判别是否为能够放电加工的工件的线放电加工机

摘要

本发明提供一种判别是否为能够放电加工的工件的线放电加工机，判别是否为能够放电加工的工件的线放电加工机具有判定单元，其在使线电极向工件移动时，在接触检测单元检测出接触时，判定为工件能够进行线放电加工，在接触检测单元检测出接触之前，断线检测单元检测出线电极已断线时，判定为上述工件无法进行线放电加工。

说明书

技术领域

本发明涉及一种线放电加工机，特别涉及一种具有能够判别是否为能够放 电加工的工件的功能的线放电加工机。

背景技术

近年来，开发了各种各样的金属材料，即使一概是金属材料，也存在电导 率非常小，无法进行放电加工的金属材料。另一方面，即使是至今为止作为绝 缘材料进行了处理的陶瓷材料和有机化合物材料，也开发了具有高电导率的材 料。关于这样的材料，一般用户很难一眼判断是否能够放电加工。

目前为了判定作为对象的工件是否能够放电加工，用户使用检测器等测定 仪器测定电阻值和电导率，在电阻值低或者电导率高的情况下判断能够对该工 件放电加工(例如，日本特开平11-320258号公报的段落[0033]等)。

不过，根据线放电加工机的电源的性能等能够放电加工的电阻值和电导率 的阈值不同，因此即使比电阻有些小也存在能够线放电加工的情况，判断这样 的微妙的阈值对熟练的用户来说是可能的，而对一般的用户来说是非常困难 的。此外，如日本特开平11-320258号公报所记载的那样，需要另外准备检测 器等测定仪器，存在开始放电加工前的操作变得复杂的问题。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种能够判别是否为能够放电加工的工件的 线放电加工机。

本发明的判别是否为能够放电加工的工件的线放电加工机使放置了工件 的工作台和在上下线导向器之间延伸的线电极相对移动来进行线放电加工，其 具备：接触检测单元，其通过对上述线电极施加预定的电压，检测上述线电极 和上述工件的接触；断线检测单元，其检测上述线电极已断线的情况；判定单 元，其在使上述线电极向上述工件移动时，在上述接触检测单元检测出接触时， 判定为上述工件能够进行线放电加工，当在上述接触检测单元检测出接触之 前，上述断线检测单元检测出上述线电极已断线的情况时，判定为上述工件无 法进行线放电加工；以及显示单元，其显示该判定结果。

本发明的判别是否为能够放电加工的工件的线放电加工机使放置了工件 的工作台和在上下线导向器之间延伸的线电极相对移动来进行线放电加工，其 具备：接触检测单元，其通过对上述线电极施加预定的电压，检测与上述工件 的接触；线张力检测单元，其检测上述线电极的张力；判定单元，其在使上述 线电极向上述工件移动时，在上述接触检测单元检测出接触时，判定为上述工 件能够进行线放电加工，当在上述接触检测单元检测出接触之前，上述线张力 检测单元检测出超过了预定的阈值的张力的情况下，判定为上述工件无法进行 线放电加工；以及显示单元，其显示该判定结果。

上述接触检测单元通过检测上述线电极和上述工件的电位差的变化来检 测上述线电极和上述工件的接触。

上述接触检测单元通过检测上述线电极和上述工件之间流过的电流来检 测上述线电极和上述工件的接触。

本发明通过具备以上结构，能够判别是否为在线放电加工机上能够放电加 工的工件，因此不需要检测器等测定仪器，另外判断是否能够在用于加工的线 放电加工机上进行加工，因此在由于线放电加工机自身电源性能等的不同，能 够放电加工的电阻值的阈值不明确的情况下也能够简单地进行是否能够进行 加工的判别。

