CN1572405A - 用于电火花线切割机的加工流体处理装置 - Google Patents

Abstract

一种用于电火花线切割机的加工流体处理装置可以使得操作者能够很容易地知道离子交换树脂的寿命。加工流体循环地流过离子交换树脂，且在此处，探测出加工流体的流速L、在离子交换树脂输入侧的电阻率值R1和在离子交换树脂输出侧的电阻率值R2。离子交换树脂的离子交换量C使用公式C＝(R2－R1)×L而计算出来。C、R1、R2和L的变化在显示屏上显示出来。基于计算出来的数据C的变化，确定一表示C变化的线性表达式、多项式表达式或类似的表达式，且离子交换能力将达到一预定界限LIMIT的时间(寿命)TE被预测且显示出来。快要达到相应于该经过时间TE的时间点之前，给出一警报，通知操作者应该将该离子交换树脂换成新的树脂。

Description

用于电火花线切割机的加工流体处理装置

技术领域

本发明涉及一种用于电火花线切割机的加工流体处理装置，其用于处理加工流体。

背景技术

众所周知，电火花线切割机使用加工流体，例如水。该加工流体必须严格地管理，使得电导率，即加工流体的电阻率值保持常数。如果在加工过程中加工流体的电阻率值改变，在给电火花线切割机提供电力的电源侧和加工目标之间观测到的加工电压(加工电压的测量值)也会改变。在电火花线切割机的加工中，为了保持加工精度，执行控制，从而通过利用加工电压作为指示来调节进给速度，使得从要加工的目标移动的速度将保持常数。因此，因加工流体的电阻率值的改变而引起的加工电压测量值的改变对控制具有负面的影响，且导致加工精度的变差。

特别的，当加工流体的电阻率值比一非常低的等级要小时，漏电流从电源流过要被加工的目标(金属)的一表面区域，该表面区域位于接收电火花的区域(要被加工的区域)之外。这引起了电腐蚀，及损害了产品。

通常的，加工流体的电阻率值的改变以电阻率值随时间流逝而减少的这种方式发生。这是因为：在加工过程中电火花加工产生的加工废料及发生的加工流体电解都是使加工流体的电阻率值降低的因素。此外，当加入具有低电阻率值的自来水来补偿蒸发的加工流体时，加工流体的电阻率值变低。从而，通常，为了防止加工流体的电阻率值变低，使用将加工流体流过离子交换树脂来循环加工流体的技术。通常，提供加工流体通过离子交换树脂是开/关控制的。当提供处于关的状态时，加工流体的电阻率值变低，当提供处于开的状态时，在关的状态是低电阻率值的加工流体的电阻率值回复到接近一理想的预定值。通过反复这种操作，加工流体的电阻率值保持常数。

存在这样的问题：随着时间的流逝，离子交换树脂的离子交换能力变差。通常一新的离子交换树脂具有快速提高电阻率值的能力。同时，在长时间使用后能力变差的离子交换树脂仅能很慢的提高电阻率值。失去能力的离子交换树脂不能提高电阻率值。

从而，电火花线切割机的操作者必须准确地确定离子交换树脂的恶化。

加工流体的电阻率值由一电阻探测器探测和显示。因此，在实际工作位置，操作者注意该显示的值，检查即使在加工流体流过离子交换树脂很多个小时后该显示的电阻率值几乎不升高或者持续变低，及确定是否是时候该更换新的离子交换树脂了。

然而，该判断难于做出，并且不能在夜间或非工作日无人员操作的情况下做出。如果无人操作持续在低电阻率值时，可能制造出量有缺陷的加工产品。

为了避免类似情况的发生，可采用一种方法：监测加工流体的电阻率值，且当出现不能保持一定参考值(要被保持的电阻率设定值)时，该操作被强制停止。然而，在该方法中，加工被突然停止，其将会引起一些问题，例如加工工作效率低或传送延迟。此外，因离子交换树脂的离子交换能力的降低而引起的加工流体的电阻率降低不会以这种方式发生：电阻率值随操作时间以一接近常数的梯度逐渐降低。其具有下面的特点：如图1所示，当离子交换树脂具有高的离子交换能力时，电阻率保持在一设定的值，在该值处，通过将加工流体提供离子交换树脂的开/关控制，保持该电阻率。然而，当离子交换量达到如图2所示的低限时，通过将加工流体的供给切换至开的状态，不能保持该电阻率值，从而电阻率值迅速地降低。要注明的是：图1的图表是基于实际的测量值绘制的，该测量值是在下面描述的实施例中，通过在离子交换入口侧测量电阻率值R1而得到的。

