具有加工液的溫度控制功能的電火花線切割機的製作方法

2023-06-28 04:49:01

專利名稱：具有加工液的溫度控制功能的電火花線切割機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種電火花線切割機的加工液的溫度控制。
背景技術：
在電火花線切割機中，向線電極和被加工物之間的加工間隙施加電壓而引起放電，同時改變線電極和被加工物的相對位置，將被加工物加工為希望的形狀。一般對於被加工物的加工結果，要求尺寸精度、垂直度或角度的精度。為了得到希望的加工結果，重要的是控制加工液的溫度。作為加工液的溫度控制是重要的理由，根據被加工物的材料、被加工物的厚度等，對電火花線切割機要求的加工精度有各種各樣，但在高精度時，有時需要數微米的精度。因此，在由於加工液的溫度變化而被加工物發生變形的情況下，有時加工精度惡化，尺寸誤差無法收斂到容許值內。電火花線切割機的加工液的溫度變化在通常運轉時，主要是因伴隨著放電加工而產生的熱造成的加工液的溫度變化(溫度上升)。在該情況下，以將加工液的溫度維持為恆定為目的，公知關於加工液冷卻裝置的日本特開平2-124228號公報那樣的技術。這是用於抑制因加工時產生的熱造成的加工液的溫度的上升的技術。與日本特開平2-124228號公報的技術相反，對於需要加工液的溫度上升的情況，公知日本特開昭61-293723號公報所揭示的技術。但是，日本特開平2-124228號公報、日本特開昭61-293723號公報所揭示的現有技術是關於電火花線切割機進行通常運轉時的加工液的溫度控制的技術。在此，考慮在使電火花線切割機運轉後，使電火花線切割機休止預定時間，再開始運轉的情況。假設在機械的休止中無人，不進行有人的機械操作(以下稱為操作)。另外，假設在休止中停止加工液的溫度調節裝置，並且以維持機械的最小電力動作。圖5是機械的周圍溫度比通常運轉狀態的加工液的控制目標溫度(以下稱為「力口工液控制溫度」)低的情況的例子，在機械的休止狀態下，加工液的溫度接近周圍溫度，在操作開始後，進行溫度調節使得成為加工液控制溫度。如圖5那樣，將機械的狀態分類為3種。StA:表示通常運轉狀態，是加工液溫度維持為加工液控制溫度的狀態。StB:表示休止狀態，休止狀態是停止了加工液的溫度控制的狀態。StC:表示再開始準備狀態，再開始準備狀態是從休止狀態恢復，通過加工液循環泵再開始加工液的溫度控制的狀態。StD:表示通常運轉狀態，是加工液的溫度為加工液控制溫度，恢復到通常運轉狀態的狀態(其中，StA和StD是相同的狀態)。另外，T1:機械運轉再開始時加工液溫度。T2:加工液控制溫度。:機械休止時 刻。t2:機械再開始準備開始時刻。t3:加工液控制溫度達到時刻。
在stC的再開始準備狀態中，在加工液達到加工液控制溫度T2前開始被加工物的加工的情況下，加工開始時和加工結束時的加工液溫度不同。隨著加工液的溫度變化，被加工物變形，加工結果的尺寸誤差變大。因此，為了避免在再開始準備狀態(StC)下開始加工的情況下的加工結果的尺寸誤差不收斂為容許值內的情況，可以在加工液的溫度達到加工液控制溫度後再開始加工。在如圖5那樣使加工液從加工液的溫度比加工液控制溫度低的狀態開始升溫的情況下，例如有使用加工液循環用泵來使其升溫的方法。但是，這會由於加工液循環用泵動作時的發熱造成的升溫而產生副作用，因此效率不高。如果只以加工液的升溫為目的，則可以如日本特開昭61-293723號公報所揭示的那樣，使用加熱器那樣的加溫裝置在短時間內使加工液達到控制溫度。在表示其概要圖的圖6中，通過使用加溫裝置能夠使再開始準備狀態(StC)的時間從t3_t2縮短到t4_t2。在此，如果說明在圖6中使用的附圖標記。StC2:再開始準備狀態(有加溫裝置)t4:加工液控制溫度達到時刻(有加溫裝置)。另外，上述再開始準備狀態是從休止狀態恢復，通過加溫裝置和加工液循環用泵再開始加工液的溫度控制的狀態。另外，在除此以外的附圖標記中，與圖5的附圖標記共用的標記，應用圖5中的說明。但是，即使在使用加溫裝置的情況下，加工液的升溫也由於再開始準備開始操作而開始。因此，存在以下的問題，即在操作開始後，為了升溫到加工液控制溫度，存在一定的再開始準備時間，即使在該期間進行加工，也無法得到高精度的加工結果。為了解決這樣的問題，通過日本特開昭61-297033號公報公知了以下的技術，即，使用計時器功能在開始操作之前進行加工液的溫度控制。圖7是說明日本特開昭61-297033號公報所揭示的加工液的溫度控制技術的概要圖，對使用計時器功能的情況和不使用的情況進行比較。在此，如果說明在圖7中使用的附圖標記，則為如下所示。