專(zhuān)利名稱(chēng)：開(kāi)模放電加工用的電源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本 發(fā)明涉及一種使形成在工具電極與導(dǎo)電性的工件之間的加工間隙間歇性地產(chǎn)生放電而在工件形成空腔(cavity)、凹部、孔等的開(kāi)模放電(die sinking electric discharge)加工裝置。本發(fā)明特別是涉及一種將連續(xù)的受到控制的電流脈沖供給至加工間隙的開(kāi)模放電加工用的電源裝置。
背景技術(shù)：
一般來(lái)說(shuō)，開(kāi)模放電加工裝置中，金屬工件收容在儲(chǔ)槽(tank)中且加工間隙中充滿(mǎn)了介電液體(dielectric fluid)。電源裝置如果將電壓施加至加工間隙，則介電液體會(huì)被離子化。而且，在加工間隙內(nèi)產(chǎn)生放電從而使導(dǎo)通時(shí)間(或者也稱(chēng)作“持續(xù)時(shí)間”)開(kāi)始。 在導(dǎo)通時(shí)間內(nèi)，放電電流流入加工間隙，將工件材料的極少的一部分去除。當(dāng)導(dǎo)通時(shí)間結(jié)束時(shí)，電源裝置停止電流脈沖的施加從而使斷開(kāi)時(shí)間(或者也稱(chēng)作“休止時(shí)間”)開(kāi)始。在斷開(kāi)時(shí)間內(nèi)，加工間隙的絕緣得以恢復(fù)。在斷開(kāi)時(shí)間結(jié)束時(shí)，電源裝置會(huì)再次將電壓施加至加工間隙。這樣，使加工間隙內(nèi)重復(fù)地發(fā)生放電。開(kāi)模放電加工是一邊將工具電極朝向工件推進(jìn)一邊通過(guò)放電而在工件中精密地形成空腔的工序(process)。具有更大能量的電流脈沖將更多的材料從工件中去除。電流脈沖的能量主要依賴(lài)于電流脈沖的導(dǎo)通時(shí)間與峰值電流。更大能量的電流脈沖提高材料去除速度。另一方面， 更小能量的電流脈沖用于提高空腔的尺寸精度與面粗糙度。一般來(lái)說(shuō)，開(kāi)模放電加工工序分為電流脈沖的能量不同的多個(gè)步驟。在最初的步驟、也就是粗加工中，能量大的電流脈沖被供給至加工間隙。隨著工序進(jìn)入隨后的步驟，電流脈沖的能量呈階段性地減少。這樣，空腔的尺寸精度提高至十?dāng)?shù)微米(μ m)以下。通過(guò)最終的步驟、也就是精加工，空腔的面粗糙度提高至十?dāng)?shù)μ HiRz以下。電流脈沖的波形會(huì)對(duì)工具電極的消耗造成影響。電流脈沖的理想波形根據(jù)工具電極的材料、工件的材料、及空腔的尺寸而有所不同。在使用銅(Cu)制的工具電極來(lái)加工以鐵(Fe)為主成分的合金制的工件時(shí)，具有比峰值電流更長(zhǎng)的導(dǎo)通時(shí)間的電流脈沖降低消耗率。當(dāng)使用此種特殊的電流脈沖時(shí)，工具電極連接于直流電源的正(Plus)極。通常情況下，消耗率為工具電極的消耗(g)對(duì)于工作物的去除(g)的比率。以0. 以下的消耗率進(jìn)行的放電加工被稱(chēng)作“無(wú)消耗”。眾所周知具有緩和上升的電流脈沖也降低消耗率。當(dāng)具有長(zhǎng)導(dǎo)通時(shí)間的特殊的電流脈沖被重復(fù)地供給至加工間隙時(shí)，為了恢復(fù)加工間隙的絕緣而需要充分長(zhǎng)的斷開(kāi)時(shí)間。然而，如果斷開(kāi)時(shí)間延長(zhǎng)則材料去除速度會(huì)降低。以低消耗率與高材料去除速度中的哪一個(gè)為優(yōu)先，則電流脈沖的理想波形會(huì)有所不同。在使用銅鎢(CuW)制的工具電極來(lái)加工超硬合金制的工件時(shí)，幾乎均重視高的材料去除速度，且將具有高峰值電流的電流脈沖以高頻率而供給至加工間隙。典型的超硬合金為將碳化鎢(WC)的粉末與鈷(Co)的結(jié)合劑一起燒結(jié)而成的材料。在粗加工步驟中，具有20A以上的高峰值電流與10 μ s左右的短導(dǎo)通時(shí)間的電流脈沖被供給至加工間隙。為了提高放電的重復(fù)頻率，理想的是使電流脈沖的上升及下降急劇。
