專利名稱：放電加工機的搖動頭控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于放電加工機領(lǐng)域，具體地說，涉及一種放電加工機的搖動頭控制電路，特別是一種可控制放電加工機之搖動頭呈三軸同步動作的控制電路。
背景技術(shù)：
放電加工機是切削工具的一種，是一般模具加工現(xiàn)場不可或缺的一種工作母機，國內(nèi)的模具工業(yè)在全球的模具市場已有較高的占有率，放電加工機也不例外。
放電加工的加工原理是利用電能產(chǎn)生可使工件融熔的電弧，當(dāng)電弧釋放于工件上，會使得工件上形成電痕及加工屑，借此，重復(fù)地釋放電弧即可令工件上形成預(yù)定的凹槽、凹孔、穿孔等加工。
早期的放電加工機，包含有一放電主機，一平面位移機臺及一控制主機。早期放電主機的放電搖動頭僅具有一Z軸的縱向平移運動路徑，必須籍由工件設(shè)置于平面位移機臺上，才能加工出擴大的凹孔，以及特定的圓形，籍此達到三軸向的加工作業(yè)。然而這種三軸向的加工有著加工形狀的限制，因此之后發(fā)展出了五軸放電加工機。
如圖5所示。五軸放電加工機包括有放電主機50、一平面位移機臺52及一控制主機51，只是將三軸放電加工機的放電加工頭60進一步設(shè)計為三軸向旋轉(zhuǎn)頭，如此可容易加工出圓形的凹槽，如圖7所示，先固定Z軸深度，再控制放電加工頭呈圓形或圓弧形路徑運動，即可加工出圓形槽，若要進一步加工出大面積的圓孔，則需重復(fù)前述路徑并逐漸擴大半徑，之后，再調(diào)整放加工Z軸向下的深度，如此重復(fù)放電路徑即可加工出圓形孔。
前述五軸放電加工機50固然可形成較三軸放電加工機為多的圖形，但該五軸放電加工機卻因為在同一時間放電加工搖動頭60的控制電路，只能控制放電加工搖動頭60為最多二軸的運動，因此，所謂五軸放電加工機仍無法發(fā)揮最多樣化的二維及三維空間的加工。
圖6所示是上述五軸放電加工搖動頭的控制電路方框圖，控制電路70由Z軸控制電路701和U/V軸控制電路702組成，包括一Z軸控制單元74及U/V軸控制單元83，其中該Z軸控制單元74包含有一Z軸控制面板71、一連接搖動頭的放電電源產(chǎn)生器的放電控制單元72、一放電進給暨排渣跳躍模塊73、一Z軸控制單元74、一Z軸驅(qū)動器741及一放電檢知單元75；而該U/V軸控制單元83則同樣包含有一U/V軸控制面板80、一放電進給暨排渣跳躍模塊81、一放電檢知單元82、一U/V軸驅(qū)動單元83、一U軸驅(qū)動器84及一V軸驅(qū)動器85；其中該Z/U/V三軸驅(qū)動器741、84、85分別連接至放電加工搖動頭60的三個對應(yīng)的馬達61、62、63，Z軸和U/V軸分別受其控制。因此，放電加工搖動頭僅能在同一時間控制Z軸馬達61動作，或控制U/V軸馬達62、63動作。亦即，當(dāng)放電加工搖動頭呈U/V軸動作時，Z軸被鎖定；當(dāng)放電加工搖動頭呈Z軸動作時，U/V軸則被鎖定不動。
由上述說明可知，五軸放電加工機由于其放電加工搖動頭的Z軸無法與U/V軸同步動作，故工件加工的圖形變化不多，需要進行進一步的改良。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型要解決的是放電加工機Z軸無法與U/V軸同步動作的技術(shù)問題，提供一種能加工更多二維、三維圖形的放電加工機的搖動頭控制電路。
為實現(xiàn)本實用新型的目的，所采用的技術(shù)方案是這樣的放電加工機的搖動頭控制電路，包括一個三軸控制暨排渣跳躍單元；三軸控制器，分別與所述的三軸控制暨排渣跳躍單元的輸出端連接，以控制三軸馬達可同時或不同時動作；一放電給進模塊，與所述的三軸控制暨排渣跳躍單元連接；一放電控制單元，設(shè)于放電給進模塊與放電加工搖動頭的電源之間，提供放電電源；