附图说明

通过参照附图说明以下的实施方式，本发明的上述以及其他目的和特征变 得明确。在这些附图中：

图1是本发明实施方式的线放电加工机的概要结构图。

图2是说明使XY轴运转来使线电极向工件接触的控制动作的图。

图3是说明使UV轴运转来使线电极向工件接触的控制动作的图。

图4是本发明实施方式的基于加工间隙电压判断可否放电加工的线放电 加工机的示意图。

图5是说明本发明的实施方式的基于加工间隙电压判断可否放电加工的 方法的图。

图6是本发明实施方式的基于加工间隙电流判断可否加工放电的线放电 加工机的示意图。

图7是说明本发明的实施方式的基于加工间隙电流判断可否放电加工的 方法的图。

图8是说明本发明实施方式的基于使用了施加脉冲的加工间隙电压判断 可否放电加工的方法的图。

图9是本发明实施方式的具备张力检测器的线放电加工机的概要结构图。

图10是说明本发明实施方式的基于线电极的张力判断可否放电加工的方 法的图。

图11是说明本发明实施方式的基于张力产生器的负荷判断可否放电加工 的方法的图。

图12是本发明实施方式的判断可否线放电加工的顺序的流程图。

具体实施方式

图1是本发明一实施方式的线放电加工机30的概要结构图。卷绕了线电 极1的线筒11通过送出部转矩电动机10，向与线电极1的拉出方向相反的方 向赋予指令的预定低转矩。从线筒11放出的线电极1经由多个导轮(未图示)。 并且，通过由制动电机12驱动的制动辊13来调节制动辊13与线电极进给电 动机(未图示)驱动的进给辊22之间的张力。

线电极1被夹在制动辊13和压轮14之间被引导至上导向器15，经由上 导向器15所具备的上线导向器16、下导向器17所具备的下线导向器18、下 导轮19，由压轮21和线电极进给电动机(未图示)驱动的进给辊22夹持， 回收到线电极回收箱20中。

加工电源40将进行放电加工时所需要的电流提供给线放电加工机30。另 外，符号50是控制线放电加工机30、加工电源40的动作的具备显示器51(未 图示)的数值控制装置。

如图1所示，线放电加工机30具备与线电极1平行移动的轴即Z轴、相 对于线电极1在垂直平面内移动的XY轴、相对于用于使线电极1倾斜的XY 轴平行移动的UV轴来作为驱动轴，成为放电加工对象的工件2(未图示)被 放置在设置在工件载台4(未图示)上的工作台5(未图示)，配置在加工槽3 内的上线导向器16和下线导向器18之间，使线电极1和工件2相对移动来进 行放电加工。

这里，本发明的一实施方式的线放电加工机在将工件2设置在工作台5 上进行线放电加工时，如图2所示在使XY轴运转来使线电极1向工件2接触 时，或者，如图3所示在使UV轴运转来使线电极1向工件2接触时，使用以 下详细描述的工件的可否放电加工判断方法判别是否能够放电加工，并在数值 控制装置50所具备的显示器51上进行显示。

在本实施方式中，适当分开使用或并用以下所说明的6个方法，判断可否 进行工件的放电加工。

<1.使用了施加脉冲的电压下降的可否放电加工的判断方法>

本实施方式的第一可否放电加工的判断方法是针对线电极周期性或始终 产生恒定电压的施加脉冲，通过检测施加电压的变化来判断可否进行放电加工 的方法。

图4是实施本判断方法的线放电加工机30的示意图。如图4所示，上导 向器15、下导向器17分别内置了供电元件46a、46b。线电极1经由与供电元 件46a、46b连接的供电电缆42与加工电源40连接，工件2经由工作台5并 经由与工件载台4连接的接地线45与加工电源40连接。从加工电源40经由 上述供电电缆42针对线电极1周期性或始终施加恒定电压的施加脉冲。

另外，线电极1、工件2分别经由下导向器17、工件载台4(以及工作台 5)，经由电压检测电缆43、44与加工电源40所具备的电压测定电路41连接， 能够通过该电压测定电路41测定线电极1-工件2之间的施加电压的变化。另 外，将通过电压测定电路41测定到的电压值作为信号输出给数值控制装置50， 根据该输出信号判断可否进行放电加工，在显示器51上显示判断结果。

