高频产生装置以及放电加工电源装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种使非接触的金属之间产生电弧的高频产生装置、以及内置高频产生装置的放电加工电源装置，特别涉及一种产生高频高电压的高频产生装置以及输出高频高电压的放电加工电源装置。
【背景技术】
[0002]以往，利用非接触启动方式的放电加工电源装置中的电弧的启动或电弧再燃，对电极与母材之间施加高频高电压。通过对电极与母材之间施加高频高电压，使电极与母材之间产生绝缘破坏。如果电极与母材之间的绝缘被破坏，则会产生微小的电弧，引发主电弧。
[0003]在当前作为主流的施加高频高电压的方法中使用的是高频产生装置(例如，参照专利文献I)。
[0004]图5是表示使用以往的高频产生装置112与焊接电源装置111的焊接系统的图。图6是表示以往的高频产生装置输出的电压的序列图。
[0005]焊接电源装置111具有:初级侧整流部101、逆变器部102、主变压器103、次级侧整流部104以及耦合线圈110。初级侧整流部101对输入到焊接电源装置111中的交流电压进行整流。逆变器部102将被初级侧整流部101整流后的电压转换成交流电压。主变压器103对来自逆变器部102的交流电压进行变压。次级侧整流部104对来自主变压器103的交流电压进行整流。耦合线圈110用于将在高频产生装置112产生的高频高电压施加到焊接电源装置111 一侧。
[0006]高频产生装置112具有:启动开关113、整流部114、开关电路115、升压变压器117、整流二极管122、电容器118以及火花隙119。启动开关113基于从启动信号线107接收到的启动信号，进行高频产生装置112的启动与停止。整流部114对所输入的交流电压进行整流。开关电路115为了在升压变压器117的次级侧产生电压而进行开关。升压变压器117对经由开关电路115而从整流部114输入的电压进行升压。整流二极管122对升压变压器117的电压进行整流。电容器118对来自整流二极管122的输出进行充电。火花隙119引起放电从而产生高电压。
[0007]另外，加工用焊炬105具有放电加工用的电极123和焊炬开关124。另外，从焊接电源装置111输出的高频高电压被施加于设置在加工用焊炬105的电极123与加工对象物109之间，在电极123与加工对象物109之间产生电弧。
[0008]针对如上所述构成的使用焊接电源装置111与高频产生装置112的焊接系统，对其操作进行说明。
[0009]从焊接电源装置111的主变压器103的次级侧向高频产生装置112输入交流电压，由整流部114对所输入的交流电压进行整流，使开关电路115进行开关。由此，在升压变压器117的次级侧产生高电压。然后，将来自升压变压器117的次级侧的电压进行整流，对电容器充电。该电容器118的充电电压一旦达到火花隙119的放电阈值，就在火花隙119产生放电。由此，对耦合线圈110的初级侧施加高频高电压，在耦合线圈110的次级侧产生高频高电压。如果对电极123与加工对象物109之间施加高频高电压，则会发生绝缘破坏，产生微小的电弧。
[0010]高频产生装置112的启动与停止是联动于与焊接电源装置111连接的加工用焊炬105的焊炬开关124的接通/断开的。接通是指从焊接电源装置111输出高频高电压的状态；断开是指停止从焊接电源装置111输出高频高电压的状态。
[0011]焊炬开关124 —旦接通，就会间歇性地产生多次的高频高电压，也会产生与高频高电压相同次数的微小电弧。
[0012]即使利用多次中的第一次的高频高电压就成功地从微小电弧转移到主电弧，也会由于要在检测出主电弧之后停止高频产生装置112，因而到停止为止存在时间差。在该时间差的期间内，多次输出高频高电压。在此，如图6所示，被间歇性地输出的高频高电压的间隔(以下，作为产生周期)为20msec以下。另外，如果高频高电压的频率为1MHz，则高频高电压的周期为I μ sec，一次的高频高电压消失的时间为5 μ sec (例如，参照专利文献2或专利文献3)。
[0013]另外，在将焊炬开关124继续接通的情况下，焊接电源装置111按照高频高电压的每个产生周期而继续输出高频电压。另一方面，如果断开焊炬开关124，则焊接电源装置111停止高频高电压的输出。
[0014]现有技术文献
[0015]专利文献
[0016]专利文献1:JP特开平10-166145号公报
[0017]专利文献2:JP特开平7-051853号公报
[0018]专利文献3:JP特开平7-009137号公报
【发明内容】
[0019]高频高电压的产生周期的长短各有优点。但是，很难两者兼顾，是一种需要根据情况权衡利弊的关系。
[0020]在高频高电压的产生周期较长的情况下，能够降低在火花隙119生成的噪音以及由电极123与加工对象物109之间发生的放电引起的噪音。另一方面，在高频高电压的产生周期较短的情况下，能够缩短在电极123与加工对象物109之间产生的微小电弧对涂膜或氧化膜的破坏时间。另外，还存在从接通焊炬开关124到输出高频高电压为止的时间短(响应速度快)的这一优点。
[0021]利用以往的高频产生装置112，只能够以事先规定的恒定的产生周期输出高频高电压。
