(57)【要約】【課題】極間に供給する電流パルス内の矩形波を生成する領域の時間をワイヤ電極の線径や加工の種類に応じて最適値に切り替えること。【解決手段】電源制御回路１は、駆動信号ＯＵＴ１，ＯＵＴ２によってスイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２を同期してオン動作させてワイヤ電極Ｅと被加工物Ｗとの間に形成される極間に放電を発生させ、被加工物Ｗについて放電加工を行う場合に、スイッチング素子Ｔｒ１のオン時間の終了後におけるスイッチング素子Ｔｒ２のオン時間を、スイッチング素子Ｔｒ１のオン時間、ワイヤ電極Ｅの線径、加工の種類に基づき決定される還流時間に応じて切り替える。その結果、スイッチング素子Ｔｒ２は、スイッチング素子Ｔｒ１のオン時間に追加した延長時間がゼロでない場合は、その延長時間の分だけ長くオン動作状態を維持する。【選択図】　　　図１
2004136374.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１スイッチング素子と第２スイッチング素子とを同期してオン動作させてワイヤ電極と被加工物との間に形成される極間に放電を発生させ、前記被加工物について放電加工を行うワイヤ放電加工装置において、
前記第１スイッチング素子のオン時間の終了後における前記第２スイッチング素子のオン時間を、前記第１スイッチング素子のオン時間と前記ワイヤ電極の線径とに基づき決定される還流時間に応じて切り替える切替手段、
を備えたことを特徴とするワイヤ放電加工装置。
【請求項２】
第１スイッチング素子と第２スイッチング素子とを同期してオン動作させてワイヤ電極と被加工物との間に形成される極間に放電を発生させ、前記被加工物について放電加工を行うワイヤ放電加工装置において、
前記第１スイッチング素子のオン時間の終了後における前記第２スイッチング素子のオン時間を、前記第１スイッチング素子のオン時間に基づき決定される還流時間に応じて切り替える切替手段、
を備えたことを特徴とするワイヤ放電加工装置。
【請求項３】
第１スイッチング素子と第２スイッチング素子とを同期してオン動作させてワイヤ電極と被加工物との間に形成される極間に放電を発生させ、前記被加工物について放電加工を行うワイヤ放電加工装置において、
前記第１スイッチング素子のオン時間の終了後における前記第２スイッチング素子のオン時間を、前記第１スイッチング素子のオン時間と加工の種類とに基づき決定される還流時間に応じて切り替える切替手段、
を備えたことを特徴とするワイヤ放電加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ワイヤ放電加工装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ワイヤ放電加工装置は、所定の間隙をもって対向配置されるワイヤ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を加工する装置である。従来では、極間に矩形波電流パルスを供給することにより、加工効率や加工速度などを改善する提案がなされている（例えば、特許文献１〜４）。
【０００３】
特許文献１では、高出力電流源を配列して電極間の加工区域に高周波数で短く鋭敏で制御された大振幅のパルスを供給し、かつ加工ラインで誘導蓄積されたエネルギーを前記高出力電流源により放出された２つの順次のパルスを分離する時間間隔中、加工区域に再生するようにした間欠電気放電による加工用パルス発生器において、中間電流源を加工ラインで誘導蓄積されたエネルギーにより供給される再生電流が中間電流源により供給される電流の方向とは逆方向に中間電流源を流れるように構成された回路に電極工具及び加工すべき加工片に直列に接続するとともに、前記中間電流源から前記高出力電流源にエネルギーを再生する手段であつて、２つの電流源間に接続され、エネルギーの再生を安定化電位差として行うように配列された電圧安定器を有する修正電圧回路を備えた該エネルギーを再生する手段と、低強度衝撃エネルギー源と、放電をトリガし、放電の確立が検出された後にのみ前記高出力電流源をスイッチオンする同期ユニットとを備え、急峻な立ち上がりおよび立ち下がりを有する三角形状の大振幅電流パルスが得られる放電加工用パルス発生器が開示されている。
【０００４】
特許文献２では、電極と被加工物に第１のスイッチング素子を介して直列に接続される第１の直流電源と前記第１のスイッチング素子とからなる加工電流供給手段と、第２の直流電源を有するとともに前記電極と被加工物に対して前記加工電流供給手段と並列に接続され、放電電流を減衰させる電流減衰手段とを有する放電加工機用電源装置において、第２のスイッチング素子を有し、前記加工電流供給手段と並列に接続された加工電流バイパス手段と、前記第１のスイッチング素子のターンオフ時に所定時間にわたって前記第２のスイッチング素子をオンさせる電流制御手段とを備え、電極の消耗低減に適した矩形波電流波形を得るようにした放電加工機用電源装置が開示されている。