在这种情况下，电阻率值的快速降低是不可预见的，所以加工突然停止。即使操作者利用一测量量具或类似的工具频繁地检查加工流体的电阻率值，也不容易预见电阻率值将快速变低的时候。换句话说，离子交换树脂的寿命(剩余寿命，与下面相同)不能仅通过检测加工流体的电阻率值而确定。

从而，在实际工作时，虽然离子交换树脂价格高，但是其通常被非常早的替换了且在完全用完之前就丢弃了。显然，这增加了运转的费用，且考虑到环境问题这也是不好的。不存在涉及解决如上所述问题的技术的文献。

发明内容

本发明改进一种用于电火花线切割机的加工流体处理装置，其配置使得加工流体循环地流过离子交换树脂，从而离子交换树脂的寿命可以很容易地确定。通过这种改进，本发明同样能防止生产出具有缺陷的产品，且增加电火花线切割机的运行费用，及考虑了环境问题。

依照本发明，在一种用于电火花线切割机的加工流体处理装置中，电火花线切割机配置成使得加工流体流过离子交换树脂，提供一监控装置，用于监控所述离子交换树脂的离子交换量，从而，基于所述监控装置的监控结果，可以显示所述离子交换树脂的离子交换量，且可以计算和显示离子交换树脂的寿命。

如上所描述的，因为离子交换树脂的离子交换能力随时间降低而引起的加工流体的电阻率值的降低具有这样的特征：电阻率值从一某一时间快速降低(参见图1)。同时，如图2所示，离子交换能力随时间降低具有这样的特征：离子交换能力随时间梯逐渐降低(参见图2)。因此，即使仅显示离子交换能力随时间变化，操作者可以很容易地近似知道离子交换树脂的寿命。在图2的例子中，观察实线所示的表示历史变化的曲线，操作者可以得到虚线所示的近似预测曲线的图像。从而，操作者可以很容易地预测离子交换能力达到一交换量低限的剩余时间，该交换量低限确定作为需要更换树脂的指示。注明的是：基于表示离子交换量(R2-R1)×L的表达式，图2的曲线图关于后面描述的实施例而绘制。在该表达式中，R1是在离子交换树脂输入侧测量的电阻率值，R2是在离子交换树脂输出侧测量的电阻率值，L是加工流体流过离子交换树脂的流速。

图2中的虚线所述的预测曲线可使用装置中的软件计算且显示出来。当显示该预测的曲线时，操作者能更容易和清楚地知道要替换树脂的时间。此外，作为该预测曲线与表示交换量低限的直线的交点，可得出离子交换能力达到该交换量低限的时间，且剩余寿命(直至需要替换树脂的剩余时间)可以直接的显示出来。同样，可给出关于在寿命终止或之前(例如一个小时之前)的时间点的离子交换树脂的寿命。

如果配置成操作者能检查由离子交换树脂处理的加工流体的电阻率值，这样帮助了操作者检查加工流体的状态。在这种情况下，期望提供一输入电阻率探测装置，用于在加工流体流入所述离子交换树脂的输入侧探测加工流体的电阻率，且基于该输入电阻率探测装置的探测结果，显示在输入侧加工流体的电阻率的历史纪录。这是因为：通过测量在输入侧加工流体的电阻率，获得了在加工流体的电阻率值变低的状态中的电阻率值。当在输入侧加工流体的电阻率值正常时，可以得出加工流体的电阻率值在任何位置都正常。当在输出侧测量加工流体的电阻率值时，即使该获得的电阻率值正常，加工流体的电阻率值是否在任何位置都正常还存在一定的疑问。但是提供一输出电阻率探测装置并不是没有用的，该输出电阻率探测装置用于在加工流体流出所述离子交换树脂的输出侧探测加工流体的电阻率。且基于该输出电阻率探测装置的探测结果，显示在输出侧加工流体的电阻率的历史纪录也不是没有用的。特别的，当在输入侧加工流体的电阻率的历史纪录和在输出侧加工流体的电阻率的历史纪录平行地显示时，这帮助操作者从这些值及这些值之间的差异，知道离子交换树脂怎样工作。

通过确定加工流体的电阻率值由加工流体流过离子交换树脂所升高的等级，可以获得离子交换树脂的离子交换量。为了这样的目的，可使用由输入电阻率探测装置的探测结果和由输出电阻率探测装置的探测结果。但是当流速变化时，即使离子交换量保持不变，由加工流体流过离子交换树脂而产生的电阻率值的升高也变化。因此，当流速期望变化时，需要探测加工流体流过离子交换树脂的流速(每单位时间的量)。为了这样的目的，可以将一流速探测装置提供在加工流体流过的通路上的适当位置。

