放电加工用电源装置以及放电加工方法

专利名称：放电加工用电源装置以及放电加工方法
技术领域：
本发明涉及一种放电加工装置，特别涉及在加工用电极和被加工物短路时流过的短路电流的控制。
背景技术：
已知如图14所示的利用电容器的充放电的放电加工电源装置，其是作为这样一种放电加工用电源装置通过向加工用电极和被加工物之间的加工间隙，每隔规定的间歇时间，断续地供给以规定的定时进行ON/OFF的脉冲列，以供给电力，进行放电加工。
在附图中，电压可变的直流电源1，向在加工液中相隔微小的间隙而相对配置的加工用电极2和被加工物3之间供给加工电力，与来自脉冲发生电路8的开关元件驱动用的脉冲信号8a对应，在脉冲信号8a为高电平时使开关元件4接通，向电极2和被加工物3之间施加电压，在脉冲信号8a为低电平时使开关元件4断开，停止向电极2和被加工物3之间施加电压。
此外，脉冲发生电路8基于来自由NC装置等构成的脉冲发生条件设定部9的脉冲发生条件进行动作，该脉冲发生条件包括脉冲的ON/OFF时间、脉冲列的脉冲数、以及脉冲列与脉冲列之间的间歇时间等。
图15、16、17是表示来自脉冲发生电路8的脉冲列、极间电压、极间电流的关系的图。
图15表示由于加工用电极2和被加工物3之间的间隙大而不发生放电的状态，在开关元件4接通期间，以大致由限流用电阻器5的电阻值和电容器6的静电电容确定的时间常数对电容器6充电，在开关元件4断开期间，以由放电用电阻器7的电阻值和电容器6的静电电容确定的时间常数，经由放电用电阻器7释放电容器6的电荷。
如图所示，由于与充电用的限流用电阻器5的电阻值相比，放电用电阻器7的电阻值设定为充分大，因此即使开关元件4断开，电容器6的电荷也不会立刻消失，加工用电极2和被加工物3之间的间隙的电压随着脉冲列的第1个脉冲、第2个脉冲逐渐上升，上升至直流电源1的电压V1附近。
如果脉冲列结束，则成为间歇时间，极间电压逐渐下降至0V附近，然后经过规定的脉冲间歇时间产生下一个脉冲列。
图15表示在A、B、C部分发生放电的状态。
A是在脉冲列的第3个脉冲的电压上升时，发生极间的绝缘破坏而发生放电的状态，此时的放电电流值，是在对电容器6充电的电荷形成的放电电流上，加上从直流电源1通过开关元件4、二极管10和充电限流用电阻器5而流过的充电电流。
B表示由于在A之后仍持续易于发生极间绝缘破坏的状态，因此在A之后发生放电的状态。此时的放电电流值，由于在电容器6的充电电压较低的状态下放电，因而比A的放电电流值稍低。C表示在B放电后，由于极间电压逐渐上升而引起绝缘破坏，从而流过放电电流的状态。
图17表示极间的间隙小而成为短路状态的情况，加工用电极2和被加工物3短路时，由直流电源1的电压V1和限流用电阻器5的电阻值确定的短路电流，在由脉冲发生电路8驱动开关元件4时，作为极间电流在极间流过。
图18是表示放电加工用电源装置的结构的图，其是向加工用电极和被加工物之间的加工间隙施加交流脉冲电压的方式。
其结构为，在图14示出的直流脉冲方式的电源装置的结构中，增加由直流电源装置17和MOS-FET等构成的开关元件4a、限流用电阻器5a以及二极管10a。
此外，图19、20、21是表示来自脉冲发生电路8的脉冲列、极间电压、极间电流的关系的图，如果使开关元件4的驱动脉冲信号8a以规定的ON/OFF时间产生规定的脉冲数，则经过规定的间歇时间，使驱动开关元件4a的脉冲信号8b产生与8a相同的脉冲数，脉冲列8a和脉冲列8b经过规定的间歇时间交替地重复。
例如在特开平3-55117号公报中，公开了一种放电加工用电源装置，其使用相同的向被加工物和加工用电极之间的间隙施加正负两个极性的电压的交流脉冲方式。
图19表示由于加工用电极和被加工物之间的间隙大而不发生放电的状态，在输出脉冲信号8a期间，极间电压在V1附近饱和，在经过其后的间歇时间而输出脉冲信号8b的期间，极间电压以相反极性在V2附近饱和。
图20表示在A、B、C以及D处发生放电的状态，当然，D的放电电流的极性与A、B、C相反。
图21表示加工用电极和被加工物短路的状态。短路电流的极性也在极间电压极性反转时发生反转。
专利文献1特开平3-55117号公报发明内容以上，现有的放电加工机的电源装置中，由于可以在加工用电极2和被加工物3之间流过脉冲宽度窄的电流，因此用于线切割放电加工装置或形雕放电加工装置的进行高精度加工的情况、或用于形成小孔的小孔放电加工装置中。