【０００５】
特許文献３では、主直流電源と、該主直流電源よりも出力電圧が低い副直流電源を備える放電加工機の放電加工電源装置において、電極と被加工物間の放電可能な状況に合わせ、上記主直流電源及び副直流電源より同時もしくはどちらか一方を遅らせて電極と被加工物間に電圧を印加して放電電流を流し、主直流電源による電圧印加を停止した後は上記副直流電源より電圧を印加して放電電流を持続させ、副直流電源からの電圧印加を停止した後、回路中に蓄積された誘導エネルギーを上記主直流電源に帰還させることにより、急峻な立ち上がりおよび立ち下がり速度をもつ加工効率のよい放電加工電流パルスを得ることができる放電加工機の放電加工電源装置が開示されている。
【０００６】
特許文献４では、被加工物と電極との間に加工電流を流して、前記被加工物を加工する放電加工装置において、初期電流供給用コンデンサを有し、加工期間初期に、前記被加工物と前記電極との間に加工電流を流す初期電流供給回路と、直流電源を有し、加工期間中期に、前記被加工物と前記電極との間に加工電流を流す中期電流供給回路と、加工期間後期に、加工期間中期に蓄積された誘導エネルギーによって、前記初期電流供給用コンデンサを充電させる帰還回路とを備え、放電加工電流のピーク値、加工パルス幅の調整を簡素化させ、さらに放電加工電流波形の立ち上がりおよび立ち下がりを急峻化させ、放電加工効率を向上させ得る放電加工装置が開示されている。
【０００７】
【特許文献１】
特許第２５８４５６７号：００２７〜００３４：図３
【特許文献２】
特開平９−１２３０２４号公報：００２２〜００２９：図１，図２
【特許文献３】
特開平１１−４８０３９号公報：００１７〜００２１：図１，図４
【特許文献４】
特開２００２−２２４９１５号公報：００６９〜００８２：図１〜図７
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の特許文献では、極間に供給する電流パルス内の矩形波を生成する領域の時間を任意に設定可能とすることは開示しているが、最適値に切り替える具体的な方策については開示していない。
【０００９】
例えば、線径がφ０．０３〜φ０．３程度のワイヤ電極を用いるワイヤ放電加工においては、ワイヤ電極の線径や加工の種類（荒加工、仕上げ加工など）に応じて使用する放電エネルギーは大きく異なり、それぞれ最適値が存在する。したがって、ワイヤ電極の線径や加工の種類（荒加工、仕上げ加工など）に応じて矩形波を生成する領域の時間を最適値に切り替えることをしない場合には、加工効率の低下が生じ、また荒加工ではワイヤ断線の発生によって加工速度が低下する。さらに、仕上げ加工では、ワイヤ電極消耗増加による形状精度悪化および面粗度悪化が生じてしまうという問題がある。
【００１０】
具体的に説明する。例えば、線径がφ０．３のワイヤ電極を用いる荒加工領域で最適とされる矩形波を生成する領域の時間を用いて線径φ０．２のワイヤ電極を用いて荒加工を行った場合には、ワイヤ電極の断線耐力は線径φ０．３のワイヤ電極よりも低いにも関わらず、矩形波を生成する領域の時間が長過ぎることになるので、１回の放電で投入される放電エネルギーが増加することによる加工効率の向上よりも、ワイヤ断線を誘発させやすくする悪影響の方が大きくなる。つまり、このような場合には、断線の発生によって荒加工時の加工速度の低下が発生してしまうという問題がある。
【００１１】
また、仕上げ加工においても、荒加工時で最適とされる矩形波を生成する領域の時間を用いて仕上げ加工を行ってしまうと、荒加工時と同じ多大な放電エネルギーが極間に投入されるので、ワイヤ電極消耗増加による形状精度悪化および面粗度悪化が生じてしまうという問題がある。
【００１２】
この発明は、上記に鑑みてなされたもので、極間に供給する電流パルス内の矩形波を生成する領域の時間をワイヤ電極の線径や加工の種類に応じて最適値に切り替える手段を備えたワイヤ放電加工装置を得ることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、この発明にかかるワイヤ放電加工装置は、第１スイッチング素子と第２スイッチング素子とを同期してオン動作させてワイヤ電極と被加工物との間に形成される極間に放電を発生させ、前記被加工物について放電加工を行うワイヤ放電加工装置において、前記第１スイッチング素子のオン時間の終了後における前記第２スイッチング素子のオン時間を、前記第１スイッチング素子のオン時間、あるいは前記ワイヤ電極の線径、あるいは加工の種類に基づき決定される還流時間に応じて切り替える切替手段を備えたことを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、切替手段は、第１スイッチング素子のオン時間の終了後における第２スイッチング素子のオン時間を、前記第１スイッチング素子のオン時間、あるいは前記ワイヤ電極の線径、あるいは加工の種類に基づき決定される還流時間に応じて切り替えることができる。