(57)【要約】【課題】高精度かつ高品位な被加工物面が得られるワイヤ放電加工機を提供することである。【解決手段】直流電源１１，１２からの出力を図示しない制御装置により制御されるスイッチング素子１３，１４によって、ワイヤ電極１９とワーク２０との極間に正極性と負極性の両極性の電圧を５００ｋＨｚ以上の周期で交互に、または単位時間当たりの正極性の電圧と負極性の電圧を所定の印加割合で前記極間に印加し、かつ、スイッチング素子１３，１４による切り替えによって、正極性と負極性の電圧印加の間に少なくとも印加時間以上の休止時間を設けて前記極間に電圧を印加し、電圧の印加、休止の過度状態で振動を抑制する制動抵抗１５を有するワイヤ放電加工機。【選択図】図１
2010194693.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤ電極とワークとの極間に正極性と負極性の両極性の電圧を１マイクロ秒以下の周期で、交互に、または単位時間当たりの正極性の電圧と負極性の電圧を所定の印加割合で
前記極間に印加する電源を有し、該ワークを加工するワイヤ放電加工機であって、
前記電源は、個々の電圧印加の間に少なくとも電圧印加時間以上の休止時間を設けて前記極間に電圧を印加する電圧印加手段と、
電圧の印加、休止の過度状態で発生する振動を抑制する振動抑制手段と、を有することを特徴とするワイヤ放電加工機。
【請求項２】
各々の電圧印加開始のタイミングで、直前の電圧印加により放電が発生したか否かを検出する放電検出器を備えたことを特徴とする請求項１記載のワイヤ放電加工機。
【請求項３】
前記振動抑制手段は前記極間と直列に電源に接続された制動抵抗であり、前記電源と前記電源からの出力を前記極間に給電する給電線と前記極間とで形成される共振回路が臨界条件付近となるように前記制動抵抗の値を設定したことを特徴とする請求項１または２のいずれか１つに記載のワイヤ放電加工機。
【請求項４】
目標とする加工精度や面粗さ、加工速度、ワーク材質、ワーク板厚、ワイヤ径に応じて、前記電圧の印加時間に対する休止時間の比を設定する設定手段を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のワイヤ放電加工機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイヤ放電加工機に関し、特に極間に台形波状の電圧を印加するワイヤ放電加工機に関する。
【背景技術】
【０００２】
放電加工では、加工液中の電極とワークに電圧を印加して、アーク放電を発生させる。この放電の熱でワークが溶融すると同時に、加工液が急激に加熱され気化爆発を起こし溶融したワークを吹き飛ばす。これを高頻度で繰り返すことにより加工が進行する。また、放電によって出来る小さな放電痕が集まって加工面を形成することから、個々の放電痕の大きさが面粗さを決定することになる。  
放電加工の一種であるワイヤ放電加工では、ワイヤ電極とワークとの極間に電源出力電圧１０２である交流高周波電圧を印加し、短い時間巾の放電を高い頻度で繰り返すことにより、微細な加工面が得られることが知られている。図９（ａ）はワイヤ放電加工機の電源で生成される交流高周波電圧の例である。電源から正極性電圧と負極性電圧とが所定の周波数で繰り返し電源出力電圧として出力される。電源で生成された矩形波は、極間までの区間の同軸ケーブルなどを経由することによって図９（ｂ）に示されるように正弦波状の鈍った波形の電圧が極間に印加する。例えば、特許文献１には、１ＭＨz〜５ＭＨzの交流高周波電圧で加工することにより、表面粗さが１μmＲmax以下の加工面が得られることが、開示されている。  
交流高周波電圧を印加するワイヤ放電加工機では発明が解決しようとする課題の欄で説明する問題点があり、この問題点を解決するための技術として特許文献２や特許文献３に開示される技術がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６１−２６０９１５号公報
【特許文献２】国際公開第２００２／２６０９１５号
