CN101239410A - 用于线的拉伸和/或分离的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于线的拉伸和/或分离的方法和装置。本方法和装置不用复杂的参数输入就能够在具有封闭的圆形导向器的电火花腐蚀线切割机上实现可靠且快速的穿线过程。具有优化的输出特性曲线的热输出控制装置由腐蚀生成器的DC电压源馈电。经过加热电流和源电压的至少部分的反馈回路来改变特性曲线,使得不同线型或者线的不同退火长度都得到拉伸、展直和分离线电极的最优的结果,而不需要受控的干预。利用自适应控制可以自动地对将来的线型进行穿线,而不用重新编程。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于对电火花腐蚀线切割机(spark-erosivewire-cutting machine)中的自动穿线装置的线形加工电极进行拉伸和/或分离的方法和装置。
背景技术
在一种电火花腐蚀线切割加工(所谓的线腐蚀)的方法中,从起始孔或者参考面开始,用第一电极(腐蚀线或者线电极)将轮廓切割成第二电极(工件)或者从第二电极切割出该轮廓。在此,线电极被从供应线圈中连续地拉出,通过设置在工件上方的线导向器导向处理区,穿过处理区并且经过设置在工件下方的线导向器。电火花腐蚀线切割加工的已知方法必须进一步合理化并且被简化。在开始每个新的切割轮廓时或者在无意的线断裂之后,不再可以希望手动地对线电极进行分离和穿线。未被察觉的线断裂也会导致令人无法忍受的长的机器故障时间并因此产生材料损耗。
将线电极手动穿入具有小的导向间隙的封闭线导向器(所谓圆形导向器)对操作员提出了特别高的要求并且因此需要自动化。
现有技术
实际上,手动线切割机的操作员主要使用点火器来加热线电极,并且用手拉该线电极直到其断裂。因此,产生锥形的和直的尖端,用很多技巧可以将该尖端穿入圆形导向器。圆形导向器由于易于制造和其良好的导向特征而尤其优选地使用在圆锥形的切割加工中。另一方面,在线直径经常改变时,敞开的V形线导向器具有许多优点并且穿线过程也要求不高。对这类导向器也可有利的是,通过加热来拉伸、展直和分离该线,因为机械刀具可以完美地切割,但甚至在最好情况下它也会留下锋利的线端。
已公开多种解决方案,以便使线穿入封闭圆形导向器的过程自动化。通常,所有这些解决方案不仅在其结构上而且在其方法上都过于复杂,因此不经济并且也过于缓慢。通常,在控制中对每个线大小、线材料和线长度必须有全面的参数表,或者可替换地,必须借助费时的和复杂的参数输入进行数学计算。
在美国专利文献4 547 647中提出:将线在加热隧道中退火并且牵引,以便接着用通过工件的起始孔和导向器喷射的高压水柱驱动该线。尽管建议了对线进行电加热,但是并未详细介绍所需装置。
在美国专利文献4 743 730中说明了,如何用电流拉伸线电极和如何用热挡板来限定分离位置,其中形成针尖端。范围在10至12伏特的交流(AC)电压或者直流(DC)电压被建议作为源,但是未进一步描述。
在专利文献US 4 929 810中示出了另一解决方案,其中直流电压源或者高频源被设置为与不同的电阻连接。高频源被假定在线电极中导致所谓的“集肤效应”,这旨在赋予切口圆形形状。使用电阻来调节加热电流对效率是不利的并且会产生对机器结构的不希望的加热。高频率对尖端形状的有利影响实质上可能是更理论化的。由于线电极典型地具有0.25mm的直径,并且实际频率小于1MHz,电流的穿透深度近似填满线横截面,因此不能得到特定的效果。
在日本公开文件JP 5 220 624 A中,提出了一种热输出控制装置,其由DC源、负载电阻、开关元件和控制电路构成。在此,控制电路要以脉冲宽度调制来激活开关元件,以便随着时间形成线性升高的加热电流,直到线被分断。由此,所有线直径和不同的线材料都可以自动地被分开。该方法的缺点是,显然不是对所有线都存在“理想的斜坡(ideal ramp)”,因为电阻范围其整体延伸超过大约1.5个十倍程(decade)。用“标准化的”斜坡意图在未限定的位置将薄线扯断,而不会形成针状尖端。对于更厚的线,该过程总是花费长的时间,并且线既未被拉伸也未被展直(例如参看图9)。在这样的解决方案中,会得到差的穿线成功率。
