CN110091020B - 电线余量检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电线余量检测装置，能够以高精度检测卷绕在电线放电加工装置的电线绕线筒(31)上的电线电极(2)的余量。电线余量检测装置基于电线绕线筒的转速以及电线电极的输送速度，运算电线电极的卷径，利用基于对电线电极的卷径(R)及余量(S)进行实测的结果而获得的卷径与余量的关系，将运算出的电线电极的卷径代入至构成所述关系的电线电极的卷径，而求出电线电极的余量。

Description

电线余量检测装置

技术领域

本发明涉及一种在电线放电加工装置中，检测在电线绕线筒上剩余的电线电极的量的电线余量检测装置。

背景技术

在一般的电线放电加工装置中，是设为从卷绕保持电线电极的电线绕线筒上以规定的速度陆续送出电线电极，并在加工间隙供给不用于加工的新的未使用的电线电极，为了通过适当地掌握将电线绕线筒更换成新的电线绕线筒的时期，而使得在加工的过程中不会产生电线电极切断，或不浪费地用完电线绕线筒的电线电极，需要尽可能准确地检测电线绕线筒上的电线电极的余量。

例如在专利文献1中，揭示了一种装置，测量电线绕线筒的旋转数及电线移行***的基准辊的旋转数而运算送出长度，利用电线绕线筒的旋转数及送出长度求出电线绕线筒上所剩余的电线电极的卷径，基于所求出的电线卷径，计算电线绕线筒上所剩余的电线电极的余量。

并且，在专利文献2中，揭示了一种利用电线绕线筒的轴径及轴宽、张力辊的转速(移行速度)、卷轴(reel)转速及电线径来测量电线余量的装置。

[现有技术文献]

[专利文献]

专利文献1：日本专利第2736544号公报

专利文献2：日本实用新型注册第2510109号公报

发明内容

[发明所要解决的问题]

但是，在如上所述的现有的电线余量检测装置中，存在可进一步提高电线余量检测的精度的余地。并且，如果想要进一步提高检测精度，电线余量检测装置的结构及操作会变得困难。

本发明是鉴于所述情况而完成的，目的在于提供一种能够比较简单而安全地以更高精度检测电线绕线筒上的电线电极的余量的电线余量检测装置。其它目的及本发明的优点将在后续说明中阐述。

[解决问题的技术手段]

本发明的电线余量检测装置是在电线放电加工装置中，检测卷绕在电线绕线筒上的电线电极的余量的电线余量检测装置，所述电线放电加工装置包括卷绕保持电线电极的电线绕线筒、以及从电线绕线筒抽出电线电极而向被加工物连续地输送的电线送出元件，电线余量检测装置包括：

转速检测元件，检测电线绕线筒的转速；

卷径运算部，基于转速检测元件所检测出的电线绕线筒的转速及电线送出元件的电线电极的输送速度，运算电线绕线筒上的电线电极的卷径；

存储部，将电线电极的卷径与电线电极的余量的关系与电线绕线筒及电线电极的卷径的相关规格相对应地存储，所述电线电极的卷径与电线电极的余量的关系是基于对电线绕线筒上的电线电极的卷径及电线电极的余量进行实测的结果而获得；

输入部，输入用于放电加工的电线绕线筒及电线电极的所述规格；以及

电线余量运算部，利用与输入至输入部的规格相对应地存储在存储部中的所述关系，将卷径运算部所运算出的电线电极的卷径代入至构成所述关系的电线电极的卷径而求出电线电极的余量。

再者，所谓电线绕线筒及电线电极的卷径的相关规格，更具体而言，是指电线绕线筒的主体直径与内宽(左右一对凸缘之间的卷绕电线电极的主体部分的宽度)、以及电线电极的外径。

在本发明的优选方式中，设为：

还设置有检测电线送出元件的电线电极的输送速度的电线速度检测元件，

卷径运算部是使用电线速度检测元件所检测出的输送速度作为电线电极的输送速度的构件。

[发明的效果]

根据本发明的电线余量检测装置，利用所实测出的电线卷径与电线余量的关系求出电线余量，因此能够简单而安全地以更高精度求出电线绕线筒上的电线余量。

附图说明

图1是表示包含本发明的一个实施方式的电线余量检测装置的电线放电加工装置的概略结构图。

图2是表示本发明的一个实施方式的电线余量检测装置的框图。

图3是表示所述电线放电加工装置的一部分的局部断裂侧视图。

图4是表示可用于电线放电加工装置的电线绕线筒的立体图。

图5是表示电线绕线筒上的电线卷径与电线余量的关系例的曲线图。

图6是表示所述电线放电加工装置中的电线张力、电线速度及电线卷径的伴随着时间经过的变化的状况的曲线图。

图7是表示在所述电线放电加工装置中接近传感器(proximity sensor)所发出的脉冲信号的波形的曲线图。

[符号的说明]

