JP5067951B2 - Die-sinker EDM - Google Patents
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- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
Description
本発明は、ブースタ電源装置を有する加工電源装置を備えた形彫放電加工装置に関する。特に、ブースタ電源装置によって放電電流を増幅するときに主電源装置とブースタ電源装置の切換えを制御する加工制御装置を備えた形彫放電加工装置に関する。 The present invention relates to a die-sinking electric discharge machining apparatus provided with a machining power supply apparatus having a booster power supply apparatus. In particular, the present invention relates to a sculpting electric discharge machining apparatus including a machining control device that controls switching between a main power supply device and a booster power supply device when a discharge current is amplified by the booster power supply device.
形彫放電加工は、工具電極と被加工物とを対向配置して工具電極と被加工物とで形成される加工間隙に所定の周波数で電圧パルスを印加して繰返し火花放電を発生させ、放電エネルギによって被加工物から材料を除去して所望の加工形状を加工する金属加工方法として知られている。 Die-sinking electrical discharge machining is a process in which a spark electrode is repeatedly generated by applying a voltage pulse at a predetermined frequency to a machining gap formed by a tool electrode and a workpiece with the tool electrode and the workpiece facing each other. It is known as a metal processing method for removing a material from a workpiece by energy and processing a desired processing shape.
放電一発毎の放電エネルギは、放電が発生したときに工具電極と被加工物との両極間を流れる放電電流に依存するので、放電電流パルスの電流が大きいほど放電一発当たりの取り量が多くなる。また、放電一発当たりの取り量が大きいほど放電痕が大きくなるので、加工面粗さが粗くなる。したがって、加工時間を可能な限り短くするためには、要求される加工面粗さが得られる範囲内でより大きい電流値の放電電流パルスが加工間隙に供給される。 Since the discharge energy for each discharge depends on the discharge current flowing between both electrodes of the tool electrode and the workpiece when the discharge occurs, the amount of discharge per discharge increases as the current of the discharge current pulse increases. Become more. Moreover, since the discharge trace becomes larger as the amount taken per discharge is larger, the processed surface roughness becomes rougher. Therefore, in order to shorten the machining time as much as possible, a discharge current pulse having a larger current value is supplied to the machining gap within a range in which the required machining surface roughness can be obtained.
各加工工程で目標となる加工形状に対して反転した形状を有する、いわゆる総型の工具電極で加工する場合、加工面積に対応するサイズの工具電極が使用される。比較的大きい工具電極で形彫放電加工を実施する場合は、未加工の被加工物から大まかに材料を除去する荒加工工程から加工面粗さを小さくしていく面出しの仕上げ加工工程までの各加工工程の間で取り量の差が大きいため、加工電源装置は、数百mAの小さな電流値から数百A程度の大きな電流値までの放電電流パルスを加工間隙に供給できることが要求される。 In the case of machining with a so-called general-purpose tool electrode having a shape reversed with respect to a target machining shape in each machining process, a tool electrode having a size corresponding to the machining area is used. When performing sculpting EDM with a relatively large tool electrode, from roughing to roughly remove the material from the unprocessed workpiece to finishing machining to reduce the surface roughness. Since there is a large difference in the amount taken between the machining steps, the machining power supply device is required to be able to supply a discharge current pulse from a small current value of several hundred mA to a large current value of several hundred A to the machining gap. .
加工電源装置が、実質的に1つの放電回路で加工間隙に放電電流を供給する単一の電源装置によって加工する構成である場合、電流値に大きな差がある放電電流パルスを同一の放電回路で供給することになるため、小さい放電電流で加工するときに、放電回路の回路要素の影響によって予定されている波形と電流値の放電電流パルスを安定して供給することができなくなることがある。また、大電流に耐える放電回路が設けられるため、全体的にエネルギの損失が大きくなる。 When the machining power supply device is configured to process with a single power supply device that substantially supplies a discharge current to the machining gap with a single discharge circuit, a discharge current pulse having a large difference in current value is generated with the same discharge circuit. Therefore, when processing is performed with a small discharge current, it may be impossible to stably supply a discharge current pulse having a waveform and a current value due to the influence of circuit elements of the discharge circuit. In addition, since a discharge circuit that can withstand a large current is provided, overall energy loss increases.
このようなことから、大きな工具電極を使用する加工ができる形彫放電加工装置は、一般的に供給可能な最大電流値が数十Aである主電源装置に主電源装置で不足する電流を補うブースタ電源装置が並設されている。ブースタ電源装置は、要求される最大電流値に対応する数だけ設けられる。ブースタ電源装置を有する加工電源装置を備えた形彫放電加工装置は、比較的小さい加工形状を加工する小型の形彫放電加工装置に搭載される電源装置にブースタ電源装置を増設するだけで供給可能な最大電流値を増大することができるので、設計上および製造上でも有利である。 For this reason, a sculpting electric discharge machining apparatus capable of machining using a large tool electrode generally compensates for a current deficient in the main power supply apparatus in a main power supply apparatus whose maximum current value that can be supplied is several tens of A. A booster power supply device is juxtaposed. The booster power supply devices are provided in a number corresponding to the required maximum current value. EDM EDM with machining power supply with booster power supply can be supplied simply by adding a booster power supply to the power supply installed in a small EDM EDM that processes relatively small machining shapes The maximum current value can be increased, which is advantageous in terms of design and manufacturing.
主電源装置とブースタ電源装置とは、保護回路の保護抵抗のように放電回路におけるいくつかの回路要素の定数に関係する差異を除いて基本的に同一の構成である。そのため、ブースタ電源装置を有する加工電源装置を備えた形彫放電加工装置の構成を明確に示す特許文献が確認されないが、複数の電源装置が並設された加工電源装置の構成としては、例えば、特許文献1に開示される放電加工装置が参照される。
The main power supply device and the booster power supply device have basically the same configuration except for differences related to constants of some circuit elements in the discharge circuit, such as protection resistance of the protection circuit. Therefore, although the patent document clearly showing the configuration of the sculpting electric discharge machining device provided with the machining power supply device having the booster power supply device is not confirmed, as the configuration of the machining power supply device in which a plurality of power supply devices are arranged in parallel, Reference is made to the electrical discharge machining apparatus disclosed in
ところで、ブースタ電源装置を有する加工電源装置において、適応制御によって主電源装置が供給可能な最大電流値を超えて放電電流を増大させる場合、あるいは特許文献2に開示されるようなステップ状に電流を増大させて緩やかな立上がりの放電電流パルスを上記最大電流値よりも大きいピーク電流値で供給する場合は、加工間隙に放電電流が供給されている間に放電電流が上記最大電流値を超えるときに主電源装置を遮断すると同時にブースタ電源装置を投入する必要がある。 By the way, in the machining power supply device having the booster power supply device, when the discharge current is increased beyond the maximum current value that can be supplied by the main power supply device by adaptive control, or the current is supplied stepwise as disclosed in Patent Document 2. When supplying a gradually rising discharge current pulse with a peak current value larger than the maximum current value, the discharge current exceeds the maximum current value while the discharge current is supplied to the machining gap. It is necessary to turn on the booster power supply at the same time as shutting off the main power supply.
