(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物と加工用電極とによって形成される放電加工間隙に加工用電圧の極性を正負交互に切り換えつつ印加して前記被加工物を仕上げ放電加工する場合、加工用電極を正極とし被加工物を負極とする逆極性加工時における加工電流のレベルよりも加工用電極を負極とし被加工物を正極とする正極性加工時における加工電流のレベルを小さくすると共に、前記放電加工間隙と並列に回路上の浮遊キャパシタンスとＬＣ並列共振をさせ無負荷状態における前記正負の加工用電圧を均等にするためのインダクタンス素子を挿入するようにしたことを特徴とする放電加工方法。
【請求項２】
極性が周期的に反転する両極性出力電圧を被加工物と加工用電極との間に形成される放電加工間隙に抵抗器を介して加工用電圧として印加し、加工用電極を正極とし被加工物を負極とする逆極性加工と加工用電極を負極とし被加工物を正極とする正極性加工とを周期的に切り換えつつ前記被加工物を仕上げ放電加工する方法において、前記逆極性加工時には前記抵抗器が小さな抵抗値の抵抗器とされ、前記正極性加工時には前記抵抗器が大きな抵抗値の抵抗器となるように切り換えると共に、前記放電加工間隙と並列に回路上の浮遊キャパシタンスとＬＣ並列共振をさせ無負荷状態における前記両極性の加工用電圧を均等にするためのインダクタンス素子を挿入するようにしたことを特徴とする放電加工方法。
【請求項３】
極性が周期的に反転する両極性パルス電圧を放電加工間隙に供給して被加工物を仕上げ放電加工するための放電加工装置において、直流電圧を出力する直流電源と、各辺に半導体スイッチング素子が設けられて成り前記直流電圧が入力されているブリッジ回路と、該ブリッジ回路の出力から前記両極性パルス電圧を得るため該ブリッジ回路の対向する辺の半導体スイッチング素子同志を同期させてオン、オフ制御するための制御回路と、前記両極性パルスを前記放電加工間隙に印加するための回路上の浮遊キャパシタンスの影響をなくし無負荷状態における前記両極性パルス電圧を均等にするため前記放電加工間隙に並列に接続されたインダクタンス素子とを備え、前記ブリッジ回路から正極性パルスを取り出すために閉じられる前記半導体スイッチング素子と直列に第１の制限抵抗要素を設けると共に前記ブリッジ回路から負極性パルスを取り出すために閉じられる前記半導体スイッチング素子と直列に第２の制限抵抗要素を設け、前記第１の制限抵抗要素の値を前記第２の制限抵抗要素の値よりも高く設定したことを特徴とする放電加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放電加工間隙に印加する加工用電圧の極性を交互に切り換えて被加工物を放電加工するようにした放電加工方法及び放電加工装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、特開平３−４９８２４号公報に開示されているように、交流高周波電圧による加工では、１発の放電毎に放電加工間隙に印加される加工用電圧の極性が交代することにより放電点が分散し良質の加工面が得られることが知られている。両極性パルスを用いて放電加工を行う場合も同様である。このように、被加工物と加工用電極との間に形成される放電加工間隙に印加する加工用電圧の極性を交互に切り換えて被加工物を放電加工する場合、加工用電圧の極性切換周波数が高いほど放電加工面の面粗さが細かくなっていく傾向にある事は周知であるが、特に７ＭＨｚ以上の高周波領域においては、放電加工間隙のキャパシタンス成分と回路上の分布インダクタンス成分との間で直列共振状態（以下、ギャップ共振状態という）となり、このギャップ共振状態でのみ放電が発生し、その結果０．２μｍＲｍａｘ程度の面粗度の放電加工面が得られることが確認されている。