发明内容
本发明的一个目的是在效率方面改进上述类型的方法和装置。
根据一个方面,本发明提出了一种根据独立权利1的主题的、用于拉伸和/或分离线切割机的线电极的方法。根据该方法,来自DC源的电负载电流或者由所述负载电流产生的加热电流被施加到线电极,以加热线电极。此外,DC源的(固有)功率特性曲线P=U2/R根据线电极的负载电阻通过负载电流和源电流的反馈回路而被改变,使得作用到线电极上的热输出被调节到用于拉伸和/或分离工序的规定工作状态。
本发明的另一方面涉及一种根据独立权利要求15所述的主题的用于拉伸和/或分离线电极的装置。
本发明的另一方面涉及一种具有这种用于拉伸和/或分离线电极的装置的电火花腐蚀线切割机。
根据从属权利要求、以下的说明和附图,本发明的不同的实施例将变得清楚。
附图说明
以下参照附图更为详细地解释本发明的优选实施例。
图1示出了处于各种源电压时电压源的固有P=U2/R特性曲线。
图2示出了根据一个实施例的具有恒定的退火长度的机器的被优化的特性曲线的例子。
图3示出了生成器匹配的方框图的实施例。
图4示出了被优化的热输出控制装置的方框图的实施例。
图5示出了在无负载工作时的电压曲线和电流曲线。
图6示出了负载为9.4Ω时的电压曲线和电流曲线。
图7示出了负载为1.2Ω时的电压曲线和电流曲线。
图8示出了短路时的电压曲线和电流曲线。
图9示出了不充分的热输出时的电压曲线、电流曲线和膨胀曲线。
图10示出了最佳热输出时的电压曲线、电流曲线和膨胀曲线。
图11示出了在受限制的线范围和长度范围情况下的具有可变退火长度的机器的被优化的特性曲线的例子。
图12示出了在扩展的线范围和长度范围情况下的具有可变退火长度的机器的被优化的特性曲线的第二例子。
具体实施方式
在给出根据图1至12的实施例的详细说明之前,首先对这些实施例进行整体阐述。
在用于拉伸和/或分离电火花腐蚀线切割机的线电极以便自动穿线(例如穿入导向器、例如工件中的起始孔或者切割间隙)的装置的一种实施例中,所述装置包括DC电压源,用于将电负载电流或者由所述DC电压源产生的加热电流提供给线电极,以便加热线电极;还包括加热电流以及热输出控制装置,该控制装置连接在DC电压源与线电极之间的电路中,并且通过负载电流和源电压的反馈回路来改变DC电压源的、与线电极的电阻有关的功率特性曲线,使得作用到线电极的热输出被调节到针对拉伸和/或分离工序的预定工作状态。用于线切割机的腐蚀生成器的现有DC电压源被用作DC电压源,并且在穿线过程中经开关元件被连接到热输出控制装置,用于加热线电极。
本发明的实施例能够实现在单个工序中利用具有与电阻有关的被优化的特性曲线的装置来拉伸、展直和以尖头状地分离线电极。
在另一实施例中,提出了一种用于在传导电流时拉伸和/或分离线电极的方法,用于自动地将线穿入电火花腐蚀线切割机的导向器。并且在所述方法中,通过负载电流和源电压的反馈或者负反馈回路来改变DC电压源的与线电极的负载电阻有关的固有特性曲线P=U2/R,使得试验性确定的对拉伸和分离工序的最优工作点处于改变后的特性曲线上。
在另一实施例中,提出了一种用于在传导电流时拉伸和/或分离线电极的装置,用于自动地将线穿入电火花腐蚀线切割机的导向器。并且在所述装置中,腐蚀生成器的现有DC电压源在穿线工序中经开关元件连接到具有被优化的特性曲线的热输出控制装置,所述热输出控制装置由脉冲宽度调节器、开关元件、变压器、电流测量装置和电压测量装置构成。
在另一实施例中,这些方法和装置使得能够在电火花腐蚀线切割机上用封闭的圆形导向器实现可靠且迅速的自动穿线工艺,而不用复杂的参数输入。具有被优化的输出特性曲线的热输出控制装置由腐蚀生成器的DC电压源来馈电。通过加热电流和源电压的反馈回路,特性曲线被调节为使得线的不同退火长度或者不同的线型为线电极的拉伸、展直和分离提供最优结果,而无需受控的干预。利用自适应的控制可以自动地对将来的线型穿线而无需重新编程。