在这里，如图17、21所示，在加工用电极2和被加工物短路的情况下，每个脉冲电流都流通，但该短路电流基本不用于加工。此外，由于各个脉冲电流很小，因而考虑基本没有不良影响而被忽视。
但是，根据近期的实验测试可知，特别是在使用小孔放电加工装置进行微小孔加工等情况下，存在如下情况，即短路电流使电极的消耗量增加而使加工不稳定，或如果短路长时间持续则使微细电极红热或烧坏。
这考虑是因为，由于短路时脉冲电流连续流过，所以电极的温度由于焦耳热而大幅上升。
本发明就是为了解决这些间题而提出的，其目的在于，在发生短路时，通过适当地控制放电加工用电源装置的脉冲的产生，使加工稳定化并减少电极消耗。
本发明涉及的放电加工用电源装置，其每隔规定的时间，向加工用电极和被加工物的加工间隙中断续地供给以规定的定时进行ON/OFF的脉冲列，以供给电力，从而对上述被加工物进行加工，其特征在于，具备短路检测单元，其检测加工用电极和被加工物之间的加工间隙的短路；以及脉冲停止单元，其由该短路检测单元检测到上述加工间隙中发生了短路的情况下，使上述脉冲列中的规定的脉冲停止产生，以停止向上述加工间隙的电力供给。
发明的效果根据本发明，不会由于短路电流持续流过而使加工表面粗糙，此外可以防止电极消耗量的增加，消除不稳定加工。
此外，在用于使用小孔加工用电极的小孔放电加工的情况下，可以防止使微细电极红热或烧坏。


图1是表示实施方式1的放电加工用电源装置的结构图。
图2是图1中的结构的动作时序图。
图3是表示实施方式2的放电加工用电源装置的结构图。
图4是图3中的结构的动作时序图。
图5是表示在短路的情况下产生的脉冲列中的脉冲数、加工速度以及电极消耗量的关系的曲线。
图6表示实施方式3的放电加工用电源装置的结构图。
图7是图6中的结构的动作时序图。
图8表示实施方式4的放电加工用电源装置的结构图。
图9是图7的结构的动作时序图。
图10是表示实施方式5和7的放电加工用电源装置的结构图。
图11表示实施方式6的放电加工用电源装置的结构图。
图12是图11的结构的动作时序图。
图13表示实施方式7的放电加工用电源装置的结构图。
图14现有的放电加工用电源装置的结构图。
图15是在图14的结构中极间开路时的各部分的信号和极间波形图。
图16是在图14的结构中发生放电的情况下的各部分的信号和极间波形图。
图17是在图14的结构中极间短路的情况下的各部分的信号和极间波形图。
图18是现有的双极性方式的放电加工用电源装置的结构图。
图19是在图18的结构中极间开路时的各部分的信号和极间波形图。
图20是在图18的结构中发生放电的情况下的各部分的信号和极间波形图。
图21是在图18的结构中极间短路的情况下的各部分的信号和极间波形图。
具体实施例方式
实施方式1以下，使用附图对本发明的实施方式1进行说明。
图1是表示放电加工机的电路结构的结构图，图2表示图1中示出的结构的各部分的信号、极间的电压以及电流波形。
在附图中，1是电压V1可变的直流电源，可以从外部利用未图示的设定单元设定电压。2是加工用电极，3是被加工物，4是由MOS-FET等构成的开关元件，10是二极管，5是限流用电阻器，6是与加工用电极2和被加工物3并联连接的电容器，7是用于使电容器6以大的时间常数放电的电阻器，8是产生用于驱动开关元件4的信号的脉冲发生电路，9是由NC装置等构成的脉冲发生条件设定部，操作员根据加工内容，设定脉冲列的脉冲ON/OFF时间、脉冲列的脉冲数、脉冲间歇时间等脉冲列的基本的发生条件，除此之外，通过基于预先设定的脉冲列的基本发生条件，自动或由操作员设定后述说明的短路检测后的脉冲发生数，设定放电脉冲的发生模式。
11是在极间为短路状态时输出信号的短路检测电路，12是脉冲停止电路，其接收来自短路检测电路11的短路检测信号，在脉冲列中的固定脉冲数期间输出低电平信号，通过对来自脉冲发生电路8的脉冲发生数进行计数，并与由脉冲发生条件设定部9设定的短路检测后的发生脉冲数进行比较等，确定输出低电平的定时。
此外，在从脉冲列的结束时刻至产生下一个脉冲列的间歇时间中，恢复为高电平。
