JPS61260915A

JPS61260915A - 放電加工用電源

Info

Publication number: JPS61260915A
Application number: JP10138985A
Authority: JP
Inventors: Takuji Magara; 卓司真柄; Takeshi Yatomi; 弥冨　剛; Masahiro Yamamoto; 政博山本; Toshio Suzuki; 俊雄鈴木
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1985-05-15
Filing date: 1985-05-15
Publication date: 1986-11-19

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の技術分野〕この発明は、放電加工装置の加工用電源に関し、特に面
粗度が１μｍ　Ｒｊｌａｘ　以下の精密な仕上面を得る
ための電源に関するものである。

〔従来の技術〕

一般１こ交流高周波による加工では、平均加工電圧がＯ
となるため、電解作用によるチッピング（欠落現象）が
発生しないことと、−発の半波放電ごとに極性が交替す
ること番こよりこの放電ごとの放電点が異なるため、ぎ
わめて良質の加工面が得られるなどの優れた加工特性を
持つことが知られている。第９図は従来の交流高周波電
源の一例であり、図において（１）は直流電源、（２）
はスイッチング素子、（３）はスイッチング素子（２）
を駆動するための駆動回路、（４）は電流制限用ｌこ設
けられた抵抗器、（５）は結合トランス、（６）は加工
用電極と被加工物により形成される極間、（力は電流供
給線および極間に存在する浮遊インダクタンス、（８）
は同じく電流供給線ｌこ存在する浮遊キャパシタンスで
ある。

次Ｅこ動作について説明する。スイッチング素子（２）
は駆動回゛路（３）！こより数百〜数ＭＨｚの周波数で
スイッチングを行い、結合トランス（５）の−次＠（直
流電源側）１こは交流パルスが発生する。この−次側で
発生した交流パルスは結合トランス（５）の二次ｆｕｌ
ｌ（極間側）に誘導されるが、その際結合トランス（５
）と極間（６）との間に存在する浮遊インダクタンス（
７）と浮遊キャパシタンス（８）との共振ｆこより決定
される交流高周波電圧が極間（６）に供給される。通常
、浮遊インダクタンスは０．１〜数μＨ１浮遊キヤパシ
タンス（８）は数百〜数・千ＰＦ程度であるが、回路が
加工機本体、被加工物を包含したものとなるため、機械
構造の差Ｉこよりばらつきを持つものである。また、加
工中の電極、被加工物間距離、対向面Ｍの変化によって
も浮遊キャパシタンス（８）　ハ犬きく変動する。極間
ｌこ供給された電圧ｔこより、加工電極、被加工物間Ｅ
こ放電が発生し、加工電極。

被加工物面の相対位置を三次元的に移動させることで所
望の加工形状が加工されるが、その際加工面の特性は極
間に供給された電圧により大きく左右される。

従来の交流高周波電圧源は以上の様に構成されているた
め、実際の極間（６）に供給されるｆｉ８Ｅは浮遊イン
ダクタンス（７）　、浮遊キャパシタンス（８）により
大きく変動してしまうため、安定した加工特性を常ｉこ
維持することは困難であった。こうした点を改善するた
めには、周波数を可変にして同調を取ることにより極間
ｌこ所望の電圧を供給することが必要であるが、加工中
の電極、被加工物間距離。

対向面積変化憂こ起因する浮遊キャパシタンス（８）の
変動ｔζ対してはまったく無力である上、加工電源がき
わめて高価なものとなり１作業者の操作も繁雑ｔこなっ
ていた。また、結合トランスｌζついても特性のばらつ
きを少なくすることが難かしく、安定した電源特性を確
保することが困難であるなどの問題があった。

本発明は上記のような従来のものの問題点を解消するた
めｔこなされたもので、放電加工機特有の浮遊インダク
タンス、浮遊キャパシタンスのハラつき、変動に対し、
常曇こ面粗度の小さな良質加工面を安定に得ることので
きる放電加工装置用加工電源を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る放電加工用電源は、放電回路における電
極と被加工物とで形成される極間と、直流電源との間に
コンデンサおよびコイルを直列に接続するとともに、直
流電源と極間との間に並列に設けられたスイッチング素
子の駆動周波数を１Ｄ〜５ｆｌ　ＭＥ（ｚの範囲で可変
設定ができるようにしたものである。