すなわち、極間に供給する電流パルス内の矩形波を生成する領域の時間である還流時間をワイヤ電極の線径や加工の種類に応じて最適値に切り替えることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかるワイヤ放電加工装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００１６】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１であるワイヤ放電加工装置が備える加工電源装置の構成例を示す回路図である。図１において、ワイヤ放電加工装置内の放電加工部には、加工用のワイヤ電極Ｅと被加工物Ｗとが適宜な間隔を置いて対向配置されている。被加工物Ｗは、浮遊インダクタンスＬ１が存在する給電線を介してスイッチング素子Ｔｒ１の一方の信号電極とダイオードＤ１のカソードとの接続端に接続されている。
【００１７】
また、ワイヤ電極Ｅは、浮遊インダクタンスＬ２が存在する給電線を介してスイッチング素子Ｔｒ２の一方の信号電極とダイオードＤ２のアノードとの接続端に接続されている。なお、浮遊インダクタンスＬ１，Ｌ２には、回路中に存在する浮遊インダクタンスも含まれている。
【００１８】
スイッチング素子Ｔｒ１の他方の信号電極とダイオードＤ２のカソードとは、共通に直流電源Ｖの正極端に接続され、スイッチング素子Ｔｒ２の他方の信号電極とダイオードＤ１のアノードとは、共通に直流電源Ｖの負極端に接続されている。
【００１９】
スイッチング素子Ｔｒ１は、制御電極に電源制御回路１から印加される駆動信号ＯＵＴ１によってオン・オフ動作を行い、スイッチング素子Ｔｒ２は、制御電極に電源制御回路１から印加される駆動信号ＯＵＴ２によってオン・オフ動作を行う。その結果、極間には、ループ▲１▼▲２▼▲２▼’▲３▼の還流路によるパルス電流が流れるようになっている。
【００２０】
ループ▲１▼の還流路は、直流電源Ｖの正極端→スイッチング素子ＴＲ１→給電線等の浮遊インダクタンスＬ１→被加工物Ｗ→ワイヤ電極Ｅ→給電線等の浮遊インダクタンスＬ２→スイッチング素子Ｔｒ２→直流電源Ｖの負極端に至る経路である。
【００２１】
ループ▲２▼の還流路は、給電線等の浮遊インダクタンスＬ１→被加工物Ｗ→ワイヤ電極Ｅ→給電線等の浮遊インダクタンスＬ２→ダイオードＤ２→スイッチング素子Ｔｒ１→給電線等の浮遊インダクタンスＬ１に至る経路である。
【００２２】
ループ▲２▼’の還流路は、給電線等の浮遊インダクタンスＬ１→被加工物Ｗ→ワイヤ電極Ｅ→給電線等の浮遊インダクタンスＬ２→スイッチング素子Ｔｒ２→ダイオードＤ１→給電線等の浮遊インダクタンスＬ１に至る経路である。
【００２３】
ループ▲３▼の還流路は、直流電源Ｖの負極端→ダイオードＤ１→給電線等の浮遊インダクタンスＬ１→被加工物Ｗ→ワイヤ電極Ｅ→給電線等の浮遊インダクタンスＬ２→ダイオードＤ２→直流電源Ｖの正極端に至る経路である。
【００２４】
次に、図１，図２を参照して、極間に矩形状あるいは三角形状の電流波形を得る動作を説明する。なお、図２は、図１に示す加工電源装置によって極間に供給する電流パルスの発生態様を説明する図である。
【００２５】
図２では、駆動信号ＯＵＴ１，ＯＵＴ２のパルス幅を操作することによって形成されるループ▲１▼▲２▼▲２▼’▲３▼の還流路を組み合わせて極間に、矩形状の極間電流波形（ａ）（ｂ）を得る場合と、三角形状の極間電流波形（ｃ）を得る場合とが示されている。
【００２６】
（１）矩形状の極間電流波形（ａ）は、次のようにして生成される。駆動信号ＯＵＴ１，ＯＵＴ２は同期して高レベル（以下「Ｈレベル」という）に立ち上がるが、パルス幅は、駆動信号ＯＵＴ１＞駆動信号ＯＵＴ２となっている。したがって、駆動信号ＯＵＴ２がＨレベルである期間では、スイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ２が共にオン動作状態となるので、この期間内ループ▲１▼の還流路が形成される。極間には、ある傾きを持ってほぼ直線状に急激に増大する電流が流れる。浮遊インダクタンスＬ１，Ｌ２には、エネルギーが蓄積される。
【００２７】
次いで、駆動信号ＯＵＴ２が低レベル（以下「Ｌレベル」という）になると、スイッチング素子ＴＲ２がオフ動作を行うので、極間電流は上昇が止まる。このとき、スイッチング素子ＴＲ１はオン動作状態を維持しているので、浮遊インダクタンスＬ１，Ｌ２に蓄積されたエネルギーによってダイオードＤ２がオン動作を行う。その結果、駆動信号ＯＵＴ２がＬレベルとなった後に駆動信号ＯＵＴ１がＨレベルを維持している期間内、ループ▲２▼の還流路が形成される。極間電流は、ループ▲２▼の還流路を減少しつつ流れる。
【００２８】
