JP3574503B2 - Electric discharge machining method and apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、放電加工方法及びその装置に関し、特に、加工用電極と被加工物との間に形成される極間に、間欠的な放電を発生させて被加工物の除去加工を行う放電加工方法及びその装置に関する。さらに、くわしくは、水溶性加工液を使用する場合の電解腐食を防止する放電加工方法およびその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
放電加工において、加工精度を低下させる原因として電解作用が知られている。一般に、放電加工においては、加工用電極と被加工物との間に微小な間隙を置いて対向させ、その間隙に加工液を介在させている。この加工液として水などの電解性を有する水溶性加工液を使用する場合がある。
【0003】
このような放電加工では、極間に電圧が印加されると電解作用によって加工面の劣化を引き起こすという問題がある。放電誘起用電圧が加工間隙に印加されている間、その放電誘起用電圧が高いほど電解電流が大きくなる。この電解電流は、被加工物をイオン化して溶出させ、加工面の品質を悪化させる。この溶出量は、例えば、数μmから十数μmとなり、数μmの高精度を要する加工には大きな問題となる。また、被加工物が合金の場合には、その溶出速度が合金成分毎に異なり、特定金属の欠損等の問題も生じることになる。例えば、被加工物が鉄系材料の場合には、加工液の導電率が部分的に不均一となって加工精度が低下したり、錆が発生しやすくなる。また、結合材としてコバルトを含む超硬の場合には、コバルトがイオン化して溶出し、材質欠陥が生じるなどの問題がある。
【0004】
このような電解作用に伴う被加工物の加工面の劣化を防止する技術として、従来以下に示すような方法が知られている。
(1)第1の方法は、放電終了後の休止期間に、放電誘起用電圧とは逆の極性の電圧を極間に印加し、極間の平均電圧が0となるように極間電圧の偏りを無くす方法である。
(2)第2の方法は、例えば特開昭60−146624号公報に示されるように、主放電電源とは逆の極性の放電誘起用電圧を印加し、極間電圧の偏りを軽減する方法である。
(3)第3の方法は、例えば特開昭56−82127号公報に示されるように、高周波の交流電圧を印加して、放電を誘起する方法である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
前記した従来の被加工物の表面劣化の防止方法では、それぞれ次のような問題点がある。
(1)休止期間に放電誘起電圧とは逆の極性の電圧を印加する第1の方法では、実質的に休止期間が延長され、加工に寄与する放電の周期が長くなって、加工速度が低下するという問題点がある。
(2)主放電電源とは逆の極性の放電誘起用電圧を印加する第2の方法では、加工速度の低下はないが、極間の平均電圧を0Vにすることが困難であり、極間電圧の偏りが残り、電解作用を充分に抑えることができないという問題点がある。これは、主放電電流の通電期間中においては極間は放電状態であって、アーク電圧程度に保たれており、一般にこの電圧は放電誘起用電圧より低くなっている。しかも、主放電電流の通電時間は放電誘起用電圧の印加時間より通常短い場合が多く、この結果、極間の平均電圧は放電誘起用電圧の極性側にかなりの偏りが生じる。
【0006】
(3)高周波の交流電圧を印加する第3の方法では、高周波の発振器が必要であって、回路が複雑化するとともに高価になる。また、安定な電圧を極間に印加するために、放電誘起電源の周波数に同調するような共振回路を極間に接続する必要があるが、極間のインダクタンスが変化するとその同調がずれるため、印加電圧が変化してしまうという問題点がある。
【0007】
このような、従来の問題点を解決するものとして、放電誘起用電圧の極性を、放電毎あるいは正・逆同じ割合となるような周期で交互に切り換える方法がある(例えば、特願平6−107455号)。この方法では、正極性の放電誘起用電圧と逆極性の放電誘起用電圧の比率を等しくして平均的な電圧を0Vにするものである。
しかしながら、この方法においても、主放電電流が流れている間の極間電圧(アーク電圧)は考慮されておらず、実際には極間電圧に偏りが生じている。
【0008】
さらに、逆極性で放電誘起用電圧を印加した場合には、放電が開始してから主加工電流が流れるまでの間、数100nsの短い時間ではあるが逆極性の電流が流れるため、放電頻度が上がると電極の消耗が大きくなるという問題もある。
【0009】
また、電圧印加を開始すると放電が誘起されるまで一定極性の電圧が印加され続けるので、特に切り込み部などの放電間隔が長くなった場合には、局部的に電食が起こる問題がある。
【0010】
そこで、本発明は前記した従来の問題点を解決して、電解作用により生ずる被加工物表面の劣化を確実に防止することができる放電加工方法及びその装置を提供することを目的とする。また、被加工物の電食の度合いに応じて、加工面の劣化を完全に防止する加工や電極消耗を抑えた加工を行い、被加工物の材質に合わせた最適な加工を行うと共に、放電間隔が広がっても加工面の劣化のない放電加工方法およびその装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
また、本発明は、加工用電極と被加工物との間に形成される極間に放電誘起用電圧を印加し、該放電誘起用電圧によって極間の絶縁が破壊され放電が誘起されたことを検出して放電誘起用電圧の印加を停止し、同時に加工用電流パルスを極間に流して被加工物の除去加工を行い、所定の休止時間を経てこれを繰り返す放電加工方法において、極間の平均電圧を検出し、基準電圧を可変とし所望の値に設定し、極間の平均電圧を検出して、該平均電圧が設定された基準電圧と一致するように前記放電誘起用電圧の極間に対する極性を切り換えることにより、前記目的を達成する。
【0012】
また、放電誘起用電圧の印加を開始した後、所定時間内に放電が誘起されない場合には放電誘起用電圧の印加を中止し、通常加工時の休止時間とは異なる短い休止時間を経た後に、次回の放電誘起用電圧の印加を開始を行うことができる。
【0013】
本発明の放電加工において、放電誘起用電圧は、加工用電極と被加工物との間の極間に印加されるものであり、極間の絶縁を破壊して放電を誘起する電圧である。そして、この放電誘起用電圧の極間への極性は、例えば、被加工物を基準とし、加工用電極が負となる極性を正極性とし、反対の極性を逆極性とすることができる。
本発明の放電加工装置は、加工用電極と被加工物との間に形成される極間に間欠的に放電を発生させ、加工電流を流すことによって被加工物の除去加工を行う放電加工装置において、前記極間に放電を誘起させる正極性および負極性の電圧を印加する放電誘起回路と、放電開始後、前記極間に加工用の電流パルスを供給する主放電回路と、極間電圧の平均値を検出する検出手段と、前記検出値を設定手段により所望の値に設定された可変の基準電圧と比較する比較手段、該比較手段の出力によって前記放電誘起回路の出力極性を切り換える信号を出力する制御手段とを備えたことにより、前記目的を達成するものである。
本発明の放電加工装置において、制御手段は、極間への電圧印加中のみ動作する第1の計時手段と、通常加工時における加工休止時間を規定する第2の計時手段と、前記加工休止時間と異なる休止時間を規定する第3の計時手段とを備え、前記第1の計時手段の出力によって放電誘起回路への動作指令を停止し、第3の計時手段を作動させ、第3の計時手段の出力によって次回の放電誘起用電圧の印加を開始する。
