电火花线切割机制造技术

一种电火花线切割机，其在线电极和该工件之间（极间）施加正极性和负极性两极性的电压来对工件进行加工。在极间施加所述电压的电源具有用于在各个施加电压的期间设置至少在电压施加时间以上的暂停时间，在所述极间施加电压的电压施加单元；以及用于抑制在电压的施加、暂停的过度状态下发生的振动的振动抑制单元，所述电火花线切割机使极间电压为梯形波来进行加工。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在线电极和工件之间施加梯形波的电压的类型的电火花线切割机。
技术介绍
在电火花加工中，在加工液中的电极和工件之间(极间machining gap (由彼此相 对设置的加工电极和工件形成))施加电压来产生电弧放电。在通过该放电的热使工件熔 化的同时，加工液被急剧加热，引起蒸汽爆炸，吹散熔化的工件。通过高频度地重复上述动 作来进行加工。另外，通过放电而出现的小的放电痕聚集来形成加工面，所以各个放电痕的 大小决定表面粗糙度。已知在作为电火花加工的一种的电火花线切割中，在线电极和工件之间(极间) 施加高频交流电压，以较高的频度重复短时间宽度的放电，由此能够得到精细的加工面。图 9B是由电火花线切割机的电源生成的高频交流电压的例子。从电源作为电源输出电压100 以规定的频率重复输出正极性电压和负极性电压。电源输出电压通过在到极间的路径上存 在的电感和寄生电容等，如图9B所示，成为正弦波电压102，被施加到极间。例如，在特开昭 61-260915号公报中，表示了通过使用IMHZ 5MHz的高频交流电压进行加工，得到表面粗 糙度为IymRmax以下的加工面。但是，近年来得知在使用高频交流电压102(参照图9B)进行加工时，存在以下 (1) ⑶所示的问题。(1)直线度降低在电火花线切割中，当使用高频交流电压进行加工时，成为在线电极和工件之间 (极间)始终施加电压的状态(参照图9B)，所以在极间静电引力作用，将线拉向工件的方 向发生弯曲，工件的板厚中央部的加工量增大，加工面变得不直，直线度恶化。(2)加工面粗糙度降低如果用交流电压进行加工，则由于电压从正到负或者从负到正进行反相，由此在 放电波形中产生过零点104，所以在电压的每半个周期放电应该被中断(参照图9B)。但是， 当交流的频率升高时，各个放电电弧的消弧变得不充分，在施加电压后立即产生放电等情 况下，容易产生在相同的场所重复产生放电的现象。因此，在高频度的放电持续的情况下， 与通过交流半波的放电得到的表面粗糙度相比，只能得到明显恶化的表面粗糙度。另外，因 为显现对应于放电的频度表面粗糙度不同的倾向，所以有时在加工面上出现痕纹。(3)加工状态的判断困难在电火花线切割中，一般测定极间的平均电压来对电极的进给速度以及加工条件 进行变更控制。但是，当成为数MHz以上的高频交流电压时，用于获得平均电压的整流电路 不响应，存在测定误差变大的问题。另外，当成为高频时，在加工电源和极间之间发生“共振 现象”的情况多，放电间隙长度或工件板厚、加工液的流动的状态等发生变化，极间的电气 常数微小的变化会引起加工电压大的变动，根据平均电压的变化判断加工状态变得越来越 困难。因此，在精加工领域中，电极的进给速度也恒定地进行加工等，根据加工状态进行反馈控制是困难的，成为提高加工精度的瓶颈。作为关于上述(1)和(2)的对策，在国际公开第2002/058874号公报中提出了间 歇进行高频交流电压的施加。但是，为了通过该施加方法发挥足够的效果，需要以很高的频 度暂停施加电压，另外，在电压施加的开始、结束时存在电压过度变化的区间，残留能够施 加正规的加工电压的时间变短，加工效率的降低严重这样的问题。图10说明这样的高频交 流电压的间歇施加的波形。图IOB表示极间电压114的波形，用符号114表示的部分与电 源输出电压对应，由符号120表示的部分与暂停时间112对应。极间电压114的波形的部 位116、118是极间电压过度变动的部分。另外，符号120是与暂停时间112对应，极间电压 成为零的区间。图IOB的暂停时间120如同看到的那样，在该时间内放电完全 被中断。作为关于上述(3)的对策，在美国专利7，038，158号公报中提出了一种技术，在高 频交流上重叠施加直流电压，通过低通滤波器仅提取极间电压的低频电压成分，按照该低 频电压的变化控制电极的进给。