JPH0460765B2 - - Google Patents
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- JPH0460765B2 JPH0460765B2 JP2025886A JP2025886A JPH0460765B2 JP H0460765 B2 JPH0460765 B2 JP H0460765B2 JP 2025886 A JP2025886 A JP 2025886A JP 2025886 A JP2025886 A JP 2025886A JP H0460765 B2 JPH0460765 B2 JP H0460765B2
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- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、加工液として導電性加工液を用い
た場合に最適な放電加工用電源装置に関するもの
である。
た場合に最適な放電加工用電源装置に関するもの
である。
従来、この種の電源装置としては第３図の回路
図に示すものがあつた。図において、１は出力電
圧Ｅボルトの加工用直流電源、２はスイツチング
素子、３は発振器、４は加工電流を制御する可変
抵抗器（その抵抗値をＲオームとする）、５は加
工電極５１と被加工物５２で形成される極間であ
る。一般の放電加工装置ではその加工液として鉱
油、ケロシン等の絶縁液を用いるため、極間５に
印加される電圧は第４図の６に示すごとく無負荷
時（その期間を30とする）にＥポルトであり、そ
して加工時（その期間を31とする）の電圧，電流
波形はそれぞれ第４図の７および８のごとく示さ
れる。
図に示すものがあつた。図において、１は出力電
圧Ｅボルトの加工用直流電源、２はスイツチング
素子、３は発振器、４は加工電流を制御する可変
抵抗器（その抵抗値をＲオームとする）、５は加
工電極５１と被加工物５２で形成される極間であ
る。一般の放電加工装置ではその加工液として鉱
油、ケロシン等の絶縁液を用いるため、極間５に
印加される電圧は第４図の６に示すごとく無負荷
時（その期間を30とする）にＥポルトであり、そ
して加工時（その期間を31とする）の電圧，電流
波形はそれぞれ第４図の７および８のごとく示さ
れる。
しかしながら、水や水と有機化合物とを混合し
た加工液を用いる場合には、これらの加工液が導
電性であるため、第５図に示すごとく極間には下
記〔１〕で示される極間抵抗値（Rgオームとす
る）が存在し、そのために前記極間には無効電流
が流れる。
た加工液を用いる場合には、これらの加工液が導
電性であるため、第５図に示すごとく極間には下
記〔１〕で示される極間抵抗値（Rgオームとす
る）が存在し、そのために前記極間には無効電流
が流れる。
Rg＝ρ×ｌ／ｓ …〔1〕
但し、ρ：加工液の比抵抗（Ω−cm）
ｌ：加工電極９と被加工物１０との距離
（cm） ｓ：加工電極９と被加工物１０との対向面積
（cm2） ここで上記の極間抵抗器１１の値（Rg）が変
動する原因には、下記の(a)〜(c)が考えられる。
（cm） ｓ：加工電極９と被加工物１０との対向面積
（cm2） ここで上記の極間抵抗器１１の値（Rg）が変
動する原因には、下記の(a)〜(c)が考えられる。
(a)：放電加工のアークまたは無効電流による加工
液の電気分解およびスラツジによる加工液中に
おけるイオン濃度（比抵抗の逆数）の変化、す
なわち比抵抗（ρ）の変化。
液の電気分解およびスラツジによる加工液中に
おけるイオン濃度（比抵抗の逆数）の変化、す
なわち比抵抗（ρ）の変化。
(b)：極間サーボまたは加工の進行にともなう加工
電極９と被加工物１０との対向する形状変化に
よる極間距離（ｌ）の変化。
電極９と被加工物１０との対向する形状変化に
よる極間距離（ｌ）の変化。