【特許文献３】国際公開第２００４／０２２２７５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、交流高周波電圧１００（図９参照）で加工する場合には、以下（１）〜（３）に示す問題があることが、近年明らかになって来た。  
（１）真直精度の低下
ワイヤ放電加工において、交流高周波電圧で加工すると、極間に電圧を常時印加したままの状態（図９（ｂ）を参照）になるため、ワイヤ電極とワークとの間に静電吸引力が作用し、ワイヤ電極が真っ直ぐにならず撓んでしまうため、ワークの板厚中央部の加工量が増大し、所謂「太鼓形状」になり、真直精度が悪化するという問題がある。
【０００５】
（２）加工面粗さの低下
交流電圧で加工すれば、電圧が逆転することにより、放電電流にもゼロクロス点１０４が生じる為、電圧の半サイクル毎に放電が途切れる筈である（図９（ｂ）を参照）。しかし、交流の周波数が高くなると、個々の放電アークの消弧が不十分になり、電圧印加後すぐに放電が発生するような場合など、同じ場所で放電が繰り返し発生する現象が起こり易くなる。このため、高頻度の放電が持続する場合には、交流半波の放電で得られる面粗さより、明らかに悪い面粗さしか得られなくなってしまう。また、放電の粗密に従って、面粗さが異なる傾向が出るため、加工面に筋目が出てしまう場合もある。
【０００６】
（３）加工状態の判断が困難
ワイヤ放電加工では、一般的に極間の平均電圧を測定して、加工状態を判断し、電極の送り速度を制御したり、加工条件を変更制御したりしている。しかし、数ＭＨz以上の交流高周波電圧になると、平均電圧を得るための整流回路が応答せず、測定誤差が大きくなるという問題がある。また、高周波になると、加工電源と極間との間で所謂「共振現象」が発生することも多く、放電間隙長や板厚、加工液の流れの状態などが変化すると、極間の電気定数が変化し、加工電圧も変動が避けられないので、益々平均電圧から加工状態を判断するのが、困難になってしまう。このため、仕上げ領域では、電極の送り速度も一定で加工するなど、加工状態に応じてフィードバック制御を行うことが困難な状況であり、加工精度向上のネックになっている。
【０００７】
上記（１）や（２）に関する対策として、特許文献２に開示される交流高周波電圧の印加を間欠的に行うという方法がある。しかし、この方法で、十分な効果を発揮するためには、かなり高頻度で、電圧印加を休止する必要があり、また、電圧印加開始、終了時には過渡的に電圧が変化する部分があって、正規の加工電圧を印加できる時間が短くなり、加工効率の低下が大きいという問題が残る。図１０は、交流高周波電圧の間欠印加の波形を説明する図である。休止時間１１２を持つ電源出力電圧１１０により、極間電圧１１４は図１０（ｂ）に示す波形となる。極間電圧１１４の波形の部位１１６，１１８は、過渡的に極間電圧が変動する部分である。また、符号１２０は休止時間１１２に対応して極間電圧がゼロになる区間である。図１０（ｂ）の休止時間１２０に見られるように、この時間には完全に放電が途切れている。  
（３）に関する対策として特許文献３には、交流高周波に直流電圧を重畳して印加し、ローパスフィルタによって極間電圧の低周波電圧成分のみを抽出して、この電圧の変化に従って電極の送りを制御する技術が開示されている。特許文献３に開示される技術では、平均電圧がゼロにならないので、ワークや加工機本体に電蝕を起こす恐れがある。また、ローパスフィルタを使用するので、放電状態が急変するような場合には応答が悪く、追従できない恐れがある。  
そこで本発明の目的は、上記問題点を解決し、高精度かつ高品位な被加工物面が得られるワイヤ放電加工機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願の請求項１に係る発明は、ワイヤ電極とワークとの極間に正極性と負極性の両極性の電圧を１マイクロ秒以下の周期で、交互に、または単位時間当たりの正極性の電圧と負極性の電圧を所定の印加割合で前記極間に印加する電源を有し、該ワークを加工するワイヤ放電加工機であって、前記電源は、個々の電圧印加の間に少なくとも電圧印加時間以上の休止時間を設けて前記極間に電圧を印加する電圧印加手段と、電圧の印加、休止の過度状態で発生する振動を抑制する振動抑制手段と、を有することを特徴とするワイヤ放電加工機である。  
