TW520313B - Automatic wire electrode feeding device for wire discharge processing machine - Google Patents

Description

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 520313 A7 ___— B7 五、發明説明。） 【發明的詳細說明】 【發明所屬的技術領域】 本發明係關於運行線電極與被加工物間之放電發生， 由放電能量以對上述被加工物予以加工的線放電加工裝置 之線電極自動供給裝置者。 【習用技術】 以線放電加工裝置加工被加工物時，一般係於加工初 期階段，將線電極（以下簡稱為線材）貫穿於起始孔 (initial hole)的狀態下開始加工，而於加工終了時，即 須切斷線材，移至下一個形狀加工開始位置。因此，為自 動化加工，須將線材之貫穿起始孔、結線、切斷結線、回 收等步驟予以自動化。為此，習用技術係於上述製程的自 動化’以線電極自動供給裝置作為線材之結線、切斷為自 動化的技術予以實用化。 然而，在自動結線時，係將被切斷之線材前端，以馬 達等自動饋出，且須貫穿以被加工物上下支持線材的上部 及下部導線具（wire guide)，提供加工電流之上部及下部 通電具、被加工物之加工起始孔、回收機構等貫穿徑路上 的各部分之狹窄間隙（clearance)。為此，若於自動結線 中，在上述各部分的摩擦負荷較大，或發生鈎掛即將妨礙 線材的貫穿，使該線材於貫穿徑路上之某部分發生彎折。 又若於線材發生彎折，即因線材的連續饋送，使線材由彎 折處擠出貫穿徑路，致使線材前端的饋送受阻而停止，因 而有不能結線的問題發生。 表紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X297公釐) " - 312240 m ------ in ----I---- 1......1 Is I-壯衣 ----I i In ϋ '可 m j.t I— n Is- 1— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁j 520313 五、發明説明（） 2 為對應上述問題，在日本國「特開平Q1—274926穿 公報揭示’於自動饋送中，若檢測出線電極不能與回收裝 置結合時，將作業回歸初期狀態，且於檢出「復歸」信號 時，發出「再次饋送」指令的技術。如依該技術，雖得於 摩擦負荷確實過大或於發生鈎掛現象時，能以重作彌補結 線的失敗。唯因與線材回收裝置的結合費時，因而，致^ 檢出時間過長，同時，亦於檢出每次回歸初期狀態之結線 失敗，到再度結線成功為止的全製程時間變長的問題發 生。 、又 又若該彎折係發生於切斷機構下方，雖得以切斷,彎 折處予以排除故障回復作業，若故障現象係發生於切斷機 2上方時’因無法排除該彎折處，故自動復元有其困難， 右不能回避該故障，即將造成停機現象。 因此，於日本國「特開平02_1 60422號」公報揭示， 在導線管（wire guide Pipe)上部設置具有導電性材料作 成之大徑通路彎折檢測構件，同時設置，檢出該彎折 構件與上部導塊（guide block)通電具間之施加電壓變化的彎折檢剥電路’以檢知線材彎折時，捲回至初期狀態， 重複該結線作案Μ枯彡片I挤B#古1 唯如上述，以電性檢出線材彎β、有須將彎折處以檢出部予以特定的缺點。同時，、， 提升檢出靈敏度’有需將通電部與線材的間隙予以儘旦 窄。而於使檢出部之間隙變窄時，雖於該處不易發生；二 且在他處開放部分發生彎折的矛盾。W尺度猶報揭示，由光感 312240 •裝·! (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -ml imi immm · -—1 丁 線

