CN101932403A - 放电加工装置 - Google Patents

Abstract

本发明得到一种放电加工装置，其向加工用电极和被加工物之间施加电压脉冲，适当切换该电压脉冲的极性而进行加工，兼顾期望的加工精度和期望的控制性。放电加工装置具有开关元件(SW1～SW4)，对上述开关元件(SW1～SW4)进行控制的控制部在设置了将开关元件(SW1)接通的期间的情况下，在该期间中设置使开关元件(SW4)成为接通状态的期间，在设置了将开关元件(SW2)接通的期间的情况下，在该期间中设置使开关元件(SW3)成为接通状态的期间，从而向加工用电极和被加工物之间施加期望的电压脉冲。由此，得到构成为可以防止浪涌电压、而且可以消耗极间的残存电荷的放电加工装置。

Description

放电加工装置

技术领域

本发明涉及一种利用放电对被加工物进行加工的放电加工装置。

背景技术

放电加工装置是通过在加工用电极-被加工物之间产生电弧放电而进行被加工物的加工的装置。在放电加工装置中，需要用于产生电弧放电的电力源(放电加工用电源)，对于该加工用电源的结构，当前存在各种方式。

例如，具有一种放电加工用电源，其具有：第1电源部，其可以产生使加工用电极(以下简称为“电极”)相对于被加工物为正极的电压脉冲；以及第2电源部，其可以产生使电极相对于被加工物为负极的电压脉冲，该放电加工用电源通过交替驱动上述2个电源部，可以向电极和被加工物之间的间隙施加正极性以及反极性的放电脉冲(参照例如专利文献1，图35)。

如果简单说明上述电源部的结构，则第1电源部构成为具有：电容器Cq，其用于积蓄电荷；直流电源Vs，其对电容器Cq充电；充电电阻Rs，其设置在充电路径上；开关元件Su，其使电容器Cq中积蓄的电荷流过上述间隙而产生脉冲状的放电电压；防逆流二极管D2，其与开关元件Su串联连接；开关元件S1，其与上述间隙并联连接，用于将该间隙短路；以及防逆流二极管D1，其与开关元件S1串联连接，第2电源部构成为具有：电容器Cr，其用于积蓄电荷；直流电源Vt，其对电容器Cr充电；充电电阻Rr，其设置在充电路径上；开关元件Sv，其使电容器Cr中积蓄的电荷流过上述间隙而产生脉冲状的放电电压；防逆流二极管D4，其与开关元件Sv串联连接；开关元件St，其与上述间隙并联连接，用于将该间隙短路；以及防逆流二极管D3，其与开关元件St串联连接。

另外，在该专利文献1所示的放电加工用电源装置中，执行下述动作。首先，从属于第1电源部的电源Vs经由充电电阻Rs对电容器Cq充电，通过将开关元件Su接通，从而将电容器Cq中所充电的能量向被加工物和电极之间(将被加工物视为电极，以下称为“极间”)供给。此时，即使在电极和被加工物之间产生的电压(以下称为“极间电压”)上升而产生放电，也仅供给与该受限制的能量相应的量。另外，此时，将利用电源Vt而在电容器Cr中充电得到的电压(与在电容器Cq中充电而得到的电压反向的电压)向极间施加，放电电流迅速消失。即，在专利文献1的放电加工装置中，由于在通过第1电源部施加放电加工所需的电压后，由第2电源部施加用于防止再放电的电压，所以可以抑制在非放电加工时要流动的电流，从而实现表面粗糙度的改善。

此外，在上述控制中，由于在不产生放电的情况下，极间残存电荷，所以在施加下一次的电压脉冲前，需要将极间状态暂时复位。因此，即使在极间不产生放电的情况下，也进行将开关元件S1以及开关元件Sv同时接通的控制，而执行将极间状态复位的控制。

即，在该放电加工用电源装置中，无论有无放电，均在每个电压脉冲的施加循环中，在极间产生来自电容器Cq(Cr)的电容转换而得到的电压，并且，每次都进行将电容转换而得到的电压进行复位的控制。另外，为了在将极间电压复位后，使极间电压再次上升，所以进行使开关元件Su(St)接通而施加来自电容器Cq(Cr)的电压的控制。

专利文献1：日本特开2003-205426号公报

发明内容

然而，为了提高放电加工装置的控制性，需要迅速进行极间电压的再上升。因此，在例如上述专利文献1的放电加工装置的结构中，优选向极间供给的电荷不仅来自电容器Cq(Cr)，也从电源Vs(Vt)进行供给。在此情况下，充电电阻Rs、Rr需要使用电阻值比较小的电阻。