一控制面板，分別與放電控制單元及三軸控制暨排渣跳躍單元電連接，其內(nèi)建有各種不同的二維和三維加工路徑，令使用者直接選擇加工路徑及相關(guān)加工條件；一放電檢知單元，設(shè)于放電電極、放電給進模塊及放電控制單元之間，以將監(jiān)控放電電極與工件之間大能量電氣信號衰減后，傳送至放電給進模塊及放電控制單元。
上述控制面板是在使用者設(shè)定好加工資料后，即將相關(guān)加工資料傳送至放電控制單元及三軸控制暨排渣跳躍單元，以控制三軸控制暨排渣跳躍單元及放電電源的電源給進時間，其加工資料包含有放電能量、頻率設(shè)定值、加工路徑、排渣模式及排渣速度高度、間隙電壓設(shè)定值與進給倍率設(shè)定值；該放電控制單元取得放電能量、頻率設(shè)定值的加工資料，并配合放電檢知單元所輸入放電電極的放電狀態(tài)，產(chǎn)生控制放電電源發(fā)生器的控制信號，并隨時將控制信號回傳至控制面板；控制信號包括有產(chǎn)生即時放電波信號、能量觸發(fā)信號及能量控制信號。
此外，該放電檢知單元會將控制放電電源的控制信號回傳至控制面板，以達到自動監(jiān)控調(diào)整放電的功能；而該三軸控制暨排渣跳躍單元亦會將各種馬達于加工中所在的坐標(biāo)位置回傳至該控制面板，供使用者通過控制面板了解當(dāng)前實際加工路徑。
該放電給進模塊通過放電控制單元與控制面板連接，取得其中間隙電壓設(shè)定值與進給倍率設(shè)定值，再與放電檢知單元所檢測到的電極放電狀態(tài)比較，輸出一進給信號于三軸控制暨排渣跳躍單元。
該三軸控制暨排渣跳躍單元由控制面板取得加工路徑、排渣模式及排渣速度高度的加工資料，以執(zhí)行加工沉浸、間隙放電、切換至排渣跳躍模式，產(chǎn)生排渣跳躍路徑，移動電極排渣、待排渣運動完成、回復(fù)沉浸加工的加工工序，并將各軸馬達的坐標(biāo)位置回傳至控制面板。
該控制面板設(shè)有一顯示器，以將該三軸控制暨排渣跳躍單元回傳至控制面板的各軸馬達加工的坐標(biāo)位置，繪制并顯示一實際加工路徑。
上述三軸控制暨排渣跳躍單元是依照控制面板所提供的放電加工的路徑參數(shù)，驅(qū)動各軸驅(qū)動器，令其對應(yīng)的軸向馬達動作，如加工路徑為一圓形孔三維的加工，則該三軸控制暨排渣跳躍單元會控制三軸馬達同時運動，籍由Z軸的同時運動，有助于其他兩軸放電加工時排渣的速度，進而加快其加工速度。因此，本實用新型相對于五軸放電加工機加工特定圓形孔時，速度更快。


圖1是本實用新型所涉及的放電加工機的外觀示意圖。
圖2是圖1中放電加工機搖動頭控制電路的框圖。
圖3是本實用新型的一個放電加工路徑和所形成的孔。
圖4是本實用新型可能的放電加工路徑。
圖5是現(xiàn)有技術(shù)中放電加工機的外觀示意圖。
圖6是圖5中放電加工機搖動頭控制電路的框圖。
圖7是現(xiàn)有技術(shù)中的一個放電加工路徑和所形成的孔。
具體實施方式
參閱圖1，其為本實用新型控制電路所應(yīng)用的五軸放電加工機外觀圖，它包括放電加工機10、控制主機11及平面位移機臺12，而本實用新型的控制電路主要用于控制五軸放電加工機10的加工搖動頭20呈三軸同步運動。
