TWI422450B - 對於在精加工之局部條紋的產生具有抑制功能的線切割放電加工機 - Google Patents

Description

對於在精加工之局部條紋的產生具有抑制功能的線切割放電加工機

本發明係關於一種線切割放電加工機，其具備在精加工時能夠抑制局部條紋產生的功能。

使用圖14說明習知的線切割放電加工機的概要。

首先，線切割放電加工的1個循環週期，始於為了檢測是否能夠在加工槽20內的被加工物5與線電極4之間的間隙[以下，將該間隙稱為極間(machining gap)]放電，而對極間施加檢測電壓產生裝置2所產生的檢測脈衝電壓。該檢測電壓產生裝置2係根據設定放電休止時間記憶裝置15所輸出的信號來產生檢測脈衝電壓。

放電間隙檢測裝置6與被加工物5以及線電極4連接，並具備根據檢測脈衝電壓的降低來判斷極間是否處於可放電狀態的電路。然後，該放電間隙檢測裝置6，根據隨著極間變化而推移的檢測電壓，對進給脈衝運算裝置7輸出伺服進給用信號。

該進給脈衝運算裝置7，根據從放電間隙檢測裝置6所接收到的伺服進給用信號，產生進給脈衝間隔受到控制的脈衝列，並將所產生的脈衝列輸出到進給脈衝分配裝置8，以使反覆放電最佳化(通常係使極間電壓固定)。該進給脈衝分配裝置8，根據加工程式，將來自進給脈衝運算裝置7的脈衝列，分配給X軸馬達控制裝置9以及Y軸馬達控制裝置10，二者用來驅動載置著被加工物5的工作台。

當被加工物5與線電極4之間的電壓下降時，放電間隙檢測裝置6檢測出該電壓下降的情況，判斷為可放電，對主脈衝產生裝置1發送主脈衝投入信號S1。此時，主脈衝產生裝置1回應該投入信號S1，使極間產生主脈衝電壓，讓主脈衝電流(放電加工電流)流過極間。然後，在經過適當的休止時間讓極間冷卻之後，再次對上述間隙施加上述檢測脈衝電壓。將該動作循環重複實施， 便能夠進行線切割放電加工。

關於線切割放電加工技術(特別是能夠對應並處理將進行加工的被加工物的板厚會變化的技術)，以下的技術已為人所習知。

日本特開平11-221718號公報揭示以下技術：根據基準放電脈衝數與所檢測到的放電脈衝數的比值檢測出被加工物的板厚的變化，並控制放電能量，使在該板厚變化前後的加工電流密度不會發生變化，以防止板厚減少時的斷線。

日本特開2008-62303號公報揭示以下技術：將加工用脈衝電壓以複數脈衝的方式施加到極間，以抑制線電極的振動，並防止因為被加工物的厚度劇烈變化而形成高低差部進而產生條紋。

日本特開昭55-112728號公報揭示以下技術：當對被加工物實施增加板厚的加工時，在檢測出板厚的變化之後，用板厚增加前的加工電氣條件對既定區間進行加工，之後逐漸增大電氣加工條件，將較厚的板厚控制在最適當的數值。另一方面，日本特開昭61-95824號公報揭示以下技術：當對被加工物實施減少板厚的加工時，在檢測出板厚的變化之後，控制電氣加工條件，以板厚減少前的加工速度，對經過板厚變化檢測的較薄的板厚部的既定區間進行加工，然後逐漸增大該加工速度，將較薄的板厚控制在最適當的數值。

日本特開昭55-65033號公報揭示以下技術：根據加工進給速度的變化檢測被加工物的板厚的變化，當加工進給速度減少時增大加工電流，當加工速度增大時將加工電流降至最小值，之後逐漸增大到最適當的數值。

日本特開平5-154717號公報揭示以下技術：利用加工液的壓力與被加工物的板厚的組合預先設定並儲存複數加工條件，從壓力與板厚選出最適當的加工條件，藉此即使加工液的壓力或板厚產生變化，也能防止斷線或加工進給速度下降的情況發生。另外，日本特開2003-170316號公報揭示以下技術：利用加工液的壓力與被加工物的板厚的組合預先設定並儲存複數加工條件，根據所檢測到的不良脈衝數預測加工液的壓力，從該預測壓力與所檢測到板厚選擇最適當的加工條件，以防止斷線的情況發生。

日本特開平9-290328號公報揭示以下技術：利用放電脈衝能量與加工進給速度檢測被加工物的板厚，根據所檢測到的板厚切換電氣加工條件的強弱，以防止線電極斷線。

日本特開平5-305517號公報揭示以下技術：利用每單位時間的放電次數與加工進給速度檢測被加工物的板厚，根據所檢測到的板厚決定最適當的放電週期，藉此即使是薄板部也能夠實現不會斷線的高速加工。

線切割放電加工，如上所述，使被加工物與線電極之間的間隙、極間產生放電，藉以對被加工物進行加工。因此，當線電極在極間所產生的放電的衝撃以被加工物的頂面以及底面作為支點造成振動時，加工面不會形成平面而會形成些微的凹狀。

