KR0143366B1

KR0143366B1 - Protection circuit of electric discharge machine power supply

Info

Publication number: KR0143366B1
Application number: KR1019940036051A
Authority: KR
Inventors: 오유환; 윤병용
Original assignee: 석진철; 대우중공업주식회사
Priority date: 1994-12-22
Filing date: 1994-12-22
Publication date: 1998-07-01
Also published as: KR960021324A

Abstract

본 발명은 방전가공기 전원장치의 보호회로에 관한 것으로, 고속가공시 가공부에 과전압이 인가되면 과전압 반복파형의 레벨을 일정하게 고정시키는 클램프회로부(42)와 상기클램프회로부에서 공급받은 일정레벨의 고전압 피크치를 기준전압과 비교하는 비교회로부(44) 및 상기 비교회로부의 온 또는 오프되는 스위칭 수단에 의하여 과전압을 흡수하는 과전압흡수부(46)를 구비하여 고속가공시 과전압 인가로 인한 스위칭소자의 보호와 방전가공의 극간을 안정하게 제어하여 품질과 정밀도가 향상된 고속가공을 실현하여 준다.The present invention relates to a protection circuit of an electric discharge machine power supply device, and, when an overvoltage is applied to a machining part during high-speed machining, a clamp circuit part (42) for constantly fixing a level of an overvoltage repetitive waveform and a high voltage of a predetermined level supplied from the clamp circuit part. And a comparison circuit section 44 for comparing the peak value with a reference voltage and an overvoltage absorbing section 46 for absorbing the overvoltage by the switching means turned on or off of the comparison circuit section. Stable control of the discharge gap ensures high-speed machining with improved quality and precision.

Description

Protection circuit of power supply device during discharge processing

제1도는 본 발명에 따른 방전가공기 전원장치에 보호회로를 첨가한 블럭 회로도1 is a block circuit diagram in which a protection circuit is added to an electric discharge machine power supply apparatus according to the present invention.

제2도는 종래의 방전가공기 전원장치의 블럭회로도.2 is a block circuit diagram of a conventional electric discharge machine power supply device.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

10:제어회로부20:구동회로부10: control circuit section 20: drive circuit section

30:전원장치32:저전압공급부30: power supply device 32: low voltage supply

34:가공부36:서지흡수부34: processing part 36: surge absorption part

38:고전압공급부40:보호회로38: high voltage supply unit 40: protection circuit

42:클램프회로부44:비교회로부42: clamp circuit part 44: non-church part

46:과전압흡수부46: overvoltage absorber

본 발명은 와이어전극과 피가공물과의 간극에 낮은 전압을 인가하여 절연을 파괴 시킨후 실제 가공 파워인 높은 전압을 인가하여 피가공물을 가공하는 방전 가공기에 관한 것으로, 특히, 일정 전압보다 높은 전압이 인가되면 스위칭 소자가 파괴되는 경우가 있어 이를 보호 하기 위한 방전가공기 전원장치의 보호회로에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric discharge machine for processing a workpiece by applying a low voltage to the gap between the wire electrode and the workpiece to break the insulation and then applying a high voltage, which is the actual processing power. When applied, the switching element is sometimes destroyed, and relates to a protection circuit of an electric discharge machine power supply device for protecting it.

일반적으로 와이어 방전가공기는 절연액 중에서 직류의 전류를 펄스 상태로 가하는 전극으로서 가는 와이어와 피가공물 사이에서 높은전압을 방전시켜 이때 발생하는 열과 압력을 이용하여 피가공물을 가공하는 것으로서 방전에 의한 가공속도를 높이기 위하여 방전의 빈도수를 높이는 것이 필요하다.In general, a wire electric discharge machine is an electrode that applies a direct current of a DC in an insulating liquid to discharge a high voltage between a thin wire and a workpiece, and processes the workpiece by using heat and pressure generated at this time. It is necessary to increase the frequency of discharge in order to increase.

그러나, 와이어 피가공물과의 사이에 전압을 인가하면 즉시 방전하는 것이 아니고 방전을 일으키는 초기조건이 충족 되어야 비로서 방전이 일어나는 것이다.However, when a voltage is applied between the wire workpiece and not discharged immediately, discharge occurs only when the initial conditions for discharging are satisfied.

또한, 방전의 초기조건이 얻어지기 쉽도록 미세하고도 고응답성의 서보이송이 되도록 제어 해야만 한다.In addition, the initial condition of the discharge must be controlled so that a fine and highly responsive servo feed can be obtained.

