JPH0487720A - 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を対向させた状態で相対的に
移動させ、電極と被加工物との間に直流電圧を印加しパ
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
関し、特にパルス電流のピーク電流値を増大させたとき
の加工速度の増加する割合を大きくできる放電加工装置
に関するものである。

［従＾術］ 第４図は従来の放電加工装置を示すブロック図であり、
図において、（１）は電極、（２）は被加工物、（３）
は電極（１）と他方の電極としての被加工物（２）との
間、つまり電極間に無負荷電圧を発生させる直流電源で
、直流可変電圧源（１０）、トランジスタ等のスイッチ
ング素子（以下、スイッチと記す）　（１１）、可変抵
抗器（１２）及び逆流阻止ダイオード（１３）を直列に
したスイッチ回路とフライホイールダイオード（１４）
とから構成され、電極（１）と被加工物（２〉に接続さ
れている。（６）は加工回路全体を代表する直流抵抗分
Ｒと等価インダクタンスＬとを持つ加工フィーダで、パ
ルス電源（２７）を電極（１）と被加工物（２）に接続
するフィーダであり、例えば同軸ケーブルが使われる。

パルス電源（２７）は、電圧Ｖ　の直流電圧源（２８）
、スイッチ（２９）及び逆流阻止ダイオード（３０）を
直列にしたスイッチ回路とフライホイールダイオード（
３１）およびサージ吸収電圧源（３２）のサージ吸収回
路とから構成されている。（８）は発振器で、直流電源
（３）を働かせて電極間に無負荷電圧を発生させると共
に、電極間の電圧■。を測定して放電発生を検出し、加
工パルス信号Ｐを作り、かつ各種の加工条件を入出力す
る装置である。（９）は発振器（８）に加工条件を設定
する条件設定装置である。

次に、第４図に示す従来の放電加工装置の放電加工中に
おけるパルス電流の電極間への通電手順について説明す
る。

発振器（８）から直流電源（３）のスイッチ（１１）へ
信号Ｙ　を送り、スイッチ（１１）をオン（以下、ＯＮ
と記す）させて、電極間へ直流電圧を印加する。

なお、この前には、予め条件設定装置（９）から送られ
た加工条件ＤＮが、−旦発振器（８）のラッチ回路にラ
ッチされ、このデータＤＮが発振器（８）から直流電源
（３）に送られて、直流可変電圧源（ｌＯ）及び可変抵
抗器（１２）の値が設定されている。

この後、電極（１）と被加工物（２）を相対的に移動さ
せて放電が発生するまで近づける。放電が発生すると電
極間電圧ｖ６を観測している発振器（８）カラ、パルス
電流の通電のタイミングを制御する制御信号である加工
パルス信号Ｐが出力され、パルス電源（２７）のスイッ
チ（２９）をＯＮさせて、加工フィーダ（６）を通して
電極間にパルス電流を通電する。パルス電流を通電した
後、発振器（８）からの信号Ｙ　を止め、直流電源（３
）のスイッチ（１１）をオフ（以下、ＯＦＦと記す）さ
せて、電極間への直流電圧の印加を中止する。パルス電
流の通電が終ってからは、時間をおいてから再び発振器
（８）から直流電源（３）のスイッチ（１１）へ信号Ｙ
　を送りスイッチ（１１）をＯＮさせて、電極間へ直流
電圧を印加する。

上記の動作を繰り返し続けて、電極間にパルス電流を通
電して放電加工を行なう。

第５図が上記手順を表わすタイムチャートで、電極間電
圧Ｖ。と電極間パルス電流１．と直流電源信号Ｙ　と加
工パルス信号Ｐの一例である。

直流電源（３）から電極間に直流電圧印加後、放電が発
生すると電極間電圧Ｖ６は無負荷電圧からアーク電圧Ｖ
Ａへ移行する。これと同時に直流電源（３）から電極間
に直流電流が流れ始める。