(c)：放電加工の進行にともなう加工電極９と被加
工物１０との対向面積ｓの変化、および加工液
の電気分解により極間に発生する水素ガス，メ
タンガス等の気体による実質的な対向面積ｓの
変化。
工物１０との対向面積ｓの変化、および加工液
の電気分解により極間に発生する水素ガス，メ
タンガス等の気体による実質的な対向面積ｓの
変化。
また、上記〔１〕式から容易にわかるように、
極間の比抵抗ρおよび極間距離ｌが小さい程、そ
して対向距離ｓが大きい程、極間抵抗Rgの値は
小さくなるが、これらの極間抵抗値Rgが存在す
る場合の等価回路を第６図に示す。なお、極間５
の等価抵抗器を符号１１で示す。第７図は上記の
極間５における電圧，電流波形図である。第７図
において、極間５に直流電圧Ｅを印加してまだ加
工が開始されていない領域、すなわち無負荷領域
の期間１２では、無効電流Ie1アンペアが流れて
無負荷電圧の値V0ボルトが直流電圧Ｅボルトに
比べて低下する。この期間１２が経過して次の期
間２１に入つて放電が開始すると、極間電圧は約
20〜30ボルトの定電圧特性を有する放電アーク電
圧Varcとなる。そして極間５を流れる総合電流
Ｉアンペアは、放電電流Idと無効電流Ie2の和と
なる。上記に述べた無負荷電圧V0、無効電流Ie1
およびIe2、そして放電時に極間を流れる放電電
流Idと総合電流Ｉはそれぞれ下記の〔２〕〜
〔７〕式で表わされる。ただし、スイツチング素
子２の電圧降下はこれを無視する。
極間の比抵抗ρおよび極間距離ｌが小さい程、そ
して対向距離ｓが大きい程、極間抵抗Rgの値は
小さくなるが、これらの極間抵抗値Rgが存在す
る場合の等価回路を第６図に示す。なお、極間５
の等価抵抗器を符号１１で示す。第７図は上記の
極間５における電圧，電流波形図である。第７図
において、極間５に直流電圧Ｅを印加してまだ加
工が開始されていない領域、すなわち無負荷領域
の期間１２では、無効電流Ie1アンペアが流れて
無負荷電圧の値V0ボルトが直流電圧Ｅボルトに
比べて低下する。この期間１２が経過して次の期
間２１に入つて放電が開始すると、極間電圧は約
20〜30ボルトの定電圧特性を有する放電アーク電
圧Varcとなる。そして極間５を流れる総合電流
Ｉアンペアは、放電電流Idと無効電流Ie2の和と
なる。上記に述べた無負荷電圧V0、無効電流Ie1
およびIe2、そして放電時に極間を流れる放電電
流Idと総合電流Ｉはそれぞれ下記の〔２〕〜
〔７〕式で表わされる。ただし、スイツチング素
子２の電圧降下はこれを無視する。
V0＝（Ｅ×Rg）／（Ｒ＋Rg）＝Ｅ／（１＋Ｒ／
Rg） …〔2〕 Ie1＝V0／Rg＝Ｅ／（Ｒ＋Rg） …〔3〕 Ie2＝Varc／Rg …〔4〕 Id＝（Ｅ−Varc）／Ｒ−Ie2 …〔5〕 Ｉ＝Id＋Ie2 …〔6〕 ＝（Ｅ−Varc）／Ｒ …〔7〕 〔発明が解決しようとする問題点〕 上記〔２〕，〔３〕，〔４〕，および〔５〕式より
容易に推察できるように。極間抵抗値Rgが先に
述べた(a)〜(c)の原因により変動し、そしてこれが
小さくなると大きな無効電流Ie1が流れ、これに
より無負荷電圧V0が低下して放電が発生しづら
くなつてしまうという問題があつた。また、極間
抵抗値Rgが不安定に変動すると、無負荷電圧V0
や放電電流Idが不安定となる。そのため安定した
放電加工ができず、かつ均一な面粗度が得られな
いという問題点があつた。
Rg） …〔2〕 Ie1＝V0／Rg＝Ｅ／（Ｒ＋Rg） …〔3〕 Ie2＝Varc／Rg …〔4〕 Id＝（Ｅ−Varc）／Ｒ−Ie2 …〔5〕 Ｉ＝Id＋Ie2 …〔6〕 ＝（Ｅ−Varc）／Ｒ …〔7〕 〔発明が解決しようとする問題点〕 上記〔２〕，〔３〕，〔４〕，および〔５〕式より
容易に推察できるように。極間抵抗値Rgが先に
述べた(a)〜(c)の原因により変動し、そしてこれが
小さくなると大きな無効電流Ie1が流れ、これに
より無負荷電圧V0が低下して放電が発生しづら
