(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工用電極と被加工物との間に形成される極間に放電誘起用電圧を印加し、該放電誘起用電圧によって極間の絶縁が破壊され放電が誘起されたことを検出して放電誘起用電圧の印加を停止し、同時に加工用電流パルスを極間に流して被加工物の除去加工を行い、所定の休止時間を経てこれを繰り返す放電加工方法において、
基準電圧を可変とし所望の値に設定し、極間の平均電圧を検出して、該平均電圧が設定された基準電圧と一致するよう前記放電誘起用電圧の極間に対する極性を切り換えることを特徴とする放電加工方法。
【請求項２】
放電誘起用電圧の印加を開始した後、所定時間内に放電が誘起されない場合には放電誘起用電圧の印加を中止し、通常加工時の休止時間とは異なる短い休止時間を経た後に、次回の放電誘起用電圧の印加を開始することを特徴とする請求項１記載の放電加工方法。
【請求項３】
加工用電極と被加工物との間に形成される極間に間欠的に放電を発生させ、加工電流を流すことによって被加工物の除去加工を行う放電加工装置において、
前記極間に放電を誘起させる正極性および負極性の電圧を印加する放電誘起回路と、
放電開始後、前記極間に加工用の電流パルスを供給する主放電回路と、
極間電圧の平均値を検出する検出手段と、
前記検出値を設定手段により所望の値に設定された可変の基準電圧と比較する比較手段と、
該比較手段の出力によって前記放電誘起回路の出力極性を切り換える信号を出力する制御手段とを備えたことを特徴とする放電加工装置。
【請求項４】
前記制御手段は、
極間への電圧印加中のみ動作する第１の計時手段と、
通常加工時における加工休止時間を規定する第２の計時手段と、
前記加工休止時間と異なる休止時間を規定する第３の計時手段と、
前記第１の計時手段の出力によって放電誘起回路への動作指令を停止し、第３の計時手段を作動させ、該第３の計時手段の出力によって次回の放電誘起用電圧の印加を開始することを特徴とする請求項３記載の放電加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、放電加工方法及びその装置に関し、特に、加工用電極と被加工物との間に形成される極間に、間欠的な放電を発生させて被加工物の除去加工を行う放電加工方法及びその装置に関する。さらに、くわしくは、水溶性加工液を使用する場合の電解腐食を防止する放電加工方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
放電加工において、加工精度を低下させる原因として電解作用が知られている。一般に、放電加工においては、加工用電極と被加工物との間に微小な間隙を置いて対向させ、その間隙に加工液を介在させている。この加工液として水などの電解性を有する水溶性加工液を使用する場合がある。
【０００３】
このような放電加工では、極間に電圧が印加されると電解作用によって加工面の劣化を引き起こすという問題がある。放電誘起用電圧が加工間隙に印加されている間、その放電誘起用電圧が高いほど電解電流が大きくなる。この電解電流は、被加工物をイオン化して溶出させ、加工面の品質を悪化させる。この溶出量は、例えば、数μｍから十数μｍとなり、数μｍの高精度を要する加工には大きな問題となる。また、被加工物が合金の場合には、その溶出速度が合金成分毎に異なり、特定金属の欠損等の問題も生じることになる。例えば、被加工物が鉄系材料の場合には、加工液の導電率が部分的に不均一となって加工精度が低下したり、錆が発生しやすくなる。また、結合材としてコバルトを含む超硬の場合には、コバルトがイオン化して溶出し、材質欠陥が生じるなどの問題がある。
【０００４】
このような電解作用に伴う被加工物の加工面の劣化を防止する技術として、従来以下に示すような方法が知られている。
（１）第１の方法は、放電終了後の休止期間に、放電誘起用電圧とは逆の極性の電圧を極間に印加し、極間の平均電圧が０となるように極間電圧の偏りを無くす方法である。
（２）第２の方法は、例えば特開昭６０−１４６６２４号公報に示されるように、主放電電源とは逆の極性の放電誘起用電圧を印加し、極間電圧の偏りを軽減する方法である。
（３）第３の方法は、例えば特開昭５６−８２１２７号公報に示されるように、高周波の交流電圧を印加して、放電を誘起する方法である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記した従来の被加工物の表面劣化の防止方法では、それぞれ次のような問題点がある。
（１）休止期間に放電誘起電圧とは逆の極性の電圧を印加する第１の方法では、実質的に休止期間が延長され、加工に寄与する放電の周期が長くなって、加工速度が低下するという問題点がある。
