CN106475644A - 具有包含有机化合物的防锈剂浓度检测功能的放电加工机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有包含有机化合物的防锈剂浓度检测功能的放电加工机，其使用由防锈剂和显色试剂组成的金属络合物的发色，通过检测器检测伴随其颜色的变化的特性的变化，每隔一定时间，在采样单元中采样固定量的加工液，并将固定量的显色试剂添加到其中，通过检测器检测加工液的颜色变化。如果防锈剂的浓度小于固定值则加工液的颜色变浅，通过检测器检测出该变化，将添加防锈剂的指令发给控制装置，另一方面，如果防锈剂的浓度大于固定值则加工液的颜色变浓，通过检测器检测出该变化，将添加防锈剂的指令发给控制装置。

Description

具有包含有机化合物的防锈剂浓度检测功能的放电加工机
技术领域
本发明涉及一种使用防止工件腐蚀的防锈剂的放电加工机，特别涉及一种具有该防锈剂的浓度检测功能的放电加工机。
背景技术
在放电加工机进行加工时，当将工件(例如钢材、硬质合金等)长时间浸在加工槽内的加工液(水)中时会产生腐蚀。如果工件产生腐蚀，则会影响加工品的外观、精度、强度等。因此，为了防止工件的腐蚀，一般将防锈剂添加到加工液(水)中。
防锈剂的有效成分大致分为无机化合物和有机化合物。作为有机化合物的具体例子列举有机胺类、羧酸等。有机化合物附着在工件的表面，形成保护工件的有机涂层，由此发挥防锈效果。
如果防锈剂的浓度过低则防锈效果下滑，但是相反浓度过高则会引起各种故障(例如有可能加速橡胶类或树脂类配管的老化)。因此，需要将防锈剂的浓度保持在适当的范围内。
防锈剂除了附着在工件表面以外，也附着在从加工产生的淤渣和配管上，由于被消耗而浓度下降。另外，在非加工中，由于加工液(水)的蒸发，防锈剂的浓度上升。检测防锈剂的浓度并进行控制是重要的。
日本特开2011-20185号公报中公开一种技术，即将苛性钠、氢氧化钾、氢氧化铵等离子型(无机化合物)的防锈剂用于放电加工机所使用的水类加工液中。根据由液体性测定传感器所具有的电导计测定的导电率来求出它们的浓度。
另一方面，防锈剂(有效成分：有机化合物)的浓度检测方法为，一般使用高速色谱法，根据UV吸收强度来计算有机化合物的浓度。但是，在设备不全的制造现场难以进行水中的有机化合物的浓度检测。专利文献1中公开的是无机化合物的防锈剂，不能够适用于有机化合物的防锈剂浓度的测定。因此，一般的方法是放弃加工液中的防锈剂浓度的检测，定期地追加防锈剂或生锈后追加防锈剂。但是，不管采用哪种方法都不能够使加工液中的防锈剂的浓度停留在适当的范围内，因此会引起背景技术中说明的故障，或不能够充分发挥防锈剂的效果。
发明内容
因此，本发明的目的为鉴于上述现有技术的问题点，提供一种具有包含有机化合物的防锈剂浓度检测功能的放电加工机。
本发明的放电加工机将被加工物浸渍在添加了防锈剂的加工液中进行加工，具备：特性值检测单元，其检测由于金属络合物引起的加工液的特性值，该金属络合物由防锈剂中所包含的有机化合物和显色试剂中所包含的过渡金属离子组成；浓度检测单元，其根据由上述特性值检测单元检测出的特性值来检测防锈剂的浓度。
由于上述金属络合物引起的加工液的特性值是颜色、光的透射率、折射率的任意一个或者它们的组合。
上述特性值检测单元具备将预定量的显色试剂添加到预定量的加工液中来生成浓度检测用试样的试样生成单元，并且检测上述浓度检测用试样的加工液的特性值。
上述放电加工机可以具备根据上述加工液中的防锈剂的浓度来判定防锈功效的防锈功效判定单元。
