JPS63306821A

JPS63306821A - ワイヤ放電加工電源

Info

Publication number: JPS63306821A
Application number: JP13767787A
Authority: JP
Inventors: Haruki Obara; 小原　治樹
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 1987-06-02
Filing date: 1987-06-02
Publication date: 1988-12-14

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】産業上の利用分野本発明はワイヤ放電加工装置における放電用電源に関す
る。

従来の技術ワイヤ放電加工装置は、ワークに、走行するワイヤを近
接せしめ、該ワイヤとワーク間に加工液を注入しつつこ
れらの間のギャップ間に電圧を印加して放電を起させ、
ワークを削り取りながら所望の形状に加工するものであ
るが、加工速度を上げるためには、短いパルス幅の大電
流の電流パルスをワークとワイヤ間のギャップに流す必
要がある。しかし、このワークとワイヤ間に印加される
電圧が過大であるとワイヤが断線しやすくなる。

そのため、コンデンサ放電による加工電源においては上
記ギャップに大電流を流すために、コンデンサの充電電
圧を上げると、ワークとワイヤ間の印加電圧が過大とな
りワイヤが断線する。一方、コンデンサの容堡を大きく
して大電流を流そうとすると、パルス幅が大きくなると
いう欠点があり、短いパルス幅の大電流の電流パルスを
ワークとワイヤ間に流すことは困難である。

この問題を解決するには、放電インダクタンスを極力小
さくすれば可能であるが、この点においてもワークを載
買するテーブルが移動するため、電源からワークまでの
リード線を良くしておく必鼓があり、リード線が長くな
ると浮遊インダクタンスが増大し、インダクタンスを小
ざくすることも困難である。

そこで、ワークとワイヤ間に電圧を印加する電源に低電
圧電源とＢ電圧電源の２つの電源を設け、低電圧電源に
より放電のきっかけを作り、放電が生じた後は、高電圧
電源から大電流パルスを流し、放電させることにより、
ワークとワイヤ間に印加される電圧は小さく、かつ、短
パルス幅の大電流の電流パルスを放電電流としてギャッ
プに流すようにした放電加工電源は特開昭５５−１０１
３３５号公報において公知である。

発明が解決しようとする問題点しかし、上記特開昭５５−１０１３３５号公報によって
公知な放電加工電線は、２つの電源を用意する必要があ
り、又、ワークとワイヤ間の印加電圧を変える場合には
電ａ電圧をトランス切換え等で変更する必要があり、装
置を高価にし、操作も面倒である。

そこで、本発明の目的は、１つの電源により、放電が開
始するまではワークとワイヤ間に低電圧を印加し、放電
が開始すると高電圧を印加して、大電流、短パルス幅の
放電電流を流すワイヤ放電加工電源を提供することにあ
る。

問題点を解決するための手段本発明は、ワイヤ放電加工電源の、放電回路中にＡ級動
作及びＣ級動作するトランジスタを設けると共に、ワイ
ヤとワーク間のギャップ電圧を検出し、該ギャップ電圧
が設定電圧になるように上記トランジスタを作動させ、
放電が生じると上記トランジスタをＡ級動作からＣ級動
作に切換え、電源の？３電圧をワイヤとワーク間に印加
する印加電圧制御手段と、放電開始を検出し、放電１７
１始後第１の設定所定期間、上記印加電圧制御手段の動
作を持続させ、第１の設定所定明間終了後第２の設定所
定期間、上記印加電圧１．ＩＪ　ｗＪ手段の動作を停止
させ、放電電流パルス幅とワイヤとワーク間に印加する
電圧の印加休止期間をｔｉｌｌｌｉｌｌする電圧印加期
間制御手段を設けることによって、−し記問題点を解決
した。

作　　用Ｎ源からワイヤとワーク間へ電圧を印加同始時には、上
記印加電圧制御手段により、上記トランジスタはＡ級動
作し、ワイヤとワーク間のギャップには設定された低電
圧の電圧が印加される。そして、該低電圧印加中にワイ
ヤとワーク間に放電が生じると、上記印加電圧制御手段
は、この放電開始を検出し、上記トランジスタをＣ級動
作に切換え、ワイヤとワーク間に電源電圧の高電圧を印
加し、ワイヤとワーク間に大電流の放電電流を流す。一
方、上記電圧印加期間制御手段は、放電開始後、設定さ
れた第１の所定期間だけ上記印加電圧制御手段の動作を
持続させ、放電電流のパルス幅を決める。そして、該第
１の設定所定期間が終了すると、上記印加電圧制御手段
の動作を停止させ、ワイヤとワーク間への電圧印加を停
止させ、第２の設定所定期間だけ、印加休止期間を作り
、該期間が終了すると、再び、印加電圧制御手段の動作
を開始させ、上記動作を繰り返すこととなる。

