JPS6311220A - 放電加工装置 - 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］ この発明は、電極と被加工物間で放電を発生させ、この
放電エネルギーで被加工物を加工する放電加工装置に関
し、特に加工速度及び加工精度の向上を高めることので
きる放電加工装置に関する。

［従来の技術］ 第３図は従来の放電加工装置を示す概要構成図であり、
同図において電極（２）は加工槽（６）内に置かれた被
加工物（１）と対向して設けられている。加工液タンク
（４）内には絶縁性加工液（３）があり、加工の際には
ポンプ（５）を介し、絶縁性加工液（３）は加工槽（６
）に充満される。上記電極（２）と被加工物（１）との
間には、電気エネルギーを供給する加工電源（１３〕が
接続されている。この加工電源（１３）は、例えば直流
電源（１３ａ）　、スイッチング素子（１３ｂ）　、電
流制限抵抗（１３ｃ）及び前記スイッチング素子（１３
ｂ）を制御する制御回路（１３ｄ）によって構成されて
いる。

次に、上記従来装置の動作について説明する。

上記加工電源（１３）は電極（２）と被加工物（１）と
の間に方形波の電圧（以下パルス電圧と称す）を印加す
る。パルス電圧の電圧値をＥとして電極（２）と被加工
物（１）との間に印加すると、電極（２）と被加工物（
１）間間隙（以下、極間と称す）に放電が発生する。こ
の放電発生時の極間電圧はアーク放電電圧２０〜３０Ｖ
に保たれる。この極間電圧をＶｇとすると極間を流れる
方形波の電流（以下パルス電流と称す）の値ＩＰは、電
流制限抵抗（１３ｃ）の値をＲとすると Ｅ−Ｖ。

ｒｐ＝　− となる、電流制限抵抗（１３ｃ）の値を変化させること
によりパルス電流値ＩＰが変化し、被加工物（１）の型
彫加工速度（以下加工速度と称す）、被加工物（１）の
加工面粗さが変化する。

上記電極（２）と被加工物（１）を相対運動させ極間で
放電を発生させることにより被加工物（１）を型彫加工
できる。電極（２）と被加工物（１）の相対運動は被加
工物（１）を載せているテーブル（７）と、このテーブ
ル（７）の動きと、垂直の方向に電極（２）を移動させ
る２輌スライダ（８）との移動により行なわれる。テー
ブル（７）はＸ軸駆動モータ（８）とＸ軸駆動モータ（
１０）、Ｚ軸スライダ（８）はＸ軸駆動モータ（１１）
により駆動される。

以上の構成により、被加工物（１）と電極（２）の相対
運動は前述のｘ、ｙ、ｚ軸により３次元の運動となる。

上記ｘ、ｙ、ｚ軸の駆動モータ（８）。

（１０）、（１１）の駆動及び制御を行なう制御装置（
１２）は数値制御装置（以下ＮＯ装置と称す）が用いら
れている。

上記加工電源（１３）からは高周波パルス電圧が被加工
物（１）とワイヤ電極（２）との間に印加され、１つの
パルスによる放電爆発により被加工物（１）の一部を溶
融飛散させる。

この場合、加工電流がアーク放電維持電流値に近いと、
極間に電圧が印加されていても電流が途切れるパルス割
れが発生してしまう。

従って、通常の加工電源ではアーク放電維持電流付近の
加工ではパルス割れの発生の有無に拘らず、極間へ電気
エネルギーを供給するフィーダ線に直列にインダクタを
維持し、パルス割れを防いで加工するのが普通である。

従って、電流の立上りを抑えてしまうインダクタの作用
により、設定パルス巾での平均加工電流は減少し、加工
速度は低くならざるを得ない。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来の放電加工装置は以上のように構成されているので
、加工電流のパルス割れが発生し、電極消耗が大きくな
る。また被加工物の加工面粗さが均一にならないという
問題点があった。そこで。

極間に電気エネルギーを供給するフィーダ線にインダク
タを直列に接続し、アーク放電維持電流付近での加工電
流のパルス割れを防ぐという解決策が採られていたが、
インダクタを接続することにより電流の立上がりが抑え
られ、その分だけ平均加工電流が減少し加工速度が低下
するという問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、加工速度を低下させることなく加工電流パル
ス割れを防ぎ、電極の消耗を抑え、被加工物の加工面粗
度を均一にできる放電加工装置を得ることを目的とする
。