[0022]本发明提供一种能够通过改变高频产生装置的电流限制电阻，从而自如并且容易地变更高频高电压的产生周期的高频产生装置。
[0023]为了解决上述课题，本发明的高频产生装置具有:启动开关、整流部、变压器、电阻以及输出端。启动开关通过启动信号而被接通，并输入交流电压。整流部与启动开关连接，对所输入的交流电压进行整流。变压器与整流部连接，对从整流部输出的直流电压进行变压。电阻被串联连接在整流部与变压器之间。输出端与变压器连接，且输出高频高电压。电阻是可变电阻或切换电阻，电阻的电阻值能够变更为第一电阻值以及比第一电阻值小的第二电阻值。
[0024]另外，本申请的放电加工装置具有:启动开关、整流部、变压器、电阻以及输出端。启动开关通过启动信号而被接通，并输入交流电压。整流部与启动开关连接，对所输入的交流电压进行整流。变压器与整流部连接，对从整流部输出的直流电压进行变压。电阻被串联连接在整流部与变压器之间。输出端与变压器连接，且输出高频高电压。电阻是可变电阻或切换电阻，电阻的电阻值能够变更为第一电阻值以及比第一电阻值小的第二电阻值。启动开关、整流部、变压器和输出端被设置在一个电路基板上，放电加工装置将电路基板设置在内部。
[0025]如上所述，本申请能够变更高频产生装置的可变电阻的电阻值，并能够调整高频高电压的产生周期。由此，能够根据焊接电源装置的使用环境或使用条件或使用目的等，自如并且容易地变更高频高电压的产生周期。
【附图说明】
[0026]图1是表示实施方式I的放电加工系统的大致构成的图。
[0027]图2是说明实施方式I的高频产生装置所输出的电压的序列图。
[0028]图3是表示实施方式2的放电加工系统的大致构成的图。
[0029]图4是表示实施方式3的放电加工系统的大致构成的图。
[0030]图5是表示使用了以往的高频产生装置和焊接电源装置的焊接系统的图。
[0031]图6是以往的高频产生装置所输出的电压的序列图。
【具体实施方式】
[0032](实施方式I)
[0033]使用图1与图2对本申请的实施方式进行说明。图1是表示本实施方式的放电加工系统的大致构成的图。图2是说明本实施方式的高频产生装置所输出的电压的序列图。
[0034]如图1所示，本实施方式的放电加工系统具有焊接电源装置11、高频产生装置12和加工用焊炬5。
[0035]焊接电源装置11具有初级侧整流部1、逆变器部2、主变压器3、次级侧整流部4以及耦合线圈10。初级侧整流部I使用二极管或晶体管，将输入到焊接电源装置11的交流电压整流为直流电压。逆变器部2利用开关元件的切换，将被初级侧整流部I整流后的直流电压转换成交流电压。主变压器3对来自逆变器部2的交流电压进行变压。次级侧整流部4使用二极管或电容器，将来自主变压器3的交流电压整流成直流电压。耦合线圈10用于将在高频产生装置12产生的高频高电压施加到焊接电源装置11 一侧。另外，高频高电压是指例如频率为IMHz以上，且电压为IkV以上。
[0036]高频产生装置12具有启动开关13、整流部14、开关电路15、可变电阻20、升压变压器17、整流二极管22、电容器18以及火花隙19。另外，高频产生装置12的各构成要素可以配置在同一个基板上。启动开关13基于由启动信号线7接收到的启动信号，进行高频产生装置12的启动与停止。整流部14使用二极管或电容器，将所输入的交流电压整流成直流电压。整流部14串联地经由启动开关13而与焊接电源装置11的主变压器3的次级侧连接。开关电路15为了在升压变压器17的次级侧产生电压而进行开关。开关电路15通过切换接通/断开，从而使所输入的直流电压成为脉冲状。可变电阻20对流向升压变压器17的初级侧的电流进行限制。由此，使电容器18的充电速度变慢。升压变压器17对经由开关电路15的脉冲状的直流电压进行升压。升压变压器17是脉冲变压器，在次级侧产生被升压后的脉冲状的直流电压，并向整流二极管22输出。电容器18与升压变压器17并联连接，对被整流后的来自升压变压器17的直流电压进行充电。火花隙19被直接连接在升压变压器17与高频产生装置12的一个输出端之间，引起放电并产生高电压。升压变压器17的次级侧线圈的两端分别与高频产生装置12的一个输出端21以及火花隙19连接，两个输出端21与耦合线圈10的初级侧的线圈的两端连接。
[0037]另外，加工用焊炬5具有放电加工用的电极23和焊炬开关24。焊接电源装置11通过向电极23与加工对象物9之间供电，从而产生主电弧来加工加工对象物9。另外，从焊接电源装置11输出的高频高电压被施加在设置于加工用焊炬5的电极23与加工对象物9之间，在电极23与加工对象物9之间产生微小电弧。
[0038]针对如上所述构成的高频产生装置12，对其动作进行说明。
[0039]从焊接电源装置11的主变压器3的次级侧向高频产生装置12输入交流电压，通过整流部14将所输入的交流电压整流成直流电压，并使开关电路15进行开关。由此，向升压变压器17的初级侧施加脉冲状的直流电压，在升压变压器17的次级侧产生高电压。并且，来自升压变压器17的次级侧的高电压的直流电压被整流二极管22整流，对电容器18进行充电。一旦该电容器18的充电电压达到火花隙19的放电阈值，则在火花隙19产生放电。此时，利用耦合线圈1