発振器（８）は電極間電圧■。の変化を観測し、放電の
発生を検出すると、その直後に加工パルス信号Ｐを出力
する。

加工パルス信号Ｐのパルス幅は、電極間に直流電圧を印
加開始した時刻から時刻ｔ、より遅れて放電が発生した
場合はｔ　に、時刻ｔＤ以前に放電が発生した場合はｔ
ｌに調整される。

加工パルス信号Ｐはパルス電源（２７）のスイッチ（２
９）をＯＮさせて、夫々ピーク電流値”Ｐ２またはＩＰ
ｌのパルス電流を電極間に通電させる。

次に、パルス電流の波形について第６図により説明する
。パルス電流の最大値はパルス電源（２７）の直流電圧
源（２８）の電圧Ｖ　から電極間のアーク電圧ＶＡを引
いた値を、加工フィーダ（６）の等価抵抗Ｒで割った値
Ｖ　　−Ｖ＾／Ｒである。時刻０における電流勾配Ｖ　
−■Ａ／Ｌを最大にして時間の経過と共に指数関数的に
増加して行き、加工パルス信号Ｐの終了後はピーク電流
値ＩＰから次第に減少して行き零となる。この結果、パ
ルス電流は三角形状となる。第５図および第６図の例で
は、加工パルス信号Ｐの終了時刻ｔ１に対してパルス電
流のピーク−電流値はＩＰＩであり、加工パルス信号Ｐ
の終了時刻ｔ２に対しては、パルス電流のピーク電流値
はＩＦ５となる。また、上記パルス電流のパルス幅はそ
れぞれＴ　とＴ２である。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のような従来の放電加工装置では、パルス電流のピ
ーク電流値１ｐを増大させエネルギーを大きくして、１
回の放電における加工量を増そうとした場合は、加工パ
ルス信号Ｐの終了時刻ｔを遅らせなければならず、その
結果パルス電流のパルス幅が広くなるので、加工時間の
デユーティが上がり加工回数が減ることになる。

加工時間のデユーティが高くなると、加工スラッジの排
出が悪くなり、また加工回数が下がるので、パルス電流
のピーク電流値１ｐを大きくしても、一定時間内の加工
量（加工速度）の増加する割合が小さくなるという問題
点があった。

この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、パルス電流のピーク電流値ＩＰを増大したときの
、加工速度の増加する割合を大きくできる放電加工装置
を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る放電加工装置は、電極と被加工物を対向
させた状態で相対的に移動させ、電極と被加工物との間
に直流電圧を印加しパルス電流を通電して被加工物を加
工するものにおいて、各々電圧の異なる直流電圧源を有
し、電極間にパルス電流を供給する複数のパルス電源と
、複数のパルス電源を電極と被加工物に接続する共通の
加工フィーダと、電極間での放電発生を検出して出力さ
れる加工パルス信号を複数のパルス電源の内のｉつに分
配する分配器とを設けたものである。

［作用］ この発明においては、各々電圧の異る直流電圧源を有し
、電極間にパルス電流を供給する複数のパルス電源の内
の一つに、分配器から加工パルス信号を送り、パルス電
源夫々について予め設定された波形のパルス電流を、一
つのパルス電源から電極間に通電する。

［実施例］ 以下、この発明による放電加工装置の一実施例について
説明する。

第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図であり第
１図において、（１）は電極、（２）は被加工物、（３
）は電極間に無負荷電圧を発生させる直流電源で、直流
可変電圧源（１０）、スイッチ（１１）、可変抵抗器（
１２）及び逆流阻止ダイオード（１３）を直列にしたス
イッチ回路とフライホイールダイオード（１４）とから
構成され、電極（１）と被加工物（２）に接続されてい
る。（６）は加工回路全体を代表する等価直流抵抗分Ｒ
と、等価インダクタンスＬを持つ加工フィーダで、第２
のパルス電源（４）と第１のパルス電源（５）を電極（
１）と被加工物（２）に接続するフィーダである。なお
、上述のＮ４図と同一符号の部分は同一部分を示してい
る。

