JPS6253289B2 - - Google Patents

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JPS6253289B2
JPS6253289B2 JP10171682A JP10171682A JPS6253289B2 JP S6253289 B2 JPS6253289 B2 JP S6253289B2 JP 10171682 A JP10171682 A JP 10171682A JP 10171682 A JP10171682 A JP 10171682A JP S6253289 B2 JPS6253289 B2 JP S6253289B2
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JP
Japan
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voltage
machining
electrodes
power supply
electrode
Prior art date
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JP10171682A
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English (en)
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JPS58223523A (ja
Inventor
Kazuo Tsurumoto
Yoshio Ozaki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP10171682A priority Critical patent/JPS58223523A/ja
Publication of JPS58223523A publication Critical patent/JPS58223523A/ja
Publication of JPS6253289B2 publication Critical patent/JPS6253289B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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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
    • 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

Landscapes

  • 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】 本発明は放電加工電源装置、特に被加工物と電
極とを導電性加工液を介在させた加工間隙を介し
て対向させ、該加工間隙にパルス状電圧を印加す
るようにした放電加工電源装置に関するものであ
る。
この種の装置として従来第1図に示すものが提
案されている。即ち、被加工物10と電極12と
が微小加工間隙(以下極間と称す)14を介して
対向され、通常極間に導電率の高い水等の加工液
を供給しながら放電加工が行なわれる。極間には
直流定電圧源16からの電圧がオン・オフ動作さ
れるスイツチングトランジスタ18によつてパル
ス状に印加される。なお20は極間に流れる電流
のピーク値を制限する電流制限抵抗器である。ト
ランジスタ18は発振回路22及び電流増幅回路
24によつてオン・オフ制御される。26は極間
に存在する導電率の高い加工液によつて生ずる等
価的なインピーダンスであつて、極間インピーダ
ンスと称し、これには例えば極間に並列に介挿さ
れるコンデンサ等のインピーダンスは含まない。
次に以上の従来装置の動作を説明すると、スイ
ツチングトランジスタ18は通常10KHz〜数百K
Hzという高速でオン・オフを繰り返し、加工液が
ない場合及び導電率の低い加工液の場合はトラン
ジスタ18のオン時には極間に直流定電圧源16
の電圧Vsが表われ、トランジスタ18のオフ時
には電圧が零となり、極間にパルス状の電圧波形
が表われる。又導電率の高い加工液を使用した場
合は極間インピーダンスZgが電流限抵抗R1に比
べて無視できない低い値となり、トランジスタ1
8のオン時には極間に直流定電圧電源16の電圧
sを電流制限用抵抗R1と極間インピーダンスZg
とで分圧した電圧Vg(Vg=Z/Z+Rs)が
表わ れる。更に放電が発生しない状態でも極間インピ
ーダンス26を通じて極間に流れる漏れ電流Ig
(Ig=V/Z+R)が流れる。
トランジスタ18のオン時における極間電圧V
g及び漏れ電流Igは何れも極間インピーダンスZ
gによつて決まるが、この極間インピーダンスZg
は、極間の状態、即ち加工液の導電率、液温、間
隙長、電極形状等によつて時々刻々変化する。極
間インピーダンスZgが零(即ち極間短絡状態)
から無限大(即ち極間が完全にオープン状態)ま
で変化したときの極間電圧Vgと漏れ電流Igの関
係は第2図に示すようになり、元の直流定電圧電
源16の電圧Vsが定電圧にも拘らず、極間電圧
gは極間インピーダンスZgの変化によつて零か