2：电线电极

20：送出辊

22：驱动辊

23、24：压紧辊

31：电线绕线筒

38：接近传感器

40：制动马达

80：旋转数运算器

81：卷径运算器

82：电线运算器(电线余量运算部)

83：显示装置

84：速度检测器(电线速度检测元件)

85：输入部

86：存储部

87：测长器

88：空辨别器

89：马达控制装置

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。图1是表示包括本发明的一个实施方式的电线余量检测装置的电线放电加工装置的概略结构的图。并且，图2是表示本发明的一个实施方式的电线余量检测装置的结构的图。首先，参照图1，对电线放电加工装置的整体结构进行说明。

图1所示的电线放电加工装置包括自动接线装置1、将电线电极2连续地供给至被加工物3的加工部位的供给机构30、以及从被加工物3的加工部位回收使用完的电线电极2的排出机构70。自动接线装置1是使电线电极2自动插通至形成于被加工物3上的下孔4的元件。再者，未使用的电线电极2卷绕保持于电线绕线筒31上。从电线绕线筒31抽出的电线电极2是按照供给机构30、自动接线装置1、排出机构70的顺序输送。

供给机构30将未使用的电线电极2连续地供给至加工部位。供给机构30包括：卷轴32，具有制动马达(brake motor)40，所述制动马达40是对电线绕线筒31赋予抵抗电线电极2的抽出的方向上的负载，以对电线电极2施加所谓反张力(back tension)；伺服滑轮(servo pulley)33，防止电线电极2的张力的变动；送出辊20，从电线绕线筒31抽出电线电极2而输送，并且赋予张力；断线检测器34，包含限位开关(limit switch)等，检测电线电极2的断线；以及张力检测器35，包含应变计(strain gauge)等，检测电线电极2的张力。从电线绕线筒31抽出的电线电极2经由伺服滑轮33及送出辊20抵达至自动接线装置1。在本实施方式中，利用制动马达40，来构成对电线绕线筒31赋予抵抗电线电极2的抽出的方向上的负载的负载赋予元件。

构成电线送出部的送出辊20包括通过伺服马达21而正反旋转的驱动辊22、以及从动于驱动辊22而按压电线电极2的压紧辊(pinch roller)23、压紧辊24。作为一例，压紧辊23的辊部分包含陶瓷，压紧辊24的辊部分包含橡胶。在本实施方式中，利用电线送出部，来构成从电线绕线筒31抽出电线电极2而向被加工物3连续地输送的电线送出元件。

自动接线装置1包括对已赋予张力的电线电极2供给加热电流的一对通电电极41、通电电极42，设置在一对通电电极41、通电电极42之间而引导电线电极2的导管10，以及设置在导管10的供给机构30侧而将流体供给至导管10中的流体供给装置16。

通电电极41是兼用作送出或卷紧电线电极2的正反转辊。即，形成为辊状的通电电极41通过所连接的马达45而正反旋转，与相向配置的压紧辊43之间夹住电线电极2，而在正反方向上输送电线电极2。另一方面，通电电极42与相向配置的压紧辊44之间保持电线电极2。通电电极41及压紧辊43隔着导管10而分别配置在供给机构30侧，通电电极42及压紧辊44隔着导管10而分别配置在排出机构70侧。

一对通电电极41、通电电极42与通电电源47连接，对电线电极2供给加热电流。这时，对电线电极2赋予不使电线电极2断裂的程度的弱于加工过程中的张力的张力。加热电流与张力是结合电线电极2的线径或材质而设定。从通电电源47供给的加热电流可以通过改变通电电源47的电阻值而变更。并且，一对通电电极41、通电电极42之间的电线电极2的张力可以通过改变伺服马达21的扭矩而变更。

导管10配置在通电电极41与后述上侧电线导件62之间。导管10通过升降装置15而升降，所述升降装置15通过致动器而运行。导管10在不进行自动接线时，上升至上限位置为止而停止。导管10在使电线电极2插通至下孔4时，配合送出电线电极2而至少下降至上侧电线导件62的正上方位置为止，将电线电极2引导至上侧电线导件62。导管10经盖体(cap)14紧固而安装在上下移动构件(未图示)上，所述上下移动构件是支撑于自动接线装置1的本体侧。

流体供给装置16例如是压缩空气供给装置，包括未图示的如空气压缩机(aircompressor)的压缩空气供给源、以及调节器(regulator)。当设为所述构成时，从流体供给装置16供给的流体是压缩空气。流体供给装置16在自动接线时利用调节器将压缩空气供给源的高压的压缩空气调整成规定的压力，将压缩空气供给至导管10内。这样，流体供给装置16产生朝向排出机构70的方向的下降气流，沿移行路径向下即向排出机构70侧送出电线电极2，并且对电线电极2赋予直进性。

自动接线装置1还包含将电线电极2的变皴裂的前端加以切断而废弃的前端处理装置50。前端处理装置50包括切断电线电极2的切断装置51、回收被切断装置51切断而不需要的电线电极2的切断片的废弃箱52、握持电线电极2的切断片而搬运至废弃箱52的夹具单元53、以及检测电线电极2的前端的前端检测器54。