特別是，當對被加工物的板厚劇烈變化的部位(高低差部)進行加工(高低差加工)時，如圖15所示的條紋50那樣，在被加工物5的高低差部會產生條紋狀的切痕，造成線電極斷線的問題。圖16是用習知線切割放電加工機進行高低差部之加工的被加工物5在該高低差部所產生的條紋50(參照圖15)的深度用表面粗糙度計測器測量的剖面形狀的定性說明圖。

吾人認為當實施線切割放電加工時在高低差部造成條紋50的問題，應該是因為在線電極4與被加工物5之間的間隙、極間的放電狀態劇烈變化導致線振動的關係。另外，線電極斷線的問題，應該是因為對被加工物的薄板部供給太多放電能量的關係。

上述各專利文獻所揭示的技術，為了防止在粗加工中斷線，會在被加工物的高低差加工中控制放電能量，根據被加工物的板厚供給適當的放電能量。另一方面，在精加工中，通常是以固定的放電能量進行加工。這是為了製得均勻平滑之加工面的精加工特性，若像粗加工那樣根據不同的部位而改變放電能量的話，則被加工物的表面質感也會因為部位的不同而改變。

本發明之目的在於提供一種線切割放電加工機，其具有能夠抑制在被加工物厚度發生變化的部位產生條紋的功能，特別是在精加工中，提供一種線切割放電加工機，其具有能夠抑制在被加工物厚度發生變化的部位產生條紋的功能。

本發明係關於一種線切割放電加工機，其由加工用電源裝置對線電極與被加工物之間的間隙、極間投入脈衝電流以進行多重放電加工。然後，為了達成上述目的，本發明之線切割放電加工機包含：加工距離運算機構，其以既定距離為單位計算該線電極相對於該被加工物的相對移動量；能量計算機構，其求出在放電加工中該加工用電源裝置於該加工距離運算機構所計算的既定距離內所投入的能量；板厚變化檢測機構，其根據該能量計算機構所求出的能量檢測該被加工物的板厚變化；以及加工條件調整機構，當該板厚變化檢測機構檢測到板厚未發生變化時，給予指示沿用預先設定好的加工條件，另一方面，當檢測到板厚發生變化時，調整加工條件使該加工用電源裝置所投入的該能量減少。

上述線切割放電加工機亦可更包含前次投入能量記憶機構，其儲存在放電加工中該能量計算機構於該加工距離運算機構前次計算的既定距離內所求出的能量，然後，該板厚變化檢測機構，在該加工距離運算機構每次計算到該既定距離時，便根據該能量計算機構所求出的投入能量與前次投入能量記憶機構所儲存的投入能量，求出被加工物的板厚變化。

該能量計算機構所求出的由加工用電源裝置所投入的能量，可以是該加工用電源裝置所投入的脈衝電流的脈衝數，或是該加工用電源裝置所投入的脈衝電流的積分值。

該加工條件調整機構，亦可根據被加工物的板厚變化，調整讓施加於線電極與被加工物之間的間隙、極間的電壓休止的放電休止時間的長度，藉以調整該加工用電源裝置所投入的能量。

該板厚變化檢測機構亦可在所檢測到的板厚變化超過預先設定好的數值時才判斷為板厚發生變化。

本發明提供一種線切割放電加工機，其具有能夠抑制在被加工物厚度發生變化的部位產生條紋的功能，特別是在精加工中提供一種線切割放電加工機，其具有能夠抑制在被加工物厚度發生變化的部位產生條紋的功能。

參照圖1說明本發明之線切割放電加工機的第1實施形態。又，在圖1中，與圖14所示的習知線切割放電加工機相同的構造，會編上相同的符號。

主脈衝產生裝置1是為了進行放電加工，而在線電極4與被加工物5之間的間隙、極間，施加脈衝狀電壓(主脈衝電壓)的裝置。該主脈衝產生裝置1是由直流電源、由電晶體等開關元件所組成的電路、電容器的充放電電路等構件所構成的。

檢測電壓產生裝置2，為了檢測出線電極4與被加工物5之間的間隙、極間是否能夠放電，而對極間施加檢測脈衝電壓(比主脈衝產生裝置1的主脈衝電壓更低的電壓)。該檢測電壓產生裝置2是由電晶體等主動元件、電阻、由電容器等所組成的電路、直流電源等構件所構成的。

通電刷3是用來與線電極4通電的構件。該等通電刷3分別連接主脈衝產生裝置1的第1端子以及檢測電壓產生裝置2的第1端子。另外，被加工物5分別連接主脈衝產生裝置1的第2端子以及檢測電壓產生裝置2的第2端子。藉由這個構造，便可對被加工物5與對其相對移動的線電極4二者之間的間隙、極間施加由主脈衝產生裝置1所產生的主脈衝電壓以及由檢測電壓產生裝置2所產生的檢測脈衝電壓。

放電間隙檢測裝置6與被加工物5以及線電極4電性連接，並可根據檢測脈衝電壓的電壓下降，判斷線電極4與被加工物5之間的間隙、極間是否處於可放電狀態。該放電間隙檢測裝置6 若檢測到檢測脈衝電壓的電壓下降而判斷為可放電狀態，便對主脈衝產生裝置1發送主脈衝投入信號S1。另一方面，主脈衝產生裝置1在從放電間隙檢測裝置6接收到主脈衝投入信號S1之後，便產生主脈衝電壓，讓既定寬度的主脈衝電流(放電加工電流)流過線電極4與被加工物5之間的間隙、極間。另外，放電間隙檢測裝置6所輸出的主脈衝投入信號S1，也會輸入主脈衝數計數裝置12，並在此計算所輸入的脈衝數。然後，放電間隙檢測裝置6更對進給脈衝運算裝置7輸出伺服進給用信號。