請求項２に係る発明は、各々の電圧印加開始のタイミングで、直前の電圧印加により放電が発生したか否かを検出する放電検出器を備えたことを特徴とする請求項１記載のワイヤ放電加工機である。  
請求項３に係る発明は、前記振動抑制手段は前記極間と直列に電源に接続された制動抵抗であり、前記電源と前記電源からの出力を前記極間に給電する給電線と前記極間とで形成される共振回路が臨界条件付近となるように前記制動抵抗の値を設定したことを特徴とする請求項１または２のいずれか１つに記載のワイヤ放電加工機である。  
請求項４に係る発明は、目標とする加工精度や面粗さ、加工速度、ワーク材質、ワーク板厚、ワイヤ径に応じて、前記電圧の印加時間に対する休止時間の比を設定する設定手段を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のワイヤ放電加工機である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明により、高精度かつ高品位な被加工物面が得られるワイヤ放電加工機を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】ワイヤ放電加工機に用いられる両極性電圧印加回路の概略ブロック図である。
【図２】直流電源をスイッチングした場合の電源出力電圧と極間電圧を説明する図である。
【図３】台形波状電圧の波形（その２）を説明する図である。
【図４】放電が発生した場合の電圧変化の波形を説明する図である。
【図５】放電検出回路の一例を説明する図である。
【図６】台形波状電圧の波形（その３）を説明する図である。
【図７】両極性電圧印加回路（その２）を説明する図である。
【図８】放電検出手段と残留電荷放電手段とを備えた実施形態を説明する図である。
【図９】交流高周波電圧の波形を説明する図である。
【図１０】交流高周波電圧の間欠印加の波形を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。  
本発明の実施形態では、正負両極性の電圧印加の間に、少なくとも印加時間以上の休止時間を設けて、電圧波形を台形波状にして加工する。  
図１は、ワイヤ放電加工機に用いられる両極性電圧印加回路１０の概略ブロック図である。符号１１，１２は直流電源、符号１３，１４はスイッチング素子、符号１５は制動抵抗、符号１６はインダクタンス、符号１７は抵抗、符号１８は線間容量、符号１９はワイヤ電極、符号２０はワーク、符号２１は極間浮遊容量、符号２２はリーク抵抗をそれぞれ表している。インダクタンス１６、抵抗１７および線間容量１８は給電ケーブル２４に代表される電源と極間の配線経路が有するそれぞれの成分を等価的に表している。Ｖbbはワイヤ電極１９とワーク２０との極間電圧を意味する。スイッチング素子１３，１４を図示しない制御回路によりオン・オフ動作し、図２（ａ）や図３（ａ）や図６（ａ）に示す電源出力電圧を出力する。
【００１２】
両極性電圧印加回路１０には給電ケーブルのインダクタンス１６、抵抗１７、線間容量１８などがあり、極間にもワイヤ電極１９とワーク２０間の対向面には極間浮遊容量２１やリーク抵抗２２が存在している。荒・中加工では立ち上がりの急峻なピークの高い加工電流が有利であり、回路全体のインピーダンスが出来るだけ小さくなるよう構成するので、インダクタンス１６や抵抗１７は小さいが、線間容量１８は大きくなってしまう。そのため、仕上げのように面粗さを良くしようとして、電源からの出力エネルギーを小さくすると、線間容量１８も含めて極間浮遊容量２１を高速でドライブすることが困難となり、極間に印加できる交流高周波電圧の周波数は、２００〜３００ｋＨｚ程度が限界である。
【００１３】
そこで、仕上げ加工では、線間容量１８の小さい給電ケーブルに切り替えたり、極間浮遊容量２１も出来るだけ小さくなるよう回路上の工夫を施し、一般に５００ｋＨｚ以上の交流高周波電圧の印加ができるように構成されている。
【００１４】
