TW380070B - Wire erosion machine and method for the operation thereof - Google Patents

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B7 Ί 五、發明説明（/ 經濟部中央榇隼局貝工消费合作社印製 本剖$係有!Μ—Μ探延钱，包活?謂牽引夫誤之 τ M. CCTT X«4>^ —t~ 广.打-ri.v 二，Γ 一 — ·.... - · , -一 一 - ·· · — · 我ϋϊ:，A中柄寺'r屮叱别冗：#μ!!爿「叮;处，π一问牟-si 失誤之方法，茹苧請專；F:M3i苐ϋ項搿述。專利EPG06S‘ 027曾提岀此種機器及万法。 火τε或電燒触是一種放電時兩電極間因一介質而出現 之現象，並以電極材料磨損表現出來。長久以來此原理皆 被遽甩於金屬加工，因爲其可製造出極精確之輪廓。在此 類工具機’所謂的火花燒蝕機，一電極由工作件構成，另 —電極虫一工具-所請的工具電極-構成。製造想要的 輪廓時，通常使工作伴與工具電極間產生數値控制之相對 運動。兩電極間之傾是爲灘:夜τ通常爲水.其在可調 整之一定沖洗壓力下沖洗燒蝕區。線独機中使用一條蝕切 線作爲工具電極，該蝕切線由一線捲捲出，經過工具件上 方的第一個導伶，到達燒蝕區，再從燒1¾區經工作丨牛下方 的第二涸導伴到達一牧集筒，或被淸除掉。在一工作释上 切削一預定輪廓時，在蝕坊線與工作件間需要精確控制之 相對運動，該相對運動通常是工作件及(或、:承載導件之導 頭的數値控制運動。此相對運動需確n，工作件i的燒數 區沿著一軌道-輪廓_線-行進，該軌道儘量精確地邀 循欲製造之輪廓。 在理想情形下，即上導ί牛與下導f牛間的蝕切線爲直線 時，則進行滾筒形切削時，導頭與工具泮間的相對運動等 於已遽論廓®線。雖然線因導頭的驅動及制動滾輪而被拉 緊，但仍無法避免蝕切線反切削方向鼓起，尤其是ώ於燒 --3-- 本紙張家制M CNS ) A4聽· ( 21GX297公釐） 83.3.10,000 ------* —1 n n ---- n n n n n n n n n n n ^ ^ . ~ ί (請先¾讀背面之注意事項再楨寫本頁) A7 B7 五、發明説明Ο

胜區之沖洗及燒融厘力。工作俘欲切削之輪廊方向改變時 ’此^起便造成問題’尤其是綸廟曲線之—段及折角，而 在該處出現所謂的「牽引失誤」，其使得輪廓的灣曲變平 ，折角被削圓。此種現象大致上可與一部拖車和一部被拖 之車行駛經過過窄彎時車痕之誤差相較。 J 習知有許多不同補償牽引失誤之方法。例如專利US-4546227 及上述之 ΕΡ·〇〇68027Β1 ， 其中斷燒蝕法測量線之 鼓起，再由測量値計算出可影響相對運動使牽引-誤作用 極小化之控制變量。US· 4546227提出一種方法切 削一折角時，使飩切線與工作件間的相對運動暫時停止， 測里牽弓丨大k。ΕΡ-0 068 027 B1亦提出一種方法，甘由 測量出的線鼓起計算出兩個校正値，其中一個係針對二彎 1¾¾線部份之牽引失誤’另一個係針對一彎^^謝至向部 份之牽引失誤，其被用來補償牽引失誤而校正儲存在進給 系統中切削輪廓之相對運動。即依據線位置測量《0^1 給系統真正執行之導頭與工作件相對運動的軌道與欲切削 之輪廓曲線錯開。 兩已述方法各具不同之缺點，故不能普遍使用。例如 上述第一個方法*其以燒蝕參數之減低實現其折角策略， 而極爲耗時。視工作件彎段所佔比例而定，平均切削率被 降低了。故若一個工作件的彎段比例爲15¾，則只可達最 大切削率之一半。上述第二個方法由於連續之牽引失誤校 正而不需降低燒蝕速度，故最大切削率等於平均切削率。 另一方靣，將一圓弧的牽引失誤向量分成切線部份及 --4-- i m i fm m -i ,^3^ an— I In 1 r-i -------- 一e-;tut In m· 1^1------一 ; (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟初中央標導局員工消費合作社印裝 本紙張尺度適用中國國家標车（CMS ) A4規格U10X29了公釐） 83.3. 10,000 A7 B7 五、發明説明（汐） 徑由都份爸靜態的旦與荦引失誤之方向無關。同復直赛切 5及由二ii®線切削過渡到另一^直線切削時沒有設Se ，—計算尤其失敗在小圆弧及大方向改變。 _ 6 〇 312 056提出一種Γ感測器支援」之測量裝置， 測量線電極之偏向。其可校正線電極導頭與工作件間的相 對位置，而避免因線偏向造成之加工失誤。此方法有一些 需藉助操作員之限制。尤其是在困難的工作條件下’例如 欲切削之輪廓太接近工作件邊緣，或切削軌跡太接近時， 偏向之測^#不胃定。 K0NIG,. W.，HENSGEN，G.的文章「火花燒蝕切削Ζ輪 廓精確度j 1兕2年12月29日發行之工業報導第104期， 第104年度，第39-41頁，建議在尖銳折角及小圓弧計入 電變量’即燒蝕電流及燒蝕電壓，而修正程式化之軌道， 以減少牽引失誤-但在此文章中只顧慮到電變量與線偏向 之間的關係，並未提供校正軌道之方法。 本創作之目的因此在改善線蝕機之牽弓丨失誤校正。 本目的因申請專利範圍第1及第13項所述之特徵而 得腿成。 