StC2:再開始準備狀態(無計時器功能)StC3:再開始準備狀態(有計時器功能)t5a:再開始準備開始時刻(有計時器功能)t6:控制溫度達到時刻(有計時器功能)t2:再開始準備開始時刻(無計時器功能)t4:控制溫度達到時刻(無計時器功能)。另外，上述的再開始準備開始時刻(無計時器功能)是有人的操作開始時刻。另外，在除此以外的附圖標記中，與圖5的附圖標記共用的，應用圖5中的說明。說明圖7所示的加工液的溫度控制。假設在時刻t2開始操作。在具有計時器功能的機械在時刻t5再開始加工液的溫度控制的情況下，在時刻t6達到加工液控制溫度T2。時刻t6是在操作開始之前 ，因此在該情況下能夠在操作開始後馬上開始加工。另一方面，在沒有計時器功能的機械中在時刻t2開始加溫的情況下，到達到加工液控制溫度T4為止無法進行加工。這樣，在具有計時器功能的情況下，能夠在操作開始後沒有遲滯地開始加工。但是，在該技術中，需要由操作者設定計時器功能的時刻。在該情況下，存在以下的問題，即難以掌握在機械休止中加工液的溫度會有怎樣程度的變化，該溫度變化會與目標溫度有怎樣程度的背離，變化到目標溫度為止需要多少時間。圖8是說明改變使計時器功能有效的定時而進行的加工液的溫度控制的現有技術的圖。在此，假設在時刻t2開始操作。另外，設使計時器功能有效的定時為時刻t5a、時刻t5b、時刻t5。。在時刻t5a開始再開始準備的情況下，在操作開始前達到控制溫度，但在到時刻t2為止的期間，為了加工液循環用泵動作而使用的電力被浪費(時間D2的期間)。在時刻t5b開始再開始準備的情況下，在時刻t2達到加工液控制溫度。時刻t2是開始操作的時刻，因此在該情況下，加溫裝置、加工液循環用泵不浪費地動作。在時刻t5c開始再開始準備的情況下，到開始操作為止無法達到加工液控制溫度，到達到加工液控制溫度的時刻t7為止(時間D3的期間)無法進行加工。在日本特開昭61-297033號公報的技術中，由於任意地設定計時器的時刻，所以不清楚所設定的時刻相當於圖8的t5a、t5b、t5。的哪個時間。另外，無法事前預測機械休止中的加工液的溫度變化而正確地設定計時器時刻。日本特開2010-105101號公報揭示了用於解決該問題的技術。在該技術中，記載了具有測定機械的構成部位或其周圍的溫度的溫度測量單元，在程序開始時刻之前進行使加工液循環的慣性循環的情況下，使用通過測量單元測定的測量溫度與對加工液預先設定的溫度之間的差分來預測慣性循環所需要的時間，在到程序開始時刻為止在預測的時間中進行慣性循環。但是，在該日本特開2010-105101號公報所揭示的技術中，沒有考慮到加工液量。根據加工液量的不同，加工液的溫度變化所需要的時間不同。另外，在實際使用電火花線切割機的現場，即使假設在設置機械時使加工液量為最大容量，由於加工液的蒸發等，加工液的量也不固定，難以認為實際使用的全部的電火花線切割機的加工液量都相同。因此，存在無法只根據日本特開2010-105101號公報所揭示的技術的表而在適當的時間使計時器功能動作的問題。·此外，在該日本特開2010-105101號公報所揭示的技術中，在開始加工液的溫度控制後，保持原樣地繼續進行溫度控制。由於如上述那樣沒有加工液量的信息，所以也無法考慮比預測的時間早地達到控制目標溫度的情況。在比預定時刻早地達到的情況下，存在到運轉開始時刻為止在加工液循環等中消耗不需要的電力。上述說明是針對休止中的加工液溫度比控制溫度低的情況，但對於休止中的加工液溫度比控制溫度高的情況也一樣。

發明內容
因此，本發明的目的在於:提供一種電火花線切割機，其具有以下的加工液溫度控制功能，即在電火花線切割機的休止後，通過表或計算求出加工液的溫度控制所需要的時間，在操作開始前以最優的定時自動地使計時器功能有效，開始再開始準備，使溫度調節裝置和用於使加工液循環的泵動作，控制加工液的溫度。本發明的具有加工液的溫度控制功能的電火花線切割機使加工液在加工液罐和加工槽之間循環，向浸潰在貯存於該加工槽中的加工液中的被加工物與線電極之間的加工間隙施加電壓而引起放電，同時使上述線電極與上述被加工物的相對位置變化，將上述被加工物加工成希望的形狀，該電火花線切割機的第一形式具備:設定上述電火花線切割機的操作開始時刻的操作開始時刻設定部；設定在上述操作開始時刻的上述加工液的控制溫度的加工液溫度設定部；測定上述加工液的溫度的加工液溫度測定部；測定上述電火花線切割機的周圍溫度的周圍溫度測定部；溫度調節時間計算部，其基於進行溫度調節時所需要的熱量、損失熱量以及進行上述溫度調節的溫度調節機的容量，計算出溫度調節所需要的溫度調節時間，其中，根據上述測定出的加工液溫度和周圍溫度來進行上述溫度調節直到在上述加工液罐中貯存有最大量的加工液時的上述加