專(zhuān)利文獻(xiàn)1中公開(kāi)了一種將電流限制電阻從放電加工電路中加以排除的開(kāi)模放電加工用的電源裝置。流入加工間隙的電流(“間隙電流”)在達(dá)到所設(shè)定的峰值電流后， 被周期地遮斷。通過(guò)該斬波(chopping)將間隙電流維持為大致固定。此種電源裝置可供給具有急劇上升的電流脈沖，并且不會(huì)受到由電流限制電阻所引起的能量損耗。電流脈沖的急劇上升可提高電流脈沖的頻率?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)1 美國(guó)專(zhuān)利第5126525號(hào)在專(zhuān)利文獻(xiàn)1的電源裝置中，為了周期地遮斷間隙電流，用來(lái)供給電流脈沖的開(kāi)關(guān)元件，例如金氧半場(chǎng)效晶體管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, M0SFET)要以高速來(lái)導(dǎo)通斷開(kāi)(0N/0FF)。因所述高速的導(dǎo)通斷開(kāi)·開(kāi)關(guān)動(dòng)作而產(chǎn)生的熱，可能會(huì)使開(kāi)關(guān)元件的響應(yīng)性降低并且使開(kāi)關(guān)元件破損。為此，開(kāi)關(guān)元件的導(dǎo)通斷開(kāi) 開(kāi)關(guān)頻率被限制。間隙電流根據(jù)斬波而具有鋸齒狀波形。如果鋸齒狀波形的振幅大， 則有時(shí)無(wú)法形成預(yù)定般的波形。例如，雖然在導(dǎo)通時(shí)間內(nèi)，電流脈沖也會(huì)斷開(kāi)。此時(shí)，具有長(zhǎng)導(dǎo)通時(shí)間的特殊電流脈沖無(wú)法實(shí)現(xiàn)低消耗率。為了減小鋸齒狀波形的振幅，直流電源的電壓被限制為45V 60V。如果直流電源的電壓低至此程度，則電流脈沖的峰值電流也會(huì)被限制得較低而使得材料去除速度的提高也受到限制。而且，間隙電流達(dá)到峰值電流為止的時(shí)間長(zhǎng)，從而使提高電流脈沖的頻率有限。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于所述課題，其目的在于提供無(wú)需使用復(fù)雜的電路，便可供給具有高峰值電流與短導(dǎo)通時(shí)間的電流脈沖、及電流振幅的變動(dòng)小的電流脈沖的開(kāi)模放電加工用的電源裝置。根據(jù)本發(fā)明，提供一種對(duì)形成在工具電極(2)與工件(3)之間的加工間隙供給電流脈沖的開(kāi)模放電加工用的電源裝置，其包括直流電源(12)，電流傳感器(14)，對(duì)流經(jīng)加工間隙的間隙電流(Igap)進(jìn)行檢測(cè)；第一開(kāi)關(guān)元件(16)，串聯(lián)連接于直流電源(12)與工具電極(2)之間；第一反向阻斷二極管(reverse blocking diode) (22)，并聯(lián)連接于直流電源(12)且串聯(lián)連接于加工間隙與第一開(kāi)關(guān)元件(16)；第二開(kāi) 關(guān)元件(18)，串聯(lián)連接于直流電源(12)與工件(3)之間；第二反向阻斷二極管(24)，并聯(lián)連接于直流電源(12)且串聯(lián)連接于加工間隙與第二開(kāi)關(guān)元件(18)；及脈沖控制裝置(20)，具有導(dǎo)通時(shí)間(Ton)與峰值電流(Ipeak)且根據(jù)間隙電流(Igap)來(lái)控制第一開(kāi)關(guān)元件及第二開(kāi)關(guān)元件。