專(zhuān)利名稱(chēng)：線放電加工機(jī)的加工電源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用線狀電極和工件間的放電對(duì)工件進(jìn)行放電加工的線放電加工機(jī)中使用的加工電源裝置的改進(jìn)。
背景技術(shù)：
線放電加工是在線狀電極和工件間的極之間充以絕緣性加工液，一邊使所述線狀電極和工件相對(duì)移動(dòng)，一邊利用加工電源裝置向所述電極之間供電，利用所述放電能量對(duì)所述工件進(jìn)行加工。
作為用于這樣的線放電加工的已有的線放電加工機(jī)的加工電源裝置，是在日本特開(kāi)平8-118147號(hào)公報(bào)中揭示的加工電源裝置。該加工電源裝置具備判別所述電極間的短路狀態(tài)的短路判別電路，在檢測(cè)出短路狀態(tài)時(shí)，使短路的消除所需要的最低限度峰值的電流脈沖流入上述電極間以消除短路狀態(tài)，通過(guò)避免線狀電極斷線來(lái)提高加工速度。
在這樣的已有的線放電加工機(jī)的加工電源裝置中，分別設(shè)定正常、異常和短路時(shí)的電流脈沖的峰值，但是不能夠利用判別電路的的判別結(jié)果來(lái)控制電流脈沖的波形。即，根據(jù)正常、異?；蚨搪返乃鰳O間的狀態(tài)提供的電流脈沖，形成峰值不同但形狀大致相似的波形。
圖14是已有的線放電加工機(jī)的加工電源裝置的極間電流波形的示例。圖中，V是極間電壓、I是極間電流、t為時(shí)間。與圖14(a)的極間電壓V的波形相對(duì)應(yīng)，極間電流I為圖14(b)或(c)那樣的大致相似形狀的波形。
已有的線放電加工機(jī)的加工電源裝置中，在加工間隙狹窄的高速加工領(lǐng)域，為使短路消除，流入極間的電流脈沖能量的變更，如上所述僅對(duì)峰值進(jìn)行變更控制，不能進(jìn)行細(xì)致的能量控制。從而，在接近線狀電極的斷線界限的高速加工領(lǐng)域中繼續(xù)使加工速度提高下去時(shí)，能夠避免線狀電極斷線的可控制范圍變得狹小，容易超過(guò)線狀電極的斷線極限，穩(wěn)定地避免線狀電極斷線是困難的，因此，其結(jié)果是，存在不能提高加工速度的問(wèn)題。
又，為了進(jìn)行高速加工，有必要加大每一個(gè)電流脈沖的電荷量以增大放電能量，但是極間電流峰值越高越容易斷線，圖14中那樣的已有的極間電流波形中，為了加大極間電流波形的面積以增大放電能量，僅采用增高峰值的方法，因而存在不能夠在抑制線狀電極的斷線的同時(shí)使加工速度提高的問(wèn)題。
又，在高速加工領(lǐng)域中，因短路頻率增加，為消除短路而在極間流動(dòng)的電流脈沖有助于短路部分的橋路的消除，但對(duì)放電加工本身卻沒(méi)有直接貢獻(xiàn)，因而在高速加工領(lǐng)域存在有不直接有助于加工的電力增加的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述問(wèn)題而作出的，其目的是得到在高速加工領(lǐng)域也能夠防止線電極的斷線和實(shí)現(xiàn)加工速度的提高的線放電加工機(jī)的加工電源裝置。
本發(fā)明的線放電加工機(jī)的加工電源裝置，向線電極和工件的極間提供加工電力，利用放電進(jìn)行工件的加工，在上述線放電加工機(jī)的加工電源裝置中，具有判斷包含短路及正常放電的至少兩個(gè)所述極間狀態(tài)的放電狀態(tài)判別電路，以及向所述極間切換著提供三角波及梯形波電流的極間電流波形控制手段；對(duì)應(yīng)于利用所述放電狀態(tài)判別電路判斷的所述極間狀態(tài)，在所述極間的狀態(tài)為短路的情況下，利用所述極間電流波形控制手段向所述極間提供所述三角波電流，在所述極間狀態(tài)為正常放電的情況下，利用所述極間電流波形控制手段向所述極間提供所述梯形波電流。
又，本發(fā)明的線放電加工機(jī)的加工電源裝置，向線電極和工件的極間提供加工電力，利用放電進(jìn)對(duì)所述工件進(jìn)行加工，在該線放電加工機(jī)的加工電源裝置中，具有判斷短路、即時(shí)放電和正常放電的所述極間狀態(tài)的放電狀態(tài)判別電路，以及向所述極間切換著提供三角波及梯形波電流的極間電流波形控制手段；對(duì)應(yīng)于通過(guò)所述放電狀態(tài)判別電路判斷的所述極間狀態(tài)，在所述極間的狀態(tài)為短路的情況下，利用所述極間電流波形控制手段向所述極間提供所述三角波電流，在所述極間狀態(tài)為正常放電的情況下，利用所述極間電流波形控制手段向所述極間提供所述梯形波電流，在所述極間狀態(tài)為即時(shí)放電狀態(tài)的情況下，利用所述極間電流波形控制手段向所述極間提供三角波電流或梯形波電流。
又，本發(fā)明的線放電加工機(jī)的加工電源裝置，具備僅對(duì)所述梯形波的輸出次數(shù)(Ntz)進(jìn)行計(jì)數(shù)的梯形波輸出計(jì)數(shù)手段，以及對(duì)所述梯形波和三角波全部波形的輸出次數(shù)(Nto)進(jìn)行計(jì)數(shù)的全波形輸出計(jì)數(shù)手段；利用所述極間電流波形控制手段，在比率(Ntz/Nto)大的情況下，將向所述極間提供的梯形波電流的脈沖寬度加大，在比率(Ntz/Nto)小的情況下，將向所述極間提供的梯形波電流脈沖寬度減小。
