KR830002269B1

KR830002269B1 - Wire-Cut Discharge Machining Power

Info

Publication number: KR830002269B1
Application number: KR1019800004852A
Authority: KR
Inventors: 하루끼 오바라
Original assignee: 후지쓰후아낙크 가부시끼 가이샤; 이나바 세이우에몽
Priority date: 1980-12-19
Filing date: 1980-12-19
Publication date: 1983-10-21
Also published as: KR830004061A

Abstract

내용 없음.No content.

Description

Wire-Cut Discharge Machining Power

제1도는 종래의 와이어-커트 방전 가공 전원을 예시한 회로도.1 is a circuit diagram illustrating a conventional wire-cut electrical discharge machining power supply.

제2도는 방전갭의 절연 회복특성과 콘덴서의 충전 특성 사이의 관계도.2 is a relation diagram between insulation recovery characteristics of a discharge gap and charging characteristics of a capacitor.

제3도는 본 발명의 와이어-커트 방전 가공 전원의 실시예의 주요부를 예시한 블록 다이어그램.3 is a block diagram illustrating the essential parts of an embodiment of a wire-cut electrical discharge machining power supply of the present invention.

제4도는 제3도의 전원이 동작되는 경우에 있어서 콘덴서(C)의 충전전압 V_C, 갭전압 V_G, 장전전류 I 및 스위칭 소자(TR)의 동작대 시간의 관계도.4 is a relationship diagram of the charging voltage V _C , the gap voltage V _G , the charging current I and the operating time of the switching element TR when the power supply of FIG. 3 is operated.

제5도는 방전 갭의 절연회복 특성과 공극전압 사이의 관계도.5 is a relation diagram between insulation recovery characteristics of discharge gap and pore voltage.

본 발명은 와이어-커트 방전 가공기의 와이어 전극과 공작물 사이의 방전을 발생하는 전원에 관한 것이다.The present invention relates to a power source for generating a discharge between a wire electrode and a workpiece of a wire-cut electric discharge machine.

공지된 이러한 종류의 전원은 제1도에 예시한 바와 같이 예시문자 WR은 와이어 전극, WK는 공작물, V_s는 직류전원, C는 콘덴서, R은 충전저항, Q는 트랜지스터 등과 같은 스위칭 소자이다. 스위치송자(Q)가 "온"-"오프" 동작을 반복하므로서 직류전원(V_s)이 충전저항(R)을 통해 콘덴서(C)에 충전된다. 충전전압이 와이어 전극(WR)과 공작물(WK) 사이에 인가되고 콘덴서(C)의 방전 전류가 와이어 전극(WR)과 공작물(WK) 사이의 방전 갭에서 방전시 흐를때 후술하는 방전가공을 수행한다.Known power sources of this kind are switching elements such as WR for wire electrodes, WK for workpieces, V _s for DC power supplies, C for capacitors, R for charge resistors, and Q for transistors, as illustrated in FIG. As the switch transmitter Q repeats the "on"-"off" operation, the DC power supply V _s is charged to the capacitor C through the charging resistor R. When the charging voltage is applied between the wire electrode WR and the workpiece WK and the discharge current of the capacitor C flows during discharge in the discharge gap between the wire electrode WR and the workpiece WK, discharge processing described later is performed. do.

방전가공에서 안정된 방전을 반복 개시하기 위해서는 매 방전마다 방전 정지 시간이 있어야 하는 것이 필요 충부 조건임과 동시에 재방전 개시에서 전압인가가 조심스럽게 다루어져여 한다. 방전후 방전갭의 절연회복 특성이 제2도의 실선 A로 표시된 바와 같이 도시되어 있다. 곡선 A보다 높은 전압이 방전 갭 사이에 인가되면 동일 장소에서 방전이 반복해서 일어나거나 아크 방전이 일어나기 쉽다.In order to repeatedly start stable discharge in electric discharge machining, it is necessary to have a discharge stop time for every discharge, and at the same time, voltage application at the start of re-discharge should be handled carefully. The insulation recovery characteristics of the discharge gap after discharge are shown as indicated by the solid line A in FIG. When a voltage higher than the curve A is applied between the discharge gaps, the discharge is likely to occur repeatedly or arc discharge occurs at the same place.