作为一特定的计算公式，例如可以使用表达式：

离子交换量＝(R2-R1)×L[Ω.cm.1/min]，

在此，R1是由输入电阻率探测装置探测的电阻率值，R2是由输出电阻率探测装置探测的电阻率值，L是加工流体流过离子交换树脂的流速(每单位时间的量)。

为了预测离子交换树脂的寿命，可应用一种方法：基于这样得到的离子交换量的测量值，确定一预测公式，该公式近似表示所述离子交换树脂的离子交换量的未来改变，且使用该预测公式，预测直到离子交换量达到一预定的低限时所剩余的时间。例如，该预测公式可以是关于时间的一线性或多项式表达式。

附图说明

图1为说明加工流体电阻率值随时间的变化及基于要保持的电阻率设定值的寿命管理的图表；

图2为说明离子交换量的离子交换能力随时间的变化及寿命管理的图表；

图3为示意性地显示依照本发明一实施例的用于电火花线切割机中的加工流体处理装置的整体配置的示意图；

图4为示意性地显示依照本发明一实施例的用于电火花线切割机中的离子交换器的示意图；

图5为显示一控制器与图4中显示的离子交换器的其它元件之间的连接框图；

图6为说明在本发明的一实施例中控制器执行处理的流程图；

图7为在本发明一实施例中在屏幕上的一显示的示意图；

图8为以数值表的形式显示的示意图；

图9为说明寿命计算的示意图；

图10为说明本发明与现有技术之间区别的示意图；和

图11为显示在选择阀设置在关的位置来截止循环通路的情况下，数值变化的示意图。

具体实施例

图3为显示了依照本发明的用于电火花线切割机的加工流体处理装置(在此，一控制器没有示出)的整体配置的示意图。图4显示了依照本发明的离子交换器的配置。图5为显示了一控制器与离子交换器的元件之间连接的框图。如图3所示，加工流体处理装置具有四个泵P1至P4。对于这四个泵，泵P1从干净的流体槽中吸取干净的流体来通过管道供给，且将其作为加工流体从上引导部分和下引导部分使用。泵P2从污染的流体槽中吸取包含加工废料和类似物质的液体，且将其通过一过滤器F，用来将诸如加工废料的有害物质移除，且将已移除了诸如加工废料的有害物质的液体返回干净的流体槽中。

泵P3提供以形成用于流体温度控制和电阻率控制的循环流动。泵P3从干净的流体槽中吸取的干净流体通过一管道，该管道被分成两通路。两通路中的一个通过一冷却器返回干净的流体槽，而另外一个通过一离子交换器返回该干净的流体槽。通常，加工流体的温度往往因为放电机的操作影响和室温而上升超过一最佳温度。因此，该冷却器用于加工流体的温度控制。

基于由位于一适当位置的温度传感器(未示)提供的信号，控制冷却器，使得加工流体的温度保持在一最佳值。提供通过离子交换器的循环通路用来控制加工流体的电阻率值。同样参照图4等，在下面将描述它们的细节。当必需的时候，泵P4吸取污染的流体槽中的上层清夜(干净的流体)，来将其通过一管道送入一加工槽中，且作为储存的流体保存在该加工槽中。

接下来，参照图4，描述关于电阻率值控制的处理。参考数字1表示存储加工流体的加工流体槽。如上所述，加工流体由泵P3吸取出来，且送至加工流体冷却器，一槽(加工槽)和一离子交换器，在该槽中，目标被加工且加工流体作为储存流体。此时，如果必须的话，一选择阀3利用下面描述的控制打开，以形成一循环通路，通过该通路，加工流体供给装满离子交换树脂的离子交换器，且返回加工流体槽1。通常，当加工进行时，泵P3总是运行，将加工流体从加工流体槽吸取出来，且将其送至适当的地方。

当加工流体通过位于离子交换器4中的离子交换树脂时，离子交换树脂以一现有的处理与加工流体交换离子，从而降低加工流体电导率，或者说增加加工流体的电阻率值。在加工流体流过离子交换树脂的前后，电阻率探测器11和12位于两个地方探测加工流体的电阻率值。电阻率探测器11提供用来探测加工流体在离子交换树脂入口侧的电阻率值。例如，电阻率探测器11排布在如图4所示的加工流体槽11中的一泵吸入部分的附近。电阻率探测器11可排布在泵P3吸取的加工流体流经的通路上的适当位置(在选择阀3之前)。

应当避免将电阻率探测器11放置在加工流体槽1中接近离子交换器出口的位置。在这种情况下，电阻率探测器11不能正确地探测加工流体在离子交换树脂入口侧的电阻率值。电阻率探测器12提供用来探测加工流体在离子交换树脂出口侧的电阻率值。例如，如图所示，电阻率探测器12位于离子交换器4之后及加工流体槽1之前。

