專利名稱：線電極以火花放電位置進行垂直校正的裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型是一種可應用于線切割放電加工機的對線電極進行垂直校正的裝置，尤其是一種在三軸線切割放電加工機中，對線電極以火花放電位置進行垂直校正的裝置。
背景技術：
在習知的線切割放電加工機的垂直校正方法及 裝置中，例如中國臺灣發明專利第485076號說明書中所揭露者可知，習用技術是以使用垂直校正器來對線切割放電機的線電極(銅線)，以移動上、下機頭的位置進行垂直校正，如圖I和圖2所示為兩種不同構造形狀的垂直校正器，包括一矩形垂直校正器I、一圓形垂直校正器la。以該矩形垂直校正器I而言，其校正的方法是將矩形垂直校正器I安裝在床臺上，使PXl面與PX2面與X軸平行，而PYl面與PY2面與Y軸平行，移動工作狀態的線電極(銅線)，先在下機頭X、上機頭U方向求得PXl面與PX2面上的同時接觸點，或先在下機頭Y方向、上機頭V方向求得PYl面與PY2面上的同時接觸點，接著再對各別相對另一方向做相同的動作，去求得上下同時接觸點，如此可以找到銅線的垂直位置；但此矩行垂直校正器I的缺點在于必須校正器主體7安裝在與床臺平行的平面上，否則需要做多次X、Y方向重復校正，才能收斂到垂直位置；所以，同理，該矩行垂直校正器I中的矩形上校板2與矩形下校板3，也需具有相當良好的平面精度、平行度及垂直精度，才能有準確的校正度。另一種圓形垂直校正器Ia的上校板2a、下校板3a上,各具有一圓形環Cl、C2,該二個圓形環C1、C2是在同一個同心軸上，將銅線通過該二個圓形環C1、C2，將銅線與該上下圓形環C1、C2接觸，而找出該二個圓形環C 1、C2的圓心位置，銅線通過該二個圓心位置就是在垂直線位置，此種圓形垂直校正器的校正方法可以找出線電極(銅線)的絕對垂直位置，但仍然需要通過制做該垂直校正器的輔助治具，及對一圓形環至少需要三點接觸位置來求得圓心，所以需要多次的接觸點量測以得到圓心位置，為提升校垂直的精確度，還需要多次量測圓心位置后，再求一平均值來加以達成。另外如中國臺灣發明專利第1226271號所揭露的一種線切割放電加工機尋邊校垂直的方法，如圖3所示可以直接利用工件20進行尋邊校垂直，因該工件20的底面安置在線切割放電加工機的工作臺50表面，以該工件20的底面邊緣形成的銳角，作為垂直校正的偵測參考點，以線切割放電加工機的上機頭51至少于三個不同高度的位置，以四次靠邊動作讓切割線53與偵測參考點做接觸，根據不同的接觸移動量及數學三角形的相似關系，即可求得上、下機頭51、52的高度及垂直正確位置，此種校垂直方法雖然可以不需要經過高精密的垂直校正器的輔助，但需要在Z軸不同高度的位置做四次靠邊動作，以在不同的高度進行靠邊的移動量，利用數學上三角形的相似關系，以四條聯立方程式，求得上、下機頭的高度及垂直位置的正確值，經過此復雜的數學運算亦可以求得切割線53的絕對垂直位置。但對線切割放電加工機在加工技術的高精度標準要求下，被加工的工件安置在機臺的水平度的誤差也被慎重考慮，絕對垂直位置的切割線在有水平誤差的工件上進行線切割放電加工，完成加工的路徑形狀也會發生誤差，例如，加工路徑形狀是一正圓形，以絕對垂直位置的切割線在一有斜度的工件平面上完成加工后的路徑形狀可能已成為一橢圓形。
