(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極と被加工物との加工間隙にパルス状の電力を供給することで、被加工物を溶融除去する放電加工機の電源装置において、
上記加工間隙へ印加する電圧を制御し、上記加工間隙での放電を引き起こさせる第２の加工回路と、
第１の駆動方式時には、上記第２の加工回路による電圧印加に伴い発生した加工間隙での放電検出を検出すると、上記加工間隙に定電流を流すべく動作すると共に、第２の駆動方式時には、上記第２の加工回路で電力を供給する電圧源を定電圧化すべく動作する第１の加工回路と、
上記第１の駆動方式時には上記第２の加工回路を介して電圧を印加すべく電源との接続を閉塞すると共に、上記第２の駆動方式時には上記第２の加工回路が上記電圧源からの定電圧動作すべく電源との接続を開放する接続手段と、
を備えたことを特徴とする放電加工機の電源装置。
【請求項２】
第１の加工回路は、電源との接続を行う第１のスイッチング手段、流れる電流値を検出する電流検出手段、リアクトル、加工間隙との接続を行う第３のスイッチング手段、電源と上記第１のスイッチング手段及び電流検出手段及びリアクトルを介して直列に接続される第４のスイッチング手段、上記リアクトルに残留している電流を電圧源へ流す第２のダイオード、を備え、
第１の駆動方式時には、上記電流検出手段により検出される電流値に基づいて上記第１のスイッチング手段を制御することにより、第１のスイッチング手段、リアクトル及び第４のスイッチング手段からなる電気エネルギー蓄積回路に定電流を流し、
第２の駆動方式時には、電圧源の電圧に応じて第１のスイッチング手段を制御することにより上記電圧源の電圧値を基準値とすることを特徴とする請求項１に記載の放電加工機の電源装置。
【請求項３】
第１の加工回路は、電源との接続を行う第１のスイッチング手段、流れる電流値を検出する電流検出手段、リアクトル、加工間隙との接続を行う第３のスイッチング手段、電源と上記第１のスイッチング手段及び電流検出手段及びリアクトルを介して直列に接続される第４のスイッチング手段、上記リアクトルに残留している電流を電圧源へ流す第２のダイオード、を備え、
第１の駆動方式時には、上記電流検出手段により検出される電流値に基づいて上記第１のスイッチング手段を制御することにより、第１のスイッチング手段、リアクトル及び第４のスイッチング手段からなる電気エネルギー蓄積回路に定電流を流し、
第２の駆動方式時には、電圧源の電圧に応じて第４のスイッチング手段を制御することにより上記電圧源の電圧値を基準値とすることを特徴とする請求項１に記載の放電加工機の電源装置。
【請求項４】
第１の加工回路は、電源との接続を行う第１のスイッチング手段、流れる電流値を検出する電流検出手段、リアクトル、加工間隙との接続を行う第３のスイッチング手段、電源と上記第１のスイッチング手段及び電流検出手段及びリアクトルを介して直列に接続される第４のスイッチング手段、上記リアクトルに残留している電流を電圧源へ流す第２のダイオード、を備え、
第１の駆動方式時には、上記電流検出手段により検出される電流値に基づいて上記第１のスイッチング手段を制御することにより、第１のスイッチング手段、リアクトル及び第４のスイッチング手段からなる電気エネルギー蓄積回路に定電流を流し、
第２の駆動方式時には、電圧源の電圧に応じて第１のスイッチング手段及び第４のスイッチング手段を制御することにより上記電圧源の電圧値を基準値とすることを特徴とする請求項１に記載の放電加工機の電源装置。
【請求項５】
第２の駆動方式時におけるスイッチング手段の制御は、電圧源の電圧に応じてＰＷＭ制御を行うことを特徴とする請求項２〜４に記載の放電加工機の電源装置。
【請求項６】
電圧源の基準電圧値を変更する変更手段を備えたことを特徴とする請求項２〜４に記載の放電加工機の電源装置。
【請求項７】
第１の駆動方式は、放電加工の荒加工とし、第２の駆動方式は、放電加工の仕上げ加工とすることを特徴とする請求項１に記載の放電加工機の電源装置。
【請求項８】
第１の駆動方式時において、加工間隙の放電検出時に、第２の加工回路を介しての電圧印加を停止することを特徴とする請求項１に記載の放電加工機の電源装置。
【請求項９】
第１の駆動方式時において、第１の加工回路から加工間隙に供給する加工電流のリップル分を補正すべく、電流検出手段からの電流値に応じて第２の加工回路を制御することを特徴とする請求項１〜５に記載の放電加工機の電源装置。
【請求項１０】
第１の加工回路における第１のスイッチング手段、電流検出手段、リアクトル、上記リアクトルに残留している電流を電圧源へ流す第２のダイオードからなる第１の閉回路と、電流検出手段、リアクトル、第４のスイッチング手段、上記第４のスイッチング手段から電流検出手段へ順方向に接続される第１のダイオードからなる第２の閉回路とを、上記第１及び第２のスイッチング手段の温度負荷状況に応じて切り換えることを特徴とする請求項１〜９に記載の放電加工機の電源装置。
【請求項１１】
第１の加工回路、第２の加工回路、接続手段からなる電源装置を第２の接続手段で接続することにより複数設け、上記接続手段及び第２の接続手段を切り換える独立制御手段を備えたことを特徴とする請求項１〜１０に放電加工機の電源装置。
【請求項１２】
スイッチング手段の温度を検出する温度検出手段を設け、温度負荷状況に応じて、第１の加工回路のスイッチング手段の制御を切り換えることを特徴とする請求項１１に記載の放電加工機の電源装置。
【請求項１３】
スイッチング手段の切り換えは、第１の駆動方式によって並列運転される複数のスイッチング回路において、温度負荷状況に応じて定電流制御する電流値の配分を変更すべく切り換えることを特徴とする請求項１２に記載の放電加工機の電源装置。
【請求項１４】
スイッチング手段の切り換えは、第１の駆動方式によって運転されるスイッチング回路と、第２の駆動方式によって運転されるスイッチング回路とが混在する電源装置において、温度負荷状況に応じて第１の駆動方式と第２の駆動方式とを相互に切り換えることを特徴とする請求項１２に記載の放電加工機の電源装置。
【請求項１５】
電極と被加工物との加工間隙へ印加する電圧を制御し、上記加工間隙での放電を引き起こさせる第２の加工回路と、
電源との接続を行う第１のスイッチング手段、流れる電流値を検出する電流検出手段、リアクトル、加工間隙との接続を行う第３のスイッチング手段、電源と上記第１のスイッチング手段及び電流検出手段及びリアクトルを介して直列に接続される第４のスイッチング手段、上記リアクトルに残留している電流を電圧源へ流す第２のダイオード、を有する第１の加工回路と、
上記第２の加工回路と電源との開閉を制御する接続手段と、
を備えた放電加工機の電源装置において、
第１の駆動方式時には、上記第２の加工回路による電圧印加によって加工間隙に放電が発生した場合に、上記加工間隙に定電流を流すべく制御すると共に、第２の駆動方式時には、上記第２の加工回路で電力を供給する電圧源を定電圧化すべく制御することを特徴とする放電加工機の電源制御方法。
【請求項１６】
第１の駆動方式時における放電発生時には、電流検出手段により検出される電流値に基づいて第１のスイッチング手段を制御することにより、第１のスイッチング手段、リアクトル及び第４のスイッチング手段からなる電気エネルギー蓄積回路より定電流を流し、
第２の駆動方式時には、電圧源の電圧に応じて第１のスイッチング手段を制御することにより上記電圧源の電圧値を基準値とすることを特徴とする請求項１５に記載の放電加工機の電源制御方法。
【請求項１７】
第１の駆動方式時における放電発生時には、上記電流検出手段により検出される電流値に基づいて上記第１のスイッチング手段を制御することにより、第１のスイッチング手段、リアクトル及び第４のスイッチング手段からなる電気エネルギー蓄積回路より定電流を流し、
第２の駆動方式時には、電圧源の電圧に応じて第４のスイッチング手段を制御することにより上記電圧源の電圧値を基準値とすることを特徴とする請求項１５に記載の放電加工機の電源制御方法。
【請求項１８】
第１の駆動方式時における放電発生時には、上記電流検出手段により検出される電流値に基づいて上記第１のスイッチング手段を制御することにより、第１のスイッチング手段、リアクトル及び第４のスイッチング手段からなる電気エネルギー蓄積回路より定電流を流し、
第２の駆動方式時には、電圧源の電圧に応じて第１のスイッチング手段及び第４のスイッチング手段を制御することにより上記電圧源の電圧値を基準値とすることを特徴とする請求項１５に記載の放電加工機の電源制御方法。
