JPS6350133B2

JPS6350133B2 -

Info

Publication number: JPS6350133B2
Application number: JP5613484A
Authority: JP
Inventors: Haruki Obara; Masaya Ito; Masafumi Tonomura
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 1984-03-26
Filing date: 1984-03-26
Publication date: 1988-10-06
Also published as: JPS60201825A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、ワイヤ放電加工機における放電加工
電源に関するものである。

従来技術コンデンサに電流制限抵抗を通して充電した電
荷を放電させて放電加工を行うワイヤ放電加工機
において、荒加工を行つた後ワークの加工面の面
粗さを良くしたり、形状の修正等を行うために仕
上加工を行うが、この場合、面粗さをよくするに
は加工パワーを小さくすればするほどよくなる。
そのため、電流パルス幅を小さくするためにコン
デンサの容量を小さくしたり、コンデンサの充電
電圧を小さくする必要がある。しかし、回路中に
は浮遊容量があるため、コンデンサの容量を小さ
くするのは自ずから制限される。また、コンデン
サに蓄えられる電圧も、これを過小にすると放電
が生じにくくなるので、これも自ずから限界があ
る。

したがつて、最良の加工面粗さを得るように加
工するには、加工が不安定となる限界近くで加工
を行う必要があり、そのような領域で如何にして
加工を安定化させるかが重要である。実験による
と、コンデンサを充電させる直流電源の電圧を高
くし、電流制限抵抗を大きくすると加工面粗さが
良い状態で安定加工が得られることがわかつた。

これは、加工中電極とワーク間のギヤツプは増
減しており、直流電源電圧が低いとギヤツプが大
きくなつたとき放電が生じにくく、一時放電が停
止すると、その後ギヤツプが小になつたとしても
放電はすぐには生じなく、放電が不安定になるも
のと考えられる。しかし、直流電源の電圧が高い
とギヤツプが大きくなつても放電が停止しにくい
ためギヤツプが増減しても放電は容易に生じ、安
定した放電が得られる。

すなわち、ワイヤ放電加工機においては、加工
液としてワイヤ電極とワーク間に水が存在し、こ
のため、電解電流として洩れ電流が電極とワーク
間に生じ、コンデンサは直流電源電圧まで充分充
電されることはない。そして、この洩れ電流は電
極とワークが近づけば大きくなり離れれば小さく
なるため直流電源の電圧を高くして電流制限抵抗
を大きくとると、電極とワークが離れたときは洩
れ電流は小さく、コンデンサの充電電圧は高くな
り、電極とワークが離れていても放電は生じやす
くなる。また、電極とワークが適当な値まで近付
けば洩れ電流は大きく、コンデンサの充電電圧は
低くなるから、良好な面粗さの加工を得ることが
できる。

上述した理由で、安定した加工を得るには直流
電圧は高く、充電制限抵抗は大きくし、ワークの
面粗さをよくするにはコンデンサの充電電圧は低
いほどよいこととなる。そこで、このような微小
面粗さを得る加工においては充電電圧を低くして
加工が安定，不安定の限界近くで行われることと
なるが、ワイヤ電極とワーク間の距離が加工中に
小さくなりすぎたり、あるいは凹部の加工のよう
にワイヤ電極とワーク間の対向面積が増すと上述
した理由で洩れ電流が大きくなり、コンデンサの
充電電圧が低下しすぎて放電しないこととなると
いう欠点があつた。

そこで、このような欠点を解消するには、ワイ
ヤ電極とワークの距離が増減してもコンデンサの
充電電圧が増減しないように制御する必要があ
り、例えば、コンデンサの充電電圧が変化しない
ように制御することが有効と考えられる。しかし
ながら、実験によればこのような制御では放電が
不安定となることが分かつた。これは、ワイヤ電
極とワークの距離が大きい場合に充電電圧が一定
では一時的に放電が停止し易いためと考えられ
る。すなわち、ワイヤ電極とワークの距離が小さ
い場合はコンデンサの充電電圧が低下しないよう
に制御する必要があるが、逆に大きい場合はコン
デンサの充電電圧が増加し得るように制御しない
と加工が不安定になると考えられる。

発明の目的本発明は、上記従来技術の欠点を改善し、仕上
加工における面粗さをよくすると共に、安定加工
が得られる仕上加工用のワイヤ放電加工電源を提
供することを目的としている。