그러나, 가는 와아어의 경우는 전극 주위의 영향으로 (방전의 압력등) 쉽게 진동하기 때문에 고정밀 서보제어를 위한 시정수의 상태에서는 와이어와 피가공물과의 사이에서 방전이 일어날수 있는 최적거리(수미크론 단위)를 정확히 제어하는 것은 쉽지가 않다.However, in the case of a thin wah, since the vibrations are easily vibrated under the influence of the electrode (such as the discharge pressure), the optimum distance (the number of discharges that can occur between the wire and the workpiece) under the time constant for high precision servo control. Accurately controlling microns is not easy.

종래에는 방전의 초기조건을 만드는 방법으로 약간 낮은 에너지를 가진 전압을 항상 인가하여 방전이 시작되면 즉시 더 커다란 에너지를 가진 펄스전압을 인가하여 방전의 초기조건을 충족시키고 고전압을 방전하게 되므로서 극간에 펄스전압을 인가한 순간만 방전의 빈도수를 높일수 있었다.Conventionally, a method of making an initial condition of discharge is always applied to a voltage having a slightly lower energy, and when a discharge is started, a pulse voltage having a larger energy is immediately applied to satisfy an initial condition of a discharge and discharge a high voltage. Only when the pulse voltage was applied, the frequency of discharge could be increased.

이러한 종래의 방전가공기 전원장치로는 제2도에 도시한 바와 같이, 방전가공기 자체에 제어신호를 부여하여 회로를 제어하는 제어회로부(10)와; 상기 제어회로부(10)의 제어신호에 의하여 구동신호를 출력하는 구동회로부(20); 상기 구동부(20)에 직렬로 연결되어 저전압을 공급하는 저전압공급부(32); 상기 저전압공급부(32)에 병렬로 연결되어 저전압을 공급받아 가공 초기조건을 완료하고 가공물을 가공 시키는 가공부(34); 상기 가공부(34)의 가공초기조건 완료에 의하여 가공부에 고전압을 공급하는 고전압공급부(38)및; 상기 고전압 공급부(38)의 고전압공급에 의한 과도파형을 흡수하는 서지흡수부(36)로 구성된다.Such a conventional electric discharge machine power supply apparatus, as shown in Figure 2, the control circuit unit 10 for controlling the circuit by applying a control signal to the electric discharge machine itself; A driving circuit unit 20 outputting a driving signal according to the control signal of the control circuit unit 10; A low voltage supply unit 32 connected in series with the driving unit 20 to supply a low voltage; A processing unit 34 connected to the low voltage supply unit 32 in parallel to receive a low voltage to complete initial processing conditions and to process a workpiece; A high voltage supply unit 38 for supplying a high voltage to the processing unit by completion of the initial processing conditions of the processing unit 34; The surge absorbing part 36 absorbs the transient waveform of the high voltage supply part 38 by the high voltage supply.

이와 같이 구성되는 종래의 방전가공기 전원장치는 제어회로부(10)의 제어신호에 따라 구동회로부(20)가 구동하여 저전압공급부의 반도체스위칭소자(S1)을 온 시키고 제1직류전원(E1)을 인가하여 가공부(34)의 전극(1)과 피가공물(2)사이에 극간을 개선하고 절연을 파괴 시킨후 피가공물(2)을 예열한다.In the conventional electric discharge machine power supply device configured as described above, the driving circuit unit 20 is driven according to the control signal of the control circuit unit 10 to turn on the semiconductor switching element S1 of the low voltage supply unit and apply the first DC power supply E1. By improving the gap between the electrode 1 and the workpiece 2 of the processing portion 34 and breaking the insulation, the workpiece 2 is preheated.

또한, 피가공물(2)을 예열한후 고전압공급부(38)의 제2직류전원(E2)을 가하여 콘덴서(C1)에 전압을 축적하고 반도체스위칭소자(S2)가 온 됨과 동시에 대전류의 방전전류를 흘려 방전 가공을 행하게되며 이때 발생되는 과도파형은 다이오드(D2)와 저항(R2)을 직렬로 접속하여 반도체스위칭소자(S2)의 소스에 병렬로 연결된 서지흡수부(36)에서 흡수하여 정현적인 펄스파형만 공급한다.In addition, after preheating the workpiece 2, the second DC power supply E2 of the high voltage supply unit 38 is applied to accumulate voltage in the capacitor C1, and the semiconductor switching element S2 is turned on, and at the same time, a large current discharge current is generated. The transient waveform generated at this time is sine pulse absorbed by the surge absorbing part 36 connected in parallel to the source of the semiconductor switching element S2 by connecting the diode D2 and the resistor R2 in series. Only supply waveforms.

