專利名稱：電火花加工裝置和電火花加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在電極和被加工物之間加上電壓，利用兩者的極間所產(chǎn)生的放電現(xiàn)象來(lái)對(duì)被加工物進(jìn)行加工的電火花加工裝置和電火花加工方法，尤其涉及那種每經(jīng)過(guò)一定時(shí)間進(jìn)行一次臨時(shí)增大極間距離的跳躍動(dòng)作或者根據(jù)加工狀態(tài)來(lái)控制跳躍動(dòng)作的電火花加工裝置和電火花加工方法。
背景技術(shù)：
過(guò)去，電火花加工裝置每經(jīng)過(guò)一定時(shí)間進(jìn)行一次跳躍動(dòng)作(即臨時(shí)增大電極和被加工物的極間距離)，或者根據(jù)加工狀態(tài)進(jìn)行跳躍動(dòng)作，通過(guò)該跳躍動(dòng)作來(lái)排除堆積在電極和被加工物之間的加工屑，提高電火花加工的速度和精度。
圖14是表示過(guò)去的電火花加工裝置的構(gòu)成的方框圖。并且，圖15是說(shuō)明過(guò)去的電火花加工裝置的跳躍動(dòng)作的說(shuō)明圖，圖15(a)是表示跳躍動(dòng)作時(shí)的極間距離變化的時(shí)間圖；圖15(b)是表示跳躍動(dòng)作時(shí)的速度變化的時(shí)間圖；圖15(c)是表示跳躍動(dòng)作時(shí)的加速度變化的時(shí)間圖；圖15(d)是表示圖15(a)的傅立葉變換結(jié)果的圖。
在圖14中，極間伺服控制部3根據(jù)極間電壓檢測(cè)部7所檢測(cè)出的電極11和被加工物12之間的極間電壓來(lái)控制主軸13的位置，利用極間的放電現(xiàn)象來(lái)對(duì)被加工物12進(jìn)行電火花加工。另一方面，跳躍控制部102按照一定時(shí)間或根據(jù)加工狀態(tài)來(lái)進(jìn)行臨時(shí)增大極間距離的控制。極間伺服控制部3和跳躍控制部102的切換通過(guò)切換部SW10的切換動(dòng)作而進(jìn)行。跳躍控制部102在進(jìn)行跳躍動(dòng)作時(shí)通知極間伺服控制部3，同時(shí)把切換部SW10從極間伺服控制部3切換到跳躍控制部102側(cè)。
以下參照?qǐng)D15，說(shuō)明跳躍動(dòng)作。跳躍控制部102在經(jīng)過(guò)了一定時(shí)間時(shí)或者達(dá)到了規(guī)定加工狀態(tài)時(shí)t1開(kāi)始跳躍動(dòng)作。跳躍動(dòng)作，首先以速度V1來(lái)提升電極11，使極間距離從距離11變?yōu)榫嚯x12。在極間距離達(dá)到距離12時(shí)t2，把電極11從上升切換到下降，使電極11按照速度-V1進(jìn)行下降。在極間距離達(dá)到13時(shí)t3，使電極11的速度-V1改變?yōu)樗俣?V2，使電極11減速，使極間距離回復(fù)到距離11。在時(shí)點(diǎn)t3，使速度-V1降低到-V2是因?yàn)槿羰闺姌O11繼續(xù)以速度-V1下降，則由于電極11的慣性作用有可能使電極11和被加工物12碰撞。
在這種過(guò)去的電火花加工裝置中，在時(shí)點(diǎn)t1、t2、t3上，由于使速度緊急改變，所以產(chǎn)生機(jī)械控制系統(tǒng)響應(yīng)速度慢和移動(dòng)量超過(guò)目標(biāo)位置的問(wèn)題。并且，因?yàn)闃O間距離的軌跡是包含高頻成分在內(nèi)的軌跡，所以對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的共振進(jìn)行激勵(lì)，在跳躍動(dòng)作結(jié)束后仍有一小段時(shí)間有殘余振動(dòng)。這樣，電火花加工在把電極11和被加工物12的極間距離保持在數(shù)μm--數(shù)十μm的狀態(tài)下，在極間加電壓進(jìn)行加工，所以，由于微小殘余振動(dòng)的作用而產(chǎn)生加工精度和速度大幅度降低的問(wèn)題。
并且，過(guò)去，為了防止殘余振動(dòng)的影響和軸的移動(dòng)量過(guò)大而造成加工精度降低，有的電火花加工裝置增大減速距離(13-11)。但這時(shí)，跳躍動(dòng)作時(shí)間長(zhǎng)，出現(xiàn)總加工時(shí)間增長(zhǎng)的問(wèn)題。
也就是說(shuō)，過(guò)去的電火花加工裝置的跳躍動(dòng)作使速度和加速度急劇變化，因此，殘余振動(dòng)和減速距離的設(shè)定，造成加工精度和加工速度大幅度降低的問(wèn)題。
并且，實(shí)際上，由于被加工物12和電極11、電火花加工裝置的質(zhì)量、加工條件、電火花加工裝置的常年變化等不同，跳躍動(dòng)作時(shí)的最佳設(shè)定頻率和頻率的允許最大成分值也不一樣。在此情況下，雖然通過(guò)調(diào)整這兩個(gè)因素，能夠進(jìn)一步縮短加工時(shí)間，而且提高加工精度。但是，由電火花加工裝置的使用者來(lái)把這些設(shè)定頻率和允許最大成分值調(diào)整到最佳狀態(tài)是很困難的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述問(wèn)題而提出的，其目的在于獲得一種能縮短加工時(shí)間而且提高加工精度的電火花加工裝置和電火花加工方法。
為了解決上述問(wèn)題，涉及本發(fā)明的電火花加工裝置具有
極間伺服控制部，用于一面把規(guī)定的電壓加到電極和被加工物之間，一面對(duì)該電極和該被加工物的極間距離進(jìn)行控制；以及跳躍控制部，用于控制跳躍動(dòng)作，以便按一定時(shí)間或者或者根據(jù)加工狀態(tài)來(lái)使上述極間距離臨時(shí)增大。
上述跳躍控制部具有一種生成平滑的指令軌跡的指令軌跡生成裝置，其指令軌跡的頻率成分在不大于規(guī)定頻率或規(guī)定頻率以內(nèi)的規(guī)定頻率范圍內(nèi)，上述跳躍控制部利用該指令軌跡生成裝置所生成的平滑指令軌跡來(lái)控制上述跳躍動(dòng)作。例如，指令軌跡生成裝置利用一種具有機(jī)械系統(tǒng)的共振頻率以下的低頻成分的正弦波來(lái)生成指令軌跡，所以在跳躍動(dòng)作結(jié)束后沒(méi)有殘余的機(jī)械系統(tǒng)的振動(dòng)，能提高加工精度。
涉及以下發(fā)明的電火花加工裝置，其中具有極間伺服控制部，用于一面把規(guī)定的電壓加到電極和被加工物之間，一面對(duì)該電極和該被加工物的極間距離進(jìn)行控制；以及跳躍控制部，用于控制跳躍動(dòng)作，以便按一定時(shí)間或者根據(jù)加工狀態(tài)來(lái)使上述極間距離臨時(shí)增大。