在本发明的这些实施例中,所述方法和装置尤其适于自动地将线电极穿入具有正常的或者小的导向间隙的封闭的圆形导向器中和穿入线腐蚀机的敞开的V导向器中。
在本发明的实施例中的特别令人感兴趣的应用是:将线穿入起始孔,该起始孔仅略微大于线电极;以及接着断线,直接穿入切割间隙而不用返回到起始孔。因此,应用的主要领域是工件在线切割机上的全自动和自主的电火花腐蚀加工。
本发明的实施例具有以下优点:任意直径、材料和长度的线电极都可以快速地且高成功率地自动被展直、分离和穿线。仅仅需要自动穿线工艺的已存在的参数信息,并且以后的线材料不需要任何重新编程。来自热输出控制装置的热损耗在该实施例中是低的,使得其可以被设置在机器中的任何位置,而不会引起机器结构中的显著的热变形。
现在回到一些实施例的详细说明:
在图1中示出了如本发明的一个实施例中所使用的、与可变负载电阻R有关的电压源固有双曲线型功率特性曲线P=U2/R。作用到线电极的可变负载电阻上的源电压是特性曲线的P1_W=6.46V、P2_W=9.86V、P3_W=11.05V、P4_W=14.11V。可以看到,在小线电极电阻时由理想电压源所提供的功率渐进地趋向无穷。短路可能会毁坏该源。
图2示出了在与图1相同情况下的根据本发明被优化的功率特性曲线Popt1_W至Popt4_W的实施例。该实施例尤其适合于在退火区具有恒定线电极长度的机器。此外,图中绘制出对不同的线电极的最优的、通过实验方式确定的工作点。圆形工作点L500mm应用于500mm的线长,而方形工作点L800mm应用于800mm的线长。所要求的热输出原理上正比于线长地增加。
因此,绘制了三条直线,其它线长的所有中间点位于这些直线上:φ0.33Cu针对0.33mm的具有极低电阻的镀锌纯铜线,φ0.20ZnCu针对0.2mm的具有中等电阻的黄铜线,而φ0.10ZnCu针对0.1mm具有非常高电阻的镀锌黄铜线。现在,优化特性曲线的目的是以低、或者最低的控制复杂度而最精确地找到所有工作点。
在该实施例中采用以下步骤:第一,有效负载或者加热电流(以及因此施加到线电极的热输出)被限制到所规定的最大值(例如在图2中为22A);第二,该最大值正比于电压地再次被减小(例如在图2中减小1A/V);以及第三,源电压只要需要就与线型匹配。仅当退火区中的线长度随着不同的工件高度而变化时,在针对线切割机的特定设计中才需要最后的步骤,如以下参照图11和图12中所说明的那样。
从图2可以看到:具有特性曲线Popt1_W的φ0.33Cu线将良好地适于不同的线长,而不会影响源电压。类似地,可以根据相同的原理利用Popt3_W或者Popt4_W对接下来的具有略高电阻的两个线进行理想的匹配。另一方面,所有后续的线φ0.20ZnCu至φ0.10ZnCu要求源电压与线长度匹配。
由于该例子中的在退火区中的线长被假定是恒定的,所以用单个被优化的特性曲线(例如在恒定的源电压的情况下)可以找到多种线型的最佳工作点。仅针对极端的线,必须略微校正源电压。
所述的优化和所引用的值用于更好地理解根据图3和图4的电路,并且它们自然仅仅是无数可能的解决方案中的一个例子,其它的方法可以导致类似的结果。
在图3中示出了根据一种实施例的生成器调节的方框图。线切割机通常具有DC电压源1,用于给脉冲生成器馈电,该脉冲生成器在穿线过程中当然不需要任何功率。这种DC电压源1典型地具有大约4kW的功率并且其输出电压一般可以通过机器控制器2来调节。因此,DC电压源理想情况下适合于提供最大值为大约100W的最大热输出。在机器控制器2中存在所有所需的输入参数,例如线型和工件高度,用于优化穿线工艺,并且仅这些输入参数必须被处理。例如,相同的最优源电压将被分配给所有线型,这些线型如所述地不需要对线长度进行任何调节。对于其余线型,将利用与可变的线长度有关的数学函数来调节源电压。
因此,不需要附加的输入来优化穿线过程。