例えば、図3に示されるように、立上がりが滑らかな放電電流パルスを供給する場合、主電源装置の複数のスイッチング回路を選択的に時間をずらして導通しステップ状に電流を増大させていき、上記最大電流値を供給しようとするときに、図3Aに示されるように主電源装置を遮断すると同時に図3Bに示されるようにブースタ電源装置を投入する。このとき、図3Aおよび図3Bの波形は、スイッチング回路の導通状態を加工条件のパラメータ値IPのレベルに例えて階段状に示すものであり、実際に加工間隙を流れる放電電流の波形は、図3Dに示される。また、極間電圧は図3Cに示され、極間電圧の検出信号は図3Eに示される。 For example, as shown in FIG. 3, when supplying a discharge current pulse with a smooth rise, a plurality of switching circuits of the main power supply device are selectively turned on to increase the current stepwise. When the maximum current value is to be supplied, the main power supply device is shut off as shown in FIG. 3A and at the same time the booster power supply device is turned on as shown in FIG. 3B. At this time, the waveforms in FIG. 3A and FIG. 3B show the continuity of the switching circuit in a step-like manner compared to the level of the parameter value IP of the machining conditions, and the waveform of the discharge current that actually flows through the machining gap is shown in FIG. Shown in 3D. Also, the voltage between the electrodes is shown in FIG. 3C, and the detection signal of the voltage between the electrodes is shown in FIG. 3E.
放電電流が加工間隙に流れている間に主電源装置とブースタ電源装置が切り換わるとき、大電流を出力するブースタ電源装置の特性によってブースタ電源装置から供給される電流の立上がりに時間がかかるため、主電源装置が遮断されると同時にブースタ電源装置が投入された直後の短い期間中に電流の大幅な低下が発生する。放電電流の低下と振動によって放電電流パルスが途切れたような状態になって所望の波形の放電電流パルスを得ることができなくなる。そのため、工具電極が異常に消耗したり、加工速度が低下したりして、加工結果に重大な影響を及ぼす。 When the main power supply device and the booster power supply device are switched while the discharge current is flowing in the machining gap, it takes time for the current supplied from the booster power supply device to rise due to the characteristics of the booster power supply device that outputs a large current. At the same time as the main power supply is shut off, a large drop in current occurs during a short period immediately after the booster power supply is turned on. A discharge current pulse having a desired waveform cannot be obtained because the discharge current pulse is interrupted by a decrease and vibration of the discharge current. For this reason, the tool electrode is abnormally consumed or the processing speed is lowered, which significantly affects the processing result.
また、主電源装置の複数のスイッチング素子がオフして出力電圧が遮断されるときに逆起電力が発生するため、加工間隙における極間電圧に瞬間的な落ち込みが生じる。そのため、極間電圧を検出する検出装置が極間電圧を誤認して、突発的な振幅の大きい変動を含む振動的で不正な検出信号を出力する。その結果、加工の状況に対応して加工条件を変更設定する適応制御を正確に行なうことができなくなり、加工結果に重大な影響を及ぼす。 In addition, since a counter electromotive force is generated when the plurality of switching elements of the main power supply device are turned off and the output voltage is cut off, an instantaneous drop occurs in the voltage between the electrodes in the machining gap. For this reason, a detection device that detects the voltage between the electrodes erroneously recognizes the voltage between the electrodes, and outputs a vibrational and unauthorized detection signal including a sudden large fluctuation in amplitude. As a result, the adaptive control for changing and setting the machining conditions in accordance with the machining status cannot be performed accurately, and the machining results are seriously affected.
本発明は、ブースタ電源装置から電流を供給するときに生じる極間電圧の急激な降下および放電電流の大幅な低下を小さく抑えることができるブースタ電源装置を有する加工電源装置を備えた形彫放電加工装置を提供することを目的とする。その他の本発明の有利な点は、具体的な実施の形態を開示するときに、その都度詳細に説明される。 The present invention relates to a sculpture electric discharge machining provided with a machining power supply device having a booster power supply device capable of minimizing a rapid drop in inter-electrode voltage and a large drop in discharge current that occur when current is supplied from the booster power supply device. An object is to provide an apparatus. Other advantages of the present invention will be described in detail each time a specific embodiment is disclosed.
本発明の形彫放電加工装置は、上記課題を解決するために、主電源装置(5)とブースタ電源装置(6)を有する加工電源装置(1)を備えた形彫放電加工装置において、主電源装置(5)の複数のスイッチング素子(TR1−TR16)を選択的にオンオフ制御して放電電流を加工間隙に供給するとともに主電源装置(5)が供給可能な最大電流値(imax)以上の電流を供給するときは、主電源装置(5)から放電電流を供給している状態で最大電流値(imax)の電流を供給するようにブースタ電源装置(6)の複数のスイッチング素子(TR32)を選択的にオンしてから、ブースタ電源装置(6)から供給される電流の立上がり特性に依存して発生するブースタ電源装置(6)が投入された直後の電流の低下による最大電流値(imax)と実際に加工間隙に流れる放電電流の電流値との差である誤差電流を主電源装置(5)から供給される電流で補充するように主電源装置(5)から供給されている電流を減少させるように主電源装置(5)のスイッチング素子(TR1−TR16)を選択的にオンオフ制御する加工制御装置(2)を備えるようにする。 In order to solve the above-mentioned problem, an electric discharge machining apparatus of the present invention is an electric discharge machining apparatus provided with a machining power supply device (1) having a main power supply device (5) and a booster power supply device (6). A plurality of switching elements (TR1-TR16) of the power supply device (5) are selectively turned on / off to supply a discharge current to the machining gap and at least a maximum current value (imax) that can be supplied by the main power supply device (5). When supplying the current, a plurality of switching elements (TR32) of the booster power supply device (6) are supplied so as to supply the current of the maximum current value (imax) while supplying the discharge current from the main power supply device (5). selectively after turning on the maximum current value due to a reduction in current immediately after the booster power supply (6) is turned generated depending on the rising characteristics of the current supplied from the booster power supply (6) current error current which is the difference between the current value of the discharge current flowing in the actual machining gap and imax) is supplied from the primary power supply apparatus to replenish a current supplied (5) from the main power supply (5) Is provided with a machining control device (2) for selectively turning on / off the switching elements (TR1-TR16) of the main power supply device (5) so as to reduce the power consumption.
上記形彫放電加工装置は、具体的に、加工制御装置(2)が、主電源装置(5)から供給される電流にブースタ電源装置(6)から供給される電流を重畳するときの電流値の和が所望の放電電流パルスの波形に適合する所要のピーク電流値になるように主電源装置(5)から供給されている電流をステップ状に減少させるように主電源装置(5)のスイッチング素子(TR1−TR16)を選択的にオンオフ制御するようにする。 Specifically, the above sculpted electric discharge machining apparatus has a current value when the machining control device (2) superimposes the current supplied from the booster power supply (6) on the current supplied from the main power supply (5). Switching of the main power supply device (5) so as to reduce the current supplied from the main power supply device (5) in a stepwise manner so that the sum of the current values becomes a required peak current value that matches the waveform of the desired discharge current pulse. The elements (TR1-TR16) are selectively on / off controlled.