13是AND电路，其作用为，在从脉冲停止电路12输出低电平信号的期间，屏蔽来自脉冲发生电路8的脉冲信号，从而阻止开关元件4的驱动。
下面，使用图2对各部分的动作例进行说明。
图2的动作例以与现有电路的图16对比的形式表示，示出极间短路的状态下的各部分的信号。
基于来自脉冲发生条件设定部9的脉冲ON/OFF时间、脉冲列的脉冲数、脉冲列与脉冲列之间的间歇时间的指令，脉冲发生电路8间断产生固定的脉冲列8a(作为一个例子，脉冲列的脉冲数是8个)。
然后，来自脉冲发生电路8的输出脉冲信号8a，经由AND电路13与开关元件4的栅电极连接。
AND电路13的一个输入与脉冲停止电路12的输出连接，在脉冲停止信号是高电平的期间，脉冲发生电路的输出信号8a直接成为开关元件4的开闭信号13a，在脉冲信号是低的期间，开关元件4的开闭信号13a变为低，开关元件4成为断开状态。
如果开关元件4接通，则直流电源1经由二极管10、限流用电阻器5，与加工用电极2和被加工物3之间的极间、以及与极间并联连接的电容器6和放电用电阻器7连接。
具体地说，如果脉冲发生电路8产生第1个脉冲的脉冲，则经由AND电路13而在脉冲接通时间使开关元件4闭合，向极间施加规定电压。
随着脉冲重复，在极间处于开路状态的情况下，如图14所示，一边使电容器6充电一边使极间电压逐渐上升。
此外，极间在适当的状态下，如图15所示，以规定的脉冲数量发生放电，对被加工物3进行放电加工。
图2如上所述，示出极间处于短路状态的情况，在该情况下基本不产生极间电压。
短路检测电路11进行极间是否处于短路状态的判断，该判断方法例如包括将脉冲列中的第1个脉冲的结束时刻的极间电压与预先确定的阈值进行比较等。
该阈值设为接近0V的值，以用于区别于与在极间处于绝缘状态的状态下发生放电的情况下的电弧电压。
然后，如果短路检测电路11检测出短路，则向脉冲停止电路12输出短路检测信号。
脉冲停止电路12接收短路检测信号而进行动作，以在由脉冲发生条件设定部9预先确定的脉冲数的定时之后产生脉冲停止信号(低电平)。
由于从脉冲停止电路12输出的脉冲停止信号是低电平，因此如果使其输入至AND电路13的一侧，则另一侧的来自脉冲发生电路8的脉冲8a被屏蔽，从而阻止向开关元件4的信号输出。
在图2的情况下，设定为在短路检测后的1个脉冲的期间不产生脉冲停止信号，在短路检测后的第2个脉冲之后，脉冲停止信号变为低，使脉冲停止。
因此，仅产生脉冲列的初期的2个脉冲，在该期间图2所示的短路电流在极间中流过，但由于在第3个脉冲以后向极间的脉冲停止产生，因此不向极间施加脉冲电压，短路电流不流过。
根据本实施方式，在极间短路的情况下，不会产生大于或等于预先设定数量的脉冲，不会在极间中流过过量的短路电流。
因此，可以防止由于在电极和被加工物之间的1个位置集中地持续流过短路电流而导致加工表面粗糙、电极的异常消耗或损坏等间题。
此外，在将本电路结构用于使用管状电极或棒状电极的小孔放电加工装置的情况下，可以防止由于持续流过短路电流而产生的下述问题加工表面粗糙、电极消耗量增加、加工不稳定、加工时间变长、使微细电极红热或烧坏。
此外，图2的动作例中示出了在脉冲列的第1个脉冲的结束时刻检测到短路后，在产生第2个脉冲后使脉冲停止的例子，但也可以设定为从刚检测到短路之后的第2个脉冲起使脉冲发生停止，或者相反，也可以设定为在检测到短路后的数个脉冲产生后使脉冲停止。
通过变更检测到短路时产生的脉冲数，在电极与被加工物之间以桥状隔有加工屑等的情况下，可以将改变其去除而使绝缘恢复的效果的程度。
另一方面，由于在短路时流过脉冲电流，存在电极温度上升或电极消耗量增加的不良影响，因此要根据加工内容进行变更。
此外，进行短路检测的脉冲并不限于脉冲列的第1个脉冲，也可以是第2个脉冲或其后的脉冲，通过在检测到短路后使脉冲停止，可以获得同样的效果。
此外，并不限于检测到一次短路时使1列脉冲列的脉冲停止产生的方法，也可以使多个脉冲列的脉冲一起停止产生，但由于如果在每列脉冲中进行短路检测而使脉冲发生停止，则可以最低限度地抑制流过短路电流，因此优选该方法。
实施方式2图3是表示本实施方式2中的放电加工机的电路结构的结构图，其在图1示出的结构中，增加短路检测用的直流电源14、短路检测用开关元件15，二极管10b以及短路检测用限流电阻16。
