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    公开号:WO1988003453A1
    申请号:PCT/JP1987/000868
    申请日:1987-11-10
    公开日:1988-05-19
    发明作者:Toshiaki; Tanaka；Morihisa; Nishikawa；Yoshio; Ozaki；Kooji; Akamatsu；Masahiro; Nakata；Atsushi; Taneda
    申请人:Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha；
    IPC主号:B23H1-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書
    [0002] 発明の名称
    [0003] 放霄加工方法及び装置
    [0004] 技術分野
    [0005] この発明は， 加工液と レて.導電性加工液を使用する放 電加工機の放電加工方法 ひ" (く するもめ ' る， 背景技術
    [0006] 第 3図は， 例えば特閧昭 6 0— 8 5 8 2 6号'公報に示された 従来の放電加工方法による加工用電源を示す回路図であ る。 図において， （1)は加工用電極， （2>は被加工体， （3>は 第 2 の直流電源， >および Mはパワ ー ト ラン-ジスタ， （5> および (29は上記パワ ー ト ラ ンジスタ（4 （261のェ ミ ッ タ側 に接続された電流制限抵抗， （9)は電極（1)と被加工体 f2>で 形成される極間に放電が発生したことを検出する放電検 出手段， （^は切換手段， （1. はパワー ト ラ ンジスタ ）を駆 動する第 2の駆動回路， （6)および (15)は電流の逆流入を防 ぐダイォー ド， （18)はノ、 °ヮ一 卜 ラ ンジスタ fflを駆動する第 1 の駆動回路， は第 1 の直流電源である。 なお， 上記 の切換手段 (12)は第 1 お.よび第 2の駆動回路 (13， （18)を制御 するものである。
    [0007] ここで， 導電性加工液を用いた場合の電気的特質を述 ベることにする。
    [0008] 導電性加工液を用いる場合は， 加工用電極 (1)と被加工 体 (2>が平行平板にて対向すると仮定できるとき， 極間ィ ンビ一ダンス Rgapは第 1 0図に示すように次の式で表わ される。
    [0009] ― A
    [0010] Rgap = P - ~ (1) ただし，
    [0011] P ： 加工液の比抵抗 Γ i cm j
    [0012] & ：極間距離 〔^〕
    [0013] s ：極間の対向面積 〔^ 2 〕
    [0014] 第 2 の駆動回路 (L3>を作動させ， パワ ー ト ラ ンジスタ（41 をオンにした場合， 極間を形成する加工用電極 (1)と被加 ェ体 )の間には放電現象に移行する前に，. 第 S図 (a)に示 されるような電圧 Vgopen GO)が発生する。 このとき， ォ ームの法則によ ] λ電圧 gopenは
    [0015] Rgap
    [0016] . Vgopen = ― ~~ " ', _ ~ · E (2) " Rgap 4- R で表わされる。
    [0017] ただし，
    [0018] RM ： 電流制限抵抗
    [0019] E ： 直流電源電圧
    [0020] なお， ここで用いた Vgopenを無負荷電圧と 呼ぶこと にする。 また， 放電後の極間電圧をアーク電圧 Vgar cと する。
    [0021] 極間に流れる電流については， 電源から供給される全 電流を I， 極間イ ン ピーダンス Rgap に対してオームの 法則に従って流れる電解電流において無負荷電圧印加時 の の ¾■ I £open ^ ， 放電中の の ¾" I^arc？ 放電頊象 によって流れる放電電流を Id とすると，
    [0022] 放電前では I = open ）
    [0023] 放電中では I = Id + arc (4) ただし， Vgopen
    [0024] I^open = ~― (5»
    [0025] Rgap
    [0026] Vgarc
    [0027] I garc ^ Rgap (6> ここで（υ式からわかる様に， 加工液の比抵抗 f が低い 程， 極間距離 が小さい程， また極間の対向面積 sが広 い程， 極間イ ン ピーダンス： Rgapは低下する。 さらに（2> 式から明らかな様に， 極間ィ ン ピーダンス Rgap が低'下 すると， 無負荷電圧 Vgopenが低下する。 特にアーク 電 圧 Vgarc よ ])低くなった場合は， 放電が発生しないため 加工不能となる。 このため特に大面積の加工においては， 加工液の比抵抗 をある程度高く保つ必要性があ ，' ィ ォン交換樹脂を用いて比抵抗 の制御を行った ] する。