從在加工間隙內(nèi)發(fā)生放電的第一時(shí)間(tl)開(kāi)始到間隙電流(Igap)在導(dǎo)通時(shí)間(Ton)內(nèi)達(dá)到峰值電流(Ipeak)的第二時(shí)間(t2)為止，第一開(kāi)關(guān)元件及第二開(kāi)關(guān)元件的雙方導(dǎo)通，在第二時(shí)間 (t2)內(nèi)僅第一開(kāi)關(guān)元件及第二開(kāi)關(guān)元件中的一方斷開(kāi)，在導(dǎo)通時(shí)間(Ton)結(jié)束時(shí)第一開(kāi)關(guān)元件及第二開(kāi)關(guān)元件的雙方斷開(kāi)。優(yōu)選脈沖控制裝置(20)來(lái)對(duì)第一開(kāi)關(guān)元件及第二開(kāi)關(guān)元件進(jìn)行控制，以在從第二時(shí)間(t2)開(kāi)始而在導(dǎo)通時(shí)間(Ton)內(nèi)經(jīng)過(guò)規(guī)定時(shí)間(ty)的第三時(shí)間(t3)，第一開(kāi)關(guān)元件及第二開(kāi)關(guān)元件的雙方導(dǎo)通。
從第二時(shí)間(t2)開(kāi)始到第三時(shí)間(t3)為止，間隙電流在包括加工間隙、第二開(kāi)關(guān)元件(18)及第二反向阻斷二極管(24)的閉電路中流動(dòng)。取而代之，從第二時(shí)間(t2)開(kāi)始到第三時(shí)間(t3)為止，間隙電流在包括加工間隙、第一開(kāi)關(guān)元件(16)及第一反向阻斷二極管(22)的閉電路中流動(dòng)。優(yōu)選脈沖控制裝置(20)來(lái)對(duì)第一開(kāi)關(guān)元件及第二開(kāi)關(guān)元件進(jìn)行控制，以在間隙電流(Igap)從第三時(shí)間(t3)開(kāi)始上升而在導(dǎo)通時(shí)間(Ton)內(nèi)達(dá)到峰值電流(Ipeak)的第四時(shí)間(t4)，僅第一開(kāi)關(guān)元件及第二開(kāi)關(guān)元件中的另一方斷開(kāi)。發(fā)明的效果 根據(jù)本發(fā)明，為了將峰值電流維持為固定，使開(kāi)關(guān)元件響應(yīng)于間隙電流而導(dǎo)通斷開(kāi)，因此放電加工電路無(wú)需包含電流限制電阻。并且，從在加工間隙內(nèi)產(chǎn)生放電的第一時(shí)間 (tl)開(kāi)始到間隙電流達(dá)到峰值電流的第二時(shí)間(t2)為止，第一開(kāi)關(guān)元件及第二開(kāi)關(guān)元件的雙方導(dǎo)通。因此，具有急劇的上升的電流脈沖被供給至加工間隙。在第二時(shí)間(t2)僅所述第一開(kāi)關(guān)元件及第二開(kāi)關(guān)元件中的一方斷開(kāi)，在從第二時(shí)間(t2)開(kāi)始而在導(dǎo)通時(shí)間(Ton)內(nèi)經(jīng)過(guò)規(guī)定時(shí)間(ty)的第三時(shí)間(t3)，第一開(kāi)關(guān)元件及第二開(kāi)關(guān)元件的雙方導(dǎo)通。從第二時(shí)間(t2)開(kāi)始到第三時(shí)間(t3)為止，根據(jù)殘留于放電加工電路的電感成分，間隙電流在包括加工間隙、第二開(kāi)關(guān)元件(18)及第二反向阻斷二極管(24)的閉電路中流動(dòng)，或者在包括加工間隙、第一開(kāi)關(guān)元件(16)及第一反向阻斷二極管(22)的閉電路中流動(dòng)。其結(jié)果，鋸齒狀波形的振幅減小，不易產(chǎn)生電流脈沖的斷開(kāi)。而且，在鋸齒狀波形的振幅小的情況下，可將直流電源的電壓設(shè)為高達(dá)90V 數(shù)百V。