根據申請專利範圍第1項，一線飽機設有延伸在兩導 頭間，作爲燒蝕電極的蝕切線、一使導頭甚至工作件沿一 導引軌而在工作俘上切削出一輪廓之調整裝置，及 一第一個裝置’其校正代表欲切削輪廓之輪廓曲線的各導 引軌道，而補償因蝕切線鼓起產生之實際牽弓丨失誤，該第 一個裝置爲了校正各導引軌道而計算出牽引失誤校正向量 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁·) --------------1 袭— 訂. 線— 經濟都中央#辛局貝工消費合作钍釦贫 本紙張又度速用中國國家標率（CNS ) A4規格（210X297公釐） 83.3. 10,000 五、發明説明（(f ) Α7 Β7 經濟相中央核準局員工消费合作钍::'11 ，該向量之値係由燒独所依據之瞬間燒蝕參數求出，該向 量之方向，尤其是牽引失誤校正向量與輪廓®線一點上切 線所夾的角，係由燒餘所依據之瞬間燒蝕參數及(或)欲切 削輪廓之幾何求出。 根據申請專利範圍第13項，一沿導弓|軌道移動線飽 機導頭甚至一工作件之方法使延伸在導頭之間的蝕切線在 工作俘上切削輪廓，並使因蝕切線鼓起產生之實際牽 引失誤被補償，其補償方式爲校正代表欲切削輪廓之輪廓 曲線的各導引軌道，爲了校正各導引軌道而計算出牽弓丨失 誤校正向量，該向量之値係由燒飽所依據之瞬間燒蝕參數 出，該向量之方向’尤其是牽引失誤校正向量與輪廓曲線 一點h切線所夾的角，係由燒蝕所依據之瞬間燒蝕參數及 (或)欲切削輪廓之幾何求出。 燒蝕參數係指對燒蝕縫隙中材料磨損有物理性影響之 所有參數。 本創作標的物實現新的動態「軟證支援」牽引失誤校 正’其爲一完整且可普遍使用，即不受工作條件左右，之 解決方案。 本Ι(ί作線蝕機及本創作方法之有利實施例及設計見各 申請專利範圍附屬項。 本創作之基本槪念爲，校正實際出現的牽引失誤時， 線蝕機調整裝置所控制之導引軌道與欲切削輪廓齒線間所 需要的錯開’可由一牽引失誤校正向量的値及方向表示， 且該値及方向可由瞬間燒蝕參數及欲切削輪廓之已知幾何 —6~ - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝-- a me 丨'··,· >ln. .訂 線！ 本紙張尺度適用中國國5^標季（CNS ) ( 210Χ 297公舞） 83.3. 10,000 五、發明説明（ Α7 Β7 計算出。 由礙簡X作當洛、礙p月丁作爾廢芬制何7摊.油社磁明柯 * · * . , kx · aj , V I · . ·ν — j · _,·〆 W i ‘ «✓ ^*V I < * 1 · 力（沖洗壓力）計算向量値，由輪廓曲線一軌道段末端牽 引失誤方昀與輪感齒線下一個欲切削軌道段方向所夾的角 計算向量方向爲有利。此處所使搿之計算公式除了已述之 變量外，只包含受機器固定參數及工作件已知參數左右， 及可利用實驗或由遠些參數計算出，而在工作件加工準備 時輸入之參數，例如輸入線蝕機的電腦數値控制（CNC)軟 體中。 本創作之第一個裝置可被獨立使垮。但最好是舆一個 或多個其他裝置一起裝設在線蝕機中，以便其他裝置在瞬 間狀況下達到使用極限或缺點多過優點時，啓動該第一個 裝置。此外，第一個裝置亦可在必要時支援一^感測器 之翻量裝置。 以下將根據圖示進一步說明本創[作。 圖I係一線蝕機結構;E示意圖》 圖2係加工時蝕切線及一工作件之斜視圖。 圖Μ系切削一邊緣時牽弓丨失誤校正向量之變化。 圖3a巧一欲切削之輪廓曲線分成軌道段及小段。 g 輪廓S線上之切線及牽引失誤校正向童。 ^ 4 實例之欲切削輪廓幽線與導引軌道典型齒線。 本創作—實施例線飽機中校正牽引失誤之控制系統 的電絡方塊圖。 ⑴線嶋 （10)下電流輸入端 (锖先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

I- i nn - I 、-β 經濟部中央·#十局員工消費合作杜釦繁 • Λί in —-is 1- mu · S3. 3, 10,000 五 、發明説明（么 (i 1 )轉向滾輪 (13)感測器 (2) 上臂 (3) 滾輪 (4) 上電流輸入端 (5) 工作件 (6) 上導件 (7) 上導頭 (8) 下導頭 A7 B7 (12)下臂· (20)第一感測器 (30)第二感測器 (40)數値控制器 (50)資料庫 (60)裝置 (70)內插器 (9)下導件 以下之說明使用一種易讀之術語，但不受其所限。 例如「上」、「下」、「垂直」等詞係指線触機之一般 工作配置及以一式設置之工作件。圖之比例亦只具 示意性質。 圖1係說明本創作所必須提及之線蝕機零件的純示 意圖。基本構件如沖洗系統及發電機則未示出，因其爲 理所當然且爲所習卸。 _時被拱衝之蝕切線1以 Z所示線輸 途方商從上繞:句下。捲繞成一線捲（未示岀）之融^}線1 首先繞過機器上臂2上的數個轉向滾輪，此處只示岀一 個轉向滾輪3。蝕切線1接著繞過一個電流輸入端4， 其通常用來接收發電機產生之電脈衝。電流輸入端4亦 有給予蝕切線1預應力之作用。輸送方向Ζ上，電流輸 入端4後方與一欲切割工作件上方設有一蝕切線之上導 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝---

fn HI 經濟部中央疗..一.局貝二消费合作社扣¾ 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS :丨A4規格（2丨0X297公嫠） 813. 10.000