實用新型內容為了克服上述缺陷，本實用新型提供了一種線電極以火花放電位置進行垂直校正的裝置，該線電極以火花放電位置進行垂直校正的裝置是以火花放電的位置依被加工工件的參考水平面，找出相對垂直線的位置，以確保加工路徑形狀的準確度，故本實用新型可以避免使用習用技術需要高平行度、垂直精度及平面精度的垂直校正器等輔助工具，不需要經過多次的尋邊動作量測及復雜的數學公式運算去求取絕對垂直的位置，對被加工工件安裝于線切割放電加工機的工作臺面的水平配合精度要求的允差范圍較大，更可以有效地避免平面水平度誤差的影響。本實用新型為了解決其技術問題所采用的技術方案是一種線電極以火花放電位置進行垂直校正的裝置，包括上機頭、下機頭以及線電極，所述線電極穿過所述上、下機頭并夾持于所述上、下機頭，還包括有矩形工件，所述矩形 工件的六個面相互垂直，設有能夠調整所述線電極與所述矩形工件相對位置的位移裝置，還設有能夠偵測電壓大小并能夠控制所述位移裝置的控制器，所述上機頭連接有能夠調整上機頭在X軸和Y軸位置的位置調整裝置，且所述位置調整裝置連接于所述上機頭與第三軸立柱之間。控制器以偵測到的電壓值與一默認的電壓值比較，以控制位移裝置將線電極與矩形工件在X軸和Y軸兩者之一的方向上相對接近或相對遠離，以調整上、下機頭與矩形工件的相對位置，通過反復調整使上、下機頭的位置達到臨界放電位置點，并通過位置調整裝置微調整上機頭的位置，當線電極上的火花放電現象均勻發生在矩形工件的表面上時，上機頭與下機頭到達使線電極對矩形工件的參考水平面相對垂直位置。進一步地說，所述第三軸為Z軸。更進一步地說，所述位置調整裝置為一 U、V位置調整塊。所述U、V位置調整塊連接有獨立的手動驅動裝置或獨立的電動驅動裝置。進一步地說，所述位移裝置為放置所述矩形工件的工作臺。本實用新型的有益效果是控制器以偵測到的電壓值與一默認的電壓值比較，以控制位移裝置將線電極與矩形工件在X軸和Y軸兩者之一的方向上相對接近或相對遠離，以調整上、下機頭與矩形工件的相對位置，通過反復調整使上、下機頭的位置達到臨界放電位置點，并通過位置調整裝置微調整上機頭的位置，當線電極上的火花放電現象均勻發生在矩形工件的表面上時，上機頭與下機頭到達使線電極對矩形工件的參考水平面相對垂直位置，故本實用新型可以避免使用垂直校正器等輔助工具，不需要經過多次尋邊量測及復雜數學運算去求取絕對垂直的位置，對被加工工件安裝的工作臺面的水平精度的允差范圍較大，可以有效地避免水平度誤差的影響。
圖I為習用矩形垂直校正器示意圖；圖2為習用圓形垂直校正器示意圖；圖3為習用技術利用工件進行尋邊校垂直的實施示意圖；圖4為本實用新型上、下機頭與線電極以及矩形工件位置關系立體圖；[0016]圖5為本實用新型以火花放電位置進行垂直校正的一種動作型態示意圖之一；圖6為本實用新型以火花放電位置進行垂直校正的一種動作型態示意圖之二 ；圖7為本實用新型以火花放電位置進行垂直校正的另一種動作型態示意圖之一；圖8為本實用新型以火花放電位置進行垂直校正的另一種動作型態示意圖之二 ；圖9為一般三軸線切割放電加工機的U、V軸運動結構；圖10為本實用新型上機頭的位置調整裝置示意圖；圖11為本實用新型火花放電現象示意圖之一；圖12為本實用新型火花放電現象示意圖之二 ；圖13為本實用新型火花放電現象示意圖之三；圖14為本實用新型火花放電現象示意圖之四；圖15為本實用新型火花放電現象示意圖之五；圖16為本實用新型火花放電現象示意圖之六。
具體實施方式
以下通過特定的具體實例說明本實用新型的具體實施方式