上述跳躍控制部具有一種用于生成平滑指令軌跡的指令軌跡生成裝置，該指令軌跡具有一種從不大于規(guī)定頻率的第1頻率開(kāi)始到超過(guò)該規(guī)定頻率的第2頻率為止的頻率范圍以外的規(guī)定頻率范圍內(nèi)的頻率成分，上述跳躍控制部利用由上述指令軌跡生成裝置生成的平滑的指令軌跡來(lái)控制上述跳躍動(dòng)作。例如，指令軌跡生成裝置利用一種具有充分離開(kāi)機(jī)械系統(tǒng)的共振頻率的頻率成分的正弦波來(lái)生成指令軌跡，所以，跳躍動(dòng)作結(jié)束后不會(huì)殘留機(jī)械系統(tǒng)的振動(dòng)，能進(jìn)行高精度加工。
涉及下一個(gè)發(fā)明的電火花加工裝置，其中具有極間伺服控制部，用于一面把規(guī)定的電壓加到電極和被加工物之間，一面對(duì)該電極和該被加工物的極間距離進(jìn)行控制；以及跳躍控制部，用于控制跳躍動(dòng)作，以便按一定時(shí)間或者或者根據(jù)加工狀態(tài)來(lái)使上述極間距離臨時(shí)增大。
該跳躍控制部具有一種生成平滑指令軌跡的指令軌跡生成裝置，用于把不小于規(guī)定頻率或超過(guò)規(guī)定頻率的規(guī)定頻率范圍內(nèi)的頻率成分值控制在不大于規(guī)定值或規(guī)定值未滿，上述跳躍控制部利用由上述指令軌跡生成裝置生成的平滑的指令軌跡來(lái)控制上述跳躍動(dòng)作。例如，指令軌跡生成裝置生成一種平滑的指令軌跡，該軌跡把超過(guò)機(jī)械系共振頻率的高頻成分控制在不大于規(guī)定值。
所以，在跳躍動(dòng)作結(jié)束后，不會(huì)殘留機(jī)械系振動(dòng)，能進(jìn)行高精度加工。同時(shí)，通過(guò)減少振動(dòng)和減少過(guò)沖量(過(guò)調(diào)量)，能減小電極的減速距離，結(jié)果，能縮短整體的跳躍動(dòng)作時(shí)間，提高加工速度。
涉及下一個(gè)發(fā)明的電火花加工裝置，其中具有極間伺服控制部，用于一面把規(guī)定的電壓加到電極和被加工物之間，一面對(duì)該電極和該被加工物的極間距離進(jìn)行控制；以及跳躍控制部，用于控制跳躍動(dòng)作，以便按一定時(shí)間或者根據(jù)加工狀態(tài)來(lái)使上述極間距離臨時(shí)增大。
上述跳躍控制部具有一種生成平滑指令軌跡的指令軌跡生成裝置，用于把從規(guī)定頻率未滿的第1頻率起到超過(guò)該規(guī)定的頻率的第2頻率止的規(guī)定頻率范圍內(nèi)的頻率成分值控制在不大于規(guī)定值或規(guī)定值未滿，上述跳躍控制部利用上述指令軌跡生成裝置所生成的平滑指令軌跡來(lái)控制上述跳躍動(dòng)作。例如，指令軌跡生成裝置生成一種平滑指令軌跡，用于把機(jī)械系的共振頻率附近的頻率成分值控制在不大于規(guī)定值，所以，在跳躍動(dòng)作結(jié)束后不會(huì)殘留機(jī)械系的振動(dòng)，能進(jìn)行高精度加工。
涉及下一個(gè)發(fā)明的電火花加工裝置，在上述發(fā)明中，上述跳躍控制部還具有濾波器，該濾波器對(duì)軌跡進(jìn)行整形，使其達(dá)到平滑，把上述規(guī)定頻率范圍內(nèi)的頻率成分值控制在上述不大于規(guī)定值或規(guī)定值未滿。例如，設(shè)置一種模擬濾波器，生成平滑指令軌跡，用于把超過(guò)機(jī)械系共振頻率的高頻成分值控制在不大于規(guī)定值，所以，在跳躍動(dòng)作結(jié)束后，不會(huì)殘留機(jī)械系的振動(dòng)，能進(jìn)行高精度加工。同時(shí)，通過(guò)減少振動(dòng)和減少過(guò)沖量，即可減小電極的減速距離，結(jié)果，能縮短整體的跳躍動(dòng)作時(shí)間，提高加工速度。
涉及下一個(gè)發(fā)明的電火花加工裝置，在上述發(fā)明中由上述指令軌跡生成裝置來(lái)對(duì)把上述規(guī)定頻率范圍內(nèi)的頻率成分值已控制在不大于規(guī)定值或規(guī)定值未滿的多個(gè)軌跡進(jìn)行加法運(yùn)算，生成一種已控制在上述不大于規(guī)定值或規(guī)定值未滿的平滑指令軌跡。這樣，在跳躍動(dòng)作結(jié)束后不會(huì)殘留機(jī)械系振動(dòng)，能進(jìn)行高精度加工。
涉及下一個(gè)發(fā)明的電火花加工裝置，在上述發(fā)明中還具有一種存儲(chǔ)裝置，用于存儲(chǔ)上述規(guī)定頻率范圍、或者包括上述規(guī)定頻率范圍和上述規(guī)定值在內(nèi)的上述跳躍動(dòng)作的條件信息。上述指令軌跡生成裝置根據(jù)上述規(guī)定頻率范圍或者上述規(guī)定頻率范圍和上述規(guī)定值來(lái)生成上述平滑指令軌跡，能靈活地更改設(shè)定跳躍動(dòng)作。
涉及下一個(gè)發(fā)明的電火花加工裝置，在上述發(fā)明中還具有一種設(shè)定輸入裝置，用于設(shè)定輸入上述規(guī)定頻率范圍、或者上述規(guī)定頻率范圍和上述規(guī)定值中的至少一個(gè)，上述指令軌跡生成裝置，根據(jù)由上述設(shè)定輸入裝置所設(shè)定的上述規(guī)定頻率范圍或者上述規(guī)定頻率和規(guī)定值來(lái)生成上述平滑指令軌跡。這樣，在跳躍動(dòng)作結(jié)束后不會(huì)殘留機(jī)械系的振動(dòng)，因此能很容易的設(shè)定高精度加工。
涉及下一個(gè)發(fā)明的電火花加工裝置，在上述發(fā)明中上述跳躍控制部還具有跳躍動(dòng)作評(píng)價(jià)裝置，用于檢測(cè)上述跳躍動(dòng)作中的狀態(tài)，評(píng)價(jià)該跳躍動(dòng)作；設(shè)定更改裝置，用于根據(jù)跳躍動(dòng)作評(píng)價(jià)裝置的評(píng)價(jià)結(jié)果來(lái)設(shè)定更改上述規(guī)定頻率范圍或上述規(guī)定值、或者上述規(guī)定頻率范圍和上述規(guī)定值。這樣，跳躍動(dòng)作評(píng)價(jià)裝置對(duì)實(shí)際的電極動(dòng)作進(jìn)行評(píng)價(jià)，設(shè)定更改裝置根據(jù)該評(píng)價(jià)結(jié)果來(lái)自動(dòng)地設(shè)定更改成規(guī)定頻率范圍和規(guī)定值等最佳加工條件，因此，能自動(dòng)地進(jìn)行高速度而且高精度的加工。
涉及下一個(gè)發(fā)明的電火花加工裝置，在上述發(fā)明中上述指令軌跡生成裝置生成一種與上述跳躍動(dòng)作相對(duì)應(yīng)的規(guī)定函數(shù)，該函數(shù)能滿足上述規(guī)定頻率范圍或者上述規(guī)定頻率范圍和上述規(guī)定值，對(duì)該規(guī)定函數(shù)進(jìn)行1以上的積分處理或1以上的微分處理，生成一種上述指令軌跡或者與該指令軌跡相對(duì)應(yīng)的控制指令。這樣，在跳躍動(dòng)作結(jié)束后不會(huì)殘留機(jī)械系的振動(dòng)，能提高加工精度發(fā)。同時(shí)，通過(guò)減少振動(dòng)，或者減小過(guò)沖量，即可減小電極的減速距離，其結(jié)果，能縮短總的跳躍動(dòng)作時(shí)間，提高加工速度。