進給脈衝運算裝置7根據放電間隙檢測裝置6的伺服進給用信號，產生進給脈衝間隔經過控制的脈衝列，並將所產生的脈衝列輸出到進給脈衝分配裝置8，使反覆放電最佳化(通常係使極間電壓固定)。該進給脈衝分配裝置8根據加工程式將所輸入的脈衝列分配成X軸、Y軸的驅動脈衝，並將該等分配驅動脈衝輸出到X軸馬達控制裝置9以及Y軸馬達控制裝置10，二者用來驅動載置著被加工物5的工作台。

加工距離運算裝置11，與X軸馬達控制裝置9以及Y軸馬達控制裝置10連接，並根據分別安裝在X軸驅動馬達(圖中未顯示)以及Y軸驅動馬達(圖中未顯示)上的位置檢測器(圖中未顯示)的位置回饋信號，求出線電極4相對於被加工物5的相對移動距離，每移動一預先設定好的距離(「既定距離」)，就分別對主脈衝數計數裝置12、前次主脈衝數記憶裝置13以及板厚變化檢測裝置14輸出信號S2。

主脈衝數計數裝置12，根據加工距離運算裝置11所輸出的「既定距離」檢測信號S2，而計算在放電加工進行「既定距離」的期間，由放電間隙檢測裝置6所輸入的主脈衝投入信號S1的數目。由於主脈衝產生裝置1會回應該主脈衝投入信號S1而輸出主脈衝，故從放電間隙檢測裝置6接收主脈衝投入信號S1的主脈衝數計數裝置12變成是在計算主脈衝的數目。主脈衝數計數裝置12根據加工距離運算裝置11的信號，將經過計數的主脈衝值輸出到前次主脈衝數記憶裝置13以及板厚變化檢測裝置14。

前次主脈衝數記憶裝置13將主脈衝數計數裝置12所計算的主脈衝數的計數值暫時儲存。該前次主脈衝數記憶裝置13，根據加工距離運算裝置11的信號(「既定距離」檢測信號S2)，將來自主脈衝數計數裝置12的本次主脈衝計數值輸入並儲存，同時將前次儲存的主脈衝計數值傳給板厚變化檢測裝置14。

該板厚變化檢測裝置14，根據從前次主脈衝數記憶裝置13所接收到的前次主脈衝數的計數值以及從主脈衝數計數裝置12所接收到的本次主脈衝數計數值，檢測被加工物5的板厚變化。

設定放電休止時間記憶裝置15儲存放電休止時間資料，並將所儲存的設定放電休止時間資料輸出到放電休止時間控制裝置16。該放電休止時間控制裝置16，根據從板厚變化檢測裝置14所接收到的板厚變化的資訊以及設定放電休止時間記憶裝置15所儲存的設定放電休止時間，控制放電休止時間。

圖2為線切割放電加工機從被加工物5板厚較厚之部位加工到較薄之部位的說明圖。以下說明以圖1所示的線切割放電加工機對圖2所示的具有高低差部的被加工物5進行加工的動作。

線電極4相對於被加工物5朝「加工方向D」(朝X軸方向)相對移動。Δx為「既定距離」。符號51為區間n，符號52為區間n+1，符號53為區間n+2。當線電極4位於區間n(51)時，線切割放電加工機對被加工物5的板厚較厚的部位(板厚t1)加工。另一方面，當線電極4位於區間n+1(52)以及區間n+2(53)時，線切割放電加工機對被加工物5的板厚較薄的部位(板厚t2)加工。

當線電極4對區間n(51)、區間n+1(52)、區間n+2(53)進行加工時，將主脈衝數計數裝置12所計算到的主脈衝數設為P(n)、P(n+1)、P(n+2)，整理出以下的算式：

P(n)＞P(n+1)=P(n+2)　‧‧‧‧‧‧‧‧　(1)

由於放電加工中的線電極4的徑長是固定的，若加工溝寬度方向的加工量設為固定的話，所計算到的主脈衝數會相依於被加工物5的板厚，因此上的算式(1)即表示被加工物5的各區間的板厚關係。若板厚較厚則加工量變多而主脈衝數也會變多，相反的若板厚較薄則加工量變少而主脈衝數也會變少。

加工距離運算裝置11在線電極4每相對於被加工物5移動一既定距離(在圖2中為Δx)便輸出信號S2。主脈衝數計數裝置12接收到加工距離運算裝置11的該信號S2，便將主脈衝數計數裝置12所計算到的主脈衝數P(n)輸出到前次主脈衝數記憶裝置13，然後，將主脈衝數計數裝置12歸零，開始計算下一回的主脈衝數。