，熟悉此技藝的人士可由本說明書所揭示的內容輕易地了解本實用新型的優點及功效。本實用新型也可以其它不同的方式予以實施，即，在不悖離本實用新型所揭示的范疇下，能予不同的修飾與改變。實施例對線切割放電加工機導電用的線形加工刀具而言，在公開的習用技術中有稱為切割線或銅線，在敘述本實用新型實施例等說明中則統稱為線電極。在說明本實用新型線電極以火花放電位置進行垂直校正的方法，如圖4所示的本實用新型上、下機頭與線電極以及矩形工件位置關系立體圖中，一矩形工件30立方體的六個表面皆彼此相互垂直成直角，在理想的狀況是固定放置在工作臺的水平面上，線切割放電加工機的控制器會依偵測到的電壓值與一默認的電壓值比較，以控制一線電極53a與該矩形工件30相對接近或遠離；若偵測到的電壓值低于該默認的電壓值，則控制該線電極53a與該矩形工件30相對遠離；若偵測到的電壓值高于該默認的電壓值，則控制該線電極53a與該矩形工件30相對接近；如此即是控制一下機頭52a及一上機頭51a相對于該矩形工件30，同時同步在X、Y軸方向運動，該下機頭52a與該上機頭51a可以在Z軸方向做相對運動。通過所述的上機頭51a及下機頭52a的夾持，穿過該線電極53a導電以供放電切割作用，當該線電極53a靠近該矩形工件30到達可以間隙放電的位置時，就會發生間隙放電火花的現象，若該線電極53a實質電性連接到該矩形工件30時就會發生電流短路而停止間隙放電。如圖5至圖6為本實用新型以火花放電位置進行垂直校正的動作示意圖，在圖5中，線切割放電加工機的控制器可控制該線電極53a與該矩形工件30在X軸方向，進行相對接近或相對遠離地移動位置；當該下機頭52a位移至X軸Al的位置，該同步移動的上機頭51a的位置是在離該矩形工件30較遠的位置BI的位置時，使該線電極53a的一端與該矩形工件30接近到達間隙放電的距離內，此時若為達到垂直位置的目的，而同步移動該下機頭52a位移至X軸A2及該上機頭51a位移至B2位置，更接近該矩形工件30時，該線電極53a就會與該矩形工件30發生實質電性連接的情況，造成電流短路；在圖6中控制器當偵測到的電壓值小于該默認的電壓值時，則會控制該線電極53a與該矩形工件30相對遠離，則該下機頭52a在X軸的位置朝向遠離該矩形工件30的方向移動到達接近A3位置，同時同步地，該上機頭51a在X軸的位置朝向遠離該矩形工件30的方向移動到達接近B31位置；控制器會依偵測到的電壓大小變化，以控制該線電極53a與該矩形工件30自動相對接近或相對遠離；若該下機頭52a在X軸的位置，以靠近或遠離該矩形工件30方向做反復調整該下機頭52a在X軸的位置，達到A3臨界放電位置點；該上機頭51a則需由一位置調整裝置,調整在X軸移動的位置,逐漸地使該上機頭51a向該矩形工件30靠近到B3，達到臨界放電位置點，此時該上機頭51a與該下機頭52a即到達該線電極53a在XZ平面上對X軸垂直的位置。如圖7至圖8為本實用新型以火花放電位置進行垂直校正的另一型態動作示意圖，在圖7中，當該上機頭51a位移至X軸BI’的位置，該同步移動的下機頭52a的位置是 在離該矩形工件30較遠的位置Al’的位置時，使該線電極53a的一端與該矩形工件30接近到達間隙放電的距離內，此時該控制器就會依偵測到的電壓值是小于該預定電壓值，則控制該線電極53a與該矩形工件30相對遠離，該下機頭52a則位移至X軸A2’及該上機頭51a位移至B2’位置；在圖8中，控制器當偵測到的電壓值大于該默認的電壓值時，則會控制該線電極53a與該矩形工件30相對接近，則該下機頭52a在X軸的位置朝向接近該矩形工件30的方向移動到達接近Α3Γ位置，該上機頭51a在X軸的位置則由該位置調整裝置以朝向遠離該矩形工件30的方向移動到達接近Β3Γ位置；控制器會依偵測到的電壓大小變化，以控制該線電極53a與該矩形工件30自動相對接近或遠離；若該下機頭52a在X軸的位置，達到A3’臨界放電位置點；該上機頭51a則需由該位置調整裝置，微調整在X軸移動的位置，逐漸地使該上機頭51a向該矩形工件30遠離的方向移動到B3’，達到臨界放電位置點，此時該上機頭51a與該下機頭52a即到達該線電極53a在XZ平面上對X軸垂直的位置。