（２）主放電電源とは逆の極性の放電誘起用電圧を印加する第２の方法では、加工速度の低下はないが、極間の平均電圧を０Ｖにすることが困難であり、極間電圧の偏りが残り、電解作用を充分に抑えることができないという問題点がある。これは、主放電電流の通電期間中においては極間は放電状態であって、アーク電圧程度に保たれており、一般にこの電圧は放電誘起用電圧より低くなっている。しかも、主放電電流の通電時間は放電誘起用電圧の印加時間より通常短い場合が多く、この結果、極間の平均電圧は放電誘起用電圧の極性側にかなりの偏りが生じる。
【０００６】
（３）高周波の交流電圧を印加する第３の方法では、高周波の発振器が必要であって、回路が複雑化するとともに高価になる。また、安定な電圧を極間に印加するために、放電誘起電源の周波数に同調するような共振回路を極間に接続する必要があるが、極間のインダクタンスが変化するとその同調がずれるため、印加電圧が変化してしまうという問題点がある。
【０００７】
このような、従来の問題点を解決するものとして、放電誘起用電圧の極性を、放電毎あるいは正・逆同じ割合となるような周期で交互に切り換える方法がある（例えば、特願平６−１０７４５５号）。この方法では、正極性の放電誘起用電圧と逆極性の放電誘起用電圧の比率を等しくして平均的な電圧を０Ｖにするものである。
しかしながら、この方法においても、主放電電流が流れている間の極間電圧（アーク電圧）は考慮されておらず、実際には極間電圧に偏りが生じている。
【０００８】
さらに、逆極性で放電誘起用電圧を印加した場合には、放電が開始してから主加工電流が流れるまでの間、数１００ｎｓの短い時間ではあるが逆極性の電流が流れるため、放電頻度が上がると電極の消耗が大きくなるという問題もある。
【０００９】
また、電圧印加を開始すると放電が誘起されるまで一定極性の電圧が印加され続けるので、特に切り込み部などの放電間隔が長くなった場合には、局部的に電食が起こる問題がある。
【００１０】
そこで、本発明は前記した従来の問題点を解決して、電解作用により生ずる被加工物表面の劣化を確実に防止することができる放電加工方法及びその装置を提供することを目的とする。また、被加工物の電食の度合いに応じて、加工面の劣化を完全に防止する加工や電極消耗を抑えた加工を行い、被加工物の材質に合わせた最適な加工を行うと共に、放電間隔が広がっても加工面の劣化のない放電加工方法およびその装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
また、本発明は、加工用電極と被加工物との間に形成される極間に放電誘起用電圧を印加し、該放電誘起用電圧によって極間の絶縁が破壊され放電が誘起されたことを検出して放電誘起用電圧の印加を停止し、同時に加工用電流パルスを極間に流して被加工物の除去加工を行い、所定の休止時間を経てこれを繰り返す放電加工方法において、極間の平均電圧を検出し、基準電圧を可変とし所望の値に設定し、極間の平均電圧を検出して、該平均電圧が設定された基準電圧と一致するように前記放電誘起用電圧の極間に対する極性を切り換えることにより、前記目的を達成する。  
【００１２】
また、放電誘起用電圧の印加を開始した後、所定時間内に放電が誘起されない場合には放電誘起用電圧の印加を中止し、通常加工時の休止時間とは異なる短い休止時間を経た後に、次回の放電誘起用電圧の印加を開始を行うことができる。
【００１３】
本発明の放電加工において、放電誘起用電圧は、加工用電極と被加工物との間の極間に印加されるものであり、極間の絶縁を破壊して放電を誘起する電圧である。そして、この放電誘起用電圧の極間への極性は、例えば、被加工物を基準とし、加工用電極が負となる極性を正極性とし、反対の極性を逆極性とすることができる。
本発明の放電加工装置は、加工用電極と被加工物との間に形成される極間に間欠的に放電を発生させ、加工電流を流すことによって被加工物の除去加工を行う放電加工装置において、前記極間に放電を誘起させる正極性および負極性の電圧を印加する放電誘起回路と、放電開始後、前記極間に加工用の電流パルスを供給する主放電回路と、極間電圧の平均値を検出する検出手段と、前記検出値を設定手段により所望の値に設定された可変の基準電圧と比較する比較手段、該比較手段の出力によって前記放電誘起回路の出力極性を切り換える信号を出力する制御手段とを備えたことにより、前記目的を達成するものである。
本発明の放電加工装置において、制御手段は、極間への電圧印加中のみ動作する第１の計時手段と、通常加工時における加工休止時間を規定する第２の計時手段と、前記加工休止時間と異なる休止時間を規定する第３の計時手段とを備え、前記第１の計時手段の出力によって放電誘起回路への動作指令を停止し、第３の計時手段を作動させ、第３の計時手段の出力によって次回の放電誘起用電圧の印加を開始する。