第２のパルス電源（４）は、電圧Ｖｎの直流電圧源（１
５）、スイッチ（■６）及び逆流阻止ダイオード（１７
）を直列にしたスイッチ回路と、フライホイールダイオ
ード（１８）およびサージ吸収電圧源（１９）からなる
サージ吸収回路と、スイッチ（１６）のＯＮ時間を調節
するパルス幅調節器（２ｏ）とから構成されている。第
１のパルス電源（５）は、電圧ＶＬの直流電圧源（２１
）、スイッチ（２２）及び逆流阻止ダイオード（２３）
を直列にしたスイッチ回路と、フライホイールダイオー
ド（２４）およびサージ吸収電圧源（２５）からなるサ
ージ吸収回路と、スイッチ（２２）のＯＮ時間を調節す
るパルス幅調節器（２６）とから構成されている。

（３３）は発振器で、直流電源（３）を働がせて電極間
に無負荷電圧を発生させると共に、電極間の電圧ｖ６を
測定して放電発生を検出し、加工パルス信号Ｐを作りか
つ各種の加工条件を入出力する装置である。（９）は発
振器（３３）に加工条件を設定する条件設定装置である
。（７）は発振器（３３）からの加工パルス信号Ｐとパ
ルス電源の選択信号Ａ／Ｂを受けて、加工パルス信号Ｐ
を分配し、第２のパルス電源（４）への加工パルス信号
Ｙｏまたは第１のパルス電源（５）への加工パルス信号
Ｙｈの何れか一方を出力する分配器である。

次に、第１図に示すこの発明の一実施例である放電加工
装置の放電加工中におけるパルス電流の電極間への通電
手順について説明する。

発振器（３３）から直流電源（３）のスイッチ（１１）
へ信号Ｙ　を送り、スイッチ（１１）をＯＮさせて、電
極間へ直流電圧を印加する。なお、この前には、予め条
件設定装置（９）から送られた加工条件ＤＮが、−旦発
振器（３３）のラッチ回路にラッチされ、このデータＤ
Ｎが発振器（３３）から直流電源（３）に送られて、直
流可変電圧源（１０）及び可変抵抗器（１２）の値が設
定されている。この後、電極（１）と被加工物（２）を
相対的に移動させて放電が発生するまで近づける。放電
が発生すると電極間電圧Ｖ６を観測している発振器（３
３）から、パルス電流の通電のタイミングを制御する制
御信号である加工パルス信号Ｐおよびパルス電源選択信
号Ａ／Ｂが分配器（７）へ出力されて、分配器（７）か
らは、パルス電源選択信号Ａ／Ｂで決まる第２のパルス
電源（４）または第１のパルス電源（５）へ選択されて
加工パルス信号Ｙ　または加工パルス信号ＹＡのどちら
か一方のみが出力される。加工パルス信号ＹＢまたは加
工パルス信号ＹＡは第２のパルス電源（４）または第１
のパルス電源（５）のスイッチ（１６）またはスイッチ
（２２）をＯＮさせて、加工フィーダ（６）を通して電
極間にパルス電流を通電する。パルス電流を通電した後
、発振器（３３）からの信号Ｙ　を止め、直流電源（３
）のスイッチ（１１）をＯＦＦさせて、電極間への直流
電圧の印加を中止する。

パルス電流の通電が終ってからは、時間をおいて再び発
振器（３３）から直流電源（３）のスイッチ（１１）へ
信号Ｙ　を送りスイッチ（１１）をＯＮさせて、電極間
へ直流電圧を印加する。上記の動作を繰り返し続けて電
極間にパルス電流を通電して放電加工を行なう。