【0014】
【作用】
前記した本発明の放電加工によれば、はじめに、加工用電極と被加工物との間に形成される極間に対して、放電誘起回路から放電誘起用電圧をある極性の方向で印加する。放電誘起用電圧が印加された極間は、ある時間の経過後この放電誘起用電圧により絶縁破壊を起こして放電を開始する。この放電開始時より主放電電源から極間への主放電電流の供給を行い、放電を所定時間続行させる。放電時における極間の電圧は、放電誘起用電圧より充分小さな値となる。この放電によって、被加工物の放電加工を行う。極間での放電は、所定時間の経過後、主放電電流の供給を断つことにより停止する。放電が停止した後、休止時間をとることにより極間の絶縁状態を回復させ、一つの放電が終了する。
また、放電誘起回路から極間に印加する放電誘起用電圧の極性方向を反対極性として、極間に放電を誘起させることもできる。この反対極性の放電誘起用電圧は、単に極性が逆であるだけであってその作用は同様であり、前記した放電工程と同様にして、極間にある時間の経過後絶縁破壊を起こして放電を開始する。そして、その後の放電加工も同様に行われる。したがって、放電前の放電誘起用電圧の極間に対する極性のみが異なり、放電時における作用は同様である。
【0015】
本発明の放電加工においては、放電誘起用電圧の極間に対する極性の切り換えは、極間の電圧を検出しその極間電圧に基づいて行うものであり、加工用電極と被加工物との間の極間電圧を積分することによって、その極間電圧値と印加時間に関係した極間の平均電圧を求め、その極間の平均電圧が所望する値の基準電圧となるようにして行うことができる。
放電誘起用電圧を印加してから放電が始まるまでの時間は極間の状態により異なり、個々の放電で比較すると放電誘起用電圧の印加時間に差が生じるが、本発明によれば、加工用電極と被加工物との間の極間電圧を積分することによって、その極間電圧値と印加時間に関係した値を求めているため、平均した極間電圧を任意の所望する値に設定された基準電圧と一致させることができ、放電誘起用電圧の印加によって発生する電解作用で生ずる被加工物表面の劣化を防止することができる。
【0016】
また、放電誘起電圧を印加した後、所定時間内に放電が誘起されない場合には、電圧印加を中止し、通常加工時の休止時間より短い休止時間を経た後、次回の電圧印加を開始する。
【0017】
この本発明の放電誘起用電圧の極性の切り換えは、放電発生を基にして制御信号を出力する制御回路により、切り換え回路を駆動して行うものであり、切り換え回路は、例えば、放電誘起電源と極間との間に設けたスイッチ手段の開閉を制御して、放電誘起電源の接続状態の変更あるいは極性の異なる放電誘起電源の選択を行う。この放電誘起電源の制御によって、極間への放電誘起用電圧の印加極性を切り換え、極間における放電誘起用電圧の平均電圧を任意の所望の値に設定された基準電圧とし、放電誘起用電圧の印加によって発生する電解作用による影響を実質的に停止し、被加工物表面の劣化を防止する。
【0018】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図を参照しながら詳細に説明する。
本発明の放電加工を実施する放電加工装置は、通常の放電加工装置とほぼ同様であり、加工用電極と被加工物間の極間に電圧を印加する方法及び、その装置に特徴を有している。そこで、以下の本発明の実施例においては、該極間に電圧を印加する構成を主に説明し、周知の放電加工装置についてはその説明を省略する。
【0019】
〔本発明の実施例1〕
はじめに、本発明の実施例1の構成及び作用について、図1〜図6を用いて説明する。
(本発明の実施例1の構成)
図1は、本発明の放電加工の実施例1を説明する放電加工装置の電源部の構成図である。図1において、1は加工用電極、2は被加工物であり、この加工用電極1は被加工物2との間に間隙を開けて設置することにより、該間隙は放電が生じる極間を形成している。接地された被加工物2と加工用電極1との間に形成される極間において、加工液を介して間欠的な放電を発生させることにより、被加工物2に放電加工を行うものである。
本発明の放電加工装置の電源部は、主放電回路3と放電誘起回路4の2つの電源部分を備えている。放電誘起回路4は極間に放電を誘起するための回路であり、また、主放電回路3は、放電加工を行うための主放電電流を供給する回路であって、放電誘起回路4による放電誘起の後に加工用の主放電電流を放電誘起用の電流に重畳するものである。主放電回路3及び放電誘起回路4の駆動は、制御回路5からの制御信号に基づいて行われる。
【0020】
主放電回路3は、極間に主放電電流を供給する主放電電源31を有し、直列接続されるスイッチ素子32及びスイッチ素子33を介して主放電電流の閉回路を構成している。該主放電回路において、例えば、主放電電源31の一方の電極端子から被加工物2の接地端子の方向にダイオード34を接続し、加工用電極1から主放電電源31の他方の電極端子の方向にダイオード35を接続して、クロス方式の電源を構成することができる。このスイッチ素子32,33の開閉は、制御回路5からの制御信号s3によって行う。
放電誘起回路4は、極間に放電誘起用電圧を印加する放電誘起電源41を有し、直列接続されるダイオード42及び電流制限抵抗43を介して放電誘起用電圧印加のための閉回路を構成している。該放電誘起回路4において、加工用電極1への放電誘起用電圧の印加極性を切り換えるための回路構成は、スイッチ素子(44〜47)によって構成されている。実施例1において、スイッチ素子44〜47による切り換え回路は、スイッチ素子44を放電誘起電源41の一方の電極と加工用電極1との間に接続し、スイッチ素子45を放電誘起電源41の他方の電極と被加工物2の接地側との間に接続し、スイッチ素子46を放電誘起電源41の一方の電極と被加工物2の接地側との間に接続し、スイッチ素子47を放電誘起電源41の他方の電極と加工用電極1との間に接続することによって構成される。
【0021】
そして、スイッチ素子44とスイッチ素子45には同じ制御信号を入力して同時に開閉制御を行い、また、スイッチ素子46とスイッチ素子47には前記スイッチ素子44及びスイッチ素子45と異なる制御信号が入力して、同時に開閉制御を行う。
【0022】
また、本発明の実施例では、主放電電源極性は正極性となっているが、これに限定されるものではなく加工によっては逆極性とすることもできる。
【0023】
制御回路5は、加工用電極1と被加工物2との間の極間電圧を入力して放電検出を行うとともに、該放電検出信号に基づいて主放電回路3に制御信号s3を出力し、放電誘起回路4に制御信号s4を出力する。
また、切り換え回路は、極間電圧と制御回路5からの制御信号s4を受けて放電誘起回路4のスイッチ素子の開閉を制御する回路であり、実施例1においては、極間電圧を検出する差動増幅器57と、基準電圧58と、差動増幅器57からの極間電圧と基準電圧58との和を出力する加算器59と、加算器59の出力を積分する積分器56と、積分器56の積分値を0Vと比較する比較器55と、比較器55の出力と制御回路5からの制御信号s4とを入力信号とするラッチ回路54と、ラッチ回路54の出力と制御信号s4との論理積をとって、そのアンド出力をスイッチ素子44及びスイッチ素子45に出力するアンドゲート51と、ラッチ回路54の反転出力と制御信号s4との論理積をとって、そのアンド出力をスイッチ素子46及びスイッチ素子47に出力するアンドゲート52とを備えている。なお、ラッチ回路54の反転出力は、ラッチ回路54の出力をインバータ53により反転することにより得ることができる。