【０００３】
しかし、加工中に加工面積や加工状態が変化した場合には放電加工間隙のインピーダンスが変化し、ギャップ共振状態を維持できなくなってしまう場合が生じる。そこで、従来では、極間のインピーダンスの変化に応じて、交流電源周波数及び極間と交流電源との間に設けられている整合器を自動調整させることによりギャップ共振状態を持続して放電加工を行っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このように、ギャップ共振状態下で安定して放電加工を行わせるには、極間インピーダンスの変化に応じて交流電源周波数を変化させる必要がある。そこで問題となってくるのは、共振周波数Ｆ０は下式（１）
Ｆ０＝１／２・π・（ＬｍＣｇ）1/2     ・・・（１）
Ｌｍ：配線の分布インダクタンス
Ｃｇ：放電加工間隙のキャパシタンス
で与えられるので、間隙の対向する面積の変化（板厚やワイヤ径の変化）によって共振周波数Ｆ０が大きく変わってしまうことである。
【０００５】
例えば、極端な例として、板厚が１ｍｍから５０ｍｍまで変化する被加工物を加工した場合には、対向する間隙の面積が最大で５０倍（キャパシタンスは比例して５０倍）増えるので、Ｃｇも同じく５０倍増えることとなり、共振周波数Ｆ０は約１／７倍変化することになる。
【０００６】
ところで、高周波交流電源の周波数と加工面粗さとの間には密接な関係があるので、これだけ周波数が変わってしまうと加工面粗さも一定とならなくなってしまう。これは板厚によって最良面粗さが決定されて、板厚が厚いほど加工面粗さが悪化してしまうことを意味している。さらに、機種毎にＸＹ軸ストロークが違うので極間への送電線の長さに違いが生じ、その影響で分布インダクタンスＬｍも機種毎に変わってしまう。そのため、機種によっても面粗さに違いが生じてしまう可能性がある。
【０００７】
このように、高周波交流電圧を用い、ギャップ共振を生じさせて面粗さの小さい放電加工を行う従来の方法によると、安定して良質な加工面を得るためには被加工物の板厚の限定や機種の限定などを必要とし、加工適用範囲を狭めてしまうという問題点があった。
【０００８】
この問題に対処するため、例えば、極性が周期的に反転する両極性出力電圧を被加工物と加工用電極との間に形成される放電加工間隙に抵抗器を介して印加し、逆極性加工と正極性加工とを周期的に切り換えつつ被加工物を放電加工する際に、逆極性加工時には抵抗器が小さな抵抗値の抵抗器とされ、正極性加工時には抵抗器が大きな抵抗値の抵抗器となるように切り換えるようにした放電加工方法を採用することが考えられる。
【０００９】
このように抵抗器の切り換えを行うと、放電加工間隙に供給される電流の値は、逆極性加工時には大きく、正極性加工時には小さくなり、逆極性加工時には正極性加工時よりも大きな放電エネルギで放電加工が行われる。しかしながら、逆極性加工においては、放電エネルギの被加工物側への配分が小さいので、大きな加工電流が放電加工間隙に与えられても面粗度の小さな放電加工が安定して行われる。また、正極性加工時には加工電流のレベルが小さくなり、放電加工面の面粗度が大きくなるのを抑えつつ、且つ逆極性加工の終了時における放電の切れを確実にすることができる。そして、この放電加工方法は共振現象を利用しないので、被加工物の板厚や機種の限定の必要なしに良質な放電加工面を得ることができる。
【００１０】
しかし、電源装置の出力端から放電加工間隙側を見た場合、回路上、特に出力線上には浮遊キャパシタンスが存在するため、制限抵抗器の値を正極性加工と逆極性加工とで異なる値にする構成によると、抵抗器とこの浮遊キャパシタンスとにより構成される回路の充放電時定数が正極性加工と逆極性加工とで異なってしまう。