根据图3的生成器调节包括:附加的开关元件3(其也可以是简单的继电器),用于使加热电流导通和关断;电流检测器4(I>a),用于检测比最小值a(例如a=0.1A)大的电流;以及抑制滤波器,其由电容器5和两个电感器6、7构成,以防止机器控制器受到来自腐蚀过程中的火花放电的干扰。电流检测器4例如可以由精密电阻器和双极型晶体管构成,其中电阻值被选择为等于基极发射极电压/a(0.7V/0.1A=7Ω)。其它已知的解决方案,例如具有补偿器或者磁流检测器的精密电阻当然也是可能的。源电压经过输出端8、9和导体横截面为大约1.5mm2的两线制线路传递给在图4中更为详细地示出的热输出控制装置的输入端10、11。这类的DC电压传输可以高效地越过几乎任意距离地进行,并且仅仅要求小的滤波能力以保证对干扰的抗扰性。
热输出控制装置在机器中有利地靠近要加热的线地安装,以便能够以尽可能小的损耗传输接近20A的最大加热电流。一种可替换的设置是,将仅仅一个变压器18(参见图4)安装在机器中,并且热输出控制装置的剩余部分与生成器适配器一起设置在生成器中。如果脉冲生成器的DC电压源1不可编程,则可以动用该设置。在第二种情况下,电压将可以通过脉冲宽度调制器15的脉冲宽度调制来调节,并且电压反馈可以类似地用比例控制信号来生成。
在第一种情况下,DC电压源1的机器控制器2传送电压的设置点,并且接着通过开关元件2接通加热电流。机器控制器2接收来自电流检测器4的、关于线电极是否完全载有加热电流和何时进行分离的信息。分离工艺的持续时间可以根据这来确定,并且必要时可以自动地改进随后的分离工艺的优化(自适应控制)。
图4中的被优化的热输出控制装置也包含滤波电容器12和两个缓冲电容器22、23。脉冲宽度调节器15控制由开关元件16、17构成的半桥。MOSFET组件由于其寄生二极管而优选地用作开关元件16、17,使得无功功率(尤其是在短路的情况下)可以引回到DC电压源。其他组件,例如双极型晶体管或者IGBT也可以与反并联二极管一起使用。半桥阵列16、17、22、23具有这样的优点:甚至在不精确的、不对称的脉冲宽度的情况下,变压器18也绝不会饱和,因为在缓冲电容器22、23上的电压立即被调节为不对称。当然也不排除其他实施例,例如全桥原理或者单开关原理。
热输出控制装置还具有电流传感器21(I av),其测量来自变压器18的初级电流并且将其转换成DC电压信号。小型100∶1电流变压器适合作为电流传感器21,该变压器具有整流二极管、10Ω的电阻和滤波电容器。因此被接收到的DC电压信号经电阻13引回到脉冲宽度调节器15的限流输入端。来自DC电压源1的电压通过电阻14被调整,并且输送到相同的输入端,其中脉冲宽度调节器15利用在开关元件16、17上的两个测量值之和来调节变压器18的有效初级电流,使得不超过针对该和所设置的阈值。初级电流的反馈回路对脉冲宽度调节器15的影响在于,后者作为响应而通过对开关元件16和17的控制信号进行合适的脉冲宽度调节,将变压器的初级绕组中的有效初级电流限制到规定的值。因此,变压器18的次级绕组中的有效次级电流(加热电流)和因此作用到线电极上的平均电输出(加热功率)被限制到规定的值。该值可以通过试验来确定并且(尤其)与线电极的电阻和源电压有关。
换句话说,脉冲宽度调节器15的限流输入端的电压越高,电流限制就越低。这样,特性曲线的所希望的优化被实现,以在低负载电阻的情况下提供了增加的电流,但不允许过度的电流或者输出。通过调节电流限制、两个电阻13、14的值和源电压的大小,特性曲线可以以几乎任何方式设置。电流限制或者功率限制的表述在任何情况下都指电流/电压的有效值或者被传输给线电极的平均电功率。
线电极通过导体横截面为大约2.5mm2的短线连接到AC输出端19、20。
