JPS6368317A - 放電加工機 - 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」 本発明は放電加工機に関し、特に、加工間隙にパルス電
圧を印加する装置に関する。

「従来の技術」 放電加工機においては、電極と被加工物との間の加工間
隙にパルス電圧を印加し、加工間隙の絶縁が破壊した際
の放電電流により加工を行う、加工間隙にパルス電圧が
印加されたときに絶えず放電が発生するものではなく、
パルス電圧が印加されても放電が発生しない場合、また
、電圧が印加されてから絶縁破壊を起すまでの経過時間
内などには、高い電圧が電極と被加工物との間に印加さ
れた状態が生ずることになる。

従来の放電加工機は、同じ極性のパルス電圧を加工間隙
に印加するようにしていたため、上記の高電圧印加時に
電極から被加工物あるいは加工機本体の加工槽などに迷
走電流が一方向に流れる。

この迷走電流の電解作用により、金属イオンが被加工物
に付着したり、加工機本体の電極保持部、加工槽などが
次第に電蝕されるという問題点があった。そこで、２つ
の直流を源を備え正極性パルス電圧と負極性パルス電圧
を交互に印加し電蝕を防止する装置が提案されている（
特開昭６１−４６２０号）、シかし、上記の装置では一
回の放電毎の放電加工エネルギーが一定にならず、精密
加工には適さないという問題点があった。

「発明が解決しようとする問題点」 本発明は上記の問題点を解決するためなされたものであ
り、迷走電流による影響を抑制すると共に、−回の放電
毎の加工エネルギーを一定に制御し精密な加工を可能と
する放電加工機を提供することを目的とする。

「問題点を解決するための手段」 このため本発明では、電極と被加工物との間の加工間隙
にパルス電圧を印加しながら放電加工を行う放電加工機
において、負極性のパルス電圧を前記加工間隙に供給す
る第１の直流電源及び第１のスイッチング素子と、正極
性のパルス電圧を前記加工間隙に供給する第２の直流電
源及び第２のスイッチング素子と、放電加工エネルギー
を与える加工パルス電流を前記加工間隙に供給する第３
の直流電源及び第３のスイッチング素子と、前記第１又
は第２の直流′ｌｈ源からのパルス電圧による放電の発
生を検出する放電開始検出手段と、放電の開始が検出さ
れるまでの間繰返し前記第１及び第２のスイッチング素
子を交互に作動させるパルス電圧制御手段と、放電の開
始が検出されると直ちに第３のスイッチング素子を所定
時間作動させる放電エネルギー制御手段と、前記第３の
スイッチング素子が作動し加工パルス電流が供給された
後の休止時間内に、その第３の直流電源及び第３のスイ
ッチング素子により印加されたパルス電圧と異なる極性
のパルス電圧を印加すべく前記第１又は第２のスイッチ
ング素子を作動させる逆電圧印加手段と、を備えること
を特徴とする放電加工機が提供される。

「作用」 上記の構成によれば、パルス電圧制御手段により第１の
直流電源及び第２の直流電源から交互に極性の異なる電
圧が印加されるから、放電の開始に至るまでの何回もの
パルス電圧の印加による迷走電流の影響を打ち消し合い
抑制することができる。さらに、逆電圧印加手段により
、放電終了後の休止時間内にその放電の際に印加された
パルス電圧と異なる極性のパルス電圧が印加されるから
、放電が発生した際の印加電圧による迷走電流の影響を
も打ち消すことができる。また、放電が開始すると直ち
に第３の直流電源から所定時Ｈｊｌの開電流が供給され
るから、−回の放電に伴う加工エネルギーを一定に制御
することができ、加工面の仕上りを向上させることがで
き精密加工を可能とする。

