专利名称：放电加工机的摇动头控制电路的制作方法
技术领域：
本实用新型属于放电加工机领域，具体地说，涉及一种放电加工机的摇动头控制电路，特别是一种可控制放电加工机之摇动头呈三轴同步动作的控制电路。
背景技术：
放电加工机是切削工具的一种，是一般模具加工现场不可或缺的一种工作母机，国内的模具工业在全球的模具市场已有较高的占有率，放电加工机也不例外。
放电加工的加工原理是利用电能产生可使工件融熔的电弧，当电弧释放于工件上，会使得工件上形成电痕及加工屑，借此，重复地释放电弧即可令工件上形成预定的凹槽、凹孔、穿孔等加工。
早期的放电加工机，包含有一放电主机，一平面位移机台及一控制主机。早期放电主机的放电摇动头仅具有一Z轴的纵向平移运动路径，必须籍由工件设置于平面位移机台上，才能加工出扩大的凹孔，以及特定的圆形，籍此达到三轴向的加工作业。然而这种三轴向的加工有着加工形状的限制，因此之后发展出了五轴放电加工机。
如图5所示。五轴放电加工机包括有放电主机50、一平面位移机台52及一控制主机51，只是将三轴放电加工机的放电加工头60进一步设计为三轴向旋转头，如此可容易加工出圆形的凹槽，如图7所示，先固定Z轴深度，再控制放电加工头呈圆形或圆弧形路径运动，即可加工出圆形槽，若要进一步加工出大面积的圆孔，则需重复前述路径并逐渐扩大半径，之后，再调整放加工Z轴向下的深度，如此重复放电路径即可加工出圆形孔。
前述五轴放电加工机50固然可形成较三轴放电加工机为多的图形，但该五轴放电加工机却因为在同一时间放电加工摇动头60的控制电路，只能控制放电加工摇动头60为最多二轴的运动，因此，所谓五轴放电加工机仍无法发挥最多样化的二维及三维空间的加工。
图6所示是上述五轴放电加工摇动头的控制电路方框图，控制电路70由Z轴控制电路701和U/V轴控制电路702组成，包括一Z轴控制单元74及U/V轴控制单元83，其中该Z轴控制单元74包含有一Z轴控制面板71、一连接摇动头的放电电源产生器的放电控制单元72、一放电进给暨排渣跳跃模块73、一Z轴控制单元74、一Z轴驱动器741及一放电检知单元75；而该U/V轴控制单元83则同样包含有一U/V轴控制面板80、一放电进给暨排渣跳跃模块81、一放电检知单元82、一U/V轴驱动单元83、一U轴驱动器84及一V轴驱动器85；其中该Z/U/V三轴驱动器741、84、85分别连接至放电加工摇动头60的三个对应的马达61、62、63，Z轴和U/V轴分别受其控制。因此，放电加工摇动头仅能在同一时间控制Z轴马达61动作，或控制U/V轴马达62、63动作。亦即，当放电加工摇动头呈U/V轴动作时，Z轴被锁定；当放电加工摇动头呈Z轴动作时，U/V轴则被锁定不动。
由上述说明可知，五轴放电加工机由于其放电加工摇动头的Z轴无法与U/V轴同步动作，故工件加工的图形变化不多，需要进行进一步的改良。
发明内容
本实用新型要解决的是放电加工机Z轴无法与U/V轴同步动作的技术问题，提供一种能加工更多二维、三维图形的放电加工机的摇动头控制电路。
为实现本实用新型的目的，所采用的技术方案是这样的放电加工机的摇动头控制电路，包括一个三轴控制暨排渣跳跃单元；三轴控制器，分别与所述的三轴控制暨排渣跳跃单元的输出端连接，以控制三轴马达可同时或不同时动作；一放电给进模块，与所述的三轴控制暨排渣跳跃单元连接；一放电控制单元，设于放电给进模块与放电加工摇动头的电源之间，提供放电电源；
一控制面板，分别与放电控制单元及三轴控制暨排渣跳跃单元电连接，其内建有各种不同的二维和三维加工路径，令使用者直接选择加工路径及相关加工条件；一放电检知单元，设于放电电极、放电给进模块及放电控制单元之间，以将监控放电电极与工件之间大能量电气信号衰减后，传送至放电给进模块及放电控制单元。
上述控制面板是在使用者设定好加工资料后，即将相关加工资料传送至放电控制单元及三轴控制暨排渣跳跃单元，以控制三轴控制暨排渣跳跃单元及放电电源的电源给进时间，其加工资料包含有放电能量、频率设定值、加工路径、排渣模式及排渣速度高度、间隙电压设定值与进给倍率设定值；该放电控制单元取得放电能量、频率设定值的加工资料，并配合放电检知单元所输入放电电极的放电状态，产生控制放电电源发生器的控制信号，并随时将控制信号回传至控制面板；控制信号包括有产生即时放电波信号、能量触发信号及能量控制信号。