五、發明説明（y) 經濟部中央4':"局工消費合作、.-印*'衣 ί牛6，其位於一上導頭7上。亦可設多個上導件（未示 出）以取代只設一個上導件6。 物件5下方設第二個導頭8，其上有下導件9。同 樣地亦可設多個下導件（未示出）以取代只設一^下導 件9。通過工作件5後，_線1苜先穿過下導件9， 然後再繞過相當於上電流輸入端4的下電流輸入端10 及固定在機器下臂12上的一個轉向滾輪11，最後到達 —個廢料容器中（未示出）。一未示出之沖冼裝置作闬 在，以沖法液於壓力下同輔神^：作件5處的蝕切線1 〇 工作俘5及(或)上導頭8通常可以二度空間方式（ 所謂的X及Y方向）在一導弓丨軌道上移動，以將工作件 5切削岀一定的輪廓。爲達鍵形切削時，上導頭7通常 相對於下導頭8及工作件5以ϋ及V形方向引導。尤其 是特殊之線_，其下導頭8不能移動，工作件5及上 導頭7則可彼此獨立移動。以下實施例說Β月一種具可引 導上導頭和下導頭及固定工作件之線蝕機。故在本實施 例之說明中不再舉岀弓f導及擺動各導頭7及8、工作件 5等的其他方法與本創作牽引失誤校正裝置之搭配，以 求說明之清楚明瞭，其實不應被理解爲只限於此。 如上所述，進行完全切削之蝕切時，蝕切線1反铝 削方岗彎齒或鼓起。甌1顯示蝕切線反切削方向鼓起， 其切削方向爲由右向左。在此情形下蝕切線1因此向右 鼓起。鼓起之寬度S在此處定義爲線在工作泮上之入口 和出口位置與導引直線FF間之距離，該導引直線連接蝕 .-9-- nn m —an I -- i!i n - - n—^^ii Hi (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) —訂 ^ In 1A· · 本紙張尺度適用中國國家標聲（CNS ) A4規格（210X297公楚 S3. 3. 10,000 A7 B7 五、發明説明 .:女挪涪f* · - ._rjj 二，·， ^TrAz 〇 >二一C ·> 圖2顯示工ff件5切削之3河。ϋ中顯示之蝕切線I 已進行了多段的切削》第一段爲滾筒形切削，切削至邊 或折角Ki。第二段從該處切削至灣段D，一樣是滾筒 形切削a第三段再切削至彎段K3，但具錐型切削面。除 了錐形段外，挢有切削段皆爲垂直，即其側線，在圖2 中以細陰影線表示，爲垂直。在錐彤切削的彎段K3側線 傾斜於垂直線。圖2中穿過側線中間的一箭頭粗線 ，代表切削方向。 滾筒彤切削時，若沿著導引軌道以X及Y方向導引 導頭，使恰等於欲在工作件表面切削出之輪廓曲線，在 理想情形下，即餘切線I沒有鼓起，等於導引直線FF , 可得到想要的輪廓。錐形切削時，除了上導頭7對下導 頭S的附iJD U及V形相對運動外，下導頭S的導引軌道 尙偏離欲在工作件下部表面切削出之輪廓曲線。 由於無法避免之線鼓起，導引直線FF始終不在蝕切 線真正所在處，而與其有等於鼓起寬度S之距離。這在 輪廓的折角及彎段特別會導致上述的牽弓丨失誤，爲補償 此牽引失誤，需校正導引軌道，使線始終在想要的輪廓 上，即公式： sb(xj (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ¥ n^— - II —^ϋ fl^i^i i ml —^n flm fei 裝---- 訂 i 其中. 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 83.3.10,000 五、發明説明（β) A7 B7 广.’ ··、»'ί^Γ —r— ΓΓΓ3 、V*· "·，··-二、V，、 1 八m“丄..ϋ 〜^ t F〇( $)代表想要的輪廊 jgiiy r<i 名之，弓 ί 夭 问 Μ F(x), F3(x)及Sb(;〇在公式(I)中代表與位置χ相關的 向量。但公式⑴亦可以時間t的關係表示^ 一特別有利的是，可在實際燒蝕條件的函數中計算出 牽弓丨失誤校正向量的値及牽弓f失誤校正向量的方向，並 依據公式⑴以實時校正導頭的位置。 變量s( t)，即時間t實際出現之牽引失誤，一般皆 被認爲其始I冬，哥値:線坊削以及折角和彎段切削時，代 表校正導引軌道TD與瞬間燒蝕區之間應維持的距離》此 外’時間t時，可得到一牽引失誤校正向43^5，其瞬 間値I &( t) I相當於寬度s( t >，且其瞬間方向爲從輪 廓曲線UK的一點到校正導引勒道TD上的所屬點》因此 藉助此向量M)可得到珩有資料，以由輪廓曲線UK求 岀校正導引軌道ΊΌ » 圖3顯示折角滾筒形切削之第一實例。粗線代表欲 在工作伴表面切削出之輪廓曲線UK。若滾筒形切削可以 無牽引失誤時，輪廓齒線UK等於導頭7，8之導引軌道》 (無法避免）忠現牽弓丨失誤時，需適當校正導引軌道TD 。在折角A之前的直線切削段，由於蝕切線i之鼓起S ’ 導頭7，8應離開燒蝕區長度S在切削方肉上沿校正導引 軌道ΊΊ)行進。如所發現，長度S基本上受下述因素左右 :燒蝕使用之功率，即工作電流之瞬間値-在燒蝕區流 {请先閣讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝--- -tr--- 經濟部中央標準局負工消费合作社印装 逋用中國國家搮準（CNS )八4躲（210X297公釐） 83.3.10,000 五、發明説明 A7 37 勁之電流訖琛-楚二雷.I之琛間笟、生适 J'; κ>Λ ? f^M£i.^;J J ' ·:!?ί^ 墦力及工作程序時不發或可頂估之参敦（線直徑、線種 類、工作件高度、材料種類等）。適當之技術測量可以 精準得出長度S與線蝕機、工作泞5、論靡、環境條泠 之間的關係。