「実施例」 本発明の実施例について図面に従って具体的に説明する
。

第１図は実施例を示す回路図である。

被加工物２に対向する電＠１には、三つの直流電源３，
４．５から電圧が印加される。第１の直流電源３は負極
性のパルス電圧を電極１に与えるものであり、その負杼
は電流検出用の抵抗６、第１のスイッチング素子１２及
び逆電流阻止用のダイオード１５を経由して電極１に接
続されている。

第２の直流電源４は正極性のパルス電圧を電極１に与え
るものであり、その正極が抵抗７、第２のスイッチング
素子１３及び逆電流阻止用のダイオード１６を経由して
電ｉ１に接続されている。第３の直流電源５は放電加工
エネルギーを与える加工パルス電流を供給するものであ
り、その負極が電流制限用の抵抗８及び第３のスイッチ
ング素子１４を経由して電極１に接続されている。

各スイッチング素子１２，１３．１４は電界効果トラン
ジスタであるパワＭＯ８ＦＥＴがらなり、それぞれのゲ
ート端子にはドライブ回ｉ￥８９．１０゜１１が接続さ
れ制御装置２ｏがらの信号に従ってオン・オフされる。

第３のスイッチング素子１４は、瞬間的に大電流を流す
ため実際には複数個のパワＭＯ８ＦＥＴが並列に接続さ
れ用いられる。

第１の直流電源３の電圧Ｅ１と第２の直流電源４の電圧
Ｅ、は同程度の電圧とされ、その電流容量は共に比較的
小さい、これに対し、第３の直流電源５の電圧Ｅ、は比
較的高く、その電流容量も大きい。

電流検出用抵抗６の両端が放電検出回路１７に接続され
ている。放電検出回路１７では第１の直流電源３による
放電電流を検出して放電検出信号ＳＧを制御装置２ｏに
伝える。

また、電［１は平均電圧検出回路１８に接続されている
。平均電圧検出回路１８は一種のローパスフィルタであ
り、数１０ｍ５の間の時同平均電圧を検出して制御装置
２ｏに伝える。

第２図は作動を説明する波形図、第３図は実際の処理を
説明するフローチャートである。

スパン信号及びオン信号は制御装置２０の内部信号であ
る。スパン信号は単位時間当りの最大放電回数を制限す
るための信号であり、そのスパン周Ｊｌｔｓ内では高々
−回の放電しが許されない、オン信号は加工間隙にパル
ス電圧を繰返し印加する指令信号である。

動作が開始すると、まず状態１０１では、第１のスイッ
チング素子１２のみが導通状芯とされ、加工間隙に第１
の直流電源３がら負の電圧−Ｅｌが印加される。そして
放電の発生を待ち（状！コ１０２）、放電の発生がない
まま所定時間Ｔ１を経過すると（状態１０３）、状！’
！！１０４に入いつ、第１のスイッチング素子１２をオ
フとして第２のスイッチング素子１３のみをオンとする
。この結果、加工間隙には状態１０１とは逆に第２の直
流電源４から正の電圧Ｅ２が印加される。そして、所定
時間Ｔ２の経過を待ち（状態１０５）、状Ｂ１０６で、
第２のスイッチング素子１３をオフにする。

そのまま、所定の休止時間Ｔ３の経過を待ち（状態１０
７）、再び状態１０１に戻る。上記の状態１０１から状
態１０７の処理を繰返しながら、加工間隙に第１の直流
電源３からパルス幅Ｔ１の負のパルス電圧（−Ｅｌ）を
印加し、放電が開始されなかったら直ちに第２の直流電
源４からパルス幅Ｔ２の正のパルス電圧（Ｅ、）を印加
して最初の負のパルス電圧による迷走電流の影響を打消
すことを１１２返す。

