放电加工机床用电源系统技术方案

有直流电源和开关元件的电源装置离开在工具电极和工件之间形成的间隙设置，将从电源装置通过同轴电缆输送的高频直流脉冲变换成高频交流脉冲的变换器与该间隙连接。该变换器包括环形铁心，接在同轴电缆上的一次线圈及接在间隙上的二次线圈。这些线圈最好有最少的匝数。还设有使来自直流电源的直流脉冲和在变压器中感应的交流脉冲有选择地通过间隙的旁路装置。最好将旁路装置和变压器装设在加工间隙附近一个外壳中。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及放电加工机床(EDM)用的电源系统。更具体地说，本专利技术是涉及将移动的金属丝作为工具电极使用，并在该金属丝电极和工件之间的间隙产生放电，从而将该工作加工成所希望的外形用的金属丝放电精加工机床用的电源系统。放电加工机床备有向工具电极和导电性工件之间形成的加工间隙供给连续控制功率脉冲的电源系统。工件被装在工件槽中，在其间隙中灌满煤油或具有大电阻率的去离子水之类电感性液体。在将功率脉冲施加到该间隙之中时，当间隙两侧的电压达到某一数值后，由于电感性液体出现离子化，产生放电现象。结果是通过间隙产生放电电流，工件材料有极小的一部分蒸发或熔融，然后随着电感性液体的流动而从间隙中流走。于是在工件表面上形成弧坑状的极小凹坑。停止施加功率脉冲后，间隙之间的绝缘恢复。放电加工是通过工具电极与工件之间的相对移动，在间隙中发生大量放电，对零件或模具进行精密制造加工用的工艺，适合于硬金属加工。功率脉冲由电源装置产生，电源装置与包括支持工件的构件或使工具电极与工件作相对移动的机械构件在内的机械部分必须要保持一定的物理距离。在电源装置的机壳中装有用来产生功率脉冲的电气构件，同时还装有控制该功率脉冲的功率大小、极性、该脉冲的接通时间及断开时间、以及控制工具电极相对移动的控制装置。该电源装置通过适当的导体连接到机械部分上。在金属丝放电精加工机床中，通常使金属丝在走向与工件垂直的一对导辊之间运行，并将金属丝作为工具电极使用。加工时将功率脉冲施加在间隙之间，移动的金属丝沿着与工件轴线垂直的方向移动。将工件加工成具有所希望的外形，金属丝放电精加工机床的加工也许与使用钢丝锯进行加工的方式相似。众所周知在一对导辊之间承受给定张力的状态下，当金属丝以给定的速度移动时，会使其上方和下方的金属丝导辊产生微小的振动。由于这种不希望有的金属丝的振动，使得工件上与金属丝相对的部分的两个表面之间的中央部分比其上侧表面及下侧表面遭受到不应有的磨蚀，结果对制品的形状精度产生不良影响。通过提高金属丝的移动速度，可以提高金属丝的直度。另外，通过加大供给间隙的单位时间能量，由于对放电的金属丝产生压力，也能减小金属丝振动的振幅。可是，当需要每次以小能量的功率脉冲供给间隙时，金属丝的振幅就得不到充分减小。例如，使金属丝沿规定的轨迹移动，对工件上的外形进行粗加工之后，为了改善加工后的工件表面光洁度，还要使金属丝沿偏离该规定的轨迹的轨迹移动加工，进行所谓的“二次精铣”，自然就会要求每一次功率脉冲的能量要小。放电结束后，由于要在间隙中恢复充分绝缘，不可能过分缩短功率脉冲之间的断路时间，因此功率脉冲的循环频率的增加受到限制。本专利技术的目的是提供这样一种金属丝切割放电加工机用的电源系统，它能够以高重复频率向间隙持续供给功率脉冲，增大向间隙提供的单位时间能量，结果能够减小金属丝的振幅。本专利技术的另一个目的是提供一种通过以高重复频率向间隙持续提供功率脉冲，改善加工效率的放电加工机用的电源系统。另外，本专利技术的目的是提供一种能根据不同的目的、供给振幅或重复频率不同的功率脉冲的放电加工机用的电源系统。本专利技术的其它目的，将在后面的说明中部分地加以阐述，如果是本专业工作者，则通过实践本专利技术的过程中也会逐步理解。为了达到上述目的，按照本专利技术，将功率脉冲供给在工具电极和工件之间形成的加工间隙，并通过放电对工件进行加工的放电加工机用的电源系统由以下部分构成直流电源；发生有受控接通时间和受控断开时间的连续脉冲信号的脉冲发生器；与直流电源串联、响应受控脉冲信号，使从直流电源输出的直流电流脉冲化的开关；还有一端与直流电源的一端连接的第1导体，以及一端与直流电源的另一端连接的第2导体、将通过开关流过的直流脉冲送到加工间隙附近、且有小线路电感的同轴电缆或绞线类电缆；以及其输入端与第1导体的另一端及第2导体的另一端连接、其输出端连接至加工间隙，并将其配置在加工间隙附近、将从直流电源通过开关流过的直流脉冲变换成交流脉冲、从而使交流脉冲流过加工间隙的变换装置。