另一方面，在充电电阻Rs、Rr的电阻值较小的情况下，存在以下所示的问题点。

首先，如果将开关元件Su接通，则在极间出现电压，随着时间推移而极间电压上升。如果极间电压超过放电开始电压，则放电电流开始在极间流动。此时，极间电压降低，并且有时会由于配线及极间附近的电感成分产生的电压(反向电压)，使极间电压反转为反极性。由于在极间电压小于或等于电弧电压的情况下，无法持续放电，所以放电暂时停止。此外，为了降低表面粗糙度，优选在该定时(极间电压即将向反极性反转之前)使放电结束。

但是，在如上述所示，向极间供给的电荷不仅来自电容器Cq(Cr)，还从电源Vs(Vt)进行供给的情况下，由于在极间电压反转为反极性后，继续进一步降低，超过反极性侧的放电电压而产生反极性的放电，所以存在表面粗糙度增大的问题点。

如上述所示，在专利文献1所示的现有的放电加工装置中，存在下述课题，即，如果要提高控制性，则无法得到期望的加工精度，无法兼顾期望的加工精度和期望的控制性。

本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于提供一种可以兼顾期望的加工精度和期望的控制性的放电加工装置。

为了解决上述课题而达到目的，本发明所涉及的放电加工装置在加工用电极和被加工物之间施加电压脉冲，适当切换该电压脉冲的极性而进行加工，该放电加工装置的特征在于，具有：第1直流电源，其以使正极侧成为所述被加工物侧、负极侧成为所述加工用电极侧的方式电气连接；第1开关，其插入至将所述第1直流电源、和所述被加工物及所述加工用电极之间进行连结的电流路径上，与所述第1直流电源串联连接；第2直流电源，其以使正极侧成为所述加工用电极侧、负极侧成为所述被加工物侧的方式电气连接；第2开关，其插入至将所述第2直流电源、和所述加工用电极及所述被加工物之间进行连结的电流路径上，与所述第2直流电源串联连接；第3开关，其在所述被加工物和所述加工用电极之间，与所述串联连接的第1直流电源以及第1开关电气并联连接；第4开关，其在所述被加工物和所述加工用电极之间，与所述串联连接的第2直流电源以及第2开关电气并联连接；至少一个电阻，其插入从所述第1直流电源至所述加工用电极以及所述被加工物的电流路径上、以及从所述第2直流电源至所述加工用电极以及所述被加工物的电流路径上；以及控制部，其基于放电加工所需的加工信息，生成并输出用于控制所述第1～第4开关的开关信号，所述控制部在设置了将所述第1开关接通的期间的情况下，在该期间内设置使所述第4开关成为接通状态的期间，在设置了将所述第2开关接通的期间的情况下，在该期间内设置使所述第3开关成为接通状态的期间。

发明的效果

根据本发明所涉及的放电加工装置，由于对第1～第4开关进行控制的控制部，在设置了将第1开关接通的期间的情况下，在该期间内设置使第4开关成为接通状态的期间，在设置了将第2开关接通的期间的情况下，在该期间内设置使第3开关成为接通状态的期间，所以实现可以提供能兼顾期望的加工精度和期望的控制性的放电加工装置的效果。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1所涉及的放电加工装置的概略结构的图。

图2是表示本实施方式所涉及的开关信号波形的一个例子，以及此时的极间电压波形(非放电时、放电时)及放电电流波形的图。

图3是表示本发明的实施方式2所涉及的放电加工装置的概略结构的图。

图4是表示本发明的实施方式3所涉及的放电加工装置的概略结构的图。

图5是用于说明本发明的实施方式4所涉及的放电加工装置的动作的图。

图6是表示作为对比例而示出的现有的放电加工装置的结构的图。

图7是表示对图6所示的放电加工装置进行控制的情况下的开关信号波形的一个例子，以及此时的极间电压波形(非放电时、放电时)及放电电流波形的图。

符号的说明

1 放电加工装置

2 电极

3 被加工物

4 电源部

6 放电加工部

8 控制部

11 预备放电电源

12 主放电电源

14 寄生电容

16a、16b 接触器(contactor)

100 加工参数

101 动作识别处理部

102 上位控制器

111  第1电源

112 第2电源

121 第3电源

D1～D8 二极管

R1、R2 限流电阻

Rx、Ry 共用电阻

SW1～SW6 开关元件

具体实施方式

下面，参照附图，详细说明本发明所涉及的放电加工装置的实施方式。此外，本发明并不限定于以下所示的实施方式。另外，以下所示的电路结构仅表示一个例子，可以在不脱离本发明的技术意义的范围内进行各种变形。

实施方式1

图1是表示本发明的实施方式1所涉及的放电加工装置的概略结构的图，是以电源部为中心进行表示的功能框图。在图1中，放电加工装置1具有电源部4、放电加工部6以及控制部8。

(放电加工装置的结构)

在图1中，电源部4具有预备放电电源(也称为辅助电源)11以及主放电电源(也称为主电源)12。预备放电电源11是用于生成后述的预备放电脉冲的电源部，构成为具有作为第1直流电源的第1电源111、作为第2直流电源的第2电源112、构成第1～第4开关的开关元件SW1～SW4、二极管D1～D6、以及构成第1、第2电阻的限流电阻R1、R2，主放电电源12构成为具有作为第3直流电源的第3电源121、构成第5、第6开关的开关元件SW5、SW6、以及二极管D7、D8。

