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五、發明說明（〗） [發、明的詳細說明] [發明所屬的技術領域] 本發明係關於藉由線狀電極鱼讲1 對妯丄 與破加工物間之放電，以 對破加工物進行加工之線放電 [習用技術] 1置的改良者。 線放電加工係藉由提供線電極與被加工物之極間放電 ’產头被蕾 ί、/ #4· I 經 濟r 部 智 慧. 財 產 局 消 費 合 A 社 印 製 处旦 士 ，一 w瓜那工物之極間放電 月匕里，產生放電以對被加工物進行 盘挺M 丁加者。該加工速度略 /、扶供的放電能量成比。因此， 马挺升加工速度，有須於 線％極提供更多放電能量，唯 羋右挺供過多能量，將有於線 %亟發生斷線之現象，因而， & 双使為線電極之再結線，而 使加工生產性惡化。 因此，為提升線放電加工裝置之加工生產性，須於不 發生線電極斷線範圍的更多放電能量之投人為盆必要條件。 第6圖為表示習用線放電加工裝置構成之說明圖。係 表示與曰本·特開昭62-19322號公報示者一樣的構成。於 第6圖中，i為線電極，2為被加工物，3為線軸（ww bobbm)，4a及4b為加工液噴嘴，5為捲動滾輪㈣灿 roller)，6為夾緊滾輪（pinch r〇Uer)，7為進行被加工物2 在水平方向（X方向）驅動之χ平台，8為進行被加工物2 在水平方向（Υ方向）驅動之γ平台，9為控制驅動χ平台7 的未圖示驅動馬達之X軸伺服放大器，1〇為控制驅動Υ 台8的未圖示驅動馬達之γ軸伺服放大器，u為加工電源 裝置，12為放電發生檢測機構，13為脈波控制機構，I* 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 x 297公釐 311947 ---II--I I I I I 1 · I I I I — II ^ ·11111111 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 478992 A7
478992 A7 五、發明說明（3 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 然而，於該技術中，如何設定其定限電流值是為一門 題。例如，加工液喷嘴4a及4b鄰近於被加工物2時，係 較其相互遠離時難以斷線，因習用線放電加工裝置，完全 沒有對起因於加工液喷嘴與被加工物間相對位置差異的定 限電流值之差異作過適當的因應。 為此，係將加工液噴嘴與被加工物之全加工領域中之 齡相對位置假定為同一值，設定其定限電流值，因而不得不 實施線電極之避免斷線控制。因此，若對模具進行柱坑 (spot facing)狀之孔加工時，將一部分加工液噴嘴，離開被 加工物狀態予以加工時，因係假定加工液喷嘴與被加工物 鄰接而予以供給放電能量，故於加工液喷嘴與被加工物離 開部分之加工時，在線電極發生斷線。若假定加工液噴嘴 與被加工物相離而予以供應放電能量，即無法獲得充分的 加工速度。 ^ 且於被加工物之端面或進行段差加工，多以斷續放電 方式進行，故需較端面或段差加工等以外之通常加工投入 較小的放電能量。如上述，於習用技術中，係於加工=預 經 濟4 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 社 印 製 先設定定限電流值為一定值，且係以一般加工狀態為基準 予以設定定限電流值，因而，於被加工物之端面或進行段 差加工時，容易在線電極發生斷線，若係以被加工物之端 面或進行段差加工為基準設定定限電流值，即其加工速度 顯著地降低。 [發明所欲解決的問題] 本發明係有鑒於上述課題之解決而作。係以獲得一種 311947 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 478992 _B7 五、發明說明（4 ; 於加工液噴嘴與被加工物之相對位置具差異時，或於進行 被加工物端面或段差加工時，亦能大幅提升加工生產性之 線放電加工裝置為目的。 [解決間題的手段] 本發明之線放電加工裝置，係於線電極與被加工物之 極間，=面以加工液喷嘴供給加工液，一面由加工電源裝 置對上述極間供應放電能量，在上述極間產生放電，以進 行，加工物加工之線放電加工裝置中，具傷·檢測上述極間 2吊放電脈波之正常放電脈波檢測機構；由上述檢測之正 常放電脈波計算正常放電脈波能量的正常放電脈波計曾機 構；保存對應於各種加工條件，由上述正常放電脈波=量 與加工能量設定ϋ的關係、，求得線電極斷線_之動作點至 確保預定餘量（margin)的定限值數據之記憶機構，以及為 使加工動作點移近上述定限值數據，而控制上述加 設定值之控制機構者。 本發明之線放電加工裝置’係為由上述控制機構，控 制作為變化上述加工能量設定值之參數’使用休止時間及 極間伺服電壓之指令值等設定放電頻率的參數中之至少一 個，且由該參數與上述正常放電脈波能量之關係，予以設 定上述定限值數據者。 本發明之線放電加工裝置，係為由上述控制機構，控 制作為變化上述加工能量設定值之參數，使用峰值電流設 疋值及脈？ 皮寬度等之設定每一脈波放t㊣量的I數令之至 少-個’ i由該參數與上述正常放電脈波能量之關係，予 I裝 頁 A7
IT έ λ 478992 A7 五、發明說明（6 ) 為夾緊滾輪（pinch roller)、7為進行被加工物2在水平方向 (X方向）驅動之X平台、8為進行被加工物2在水平方向^ 方向)驅動之Y平台、9為控制驅動χ平台7的未圖示驅動 馬達之X軸伺服放大器、1〇為控制驅動γ平台8的未圖 示驅動馬達之Υ軸伺服放大器、η為加工電源裝置、^ 為脈波控制機構、17為正常放電脈波檢測機構、18為正常 放電脈波計算機構、19為比較機構、2〇係控制機構。 兹將該動作予以說明如後：由捲動滾輪5及夾緊滾輪6 挾持及牽引線電極1行走，而由加工液喷嘴4a、4b在線電 極1與被加工物2的極間供給加工液，由脈波控制機構13 控制之加工電源裝置η，提供上述極間放電能量的脈波狀 加工電力，由定位機構的χ平台7及丫平台8等，使行線 電極1與被加工物2相對移動，以進行被加工物2加工。 由上述定位機構控制線電極丨與被加工物2之相對位置， 以及由脈波控制機構"等之電機條件控制，係由控制機構 2 0統括處理。 所明正㊆放電脈波係指，於良佳加工狀態時產生的放 電脈波。其特徵係於經過施加電壓後數百ns至數μ以上 之無負荷時間發生放電。正常放電脈波係如；日本特公平 2-4曰4648號公報記載的技術所示，能於事先設定時間内檢 出是否產生放電。而正常放電脈波檢測機構17，即係具有 使用該檢出機能之方法。 又，所謂正常放電脈波能量，係指僅抽出正常放電脈 波時之加工能*。例>，於每單位時@，由正常放電脈波 311947 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ▼丨裝 ----訂---------. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 478992 A7
五、發明說明（7 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 檢測機構17計測之正常放電脈波數為N，正常放電脈波之 峰值電流為I pn時，可由N · I ρη · I pn的計算獲得。而 正常放電脈波計算機構18即具有進行該計算的機能。 第2圖為本發明實施形態1之線放電加工裝置的加工 能量設定動作的說明圖。由控制機構20介由脈波控制機構 13’表示設定於加工電源裝置U之加工能量設定值與所產 生正常放電脈波能量之關係。 又，所謂加工能量設定值，係指正常加工進行時所投 入之平均加工能量。