TW589234B - Jump control apparatus for electric discharge shaping/profiling machine - Google Patents

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589234 五、發明說明（1) [發明之詳細說明] * [發明所，屬技術領域] ' 本發明，係關於用以在加工液所介在的電極與被加工 物之間施加脈衝電壓而對被加工物進行加工的刻模放電加 工機之跳動控制裝置，特別是關於不限於加工形狀，既可 縮短加工時間，同時又可提高加工精度的刻模放電加工機 之跳動控制裝置。 以往，例如在加工成形模具等時，多使用藉由使電極 與被加工物之間產生脈衝放電，以溶解被加工物而予以加 工的刻模放電加工機。 該種刻模放電加工機，為了控制放電部的溫度上升， 並防止放電火花所引發的起火，而將加工液介於電極與被 加工物之間。 此外，在放電加工中，會由被加工物的加工面產生於 渣’（粉末），若擱置該種淤渣，將有損於電極與被加工物 之間的放電精度，因此必須迅速將淤渣予以排除。 因，此，為了及時地將過去加工中所產生的淤渣予以去 除，乃提出可在脈衝放電後讓刻模放電加工機的電極上下 運動的跳動控制裝置。 根據該種刻模放電加工機之跳動控制裝置，對於被加 工物的加工面，當電極下降時，電極與被加工物之間的加 工.液會被吐出於被加工物的加工面上，如此便可同時將漿 由加工面内排出。 . 但是，當跳動速度（電極下降速度）小於最適值時，

313622.ptd 第7頁 589234 五、發明說明（2) 位於加工面上的加工液擴散量會變少，因此當電極再度被 提高時含有於渣的加工液會再度被吸入加工面内，而導致 無法排出淤渣的結果。 因此，為了迅速且有效地排除淤渣，除了加工液的性 質（黏性等）之外，還必須考慮用以進行電極驅動的主轴 的能力（強度等）以設定最佳的電極跳動條件（向上跳 動量以及跳動速度）。 在習知的刻模放電加工機之跳動控制裝置方面，例如 有日本專利特開平1 0 - 3 0 9 6 3 0號公報或是特開平1 1 - 1 8 8 7 8 5 號公報所開示的裝置。 其中，根據前者的公報所記載的習知裝置，係依據加 工位置中的加工面積以及加工深度等資料來設定向上跳動 量，並從加工面積以及間隙（放電間隙距離）根據模糊推 論自動設定跳動速度，以啟動跳動動作。 但是，前者的公報所記載的控制裝置，在設定跳動條 件時，並未考慮到配合放電條件的電極與被加工物之間的 距離（間隙）變化，或是電極前端的加工面（電極底面） 到被加工物上面為止的加工面長度。 因此’將放電條件設得過大（將電極與被加工物之間 、距離加大）時，或是加工形狀具有斜面部或曲面時，將 無法排出淤渣。 其結果，將導致被加工物的加工工程無法迅速進行， 同時也無法完全達成加工形狀的精度。 此外，上述控制裝置，是藉由模糊推論來設定跳動條

313622.ptd 第8頁 589234 五、發明說明（3) 件，因此當電極（被加工物的加工形狀）為肋狀且加工面 積大時，電極的向上跳動量會被推論成小於必要量。 但是，為了排出淤渣，需要較大的向上跳動量，因此 若依照上述較小之向上跳動量，恐怕無法完全將淤渣予以 排出。 另一方面，後者的公報所開示的習知裝置，是將電極 的跳動動作的進給速度設定在20m/mi η設定以上，而將電 極的進給加減速度設定在1 . 0 G以上。 但是，在該情況下，電極的移動速度可以被設定為高 於容許值的較大值，因此，在電極上升時，會在電極底面 產生負壓區域，其結果將導致因主轴變形而招致機械損傷 或是形狀精度的惡化。· 此外，在上述各公報所記載的習知裝置中，兩者均使 用反饋控制，並在加工中依照階段將跳動條件控制在最適 值，因此要將用以排出於渔的跳動條件設定在最佳值需花 費較長的加工時間，其結果，將有損於加工精度。 [發明所欲解決之課題] 傳統的刻模放電加工機之跳動控制裝置，如上·述一 般，在設定用以排出淤渣的跳動條件時並未使用重要的加 工條件，而是根據反饋控制設定跳動條件，因此具有在加 工時無法迅速地將跳動條件予以最佳化，同時無法達成充 分的加工精度的問題點。 本發明係為了解決上述問題點而創作發明，其目的在 獲得一種刻模放電加工機之跳動控制裝置，可藉著在加工

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五、發明說明（4) ^----- 創根據如饋控制來設定跳動條件，而在不拘限於加工形狀 的情，下’迅速確實地排出淤渣，並在縮短加工時間的同 時提兩加工精度。 此外，與本發明相關之刻 置’係一種在裝置於主軸一端 極呈相對配置的被加工物之間 工物進行加工的刻模放電加工 此外，本發明的目的在獲得一種刻模放電加工機的跳 動控制裝置，在進行跳動條件的設定時，藉由使用重要的 加工條件實行推論，而在不拘限於加工形狀的情況下，縮 短加工時間並提高加工精度。 [解決課題之手段] 與本發明相關之刻模放 種在裝置於主轴一端的電 對配置的被加工物之間施加 加工的刻模放電加工機之跳 制主軸的驅動量，並控制電 進程控制部；為了在被加工 加工物之間的淤渣排出，而 跳動條件，並輸入轴進輕控 加工物加工前，輸入與跳動 部；以及算出以加工條件為 條件推論部的N C部，而跳動 气數的前饋控制來推論跳動 電加工機之跳動控制裝置，係 極，與隔著加工液與電極呈相 脈衝電壓，以對被加工物進行 動控制裝置，具備有··用以控 極對被加工物的垂直位置的抽 物加工中，將產生於電極與被 推論出讓電極進行跳動運動的 制部的跳動條件推論部；在被 條件相關的加工條件的輸入 依據的各種參數並輸入至跳動 條件推論部，係根據使用各種 條件。 模放電加工機之跳動控制裝 的電極，與隔著加工液與電 施加脈衝電麼，用以對被加 機之跳動控制裝置，具備

