具備平均放電滯后時間計算部的電火花線切割的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種電火花線切割機(jī)。利用電火花線切割機(jī)，將從對工件與電極絲之間、即極間施加電壓到產(chǎn)生放電的時間作為放電滯后時間來測定，在整個規(guī)定測定期間對該測定的放電滯后時間進(jìn)行累計，并求出放電滯后累計時間。并且，對該規(guī)測定期間的、電壓施加的次數(shù)進(jìn)行計數(shù)。并且，根據(jù)放電滯后累計時間與電壓施加次數(shù)，計算在上述規(guī)定測定期間的、每一次電壓施加時的平均放電滯后時間?；谠撈骄烹姕髸r間，相對于工件對電極絲進(jìn)行移動控制。
【專利說明】具備平均放電滯后時間計算部的電火花線切割機(jī)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及具備平均放電滯后時間計算部的電火花線切割機(jī)。

【背景技術(shù)】
[0002]電火花線切割機(jī)普遍執(zhí)行通過以所測定的電極絲與工件之間(極間machininggap)的電壓的平均值(極間平均電壓)與目標(biāo)值一致的方式控制電極絲與工件之間的電壓(極間電壓)，得到一定的放電間隙的、極間平均電壓一定伺服輸送控制。
[0003]在執(zhí)行該極間平均電壓一定伺服輸送控制時，普遍利用全波整流電路對極間電壓進(jìn)行全波整流，之后利用低通濾波電路轉(zhuǎn)換為接近直流的電壓波形而求出極間平均電壓。在這樣求出極間平均電壓的場合，即使極間電壓波形相同，由于模擬電路具有的測定誤差，根據(jù)機(jī)械而在測定值上產(chǎn)生誤差。因此，存在難以正確地再現(xiàn)加工的場合。由于在產(chǎn)生放電時在極間所呈現(xiàn)的電壓波形大約從數(shù)十kHz到數(shù)十MHz具有寬度寬的頻率成分，因此，由于構(gòu)成模擬電路的部件的頻率特性的誤差、部件的樣式的固定差，存在從測定電路得到的極間平均電壓根據(jù)機(jī)械而產(chǎn)生誤差之類的問題。
[0004]為了解決該問題，在日本特開昭50-1499號公報公開了檢測對極間施加電壓后到產(chǎn)生放電的無負(fù)荷時間(以下稱為“放電滯后時間”)，以該檢測出的放電滯后時間與規(guī)定時間一致的方式進(jìn)行伺服輸送。在放電加工中，在施加在電極絲與工件之間的電壓一定的場合，在從施加電壓到產(chǎn)生放電的放電滯后時間與電極絲和工件之間的間隙量存在關(guān)系。
[0005]但是，在實際的加工中，全部的放電并不是在每次完全相同的放電滯后時間產(chǎn)生，放電滯后時間以從上述放電滯后時間與間隙量的相關(guān)關(guān)系得到的值為中心，在每次電壓施加上存在較大變動。尤其在粗加工、二次加工等、大量的較大導(dǎo)電性淤渣在極間雜散的狀況下，還存在通過淤渣在電壓施加不久之后進(jìn)行放電的場合，因此，該場合的放電滯后時間相比于與實際的極間的間隙對應(yīng)的值小得多的值。其結(jié)果，向伺服的輸送速度指令在每次電壓施加上存在較大不同，控制不穩(wěn)定，加工結(jié)果難以得到一定的加工槽寬。
[0006]為了解決該問題，在日本特開昭55-101333號公報公開了從電壓施加到產(chǎn)生放電對放電滯后時間進(jìn)行規(guī)定的期間累計，該累計值與預(yù)定的上限閾值及下限閾值比較，根據(jù)其結(jié)果，控制電極絲與工件之間的相對距離。另外，在日本特開平2-109633號公報公開了在每個規(guī)定的采樣周期對放電滯后時間進(jìn)行合計，對該合計值進(jìn)一步施加規(guī)定斷開頻率的低通濾波，通過進(jìn)行過濾處理，除去突發(fā)的變化，以經(jīng)過過濾處理的值與規(guī)定值一致的方式控制電極絲與工件之間的相對距離。
[0007]在上述兩個文獻(xiàn)中，任一個都對規(guī)定的期間的放電滯后時間進(jìn)行累計，通過以該累計值與規(guī)定值一致的方式將電極絲相對于工件進(jìn)行伺服輸送，難以對由通過放電滯后時間的平衡、淤渣的放電產(chǎn)生的、急劇的放電滯后時間的變化進(jìn)行應(yīng)答，因此，可以說控制性為某種程度穩(wěn)定。
[0008]另外，在日本特開平7-246519號公報中公開了在每個規(guī)定時間檢測放電次數(shù)，利用該檢測的放電次數(shù)除該檢測期間，從而計算每一次放電的總時間，通過從該總時間減去預(yù)定的通電時間與休止時間，計算平均放電滯后時間。
[0009]另一方面，還存在不是求出放電滯后時間，而是求出與放電滯后時間相應(yīng)的極間電壓，進(jìn)行輸送控制的現(xiàn)有技術(shù)。在日本特開2003-165030號公報記載有下述方法:測定包括休止時間的極間平均電壓，根據(jù)該極間平均電壓值與設(shè)定的休止時間，將用于求出除了休止時間的極間平均電壓(被修正的極間平均電壓)的修正值預(yù)先存儲在表格中，使用從該表格求出的修正后的極間平均電壓，求出不包括休止時間的極間平均電壓。
[0010]在日本特開平2-298426號公報記載了下述方法:將規(guī)定期間(測定時間TA)的放電脈沖的放電滯后時間的和TB以該測定時間TA分割，求出時間比例(TB/TA)，在求出的時間比例上乘上預(yù)定的基準(zhǔn)電壓E，求出平均電壓V(= (TB/TA) XE)。另外，在日本特開2004-136410號公報中公開了下述方法:根據(jù)極間電壓E、放電時的休止時間Toff、放電時的通電時間Ton、測定時間Ta、在該測定時間Ta內(nèi)測定的放電次數(shù)N，利用V ={(Ta-NX (Ton+toff)) /Ta} XE的式子求出平均電壓V。
[0011]在上述日本特開昭50-1499號公報、日本特開昭55-101333號所記載的技術(shù)中，由于在每個規(guī)定的采樣頻率或規(guī)定的時間累計放電滯后時間，因此，放電滯后時間的測定期間被固定，并且，不會在放電滯后時間的測定上加上電壓施加次數(shù)。
[0012]在電極絲線切割中，在極間連接用于引起放電的輔助電源，如果檢測由該輔助電源產(chǎn)生的放電，則將主電源連接在極間而施加加工電流。并且，在施加加工電流后，為了防止斷線，普遍插入未施加電壓的休止時間。如果加工穩(wěn)定，則放電以大致一定的比例產(chǎn)生，休止時間也以大致一定的比例進(jìn)入。然而，當(dāng)在工件的臺階部，加工液的流動變化而使淤渣的排出變差，或者在工件的角部，電極絲與工件的對置面積急劇地變化等而使放電頻率變化，則在上述所固定的測定期間內(nèi)的放電次數(shù)變化，在該測定期間內(nèi)休止時間所占的比例有較大變化，因此，該測定期間所含的施加次數(shù)也較大地增減。
[0013]如果加工穩(wěn)定且極間的間隙量一定，則放電滯后時間也一定。在穩(wěn)定加工的狀態(tài)下，如果在規(guī)定的測定期間的施加次數(shù)多，則放電滯后時間的累計值變大，如果施加次數(shù)少，則累計值變小。這樣，放電頻率變化的結(jié)果，不論在規(guī)定的測定期間的施加次數(shù)如何變化，若想將放電滯后時間的累計值控制為一定，則無法將極間的間隙量控制為一定。
[0014]另外，由于加工液的流動的變化等，金屬絲撓曲的量、方向變化，極間平均電壓急劇地下降，在判斷為極間狀態(tài)接近短路的狀態(tài)的場合，有時使休止時間急劇地伸長。另外，在角部、切入開始部，在加工量急劇地變化的場合，為了減小放電頻率而使加工穩(wěn)定化，有時使休止時間較大地伸長。
[0015]在這種場合所插入的休止時間存在需要從數(shù)百微秒到數(shù)毫秒左右的較長的時間的場合。在上述日本特開昭55-101333號公報、日本特開平2-109633號公報中，如上所述，放電滯后時間的測定期間被固定，并且，由于完全未考慮測定期間中的施加次數(shù)，因此，所測定的放電滯后時間的累計值為與工件和電極絲之間的間隙量毫無關(guān)系的值。
[0016]另外，存在當(dāng)這樣插入較長的休止時間時，在該插入的休止時間中完全包括上述測定期間的場合。在該場合，放電滯后時間(從對極間施加電壓到產(chǎn)生放電的無負(fù)荷時間)的累計為零，因此，未完全反映實際的極間狀態(tài)。另外，當(dāng)在放電滯后時間的累計為零的狀態(tài)下進(jìn)行放電滯后時間一定控制，則電極絲與工件之間的相對速度非常慢，放電滯后時間變長，因此，其加工結(jié)果，無法得到一定的加工槽。