在实施方式1中，示出了在脉冲发生电路输出8a的第1个脉冲输出后检测极间是否产生短路的例子，但在本实施方式中，是在间歇时间中检测极间是否产生短路。
下面使用图4对动作进行说明。
在脉冲列间的间歇时间，为了利用脉冲发生电路8驱动在加工脉冲发生用的开关元件4之外另外设置的短路检测用开关元件15，在驱动信号8a之外另外输出驱动信号8c。
如果驱动信号8c驱动开关元件15，则直流电源14的电压V3经由二极管10b、限流电阻16而连接在极间上。
在图4的动作例中，示出极间处于短路状态的情况，成为极间电压接近0V的状态。
由此，短路检测电路11进行极间是否发生短路的判断，该判断方法包括将短路检测脉冲的结束时刻附近的极间电压与预先确定的接近于0V的基准电压进行比较等。
此外，短路检测用直流电源14的电压V3设定为比加工用直流电源1的电压V1低的固定值，短路检测用限流电阻16的电阻值设定为大于或等于加工用限流用电阻器5的固定值，短路检测用脉冲的脉冲宽度设定为比放电加工用脉冲的脉冲宽度宽的固定值。
因此，由于即使对加工脉冲用的直流电源1的电压V1、限流用电阻器5的电阻值、脉冲宽度等加工脉冲条件进行变更，短路检测用脉冲的发生状态也不会变化，因此检测短路的灵敏度不会变化。
此外，由于不需要使短路检测用的脉冲宽度窄至加工用脉冲的接通时间的程度，因而通过使脉冲宽度变宽，在极间没有发生短路的情况下，极间电压会可靠地上升至短路检测用电源电压V3附近而稳定，因此可以使其与短路检测的基准电压之间的差更加明确，使短路判断时的电压比较更准确，以可以可靠地区分短路和非短路。
此外，由于使检测用电源电压V3较低，因此短路时利用短路检测用脉冲而在极间流过的电流的峰值电流低，可以防止因短路检测用脉冲使被加工物的加工表面粗糙，同时由于电极中不过量地流过电流，因此可以降低电极的消耗。
如果短路检测电路11检测出短路，则向脉冲停止电路12输出短路检测信号。脉冲停止电路12接收短路检测信号而进行动作，以在由脉冲发生条件设定部9预先确定的脉冲数的定时以后产生脉冲停止信号(低电平)。
由于脉冲停止信号是低电平，因此如果使其输入至AND电路13的一侧，则另一侧的来自脉冲发生电路8的脉冲8a被屏蔽，从而阻止向开关元件4的信号输出。
图4示出设定为在检测到短路后的脉冲列的第1个脉冲时不产生脉冲停止信号，在第2个脉冲以后脉冲停止信号变为低而脉冲停止的情况。
因此，仅产生脉冲列的初期的1个脉冲，在该期间如图4所示有意地使短路电流在极间流过，由于在第2个脉冲以后脉冲停止产生，因此短路电流不流过。
根据本实施方式，无论加工脉冲发生条件如何，都可以以固定的条件在间歇时间中可靠地进行短路检测。
此外，在利用微小电极进行的放电加工中，由于由短路电流导致的电极的温度上升对加工的不稳定和电极消耗量增加的影响大，因此存在应当尽量不使短路电流流通的情况。在该情况下，由于可以设定为使由加工用脉冲形成的短路电流完全不流通，因此可以与加工对象配合，设定最佳的短路电流。
此外，在将本电路结构用于小孔放电加工装置，使用微细电极进行微小孔加工等情况下，由于电极中可以流过的容许电流小，因此为了防止由短路电流导致电极红热或烧坏，抑制电极消耗量的增大，应当尽量使除了用于加工的放电脉冲电流以外的电流不流通，在该情况下，通过设定为使由加工用脉冲形成的短路电流完全不流通，可以抑制电极烧坏和电极消耗的增加。
此外，一般地，由于放电加工机进行根据极间的电压控制极间距离的伺服控制，因此在发生短路的情况下，必须使电极尽快后退以消除短路。
根据本发明，由于如果发生短路，则将加工用脉冲屏蔽，所以短路时的极间电压的平均值可靠地变小，可以使电极更迅速地后退，可以快速消除短路。
此外，在图4的情况下，示出了在脉冲列的第1个脉冲产生后屏蔽脉冲的例子，但也可以设定为将检测到短路后的脉冲列的脉冲全部屏蔽，或设定为在产生多个脉冲后屏蔽脉冲。
此外，并不限于检测到一次短路时使1列脉冲列的脉冲停止产生的方法，也可以使多个脉冲列的脉冲一起停止产生，但由于如果在每列脉冲中进行短路检测而使脉冲发生停止，则可以最低限度地抑制流过短路电流，因此优选该方法。
实施例图5是利用实施方式2中的放电加工用电源，通过实验确认检测到短路后的短路电流控制对加工特性的效果的例子。
