专利名称：具有自动切换恒温控制和温差控制的功能的电火花线切割加工机的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有自动切换恒温控制和温差控制的功能的电火花线切割加工机。
背景技术：
图5表示电火花线切割加工机30的概要结构图。通过送出部转矩电动机10对于卷绕了线电极20的线轴11，赋予在与线电极20的拉出方向相反的方向上指令的预定低转矩。在从线轴11退绕的线电极20穿过制动片13 经由多个导辊穿过由线电极给进电动机(未图示)驱动的供给辊19的期间，使用制动电动机12驱动制动片13来调节制动片13和给料辊19之间的线电极20的张力。穿过制动片13的线电极20，经由上导线嘴14、下导线嘴15、以及下导辊16，由压轮18和给料辊19夹持，被回收到线电极回收箱17内。在加工槽2的内部配置作为被加工物的工件(未图示)。电火花线切割加工机30，在线电极20和工件的间隙施加电压产生放电来加工工件。为了线电极20和工件之间的绝缘、冷却以及为了除去通过放电产生的加工屑，在线电极20和工件之间存在加工液。该加工液通过线电极20和工件之间的放电被加热，温度上升。另外，由于向配置有工件的加工槽2供给加工液的泵的热损，加工液的温度上升。由于该加工液的温度上升，工件以及放置该工件的工作台等由于热膨胀而变形， 结果，引起加工精度降低或线电极20的断线。因此，电火花线切割加工机30具有冷却加工液的冷却装置。通过冷却装置调整电火花线切割加工机30的加工液的温度的方法有下述(1)以及⑵。(1)检测测定到的机械(电火花线切割加工机)的周围温度和测定到的加工液温度的差，使加工液的温度追随周围温度的变化，即使上述机械的周围温度变化，上述检测出的温度差也处于预先设定的恒定值的范围内的方法(温差控制)。(2)使用冷却装置把加工液的温度保持在预先设定的恒定的温度的方法(恒温控制)。在特开2007-203408号公报中公开了与电火花线切割加工机的加工槽中的加工液的温度对应的加工液处理装置的温度控制的技术。另外，在特开2007-319943号公报中公开了根据电火花线切割加工机的加工条件(伴随加工发生的热的大小进行大的加工或者小的加工)从多个温度检测单元中选择一个，根据选择的检测单元检测出的温度和目标温度进行加工液的冷却控制的技术。在上述(1)中，在机械的周围温度变化大的情况下，因为加工液温度追随周围温度，所以由于周围温度的变化和加工液温度的变化机械热变形，存在加工精度容易恶化的问题。在上述O)中，在机械的周围温度比加工液温度高而且机械的周围温度和加工液温度的差大的情况下，存在作为机械的电火花线切割加工机的加工槽的外壁部等上结露的问
在上述的特开2007-203408号公报中公开的技术中，在控制加工槽中的加工液的温度时没有考虑与机械(电火花线切割加工机)的周围温度的关系(温度差)，另外在加工液的温度控制中也未考虑防止在该机械上产生结露。另外，在上述的特开2007-319943号公报中公开的技术中，在电火花线切割加工机中的温度检测部位间的温度差大的情况下，在变更选择的温度检测单元时发生大的温度差，存在容易产生结露的问题。
发明内容
