JPS6361127B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は放電加工装置、特に加工用パルス発生
電源の改良に関するものである。

〔従来技術及び問題点〕

従来パルス発生回路としてコンデンサの充放電
を用いるものとかマルチバイブレータ等が利用さ
れているが、これらはパルス幅、休止幅、周波数
等を目的に応じて変更するには一つ一つ抵抗、コ
ンデンサ等の複雑な切換調整をする必要があり、
その変更範囲にも限度があり、任意に目的とする
パルスを発生できなかつた。又、パルス幅、休止
幅等を目的に応じた所定に設定しても、加工間隙
の状態によつてはパルス発生回路の出力パルスと
加工間隙とが一致せず、予定した性能を放電加工
ができなくなる欠点があつた。又、刻々変化する
間隙の状態にアダプテイブに制御できず、ガス中
放電、アーク放電等の異常放電を続けて加工面を
悪化したり、異常放電が続くことによつて特に加
工液が噴流できないとか、深孔加工する場合に全
く加工がストツプしてしまつたりする欠点があつ
た。

〔問題点の解決手段〕

本発明はこの点を改善するために発明されたも
ので、クロツクパルス発生回路によつて発生する
クロツクパルスをカウンタ及びカウント数切換設
定装置により構成される時間設定回路に加え、該
時間設定回路から交互に出力するオンタイム信号
とオフタイム信号により対応するオンパルス幅と
オフパルス幅を有するゲートパルスを発生し、発
生パルスを電子スイツチに加えて加工間隙に並列
接続した電源をオン、オフスイツチングすること
により前記加工間隙繰返し加工パルスを供給する
ようにしたものに於て、前記加工間隙の放電状態
を検出して放電の発生しない無負荷状態になつて
る間前記オンタイム時間設定回路のカウンタをク
リアさせる制御回路を設けたことを特徴とする。

〔実施例〕

以下図面の一実施例により説明すれば、第１図
において、１はクロツクパルスを発生する発振回
路で、これは第２図の如く、エザキダイオードを
用いたものａ，ｂとかトランジスタを用いたもの
ｃとか各種のものが利用できる。２はカウンタで
クロツクパルスをカウント計数してオフタイムを
設定する時間設定回路で、発振回路１からのクロ
ツクパルスは先ず直列接続されたカウンタ３，４
に加わつて計数が行なわれる。５はカウント数を
所望の値に選択するリレーで、この選択出力がデ
ケードカウンタ６に加わり、BCD信号に変換さ
れ、これがデコー７により10進に変換される。

８はデコーダ７の出力選択リレーである。９は
オンタイムを設定する時間設定回路で、これも前
記オフタイムの時間設定回路と同様にカウンタ１
０，１１、そのカウント数の選択リレー１２、デ
ケードカウンタ１３及びデコーダ１４、出力選択
リレー１５により構成されている。１６は前記時
間設定回路２の出力パルス数を計数する計数回路
で、２個のカウンタ１７，１８より成り、所定の
数計数する毎に出力信号を出す。１９はオンタイ
ムを設定する時間設定回路９及びオフタイムを設
定する時間設定回路２から交互に出力するオンタ
イム信号とオフタイム信号とに対応するオンパル
ス幅とオフタイム幅を有するゲートパルスを発生
するパルス発生回路で、NAND₁及びNAND₂に
よりフリツプフロツプ回路を構成している。２０
はゲートパルスの位相反転増幅器、２１はスイツ
チ素子のトランジスタで電圧源２２をゲートパル
スに応じてオン、オフスイツチングすることによ
り繰返し加工パルスを発生し加工間隙２３に加え
る。２４は加工間隙の放電状態、即ち例えば間隙
電圧を検出すると共に、例えば基準電圧と比較す
ることにより反比例する電圧を発生すると共に、
その出力電圧をクロツクパルスの発振回路１に加
えて制御する検出制御回路、２５は加工間隙の放
電しない無負荷電圧を検出判別してオンパルスを
クランプするオンパルスクランプ回路、２６は加
工間隙の検出信号電圧を正常放電の下限を設定す
る基準値で判別してその基準値以下になつたとき
信号を出力する判別回路である。

