專利名稱：根據(jù)加工狀態(tài)調(diào)節(jié)加工液量的線放電加工機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及根據(jù)加工狀態(tài)調(diào)節(jié)加工液量的線放電加工機。
背景技術(shù)：
線放電加工機在線電極和被加工物之間的加工間隙(machining gap)上施加電壓發(fā)生放電的同時，用伺服電動機使線電極和被加工物的相對位置變化，一邊向加工間隙供給加工液，一邊把被加工物加工成希望的形狀。加工間隙的大小(距離length)和在該加工間隙上施加的電壓(加工間隙電壓)之間存在相關(guān)關(guān)系這一點久為人知。因此，通過使加工間隙電壓成為恒定那樣進行控制能夠進行高精度加工，能夠在被加工物上得到均勻的加工面。但是，在加工間隙是不穩(wěn)定的加工狀態(tài)時，有時加工間隙電壓不表示線電極和被加工物之間的正確的加工間隙的大小。圖1表示加工間隙的加工狀態(tài)模型。在線電極I和被加工物2之間的加工間隙上施加的電壓(加工間隙電壓)Vavg與該加工間隙的大小Td之間存在如下述(I)式所示那樣的相關(guān)關(guān)系。Vavg c^c Td ......(I)但是，在加工間隙是不穩(wěn)定的加工狀態(tài)時，即在加工間隙內(nèi)加工屑20不均勻地存在的狀態(tài)下，加工間隙電壓Vavg不表示線電極I和被加工物2之間的正確的加工間隙的大小。例如，考慮在被加工物2的板厚大的情況下，向被加工物2的加工液供給狀況變差，再有通過線電極I的振動 撓曲的影響變大引起局部放電，如圖1所示加工屑20不均勻地存在。在這種情況下，加工 屑20少的地方的加工間隙電壓Va、沒有加工屑20的情況的加工間隙電壓Vb、加工屑20多的情況的加工間隙電壓Vc的值分別不同，根據(jù)該狀態(tài)下的加工間隙電壓Vavg (平均值)難以把握線電極I和被加工物2之間的正確的加工間隙的大小TcL此夕卜，加工間隙電壓Vavg可以通過測定線電極I和被加工物2之間的電壓測定。在公知的線放電加工機中具有測定加工間隙電壓Vavg的單元。作為加工狀態(tài)變得不穩(wěn)定的要素，可以考慮加工屑20的排出狀況差、加工液的供給狀態(tài)差等。一般，因為加工液從上加工液供給裝置40a、下加工液供給裝置40b供給到被加工物2的上下，所以特別在被加工物2的板厚大的情況下加工狀態(tài)變得不穩(wěn)定的傾向顯著。在被加工物2的板厚大的情況下，向被加工物中央部的加工液供給狀況變差這點是顯然的，進而因為線電極I的振動 撓曲的影響變大所以發(fā)生局部放電，可以考慮加工屑20在線電極I和被加工物2之間在線電極I的行進方向上不均勻。此外，在加工被加工物2的過程中，線電極I從上線軌4a側(cè)向下線軌4b側(cè)行進。在日本特開平3 — 111121號公報以及日本特開平7 — 60548號公報中公開了一種方法，其中從通電路徑的電流值或者電壓值求出放電位置，從該求得的放電位置的分布識別加工區(qū)域，變更加工條件進行控制。但是，這些專利文獻中公開的方法是在把放電點的不均勻識別為加工屑的不均勻之后避免通過加工屑的不均勻引起集中放電的方法。因此，在加工狀態(tài)變化的場所進行加工條件調(diào)整的情況下有發(fā)生調(diào)整過多的可能性。例如，在被加工物的未加工部不均勻的場所，放電點不均勻，但是不存在判斷放電是否有助于對被加工物的加工的方法，另外當(dāng)在正進行正常的放電時進行不需要的加工條件調(diào)節(jié)時也能夠削弱正常的放電加工。