涉及下一個(gè)發(fā)明的電火花加工裝置，在上述發(fā)明中上述跳躍控制部根據(jù)與上述平滑指令軌跡相對(duì)應(yīng)的指令速度或指令加速度來(lái)控制上述跳躍動(dòng)作。這樣，能以高速度高精度進(jìn)行靈活的電火花加工。
涉及下一個(gè)發(fā)明的電火花加工方法，由極間伺服控制部一面把規(guī)定電壓加到電極和被加工物之間，一面對(duì)該電極和該被加工物的極間距離進(jìn)行控制；由跳躍控制部每經(jīng)過(guò)一定時(shí)間或者根據(jù)加工狀態(tài)來(lái)控制跳躍動(dòng)作，使上述極間距離臨時(shí)增大。
該電火花加工方法的特征在于包括以下步驟指令軌跡生成步驟，用于生成平滑指令軌跡，該軌跡具有不大于規(guī)定頻率或者不大于規(guī)定頻率的規(guī)定頻率范圍內(nèi)的頻率成分；跳躍動(dòng)作控制步驟，該步驟利用由上述指令軌跡生成步驟所生成的平滑指令軌跡來(lái)控制上述跳躍動(dòng)作。
例如，指令軌跡生成步驟是利用具有機(jī)械系的共振頻率以下的低頻成分的正弦波來(lái)生成指令軌跡，所以，這樣，在跳躍動(dòng)作結(jié)束后不會(huì)殘留機(jī)械系的振動(dòng)，能提高加工精度。
涉及下一個(gè)發(fā)明的電火花加工方法，由極間伺服控制部一面把規(guī)定電壓加到電極和被加工物之間，一面對(duì)該電極和該被加工物的極間距離進(jìn)行控制；由跳躍控制部每經(jīng)過(guò)一定時(shí)間或者根據(jù)加工狀態(tài)來(lái)控制跳躍動(dòng)作，使上述極間距離臨時(shí)增大。
該電火花加工方法的特征在于包括以下步驟指令軌跡生成步驟，用于生成平滑指令軌跡，該軌跡具有從不大于規(guī)定頻率的第1頻率起到超過(guò)該規(guī)定頻率的第2頻率止的頻率范圍以外的規(guī)定頻率范圍內(nèi)的頻率成分；跳躍動(dòng)作控制步驟，該步驟利用由上述指令軌跡生成步驟所生成的平滑指令軌跡來(lái)控制上述跳躍動(dòng)作。
例如，指令軌跡生成步驟是利用具有充分離開(kāi)機(jī)械系的共振頻率的低頻成分的正弦波來(lái)生成指令軌跡，所以，這樣，在跳躍動(dòng)作結(jié)束后不會(huì)殘留機(jī)械系的振動(dòng)，能提高加工精度。
涉及下一個(gè)發(fā)明的電火花加工方法，由極間伺服控制部一面把規(guī)定電壓加到電極和被加工物之間，一面對(duì)該電極和該被加工物的極間距離進(jìn)行控制；由跳躍控制部每經(jīng)過(guò)一定時(shí)間或者根據(jù)加工狀態(tài)來(lái)控制跳躍動(dòng)作，使上述極間距離臨時(shí)增大。
該電火花加工方法的特征在于包括以下步驟指令軌跡生成步驟，用于生成平滑指令軌跡，該軌跡是把不小于規(guī)定頻率或者不小于規(guī)定頻率的規(guī)定頻率范圍內(nèi)的頻率成分值控制在不大于規(guī)定值或規(guī)定值未滿；跳躍動(dòng)作控制步驟，該步驟利用由上述指令軌跡生成步驟所生成的平滑指令軌跡來(lái)控制上述跳躍動(dòng)作。
例如，指令軌跡生成步驟生成一種平滑的指令軌跡，該軌跡是把超過(guò)機(jī)械系共振頻率的高頻成分控制在不大于規(guī)定值，所以，這樣，在跳躍動(dòng)作結(jié)束后不會(huì)殘留機(jī)械系的振動(dòng)，能提高加工精度。
同時(shí)，通過(guò)減小振動(dòng)和減小過(guò)量，即可減小電極的減速距離，其結(jié)果，能縮短整體的跳躍動(dòng)作時(shí)間，能提高加工精度。
涉及下一個(gè)發(fā)明的電火花加工方法，由極間伺服控制部一面把規(guī)定電壓加到電極和被加工物之間，一面對(duì)該電極和該被加工物的極間距離進(jìn)行控制；由跳躍控制部每經(jīng)過(guò)一定時(shí)間或者根據(jù)加工狀態(tài)來(lái)控制跳躍動(dòng)作，使上述極間距離臨時(shí)增大。
該電火花加工方法的特征在于包括以下步驟指令軌跡生成步驟，用于生成平滑指令軌跡，該軌跡是把從規(guī)定未滿的第1頻率起到超過(guò)該規(guī)定頻率的第2頻率止的規(guī)定頻率范圍內(nèi)的頻率成分值控制在不大于規(guī)定值或規(guī)定值未滿；以及跳躍動(dòng)作控制步驟，該步驟利用由上述指令軌跡生成步驟所生成的平滑指令軌跡來(lái)控制上述跳躍動(dòng)作。
例如，指令軌跡生成步驟生成一種把機(jī)械系共振頻率附近的頻率成分值控制在不大于規(guī)定值的平滑指令軌跡，所以，這樣，在跳躍動(dòng)作結(jié)束后不會(huì)殘留機(jī)械系的振動(dòng)，能提高加工精度。
涉及下一個(gè)發(fā)明的電火花加工方法，其特征在于在上述發(fā)明中上述指令軌跡生成步驟包括加法運(yùn)算步驟，用于對(duì)多個(gè)軌跡進(jìn)行加法運(yùn)算，該軌跡把上述規(guī)定頻率范圍內(nèi)的頻率成分值控制在不大于規(guī)定值或規(guī)定值未滿；以及生成步驟，根據(jù)由上述加法運(yùn)算步驟所計(jì)算出的軌跡，來(lái)生成一種控制在上述不大于規(guī)定值或者規(guī)定值未滿的上述平滑指令軌跡。
這樣，在跳躍動(dòng)作結(jié)束后不會(huì)殘留機(jī)械系的振動(dòng)，能提高加工精度。
涉及下一個(gè)發(fā)明的電火花加工方法，其特征在于在上述發(fā)明中還包括一種設(shè)定輸入步驟，該步驟用于設(shè)定輸入上述規(guī)定頻率范圍或者上述規(guī)定頻率范圍和上述規(guī)定值中的至少一個(gè)；上述指令軌跡生成步驟根據(jù)由上述設(shè)定輸入步驟所設(shè)定的上述規(guī)定頻率范圍或上述規(guī)定頻率和規(guī)定值，生成上述平滑指令軌跡。這樣，在跳躍動(dòng)作結(jié)束后不會(huì)殘留機(jī)械系的振動(dòng)，因此能很容易地設(shè)定高精度加工。
涉及下一個(gè)發(fā)明的電火花加工方法，其特征在于在上述發(fā)明中還包括跳躍動(dòng)作評(píng)價(jià)步驟，用于檢測(cè)上述跳躍動(dòng)作中的狀態(tài)，評(píng)價(jià)該跳躍動(dòng)作；設(shè)定更改步驟，用于根據(jù)上述跳躍動(dòng)作評(píng)價(jià)步驟的評(píng)價(jià)結(jié)果，來(lái)設(shè)定更改上述規(guī)定頻率范圍或上述規(guī)定值或上述規(guī)定頻率范圍和上述規(guī)定值。
這樣，由跳躍動(dòng)作評(píng)價(jià)步驟對(duì)實(shí)際的電極動(dòng)作進(jìn)行評(píng)價(jià)；由設(shè)定更改步驟根據(jù)該評(píng)價(jià)結(jié)果，自動(dòng)地設(shè)定更改成規(guī)定頻率范圍和規(guī)定值等最佳加工條件，所以能自動(dòng)地進(jìn)行高速和高精度加工。