图5至8示出了根据本发明的一个实施例的、在大约14.5kHz的固定工作频率的情况下的、被优化的热输出控制装置的示波图。不同的工作条件利用人为负载来模拟。工作频率也可以被优化:将其选择得越高,则变压器18就越小;选择得越低,开关元件16、17的换向损耗就越低。在该例子中,变压器18由高导磁的R36铁氧体环形芯构成,环形芯具有由直径为0.85mm的铜线构成的34个初级绕组和由横截面为2.5mm2的铜绞合线构成的12个次级绕组。通道1(Ch 1)示出了对开关元件17的控制信号,通道2(Ch 2)示出了开关元件16、17之间的桥支路电压的曲线,通道3(Ch 3)示出了在AC输出端19、20上的输出电压的曲线,并且通道4(Ch 4)示出了AC输出端19上的输出电流的曲线。DC电压源1的电压在所有情况下都为67V。对热输出控制装置的调节后的最大电流是16A_aver,并且在67V的源电压的情况下以0.13A/V减小到大约7A_aver。
图5示出了例如当线电极未接触或者已经被切断时无负载工作时的情况。电流检测器4中的电流在无负载工作的情况下为30mA,并且检测器4将不会作出响应。AC输出电压为11.68V_rms,而整个功率损耗为2W。占空因数严格地被限制到90%,以便防止开关元件16、17中的错流(cross current)。
图6示出了具有9.8Ω电阻的很薄且长的线电极的情况。电流检测器4中的电流现在为220mA_aver并且电流检测器将会作出响应。AC输出电压为11.36V_rms,输出电流为1.154A_rms并且总功率损耗仅为1.64W,这对应于89%的效率。占空因数保持在90%,因为工作点仍旧维持在特性曲线的固有的U2/R的范围内。
图7示出了直径为0.25mm、长度为800mm和电阻为1.2Ω的典型线电极的情况。电流检测器4中的电流为1.22A_aver并且所述检测器类似地作出响应。AC输出电压为9.68rms、输出电流为7.80A_rms,并且总功率损耗为6.24W,这对应于92.4%的良好效率。占空因数减小到大约73%,因为工作点如今在特性曲线的电流限制的范围内。
图8示出了短路的不平常的故障情况。电流检测器4中的电流为310mA_aver并且其类似地作出响应。AC输出电压对应地为0V_rms、输出电流为13.76A_rms,并且功率损耗现在为大约20W,这可以归因于在次级侧的大约43A_peak和开关元件16、17上的大约15A_peak的高峰值电流。占空因数剧烈地减小到16%,因为超过了由源电压1的反馈附加地减小的最大电流,并且在所提及的13.76A_rms的有效值处重置,这在这类电流的情况下近似对应于所希望的平均值7A_aver。
然而,这种干扰将通过机器控制器2来检测、关断和报告,因为超过了所存储的最大时间。此外有利的是可以提供最高温度安全关断,使得不必针对(反正不可能的)20W的损耗功率而设计热输出控制装置的尺寸。
图9示出了在过低热输出的情况下的0.3mm高强度的黄铜构成的800mm长的线电极的实际分离工艺。通道1(Ch 1)是DC电压源1的电压,在此为34V。通道2(Ch 2)是电流检测器4的输出,通道3(Ch 3)是检测线电极的伸长的运动传感器,而通道4(Ch 4)再现来自DC电压源1的电流(具有负的振幅)。立即可以看到,所产生的大约50W的功率对这类线过低,对800mm的最优值应为81W。因此,9.95秒的分离时间是极长的,并且具有自适应控制的机器控制器2同样也结束了分离工艺,但是不是发送错误消息,而是自动地使热输出增加计算出的量,并且独立地开始新的尝试。
用于自适应控制的简单策略例如可以是将时间差(分离的持续时间减去最优时间)与常数(试验性经验值,并且部分与线型有关)相乘,并且将该值(根据其符号)加到DC电压源1的给定值或者从给定值中减去该值。该策略具有的优点是:其趋向于收敛到最优值,因为越来越小的时间偏差导致相应变小的校正。
此外,从图9中可以看到,在过低热输出的情况下线电极未被拉伸,或者仅仅仅仅不显著地被拉伸,在此仅仅由于线电极的更低的耐低温性在大约1秒之后拉伸可忽略的2mm,然后保持完全不变直到在大约7.5秒开始分离。这样分离的线电极对于成功穿线的预测较差。
图10是具有高铜含量的长800mm、厚0.33mm黄铜线电极的实际分离工艺的轨迹,但现在是在最优的热输出的情况下。该过程持续了5.86秒,并且线电极经过前3秒均匀地延长10mm。以这样的方式切割的线电极能够以最大概率穿过具有小的导向间隙的封闭的圆形导向器。