【００１４】
【作用】
前記した本発明の放電加工によれば、はじめに、加工用電極と被加工物との間に形成される極間に対して、放電誘起回路から放電誘起用電圧をある極性の方向で印加する。放電誘起用電圧が印加された極間は、ある時間の経過後この放電誘起用電圧により絶縁破壊を起こして放電を開始する。この放電開始時より主放電電源から極間への主放電電流の供給を行い、放電を所定時間続行させる。放電時における極間の電圧は、放電誘起用電圧より充分小さな値となる。この放電によって、被加工物の放電加工を行う。極間での放電は、所定時間の経過後、主放電電流の供給を断つことにより停止する。放電が停止した後、休止時間をとることにより極間の絶縁状態を回復させ、一つの放電が終了する。
また、放電誘起回路から極間に印加する放電誘起用電圧の極性方向を反対極性として、極間に放電を誘起させることもできる。この反対極性の放電誘起用電圧は、単に極性が逆であるだけであってその作用は同様であり、前記した放電工程と同様にして、極間にある時間の経過後絶縁破壊を起こして放電を開始する。そして、その後の放電加工も同様に行われる。したがって、放電前の放電誘起用電圧の極間に対する極性のみが異なり、放電時における作用は同様である。
【００１５】
本発明の放電加工においては、放電誘起用電圧の極間に対する極性の切り換えは、極間の電圧を検出しその極間電圧に基づいて行うものであり、加工用電極と被加工物との間の極間電圧を積分することによって、その極間電圧値と印加時間に関係した極間の平均電圧を求め、その極間の平均電圧が所望する値の基準電圧となるようにして行うことができる。
放電誘起用電圧を印加してから放電が始まるまでの時間は極間の状態により異なり、個々の放電で比較すると放電誘起用電圧の印加時間に差が生じるが、本発明によれば、加工用電極と被加工物との間の極間電圧を積分することによって、その極間電圧値と印加時間に関係した値を求めているため、平均した極間電圧を任意の所望する値に設定された基準電圧と一致させることができ、放電誘起用電圧の印加によって発生する電解作用で生ずる被加工物表面の劣化を防止することができる。  
【００１６】
また、放電誘起電圧を印加した後、所定時間内に放電が誘起されない場合には、電圧印加を中止し、通常加工時の休止時間より短い休止時間を経た後、次回の電圧印加を開始する。
【００１７】
この本発明の放電誘起用電圧の極性の切り換えは、放電発生を基にして制御信号を出力する制御回路により、切り換え回路を駆動して行うものであり、切り換え回路は、例えば、放電誘起電源と極間との間に設けたスイッチ手段の開閉を制御して、放電誘起電源の接続状態の変更あるいは極性の異なる放電誘起電源の選択を行う。この放電誘起電源の制御によって、極間への放電誘起用電圧の印加極性を切り換え、極間における放電誘起用電圧の平均電圧を任意の所望の値に設定された基準電圧とし、放電誘起用電圧の印加によって発生する電解作用による影響を実質的に停止し、被加工物表面の劣化を防止する。
【００１８】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図を参照しながら詳細に説明する。
本発明の放電加工を実施する放電加工装置は、通常の放電加工装置とほぼ同様であり、加工用電極と被加工物間の極間に電圧を印加する方法及び、その装置に特徴を有している。そこで、以下の本発明の実施例においては、該極間に電圧を印加する構成を主に説明し、周知の放電加工装置についてはその説明を省略する。
【００１９】
〔本発明の実施例１〕
はじめに、本発明の実施例１の構成及び作用について、図１〜図６を用いて説明する。
（本発明の実施例１の構成）
図１は、本発明の放電加工の実施例１を説明する放電加工装置の電源部の構成図である。図１において、１は加工用電極、２は被加工物であり、この加工用電極１は被加工物２との間に間隙を開けて設置することにより、該間隙は放電が生じる極間を形成している。接地された被加工物２と加工用電極１との間に形成される極間において、加工液を介して間欠的な放電を発生させることにより、被加工物２に放電加工を行うものである。
本発明の放電加工装置の電源部は、主放電回路３と放電誘起回路４の２つの電源部分を備えている。放電誘起回路４は極間に放電を誘起するための回路であり、また、主放電回路３は、放電加工を行うための主放電電流を供給する回路であって、放電誘起回路４による放電誘起の後に加工用の主放電電流を放電誘起用の電流に重畳するものである。主放電回路３及び放電誘起回路４の駆動は、制御回路５からの制御信号に基づいて行われる。
【００２０】