    [0028] しかしながら， 放電電流 Idが 小さ くなるようにした い場合， 電流制限抵抗 (5)の抵抗値 RA/ を大き く設定する 必要があるが， 同時に無負荷電圧 Vgopen が低下するた め放電が発生しに く くな ， 加工能率が著しく低下する。 そこで， 導電性加工液を用いた放電加工機の放電加工方 法と しては次の様な対策を施している。 第 9 図は放電加工用電源の回路を示すもので， 図にお いては電極 (11と被加工体 1に対して， 2組の電流回路が 並列に接銃された構成となってお り， 実際の加工電流
    [0029] ( 放電電流 ） は， 第 2 の駆動回路 131によって駆動される ノ、。ワー トランジスタ 1と， 第 2の直流電源は 電流制限 抵抗 1， ダイ オー ド によって構成される回路から供給 される。 そして， 放電開始前においては， 上記回路の他 に更に， 第 1 の駆動回路 によって駆動されるパワー 卜 ランジスタ（26)， 電流制限抵抗 25)， ダイ ォ一ド (15)， それに 第 1 の直流電源 (19から構成される回路から， 電極 (1)， 被 加工体 間にはよ D多くの電流が流入される。 すなわち， 放電時よ り多くの電流を流してやるこ とによ ] 3， 極間の 無負荷時の電圧を高く し， 放電が誘発されやすい様にし ている。 次に， 極間に放電が発生した後は放電検出手段 (9)によ 放電を検出し， 切換手段 12によって第 1 の駆動 回路 に信号を送 ， パワー ト ランジスタ ¾をオフにす るこ とによ D， 放電電流は第 2の直流行源 )からのみ供 給されるこ とになるのである。
    [0030] この時， 抵抗 )の抵抗値 RMは， 所望の面粗度， 加工 速度に対応する放電電流を得る為の値， 抵抗 (25)の抵抗値 Rs は， RAf側と合わせて放電開始に十分な無負荷電圧を 得るのに必要な電流に対応した値として予め設定してお く。
    [0031] この様にして無負荷電 E Vgopenを求めると， E i I E2
    [0032] Rs RM
    [0033] Vgopen
    [0034] 1 1 1 (7)
    [0035] 1 1
    [0036] EM RS Rgap となる。
    [0037] ただし，
    [0038] Ei ： 第 1 の駆動回路側の直流電源電圧
    [0039] E2 ： 第 2 の駆動回路側の直流電源電圧 —C ¾)る。
    [0040] 従来の放電加工方法は以上のように電源の内部イ ン ピ 一ダンスを切り替える方法をとっている。 しかしながら: 電源の内部ィ ン ピーダンスを算出するために -よ Ό極 間ィ ン ピー ·ダンス Rgapの値を得るには， 事実上次のよ 'うな問題点があった。
    [0041] ① 電極 (1)と被加工体ほ)は必ずしも平面対向ではな く， 極間距離をそのまま（1)式の に代入するこ とはでき ない。
    [0042] ② 加工形状によっては第 図に示すように， 加工 の進行に伴い極間の対向面積は変化して行く. ρ この こ とによる極間ィ ン ピーダンス Rgap の値の変化は 無視できない程大きいものがある。
    [0043] ③ 導電性加工液の比抵抗は加工の進行に伴って変化 する上， 第 1 2 図に示すように， 加工液タンク， 力 Π ェ' If 内， そして放電ギャッ プ間において異なる値を 持ち， 放電ギャップ間の比抵抗測定が困難である。 以上の点から， 極間距離 ， 極間の対向面積 Sおよび 加工液の比抵抗 を測定することから極間ィ ン ピーダン ス Rgapを算出するこ とは困難であるとともに， 加工の 進行に伴って変化して行く こ とになる。 更に加えて， 加 ェの進行に伴って変化する極間ィ ン ピーダンス Rgap に 対して電源の内部ィ ン ピーダンス値の修正が行なわれな いと， 次のような不具合が生じる。
    [0044] 即ち， 放電中に流れる電解電流 I ff arc -の値が変化す ることにより， 1式か 明らかなように放電電解 Id が 変化してしまう。 この結果， 目的とする加工面粗度に対 して最大加工速度を維持できなくなった D， 加工面粗度 が一定に保てなぐなるのである。 ' 、
