JPS6339365B2 - - Google Patents
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- JPS6339365B2 JPS6339365B2 JP57077853A JP7785382A JPS6339365B2 JP S6339365 B2 JPS6339365 B2 JP S6339365B2 JP 57077853 A JP57077853 A JP 57077853A JP 7785382 A JP7785382 A JP 7785382A JP S6339365 B2 JPS6339365 B2 JP S6339365B2
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- Japan
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- switching element
- capacitor
- voltage
- semiconductor switching
- transformer
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- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 24
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 22
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims description 8
- 238000009760 electrical discharge machining Methods 0.000 claims description 7
- 238000007514 turning Methods 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000005459 micromachining Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23H—WORKING 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
- B23H1/00—Electrical 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
- B23H1/02—Electric circuits specially adapted therefor, e.g. power supply, control, preventing short circuits or other abnormal discharges
- B23H1/022—Electric circuits specially adapted therefor, e.g. power supply, control, preventing short circuits or other abnormal discharges for shaping the discharge pulse train
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23H—WORKING 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
- B23H2300/00—Power source circuits or energization
- B23H2300/20—Relaxation circuit power supplies for supplying the machining current, e.g. capacitor or inductance energy storage circuits
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、電極と被加工物間にパルス放電を
行つて加工する放電加工装置の改良に関するもの
である。
行つて加工する放電加工装置の改良に関するもの
である。
従来この種の装置として第１図に示すものがあ
つた。図において、１は電極、２は被加工物、３
はこれらによつて形成される微小加工間〓（以下
極間と称す）、４はバイポーラ形トランジスタ、
電界効果形トランジスタ等のスイツチング素子、
５は前記スイツチング素子４のON、OFFを制御
する制御装置、６はダイオード、７はコンデン
サ、８は主に電源装置より上記極間３までの線路
における等価的なインダクタンスで、通常、1μH
以下の低い値に維持される。９はバイポーラ形ト
ランジスタ、電界効果形トランジスタ等の半導体
スイツチング素子で、抵抗器１０と直列回路を構
成し、前記コンデンサ７と並列に接続されてい
る。１１は上記半導体スイツチング素子９の
ON、OFFを制御する制御装置、１２は変成器、
整流器、コンデンサ等から成る直流電源装置であ
る。第２図は上記半導体スイツチング素子の
