CN106862680B - 具备刀具修整功能的放电加工机台 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种放电加工机台，具备刀具修整的功能，所述放电加工机台每次修整后的刀具刀尖在加工起始位置与工件的距离保持一致，因而无需透过加工程序补偿放电刀具的损耗，而可提升加工的精度并节省加工时间，尤其如深孔加工；可有效解决现有技术中放电加工刀尖在加工时的损耗问题，而提升放电加工的精密度与效率。

Description

具备刀具修整功能的放电加工机台

技术领域

本发明涉及一种加工机台，特别是涉及一种具备刀具修整功能的放电加工机台。

背景技术

近年来，非传统加工被广泛运用在对传统机械难以切削的材料加工，而放电加工是常见的非传统加工中的一种，利用放电刀具的刀尖以非接触方式对材料进行放电加工，举凡难以切削的硬质材料都可以透过放电加工或放电铣削达成加工。所谓的放电铣削对超硬、难切削、高温耐热合金等材料，以连续路径加工出复杂的三维轮廓。然而，各种放电刀具的刀尖在长时间进行放电加工后会损耗，使得对深孔放电加工的精度一向被诟病。

对此，目前除了更换刀尖损耗的放电刀具外，还有人会透过加工程控加工机台，调整放电刀具的进给路径，而补偿刀尖的损耗。举例而言，当刀尖损耗时，则加工程序需依据刀尖的损耗状况，增加放电刀具的进给路径，藉以补偿刀尖的损耗，使得放电加工的孔深符合预期。

然而，在一般放电加工现场，目前并无有效方法可预先判断放电刀具的刀尖的损耗状况，因而要透过加工程控加工机台，如实补偿放电刀具的损耗，却常因刀具仍再发生持续损耗，而成为不可能的事情，使得放电加工的精密度无法提升。但若透过放电刀具的频繁更换，虽会提升放电加工的精密度，但会导致放电加工的效率低落。

因而，要如何解决放电刀具在加工时的损耗问题，而提升放电加工的精密度与效率，实已成为目前业界所关注的重要议题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种具备刀具修整功能的放电加工机台，用于解决现有技术中放电刀具在加工时的损耗问题。

鉴于上述现有技术的缺失，本发明提出一种具备刀具修整功能的放电加工机台，用于由刀具对工件进行加工，包括机台本体、抬升座、刀座与刀具修整器。机台本体具有抬升动力源与控制器。控制器藉由刀座，令刀具在Z方向上相对机台本体移动，以对工件进行放电加工。刀具的刀尖在加工起始位置与工件的距离为第一距离。工件与刀具修整器设置于抬升座。当刀具的刀尖损耗后，控制器令刀具返回加工起始位置，接着，令抬升动力源对抬升座提供动力，而由抬升座同步抬升工件与刀具修整器，而后，令刀具修整器对刀具的刀尖进行修整，而使修整后的刀具刀尖在加工起始位置与工件的距离维持为第一距离。

可选择性地，本发明还具有载座与引导机构。载座设置于抬升座，并可承载工件在X方向及/或Y方向上相对机台本体移动。引导机构引导抬升座维持在Z方向上相对机台本体移动。

可选择性地，本发明还具有传动机构，抬升动力源藉由传动机构对抬升座提供动力，而使抬升座抬升。传动机构包括第一推块与第二推块。第一、第二推块可分别在第一方向与第二方向上移动，且可分别具有第一倾斜坡面与第二倾斜坡面。当第一推块在第一方向上移动时，第一倾斜坡面可推抵第二倾斜坡面，使第二推块在第二方向上移动，使抬升座相对机台本体移动。

于一实施例中，抬升座具有抬升推块，抬升推块可在第三方向上移动，且可具有第二抬升坡面，相应地，第二推块还可具有第一抬升坡面。当第二推块在第二方向上移动时，第一抬升坡面可推抵第二抬升坡面，使抬升推块在第三方向上移动，使抬升座相对机台本体11移动。