次いで、駆動信号ＯＵＴ１がＬレベルになると、スイッチング素子ＴＲ１がオフ動作を行う。これによって、浮遊インダクタンスＬ１，Ｌ２に蓄積されたエネルギーによってダイオードＤ１がオン動作を行うので、ループ▲３▼の還流路が形成される。極間には、急激に減少する電流が流れる。この場合の極間電流は、回生電流である。ループ▲２▼の還流路を流れる極間電流は、ほぼ台形状の波形をしていることから、全体として矩形状に近い波形の極間電流が得られることが解る。ループ▲２▼の還流路が形成される時間幅が、矩形波を生成する領域の時間であるということができる。
【００２９】
（２）矩形状の極間電流波形（ｂ）は、次のようにして生成される。駆動信号ＯＵＴ１，ＯＵＴ２は同期してＨレベルに立ち上がるが、パルス幅は、駆動信号ＯＵＴ２＞駆動信号ＯＵＴ１となっている。したがって、駆動信号ＯＵＴ１がＨレベルである期間では、スイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ２が共にオン動作状態となるので、この期間内ループ▲１▼の還流路が形成される。極間には、ある傾きを持ってほぼ直線状に急激に増大する電流が流れる。浮遊インダクタンスＬ１，Ｌ２には、エネルギーが蓄積される。
【００３０】
次いで、駆動信号ＯＵＴ１がＬレベルになると、スイッチング素子ＴＲ１がオフ動作を行うので、極間電流は上昇が止まる。このとき、スイッチング素子ＴＲ２はオン動作状態を維持しているので、浮遊インダクタンスＬ１，Ｌ２に蓄積されたエネルギーによってダイオードＤ１がオン動作を行う。その結果、駆動信号ＯＵＴ１がＬレベルとなった後に駆動信号ＯＵＴ２がＨレベルを維持している期間内、ループ▲２▼’の還流路が形成される。極間電流は、ループ▲２▼’の還流路を減少しつつ流れる。
【００３１】
次いで、駆動信号ＯＵＴ２がＬレベルになると、スイッチング素子ＴＲ２がオフ動作を行う。これによって、浮遊インダクタンスＬ１，Ｌ２に蓄積されたエネルギーによってダイオードＤ２がオン動作を行うので、ループ▲３▼の還流路が形成される。極間には、急激に減少する電流が流れる。この場合の極間電流は、回生電流である。ループ▲２▼’の還流路を流れる極間電流は、ほぼ台形状の波形をしていることから、全体として矩形状に近い波形の極間電流が得られることが解る。ループ▲２▼’の還流路が形成される時間幅が、矩形波を生成する領域の時間であるということができる。
【００３２】
（３）三角形状の極間電流波形（ｃ）は、次のようにして生成される。駆動信号ＯＵＴ１，ＯＵＴ２は同期してＨレベルに立ち上がるが、パルス幅は、駆動信号ＯＵＴ２＝駆動信号ＯＵＴ１となっている。したがって、駆動信号ＯＵＴ１，ＯＵＴ２が共にＨレベルである期間では、スイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ２が共にオン動作状態となるので、この期間内ループ▲１▼の還流路が形成される。極間には、ある傾きを持ってほぼ直線状に急激に増大する電流が流れる。浮遊インダクタンスＬ１，Ｌ２には、エネルギーが蓄積される。
【００３３】
次いで、駆動信号ＯＵＴ１，ＯＵＴ２が共にＬレベルになると、スイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ２が共にオフ動作状態となり、極間電流は、上昇が止まる。このとき、浮遊インダクタンスＬ１，Ｌ２に蓄積されたエネルギーによってダイオードＤ１，Ｄ２が共にオン動作を行うので、ループ▲３▼の還流路が形成される。極間には、急激に減少する電流が流れる。この場合の極間電流は、回生電流である。全体として三角形状の極間電流が得られることが解る。これは、矩形波を生成する領域の時間をゼロにした場合に相当する。
【００３４】
次に、図３は、ワイヤ電極の線径を違えた場合における還流時間と最大加工速度との関係を示す図である。図３において、横軸は、ループ▲２▼またはループ▲２▼’の還流路を流れる還流電流［μｓｅｃ］である。図３では、０［μｓｅｃ］〜１．５［μｓｅｃ］の時間が示されている。縦軸は、最大加工速度［ｍｍ２／ｍｉｎ］である。図３では、１５０［ｍｍ２／ｍｉｎ］〜３１０［ｍｍ２／ｍｉｎ］の最大加工速度が示されている。
【００３５】
図３では、ワイヤ電極の線径として、φ０．２，φ０．２５，φ０．３の３種類が示され、得られる最大加工速度には、ワイヤ電極の線径毎に最適値が存在することが示されている。
【００３６】
すなわち、ワイヤ電極の線径がφ０．２である特性（イ）では、最大加工速度は、還流時間＝０の場合には、１７０［ｍｍ２／ｍｉｎ］であり、還流時間がほぼ０．５［μｓｅｃ］の付近でピーク（ほぼ１８５［ｍｍ２／ｍｉｎ］）となり、還流時間が０．５［μｓｅｃ］を超えると、低下することが示されている。
【００３７】
ワイヤ電極の線径がφ０．２５である特性（ロ）では、最大加工速度は、還流時間＝０の場合には、ほぼ２００［ｍｍ２／ｍｉｎ］であり、還流時間がほぼ０．７［μｓｅｃ］の付近でピーク（ほぼ２２０［ｍｍ２／ｍｉｎ］）となり、還流時間が０．７［μｓｅｃ］を超えると、低下することが示されている。
【００３８】
