JPH02160418A - 放電加工装置 - 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］ この発明は、電極と被加工物とを対向状態で移動させる
と共に、電極間にパルス電流を通電して被加工物を加工
する放電加工装置に関するもので、特に、その放電加工
パルス電流の制御構成に関するものである。

［従来の技術］ 従来のこの種の放電加工装置としては、例えば、第５図
および第６図に示すような技術を挙げることができる。

第５図は従来の放電加工装置の回路構成図、第６図はそ
の直流パルス電源回路を示す回路構成図である。

図において、（１）は放電加工装置の電極、（２）は被
加工物、（３）は直流電圧源、（４）は直流電圧源の開
閉を行うスイッチング素子、（５）はスイッチング素子
（４）のオン・オフを制御するスイッチ駆動回路であり
、加工パルス発生回路（６）もしくは他のスイッチ駆動
回路からの加エバルスを受けて動作する。（７）はフラ
イホイールダイオード、（８）はりアクドル（１ｏ）と
共に電極（１）とスイッチング素子（４）との間に直列
に接続された電極間電流の逆流阻止ダイオードであり、
電極間にパルス電流を通電する。

（１１）は前記スイッチング素子（４）がオフしたとき
にフライホイールダイオード（７）を通して還流してき
たパルス電流を吸収するフライホイール電流吸収電圧源
である。そして、吸収されたパルス電流は電力回生等の
手段により、直流電圧源（３）に戻されて再利用される
。

次に、上記のように構成された従来の放電加工装置の動
作を説明する。

まず、放電加工装置の放電加工回路の１つの単位を構成
する直流パルス電源回路（１２）の動作について、第６
図および第７図により説明すると、第６図の放電加工回
路において、加工パルス発生回路（６）から出力された
加工パルスは、スイッチ駆動回路（５）に伝えられてス
イッチング素子（４）をオンさせる。スイッチング素子
（４）がオンすると、直流電圧源（３）の電圧（Ｖｅ）
は電極間電流の逆流阻止ダイオード（８）およびリアク
トル（１０）を通して、電極（１）と被加工物（２）と
の間に印加される。その後、上記電極間に放電が発生す
ると、前記電圧（Ｖｅ）とりアクドル（１０）のりアク
タンス値（Ｌ）と前記電極間に発生するアーク電圧（Ｖ
ａ）とによって定まる立上り勾配 （ｄ／ｄ　ｔ）！　＝　（Ｖｅ−Ｖａ）／Ｌの電流が流
れ始める。

上記のように電極間に電流が流れ始めてから、電流値が
所定の最大電流値（Ｉｐ）に達するまでに必要な時間（
Ｔ）を経過すると、前記の加工パルスの出力が終了する
。加工パルスが終了すると、スイッチ駆動回路（５）を
介してスイッチング素子（４）がオフする。その後、電
流の流れる経路はスイッチング素子（４）側からフライ
ホイールダイオード（７）側に変わり、フライホイール
電流吸収電圧源（１１）を経由して被加工物（２）およ
び電極（１）間に流れる。スイッチング素子（４）がオ
フした時間（Ｔ）からは、フライホイール電流吸収電圧
源（１１）の電圧（Ｖｓ）と電極間アーク電圧（Ｖａ）
とによって定まる立下り勾配 （ｄ／ｄ　ｔ）Ｉ　＝−（Ｖｓ＋Ｖａ）／Ｌの電流とな
り、さらに、時間（Ｔ）を経過して電流は「０」となる
。この結果、電極間には（２Ｔ）時間のパルス電流が流
れる。第７図は上記パルス電流の電流波形を表わすもの
である。

なお、加工パルスのパルス幅（Ｔ）は、Ｔ＝Ｉ　ｐｘＬ
／　（Ｖｅ−Ｖａ） に選ばれ、電圧（Ｖｓ）は、 Ｖｓ＝Ｖｅ−２ＸＶａ に選ばれる。また、時間（Ｔ）から時間（２Ｔ）の間、
スイッチ駆動回路（５）からパルス幅（Ｔ）の時間遅れ
の加工パルスが出力される。

第５図は、前記第１の直流パルス電源回路（１２）と同
一の働きをする第２の直流パルス電源回路（１３）を電
極間に並列に接続し、第２の直流パルス電源回路（１３
）のスイッチ駆動回路（５）の時間（Ｔ）だけ遅れた加
工パルス出力を加工パルス発生回路（６）へ帰すように
した放電加工装置を示すものである。