图11再次示出了四个如图2中所示的优化的特性曲线。这些特性曲线被优化以用在具有可变退火范围(典型为500mm到800mm)的标准通用机器中。
这种优化的优点在于,在电流限制起作用的区域中线特性曲线与热输出控制装置的特性曲线的线性上升部分极好地相一致。由于这种一致性,不需要使源电压与线电极的长度相匹配。然而,与图2中的特性曲线不同,对每个线型需要各自的源电压。所示的四条特性曲线Popt5_W至Popt8_W能够毫无困难地拉伸和分离直径在从0.1mm到0.25mm的范围内并且长度在大约10mm到800mm的范围内的线电极。
DC电压源1的源电压为:Popt5_W=56V、Popt6_W=66V、Popt7_W=73.5V和Popt8_W=78V。在线电极上(在变压器18之后),这对应于:Popt5_W=9.52V、Popt6_W=11.22V、Popt7_W=12.5V和Popt8_W=13.6V。
针对线电极,具有这种优化的电流限制被设置在25A并且关于电压以1.765A/V减小。结果是以下与电压相关的电流限制:Popt5_W=8.2A、Popt6_W=5.2A、Popt7_W=2.95A和Popt8_W=1.6A。
图12中示出了四条附加的被优化的特性曲线。这些特性曲线被优化以用在类似地具有可变长度的退火区的大型机器中。
所示的四条特性曲线Popt9_W至Popt12_W能够类似毫无困难地拉伸和分离直径扩展范围在0.1mm至0.33mm且退火长度在大约10mm至超过1000mm范围的线电极。
DC电压源1的源电压现在为Popt9_W=38V、Popt10_W=77V、Popt11_W=89V和Popt12_W=106V。在线电极上,这对应于=6.46V、Popt10_W=13.1V、Popt11_W=15.1V和Popt12_W=18.1V。
针对线电极,在这种优化情况下的电流限制被设置在24A并且关于电压以1.235A/V减小。针对不同的线电极的结果是以下与电压相关的电流限制:Popt9_W=16.02A(φ0.33Cu)、Popt10_W=7.83A(φ0.25ZnCu)、Popt11_W=5.31A(φ0.20ZnCu)和Popt12_W=1.7A(φ0.10ZnCu)。
根据图2、11和12的例子示出了,如何对源电压、电流限制以及电流限制的与电压相关的操作进行微小改变,就可以使特性曲线与不同的要求相匹配。
有利地,仅仅源电压被设计为可变参数,其余参数优选通过固定的值(例如最大占空因数、电流限制和电阻13、14)来规定。但这并不能理解为是限制性的,其它符合本发明的思想和目的的方法和解决方案将如以下在权利要求所限定的那样受到保护。
Claims (31)
1.一种用于拉伸和/或分离电火花腐蚀线切割机的线电极的方法,其中:
将来自DC电流源(1)的电负载电流或者由负载电流产生的加热电流施加到线电极,以便加热所述线电极,其特征在于,
根据线电极的负载电阻,通过负载电流和源电压的至少部分反馈回路来改变DC电压源(1)的功率特性曲线P=U2/R,使得作用到线电极上的热输出被调节到用于拉伸和/或分离工艺的预定工作状态。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,DC电压源(1)的功率特性曲线被改变,使得用于拉伸和/或分离工艺的、试验性确定的最优工作点位于改变后的曲线上。
3.根据权利要求1或者2所述的方法,其特征在于,改变后的特性曲线在低的源电压情况下具有高电流限制,而在高的源电压的情况下具有更低的电流限制。