即在每一個工作程序都可以立即（例如每 毫秒），且只利用指示出燒蝕瞬間工作電流、瞬間工作 電壓及沖洗逛力的信號計爲出S値·求岀解間値I Se⑴, 之公式爲： (t) p(t) u(t) r ά, 其中符號*代表乘號，i⑴代表工作電流之瞬間値， U⑴代表工作電壓之瞬間値，p⑴代表沖洗之瞬間壓 力，a，b, c，及d係受上述固定或可預定參數左右， 且在燒蝕程序時爲1E定之因子。這些因子可以藉實驗 預先設定，及(或)至少部份利用計算面由已述參數求 出，在準備工作件加工時，將其輸入線蝕機之數値控 制(CNC)計算機中。 圓3新示欲切削之輪廊，即想要的輪廓曲線UK， 有一個折角，在該折角上切削方向急遽改變角度〇〇。到 達折角A時，導件在導引軌道ΊΏ上的點向量A-A’， 如上所述，的値爲S，並與折角後之切削万向夾成角etc 。該角〇〇可由欲切削輪廓曲線之幾何而設定。爲接著切 銷輪廓曲線UK在一條直線上的的點A，B，C...，向量 (请先M讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝--- 訂 mu m m mt In Λ 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 83. 3.10,000 B7 被淀原來的切m方向逐漸旋轉至一個新的切削方向，而 钲改発！.洁丨 S.、、>: ^ ：.l-ai α(χ)隨新切削之長度χ的增邵而減少。故ιΕ導引軌道ID 上出現點A‘，B’ C...，此處發現，岗量角α(χ)隨新切 削直線的位置而指數遞減，其公式爲： - α(Χ； = α〇 * exp(_W， 其中;c。代表牽引失誤向量旋轉的「半路徑」，即牽引失 誤向量進行半方向改變所走的路徑，「半路徑」基本上 受機器之固定參數左右。角(x(x)之指數遞減證明，因線 轉灣所造成的摩擦與向量方向的改變速度成比例。 參數X。可如上面所述之常數a, b，c及d，以實驗 而預先設定，或由機器之固定參數計算出，並輸入儲存 器50。〇〇大時，即欲切削輪廓的方向改變大，X。之値受 〇〇左右，因爲線轉彎對切削方向改變產生阻力。此關係一 樣可預先求得，而輸入裝置的軟體。 由公式 (»X/X-)dX5 Ψ °Κ/°Ό- = Xp/^p 可知’如圖3a劃分欲切削之軌道段成爲長度δχ的小段時 ，每一小段的向量方向改變可由下述之公式計算出：

Jc; (:<) = —^(x；/x0 ^ S'/.. 公式(5)計算出每一小段3\向量的方向改變或「旋 請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) « tut— dm mi- ^ ml ini Bn _ 訂--- 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 “13— 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）

五、發明说明（ 轉」》此種計算法可輕易地套用到每一輪廓曲線UK， 品：慮到X 之l/Wxj。此處 atx) 是位置X之向量與切削方向所夾的角，該切削方向以點 X處之切線表示，如_ 3b所示。計算角度改變δα(χ)時 ，出現一個新的代號，其代表路徑δχ切線之旋轉，|卩紅/ r〇(x)。 故公式(5)成爲： ‘ Sa(x) = (zl/rc(x) -a(x) /'x〇j 其中若輪廓曲線遠離牽引失誤之瞬間方向時爲「+」，反 之爲「-J。 輪靡®線爲連續圓弧時(直線是半徑ru =〇〇之圓弧）， 公式⑹結合常數r。和X。可套用於公式(3)。得到 立(父)=a0^(c0-aa)*exp(-x/K3) f 其中⑽是計算之牽引失誤校正向量贫與新軌道段（圓弧） 之新切削方向切線所夾的角，〇»是漸近角(X (圓弧夠長時， X》X。而得）。在此靜止情形下，δα = 〇，由公式⑹得 對於求取參數X。極釋有用。 牽引失誤校正南量，如上所述，基本上 不受輪廓岛線的幾何左右。但若切削方向改變大時，斑JOC > 90° ’需要一小小校正，因爲在此情形下，牽引失誤校正 (請先閲讀背面之注意Ϋ項再填寫本頁) -裝--- 經濟部中央长*局貝4消费合作杜印·.><- ml m ml n nd —：. i nn «In ml n 言 务 本紙張尺度速用中國國家標率（CNS ) Λ4ίΆ ( 0X 297公釐） 五 、發明説明 Α7 Β7 經濟部中央標«|局貝工消费合作社印^ 的方向改變在最後之切削方向會爲負的。爲避免 i"^Tx?j = Se*(l-f*sin(g*x/Xe) *exp(x-/Jie)) 代表切削方向改變前牽引失誤校正向量之値。參 2受切削方向改變、切削速度、燒蝕參數及使用 之材料左右。 公式(9)說明牽引失誤値的擺動，其只在方向改變大 時可察覺到（或可測量到），且在半路徑x。內指數遞減。 ® 4之第二個實例顯示上述計算法之應用於一欲切 削輪廓-以輪廓曲線UK表示-其中輪廓曲線UK上有 稜角的^代表分離位置。這些位置的笛卡兒座標以x& 和外表示。圓點代表校正導引軌道ή)上的分離値，相 當於導頭額定座標XS及ys 〇座標軸上之數字單位爲 p。在所示實例中，牽引失誤校正向量及實際牽引失 誤S之値等於400μπι。 本創作方法及本創作線蝕機幾乎可用於任何輪廓， 尤其是錐行切削。錐行切削時，蝕切線1由於牽引失誤 ’除了傾斜於工作件5的垂直線外，尙在切削方向上發 生傾斜。