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創 新 的 電 火 花 加 工

Innovative EDM

采用*的電火花加工技術無人加工的可能性大大提高

近20年來， EDM在工業中作為一種職業，人們在 進入勞務市場時對它的興趣減少了。原因可能是各級學 校中對學生提供職4L培訓的機會太少了。由于人手短 缺，加工工業的反應是采用*技術提高機床的工作性 能。今天的機床可以普通工人完成過去要有數年經驗的 操作者才能完成的加工任務，另一個新貢獻是機床可以 日夜開工，而沒有什么困難。

EMDzui不利的因素是時間，工時的安排決定著能 否按用戶的要求準時交貨。故機床的無人操作工作能力 是極其重要的。在優化工程設計、制造中。以及與今日 技術相稱的的方法都意味著，在總工時中調整機床 的時間要減少。

Tech Mold公司總裁Bill Kushmaul高興地指出：“我 們統計過實際的放電加工時間，在一般模具午間里 EDM設備的實際放電加工時間僅占一周168小時工作時 間的20％一30％ o采用的設備和自動化技術可以 得到戲劇性的改善。”

作為三菱電機EDM和North―South Machinerv有限 公司1998EDM革新獎西區的獲得者， Tech mold已經在 模具制造中使用了幾乎是zui創新的自動化系統。它用 3R的Workman Robot系統裝備了三麥電機的VXl0數控 電火花成形機。Tech Mold把它的加工時間從每周36小 時增加到150小時，即增加3倍多。實際上沒有其它使用 EDM的制造廠能夠無人看管加工零件達到這個速度。

Kushmal說：“EDM的自動化能真正保證我們實際 需要的長期無人看管加工。模具車間有這樣一種感覺。 模具制造是屬于傳統的老式業務。實際上模具制造者需 要有盡可能多的自動化，以保持自身的競爭力和滿足用 戶的要求”。VXl0確實幫助我們做到了這一點。

1998年的EDM創新獎授予用戶廠，是為了獎勵其 在生產過程中優先并創造性地使用EDM。這僅是每年 給EDM用戶的5個地區獎中的一個。所有5個地區獎獲 得者將在IMTS98上爭奪國家獎，雖然已經設立了五個 地區獎和一個國家獎，但三菱電機EDM制造廠仍希望 增加公眾對EDM作為精密加工中先導的現代化技術的 認識。

自動化的EDM

Kushmaul長期關心和努力尋找模具制造的自動化 技術。因為一個問題是EDM技師要花費大量時間去調 整機床和更換電極米加工一個新的工件；另一個問題是 熟練的工人討厭在晚上或周末加班，所以電火花加工僅 僅有白班，zui多也就干到傍晚。當獲得第―臺三菱電機 的VXl0數控電火花成形機后， Kushmaul的自動化計劃 才真正開始了。

“盡可能地利用晚上和周末的時間生產，對我們 來說是比什么都重要的事。” Kushmaul指出。現在， VXl0連接了3R Robot可編程刀庫，就可以在無人看管露 下從星期5下午一直工作到星期一早晨。3R Robot刀庫 有個1．829m高的轉臺，可以貯存和交換72個工件和72 個電極，而*不需要人看管，工件和電極都已托盤 了。當一個工件加工完后由機械手取走，隨后再取起用 過的電極。接著在刀庫內選定下一個工件和電極，逐 安裝，不管是電極或工件在夾盤上安裝的精度都在2μM 以內。

實現Tech Mold白功化的關鍵之一是VXl0的輸入 系統，在三菱電機叫做ESPER（容易和簡單的編程專 家系統），它提供的是人機對話的自動編程。輸入的數 據包括粗、精加工電極的數量，電極的尺寸，加工的 標和加工深度。

以此信息，ESPER系統即可為該工件編輯zui有效 的成套規準。由一個極富有實際經驗的技師才能編出的 程序， ESPER系統無需人的協助就可以組裝出米了。 機床首先可以用測頭檢測工件和電極的實際尺 寸，然后機械手取下測頭，裝上放電加工所需的電極。 結果是需要更換電極的次數大為減少。

在星期五的下午，當Tech Mold的操作工為Vx 準備好了整個周末的加工任務后，僅僅需要給以12 鍵的指令設定其動作， E S P E R就可以*支持3R Robot刀庫的工作，整個周末的自動運行時間使機 周的工作時間增加了約60小時，這比通常從星期一 期五的實際運行時間多一倍。無人操作就是有利于 十產效率，降低成本和減少人工。

用模糊邏輯控制工作可做得更多

為了完成如此長時間的*無人看管工作所需的 指令，在VXl0比原有的CNC還前進了―步，它采用了 模糊邏輯控制。模糊邏輯控制的優點在于，它考慮了所 有的加工條件，并做出相適應的調節。使用模糊邏輯控 制的機床會不斷監控所有加工條件的實標效率，而不是 想象的或理論的效率。然8后模糊邏輯同時開始調整以 尋求*的規準參數，以滿足放電加工效率。一個 高性能的傳感器可測出微小的放電狀態的變化，這種微 小的變化是人類所不能感覺到的，反饋信息送到32位的 微處理器， VXl0的模糊邏輯系統在接受到這些數據 后，同步做出反應，調整參數。

Kushmaul指導他的EDM操作工去研究改進系統的 模糊邏輯，他說：“我們要知道我們能否通過巧妙地處 理控制來進一步改善其性能。我們必須事先小心地調整 好軟件以適合我們工作的類型和放電加工條件。”

kushmaul說：“我所以喜歡VXl0的模糊邏輯是因 為它始終是起積極作用的。而其它系統可能開始起點作 用，但是，當加工狀況有所變化后，它會趨于保守，加 工速度明顯下降。這一系統始終維持良好的適應，進行 過程的不斷優化，反應速度很快。”

VXl0模糊邏輯與系統新開發的精細脈沖電源（FP 電源）協調工作。三菱電機開發的F P電源技術成功地 解決了EDM加工中二次放電的問題。二次放電增加了 加工鐵屑的排放量，電極損耗加大，表面粗糙度變差。 FP電源幾乎可*排除二次放電。如二次放電消失， 它的環作用就大大減少。 Kushmanl指出，在長期無人 看管工作時減少二次放電是非常重要的，他還發現使用 這一自動系統后，工件的表面粗糙度大力改善。這一非 常可靠的軟件和非常可靠的硬件相結合，保證了周末長 時間的無人看管工作能得到很好的效果。

展望

zui近Tech Mold已經用三萎電機的機床完成了過去 曾用原先機床放電加工過的兩個項目。 Kushmaul發現 VXl0采用了自動化措施后的加工時間大大縮短了。原 因之一是模糊邏輯反應速度快和有ESPER自動編程， ；所以我們給定的工件加工時間減少了。Kushmaul指 出：CNC EDM許諾是我們可以得到一個熟練的專家級 操作工所具有的技巧，而VXl0一定會給我們。“如同 多少年前那樣，無人操作并沒有改變人們對進入E D M 勞務市場沒有足夠興趣這一事實，而VXl0確實可以幫 助車間用較少的人工完成同樣的加工作務。”