工液的溫度成為上述控制溫度為止；第一剩餘時間計算部，其計算從上述溫度調節時間計算部計算出溫度調節時間的時刻到由上述操作開始時刻設定部設定的操作開始時刻為止的第一剩餘時間；溫度調節控制開始部，其在上述溫度調節時間計算部計算出的溫度調節時間與上述第一剩餘時間一致、或超過上述第一剩餘時間時，通過上述溫度調節機開始進行溫度調節；溫度調節時間再計算部，其測定從上述溫度調節控制開始部的溫度調節開始經過預定時間後的加工液的溫度，求出加工液溫度的變化率，根據該求出的加工液溫度的變化率，再計算出到達到上述控制溫度為止所需要的時間；第二剩餘時間計算部，其計算從上述溫度調節時間再計算部計算出再計算溫度調節時間的時刻到上述操作開始時刻為止的第二剩餘時間；以及溫度調節待機部，其在上述再計算溫度調節時間比上述第二剩餘時間短的情況下，在使溫度調節待機該第二剩餘時間與該再計算溫度調節時間之間的差分後，設定再開始溫度調節的時刻。另外，在上述再計算溫度調節時間比上述第二剩餘時間短的情況下，在通過上述溫度調節待機部設定的時刻後，再開始加工液的溫度調節控制，而在上述再計算溫度調節時間不比上述第二剩餘時間短的情況下，繼續進行加工液的溫度調節控制。該電火花線切割機的第二形式具備:設定上述電火花線切割機的操作開始時刻的操作開始時刻設定部；設定在上述操作開始時刻的上述加工液的控制溫度的加工液溫度設定部；表存儲部，其將進行溫度調節直到在上述加工液罐中貯存有最大量的加工液時的上述加工液的溫度成為上述控制溫度為止所需要的時間做成表來存儲；測定上述加工液的溫度的加工液溫度測定部；溫度調節時間計算部，其根據上述測定的加工液溫度和上述表，計算溫度調節所需要的溫度調節 時間；第一剩餘時間計算部，其計算從上述溫度調節時間計算部計算出溫度調節時間的時刻到上述操作開始時刻為止的第一剩餘時間；溫度調節控制開始部，其在上述溫度調節時間與上述第一剩餘時間一致、或超過上述第一剩餘時間時，開始進行溫度調節；溫度調節時間再計算部，其測定從上述溫度調節控制開始部的溫度調節開始經過預定時間後的加工液的溫度,求出溫度的變化率,根據該求出的溫度的變化率,再計算出到達到上述控制溫度為止所需要的時間；第二剩餘時間計算部，其計算從上述溫度調節時間再計算部計算出再計算溫度調節時間的時刻到上述操作開始時刻為止的第二剩餘時間；以及溫度調節待機部，其在上述再計算溫度調節時間比上述第二剩餘時間短的情況下，在使溫度調節待機該第二剩餘時間與該再計算溫度調節時間之間的差分後，設定再開始溫度調節的時刻。另外，在上述再計算溫度調節時間比上述第二剩餘時間短的情況下，在通過上述溫度調節待機部設定的時刻後，再開始加工液的溫度調節控制，而在上述再計算溫度調節時間不比上述第二剩餘時間短的情況下，繼續進行加工液的溫度調節控制。根據本發明，能夠提供一種電火花線切割機，其具有以下的加工液的溫度控制功能，即在電火花線切割機休止後，通過表或計算求出加工液的溫度控制所需要的時間，在操作開始前以最優的定時自動地使計時器功能有效，開始再開始準備，使溫度調節裝置和用於使加工液循環的泵動作，控制加工液的溫度。


根據參照附圖的以下的實施方式的說明，使本發明的上述和其他的目的和特徵明了。圖1是示意地說明本發明的實施方式的電火花線切割機的概要結構的圖。圖2是說明本發明的溫度控制的圖。圖3A和圖3B是說明加工液的溫度控制的方法I的處理的流程圖。圖4A和圖4B是說明加工液的溫度控制的方法2的處理的流程圖。圖5是說明作為現有技術的機械的周圍溫度比通常運轉狀態的加工液的控制目標溫度低時的電火花線切割機的加工液的溫度變化的圖表。圖6是說明通過使 用作為現有技術的加溫裝置而在短時間內使加工液達到控制目標溫度的圖表。圖7是說明現有技術文獻所揭示的加工液的溫度控制技術的圖表，對使用計時器的情況和不使用的情況進行比較來說明。圖8是說明改變使計時器功能有效的定時而進行的加工液的溫度控制的現有技術的圖。
具體實施例方式首先，使用圖1說明本發明的具有加工液的溫度控制功能的電火花線切割機的概要。電火花線切割機向浸潰在貯存於加工槽2中的加工液中的被加工物與線電極之間的加工間隙施加電壓而引起放電，同時使上述線電極與上述被加工物的相對位置變化，將上述被加工物加工成希望的形狀。線電極(未圖示)被引導到在加工槽2內在上下方向上隔開適當間隔地配置的線導軌上，從上方向向下方向行走。在線導軌之間的線電極的行走路徑中，配置被加工物(未圖示)。電火花線切割機(未圖示)使線電極和被加工物之間的加工間隙產生放電而進行放電加工。從加工液罐3向加工槽2供給加工液並貯存。該加工槽2內的加工液混合有通過放電加工而產生的加工屑，構成為該加工液流向加工液罐3。