〔作用〕

極間と直流電源との間に設けたコンデンサーのキャパシ
タンス値とコイルのインダクタンスイ直トを、極間の浮
遊キャパシタンスと浮遊インダクタンスとの値ｌこ対応
させた概略の適正値に設定し。

さらに使用条件によって変動する上記浮遊キャパシタン
スの値に対応させてスイッチング素子の駆動周波数を変
化させて設定し、極間に最適の放電々圧を得る。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を図Ｅこつぃて説明する。

第１図１こおいて、（１）は直流電源、（２）はスイッ
チング素子、（３）はスイッチング素子（２）を駆動す
るための駆動回路で、発振周波数は１．０〜５Ｄ　ＭＨ
ｚに設定されている。（４）は電流制御用に設けられた
抵抗器、（６）は加工電極、被加工物により形成される
極間部、（力は電流供給線・極間などに存在する浮遊イ
ンダクタンス、（８）は同じく電流供給線・極間などｌ
こ存在する浮遊キャパシタンス、（９）は回路内スイッ
チング素子（２）と極間（６）の間に直列に設けられた
結合コンデンサー、ＱＱ）は同じくスイッチング素子（
３）と極間（６）の間に直列に設けられた結合コイルで
ある。

次に動作について説明する。いま、結合コイルα＠を浮
遊インダクタンス（８）と比較して十分大きく選んだ場
合ｆこつぃて考える。まず、スイッチング素子（２）が
ＯＦ’Ｆすると、回路は第２図に示すようなに＊　Ｃｓ
ｓ　Ｃｓｓ　Ｌｌ電源により構成される直列回路となる
ため、図、中矢印で示すようＣ１＃Ｃ２への充電が行わ
れる。次に、スイッチング素子（２）がＯＮすると、回
路は第６図に示すようなｃｌｊ　Ｃ２ｓ　Ｉｑにより構
成される直列回路となり、Ｃ１５Ｃ２にだ（わえられて
いた電荷は、図中矢印の方向へ放電され、駆動回路（３
）ｆこより数ＭＨｚでスイッチング素子のＯＮ・ＯＦＦ
動作を繰り返すこと蚤こより、極間（６）ＩこはＣ２の
両端の電圧、すなわち交流高周波電圧が発生し、この電
圧ｌこよって放電加工が行われる。

先ｔこも述べた様ｌこ、放電加工装置の場合には、回路
が加工機本体、加工間隙を包含したものとなるため、機
械構造の違い、あるいは電極、被加工物間の距離・対向
面積の変化などｔこより浮遊キャパシタンス（８）は大
きく変動するものであり、また浮遊インダクタンス（７
）ｌこついても電流供給線の端末処理の方法などにより
変動するものである。そのため、このような浮遊キャパ
シタンス（８）、浮遊インダクタンス（７）の変化に対
する出力電圧の変動を抑えることが均一な加工面を得る
ためＥこ必要である。

ところで、本実施例の回路において浮遊キャパシタンス
（８）の変動に対する出力ｔＥの特性は、結合コーンデ
ンサー（９）のキャパシタンス＊結合”イルα＠のイン
ダクタンス蚤こより決定するものである。

第４図は結合コンデンサの容量が異なる場合における浮
遊容量変動と出力ｔＩＥとの関係を発振周波数が２　Ｍ
Ｈｚの場合について示したものであり、Ｂの様な特性が
得られる様結合コンデンサー（９）の値を選ぶことによ
り、浮遊キャパシタンス（８）の変動に対する出力ｔＥ
Ｅ値はきわめて安定となる。また第５図は結合コイル叫
のインダクタンスが異なる場合における浮遊容量変動と
出力電圧との関係を同じ（発振周波数が２　ＭＥ（ｚの
場合について示したものであり、結合コンデンサー同様
、Ｂの様な特性が得られる様ｌこ結合コイルα０のイン
ダクタンス値を選手することｔこより、出力電圧特性は
きわめて安定となる。実験的Ｉこ求めた結果の結合コン
デンサー（９）のキャパシタンス値トシてハク００〜５
０００ｐＰ、結合コイルα〔のインダクタンス値として
は５〜２０　ｐＨを選定することにより出力特性が良好
となる。