因此，蝕切線1在工作件5上方和下方與導引 直線FF有一傾斜角。這兩個傾斜角與工作件上方和下 方牽引失誤之値有關，且基本上與切削速度及沖洗壓力 成比例。因此，工作件上方及下方之該傾斜角及牽引失 誤約一樣大，但兩導頭7及8之相對速度較大時，其偏 * * 15~ (请先閲讀背面之注意事項再填寫本Vx ) n^— —ιϋ n--i » —Bn— mft HRS— liHf κϋ 訂 -- ----線 本紙珉尺度適用中國®家標车（CNS ) Λ4規格（210 X 297公釐） A7 B7 經濟部中央標‘局負工消费合荇社印踅 五、發明説明（/产〉 差可能達15[此偏差可初用相對速度之計入而校正。 輪滅曲線UK的每一對座標X6，y&^uj用上地方法計 算出下導頭8位置之相應額定座標xs，ys及/或上導頭7 之相應座標。依據此計算於是可以控制機器之調整裝置， 計入瞬間燒蝕參數i ( t )，U( t)，及P( t )，而不需回去取 任何線位置感測器之測量値。 . 此外’本方法植基於完整之資料庫，使用該資料庫 可從機器參數(線直徑、工作俘高度...）函數中求出已 述之參數a，b，c，d, X。。一高級高度自動化之燒蝕機 可以智慧地/組合不同方法，尤其是以感測器及軟體支援 之方法，並使一種方法之所有缺點幾乎全被其他方法克 服。雖然不同方法彼此獨立，但其組合卻可減少其應兩 上之所有實際限制。 麟一個裝置可齡地裝在一線触機中，其尙類 其泡求取牽引失誤之裝置，尤其是一第二個裝置，該第 二個裝置之工作以一或多個線位置感測器之信號爲依 參二藉適當選擇可以使工作件之加工由於最大之安全性 及最大之加工速度而達到完美。此外，可自動無需操作 # ’ 可靠度及精確度坊削出困難輪廓曲-UK之 麟幾何。 若出現極困難之燒蝕條件，例如欲燒飽輪廓20。以 下之尖角，則可不受所使殂方法左右，而短暫減低切 肯ϋ速度：牽引失誤校正向量及其値會立η卩調適。 以下將依據圖5說明適當組合兩種牽引失誤求取裝 --i 〇— 太紙张尺度圮用中EE：家糅牟；CNS ) /4€格：公定） 1.— —·1111— -i M— - n I--I ,-ITj I I I —ί ----ί I I I I I I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 ___ B7 五、發明説明（If) 置之實施例，以及不需操作者干預之使兩裝置智慧選擇 土，坊目X；igiS作关終进诗浙々傷祉：甘:a；太f-口奪 * 一 I*1*' -"W··、〆、 < ..‘·ί X ·、· I « -Λ / ^ \ ^ * I w | t _ 1 - ‘ ____* » | I 1J 要確定最終幾何及想要的精確度及粗糖度。此工ί乍在圖 5中以圜號110表示。ώ於使;制.德體20及30， S陣弓丨失誤校正向量&及&之計算及測量，而比一般之 加工明顯提高了在想要的型式中獲取所求最終幾何之可 靠度。 數値控制器40將輪廓曲線分成軌道段（多半是圓 弧），並藉助資料庫50準備所有需要的參數。若出現特 別困難的工作條件時’數値控制器可使額定速度依據幾 何而調適，而不需修改整個校正系統。校正系統適當計 算或測量出一新的牽引失誤校正向量。導頭之校正最終 幾何TD則由~i%g器70計算出。 工作可靠度及精確度可藉線位置感測器30之使 用而提高。在此例中校正牽引失誤有兩種方法及裝置 20, 30，其提供兩近似之牽引失誤校正向量-客及玄。 第一個裝匱20接敗與時間相關之燒蝕參數i (ί)， u⑴及p(t)，纖有計算工具，其依據上述公式之計 算法求出牽引失誤校正向量"g之値及方向。牽引失誤校 正向量之値被送至一選擇裝置60之信號輸入端，其在圖 中象徵性地以一開關表示。校正値由選擇裝置60之輸出 端被送至內插器70之輸入端，而在該處與欲切削輪廓曲 線之座標値xG, yG結合，以求出導頭之校正額定座標xs, ys 〇 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .卜裝— 線丨 經濟部中央«-4局貝工消費合作社釦製 m m. m· ί 本紙張&歧财關$辟.（CNS) A4祕（2】0X297公釐） 五、發明説明（/4 ) Α7 Β7 經濟部中央樣*一匈矣二消費合作iiuit: 圖5所示實施例中，除了第一個裝置20外，尙設有 第二個裝置30，該第二個裝置接收至少一#1線位置感測 器之至少一個感測器信號Sa ,該線位置感測器在圖1中 以圖號13表示之。可以|用專利ΕΡ-0 3Π 056之裝置 .作爲線位置感測器13 〇第二個裝置30由感測器信號& 求出蝕切線1之鼓起，而導出牽弓丨失^ΪΕ向量言。第 二個裝置30提供之牽弓丨失誤校正向量言可單獨或與第* 一個裝置提供之牽引失誤校正向量"式一起經選擇裝置 60而被送至內插器70而被以近似之方法處理，如上面 第一個裝置20處所述。若玄及茗一起被送至內插器70 ’則可使用平均法或類似方法導出一平均校正値。 求出校正導引軌道TD的一個模式爲： *假設測量條件完美且測量精確度足夠’以從線位置感 測器30之測量得到的牽弓|失誤校正向量言校正軌道。 *第一個裝置20藉助瞬間値i(i), U(t)，ρ⑴同時計算 牽引失誤校正向量玄。 *若兩信號的差AS = So - 過一定的値’則降低切削 速度- *第二個裝置30監控惑測器信號的震動，例如計算一段 時間之變化。若變化超過一定的値或等於0，即線位置 感測器故障，第二個裝置30便通知選擇裝置60此錯誤 狀況，選擇裝置於是選擇使用信號&。 