また、第1計時手段60は、制御回路5からの制御信号s4によって動作を開始し、タイムアップした後にハイとなる信号を制御回路5に出力する。この第1計時手段60は、極間への電圧印加中のみ動作する計時手段であり、電圧印加を開始した後、所定時間内に放電が誘起されない場合に、電圧印加を中止するためのものである。また、第2計時手段61は、制御信号s5によって動作を開始し、タイムアップした後にハイとなる信号を制御回路5に出力する。この第2計時手段61は、通常の加工時における加工休止時間を規定する。また、第3計時手段62は、制御信号s6によって動作を開始し、タイムアップした後にハイとなる信号を制御回路5に出力する。この第3計時手段62は、第2計時手段61が規定する通常の加工時における加工休止時間よりも短い休止時間を規定する。
【0024】
なお、図1においては、主放電回路3、及び放電誘起回路4を破線により表している。
【0025】
(本発明の実施例1の作用)
次に、本発明の実施例1の作用について、図2,図3のタイムチャート、及び図4〜図6の回路図を用いて説明する。なお、以下の説明では図2,図3のタイムチャート中の時刻a〜時刻wの符号に従って説明する。
図2に示すタイムチャートにおいて、時刻a〜時刻k,時刻p〜時刻rの期間は正極性(被加工物を基準にして加工用電極が負となる極性の電圧極性)の放電誘起用電圧を印加する場合であり、時刻k〜時刻p,時刻r〜時刻wの期間は逆極性(被加工物を基準にして加工用電極が正となる極性の電圧極性)の放電誘起用電圧を印加する場合を示している。
図2,図3のタイムチャートは、連続する放電加工途中の4回の放電の様子を示している。極間電圧Vgは、差動増幅器57により検出される。差動増幅器57差動増幅器57の出力は、制御回路5に入力されるとともに、加算器59により基準電圧58との加算を行った後、積分器56に入力されて積分が行われる。
【0026】
時刻a以前までの放電加工で、積分器56の出力Vg(INT)がプラスになっており、比較器55の出力はハイ、ラッチ回路54もハイにラッチされているものとする。なお、図示の例では、極間の平均電圧が正極性のある値を保つよう、基準電圧58は正の電圧に設定さているものとする。
【0027】
時刻a:制御回路5はハイの制御信号s4を送出する。このとき、積分器56の出力Vg(INT.)はプラスの状態にあるので、比較器55の出力はハイの状態にある。このタイムチャートでは、ラッチ回路54の出力はこの時刻の以前よりハイであるので、ラッチ回路54の出力に変化はなくハイの出力を維持する。
【0028】
ラッチ回路54の出力は、信号s4とアンドゲート51で論理積がとられるとともに、インバータ53で反転されて信号s4とアンドゲート52で論理積がとられる。このとき、ラッチ回路54の出力はハイであるので、アンドゲート51の出力はハイとなる。この出力は、放電誘起回路4に入力されて、スイッチ素子44及び45をオンとし、極間に正極性の放電誘起用電圧を印加する(図4参照)。
【0029】
また、第1計時手段60は、制御信号s4によって計時動作を開始し、所定時間内に放電が誘起されるか否かを監視する。
【0030】
なお、図2のタイムチャートにおいては、極性電圧Vgは立ち下がりを正極性とし、立ち上がりを逆極性として表している。
【0031】
図3は、スイッチ素子44,45がオン、スイッチ素子46,47がオフで、スイッチ素子32,33がオフの場合の放電加工装置の電源部の回路結線状態を示しており、放電誘起電源41の正の電極が被加工物2に接続されて被加工物2に正電圧を印加し、放電誘起電源41の負の電極が加工用電極12に接続されて加工用電極1に負電圧を印加している。この電圧印加により、極間に放電誘起用電圧の印加が行われることになる。
加工用電極1に正極性の放電誘起用電圧が印加されると、極間には絶縁が破壊されて放電が開始するまで、正極性の極性電圧Vgが印加された状態が続くことになる。図2のタイムチャートにおいては、この加工用電極1に放電誘起用電圧が印加されて放電が開始するまでの間を期間T1で表している。
【0032】
時刻b:極間の絶縁が破壊されて放電が発生すると、極間電圧Vgは低下する(図2のタイムチャートにおいては、上向きの変化で表されている)。これにより、差動増幅器57の出力は低下し、制御回路5はこの電圧低下により放電を検出する。
【0033】
時刻c:放電を検出した制御回路5は、制御信号s3をハイとして主放電回路3のスイッチ素子32,33をオンするとともに、信号s4をローとしてスイッチ素子44,45をオフとする。スイッチ素子32,33をオンにすることにより、主放電電源31を電極1及び被加工物2の極間に印加し、主放電電流Igを矢印の方向に流す。このとき、電極間には僅かな電圧Vgが印加されており、積分器56はさらに積分を続行して積分値Vg(INT.)を出力する。
積分器56の積分値Vg(INT.)は区間T1の間に減少するが、その値はまだ正であるため比較器55の出力はハイであり、ラッチ回路54の出力はハイが維持される。ラッチ回路54の出力はハイが維持されるが、制御回路5の制御信号s4はローとなるため、アンドゲート51及びアンドゲート52の論理積出力はローとなってスイッチ素子44,45,46,47はオフとなる。
【0034】
したがって、スイッチ素子44,45,46,47は全てオフとなり、放電誘起用電圧の極間への印加は停止することになる。図5は、スイッチ素子44,45,46,47がオフで、スイッチ素子32,33がオンの場合の放電加工装置の電源部の回路結線状態を示しており、放電誘起電源41は加工用電極1及び被加工物2とは接続されず、主放電電源31の正方向の電極が被加工物2に接続され、主放電電源31の負の電極が加工用電極1に接続されて、極間に主放電電圧の印加が行われ、主放電電流Igが流れることになる。
また、第1計時手段60は、制御信号s4の立ち上がりによって、計時動作中であったが、所定時間を計時する前に、制御信号s4が立ち下がってローとなったため、第1計時手段60の出力はローのままである。
【0035】
なお、極間電圧Vgの低下の検出からスイッチ素子32,33がオンするまでに遅れ時間があるため、放電が開始してからスイッチ素子32,33がオンするまで、t1の時間遅れが生じる。この時間遅れは、通常数百nsである。
この遅れ時間の間放電を維持するために、スイッチ素子32,33がオンするまで、スイッチ素子44,45をオン状態に維持する。
なお、放電が確実に主放電電流につながるようにするため、スイッチ素子44,45のオンとスイッチ素子32,33のオンがオーバーラップするように制御することもできる。
【0036】
時刻d:制御回路5は、所定時間t2の後に制御信号s3をローとし、主放電回路3のスイッチ素子32,33をオフにすると共に信号s5をハイとし、第2計時手段61によって通常加工時における加工休止時間t3の計時を開始する。
【0037】
このスイッチ素子32,33のオフによって主放電電源31の加工用電極1及び被加工物2への電圧印加は停止するが、主放電回路のインダクタンス成分に蓄積された電磁エネルギーがダイオード34,35を通して放出されるため、スイッチ素子32,33がオフとなった後も主放電電流Igは流れ続ける。
時刻e:主放電電流Igが停止すると極間電圧Vgは0Vとなり、基準電圧58のみが積分器56によって積分される。
【0038】
このとき、時刻aから時刻eの間の、電圧の印加後放電するまでの時間と放電時間との和が短いため、積分器56の出力Vg(INT.)はプラスのままであり、この場合Vg(INT.)が正である限り、正極性の放電誘起用電圧を印加する。
