专利名称：具有快速消电离装置的电加工电源的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有快速消电离装置的电加工电源，特别是指一种具有在电加工主脉冲结束后能使电极及工件中离子迅速复合电路的同步开关的电加工脉冲电源，属于电子设备技术领域。
在使用电火花加工设备对工件进行电加工时，需要根据电极、被加工的材料以及加工速度、精度、光洁度来选择合适的电火花的脉冲宽度。电火花加工的电解质一般为煤油或以煤油为基体的加工液体，该加工液体在被电火花电离之前为绝缘体，在被电火花击穿之后又变为导电体。一般而言，电脉冲的间隔越短，加工的频率越高。在施加一电加工脉冲后，必须等待消除电离后才能施加下一个电加工脉冲，但是，由于在现有技术中，消除电离是一个自然的过程，因此，等待消除电离所消耗的时间因与电解质有关而是一个相对固定的时间，在施加下一个加工脉冲之前，应等待电火花加工的电解质中的离子复合完成，即消除电离；否则会产生电弧而烧坏模具及被加工工件。当需要提高电加工脉冲的频率时，往往会因为上述的原因而受到限制。所以，缩短消除电离所消耗的时间成为提高电加工脉冲频率的关键因素之一。
如
图1所示，现有的电加工脉冲电源至少由供电电源1、限流元件2、功率电子开关3、加工电极4和工件5所组成；其中工件5连接到供电电源的一端，由加工电极4与功率电子开关3、限流元件2串联后连接到供电电源的另一端，加工电极4和工件5共处于电火花加工的电解质之中，其间留有间隙。利用该电加工脉冲电源进行电加工时，在施加一电加工脉冲后，必须等待消除电离后才能施加下一个电加工脉冲，由于在现有技术中，消除电离是一个自然的过程，因此，等待消除电离所消耗的时间因与电解质有关而是一个相对固定的时间，当需要提高电加工脉冲的频率时，往往会因为上述的原因而受到限制。所以，缩短消除电离所消耗的时间成为提高电加工脉冲频率的关键因素之一。
有鉴于上面所述的现有技术的不足，本发明的主要目的在于提供一种具有快速消电离装置的电加工电源，该电源中设有用于强制电解质消除电离的同步开关，其使电加工主脉冲的间隔缩短，提高加工速度。
本发明的另一目的在于提供一种具有快速消电离装置的电加工电源，该电源所设同步开关的驱动电路输出的信号具有前、后沿的死区，其防止产生加工电弧，提高成品率，降低生产成本。
本发明的目的是通过如下的技术方案实现的一种具有快速消电离装置的电加工电源，它包括供电电源，限流元件、功率电子开关、加工电极和工件；限流元件、功率电子开关、加工电极相互串联后，连接到供电电源的一电极，加工电极与工件放置在电解质中，其间留有间隙，工件连接到供电电源的另一电极；在加工电极和工件的两端还并联有一在加工脉冲消失后用于消除电离的装置；一提供主脉冲控制信号及消除电离控制信号的驱动电路分别与功率电子开关的控制端及消除电离装置的控制端连接。
所述的功率电子开关为大功率开关晶体管。
驱动电路设有一用于输入脉冲信号的输入端，该输入端同时为主脉冲控制回路及消除电离控制回路的输入端，主脉冲控制回路的输出端为驱动电路的第一输出端，其与提供加工脉冲的功率电子开关的控制端连接；消除电离控制回路的输出端为驱动电路的第二输出端，其与消除电离装置的控制端连接。
所述的消除电离的装置为同步开关。
所述的消除电离的装置为大功率开关晶体管。
所述的同步开关为大功率开关晶体管。
主脉冲控制回路至少包括两个串联反向器，在前级反向器的输入端及输出端并联有延时电容，并且在前级反向器的输入端还串联有延时电阻。
消除电离控制回路至少包括三个串联反向器，在中间反向器的输入端及输出端并联有延时电容，并且在中间反向器的输入端还串联有延时电阻，前级反向器的输出端与延时电阻连接。中间反向器的输出端连接到后级反向器输入端。
本发明通过在电加工脉冲电源的加工电极和工件的两端并联一强制消电离的同步开关，有效地缩短了电加工主脉冲之间的间隔，提高了加工速度；同时，通过输出信号分别具有前、后沿死区的驱动电路，防止了加工电弧的产生，提高了产品的成品率，降低了生产成本。
以下结合附图及具体的实施例对本发明做进一步的详细说明。
图1为现有技术的电加工脉冲电源电路原理图。
图2为本发明一实施例的主电路原理图。
图3为本发明一实施例的驱动电路的原理图。
图4为本发明一实施例的驱动电路输入信号、输出控制信号的波形示意图。
图5为现有技术电加工电源输出的波形与本发明电加工电源输出的波形对比示意图。