可选择性地，本发明还包括线性模块，分别连接抬升动力源与传动机构，线性模块接收抬升动力源的动力，以对传动机构提供线性的传动力，以令抬升动力源得远离抬升座而设置。

可选择性地，本发明还具有传感器与定时器。传感器感测刀具的刀尖的损耗程度，控制器接收传感器的感测结果，并依据刀具刀尖的损耗程度，调整抬升座的抬升高度，使刀具损耗的刀尖与工件的距离小于第一距离，而后令刀具修整器对刀具损耗的刀尖执行修整作业。

于一实施例中，传感器为放电脉波传感器，控制器令传感器感测刀具对工件放电加工脉波数，并令定时器计时，而统计每单位时间的放电加工脉波数，藉由放电加工于单位时间内放电脉波较预定值减少的数量，以反映刀具刀尖的损耗程度。

可选择性地，本发明还具有位置侦测器，控制器藉由位置侦测器侦测刀具对工件进行放电加工的所在位置，而令刀具在修整后得以返回修整前进行放电加工的位置，以对工件完成接续的放电加工。

相较于现有技术，本发明的放电加工机台兼具有刀具修整功能，而可对刀具损耗的刀尖进行修整，刀具每次修整后，加工起始位置与工件的距离趋于一致，因而毋须透过加工程序补偿放电刀具的损耗，如此，可有效节约放电加工时间，并提升放电加工的精度，而可用于精微放电加工，以及大面积加工的放电铣削。

附图说明

图1显示为本发明放电加工机台的一实施例的立体图。

图2显示为图1所示放电加工机台的第一状态示意图。

图3显示为图1所示放电加工机台的第二状态示意图。

图4显示为图1所示放电加工机台的第三状态示意图。

图5显示为图1所示放电加工机台的第四状态示意图。

图6显示为本发明放电加工机台的另一实施例的立体图。

组件标号说明

1 放电加工机台

11 机台本体

111 抬升动力源

112X 轴动力源

113Y 轴动力源

12 刀座

13 刀具修整器

14 载座

15 引导机构

16 传动机构

161 第一推块

1611 第一倾斜坡面

162 第二推块

1621 第二倾斜坡面

1622 第一抬升坡面

17 线性模块

181 传感器

182 控制器

183 定时器

184 位置侦测器

19 抬升座

191 抬升推块

1911 第二抬升坡面

2 刀具

3 工件

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

本发明提出一种具备刀具修整功能的放电加工机台，可应用于放电加工(EDM)，举例而言，可应用于结合加工回转轴的放电铣削技术。所谓放电铣削常见于精密模具、复杂纤细模孔与超硬合金材的加工制程，但有着电极损耗严重而使工件加工面的形貌精度无法有效提升的问题。

关于本发明的具体实施例，请一并参阅图1至图6。

如图1所示，本发明具备刀具修整功能的放电加工机台1，用于藉由刀具2对工件3进行加工。放电加工机台1具有机台本体11、刀座12、刀具修整器13以及抬升座19，其中，工件3与刀具修整器13设置于抬升座19。机台本体11具有抬升动力源111与控制器182。抬升动力源111例如由伺服马达与减速机所构成。控制器182藉由刀座12，令刀具2在Z方向上相对机台本体11移动，以对工件3进行放电加工。如图2所示，刀具2的刀尖在加工起始位置与工件3的距离为第一距离H1。

当刀具2的刀尖损耗后，控制器182令刀具2返回上述加工起始位置，此时，如图3所示，刀具2的刀尖在加工起始位置与工件3的距离为第二距离H2，其中，当第二距离H2大于第一距离H1。接着，控制器182令抬升动力源111对抬升座19提供动力，而由抬升座19同步抬升工件3与刀具修整器13，此时，如图4所示，刀具2的刀尖在加工起始位置与工件3的距离为第三距离H3，其中，第三距离H3小于第一距离H1。而后，控制器182令刀具修整器13对刀具2的刀尖进行修整，而使修整后的刀具2刀尖在加工起始位置与工件3 的距离为第一距离H1；如图5所示，此距离与刀具2刀尖损耗前与工件3的距离相同，因此，一般加工路径程序毋须针对放电刀具的损耗进行深度补偿。