除了@式外，若將牽引失誤校正向量冗使用作主 信號，將玄使用作附加感測器，以監控線之震動，則對 --18-- mfl- -i jl— nn nn Kn If 1· m (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 4 本紙張尺度適用中國囷家樣率（CNs ) A4ft格（2Κ)Χ297公釐） A7 B7 五、發明説明（//) 特定加工特別有利。 選擇裝置60應在重時決定，鄕種牽弓I失誤校正最有 意義，即第一個裝置20提供的不依賴感測器之牽引失誤 校正，或第二個裝置30提洪的以感測器支援之牽弓丨失誤 校正，或此二種校正之組合。此決定應依據多個評估標 準而做出，尤其是線位置感測器13及第二個裝置30之 信號穩定度、程序穩定度及輪廓幾ί可。 爲斷定感測器信號Sc的不穩定，該信號因此被持續 監控。若感器信號&至少有下述一種情形時，則選擇 裝置6G選擇第一個裝置提洪之牽引失誤校正向量 1 : 1. 感測器信號Sc的絕對値超過或低於一設定之極限値。 2. 感測器信號So的震動，即蝕切線i的震動超過或低於 一謎之極限震幅，其可由感測器信號&的標準偏差 或變化測定出° 3. 每時間單位感測器信號&的變化超過一設定之極限値》 有第1及第3種情形時，表示線位置感測器13有不 理想之行爲，故應選用第一個裝置20。但線位置感 測器13亦可能從開始起即未啓動，爲顧慮此種情形 ，故尙需有Γ述第4種情形時才選擇第一個裝置20 : 4. 在開始燒蝕前的測試階段中，提高沖法壓力（例如從0 至〗9巴），測得感測器信號&的震動。 提高壓力時線位置感測器13的信號震動坷能是 由於先前線蝕機之錯誤操作，其導致感測器受損。 裝置20及30可至少部份藉一共同之計算機或分 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂-- 經济部中央標fs-、· 工消費合作社印1Ϊ 本紙张尺度通用中困國家標隼（CNS ; A4反格（2丨0x297公釐） 五、發明説明（/g) A7 B7 經濟部中央標£局貝二消费合作杜幻表 離之處理器而完成其工作，選擇裝S 60及內插器70 亦是如此=> 所述之配置容許在加工一工作件時，轉換牽引失-誤校正。從一個裝置20, 30換至另一個裝置（例如從 第二個裝置30換到第一個裝置20，或反之）利用過渡 ，該過渡在各切削指定之輪廓公差內。 以下將以兩個實施例說明，可在兩種牽弓丨失誤校. 正方式間轉換之線蝕機如何工作： 實施例1:軟體支援之校正 選擇裝置60將計算出之牽弓丨失誤校正向量玄送至內 插器70。線位置感測器及第二個裝置30被用來監控 線的運動。 若 *線的震動（感測器信號&的標準偏差）超過一設定値， 或 *兩信號的差 --- 丨闽=同-可丨 超過一設定値，則降低切削速度。 實施贤2 :感測器支援之校正 由線位置感測器之測量所得的牽引失誤校正向量 被利用作爲主信號，選擇裝置60將其送至內插器。 若 * *線的震動（感測器信號S。的標準偏差）超過一設 定値， --20-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本!) i r----1 i vm mE n^— >^^1· 訂--- 線 本纸張尺度適用中®囷家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） A7 B7 五 、發明説明（q 或 *兩信號的羞 ^ (AS i = |S； - S：i 超過一設定値’則笫二涸裝130 選擇裝置60

此錯誤狀況，選擇裝置於是選擇一特定計算法以使 用牽引失誤校正向量tB (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂— ml nf ml 經濟部中夫標來局員工消费合作社印发 本紙張尺度適用中SE家標隼（CNS ) A4#L格（2:0X 297公釐）

Claims (1)

1. 六、申請專利範圍 1. 一種線蝕機，包括 (a) —延伸在兩導頭(7，8)間，作爲燒蝕電極的蝕切線 ⑴； (b) —使導頭(7，8)甚至一工作件(5)延二導引軌道(TD> 運動’而在工作件(5)上切削出一輪廓之調整裝置 (90)； (c) 一第一裝置(20)，其校正代表欲切削輪廓之輪廓曲 線(UK)的各導引軌道(TD)，而補償因蝕切線(1)鼓產 生之實際牽引失誤（S)，其特徵爲： (d) 該第一個裝置(20)爲了校正各導引軌道(TD)而計算 出牽引失誤校正向量 (dl)該向量之値j Sp(t)1係由燒触所依據之瞬間燒 蝕參數求出； (d2)該向量之方向，尤其是牽引失誤校正向量(1¾與 輪廓曲線(UK)—點X上切線所夾的角（（α)(χ))， 係由燒蝕所依據之瞬間燒蝕參數及/或欲切削輪廓 之幾何求出。 2. 根據申請專利範圍第1.項之線蝕機，其中牽引失誤校 經濟部中央標率局員工消费合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 正向量(4之値丨Sp(t)fe/或方向（α (χ))係由燒蝕參數燒 蝕電流·燒蝕電流(i(t))、燒蝕電壓(u(t))及(或）沖洗 壓力(Ρ(Ο)計算出。 3. 根據申請專利範圍第2.項之線蝕機，其中第一個裝置 (20)將牽引失誤校正向量之値由瞬間工作電流 i(t)、瞬間燒蝕電壓u⑴及瞬間沖洗壓力p(t)，依據下述 --22-- 本紙承尺度適用中國國家襟準（CNS ) A4規格（2〗0X297公嫠）