又，本發(fā)明的線放電加工機(jī)的加工電源裝置，具備僅對(duì)所述三角波的輸出次數(shù)(Nta)進(jìn)行計(jì)數(shù)的三角波輸出計(jì)數(shù)手段，以及對(duì)所述梯形波和三角波全部波形的輸出次數(shù)(Nto)進(jìn)行計(jì)數(shù)的全波形輸出計(jì)數(shù)手段，利用所述極間電流波形控制手段，在比率(Nta/Nto)小的情況下，將向所述極間提供的梯形波電流脈沖寬度加大，在比率(Nta/Nto)大的情況下，將向所述極間提供的梯形波電流脈沖寬度減小。
又，本發(fā)明的線放電加工機(jī)的加工電源裝置，具備僅對(duì)所述梯形波的輸出次數(shù)(Ntz)進(jìn)行計(jì)數(shù)的梯形波輸出計(jì)算手段，以及對(duì)所述梯形波和三角波全部波形的輸出次數(shù)(Nto)進(jìn)行計(jì)數(shù)的全波形輸出計(jì)數(shù)手段；利用所述極間電流波形控制手段，在比率(Ntz/Nto)大的情況下，將向所述極間提供的梯形波電流的峰值加大，在比率(Ntz/Nto)小的情況下，將向所述極間提供的梯形波電流峰值減小。
又，本發(fā)明的線放電加工機(jī)的加工電源裝置，具備僅對(duì)所述三角波的輸出次數(shù)(Nta)進(jìn)行計(jì)數(shù)的三角波輸出計(jì)數(shù)手段，以及對(duì)所述梯形波和三角波全部波形的輸出次數(shù)(Nto)進(jìn)行計(jì)數(shù)的全波形輸出計(jì)數(shù)手段，利用所述極間電流波形控制手段，在比率(Nta/Nto)小的情況下，將向所述極間提供的梯形波電流的峰值加大，在比率(Nta/Nto)大的情況下，將向所述極間提供的梯形波電流的峰值減小。
本發(fā)明的線放電加工機(jī)的加工電源裝置如上所述構(gòu)成，因而在高速加工領(lǐng)域中又能夠避免線放電發(fā)生斷線，達(dá)到能夠進(jìn)行穩(wěn)定加工的效果。還能達(dá)到提高加工速度的效果。


圖1是本發(fā)明實(shí)施形態(tài)1的線放電加工機(jī)的加工電源裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖2是本發(fā)明實(shí)施形態(tài)1的線放電加工機(jī)的加工電源裝置的加工電源控制電路1的結(jié)構(gòu)圖。
圖3是圖2的放電狀態(tài)判別電路6的結(jié)構(gòu)圖。
圖4是根據(jù)由放電狀態(tài)判別電路6的放電狀態(tài)判斷結(jié)果進(jìn)行的極間電流I的波形控制的說(shuō)明圖。
圖5表示由本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)1的線放電加工機(jī)的加工電源裝置產(chǎn)生的極間電流波形的例子。
圖6是本發(fā)明實(shí)施形態(tài)2的線放電加工機(jī)的加工電源裝置的加工電源控制電路1的結(jié)構(gòu)圖。
圖7表示由本發(fā)明實(shí)施形態(tài)實(shí)施形態(tài)2的線放電加工機(jī)的加工電源裝置產(chǎn)生的極間電流波形的例子。
圖8是本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)3的線放電加工機(jī)的加工電源裝置的加工電源控制電流1的結(jié)構(gòu)圖。
圖9是本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)3的線放電加工機(jī)的加工電源裝置產(chǎn)生的極間電流I的波形控制的說(shuō)明圖。
圖10是本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)4的線放電加工機(jī)的加工電源裝置的加工電源控制電路1的結(jié)構(gòu)圖。
圖11是本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)4的線放電加工機(jī)的加工電源裝置產(chǎn)生的極間電流I的波形控制的說(shuō)明圖。
圖12是本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)5的線放電加工機(jī)的加工電源裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖13是本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)5的放電加工機(jī)的加工電源裝置產(chǎn)生的極間電流I的波形控制說(shuō)明圖。
圖14表示已有的線放電加工機(jī)的加工電源裝置產(chǎn)生的極間電流波形的例子。