以上において、発振回路１の作動によつてクロ
ツクパルスが発生する。このクロツクパルスはゲ
ートパルスのオンタイム及びオフタイムを決定す
る基礎となるものである。先ずこのクロツクパル
スはオフタイムを設定する時間設定回路２のカウ
ンタ３に加わつてカウントされ、もしこの出力を
リレー５によりＢを選べばクロツクパルスが２個
入る毎にパルスが出力し、またカウンタ４の端子
Ａを選べばクロツクパルス８個毎に出力するよう
分周される。そしてこの分周された信号はデケー
ドカウンタ６によりカウントされ計数に対応する
BCD信号を出力する。このBCD信号がデコーダ
７により10進に変換され、それをリレー８で切換
選択する。例えばカウンタ３の出力をＢ、デコー
ダ７の出力に“２”を選べばカウンタ３の出力の
２倍がデコーダ７の出力となるからクロツクパル
スが２×２＝４個毎に１個のパルスが出力し、カ
ウンタ４の出力Ｄを、またデコーダ“６”を選択
すれば、８×８×６＝384個のクロツクパルスが
入力する毎に１個のオフタイム信号のパルスが出
力することになる。この出力信号“０”は前の放
電終了からカウントして選択設定したカウント数
に達したとき出力するもので、このカウント時間
がオフタイムということになる。即ち放電完了後
はデコーダ７の出力側は“１”に保たれており、
NAND₄に“１”が、また他方から信号“１”が
加わつていれば、NAND₄の出力は“０”にな
り、NAND₃の出力が“１”でフリツプフロツプ
のNAND₂の出力が“０”NAND₁が“１”とな
り、位相反転増幅回路２０で反転し“０”信号を
トランジスタ２１に加えてオフ状態に保つている
が所定のカウント完了によりデコーダ７の出力が
“０”となるとこの出力“０”はNAND₄に加わ
り、他方から信号“１”が加わつていれば、この
出力は“１”で、NAND₃の出力は“０”、
NAND₂の出力“１”、またNAND₁には他方から
“１”が加わつているから出力“０”となつてこ
のゲートパルスが回路２０で反転増幅されてトラ
ンジスタ２１に加わりスイツチオンする。

このオフタイムを設定する時間設定回路２のカ
ウント中はAND₃にNAND₂の出力“０”が加わ
つているのでオンタイムを設定する時間設定回路
９によるカウントは行なわれないが、前記の如く
オフタイムが完了してスイツチ２１オンにより放
電が始まりNAND₂の出力が“１”になると
AND₃に“１”が加わるので、一方から発振器１
よりのクロツクパルスが加わりオンタイムを設定
する時間設定回路９のカウンタ１０に加わりカウ
ントが行なわれるようになる。即ちAND₃はオフ
タイムを設定する時間設定回路２の出力するオフ
タイム信号によりオンタイムの時間を始めるよう
時間設定回路９のカウントを開始させる制御回路
を構成している。勿論フリツプフロツプの
NAND₂の同期信号でなくデコーダ７の出力する
オフタイム信号の直接AND₃に加えてもよい。

かくして回路９のカウントが開始されるがカウ
ンタ１０，１１，１３、及びデコーダ１４等の作
動は前のオフタイムを設定する時間設定回路２の
ものと同様であり、リレー１２，１５の選択によ
つてパルス幅の長い荒加工からパルス幅の短い仕
上加工までを任意のパルス幅のオンタイムを発生
させることができる。このオンタイムが完了する
とデコーダ１４の出力が“０”となるオンタイム
信号が出力し、これがAND₁に加わり、その出力
を“０”にするので、フリツプフロツプを反転し
NAND₁出力を“１”に反転し、位相反転増幅回
路２０で反転した“０”出力パルスをトランジス
タ２１に加えスイツチオフし、１パルスの放電を
完了する。デコーダ１４の出力は各NAND₆〜₈
で反転して各カウンタのクリア端子に信号“１”
を加えてクリアせしめる。このときAND₃には
NAND₂から“０”信号が加わるからゲートは閉
じて回路９によるクロツクパルスのカウントは行
なわれないが、NAND₇によつてクリアされた回
路２はカウントを開始する。即ちこのNAND₇は
オンタイムを設定する時間設定回路９の出力する
オンタイム信号によりオフタイムの時間を始める
よう時間設定回路２のカウントを開始させる制御
回路を構成している。勿論オンタイム信号に同期
するフリツプフロツプのNAND₁の出力を用いて
カウンタのクリアを行なつてもよく、これは前記
オフタイム信号の同期信号をAND₃に加えた場合
と同様である。

かくしてオフタイムを設定する時間設定回路２
が再び作動し、同様に設定したカウントを完了す
ると次にオンタイムを設定する時間設定回路９で
カウントが行なわれ、設定したカウント数でオン
パルス信号が出力する如く、これが繰返されて時
間設定回路９，２からオンタイム信号及びオフタ
イム信号が交互に出力し、回路１９でオンタイ
ム、オフタイム信号に対応するオンパルス幅とオ
フパルス幅を有するゲートパルスを発生し回路２
０よりスイツチトランジスタ２１に加わり、オ
ン、オフスイツチングにより加工パルスを間隙２
３に供給する。

尚、オンタイムを設定する時間設定回路９もオ
フタイムを設定する時間設定回路２の出力のオフ
タイム信号によりカウンタをクリアせしめオンタ
イム整形のためのカウントを開始させるようにす
ることができる。

