用于识别盘管上的电火花腐蚀线材的方法和设备以及用于通过线材电火花腐蚀机器进行机加工的应用与流程

文档序号:14624000发布日期:2018-06-08 05:38阅读:164来源:国知局

本发明涉及线材电火花腐蚀加工设备,其中从线轴上拉出的小直径连续线材穿过电火花腐蚀机中的充填有合适的电介质的加工区,其中线材被包裹在所述线轴上。在加工区中,一定长度的线材由导向件保持在待加工部件附近,该部件自身是导电的。电流发生器连接在线材与待加工部件之间,从而在线材与待加工部件之间产生电弧。电弧引起线材和部件的耗损。为了补偿线材的耗损,使线材在加工区中沿其纵向连续移动。在部件上产生耗损之后,通过电火花腐蚀机使线材逐渐朝部件移动,从而通过材料的去除而在待加工部件上形成切口。



背景技术:

在待加工部件上去除材料的效力取决于许多参数,并且特别是:通过电流发生器输送的电力/电功率、线材在加工期间在不断裂的前提下能够耐受的电力、线材的纵向移动速度、线材自身的结构、线材在不断裂的前提下能够耐受的机械拉力、加工区中的电解质的摇动、线材在加工开始时向加工区中和向电火花腐蚀机的导向件中导入的容易性。

取决于这些参数,从待加工部件去除材料能够或快或慢,其通过加工速度或线材向待加工部件中的穿透速度来表征。

取决于这些参数,所导致的加工能够或多或少地精确,其通过在部件上产生的切口的精度来表征,还通过以此方式产生的部件的切削面的表面状态来表征。

表征电火花腐蚀加工的品质和效力的这些参数中的大多数由线材自身在其形状、其结构、其组成、其特性等方面决定。

实施线材电火花腐蚀加工过程的一个难点在于必须输入到电火花腐蚀机的程序中的加工参数的适当选择。事实上,并非所有电火花腐蚀线材都具有相同特性,并且这使得电火花腐蚀机的程序必须主要适配于各类电火花腐蚀线材并且甚至适配于特定类型的电火花腐蚀线材的每个线轴。

因此,操作人员必须取得与被包裹在操作人员在加工开始时装载到电火花腐蚀机上的线轴上的电火花腐蚀线材的性质、数量和品质有关的信息,然后必须将该信息输入电火花腐蚀机的程序中,并且必须根据他们预期获得的加工结果并根据由电火花腐蚀线材的特性决定的极限来选择程序的参数。

加工参数的选择中发生错误的风险相对高,在与线材相关的一些数据、尤其是特定于线材的每个线轴的历史数据丢失的情况下更是如此。



技术实现要素:

本发明特别是旨在提出这样的装置,其可以促进、完成和确保由线轴承载的电火花腐蚀线材的识别,以便选择线材电火花腐蚀机中的加工参数,以随后能尽可能最佳地考虑包裹在线轴上的线材的电火花腐蚀能力。

本发明还旨在提出这样的装置,其实现了根据所使用的每个电火花腐蚀线材特有的能力对线材电火花腐蚀机中的电火花腐蚀参数进行更完整和更安全的自动化适配。

为了实现以上和其它目标,根据第一方面,本发明提出了一种用于识别包裹在线轴上的电火花腐蚀线材的设备,其包括:

-识别数据介质,其被固定在线轴上并且可被访问以读取它携带的识别数据,

-由识别数据介质承载的所述线材的识别数据,并且其中:

-识别数据介质是RFID标签,其能够与用于读取和写入由线轴的识别数据介质携带的识别数据的数据读取装置通信,该数据读取装置与线材电火花腐蚀机相关联;

-由识别数据介质携带的识别数据包括选自包括以下各项的组中的历史数据:描述由线轴承载的电火花腐蚀线材的较早使用状态的历史数据和描述由线轴承载的电火花腐蚀线材以前已承受的物理应力的应力历史数据。