ワイヤ電極の線径がφ０．３である特性（ハ）では、最大加工速度は、還流時間＝０の場合には、ほぼ２６５［ｍｍ２／ｍｉｎ］であり、還流時間がほぼ１．１［μｓｅｃ］の付近でピーク（ほぼ３００［ｍｍ２／ｍｉｎ］）となり、還流時間が１．１［μｓｅｃ］を超えると、低下することが示されている。
【００３９】
なお、横軸の還流時間は、上述したように、極間に供給する電流パルス内の矩形波を生成する領域の時間であるが、ループ▲２▼の還流路で言えば、スイッチング素子Ｔｒ２のオン時間に追加された時間である。同様に、ループ▲２▼’の還流路で言えば、スイッチング素子Ｔｒ１のオン時間に追加された時間である。また、ループ▲１▼の還流路における極間電流の大きさは、スイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２が共にオン動作をしている時間に対応するが、数値制御装置に応じて予め定められる。
【００４０】
ここで、放電加工は、極間の絶縁破壊→放電発生→放電部分の溶融・除去・冷却→極間の絶縁回復、のサイクルを繰り返すことによって進められる。加工速度の高速化を可能とするためには、１回の放電で溶融・除去される被加工物の体積を大きくして電流パルス１個当たりの電荷量を大きくする必要がある。
【００４１】
しかし、図２（ｃ）のような三角形状の放電電流波形では、電流パルス１個当たりのエネルギーが少ないので、極間への効率的なエネルギー投入が不可能である。また、ワイヤ電極は、ピーク電流値が高いほど断線しやすいので、図２（ｃ）のような三角形状の放電電流波形を用いて電流ピーク値を高めることでは加工速度の向上は不可能である。
【００４２】
一方、図２（ａ）（ｂ）のような矩形状の放電電流波形を用いて電流パルス１個当たりの放電エネルギーを大きくすると、放電１回当たりで効果的に極間にエネルギーが投入されるので、ワイヤ電極の線径に応じて上記の還流時間を調整することにより、加工速度の向上が可能となる。そして、図３に示すように、還流時間には、ワイヤ電極の線径毎に最適値が存在する。さらに、還流時間には、荒加工や仕上げ加工などの加工の種類に応じて適切な値が存在する。
【００４３】
そこで、この発明では、極間に供給する電流パルス内の矩形波を生成する領域の時間を、ワイヤ電極の線径や加工の種類に応じて、さらには、極間電流の大きさないし矩形波を生成する領域の前に存在する時間幅に応じて最適値に切り替えることにしている。以下に具体例を説明する。この実施の形態１では、矩形波を生成する領域の時間をワイヤ電極の線径に応じて切り替える場合が示されている。
【００４４】
図４は、図１に示す電源制御回路の構成例を示すブロック図である。なお、図４では、図２に示した矩形状の極間電流波形（ｂ）と三角形状の極間電流波形（ｃ）を得る場合の構成例が示されている。ここでの説明は、図２に示した矩形状の極間電流波形（ａ）と三角形状の極間電流波形（ｃ）を得る場合にも同様に適用することができる。この点は、以下に示す各実施の形態においても同様である。
【００４５】
図４において、数値制御装置４１は、加工電源装置の動作を統括制御する装置であり、制御値として、予め定めた極間電流の大きさをパルス幅設定回路４２に与え、また実装されたワイヤ電極の線径をパルス幅延長回路４３に与える。
【００４６】
パルス幅設定回路４２は、極間電流の大きさとスイッチング素子Ｔｒ１のオン時間を規定するパルス幅との関係テーブルを備えている。パルス幅設定回路４２は、この関係テーブルを参照して、数値制御装置４１から与えられる極間電流の大きさに対応したスイッチング素子Ｔｒ１のパルス幅を設定する。設定したパルス幅は、パルス幅延長回路４３と信号出力回路４４とに与えられる。
【００４７】
その結果、信号出力回路４４は、パルス幅設定回路４２にて設定されたパルス幅の分だけスイッチング素子Ｔｒ１をオン動作させる駆動信号ＯＵＴ１を出力する。
【００４８】
パルス幅延長回路４３は、ワイヤ電極の線径とスイッチング素子Ｔｒ１のオン時間に追加する延長時間との関係テーブルを備えている。この場合、スイッチング素子Ｔｒ１のオン時間に追加する延長時間には、時間ゼロも含まれている。パルス幅延長回路４３は、この関係テーブルを参照して、数値制御装置４１から与えられるワイヤ電極の線径と、パルス幅設定回路４２から与えられるスイッチング素子Ｔｒ１のパルス幅とに基づきスイッチング素子Ｔｒ２のオン時間を規定するパルス幅を設定する。設定したパルス幅は、信号出力回路４５に与えられる。
【００４９】
その結果、信号出力回路４５は、パルス幅延長回路４３にて設定されたパルス幅の分だけスイッチング素子Ｔｒ２をオン動作させる駆動信号ＯＵＴ２を駆動信号ＯＵＴ１と同期して出力する。
【００５０】
これによって、スイッチング素子Ｔｒ２は、スイッチング素子Ｔｒ１のオン時間に追加した延長時間がゼロでない場合は、その延長時間の分だけ長くオン動作状態を維持する（図２（ｂ）参照）。また、スイッチング素子Ｔｒ２は、スイッチング素子Ｔｒ１のオン時間に追加した延長時間がゼロである場合は、スイッチング素子Ｔｒ１のオフ動作に同期して同時にオフ動作を行う（図２（ｃ）参照）。