また、本発明の形彫放電加工装置は、加工条件に基づいて主電源装置(5)の複数のスイッチング素子(TR1−TR16)を選択的にオンオフ制御して所定の第1の時間(ta)毎に単位電流値(ia)ずつ電流を上昇させて立上がりが滑らかな放電電流パルスを加工間隙に供給するとともに主電源装置(5)が供給可能な最大電流値(imax)以上の電流を供給するときは、主電源装置(5)から最大電流値(imax)に対して単位電流値(ia)低い電流を供給したときから第1の時間(ta)後に主電源装置(5)から放電電流を供給している状態で前記最大電流値(imax)の電流を供給するようにブースタ電源装置(6)の複数のスイッチング素子(TR32)を選択的にオンし、ブースタ電源装置(6)から供給される電流の立上がり特性に依存して発生するブースタ電源装置(6)が投入された直後の電流の低下による最大電流値(imax)と実際に加工間隙に流れる放電電流の電流値との差である誤差電流値(ie)に相当する最大電流値(imax)に対して所定の第1の電流低減値(ib)だけ低い電流が主電源装置(5)から供給されるように所定の第2の時間(tb)後に主電源装置(5)から供給される電流を減少させ、次いでブースタ電源装置(6)から供給される電流の立上がり時間(td)経過するまで第3の時間(tc)毎に所定の第2の電流低減値(ic)ずつ主電源装置(5)から供給される電流をステップ状に減少させてブースタ電源装置(6)から供給される電流の立上がり波形に依存して徐々に変化する誤差電流(ie)を主電源装置(5)から供給される電流で補充すると同時に単位電流値(ia)ずつ電流を上昇させるように主電源装置(5)のスイッチング素子(TR1−TR16)を選択的にオンオフ制御する加工制御装置(2)を備えるようにする。 Further, the electric discharge machining apparatus of the present invention selectively turns on and off the plurality of switching elements (TR1-TR16) of the main power supply device (5) based on the machining conditions for a predetermined first time (ta). Each time the current is increased by unit current value (ia) to supply a discharge current pulse with a smooth rise to the machining gap, and a current equal to or greater than the maximum current value (imax) that can be supplied by the main power supply device (5) is supplied. case, the discharge current from the main power supply maximum current value (5) unit current value to the (imax) (ia) low current first time from the time of supplying the (ta) the main power supply after (5) selectively turn on a plurality of switching elements (TR32) of the booster power supply (6) to supply a current of the maximum current value in a state where the supply (imax), is supplied from the booster power supply (6) Ru Error booster power supply generated depending on the rising characteristics of the flow (6) is the difference between the current value of the discharge current flowing in the actual machining gap between the maximum current value (imax) by reduction immediately after the current is turned A predetermined second time such that a current lower than the maximum current value (imax) corresponding to the current value (ie) by a predetermined first current reduction value (ib) is supplied from the main power supply device (5). (Tb) The current supplied from the main power supply device (5) is decreased after that , and then predetermined every third time (tc) until the rise time (td) of the current supplied from the booster power supply device (6) elapses. The current supplied from the main power supply (5) is decreased stepwise by the second current reduction value (ic) of the current and gradually changes depending on the rising waveform of the current supplied from the booster power supply (6). error current (ie) Processing for selectively turning on / off the switching elements (TR1-TR16) of the main power supply device (5) so as to increase the current by unit current value (ia) at the same time as replenishing with the current supplied from the main power supply device (5). A control device (2) is provided.
上記形彫放電加工装置は、加工制御装置(2)が、ブースタ電源装置(6)から供給される電流の立上がり時間(td)後に放電電流が加工条件に従うピーク電流値(ipeak)に到達するまで第1の時間(ta)毎に単位電流値(ia)ずつ電流を上昇させるように主電源装置(5)のスイッチング素子(TR1−TR16)を選択的にオンオフ制御するようにされる。 The above sculpted electric discharge machining device is used until the machining control device (2) reaches the peak current value (ipeak) according to the machining conditions after the rise time (td) of the current supplied from the booster power supply device (6). The switching elements (TR1-TR16) of the main power supply device (5) are selectively controlled to be turned on / off so as to increase the current by a unit current value (ia) every first time (ta).
本発明の形彫放電加工装置は、ブースタ電源装置を投入するときにブースタ電源装置から供給される電流の立上がり期間における電流の低下を主電源装置の電流によって補充するので、放電電流パルスにおける電流の大幅な低下がなく、所望の波形の放電電流パルスを得ることができる。その結果、所期の加工結果を得ることができる。また、主電源装置を遮断することなくブースタ電源装置を投入することが可能になるので、逆起電圧による極間電圧の瞬間的な降下がなく、検出装置が正しい検出信号を出力することができる。その結果、ブースタ電源装置を有する加工電源装置を備えた形彫放電加工装置で適応制御を正確に行なうことができるようになり、優れた加工結果を得ることができる。 Since the electric discharge machining apparatus of the present invention supplements a decrease in current during the rising period of the current supplied from the booster power supply device when the booster power supply device is turned on, the current of the discharge current pulse is reduced. A discharge current pulse having a desired waveform can be obtained without a significant decrease. As a result, a desired processing result can be obtained. In addition, since it becomes possible to turn on the booster power supply without shutting off the main power supply, there is no instantaneous drop in the voltage between the electrodes due to the counter electromotive voltage, and the detection device can output a correct detection signal. . As a result, adaptive control can be accurately performed with a sculpting electric discharge machining apparatus including a machining power supply device having a booster power supply device, and excellent machining results can be obtained.