從加工液罐3通過加工液循環用泵6吸取的加工液被供給到加工槽2內。因此，加工液循環用泵6使加工液在加工槽2、加工液罐3中循環。另外，加工液罐3通常由貯存從加工槽2流出的加工液的汙水槽、從存留在汙水槽中的加工液中除去加工屑的清水槽構成。加工液循環用泵6吸取貯存在清水槽中的加工液而供給加工槽2。加熱器8等溫度調節裝置將加工液的溫度調節到預先設定的溫度。通過使由加熱器8調節到加工液控制溫度的加工液循環，在使加工液循環的構成部位使熱位移降低，能夠減少因膨脹、收縮造成的加工誤差。另外，作為溫度調節裝置，為了對用於加溫加工液的加熱器8、加工液進行冷卻，而使用冷卻用冷卻器(未圖示)。加工液溫度檢測用溫度傳感器5測定貯存在加工液罐3內的加工液的溫度，向加工液溫度控制裝置4輸出測定信號。另外，室溫傳感器9是測定設置有電火花線切割機的周圍的氣溫的溫度傳感器。所測定的溫度測定信號被輸出到加工液溫度控制裝置4。加工液溫度控制裝置4具備執行控制程序所需要的處理器(CPU)、存儲器等。進而，加工液溫度控制裝置4具備為了控制加工液的溫度而使用的計時器功能，並且具備存儲用存儲器7，該存儲用存儲器7用於存儲執行加工液的溫度控制所需要的操作開始時刻、加工液控制溫度、加工液罐3能夠貯存加工液的最大容量等數據。另外，在存儲用存儲器7中，也可以以表形式存儲在加工液罐3中貯存了最大量的加工液時的直到加工液的溫度成為加工液控制溫度為止進行溫度調節所需要的時間的數據。即，存儲用存儲器7也可以具備表存儲部。另夕卜，加工液溫度控制裝置可以作為單獨的裝置，也可以在控制電火花線切割機的數值控制裝置中具備加工液的溫度控制功能。接著，說明使用了上述的電火花線切割機的本發明的加工液的溫度控制。本發明在電火花線切割機休止後，通過表或計算求出加工液的溫度控制所需要的時間，在操作開始前以最優的定時自動地使計時器功能有效，開始再開始準備，使溫度調節裝置和用於使加工液循環的泵動作 ，控制加工液的溫度。另外，測定從加工液溫度的控制開始經過預定時間後的加工液溫度，在通過計算或表預想比求出的時刻更早地達到控制目標溫度的情況下，使溫度調節暫時成為待機狀態，通過表或計算再次求出溫度調節所需要的時間，再設定溫度調節開始時刻。如果考慮使計時器功能有效的定時，則可以認為由於成為溫度控制的對象的加工液的量是相同的，所以即使以任意的定時開始再開始準備，只要必要的溫度變化相同，則溫度調節所使用的電力是同等的。但是，在進行加工液的溫度控制時，為了將加工液的溫度保持均勻，需要加工液循環用泵6的動作。即，在操作開始之前使加工液達到控制溫度的情況下，在從達到控制溫度後到操作開始為止的期間中，也需要使加工液循環用泵6動作，為此的電力被浪費地消耗。另一方面，在再開始準備的開始延遲，在操作開始時加工液的溫度沒有達到控制溫度的情況下，雖然沒有浪費的電力消耗，但到達到控制溫度為止的期間，無法進行加工。理想的狀態是設定計時器功能使得在操作開始時加工液正好達到控制溫度。由此，不只是在操作開始時達到控制溫度，還能夠將電力消耗抑制為最小。因此，使用圖2，說明本發明的加工液的溫度控制的方法I和方法2。(方法I)通過加工液循環用泵6將加工液罐3的加工液送到加工槽2。送到加工槽2的加工液再次返回到加工液罐3。加工液溫度控制裝置4通過加工液溫度檢測用溫度傳感器5監視加工液罐3中的加工液的溫度，根據需要使作為加熱器8的溫度調節裝置動作。為了以最優的定時進行動作，使用存儲在存儲用存儲器7中的各種數值。在基於方法I的加工液的溫度控制中，使用測定機械的周圍溫度的室溫傳感器9。為了在理想的計時器開始時刻即再開始準備開始時刻t5b開始再開始準備，預先設定有人的操作開始時刻t2，即存儲在存儲用存儲器7中。另外，使用存儲在存儲用存儲器7中的加工液的加工液控制溫度和加工液的體積(或貯存在加工液罐3中的最大容量)、通過加工液溫度檢測用溫度傳感器5檢測出的加工液溫度的數據，計算出到使加工液達到加工液控制溫度為止所需要的熱量。另外，根據所存儲的加工液罐3的總表面積(罐3的側面和底面的面積的總和)、加工液表面的面積，求出由於散熱造成的損失(散熱量)。為了計算散熱量，需要加工液溫度和周圍溫度的差的信息，因此通過室溫傳感器9測定設置有機械(電火花線切割機)的周圍溫度。如上所述，使用加工液溫度檢測用溫度傳感器5檢測加工液的溫度。根據加工液升溫所需要的熱量、散熱造成的損失、所設定的操作開始時刻，決定用於在所設定的操作開始時刻使加工液達到控制溫度的再開始準備開始時刻t5b。由此，能夠不消耗浪費的電力，並且在操作開始後馬上開始加工。在該情況下，在機械休止中也必須判定再開始準備開始時刻t5b，因此，假設加工液溫度檢測用溫度傳感器5和室溫傳感器9的檢測和運算裝置動作。