    [0045] ' 本発明は上記のような問題点を解消するためになされ たもので， 放電加工全般に亘つて加工を安定に維持する とともに， 電源の内部イ ン ビーダンスを自動的に変更， 設定できるようにするこ とで， 加工の進行に伴って極間 距離 ， 極間の対向面積 Sおよび比抵抗 が変化 +るこ とによる極間イ ン ピーダンス Rgapの変化に対し， 終始 一定した面粗度を維持し， また， 巨標とする面粗度に対 して常に最大加工速度が得られる放電加工方法を得るこ とを巨的とする。
    [0046] 本発明に係る放電加工方法は， 極間のイ ン ピーダンス を検出し， このデータ ¾もとに所望の無負荷電圧を得る ための電源の内部イ ン ピーダンス と， 所望の放電電流を 得るための電源の内部ィ ン ピ一ダンスを算出し， これを 放電加工用電源回路上に設定できるように構成したもの で■ ¾>る。
    [0047] 本発明における放電加工方法は， 検出された極間イ ン ピーダン スのデータをも とに， 極間に電圧を印加した後 放電が発生するまでの無負荷時間では放電発生電圧以上 の無負荷電'圧を供給するような電源の内部ィ ン ピーダン ス値を算出し， 放電発生後では所望の加： t電流を流すよ うな電源の内部ィ ン ピーダンス値を所定値に制御する。 図面の簡単な説明
    [0048] 第 1 図は木発明の-一 ·実施例にニよる放電加工方涛におけ る加工用電源の回路図， 第 2 〜第 5 図は本発明の他の 方法におけ 加工用電源の回路図， 第 6 図は極間電圧と 極間電流の波形図， -第-.7·図はアーク電圧と放電電流の相 関関係を示す図， 第 8 図は最新の極間イ ン ピーダンスの データを記億するためのメ モ リ の^念図， 第 9 図は従来 の放電加工方法における加工用電源の回路図， 第 1 0 図 は導電性加工液を用いた場合の極間の構成図， 第 1 1 図 は複雑形状をした電極の加工の進行に伴う対向面積の増 加を示す図， 第 1 2 図は加工液の比抵抗の相異を説明す るための図である。
    [0049] 発明を実施するための最良の形態
    [0050] 以下， この発明の一実施例を図を以つて説明する。 第 1 図〜第 5 図において， （1)は加工用電極， （2)は被加工体， (3)は加工用直流電源， )は （ 4— 1 )， （ 4 - 2 ) ··…- C 4 - n )かち成るパワー ト ランジスタ群， は C 5 - 1 ) , ( 5— 2 )……… （ 5— n ) 力 ら成 ， それぞれパワー ト ランジスタ （ 4一 1 )， C 4 - 2 ) ··· ( 4 - n ) のエ ミ ッタ側に接続された電流制限抵抗群， （6)および &5)は電流 の逆流入を防ぐためのダイ ォー ド， は検出甩直流電源， (8>は検出甩直流電源は)からの電流を制限する為の抵抗， ( は極間に放電が発生しえことを検出す； έ放電検出手段，
    [0051] CL01は極間ィン ビ一ダンス Rgapを検出する検出手段， は検出手段 ( »によって検出された極間イ ンピーダンス
    [0052] Rga をも とに， その極間イ ンビ一ダンス； Bgap ( 適した 電源の内部ィ ン ピ一ダンスを算出する演算手段， （12)は演 算手段 ( の演算結果にも とづいてパヮ一ト ランジスタ群 (^のオン . オフ組合わせパタニン， 即ち切換出力を決定 し， このパタ一ンを複数個， 一時記憶しておく ことがで きる切換手段， aはパワー ト ラ ンジスタ群 ( の中から任 意の組合わせのパヮ一 ト ランジスタを選択的にオンする ことができる駆動回路， （14)は滇算手段 によって算出さ れた電源の内部イ ン ピーダンス値を記憶する記憶手段， ωは電流制限抵抗群 siの内の抵抗と， これに接続されて いるパワー ト ランジスタ ¾選択し， その組合わせパタ一 ンを決定するデコー ド手段， は放電検出手段 (91からの 信号を切換手段 (12)に送る発振器， （18は符号 (11)， （12)， 14) , M) , CL7)から構成される電源制御回路， （L9Iは電流制限抵抗 (8>を切り換える検出用抵抗切替回路， は極間電圧を分 圧する分圧器である。
    [0053] 次に， 各部の動作について述べる。
    [0054] 検出手段 (10)は以下に述べる方法によって極間ィ ン ピー ダンス Rgapを直接測定する。 これらの方法による場合， (11式における極間距離 ， 極間の対向面積 Sおよび加工 液の比抵抗 ^に依存するこ とな く極間ィ ン ピ一ダンス Rgapを直接測定できるため， 前述の様な問題点が解決 できるのである。
    [0055] まず， 第 1 の方法は次の通りである。 即ち， 加工用直 流電源 ( の休止時間中に， 別電源である検出用直-流電源 mによって加工用直流電源 (3)と同一極性の検出用電圧を 極間に印加し， この'時極間 現れる電圧から極間ィ ン ピ 一ダンス Rgapを算出する方法である。