主放電回路３は、極間に主放電電流を供給する主放電電源３１を有し、直列接続されるスイッチ素子３２及びスイッチ素子３３を介して主放電電流の閉回路を構成している。該主放電回路において、例えば、主放電電源３１の一方の電極端子から被加工物２の接地端子の方向にダイオード３４を接続し、加工用電極１から主放電電源３１の他方の電極端子の方向にダイオード３５を接続して、クロス方式の電源を構成することができる。このスイッチ素子３２，３３の開閉は、制御回路５からの制御信号ｓ３によって行う。
放電誘起回路４は、極間に放電誘起用電圧を印加する放電誘起電源４１を有し、直列接続されるダイオード４２及び電流制限抵抗４３を介して放電誘起用電圧印加のための閉回路を構成している。該放電誘起回路４において、加工用電極１への放電誘起用電圧の印加極性を切り換えるための回路構成は、スイッチ素子（４４〜４７）によって構成されている。実施例１において、スイッチ素子４４〜４７による切り換え回路は、スイッチ素子４４を放電誘起電源４１の一方の電極と加工用電極１との間に接続し、スイッチ素子４５を放電誘起電源４１の他方の電極と被加工物２の接地側との間に接続し、スイッチ素子４６を放電誘起電源４１の一方の電極と被加工物２の接地側との間に接続し、スイッチ素子４７を放電誘起電源４１の他方の電極と加工用電極１との間に接続することによって構成される。
【００２１】
そして、スイッチ素子４４とスイッチ素子４５には同じ制御信号を入力して同時に開閉制御を行い、また、スイッチ素子４６とスイッチ素子４７には前記スイッチ素子４４及びスイッチ素子４５と異なる制御信号が入力して、同時に開閉制御を行う。
【００２２】
また、本発明の実施例では、主放電電源極性は正極性となっているが、これに限定されるものではなく加工によっては逆極性とすることもできる。
【００２３】
制御回路５は、加工用電極１と被加工物２との間の極間電圧を入力して放電検出を行うとともに、該放電検出信号に基づいて主放電回路３に制御信号ｓ３を出力し、放電誘起回路４に制御信号ｓ４を出力する。
また、切り換え回路は、極間電圧と制御回路５からの制御信号ｓ４を受けて放電誘起回路４のスイッチ素子の開閉を制御する回路であり、実施例１においては、極間電圧を検出する差動増幅器５７と、基準電圧５８と、差動増幅器５７からの極間電圧と基準電圧５８との和を出力する加算器５９と、加算器５９の出力を積分する積分器５６と、積分器５６の積分値を０Ｖと比較する比較器５５と、比較器５５の出力と制御回路５からの制御信号ｓ４とを入力信号とするラッチ回路５４と、ラッチ回路５４の出力と制御信号ｓ４との論理積をとって、そのアンド出力をスイッチ素子４４及びスイッチ素子４５に出力するアンドゲート５１と、ラッチ回路５４の反転出力と制御信号ｓ４との論理積をとって、そのアンド出力をスイッチ素子４６及びスイッチ素子４７に出力するアンドゲート５２とを備えている。なお、ラッチ回路５４の反転出力は、ラッチ回路５４の出力をインバータ５３により反転することにより得ることができる。
また、第１計時手段６０は、制御回路５からの制御信号ｓ４によって動作を開始し、タイムアップした後にハイとなる信号を制御回路５に出力する。この第１計時手段６０は、極間への電圧印加中のみ動作する計時手段であり、電圧印加を開始した後、所定時間内に放電が誘起されない場合に、電圧印加を中止するためのものである。また、第２計時手段６１は、制御信号ｓ５によって動作を開始し、タイムアップした後にハイとなる信号を制御回路５に出力する。この第２計時手段６１は、通常の加工時における加工休止時間を規定する。また、第３計時手段６２は、制御信号ｓ６によって動作を開始し、タイムアップした後にハイとなる信号を制御回路５に出力する。この第３計時手段６２は、第２計時手段６１が規定する通常の加工時における加工休止時間よりも短い休止時間を規定する。
【００２４】
なお、図１においては、主放電回路３、及び放電誘起回路４を破線により表している。
【００２５】
（本発明の実施例１の作用）
次に、本発明の実施例１の作用について、図２，図３のタイムチャート、及び図４〜図６の回路図を用いて説明する。なお、以下の説明では図２，図３のタイムチャート中の時刻ａ〜時刻ｗの符号に従って説明する。
図２に示すタイムチャートにおいて、時刻ａ〜時刻ｋ，時刻ｐ〜時刻ｒの期間は正極性（被加工物を基準にして加工用電極が負となる極性の電圧極性）の放電誘起用電圧を印加する場合であり、時刻ｋ〜時刻ｐ，時刻ｒ〜時刻ｗの期間は逆極性（被加工物を基準にして加工用電極が正となる極性の電圧極性）の放電誘起用電圧を印加する場合を示している。