第２図が上記手順を表わすタイムチャートで、電極間電
圧Ｖ　と電極間パルス電流Ｉ、と直流型源信号Ｙ　と加
工パルス信号Ｐとパルス電源選択信号Ａ／Ｂと加工パル
ス信号ＹＡおよびＹＢの一例である。

直流電源（３）から電極間に直流電圧印加後、放電が発
生すると電極間電圧Ｖ６は無負荷電圧からアーク電圧Ｖ
Ａへ移行する。これと同時に直流電源（３）から電極間
に直流電流が流れ始める。

発振器（３３）は電極間電圧■６の変化を観測し、放電
の発生を検出すると、その直後に加工パルス信号Ｐを出
力する。

パルス電源選択信号Ａ／Ｂは、電極間に直流電圧を印加
開始した時刻から時刻ｔ、より遅れて放電が発生した場
合は、分配器（７）を働かせて加工パルス信号ＹＢを出
力するレベルに変わり、上記時刻ｔ、以前に放電が発生
した場合は、分配器（７）を働かせて加工パルス信号Ｙ
Ａを出力するレベルに変化する。

発振器（３３）から出力された加工パルス信号Ｐは、分
配器（７）により加工パルス信号ＹＢまたは加工パルス
信号ＹＡに切り替えられて、それぞれ第２のパルス電源
（４）のスイッチ（１６）または第１のノくルス電源（
５）のスイッチ（２２）をＯＮする。この結果、電極間
にはピーク電流値ＩＰ２またはピーク電流値”　ＰＩの
パルス電流が流れる。

次に、パルス電流の波形について第３図により説明する
。第２のパルス電源（４）から電極間に通電するパルス
電流の最大値は第２のパルス電源（４）の直流電圧源（
１５）の電圧ＶＨから電極間のアーク電圧ＶＡを引いた
値を、加工フィーダ（６）の等価抵抗Ｒで割った値ｖ　
　−ＶＡ／Ｒであり、第１のパルス電源（５）から電極
間に通電するパルス電流の最大値は第１のパルス電源（
５）の直流電圧源（２１）の電圧Ｖ　から電極間のアー
ク電圧ＶＡを引り いた値を、加工フィーダ（６）の等価抵抗Ｒで割った値
ＶＬ−ＶＡ／Ｒである。時刻Ｏにおける電流勾配は第２
のパルス電源（４）から電極間に通電するパルス電流の
場合はｖ　　−ＶＡ／Ｌを、第１のパルス電源（５）か
ら電極間に通電するパルス電流の場合はＶＬ−ｖＡ／Ｌ
をそれぞれ最大にして時間の経過と共に指数関数的に増
加して行き、時刻ｔ　の経過後は第２のパルス電源（４
）から電極間に通電するパルス電流の場合はピーク電流
値ＩＰ２に達して、また第１のパルス電源（５）から電
極間に通電するパルス電流の場合はピーク電流値ＩＰＩ
に達してから次第に減少して行き零となる。

この結果、パルス電流は三角形状となる。第２図および
第３図の例では、電極間に通電するパルス電流のパルス
幅が同じＴとなる様、第２のパルス電源（４）のサージ
吸収電圧源（１９）の電圧および第１のパルス電源（５
）のサージ吸収電圧源（２５）の電圧を予め設定してい
る。また、直流電圧源（１５）の電圧■　、直流電圧源
（２１）の電圧ＶＬも、第３図に示す波形が得られるよ
うに予め設定している。

さらに、第２のパルス電源（４）のスイッチ（１６）お
よび第１のパルス電源（５）のスイッチ（２２）のＯＮ
時間は、それぞれパルス幅調節器（２０）およびパルス
幅調節器（２Ｂ）によりｔ　に調節されている。このパ
ルス幅調節器（２０）、　（２Ｂ）は加工パルス信号Ｐ
のパルス幅と異なる時間ｔ　を得る場合に必要である。