    [0056] つま り， 第 1 図及び第 2 図に示す様に検出用直流電源 (7)を設け， 電流制限抵抗 を介して極間へ接続する。 検 出中においては， 極間に放電が生じては検出が行なえな いため， 極間電圧 Vgaはアーク電圧を越えない様に設定 するこ とが必要となる。 このため， 第 1 図に示す様に， 検出用直流電源は）の電源電圧 Va ¾アーク電圧 Vgar c よ も低く設定する と， 制御が行ないやすいこ とになる。 また Va〉Vga r c の場合でも，第 2 図に示す様に， 検出手 段 (10)によ i 検出された電圧 Vgapを演算手段 dl)によ 1 処 理し， 制限抵抗 (8)の値を検出用抵抗切替回路 (19)によって 切り替えることによ り， 電源電圧 をアーク電圧 Vgar c よ り小さ く設定することができる。 また， 制限抵抗 )を 最適値に切りかえることによ ， 検出手段 によって検 出される電圧 Vgapの検出精度を上げることができる。
    [0057] ところで， 電源電 E値 Va， 抵抗値 Ra， 測定された極 間の電圧値 Vga及び極間ィ ン ビ一ダンス Rgap の間には 次の関係がある。
    [0058] Vga = Rgap · Va
    [0059] Ra 4- Rgap 従って， 極間イ ン ピーダンス Rgapは
    [0060] _ -' Vga π - (8)
    [0061] Rgap = ·■ Ra
    [0062] ° " Va —― Vga
    [0063] と算出することができる O また， 極間イ ン ピーダンス： Rgapを求め 方法 として 第 2に次の様な方法がある。
    [0064] 第 3図において加工甩電源は)によって極間に電圧を印 加し， 放電が発生するまでの無負荷時間中の極間電 E Vgopen力 ら極間ィ ン ピ一ダンス： Rgapの算出する方法で あ'る。 つま ] ， 無負荷電圧印加時の電源の内部イ ン ピー ダンスを Rx とすると， 電源電圧 E， 極間電圧 Vgopenお よび極間ィンピ一ダンス Rgapの間には， 次の関係があ る O
    [0065] Vgopen = . Ε
    [0066] Rgap + Ex 従って極間ィ ン ピーダンス Rgapは，
    [0067] Vgopen „
    [0068] Rgap = ―—— Rx (9)
    [0069] E― V gopen と算出される。 なお， 上記の極間電圧 Vgopenは， A ) 変換器を介してデジタル値で検出手段 へ読み込む等の 方法がある。
    [0070] この方法は， 極間イ ン ピーダンス Rgap 検出用直流電 源 Va と， 電流制限用抵抗 Ra (8>が不要であるという大 きな利点を持つ。
    [0071] —方， 加工用電源 (3)によって極間に電圧を印加後， 直 ちに放電が発生した場合には無負荷時間中の極間 _電圧 Vgopen を検出で,きない為， 極間イ ン ピーダンス. Rgapを 算出できない欠点を持つ。
    [0072] 更に， 極間イ ン ピーダンス Rgapを求める方法として， 第 3 に次の様な方法がある。 第 4 図に-おいて， 休止時間 においてもノ、。ヮ ー 卜 ラ ンジスタ群（4)のう ちのい くつ力 を オンにし， 極間がアーク電圧以下の電圧となる様， 電流 制限抵抗 の値を十分大き く設定して通電し， その時極 間に現れる電圧 Vgzから算出する方法である。 ここで， 休止時間中の電源の内部ィ ン ピーダンスを Rz とする と， 電源電圧 E， 極間電圧 Vgz と， 極間イ ン ピーダンス Rgap との間には， 次の関係がある。
    [0073] Rgap 一 _
    [0074] Vgz = · E
    [0075] Rz + Egap した力 iつて極間ィ ン ピ一ダンス Rgapは，
    [0076] Vgz „
    [0077] Rga =― ~≥- Rz οι
    [0078] Ε一 Vgz と算出することができる。
    [0079] この方法は， 極 イ ンビ一ダンス Rgap 検出用直流電 源 m va と電流制限用抵抗 (Si Raが不要で あるという大き な利点を持つ。 また， 休止時間中に極間電王 Vgzを検出 して極間ィ ンピーダンス Rgapを算出する'為， 前述した 第 2の方法の様に， 電圧印加後， 直ちに放電が発生し， 無負荷時間が無い場合にも極間ィ ン ピーダンス Rgap を 算出できる。 ― .