【請求項１９】
第２の駆動方式時におけるスイッチング手段の制御は、電圧源の電圧に応じてＰＷＭ制御を行うことを特徴とする請求項１６〜１８に記載の放電加工機の電源制御方法。
【請求項２０】
第１の駆動方式は、放電加工の荒加工とし、第２の駆動方式は、放電加工の仕上げ加工とすることを特徴とする請求項１５に記載の放電加工機の電源制御方法。
【請求項２１】
第１の駆動方式時において、加工間隙の放電検出時に、第２の加工回路を介しての電圧印加を停止することを特徴とする請求項１５〜２０に記載の放電加工機の電源制御方法。
【請求項２２】
第１の駆動方式時において、第１の加工回路から加工間隙に供給する加工電流のリップル分を補正すべく、電流検出手段からの電流値に応じて第２の加工回路を制御することを特徴とする請求項１５〜２１に記載の放電加工機の電源制御方法。
【請求項２３】
スイッチング手段の温度を検出する温度検出手段を設け、温度負荷状況に応じて、第１の加工回路における第１のスイッチング手段、電流検出手段、リアクトル、上記リアクトルに残留している電流を電圧源へ流す第２のダイオードからなる第１の閉回路と、電流検出手段、リアクトル、第４のスイッチング手段、上記第４のスイッチング手段から電流検出手段へ順方向に接続される第１のダイオードからなる第２の閉回路とを、切り換えることを特徴とする請求項１５〜２２に記載の放電加工機の電源制御方法。
【請求項２４】
第１の加工回路、第２の加工回路、接続手段からなる電源装置を第２の接続手段で接続することにより複数設け、上記接続手段及び第２の接続手段を切り換えることを特徴とする請求項１５〜２３に放電加工機の電源制御方法。
【請求項２５】
スイッチング手段の温度を検出する温度検出手段を設け、温度負荷状況に応じて、第１の駆動方式によって並列運転される複数のスイッチング回路において、定電流制御する電流値の配分を変更すべく切り換えることを特徴とする請求項２４に記載の放電加工機の電源制御方法。
【請求項２６】
スイッチング手段の温度を検出する温度検出手段を設け、温度負荷状況に応じて、第１の駆動方式によって運転されるスイッチング回路と、第２の駆動方式によって運転されるスイッチング回路とが混在する電源装置において、第１の駆動方式と第２の駆動方式とを相互に切り換えることを特徴とする請求項２４に記載の放電加工機の電源制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  この発明は、加工液中或いは気中に設けられた電極と披加工物間に加工電力を供給する放電加工機の電源の制御方法及びその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  放電加工機は、加工間隙に電流パルスを供給することにより、その放電エネルギーで披加工物を溶融除去し加工するものである。
その電源装置において従来の回路構成としては、例えば、実開昭５６−９８９０号公報に開示されたものがある。
この実開昭５６−９８９０号公報に開示された電源装置においては、本回路の動作としては、荒加工と仕上げ加工の２通りの動作方式があり、スイッチの切り替えで仕上げ加工と荒加工に好適な回路の切り替えが行われ、仕上げ加工でその充放電回路に使用しているスイッチング素子を、荒加工では並列回路として利用することにより有効に使用するため、電源は小型で安価な構成となる。【０００３】
【特許文献１】実開昭５６−９８９０号公報（第１−１０頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  実開昭５６−９８９０号公報に示された「放電加工機のパルス電源装置」において、その電源は直流電圧電源を用いている。
この直流電圧電源は通常、商用交流電源を整流器によって整流し、平滑コンデンサによって平滑するという構成になっている。
このような構成の直流電圧電源の場合、商用交流電源の電圧変動により、直流電圧電源としての電圧出力は変動してしまう。
このため、荒加工回路のように、直流電圧源を使用し、スイッチング素子の流すことのできる電流容量で電流を制限する方式の加工回路は、直流電源電圧が変動すれば、出力電流が変動し同一の加工結果が得られなくなる。
また仕上げ加工回路の場合、コンデンサＣの充電回路が一種の定電圧回路となっているが、これは所望のコンデンサＣの電圧が、商用交流電源を平滑して得られる電圧よりも低い電圧である場合に有効であり、商用交流電源が上昇変動する場合は問題ないが、商用交流電源が下降変動する場合、コンデンサＣの電圧を充電する充電回路はいつまでも充電のままとなり、放電回路に切り替わることはなく加工はまったく行われなくなる。
無理に放電回路に切り替えたとしても、電極と披加工物間の距離は図示しないサーボ機構によって制御されており、この制御の元になっている信号は、加工間隙の放電中の電圧と放電前の電圧つまりこの場合コンデンサＣの電圧であり、仕上げ加工のように電極形状の転写精度をあげるために、加工間隙を狭く制御する場合、コンデンサＣの電圧の変動によるサーボ機構の制御誤差は、電極と披加工物の短絡等の加工不安定要因となり、披加工物面が所望の面粗さに仕上がらないなどの問題が発生していた。【０００５】  この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、大電流を扱う荒加工時はスイッチング方式回路を定電流制御し常に一定の加工電流パルスを加工間隙に供給し、小電流を扱う仕上げ加工時に抵抗式加工回路が動作する場合に、直流電源電圧を商用電圧が変動しても常に一定の電流パルスを加工間隙に供給し、安定して仕上げ加工を行うことができ、小型かつ安価に構成できる放電加工装置の電源を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  この発明に係る放電加工機の電源装置は、電極と被加工物との加工間隙にパルス状の電力を供給することで、被加工物を溶融除去する放電加工機の電源装置において、上記加工間隙へ印加する電圧を制御し、上記加工間隙での放電を引き起こさせる第２の加工回路と、第１の駆動方式時には、上記第２の加工回路による電圧印加に伴い発生した加工間隙での放電検出を検出すると、上記加工間隙に定電流を流すべく動作すると共に、第２の駆動方式時には、上記第２の加工回路で電力を供給する電圧源を定電圧化すべく動作する第１の加工回路と、上記第１の駆動方式時には上記第２の加工回路を介して電力を供給すべく電源との接続を閉塞すると共に、上記第２の駆動方式時には上記第２の加工回路が上記電圧源からの定電圧動作すべく電源との接続を開放する接続手段と、を備えたものである。【０００７】  すなわち、大電流を加工間隙に供給する場合に使用していた定電流加工回路を、小電流を加工間隙に供給する場合に定電圧電源として使用することを特徴とするとしたものである。
【発明の効果】
【０００８】  この発明によれば、荒加工のように大電流で加工する場合は定電流制御回路を使用するため、常に一定の電流で加工することができる。
また、仕上げ加工のように小電流で加工する場合には、荒加工で使用した定電流制御回路を定電圧制御の行われる定電圧源として使用するため、商用電源電圧が上昇下降変動する不安定な場合でも、仕上げ加工回路の加工電圧および加工電流を常に一定にすることができ、仕上げ加工の加工時間および加工面粗さの再現性がよい。
また、商用電源を安定化させるための安定化電源を放電加工機の電源装置の外部に接続する必要が無いため、さらなる低価格が実現できる
【図面の簡単な説明】
【０００９】［図１］この発明の実施の形態１を示す放電加工機用電源装置の構成図である。
［図２］この発明の実施の形態２を示す放電加工機用電源装置の構成図である。
［図３］この発明の実施の形態３，４を示す放電加工機用電源装置の構成図である。
［図４］この発明の実施の形態５を示す放電加工機用電源装置の構成図である。
［図５］この発明の実施の形態５を示す放電加工機用電源装置のタイミング・チャートである。
［図６］この発明の実施の形態６を示す放電加工機用電源装置の構成図である。
［図７］この発明の実施の形態７を示す放電加工機用電源装置の構成図である。
［図８］この発明の実施の形態８を示す放電加工機用電源装置の構成図である。トである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】実施の形態１．
図１は、この発明を実施するための実施の形態１における放電加工機の電源の回路図を示す。
