CN103252546B - 加工槽内相对高温液体区温控方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种加工槽内相对高温液体区温控方法及装置，本发明方法主要是对加工槽内相对高温液体区进行液体抽取并将冷却液体补入加工槽内，通过小区域均温控制，更快速有效地实现控制加工槽内液体温度恒定的目的；本发明装置基于本发明方法，主要是在加工槽内设置温度感测装置，当加工槽内液体温度高于设定温度时，启动抽取装置将相对高温液体区的液体加以抽离至净水装置，并由输送装置自净水装置补充冷却液体至加工槽，该冷却液体是由净水装置所储存的液体经冷却机降温后所提供，以达到高效率抽离加工槽内的相对高温液体，进行热量排除，并达到相对高温加工液体快速冷却及保持加工槽内温度恒定的功效。

Description

加工槽内相对高温液体区温控方法及装置

技术领域

本发明为一种放电加工机内加工槽内用于平衡放电加工过程中所造成的液体温度升高的方法及装置，尤其是指一种应用于线切割放电加工机内加工槽内的相对高温液体区域的温度控制方法及装置。

背景技术

对线切割放电加工机领域而言，现在一般所使用的加工辅助切削液体，大都是利用纯水，由于放电加工的过程中会产生高量热能，并使加工槽内的加工区域附近的液体温度迅速升高，进而渐渐地使加工槽内的水温都逐渐升高，影响以放电方式加工的金属被加工工件的尺寸精度。所以在先前技术中，放电加工机水槽内的液体温度，被考虑设计可以保持恒温的方法，就是利用外接水箱连接冷却机，以补充冷水的方式，来平衡放电加工过程中所造成加工槽内液体温度的升高。

由习用技术中可知，线切割放电加工机产品中，精密级机种的加工工件的尺寸精度要求在±3μm以内，而钢的热膨胀系数为17.0μm/℃，铸铁的热膨胀系数为12.0μm/℃，可知加工槽内温度升高对加工尺寸精度的影响甚巨。在习用技术中，线切割放电加工机的加工槽内液体温度，需控制在恒温状态的定义，是将温度变化维持在±0.3℃以内，而习用技术的方法却会造成加工水槽内液体实际的温度变化在±1～1.5℃。所以在已公开的中国台湾新型专利第M285409号中，所提出的一种改良装置，以直接加装一自动变水量控制组件于净水槽与冷却机冰水箱的管路间，并于加工槽内设有温度传感器，以检知加工槽内实际水温，而该自动变水量控制组件流量是受该温度传感器检出温度与所设定温度差的多寡而控制，在温度传感器检出目前加工槽较设定温度高时，该自动变水量控制组件会随设定温度与实际温度的差异多寡，适量增加冰水，令加工水槽具有恒温功能。

但上述新型专利第M285409号中所公开的线切割放电加工机之恒温控制装置，仍然是以冷却水补充入加工槽内的方式来平衡放电加工的过程中所产生的高热，冷却机所产生的冷水是根据位于加工槽内的温度传感器所感测的温度高低来控制抽水马达的转速大小，来达到控制冷却机到净水槽的冷水流量大小，冷却水由冷却机中的冰水箱到净水槽混合后再回送至加工槽，去达成降低加工槽水温的目的。

由上述习用技术的说明可知，我们发现到习用技术在控制加工槽水温的过程中，因为在不间断放电加工的瞬间，放电加工的过程中所产生的高热使加工槽内加工区域附近的液体不间断地被加温，形成一相对高温的加工液体区域，与从净水槽输入的冷水依冷水补充的位置与输入管道的多寡不同而形成的不同的液体流场，难以达到加工槽内液体温度平均一致的状况，也就是说即使加工槽内温度传感器的位置水温检测值虽然在预定的温度范围内，但放电加工区域内的水温仍然可能是高于所设定的温度，如此温度不平衡一致的情况，更加剧了加工槽内不同区域的金属冷缩热胀比率不同的所造成的尺寸精度误差。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供了一种加工槽内相对高温液体区温控方法及装置，是一种直接于线切割放电加工机加工槽内，放电加工过程中的相对高温液体区内，将放电加工过程中所产生的高热使温度快速变高的液体直接加以抽取，并相对应补充冷却液体至加工槽内，使加工槽内的液体温度保持恒定的方法与装置。