也可以将上述加工液中的防锈剂的浓度或防锈功效显示在放电加工机的操作画面上。
上述放电加工机具备：防锈剂添加单元：不包含防锈剂的加工液的添加单元：将加工液中的防锈剂浓度的或防锈功效调整到预定的固定范围内的浓度调整单元，可以按照来自上述浓度调整单元的指令对清水槽添加防锈剂或者添加不包含防锈剂的加工液。
可以使用摄影单元检测上述加工液的颜色、光的透射率、折射率。
上述摄像单元也可以与机器人连接。
也可以由机器人执行上述试样生成单元中的加工液或显色试剂的添加、或者根据来自浓度调整装置的指令对清水槽的加工液添加防锈剂或不包含防锈剂的加工液。
通过本发明能够提供一种具有包含有机化合物的防锈剂浓度检测功能的放电加工机。
附图说明
通过参照附图说明以下的实施例，能够更加明确本发明的上述以及其他目的、特征。在这些附图中：
图1是表示具备浓度检测单元的放电加工机的概略结构的图。
图2是表示特性值之一即加工液的折射率n和防锈剂的浓度C之间的关系的图表。
图3是控制清水槽内的加工液的防锈剂浓度的流程图。
图4是表示具备机器人和浓度检测单元的放电加工机的概略结构的图。
具体实施方式
以下，和附图一起说明本发明的实施方式。
放电加工机是对金属材料等具有导电性的加工物进行放电加工的装置。放电加工机通常由用于将加工物配置在内部并进行放电加工的加工槽、线电极等电极、贮存提供给加工槽的干净的加工液的清水槽、控制放电加工机整体的控制装置等构成。加工槽贮存浸渍加工物的加工液。
通过放电加工机进行加工时，当将工件(例如：钢材、硬质合金等)长时间浸在加工槽内的加工液(水)中时，会产生腐蚀。如果工件产生腐蚀，则会影响加工品的外观、精度、强度等。因此，为了防止工件的腐蚀，本发明将防锈剂添加到加工液(水)中。使用有机化合物作为防锈剂的有效成分。作为有机化合物的具体例子，列举有机胺类、羧酸等。有机化合物附着在工件的表面，形成保护工件的有机涂层，由此发挥防锈效果。
如背景技术所说明的那样，如果防锈剂的浓度过低则防锈效果下滑，但是相反浓度过高则会引起各种故障(例如，有可能加速橡胶类或树脂类配管的老化)。因此，需要将防锈剂的浓度保持在适当的范围内。
本发明使用由防锈剂(有效成分：有机化合物)和显色试剂(过渡金属离子)组成的金属络合物的发色，通过检测器(例如：光传感器)检测伴随其颜色变化的特性的变化。每隔固定时间对固定量的加工液进行采样，将固定量的显色试剂添加到其中，通过光传感器检测加工液的颜色的变化。如果防锈剂的浓度小于固定值，则加工液的颜色变浅，通过光传感器检测该变化，并对控制装置发出添加加工液的指令。另外，如果防锈剂的浓度大于固定值，则加工液的颜色变浓，通过光传感器检测该变化，对控制装置发出添加加工液的指令。以下，说明本发明的实施方式。
<实施方式1>
图1是表示本发明实施方式即具备浓度检测单元的放电加工机的概略结构的图。清水槽1中贮存提供给未图示的加工槽的干净的加工液2。清水槽1中设置测定贮存在清水槽1内的干净的加工液的体积的传感器，测定时时刻刻的加工液的量即总体积Vt，对控制装置6发送测定结果。采样单元4是能够贮存固定量的加工液的容器。采样单元4至少一部分具有光透射性，以便为了检测防锈剂的浓度而使用的光入射并透射了所贮存的加工液后，被光传感器等检测器5受光。
经由管路11从清水槽1向采样单元4供给加工液2。在管路11的中途设置将对采样单元4的加工液2的供给进行接通、切断的阀9。经由管路12从显色试剂容器3还向采样单元4供给显色试剂13。光传感器等检测器5是接受从未图示的光源入射到采样单元4内的加工液中的光的检测器。检测器5检测由于金属络合物引起的加工液的特性值，该金属络合物由加工液2中的防锈剂中包含的有机化合物和显色试剂13中包含的过渡金属离子组成。