図１において、１は電極、２は被加工物、３は第１のスイッチング素子、４は商用電源を整流・平滑して得られる直流電圧電源、５は第２のダイオード、６は電流検出器、７はリアクトル、８は第１のダイオード、９ａ〜９ｃは第２のスイッチング素子、１０ａ〜１０ｃはそれぞれ２の階乗である１対２対４の抵抗比を持つ電流制限用抵抗器、１１は第３のスイッチング素子、１２は第４のスイッチング素子、１３は電磁開閉器等で構成される接点、１４は電圧源であるコンデンサ、１５は電流指令値信号設定装置、１６は電流指令値信号Ｓ１及び加工パルス信号Ｓ２を出力する電流指令値信号発生装置である。【００１１】  １７は、電流指令値信号Ｓ１と電流検出器６にて検出された検出信号Ｓ３の現在値との大小比較を行い、その比較結果に基づいて、第１のスイッチング素子３を制御すべく駆動信号Ｓ４を出力する第１スイッチ制御手段である。
１８は、電流指令値信号Ｓ１と、加工パルス信号Ｓ２と、電極１及び被加工物２間での放電発生時出力される放電検出信号Ｓ５に基づき、スイッチング素子９ａ〜９ｃを駆動することにより電極１及び被加工物２間へ電圧を印加するための駆動信号Ｓ６を出力する第２スイッチ制御手段である。
１９は、加工パルス信号Ｓ２及び放電検出信号Ｓ５に応じて第３のスイッチング素子１１、第４のスイッチング素子１２をＯＮ／ＯＦＦ制御するためのタイミング信号Ｓ７、Ｓ８を出力する第３スイッチ制御手段である。
２０は、コンデンサ１４の電圧値を検出し、コンデンサ１４の電圧をあらかじめ図示しないＮＣ制御装置などから設定された電圧値にすべくＰＷＭ発振信号Ｓ９をセレクタ２１に出力する制御手段である。【００１２】  セレクタ２１は、制御手段２０の出力するＰＷＭ発振信号Ｓ９か、制御手段１７の駆動信号Ｓ４を、図示しないＮＣ制御装置からの荒加工もしくは仕上げ加工開始前のいずれかのモードに応じて切り替え選択し、スイッチング素子３をＯＮ／ＯＦＦ制御する信号として出力する。
尚、電源４、第１のスイッチング素子３、電流検出器６、リアクトル７、第４のスイッチング素子１２が直列に接続された電気エネルギー蓄積回路と、この電気エネルギー蓄積回路からの出力電流を加工間隙にパルス状に供給するための第３のスイッチング素子１１と、電気エネルギー蓄積回路の電流を維持するように接続された第１のダイオード５と、第１のスイッチング素子３と第３のスイッチング素子１１と第４のスイッチング素子１２がＯＦＦとなったときに電気エネルギー蓄積回路内のリアクトル７に残留している電流を電源４・コンデンサ１４へ戻すように接続された第２のダイオード８とから、第１の加工回路が構成されている。
又、それぞれ２の階乗である１対２対４の抵抗比をもつ電流制限用抵抗器１０ａ〜１０ｃと第２のスイッチング素子９ａ〜９ｃとの複数の直列体と、接点１３が閉じられている場合における電源４とにより第２の加工回路を構成しており、この第２の加工回路が電極１、被加工物２からなる加工間隙に電圧を印加できるように第１の加工回路に対して並列に接続されている。【００１３】  次に本回路における動作を以下に説明する。
本回路の動作としては、数十アンペア、またはそれ以上の電流ピークを必要とする放電加工の荒加工を示す第１の駆動方式と、数アンペア、またはそれ以下の電流ピークを必要とする仕上げ加工を示す第２の駆動方式との２通りの動作方式がある。
荒加工を実現できる第１の動作方式は、第１の加工回路は定電流制御回路として働き、第２の加工回路は加工間隙の絶縁破壊を行う回路として働く。【００１４】  以下に荒加工時の本回路の詳細動作を説明する。
荒加工時は、ＮＣ制御装置からの指令により、接点１３は閉じられるとともに、セレクタ２１は、第１スイッチ制御手段１７の駆動信号Ｓ４を第１のスイッチング素子３へ出力するように選択されている。
加工開始にあたり、作業者が、設定装置１５より電流指令値信号発生装置１６に対し加工電流の形状、継続時間、休止時間などを予め設定しておく。
尚、これらはＮＣ制御装置などからプログラムによって与えられることもある。
電流指令値信号発生装置１６は、設定装置１５の条件に基づいて、加工間隙に電圧を印加するタイミング等、実際の加工において、電源装置として必要な信号を作り出す。
つまり、加工間隙に電圧が印加された後、放電が開始されれば一定な加工継続時間の加工電流波形を出力し、加工継続時間が終了したならば、一定時間の休止時間をおいた後、再び電圧を印加する、といった動作を規定する加工パルス信号Ｓ２を生成する。
加工パルス信号Ｓ２は、加工間隙に電圧を印加しているが放電はまだ起こっていない無負荷時間中にＨ、放電検出信号Ｓ５により放電が検出された場合に加工持続時間分Ｈ、休止時間中はＬといった信号となる。
また、電流指令値信号発生装置１６は、加工間隙にどれだけの加工電流を流すのかを指令する電流指令値信号Ｓ１を生成する。【００１５】  第１の加工回路の制御は、第１スイッチ制御手段１７、第３スイッチ制御手段１９によって以下のように行われている。
第１スイッチ制御手段１７は、電流検出器６の検出信号Ｓ３から、現在第１の加工回路に流れている電流値を得て、電流検出信号Ｓ３の電流値が電流指令値信号Ｓ１よりも小さい場合、第１のスイッチング素子３をセレクタ２１経由でＯＮし、電流検出信号Ｓ３の電流値が電流指令値Ｓ１の値に達した場合、第１のスイッチング素子３をセレクタ２１経由で一定の期間ＯＦＦすることにより、第一の加工回路を流れる電流値を電流指令値信号Ｓ１よりも減少させるという動作を繰り返し行い、電流検出器６を流れる電流が一定になるように制御する。【００１６】  第３スイッチ制御手段１９は、加工パルス信号Ｓ２がＬ（休止時間）、または加工パルス信号Ｓ２がＨかつ放電検出信号Ｓ５により加工間隙に放電が起こっていないと検出された場合（無負荷時間）、第３のスイッチング素子１１をＯＦＦ、第４のスイッチング素子１２をＯＮし、電気エネルギー蓄積回路に次の放電時に流す電流を定常的に維持している。
また、第３スイッチ制御手段１９は、加工パルス信号Ｓ２がＨかつ放電検出信号Ｓ５により加工間隙に放電が検出された場合（放電時間）、つまり第２の加工回路によって加工間隙の絶縁破壊が行われた場合に、第３のスイッチング素子１１をＯＮ、第４のスイッチング素子１２をＯＦＦし、第１の加工回路から加工間隙に放電持続時間の間だけ一定の電流を供給する。
つまり第１の加工回路は、加工間隙に電流を供給する／しないに関わらず、第１スイッチ制御手段１７、第３スイッチ制御手段１９によって、電気エネルギー蓄積回路に常に定電流が流れているという定電流制御回路となっている。【００１７】  また、第２の加工回路の制御は、第２スイッチ制御手段１８によって、加工パルス信号Ｓ２がＨの場合、第２のスイッチング素子９ａ〜９ｃをＯＮして、加工間隙に放電を起こすために第２の加工回路から加工間隙に電圧を印加する。
このとき、加工間隙に放電は起こっていないため、放電検出信号Ｓ５により、放電は検出されていない。
加工間隙に放電が起こった場合、第２スイッチ制御手段１８は、放電検出信号Ｓ５により放電開始を検出し、第２のスイッチング素子９ａ〜９ｃをＯＦＦする。
なお、本実施の形態では放電検出時に第２のスイッチング素子９をＯＦＦすることにより放電時の加工間隙に流れる電流は第１の加工回路からの一定の電流となるように制御しているが、第２の加工回路からの電流は非常に小さく、放電加工に寄与しないならそのまま第２のスイッチング素子をＯＮしつづけてもよい。
また、加工パルス信号Ｓ２がＬの場合（休止時間）、制御手段１８は第２の加工回路中の第２のスイッチング素子９ａ〜ｃをＯＦＦしている。【００１８】  以上の第１、第２、第３スイッチ制御手段１７、１８、１９による、第１の加工回路及び第２の加工回路の動作を、「１．休止時間」、「２．無負荷時間」、「３．放電持続時間」の放電加工の順で説明すると以下のようになる。【００１９】１．休止時間
加工パルス信号Ｓ２はＬとなっており、第２の加工回路における第２のスイッチング素子９ａ〜ｃは、第２スイッチ制御手段１８によりＯＦＦされている。
また第１の加工回路は、第３スイッチ制御手段１９によって、第３のスイッチング素子１１がＯＦＦ、第４のスイッチング素子１２がＯＮとなっている。
第１スイッチ制御手段１７は、第１の加工回路に流れている電流を検出し、第１のスイッチング素子３をＯＮ／ＯＦＦ制御することで、第１の加工回路に流れている電流を常に一定に維持している。
もちろん、この時第１の加工回路に流れている電流は、第３のスイッチング素子１１がＯＦＦしているため、加工間隙には供給されていない。【００２０】２．無負荷時間
加工パルス信号Ｓ２はＨとなっており、放電検出信号Ｓ５は放電を検出していない状態である。