4.根据上述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,负载电流用电流传感器(21)来测量,测量到的值以正比于源电压的因数增大,并将该值与所设置的阈值相比,如果超过阈值,则减小电压源的输出功率使得不超过所设置的阈值。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,来自电流传感器(21)的测量值经第一电阻(13)被输送给脉冲宽度调节器(15)的限流输入端,并经过第二电阻(14)同样将源电压输送给限流输入端,其中所述第一电阻对电流进行调整,所述第二电阻对电压进行调整;脉冲宽度调节器(15)使用两个测量值之和通过一个或者多个开关元件(16,17)来调节负载电流,使得不超过对所述和所设置的阈值。
6.根据上述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,从腐蚀生成器的现有DC电压源(1)通过第二开关元件(3)和电流检测器(4)提供源电压,并且在第一开关元件(16,17)与线电极之间设置有变压器(18),用于使电压与DC电压源(1)匹配。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,直接将变压器(18)次级绕组的交流电压输送给线电极,并且电流传感器(21)测量变压器(18)的初级绕组的电流。
8.根据权利要求6或者7所述的方法,其特征在于,第二开关元件(3)和电流检测器(4)设置在DC电压源(1)和机器控制器(2)附近,并且至少变压器(18)设置在线电极附近,并且机器控制器(2)向DC电压源(1)发送设定值,以便调节源电压,使得特性曲线与要分离的线电极相匹配,并且机器控制器(2)接通第二开关元件(3),以便开始分离工艺,并且机器控制器(2)从电源检测器(4)接收确认电流通过线电极的信号。
9.根据上述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,在分离工艺开始时缺少电流通过的情况下,机器控制器(2)中断分离工艺,并且发出第一错误消息,或者测量直到由于分离而中断电流通过的时间,在超过预编程的最大时间时同样关断分离工艺,并且发出第二错误消息。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,机器控制器(2)将测量到的分离工艺时间与所存储的、最优的时间相比,并且根据差计算新的最优源电压,将该最优源电压发送给DC电压源(1)用于后续的分离工艺。
11.根据权利要求6至10中任一项所述的方法,其特征在于,如果DC电压源(1)没有提供电压调节,则除变压器(18)之外的所有元件(12,13,14,15,16,17,21,22,23)都设置在DC电压源(1)和机器控制器(2)附近,并且电压调节被发送给脉冲宽度调节器(15)的脉冲宽度输入端并经第二电阻(14)发送给脉冲宽度调节器(15)的限流输入端。
12.根据上述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,对于在退火区中具有恒定线长的机器,特性曲线被设定为使得最优地拉伸、展直和尖头形地分离所有所使用的线型,而不用改变参数。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法,其特征在于,对于在退火区中具有可变线长的机器,特性曲线被设定为使得所有所使用的线型分配有最优的源电压,并且在改变线长时最优地拉伸、展直和尖头状地分离线电极,而不用干预参数。
14.根据权利要求9至13中任一项所述的方法,其特征在于,新的或者与标准不同的线电极根据测量到的分离工艺的时间与最优的时间的差来识别,并且源电压借助数学校正等式被重新计算并且用于后续的分离工艺。
15.一种用于拉伸和/或分离电火花腐蚀线切割机的线电极的装置,其具有:
DC电压源(1),用于将电负载电流或者由该负载电流产生的加热电流施加到线电极,以便加热线电极,其特征在于,
所述装置还具有热输出控制装置(15-21),连接在DC电压源(1)和线电极之间,并且根据线电极的负载电阻,通过负载电流和源电压的至少部分反馈回路来改变DC电压源(1)的输出特性曲线,使得作用到线电极上的热输出与针对拉伸过程和/或分离工艺的规定的工作条件相匹配。