涉及下一個(gè)發(fā)明的電火花加工方法其特征在于在上述發(fā)明中上述指令軌跡生成裝置生成一種與上述跳躍動(dòng)作相對(duì)應(yīng)的規(guī)定函數(shù)，該函數(shù)能滿足上述規(guī)定頻率范圍或者上述規(guī)定頻率范圍和上述規(guī)定值，對(duì)該規(guī)定函數(shù)進(jìn)行1以上的積分處理或1以上的微分處理，生成一種上述指令軌跡或者與該指令軌跡相對(duì)應(yīng)的控制指令。這樣，在跳躍動(dòng)作結(jié)束后不會(huì)殘留機(jī)械系的振動(dòng)，能提高加工精度發(fā)。同時(shí)，通過(guò)減少振動(dòng)，或者減小過(guò)沖量，即可減小電極的減速距離，其結(jié)果，能縮短總的跳躍動(dòng)作時(shí)間，提高加工速度。
涉及下一個(gè)發(fā)明的電火花加工方法，在上述發(fā)明中上述跳躍動(dòng)作控制步驟根據(jù)與上述平滑指令軌跡相對(duì)應(yīng)的指令速度或指令加速度來(lái)控制上述跳躍動(dòng)作。這樣，能以高速度高精度進(jìn)行靈活的電火花加工。


圖1是表示本發(fā)明第1實(shí)施例的電火花加工裝置構(gòu)成的方框圖。
圖2是表示本發(fā)明第1實(shí)施例的電火花加工裝置跳躍軌跡生成部所生成的指令軌跡一例的圖。
圖3是表示本發(fā)明第2實(shí)施例的電火花加工裝置跳躍軌跡生成部所生成的指令軌跡一例的圖。
圖4是表示本發(fā)明第3實(shí)施例的電火花加工裝置的構(gòu)成的方框圖。
圖5是表示本發(fā)明第4實(shí)施例的電火花加工裝置跳躍軌跡生成部所生成的指令軌跡一例的圖。
圖6是表示圖5所示的傅立葉變換結(jié)果的圖。
圖7是表示本發(fā)明第5實(shí)施例的電火花加工裝置的跳躍軌跡生成部所生成的指令軌跡所對(duì)應(yīng)的傅立葉變換結(jié)果的一例的圖。
圖8是表示本發(fā)明第6實(shí)施例的電火花加工裝置構(gòu)成的方框圖。
圖9是表示本發(fā)明第7實(shí)施例的電火花加工裝置跳躍軌跡生成部所生成的指令軌跡一例的圖。
圖10是表示本發(fā)明第7實(shí)施例的指令軌跡的一例的圖。
圖11是表示本發(fā)明第8實(shí)施例的電火花加工裝置構(gòu)成的方框圖。
圖12是表示本第9實(shí)施例的跳躍軌跡生成部所生成的指令軌跡一例的圖。
圖13是圖12的一部分波形的分解波形一例的圖。
圖14是表示過(guò)去的電火花加工裝置的構(gòu)成的方框圖。
圖15是說(shuō)明過(guò)去的電火花加工裝置的跳躍動(dòng)作的圖。
具體實(shí)施例方式
以下參照附圖，詳細(xì)說(shuō)明涉及本發(fā)明的電火花加工裝置和電火花加工方法的最佳實(shí)施例。
首先說(shuō)明本發(fā)明的第1實(shí)施例。圖1是表示本發(fā)明第1實(shí)施例的電火花加工裝置的構(gòu)成的方框圖。在圖1中，加工電源控制部5根據(jù)加工條件存儲(chǔ)部4內(nèi)所存儲(chǔ)的與加工電源控制有關(guān)的信息，對(duì)加工電源10進(jìn)行控制，把電壓加在電極11和被加工物12之間。
極間伺服控制部3根據(jù)對(duì)電極11和被加工物12之間的極間電壓進(jìn)行檢測(cè)的極間電壓檢測(cè)部7的極間電壓檢測(cè)結(jié)果、以及位置檢測(cè)部8的電極11位置檢測(cè)結(jié)果，對(duì)極間距離進(jìn)行控制。極間伺服控制部3對(duì)主軸用馬達(dá)控制部6進(jìn)行控制，在該控制條件下，對(duì)主軸用馬達(dá)9進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，使主軸13的位置上下移動(dòng)，這樣一來(lái)，使電極11移動(dòng)，其結(jié)果，對(duì)電極11和被加工物12的極間距離進(jìn)行控制。而且，極間伺服控制部3根據(jù)加工條件存儲(chǔ)部4內(nèi)所存儲(chǔ)的伺服控制條件來(lái)進(jìn)行控制。
另一方面，跳躍控制部2根據(jù)加工條件存儲(chǔ)部4內(nèi)所存儲(chǔ)的跳躍動(dòng)作條件信息，按照每一定時(shí)間或者按照加工狀態(tài)，進(jìn)行跳躍動(dòng)作控制，使極間距離臨時(shí)增大。跳躍控制部2和極間伺服控制部3的極間距離控制一樣，通過(guò)主軸用馬達(dá)控制部6、主軸用馬達(dá)9和主軸13，對(duì)電極11和被加工物12的極間距離進(jìn)行控制。這時(shí)，跳躍控制部2根據(jù)進(jìn)行電極11位置檢測(cè)的位置檢測(cè)部8的位置檢測(cè)結(jié)果，對(duì)極間距離進(jìn)行控制。
用極間伺服控制部3進(jìn)行的控制、以及用跳躍控制部2進(jìn)行的控制和切換，均通過(guò)切換部SW來(lái)進(jìn)行。跳躍控制部2在進(jìn)行跳躍動(dòng)作時(shí)，把進(jìn)行跳躍動(dòng)作的信息通知到極間伺服控制部3內(nèi)，同時(shí)，對(duì)切換部SW進(jìn)行控制，從極間伺服控制部3側(cè)切換到跳躍控制部2側(cè)。
跳躍控制部2具有跳躍軌跡生成部1。跳躍軌跡生成部1根據(jù)加工條件存儲(chǔ)部4內(nèi)所存儲(chǔ)的跳躍動(dòng)作條件信息，生成一種圖2(a)所示的極間距離指令軌跡，由跳躍控制部2根據(jù)該指令軌跡來(lái)對(duì)跳躍動(dòng)作進(jìn)行控制。而且，圖2(b)表示圖2(a)所示的指令軌跡傅立葉變換結(jié)果。
圖2所示的跳躍動(dòng)作的指令軌跡采用了借助于比標(biāo)準(zhǔn)頻率fc低的頻率f的正弦波而生成的軌跡。在此，若把極間距離設(shè)定為‘L(t)’，則可用下式表示。
L(t)＝(I2-I1)sin2πf1(t-t1)+I1式中，f＜fc。f1是指令軌跡的頻率成分。并且，I1是跳躍動(dòng)作開(kāi)始時(shí)點(diǎn)t1和跳躍動(dòng)作結(jié)束時(shí)點(diǎn)t2中的極間距離，I2是跳躍動(dòng)作時(shí)的極間距離的最大值。而且，、標(biāo)準(zhǔn)頻率fc在此采用電火花加工裝置(機(jī)械系)的共振頻率。
上述極間距離L(t)的式子存儲(chǔ)在加工條件存儲(chǔ)部4中。跳躍軌跡生成部1從加工條件存儲(chǔ)部4中根據(jù)極間距離L(t)的式子來(lái)生成指令軌跡，由跳躍控制部2根據(jù)該指令軌跡來(lái)控制跳躍動(dòng)作。
在該實(shí)施例1中，跳躍軌跡生成部1利用僅有比共振頻率fc低的頻率f1成分的正弦波來(lái)生成平滑指令軌跡，所以，這樣，在跳躍動(dòng)作結(jié)束后不會(huì)殘留機(jī)械系的振動(dòng)，能提高加工精度。