【００１１】
この結果、無負荷時に放電加工間隙に印加される電圧波形が逆極性側へ偏ってしまうことで真鍮が被加工物へ薄膜としてコーティングされる現象が起きてしまう。この真鍮の薄膜コーティング状態は被加工物の仕上げ品質を低下させることになり、例えば、医療機器などの部品加工などでは、加工面へ銅が微量でも入ると使用できない不良品となる場合が生じる。
【００１２】
本発明の目的は、したがって、共振を利用することなく、放電加工用電圧の極性を正負に切り換えて安定して良質な面粗さの放電加工面を得ることができ、且つ真鍮の薄膜コーティング現象等を生じることがない放電加工方法及び放電加工装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１の発明によれば、被加工物と加工用電極とによって形成される放電加工間隙に加工用電圧の極性を正負交互に切り換えつつ印加して前記被加工物を仕上げ放電加工する場合、加工用電極を正極とし被加工物を負極とする逆極性加工時における加工電流のレベルよりも加工用電極を負極とし被加工物を正極とする正極性加工時における加工電流のレベルを小さくすると共に、前記放電加工間隙と並列に回路上の浮遊キャパシタンスとＬＣ並列共振をさせ無負荷状態における前記正負の加工用電圧を均等にするためのインダクタンス素子を挿入するようにしたことを特徴とする放電加工方法が提案される。
【００１４】
放電加工面粗度を小さくできる逆極性加工を大きなレベルの加工電流で行い、これにより放電加工間隙に確実に放電を生じさせることができ、安定加工を確保しつつ面粗度の小さな放電加工面を得ることができる。一方、面粗度が大きくなりやすい正極性加工時には加工電流のレベルが小さく抑えられ、これにより放電加工面の面粗度を大きくすることなく、被加工物を加工することができ、且つ逆極性加工の終了時における放電の切れを確実にすることができる。ここで、放電加工間隙と電源装置との間に接続される出力ケーブル上に浮遊する回路上のキャパシタンス成分は、放電加工間隙に並列接続されるインダクタンス素子とＬＣ並列共振回路を構成することにより両極性出力電圧の周波数においては浮遊キャパシタンスの影響を排除することができる。この結果、浮遊キャパシタンスへの充放電が無くなり、放電加工間隙の無負荷電圧は抵抗器の抵抗値に無関係に、正極性、逆極性のいずれであっても加工用電源装置から出力される両極性出力電圧と同じレベルとなる。
【００１５】
請求項２の発明によれば、極性が周期的に反転する両極性出力電圧を被加工物と加工用電極との間に形成される放電加工間隙に抵抗器を介して加工用電圧として印加し、加工用電極を正極とし被加工物を負極とする逆極性加工と加工用電極を負極とし被加工物を正極とする正極性加工とを周期的に切り換えつつ前記被加工物を仕上げ放電加工する方法において、前記逆極性加工時には前記抵抗器が小さな抵抗値の抵抗器とされ、前記正極性加工時には前記抵抗器が大きな抵抗値の抵抗器となるように切り換えると共に、前記放電加工間隙と並列に回路上の浮遊キャパシタンスとＬＣ並列共振をさせ無負荷状態における前記両極性の加工用電圧を均等にするためのインダクタンス素子を挿入するようにしたことを特徴とする放電加工方法が提案される。
【００１６】