并且，在所述电线放电加工装置中，设置有上侧导引组件(guide assembly)60及下侧导引组件61。设置在被加工物3的上侧即供给机构30侧的上侧导引组件60是将上侧电线导件62、上通电体63及加工液喷流喷嘴64一体地组装至壳体(housing)而成的单元。并且，设置在被加工物3的下侧即排出机构70侧的下侧导引组件61是将未图示的下侧电线导件、下通电体及加工液喷流喷嘴一体地组装至壳体而成的单元。上侧电线导件62及下侧电线导件在尽可能靠近被加工物3的位置上对电线电极2进行定位并且引导。上通电体63及下通电体对电线电极2供给用于放电加工的电流。

此外，在所述电线放电加工装置中，设置有对上侧导引组件60的加工液喷流喷嘴64及下侧导引组件61的加工液喷流喷嘴的腔室(chamber)，供给高压的放电加工液的高压加工液供给装置65。从高压加工液供给装置65，根据需要选择性地对加工液喷流喷嘴的腔室供给高压加工液。滞留在所述腔室内的规定压力的加工液喷流被从加工液喷流喷嘴朝向被加工物3的加工间隙即下孔4，与电线电极2的移行路径轴线同轴地喷射。这样，电线电极2一边被加工液喷流约束，一边插通至下孔4中。

排出机构70从加工部位回收用于被加工物3的加工而消耗的使用完的电线电极2。所述排出机构70包括：空转辊(idling roller)71，对在被加工物3上垂直地架设的电线电极2的移行路径赋予偏移，并且对送出的电线电极2的行进方向进行转换；搬运装置72，利用流体搬运电线电极2；缠绕辊73，缠绕电线电极2；以及桶(bucket)74，回收使用完的电线电极2。

在具有所述构成的电线放电加工装置中，在从所述上通电体63及下通电体供电的电线电极2与经由图示外的通电体而供电的被加工物3之间的加工间隙(下孔4)内，在加工液中产生放电，由此对被加工物3进行加工。这时，通过载置有被加工物3的图示外的平台相对于电线电极2相对移动，可将被加工物3加工成所需的形状。

再者，在将经架设的电线电极2有意地切断并重新插通至被加工物3的加工开始孔中的情况、或电线电极2发生了意外的断线的情况下，会利用自动接线装置1对电线电极2自动地进行接线。所述自动接线装置1的自动接线例如可应用日本专利特开2016-221654号公报等所示的现有公知的方法，从而省略关于其详细情况的说明。

其次，对图2所示的本发明的一个实施方式的电线余量检测装置进行说明。再者，所述图2针对电气结构，表示为框图。并且，在图2中，除框图以外，除了与图1所示者相同的伺服马达21、驱动辊22、压紧辊23、压紧辊24及电线绕线筒31以外，还表示了后述接近传感器38。

在这里，在图3中，表示电线绕线筒31周围的结构。如图3所示，电线绕线筒31是装填在贯通绕线筒保持板36的旋转轴前端的卷轴32上而旋转自如地被保持着，如上所述，通过直接连结着制动马达40的卷轴32而在与送出电线电极2的方向相反的方向上以规定的扭矩旋转驱动。因此，当在电线绕线筒31上无负载时，电线绕线筒31以规定的转速进行反向旋转，当电线电极2被送出辊20朝向加工间隙送出时，在电线绕线筒31上会产生规定的制动力，而对电线电极2赋予反张力。在卷轴32上，以与卷轴32的旋转轴心为同轴的状态固定有与卷轴32一体地旋转的接近传感器探测板37。接近传感器探测板37是例如在周方向上均等地设置有15个贯通孔的圆板。在绕线筒保持板36上，安装有接近传感器38，所述接近传感器38配置在接近传感器探测板37的与所述贯通孔相向的位置上。接近传感器38例如是感应式或静电电容式的传感器，每当设置在接近传感器探测板37上的所述贯通孔通过正对位置时，就发出脉冲信号，所以每当电线绕线筒31旋转一圈时，就输出15个脉冲信号。以隔着绕线筒保持板36与所述贯通孔相向的方式安装有机械式的绕线筒制动器(bobbin brake)39，可将挡块(stopper)嵌入至所述贯通孔，而预先使无负载时借由制动马达40而反向旋转的电线绕线筒31，根据需要暂时无法旋转地固定。

如果返回到图2继续进行说明，则是电线余量检测装置基本包括所述接近传感器38、被输入接近传感器38所输出的脉冲信号S1的旋转数运算器80、被输入旋转数运算器80所输出的转速信号S2的卷径运算器81、被输入卷径运算器81所输出的卷径信号S3的电线运算器82、被输入电线运算器82所输出的电线余量信号S4的显示装置83、被输入使驱动辊22旋转的伺服马达21的编码器脉冲S5的速度检测器84、输入部85以及存储部86。速度检测器84基于所述编码器脉冲S5检测电线电极2的输送速度，并输出电线输送速度信号S6。所述电线输送速度信号S6被输入至所述卷径运算器81及后述测长器87。在本实施方式中，利用速度检测器84，来构成检测电线送出元件的电线电极2的输送速度的电线速度检测元件。

