線電極放電加工裝置制造方法
【專利摘要】為了高精度地加工外銳角角部，在本發(fā)明中，線電極放電加工裝置在精加工中對被加工物的角部進(jìn)行加工時，一邊進(jìn)行使線電極的進(jìn)給速度比對角部以外的部分進(jìn)行加工時快的角部控制，一邊在線電極和被加工物之間多次進(jìn)行放電加工，該線電極放電加工裝置構(gòu)成為具有：目標(biāo)控制區(qū)間計算部(82)，其基于加工參數(shù)計算以精加工中的本次的放電加工中的角部控制的開始點(diǎn)以及結(jié)束點(diǎn)表示的目標(biāo)控制區(qū)間；實(shí)際控制區(qū)間計算部(83)，其基于精加工中的上次的放電加工中的角部形狀誤差的大小對目標(biāo)控制區(qū)間計算部(82)計算出的目標(biāo)控制區(qū)間所表示的角部控制的開始點(diǎn)以及結(jié)束點(diǎn)進(jìn)行校正，計算實(shí)際控制區(qū)間；以及速度控制部(87)，其控制線電極的進(jìn)給速度，以使實(shí)際控制區(qū)間中的每單位時間的加工量與對角部以外的部分進(jìn)行加工時相同。
【專利說明】線電極放電加工裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種線電極放電加工裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有技術(shù)中，作為粗加工角部精度的提高方法，認(rèn)為角部處的形狀誤差由線電極的撓曲而產(chǎn)生，作為其對策，進(jìn)行了放電功率的調(diào)整、張力的增加、暫停(dwell)的使用、用于線電極的撓曲校正的軌跡控制等，以抑制角部加工中的線電極的撓曲(參照專利文獻(xiàn)
1、2)。
[0003]此外，作為精加工中的角部精度提高方法，有如下方法:進(jìn)行與角部的加工量變化相對應(yīng)的速度控制的方法(參照專利文獻(xiàn)3、4)，在對角部進(jìn)行加工前預(yù)測加工量的變化，基于該預(yù)測結(jié)果在角部對線電極的側(cè)面間隙的變化進(jìn)行校正的方法(參照專利文獻(xiàn)5)。
[0004]專利文獻(xiàn)1:日本特開昭58-114823號公報
[0005]專利文獻(xiàn)2:日本特開昭58-120428號公報
[0006]專利文獻(xiàn)3:日本特開昭63-229228號公報
[0007]專利文獻(xiàn)4:日本特開平06-126536號公報
[0008]專利文獻(xiàn)5:日本特開2004-148472號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]但是，由于在粗加工中不能完全排除角部加工中的線電極的撓曲，因此加工出從被加工物的上表面至下表面為止沒有形狀誤差的角部是困難的。
[0010]外銳角角部(向外側(cè)凸出的銳角的角部)最容易受線電極的撓曲的影響，容易產(chǎn)生形狀誤差。在現(xiàn)有技術(shù)的精加工時的角部控制中，關(guān)于外銳角角部控制區(qū)間，沒有表示出明確的角部控制的區(qū)間。此外，在表示出了角部控制的區(qū)間的情況下，即使實(shí)際在粗加工中產(chǎn)生了形狀誤差，也會計算出以沒有發(fā)生該形狀誤差為前提的控制區(qū)間，因此即使在精加工時使用現(xiàn)有技術(shù)的角部控制，也會存在產(chǎn)生形狀誤差的問題。
[0011]本發(fā)明是鑒于上述情況而提出的，其目的在于獲得一種能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的外銳角角部控制的線電極放電加工裝置。
[0012]為了解決上述課題，達(dá)到上述目的，本發(fā)明的線電極放電加工裝置，其在精加工中對角部進(jìn)行加工時，一邊進(jìn)行使線電極的進(jìn)給速度比對角部以外的部分進(jìn)行加工時快的角部控制，一邊在線電極和被加工物之間多次進(jìn)行放電加工，線電極放電加工裝置的特征在于，其具有:目標(biāo)控制區(qū)間計算部，其基于加工參數(shù)計算以精加工中的本次的放電加工中的角部控制的開始點(diǎn)以及結(jié)束點(diǎn)表示的目標(biāo)控制區(qū)間；實(shí)際控制區(qū)間計算部，其基于精加工中的上次的放電加工中的角部的形狀誤差的大小，對目標(biāo)控制區(qū)間計算部計算出的目標(biāo)控制區(qū)間所表示的角部控制的開始點(diǎn)以及結(jié)束點(diǎn)進(jìn)行校正，計算實(shí)際控制區(qū)間；以及速度控制部，其控制線電極的進(jìn)給速度，以使實(shí)際控制區(qū)間中的每單位時間的加工量與對角部以外的部分進(jìn)行加工時相同。[0013]發(fā)明的效果