図1に、加工電源装置と加工制御装置の全体構成が示される。形彫放電加工装置は、図示しない駆動装置を含む機械本機と電源制御装置と加工液供給装置とを備える。電源制御装置は、数値制御装置と駆動制御装置と加工制御装置と加工電源装置とを含んでなる。加工電源装置1は、加工制御装置2によって操作される。工具電極3と被加工物4は、機械本機側に取り付けられる。加工電源装置1は、工具電極3と被加工物4とで形成される加工間隙に間歇的に電圧パルスを印加して加工間隙に繰返し放電電流パルスを供給する。
FIG. 1 shows the overall configuration of a machining power supply device and a machining control device. The die-sinking electric discharge machining apparatus includes a main machine including a driving device (not shown), a power supply control device, and a machining fluid supply device. The power supply control device includes a numerical control device, a drive control device, a machining control device, and a machining power supply device. The machining
加工電源装置1は、主電源装置5とブースタ電源装置6を有する。ブースタ電源装置6は、主電源装置5が供給可能な最大電流値を超える電流を増補する。ブースタ電源装置6は、要求される最大電流値に対応して複数増設することができる。ブースタ電源装置6は、主電源装置5に並列に設けられ、工具電極3と被加工物4との極間に直列に接続される。したがって、主電源装置5を含む主加工用の放電回路とブースタ電源装置6を含む電流増大用の放電回路は、工具電極3と被加工物4とを含む極間のみを共有し、実質的に独立して形成される。
The machining
実施の形態の形彫放電加工装置においては、主電源装置5から供給される放電電流だけで加工するときは、リレースイッチ7のような機械スイッチによってブースタ電源装置6を主電源装置5から完全に切り離すようにされる。そのため、主電源回路から供給される放電電流がブースタ電源装置6を含む電流増大用の放電回路の影響を受けず、特に比較的小さい放電電流を供給して加工するときに、望ましい波形の放電電流パルスが安定して供給される点で有利である。
In the sculpture electric discharge machining apparatus of the embodiment, when machining only with the discharge current supplied from the main
主加工用の放電回路は、主電源装置5と極性切換装置51と極間線52と加工間隙に形成される工具電極3と被加工物4との極間を含んでなる。主電源装置5と極性切換装置51は、電源制御装置側に設けられる。電源制御装置側と機械本機側とは、同軸ケーブルのような出力ケーブル53で接続される。主電源装置5と極性切換装置51との間に所定の抵抗値を有する保護抵抗を含む保護回路54が設けられる。
The main machining discharge circuit includes the main
電流増大用の放電回路は、ブースタ電源装置6と極性切換装置61と極間線62と極間を含んでなる。ブースタ電源装置6と極性切換装置61は、電源制御装置側に設けられる。電源制御装置側と機械本機側とは、出力ケーブル63で接続される。ブースタ電源装置6と極性切換装置61との間に所定の抵抗値を有する保護抵抗器を含む保護回路64が設けられる。
The discharge circuit for increasing current includes the booster
主電源装置5は、複数の電源ユニットでなる。複数の電源ユニットは、それぞれ直流電源PSと、直流電源PSに直列かつ互いに並列に接続される複数のスイッチング回路SCと、複数のスイッチング回路SCと極間との間に直列に設けられる逆流阻止ダイオードDRと、を含んでなる。
The main
実施の形態における主電源装置5は、3つの電源ユニットを有する。第1の電源ユニット10と第2の電源ユニット20は、各スイッチング回路SC1−SC16にピーク電流値を規定する電流制限抵抗を含まず、各スイッチング素子TR1−TR16を検出電流に応動させることによって各スイッチング回路SC1−SC16に与えられる規定電流値で定められるピーク電流値の電流を供給する。第3の電源ユニット30は、各スイッチング回路SC0.5R−SC8Rがスイッチング素子TR0.5R−TR8Rとピーク電流値を規定する電流制限抵抗RS0.5−RS8との直列回路からなる。
The main
第1の電源ユニット10は、60V〜120Vの可変直流電源PS1と、直流電源PS1と極間との間に直列に設けられる複数のスイッチング回路SC1−SC8と、スイッチング回路SC1−SC8と極間との間に直列に設けられる逆流阻止ダイオードDR1とを含んでなる。スイッチング回路SC1−SC8は、互いに並列に接続される。複数のスイッチング回路SC1−SC8は、直流電源PS1に直列に接続されるスイッチング素子TR1−TR8と図示しない検出抵抗とを含む。
The first
第2の電源ユニット20は、基本的に第1の電源ユニット10と同じ構成である。第2の電源ユニット10は、第1の電源ユニット10と共通の直流電源PS1と、直流電源PS1と極間との間に直列に設けられる複数のスイッチング回路SC16と、スイッチング回路SC16と極間との間に直列に設けられる逆流阻止ダイオードDR2とを含んでなる。複数のスイッチング回路SC16は、互いに並列に接続される。スイッチング回路SC16は、直流電源PS1に直列に接続されるスイッチング素子TR16と図示しない検出抵抗とを含む。
The second
複数のスイッチング素子TR1−TR16は、バイナリカウント方式で選択的に同期してオンオフ制御される。第1の電源ユニット10は、各スイッチング回路SC1−SC8の組合せで加工条件のパラメータ値でIP1からIP16までの電流を供給することができる。第2の電源ユニット20は、基本的には、複数のスイッチング回路SC16を導通させてIP16の電流を供給する。したがって、第1の電源ユニット10と第2の電源ユニット20は、各スイッチング回路SC1−SC16の組合せでパラメータ値IP1の単位でIP1からIP32までの電流を供給することができる。
The plurality of switching elements TR1 to TR16 are selectively controlled to be turned on and off in a binary count manner. The first
第3の電源ユニット30は、比較的小さい放電電流による加工に適用される。第3の電源ユニット30は、60V〜200Vの可変直流電源PS2と、直流電源PS2と極間との間に直列かつ互いに並列に設けられる複数のスイッチング回路SC0.5R−SC8Rと、スイッチング回路SC0.5R−SC8Rと極間との間に直列に設けられる逆流阻止ダイオードDR3とを含んでなる。スイッチング回路SC0.5R−SC8Rは、スイッチング素子TR0.5R−TR8Rとピーク電流値を規定して一定の電流を供給するための所定の抵抗値を有する電流制限抵抗RS0.5−RS8との直列回路でなる。
The third
複数のスイッチング素子TR0.5R−TR8Rは、バイナリカウント方式で選択的に同期してオンオフ制御される。第3の電源ユニット30は、スイッチング回路SC0.5Rからパラメータ値IP0.5の電流を供給することができる。また、スイッチング回路SC1R−SC8Rの組合せでパラメータ値IP1の単位でIP1からIP16までの電流を供給することができる。
The plurality of switching elements TR0.5R-TR8R are selectively turned on and off in a synchronous manner by a binary count method. The third
主電源装置5には、上記電源ユニット以外に付属の放電回路を形成する電源ユニットを増設することができる。または、付属の放電回路を上記電源ユニットの回路中に組み込んで設けることができる。例えば、270Vの高圧直流電源とスイッチング素子と電流制限抵抗との直列回路でなる高圧重畳回路が設けられる。
In addition to the power supply unit, a power supply unit that forms an attached discharge circuit can be added to the main
ブースタ電源装置6は、主電源装置5と工具電極3と被加工物4を含む極間だけを共有し実質的に独立して並設される。ブースタ電源装置6は、60V〜120Vの可変直流電源PS3と、直流電源PS3と極間との間に直列に設けられる複数のスイッチング回路SC32と、スイッチング回路SC32と極間との間に直列に設けられる逆流阻止ダイオードDR4とを含んでなる。各スイッチング回路SC32は、互いに並列に接続される。各スイッチング回路SC32は、それぞれ直流電源PS3に直列に接続されるスイッチング素子TR32と図示しない検出抵抗とを含む。
The booster
複数のスイッチング素子TR32は、バイナリカウント方式で選択的に同期してオンオフ制御される。ブースタ電源装置6は、基本的には、複数のスイッチング素子TR32を同時にオンさせて複数のスイッチング回路SC32を導通させ、パラメータ値IP32の電流を供給することによって主電源装置5の第1の電源ユニット10と第2の電源ユニット20の出力電流を増補する。
The plurality of switching elements TR32 are selectively controlled to be turned on and off in a binary count manner. The booster