于本实施例中，放电加工机台1还可设置位置侦测器184，控制器182可藉由位置侦测器184侦测刀具2对工件3进行放电加工的所在位置，而使刀具2在修整后得以返回修整前进行放电加工的位置，以对工件3完成接续的放电加工。

另外，本实施例的加工机台1还可在抬升座19上设置载座14。载座14可承载工件3在 X方向与Y方向上相对机台本体11移动，使刀具2的刀尖能对工件3进行放电铣削。加工机台1还可设置例如为导柱的引导机构15，以引导抬升座19维持在Z方向上相对机台本体 11移动，而可避免抬升座19的倾斜移动而影响工件3的加工精度。如图6所示的实施例中，机台本体11设置有X轴动力源112与Y轴动力源113，而可驱使承载工件3的载座14在X 方向与Y方向上相对机台本体11移动。

另外，本发明还具有传动机构16与线性模块17。线性模块17分别连接抬升动力源111 与传动机构16。线性模块17例如为导螺杆，可以接收抬升动力源111的动力，而对传动机构16提供线性的传动力，以令传动机构16对抬升座19提供动力，而使抬升座19抬升。如此，抬升动力源111得远离抬升座19而设置，藉以避开工件3的放电加工处而避免损坏。

如图所示，本实施例的传动机构16包括第一推块161与第二推块162。第一、第二推块 161、162可分别在第一方向与第二方向上移动，且可分别具有第一倾斜坡面1611与第二倾斜坡面1621。线性模块17可致动第一推块161。当第一推块161在第一方向上移动时，第一倾斜坡面1611可推抵第二倾斜坡面1621，使第二推块162在第二方向上移动，而第二推块162移动的程度会受到第一、第二倾斜坡面1611、1621的倾斜角度影响，亦即，可藉由第一、第二倾斜坡面1611、1621倾斜角度的调整，而改变第二推块162的移动精度。于本实施例中，第一方向与第二方向垂直正交，但不以此限制本发明可实施的态样。

另外，抬升座19具有抬升推块191，抬升推块191可在第三方向上移动，且可具有第二抬升坡面1911，相应地，第二推块162还可具有第一抬升坡面1622。当第二推块162在第二方向上移动时，第一抬升坡面1622可推抵第二抬升坡面1911，使抬升推块191在第三方向上移动，使抬升座19相对机台本体11移动，而抬升推块191移动的程度会受到第一、第二抬升坡面1622、1911倾斜角度的影响，亦即，可藉由第一、第二抬升坡面1622、1911倾斜角度的调整，而改变抬升推块191的移动精度，进而优化抬升座19的移动精度。于本实施例中，第二方向与第三方向垂直正交，但不以此限制本发明可实施的态样。

本发明的放电加工机台1还可设置传感器181与定时器183，用于感测刀具2的刀尖的损耗程度，控制器182接收传感器181的感测结果，并依据刀具2刀尖的损耗程度，调整抬升座19的抬升程度，使刀具2损耗的刀尖与工件3的距离小于第一距离，而后令刀具修整器13对刀具2损耗的刀尖执行修整作业，使修整后的刀具2刀尖在加工起始位置与工件3的距离维持第一距离，而毋须透过加工程序补偿放电刀具的损耗，因此，本发明毋须额外插补运算就能完成放电加工，而可被应用于自动达成雕模放电加工修整与放电铣削加工的技术上。

可选择性地，传感器181为放电脉波传感器，控制器182令传感器181感测刀具2对工件3放电加工脉波数，并令定时器183计时，而统计每单位时间的放电加工脉波数，藉由放电加工于单位时间内放电脉波较预定值减少的数量，以反映刀具2刀尖的损耗程度。详言之，刀具2刀尖的损耗程程度会与刀具2每单位时间的放电加工脉波数负相关，亦即，刀具2对工件3每单位时间的放电加工脉波数愈小，代表刀具2刀尖的损耗程度愈大。