16.根据权利要求15所述的装置,其特征在于,线切割机的腐蚀生成器的现有DC电压源(1)被用作DC电压源,并且在穿线过程中借助开关元件被连接到热输出控制装置以加热线电极。
17.根据权利要求15或者16所述的装置,其特征在于,热输出控制装置具有脉冲宽度调制器(15),用于控制负载电流,并且具有电流测量装置(21),用于测量负载电流,其中负载电流被反馈到脉冲宽度调节器(15)的输入端,以便使功率特性曲线与规定的工作条件匹配。
18.根据权利要求15至17中任一项所述的装置,其特征在于,电压测量装置(14)被设计用于测量在脉冲宽度调节器处由DC电压源(1)产生的、以及一个或者多个开关元件(16,17)的输入电压,这些开关元件被脉冲宽度调节器激活以调节负载电流。
19.根据权利要求17或者18所述的装置,其特征在于,电流传感器(21)的测量值经第一电阻(13)被输送给脉冲宽度调节器(15)的限流输入端,并经过第二电阻(14)同样将源电压输送给限流输入端,其中所述第一电阻对电流进行调整,所述第二电阻对电压进行调整;脉冲宽度调节器(15)使用两个测量值之和通过一个或者多个开关元件(16,17)来调节负载电流,使得不超过对所述和所设置的阈值。
20.根据权利要求15至19中任一项所述的装置,其特征在于,来自腐蚀生成器的现有DC电压源(1)的源电压通过第二开关元件(3)和电流检测器(4)来提供,并且在第一开关元件(16,17)与线电极之间设置有变压器(18),用于使电压与DC电压源(1)匹配。
21.根据权利要求20所述的装置,其特征在于,直接将变压器(18)次级绕组的交流电压输送给线电极,并且电流传感器(21)测量变压器(18)的初级绕组的电流。
22.根据权利要求15至21中任一项所述的装置,其特征在于,电流检测器(4)设置在DC电压源(1)和热输出控制装置之间,该电流检测器报告机器控制器(2)在线电极中存在加热电流;机器控制器(2)具有用于DC电压源(1)的第一输出端,用于传输电压的设定值,并且机器控制器(2)具有第二输出端,以便接通和关断开关元件(3)。
23.根据权利要求15至22中任一项所述的装置,其特征在于,在热输出控制装置中和/或在热输出控制装置与机器控制器(2)之间设置有滤波装置(5,6,7,12)以便抑制火花放电的干扰。
24.根据权利要求18至23中任一项所述的装置,其特征在于,开关元件(16,17)形成半桥,变压器(18)的初级绕组一方面连接到所述半桥,而另一方面经电流传感器(21)连接到两个串联的缓冲电容器(22,23),并且变压器(18)的次级绕组直接与线电极相连。
25.根据权利要求18至24中任一项所述的装置,其特征在于,脉冲宽度调节器(15)具有用于建立最大占空因数的输入端,具有用于建立电流限制的输入端,具有用于建立开关频率的输入端,和具有用于交替控制开关元件(16,17)的两个输出端。
26.根据权利要求15至25中任一项所述的装置,其特征在于,热输出控制装置在机器上直接设置在线电极附近。
27.根据权利要求19至25中任一项所述的装置,其特征在于,仅仅变压器(18)在机器上直接设置在线电极附近。
28.根据权利要求18至27中任一项所述的装置,其特征在于,在具有线电极的恒定退火长度的机器中,热输出控制装置设置有用于电流限制、电阻(13)和电阻(14)的第一组值。
29.根据权利要求18至27中任一项所述的装置,其特征在于,在具有线电极的可变退火长度的机器中,热输出控制装置设置有用于电流限制、电阻(13)和电阻(14)的第二组值。
30.根据权利要求15至29中任一项所述的装置,其特征在于,机器控制器(2)具有用于监控、调节和/或自适应控制和诊断分离工艺的控制回路、调节回路或自适应控制回路。
31.一种电火花腐蚀线切割机,其具有根据权利要求15至30中任一项所述的用于拉伸和/或分离线电极的装置。
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