[0017]另外，利用以在全波整流電路、低通濾波電路中被平均化處理的極間平均電壓為一定的方式進(jìn)行控制的、極間平均電壓一定伺服輸送控制進(jìn)行的一般的電火花線切割方法的場合，當(dāng)以減小放電頻率而減小加工量為目的插入較大的休止時間時，平均電壓下降，力口工速度變慢。例如，在對工件的外角部進(jìn)行精加工中，當(dāng)以考慮減少必要的加工量地減少加工量的目的插入較長的休止時間來進(jìn)行控制時，在加工具有較多的角部的形狀時，在每個角部加工速度都非常慢，因此，存在加工時間非常長之類的問題。
[0018]另外，求出極間電壓的上述日本特開平2-298426號公報與日本特開2004-136410號公報任一個都求出規(guī)定的測定期間中的、放電滯后時間的比例，在該比例上乘以基準(zhǔn)電壓，求出平均電壓。即，通過計測放電滯后時間相對于規(guī)定測定時間的累計值的比例，近似地求出在以往的模擬電路中求出的極間平均電壓，因此，在根本上與在本發(fā)明中求出的、基于正確的平均放電滯后時間的極間電壓不同。例如，當(dāng)休止時間延長時，當(dāng)然放電滯后時間相對于規(guī)定的測定期間的累計值的比例變短，求出的平均電壓也變小。這樣，求出的平均電壓受到休止時間的影響較大，未考慮電壓施加次數(shù)，與在極間的間隙量中有關(guān)聯(lián)的正確的平均放電滯后時間沒有任何關(guān)系。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0019]因此，本發(fā)明的目的在于提供測定與極間的間隙量具有關(guān)聯(lián)的正確的平均放電滯后時間的平均放電滯后時間計算部，提供能進(jìn)行更穩(wěn)定的加工的電火花線切割機(jī)。
[0020]本發(fā)明的電火花線切割機(jī)一邊使工作臺相對于電極絲的相對位置移動，一邊對上述電極絲與配置在上述工作臺上的工件之間的極間施加電壓來產(chǎn)生放電，從而對上述工件進(jìn)行加工。該電火花線切割機(jī)具備:測定部，其將從對上述極間施加電壓到產(chǎn)生放電的無負(fù)荷時間作為放電滯后時間來測定，在整個規(guī)定測定期間對該測定的放電滯后時間進(jìn)行累計，并求出放電滯后累計時間；計數(shù)部，其對上述規(guī)定測定期間的、電壓施加的次數(shù)進(jìn)行計數(shù)；平均放電滯后時間計算部，其根據(jù)在上述測定部求出的放電滯后累計時間與在上述計數(shù)部求出的電壓施加次數(shù)，計算在上述規(guī)定測定期間的、每一次電壓施加時的平均放電滯后時間。
[0021]根據(jù)本發(fā)明，提供正確地測定反映極間狀態(tài)的放電滯后時間的平均放電滯后時間計算部，以現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠提供以高精度進(jìn)行穩(wěn)定的加工的電火花線切割機(jī)。另外，通過以公知技術(shù)進(jìn)行工件與電極絲之間的相對位置控制，利用正確地測定的平均放電滯后時間正確地推斷極間的間隙量，進(jìn)行向極間的電壓施加的停止、相對于工件與電極絲之間的相對速度的減速、停止、后退等，能夠不對加工中的加工狀態(tài)、加工精度帶來影響地大幅提高加工的穩(wěn)定性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]本發(fā)明的上述及其他目的及特征從參照附圖的以下的實施例的說明中變得明確。在這些圖中:
[0023]圖1是說明本發(fā)明的電火花線切割機(jī)的方框圖。
[0024]圖2是對粗加工時的極間電壓波形進(jìn)行全波整流的波形的例子(通電時間為10 μ S，休止時間為50 μ s) O
[0025]圖3是對粗加工時的極間電壓波形進(jìn)行全波整流的波形的例子(通電時間為10 μ S，休止時間為50 μ s) O
[0026]圖4是利用正極性與反極性對極間施加電壓不同的極間電壓波形進(jìn)行全波整流的波形的例子。
[0027]圖5是在正極性與反極性只對極間施加電壓不同的圖4的極間電壓波形的、正極性側(cè)進(jìn)行半波整流的波形的例子。
[0028]圖6是在正極性與反極性只對極間施加電壓不同的圖4的極間電壓波形的、反極性側(cè)進(jìn)行半波整流的波形的例子。
[0029]圖7是說明以內(nèi)部儀表的立起邊緣為觸發(fā)器，對比較此時的極間電壓與基準(zhǔn)電壓后的比較器的輸出結(jié)果進(jìn)行累計的測定例的圖。
[0030]圖8是說明設(shè)置將電壓施加開始作為觸發(fā)而進(jìn)行動作的計時器，在計時結(jié)束后，對比較器的結(jié)果進(jìn)行累計的測定例的圖。
[0031]圖9是說明根據(jù)對極間電壓波形的全波整流波形與兩個基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較的結(jié)果測定放電滯后時間的例子的圖。
[0032]圖10是粗加工時的極間電壓波形的例子。
[0033]圖11是只利用對極間的雜散電容、電纜的容量充電的能量進(jìn)行加工的、精加工時的極間電壓波形的例子。
[0034]圖12是只利用對極間的雜散電容、電纜的容量充電的能量進(jìn)行加工的、精加工時的極間電壓波形的例子。

【具體實施方式】
[0035]本發(fā)明的電火花線切割機(jī)所進(jìn)行的加工控制測定在規(guī)定測定期間(放電滯后時間測定期間)對放電滯后時間進(jìn)行累計的放電滯后累計時間、在上述測定期間的電壓施加次數(shù)。并且，根據(jù)測定的放電滯后累計時間與電壓施加次數(shù)，求出每個上述測定期間的平均放電滯后時間。
[0036]使用圖1的方框圖說明本發(fā)明的電火花線切割機(jī)。
[0037]工件I安裝在未圖示的工作臺上，能利用沿正交的X、Y軸向驅(qū)動該工作臺的伺服馬達(dá)2、3在XY平面上移動。另外，電極絲4拉伸設(shè)置在與XY平面正交的方向上，并且，在該方向上走絲。
[0038]設(shè)有對電極絲4與工件I之間(極間)施加電壓的輔助電源9與主電源10。輔助電源9是用于在電極絲4與工件I之間引起放電的電源。主電源10是在引起放電后，用于投入加工電流(放電電流)的電源。這些輔助電源9及主電源10分別將一端子連接在工件I上，通過開關(guān)元件(晶體管)7、8并利用通電件5、6將另一端連接在電極絲4上。
[0039]開關(guān)元件7、8被電壓施加控制電路11進(jìn)行接通/斷開控制。首先，接通開關(guān)元件7，從輔助電源9向電極絲4與工件I之間施加放電誘發(fā)用電壓。當(dāng)利用未圖示的放電檢測電路檢測出放電時，接通開關(guān)元件8，從主電源10向電極絲4與工件I之間投入加工電流，斷開開關(guān)元件7，斷開輔助電源的電力供給。
[0040]電壓施加次數(shù)計數(shù)電路12是對在規(guī)定測定期間內(nèi)對電極絲4與工件I之間施加電壓的次數(shù)進(jìn)行計數(shù)的電路。放電滯后累計時間測定電路13是對在上述規(guī)定測定期間累計的放電滯后時間(從對極間施加電壓到產(chǎn)生放電的無負(fù)荷期間)(放電滯后累計時間)進(jìn)行測定的電路。
[0041]數(shù)值控制裝置14讀取電壓施加次數(shù)計數(shù)電路12的系數(shù)值與放電滯后累計時間測定電路13的累計時間，根據(jù)該讀取的電壓施加次數(shù)與放電滯后累計時間，計算規(guī)定測定期間中每一次電壓施加的平均放電滯后時間。另外，數(shù)值控制裝置14根據(jù)該計算出的平均放電滯后時間，將伺服馬達(dá)2、3的移動指令輸出到伺服控制裝置15。
[0042]伺服控制裝置15根據(jù)從數(shù)值控制裝置14輸出的伺服馬達(dá)2、3的移動指令，驅(qū)動伺服馬達(dá)2、3而控制電極絲4與工件I的相對移動，進(jìn)行將電極絲4與工件I的間隙保持為一定的伺服輸送控制。
[0043]接著，說明利用上述電火花線切割機(jī)執(zhí)行的加工控制的各例。
