JPS6350132B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ワイヤカツト放電加工において、放
電加工時とは逆極性の電圧をワイヤ電極とワーク
間に印加し平均加工電圧をゼロにすることにより
電気分解作用を防止し、ワークの電食を防止する
ワイヤ放電加工電源に関する。

従来技術と欠点 加工液として水を用いる放電加工においては電
気分解作用が生じ、特に、超硬合金のような電食
性のワークを荒加工する場合等は電食が生じ、ワ
ークをもろくする等の欠点があつた。また、セカ
ンドカツト時においては、電気分解作用のために
粒子の選択電食によりワークの表面が荒れて仕上
面のあらさが悪くなる等の欠点があつた。これを
防止するために、非加工時に電極とワーク間のギ
ヤツプに加工時とは逆に逆電圧を印加することに
よつて平均加工電圧をゼロにして電気分解作用を
防止することはすでに公知である。

しかし、ワークの板厚の変化やワークと電極間
のギヤツプ洩れ電流等により、ワークと電極間に
印加される逆電圧も変動するし、逆電圧のピーク
電圧が過大であると電極の損傷が大きく、また、
微小エネルギーで正極性放電を行う場合には逆極
性放電によるワークへの損傷が加工面粗さを悪化
させる。逆に、逆電圧のピーク電圧が小さすぎる
と、その分だけ逆電圧印加時間を長くする必要が
生じ、加工能率が落ちるという欠点があり、逆電
圧ピーク電圧を制御すると共に平均加工電圧をゼ
ロにするよう制御する必要があつた。

発明の目的 本発明は、放電加工時とは逆極性の電圧をワイ
ヤ電極とワーク間に印加して電気分解作用を防止
する回路を有するワイヤ放電加工電源において、
逆電圧のピーク電圧の変動を除き、逆電圧印加時
間を自動的に制御し、平均加工電圧をゼロにする
ことができるワイヤ放電加工電源を提供すること
にある。

発明の構成 本発明は、スイツチング素子をオンさせてワイ
ヤ電極とワーク間に電圧を印加して放電を生ぜし
めて加工を行い、該スイツチング素子がオフ時に
ワイヤ電極とワーク間に加工時とは逆極性の電圧
をトランジスタと抵抗を介して印加するワイヤ放
電加工電源において、上記ワイヤ電極とワーク間
に印加される平均加工電圧を検出し、該平均加工
電圧に応じたパルス幅のパルスを出力する逆電圧
時間調整回路と、逆電圧印加時に上記トランジス
タと抵抗間の電圧と基準電圧との差を検出保持す
るサンプルホールド回路の保持電圧に応じた出力
を上記逆電圧時間調整回路の出力パルス時間だけ
出力する逆電圧調整回路を有することを特徴とす
るワイヤ放電加工電源である。

実施例 第１図は、本発明の一実施例におけるワイヤ放
電加工電源の基本回路を示すもので、Ｐはワイヤ
電極、Ｗはワーク、Ｅ１は直流電源で、電流制限
抵抗Ｒ１を介してスイツチング素子のトランジス
タＴ１がオンになつたときワークＷとワイヤ電極
Ｐに電圧を印加して放電加工を行わせるものであ
り、この点、従来のトランジスタにより制御する
放電回路と同じである。また、第１図において、
端子ａ，ｂ間にコンデンサを接続し、このコンデ
ンサを充放電させて放電加工を行う放電回路であ
つてもよい。Ｅ２はワークＷとワイヤ電極Ｐ間へ
逆電圧を印加するための電源で、トランジスタＴ
２及び電流制限抵抗Ｒ２を介して逆電圧が印加さ
れるものである。そして、上記トランジスタＴ２
はＡ級増幅器として作用するように、第２図に示
す制御回路によつて制御されるもので、第２図に
おいて、１はワイヤ電極ＰとワークＷ間の逆電圧
のピーク電圧を一定にするための逆電圧調整回路
で、２は該逆電圧の印加時間を調整するための逆
電圧時間調整回路を示す。逆電圧調整回路１は第
１図におけるｄ点の電位、すなわち、第１図の
ｄ，ｂ間の電圧を抵抗Ｒ３，Ｒ４で分圧した電圧
を入力信号とし、アナログスイツチ３、差動増幅
器４、コンデンサＣ１，Ｃ２からなるサンプルホ
ールド回路とダイオードＤ１、プリアンプ５、イ
ンバータＩ１等からなり、上記トランジスタＴ２
のベースＧ２にこの逆電圧調整回路２は、第１図
における点ａ，ｂ間、すなわちワイヤ電極Ｐ、ワ
ークＷ間の電圧を抵抗Ｒ１０，Ｒ１１で分圧し、
その電圧を入力とし、該分圧電圧を平滑する平滑
回路６、コンパレータ７、上記トランジスタＴ１
を導通させるための信号がベースＧ３に入力され
て導通するトランジスタＴ３、該トランジスタＴ
３と並列に接続されたコンデンサＣ４、ナンドゲ
ートＮ１、インバータＩ２，Ｉ３等で構成され、
該逆電圧時間調整回路２の出力は、逆電圧調整回
路１のアナログスイツチ３及びインバータＩ１を
介してプリアンプ５に入力されている。