らVsまで変化し、定電圧とはなり得ない。
又極間の絶縁が破壊されて放電に移行する直前
の電圧、即ち放電開始電圧は、放電のエネルギを
決定する重要なパラメータであつて、精度の高い
放電加工を行なうには毎回の放電による放電エネ
ルギを均一化させる必要があり、このため放電開
始電圧を一定にすることが必要となる。殊に極間
と並列にコンデンサを介挿し、このコンデンサに
充電した電荷を放電させるコンデンサ放電回路で
は、放電開始電圧が放電のエネルギを直接決定づ
けるので、放電開始電圧を一定にすることが、特
に極間インピーダンスの低い領域での加工時に重
要となる。更に極間インピーダンスZgが下り過
ぎるとアーク維持電圧を維持できなくなり、放電
加工そのものが不可能になる。
従来の放電加工電源装置は、トランジスタ18
のオン時に極間に表われる電圧即ち放電開始電圧
が極間インピーダンスZgによつて、第2図のよ
うに変化し、この放電開始電圧を一定にするため
には、極間インピーダンスの変化に応じて、直流
定電圧電源16の電圧Vsを変化させるか、電流
制限抵抗器20の抵抗値R1を変化させるしかな
く、その制御装置が複雑で高価なものとなり実用
的ではなかつた。
本発明は前述した従来の課題に鑑み為されたも
のであり、その目的は簡易な構成で極間インピー
ダンスZgが時々刻々変化しても極間に生じる放
電開始電圧を一定に制御することによつて従来装
置の欠点を解消し得る放電加工電源装置を提供す
ることにある。
上記目的を達成するために、本発明は、被加工
物と電極とを導電性加工数を介在させた加工間隙
を介して対向させ、該加工間隙にパルス状電圧を
印加するようにした放電加工電源装置において、
上記加工間隙に能動領域で動作する電流制御用ト
ランジスタを接続し、該電流制御用トランジスタ
の能動領域における動作点を上記加工間隙の電圧
変化を検出する分圧抵抗によつて制御し、放電開
始前の上記被加工物及び電極間の極間インピーダ
ンス変化による極間電圧変化に対応して、上記ト
ランジスタの動作点を移動させて極間電圧変化を
抑制するようにしたことを特徴とする。
以下、図面について本発明の好適な実施例を説
明する。
第3図において、第1図のトランジスタ18に
代えて第4図に示す5極管特性を有するMOS電
界効果トランジスタ(以下MOSFETと称す)2
7が適用され、且つ電流制限用抵抗器20と
MOSFET27との直列回路と並列にこの直列回
路の両端に加わる電圧(即ち第3図におけるA、
B間の電圧を所定の比率で分圧する抵抗器28,
30の直列回路が接続されている。
MOSFET27のゲートには互に相補的な動作
(即ち一方がオンのとき他方がオフとなる動作)
を行なうアナログスイツチ32a,32bが接続
され、スイツチ32aが抵抗器28,30の接続
中点に、スイツチ32bがMOSFET27をオフ
するための負電圧源34に接続されている。
アナログスイツチ32a,32bは制御回路3
6によつて高速でオン・オフ動作され、従つて
MOSFET27のゲート・ソース間には抵抗器2
8,30によつて分圧された電圧及び負電圧源3
4の負電圧が交互に印加される。
次に以上の本発明装置の動作を説明する。先
ず、スイツチ32aがオフで、スイツチ32bが
オンの状態ではMOSFET27はそのゲート・ソ
ース間に負電圧源34の負電圧が印加されるので
オフ状態となり、極間への定電圧電源16からの
電圧印加が停止される。
次いで第3図に示すようにスイツチ32aがオ
ン、スイツチ32bがオフの状態となると、
MOSFET27のゲート・ソース間に抵抗器2
8,30で分圧された電圧が印加される。この場
合極間の放電開始電圧を例えばVp〔V〕(但しV
s>VO>0)に制御するには、第4図に示す
OSFET27のドレイン電流IDに対するドレイ
ン・ソース間電圧VDSを表わすグラフにおいて、
(Vs−Vp)−R1ID=VDSの負荷線を重ね、負荷線
のほぼ中央(VGS=VGSOとなる点)に動作点P
を設け、VGSO=R/R+R(Vs−Vp)となる
よう に抵抗器28,30の抵抗値R2,R3を選定す
る。これら抵抗値R2,R3は電流制限用抵抗器2
0の抵抗値R1に比べて十分大きく、このため極
間電流はそのまま殆んどMOSFET27のドレイ
ン電流となりIg≒IDと考えられる。
又動作点PでのVDS、IDを夫々VDSO、IDO
すれば、動作点PにおいてはMOSFET27のド
レイン・ソース間にはVDSOで表わされる電圧を
生じ、(Vs−Vp)の残りの電圧を抵抗器が受持
つ、従つて動作点Pでは次式が成立している。
s−Vp=R1IDO+VDSO ……(1) Vp=ZgDO ……(2) 従つて、例えば極間インピーダンスZgが大き
くなると、極間電圧Vgは放電開始電圧Vpより大
となり、A点の電位は低下する。これによつて
MOSFET27のゲート・ソース間電圧VGSは動
作点の電圧VGSOより低くなり、これに応じて
MOSFET27はドレイン電流が動作点でのドレ
イン電流IDOより小さくなり、極間電圧Vgを元
の放電開始電圧Vpになるまで低下させる働きを
する。
又逆に極間インピーダンスZgが小さくなる
と、極間電圧Vgは放電開始電圧Vpより小とな
り、A点の電位は上昇する。これによつて
MOSFET27のゲート・ソース間電圧VGSも動
作点の電圧VGSOより高くなり、MOSFET27は
ドレイン電流が動作点でのドレイン電流IDOより