因此本发明的目的是，为在通过冷却装置冷却加工液时防止在电火花线切割加工机上产生结露，提供一种具有自动切换控制单元的功能的电火花线切割加工机，所述控制单元根据该电火花线切割加工机的周围温度和该加工液的温度冷却该加工液。本发明的电火花线切割加工机具有加工槽，在其内部配置通过线电极对被加工物进行电火花加工的电火花加工部；污水槽，回收以及贮留上述加工槽的加工液；清水槽， 贮留通过过滤器对上述污水槽的加工液进行过滤后的加工液；供给路径，向上下导线嘴供给上述清水槽的加工液；周围温度测定单元，测定上述电火花线切割加工机的周围温度； 加工液温度测定单元，测定上述加工液的温度；冷却装置，冷却上述清水槽的加工液，将其提供给上述加工槽、上述污水槽、上述清水槽、以及上述供给路径中的至少一个，进行加工液温度的控制；和控制装置，控制上述冷却装置的冷却动作。上述控制装置针对上述加工液温度的控制，根据上述周围温度测定单元测定到的周围温度和上述加工液温度测定单元测定到的加工液温度的关系，自动地切换恒温控制和温差控制，上述恒温控制进行控制把加工液温度保持为预先设定的恒定值，上述温差控制进行控制使加工液温度追随上述周围温度，从而使加工液温度和周围温度的差收容在预先设定的范围内。上述控制装置能够，(1)在上述周围温度测定单元测定到的周围温度比预定的温度低时，把上述加工液温度的控制切换为上述恒温控制，把加工液的温度维持在上述预定的温度或者比其高的值。(2)在上述周围温度测定单元测定到的周围温度比预定的温度高时，把上述加工液温度的控制切换为温差控制，把加工液的温度维持在比周围温度高的温度，(3)在上述周围温度测定单元测定到的周围温度比上述加工液温度测定单元测定到的加工液温度高而且它们的温度差超过预定值时，把上述加工液温度的控制切换为温差控制，把加工液的温度维持在比周围温度高的值，(4)在上述周围温度测定单元测定到的周围温度比上述加工液温度测定单元测定到的加工液温度高而且它们的温度差超过预定值时，把上述加工液温度的控制保持为恒温控制，把加工液的温度设定切换为比所述周围温度高的值，把加工液的温度维持在比周围温度高的温度。在上述控制装置进行的加工液的温度设定比预定的上述周围温度的最低值低时， 以及比预定的上述周围温度的最高值高时，能够分别发出警报信号来警告该种情况。根据本发明，能够提供一种电火花线切割加工机，为了防止在电火花线切割加工机上产生结露，具有根据该电火花线切割加工机的周围温度和加工液的温度自动地切换用于冷却加工液的控制单元的功能，具有冷却加工液的冷却装置。
以下通过参照附图对实施例进行说明，本发明的上述以及其他的目的以及特征变得明了。在这些附图中图1是本发明的具有温度控制功能的电火花线切割加工机的重要部分的框图；图2是表示本发明的温度控制的第一方式的算法的流程图；图3是表示本发明的温度控制的第二方式的算法的流程图；图4说明加工液温度和机械的周围温度的关系；图5说明电火花线切割加工机的机械结构部。
具体实施例方式图1是本发明的具有温度控制功能的电火花线切割加工机的重要部分的框图。在电火花线切割加工机30的机构部1之上配置加工槽2。在该加工槽2中设置电火花加工部(未图示)。在加工槽2中配置有用于放置作为被加工物的工件的工作台(未图示)。该工作台通过在机构部1中设置的进给伺服电动机(未图示)驱动，在工件和线电极20(图1中未图示)之间一边施加电压产生放电，一边使工件相对于线电极20相对移动，由此对工件进行电火花加工。向加工槽2供给加工液，加工液贮留在加工槽2中。该加工槽2内的加工液与通过放电而产生的加工屑混杂，该加工液如箭头8所示流出到污水槽4。在污水槽4中回收、 贮留的加工液通过过滤器用泵Pl抽上来，通过过滤器F过滤去掉加工屑后，被提供给清水槽5并且贮留在其中。图1的符号S2是在加工槽2中设置的、用于检测加工液的温度的温度传感器(加工液温度传感器)S2。此外，该加工液温度传感器S2不限于设置在加工槽2中，可以设置在能够测定加工液的温度的地方，例如设置在能够测定清水槽5的温度或清水槽5内的加工液的温度的地方，或者也可以设置在加工液冷却装置6中，来测定从清水槽5抽上来并送入加工液冷却装置6的加工液的温度。图1的符号Sl是检测机械即电火花线切割加工机30的周围温度的温度传感器 (周围温度传感器)。