由此，供給峰值電流大且上升急劇的電流脈沖，從而使材料去除速度提高。在間隙電流(Igap)從第三時(shí)間(t3)開(kāi)始上升而在導(dǎo)通時(shí)間(Ton)內(nèi)達(dá)到峰值電流(Ipeak)的第四時(shí)間(t4)，僅第一開(kāi)關(guān)元件及第二開(kāi)關(guān)元件中的另一方斷開(kāi)。其結(jié)果，將斬波頻率(chopping frequency)設(shè)置得比第一開(kāi)關(guān)元件及第二開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)關(guān)頻率更高， 例如可設(shè)為500kHz IMHz。


圖1是表示本發(fā)明的電源裝置的電路圖。圖2是表示圖1的脈沖控制裝置的動(dòng)作的時(shí)序圖。符號(hào)的說(shuō)明2:工具電極3 工件10:放電加工電路12 直流電源14 電流傳感器16:第一開(kāi)關(guān)元件18 第二開(kāi)關(guān)元件20 脈沖控制裝置22、24 反向阻斷二極管26 電感元件
30 第一旁 路電路40 第二旁路電路50 電流檢測(cè)裝置
具體實(shí)施例方式參照?qǐng)D1來(lái)對(duì)本發(fā)明的開(kāi)模放電加工用的電源裝置的一實(shí)例進(jìn)行具體說(shuō)明。開(kāi)模放電加工用的電源裝置包括放電加工電路10、脈沖控制裝置20及電流檢測(cè)裝置50。放電加工電路10包括形成在工具電極2與工件3之間的加工間隙。放電加工電路10包括直流電源12、電流傳感器14、第一開(kāi)關(guān)元件16及第二開(kāi)關(guān)元件18。在放電加工電路10中不包含電流限制電阻，且將電阻最小化。直流電源12的正極連接到工具電極2，直流電源12的負(fù)極連接到工件3。電流傳感器14為了對(duì)流入至加工間隙的電流(“間隙電流”)Igap進(jìn)行檢測(cè)，而設(shè)置在接近加工間隙的位置處。電流傳感器14由霍爾元件(Hall element)型的電流傳感器所構(gòu)成，且串聯(lián)設(shè)置在加工間隙與第一開(kāi)關(guān)元件16之間。霍爾元件型的電流傳感器在放電加工電路10中實(shí)質(zhì)上不提供電阻要素。因此，如果代替具有檢測(cè)電阻的電壓檢測(cè)器而使用霍爾元件型的電流傳感器，則電流脈沖會(huì)有急劇的上升。電流檢測(cè)裝置50將間隙電流Igap 保持于峰值并通過(guò)濾波器而轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)。電流檢測(cè)裝置50的檢測(cè)電流信號(hào)被進(jìn)行模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換后提供給脈沖控制裝置20。第一開(kāi)關(guān)元件16串聯(lián)連接于直流電源12與工具電極2之間。第二開(kāi)關(guān)元件18 串聯(lián)連接于直流電源12與工件3之間。第一開(kāi)關(guān)元件及第二開(kāi)關(guān)元件16、18分別也可由并聯(lián)連接的多個(gè)開(kāi)關(guān)元件而構(gòu)成。放電加工電路10包括第一旁路電路(bypass circuit) 30及第二旁路電路40。第一旁路電路30并聯(lián)連接于直流電源12且串聯(lián)連接于加工間隙與第一開(kāi)關(guān)元件16。第一旁路電路30上設(shè)置著用以阻止來(lái)自直流電源12的正極與工具電極2的電流的反向阻斷二極管22。第二旁路電路40并聯(lián)連接于直流電源12且串聯(lián)連接于加工間隙與第二開(kāi)關(guān)元件 18。