング素子SWが0Nしてほとんど同時に放電する、しか
し、たまには30のように放電しないこともありうる。
31の状態は、極間が広すぎる時で、Vgが■Hより大
となるので、ANDゲート26は閉じ高圧パルスは発生
しない。32のような場合は放電の集中が発生している
ので、gがVしより低くなく、やはり,ANDゲート2
6は閉じている。
0UT26というのは、ANDゲート26の出力で、V
gによつて、パルス発振器0Scのパルス出力が、どの
ように制御されているかがわかる。
以上本発明になる放電加工間隙は、上記のように構成さ
れており、これをワイヤカット放電加工装置に使用する
と、極間サーボのための電圧が低く、狭いギャップでの
加工ができるようになると”ともに、放電させてもよい
場合と悪い場合を明確に検出でき、加工精度の向上と、
ワイヤ断線の原因を無くすること(放電の集中を無くす
ること)ができ加工速度を上げることができるとともに
、放電エネルギーを自由に設定でき、所望の面あら−さ
における最高速度を追求できる。また、この発明による
電源装置は、ワイヤカット放電加工のみならず、一般の
放電加工装置においても、極間々隙を狭く制御して、し
かも、加工速度の向上がはかれ、しかも、放電エネルギ
ーをj一定にして、面粗度の均一化をはかることができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は、従来のワイヤカット放電加工装置の構成を示
す斜視図、第2図はその要部の動作説明図、第3図は、
この発明になる電源装置の回路図、第4図は上記第3図
の回路による動作を説明するタイムチャート図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 電極と加工液を介して被加工物との間に形成される
    加工間隙に放置を行なわせて放電加工を行なうものの上
    記間隙に接続された第1の直流電源、該第1の直流電源
    による微少放電を行なわせるコンデンサ及び電流制限素
    子、加工間隙に強制的に放電させて加工を行なう高圧の
    第2の直流電源、該第2の直流電源の電流を極間に断続
    して流すように制御するスイッチング素子を備えたもの
    において、上記コンデンサの端子電圧を検出しその平均
    値が所定の電圧の範囲にある時のみ、極間に、上記第2
    の直流電源からの電流を断続的に流すようにしたことを
    特徴とする放電加工用電源装置。 2 ワイヤカット放電加工に使用した特許請求の範囲第
    1項記載の放電加工用電源装置。
JP7768579A 1979-06-20 1979-06-20 放電加工用電源装置 Expired JPS6052889B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62166891U (ja) * 1986-04-11 1987-10-23
JPS6318189U (ja) * 1986-07-21 1988-02-06

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