[0044]首先，說明利用電火花線切割機(jī)執(zhí)行的加工控制的第一例。
[0045]電火花線切割機(jī)具備:放電滯后累計時間測定部，其在整個規(guī)定測定期間對從對極間施加電壓到產(chǎn)生放電的無負(fù)荷時間(放電滯后時間)進(jìn)行累計；電壓施加次數(shù)計數(shù)部，其在整個上述規(guī)定測定期間對電壓施加次數(shù)進(jìn)行計數(shù)；平均放電滯后計算部，其根據(jù)在上述放電滯后累計時間測定部測定的放電滯后累計時間與在上述電壓施加次數(shù)計數(shù)部計數(shù)的電壓施加次數(shù)計算在上述規(guī)定測定期間的、每一次電壓施加的平均放電滯后時間。
[0046]圖1的放電滯后累計時間測定電路13構(gòu)成上述放電滯后累計時間測定部，電壓施加次數(shù)計數(shù)電路12構(gòu)成上述電壓施加次數(shù)計數(shù)部，并且，數(shù)值控制裝置14構(gòu)成平均放電滯后計算部。
[0047]圖2及圖3是對粗加工時的極間電壓進(jìn)行全波整流時的波形的例子。電壓施加的第一次與第三次不放電，因此，在下一次(第二次與第四次)施加開始前不插入休止時間。在電壓施加的第二次、第四次與第五次，插入產(chǎn)生放電且使加工電流流動的通電時間、用于電極絲的冷卻、淤渣除去的休止時間。圖2的通電時間是10μ S，休止時間是50μ S。圖3的通電時間(與圖2相同)是10ys，休止時間(比圖2短)是25ys。圖3與圖2相比，休止時間變短的結(jié)果，電壓施加的第六次進(jìn)入測定期間(放電滯后時間測定期間350 μ s)，但電壓施加的第一?第五次，休止時間以外的電壓波形與圖2完全相同。
[0048]參照圖2及圖3所示的波形對本發(fā)明的有效性進(jìn)行研究。
[0049](I)首先，如上述的日本特開昭50-1499號公報所公開的技術(shù)，對測定放電滯后時間，并將該時間控制為一定的場合進(jìn)行研究。用于測定放電滯后時間的規(guī)定測定期間在圖2及圖3中為350μ S。
[0050]如圖2所示，放電并非在每次電壓施加都產(chǎn)生。因此，放電滯后時間在每次電壓時間均有較大變化。在圖2所示的例子中，相對于電壓施加(第一次)的放電滯后時間TD(I)=50 μ s,電壓施加(第五次)的放電滯后時間TD (5)是10 μ S。S卩，放電滯后時間從10 μ s到50 μ s進(jìn)行變化。
[0051]在這種波形中，例如當(dāng)以放電滯后時間為30 μ s (—定值)的方式進(jìn)行控制時，在放電滯后時間為50 μ s的場合,與目標(biāo)值的偏差為50-30 = +20 μ s,在放電滯后時間為10 μ s的場合,偏差為10_30μ s = -20 μ S。在該值上乘以比例增益而進(jìn)行比例控制的場合，驅(qū)動伺服馬達(dá)2、3的速度指令值不總是加工的前進(jìn)方向，在逆行方向也發(fā)出指令，無法實現(xiàn)穩(wěn)定的輸送控制。
[0052]另外，如上所述，在放電滯后時間與極間間隙之間具有關(guān)聯(lián)，但實際的放電滯后時間以從該相關(guān)關(guān)系得到的值為中心，有較大變動。尤其粗加工、二次加工等，每一次的加工量多，在極間存在較多的淤渣的場合，即使是放電穩(wěn)定的狀態(tài)，也存在電壓施加后不進(jìn)行放電的場合、電壓施加后通過淤渣立即放電的場合。因此，當(dāng)在每次電壓施加時均計算放電滯后時間而控制伺服時，指令值有較大變動，因此，存在根據(jù)控制系統(tǒng)，產(chǎn)生振動的可能性，作為加工結(jié)果，非常難得到一定的加工槽寬。
[0053](2)接著，如上述日本特開昭55-101333號公報、日本特開平2-109633號公報所記載的技術(shù)那樣，對在每個規(guī)定測定期間對放電滯后時間進(jìn)行累計而求出的場合進(jìn)行研究。
[0054]如圖2所示，在使作為規(guī)定測定期間的放電滯后時間測定時間為350μ S，測定放電滯后時間的累計值的場合，圖2的放電滯后時間的累計值TDsum為
[0055]TDsum = TD (I) +TD (2) +TD (3) +TD (4) +TD (5) = 50+25+50+20+10 = 155 μ s
[0056]另一方面，在使休止時間為(圖2的50μ s的一半的)25μ s的圖3的場合，測定期間的累計值TDsum為
[0057]TDsum = TD (I) +TD (2) +TD (3) +TD (4) +TD (5) +TD (6) = 50+25+50+20+10+50 =205 μ S。
[0058]圖2與圖3的放電滯后時間(TD(1)、TD(2)、TD(3)、……)不論是否完全相同，作為休止時間變化的結(jié)果，放電滯后時間的累計值從155μ S變化到205μ s(+32% )。
[0059]其中，“正確的放電滯后時間的計算方法”是利用電壓施加次數(shù)除在規(guī)定測定期間(在圖2、3的例子中為350ys)的放電滯后時間的累計值的方法。即，放電滯后時間在圖2的場合，為
[0060]155 μ s + 5 次=31 μ S，
[0061]在圖3的場合，為
[0062]205μ s + 6 次^ 34μ s(+10% )。
[0063]S卩，可以看出，在圖2與圖3的放電滯后時間上，實際上沒有太大差別。
[0064]另一方面,在上述的日本特開昭55-101333號公報、日本特開平2-109633號公報記載的技術(shù)中，如上所述，相對于圖2的圖3的平均放電滯后時間的變化比例是+32%，因此，在利用上述正確的放電滯后時間的計算方法得到的值的+10%之間產(chǎn)生+22%的誤差，可以看出，放電滯后時間的計算容易受到休止時間的變化的影響。
[0065]但是，在實際的電火花線切割加工中，使休止時間變化的情況是各種各樣的。例如，在判斷為極間電壓低，極間產(chǎn)生短路的場合，較大地延長休止時間，通過放電在短時間集中地產(chǎn)生，防止斷線。在工件的角部、切入開始部，加工量急劇地變化的場合，為了減少放電頻率而使加工穩(wěn)定化，有時較大地延長休止時間。這樣，以用于測定放電滯后時間的規(guī)定測定期間為一定的條件為基礎(chǔ)，在未考慮電壓施加次數(shù)的場合，由于休止時間變化，放電滯后時間的累計值變化，因此，當(dāng)想將該值控制為一定值時，加工后的槽寬不一定。
[0066](3)另外，在上述的日本特開平7-246519號公報記載的技術(shù)中，在每個規(guī)定期間檢測放電次數(shù)，通過利用該檢測的放電次數(shù)除該期間，求出每一次放電的平均電壓施加時間，通過從該求出的平均電壓施加時間，減去預(yù)定的通電時間與休止時間，計算無負(fù)荷時間。
[0067]該無負(fù)荷時間計算方式固定通電時間與休止時間，但在實際的加工控制中，在極間狀態(tài)接近短路的場合，為了防止斷線，通過縮短通電時間，或者延長休止時間，較小地調(diào)整加工能量，或者為了與工件的角部的加工量的急劇變化對應(yīng)，以有意識增大休止時間的方式進(jìn)行多種控制，在動態(tài)地改變通電時間、休止時間的狀態(tài)下進(jìn)行加工。由此，在固定通電時間、休止時間的前提下，無法正確地計算放電滯后時間。
[0068](4)另外，在上述的日本特開平7-246519號公報記載的技術(shù)中，通過在測定期間中檢測放電次數(shù)，利用該檢測的放電次數(shù)除該測定期間，求出平均電壓施加時間。
[0069]但是，上述的平均電壓施加時間的計算以每次進(jìn)行放電為前提，沒有想象在不進(jìn)行放電的狀態(tài)下中止電壓施加的場合。其結(jié)果，在圖2的場合，因為放電滯后測定期間為350 μ s,放電次數(shù)為3次,通電時間為10 μ s,休止時間為50 μ s,因此,該期間的無負(fù)荷時間為
[0070]350 μ s + 3 次-(10 μ s+50 μ s)=約 57 μ S。
[0071]另一方面，在圖3的場合，與圖2相同，放電次數(shù)是3次，通電時間為10 μ S，但由于休止時間為25μ s,因此,該期間(350ys)的無負(fù)荷時間為
[0072]350μ s + 3 次 _(10μ s+25y s)=約 82 μ S。