如上所述，加工液的溫度控制所需要的熱量是為了使由加工液溫度檢測用溫度傳感器5檢測出的加工液的溫度與控制的目標溫度即加工液控制溫度之間的差消失而投入的熱量和在加工液的溫度控制中存在與周圍溫度的差的情況下所損失的熱量的合計。溫度的差越大則損失的熱量越大。在使加工液升溫的情況下，能夠使用加工液的比熱、密度、體積、溫度變化量的數據，通過計算而求出所需要的熱量。另外，能夠根據熱損失係數、加工液容器(加工液罐)的表面積和加工液的表面積求出所損失的熱量(散熱量)。在此，使用公式說明方法I的加工液的溫度控制。如果設加工液的比熱為C1，密度為Cl1，體積為V1，溫度變化為AT，則可以用下述的公式(I)表示使加工液的溫度變化所需要的熱量Pi。能夠使用加工液的容量(固定值)、或者使用利用了液面位置檢測傳感器等的加工液量傳感器，更詳細地監視體積V115或者，也可以設為能夠貯存在加工 液罐3中的加工液的最大容量。P1=C1Xd1XV1X ΔΤ......(I)另外，如果設加入了加工液的容器的比熱為C2，密度為d2，體積為V2，溫度變化為AT，則可以用下述的公式(2)表示使容量的溫度變化所需要的熱量P2。在此，容器意味著加工槽2和加工液罐3。由於是貯存加工液的容器，所以假設容器的溫度與加工液的溫度相同，所需要的溫度變化也相同。P2=C2Xd2XV2X ΔΤ......(2)另外，如果設加工液的散熱損失係數為Q1,表面積為S1，損失(熱量)SP3，加工液罐的散熱損失係數為Q2，表面積為S2，損失(熱量)為P4，則可以用下述的公式(3)表示加工液的損失熱量P3,另外，可以用下述的公式(4)表示加工液容器的損失熱量P4。另外，散熱損失係數Q1、散熱損失係數Q2需要加工液溫度與機械的周圍溫度的差的信息，因此，使用通過加工液溫度檢測用溫度傳感器5和室溫傳感器9檢測而得到的溫度信息。P3=Q1 XS1......(3)P4=Q2 X S2......(4)根據以上可知，如果設溫度控制所需要的總熱量為P5，則可以通過下述的公式(5)表不P5。P5=P1+P2+P3+P4......(5)在該情況下，可以根據下述的公式(6)求出在使用容量A的加熱器使其升溫的情況下所需要的時間tn。tn=P5/A......(6)通過設定計時器功能使得加熱器8等溫度調節裝置相對於操作開始的預定時刻提早tn時間地動作，來實現到操作開始預定時刻為止以必要最小電力使加工液達到目標溫度。在根據加工液的溫度控制所需要的熱量和由於散熱而損失的熱量對從加熱器8等溫度調節裝置向加工液賦予的總熱量進行計算的過程中，加工液的體積以外的值是材料固有的，因此能夠將上述總熱量作為依賴於加工液的體積的量來處理。因此，能夠根據從加工液的溫度控制開始經過規定時間後的溫度上升，求出體積的當前值。由此，不只是能夠不使用測定加工液的體積的傳感器而進行溫度控制，通過根據加工液的體積的計算結果還對加工液的升溫所需要的時間進行再計算，能夠使加工液在正確的時刻達到加工液控制溫度。另外，為了在不使用加工液量傳感器進行加工液的溫度調節的情況下容易地進行求出再開始準備開始時刻t5b的計算，而使用加工液罐3的最大容量來計算加工液的體積。對此，作為加工液量，是在最難以加溫的條件下的計算，因此，在加工液的體積為任意的情況下，加工液的升溫都趕得上有人的操作開始時刻t2。但是，另一方面，如果在比有人的操作開始時刻t2早的時間達到加工液控制溫度，則如上所述，會使加工液循環用泵6等動作，而消耗浪費的電力。因此，如圖2所示，在如虛線所示那樣預測溫度上升而從再開始準備開始時刻t5b開始升溫，一定時間後的溫度控制狀況確認時刻t8時的加工液的溫度成為T3，溫度上升比預測的大的情況下，到再開始準備再啟動時刻t9為止停止升溫，再計算溫度調節所需要的時間，暫時停止溫度調節。通過從再次計算出的再開始準備再啟動時刻〖9開始進行溫度調節，由此，能夠使得在正確的時刻達到控制溫度。在此，根據「能夠貯存在加工液罐3中的加工液的最大容量」來計算溫度調節所`需要的時間，因此不會遲於操作開始時刻t2，不消耗浪費的電力，就能夠使加工液達到加工液控制溫度。另外，實際的加工液的溫度變化由於散熱的影響而不是簡單的一次函數，但為了簡化，如圖2所示那樣用一次函數來圖示。在實際的加工液的溫度控制中有時存在無法完全正確掌握的熱損失的情形，因此，通過如圖2所示那樣使實際的溫度變化成為函數化，還有能夠進行正確的溫度控制的優點。另外，上述的說明是針對休止中的加工液溫度比控制溫度低的情況，但對於休止中的加工液溫度比控制溫度高的情況，使用冷卻器作為溫度調節裝置而與上述一樣地進行冷卻加工液的溫度控制。另外，假設在休止中停止加工液的溫度調節裝置，並且以維持機械的最小的電力而動作。