线切割放电加工控制方法与装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种线切割放电加工控制方法与装置，可避免工件的电解现象，改善模具的品质；组成包括：脉冲发生器、负低电压电源电路、正低电压电源电路、与负高电压电源电路；在全晶体式的放电架构上进行放电波形的控制，每一次施以高压放电之前皆以低电压去检测加工间隙的状况，判断此次放电是为正常放电、电弧放电或是开路，再进行高压放电能量的调整，以得到高速稳定的加工；并且根据低压点火换相控制电路的输出，切换点火电压的极性，达到交流点火的目的。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于线切割放电加工控制方法与装置，特别是关于一种以交流点火低电压检测加工间隙的状况，进行高压放电能量调整之线切割放电加工控制方法与装置。传统的线切割放电加工回路，是采用单极性电源进行点火与加工，如附图说明图1所示，1为脉冲发生器，2为负高电压电源电路，3为负低电压电源电路，4为线极，5为工件。其操作方式如下首先，由脉冲发生器1产生控制信号将开关6导通(ON)，负低电压源7施电压于线极4与工件5之间放电间隙以进行点火检测，一但间隙电压低于参考电压Vref则表示点火成功，接着将开关6关断(OFF)且将开关10导通，则负高电压源11之供给电压会经由开关10施加于间隙进行加工，经过一段加工周期后，开关10亦被关断，于是放电间隙进入休止绝缘恢复的状态，经过一段关断(OFF)的周期之后，开关6再度导通以进行下一个完整的点火放电周期。负低电压电源电路3中电阻8是限流电阻，以防止放电时的电流过大；二极管9用以防止放电时负高压电源11之电压反向进入负低压电源7。此一放电架构及控制方法因为采用单极性电源，使工件5一直处于正极性，线极4位于负极性，且在以水为加工绝缘液的情况下，如此会造成位于正极的工件5在被加工的同时也会发生电解作用，如此工件5表面也因此会产生电解裂痕，导致氧化、生锈，结果不仅加工表面粗糙度恶化同时也会降低模具的寿命。本专利技术之目的为提供一种检测放电间隙之状况，根据点火的结果来调整放电的能量之线切割放电加工控制方法与装置。本专利技术之另一目的为提供一种利用计时电路来记录低电压点火的累计时间，以根据累计时间来调整点火电压的极性，而达到交流点火避免电解现象发生之线切割放电加工控制方法与装置。本专利技术之线切割放电加工控制方法，包括下列步骤(1)首先，根据低压点火换相控制电路的输出决定低压点火的极性，若为负极性点火则使负低电压电源电路的开关导通，在放电间隙施以-检测之负电压，若为正极性点火则使正低电压电源电路的开关导通，在放电间隙施以-检测之正电压；(2)经过一段时间T1之后，开始检测放电间隙电压的高低，若间隙电压未进入参考电压Vref1与Vref2所建立的窗形比较范围中，则表示此次放电为正常放电或是开路；若间隙电压此时已进入参考电压Vref1与Vref2的范围内，则表示此次放电为电弧放电；若经过一段更长的时间T2之后，电压仍未进入Vref1与Vref2的范围内，则表示放电间隙保持开路；(3)若此次放电属正常放电或电弧放电，则将高电压电源电路的开关导通，在放电间隙施以高放电电压，并控制不同的放电时间(OnTime)，使电弧放电的时间约略为正常放电时间的一半；在放电之后，使高电压电源电路开关关断，并施与不同之休止时间(Off Time)；(4)若此次放电是属于开路状态，则不将高电压电源电路的开关导通，并直接进入短暂的休止时间T3；(5)该休止时间T3结束之后，进入下一个点火放电周期；(6)在低压点火的过程中，使用一组计时器对低压点火时间进行计时，若同一极性的点火累计时间未达到设定时间T4，则允许下次点火采用同一极性，若同一极性之点火累计时间已达到设定时间T4，则下次点火将改变电压极性，使点火电压产生交流变化。本专利技术之线切割放电加工控制装置，组成包括负低电压电源电路、正低电压电源电路、高电压电源电路、及脉冲发生器，该脉冲发生器根据不同的放电状况来控制该负低电压电源电路、正低电压电源电路、及高电压电源电路的供电时序；该高电压电源电路在每一次施以高压放电之前皆以负低电压电源电路或正低电压电源电路去检测加工间隙的状况，判断此次放电是为正常放电、电弧放电或是开路，再进行高压放电能量的调整；并且根据低压点火换相控制电路的输出，切换点火电压的极性，达到交流点火的目的。由下列之详细说明，配合附图，本专利技术的上述目的和其它优点将变得更为明显，其中图1为公知的线切割放电加工装置的电路图；图2为本专利技术的线切割放电加工装置的电路图；图3为本专利技术的线切割放电加工装置中脉冲发生器的电路框图；图4为本专利技术之线切割放电加工装置中低压点火换相控制之电路图；图5为图3中窗型比较器动作示意图；图6为本专利技术之线切割放电加工装置于正常放电时的波形及时序图；图7为本专利技术之线切割放电加工装置于电弧放电时的波形及时序图；图8为本专利技术之线切割放电加工装置于开路时的波形及时序图；图9为本专利技术之线切割放电加工装置于低压点火换相控制器之时序图。