時刻f:第2計時手段61が通常加工時における加工休止時間t3を計時すると、計時終了信号を制御回路5に出力し、制御回路5はこの計時終了信号に従って、制御信号s4をハイとする。この休止時間の間は、極間には放電誘起用電圧も主放電電圧を印加されない状態にあり、この間に極間の絶縁状態の回復が行われる。
前記した時刻aから時刻fまでの工程により、極間に正極性(被加工物を基準にして加工用電極が負となる極性の電圧極性)の放電誘起用電圧を印加した場合の放電加工が完了する。
【0039】
時刻f〜時刻k:時刻fにおいて、ハイの制御信号s4が送出される。このとき、時刻aのときと同様に比較器55の出力はハイなので、極間には正極性の放電誘起用電圧が印加される。その後は、前記した時刻aから時刻fとほぼ同様の動作が行われて、時刻kで極間に正極性の放電誘起用電圧を印加した場合の放電加工が完了する。
このとき、積分器56で極間電圧Vgを積分すると、時刻fから時刻g、あるいは時刻fから時刻jの間において、その積分値が正から零を通過して負となる。図2のタイムチャートでは時刻fから時刻gの間に、積分値が正から負に反転する。このVg(INT.)の極性の変化は、基準値を0Vとする比較器55により検出され、比較器55の出力をローとする。
時刻k:制御信号s4がハイとなったとき、前記比較器55の電圧はこの制御信号s4の立ち上がりでラッチ回路54にラッチされ、ラッチ回路54の出力はローとなる。ラッチ回路54の出力はアンドゲート51の論理積をローとしてスイッチ素子44,45をオフとし、また、ラッチ回路54の出力はインバータ53で反転されてハイとなり、アンドゲート52の論理積出力がハイとなる。このハイ出力は、放電誘起回路4のスイッチ素子46,47をオンとして、極間に逆極性の放電誘起用電圧を印加する。
【0040】
図6は、スイッチ素子44,45がオフ、スイッチ素子46,47がオンで、スイッチ素子32,33がオフの場合の放電加工装置の電源部の回路結線状態を示しており、放電誘起電源41の負の電極が被加工物2に接続されて、放電誘起電源41の正の電極が加工用電極1に接続され、極間に前記時刻a及び図3で示した場合と逆極性の放電誘起用電圧の印加が行われることになる。
加工用電極1に逆極性の放電誘起用電圧が印加されると、極間には絶縁が破壊されて放電が開始するまで、逆極性の極間電圧Vgが印加された状態が続くことになる。図2のタイムチャートにおいては、この加工用電極1に放電誘起用電圧が印加されて放電が開始するまでの間を期間T2で表している。
また、この時刻kからは、極間に印加する極性が逆となるため、積分器56での積分の方向は前記の放電工程とは逆に積分値Vg(INT.)が正の方向に増加する。
【0041】
時刻l:極間の絶縁が破壊されて放電が発生すると、極間電圧Vgの絶対値は低下する(図2のタイムチャートにおいては、立ち下がりの変化で表されている)。この極間での放電によって電流Igが流れる。この電流Igの方向は、前記時刻b及び時刻gのときとは逆方向となる。制御回路5は差動増幅器57の出力を介してこの極間電圧Vgの変化で放電を検出する。
時刻m:放電を検出した制御回路5は、制御信号s3をハイとして主放電回路のスイッチ素子32,33をオンとして、主放電電源31を電極1及び被加工物2の極間に印加し、主放電電流Igを流す。この主放電電流Igの方向は、図5に示す矢印と同じ方向である。一方、制御信号s4をローとするのでアンドゲート52の論理積出力はローとなってスイッチ素子46,47はオフとなる。
また、アンドゲート51の出力はローのままで、スイッチ素子44,45はオフの状態を維持する。
【0042】
したがって、スイッチ素子44,45,46,47は全てオフとなり、放電誘起用電圧の極間への印加は停止することになる。この回路状態は、前記した図5と同様であり、極間に主放電電圧の印加が行われて、主放電流Igが流れることになる。
なお、極間電圧Vgの絶対値の低下からスイッチ素子32,33がオンするまでに遅れ時間があるため、前記と同様に放電が開始してからスイッチ素子32,33がオンするまでt1の時間遅れが生じる。
そして、この遅れ時間の間放電を維持するために、スイッチ素子32,33がオンするまで、スイッチ素子46,47をオン状態に維持する。
なお、放電が確実に主放電電流につながるようにするため、スイッチ素子46,47のオンとスイッチ素子32,33のオンがオーバーラップするように制御することもできる。
【0043】
時刻n,o:制御回路5は、所定時間t2の後に制御信号s3をローとし、主放電回路3のスイッチ素子32,33をオフにするとともに、第2計時手段61によって通常加工時における加工休止時間t3の計時を開始する。
【0044】
このスイッチ素子32,33のオフによって主放電電源31の加工用電極1及び被加工物2への電圧印加は停止するが、主放電回路のインダクタンス成分に蓄積された電磁エネルギーがダイオード34,35を通して放出されるため、スイッチ素子32,33がオフとなった後も主放電電流Igは流れ続ける。
時刻p:第2計時手段61が通常加工時における加工休止時間t3を計時すると、計時終了信号を制御回路5に出力し、制御回路5はこの計時終了信号に従って、制御信号s4をハイとする。
【0045】
積分器56の出力Vg(INT.)はプラスの状態にあるので、正極性の電圧が極間に印加される。これと同時に第1計時手段60は動作を開始する。
【0046】
また、この時刻oから時刻pまでの休止時間の間は、極間には放電誘起用電圧も主放電電圧を印加されない状態にあり、この間に極間の絶縁状態の回復が行われる。
そして、前記した時刻kから時刻pまでの工程により、極間に逆極性(被加工物を基準にして加工用電極が正となる極性の電圧極性)の放電誘起用電圧を印加した場合の放電加工が完了する。
【0047】
時刻q:極間が放電が開始する前に、第1計時手段60の計時が完了すると、第1計時手段60は計時信号を制御回路5に出力する。制御回路5は、この計時信号を受けて制御信号s4をローとし、極間への電圧印加を中止する。
【0048】
同時に、制御信号s6をハイとして、第3計時手段62の計時を開始する。第3計時手段62は、通常の加工時における休止時間を規定する第2計時手段61より短い時間が設定されている。
【0049】
この場合には、極間の絶縁が保たれたままであるので、主放電電流を流さず、休止時間に入る。
【0050】
時刻r:第3計時手段62が休止時間の計時を終了すると、制御回路5はこの計時終了を受けて制御信号s4をハイとし、極間への電圧印加を再開する。
時刻pから時刻qまでの間に、積分器56の出力Vg(INT.)の符号は、正から負に変化しており、この結果、極間には逆極性の放電誘起電圧が印加される。
【0051】
時刻r〜時刻w:時刻k〜時刻pの動作と同じであり、ここでは説明を省略する。
【0052】
このとき、積分器56で極間電圧Vgを積分すると、時刻kから時刻l、あるいは時刻kから時刻mの間において、その積分値が負から零を通過して正となる。図2のタイムチャートでは時刻kから時刻lの間に、積分値が負から正に反転する。このVg(INT.)の極性の変化は、基準値を0Vとする比較器55により検出され、比較器55の出力をハイとする。