   六、申請專利範圍 1. 一種線蝕機，包括 (a) —延伸在兩導頭(7，8)間，作爲燒蝕電極的蝕切線 ⑴； (b) —使導頭(7，8)甚至一工作件(5)延二導引軌道(TD> 運動’而在工作件(5)上切削出一輪廓之調整裝置 (90)； (c) 一第一裝置(20)，其校正代表欲切削輪廓之輪廓曲 線(UK)的各導引軌道(TD)，而補償因蝕切線(1)鼓產 生之實際牽引失誤（S)，其特徵爲： (d) 該第一個裝置(20)爲了校正各導引軌道(TD)而計算 出牽引失誤校正向量 (dl)該向量之値j Sp(t)1係由燒触所依據之瞬間燒 蝕參數求出； (d2)該向量之方向，尤其是牽引失誤校正向量(1¾與 輪廓曲線(UK)—點X上切線所夾的角（（α)(χ))， 係由燒蝕所依據之瞬間燒蝕參數及/或欲切削輪廓 之幾何求出。 2. 根據申請專利範圍第1.項之線蝕機，其中牽引失誤校 經濟部中央標率局員工消费合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 正向量(4之値丨Sp(t)fe/或方向（α (χ))係由燒蝕參數燒 蝕電流·燒蝕電流(i(t))、燒蝕電壓(u(t))及(或）沖洗 壓力(Ρ(Ο)計算出。 3. 根據申請專利範圍第2.項之線蝕機，其中第一個裝置 (20)將牽引失誤校正向量之値由瞬間工作電流 i(t)、瞬間燒蝕電壓u⑴及瞬間沖洗壓力p(t)，依據下述 --22-- 本紙承尺度適用中國國家襟準（CNS ) A4規格（2〗0X297公嫠） 經濟部中央標準局員工消f合作社印製 A8 ?88 D8 _ 六、申請專利範圍 簡化公式 I Se(tjf = a * i(t) + b * p(t) + c * u(t) + d， 計算出，其中a，b，c及d可以藉實驗方式或計算方式 由線蝕機及工作件(5)之固定參數求出，尤其是爲恆定 因子。 4. 根據申請專利範圍第3.項之線蝕機，其中第一個裝置 (20)將輪廓曲線(UK)軌道段分成小段，並以下述公式 δ a (x)= (±1/γ· — α (χ) / χ〇 ) * δ χ » 爲長度5 α相連小段的每一新小段計算出角5 α (χ)，其 中X代表下個欲切削段之長度，X。代表可以藉實驗方式 或計算方式由線蝕機固定參數求出參數，1/r,代表輪廓 曲線之彎曲，由上一個過渡到下一個軌道段時計算出r。 及x0。 5. 根據申請專利範圍第4.項之線蝕機，其中第一個裝置 (20)在輪廓曲線(UK)爲連續圓弧時，以近似値依據下述 公式 CL (χ) = α。+(α〇— 0：〇〇)* exp(-x/x«)， 計算出牽引失誤校正向量㈤與輪廓曲線(UK)—點χ 上切線所夾的角（α(χ))，其中α代表牽引失誤校正向 量(¾與新切削方向切線所夾的角，代表x>>χβ而 得之漸近角。 6. 根據申請專利範圍第5.項之線蝕機，其中第一個裝置 (20)由關係 α» - χ,/ r„ -23-

   (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 灯 本紙張尺度適用中國國家襟準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央榡準局貝工消費合作枉印製 修正本 1___ 六、申請專利範圍 求得參數X。 7·根據申請專利範圍第6.項之線蝕機，其中設 (a) 第二個裝置3〇,由實際牽引失誤(S)之測囂_求出牽 引失誤校正向量(Sg); (b) 選擇裝置(60)選出一個裝置(20 ; 30)的一個牽引失 誤校正向量(U ; ^)，或選出多個裝置(2〇 ’ 3〇)的 組合牽引失誤校正向量。 8·根據申請專利範圍第7.項之線蝕機，其中第二個裝置 (30)具有一個感測器（13 ; 30>，以求取蝕切線(1)對導頭 (7 ’ 8)之相對位置及製造至少爲一個的適當感測器信號 说。 9·根據申請專利範圍第8.項之線蝕機，其中 (a) 選擇裝置(60)將選擇的牽引失誤校正向量(¾送至 一內插器(70); · (b) 內插器(70)利用此牽引失誤校正向量(¾及(或)輪廓 曲線(Ug)的幾何求出導引軌道之校正軌道。 10·根據申請專利範圍第9.項之線蝕機，其中設一個數値 控制器(40)，其在出現困難工作條件時，降低切削速 度。 u·根據申請專利範圍第10.項之線蝕機，其中第一及(或) 第二個裝置(20，30)、選擇裝置(60)及(或)內插器(7〇) 裝在一個或多個計算機中，以執行適當計算程式° 根據申請專利範圍第u項之線蝕機，其中跟選擇裝置 (6〇)與第二個裝置(30)連結，使得感測器信號巧?)出現 --24-- " 度適用中國81家標準（CNS ) A4#ys· ( 210X297公if ) •I I n 1^1 In i nn* m^nr —HI— In m .1^^1 ml —^ϋ--, (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央梂隼局貝工消費合作社印策 修正本 _i__ 六、申請專利範圍 特定情形時，尤其是達到震動、變化或標準偏差、每 '時間單位變化及(或)感測器信號(劫絕對値之預設極限 値，選擇裝置(6〇)自動選擇第一個裝置提供之牽引失 誤(SB) 〇 13. —種沿導引軌道(TD)移動線蝕機導頭(7，8)甚至一工 作件(5)之方法， (a) 使延伸在導頭之間的蝕切線(1)在工作件上切削出 一輪廓； (b) 使因蝕切線(1)鼓起產生之實際牽引失誤(S)被補償， 其補償方式爲校正代表欲切削輪廓之輪廓曲線(UK) 的各導引軌道(TD);其特徵爲： (C)爲了校正各導引軌道(TD)而計算出牽引失誤校正 向量C· (C1)該向量之値係由燒蝕所依據之瞬間燒參數 求出； (C2)該向量之方向，尤其是牽引失誤校正向量(¾‘與輪 廓曲線(UK)—點X上切線所夾的角（α(χ))，係由 燒蝕所依據之瞬間燒蝕參數及(或)欲切削輪廓之 幾何求出。 