例如，由設定之休止時間及極間電壓 伺服指令值，決定平均放電頻率為f、峰值電流值為^、 脈波寬度為丁on時，其係由f · Ip · ip 、f · ip · 丁〇n或f · Ton · Τ〇η決定之數據。 於第2圖中，係固定峰值電流值Ip，變化該平均放電 頻率f時的示例。該加工能量設定值與正常放電脈波能量 之關係，係於加工能量設定值之所定區間内，固定峰值電 流值Ip，以變化平均放電頻率f，而於另位置區間即固定 平均放電頻率f，變化該峰值電流值Ip予以求得。 又於第2圖中’ L11(實線）表示加工液喷嘴4a、4b接 近被加工物2(0.1腿），L12(虛線）表示加工液喷嘴4a、4b 離開被加工物2為5至10咖；L13(單點虛線）為加工液喷 嘴4a、4b離開被加工物2(5至1〇咖）時的狀況，又，圖中 X印係表示斷線時之動作點。而TH1係表示由斷線時動作 點確保若干餘量（margln)而設定之定限值（thresh〇id 曲線。 ^紙張尺度適用〒國國家標準（CNS)A4規格（210 297公髮）"---j--rim? ^--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 478992 B7 五、發明說明（8 ) 栗裂 頁 以多係？加工液喷嘴與被加工物間之相對位置予 定值盘❹種加工實驗的結果、發現在加工能量設 工喑：出之正常放電脈波能量間，有如第2圖所示之加 23上:與被加工物間相對位置差異特性的存在。故於第 ^上“，將控制㈣2G介由脈波控制機構13，設定於 之二：裝置11之加工能量設定值為橫(x)軸，而以測出 :放電脈波能量為縱⑺軸時之動作點予以限定。即因 "動作點係隨加工能量設定值之上升，對應於⑶、⑴ 二U3之加工液喷嘴與被加工物間之相對位置差異，將各 g U、LG一或LU由下往上予以移動，各該執跡上端之 x P即係表示線電極之斷線部位。 正常放電脈波以外，對加工之貢獻不多、因其加工速 又幾乎由正常放電脈波能量支配’若係以至第2圖中斷線 部位（斷線時之動作點x印）前之動作點加卫，即能以對應 鲁 加工㈣嘴與被加工物間之相對位置差異’進行線電極斷 線臨界限度之加工速度設定。 旦因此，設定如第2圖中，由斷線時動作點確保若干餘 里之TH1疋限值曲線，維持動作點於該定限值曲線近傍， 即能於任何加工液喷嘴與被加工物間之相對位置差異，獲
得線電極残線範圍之最大放電能量供應，而提升加工Z 產性。 除加工液噴嘴與被加工物間之相對位置差異外、尚有 被加工物厚度及材質’與線電極直徑及材質等，由加工條 件變化加工能量設定值與正常放電脈波能量的關係者。因 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格⑽χ 29?公复 "311947 478992 五、發明說明（9 ，、將對應於包括加工液噴嘴與被加工物間之相對位置之 =:夕樣加工條件之加工能量設定值與正常放電脈波能量 =關係’以及斷線時之動作點預於事先^實驗求得，設定 該斷線時動作點確保餘量的定限值曲線數據，保存於如 控制機構20内的記憶機構為宜。 一如以第2圖中之定限值曲線為例；若各加工條件之每 作點係位於該定限值曲線TH1上側時，可將加工能量 设定值增大1各加工條件之動伟點係位於定限值曲線 TH1下側時，應將加工能量設定值控制於較小的範圍。也 就是說：可將由正常放電脈波計算機構18所求得的正常放 電脈波能量與控制機構2〇設定之加工能量設定值求㈣ 2點、，由該動作點與設定於控制機構20内之定限值曲線數 ’以比較機構19比較，若該動作點係位於定限值曲線上 側時（動作點之正常放電脈波能量，對應於動作點之加工能 1設定值之定限值曲線數據的正常放電脈波能量為大時， 或對應於動作點正常放電脈波能量的定限值曲線數據的加 工能量設定值，係較動作點加工能量設定值為大時）由控制 :構20對脈波控制機構13輸出增大加工能量設定值的指 令，若該動作點係位於定限值曲線下側時（動作點之正常^ 電脈波能量，對應於動作點之加工能量設定值之定限值曲 線數據的正常放電脈波能量為小時，或對應於動作點正常 玫電脈波能量的定限值曲線數據的加工能量設定值，係較 動作點加工能量設定值為小時）即由控制機構2〇對脈波控义 制機構1 3輸出減少加工能量設定值的指令。 