在圖2中，線電極4在被加工物5的區間n(51)的加工結束之後，便移動到區間n+1(52)，在該區間n+1(52)的加工結束之後(亦即移動了既定距離Δx)，加工距離運算裝置11便輸出信號S2到主脈衝數計數裝置12與板厚變化檢測裝置14。此時，主脈衝數計數裝置12將主脈衝數P(n+1)分別輸出到前次主脈衝數記憶裝置13以及板厚變化檢測裝置14。同時，從前次主脈衝數記憶裝置13將被當作前次主脈衝數儲存起來的主脈衝數P(n)輸出到板厚變化檢測裝置14。

板厚變化檢測裝置14接收到作為前次主脈衝數的主脈衝數P(n)與作為本次主脈衝數的主脈衝數P(n+1)，計算兩者的差P(n)-P(n+1)，並根據該計算結果判定被加工物5的板厚變化。當板厚變化檢測裝置14檢測到被加工物5的板厚變化時，便對放電休止時間控制裝置16輸出板厚變化檢測信號。

放電休止時間控制裝置16從設定放電休止時間記憶裝置15接收根據加工條件所設定的設定放電休止時間Toff(s)的資料。該放電休止時間控制裝置16執行例如下述算式所示的運算處理以算出放電休止時間Toff(n+1)，並根據所算出的放電休止時間Toff(n+1)控制檢測電壓產生裝置2產生脈衝。

Toff(n+1)=Toff(s)×{1+K×|P(n)-P(n+1)|/P(n)}　‧‧‧‧‧‧‧‧(2)

在上式中，K為係數，且為正的實數。

上述算式(2)顯示出當加工從被加工物5的區間n(51)進入n+1(52)時，亦即，當從板厚較厚的部位(t1)進入較薄的部位(t2)時，放電休止時間Toff(n+1)被控制成比設定放電休止時間Toff(s)更長，也顯示出當從區間n+1(52)進入n+2(53)而板厚未發生變化時，放電休止時間與設定放電休止時間Toff(s)一致。這是因為對應上述算式(2)的「|P(n)-P(n+1)|」的「|P(n+1)-P(n+2)|」的數值為零。又，放電休止時間變長則放電能量減少。

另外，由於在上述算式(2)中使用板厚的變化「P(n)-P(n+1)」的絶對值，故當如圖2所示的加工從被加工物5的板厚較厚的部位進入較薄的部位時或是如圖3所示的從被加工物5的板厚較薄的部位進入較厚的部位時，放電休止時間均被控制成比設定放電休止時間Toff(s)更長。

圖3是從被加工物板厚較薄的部位加工到較厚的部位的說明圖。圖3所示的「加工方向D’」，是指線電極4從被加工物5A的板厚較薄的部位朝板厚較厚的部位相對移動的方向。上述算式(2)，如上所述的，是表示板厚的變化。由於使用「P(n)-P(n+1)」的絶對值，故在該圖3所示的板厚變化情況中，放電休止時間也被控制成比設定放電休止時間Toff(s)更長。

藉由上述的控制(放電休止時間的長度的調整)，當被加工物5的板厚沒有變化時會以固定的放電休止時間(設定放電休止時間記憶裝置15所儲存的設定放電休止時間)進行放電加工，另一方面，當被加工物5的板厚發生變化(無論板厚是從厚變薄還是從薄變厚)時，會延長放電休止時間，讓放電能量減少。

圖4是圖2或圖3所示的被加工物的板厚發生變化時放電休止時間的變化的說明圖，其顯示出放電休止時間只在板厚發生變化時(板厚變化部位)變長。又，在該圖4中，板厚變化部位的放電休止時間變長的狀態顯示出梯形形狀。這是因為線電極4的徑長的關係，線電極4對向被加工物5的面積，從高低差部的前部到後部，與線電極4相對於被加工物5的移動一起逐漸變化。

圖5係以本發明之線切割放電加工機對被加工物5的高低差部進行加工而用表面粗糙度計測器測量該高低差部的剖面所得到的測量結果的定性說明圖。另一方面，圖16為使用前述的習知線切割放電加工機對被加工物的高低差部進行加工然後用表面粗糙度計測器測量在該高低差部所產生的條紋50(參照圖15)的深度所得到的測量結果的定性說明圖。比較圖5與圖16可知，本發明之線切割放電加工機的放電加工可減輕在高低差部所產生的條紋深度。

另外，依照上述第1實施形態，加工每前進一「既定距離」就實施上述算式(2)的加工條件調整(停止極間電壓施加的放電休止時間的長度的調整)，惟亦可在|P(n)-P(n+1)|的值超過某一閾值時，才實行上述算式(2)的加工條件調整。藉此，如圖6所示的，當對板厚沒有劇烈變化而是傾斜狀變化(從板厚t1到板厚t2的變化)的被加工物5B進行加工時，不會如上所述的延長放電休止時間，而是將放電休止時間設為設定放電休止時間Toff(s)進行加工，這樣也是可以。

依照本發明，根據加工用電源裝置所投入的能量檢測被加工物的板厚變化，當檢測到板厚變化時，調整加工條件，使加工用電源裝置所投入的能量減少。然後，在本發明的第1實施形態中，根據加工用電源裝置所投入的(作為能量的)脈衝數來檢測被加工物的板厚變化。然後，當根據脈衝數檢測到板厚變化時，便調整(作為加工條件的)放電休止時間，使加工用電源裝置所投入的能量減少。

