TWI630965B - Electric discharge machine through hole processing control system - Google Patents

Abstract

一種放電加工機貫穿孔加工控制系統，包含一承載座、一移動單元、一加工單元，及一控制單元，該承載座用來承載一待加工件，該移動單元包括一螺桿、一可受該螺桿的連動而移動的移動台、一連動該螺桿轉動的馬達，及一輸出一對應該移動台的位置的位置訊號的位移感測器，該加工單元包括一設置於該移動台的加工出水主軸，及一朝下延伸的加工電極，該控制單元用以驅使該馬達運轉以及驅使該加工電極放電，且包括一接收該位置訊號並進行加權計算成一加權資訊的位置記錄模組、一量測該加工電極的一工作電壓的電壓記錄模組、一根據該工作電壓計算一頻譜資訊的頻譜分析模組，及一用來判斷該待加工件被是否被貫穿的決策模組。

Description

放電加工機貫穿孔加工控制系統

本發明是有關於一種放電加工機，特別是指一種放電加工機貫穿孔加工控制系統。

參閱圖1，一種現有的放電加工機，用來對一待加工件11進行放電加工，該放電加工機包括一用來供該待加工件11設置的承載座12、一設置於該承載座12且位於該待加工件11下方的貫穿孔偵測基板13、一自該待加工件11上方朝下對該待加工件11進行放電加工的加工電極14、一電連接該承載座12及該加工電極14的電源15，及一電連接該電源15、該貫穿孔偵測基板13及該加工電極14的貫穿孔偵測器16。

使用時，是透過該電源15對該對該加工電極14供電，進而使該加工電極14朝下對該待加工件11進行放電加工，當該待加工件11被貫穿後，該加工電極14即會接觸該貫穿孔偵測基板13並與該貫穿孔偵測器16形成電路迴路，該貫穿孔偵測器16就能藉此判斷該待加工件11已被貫穿，進而驅使該電源15停止供電。

然而，當該加工電極14多次與該貫穿孔偵測基板13接觸後，該貫穿孔偵測基板13就容易損壞，因此必須時常更換該貫穿孔偵測基板13，使用上非常不便利。

此外，參閱圖2，若要利用該放電加工機對一內部具有孔隙171的待加工件17進行加工時，若僅需對貫穿一位於該孔隙171上方的頂壁172，而不需貫穿一位於該孔隙171下方的底壁173，由於該頂壁172的下方並無法設置該貫穿孔偵測基板13，因此就無法只針對該頂壁172進行加工，也就是說，該放電加工機對所能進行加工的待加工件的形式有所限制，因此在使用上也不方便。

因此，本發明之目的，即在提供一種克服先前技術所述至少一缺點的放電加工機貫穿孔加工控制系統。

於是，本發明放電加工機貫穿孔加工控制系統，用來對一待加工件進行放電加工，該放電加工機貫穿孔加工控制系統包含一基座、一承載座、一移動單元、一加工單元，及一控制單元。

該承載座設置於該基座且並用來承載該待加工件，該移動單元包括一設置於該基座的架體、一沿一頂底方向延伸並可繞自身軸心轉動地設置於該架體的螺桿、一螺接於該螺桿並可受該螺桿的連動而沿該頂底方向移動的移動台、一設置於該架體並連動該螺桿轉動的馬達，及一設置於該馬達並根據該馬達的轉動量而輸出一對應該移動台的位置的位置訊號的位移感測器，該加工單元包括一設置於該移動台的加工出水主軸，及一連接於該加工出水主軸底部且對應該承載座設置並朝下延伸以用來對該待加工件進行放電加工的加工電極，該控制單元用以驅使該馬達運轉以及驅使該加工電極放電，該控制單元包括一電連接該位移感測器以接收該位置訊號並進行加權計算成一加權資訊的位置記錄模組、一電連接該加工電極以量測該加工電極的一工作電壓的電壓記錄模組、一接收並根據該工作電壓計算一頻譜資訊的頻譜分析模組，及一電連接該馬達及該加工電極的決策模組，該決策模組根據該加權資訊及該頻譜資訊判斷該待加工件是否被放電貫穿，並於該待加工件被貫穿後，且該移動台繼續朝下移動一預定距離後，停止驅動該馬達以及停止對該加工電極供電。

本發明之功效在於：藉由該位移感測器、該加工電極、該位置記錄模組、該電壓記錄模組及該頻譜分析模組的設置，使該決策模組根據該加權資訊及該頻譜資訊在判斷待加工件被放電貫穿後，進而於該移動台繼續朝下移動該預定距離後，停止驅動該馬達以及停止對該加工電極供電。

參閱圖3、4，本發明放電加工機貫穿孔加工控制系統之一實施例，用來對一待加工件9進行放電加工，該放電加工機貫穿孔加工控制系統包含一基座2、一承載座3、一移動單元4、一加工單元5、一控制單元6，及一電極導正器7。