このとき、加工間隙に放電を起こすために、第２スイッチ制御手段１８によって第２のスイッチング素子９ａ〜９ｃがＯＮされるため、第２の加工回路は加工間隙に電圧を印加する。
一方、第１の加工回路は休止時間時と同様に第３のスイッチング素子１１をＯＦＦした状態で、第１の加工回路に流れている電流を常に一定に維持するように制御されており、加工間隙に電流は供給されない。【００２１】３．放電持続時間
加工パルス信号Ｓ２はＨとなっており、放電検出信号Ｓ５は放電を検出している状態である。
このとき第２の加工回路は、第２スイッチ制御手段１８によって第２のスイッチング素子９ａ〜９ｃをＯＦＦされるため、加工間隙への電圧印加は終了する。
第１の加工回路は、放電検出信号Ｓ５から放電を検出した瞬間に、第３スイッチ制御手段１９によって第３のスイッチング素子１１をＯＮ、第４のスイッチング素子１２をＯＦＦし、加工間隙に電流を供給するように切り替える。
この第１の加工回路から供給される電流は、第１スイッチ制御手段１７によって第１のスイッチング素子３をＯＮ／ＯＦＦ制御することで、放電持続時間中も電流指令値信号Ｓ１の値に一定に維持されている。
なお、放電検出信号Ｓ５により放電を検出してから、第２の加工回路が加工間隙への電圧印加を止めるまでの微小期間中（長くても１マイクロ秒程度）に、第２の加工回路から数アンペア程度の電流が加工間隙に供給されるが、第１の加工回路から供給される電流が何十アンペアという大電流であるため、加工への影響は無視できる。【００２２】  放電持続時間終了後は、再び「１．休止時間」へもどり、「１．休止時間」、「２．無負荷時間」、「３．放電持続時間」を繰り返すことで、荒加工が行われる。【００２３】  放電持続時間において、第１のスイッチング素子３のＯＮ／ＯＦＦの周期とリアクトル７の定数によっては、第１の加工回路からの加工間隙に供給される加工電流に大きなリップルが含まれる場合も想定される。
このような場合には、放電持続時間中、第２スイッチング素子をＯＦＦしつづけるのではなく、第２スイッチ制御手段１８に電流検出器６の検出信号Ｓ３から現在第１の加工回路に流れている電流値をとりこんで、電流指令値信号Ｓ１との差分を演算し、この差分の電流値を第２の加工回路から加工電流として供給することで、第１の加工回路からの加工電流のリップル分を埋め、電流指令値通りの加工電流を加工間隙に加工間隙に供給することも可能である。【００２４】  以上のように、第１の動作方式である荒加工時において、検出器６を用いて常に第１の加工回路に流れる電流を検出し、常に一定の電流値となるように制御するスイッチング方式の定電流電源を用いているため、商用電源が変動した場合でも、電流指令値通りの加工電流を加工間隙に供給できる。
そのため、荒加工の加工時間及び加工面粗さの再現性の良い加工結果を得ることができる。
また、商用電源の変動に関係なく加工ができるために商用電源を安定化させる補助電源が不要となる。【００２５】  第２の動作方式は、数アンペア、またはそれ以下の電流ピークを必要とする放電加工の仕上げ加工を実現できる方式であり、数μｍ〜１μｍ以下の加工面粗さの加工を想定している。
この場合、第１の動作方式とは異なり、接点１３が開放されることによりコンデンサ１４と電流制限用抵抗器１０ａ〜１０ｃと第２のスイッチング素子９ａ〜９ｃとから構成される第２の加工回路は、加工間隙の絶縁破壊及び加工電流の供給を行い、第１の加工回路は加工に直接寄与せず、商用電源電圧が上昇変動した場合でも、一定の電源電圧を第２の加工回路に供給する定電圧電源として働く。
本実施の形態では、第１の加工回路はいわゆる一般的に知られているＰＷＭ制御方式の降圧チョッパー方式の定電圧源として動作するものとして説明する。【００２６】  以下に仕上げ加工時の本回路の詳細動作を説明する。
仕上げ加工時は、ＮＣ制御装置からの指令により、接点１３は開かれており、またセレクタ２１は、制御手段２０の出力するＰＷＭ発振信号Ｓ９を第１のスイッチング素子３へ出力するよう選択されている。
つまり、第１スイッチ制御手段１７は、仕上げ加工時の動作に全く寄与しない。
また、同様にＮＣ制御装置からの指令により、第３スイッチ制御手段１９は、第１の加工回路における第３のスイッチング素子１１と第４のスイッチング素子１２を常にＯＦＦしており、加工間隙から第１の加工回路を切り離している。
このとき第１の加工回路は、電源４、第１のスイッチング素子３、第１のダイオード５、リアクトル７で、いわゆる降圧チョッパー回路を構成している。【００２７】  制御手段２０は、加工中、無負荷中、休止中にかかわらず、コンデンサ１４の電圧を直接検出してＰＷＭ発振信号Ｓ９を発生し、第１のスイッチング素子３のＯＮ／ＯＦＦにより、第１の加工回路が降圧チョッパーとして機能し、仮に商用電源の電圧上昇変動があったとしてもコンデンサ１４の電圧はあらかじめＮＣ制御装置などから設定された電圧値となるように制御している。
降圧チョッパー方式の定電圧電源は、入力電圧（この場合商用電源電圧）が、所望の電圧（この場合、第１の加工回路が出力する電圧）に対して同電圧または高電圧の場合に、有効な電源であり、入力電圧と所望の電圧の関係は、所望の電圧をＶｏ、入力電圧Ｖｉ，第１のスイッチング素子３のＯＮ時間をＴｏｎ、ＯＦＦ時間をＴｏｆｆとすると、次の（１）式の関係になることが知られている。
Ｖｏ＝（Ｔｏｎ／（Ｔｏｎ＋Ｔｏｆｆ））・Ｖｉ    （１）【００２８】  つまり、所望の電圧に対して、入力電圧が上昇した場合には、Ｔｏｎを減少させ、Ｔｏｆｆを増加させる様に制御することことにより、所望の一定の電圧値を得ることができる。
もちろん、入力電圧Ｖｉが所望の電圧Ｖｏに等しい場合は、Ｔｏｆｆ＝０つまり、第１のスイッチング素子３を常にＯＮするように制御すればよい。
この第１のスイッチング素子３のＯＮ時間ＴｏｎとＯＦＦ時間Ｔｏｆｆ制御を行うのがＰＷＭ発振信号であり、一定周期のＯＮ／ＯＦＦ信号であり、制御手段２０により、ＯＮ／ＯＦＦのデューティーが、調節されて出力されている。【００２９】  この常に一定の電圧に制御されたコンデンサ１４を電源として、第２の加工回路は仕上げ加工回路として動作する。
加工開始にあたり、作業者が、設定装置１５より電流指令値信号発生装置１６に対し加工電流の形状、継続時間、休止時間などを予め設定しておき、電流指令値信号発生装置１６から、電流指令値信号Ｓ１、加工パルス信号Ｓ２が出力されるのは、第１の動作と同じである。第２スイッチ制御手段１８は加工パルス信号Ｓ２がＨの場合、電流指令値信号Ｓ１の指令する電流値分の第２の加工回路における第２のスイッチング素子９ａ〜９ｃをＯＮして、加工間隙に電圧を印加して絶縁破壊を行い、加工持続時間の間加工電流を加工間隙に供給する。【００３０】  制御手段１８及び第１の加工回路の動作を、「１．休止時間」、「２．無負荷時間」、「３．放電持続時間」の放電加工の順で説明すると以下のようになる。【００３１】１．休止時間
加工パルス信号Ｓ２はＬとなっており、第１の加工回路は制御手段１８によって第２のスイッチング素子９ａ〜９ｃがＯＦＦされているため、加工間隙に電圧を印加しない。【００３２】２．無負荷時間
加工パルス信号Ｓ２はＨであり、放電検出信号Ｓ５は放電を検出していない状態である。
第１の加工回路は第２スイッチ制御手段１８によって第２のスイッチング素子９ａ〜９ｃをＯＮし、加工間隙に電圧を印加する。
このとき第２スイッチ制御手段１８が第２のスイッチング素子９ａ〜９ｃをＯＮするのは、電流指令値信号Ｓ１の値に従った電流値分であり、たとえば、第２のスイッチング素子９ａをＯＮすることで０．５Ａ、９ｂをＯＮすることで１Ａ、９ｃをＯＮすることで２Ａを、絶縁破壊時に加工間隙に電流を供給できるとした場合、もし電流指令値信号Ｓ１の値が１．５Ａであったならば、制御手段１８は第２のスイッチング素子９ａと９ｂをＯＮする。【００３３】３．放電持続時間
加工パルス信号Ｓ２はＨであり、放電検出信号Ｓ５は放電を検出している状態である。
このとき第１の加工回路は、制御手段１８が無負荷時間中に制御したとおりに、電流指令値信号Ｓ１の値に従った電流値分の第２のスイッチング素子９ａ〜９ｃをＯＮしているため、加工間隙に電流指令値通りの加工電流を加工持続時間の間供給する。【００３４】  放電持続時間終了後は、再び「１．休止時間」へもどり、「１．休止時間」、「２．無負荷時間」、「３．放電持続時間」を繰り返すことで、仕上げ加工が行われる。【００３５】  以上のように、荒加工で使用したスイッチング方式の定電流電源を、第２の動作方式である仕上げ加工時には降圧チョッパー方式の定電圧電源として仕上げ加工用回路の電圧源として利用されるため、商用電源電圧が上昇変動した場合でも、仕上げ加工回路の加工電圧および加工電流を常に一定にすることができ、仕上げ加工の加工時間および加工面粗さの再現性が良い。