そして、前記した時刻aから時刻f(時刻fから時刻k)までの正極性の放電誘起用電圧による放電過程と、時刻kから時刻pまでの逆極性の放電誘起用電圧による放電過程とを繰り返すことによって、被加工物の放電加工が行われる。 ここで、時刻aから時刻e、及び時刻fから時刻jまでの正極性の放電誘起用電圧による放電過程の区間と、時刻kから時刻mまでの逆極性の放電誘起用電圧による放電過程の区間とを比較する。この両者の区間において、印加電圧と基準電圧の和の電圧に印加時間を乗じた値に対応する積分値は、積分器56によって平均をとると「0」となるように制御されて、極間への印加電圧の極性が変更される。
したがって、極間の平均電圧は基準電圧58と極性が反対で、絶対値が等しくなるよう制御されるので、被加工物の材質によって最適な加工を実現することができる。
【0053】
なお、この実施例では、ラッチ回路54の出力が反転するときに、アンドゲートの出力にパルス状の信号が現れることがある。この信号は、アンドゲート51ではラッチ回路54の出力と制御信号s4の論理積をとり、また、アンドゲート52ではラッチ回路54の出力をインバータ53で反転した信号と制御信号s4の論理積をとり、そのラッチ回路54が制御信号s4の立ち上がりでラッチするよう構成していて、ラッチ回路54の動作遅れが生じることが原因となっている。例えば、図2のタイムチャートの時刻kにおいて、アンドゲート51の出力にパルスが発生する。
図1において、制御回路5とアンドゲート51及びアンドゲート52の入力端の間に遅延回路を挿入する構成とし、この遅延回路によってラッチ回路54の出力が確定するまで制御信号s4を遅延させて、このパルス信号の発生を防止することができる。
【0054】
〔本発明の実施例2〕
次に、本発明の実施例2の構成及び作用について、図7を用いて説明する。 (本発明の実施例2の構成)
図7は、本発明の放電加工の実施例2を説明する放電加工装置の電源部の構成図である。図7に示す本発明の実施例2の構成は、本発明の実施例1の構成とほぼ同様であり、加工用電極1、被加工物2、主放電回路3、放電誘起回路8、及び制御回路5を含んでいる。実施例2と実施例1の構成上の相違は放電誘起回路8の構成の点にある。そこで、以下では、放電誘起回路8の構成のみを説明し、その他の加工用電極1、被加工物2、主放電回路3、及び制御回路5については説明を省略する。
本発明の実施例2の放電誘起回路8は、正極性電圧用の電源と逆極性電圧用の電源の二つの電源を用い、それらの電源をスイッチ素子で開閉して極間への放電誘起用電圧の極性を切り換えるものである。図6においては、正極性電圧用の放電誘起電源81とダイオード82とスイッチ素子83の直列回路と、逆極性電圧用の放電誘起電源84とダイオード85とスイッチ素子86の直列回路とを並列接続し、電流制限抵抗87を介して加工用電極1と被加工物2に接続している。そして、放電誘起電源81と放電誘起電源84の加工用電極1あるいは被加工物2に対する極性は反対極性となっている。
各放電誘起電源の極間への接続は、それぞれに設けられているスイッチ素子により行われ、該スイッチ素子はアンドゲート51,52からの信号によって切り換えられる。
【0055】
(本発明の実施例2の作用)
次に、本発明の実施例2の作用について説明する。本発明の実施例2の作用は、前記実施例1の作用とほぼ同様であり、放電誘起回路8の電源の切り換えの点でのみ相違している。そこで、以下では、放電誘起回路8の電源の切り換えについてのみ説明する。
放電誘起回路8の正極性電圧用と逆極性電圧用の各電源は、スイッチ素子83及びスイッチ素子86の開閉によって極間への接続が行われ、このスイッチ素子83及びスイッチ素子86はアンドゲート51,52の出力により制御され、前記実施例1で示したように何れか一方のみの接続が行われる。
この実施例2の構成によれば、直流電源は2つ必要であるが、スイッチ素子の個数を減少することができ、また、該スイッチ素子の動作タイミングのずれを考慮する必要がないという効果がある。
【0056】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、極間の平均電圧を基準電圧に近づけて、電解作用により生ずる被加工物表面の劣化と電極消耗の調和を図り、被加工物の材質に合わせた最適な加工を行うことができる放電加工方法及びその装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の放電加工の実施例1を説明する放電加工装置の電源部の構成図である。
【図2】本発明の放電加工の実施例1のタイムチャートである。
【図3】本発明の放電加工の実施例1のタイムチャートである。
【図4】本発明の実施例1の電源部の回路結線状態図である。
【図5】本発明の実施例1の電源部の回路結線状態図である。
【図6】本発明の実施例1の電源部の回路結線状態図である。
【図7】本発明の放電加工の実施例2を説明する放電加工装置の電源部の構成図である。
【符号の説明】
1 加工用電極
2 被加工物
3 主放電回路
4,8 放電誘起回路
5 制御回路
31 主放電電源
32,33,44〜47,83,86 スイッチ素子
34,35,42,82,85 ダイオード
41,81,84 放電誘起電源
43,87 電流制限抵抗
51,52 アンドゲート
53 インバータ
54 ラッチ回路
55 比較器
56 積分器
57 差動増幅器
58 基準電圧
59 加算器
60 第1計時手段
61 第2計時手段
62 第3計時手段[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to an electric discharge machining method and an electric discharge machine, and more particularly, to electric discharge machining in which an intermittent electric discharge is generated between an electrode formed between a machining electrode and a workpiece to remove the workpiece. The present invention relates to a method and an apparatus therefor. More particularly, the present invention relates to an electric discharge machining method and an apparatus for preventing electrolytic corrosion when using a water-soluble machining fluid.
[0002]
[Prior art]
In electric discharge machining, electrolytic action is known as a cause of reducing machining accuracy. Generally, in electric discharge machining, a minute gap is provided between a machining electrode and a workpiece to be opposed to each other, and a machining fluid is interposed in the gap. In some cases, a water-soluble processing liquid having an electrolytic property such as water is used as the processing liquid.
