JPWO2015015759A1 - 放電加工システム - Google Patents

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Abstract

本開示の放電加工システムは、加工用トーチと放電加工電源装置と高周波発生装置とを有する。加工用トーチは、トーチスイッチおよび電極を有する。放電加工電源装置は、電極と加工対象物との間に電力を供給する。高周波発生装置は、電極と加工対象物との間に、第１の発生周期で発生する高周波高電圧を供給する。トーチスイッチが連続したオン状態である間に、高周波発生装置から１回だけ高周波高電圧が供給される。

Description

本開示は、非接触の金属間にアークを発生させる放電加工システムに関し、高周波高電圧を発生させる高周波発生装置と、発生した高周波高電圧を用いて高周波高電圧を出力する放電加工電源装置とを有する放電加工システムに関する。
従来の非接触スタート方式の溶接機におけるアークのスタートや再点弧では、電極と母材との間に高周波高電圧が印加される。電極と母材との間への高周波高電圧の印加により、電極と母材との間に絶縁破壊を生じさせる。電極と母材との間の絶縁が破壊されると、微小アークが発生し、主アークが誘発される。現在主流である高周波高電圧を印加する方法では、高周波発生装置が用いられている（例えば、特許文献１参照）。
図６は、従来の高周波発生装置１１２と溶接電源装置１１１とを用いた溶接システムを示す図である。図７は、従来の高周波発生装置が出力する電圧を示すシーケンス図である。
溶接電源装置１１１は、一次側整流部１０１と、インバータ部１０２と、メイントランス１０３と、二次側整流部１０４と、制御部１０７と、カップリングコイル１１０とを有している。一次側整流部１０１は、溶接電源装置１１１に入力された交流電圧を整流する。インバータ部１０２は、一次側整流部１０１で整流された電圧を交流電圧に変換する。メイントランス１０３は、インバータ部１０２からの交流電圧を変圧する。二次側整流部１０４は、メイントランス１０３からの交流電圧を整流する。制御部１０７は、トーチスイッチ信号線１０６により加工用トーチ１０５と接続されており、加工用トーチ１０５に設けられたトーチスイッチ１２４のオン／オフ信号が加工用トーチ１０５から入力される。また、制御部１０７は、高周波装置オン／オフ信号線１０８により、高周波発生装置１１２の起動スイッチ１１３に接続されており、起動スイッチ１１３へのオン／オフ信号を出力する。カップリングコイル１１０は、高周波発生装置１１２で発生した高周波高電圧を溶接電源装置１１１側へ印加するためのものである。
高周波発生装置１１２は、起動スイッチ１１３と、整流部１１４と、スイッチング回路１１５と、昇圧トランス１１７と、整流ダイオード１２２と、コンデンサ１１８と、火花ギャップ１１９とを有する。起動スイッチ１１３は、高周波発生装置１１２の起動と停止を行う。整流部１１４は、入力された交流電圧を整流する。スイッチング回路１１５は、昇圧トランス１１７の二次側に電圧を誘起するためにスイッチングを行う。昇圧トランス１１７は、スイッチング回路１１５を経由して整流部１１４から入力された電圧を昇圧する。整流ダイオード１２２は、昇圧トランス１１７からの電圧を整流する。コンデンサ１１８は、整流ダイオード１２２からの出力を充電する。火花ギャップ１１９は、放電を起こして高電圧を発生する。
なお、加工用トーチ１０５は、放電加工用の電極１２３と、トーチスイッチ１２４とを有している。また、溶接電源装置１１１から出力される高周波高電圧は、加工用トーチ１０５に設けられた電極１２３と加工対象物１０９との間に印加され、電極１２３と加工対象物１０９との間でアークが発生する。
以上のように構成された、溶接電源装置１１１と高周波発生装置１１２とを用いた溶接システムについて、その動作を説明する。
高周波発生装置１１２には、溶接電源装置１１１のメイントランス１０３の二次側から交流電圧が入力され、入力された交流電圧を整流部１１４で整流し、スイッチング回路１１５をスイッチングさせる。これにより、昇圧トランス１１７の二次側に高電圧が誘起される。そして、昇圧トランス１１７の二次側からの電圧を整流し、コンデンサ１１８を充電する。このコンデンサ１１８の充電電圧が火花ギャップ１１９の放電閾値に達すると、火花ギャップ１１９で放電が発生する。これにより、カップリングコイル１１０の一次側に高周波高電圧が印加され、カップリングコイル１１０の二次側に高周波高電圧が誘起される。電極１２３と加工対象物１０９との間に高周波高電圧が印加されると、絶縁破壊が生じ、微小アークが発生する。
高周波発生装置１１２の起動と停止は、制御部１０７を介して、溶接電源装置１１１に接続されている加工用トーチ１０５のトーチスイッチ１２４のオン／オフと連動している。なお、オンとは、溶接電源装置１１１から高周波高電圧が出力される状態であり、オフとは、溶接電源装置１１１からの高周波高電圧の出力が停止される状態である。
トーチスイッチ１２４をオンすると、間欠的に複数回の高周波高電圧が発生し、微小アークも高周波高電圧と同じ回数だけ発生する。
複数回のうち１回目の高周波高電圧で微小アークから主アークへの移行が成功したとしても、主アークを検出してから高周波発生装置１１２を停止させるため、停止までには時差がある。そして、この時差の間に、高周波高電圧は複数回出力される。ここで、図７に示すように、間欠的に出力される高周波高電圧の間隔（以下、発生周期とする）は、２０ｍｓｅｃ以下である。また、高周波高電圧の周波数が１ＭＨｚであれば、高周波高電圧の周期は１μｓｅｃであり、１回の高周波高電圧が消滅する時間は５μｓｅｃである（例えば、特許文献２や特許文献３参照）。
なお、トーチスイッチ１２４をオンし続けた場合は、溶接電源装置１１１は、高周波高電圧の発生周期毎に、高周波高電圧を出力し続ける。一方、トーチスイッチ１２４をオフすると、溶接電源装置１１１は、高周波高電圧の出力を停止する。
現行のＴＩＧ（Ｔｕｎｇｓｔｅｎ Ｉｎｅｒｔ Ｇａｓ）溶接機では、例えば、トーチスイッチ１２４をオンし続けると、高周波高電圧を２秒間出力してから２秒停止し、その後、高周波電圧を０．５秒間出力してから２秒間停止することを４回繰り返し、その後、５秒間停止する。トーチスイッチ１２４をオンし続けても、停止期間を設けることで、高周波発生装置１１２の温度上昇を抑制している。
特開平１０−１６６１４５号公報 特開平７−０５１８５３号公報 特開平７−００９１３７号公報