本発明においては、両極性電圧印加回路１０で正極性や負極性の電圧印加（図２のｔaを参照）の後に休止時間（図２のｔbを参照）を挿入した電源出力電圧を極間に印加すると、まず、電圧を印加している間（ｔa）に線間容量Ｃ（１８）や極間浮遊容量２１に電荷が蓄積されて極間電圧Ｖbbが上昇する。その後、休止時間（ｔb）に入って電圧を印加しなくなると、線間容量Ｃ（１８）や極間浮遊容量２１に蓄積された電荷がリーク抵抗２２を通して放電して、電圧は徐々に低下する。本発明のように電圧の印加周期が１マイクロ秒以下と短くなると、休止時間（ｔb）も相対的に短い（１マイクロ秒以下）ので、休止時間（ｔb）中の極間の電圧降下は小さく、概ね無視できる程度である。
【００１５】
更に、両極性電圧印加回路１０は、電源電圧の印加及び休止の過度状態で振動が発生しないように、極間に対して直列に制動抵抗１５を組み込むことにより極間電圧Ｖbbを概ね台形波状にしている（図２（ｂ）参照）。制動抵抗１５は抵抗値が大きい程、振動抑制効果も大きくなるが、一方で電圧の変化速度も遅くなり波形が鈍ってしまう。
【００１６】
そこで、ワイヤ放電加工機の電源である両極性電圧印加回路１０（図１参照）において、Ｌ＝給電ケーブル等の回路インダクタンス（１６）、Ｃ＝給電ケーブルの線間容量（１８）＋極間浮遊容量（２１）としたとき、制動抵抗Ｒの値を臨界条件となるよう  Ｒ＝２√（Ｌ／Ｃ）とすれば、振動を抑えつつ最も速い応答が得られる。ただし、加工中にワーク板厚や放電間隙長が変化すると極間浮遊容量も変化するので、常に臨界条件を満足させることは困難であるが、多少のズレであれば極間電圧波形が少し振動しても加工特性への影響は少なく実用上の問題は無い。なお、制動抵抗Ｒの抵抗値の設定は回路インダクタンスＬや容量Ｃを高精度に測定して前記式によって求められるが、実用上問題にならない制動抵抗Ｒを実験的に求めてもよい。
【００１７】
図２は直流電源をスイッチングした場合の電源出力電圧と極間電圧を説明する図である。図２（ａ）に示される電源出力電圧１３０は、正極性電圧１３４と負極性電圧１３６が交互に出力される電圧であり、正極性電圧１３４および負極性電圧１３６の出力の後に休止時間１３２をそれぞれ有する。電源出力電圧１３０により、ワイヤ電極とワークとの間の極間電圧は図２（ｂ）に示される台形波状電圧１３８となる。なお、ｔaは電圧印加時間の長さ、ｔbは休止時間の長さ、ｔcは一周期を表す。一周期は図２（ａ）では正極性の電圧印加から負極性の電圧印加までの時間であるが、後述する図６（ａ）では正極性の電圧印加から正極性の電圧印加までの時間である。換言すれば、いずれか一方の極性の電圧印加からいずれか一方の極性の電圧印加までの時間を一周期という。
【００１８】
他方、図３は交流高周波電圧をその周期に同期してスイッチングし、正極性電圧１４４と負極性電圧１４６の両極性の正弦半波を休止時間１４２を挟んで電源出力電圧１４０として出力されることを示している。電源出力電圧１４０により、ワイヤ電極とワークとの間の極間電圧は図３（ｂ）に示される台形波状電圧１４８となる。
【００１９】
図４（ａ）は、従来から用いられている極間電圧が交流高周波電圧１５０であり、符号１５２，１５４，１５６に示すように、放電が発生した場合の極間電圧を示している。図４（ｂ）は、極間電圧が台形波状電圧１５８の符号１６０，１６２，１６４に示すように、放電が発生した場合の極間電圧を示している。図４（ｂ）に示す本発明の台形波状電圧１５８の極間電圧では、図４（ａ）に示される交流高周波電圧１５０の極間電圧に比較して放電１回毎の電圧低下が大きくなり、放電頻度が高まるに連れて、ワイヤ電極の静電吸引力も急速に低下し、真直精度が向上する。
【００２０】
また、台形波状電圧１５８の個々の放電間に確実に休止時間１６６，１６８，１７０が入ることで、放電アークの消弧が確実で、個々の放電位置が分散し放電集中が起き難い。このためワーク加工面の面粗さの悪化が無い。また、放電頻度の粗密が少なくなることで、加工屑の局部的な集中も無く、放電加工が安定して短絡が発生し難いという副次効果もある。この結果、図９に示す極間電圧が交流高周波電圧で加工する場合より台形波の方が放電間隙長を狭くすることが可能で、電圧印加回数に対する放電発生頻度が上がるので、休止時間を挿入しても、図１０に示す間欠印加の場合よりも加工量の低下が少ない。