この第５図の放電加工装置におけるパルス電流の一例を
第８図に従って説明する。

最初に、時刻「０」において第１の直流パルス電源回路
（１２）に加工パルス発生回路（６）から加工パルスが
送られ、第１の直流パルス電源回路（１２）から最大電
流値（Ｉｐ）、ｉｌｌ流上上時間（Ｔ）の三角形状の電
流が電極間に供給される。時刻（Ｔ）が経過した後、第
１の直流パルス電源回路（１２）から第２の直流パルス
電源回路（１３）へ時間（Ｔ）だけ遅れた２番目の加工
パルスが供給されて、第２の直流パルス電源回路（１３
）から同時に前記三角形状の電流が電極間に供給される
。このため、時刻（Ｔ）から時刻（２Ｔ）の期間は、実
際に電極間に通電されるパルス電流が最大電流値（Ｉｐ
）に維持される。

この結果、パルス電流は、時刻（Ｔ）までは最大電流値
（Ｉｐ）までの立上り期間、時刻（Ｔ）から時刻（２Ｔ
）までの間は最大電流値（Ｉｐ）の一定期間、時刻（２
Ｔ）から時刻（３Ｔ）までは最大電流値（Ｉｐ）から「
０」までの立下り期間の台形状の波形となる。

第９図のパルス電流は前述した第８図のパルス電流を（
Ｎ）回連続した波形であり、パルス幅は（２Ｎ＋１）Ｘ
Ｔ待時間ある。このときの加工パルス発生回路（６）は
、１回目に第１の直流パルス電源回路（１２）に加工パ
ルスを送ってから、第２の直流パルス電源回路（１３）
より出力される時間遅れの加工パルスを受けて（Ｎ）回
に達するまで、第１の直流パルス電源回路（１２）に加
工パルスを繰り返し送り続ける。この加工パルス（２１
）および（２２）は第１１図に例示する加工パルス発生
回路（６）から出力される。すなわち、クロック発生器
（１６）から発生される周期（２Ｔ）のクロックと、加
工パルス信号発生器（１５）から発生される加工パルス
信号とから、アンドゲート（１９ａ）および（１９ｂ）
により論理積がとられて作られる加工パルスである。

なお、第１１図の（１７）はバッファゲート、（１８）
はインバータゲートである。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、放電加工装置の加工性能を表わす指標の１つ
である電極消耗比は、第１０図の特性図に示すように、
電極間パルス電流の初期の立上り勾配の大きさに依存す
る。ところが、第５図の従来の放電加工装置では、電極
間パルス電流の立上り勾配を変えて電極消耗比を改善し
ようとすると、直流電圧源（３）の電圧（Ｖｅ）または
りアクドル（１０）のりアクタンス値（Ｌ）の加工回路
定数を変更する必要があり、大掛かりで装置全体を高価
なものにするため、電極消耗比を改善することは困難で
あった。

そこで、この発明は、電極間パルス電流の立上り勾配を
容易に変更することができ、加工特性の内の電極消耗比
を改善することができる放電加工装置の提供を課題とす
るものである。

［課題を解決するための手段］ この発明にかかる放電加工装置は、パルス電流の最大電
流値までの立上り時間と立下り時間をパルス幅とする電
流を供給する直流パルス電源回路を、加工パルス発生回
路の出力パルスで駆動制御し、関数発生回路で前記加工
パルス発生回路の出力パルスのパルス幅を変更させるも
のである。

［作用］ この発明においては、関数発生回路で直流パルス電源回
路で印加する電極間パルス電流のパルス幅を、電極間パ
ルスの印加初期に、交互に供給するパルス電流のパルス
幅が変更でき、時間の経過と共にそれを変化させること
ができる。これにより、電極間パルス電流の立上り勾配
を容易に変更することができる。

［実施例］ 以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図はこの発明の一実施例による放電加工装置の回路
構成図、第２図はその加工パルス発生回路の詳細を示す
回路構成図、第３図は電圧関数発生回路の詳細を示す回
路構成図である。なお、図中、第５図の従来例と同一符
号および同一記号は、前述した従来例の構成部分と同一
または相当する部分を示すものであるため、ここでは重
複する説明を省略する。