高周波高電圧が発生する際には、火花ギャップ１１９で発生する放電、および電極１２３と加工対象物１０９との間で発生する放電により、ノイズが発生する。
従来の溶接電源装置１１１および高周波発生装置１１２は、１回のスタート、１回の再点弧、または空打ち（試し打ち）においても、高周波高電圧が出力される時間が高周波高電圧の発生周期よりも長いため、複数回の高周波高電圧が発生する。そのため、大量のノイズが発生し、周辺機器に悪影響を及ぼす。
本開示は、１回のスタート、１回の再点弧、または空打ち（試し打ち）においても、１回の高周波高電圧が発生するようにすることで、ノイズの発生量を低減した放電加工システムを提供する。
上記課題を解決するために、本開示の放電加工システムは、加工用トーチと放電加工電源装置と高周波発生装置とを有する。加工用トーチは、トーチスイッチおよび電極を有する。放電加工電源装置は、電極と加工対象物との間に電力を供給する。高周波発生装置は、電極と加工対象物との間に、第１の発生周期で発生する高周波高電圧を供給する。トーチスイッチが連続したオン状態である間に、高周波発生装置から１回だけ高周波高電圧が供給される。
以上のように、本開示は、トーチスイッチの連続したオン操作の間に、１回のみ高周波高電圧を出力するので、ノイズの発生量を抑制することができ、周辺機器へのノイズの影響を低減できる。
図１は、実施の形態１の放電加工システムの概略構成を示す図である。 図２は、実施の形態１の高周波発生装置が出力する電圧を説明するシーケンス図である。 図３は、人間がトーチスイッチを連続してクリックするために要する時間を示す図である。 図４は、実施の形態２の放電加工システムの概略構成を示す図である。 図５は、実施の形態３の放電加工システムの概略構成を示す図である。 図６は、従来の高周波発生装置と溶接電源装置とを用いた溶接システムを示す図である。 図７は、従来の高周波発生装置が出力する電圧のシーケンス図である。
（実施の形態１）
本開示の実施の形態１について、図１から図３を用いて説明する。図１は、本実施の形態の放電加工システムの概略構成を示す図である。図２は、本実施の形態の高周波発生装置が出力する電圧を説明するシーケンス図である。図３は、人間がトーチスイッチを連続してクリックするために要する時間を示す図である。
図１に示すように、本実施の形態の放電加工システムは、溶接電源装置１１と高周波発生装置１２と加工用トーチ５とを有している。
溶接電源装置１１は、一次側整流部１と、インバータ部２と、メイントランス３と、二次側整流部４と、制御部７と、カップリングコイル１０とを有している。一次側整流部１は、溶接電源装置１１に入力された交流電圧を、ダイオードやコンデンサを用いて直流電圧に整流する。インバータ部２は、一次側整流部１で整流された直流電圧を、スイッチング素子の切り替えによって交流電圧に変換する。メイントランス３は、インバータ部２からの交流電圧を変圧する。二次側整流部４は、メイントランス３からの交流電圧を、ダイオードやコンデンサを用いて直流電圧に整流する。制御部７は、トーチスイッチ信号線６により加工用トーチ５と接続されており、加工用トーチ５に設けられたトーチスイッチ２４のオン／オフ信号が加工用トーチ５から入力される。また、制御部７は、高周波装置オン／オフ信号線８により、高周波発生装置１２の起動スイッチ１３に接続されており、起動スイッチ１３へのオン／オフ信号を出力する。カップリングコイル１０は、高周波発生装置１２で発生した高周波高電圧を溶接電源装置１１側へ印加するためのものである。なお、高周波高電圧とは、例えば、周波数が１ＭＨｚ以上であり、電圧が１ｋＶ以上のものを示す。
高周波発生装置１２は、起動スイッチ１３と、整流部１４と、スイッチング回路１５と、電流制限抵抗１６（第１の抵抗値を有する抵抗）と、昇圧トランス１７（変圧器）と、整流ダイオード２２と、コンデンサ１８と、火花ギャップ１９とを有する。なお、高周波発生装置１２の各構成要素は、同一の基板上に配置されていても良い。起動スイッチ１３は、高周波発生装置１２の起動と停止を行う。整流部１４は、入力された交流電圧を、ダイオードやコンデンサを用いて直流電圧に整流する。整流部１４は、溶接電源装置１１のメイントランス３の二次側と、起動スイッチ１３を直列に介して接続されている。スイッチング回路１５は、昇圧トランス１７の二次側に電圧を誘起するためにスイッチングを行う。スイッチング回路１５は、オン／オフを切り替えることで、入力された直流電圧をパルス状にする。電流制限抵抗１６は、昇圧トランス１７の一次側に流れる電流を制限する。これにより、コンデンサ１８の充電速度を遅らせる。昇圧トランス１７は、スイッチング回路１５を経由したパルス状の直流電圧を昇圧する。昇圧トランス１７は、パルストランスであり、昇圧されたパルス状の直流電圧を二次側に発生させ、整流ダイオード２２に出力する。コンデンサ１８は、昇圧トランス１７に並列に接続され、整流された昇圧トランス１７からの直流電圧を充電する。火花ギャップ１９は、昇圧トランス１７と高周波発生装置１２の出力端２１の一方との間に直接に接続され、放電を起こして高電圧を発生する。昇圧トランス１７の二次側コイルの両端はそれぞれ、高周波発生装置１２の１つの出力端２１および火花ギャップ１９と接続され、２つの出力端２１は、カップリングコイル１０の一次側のコイルの両端に接続されている。
なお、加工用トーチ５は、放電加工用の電極２３と、トーチスイッチ２４とを有している。溶接電源装置１１は、電極２３と加工対象物９との間に電力を供給することで、主アークを発生させ加工対象物９を加工する。また、溶接電源装置１１から出力される高周波高電圧は、加工用トーチ５に設けられた電極２３と加工対象物９との間に印加され、電極２３と加工対象物９との間で微小アークが発生する。
以上のように構成された、溶接電源装置１１と高周波発生装置１２とを用いた溶接システムについて、その動作を説明する。
作業者が加工用トーチ５のトーチスイッチ２４をオンにすると、溶接電源装置１１の制御部７がトーチスイッチ２４の信号を検知し、高周波発生装置１２へ起動信号を送る。
