JPH0338053B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はワイヤカツト放電加工用電源、特に被
加工物と該被加工物を貫通させたワイヤ電極との
間（以下、極間と称す）に放電電圧よりも高い電
圧の制御されたパルスを印加し該極間に間欠放電
を発生させて加工を行うワイヤカツト放電加工用
電源に関するものである。

第１図は従来のワイヤカツト放電加工電源の構
成図を示すもので、ワイヤ電極１０は不図示の巻
胴から送給され、被加工物１２に予め形成された
初孔１００を通り、不図示の巻胴に巻取られるよ
うに張設されている。

このワイヤ電極１０と被加工物１２との間には
コンデンサ１４が接続され、このコンデンサ１４
と直流電源１６（以下、電源と称す）をつなぐ回
路に直列に限流抵抗１８とスイツチングトランジ
スタ２０が接続されている。発振器２２はオン・
オフ信号でスイツチングトランジスタ２０をオ
ン・オフさせて、極間にパルス状の電圧（及び電
流）を印加する。第１図に示す構成のワイヤカツ
ト放電加工装置では、コンデンサ１４は限流抵抗
１８を通して充電され、極間の絶縁を破壊して放
電が発生すると、コンデンサ１４に蓄えられたエ
ネルギーが極間に放出され、放電の発生がなけれ
ばコンデンサ１４の電荷は蓄積されたままとな
る。このため、極間に供給できる平均電流は、
極間の大きさによつて決まり、極間が広いときは
供給できる平均電流が少なくなり、極間が狭くな
るにしたがつて供給できる平均電流が多くなり、
短路に至つたとき供給できる平均電流は最大値
maxとなる。したがつて、極間に供給させる平
均電流の最大値はスイツチングトランジスタ２０
からのパルスのデユーテイフアクタＤ及び抵抗Ｒ
等の電気条件（以下、maxと称す）によつて
決まり、その値maxは max＝Ｅ／Ｒ×Ｄ となる。

放電加工においては極間に電圧を印加してもた
だちに放電が発生せずに、通常、無負荷時間と呼
ばれる遅延時間が生じ、このため実際の加工中の
平均電流は少ない。平均電流は加工送り速度
にほぼ比例し、同一電気条件下において加工送り
速度を速くすると平均電流（以下、と称す）
も大きくなる。

ところが加工送り速度を速くし、平均電流を
大きくしていき該がmaxの約1/2超えると著
しく加工が不安定となる。したがつて、加工送り
速度を速くするには大きくするだけでなく
maxを大きくする必要があるが、ワイヤ電極１
０に流しえる電流には限度があり、限界以上の電
流₀を流せばワイヤ電極が断線してしまう。す
なわち加工中の平均電流が限界電流₀以内で
あれば加工は安定である。つまり、max、₀、
Ｉとの間が＜₀からmax＜₀であればワイ
ヤ断線の発生はない。これは加工中に外乱、加工
状況の変化（被加工物の不均一等）等のまれに発
生する異常時及びコーナ加工等における不安定時
において、がmaxに著しく近づいても
max＜₀であればワイヤ断線の危険がないから
である。ところがはmaxの約1/2であるた
め、通常加工では限界電流の半分以下の電流でし
か加工できず加工送り速度の約1/2となつてしま
う。ここで理想加工送り速度とは＝₀付近と
なる加工送り速度である。

また、従来からある加工用電源として、特公昭
44−13195に見られる極間にコンデンサを接続せ
ずスイツチングトランジスタのオン・オフによつ
て直接極間に電流を流す方式がある。この方式は
極間に電圧を印加して放電の発生を検出すると、
所定時間電流を流し、次に所定時間休止にするも
のである。この方式によれば、放電電流のピーク
値、電流の流れる時間を一定にできるため、面粗
さに対する加工速度を増大することがてきる。し
かしながら、この方式においても、第１図のワイ
ヤカツト放電加工用電源と同様に理想加工送り速
度の約1/2以下の加工送り速度となる。

本発明は前述した従来の課題に鑑み為されたも
のであり、その目的は加工中にワイヤ断線限界電
流以上にならないように電気条件を制御すること
により加工速度の増大を計るワイヤカツト放電加
工用電源を提供することにある。

この目的を達成するために、本発明は、被加工
物と該被加工物を貫通させたワイヤ電極との間に
放電電圧よりも高く休止時間を有する電圧を印加
し、両者間に間欠放電を発生させて加工を行うワ
イヤカツト放電加工用電源において、ワイヤ電極
と被加工物との間に流れる単位時間当りの平均電
流を所定値に制限することを特徴とする。