为了探测流过离子交换器4的加工流体的流速(每单位时间的量)，一流量计13位于该循环通路上的适当位置。在当前的例子中，流量计13位于电阻率探测器12之后，且位于进入加工流体槽1的流出端口之前。

如图5所示，具有上面描述的基本配置的加工流体处理装置的元件，即泵P3、选择阀3、，电阻率探测器11和12和流量计13，各自连接至一控制器10。同样，一显示器14和一报警器(一蜂鸣器，一灯和/或类似的元件)15连接至该控制器10，用于以下面描述的方式显示各种数据和给出警告，等等。同样，一手动操作单元16包括一键盘，一鼠标等等，且连接至该控制器10，使得可能编辑用于后面描述的处理的程序，设置和改变值，及复位报警等等。

例如，该控制器10能同时作为整个电火花线切割机的控制器。可选择的，该控制器10可以这样配置，使得能使用整个电火花线切割机的控制器的一些功能。可选择的，该控制器10提供以专用于加工流体处理装置。虽然没有详细的描述，该控制器10包括一CPU、，一存储器、，一输入/输出装置和与其它元件交换信号的软件，及利用显示器14和报警器(一蜂鸣器，一灯和/或类似的元件)15以下面描述的方式显示各种数据和给予警告等等的软件。

该控制器10控制选择阀3的开/关，在这种开/关控制中，当选择阀3设置在开的位置时，泵P3吸取的加工流体供给加工流体冷却器、加工部分和离子交换器4。当选择阀3设置在关的位置时，加工流体不送到离子交换器4中。仅仅，送至离子交换树脂的加工流体的每单位时间的量波动一定程度。依照来自控制器10的CPU的指示，泵P3吸取的且流过离子交换器的加工流体由流量计13探测，其这样的排布使得流量计13的输出可以在任何时间得到。

如上所述，选择阀3切换至“循环通路截止状态”，来截止加工流体送至离子交换器4的循环通路。否则，选择阀3处于“循环通路保持状态”。

这样的排布使得：依照来自控制器10的CPU的指示，电阻率探测器11和12的探测输出同样能在任何时候得到。

基于上面描述的结构和功能，将描述加工流体处理装置是怎样操作的。首先，控制器10检查在输入侧的电阻率值R1。如果其超过一预定的值，控制器设置选择阀3处于“循环通路截止状态”，从而使得加工流体不能供给离子交换器4。如果电阻率值R1小于该预定的值，控制器将选择阀3设置在“循环通路保持状态”，且开始如图6的流程图所示的寿命管理处理。注明的是：在执行该处理的同时，控制器以一预定的间隔检查电阻率值R1是否超过该预定的值。如果其超过该预定的值，控制器在任何时间将选择阀3设置在“循环通路截止状态”，从而使得加工流体不能供给离子交换器4。然后，当R1为一再次低于该预定值的值时，控制器将选择阀3设置在“循环通路保持状态”，从而使得加工流体供给离子交换器4。

下面将描述由控制器10执行的寿命管理处理的每一步骤的要点。在此，为了总是获得离子交换器4的实际操作时间，其这样排布使得控制器在短的间隔内计算“经过的时间”，即选择阀3位于“循环通路保持状态”的总时间。当树脂被替换为新的树脂时，操作者的手动操作将该经过时间复位至“0”。

步骤S1：流量计13和电阻率探测器11和12的输出被一个接一个地读出，且将它们存储在存储器中。

步骤S2：基于这些存储的探测输出，将流速L，输入侧的电阻率值R1和输出侧的电阻率R2的最后数据显示在显示器4的显示屏上。例如，这些数据以图7所示的二维图表的形式显示。但是，注明的是：虽然图7显示了直到树脂寿命终止后为止的改变，但实际显示的是从树脂被换为新的树脂到这个时间(当前)为止的上面提到数量的变化。例如，关于输入侧的电阻率值R1，显示了图1中的实线示出的曲线，且该曲线以接着图1的虚线的方式随着时间变长。

步骤3：计算出离子交换器的当前离子交换量C。为了计算出离子交换量C，可使用计算公式C＝(R2-R1)×L。然而，可使用另外的公式，只要其表示一参数，该参数指示加工流体通过离子交换树脂而产生的每单位流速电阻率值的改变。例如，可使用公式C’＝(R2/R1)/L。如下所述，当C达到一接近0的值(界限)时，可以决定离子交换树脂的寿命终止。在C’的情况下，当C’达到一接近1的值(预定值)时，可以决定离子交换树脂的寿命终止。