該承載座3設置於該基座2且並用來承載該待加工件9。

該移動單元4包括一設置於該基座2的架體41、一沿一頂底方向Z延伸並可繞自身軸心轉動地設置於該架體41的螺桿42、一螺接於該螺桿42並可受該螺桿42的連動而沿該頂底方向Z移動的移動台43、一設置於該架體41並連動該螺桿42轉動的馬達44，及一設置於該馬達44並根據該馬達44的轉動量而輸出一對應該移動台43的位置的位置訊號的位移感測器45。於本實施例中，該位移感測器45是編碼器，並可根據該馬達44的轉動量轉換計算出對應該移動台43的位置的該位置訊號，該位置訊號可以是電壓型式，也可以是電流型式或是數據封包的形式。

該加工單元5包括一設置於該移動台43的加工出水主軸51，及一連接於該加工出水主軸51底部且對應該承載座3設置並朝下延伸以用來對該待加工件9進行放電加工的加工電極52。於本實施例中，該加工出水主軸51是用以對該待加工件9提供一加工液511。

參閱圖3、5、6，該控制單元6用以驅使該馬達44運轉以及驅使該加工電極52放電，該控制單元6包括一電連接該位移感測器45以接收該位置訊號並進行加權計算成一加權資訊的位置記錄模組61、一電連接該加工電極52以量測該加工電極52的一工作電壓V的電壓記錄模組62、一接收並根據該工作電壓V計算一頻譜資訊F的頻譜分析模組63，及一電連接該馬達44及該加工電極52的決策模組64。

該位置記錄模組61是將該位置訊號所對應的該移動台43的位置在一預設位置前以一低加權參數進行加權計算，並於該位置訊號所對應的該移動台43的位置在該預設位置後以一高於該低加權參數的高加權參數進行加權計算，進而得出該加權資訊，以使該移動台43的位置在該預設位置後，對應的該加權資訊會有較大的變化而可供後續進行判讀。

該頻譜分析模組63將一預設週期時間內所接收的工作電壓經過快速傅立葉轉換後，去除低頻部份資訊F1後，將剩下的高頻部份資訊F2作成該頻譜資訊F。

該決策模組64根據該加權資訊及該頻譜資訊F判斷該待加工件9是否被放電貫穿，在判斷時，該決策模組64根據該加權資訊是否有經過該高加權指數計算並判斷該移動台43是否已通過該預設位置，並於該移動台43已通過該預設位置後且該頻譜資訊F符合一預設頻譜樣態時，判斷該待加工件9已被放電貫穿，並於該待加工件9被貫穿後，且該移動台43繼續朝下移動一預定距離後，停止驅動該馬達44以及停止對該加工電極52供電。

要說明的是，該預設頻譜樣態除了可以是圖樣的型態，也可以是多個特定的頻率，當該頻譜資訊具有該等特定的頻率時，即可認定為該待加工件9已被放電貫穿。

該電極導正器7設置於該架體41並供該加工電極52穿過以導正該加工電極52的位置。

參閱圖3、4，以下進一步說明該放電加工機貫穿孔加工控制系統的使用步驟，在將該待加工件9放置於該承載座3後，由該決策模組64驅使該馬達44運轉以使該移動台43朝下移動，並同時驅使該加工電極52對該待加工件9進行放電，同時該加工出水主軸51會釋放該加工液511於該加工電極52所要加工的部位，由於此時該移動台43尚未移動到該預設位置，因此該決策模組64判斷該加權資訊中尚未受到該高加權參數的加權計算，因此判斷該待加工件9尚未被貫穿，因此持續驅使該移動台43帶動該加工電極52朝下移動加工。

在加工期間，該加工液511不斷的注入該待加工件9被放電加工的位置，由於該加工液511為不可壓縮的性質，因此使得該加工電極52受到該加工液511的水壓影響而不會偏移。

參閱圖3、6、7，當該移動台43移動超過該預設位置後，且該加工電極52開始貫穿該待加工件9時，該加工液511會朝下洩出，此時該加工電極52瞬間不再受到水壓的影響，因此會產生抖動，接著該決策模組64判斷該加權資訊中已受到該高加權參數的加權計算，因此接著對該頻譜資訊F進行判斷，由於該加工電極52抖動的影響，因此該頻譜資訊F中就會顯示高頻的訊號，接著判斷該頻譜資訊F是符合該預設頻譜樣態時，就能確定該待加工件9已被放電貫穿。

由於該待加工件9開始被放電貫穿時，還有部分邊緣尚未完全被放電去除，因此該決策模組64會持續驅使該移動台43帶動該加工電極52朝下移動該預定距離，以完成該待加工件9的放電加工作業。