如圖2所示，控制電路30包含有一個三軸控制暨排渣跳躍單元31，系包含有Z/U/V三軸向，并控制放電加工搖動頭的Z/U/V軸運動，以排除放電渣屑；三軸驅(qū)動器311、312、313，分別與三軸控制暨排渣跳躍單元31的輸出端連接，以控制三軸馬達21、22、23可同時或不同時動作；一放電給進模塊32，連接至三軸控制暨排渣跳躍單元的輸入端；一放電控制單元33，設(shè)于放電給進模塊32與放電加工搖動頭的放電電源發(fā)生器24之間，控制該放電電源發(fā)生器的動作；及一控制面板34，分別與放電控制單元33及三軸控制暨排渣跳躍單元31雙向連接，其內(nèi)建有各種不同的二維和三維的加工路徑及加工資料、指令，并設(shè)有一顯示器(圖中未標(biāo))，供使用者直接選擇加工路徑；一放電檢知單元35，設(shè)于放電電極、放電給進模塊32及放電控制單元33之間，以監(jiān)控放電電極與工件之間的電氣信號，由于該電氣信號屬于大能量、高電壓，故該放電檢知單元35是將電氣信號衰減后，再傳送至放電給進模塊32和放電控制單元33。
上述控制面板34是一個放電加工機的人機界面，使用者可在控制面板34上選擇適當(dāng)?shù)募庸ぢ窂剑儆稍摽刂泼姘逅O(shè)定完成的加工資料及指令分別將其中的放電能量、頻率設(shè)定值傳送至放電控制單元33，而將加工路徑、排渣模式及排渣速度、高度等加工資料輸入至三軸控制暨排渣跳躍單元31。此外，該控制面板34可分別記錄放電控制單元33的控制放電狀態(tài)并予以統(tǒng)計，作為自動調(diào)整加工資料、排渣跳躍的依據(jù)，簡言之，即監(jiān)控該放電控制單元33的加工狀態(tài)。而該控制面板34除了將加工資料輸入至三軸控制暨排渣跳躍單元31外，該三軸控制暨排渣跳躍單元31亦會隨時回傳目前各軸馬達的坐標(biāo)位置給控制面板34，同樣達到監(jiān)控各軸馬達動作正確性的功能。
上述放電控制單元33主要依據(jù)控制面板34所設(shè)定的加工資料，再配合放電檢知單元35所輸入放電電極的放電狀態(tài)，而產(chǎn)生控制放電電源發(fā)生器24的控制信號，使該放電電源發(fā)生器24產(chǎn)生適當(dāng)?shù)姆烹婋娔?，其中控制信號包括有產(chǎn)生即時放電波信號、能量觸發(fā)信號及能量控制信號。該放電控制單元33輸出的控制信號亦回傳至控制面板34，以監(jiān)控放電控制單元的動作正常否。
上述放電給進模塊32通過放電控制單元33與控制面板34連接，故該放電控制單元33是將加工資料中的間隙電壓設(shè)定與進給倍率設(shè)定的資料傳送至放電給進模塊32，該放電給進模塊32會再與放電檢知單元35所檢測到的電極放電狀態(tài)比較，作為進給信號產(chǎn)生的依據(jù)。即，當(dāng)比較值為正時，即輸出一前進信號至三軸控制暨排渣跳躍單元31，反之，則輸出一后退信號，作為控制加工路徑的前進與后退。
上述三軸控制暨排渣跳躍單元31受該控制面板34設(shè)定的加工資料而動作的流程為加工沉浸、間隙放電、切換至排渣跳躍模式，產(chǎn)生排渣跳躍路徑、移動電極排渣、待排渣運動完成、回復(fù)沉浸加工。在沉浸加工步驟中，判斷進給信號也可能由控制面板發(fā)出信號(當(dāng)加工狀態(tài)不良時)，令三軸控制暨排渣跳躍單元31自動切換到排渣狀態(tài)強制排渣。此外，該三軸控制暨排渣跳躍單元31亦回傳各軸馬達的坐標(biāo)位置至控制面板34，以將實際加工路徑顯示于顯示器上。
該三軸控制暨排渣跳躍單元31可控制Z軸與另兩軸分別或同時動作，若控制同時動作時，則該放電加工搖動頭可構(gòu)成如圖3左側(cè)所示的路徑，而形成圖3右側(cè)所示的圓形孔，同時亦可加工大面積的矩形孔。因為Z軸馬達不被鎖定于一定深度，也可控制另兩軸馬達動作。由于Z軸馬達可隨時轉(zhuǎn)動，調(diào)整放電加工頭的Z軸位移，故當(dāng)U/V軸進行放電加工時，可配合Z軸的調(diào)整，令U/V制造的屑渣排出。因為加工屑渣容易排出，加工速度自然加快。