圖3是說明方法I的加工液的溫度控制處理的流程圖。以下，依照各步驟來說明。[步驟SA01]讀入操作開始時刻。例如，加工液的溫度控制裝置讀入由操作員等從電火花線切割機的輸入裝置輸入並存儲的操作開始時刻。[步驟SA02]轉移到休止狀態。即，加工液的溫度控制裝置停止加工液的溫度控制。[步驟SA03]測定加工液溫度和機械的周圍溫度。取得加工液溫度和機械的周圍溫度的數據。使用加工液溫度檢測用溫度傳感器5測定加工液溫度，使用室溫傳感器9測定機械的周圍溫度。[步驟SA04]計算假設加工液量為最大時的加工液的溫度調節(使加工液成為加工液控制溫度的溫度控制)所需要的時間tn。可以使用上述(I) (6)的公式來計算時間
til。[步驟SA05]計算到操作開始為止的第一剩餘時間t12。[步驟SA06]判斷第一剩餘時間t12是否為時間tn以下的時間，在為時間tn以下的時間U11彡t12)的情況下(判斷為是)，轉移到步驟SA07，在不為時間tn以下的時間(tn〈t12)的情況下(判斷為否)，返回到步驟SA03。另外，在tn〈t12的情況下(判斷為否)，也可以以減少時間tn、t22的計算次數為目的，等待經過預定的時間再返回步驟SA03。[步驟SA07]開始加工液的溫度控制(溫度調節)。[步驟SA08]為了確認加工液的溫度控制狀況，在經過預定時間t13後，根據t13的期間的加工液的溫度變化來計算變化率，計算加工液的溫度調節所需要的時間t14。[步驟SA09]計算到操作開始為止的第二剩餘時間t15。[步驟SA10]判斷t14是否為t15以上，在是t15以上(t14彡t15)的情況下(判斷為是)，轉移到步驟SA11，在是t15以下(t14 < t15)的情況下(判斷為否)，轉移到步驟SA12。[步驟SAlI]繼續進行加工液的溫度控制。[步驟SA12]在時間(t15_t14)的 期間待機。(t15_t14)是待機時間。在待機的情況下，控制加工液的溫度使得加工液溫度維持τ3。[步驟SA13]再開始加工液的溫度控制。對上述流程圖進行補足說明。步驟SAOl的處理與「設定電火花線切割機的操作開始時刻的操作開始時刻設定部」和「設定操作開始時刻的加工液的控制溫度的加工液溫度設定部」對應。步驟SA03的處理與「測定加工液的溫度的加工液溫度測定部」和「測定電火花線切割機的周圍溫度的周圍溫度測定部」對應。步驟SA04的處理與「基於進行溫度調節時所需要的熱量、損失熱量以及溫度調節機的容量，計算出溫度調節所需要的溫度調節時間，其中，根據測定的加工液溫度和周圍溫度來進行溫度調節直到在加工液罐中貯存有最大量的加工液時的上述加工液的溫度成為控制溫度為止」對應。步驟SA05的處理與「計算所計算出的溫度調節時間和從計算出該溫度調節時間的時刻到操作開始時刻為止的第一剩餘時間的第一剩餘時間計算部」對應。進而，步驟SA06和步驟SA07的處理與「在溫度調節時間與第一剩餘時間一致、或超過第一剩餘時間時，開始進行溫度調節的溫度調節控制開始部」對應。步驟SA08的處理與「測定從溫度調節控制開始部的溫度調節開始經過預定時間後的加工液的溫度，求出加工液溫度的變化率，根據該加工液溫度的變化率，再計算出到達到控制溫度為止所需要的時間的溫度調節時間再計算部」對應。步驟SA09的處理與「計算從溫度調節時間再計算部計算出再計算溫度調節時間的時刻到操作開始時刻為止的第二剩餘時間的第二剩餘時間計算部」對應。進而，步驟SAlO和步驟SA12的處理與「在再計算溫度調節時間比第二剩餘時間短的情況下，在使溫度調節待機該第二剩餘時間與該再計算溫度調節時間之間的差分後，設定為再開始溫度調節的溫度調節待機部」對應。
(方法2)在方法2的加工液的溫度控制中，不使用測定機械的周圍溫度的室溫傳感器9。另夕卜，與方法I的說明一樣，參照圖2說明該情況下的溫度控制的加工液的溫度變化。為了在理想的計時器開始時刻t5b開始再開始準備，預先設定有人的操作開始時刻t2。另外，準備補足加工液的加工液控制溫度與實際的溫度之間的差所需要的時間的表(即將表存儲在圖1的存儲用存儲器7中)。表的數據包含在能夠貯存在加工液罐3中的最大加工液量中與加工液的溫度和加工液控制溫度的差分對應的熱量、再開始準備開始時刻t5b時的加工液的溫度與再開始準備中的加工液的溫度的差分所對應的(損失)熱量。由此，也可以不使用來自機械的周圍的室溫傳感器9的溫度信息。根據加工液的加工液控制溫度與實際的溫度的差、表示與消除該溫度的差所需要的時間的關係的表、所設定的操作開始時刻，決定用於使加工液在所設定的操作開始時刻t2達到加工液控制溫度的再開始準備開始時刻t5b。由此，能夠不消耗浪費的電力，並且在操作開始後馬上開始加工。