【００２１】
表１はワーク板厚１００ｍｍ、極間電圧Ｖbb、加工速度４ｍｍ／分、で加工した場合の比較結果を示す表である。表１に示されるように、極間電圧波形が台形波（図２（ｂ）、図３（ｂ）、図４（ｂ）、図６（ｃ）を参照）で安定加工が維持できる最短の放電間隙長は５μｍで、交流高周波の１１μｍと間欠交流高周波の７．５μｍより小さい。また、他の物理量である真直精度、面粗さについても、本発明の台形波状の極間電圧による加工の方が好ましい。
【００２２】
【表１】
2010194693.tif 000003
【００２３】
更に、通常の交流高周波電圧（図９参照）では、極間電圧の瞬時値は常に変化していることから、極間電圧の変化から放電の有無を判別するのは非常な困難を伴う。一般に、放電が発生するのは極間電圧のピーク値付近が多く、放電によって極間電圧はアーク電圧付近まで一気に低下する。図４（ａ）の符号１５２，１５４，１５６に示される放電発生箇所では、放電によって極間電圧がアーク電圧まで一気に低下していることを示している。しかし、極間電圧のピークを過ぎると放電しなくても電圧は低下することから、少し放電発生が遅れると、放電した場合としなかった場合の電圧変化が小さくなる。また、極間電圧は高速で変化しているので、ほんの少しでも判定のタイミングがズレると、放電の有無の判定を誤る恐れがある。このため、交流高周波で周波数が高いと、事実上放電検出が従来は不可能であった。
【００２４】
一方、本発明の台形波状電圧であれば、１周期の間に放電が発生しなければ電圧はほぼピーク値に維持され、放電が発生すれば次の１周期までの間は電源からの出力がオフになっているので、極間電圧はアーク電圧以下に低下したままになる。  
このため、放電の有無による極間電圧の電圧変化が明確であり、微妙な判定タイミングの管理も不要になる。例えば、次の周期の電圧印加を開始するタイミングで極間電圧を判定電圧である所定の基準電圧と比較することによって、容易に放電の有無を検出できる。図５に放電検出器４０の例を示す。図５では、正極性電圧を印加する場合のみを記載しているが、負極性電圧の場合も同様にして検出可能である。
【００２５】
符号４１は直流電源、符号４２はスイッチング素子、符号４３は制動抵抗、符号４４は給電ケーブル、符号４５はワイヤ電極、符号４６はワーク、符号４７，４８は分圧抵抗、符号４９はコンパレータ、符号５０は判定電圧、符号５１は接地、符号５２はラッチ回路、符号５３は放電検出信号、符号５４は正極性電圧印加タイミング発生器、符号５５はタイミング信号、符号５６はドライバ回路である。符号５７は接地を表す。
【００２６】
放電検出器４０の動作を説明すると、極間電圧Ｖbbを分圧抵抗４７，４８で構成される分圧器により分圧し、分圧した電圧をコンパレータ４９に入力する。コンパレータ４９には極間での放電の有無を判定するための判定電圧５０も入力する。正極性電圧印加タイミング発生器５４から出力されたタイミング信号の立ち上がり時点で、コンパレータ４９からの出力信号をラッチ回路５２でラッチし、ラッチ回路５２から放電検出信号５３を出力する。
【００２７】
タイミング信号５５の立ち上がり時点で極間に放電が発生していなければ、前記分圧器からコンパレータ４９に入力する電圧は判定電圧５０より高く、コンパレータ４９は放電無しの信号（高いレベルの信号）を出力し、放電が発生していれば、前記分圧器からコンパレータ４９に入力する電圧は判定電圧５０より低くなり、コンパレータ４９は放電有りの信号（低いレベルの信号）を出力する。ラッチ回路５２は、タイミング信号５５の立ち上がり時点でのコンパレータ４９から出力される放電の有無を表す信号をラッチし、放電検出信号５３として出力する。また、図示しないリセット信号やタイミング信号５５の立ち下りでラッチ回路５２をリセットすることにより、各周期で放電検出が行えるようにする。なお、図５ではドライバ回路５６とラッチ回路５２とに同じタイミング信号５５を入力しているが、実際の回路ではドライバ回路５６やスイッチング素子４２の動作はラッチ回路５２より動作遅れがあることから、ラッチ回路５２で放電の有無を検出した後に、電源出力電圧の印加が開始する。