313622.ptd 第10頁 589234 五、發明說明（5) ΐ位；=制主轴的驅動量’並控制電極對被加工物的垂 *電程控制部；為了在被加工物加工中，將產生 兆動運動的跳動條件，並輸入至軸進程 進仃 推論.部；在被加工物加工前，輸入盘跳‘條：動條件 條件的輸入部，·以及算出以加的加工 輸入跳動條件推論部的NC部，而跳條入 參數並 物加H用各種參數來推論跳動條件。在被 置，:外接f本發明相關之刻模放電加工機之跳動控制茫 極呈於主軸一端的電極，與隔著加工液:㊁ …制主軸加置，具備有： =軸進程控制部；為了在被 直位 極與被加工物之間的淤清力中，將產生於電 運動的跳動條件，並輪二至細 淪出讓電極進行跳動 部；在被加工物加工前，給f程控制部的跳動條件推論 的輸入部；以A f ψ ，〗入一跳動條件相關的加工條件 跳動條件推= 仃破加工物的加工時，將i動條件推論部，係在開始進 論為目標值並予以輪出。' 種參數為依據的跳動條件推 ，’ ΐ:有與= f放電加工機之跳動控制裝 奴的加工階段檢挪、^里檢測出被加工物的加工階 J裝置，而加工條件，係配合加工階段而 mm 3l3622,pld 第11頁

589234 五、發明說明^-一 匕3不同的複數的設定值，NC部，則是以配合加工階段的 加工條件為根據，來算出各種參數。 而跳動條 跳動畺推論部；以及用以推論電極的跳動速度 推論部 此外’根據與本發明相關的刻模放電加工機的跳動控 制裝i的各種參數’尚包含有電極的形狀資訊，而 件推’ °卩，則包含有：用以推論電極的向上跳動看的向上 的跳動速度 此外’根據與本發明相關的刻模放電加工機之跳動控 裝置的各種參數’係包含：根據被加工物的加工條件所 年出的電極與被加工物之間的間隙；及由電極 :面到被加工物的上面為止的加工面長度，向上=量推 娜。卩，係使用電極的形狀資訊，間隙以及加工 論電極的最佳向上跳動量。 ^ 此外，根據與本發明相關的刻模放電加工機的跳動控 ，裝置的各種參數’包述加工液的動黏度，跳動速度推論 4 ’係使用加工液的動黏度，來推論最低程度所需之電極 的跳動速度。 此外’根據與本發明相關的刻模放電加工機之跳動控 制裝置的各種參數’包含有：電極與被加工物之間的間隙 ，·電極的前端的加工面到被加工物的上面為止的加工面 長度h ;位於被加工物的上面的電極的外周長[;電極的前 端的加工面積S ;加工液的動黏度η ;以及表示加工液的慣 性力與黏性力的比的常數Re，常數Re，係根據跳動速度推 論部所推論的電極的跳動速度’設定成大於1 〇的數值，

313622.ptd 第12頁 589234 五、發明說明（7) 而向上跳動量推論部，則根據應用各種參數的下列公式 j u = d · h · L/S '

推論出電極的最佳向上跳動量j ιι，跳動速度推論部， 則根據應用各種參數的下列公式 jmp=Re· L · n/S 推論出最低程度所需之電極的跳動速度j mp。 此外，根據與本發明相關的刻模放電加工機之跳動控 制裝置的各種參數，包含有：電極與被加工物之間的間隙 d ;電極前端的加工面到被加工物上面為止的加工面長度 h ;位於被加工物上面的電極外周長L ;電極的前端寬度 w ;加工液的動黏度η ;以及表示加工液的慣性力與黏力的 比的常數R e，常數R e，係根據跳動速度推論部所推論的電 極的跳動速度，設定成大於1 0的數值，當被加工物的加工 形狀為肋狀時，向上跳動量推論部，係根據應用各種參數 的下列公式 j u = 2 d · h / w 推論出電極的最佳向上跳動量j ιι，而跳動速度推論 部，則根據應用各種參數的下列公式 jmp=2Re · n/w 推論出電極的最佳跳動速度。 [發明之實施形態] 第1實施形態 以下，參照圖面，詳細說明本發明之第1實施形態。

313622.ptd 第13頁 589234 五、發明說明（8) 第1圖係本發明之第1實施形態中的刻模放電加工機之 跳動控制裝置的概略方塊構成圖。 在第1圖中，加工用的電極1，係與被加工物呈相對配 置。 ’、 被加工物2，設置在儲存有加工液的加工漕3内，被加 工物2的加工面，係由加工液所覆蓋。 電極1，固定在主軸4的一端並朝z軸（垂直）方向驅 動。 主軸4具有馬達5，馬達5係藉由馬達驅動裝置6所驅 % ° 馬達驅動裝置6，由與跳動條件推論部8相關的軸進程 控制部7所控制。亦即，軸進程控制部7，係藉由馬達驅動 裝置6來控制主軸4的驅動量，並控制電極1對被加工物2的 垂直位置。 跳動條件推論部8，具有：推論向上跳動量j u的向上 跳動量推論部8 a ;與推論跳動速度j mp的跳動速度推論部 8 b，係根據各種參數（如後述），以向上跳動量j u以及跳 動速度j mp做為跳動條件以進行推論（或是推定演算）。 亦即，跳動條件推論部8，為了將被加工物2加工中產 '於電極1與被加工物2之間的淤渣排出，而產生可用以讓 電極1進行跳動運動的跳動條件並輸入至軸進程控制部7。 加工電源裝置9，係在裝置於主轴4 一端的電極1，與 隔著加工液與電極1呈相對配置的被加工物2之間，施加由 直流電流所形成的加工用脈衝電壓。