このように抵抗器の切り換えを行うと、放電加工間隙に供給される電流の値は、逆極性加工時には大きく、正極性加工時には小さくなり、逆極性加工時には正極性加工時よりも大きな放電エネルギで放電加工が行われる。しかしながら、逆極性加工においては、放電エネルギの被加工物側への配分が小さいので、大きな加工電流が放電加工間隙に与えられても面粗度の小さな放電加工が安定して行われる。また、正極性加工時には加工電流のレベルが小さくなり、放電加工面の面粗度が大きくなるのを抑えつつ、且つ逆極性加工の終了時における放電の切れを確実にすることができる。ここで、放電加工間隙と電源装置との間に接続される出力ケーブル上に浮遊する回路上のキャパシタンス成分は、放電加工間隙に並列接続されるインダクタンス素子とＬＣ並列共振回路を構成することにより両極性出力電圧の周波数においては浮遊キャパシタンスの影響を排除することができる。この結果、浮遊キャパシタンスへの充放電が無くなり、放電加工間隙の無負荷電圧は抵抗器の抵抗値に無関係に、正極性、逆極性のいずれであっても加工用電源装置から出力される両極性出力電圧と同じレベルとなる。
【００１７】
請求項３の発明によれば、極性が周期的に反転する両極性パルス電圧を放電加工間隙に供給して被加工物を仕上げ放電加工するための放電加工装置において、直流電圧を出力する直流電源と、各辺に半導体スイッチング素子が設けられて成り前記直流電圧が入力されているブリッジ回路と、該ブリッジ回路の出力から前記両極性パルス電圧を得るため該ブリッジ回路の対向する辺の半導体スイッチング素子同志を同期させてオン、オフ制御するための制御回路と、前記両極性パルスを前記放電加工間隙に印加するための回路上の浮遊キャパシタンスの影響をなくし無負荷状態における前記両極性パルス電圧を均等にするため前記放電加工間隙に並列に接続されたインダクタンス素子とを備え、前記ブリッジ回路から正極性パルスを取り出すために閉じられる前記半導体スイッチング素子と直列に第１の制限抵抗要素を設けると共に前記ブリッジ回路から負極性パルスを取り出すために閉じられる前記半導体スイッチング素子と直列に第２の制限抵抗要素を設け、前記第１の制限抵抗要素の値を前記第２の制限抵抗要素の値よりも高く設定したことを特徴とする放電加工装置が提案される。
【００１８】
このようにしてブリッジ回路の出力から得られる両極性パルス電圧を放電加工間隙に印加した場合、正極性によるパルス電圧の印加時の加工電流は逆極性によるパルス電圧の印加時の加工電流よりもレベルが低くなり、且つ、無負荷時の浮遊キャパシタンス成分への充放電がなくなり、放電加工間隙の無負荷電圧は抵抗器の抵抗値に無関係に、正極性、逆極性のいずれであっても加工用電源装置から出力される両極性出力電圧と同じレベルとなり請求項１又は２の発明による方法での放電加工が行える。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例につき詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本発明による放電加工装置の実施の形態の一例を示す回路図である。図１に示すワイヤカット放電加工装置１は、加工機本体２の被加工物３とワイヤ電極４との間に形成される放電加工間隙Ｇに加工用電圧Ｖを印加するための装置として構成されており、荒加工用の第１電源部５と仕上加工用の第２電源部６とから成る放電加工用電源装置を備えている。
【００２１】
第１電源部５は公知の回路構成のものであり、したがって、その構成の詳細を示すのを省略する。第１電源部５からの荒加工用電圧Ｖ１は低インダクタンスの出力線７及び一対のリレー接点Ｌ１、Ｌ２を介して放電加工間隙Ｇに加工用電圧Ｖとして印加される。
【００２２】
一方、第２電源部６は、被加工物３の仕上げ加工のために被加工物３を小さな面粗度で放電加工するため、両極性出力電圧を出力することができる構成となっている。本実施の形態では、第２電源部６からは両極性パルス電圧Ｖ２が両極性出力電圧として出力され、両極性パルス電圧Ｖ２は一対のリレー接点Ｌ３、Ｌ４及び低キャパシタンスの出力線８を介して放電加工間隙Ｇに加工用電圧Ｖとして印加される。