また、商用電源の上昇変動に関係なく加工ができるために商用電源を安定化させる補助電源が不要となる。【００３６】  以上のようにこの第１の実施例に係わる放電加工機の電源装置は、定電流方式の電源を降圧チョッパー方式の定電圧の電源としても切り替えて利用できるため、大電流を必要とする荒加工の場合は定電流電源として加工電流を一定にでき、微小電流を必要とする場合は別に設けた仕上げ加工回路の定電圧源として商用電源電圧が上昇した場合でも加工電圧及び加工電流を一定にでき、加工の再現性が良くなる。また、電力事情の悪い場所では商用電源電圧が変動するので、通常、安定化電源を放電加工機の電源装置の外部に接続して加工を安定化させる必要があるが、本実施の形態では商用電源電圧が上昇変動する場合、安定化電源を別に用意する必要がなくなるため、更なる低価格が実現できる。【００３７】実施の形態２．
図２は、この発明を実施するための実施の形態２における放電加工機の電源の回路図を示す。
この実施の形態では、仕上げ加工時に、商用電源電圧が下降変動した場合に有効な定電圧源として第１の加工回路を使用するために、実施の形態１からセレクタ２１を取り外し、セレクタ２２を追加したものである。
セレクタ２２は、制御手段２０の出力するＰＷＭ発振信号Ｓ９か、第３スイッチ制御手段１９の出力信号Ｓ８を、図示しないＮＣ制御装置からの荒加工もしくは仕上げ加工開始前のいずれかのモードに応じて切り替え選択し、第４のスイッチング素子１２をＯＮ／ＯＦＦ制御する信号として出力する。
他の構成は、実施の形態１と同様である。【００３８】  次に本回路における動作を以下に説明する。
本回路の動作としては、数十アンペア、またはそれ以上の電流ピークを必要とする放電加工の荒加工を示す第１の駆動方式と、数アンペア、またはそれ以下の電流ピークを必要とする数μｍ〜１μｍ以下の加工面粗さの加工を想定した仕上げ加工を示す第２の駆動方式との２通りの動作方式がある。
なお、第１の加工回路が定電流制御回路として働き、第２の加工回路が加工間隙の絶縁破壊を行う回路として働くのは、実施の形態１と同様である。【００３９】  荒加工である第１の駆動方式では、ＮＣ制御装置により、接点１３は閉じられ、またセレクタ２２は、第３スイッチ制御手段１９の出力信号Ｓ８を第４のスイッチング素子１２へ出力するよう選択されるように制御され、荒加工時の動作に関しては実施の形態１と同一である。【００４０】  一方、仕上げ加工である第２の動作方式は、第１の動作方式とは異なり、第２の加工回路は加工間隙の絶縁破壊及び加工電流の供給を行い、第１の加工回路は加工に直接寄与せず、商用電源電圧が下降変動した場合でも、一定の電源電圧を第２の加工回路に供給する定電圧電源として働く。
本実施の形態では第１の加工回路はいわゆる一般的に知られているＰＷＭ制御方式の昇圧チョッパー方式の定電圧電源として動作するものとして説明する。【００４１】  以下に仕上げ加工時の本回路の詳細動作を説明する。
仕上げ加工時は、ＮＣ制御装置からの指令により、接点１３は開かれており、セレクタ２２は、制御手段２０の出力するＰＷＭ発振信号Ｓ９を第４のスイッチング素子１２へ出力するよう選択されている。
また、同様にＮＣ制御装置からの指令により、第１スイッチ制御手段１７は常に第１のスイッチング素子３をＯＮしている。
第３スイッチ制御手段１９は、同様にＮＣ制御装置からの指令により、第３のスイッチング素子１１を常にＯＦＦしており、加工間隙から第１の加工回路を切り離している。
このとき第１の加工回路は、電源４、第１のスイッチング素子３（常にＯＮ）、リアクトル７、第４のスイッチング素子１２、第２のダイオード８で、いわゆる昇圧チョッパー回路を構成している。【００４２】  制御手段２０は、加工中、無負荷中、休止中にかかわらず、コンデンサ１４の電圧を直接検出してＰＷＭ発振信号Ｓ９を発生し、第４のスイッチング素子１２のＯＮ／ＯＦＦにより、第１の加工回路が昇圧チョッパーとして機能し、仮に商用電源の電圧下降変動があったとしてもコンデンサ１４の電圧はあらかじめＮＣ制御装置など設定された電圧値となるように制御している。
昇圧チョッパー方式の定電圧電源は、入力電圧（この場合商用電源電圧）が、所望の電圧（この場合、第１の加工回路が出力する電圧）に対して同電圧または低電圧の場合に、有効な電源であり、入力電圧と所望の電圧の関係は、所望の電圧をＶｏ、入力電圧Ｖｉ，第４のスイッチング素子２４のＯＮ時間をＴｏｎ、ＯＦＦ時間をＴｏｆｆとすると、次の（２）式の関係になることが知られている。
Ｖｏ＝（（Ｔｏｎ＋Ｔｏｆｆ）／Ｔｏｆｆ）・Ｖｉ    （２）【００４３】  つまり、所望の電圧に対して、入力電圧が下降した場合には、Ｔｏｎを増加させ、Ｔｏｆｆを減少させる様に制御することことにより、所望の一定の電圧値を得ることができる。
もちろん、入力電圧Ｖｉが所望の電圧Ｖｏに等しい場合は、Ｔｏｎ＝０つまり、第４のスイッチング素子１２を常にＯＦＦするように制御すればよい。
この第４のスイッチング素子１２のＯＮ時間ＴｏｎとＯＦＦ時間Ｔｏｆｆ制御を行うのがＰＷＭ発振信号であり、一定周期のＯＮ／ＯＦＦ信号であり、制御手段２０により、ＯＮ／ＯＦＦのデューティーが、調節されて出力されている。
この常に一定の電圧に制御されたコンデンサ１４を電源として、第２の加工回路が仕上げ加工回路として動作するのは、上述したの実施の形態１と同様である。【００４４】  以上のようにこの実施の形態２に係わる放電加工機の電源装置は、スイッチング方式の定電流電源を用いているため、大電流を消費する荒加工において商用電源電圧変動しても、常に加工電流は一定であり、荒加工の加工時間および面粗さの再現性が良い。
このスイッチング方式の定電流電源は、仕上げ加工時には昇圧チョッパー方式の定電圧電源として仕上げ加工用回路の電圧源に利用されるため、商用電源電圧が下降変動した場合に、仕上げ回路の加工電圧および加工電流を常に一定にすることができ、仕上げ加工の加工時間および加工面粗さの再現性がよい。
また、電力事情の悪い場所では商用電源電圧が変動するので、通常、安定化電源を放電加工機の電源装置の外部に接続して加工を安定化させる必要があるが、本実施の形態では商用電源電圧が下降変動する場合、安定化電源を用意するが必要なくなるため、更なる低価格が実現できる。【００４５】実施の形態３．
図３は、この発明を実施するための実施の形態３における放電加工機の電源の回路図を示す。
この実施の形態では、仕上げ加工時に、実施の形態１において商用電源電圧が下降変動した場合に有効な定電圧源として使用していたのに加えて、商用電源電圧が上昇変動した場合においても有効な定電圧源として使用できるように、実施の形態１にセレクタ２２を追加したものである。
セレクタ２２は、制御手段２０の出力するＰＷＭ発振信号Ｓ９と、制御手段１９の出力信号Ｓ８を、図示しないＮＣ制御装置などからの指令に基づき荒加工もしくは仕上げ加工開始前に選択し、第４のスイッチング素子１２をＯＮ／ＯＦＦ制御する信号として出力する。
他の構成は、実施の形態１と同様である。【００４６】  次に本回路における動作を以下に説明する。
本回路の動作としては、数十アンペア、またはそれ以上の電流ピークを必要とする放電加工の荒加工を示す第１の駆動方式と、数アンペア、またはそれ以下の電流ピークを必要とし数μｍ〜１μｍ以下の加工面粗さの加工を想定する仕上げ加工を示す第２の駆動方式との２通りの動作方式がある。
荒加工を実現できる第１の動作方式は、第１の加工回路は定電流制御回路として働き、第２の加工回路は加工間隙の絶縁破壊を行う回路として働くのは、上述した実施の形態１と同様である。【００４７】  荒加工である第１の駆動方式では、ＮＣ制御装置により、接点１３は閉じられ、セレクタ２１は第１スイッチ制御手段１７の出力信号Ｓ４を第１のスイッチング素子３へ出力するよう選択され、セレクタ２２は第３スイッチ制御手段１９の出力信号Ｓ８を第４のスイッチング素子１２へ出力するよう選択されるように制御され、荒加工時の動作に関しては実施の形態１と同様である。【００４８】  一方、仕上げ加工である第２の動作方式は、第１の動作方式とは異なり、第２の加工回路は加工間隙の絶縁破壊及び加工電流の供給を行い、第１の加工回路は加工に直接寄与せず、商用電源電圧が上昇／下降変動した場合でも、一定の電源電圧を第２の加工回路に供給する定電圧電源として働く。