本加工测试适用于小孔放电加工机，其使用直径为80μm的钨棒作为电极，在厚度约为1mm的铁类被加工物上形成孔，使脉冲列的脉冲数是16，加工电压约是200V，间歇时间是10μsec，加工用限流电阻是100Ω，本加工测试表示检测到短路后产生的脉冲数(未使脉冲停止的脉冲数)与加工时间、电极消耗之间的关系。
在本测试的条件中，在检测到短路后产生的脉冲数为1的情况下，加工速度和电极消耗量都得到优异的结果。
相反地，在现有技术这样，即使发生短路也完全不使脉冲停止，而产生全部的16个脉冲的条件下，加工速度、电极消耗量都得到最差的结果。
在本测试条件中，在仅产生1个脉冲的情况下得到最好的结果，但根据其它的设定条件例如脉冲列的脉冲数、加工电压、限流电阻值以及间歇时间等，最佳脉冲数在1个至数个脉冲之间变化。
短路状态持续的原因，考虑是利用由短路电流产生的电磁力而集中的加工屑形成短路桥，因而通过使短路时的电流停止，可以防止加工屑集中，因此公开了以下方法，其在短路持续规定时间时，通过以窄脉冲宽度产生短路消除用脉冲，去除短路桥，更快地消除短路(参照日本特许第2967682号)。
在本发明中，取代使脉冲停止状态持续规定时间，而是通过在检测到短路期间仅产生脉冲列中的1个脉冲或多个脉冲，由于使短路电流大幅减少而防止加工屑集中，同时由于去除短路桥而迅速消除短路状态，因此可以提高加工速度。
此外，与短路电流持续流过的情况相比，由于电极的温度上升受到抑制，因此考虑可以减少电极的消耗量。
另一方面，在电极与被加工物不是由加工屑等桥接，而是电极与被加工物完全短路的情况下，无法期待消除短路的效果，由于会成为电极温度上升或电极消耗增大的主要原因，因此考虑最好是使短路电流不会过多流过的方法。
例如，对于电极直径为30μm等极微细的电极，由于电极的容许电流极小，因此也存在最好使由加工脉冲形成的短路电流完全不流过的情况。
实施方式3在上述实施方式中，对仅使用直流电源1进行加工的情况进行了说明，但本实施方式是用于在加工用电极和被加工物之间的加工间隙中施加交流脉冲电压方式的放电加工用电源装置。
图6是表示本实施方式3中的放电加工机的电路结构的结构图，相对于实施方式1中示出的图1，增加了相对于极间以与直流电源相反的极性连接的直流电源17、开关元件4a、限流用电阻5a、二极管10a以及AND电路13b。
即，由于在开关元件4接通、开关元件4a断开时，相对于被加工物3，加工用电极2的极性成为负极性，在开关元件4断开、开关元件4a接通时，加工用电极2变为正极性，因此等同于连接有正负双极性的加工电源。
放电加工用的双极性方式的电源，用于最近的使用水作为加工液的线切割放电加工机或一部分小孔放电加工机中，以抑制在放电加工中被加工物电离的所谓电解腐蚀现象。
下面，使用图7对动作进行说明。
本实施方式中的脉冲发生电路8，为了每隔1个脉冲列交替地驱动电极负极性侧的开关元件4和电极正极性侧的开关元件4a，如图7所示，每隔1个脉冲列交替地输出信号8a和8b，并连接在AND电路13、13b的一侧的输入端上。
如果利用脉冲13a使开关元件4接通，向极间输出脉冲列的第1个脉冲，则通过将第1个脉冲的结束时刻的电压与预先确定的阈值比较等方法，进行极间是否处于短路状态的判断。
如果检测到短路，则随后与实施方式1相同地，由脉冲停止电路12产生脉冲停止信号12a，并输入至AND电路13及13b中的各一个端子，阻止来自脉冲发生电路的脉冲列信号8a及8b这两个信号输入至开关元件4及4a中。
根据本实施方式，在每隔1个脉冲列使极性在正负两种极性之间反转而同时产生脉冲的结构中，在极间中发生短路的情况下，对于正极性及负极性这两种极性，都不会产生大于或等于预先设定的脉冲，不会在极间中流过过量的短路电流。因此，可以防止由于在电极和被加工物之间的1个位置集中地持续流过短路电流而导致的加工表面粗糙、电极的异常消耗或损坏等问题。此外，由于使正极性和负极性的两个脉冲停止产生，因此不会损害作为正负双极性电源的特征的使电解腐蚀现象降低的效果。
此外，在将本电路结构用于使用管状电极或棒状电极的小孔放电加工装置中的情况下，可以防止由于持续流过短路电流而产生的下述问题，即加工表面粗糙、电极消耗量增加、加工不稳定、加工时间变长、微细的电极红热或烧坏。