くなつてしまうという問題があつた。また、極間
抵抗値Rgが不安定に変動すると、無負荷電圧V0
や放電電流Idが不安定となる。そのため安定した
放電加工ができず、かつ均一な面粗度が得られな
いという問題点があつた。
従来は上記の問題点を解決するために、加工液
の比抵抗（ρ）をイオン交換樹脂等で大きくし、
無効電流Ie1，Ie2を小さくし加工不能とならない
ようにする方法がとられていたが、これはケロシ
ン等の絶縁性加工液を用いた場合に比較してラン
ニングコストが高くなるという欠点がある。ま
た、三次元形状などの複雑な形状を加工する場合
には、極間の対向面積Ｓが種々変化するなどの極
間抵抗値Rgが変動し安定した放電加工を得るに
は不十分であつた。
の比抵抗（ρ）をイオン交換樹脂等で大きくし、
無効電流Ie1，Ie2を小さくし加工不能とならない
ようにする方法がとられていたが、これはケロシ
ン等の絶縁性加工液を用いた場合に比較してラン
ニングコストが高くなるという欠点がある。ま
た、三次元形状などの複雑な形状を加工する場合
には、極間の対向面積Ｓが種々変化するなどの極
間抵抗値Rgが変動し安定した放電加工を得るに
は不十分であつた。
この発明は上記のような問題点を解消するため
になされたもので、導電性加工液を用いた放電加
工機において、極間抵抗値が変動してこれが低下
また不安定になつても放電加工が不能または不安
定にならない電源装置を提供することを目的とす
るものである。
になされたもので、導電性加工液を用いた放電加
工機において、極間抵抗値が変動してこれが低下
また不安定になつても放電加工が不能または不安
定にならない電源装置を提供することを目的とす
るものである。
この発明に係る放電加工用電源装置は、出力電
圧が放電アーク電圧以下の直流定電圧源を具備
し、そして放電電圧の休止期間中に該直流電圧源
より極間に電流制限抵抗器を介して放電加工用直
流電源と同一極性で電圧を印加するとともに、該
電圧によつて極間に発生する電圧または電流を検
出する装置と、この検出装置の出力信号により放
電発生電圧以上の無負荷電圧または所定の面粗度
に対応する放電電流を供給するように、直流電源
の内部インピーダンスを変更制御する制御装置を
具備したものである。
圧が放電アーク電圧以下の直流定電圧源を具備
し、そして放電電圧の休止期間中に該直流電圧源
より極間に電流制限抵抗器を介して放電加工用直
流電源と同一極性で電圧を印加するとともに、該
電圧によつて極間に発生する電圧または電流を検
出する装置と、この検出装置の出力信号により放
電発生電圧以上の無負荷電圧または所定の面粗度
に対応する放電電流を供給するように、直流電源
の内部インピーダンスを変更制御する制御装置を
具備したものである。
放電電圧の休止期間中に直流定電圧源により極
間に生じた電圧また電流は、検出装置により検出
されて制御装置に入力される。この制御装置は必
要とされる加工用直流電源の内部インピーダンス
を演算し、可変抵抗器の抵抗値を前記演算された
値に変更制御する。
間に生じた電圧また電流は、検出装置により検出
されて制御装置に入力される。この制御装置は必
要とされる加工用直流電源の内部インピーダンス
を演算し、可変抵抗器の抵抗値を前記演算された
値に変更制御する。
以下、この発明の一実施例による電源回路を第
１図の回路図について説明する。第１図において
第３図と同じ符号の素子はこれと同一の素子であ
る。１３は整流器、１４は放電アーク電圧Varc
以下の出力電圧Vaボルトをもつ直流定電圧源、
１５は極間５が短絡したとき加工電極５１、被加
工物５２および直流定電圧源１４を保護する電流
制限抵抗器（その抵抗値をRaオームとする）、１
６は直流定電圧源１４により極間に流れる電流Ia
を検出する電流測定器、１７は直流定電圧源１４
により出力された電圧Vaが電流制限抵抗器１５
と極間抵抗器１１により分圧され、そして極間に