该类型的RFID标签识别数据介质可以包含大量数据,该数据量对于所有参数而言是合意的,从而实现电火花腐蚀线材的有效表征并实现电火花腐蚀机的电火花腐蚀参数的适当选择。该类型的识别数据介质还包括存储器,该存储器的大小足以在任何时间以及在电火花腐蚀线材的整个预期使用寿命期间接收并存储直接(au fil du temps)添加至在线材的线轴的制造期间存储的初始数据的历史数据。

显然,线材的决定其电火花腐蚀能力的特点因此可以连续或定期更新,并且传输到电火花腐蚀机,使得操作人员因此能够在电火花腐蚀机中获得使操作人员能够根据他们的要求选择最适合的加工参数的必要信息。

或者,在电火花腐蚀机中使用的程序可以下载并自动使用经由数据读取装置从识别数据介质接收的识别数据以利于加工参数的选择。

在实践中,线材的识别数据可以包括使用历史数据和/或应力历史数据,以及一部分或全部初始信息,诸如:

-线材的类型,

-线材的直径,

-线材的退火状态,

-线轴上最初可获得的线材的长度或重量,

-要在电火花腐蚀机上使用的加工技术,其通过技术的名称或待用于加工的参数定义,

-对线材推荐的最大间隙角度,

-要使用线材产生的可能的表面状态,

-用于使用线材加工的优选喷射状态,

-在利用要采用的技术使用线材加工期间的预期腐蚀速度。

根据一个有利的实施例,识别设备是这样的:

-它还包括与线材电火花腐蚀机相关联的数据读取装置,该数据读取装置能够读取由线轴的识别数据介质携带的识别数据,并且能够将识别数据传输到线材电火花腐蚀机,

-数据读取装置是能够与RFID标签通信的射频通信装置。

识别设备优选包括在电火花腐蚀机中使用的获取装置,其用于经由射频通信装置发送描述所述电火花腐蚀机所使用的电火花腐蚀线材的使用状态的历史数据并将其直接存储在RFID标签中。

代替这一点或除了这一点之外,RFID标签可以属于主动或半主动类型,其设置有板载电源并与板载传感器和用于详细检查和存储由板载传感器产生的信号的存储装置相关联,所述信号构成描述由线轴承载的电火花腐蚀线材承受的物理应力的应力历史数据。

在实践中,所述使用历史数据可以包括以下组中的历史数据:

-线材的已经消耗的长度或重量,

-由线轴承载的线材以前遇到的攻丝或加工警报,

-以前在使用由线轴承载的线材进行电火花腐蚀加工期间采用的加工程序、加工技术和参数,

-以前使用由线轴承载的线材加工的部件的性质,

-以前使用由线轴承载的线材加工的部件的高度,

-以前使用由线轴承载的线材实现的加工的日期和持续时间,

-以前使用由线轴承载的线材实现的加工通过数。

类似地,所述应力历史数据可以包括以下组中的信息:

-承载线材的线轴的加速度,其来自RFID标签上或线轴上的板载加速度计,

-承载线材的线轴所遭受的环境温度,其来自RFID标签上或线轴上的板载温度传感器,

-承载线材的线轴所遭受的相对湿度,其来自RFID标签上或线轴上的板载湿度传感器,

-线材的已经消耗的长度或重量。

该应力历史信息可以用于从电火花腐蚀线材在工厂中的生产到由电火花腐蚀机使用的地点监测其持续的良好品质。该补充信息可以由电火花腐蚀机用来产生警报,或拒斥线材,或根据线材在加工步骤之前承受的任何改造来适配加工参数。

归功于加速度计,可以知悉线轴上剩余的线材的精确数量。为此,RFID标签可以包括处理器电子回路,其包括用于根据从加速度计接收的加速度信号来计算通过线轴围绕其轴线实现的回转数的装置。一般而言,加速度的每次反向+g/-g对应于线轴的半转。该回转数一般代表电火花腐蚀机中的线材的消耗量(因为线材的线轴组件在其运输期间很少转动)。