參照圖7說明本發明之線切割放電加工機的第2實施形態。該實施形態的特徵為根據主脈衝產生裝置1所產生的主脈衝電流的積分值檢測出被加工物的板厚變化，在圖7中，與圖1(第1實施形態)所示的構成要件相同的構成要件會編上相同的符號。

該第2實施形態與前述第1實施形態的差異點在於：線電極4每相對於被加工物5移動一「既定距離」，板厚變化檢測裝置24便根據該既定距離移動前的主脈衝電流積分值與既定距離移動後的主脈衝電流積分值的差，求出板厚變化。因此，該第2實施形態的線切割放電加工機，如圖7所示的，具備用來檢測放電電流的電路，亦即電流檢測電路21，再者，更設置主脈衝電流積分值運算裝置22以及前次主脈衝電流積分值記憶裝置23，取代第1實施形態的線切割放電加工機(圖1)的主脈衝數計數裝置12以及前次主脈衝數記憶裝置13。

依照以上的構造，該第2實施形態是根據加工用電源裝置所投入的(作為能量的)主脈衝的電流積分值檢測出被加工物的板厚變化，另外，當根據主脈衝的電流積分值檢測到板厚的變化時，便調整(作為加工條件的)放電休止時間，使加工用電源裝置所投入的能量減少。

加工距離運算裝置11在線電極4每相對於被加工物5移動一「既定距離」時便對主脈衝電流積分值運算裝置22、前次主脈衝電流積分值記憶裝置23以及板厚變化檢測裝置24輸出一信號S2。該主脈衝電流積分值運算裝置22在加工距離運算裝置11每前進一預先設定距離(既定距離)的加工所輸出的信號S2之間，將電流檢測電路21所檢測到的放電電流(主脈衝電流)的電流值積分，並將該積分值輸出到前次主脈衝電流積分值記憶裝置23以及板厚變化檢測裝置24。

前次主脈衝電流積分值記憶裝置23，根據加工距離運算裝置11所輸出的信號S2，取得並儲存主脈衝電流積分值運算裝置22所求出的主脈衝電流積分值，然後將前次所儲存的前次主脈衝電流積分值輸出到板厚變化檢測裝置24。

板厚變化檢測裝置24根據在加工距離運算裝置11每次輸出信號S2時從主脈衝電流積分值運算裝置22所輸入的積分值與從前次主脈衝電流積分值記憶裝置23所輸入的積分值，檢測出被加工物的板厚變化。

以下，說明在圖7所示之線切割放電加工機中的加工距離運算裝置11、電流檢測電路21、主脈衝電流積分值運算裝置22、前次主脈衝電流積分值記憶裝置23以及板厚變化檢測裝置24的動作。

當加工距離運算裝置11輸出信號S2時，會將主脈衝電流積分值運算記憶裝置22所運算得到的本次主脈衝電流積分值Q(n+1)以及前次主脈衝電流積分值記憶裝置23所儲存的前次主脈衝電流積分值Q(n)輸出到板厚變化檢測裝置24，同時將主脈衝電流積分值運算裝置22所運算得到的本次主脈衝電流積分值Q(n+1)儲存於前次主脈衝電流積分值記憶裝置23。

板厚變化檢測裝置24計算出主脈衝電流積分值運算裝置22所輸出的本次主脈衝電流積分值Q(n+1)與前次主脈衝電流積分值記憶裝置23所輸出的前次主脈衝電流積分值Q(n)的差，亦即Q(n)-Q(n+1)，以檢測出被加工物5的板厚變化。

板厚變化檢測裝置24，在檢測到被加工物5的板厚變化時，將板厚變化檢測信號輸出到放電休止時間控制裝置16。該放電休止時間控制裝置16從設定放電休止時間記憶裝置15接收根據加工條件所設定的設定放電休止時間Toff(s)的資料，使用例如下述算式進行運算處理以算出放電休止時間Toff(n+1)，並根據所算出的放電休止時間Toff(n+1)，控制檢測電壓產生裝置2的檢測脈衝的產生。

Toff(n+1)=Toff(s)×{1+K×|Q(n)-Q(n+1)|/Q(n)}‧‧‧‧‧‧‧‧(3)

在上式中，K為係數，且為正的實數。

上述算式(3)顯示出當加工從被加工物5的區間n(51)進入n+1(52)時，亦即，當從板厚較厚的部位(t1)進入較薄的部位(t2)時，放電休止時間Toff(n+1)被控制成比設定放電休止時間Toff(s)更長，也顯示出當從區間n+1(52)進入n+2(53)而板厚未發生變化時，放電休止時間等於設定放電休止時間Toff(s)。這是因為對應上述算式(3)的「|Q(n)-Q(n+1)|」的「|Q(n+1)-Q(n+2)|」的值為零。又，若放電休止時間變長則放電能量會減少。

另外，由於上述算式(3)使用板厚變化「Q(n)-Q(n+1)」的絶對值，故無論是像圖2那樣加工從被加工物5的板厚較厚的部位進入較薄的部位，還是像圖3那樣從被加工物5的板厚較薄的部位進入較厚的部位，放電休止時間都被控制成比設定放電休止時間Toff(s)更長。