在日本特開2010 - 280046號公報中公開了把加工狀態(tài)分類為“打開”、“泄漏”、“放電”、“立即放電”、“短路”的各狀態(tài)，比較狀態(tài)判定數(shù)據(jù)和預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)值，變更線電極進給、停止時間、加工液流量、施加電壓的技術(shù)。在該專利文獻中，表示了如果“泄漏”的狀態(tài)增加則加工液滯留的可能性高，所以增加加工液的供給，促進加工屑的排出。在該技術(shù)中，通過判別加工狀態(tài)判別加工屑的滯留，能夠促進該滯留的加工屑的排出，但是這里如果進而判別在線電極和被加工物之間的加工間隙的哪個位置成為了上述判別出的加工狀態(tài)，在哪個位置存在加工屑，則能夠適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)加工條件，該點在技術(shù)上有改善的余地。在日本特開平4 一 261713號公報中公開了獨立控制向上下噴嘴供給加工液的泵而使加工液的壓力值追隨預(yù)先指示的壓力值的方法。在該專利文獻中公開的方法中，為了能夠適當(dāng)排出加工屑，需要識別加工屑的不均勻，調(diào)節(jié)加工液量或者加工液壓。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的問題，提供一種線放電加工機，其通過消除在線電極和被加工物之間的加工間隙中的加工屑的不均勻狀態(tài)，實現(xiàn)高精度加工。本發(fā)明的線放電加工機在上線軌和下線軌上架設(shè)線電極，在該線電極和被加工物之間的加工間隙上施加電壓使發(fā)生放電，使線電極和被加工物的相對位置變化，一邊從在上線軌上設(shè)置的上加工液供給裝置和在下線軌上設(shè)置的下加工液供給裝置向上述加工間隙供給加工液，一邊進行被加工物的加工。該線放電加工機具有:放電脈沖電流判別部，用于判別向上述加工間隙投入的放電脈沖電流是有助于上述被加工物的加工的有效放電脈沖還是無助于加工的無效放電脈沖；放電脈沖數(shù)計數(shù)部，用于在每一規(guī)定時間計數(shù)上述判別的無效放電脈沖數(shù)；放電位置檢測部，用于在每一規(guī)定時間從在上述加工間隙內(nèi)設(shè)置的多個通電路徑測定電流值，通過比較測定的各個電流值檢測放電位置；加工屑不均勻狀態(tài)判別部，用于根據(jù)上述計數(shù)的無效放電脈沖數(shù)和上述檢出的放電位置判別上述加工間隙中的加工屑不均勻的狀態(tài)；和加工液量調(diào)節(jié)部，用于調(diào)整從上述上加工液供給裝置以及下加工液供給裝置供給的加工液量或者加工液壓的平衡，使根據(jù)上述判別的加工屑不均勻狀態(tài)消除加工屑的不均勻狀態(tài)。上述放電脈沖電流判別部能夠給加工間隙電壓或者加工間隙電壓的施加時間設(shè)定閾值，判別放電脈沖電流是上述有效放電脈沖還是上述無效放電脈沖。上述加工屑不均勻狀態(tài)判別部可以在上述無效放電脈沖數(shù)變得比基準(zhǔn)值多時判別為加工狀態(tài)差，而且可以根據(jù)從上述放電位置檢測部輸入的上述放電位置判別加工屑不均勻狀態(tài)。上述加工液量調(diào)節(jié)部可以在加工屑的不均勻位置在上述被加工物的厚度方向上位于從其中點到上述上線軌側(cè)的情況下，增加來自上述上加工液供給裝置的加工液供給量，相反，在加工屑的不均勻位置在上述被加工物的厚度方向上位于從其中點到上述下線軌側(cè)的情況下，增加來自上述下加工液供給裝置的加工液供給量，使消除從上述加工屑不均勻狀態(tài)判別部得到的上述加工間隙中的加工屑不均勻狀態(tài)。根據(jù)本發(fā)明，通過消除線電極和被加工物之間的加工間隙中的加工屑的不均勻狀態(tài)能夠提供實現(xiàn)高精度加工的線放電加工機。