313622.ptd 第14頁 589234 五、發明說明（9) 藉由使用者的操作輸入各種資料的輸入部1 〇，係配合 加工前使用者所決定的資料（電極1的形狀亦即被加工物2 的加工形狀，加工液的動黏度η等）設定各種加工條件， 而將與跳動條件相關的各種加工條件輸入加工電源裝置9 以及N C部1 1。 包含演算處理部的NC部1 1，係根據使用者所輸入的資’ 料（包含加工形狀等的加工條件）；及轴進程控制部7的 控制量（加工中的加工狀態），算出跳動推論所需之參數 並輸入跳動條件推論部8。 軸進程控制部7，具備有作為加工階段檢測裝置的機 能，係根據控制量（主軸4的移動量）檢測出被加工物2的 加工階段。 此外，預先被輸入至輸入部1 0的加工條件，隨著加工 階段的不同而包含不同的複數的設定值。 N C部1 1，例如具有第1至第4的演算部1 1 a至1 1 d，可根 據配合加工階段的適切的加工條件，算出跳動條件的推論 所需要的各種參數。 ‘ 第1演算部1 1 a，係根據加工形狀以及加工狀態來算出 電極1的前端的加工面到被加工物2的上面為止的加工面長 度h，而第2演算部1 1 b，則是根據加工形狀以及加工狀態 算出位於被加工物2上面的電極1的外周長L。 此外，加工面長度h，為加工面周圍的Z轴方向的距 離，即使到達加工面前端部為止的深度一致，也會因加工 形狀（有無斜面部或曲面等）而有所差異。

313622.pt.cl 第15頁 589234 五、發明說明（ίο) 此外’第3演算部1 1 c，係根據加工形狀以及加工狀態 算出電極1的前端的加工面積S，第4演算部1 1 d，則根據加 工條件算出電極1與被加工物2之間的間隙d。 跳動條件推論部8，係在進行被加工物2的加工前，根 據應用各種參數的前饋控制，來推論跳動條件。 藉此’跳動條件推論部8，可在開始進行被加工物2的 加工時’迅速產生做為目標值的跳動條件。 舉例而言，向上跳動量推論部8 a，係運用電極1的形 狀資訊’間隙d以及加工面長度h，來推論電極1的最佳向 匕跳動量j U 〇 此外’若能夠根據對應參數值的標記資料求得跳動條 件的活’便能夠在更短時間内產生預先推論的跳動條件 (資料值）。 第2圖係電極1與被加工物2的相對部的放大斜視圖， 顯示出跳動條件推論部8所使用的加工形狀參數。 在此，亦顯示被加工物2進行加工的狀態，電極丨的前 端凸部以及梯形形狀的斜面部則插入被加工物2中。 ⑴ 第2圖，顯示電極1的前端加工面到被加工物2的上面 為止的加工面長度h ;位於被加工物2的上面的電極丨的外 1長L;電極1的前端的加工面積S;以及電極丨與被加工 2之間的間隙己。 NC部1 1，係由加工形狀算出電極前端的加工面積s， 此外，亦對照加工形狀以及主軸4的進程量算出加工面斧 度h以及電極外周長L，同時，還根據加工條件來算出間&隙

313622.ptd 苐16頁 589234 五、發明說明（11) d 〇 此外，在加工中變更加工條件時，N C部1 1，將計算出 對應變更後數值的間隙d。 此外，如第2圖所示，當加工階段繼續進行，而例如 將電極1的斜面部的一部份插入被加工物2之中時，N C部 1 1，將會算出配合加工階段的加工面長度h。 在NC部11中，當上述資料值（各種參數）一被算出， 為了推論出排出淤渣時所需的向上跳動量，各資料值將被 送至跳動條件推論部8。 以下，針對在跳動條件推論8内的向上跳動量推論部 8 a所實行的規則A 1至A 4進行說明。 下列例子，係說明除所對照之參數之外，其他均維持 不變的情形。 在向上跳動量推論部8 a中，為了求出向上跳動量，乃 使用下列參數。 h ： 從電極前端加工面到被加工物上面為止的加工面 長度 L : 位於被加工物上面的電極外周長 d : 電極與被加工物之間的間隙 S: 電極前端的加工面積 「規則A 1」：係關於加工面長度h， 加工面長度h愈長，則向上跳動量j u愈大。 加工面長度h愈短，則向上跳動量j u愈小。 「規則A 2」：係關於電極1的外周長L，

313622.ptd 第17頁 589234 五、發明說明（12) 外周長L愈長，則向上跳動量j u愈大。 外周長L愈短，則向上跳動量j 11愈小。 「規則A 3」：係關於間隙d， 間隙d愈大，則向上跳動量j u愈大。 間隙d愈小，則向上跳動量j II愈小。 「規則A 4」：係關於加工面積S， 加工面積S愈大，則向上跳動量j u愈小。 S愈小，則j u愈大。 如上所述，當向上跳動量j u —被決定，該指令（控制 量）將被送至轴進程控制部7，以驅動馬達驅動裝置8，並 讓主軸4產生跳動運動。 第3圖係說明在本發明第1實施形態中，進行跳動控制 時的加工時間（h 〇 u r )與加工深度（m m )的關係特性圖。 由第3圖得知，依照習知裝置（參照虛線），5個鐘頭的 加工時間，可達到2 0 m m程度的加工深度，相對地，在本發 明的第1實施形態（參照實線）中，5個鐘頭的加工時間， 則可達到30ram程度的加工深度。 亦即，習知裝置，不僅無法完全排出淤渣同時還需要 更長的加工時間，而根據本發明的第1實施形態，則可在 j工前，由電極1的形狀資料來預測加工後的形狀及精 度，藉由觀察淤渣不易排出的位置（與電極1的前端部及 側面段差部等相對的加工面）來決定跳動條件，便可以迅 速且良好地將放電產生部的淤渣予以排出。 因此，可不拘限於被加工物2的加工形狀的不同，預