本专利技术之线切割放电加工装置之电路图如图2所示，其中1a为脉冲发生器，产生使晶体管开关6、10、12分别导通或关断之控制信号(信号波型分别为S1、S2、S3)；电阻器8、二极管9、开关6和负低电压源7构成负低电压电源电路；电阻器8、开关12、二极管13和正低电压源14构成正低电压电源电路；2为负高电压电源电路；点火回路上限流电阻器8防止放电时的电流过大，二极管9、13用以限制点火回路的电流路径。本专利技术之线切割放电加工装置根据不同的放电状况由脉冲发生器1a控制开关6、10、12的时序，其方法如下(1)首先，根据低压点火换相控制电路的输出决定低压点火的极性，若为负极性点火则使开关6导通，在放电间隙施以一检测电压V1(负电压)，若为正极性点火则使开关12导通，在放电间隙施以-检测电压V3(正电压)。(2)经过一段时间T1(约为1μs-2μs)之后，开始检测放电间隙电压的高低，若电压未进入参考电压Vref1与Vref2所建立的窗形比较范围中，则表示此次放电为正常放电或是开路；若间隙电压此时已进入参考电压Vref1与Vref2的范围内，则表示此次放电为电弧放电；若经过一段更长的时间T2(约为40μs-60μs)之后，电压仍未进入Vref1与Vref2的范围内，则表示放电间隙保持开路。(3)若此次放电属正常放电或电弧放电，则将开关10导通，在放电间隙施以放电电压V2，并控制不同的放电时间(On Time)，使电弧放电的时间约略为正常放电时间的一半，以防止电弧加工时能量过大而导致断线，同时可使加工速度提升，在放电之后，使开关10关断，并施与不同之休止时间(Off Time)，以利放电间隙恢复绝缘。(4)若此次放电是属于开路状态，则不将开关10导通，并直接进入短暂的休止时间(约为40μs-60μs)。(5)休止时间(Off Time)结束之后，进入下一个点火放电周期。(6)在低压点火的过程中，使用一组计时器对低压点火时间进行计时，若同一极性的点火累计时间未达到设定时间(约为40μs-60μs)，则允许下次点火采用同一极性，若同一极性之点火累计时间已达到设定时间，则下次点火将改变电压极性，使点火电压产生交流变化。于图2中之脉冲发生器1a的电路框图如图3所示。工件5与线极4之间的电压回馈由放电间隙引入窗型比较器(Window Comparator)15，窗型比较器15的输出信号进入逻辑控制电路16以判断间隙的放电状态。放电时间(On Time)与休止时间(Off Time)由主控电脑(HostComputer)17经由输入端口18来设定计数电路19的初始状态，而时基产生电路(Time-base Generator)20用来产生计数与逻辑控制所需要的参考时基，低压点火换相控制电路(Phase-convert contro1 circu本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种线切割放电加工控制方法，该方法包含下列步骤： （１）使用低压点火换相控制电路对低压点火时间进行计时，若同一极性的点火累计时间未达到设定时间Ｔ４，则允许下次点火采用同一极性，若同一极性之点火累计时间Ｔ４已达到设定时间，则下次点火将改变电压极性； （２）根据低压点火换相控制电路的输出决定低压点火的极性，若为负极性点火则在放电间隙施以一检测之负电压，若为正极性点火则在放电间隙施以一检测之正电压； （３）用周期为Ｔ１之第一参考时间信号与周期为Ｔ２之第二参考时间信号来检测间隙电压的变化，其中Ｔ１＜Ｔ２，以窗形比较器来判断此次放电是为正常放电、电弧放电、或是开路，若间隙电压在Ｔ１时间之内进入窗形比较的参考电压Ｖｒｅｆ１与Ｖｒｅｆ２范围内，则表示发生电弧放电，若间隙电压在Ｔ１与Ｔ２时间之内才进入窗形比较的参考电压Ｖｒｅｆ１与Ｖｒｅｆ２范围内，则表示正常放电，若超过Ｔ２时间仍未进入窗形比较的参考电压Ｖｒｅｆ１与Ｖｒｅｆ２范围内，则表示保持开路； （４）若此次放电属正常放电或电弧放电，则在放电间隙施以放电电压，并控制不同的放电时间（Ｏｎ Ｔｉｍｅ），使电弧放电的时间约略为正常放电时间的一半；在放电之后，施与不同之休止时间（Ｏｆｆ Ｔｉｍｅ）；以及 （５）若此次放电是属于开路状态，则不施以放电电压，并直接进入短暂的休止时间Ｔ３；下次点火改变电压极性，以得到交流点火的效果。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李锡滨，李祥国，戴亚君，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，亚特精密机械股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]