從參照附圖下面對于實施例的說明能夠明了本發(fā)明的上述以及其他的目的以及特征。附圖中圖1是說明線電極和被加工物之間的加工間隙中的加工狀態(tài)模型的圖。圖2是本發(fā)明的線放電加工機的一種實施方式的概略結(jié)構(gòu)圖，說明該線放電加工機特別包含檢測加工間隙中的加工屑的不均勻的加工屑不均勻狀態(tài)判別部、和為使消除該裝置判別的加工屑的不均勻而動作的加工液量調(diào)節(jié)裝置。圖3A以及圖3B是說明放電脈沖電流判別方法的圖。圖4是說明本發(fā)明的線放電加工機的一種實施方式(特別說明根據(jù)通過圖2表示的加工屑不均勻狀態(tài)判別部判別的加工屑的不均勻狀況從清水槽吸上加工液的泵的動作)的圖。
具體實施例方式首先使用圖2說明本發(fā)明的線放電加工機的一個實施方式。在上線軌4a和下線軌4b之間架設(shè)線電極I。上線軌4a具有限制線電極I的位置偏離的導(dǎo)線嘴(未圖示)以及加工時噴出加工液的上加工液供給裝置(上噴嘴)40a。另外，下線軌4b具有限制線電極I的位置偏離的導(dǎo)線嘴(未圖示)以及加工時噴出加工液的下加工液供給裝置(下噴嘴)40b。加工電源5連接分別用同軸電纜構(gòu)成的上供電線6a以及下供電線6b，這些上供電線6a以及下供電線6b的一極連接在向線電極I滑動供電的上供電部7a以及下供電部7b，另一極連接被加工物2，由此在線電極I和被加工物2之間的加工間隙上施加電壓發(fā)生放電，從加工電源5供給放電脈沖電流。加工間隙電壓檢測裝置9檢測線電極I和被加工物2之間的加工間隙的電壓，使加工間隙電壓成為恒定那樣驅(qū)動控制伺服電動機3a、3b。伺服電動機3a、3b是使被加工物2相對于線電極I相對移動的驅(qū)動單元。放電脈沖電流判別裝置10判別是正常放電而對被加工物2的加工有很大作用的放電脈沖(有效放電脈沖)，還是對加工屑20 (參照圖1)或者通過加工屑20對被加工物2放電的放電脈沖(無效放電脈沖)。放電脈沖數(shù)計數(shù)裝置11在每一規(guī)定時間計數(shù)上述判別的無效放電脈沖的數(shù)量。放電位置檢測裝置12使用電流傳感器8a、8b在每一規(guī)定時間分別測定流過上供電線6a以及下供電線6b的電流值，從這些電流值的差異檢測放電位置。加工屑不均勻狀態(tài)判別裝置13在放電脈沖數(shù)計數(shù)裝置11計數(shù)的無效放電脈沖數(shù)變多時，因為加工屑20增多而判定為加工狀態(tài)差，而且從通過放電位置檢測裝置12得到的放電位置判別加工屑20的不均勻。加工液量調(diào)節(jié)裝置14調(diào)整從分別設(shè)置在上線軌4a、下線軌4b上的上加工液供給裝置(上噴嘴)40a、下加工液供給裝置(下噴嘴)40b向放電加工部分別供給的加工液的加工液量或者加工液壓的平衡，使得消除由加工屑不均勻狀態(tài)判別裝置13判別出的加工屑20的不均勻。接著使用圖3A以及圖3B說明放電脈沖電流的判別方法。線放電加工機一邊在線電極I和被加工物2之間的加工間隙上施加電壓一邊投入放電脈沖電流進行放電加工，所以能夠從加工間隙電壓和放電脈沖電流的關(guān)系計數(shù)放電脈沖數(shù)(參照圖2的線放電加工機中的加工間隙電壓檢測裝置9、放電脈沖電流判別裝置10以及放電脈沖數(shù)計數(shù)裝置11)。