그런데, 종래의 방전가공기 전원장치는 고전압공급부(38)의 콘덴서(C1)를 에너지 축적소자로 사용하여 펄스적인 에너지를 방전하는 경우 출력이 매우크기 때문에 처음의 에너지를 축적하는 것과 축적된 에너지를 단시간에 급격히 방전 시키는 것이 필요했다.However, in the conventional electric discharge processing machine power supply device, when the pulsed energy is discharged by using the capacitor C1 of the high voltage supply unit 38 as the energy storage element, the output is very large. It was necessary to discharge rapidly.

그러나, 피가공물을 가공중 극간의 상태는 여러가지 물리적인 조건들이 수없이 존재하기 때문에 극간의 상태에 따라서 주어진 시간에 축적된 에너지를 충분히 방전하지 못하여 고전압공급부(38)의 반도체스위칭소자(S2)에 너무 높은 전압이 인가될 수 있다. 이러한 경우, 반도체스위칭소자(S2)가 파손될 가능성이 높게되어 방전가공기의 안정도에 치명적일 수 있는 문제점이 있었다.However, the state of the poles during the processing of the workpiece has a number of physical conditions exist so that the energy accumulated at a given time due to the state between the poles is not sufficiently discharged to the semiconductor switching element (S2) of the high voltage supply unit 38 Too high a voltage may be applied. In this case, there is a high possibility that the semiconductor switching device (S2) is damaged, which may be fatal to the stability of the discharge processing machine.

이에, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 보호회로를 첨가 비교 전압을 항상 일정전압으로 설정하여 두고 과전압이 인가되면 설정된 전압과 비교한후 일정전압을 공급하여 전원장치를 보호하고 가공의 안정성을 제공함에 그 목적이 있다.Therefore, in order to solve the problems described above, the present invention sets a protection circuit at a constant voltage at all times, and when overvoltage is applied, compares the set voltage and supplies a constant voltage to protect the power supply and to ensure processing stability. The purpose is to provide.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방전가공기 전원장치의 보호회로는 와이어 전극과 피가공물과의 간극에 낮은 전압을 인가하여 절연을 파괴시킨후 실제 가공 파워인 높은 전압을 인가하여 피가공물을 가공하는 방전가공기 전원장치에 있어서, 가공부의 가공초기조건 완료에 의하여 고전압을 가공부로 방전 시키는 고전압공급부;The protection circuit of the electric discharge machine power supply apparatus of the present invention for achieving the above object breaks the insulation by applying a low voltage to the gap between the wire electrode and the workpiece, and then applies a high voltage, which is the actual processing power. An electric discharge machine power supply for processing, comprising: a high voltage supply unit for discharging a high voltage to a processing unit by completion of initial processing conditions of a processing unit;

상기 고전압공급에 의한 과도파형을 흡수하는 서지흡수부;A surge absorption unit for absorbing the transient waveform by the high voltage supply;

상기 고전압공급부에서 가공부로 전압이 너무 높게 인가되면 고전압 반복 파형의 레벨을 일정하게 고정시키는 클램프회로부;A clamp circuit unit which constantly fixes the level of the high voltage repetition waveform when a voltage is applied from the high voltage supply unit to the processing unit too high;

상기 클램프회로부에서 공급받은 일정레벨의 고전압 피크치를 기준전압과 비교하는 비교회로부및;A comparison circuit unit for comparing a predetermined high voltage peak value supplied from the clamp circuit unit with a reference voltage;

상기 비교회로부의 on 또는 off 되는 스위칭수단에 의하여 과전압을 흡수하는 과전압흡수부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.And an overvoltage absorber for absorbing overvoltage by switching means on or off of the comparison circuit unit.