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五、發明說明（13) 測出敢佳的跳動條件， — 可縮短加工時間。 如第3圖内的實線特性所示一般， 此外，除了縮銪力 ^ 第4圖為電極}的；：％間之外’尚能提升加工精度。 剖面圖。 /狀以及被加工物2的加工形狀的側 第4圖顯示，習知駐罢 m ^ 扃雷朽1ΛΑ7Ϊ二*、 裝置’因無法元全排出淤渣，而會 在電極1的側面滯留淤、、杏 曰 沾里么+ 、/查而必須使在側面產生2次放電，其 、：a在加工形狀側面形成小的彎曲部，而降低加工精’、 度0 、 相對地，根據本發明之第1實施形態，藉由確實且迅 速地將於渣予以排出’可使二次的側面放電減少並避免加 工時的不穩定狀態，除了可縮短被加工物2的加工時間 外’還可提升加工精度。 形態 另外，在上述第1實施形態中，並未具體考慮存在於 電極1與被加工物2之間的加工液的動黏度η，但可在跳動 條件推論部8中，除前述參數之外’亦運用加工液的動黏 度η，來推論（預測）出最小限度所需之跳動速度j m Ρ。 亦即，跳動條件推論部8 (參知第1圖）’係根據以加 工條件為依據的電極1與被加工物2之間的間隙d，加工液 的動黏度η，電極1的形狀資訊（加工面長度h，電極外周 長L )，預測向上跳動量j u以及最低限度所需之跳動速度 j m p 〇 在該情況下，只要從N C部1 1取得各種參數，跳動條件

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589234 五、發明說明（14) 推論部8，便可根據各種參數推論出前述向上跳動量j u， 同時，還可運用加工液的動黏度η，推論出排出淤渣所需 之跳動速度j m ρ。 以下，說明本發明第2實施形態中的跳動條件推論部8 所實行的規則B1，B 2。 以下例子，係說明除對照之參數之外，其餘均維持不 變的情形。 ' 在該情形下，向上跳動量推論部8 a以及跳動速度推論 部8 b，係運用下列參數來求出向上跳動量j II以及跳動速度 imp0 L :位於被加工物上面的電極外周長 S:電極前端的加工面積 η :加工液的動黏度 「規則Β 1」：係關於電極外周長L， 電極外周長L愈長，則向上跳動量j u愈大，跳動速動 j m p也愈大。 電極外周長L愈短，則向上跳動量j u愈小，跳動速動 j m p也愈小° 「規則B 2」：係關於加工面積S， 加工面積S愈大，則向上跳動量：j u愈小，跳動速動j m p 也愈小。 加工面積S愈小，則向上跳動量：j II愈大，跳動速動j m p 也愈大。 「規則B 3」：係關於動黏度η，

313622.ptd 第20頁 589234 五、發明說明（15) 動黏度η愈大，則跳動速動j m p愈大。 動黏度η愈小，則跳動速動j mp愈小。 如此，在決定向上跳動量j u以及跳動速度j m p之後， 該指令（控制量）會被送至軸進程控制部7，以驅動馬達 驅動器8並讓主轴4進行跳動運動。 一般而言，若將跳動速度jmp設得過大，則電極1與被 加工物2之間，將形成較大氣壓為小的壓力區域（負壓區 域），而使加工液汽化（空洞現象）。 如此，因加工液的汽化而產生氣泡後，將會降低於渣 的排出效果。 此外，如前述一般，上述負壓區域，會對電極2產生 大於容許值的力量，而引起主軸4的變形。 此外，相反地，若將跳動速度j m p設定得過小，如前 述一般，在電極1下降時，淤渣不會如同由加工部排出至 周圍一般充分飛散，而會產生電極1上升時再度流入加工 部而出現逆流的現象。 相對於此，根據本發明之第2實施形態，可預測最低 限度所需之跳動速度j m p，藉由防止由一端流出的於渣的 逆流，確實且迅速地排出淤渣，可防止加工時產生不穩定 的狀態。 因此，除了縮短加工時間外，尚可提升加工形狀的精 度。 另外，藉由將發生於跳動動作中的電極1與被加工物2 之間的負壓控制在最小限度中，可讓淤渣的排出進行良

313622.ptd 第21頁 589234 五、發明說明（16) 妤，因此除了縮短加工時間外，尚可抑制因主軸4的變形 而產生的加工精度的降低。 第3實施形態 此外’在上述第2實施形態中，並未具體言及向上跳 動量j u的算出公式，但亦可利用運用加工面長度h，電極 外周長L，加工面積S以及間隙d的公式來算出向上跳動量 j u 〇 另外，在第2實施形態中，並未具體言及跳動速度jmp 的算出公式，但亦可利用運用間隙d，電極外周長l，加工 面積S，加工液的動黏度η，及無因次常數（表示加工液的 慣性力與黏力的比的雷諾數）Re的公式來算出跳動速度 jmp 〇 在該情形下，各種參數，係包含代表加工液的慣性力 與黏力的比的無因次的常數（雷諾數）Re。 此外’常數Re，係與跳動速度j mp成一定比例，藉由 在跳動速度推論部8b中，將跳動速度jmp設定為較大的 值，而設定成大於「10」的數值。 首先’跳動條件推論部8内的向上跳動量推論部8a， 係應用加工面長度h、被加工物上面的電極外周長L、電極 々端的加工面積S及電極1與被加工物2之間的間隙d，藉由 根據前述規則A1至A4的下列公式（1 )，算出（推定演算） 電極1的最佳向上跳動量j u。 ju-d · h · L/S · · · (j ) 上述Π )式所獲得的向上跳動量]· u，係指在進行跳動