在这样构成的线放电加工机30中，通过供电电缆42、供电元件46a、46b 对线电极1赋予施加脉冲，在图5的图表中表示使线电极1向与工件2接触的 方向运转时的线电极1和工件2的加工间隙电压的变化。

在如图5左侧所示那样向线电极1赋予了施加脉冲的状态下，当线电极1 与工件2接触时，如果工件2的电导率大则由于线电极1和工件2的接触，在 线电极1和工件2的加工间隙流过电流，如图5右上所示，检测出施加电源的 下降。

另一方面，如果工件2的电导率小则即使线电极1和工件2接触，在线电 极1和工件2的加工间隙不流过电流，如图5右下那样没有检测出施加电压的 下降。并且，如果一直没有检测出施加电压的下降而继续使线电极1向工件2 运转，则线电极1无法承受从工件2受到的应力而发生断线。

这样，当在线电极1没有断线的阶段，检测出施加电压下降的情况下判断 工件2是能够放电加工的材质。另外，在没有检测出施加电压的下降而线电极 1断线的情况下，判断工件2不能进行放电加工。

另外，在图4中，通过加工电源40施加电压脉冲，通过加工电源40所具 备的电压测定电路41检测施加电压的下降，不过也可以使用施加脉冲产生装 置来作为施加电压脉冲的专用设备，也可以使用专用于电压测定的电压测定 器。另外，为了检测施加电压的下降而准备了专用的电压检测电缆43、44， 但也可以在赋予电压脉冲的供电电缆42、接地线45之间检测施加电压的下降。

并且，也能够对数值控制装置50设定进行检测的施加电压下降的阈值。

<2.使用了电流检测的可否放电加工的判断方法>

本实施方式的第二可否放电加工判断方法针对线电极产生恒定电压的施 加脉冲，通过检测电流的流动来判断能否进行放电加工。

图6是实施本判断方法的线放电加工机30的示意图。如图6所示，上导 向器15、下导向器17分别内置供电元件46a、46b。线电极1经由与供电元件 46a、46b连接的供电电缆42与加工电源40连接，工件2经由工作台5并经 由与工件载台4连接的接地线45与加工电源40连接。从加工电源40经由上 述供电电缆42对线电极1产生恒定电压的施加脉冲。

另外，线电极1、工件2分别经由下导向器17、工件载台4(以及工作台 5)，并经由电流检测电缆48、49与加工电源40所具备的电流测定电路47连 接，通过该电流测定电路47能够测定在线电极1-工件2之间流过的电流。另 外，将通过电流测定电路47测定的电流值作为信号输出给数值控制装置50， 根据该输出信号判断能够进行放电加工，在显示器51上显示判断结果。

在这样构成的线放电加工机30中，通过供电电缆42、供电元件46a、46b 向线电极1赋予施加脉冲，在图7的图表中表示在使线电极1向与工件2接触 的方向运转时的线电极1和工件2的加工间隙电压与加工间隙电流的变化。

在如图7左侧的图表所示那样向线电极1赋予了施加脉冲的状态下，当线 电极1与工件2接触时，如果工件2的电导率大，则由于线电极1和工件2 的接触，如图7右上所示，在线电极1和工件2的加工间隙检测到电流。

另一方面，如果工件2的电导率小，则即使线电极1和工件2接触，如图 7右下所示，在线电极1和工件2的加工间隙没有检测出电流。并且，如果一 直没有检测出电流而使线电极1继续向工件2运转，则线电极1无法承受从工 件2受到的应力而发生断线。

这样，在线电极1没有断线的阶段，在线电极1和工件2的加工间隙检测 出电流的情况下判断工件2是能够放电加工的材质。另外，在没有检测出电流 而线电极1发生了断线的情况下，判断工件2不能进行放电加工。