在图2的结构中，还设置有与存储部86连接的测长器87、被输入旋转数运算器80所输出的转速信号S2及卷径运算器81所输出的卷径信号S3的空辨别器88、以及被输入所述空辨别器88所输出的绕线筒空信号S7的马达控制装置89。

通常，作为电线绕线筒31，存在多个标准的电线绕线筒，在放电加工时从这些电线绕线筒31中，选择使用适于加工的一个电线绕线筒。在表1中，表示如上所述的多个标准的各个中的电线绕线筒31的各部的尺寸例。再者，各标准所规定的凸缘直径D等的尺寸分别是关于图4所示的部分的尺寸。

[表1]

并且，作为卷绕在电线绕线筒31上的电线电极2，例如是从0.05mm、0.1mm、0.2mm等互不相同的外径

的电线电极2中选择使用一种电线电极2。当将电线电极2卷绕在电线绕线筒31上时，经卷绕的电线电极2的长度(电线余量S)与电线电极2的卷绕外径(电线卷径R)的关系是通过电线绕线筒31的主体直径d、电线绕线筒31的内宽W及电线电极2的外径

而唯一地确定。在本实施方式中，所述主体直径d及内宽W是与电线卷径R相关的电线绕线筒31的规格，所述外径

是与电线卷径R相关的电线电极2的规格。

图2所示的存储部86是将以如后所述的方式实测到的电线绕线筒31及电线电极2的每个规格的电线卷径R与电线余量S的关系，与所述规格相对应地存储。在图5中，将所述电线卷径R与电线余量S的关系分别表示为α、β两例。

其次，参照图2，说明在电线放电加工过程中完成的电线余量S的检测。在开始电线放电加工之前，对输入部85，输入所使用的电线绕线筒31及电线电极2的规格。所述输入是通过输入电线绕线筒31的主体直径d、内宽W及电线电极2的外径

的数值而完成。或者，电线绕线筒31的主体直径d及内宽W是如表1所示，针对电线绕线筒31的每个标准而确定，所以电线绕线筒31的规格的输入也可以通过输入所述标准而间接地完成。经输入的电线绕线筒31及电线电极2的规格是经由卷径运算器81而输入至电线运算器82。

当电线放电加工完成时，通过构成电线送出部的驱动辊22，而从电线绕线筒31以大致固定的速度抽出电线电极2。由此，电线绕线筒31进行旋转，因此接近传感器38时时刻刻输出所述脉冲信号S1。旋转数运算器80基于所述脉冲信号S1，检测电线绕线筒31的规定的检测周期内的旋转数即转速。如上所述在本实施方式中，利用接近传感器探测板37、接近传感器38及旋转数运算器80，来构成检测电线绕线筒31的转速的转速检测元件。旋转数运算器80输出表示所检测出的电线绕线筒31的转速的转速信号S2，并将所述转速信号S2输入至卷径运算器81。在本实施方式中，利用旋转数运算器80，来构成基于脉冲信号S1检测规定的检测周期内的电线绕线筒31的旋转数，并基于所述旋转数检测电线绕线筒31的转速的旋转数运算部。

并且，当电线放电加工完成时，将伺服马达21的编码器脉冲S5输入至速度检测器84。速度检测器84基于所述编码器脉冲S5，检测电线电极2的输送速度，并输出表示检测出的速度的电线输送速度信号S6。所述电线输送速度信号S6也被输入至卷径运算器81。卷径运算器81基于所述电线输送速度信号S6所表示的电线输送速度、及所述转速信号S2所表示的电线绕线筒31的转速，运算电线绕线筒31中的电线电极2的卷绕外径、即电线卷径R。所述运算是通过例如下述式子而完成。再者，作为一例，电线输送速度设为10m/min≈167mm/s左右。

电线卷径R(mm)＝

电线输送速度(mm/s)/{π·电线绕线筒的转速(次/s)}……(1)

在本实施方式中，利用卷径运算器81，来构成如下的卷径运算部：基于转速检测元件所检测出的电线绕线筒31的转速及电线送出元件的电线电极2的输送速度，运算电线绕线筒31上的电线电极2的卷径R。卷径运算器81输出表示以如上所述的方式而求出的电线卷径R的卷径信号S3，所述卷径信号S3被输入至电线运算器82。电线运算器82基于卷径信号S3所表示的电线卷径R、以及存储部86所存储的电线绕线筒31及电线电极2的每个规格的电线卷径R与电线余量S的关系，求出电线绕线筒31上的电线余量S。