放电加工部6具有相对配置的电极2及被加工物3，电极2以及被加工物3分别连接有例如机械开关即接触器16a、16b，其作为用于切断与主放电电源12之间的连接的开关。此外，在电极2和被加工物3之间存在寄生电容成分，其由电极2以及被加工物3的形状及大小、以及电极2和被加工物3之间的距离(极间距离)等确定。因此，如图1的虚线部所示，将该寄生成分作为连接在电极2以及被加工物3的两端之间的寄生电容14示出。

另一方面，在放电加工装置1外部具备上位控制器102，其具有加工参数100以及动作识别处理部101。在加工参数100中含有表示加工动作及加工条件等的信息，动作识别处理部101基于加工参数100的信息，识别进行放电加工时所需的控制信息(以下称为“加工信息”)，并向控制部8传送。在这里，该控制信息包括例如电压极性的信息、以及重视加工速度、表面粗糙度、电极消耗、平直度中的哪一个的信息等，其中，该电压极性的信息是指进行正极性加工还是进行负极性加工、或者使用这两者进行加工。

控制部8使用从动作识别处理部101输出的加工信息，确定应向电极2和被加工物3之间施加的电压(以下称为“极间施加电压”)，并且输出用于对开关元件SW1～SW6进行开关控制的控制信号。开关元件SW1～SW6基于从控制部8输出的开关信号被控制，向电极2和被加工物3之间供给期望的极间施加电压。

下面，说明预备放电电源11以及主放电电源12的连接结构。

(预备放电电源11的连接结构)

在图1中，第1电源111的正极侧端子与二极管D1的正极连接，负极侧端子与第2电源112的正极侧端子连接。二极管D1的负极与开关元件SW1的漏极连接，开关元件SW1的源极与限流电阻R1连接。另一方面，限流电阻R2与二极管D2的正极连接，二极管D2的负极与开关元件SW2的漏极连接。另外，开关元件SW2的源极与第2电源112的负极侧端子连接。另外，第2电源112的正极侧端子与二极管D3的正极连接，二极管D3的负极与限流电阻R1连接。另外，将限流电阻R2和二极管D4的正极连接，将二极管D4的负极和第1电源111的正极侧端子连接。

另外，开关元件SW3以及开关元件SW4与极间并联连接。如果详细说明该连接，则开关元件SW3的漏极经由二极管D5以及限流电阻R1与被加工物3连接，并且开关元件SW3的源极与电极2连接。相同地，开关元件SW4的漏极经由二极管D6与电极2连接，并且开关元件SW4的源极经由限流电阻R2与被加工物3连接。此外，限流电阻R1、R2各自可以具有相同的电阻值，也可以具有不同的电阻值。

(主放电电源12的连接结构)

在图1中，开关元件SW5的漏极以及二极管D8的负极与第3电源121的正极侧端子连接，二极管D7的正极以及开关元件SW6的源极与第3电源121的负极侧端子连接。另外，将开关元件SW5的源极与二极管D7的负极连接，并且该接点成为至被加工物3的输出点。相同地，将二极管D8的正极与开关元件SW6的漏极连接，并且该接点成为至电极2的输出点。

另外，如果说到关于预备放电电源11以及主放电电源12的使用方法，则通常在例如粗加工或半精加工的情况下，使用预备放电电源11以及主放电电源12这两者，在精加工的情况下，仅使用预备放电电源11。此外，在仅使用预备放电电源11的情况下，利用接触器16a、16b将主放电电源12与电极2以及被加工物3之间的各连接切断。

(放电加工装置的动作)

下面，参照图1及图2的附图，说明本实施方式所涉及的放电加工装置的动作。此外，以下说明的内容是针对在精加工时的预备放电电源11的动作进行说明的。

图2是表示从控制部8输出的开关信号波形的一个例子、以及此时的极间电压波形及放电电流波形的图。如果更详细地说明，则该图(a)～(d)是分别向开关元件SW1～SW4施加的开关信号，该图(e)是通过该图(a)～(d)所示的开关信号所产生的极间电压波形，该图(f)是在极间产生该图(e)所示的极间电压时在极间流动的放电电流波形。

首先，在定时(1)，将开关元件SW1以任意期间接通，然后，间歇任意期间。通过反复进行一系列的开关动作，极间电压如该图(e)所示逐渐上升。如果在定时(2)超过放电开始电压，则极间发生绝缘破坏，流过如该图(f)所示的放电电流。在这里，反复进行开关元件SW1的接通-断开动作是由于，即使在接通动作条件下放电，也通过立刻断开而限制来自第1电源111的电源电流在极间流动。即，通过接通脉宽规定加工能量的最大值。此外，如上述所示，从第1电源111供给电压脉冲时的极性为正极性，从第2电源112供给电压脉冲时的极性为反极性。