以下、本発明の一実施例を第１図と同一部分に
同一符号を付した第２図について説明する。第２
図において、極間には電源１６とスイツチング回
路２４が順次直列に接続されている。このスイツ
チング回路２４はトランジスタT_r1〜T_ro、抵抗
R₁〜R_oを直列接続したもの数組を並列接続する
ことによつて構成されている。発振器２６はトラ
ンジスタT_r1〜T_roを制御する。放電検出回路２
８は極間電圧または極間を流れる電流によつて極
間の放電検出を行い、この検出信号を発振器２６
に供給する。

第３図は第２図における発振器２６の構成例を
示した図である。以下、この第３図を参照して本
発明の実施例の作用を説明する。第３図におい
て、極間に電圧を印加して極間に放電が発生する
と、放電検出回路２８よりパルスを放電電流継続
時間設定回路３０に供給する。このため、放電電
流継続時間設定回路で電流を流す時間が計測さ
れ、所定時間後にフリツプ・フロツプ３２にリセ
ツトパルスが送られる。フリツプ・フロツプ３２
がリセツトされてそのＱ端子出力がＬレベルにな
ると、ドライブ回路４６の出力もＬレベルとなり
トランジスタT_r1〜T_roはオフとなる。なお、放
電電流継続時間設定回路３０はクロツク回路及び
カウンタ等により構成する他、ワンシヨツト・マ
ルチバイブレータによつても構成できる。

一方、フリツプ・フロツプ３２のＱ端子出力が
Ｌレベルになると、カウンタ３４はリセツト状態
から解除され、クロツクパルス発生器３６から供
給されるパルスのカウントを開始する。また、カ
ウンタ３８には後述する方法にて休止条件が設定
され、インバータ４０を介して供給されるカウン
タ３８の出力とカウンタ３４の出力とがそれぞれ
排他的論理和ゲート４２に入力され、この排他的
論理和ゲートの出力はナンドゲート４４を介して
フリツプ・フロツプ３２のＳ端子に入力される。
そして、カウンタ３４と出力とカウンタ３８の出
力が完全に一致すると、ナンドゲート４４よりパ
ルスが発生される構成になつている。すなわち、
カウンタ３８に設定された数値に対してカウンタ
３４がクロツクパルス発生器３６の出力を該数値
までカウントすると、ナンドゲート４４よりパル
ス出力される回路であり、これにより休止時間を
カウントできる。ナンドゲート４４の出力によ
り、フリツプ・フロツプ３２のＱ端子出力はＨレ
ベルになり、ドライブ回路４６の出力を受けてト
ランジスタT_r1〜T_roがオンとなる。

次に、カウンタ３８に休止条件が設定される方
法を説明する。ノツチ４８に設定された休止条件
とカウンタ３８の出力とが一致すれば、排他的論
理和ゲート４９を介してナンドゲート５０の出力
はＬレベルとなり、不一致であればＨレベルとな
る。また、ナンドゲート５２はカウンタ３８がす
べてＨレベル（すなわち休止が最大のとき）のと
きのみＬレベルとなる。

カウンタ３８はアツプ信号とダウン信号とをそ
れぞれ入力できる。この回路では、カウンタ３８
がアツプ信号をうけると休止時間は長くなり、ダ
ウン信号をうけると休止時間は短くなる。カウン
タ５４はアツプ・ダウンカウンタであり、アツプ
信号には放電検出回路２８からの放電検出パル
ス、ダウン信号にはクロツクパルス発生器５６か
ら供給されるクロツクパルス信号を受ける。クロ
ツクパルス発生器５６の周波数f_Lは上限電流_L
を決め、ワイヤ断線限界電流₀に相当する周波
数f₀より若干低めに設定する。上限電流_L、f_L及
び放電電流継続時間T_ONとの間には_L＝Ｅ／Ｒ× T_ON×f_Lの関係がある。

カウンタ５４では放電回数と上限電流_Lに相
当するクロツクパルスとを時々刻々と比較するこ
とになる。放電回数が多くなると、カウンタ５４
のキヤリー（CA）端子より出力パルスを発して
フリツプ・フロツプ５７をセツトし、放電くりか
えし回数が少ないと、カウンタ５４のボロー
（BR）端子より出力パルスを発し、フリツプ・
フロツプ５７をリセツトする。カウンタ５４のビ
ツト数であればよく、ビツト数を多くすると感度
が鈍く、少なくすると感度が鋭くなる。