变压器最好有环形铁心、绕在该环形铁心上且与电缆的一端连接的一次线圈、以及绕在该环形铁心上且连接到加工间隙的二次线圈，从而使直流电源输送给一次线圈的能量，通过电磁感应送给二次线圈。另外，最好尽可能减少变压器线圈的匝数。另外，电源系统最好含有使变换装置电性旁路的装置，以便有选择地使来自直流电源的直流脉冲通过加工间隙流过。该旁路装置和变换装置可集中在一起装在设在加工间隙附近的一个壳体中。图1是说明本专利技术的一个实施例中的电源系统的简略框图。图2A、2B、2C、2D、2E、2F及2G是说明与电源系统相关的电压及电流波形的时间图。图3是说明将直流变换成交流的变压器和该变压器旁路用的开关集中装在一起的箱体配置情况示意图。图4是说明图3所示壳体中的电路示意框图。图5是说明图4中的一个开关的详细断面图。图6是说明本专利技术的另一个实施例中的电源系统的简略框图。以下参照附图说明本专利技术。图1表示本专利技术的一个实施例中的电源系统，其中包括主机部、以及与该主机部相距一定物理距离配置的电源装置5的金属丝切割放电加工机用的电源系统。该主机部包括在金属丝的一对导辊2A及2B之间移动的金属丝1，该金属丝1在规定的张力下、与工件架4上承载的工件3保持一定的间隔。该工件架4载于可在垂直于金属丝1的平面内移动的XY纵横移动工作台(图中未示出)上。主机部还包括图中未示出的(例如)使金属丝1从绕线架向间隙移动用的机械构件，以及将电感性液体导入间隙的构件。电源装置5包括电路6，该电路6包括直流电源6A、串联到该直流电源6A上的开关元件6B及限流电阻6C。为了简单明了地说明实施例，在图示的实施例中仅示出由开关元件6B及限流电阻6C构成的一个直流组件。为了能任意选择流过电路6的电流值，还可以另外设置与该直流组件并联、且与直流电源6串联的的直流组件。电路6还有防返流用的二极管6D、以及用于保护开关元件6B，使其不受浪涌电流损害的开关6E及二极管6F。电源5还包括与电路6并联的电路8，该电路8有可变直流电源8A、连接到该电源8A上的开关元件8B、防返流用二极管8C、以及保护开关元件8B的二极管8D。开关元件6B及8B由(例如)MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)之类的电子开关构成。电路8不含实质性的电阻，因此从直流电源8A输出后通过开关元件8B的直流脉冲的前沿及后沿陡峻，适合于向机械部提供高频直流脉冲。开关元件8B在非饱和区动作，通过控制开关元件8B的闭合时间，可使放大的电流脉冲的峰值维持定值。还没有脉冲信号发生装置7，它分别向开关元件6B及开关元件8B提供有接通时间和断开时间的脉冲信号，开关元件6B及8B分别响应该脉冲信号，在脉冲信号的接通时间内进行断路动作。脉冲信号发生装置7含有控制脉冲信号的接通时间和断开时间的控制器。一般说来，在金属丝切割放电加工机中，最好供给导通时间较短的功率脉冲。虽然工件3上待加工部分所希望的表面光洁度与工件3的材料有关，但使用的功率脉冲的导通时间一般都在数μS以下、最大在数10μS以下。在金属丝放电精加工机的机械部和电源5之间连接的导体11A及11B尽可能使线路电感小，以便使流过间隙的电流脉冲的前沿及后沿陡峻。例如导体11A及11B采用配置成同轴的同轴电缆1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电源系统，它是通过向在工具电极和工件之间形成的加工间隙供给功率脉冲，利用放电加工工件的放电加工机床用的电源系统，该电源系统的特征为备有： 直流电源； 发生有受控接通时间及受控断开时间的连续脉冲信号的脉冲发生装置； 与上述直流电源串联，响应上述脉冲信号、使来自上述直流电源的直流电流脉冲化的开关； 备有一端与上述直流电源的一端连接的第１导体、及一端与上述直流电源的另一端连接的第２导体、构成能使上述第１及第２导体中的电感减小，并将通过上述开关的直流脉冲输送到加工间隙附近的电缆；以及 其输入端与上述第１导体的另一端及第２导体的另一端连接、其输出端与上述加工间隙连接、配置在该加工间隙附近、将从上述直流电源输出流过上述开关的直流脉冲变换成交流脉冲、从而使该交流脉冲流过上述加工间隙的变换装置。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：金子雄二，上田忠夫，渡部善博，丰永龟生，
申请(专利权)人：沙迪克株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]