図２，図３のタイムチャートは、連続する放電加工途中の４回の放電の様子を示している。極間電圧Ｖｇは、差動増幅器５７により検出される。差動増幅器５７差動増幅器５７の出力は、制御回路５に入力されるとともに、加算器５９により基準電圧５８との加算を行った後、積分器５６に入力されて積分が行われる。
【００２６】
時刻ａ以前までの放電加工で、積分器５６の出力Ｖｇ（ＩＮＴ）がプラスになっており、比較器５５の出力はハイ、ラッチ回路５４もハイにラッチされているものとする。なお、図示の例では、極間の平均電圧が正極性のある値を保つよう、基準電圧５８は正の電圧に設定さているものとする。
【００２７】
時刻ａ：制御回路５はハイの制御信号ｓ４を送出する。このとき、積分器５６の出力Ｖｇ（ＩＮＴ．）はプラスの状態にあるので、比較器５５の出力はハイの状態にある。このタイムチャートでは、ラッチ回路５４の出力はこの時刻の以前よりハイであるので、ラッチ回路５４の出力に変化はなくハイの出力を維持する。
【００２８】
ラッチ回路５４の出力は、信号ｓ４とアンドゲート５１で論理積がとられるとともに、インバータ５３で反転されて信号ｓ４とアンドゲート５２で論理積がとられる。このとき、ラッチ回路５４の出力はハイであるので、アンドゲート５１の出力はハイとなる。この出力は、放電誘起回路４に入力されて、スイッチ素子４４及び４５をオンとし、極間に正極性の放電誘起用電圧を印加する（図４参照）。
【００２９】
また、第１計時手段６０は、制御信号ｓ４によって計時動作を開始し、所定時間内に放電が誘起されるか否かを監視する。
【００３０】
なお、図２のタイムチャートにおいては、極性電圧Ｖｇは立ち下がりを正極性とし、立ち上がりを逆極性として表している。
【００３１】
図３は、スイッチ素子４４，４５がオン、スイッチ素子４６，４７がオフで、スイッチ素子３２，３３がオフの場合の放電加工装置の電源部の回路結線状態を示しており、放電誘起電源４１の正の電極が被加工物２に接続されて被加工物２に正電圧を印加し、放電誘起電源４１の負の電極が加工用電極１２に接続されて加工用電極１に負電圧を印加している。この電圧印加により、極間に放電誘起用電圧の印加が行われることになる。
加工用電極１に正極性の放電誘起用電圧が印加されると、極間には絶縁が破壊されて放電が開始するまで、正極性の極性電圧Ｖｇが印加された状態が続くことになる。図２のタイムチャートにおいては、この加工用電極１に放電誘起用電圧が印加されて放電が開始するまでの間を期間Ｔ１で表している。
【００３２】
時刻ｂ：極間の絶縁が破壊されて放電が発生すると、極間電圧Ｖｇは低下する（図２のタイムチャートにおいては、上向きの変化で表されている）。これにより、差動増幅器５７の出力は低下し、制御回路５はこの電圧低下により放電を検出する。
【００３３】
時刻ｃ：放電を検出した制御回路５は、制御信号ｓ３をハイとして主放電回路３のスイッチ素子３２，３３をオンするとともに、信号ｓ４をローとしてスイッチ素子４４，４５をオフとする。スイッチ素子３２，３３をオンにすることにより、主放電電源３１を電極１及び被加工物２の極間に印加し、主放電電流Ｉｇを矢印の方向に流す。このとき、電極間には僅かな電圧Ｖｇが印加されており、積分器５６はさらに積分を続行して積分値Ｖｇ（ＩＮＴ．）を出力する。
積分器５６の積分値Ｖｇ（ＩＮＴ．）は区間Ｔ１の間に減少するが、その値はまだ正であるため比較器５５の出力はハイであり、ラッチ回路５４の出力はハイが維持される。ラッチ回路５４の出力はハイが維持されるが、制御回路５の制御信号ｓ４はローとなるため、アンドゲート５１及びアンドゲート５２の論理積出力はローとなってスイッチ素子４４，４５，４６，４７はオフとなる。
【００３４】
したがって、スイッチ素子４４，４５，４６，４７は全てオフとなり、放電誘起用電圧の極間への印加は停止することになる。図５は、スイッチ素子４４，４５，４６，４７がオフで、スイッチ素子３２，３３がオンの場合の放電加工装置の電源部の回路結線状態を示しており、放電誘起電源４１は加工用電極１及び被加工物２とは接続されず、主放電電源３１の正方向の電極が被加工物２に接続され、主放電電源３１の負の電極が加工用電極１に接続されて、極間に主放電電圧の印加が行われ、主放電電流Ｉｇが流れることになる。
また、第１計時手段６０は、制御信号ｓ４の立ち上がりによって、計時動作中であったが、所定時間を計時する前に、制御信号ｓ４が立ち下がってローとなったため、第１計時手段６０の出力はローのままである。
【００３５】
なお、極間電圧Ｖｇの低下の検出からスイッチ素子３２，３３がオンするまでに遅れ時間があるため、放電が開始してからスイッチ素子３２，３３がオンするまで、ｔ１の時間遅れが生じる。この時間遅れは、通常数百ｎｓである。
この遅れ時間の間放電を維持するために、スイッチ素子３２，３３がオンするまで、スイッチ素子４４，４５をオン状態に維持する。