313622.ptd 第22頁 589234 五、發明說明（17) 運動前，位於電極1之不易排出的位置的加工液，藉由跳 動運動到達被加工物2的上面時所需的值。 另外，跳動條件推論部8内的跳動速度推論部8 b，係 應用電極1與被加工物2之間的間隙d ;位於被加工物上面 的電極外周長L;電極前端的加工面積S;加工液的動黏度 η ;「1 0」以上的常數（雷諾數）Re，藉由根據前述規則B 1 至B 3的下列公式（2 )，算出（推定演算）最低限度所需之 電極1的跳動速度j m ρ。 jmp=Re*L*n/S · · · (2) 上述（2 )式，係將由電極1與被加工物2之間的間隙d排 出的加工液流速；加工液的動黏度η ;以及代表尺寸所表 示的無因次常數R e (加工液的慣性力/黏性力）的公式， 依照跳動速度j m ρ而變形的。 第5圖，係常數R e與加工速度（m m3/ m i η )之間的關係特性 圖。 依第5圖所示，常數Re的值在小於「10」的區域内， 因加工液的黏力影響增大之故，而導致加工速度降低。 因為，當Re $10時黏力的影響變大，含有存在於電極 1與被加工物2之間的極間的淤渣的加工液，會被排出至被 加工物2的上面，但並不會完全遠離加工部附近，因此淤 渣將藉由下一次的跳動運動於極間逆流，其結果將使於潰 無法排出極間而導致加工不穩定。 另一方面，在常數Re大於「10」的區域中，因加工液 的慣性力影響變大，將使加工速度變大。

313622.ptd 第23頁 589234 五、發明説明（18) 因為’當Re>10實因慣性力影響變大，藉由跳動運動 町讓淤渣自加工部飛散至遠處，其結果將使加工變得穩 定。 藉由上述（1)式以及（2)式’可推論出各加工進行狀態 中最佳的向上跳動量ju及跳動速度jmp。 第6圖係本發明之第3實施形態’在進行跳動控制時的 加工時間（hour )與加工深度（mm )的關係特性圖。 在第6圖中，相對於習知上（參照虛線）\°可以2個鐘 頭的加工時間達到20龍程度的加工深度，在本發明（參昭 實線）:，則以2個鐘頭的加工時間即可達到3〇㈣程度>的、、 加工深度。 二為放大斜視圖’係利用部分剖面圖來顯 示本發明之弟3貝施形態在進行跳動控制時的加工开彡狀。 在第7圖中，電極前端的角度0為6〇度 的 寬度 w為 3mm ’ 深度ί^60ιηπι。

在該情=下，因電極前端的面積（=w· Η)為ΐ8〇⑽L η ;若ϊ由習知的跳動控制裝置’ @向上跳動 二無法充分排出游漬，而需要更長的 相對於此，若藉由本發明之第3實施形態，則可以不 拘限於電才& 1的开“欠（加工形狀）迅速且 的排出，並可縮短加工時間。 乜進仃淤產 佈=圖，，/if:/物2的側面加工後的加工面形狀的分 佈况明圖h軸係對應加卫面長度h，而縱_是對應被

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589234 五、發明說明（19) 加工物2的加工面的位置變動量。 在第8圖中，（a )為習知裝置下的加工面的分佈圖， (b)則為本發明的第3實施形態下的加工面的分佈圖。 此外，在第8 ( a )，（ b )中，兩者的橫軸的每一刻度為 2 m m，而縱軸的每一刻度則相當於5 0 // in。 藉由習知裝置，如第8 ( a )圖所示，會因於潰的排出不 良而形成更大的彎曲形狀，但是根據本發明，則如第8 ( b) 圖所示，可使加工形狀的彎曲量減少。 如此一來，根據本發明之第3實施形態，可定量地推 論出排出淤渣時所需的跳動條件，並如同前述一般，除了 可迅速確實地進行淤渣的排出外，同時可提升加工精度。 此外，當電極1 (加工形狀）為肋狀時，同樣可達到 如前述一般的作用效果。 第4實施形態 此外，在第3實施形態中，雖未具體言及電極1為肋狀 時的跳動控制，當電極1.為肋狀（縱橫比（=深度Η/前端寬 度w)極大）時，可藉由近似式來求出跳動條件。 第9圖係適用於本發明之第4實施形態的肋狀的電極1 的側剖面圖，電極1的深度Η (參照第7圖）係對應前端寬 度w設定為極長。 第9圖，顯示加工面長度h，電極1與被加工物2之間的 間隙d，電極1的前端寬度w。 根據第9圖所示之構成，係藉由加工形狀，來決定電 極1的前端寬度w。

313622.ptd 第25頁 589234 五、發明說明（20) 此外，可經由對應加工形狀與 前· β沾加工面篡屮和丨&..... 轴4的造程直的電極 h ° 端的加工面算出到達被加工物：=裎量的電* 印為止的加工面長度 電極1與被加工物2之間的間隙4 係籍由加工條件算