이하, 첨부한 예시도면을 참조하여 본 발명을 자세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제1도는 본 발명에 따른 방전가공기 전원장치에 보호회로를 첨가한 블럭회로도로서, 방전가공기 자체에 제어신호를 부여하여 회로를 제어하는 제어회로부(10)와; 상기 제어회로부의 제어신호에 의하여 구동신호를 출력하는 구동회로부(20)및; 상기 구동회로부(20)에 직렬로 연결되어 저전압을 공급하는 저전압공급부(32); 상기 저전압공급부(32)에 병렬로 연결되어 저전압을 공급받아 가공 초기조건을 완료하고 가공물을 가공 시키는 가공부(34); 상기 가공부(34)의 가공초기조건 완료에 의하여 가공부에 고전압을 방전 시키는 고전압공급부(38); 상기 고전압공급부의 고전압공급에 의한 과도파형을 흡수하는 서지흡수부(36); 가공부의 고전압공급에 있어서 전압이 너무 높게 인가되면 고전압 반복파형의 레벨을 일정하게 고정시키는 클램프회로부(42)와; 상기 클램프회로부에서 공급받은 일정 레벨의 고전압 피크치를 기준전압과 비교하는 비교회로부(44); 상기 비교회로부의 on 또는 off 되는 스위칭수단에 의하여 과전압을 흡수하는 과전압흡수부(46)로 구성된다.1 is a block circuit diagram in which a protection circuit is added to an electric discharge machine power supply apparatus according to the present invention, the control circuit unit 10 for controlling a circuit by applying a control signal to the electric discharge machine itself; A driving circuit section 20 for outputting a driving signal according to the control signal of the control circuit section; A low voltage supply unit 32 connected in series with the driving circuit unit 20 to supply a low voltage; A processing unit 34 connected to the low voltage supply unit 32 in parallel to receive a low voltage to complete initial processing conditions and to process a workpiece; A high voltage supply unit 38 for discharging a high voltage to the processing unit by completing processing initial conditions of the processing unit 34; A surge absorption unit 36 for absorbing the transient waveform by the high voltage supply of the high voltage supply unit; A clamp circuit part 42 which constantly fixes the level of the high voltage repetitive waveform when the voltage is applied too high in the high voltage supply of the processing part; A comparison circuit section 44 for comparing a high voltage peak value of a predetermined level supplied from the clamp circuit section with a reference voltage; It consists of an overvoltage absorbing portion 46 for absorbing the overvoltage by the switching means of the on or off of the comparison circuit portion.

이어서, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 작용 및 효과를 자세히 설명하면 다음과 같다.Next, the operation and effect of the present invention configured as described above in detail.

제어회로부(10)의 소전류 및 중전류 선택신호에 따라 구동회로부(20)가 구동하여 저전압공급부(32)의 반도체스위칭소자(S1)을 온 시키고 제1직류전원(E1)을 인가하여 가공부(34)의 전극(1)과 피가공물(2)사이에 극간을 개선하고 절연을 파괴시킨후 피가공물(2)을 예열한다.The driving circuit unit 20 is driven according to the small current and medium current selection signals of the control circuit unit 10 to turn on the semiconductor switching element S1 of the low voltage supply unit 32 and to apply the first DC power supply E1 to the processing unit. The gap between the electrode 1 and the workpiece 2 of 34 is improved and the insulation is destroyed, and then the workpiece 2 is preheated.

또한, 피가공물(2)을 예열한후 고전압공급부(38)의 제2직류전원(E2)을 가하여 콘덴서(C1)에 전압을 축적하고 반도체스위칭소자(S2)가 온 됨과 동시에 소전류 및 중전류의 방전전류를 흘려 방전 가공을 행하게 되며 이때 발생되는 과도파형은 다이오드(D2)와 저항(R2)을 직렬로 접속하여 반도체스위칭소자(S2)의 소스에 병렬로 연결된 서지흡수부(36)에서 흡수하여 정현적인 펄스파형만 공급하여 저속가공을 행한다.In addition, after preheating the workpiece 2, the second DC power supply E2 of the high voltage supply unit 38 is applied to accumulate voltage in the capacitor C1, and the semiconductor switching element S2 is turned on. The discharge current flows through the discharge current, and the transient waveform generated is absorbed by the surge absorption unit 36 connected in parallel to the source of the semiconductor switching element S2 by connecting the diode D2 and the resistor R2 in series. By supplying only sinusoidal pulse waveforms to perform low-speed processing.

그리고, 고속가공을 행할 경우는 제어회로부(10)의 대전류 신호에 따라 구동회로부(20)가 구동하여 반도체스위칭소자(S1)을 온 시키고 제1직류전원(E1)을 인가하여 가공부(34)의 전극(1)과 피가공물(2)사이에 극간을 개선하고 절연을 파괴시킨후 피가공물(2)을 예열한다.When the high speed machining is performed, the driving circuit unit 20 is driven in response to the high current signal of the control circuit unit 10 to turn on the semiconductor switching element S1 and to apply the first DC power supply E1 to the processing unit 34. The gap between the electrode 1 and the workpiece 2 is improved and the insulation is destroyed, and then the workpiece 2 is preheated.