[0014]本發(fā)明涉及的線電極放電加工機(jī)具有能夠高精度地加工外銳角角部的效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是表示本發(fā)明涉及的線電極放電加工裝置的實(shí)施方式I的結(jié)構(gòu)的圖。
[0016]圖2是表示實(shí)施方式I的NC控制裝置的功能結(jié)構(gòu)的圖。
[0017]圖3是表示通常的線電極放電加工裝置的外銳角角部部分的角部控制區(qū)間的一個例子的圖。
[0018]圖4A是表示通常的線電極放電加工裝置的外銳角角部控制的一個例子的圖。
[0019]圖4B是表示通常的線電極放電加工裝置的外銳角角部控制的一個例子的圖。
[0020]圖4C是表示通常的線電極放電加工裝置的外銳角角部控制的一個例子的圖。
[0021]圖4D是表示通常的線電極放電加工裝置的外銳角角部控制的一個例子的圖。
[0022]圖5是表示線電極中心位置A?E的位置關(guān)系的圖。
[0023]圖6A是表示通常的線電極放電加工裝置中的移動量和加工去除量之間的關(guān)系的圖。
[0024]圖6B是表示通常的線電極放電加工裝置中的移動量和加工速度之間的關(guān)系的圖。
[0025]圖7是表示實(shí)施方式I涉及的線電極放電加工裝置的外銳角角部部分中的角部控制區(qū)間的一個例子的圖。
[0026]圖8A是表示實(shí)施方式I涉及的線電極放電加工裝置中的移動量和加工去除量之間的關(guān)系的圖。
[0027]圖8B是表示實(shí)施方式I涉及的線電極放電加工裝置中的移動量和加工速度之間的關(guān)系的圖。
[0028]圖9是表示外銳角角部的加工時的線電極的移動的圖。
[0029]圖10是表示實(shí)施方式I涉及的線電極放電加工裝置的動作流程的流程圖。
[0030]圖11是表示實(shí)施方式I涉及的線電極放電加工裝置以及通常的線電極放電加工裝置的角部誤差的圖。
[0031]圖12是表示實(shí)施方式2的NC控制裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
[0032]圖13A是表示從實(shí)驗(yàn)得到的加工能量和角部誤差距離之間的關(guān)系的圖。
[0033]圖13B是表示從實(shí)驗(yàn)得到的加工能量和角部誤差距離之間的關(guān)系的圖。
[0034]圖14A是表示從實(shí)驗(yàn)得到的線電極張力和角部誤差距離之間的關(guān)系的圖。
[0035]圖14B是表示從實(shí)驗(yàn)得到的線電極張力和角部誤差距離之間的關(guān)系的圖。
[0036]圖15是表示實(shí)施方式2涉及的線電極放電加工裝置的動作流程的流程圖。
[0037]圖16是表示實(shí)施方式3的NC控制裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
[0038]圖17是表示實(shí)施方式3涉及的線電極放電加工裝置的動作流程的流程圖。
[0039]圖18A是表示從實(shí)驗(yàn)得到的噴嘴間隙和角部誤差距離之間的關(guān)系的圖。
[0040]圖18B是表示從實(shí)驗(yàn)得到的噴嘴間隙和角部誤差距離之間的關(guān)系的圖。
【具體實(shí)施方式】[0041]下面，基于附圖，對本發(fā)明涉及的線電極放電加工裝置的實(shí)施方式詳細(xì)地進(jìn)行說明。此外,本發(fā)明并不限定于本實(shí)施方式。
[0042]實(shí)施方式I
[0043]圖1是示出本發(fā)明涉及的線電極放電加工裝置的實(shí)施方式I的結(jié)構(gòu)的圖。線電極放電加工裝置具有:線電極1、工作臺3、加工用電源4、極間檢測電路5、伺服電動機(jī)6、伺服放大器7、NC控制裝置8、張力附加機(jī)構(gòu)9、線軸10、線電極行進(jìn)裝置11、線電極回收容器12、以及加工液噴嘴13a、13b。實(shí)施方式I涉及的線電極放電加工裝置在精加工中，在對被加工物2的角部進(jìn)行加工時，進(jìn)行控制線電極I的加工進(jìn)給速度以使得每單位時間的加工量恒定的角部控制，并且在線電極I和被加工物2之間多次進(jìn)行放電加工。
