一种放电加工装置，能够在以微小的加工能量进行放电加工的情况下精确地检测电极之间的放电。通过重复开关元件的打开／关闭，电压施加到工具电极和工件之间以对电极之间的寄生电容充电，通过该充电电压引起电极之间的放电。在以微小的加工能量进行放电加工中两极间的放电可被检测到。电极间的电流通过积分传感线圈的输出进行检测。通过低通滤波器提取积分器输出中叠加的偏移成分。所提取的偏移成分通过差分放大器从积分器输出中消除。差分放大器的输出与参考值比较以检测放电。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及放电加工装置，用于在工具电极和工件之间施加电压引起放电来加工工件，特别涉及放电能量相对较弱，例如在精加工中放电的检测。
技术介绍
放电加工装置通过在作为电极的工具，比如电线和作为另一个电极的工件之间施加电压产生放电进行加工。在放电加工中，需要进行工具电极和工件的相对运动，使得电极之间的距离保持恒定。通常进行平均电压伺服，检测电极之间的平均加工电压并相对于工件进给工具电极，使得平均加工电压保持恒定。然而，平均加工电压依赖于电极之间加工液体的污染度变化并不准确反应电极之间的距离，因此平均电压伺服在高精度加工的进给控制中存在问题。因此，提出了单独检测放电并根据放电次数控制加工进给(参看JP2004-283968A和JP2002-254250A)。同时，已经实现了一种精加工的方法，其中放电线路等的寄生电容不用直接从加工电源提供加工电流即可充电，并且通过从寄生电容放电进行加工，以限制加工电量为最小值。图1示出了通过释放充入寄生电容中的电量应用到工具电极和工件之间进行加工的供电电路的示例。图1中，E表示直流电源，SW表示开关元件，R表示电流限制元件，例如电阻器，1表示作为一个电极的工具，例如电线，2表示作为另一电极的工件，C表示通过电力电缆连接工具电极1和工件2等形成在两电极之间的寄生电容。开关元件SW周期性地被打开/关闭以通过来自电源E并流经电流限制元件R的电流对寄生电容充电，充电电压施加到电极之间以使得在其之间放电。由于开关元件SW周期性地被打开和关闭，当电极之间的发生放电时，防止了来自电源E的充电电流维持的弧光放电。图2示出了图1所示的供电电路的工作状况。开关元件SW周期性地重复打开/关闭，当开关元件SW打开时，电极之间的寄生电容C被充电以提高电极之间的电压Vg。当开关元件SW关闭时，由于电极之间的漏电流，电极之间的电压Vg降低。因此，通过开关元件SW的周期性打开/关闭，寄生电容C逐渐被充电以提高充电电压以及电极之间的电压Vg。之后，工具电极1和工件2之间发生放电，通过释放积聚在寄生电容内的电量形成放电电流，使得电极之间的电压Vg降低。以上工作过程重复进行，形成锯齿形的电极间电压Vg。由于电极之间发生放电时，电极间电压Vg迅速减弱为弧光电压，在两级间施加恒定加工电压直到发生放电的粗加工中，通过基于检测电压Vg和参考值的比较监视电极之间的电压Vg来检测放电。然而，在利用寄生电容限制加工能量为最小值的精加工中，电极之间的电压Vg以锯齿状变化，并且发生放电时电压Vg的值不恒定，很难基于电极之间电压Vg的下降来检测放电的发生。因此，考虑基于放电电流检测放电，如JP2002-254250A中所示。通常，充电电流和寄生电容的漏电流以及放电电流之间不止一级的差别，因此可以基于放电电流检测放电。为了检测放电高频电流，已知空心线圈，例如Rogowskii线圈和具有如铁芯等芯的线圈，可以获得更大的增益。由于以上线圈以AC耦合形式检测放电电流，具有零平均值的偏移成分(offset component)叠加在测量值上，使通过低电平电流确定放电发生变得困难。图6示出了通过传感线圈对电极之间的电流进行测量的结果。图6中，曲线图6A示出了电极之间的电压Vg，曲线图6B示出了通过传感线圈测量的电极之间的电流测量值(积分之后)。横坐标轴代表时间，以20.0μs为刻度(division)，纵坐标代表电极之间的电压，以20.0V为刻度(上曲线图中)及代表电极之间的电流，以100mV为刻度(下曲线图中)。如曲线图6B所示，电极之间的电流测量值包含插入其中、且探测为波动的低频偏移成分。在图6的示例中，正电压和负电压交替施加在电极之间，以防止使用电解加工液体，例如水时的电腐蚀。在通过线圈对电极之间的电流进行测量时，如上所述的，由于AC耦合偏移成分叠加在测量值中，很难通过低级别的电流检测放电。另一方面，使用Hall元件检测DC耦合放电电流的电流测量装置不具有以上问题，但是由于它的低响应特性，不适于精加工的高频电流检测。