高周波発生装置１２には、溶接電源装置１１のメイントランス３の二次側から交流電圧が入力され、入力された交流電圧を整流部１４で直流電圧に整流し、スイッチング回路１５をスイッチングさせる。これにより、昇圧トランス１７の一次側にパルス状の直流電圧が印加され、昇圧トランス１７の二次側に高電圧が誘起される。そして、昇圧トランス１７の二次側からの高電圧の直流電圧が整流ダイオード２２によって整流され、コンデンサ１８を充電する。このコンデンサ１８の充電電圧が火花ギャップ１９の放電閾値に達すると、火花ギャップ１９で放電が発生する。このとき、カップリングコイル１０の一次側のコイルとコンデンサ１８とによって発振されながら高電圧が発生する。これにより、カップリングコイル１０の一次側に高周波高電圧が印加され、カップリングコイル１０の二次側に高周波高電圧が誘起される。電極２３と加工対象物９との間に高周波高電圧が印加されると、電極２３と加工対象物９との間で絶縁破壊が生じ、微小アークが発生する。高周波発生装置１２では、火花ギャップ１９で一度放電が発生すると、コンデンサ１８に充電されていた充電電圧も一旦低下し、再度の充電が開始される。すなわち、コンデンサ１８の放電が発生する周期（火花ギャップ１９が放電を起こす周期）が高周波高電圧の発生周期（第１の発生周期）となる。なお、昇圧トランス１７の一次側の電流は、電流制限抵抗１６により制限される。これにより、コンデンサ１８の充電速度は、電流制限抵抗１６が無い場合と比べて遅れることになる。そのため、高周波高電圧の発生周期も長くなる。
電流制限抵抗１６の抵抗値とコンデンサ１８の容量値とによって、間欠的に出力される高周波高電圧の発生周期を制御することができる。すなわち、電流制限抵抗１６の抵抗値が大きければ大きいほど電流速度は遅くなるので、コンデンサ１８の充電に時間がかかるため、高周波高電圧の発生周期が長くなる。また、コンデンサ１８の容量値が大きければ大きいほど、コンデンサ１８の充電に時間がかかるため、高周波高電圧の発生周期が長くなる。特に本実施の形態では、高周波高電圧の発生周期が従来よりも長くなるような抵抗値と容量値に設定する。さらに、制御部７は、起動スイッチ１３が高周波高電圧の発生周期以上、かつ、発生周期の２倍未満の時間だけオンとなるように制御する。これにより、高周波発生装置１２を、トーチスイッチ２４の１回の連続したオン操作で、１回のみ高周波電圧を出力するように制御できる。そして、トーチスイッチ２４の連続したオン状態を保持し続けても、２回目以降の高周波電圧の出力は発生しない。
なお、高周波高電圧の発生周期は、例えば、実験等に基づいて値を求め、予め制御部７に記憶しておく。
なお、トーチスイッチ２４をオン状態から一度オフ状態とし、再度オン状態とすると、再び、高周波発生装置から１回のみ高周波高電圧が溶接電源装置１１に出力される。また、トーチスイッチ２４がオフ状態では、高周波発生装置１２は、高周波高電圧の出力は行わない。本実施の形態の高周波高電圧の出力のシーケンスと従来の高周波高電圧の出力のシーケンスを図２に示す。
図２に示すように、トーチスイッチ２４がオン状態になると、本実施の形態では連続したオン状態の長さにかかわらず、一回だけ高周波高電圧が出力される。それに対し、従来は、トーチスイッチ２４が連続してオン状態となっている間は連続して高周波高電圧を出力する。また、トーチスイッチ２４がオン状態となってから１回目の高周波高電圧の発生までにかかる時間は、本実施の形態は従来より長い。これは、前述のように、本実施の形態では、電流制限抵抗１６を設けて、高周波高電圧の発生周期を長くしているためである。そして、本実施の形態では、制御部７の制御により、一回、高周波高電圧を出力すると、高周波発生装置１２の起動スイッチ１３はオフされるため、高周波高電圧の出力は行われない。
本実施の形態では、高周波発生装置１２において、電流制限抵抗１６の抵抗値を１〜５ｋΩ、コンデンサ１８の静電容量を２〜１０ｎＦから決定し、高周波高電圧の発生周期を３０〜７０ｍｓｅｃとしている。
通常、起動スイッチ１３に用いられるスイッチ素子は、制御側と負荷側の絶縁性を考慮し、機械式のリレーが用いられる。しかし、保証されている応答速度、すなわち、起動指令を受けてから確実にオンとなるまでの時間は、約１０ｍｓｅｃである。そのため、正確な制御を行うためには、それより十分長い機械式リレーのＯＮ／ＯＦＦ制御速度の確保が必要である。しかし、この制御速度を遅くすると、高周波発生装置１２の応答速度も遅くなる。すなわち、トーチスイッチ２４をＯＮしてから高周波を出力するまでの時間差が大きくなる。
図３に示すように、作業者がトーチスイッチ２４を連続してクリックするために掛かる時間は、７０ｍｓｅｃ以上である。そのため、高速連続スタートにおいて必要な応答速度は、７０ｍｓｅｃであれば十分である。
また、１０ｍｓｅｃの応答速度のリレー制御には、その３倍の３０ｍｓｅｃもあれば十分である。
このような理由から、高周波高電圧の発生周期を決定している。
以上のように、高周波高電圧の発生周期を３０〜７０ｍｓｅｃ、より望ましくは３０〜４０ｍｓｅｃになるように、電流制限抵抗１６の抵抗値やコンデンサ１８の静電容量を決める。そして、決められた抵抗値の電流制限抵抗１６と決められた静電容量のコンデンサ１８とを高周波発生装置１２に用いることで、１回のトーチスイッチ２４のオン動作で、確実に１回のみの高周波高電圧を発生できる。
なお、高周波高電圧の発生周期が短い程作業効率は良いので、高周波高電圧の発生周期は、３０〜７０ｍｓｅｃよりも、３０〜４０ｍｓｅｃとすることが望ましい。
以上のように、本実施の形態の放電加工システムおよび高周波発生装置１２によれば、余分な高周波高電圧の発生を防ぐことが可能となり、ノイズ発生量を低減することができる。
なお、上記において、高周波発生装置１２の各構成要素を同一の基板上に配置する例を示した。しかし、熱的影響の面から、電流制限抵抗１６を、この基板上ではない別の位置に設けるようにしても良い。
また、高周波発生装置１２自体を回路基板で構成して溶接電源装置１１内に設けることで、高周波発生装置１２を溶接電源装置１１と一体としても良い。また、電流制限抵抗１６以外の高周波発生装置１２の構成要素を溶接電源装置１１と一体としても良い。
（実施の形態２）
本開示の実施の形態２について、図４を用いて説明する。図４は、本実施の形態の放電加工システムの概略構成を示す図である。
本実施の形態において、実施の形態１と同様の箇所については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。実施の形態１と異なるのは、高周波発生装置１２において、抵抗値が固定である電流制限抵抗１６を、抵抗値が可変である可変抵抗２０とした点である。可変抵抗２０は、第１の抵抗値および第１の抵抗値とは異なる第２の抵抗値の両方を持つことができ、連続的に抵抗値を変化できる。
本実施の形態において、可変抵抗２０の抵抗値を変更することで、高周波高電圧の出力の応答速度である、トーチスイッチ２４をオン状態としてから高周波高電圧が出力されるまでの時間および高周波高電圧の発生周期を、容易かつ任意に変化させることが可能となる。