如果标签包括时钟,则也可以存储线轴的最后一转(代表其最近一次使用)的日期。

在线材的制造期间或紧接在制造后能记录线轴上最初存在的线材的精确匝数(通过读取生产机器的绕线器的匝数计数器)。

根据另一方面,为了实现上述和其它目的,本发明提出了一种识别包裹在包括携带所述线材的识别数据的识别数据介质的线轴上的电火花腐蚀线材的方法,在该方法中将历史数据作为识别数据直接存储在识别数据介质中,所述历史数据选自包括描述通过线轴承载的线材的使用状态的使用历史数据和描述由线轴承载的线材承受的物理应力的应力历史数据组成的组。

在实践中,在该类型的识别方法中,使用历史数据可以包括以下组中的历史数据:

-线材的已经消耗的长度或重量,

-由线轴承载的线材以前遇到的攻丝或加工警报,

-以前在使用由线轴承载的线材进行电火花腐蚀加工期间采用的加工程序、加工技术和参数,

-以前使用由线轴承载的线材加工的部件的性质,

-以前使用由线轴承载的线材加工的部件的高度,

-以前使用由线轴承载的线材实现的加工的日期和持续时间,

-以前使用由线轴承载的线材实现的加工通过数。

类似地,在该类型的识别方法中,应力历史数据可以包括以下组中的信息:

-承载线材的线轴的加速度,其来自RFID标签上或线轴上的板载加速度计,

-承载线材的线轴所遭受的环境温度,其来自RFID标签上或线轴上的板载温度传感器,

-承载线材的线轴所遭受的相对湿度,其来自RFID标签上或线轴上的板载湿度传感器,

-线材的已经消耗的长度或重量。

根据另一方面,为了实现上述和其它目的,本发明提出了一种电火花腐蚀加工设备,其包括:

-线材电火花腐蚀机,

-包裹在线轴上的电火花腐蚀线材,

-识别数据介质,其被固定在线轴上并且可被访问以读取它携带的数据,

-由识别数据介质携带的所述线材的识别数据,

-与线材电火花腐蚀机相关联的数据读取装置,其能读取由线轴的识别数据介质携带的识别数据,并且能够将识别数据传输到线材电火花腐蚀机,

其中:

-识别数据介质为RFID标签,

-数据读取装置是能与RFID标签通信的射频通信装置,

-加工设备包括用于生成历史数据并将历史数据作为识别数据直接存储在识别数据介质中的获取装置,所述历史数据选自包括描述通过线轴承载的线材的使用状态的使用历史数据和描述由线轴承载的线材承受的物理应力的应力历史数据的组。

在实践中,在该类型的电火花腐蚀加工设备中,获取装置包括线材电火花腐蚀机的控制回路和所存储的计算机程序,该计算机程序由所述控制回路执行并且包括获取序列,该获取序列生成与线材电火花腐蚀机使用线材有关的一部分或全部历史数据、传输所述一部分或全部历史数据并且将所述一部分或全部历史数据直接存储在识别数据介质中,线材的所述使用历史数据选自包括以下数据的组:

-线材电火花腐蚀机所消耗的线材的长度或重量,

-使用由线轴承载的线材的线材电火花腐蚀机所遇到的攻丝或加工警报,

-使用由线轴承载的线材的线材电火花腐蚀机所采用的加工程序、加工技术和参数,

-通过使用由线轴承载的线材的线材电火花腐蚀机加工的部件的性质,

-通过使用由线轴承载的线材的线材电火花腐蚀机加工的部件的高度,

-通过使用由线轴承载的线材的线材电火花腐蚀机实现的加工的日期和持续时间,

-通过使用由线轴承载的线材的线材电火花腐蚀机实现的加工通过数,

代替这一点或除这一点以外,在该类型的电火花腐蚀加工设备中,RFID标签可以有利地属于主动或半主动类型,设置有板载电源,并与板载传感器和用于详细检查和存储由板载传感器产生的信号的存储装置相关联,所述信号构成包括选自包括以下各项的组的信息的应力历史数据:

-承载线材的线轴的加速度,其来自RFID标签上或线轴上的板载加速度计,

-承载线材的线轴所遭受的环境温度,其来自RFID标签上或线轴上的板载温度传感器,

-承载线材的线轴所遭受的相对湿度,其来自RFID标签上或线轴上的板载湿度传感器,

-线材的已经消耗的长度或重量。

根据另一方面,为了实现上述和其它目的,本发明提出了一种借助于包裹在线轴上的电火花腐蚀线材在线材电火花腐蚀机上通过电火花腐蚀来进行加工的方法,所述线轴设置有携带所述线材的识别数据的识别数据介质,在该方法中:

