JPS614621A - 放電加工における電圧印加方法とその装置 - Google Patents

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） 本発明は、ワイヤカットまたは型彫放電における電圧印
加方法とその装置に関する。

（従来の技術） ワイヤカット放電加工あるいは型彫放電加工においては
、加工電極と被加工物との間の間隙に加工液を供給しな
がら両者間に間歇的に電圧パルスを印加することにより
放電を発生させて加工を行なう。しかしながら、放電加
工においては、印加電圧パルスに対して全部放電が発生
するわけではなく、実際上は、５０〜９０％程度が放電
する程度である。上記は、例えば特公昭４１−’９．３
Ｈ号公報に記載の非蓄勢式の独立型の電圧パルス印加方
式の場合であって、特公昭４４−１３，１９５号公報に
記載の如き電圧パルスの幅が放電開始の遅延時間の函数
として増大する間隙依存型の電圧パルス印加方式（放電
パルス幅一定方式）のものとか、いわゆるコンデンサ充
放電型の電圧パルス印加方式のものは、上記と相違する
。しかし、電圧を印加しても放電が発生しない場合には
、放電層やタール分、炭素（加工液がケロシンの場合）
がクーロン力により被加工物や加工電極に吸着されてし
まい、被加工物と放電層との間、あるいは放電層と加工
電極との間に放電が発生し、効率が悪くなり、加工速度
も低下する。また、加工液が水の場合には、電解電波が
流れ、被加工物が例えばタングステンカーバイドのよう
な合金の場合には、一部の金属、例えば焼結材として混
入されているコバルトが選択的に溶出し、このために被
加工物の表面が荒くなり、加工面荒さおよび加工精度が
悪くなるという欠点があった。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は上記従来技術の問題点に鑑み、前記放電効率を
上げて加工速度を上げ、かつ電解電流を少なくして加工
面荒さや加工精度の向上を達成しようとするものである
。

（問題点を解決するための手段） 本発明による放電加工における電圧印加方法は、電圧パ
ルスの印加開始から所定時間後に放電が生じない場合に
は電圧パルスの印加を途中で停止することを特徴とする
。

また本発明の電圧印加装置は、各電圧パルスにおける電
圧パルス印加開始時点からの所定時間を設定する時間設
定手段と、該時間設定手段により設定された時間経過時
点における加工電極と被加工物との間の電圧の高低もし
くは放電電流の有無から放電が発生したか否かを判別す
る判別手段と、放電が生じなかった場合に電源の切断あ
るい・は電極と被加工物との間を短絡させる電圧パルス
印加停止手段と、前記時間経過時点から所定時間後に電
圧パルスの再印加を°開始させる時間設定手段とを備え
たことを特徴とする。

（作用） 本発明の方法においては、印加電圧パルスの始点からあ
る時間経過後に電圧パルスの印加を途中から停止し、そ
して所定時間後に電圧パルスの印加を再開し、以後それ
を繰り返えすことにより、電圧パルスを印加したままで
放電が生じないことにより生じる種々の不具合を解消す
る。

本発明の装置においては、印加電圧パルスの始点から所
定時間経過したことを示す時間設定手段の出力により、
判別手段は加工電極と被加工物との間の電圧の高低もし
くは放電電流の有無から放電が発生したか否かを判別し
、放電が発生していない場合には、前記電圧印加手段に
より電圧印加を停止し、その後、前記とは別の時間設定
手段により設定される時間後に電圧パルスの印加を再開
する。