そして、可変抵抗２０を取り替えることなく抵抗値の変化を行うことができるので、応答速度や高周波高電圧の発生周期の微調整が可能であり、また、高周波発生装置１２のメンテナンス性や生産性を向上できる。
ここで、本実施の形態において、トーチスイッチ２４の１回のオン操作で、１回のみ高周波高電圧を出力する点について説明する。
実験等に基づき、可変抵抗２０の抵抗値と高周波高電圧の発生周期とを対応付けた式または表を求め、制御部７に記憶しておく。制御部７は、可変抵抗２０の抵抗値が入力されると、これに基づいて高周波高電圧の発生周期を決定する。たとえば、可変抵抗２０が第１の抵抗値のときは、高周波高電圧の発生周期は第１の周期となり、可変抵抗２０が第２の抵抗値のときは、高周波高電圧の発生周期は第２の周期となる。制御部７は、決定した高周波高電圧の発生周期に基づいて、起動スイッチ１３を、高周波高電圧の発生周期以上かつ発生周期の２倍未満の時間だけＯＮとなるように制御する。これにより、可変抵抗２０の抵抗値を変更して高周波高電圧の発生周期を変更したとしても、トーチスイッチ２４の１回のオン操作で、１回のみ高周波高電圧を出力できる。
（実施の形態３）
本開示の実施の形態３について、図５を用いて説明する。図５は、本実施の形態の放電加工システムの概略構成を示す図である。
本実施の形態において、実施の形態１と同様の箇所については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。実施の形態１と異なるのは、高周波発生装置１２において、抵抗値が固定である電流制限抵抗１６を、抵抗値が変更可能である切替抵抗２５とした点と、切替抵抗２５の抵抗を切り替える抵抗切替指示部２６をさらに設けた点である。
切替抵抗２５は、例えば２つ以上の抵抗を並列に接続したものであり、抵抗切替指示部２６からの指示に基づいて抵抗を切り替えることで抵抗値を選択する。なお、図５では、切替抵抗２５内に２つの抵抗（第１の抵抗値の抵抗と第２の抵抗値の抵抗）を並列接続した例を示している。
また、抵抗切替指示部２６は、高周波発生装置１２に設けられた切り替えスイッチである。なお、抵抗切替指示部２６は、溶接電源装置１１に設けるようにしても良い。抵抗切替指示部２６を溶接電源装置１１に設ける場合は、溶接電源装置１１の操作パネル（図示せず）上の押しボタン、あるいは、ボリュームとして設けるようにしても良い。
本実施の形態において、切替抵抗２５の抵抗値を変更することで、高周波高電圧の出力の応答速度である、トーチスイッチ２４をオン状態としてから高周波高電圧が出力されるまでの時間、および高周波高電圧の発生周期を、変化させることが可能となる。
そして、切替抵抗２５を取り替えることなく抵抗値の変化を行うことができるので、高周波発生装置１２のメンテナンス性や生産性を向上できる。
また、切替抵抗２５を、２つの抵抗を並列接続した構成とし、一方の抵抗を第１の抵抗値とし、他方の抵抗を第１の抵抗よりも小さい第２の抵抗とする。溶接電源装置１１がＴＩＧ溶接電源装置である場合には、抵抗切替指示部２６を操作して切替抵抗２５の抵抗を第１の抵抗値とし、溶接電源装置１１がプラズマ切断電源装置である場合には、抵抗切替指示部２６を操作して切替抵抗２５の抵抗を第２の抵抗値とする。
これにより、ＴＩＧ溶接における高周波高電圧の応答速度がプラズマ切断における高周波高電圧の応答速度よりも遅くなる。そして、ＴＩＧ溶接における高周波高電圧の発生周期が、プラズマ切断における高周波高電圧の発生周期より長くなる。これにより、ＴＩＧ溶接スタート時のノイズを抑制できる。また、高周波高電圧によるアークはパイロットアークとして、プラズマ切断における切断軌跡のガイドにもなり、作業者の利便性が向上する。
ここで、本実施の形態において、トーチスイッチ２４の１回のオン操作で、１回のみ高周波高電圧を出力する点について説明する。
実験等に基づき、切替抵抗２５の第１の抵抗の抵抗値と第２の抵抗の抵抗値のそれぞれについて、高周波高電圧の発生周期と対応付けた式または表を求め、制御部７に記憶しておく。制御部７は、切替抵抗２５の抵抗（第１の抵抗または第２の抵抗）が入力されると、これに基づいて高周波高電圧の発生周期を決定する。制御部７は、決定した高周波高電圧の発生周期に基づいて、起動スイッチ１３を高周波高電圧の発生周期以上かつ発生周期の２倍未満の時間だけＯＮとなるように制御する。これにより、切替抵抗２５の抵抗を切り替えて高周波高電圧の発生周期を切り替えたとしても、トーチスイッチ２４の１回のオン操作で、１回のみ高周波高電圧を出力できる。
本開示によれば、アークスタート時のノイズ発生を低減することができ、非接触でアークを発生させる放電加工システムとして産業上有用である。
１，１０１ 一次側整流部
２，１０２ インバータ部
３，１０３ メイントランス
４，１０４ 二次側整流部
５，１０５ 加工用トーチ
６，１０６ トーチスイッチ信号線
７，１０７ 制御部
８，１０８ 高周波装置オン／オフ信号線
９，１０９ 加工対象物
１０，１１０ カップリングコイル
１１，１１１ 溶接電源装置
１２，１１２ 高周波発生装置
１３，１１３ 起動スイッチ
１４，１１４ 整流部
１５，１１５ スイッチング回路
１６ 電流制限抵抗
１７，１１７ 昇圧トランス
１８，１１８ コンデンサ
１９，１１９ 火花ギャップ
２０ 可変抵抗
２１ 出力端
２２，１２２ 整流ダイオード
２３，１２３ 電極
２４，１２４ トーチスイッチ
２５ 切替抵抗
２６ 抵抗切替指示部
本開示は、非接触の金属間にアークを発生させる放電加工システムに関し、高周波高電圧を発生させる高周波発生装置と、発生した高周波高電圧を用いて高周波高電圧を出力する放電加工電源装置とを有する放電加工システムに関する。
従来の非接触スタート方式の溶接機におけるアークのスタートや再点弧では、電極と母材との間に高周波高電圧が印加される。電極と母材との間への高周波高電圧の印加により、電極と母材との間に絶縁破壊を生じさせる。電極と母材との間の絶縁が破壊されると、微小アークが発生し、主アークが誘発される。現在主流である高周波高電圧を印加する方法では、高周波発生装置が用いられている（例えば、特許文献１参照）。
図６は、従来の高周波発生装置１１２と溶接電源装置１１１とを用いた溶接システムを示す図である。図７は、従来の高周波発生装置が出力する電圧を示すシーケンス図である。