即，电线运算器82基于开始电线放电加工之前输入至输入部85的电线绕线筒31及电线电极2的规格，从存储部86中读出与所述规格相对应地存储在存储部86中的电线卷径R与电线余量S的关系，并撷取表示所述关系的信号S8。然后，电线运算器82将卷径信号S3所表示的电线卷径R代入至所述关系中的电线卷径R，求出电线余量S。电线运算器82输出表示所求出的电线余量S的电线余量信号S4，所述电线余量信号S4被输入至显示装置83。例如包含液晶显示装置等的显示装置83使电线余量信号S4所表示的电线余量S显示于显示画面。正在进行电线放电加工的操作者等看到显示装置83的显示，可以知道在电线绕线筒31上电线电极2剩余哪种程度的长度。在本实施方式中，利用电线运算器82，来构成如下的电线余量运算部：利用与输入至输入部85的规格相对应地存储在存储部86中的所述关系，将卷径运算部所运算出的电线电极2的卷径R代入至构成所述关系的电线电极2的卷径R，而求出电线电极2的余量S。

如以上说明，根据本实施方式的电线余量检测装置，利用实测到的电线卷径R与电线余量S的关系而求出电线余量S，所以能够以高精度求出电线绕线筒31上的电线余量S。

再者，在图2所示的显示装置83中，电线余量S既可以单纯地以电线绕线筒31上所剩余的电线电极2的长度表示，或者也可以根据所述剩余的电线电极2的长度及速度检测器84所检测出的电线输送速度，求出被认为以后可能继续的电线放电加工时间，并将所述加工时间作为电线余量S显示于显示装置83。此外，也可以将如上所述的加工时间与在电线绕线筒31上剩余的电线电极2的长度一并显示于显示装置83。

在这里，说明基于这些实测值，求出如图5所示的电线卷径R与电线余量S的关系的方面。当针对某个规格的电线绕线筒31求出所述关系时，准备准确地已知电线电极2的卷绕全长的电线绕线筒31。然后，虽然不进行电线放电加工，但是从所述电线绕线筒31上，与电线放电加工时同样地，通过驱动辊22而抽出电线电极2。这时，速度检测器84与以上所述同样地，基于伺服马达21的编码器脉冲S5，输出表示电线电极2的输送速度的电线输送速度信号S6。

所述电线输送速度信号S6被输入至测长器87，测长器87例如通过对电线输送速度信号S6进行积分而求出，或者通过对电线输送速度信号S6进行累积记录而根据送出辊20的旋转数直接求出，来求出从电线绕线筒31抽出的电线电极2的长度。然后，测长器87从电线电极2的卷绕全长，减去所述抽出的电线电极2的长度，由此求出在电线绕线筒31上剩余的电线余量S。并且，对测长器87，与电线放电加工时同样地，输入卷径运算器81所输出的卷径信号S3。测长器87对表示所述电线余量S的信号及卷径信号S3以适当的时间间隔进行取样，求出电线卷径R与电线余量S的关系，并将表示所述关系的信号S9输入至存储部86。所述关系是与在求出所述关系上使用的电线绕线筒31及电线电极2的规格相对应地存储在存储部86中。在本实施方式中，利用测长器87，来构成如下的电线测长元件：当利用电线送出元件从电线绕线筒31上抽出已知卷绕全长的电线电极2时，基于输送速度，检测所抽出的电线电极2的长度，从卷绕全长减去所抽出的长度而求出电线电极2的余量S，并将电线电极2的余量S与从卷径运算部输入的电线电极2的卷径R一起，以规定的取样间隔输出至存储部86。

再者，图5的电线卷径R与电线余量S的关系α及关系β是针对电线绕线筒31与电线电极2的规格为互不相同的两种的情况而求出的。当电线绕线筒31及电线电极2的规格为固定时，基本上只求出一种这样的关系。

但是，即使在所述规格为固定的情况下，如果进行多次电线卷径R及电线余量S的实测，也有可能由于实测误差等，而求出多种电线卷径R与电线余量S的关系。在这种情况下，只要根据多种所述关系，求出它们的平均关系，将其存储在存储部86中即可。或者，也可以从多种所述关系中只选择一种，使所述经选择的关系存储至存储部86。但是，只要不直接检测电线电极2的剩余长度，就无法避免产生计算上的误差，无论如何都必须考虑到安全而估计电线余量S，因此实际上，如上所述的实测误差大小并不会特别成为问题。即，虽然也受到电线绕线筒的产品的质量的影响，但是使用多个电线绕线筒31来登录用于补偿计算上的电线余量S的值的数据的需求小。倒不如说，即使对多个电线绕线筒31的实测值进行累积，也并非能够减小计算上的电线余量S的不确定性，只是徒增提取数据的操作的负担，而更多地消耗电线电极2，所以理想的是设为只登录一匝电线绕线筒31的数据。