[0073]S卩，根據(jù)上述日本特開平7-246519號公報的技術(shù)，圖3的場合的無負(fù)荷時間(82 μ s)與圖2的場合的無負(fù)荷時間(57ys)相比，增加+44%。另一方面，根據(jù)上述(2)中所述的“正確的放電滯后時間的計算方法”，圖3的場合的無負(fù)荷時間(34 μ s)與圖2的場合的無負(fù)荷時間(31 μ s)相比，只不過增加+10%。這樣，圖2的場合與圖3的場合的放電滯后時間的變化在上述日本特開平7-246519號公報的技術(shù)中，與上述“正確的放電滯后時間的計算方法”相比，增加(44-10) = +34% ο
[0074]如上所述，在測定期間一定的條件下，在只考慮放電次數(shù)的場合，由于休止時間變化，無負(fù)荷時間較大地變化，因此，當(dāng)想將無負(fù)荷時間控制為一定值時，加工后的槽寬不一定。
[0075]另外，在上述日本特開平7-246519號公報中，記載了當(dāng)為施加頻率為IMHz左右的精加工時，無負(fù)荷時間變短，因此，難以檢測無負(fù)荷時間。在現(xiàn)在，即使電火花線切割機(jī)，成為檢測頻率的時鐘頻率能在數(shù)十兆Hz?數(shù)百兆Hz下進(jìn)行檢測，因此，IMHz時的無負(fù)荷時間的檢測完全沒有問題。相反，如日本特開平7-246519號公報那樣，在頻率為數(shù)kHz?數(shù)兆Hz的高頻精加工中，利用模擬電路正確地區(qū)別“放電”與“短路”，檢測放電次數(shù)非常難。
[0076](5)接著，在上述的日本特開2003-165030號公報中記載了，測定包括利用現(xiàn)有技術(shù)的休止時間的極間平均電壓，根據(jù)該測定的極間平均電壓值與設(shè)定的休止時間，求出不含有休止時間的極間平均電壓的方法。因此，將用于求出除了休止時間的修正后的極間平均電壓的修正值預(yù)先存儲為表格，使用從該表格求出的修正后的極間平均電壓，求出不包括休止時間的極間平均電壓。
[0077]但是，為了求出相當(dāng)于放電滯后時間的極間電壓，不僅需要休止時間，還需要施加次數(shù)的信息。例如，在利用模擬電路對每個一定周期測定極間平均電壓的場合，當(dāng)由于上述理由改變休止時間時，每單位時間的施加次數(shù)也變化，因此，如果不考慮施加次數(shù)，則無法求出與放電滯后時間對應(yīng)的極間電壓。
[0078](6)另一方面，在本發(fā)明的場合，由于考慮了用于測定放電滯后時間的規(guī)定測定期間內(nèi)的電壓施加次數(shù)，因此，即使休止時間變化，也能將影響抑制得非常小。如上所述，根據(jù)本發(fā)明，測定在規(guī)定測定期間對上述放電滯后時間進(jìn)行累計的放電滯后累計時間、用于測定上述放電滯后時間的在規(guī)定測定期間內(nèi)的電壓施加次數(shù)。并且，根據(jù)上述放電滯后累計時間與電壓施加次數(shù)，求出每個上述測定期間的平均放電滯后時間。當(dāng)使放電滯后時間累計時間為TDsum，使電壓施加次數(shù)為N時，平均放電滯后時間TD如下述(I)式那樣表示。
[0079]TD μ s = TDsum+N 次......(I)
[0080]上述⑴式是在上述⑵中所述的“正確的放電滯后時間的計算方法”本身。
[0081]根據(jù)上述⑴式，圖2的場合，平均放電滯后時間TD = 155 + 5 = 31 μ S，圖3的場合，平均放電滯后時間TD = 205 + 6次N 34 μ S。在使用本發(fā)明的正確的平均放電滯后時間的測定方法中，與正確的放電滯后時間的計算結(jié)構(gòu)為相同的結(jié)果，因此能進(jìn)行正確的測定。
[0082]另外，在本發(fā)明中，使測定期間為預(yù)定的一定長度的時間，在測定開始時及測定結(jié)束時的放電滯后時間的測定與放電次數(shù)的檢測存在在電壓施加的途中進(jìn)行的可能性，因此，其有可能成為測定誤差主要原因。在該測定開始時與測定結(jié)束時產(chǎn)生的測定誤差通過增長測定時間(從測定開始時到測定結(jié)束時的時間的長度)而能夠消除。
[0083]在使用由本發(fā)明得到的平均放電滯后時間、或基于平均放電滯后時間的極間電壓值，并通過軟件控制工件與電極絲之間的間隙量的場合，一般的控制周期需要為數(shù)毫秒。假設(shè)使控制周期為2毫秒，使放電滯后測定期間為2毫秒，則即使是電壓施加時間長的粗加工的例子，也包括數(shù)十次電壓施加，因此，測定期間的開始與結(jié)束時的總計兩次的誤差通過平均處理，消除影響。
[0084]另一方面，如日本特開昭55-101333公報、日本特開平2-109633號公報，在使用在每個規(guī)定期間對放電滯后時間進(jìn)行累計的值的場合，即使延長測定時間，只在從圖2與圖3求出的比例中殘留誤差。同樣地，在日本特開平7-246519號公報的方式中，即使延長測定時間，也以相同比例包括未產(chǎn)生放電的場合的施加次數(shù)，因此，無法消除從圖2與圖3求出的誤差。
[0085]相對于此，本發(fā)明采用正確的放電滯后時間的計算方法，因此，與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠求出正確的放電滯后時間，并且，通過使測定期間為I毫秒左右，測定開始與結(jié)束時的誤差主要原因也通過平均化處理能夠抑制為消除影響的程度。尤其頻率越高，通過平均化處理，影響越輕微，因此沒有問題。
[0086]在本發(fā)明中，在規(guī)定測定期間，測定放電滯后時間的累計值與電壓施加次數(shù)，求出平均的放電滯后時間。其結(jié)果，即使測定期間所含的休止時間的比例變化，也能夠正確地測定與電壓施加次數(shù)相應(yīng)的放電滯后時間的平均值。
[0087]另外，當(dāng)使用由本發(fā)明求出的平均放電滯后時間求出極間電壓，且以該電壓為一定的方式控制工件與電極絲之間的相對距離時，不會受到休止時間的影響。由此，如上所述，即使在角部插入較大的休止時間，輸送速度也不會下降，因此，能夠在通過休止時間的插入而使放電頻率下降地抑制加工量的狀態(tài)下，不降低加工速度地進(jìn)行加工。
[0088]接著，說明由電火花線切割機(jī)執(zhí)行的加工控制的第二例。
[0089]在該例子中，利用上述放電滯后累計時間測定部與上述電壓施加次數(shù)計數(shù)部，對極間電壓為正的極性場合與為負(fù)的極性場合的雙方或任一方求出上述規(guī)定測定期間的放電滯后累計時間與電壓施加次數(shù)，通過上述平均放電滯后計算部，在每個上述規(guī)定測定期間求出相對于極性的平均放電滯后時間。
[0090]在放電加工中，以增加正極性側(cè)或反極性側(cè)的任一方的放電概率、或工件的電防蝕等為目的，存在使一方的極性的施加電壓比另一方的極性的施加電壓高的場合。在這種電壓波形的場合，在上述日本特開昭50-1499號公報、日本特開昭55-101333號公報、日本特開平2-109633號公報所記載的技術(shù)中，加工后的槽寬不一定。究其原因，這些現(xiàn)有技術(shù)以在正極性與反極性施加相同的電壓，并且，與極間間隙對應(yīng)的放電滯后時間的中心值總是相等為前提，無法適用于使一方的極性的施加電壓比另一方的極性的施加電壓高的場口 ο
[0091]另一方面，根據(jù)本例子，通過測定正施加與反施加雙方、或任意一方的極性的平均放電滯后時間，即使在這種施加方法中，也能正確地得到與極間狀態(tài)對應(yīng)的放電滯后時間。
[0092]圖4是在正極性與反極性，對極間施加電壓不同的極間電壓波形進(jìn)行全波整流的波形的例子。在正極性的電壓施加第一次、反極性的電壓施加第二次、正極性的電壓施加第三次中不進(jìn)行放電。另外，在不產(chǎn)生放電的場合，在正極性的場合以25μ8(參照正極性電壓施加的第一次)中止電壓施加，在反極性的場合，以50 μ S(參照反極性電壓施加的第二次)中止電壓施加。這樣，使電壓施加的中止時間在正極性電壓施加的場合與反極性電壓施加的場合不同。這是因為，由于在正極性與反極性施加的電壓的值不同，因此，以完全不產(chǎn)生放電的場合的極間平均電壓為零的方式有意識地改變施加時間。
[0093]由于施加電壓在正極性與反極性不同，因此，極間間隙與放電滯后時間的關(guān)系在正極性與反極性中不同。因此，對圖4的波形而言，當(dāng)使用在正極性與反極性施加電壓相同時使用的方法求出平均放電滯后時間時，無法得到正確的值。因此，作為其對策，通過對極間電壓波形進(jìn)行半波整流，只取出正極性或反極性的波形，只要對每個取出的正極性或反極性求出平均放電滯后時間即可。