[0044]工作臺3固定被加工物2并使其移動。極間檢測電路5用于檢測加工中的極間平均電壓。伺服電動機(jī)6用于使工作臺3得到驅(qū)動。伺服放大器7用于進(jìn)行伺服電動機(jī)6的驅(qū)動控制。NC控制裝置8基于NC程序?qū)庸ぶ械墓ぷ髋_進(jìn)給等進(jìn)行控制。
[0045]由加工用電源4將加工電流供給至線電極I和被加工物2之間，通過使兩者之間發(fā)生放電，從而進(jìn)行加工。此時，基于預(yù)先賦予至NC控制裝置8中的NC程序，工作臺3受到驅(qū)動，從而能夠進(jìn)行所期望形狀的加工。即，根據(jù)來自NC控制裝置8的速度信號，伺服放大器7驅(qū)動伺服電動機(jī)6，進(jìn)行被加工物2的移動，并進(jìn)行加工。
[0046]加工中的移動速度根據(jù)極間狀態(tài)而變化。即，在極間的間隙較寬的情況下加快移動速度，在極間的間隙較窄的情況下減慢移動速度，從而能夠防止線電極I和被加工物2之間的接觸，進(jìn)行最佳的加工。由于加工中的間隙距離能夠基于加工中的平均電壓進(jìn)行判斷，因此通常以極間平均電壓與規(guī)定的目標(biāo)值一致的方式進(jìn)行移動速度的控制。
[0047]圖2是示出實(shí)施方式I的NC控制裝置8的功能結(jié)構(gòu)的圖。NC控制裝置8具有:加工進(jìn)行方向判斷部81、目標(biāo)控制區(qū)間計算部82、實(shí)際控制區(qū)間計算部83、實(shí)際控制區(qū)間存儲部84、控制區(qū)間判斷部85、角部控制速度運(yùn)算部86以及速度控制部87。加工進(jìn)行方向判斷部81基于NC程序判斷使外銳角角部的加工朝向哪一側(cè)進(jìn)行。目標(biāo)控制區(qū)間計算部82計算與通常的線電極放電加工裝置相同的控制區(qū)間而作為目標(biāo)控制區(qū)間。目標(biāo)控制區(qū)間是在假設(shè)為在精加工中的上次的放電加工中沒有產(chǎn)生形狀誤差的情況下的角部控制中的控制區(qū)間。實(shí)際控制區(qū)間計算部83計算考慮了角部誤差的控制區(qū)間而作為實(shí)際控制區(qū)間。另外，對于目標(biāo)控制區(qū)間和實(shí)際控制區(qū)間在后面段落詳細(xì)地說明。實(shí)際控制區(qū)間存儲部84用于存儲實(shí)際控制區(qū)間計算部83計算出的實(shí)際控制區(qū)間?？刂茀^(qū)間判斷部85基于NC程序判斷在外銳角角部的加工時線電極I是否進(jìn)入了實(shí)際控制區(qū)間內(nèi)。角部控制速度運(yùn)算部86以在控制區(qū)間內(nèi)每單位時間的加工量為恒定的方式計算線電極I的移動速度。
[0048]在對實(shí)施方式I涉及的線電極放電加工裝置的外銳角角部部分中的角部控制進(jìn)行說明之前，對通常的線電極放電加工裝置的外銳角角部部分中的角部控制進(jìn)行說明。圖3是表示出通常的線電極放電加工裝置的外銳角角部部分中的角部控制區(qū)間的一個例子的圖。通常的線電極放電加工裝置以粗加工或者精加工中上次的放電加工中沒有產(chǎn)生形狀誤差為前提而計算線電極中心位置A?E的區(qū)間作為控制區(qū)間，在該區(qū)間中進(jìn)行加工速度控制。即，使線電極I沿著以形成放電間隙面71和加工前加工面72重疊的區(qū)域78的方式而設(shè)定出的線電極中心位置的軌跡77進(jìn)行移動。由此，在被加工物2上，沿著放電間隙面71而形成加工后加工面76。[0049]圖4A~圖4D是表示出通常的線電極放電加工裝置的外銳角角部控制的一個例子的圖。外銳角角部處的加工量直至直線加工時的線電極中心位置A為止是恒定的，但由于經(jīng)過線電極中心位置A后，放電間隙面71和加工前加工面72重疊的區(qū)域78不斷減少，因此加工量減少(圖4A)，在線電極中心位置B處放電間隙面71和加工前加工面72不再重疊，加工量為零(圖4B)。并且，直至線電極中心位置C(方向轉(zhuǎn)換點(diǎn))為止，放電間隙面71和加工前加工面72不重疊，因此加工量在零的狀態(tài)下保持恒定。在行進(jìn)方向變化后，直至線電極中心位置D為止，放電間隙面71和加工前加工面72仍不重疊，因此加工量持續(xù)為零(圖4C)。在經(jīng)過了線電極中心位置D之后，放電間隙面71和加工前加工面72再次開始重疊，并產(chǎn)生放電間隙面71和加工前加工面72重疊的區(qū)域78，加工量逐漸增加并在線電極中心位置E處恢復(fù)至直線加工時的加工量(圖4D)。