    [0080] 更に， 極間イ ンピーダンス Rgapを求める方法と して， 第 4 に次の様な方法がある。 第 5 図において， 加工用電 源は)の休止時間中にアーク電 E Vgarcよ り低い電 E値を もつ別電源である検出用直流電源 mによって， 加工用電 源 ）と同一極性の検出甩電圧を極藺に印加し， この時極 間に現れる電圧から極間ィ ンビーダンス： gap を算出す る方法である。 この方法は， 検出用直流電源 の電流制 限用抵抗を， 加工用電源 )の電流制限抵抗群【5iを利用す ることに特徴が有 13， 前述の 「極間イ ン ピーダンス Rgap を求める第 1 の方法」 に比べて， 検出用直流電源 の電 流制限用抵抗 が不要であるという大きな利点を持つ。
    [0081] 演算手段 (L1Vは， 検出手段 θ)によって測定された極間ィ ン ピーダンス Rgapをも とに， 以下の各状況に応じた電 源の内部ィ ン ピ一ダンスを算出する。 第 1 に， 電圧印加後で放電前の無負荷状態に対しては， 放電が発生するのに十分な程高い無負荷電圧 Vgopen が 得られるだけの電源内部ィ ン ピーダンス Rx を算出する。 極間に放電が発生したこ とを検出する と同時に電源内部 イ ン ピーダンスは Rx から， 放電中に所望の放電電流 Id を得るための電源内部イ ン ピーダンス： By に切 替える ■ίβ, ノ、。ヮ一 ト ラ ンジスタ等スィ ツチング素子（4>にはスィ ッチング遅れ時間がある為， その時間中極間には下記で 表わされる瞬時電流 I peak が第 6図 の如く流れる。 所望の放電電流 Id以上の電流が瞬時電流 Iijpeakと して 流れる為， 加工面を荒らすという欠点がある
    [0082] _ E— Vgarc - _ E— Vgarc
    [0083] I peak―— ― I^a一rc =
    [0084] Rx Rx
    [0085] ( E— Vgopen ) X Vgarc — E ( Vgarc
    [0086] Rx · Vgopen Rx Vgopen 高い無負荷電圧 Vgopen を得る為には， 電源内部ィ ン ピーダン ス R文は， 小さい程良い力 上記瞬時電流
    [0087] Iopeak力 加工面を荒さない様な適切な値とする。
    [0088] この時， 無負荷電圧 Vgopen と極間イ ン ピー ンス
    [0089] Rgap， 及び電源内部ィ ン ピーダンス Rxの関係は， Rgap _
    [0090] Vgopen 二 ― ~~ . E
    [0091] Rgap + Rx
    [0092] したがって，
    [0093] , E
    [0094] Rx 二 Rgap (― 1 )、 ΐ)
    [0095] Vgopen 但し， Εは直流電源は)の電圧
    [0096] すなわち， 目標とする無食荷電 Vgopen と測定した 極間イ ン ピ一ダンス Rgapよ ， 電源内部ィ ン ピ一ダン ス Rxは 式によ ]9算出される。
    [0097] 第 2 に放電中においては， 極間イ ン ピーダン ス Rgap の変化に応じて加工に寄与しない電解電流 I arcが変化 するため， 加工に必要な放電電流 I を一定に 制御する ために， 放電電流 I d と電解電流 I ar cを.加えた全電流 Γを極間ィ ン ピーダン ス Rgapに ISじて制御する。
    [0098] 今， 放電中の電解電流 Isarc と放電電流 Id とは， 次 式で表わされる。 _ - 一 Vgarc
    [0099] Rgap τ 丄 τ 一 _ Ε - Vgarc
    [0100] I d 4- I^arc = ^
    [0101] ここで， Ryは電源内部イ ン ビーダンスであ ？， 電流 制御抵抗群 ( の組み合わせによって構成される合成抵抗 値である o また， アーク電圧 Vgar cは， 第 7 図に示す様 に， 放電電流 I d に依存することが， 実験的に確認され ている。 測定した極間イ ン ピーダン ス ： Rgap， 所望の放 電電流値 Idおよびアーク電 E Vgarcの値よ 電源内部 イ ン ピーダン ス Ry は E— Vgarc
    [0102] ノー Id 【 w a
    [0103] Rgap と算出することができる。
    [0104] 演笪手段 Mによって算出された電源の内都ィ ンビーダ ンス値 Rx , Ryは， 記憶手段 C14)へ送られる。 極間イ ン ピ ダンス Rgapを算出する方法と して， 休止時間中に極 間に電圧を印加する方法（ 前述， 第 3の方法）の場合に は， 休止時間中に極間電圧をアーク電圧以下になる様設 定する電源内部ィ ンピーダンス値 Rz も記憶手段 Mへ送ら れる。 切換手段 (12、は， Rx Ry , Rz の中から， 無負荷時 間中は Rx， 放電中—は Ry， 休止時間中は Rz を選択する 様に切換を行なう。 電流制限抵抗群ほ)の構成は電源の設 計段階で決定されるが， デコー ド手段 は Rx , Ry , Rz という値の内部ィ ンピーダンスを実現する為， 電流制限 '抵抗群 (5)の内， どの抵抗を組み合わせて使うかを決定し， 使用すると決定された抵抗に接続しているパヮー ト ラ ン ジスタを選択し， 該パヮ ー ト ラ ン ジスタの組み合わせパ タ ーンを作る。 1 例と して，
    [0105] 1 1 1 1