実施例第１図は、本発明の一実施例の回路ブロック図であり、
本実施例は放電加工電源の基本回路１として、スイッチ
ング素子としてのトランジスタＴｒｉ及び後述するＡ級
動作、Ｃ級動作を行うトランジスタＴｒ２を介して、ワ
イＶ２とワーク３間に電源４の電圧を印加し、放電によ
り放電回路中のリード線等の浮遊インダクタンス中に蓄
えられたエネルギーを電源４に帰還させるダイオードＤ
ｌ、Ｄ２を設置フた基本回路を用いている。

そして、上記ワイヤ２とワーク３間のギャップ電圧ＶＧ
は抵抗Ｒ１，Ｒ２で分圧され、該分圧電圧は、比較電圧
ｖ１と比較し、比較電圧Ｖ１以上になるとＬレベルの出
力を出しワイヤ２とワーク３間の放電を検出するコンパ
レータ６に入力されると共に、設定電圧■２と該分圧電
圧の差を増幅し、上記トランジスタＴｒ２作動させ、ギ
ャップ電圧ＶＧの分圧が設定電圧■２になるように制御
し、放電開始後上記トランジスタＴｒ２をＡ級動作から
Ｃ級動作に切換えるための充分なゲインを持った差動ア
ンプ７に入力されており、該差動アンプ７によって本実
施例はワイヤ２とワーク３間に印加する印加電圧制御手
段を構成している。なお、該差動アンプ７の出りはトラ
ンジスタＴｒ２のゲートに入力されており、第１図にお
いては、その結合を省略している。

上記コンパレータ６の出力Ｓ４は放電電流の幅を決める
パルス幅が設定可能なワンショットマルチバイブレータ
９に入力され、又、ワンショットマルチバイブレータ９
の出力Ｓ５はワイヤ２とワーク３間に印加する電圧のオ
フ時間幅を決めるパルス幅が設定可能なワンショットマ
ルチバイブレータ１０に入力されている。即ち、上記コ
ンパレータ６とワンショットマルチバイブレータ９゜１
０によって、放電パルス幅とワイヤ２とワーク３間の電
圧印加休止ＩＩｒｆＸＩを＋ｌｌ１１御する電圧印加期
間ｌｌ１１１１手段を構成している。そして、該ワンシ
ョットマルチバイブレータ１０の出力Ｓ６はインバータ
１２を介し、加工開始信号であるマシニング信号Ｓ１が
一方の端子に入力されているナントゲート１３に入力さ
れ、該ナントゲートの出力Ｓ２はアンドゲート１４の一
方の端子に入力され、該アンドゲート１４の他方の入力
端子には、上記コンパレータ６、ワンショットマルチバ
イブレータ９の出力３４．８５を入力するオアゲート１
１の出力が入力され、該アンドゲート１４の出力Ｓ３は
インバータ８を介してトランジスタＴｒｌのベースに入
力されると共にアナログスイッチＳｗに入力され、該ア
ナログスイッチｓｗはオンしたとき、差動アンプ７の設
定電圧■２の入力端子を接地するように接続されている
。なお、第１図においては、インバータ８とトランジス
タＴｒ１のベース間の接続の図を省略している。

次に、本実施例の動作を、第２図のタイミングチャート
と共に説明する。

まず、加工開始信号としてのマシニング信号８１が入力
される前ではワンショットマルチバイブレータ９．１０
は作動しておらずこれらの出力Ｓ５．８６は出力されず
、Ｌレベル（第２図（ｊ）。

（ｋ）参照）にある。又、ギャップ電圧ＶＧは印加され
ていないため（第２図（ｇ）　参照）、コンパレータ６
の出力Ｓ４はＨレベルの出力を出している（第２図（ｉ
）参照）。そのため、ノーンドゲート１３の出力Ｓ２は
Ｈレベル、アンドゲート１４の出力Ｓ３はＨレベルで、
アナログスイッチＳＷはＯＮ状態にあり（第２図（ｂ）
、（ｃ）。

（ｄ）参照）、アンドゲート１４の出力Ｓ３をインバー
タ８を介してベースに入力されるトランジスタＴｒｉは
ＯＦＦ状態であり、差動アンプ７の出力は「０」である
からトランジスタＴｒ２も作動していない。