步骤4：基于步骤3中计算的结果，离子交换C量(或者C’，在下文中相同)的最后数据在显示器14的显示屏上显示。一个显示的例子如图7所示。如上所述，注明的是：虽然图7显示了直到树脂寿命终止后为止的改变，实际显示的是一图表，该图表显示了从树脂被换为新的树脂到这个时间(当前)为止C值的变化。特别的，关于C值，显示在图2的图表中的实线示出的曲线，且该曲线以接着图2的虚线的方式随着时间变长。

如图7所示，除了在输入侧测量的电阻率值(标为“输入电阻率”)R1、在输出侧测量的电阻率(标为“输出电阻率”)R2和离子交换量(标为“实际量”)C之外，从实际观点确定的离子交换能力界限(标为“能力界限”)同样也在显示屏上显示。除了或者代替该图表之外，数据可以图8所示的数值表的形式显示。注明的是：表中的字母T表示在树脂替换(重置)后经过的时间。

步骤S5：检查出在步骤S3得到的离子交换量(实际量)C超过该预定的能力界限LIMIT，处理进入步骤S6。如果C≤LIMIT，处理进入步骤S10。注明的是：通常，在步骤S5确定结果变成负值之前，在步骤S9的后面描述的确定结果也将变为负值。然而，步骤S10的操作实际上是很少见的。仅仅当该操作没有替换该寿命已终止的装置时，或者系统失灵(例如电阻率探测器失灵)时才会发生。

步骤S6：获得流速的综合值，且检查其是否超过一预定值L0。如果其超过L0，处理进入步骤S7。如果没有超过，则处理返回步骤S1。提供步骤S6的原因如下：在流速的综合值非常小的开始阶段，历史数据没有足够的积累。这导致后面描述的寿命计算不够可靠。从而，避免了至寿命计算的步骤的处理。此外，寿命计算通常不需要在这样的开始阶段执行。

流速的综合值是否超过该预定值L0可在显示屏上显示。此外，假设流速不会改变大的数量，用于经过时间，而不是用于综合的流速的参考值可以预先确定。在这种情况中，当经过的时间超过该参考值时，确定该历史数据已足够的积累了，且执行寿命计算。

步骤S7：执行预测离子交换树脂寿命的计算。为了预测离子交换树脂的寿命，从记录离子交换量C改变的历史纪录得出一表示离子交换量C改变的近似表达(例如，关于经过时间的线性或多项式表达)，且直到该近似表达的值达到LIMIT的时间被计算出来。当流速变为一大的值(例如，当泵可切换至多个容量级)时，除了在参考流速条件下的寿命之外，想要计算和显示“在最大流速条件下的寿命”和“在最小流速条件下的寿命”(见接下来的步骤S8)。

图9为解释怎样利用线性表达式计算寿命的图。给寿命计算提供基础的基础表达式是上面描述的、用来表示离子交换量(实际量)的表达式，即C＝(R2-R1)*L。在此，假设流速L基本不变，C(＝Y)由一关于时间X的线性表达式近似：Y＝α*X+β。从而，使用直至现在为止的数据，α和β被确定。

假设C2是依照上面的表达式从当前(T＝T2)R1和R2的值计算出来的离子交换量。C2表示为C2＝α*T2+β。假设C1是依照上面的表达式，从现在之前相当时间的R1和R2的值计算出离子交换量。C1表示为C1＝α*T1+β。假设C1为在当前之前一预定时间时，依照上面提到的公式由R1和R2的值计算出离子交换量，该时间点相应于该经过的时间T1(从而，确定该时间点是在步骤S6中如上所述的确定结果为真之后的时间点)。

斜率α和截距β可从这些等式而得到，如下所示：

α＝(C2-C1)/(T2-T1)

β＝(C1T2-C2T1)/(T2-T1)

然后，表示离子交换量的近似表达式描述如下：

Y＝(C2-C1)/(T2-T1)X+(C1T2-C2T1)/(T2-T1)……(1)

同时，显然，表示离子交换量预定值LIMIT的线可由一等式给出：

Y＝LIMIT                ……(2)

通过将等式(1)和(2)作为联合等式解答，时间TE的预测值可以如下得到，通过该时间，离子交换量将达到该预定值LIMIT(即树脂寿命)：

TE＝(LIMIT-β)/α＝[LIMIT-(C1T2-C2T1)/(C2-C1)……(3)