検出装置8は、工具電極3と被加工物4とで形成される加工間隙に可能な限り近い位置に設けられる検出回路81を含む。検出回路81は、検出抵抗82を含んでなり、検出抵抗82の両端の電圧を検出装置8に出力する。検出装置8は、検出回路81で得られる極間電圧を入力して加工制御装置2に複数種類の検出信号を出力する。検出装置8は、極間電圧を平滑してデジタル変換し、電圧波形、電圧レベル、あるいは平均加工電圧のデータを検出信号として出力し、または設定基準データと比較して比較信号を検出信号として出力する。
The
加工制御装置2は、設定装置40と、パルス発生装置50と、ゲート回路60を含んでなる。加工制御装置2は、数値制御装置から出力される加工条件のデータを設定装置40にセットする。パルス発生装置50は、設定装置40にセットされている加工条件のデータに対応する指令信号をゲート回路60に出力する。ゲート回路60は、パルス発生装置50から出力される指令信号に基づいて主電源装置5とブースタ電源装置6の各スイッチング素子TRにそれぞれにゲート信号を出力する。
The processing control device 2 includes a
ゲート回路60は、電流制限抵抗を含まない主電源装置5の第1の電源ユニット10と第2の電源ユニット20およびブースタ電源装置6にある各スイッチング回路SC1−SC32において図示しない検出抵抗を通して検出される電圧と各スイッチング回路SC1−SC32にそれぞれ与えられる規定電流値に従う基準電圧との比較信号を入力して、パルス発生装置50から出力される指令信号と比較信号との論理積によってスイッチング素子TR1−TR32を高速にオンオフさせ、各スイッチング回路SC1−SC32からそれぞれ規定電流値で定められたピーク電流値の電流を供給させる。
The
加工制御装置2は、数値制御装置から出力される設定された加工条件のデータに基づいて主電源装置5における第1の電源ユニット10ないし第3の電源ユニット30にある複数のスイッチング回路SCにそれぞれ設けられるスイッチング素子TRをバイナリカウント方式で選択的に同期してオンオフ制御し、加工条件に従う放電電流を加工間隙に供給する。
The machining control device 2 applies each of the plurality of switching circuits SC in the first
加工制御装置2は、検出装置8から出力される放電の発生を示す検出信号に対応して各スイッチング素子TRをオンオフさせ、放電電流パルスのパルス幅が設定された加工条件のオン時間に従って一定になるようにする。また、加工制御装置2は、検出装置8から出力される加工状態を示す検出信号に応答して加工条件に従う放電電流のピーク電流値を変更し、または放電電流の供給を中断する。または、加工制御装置2は、検出装置8から出力される極間電圧の電圧レベルを示す検出信号に応動して適応制御における基準値を変更設定する。
The machining control device 2 turns on / off each switching element TR in response to a detection signal output from the
加工制御装置2は、主電源装置5とブースタ電源装置6の可変直流電源PSの切換え、極性切換装置51または極性切換装置61の極性の切換え、リレースイッチ7の開閉によるブースタ電源装置6の入切、あるいは図示しない可変抵抗器の切換えやインダクタンス素子の入切のような放電回路中の回路素子または回路装置の操作を行なう。
The processing control device 2 switches the variable DC power supply PS between the main
加工制御装置2は、主電源装置5が供給可能な最大電流値以上の放電電流パルスを供給しようとする場合、主電源装置5を遮断せずに主電源装置5から放電電流を供給している状態でブースタ電源装置6の複数のスイッチング素子TR32を選択的にオンする。そして、ブースタ電源装置6を投入してから実際に加工間隙に流れる放電電流が上記最大電流値に達するまでの時間より短い遅延時間後にブースタ電源装置6から供給される電流の立上がり特性に依存する誤差電流を主電源装置5から供給される電流で補充するように主電源装置5のスイッチング素子TR1−TR16を選択的にオンオフ制御する。
The processing control device 2 supplies the discharge current from the main
具体的に、加工制御装置2は、主電源装置5から供給される電流にブースタ電源装置6から供給される電流を重畳するときの実際に加工間隙に流れる電流値の和が所望の放電電流パルスの波形に適合する所要のピーク電流値になるように、主電源装置5から供給されている電流をステップ状に減少させるように主電源装置5のスイッチング素子TR1−TR16を選択的にオンオフ制御して放電電流パルスの波形を整える。
Specifically, the machining control device 2 determines that the sum of the current values actually flowing in the machining gap when the current supplied from the booster
加工制御装置2は、立上がりが滑らかな放電電流パルスを供給する場合は、加工条件に基づいて主電源装置5の複数のスイッチング素子TR1−TR16を所望の放電電流パルスの立上がり波形に合わせて予め定められた所定の第1の時間毎に時間的にずらして選択的にオンオフ制御し、所望の放電電流パルスの立上がり波形の傾きに合わせて第1の時間毎に単位電流値ずつ電流を上昇させる。
When supplying the discharge current pulse having a smooth rise, the machining control device 2 determines in advance the plurality of switching elements TR1-TR16 of the main
主電源装置5が供給可能な最大電流値以上の立上がりの滑らかな放電電流パルスを供給しようとするときは、加工制御装置2は、主電源装置5から上記最大電流値に対して単位電流値低い電流を供給したときから第1の時間後に主電源装置5から放電電流を供給している状態でブースタ電源装置6の複数のスイッチング素子TR32を選択的にオンして上記最大電流値に相当する電流をブースタ電源装置6から供給する。
When trying to supply a smooth discharge current pulse that rises above the maximum current value that can be supplied by the main
加工制御装置2は、ブースタ電源装置6を投入してから実際に加工間隙に流れる放電電流が上記最大電流値に達するまでの時間よりも短い遅延時間である所定の第2の時間後に上記最大電流値に対して予め設定されている第1の電流低減値だけ低いブースタ電源装置6から供給される立上がり特性に依存して発生する誤差電流値に相当する電流が主電源装置5から供給されるように主電源装置5から供給されている電流を減少させる。
The machining control device 2 supplies the maximum current after a predetermined second time which is a delay time shorter than the time from when the booster
次いで、加工制御装置2は、ブースタ電源装置6から供給される電流の立上がり時間が経過するまでの間、誤差電流値と第1の時間毎に単位電流値ずつ増大させる増分電流値とを重畳した電流の変化の傾きに合わせて予め定められた所定の第3の時間毎に予め設定されている第2の電流低減値ずつ主電源装置5から供給される電流をステップ状に減少させて誤差電流を主電源装置5から供給される電流で補充すると同時に単位電流値ずつ電流を上昇させるように主電源装置5のスイッチング素子TR1−TR16を選択的にオンオフ制御する。
Next, the machining control device 2 superimposes the error current value and the incremental current value that increases by the unit current value every first time until the rise time of the current supplied from the booster
続いて、加工制御装置2は、ブースタ電源装置6から供給される電流の立上がり時間後に、主電源装置5から供給されている電流にブースタ電源装置6から供給される電流が重畳された実際に加工間隙に流れる放電電流が加工条件に従うピーク電流値に到達するまで主電源装置5の複数のスイッチング素子TR1−TR16を第1の時間毎に時間的にずらして選択的にオンオフ制御し、所望の放電電流パルスの立上がり波形の傾きに合わせて第1の時間毎に単位電流値ずつ電流を上昇させる。
Subsequently, the machining control device 2 actually processes the current supplied from the booster
そして、加工制御装置2は、放電電流が加工条件に従うピーク電流値に到達した後に加工条件に従うオン時間に到達するまでピーク電流値を維持して放電電流を供給させ、オン時間に到達した時点で主電源装置5とブースタ電源装置6のスイッチング素子TR1−TR32を全てオフして放電電流の供給を休止し、所望の立上がりが滑らかな放電電流パルスを加工間隙に供給する。
Then, the machining control device 2 maintains the peak current value until the on-time according to the machining condition is reached after the discharge current has reached the peak current value according to the machining condition, and supplies the discharge current. All the switching elements TR1 to TR32 of the main