检测加工液2中的防锈剂的浓度的浓度检测装置的控制装置6通过对阀9、10进行开闭控制，每固定时间将固定量的加工液放入采样单元4中，同时将固定量的显色试剂13添加到采样单元4中。控制装置6使用光传感器等检测器5来检测该混合液的特性值(加工液的颜色、加工液的透射率或加工液的折射率n)。如果特性值的检测结束，则采样单元4内的加工液从未图示的排出用配管被排出，并被回收到未图示的污水槽中。此时，需要通过过滤器去除显色试剂13。或者可以从采样单元4进行废弃处理。
通过检测器5检测出的数据被发送给控制装置6。控制装置将取得的特性值换算为浓度C，并显示在控制装置6的未图示的操作画面上。作为特性值之一的加工液的折射率n与防锈剂的浓度C成正比(图2)。
防锈效果依赖于防锈剂的浓度C。将能够发挥防锈效果的防锈剂的浓度范围设为(C1～C2)。C1是能够发挥防锈效果的防锈剂的浓度下限的值，C2是浓度上限的值。能够预先进行试验来求出C1和C2的值。根据加工物的材质、添加剂的种类而不同。当C＜C1时，没有防锈效果。当C1＜C＜C2时，有防锈效果，并且对机械没有坏影响。当C＞C2时，对机械会有坏影响。
包括防锈效果判定单元的控制装置6如上所述，将通过采样单元4测量到的加工液2的防锈剂的实际测量浓度C与基准范围(C1～C2)比较来判定防锈功效。当实际测量浓度C偏离预定的基准范围时，对操作画面发出警告，并且机械通过以下所示的方法自动地将浓度调整为基准范围。
当C＜C1时，防锈剂浓度变低，判断为防锈效果不充分。防锈剂浓度的目标值C目标为(C1+C2)/2，将清水槽1内的加工液的总体积设为V。在控制装置6到达目标值之前计算必要的防锈剂的量(M＝[C目标-C]×V)。控制装置6将指令发给防锈剂添加装置7，将防锈剂添加到清水槽1内的加工液中。
当C＞C2时，控制装置6计算必要的加工液的追加量V追加。将追加前的清水槽1内的加工液的总体积设为Vt。并且，必要的加工液的追加量是V追加＝C×Vt/C目标-Vt。控制装置6将指令发给加工液添加装置8，并将不包含添加剂的加工液添加到清水槽1内的加工液中。
图3是控制清水槽内的加工液的防锈剂浓度的流程图。以下按照各个步骤进行说明。
[步骤sa01]进行特性值的检测。
[步骤sa02]进行防锈剂的浓度C的计算。
[步骤sa03]判断防锈剂的浓度C是否是浓度下限C1以上并且是浓度上限以下，当C＜C1时，转到步骤sa04，当C1≤C≤C2时，返回步骤sa01，当C2＞C时，转到步骤sa05。
[步骤sa04]当C＜C1时，防锈剂浓度变低，判断为防锈效果不充分。防锈剂浓度的目标值C目标为(C1+C2)/2，将清水槽1内的加工液的总体积设为V。控制装置6在到达目标值之前计算必要的防锈剂的量M(M＝[C目标-C]×V)。控制装置6将指令发给防锈剂添加装置7，添加防锈剂。如果防锈剂的添加处理结束，则返回步骤sa01。
[步骤sa05]当C＞C2时，控制装置6计算必要的加工液的追加量V追加。将追加前的清水槽1内的加工液的总体积设为Vt。并且，必要的加工液的追加量是V追加＝C×Vt/C目标-Vt。控制装置6将指令发给加工液添加装置8，添加加工液。如果不包含防锈剂的加工液的添加处理结束，则返回步骤sa01。
<实施方式2>
图4是表示本发明的其他实施方式即具备机器人和浓度检测单元的放电加工机的概略结构的图。