第二旁路電路40上設(shè)置著用以阻止來(lái)自直流電源12的正極與工具電極2的電流的反向阻斷二極管24。脈沖控制裝置20對(duì)第一開(kāi)關(guān)元件及第二開(kāi)關(guān)元件16、18的導(dǎo)通斷開(kāi) 開(kāi)關(guān)動(dòng)作進(jìn)行控制。數(shù)值控制裝置(未圖示)將表示加工條件的設(shè)定的信號(hào)提供給脈沖控制裝置20。 加工條件例如為峰值電流Ipeak、導(dǎo)通時(shí)間Ton、斷開(kāi)時(shí)間Toff、電源電壓及極性。脈沖控制裝置20依據(jù)導(dǎo)通時(shí)間與斷開(kāi)時(shí)間而產(chǎn)生選通(gate)信號(hào)Gate。脈沖控制裝置20根據(jù)選通信號(hào)Gate、電流檢測(cè)信號(hào)、峰值電流Ipeak、規(guī)定時(shí)間 ty，而產(chǎn)生第一選通信號(hào)Gatel與第二選通信號(hào)Gate2。第一選通信號(hào)Gatel向第一開(kāi)關(guān)元件16的柵電極(gate electrode)施加，第二選通信號(hào)Gate2向第二開(kāi)關(guān)元件18的柵電極施加。脈沖控制裝置20為了對(duì)加工間隙施加電壓，而使第一開(kāi)關(guān)元件及第二開(kāi)關(guān)元件 16、18的雙方導(dǎo)通。加工間隙中通常充滿(mǎn)了介電液體。介電液體因電壓的施加而被離子化。 其結(jié)果，放電發(fā)生而電流流入至加工間隙。對(duì)加工間隙施加電壓而未發(fā)生放電的期間被稱(chēng)作無(wú)負(fù)載時(shí)間。無(wú)負(fù)載時(shí)間為無(wú)法準(zhǔn)確預(yù)期的時(shí)間。
導(dǎo)通時(shí)間為從放電的發(fā)生開(kāi)始的規(guī)定時(shí)間。脈沖控制裝置20在導(dǎo)通時(shí)間中的電流脈沖的上升期間內(nèi)，也使第一開(kāi)關(guān)元件及第二開(kāi)關(guān)元件16、18的雙方導(dǎo)通。脈沖控制裝置20將檢測(cè)電流Igap與峰值電流Ipeak加以比較。脈沖控制裝置20在該檢測(cè)電流Igap 為峰值電流Ipeak以上時(shí)，僅使第一選通信號(hào)Gatel或第二選通信號(hào)Gate2中的一方停止。 當(dāng)導(dǎo)通時(shí)間結(jié)束時(shí)，脈沖控制裝置20將第一開(kāi)關(guān)元件及第二開(kāi)關(guān)元件16、18的雙方斷開(kāi)。 斷開(kāi)時(shí)間為從導(dǎo)通時(shí)間結(jié)束開(kāi)始的規(guī)定時(shí)間。脈 沖控制裝置20根據(jù)加工條件來(lái)選定直流電源12的電源電壓，并對(duì)極性切換電路(未圖示)進(jìn)行控制。此外，脈沖控制裝置20將電感元件26插入至放電加工電路10中， 或?qū)⒃撾姼性?6從放電加工電路10中斷開(kāi)。參照?qǐng)D2㈧ 圖2 (C)，對(duì)脈沖控制裝置20的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。圖中的Vgap表示加工間隙的電壓，Igap表示流入加工間隙的電流。Tw表示無(wú)負(fù)載時(shí)間，Ton表示導(dǎo)通時(shí)間， Toff表示斷開(kāi)時(shí)間。為了簡(jiǎn)化附圖，而在圖2(A) 圖2(C)的各時(shí)序圖中僅表示發(fā)生一次放電。圖2 (A)中表示具有極短的導(dǎo)通時(shí)間Ton，具體來(lái)說(shuō)為0. 1 μ s 4 μ s左右的導(dǎo)通時(shí)間Ton，的電流脈沖。脈沖控制裝置20將電感元件26從放電加工電路10中斷開(kāi)。直流電源12的輸出電壓設(shè)為高達(dá)90V 數(shù)百V左右。