ON、OFF制御回路の一例である。
つた。図において、１は電極、２は被加工物、３
はこれらによつて形成される微小加工間〓（以下
極間と称す）、４はバイポーラ形トランジスタ、
電界効果形トランジスタ等のスイツチング素子、
５は前記スイツチング素子４のON、OFFを制御
する制御装置、６はダイオード、７はコンデン
サ、８は主に電源装置より上記極間３までの線路
における等価的なインダクタンスで、通常、1μH
以下の低い値に維持される。９はバイポーラ形ト
ランジスタ、電界効果形トランジスタ等の半導体
スイツチング素子で、抵抗器１０と直列回路を構
成し、前記コンデンサ７と並列に接続されてい
る。１１は上記半導体スイツチング素子９の
ON、OFFを制御する制御装置、１２は変成器、
整流器、コンデンサ等から成る直流電源装置であ
る。第２図は上記半導体スイツチング素子の
ON、OFF制御回路の一例である。
次に動作について説明する。スイツチング素子
４がONして、このとき極間３の絶縁が破壊し電
流が流れるが、このとき電流の流れる回路は第１
図i1に示す通りであり、このとき電流は時間とと
もには（Vs−VG）ｔ／Ｌで直線的に増加してい
く。但し、Vsは直流電源装置１２の電圧、VGは
極間のアーク電圧でほぼ20V、Ｌは線路のインダ
クタンスである。したがつてスイツチング素子４
がON時間t1経過後IP＝（Vs−VG）t1／Ｌなる電流
が流れる。ここでスイツチング素子４がON状態
からOFF状態になつても、たとえスイツチング
素子４がターンオフ時間が零の理想スイツチであ
ると仮定しても線路のインダクタンスに蓄えられ
たエネルギー1/2LIP2のために、電流は瞬間的に
は零になり得ず、このためにスイツチング素子４
の両端にいわゆるサージ電圧が発生し、ダイオー
ド６を通してコンデンサ７を充電する電流i2が流
れ、コンデンサ７の電圧は上昇する。制御装置１
１は第２図に一例を示す通りコンデンサ７の電圧
がゼナーダイオードの電圧VZで決まる基準値VE
＝R1＋R2／R2VZより高いか低いかを判別する比較器 （CMP）により半導体スイツチング素子９をON、
OFF制御し、コンデンサの電圧が高ければON出
力＋V1を、低ければOFF出力−V2を半導体スイ
ツチング素子９に与える。以上のように第３図ａ
に示すとおりスイツチング素子４のON、OFFに
従つて、極間３には第３図ｂに示す電流i1＋i2が
流れるが、これはターンオン時の電流i1（第３図
ｃ）とターンオフ時の電流i2（第３図ｄ）に分解
でき、とくにターンオフ時の電流i2はi1と同様極
間３にも流れ、一部は加工に寄与するが、最終的
には大半が抵抗器１０の熱エネルギーに変換され
る。
４がONして、このとき極間３の絶縁が破壊し電
流が流れるが、このとき電流の流れる回路は第１
図i1に示す通りであり、このとき電流は時間とと
もには（Vs−VG）ｔ／Ｌで直線的に増加してい
く。但し、Vsは直流電源装置１２の電圧、VGは
極間のアーク電圧でほぼ20V、Ｌは線路のインダ
クタンスである。したがつてスイツチング素子４
がON時間t1経過後IP＝（Vs−VG）t1／Ｌなる電流
が流れる。ここでスイツチング素子４がON状態
からOFF状態になつても、たとえスイツチング
素子４がターンオフ時間が零の理想スイツチであ
ると仮定しても線路のインダクタンスに蓄えられ
たエネルギー1/2LIP2のために、電流は瞬間的に
は零になり得ず、このためにスイツチング素子４
の両端にいわゆるサージ電圧が発生し、ダイオー
ド６を通してコンデンサ７を充電する電流i2が流
れ、コンデンサ７の電圧は上昇する。制御装置１
１は第２図に一例を示す通りコンデンサ７の電圧
がゼナーダイオードの電圧VZで決まる基準値VE
＝R1＋R2／R2VZより高いか低いかを判別する比較器 （CMP）により半導体スイツチング素子９をON、
OFF制御し、コンデンサの電圧が高ければON出
力＋V1を、低ければOFF出力−V2を半導体スイ
ツチング素子９に与える。以上のように第３図ａ
に示すとおりスイツチング素子４のON、OFFに
従つて、極間３には第３図ｂに示す電流i1＋i2が
流れるが、これはターンオン時の電流i1（第３図
ｃ）とターンオフ時の電流i2（第３図ｄ）に分解
でき、とくにターンオフ時の電流i2はi1と同様極
間３にも流れ、一部は加工に寄与するが、最終的
には大半が抵抗器１０の熱エネルギーに変換され
る。
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、極間電流のパルス巾を制御するため
に、スイツチング素子のターンオフ時の電流をコ
ンデンサに一担蓄積し、最終的には抵抗器で熱エ
ネルギーとして消費するため、装置への全投入電
力に対して実際に極間３で放電加工のために消費
される電力の割合すなわち電力の効率の向上が原
理的に望めないばかりか、半導体を多く含む装置
自身の発熱により信頼性低下の原因となるなどの
欠点があつた。
いるので、極間電流のパルス巾を制御するため
に、スイツチング素子のターンオフ時の電流をコ
ンデンサに一担蓄積し、最終的には抵抗器で熱エ
ネルギーとして消費するため、装置への全投入電
力に対して実際に極間３で放電加工のために消費