以任意的次数反复施加正极性脉冲，在定时(3)结束。另一方面，与开关元件SW1断开大致同步(实际上，空出数ns～数us的时间量的间隔，以使得在开关元件之间不会流过短路电流)，将开关元件SW3接通。此外，在开关元件SW1进行接通-断开动作的期间，开关元件SW4维持接通状态，在开关元件SW2开始接通-断开动作的定时(4)(实际上是在提前数ns～数us时间的定时，以使得在开关元件之间不会流过短路电流)，进行控制以使开关元件SW4断开。

在定时(4)以后，使开关元件SW1和开关元件SW2的动作颠倒，以任意的次数反复施加反极性脉冲。然后，在定时(5)，极间电压超过放电开始电压，如该图(f)所示的放电电流流动。

如上述所示，在本实施方式所涉及的放电加工装置中，可以使在进行正极性加工的情况下的电弧放电仅限于在定时(2)产生的正极性电压所导致的放电。相同地，可以使在进行反极性加工的情况下的电弧放电仅限于在定时(5)产生的反极性电压所导致的放电。

(现有的放电加工装置的放电动作)

在这里，参照图6及图7的附图，说明现有的放电加工装置的放电动作。此外，图6是表示上述专利文献1中公开的放电加工装置的结构的图，图7是表示对图6所示的放电加工装置进行控制的情况下的开关信号波形的一个例子，以及此时的极间电压波形及放电电流波形的图。

在图7中，如果在定时(1)将开关Su接通，则极间电压开始上升。如果在定时(2)超过放电开始电压，则极间发生绝缘破坏，开始在极间流过如该图(d)所示的放电电流。另一方面，如果放电电流开始在极间流动，则有时会由于配线或极间附近的电感成分使极间电压大幅降低，反转为反极性。由于如果极间电压小于或等于电弧电压，则无法持续放电，所以在定时(3)，没有放电电流流动。为了降低表面粗糙度，优选在该定时使放电结束，但由于极间电压继续向反极性侧降低，所以如该图(e)所示，在定时(4)再次产生放电。此外，通过放电使极间电压降低，在小于或等于电弧电压的定时(5)，放电结束。

如上述所示，在图6所示的现有的放电加工装置中，由于极间电压成为振荡波形，所以有时无法对放电进行控制，无法得到期望的表面粗糙度。在这方面，在上述的本实施方式的放电加工装置中，如图2所示，由于对极间电压成为振荡波形的情况进行了抑制，所以可以得到期望的表面粗糙度。

(本实施方式所涉及的放电加工装置的要点)

下面，说明本实施方式的放电加工装置所涉及的3个要点。首先，本实施方式所涉及的第1要点在于，在开关元件SW1的接通-断开动作结束时，或者在开关元件SW2的接通-断开动作结束时，进行分别将开关元件SW3、SW4接通而使极间电压返回大致0V的控制(参照图2(a)～(d))。

此外，在本实施方式中，在定时(3)～(4)的期间，进行将开关元件SW3、SW4这两者接通的控制，但不一定是必须的，只要根据极间的电压极性而使单侧的开关元件动作即可。即，只要在开关元件SW1的接通-断开动作结束时将开关元件SW3接通，在开关元件SW2的接通-断开动作结束时将开关元件SW4接通即可。

例如图7所示的现有的开关动作，可以认为是利用从电容器向电极间隙的电容转换，而施加瞬态电压脉冲(由于施加的是振荡脉冲，所以表观上是施加正弦上半波的形式)。另一方面，在进行本实施方式所涉及的如图1所示的接通-断开连续动作的情况下，非放电时的极间电压以比较长的时间持续施加。由于如果在极间存在电压的状态下使电压脉冲反转，则以在此前的电压中叠加反转后的电源电压的方式起作用，所以输出高电压，可能使加工动作不稳定。因此，无法进行如图7所示的开关动作。

因此，在本实施方式中，在开关元件SW1的接通-断开动作结束的定时(3)，进行将开关元件SW3接通的控制。通过该控制，以被加工物3→限流电阻R1→二极管D5→开关元件SW3→电极2的路径，消耗寄生电容中积蓄的电荷，使极间电压下降至0V附近(参照定时(2)～(3)中的图2(e)的波形)。

另外，本实施方式所涉及的第2要点在于，将限流电阻R1、R2与开关元件SW3、SW4相比更靠近极间侧而配置(参照图1)。限流电阻R1(R2)用于对放电时从第1电源111(第2电源112)向电极间隙流动的电流进行限制，但也对在极间进行充放电的动作造成影响。例如，在充电时，根据限流电阻R1(R2)和寄生电容的时间常数、以及接通-断开动作的占空比，使极间电压上升，在放电时，仅根据限流电阻R1(R2)和寄生电容的时间常数，使极间电压降低。限流电阻R1(R2)是兼顾加工速度(与“极间电压的充电时间”相关)和表面粗糙度(与“限流的程度”有关)而选定的，由于至少与电压上升的速度相比，电压降低的速度相同或较低，所以可以将充电用电阻和放电用电阻共用。