なお、放電が確実に主放電電流につながるようにするため、スイッチ素子４４，４５のオンとスイッチ素子３２，３３のオンがオーバーラップするように制御することもできる。
【００３６】
時刻ｄ：制御回路５は、所定時間ｔ２の後に制御信号ｓ３をローとし、主放電回路３のスイッチ素子３２，３３をオフにすると共に信号ｓ５をハイとし、第２計時手段６１によって通常加工時における加工休止時間ｔ３の計時を開始する。
【００３７】
このスイッチ素子３２，３３のオフによって主放電電源３１の加工用電極１及び被加工物２への電圧印加は停止するが、主放電回路のインダクタンス成分に蓄積された電磁エネルギーがダイオード３４，３５を通して放出されるため、スイッチ素子３２，３３がオフとなった後も主放電電流Ｉｇは流れ続ける。
時刻ｅ：主放電電流Ｉｇが停止すると極間電圧Ｖｇは０Ｖとなり、基準電圧５８のみが積分器５６によって積分される。
【００３８】
このとき、時刻ａから時刻ｅの間の、電圧の印加後放電するまでの時間と放電時間との和が短いため、積分器５６の出力Ｖｇ（ＩＮＴ．）はプラスのままであり、この場合Ｖｇ（ＩＮＴ．）が正である限り、正極性の放電誘起用電圧を印加する。
時刻ｆ：第２計時手段６１が通常加工時における加工休止時間ｔ３を計時すると、計時終了信号を制御回路５に出力し、制御回路５はこの計時終了信号に従って、制御信号ｓ４をハイとする。この休止時間の間は、極間には放電誘起用電圧も主放電電圧を印加されない状態にあり、この間に極間の絶縁状態の回復が行われる。
前記した時刻ａから時刻ｆまでの工程により、極間に正極性（被加工物を基準にして加工用電極が負となる極性の電圧極性）の放電誘起用電圧を印加した場合の放電加工が完了する。
【００３９】
時刻ｆ〜時刻ｋ：時刻ｆにおいて、ハイの制御信号ｓ４が送出される。このとき、時刻ａのときと同様に比較器５５の出力はハイなので、極間には正極性の放電誘起用電圧が印加される。その後は、前記した時刻ａから時刻ｆとほぼ同様の動作が行われて、時刻ｋで極間に正極性の放電誘起用電圧を印加した場合の放電加工が完了する。
このとき、積分器５６で極間電圧Ｖｇを積分すると、時刻ｆから時刻ｇ、あるいは時刻ｆから時刻ｊの間において、その積分値が正から零を通過して負となる。図２のタイムチャートでは時刻ｆから時刻ｇの間に、積分値が正から負に反転する。このＶｇ（ＩＮＴ．）の極性の変化は、基準値を０Ｖとする比較器５５により検出され、比較器５５の出力をローとする。
時刻ｋ：制御信号ｓ４がハイとなったとき、前記比較器５５の電圧はこの制御信号ｓ４の立ち上がりでラッチ回路５４にラッチされ、ラッチ回路５４の出力はローとなる。ラッチ回路５４の出力はアンドゲート５１の論理積をローとしてスイッチ素子４４，４５をオフとし、また、ラッチ回路５４の出力はインバータ５３で反転されてハイとなり、アンドゲート５２の論理積出力がハイとなる。このハイ出力は、放電誘起回路４のスイッチ素子４６，４７をオンとして、極間に逆極性の放電誘起用電圧を印加する。
【００４０】
図６は、スイッチ素子４４，４５がオフ、スイッチ素子４６，４７がオンで、スイッチ素子３２，３３がオフの場合の放電加工装置の電源部の回路結線状態を示しており、放電誘起電源４１の負の電極が被加工物２に接続されて、放電誘起電源４１の正の電極が加工用電極１に接続され、極間に前記時刻ａ及び図３で示した場合と逆極性の放電誘起用電圧の印加が行われることになる。
加工用電極１に逆極性の放電誘起用電圧が印加されると、極間には絶縁が破壊されて放電が開始するまで、逆極性の極間電圧Ｖｇが印加された状態が続くことになる。図２のタイムチャートにおいては、この加工用電極１に放電誘起用電圧が印加されて放電が開始するまでの間を期間Ｔ２で表している。
また、この時刻ｋからは、極間に印加する極性が逆となるため、積分器５６での積分の方向は前記の放電工程とは逆に積分値Ｖｇ（ＩＮＴ．）が正の方向に増加する。
【００４１】
時刻ｌ：極間の絶縁が破壊されて放電が発生すると、極間電圧Ｖｇの絶対値は低下する（図２のタイムチャートにおいては、立ち下がりの変化で表されている）。この極間での放電によって電流Ｉｇが流れる。この電流Ｉｇの方向は、前記時刻ｂ及び時刻ｇのときとは逆方向となる。制御回路５は差動増幅器５７の出力を介してこの極間電圧Ｖｇの変化で放電を検出する。
時刻ｍ：放電を検出した制御回路５は、制御信号ｓ３をハイとして主放電回路のスイッチ素子３２，３３をオンとして、主放電電源３１を電極１及び被加工物２の極間に印加し、主放電電流Ｉｇを流す。この主放電電流Ｉｇの方向は、図５に示す矢印と同じ方向である。一方、制御信号ｓ４をローとするのでアンドゲート５２の論理積出力はローとなってスイッチ素子４６，４７はオフとなる。