される電力の割合すなわち電力の効率の向上が原
理的に望めないばかりか、半導体を多く含む装置
自身の発熱により信頼性低下の原因となるなどの
欠点があつた。
この発明は上記のような従来のものの欠点を除
去するためになされたもので、ターンオフ時に電
力の一部を消費する抵抗器の代わりに、これを変
成器結合した整流器によつて元の直流電源側に戻
すことにより、無駄な抵抗器による発熱がなく、
投入電力を効率的に極間の放電加工のために消費
できる放電加工装置を提供することを目的として
いる。
去するためになされたもので、ターンオフ時に電
力の一部を消費する抵抗器の代わりに、これを変
成器結合した整流器によつて元の直流電源側に戻
すことにより、無駄な抵抗器による発熱がなく、
投入電力を効率的に極間の放電加工のために消費
できる放電加工装置を提供することを目的として
いる。
以下、この発明の一実施例を図について説明す
る。第４図において９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄはい
ずれも半導体スイツチング素子で、変成器１３の
１次側がたすきがけにはいるように接続されコン
デンサ７の電圧が基準値以上になると所定の周波
数でON、OFFを繰り返すように制御装置１４に
より制御される。半導体スイツチング素子として
電界効果形トランジスタを使用した場合の制御装
置を第５図に示す。１５ａ，１５ｂは上記変成器
１３の２次側に接続された整流器で、チヨークコ
イル１６を経てコンデンサ１７に接続されてい
る。コンデンサ１７は元の直流電源装置１２の出
力に直列に接続され、さらにその後段には直流出
力を安定化するトランジスタチヨツパ方式の定電
圧装置１８が接続されている。１９はこのトラン
ジスタチヨツパ方式の制御装置を示し、第６図に
その構成図を示す。ダイオード２０ａ，２０ｂ，
２０ｃ，２０ｄは半導体スイツチング素子９ａ，
９ｂ，９ｃ，９ｄの保護用ダイオードである。
る。第４図において９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄはい
ずれも半導体スイツチング素子で、変成器１３の
１次側がたすきがけにはいるように接続されコン
デンサ７の電圧が基準値以上になると所定の周波
数でON、OFFを繰り返すように制御装置１４に
より制御される。半導体スイツチング素子として
電界効果形トランジスタを使用した場合の制御装
置を第５図に示す。１５ａ，１５ｂは上記変成器
１３の２次側に接続された整流器で、チヨークコ
イル１６を経てコンデンサ１７に接続されてい
る。コンデンサ１７は元の直流電源装置１２の出
力に直列に接続され、さらにその後段には直流出
力を安定化するトランジスタチヨツパ方式の定電
圧装置１８が接続されている。１９はこのトラン
ジスタチヨツパ方式の制御装置を示し、第６図に
その構成図を示す。ダイオード２０ａ，２０ｂ，
２０ｃ，２０ｄは半導体スイツチング素子９ａ，
９ｂ，９ｃ，９ｄの保護用ダイオードである。
半導体スイツチング素子９ａ，９ｂ，９ｃ，９
ｄは制御装置１４によつてON、OFFを制御され
るが、制御装置１４は第５図に示すとおりコンデ
ンサ７の電圧Vinがゼナダイオードで決まる基準
電圧kVzより低ければ、半導体スイツチング素子
９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ全てをOFFにし、Vinが
ゼナーダイオードで決まる基準電圧kVzより高け
れば半導体スイツチング素子９ａ，９ｄをON、
９ｂ，９ｃをOFF、その後９ａ，９ｄをOFF、
９ｂ，９ｃをONというようにたすきがけに接続
された半導体スイツチング素子を交互に繰り返し
ON、OFF動作させ、変成器１３の入力に交流電
圧を印加する。したがつて極間３での放電周波数
が上昇するか、各放電電流のピーク値が高いとき
にはコンデンサの電圧が上昇し、半導体スイツチ
ング素子９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄは繰り返しスイ
ツチング動作を行ないコンデンサの電圧を一定値
に維持するように動作する。変成器１３の２次側
には整流器１５ａ，１５ｂ及び高周波スイツチン
グノイズを除去するチヨークコイル１６、コンデ
ンサ１７が接続され、高周波スイツチングノイズ
を多く含む交流を直流に変換する。以上のように
半導体スイツチング素子９ａ，９ｂ，９ｃ，９
ｄ、変成器１３、制御装置１４、整流器１５ａ，
１５ｂ、チヨークコイル１６、コンデンサ１７は
一種の入力電圧の定電圧化をはかつた間欠動作を
行なう高周波インバータを形成し、コンデンサ７
の電圧を基準値に維持するように交流直流変換動
作を行なう。このときの制御回路１４の電源はコ
ンデンサ７より供給を受け、特別に外部より供給
を受ける必要はない。このようにして直流電源側
に返された直流出力は元の直流電源に上積みする
かたちで直列に接続されるため定電圧装置１８に
よつて定電圧化され、再び極間３への電圧供給源
となる。第６図はこの定電圧装置の制御装置１９
で、出力電圧によつてチヨツパスイツチのパルス
幅を変更するいわゆるパルス巾変調（PWM）の
動作を行なう。
ｄは制御装置１４によつてON、OFFを制御され