另外，如本实施方式所示，如果将限流电阻R1(R2)设置在电极间隙附近，则可以利用限流电阻R1(R2)对电源侧发生异常动作时的影响进行阻挡而使其变小。

考虑例如开关元件SW1(SW2)和开关元件SW3(SW4)瞬间接通、或瞬间发生同时接通的期间这样的误动作的情况。此时，在第1电源111→二极管D1→开关元件SW1→二极管D5→开关元件SW3→第1电源111(第2电源112→二极管D6→开关元件SW4→二极管D2→开关元件SW2→第2电源112)这一路径中流过贯穿电流。该贯穿电流可以通过开关元件SW3(SW4)或开关元件SW1(SW2)的断开而消除。另一方面，通过开关元件SW3(SW4)或开关元件SW1(SW2)的断开动作，由存在于路径上的寄生电感成分所积蓄的能量产生高电压。虽然该高电压为浪涌状，是瞬间的，但如果直接向极间输出，则使加工品质显著降低，所以不优选。与此相对，在本实施方式中，由于将限流电阻R1(R2)配置在极间附近、或者电路的输出端附近，所以可以阻挡基于异常动作产生的电流，可以防止加工品质的降低。

另外，本实施方式所涉及的第3要点在于，在开关元件SW1(SW2)的接通-断开动作中，使开关元件SW4(SW3)始终处于接通状态。在图7所示的现有技术所涉及的驱动方法中，如果在放电开始定时电压波形发生振荡，则可能电弧放电不会中断而是连续发生。与此相对，在本实施方式所涉及的动作中，可以经由开关元件SW4(SW3)消耗多余的能量，可以可靠地停止放电。

具体地说，在定时(2)放电开始时，被加工物3的电位与电极2相比较高，施加正极性电压。如上述所示，如果通过放电产生振荡成分，则可能使电极2的电位高于被加工物3的电位，向反极性电压反转。

但是，在本实施方式中，由于通过电极2→二极管D6→开关元件SW4→限流电阻R2→被加工物3的路径消除反极性电压，将极间电压抑制在0V附近，所以反极性电压不会超过放电开始电压。即，电弧放电仅限于在定时(2)产生的正极性电压所导致的放电。此外，限流电阻R2此时作为衰减电阻起作用。

在定时(5)中也相同地，即使由于反极性电压的放电产生振荡波形，使正极性电压变高，在被加工物3→限流电阻R1→二极管D5→开关元件SW3→电极2的路径中消除正极性电压，将极间电压抑制在0V附近，因此，正极性电压不会超过放电开始电压。通过上述动作，可以避免由于不必要的放电导致的表面粗糙度变差，可以防止加工品质的降低。

此外，在本实施方式中，如图1所示，插入有二极管D3、D4。例如在开关元件SW1接通的期间中，如果电极间隙短路，则短路电流以第1电源111→二极管D1→开关元件SW1→限流电阻R1→被加工物3→电极2→第1电源111的路径流动。在该状态下，如果开关元件SW1断开，则虽然限流电阻R1存在，但多少会在电路内产生浪涌电压。二极管D3、D4以在浪涌电压超过电源电压的情况下向电源侧再生的方式进行动作。

具体地说，在开关元件SW1断开的瞬间所产生的电压，以被加工物3→电极2→第2电源112→二极管D3→电阻R1→被加工物3的路径向第2电源112再生。相同地，在开关元件SW2接通期间中电极间隙短路，开关元件SW2断开的瞬间所产生的浪涌电压，以电极2→被加工物3→限流电阻R2→二极管D4→第1电源111→电极2的路径向第1电源111再生。通过上述再生动作，可以防止元件损坏。

此外，在图2所示的开关波形中，将开关元件SW4(SW3)控制为始终接通的状态，但这一点不是主旨。重点在于，只要使由于通过放电所产生的振荡成分而可能产生的反转电压(如果在正极性加工的情况下，为反极性电压，如果在反极性加工的情况下，为正极性电压)消除，将极间电压抑制在0V附近即可。从这种意义上来说，只要在开关元件SW1(SW2)接通的期间，设置有开关元件SW4(SW3)成为接通状态(规定期间接通)的期间即可。

另外，在以去除振荡波形作为目的的情况下，也考虑与极间并联地设置电阻。但是，由于是与极间并联，所以始终存在电阻损耗。特别地，如果考虑在施加脉冲和施加脉冲的间歇期间中消耗极间残存的电荷(电压)，则需要设定为数us程度的时间常数，为了有效地起作用，需要将电阻值设定地较低，因此，不能无视电阻损耗，很难说是优选方法。

实施方式2

(放电加工装置的结构)