本実施の形態では第１の加工回路はいわゆる一般的に知られているＰＷＭ制御方式の昇圧及び降圧チョッパー方式定電圧電源として動作するものとして説明する。【００４９】  以下に仕上げ加工時の本回路の詳細動作を説明する。
仕上げ加工時は、ＮＣ制御装置からの指令により、接点１３は開かれており、セレクタ２１、２２はそれぞれ、制御手段２０の出力するＰＷＭ発振信号Ｓ９を、第１のスイッチング素子３、第４のスイッチング素子１２へ出力するよう選択されている。
つまり、第１のスイッチング素子３、第４のスイッチング素子１２は、制御手段２０の出力するＰＷＭ発振信号Ｓ９によって、同時にＯＮ／ＯＦＦするよう制御される。
また第３スイッチ制御手段１９は、同様にＮＣ制御装置からの指令により、第３のスイッチング素子１１を常にＯＦＦしており、加工間隙から第１の加工回路を切り離している。
このとき第１の加工回路は、電源４、第１のスイッチング素子３、第１のダイオード５、リアクトル７、第４のスイッチング素子１２、第２のダイオード８で、いわゆる昇圧チョッパー回路、降圧チョッパー回路を併せ持つ回路を構成している。【００５０】  制御手段２０は、加工中、無負荷中、休止中にかかわらず、コンデンサ１４の電圧を直接検出してＰＷＭ発振信号Ｓ９を発生し、第１のスイッチング素子３及び第４のスイッチング素子１２の同時のＯＮ／ＯＦＦにより、第１の加工回路が昇圧チョッパー及び降圧チョッパーとして機能し、仮に商用電源電圧の上昇及び下降変動があったとしてもコンデンサ１４の電圧はあらかじめＮＣ制御装置など設定された電圧値となる。
昇圧及び降圧チョッパー方式を併せ持つ定電圧電源は、入力電圧（この場合商用電源電圧）が、所望の電圧（この場合、第１の加工回路が出力する電圧）に対して低電圧、高電圧及び同電位のすべての場合に、有効な電源であり、入力電圧と所望の電圧の関係は、所望の電圧をＶｏ、入力電圧Ｖｉ，第１のスイッチング素子３及び第４のスイッチング素子１２のＯＮ時間をＴｏｎ、ＯＦＦ時間をＴｏｆｆとすると、次の（３）式の関係となる。
Ｖｏ＝（Ｔｏｎ／Ｔｏｆｆ）・Ｖｉ      （３）【００５１】  つまり、所望の電圧に対して、入力電圧が下降した場合には、Ｔｏｎを増加させ、Ｔｏｆｆを減少させる様に制御することことにより、所望の一定の電圧値を得ることができる。
また、逆に所望の電圧に対して、入力電圧が上昇した場合には、Ｔｏｎを減少させ、Ｔｏｆｆを増加させることにより、所望の一定の電圧値を得ることができる。
入力電圧Ｖｉが所望の電圧Ｖｏに等しい場合は、Ｔｏｎ＝Ｔｏｆｆ、つまり、第１のスイッチング素子３及び第４のスイッチング素子１２のＯＮ時間とＯＦＦ時間が等しくなるように制御すればよい。
この第１のスイッチング素子３及び第４のスイッチング素子１２のＯＮ時間ＴｏｎとＯＦＦ時間Ｔｏｆｆ制御を行うのがＰＷＭ発振信号であり、これは一定周期のＯＮ／ＯＦＦ信号であり、制御手段２０により、ＯＮ／ＯＦＦのデューティーが、制御されて出力される。
この常に一定の電圧に制御されたコンデンサ１４を電源として、第２の加工回路が仕上げ加工回路として動作するのは、上述した実施の形態１と同様である。【００５２】  以上のようにこの実施の形態３に係わる放電加工機の電源装置は、スイッチング方式の定電流電源を用いているため、大電流を消費する荒加工において商用電源電圧変動しても、常に加工電流は一定であるため、荒加工の加工時間および面粗さの再現性が良い。
このスイッチング方式の定電流電源は、仕上げ加工時には昇降圧可能なチョッパー方式の定電圧電源として仕上げ加工用回路の電圧源に利用されるため、商用電源電圧が上昇下降変動する不安定な場合でも、仕上げ回路の加工電圧および加工電流を常に一定にすることができ、仕上げ加工の加工時間および加工面粗さ等の加工結果の再現性がよい。
また、電力事情の悪い場所では、たとえば日中は電圧が低く、夜間は電圧が高くなるなどのように商用電源電圧の上下変動が激しいため、放電加工機の電源装置の外部に安定化電源を接続しないと、加工進行が安定せず、加工結果の再現性が悪く、また安定化電源を別に設ける場合、その分高コストとなっていたが、本実施の形態場合、安定化電源の機能を内蔵しており、安定化電源をまったく必要しないため、設備の低コスト化をはかると同時に省スペース化をはかることができる。【００５３】実施の形態４．
本実施の形態では、図３に示す実施の形態３の回路に、コンデンサ１４の目標とする電圧値を可変できるように、図示しないＮＣ装置等から制御手段２０へ電圧指令値が送られるようになっている。【００５４】  本回路の動作としては、２通りの動作方式があり、そのうちの１通りの方式である荒加工を行う動作は実施の形態３と同様である。
２通り目の方式である仕上げ時の動作も、基本的には実施の形態３と同様の動作を行うが、コンデンサ１４の電圧を自由に可変できるため、コンデンサ１４の電圧とそれぞれ２の階乗である１対２対４の抵抗比をもつ電流制限用抵抗器１０ａ〜１０ｃとで決定される仕上げ電流値をより細かく自由に設定することができる。
たとえば、実施の形態３において、コンデンサ１４の電圧と、電流制限用抵抗器９ａ〜９ｃとで決定される仕上げ電流値が、それぞれ０．５Ａ、１Ａ、２Ａであった場合、この組み合わせ以上の電流値を、加工電流として使用することはできない。
そのため、微細な仕上げ加工を行いたい場合（たとえば、０．２５Ａの電流必要な場合）は、電流制限用抵抗器の増設及びスイッチング素子の増設が必要なため、電源の大型化、高コスト化につながってしまう。
また、直流電圧電源４のように、商用交流電源を整流し平滑して直流電圧を得ているものを、第２の加工回路の電源として使用した場合、電圧を変更して使用するには、変更する電圧のノッチ数分だけ、別途ノッチ数分の変圧器が必要となり、これも電源の大型化、高コスト化につながってしまう。【００５５】  そこで、本実施の形態では、ＮＣ装置等から制御手段２０への指令によりコンデンサ１４の電圧を自由に可変できるため、電源の大きさ、およびコストアップをせずに、仕上げ面粗さの向上、微細加工への対応が可能となる。
また、コンデンサ１４の電圧は、加工時の無負荷電圧であり、この電圧値によって電極と被加工物との絶縁破壊距離は決定される。一般に、無負荷電圧が高いほど絶縁破壊距離は広く、無負荷電圧が低いほど絶縁破壊距離は狭くなる。
この絶縁破壊距離が狭いほど電極形状の被加工物への転写精度は向上し、絶縁破壊距離が広いほど加工屑の排出が促進されるため加工速度が速くなるため、仕上げ加工において後段の加工条件になるにしたがって、コンデンサ１４の電圧値を小さい値にしていけば、仕上げ加工速度および精度を著しく向上させることができる。【００５６】実施の形態５．
この実施の形態は、実施の形態３の回路に対して、スイッチング素子の温度検出手段を追加した構成のものである。
図４は、この発明を実施するための実施の形態５における放電加工機の電源の回路図を示す。
図５は、放電加工機の電源のタイミング・チャートを示す。
図４において、２６はスイッチング素子３の温度検出信号Ｓ３１、スイッチング素子１２の温度検出信号Ｓ３２を大小比較し、その比較結果に基づいて還流ループ切換信号Ｓ３３、Ｓ３４を出力する還流ループ切換信号発生装置、２７は、電流指令値信号Ｓ１と電流検出器６にて検出された検出信号Ｓ３の現在値との大小比較を行い、その比較結果に基づいて、スイッチング素子１２を制御すべく駆動信号Ｓ８を出力するスイッチ制御手段であり、他の構成は実施の形態３と同様である。【００５７】  この実施の形態５は、実施の形態１における荒加工のための第１の動作方式において、定電流制御される加工用電流の電流維持回路（還流ループ）について切換制御を行うものであり、実施の形態１とは異なる動作についてのみ以下に説明する。
スイッチング素子３、電流検出器６、リアクトル７、ダイオード８、接点１３で構成される閉回路をループ１、スイッチング素子１２、ダイオード５、電流検出器６、リアクトル７で構成される閉回路をループ２と便宜上定義する。【００５８】  第１の動作方式時、温度検出手段は、それぞれスイッチング素子３、１２の温度を検出する。
還流ループ切換信号発生装置２６には、スイッチング素子３の温度検出信号Ｓ３１と、スイッチング素子１２の温度検出信号Ｓ３２が入力され、これらの温度検出信号がコンパレータで比較され、現在どちらのスイッチング素子、すなわち、どちらの還流ループの発熱が大きいのかを検出する。
この時、両者の温度差がいくら以上になった時に大小判断を行うかを決定するために、オフセット量としてΔｔを予め設定しておく。【００５９】  実施の形態１では、休止時間、無負荷時間においてスイッチング素子１２を無条件にＯＮしており、電流検出器６に流れる電流が一定になるようにスイッチング素子３をスイッチング制御手段１７によってＯＮ／ＯＦＦ制御している。