一般ｌこ、浮遊インダクタンスをり、浮遊容量をＣ，電
流ピークをＦ、ｐ、電流パルス巾をＴｐ、極間ｌこ昨＝
・ｐ万の関係があるため、放電エネルギーはり、Ｃが小さいほ
ど少なくなることは周知である。実験の結果、１．０μ
ｍ肪ａｘ　以下の亜鏡面を得るためＥこは、浮遊インダ
クタンスが５ｆｌμＨ１浮遊容量が１０００ｐＦ以下で
あることが必要であることが判明した。第６図は亜鏡面
が得られる条件、すなわち浮遊容量が５００９Ｆの場合
における発振周波数と出力電圧の関係を示したもので、
約２　ＭＥ（ｚ付近１こ共振ピークがみられ、Ｉ　ＭＨ
ｚ以下では急激に出力が低下することがわかる。また、
第７図は浮遊容量が変動した際の出力電圧の変動を発振
周波数が異なる場合について実測した結果であるが、発
振周波数が５ＭＨｚ以上となると、出力電圧は浮遊容量
変動に対してきわめて不安定となることがわかる。以上
のことから、亜鏡面を得られる加工電源としては、発振
周波数を１．０〜５ｆｌ　ＭＨｚとすることで浮遊容量
に対して安定でかつ十分な出力範囲を得ることが可能と
なる。

なお、発振周波数を決める駆動回路（３）の発振源とし
ては、水晶発振器を用いることｌこより温度変化に対す
る周波数変動などが皆無なり、きわめて安定した周波数
を得ることが可能となる。また、被加工物、電極等の対
向面積が極端ｔこ大きくなり、浮遊容量が極端に大きく
なるような場合ｆこは共振周波数が下がるため発振周波
数を切り換えることによって所望の出力電圧が得られる
。第８図は、駆動回路に発振周波数を切り換える手段を
設けた実施例であり、スイッチ（８１）、（８２）を切
り換えることにより周波数切換が可能となる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明は、回路内に結合コンデンサー及び
結合リアクトルを直列ｆこ接続し、発振周波数を１．０
〜５．０１Ｖｆｆ（ｚとした駆動回路を設けるようにし
たので、これらのキャパシタンス、インダクタンス値を
適切に設定することにより放電加工特有の浮遊キャパシ
タンス、浮遊インダクタンスの変動１こ対してきわめて
出力特性が安定な加工電源となり、常に良質かつ均一な
加工面を得ることが可能となるとともに、スイッチング
周波数を可変とする同調システムが不要となるため安価
ｒＬ　電源を供給することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例１こよる放電加工用電源回路
図、第２図および第６図は本実施例による回路の動作を
示す等価回路図、第４図、第５図は浮遊キャパシタンス
の変動に対する出力ｔＩＥ特性を示す特性図、第６図は
発振周波数と出力ｔＥの関係を示す線図、第７図は浮遊
容量の変動に対する出力電圧の変動率を周波数が異なる
場合について示した線図、第８図は本発明の他の実施例
の回路図、第９図は従来の放電加工用電源の着路図であ
る。図において、（１）・・・直流電源、（２）・・・スイ
ッチング素子、（３）・・・駆動回路、（４）・・・抵
抗器、（６）・・・極間、（９）・・・結合コンデンサ
、ａｏ・・・結合コイル、　ａ”ａ・・・水晶発振器ｉなお、図中同一符号は同一、又は相当部分を示す。代理人　弁理士　　佐　藤　正　年第１図第３図第４図第　５図拵史、５ｔ−ｓ−Ｃｐ口

Claims

【特許請求の範囲】

（１）対向する電極と被加工物との間に電圧を印加し、
両者で形成される極間に放電を発生させることにより加
工を行う放電加工装置の加工用電源において、加工電流を供給するための直流電源と、この直流電源と
上記極間との間に並列に設けられたスイッチング素子と
、このスイッチング素子を駆動するため駆動周波数が１
．０〜５．０ＭＨｚに設定される駆動回路と、上記スイ
ッチング素子と上記極間との間に直列に接続されるコン
デンサーおよびコイルと、上記スイッチング素子と上記
直流電源の間に接続される抵抗器とを設け、上記スイッ
チング素子を１．０〜５．０ＭＨｚの周波数でスイッチ
ングさせることにより上記極間に交流電圧を発生させる
ことを特徴とする放電加工用電源。
（２）駆動回路の発振源として水晶発振器を用いたこと
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の放電加工用電
源。
（３）駆動回路の発振周波数を切り換える手段を設けた
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記
載の放電加工用電源。