具體實(shí)施形態(tài)圖1是本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)1的線放電加工機(jī)的加工電源裝置的結(jié)構(gòu)圖，圖中，1為加工電源控制電路，2為加工電源電路，E為線電極，V為線電極E和工件W的極間電壓，OSC1為振蕩器，Tr1為利用加工電源控制電路輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)OUT1進(jìn)行通斷動(dòng)作的開(kāi)關(guān)元件，Tr2為利用加工電源控制電路輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)OUT2進(jìn)行通斷動(dòng)作的開(kāi)關(guān)元件，Tr3為利用振蕩器OSC1輸出的振蕩信號(hào)進(jìn)行通斷動(dòng)作的開(kāi)關(guān)元件，V1為電壓可變的直流電源，V2為直流電源，R1為電阻器，D1及D2為二極管，S1及S2為檢測(cè)輸入端子，L1和L2饋電線和電路中含有的分布電感。
圖2是本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)1的線放電加工機(jī)的加工電源裝置的加工電源控制電路1的結(jié)構(gòu)圖，與圖1相同符號(hào)所示的是相同或相當(dāng)?shù)牟糠?。圖2中，3為數(shù)值控制裝置，4為脈沖寬度設(shè)定電路，5為將由脈沖寬度設(shè)定電路4設(shè)定的脈沖寬度加以延長(zhǎng)的脈沖寬度延長(zhǎng)電路，6為放電狀態(tài)判別電路，7為根據(jù)放電狀態(tài)判別電路6的輸出結(jié)果選擇脈沖寬度設(shè)定電路4的輸出和脈沖延長(zhǎng)電路5的輸出的選擇電路，8為以脈沖寬度設(shè)定電路4設(shè)定的脈沖寬度輸出開(kāi)關(guān)元件Tr1的通斷動(dòng)作驅(qū)動(dòng)信號(hào)OUT1的第1信號(hào)輸出電路，9為以選擇電路7選擇的脈沖寬度輸出開(kāi)關(guān)元件Tr2的通斷動(dòng)作驅(qū)動(dòng)信號(hào)OUT2的第2信號(hào)輸出電路。
圖3是圖2的放電狀態(tài)判別電路6的結(jié)構(gòu)圖，圖中10為計(jì)數(shù)器，11為把來(lái)自檢測(cè)輸入端子S1及S2的信號(hào)作為輸入的放大器，12為將放大器11的輸出和基準(zhǔn)電壓Vr加以比較的比較器，13及14為D多諧振蕩器，15為邏輯運(yùn)算電路。
下面對(duì)動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。當(dāng)圖1的開(kāi)關(guān)元件Tr3因振蕩器OSC1的振蕩信號(hào)而導(dǎo)通時(shí)，線電極E和工件W之間產(chǎn)生直流電源V2的電壓，極間電壓V為例如圖4所示。這時(shí)，圖3的放大器11由檢測(cè)輸入端子S1和S2檢測(cè)極間電壓V，比較器12將極間電壓V與基準(zhǔn)電壓Vr相比較后輸出脈沖信號(hào)PK，因而該脈沖信號(hào)Pk產(chǎn)生如圖4所示的那樣的波形。另一方面，圖3的計(jì)數(shù)器10以例如10MHz的時(shí)鐘脈沖頻率進(jìn)行計(jì)數(shù)，所以振蕩器OSC1向開(kāi)關(guān)元件Tr3輸出導(dǎo)通信號(hào)起經(jīng)過(guò)時(shí)間T1后，及經(jīng)過(guò)時(shí)間T2后輸出觸發(fā)信號(hào)。D多諧振蕩器13將在時(shí)間T1的時(shí)刻的比較器12的輸出、即脈沖信號(hào)PK的狀態(tài)，作為信號(hào)Q1輸出。D多諧振蕩器14將在時(shí)間T2的時(shí)刻的比較器12的輸出、即脈沖信號(hào)PK的狀態(tài)作為信號(hào)Q2輸出。在邏輯運(yùn)算電路15，判斷在時(shí)間T1的時(shí)刻極間電壓V是否上升到基準(zhǔn)電壓Vr，又判斷在時(shí)間T2的時(shí)刻極間電壓V是否上升到基準(zhǔn)電壓Vr，判斷極間狀態(tài)是短路、是即時(shí)放電、還是正常放電。例如，在開(kāi)始施加電壓后極間電壓V理應(yīng)上升到基準(zhǔn)電壓Vr的時(shí)間T1的時(shí)刻，極間電壓V沒(méi)有上升到基準(zhǔn)電壓Vr的情況下，判斷極間狀態(tài)為短路(Y1)；在時(shí)間T1的時(shí)刻極間電壓上升到基準(zhǔn)電壓Vr，但是在到達(dá)后的時(shí)間T2的時(shí)刻之前放電發(fā)生的情況下，判斷為即時(shí)放電(Y2)；即使在時(shí)間T2的時(shí)刻極間電壓也上升到基準(zhǔn)電壓Vr，其后放電發(fā)生，這是用充分的時(shí)間穩(wěn)定放電的的情況，被判斷為正常放電(Y3)。
如上所述，利用放電狀態(tài)判別電路6，能夠判斷短路、即使放電和正常放電。