此外，本实施方式的图7中的实线，表示以使检测到短路后的脉冲发生数为0的方式设定脉冲发生条件设定部9的情况，从而在检测到短路后立即屏蔽脉冲的产生。
并且，控制使得对于从第1个脉冲中检测到短路的脉冲列开始经过间歇时间的相反极性的脉冲列，脉冲发生数为0。
其结果，通过将极间短路时流过的电流设为最小限度的值，即使在使用微细的电极的情况下，也可以防止由不用于加工的短路电流持续流过而导致的电极大量消耗、红热或烧坏。
此外，作为其它方法，图7的虚线部分表示以使检测到短路后的脉冲发生数为2的方式设定脉冲发生条件设定部9的情况，检测后产生2个脉冲之后输出脉冲发生屏蔽信号，对于从检测到短路的脉冲列开始经过间歇时间的相反极性的脉冲列，脉冲发生数为2。
其结果，在电极与被加工物之间以桥状隔有加工屑等而成为短路状态的情况下，具有去除短路桥而使极间恢复绝缘状态的效果。
实施方式4图8是在实施方式2中说明的结构中组合类似于实施方式3的相反极性发生部的结构。
下面，使用图9对动作进行说明。
图9表示极间发生短路的状态下的各部分的信号。
本实施方式中的脉冲发生电路8产生如下信号信号8c，其用于在脉冲列之间的间歇时间中驱动短路检测用开关元件15；信号8a，其用于驱动电极负极性侧的开关元件4；以及信号8b，其用于驱动电极正极性侧的开关元件4a。
信号8a和信号8b每隔1个脉冲列交替地产生，并被输入至AND电路13、13b中的一个。
如果短路检测电路11利用短路检测用脉冲的结束时刻的极间电压等检测出短路，则脉冲停止电路12基于脉冲发生条件设定部9的指令，产生脉冲停止信号12a。
由于开关元件驱动信号8a、8b利用AND电路13、13b，在产生脉冲停止信号期间阻止开关元件4、4a的驱动，因此驱动信号成为开关元件驱动信号13a、13c。
根据本实施方式，即使在每隔1个脉冲列使极性在正负两种极性之间反转而产生脉冲的结构中，也可以使得无论加工脉冲发生条件如何，都以固定的条件在脉冲间歇时间中可靠地进行检测出短路。
此外，由于在使用微小电极的放电加工中，也可以设定为使除了由短路检测用脉冲形成的电流之外的短路电流完全不流通，因此可以与加工对象配合设定最佳的短路电流。
此外，由于使正极性和负极性这两个极性的脉冲停止产生，因此不会损害作为正负双极性电源的特征的使电解腐蚀现象减轻的效果。
此外，在将本电路结构用于使用管状电极或棒状电极的小孔放电加工装置的情况下，可以防止由于持续流过短路电流而产生的下述问题，即加工表面粗糙、电极消耗量增加、加工不稳定、加工时间变长、微细电极红热或烧坏。
此外，图9的实线部分表示将检测到短路后的脉冲发生数设定为0的情况，其结果，由于极间短路时由加工脉冲形成的电流完全不流过，因此即使在使用微细电极的加工的情况下，也可以防止由不用于加工的短路电流持续流过而导致的电极大量消耗、红热或烧坏。
此外，作为其它方法，图9的虚线部分表示将检测到短路后的脉冲发生数设定为2的情况，其结果，在电极与被加工物之间以桥状隔有加工屑等而成为短路状态的情况下，具有去除短路桥而使极间的绝缘状态恢复的效果。
实施方式5图10是表示实施方式5的一个例子的结构图。
在本实施方式中，如果短路检测电路11检测出加工用电极和被加工物之间的加工间隙的短路，则产生短路检测信号18并向脉冲发生电路8传送，如果脉冲发生电路8接收该短路检测信号18，则例如使刚检测到短路之后的脉冲列与其后的脉冲列之间的间歇时间延长为固定时间，例如延长为非短路时的设定间歇时间的2～数十倍的程度。
根据本实施方式，由于可以抑制短路时在极间流过的平均电流，因此可以防止加工表面粗糙、电极的异常消耗或损坏等间题，同时通过防止加工屑集中可以迅速消除短路状态。
此外，在将本电路结构用于使用管状电极或棒状电极的小孔放电加工装置的情况下，可以防止加工表面粗糙、电极消耗量增加、加工不稳定、加工时间变长、微细电极红热或烧坏。
实施方式6图11是表示实施方式6的一个例子的结构图。
本实施方式是与开关元件4、二极管10、限流用电阻5的串联电路并联，连接开关元件4b、二极管10b、限流用电阻5b的串联电路。
通常，基于脉冲发生条件设定部9的指令，脉冲发生电路8选择性地产生开关元件驱动信号8a和8d中的两个或任意一个，以可以选择性地使开关元件4和4b中的两个或任意一个动作。