溶接電源装置１１１は、一次側整流部１０１と、インバータ部１０２と、メイントランス１０３と、二次側整流部１０４と、制御部１０７と、カップリングコイル１１０とを有している。一次側整流部１０１は、溶接電源装置１１１に入力された交流電圧を整流する。インバータ部１０２は、一次側整流部１０１で整流された電圧を交流電圧に変換する。メイントランス１０３は、インバータ部１０２からの交流電圧を変圧する。二次側整流部１０４は、メイントランス１０３からの交流電圧を整流する。制御部１０７は、トーチスイッチ信号線１０６により加工用トーチ１０５と接続されており、加工用トーチ１０５に設けられたトーチスイッチ１２４のオン／オフ信号が加工用トーチ１０５から入力される。また、制御部１０７は、高周波装置オン／オフ信号線１０８により、高周波発生装置１１２の起動スイッチ１１３に接続されており、起動スイッチ１１３へのオン／オフ信号を出力する。カップリングコイル１１０は、高周波発生装置１１２で発生した高周波高電圧を溶接電源装置１１１側へ印加するためのものである。
高周波発生装置１１２は、起動スイッチ１１３と、整流部１１４と、スイッチング回路１１５と、昇圧トランス１１７と、整流ダイオード１２２と、コンデンサ１１８と、火花ギャップ１１９とを有する。起動スイッチ１１３は、高周波発生装置１１２の起動と停止を行う。整流部１１４は、入力された交流電圧を整流する。スイッチング回路１１５は、昇圧トランス１１７の二次側に電圧を誘起するためにスイッチングを行う。昇圧トランス１１７は、スイッチング回路１１５を経由して整流部１１４から入力された電圧を昇圧する。整流ダイオード１２２は、昇圧トランス１１７からの電圧を整流する。コンデンサ１１８は、整流ダイオード１２２からの出力を充電する。火花ギャップ１１９は、放電を起こして高電圧を発生する。
なお、加工用トーチ１０５は、放電加工用の電極１２３と、トーチスイッチ１２４とを有している。また、溶接電源装置１１１から出力される高周波高電圧は、加工用トーチ１０５に設けられた電極１２３と加工対象物１０９との間に印加され、電極１２３と加工対象物１０９との間でアークが発生する。
以上のように構成された、溶接電源装置１１１と高周波発生装置１１２とを用いた溶接システムについて、その動作を説明する。
高周波発生装置１１２には、溶接電源装置１１１のメイントランス１０３の二次側から交流電圧が入力され、入力された交流電圧を整流部１１４で整流し、スイッチング回路１１５をスイッチングさせる。これにより、昇圧トランス１１７の二次側に高電圧が誘起される。そして、昇圧トランス１１７の二次側からの電圧を整流し、コンデンサ１１８を充電する。このコンデンサ１１８の充電電圧が火花ギャップ１１９の放電閾値に達すると、火花ギャップ１１９で放電が発生する。これにより、カップリングコイル１１０の一次側に高周波高電圧が印加され、カップリングコイル１１０の二次側に高周波高電圧が誘起される。電極１２３と加工対象物１０９との間に高周波高電圧が印加されると、絶縁破壊が生じ、微小アークが発生する。
高周波発生装置１１２の起動と停止は、制御部１０７を介して、溶接電源装置１１１に接続されている加工用トーチ１０５のトーチスイッチ１２４のオン／オフと連動している。なお、オンとは、溶接電源装置１１１から高周波高電圧が出力される状態であり、オフとは、溶接電源装置１１１からの高周波高電圧の出力が停止される状態である。
トーチスイッチ１２４をオンすると、間欠的に複数回の高周波高電圧が発生し、微小アークも高周波高電圧と同じ回数だけ発生する。
複数回のうち１回目の高周波高電圧で微小アークから主アークへの移行が成功したとしても、主アークを検出してから高周波発生装置１１２を停止させるため、停止までには時差がある。そして、この時差の間に、高周波高電圧は複数回出力される。ここで、図７に示すように、間欠的に出力される高周波高電圧の間隔（以下、発生周期とする）は、２０ｍｓｅｃ以下である。また、高周波高電圧の周波数が１ＭＨｚであれば、高周波高電圧の周期は１μｓｅｃであり、１回の高周波高電圧が消滅する時間は５μｓｅｃである（例えば、特許文献２や特許文献３参照）。
なお、トーチスイッチ１２４をオンし続けた場合は、溶接電源装置１１１は、高周波高電圧の発生周期毎に、高周波高電圧を出力し続ける。一方、トーチスイッチ１２４をオフすると、溶接電源装置１１１は、高周波高電圧の出力を停止する。
現行のＴＩＧ（Ｔｕｎｇｓｔｅｎ Ｉｎｅｒｔ Ｇａｓ）溶接機では、例えば、トーチスイッチ１２４をオンし続けると、高周波高電圧を２秒間出力してから２秒停止し、その後、高周波電圧を０．５秒間出力してから２秒間停止することを４回繰り返し、その後、５秒間停止する。トーチスイッチ１２４をオンし続けても、停止期間を設けることで、高周波発生装置１１２の温度上昇を抑制している。
特開平１０−１６６１４５号公報 特開平７−０５１８５３号公報 特開平７−００９１３７号公報
高周波高電圧が発生する際には、火花ギャップ１１９で発生する放電、および電極１２３と加工対象物１０９との間で発生する放電により、ノイズが発生する。
従来の溶接電源装置１１１および高周波発生装置１１２は、１回のスタート、１回の再点弧、または空打ち（試し打ち）においても、高周波高電圧が出力される時間が高周波高電圧の発生周期よりも長いため、複数回の高周波高電圧が発生する。そのため、大量のノイズが発生し、周辺機器に悪影響を及ぼす。
本開示は、１回のスタート、１回の再点弧、または空打ち（試し打ち）においても、１回の高周波高電圧が発生するようにすることで、ノイズの発生量を低減した放電加工システムを提供する。
上記課題を解決するために、本開示の放電加工システムは、加工用トーチと放電加工電源装置と高周波発生装置とを有する。加工用トーチは、トーチスイッチおよび電極を有する。放電加工電源装置は、電極と加工対象物との間に電力を供給する。高周波発生装置は、電極と加工対象物との間に、第１の発生周期で発生する高周波高電圧を供給する。トーチスイッチが連続したオン状態である間に、高周波発生装置から１回だけ高周波高電圧が供給される。
以上のように、本開示は、トーチスイッチの連続したオン操作の間に、１回のみ高周波高電圧を出力するので、ノイズの発生量を抑制することができ、周辺機器へのノイズの影響を低減できる。
図１は、実施の形態１の放電加工システムの概略構成を示す図である。 図２は、実施の形態１の高周波発生装置が出力する電圧を説明するシーケンス図である。 図３は、人間がトーチスイッチを連続してクリックするために要する時間を示す図である。 図４は、実施の形態２の放電加工システムの概略構成を示す図である。 図５は、実施の形態３の放電加工システムの概略構成を示す図である。 図６は、従来の高周波発生装置と溶接電源装置とを用いた溶接システムを示す図である。 図７は、従来の高周波発生装置が出力する電圧のシーケンス図である。