第１図において、（９）は加工パルス発生回路であり、
本実施例の関数発生回路として使用する電圧関数発生回
路（１４）から電圧信号（２４）を受けて、第１の放電
加工回路への加工パルス（２１）および第２の放電加工
回路への加工パルス（２２）を出力すると共に、電圧関
数発生回路（１４）へ電圧信号（２４）の出力タイミン
グを知らせる加工パルス信号（２３）を出力する。なお
、図中、直流パルス電源回路（１２）および（１３）は
前述した第５図の従来の放電加工装置と同様に構成され
ているので、ここでは、その説明を省略する。

次に、前記加工パルス発生回路（９）について詳述する
。

第２図において、（１５）は加工パルス信号（２３）の
発生器、（２０）は電圧制御形発振器（Ｖ　ＣＯ）等の
電圧／周波数変換器である。電圧信号（２４）は電圧／
周波数変換器（２０）によりクロックとして周波数変換
され、バッファゲート（１７）およびアンドゲート（１
９ａ）を通って第１の放電加工回路への加工パルス（２
１）となり、インバータゲート（１８）およびアンドゲ
ート（１９ｂ）を通って第２の放電加工回路への加工パ
ルス（２２）となる。

さらに、前記電圧関数発生回路（１４）について詳述す
ると、第３図において、（２３）は加工パルス信号であ
り、バッファゲート（２６）およびインバータゲート（
２７）を介してアナログスイッチ（２５ａ）および（２
５ｂ）のオン・オフを制御する。（２８ａ）、（２８ｂ
）および（２８ｃ）は抵抗器、（２９）はコンデンサ、
（３０）はダイオードであり、基準電圧源（３１）から
電圧信号（２４）を生成する素子である。

次に、上記のように構成されたこの実施例の放電加工装
置の動作を説明する。

まず、第３図に示す電圧関数発生回路（１４）において
、加工パルス信号（２３）が“Ｌ”レベルの場合には、
一方のアナログスイッチ（２５ａ）がオフし、他方のア
ナログスイッチ（２５ｂ）がオンしている。このときの
電圧信号（２４）の出力電圧は、基準電圧源（３１）の
電圧（Ｖｒ）を、抵抗器（２８ｂ）および（２８ｃ）で
分圧した設定値（Ｖｐ）となって一定である。この後、
電極間に放電が発生し、加工パルス信号（２３）が′Ｌ
”レベルから“Ｈ＃レベルに変わると、一方のアナログ
スイッチ（２５ａ）がオンになると共に、他方のアナロ
グスイッチ（２５ｂ）がオフになり、基準電圧源（３１
）の電圧（Ｖｒ）は抵抗（２８ａ）とコンデンサ（２９
）とダイオード（３０）とを通して電圧信号（２４）へ
供給される。

このため、加工パルス信号（２３）が“Ｌ”レベルから
“Ｈ”レベルに変わった直後に、電圧信号（２４）は前
記設定値（Ｖｐ）よりも高くなり、コンデンサ（２９）
の充電が終わるまで時間の経過と共に前記設定値（Ｖｐ
）に近付いていく。この様子が第４図に電圧信号の波形
として例示されている。

そして、前記電圧信号（２４）は、第２図の加工パルス
発生回路（９）における電圧／周波数変換器（２０）を
通して、クロックとして周波数変換され、加工パルス発
生回路（９）の第１および第２の放電加工回路への加工
パルス（２１）、（２２）の周波数の関数として伝えら
れる。この第１および第２の放電加工回路への加工パル
ス（２１）（２２）の波形が第４図に例示されている。

前記加工パルスが直流パルス電源回路（１２）および（
１３）に伝えられた後の動作は、第５図の従来の放電加
工装置の動作と同様であるが、電極間パルス電流の初期
において加工パルスのパルス幅が短いので、電極間パル
ス電流の電流値は小さく始まり、時間の経過にともなっ
て最大電流値（Ｉｐ）へ近付いていき、立上り勾配は緩
やかに変化することになる。

このように、上記実施例の放電加工装置は、パルス電流
の最大電流値までの立上り時間と立下り時間をパルス幅
とする電流を供給する直流パルス電源回路（１２）、　
　（１３）と、この直流パルス電源回路（１２）、（１
３）を電極（１）と被加工物（２）との間に複数回路並
列に接続した放電加工回路と、加工パルス発生回路（９
）と、電極間に台形状のパルス電流を通電する手段と、
前記電極間における台形状のパルス電流の初期の立上り
勾配を変更する手段とから構成したものである。