放電脈沖電流可以分類為正常放電、對被加工物2的加工起很大作用的放電脈沖(有效放電脈沖)、和對于加工屑20或者通過加工屑20對于被加工物2放電的放電脈沖(無效放電脈沖)。在線電極I和被加工物2之間的加工間隙內(nèi)存在加工屑20的情況下，因為在加工間隙電壓上升的途中發(fā)生放電，所以對加工間隙電壓或者加工間隙電壓的施加時間設(shè)置閾值，能夠計數(shù)無效放電脈沖數(shù)(參照圖3B的(a)、(b))。在加工間隙電壓未達到判定水平Athr時放電的放電脈沖電流是無效放電脈沖(圖3B的(a)、(b))。另一方面，在加工間隙電壓達到判定水平Athr而正常放電的放電脈沖電流是有效放電脈沖(圖3B的(c)、(d))。另夕卜，也有時與達到判定水平Athr無關(guān)地，在施加加工間隙電壓的一周期內(nèi)不放電(圖3B的(e))。另外，也可以對加工間隙電壓的施加時間設(shè)置判定水平Bthr來計數(shù)無效放電脈沖數(shù)。這里，因為可以認為由放電脈沖電流判別裝置10判別的無效放電脈沖數(shù)越多加工屑20越多，所以無效放電脈沖數(shù)成為表示加工間隙的加工狀態(tài)好壞的指標(biāo)。另外，放電位置檢測裝置12使用電流傳感器8a、8b檢測在各通電部(上供電部7a、下供電部7b)中流動的電流值，根據(jù)這些檢出的在各通電部中流動的電流值來檢測放電位置。另外，加工屑不均勻狀態(tài)判別裝置13可以根據(jù)來自放電脈沖數(shù)計數(shù)裝置11的輸出和來自放電位置檢測裝置12的輸出確定在無效放電脈沖發(fā)生的位置存在加工屑20。此外，作為該放電位置檢測裝置12，例如在日本特開平I 一 121127號公報中公開了在線電極I和被加工物2之間的加工間隙內(nèi)設(shè)置的多個通電路徑(上供電部7a、下供電部7b)中測定電流值，檢測無效放電脈沖流動的放電位置的技術(shù)。從以上的敘述可知，在無效放電脈沖數(shù)增多時，通過向加工屑20不均勻的部分供給加工液而排出加工屑20，能夠消除加工屑20不均勻的狀態(tài)。具體說，在放電位置(加工屑20不均勻的位置)接近上線軌4a —方的情況下(放電位置位于從被加工物2的厚度方向的中間點朝向上線軌一側(cè)時)，增加來自上加工液供給裝置(上噴嘴)40a的加工液供給量，相反，在放電位置(加工屑20不均勻的位置)接近下線軌4b—方的情況下(放電位置位于從被加工物2的厚度方向的中間點朝向下線軌一側(cè)時)，增加來自下加工液供給裝置(下噴嘴)40b的加工液供給量，由此，能夠消除加工屑20的不均勻。此外，該加工屑20的不均勻被消除的狀態(tài)是指在線電極I的行進方向上，在線電極I和被加工物2之間的加工間隙內(nèi)滯留的加工屑20從被加工物2的厚度方向被均勻地排除的狀態(tài)。在加工液的調(diào)節(jié)中，在上述的加工液量的調(diào)節(jié)外，有加工液壓的調(diào)節(jié)，但是目的相同。作為此外的加工液的調(diào)節(jié)，有在上下加工液供給裝置40a、40b中使來自其一方的加工液供給恒定或者停止，使來自另一方的加工液供給量可變的調(diào)節(jié)。該調(diào)節(jié)的量可以具有自由度，使得可以視被加工物2的加工結(jié)果或者加工中的加工屑發(fā)生狀況而變更。此外，也可以通過重復(fù)加工液的噴出和暫時停止、或者增減加工液的量或者增強減弱加工液的壓力，來提供防止加工屑20停滯在規(guī)定位置的方法。在加工形狀復(fù)雜的情況下，有時由于加工形狀而加工屑20的滯留偏向一方。