（実施の形態１）
本開示の実施の形態１について、図１から図３を用いて説明する。図１は、本実施の形態の放電加工システムの概略構成を示す図である。図２は、本実施の形態の高周波発生装置が出力する電圧を説明するシーケンス図である。図３は、人間がトーチスイッチを連続してクリックするために要する時間を示す図である。
図１に示すように、本実施の形態の放電加工システムは、溶接電源装置１１と高周波発生装置１２と加工用トーチ５とを有している。
溶接電源装置１１は、一次側整流部１と、インバータ部２と、メイントランス３と、二次側整流部４と、制御部７と、カップリングコイル１０とを有している。一次側整流部１は、溶接電源装置１１に入力された交流電圧を、ダイオードやコンデンサを用いて直流電圧に整流する。インバータ部２は、一次側整流部１で整流された直流電圧を、スイッチング素子の切り替えによって交流電圧に変換する。メイントランス３は、インバータ部２からの交流電圧を変圧する。二次側整流部４は、メイントランス３からの交流電圧を、ダイオードやコンデンサを用いて直流電圧に整流する。制御部７は、トーチスイッチ信号線６により加工用トーチ５と接続されており、加工用トーチ５に設けられたトーチスイッチ２４のオン／オフ信号が加工用トーチ５から入力される。また、制御部７は、高周波装置オン／オフ信号線８により、高周波発生装置１２の起動スイッチ１３に接続されており、起動スイッチ１３へのオン／オフ信号を出力する。カップリングコイル１０は、高周波発生装置１２で発生した高周波高電圧を溶接電源装置１１側へ印加するためのものである。なお、高周波高電圧とは、例えば、周波数が１ＭＨｚ以上であり、電圧が１ｋＶ以上のものを示す。
高周波発生装置１２は、起動スイッチ１３と、整流部１４と、スイッチング回路１５と、電流制限抵抗１６（第１の抵抗値を有する抵抗）と、昇圧トランス１７（変圧器）と、整流ダイオード２２と、コンデンサ１８と、火花ギャップ１９とを有する。なお、高周波発生装置１２の各構成要素は、同一の基板上に配置されていても良い。起動スイッチ１３は、高周波発生装置１２の起動と停止を行う。整流部１４は、入力された交流電圧を、ダイオードやコンデンサを用いて直流電圧に整流する。整流部１４は、溶接電源装置１１のメイントランス３の二次側と、起動スイッチ１３を直列に介して接続されている。スイッチング回路１５は、昇圧トランス１７の二次側に電圧を誘起するためにスイッチングを行う。スイッチング回路１５は、オン／オフを切り替えることで、入力された直流電圧をパルス状にする。電流制限抵抗１６は、昇圧トランス１７の一次側に流れる電流を制限する。これにより、コンデンサ１８の充電速度を遅らせる。昇圧トランス１７は、スイッチング回路１５を経由したパルス状の直流電圧を昇圧する。昇圧トランス１７は、パルストランスであり、昇圧されたパルス状の直流電圧を二次側に発生させ、整流ダイオード２２に出力する。コンデンサ１８は、昇圧トランス１７に並列に接続され、整流された昇圧トランス１７からの直流電圧を充電する。火花ギャップ１９は、昇圧トランス１７と高周波発生装置１２の出力端２１の一方との間に直接に接続され、放電を起こして高電圧を発生する。昇圧トランス１７の二次側コイルの両端はそれぞれ、高周波発生装置１２の１つの出力端２１および火花ギャップ１９と接続され、２つの出力端２１は、カップリングコイル１０の一次側のコイルの両端に接続されている。
なお、加工用トーチ５は、放電加工用の電極２３と、トーチスイッチ２４とを有している。溶接電源装置１１は、電極２３と加工対象物９との間に電力を供給することで、主アークを発生させ加工対象物９を加工する。また、溶接電源装置１１から出力される高周波高電圧は、加工用トーチ５に設けられた電極２３と加工対象物９との間に印加され、電極２３と加工対象物９との間で微小アークが発生する。
以上のように構成された、溶接電源装置１１と高周波発生装置１２とを用いた溶接システムについて、その動作を説明する。
作業者が加工用トーチ５のトーチスイッチ２４をオンにすると、溶接電源装置１１の制御部７がトーチスイッチ２４の信号を検知し、高周波発生装置１２へ起動信号を送る。
高周波発生装置１２には、溶接電源装置１１のメイントランス３の二次側から交流電圧が入力され、入力された交流電圧を整流部１４で直流電圧に整流し、スイッチング回路１５をスイッチングさせる。これにより、昇圧トランス１７の一次側にパルス状の直流電圧が印加され、昇圧トランス１７の二次側に高電圧が誘起される。そして、昇圧トランス１７の二次側からの高電圧の直流電圧が整流ダイオード２２によって整流され、コンデンサ１８を充電する。このコンデンサ１８の充電電圧が火花ギャップ１９の放電閾値に達すると、火花ギャップ１９で放電が発生する。このとき、カップリングコイル１０の一次側のコイルとコンデンサ１８とによって発振されながら高電圧が発生する。これにより、カップリングコイル１０の一次側に高周波高電圧が印加され、カップリングコイル１０の二次側に高周波高電圧が誘起される。電極２３と加工対象物９との間に高周波高電圧が印加されると、電極２３と加工対象物９との間で絶縁破壊が生じ、微小アークが発生する。高周波発生装置１２では、火花ギャップ１９で一度放電が発生すると、コンデンサ１８に充電されていた充電電圧も一旦低下し、再度の充電が開始される。すなわち、コンデンサ１８の放電が発生する周期（火花ギャップ１９が放電を起こす周期）が高周波高電圧の発生周期（第１の発生周期）となる。なお、昇圧トランス１７の一次側の電流は、電流制限抵抗１６により制限される。これにより、コンデンサ１８の充電速度は、電流制限抵抗１６が無い場合と比べて遅れることになる。そのため、高周波高電圧の発生周期も長くなる。
電流制限抵抗１６の抵抗値とコンデンサ１８の容量値とによって、間欠的に出力される高周波高電圧の発生周期を制御することができる。すなわち、電流制限抵抗１６の抵抗値が大きければ大きいほど電流速度は遅くなるので、コンデンサ１８の充電に時間がかかるため、高周波高電圧の発生周期が長くなる。また、コンデンサ１８の容量値が大きければ大きいほど、コンデンサ１８の充電に時間がかかるため、高周波高電圧の発生周期が長くなる。特に本実施の形態では、高周波高電圧の発生周期が従来よりも長くなるような抵抗値と容量値に設定する。さらに、制御部７は、起動スイッチ１３が高周波高電圧の発生周期以上、かつ、発生周期の２倍未満の時間だけオンとなるように制御する。これにより、高周波発生装置１２を、トーチスイッチ２４の１回の連続したオン操作で、１回のみ高周波電圧を出力するように制御できる。そして、トーチスイッチ２４の連続したオン状態を保持し続けても、２回目以降の高周波電圧の出力は発生しない。