数回から数十回パルス電圧の印加を繰返すうちに、加工
間隙の絶縁が破壊し放電が発生する。放電検出回路１７
が第１の直流電源３による放電を検出し放電検出信号Ｓ
Ｇと出力すると、直ちに状態１０２から状態１０８に移
る。状態１０８では、第３のスイッチング素子１４を導
通させ、第３の直流電源５から負の電圧−Ｅコを印加し
放電電流１ｓを供給すると共に、第１及び第２のスイッ
チング素子１２．１３をオフとする。加工間隙の電圧Ｖ
Ｇは絶縁が破壊されているため第３の直流電源５の電圧
−Ｅ、よりずっと低い値となる。状ＦＡ１０９では所定
の放電時間（ＯＮ　ＴＩＭＥＩ）Ｔ４の経過を待ち、状
態１１ｏで第３のスイッチング素子１４をオフとして放
電を遮断する。この放電時間Ｔ４の間に放電電流Ｉｓは
急速に成長し被加工物２を除去する放電加工エネルギー
を与える。放電加工エネルギーは放電時間Ｔ４により制
御される。

第４図は制御装置２０内の放電時間制御回路を示す回路
図、第５図はその作動を示す波形図である。

放電検出回路１７がらの放電検出信号ＳＧはワンショッ
トマルチバイブレータ２１に入力される。

ワンショットマルチバイブレーク２１の出力は遅迂回路
２２及びＡＮＤゲート２５に接続されている。遅延回路
２２の遅延時間は遅延時間設定回路２３からの３ビツト
の信号により１００ｎｑの単位て゛選択される。遅延回
路２２の出力はインバータ２４により反転されＡＮＤゲ
ート２５に伝えられる。ＡＮＤゲート２５の出力は第３
のスイッチング素子１４を駆動するドライブ回路１１に
接続されている。ワンショットマルチバイブレータ２１
は放電検出信号ＳＧの立上りを捉え、時間幅２μｓのパ
ルス信号（ａ）を出力する。万延回路２２は遅延時間設
定回路２３により選択された遅延時間だけ遅れた信号（
ｂ）を出力する。ＡＮＤゲート２５の出力はその遅延時
間に相当するパルス幅の信号（ｃ）となり、そのハイレ
ベルの間、第３のスイッチング素子１４を作動させて放
電電流を流す。

すなわち、放電時間Ｔ４は遅延回路２２の遅延時間によ
り決定され、遅延時間設定回路２３により加工条件に合
わせて設定される。

再び、第２図及び第３図を参照し説明する。

上述のようにして制御される放電時ｒｔＡＴ　４が経過
しく状態１０９）、各スイッチング素子１２，１３．１
４がオフとされ〈状態１１０）放電が終了すると、状Ｒ
１１１に移る。状Ｒ１１１では、所定の停止時間Ｔ５の
経過を待つ、この停止時間Ｔ５は主として放電終了後の
加工間隙の絶縁の回復を持つための時間である。

次に状態１１２では、第２のスイッチング素子１３のみ
を導通状態とし、加工間隙に前記状Ｒ１０９の放電時に
印加された電圧と逆極性の電圧、すなわち正の電圧Ｅ、
を印加する。状Ｂ１１３では所定の逆電圧印加時間（Ｏ
Ｎ　ＴＩＭＥ２）Ｔ６の経過を待ち、状態１１４で第２
のスイッチング素子１３をオフとする。この逆電圧印加
時間Ｔ６は、平均電圧検出回路１８からの平均電圧値に
より増減される。平均電圧値が正の所定値より高ければ
逆電圧印加時間Ｔ６は徐々に短かくされ、負の所定値よ
り低ければ徐々に長くされる。また、平均電圧値の絶対
値が所定値より小さければ、現在の逆電圧印加時間Ｔ６
が維持される。

上記の状態１１３で出力されるパルス［Ｔ６の逆電圧パ
ルス（第２図にＰｌで示す）により、放電時に第３の直
流電源５から印加される負の電圧パルス（第２図にＰ２
で示す）及びその直前に第１の直流電源３から印加され
る電圧−Ｅｌの負の電圧パルス（第２図にＰ３で示す）
による迷走電流の影響を打ち消すことができる。

