JPS58192473A - 放電加工用パルス電源装置 - Google Patents

放電加工用パルス電源装置

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JPS58192473A
JPS58192473A JP7347382A JP7347382A JPS58192473A JP S58192473 A JPS58192473 A JP S58192473A JP 7347382 A JP7347382 A JP 7347382A JP 7347382 A JP7347382 A JP 7347382A JP S58192473 A JPS58192473 A JP S58192473A
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JP
Japan
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machining
power supply
supply circuit
voltage
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JP7347382A
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JPS6361128B2 (ja
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Tadao Oizumi
大泉 忠夫
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Makino Milling Machine Co Ltd
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Makino Milling Machine Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/02Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
    • H03K3/53Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use of an energy-accumulating element discharged through the load by a switching device controlled by an external signal and not incorporating positive feedback
    • H03K3/537Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use of an energy-accumulating element discharged through the load by a switching device controlled by an external signal and not incorporating positive feedback the switching device being a spark gap

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  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
  • Generation Of Surge Voltage And Current (AREA)

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】 本発明は、放電加工における加工用Aルス電源装置に関
する。
放電加工における加工用電極の消耗率(以下単に消耗率
と称す)の低減、特に加工電極と被加工物との対向面積
が比較的大なるものを仕上加工する場合の消耗率を低減
することは、少ない工程で高精度の加工を行うために極
めて重要なことであるが、従来の放電加工用ノクルス電
源においては、加工電極と被加工物との間の加工間隙に
供給される加工用電気ノ4ルスのピーク電流値I、と、
該電気ノ4ルスのパルス幅(τ’opt )とによシ決
定される衝撃係数K(K=I、/τo8・)を適切な値
に設定することによって消耗率を低減することが行われ
てきた。しかしながら従来のノ9ルス電源は、荒加工の
場合、または加工面積が小さい仕上加工の場合には低消
耗率加工が可能であるが、加工面積が比較的大なるもの
については適切な加工条件がなく消耗率を低減すること
が難しいという問題があった。
本発明は、上述の問題を解決するために提案するもので
あシ、その目的とするところは、放電加工における仕上
加工において、特に加工面積が比較的大なるものについ
て仕上加工として要求される加工面あらさを維持しつつ
消耗率の低減を計り、それにより少ない工程で高精度の
放電加工を行い得る放電加工用ノlルス電源装置を提供
することにある。
この目的を達成するために1本発明によれば、放電加工
における加工電極と被加工物との間の加工間隙に加工用
電気パルスを周期的に供給するためのノ4ルス電源を備
えた放電加工用パルス電源装、おい−U、Uヵ11□g
gl zf # x (D i1□ヵ142、   i
ルの期間中に該加工間隙の電圧が所定の電圧値よシ低い
場合に、加工電流のピーク電流値を予め設定された値よ
シ大きくする補助パルス供給回路を備えたことを%徴と
する放電加工用パルス電源装置が提供される。
以下本発明の実施例を図面にもとづいて詳細に説明する
。実施例の説明に先立って第1図表いし第3図において