（実施例） 第１図は本発明の詳細な説明する波形図であり、加工電
極と被加工物との間に印加するある定められた電圧パル
ス時間幅Ｔ１に対し、放電を生じている蓋然性の高い、
または電圧パルスを印加したままで放電が生じないこと
により生ずる不具合を許容し得る限度内の一定の割合の
時間Ｔ、経過後に、放電が発、生しているか否かを、加
工電極と被加工物間の電圧が、印加無負荷電圧Ｖより低
くかつ放電電圧よりも高いと想定される基準電圧Ｖ′よ
り高いか否かで判別し、Ａの場合のように、基準電圧Ｖ
′よりも高い場合には電圧パルス印加を前記時間Ｔ２の
途中から停止し、Ｂの場合のように、基準電圧ｖ′より
も低い場合には電圧パルス印加を続けるようにしたもの
である。この場合、電圧パルスＴ、および休止時間Ｔ、
の発生方式を前記独立型のものとすると、電圧パルス印
加を途中で停止した場合も停止しない場合にも、次の電
圧パルスの印加開始時点化の時間間隔を時間Ｔ３と一定
とするやり方、電圧パルスの印加を途中で停止した場合
に上記の時間間隔を電圧パルスの残りの時間（Ｔ１−７
２）とするやり方、もしくは電圧パルス間の休止幅時間
Ｔ４　、即ち時間（Ｔ２十″ｒ４）後に次の電圧パルス
の印加を開始する次電圧パルス発生のやり方等種々のも
のがあり、そしてこのことは、電圧パルスの発生方式が
、前記特公昭４４−１３１９５号公報に記載の方式の場
合にもほぼ同様である。

しかして、前記例れの電圧パルス発生方式および次電圧
パルス発生方式の場合でも、各電圧パルスの印加を開始
してから、放電を発生しない場合の途中から電圧パルス
の印加を停止に到らしめる時間Ｔ、の設定時間等はほぼ
同様のものであって、電圧パルス幅（時間）ＴＩ一定、
または前記放電パルス幅一定方式の何れのものの場合に
も、その電圧パルス幅および放電パルス＠（時間）より
は勿論充分短かく、また上記電圧パルス幅や放電パルス
幅等の設定値等の加工条件によっても、電圧パルス幅や
放電パルス幅が小さい加工条件では上記時間Ｔ２の割合
を電圧パルス幅や放電パルス幅の例えば約５０％前後以
下位と必要に応じて大きい割合に設定し得るのに対し、
電圧パルス幅や放電パルス幅が大きい加工条件の場合に
は、例えば最大でも約３０％程度、通常は約１０〜２０
％前後以下と、上記時間Ｔ２の割合を小さく設定した方
が良いと言うように、成る程度具なるものであるが、通
常は上記時間Ｔ２の上記割合を約１０〜３０％程度また
はそれ以下と設定して、加工間隙の加工平均電圧を、例
えばケロシン加工液使用の棒または型電極（銅、銅合金
またはグラファイト等）による被加工物（鉄材）の加工
の場合、従来通常の加工条件による正常時の平均加工電
圧を約２５Ｖ前後とすると約２０Ｖよりも低くなるよう
に、また、水加工液使用のワイヤ電極（黄銅）による被
加工物（鉄材）の加工の場合、従来通常の加工条件によ
る正常時の平均加工電圧を約１５０Ｖ前後とすると約１
２０Ｖよりも低くなるように、平均加工電圧を低下させ
得るものでなければならない。

第２図は本発明の方法を実施する装置の電気回路の一例
であり、型彫放電加工の例を示す。ｌは加工電極、２は
被加工物、３は加工電源、４は限流抵抗、５はスイッチ
素子、６は加工電極ｌと被加工物２との間を短絡するス
イッチ素子、７は加工電極１と液加゛工物２との間の電
圧を検出し、あるレベル以上であれば出力「１」の信号
を出力し、他の場合には出力「Ｏ」の信号を出力する電
圧検出回路である。８は一定周期毎にパルスａを出力す
る発振器、９は該発振器８からのパルスａの立上がりに
よりトリガされて印加電圧パルス幅相当の幅のパルスｂ
を発生させるワンショットマルチバイブレータ回路、１
０は前記パルスａの立上がりによりトリガされて該パル
スｂの幅の１〜５０％、好ましくは５〜２０％の幅のパ
ルスＣを発生させるワンショットマルチバイブレータ回
路、１２は前記パルスｂと前記パルスＣの反転出力との
論理積を取るゲート回路、１３は該ゲート回路１２の出
力ｄと前記電圧検出回路７の出力ｅとの論理積を取るゲ
ート回路、１４は該ゲート回路１３の出力ｆによりセッ
トされ、前記発振器８の出力パルスａによりリセットさ
れるフリップフロップ回路、１１は前記ワンショットマ
ルチバイブレータ回路９の出力パルスｂと前記フリップ
フロップ回路１４の出力ｇの反転出力との論理積を取る
ゲート回路であり、該ゲート回路１１の出力が前記スイ
ッチ素子５のオンオフ信号として用いられ、前記フリッ
プフロップ回路１４の出力ｇが前記短絡用スイッチ素子
６のオンオフ信号として用いられる。