该周围温度传感器Sl可以配置在加工槽2的附近等电火花线切割加工机30上容易产生结露的部位的、能够测定电火花线切割加工机30的周围温度的位置。以后，把用该周围温度传感器Sl检测出的电火花线切割加工机30的周围温度称为“机械的周围温度TR”。清水槽5内的加工液，通过循环用泵P3被抽上来，通过加工液供给路径Lla送入到加工液冷却装置6中。该加工液冷却装置6从电火花线切割加工机30的控制装置7接受指令信号，在此冷却送入的加工液，使该冷却后的加工液通过加工液返回路径返回清水槽5。如后所述，控制装置7根据机械的周围温度TR，进行自动地切换使加工液温度TL 追随机械的周围温度TR的方法(温差控制)和使加工液温度TL保持为预先设定的恒定的温度(以下把该预先设定的温度称为Tset。)的方法(恒温控制)的控制，控制加工液冷却装置6的冷却动作。(1)在机械的周围温度TR低于预先设定的机械的周围温度的最低值Tl时，控制装置7通过把加工液温度TL的温度控制切换到自动地调整为预先设定的温度Tset的恒温控制，使加工液的温度降低，抑制机械(电火花线切割加工机30)的热变形。(2)在机械的周围温度TR高于预先设定的机械的周围温度的最高值T2时，控制装置7通过把加工液冷却装置6的控制自动地切换到温差控制，高于机械的周围温度TR地保持加工液温度TL，防止在机械上附着的结露。此外，该种情况下的温差控制，还包含把加工液温度TL设定为与机械的周围温度TR相同的温度。(3)在机械的周围温度TR和加工液温度TL的温度差(TR-TL)比预定的值Δ T大的情况下，控制装置7，通过把加工液冷却装置6的控制自动地切换到温差控制，高于机械的周围温度TR地保持加工液温度TL，防止在机械上附着的结露。此外，上述温差控制还包含把加工液温度TL设定为与机械的周围温度TR相同的温度。这里，上述预定的值ΔΤ是加工液温度TL和预先设定的温度Tset的差值。说明自动切换上述用于冷却加工液温度的控制方法的具体例。(1)在机械的周围温度TR低于15°C (Tl的值的一例)时，如果加工液温度TL的控制是温差控制，则自动地切换到15°C (Tset-Tl)的恒温控制。并且，如果加工液温度成为15°C以上则返回温差控制。(2)在机械的周围温度TR高于30°C (T2的值的一例)时，如果加工液的控制是恒温控制，则自动地切换到温差控制。(3)在机械的周围温度TR在15°C到30°C的范围的情况下，在机械的周围温度TR 一方比加工液温度TL高;TC (ΔΤ的值的一例)以上时，如果加工液温度的控制是恒温控制，则自动地切换到温差控制。除此以外时(机械的周围温度TR没有比加工液温度TL高 3°C以上时)，继续当前的温度控制(恒温控制或者温差控制)。设上述预先设定的温度Tset的大小为Tl < Tset < T2。这里，如上所述，Tl、T2 是预先设定的机械的周围温度的最低值、最高值。在Tset偏离Tl < Tset < T2的关系时发出警报信号。警报信号警告(a)在加工液的设定温度(预先设定的温度Tset)比设定的机械的周围温度的最低值Tl低(Tset < Tl)，所以容易产生结露或者对加工精度有影响。例如，在设加工液的设定温度(预先设定的温度Tset)为10°C、设定的机械的周围温度的最低值Tl为15°C时，因为加工液温度TL低于机械的周围温度TR，所以通过警报信号进行警告。(b)在加工液的设定温度(预先设定的温度Tset)高于设定的机械的周围温度的最高值T2(Tset>I^)时，警告对加工精度有影响。例如，在设加工液的设定温度是35°C， 设定的机械的周围温度的最高值T2为30°C时，加工液和机械的周围温度的差变大，通过警报信号进行警告。图2是表示本发明的温度控制的第一方式的算法的流程图。下面遵照各步骤进行说明。在每一预定周期重复执行该流程图表示的处理。[步骤SA01]从周围温度传感器Sl取得机械的周围温度TR并且从加工液温度传感器S2取得加工液的温度TL。