在放電發(fā)生的情況下，輸出的極間電流大小可在圖2的數(shù)值控制裝置3上預(yù)先設(shè)定任意值。根據(jù)該指令值在脈沖寬度設(shè)定電路4設(shè)定使開(kāi)關(guān)元件Tr1導(dǎo)通動(dòng)作的時(shí)間。第1信號(hào)輸出電路8輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)OUT1以使開(kāi)關(guān)元件Tr1僅導(dǎo)通脈沖寬度設(shè)定電路4設(shè)定的脈沖寬度值。另一方面，脈沖寬度延長(zhǎng)電路5用單穩(wěn)多諧振蕩器(one-shot-multivibrator)等電路將脈沖寬度設(shè)定電路4設(shè)定的脈沖寬度延長(zhǎng)一定時(shí)間。這時(shí)，放電狀態(tài)判別電路6的輸出結(jié)果為正常放電的情況下，選擇電路7將用脈沖寬度延長(zhǎng)電路5延長(zhǎng)的脈沖信號(hào)選擇為第2信號(hào)輸出電路9的輸入。第2信號(hào)輸出電路9輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)OUT2以使開(kāi)關(guān)元件Tr2導(dǎo)通脈沖寬度延長(zhǎng)電路5延長(zhǎng)的脈沖寬度值。放電狀態(tài)判別電路6的輸出結(jié)果為短路的情況下，選擇電路7將用脈沖寬度設(shè)定電路4設(shè)定的信號(hào)原封不動(dòng)選擇為第2信號(hào)輸出電路9的輸入。第2信號(hào)輸出電路9輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)OUT2，不延長(zhǎng)脈沖寬度設(shè)定電路4設(shè)定的脈沖寬度地使開(kāi)關(guān)元件Tr2導(dǎo)通。
如圖5所示，驅(qū)動(dòng)信號(hào)OUT1和驅(qū)動(dòng)信號(hào)OUT2的脈沖寬度相同的情況下，即開(kāi)關(guān)元件Tr1和Tr2的導(dǎo)通時(shí)間相同的情況下，輸出三角波電流，驅(qū)動(dòng)信號(hào)OUT2延長(zhǎng)，開(kāi)關(guān)元件Tr2的導(dǎo)通時(shí)間較長(zhǎng)的情況下，輸出梯形波電流。這樣，能夠形成可向線電極和工件的極間切換著提供三角波和梯形波的電流的極間電流波形控制手段。
如圖5所示，在極間狀態(tài)為短路的情況下輸出小功率的三角波，在極間狀態(tài)為正常放電的情況下輸出大功率的梯形波。
又，在極間狀態(tài)為即時(shí)放電的情況下，只要用選擇電路7預(yù)先決定是看作與短路相同地使其動(dòng)作還是看作與正常放電相同地使其動(dòng)作即可。
實(shí)施形態(tài)2圖6是本發(fā)明實(shí)施形態(tài)2的線放電加工機(jī)的加工電源裝置的加工電源控制電路1的結(jié)構(gòu)圖，加工電源電路2與實(shí)施形態(tài)1的圖1相同。
圖6中，3為數(shù)值控制裝置，5a為脈沖寬度延長(zhǎng)電路，6為放電狀態(tài)判別電路，16為時(shí)鐘脈沖發(fā)生器，17a為第1計(jì)數(shù)器，17b為第1脈沖一致比較電路，17c為第1脈沖寬度設(shè)定電路，18a為第2計(jì)數(shù)器，18b為第2脈沖一致比較電路，18c為第2脈沖寬度設(shè)定電路，19a為OFF計(jì)數(shù)器，19b為OFF計(jì)數(shù)器一致比較電路，19c為OFF時(shí)間設(shè)定電路，20、21及22為鎖存器，23、24及25為雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器，OUT1為加工電源電路2的開(kāi)關(guān)元件Tr1的通斷動(dòng)作驅(qū)動(dòng)信號(hào)，OUT2為加工電源電路2的開(kāi)關(guān)元件Tr2的通斷動(dòng)作驅(qū)動(dòng)信號(hào)，SEL1及SEL2為切換器。
圖6中，時(shí)鐘脈沖發(fā)生器16將例如頻率10MHz的時(shí)鐘脈沖提供給第1計(jì)數(shù)器17a、第2計(jì)數(shù)器18a及OFF計(jì)數(shù)器19。第1計(jì)數(shù)器17a、第2計(jì)數(shù)器18a及OFF計(jì)數(shù)器19對(duì)時(shí)鐘脈沖發(fā)生器16的時(shí)鐘脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，直到各計(jì)數(shù)值與利用第1脈沖一致比較電路17b、第2脈沖一致比較電路18b及OFF計(jì)數(shù)器一致比較電路19在與各計(jì)數(shù)值對(duì)應(yīng)的，在第1脈沖寬度設(shè)定電路17c、第2脈沖寬度設(shè)定電路18c及OFF時(shí)間設(shè)定電路19c設(shè)定的設(shè)定值一致為止。
鎖存器20、21及22保持從數(shù)值控制裝置3分別輸出的IP輸出、SIP輸出和休止時(shí)間輸出。在這里，IP輸出是由數(shù)值控制裝置3對(duì)正常放電時(shí)提供的大電流脈沖的ON時(shí)間進(jìn)行設(shè)定的值，SIP輸出是同樣對(duì)異?；蚨搪贩烹姇r(shí)提供的小電流脈沖的ON時(shí)間進(jìn)行設(shè)定的值。又，休止時(shí)間輸出是由數(shù)值控制裝置3對(duì)這些電流脈沖間的OFF時(shí)間進(jìn)行設(shè)定的值。