従って、この実施例の放電加工装置によれば、電極間パ
ルス電流の初期において、パルス電流のパルス幅を変更
することにより、電極間パルス電流の立上り勾配を容易
に変更することができる。

そのために、加工特性の内の電極消耗比を改善すること
ができると共に、放電加工装置全体を安価に製作するこ
とができる。

ところで、上記実施例の電極と被加工物との間に並列接
続したパルス電流の最大電流値までの立上り時間と立下
り時間をパルス幅とする電流を供給する直流パルス電源
回路は、２個の第１の直流パルス電源回路（１２）及び
第２の直流パルス電源回路（１３）で構成されているが
、本発明を実施する場合には、更に多くの直流パルス電
源回路を複数並列接続するものにも適用できる。しかし
、回路的には、上記実施例の２個の直流パルス電源回路
を使用したものが最も簡単な構成とすることができる また、上記実施例の直流パルス電源回路をその出力パル
スで駆動制御する加工パルス発生回路は、加工パルス信
号（２３）の発生器（１５）が発生している間、電圧制
御形発振器等の電圧／周波数変換器（２０）の出力で何
れかの直流パルス電源回路を駆動するものであるが、本
発明を実施する場合には、加工パルス発生回路の出力パ
ルスのパルス幅を変更させる関数発生回路と共に、結果
的に、加工パルス発生回路の出力パルスのパルス幅を変
更させればよいことから、出力として時分割制御信号で
きる加工パルス発生回路であればよい。

上記実施例のように、加工パルス信号（２３）の発生器
（１５）が発生している間、電圧制御形発振器等の電圧
／周波数変換器（２０）の出力で何れかの直流パルス電
源回路を駆動するものであり、前記加工パルス発生回路
の出力パルスのパルス幅を変更させる関数発生回路とし
て電圧関数発生回路を使用したものは、簡単な回路構成
とすることができる。勿論、本発明を実施する場合の関
数発生回路は電圧関数発生回路に限定されるものではな
い。

［発明の効果］ 以上のように、この発明の放電加工装置は、電極と被加
工物との間に複数並列接続したパルス電流の最大電流値
までの立上り時間と立下り時間をパルス幅とする電流を
供給する直流パルス電源回路を、その出力パルスで駆動
制御する加工パルス発生回路と、前記加工パルス発生回
路の出力パルスのパルス幅を変更させる関数発生回路か
ら構成したものであるから、関数発生回路で直流パルス
電源回路で印加する電極間パルス電流を所定のパルス幅
で時分割制御し、電極間パルス印加初期に、電極間パル
ス電流の立上り勾配を容易に変更することができ、加工
特性の内の電極消耗比を改善することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による放電加工装置の回路
構成図、第２図はこの発明の一実施例による放電加工装
置の加工パルス発生回路の詳細を示す回路構成図、第３
図はこの発明の一実施例による放電加工装置の電圧関数
発生回路の詳細を示す回路構成図、第４図は第１図の放
電加工装置における加工パルスと電極間に流れるパルス
電流との関係を示す波形図、第５図は従来の放電加工装
置の回路構成図、第６図は従来の放電加工装置の直流パ
ルス電源回路を取り出して示す回路構成図、第７図は第
６図の直流パルス電源回路のパルス電流波形を示す波形
図、第８図および第９図は第５図の従来の放電加工装置
における加工パルスと電極間に流れるパルス電流との関
係を示す波形図、第１０図は電極消耗比の特性を示す特
性図、第１１図は第５図の放電加工装置における加工パ
ルス発生回路の詳細を例示する回路構成図である。 図において、 １：電極 ２：被加工物 ９：加工パルス発生回路 １２：第１の直流パルス電源回路 １３：第２の直流パルス電源回路 １４：電圧関数発生回路 である。 なお、図中、同−符号及び同一記号は同一または相当部
分を示すものである。 代理人　弁理士　大吉　増雄　外２名 １：電極 第２図 第３図 第８図 １閉 第６図 第７図 第９図 Ｔ Ｔ 晴間 時聞

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 電極と被加工物との間に複数並列接続したパルス電流の
   最大電流値までの立上り時間と立下り時間をパルス幅と
   する電流を供給する直流パルス電源回路と、 前記直流パルス電源回路をその出力パルスで駆動制御す
   る加工パルス発生回路と、 前記加工パルス発生回路の出力パルスのパルス幅を変更
   させる関数発生回路と を具備することを特徴とする放電加工装置。