如上所述，当使所选择的一种关系存储在存储部86中时，理想的是注意以下方面。以下，举出图5的关系α及关系β为例进行说明。在将电线绕线筒31供使用之前，将所述电线绕线筒31上的电线余量S设为S0，电线卷径R设为R0。并且，电线卷径R的最小值减少至R1时的电线绕线筒31上的电线余量S在选择关系α时设为S1，在选择关系β时设为S2。然后，电线余量S变为相当少的设定量后，要求使电线放电加工操作暂时中断，而将卷绕保持着电线电极2的电线绕线筒31更换成另外的新品。

虽然电线绕线筒31及电线电极2的规格为固定，却求出α及β两种关系，说明实际的关系是α及β的中间关系的可能性大。如果事实如此，那么当电线卷径R为最小值R1附近的值时的电线余量S在选择关系α时会求出少于实际的电线余量S，在选择关系β时会求出多于实际的电线余量S。因此，如果重视如下的安全性，即，避免不更换电线绕线筒31而继续进行电线放电加工操作，直到在电线绕线筒31上的电线电极2的余量S变为0(零)为止的事态，那么可以说理想的是选择将电线余量S估计得更少于电线卷径R的关系，即选择所述例中的关系α。

再者，在本实施方式中，是使用速度检测器84所实测到的速度，作为图2的卷径运算器81运算电线卷径R上的电线输送速度，但当所述电线输送速度是例如从输入部85或电线放电加工装置的控制部等作为一个加工条件(参数)而输入时，也可以将所述输入的值直接用作电线输送速度。

在本实施方式中，使用图2所示的空辨别器88，而检测出在电线放电加工时电线绕线筒31呈空状态，即呈完全未剩余电线电极2的状态。以下，对所述空状态检测进行说明。

图6是表示图2的卷径运算器81所输出的卷径信号S3所表示的电线卷径R、同样地图2的速度检测器84所输出的电线输送速度信号S6所表示的电线输送速度(电线速度)、图1的张力检测器35所检测出的电线电极2的张力(电线张力)的伴随着时间经过的变化的状况的曲线图。对空辨别器88，输入所述卷径信号S3及旋转数运算器80所输出的转速信号S2。

在电线放电加工装置中，必须在被加工物3的加工间隙内呈紧张状态配置电线电极2，因此通常，设置包含图1所示的兼用作张力辊(tensionroller)的送出辊20及缠绕辊73的夹持电线电极2的元件。另一方面，在安装电线绕线筒31的卷轴32上，组合有如上所述的制动马达40，因此对电线绕线筒31与送出辊20之间的电线电极2赋予了规定的反张力。由于正在从卷轴32到缠绕辊73之间移行的电线电极2稍有振动，所以如例如图6的从时间0到时间T1的范围内所示，在张力检测器35所检测到的张力中包含微小的振动成分，但在加工间隙内的电线电极2中，则产生了大致固定的张力。

在这里，当设为在图6所示的时间T1，电线绕线筒31呈空状态，即呈完全未缠绕电线电极2的状态时，继其之后在电线卷径R中，如所述图6中标有“Q”的圆所示，会产生急剧下降的变化。以下，对所述方面进行详细说明。在时间T1，当卷绕保持在电线绕线筒31上的电线电极2的末端离开电线绕线筒31时，通过所述制动马达40，而使得与抽出电线电极2时的旋转方向(正向)为相反方向的力作用至电线绕线筒31，因此电线绕线筒31会瞬间旋转停止后，朝向所述相反方向旋转。

在图7中，表示这时的来自接近传感器38的脉冲信号S1的波形。如图7所示，脉冲信号S1如上所述，在电线绕线筒31瞬间旋转停止的期间内不再上升，当所述期间经过后，伴随着所述制动马达40所引起的电线绕线筒31的朝向相反方向的旋转而再次上升。在本例中，所述电线绕线筒31的逆向旋转经过加速期间，而高于抽出电线电极2时的正向旋转的转速，因此脉冲信号S1的脉冲宽度及周期最终短于所述旋转停止之前的期间内的脉冲宽度及周期。

当电线绕线筒31的旋转瞬间停止，规定的运算期间内的脉冲信号S1的数量极端变少时，所检测出的电线绕线筒的转速会突然明显变慢，所以通过送出辊20的输送速度及电线绕线筒31的转速而算出的计算上的电线卷径R会一下增大。在实施方式中，是设为在实际应用上以一秒至数秒程度的规定的运算周期算出电线卷径R，因此在图6所示的曲线图的时刻T1，可稍微见到电线卷径R的上升，但假如使运算周期无限缩短下去，则电线绕线筒31的旋转瞬间停止时的运算期间内的电线绕线筒31的转速会无限接近于0，所以图6的曲线图上的电线卷径R的增大的现象会更清楚地呈现。其后不久，电线绕线筒31因制动力而开始反向旋转，从而不断提高旋转数后，检测出的电线绕线筒31的转速上升，这次是算出急剧小的电线卷径R。由于规定的运算周期为一秒至数秒，所以当与图7的脉冲信号S的产生程度对照时，在从图6所示的时刻T1起不久后的Q点，表示电线卷径R的线上会出现阶差。因此，图6所示的电线卷径R的急剧下降是来源于电线绕线筒31瞬间旋转停止后不久高速反向旋转。而且，继所述急剧下降之后的以稍低值的推移是来源于电线绕线筒31的所述反向旋转经定速移行。