直至寿命终止的时间为TE-T2。由计算获得的值TE及表示该计算执行时的时间点的经过的时间T2被存储在存储器中。

这种计算的一个实际例子将在下面描述。假设LIMIT＝1，T2＝160小时及T1＝60小时。当使用图8所示的数值进行计算时，结果如下：

斜率α＝-0.0948。

截距β＝-18.168，

当前实际量C2＝3，

在现在之前100小时的实际量C1＝12.48(在图8的12.5周围)，

寿命(相应于该量预测到达界限的时间点)TE＝181.97(小时)，和

直至寿命终止的剩余时间TE-T2＝21.097(小时)。

从而，预测在大约21小时内，离子交换量到达界限。

步骤S8：寿命TE和在步骤S7中得到的、直至寿命终止为止剩下的时间(TE-T2)在显示器14上显示。例如，在上面的例子中，TE＝181.97(小时)和TE-T2＝21.097(小时)显示在显示器上。此外，例如如果依照该近似表达式获得的一直线，一曲线或类似的以虚线的形式显示在图2的图表中，操作者能很容易的识别该寿命。如果表示经过的时间TE的点以亮的标记或类似方式在表示时间的轴上凸显出来，就更方便了。

步骤S9：确定直至寿命终止为止剩余的时间(TE-T2)是否低于一预定报警等级T0(例如1小时)。如果其低于T0，处理进入步骤S11。如果不是的，处理返回步骤S1且重复该处理。

步骤S10：输出一表示树脂寿命终止或其它异常的警报1，且终止该处理。例如，报警器15的红灯变亮和/或蜂鸣器发出声音(高音)，来将该状态警告操作者。且同时发出用于停止机器操作的信号。

步骤S11：输出一表示树脂寿命将在一短的时间内终止的警报2，且处理返回步骤S1，重复该处理。例如，报警器15的黄灯变亮和/或蜂鸣器发出声音(低音)，来将该状态警告操作者。通常，在该阶段，操作者停止机器的操作(且同时强制终止当前处理)，且将新的树脂替换离子交换树脂。从而，防止产生有缺陷的产品。同样，防止了过早的浪费地替换离子交换树脂。图10以图表的方式显示了这些优点。通常，图10显示的替换离子交换树脂的时间实际由操作者主要依照他/她的直觉而确定，从而可靠性低。相反，在本发明中，因为交换量界限可基于客观标准而确定，所以替换时间能正确地确定。

在执行上面处理的期间，如果因为离子交换而使得输入侧的电阻率值R1与保持的电阻率设置值相比变得太高时，选择阀3切换至关的位置，即设置在“循环通路截止状态”，从而加工流体不能从泵P3供给离子交换器4，正如上面所描述的那样。保持这种状态直至该过高的输入侧的电阻率值R1变成正常时为止。图11显示了：在选择阀3因为上面的原因设置在循环通路截止状态一段时间的情况下，改变数值(输入侧的电阻率值R1，输出侧的电阻率值R1，流速L和实际量C)的例子。

如图11所示，当该选择阀3处于关的状态时，暂停离子交换，从而离子交换树脂不衰减。因此，在步骤S3中，离子交换量C确定为与先前(先前的循环)获得的值相同。从该时间直至重新开始将加工流体供给例子交换器4为止，使用相同的C值，且在步骤S4中，显示关于该C值的水平线。

可选择的，下面的配置也是可能的：在将选择阀设置在“循环通路截止状态”的同时，暂停经过时间的计算，且C值等等以高亮度点显示。在该循环重新开始后，重新开始经过时间的计算，且返回正常的方式显示。该配置对产生表示C值变化的近似表达式是有利的。(当显示C值变化的图表包括一水平线部分时，当产生近似表达式时，用于移除该水平线部分的正确计算是需要的。)

当值R1返回参考值或者更低时，选择阀3切换回循环通路形成状态，从而重新开始将加工流体供给离子交换器4。从接下来的循环中，在步骤S3计算出离子交换量C，或换句话说重新开始离子交换量C的更新。在步骤S4中，从水平线部分的端部开始，基于该新的C值执行图表显示。

虽然离子交换量的变化利用上面描述的例子中的线性等式预测出来，其也能以其他方式预测。例如，将简要描述(A)使用多项式等式(在此，二次等式)的方式和(B)使用了由最小均方(lest mean square)近似而得到的等式的方式。

(A)使用多项式等式(二次等式)的方式

关于相应于经过时间T1，T2和T3的时间点(可以是当前时间的一个)，使用实际量C1，C2和C3，形成如下表达式：

C1＝αT1²+βT1+γ，

C2＝αT2²+βT2+γ，和

C3＝αT3²+βT3+γ。

这三个表达式被看作是关于α，β和γ的联立线性等式，且解答出以确定α，β和γ。结果确定了估计Y＝αX²+βX+γ的近似表达式。然后，与使用线性等式的情况相类似，TE由Y＝αX²+βX+γ和Y＝LIMIT的交点得到。