本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：

在放电加工型态工具机的加工槽内，放电加工时所产生的热使加工槽内加工区域附近的液体被加温，形成一相对高温的加工液体区域并将此区域定义为相对高温液体区。

本发明提供一种加工槽内相对高温液体区温控方法，包括下述步骤：

抽取步骤：在放电加工时，直接抽取所述相对高温液体区的液体；

冷却步骤：将被抽取的液体冷却至设定温度；

输送步骤：将冷却液体补充输送至加工槽中。

还可进一步包括持续检知加工槽内液体温度的温度感测步骤，并将检测的温度讯号传至流量控制处理步骤；

所述流量控制处理步骤是根据温度值的高低，相对应地控制所述抽取步骤中抽取时的开关讯号和抽取时的速率，也相对应的控制所述输送步骤以与所述抽取时的速率相对应的速率将冷却液体补充至加工槽中。

较佳地是，所述输送步骤是将冷却液体补充输送至加工槽中的所述相对高温液体区。

本发明还提供了一种加工槽内相对高温液体区温控装置，包括抽取装置、净水装置和输送装置，所述抽取装置连接所述相对高温液体区与净水装置并将相对高温液体区的液体输送至净水装置，所述净水装置连接有冷却装置，所述冷却装置将所述净水装置所储存的液体冷却至所设定的温度，所述输送装置将所述净水装置中的冷却液体输送至加工槽。

还进一步包括温度感测装置和流量控制装置，所述温度感测装置位于加工槽内，所述温度感测装置与所述流量控制装置连接并将检测的液体温度讯号传至流量控制装置，所述流量控制装置分别与所述抽取装置和所述输送装置连接并根据温度值的高低，相对应地控制该抽取装置的开关讯号和抽取速率的大小，也相对应的控制该输送装置以与抽取速率相对应的速率由该净水装置将冷却水补充至加工槽中。

较佳地，所述温度感测装置位于所述加工槽的所述相对高温液体区内。

较佳地，所述输送装置将所述净水装置中的冷却液体输送至所述加工槽内的所述相对高温液体区。

本发明的有益效果是：本发明的加工槽内相对高温液体区温控方法及装置，应用于具有加工液体的加工槽内，以保持加工液温度恒定，主要是在加工槽内设置一温度感测装置，当加工槽内液体温度高于设定温度时，即启动抽取装置将相对高温液体区的液体以设定的与温度升高速率成正比的速率，加以抽离至净水装置，并以相对应的速率由高压泵浦自净水装置补充冷却液体至加工槽，该冷却液体是由位于加工槽外的净水装置所储存的液体经冷却机降温后所提供，以达到高效率抽离加工槽内的相对高温液体，进行热量排除，并达到相对高温加工液体快速冷却及保持加工槽内温度恒定的功效。

附图说明

图1为本发明加工槽内相对高温液体区温控装置示意图；

图2为本发明的加工槽内的俯视图；

图3为本发明的加工槽内的立体图；

图4为本发明的下机头的立体图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的具体实施方式，熟悉此技艺的人士可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的优点及功效。本发明也可以其它不同的方式予以实施，即，在不悖离本发明所揭示的范畴下，能予不同的修饰与改变。

实施例：本实施例公开了一种加工槽内相对高温液体区温控方法，包括下述步骤：抽取步骤：在放电加工时，直接抽取所述相对高温液体区的液体；冷却步骤：将被抽取的液体冷却至设定温度；输送步骤：将冷却液体补充输送至加工槽中，较佳地是将冷却液体补充输送至加工槽中的所述相对高温液体区。