図2に、加工条件として主電源装置が供給可能な最大電流値よりも大きい電流値が設定された放電電流パルスの波形が示される。図2Aおよび図2Bの波形は、スイッチング回路の導通状態を加工条件のパラメータ値IPのレベルに例えて階段状に示すものであり、実際に加工間隙を流れる放電電流の波形は、図2Dに示される。また、極間電圧は、図2Cに示される。以下に、立上がりが滑らかで主電源装置が供給可能な最大電流値を超えるピーク電流値の放電電流パルスを供給するときの加工制御装置2および主電源装置5とブースタ電源装置6の動作を具体的に説明する。
FIG. 2 shows a waveform of a discharge current pulse in which a current value larger than the maximum current value that can be supplied by the main power supply device is set as a processing condition. The waveforms in FIGS. 2A and 2B show the continuity of the switching circuit in a step-like manner by comparing the level of the parameter value IP of the machining conditions. The waveform of the discharge current that actually flows through the machining gap is shown in FIG. 2D. It is. Also, the interelectrode voltage is shown in FIG. 2C. Hereinafter, the operations of the machining control device 2 and the main
加工制御装置2は、設定装置40に設定されている加工条件に従うオフ時間の後にパルス発生装置50からスイッチング素子のオンオフを指令する指令信号を出力させる。加工制御装置2のゲート回路60は、指令信号に基づいて第1の電源ユニット10におけるスイッチング回路SC1のスイッチング素子TR1にゲート信号を出力してスイッチング素子TR1をオンさせ、スイッチング回路SC1を導通状態にする。
The machining control device 2 causes the
スイッチング回路SC1が導通状態になると、図2Cに示されるように、加工間隙に直流電源PS1の電圧が印加されて極間電圧が直流電源PS1の電圧まで立ち上がる。加工間隙に電圧が印加されてから不規則な無負荷時間twの後に工具電極3と被加工物4との両極間に放電が発生して、スイッチング回路SC1を通して極間に電流が流れ始める。極間に放電電流が流れると極間電圧は降下して一定の放電電圧に到達する。極間電圧が基準電圧以下に降下すると、検出装置8は、放電の発生を示す検出信号をパルス発生装置50に出力する。
When the switching circuit SC1 becomes conductive, the voltage of the DC power source PS1 is applied to the machining gap as shown in FIG. 2C, and the voltage between the electrodes rises to the voltage of the DC power source PS1. A discharge occurs between both electrodes of the
パルス発生装置50は、設定装置40に設定されている加工条件に従うオン時間tonのカウントを開始する。スイッチング素子TR1は、検出されるスイッチング回路SC1の電流に応動して規定電流値に従うピーク電流値が維持されるようにオンオフを繰り返し、スイッチング回路SC1から規定電流値の電流が供給される。その結果、加工電源装置1は、加工間隙に単位電流値iaに相当するパラメータ値IP1の電流を供給する。
The
パルス発生装置50は、放電が発生してから所定の第1の時間ta後に次の指令信号を出力する。ゲート回路60は、指令信号に従ってスイッチング回路SC2のスイッチング素子TR2にゲート信号を出力してスイッチング回路SC2を導通状態にするとともにスイッチング素子TR1のゲート信号の出力を停止してスイッチング回路SC1を非導通にする。
The
スイッチング素子TR2は、検出されるスイッチング回路SC2の電流に応動して規定電流値に従うピーク電流値が維持されるようにオンオフを繰り返し、スイッチング回路SC2から規定電流値の電流が供給される。その結果、加工電源装置1は、加工間隙にパラメータ値IP2の電流を供給する。
The switching element TR2 is repeatedly turned on and off in response to the detected current of the switching circuit SC2 so that the peak current value according to the specified current value is maintained, and the current of the specified current value is supplied from the switching circuit SC2. As a result, the machining
パルス発生装置50は、スイッチング回路SC2が導通状態にされてから第1の時間ta後に次の指令信号を出力する。ゲート回路60は、指令信号に従ってスイッチング回路SC1のスイッチング素子TR1にゲート信号を出力してスイッチング回路SC1を導通状態にするとともにスイッチング素子TR2のゲート信号を出力したままにしてスイッチング回路SC2を導通状態にする。
The
スイッチング回路SC1とスイッチング回路SC2が共に導通状態にあるため、スイッチング回路SC1とスイッチング回路SC2からそれぞれ規定電流値の電流が供給される。スイッチング回路SC1は、単位電流値iaに相当するパラメータ値IP1の電流を供給する。スイッチング回路SC2は、単位電流値iaの2倍の電流値に相当するパラメータ値IP2の電流を供給する。その結果、加工電源装置1は、加工間隙に単位電流値iaの3倍の電流値に相当するパラメータ値IP3の電流を供給する。
Since both the switching circuit SC1 and the switching circuit SC2 are in a conductive state, currents having specified current values are supplied from the switching circuit SC1 and the switching circuit SC2, respectively. The switching circuit SC1 supplies a current having a parameter value IP1 corresponding to the unit current value ia. The switching circuit SC2 supplies a current having a parameter value IP2 corresponding to a current value that is twice the unit current value ia. As a result, the machining
第1の時間taと単位電流値iaは、所望の放電電流パルスの立上がり波形の傾きに対応して決定される。ただし、単位電流値iaは、任意の波形をより自在に得るようにするために特別の理由がない限り基本的に主電源装置5が供給可能な最小電流値であるパラメータ値IP1の電流に設定される。したがって、実質的に第1の時間taが放電電流パルスの立上がり波形を決定する。実施の形態では、第1の時間taを2μsにしている。
The first time ta and the unit current value ia are determined corresponding to the slope of the rising waveform of the desired discharge current pulse. However, the unit current value ia is basically set to the current of the parameter value IP1, which is the minimum current value that can be supplied by the main
第1の時間taを2μsに設定し、単位電流値iaをパラメータ値IP1の電流に設定した実施の形態におけるパルス発生装置50は、2μs毎に指令信号を出力し主電源装置5の複数のスイッチング素子TR1−TR16をバイナリカウント方式で時間的にずらして選択的に同期してオンオフさせ、導通されるスイッチング回路SC1−SC16の組合せによって加工間隙に供給される放電電流をパラメータ値IP1ずつステップ状に上昇させる。その結果、実際に極間に流れる放電電流は、図2Dに示されるように、緩やかに立ち上がる。
The
主電源装置5が供給可能な最大電流値imax以上の立上がりの滑らかな放電電流パルスを供給しようとするときは、主電源装置5から最大電流値imaxに対して単位電流値ia低い電流を供給したときから第1の時間ta後にパルス発生装置50からゲート回路60を通してブースタ電源装置6の複数のスイッチング素子TR32にゲート信号が出力され、主電源装置5から放電電流を供給している状態でブースタ電源装置6の複数のスイッチング素子TR32を選択的にオンして、最大電流値imaxに相当する電流をブースタ電源装置6から供給する。
When trying to supply a smooth discharge current pulse that rises above the maximum current value imax that can be supplied by the main