、従来のパルス電源による放電加工についてさらに詳し
く説明する。
第1図は仕上加工における加工用電気パルスのピーク電
流値!、およびパルス幅(τ。N)と消耗率との関係を
示すグラフの一例であシ、図に示されるようにτ。Nを
大きくする、すなわち衝撃係数にの値を小さくすると消
耗率が低減する。公知の如く、ノ母ルス電源による放電
加工における加工面あらさけピーク電流値!、とパルス
幅(τON)の積EK依存し、一般的KEO値を小さく
すると加工面あらさけ細かくなる。他方消耗率は前述の
如く衝撃係数Kに依存し、一般的にKO値を小さくする
と消耗率は小さくなる。従ってこれらの関係から仕上加
工における消耗率を低減するためにはピーク電流値I、
の値を出来るだけ小さく設定する必要がある。しかし従
来のパルス電源では第1図に示すような曲線が得られる
のは加工面積が比較的小さい(第1図のIp=3Aの曲
線についていえば約30傭以下)の場合でおって、加工
面積が大きくなるに従いτ。8をどのような値に設定し
ても消耗率は小さくならず、従って大なる加工面積のも
のを低消耗率加工するためには、ピーク電流値工、をよ
シ大きくして加工面めらさが粗くなるのを許容せざるを
得なかった。
第2図はオシロスコープで観察した仕上加工時の加工間
隙に生ずる電圧波形を示したものであ如、第2図aは加
工面積が小さい(約25c1n2)場合、第2図すは加
工面積が大きい(約200 cm2)場合の加工間隙電
圧波形である。なお第2図◎は印加する加工用電気ノt
ルスの高レベル、低レベル状態の遷移を表わし、またピ
ーク電流l、は3アンペア、/母ルス幅τ。、Nは50
μmで加工したときのものである。第2図から明らかな
ように、加工面積が小さい場合は第2図aのように電気
ノ母ルスが高レベルになって加工間隙で放電が開始して
から電気パルスが低レベルになるまでアーク放電が持続
しているが、加工面積が大きい場合は第2図すのように
個々の電気パルスが高レベル罠なっている期間中に放電
時間がτ。、より極めて短い複数個の放電が発生してい
る。
第3図は、公知のコンデンサ方式による放電加工を示す
回路図であるがこの回路の加工間1!A11t圧波形は
第2図すの電圧波形と部分的に極めて類似している。ま
た加工面積が小さい場合でも加工間隙に並列に成る値の
容量を持つコンデンサを接続すると加工間隙電圧波形は
第2図すのようになりこのような波形の場合には消耗率
は大きくなる。
これらのことから、加工面積が比較的大きい場合には、
加工電極と被加工物とによシ形成される浮遊静電容量が
加工間隙に並列に接続されたコンデンサとして作用し該
浮遊静電容量の値がピーク電流値工、に対して無視でき
ない程度に大きくなるために電気パルスの高レベル期間
中に1個の持続アーク放電とはならず多数のコンデンサ
放電が繰返されることによシ加工電極の消耗を早めるも
のと考察される。
第4図は本発明による放電加工用パルス電源装置の一実
施例を示す。第4図において1は公知の加工用電気パル
ス供給回路であって、6は加工用直流電源、7はスイッ
チング素子、8は電気パルスのビーク電流を設定するだ
めの抵抗器、9はスイッチング素子7を駆動するだめの
増幅器、10はパルス発生器である。前記加工用電気パ
ルス供給回路の出力が加工電極2と被加工物3とに印加
され、公知の加工間隙制御装置(図示せず)によって加
工間隙4を適切な距離に維持しつつ放電加工が行われる
。11は加工間隙4に並列に接続されたコンデンサとし
て作用する浮遊静電容量を尋価的に図示したものである
5は、本発明による加工用電気パルスが高レベルの期間
中に加工間隙電圧が所定の値よシ低いときに、ビーク電
流値を前記抵抗器8によシ設定さ      jれたビ
ーク電流値より大きくするための補助ノヤルス供給回路
の一実施例を示す。ここで補助ノ4ルス供給用直流電源
51、電界効果トランジスタ52、抵抗器56.57、
および定電圧ダイオード58は定電流電源回路を構成し
、その出力電流はダイオード50を介して加工間隙4に
供給される。該定を流電源回路の出力電流<1の値は電
界効果トランジスタ52のy−ト端子にかかる電圧によ
って定まる。可変抵抗器57は定電圧ダイオード58の
両端に生ずる電圧を分圧して電界効果トランジスタ52
のr−ト端子に所定の電圧を印加するためのものであシ
、抵抗器56は定電圧ダイオード58に流れる電流を制
限する保護抵抗である。
トランジスタ53および可変抵抗器59は前記定電流電
源回路の出力電圧v1を所定の電圧以下にクランプする
電圧クランプ回路を構成し、該クランプ電圧はトランジ
スタ53のベース端子にかかる電圧vbKはぼ尋しい。
可変抵抗器59は補助/IFルス供給用直流電源51の
出力電圧を分圧してトランジスタ530ペース端子に所
定の電圧を印加するだめの定電圧源である。
トランジスタ54はスイッチング素子であり、増幅器5
5を介してノ4ルス発生器10によって駆動され、帥記
加工用電気パルス供給回路1の出力パルスとほぼ同期し
てオン、オフ動作し、トランジスタ54がオンの時のみ
前記定電流電源(ロ)路を作動状態にする。ダイオード
50Fi紡記定電流電源回路の出力端と加工電極20間
に図に示す極性で接続され、加工間隙電圧■、がクラン
プ電圧V、すなわちV、よシ高いとき加工電流が補助/
4′ルス供給回路5へ逆流するのを防止する。
次に補助ノ9ルス供給回路5の動作を説明する。
ここで前記電圧フランジ回路のクランプ電圧Vを持続ア
ーク放電時の加工間隙電圧vn(第り図a参照)よp若
干低い値に設定するものとする。第4図において加工用
電気パルス供給回路10出力ノクルスが高レベルになシ
加工用電気/母ルスが加工間■4に印加されるとこれに
同期してトランジスタ54がオンになシ、前記定電流電
源回路が設定された所定の電流i1を出力する。而して