其中，所述相对高温液体区是指在放电加工型态工具机的加工槽内，放电加工时所产生的热使加工槽内加工区域附近的液体地被加温，形成一相对高温的加工液体区域。

还包括持续检知加工槽内液体温度的温度感测步骤，并将检测的温度讯号传至流量控制处理步骤；

所述流量控制处理步骤是根据温度值的高低，相对应地控制所述抽取步骤中抽取时的开关讯号和抽取时的速率，也相对应的控制所述输送步骤以与所述抽取时的速率相对应的速率将冷却液体补充至加工槽中。

基于上述方法，本实施例提供了一种加工槽内相对高温液体区温控装置的较佳实施例，如图1中所示，一加工槽1是位于线切割放电加工机中，若以浸水式的放电加工型态，该加工槽则是可以承装加工液体及置放被加工工件，以完全沉浸在加工液体内进行线切割放电加工，该加工液体可以是纯水，当放电加工的刀具例如导电的线电极，靠近被加工工件开始进行放电加工以切割时，会瞬间即产生放电高热，加热周围附近的加工液体形成一相对高温液体区8，就相对于该加工槽其他区域的液体温度而言，该相对高温液体区内的液体温度是快速升高；以一抽取装置3，由加工槽1内的该相对高温液体区8内直接将相对高温液体抽取至一水箱9，该水箱9的液体温度可由一冷却装置所设定控制，使得经加工过程后的液体，自加工槽抽离时是相对高温状态，在注入水箱内后，降低至该冷却装置所设定温度的冷却状态；该抽取装置3可以是一抽水马达或吸水器以及一组抽水吸管；所述净水装置可以是一水箱9，并且该水箱9包括一储存加工液体的净水容器4并连接至一冷却装置5；该净水容器4可以是一个净水箱，可以连接一过滤装置以及储存经过滤后的净水；一冷却装置5将该净水容器4所储存的液体冷却至所设定的温度，该冷确装置5可以是一外接式具有温度设定功能的冷却机；一输送装置6，将该净水容器4中的液体输送至该加工槽1中该相对高温液体区8，该输送装置6可以包括一高压泵浦及输送管路；一温度感测装置2位于加工槽1内，以检测该加工槽1内液体的温度变化，将检测到的液体温度讯号传至一流量控制装置7，若该温度感测装置2设置于该相对高温液体区8内，可更有效地感测线电极与被加工工件间放电加工时液体温度的变化；该流量控制装置7可以包括一变频器或是一流量阀；该流量控制装置7依温度讯号值的高低变化，相对应地控制该抽取装置3的开关讯号或抽取液体速率的大小，也相对应的控制该输送装置6以与所述抽取液体速率相对应的速率由该净水容器4将被冷却的液体补充至该加工槽1中，或直接补充至该相对高温液体区8。

如图2中所示，为加工槽内的上视图，该加工槽1中设置一U型工作台20以供固定放置被加工工件；一下伸臂22通过该加工槽1的一侧延伸而出，连接至一下机头21，该下机头21则是提供做为加工刀具的线电极穿入及夹持，当导电的线电极靠近被加工工件到开始放电加工时，则会瞬间产生高热，使该下机头21周遭区域的液体温度升高，相对于远离该下机头21的区域而言，形成该相对高温液体区8，在该相对高温液体区8内则可以安排直接吸取高温液体的水路或吸水管，或设置该温度感测装置2的感测接触头等。

如图3所示，则为加工槽内的立体图，该下机头21周遭附近区域的加工液体温度升高速度快，相对于远离该下机头21的区域而言，形成该相对高温液体区8；该加工槽1的单侧边可以设置一排数个液体进出口23，在加工过程进行中及加工结束时，可以供加工液体排出或补入；因为在加工时，加工液体的杂质浓度也会因放电加工切屑的产生而逐渐升高，因该液体进出口23的位置远离该相对高温液体区8，所以主要的功能在于可使加工后快速排放浓度高的污加工液体，及在加工过程中供污加工液体排出，及补入过滤后的净加工液体，排出的污加工液体可以加以过滤，也可以加以冷却与温度控制使之成为冷却的净加工液体，以维持补入该加工槽1内的加工液体保持恒温。