第1脈沖寬度設(shè)定電路17c通過(guò)切換器SEL1連接鎖存器20或21的輸出，第2脈沖寬度設(shè)定電路18c通過(guò)脈沖寬度延長(zhǎng)電路5a、切換器SEL1同樣地連接于鎖存器20或21的輸出，OFF時(shí)間寬度設(shè)定電路19c連接鎖存器22的輸出。
雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器25是切換脈沖寬度、休止時(shí)間的狀態(tài)的R-S雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器，連接為能夠在停頓終止時(shí)進(jìn)行置位？？？，在脈沖終止時(shí)復(fù)位，輸出Q＝1表示正在進(jìn)行脈沖輸出，輸出Q＝0休止中。
第1計(jì)數(shù)器17a、第2計(jì)數(shù)器18a及OFF計(jì)數(shù)器19a利用雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器25的輸出進(jìn)行動(dòng)作切換。雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器23是表示第1脈沖正在輸出的R-S雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器，觸發(fā)器24是表示第2脈沖正在輸出的R-S雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器，分別由第1脈沖一致比較電路17b、第2脈沖一致比較電路18b置位(set)，在中頓終止時(shí)同時(shí)復(fù)位。
雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器23的輸出決定三角波電流脈沖的導(dǎo)通時(shí)間寬度，雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器24的輸出決定流動(dòng)梯形波電流脈沖的情況下的開(kāi)關(guān)元件的導(dǎo)通時(shí)間寬度，輸出作為圖1的加工電源電路2的開(kāi)關(guān)元件Tr1的通斷動(dòng)作驅(qū)動(dòng)信號(hào)OUT1及開(kāi)關(guān)元件Tr2的通斷動(dòng)作驅(qū)動(dòng)信號(hào)OUT2。
切換器SEL2是極間電流脈沖選擇流動(dòng)三角波電流還是流動(dòng)梯形波電流的切換器，通過(guò)放電狀態(tài)判別電路6的輸出控制切換動(dòng)作。放電狀態(tài)判別電路6與實(shí)施形態(tài)1的圖3一樣以檢測(cè)輸入端子S1、S2作為輸入來(lái)檢測(cè)、判斷極間狀態(tài)。
脈沖寬度延長(zhǎng)電路5a是將鎖存器20或21的輸出乘以例如常數(shù)K(K＞1)，提供給第2脈沖寬度設(shè)定電路18c的數(shù)字變換器，可以用例如ROM等構(gòu)成。
由于鎖存器20、21是獨(dú)立的，數(shù)值控制裝置3輸出的IP輸出、SIP輸出當(dāng)然可以設(shè)定為不同的數(shù)值，例如可設(shè)定為IP＞SIP。即可以保持大小兩種脈沖寬度設(shè)定值。
切換器SEL1通過(guò)放電狀態(tài)判別電路6的輸出來(lái)控制，例如在放電狀態(tài)判別電路6輸出Y1(短路)或輸出Y2(即時(shí)放電)的情況下，選擇SIP側(cè)，在僅為輸出Y3(正常放電)的情況下選擇IP側(cè)。因而，短路或即時(shí)放電的情況下的脈沖寬度比正常放電情況下的脈沖寬度短。
切換器SEL2也通過(guò)放電狀態(tài)判別電路6的輸出來(lái)控制，例如僅在放電狀態(tài)判別電路6的輸出為Y1(短路)的情況下選擇三角波，在放電狀態(tài)判別電路6的輸出為Y2(即時(shí)放電)及Y3(正常放電)的情況下選擇梯形波。因而，極間狀態(tài)僅在短路的情況下輸出三角波，在極間狀態(tài)為即時(shí)放電或正常放電的情況下輸出梯形波。這樣，可以形成能夠向線電極和工件的極間切換著提供三角波及梯形波的電流的極間電流波形控制手段。
其結(jié)果是，對(duì)應(yīng)于極間狀態(tài)輸出三種波形，即在極間狀態(tài)為正常放電的情況下輸出脈沖寬度大的梯形波；極間狀態(tài)為即時(shí)放電的情況下輸出脈沖寬度小的梯形波；短路的情況下輸出脈沖寬度小的三角波。即形成圖7(b)那樣的極間電流波形。
又，切換器SE1僅在放電狀態(tài)判別電路6輸出為Y1(短路)的情況下選擇SIP側(cè)，在輸出Y2(即時(shí)放電)或輸出Y3(正常放電)的情況下選擇IP側(cè)，切換器SE2僅在放電狀態(tài)判別電路6的輸出為Y3(正常放電)的情況下僅輸出梯形波，在放電狀態(tài)判別電路6的輸出為Y1(短路)及Y2(即時(shí)放電)的情況下選擇三角波，那樣的話，在正常放電的情況下輸出脈沖寬度大的梯形波，在即時(shí)放電的情況下輸出脈沖寬度大的三角波，在短路的情況下輸出脈沖寬度小的三角波，對(duì)應(yīng)于極間狀態(tài)輸出與上面所述不同的組合的三種波形。這樣，可以形成能夠向線電極和工件的極間切換著提供三角波及梯形波的電流的極間電流波形控制手段。亦即這種情況下形成圖7(c)那樣的極間電流波形。