Ｌ問題点を解決するための手段゛］ この発明に係る放電加工装置は、電極と被煎尤物間で放
電した際の通電期間における加工電流のパルス割れを検
出する検出手段と該検出手段で検出した信号によりパル
ストランスの一次側コイルへ電圧を供給し、この電気エ
ネルギーを供給するフィーダ線と直列に接続したパルス
トランスの二次側へパルス割れを防ぐ電流を上記一次側
コイルに生じた磁界に基づき発生させるものである。

［作用］ この発明においては、通電期間における加工電流を検出
し、加工条件で設定した電流値と比較し、加工電流が設
定値より低下するとパルス割れが発生したと検出する検
出手段からパルス割れ発生信号がきたとき、パルストラ
ンスの一次側コイルへ電圧を印加し、パルス割れを補償
すべく極間へ電気エネルギーを供給するフィーダ線に直
列に接続したパルストランスの二次側コイルに電流が流
れることによりパルス割れはなくなり、加工速度を低下
させることなく、電極の消耗増加を防ぎ、被加工物の加
工面粗さを均一にする。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を第１図及び第２図に基づい
て説明する。第１図に本実施例の全体回路ブロック図、
第２図に上記第１図の主要ブロックの出力・入力の各波
形図を示し、上記各図において本実施例に係る放電加工
装置は、　被加工物（１）、電極（２）、加工電源（１
３）を従来装置の構成と同一とし、加工に際し設定され
る電流設定値が電流値指令としてＮＧ装置より送出され
、これを記憶するレジスタ（１８）と、該レジスタ（１
Ｂ）に記憶された内容の電流設定値をアナログ値に変換
して出力するＤ／Ａコンバータ（１７）と、該Ｄ／Ａコ
ンバータ（１７）にて変換されたアナログ値の電流設定
値における電圧レベルＶにを設定値と一致する電圧より
数ｍＶ低くする可変抵抗器（１８）と、上記被加工物（
１）の出力側に接続される加工電流検出用抵抗器（１９
）と、該加工電流検出用抵抗器（１８）の入力電流であ
る加工電流値と可変抵抗器（１８）の出力電流である電
流設定値とを比較するコンパレータ（２０）と、該コン
パレータ（２０）の出力が零である場合（即ち、正常な
加工電流が流れている場合）に積算を開始し被加工物（
１）に印加されるパルス巾を算出するカウンタ（２１）
と、該カウンタ（２１）の積算に基づくパルス巾と予め
設定されるパルス巾設定値とを比較するパルス巾コンパ
レータ（２２）と、該パルス巾コンパレータ（２２）の
積算値におけるパルスの周期を決定する発振器（２３）
と、上記コンパレータ（２０）とパルス巾コンパレータ
（２２）との各出力における排他的論理和条件をとるゲ
ー）　（２４）と、該ゲー）　（２４）の出力に基づき
スイッチング動作を行なうトランジスタ（２５）と、該
トランジスタ（２５）のスイッチング動作により供給直
流電源（２７）から電力が供給される一次側コイル及び
上記加工電源（１３）と電極（１）との間に接続される
二次側コイルにて形成され、一次側コイルの磁界により
二次側コイルに誘導起電力を生じさせるパルストランス
（２Ｂ）と、該パルストランス（２Ｂ）の一次側コイル
に電力を供給する供給直流電源（２７）と°、上記パル
ストランス（２８）の二次側コイルに並列に接続される
ダイオード（２８）とを備えて構成される。

上記コンパレータ（２０）は予め定められた電流設定値
と等しい値の加工電流が流れれば、即ち正常な加工電流
が流れれば出力が零となる。

上記カンウタ（２１）とパルス巾コンパレータ（２２）
とは、上記コンパレータ（２０）の出力によって作動す
るタイマと考えることもできる。このパルス巾コンパレ
ータ（２２）は、カウンタ（２１）の出力と予め設定さ
れたパルス巾設定値とを比較し、この比較結果が一致の
場合には“１”を出力し、これ以外の比較中には“０”
を出力する。

上記ゲー）　（２４）は、パルス巾コンパレータ（２２
）の出力とコンパレータ（２０）の出力とが一致してい
るときに“０”の出力を行ない、不一致のときに“１″
の出力を行なう。

なお、放電加工装置においてパルス割れが及ぼす影響に
ついて説明する。まず電極消耗については電極消耗比を
Ａ、加工電流ピーク値をＩＰ、加工電流パルス幅をＩＰ
とすると次式の関係式が成り立つ。