表われる電圧Vagを検出する電圧測定器、１８は
電流測定器１６または電圧測定器１７からの信号
をサンプリングまたは平均化し、これをＡ／Ｄ変
換して制御装置１９に入力する変換器で、これら
電流測定器１６と電圧測定器１７と変換器１８と
を合わせて検出装置と称する。１９は変換器１８
から出力された電流値Iaまたは電圧値Vagに基づ
いて放電加工の休止期間における極間抵抗値を演
算し、そして可変抵抗器４の値Ｒを変更し、補正
する制御装置である。そして抵抗値Ｒの補正によ
り無負荷時のV0を放電電圧Vd以上に上昇させる
とともに、所定の面粗度に対応した放電時におけ
る放電電流Idを供給する。
１図の回路図について説明する。第１図において
第３図と同じ符号の素子はこれと同一の素子であ
る。１３は整流器、１４は放電アーク電圧Varc
以下の出力電圧Vaボルトをもつ直流定電圧源、
１５は極間５が短絡したとき加工電極５１、被加
工物５２および直流定電圧源１４を保護する電流
制限抵抗器（その抵抗値をRaオームとする）、１
６は直流定電圧源１４により極間に流れる電流Ia
を検出する電流測定器、１７は直流定電圧源１４
により出力された電圧Vaが電流制限抵抗器１５
と極間抵抗器１１により分圧され、そして極間に
表われる電圧Vagを検出する電圧測定器、１８は
電流測定器１６または電圧測定器１７からの信号
をサンプリングまたは平均化し、これをＡ／Ｄ変
換して制御装置１９に入力する変換器で、これら
電流測定器１６と電圧測定器１７と変換器１８と
を合わせて検出装置と称する。１９は変換器１８
から出力された電流値Iaまたは電圧値Vagに基づ
いて放電加工の休止期間における極間抵抗値を演
算し、そして可変抵抗器４の値Ｒを変更し、補正
する制御装置である。そして抵抗値Ｒの補正によ
り無負荷時のV0を放電電圧Vd以上に上昇させる
とともに、所定の面粗度に対応した放電時におけ
る放電電流Idを供給する。
第２図は第１図における実施例装置の動作を説
明するための電圧，電流波形図である。すなわ
ち、直流定電圧源１４はその出力電圧Vaが約30
ボルトの放電アーク電圧Varc以下であり、そし
て加工用直流電源１と同一極性で整流器１３およ
び電流制限抵抗器１５を介して極間５に接続され
ている。なお、出力電圧Vaは放電電圧の休止期
間２０のみ極間５に印加される。この期間２０に
極間５に流れる電流Iaまたは極間５に現れる電圧
Vagを検出装置により検出すれば、下記〔８〕式
よりこの期間２０における極間低抗値Rgが求め
られる。
明するための電圧，電流波形図である。すなわ
ち、直流定電圧源１４はその出力電圧Vaが約30
ボルトの放電アーク電圧Varc以下であり、そし
て加工用直流電源１と同一極性で整流器１３およ
び電流制限抵抗器１５を介して極間５に接続され
ている。なお、出力電圧Vaは放電電圧の休止期
間２０のみ極間５に印加される。この期間２０に
極間５に流れる電流Iaまたは極間５に現れる電圧
Vagを検出装置により検出すれば、下記〔８〕式
よりこの期間２０における極間低抗値Rgが求め
られる。
Rg＝Vag／Ia＝（Va−RaIa）／Ia …〔8〕
したがつて、無負荷電圧の期間１２における電
圧V0を約50V程度の放電発生電圧Vd以上とする
可変抵抗器４の値Ｒ、および放電が開始した期間
２１では所定の放電電流Idを流すような可変抵抗
器４の値Ｒを前述した〔２〕，〔５〕式より制御装
置１９によつて演算し、これを求めることが可能
である。そして制御装置１９は可変抵抗器４の抵
抗値Ｒをこの演算値に補正する。
圧V0を約50V程度の放電発生電圧Vd以上とする
可変抵抗器４の値Ｒ、および放電が開始した期間
２１では所定の放電電流Idを流すような可変抵抗
器４の値Ｒを前述した〔２〕，〔５〕式より制御装
置１９によつて演算し、これを求めることが可能
である。そして制御装置１９は可変抵抗器４の抵
抗値Ｒをこの演算値に補正する。