이러한 문제점을 해결하기 위한 관점에서 볼 때, 제1도의 공지회로에서 콘덴서(C)의 충전 시정수는 방전 특성 곡선이 절연회복 특성곡선 A, 즉 제2도의 점선 B로 표시된 바와 같은 재방전 전압을 초과하도록 크게 선택된다. 따라서 단위시간당 방전주기는 증가될 수 없고 절단속도가 증가될 수 없다. 더우기, 종래 회로는 종속 방전회로가 있어 콘덴서(C)가 충분히 충전되기 전에 가끔 방전하며 그 결과 매 방전마다 방전 에너지가 변하기 때문에, 공작물의 표면조도가 만족할 만큼 얻기 힘들다는 결점이 있었다.From the viewpoint of solving this problem, in the known circuit of FIG. 1, the charging time constant of the capacitor C is such that the discharge characteristic curve shows the re-discharge voltage as indicated by the insulation recovery characteristic curve A, that is, the dotted line B in FIG. It is largely chosen to exceed. Therefore, the discharge period per unit time cannot be increased and the cutting speed cannot be increased. In addition, the conventional circuit has a drawback that it is difficult to obtain the surface roughness of the workpiece because there is a cascade discharge circuit, which sometimes discharges before the capacitor C is sufficiently charged and the discharge energy changes as a result of each discharge.

본 발명의 목적은 와이어 커트 방전 가공기에서 사용하기에 적합한 전원을 제공하는데 있다.It is an object of the present invention to provide a power source suitable for use in a wire cut electrical discharge machine.

본 발명의 또 다른 목적은 가공 갭에서 단위시간당 방전 주기가 향상되어 커팅속도를 증진하는 와이어-커트 방전 가공기의 전원을 제공하는데 있다.It is still another object of the present invention to provide a power source for a wire-cut electric discharge machine which improves the cutting speed by improving the discharge period per unit time in the processing gap.

본 발명의 또 다른 목적은 가공 갭에서 매 방전마다 균일한 방전 에너지를 마련하여 공작물의 표면 조도를 향상하는 와이어-커트 방전 가공기의 전원을 제공하는데 있다.It is still another object of the present invention to provide a power source for a wire-cut electric discharge machine which improves the surface roughness of a workpiece by providing a uniform discharge energy at every discharge in the machining gap.

와이어-커트 방전 가공기에 사용되는 본 발명의 전원은 와이어 전극과 공작물 사이에 방전 에너지를 공급하는 전원에 의해 충전되는 콘덴서와, 콘덴서의 방전통로에 삽입된 스위칭 소자 및 콘덴서의 충전전압이 소정치에 달하면 스위칭 소자를 도통시키며 방전 완료시에는 스위칭 소자를 "컷-오프"시키는 제어수단을 구비하고 있다. 콘덴서의 충전 시정수는 콘덴서의 충전 전압이 콘덴서의 초기 충전단계에서 와이어 전극과 공작물 사이의 가공 갭 내의 재방전 전압을 초과하는 정도까지 작게 선택된다. 이렇게 되면 충전 전압이 급작스럽게 증가하기 때문에 콘덴서의 충전 전압은 제방전 전압에 비해 적게되는 순간에 스위칭 소자는 "온"된다.The power supply of the present invention used in the wire-cut electric discharge machine has a capacitor charged by a power supply for supplying discharge energy between a wire electrode and a workpiece, and a charging voltage of a switching element and a capacitor inserted into a discharge path of the capacitor. It is provided with control means which, when reached, conduct the switching element and "cut off" the switching element upon completion of discharge. The charging time constant of the condenser is selected so small that the charging voltage of the condenser exceeds the re-discharge voltage in the processing gap between the wire electrode and the workpiece in the initial charging stage of the condenser. This causes the charging voltage to increase abruptly, so the switching element is " on " at the moment when the charging voltage of the capacitor becomes less than the discharge voltage.

제3도는 본 발명의 와이어-커트 방전 가공 전원의 실시예의 주요부를 블록 다이어그램 형태로 나나탠 것으로, 제1도 내의 주요부에 대응하는 제3도의 주요부는 동일예시 문자로 병기하였다. 제3도에서, TR은 트랜지스터 등과 같은 스위칭소자, R₁∼R₉는 저항, DA는 차동증폭기, CMP₁과 CMP₂는 비교기, VL₁과 VL₂는 기준전압, G는 게이트 회로를 나타낸다.3 shows the main parts of an embodiment of the wire-cut electrical discharge machining power supply of the present invention in block diagram form, and the main parts of FIG. 3 corresponding to the main parts in FIG. In FIG. 3, TR represents a switching element such as a transistor, R ₁ to R ₉ are resistors, DA is a differential amplifier, CMP ₁ and CMP ₂ are comparators, VL ₁ and VL ₂ are reference voltages, and G is a gate circuit.