又、オフタイムを設定する時間設定回路２もオ
ンタイムを設定する時間設定回路９と同様にカウ
ンタを予めクリアしておき回路９の出力するオン
タイム信号又は同期信号によつて開始させるよう
にすることができる。

以上のようにしてゲートパルスを発生しスイツ
チをオン・オフして加工間隙に加工パルスを供給
するが、放電が発生しない無負荷状態になつたと
きは次のように制御される。オンパルスクランプ
回路２５によつて、即ちこのクランプ回路は弁別
シユミツト等でできており、加工間隙２３の電圧
が放電電圧よりも高い無負荷電圧の場合は出力
“１”を出しオンタイムを設定する時間設定回路
９のカウンタ１０，１１をクリアし、且つそれを
保持するから、オフタイムを設定する時間設定回
路２のカウント完了によりスイツチ２１がオンし
ても間隙２３が広過ぎていて放電起動しないとき
はオンタイムを設定する時間設定回路９によるカ
ウントは行なわれない。そして間隙に放電発生す
ると回路２５の出力が“０”になつて確実に放電
が起動してからカウントが行なわれるので、オン
タイムを設定する時間設定回路９による設定オン
パルス幅による放電をほぼ一定にすることができ
る。

加工間隙において何らかの原因により加工電圧
が設定した基準値以下になつたとすると、判別回
路２６はそれを判別して今までに出力“１”であ
つたものを“１”→“０”に変更する。そしてゲ
ートAND₁の出力を“０”に、またAND₂の出力
を“０”に保ち、スイツチ２１をオフに保つて放
電加工を中断せしめ、加工間隙のサーボ或いは噴
流加工液の浄化等により正常間隙に戻るまで加工
を全くストツプさせる。

即ちこの判別回路２６はゲートAND₁，AND₂
等と組合せて加工間隙の状態が正常範囲を外れた
ときパルス発生回路１９からゲートパルスの発生
を中断させる中断制御回路を構成するもので、こ
れにより加工面の悪化を防止せしめる。

回路１６はオフタイムを設定する時間設定回路
２の作動回数により放電の回数を加算してそれが
ある設定値に達したとき放電を強制に一時中断さ
せるとか、電極上昇により加工間隙２３を広げて
間隙に堆積する加工屑の除去浄化を行なうもので
ある。

以上のように発振回路１の発生するクロツクパ
ルスをオフタイムを設定する時間設定回路２及び
オンタイムを設定する時間設定回路９によりカウ
ントすることにより設定したカウント数によりオ
ンタイム、オフタイム信号を発生し、パルス発生
回路により前記信号に対応したオンパルス幅とオ
フパルス幅を有するゲートパルスを発生し、これ
を加工パルス発生用のオン、オフスイツチに加え
るようにしたからパルス幅の長い荒加工からパル
ス幅の短い仕上加工までの極めて広い範囲に亘つ
て任意に目的とする加工パルスを発生させること
ができる。

しかしこのオンパルス及びオフパルスは切換リ
レーで一旦設定してしまえば常に一定のパルスが
間隙に供給されることになるのであるが、これを
回路２４によつて間隙２３の放電状態を検出し、
この出力で発振回路１を制御することによりオン
パルス及びオフパルスを設定する基礎となるクロ
ツクパルスを間隙の状態で変化させることにより
ゲートパルスのアダプテイブな制御ができる。

即ち、検出回路２４は例えば加工間隙の平均電
圧を検出し、この検出値を規準値と比較するなど
して反比例電圧を発生する。そしてこの電圧を発
振回路１に加えることによつて、これは第２図の
如き構成のものが利用されることにより、入力
（in）電圧に比例して発振出力（out）の周波数ｆ
が第３図ａの如く変化し、したがつて加工間隙が
広がつて間隙の電圧が上昇したときは回路２４に
よつて反転した低電圧が発振回路１に加わること
になるから、間隙の電圧に対して発振回路の発振
周波数ｆは第３図ｂの如く反比例して低下する。

このようにして発振回路１の出力クロツクパル
スの周波数が低下するとオンタイムを設定する時
間設定回路９及びオフタイムを設定する時間設定
回路２によつて設定されるオン及びオフのパルス
幅はカウント数が等しくても長くなり、したがつ
て加工間隙が広がつたときはそれに比例してパル
ス幅の大きい放電が発生する。またこれと逆に間
隙が狭まつたときは間隙の検出電圧は低くなり、
第３図ｂから発振回路１のクロツクパルスの周波
数が増大するからオンタイムを設定する時間設定
回路９及びオフタイムを設定する時間設定回路２
によつて設定されるオン及びオフのパルス幅は短
くなり、したがつて狭い間隙にパルス幅の小さい
放電を発生する。このように発振回路１のクロツ
クパルス発振周波数を加工間隙の変化に応じて制
御することにより容易に加工パルスの制御ができ
加工間隙が広いときはパルス幅の長い大きな放電
を行ない、狭い間隙ではパルス幅の短い小さな放
電を行なうことにより常に間隙の状態変化に応じ
たアダプテイブな放電を発生させることができ、
安定した高精度の放電加工が行なわれるようにな
る。