图3是表示本发明的实施方式2所涉及的放电加工装置的概略结构的图。在实施方式1中，使限流电阻R1、R2分别与第1电源111以及第2电源112对应而单独设置，但在本实施方式中，作为共用电阻Rx而实现共通化。共用电阻Rx一端与电极2连接，插入至将电极2与第1电源111及第2电源112的连接点之间连结的共通的电流路径上。通过该结构，在可以限制从第1电源111以及/或者第2电源112向电极间隙流入的电流的基础上，还可以兼有针对各开关元件的异常动作进行保护的功能。此外，对于产生与实施方式1相同或者等同作用的部分，标注相同的标号，省略其说明。

(放电加工装置的动作)

下面，参照图3，说明本实施方式所涉及的放电加工装置的动作。在图3中，考虑产生开关元件SW1、SW3同时接通那样的桥臂短路的情况。在此情况下，根据本实施方式的结构，电流以第1电源111→二极管D1→开关元件SW1→二极管D5→开关元件SW3→共用电阻Rx→第1电源111的路径流动。因此，由于可以利用共用电阻Rx进行限流，所以可以防止开关元件SW1、SW3损坏。该作用对于开关元件SW2、SW4也相同。

此外，在产生开关元件SW1、SW2同时接通那样的误动作的情况下，由于短路电流以第1电源111→二极管D1→开关元件SW1→二极管D2→开关元件SW2→第2电源112→第1电源111的路径流动，所以有可能使开关元件SW1、SW2损坏。但是，根据图2所示的开关波形可以明确，由于开关元件SW1、SW2同时接通的可能性与开关元件SW1、SW3(SW2、SW4)同时接通的可能性相比非常低，所以即使是图3的结构，在实用方面也没有问题。

此外，在将开关元件SW1、SW2同时接通那样的误动作也包含在内进行考虑的情况下，优选构成为，设置图1所示的限流电阻R1、R2中的至少一个，而且插入图3所示的共用电阻Rx。通过这种结构，可以兼具有短路保护的功能和放电时的限流功能，可以以较少的部件数量得到高品质的放电加工装置。

实施方式3

图4是表示本发明的实施方式3所涉及的放电加工装置的概略结构的图。在实施方式1中，使限流电阻R1、R2分别与第1电源111以及第2电源112对应而单独设置，但在本实施方式中，作为共用电阻Ry而实现共通化。另外，在实施方式2中，将共通化的共用电阻Rx插入第1电源111与第2电源112之间的连接点、和开关元件SW3与二极管D6之间的连接点之间，但在本实施方式中，将共通化的共用电阻Ry插入开关元件SW3与二极管D6之间的连接点、和电极2之间。此外，对于产生与实施方式1、2相同或者等同的作用的部分，标注相同的标号，省略其说明。

根据实施方式3所涉及的放电加工装置的结构，与实施方式1、2相同地，在可以限制从第1电源111以及/或者第2电源112向电极间隙流入的电流的基础上，还可以兼有针对各开关元件的异常动作进行保护的功能。另外，由于与实施方式2相同地，只要在针对寄生电容14的充电路径上以及来自寄生电容14的放电路径上仅配置共通化的共用电阻Ry即可，所以除了实施方式1的效果以外，还可以得到能够减少部件数量的效果。

另外，也可以取代将共用电阻Ry插入开关元件SW3与二极管D6之间的连接点、和电极2之间，而是将该共用电阻插入被加工物3侧。具体地说，将共用电阻的一端与被加工物3连接，在将第1电源111以及第2电源112分别和被加工物3连结的共通的电流路径上插入共用电阻。通过如上述所示插入共用电阻，可以得到与将共用电阻Ry插入电极2侧的情况相同的效果。

此外，在实施方式2中也进行了说明，在将开关元件SW1、SW2同时接通那样的误动作包含在内进行考虑的情况下，优选设置图1所示的限流电阻R1、R2中的至少一个。即，只要构成为在连结放电加工部6和预备放电电源11的3个连接线中的至少2个连接线上插入规定的电阻即可。通过这种结构，可以兼具有短路保护的功能和放电时的限流功能，可以以较少的部件数量得到高品质的放电加工装置。

实施方式4

图5是用于说明本发明的实施方式4所涉及的放电加工装置的动作的图，是表示从控制部8输出的开关信号波形的一个例子，以及此时的极间电压波形及极间电流波形的图。此外，放电加工装置的结构与实施方式1相同或者等同，省略其说明。

(放电加工装置的动作)

下面，参照图1及图5的附图，说明本实施方式所涉及的放电加工装置的动作。此外，以下说明的内容是针对在粗加工以及半精加工时的预备放电电源11以及主放电电源12的动作进行说明的。