技术实现思路
本专利技术提供了一种放电加工装置，能够在以微小的加工能量进行放电加工的情况下精确地检测电极之间的放电。本专利技术的放电加工装置通过无论放电是否均周期性地在工具电极和工件之间施加电压，并通过对工具电极和工件提供相对加工进给进行加工。该放电加工装置包括传感线圈，用于检测放电电流；积分器，用于积分传感线圈的输出；消除装置，用于消除包含在积分器输出中的偏移成分；和比较器，用于比较消除装置的输出和预定值以检测放电的发生，从而基于检测到的放电控制加工进给。消除装置可以包括低通滤波器，用于从积分器输出中提取偏移成分，和差分放大器，用于消除通过低通滤波器从积分器输出中提取的偏移成分。消除装置可以包括高通滤波器，用于通过消除积分器输出中的偏移成分以提取放电电流成分。通过以上的设置，通过消除包含在传感线圈输出的差分值中的偏移成分获得了电极之间的电流，在放电能量相对弱的情况下可以精确地检测放电。附图说明图1示出了本专利技术实施例中应用的使用电极间寄生电容施加加工电压的供电电路图；图2示出了供电电路的工作状况图；图3示出了根据本专利技术实施例的放电电流检测电路图。图4示出了放电电流检测电路中积分器和低通滤波器输出的曲线图；图5示出了放电电流检测电路中积分器和差分放大器输出的曲线图；图6示出了通过线圈检测放电电流中电极间电压和电极间检测电流之间的电压曲线图。具体实施例方式根据本专利技术实施例的放电加工装置具有适于进行精加工的供电电路，如图1所示，其中电源E的电压通过打开/关闭开关元件SW经由电流限制元件R施加到例如电线的工具电极1和工件2之间，以对电极之间的寄生电容C充电，充电电压施加到电极之间以引起放电来加工工件，这适于精加工。根据本专利技术，传感线圈设置在放电电路中，以便可靠精确地使用传感线圈检测放电电流。图3示出了放电电流检测电路的实施例。通过传感线圈3测量工具电极1和工件2之间流动的放电电流。由于传感线圈3的输出代表放电电流的差分值，该输出通过积分器4积分转换为电流值。因为积分器4输出中包含的偏移成分的频率比放电电流的频率低很多，该输出偏移成分通过低通滤波器5提取。在此例中，低通滤波器5的截止频率设为72kHz。由低通滤波器5输出的偏移成分通过差分放大器6从积分器4的输出中被减去，以便消除偏移成分。差分放大器6的输出，其中消除了偏移成分，通过比较器7与参考值8进行比较，当差分放大器6的输出大于参考值时，输出放电信号脉冲。图4中的曲线图4A和图5中的曲线图5A示出了积分器4的输出，图4中的曲线图4B示出了低通滤波器5的输出。图5中的曲线图5B示出了差分放大器6的输出。曲线图4B所示的偏移成分从包含着偏移成分叠加在其中的积分器4输出中消除(曲线图4A和5A)，以获得所测量的电极之间电流的波形，如图5的曲线图5B所示。因此，通过比较差分放大器6的输出和参考值8可以精确检测放电的发生。所检测的放电，例如根据放电的次数，用于控制工具电极1和工件2的相对加工进给。在以上实施例中，使用低通滤波器5和差分放大器6以便从积分器4的输出中消除偏移成分，可以配置使得积分器4的输出输入到高通滤波器，以消除偏移成分，获得电极之间的电流。权利要求1.一种放电加工装置，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种放电加工装置，用于通过无论放电是否均周期性地在工具电极和工件之间施加电压，并通过对工具电极和工件提供相对加工进给进行加工，包括：传感线圈，用于检测放电电流；积分器，用于积分所述传感线圈的输出；消除装置，用于消除包 含在所述积分器的输出中的偏移成分；和比较器，用于比较所述消除装置的输出和预定值以检测放电的发生，从而基于检测到的放电控制加工进给。
【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，中岛廉夫，
申请(专利权)人：发那科株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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