國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐1 請 先 閱 讀 背 之 注 意 I 事I 項 I 再 I 填 * I裝 頁i 訂 線 經 濟- 部 智 慧· 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 478992 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 社 印 製 A7 五、發明說明（10 由第2圖可知，定限值曲線TH1係隨著加工能量設定 值之高度設定，若加工能量設定值高即設定於較高數值 因而，如本發明、若控制其動作點於接近定限值曲線時 如發生放電的斷續現象，即因該正常放電的發生數減少 加工能量將被小自動設定於較低位置，因此，得於在被加 工物之端面加工等不安定的加工領域進行適當的斷線防止 控制。 如上說明中，係將定限值曲線作為對加工能量設定值 之連續函數預位設定者。亦得於適當範圍分散。也就是， 將加工能量設定值依所定範圍分割，使該分割範圍内之正 常放電脈波能量為定值，作成階梯狀設定的定限值曲線的 5又疋方法亦可。 (實施形態2): 第3圖為有關本發明實施形態2之線放電加工裝置的 構成說明圖。圖中，21為正常放電脈波計數機構，第3圖 中與第1圖所示符號為同一的符號，係表示同一或相當部 分者。其料線放電加工裝置的基本動作係與實施形態ι 相同。 第4圖為有關本發明實施形態2之線放電加工裝置的 休止時間設定動作之說明圖。係表示由控㈣構Μ介由脈 波控制機構13設定於加工電源裝置u之休止時間設定值 與發生正常放電脈數之關係者。@中，⑶（實線）表示加工 液喷嘴4a、4b接近破加工物2(〇」醜）；L22(虛線）表示加 工液喷嘴4a、4b離開被加工物2為5至i〇mm ; L23(單黑 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格挪公昼 ^--------^--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 8992
經濟部智慧財產局員工消費合作社印制π 五、發明說明（11 , :線)為加工液喷嘴4a、4b離開被加工物2為(5至10咖) 〆的狀況’ X ’圖中x印係表示斷線時之動作點。而加糸表示由斷線時動作點麵若干餘量而設定之定限值曲 線。 上述第4圖係僅採用其休止時間，作為實施形態玉第 1圖中的加工能量設定值變化參數時、設該峰值電流值為 _值者唯正吊放電脈波能量係與正常放電脈波數成正 比，該兩數據可為相互替換。因之，於第4圖中係注視休 止時間设定值與正常放電脈波數的關係 其與實施形態1的第2圖一樣，設定由斷線時動作點 (X印）確保若干餘量之如第4圖中的th2 ^限值曲線，維 持動作點於該定限值曲線近傍，即可於任何加工液喷嘴與 被加工物間之相對位置，得於在線電極不斷線的範圍供給 其最大限度之放電能量，因而能與實施形態1 一樣，可大 幅提升加工生產性。 疋限值曲線數據，係如實施形態丨，可將對應於包括 加工液喷嘴與被加工物間之相對位置的各種加工條件的休 止時間設定值與正常放電脈波數之關係，及斷線時的動作 點，以實驗求取後、設定由該斷線時動作點確保所定餘量 保存於控制機構20之記憶機構即可 上述說明，係由休止時間設定值與正常放電脈波數每 關係設定定限值曲線，以使動作點接近於該定限值曲線 說明控制休止時間設定值的示例，亦可由極間伺服電壓戈 指令值等，設定放電頻率的其他參數予以控制 f請先閱讀背面之>i意事項再填寫本頁) --袭 J^T· 線· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 11 311947 478992 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（12 ) (實施形態3) 第1圖亦為有關本發明的實施形態3之線放電加工裝 置之構成。