そこでマシニング信号８１が入力されると、ナトゲート
１３の両人力はＨレベルとなるから、出力Ｓ２はＬレベ
ルとなり、そのため、ンドゲート１４の出力Ｓ３はＬレ
ベルに切換える。このアンドゲート１４の出力Ｓ３をイ
ンバータ８を介して入力するトランジスタＴｒｉは第２
図（ｅ）に示すようにオンとなり、又、前記出力Ｓ３が
ＬレベルになることによりアナログスイッチＳＷはオフ
となるので、差動アンプ７の一方の入力端子には設定電
圧Ｖ２が印加され、差動アンプから出力が出されトラン
ジスタＴｒ２を作動させる。

その結果、電源４の電圧■０がトランジスタＴｒ１．Ｔ
ｒ２を介してワイヤ２とワーク３間のギャップに印加さ
れるが、差動アンプ７はギャップ電圧ＶＧの分圧電圧が
設定電圧■２になるように制御しているから、その出力
は大きくなく、トランジスタＴｒ２を能ｅ領域の動作で
あるＡ級動作を行わせているため、ギャップに印加され
る電圧は第２図（９）に示すように、電源電圧■０と比
較し、低い高圧が印加されることとなる。一方、ギャッ
プ電圧ＶＧの分圧電圧が比較電圧■１より大きくなると
、コンパレータ６の出力は反転し、第２図（ｉ）に示す
ようにＬレベル出力を出す。

こうして、ワイヤ２とワーク３間のギャップに低電圧が
印加され、その内ワイヤ２とワーク３間に放電が生じ、
ギャップ電圧ＶＧが低下すると、差動アンプ７の入力電
圧差が大きくなり、該差動アンプ７からは大きな出力が
出され、トランジスタＴｒ２をＡ級動作からＣ級動作（
トランジスタの飽和領域）に切換えるため、ワイヤ２と
ワーク３間には電源４の高電圧■０が印加され、ワイヤ
２とワーク３間のギャップには第２図（イ）に記すよう
に大電流Ｉが流れることとなる。ワイヤ２とワーク３間
に印加される電圧が高いので、この放電電流■の立上り
が急いで大電流を流すこととなる。一方、放電が生じ、
ギャップ電圧ＶＧが低下し、その分圧電圧が比較電圧■
１以下になるとコンパレータ６の出力Ｓ４はＨレベルに
切換ねり、その立上りでワンショットマルチバイブレー
タ９がトリガされ、設定された幅のパルスＳ５を出力す
る（第２図（ｊ）参照）。そして、このワンショットマ
ルチバイブレータ９の出力パルスＳ５の立下りでワンシ
ョットマルチバイブレータ１０がトリガされ、設定され
た幅のパルスＳ６を出力する（第２図（ｋ）参照）。そ
の結果、ナントゲート１３に入力されていたマルチバイ
ブレータ１０のインバート出力はＬレベルとなり、該ア
ンドゲート１３の出力Ｓ２はＨレベルとなり（第２図（
ｂ）参照）、アンドゲート１４の２つの入力は両方とも
にＨレベルとなるため（アンドゲート１４の他方の入力
はコンパレータ６の出力Ｓ４がすでにＨレベルとなって
いる）、その出力Ｓ３はＨレベルとなり、アナログスイ
ッチＳＷをオンとし、差動アンプ７の一方の入力を接地
させ、かつ、インバータ８を介してトランジスタＴｒｌ
をオフにするためワイヤ２とワーク３間には電源電圧■
０は印加されなくなる。しかし、放電回路中の浮遊イン
ダクタンス５．５′に蓄えられていたエネルギーがダイ
オードＤＩ、Ｄ２を介して電源４に帰還されるため放電
電流Ｉは第２図（ｈ）に示すように減少しながら流れる
。これで、１回の放電は終了するが、ワンショットマル
チバイブレータ１０の設定された幅の出力パルスＳ６が
終了すると、再びナントゲート１３の出力がＬレベルと
なり、前述した動作を繰り返すこととなる。以下この動
作を繰り返し、放電加工を行うこととなる。

以上の説明からも明らかのように、ワンショットマルチ
バイブレータ９の出力パルスＳ５の設定されたパルス幅
は族Ｎ電流幅を決めるものであり、これにより短パルス
の放Ｔｉ電流を得ることができる。一方、差動アンプ７
でυ制御されるトランジスタＴｒ２は、ワイヤ２とワー
ク３間に電圧を印加した時点では、Ａ級動作し、ワイヤ
２とワーク３間に設定された低電圧を印加し、放電が開
始されるとＣ１１動作に切換わり、ワイヤ２とワーク３
間に電源４の高電圧■Ｏを印加するため、ワイヤ２とワ
ーク３間のギャップには大電流が流れることとなる。