    [0106] = OL^ 1- CL ~ +itn—— (13)
    [0107] Rx Ri R2 Rn ただし， 1 i ， は 0又は 1
    [0108] また， Rxの代わ に Ry Rzと置き替えてもよい。
    [0109] Ri , R2 ¾i はそれぞれ電流制限抵抗（ 5—1 ) ,
    [0110] ( 5— 2 ) ( 5— n )の抵抗値。
    [0111] k = 0 0ワー トランジスタオフ
    [0112] ( k = 1 , 2 ······ n ) I 1 0ワ ランジスタオン となる様な数列 を決定する。
    [0113] ところで， 目標とする無負荷電 E Vgopenは 最低でァ ーク電圧 Vgarcが必要であるが， それ以上であれば原理 的には何ボル トでもよい。
    [0114] いま， 無負荷電圧 Vgopenの目標値を決めた時， 目標 値に一致させる制御と， 目標値以上が容易に得られる様 な場合は特に目標値に引き下げることは行なわない制御 とが考えられる。 すなわち， 電極面積 S 小さ く極間ィ ンピーダンス R g a pが十分に大きい場合などに， 後者の 様な場合が生じる。
    [0115] しかしながら， 放電検出手段 による放電検出-は， 一 般に放電基準電圧に対して極間電圧と比較して行なわれ るため， 無負荷電圧の高さは放電検出の時間遅-れに依存 する。 このため， 無食荷電圧はできる限！)一定に保たれ . ている方がよ く， 無負荷電圧を一定にする様， 漬算手段 (111によって制御されるのが好ま しい。
    [0116] 以上， 上記の方法によ ， 検出手段 によって極間ィ ン ピーダンス Rgap を算出するこ とができ， 算出データ は各電 パルス毎に 1 回づっ出力させるこ とができる。
    [0117] 演算手段 ωは， 検出手段請によって各電圧パルス毎に 1 回づっ 力された極間イ ン ピーダンス Rgap をもとに， 電源の内 ¾ィ ンピーダンスを算出する。
    [0118] ところで， 検出手段 (10、から出力される極間ィ ンビーダ ンスにも とづいて電源の内部インピーダンスを求める際 に， 算出された極間イ ン ピーダンス Rgapのデータ の処 理方法と して以下の方法がある。
    [0119] 第 1 の方法は， 各パルス毎に 1 回づっ出力される極間 ィ ンピーダンス R g a p力 ら， 次回のノ、 レスの時の内部ィ ンピーダンスを算出する方法である。 すなわちこの方法 は， 前回のパルス時の極間イ ン ピーダン スの情報を， 今 回のパルスを負荷する際の内部ィ ンピーダンス決定に利 用しょう とするもので， 極間の状況の変化に即座に対応 できるものである。
    [0120] ところが放電加工時においては， 加工粉の蓄積等の外 乱によって一時的に極間が短絡または短絡に近 状況が 発生し得る Ό
    [0121] そのような状況下においては， 極間電圧は零かそれに 近い値を示す。 すなわち， （8>， （9 M)式において， Rga， Rgopen , Rgzに零またはそれに近い値が代入される。 その結果， Rgapが零に近づく ことによって， （11 （12) 式 で算出される Rx , Ry も零に近づく。 このことは， 加工 用直流電源 )から非常に小さい抵抗を介して極間に大電 流を供給することを意味する。 そのためにエネルギーの 大きな放電が発生し， 意図する面粗さよ ] 大なる面粗さ の加工面が形成されてしまう。
    [0122] 上に述べた欠点を補うために， 第 2 の方法と して極間 ィ ン ビーダンス R g a p のデータのうち， 最新の n個
    [0123] ( n ≥ 2 )の平均値 Rgap— mを算出し， その結果を用い て内部イ ン ピーダンスを算出する方法がある。 例えば， 8 図の概念図に示すように， 1 〜 nの番地がついたメ モ リ を考える o このメモ リ に対して， Rgap のデータを 入力し記億させるわけであるが， その方法として新しく 外から入力されるデータは必らず 1 番地に入力され， 以 前力 らあったデータは， + 1 番地に移されるようにする。 このようにするとメモ リは常に最新の n個の Rgap のデ ータを記憶しているこ とになる。 このメモ リ の内容を用 いて演算手段 で
    [0124] „ ： Rgap (l) + Rgap(2、 + + Rgap (n)
    [0125] Rgap— m= _ *
    [0126] n の計算を実行し 平均値 Rgap— mを求め， この値をも と に電源の内部イ ン ピーダンスを算出する。 - また，— 第 2の方法のところで述べたメモ リ を用いて以 下の第 3の方法も考えられる。 それは， メモ リ にたくわ えられた最新の n個の極間ィ ン ピーダンス Rgap の中か ら最大値 もつ Rgapを代表値と して採用する 方法であ る。 nの大きさを適切に選ぶこ とによって， 短絡または 短絡に近い時に現れる零または零に近い Rgap の値を採 用することを避けることができる。
    [0127] 次に,、。ワー トランジスタ群 ½1の駆動回路 ^は， 切換手 段 12)から送られてく る， パワー ト ランジスタの選択組合 わせパターンのデータをデコー ドし， 対応するパヮ 一 ト ランジスタのベースに接続している信号線にパワー トラ ンジスタをオンにする信号を出力する。