藉由以上的技術，申請人在實際應用該放電加工機貫穿孔加工控制系統時，可以在該待加工件9被貫穿的2秒內就完成偵測，且重複使用的精度可以維持在0.5mm內，因此具有非常好的性能。

此外，由於不需要如現有的放電加工機必須設置該貫穿孔偵測基板，因此也可減少更換該貫穿孔偵測基板的成本，另外，該放電加工機貫穿孔加工控制系統也可適用於任何需要單層破孔的待加工件，而不受必須設置該貫穿孔偵測基板的限制，因此使用上非常方便。

綜上所述，藉由該位移感測器45、該加工電極52、該位置記錄模組61、該電壓記錄模組62及該頻譜分析模組63的設置，使該決策模組64能根據該加權資訊及該頻譜資訊F在判斷待加工件9被放電貫穿後，進而於該移動台43繼續朝下移動該預定距離後，停止驅動該馬達44以及停止對該加工電極52供電，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

2‧‧‧基座
3‧‧‧承載座
4‧‧‧移動單元
41‧‧‧架體
42‧‧‧螺桿
43‧‧‧移動台
44‧‧‧馬達
45‧‧‧位移感測器
5‧‧‧加工單元
51‧‧‧加工出水主軸
511‧‧‧加工液
52‧‧‧加工電極
6‧‧‧控制單元
61‧‧‧位置記錄模組
62‧‧‧電壓記錄模組
63‧‧‧頻譜分析模組
64‧‧‧決策模組
7‧‧‧電極導正器
9‧‧‧待加工件
F‧‧‧頻譜資訊
F1‧‧‧低頻部份資訊
F2‧‧‧高頻部份資訊
V‧‧‧工作電壓
Z‧‧‧頂底方向

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是一現有的放電加工機的示意圖，說明該放電加工機對一待加工件進行放電加工； 圖2是該現有的放電加工機的示意圖，說明該放電加工機對另一待加工件進行放電加工； 圖3是本發明放電加工機貫穿孔加工控制系統的一實施例的一示意圖； 圖4是該實施例的一使用示意圖，說明一待加工件未被貫穿的狀態； 圖5是該實施例的一工作電壓圖； 圖6是該實施例的一頻譜資訊圖；及 圖7是一類似於圖4的視圖，說明該待加工件剛被貫穿的狀態。

Claims (5)

1. 一種放電加工機貫穿孔加工控制系統，用來對一待加工件進行放電加工，該放電加工機貫穿孔加工控制系統包含： 一基座； 一承載座，設置於該基座且並用來承載該待加工件； 一移動單元，包括一設置於該基座的架體、一沿一頂底方向延伸並可繞自身軸心轉動地設置於該架體的螺桿、一螺接於該螺桿並可受該螺桿的連動而沿該頂底方向移動的移動台、一設置於該架體並連動該螺桿轉動的馬達，及一設置於該馬達並根據該馬達的轉動量而輸出一對應該移動台的位置的位置訊號的位移感測器； 一加工單元，包括一設置於該移動台的加工出水主軸，及一連接於該加工出水主軸底部且對應該承載座設置並朝下延伸以用來對該待加工件進行放電加工的加工電極；及 一控制單元，用以驅使該馬達運轉以及驅使該加工電極放電，該控制單元包括一電連接該位移感測器以接收該位置訊號並進行加權計算成一加權資訊的位置記錄模組、一電連接該加工電極以量測該加工電極的一工作電壓的電壓記錄模組、一接收並根據該工作電壓計算一頻譜資訊的頻譜分析模組，及一電連接該馬達及該加工電極的決策模組，該決策模組根據該加權資訊及該頻譜資訊判斷該待加工件是否被放電貫穿，並於該待加工件被貫穿後，且該移動台繼續朝下移動一預定距離後，停止驅動該馬達以及停止對該加工電極供電。
2. 如請求項1所述的放電加工機貫穿孔加工控制系統，其中，該頻譜分析模組將一預設週期時間內所接收的工作電壓經過快速傅立葉轉換後，去除低頻部份資訊後以成為該頻譜資訊。
3. 如請求項2所述的放電加工機貫穿孔加工控制系統，其中，該位置記錄模組是將該位置訊號所對應的該移動台的位置在一預設位置前以一低加權參數進行加權計算，並於該位置訊號所對應的該移動台的位置在該預設位置後以一高於該低加權參數的高加權參數進行加權計算，進而得出該加權資訊。
4. 如請求項3所述的放電加工機貫穿孔加工控制系統，其中，該決策模組根據該加權資訊是否有經過該高加權指數計算判斷該移動台是否已通過該預設位置，並於該移動台已通過該預設位置後且該頻譜資訊符合一預設頻譜樣態時，判斷該待加工件已被放電貫穿。
5. 如請求項1所述的放電加工機貫穿孔加工控制系統，還包含一設置於該架體並供該加工電極穿過以導正該加工電極的位置的電極導正器。