另外，在图6中，通过加工电源40赋予施加脉冲，通过加工电源40所具 备的电压测定电路47检测线电极1和工件2的加工间隙电流，不过也可以使 用施加脉冲产生装置来作为赋予施加脉冲的专用设备，也可以使用专用于电流 测定用的电压测定器。另外，为了检测线电极1和工件2的加工间隙电流而准 备了专用的电压检测电缆48、49，不过也可以在赋予电压脉冲的供电电缆42、 接地线45之间检测加工间隙电流。并且，能够对数值控制装置50设定进行检 测的加工间隙电流的阈值。

<3.使用了施加脉冲的上升的可否放电加工的判断方法>

本实施方式的第三可否放电加工判断方法针对线电极1周期性产生恒定 电压的施加脉冲，通过检测施加电压的上升来判断能否进行放电加工。

在具有与图4相同的结构的线放电加工机30中，通过供电电缆42、供电 元件46a、46b向线电极1赋予周期性的施加脉冲，在图8的图表中表示使线 电极1向与工件2接触的方向运转时的线电极1和工件2的加工间隙电压的变 化。

在如图8左侧所示那样向线电极1赋予了周期性的施加脉冲的状态下，当 线电极1与工件2接触时，如果工件2的电导率大，则由于线电极1和工件2 的接触，在线电极1和工件2的加工间隙流过电流，如图8右上所示，无法检 测到周期性的施加脉冲的电压的上升。

另一方面，如果工件2的电导率小，则即使线电极1和工件2接触，在线 电极1和工件2的加工间隙没有电流流动，如图8右下所示那样持续检测到周 期性的施加脉冲的电压的上升。并且，如果施加脉冲的电压的上升状况一直没 有变化而使线电极1继续向工件2运转，则线电极1无法承受从工件2受到的 应力而发生断线。

另外，在图4中，通过加工电源40赋予电压脉冲，通过加工电源40所具 备的电压测定电路41检测施加电压的下降，不过也可以使用施加脉冲产生装 置作为施加电压脉冲的专用设备，也可以使用专用于电压测定用的电压测定 器。另外，为了检测施加电压的下降而准备了专用的电压检测电缆43、44， 不过也可以在赋予电压脉冲的供电电缆42、接地线45之间检测施加电压的下 降。

并且能够对数值控制装置50设定进行检测的施加电压下降的阈值。

<4.基于线电极的张力变动的无法放电加工的判断方法>

本实施方式的第四可否放电加工判断方法通过检测在线电极产生的张力 来判断无法进行放电加工。本判断方法与第一～第三的可否放电加工判断方法 并用，在针对线电极周期性或始终产生恒定电压的施加脉冲的状态下使线电极 向工件运行的情况下，在通过第一～第三可否放电加工判断方法没有检测出加 工间隙电压、加工间隙电流的变化的情况下，通过在线电极产生的张力检测线 电极和工件的接触，判断无法进行工件的放电加工。

如图9所示，在具有一般的线驱动部的线放电加工机中执行本判断方法， 该一般的线驱动部由通过送出线电极1的送出部转矩电动机10和制动电动机 12等致动器的动力使线电极1产生张力的制动辊13和压轮14、通过线电极进 给电动机(未图示)等致动器的动力送出线电极1的进给辊22和压轮21、检 测线电极1的张力的张力检测器23构成。

在这样构成的线放电加工机30中，在通过送出部转矩电动机10和制动电 动机12等致动器的动力经由制动辊13使线电极1产生固定的张力后，在为了 执行第一～第三可否放电加工判断方法而对线电极1赋予了施加脉冲的状态 下，在图10的图表中表示使线电极1向工件2运转时的对线电极1施加的张 力的变化。