実施の形態における主電源装置5が供給可能な最大電流値imaxは、パラメータ値IP32の電流である。したがって、図2に示されるように、主電源装置5から2μs毎にパラメータ値IP1ずつ電流をステップ状に増大させて供給し、主電源装置5からパラメータ値IP32に対してパラメータ値IP1だけ低いIP31の電流を供給したときから2μs後に複数のスイッチング素子TR32が全てオンされてブースタ電源装置6が投入され、ブースタ電源装置6から加工間隙にパラメータ値IP32の電流が流れ始める。
The maximum current value imax that can be supplied by the main
図2Aに示されるように、パルス発生装置50は、所定の第2の時間tb後に指令信号を出力して主電源装置5のスイッチング素子TR1−TR16をオンオフ制御し、複数のスイッチング回路SC1−SC16を選択的に導通または非導通にして最大電流値imaxに対して予め設定されている所定の第1の電流低減値ibだけ低い電流が主電源装置5から供給されるように主電源装置5から供給される電流を減少させる。
As shown in FIG. 2A, the
ブースタ電源装置6から供給される電流がブースタ電源装置6の規定電流値に従うピーク電流値、具体的には、パラメータ値IP32の電流に立ち上がるまでに十数μs程度の立上がり時間tdを要する。そのため、立上がり時間tdの期間中では、実際に極間に流れる放電電流の電流値は、主電源装置5から供給される電流にブースタ電源装置6の立上がり中の電流を重畳した値になる。したがって、図3Dに示されるように、立上がり時間tdを無視して想定される電流値に対してブースタ電源装置6から供給される電流の立上がり特性に依存する誤差電流値ieが存在する。
A rise time td of about several tens of μs is required until the current supplied from the
このことから、誤差電流値ieを主電源装置5から供給される電流で補充すると実際に加工間隙に流れる放電電流が所要の電流値になると言える。ブースタ電源装置6が投入された時点で要求されるピーク電流値は、最大電流値imaxである。したがって、第1の電流低減値ibは、最大電流値imaxから誤差電流値ieを減算して決定できる。ブースタ電源装置6から供給される電流の立上がり特性は、主にブースタ電源装置6を含む電流増大用の放電回路の特性と、工具電極3および被加工物4の材質と、加工面積との影響を受けるので、第1の電流低減値ibは、実際の誤差電流値ieに基づいて設定される。
From this, it can be said that when the error current value ie is supplemented with the current supplied from the main
また、第2の時間tbは、ブースタ電源装置6から供給される電流が必要十分に立ち上がるまでの時間よりも短い遅延時間である。主電源装置5から最大電流値imaxよりも単位電流値ia低い電流が供給されている状態でブースタ電源装置6が投入されるので、ブースタ電源装置6から供給される電流が単位電流値iaを超えて立ち上がるとき、実際に加工間隙に流れる放電電流が最大電流値imaxよりも大きくなって所望の放電電流パルスの立上がり波形を失うことになる。したがって、第2の時間tbは、正確には、実際に加工間隙に流れる放電電流が最大電流値imaxに達する時間である。
The second time tb is a delay time shorter than the time required for the current supplied from the booster
実施の形態では、ブースタ電源装置6から供給される電流が流れ始めた直後の誤差電流値ieをパラメータ値IP24相当とし、第1の電流低減値ibをパラメータ値IP8にしている。また、観測したブースタ電源装置6から供給される電流の立上がり波形から第2の時間tbを1μsにしている。したがって、実施の形態の形彫放電加工装置においては、ブースタ電源装置6を投入してから1μsの遅延時間後に主電源装置5から供給される電流をパラメータ値IP32からIP8を差し引いたパラメータ値IP24の電流が加工間隙に供給されるように主電源装置5が操作される。
In the embodiment, the error current value ie immediately after the current supplied from the
パルス発生装置50は、主電源装置5から誤差電流値ieに相当する電流を供給するように主電源装置5から供給される電流を減少させてから第3の時間tc後に指令信号を出力して、予め設定されている第2の電流低減値icだけ主電源装置5から供給される電流を減少させるように主電源装置5のスイッチング素子TR1−TR16を選択的に同期してオンオフさせる。
The
その後、ブースタ電源装置6から供給される電流の立上がり時間td経過するまでの間、第3の時間tc毎に第2の電流低減値icずつ主電源装置5から供給される電流をステップ状に減少させて誤差電流を主電源装置5から供給される電流で補充すると同時に実際に加工間隙に流れる放電電流を第1の時間ta毎に単位電流値iaずつ上昇させるようにする。
Thereafter, until the rise time td of the current supplied from the
所定の第1の時間ta毎に単位電流値iaずつ増加させて立上がりが滑らかな所望の放電電流パルスの波形を得ようとするとき、ブースタ電源装置6から供給される電流の立上がり時間tdの間における任意の時点においては、ブースタ電源装置6から供給される電流だけでは、所望の放電電流パルスの波形における電流に対して誤差電流値ieと第1の時間ta毎に単位電流値iaずつ増大させる増分電流値だけ足りないことがわかる。
When a desired discharge current pulse waveform having a smooth rise is obtained by increasing the unit current value ia every predetermined first time ta, during the rise time td of the current supplied from the booster
したがって、第3の時間tcと第2の電流低減値ibは、立上がり時間tdの期間中における誤差電流値ieと増分電流値とを重畳した電流の変化の傾きで決定される。ただし、第2の電流低減値icは、任意の波形をより自在に得るようにするために特別の理由がない限り基本的に主電源装置5が供給可能な最小電流値であるパラメータ値IP1の電流に設定される。したがって、実質的に第3の時間tcが放電電流パルスの立上がり波形を決定する。
Therefore, the third time tc and the second current reduction value ib are determined by the slope of the current change in which the error current value ie and the incremental current value are superimposed during the rise time td. However, the second current reduction value ic is basically a parameter value IP1 that is the minimum current value that can be supplied by the main
以上のことを別の観点から見ると、図2Aで判るように、加工制御装置2は、ブースタ電源装置6から最大電流値imaxの電流を供給したときから第1の時間ta毎に主電源装置5から供給される電流を単位電流値iaずつ電流を上昇させたとした場合に立上がり時間td後に到達する増分電流値ioと一致するように、主電源装置5のスイッチング素子TR1−TR16をオンオフ制御して主電源装置5から供給される電流を第3の時間tc毎に第2の電流低減値icずつステップ状に減少させていると言える。
When the above is seen from another viewpoint, as can be seen in FIG. 2A, the machining control device 2 starts the main power supply device every first time ta from when the current of the maximum current value imax is supplied from the booster
そのため、第3の時間tcは、第2の電流低減値icを主電源装置5が供給可能な最小電流値である単位電流値iaとして、最大電流値imaxから第1の電流低減値ibを差し引いたブースタ電源装置6を投入した直後の誤差電流値ieとブースタ電源装置6から供給される電流の立上がり時間td後の増分電流値ioとの差を単位電流値iaで除してステップ数nを得て、立上がり時間tdをステップ数nで除して得ることができる。図2に示される実施の形態では、ステップ数nが16で、立上がり時間tdが16μsであるから、第3の時間tcは、1μsに設定される。
Therefore, at the third time tc, the first current reduction value ib is subtracted from the maximum current value imax with the second current reduction value ic as the unit current value ia that is the minimum current value that can be supplied by the main
このとき、第3の時間tcと第2の電流低減値icを一定にしているので、主電源装置5から供給される誤差電流値ieを補充する電流の変化とブースタ電源装置6から供給される電流の立上がり波形に依存する実際の誤差電流値ieの変化とが厳密には一致しないことが考えられる。しかしながら、実際に加工間隙に供給される放電電流パルスの立上がり波形は、加工結果に重大な影響を与える程度に不適当にはならず、誤差の範囲であるため、実用上は問題がない。