【００２３】
第１電源部５及び第２電源部６を用いた被加工物３の加工は次のようにして行われる。すなわち、図示しない切換リレーを作動させることにより、先ずリレー接点Ｌ１、Ｌ２を閉じ、リレー接点Ｌ３、Ｌ４を開いた状態で、第１電源部５からの荒加工用電圧Ｖ１を放電加工間隙Ｇに加工用電圧Ｖとして印加し、被加工物３を荒加工する。しかる後、リレー接点Ｌ１、Ｌ２を開き、リレー接点Ｌ３、Ｌ４を閉じた状態で、第２電源部からの両極性パルス電圧Ｖ２を放電加工間隙Ｇに加工用電圧Ｖとして印加し、被加工物３を仕上げ加工する。なお、放電加工間隙Ｇには、リレー接点Ｌ５とコイル３０との直列回路が並列に接続されており、リレー接点Ｌ５はリレー接点Ｌ３、Ｌ４と同時にオン、オフし、第２電源部６による放電加工動作時にのみコイル３０が放電加工間隙Ｇと並列に接続される構成となっているが、これについては後で説明する。
【００２４】
次に、第２電源部６の構成について説明する。９は直流電圧Ｅを出力する直流電源、１０はスイッチングトランジスタ１１〜１４及び抵抗器１５〜１８が各辺に設けられて図示の如く接続されて成るブリッジ回路である。ブリッジ回路１０では、スイッチングトランジスタ１１、１２の接続点１０Ａとスイッチングトランジスタ１３、１４の接続点１０Ｂとが入力部となっており、抵抗器１５、１７の接続点１０Ｃと抵抗器１６、１８の接続点１０Ｄとが出力部となっている。入力部には直流電源９からの直流電圧Ｅが印加され、出力部から両極性パルス電圧Ｖ２が後述の如くして得られる構成である。
【００２５】
符号２０で示されるのは、ブリッジ回路１０の各辺に設けられているスイッチングトランジスタ１１〜１４をオン、オフ制御するための制御回路であり、パルス発生器２１とインバータ２２とから成っている。パルス発生器２１からのパルス信号はそのまま制御パルス信号ＰＡとして出力され、インバータ２２からは、制御パルス信号ＰＡをレベル反転させた反転制御パルス信号ＰＢが出力される構成である（図２の（Ａ）、（Ｂ）参照）。
【００２６】
制御パルス信号ＰＡは、ブリッジ回路１０のスイッチングトランジスタ１１、１４の各ゲートにオン、オフ制御のためのゲート制御信号として印加され、反転制御パルス信号ＰＢはブリッジ回路１０のスイッチングトランジスタ１２、１３の各ゲートにオン、オフ制御のためのゲート制御信号として印加されている。したがって、スイッチングトランジスタ１１はスイッチングトランジスタ１４と同時にオン、オフ動作し、一方、スイッチングトランジスタ１２はスイッチングトランジスタ１３と同時にオン、オフ動作する。図２の（Ａ）、（Ｂ）から判るように、スイッチングトランジスタ１１、１４のオン動作とスイッチングトランジスタ１２、１３のオン動作とが交互に行われ、この結果、ブリッジ回路１０の出力部からは、制御パルス信号ＰＡと同一の周期で極性が反転する両極性パルス電圧Ｖ２が出力される。
【００２７】
ブリッジ回路１０の出力部において得られる両極性パルス電圧Ｖ２の極性が正極性の場合、すなわち、被加工物３がワイヤ電極４よりも高電位となるような出力状態の場合に放電加工間隙Ｇに流れる加工電流の値をＩＨ、ブリッジ回路１０の出力部において得られる両極性パルス電圧Ｖ２の極性が負極性の場合、すなわち、被加工物３がワイヤ電極４よりも低電位となるような出力状態の場合に放電加工間隙Ｇに流れる加工電流の値をＩＬとした場合、ＩＬ＞ＩＨとなるようにするため、抵抗器１５、１８の合計抵抗値は、抵抗器１６、１７の合計抵抗値よりも大きく設定されている。本実施の形態では、抵抗器１５は抵抗器１８と同一の値とされ、抵抗器１６は抵抗器１７と同一の値とされている。
【００２８】