1: · »- I — --I II · 2 520313 五、發明説明（ 器檢出線材脫離一定徑路時， 县綠从 χ 起動線材回拉機構拉回所定 量線材，以去除線材的鬆弛，再度開始自動結線 唯因確實去除線材的鬆弛，需 * 而。又置線材回拉機構，同時， 若以上述線材回拉機構無法完全去除線材的鬆 :推=進行捲回動作，因此，至再度開始自動結線: 止之所要時間延長。 因而’為防止線材自動結線之線材貫穿徑路中的線材 彎折’㈣’於貫穿徑路有負荷時’亦能實現高速自動結 線’即需於線材貫穿徑路上設置廣範圍的開放部，使用古 檢測靈敏度的感測器，由饋推送馬達確實進行回捲動作: 唯因饋送及轉動作之㈣進行，詩線材發生振動。因 而，需於瞬間能確實判斷線材貫穿徑路上之鬆弛及鬆弛 雖少但處於振動狀態的狀況。 【發明所欲解決的問題】 本發明係為解決上述問題而作者。係於確實檢測線材 自動結線之貫穿負荷造成的彎折，同時，亦縮短再結線時 間，以及提升其可靠性為目的。 【解決問題的手段】 本發明之第1項發明的線放電加工裝置，係具備：饋 送線材的饋送滾輪；檢測位於上部線導間貫穿徑路之線材 位置資訊的光學式感測器，及對應於上述光學式感測器之 位置資訊判別上述線材之振動或鬆弛狀況，同時，對應於 線材的鬆弛量控制上述饋送滾輪之饋送動作及回捲動作之 控制裝置者。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210 X 297公釐） 3 312240 520313 經 濟 部 智 慧 財 產 局 3 消 費 合 h 社 印 製 A7 __B7 五、發明説明（） 4 本發明之第2項發明的線放電加工裝置，係具備··於 饋送滾輪的饋送動作中，若線材的鬆弛量增加至所定量 時，立即停止饋線動作，且於所定時間後，開始回捲動作， 又於回捲動作中，若線材的鬆弛量減少所定量時，立即停 止回捲動作，再於所定時間後重新開始饋線動作之控制裝 置者。 本發明之第3項發明的線放電加工裝置，係具備：對 於應回捲動作的實施次數，使上述饋送滾輪的饋送速度予 以遲緩之速度變換機構者。 本發明之第4項發明的線放電加工裝置，係以光學式 感測器之才曰向性狹窄方向為上述箝夹滾輥（pinch r〇iier)及 主動輥（capstan roller)表面的放線方向者。 【實施發明的最佳形態】 第1實施形態 特就本發明第1實施形態之線放電加工裝置的構成以 第1圖說明於後： 第1圖中，1為線電極（以下簡稱為線材），2為被加 工物，3為供給線電極1的線軸（wire b〇bbin)，4及$為 變換線材1行進方向的滑輪，6為構成張力控制裝置之例 如轉矩馬達（torque motor)，7為連接於轉矩馬達的主動 輥（capstan roller)，8及9係與主動輥為一對的壓緊輥 (pinch roller)，10係用以吸收滑輪5與壓緊輥8間之 線材行進路線上之線材1的鬆弛之吸收鬆弛輪。u為上 部線導具’ 12為下部線導具，1 3係由被加工物2上方喷 Ϊ紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）------- 4 312240 520313 A7 B7 M濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明湖（5 ) 〜 射加工液的上噴嘴’ 14係由被加工物2下方喷射加工液 的下喷嘴，15係於被加工物2加工時，變換從該加工部 分通過下部線導具12之線材i的行進方向之棍，16為導 管（guide pipe)，17係挾持線材！，以捲起線材i的捲起 親。且由轉矩馬達6,壓緊輥8,主動輕7，壓緊親9等 構成張力控制部200。 如上述構成的線放電加工裝置中，線材1係由線轴3 饋出，由滑輪4及滑輪5予以變換方向，且通過吸收鬆弛 輥1〇’張力控制部200,後述的線材自動供給裝置本體3〇〇 及上部線導具11，並在其與被加工物2之間進行放電加 工後’通過下部線導具12’輥15’導管16，然後以捲起 輥17加以捲起後，收納於回收箱（未圖示）。另一方面， 從加工液供給裝置（未圖示），以高壓泵將離子交換水供給 至上噴嘴13及下喷嘴14,而以與線材丨同轴的形狀噴射 至被加工物2之加工部。 又’構成張力控制部200之壓緊輥8及9係緊壓線材 1使線材1能夠以具有充分摩擦力的方式與主動輥7接觸 的滚輪，且轉矩馬達6係被控制成在加工時在與線材丨的 饋送方向相反的方向產生恆定轉矩，可透過主動親7控制 線材1使之具有一定的張力。又，使用伺服馬達作為轉矩 馬達6 ’並以測速發電機（taehogenerator)或旋轉編碼器 (rotary encoder)反饋（feedback)饋送速度，即能夠在自動 結線時以使送出線材1之方向或捲回線材1之方向的速度 一定的方式控制主動輥7的轉動。 本紙張尺度適用中國國家標傘（ CNS ) A4規格（210X 707八秣、" '~- — -- f請先閱讀背面之注意事^再填寫本頁} ------------- 線 /¾. 312240 520313 A7 ' ----------B7 五、發明説明（) ' ---- 6 ’ 人，就線材自動供給裝置本體300的構成說明於 '第1圖中2G係用以拘束線材自動供給裝置本體内 線材1的牙插路控之導管，21係以氣壓使導管μ上下 昇降的線型氣缸（llner eyllnde〇，22係使用以拘束從上部 線導具U經被加工物2之加卫開始孔再到下部線導具12 間之線材1的穿插之水柱形成之嗔嘴⑽啊⑷。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 線材自動結線動作開始後，在後述切斷通電部23之 線材1的前端，係由控制為定速旋轉之主動輥7饋出(於 第1圖中為右旋轉），同時，由於導管20的下降該前端到 達上部線導具11附近。再藉由上述主動輥7的饋送，線 材1的前端通過導管20,再通過上部線導具u、喷嘴22 後，通過被加工物2的加工開始孔，到達下部線導具12， 其間線材之穿插係由喷嘴22噴出水柱所拘束。又，線材 經由輥15使其方向變化大約9〇度後，通過回收導管16， 而在到達捲起輥17時完成自動結線動作。1〇〇為負荷檢 測裝置，係使用例如光學感測器在上述自動結線過程中， 檢出線電極1因穿插路徑的摩擦或附著物所致的負荷或依 被加工物2之加工開始孔内面的性質而定的負荷等障礙而 無法自動結線之狀態者，可使用光學式之近接感測器。 另外，線材自動供給裝置除自動結線功能外，尚具有 在自動結線動作未完成的情況下切斷線材1從頭開始再做 結線動作時，或在線材斷線時，以及在加工終了時自動切 斷線電極的自動切斷功能。又於第1圖中，23為切斷通 電部，24為切斷用主動輥，25為切斷用壓緊輥，可於再 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 6 312240 520313 *經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（7 ) 做（retry)動作時，或線材斷線時，在主動輥7與切斷用主 動輥24及切斷用壓緊輥25間提供張力，且藉由使電流在 切斷通電部2 3之一對供電端子間流動，而溶斷切斷通電 部23附近的線材1。同樣，亦可於加工終了時，在主動 輥7與捲起輥17及18間提供張力，且藉由使電流在切斷 通電部23之一對供電端子間流動，而溶斷切斷通電部23 附近的線材1。 其次，以第1至3圖說明使用於本發明第丨實施形態 的光學式感測器100之動作： 於第1至2圖中，光學式感測器1 〇〇係配置於自動結 線過程中線材1由主動輥7饋出時，主動輥7與導管20 間之線材1的彎折不受拘束之處。亦即，因導管20入口 至捲起輥1 7之間係構成為可拘束線材1之彎折之機構， 所以將光學式感測器100配置在上述不受拘束之處。而400 為後述控制裝置。 第3圖係表示光學式感測器1 〇〇與線材1位置關係之 俯視圖。第3圖中，101為發光部、102為受光部，由該 發光部101發出的紅外光，係在線材1的表面反射，而於 受光部102檢出該反射光。又，103為檢測領域，當自動 結線過程中的穿插負荷小時，該線材1雖係以具若干之振 動，位於檢測領域内，唯於貫穿負荷變大時，可能擠出於 檢測領域外側為彎折。此時，不在主動輥7與壓緊輥9之 接線方向拘束線材1而給予某程度之移動寬度。為此，係 於接線方向及法線方向，使用如圖中影線（haching)所示之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 312240 — 裝I ! 訂 ^ „ "線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 520313 A7