依上述相同的原理、相似的方法步驟，去控制調整該線電極53a在Y軸方向進行位置移動，以該線電極53a與該矩形工件30在Y軸方向，進行相對接近或相對遠離地移動位置，調整該上機頭51a與該下機頭52a對該矩形工件30達到臨界放電位置點，此時該上機頭51a與該下機頭52a即到達該線電極53a在YZ平面上對Y軸的垂直位置。本實用新型線電極以火花放電位置進行垂直校正的裝置，依前述的步驟，可以包括一控制器，以偵測到的電壓值與一默認的電壓值比較，以控制該線電極53a與該矩形工件30相對接近或相對遠離；若偵測到的電壓值低于該默認的電壓值，則控制該線電極53a與該矩形工件30相對遠離；若偵測到的電壓值高于該默認的電壓值，則控制該線電極53a與該矩形工件30相對接近；依偵測線切割放電電壓的大小變化，以控制該下機頭52a及該上機頭51a相對該矩形工件30的在X軸、Y軸方向，進行同步與同時的運動及位移動作；使該線電極53a以相對靠近或相對遠離該矩形工件30方向做反復調整該該線電極53a的位置，達到臨界放電位置點；該上機頭51a的位置可由一位置調整裝置在U、V方向調整移動，該調整移動裝置是設置在一 Z軸立柱與該上機頭51a之間，當該線電極53a上的火花放電現象，達成均勻發生在該矩形工件30的表面上時，此時該上機頭51a與該下機頭52a即到達使該線電極53a對該矩形工件30參考水平面，相對垂直位置的校正。如圖9為一般三軸線切割放電加工機的U、V軸運動結構，該上機頭51a可以在U、V軸方向移動，該上機頭51a是連接在一 Z軸立柱56下端，該Z軸立柱56是由滑軌連接在一 U、V軸移動塊55下方，則該上機頭51a可以在U、V、Z軸方向移動。若線切割放電加工機以三軸運動的型態，該上機頭51a與該下機頭52a做為在X軸與Y軸方向固定一同運動，該下機頭52a與該上機頭51a可以在Z軸方向做相對運動，此三軸型態的線切割放電加工機的實施方式，可由該上機頭51a與該下機頭52a僅為在Z軸方向做相對運動，而X軸與Y軸方向固定不動，X軸與Y軸方向的運動則由安置工件的工作臺做移動，但為了使該線電極53a對該矩形工件30參考水平面的垂直校正，則須對該上機頭51a在U、V方向做調整移動，如圖10中所示，該上機頭51a是連接在一位置調整裝置一U、V位置調整塊55a下端，該U、V位置調整塊55a則連接至該Z軸立柱56下端，該U、V位置調整塊55a的位置調整移動
方式，則可以由在U或V方向，不同方向上裝設控制旋轉鈕、旋轉螺絲、電子手輪等，以供手動調整，或安裝小型步進馬達以按鍵電動調整移動在U或V方向的位移量，以達成該線電極53a對該矩形工件30參考水平面，相對垂直位置的校正。如圖11至16為本實用新型火花放電現象示意圖，即為當該線電極53a在逐步達成垂直校正時，接近該矩形工件30產生放電火花40的現象，如圖11即為該線電極53a以該下機頭52a先靠近該矩形工件30的側面時，由下端開始放電火花40的現象；如圖12即為當該上機頭51a靠近該矩形工件30，逐步到達垂直位置時，該線電極53a放電火花40的現象逐步由下端延伸至中間；如圖13即為當該下機頭52a及該上機頭51a靠近該矩形工件30的側面，皆達到臨界放電位置點，放電火花40的現象均勻發生在該矩形工件30的側面上，即為該線電極53a對該矩形工件30的水平參考面，達到垂直校正的位置。