在時(shí)間t0，脈沖控制裝置20使選通信號(hào)Gate導(dǎo)通。與選通信號(hào)Gate —起，第一選通信號(hào)及第二選通信號(hào)Gatel、Gate2也成為導(dǎo)通。這樣，第一開(kāi)關(guān)元件及第二開(kāi)關(guān)元件 16,18導(dǎo)通，直流電源12的電源電壓被施加至加工間隙。在從時(shí)間t0開(kāi)始延遲了無(wú)負(fù)載時(shí)間Tw的時(shí)間tl，加工間隙內(nèi)發(fā)生放電而導(dǎo)通時(shí)間Ton開(kāi)始。在時(shí)間tl，間隙電壓Vgap下降而間隙電流Igap上升。電流從直流電源12 通過(guò)第一開(kāi)關(guān)元件16而被供給至加工間隙，并通過(guò)第二開(kāi)關(guān)元件18而返回至直流電源12 中。在間隙電流Igap形成電流脈沖的上升的期間ti內(nèi)，脈沖控制裝置20也使第一選通信號(hào)及第二選通信號(hào)Gatel、Gate2導(dǎo)通。因電流限制電阻不包含于放電加工電路10中而直流電源12的輸出電壓高，所以電流脈沖的上升急劇且期間ti也短。在間隙電流Igap達(dá)到峰值電流Ipeak的時(shí)間t2，脈沖控制裝置20將第一選通信號(hào)Gatel斷開(kāi)，并維持第二選通信號(hào)Gate2的導(dǎo)通狀態(tài)。這樣，第一開(kāi)關(guān)元件16斷開(kāi)，第二開(kāi)關(guān)元件18保持導(dǎo)通。因此，間隙電流Igap比起電流脈沖的上升而緩慢地減少。在導(dǎo)通時(shí)間Ton結(jié)束的時(shí)間t6，脈沖控制裝置20將選通信號(hào)Gate斷開(kāi)。在從時(shí)間t2開(kāi)始到t6 為止的期間內(nèi)，間隙電流Igap根據(jù)殘留于放電加工電路10中的電感成分，而在包括加工間隙、第二開(kāi)關(guān)元件18及反向阻斷二極管24的閉電路中流動(dòng)。在時(shí)間t6，斷開(kāi)時(shí)間Toff開(kāi)始。第二選通信號(hào)Gate2與選通信號(hào)Gate —起斷開(kāi)。 這樣，第二開(kāi)關(guān)元件18斷開(kāi)。其結(jié)果，間隙電流Igap驟然減少。在間隙電流Igap形成電流脈沖的下降的期間td結(jié)束的時(shí)間t7，間隙電流Igap為零。在期間td內(nèi)，間隙電流Igap 在包括加工間隙、第一旁路電路30、直流電源12及第二旁路電路40的閉電路中流動(dòng)。在斷開(kāi)時(shí)間Toff結(jié)束的時(shí)間t8，脈沖控制裝置20再次使選通信號(hào)Gate導(dǎo)通。與選通信號(hào) Gate 一起，第一選通信號(hào)及第二選通信號(hào)Gatel、Gate2也成為導(dǎo)通。圖2(B)中表示適合于以高材料去除速度為優(yōu)先而使用銅鎢制的工具電極來(lái)對(duì)超硬制的工件進(jìn)行加工的電流脈沖。對(duì)與圖2(A)中相同的時(shí)間附上相同的參考符號(hào)，并省略關(guān)于這些時(shí)間的說(shuō)明。電流脈沖具有20A以上的峰值電流Ipeak與數(shù)微秒(μ s) 十?dāng)?shù) μ s的導(dǎo)通時(shí)間Ton。脈沖控制裝置20將電感元件26從放電加工電路10中斷開(kāi)。直流電源12的輸出電壓設(shè)為高達(dá)90V 數(shù)百V左右。在間隙電流Igap達(dá)到峰值電流Ipeak的時(shí)間t2，脈沖控制裝置20將第一選通信號(hào)Gatel斷開(kāi)，并維持第二選通信號(hào)Gate2的導(dǎo)通狀態(tài)。此時(shí)，脈沖控制裝置20中的規(guī)定時(shí)間ty開(kāi)始。