Ａｏｃ　ｌ　ｐ　／τＰ また、被、加工物（２）の面粗さＲについては次式の関
係が成り立つ。

Ｒｅｅｌ／Ｉｐ＊τｐ 従ってパルス割れが発生しＩＰが短くなると電極消耗比
は大きくなることがわかる。面粗さについてはパルス割
れが発生することに上り被加工物（２）の面粗さが均一
にならないことがわかる。

よって、パルス割れが防ぐことにより上記の問題点を解
決できる。

次に上記構成に基づく本実施例の動作を第１図及び第２
図に基づいて説明する。まず加工電源（１３）より第２
図（Ａ）に示す極間電圧波形が出力され、第２図（Ｂ）
に示す加工電流波形の電流が流れる。この加工電流波形
は極間電圧波形の点Ｐにおける突出電圧によりＱ点でパ
ルス割れが起こっている。

他方、Ｄ／Ａコンパレータ（１７）と可変抵抗器（１Ｂ
）により電流設定値の電圧レベルが調整され、この調整
された電圧レベル波形図を第２図（Ｃ）に示す・ 次に上記第２図（Ｃ）に示す電圧レベルの電流設定値と
加工電流の値とをコンパレータ（２０）にて比較し、こ
の比較結果を第２図ＣＤ）に示し、極間に電圧が印加さ
れないとき及びパルス割れが発生したときに“１”の出
力となり、他は０”の出力となる。

上記コンパレータ（２０）の出力“１”を発振器（２３
）にて決定される周期に基づいてカウンタ（２１）が蹟
算し、この積算値と予め定められたパルス巾設定値との
各個が比較され、この比較結果が一致の場合には“１”
を出力し、これ以外の比較中の場合には“０”の出力が
なされ、この出力波形図を第２図（Ｅ）を示す。

このパルス巾コンパレータ（２２）の出力とコンパレー
タ（２０）の出力との排他的論理和条件がゲート（２４
）にてとられ、この出力波形を第２図（Ｆ）に示し、Ｒ
点における出力“ｌ”のパルスがパルス割れを加工電流
において発生したことを示す、このゲート（２４）の出
力によりトランジスタ（２５）がオン状態となり、パル
ストランス（２６）の一次側コイルに電流が流れ、この
一次側コイルにて生じた磁界が二次側コイルに鎖交して
誘導起動力を誘起し、第２図ＣＧ）に示す電流出力波形
の電流を二次側コイルにｉｔこととなる。このパルスト
ランス（２Ｂ）の二次側コイルに流れる電流がパルス割
れを阻止する方向に電流が流れ（第２図ＣＧ）のＲ点）
、上記加工電流（第２図（Ｂ））におけるＱ点のパルス
割れによる電流の落ち込みを補償し、電流波形を第２図
（Ｈ）に示すように予め定められたパルス幅とすること
できる。

よって加工電流の立上りと立下りは、電源供給ケーブル
等のインダクタンスの影響でなめらかになる。これはパ
ルス割れの立上り、立下りも同様で従ってパルス割れを
検出し、極間へ電気エネルギーを供給するフィーダ線に
直列に接続したパルストランス（２８）の二次側コイル
が第２図（Ｇ）に示すように電流を流し始めてもパルス
割れが生じることなく、第２図（Ｈ）に示すようにパル
ス割れを防ぐことができる。またパルスの立上り、立下
りがインダクタンスの影響で抑えられ加工速度低下につ
ながるのでパルストランス（２６）における二次側コイ
ルのインダクタンスの影響をなくすため第１図のダイオ
ード（２８）を付加し、パルス割れがない時はダイオー
ド（２日）を通って加工電流を流す。

なお、上記実施例では、この発明を棒状電極を用いた型
彫放電加工装置に利用する場合について述べたが、ワイ
ヤ電極を用いるワイヤカット放電加工装置にも利用でき
ることはいうまでもない。

また、加工電流がアーク放電維持電流付近の加工だけで
なく、パルス割れが発生しやすい加工にお、　いて、す
べて適用できるものである。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば電極と被加工物間で放
電する際の加工電流のパルス割れを検出し、瞬時に極間
へ電流を供給することより、パルス割れをなくし、パル
ス割れ発生時の電極消耗増加を防ぎ、被加工物の加工面
粗さを均一にできるという効果を奏する。