空辨别器88在根据所输入的卷径信号S3，检测出电线卷径R的急剧下降后，辨别为电线绕线筒31呈空状态。具体而言，例如，通过将平时在一秒至数秒的每个运算周期内新算出的电线卷径R与之前算出的电线卷径R相比较，可检测出在时刻T1的电线卷径R增大的现象及其后的Q点上的电线卷径R的下降。更具体而言，当后来算出的电线卷径R大于之前算出的电线卷径R时，可辨别出在时刻T1，在电线绕线筒31上没有电线电极2，电线绕线筒31的旋转暂时停止，在其次的运算期间后，电线绕线筒已经以超过正常转速的高速开始反向旋转，因此可以根据脉冲信号S1的急剧增加，探测出电线卷径R的急剧下降。当想要只通过所述电线卷径R的急剧下降的现象就辨别出电线绕线筒31呈空状态时，例如，可以设为当之前算出的电线卷径R与后来算出的电线卷径R的差越超过规定的阈值，变化越大时，看成是“急剧下降”。所述阈值例如在认为在前后的运算期间的短期间内电线卷径R超过电线电极的直径而理应不会减少时，作为所述电线卷径R的差，设定为电线电极的直径的1.5倍至2倍左右的值。当空辨别器88进行所述辨别后，将表示电线绕线筒31为空状态的绕线筒空信号S7输入至马达控制装置89。马达控制装置89在收到绕线筒空信号S7后，发送对伺服马达21命令驱动停止的控制信号S10，使所述伺服马达21的旋转即驱动辊22的旋转停止。在本实施方式中，利用马达控制装置89，来构成当空辨别元件辨别为电线绕线筒31呈空状态时，使电线送出元件的驱动停止的驱动控制部。

图6所示的电线张力及电线速度(实质输送速度)表示如以上所述，电线绕线筒31变为空状态之后也仍然继续进行驱动辊22的旋转时的变化。在这种情况下，将远离电线绕线筒31的电线电极2的末端抵达至驱动辊22与压紧辊23之间的时间设为T2，将电线电极2的末端抵达至驱动辊22与压紧辊24(参照图1)之间的时间设为T3。如图6所示，电线张力在电线电极2的末端穿过驱动辊22与压紧辊23之间时大幅下降，在所述末端进而穿过驱动辊22与压紧辊24之间时进一步大幅下降。另一方面，电线速度在电线电极2的末端穿过驱动辊22与压紧辊23之间时，由于不再利用这些辊进行夹持，因而大幅增大(实际上是要上升至规定的电线张力而使驱动辊22的旋转数增加)，在所述末端进而穿过驱动辊22与压紧辊24之间时，丧失输送力而大幅下降，从而实质上变为0(实际上是电线张力低于检测出电线断线的阈值，因此驱动辊22停止控制)。

要使电线电极2的末端离开电线绕线筒31后，抵达至驱动辊22与压紧辊23之间，在以一般的电线放电加工中所设定的输送速度供给电线电极2时，至少需要五秒左右的时间。另一方面，从空辨别器88辨别出电线绕线筒31的空状态起，到通过马达控制装置89所输出的控制信号S10而使伺服马达21的旋转停止为止所需要的时间明显短于五秒左右。因此，如果如上所述使伺服马达21的旋转停止，就可以利用驱动辊22及压紧辊23夹持电线电极2的末端之前的部分，而防止所述末端进入至被加工物的加工间隙。因此，能够防止被加工物的加工面被电线电极2的末端损伤。并且，电线绕线筒31在变为空状态之后替换成新品，所以也能够防止电线电极2残留在所述电线绕线筒31上，而使电线电极2浪费。

以上所说明的实施方式中的空辨别器88是设为根据卷径运算器81所运算出的电线电极2的卷径R的急剧变化，探测电线绕线筒31的转速的急剧变化。但是，并不限于此，空辨别器88也可以构成为直接利用旋转数运算器80所输出的转速信号S2，探测电线绕线筒31的转速的急剧变化。

在如上所述而设置的情况下，如果转速信号S2是对旋转方向也加以区分地表示电线绕线筒31的转速的信号，那么只要通过将转速的绝对值例如与如上所述的阈值进行比较，来探测转速的急剧变化即可。并且，当转速信号S2是对旋转方向也加以区分地表示电线绕线筒31的转速的信号时，也可以将旋转方向发生了反转的现象，作为转速的急剧变化来探测。

并且，当直接利用旋转数运算器80所输出的转速信号S2，来探测电线绕线筒31的转速的急剧变化时，转速信号S2也有可能只以大小(即忽视旋转方向)表示电线绕线筒31的转速。在此情况下，也与利用电线电极2的卷径R的急剧变化的情况同样，可针对取得正值的转速同样地设定正值的阈值，探测转速超过所述阈值，而探测电线绕线筒31的转速的急剧变化。