[0003]
In such electric discharge machining, there is a problem that when a voltage is applied between the electrodes, the machining surface is deteriorated by an electrolytic action. While the discharge inducing voltage is applied to the machining gap, the higher the discharge inducing voltage, the larger the electrolytic current. This electrolytic current ionizes and elutes the workpiece, deteriorating the quality of the machined surface. The elution amount is, for example, from several μm to several tens of μm, which is a serious problem in processing requiring high accuracy of several μm. In addition, when the workpiece is an alloy, the elution rate differs for each alloy component, which causes a problem such as a loss of a specific metal. For example, when the workpiece is an iron-based material, the conductivity of the working fluid becomes partially non-uniform, thereby lowering the processing accuracy and easily generating rust. Further, in the case of a superhard containing cobalt as a binder, there is a problem that cobalt is ionized and eluted to cause material defects.
[0004]
As a technique for preventing such a deterioration of a processed surface of a workpiece due to an electrolytic action, the following methods are conventionally known.
(1) In the first method, a voltage having a polarity opposite to that of the discharge inducing voltage is applied between the poles during a rest period after the end of the discharge, and the voltage between the poles is reduced so that the average voltage between the poles becomes zero. This is a method of eliminating bias.
(2) A second method is to apply a discharge inducing voltage having a polarity opposite to that of the main discharge power supply to reduce the bias of the interelectrode voltage as disclosed in, for example, JP-A-60-146624. It is.
(3) The third method is a method of inducing a discharge by applying a high-frequency AC voltage as shown in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-82127.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The conventional methods for preventing the surface deterioration of a workpiece have the following problems.
(1) In the first method in which a voltage having a polarity opposite to that of the discharge induction voltage is applied during the idle period, the idle period is substantially extended, the cycle of electric discharge contributing to machining becomes longer, and the machining speed decreases. There is a problem that.
(2) In the second method in which a discharge inducing voltage having a polarity opposite to that of the main discharge power supply is applied, the machining speed does not decrease, but it is difficult to reduce the average voltage between the electrodes to 0 V, and the There is a problem that the bias of the voltage remains and the electrolytic action cannot be sufficiently suppressed. This is because the gap is in a discharge state during the main discharge current application period and is maintained at about the arc voltage, and this voltage is generally lower than the discharge inducing voltage. In addition, the duration of application of the main discharge current is usually shorter than the duration of application of the discharge inducing voltage, and as a result, the average voltage between the electrodes is considerably biased on the polarity side of the discharge inducing voltage.
[0006]
(3) The third method of applying a high-frequency AC voltage requires a high-frequency oscillator, which complicates the circuit and increases the cost. In addition, in order to apply a stable voltage between the poles, it is necessary to connect a resonant circuit that tunes to the frequency of the discharge-inducing power supply between the poles. There is a problem that the applied voltage changes.
[0007]
In order to solve such a conventional problem, there is a method in which the polarity of the discharge inducing voltage is alternately switched at every discharge or at a period such that the forward and reverse voltages have the same ratio (see, for example, Japanese Patent Application No. Hei. 107455). In this method, the ratio of the positive polarity discharge inducing voltage to the reverse polarity discharge inducing voltage is made equal to set the average voltage to 0V.
However, even in this method, the gap voltage (arc voltage) while the main discharge current is flowing is not taken into consideration, and the gap voltage is actually biased.
[0008]
Furthermore, when the discharge inducing voltage is applied in the opposite polarity, the current of the opposite polarity flows for a short time of several hundred ns from the start of the discharge to the flow of the main machining current. There is also a problem that the consumption of the electrodes increases when the temperature rises.
[0009]
In addition, when the voltage application is started, the voltage of a constant polarity is continuously applied until the discharge is induced. Therefore, there is a problem that the electrolytic corrosion occurs locally, particularly when the discharge interval such as the cut portion becomes long.
[0010]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-described conventional problems and to provide an electric discharge machining method and an electric discharge machining method capable of reliably preventing the surface of a workpiece from deteriorating due to an electrolytic action. In addition, according to the degree of electrolytic corrosion of the workpiece, processing to completely prevent the deterioration of the processing surface and processing to suppress electrode wear are performed, and optimal processing according to the material of the workpiece is performed. It is an object of the present invention to provide an electric discharge machining method and an electric discharge machining method in which a machined surface is not deteriorated even if the interval is widened.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
Further, according to the present invention, a discharge inducing voltage is applied between the electrodes formed between the machining electrode and the workpiece, and the discharge inducing voltage causes the insulation between the electrodes to be broken and the discharge to be induced. In the electric discharge machining method, the application of the voltage for inducing discharge is stopped, the current pulse for machining is applied to the gap at the same time to remove the workpiece, and the machining is repeated after a predetermined pause time. The average voltage ofThe reference voltage is made variable and set to a desired value, an average voltage between the electrodes is detected, and the average voltage matches the set reference voltage.The above object is achieved by switching the polarity of the discharge inducing voltage with respect to the gap..
[0012]
Also, after the application of the discharge inducing voltage is started, the discharge is induced within a predetermined time.NotIn this case, the application of the discharge inducing voltage can be stopped, and after a short rest time different from the rest time in the normal machining, the next application of the discharge inducing voltage can be started.
[0013]
In the electric discharge machining of the present invention, the electric discharge inducing voltage is applied between the electrodes between the machining electrode and the workpiece, and is a voltage that induces electric discharge by breaking insulation between the electrodes. The polarity of the discharge inducing voltage between the poles can be, for example, a positive polarity when the processing electrode is negative, and a reverse polarity when the polarity is negative with respect to the workpiece.
An electric discharge machining apparatus according to the present invention is an electric discharge machining apparatus that generates an electric discharge intermittently between a pole formed between a machining electrode and a workpiece and removes the workpiece by flowing a machining current. A discharge inducing circuit for applying a positive and negative voltage for inducing a discharge between the electrodes, a main discharge circuit for supplying a machining current pulse between the electrodes after the start of discharge, Detecting means for detecting an average value;Variable reference voltage set to desired value by setting meansCompare hand to compareDan,The above object is achieved by providing a control means for outputting a signal for switching the output polarity of the discharge inducing circuit according to the output of the comparing means.
In the electric discharge machine of the present invention, SystemThe control means includes a first time counting means that operates only during the application of a voltage to the gap, a second time counting means that defines a machining pause time during normal machining, and a second timing means that defines a pause time different from the machining pause time. And 3 timing means,PreviousThe operation command to the discharge inducing circuit is stopped by the output of the first time measuring means, the third time measuring means is operated, and the application of the next discharge inducing voltage is started by the output of the third time measuring means.
[0014]
[Action]
According to the above-described electric discharge machining of the present invention, first, a discharge inducing voltage is applied in a certain polarity direction from a discharge inducing circuit to a gap formed between a machining electrode and a workpiece. Between the electrodes to which the discharge inducing voltage is applied, after a lapse of a certain period of time, the discharge inducing voltage causes dielectric breakdown to start discharging. From the start of the discharge, a main discharge current is supplied from the main discharge power supply to the gap, and the discharge is continued for a predetermined time. The voltage between the electrodes at the time of discharge has a value sufficiently smaller than the voltage for inducing discharge. The electric discharge machining of the workpiece is performed by this electric discharge. After a lapse of a predetermined time, the discharge between the poles is stopped by cutting off the supply of the main discharge current. After the discharge is stopped, the insulating state between the electrodes is restored by taking a rest time, and one discharge is completed.