回路は一般のワンショット動作をするもので、例えば、
単安定マルチバイブレータが用いられる。

なお、上記の実施例では、パルス電源は第１および第２
の２個の場合であるが、パルス電源は３個以上有っても
良い。パルス電源がＮ　（Ｎ＞２）個の場合は、直流電
圧印加開始時刻からの放電遅れ時刻１　−１　　　によ
り、パルス電源選択信号ＤＩ　　　　　ＤＮ−１ Ｙ　　−ＹＮを発振器から出力して、Ｎ個のパルス電源
から異なるピーク電流値ＩＰ１〜’ＰＮのパルス電流を
切り替えて電極間に通電することができる。

例えば、パルス電源が３個（Ｎ−３）の場合は、−例と
して放電遅れ時刻ｔＤ２より遅れて放電が発生した場合
は、パルス電源選択信号Ｙ３を出力し、ｔＤ２とｔＤｌ
の間で放電が発生した場合はＹ２を出力し、ｔ、１以前
に放電が発生した場合はＹｌを出力することにより、パ
ルス電源を切替えてパルス電流を電極間に通電すること
ができる。

また、パルス電源選択信号Ｙ１〜ＹＮを出力する基準は
、直流電圧印加開始時刻からの放電遅れ時刻ｔ　　−Ｔ
　　　としているが、直流電圧印加間ＤＩ　　　ＤＮ−
１ 始時剤から一定時刻ｔ　後に無負荷電圧値■。をＯ 測定し、その値を基準値ｖ　−■　　と比較して、ＧＩ
　　　ＧＮ−１ パルス選択信号Ｙ　　−ＹＮを判別出力する様にしでも
良い。

［発明の効果コ この発明は以上説明したとおり、電極と被加工物を対向
させた状態で相対的に移動させ、電極と被加工物との間
に直流電圧を印加し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おいて、各々電圧の異なる直流電
圧源を有し、電極間にパルス電流を供給する複数のパル
ス電源と、複数のパルス電源を電極と被加工物に接続す
る共通の加工フィーダと、電極間での放電発生を検出し
て出力される加工パルス信号を複数のパルス電源の内の
一つに分配する分配器とを設けたから、パルス電流のパ
ルス幅を広くしないで、パルス電流のピーク電流値１ｐ
を増大させることができ、加工エネルギーが大きく、加
工スラッジの排出効果も変わらないので、加工速度の増
加する割合を大きくできる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図、第２図
はこの発明の一実施例の装置の放電加工中におけるパル
ス電流の電極間への通電手順を説明する線図、第３図は
この発明の一実施例におけるパルス電流の波形を説明す
る波形図、第４図は従来の放電加工装置を示すブロック
図、第５図は第４に示す装置の放電加工中におけるパル
ス電流の電極間への通電手順を説明する線図、第６図は
第４図に示す装置のパルス電流の波形を説明する波形図
である。 図において、（１）は電極、（２）は被加工物、（３）
は直流電源、（４）は第２のパルス電源、（５）は第１
のパルス電流、（６）は加工フィーダ、（７）は分配器
、（９）は条件設定装置、（３３）は発振器である。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。 第２図 代理人　弁理士　佐々木　宗　治 第３図 第 図 第 図 第６図 手続補正書（自発） 和〜１２□１８ 日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　電極と被加工物を対向させた状態で相対的に移動させ
   、電極と被加工物との間に直流電圧を印加しパルス電流
   を通電して被加工物を加工する放電加工装置において、 電極間に無負荷電圧を発生させる一つの直流電源と、各
   々電圧の異る直流電圧源を有し、上記電極間にパルス電
   流を供給する複数のパルス電源と、上記複数のパルス電
   源を上記電極と被加工物に接続する共通の加工フィーダ
   と、上記直流電源を働かせて上記電極間に直流電圧を印
   加すると共に上記電極間での放電発生を検出して加工パ
   ルス信号を出力する発振器と、上記加工パルス信号を上
   記複数のパルス電源の内の一つに分配する分配器とを備
   えたことを特徴とする放電加工装置。