在此，上述表中的消除溫度的差所需要的時間是消除最大加工液量的溫度差所需要的時間。因此，在實際的加工液量比最大加工液量少的情況下，比有人的操作開始時刻七2早地達到控制目標溫度(加工液控制溫度T2 )。在這種情況下，從達到加工液控制溫度T2開始到啟動開始的期間，消耗了浪費的電力。因此，為了避免這樣的浪費的電力消耗，在此，根據表求出從加工液的溫度控制開始經過預定時間後的加工液的實際的溫度(通過加工液溫度檢測用溫度傳感器5測定的加工液的溫度)與加工液控制目標溫度T2之間的差和消除該溫度差所需要的時間(到使加工液的實際的溫度成為溫度T2為止的時間)，再設定加工液的溫度控制開始時刻。但是，在該情況下，比表的時間早地發生溫度變化，因此，預想加工液量不是最大量。因此，加工液再次比在表中參照的時間早地變化。因此，在每隔預定時間後根據與控制目標溫度的差和表求出所·需要的時間，由此能夠沒有浪費的電力消耗地使加工液達到加工液控制溫度。如上所述，在方法2中，不需要用於測定機械周圍的溫度的傳感器。另外，上述的說明是針對休止中的加工液溫度比控制溫度低的情況，但對於休止中的加工液溫度比控制溫度高的情況，使用冷卻器作為溫度調節裝置，與上述一樣地進行冷卻加工液的溫度控制。圖4是說明方法2的加工液的溫度控制處理的流程圖。以下，依照各步驟來說明。[步驟SB01]設定操作開始時刻。例如，加工液的溫度控制裝置讀入由操作員等從電火花線切割機的輸入裝置輸入的操作開始時刻，來設定操作開始時刻。進而，還設定加工液控制溫度。[步驟SB02]轉移到休止狀態。即，加工液的溫度控制裝置停止加工液的溫度控制。[步驟SB03]測定加工液溫度，取得加工液溫度的數據。使用加工液溫度檢測用溫度傳感器5測定加工液溫度。[步驟SB04]使用表的數據，計算假設加工液量為最大時的加工液的溫度調節(使加工液成為在步驟SBOl中設定的加工液控制溫度的溫度控制)所需要的時間tn』。[步驟SB05]計算到操作開始為止的第一剩餘時間t12』。
[步驟SB06]在為時間tn』以下的時間(tn』彡t12』)的情況下(判斷為是)，轉移到步驟SB07，在不為時間』以下(tn』 <t12』)的情況下(判斷為否)，返回到步驟SB03。另外，在tn』 <t12』的情況下(判斷為否)，以減少時間tn』、t22 』的計算次數為目的，也可以等待經過預定的時間再返回步驟SB03。[步驟SB07]開始加工液的溫度控制(溫度調節)。[步驟SB08]為了確認加工液的溫度控制狀況，在經過預定時間t13』後，根據t13』的期間的加工液的溫度變化來計算變化率，計算加工液的溫度調節所需要的時間t14』。[步驟SB09]計算到操作開始為止的第二剩餘時間t15』。[步驟SB10]判斷t14』是否為t15'』以上，在是t15』以上(t14，彡t15』)的情況下(判斷為是)，轉移到步驟SB11，在是t15』以下(t14』 <115』)的情況下(判斷為否)，轉移到步驟 SB12。[步驟SBlI]繼續進行加工液的溫度控制。[步驟SB12]在時間(t15』_t14』)的期間待機。(t15』_t14』)是待機時間。在待機的情況下，控制加工液的溫度使得加工液溫度維持T3。[步驟SB13]再開始加工液的溫度控制。對上述流程圖進行補足說明。步驟SBOl的處理 與「設定電火花線切割機的操作開始時刻的操作開始時刻設定部」和「設定操作開始時刻的加工液的控制溫度的加工液溫度設定部」對應。步驟SB03的處理與「測定加工液的溫度的加工液溫度測定部」對應。步驟SB04的處理與「根據測定的加工液溫度和時間的表，計算溫度調節所需要的溫度調節時間的溫度調節時間計算部」對應。步驟SB05的處理與「計算所計算出的溫度調節時間和從計算出該溫度調節時間的時刻到操作開始時刻為止的第一剩餘時間的第一剩餘時間計算部」對應。進而，步驟SB06和步驟SB07的處理與「在溫度調節時間與第一剩餘時間一致、或超過第一剩餘時間時，開始進行溫度調節的溫度調節控制開始部」對應。步驟SB08的處理與「測定從溫度調節控制開始部的溫度調節開始經過第二預定時間後的加工液的溫度，求出加工液溫度的變化率，根據該溫度的變化率，再計算出到達到控制溫度為止所需要的時間的溫度調節時間再計算部」對應。步驟SB09的處理與「計算從溫度調節時間再計算部計算出再計算溫度調節時間的時刻到操作開始時刻為止的第二剩餘時間的第二剩餘時間計算部」對應。進而，步驟SBlO和步驟SB12的處理與「在再計算溫度調節時間比第二剩餘時間短的情況下，在使溫度調節待機該第二剩餘時間與該再計算溫度調節時間之間的差分後，設定為再開始溫度調節的溫度調節待機部」對應。
權利要求