第３図は第２図の回路の動作を説明する波形図であり、
電圧検出回路７の出力ｅが、Ｅ、Ｇで示すように、前記
ワンショットマルチバイブレータ　、−回路１０の出力
パルスＣがオンとなっている間にオフとなる場合、すな
わち、ワンショットマルチバイブレータ回路１０の出力
パルスＣが無くならない内に加工間隙で放電が生じた場
合には、フリップフロップ回路１４がセットされること
はなく、従って、電圧パルスの印加の途中でスイッチ素
子５がオフとなって電圧印加が停止されることがなく、
かつスイッチ素子６がオンとなって加工電極ｌと被加工
物２が短絡されることがない。一方、電圧検出回路７の
出力ｅが、Ｆで示すように、前記ワンショットマルチバ
イブレータ回路ｌＯの出力パルスＣがオフとなる時点で
オンとなっている場合、すなわち、出力パルスＣが無く
なる時点迄に加工間隙で放電が生じていない場合には、
フリップフロップ回路１４がセットされるので、電圧パ
ルスｂの印加の途中でスイッチ素子５がオフとなり、電
圧印加が停止されると共に、スインチ素子６かオンとな
って加工電極ｌと被加工物２が短絡される。また、該ス
インチ素子６は、次の発振器８の出力パルスａの立上り
時点でオフとなる。この実施例の場合、上記加工間隙短
絡用のスイッチ素子６は省略することができる。

ｆＩｔＪ４図は本発明において、前記のように、第１図
において、時間Ｔ２後に放電が発生しなかった場合、電
圧印加を停止した時点から前記第２〜３図の如＜　（Ｔ
３　　Ｔ２）時間後、または（ＴＩ　　７２）時間後で
はなく、所定の一定時間Ｔｓ　（この時間Ｔ５は第１図
の電圧パルス間休止時間Ｔ４と等しく同一のものと設定
してもよい。）後に電圧パルスの印加を再開するように
した一実施例であり、１５は起動端子１７からの起動信
号が与えられた時、または前記フリップフロップ回路１
４の出力および前記ゲート回路１１の出力の論理和を取
るゲート回路１６の出力の立上がり、またはゲート回路
１７の出力の立下がりによってパルスａを発生させるタ
イマ回路であり、他の構成は第２図の回路と同じである
。

第５図は第４図の回路の動作を説明する波形図であり、
タイマ回路１５は、前記発振器８と異なり、一定周期の
パルスを発生させるのではなく、前記起動端子１７にｔ
の時点で与えられる起動信号、前記フリップフロップ回
路１４の出力ｇの立上がりまたは前記ゲート回路１１の
出力の立下がりによって一定時間Ｔ５後にパルスａを発
生させる。従って、加工電極１と被加工物２との間に電
圧パルスを加えている途中で電圧パルス印加を停止した
場合も、途中で停止しないで一定幅の電圧パルスを印加
した場合も、スイッチ素子５のオフによる電圧パルスの
立下がりから所望の一定時間Ｔ５後に次の電圧パルスが
立上がることになる。

このように構成すれば、電圧オフ期間が短かくなり、効
率の良い加工を行なうことができる。

第６図は、前述本発明により、一旦加工間隙へ印加した
電圧パルスをその印加の途中において中断または停止し
た時点から次の電圧パルスの印加開始化の時間を、各加
電圧パルス間休止幅時間（前記第１図において’Ｌ）と
なるように構成した一実施例のブロックダイヤグラム回
路図で、電圧パルスおよび休止時間がデジタルパルサ回
路方式によって構成された実施例で、同一または同一機
能のものには同一の記号が付しである。