大となる方向に動作し、極間電圧Vgを放電開始
電圧Vpになるまで引き上げる働きをする。
以上のように本実施例によると、極間インピー
ダンスの変化に対して極間の放電開始電圧を一定
にしようとする制御機能が得られる。この場合
MOSFET27のソース・ドレイン間電圧VDS
極間電流Ig従つてドレイン電流IDの増加と共に
低下し、電流値が(Vs−Vp)/R1以上になると
電圧はほぼ零となり、能動領域から飽和領域に移
行する特性を示す。
極間インピーダンスが零から無限大まで変化し
たときの極間電圧Vgと極間電流Igとの関係は第
5図に示す特性曲線となり、極間インピーダンス
gが無限大からR1Vp/(Vs−Vp)までの範囲
では定電圧特性を示し、R1Vp/(Vp−Vp)から
零までの範囲では、電流の増加と共に電圧は直線
的に低下する。
なお、上記実施例では電流制御用トランジスタ
としてMOSFETを使用した場合について説明し
たが、これを通常のバイポーラ形のトランジスタ
を使用することもでき、この場合はベース電流I
BをAB間電圧によつて制御するようにすれば良
い。
又第6図に示すように極間14に対して
MOSFET27、抵抗器28,30,38からな
る制御回路を極間に並列に接続して極間14に並
列に流れるバイパス電流を制御することによつて
極間の放電開始電圧を極間インピーダンスの変化
に拘らず一定化することもできる。この場合
MOSFETと直列に介挿された抵抗器38は省略
することができる。
以上のように本発明によれば、極間に直列又は
並列に接続した電流制御用トランジスタを能動領
域から飽和領域に亘つて、極間インピーダンスの
変化による放電開始電圧の変動を抑制するように
制御するように構成されているので、放電開始電
圧を一定に維持する機能を有する放電加工電源装
置を提供することができ、特に導電率の高い加工
液を使用する放電加工機において加工精度を向上
させることができる優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は極間インピーダンスの影響による放電
開始電圧のばらつきを特に考慮しない従来の放電
加工電源装置を示す回路図、第2図はその極間電
圧Vgと漏れ電流Igとの関係を示すグラフ図、第
3図は本発明の一実施例を示す回路図、第4図は
本発明に適用し得るMOSFETのドレイン電流と
ドレイン・ソース間電圧との関係を示す特性曲線
図、第5図は本発明による放電加工電源装置にお
ける極間電圧Vgと漏れ電流Igの関係を示すグラ
フ図、第6図は本発明の他の実施例を示す回路図
である。 各図中同一部材には同一符号を付し、10は被
加工物、12は電極、14は加工間隙、16は直
流定電圧電源、20は電流制限用抵抗器、27は
MOS電界効果トランジスタ、28,30は分圧
用抵抗器である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 被加工物と電極とを導電性加工液を介在させ
    た加工間隙を介して対向させ、該加工間隙にパル
    ス状電圧を印加するようにした放電加工電源装置
    において、上記加工間隙に能動領域で動作する電
    流制御用トランジスタを接続し、該電流制御用ト
    ランジスタの能動領域における動作点を上記加工
    間隙の電圧変化を検出する分圧抵抗によつて制御
    し、放電開始前の上記被加工物及び電極間の極間
    インピーダンス変化による極間電圧変化に対応し
    て、上記トランジスタの動作点を移動させて極間
    電圧変化を抑制するようにしたことを特徴とする
    放電加工電源装置。 2 特許請求の範囲第1項記載の装置において、
    加工間隙に電流制御用トランジスタが直列に接続
    されていることを特徴とする放電加工電源装置。 3 特許請求の範囲第1項記載の装置において、
    加工間隙に電流制御用トランジスタが並列に接続
    されていることを特徴とする放電加工電源装置。
JP10171682A 1982-06-14 1982-06-14 放電加工電源装置 Granted JPS58223523A (ja)

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JP10171682A JPS58223523A (ja) 1982-06-14 1982-06-14 放電加工電源装置

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JPS58223523A JPS58223523A (ja) 1983-12-26
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS632612A (ja) * 1986-06-18 1988-01-07 Fanuc Ltd 放電加工制御装置
JP4608374B2 (ja) * 2005-06-16 2011-01-12 株式会社ミツトヨ 放電加工機用のパルス電源装置

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JPS58223523A (ja) 1983-12-26

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