次に、本実施例の動作を第３図のタイミングチ
ヤートを参照しながら説明する。

まず、第１図の基本回路において、トランジス
タＴ１のベースＧ１に第３図イに示すようなパル
スが導入され、該トランジスタＴ１はオンし、直
流電源Ｅよりワイヤ電極ＰとワークＷ間に電圧を
印加し放電を生ぜしめる。その後、トランジスタ
Ｔ１をオフにして、トランジスタＴ２を導通させ
てワイヤ電極ＰとワークＷ間に逆電圧を電源Ｅ２
から印加している。この動作を繰返し行つている
が、ワイヤ電極ＰとワークＷ間のギヤツプ電圧
は、第２図に示すように、抵抗Ｒ１０，Ｒ１１で
分圧して逆電圧時間調整回路２に入力されてお
り、このギヤツプ電圧は逆電圧時間調整回路２の
平滑回路６で平滑され、該平滑回路６の出力は、
ワイヤ電極ＰとワークＷ間に印加される電圧の平
均加工電圧が出力されることとなる。この平滑回
路６から出力される平均加工電圧を、第２図、第
３図に示すようにVLとする。そして、この平均
加工電圧VLは、コンパレータ７の一方の端子に
入力されている。一方、このトランジスタＴ３の
ベースＧ３にもトランジスタＴ１をオンにする設
定されたオンタイムのパルスが入力されているか
ら、トランジスタＴ３も導通し、コンパレータ７
の他方の端子に入力される電圧VCは、第３図ロ
に示すようにバイアス電圧Ｖ２からOVに低下す
る。そして、オンタイムが切れ、トランジスタＴ
３がオフになると、第３図ロに示すように、コン
デンサＣ４が充電され、この充電電圧VCがコン
パレータ７の他方の入力端子に入力されることと
なる。そして、コンパレータ７は２つの入力電圧
VLとVCを比較し、コンデンサＣ４の充電電圧
VCが平均加工電圧VLより低い期間、すなわち、
第３図ハに示すような出力を出すこととなる。そ
して、このコンパレータ７の出力と設定されたオ
ンタイムのパルスをインバータＩ２で反転させた
信号がナンドゲートＮ１に入力され、かつインバ
ータＩ３で反転される結果、インバータＩ３から
は第３図ニに示すようなパルスが出力されること
となる。そして、この出力パルスは逆電圧調整回
路１のアナログスイツチ３をオンさせると共に、
インバータＩ１を介してプリアンプ５を動作させ
ることとなる。このように、逆電圧時間調整回路
２の出力パルスの幅は平滑回路６の出力である平
均加工電圧VLの大きさに応じて変動する。すな
わち、第３図ロおいて、平均加工電圧VLがゼロ
に近づけば、第３図ニに示す出力パルスの幅は小
さくなり、平均加工電圧VLが上昇すればその出
力パルス幅は大きくなる。なお、平均加工電圧が
ゼロである場合でも平滑回路６からはゲインが無
限大ではないことからわずかの出力電圧が出され
る。また、この出力電圧をより安全に確保するた
め微小電圧を抵抗Ｒ１０，Ｒ１１で分圧した分圧
に加算して平滑回路６に入力してもよい。