次に、第２電源部６の動作について、図２を参照しながら説明する。制御回路２０からの制御パルス信号ＰＡ及び反転制御パルス信号ＰＢ（図２（Ａ）、（Ｂ）参照）によりブリッジ回路１０のスイッチングトランジスタ１１〜１４が以下に説明されるようにオン、オフ制御され、ブリッジ回路１０からは両極性パルス電圧Ｖ２が出力される。図２の（Ｃ）には、このときの加工用電圧Ｖの波形の一例が示されている。
【００２９】
すなわち、期間Ｔ１、Ｔ３、Ｔ５、Ｔ７、・・・では、スイッチングトランジスタ１１、１４がオフでスイッチングトランジスタ１２、１３がオンとなり、直流電源９からの直流電圧Ｅは低抵抗値の抵抗器１６、１７を介して出力される。したがって、ワイヤ電極４が正で被加工物３が負となるようにして加工用電圧Ｖが比較的高く加工電流が大きいレベルの放電エネルギが放電加工間隙Ｇに供給され、被加工物３が逆極性で放電加工される。逆極性での放電加工は、被加工物への放電エネルギ配分が少ないため、安定した放電を行わせつつ面粗さの小さい放電加工面を得ることができる。図２に示した例では、期間Ｔ３、Ｔ５においてのみ放電加工間隙Ｇに放電が生じている。
【００３０】
次に、期間Ｔ２、Ｔ４、Ｔ６、Ｔ８、・・・では、スイッチングトランジスタ１１、１４がオンでスイッチングトランジスタ１２、１３がオフとなり、直流電源９からの直流電圧Ｅは高抵抗値の抵抗器１５、１８を介して出力される。したがって、ワイヤ電極４が負で被加工物３が正となるようにして加工用電圧Ｖが比較的低く加工電流が小さいレベルで放電エネルギが放電加工間隙Ｇに供給され、被加工物３が正極性で放電加工される。正極性での放電加工は被加工物への放電エネルギ配分が多いが、放電エネルギのレベルが低くなるので、被加工物３の放電加工面の面粗さは小さくなり、所要の仕上げ加工が可能となる。なお、期間Ｔ１、Ｔ３、Ｔ５、Ｔ７、・・・から期間Ｔ２、Ｔ４、Ｔ６、Ｔ８、・・・への各移行時には、放電加工間隙Ｇに印加される加工用電圧Ｖの極性が反転するため、特に加工用電圧Ｖによる逆極性加工のための放電を一旦速やかに途切れさせることができ、これにより全体として仕上げ加工が安定且つ良好に遂行される。
【００３１】
このようにして、逆極性加工と正極性加工とが制御パルス信号ＰＡによって定まる所定の周期で交互に安定に行われ、被加工物３を小さな面粗度で仕上げることができる。図２の（Ｄ）は放電加工間隙Ｇに流れる放電加工電流Ｉの波形図である。図２の（Ｄ）から、被加工物３は逆極性加工によって大きい加工電流で安定に加工されて小さい面粗度放電加工面が得られ、正極性加工によって被加工物３が低い加工電流で加工され面粗さを小さくするのに役立っているのが判る。
【００３２】
ところで、第２電源部６の出力端から放電加工間隙Ｇ側を見た場合、主として出力線８のキャパシタンス成分による浮遊キャパシタンスが存在する。したがって、第２電源部６からの両極性パルス電圧Ｖ２を放電加工間隙Ｇに加工用電圧Ｖとして印加する場合、放電加工間隙Ｇにおいて放電が生じていない無負荷状態の場合を考えると、両極性パルス電圧Ｖ２の出力極性が所定の周期で交互に変化したとき、両極性パルス電圧Ｖ２が正極性の場合と逆極性の場合とで、この浮遊キャパシタンスに値の異なる抵抗器が交互に直列接続されることとなる。この結果、無負荷状態における加工用電圧Ｖの値が正極性の場合と負極性の場合とで異なるという現象が生じることとなる。この現象が生じると被加工物３の表面に真鍮がコーティングされる所謂ブラスコーティング現象が生じ、被加工物３の加工表面の品質を損なうことになる。
【００３３】
この不具合を除去するため、第２電源部６による仕上加工のためにリレー接点Ｌ３、Ｌ４が閉じられた場合、リレー接点Ｌ５も同時に閉じられ、コイル３０を放電加工間隙Ｇに並列に接続し、コイル３０と上記浮遊キャパシタンスとによる並列共振回路を構成し、この並列共振回路の共振周波数が制御パルス信号ＰＡの周波数と略一致するように構成されている。このためコイル３０のインダクタンス値は、浮遊キャパシタンスの値と制御パルス信号ＰＡの周波数とに基づいて定められている。