、まだ放電が開始しない間およびアーク放電が持続して
いる間は加工間隙電圧Vがクランプ電圧■、よシ高いの
で、$1は加工間隙4には流れずすべてトランジスタ5
3を介して流れる(L2=@s、13=Q)が、前記浮
遊靜電容4jjk11によるコンデンサ放電が発生して
vgが■5より低くな4と電流i1はダイオード50を
介して加工間隙4に流れる( 1s−iI、i2 =O
)ようになり、加工間隙4に供給されるピーク1!流値
が増加する。ピーク電流値が増加するとコンデンサ放電
からアーク放電に移行し、加工間隙電圧vgが■。に回
復するとiIは再びトランジスタ53に流れis =O
となる。かくして前記定電流電源回路の出力電流i1 
をコンデンサ放電からアーク放電に移行させるのに十分
であってかつできるだけ小さい値に設定することによシ
加工面番らさを維持しつつ消耗率を低減することが可能
になる。なお、第4図においてスイッチング素子54の
出力端に接続される可変抵抗器59の一端を補助ノ辛ル
ス供給用直a電源51の正極側に接続するようにしても
よい。−また可変抵抗器59はトランジスタ53のオン
、オフを制御するための所定電圧を出力するものである
から、他の周知の定電圧源に置換え得ることは勿論であ
る。
第5図の変形例は第4図の構成嶽素のうちからトランジ
スタ53と可変抵抗器59からなる出力電圧フラング回
路のみを定1iL#t、電源回路の出力端に並列に接続
した抵抗器62に置換えたものでおる。抵抗器62の抵
抗値をRzとすると抵抗器62の両端の電圧V、はt3
二0のときすなわち12=zlのとき最も高い値(il
 X、R,)となるから抵抗器62は出力電圧クランプ
回路として作動し、クランf電圧はil とR8の値に
よって定祉る。従って第5図の変形例もまた第4図の実
施例と同じ効果か得られる。なお、@4図および第5図
の定電流電源回路は図示した実施例に限定されるもので
はなく、他の周知の定電流電源回路であってもよい・ 第6図の変形例は、第4図および第5図の補助パルス供
給用直流電源51およびトランジスタ54すなわちスイ
ッチング素子54を、加工用電気パルス供給回路1の直
自c′IIi源6およびスイッチング素子7と共用にし
た例でお9さらに補助・ヤルス供給回路5の電界効果ト
ランジスタ52と定電圧ダイオード58と抵抗器56.
57からなる定電流電源回路を抵抗器61に置換えだも
のである・本発明は、上述の如く構成され加工用電気パ
ルスが高レベルの期間中に加工間隙電圧が所定の電圧よ
シ低くなったとき加工間隙に供給するピーク1!流値を
増加させることによシ低消耗率加工に必要な所望の連続
アーク放電が確実に行われ、しかもピーク電流値を増加
させるのは必要な時だけに限られるから所定の加工面あ
らさを維持しつつ加工面積が比較的大なる場合に従来の
・臂ルス電源に比較して大幅に消耗率を低婆、すること
が可能であるO 第7図は、従来のt4ルス電源による加工と本発明によ
るノ4ルス電源による加工とを消耗率および加工面あら
さについて比較実験したデータをグラフで表わしたもの
である。横軸は加工面積、縦軸は左側が消耗率、右側が
加工面ららさを示す。曲線d、fはそれぞれ従来の装置
の消耗率と加工面あらさの変化を表わし、曲線・、gは
それぞれ本発明による装置の消耗率と加工面あらさの変
化を表わす。いずれの場合も加工用電気パルスのピーク
を流値!、は3 A、、母ルス幅は50μ腸で6b、壕
だ本発明の装置による場合定[流電源回路の出力電流1
Nは5A、w圧りラング回路のクランf11圧は23V
に設定しである。このグラフから明らかなように従来の
装置による加工では加工面積が大きくなるに従って加工
面わらさは若干良くなる傾向にある(曲線f)が、消耗
率は急激に大きくなる(曲線d)。他方、本発明の装置
による加工では加工面ららさけほとんど変らない(曲線
g)が、消耗率の増大する割合は大幅に低減されている
(曲線・)。
従9て、例えば加工面積が130m の場合、加工面あ
らさが7〜lOμRmax程度の仕上加工を行うためK
は従来の装置では5〜1(lの消耗率を許容せざるを得
なかったが本発明によれば消耗率1−以下の低消耗率加
工が可能となる。
なお上述の実験において加工面積が大島くなるに従9て
定電流電源回路の出力電流−1を適当な割合で大きくす
ると消耗率特性は更に改善される。
【図面の簡単な説明】
第1図は、仕上加工における加工用電気・臂ル哀ノヒー
ク′#1流値(■、)およびパルス@(τ0や)ト加工
用電極の消耗率との関係を示すグラフ、第2図は、加工
電極と被加工物の間隙に生ずる仕上加工時の電圧を示す
波形図、 第3図は、公知のコンデンサ方式による放電加工を示す
回路図5 第4図は、本発明による補助/9ルス供給回路の実施例
を示す回路図、 ° 第5図は、本発明による補助i44ルス供給路の他
の変形例を示す回路図、 第6図は、本発明による補助/臂ルス供給回路のさらに
他の変形例を示す回路図、および第7図は、本発明によ
る装置と従来の装置との消耗率および加工面あらさを比
較したグラフでおる。 (符号の説明) 1・・・加工用電気パルス供給回路、2・・・加工電極
、3・・・被加工物、4・・・加工間隙、5・・・補助
ノ4ルス供給回路、6・・・加工用直流電源、7・・・
スイッチング素子、8・・・抵抗器、9・・・増幅器、
1o・・・パルス発生器、11・・・等測的浮遊静電容
量、5o・・・ダイオード、51・・・補助ノ’?ルス
供給用直流電源、52・・・電界効果トランジスタ、5
3.54・・・トランジスタ、55・・・増幅器、56
・・・抵抗器、57・・・可変抵抗器、58・・・定電
圧ダイオード、59・・・可変抵抗器、61.62・・
・抵抗器。 特許出願人 株式会社牧野フライス製作所 特許出願代理人 弁理士官本 朗 弁理士西舘和之 弁理士 山 口 昭 之