[0094]圖5是只對在正極性與反極性中極間施加電壓不同的圖4的極間電壓波形的、正極性側(cè)進(jìn)行半波整流的波形的例子，圖6是只對在正極性與反極性中極間施加電壓不同的圖4的極間電壓波形的、反極性側(cè)進(jìn)行半波整流的波形的例子。
[0095]當(dāng)使正極性的放電滯后時間累計時間為TDsum_p，使電壓施加次數(shù)為Np時，平均放電滯后時間TDp以下述(2)式那樣表示。
[0096]TDp = TDsum_p + Np......(2)
[0097]根據(jù)圖5，為
[0098]TDp = {TDp(l)+TDp (2)+TDp (3)}+3 = (25+20+5)+3 =約 16 μ S。
[0099]另一方面，當(dāng)使反極性的放電滯后時間累計時間為TDsum_n，使電壓施加次數(shù)為Nn時，平均放電滯后時間TDn以下述(3)式表示。
[0100]TDn = TDsum_n + Nn......(3)
[0101]根據(jù)圖6，為
[0102]TDn= {TDn(l)+TDn (2)+TDn (3)} ^-3 = (25+50+10)+3 =約 28 μ S。
[0103]這樣，即使在正極性與反極性中施加電壓不同的場合，通過分別對每個極性求出平均放電滯后時間，能夠求出與極間間隙對應(yīng)的正確的平均放電滯后時間。另外，可以同時求出兩極性的平均放電滯后時間，也可以只求出一方。
[0104]另外，圖2?圖6是假想粗加工的波形例，放電檢測后，設(shè)置使主電流流動的通電時間與休止時間，但本發(fā)明也能應(yīng)用于精加工。
[0105]在高頻精加工電路中，為了提高頻率而增加每單位時間的加工量，普遍不設(shè)置休止時間地對極間施加正弦波狀的電壓。但是，在這種加工方法中，即使不產(chǎn)生放電，電壓也與時間一起變化，即使產(chǎn)生放電，馬上對極間進(jìn)行充電，電壓升高，因此，難以檢測放電。
[0106]相對于此，例如如上述的日本特開2010-280046號公報所示，在每次向極間施加電壓時，必須插入休止時間的精加工方法的場合，能使用在本發(fā)明中所示的方法，因此，即使在精加工中，也能以在正確地測定與極間間隙對應(yīng)的放電滯后時間的狀態(tài)下，極間間隙為一定的方式進(jìn)行加工。
[0107]接著，說明利用電火花線切割機(jī)執(zhí)行的加工控制的第三例。
[0108]在該例子中，上述放電滯后累計時間測定部測定的放電滯后累計時間為對放電滯后時間測定期間的極間電壓進(jìn)行全波整流的波形、或?qū)φ妷号c負(fù)電壓的任一方進(jìn)行半波整流的波形為規(guī)定的基準(zhǔn)電壓值以上的時間的累計值。并且，通過以用于測定放電滯后時間的規(guī)定測定期間內(nèi)的電壓施加次數(shù)除該累計值，求出平均放電滯后時間。
[0109]當(dāng)在正極性與反極性施加在極間的電壓相同的場合，期望極間平均電壓的全波整流波形，但也可以使用任一方的極性的半波整流波形。另外，當(dāng)在正極性與反極性施加在極間的電壓不相等的場合，使用任一方的極性的半波整流波形，將該檢測極間電壓與規(guī)定的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較?；鶞?zhǔn)電壓能任意地設(shè)定，另外，也可以將相對于電源電壓的比例作為參數(shù)而存儲，根據(jù)設(shè)定的加工電壓自動地設(shè)定。
[0110]圖7表示測定例。將內(nèi)部時鐘的立起邊緣作為觸發(fā)器，對比較此時的極間電壓與判斷電壓(基準(zhǔn)電壓)的比較器的輸出結(jié)果進(jìn)行累計。利用計數(shù)電路求出在規(guī)定測定期間內(nèi)的累計值，將其結(jié)果發(fā)送到圖1的數(shù)值控制裝置14。在實際的加工中，施加電壓后，不進(jìn)行放電，但是，通過淤渣，泄漏電流流動，存在電壓瞬間下降的場合。
[0111]圖7是其極間電壓波形，在電壓施加中，存在兩次電壓下降。第一次電壓下降小于判斷電壓，因此，比較器的輸出為0，放電滯后累計時間不會增加。另一方面，第二次的電壓下降大于判斷電壓，因此，作為放電滯后累計時間被計數(shù)。另外，電壓實際上從電壓施加開始點上升，在超過閾值方面存在時間滯后。
[0112]因此，如圖8所示，設(shè)置將電壓施加開始作為觸發(fā)器而進(jìn)行動作的計時器，可以在計時結(jié)束后，對比較器的結(jié)果進(jìn)行累計。另外，可以以將計時期間的判斷結(jié)果的全部或一部分加在放電滯后累計時間上的方式進(jìn)行修正。
[0113]另外，在圖7與圖8中，與實際的極間電壓波形相比，使用頻率慢的時鐘波形進(jìn)行說明，但實際上，能使用數(shù)十?數(shù)百M(fèi)Hz的時鐘進(jìn)行判斷，判斷周期能夠為數(shù)十?數(shù)百ns左右，因此，能進(jìn)行進(jìn)一步更正確地反映極間狀態(tài)的、細(xì)致的測定。
[0114]接著，說明利用電火花線切割機(jī)執(zhí)行的加工控制的第四例。
[0115]在該例子中，上述放電滯后累計時間測定部測定的放電滯后累計時間為對放電滯后時間測定期間的極間電壓進(jìn)行全波整流的波形、或?qū)φ妷号c負(fù)電壓的任一方進(jìn)行半波整流的波形從成為規(guī)定的第一基準(zhǔn)電壓值以上的時點，到成為規(guī)定的第二基準(zhǔn)電壓值以下的時點的時間的累計值。
[0116]圖9表示測定例。表示對極間電壓波形的全波整流波形與兩個基準(zhǔn)電壓(第一、第二基準(zhǔn)電壓)進(jìn)行比較的結(jié)果。通過在第一基準(zhǔn)電壓與第二基準(zhǔn)電壓之間設(shè)置差，能夠具有滯后特性。另外，實際上在極間電壓充分變高后(=超過第一基準(zhǔn)電壓后)測定放電滯后時間，因此能測定更正確的放電滯后時間。
[0117]從與第一基準(zhǔn)電壓的比較結(jié)果(同期)由O變化為I的邊緣產(chǎn)生置位脈沖，從與第二基準(zhǔn)電壓的比較結(jié)果(同期)由I變?yōu)镺的邊緣產(chǎn)生復(fù)位脈沖，通過輸入同步式雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩，形成超過第一基準(zhǔn)電壓，且小于第二基準(zhǔn)電壓的脈沖列。通過對該脈沖列進(jìn)行計數(shù)，能夠得到放電滯后時間的累計值。通過具有滯后特性，如圖7、圖8所示，具有不會受到由泄漏電流產(chǎn)生的電壓下降的影響的優(yōu)點。另外，當(dāng)使第一基準(zhǔn)電壓與第二基準(zhǔn)電壓為相同值時，沒有滯后特性，能利用包括一個基準(zhǔn)電壓與一個比較器的簡單電路構(gòu)成放電滯后累計時間測定部。
[0118]接著，說明利用電火花線切割機(jī)執(zhí)行的加工控制的第五例。
[0119]在該例子中，以上述平均放電滯后計算部計算的、在規(guī)定測定期間的每一次電壓施加的平均放電滯后時間與目標(biāo)值一致的方式控制工件與電極絲之間的相對位置。
[0120]在以往的工件與電極絲之間的相對位置的控制中，以利用模擬電路將極間電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓的極間平均電壓為一定的方式控制伺服，或如日本特開昭55-101333號公報、日本特開平2-109633號公報所記載的那樣，計測某一定期間中的無負(fù)荷電壓施加時間，并以該時間為一定的方式控制伺服。如之前說明所了解的那樣，這些方式受到為了防止斷線而強(qiáng)制地插入的休止時間、電壓施加次數(shù)變化的影響。
[0121]相對于此，由本發(fā)明求出的極間電壓不會受到上述那樣強(qiáng)制插入的休止時間、電壓施加次數(shù)變化的影響。因此，能夠正確地求出反映實際的極間間隙的平均放電滯后時間。通過以該平均放電滯后時間與目標(biāo)值一致(為一定的值)的方式控制工件與電極絲之間的相對位置，能夠正確地以極間的間隙為一定的方式進(jìn)行加工，因此，加工后的槽寬為一定。