본 발명의 실시예는 제1도의 종래기술의 회로와는 달리 콘덴서(C)가 직류전원에 의해 충전 저항(R)을 통해 항상 충전되며, 콘덴서(C)에 충전된 전하가 콘덴서(C)의 방전통로에 삽입된 스위칭 소자(TR)를 통해 와이어 전극(WR)과 공작물(WK) 사이에 인가되도록 설비되어 있다. 콘덴서(C)의 충전전압은 저항(R₁∼R₅) 및 차동 증폭기(DA)에 의해 검출되며, 저항(R₆)을 통해 비교기(CMP₁)의 한 입력단에 입력하고 저항(R₈)을 통해 비교기(CMP₂)의 한 입력단에 입력된다. 상기 비교기(CMP₁) 차동 증폭기(DA)의 출력과 다른 입력단에 인가되는 기준전압VL₁)과를 비교하고 콘덴서(C)의 충전 전압이 방전하기에 적합한 소정치에 도달했는지를 검출한다. 비교기(CMP₂)는 차동 증폭기(DA)의 출력과 타단의 입력단에 인가되는 기준전압VL₂)을 비교하여 콘덴서(C)의 충전 전압이 실질적으로 영(0)가지 감소했음을 검출한다. 게이트 회로(G)는 비교기(CMP₁)과 비교기(CMP₂)의 출력을 논리적으로 처리하여 스위칭 소자(TR)의 "온"-"오프" 제어를 이룩한다.According to the embodiment of the present invention, unlike the circuit of the prior art of FIG. 1, the capacitor C is always charged through the charging resistor R by a DC power supply, and the charge charged in the capacitor C It is provided so that it may be applied between the wire electrode WR and the workpiece | work WK through the switching element TR inserted in the discharge path. The charging voltage of the capacitor C is detected by the resistors R ₁ to R ₅ and the differential amplifier DA, and is input to one input terminal of the comparator CMP ₁ through the resistor R ₆ and the resistor R ₈ . Is input to one input of the comparator CMP ₂ . The comparator CMP ₁ compares the output of the differential amplifier DA with the reference voltage VL ₁ applied to the other input terminal and detects whether the charging voltage of the capacitor C has reached a predetermined value suitable for discharging. The comparator CMP ₂ compares the output of the differential amplifier DA with the reference voltage VL ₂ applied to the input terminal of the other end and detects that the charging voltage of the capacitor C is substantially reduced by zero. The gate circuit G logically processes the outputs of the comparator CMP ₁ and the comparator CMP ₂ to achieve "on"-"off" control of the switching element TR.

제4도는 제3도의 장치가 동작될때 시간 대 콘덴서의 충전전압(V_c), 갭전압(V_G), 방전전류(I) 및 스위칭소자(TR)의 동작과의 변화를 보이고 있다. 제4도를 참조하여 제3도의 실시예의 동작을 설명한다.FIG. 4 shows the change in time versus operation of the charging voltage V _c , the gap voltage V _G , the discharge current I and the switching element TR of the capacitor when the apparatus of FIG. 3 is operated. The operation of the embodiment of FIG. 3 will be described with reference to FIG.

콘덴서(C)가 제4도에 있는 곡선 V_C로 표시된 특성을 가지고 직류전원에 의해 충전되며 그 전위가 방전에 적합한 소정치 H에 도달하면, 이 값이 비교기(CMP₁)에 의해 검출되고 게이트 회로(G)에 의해 스위칭 소자(TR)가 "온"되어 결과적으로 콘덴서(C)의 충전 전압(V_G)으로서 인가되며, 대단히 짧은 시간이 경과한 후 방전전류(I)가 방전 갭에 흘러 공작물(WK)의 방전 가공을 이끈다. 방전이 발생하면 콘덴서(C)의 충전 전압이 급격히 떨어져 충전 전압이 소정치 L 이하가 됨이 비교기(CMP₂)에 의해 검출된다. 게이트회로(G)는 비교기(CMP₂)의 출력으로부터 방전 완료를 검출하여 스위칭 소자(TR)을 급히 "오프"시키고, 이 동작에 의해 콘덴서(C)는 다시 충전되어 다음 방전을 준비한다.When the capacitor C is charged by a DC power supply with the characteristics indicated by the curve V _C in FIG. 4 and its potential reaches a predetermined value H suitable for discharge, this value is detected by the comparator CMP ₁ and the gate The switching element TR is "on" by the circuit G, and as a result is applied as the charging voltage V _G of the capacitor C, and after a very short time, the discharge current I flows into the discharge gap. Leads the discharge machining of the workpiece WK. When discharge occurs, it is detected by the comparator CMP _{2 that} the charging voltage of the capacitor C is drastically dropped and the charging voltage becomes a predetermined value L or less. The gate circuit G detects the completion of the discharge from the output of the comparator CMP ₂ and rapidly "offs" the switching element TR. By this operation, the capacitor C is charged again to prepare for the next discharge.