At this time, since the third time tc and the second current reduction value ic are constant, the change in the current supplementing the error current value ie supplied from the main
図3Dに示されるように、立上がり時間tdの間に誤差電流値ieが徐々に小さくなり、増分電流値が第1の時間ta毎に単位電流値iaずつ増加するので、立上がり時間tdにおいて第3の時間tc毎に第2の電流低減値icずつ主電源装置5から供給される電流をステップ状に減少させた場合、結果的に、誤差電流を主電源装置5から供給される電流で補充すると同時に第1の時間ta毎に単位電流値iaずつ電流を上昇させていることになる。その結果、立上がりが滑らかな所望の放電電流パルスの波形が得られる。
As shown in FIG. 3D, the error current value ie gradually decreases during the rising time td, and the incremental current value increases by the unit current value ia every first time ta. When the current supplied from the main
ブースタ電源装置6から供給される電流が最大電流値imaxまで立ち上がる立上がり時間td後は、パルス発生装置50が指令信号を出力して主電源装置5の複数のスイッチング素子TR1−TR16をバイナリカウント方式で時間的にずらしてオンオフさせ、各スイッチング回路SC1−SC16を選択的に導通または非導通にすることによって放電電流が加工条件に従うピーク電流値に到達するまで放電電流の所望の立上がり波形の傾きに合わせて単位電流値iaに相当するパラメータ値IP1ずつステップ状に電流を増大させる。
After the rise time td when the current supplied from the booster
放電電流が加工条件に従うピーク電流値ipeakに到達した後は、ピーク電流値ipeakを維持させて放電電流を供給する。そして、放電が発生して加工間隙に放電電流が流れ始めてから加工条件に従うオン時間tonに到達した後に全てのスイッチング素子TR1−TR32をオフしてスイッチング回路SC1−SC32を非導通にする。その結果、主電源装置5とブースタ電源装置6からの放電電流の供給が休止され、放電電流は、立下り時間後に消弧する。
After the discharge current reaches the peak current value ipeak according to the machining conditions, the discharge current is supplied while maintaining the peak current value ipeak. Then, after the discharge occurs and the discharge current begins to flow in the machining gap, after reaching the on time ton according to the machining conditions, all the switching elements TR1-TR32 are turned off to make the switching circuits SC1-SC32 non-conductive. As a result, the supply of the discharge current from the main
以上のように、立上がりが滑らかな放電電流パルスを繰返し供給することで、工具電極の消耗を低減した加工が行なわれる。このとき、放電電流が供給されている途中で電流が急に大幅に低下して放電電流パルスの波形が不正になることがなく、工具電極の消耗が増大したり、加工速度が低下することがない。また、主電源装置5を遮断せずに同時にブースタ電源装置6を投入することを可能にするので、逆起電力の発生による極間電圧の瞬間的な落ち込みがなく、検出装置が正確に極間電圧を検出して的確な適応制御を行なうことができる。
As described above, by repeatedly supplying a discharge current pulse with a smooth rise, machining with reduced consumption of the tool electrode is performed. At this time, the current suddenly drops drastically during the supply of the discharge current, and the waveform of the discharge current pulse does not become incorrect. Absent. In addition, since it is possible to simultaneously turn on the
本発明の形彫放電加工装置は、実施の形態で示される具体的な形彫放電加工装置の構成と同一であることが要求されるものではなく、本発明の技術思想を逸脱しない範囲で応用が可能である。また、発明の詳細な説明で開示されていない他の形彫放電加工装置および加工方法と適宜組み合わせて実施することができる。本発明は、発明の詳細な説明に記載される名称または表現方法に拘束されることがなく、実質的に同一の手段または手法で達成できる形彫放電加工装置を含む。 The electric discharge machining apparatus of the present invention is not required to have the same configuration as the specific electric discharge machining apparatus shown in the embodiment, and can be applied without departing from the technical idea of the present invention. Is possible. Moreover, it can implement in combination with the other sculpture electric discharge machining apparatus and processing method which are not disclosed by detailed description of the invention suitably. The present invention includes a sculpted electric discharge machining apparatus that can be achieved by substantially the same means or technique without being restricted by the names or expression methods described in the detailed description of the invention.
本発明は、形彫放電加工装置に適用される。特に、ブースタ電源装置を有する加工電源装置を備えた形彫放電加工装置に有益である。本発明は、ブースタ電源装置を投入するときに発生する放電電流の大幅な低下を抑制するとともに逆起電圧による電圧波形の急な降下を抑制して改善する。本発明は、所期の加工結果を達成させ、加工の適応制御を正確に行なえるようにし、形彫放電加工の技術の進歩に貢献する。 The present invention is applied to a die-sinking electric discharge machining apparatus. In particular, it is useful for a sculpting electric discharge machining apparatus having a machining power supply device having a booster power supply device. The present invention suppresses and drastically reduces a discharge current generated when a booster power supply is turned on, and suppresses and improves a sudden drop in a voltage waveform due to a counter electromotive voltage. The present invention achieves a desired machining result, enables adaptive control of machining accurately, and contributes to the advancement of the technology of electric discharge machining.
1 加工電源装置
2 加工制御装置
3 工具電極
4 被加工物
5 主電源装置
6 ブースタ電源装置
7 リレースイッチ
8 検出装置
10 第1の電源ユニット
20 第2の電源ユニット
30 第3の電源ユニット
40 設定装置
50 パルス発生装置
51 極性切換装置
52 極間線
53 出力ケーブル
54 保護回路
60 ゲート回路
61 極性切換装置
62 極間線
63 出力ケーブル
64 保護回路
PS 直流電源
SC スイッチング回路
TR スイッチング素子
DR 逆流阻止ダイオード
RS 電流制限抵抗
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