在這種情況下，使上述的、加工屑20的不均勻位置和加工液供給量的增減的關(guān)聯(lián)逆轉(zhuǎn)。也就是說，在放電位置(加工屑20不均勻的位置)接近上線軌4a—方的情況下(放電位置位于從被加工物2的厚度方向的中間點朝向上線軌一側(cè)時)，增加來自下加工液供給裝置(下噴嘴)40b的加工液供給量，相反，在放電位置(加工屑20不均勻的位置)接近下線軌4b —方的情況下(放電位置位于從被加工物2的厚度方向的中間點朝向下線軌一側(cè)時)，增加來自上加工液供給裝置(上噴嘴)40a的加工液供給量。通過增加與加工屑20不均勻的位置反方向的加工液供給量，防止加工屑20滯留在規(guī)定位置。進而，因為能夠在被加工物2的外側(cè)形成加工液的流動，所以促進加工屑20的排出。因此，通過根據(jù)加工狀態(tài)而調(diào)節(jié)加工液量，能夠避免局部的放電加工，能夠均勻地保持線電極I和被加工物2之間的加工間隙的大小。也就是說能夠?qū)崿F(xiàn)高精度加工。進而，因為通過適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)加工液量，能夠促進位于線電極I和被加工物2之間的加工間隙內(nèi)的加工屑的排出，所以能夠進行高效率的加工。使用圖4說明本發(fā)明的線放電加工機的一種實施方式。在線放電加工機30的機構(gòu)部32內(nèi)設(shè)置加工槽33。在加工槽33內(nèi)設(shè)置放電加工部。放電加工部構(gòu)成為在設(shè)置在機構(gòu)部32內(nèi)的工作臺上載放安裝被加工物，一邊在該被加工物和線電極I (參照圖2)之間施加電壓使發(fā)生放電，一邊使被加工物2和線電極I相對移動，由此對被加工物2進行放電加工。在上線軌4a上設(shè)置上加工液供給裝置(上噴嘴)40a，在下線軌4b上設(shè)置下加工液供給裝置(下噴嘴)40b。另外，從清水槽35通過泵39吸取的加工液經(jīng)由配管L2作為噴流而供給上加工液供給裝置(上噴嘴)40a。另外，從清水槽35通過泵40吸取的加工液經(jīng)由配管L3作為噴流而供給下加工液供給裝置(下噴嘴)40b。具有以下功能通過泵39以及泵40控制加工液供給作用，使得向在線電極I和被加工物2之間的放電加工作用部始終供給穩(wěn)定量的加工液。在本發(fā)明的線放電加工機的一個實施方式中，為了消除加工屑20的不均勻狀態(tài)，控制從上加工液供給裝置(上噴嘴)40a以及下加工液供給裝置(下噴嘴)40b分別供給的加工液的供給作用。為了進行這樣的控制，在各自的供給路徑上設(shè)置檢測從上加工液供給裝置(上噴嘴)40a供給的加工液的液壓的壓力傳感器(未圖示)或者檢測加工液的流量的流量計(未圖示)、檢測從下加工液供給裝置(下噴嘴)40b供給的加工液的液壓的壓力傳感器(未圖示)或者檢測加工液的流量的流量計(未圖示)。控制裝置31根據(jù)得到的壓力或者流量這樣的物理量進行反饋控制，控制加工液的供給。另外，根據(jù)通過加工屑不均勻狀態(tài)判別裝置13 (參照圖2)判別的加工屑20的不均勻狀態(tài)進行泵39、40的驅(qū)動。向加工槽33供給加工液并在其中積存。構(gòu)成為該加工槽33內(nèi)的加工液混入通過放電產(chǎn)生的加工屑等，該加工液如符號36所示流出到污水槽34。在污水槽34中回收·貯留的加工液通過過濾器泵37吸取，通過過濾器38過濾去除加工屑后，供給清水槽35。冷卻裝置42從線放電加工機30的控制裝置31接受指令信號冷卻通過泵41吸取的加工液，通過加工液返回路徑L4c把加工液返回清水槽35。另外，為了使加工槽33內(nèi)的加工液的溫度恒定，把從清水槽35通過泵41吸取的加工液的一部分供給加工槽33。