規(guī)定時(shí)間ty比導(dǎo)通時(shí)間Ton短，例如為1 μ s 數(shù)μ S。在規(guī)定時(shí)間ty結(jié)束的時(shí)間t3，脈沖控制裝置20使第一選通信號(hào)Gatel導(dǎo)通。其結(jié)果，第一開(kāi)關(guān)元件及第二開(kāi)關(guān)元件16、18的雙方導(dǎo)通而間隙電流Igap驟然上升。在從時(shí)間t2開(kāi)始到t3為止的期間內(nèi)，電流根據(jù)殘留于放電加工電路10的電感成分，而在包括加工間隙、第二開(kāi)關(guān)元件18及反向阻斷二極管24的閉電路中流動(dòng)。從時(shí)間t3開(kāi)始到間隙電流Igap再次達(dá)到峰值電流 Ipeak的時(shí)間t4為止的期間極短。在時(shí)間t4，脈沖控制裝置20維持第一選通信號(hào)Gatel的導(dǎo)通狀態(tài)，而將第二選通信號(hào)Gate2斷開(kāi)。此時(shí)，第二次的規(guī)定時(shí)間ty再次開(kāi)始。在第二次的規(guī)定時(shí)間ty結(jié)束的時(shí)間t5，脈沖控制裝置20使第一選通信號(hào)Gatel導(dǎo)通。在從時(shí)間t4開(kāi)始到t5為止的期間內(nèi)，電流根據(jù)殘留于放電加工電路10的電感成分，而在包括加工間隙、第一開(kāi)關(guān)元件16及反向阻斷二極管22的閉電路中流動(dòng)。圖2(C)中表示適合于以低電極消耗為優(yōu)先而使用銅制的工具電極來(lái)對(duì)鋼制的工件進(jìn)行加工的電流脈沖。對(duì)與圖2(A)及圖2(B)中相同的時(shí)間附上相同的參考符號(hào)，并省略關(guān)于這些時(shí)間的說(shuō)明。圖中的虛線(xiàn)表示圖2(A)中的電流脈沖。電流脈沖具有15A以上的峰值電流Ipeak與50 μ s以上的導(dǎo)通時(shí)間Ton。脈沖控制裝置20將5 μ H 30 μ H的電感元件26插入至放電加工電路10中。在電感元件26的影響下，期間ti內(nèi)的電流脈沖的上升較圖2(A)中的電流脈沖更緩和。而且，從時(shí)間t 2開(kāi)始到t6為止的鋸齒狀波形的振幅也比圖2(B)中的鋸齒狀波形的振幅更緩和。此外，期間td內(nèi)的電流脈沖的下降也比虛線(xiàn)所示的電流脈沖更緩和。此種電流脈沖適合于“無(wú)消耗”加工。并不意圖限定于揭示本發(fā)明的形式。可知可參照所述記述而進(jìn)行多種變形。例如， 脈沖控制裝置20也可在時(shí)間t2將第二選通信號(hào)Gate2斷開(kāi)而維持第一選通信號(hào)Gatel的導(dǎo)通狀態(tài)，在時(shí)間t4將第一選通信號(hào)Gatel斷開(kāi)而維持第二選通信號(hào)Gate2的導(dǎo)通狀態(tài)。
權(quán)利要求
1.一種開(kāi)模放電加工用的電源裝置，對(duì)形成在工具電極與工件之間的加工間隙供給電流脈沖，其特征在于包括直流電源；電流傳感器，對(duì)流入至所述加工間隙的間隙電流進(jìn)行檢測(cè)；第一開(kāi)關(guān)元件， 串聯(lián)連接于所述直流電源與所述工具電極之間；第一反向阻斷二極管，并聯(lián)連接于所述直流電源且串聯(lián)連接于所述加工間隙與所述第一開(kāi)關(guān)元件；第二開(kāi)關(guān)元件，串聯(lián)連接于所述直流電源與所述工件之間；第二反向阻斷二極管，并聯(lián)連接于所述直流電源且串聯(lián)連接于所述加工間隙與所述第二開(kāi)關(guān)元件；及脈沖控制裝置，具有導(dǎo)通時(shí)間與峰值電流且根據(jù)所述間隙電流來(lái)控制所述第一開(kāi)關(guān)元件及第二開(kāi)關(guān)元件，從在所述加工間隙內(