また、アンドゲート５１の出力はローのままで、スイッチ素子４４，４５はオフの状態を維持する。
【００４２】
したがって、スイッチ素子４４，４５，４６，４７は全てオフとなり、放電誘起用電圧の極間への印加は停止することになる。この回路状態は、前記した図５と同様であり、極間に主放電電圧の印加が行われて、主放電流Ｉｇが流れることになる。
なお、極間電圧Ｖｇの絶対値の低下からスイッチ素子３２，３３がオンするまでに遅れ時間があるため、前記と同様に放電が開始してからスイッチ素子３２，３３がオンするまでｔ１の時間遅れが生じる。
そして、この遅れ時間の間放電を維持するために、スイッチ素子３２，３３がオンするまで、スイッチ素子４６，４７をオン状態に維持する。
なお、放電が確実に主放電電流につながるようにするため、スイッチ素子４６，４７のオンとスイッチ素子３２，３３のオンがオーバーラップするように制御することもできる。
【００４３】
時刻ｎ，ｏ：制御回路５は、所定時間ｔ２の後に制御信号ｓ３をローとし、主放電回路３のスイッチ素子３２，３３をオフにするとともに、第２計時手段６１によって通常加工時における加工休止時間ｔ３の計時を開始する。
【００４４】
このスイッチ素子３２，３３のオフによって主放電電源３１の加工用電極１及び被加工物２への電圧印加は停止するが、主放電回路のインダクタンス成分に蓄積された電磁エネルギーがダイオード３４，３５を通して放出されるため、スイッチ素子３２，３３がオフとなった後も主放電電流Ｉｇは流れ続ける。
時刻ｐ：第２計時手段６１が通常加工時における加工休止時間ｔ３を計時すると、計時終了信号を制御回路５に出力し、制御回路５はこの計時終了信号に従って、制御信号ｓ４をハイとする。
【００４５】
積分器５６の出力Ｖｇ（ＩＮＴ．）はプラスの状態にあるので、正極性の電圧が極間に印加される。これと同時に第１計時手段６０は動作を開始する。
【００４６】
また、この時刻ｏから時刻ｐまでの休止時間の間は、極間には放電誘起用電圧も主放電電圧を印加されない状態にあり、この間に極間の絶縁状態の回復が行われる。
そして、前記した時刻ｋから時刻ｐまでの工程により、極間に逆極性（被加工物を基準にして加工用電極が正となる極性の電圧極性）の放電誘起用電圧を印加した場合の放電加工が完了する。
【００４７】
時刻ｑ：極間が放電が開始する前に、第１計時手段６０の計時が完了すると、第１計時手段６０は計時信号を制御回路５に出力する。制御回路５は、この計時信号を受けて制御信号ｓ４をローとし、極間への電圧印加を中止する。
【００４８】
同時に、制御信号ｓ６をハイとして、第３計時手段６２の計時を開始する。第３計時手段６２は、通常の加工時における休止時間を規定する第２計時手段６１より短い時間が設定されている。
【００４９】
この場合には、極間の絶縁が保たれたままであるので、主放電電流を流さず、休止時間に入る。
【００５０】
時刻ｒ：第３計時手段６２が休止時間の計時を終了すると、制御回路５はこの計時終了を受けて制御信号ｓ４をハイとし、極間への電圧印加を再開する。
時刻ｐから時刻ｑまでの間に、積分器５６の出力Ｖｇ（ＩＮＴ．）の符号は、正から負に変化しており、この結果、極間には逆極性の放電誘起電圧が印加される。
【００５１】
時刻ｒ〜時刻ｗ：時刻ｋ〜時刻ｐの動作と同じであり、ここでは説明を省略する。
【００５２】
このとき、積分器５６で極間電圧Ｖｇを積分すると、時刻ｋから時刻ｌ、あるいは時刻ｋから時刻ｍの間において、その積分値が負から零を通過して正となる。図２のタイムチャートでは時刻ｋから時刻ｌの間に、積分値が負から正に反転する。このＶｇ（ＩＮＴ．）の極性の変化は、基準値を０Ｖとする比較器５５により検出され、比較器５５の出力をハイとする。
そして、前記した時刻ａから時刻ｆ（時刻ｆから時刻ｋ）までの正極性の放電誘起用電圧による放電過程と、時刻ｋから時刻ｐまでの逆極性の放電誘起用電圧による放電過程とを繰り返すことによって、被加工物の放電加工が行われる。  ここで、時刻ａから時刻ｅ、及び時刻ｆから時刻ｊまでの正極性の放電誘起用電圧による放電過程の区間と、時刻ｋから時刻ｍまでの逆極性の放電誘起用電圧による放電過程の区間とを比較する。この両者の区間において、印加電圧と基準電圧の和の電圧に印加時間を乗じた値に対応する積分値は、積分器５６によって平均をとると「０」となるように制御されて、極間への印加電圧の極性が変更される。
したがって、極間の平均電圧は基準電圧５８と極性が反対で、絶対値が等しくなるよう制御されるので、被加工物の材質によって最適な加工を実現することができる。
【００５３】