또한, 피가공물(2)을 예열한후 고전압공급부(38)의 제2직류전원(E2)을 가하여 콘덴서(C1)에 전압을 축적하고 반도체스위칭소자(S2)가 온 됨과 동시에 고전압이 방전되며 대전류가 흐르게 된다. 이때 스위칭소자(S2)에 과전압이 인가되는 경우가 있는데 이러한 현상을 제거하기 위하여 비교회로부(44)의 제3직류전원(E3)을 인가하여 두고 보호뢰로 비교전압(V2)을 설정하여 둔다.In addition, after preheating the workpiece 2, the second DC power supply E2 of the high voltage supply unit 38 is applied to accumulate voltage in the capacitor C1, the semiconductor switching element S2 is turned on, and the high voltage is discharged. Will flow. At this time, an overvoltage may be applied to the switching element S2. In order to eliminate this phenomenon, the third DC power source E3 of the comparison circuit unit 44 is applied and the comparison voltage V2 is set as a protection lightning.

그리고, 비교회로부(44)의 가변저항(VR1)에서는 보호회로비교전압(V2) 양단의 검출전압(V3)을 검출하여 비교회로 기준전압(E4)과 비교하여 스위칭소자(S3)를 온 또는 오프 제어한다.Then, the variable resistor VR1 of the comparison circuit unit 44 detects the detection voltage V3 across the protection circuit comparison voltage V2 and compares it with the comparison circuit reference voltage E4 to turn on or off the switching element S3. To control.

또한, 고압회로 비교전압(V1)이 보호회로 비교전압(V2)보다 크면 스위칭소자(S3)를 온 하여 과부하된 전압만큼 저항체(R5)에서 소비하고 일정 전압을 서지흡수부(36)에 인가하여 과도파형을 제거 가공간극의 극간을 안정하게 함은 물론 안정된 가공을 실현 할수 있다.In addition, when the high voltage comparison voltage V1 is greater than the protection circuit comparison voltage V2, the switching element S3 is turned on and consumed by the resistor R5 as much as an overloaded voltage, and a predetermined voltage is applied to the surge absorption unit 36. Eliminate transient waveforms It is possible to stabilize the gap between processing gaps and to achieve stable machining.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 1차적으로 낮은 전압으로 극간을 개선하여 극간의 절연 파괴를 시킨다음 2차적으로 높은 전압을 공급하여 순간적으로 대전류를 흘려 고속가공을 행하는 경우, 보호회로를 설치하여 피가공물을 가공 함으로서 방전가공의 극간을 안정하게 제어하여 안정된 가공을 실현 할수 있을 뿐만 아니라 품질과 정밀도가 향상된 고속 가공을 실현 할수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention primarily improves the gap between the poles with a low voltage to break the insulation between the poles, and then supplies a high voltage to the secondary to instantaneously flow a large current to perform high-speed machining. By processing the workpiece, it is possible to stably control the gap between discharge processing to realize stable processing, and to realize high speed processing with improved quality and precision.

Claims

A high voltage supply unit 38 for supplying a high voltage to the processing unit 34 by completion of processing initial conditions of the processing unit 34; The surge absorbing part 36 absorbs the transient waveform by the high voltage supply of the high voltage supply part 38, and applies a low voltage to the gap between the wire electrode and the workpiece to break the insulation and then the high voltage which is the actual processing power. An electric discharge machine power supply for processing a workpiece by applying a high voltage, comprising: a clamp circuit unit (42) for fixing a high voltage repetition waveform at a constant level when a high voltage is applied from the high voltage supply unit (38) to the processing unit (34); A comparison circuit section 44 for comparing a high voltage peak value of a predetermined level supplied from the clamp circuit section 42 with a reference voltage; And an overvoltage absorber (46) absorbing the overvoltage by the switching means on or off of the comparison circuit section (44).

The discharge processing machine according to claim 1, wherein the clamp circuit part (42) supplies a steady waveform by fixing a repetitive waveform input by connecting the diode (D4) to the drain of the switching element (S2) at a constant level. Protection circuit of the power supply.

The switching circuit (S2) according to claim 1, wherein the comparison circuit section (44) applies a third DC power supply (E3) using an inverter and always sets the protection circuit comparison voltage (V2) to a certain voltage. When the overvoltage is applied, the variable resistor VR1 detects the detection voltage V3 across the protection circuit reference voltage V2 and controls the switching element S3 on or off in comparison with the comparison circuit reference voltage E4. A protective circuit for an electric discharge machine power supply, characterized in that.

The overvoltage absorber 46 is connected in series with the comparison circuit 44 by connecting the resistor R5 and the diode D6 in series, and connecting the diode D5 in parallel thereto. The protection circuit of the electric discharge machine power supply device, characterized in that for absorbing the overvoltage by the ON signal of the switching circuit (S3).