この時、ループ２の回路には、加工間隙への電流供給の有無に関わらず、電流指令値信号Ｓ１によって設定される電流が流れ続けるため、スイッチング素子１２やダイオード５の定常損失が大きくなり、すなわち発熱も大きくなる。
この場合の温度検出信号はＳ３１＞Ｓ３２となるが、｜Ｓ３１−Ｓ３２｜≧Δｔとなったら、還流ループ切換信号発生装置３３は還流ループ切換信号Ｓ３３をＨ、Ｓ３４をＬとして出力し、還流ループとしてループ１を選択する。
スイッチ制御手段１７、２７は還流ループ切換信号Ｓ３３、Ｓ３４を受けて、ループ２の動作からループ１の動作へと切り換わる。
ループ１の動作は、休止時間、無負荷時間においてスイッチング素子３を無条件にＯＮしており、電流検出器６に流れる電流が一定になるようにスイッチング素子１２をスイッチング制御手段３０によってＯＮ／ＯＦＦ制御している。
この結果、スイッチング素子３やダイオード８の定常損失が大きくなり発熱の大小関係が逆転すると、温度検出信号はＳ３１＜Ｓ３２となるが、｜Ｓ３１−Ｓ３２｜≧Δｔとなったら、還流ループ切換信号発生装置３３は還流ループ切換信号Ｓ３３をし、Ｓ３４をＨとして出力し、還流ループとしてループ２を選択する。
スイッチ制御手段１７、２７は還流ループ切換信号Ｓ３３、Ｓ３４を受けて、ループ１の動作からループ２の動作へと切り換わる。
このように、スイッチング素子の温度負荷によって還流ループとなるループ１とループ２を自動的に切り換えることにより、スイッチング素子の発熱が均等となる。
また、簡易的に実現しようとすれば、還流ループ切換信号発生装置２６を設けず、予め還流ループとなるループ１とループ２を交互に切り換えながら定電流制御する回路、もしくはシーケンスプログラムとしておけば、スイッチング素子の発熱を凡そ均等とすることができる。【００６０】  以上のように、この実施の形態８に係わる放電加工機の電源装置は、各スイッチング素子に温度検出手段を設け、還流ループを複数のループで切り換えるようにしたため、各回路ブロックの電流負荷、熱負荷を分散させることができる。これにより、装置の信頼性向上のみならず、寿命を延ばすことができる。【００６１】実施の形態６．
図６は、この発明を実施するための実施の形態６における放電加工機の電源の回路図を示す。
この実施の形態は、実施の形態３における第１の加工回路、すなわち定電流制御による荒加工と、仕上げ加工のための定電圧制御を兼ね備えた回路を複数設けたものである。
図において、スイッチング素子１０３、ダイオード１０５、電流検出器１０６、リアクトル１０７、ダイオード１０８、スイッチング素子１１１、スイッチング素子１１２、電磁開閉器等で構成される接点１１３、電圧源となるコンデンサ１１４、セレクタ１２１、セレクタ１２２は、実施の形態３におけるスイッチング素子３、ダイオード５、電流検出器６、リアクトル７、ダイオード８、スイッチング素子１１、スイッチング素子１２、電磁開閉器等で構成される接点１３、電圧源となるコンデンサ１４、セレクタ２１、セレクタ２２と同様である。
また、９は第２のスイッチング素子、１０は電源制限用抵抗器、１１７は電流指令値信号Ｓ１と電流検出器１０６にて検出された検出信号Ｓ１０の現在値との大小比較を行い、その比較結果に基づいて、スイッチング素子１０３を制御すべく駆動信号Ｓ１４を出力するスイッチ制御手段、２３は電磁開閉器等で構成される接点である。【００６２】  なお、スイッチング素子３、ダイオード５、電流検出器６、リアクトル７、ダイオード８、スイッチング素子１１、スイッチング素子１２、セレクタ２１、セレクタ２２で構成される基本回路を回路ブロック１００と便宜上定義し、スイッチング素子１０３、ダイオード１０５、電流検出器１０６、リアクトル１０７、ダイオード１０８、スイッチング素子１１１、スイッチング素子１１２、セレクタ１２１、セレクタ１２２で構成される基本回路を回路ブロック２００と定義して説明する。【００６３】  次に本回路における動作を以下に説明する。
回路ブロック１００の構成は、昇圧チョッパー回路と降圧チョッパー回路を併せ持つ回路であり、荒加工時には定電流動作、仕上げ加工時には昇降圧チョッパー回路として定電圧動作することは実施の形態１及び実施の形態３と同様である。
回路ブロック２００も回路ブロック１００と同様の構成であり、その動作についても同様である。
本回路の動作は、接点１３、１１３、２３の開閉状態の組み合わせによって、表１に示すような４通りの動作モードを有する。
なお、これらの接点の開閉状態の選択は、図示していないＮＣ制御装置等からの指令により制御される。【００６４】
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【００６５】  次に、各動作モードについて説明する。
・動作モード１
接点１３、２３、１１３がすべて閉じた状態で、回路ブロック１００，２００とも定電流制御回路として並列運転させる。
セレクタ２１は、スイッチ制御手段１７の出力信号Ｓ４を第１のスイッチング素子３へ出力するよう選択され、セレクタ２２はスイッチ制御手段１９の出力信号Ｓ８を第４のスイッチング素子１２へ出力するよう選択されるように制御される。
同様に、セレクタ１２１は、スイッチ制御手段１１７の出力信号Ｓ１４をスイッチング素子１０３へ出力するよう選択され、セレクタ１２２はスイッチ制御手段１９の出力信号Ｓ８をスイッチング素子１１２へ出力するよう選択されるように制御される。
このモードでは、回路ブロック１００，２００とも実施の形態３における荒加工のための第１の動作方式と同様の動作であり、回路ブロック１００の出力電流に回路ブロック２００の出力電流を重畳させ、大電流出力での高速荒加工を行う。【００６６】・動作モード２
接点２３のみ閉じて、接点１３、１１３が開いた状態で、回路ブロック１００，２００とも定電圧制御回路として並列運転させる。
セレクタ２１、２２、１２１、１２２はそれぞれ、制御手段２０の出力するＰＷＭ発振信号Ｓ９を、スイッチング素子３、１２、１０３、１１２へ出力するよう選択されるように制御される。
このモードでは、回路ブロック１００，２００とも実施の形態３における仕上げ加工のための第２の動作方式と同様の動作であり、回路ブロック１００の電流容量に回路ブロック２００の分の電流容量を加えた電流容量の定電圧源が実現する。【００６７】・動作モード３
接点１１３のみ開いて、接点１３、２３が閉じた状態で、回路ブロック１００は定電流制御回路として動作させ、回路ブロック２００は定電圧制御回路として独立運転させる。
セレクタ２１はスイッチ制御手段１７の出力信号Ｓ４をスイッチング素子３へ出力するよう選択され、セレクタ２２はスイッチ制御手段１９の出力信号Ｓ８を第４のスイッチング素子１２へ出力するよう選択されるように制御される。
一方、セレクタ１２１、１２２はそれぞれ、制御手段２０の出力するＰＷＭ発振信号Ｓ９を、スイッチング素子１０３、１１２へ出力するよう選択されるように制御される。
このモードでは、回路ブロック１００は実施の形態３における荒加工のための第１の動作方式と同様の動作であり、回路ブロック２００は実施の形態３における仕上げ加工のための第２の動作方式と同様の動作である。
すなわち、回路ブロック２００が、並列接続された電圧源１４、１１４に定電圧源を生成し、その定電圧源を用いて回路ブロック１００、及び、極間への電圧印加のための第２のスイッチング回路が動作する。
これらの回路の動作原理は実施の形態３と同様であるが、定電圧出力と定電流出力が同時に実現する。【００６８】・動作モード４
接点１１３のみ閉じて、接点１３、２３が開いた状態で、回路ブロック１００は定電圧流制御回路として動作させ、回路ブロック２００は定電流制御回路として独立運転させる。
セレクタ２１、２２はそれぞれ、制御手段２０の出力するＰＷＭ発振信号Ｓ９を、スイッチング素子３、１２へ出力するよう選択されるように制御される。
一方、セレクタ１２１はスイッチ制御手段１１７の出力信号Ｓ１４をスイッチング素子１０３へ出力するよう選択され、セレクタ１２２はスイッチ制御手段１９の出力信号Ｓ８をスイッチング素子１１２へ出力するよう選択されるように制御される。
このモードでは、回路ブロック１００は実施の形態３における仕上げ加工のための第２の動作方式と同様の動作であり、回路ブロック２００は実施の形態３における荒加工のための第１の動作方式と同様の動作である。
すなわち、回路ブロック１００が、並列接続された電圧源１４，１１４に定電圧源を生成し、その定電圧源を用いて回路ブロック２００、及び極間への電圧印加のための第２のスイッチング回路が動作する。