其作為線放電加工裝置的基本動作如實施形態 1所示。 第5圖為有關本發明實施形態3之線放電加工裝置的 峰值電流值設定動作說明圖。係表示由控制機構2〇介由脈 波控制機構13，設定於加工電源裝置丨丨之峰值電流設定 值，與發生正常放電脈波能量的關係者。 第5圖係將實施形態1在第2圖中作為變化加工能量 設定值的參數，採用其峰值電流設定值者。第5圖係注視 峰值電流設定值與正常放電脈波能量的關係。 於第5圖中，L31(實線）表示加工液喷嘴“、“接近 被加工物2(0· 1腿)；L32(虛線）表示加工液喷嘴4a、4b離 開被加工物2為5至1〇咖；L33(單點虛線）為加工液噴嘴 4a、4b離開被加工物2為（5至1〇腿）時的狀況，又、圖中 X印係表示斷線時之動作點。而TH3(雙點虛線）係表示由 斷線時動作點確保若干餘量而設定之定限值曲線。 與實施形態1的第2圖一樣，設定由斷線時動作點（χ 印）確保若干餘量之如第4圖令的ΤΗ3定限值曲線，維持 動作點於該定限值曲線近傍，即可於任何加工液喷嘴與被 加工物間之相對位置，得於在線電極不斷線的範圍供給其 最大限度之放電能量，因而能與實施形態丨一樣，可大幅 提升加工生產性。 定限值曲線數據，係如實施形態丨’可將對應於包括 W氏張尺度適财關家鮮（CNS)A4規格⑵Q χ
T1194T *·^— I-----tr--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 478992 A7 _______B7_ 五、發明說明（I3 ) 加工液喷嘴與被加工物間之相對位置的各種加工條件的峰 值電流設定值與正常放電脈波數之關係，及斷線時的動作 點，以實驗求取後，設定由該斷線時動作點確保所定餘量， 保存於控制機構20之記憶機構即可。 曰上述說明中，係由峰值電流設定值與正常放電脈波能 里關係設定定限值曲線，以使動作點接近於該定限值曲 線，說明控制峰值電流設定值的示例，亦可由設定脈波寬 度等之母單位脈波之放電能量的其他參數予以控制。 [產業上的利用性] 如上述，有關本發明之線放電加工裝置係適用於放電 加工作業者。 訂 [附圖的簡單說明] 第1圖係表示有關本發明實施形態1之線放電加工裝 置的構成說明圖。 41 經 濟- 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 線 第2圖係表示有關本發明實施形態1之線放電加工裝 置的加工能量設定動作的說明圖。 第3圖係表示有關本發明實施形態2之線放電加工裝 置的構成說明圖。 第4圖係表示有關本發明實施形態2之線放電加工裝 置的休止時間設定動作之說明圖。 第5圖係表示有關本發明實施形態2之線放電加工裝 置的峰值電流值設定動作之說明圖。 第6圖係表示習用線放電加工裝置的構成說明圖。 [符號的說明] 本紙張尺度剌中國國家標準（CNS)A4 297公釐） 13 311947 478992 五、發明說明（μ 線電極 1 3 4b 6 8 10 12 14 16 17 18 19 2 4a 5 7 9 11 13 15 線軸 加工液喷嘴 夾緊滾輪 γ平台 γ軸伺服放大器 放電發生檢測機構 計算機構 控制機構 正常放電脈波檢測機構 正常放電脈波計算機構 比較機構 20 被加工物 加工液喷嘴 捲動滾輪 X平台 X軸伺服放大器 加工電源裝置 脈波控制機構 比較機構 控制機構 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -------— 二π·--------' 經濟部智慧財產局員工消費合作社印i衣 311947