[步骤SA02]判断周围温度TR是否在设定的机械的周围温度的最低值Tl以上并且在设定的机械的周围温度的最高值T2以下(即判断是否满足Tl彡TR彡T2的条件)，在满足Tl < TR < T2的条件时向步骤SA03转移，在不满足上述条件时向步骤SA06转移。[步骤SA03]判断机械的周围温度TR减去加工液温度TL得到的值是否在加工液温度TR和预先设定的温度Tset的差值ΔΤ( = TR-Tset)以下(即判断是否满足 TR-TL ^ ΔΤ的条件)，在满足TR-TL ^ ΔΤ的条件时结束该处理，在不满足上述条件时向步骤SA04转移。[步骤SA04]判断加工液温度的控制是恒温控制还是温差控制，如果正在进行温差控制则结束该处理，另一方面，如果正在进行恒温控制则向步骤SA05转移。[步骤SA05]把加工液温度的控制从恒温控制切换到温差控制。此外，这里还包含把加工液温度TL和机械的周围温度TR设定为相同的温度。[步骤SA06]判断机械的周围温度TR是否小于设定的机械的周围温度的最低值 Tl，在小于时(即TR<T1)向步骤SA07转移，在不小于时(即机械的周围温度TR大于设定的机械的周围温度的最高值T2时(TR>T2))向步骤SA09转移。[步骤SA07]判断加工液温度的控制是恒温控制还是温差控制，如果正在进行温差控制则向步骤SA08转移，另一方面，如果正在进行恒温控制则结束该处理。[步骤SA08]把加工液温度的控制从温差控制切换到恒温控制，结束该处理。[步骤SA09]判断加工液温度的控制是恒温控制还是温差控制，如果正在进行恒温控制则向步骤SAlO转移，另一方面，如果正在进行温差控制则结束该处理。[步骤SA10]把加工液温度的控制从恒温控制切换到温差控制，结束该处理。此外，这里还包含把加工液温度TL和机械的周围温度TR设定为相同的温度。此外，在步骤SA04、步骤SA07以及步骤SA09的加工液温度的控制是恒温控制还是温差控制的判断，可以通过使用标志确定步骤SA05、步骤SA08以及步骤SAlO中的温差控制或者恒温控制的动作状态来进行。图3是表示本发明的温度控制的第二方式的算法的流程图。该方式的温度控制与图2表示的第一方式的温度控制不同点在于，首先判断机械是在正在加工还是没有进行加工，在没有加工时执行。下面遵照各步骤进行说明。在每一预定周期重复执行该流程图中表示的处理。[步骤SB01]判断机械是正在加工还是没有进行加工。当正在加工时结束该处理， 在没有进行加工时向步骤SB02转移。[步骤SB02]从周围温度传感器Sl取得机械的周围温度TR并且从加工液温度传感器S2取得加工液的温度TL。[步骤SB03]判断周围温度TR是否在设定的机械的周围温度的最低值Tl以上并且在设定的机械的周围温度的最高值T2以下(即判断是否满足Tl彡TR彡T2的条件)，在满足Tl < TR < T2的条件时向步骤SB04转移，在不满足上述条件时向步骤SB07转移。[步骤SB04]判断机械的周围温度TR减去加工液温度TL得到的值是否在加工液温度TR和预先设定的温度Tset的差值ΔΤ3( = TR-Tset)以下(即判断是否满足 TR-TL ^ ΔΤ3的条件)，在满足TR-TL ^ Δ Τ3的条件时转移到步骤SB12，在不满足上述条件时向步骤SB05转移。