なお、この実施例では、ラッチ回路５４の出力が反転するときに、アンドゲートの出力にパルス状の信号が現れることがある。この信号は、アンドゲート５１ではラッチ回路５４の出力と制御信号ｓ４の論理積をとり、また、アンドゲート５２ではラッチ回路５４の出力をインバータ５３で反転した信号と制御信号ｓ４の論理積をとり、そのラッチ回路５４が制御信号ｓ４の立ち上がりでラッチするよう構成していて、ラッチ回路５４の動作遅れが生じることが原因となっている。例えば、図２のタイムチャートの時刻ｋにおいて、アンドゲート５１の出力にパルスが発生する。
図１において、制御回路５とアンドゲート５１及びアンドゲート５２の入力端の間に遅延回路を挿入する構成とし、この遅延回路によってラッチ回路５４の出力が確定するまで制御信号ｓ４を遅延させて、このパルス信号の発生を防止することができる。
【００５４】
〔本発明の実施例２〕
次に、本発明の実施例２の構成及び作用について、図７を用いて説明する。  （本発明の実施例２の構成）
図７は、本発明の放電加工の実施例２を説明する放電加工装置の電源部の構成図である。図７に示す本発明の実施例２の構成は、本発明の実施例１の構成とほぼ同様であり、加工用電極１、被加工物２、主放電回路３、放電誘起回路８、及び制御回路５を含んでいる。実施例２と実施例１の構成上の相違は放電誘起回路８の構成の点にある。そこで、以下では、放電誘起回路８の構成のみを説明し、その他の加工用電極１、被加工物２、主放電回路３、及び制御回路５については説明を省略する。
本発明の実施例２の放電誘起回路８は、正極性電圧用の電源と逆極性電圧用の電源の二つの電源を用い、それらの電源をスイッチ素子で開閉して極間への放電誘起用電圧の極性を切り換えるものである。図６においては、正極性電圧用の放電誘起電源８１とダイオード８２とスイッチ素子８３の直列回路と、逆極性電圧用の放電誘起電源８４とダイオード８５とスイッチ素子８６の直列回路とを並列接続し、電流制限抵抗８７を介して加工用電極１と被加工物２に接続している。そして、放電誘起電源８１と放電誘起電源８４の加工用電極１あるいは被加工物２に対する極性は反対極性となっている。
各放電誘起電源の極間への接続は、それぞれに設けられているスイッチ素子により行われ、該スイッチ素子はアンドゲート５１，５２からの信号によって切り換えられる。
【００５５】
（本発明の実施例２の作用）
次に、本発明の実施例２の作用について説明する。本発明の実施例２の作用は、前記実施例１の作用とほぼ同様であり、放電誘起回路８の電源の切り換えの点でのみ相違している。そこで、以下では、放電誘起回路８の電源の切り換えについてのみ説明する。
放電誘起回路８の正極性電圧用と逆極性電圧用の各電源は、スイッチ素子８３及びスイッチ素子８６の開閉によって極間への接続が行われ、このスイッチ素子８３及びスイッチ素子８６はアンドゲート５１，５２の出力により制御され、前記実施例１で示したように何れか一方のみの接続が行われる。
この実施例２の構成によれば、直流電源は２つ必要であるが、スイッチ素子の個数を減少することができ、また、該スイッチ素子の動作タイミングのずれを考慮する必要がないという効果がある。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、極間の平均電圧を基準電圧に近づけて、電解作用により生ずる被加工物表面の劣化と電極消耗の調和を図り、被加工物の材質に合わせた最適な加工を行うことができる放電加工方法及びその装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の放電加工の実施例１を説明する放電加工装置の電源部の構成図である。
【図２】本発明の放電加工の実施例１のタイムチャートである。
【図３】本発明の放電加工の実施例１のタイムチャートである。
【図４】本発明の実施例１の電源部の回路結線状態図である。
【図５】本発明の実施例１の電源部の回路結線状態図である。
【図６】本発明の実施例１の電源部の回路結線状態図である。
【図７】本発明の放電加工の実施例２を説明する放電加工装置の電源部の構成図である。
【符号の説明】
１  加工用電極
２  被加工物
３  主放電回路
４，８  放電誘起回路
５  制御回路
３１  主放電電源
３２，３３，４４〜４７，８３，８６  スイッチ素子
３４，３５，４２，８２，８５  ダイオード
４１，８１，８４  放電誘起電源
４３，８７  電流制限抵抗
５１，５２  アンドゲート
５３  インバータ
５４  ラッチ回路
５５  比較器
５６  積分器
５７  差動増幅器
５８  基準電圧
５９  加算器
６０  第１計時手段
６１  第２計時手段
６２  第３計時手段
【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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