発明の構成本発明は、直流電源から電流制限抵抗及びオン
オフするスイツチンク素子を介してコンデンサを
充電し、該コンデンサの充電電圧をワイヤ電極と
ワーク間に印加し放電を行うワイヤ放電加工機の
放電加工電源において、上記電流制限抵抗及びス
イツチング素子と並列に抵抗を介してトランジス
タを接続し、上記スイツチング素子が導通時にお
ける上記コンデンサの充電電圧と上記直流電源の
電圧との電圧差を検出する検出回路と、該検出回
路の出力を上記スイツチング素子導通時に上記ト
ランジスタのベースにに入力し、該トランジスタ
を介して上記電圧差に応じた電流を上記コンデン
サに流すように構成したワイヤ放電加工電源であ
る。

実施例第１図は、本発明の一実施例を示す回路図で、
１は直流電源、Ｃ１は充放電を行うコンデンサ、
Ｐはワイヤ電極、Ｗはワーク、Ｔ１はスイツチン
グ素子でオンオフするトランジスタ、Ｒ１はトラ
ンジスタＴ１を介してコンデンサＣ１への充電を
制限する電流制限抵抗、Ｔ２は後述するプレアン
プでＡ級増幅器を構成するようにされたトランジ
スタである。Ｒ２もトランジスタＴ２を介してコ
ンデンサＣ１への充電を制限する電流制限抵抗、
Ｒ３，Ｒ４は回路図のａ点の電圧、すなわちトラ
ンジスタＴ１、抵抗Ｒ１間の電圧を分圧する抵
抗、２はアナログスイツチ、Ｃ２はコンデンサ、
３は基準電圧Ｖ１とコンデンサＣ２に充電された
充電電圧を比較して出力する差動増幅器、Ｄはダ
イオード、５はトランジスタＴ２をＡ級増幅器と
して動作させるプリアンプで、６はトランジスタ
Ｔ１をオンオフさせるためのプリアンプ、４は発
振器で、アナログスイツチ２、プリアンプ５，６
を動作させる。上記プリアンプ５の出力はトラン
ジスタＴ２のベースＧ２に入力され、プリアンプ
６の出力はトランジスタＴ１のベースＧ１に入力
されている。

次に、この実施例の動作について述べる。

発振器４から出力されるパルスにより、アナロ
グスイツチ２はオンし、プリアンプ５，６は動作
する。その結果、プリアンプ６から出される一定
電圧の出力によりＣ級で動作するトランジスタＴ
１は導通し、電流制限抵抗Ｒ１を介してコンデン
サＣ１は充電され、Ｙの充電電圧によりワークＷ
と電極Ｐ間に放電が生じ、放電加工が行われるこ
ととなる。一方、トランジスタＴ１が発振器４か
ら出力されるパルスにより導通したとき、アナロ
グスイツチ２はオンするため、コンデンサＣ２に
は図中ａ点の電圧を抵抗Ｒ３，Ｒ４で分圧した電
圧が印加されることとなる。すなわち、直流電源
１の電圧をV₀、コンデンサＣ１の充電電圧をVc
とすると、V₀−Vcの電圧が点ａに発生すること
となるから、コンデンサＣ２には直流電源電圧
V₀とコンデンサＣ１の充電電圧の差に応じた電
圧が印加され充電されることとなる。

このコンデンサＣ２の充電で生じた充電電圧は
差動増幅器３に入力され、基準電圧V₁と比較さ
れ、その差に応じた出力がダイオードＤを介して
プリアンプ５に入力される。そのため、プリアン
プ５の出力は、直流電源電圧V₀とコンデンサＣ
１の充電電圧Vcの差に応じた電圧が発生し、こ
の出力がトランジスタＴ２のベースＧ２に入力さ
れ、該トランジスタＴ２を導通させると共にＡ級
増幅器として機能させる。このトランジスタＴ２
及び抵抗Ｒ２を介して流れる電流は直流電源電圧
V₀とコンデンサＣ１の充電電圧Vcの差に比例し
て流れ、この電流によりコンデンサＣ１を充電す
ることとなり、充電電圧は一定に保持されること
となる。