首先，如果在定时(1)将开关元件SW1以任意期间接通，则极间电压如该图(g)所示，上升至第1电源111的电压值。另一方面，在使用水作为加工液的情况下，为了防止电蚀，需要向电极间隙施加两种极性的电压。因此，在任意的期间内，即使施加电压也没有检测到放电的情况下，必须使极性反转。因此，在定时(3)，通过将开关元件SW2接通，从而使极间电压上升至第2电源112的电压值。

在这里，在定时(3)之前的定时(2)中，进行使开关元件SW3、SW4同时(也可以不完全同时)接通的控制。通过该控制，使正极性侧的极间电压一次性可靠地降低至0V。另外，在定时(4)，也通过将开关元件SW3、SW4接通，而使反极性侧的极间电压一次性可靠地降低至0V，在定时(5)，通过将开关元件SW1接通而再次进行施加正极性的电压脉冲的控制。

在非放电时，由于电极间隙作为电容成分起作用，所以如果在积蓄了电荷的状态下使施加电压反转，则在上一次充电时积蓄的电荷被泵出(pumping)，在极间出现瞬时高电压。另一方面，通过将开关元件SW3、SW4接通，从而将积蓄的电荷暂时复位，可以防止将大于或等于电源电压的高电压向电极间隙施加。

如果在定时(6)检测到放电，则进行下述控制，即，立刻使开关元件SW1断开，并且将主放电脉冲用的开关元件SW5、SW6同时接通，向极间供给主放电电流。通过该控制，使电流以第3电源121→开关元件SW5→被加工物3→电极2→开关元件SW6→第3电源121的路径流动。另外，如果在定时(7)进行将开关元件SW5、SW6断开的控制，则存在于路径上的寄生电感成分所积蓄的能量，以电极2→二极管D8→第3电源121→二极管D7→被加工物3的路径向第3电源121再生。在极间电流几乎不流动的定时(8)，控制使开关元件SW3、SW4再次接通。

在如定时(7)～(8)的期间所示极间电流急剧下降的情况下，有时电流产生振荡，极间电压波形也产生振荡。在该状态下，如果施加下一次的预备放电脉冲，则成为与原本的预备放电电压叠加的形态，容易造成加工品质的降低。因此，在具有预备放电电源以及主放电电源的现有的放电加工装置中，需要充分设置从主放电脉冲结束至下一次预备放电脉冲施加为止的时间。

另外，在这种现有的放电加工装置中，对于利用预备放电电路诱发放电，通过主放电电路使放电电流流过的结构，放电有可能并不连续。在此情况下，在定时(6)～(8)之间，无法确认放电电流，作为极间电压而直接施加第3电源121的电源电压。在不将开关元件SW3、SW4接通的情况下，由于该高电压使预备放电电压被泵出，所以在下一次施加预备放电脉冲时，极间电压进一步上升，还有可能使加工动作不稳定。

与此相对，在本实施方式中，如上述所示，通过将开关元件SW3、SW4接通，从而消耗极间的寄生电容所积蓄的剩余电荷(剩余电压)，可以将从主放电脉冲结束至下一次预备放电脉冲施加为止的时间设定得较短。这可以说与加工速度的高速化相关，并且与防止加工品质降低相关。另外，即使在产生主放电电流与预备放电电流不连续相接这样的不稳定动作的情况下，也由于在下一循环的预备放电脉冲施加时将极间状态复位，所以可以稳定地进行加工动作。

此外，在本实施方式中，示出了在检测出基于将极性交替反转的预备放电脉冲进行的放电的情况下，施加主放电脉冲的控制顺序，但并不限定于此。本发明的主旨在于，在极间状态不稳定的情况下，将极间状态暂时复位。从这种意义上来说，可以进行每次电极间隙的施加电压的极性反转则将极间电压复位的控制，也可以进行在主放电脉冲施加后将极间电压复位的控制。

另外，在本实施方式中，针对在使用实施方式1所涉及的放电加工装置的情况下的粗加工以及半精加工时预备放电电源11以及主放电电源12的动作进行了说明，对于实施方式2、3所涉及的放电加工装置也可以进行相同的动作。即，将实施方式4所涉及的控制应用于实施方式2、3所涉及的放电加工装置中的情况，也包含在本发明的主旨中。

工业实用性

如上述所示，本发明所涉及的放电加工装置作为可以兼顾期望的加工精度和期望的控制性的发明而有用。

Claims (6)