在如图10左侧的图表所示那样对线电极1赋予了张力的状态下，如果线 电极1与电导率小的工件2接触，则不会通过第一～第三的可否放电加工判断 方法进行能够放电加工的判断，线电极1切入到工件2而弯曲，因此如图10 右侧的图表所示那样张力检测器检测出的张力增加。这时，当张力超过预定的 阈值时，判断为工件2无法进行放电加工。

<5.基于线电极的张力产生器的负荷变动的无法放电加工的判断方法>

本实施方式的第五可否放电加工判断方法，在针对线电极维持了恒定的张 力的情况下通过检测在送出部转矩电动机等张力产生器中产生的负荷来判断 无法进行放电加工。本判断方法和第四可否放电加工判断方法相同，与第一～ 第三可否放电加工判断方法并用。

在具有和图9相同结构的线放电加工机30中，在通过送出部转矩电动机 10和制动电动机12等致动器的动力，以使张力检测器23检测出的张力成为 恒定的方式，经由制动辊13使线电极1产生张力后，在为了执行第一～第三可 否放电加工判断方法而对线电极1赋予了施加脉冲的状态下，在图11的图表 中表示使线电极1向工件2运转的情况下的对送出部转矩电动机10等张力产 生器施加的负荷的变化。

如图11左侧的图表所示那样向线电极1赋予了张力，如果为了维持相同 的张力而一边控制张力产生器一边使线电极1与电导率小的工件2接触，则不 会通过第一～第三的可否放电加工判断方法进行能够放电加工的判断，线电极 1切入到工件2而弯曲，因此如图11右侧的图表所示那样张力产生器的负荷 减少。这时，当张力产生器的负荷低于预定的阈值时，判断为工件2不能进行 放电加工。

<6.基于线电极断线的无法放电加工的判断方法>

本实施方式的第六可否放电加工判断方法，在使线电极产生了张力的状态 下使线电极向工件运转的情况下，通过检测线电极的断线判断不能进行放电加 工。本判断方法和第四、第五的可否放电加工判断方法相同，与第一～第三可 否放电加工判断方法并用。

本判断方法中，在具有和图9相同结构的线放电加工机30中，在通过送 出部转矩电动机10和制动电动机12等致动器的动力，经由制动辊13使线电 极1产生图11左侧所示的张力后，在为了执行第一～第三可否放电加工判断方 法而对线电极1赋予了施加脉冲的状态下，使线电极1向工件2运转。

并且，如果线电极1与电导率小的工件2接触，则不会通过第一～第三的 可否放电加工判断方法进行能够放电加工的判断，线电极1切入到工件2而弯 曲，在超过了容许剪切应力时线电极1断线。在检测出该断线时，判断为工件 2无法进行放电加工。

另外，关于第一～第三的可否放电加工判断方法，在对数值控制装置50 等设定了工件的位置和形状时，在决定了线电极1和工件2的接触点时，仅通 过第一～第三的可否放电加工判断方法能够判断能够放电加工和不能够放电加 工双方。

并且，在没有决定线电极1和工件2的接触点的情况下，只通过第一～第 三的可否放电加工判断方法无法判断线电极1是在工件2近前动作还是切入到 工件2内，所以并用第四～第六的可否放电加工判断方法来判断不能放电加工 的情况。

图12是使用第一～第六的可否放电加工判断方法，通过数值控制装置50 执行的判断是否能够进行线放电加工的控制处理的流程图。通过用户进行的操 作盘的操作和加工程序等指令并执行本流程图的处理。

[步骤SA01]如果指示开始进行可否线放电加工判断顺序，则使线电极向 成为加工对象的工件进行轴移动。

[步骤SA02]根据需要组合使用第一～第六的可否放电加工判断方法，判 定成为加工对象的工件是否能够进行放电加工。在能够放电加工时进入步骤 SA03，在不能放电加工时进入步骤SA04。

[步骤SA03]对显示器显示“能够放电加工”。

[步骤SA04]针对显示器显示“无法进行放电加工”。