一方、逆電圧調整回路１では、第１図の基本回
路におけるｄ点の電圧、すなわち、ｂ，ｄ間の電
圧を抵抗Ｒ３，Ｒ４で分圧して入力しており、該
分圧はアナログスイツチ３、コンデンサＣ１、差
動増幅器４、コンデンサＣ２からなるサンプルホ
ールド回路に入力され、逆電圧時間調整回路２の
第３図ニに示す出力によりアナログスイツチ３が
オンすると、コンデンサＣ１は上記分圧で充電さ
れる。このコンデンサＣ１の充電電圧と基準電圧
Ｖ１との差を差動増幅器４で増幅し、この差動増
幅器４の出力電圧でコンデンサＣ２を充電し、
ｂ，ｄ間の電圧に応じた充電電圧が保持される。
一方、逆電圧をワークＷとワイヤ電極Ｐに印加す
るトランジスタＴ２をＡ級増幅動作させるための
プリアンプ５には、上記逆電圧時間調整回路２の
出力をインバータＩ１で反転した出力が入力さ
れ、この入力によりプリアンプ５は上記コンデン
サＣ２の充電電圧に応じた電圧を出力し、トラン
ジスタＴ２を動作させる。そのため、ワイヤ電極
ＰとワークＷ間には一定の逆電圧のピーク電圧が
印加されることとなる。すなわち、ワークＷの加
工面積が大きくなつたり、洩れ電流が増大し、ワ
イヤ電極ＰとワークＷ間のギヤツプ電圧が低下す
る場合、第１図のｂ，ｄ間の電圧は逆に増加す
る。そのため、コンデンサＣ２に充電される負の
充電電圧も増加した値が保持されることとなる。
そのため、プレアンプ５の出力はより低い負の電
圧となり、この電圧がPNPのトランジスタＴ２
のベースＧに印加されるから、トランジスタＴ２
にはより電流が流れやすくなる。すなわち、ｂ，
ｄ間の抵抗は減少し、この間の電圧は減少し、ワ
イヤ電極ＰとワークＷ間の電圧が上昇することと
なる。また、逆にワークＷの加工面積が小さいと
きや洩れ電流が小さいときはｂ，ｄ間の電圧は小
さく、コンデンサＣ２の負の充電電圧も小さくな
り、トランジスタＴ２のベースＧ２には余り大き
な負の電圧が印加されないから、ｂ，ｄ間の電圧
は高く、ワイヤ電極ＰとワークＷ間の電圧は低く
押えられることとなる。これは、ワークＷの加工
面積や洩れ電流によるワイヤ電極ＰとワークＷ間
の電圧変動を自動的に調整し、一定電圧に保持す
ることとなる。そして、プリアンプ５からの負の
出力は前述したように、逆電圧時間調整回路２の
第３図ニで示すような平均加工電圧に応じてパル
ス幅が増減するパルス出力期間中に出されること
となるから、ワイヤ電気ＰとワークＷ間には、ピ
ーク電圧が一定で平均加工電圧がゼロになるよう
な時間幅の逆電圧が印加されることとなる。

発明の効果 本発明は、ワイヤカツト放電加工において、ワ
イヤ電極とワーク間に加工時とは逆極性の電圧を
印加する場合、該逆電圧の変動を調整し一定値に
保持し、かつ、該逆電圧印加時間を平均加工電圧
がゼロになるように自動的に調整できるようにし
たから、電気分解作用を防止し、ワークの電食を
防止し、かつ逆電圧の過大による電極やワークの
損傷を防止できる。さらに、逆電圧のピーク電圧
を常に最適に保持するから加工時間も短くなり、
加工能率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例におけるワイヤ放
電加工電源の基本回路、第２図は、同実施例の逆
電圧印加制御回路、第３図は、動作タイミング説
明図である。 １……逆電圧調整回路、２……逆電圧時間調整
回路、３……アナログスイツチ、４……差動増幅
器、５……プリアンプ、６……平滑回路、７……
コンパレータ、Ｐ……ワイヤ電極、Ｗ……ワー
ク、Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３……トランジスタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ スイツチング素子をオンさせてワイヤ電極と
   ワーク間に電圧を印加して放電を生ぜしめて加工
   を行い、該スイツチング素子がオフ時にワイヤ電
   極とワーク間に加工時とは逆極性の電圧をトラン
   ジスタと抵抗を介して印加するワイヤ放電加工電
   源において、上記ワイヤ電極とワーク間に印加さ
   れる平均加工電圧を検出し、該平均加工電圧に応
   じたパルス幅のパルスを出力する逆電圧時間調整
   回路と、逆電圧印加時に上記トランジスタと抵抗
   間の電圧と基準電圧との差を検出保持するサンプ
   ルホールド回路の保持電圧に応じた出力を上記逆
   電圧調整回路の出力パルス時間だけ出力する逆電
   圧時間調整回路を有し、該逆電圧調整回路の出力
   により上記トランジスタを導通させると共に、Ａ
   級増幅動作をさせることにより逆電圧のピーク電
   圧が一定で平均加工電圧がゼロになるようにした
   ワイヤ放電加工電源。 ２ 上記逆電圧時間調整回路は、上記ワイヤ電極
   とワーク間を分圧した電圧を平滑する平滑回路
   と、上記スイツチング素子をオンさせるパルスで
   放電され該パルスが消えると充電されるコンデン
   サの充電電圧が上記平滑回路の出力電圧になるま
   で出力するコンパレータと、該コンパレータから
   出力があり上記スイツチング素子をオンさせるパ
   ルスがない場合に出力するゲート回路からなる特
   許請求の範囲第１項記載のワイヤ放電加工電源。