るが、制御装置１４は第５図に示すとおりコンデ
ンサ７の電圧Vinがゼナダイオードで決まる基準
電圧kVzより低ければ、半導体スイツチング素子
９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ全てをOFFにし、Vinが
ゼナーダイオードで決まる基準電圧kVzより高け
れば半導体スイツチング素子９ａ，９ｄをON、
９ｂ，９ｃをOFF、その後９ａ，９ｄをOFF、
９ｂ，９ｃをONというようにたすきがけに接続
された半導体スイツチング素子を交互に繰り返し
ON、OFF動作させ、変成器１３の入力に交流電
圧を印加する。したがつて極間３での放電周波数
が上昇するか、各放電電流のピーク値が高いとき
にはコンデンサの電圧が上昇し、半導体スイツチ
ング素子９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄは繰り返しスイ
ツチング動作を行ないコンデンサの電圧を一定値
に維持するように動作する。変成器１３の２次側
には整流器１５ａ，１５ｂ及び高周波スイツチン
グノイズを除去するチヨークコイル１６、コンデ
ンサ１７が接続され、高周波スイツチングノイズ
を多く含む交流を直流に変換する。以上のように
半導体スイツチング素子９ａ，９ｂ，９ｃ，９
ｄ、変成器１３、制御装置１４、整流器１５ａ，
１５ｂ、チヨークコイル１６、コンデンサ１７は
一種の入力電圧の定電圧化をはかつた間欠動作を
行なう高周波インバータを形成し、コンデンサ７
の電圧を基準値に維持するように交流直流変換動
作を行なう。このときの制御回路１４の電源はコ
ンデンサ７より供給を受け、特別に外部より供給
を受ける必要はない。このようにして直流電源側
に返された直流出力は元の直流電源に上積みする
かたちで直列に接続されるため定電圧装置１８に
よつて定電圧化され、再び極間３への電圧供給源
となる。第６図はこの定電圧装置の制御装置１９
で、出力電圧によつてチヨツパスイツチのパルス
幅を変更するいわゆるパルス巾変調（PWM）の
動作を行なう。
なお上記実施例では、半導体スイツチング素子
９として電界効果形トランジスタを使用した例を
示したが、通常のバイポーラ形トランジスタを使
用してもよく、また半導体スイツチング素子の接
続をたすきがけでなく、第７図に示すように一方
向性スイツチとしてもよく、変成器の２次側にお
いても整流器と変成器との接続は半波整流方式で
あつてもよい。さらに定電圧装置１８はトランジ
スタをスイツチング動作させる、チヨツパ方式だ
けでなく能動 域で使用するドロツパ方式のもの
でもよく、同様の効果を奏する。
９として電界効果形トランジスタを使用した例を
示したが、通常のバイポーラ形トランジスタを使
用してもよく、また半導体スイツチング素子の接
続をたすきがけでなく、第７図に示すように一方
向性スイツチとしてもよく、変成器の２次側にお
いても整流器と変成器との接続は半波整流方式で
あつてもよい。さらに定電圧装置１８はトランジ
スタをスイツチング動作させる、チヨツパ方式だ
けでなく能動 域で使用するドロツパ方式のもの
でもよく、同様の効果を奏する。
以上のように、この発明によればスイツチング
素子のターンオフ時のサージエネルギーをコンデ
ンサに蓄え、このコンデンサの電圧を定電圧化す
るとともに入力側に電力を帰すために一種の高周
波インバータを設けたので従来の装置のように抵
抗器が不要となり、電力効率が高く自己発熱量が
少なく小形化が可能な放電加工装置が得られると
いう効果がある。
素子のターンオフ時のサージエネルギーをコンデ
ンサに蓄え、このコンデンサの電圧を定電圧化す
るとともに入力側に電力を帰すために一種の高周
波インバータを設けたので従来の装置のように抵
抗器が不要となり、電力効率が高く自己発熱量が
少なく小形化が可能な放電加工装置が得られると
いう効果がある。
第１図は従来の放電加工装置の構成を示す回路
図、第２図は第１図における半導体スイツチング
素子の制御装置の構成を示す回路図、第３図は放
電電流波形を示す説明図、第４図はこの発明の一
実施例による放電加工装置の構成を示す回路図、
第５図は第４図における半導体スイツチング素子
制御装置の構成を示す回路図、第６図は第４図に
おける定電圧装置の制御装置の構成を示す回路
図、第７図はこの発明の他の実施例の構成を示す
回路図である。 図中、１は電極、２は被加工物、３は微小加工
間〓、４はスイツチング素子、６はダイオード、
７はコンデンサ、９は半導体スイツチング素子、
１２は直流電源装置、１３は変成器、１５は整流
器である。なお図中、同一符号は同一又は相当部
分を示す。
図、第２図は第１図における半導体スイツチング
素子の制御装置の構成を示す回路図、第３図は放
電電流波形を示す説明図、第４図はこの発明の一
実施例による放電加工装置の構成を示す回路図、
第５図は第４図における半導体スイツチング素子
制御装置の構成を示す回路図、第６図は第４図に
おける定電圧装置の制御装置の構成を示す回路
図、第７図はこの発明の他の実施例の構成を示す
回路図である。 図中、１は電極、２は被加工物、３は微小加工
間〓、４はスイツチング素子、６はダイオード、
７はコンデンサ、９は半導体スイツチング素子、