上記制御装置１９の演算方法については、リア
ルタイムな数値演算方式や基準値との大，小を比
較する簡易な方式や、データテーブル方式等があ
る。ここで直流定電圧源１４の出力電圧Vaが上
述とは逆にアーク電圧Varc以上であると、本電
圧を極間に印加した際に放電が生じた定常アーク
状態となり、電極，被加工物に致合的な悪影響を
及ぼす可能性がある。
ルタイムな数値演算方式や基準値との大，小を比
較する簡易な方式や、データテーブル方式等があ
る。ここで直流定電圧源１４の出力電圧Vaが上
述とは逆にアーク電圧Varc以上であると、本電
圧を極間に印加した際に放電が生じた定常アーク
状態となり、電極，被加工物に致合的な悪影響を
及ぼす可能性がある。
なお、上記実施例では整流器１３を使用した
が、これはトランジスタ等のスイツチング素子を
用いて放電電圧の休止期間２０のみ直流電圧源１
４の電圧を印加するようにしてもよい。また、加
工用直流電源１の内部インピーダンスとして等価
的な可変抵抗器４を考えたが、これは複数の抵抗
器を直，並列に接続し、そしてスイツチング素子
でこれらの抵抗値を切換制御するような方式でも
よい。また、上記実施例では形彫り放電加工機の
場合について説明したが、ワイヤ放電加工機につ
いても同様の効果が得られる。
が、これはトランジスタ等のスイツチング素子を
用いて放電電圧の休止期間２０のみ直流電圧源１
４の電圧を印加するようにしてもよい。また、加
工用直流電源１の内部インピーダンスとして等価
的な可変抵抗器４を考えたが、これは複数の抵抗
器を直，並列に接続し、そしてスイツチング素子
でこれらの抵抗値を切換制御するような方式でも
よい。また、上記実施例では形彫り放電加工機の
場合について説明したが、ワイヤ放電加工機につ
いても同様の効果が得られる。
以上のようにこの発明によれば、放電電圧の休
止期間中における極間抵抗値を演算して求め、そ
してこれにより、直流電源の内部インピーダンス
を変更，補正して、無負荷電圧の期間において放
電発生電圧以上の無負荷電圧を極間に加え、さら
に放電期間では所定の放電電流を流すようにした
ため、極間状態が不安定になりやすい三次元の複
雑形状を加工する際でも面粗度、加工速度，加工
精度の再現性等の安定した加工性能が電子回路の
みの安価な回路構成で実現できる。また比抵抗制
御においても「目標」比抵抗を経済的な値とする
ことが可能であり、工業的に極めて有利な効果を
生ずるものである。
止期間中における極間抵抗値を演算して求め、そ
してこれにより、直流電源の内部インピーダンス
を変更，補正して、無負荷電圧の期間において放
電発生電圧以上の無負荷電圧を極間に加え、さら
に放電期間では所定の放電電流を流すようにした
ため、極間状態が不安定になりやすい三次元の複
雑形状を加工する際でも面粗度、加工速度，加工
精度の再現性等の安定した加工性能が電子回路の
みの安価な回路構成で実現できる。また比抵抗制
御においても「目標」比抵抗を経済的な値とする
ことが可能であり、工業的に極めて有利な効果を
生ずるものである。
第１図はこの発明の一実施例による放電加工用
電源装置の回路図、第２図はその動作を説明する
ための電圧，電流波形図、第３図，第４図は従来
の放電加工用電源の回路図、電圧電流波形図、第
５図，第６図，第７図は導電性加工液を用いた場
合の極間のモデル図，等価回路図，電圧，電流波
形図を示す。 図中、１は直流電源、２はスイツチング素子、
３は発振器、４は可変抵抗器、５は極間、１１は
極間抵抗器、１３は整流器、１４は直流定電圧
源、１５は電流制限抵抗器、１６は電流測定器、
１７は電圧測定器、１８は検出装置、１９は制御
装置である。なお、各図中同一符号は同一または
相当部分を示す。
電源装置の回路図、第２図はその動作を説明する
ための電圧，電流波形図、第３図，第４図は従来
の放電加工用電源の回路図、電圧電流波形図、第