如圖14即為該線電極53a以該上機頭51a先靠近該矩形工件30的側面時，由上端開始放電火花40的現象；如圖15即為當該下機頭52a靠近該矩形工件30，逐步到達垂直位置時，該線電極53a放電火花40的現象逐步由上端延伸至中間；如圖16即為當該上機頭51a及該下機頭52a靠近該矩形工件30的側面，皆達到臨界放電位置點，放電火花40的現象均勻發生在該矩形工件30的側面上，即為該線電極53a對該矩形工件30的水平參考面，達到垂直校正的位置。依本實用新型的方法，若該矩形工件30的水平參考面不是定位在實際絕對的水平面上時，該線電極53a依然可以達到相對于該矩形工件30的水平參考面垂直校正的目的，放電加工后的路徑形狀依然可以正確實現在被加工工件上。所以本實用新型的線電極以火花放電位置進行垂直校正的裝置及其校正方法，可以避免使用習用技術需要高平行度、垂直精度及平面精度的垂直校正器等輔助工具；不需要經過多次的尋邊動作量測及復雜的數學公式運算去求取絕對垂直的位置；對被加工工件安裝于線切割放電加工機的工作臺面的水平配合精度要求的允差范圍較大，更可以有效地避免平面水平度誤差的影響，以達使該線電極53a對該矩形工件30參考水平面，相對垂直位置的校正的功能。上述實施例僅為例示性說明本實用新型的原理及其功效，而非用于限制本實用新型。本實用新型的權利保護范圍，應如權利要求書所列。
權利要求1.一種線電極以火花放電位置進行垂直校正的裝置，包括上機頭、下機頭以及線電極，所述線電極穿過所述上、下機頭并夾持于所述上、下機頭，還包括有矩形工件，所述矩形工件的六個面相互垂直，設有能夠調整所述線電極與所述矩形工件相對位置的位移裝置，還設有能夠偵測電壓大小并能夠控制所述位移裝置的控制器，其特征在于所述上機頭連接有能夠調整上機頭在X軸和Y軸位置的位置調整裝置，且所述位置調整裝置連接于所述上機頭與第三軸立柱之間。
2.如權利要求I所述的線電極以火花放電位置進行垂直校正的裝置，其特征在于所述第三軸為Z軸。
3.如權利要求2所述的線電極以火花放電位置進行垂直校正的裝置，其特征在于所述位置調整裝置為一 U、V位置調整塊。
4.如權利要求3所述的線電極以火花放電位置進行垂直校正的裝置，其特征在于所述U、V位置調整塊連接有獨立的手動驅動裝置和獨立的電動驅動裝置兩者中的一種。
5.如權利要求I所述的線電極以火花放電位置進行垂直校正的裝置，其特征在于所述位移裝置為放置所述矩形工件的工作臺。
專利摘要本實用新型公開了一種線電極以火花放電位置進行垂直校正的裝置，包括上機頭、下機頭以及線電極，所述線電極穿過所述上、下機頭并夾持于所述上、下機頭，還包括有矩形工件，所述矩形工件的六個面相互垂直，設有能夠調整所述線電極與所述矩形工件相對位置的位移裝置，還設有能夠偵測電壓大小并能夠控制所述位移裝置的控制器，其特征在于所述上機頭連接有能夠調整上機頭在X軸和Y軸位置的位置調整裝置，且所述位置調整裝置連接于所述上機頭與第三軸立柱之間，故本實用新型可以避免使用垂直校正器等輔助工具，不需要經過多次尋邊量測及復雜數學運算去求取絕對垂直的位置，對被加工工件安裝的工作臺面的水平精度的允差范圍較大，可以有效地避免水平度誤差的影響。
文檔編號B23H7/02GK202438757SQ20122007187
公開日2012年9月19日 申請日期2012年2月29日 優先權日2012年2月29日
發明者梁瑞芳, 陳建宙 申請人:昆山徠通機電科技有限公司