此外，该放电检知单元会将控制放电电源的控制信号回传至控制面板，以达到自动监控调整放电的功能；而该三轴控制暨排渣跳跃单元亦会将各种马达于加工中所在的坐标位置回传至该控制面板，供使用者通过控制面板了解当前实际加工路径。
该放电给进模块通过放电控制单元与控制面板连接，取得其中间隙电压设定值与进给倍率设定值，再与放电检知单元所检测到的电极放电状态比较，输出一进给信号于三轴控制暨排渣跳跃单元。
该三轴控制暨排渣跳跃单元由控制面板取得加工路径、排渣模式及排渣速度高度的加工资料，以执行加工沉浸、间隙放电、切换至排渣跳跃模式，产生排渣跳跃路径，移动电极排渣、待排渣运动完成、回复沉浸加工的加工工序，并将各轴马达的坐标位置回传至控制面板。
该控制面板设有一显示器，以将该三轴控制暨排渣跳跃单元回传至控制面板的各轴马达加工的坐标位置，绘制并显示一实际加工路径。
上述三轴控制暨排渣跳跃单元是依照控制面板所提供的放电加工的路径参数，驱动各轴驱动器，令其对应的轴向马达动作，如加工路径为一圆形孔三维的加工，则该三轴控制暨排渣跳跃单元会控制三轴马达同时运动，籍由Z轴的同时运动，有助于其他两轴放电加工时排渣的速度，进而加快其加工速度。因此，本实用新型相对于五轴放电加工机加工特定圆形孔时，速度更快。
图1是本实用新型所涉及的放电加工机的外观示意图。
图2是图1中放电加工机摇动头控制电路的框图。
图3是本实用新型的一个放电加工路径和所形成的孔。
图4是本实用新型可能的放电加工路径。
图5是现有技术中放电加工机的外观示意图。
图6是图5中放电加工机摇动头控制电路的框图。
图7是现有技术中的一个放电加工路径和所形成的孔。
具体实施方式
参阅图1，其为本实用新型控制电路所应用的五轴放电加工机外观图，它包括放电加工机10、控制主机11及平面位移机台12，而本实用新型的控制电路主要用于控制五轴放电加工机10的加工摇动头20呈三轴同步运动。
如图2所示，控制电路30包含有一个三轴控制暨排渣跳跃单元31，系包含有Z/U/V三轴向，并控制放电加工摇动头的Z/U/V轴运动，以排除放电渣屑；三轴驱动器311、312、313，分别与三轴控制暨排渣跳跃单元31的输出端连接，以控制三轴马达21、22、23可同时或不同时动作；一放电给进模块32，连接至三轴控制暨排渣跳跃单元的输入端；一放电控制单元33，设于放电给进模块32与放电加工摇动头的放电电源发生器24之间，控制该放电电源发生器的动作；及一控制面板34，分别与放电控制单元33及三轴控制暨排渣跳跃单元31双向连接，其内建有各种不同的二维和三维的加工路径及加工资料、指令，并设有一显示器(图中未标)，供使用者直接选择加工路径；一放电检知单元35，设于放电电极、放电给进模块32及放电控制单元33之间，以监控放电电极与工件之间的电气信号，由于该电气信号属于大能量、高电压，故该放电检知单元35是将电气信号衰减后，再传送至放电给进模块32和放电控制单元33。
上述控制面板34是一个放电加工机的人机界面，使用者可在控制面板34上选择适当的加工路径，再由该控制面板所设定完成的加工资料及指令分别将其中的放电能量、频率设定值传送至放电控制单元33，而将加工路径、排渣模式及排渣速度、高度等加工资料输入至三轴控制暨排渣跳跃单元31。此外，该控制面板34可分别记录放电控制单元33的控制放电状态并予以统计，作为自动调整加工资料、排渣跳跃的依据，简言之，即监控该放电控制单元33的加工状态。而该控制面板34除了将加工资料输入至三轴控制暨排渣跳跃单元31外，该三轴控制暨排渣跳跃单元31亦会随时回传目前各轴马达的坐标位置给控制面板34，同样达到监控各轴马达动作正确性的功能。
上述放电控制单元33主要依据控制面板34所设定的加工资料，再配合放电检知单元35所输入放电电极的放电状态，而产生控制放电电源发生器24的控制信号，使该放电电源发生器24产生适当的放电电能，其中控制信号包括有产生即时放电波信号、能量触发信号及能量控制信号。该放电控制单元33输出的控制信号亦回传至控制面板34，以监控放电控制单元的动作正常否。
上述放电给进模块32通过放电控制单元33与控制面板34连接，故该放电控制单元33是将加工资料中的间隙电压设定与进给倍率设定的资料传送至放电给进模块32，该放电给进模块32会再与放电检知单元35所检测到的电极放电状态比较，作为进给信号产生的依据。即，当比较值为正时，即输出一前进信号至三轴控制暨排渣跳跃单元31，反之，则输出一后退信号，作为控制加工路径的前进与后退。