なお、高周波高電圧の発生周期は、例えば、実験等に基づいて値を求め、予め制御部７に記憶しておく。
なお、トーチスイッチ２４をオン状態から一度オフ状態とし、再度オン状態とすると、再び、高周波発生装置から１回のみ高周波高電圧が溶接電源装置１１に出力される。また、トーチスイッチ２４がオフ状態では、高周波発生装置１２は、高周波高電圧の出力は行わない。本実施の形態の高周波高電圧の出力のシーケンスと従来の高周波高電圧の出力のシーケンスを図２に示す。
図２に示すように、トーチスイッチ２４がオン状態になると、本実施の形態では連続したオン状態の長さにかかわらず、一回だけ高周波高電圧が出力される。それに対し、従来は、トーチスイッチ２４が連続してオン状態となっている間は連続して高周波高電圧を出力する。また、トーチスイッチ２４がオン状態となってから１回目の高周波高電圧の発生までにかかる時間は、本実施の形態は従来より長い。これは、前述のように、本実施の形態では、電流制限抵抗１６を設けて、高周波高電圧の発生周期を長くしているためである。そして、本実施の形態では、制御部７の制御により、一回、高周波高電圧を出力すると、高周波発生装置１２の起動スイッチ１３はオフされるため、高周波高電圧の出力は行われない。
本実施の形態では、高周波発生装置１２において、電流制限抵抗１６の抵抗値を１〜５ｋΩ、コンデンサ１８の静電容量を２〜１０ｎＦから決定し、高周波高電圧の発生周期を３０〜７０ｍｓｅｃとしている。
通常、起動スイッチ１３に用いられるスイッチ素子は、制御側と負荷側の絶縁性を考慮し、機械式のリレーが用いられる。しかし、保証されている応答速度、すなわち、起動指令を受けてから確実にオンとなるまでの時間は、約１０ｍｓｅｃである。そのため、正確な制御を行うためには、それより十分長い機械式リレーのＯＮ／ＯＦＦ制御速度の確保が必要である。しかし、この制御速度を遅くすると、高周波発生装置１２の応答速度も遅くなる。すなわち、トーチスイッチ２４をＯＮしてから高周波を出力するまでの時間差が大きくなる。
図３に示すように、作業者がトーチスイッチ２４を連続してクリックするために掛かる時間は、７０ｍｓｅｃ以上である。そのため、高速連続スタートにおいて必要な応答速度は、７０ｍｓｅｃであれば十分である。
また、１０ｍｓｅｃの応答速度のリレー制御には、その３倍の３０ｍｓｅｃもあれば十分である。
このような理由から、高周波高電圧の発生周期を決定している。
以上のように、高周波高電圧の発生周期を３０〜７０ｍｓｅｃ、より望ましくは３０〜４０ｍｓｅｃになるように、電流制限抵抗１６の抵抗値やコンデンサ１８の静電容量を決める。そして、決められた抵抗値の電流制限抵抗１６と決められた静電容量のコンデンサ１８とを高周波発生装置１２に用いることで、１回のトーチスイッチ２４のオン動作で、確実に１回のみの高周波高電圧を発生できる。
なお、高周波高電圧の発生周期が短い程作業効率は良いので、高周波高電圧の発生周期は、３０〜７０ｍｓｅｃよりも、３０〜４０ｍｓｅｃとすることが望ましい。
以上のように、本実施の形態の放電加工システムおよび高周波発生装置１２によれば、余分な高周波高電圧の発生を防ぐことが可能となり、ノイズ発生量を低減することができる。
なお、上記において、高周波発生装置１２の各構成要素を同一の基板上に配置する例を示した。しかし、熱的影響の面から、電流制限抵抗１６を、この基板上ではない別の位置に設けるようにしても良い。
また、高周波発生装置１２自体を回路基板で構成して溶接電源装置１１内に設けることで、高周波発生装置１２を溶接電源装置１１と一体としても良い。また、電流制限抵抗１６以外の高周波発生装置１２の構成要素を溶接電源装置１１と一体としても良い。
（実施の形態２）
本開示の実施の形態２について、図４を用いて説明する。図４は、本実施の形態の放電加工システムの概略構成を示す図である。
本実施の形態において、実施の形態１と同様の箇所については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。実施の形態１と異なるのは、高周波発生装置１２において、抵抗値が固定である電流制限抵抗１６を、抵抗値が可変である可変抵抗２０とした点である。可変抵抗２０は、第１の抵抗値および第１の抵抗値とは異なる第２の抵抗値の両方を持つことができ、連続的に抵抗値を変化できる。
本実施の形態において、可変抵抗２０の抵抗値を変更することで、高周波高電圧の出力の応答速度である、トーチスイッチ２４をオン状態としてから高周波高電圧が出力されるまでの時間および高周波高電圧の発生周期を、容易かつ任意に変化させることが可能となる。
そして、可変抵抗２０を取り替えることなく抵抗値の変化を行うことができるので、応答速度や高周波高電圧の発生周期の微調整が可能であり、また、高周波発生装置１２のメンテナンス性や生産性を向上できる。
ここで、本実施の形態において、トーチスイッチ２４の１回のオン操作で、１回のみ高周波高電圧を出力する点について説明する。
実験等に基づき、可変抵抗２０の抵抗値と高周波高電圧の発生周期とを対応付けた式または表を求め、制御部７に記憶しておく。制御部７は、可変抵抗２０の抵抗値が入力されると、これに基づいて高周波高電圧の発生周期を決定する。たとえば、可変抵抗２０が第１の抵抗値のときは、高周波高電圧の発生周期は第１の周期となり、可変抵抗２０が第２の抵抗値のときは、高周波高電圧の発生周期は第２の周期となる。制御部７は、決定した高周波高電圧の発生周期に基づいて、起動スイッチ１３を、高周波高電圧の発生周期以上かつ発生周期の２倍未満の時間だけＯＮとなるように制御する。これにより、可変抵抗２０の抵抗値を変更して高周波高電圧の発生周期を変更したとしても、トーチスイッチ２４の１回のオン操作で、１回のみ高周波高電圧を出力できる。
（実施の形態３）
本開示の実施の形態３について、図５を用いて説明する。図５は、本実施の形態の放電加工システムの概略構成を示す図である。
本実施の形態において、実施の形態１と同様の箇所については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。実施の形態１と異なるのは、高周波発生装置１２において、抵抗値が固定である電流制限抵抗１６を、抵抗値が変更可能である切替抵抗２５とした点と、切替抵抗２５の抵抗を切り替える抵抗切替指示部２６をさらに設けた点である。