實(shí)施形態(tài)3圖8是本發(fā)明實(shí)施形態(tài)3的線放電加工機(jī)的加工電源裝置的加工電源控制電路1的結(jié)構(gòu)圖，加工電源電路2與實(shí)施形態(tài)1的圖1相同。又，與實(shí)施形態(tài)1的圖2相同的符號(hào)表示相同或相當(dāng)?shù)牟糠帧?br> 圖8中，26為脈沖延長(zhǎng)寬度設(shè)定電路，27為計(jì)數(shù)全部波形的輸出次數(shù)的全波形輸出計(jì)數(shù)手段，28為僅計(jì)數(shù)梯形波的輸出次數(shù)的梯形波輸出計(jì)數(shù)手段，29為以任意周期使計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值復(fù)位的復(fù)位電路，30為根據(jù)全波形輸出計(jì)數(shù)手段27和梯形波輸出計(jì)數(shù)手段28進(jìn)行計(jì)算的運(yùn)算電路。
是第1信號(hào)輸出電路8的輸出信號(hào)，又是加工電源電路2的開(kāi)關(guān)元件Tr1的通斷動(dòng)作驅(qū)動(dòng)信號(hào)的OUT1，在向極間輸出電流脈沖時(shí)與三角波和梯形波無(wú)關(guān)地進(jìn)行輸出，所以能利用全波形計(jì)數(shù)手段27對(duì)其進(jìn)行計(jì)數(shù)，以此了解三角波及梯形波全部波形的輸出次數(shù)。是第2信號(hào)輸出電路9的輸出信號(hào)，又是加工電源電路2的開(kāi)關(guān)元件Tr2的通斷動(dòng)作驅(qū)動(dòng)信號(hào)的OUT2，僅在梯形波的情況下輸出比OUT1長(zhǎng)的脈沖寬度的信號(hào)，所以能對(duì)輸出信號(hào)OUT1和OUT2進(jìn)行邏輯運(yùn)算然后利用梯形波輸出計(jì)數(shù)手段28進(jìn)行計(jì)數(shù)，以此了解僅是梯形波的輸出次數(shù)。
又，由于這些計(jì)數(shù)值隨著放電加工時(shí)間的經(jīng)過(guò)而積累，所以用復(fù)位電路29以任意周期使復(fù)位計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值復(fù)位。在實(shí)際放電加工的粗加工中，由于輸出50kHz左右的電流脈沖，如果例如設(shè)定2ms為復(fù)位周期，則計(jì)數(shù)器對(duì)每100個(gè)電流脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)。
根據(jù)全波形輸出計(jì)數(shù)手段27和梯形波輸出計(jì)數(shù)手段28的輸出結(jié)果，邏輯電路30進(jìn)行下式的運(yùn)算。其中，Δ1為脈沖延長(zhǎng)寬度，Nto為全波形輸出次數(shù)，Ntz為梯形波輸出次數(shù)。
Δ1＝α1×{Ntz/(Nto+β1)}+γ1 …(1)在這里，α為規(guī)定的常數(shù)，β1及γ1是緊接著加工開(kāi)始之后和計(jì)數(shù)復(fù)位之后等，計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值為0或接近于0的情況下的修正使用的常數(shù)。例如使常數(shù)β1＝0、常數(shù)γ1＝0的情況下，脈沖延長(zhǎng)寬度Δt與相對(duì)于全波形的梯形波的輸出比率(Ntz/Nto)成正比地，如圖9(a)所示變化。
脈沖延長(zhǎng)寬度設(shè)定電路26接受放電狀態(tài)判別電路6的輸出結(jié)果，判斷是選擇梯形波還是選擇三角波，根據(jù)運(yùn)算電路30的輸出結(jié)果決定選擇梯形波的情況下的脈沖延長(zhǎng)寬度Δ1。
即在梯形波的比例大的情況下，短路少，即使是大功率電流脈沖也是穩(wěn)定的加工狀態(tài)，所以使脈沖延長(zhǎng)寬度Δt接近于最大值Δt2(例如1μs)，梯形波的比例小的情況下，因?yàn)槎搪范喽什环€(wěn)定加工狀態(tài)，所以使脈沖延長(zhǎng)寬度Δt接近于最小值Δt0(例如0μs)，如圖9(b)所示，控制極間電流I的波形。
這樣，形成在比率(Ntz/Nto)大的情況下將向所述極間提供的梯形波電流脈沖寬度加大，在比率(Ntz/Nto)小的情況下將向所述極間提供的梯形波電流脈沖寬度減小的極間電流波形控制手段。
實(shí)施形態(tài)4
圖10是本發(fā)明實(shí)施形態(tài)4的線放電加工機(jī)的加工電源裝置的加工電源控制電路1的結(jié)構(gòu)圖，加工電源電路2與實(shí)施形態(tài)1的圖1相同。又，與實(shí)施形態(tài)3的圖8相同的符號(hào)表示相同或相當(dāng)?shù)牟糠?。圖10中，31為僅對(duì)三角波的輸出次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)的三角波輸出計(jì)數(shù)手段，32為根據(jù)全波形輸出計(jì)數(shù)手段27和三角波計(jì)數(shù)手段31的輸出進(jìn)行運(yùn)算的運(yùn)算電路。