根據上述的控制(放電休止時間的長度的調整)，當被加工物5的板厚沒有變化時會以固定的放電休止時間(設定放電休止時間記憶裝置15所儲存的設定放電休止時間)進行放電加工，另一方面，當被加工物5的板厚發生變化時(無論是板厚從厚變成薄還是從薄變成厚)會將放電休止時間設定成比前述設定放電休止時間更長以減少放電能量。加工位置與放電休止時間之間的關係，如圖4所示。

接著，參照圖8說明本發明之線切割放電加工機的第3實施形態。在本實施形態中，不控制放電休止時間而是藉由控制主脈衝產生裝置1所輸出的主脈衝的電流峰值以設定加工條件此點與前述的第2實施形態不同。在圖8所示之線切割放電加工機中，分別以設定主脈衝電流峰值記憶裝置25、放電脈衝電流峰值控制裝置26，取代在圖7所示之線切割放電加工機中的設定放電休止時間記憶裝置15、放電休止時間控制裝置16。在圖8中，其他與圖7所示之線切割放電加工機相同的構造會編上相同的符號。

該第3實施形態在設定主脈衝電流峰值記憶裝置25儲存著設定主脈衝電流峰值Ip(s)。然後，放電脈衝電流峰值控制裝置26從該設定主脈衝電流峰值記憶裝置25接收根據加工條件所設定的設定主脈衝電流峰值Ip(s)的資料。

該放電脈衝電流峰值控制裝置26，藉由執行例如下述算式所示的運算處理算出放電脈衝電流峰值Ip(n+1)，並根據所算出的放電脈衝電流峰值Ip(n+1)，控制主脈衝產生裝置1所產生的主脈衝的峰值。

Ip(n+1)=Ip(s)*{1+K*|Q(n)-Q(n+1)|/Q(n)}　‧‧‧‧‧‧‧‧(4)

在上式中，K為係數，且為負的實數。

另外，在控制放電脈衝電流峰值的情況下，若放電脈衝電流峰值變小則放電能量也會減少，故在上述算式(4)中將K控制為負數。

接著，參照圖9說明本發明之線切割放電加工機的第4實施形態。該實施形態不控制主脈衝產生裝置1所輸出的主脈衝的電流峰值以設定加工條件，而是根據主脈衝的電流脈衝寬度設定加工條件，此點與前述的第3實施形態(圖8)不同。該圖9所示的線切割放電加工機，以設定主脈衝電流脈衝寬度值記憶裝置35以及放電脈衝電流脈衝寬度值控制裝置36取代在圖8所示之線切割放電加工機中的設定主脈衝電流峰值記憶裝置25以及放電脈衝電流峰值控制裝置26。

接著，參照圖10說明本發明之線切割放電加工機的第5實施形態。該實施形態相當於利用第1實施形態(圖1)的板厚變化檢測裝置14執行第3實施形態(圖8)的被加工物的板厚變化的檢測[亦即，根據前次主脈衝數P(n)與本次主脈衝數P(n+1)的差檢測出被加工物的板厚變化]。

接著，參照圖11說明本發明之線切割放電加工機的第6實施形態。該實施形態相當於利用第1實施形態(圖1)的板厚變化檢測裝置14執行第4實施形態(圖9)的被加工物的板厚變化的檢測[亦即，根據前次主脈衝數P(n)與本次主脈衝數P(n+1)的差檢測被加工物的板厚變化]。

接著，參照圖12說明本發明之線切割放電加工機的第7實施形態。該實施形態相當於用平均主脈衝數運算裝置18取替第1實施形態(圖1)中的前次主脈衝數記憶裝置13，且更進一步附加了運算時鐘17以及平均主脈衝數記憶裝置19，並利用相關構造根據平均主脈衝數檢測出被加工物的板厚變化。

該運算時鐘17每經過一預先設定好的「單位時間」就對主脈衝數計數裝置12輸出信號，通知其已經過了「單位時間」。主脈衝數計數裝置12從放電間隙檢測裝置6接收主脈衝數，計算每單位時間的主脈衝數，並將其傳送給板厚變化檢測裝置14。另外，主脈衝數計數裝置12計算每既定距離的主脈衝數，並同時測量該計算所需要的時間，然後將兩者(每既定距離的主脈衝數以及既定距離的加工所需要的時間)傳送給平均主脈衝數運算裝置18。

平均主脈衝數運算裝置18根據從主脈衝數計數裝置12所接收到的每既定距離的主脈衝數以及既定距離的加工所需要的時間，計算出每單位時間的平均主脈衝數，並將該計算得到的平均主脈衝數傳送給平均主脈衝數記憶裝置19。該平均主脈衝數記憶裝置19將從平均主脈衝數運算裝置18所接收到的平均主脈衝數儲存起來，並將該經過儲存的平均主脈衝數傳送給板厚變化檢測裝置14。

在該實施形態中，如前所述的，被加工物的板厚變化的檢測是使用脈衝電流的脈衝數，惟亦可使用脈衝電流的積分值取代該脈衝電流的脈衝數來檢測被加工物的板厚變化。此時，只要在圖7所示的第2實施形態的線切割放電加工機中設置運算時鐘、平均主脈衝電流運算裝置、平均主脈衝電流記憶裝置即可。