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、放電加工における加工電極と被加工物との間の加工
    間隙に加工用電気ノ4ルスを周期的に供給するためのt
    ’?ルス電源を備えた放電加工用ノ譬ルス電源装置にお
    いて、該加工用電気t4ルスの電圧が高レベルの期間中
    に該加工間隙の電圧が所定の電圧値より低い場合に、加
    工電流のピーク電流値を予め設定された値上り大きくす
    る補助・臂ルス供給回路を備えたことを特徴とする放電
    加工用ノ譬ルス竜諒装置。 2、該補助パルス供給回路が、補助ノ9ルス供給用電誠
    接続路、該接続路に接続され所定の端子電圧を形成する
    抵抗回路、該抵抗回路の1つの端子と加工電極の一方と
    の間に接続されたダイオニド、を具備する特許請求の範
    囲第1項に記載の放電加工用ノ4ルス電源装置。 3、該補助パルス供給回路が、補助パルス供給用直流電
    源、A/ルス発生器の出力に接続され該、4+ルス発生
    器の(8号を増幅する増幅器、該増幅器の出力に接続さ
    れ断i的に加工用電気パルスを供給するスイッチング素
    子、該スイッチング素子の出力に接続される定電′流電
    源回路、該定電流電源回路のめ力に接続され第2のトラ
    ンジスタと該第2のトランジスタのベース端子に接続さ
    れる定電圧詠からなる電圧フラング回路、および、該定
    電流電源回路および該電圧クランプ回路の出力に接続さ
    れるダイオ−P、を具備する特許請求の範囲第1項に記
    載の放電力!工用・法へ電源装置。 4 該補助パルス供給回路が、補助i4ルス供給用直流
    電源、パルス発生器の出力に接続され該)母ルス発生器
    の信号を増幅する増幅器、該増幅器の出力に接続され断
    続的に加工用電気/9ルスを供給するスイッチング素子
    、核スイッチング素子の出力に接続される定−流電源回
    路、該定電流電源回路の出力に接続される電圧クランノ
    用の抵抗器、および、該定を流電源回路の出力に接続さ
    れるダイオード、を具備する特許請求の範囲第1項に記
    載の放電加工用パルス電源装置。 5.#補助パルス供給回路が、スイッチング素子と加工
    用導流電源の負極側との間に直列に接続される2個の抵
    抗器と、その共通接点と加工電極の間に接続されたダイ
    オード、を具備する特許請求の範囲第1項に記載の放電
    加工用/llスス源装置。
JP7347382A 1982-05-04 1982-05-04 放電加工用パルス電源装置 Granted JPS58192473A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4788399A (en) * 1984-06-29 1988-11-29 Nicolas Mironoff Electrical circuit for electro-discharge machines

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4788399A (en) * 1984-06-29 1988-11-29 Nicolas Mironoff Electrical circuit for electro-discharge machines

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