B)使用由最小均方(lest mean square)近似而得到的等式的方式。

对于大于一个的坐标点(T1，C1)，(T2，C2)，(T3，C3)……(Tn，Cn)，通过最小均方近似而应用一条线，在此T1、T2、T3……Tn表示经过的时间(他们的一个可以是相应于当前的经过时间)，且C1、C2、C3……Cn表示实际量。结果，相应于该经过时间T(＝X)的实际量(＝Y)由下面的表达式(4)表示。下面的表达式(5)和(6)分别表示表达式(4)中T(上限T)平均值的定义和C(下限C)平均值的定义。

于是，在表达式(4)中，T和C由X和Y所代替，且作为等式(4)和Y＝LIMIT的交点获得TE。假设CE为离子交换量的低限，结果由下面的表达式(7)给出。

$C=\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}(\mathrm{Ti}-\stackrel{\‾}{T})(\mathrm{Ci}-\stackrel{\‾}{C})}{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{(\mathrm{Ti}-\stackrel{\‾}{T})}^2}*(T-\stackrel{\‾}{T})+\stackrel{\‾}{C}\·\·\·\·\·\left(4\right)$

$\stackrel{\‾}{T}=\frac{1}{n}\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{Ti}\·\·\·\·\·\left(5\right)$

$\stackrel{\‾}{C}=\frac{1}{n}\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{Ci}\·\·\·\·\·\left(6\right)$

$\mathrm{TE}=\stackrel{\‾}{T}+\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{(\mathrm{Ti}-\stackrel{\‾}{T})}^2}{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}(\mathrm{Ti}-\stackrel{\‾}{T})(\mathrm{Ci}-\stackrel{\‾}{C})}*(\mathrm{CE}-\stackrel{\‾}{C})\·\·\·\·\·\·\left(7\right)$

虽然离子交换量使用上面描述的例子中的加工流体的电阻率值而获得，其也可以使用其电导率而获得。

在本发明中，在夜间或非工作日无人操作的状态之间，可以很容易的确定树脂寿命是否终止。因此，可以防止加工精度的变差。同样，没有了离子交换树脂的寿命在操作中超过的风险，也没有了离子交换能力快速变低及从而停止操作的情况。此外，不会发生因替换寿命还没有终止的树脂而造成浪费。从而，本发明在成本和环保方面具有优势。

Claims (22)

1.一种电火花线切割机的加工流体处理装置，用于处理加工流体，其包括：

离子交换树脂，加工流体流过该离子交换树脂；

监控装置，用于监控所述离子交换树脂的离子交换量；和

离子交换量显示装置，基于所述监控装置的监控结果，显示所述离子交换树脂的离子交换量。

2.如权利要求1所述的加工流体处理装置，其中所述监控装置基于加工流体在流过离子交换树脂前后的电阻率变化，计算所述离子交换树脂的离子交换量。

3.如权利要求1所述的加工流体处理装置，其中所述监控装置基于加工流体在流过离子交换树脂前后的电阻率变化和加工流体流过离子交换树脂时的流速，计算所述离子交换树脂的离子交换量。

4.如权利要求3所述的加工流体处理装置，进一步包括：

输入侧电阻率探测装置，用于在加工流体流入所述离子交换树脂的输入侧探测加工流体的电阻率；

输出侧电阻率探测装置，用于在加工流体流出所述离子交换树脂的输出侧探测加工流体的电阻率；和

流速探测装置，用于探测加工流体流过所述离子交换树脂的流速，

其中，所述监控装置基于下面的计算公式获得离子交换树脂的离子交换量：

离子交换量＝(R2-R1)×L[Ω.cm.l/min]，

在此，R1是由所说输入侧电阻率探测装置探测的电阻率，R2是由所说输出侧电阻率探测装置探测的电阻率值，L是由所说流速探测装置探测的流速。

5.如权利要求4所述的加工流体处理装置，进一步包括：

寿命预测装置，基于由监控装置获得的离子交换量的变化，预测所述离子交换树脂的寿命；和

寿命估计显示装置，基于寿命预测装置的估计结果，显示所述离子交换树脂的预测寿命。

6.如权利要求5所述的加工流体处理装置，其中

所述寿命预测装置基于监控装置的监控结果，确定一估计公式，该公式近似表示所述离子交换树脂的离子交换量的未来变化，且依照该估计的公式预测直到离子交换能力达到一预定的低限时所剩余的时间。