フリツプ・フロツプ５７がセツトされると、そ
のＱ端子出力はＨレベルとなり、クロツクパルス
発生器５８のクロツクパルスはアンドゲート６
０、ナンドゲート６２を介してカウンタ３８のア
ツプ（UP）端子に入力され、カウンタ３８に歩
進されて休止時間が長くなる。さらに放電くりか
えし回数がクロツクパルス発生器５６の出力周波
数より多ければ、カウンタ３８は休止が最大とな
るまで順次歩進される。逆に放電くりかえし回数
が少なければ、カウンタ５４のボロー端子よりパ
ルスが発生し、フリツプ・フロツプ５７の端子
出力がＨレベルとなり、クロツクパルス発生器５
８のクロツクパルスはカウンタ３８のダウン
（DW）端子に入力され、カウンタ３８は退進し
て休止時間が短くなる。さらに放電くりかえし回
数がクロツクパルス発生器５６の出力周波数より
少なければカウンタ３８は休止時間がノツチ４８
に設定された休止条件に一致するまで順次退進さ
れる。クロツクパルス発生器５８は休止時間変更
のタイミング決める要因であり、周期が短かけれ
ば休止時間は速く変わる。

ワイヤ電極１０は電流が増加するとただちに断
線するものではなく、通常数＋ｍ sec間続くと
断線するので、クロツクパルス発生器５８の周期
は数ｍ sec程度で良い。

このように、放電くりかえし回数が所定値以上
になる（すなわち平均電流が上限電流_L以上
になる）と、休止時間を順次長くして平均電流
を上限電流_L以下とし、放電繰返し回路が所定
値以下になればノツチにて設定した休止時間とな
るように順次変更することにより、電気条件によ
つて決まるmaxをワイヤ断線限界電流₀の約
２倍に設定でき、安定時の加工電流を₀に近
づけることにより加工速度を速くすることができ
る。実験によれば、加工速度は本発明電源を使用
することにより従来の約1.5倍になつた。

すなわち、この実施例では、放電検出回路２８
が放電くりかえし回数を検出し、この放電くりか
えし回数とクロツクパルス発生器５６からの上限
電流_Lを決める周波数f_Lとをカウンタ５４にお
いて比較することにより、単位時間当りの平均電
流が予め設定された所定値より大きいか小さいか
が検出されることになる。そして、検出結果が大
きいか小さいかによつて、カウンタ３８において
休止時間が増減されることになる。なお、カウン
タ３８における休止時間はノツチ４８に設定され
た時間以下にならないように制限されている。

したがつて、フリツプ・フロツプ５７、アンド
ゲート６０及びナンドゲート６２によりカウンタ
３８における休止時間を増減する手段を構成し、
ノツチ４８、排他的論理和ゲート４９及びナンド
ゲート５０により休止時間が決められた値より小
さくなることを阻止する手段を構成している。

したがつて、本発明によれば、加工中に加工電
流がワイヤ断線限界電流値を越えない範囲で加工
電流が最大となるように休止時間を変更制御して
いるので、単位時間当りの平均電流値をワイヤ断
線限界電流値に近似させることができ、ワイヤ電
極の断線を防止するとともにワイヤ電極断線限界
内で最も加工速度を速くすることができるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のワイヤカツト放電加工用電源の
概略構成図、第２図は本発明ワイヤカツト放電加
工用電源の一実施例を示す概略構成図、第３図は
本発明電源に適用すべき発振器の構成図である。 各図中、同一部分には同一符号を付し、１０は
ワイヤ電極、１２は被加工物、１４はコンデン
サ、１６は直流電源、１８は限流抵抗、２０はス
イツチングトランジスタ、２２は発振器、２４は
スイツチング回路、２６は発振器、２８は放電検
出回路、３２，５７はフリツプ・フロツプ、３
４，３８，５４はカウンタ、３６，５６，５８は
クロツクパルス発生器、４０はインバータ、４
２，４９は排他的論理和ゲート、４４，５０，５
２，６２はナンドゲート、４６はドライブ回路、
４８はノツチである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被加工物と該被加工物を貫通させたワイヤ電
   極との間に放電電圧よりも高く休止時間を有する
   電圧を印加し、両者間に間欠放電を発生させて加
   工を行うワイヤカツト放電加工用電源において、 単位時間当りの平均電流が予め設定された上限
   電流値より大きいか小さいかを検出する検出手
   段、上記検出手段により大きいと検出したときは
   上記休止時間を増大させ、小さいと検出したとき
   は上記休止時間を減少させる手段、及び上記休止
   時間が決められた値より小さくなることを阻止す
   る手段、 を備えたことを特徴とするワイヤカツト放電加工
   用電源。