權(quán)利要求
1.一種線放電加工機，在上線軌和下線軌上架設(shè)線電極，在該線電極和被加工物之間的加工間隙上施加電壓使得發(fā)生放電，使線電極和被加工物的相對位置變化，一邊從設(shè)置在上線軌上的上加工液供給裝置和設(shè)置在下線軌上的下加工液供給裝置向上述加工間隙供給加工液，一邊進行被加工物的加工，具有 放電脈沖電流判別部，用于判別向上述加工間隙施加的放電脈沖電流是有助于上述被加工物的加工的有效放電脈沖還是無助于加工的無效放電脈沖； 放電脈沖數(shù)計數(shù)部，用于在每一規(guī)定時間計數(shù)判別出的上述無效放電脈沖數(shù)； 放電位置檢測部，用于在每一規(guī)定時間從設(shè)置在上述加工間隙內(nèi)的多個通電路徑測定電流值，通過比較測定出的各個電流值來檢測放電位置； 加工屑不均勻狀態(tài)判別部，用于根據(jù)上述計數(shù)的無效放電脈沖數(shù)和檢測出的上述放電位置判別上述加工間隙中的加工屑不均勻的狀態(tài)； 加工液量調(diào)節(jié)部，用于調(diào)整從上述上加工液供給裝置以及下加工液供給裝置供給的加工液量或者加工液壓的平衡，使得根據(jù)判別出的上述加工屑不均勻狀態(tài)消除加工屑的不均勻狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線放電加工機，其特征在于， 上述放電脈沖電流判別部對加工間隙電壓或者加工間隙電壓的施加時間設(shè)定閾值，判別放電脈沖電流是上述有效放電脈沖還是上述無效放電脈沖。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線放電加工機，其特征在于， 上述加工屑不均勻狀態(tài)判別部，在上述無效放電脈沖數(shù)變得比基準(zhǔn)值多時判別為加工狀態(tài)差，而且根據(jù)從上述放電位置檢測部輸入的上述放電位置判別加工屑不均勻狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線放電加工機，其特征在于， 上述加工液量調(diào)節(jié)部在加工屑的不均勻位置在上述被加工物的厚度方向上位于相對于其中點的上述上線軌側(cè)的情況下，增加來自上述上加工液供給裝置的加工液供給量，相反，在加工屑的不均勻位置在上述被加工物的厚度方向上位于相對于其中點的上述下線軌側(cè)的情況下，增加來自上述下加工液供給裝置的加工液供給量，使得消除從上述加工屑不均勻狀態(tài)判別部得到的上述加工間隙內(nèi)的加工屑不均勻狀態(tài)。
全文摘要
根據(jù)向線電極和被加工物之間的加工間隙投入的放電脈沖電流，判別對加工不起作用的無效放電脈沖并計數(shù)其數(shù)量。進而檢測放電位置。根據(jù)計數(shù)的無效放電脈沖數(shù)和檢出的放電位置，判別加工間隙中的加工屑不均勻的狀況。根據(jù)判別的加工屑不均勻狀態(tài)調(diào)整從設(shè)置在上線軌上設(shè)置的上加工液供給裝置以及在下線軌上的下加工液供給裝置供給的加工液量，使得消除加工屑的不均勻狀態(tài)。
文檔編號B23H7/36GK103042280SQ20121038565
公開日2013年4月17日 申請日期2012年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月13日
發(fā)明者吉田正之, 川原章義 申請人:發(fā)那科株式會社