[步骤SB05]判断加工液温度的控制是恒温控制还是温差控制，如果正在进行温差控制则结束该处理，另一方面，如果正在进行恒温控制则向步骤SB06转移。[步骤SB06]把加工液温度的控制从恒温控制切换到温差控制。此外，这里还包含把加工液温度TL和机械的周围温度TR设定为相同的温度。[步骤SB07]判断机械的周围温度TR是否小于设定的机械的周围温度的最低值 Tl，在小于时(即TR<T1)向步骤SB08转移，在不小于时(即机械的周围温度TR大于设定的机械的周围温度的最高值T2时(TR>T2))向步骤SBlO转移。[步骤SB08]判断加工液温度的控制是恒温控制还是温差控制，如果正在进行温差控制则向步骤SB09转移，另一方面，如果正在进行恒温控制则转移到步骤SB18。[步骤SB09]把加工液温度的控制从温差控制切换到恒温控制，转移到步骤SB18。[步骤SB10]判断加工液温度的控制是恒温控制还是温差控制，如果正在进行恒温控制则转移到步骤SB11，另一方面，如果正在进行温差控制则结束该处理。[步骤SB11]把加工液温度的控制从恒温控制切换到温差控制，结束该处理。此外，这里还包含把加工液温度TL和机械的周围温度TR设定为相同的温度。[步骤SB12]判断机械的加工液温度TL减去预先设定的温度Tset得到的值的绝对值是否在预先设定的允许值ΔΤ4以下(即判断是否满足|TL-Tset| ^ Δ T4的条件)， 在满足|TL-Tset| ( ΔΤ4的条件时转移到步骤SB13，在不满足上述条件时向步骤SB17转移。[步骤SB13]判断加工液温度的控制是恒温控制还是温差控制，如果正在进行温差控制则向步骤SB14转移，另一方面，如果正在进行恒温控制则向步骤SB15转移。[步骤SB14]把加工液温度的控制从温差控制切换到恒温控制，向步骤SB15转移。[步骤SB15]判断恒温控制下的设定温度是预先设定的机械的周围温度的最低值 Tl还是预先设定的温度Tset，在设定温度为Tl时向步骤SB16转移，另一方面，在为Tset 时结束该处理。[步骤SB16]把恒温控制下的设定温度切换到Tset后结束该处理。[步骤SB17]判断从加工液温度TL中减去预先设定的机械的周围温度的最低值 Tl得到的值是否在上述允许值ΔΤ4以下(即判断是否满足ITL-TlI ( ΔΤ4的条件)，在满足|TR-TL| ΔΤ4的条件时转移到步骤SB08，在不满足上述条件时向步骤SB05转移。[步骤SB18]判断恒温控制下的设定温度是预先设定的机械的周围温度的最低值 Tl还是预先设定的温度Tset，在设定温度是Tset时向步骤SB19转移，另一方面，在为Tl 时结束该处理。[步骤SB19]把恒温控制下的设定温度切换到Tl后结束该处理。此外，在步骤SB05、步骤SB08以及步骤SBlO的加工液温度的控制是恒温控制还是温差控制的判断，可以通过使用标志确定步骤SB06、步骤SB09、步骤SBll中的温差控制或者恒温控制的动作状态来进行。图4说明加工液温度和机械的周围温度的关系。单点划线是加工液温度TL与机械的周围温度TR相等时的线(TL = TR的线)，双点划线是加工液温度TL与机械的周围温度TR减去Δ T后的值相等时的线(TL = TR-Δ T的线)。(I)机械的周围温度TR在0°C T1°C的范围内，因为TR < Tl，所以执行恒温控制(参照图2的步骤SA07以及步骤SA08，图3的步骤SB08以及步骤SB09)。(II)机械的周围温度TR在T1°C T2°C的范围内，(a)在机械的周围温度TR和加工液温度TL的关系成为双点划线的下方时，因为 Tl ( TR彡T2，而且TR-TL > Δ T，所以执行温差控制，或者把TL设定为与TR相同的温度 (参照图2的步骤SA04以及步骤SA05，图3的步骤SB05以及步骤SB06)，另一方面，(b)在机械的周围温度TR和加工液温度TL的关系成为双点划线的上方时，因为 Tl ^ TR ^ T2，而且TR-TL ( Δ T，所以继续当前的温度控制(图2的步骤SA03的判断为是，以及图3的步骤SB04的判断为是)。(III)在机械的周围温度TR大于Τ2的范围内，因为Τ2 < TR所以执行温差控制， 或者把TL设定为与TR相同的温度(参照图2的步骤SA09以及步骤SA10，图3的步骤SBlO 以及步骤SBl 1)。