제5도는 방전 공극의 절연 회복 특성과 갭 전압(V_G) 사이의 관계도이다. 콘덴서(C)가 급히 충전되어 그충전 전압이 곡선 V_c로 표시된 바와 같이 재방전 전압 A를 초과한다 할지라도 재방전 전압 이상의 지역에서는 스위칭 소자(TR)가 "오프"상태에 있기 때문에 방전갭 사이에 전압이 생기지 않고, 콘덴서(C)의 충전 전압(V_c)이 재방전 전압 A 이하로 되는 순간에 방전갭 사이에 전압이 인가되는 것이 제5도에서 나타난다. 방전갭 사이의 재방전 전압은 가공중 여러가지로 변하기 때문에 전술한 구성에서 이상 방전이 전혀 일어나지 않는다고 말하 수가 없다. 제4도의 값 H를 적당히 선택하고, 평균 재방전 전압 특성에 대한 콘덴서(C)의 방전 시정수를 적당히 선택하여 안정된 가공이 충분히 가능하고 부가적으로 가공주기가 현저히 증가될 수 있다. 더우기 콘덴서(C)의 충전전압(V_C)이 소정치에 도달할 때 방전이 개시되기 때문에 매방전당 에너지가 균일하다.5 is a relation diagram between the insulation recovery characteristic of the discharge gap and the gap voltage (V _G ). Although the capacitor C is rapidly charged and its charging voltage exceeds the re-discharge voltage A as indicated by the curve V _c , the switching element TR is in the "off" state in the region above the re-discharge voltage, so that the discharge gap 5 shows that voltage is applied between the discharge gaps at the instant when no voltage is generated in the capacitor C and the charging voltage V _c of the capacitor C becomes equal to or lower than the re-discharge voltage A. FIG. Since the re-discharge voltage between the discharge gaps varies during processing, it cannot be said that no abnormal discharge occurs at all in the above-described configuration. By appropriately selecting the value H of FIG. 4 and appropriately selecting the discharge time constant of the capacitor C with respect to the average re-discharge voltage characteristic, stable machining is sufficiently possible and additionally, the processing cycle can be increased significantly. Furthermore, since discharge starts when the charging voltage V _C of the capacitor C reaches a predetermined value, the energy per discharge is uniform.

상술한 바와 같이 본 발명은 콘덴서가 급격히 충전된다 할지라도 스위칭 소자가"온"될때까지 방전갭 사이에 전압이 인가되지 않기 때문에 공지기술에 있어서 처럼 이상 방전이 일어나지 않아 방전주기가 향상되며 커팅 속도로 증가한다. 더우기 매 방전당 에너지가 균일하게 되기 때문에 양질의 가공 표면을 얻을 수 있다.As described above, even though the capacitor is rapidly charged, the voltage is not applied between the discharge gaps until the switching element is "on", so that abnormal discharge does not occur as in the known art, so that the discharge cycle is improved and the cutting speed is improved. Increases. In addition, a high-quality machined surface can be obtained because the energy per discharge is uniform.

본 발명의 새로운 개념의 범위를 벗어나지 않고 여러 수정과 변형이 있을 수 있다는 것을 명백할 것이다.It will be apparent that many modifications and variations can be made without departing from the scope of the new concept of the invention.

Claims

The capacitor charged by the power supply supplying the discharge energy between the wire electrode and the workpiece, the switching element inserted in the discharge passage of the capacitor, and the switching element turns on when the charged voltage of the capacitor reaches a predetermined value. And a means for controlling the switching element to be " on " upon completion of discharge and to " off " upon completion of discharge.