1.一种放电加工装置，其在加工用电极和被加工物之间施加电压脉冲，适当切换该电压脉冲的极性而进行加工，

其特征在于，具有：

第1直流电源，其以正极侧成为所述被加工物侧、负极侧成为所述加工用电极侧的方式电气连接；

第1开关，其插入至将所述第1直流电源、和所述被加工物及所述加工用电极之间进行连结的电流路径上，与所述第1直流电源串联连接；

第2直流电源，其以正极侧成为所述加工用电极侧、负极侧成为所述被加工物侧的方式电气连接；

第2开关，其插入至将所述第2直流电源、和所述加工用电极及所述被加工物之间进行连结的电流路径上，与所述第2直流电源串联连接；

第3开关，其在所述被加工物和所述加工用电极之间，与所述串联连接的第1直流电源以及第1开关电气并联连接；

第4开关，其在所述被加工物和所述加工用电极之间，与所述串联连接的第2直流电源以及第2开关电气并联连接；

至少一个电阻，其插入从所述第1直流电源至所述加工用电极以及所述被加工物的电流路径上、以及从所述第2直流电源至所述加工用电极以及所述被加工物的电流路径上；以及

控制部，其基于放电加工所需的加工信息，生成并输出用于控制所述第1～第4开关的开关信号，

所述控制部，

在设置了将所述第1开关接通的期间的情况下，在该期间内设置使所述第4开关成为接通状态的期间，

在设置了将所述第2开关接通的期间的情况下，在该期间内设置使所述第3开关成为接通状态的期间。

2.一种放电加工装置，其在加工用电极和被加工物之间施加电压脉冲，适当切换该电压脉冲的极性而进行加工，

其特征在于，具有：

第1直流电源，其以正极侧成为所述被加工物侧、负极侧成为所述加工用电极侧的方式电气连接；

第1开关，其插入至将所述第1直流电源、和所述被加工物及所述加工用电极之间进行连结的电流路径上，与所述第1直流电源串联连接；

第2直流电源，其以正极侧成为所述加工用电极侧、负极侧成为所述被加工物侧的方式电气连接；

第2开关，其插入至将所述第2直流电源、和所述加工用电极及所述被加工物之间进行连结的电流路径上，与所述第2直流电源串联连接；

第3开关，其在所述被加工物和所述加工用电极之间，与所述串联连接的第1直流电源以及第1开关电气并联连接；

第4开关，其在所述被加工物和所述加工用电极之间，与所述串联连接的第2直流电源以及第2开关电气并联连接；

至少一个电阻，其插入从所述第1直流电源至所述加工用电极以及所述被加工物的电流路径上、以及从所述第2直流电源至所述加工用电极以及所述被加工物的电流路径上；以及

控制部，其基于放电加工所需的加工信息，生成并输出用于控制所述第1～第4开关的开关信号，

在通过所述第1开关和所述第2开关的动作状态切换而使向所述被加工物和所述加工用电极之间施加的电压脉冲的极性反转时，所述控制部在极性即将反转之前设置使所述第3开关或者所述第4开关接通的期间。

3.一种放电加工装置，其具有：

预备放电电源电路，其向加工用电极和被加工物之间施加预备放电脉冲；主放电电源电路，其向所述加工用电极和所述被加工物之间施加主放电脉冲；以及控制部，其生成并输出用于对所述预备放电电源电路以及所述主放电电源电路所具有的各开关进行控制的开关信号，该放电加工装置通过适当切换所述预备放电脉冲的极性及定时、和所述主放电脉冲的定时，从而进行加工，

该放电加工装置的特征在于，

所述预备放电电源电路具有：

第1直流电源，其以正极侧成为所述被加工物侧、负极侧成为所述加工用电极侧的方式电气连接；

第1开关，其插入至将所述第1直流电源、和所述被加工物及所述加工用电极之间进行连结的电流路径上，与所述第1直流电源串联连接；

第2直流电源，其以正极侧成为所述加工用电极侧、负极侧成为所述被加工物侧的方式电气连接；

第2开关，其插入至将所述第2直流电源、和所述加工用电极及所述被加工物之间进行连结的电流路径上，与所述第2直流电源串联连接；

第3开关，其在所述被加工物和所述加工用电极之间，与所述串联连接的第1直流电源以及第1开关电气并联连接；

第4开关，其在所述被加工物和所述加工用电极之间，与所述串联连接的第2直流电源以及第2开关电气并联连接；以及

至少一个电阻，其插入从所述第1直流电源至所述加工用电极以及所述被加工物的电流路径上、以及从所述第2直流电源至所述加工用电极以及所述被加工物的电流路径上，

所述控制部在所述主放电脉冲施加后，设置使所述第3开关或者所述第4开关接通的期间。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的放电加工装置，其特征在于，

所述电阻由下述部分构成：

第1电阻，其一端与所述被加工物连接，该第1电阻插入至连结所述第1直流电源和所述被加工物的电流路径上；以及

第2电阻，其一端与所述被加工物连接，该第2电阻插入至连结所述第2直流电源和所述被加工物的电流路径上。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的放电加工装置，其特征在于，

所述电阻为共用电阻，其一端与所述加工用电极连接，所述共用电阻插入至将该加工用电极与所述第1直流电源及所述第2直流电源的连接点之间连结的所述第1直流电源以及所述第2直流电源共通的电流路径上。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的放电加工装置，其特征在于，

所述电阻为共用电阻，其一端与所述被加工物连接，所述共用电阻插入至将所述第1直流电源以及所述第2直流电源分别和所述被加工物连结的共通的电流路径上。

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