以上が、本実施例の動作であるが、ワークの面
粗さをよくし、かつ、安定した加工が得られる理
由について、さらに詳述すると、第２図イにパル
ス発振器４からの出力パルスを示し、同ロに、第
１図においてトランジスタＴ２等が設けられてな
く、単にトランジスタＴ１によつてコンデンサＣ
１が充電される場合を想定した時のａ点の電圧、
すなわち、トランジスタＴ１と抵抗Ｒ１間の電圧
を示しており、同ハは、第１図で示す回路の本発
明の実施例におけるａ点の電圧を示したものであ
る。

今、基準電圧V₁は加工が不安定になる限界値
より少し高い値に設定されている。そして、トラ
ンジスタＴ２等が設けられていない場合を想定す
ると、発振器４の出力によりトランジスタＴ１が
導通し、コンデンサＣ１は充電され、ワークＷと
電極Ｐ間に洩れ電流が少なければ、コンデンサＣ
１は直流電源１の電圧V₀に近くまで充電され、
第２図ロのに示すようにａ点の電圧はほとんど
OVになる。そして、その後、ワークＷと電極Ｐ
間に放電が生じ放電加工が行われるが、しかし、
ワークＷと電極Ｐの対向面積が増すこと等により
洩れ電流が増加するとコンデンサＣ１の充電電圧
Vcは直流電源１の電圧V₀まで上昇せず、差が出
ると第２図ロの，に示すようにａ点の電圧も
上昇する。そして、基準電圧V₁は安定加工を得
るための限界に近い電圧であるからコンデンサＣ
１の充電電圧Vcが低下し、直流電源１の電圧V₀
との差が大きくなり、第２図ロのの場合には放
電が生じなくなる。そこで、本発明には、この洩
れ電流によるコンデンサＣ１の充電電圧低下を補
償するトランジスタＴ２等の回路が設けられてい
る。それは、上記トランジスタＴ１を導通させる
発振器４のパルスによりオンするアナログスイツ
チ２により上記ａ点の電圧をコンデンサＣ２に印
加し充電させ、この充電電圧を差動増幅器３によ
り基準電圧V₁との差をダイオードＤを介してプ
リアンプ５に入力し、その出力をＡ級で動作する
トランジスタＴ２のベースＧ２に印加したから、
直流電源V₀とコンデンサＣ１の充電電圧Vcの差
に応じてトランジスタＴ２を介してコンデンサＣ
１を充電し、第３図ハに示すように基準電圧V₁
まで充電することとなる。すなわち、ワークＷと
電極Ｐ間の洩れ電流によるコンデンサＣ１の充電
電圧Vcの低下はＡ級で動作するトランジスタＴ
２を通る電流によつて補償されることとなり、充
電電圧Vcは基準電圧V₁より常に高い一定電圧に
保持されることとなる。また、逆にワークＷと電
極が離れれば、充電電圧Vcは基準電圧V₁よりも
高い直流電源電圧V₀に近い値まで充電されるこ
ととなるから、これにより放電は安定し、安定し
た加工で、かつ面粗さが微小になつた加工を得る
ことができる。

発明の効果以上述べたように、ワークと電極間の洩れ電流
によるコンデンサの充電電圧の低下を、その低下
の度合いに応じて自動的に補償する回路を設けた
から、コンデンサの充電電圧は一定電圧に保持さ
れ、そのため、直流電源電圧を下げて安定加工が
できる限界値に近い電圧をもつて加工が行えるか
ら、ワークの加工面は微小面粗さとなり、かつ安
定した加工が行えるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例の回路図、第２図
は、動作説明図である。２……アナログスイツチ、５，６……プリアン
プ、Ｔ１，Ｔ２……トランジスタ、Ｐ……電極、
Ｗ……ワーク。

Claims

【特許請求の範囲】

１直流電源から電流制限抵抗及びオンオフする
スイツチンク素子を介してコンデンサを充電し、
該コンデンサの充電電圧をワイヤ電極とワーク間
に印加し放電を行うワイヤ放電加工機の放電加工
電源において、上記電流制限抵抗及びスイツチン
グ素子と並列に抵抗を介してトランジスタを接続
し、上記スイツチング素子が導通時における上記
コンデンサの充電電圧と上記直流電源の電圧との
電圧差を検出する検出回路と、該検出回路の出力
を上記スイツチング素子導通時に上記トランジス
タのベースに入力し、該トランジスタを介して上
記電圧差に応じた電流を上記コンデンサに流すよ
うにしたワイヤ放電加工電源。