【００５１】
図５は、図４に示す電源制御回路の動作としてワイヤ電極線径と還流時間との関係を説明する図である。図５において、横軸は、ワイヤ電極線径［ｍｍ］であり、縦軸は、今の例ではループ▲２▼’の還流路での還流時間［μｓｅｃ］である。図５では、０［μｓｅｃ］〜１．２［μｓｅｃ］の時間が示されている。
【００５２】
図５では、スイッチング素子Ｔｒ１のオン時間に追加する還流時間（上記の延長時間）は、例えば、線径が０．２［ｍｍ］（つまりφ０．２）である場合は、０．４［μｓｅｃ］で、線径が０．２５［ｍｍ］（つまりφ０．２５）である場合は、０．７［μｓｅｃ］で、線径が０．３［ｍｍ］（つまりφ０．３）である場合は、１［μｓｅｃ］であることが示されている。なお、ワイヤ電極の線径によっては還流時間がゼロとなる場合もある。
【００５３】
すなわち、パルス幅延長回路４３は、スイッチング素子Ｔｒ１のオン時間に追加する還流時間、つまりスイッチング素子Ｔｒ２のパルス幅を、数値制御装置４１から与えられるワイヤ電極の線径に応じて切り替えることを行っている。具体的には、パルス幅延長回路４３は、図５に例示すように、ワイヤ電極の線径が細くなるほど短くあるいはゼロに切り替えて設定し、極間に供給する電流パルスを三角波形状に近づける。また、ワイヤ電極の線径が太くなるほど長い還流時間に切り替えて設定し、極間に供給する電流パルスを矩形波形状に近づけることを行っている。
【００５４】
したがって、実施の形態１によれば、矩形波を生成する領域の時間である還流時間をワイヤ電極の線径に応じて適切な時間幅に切り替えるようにしたので、１回１回の放電毎に極間に投入されるエネルギーを最適化することができ、加工効率が向上する。また、例えば、断線耐力が低い細いワイヤ電極にワイヤ断線を誘発させる長い還流時間を適用することが防止でき、加工速度を向上させることができる。
【００５５】
実施の形態２．
図６は、この発明の実施の形態２であるワイヤ放電加工装置が備える加工電源装置における電源制御回路の構成例を示すブロック図である。なお、図６では、図４に示した構成と同一ないしは同等である構成要素には、同一の符号が付されている。ここでは、実施の形態２に関わる部分を中心に説明する。
【００５６】
図６に示すように、実施の形態２による電源制御回路では、図４に示した構成において、パルス幅延長回路４３に代えて、パルス幅延長回路６１が設けられている。
【００５７】
パルス幅延長回路６１には、パルス幅設定回路４２から設定したパルス幅のみが与えられる。あるいは、パルス幅延長回路６１には、パルス幅設定回路４２からの設定したパルス幅に加えて、数値制御装置４１から極間電流の大きさが与えられる。
【００５８】
パルス幅延長回路６１は、スイッチング素子Ｔｒ１のオン時間あるいは極間電流の大きさとスイッチング素子Ｔｒ１のオン時間に追加する延長時間との関係テーブルを備えている。この場合、スイッチング素子Ｔｒ１のオン時間に追加する延長時間には、時間ゼロも含まれている。パルス幅延長回路６１は、この関係テーブルを参照して、パルス幅設定回路４２から与えられるスイッチング素子Ｔｒ１のパルス幅に基づき、または、数値制御装置４１から与えられる極間電流の大きさに基づきスイッチング素子Ｔｒ２のオン時間を規定するパルス幅を設定する。設定したパルス幅は、信号出力回路４５に与えられる。
【００５９】
その結果、信号出力回路４５は、パルス幅延長回路６１にて設定されたパルス幅の分だけスイッチング素子Ｔｒ２をオン動作させる駆動信号ＯＵＴ２を駆動信号ＯＵＴ１と同期して出力する。
【００６０】
これによって、スイッチング素子Ｔｒ２は、スイッチング素子Ｔｒ１のオン時間に追加した延長時間がゼロでない場合は、その延長時間の分だけ長くオン動作状態を維持する（図２（ｂ）参照）。また、スイッチング素子Ｔｒ２は、スイッチング素子Ｔｒ１のオン時間に追加した延長時間がゼロである場合は、スイッチング素子Ｔｒ１のオフ動作に同期して同時にオフ動作を行う（図２（ｃ）参照）。
【００６１】
図７は、図６に示す電源制御回路の動作として先にオフ動作を行うスイッチング素子Ｔｒ１のオン時間とそれに追加する還流時間との関係を説明する図である。図７において、横軸は、スイッチング素子Ｔｒ１のオン時間［μｓｅｃ］であり、０［μｓｅｃ］〜１．５［μｓｅｃ］の時間が示されている。縦軸は、還流時間［μｓｅｃ］であり、０［μｓｅｃ］〜１．２［μｓｅｃ］の時間が示されている。
【００６２】
図７では、スイッチング素子Ｔｒ１のオン時間に追加する還流時間は、スイッチング素子Ｔｒ１のオン時間が短いほど短くあるいはゼロになる。また、スイッチング素子Ｔｒ１のオン時間に追加する還流時間は、スイッチング素子Ｔｒ１のオン時間が長くなるほど長くなることが示されている。
【００６３】
すなわち、パルス幅延長回路６１は、スイッチング素子Ｔｒ１のオン時間に追加する還流時間、つまりスイッチング素子Ｔｒ２のパルス幅を、数値制御装置４１から与えられる極間電流の大きさに応じて切り替える、あるいは、パルス幅設定回路４２から与えられる設定したスイッチング素子Ｔｒ１のパルス幅に応じて切り替えることを行っている。