权利要求
1.一种电火花线切割加工机，具有加工槽，在其内部配置通过线电极对被加工物进行电火花加工的电火花加工部；污水槽，回收以及贮留上述加工槽的加工液；清水槽，贮留通过过滤器对上述污水槽的加工液进行过滤后的加工液；供给路径，向上下导线嘴供给上述清水槽的加工液；周围温度测定单元，测定上述电火花线切割加工机的周围温度；加工液温度测定单元，测定上述加工液的温度；冷却装置，冷却上述清水槽的加工液，将其提供给上述加工槽、上述污水槽、上述清水槽、以及上述供给路径中的至少一个，进行加工液温度的控制；和控制装置，控制上述冷却装置的冷却动作，所述电火花线切割加工机的特征在于，上述控制装置针对上述加工液温度的控制，根据上述周围温度测定单元测定到的周围温度和上述加工液温度测定单元测定到的加工液温度的关系，自动地切换恒温控制和温差控制，上述恒温控制进行控制把加工液温度保持为预先设定的恒定值，上述温差控制进行控制使加工液温度追随上述周围温度，从而使加工液温度和周围温度的差收容在预先设定的范围内。
2.根据权利要求1所述的电火花线切割加工机，其特征在于，上述控制装置在上述周围温度测定单元测定到的周围温度比预定的温度低时，把上述加工液温度的控制切换为上述恒温控制，把加工液的温度维持在上述预定的温度或者比其高的值。
3.根据权利要求1所述的电火花线切割加工机，其特征在于，上述控制装置在上述周围温度测定单元测定到的周围温度比预定的温度高时，把上述加工液温度的控制切换为温差控制，把加工液的温度维持在比周围温度高的温度。
4.根据权利要求1所述的电火花线切割加工机，其特征在于，上述控制装置在上述周围温度测定单元测定到的周围温度比上述加工液温度测定单元测定到的加工液温度高而且它们的温度差超过预定值时，把上述加工液温度的控制切换为温差控制，把加工液的温度维持在比周围温度高的值。
5.根据权利要求1所述的电火花线切割加工机，其特征在于，上述控制装置在上述周围温度测定单元测定到的周围温度比上述加工液温度测定单元测定到的加工液温度高而且它们的温度差超过预定值时，把上述加工液温度的控制保持在恒温控制，把加工液的温度设定切换到比上述周围温度高的值，把加工液的温度维持在比上述周围温度高的温度。
6.根据权利要求1所述的电火花线切割加工机，其特征在于，在上述控制装置进行的加工液的温度设定比预定的上述周围温度的最低值低时，发出警报信号来警告该情况。
7.根据权利要求1所述的电火花线切割加工机，其特征在于，在上述控制装置进行的加工液的温度设定比预定的上述周围温度的最高值高时，发出警报信号来警告该情况。
全文摘要
一种具有自动切换恒温控制和温差控制的功能的电火花线切割加工机，具有冷却加工液的冷却装置。控制该冷却装置的冷却动作的控制装置，根据电火花线切割加工机的周围温度和加工液的温度的关系，把加工液温度的控制自动地切换到恒温控制或者温差控制，恒温控制进行控制把加工液温度保持为预先设定的恒定值，温差控制进行控制使加工液温度追随周围温度使加工液温度和周围温度的差处于预先设定的范围内。
文档编号B23H7/02GK102407391SQ20111025350
公开日2012年4月11日 申请日期2011年8月24日 优先权日2010年8月25日
发明者葛西广嗣, 西川亮 申请人:发那科株式会社