Ua ' ^ 此外，加工中如變更加工條件， 電極1與被加工物2之間的間隙d。、丨對應忒值而汁异出 在該情形下，跳動條件推論部8 (參 由運用由電極前端的加工面（或是恭 Η 係糟 物上面為止的力面長度h;電極丨的前端寬度w;電極丨鱼 被加工物2之間的間隙d的下列⑺式，算出最佳向上跳動、 量ju。 ju=2d*h/w · · · (3) 而跳動條件推会部8 ’則是藉由運用電極1的前端寬度 w ;加工液的動黏度n ’常數（表示加工液的慣性力與黏力 的比的雷語數）Re的下列（4)式，算出最佳的跳動速度 jmp ° jmp=2Re· n/w · · · (4) 此外，上述（4)式内的常數Re，與前述（2)式的情形相 1，設定為大於「10」的值。 如此，可藉由（3 )式以及（4 )式，推論出各加工狀態中的 向上跳動量：ί u以及跳動速度j mp的最佳值，並可將控制予 以簡化。 第1 0圖為說明本發明之第4實施形態，在進行跳動控

313622.ptd 第26頁 589234 五、發明說明（21) $ ^的加工時間（m i n )與加工深度（mra )之間的關係的特性 圖。 么在第1 0圖中，相對於以往（參照虛線），可以1 2 0分 知（2個鐘頭）的加工時間達到4 _程度的加工深度，在 本發明（參照實線）中，則以2個鐘頭的加工時間即可達 到6〇_程度的加工深度。 亦即，習知裝置，如第1 〇圖内的虛線特性所示一般， 匕工深度愈深則所需加工時間便愈長，但依照本發明之第 ^只施形態，藉由上述之（3)式以及（4)式，即使加工深度 •交深，依然能夠迅速且確實地將淤渣排出，並縮短加工時 亦可根據簡化的 此外，除了與前述相同的效果之外 演算公式求出跳動條件。 [發明之功效] 如 一端的 之間施 之跳動 制電極 加工物 出’而 入轴進 前，輸 工條件 上述一 電極， 加脈衝 控制裝 對被加 加工中 推論出 程控制 入與 為依據 般，根據本 與隔著加工 電壓，以對 置，具備有 工物的垂直 ’將產生於 用以使電極 部的跳動條 動條件相關 的各種參數 發明， 液與電 被加工 :用以 位置的 電極與 進行跳 件推論 的加工 ’並輸 極呈相對 物加工的 控制主轴 軸進程控 被加工物 動運動的 部；在對 條件的輪 入跳動條 種在裝 配置的 刻模放 的驅動 制部； 之間的 跳動條 被加工 入部； 件推論

電力口工 量，以 為了在 淤渣排 件，並 物力ϋ工 算出以 部的NC

313622.ptd 589234 五、發明說明（22) 部，而跳動條件推論部，係根據運用各種參數的前饋控制 來推論跳動條件，因此，可獲得一種刻模放電加工機之跳 動控制裝置，具有不拘限於加工形狀的不同，而能夠迅速 且確實地排出淤渣，並可在縮短加工時間的同時提高加工 精度的效果。 此外，根據本發明，係屬於一種在裝置在主軸一端的 電極，與隔著加工液與電極呈相對配置的被加工物之間施 加脈衝電壓，用以對被加工物加工的刻模放電加工機之跳 動控制裝置，具備有：藉由控制主軸的驅動量以控制電極 、被加工物的垂直位置的軸進程控制部；在被加工物加工 中，為了將產生於電極與被加工物之間的淤渣排出，而推 論出讓電極進行跳動運動的跳動條件，並輸入軸進程控制 部的跳動條件推論部；在被加工物加工前，輸入與跳動條 件相關的加工條件的輸入部；算出以加工條件為依據的各 種參數，並輸入跳動條件推論部的N C部，而跳動條件推論 部，係根據使用各種參數之前饋控制來推論跳動條件，因 此，可獲得一種刻模放電加工機之跳動控制裝置，具有不 拘限於加工形狀的不同，而能夠迅速且確實地將淤渣予以 排出，並在縮短加工時間的同時也能夠提高加工精度的效 〇 ^ .- 此外，根據本發明，係屬於一種在裝置在主軸一端的 電極，與隔著加工液與電極呈相對配置的被加工物之間施 加脈衝電壓，用以對被加工物加工的刻模放電加工機的跳 動控制裝置，具備有：藉由控制主軸的驅動量以控制電極

313622.ptd 第28頁 589234 五、發明說明（23) 對被加工物的垂直位置的軸 中，為了將產生於電極與被 論出讓電極進行跳動運動的 部的跳動條件推論部；在被 件相關的加工條件的輪入部 種參數，並輸入跳動條件推 部，係在開始進行被加工物 的跳動條件推論為目標值並 刻模放電加工機之跳動控制 的不同，而能夠迅速且確實 加工時間的同時也能夠提高 此外，根據本發明，尚 測出被加工物的加工階段的 件，係包含有配合加工階段 而NC部，則根據配合加工階 數，因此，可獲得一種刻模 具有不拘限於加工形狀的不 渣予以排出，並在縮短加工 度的效果。 此外，根據本發明’各 訊，跳動條件推論部，則包 動量的向上跳動量推論部； 跳動速度推論部，因此’可 動控制裝置，具有不拘限於 進程控制部；在被加工物加工 加工物之間的淤渣排出，而推 跳動條件，並輸入軸進程控制 加工物加工前，輸入與跳動條 ;算出以加工條件為依據的各 論部的N C部，而跳動條件推論 加工時，將以各種參數為依據 予以輸出，因此，玎獲得一種 裝置，具有不拘限於加工形狀 地將淤渣予以排出’並在縮短 加工精度的效果。 具備有：根據主轴的移動量檢 加工階段檢測裝置’其加工條 而有所不同的複數的設定值’ 段的加工條件，來算出各種參 放電加工機之跳動控制裝置’ 同，而能夠迅速且確實地將於 時間的同時也能夠提高加工精 種參數，含有電極的形狀資 含有：用以推論電極的向上跳 及用以推論電極的跳動速度的 獲得一種刻模放電加工機之跳 加工形狀的不同，而能夠迅速