これらの回路の動作原理は実施の形態３と同様であるが、動作モード３と同様に定電圧出力と定電流出力が同時に実現する。【００６９】  以上のように、この実施の形態５に係わる放電加工機の電源装置は、複数の回路ブロックを設けたため、仕上げ加工時のみならず、大電流を出力する荒加工時においても定電圧源による回路動作が可能になり、商用電源電圧が上昇下降変動する不安定な場合でも、荒加工回路の加工電圧および加工電流を常に一定にすることができ、荒加工の加工時間および加工面粗さ等の加工結果の再現性がよい。
また、それほど加工精度を要求されない荒加工では、複数の回路ブロックによる並列運転により、回路ブロック数に比例した大電流出力ができ、荒加工の高速化が可能となる。これにより加工時間を大幅に短縮し、生産性を向上することができる。
また、仕上げ加工においても複数の回路ブロックを並列運転することにより、回路ブロック数に比例して加工電流を増やすことができ、荒加工と仕上げ加工との間に行う中仕上げ加工が可能となる。
これにより、荒加工の後の荒い加工面に対して、ある程度滑らかにしてから弱電流による仕上げ加工を行うことができ、仕上げ加工での加工物の除去量を最小限にできるので仕上げ加工時間を短縮でき、加工内容によってはトータルの加工時間を大幅に短縮することもできる。【００７０】実施の形態７．
図７は、この発明を実施するための実施の形態７における放電加工機の電源の回路図を示す。
この実施の形態は、実施の形態６の回路に対して、スイッチング素子３、１０３近傍に温度検出手段を追加した構成のものである。
図において、２４は温度検出手段から出力されるスイッチング素子３の温度検出信号Ｓ１１、スイッチング素子１０３の温度検出信号Ｓ１２の大小比較し、その比較結果に基づいて電流指令値加減信号Ｓ１５、Ｓ１６を出力する電流指令値加減信号発生装置であり、他の構成は実施の形態５と同様である。【００７１】  次に本回路における動作を、実施の形態６における動作モード１の場合について以下に説明する。
この動作モードでは、回路ブロック１００、２００とも高速荒加工のために定電流制御回路として並列運転され、大電流を出力している。
この際、回路を構成する各スイッチング素子は、スイッチング損失や定常損失により発熱する。
この熱を冷却するため、一般的には図示していない放熱フィンが設けられ、各スイッチング素子はこの放熱フィンに取り付け固定されている。
温度検出手段も、この同じ放熱フィン上に各々取り付け固定することによりスイッチング素子３、１０３の温度を検出することができる。
なお、この温度データは、熱電対であればアナログ電圧信号で、バイメタルであれば接点信号で取り込むことができる。【００７２】  電流指令値加減信号発生装置２４には、回路ブロック１００の温度検出信号Ｓ１１と、回路ブロック２００温度検出信号Ｓ１２が入力され、これらの温度検出信号はコンパレータで比較され、現在どちらの回路ブロックの発熱が大きいのかを検出する。
その結果、回路ブロック１００の方の発熱が大きければ、スイッチ制御手段１７へ出力する電流指令値加減信号Ｓ１５を負の値とし、スイッチ制御手段１１７へ出力する電流指令値加減信号Ｓ１６は正の値とする。
スイッチ制御手段１７は、電流指令値信号Ｓ１と電流検出器６にて検出された検出信号Ｓ３の現在値との大小比較を行うが、本実施の形態では、電流指令値信号Ｓ１に電流指令値加減信号Ｓ１５を加算してから検出信号Ｓ３との比較を行う。
つまり、（Ｓ１＋Ｓ１５）の値とＳ３の値を比較し、Ｓ１５が負の値だった場合は、電流指令値信号Ｓ１よりも小さい値と検出信号Ｓ３が比較されることとなり、見かけ上は電流指令値が小さくなったように制御される。
一方、スイッチ制御手段１１７においても同様で、電流指令値信号Ｓ１と電流検出器１０６にて検出された検出信号Ｓ１３の現在値との大小比較を行うが、本実施の形態では、電流指令値信号Ｓ１に電流指令値加減信号Ｓ１６を加算してから検出信号Ｓ３との比較を行う。
つまり、（Ｓ１＋Ｓ１６）の値とＳ３の値を比較し、Ｓ１６が正の値だった場合は、電流指令値信号Ｓ１よりも大きい値と検出信号Ｓ３が比較されることとなり、見かけ上は電流指令値が大きくなったように制御される。【００７３】  例えば、出力電流の配分が、回路ブロック１００で５０Ａ、回路ブロック２００で５０Ａだった場合、素子の特性バラツキ等により回路ブロック１００の発熱が大きくなれば、回路ブロック１００は４０Ａ、回路ブロック２００は６０Ａというように、合計の出力電流は１００Ａのまま配分を変更する。
この結果、発熱の大きかった回路ブロック１００で定電流制御する電流値は小さくなり発熱が小さくなる。
一方、発熱の小さかった回路ブロック２００で定電流制御する電流値は大きくなり発熱が大きくなる。
なお、回路ブロック２００発熱の方が大きくなれば、上述と逆の動作となる。
これらの一連の動作を繰り返し制御することによって、回路ブロック１００、２００の発熱が均等となる。【００７４】  以上のように、この実施の形態７に係わる放電加工機の電源装置は、各回路ブロックに温度検出手段を設けため、回路ブロック毎に素子の特性バラツキ等があったとしても、特定の回路ブロックに電流負荷、熱負荷が集中することが無く、均等な負荷で並列運転させることができ、これにより、装置の信頼性向上のみならず、寿命を延ばすことができる。【００７５】実施の形態８．
図８は、この発明を実施するための実施の形態８における放電加工機の電源の回路図を示す。
この実施の形態は、実施の形態５の回路に対して、スイッチング素子の温度検出手段を追加した構成のものである。
図８において、２５は温度検出信号Ｓ１１、Ｓ１２を大小比較し、その比較結果に基づいて選択指令信号Ｓ１７、Ｓ１８を出力するセレクタ制御手段であり、他の構成は実施の形態６と同様である。【００７６】  次に本回路における動作を、実施の形態６における動作モード３の場合について以下に説明する。
この動作モードでは、回路ブロック１００は高速荒加工のための定電流制御回路、回路ブロック２００は定電圧制御回路として独立運転される。
制御する電流値にもよるが、一般的に大電流を出力している場合は、定電流制御回路として動作している回路ブロック１００の発熱の方が大きくなることが多い。
実施の形態７と同様に、温度検出手段によって、回路ブロック１００、２００のスイッチング素子３、１０３の温度を検出する。
セレクタ制御手段２５には、回路ブロック１００の温度検出信号Ｓ１１と、回路ブロック２００温度検出信号Ｓ１２が入力され、これら温度検出信号をコンパレータで比較し、現在どちらの回路ブロックの発熱が大きいのかを検出する。
その結果、回路ブロック１００の方の発熱が大きければ、セレクタ２１、２２へ出力するセレクタ制御信号Ｓ１７により、スイッチング素子をＯＮ／ＯＦＦ制御する信号としてＰＷＭ発振信号Ｓ９を選択することにより、定電流制御回路として動作していた、回路ブロック１００は定電圧制御回路の動作へと切り換える。
これと同時に、セレクタ１２１、１２２へ出力するセレクタ制御信号Ｓ１８により、同様にスイッチング素子をＯＮ／ＯＦＦ制御する信号の選択を切り換え、定電圧制御回路として動作していた回路ブロック２００を定電流制御回路の動作へと切り換え、動作モード１から３へ自動的に切り換える。【００７７】  この結果、回路ブロック１００は定電圧制御回路、回路ブロック２００は定電流制御回路として独立運転される。
つまり、回路ブロック１００、２００の間で動作モード１と３を自動的に切り換える。
その後、発熱の大きさが逆転した場合には上述と逆の動作とし、温度負荷に差異のある２つの回路動作モードを２つの回路ブロック間で切り換える一連の動作を繰り返し制御することによって、回路ブロック１００、２００の発熱が均等となる。【００７８】  以上のように、この実施の形態８に係わる放電加工機の電源装置は、各回路ブロックに温度検出手段を設けため、回路ブロック毎に動作モードを固定せずに、各回路ブロックの電流負荷、熱負荷の状況に応じて動作モードを自動的に切り換えることができる、これにより、装置の信頼性向上のみならず、寿命を延ばすことができる。
【産業上の利用可能性】
【００７９】  この発明は、加工液中に設けられた電極と披加工物間に加工電力を供給する放電加工機の電源装置として用いられるのに適している。
【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】
0004582092.tif 000009
【図８】
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