參見圖4。本實用新型的Z軸與U/V軸可同時動作，而可構(gòu)成各種加工路徑。從圖示的加工路徑可看出，本實用新型較現(xiàn)有技術(shù)中的五軸放電加工機有更多樣化的加工形狀，并且因排渣容易，加工速度也大大提高了。
權(quán)利要求1.放電加工機的搖動頭控制電路，其特征在于它包括一個三軸控制暨排渣跳躍單元；三軸控制器，分別與所述的三軸控制暨排渣跳躍單元的輸出端連接，以控制三軸馬達可同時或不同時動作；一放電給進模塊，與所述的三軸控制暨排渣跳躍單元連接；一放電控制單元，設(shè)于放電給進模塊與放電加工搖動頭的電源之間，提供放電電源；一控制面板，分別與放電控制單元及三軸控制暨排渣跳躍單元電連接，其內(nèi)建有各種不同的二維和三維加工路徑，令使用者直接選擇加工路徑及相關(guān)加工條件；一放電檢知單元，設(shè)于放電電極、放電給進模塊及放電控制單元之間，以將監(jiān)控放電電極與工件之間大能量電氣信號衰減后，傳送至放電給進模塊及放電控制單元。
2.如權(quán)利要求1所述的放電加工機的搖動頭控制電路，其特征在于所述控制面板的加工資料包含有放電能量、頻率設(shè)定值、加工路徑、排渣模式及排渣速度高度、間隙電壓設(shè)定值與進給倍率設(shè)定值。
3.如權(quán)利要求2所述的放電加工機的搖動頭控制電路，其特征在于該放電控制單元取得放電能量、頻率設(shè)定值的加工資料，并配合放電檢知單元所輸入放電電極的放電狀態(tài)，產(chǎn)生控制放電電源發(fā)生器的控制信號，并隨時將控制信號回傳至控制面板。
4.如權(quán)利要求3所述的放電加工機的搖動頭控制電路，其特征在于該放電控制單元的控制信號包括有產(chǎn)生即時放電波信號、能量觸發(fā)信號及能量控制信號。
5.如權(quán)利要求1或2或3所述的放電加工機的搖動頭控制電路，其特征在于該放電給進模塊通過放電控制單元與控制面板連接，取得其中間隙電壓設(shè)定值與進給倍率設(shè)定值，再與放電檢知單元所檢測到的電極放電狀態(tài)比較，輸出一進給信號于三軸控制暨排渣跳躍單元。
6.如權(quán)利要求5所述的放電加工機的搖動頭控制電路，其特征在于該三軸控制暨排渣跳躍單元由控制面板取得加工路徑、排渣模式及排渣速度高度的加工資料，以執(zhí)行加工沉浸、間隙放電、切換至排渣跳躍模式，產(chǎn)生排渣跳躍路徑，移動電極排渣、待排渣運動完成、回復(fù)沉浸加工的加工工序，并將各軸馬達的坐標(biāo)位置回傳至控制面板。
7.如權(quán)利要求6所述的放電加工機的搖動頭控制電路，其特征在于該控制面板設(shè)有一顯示器，以將該三軸控制暨排渣跳躍單元回傳至控制面板的各軸馬達加工的坐標(biāo)位置，繪制并顯示一實際加工路徑。
專利摘要本實用新型涉及放電加工機的搖動頭控制電路，包括一個三軸控制暨排渣跳躍單元，三軸控制器，分別與所述的三軸控制暨排渣跳躍單元的輸出端連接，以控制三軸馬達可同時或不同時動作；放電給進模塊與所述的三軸控制暨排渣跳躍單元連接，放電控制單元，設(shè)于放電給進模塊與放電加工搖動頭的電源之間，控制面板分別與放電控制單元及三軸控制暨排渣跳躍單元電連接，放電檢知單元，設(shè)于放電電極、放電給進模塊及放電控制單元之間。本實用新型可控制放電加工機Z軸與U/V軸同步動作，能加工更多的二維、三維圖形。
文檔編號B23H1/02GK2710813SQ20042007385
公開日2005年7月20日 申請日期2004年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月2日
發(fā)明者王武雄, 李賢良 申請人:慶鴻機電工業(yè)股份有限公司