五、發明説明（ 具指向性感測器為宜。且對主動輥7及壓緊輥9接線方 之振動，得擴大其檢測範圍以防止過檢測現象。亦得以對 法線方向縮窄其檢測範圍以提升檢測靈敏度。 400為控制裝置，為回避自動結線工序中之線材^的 彎折現象，得由光學式感測器1〇〇之輸出，控制轉矩馬達 6之線材1的饋送及回捲動作。 ~ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 其次’第4圖為檢測貫穿負荷為防止彎折之自動结線 工序的時序表。而第5圖係表示該自動結線工序的流 圖。於第4圖中，S1為光學式感測器1〇〇之輸出，係設 定為當線材1在於光學式感測器1〇〇之檢測範圍内時為 「高」態輸出，而由檢測範圍擠出時為「低」態輸出者。 以下，於自動結線工序的動作中，係以第4圖之時序表， 及第5圖之流程圖予以說明。S2為開閉轉矩馬達6饋送 方向之旋轉（正轉）的信號，而S3為開閉馬達6回捲方向 之旋轉（反轉）信號。該信號係設定為「高」態時為〇n，而 於「低」態時為off者。當S2為〇n，以開始線材1的結 線後（S201、S202)，雖饋出線材1，唯於線材j發生振動， 若該振動幅度大於光學式感測器100檢測範圍時，因該光 學式感測器1〇〇之輸出係重複於「高」「低」態（S215、 S203)。且因於貫穿負荷增大，致使si在所定之時間（T1) 以上連績為「低」態時（S204)，係表示線材1已由光學式 感測器100檢測範圍擠出，即於此時，使S2為〇ff(S207) 以停止線材1之饋送，同時，亦使S3為〇n(S208)進行回 捲動作。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 312240 520313 M濟部智慧財產局員工消費合作社印製 9 A7 五、發明説明（9 ) 再1，S1成為「南」態（S209、S210)時，解除貫穿 負荷，線材1回復略真直性時，使S3為〇ff(S2n)於所定 時間後（S212)，再度使S2為on(S206)，以開始線材1的 饋送。雖由回捲動作使線材1回復為略真直性，唯該線材 1尚暫時維持振動狀態’此時，可由設置所定時間（丁2)之 S3及S3的停止期間，以使該振動靜止後再度進行結線時 的結線機率提升。 ) 若於此時，於第5圖使反轉饋送S3為on時，可用 計次器計算次數（S205)，即可記憶由貫穿負荷在同一地方 的反轉饋送動作之次數。若重複該動作（S2〇6)之次數係所 定次數以上時，即可切斷線材1(S214)，再度開始該自動 結線之工序。可如上述，於正轉及反轉重複時之線材丨上 的損傷處，防止自動結線錯誤。為判別於具貫穿負荷的同 一地方，能在所定次數内予以回復，可將線材饋送（正轉） 為on時間，經過所定時間以上時（S215)，將計次器p予 _以重置（S216)即可。 如第5圖，由重複上述（S2(H至S216)動作，對自動 結線時之可再結線貫穿負荷之彎折防止，得以進行高速處 理，因而，結線可靠性更為提升。由此，得以減低再結線 次數，使總自動結線時間得以縮短。 第2實施形態 對貫穿負荷而言，正轉饋送總時間越慢越可提升自動 結線的信賴性。為此，可使於為第6圖所示之第丨實施形 態中，重複所定次數之正轉饋送及反轉回捲後，可減緩正 &張尺度適财關家縣（CNS ) “格（21()><297公6-~-~~ --_. 312240 1»1 ΤΠΓ 二·111 f^^nf 1IHB1·— —mV In·— aalil ml n «-ml nn 15»—· HBB9I vim = - ^r-Br ·’- lr· iT am m n· (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 10 520313 五、發明説明（