板厚變化檢測裝置14根據從平均主脈衝數記憶裝置19所接收到的平均主脈衝數，以及從主脈衝數計數裝置12所接收到的每單位時間的主脈衝數，檢測出被加工物的板厚變化。被加工物5的板厚已經發生變化的這個資訊由板厚變化檢測裝置14傳送給放電休止時間控制裝置16。

上述本發明的各實施形態，限定在被加工物的板厚有變化的部位進行局部性的放電能量控制，並在板厚沒有變化的部位回到預先設定好的放電能量進行加工。藉此，便能夠視同在精加工中以固定的放電能量進行加工，結果，便能夠滿足製得均勻平滑之加工面的精加工特性。

除了上述實施形態之加工條件的調整(投入極間的能量的調整)以外，亦可根據被加工物的板厚變化調整伺服進給控制中的設定電壓以調整無負荷加工時間，並藉此調整主脈衝產生裝置1所投入的能量。

此時，由於並非直接調整能量，故雖然會因為二次放電的存在而使精度多少有些降低，但是能夠減輕精加工時在高低差部產生條紋的情況。亦即，在以回饋控制方式使線電極與被加工物之間的間隙、極間的平均加工電壓與設定電壓一致的伺服控制中，設定電壓與平均加工電壓Vm相等。該平均加工電壓Vm以下列算式表示之。

Vm(n)=V×Tw(n)/(Tw(n)+Toff)　‧‧‧‧‧‧‧‧(5)

其中，Vm(n)為平均加工電壓，V為無負荷峰值電壓，Tw(n)為無負荷加工時間，Toff為休止時間。

圖13為無負荷峰值電壓V、平均加工電壓Vm、無負荷加工時間Tw以及休止時間Toff的關係的說明圖。

當把無負荷峰值電壓V與休止時間Toff設為固定時，從上述算式(5)可知，若平均加工電壓Vm(n)變大，則無負荷加工時間Tw(n)也會變大。另外，如前所述，由於伺服進給控制的設定電壓與平均加工電壓Vm(n)一致，故藉由調整該設定電壓，便能夠調整無負荷加工時間Tw(n)，結果，就能夠調整主脈衝產生裝置1所投入的能量。

例如，亦可用評價函數或對照表等決定相對於板厚的差(可用主脈衝計數值的差或是主脈衝電流的積分值的差表示)的絶對值的設定電壓，然後，在實際加工時，根據板厚的變化改變設定電壓，並藉由調整極間的平均加工電壓，來調整無負荷加工時間Tw(n)並調整放電能量。亦即，相對於板厚的變化，將設定電壓設定得比較低，讓無負荷加工時間Tw(n)增加並延長主脈衝的產生間隔，藉此讓放電能量暫時下降，這樣也是可以。

在伺服進給控制中，就線電極相對於被加工物的進給速度進行回饋控制，並根據設定電壓與平均加工電壓的偏差決定該進給速度，使設定電壓與平均加工電壓一致。然後，改變增益，該增益乘上該設定電壓與平均加工電壓的偏差就能夠求出進給速度，亦即，改變伺服進給控制的回饋增益，便可在電壓的偏差沒有變化的時候也能夠改變進給速度。此時若進給速度改變則無負荷加工時間Tw(n)也會改變。亦可在此時調整主脈衝的產生間隔，使放電能量暫時下降。

例如，亦可預先用評價函數或對照表等決定對應板厚的差(可用主脈衝計數值的差或是主脈衝電流的積分值的差分表示)的伺服進給的回饋增益，然後，在實際加工時，對應板厚變化率調整上述增益，並調整間隙的平均加工電壓，進而調整放電能量。亦即，相對於板厚的變化，亦可藉由縮小增益並放緩進給速度，讓無負荷加工時間Tw(n)增加，並延長主脈衝的產生間隔，藉此讓放電能量暫時下降。

另外，當加工不是由伺服進給控制，而是由程式等所指示的進給速度控制時，只要對應板厚的變化調整所指示的進給速度即可。例如，亦可最初以程式等所指示的進給速度進行放電加工，求出板厚的變化，設定對應到此為止所指示的進給速度(最初為程式指示的進給速度)所求出的板厚變化的進給速度，並根據板厚變化改變進給速度。如是，當板厚變化時，新的進給速度會變慢，結果，使無負荷加工時間Tw(n)增加，並使主脈衝的產生間隔延長，藉此讓放電能量暫時下降。