逆電圧パルスＰ１の印加が終了すると状Ｒ１１５に進む
、状ＩＱ１１５では、制御装置２０内のフリップフロッ
プがセットされオン信号が発生するのを待つ、このフリ
ップフロップはスパン信号によりセットされ、放電検出
信号ＳＧの入力後所定時間後にリセットされるものであ
り、スパン周期ｔｓ内では高々−回しか放電を許さない
ようにするためのものである。フリップフロップがセッ
トされていれば状ｆｉ１０１に戻り、再び正負のパルス
電圧の印加を開始して上述の処理を繰返す。

このようにして印加電圧による迷走電流の影響を抑制し
ながら、所定パルス幅の放電電流を与え放電加工エネル
ギーを一定に制御することができる。

なお、前記実施例では平均電圧検出回路１８を用い、加
工間隙の平均電圧により逆電圧印加時間Ｔ６を制御する
ようにしたが、放電加工機の８類によっては平均電圧検
出回路１８を省略し、逆電圧印加時間Ｔ６は適当な一定
時間としても実用上充分電蝕等を防止できる。また逆に
、平均電圧検出回路１８にローパスフィルタではなく積
分回路を用い、スパン周期ｔｓ毎に平均電圧を鑑視し逆
電圧印加時間１′６を制御するようにすることも可能で
ある。

また、前記実施例では放電の検出を第１の直流電ｉｔ！
Ｘ３による負極側の放電電流のみにより検出！−なか、
第２の直流電源４による正極側の放電を検出して行うこ
とも可能であり、また、双方の極性の放電を検出するよ
うにし、正負いずれのパルス電圧で放電が開始しても直
ちに第３の直流電源から放電電流を供給し′ζもよい。

「発明の効果」 以上説明したように本発明は上記の構成を有し、三つの
直流電源からそれぞれ独立に正負のパルス電圧及び所定
時間幅の放１！電流が供給されるから、電圧印加時の迷
走電流による電解作用を打消し電蝕等を防止することが
できると共に、−回の放電による加工エネルギーを一定
に制御し加工面の仕上りを向上させることができ、精密
加工を可能にするという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は放電加工機の回
路図、第２ｔ！ｌは作動を説明する波形図、第３図は実
際の処理を説明するフローチャート、第４図は放電時間
を制御する箇所の回路図、第５図はその作動を説明する
波形図である。 １９０．電極、　２１１．被加工物、　３，４，５．、
。 それぞれ第１．第２及び第３の直流電源、　１２゜１３
．１４．、、それぞれ第１．第２及び第３のスイッチン
グ素子、　１７．、、放電検出回路、ｉｓ、、、平均電
圧検出回路、　２０　、、、制御装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 電極と被加工物との間の加工間隙にパルス電圧を印加し
   ながら放電加工を行う放電加工機において、 負極性のパルス電圧を前記加工間隙に供給する第１の直
   流電源及び第１のスイッチング素子と、正極性のパルス
   電圧を前記加工間隙に供給する第２の直流電源及び第２
   のスイッチング素子と、放電加工エネルギーを与える加
   工パルス電流を前記加工間隙に供給する第３の直流電源
   及び第３のスイッチング素子と、 前記第１又は第２の直流電源からのパルス電圧による放
   電の発生を検出する放電開始検出手段と、放電の開始が
   検出されるまでの間繰り返し前記第１及び第２のスイッ
   チング素子を交互に作動させるパルス電圧制御手段と、 放電の開始が検出されると直ちに第３のスイッチング素
   子を所定時間作動させる放電エネルギー制御手段と、 前記第３のスイッチング素子が作動し加工パルス電流が
   供給された後の休止時間内に、その第３の直流電源及び
   第３スイッチング素子により印加されたパルス電圧と異
   なる極性のパルス電圧を印加すべく前記第１又は第２の
   スイッチング素子を作動させる逆電圧印加手段と、 を備えることを特徴とする放電加工機。