その結果、ワイヤ２とワーク３間に過大な電圧が印加さ
れず、かつ、短パルス幅で大電流の放電電流を得ること
ができる。

なお、上記実施例では、トランジスタＴｒ１を単にスイ
ッチングを動作するものにしたが、該トランジスタＴｒ
１も差動アンプ７の出力により、Ａ級動作し、そのＩＣ
級動作するようにさせてもよい。

さらに、放電電流パルス幅を決めるワンショットマルチ
バイブレータ９、及びワイヤ２とワーク３間の電圧印加
オフ期間を決めるワンショットマルチバイブレータ１０
も各々デジタルカウンタで構成し、該デジタルカウンタ
に設定されている数（時間）だけ出力を出すようにして
もよい。さらに、ワンショットマルチバイブレータ９の
代りに遅れ時間を設定可能な遅れ手段を設け、該遅れ手
段の出力でワンショットマルチバイブレータ１０をトリ
ガするようにしてもよい。

また、放電加工電源の基本回路１は、放電にコンデンサ
を用いた基本回路のものにも適用でき、例えば第３〜第
５図に示すような基本回路において、トランジスタＴｒ
３．Ｔｒ４．Ｔｒ５を各々上記実施例のトランジスタＴ
ｒ２のようにＡ級動作するトランジスタにして、上記実
施例で述べた差動アンプ７の出力で該トランジスタＴｒ
３．Ｔｒ４．Ｔｒ５を駆動するようにすればよい。なお
、Ｃはコンデンサ、Ｒは抵抗、２０．２１は浮遊インダ
クタンス、Ｄはダイオードであり、Ｔｒ６はスイッチン
グ素子としてのトランジスタである。

発明の効果以上述べたように、本発明は、１つの電源からワイ）７
とワーク間のギャップへの電圧印加開始時には低電圧を
該ギャップに印加し、放電が開始されると、ワイヤとワ
ーク間に高電圧を印加し、大電流の放電電流を短期間流
すようにしたので、ワイヤの断線をＫｌ　＜ことなく、
加工速度を向上させ、かつ、回路構成が簡単で安価なワ
イヤ放電加工電源を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例の回路ブロック図、第２図
は、同実施例の動作タイミングブセート、第３図〜第５
図は、本発明が適用できる放電加工電源の基本回路の例
である。１・・・放電加工電源の基本回路、２・・・ワイヤ、３
・・・ワーク、４・・・電源、５，５′・・・浮遊イン
ダクタンス、６・・・コンパレータ、７・・・差動アン
プ、８．１２・・・インバータ、９．１０・・・ワンシ
ョットマルチバイブレータ、１１・・・オアゲート、１
３・・・ナントゲート、１４・・・アンドゲート、ＳＷ
・・・アナログスイッヂ。第１図第３図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ワイヤ放電加工電源において、放電回路中にＡ級
動作及びＣ級動作するトランジスタを設けると共に、ワ
イヤとワーク間のギャップ電圧を検出し、該ギャップ電
圧が設定電圧になるように上記トランジスタを作動させ
、放電が生じると上記トランジスタをＡ級動作からＣ級
動作に切換え、電源の高電圧をワイヤとワーク間に印加
する印加電圧制御手段と、放電開始を検出し、放電開始
後、第１の設定所定期間上記印加電圧制御手段の動作を
持続させ、第１の設定所定期間終了後第２の設定所定期
間上記印加電圧制御手段の動作を停止させ、放電電流パ
ルス幅とワイヤとワーク間に印加する電圧の印加休止期
間を制御する電圧印加期間制御手段を設けたことを特徴
とするワイヤ放電加工電源。
（２）上記印加電圧制御手段はワイヤとワーク間のギャ
ップ電圧の分圧電圧と設定電圧との差を増幅し出力する
差動アンプで構成されている特許請求の範囲第１項記載
のワイヤ放電加工電源。
（３）上記電圧印加期間制御手段は、放電開始を検出す
るコンパレータと、該コンパレータからの放電開始検出
出力によりトリガされ第１の設定所定期間幅の第１のパ
ルスを出力する第１のワンショットマルチバイブレータ
と、上記第１のパルスの終了によりトリガされ第２の設
定所定期間幅の第２のパルスを出力する第２のワンショ
ットマルチバイブレータで構成され、上記第２のワンシ
ョットマルチバイブレータからの第２のパルス出力中上
記印加電圧制御手段の出力を停止させた特許請求の範囲
第１項又は第２項記載のワイヤ放電加工電源。