在搭载机器人14的放电加工机中，通过机器人实现实施方式1所说明的、将加工液添加到采样单元中的工序。机器人14从清水槽1取得固定量的加工液并放入采样单元4中。之后，机器人14取出固定量的显色试剂，放入采样单元4中。
通过机器人14将采样单元4中的混合液充分地混合，将采样单元4运送到机器人14的视觉传感器15(机器人14所具备的摄像装置)的地方，通过机器人14的视觉传感器15检测混合液的颜色(特性值)。通过2维的图像处理能够求出特性值，所以即使是在采样单元4中的防锈剂以不均匀的浓度被包含在加工液中的情况下也能够求出平均的特性值。
控制装置6推定防锈功效，将该信息反馈给机器人14。机器人14根据需要，执行防锈剂的供给或者不包含防锈剂的加工液的供给。机器人14也可以根据来自控制装置6的指令进行配管11所具备的阀9的开闭、配管12所具备的阀10的开闭的控制。同样，也可以开闭控制在从防锈剂添加装置7以及加工液添加装置8连接到清水槽1的配管的中途设置的阀(未图示)，从而执行防锈剂的添加或不包含防锈剂的加工液的供给。另外，机器人14也可以使用用于未图示的加工槽内的被加工物的取出等作业的机器人。
以上，说明了本发明的实施方式，但是本发明不限于上述实施方式的例子，通过加以适当的变更，能够以其他方式来实施。

Claims (9)

1.一种放电加工机，将被加工物浸渍在添加了防锈剂的加工液中进行加工，其特征在于，
该放电加工机具备：
特性值检测单元，其检测由于金属络合物引起的加工液的特性值，该金属络合物由防锈剂中所包含的有机化合物和显色试剂中所包含的过渡金属离子组成；和
浓度检测单元，其根据由上述特性值检测单元检测出的特性值来检测防锈剂的浓度。
2.根据权利要求1所述的放电加工机，其特征在于，
由于上述金属络合物引起的加工液的特性值是颜色、光的透射率、折射率中的任意一个或者它们的组合。
3.根据权利要求1或2所述的放电加工机，其特征在于，
上述特性值检测单元具备将预定量的显色试剂添加到预定量的加工液中来生成浓度检测用试样的试样生成单元，并且检测上述浓度检测用试样的加工液的特性值。
4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的放电加工机，其特征在于，
上述放电加工机具备根据上述加工液中的防锈剂的浓度来判定防锈功效的防锈功效判定单元。
5.根据权利要求1～4中的任意一项所述的放电加工机，其特征在于，
上述放电加工机将上述加工液中的防锈剂的浓度或防锈功效显示在放电加工机的操作画面上。
6.根据权利要求1～5中的任意一项所述的放电加工机，其特征在于，
上述放电加工机具备：
防锈剂添加单元；
不包含防锈剂的加工液的添加单元；以及
浓度调整单元，其将加工液中的防锈剂的浓度或防锈功效调整到预定的固定范围内，
该放电加工机按照来自上述浓度调整单元的指令对清水槽添加防锈剂或添加不包含防锈剂的加工液。
7.根据权利要求2～6中的任意一项所述的放电加工机，其特征在于，
上述放电加工机使用摄像单元检测上述加工液的颜色、光的透射率以及折射率。
8.根据权利要求7所述的放电加工机，其特征在于，
上述摄像单元与机器人连接。
9.根据权利要求3～8中的任意一项所述的放电加工机，其特征在于，
由机器人执行上述试样生成单元中的加工液或显色试剂的添加、或者根据来自上述浓度调整单元的指令对清水槽的加工液添加防锈剂或不包含防锈剂的加工液。
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