図において、２０Ａおよび２０Ｂは加工電圧パルスのオ
ン時間とオフ時間（休止時間）の手動設定器、２１Ａお
よび２１Ｂはそれぞれデータセレクタ、２２Ａおよび２
２Ｂは同じくそれぞれのパルスロム、２３はプリセット
カウンタ、２４はデータロード用のモノステーブルエレ
メント、２５はスイッチ素子５外を制御するバイステー
ブルエレメント、２６はクロックパルス発振器、２７お
よび２８はオン時間およびオフ時間用アンド回路、２９
はオア回路、３０は電圧パルスの印加を開始してから中
断または停止する迄の時間を設定するプリセットカウン
タ、３１は前記プリセット値の調整設定器、３２はアン
ド回路、３３は必要に応じて電圧パルスのオン時間側に
挿設して放電パルスの時間幅を一定とするためのアンド
回路で、上記本発明に係るプリセットカウンタ部分の構
成を除くと、例えば特開昭５６−１２０，２２８号公報
等に記載されたものと実質上同一であるから、回路の構
成および作動の詳細についての説明は省略する。

図において、前の放電の終了後または電圧パルスの途中
からの中断または停止後オフ時間（前述Ｔ４）が経過し
た時点でプリセットカウンタ２３からオフ終了信号が出
力すると、バイステーブルエレメント２５が反転してス
イッチ素子５をオンにし、加工間隙に電圧パルスの印加
を開始すると共に、同パイステーブルエレメント２５の
出力信号カテータセレクタ２１Ａ、パルスロム２．２　
Ａ、およびアンド回路２７に入力し、手動設定器２０Ａ
により選択設定されていた電圧パルスのオン時間（クロ
ックパルス発振器２６の連続出力パルス数）ヲモノステ
ーブルエレメント２４の出力に応じてブリセントカウン
タ２３にロードし、該ロード値からアンド回路２７およ
びオア回路２９経由のクロ、クパルスにより減算カウン
トを開始する。この時、アンド回路２７から出力するク
ロックパルス数が、プリセットカウンタ３０にロート設
定されているプリセット値に達する前に加工間隙での放
電が開始されれば、電圧検出回路７の出力が停止し、当
該電圧パルスによる放電期間中アンド回路３２からプリ
セットカウンタ２３にクリア信号、モノステーブルエレ
メント２４に作動信号、およびバイステーブルエレメン
ト２５に反転信号が出力することがないから、プリセッ
トカウンタ２３がアンド回路２７出力クロツクパルスに
より設定オン時間数を減算カウント終了する迄スイッチ
素子５をオン継続して放電を続けさせ、オン時間終了に
よりプリセットカウンタ２３から終了信号が出力すると
、バイステーブルエレメント２５を反転させてスイッチ
素子５をオフにし、同パイステーブルエレメント２５の
出力信号がデータセレクタ２１Ｂ、パルスロム２２Ｂ、
およびアンド回路２８に入力し、オフ時間をプリセット
”カウンタ２３にロードすると共に、その減算カウント
を開始してオフ時間計数工程に移行する。

しかるに、前述のプリセットカウンタ３０がアンド回路
２７出力クロツクパルスを加工間隙で放電が開始する前
にカウントしてしまうと、該プリセットカウンタ３０は
信号を出力し、これと電圧検出回路７の出力とによって
アンド回路３２は信号を出力し、プリセットカウンタ２
３の設定オン時間信号のクリア、およびバイステーブル
エレメント２５の反転によりオフ時間（Ｔ４）計数工程
に移行せしめ、該オフ時間が経過すれば再びオン蒔間工
程に移行する如く作動するものである。

本発明を実施する場合、上記例に限らず、種々の変更、
イツ加が可能である。例えば、加工液が水である場合に
は電圧印加と同時に加工電極１と被加工物２とを短絡す
る必要はなく、また、電圧パルス印加による放電が発生
しない場合に、電圧印加停止時点から次の電圧パルスの
印加を再開するまでの時間と、−足の幅の電圧パルスを
印加して放電か発生した後に電圧印加を再開する場合と
で、時間間隔を変えるようにしてもよい。また、印加電
圧パルス数に対して放電が生じない回数の割合に応じて
電極と被加工電極との間隔を変化させるような構成を組
合わせることも可能である。