在本实施方式中，是利用空辨别器88，来构成基于转速检测元件所检测出的电线绕线筒的转速的急剧变化，辨别为电线绕线筒31呈空状态的空辨别元件。在本实施方式中，也可以利用空辨别器88，来构成如下的空辨别元件：根据卷径运算部所运算出的电线电极2的卷径R的急剧变化，探测出电线绕线筒31的转速的急剧变化，从而辨别为电线绕线筒31呈空状态。在本实施方式中，也可以利用空辨别器88，来构成如下的空辨别元件：根据表示转速检测元件所输出的电线绕线筒31的转速的转速信号S2的急剧变化，探测出电线绕线筒31的转速的急剧变化，从而辨别为电线绕线筒31呈空状态。在本实施方式中，也可以利用空辨别器88，来构成如下的空辨别元件：通过转速检测元件所检测出的电线绕线筒31的旋转方向反转，而探测出电线绕线筒31的转速的急剧变化，从而辨别为电线绕线筒31呈空状态。

实施方式是为了说明发明的原理及其实际应用而选择的。参照以上所述的描述可进行各种改良。发明的范围是通过随附的权利要求来定义。

Claims (6)

1.一种电线余量检测装置，在电线放电加工装置中检测卷绕在电线绕线筒上的电线电极的余量，所述电线放电加工装置包括卷绕保持所述电线电极的所述电线绕线筒、以及从所述电线绕线筒抽出所述电线电极而向被加工物连续地输送的电线送出元件，所述电线余量检测装置包括：

转速检测元件，检测所述电线绕线筒的转速；

卷径运算部，基于所述转速检测元件所检测出的所述转速及所述电线送出元件的所述电线电极的输送速度，运算所述电线绕线筒中的所述电线电极的卷径；

电线测长元件，当从所述电线电极的卷绕全长已知的所述电线绕线筒抽出所述电线电极时，从所述输送速度求出已抽出的所述电线电极的长度，并从所述长度与所述卷绕全长求出所述卷绕全长已知的所述电线绕线筒中的所述余量，并且对所述卷绕全长已知的所述电线绕线筒中的所述余量及由所述卷径运算部所运算出的所述卷径以规定的时间间隔进行取样，来求出所述卷径与所述余量的关系；

存储部，将所述关系与作为所述电线绕线筒及所述电线电极的所述卷径的相关的规格的、在求出所述关系时所用的所述电线绕线筒的主体直径、在求出所述关系时所用的所述电线绕线筒的内宽、以及在求出所述关系时所用的所述电线电极的外径的至少一者相对应地存储，所述关系是基于由所述电线测长元件对所述卷绕全长已知的所述电线绕线筒上的所述卷径及所述余量进行实测的结果而获得；

输入部，在放电加工前，被输入用于所述放电加工的所述电线绕线筒及所述电线电极的所述规格；以及

电线余量运算部，在放电加工中，利用与输入至所述输入部的所述规格相对应地存储在所述存储部中的所述关系，将所述卷径运算部所运算出的所述卷径代入至构成所述关系的所述卷径而求出所述余量。

2.根据权利要求1所述的电线余量检测装置，其中，

还设置有检测所述电线送出元件的所述输送速度的电线速度检测元件，

所述卷径运算部是使用所述电线速度检测元件所检测出的所述输送速度的构件。

3.根据权利要求2所述的电线余量检测装置，其中，

所述电线送出元件包括伺服马达、通过所述伺服马达而旋转的驱动辊、以及从动于所述驱动辊而按压所述电线电极的压紧辊，

所述电线速度检测元件基于所述伺服马达的编码器脉冲，检测所述输送速度。

4.根据权利要求1所述的电线余量检测装置，其中，

所述规格是所述电线绕线筒的主体直径、所述电线绕线筒的内宽及所述电线电极的外径。

5.根据权利要求1所述的电线余量检测装置，其中，

当利用所述电线送出元件从所述卷绕全长已知的所述电线绕线筒抽出所述电线电极时，所述电线测长元件从所述卷绕全长减去所述长度而求出所述卷绕全长已知的所述电线绕线筒中的所述余量，并且将所述卷绕全长已知的所述电线绕线筒中的所述余量与从所述卷径运算部输入的所述卷径一起以规定的取样间隔输出至所述存储部。

6.根据权利要求1所述的电线余量检测装置，其中，

所述转速检测元件包括：接近传感器探测板，与所述电线绕线筒一起旋转并在周方向上均等地形成有多个贯通孔；接近传感器，配置在与所述贯通孔相向的位置上，每当所述贯通孔通过时就输出脉冲信号；以及旋转数运算部，基于所述脉冲信号，检测规定的检测周期内的所述电线绕线筒的旋转数，并基于所述旋转数检测所述转速。

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