【００６４】
具体的には、パルス幅延長回路６１は、図７に例示するように、スイッチング素子Ｔｒ１のオン時間が短くなるほど短くあるいはゼロに切り替えて設定し、極間に供給する電流パルスを三角波形状に近づける。また、スイッチング素子Ｔｒ１のオン時間が太くなるほど長い還流時間に切り替えて設定し、極間に供給する電流パルスを矩形波形状に近づけることを行っている。
【００６５】
したがって、実施の形態２によれば、矩形波を生成する領域の時間である還流時間をスイッチング素子Ｔｒ１のオン時間に応じて適切な時間幅に切り替えるようにしたので、１回１回の放電毎に極間に投入されるエネルギーが最適化されるので、加工効率が向上する。
【００６６】
また、荒加工時において、ワイヤ電極の線径に依存して設定されるスイッチング素子Ｔｒ１のオン時間が断線耐力の大きい太め線径のワイヤ電極用に長く設定された場合には、それに合わせて還流時間を長くすることができ、加工速度を向上させることができる。
【００６７】
例えば、図３において、スイッチング素子Ｔｒ１のオン時間は、ワイヤ電極の線径がφ０．２である場合には、０．４μｓｅｃ程度に設定され、φ０．２５である場合には、０．６μｓｅｃ程度に設定され、φ０．３である場合には、０．８μｓｅｃ程度に設定されるが、実施の形態２によれば、それに合わせて還流時間を最適に設定することができる。
【００６８】
また、仕上げ領域では、還流時間を長くして極間に多大なエネルギーを投入してしまうと、極間のエネルギー増大による面粗度の悪化や、ワイヤ電極消耗による形状精度（上下寸法差）の悪化が発生してしまう。そのため、仕上げ領域では、一般にスイッチング素子Ｔｒ１のオン時間を短くして使用されるが、不用意に還流時間を長くすることが起こる。
【００６９】
これに対し、実施の形態２によれば、スイッチング素子Ｔｒ１のオン時間毎に還流時間幅を切り替えることができるので、スイッチング素子Ｔｒ１のオン時間が短い仕上げ領域では、極間に投入されるエネルギーを抑制することが可能となり、上記した問題を解消することができる。
【００７０】
実施の形態３．
図８は、この発明の実施の形態３であるワイヤ放電加工装置が備える加工電源装置における電源制御回路の構成例を示すブロック図である。なお、図８では、図４に示した構成と同一ないしは同等である構成要素には、同一の符号が付されている。ここでは、実施の形態３に関わる部分を中心に説明する。
【００７１】
図８に示すように、実施の形態３による電源制御回路では、図４に示した構成において、パルス幅延長回路４３に代えて、パルス幅延長回路８１が設けられている。
【００７２】
パルス幅延長回路８１には、パルス幅設定回路４２から設定したパルス幅が与えられ、数値制御装置４１から加工の種類（荒加工、仕上げ加工など）が与えられる。
【００７３】
パルス幅延長回路８１は、加工の種類（荒加工、仕上げ加工など）とスイッチング素子Ｔｒ１のオン時間に追加する延長時間との関係テーブルを備えている。この場合、スイッチング素子Ｔｒ１のオン時間に追加する延長時間には、時間ゼロも含まれている。パルス幅延長回路８１は、この関係テーブルを参照して、数値制御装置４１から与えられる加工の種類（荒加工、仕上げ加工など）と、パルス幅設定回路４２から与えられるスイッチング素子Ｔｒ１のパルス幅とに基づきスイッチング素子Ｔｒ２のオン時間を規定するパルス幅を設定する。設定したパルス幅は、信号出力回路４５に与えられる。
【００７４】
その結果、信号出力回路４５は、パルス幅延長回路８１にて設定されたパルス幅の分だけスイッチング素子Ｔｒ２をオン動作させる駆動信号ＯＵＴ２を駆動信号ＯＵＴ１と同期して出力する。
【００７５】
これによって、スイッチング素子Ｔｒ２は、スイッチング素子Ｔｒ１のオン時間に追加した延長時間がゼロでない場合は、その延長時間の分だけ長くオン動作状態を維持する（図２（ｂ）参照）。また、スイッチング素子Ｔｒ２は、スイッチング素子Ｔｒ１のオン時間に追加した延長時間がゼロである場合は、スイッチング素子Ｔｒ１のオフ動作に同期して同時にオフ動作を行う（図２（ｃ）参照）。
【００７６】
図９は、図８に示す電源制御回路の動作として加工の種類と還流時間との関係を示す図である。
【００７７】
図９において、横軸は、スイッチング素子Ｔｒ１のオン時間［μｓｅｃ］であり、０［μｓｅｃ］〜１．５［μｓｅｃ］の時間が示されている。縦軸は、還流時間［μｓｅｃ］であり、０［μｓｅｃ］〜１．２［μｓｅｃ］の時間が示されている。
【００７８】
図９では、加工の種類として、荒加工（＃１）９１と、荒加工（＃２）９２と、荒加工（＃３）９３と、仕上げ加工９４とが示されている。スイッチング素子Ｔｒ１のオン時間が一番長い荒加工（＃１）９１では、線径φ０．３のワイヤ電極が用いられる。次に長い荒加工（＃２）９２では、線径φ０．２５のワイヤ電極が用いられる。その次の荒加工（＃３）９３では、線径φ０．２のワイヤ電極が用いられる。