また従来の電極へ電気エネルギーを供給するフィーダ線
にインダクタを接続する方法では加工電流の立上りが抑
えられ、平均加工電流が減少し、加工速度が低下すると
いう問題点を解決し、従来より加工速度が向上する効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を一実施例に係る放電加工装置の全体
回路ブロック図、第２図は第１図の各主要ブロックの出
力・入力の各波形図であり、同図（Ａ）は極間電圧波形
図、同図（Ｂ）は加工電流波形図、同図（Ｃ）は電流設
定値の電圧レベル図、同図（Ｄ）はコンパレータの出力
波形図、同図（Ｅ）はパルス巾コンパレータの出力波形
図、同図（Ｆ）はゲートの出力波形図、同図（Ｇ）はパ
ルストランスの二次側コイルにおける電流波形図、同図
（Ｈ）は加工電流波形図、第３図は従来装置の概要構成
図を示す。 図において、 （１）は電極、　　　　　（２）は被加工物、（１３）
は加工電源、　　　（１６）はレジスタ、（１７）はＤ
／Ａコンバータ、（１８）は可変抵抗器、（１８）は電
流検出用抵抗器、 （２０）はコンパレータ、　　（２１）はカウンタ、（
２２）はパルス巾コンパレータ、 （２４）はゲート、　　　　　（２５）はトランジスタ
、（２６）はパルストランス。 なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 代　　理　　人　　　大　　岩　　増　　雄第２図 （Ａ） （Ｃ） （Ｅ） （Ｆ）゛ （Ｈ） 手続補正書（自発） 昭和　　年　　月　　日 ２、発明の名称 放電加工装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所　　　　東京都千代田区丸の内二丁目２番３号。 名　称　　（６０１）三菱電機株式会社代表者志岐守哉 ４、代理人 住　所　　　　東京都千代田区丸の内二丁目２番３号６
、補正の内容 （１）明細書の特許請求の範囲を別紙の通り補正する。 （２）明細書第４頁第１７行の「ワイヤ電極（２）」と
いう記載を「電極（２）」と補正する。 （３）明細書第１０頁第１１行の「Ｒズｌ　／Ｉｐ・τ
Ｐ」という記載をｒＲｏｅｌｐ　・τＰ」と補正する。 点でパルス割れが起こっている。」という記載を「この
加工電流波形はＱ点でパルス割れが起こり極間電圧波形
のＰ点で電圧が突出する。」と補正する。 （５）明細書第１２頁第１８行の「よって加工電流の」
という記載を「加工電流の」と補正する。 ７、添付書類の目録 補正後の特許請求の範囲を記載した書面　１通以上 補正後の特許請求の範囲を記載した書面（１）　ｉＪｍ
と被加工物間にパルス電圧を印加して両者間に放電を発
生させ、その放電エネルギーで上記被加工物を加工する
放電加工装置において。 上記電極と被加工物間間隙で放電した際の通電期間にお
けるパルス電流の断状態を検出する検出手段と、この検
出手段により検出される信号に基づきパルス電流にパル
ス割れが発生したと判断された場合にはパルス割れを補
償する補償電流を上記パルス電圧の加工電流に重畳し、
パルス割れが発生しない場合には上記補償電流の出力を
停止するパルス割れ制御手段とを備えて構成したことを
特徴とする放電加工装置。 （２）上記パルス割れ制御手段は上記検出手段にて検出
された検出値に基づいて磁界を生じる一次側コイルと、
該一次側コイルにて生じた磁界にてパルス電流のパルス
割れを補償する補償電流を発生する二次側コイルとを備
えて構成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の放電加工装置。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）電極と被加工物とを絶縁性加工液を介在させて対
   向させ、その電極と被加工物間にパルス電圧を印加して
   両者間に放電を発生させ、その放電エネルギーで上記被
   加工物を加工する放電加工装置において、上記電極と被
   加工物間間隙で放電した際の通電期間におけるパルス電
   流の断状態を検出する検出手段と、この検出手段により
   検出される信号に基づきパルス電流にパルス割れが発生
   したと判断された場合にはパルス割れを補償する補償電
   流を上記パルス電圧の加工電流に重畳し、パルス割れが
   発生しない場合には上記補償電流の出力を停止するパル
   ス割れ制御手段とを備えて構成したことを特徴とする放
   電加工装置。
2. （２）上記パルス割れ制御手段は上記検出手段にて検出
   された検出値に基づいて磁界を生じる一次側コイルと、
   該一次側コイルにて生じた磁界にてパルス電流のパルス
   割れを補償する補償電流を発生する二次側コイルとを備
   えて構成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の放電加工装置。