[0122]接著，說明由電火花線切割機(jī)執(zhí)行的加工控制的第六例。
[0123]在該例子中，在上述平均放電滯后計算部計算的、在規(guī)定測定期間的每一次電壓施加的平均放電滯后時間比規(guī)定的基準(zhǔn)值小的場合，不會進(jìn)行規(guī)定時間的、對極間的電壓施加。
[0124]反復(fù)說過，但由現(xiàn)有技術(shù)求出的放電滯后時間受到休止時間、電壓施加次數(shù)的影響。相對于此，由本發(fā)明求出的平均放電滯后時間正確地測定與極間間隙對應(yīng)的放電滯后時間并計算極間電壓，因此，可以說正確地反映極間狀態(tài)。
[0125]即，在由本發(fā)明求出的平均放電滯后時間小于預(yù)定的值的場合，極間間隙變窄，判斷為成為短路狀態(tài)，在預(yù)定的期間，使電壓施加休止。這對斷線防止等是有效的。另外，準(zhǔn)備多個用于極間狀態(tài)的判斷的閾值，根據(jù)平均放電滯后時間的下降的比例，可以改變插入的休止時間的長度，在小于閾值的平均放電滯后時間連續(xù)的場合，可以進(jìn)一步插入更長的休止時間。
[0126]接著，說明由電火花線切割機(jī)執(zhí)行的加工控制的第七例。
[0127]在該例子中，在上述平均放電滯后計算部計算的、在規(guī)定測定期間的每一個電壓施加的平均放電滯后時間小于預(yù)定的基準(zhǔn)值的場合，相對于工件與電極絲之間的相對速度(即，相對于軸輸送控制)，進(jìn)行減速、停止、后退中的至少一個。
[0128]該例子的平均放電滯后時間正確地反映極間的間隙，因此，如果該時間小于規(guī)定值，判斷為極間短路，相對于軸輸送控制進(jìn)行減速、停止、后退的任一個。通過這樣，能夠防止極間短路而無法加工、或放電集中而斷線。
[0129]相對于工件與金屬絲之間的相對速度選擇減速、停止、后退的某一個例如相對于本發(fā)明的平均放電滯后時間，設(shè)置檢測下降的三個閾值，以如果小于最大的閾值，則選擇減速，接著如果小于較大的閾值，則選擇停止，并且，如果小于最小的閾值，則選擇后退的方式進(jìn)行決定，能夠良好地保持極間狀態(tài)地進(jìn)行加工。
[0130]另外，檢測平均放電滯后時間的下降的閾值作為兩個或一個，可以選擇減速、停止、后退的任一個，根據(jù)平均放電滯后時間的下降的情況，可以使減速率變化或使后退速度變化。另外，計測平均放電滯后時間小于閾值的時間，若為規(guī)定時間以上或以下，則可以進(jìn)行減速、停止、后退的處理。
[0131 ] 接著，說明由電火花線切割機(jī)執(zhí)行的加工控制的第八例。
[0132]在該例子中，將從電壓施加開始到在未產(chǎn)生放電的場合中止電壓施加的時間、或從電壓施加開始到開始下一次電壓施加的時間作為極間電壓殘留時間。并且，根據(jù)從上述平均放電滯后計算部輸出的、每個上述規(guī)定測定期間的平均放電滯后時間，求出平均放電滯后時間相對于上述極間電壓殘留時間的比例，通過在該求出的比例上乘以基準(zhǔn)電壓，求出極間電壓值。
[0133]圖10是粗加工時的極間電壓波形的例子，不會產(chǎn)生放電。圖10的區(qū)間A是從開始電壓施加，到由于雖然進(jìn)行了該電壓施加但未檢測規(guī)定的時間放電而中止電壓施加的時間(電壓施加中止時間)。區(qū)間B是通過用于在極間連接電阻等而消除殘留電壓的電壓消除時間。區(qū)間C是既不進(jìn)行電壓施加也不進(jìn)行電壓消除的休止時間。另外，可以將區(qū)間B延長到區(qū)間C而不設(shè)置區(qū)域C。
[0134]當(dāng)使區(qū)間A的時間為極間電壓殘留時間T μ s，使平均放電滯后時間為TD μ s，使基準(zhǔn)電壓為E時，根據(jù)放電滯后時間的極間電壓V以下述(4)式求出。
[0135]V = EXTD^-T......(4)
[0136]另外，區(qū)間Α、B、C始終是相對于電壓施加電路的指令時間，也存在不與從實際的極間電壓波形觀測的時間一致的場合。在該場合，為了接近實際的極間電壓施加時間的方式，也可以不僅將電壓施加中止時間Α，還將電壓消除時間B、休止時間C的全部或一部分包含于極間電壓殘留時間T而計算。
[0137]圖11及圖12是不是如粗加工那樣進(jìn)行放電檢測而使加工用大電流流動，而是只利用對極間的雜散電容、電纜的容量充電的能量進(jìn)行加工的、精加工時的極間電壓波形的例子。
[0138]當(dāng)為IMHz以上的高頻加工時，如圖11所示,不是對每個電壓施加與電壓施加之間設(shè)置電壓消除時間(區(qū)間B)，而是以在以預(yù)定的次數(shù)連續(xù)地施加電壓后，使平均電壓下降為目的，普遍設(shè)置電壓消除時間與休止時間或只設(shè)置休止時間?；蛘?，在不需要設(shè)置休止時間的場合，以電壓消除時間、休止時間都未設(shè)置的方式，連續(xù)地施加電壓。在該場合，上述極間電壓殘留時間T為電壓施加中止時間Α。
[0139]圖12是如上述日本特開2010-280046號公報所示，在每次對極間的電壓施加，必須插入至少施加時間以上的休止時間的精加工方法的例子。在數(shù)百kHz以上的精加工的場合，即使在電壓施加中止時間A后設(shè)置休止時間C，如果不產(chǎn)生放電，則極間電壓由于泄漏電流，電壓繼續(xù)稍微下降，但大致保持休止時間前的電壓值。在這種場合，極間電壓殘留時間T為在電壓施加中止時間A上加上放電等待時間D的值。另外，在極間的泄漏電流大，放電等待時間D的電壓下降大的場合，極間電壓殘留時間T可以與電壓施加中止時間A相等。
[0140]所謂上述放電滯后累計時間測定部累計的放電滯后時間，為“從對極間施加電壓到產(chǎn)生放電的無負(fù)荷時間(放電滯后時間)”，但在該例子中，“對極間時間電壓”不僅是發(fā)出電壓施加指令的狀態(tài)，也包括即使沒有電壓施加指令，也在極間殘留充分高的殘留電壓的時間。即，在圖12所示的場合，“從對極間施加電壓到產(chǎn)生放電的無負(fù)荷時間(放電滯后時間)”大致為A+D的時間。
[0141]在此，當(dāng)再次著眼于極間電壓與平均放電滯后時間的式子，則通過上述(I)式及
(4)式，
[0142]V = EXTDsum+N+T = EX {TDsum+(NXT)}......(5)
[0143]TDsum:規(guī)定期間中的放電滯后時間累計時間(μ s)
[0144]N:規(guī)定期間中的電壓施加次數(shù)
[0145]T:極間電壓殘留時間(μ s)
[0146]TD:平均放電滯后時間(Us)
[0147]E:基準(zhǔn)電壓E
[0148]V:基于放電滯后時間的極間電壓
[0149]在圖11及圖12那樣的精加工的場合，如上所述，與粗加工不同，即使產(chǎn)生放電，也不會在中途中止電壓施加。由此，上述(5)式的NXT是“測定期間中的施加次數(shù)” X “極間電壓殘留時間”，大致與從測定期間減去在極間殘留充分高的殘留電壓的時間相等，為從圖10、圖11及圖12的極間電壓波形除去休止時間C。S卩，根據(jù)本例，在圖11及圖12那樣的精加工的場合，通過在相對于從測定期間減去休止時間的時間的、放電滯后累計的比例上乘以基準(zhǔn)電壓，能夠求出與放電滯后時間對應(yīng)的平均電壓。
[0150]接著，說明上述加工控制的第八例的幾個變形例。
[0151](i)第一變形例是以基于上述平均放電滯后時間的極間電壓值與目標(biāo)值一致的方式控制工件與電極絲之間的相對位置。該極間電壓是基于反映實際極間的間隙量的平均放電滯后時間的極間電壓，不會受到強(qiáng)制插入的休止時間、電壓施加次數(shù)變化的影響。
[0152]由此，對每個放電滯后時間測定期間求出該極間電壓，以該求出的極間電壓與目標(biāo)值一致的方式控制工件與電極絲之間的相對位置，從而將極間間隙保持為一定，加工后的槽寬一定。
[0153]另外，通過將平均放電滯后時間換算為極間電壓，能夠使用以往普遍使用的、與使用由模擬電路得到的極間平均電壓的各種伺服輸送相關(guān)的控制方法，因此，與使用平均放電滯后時間構(gòu)筑新的控制方法相比，具有導(dǎo)入容易的優(yōu)點。