而且，在上述實(shí)施例1中，利用僅有比標(biāo)準(zhǔn)頻率fc低的一個(gè)頻率f1成分的正弦波來(lái)生成指令軌跡，但也可以是標(biāo)準(zhǔn)頻率fc以下，也可以生成這樣一種指令軌跡，即其中包括能滿足標(biāo)準(zhǔn)fc未滿的條件的2個(gè)以上的頻率成分。
并且，在上述實(shí)施例1中，標(biāo)準(zhǔn)頻率fc采用了機(jī)械系的共振頻率。但也可以是根據(jù)控制系的頻率響應(yīng)而求出的截止頻率和數(shù)字控制器的取樣頻率的1/2，以及這些設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)頻率，例如，截止頻率的A倍(0＜A≤1)的頻率。
再者，在上述第1實(shí)施例中，對(duì)跳躍動(dòng)作的指令軌跡，即極間距離的位置進(jìn)行控制，但也可以對(duì)極間距離進(jìn)行速度控制或加速度控制。
以下說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例2。該實(shí)施例2的電火花加工裝置的構(gòu)成，加工條件存儲(chǔ)部4內(nèi)所存儲(chǔ)的極間距離L(t)的式子和跳躍軌跡生成部1的指令軌跡的生成處理不同于圖1所示的電火花加工裝置，其他構(gòu)成與圖1所示的電火花加工裝置相同。
圖3是表示該發(fā)明的實(shí)施例2的電火花加工裝置的跳躍軌跡生成部1所生成的跳躍動(dòng)作的指令軌跡以及該指令軌跡的傅立葉變換結(jié)果。圖3所示的跳躍動(dòng)作的指令軌跡用一種正弦波來(lái)生成，該正弦波具有從標(biāo)準(zhǔn)頻率fc的0.9倍起到1.1倍止的頻率以外的頻率成分。也就是說(shuō)，指令L(t)可用下式表示L(t)＝(I2-I1)sin2πf2(t-t2)+I1但，f2＜fc×0.9或者f2＞fc×1.1。式中，f2是指令軌跡的頻率成分。并且T1是跳躍動(dòng)作開(kāi)始時(shí)點(diǎn)t1和跳躍動(dòng)作結(jié)束時(shí)點(diǎn)t2的極間距離；I2是跳躍動(dòng)作時(shí)的極間距離的最大值。而且，標(biāo)準(zhǔn)頻率fc在此采用電火花加工裝置(機(jī)械系)的共振頻率。
上述極間距離L(t)的式子被存儲(chǔ)在加工條件存儲(chǔ)部4內(nèi)。跳躍軌跡生成部1從加工條件存儲(chǔ)部4中根據(jù)該極間距離L(t)的式子來(lái)生成指令軌跡，跳躍控制部2根據(jù)該指令軌跡來(lái)控制跳躍動(dòng)作。
在該實(shí)施例2中，跳躍軌跡生成部1生成這樣一種正弦波的平滑指令軌跡，該正弦波僅有從共振頻率fc的0.9倍到1.1倍的頻率以外的頻率f2，即充分離開(kāi)共振頻率fc的頻率f2成分。因此，在跳躍動(dòng)作結(jié)束后不會(huì)殘留機(jī)械系振動(dòng)，能進(jìn)行高精度的加工而且，在上述實(shí)施例2中，利用只有從標(biāo)準(zhǔn)頻率fc的0.9倍到1.1倍的頻率以外的一個(gè)頻率f2的正弦波來(lái)生成指令軌跡。但也可以生成能滿足條件的包括2個(gè)以上的頻率成分在內(nèi)的指令軌跡。
并且，在上述實(shí)施例2中，僅用標(biāo)準(zhǔn)頻率fc的0.9倍到1.1倍的頻率以外的頻率來(lái)生成指令軌跡，但也可以僅用標(biāo)準(zhǔn)頻率fc的的A倍(0＜A≤1)到B倍(1≤B)的頻率以外的頻率來(lái)生成指令軌跡。
再者，標(biāo)準(zhǔn)頻率fc采用了機(jī)械系的共振頻率，但也可以采用從控制系的頻率響應(yīng)中求出的截止頻率和數(shù)字控制器的取樣頻率的1/2作為標(biāo)準(zhǔn)頻率。
并且，在上述實(shí)施例2中，利用指令軌跡來(lái)控制跳躍動(dòng)作，即對(duì)極間距離的位置進(jìn)行控制，但也可以對(duì)極間距離進(jìn)行速度控制或加速度控制。
以下說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例3。該實(shí)施例3中的電火花加工裝置，其構(gòu)成是在圖1所示的電火花加工裝置上增加了加工條件輸入部14。
圖4是表示作為本發(fā)明實(shí)施例3的電火花加工裝置的構(gòu)成的方框圖。在圖4中，加工條件輸入部14向加工條件存儲(chǔ)部4內(nèi)輸入跳躍動(dòng)作條件信息，即跳躍動(dòng)作用的軌跡生成時(shí)所用的參數(shù)。例如，設(shè)定輸入上述標(biāo)準(zhǔn)頻率fc和f＜fc等條件。
在本實(shí)施例1中因?yàn)槭褂谜吣芾眉庸l件輸入部14任意地設(shè)定輸入標(biāo)準(zhǔn)頻率fc等，所以，能抑制跳躍動(dòng)作結(jié)束后的機(jī)械系的振動(dòng)，能按使用者要求的高精度進(jìn)行加工。
以下說(shuō)明本實(shí)施例4.該實(shí)施例4中的電火花加工裝置的構(gòu)成，其加工條件存儲(chǔ)部4內(nèi)所存儲(chǔ)的極間距離L(t)的式子以及跳躍軌跡生成部1的指令軌跡的生成處理不同于圖1所示的電火花加工裝置，其他構(gòu)成與圖1所示的電火花加工裝置相同。
圖5是表示作為本發(fā)明實(shí)施例4的電火花加工裝置的跳躍軌跡生成部1所生成的跳躍動(dòng)作的指令軌跡的圖。并且，圖6是表示圖5所示的指令軌跡的傅立葉變換結(jié)果的。圖5所示的指令軌跡是從時(shí)點(diǎn)t1至?xí)r點(diǎn)t4大體上形成山的形狀的軌跡。把從時(shí)點(diǎn)14上的極間距離13起到跳躍動(dòng)作結(jié)束時(shí)點(diǎn)t3上的極間距離I1止的距離設(shè)定為減速距離(I3-I1)。
另一方面，圖5所示的指令軌跡如圖6所示進(jìn)行控制，使標(biāo)準(zhǔn)頻率(共振頻率)fc以上的頻率范圍的頻度成分值變成規(guī)定值C以下。
其結(jié)果是，在該實(shí)施例4中，生成一種指令軌跡，該軌跡是共振頻率fc以上的高頻范圍的頻率成分值被控制在規(guī)定值C以下，所以，在跳躍動(dòng)作結(jié)束后，不會(huì)殘留機(jī)械系振動(dòng)，能提高加工精度。同時(shí)，由于該振動(dòng)減少和過(guò)調(diào)量減少，所以能減小減速距離(I3-I1)，其結(jié)果，能縮短總的跳躍動(dòng)作時(shí)間(t3-t1)，能提高加工速度。
而且，在上述實(shí)施例4中，采用了機(jī)械系共振頻率作為標(biāo)準(zhǔn)頻率fc，但也可以采用從控制系的頻率響應(yīng)中求得的截止頻率或者數(shù)字控制器的取樣頻率的1/2，另外，也可以采用這些設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)頻率，例如截止頻率的A倍(0＜A≤1)。