1．．．主脈衝產生裝置

2．．．檢測電壓產生裝置

3．．．通電刷

4．．．線電極

5、5A、5B．．．被加工物

6．．．放電間隙檢測裝置

7．．．進給脈衝運算裝置

8．．．進給脈衝分配裝置

9．．．X軸馬達控制裝置

10．．．Y軸馬達控制裝置

11．．．加工距離運算裝置

12．．．主脈衝數計數裝置

13．．．前次主脈衝數記憶裝置

14．．．板厚變化檢測裝置

15．．．設定放電休止時間記憶裝置

16．．．放電休止時間控制裝置

17．．．運算時鐘

18．．．平均主脈衝數運算裝置

19．．．平均主脈衝數記憶裝置

20．．．加工槽

21．．．電流檢測電路

22．．．主脈衝電流積分值運算裝置

23．．．前次主脈衝電流積分值記憶裝置

24．．．板厚變化檢測裝置

25．．．設定主脈衝電流峰值記憶裝置

26．．．放電脈衝電流峰值控制裝置

35．．．設定主脈衝電流脈衝寬度值記憶裝置

36．．．放電脈衝電流脈衝寬度值控制裝置

S1．．．信號

S2．．．信號

t1．．．板厚

t2．．．板厚

51、52、53、51’、52’、53’．．．區間

D、D’．．．加工方向

Δx．．．既定距離

Vm．．．平均加工電壓

V．．．無負荷峰值電壓

Tw．．．無負荷加工時間

Toff．．．休止時間

圖1係本發明之線切割放電加工機的第1實施形態的說明圖。

圖2係線切割放電加工機從被加工物5的板厚較厚的部位加工到較薄的部位的說明圖。

圖3係從被加工物的板厚較薄的部位加工到較厚的部位的說明圖。

圖4係如圖2或圖3所示的在被加工物的板厚發生變化的部位的放電休止時間的變化的說明圖。

圖5係本發明之線切割放電加工機對被加工物的高低差部進行加工並用表面粗糙度計測器測量該高低差部的剖面所得到的測定結果的定性說明圖。

圖6係沒有劇烈板厚變化(板厚逐漸從t1變化到t2)的被加工物的說明圖。

圖7係本發明之線切割放電加工機的第2實施形態的說明圖。

圖8係本發明之線切割放電加工機的第3實施形態的說明圖。

圖9係本發明之線切割放電加工機的第4實施形態的說明圖。

圖10係本發明之線切割放電加工機的第5實施形態的說明圖。

圖11係本發明之線切割放電加工機的第6實施形態的說明圖。

圖12係本發明之線切割放電加工機的第7實施形態的說明圖。

圖13係無負荷峰值電壓V、平均加工電壓Vm、無負荷加工時間Tw以及休止時間Toff的關係的說明圖。

圖14係習知線切割放電加工機的概要的說明圖。

圖15係對被加工物的板厚發生劇烈變化的部位(高低差部)進行加工(高低差加工)而在該高低差部產生條紋狀的切痕的說明圖。

圖16係習知線切割放電加工機對被加工物的高低差部進行加工時在該高低差部所產生的條紋(參照圖15)的深度用表面粗糙度計測器測量到的剖面形狀的定性說明圖。

1．．．主脈衝產生裝置

2．．．檢測電壓產生裝置

3．．．通電刷

4．．．線電極

5．．．被加工物

6．．．放電間隙檢測裝置

7．．．進給脈衝運算裝置

8．．．進給脈衝分配裝置

9．．．X軸馬達控制裝置

10．．．Y軸馬達控制裝置

11．．．加工距離運算裝置

12．．．主脈衝數計數裝置

13．．．前次主脈衝數記憶裝置

14．．．板厚變化檢測裝置

15．．．設定放電休止時間記憶裝置

16．．．放電休止時間控制裝置

20．．．加工槽

S1．．．信號

S2．．．信號

Claims (6)

1. 一種線切割放電加工機，其由加工用電源裝置對線電極與被加工物之間的間隙、極間投入脈衝電流以進行多重放電加工，其特徵為包含：加工距離運算機構，其針對該線電極相對於該被加工物每移動既定距離，加以計算相對移動量；能量計算機構，其求出在通過該加工距離運算機構所計算的既定距離內進行放電加工的過程中，該加工用電源裝置所投入的能量；板厚變化檢測機構，其根據該能量計算機構所求出的能量，檢測出該被加工物的板厚變化；以及加工條件調整機構，其在該板厚變化檢測機構檢測到板厚並未發生變化時，給予指示沿用預先設定好的加工條件；另一方面，在檢測到板厚發生變化時，調整加工條件，使得由該加工用電源裝置所投入的該能量減少。
2. 如申請專利範圍第1項之線切割放電加工機，其中，更包含前次投入能量記憶機構，其儲存於通過該加工距離運算機構前次計算的既定距離內進行放電加工的過程中，由該能量計算機構所求出的能量；而該板厚變化檢測機構，在該加工距離運算機構每次計算該既定距離時，便根據該能量計算機構所求出的投入能量與前次投入能量記憶機構所儲存的投入能量，求出被加工物的板厚變化。
3. 如申請專利範圍第1或2項之線切割放電加工機，其中，該能量計算機構所求出的由加工用電源裝置所投入的能量，係為由該加工用電源裝置所投入的脈衝電流的脈衝數。
4. 如申請專利範圍第1或2項之線切割放電加工機，其中，該能量計算機構所求出的由加工用電源裝置所投入的能量，係為由該加工用電源裝置所投入的脈衝電流的積分值。
5. 如申請專利範圍第1或2項之線切割放電加工機，其中，該加工條件調整機構根據被加工物的板厚變化調整令施加於線電極與被加工物之間的間隙、極間的電壓休止的放電休止時間的長度，藉此而調整由該加工用電源裝置所投入的能量。
6. 如申請專利範圍第1或2項之線切割放電加工機，其中，該板厚變化檢測機構在所檢測到的板厚變化超過預先設定好的數值時，即判斷為板厚發生變化。