在该电极进给控制技术中，因为平均电压不成为零，所以有 可能在工件或加工机本体上发生电蚀。另外，因为使用低通滤波器，所以在放电状态急剧变 化的情况下，响应变差，可能无法跟踪。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供一种电火花线切割机，它能够解决上述的问题，得到 高精度并且高品位的被加工物表面。本专利技术的电火花线切割机具有电源，该电源在线电极和作为加工对象的工件之 间(极间)，以1微秒以内的周期交互地施加正极性和负极性两种极性的电压，或者按照规 定的施加比例在所述极间施加单位时间的正极性的电压和负极性的电压。并且该电源具 有电压施加单元，用于在各个电压施加的期间设置至少电压施加时间以上的暂停时间，在 所述极间施加电压，和振动抑制单元，用于抑制在电压的施加、暂停的过度状态下产生的振 动。该电火花线切割机还可以具有放电检测器，用于在各个开始施加电压的定时，检 测通过刚才施加电压是否产生了放电。所述振动抑制单元是与所述极间串联地连接在电源上的阻尼电阻，并且设定该阻 尼电阻的值，以使通过所述电源、向所述极间供给来自所述电源的输出的供电线以及所述 极间形成的电路的共振条件接近临界。该电火花线切割机还可以具有设定单元，根据作为目标的加工精度、表面粗糙度 或者加工速度，或者根据所选择的工件材质、工件板厚或者线径，设定暂停时间对于所述电 压的施加时间的比。本专利技术通过具有上述结构，可以提供能够得到高精度并且高品味的被加工物表面 的电火花线切割机。附图说明通过参照附图对以下的实施例进行说明，本专利技术上述以及其他的目的以及特征会 变得明确。在附图中，图1是在电火花线切割机的电源中使用的两极性电压施加电路的第一例的概略电路图。图2A以及图2B表示对构成图1的两极性电压施加电路的两个开关元件进行接通/关断动作时的电源输出电压的波形的第一例以及对应的极间电压的波形的例子。图3A以及图3B表示在极间施加梯形波的电压的第二例的波形。图4A说明在使极间电压为高频交流电压的情况下(现有技术)，产生了放电时的 电压变化的波形，图4B说明在使极间电压为梯形波电压的情况下(本专利技术)，产生了放电时 的电压变化的波形。图5表示检测有无放电的放电检测电路的一例。图6A-图6C表示对构成图1的两极性电压施加电路的两个开关元件进行接通/ 关断动作时的电源输出电压的波形的第三例(梯形波的电压)，在施加正极性电压或负极 性电压之前指令的残留电荷放电指令、以及对应的极间电压的波形的例子。图7是在电火花线切割机的电源中使用的两极性电压施加电路的第三例的概略 电路图。图8说明具有放电检测单元和残留电荷放电单元的电压施加电路的一例。图9A以及图9B说明由电火花线切割机的电源生成的矩形的电压以及对应的极间 电压各自的波形。图IOA以及图IOB说明由电火花线切割机的电源生成的间歇的矩形的电压的波形 以及对应的极间电压的波形。具体实施例方式本专利技术的电火花线切割机的一个实施方式，在正负两极性的电压施加期间设置至 少施加时间以上的暂停时间，使极间电压波形为梯形波来进行加工。图1是在该电火花线切割机的电源中使用的两极性电压施加电路10的概略电路 图。在图1中，符号11、12表示直流电源，符号13、14表示开关元件，符号15表示阻尼电 阻，符号16表示电感，符号17表示电阻，符号18表示线间电容，符号19表示线本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电火花线切割机，其具有电源，对于工件进行加工，所述电源在线电极和工件的极间，以１微秒以内的周期交互地施加正极性和负极性两种极性的电压，或者按照规定的施加比例在所述极间施加单位时间的正极性的电压和负极性的电压，所述电火花线切割机的特征在于，所述电源具有：电压施加单元，用于在各个电压施加的期间设置至少电压施加时间以上的暂停时间，在所述极间施加电压，和振动抑制单元，用于抑制在电压的施加、暂停的过度状态下产生的振动。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：村井正生，川原章义，中岛廉夫，古田友之，
申请(专利权)人：发那科株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]