1U 轉饋送速度。此乃第2實施例的形態。 其於第6圖t，與第！實施形態同一動作之說明將予 以省略。若次數計數器P之計數大於所定次數（S2〇6)時， 可將正轉饋送速度依所定比率予以下降（S217)，而於切斷 線材1後，再度開始其自動結線之步驟。對該貫穿負荷而 言，若正轉饋送繼續所定時間（S215)，得將次數計數器p 予以重置（S216)，同時，將正轉饋送速重置為初期值 (S218)。如上述，可於貫穿負荷較大時，將線材丨之饋送 速度變小，而於貫穿負荷較小時，得將線材丨之饋送速度 變大，因而，可提升自動結線的信賴性，同時，亦能縮2 自動結線所需要的時間。 如上述，有關第1項發明的線放電加工裝置之線材自 動饋送裝置，係檢測於饋送線電極之饋送輥，與上部線導 具間之貝牙徑路中，線電極之位置資訊之光學式感測器， 及對應於上述光學式感測器之位置資訊，判別上述線電極 之振動或其鬆弛狀態，同時，亦對應於線電極之鬆弛量， 以具備控制上述饋送輥之饋送動作，及回捲動作控制裝 置，可以兩信賴性，於線材自動結線中，確實檢測出由貫 穿負荷產生之彎折，以減少再結線的重複次數。 有關第2項發明的線放電加工裝置之線材自動饋送裝 置，係於饋送輥之饋送動作中，具有：線電極之鬆弛量增 加為所定量以上時，停止該饋送動作，且於其所定時間後， 開始回捲動作，而於該以回捲動作中，該線電極之鬆弛量 減少其所定量時’停止該回捲動作，且於所定時間後，再