如图2所示，本发明的电加工脉冲电源包括供电电源1、限流元件2、功率电子开关3、加工电极4和工件5；其中工件5连接到供电电源的一端，由加工电极4与功率电子开关3、限流元件2串联后连接到供电电源的另一端，加工电极4和工件5共处于电火花加工的电解质之中，其间留有间隙。此外，在加工电极4和工件5的两端还设有用于强制电解质消除电离的同步开关6；该同步开关6并联在加工电极4和工件5的两端，当由供电电源1经限流元件2及功率电子开关3提供到加工电极4和工件5两端的主脉冲消失后，该同步开关6导通，使得加工电极4和工件5两端短路，从而达到迅速消除电离的目的。
如图2、图3、图4所示，本发明的电加工脉冲电源还包括一驱动电路7，该驱动电路7的输入端输入由函数发生器(该函数发生器可采用一般的市售产品，在本实施例中所采用的函数发生器为市售的型号为GFG-8091G的函数发生器)产生的脉冲信号，该脉冲信号经过由反向器IC1、IC2、延时电阻R1以及延时电容C1组成的主脉冲控制回路后，输出一相对于输入脉冲上升沿具有前死区的主脉冲控制信号，该主脉冲控制信号控制功率电子开关3的导通或关断，使得加工电极4和工件5的两端获得加工供电脉冲；同时，驱动电路7输入端输入的由函数发生器产生的脉冲信号经过由反向器IC5、IC3、IC4、延时电阻R2以及延时电容C2组成的消除电离控制回路后，输出一相对于输入脉冲下降沿具有后死区的消除电离控制信号，该消除电离控制信号控制同步开关6的导通或关断，使得加工电极4和工件5的两端短路，从而达到快速消除电离的作用。由于主脉冲控制信号相对于输入信号具有前死区，消除电离控制信号相对于输入信号具有后死区，因此，保证了功率电子开关3关断后，同步开关6才导通；反之，功率电子开关3导通前，同步开关6已经绝对关断；从而防止了电源短路。
如图5所示，本发明通过在加工电极4和工件5的两端并联快速消电离装置，在电加工脉冲结束后，强制消电离，有效地缩短了电加工主脉冲之间的间隔，提高了加工速度，提高了产品的成品率，降低了生产成本。
权利要求
1.一种具有快速消电离装置的电加工电源，它包括供电电源，限流元件、功率电子开关、加工电极和工件；限流元件、功率电子开关、加工电极相互串联后，连接到供电电源的一电极，加工电极与工件放置在电解质中，其间留有间隙，工件连接到供电电源的另一电极；其特征在于在加工电极和工件的两端还并联有一在加工脉冲消失后用于消除电离的装置；一提供主脉冲控制信号及消除电离控制信号的驱动电路分别与功率电子开关的控制端及消除电离装置的控制端连接。
2.根据权利要求1的具有快速消电离装置的电加工电源，其特征在于所述的功率电子开关为大功率开关晶体管。
3.根据权利要求1的具有快速消电离装置的电加工电源，其特征在于驱动电路设有一用于输入脉冲信号的输入端，该输入端同时为主脉冲控制回路及消除电离控制回路的输入端，主脉冲控制回路的输出端为驱动电路的第一输出端，其与提供加工脉冲的功率电子开关的控制端连接；消除电离控制回路的输出端为驱动电路的第二输出端，其与消除电离装置的控制端连接。
4.根据权利要求1或3的具有快速消电离装置的电加工电源，其特征在于所述的消除电离的装置为同步开关。
5.根据权利要求1或3的具有快速消电离装置的电加工电源，其特征在于所述的消除电离的装置为大功率开关晶体管。
6.根据权利要求4的具有快速消电离装置的电加工电源，其特征在于所述的同步开关为大功率开关晶体管。
7.根据权利要求3的具有快速消电离装置的电加工电源，其特征在于主脉冲控制回路至少包括两个串联反向器，在前级反向器的输入端及输出端并联有延时电容，并且在前级反向器的输入端还串联有延时电阻。
8.根据权利要求3的具有快速消电离装置的电加工电源，其特征在于消除电离控制回路至少包括三个串联反向器，在中间反向器的输入端及输出端并联有延时电容，并且在中间反向器的输入端还串联有延时电阻，前级反向器的输出端与延时电阻连接。中间反向器的输出端连接到后级反向器输入端。
全文摘要
一种具有快速消电离装置的电加工电源，限流元件、功率电子开关、加工电极相互串联后，连接到供电电源的一电极；加工电极与工件放置在电解质中，其间有间隙，工件连到供电电源另一电极；在电加工脉冲电源的加工电极和工件的两端并联一强制消电离的同步开关，有效地缩短了电加工主脉冲之间的间隔，提高了加工速度；同时，通过输出信号分别具有前、后沿死区的驱动电路，防止了加工电弧的产生，提高了产品的成品率，降低了生产成本。
文档编号B23H1/02GK1393314SQ0112957
公开日2003年1月29日 申请日期2001年6月27日 优先权日2001年6月27日
发明者翁征明, 杨彬 申请人:北京科明世纪技术有限公司