7.如权利要求6所述的加工流体处理装置，其中该估计的公式为一有关时间的一次式或多项式。

8.如权利要求1所述的加工流体处理装置，进一步包括：

输入侧电阻率探测装置，用于在加工流体流入所述离子交换树脂的输入侧探测加工流体的电阻率；和

输入历史纪录显示装置，基于所述输入侧电阻率探测装置的探测结果，显示在输入侧加工流体的电阻率的历史纪录。

9.如权利要求1所述的加工流体处理装置，进一步包括：

输出侧电阻率探测装置，用于在加工流体流出所述离子交换树脂的输出侧探测加工流体的电阻率；和

输出历史纪录显示装置，基于所述输出侧电阻率探测装置的探测结果，显示在输出侧加工流体的电阻率的历史纪录。

10.一种电火花线切割机的加工流体处理装置，用于处理加工流体，其包括：

离子交换树脂，加工流体流过该离子交换树脂；

监控装置，用于监控所述离子交换树脂的离子交换量；

寿命预测装置，基于由监控装置获得的离子交换量的变化，预测所述离子交换树脂的寿命；和

预测寿命显示装置，基于寿命预测装置的估计结果，显示所述离子交换树脂的预测寿命。

11.如权利要求10所述的加工流体处理装置，进一步包括报警装置，用于发出有关离子交换树脂寿命的警报。

12.如权利要求10所述的加工流体处理装置，其中所述监控装置基于加工流体在流过离子交换树脂前后的电阻率变化，计算所述离子交换树脂的离子交换量。

13.如权利要求10所述的加工流体处理装置，其中所述监控装置基于加工流体在流过离子交换树脂前后的电阻率变化和加工流体流过离子交换树脂时的流速，计算所述离子交换树脂的离子交换量。

14.如权利要求13所述的加工流体处理装置，进一步包括：

输入侧电阻率探测装置，用于在加工流体流入所述离子交换树脂的输入侧探测加工流体的电阻率；

输出侧电阻率探测装置，用于在加工流体流出所述离子交换树脂的输出侧探测加工流体的电阻率；和

流速探测装置，用于探测加工流体流过所述离子交换树脂的流速，

其中，所述监控装置基于下面的计算公式获得离子交换树脂的离子交换量：

离子交换量＝(R2-R1)×L[Ω.cm.l/min]，

在此，R1是由所说输入侧电阻率探测装置探测的电阻率值，R2是由所说输出侧电阻率探测装置探测的电阻率值，L是由流速探测装置探测的流速。

15.如权利要求10所述的加工流体处理装置，进一步包括：

输入侧电阻率探测装置，用于在加工流体流入所述离子交换树脂的输入侧探测加工流体的电阻率；和

输入历史纪录显示装置，基于所述输入侧电阻率探测装置的探测结果，显示在输入侧加工流体的电阻率的历史纪录。

16.如权利要求10所述的加工流体处理装置，进一步包括：

输出侧电阻率探测装置，用于在加工流体流出所述离子交换树脂的输出侧探测加工流体的电阻率；和

输出历史纪录显示装置，基于所述输出侧电阻率探测装置的探测结果，显示在输出侧加工流体的电阻率的历史纪录。

17.如权利要求10所述的加工流体处理装置，其中所述寿命预测装置基于监控装置的监控结果，确定一估计公式，该公式近似表示所述离子交换树脂的离子交换量的未来变化，且依照该估计的公式预测直到离子交换量达到一预定的低限时所剩余的时间。

18.如权利要求17所述的加工流体处理装置，其中该估计的公式为一有关时间的一次或多项式。

19.一种电火花线切割机的加工流体处理装置，用于处理加工流体，其包括：

离子交换树脂，加工流体流过该离子交换树脂；

输出侧电阻率探测装置，用于在加工流体流出所述离子交换树脂的输出侧探测加工流体的电阻率；

监控装置，用于监控所述离子交换树脂的离子交换量；

寿命预测装置，基于由监控装置获得的离子交换量的变化和所述输出侧电阻率探测装置的探测结果，预测所述离子交换树脂的寿命；和

预测寿命显示装置，基于所说寿命预测装置的估计结果，显示所述离子交换树脂的预测寿命。

20.如权利要求19所述的加工流体处理装置，进一步包括一输入侧电阻率探测装置，用于在加工流体流入所述离子交换树脂的输入侧探测加工流体的电阻率，

其中，所述监控装置基于输入侧电阻率探测装置的探测结果和输出侧电阻率探测装置的探测结果，获得所述离子交换树脂的离子交换量。

21.如权利要求19所述的加工流体处理装置，其中所述寿命预测装置基于监控装置的监控结果，确定一估计公式，该公式近似表示所述离子交换树脂的离子交换量的未来变化，且依照该估计的公式预测直到离子交换量达到一预定的低限时所剩余的时间。

22.如权利要求21所述的加工流体处理装置，其中该估计的公式为一有关时间的一次或多项式。

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