589234 五、發明說明（24) 且確實地將淤渣予以排出，並在縮短加工時間的同時也能 夠提高加工精度的效果。 此外’根據本發明，各種參數，包含有：根據被加工 物的加工條件所算出的電極與被加工物之間的間隙；及由 電極的前端的加工面到被加工物的上面為止的加工面長 度，向上跳動量推論部，係使用電極的形狀資訊，間隙以 及加工面長度來推論電極的最佳向上跳動量，因此，可獲 得一種刻模放電加工機之跳動控制裝置，具有不拘限於加 工形狀的不同，而能夠迅速且確實地將淤渣予以排出，並 生縮短加工時間的同時也能夠提高加工精度的效果。 此外，根據本發明，各種參數，包含加工液的動黏 度，跳動速度推論部，係使用加工液的動黏度，來推論最 低程度所需之電極的跳動速度，因此，可獲得一種刻模放 電加工機之跳動控制裝置，具有不拘限於加工形狀或加工 液動黏度的不同，而能夠迅速且確實地將於渣予以排出， 並在縮短加工時間的同時也能夠提高加工精度的效果。 此外，根據本發明’各種參數’包含有：電極與被加 工物之間的間隙d ;從電極的前端的加工面到被加工物的 上面為止的加工面長度h;位於被加工物的上面的電極的 :、周長L;電極的前端的加工面積S;加工液的動黏度n; 以及表示加工液的慣性力與黏力的比的常數R e，常數r e， 係根據跳動速度推論部所推論的電極的跳動速度，設定成 大於1 0的數值，向上跳動量推論部，係根據使用各^參數 的下列公式

313622.ptd 第30頁 589234 五、發明說明（25)

ju=d · h · L/S

推論出電極的最佳向上跳動量：i u，而跳動速度推論 部，則根據使用各種參數的下列公式 jmp=Re · L · n/S 推論出最低程度所需之電極的跳動速度j m p，因此， 可獲得一種刻模放電加工機之跳動控制裝置，具有不拘限 於加工形狀的不同，而能夠迅速且確實地將淤渣予以排 出，並在縮短加工時間的同時也能夠提高加工精度的效 果。 此外，根據本發明，各種參數，包含有：電極與被加 工物之間的間隙d ;電極的前端的加工面到被加工物的上 面為止的加工面長度h;位於被加工物的上面的電極的外 周長L;電極的前端寬度w;加工液的動黏度η;以及表示 加工液的慣性力與黏力的比的常數R e，而常數R e，係根據 跳動速度推論部所推論的電極的跳動速度，設定成大於10 的數值，當被加工物的加工形狀為肋狀時，向上跳動量推 論部，係根據使用各種參數的下列公式 j u 二 2 d · h / w 推論出電極的最佳向上跳動量j u，而跳動速度推論 部，則根據使用各種參數的下列公式 j mp = 2Re · n/w 推論出電極的最佳跳動速度，因此，特別在被加工物 為肋狀時，可獲得一種刻模放電加工機之跳動控制裝置， 具有可將跳動條件的推論簡略化的效果。

313622.pid 第31頁 589234 圖式簡單說明 [圖面之簡單說明] 第1圖，為本發明之第1實施形態的方塊構成圖。 第2圖，係將使用在本發明之第1實施形態中的各種參 數連同電極以及被加工物一同顯示的斜視圖。 第3圖，係用以說明本發明之第1實施形態中的加工時 間的特性圖。 第4圖，係用以說明本發明之第1實施形態中的加工精 度的側剖面圖。 第5圖，係用以說明本發明之第2實施形態中的加工時 閟的特性圖。 第6圖，係用以說明本發明之第3實施形態中的加工時 間的特性圖。 第7圖，係以部分剖面圖說明本發明之第3實施形態中 的跳動控制時的加工形狀的放大斜視圖。 第8圖，係被加工物的加工部側面形狀的分佈說明 圖，（a)為習知裝置的力π工面的分佈圖，（b)為本發明之第 3實施形態中的加工面的分佈圖。 第9圖，為適用於本發明之第4實施形態的肋骨形狀的 電極1的側剖面圖。 第1 0圖，係用以說明本發明之第4實施形態中的加工 時間的特性圖。 [元件符號說明] 1 電極 2 被加工物 3 加工槽 4 主轴

313622.ptd 第32頁 589234

圖式簡單說明 7 軸 進 程 控 制 部 ( 力口工 階 段檢 測 裝 置 ) 8 跳 動 條 件 推 論 部 8 a 向 上 跳 動 量 推 論 部 8b 跳 動 速 度 推 部 9 加 工 電 源 裝 置 10 輸 入 部 11 NC部 11a 至 lid 演 算 部 d 間 隙 h 加 工 面 長 度 j u 向 上 跳 動 量 j mp 跳 動 速 度 Μ L 電 極 的 外 周 長 S 加 工 面 積 313622.ptd 第33頁

Claims (1)