因此，构成为可以与电极直径的大小等加工内容或加工状况对应，改变向极间供给的脉冲电流的大小。
此外，与实施方式10同样地，如果短路检测电路11检测出极间的短路，则产生短路检测信号18，向脉冲发生电路8传送。
下面使用图12对图11的电路的动作进行说明。
在极间处于短路状态时，短路检测电路11检测出短路，短路检测信号18输入至脉冲发生电路8。如果脉冲发生电路8中输入短路检测信号18，则为了减小随后的脉冲列的脉冲电流，使脉冲发生电路的输出8a、8d中的8d停止输出，而仅使开关元件4和4b中的4动作，使短路时的极间电流值减小。作为一个例子，只要将电阻5和电阻5b的电阻值设定为2∶1的关系，就可以将短路时的电流值抑制为1/3。
根据本实施方式，在极间发生短路的情况下，通过使各个脉冲的短路电流减小，可以防止加工表面粗糙、电极的异常消耗或损坏等问题。
此外，在将本电路结构用于使用管状电极或棒状电极的小孔放电加工装置的情况下，可以防止由于大量短路电流持续流过而导致的下述问题，即加工表面粗糙、电极消耗量增加、加工不稳定、加工时间变长、微细电极红热或烧坏。
实施方式7图13表示本实施方式的结构的一个例子。
在本实施方式中，直流电源1的电压V1和直流电源17的电压V2，通常基于脉冲发生条件设定部9的指令，由直流电压控制部19控制。
如果加工用电极2和被加工物3之间短路，则短路检测电路11产生短路检测信号18，并将信号传送至直流电压控制部19。
如果接收到短路检测信号18，则直流电压控制部19在0.1ms～10ms程度的预先设定的固定时间期间，控制直流电源1的电压V1和直流电源17的电压V2，以使其成为例如设定电压的1/2。
因此，在极间短路的情况下，可以在随后固定时间的期间，使极间中流过的短路电流减少至1/2。
根据本实施方式，由于在发生短路时，通过使直流电源电压减小固定时间，可以使极间中流过的短路电流减少固定时间，因此可以防止由于较大的短路电流持续流过而产生的加工表面粗糙、电极的异常消耗或损坏等问题。
此外，在将本电路结构用于使用管状电极或棒状电极的小孔放电加工装置的情况下，可以防止加工表面粗糙、电极消耗量增加、加工不稳定、加工时间变长、使微细电极红热或烧坏。
工业实用性本发明适用于小孔放电加工装置。
权利要求
1.一种放电加工用电源装置，其每隔规定的时间，向加工用电极和被加工物的加工间隙中断续地供给以规定的定时进行ON/OFF的脉冲列，以供给电力，从而对上述被加工物进行加工，其特征在于，具备短路检测单元，其检测加工用电极和被加工物之间的加工间隙的短路；以及脉冲停止单元，其在由该短路检测单元检测到上述加工间隙中发生了短路的情况下，使上述脉冲列中的规定的脉冲停止产生，以停止向上述加工间隙的电力供给。
2.根据权利要求1所述的放电加工用电源装置，其特征在于，向加工间隙的电力供给，是每隔规定的时间，断续地供给以规定的定时进行ON/OFF的脉冲列，并且每隔1个脉冲列使极性在正负两种极性之间反转，同时供给电力。
3.根据权利要求2所述的放电加工用电源装置，其特征在于，在下述的正反极性的一对脉冲列期间，停止向加工间隙供给电力，该正反极性的一对脉冲列是由短路检测单元检测出短路时的极性、以及紧接着使其反转并供给电力的极性。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的放电加工用电源装置，其特征在于，短路检测单元在脉冲列中的规定脉冲施加时检测短路。
5.根据权利要求4所述的放电加工用电源装置，其特征在于，短路检测单元在脉冲列中的第1个脉冲期间检测短路。
6.根据权利要求5所述的放电加工用电源装置，其特征在于，在由短路检测单元检测到短路的情况下，向加工间隙供给至少1个脉冲的电力，随后使脉冲列的到结束为止的脉冲停止产生。
7.根据权利要求1至3中任意一项所述的放电加工用电源装置，其特征在于，短路检测单元，通过在脉冲列的间歇时间中，向所述加工用电极和所述被加工物之间的加工间隙中施加短路检测用脉冲而检测短路。
8.根据权利要求7所述的放电加工用电源装置，其特征在于，短路检测用脉冲的电压比由脉冲列供给的电压低，并且脉冲宽度比放电加工用脉冲宽。
9.根据权利要求1至8中任意一项所述的放电加工用电源装置，其特征在于，其用于小孔放电加工装置中，该小孔放电加工装置使用细管状或棒状电极作为加工用电极。