５図，第６図，第７図は導電性加工液を用いた場
合の極間のモデル図，等価回路図，電圧，電流波
形図を示す。 図中、１は直流電源、２はスイツチング素子、
３は発振器、４は可変抵抗器、５は極間、１１は
極間抵抗器、１３は整流器、１４は直流定電圧
源、１５は電流制限抵抗器、１６は電流測定器、
１７は電圧測定器、１８は検出装置、１９は制御
装置である。なお、各図中同一符号は同一または
相当部分を示す。
Claims (1)
- １ 加工電極と被加工物との間に発生する放電エ
ネルギーで加工を行う放電加工装置の電源におい
て、放電アーク電圧以下の出力電圧をもつ直流定
電圧源を具備し、放電電圧の休止期間中に該直流
定電圧源より極間に電流制限抵抗を介して放電加
工用直流電源と同一極性の電圧を印加しこの印加
電圧によつて極間に発生する電圧または電流を検
出する検出装置と、該検出装置の出力信号により
無負荷電圧の期間においては放電発生電圧以上の
無負荷電圧を放電期間においては所定の面粗度に
対応する放電電流をそれぞれ極間に供給するよう
に前記直流電源の等価的内部インピーダンスを補
正制御する制御装置とを具備したことを特徴とす
る放電加工用電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2025886A JPS62181826A (ja) | 1986-02-03 | 1986-02-03 | 放電加工用電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2025886A JPS62181826A (ja) | 1986-02-03 | 1986-02-03 | 放電加工用電源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62181826A JPS62181826A (ja) | 1987-08-10 |
| JPH0460765B2 true JPH0460765B2 (ja) | 1992-09-29 |
Family
ID=12022169
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2025886A Granted JPS62181826A (ja) | 1986-02-03 | 1986-02-03 | 放電加工用電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62181826A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63123607A (ja) * | 1986-11-14 | 1988-05-27 | Mitsubishi Electric Corp | 放電加工方法及び装置 |
| US6844519B2 (en) * | 2002-03-14 | 2005-01-18 | Mc Machinery Systems, Inc. | Electric sparking drill and method for forming a hole with an electric spark |
| JP5578223B2 (ja) * | 2012-03-01 | 2014-08-27 | キヤノンマーケティングジャパン株式会社 | マルチワイヤ放電加工システム、マルチワイヤ放電加工装置、電源装置、半導体基板または太陽電池基板の製造方法、放電加工方法 |
-
1986
- 1986-02-03 JP JP2025886A patent/JPS62181826A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62181826A (ja) | 1987-08-10 |
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