Further, the polarity of the discharge inducing voltage applied between the poles from the discharge inducing circuit can be set to the opposite polarity to induce the discharge between the poles. The discharge inducing voltage of the opposite polarity has the same effect as that of the discharge inversion, except that the polarity is reversed. To start. Then, the subsequent electric discharge machining is performed similarly. Therefore, only the polarity of the discharge inducing voltage before the discharge with respect to the gap is different, and the operation at the time of discharge is the same.
[0015]
In the electric discharge machining of the present invention, the switching of the polarity of the discharge inducing voltage with respect to the gap is performed by detecting the voltage between the gaps and based on the gap voltage, and is performed between the machining electrode and the workpiece. By integrating the voltage between the electrodes, the average voltage between the electrodes related to the value of the voltage between the electrodes and the application time is obtained.Desired reference voltageIt can be performed so that
The time from the application of the discharge inducing voltage to the start of the discharge depends on the state of the gap, and there is a difference in the application time of the discharge inducing voltage when comparing individual discharges. By integrating the voltage between the electrodes and the workpiece to obtain a value related to the voltage between the electrodes and the application time, the average voltage between the electrodes is calculated asReference voltage set to any desired valueAnd the deterioration of the workpiece surface caused by the electrolytic action caused by the application of the discharge inducing voltage can be prevented..
[0016]
If the discharge is not induced within a predetermined time after the application of the discharge induction voltage, the application of the voltage is stopped, and after a pause shorter than the pause during normal machining, the next voltage application is started.
[0017]
The switching of the polarity of the discharge inducing voltage of the present invention is performed by driving the switching circuit by a control circuit that outputs a control signal based on the occurrence of discharge. By controlling the opening and closing of switch means provided between the electrodes, the connection state of the discharge inducing power supply is changed or a discharge inducing power supply having a different polarity is selected. By controlling the discharge inducing power supply, the polarity of application of the voltage for inducing a discharge between the electrodes is switched, and the average voltage of the voltage for inducing a discharge between the electrodes is changed.Reference voltage set to any desired valueThe effect of the electrolytic action generated by the application of the discharge inducing voltage is substantially stopped, and the surface of the workpiece is prevented from deteriorating.
[0018]
【Example】
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
The electric discharge machine for performing the electric discharge machining of the present invention is almost the same as a normal electric discharge machine, and has a method for applying a voltage between the machining electrode and a pole between the workpiece and the apparatus. ing. Therefore, in the following embodiments of the present invention, a configuration in which a voltage is applied between the poles will be mainly described, and a description of a known electric discharge machine will be omitted.
[0019]
[Example 1 of the present invention]
First, the configuration and operation of the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
(Configuration of
FIG. 1 is a configuration diagram of a power supply unit of an electric discharge machine for explaining electric discharge machining according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1,
The power supply unit of the electric discharge machine according to the present invention includes two power supply units, a
[0020]
The
The
[0021]
Then, the same control signal is input to the
[0022]
In the embodiment of the present invention, the polarity of the main discharge power supply is positive. However, the polarity is not limited to this, and may be reversed depending on the processing.
[0023]
The
Further, the switching circuit is a circuit that receives the gap voltage and the control signal s4 from the
In addition, the first time counting means 60 starts operation by the control signal s4 from the
[0024]
In FIG. 1, the
[0025]
(Operation of
Next, the operation of the first embodiment of the present invention will be described with reference to the time charts of FIGS. 2 and 3 and the circuit diagrams of FIGS. In the following description, the description will be given according to the signs of time a to time w in the time charts of FIGS.
In the time chart shown in FIG. 2, during a period from time a to time k and from time p to time r, a discharge inducing voltage having a positive polarity (a voltage polarity of a negative polarity with respect to the workpiece with respect to the workpiece) is used. In this case, a voltage for inducing discharge having a reverse polarity (a voltage polarity of which the machining electrode is positive with respect to the workpiece) is applied during a period from time k to time p and from time r to time w. Shows the case.
The time charts in FIGS. 2 and 3 show the state of four discharges during continuous electric discharge machining. The gap voltage Vg is detected by the
[0026]
It is assumed that the output Vg (INT) of the
[0027]
Time a: The
[0028]
The output of the
[0029]
Further, the first time counting means 60 starts the time counting operation by the control signal s4, and monitors whether or not a discharge is induced within a predetermined time.
[0030]
Note that, in the time chart of FIG. 2, the polarity voltage Vg has a positive polarity at the fall and a reverse polarity at the rise.
[0031]
FIG. 3 shows a circuit connection state of the power supply unit of the electric discharge machine when the
When a positive discharge inducing voltage is applied to the
[0032]
Time b: When the insulation between the electrodes is broken and a discharge occurs, the voltage Vg between the electrodes decreases (in the time chart of FIG. 2, this is represented by an upward change). As a result, the output of the
[0033]
Time c: The
Although the integrated value Vg (INT.) Of the
[0034]
Therefore, the switching
Also, the first time counting means 60 was in the timing operation by the rise of the control signal s4, but before the predetermined time was counted, the control signal s4 fell and became low. The output remains low.
[0035]
Since there is a delay time from the detection of the decrease in the voltage Vg between the electrodes to the turning on of the switching
In order to maintain the discharge during this delay time, the switching
In order to ensure that the discharge leads to the main discharge current, it is also possible to control so that the ON of the
[0036]
Time d: The
[0037]
When the
Time e: When the main discharge current Ig stops, the inter-electrode voltage Vg becomes 0 V, and only the
[0038]
In this case, the output Vg (INT.) Of the
Time f: When the second clocking means 61 times the machining pause time t3 during normal machining, it outputs a time-out signal to the
By the process from the time point a to the time point f, the electric discharge machining in the case of applying the discharge inducing voltage of the positive polarity (the voltage polarity of the negative polarity of the machining electrode with respect to the workpiece) between the electrodes is performed. Complete.
[0039]
Time f to time k: At time f, a high control signal s4 is transmitted. At this time, since the output of the
At this time, when the inter-electrode voltage Vg is integrated by the
Time k: When the control signal s4 goes high, the voltage of the
[0040]
Figure6Indicates the circuit connection state of the power supply unit of the electric discharge machine when the
When a voltage for inducing a discharge of a reverse polarity is applied to the
From this time k, since the polarity applied between the poles is reversed, the direction of integration in the
[0041]
Time 1: When the insulation between the electrodes is broken and discharge occurs, the absolute value of the voltage Vg between the electrodes decreases (in the time chart of FIG. 2, this is represented by a falling change). The current Ig flows by the discharge between the poles. The direction of the current Ig is opposite to the direction at times b and g. The
Time m: The
Further, the output of the AND
[0042]
Therefore, the switching
Since there is a delay time from when the absolute value of the voltage Vg decreases to when the
Then, in order to maintain the discharge during this delay time, the
In order to ensure that the discharge is connected to the main discharge current, it is also possible to control so that the ON of the
[0043]
Times n and o: After a predetermined time t2, the
[0044]
When the
Time p: When the second timing means 61 counts the machining pause time t3 during normal machining, it outputs a timing end signal to the
[0045]
Since the output Vg (INT.) Of the
[0046]
During the rest time from the time o to the time p, the discharge inducing voltage is not applied with the main discharge voltage between the electrodes, and during this time, the insulation state between the electrodes is restored.