并且，在上述實(shí)施例4中，用指令軌跡來(lái)控制跳躍動(dòng)作，即對(duì)極間距離的位置進(jìn)行控制。但也可以對(duì)極間距離進(jìn)行速度控制或加速度控制。
以下說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例5。在上述實(shí)施例4中，生成一種指令軌跡，其共振頻率fc以上的頻率范圍的頻率成分值為規(guī)定值C以下，在該實(shí)施例5中，從共振頻率fc的0.9倍的頻率起到共振頻率fc的1.1倍的頻率止的頻率范圍內(nèi)的頻率成分值為規(guī)定值C以下。
圖7是表示例如近似于圖5的指令軌跡的傅立葉變換結(jié)果的一例的圖。如圖7所示，在該實(shí)施例5中，從共振頻率fc的0.9倍的頻率(0.9·fc)起到共振頻率fc的1.1倍的頻率(1.1·fc)止的頻率范圍的頻率成分值為規(guī)定值C以下。
在該實(shí)施例5中，因?yàn)樯傻闹噶钴壽E，其中對(duì)機(jī)械系共振頻率附近的頻率成分值進(jìn)行了抑制。所以，在跳躍動(dòng)作結(jié)束后不會(huì)殘留機(jī)械系的振動(dòng)，能提高加工精度。
而且，在上述實(shí)施例5中，標(biāo)準(zhǔn)頻率fc采用了機(jī)械系的共振頻率。但也可以采用從控制系統(tǒng)的頻率系統(tǒng)的頻率響應(yīng)中求出的截止頻率和數(shù)字控制器的取樣頻率的1/2，以及其設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)頻率，例如截止頻率的A倍(0＜A≤1)的頻率。并且，在上述實(shí)施例5中，生成一種跳躍動(dòng)作的指令軌跡，其中，從共振頻率的0.9倍的頻率起到1.1倍的頻率止的頻率范圍內(nèi)的頻率成分值被控制在規(guī)定值C以下。但是，也可以把從控制頻率fc的A倍(0＜A≤1)的頻率起到共振頻率fc的B倍(1≤B)的頻率止的頻率范圍內(nèi)的頻率成分值抑制到規(guī)定值C以下。
再有，在上述實(shí)施例5中，用指令軌跡來(lái)控制跳躍動(dòng)作，即對(duì)極間距離的位置進(jìn)行控制，但也可以對(duì)極間距離進(jìn)行速度控制或加速度控制。
以下說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例6.在上述實(shí)施例4、5中均由跳躍生成部1來(lái)生成了這樣一種指令軌跡，它把各頻率范圍中的頻率成分值抑制到了規(guī)定值C以下，但在該實(shí)施例6中，在跳躍控制部2的輸出級(jí)設(shè)置了一種濾波器15，用于把共振頻率fc以上的頻率范圍內(nèi)的頻率成分值抑制到規(guī)定值C以下。
圖8是表示本發(fā)明實(shí)施例8的電火花加工裝置的構(gòu)成的方框圖。在圖8中，濾波器15是模擬濾波器，把共振頻率fc以上的頻率范圍內(nèi)的頻率成分值抑制在規(guī)定值C以下進(jìn)行輸出。其他構(gòu)成與圖1所示的電火花加工裝置的構(gòu)成相同。
在該實(shí)施例6中，把由模擬濾波器構(gòu)成的濾波器15設(shè)置到跳躍控制部2的輸出級(jí)上，輸出這樣一種指令軌跡，它把共振頻率fc以上的頻率范圍內(nèi)的頻率成分值抑制到規(guī)定值C以下，這樣，在跳躍動(dòng)作結(jié)束后不會(huì)殘留機(jī)械系的振動(dòng)，能提高加工精度。并且，振動(dòng)減少，過(guò)沖量減小，所以，能減小減速距離(I3-I1)，能縮短整體的跳躍動(dòng)作時(shí)間(t3-t1)，能提高加工速度。
而且，在上述實(shí)施例6中，利用模擬濾波器來(lái)把共振頻率fc以上的頻率范圍內(nèi)的頻率成分值抑制到規(guī)定值C以下，但也可以在跳躍軌跡生成部1內(nèi)采用數(shù)字濾波器，以便生成一種能把共振頻率fc以上的頻率范圍內(nèi)的頻率成分值抑制到規(guī)定值C以下的平滑指令軌跡。
并且，在上述實(shí)施例6中，用指令軌跡來(lái)控制跳躍動(dòng)作，即對(duì)極間距離的位置進(jìn)行控制，但也可以對(duì)極間距離進(jìn)行速度控制或加速度控制。
以下說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例7。在該實(shí)施例7中利用多個(gè)軌跡來(lái)生成一個(gè)指令軌跡。
圖9是說(shuō)明跳躍動(dòng)作的指令軌跡生成處理的一例的圖，其中采用本發(fā)明實(shí)施例7的電火花加工裝置的跳躍軌跡生成部1.在圖9中，利用圖9(a)所示的正弦波L1(t)和圖9(b)所示的矩形波L2(t)來(lái)生成圖9(c)所示的指令軌跡L(t)。也就是說(shuō)，指令軌跡L(t)可用下式表示。
L(t)＝L1(t)+L2(t)式中，正弦波L1(t)是一種具有比設(shè)定頻率即共振頻率fc低的頻率成分的正弦波。所以，正弦波L1(t)，共振頻率fc以上的頻率范圍內(nèi)的頻率成分值為零。
另一方面，矩形波L2(t)可由下式表示。
L2(t)＝0(t＜t1)D(t1≤t≤t3)0(t3＜t)若對(duì)該矩形波L2(t)進(jìn)行傅里葉級(jí)數(shù)展開(kāi)，則L2(t)=(4D/π)Σm=0∞(1/(2m+1)]]>.sin(2(2m+1)π/(t3-t1))(t-t1))
若利用該式來(lái)求f[Hz]的頻率成分值的大小，則為4D/πf(t3-t1)因?yàn)轭l率f越高，頻率成分值越小，所以，為了使共振頻率fc的頻率成分值達(dá)到規(guī)定值C以下，可充分減小“D”值，或者充分增大時(shí)間值(t3-t1)，這樣，頻率f為共振頻率fc以上的全部頻率范圍內(nèi)的頻率成分值均為規(guī)定值C以下。
跳躍動(dòng)作的指令軌跡L(t)是這些函數(shù)，即正弦波L1(t)和矩形波L2(t)之和，所以，能把超過(guò)共振頻率fc的頻率范圍內(nèi)的頻率成分值設(shè)定到規(guī)定值C以下。
在該實(shí)施例7中，考慮到各軌跡的函數(shù)的頻率成分值，生成這樣一種跳躍動(dòng)作的指令軌跡，它使超過(guò)共振的頻率fc的頻率范圍內(nèi)的各頻率成分值之和為規(guī)定值C以下，這樣，在跳躍動(dòng)作結(jié)束后不會(huì)殘留機(jī)械系的振動(dòng)，能提高加工精度。
而且，在上述實(shí)施例7中利用正弦波L1(t)和矩形波L2(t)之和來(lái)生成指令軌跡L(t)，但也可以使正弦波L1(t)和矩形波L2(t)分別增加2種以上。另外，也可以使正弦波L1(t)和矩形波L2(t)分別增加2種以上，生成指令軌跡L(t)。并且，也可以增加其他軌跡函數(shù)。例如增加三角波等，生成指令軌跡。