-将历史数据作为识别数据直接存储在识别数据介质中,所述历史数据选自包括以下各项的组:描述通过线轴承载的线材的当前使用状态的使用历史数据和描述由线轴承载的线材承受的物理应力的应力历史数据,

-将识别数据介质中包含的识别数据传递到线材电火花腐蚀机,

-特别是考虑来自用于加工的线轴的识别数据介质的识别数据来适配加工参数。

在实践中,在该类型的电火花腐蚀加工过程中,使用历史数据可以包括由以下数据组成的组中的历史数据:

-线材的已经消耗的长度或重量,

-由线轴承载的线材以前遇到的攻丝或加工警报,

-以前在使用由线轴承载的线材进行电火花腐蚀加工期间采用的加工程序、加工技术和参数,

-以前使用由线轴承载的线材加工的部件的性质,

-以前使用由线轴承载的线材加工的部件的高度,

-以前使用由线轴承载的线材实现的加工的日期和持续时间,

-以前使用由线轴承载的线材实现的加工通过数。

类似地,在该类型的电火花腐蚀加工过程中,应力历史数据可以包括由以下信息组成的组中的信息:

-承载线材的线轴的加速度,其来自RFID标签上或线轴上的板载加速度计,

-承载线材的线轴所遭受的环境温度,其来自RFID标签上或线轴上的板载温度传感器,

-承载线材的线轴所遭受的相对湿度,其来自RFID标签上或线轴上的板载湿度传感器,

-线材的已经消耗的长度或重量。

例如,下载识别数据的序列可以包括至少线轴上存在的线材的长度的下载,并且电火花腐蚀机的计算机程序可以有利地包括将线轴上存在的线材的长度与执行当前加工程序所需的线材的长度进行比较的序列。计算机程序然后可以提供下一次用另一线轴更换即将变空的线轴的预期的日期和时间,使得操作人员被提前告知。计算机程序也可以在适合的情况下产生警报以警告线轴的下次更换的必要性,并且在线轴更换之前可以中断加工过程。或者,计算机程序在线材的余量不足的情况下可以拒绝开始加工。

如以上定义的加工方法也可以有利地包括产生操作人员可以检测到的警报的序列,所述警报产生序列使得可以在于要实现的加工中编程的加工条件与以前在使用相同电火花腐蚀线材的情况下导致有缺陷的加工的存储在识别数据介质中的加工条件一致时产生警报。

因此,这避免了重复有缺陷的加工,该有缺陷的加工导致抛弃已加工部件并使得需要随后修改加工参数以适配希望使用的线材。这也防止了继续使用有缺陷或不适合的线材来进行所需的加工。

有利的是识别数据介质特别是包含线材的制造商的身份、线材的制造商的坐标和线轴的序号。在实践中,获取序列然后可以包括至少获取线材的制造商的身份、它们的坐标和线轴的序号,并且获取序列可以包括从制造商的计算机服务器自动下载与线材的线轴相关的数据的序列。

因此,可以优先使用由制造商持续(au jour le jour)供给的数据,其可以比在线材的制造日期识别数据介质中存在的数据更完整和更可靠。

在根据本发明的电火花腐蚀加工方法中,可能有利的是,与线材的线轴相关的识别数据特别是包括必须采用以优化使用所述线材的线轴的加工的特定加工参数。

附图说明

本发明的其它目的、特征和优点将会从以下参考附图对具体实施方式的描述中显现,在附图中:

-图1是示出根据本发明的一个实施例的正在借助包裹在线轴上的线材来加工部件的电火花腐蚀机的图;