nèi)發(fā)生放電的第一時(shí)間開(kāi)始到所述間隙電流在所述導(dǎo)通時(shí)間內(nèi)達(dá)到所述峰值電流的第二時(shí)間為止，所述第一開(kāi)關(guān)元件及第二開(kāi)關(guān)元件的雙方導(dǎo)通，在所述第二時(shí)間僅所述第一開(kāi)關(guān)元件及第二開(kāi)關(guān)元件中的一方斷開(kāi)，在所述導(dǎo)通時(shí)間結(jié)束時(shí)所述第一開(kāi)關(guān)元件及第二開(kāi)關(guān)元件的雙方斷開(kāi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開(kāi)模放電加工用的電源裝置，其特征在于在從所述第二時(shí)間開(kāi)始而在所述導(dǎo)通時(shí)間內(nèi)經(jīng)過(guò)規(guī)定時(shí)間的第三時(shí)間，所述第一開(kāi)關(guān)元件及第二開(kāi)關(guān)元件的雙方導(dǎo)通。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的開(kāi)模放電加工用的電源裝置，其特征在于從所述第二時(shí)間開(kāi)始到所述第三時(shí)間為止，所述間隙電流在包括所述加工間隙、所述第二開(kāi)關(guān)元件及所述第二反向阻斷二極管的閉電路中流動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的開(kāi)模放電加工用的電源裝置，其特征在于從所述第二時(shí)間開(kāi)始到所述第三時(shí)間為止，所述間隙電流在包括所述加工間隙、所述第一開(kāi)關(guān)元件及所述第一反向阻斷二極管的閉電路中流動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的開(kāi)模放電加工用的電源裝置，其特征在于所述間隙電流在從所述第三時(shí)間開(kāi)始上升而在所述導(dǎo)通時(shí)間內(nèi)達(dá)到所述峰值電流的第四時(shí)間，僅所述第一開(kāi)關(guān)元件及第二開(kāi)關(guān)元件中的另一方斷開(kāi)。
全文摘要
開(kāi)模放電加工用的電源裝置包括直流電源(12)；電流傳感器(14)，對(duì)間隙電流(Igap)進(jìn)行檢測(cè)；第一開(kāi)關(guān)元件(16)，串聯(lián)于直流電源與工具電極(2)之間；第一反向阻斷二極管(22)，并聯(lián)于直流電源且串聯(lián)于第一開(kāi)關(guān)元件；第二開(kāi)關(guān)元件(18)，串聯(lián)于直流電源與工件(3)之間；第二反向阻斷二極管(24)，并聯(lián)連接于直流電源且串聯(lián)連接于第二開(kāi)關(guān)元件；及脈沖控制裝置(20)，根據(jù)間隙電流(Igap)來(lái)控制第一及第二開(kāi)關(guān)元件。從在加工間隙內(nèi)發(fā)生放電的第一時(shí)間(t1)開(kāi)始到間隙電流在導(dǎo)通時(shí)間內(nèi)達(dá)到峰值電流的第二時(shí)間(t2)為止，第一及第二開(kāi)關(guān)元件的雙方導(dǎo)通，在第二時(shí)間僅第一及第二開(kāi)關(guān)元件中的一方斷開(kāi)。
文檔編號(hào)B23H1/02GK102216013SQ201080003228
公開(kāi)日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2010年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月27日
發(fā)明者山田邦治, 柳澤智幸 申請(qǐng)人:株式會(huì)社沙迪克