通過(guò)對(duì)全波形輸出計(jì)數(shù)手段27輸出的全部波形的輸出次數(shù)和梯形波輸出計(jì)數(shù)手段28輸出的僅梯形波的輸出次數(shù)進(jìn)行計(jì)算，能夠知道僅三角波的輸出次數(shù)，因此用三角波輸出計(jì)數(shù)手段31對(duì)其進(jìn)行計(jì)數(shù)。
根據(jù)全波形輸出計(jì)數(shù)手段27和三角波輸出計(jì)數(shù)手段31的輸出結(jié)果，運(yùn)算電路32進(jìn)行下式所示的運(yùn)算。其中記脈沖延長(zhǎng)寬度為Δt、全波形輸出次數(shù)為Nto、三角波輸出次數(shù)為Nta，Δt＝α2×{1-Nta/(Nto+β2)}+γ2…(2)在這里，α2為規(guī)定的常數(shù)，β2及γ2是緊接著加工開(kāi)始之后和計(jì)數(shù)復(fù)位之后等時(shí)候，計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值為0或接近于0的情況下修正用的常數(shù)。例如采用常數(shù)β2＝0、常數(shù)γ2＝0的情況下，脈沖延長(zhǎng)寬度Δt相應(yīng)于三角波對(duì)全部波形的輸出比率(Nta/Nto)之比的變化如圖11(a)所示。
脈沖延長(zhǎng)寬度設(shè)定電路26在三角波的比例小的情況下，短路少，而且即使是大功率電流脈沖又能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的加工狀態(tài)，所以使脈沖延長(zhǎng)寬度Δt接近于最大值Δt2(例如1μs)，在三角波比例大的情況下由于因?yàn)槎搪范喽什环€(wěn)定加工狀態(tài)，所以使脈沖延長(zhǎng)寬度Δt接近于最小值Δt0(例如0μs)，如圖11(b)所示那樣控制極間電流I的波形。
如上所述，形成比率(Nta/Nto)小的情況下將向所述極間提供的梯形波電流脈沖的寬度加大，在比率(Ntz/Nto)大的情況下將向所述極間提供的梯形波電流脈沖寬度減小的極間電流波形控制手段。
實(shí)施形態(tài)5圖12是本發(fā)明實(shí)施形態(tài)5的線放電加工機(jī)的加工電源裝置的結(jié)構(gòu)圖，與實(shí)施形態(tài)1的圖1、實(shí)施形態(tài)3的圖8及實(shí)施形態(tài)4的圖10相同的符號(hào)表示相同或相當(dāng)?shù)牟糠帧D12中，33為信號(hào)選擇電路、34為電壓調(diào)整電路。設(shè)有兩個(gè)運(yùn)算電路30及32，使用這些運(yùn)算結(jié)果中的任意一個(gè)運(yùn)算結(jié)果，在信號(hào)選擇電路33進(jìn)行是否執(zhí)行波形控制的選擇。信號(hào)選擇電路33通過(guò)來(lái)自數(shù)值控制裝置3的指令來(lái)進(jìn)行控制，根據(jù)加工條件選擇控制方法。向電壓調(diào)整電路34輸入由信號(hào)選擇電路33選擇的運(yùn)算結(jié)果，在例如利用信號(hào)選擇電路33選擇運(yùn)算電路30的情況下，電壓可變直流電源V1的輸出電壓Vo調(diào)整為如下式所示的值。
Vo＝K1×{α1×(Ntz/(Nto+β1))+γ1} …(2)例如常數(shù)K1×α1＝100V、常數(shù)β1＝0、常數(shù)K1×γ1＝150V時(shí)，電壓可變直流電源V1的輸出電壓Vo因梯形波相對(duì)于全部波形的輸出比率(Ntz/Nto)的變化而如圖13(a)所示在從最小值(Vo0＝150V)到最大值(Vo2＝250V)之間變化。即在梯形波比例大的情況下短路少而呈穩(wěn)定的加工狀態(tài)，所以使輸出電壓Vo接近于最大值(Vo2＝250V)，相反在梯形波的比例小的情況下短路多，因而呈不穩(wěn)定加工狀態(tài)，所以使輸出電壓Vo接近于最小值(Vo0＝150V)。
因而，如圖13(b)那樣地控制極間電流I的波形。即在梯形波的比例大的情況下，輸出電壓Vo高，所以即使是相同的脈沖寬度也能得到峰值高的電流波形，在梯形波的比例小的情況下，輸出電壓Vo低，所以即使是相同的脈沖寬度下也得到峰值低的電流波形。
在利用信號(hào)選擇電路33選擇運(yùn)算電路32的情況下，同樣在三角波比例小的情況下使輸出電壓Vo升高，也使極間電流的峰值升高，在三角波比例大的情況下使輸出電壓Vo降低，又使極間電流的峰值降低即可。
如上所述，形成能夠在比率(Ntz/Nto)大的情況下或比率(Nta/Nto)小的情況下，將提供給所述極間的梯形波電流的峰值加大，在比率(Ntz/Nto)小的情況下或比率(Nta/Nto)大的情況下將提供給所述極間的梯形波電流的峰值減小的極間電流波形控制手段。
這樣，即使不變動(dòng)梯形波輸出電流波形的脈沖寬度，通過(guò)對(duì)應(yīng)于極間狀態(tài)改變峰值，也能夠通將放電能量控制于適應(yīng)極間狀態(tài)的值。
工業(yè)應(yīng)用性如上所述，本發(fā)明的線放電加工機(jī)的加工電源裝置，特別適用于生產(chǎn)率高的線放電加工上。
權(quán)利要求