综上所述，本发明的放电加工机台具备刀具修整的功能，使每次修整后的刀具刀尖在加工起始位置与工件加工面的距离趋于一致，亦即，刀具每次再修整后，欲加工之程序目标深度不变，因而毋须透过加工程序补偿放电刀具的损耗，且损耗的刀具刀尖再经修整后端面的放电区域可有效增加，而使刀具放电的路径无需过度重迭，如此，除了可节省加工时间，还能提升深孔加工的精度。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种放电加工机台，用于由一刀具对一工件进行放电加工，其特征在于，所述放电加工机台包括：

一机台本体，具有一抬升动力源与一控制器；

一抬升座；

一刀座，其中，所述控制器由所述刀座令所述刀具在一Z方向上相对所述机台本体移动，以对所述工件进行放电加工，其中，所述刀具的刀尖在一加工起始位置与所述工件的距离为第一距离；以及

一刀具修整器，其中，所述工件与所述刀具修整器设置于所述抬升座；

当所述刀具的刀尖损耗后，所述控制器令所述刀具返回所述加工起始位置，接着，令所述抬升动力源对所述抬升座提供动力，而由所述抬升座同步抬升所述工件与所述刀具修整器，而后，令所述刀具修整器对所述刀具的刀尖进行修整，而使修整后的刀具刀尖在所述加工起始位置与所述工件的距离为所述第一距离。

2.如权利要求1所述的放电加工机台，其特征在于，还包括一载座，设置于所述抬升座，所述载座可承载所述工件在一X方向及/或一Y方向上相对所述机台本体移动。

3.如权利要求1所述的放电加工机台，其特征在于，还包括一引导机构，以引导所述抬升座维持在所述Z方向上相对所述机台本体移动。

4.如权利要求1所述的放电加工机台，其特征在于，还包括一传动机构，所述抬升动力源藉由所述传动机构对所述抬升座提供动力，而使所述抬升座抬升。

5.如权利要求4所述的放电加工机台，其特征在于，所述传动机构包括一第一推块与一第二推块，所述第一推块在一第一方向移动且具有一第一倾斜坡面，所述第二推块在一第二方向移动且具有一第二倾斜坡面；当所述第一推块在所述第一方向上移动时，所述第一倾斜坡面可推抵所述第二倾斜坡面，使所述第二推块在所述第二方向上移动，使所述抬升座相对所述机台本体移动。

6.如权利要求5所述的放电加工机台，其特征在于，所述第二推块还可具有一第一抬升坡面，而所述抬升座具有一抬升推块，所述抬升推块可在一第三方向上移动，且可具有一第二抬升坡面；当所述第二推块在所述第二方向上移动时，所述第一抬升坡面可推抵所述第二抬升坡面，使所述抬升推块在所述第三方向上移动，使所述抬升座相对所述机台本体移动。

7.如权利要求5所述的放电加工机台，其特征在于，还包括一线性模块，分别连接所述抬升动力源与所述传动机构，所述线性模块接收所述抬升动力源的动力，以对所述传动机构提供线性的传动力，以令所述抬升动力源远离所述抬升座而设置。

8.如权利要求1所述的放电加工机台，其特征在于，还包括一传感器，所述传感器感测所述刀具的刀尖的损耗程度，所述控制器接收所述传感器的感测结果，并依据所述刀具刀尖的损耗程度，调整所述抬升座的抬升程度，使所述刀具损耗的刀尖与所述工件的距离小于所述第一距离，而后令所述刀具修整器对所述刀具损耗的刀尖执行修整作业。

9.如权利要求8所述的放电加工机台，其特征在于，还包括一定时器，其中，所述传感器为放电脉波传感器，所述控制器令所述传感器感测所述刀具对所述工件放电加工脉波数，并令所述定时器计时，而统计每单位时间的放电加工脉波数，藉由放电加工于单位时间内放电脉波较预定值减少的数量，以反映所述刀具刀尖的损耗程度。

10.如权利要求9所述的放电加工机台，其特征在于，还包括一位置侦测器，所述控制器藉由所述位置侦测器侦测所述刀具对所述工件进行放电加工的所在位置，而令所述刀具在修整后得以返回修整前进行放电加工的位置，以对所述工件完成接续的放电加工。