【００３４】
このように、第２電源部６の使用時には、コイル３０を放電加工間隙Ｇと並列に接続し、これにより第２電源部６の出力から放電加工間隙Ｇを見た場合のインピーダンスを略純抵抗とすることにより、両極性パルス電圧Ｖ２の極性切り換え時に直流電源９と放電加工間隙Ｇとの間に挿入される抵抗器の値が変化しても、無負荷時には両極性パルス電圧Ｖ２の電圧が略そのまま放電加工間隙Ｇに加工用電圧Ｖとして印加されるので、放電加工間隙３にブラスコーティングを生じさせることがない。
【００３５】
図３は、図１の放電ワイヤカット放電加工装置１の仕上げ加工時の電気的等価回路を示す図である。図３で、４０は、直流電源９とブリッジ回路１０とから成る両極性パルス電圧Ｖ２の発生のための電源部を示すものであり、Ｒは電源部４０の内部抵抗値である。Ｃ１は浮遊キャパシタンスの容量値、Ｌ１は放電加工間隙Ｇへの配線による分布インダクタンスのインダクタンス値、Ｌ２はコイル３０のインダクタンス値である。
【００３６】
制御パルス信号ＰＡの周波数、すなわち、両極性パルス電圧Ｖ２の周波数を５ＭＨｚとすると、Ｃ１の値が約５００ＰＦの場合、Ｌ２の値は約２μＨとすればよいことが判る。コイル３０をこのような値にすれば、電源部４０から放電加工間隙Ｇを見た場合のインピーダンスはほとんど放電加工間隙Ｇの抵抗値のみとなる。したがって、無負荷状態にあっては、Ｖ２≒Ｖとなる。
【００３７】
図４の（Ａ）にはコイル３０を用いて第２電源部６から両極性パルス電圧Ｖ２を放電加工間隙Ｇに印加したときの加工用電圧Ｖの無負荷電圧波形の一例が示されている。一方、図４の（Ｂ）には、コイル３０を用いることなしに第２電源部６から両極性パルス電圧Ｖ２を放電加工間隙Ｇに印加したときの加工用電圧Ｖの無負荷電圧波形の一例が示されている。図４の（Ａ）と（Ｂ）との電圧波形を比較すると、コイル３０を挿入することにより電圧の偏りが著しく改善されているのが判る。
【００３８】
図５には、図１に示した放電加工用電源装置１を用いて加工した被加工物３の放電加工面の面粗さ状態の一例が示されている。この加工の条件は、
直流電源電圧          ４５Ｖ
周波数                ５ＭＨｚ
極間電圧（電極正極）  ４０Ｖ（無負荷時）
（電極負極）  ４０Ｖ（無負荷時）
抵抗１６、１７（電極正極）  ５Ω＋５Ω＝１０Ω
抵抗１５、１８（電極負極）  ２５Ω＋２５Ω＝５０Ω
である。
図５から判るように、被加工物３の板厚が変化してもその放電加工面の面粗さ状態は殆ど変化しない。また、ブラスコーティングが発生していないことも確認された。
【００３９】
図１に示した構成によれば、周波数が５ＭＨｚ以下という比較的低い高周波領域のトランジスタブリッジの回路構成による両極性パルス電源において、正極側制限抵抗値を逆極側制限抵抗値よりも高いものを使用することによって、正極側の電圧印加時の放電電流を逆極側のそれよりも低くすることにより加工面粗度を向上させることができる（この場合には図４で示す無負荷電圧波形となる）。さらに、回路上の浮遊キャパシタンスとＬＣ並列共振を発生させるために極間と並列に所定のインダクタンスを挿入することによって、浮遊キャパシタンスと並列のインダクタンスからなるインピーダンスを無限大にさせる。これにより、浮遊キャパシタンスの影響が無くなり正極と逆極とで制限抵抗値が異なることから生じる無負荷電圧の逆極性側への偏りを解消することが可能となった。この回路構成では無負荷電圧波形は両極性均等な電圧が極間へ印加されるが、放電が発生した場合の放電電流は正極側と逆極側で制限抵抗値が違うので逆極側放電電流を抑えて面粗さを向上させることができる。