并且，在上述實(shí)施例7中僅僅利用從跳躍動(dòng)作開(kāi)始時(shí)點(diǎn)t1起到跳躍動(dòng)作結(jié)束時(shí)點(diǎn)t3止的全部時(shí)間范圍所定義的函數(shù)之和來(lái)求出指令軌跡，但也可以對(duì)時(shí)間范圍進(jìn)行分區(qū)，分別對(duì)各個(gè)時(shí)間范圍生成指令軌跡，把這些時(shí)間范圍連接起來(lái)的軌跡作為指令軌跡加以求出。
例如，如圖10所示，也可以利用僅僅定義從時(shí)點(diǎn)t1到時(shí)點(diǎn)t4的時(shí)間范圍(t1＜t3＜t4)的函數(shù)L11(t)、L21(t)、以及僅僅定義從時(shí)點(diǎn)t4到時(shí)點(diǎn)t3的時(shí)間范圍的函數(shù)L12(t)、L22(t)，進(jìn)行以下設(shè)定在從時(shí)點(diǎn)t1到時(shí)點(diǎn)t4的時(shí)間范圍內(nèi)，要使函數(shù)L11(t)和函數(shù)L22(t)之和能滿足上述頻率范圍內(nèi)的頻率成分值達(dá)到不大于規(guī)定值的條件；在從時(shí)點(diǎn)t4到時(shí)點(diǎn)t3的時(shí)間范圍內(nèi)，要使函數(shù)L12(t)和函數(shù)L22(t)之和能滿足上述頻率范圍內(nèi)的頻率成分值達(dá)到不大于規(guī)定值的條件。并且，在此情況下，也可以進(jìn)一步劃分fc成多個(gè)時(shí)間范圍。例如，也可以劃分成3個(gè)以上的時(shí)間范圍，利用多個(gè)軌跡之和分別對(duì)每個(gè)時(shí)間范圍求出指令軌跡。
并且，在上述實(shí)施例6中，用指令軌跡來(lái)控制跳躍動(dòng)作，也就是說(shuō)對(duì)極間距離的位置進(jìn)行控制，但是，也可以對(duì)極間距離進(jìn)行速度控制和加速度控制。
以下說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例8。在該實(shí)施例8中，跳躍控制部2對(duì)跳躍動(dòng)作的動(dòng)作狀態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià)，根據(jù)該評(píng)價(jià)結(jié)果，自動(dòng)地重新設(shè)定指令軌跡，以便形成適當(dāng)?shù)奶S動(dòng)作。
圖11是表示本實(shí)施例8的電火花加工裝置構(gòu)成的方框圖。該電火花加工裝置，其跳躍控制部2的構(gòu)成不同于圖1所示的電火花加工裝置，其他構(gòu)成與圖1所示的電火花加工裝置相同。
在圖11中跳躍控制部2具有評(píng)價(jià)部21和設(shè)定更改部22。評(píng)價(jià)部21根據(jù)加工條件存儲(chǔ)部4內(nèi)所存儲(chǔ)的動(dòng)作條件信息，在跳躍軌跡生成部1中生成指令軌跡，根據(jù)該生成的指令軌跡來(lái)進(jìn)行跳躍動(dòng)作。評(píng)價(jià)部21在該跳躍動(dòng)作的進(jìn)行中產(chǎn)生振動(dòng)的情況下，向設(shè)定更改部22發(fā)出指示，使其更改指令軌跡，即降低共振頻率fc或者減小允許振動(dòng)量(規(guī)定值C)。
設(shè)定更改部22把該指示存儲(chǔ)到加工條件存儲(chǔ)部4內(nèi)。即對(duì)加工條件存儲(chǔ)部4內(nèi)的跳躍動(dòng)作條件信息自動(dòng)地進(jìn)行設(shè)定更改。通過(guò)該設(shè)定更改，在下次進(jìn)行跳躍動(dòng)作時(shí)按照采用了設(shè)定更改即修正后的跳躍動(dòng)作條件信息的指令軌跡來(lái)進(jìn)行跳躍動(dòng)作。
在該實(shí)施例8中，因?yàn)閷?duì)主軸13(電極11)的實(shí)際動(dòng)作進(jìn)行評(píng)價(jià)，對(duì)共振頻率fc和允許振動(dòng)量(規(guī)定值C)的條件進(jìn)行設(shè)定更改，所以能對(duì)加工條件自動(dòng)地進(jìn)行優(yōu)化，能提高加工速度和精度。
而且，在上述實(shí)施例8中，在由評(píng)價(jià)部21進(jìn)行評(píng)價(jià)的跳躍動(dòng)作的下一個(gè)跳躍動(dòng)作時(shí)采用已設(shè)定更改過(guò)的跳躍動(dòng)作的指令軌跡，但是，也可以從設(shè)定更改后的第2次跳躍動(dòng)作時(shí)起才開(kāi)始使用設(shè)定更改后的指令軌跡。
以下說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例9。在該實(shí)施例9中，考慮到加速度的各函數(shù)的頻率成分值，對(duì)加速度軌跡進(jìn)行2次積分，以便超過(guò)共振頻率fc的頻率范圍的頻率成分值之和達(dá)到規(guī)定值C以下，以此來(lái)生成指令軌跡。
圖12是表示指令軌跡生成處理的一例的圖，該指令軌跡是由本發(fā)明實(shí)施例9的電火花加工裝置的跳躍軌跡生成部1生成的。首先，如圖12(a)所示，決定加速度軌跡。也就是說(shuō)，對(duì)時(shí)點(diǎn)TA1～TA16之間的各區(qū)間決定以下加速度軌跡。
TA1≤t＜TA2a(t)＝a1/2(1-cos(2πf1(t-TA1)))式中，f1＝1/(2(TA2-TA1))TA2≤t≤TA3a(t)＝a1TA3＜t＜TA4a(t)＝a1/2(1+cos(2πf2(t-TA3)))式中，f2＝1/(2(TA4-TA3))TA4≤t≤TA5a(t)＝0TA5＜t＜TA6a(t)＝a2/2(-1+cos(2πf3(t-TA5)))式中，f3＝1/(2(TA6-TA5))TA6≤t≤TA7a(t)＝-a2TA7＜t＜TA8a(t)＝a2/2(-1-cos(2πf4(t-TA7)))式中，f4＝1/(2(TA8-TA7))TA8≤t≤TA9a(t)＝0TA9＜t＜TA10a(t)＝a3/2(-1+cos(2πf5(t-TA9)))式中，f5＝1/(2(TA6-TA5))TA10≤t≤TA11a(t)＝-a3TA11＜t＜TA12a(t)＝a3/2(-1-cos(2πf6(t-TA11)))式中，f6＝1/(2(TA12-TA11))TA12≤t≤TA13a(t)＝0TA13＜t＜TA14a(t)＝a4/2(1-cos(2πf7(t-TA13)))式中，f7＝1/(2(TA14-TA13))TA14≤t≤TA15a(t)＝a4TA15＜t＜TA16a(t)＝a4/2(1+cos(2πf8(t-TA15)))
式中，f8＝1/(2(TA16-TA15))其中，正弦波部分的頻率fi(i＝1、2、……、8)設(shè)定為比共振頻率fc小的值。
并且，在TA1≤t≤TA4的區(qū)間內(nèi)的加速度軌跡的波形中可以包括由圖13的實(shí)線所表示的矩形波。該矩形波分別為高度a1/2、寬度TA4-TA1以及高度a1/2、寬度TA3-TA2的2個(gè)矩形波之和，所以，按照減小a1值或增加時(shí)間寬度的方法進(jìn)行設(shè)定，以便頻率f的頻率成分值2a1/πf(TA4-TA1)+2a1/πf(TA3-TA2)達(dá)到規(guī)定值C以下。