-图2是示出通过无线电与和电火花腐蚀机相关联或在电火花腐蚀机中使用的数据读取装置通信的根据本发明的第一实施例的被动RFID标签型识别数据介质的图;以及

-图3是示出通过无线电与和电火花腐蚀机相关联或在电火花腐蚀机中使用的数据读取装置通信的根据本发明的第二实施例的主动或半主动RFID标签型识别数据介质的图。

具体实施方式

首先来看图1,图1示出根据本发明的一个实施例的线材电火花腐蚀加工设备。

一般而言,该加工设备包括线材电火花腐蚀机1,其中存在填充有合适的液体电解质的加工区2。加工区2被适形并构造为接纳和保持待加工部件3。包裹在线轴5上的电火花腐蚀线材4从线轴5被拉出并经过电火花腐蚀机1的导向件6,导向件6将线材保持就位并在如通过箭头7所示的纵向移动中驱动该线材。电火花腐蚀线材4穿过加工区2,在加工区2中它被保持在待加工部件3附近。

线材电火花腐蚀机1还包括连接在电火花腐蚀线材4与待加工部件3之间的电流发生器8,以在电火花腐蚀线材4与待加工部件3之间产生电弧。

在操作中,电弧导致电火花腐蚀线材4和待加工部件3的耗损。电火花腐蚀线材4在加工区2中的连续纵向移动7使得可以防止电火花腐蚀线材4由于电弧在线材上引起的耗损而断开。另一方面,电弧在部件3上引起的耗损构成材料的去除,其使得可以通过例如如箭头9所示的电火花腐蚀线材4朝向部件3的渐进的相对移动来在待加工部件3上形成切口10。

在加工区2中,电火花腐蚀线材4必须通过利用导向件6实现的纵向机械牵引而拉紧,以便维持确保在待加工部件3上形成的切口10的良好几何形状的限定的和稳定的几何位置。

在加工开始时,有必要将电火花腐蚀线材4的自由端引入导向件6和加工区2中。一般而言,电火花腐蚀机1包括提供线材的自动引入的操作序列。然而,这要求电火花腐蚀线材4必须具有合意的平直度和刚度特性,以使得其自由端在导向件6仅通过远离线材的自由端的中间区段保持线材时可以被引导。

根据本发明,该加工设备还包括用于识别包裹在线轴5上的电火花腐蚀线材4的装置。

该识别装置特别是包括紧固在线轴5上的识别数据介质11和由识别数据介质11承载的线材的识别数据12。

识别数据介质11与数据读取装置13协作,该数据读取装置经由能够实现识别数据介质11与该数据读取装置13之间的通信的无线链路100与线材电火花腐蚀机1相关联。

图2和3通过示例的方式示出根据本发明的识别装置的两个实施例。

在图2中,识别数据介质11是被动RFID标签,其包括天线11a和供电回路11b,供电回路11b能够使用通过天线11a捕获的电能的一部分来产生为RFID标签的其它电子回路供电的供电电压。处理器电子回路11c接收通过天线11a捕获的请求电子信号14c,与包含识别数据12的存储回路11d通信,并且根据请求电子信号14c来生成经由天线11a传输的响应电子信号14d。例如,在接收到请求识别通信的请求电子信号14c时,被动RFID标签返回包含从线材的识别数据12提取的所述识别的响应信号14d。

在此情况下,数据读取装置13为主动装置,其发出能够实现RFID标签11的远程激活的无线电频率。它包括天线13d和电子回路13e,使得能够一方面实现要经由天线13d传输到RFID标签11的请求信号14c的产生并且另一方面处理从RFID标签11接收并通过天线13d捕获的响应信号14d。无线链路100为无线电链路。

文献US 4,724,427中描述了RFID标签和数据读取装置的一个实施例。

在图3中,识别数据介质11为主动或半主动RFID标签,其中同样存在图2的实施例的主要元件,并且特别是:天线11a,供电回路11b,处理器电子回路11c,存储回路11d,其具有与图2的实施例的那些相同的功能。在图3中,识别数据介质11还包括板载电源15,其能够代替通过天线11a捕获的电能或除其之外向处理器电子回路11c和存储电子回路11d供给电能。