また、放電を生じたか否かを、放電電流の検出によって
行なうこともできる。

具体例について説明すると、加工液としてケロシン油を
用いた型彫放電加工において、３５５Ｃ材を被加工物と
し、電極対向面積を２０＋ｗｍ２．印加電圧パルス幅を
１８ｇ５、電圧オフ時間を１８壓Ｓ、ピーク電流を２６
Ａとし、２ＪＪ−５の間放電が生しない場合には３．５
７ｐｓ休止して電圧パルス印加を再開するようにして加
工した所、加工速度は０　、７２　ｇ／Ｉａｉｎとなり
、加工面荒さは２２ＪＡＲｍとなった。一方、放電を生
じるか生じないかにかかわらず、一定の印加電圧パルス
幅１８ルＳで加工した場合には、加工速度は０．４８ｇ
／ｍｉｎとなり、加工面荒さは１８ｇＲｍとなった。

従って、従来よりも著るしく加工速度を上げることがで
きる。

また、印加電圧パルス幅を６０ｇ５、休止時間を６０ｇ
５、ピーク電流３Ａで加工した時、電極送り速度は０　
、１２　ｍｍ／　ｍａｎ　、１１　ｇ　Ｒ２Ｈであった
が、本発明により、電圧パルス印加開始から１．５ルＳ
経過後に放電が無い時には電圧パルス印加を停止し、さ
らに２ｇｓ経過後に電圧パルス印加を再開した場合、０
　、１８　ｆｆ１ｍ／ｗｉｎ　、加工面荒さは９，８ル
Ｒアとなり、加工速度、加工面荒さも向上させることが
可能となった。

（発明の効果） 以上述べたように、本発明によれば、放電が生じない場
合には、電圧パルス印加を停止した後、電圧パルス印加
を再開するようにしたので、加工速度が大となる。また
、加工液として水を用いた場合には、電解電流を小さく
することができるので、合金を加工する場合でも加工面
荒さおよび加工精度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明に供する波形図、第２図は本
発明を実施する装置の一例を示す回路図、第３図は第２
図の動作説明に供する波形図、第４図は本発明を実施す
る装置の他の例を示す回路図、第５図は第４図の動作説
明に供する波形図、第６図は他の実施例のブロックダイ
ヤグラム園である。 ｌ・・・加工電極、２・・・被加工物、３・・・加工電
源、５．６・・・スイッチ素子、７・・・電圧検出回路
、８・・・発振器、９．１０・・・ワンショットマルチ
バイブレータ回路、１１〜１３・・・ゲート回路、１４
・・・フリップフロップ回路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、加工電極と被加工物との間に間歇的に加工条件に応
   じて設定された時間幅の電圧パルスを印加し、これによ
   り両者間に放電を生じさせて加工を行なうワイヤカット
   または型彫放電加工において、前記電圧パルスの印加開
   始から所定時間経過後に放電が生じない場合には、電圧
   の印加を前記電圧パルスの途中から停止することを特徴
   とする放電加工における電圧印加方法。 ２、加工電極と被加工物との間に間歇的に加工条件に応
   じて設定された時間幅の電圧パルスを印加し、これによ
   り両者間に放電を生じさせて加工を行なうワイヤカット
   または型彫放電加工において、前記電圧印加開始時点か
   ら前記電圧パルスの設定時間幅より短かい一定あるいは
   可変の時間を設定する時間設定手段と、該時間設定手段
   により設定された時間経過時点における加工電極と被加
   工物との間の電圧の高低もしくは放電電流の有無から放
   電が発生したか否かを判別する判別手段と、放電が生じ
   なかった場合に電源の切断あるいは電極と被加工物との
   間を短絡させる前記電圧パルスの印加停止手段と、前記
   時間経過時点から所定時間後に前記電圧パルスの印加を
   開始させる時間設定手段とを備えたことを特徴とする放
   電加工における電圧印加装置。