14. 根據申請專利範圍第13.項之沿導引軌道(TD)移動線蝕 機導頭(7，8)甚至一工作件(5)之方法，其中牽引失誤 校正向量之値I sB(ty[及/或方向u (X))係由燒蝕參 數燒蝕電流-燒蝕電流(i(t))、燒蝕電壓(U⑴)及(或)沖 洗壓力(p(t))計算出。 --25-- —^1 nfn m^i 1^1^1 In— Bn^i 1^1^1 - (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 修正本 _g8s 六、申請專利範圍 15. 根據申請專利範圍第14.項之沿導引軌道(TD)移動線鈾 機導頭(7，8)甚至一工作件(5)之方法’其中牽引失誤 校正向量W之値由瞬間工作電流w)、瞬間燒 蝕電壓u⑴及瞬間沖洗壓力P(t) ’依據下述簡化公式 |SB(t)l" = a * i(t) + b * p(t) + c * u(t) + d， 計算出，其中a，b，c及d可以藉實驗方式或計算 方式由線蝕機及工作件(5)之固定參數求出’尤其是 爲恆定因子。 16. 根據申請專利範圍第15.項之沿導引軌道(TD) 移動線鈾機導頭(7，8)甚至一工作件(5)之方法’其中 輪廓曲線(UK)軌道段分成小段，並以下述公式 δ a (x)= (±l/r。 — α (x) / x〇 ) * δ x * 爲長度5 X相連小段的每一新小段計算出角6 a (X)， . 其中X代表下個欲切削段之長度，X。代表可以藉實 驗方式或計算方式由線飩機固定參數求出之參數，1/r。 代表輪廓曲線之彎曲，由上一個過渡到下一個軌道時 計算出^及&。 Π.根據申請專利範圍第16.項之沿導引軌道(TD)移動線蝕 機導頭(7，8)甚至一工作件(5)之方法，其中輪廓曲線 (UK)爲連續圓弧時，以近似値依據下述公式 α (X) = α0+ (α0- α〇〇) * esp(-x/x.) 計算出牽引失誤校正向量(S )與輪廓曲線(UK)點χ上 切線所夾的角（α (X))，其中α。代表牽引失誤校正向量 (Se^與新切削方向切線所夾的角，代表X >> X·»而 --26-- - - i -- - - -- In 1— I- - I A I I III m am i- --. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS > A4%格（210X297公釐） AS B8 C8 D8 六、申請專利範圍 得之漸近値。 I8根據申請專利範圍第Π.項之沿導引軌道(TD)移動線蝕 機導頭(7 ’ 8)甚至一工作件(5)之方法，其中參數^由 關係 xj r〇 求得 19. 根據申請專利範圍第μ.項之沿導引軌道(TD)移動線蝕 機導頭(7 ’ 8)甚至—工作件⑺之方法，其中設 (a) 牽引失誤校正向量(¾由實際牽引失誤(S)之測量求 出； (b) 選出一個牽引失誤校正向量(玄；◎，或選出多 個牽引失誤校正向量(S ;裔的組合。 20. 根據申請專利範圍第19.項之沿導引軌道(TD)移動線蝕 機導頭(7 ’ 8)甚至一工作件(5)之方法，其中以測量求 取倉虫切線(1)對導頭(7，8)之相對位置及製造至少爲 一個的適當感測器信號(Sd” 21. 根據申請專利範圍第20.項之沿導引軌道(TD)移動線蝕 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 I —ϋ nn nn —^n ^in I I - - - I I n in--N (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 機導頭(7，8)甚至一工作件(5)之方法，其中由選出之 牽引失誤校正向量(贯：¾或選出之多個牽引失誤校 正向量的組合及(或)輪廓曲線(UK)的幾何 求出導引軌道之校正軌道。 22. 根據申請專利範圍第21.項之沿導引軌道(TD)移動線蝕 機導頭(7，8)甚至一工作件(5)之方法，其中出現困難 工作條件時，降低切削速度。 -27- 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4現格（210X297公釐） 修正本 _D8__ 六、申請專利範圍 23.根據申請專利範圍第22.項之沿導引軌道(TD)移動線蝕 機導頭(7，8)甚至一工作件(5)之方法，其中感測器信 號(SJ出現特定情形時，尤其是達到震動、變化或標 準偏差、每時間單位變化及(或)感測器信號(Sd)絕對値 之預設極限値時，選擇牽引失誤校正向量(¾。 I 一於 訂 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 --28-- 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS) A4^ ( 210X297公釐）