[0154]另外，在現(xiàn)有技術(shù)的場合，如上所述受到休止時間的影響，因此，當(dāng)插入較大的休止時間時，求出的極間平均電壓下降較大。其結(jié)果，在平均電壓一定輸送控制中，輸送速度非常慢，不僅加工精度變差，加工時間也變長。另一方面，在基于平均放電滯后時間的極間電壓的場合，不會受到休止時間的影響，因此，即使插入較大的休止時間，能夠加工速度也不會急劇地下降地進(jìn)行加工。
[0155](ii)第二變形例是基于上述平均放電滯后時間的極間電壓值比規(guī)定的基準(zhǔn)值小的場合，在規(guī)定的時間、不進(jìn)行對極間的電壓施加，能夠得到與上述第六例相同的效果。
[0156](iii)第三變形例是基于上述平均放電滯后時間的極間電壓值比規(guī)定的基準(zhǔn)值小的場合，相對于工件與電極絲之間的相對速度，進(jìn)行減速、停止、后退中的至少一個，能夠得到與上述加工控制的第七例相同的效果。
[0157]接著，說明由電火花線切割機(jī)執(zhí)行的加工控制的第九例。
[0158]在該例子中，電火花線切割機(jī)還具備極間平均電壓測定部，該極間平均電壓測定部通過對極間的電壓波形進(jìn)行全波整流并平均化，或使對每個極性進(jìn)行了半波整流的電壓波形平均化，求出每個極性的平均電壓，通過合算這些平均電壓，從而求出極間平均電壓。
[0159]接著，說明上述加工控制的第九例的幾個變形例。
[0160](i)第一變形例使用由極間平均電壓測定部求出的極間平均電壓，進(jìn)行極間平均電壓一定伺服輸送控制，并且，在由上述平均放電滯后時間計算部求出的平均放電滯后時間比規(guī)定的基準(zhǔn)值小的場合，在規(guī)定時間、不進(jìn)行對極間的電壓施加。
[0161]在該變形例中，電極絲與工件之間的相對位置控制不是在上述加工控制的第五例、第八例(第一變形例)進(jìn)行的控制(使用平均放電滯后時間的控制、基于平均放電滯后時間的極間平均電壓的控制)，而是進(jìn)行作為現(xiàn)有技術(shù)的極間平均電壓一定伺服輸送控制，使用由平均放電滯后時間計算部求出的平均放電滯后時間，正確地測定極間的間隙量。并且，在該求出的平均放電滯后時間比預(yù)定的基準(zhǔn)值小的場合，通過在規(guī)定時間、不進(jìn)行對極間的電壓施加，能進(jìn)行穩(wěn)定的加工。
[0162]該結(jié)果，在該變形例中，能夠原樣使用與輸送控制相關(guān)的公知技術(shù)，因此，能不需要修正加工條件、輸送控制方式地得到相同的加工精度，并且，能得到與上述加工控制的第六例相同的效果。
[0163]另外，作為求出極間平均電壓的部，可以使用上述模擬電路，對極間電壓波形高速地進(jìn)行Α/D轉(zhuǎn)換，利用計數(shù)處理求出平均電壓。
[0164](ii)第二變形例在基于上述平均放電滯后時間的極間電壓值比規(guī)定的基準(zhǔn)值小的場合，相對于工件與電極絲之間的相對速度，進(jìn)行減速、停止、后退中的至少一個。
[0165]與上述第一變形例相同，電極絲與工件之間的相對位置控制不是在上述加工控制的第五例、第八例(第一變形例)進(jìn)行的控制，而是進(jìn)行作為現(xiàn)有技術(shù)的極間平均電壓一定伺服輸送控制，使用由平均放電滯后時間計算部求出的平均放電滯后時間，正確地測定極間的間隙量。并且，在該求出的平均放電滯后時間比預(yù)定的基準(zhǔn)值小的場合，通過相對于工件與電極絲之間的相對速度，進(jìn)行減速、停止、后退中的至少一個，能夠進(jìn)行穩(wěn)定的加工。
[0166]其結(jié)果，能夠原樣使用與輸送控制相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)，因此，能不需要修正加工條件、輸送控制方法地得到相同的加工精度，并且，能得到與上述加工控制的第七例相同的效果O
[0167]接著，說明由電火花線切割機(jī)執(zhí)行的加工控制的第十例。
[0168]在該例子中，電火花線切割機(jī)還具備狀態(tài)信號輸出部與狀態(tài)計數(shù)部。狀態(tài)信號輸出部將施加在極間的電壓波形判斷為開放、放電、短路中的任意一個的狀態(tài)，并輸出狀態(tài)信號。狀態(tài)計數(shù)部在上述平均放電滯后時間的測定期間，在每次向極間的電壓施加對從上述狀態(tài)信號輸出部輸出的狀態(tài)信號進(jìn)行計數(shù)，對上述測定期間中的開放次數(shù)、放電次數(shù)、短路次數(shù)中的至少兩個以上進(jìn)行計數(shù)。
[0169]接著，說明上述加工控制的第十例的幾個變形例。
[0170](i)第一變形例使用由狀態(tài)計數(shù)部求出的開放次數(shù)、放電次數(shù)、短路次數(shù)中的至少一個以上，求出伺服輸送速度而進(jìn)行伺服輸送控制，在由上述平均放電滯后計算部求出的平均放電滯后時間比規(guī)定的基準(zhǔn)值小的場合，在規(guī)定時間期間、不進(jìn)行對極間的電壓施加。
[0171]電極絲與工件間的相對位置控制不是在上述加工控制的第五例、第八例(第一變形例)中進(jìn)行的控制，而是如上述的日本特開2002-254250號公報、日本特開2004-283968號公報所記載，使用從開放次數(shù)、放電次數(shù)、短路次數(shù)之類的、極間狀態(tài)判斷信號求出伺服輸送速度的現(xiàn)有技術(shù)，使用由平均放電滯后時間計算部求出的平均放電滯后時間，正確地測定極間的間隙量。并且，在該求出的平均放電滯后時間比預(yù)定的基準(zhǔn)值小的場合，通過在規(guī)定時間、不進(jìn)行對極間的電壓施加，能進(jìn)行穩(wěn)定的加工。
[0172]其結(jié)果，由于能夠原樣使用與輸送控制相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)，能不需要修正加工條件、輸送控制方式地得到相同的加工精度，能得到與上述加工控制的第六例相同的效果。
[0173](ii)第二變形例使用由上述狀態(tài)計數(shù)部求出的開放次數(shù)、放電次數(shù)、短路次數(shù)中的至少一個以上，求出伺服輸送速度而進(jìn)行伺服輸送控制，在由上述平均放電滯后時間計算部求出的平均放電滯后時間比規(guī)定的基準(zhǔn)值小的場合，相對于工件與電極絲之間的相對速度，進(jìn)行減速、停止、后退中至少一個。
[0174]該變形例與第一變形例相同，電極絲與工件之間的相對位置控制不是在上述加工控制的第五例、第八例(第一變形例)中進(jìn)行的控制，而是如上述的日本特開2002-254250號公報、日本特開2004-283968號公報所記載的那樣，使用從開放次數(shù)、放電次數(shù)、短路次數(shù)之類的、極間狀態(tài)判斷信號求出的伺服輸送速度的現(xiàn)有技術(shù)，使用由平均放電滯后時間計算部求出的平均放電滯后時間，正確地測定極間的間隙量。并且，在該求出的平均放電滯后時間比預(yù)定的基準(zhǔn)值小的場合，通過相對于工件與電極絲之間的相對速度，進(jìn)行減速、停止、后退中的至少一個，能夠進(jìn)行穩(wěn)定的加工。
[0175]與第一變形例相同，由于能夠原樣使用與輸送控制相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)，因此，能夠不需要修正加工條件、輸送控制方式地得到相同的加工精度，并且能得到與上述加工控制的第七例相同的效果。
[0176]接著，說明由電火花線切割機(jī)執(zhí)行的加工控制的第i^一例。
[0177]在該例子中，通過在每次向極間的電壓施加，至少設(shè)置施加時間以上的休止時間地施加電壓，使電壓波形為梯形波狀。例如，如對上述加工控制的第八例進(jìn)行說明那樣，使用圖12那樣的極間電壓波形。在休止時間C中，極間電壓由對極間的雜散電容充電的電荷保持，但其間不施加電壓，因此，當(dāng)放電時，極間電壓一下子下降，之后，電壓不再上升。根據(jù)該變形例，通過使用這種、休止時間C充分長的梯形波狀的波形，能夠正確地測定平均放電滯后時間，因此，能正確地推斷極間的間隙量，能進(jìn)行高精度且穩(wěn)定的加工。
【權(quán)利要求】