In the process from time k to time p described above, the discharge when the discharge inducing voltage of the opposite polarity (the voltage polarity of the polarity that the working electrode is positive with respect to the workpiece) is applied between the electrodes. Processing is completed.
[0047]
Time q: When the time counting by the first time counting means 60 is completed before the discharge starts between the gaps, the first time counting means 60 outputs a time counting signal to the
[0048]
At the same time, the control signal s6 is set to high, and the
[0049]
In this case, since the insulation between the poles is maintained, the main discharge current does not flow, and the idle time starts.
[0050]
Time r: When the
From time p to time q, the sign of the output Vg (INT.) Of the
[0051]
Time r to time w: Same as the operation from time k to time p, and the description is omitted here.
[0052]
At this time, when the inter-electrode voltage Vg is integrated by the
Then, the discharge process by the positive polarity discharge inducing voltage from time a to time f (time f to time k) and the discharge process by the reverse polarity discharge inducing voltage from time k to time p are repeated. Thus, the electric discharge machining of the workpiece is performed. Here, a section of the discharge process using the positive polarity discharge inducing voltage from time a to time e and a time f to time j, and a section of the discharge process using the opposite polarity discharge inducing voltage from time k to time m. Compare with In these two sections, an integral value corresponding to a value obtained by multiplying the voltage of the sum of the applied voltage and the reference voltage by the applied time is controlled by the
Therefore, the average voltage between the poles is controlled so that the polarity is opposite to the
[0053]
In this embodiment, when the output of the
In FIG. 1, a delay circuit is inserted between the
[0054]
[Example 2 of the present invention]
Next, the configuration and operation of the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. (Configuration of
FIG. 7 is a configuration diagram of a power supply unit of an electric discharge machine for explaining electric discharge machining according to a second embodiment of the present invention. The configuration of the second embodiment of the present invention shown in FIG. 7 is almost the same as the configuration of the first embodiment of the present invention, and includes a
The
The connection between the electrodes of each discharge inducing power supply is performed by a switch element provided in each of the electrodes, and the switch elements are switched by signals from AND
[0055]
(Operation of
Next, the operation of the second embodiment of the present invention will be described. The operation of the second embodiment of the present invention is substantially the same as the operation of the first embodiment, and differs only in the switching of the power supply of the
The power supply for the positive polarity voltage and the power supply for the reverse polarity voltage of the
According to the configuration of the second embodiment, although two DC power supplies are required, the number of switch elements can be reduced, and there is no need to consider a shift in operation timing of the switch elements. is there.
[0056]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the average voltage between the electrodes is made closer to the reference voltage, and the deterioration of the surface of the workpiece caused by the electrolytic action and the consumption of the electrodes are coordinated, and the material is adjusted to the material of the workpiece. It is possible to provide an electric discharge machining method and an apparatus therefor that can perform optimal machining.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a power supply unit of an electric discharge machine according to a first embodiment of the electric discharge machining of the present invention.
FIG. 2 is a time chart of Example 1 of the electric discharge machining according to the present invention.
FIG. 3 is a time chart of Example 1 of the electric discharge machining according to the present invention.
FIG. 4 is a circuit connection state diagram of a power supply unit according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a circuit connection state diagram of a power supply unit according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a circuit connection state diagram of the power supply unit according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a configuration diagram of a power supply unit of an electric discharge machine for explaining electric discharge machining according to a second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Processing electrode
2 Workpiece
3 Main discharge circuit
4,8 Discharge induction circuit
5 Control circuit
31 Main discharge power supply
32, 33, 44 to 47, 83, 86 switch element
34, 35, 42, 82, 85 Diode
41, 81, 84 Discharge induced power supply
43,87 Current limiting resistor
51,52 AND gate
53 inverter
54 Latch Circuit
55 comparator
56 integrator
57 Differential Amplifier
58 Reference voltage
59 Adder
60 First timekeeping means
61 Second timing means
62 Third timing means
Claims (4)
基準電圧を可変とし所望の値に設定し、極間の平均電圧を検出して、該平均電圧が設定された基準電圧と一致するよう前記放電誘起用電圧の極間に対する極性を切り換えることを特徴とする放電加工方法。A discharge-inducing voltage is applied between the electrodes formed between the machining electrode and the workpiece, and the discharge-inducing voltage is detected by detecting that the insulation between the electrodes has been broken and the discharge has been induced by the discharge-inducing voltage. In the electric discharge machining method in which the application of the application voltage is stopped, the machining current pulse is simultaneously passed between the poles to remove the workpiece, and the machining is repeated after a predetermined pause time.
The reference voltage variable and is set to a desired value, by detecting the average voltage of the machining gap, characterized in that switching the polarity for between poles of the electric discharge inducing voltage to said average voltage matches the set reference voltage Electrical discharge machining method.
前記極間に放電を誘起させる正極性および負極性の電圧を印加する放電誘起回路と、
放電開始後、前記極間に加工用の電流パルスを供給する主放電回路と、
極間電圧の平均値を検出する検出手段と、
前記検出値を設定手段により所望の値に設定された可変の基準電圧と比較する比較手段と、
該比較手段の出力によって前記放電誘起回路の出力極性を切り換える信号を出力する制御手段とを備えたことを特徴とする放電加工装置。In an electric discharge machining apparatus that performs intermittent discharge between the poles formed between the machining electrode and the workpiece and removes the workpiece by passing a machining current,
A discharge inducing circuit for applying a positive and negative voltage for inducing a discharge between the poles,
After the start of discharge, a main discharge circuit that supplies a current pulse for machining between the poles,
Detecting means for detecting an average value of the voltage between contacts;
Comparing means for comparing the detected value with a variable reference voltage set to a desired value by setting means ;
Control means for outputting a signal for switching the output polarity of the discharge inducing circuit according to the output of the comparing means.
極間への電圧印加中のみ動作する第1の計時手段と、
通常加工時における加工休止時間を規定する第2の計時手段と、
前記加工休止時間と異なる休止時間を規定する第3の計時手段と、
前記第1の計時手段の出力によって放電誘起回路への動作指令を停止し、第3の計時手段を作動させ、該第3の計時手段の出力によって次回の放電誘起用電圧の印加を開始することを特徴とする請求項3記載の放電加工装置。The control means,
First time counting means that operates only during voltage application between the electrodes,
A second timing means for defining a machining pause during normal machining,
Third timing means for defining a pause time different from the machining pause time;
Stopping the operation command to the discharge inducing circuit by the output of the first time measuring means, activating the third time measuring means, and starting the application of the next discharge inducing voltage by the output of the third time measuring means. The electrical discharge machining device according to claim 3, wherein:
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