【００４０】
このように、周波数が５ＭＨｚと比較的低い高周波領域で良質な加工面が得られ、さらにギャップ共振状態とならなくても安定して加工が可能なため被加工物の板厚の変化やワイヤ径、さらに放電加工機の機械的な構造上の分布インダクタンスの影響をあまり受けずに安定して良質な加工面が得られ、しかも無負荷電圧波形に偏りが無いので被加工物へ真鍮が付着する現象も発生しない。
【００４１】
なお、上記実施の形態では、本発明をワイヤカット放電加工機に適用した場合について説明したが、本発明は実施の形態の構成に限定されるものではなく、型彫放電加工機等についても広く適用することができ、同様の効果を得ることができる。
【００４２】
【発明の効果】
本発明によれば、上述の如く、被加工物と加工用電極とによって形成される放電加工間隙に加工用電圧を極性を正負交互に切り換えつつ印加して前記被加工物を放電加工する場合、正極側の電圧印加時の放電電流を逆極側のそれよりも低くすることにより加工面粗度を向上させることができる。通常、両極性均等な交流電源又は両極性パルス電源で加工した場合には、被加工物に対してエネルギー配分の大きな正極側放電によって面粗さが決定されていると考えられるが、正極側放電時の放電電流を抑えることによって加工面粗さを向上することが可能となる。
この場合、両極性パルス等の両極性出力電圧の周波数が比較的低い高周波領域であっても良質な放電加工面が得られ、さらにギャップ共振状態とならなくても安定して加工が可能なため被加工物の板厚の変化やワイヤ径、さらに放電加工機の機械的な構造上の分布インダクタンスの影響をあまり受けずに、安定して良質な加工面が得られる。
【００４３】
そして、放電加工間隙と並列に接続されるインダクタンスにより無負荷時における加工間隙電圧の逆極性側への偏りを解消できるので、両極性出力電圧を用い、逆極性加工時の加工エネルギーを正極性加工時の加工エネルギーよりも大きくする構成を採用しても、加工面へ真鍮が付着する現象を生じさせることがなく、高品質の放電加工面を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるワイヤカット放電加工装置の実施の形態の一例を示す回路図。
【図２】図１の放電加工用電源装置の動作を説明するための各部の信号波形図。
【図３】放電加工間隙に並列に接続されるコイルの作用を説明するための放電加工装置の電気的等価回路図。
【図４】（Ａ）は放電加工間隙にコイルを並列接続したときの無負荷電圧波形を示す波形図、（Ｂ）は放電加工間隙にコイルを並列接続しないときの無負荷電圧波形を示す波形図。
【図５】図１の放電加工装置を用いて実際に放電加工した場合の放電加工面の面粗さの一例を示すためのグラフ。
【符号の説明】
１  ワイヤカット放電加工装置
２  加工機本体
３  被加工物
４  ワイヤ電極
６、６０  第２電源部
９、６２  直流電源
１０  ブリッジ回路
１０Ａ〜１０Ｄ  接続点
１１〜１４  スイッチングトランジスタ
１５〜１８  抵抗器
２０  制御回路
３０  コイル
６１  交流電源
Ｅ  直流電圧
Ｇ  放電加工間隙
Ｉ  放電加工電流
ＰＡ  制御パルス信号
ＰＢ  反転制御パルス信号
Ｖ  加工用電圧
Ｖ２  両極性パルス電圧
【図１】
0003664879.tif 000002
【図２】
0003664879.tif 000003
【図３】
0003664879.tif 000004
【図４】
0003664879.tif 000005
【図５】
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