    [0128] 前述してきたように， 極間イ ン ピーダン ス Rgap の変 化に対応して， 各電圧パルスの中の次の各状況に応じて， 電源の内部ィ ン ピーダン スを変化させる。
    [0129] ① 前の休止が終わって極間に電圧を印加するときは， 電源の内部ィ ン ピーダン スを 式で算出する Rx と る。
    [0130] ② 放電検出手段 (9)によって極間に放電が発生したこ とを検出 したとき， 検出信号を切換手段 (12)に伝え， 内部ィ ン ピ一ダン スを Rx 力 ら（12)式で算出する Ry に切換える。
    [0131] ③ 所望の電圧パルス時間が過ぎたところでパワー 卜 ラン ;ジスタをすベてォフにして休止時間とする。
    [0132] 以上の動作を繰 i 返し連 して行なう こ とによって加 · ェを進行させるのである。
    [0133] 以上のように本発明によれば， 極間の放電状態の変化 に起因する極間ィ ン ピーダン スの変化に対応してこ'の極 間ィ ン ピーダン スを検出 し， そのデータをも とに電源の 内部イ ン ピ一ダン スを算出するように構成したので， 最 適な無負荷電圧と所望の加工電流が得られるこ とになる。 従って， 安定な加工状態を維持しながら， 加工条件の設 定で一義的に決定する均一な面あらさの放電加工面が得 られるだけでなく， 従来加工不可能であった大面積加工 と仕上加工の領域で加工が可能にな D， 安価で実用的な 放電加工方法を得ることができ， 極めて有効な効杲を奏 する。
    [0134] 産業上の利用可能性
    [0135] なお， 本実施例では汎用放電加工機について述べてき たが， ワイ ヤカッ ト放電加工機についても同様に広く利 用できる
    权利要求:
    Claims

    請 求 の 範 囲
    (1 ) 加工液と して導電性加工液を用い， 電極と被加工体 によ 形成される極間にパルス状の電圧を繰 返し印 加して放電を発生させ， その放電エネルギーで上記被 加工体の加工を行う放電加工方法において， 上記電極 と被加工体間の距離， 対向面積および上記導電性加工 液の比抵抗から形成される極間ィ ンピーダン スを検出 し， 上記極間に電圧を印加して放電が発生するまでの 無負荷時間においては放電発生電圧以上の無負荷電圧
    ' を供給する様な電源の内部イ ン ピーダンス値 を設 定し， 放電が発生したことを検出した後には所望の加 • ェ電流を流す様な電源の内部イ ン ピーダン ス値 Ry を • 設定して所定時間電流を流し続け， m定の休止時間後 この一連の動作を繰 返し制御を行うことを特徵とす る放電加工方法。
    (21 電源の内部イ ン ピーダン ス位 Rx， Ry は検出された 極間ィ ンピ一ダンス値 Rgapから演算されるこ とを特 徵とする特許請求の範囲第 1 項記載の放電加 IE方法。 (3) 極間イ ン ピーダン ス値 Rgapは， アーク電圧以下の 出力電圧を持つ検出用直流電源によ！）， 放電電圧の休 止期間中に上記極間に電流制限抵抗を介して加工用直 流電源と同一極性の電圧を印加し， この時極間に発生 する電圧又は電流値から算出するようにしてなる特許 請求の範囲第 2項記載の放電加工方法。 極間ィ ンピーダン ス値 Rgapは次の算式
    Vga
    Rgap 二 Ra
    Va - Vga 但し Va ：検出用電源電圧
    Vga ：極間電圧 Ra ：抵抗 (8>の抵抗値 )
    から， 算出されることを特徵とする特許請求の範囲第 3項記載の放電加工方法。
    (5) 極間イ ン ピーダン ス値は， 加工用直流電源によ ])上 記極間に電圧を印加し， 放電が発生するまでの無負荷 時間中に極間に発生する電 E又は電流値から算出する ようにしてなる特許請求の範囲第 2項記載の.放電加工 方法 o ♦
    (& 極間イ ン ピーダン ス値 Rgapは次の算式
    Vgopen一
    Rga = Rx
    E― Vgopen 但し ：無負荷時間中の極間電 E
    ： 電源電. E
    ：無負荷電 E印加時の電源の 内部ィ ン ピーダン ス から算出されることを特徵とする特許請求の範囲第 5 項記載の放電加工方法。
    (7) 極間ィ ンピーダンス値 Rgapは， 加工用直流電源に よ！）放電電圧の休止期間中に， 上記極間に電流制限抵 453
    23 抗を介して電圧を印加し， この時極間に発生する電圧 又は電流値から算出するようにしてなる特許請求の範 囲第 2項記載の放電加工方法。
    (8> 極間イ ン ピーダン ス値 Rgapは
    Vgz
    Rgap = Rz
    E 一 Vgz 但し ' E ： 電源電圧
    Vgz ：極間電圧
    R z ：休止期間中の電源の内部
    ィ ン ピ一ダン ス から， 算出されることを特徴とする特許請求の範囲第 7項記載の放電加工方法。，
    (9) 極間に.電圧を印加して放電が発生するまでの無負荷 時間において設定される無負荷電圧は， 放電発生電圧 以上の一定値を有することを特徵とする特許請求の範 囲第 1 項記載の放電加工方法。
    (10) 電源の内部イ ン ピーダン ス値 Rx， Ry はそれぞれ次 の算式
    E
    Rx = Rgap
    Vgopen
    E Vgar c
    Ry
    Vga r c
    I d .