[0050]圖5是表示線電極中心位置A~E的位置關(guān)系的圖。如圖5所示，在以r表示線電極半徑、以h表示放電間隙、以s表示加工余量、以Θ表示外銳角角部的角度(加工后加工面76所呈的角部的角度)，以α表示直線75和加工前加工面72所成的角度的情況下，在以線電極半徑r、放電間隙h、加工余量S、外銳角角部的角度Θ、角度α作為加工參數(shù)的情況下，能夠基于加工參數(shù)以下述式(I)~(4)表示在線電極中心位置的軌跡77上的線電極中心位置A~B、B~C、C~D、以及D~E各自的區(qū)間LA_B、LB_C、LC_D、LD_E，其中，該直線75是將交點(diǎn)73和線電極中心位置74連接而成的，該交點(diǎn)73是以線電極半徑+放電間隙(r+h)作為半徑的放電間隙面71和加工前加工面72之間的交點(diǎn)。此外，通常將La_b和Lb_c稱為前區(qū)間，將Lchj和Ld_e稱為后區(qū)間。
[0051][公式1]
【權(quán)利要求】
1.一種線電極放電加工裝置，其在精加工中對被加工物的角部進(jìn)行加工時，一邊進(jìn)行使線電極的進(jìn)給速度比對該角部以外的部分進(jìn)行加工時快的角部控制，一邊在所述線電極和所述被加工物之間多次進(jìn)行放電加工， 該線電極放電加工裝置的特征在于，其具有: 目標(biāo)控制區(qū)間計算部，其基于加工參數(shù)計算以所述精加工中的本次的所述放電加工中的所述角部控制的開始點(diǎn)以及結(jié)束點(diǎn)表示的目標(biāo)控制區(qū)間； 實(shí)際控制區(qū)間計算部，其基于所述精加工中的上次的所述放電加工中的所述角部的形狀誤差的大小，對所述目標(biāo)控制區(qū)間計算部計算出的所述目標(biāo)控制區(qū)間所表示的所述角部控制的開始點(diǎn)以及結(jié)束點(diǎn)進(jìn)行校正，計算實(shí)際控制區(qū)間；以及 速度控制部，其控制所述線電極的進(jìn)給速度，以使所述實(shí)際控制區(qū)間中的每單位時間的加工量與對所述角部以外的部分進(jìn)行加工時相同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線電極放電加工裝置，其特征在于，具有: 第I形狀誤差計算部，其根據(jù)所述放電加工的能量計算在所述角部產(chǎn)生的第I形狀誤差；以及 第2形狀誤差計算部，其根據(jù)所述線電極的張力計算在所述角部產(chǎn)生的第2形狀誤差，所述實(shí)際控制區(qū)間計算部將所述第I形狀誤差和所述第2形狀誤差進(jìn)行相加，從而計算所述精加工中的上次的放電加工中的所述角部的形狀誤差的大小。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的線電極放電加工裝置，其特征在于，具有: 噴嘴間隔檢測部，其用于檢測出噴嘴之間的間隔； 被加工物板厚運(yùn)算部，其用于基于所述精加工中的上次的放電加工中的加工狀況檢測所述被加工物的厚度； 噴嘴間隙運(yùn)算部，其基于所述噴嘴之間的間隔和所述被加工物的厚度，計算所述噴嘴和所述被加工物之間的間隙即噴嘴間隙； 被加工物高度位置檢測部，其用于檢測所述被加工物在所述噴嘴之間的高度位置；以及 第3形狀誤差檢測部，其用于根據(jù)所述噴嘴間隙和所述被加工物的高度位置計算在所述角部產(chǎn)生的第3形狀誤差， 所述實(shí)際控制區(qū)間運(yùn)算部在所述第I形狀誤差以及所述第2形狀誤差的基礎(chǔ)上，還將所述第3形狀誤差檢測部檢測出的所述第3形狀誤差進(jìn)行相加，從而計算所述精加工中的上次的放電加工中的所述角部的形狀誤差的大小。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的線電極放電加工裝置，其特征在于， 具有加工進(jìn)行方向判斷部，該加工進(jìn)行方向判斷部用于判斷所述放電加工中的加工進(jìn)行方向， 所述實(shí)際控制區(qū)間計算部分別計算所述精加工中的上次的放電加工中所述線電極經(jīng)過所述角部的頂點(diǎn)前后的所述角部的形狀誤差的大小，根據(jù)所述加工進(jìn)行方向判斷部判斷出的所述加工進(jìn)行方向，針對所述目標(biāo)控制區(qū)間中的所述線電極經(jīng)過所述角部的頂點(diǎn)前后的部分加上/減去不同的所述形狀誤差，從而計算所述實(shí)際控制區(qū)間。
【文檔編號】B23H7/06GK104039491SQ201280066737
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2012年1月11日 優(yōu)先權(quán)日:2012年1月11日
【發(fā)明者】原正行, 小林浩敦 申請人:三菱電機(jī)株式會社