1.一種電火花線切割機(jī)，其一邊使工作臺相對于電極絲的相對位置移動，一邊對上述電極絲與配置在上述工作臺上的工件之間的極間施加電壓來產(chǎn)生放電，從而對上述工件進(jìn)行加工，該電火花線切割機(jī)的特征在于，具備: 測定部，其將從對上述極間施加電壓到產(chǎn)生放電的無負(fù)荷時間作為放電滯后時間來測定，在整個規(guī)定測定期間對該測定的放電滯后時間進(jìn)行累計，并求出放電滯后累計時間； 計數(shù)部，其對上述規(guī)定測定期間的、電壓施加的次數(shù)進(jìn)行計數(shù)；以及 平均放電滯后時間計算部，其根據(jù)在上述測定部求出的放電滯后累計時間與在上述計數(shù)部求出的電壓施加次數(shù)，計算在上述規(guī)定測定期間的、每一次電壓施加時的平均放電滯后時間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電火花線切割機(jī)，其特征在于， 利用上述測定部與上述計數(shù)部，分別對極間電壓為正的場合與為負(fù)的場合雙方或只對任一方的極性求出上述規(guī)定測定期間的上述放電滯后累計時間與上述電壓施加的次數(shù)， 利用上述平均放電滯后時間計算部，在每個上述規(guī)定測定期間，求出相對于上述極性的平均放電滯后時間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電火花線切割機(jī)，其特征在于， 上述放電滯后累計時間為，對上述規(guī)定測定期間的極間電壓進(jìn)行全波整流的波形或?qū)φ妷号c負(fù)電壓的任一方進(jìn)行半波整流的波形為規(guī)定的基準(zhǔn)電壓值以上的時間的累計值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電火花線切割機(jī)，其特征在于， 上述放電滯后累計時間為，對上述規(guī)定測定期間的極間電壓進(jìn)行全波整流的波形或?qū)φ妷号c負(fù)電壓的任一方進(jìn)行半波整流的波形從成為規(guī)定的第一基準(zhǔn)電壓值以上時到成為規(guī)定的第二基準(zhǔn)電壓值以下時的時間的累計值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電火花線切割機(jī)，其特征在于， 以上述平均放電滯后時間與預(yù)定的目標(biāo)值一致的方式，控制工件與電極絲之間的相對位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電火花線切割機(jī)，其特征在于， 在上述平均放電滯后時間比規(guī)定的基準(zhǔn)值小的場合，在規(guī)定時間內(nèi)不進(jìn)行對極間的電壓施加。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電火花線切割機(jī)，其特征在于， 在上述平均放電滯后時間比規(guī)定的基準(zhǔn)值小的場合，相對于工件與電極絲之間的相對速度，進(jìn)行減速、停止、后退中的至少一個。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電火花線切割機(jī)，其特征在于， 將從電壓施加的開始到在不產(chǎn)生放電的場合中止電壓施加的時間，或從電壓施加的開始到開始下一次電壓施加的時間作為極間電壓殘留時間， 根據(jù)從上述平均放電滯后時間計算部輸出的每個上述規(guī)定測定期間的平均放電滯后時間，求出平均放電滯后時間相對于上述極間電壓殘留時間的比例， 通過在該求出的比例上乘以規(guī)定的基準(zhǔn)電壓，求出基于上述平均放電滯后時間的極間電壓值。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電火花線切割機(jī)，其特征在于， 以基于上述平均放電滯后時間的極間電壓值與預(yù)定的目標(biāo)值一致的方式控制工件與電極絲之間的相對位置。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的電火花線切割機(jī)，其特征在于， 在基于上述平均放電滯后時間的極間電壓值比規(guī)定的基準(zhǔn)值小的場合，在規(guī)定時間內(nèi)不進(jìn)行對極間的電壓施加。
11.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的電火花線切割機(jī)，其特征在于， 在基于上述平均放電滯后時間的極間電壓值比規(guī)定的基準(zhǔn)值小的場合，相對于工件與電極絲之間的相對速度，進(jìn)行減速、停止、后退中的至少一個。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電火花線切割機(jī)，其特征在于， 還具備極間平均電壓測定部，其通過對上述極間的電壓波形進(jìn)行全波整流而平均化的方法，或?qū)γ總€極性進(jìn)行了半波整流的電壓波形平均化而求出每個極性的平均電壓并合算這些平均電壓的方法中的任一個方法，求出極間平均電壓。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電火花線切割機(jī)，其特征在于， 以由上述極間平均電壓測定部求出的極間平均電壓為一定的方式進(jìn)行伺服輸送控制，并且在由上述平均放電滯后時間計算部求出的平均放電滯后時間比規(guī)定的基準(zhǔn)值小的場合，在規(guī)定時間內(nèi)不進(jìn)行對極間的電壓施加。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電火花線切割機(jī)，其特征在于， 以由上述極間平均電壓測定部求出的極間平均電壓為一定的方式進(jìn)行伺服輸送控制，在由上述平均放電滯后時間計算部求出的平均放電滯后時間比規(guī)定的基準(zhǔn)值小的場合，相對于工件與電極絲之間的相對速度，進(jìn)行減速、停止、后退中的至少一個。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電火花線切割機(jī)，其特征在于， 還具備: 狀態(tài)信號輸出部，其將施加在上述極間的電壓波形判斷為開放、放電、短路中的任一個狀態(tài)并輸出狀態(tài)信號；以及 狀態(tài)計數(shù)部，其通過對每次向極間的電壓施加時由上述狀態(tài)信號輸出部輸出的狀態(tài)信號進(jìn)行計數(shù)，從而在上述規(guī)定測定期間中對上述測定期間中的開放次數(shù)、放電次數(shù)、短路次數(shù)中的至少兩個以上進(jìn)行計數(shù)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電火花線切割機(jī)，其特征在于， 使用由上述狀態(tài)計數(shù)部求出的開放次數(shù)、放電次數(shù)、短路次數(shù)中的、至少一個以上來求出伺服輸送速度而進(jìn)行伺服輸送控制，在由上述平均放電滯后時間計算部求出的平均放電滯后時間比規(guī)定的基準(zhǔn)值小的場合，在規(guī)定時間內(nèi)不進(jìn)行對極間的電壓施加。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電火花線切割機(jī)，其特征在于， 使用由上述狀態(tài)計數(shù)部求出的開放次數(shù)、放電次數(shù)、短路次數(shù)中的、至少一個以上來求出伺服輸送速度而進(jìn)行伺服輸送控制，并且，在由上述平均放電滯后時間計算部求出的平均放電滯后時間比規(guī)定的基準(zhǔn)值小的場合，相對于工件與電極絲之間的相對速度，進(jìn)行減速、停止、后退中的至少一個。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電火花線切割機(jī)，其特征在于， 通過在對上述極間的各個的電壓施加期間，至少設(shè)置施加時間以上的休止時間地施加電壓，從而使電壓波形為梯形波狀。
【文檔編號】B23H1/02GK104339043SQ201410354376
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年7月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月24日
【發(fā)明者】古田友之 申請人:發(fā)那科株式會社