10.一种放电加工方法，其每隔规定的时间，向细管状或棒状的加工用电极和被加工物的加工间隙中断续地供给以规定的定时进行ON/OFF的脉冲列，以供给电力，从而对上述被加工物进行加工，其特征在于，具备以下工序对加工用电极和被加工物之间的加工间隙的短路进行检测；以及如果检测出在上述加工间隙发生短路，则使上述脉冲列中的规定的脉冲停止产生，以停止向上述加工间隙供给电力。
11.根据权利要求10所述的放电加工方法，其特征在于，向加工间隙的电力供给，是每隔规定的时间，断续地供给以规定的定时进行ON/OFF的脉冲列，并且每隔1个脉冲列使极性在正负两种极性之间反转，同时供给电力。
12.根据权利要求11所述的放电加工方法，其特征在于，在检测出短路的情况下，在正反极性的一对脉冲列期间，停止向加工间隙供给电力，该正反极性的一对脉冲列是检测出短路时的极性、以及紧接着使其反转并供给电力的极性。
13.根据权利要求10至12中任意一项所述的放电加工方法，其特征在于，短路检测是在脉冲列中的规定脉冲施加时进行短路检测。
14.根据权利要求13所述的放电加工方法，其特征在于，短路检测是在脉冲列中的第1个脉冲期间检测短路。
15.根据权利要求14所述的放电加工方法，其特征在于，在检测到短路的情况下，向加工间隙供给至少1个脉冲的电力，随后使脉冲列的到结束为止的脉冲停止产生。
16.根据权利要求10至12中任意一项所述的放电加工方法，其特征在于，短路检测单元，通过在脉冲列的间歇时间中，向所述加工用电极和所述被加工物之间的加工间隙中施加短路检测用脉冲而检测短路。
17.根据权利要求16所述的放电加工方法，其特征在于，短路检测用脉冲的电压比由脉冲列供给的电压低，并且脉冲宽度比放电加工用脉冲宽。
18.一种放电加工用电源装置，其每隔规定的时间，向加工用电极和被加工物的加工间隙中断续地供给以规定的定时进行ON/OFF的脉冲列，以供给电力，从而对上述被加工物进行加工，其特征在于，具备短路检测单元，其检测加工用电极和被加工物之间的加工间隙的短路；以及在由该短路检测单元检测出在上述加工间隙发生短路的情况下，使上述脉冲列与脉冲列之间的脉冲列发生间歇时间延长固定时间的单元。
19.一种放电加工用电源装置，其每隔规定的时间，向加工用电极和被加工物的加工间隙中断续地供给以规定的定时进行ON/OFF的脉冲列，以供给电力，从而对上述被加工物进行加工，其特征在于，具备短路检测单元，其检测加工用电极和被加工物之间的加工间隙的短路；以及在由该短路检测单元检测出在上述加工间隙中发生短路的情况下，变更向加工间隙供给的脉冲电流值的单元。
20.一种放电加工用电源装置，其每隔规定的时间，向加工用电极和被加工物的加工间隙中断续地供给以规定的定时进行ON/OFF的脉冲列，以供给电力，从而对上述被加工物进行加工，其特征在于，具备短路检测单元，其检测加工用电极和被加工物之间的加工间隙的短路；以及在由该短路检测单元检测出在上述加工间隙中发生短路的情况下，变更向加工间隙供给的脉冲电压的单元。
21.根据权利要求18至20中任意一项所述的放电加工用电源装置，其特征在于，向加工间隙的电力供给，是每隔规定的时间，断续地供给以规定的定时进行ON/OFF的脉冲列，并且每隔1个脉冲列使极性在正负两种极性之间反转，同时供给电力。
全文摘要
一种放电加工电源装置，其在放电加工中，为了通过适当控制在电极与被加工物短路时流过的短路电流，减小被加工物或电极的损伤，同时提高加工速度和降低电极消耗量，在加工用电极(2)和被加工物(3)之间，每隔规定的时间，间歇地供给以规定的定时ON/OFF的脉冲列，以供给电力，从而对上述被加工物进行加工，其具备短路检测单元(11)，其检测加工用电极(2)和被加工物(3)之间的加工间隙的短路；以及脉冲停止单元(12)，其在由该短路检测单元(11)检测到上述加工间隙中发生短路的情况下，使上述脉冲列中的规定的脉冲停止产生，以停止向上述加工间隙的电极供给。
文档编号B23H1/02GK101065209SQ20058003722
公开日2007年10月31日 申请日期2005年10月27日 优先权日2004年10月28日
发明者铃木智, 小田清仁, 中村和司, 后藤昭弘 申请人:三菱电机株式会社