【００２８】
放電の有無を確実に検出可能としたことにより本発明は、加工状態を判定したり、加工量をより正確に推定することが出来るようになり、これまで以上にきめ細かい制御が可能となる。一般にワイヤ放電加工機において制御の指標として使われている平均電圧では、極間の加工屑の密度や加工液の導電率（比抵抗）などが変化しても値が変化してしまい、放電の有無以外の外乱の影響を受け易かった。また、検出に必ずローパスフィルタが必要で、応答が遅いという問題もあった。本発明は、これらの外乱の影響を受け難く、且つリアルタイムで加工進行状態が認識できるので、制御遅れも少ないという特徴・効果がある。
【００２９】
従来技術である交流高周波電圧で加工する場合は、極間に電圧が常時印加されたままとなるので、個々の放電を分離するため、半サイクル毎に電圧の極性を反転し、電流のゼロクロス点を設ける必要があった。本発明の台形波状電圧では、電圧印加毎に休止時間が挿入されていて放電が分離されることで、必ずしも交互に極性を反転させる必要は無く、同じ極性の電圧を連続して印加しても、加工面粗さや加工面品質（スジ目）が悪化することが無い。更に、正極性電圧による放電と負極性電圧による放電では加工特性が異なるため、本発明は、積極的に単位時間当りの正極性電圧と負極性電圧の印加回数の印加割合を変えて加工特性を変化させることも可能となる。
【００３０】
図６は、正極性電圧と負極性電圧との単位時間あたりの印加回数の印加割合を変えて電源出力電圧を出力する例を説明する図である。図６（ａ）では、正極性電圧を２回連続して印加し、次に、負極性電圧を１回印加することを繰り返す電源出力波形であることを示している。また、図６（ｂ）は、正極性電圧または負極性電圧が印加される前に残留電荷放電指令を指令することを示している。図６（ｃ）は、図６（ｂ）の残留電荷放電指令により符号１９１〜１９５に示されるように極間電圧がゼロになることを示している。残留電荷放電指令により残留電荷を放電する回路の一実施形態は図７を用いて後述する。
【００３１】
一般に、負極性電圧の放電の方が正極性電圧の放電より放電１回当りの加工量が多いことから、負極性電圧の印加回数を多くすれば加工速度が向上する。一方、正極性電圧による放電では、放電痕深さが負極性の場合より浅くなるので、図６（ａ），（ｃ）に示されるように正極性電圧の印加割合を増加することによって、面粗さを向上することができる。ただし、同一極性の電圧を連続して印加する場合、極間の浮遊容量に電荷が残った状態で、続けて電圧を印加すると、極間電圧は階段状に上昇してしまい、電圧のピーク値が一定にならない。
【００３２】
そこで、極間に並列に短絡スイッチなどの残留電荷放電手段（図７の７６を参照）を設け、電圧印加前に前記残留電荷放電手段を動作させて、残留電荷を放電させる必要がある。また、放電検出のタイミングも電圧印加開始時ではなく、前記残留電荷放電手段の動作開始時に変更する必要がある。  
図７は残留電荷放電手段を備えた両極性電圧印加回路の他の実施形態である。両極性電圧印加回路６０は、直流電源６１，６２、図示しない制御手段によりオン・オフ制御されるスイッチング素子６３，６４、残留電荷放電スイッチ７６、制動抵抗６９、給電ケーブル７０を介して、ワイヤ電極７１とワーク７２との極間に両極性の電圧を印加する。符号７３は極間浮遊容量、符号７４はリーク抵抗を表している。残留電荷放電スイッチ７６は、ダイオード６５，６６及びスイッチング素子６７，６８から構成されている。
【００３３】
ここで、残留電荷放電スイッチ７６の動作を図６の波形図を用いて説明する。図６（ａ）の正極性電圧１８２または負極性電圧１８６の電源出力電圧が極間に印加される前に残留電荷を除去するため、残留電荷放電指令１８８（図６（ｂ））が図示しない制御回路から残留電荷放電スイッチ７６に出力される。残留電荷放電指令１８８により残留電荷放電スイッチ７６のスイッチング素子６７，６８がオンする。これにより、スイッチング素子６７とダイオード６６を介する閉回路およびスイッチング素子６８とダイオード６５を介する閉回路が形成され、正極性電圧１８２と負極性電圧１８６のいずれの電源出力電圧が極間に印加されても、残留電荷は制動抵抗６９で消費される。このように、残留電荷放電スイッチ７６を備えることによって、各周期の極間電圧を次の周期が開始される前に確実にゼロに戻すことができる。