上述三轴控制暨排渣跳跃单元31受该控制面板34设定的加工资料而动作的流程为加工沉浸、间隙放电、切换至排渣跳跃模式，产生排渣跳跃路径、移动电极排渣、待排渣运动完成、回复沉浸加工。在沉浸加工步骤中，判断进给信号也可能由控制面板发出信号(当加工状态不良时)，令三轴控制暨排渣跳跃单元31自动切换到排渣状态强制排渣。此外，该三轴控制暨排渣跳跃单元31亦回传各轴马达的坐标位置至控制面板34，以将实际加工路径显示于显示器上。
该三轴控制暨排渣跳跃单元31可控制Z轴与另两轴分别或同时动作，若控制同时动作时，则该放电加工摇动头可构成如图3左侧所示的路径，而形成图3右侧所示的圆形孔，同时亦可加工大面积的矩形孔。因为Z轴马达不被锁定于一定深度，也可控制另两轴马达动作。由于Z轴马达可随时转动，调整放电加工头的Z轴位移，故当U/V轴进行放电加工时，可配合Z轴的调整，令U/V制造的屑渣排出。因为加工屑渣容易排出，加工速度自然加快。
参见图4。本实用新型的Z轴与U/V轴可同时动作，而可构成各种加工路径。从图示的加工路径可看出，本实用新型较现有技术中的五轴放电加工机有更多样化的加工形状，并且因排渣容易，加工速度也大大提高了。
权利要求1.放电加工机的摇动头控制电路，其特征在于它包括一个三轴控制暨排渣跳跃单元；三轴控制器，分别与所述的三轴控制暨排渣跳跃单元的输出端连接，以控制三轴马达可同时或不同时动作；一放电给进模块，与所述的三轴控制暨排渣跳跃单元连接；一放电控制单元，设于放电给进模块与放电加工摇动头的电源之间，提供放电电源；一控制面板，分别与放电控制单元及三轴控制暨排渣跳跃单元电连接，其内建有各种不同的二维和三维加工路径，令使用者直接选择加工路径及相关加工条件；一放电检知单元，设于放电电极、放电给进模块及放电控制单元之间，以将监控放电电极与工件之间大能量电气信号衰减后，传送至放电给进模块及放电控制单元。
2.如权利要求1所述的放电加工机的摇动头控制电路，其特征在于所述控制面板的加工资料包含有放电能量、频率设定值、加工路径、排渣模式及排渣速度高度、间隙电压设定值与进给倍率设定值。
3.如权利要求2所述的放电加工机的摇动头控制电路，其特征在于该放电控制单元取得放电能量、频率设定值的加工资料，并配合放电检知单元所输入放电电极的放电状态，产生控制放电电源发生器的控制信号，并随时将控制信号回传至控制面板。
4.如权利要求3所述的放电加工机的摇动头控制电路，其特征在于该放电控制单元的控制信号包括有产生即时放电波信号、能量触发信号及能量控制信号。
5.如权利要求1或2或3所述的放电加工机的摇动头控制电路，其特征在于该放电给进模块通过放电控制单元与控制面板连接，取得其中间隙电压设定值与进给倍率设定值，再与放电检知单元所检测到的电极放电状态比较，输出一进给信号于三轴控制暨排渣跳跃单元。
6.如权利要求5所述的放电加工机的摇动头控制电路，其特征在于该三轴控制暨排渣跳跃单元由控制面板取得加工路径、排渣模式及排渣速度高度的加工资料，以执行加工沉浸、间隙放电、切换至排渣跳跃模式，产生排渣跳跃路径，移动电极排渣、待排渣运动完成、回复沉浸加工的加工工序，并将各轴马达的坐标位置回传至控制面板。
7.如权利要求6所述的放电加工机的摇动头控制电路，其特征在于该控制面板设有一显示器，以将该三轴控制暨排渣跳跃单元回传至控制面板的各轴马达加工的坐标位置，绘制并显示一实际加工路径。
专利摘要本实用新型涉及放电加工机的摇动头控制电路，包括一个三轴控制暨排渣跳跃单元，三轴控制器，分别与所述的三轴控制暨排渣跳跃单元的输出端连接，以控制三轴马达可同时或不同时动作；放电给进模块与所述的三轴控制暨排渣跳跃单元连接，放电控制单元，设于放电给进模块与放电加工摇动头的电源之间，控制面板分别与放电控制单元及三轴控制暨排渣跳跃单元电连接，放电检知单元，设于放电电极、放电给进模块及放电控制单元之间。本实用新型可控制放电加工机Z轴与U/V轴同步动作，能加工更多的二维、三维图形。
文档编号B23H1/02GK2710813SQ20042007385
公开日2005年7月20日 申请日期2004年7月2日 优先权日2004年7月2日
发明者王武雄, 李贤良 申请人:庆鸿机电工业股份有限公司