1.一種線放電加工機(jī)的加工電源裝置，是向線電極和工件的極間提供加工電力，通過(guò)放電對(duì)工件進(jìn)行加工的線放電加工機(jī)的加工電源裝置，其特征為，具備判斷含有短路及正常放電的至少兩個(gè)所述極間狀態(tài)的放電狀態(tài)判別電路，以及向所述極間切換著提供三角波及梯形波電流的極間電流波形控制手段，對(duì)應(yīng)于所述放電狀態(tài)判別電路判斷的所述極間狀態(tài)，在所述極間的狀態(tài)為短路的情況下，利用所述極間電流波形控制手段向所述極間提供所述三角波電流，在所述極間狀態(tài)為正常放電的情況下，利用所述極間電流波形控制手段向所述極間提供所述梯形波電流。
2.一種線放電加工機(jī)的加工電源裝置，是向線電極和工件的極間提供加工電力，通過(guò)放電對(duì)工件進(jìn)行加工的線放電加工機(jī)的加工電源裝置，其特征為，具備判斷短路、即時(shí)放電和正常放電的所述極間狀態(tài)的放電狀態(tài)判別電路，以及向所述極間切換著提供三角波及梯形波電流的極間電流波形控制手段，對(duì)應(yīng)于利用所述放電狀態(tài)判別電路判斷的所述極間狀態(tài)，在所述極間的狀態(tài)為短路的情況下利用所述極間電流波形控制手段向所述極間提供所述三角波電流，在所述極間狀態(tài)為正常放電的情況下利用所述極間電流波形控制手段向所述極間提供所述梯形波電流，在所述極間狀態(tài)為即時(shí)放電狀態(tài)的情況下利用所述極間電流波形控制手段向所述極間提供三角波形電流或梯形波電流。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的線放電加工機(jī)的加工電源裝置，其特征為，具備僅對(duì)所述梯形波輸出次數(shù)Ntz進(jìn)行計(jì)數(shù)的梯形波輸出計(jì)數(shù)手段，以及對(duì)所述梯形波及三角波全部波形的輸出次數(shù)Nto進(jìn)行計(jì)數(shù)的全波形計(jì)數(shù)手段，利用所述極間電流波形控制手段，在比率Ntz/Nto大的情況下，將向所述極間提供的梯形波電流脈沖寬度加大，比率Ntz/Nto小的情況下則將向所述極間提供的梯形波電流脈沖寬度減小。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的線放電加工機(jī)的加工電源裝置，其特征為，具備僅對(duì)所述三角波的輸出次數(shù)Nta進(jìn)行計(jì)數(shù)的三角波輸出計(jì)數(shù)手段，以及對(duì)所述梯形波和三角波全部波形的輸出次數(shù)Nto進(jìn)行計(jì)數(shù)的全波形輸出計(jì)數(shù)手段，利用所述極間電流波形控制手段，在比率Nta/Nto小的情況下，將向所述極間提供的梯形波電流的脈沖寬度加大，在比率Nta/Nto大的情況下，將向所述極間提供的梯形波電流的脈沖寬度減小。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的線放電加工機(jī)的加工電源裝置，其特征為，具備僅對(duì)所述梯形波的輸出次數(shù)Ntz進(jìn)行計(jì)數(shù)的梯形波輸出計(jì)算手段，以及對(duì)所述梯形波和三角波全部波形的輸出次數(shù)Nto進(jìn)行計(jì)數(shù)的全波形輸出計(jì)數(shù)手段，利用所述極間電流波形控制手段，在比率Ntz/Nto大的情況下，將向所述極間提供的梯形波電流峰值加大，在比率Ntz/Nto小的情況下，則將向所述極間提供的梯形波形電流峰值減小。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的線放電加工機(jī)的加工電源裝置，其特征為，具備僅對(duì)所述三角波的輸出次數(shù)Nta進(jìn)行計(jì)數(shù)的三角波輸出計(jì)算手段，以及對(duì)所述梯形波和三角波全部波形的輸出次數(shù)Nto進(jìn)行計(jì)數(shù)的全波形輸出計(jì)數(shù)手段，利用所述極間電流波形控制手段，在比率Nta/Nto小的情況下，將向所述極間提供的梯形波電流峰值加大，在比率Nta/Nto大的情況下，將向所述極間提供的梯形波電流峰值減小。
全文摘要
具備判斷含有短路及正常放電的至少兩個(gè)線電極(E)和工件(W)的極間狀態(tài)的放電狀態(tài)判別電路(6)，以及向所述極間切換著提供三角波及梯形波電流的極間電流波形控制手段，對(duì)應(yīng)于通過(guò)所述放電狀態(tài)判別電路(6)判斷的所述極間狀態(tài)，在所述極間的狀態(tài)為短路(Y1)的情況下，利用所述極間電流波形控制手段向所述極間提供所述三角波的電流(I)，在所述極間狀態(tài)為正常放電(Y3)的情況下，利用所述極間電流波形控制手段向所述極間提供所述梯形波的電流(I)。能夠避免線電極(E)的斷線，提高加工速度。
文檔編號(hào)B23H1/02GK1596171SQ0282385
公開(kāi)日2005年3月16日 申請(qǐng)日期2002年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月22日
發(fā)明者佐藤清侍, 大黑裕之, 山田久 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社