尚、以上はクロツクパルスの発振回路１を一つ
設ける場合について説明したが、オンタイムを設
定する時間設定回路９用とオフタイムを設定する
時間設定回路２用とを別々に設けることもよく、
又その一方を固定発振器とし、他方を前記のよう
に加工間隙の状態に応じて変化制御すれば、オン
パルスもしくはオフパルスのみをアダプテイブに
し他方を一定パルス幅とすることができ、間隙の
状態に応じてオンパルスとオフパルスのデユーテ
イが制御できる。

尚、時間設定回路を構成するカウンタ及びカウ
ント数を切換設定する装置は実施例以外のものが
同様に利用でき、カウンタ及び切換装置の組合せ
回路も実施例の回路に限らない。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば次のような効果を
奏する。

(1) 本願発明の時間設定回路はオンパルス幅とオ
フパルス幅とを互に独立に且つデジタルに設定
するようにしたから、オンパルス及びオフパル
ス共に所望のパルス幅を簡単容易に切換設定す
ることができる。

(2) 又クロツクパルスをオンタイム及びオフタイ
ムの各独立したカウンタで計数してオンパルス
幅及びオフパルス幅をクロツクパルスを整数倍
することによつて設定するようにしたから、パ
ルス幅を広範囲に（１〜2000μS）に亘つてク
ロツクパルス単位（例えば1μS）で任意に切換
設定することができる。

(3) 又加工間隙の放電状態を検出判別して放電の
発生しない無負荷状態になつている間オンタイ
ム時間設定回路のカウンタをクリアし、加工間
隙で放電が開始してからカウンタの計数による
オンタイムの時間を始めるようにしたから、設
定したオンパルス及びオフパルスの繰返数と放
電パルス数が一致し、又設定したオンパルス幅
と放電電流のパルス幅とが一致し、繰返される
各放電のパルス幅が等しくて所定のオンパルス
幅の放電が行なわれ、これより所定の加工速
度、加工面粗さ、加工拡大代、加工精度、電極
消耗比等の予定した性能の放電加工が行なえ
る。

(4) 又本願発明は、オンタイム信号とオフタイム
信号によつて反転するフリツプフロツプによつ
てゲートパルスを発生するようにしたから、電
子スイツチのオン・オフスイツチングを確実に
行なえ、設定オンパルス幅の放電により安定し
た放電加工ができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例回路図、第２図ａ，
ｂ，ｃはその一部具体的回路図、第３図ａ，ｂは
その作動説明図である。 １……発振回路、２，９……時間設定回路、
３，４，６，１０，１１，１３……カウンタ、
５，８，１２，１５……切換リレー、７，１４…
…デコーダ、AND₁，AND₂，AND₃……アンド
ゲート、NAND₃，NAND₄，NAND₆，NAND₇
……ナンドゲート、１９……フリツプフロツプ、
２０……位相反転増幅器、２１……スイツチ素
子、２２……電圧源、２３……加工間隙、２５…
…オンパルスクランプ回路、２６……判別回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ クロツクパルスを発生する発振回路、該発振
   回路の発生するクロツクパルスをカウントしてオ
   ンタイム及びオフタイムを設定するカウンタとオ
   ンタイム及びオフタイムを互に独立して設定する
   ための前記カウンタのカウント数を切換設定する
   切換装置とからなる時間設定回路をオンタイム及
   びオフタイム用を別々にして設け、該時間設定回
   路から出力するオンタイム信号によりオフタイム
   の時間を始めると共にオフタイム信号によりオン
   タイムの時間を始めるよう別々に設けた前記二つ
   の時間設定回路の交互作動を開始させる制御回
   路、該制御回路の制御によつて作動する前記時間
   設定回路から交互に出力するオンタイム信号とオ
   フタイム信号とに対応するオンパルス幅とオフパ
   ルス幅を有するゲートパルスを発生するフリツプ
   フロツプよりなる発生回路、該パルス発生回路の
   発生するゲートパルスによつて加工間隙に並列接
   続した電圧源をオン・オフスイツチングする電子
   スイツチを設けてなり、前記電子スイツチによる
   電圧源のオン・オフスイツチングにより前記加工
   間隙に繰返し加工パルスを供給するようにした放
   電加工装置に於て、前記加工間隙の放電状態を検
   出判別して放電の発生しない無負荷状態になつて
   いる間前記オンタイム時間設定回路のカウンタを
   クリアさせる制御回路を設けたことを特徴とする
   放電加工装置。