    Rgap 但し， Rgap . ： 極間ィ ン ピ一ダン ス Vgopen ： 無負荷電圧
    Vgarc ： アーク電圧
    E ： 電源電正
    Id ：放電電流
    から設定されることを特徵とする特許請求の範西第 2 項記載の放電加工方法。
    (LH 電源の内部イ ンピーダンス値 Hx , Ryは， 各ノ、。ゾレ ス 毎に 1 回づっ出力される極間ィ ンピ一ダン ス Rgap か ら， 次回のパルス時の内部ィ ンピーダンスを算出する ことを特徵とする特許請求の範囲第 2項記載の放電加 ェ方法。
    12) 電 の内部イ ン ビ一ダンス値 Rx， Ry は極間ィ ン ピ 一ダンス Rgapのデータのうち， 最近の n艇（ n≥ 2 ) の平均値 Rgap— mを算出し， その結杲を甩いて内部ィ ンピーダンスを算出することを特徴とする特許請求の
    " -範囲第 2項記載の放電加工方法。
    電源の内部イ ンピーダンス値 Rx， Ryは， 極間ィ ン ピ一ダンス Rgapのデータのうち最大値をもつ Rgapを 代表値として採用し， これを用いて内部ィ ンピーダン スを算出することを特徵とする特許請求の範囲第 2項 記載の放電加工方法。 -
    M 電極と被加工体によ 形成される極間にパルス状の 電圧を繰 返し印加して， 放電を発生させ， その放電 ェネルギ一で上記被加工体を加工する放電加工装置に おいて， 電源と上記加工部との間に挿入され， 上記電 源からの供給エネルギーを制御する開閉手段， 上記極 間の放電状態の変.化に伴う極間ィ ン ピーダン スを検出 する極間イ ン ピーダン ス検出手段， 上記極間に放電が 発生したこ とを検出する放電検出手段， 上記極間イ ン ピーダン ス検出手段の出力に基いて所望の無負荷電圧 を得るための電源の内部イ ン ピーダン ス と， 放電検出 時に所望の加工電流を得るための電源の内部ィ ン ピー ダンスをそれぞれ演算し， これに基いて上記開閉手段 を制御する制御手段を備えたこ とを特徵とする放電加 ェ装置。
    (15) 開閉手段は複数個並列接続されてなるパヮ一 卜 ラ ン ジ スタ群からなるこ と 特徴とする特許請求の範囲第 1 5項記載の放電加工装置 ό
    tt6) 極間に， 上記加工電源と同一極性となるよう-に検出 用直流電源を接続したこ とを特徵とする特許請求の範 囲第 1 5項記載の放電加工装置。
    (17) 検出用直流電源と直列に可変制限抵抗を接続したこ とを特徵とする特許請求の範囲第 1 S項記載の放電加工 装置 o
    (18) 制御手段は検出された極間イ ン ピーダン ス値に基い て電源の内部ィ ン ピーダン ス 'を算出する演算手段と， 上記演算手段の演算結果に基いて開閉手段への出力を 制御する手段とからなるこ とを特徴とする特許請求の 範囲第 14項記載の放電加工装置。
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    1988-12-08| RET| De translation (de og part 6b)|Ref document number: 3790717 Country of ref document: DE Date of ref document: 19881208 |
    1988-12-08| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 3790717 Country of ref document: DE |
    优先权:
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