切替抵抗２５は、例えば２つ以上の抵抗を並列に接続したものであり、抵抗切替指示部２６からの指示に基づいて抵抗を切り替えることで抵抗値を選択する。なお、図５では、切替抵抗２５内に２つの抵抗（第１の抵抗値の抵抗と第２の抵抗値の抵抗）を並列接続した例を示している。
また、抵抗切替指示部２６は、高周波発生装置１２に設けられた切り替えスイッチである。なお、抵抗切替指示部２６は、溶接電源装置１１に設けるようにしても良い。抵抗切替指示部２６を溶接電源装置１１に設ける場合は、溶接電源装置１１の操作パネル（図示せず）上の押しボタン、あるいは、ボリュームとして設けるようにしても良い。
本実施の形態において、切替抵抗２５の抵抗値を変更することで、高周波高電圧の出力の応答速度である、トーチスイッチ２４をオン状態としてから高周波高電圧が出力されるまでの時間、および高周波高電圧の発生周期を、変化させることが可能となる。
そして、切替抵抗２５を取り替えることなく抵抗値の変化を行うことができるので、高周波発生装置１２のメンテナンス性や生産性を向上できる。
また、切替抵抗２５を、２つの抵抗を並列接続した構成とし、一方の抵抗を第１の抵抗値とし、他方の抵抗を第１の抵抗よりも小さい第２の抵抗とする。溶接電源装置１１がＴＩＧ溶接電源装置である場合には、抵抗切替指示部２６を操作して切替抵抗２５の抵抗を第１の抵抗値とし、溶接電源装置１１がプラズマ切断電源装置である場合には、抵抗切替指示部２６を操作して切替抵抗２５の抵抗を第２の抵抗値とする。
これにより、ＴＩＧ溶接における高周波高電圧の応答速度がプラズマ切断における高周波高電圧の応答速度よりも遅くなる。そして、ＴＩＧ溶接における高周波高電圧の発生周期が、プラズマ切断における高周波高電圧の発生周期より長くなる。これにより、ＴＩＧ溶接スタート時のノイズを抑制できる。また、高周波高電圧によるアークはパイロットアークとして、プラズマ切断における切断軌跡のガイドにもなり、作業者の利便性が向上する。
ここで、本実施の形態において、トーチスイッチ２４の１回のオン操作で、１回のみ高周波高電圧を出力する点について説明する。
実験等に基づき、切替抵抗２５の第１の抵抗の抵抗値と第２の抵抗の抵抗値のそれぞれについて、高周波高電圧の発生周期と対応付けた式または表を求め、制御部７に記憶しておく。制御部７は、切替抵抗２５の抵抗（第１の抵抗または第２の抵抗）が入力されると、これに基づいて高周波高電圧の発生周期を決定する。制御部７は、決定した高周波高電圧の発生周期に基づいて、起動スイッチ１３を高周波高電圧の発生周期以上かつ発生周期の２倍未満の時間だけＯＮとなるように制御する。これにより、切替抵抗２５の抵抗を切り替えて高周波高電圧の発生周期を切り替えたとしても、トーチスイッチ２４の１回のオン操作で、１回のみ高周波高電圧を出力できる。
本開示によれば、アークスタート時のノイズ発生を低減することができ、非接触でアークを発生させる放電加工システムとして産業上有用である。
１，１０１ 一次側整流部
２，１０２ インバータ部
３，１０３ メイントランス
４，１０４ 二次側整流部
５，１０５ 加工用トーチ
６，１０６ トーチスイッチ信号線
７，１０７ 制御部
８，１０８ 高周波装置オン／オフ信号線
９，１０９ 加工対象物
１０，１１０ カップリングコイル
１１，１１１ 溶接電源装置
１２，１１２ 高周波発生装置
１３，１１３ 起動スイッチ
１４，１１４ 整流部
１５，１１５ スイッチング回路
１６ 電流制限抵抗
１７，１１７ 昇圧トランス
１８，１１８ コンデンサ
１９，１１９ 火花ギャップ
２０ 可変抵抗
２１ 出力端
２２，１２２ 整流ダイオード
２３，１２３ 電極
２４，１２４ トーチスイッチ
２５ 切替抵抗
２６ 抵抗切替指示部

Claims (10)

  1. トーチスイッチおよび電極を有する加工用トーチと、
    前記電極と加工対象物との間に電力を供給する放電加工電源装置と、
    前記電極と前記加工対象物との間に、第１の発生周期で発生する高周波高電圧を供給する高周波発生装置と、を備え、
    前記トーチスイッチが連続したオン状態である間に、前記高周波発生装置から１回だけ高周波高電圧が供給される放電加工システム。
  2. 前記高周波発生装置は、整流部と、前記整流部に接続された変圧器と、前記整流部と前記変圧器との間に直列に接続された第１の抵抗値をもつ抵抗とを有し、
    放電加工電源装置は、前記トーチスイッチからの信号に基づいて前記高周波発生装置の起動スイッチの動作を制御する制御部を有し、
    前記制御部は、前記第１の抵抗値に対応付けられた前記第１の発生周期を有し、
    前記制御部は、前記トーチスイッチから起動信号が入力されると、前記第１の発生周期以上かつ前記第１の発生周期の２倍未満の時間の間、前記起動スイッチをオンにする請求項１記載の放電加工システム。
  3. 前記高周波発生装置は、前記高周波発生装置の出力端に並列に設けられたコンデンサと、前記変圧器と前記出力端との間に直列に接続された火花ギャップとをさらに有する請求項２に記載の放電加工システム。
  4. 前記整流部と前記変圧器と前記抵抗と前記コンデンサと前記火花ギャップとは回路基板上に設けられ、
    前記回路基板は、前記放電加工電源装置内に設けられた請求項３に記載の放電加工システム。
  5. 前記整流部と前記変圧器と前記コンデンサと前記火花ギャップとは回路基板上に設けられ、
    前記抵抗は前記回路基板上には設けられず、
    前記回路基板は、前記放電加工電源装置内に設けられた請求項３に記載の放電加工システム。
  6. 前記第１の発生周期は３０ｍｓｅｃ以上４０ｍｓｅｃ以下である請求項１〜５のいずれかに記載の放電加工システム。
  7. 前記抵抗は前記第１の抵抗値とは異なる第２の抵抗値をさらに有し、
    前記制御部は、前記第２の抵抗値に対応付けられた第２の発生周期をさらに有する請求項１〜６のいずれかに記載の放電加工システム。
  8. 前記抵抗は、前記第１の抵抗値および前記第２の抵抗値を含んで抵抗値を連続的に変化させる可変抵抗である請求項７に記載の放電加工システム。
  9. 前記第１の抵抗値と前記第２の抵抗値とを切り替える抵抗切替指示部をさらに備えた請求項８に記載の放電加工システム。
  10. 前記放電加工電源装置がＴＩＧ溶接電源装置である場合には、前記抵抗を第１の抵抗値に設定し、
    前記放電加工電源装置がプラズマ切断電源装置である場合には、前記抵抗を第２の抵抗値に設定する請求項９に記載の放電加工システム。
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