【００７９】
図９に示すように、スイッチング素子Ｔｒ１のオン時間に追加する還流時間は、仕上げ加工９４の領域では、短くあるいはゼロになり、荒加工（＃３）９３、荒加工（＃２）９２、荒加工（＃１）９１の領域では、この順に長くなる。このように、ワイヤ電極の線径が太くなるほど、スイッチング素子Ｔｒ１のオン時間が長くなるのは、ワイヤ電極の線径が太いほど断線耐力が増加するからである。このことは、荒加工時に採用するスイッチング素子Ｔｒ１のオン時間は、ワイヤ電極の線径に依存する関係にあることを示している。
【００８０】
一方、仕上げ加工９４の領域では、スイッチング素子Ｔｒ１のオン時間を荒加工時よりも短くすることが示されている。これは、仕上げ加工９４の領域では、矩形波を生成する領域の時間を荒加工時と同様とすると、極間に多大なエネルギーが投入されることによるエネルギーの増大によって、面粗度が悪化し、またワイヤ電極の消耗による形状精度（上下寸法差）が悪化するからである。
【００８１】
すなわち、パルス幅延長回路８１は、スイッチング素子Ｔｒ１のオン時間に追加する還流時間、つまりスイッチング素子Ｔｒ２のパルス幅を、数値制御装置４１から与えられる加工の種類に応じて切り替えることを行っている。具体的には、パルス幅延長回路８１は、図９に例示すように、仕上げ加工９４の領域では、短くあるいはゼロに切り替えて設定し、極間に供給する電流パルスを三角波形状に近づける。また、荒加工（＃３）９３、荒加工（＃２）９２、荒加工（＃１）９１の領域では、この順序に長い還流時間に切り替えて設定し、極間に供給する電流パルスを矩形波形状に近づけることを行っている。
【００８２】
したがって、実施の形態３によれば、矩形波を生成する領域の時間である還流時間を加工の種類（荒加工、仕上げ加工など）に応じて適切な時間幅に切り替えるようにしたので、荒加工の領域では、実施の形態１，２と同様に加工速度の向上を図ることができる。一方、仕上げ加工の領域では、加工速度よりも面粗度や形状精度が優先される場合が多々ある。この場合、実施の形態３によれば、還流時間幅を短くするので、極間に投入されるエネルギーが抑制される、つまり、仕上げ加工時には還流時間幅を荒加工時よりも小さくすることができるので、矩形状電流パルスを与えた場合に生ずる面粗度の悪化、形状精度の悪化を抑制することができる。
【００８３】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、第１スイッチング素子と第２スイッチング素子とを同期してオン動作させてワイヤ電極と被加工物との間に形成される極間に放電を発生させ、前記被加工物について放電加工を行うワイヤ放電加工装置において、第１スイッチング素子のオン時間の終了後における第２スイッチング素子のオン時間を、前記第１スイッチング素子のオン時間、あるいは前記ワイヤ電極の線径、あるいは加工の種類に基づき決定される還流時間に応じて切り替えることができる。すなわち、極間に供給する電流パルス内の矩形波を生成する領域の時間である還流時間をワイヤ電極の線径や加工の種類に応じて最適値に切り替えることができる。したがって、１回１回の放電毎に極間に投入されるエネルギーが最適化されるので、加工効率が向上し、また加工速度の向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１であるワイヤ放電加工装置が備える加工電源装置の構成例を示す回路図である。
【図２】図１に示す加工電源装置によって極間に供給する電流パルスの発生態様を説明する図である。
【図３】ワイヤ電極の線径を違えた場合における還流時間と最大加工速度との関係を示す図である。
【図４】図１に示す電源制御回路の構成例を示すブロック図である。
【図５】図４に示す電源制御回路の動作としてワイヤ電極線径と還流時間との関係を説明する図である。
【図６】この発明の実施の形態２であるワイヤ放電加工装置が備える加工電源装置における電源制御回路の構成例を示すブロック図である。
【図７】図６に示す電源制御回路の動作として先にオフ動作を行うスイッチング素子のオン時間とそれに追加する還流時間との関係を説明する図である。
【図８】この発明の実施の形態３であるワイヤ放電加工装置が備える加工電源装置における電源制御回路の構成例を示すブロック図である。
【図９】図８に示す電源制御回路の動作として加工の種類と還流時間との関係を説明する図である。
【符号の説明】
１　電源制御回路、４１　数値制御回路、４２　パルス幅設定回路、４３，６１，８１　パルス幅延長回路、４５，４６　信号出力回路、Ｖ　直流電源、Ｅ　ワイヤ電極、Ｗ　被加工物、Ｔｒ１，Ｔｒ２　スイッチング素子、Ｄ１，Ｄ２　ダイオード、Ｌ１，Ｌ２　浮遊インダクタンス、▲１▼▲２▼▲２▼’▲３▼　還流路。
【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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