1.一種具有加工液的溫度控制功能的電火花線切割機，其使加工液在加工液罐和加工槽之間循環，向浸潰在貯存於該加工槽中的加工液中的被加工物與線電極之間的加工間隙施加電壓而引起放電，同時使上述線電極與上述被加工物的相對位置變化，將上述被加工物加工成希望的形狀，該電火花線切割機的特徵在於，具備: 設定上述電火花線切割機的操作開始時刻的操作開始時刻設定部； 設定在上述操作開始時刻的上述加工液的控制溫度的加工液溫度設定部； 測定上述加工液的溫度的加工液溫度測定部； 測定上述電火花線切割機的周圍溫度的周圍溫度測定部； 溫度調節時間計算部，其基於進行溫度調節時所需要的熱量、損失熱量以及進行上述溫度調節的溫度調節機的容量，計算出上述溫度調節所需要的溫度調節時間，其中，根據上述測定的加工液溫度和周圍溫度來進行上述溫度調節直到在上述加工液罐中貯存有最大量的加工液時的上述加工液的溫度成為上述控制溫度為止； 第一剩餘時間計算部，其計算從上述溫度調節時間計算部計算出溫度調節時間的時刻到由上述操作開始時刻設定部設定的操作開始時刻為止的第一剩餘時間； 溫度調節控制開始部，其在上述溫度調節時間計算部計算出的溫度調節時間與上述第一剩餘時間一致、或超過上述第一剩餘時間時，通過上述溫度調節機開始進行溫度調節； 溫度調節時間再計算部，其測定從上述溫度調節控制開始部的溫度調節開始經過預定時間後的加工液的溫度，求出加 工液溫度的變化率，根據該求出的加工液溫度的變化率，再計算出到達到上述控制溫度為止所需要的時間； 第二剩餘時間計算部，其計算從上述溫度調節時間再計算部計算出再計算溫度調節時間的時刻到上述操作開始時刻為止的第二剩餘時間；以及 溫度調節待機部，其在上述再計算溫度調節時間比上述第二剩餘時間短的情況下，在使溫度調節待機該第二剩餘時間與該再計算溫度調節時間之間的差分後，設定再開始溫度調節的時刻， 上述電火花線切割機在上述再計算溫度調節時間比上述第二剩餘時間短的情況下，在通過上述溫度調節待機部設定的時刻後，再開始加工液的溫度調節控制，在上述再計算溫度調節時間不比上述第二剩餘時間短的情況下，繼續進行加工液的溫度調節控制。
2.一種具有加工液的溫度控制功能的電火花線切割機，其使加工液在加工液罐和加工槽之間循環，向浸潰在貯存於該加工槽中的加工液中的被加工物與線電極之間的加工間隙施加電壓而引起放電，同時使上述線電極與上述被加工物的相對位置變化，將上述被加工物加工成希望的形狀，該電火花線切割機的特徵在於，具備: 設定上述電火花線切割機的操作開始時刻的操作開始時刻設定部； 設定在上述操作開始時刻的上述加工液的控制溫度的加工液溫度設定部； 表存儲部，其將進行溫度調節直到在上述加工液罐中貯存有最大量的加工液時的上述加工液的溫度成為上述控制溫度為止所需要的時間做成表來存儲； 測定上述加工液的溫度的加工液溫度測定部； 溫度調節時間計算部，其根據上述測定的加工液溫度和上述表，計算溫度調節所需要的溫度調節時間； 第一剩餘時間計算部，其計算從上述溫度調節時間計算部計算出溫度調節時間的時刻到上述操作開始時刻為止的第一剩餘時間； 溫度調節控制開始部，其在上述溫度調節時間與上述第一剩餘時間一致、或超過上述第一剩餘時間時，開始進行溫度調節； 溫度調節時間再計算部，其測定從上述溫度調節控制開始部的溫度調節開始經過預定時間後的加工液的溫度，求出溫度的變化率，根據該求出的溫度的變化率，再計算出到達到上述控制溫度為止所需要的時間； 第二剩餘時間計算部，其計算從上述溫度調節時間再計算部計算出再計算溫度調節時間的時刻到上述操作開始時刻為止的第二剩餘時間；以及 溫度調節待機部，其在上述再計算溫度調節時間比上述第二剩餘時間短的情況下，在使溫度調節待機該第二剩餘時間與該再計算溫度調節時間之間的差分後，設定再開始溫度調節的時刻， 上述電火花線切割機在上述再計算溫度調節時間比上述第二剩餘時間短的情況下，在通過上述溫度調節待機部設定的時刻後，再開始加工液的溫度調節控制，在上述再計算溫度調節時間不比上述第二 剩餘時間短的情況下，繼續進行加工液的溫度調節控制。
全文摘要
本發明提供具有加工液的溫度控制功能的電火花線切割機。在線性地預測加工液的溫度上升的情況下，從時刻(t5b)開始加工液的升溫，使得在有人的操作開始時刻(t2)該加工液的溫度上升到加工液控制溫度(T2)。然後，在一定時間後的時刻(t8)的溫度上升比預測大的情況下，從該時刻(t8)到其後的時刻(t9)的期間中，停止升溫。然後，從時刻(t9)再次開始升溫。由此，沒有浪費的電力消耗，使加工液達到加工液控制溫度(T2)。
文檔編號B23H7/02GK103240469SQ201310051148
公開日2013年8月14日 申請日期2013年2月16日 優先權日2012年2月13日
發明者古川博之 申請人:發那科株式會社