本紙張尺度適用中_家標準（CNS) A4規格（210X^^T 312240 (請先閱讀背面之注意事項再填寫^^ •裝Μ丨—---—訂 線 520313 A7 B7 五、發明説明（U ) 開始饋送動作之控制裝置，因而，得以提升再結線時之信 賴性。 {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 復如第3項發明有關之線放電加工裝置之線材自動饋 送裝置’係具有：對應於回捲動作之實施次數，緩和上述 饋送輥之饋送速度的速度切換機構為其特徵之控制裝置， 因而’知以提升自動結線的信賴性，同時，亦可縮短其所 需時間。 有關第4項發明之線放電加工裝置之線材自動饋送裝 置’係將上述光學式感測器的指向性狹窄方向作為上述壓 緊輥及主動輥表面之放線方向為其特徵，因此，可擴大對 s亥接線方向的線電極振動檢測範圍，防止過檢測。相反地， 亦可對該法線方向的縮小檢測範圍，以提升檢測靈敏度。 【發明在產業上的利用性】 如上所述’有關本發明的線放電加工裝置之線材自動 饋送裝置，係於線電極之自動結線中，得將因貫穿負荷產 生之彎折予以確實檢測，同時，得以提升再結線的信賴性。 【圖式之簡單說明】 *經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第1圖係表示本發明第1實施例的構成圖。 第2圖係說明使用於本發明之光學式感測器的說明 圖。 第3圖係說明使用於本發明之光學式感測器原理的說 明圖。 第4圖係說明使用於本發明之光學式感測器動作的說 明圖。 本紙張尺度適用中國國冢標準（CNS ) A4規格（210X297公慶) 11 312240 520313 12 五、發明説明 第5圖係表示本發明g I月第1實施例的線電極自動处蠄， 動作的流程圖。 勒π線之 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 程之動作的流程圖。 【符號的說明】 1 線電極 3 線轴 5 方向變換輪 只w π叼琛電極自動結線製 2 加工物 4 方向變換滑輪 6 轉矩馬達 7 主動輥 8 壓緊輥 9 壓緊輥 10 吸收鬆弛輥 11 上部線導具 12 下部線導具 13 上喷嘴 14 下喷嘴 15 輥 16 回收導管 17 捲起輥 20 導管 21 昇降用線型氣缸 22 水柱噴嘴 23 切斷通部 24 切斷用主動輥 25 切斷用壓緊輥 100 負荷檢測裝置(光學式感測器） 101 發光部 102 受光部 103 檢測領域 200 張力控制部 300 線材自動饋送裝置本體部 400 控制裝置 請 閲 讀 背 Φ 5 意 事 項 再 寫 頁( 裝 訂 線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 12 312240

Claims (1)

1. 520313 A8B8C8D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ~、申請專利範圍 i· 一種線放電加工裝置，係具備： 饋送線材的饋送滾輪，· 檢測位於上部線導具間貫穿徑路之線材位置資訊 的光學式感測器，及 對應於上述光學式感測器之位置資訊判別上述線 材之振動或鬆弛狀況，同時，對應於材鬆弛量控制上 述饋送滾輪之饋送動作及回捲動作之控制裝置者。 2·如申睛專利範圍第1項記載之線放電加工裝置，係具 備： 於饋送滾輪的饋送動作中，若線材的鬆弛量增加 至所定量時，立即停止饋線動作，且 於所定時間後開始回捲動作，又 於回捲動作中，若線材的鬆弛量減少定量時，立 即停止回捲動作，再 於所疋時間後重新開始饋線動作之控制裝置者。 如申哨專利耗第1或2項記載中記載之線放電加工裝 置’係具備： 對應於回捲動作的實施次t，使上述饋送滾輪的 饋送速度予以遲緩之速度變換機構者。 4.如申請專利範圍第1或2項記載中記載之線放電加工 裝置，係以光學式感測器之指向性狹窄方向為上述籍 夾輥及主動輥表面的放線方向 1IIIIII — — — — — — · I I I 1 I I I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

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