１２は直流電源装置、１３は変成器、１５は整流
器である。なお図中、同一符号は同一又は相当部
分を示す。
Claims (1)
- １ 電極と被加工物との間に形成される加工間〓
とスイツチング素子との直列回路を直流電源装置
に接続し、上記スイツチング素子のオン・オフ動
作により上記加工間〓に間欠的なパルス電圧を供
給し、上記被加工物を加工する放電加工装置にお
いて、上記加工間〓とダイオードを介して並列接
続されるコンデンサと、上記コンデンサに並列接
続される半導体スイツチング素子と、上記コンデ
ンサの電圧が基準値以上で上記半導体スイツチン
グ素子を動作させる制御装置と、上記半導体スイ
ツチング素子からの出力を入力とする変成器と、
上記変成器の出力側に接続され、且つ上記直流電
源装置の電圧に上積する電圧を発生する装置を具
備する放電加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57077853A JPS58196923A (ja) | 1982-05-10 | 1982-05-10 | 放電加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57077853A JPS58196923A (ja) | 1982-05-10 | 1982-05-10 | 放電加工装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58196923A JPS58196923A (ja) | 1983-11-16 |
| JPS6339365B2 true JPS6339365B2 (ja) | 1988-08-04 |
Family
ID=13645614
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57077853A Granted JPS58196923A (ja) | 1982-05-10 | 1982-05-10 | 放電加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58196923A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0395858U (ja) * | 1990-01-17 | 1991-09-30 |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3419945C1 (de) * | 1984-05-11 | 1985-11-21 | Aktiengesellschaft für industrielle Elektronik AGIE Losone bei Locarno, Losone, Locarno | Impulsgenerator zur funkenerosiven Metallbearbeitung |
| EP0187738A1 (fr) * | 1984-06-29 | 1986-07-23 | MIRONOFF, Nicolas | Circuit electrique pour machine d'usinage par electro-erosion |
| JPS61168423A (ja) * | 1985-01-23 | 1986-07-30 | Hitachi Seiko Ltd | ワイヤ放電加工機用電源装置 |
| JPS61249213A (ja) * | 1985-04-25 | 1986-11-06 | Hitachi Seiko Ltd | ワイヤ放電加工機用電源装置 |
| JPS63139615A (ja) * | 1986-12-01 | 1988-06-11 | Mitsubishi Electric Corp | 放電加工用電源装置 |
| JPH0771774B2 (ja) * | 1987-08-14 | 1995-08-02 | 三菱電機株式会社 | 放電加工用電源装置 |
| JPH05220619A (ja) * | 1992-02-05 | 1993-08-31 | Stanley Electric Co Ltd | 放電加工用回生回路 |
| CN104066540B (zh) | 2012-10-30 | 2016-04-20 | 三菱电机株式会社 | 放电加工装置 |
| JP5887378B2 (ja) | 2014-04-30 | 2016-03-16 | ファナック株式会社 | 放電加工機の加工電源装置 |
-
1982
- 1982-05-10 JP JP57077853A patent/JPS58196923A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0395858U (ja) * | 1990-01-17 | 1991-09-30 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58196923A (ja) | 1983-11-16 |
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