如图4所示，则为下机头的立体图，该下机头21周遭附近区域的液体温度升高速度相对其他区域较为快速，所以该抽取装置3的吸水管路的吸取端点设置于此区域内，即可有效地将相对高温的加工液体直接吸走；在此实施例中，即是直接将吸水管路沿着该下伸臂22设置贯穿在下机头座的机构中，吸水管路的吸水口41则开设在导电座盖板42上，当该抽取装置3的抽水马达开使抽水动作，高温的加工液体即由该吸水口41吸走；另一方面，该输送装置6则可通过一高压泵浦及输送管路，将该净水容器4中的冷却加工液体输送至该下机头21中，由冷却水喷出口40喷出，亦即是直接将该冷却加工液体输入相对高温液体区8，如此以达到高效率抽离加工槽内的相对高温液体，进行热量排除，并达到相对高温加工液体快速冷却的功效。

由上可知，本发明不同于习用技术的方法与装置，本发明是直接于线切割放电加工机加工槽内，放电加工过程中的相对高温液体区内，直接抽取相对高温液体并补充较水温低0.5～2度的水，将小区域做均温控制，比大区域水槽会来的快，更有功效地来控制加工槽水温的恒定。

上述实施例仅为例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。

Claims (7)

1.一种加工槽内相对高温液体区温控方法，在放电加工型态工具机的加工槽内，放电加工时所产生的热使加工槽内加工区域附近的液体被加温，形成一相对高温的加工液体区域并将此区域定义为相对高温液体区，其特征在于：包括下述步骤：

抽取步骤：在放电加工时，直接抽取所述相对高温液体区的液体；

冷却步骤：将被抽取的液体冷却至设定温度；

输送步骤：将冷却液体补充输送至加工槽中的所述相对高温液体区；

还包括持续检知加工槽内液体温度的温度感测步骤，并将检测的温度讯号传至流量控制处理步骤；所述流量控制处理步骤是根据温度值的高低，相对应地控制所述抽取步骤中抽取时的开关讯号和抽取时的速率，也相对应的控制所述输送步骤以与所述抽取时的速率相对应的速率将冷却液体补充至加工槽中。

2.一种加工槽内相对高温液体区温控装置，将加工槽内加工区域附近的液体区定义为相对高温液体区，其特征在于：包括抽取装置、净水装置和输送装置，所述抽取装置连接所述相对高温液体区与净水装置并将相对高温液体区的液体输送至净水装置，所述净水装置连接有冷却装置，所述冷却装置将所述净水装置所储存的液体冷却至所设定的温度，所述输送装置将所述净水装置中的冷却液体输送至加工槽内的所述相对高温液体区。

3.如权利要求2所述的加工槽内相对高温液体区温控装置，其特征在于：还包括温度感测装置和流量控制装置，所述温度感测装置位于加工槽内，所述温度感测装置与所述流量控制装置连接并将检测的液体温度讯号传至流量控制装置，所述流量控制装置分别与所述抽取装置和所述输送装置连接并控制所述抽取装置和输送装置。

4.如权利要求2所述的加工槽内相对高温液体区温控装置，其特征在于：所述抽取装置包括抽水马达和吸水器两者之一。

5.如权利要求2所述的加工槽内相对高温液体区温控装置，其特征在于：所述输送装置包括泵浦。

6.如权利要求3所述的加工槽内相对高温液体区温控装置，其特征在于：所述流量控制装置包括变频器和流量阀两者之一。

7.如权利要求3所述的加工槽内相对高温液体区温控装置，其特征在于：所述温度感测装置位于所述加工槽的所述相对高温液体区内。