【００３４】
図８は、図５を用いて説明した放電検出手段と図７を用いて説明した残留電荷放電手段とを備えた実施形態を説明する図である。図７に示す実施形態では、残留電荷放電スイッチ７６のスイッチング素子６７，６８は、を制御回路５８から出力される残留電荷放電指令１８８（図６（ｂ）を参照）によってドライバ回路５９を介してオン・オフ制御される。残留電荷放電指令１８８がオンの時、スイッチング素子６７，６８はオンとなる。そうすると、前述した残留電荷放電スイッチの７６の動作説明と同様に、スイッチング素子６７，ダイオード６６を介した閉回路とスイッチング素子６８，ダイオード６５を介した閉回路が形成され、残留電荷は制動抵抗４３で消費される。
【００３５】
図８の実施形態では放電の有無を検出するために、残留電荷放電指令１８８はラッチ回路５２にも入力する。残留電荷放電指令１８８の立ち上がりでコンパレータ４９の出力をラッチすることによって放電の有無を検出することができる。なお、この実施形態でも同様に、実際の回路ではスイッチング素子６７，６８の動作開始はラッチ回路５２より遅れることから、残留電荷放電指令１８８に基づいてラッチ回路５２で放電の有無を検出することに問題はない。一方、ドライバ回路５６には制御回路５８からタイミング信号５５を入力する。ドライバ回路５６はタイミング信号５５に基づいてスイッチング素子４２をオン・オフする。タイミング信号５５は残留電荷放電指令１８８の立下りにタイミングを合わせることによって、残留電荷の放電が終わって後、電源電圧の印加を開始することができる。
【００３６】
このように、本発明のワイヤ放電加工機のように台形波状の加工電圧を使用することにより、様々な利点が生まれるが、休止時間が入るために、加工速度が低下する。従って、加工目的に合わせて、最適な休止時間を設定することが必要となる。これまでの実験では、面粗さが粗く、加工電圧が高い場合は、休止時間を長めに設定し、面粗さが細かくなるに従って、休止時間を短くして放電頻度を上げ、加工量の低下を抑制するのが得策であった。
【００３７】
実用的な休止時間の範囲は、印加時間の１〜５倍程度で、長めに設定する方が、加工安定性や精度、加工面品質（加工面のスジ目）の点で有利であるが、加工速度の点では不利になる。更に１０倍、２０倍と長くしても加工安定性や精度、面粗さ向上の効果自体が無くなる訳ではないが、改善の割合は飽和してしまい、速度低下のデメリットの方が大きくなってしまう。
【００３８】
更に、休止時間の間に極間電圧は次第に低下するので、あまりに休止時間が長いと極間電圧がアーク電圧付近まで低下してしまい、放電の有無の検出が困難になってしまう。逆に、休止時間を印加時間より短くすると、電圧のフラットトップも短くなって、波形は台形というより頭の歪んだ正弦波のようになってしまい、これまで説明して来た台形波としてのメリットが無くなってしまう。そのため、休止時間は少なくとも印加時間以上とする必要があり、速度低下が許容できれば２倍以上とする方が、より明確な効果が得られた。
【符号の説明】
【００３９】
１１  直流電源
１２  直流電源
１３  スイッチング素子
１４  スイッチング素子
１５  制動抵抗
１６  インダクタンス
１７  抵抗
１８  線間容量
１９  ワイヤ電極
２０  ワーク
２１  極間浮遊容量
２２  リーク抵抗
Ｖbb  極間電圧
ｔa  印加時間
ｔb  休止時間
ｔc  １周期
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年5月22日(2009.5.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６１−２６０９１５号公報
【特許文献２】国際公開第２００２／０５８８７４号
【特許文献３】国際公開第２００４／０２２２７５号