在此情况下,识别数据介质11还包括板载传感器,例如分别向处理器电子回路11c供给显示承载线材4和识别数据介质11的线轴5的加速度的信号、显示环境温度的信号、显示环境相对湿度的信号、显示线轴5的重量的信号的四个板载传感器16a、16b、16c、16d。

处理器电子回路11c通过包括用于详细检查通过板载传感器16a、16b、16c和16d产生的信号并将其存储在存储回路11d中的存储序列的程序来控制。

处理器电子回路11c的程序可以有利地包括用于根据显示线轴5的加速度的信号来计算线轴5围绕其轴线的回转数的转数计算序列,这些信号是从加速度计型板载传感器16a接收的。

在图3的该实施例中,数据读取装置13也是发射在适用的情况下使得可以远程激活RFID标签11的无线电频率的主动装置,并且包括天线13d和电子回路13e,以一方面用于产生发送到RFID标签11的请求信号14c且另一方面用于处理从RFID标签11接收并通过天线13d捕获的响应信号14d。无线链路100为无线电链路。

再参照图1,电火花腐蚀机1的控制回路17包括计算机程序。

电火花腐蚀机1的控制回路17的计算机程序包括用于产生历史数据并将其作为识别数据12直接存储在识别数据介质11中的至少一个获取序列,所述历史数据选自包括描述通过线轴5承载的电火花腐蚀线材4的使用状态的使用历史数据和描述由线轴5承载的电火花腐蚀线材4承受的物理应力的应力历史数据组成的组中。

使用历史数据基本上在线材电火花腐蚀机1中产生,并以消息14c的形式发送到识别数据介质11。

应力历史数据基本上由与识别数据介质11相关联的传感器16a、16b、16c和16d产生。

电火花腐蚀机1的控制回路17的计算机程序包括用于下载由识别数据介质11携带的识别数据12的一部分或全部的至少一个序列。该下载序列控制数据读取装置13以使得该数据读取装置产生请求信号14c并且将这些请求信号发送到识别数据介质11,识别数据介质11然后将一部分或全部识别数据12以消息14d的形式送回至该数据读取装置,所述一部分或全部识别数据在由数据读取装置13接收到之后被导入电火花腐蚀机1的控制回路17中。

电火花腐蚀机1的控制回路17的计算机程序包括用于特别是考虑来自用于加工的线轴5的识别数据介质11的识别数据12来适配加工参数的至少一个序列。因此,根据本发明的设备使得能够根据所使用的电火花腐蚀线材4的固有能力来自动适配线材电火花腐蚀机1中的电火花腐蚀参数。例如,适配序列可以修改或限制包括以下各项的参数:加工区2中的电火花腐蚀线材4的机械拉力、加工区2中的电火花腐蚀线材4中的电流、加工区2中的电火花腐蚀线材4的纵向移动7的速度、加工区2中的电介质的摇动、加工区2中的电火花腐蚀线材4的横向移动9。

另外,适配序列可包括用于产生可由操作人员检测到的警报的序列,当由操作人员编程的加工条件与存储在识别数据介质11中的且先前在使用相同的电火花腐蚀线材4的情况下已导致过有缺陷的加工的加工条件一致时,通过该序列来产生警报。

与电火花腐蚀线材4相关的数据在识别数据介质11包含所有必要的数据的情况下可以仅通过识别数据介质11的询问而被直接下载。

或者,数据的下载可以是部分间接的,下载序列于是包括通过识别数据载体11的询问来至少下载线材4的制造商的身份和线轴5的序号,以及用于通过使用与线材4的制造商的身份和线轴5的序号有关的信息经由互联网询问制造商的计算机服务器来从制造商的计算机服务器自动下载与线材4的线轴5相关的数据的序列。

在操作中,电火花腐蚀机1的计算机程序因此使得能够使用线材电火花腐蚀加工方法,在该方法中从由线轴5携带的识别数据介质11下载一部分或全部的线材4的识别数据12,用于该加工方法的电火花腐蚀线材4被包裹在所述线轴上。识别数据12然后被电火花腐蚀机1的计算机程序使用以考虑识别数据12来适配加工参数。

本发明并不限于已明确描述的实施例,而是包括以下权利要求的范围内的本发明的各种变型和概括。

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