1. 放電加工機之跳動控制裝置，係 端的電極，與隔著加工液與前述電 加工物之間施加脈衝電壓，以力 模放電加工機之跳動控制裝工 、夏’其 申：專利範園 〜種刻模 於主軸一、 配置的被 工物的刻 備有： ^ 用以 前迷被加 為了 極與前述 極進行桃 部的桃動 在前 關的加工 ^ 算出 前述跳動 而前 數的前饋 一種刻模 於主軸一 配置的被 物的刻模 有： 用以 前述被加 控制前述主 工物的垂直 在前述被加 被加工物之 動運動的跳 條件推論部 述被加工物 條件的輸入 以前述加工 條件推論部 述跳動條件 控制來推論 放電加工機 端的電極， 加工物之間 放電加工機 軸的驅動量 位置的軸進 工物之加工 間的漿排出 動條件，並 加工前，輸 部； 條件為依據 的N C部， 推論部，係 前述跳動條 之跳動控制 與隔著加工 施加脈衝電 之跳動控制 ，以控制前 程控制部； 中，將產生 ’而推論出 輪入前述轴 入與前述跳 的各種參數 根據使用前 件。 裝置，係屬 液與前述電 壓以加工前 裝置，其特 控制前述主軸的驅動量，以控制前 工物的垂直位置的軸進程控制部； 於在裝置 極呈相對 前述被加 特徵為具 述電極對 於前述電 讓前述電 進程控制 動條件相 ，並輸入 述各種參 於在裝置 極呈相對 述被加工 徵為具備 逑電極斟

   第34頁 589234 、申請專利範圍 在前述被加工物之加工中，為了將 極與前述被加工物之間的游毁排出，而ί ^前述電 電極進行跳動運動的跳動條件’並輸入出讓前迷 制部的跳動條件推論部； 迷轴進程控 在前述被加工物加工前， 關的加工條件的輸入部； 明〃别述跳動條件相 二算出以前述加工條件為依據的各種參 刖述跳動條件推論部的N c部， 並輪入 3· 二而前述跳動條件推論部，係在前述被Λ 别，使用前述各種參數來推論前述跳 口工物加工 模放電加工機之跳動控制裝置n 配詈Ϊ、广的電極，與隔著加工液與前述電極。裝置 "、3加工物之間施加脈衝電壓，以加工Α王相對 U的刻模放電加工機之跳動控制裝置，盆=述被加 備有： /、符徵為具 =以控制前述主轴的驅動量，以控制 述被2工物的垂直位置的轴進程控制部；電極對 搞Ϊ刖述被加工物之加工中，為了將產生於< 雷Γ别述被加工物之間的淤毁排出，而推論出=述電 電極進行跳動 ^ 讓前述 涂丨丨如H 初運動的跳動條件’亚輸入前述細、♦ 制部的^動條件推論部； ^軸進程控 關的加工物加工前，輸入與前述跳動條件相 二工條件的輸入部； 千相 “以前述加工條件為依據的各種參數，並輪入

   589234 六、申請專利範圍 前述跳動條件推論部的N C部， 而前述跳動條件推論部，係在前述被加工物開始 加工前，將以前述各種參數為依據的前述跳動條件推 論為目標值並予以輸出。 4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之刻模放電加工機 之跳動控制裝置，其中，具備有：根據前述主轴的移 動量檢測出前述被加工物的加工階段的加工階段檢測 機構， 前述加工條件，係包含配合前述加工階段而有所 不同的複數的設定值， 而前述N C部，則根據配合前述加工階段的加工條 件，來算出前述各種參數。 5. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之刻模放電加工機 之跳動控制裝置，其中，前述各種參數，包含有前述 電極的形狀情報，而前述跳動條件推論部，包含有： 用以推論前述電極的向上跳動量的向上跳動量推論 部；及用以推論前述電極的跳動速度的跳動速度推論 部。 6. 如申請專利範圍第5項之刻模放電加工機之跳動控制裝 置，其中，前述各種參數，係包含根據前述被加工物 的加工條件所算出的前述電極與前述被加工物之間的 間隙；及由前述電極的前端的加工面到前述被加工物 的上面為止的加工面長度， 前述向上跳動量推論部，係使用前述電極的形狀

   313622.ptd 第36頁 589234 六、申請專利範圍 資訊’前述間隙以及前述加工面長度來推論前述電極 的最佳向上跳動量。 7 ·如申請專利範圍第5項之刻模放電加工機之跳動控制裝 置，其中，前述各種參數，包含前述加工液的動黏 度’前述跳動速度推論部，係使用前述加工液的動黏 度’來推論最低程度所需之前述電極的跳動速度。 8 ·如申請專利範圍第5項之刻模放電加工機之跳動控制裝 置，其中，前述各種參數，包含有：前述電極與前述 被加工物之間的間隙d ;前述電極的前端的加工面到前 述被加工物的上面為止的加工面長度h;位於前述被加 工物的上面的前述電極的外周長L;前述電極的前端的 加工面積S，前述加工液的動黏度η，以及表不别述加 工液的丨貝性力與黏力的比的常數R e ’ 前述常數Re，係根據前述跳動速度推論部所推論 的前述電極的跳動速度，設定成大於10的數值’ 前述向上跳動量推論部，係根據使用前述各種參 數的下列公式 j u = d · h · L / S 曰 推論出前述電極的最隹向上跳動里]·u， 而前述跳動速度推論部，則根據使用前述各種參 數的下列公式 jmp=Re · L · n/S 推論出最低程度所需之前述電極的跳動速度]mp。

   589234 六、申請專利範圍 置，其中，前述各種參數，包含有：前述電極與前述 被加工物之間的間隙d ;前述電極的前端的加工面到前 述被加工物的上面為止的加工面長度h ;位於前述被加 工物的上面的前述電極的外周長L ;前述電極的前端寬 度w ;前述加工液的動黏度η ;以及表示前述加工液的 慣性力與黏力的比的常數R e， 前述常數R e，係根據前述跳動速度推論部所推論 的前述電極的跳動速度’設定成大於1 0的數值’ 當前述被加工物的加工形狀為肋狀時，前述向上 跳動量推論部，係根據使用前述各種參數的下列公式 j u 二 2 d · h / w 推論出前述電極的最佳向上跳動量j u， 而前述跳動速度推論部，則根據使用前述各種參 數的下列公式 j m p = 2 R e· n/w 推論出前述電極的最佳跳動速度。

   313622.ptd 第38頁