同樣，對(duì)于TA5＜t＜TA8、TA9＜t＜TA12、TA13＜t＜TA16各區(qū)間，也決定加速度函數(shù)，以便頻率f的頻率成分達(dá)到規(guī)定值C以下，而且，最大極間距離12、最高速度V1、減速距離12、減速距離達(dá)到時(shí)的速度-V2分別能滿足各種條件。
也就是說(shuō)，求出圖12(b)的速度軌跡，該軌跡是對(duì)圖12(a)的加速度軌跡進(jìn)行了1次(階)積分；最后求出圖12(c)的指令軌跡，該軌跡是再進(jìn)一步對(duì)圖12(b)的速度軌跡進(jìn)行積分，也就是說(shuō)對(duì)圖12(a)的加速度軌跡進(jìn)行了2次積分。
在該實(shí)施例9中，考慮到加速度的各函數(shù)的頻率成分，對(duì)加速度軌跡進(jìn)行2次積分，生成指令軌跡，以便超過(guò)共振頻率fc的頻率范圍的頻率成分值之和達(dá)到規(guī)定值C以下。所以，這樣，在跳躍動(dòng)作結(jié)束后不會(huì)殘留機(jī)械系的振動(dòng)，能提高加工精度。并且，由于振動(dòng)少，過(guò)沖量小，所以能減小減速距離(I3-I1)，能縮短整體的跳躍動(dòng)作時(shí)間(t3-t1)，能提高加工速度。
而且，在上述實(shí)施例9中，生成跳躍動(dòng)作的指令軌跡，以便加速度軌跡能滿足條件，通過(guò)對(duì)該加速度軌跡進(jìn)行2次積分，作為極間距離的指令值，即指令軌跡，但是，跳躍控制部2也可以用速度軌跡或加速度軌跡來(lái)代替該指令軌跡，進(jìn)行速度控制或加速度控制。
另外，在指令軌跡的生成中，進(jìn)行2次的積分處理，但是，也可以進(jìn)行僅1次或者3次以上的積分處理；，也可以為代替積分處理而進(jìn)行1次以上的微分處理，求出所需的指定軌跡、速度軌跡、加速度軌跡。
在產(chǎn)業(yè)上利用的可能性本發(fā)明能夠利用于那種在電極和被加工物之間加電壓，利用兩者的電極間所產(chǎn)生的電火花現(xiàn)象對(duì)被加工物進(jìn)行加工的電火花加工裝置和電火花加工方法，尤其適用于那種按照一定時(shí)間或根據(jù)加工狀態(tài)來(lái)對(duì)臨時(shí)增大極間距離的跳躍動(dòng)作進(jìn)行控制的電火花加工裝置和電火花加工方法。
權(quán)利要求
1.一種電火花加工裝置，具有極間伺服控制部，用于一面把規(guī)定的電壓加到電極和被加工物之間，一面對(duì)該電極和該被加工物的極間距離進(jìn)行控制；以及跳躍控制部，用于控制跳躍動(dòng)作，以便按一定時(shí)間或者根據(jù)加工狀態(tài)來(lái)使上述極間距離臨時(shí)增大，其特征在于上述跳躍控制部具有生成平滑指令軌跡的指令軌跡生成裝置，其指令軌跡的頻率成分是在不大于規(guī)定頻率或規(guī)定頻率以內(nèi)的規(guī)定頻率范圍內(nèi)的頻率成分，上述跳躍控制部利用該指令軌跡生成裝置所生成的平滑指令軌跡來(lái)控制上述跳躍動(dòng)作。
2.一種電火花加工裝置，具有極間伺服控制部，用于一面把規(guī)定的電壓加到電極和被加工物之間，一面對(duì)該電極和該被加工物的極間距離進(jìn)行控制；以及跳躍控制部，用于控制跳躍動(dòng)作，以便按一定時(shí)間或者根據(jù)加工狀態(tài)來(lái)使上述極間距離臨時(shí)增大，其特征在于上述跳躍控制部具有用于生成平滑指令軌跡的指令軌跡生成裝置，該指令軌跡具有從不大于規(guī)定頻率的第1頻率開(kāi)始到超過(guò)該規(guī)定頻率的第2頻率為止的頻率范圍以外的頻率范圍內(nèi)的頻率成分，上述跳躍控制部利用由上述指令軌跡生成裝置生成的平滑的指令軌跡來(lái)控制上述跳躍動(dòng)作。
3.一種電火花加工裝置，具有極間伺服控制部，用于一面把規(guī)定的電壓加到電極和被加工物之間，一面對(duì)該電極和該被加工物的極間距離進(jìn)行控制；以及跳躍控制部，用于控制跳躍動(dòng)作，以便按一定時(shí)間或者根據(jù)加工狀態(tài)來(lái)使上述極間距離臨時(shí)增大，其特征在于上述跳躍控制部具有生成平滑指令軌跡用的指令軌跡生成裝置，該平滑指令軌跡是把不小于規(guī)定頻率或超過(guò)規(guī)定頻率的規(guī)定頻率范圍內(nèi)的頻率成分值抑制在不大于規(guī)定值或規(guī)定值未滿，該跳躍控制部利用上述指令軌跡生成裝置所生成的平滑指令軌跡來(lái)對(duì)上述跳躍動(dòng)作進(jìn)行控制。
4.一種電火花加工裝置，具有極間伺服控制部，用于一面把規(guī)定的電壓加到電極和被加工物之間，一面對(duì)該電極和該被加工物的極間距離進(jìn)行控制；以及跳躍控制部，用于控制跳躍動(dòng)作，以便按一定時(shí)間或者根據(jù)加工狀態(tài)來(lái)使上述極間距離臨時(shí)增大，其特征在于上述跳躍控制部具有生成平滑指令軌跡的指令軌跡生成裝置，用于把從不大于規(guī)定頻率的第1頻率起到超過(guò)該規(guī)定的頻率的第2頻率止的規(guī)定頻率范圍內(nèi)的頻率成分值控制在不大于規(guī)定值或規(guī)定值未滿，上述跳躍控制部利用上述指令軌跡生成裝置所生成的平滑指令軌跡來(lái)控制上述跳躍動(dòng)作。
5.如權(quán)利要求3或4所述的電火花加工裝置，其特征在于上述跳躍控制部還具有濾波器，該濾波器對(duì)軌跡進(jìn)行整形，使其達(dá)到平滑，把上述規(guī)定頻率范圍內(nèi)的頻率成分值控制在上述不大于規(guī)定值或規(guī)定值未滿。
6.如權(quán)利要求3或4所述的電火花加工裝置，其特征在于上述指令軌跡生成裝置來(lái)對(duì)把上述規(guī)定頻率范圍內(nèi)的頻率成分值已控制在不大于規(guī)定值或規(guī)定值未滿的多個(gè)軌跡進(jìn)行加法運(yùn)算，生成已控制在上述不大于規(guī)定值或規(guī)定值未滿的平滑指令軌跡。
7.如權(quán)利要求1-4中的任一項(xiàng)所述的電火花加工裝置，其特征在于還具有存儲(chǔ)裝置，用于存儲(chǔ)上述規(guī)定頻率范圍、或者包括上述規(guī)定頻率范圍和上述規(guī)定值在內(nèi)的上述跳躍動(dòng)作的條件信息；上述指令軌跡生成裝置根據(jù)上述規(guī)定頻率范圍或者上述規(guī)定頻率范圍和上述規(guī)定值來(lái)生成上述平滑指令軌跡，
8.如權(quán)利要求1-4中的任一項(xiàng)所述的電火花加工裝置，其特征在于還具有設(shè)定輸入裝置，用于設(shè)定輸入上述規(guī)定頻率范圍、或者上述規(guī)定頻率范圍和上述規(guī)定值中的至少一個(gè)，上述指令軌跡生成裝置根據(jù)由上述設(shè)定輸入裝置所設(shè)定的上述規(guī)定頻率范圍或者上述規(guī)定頻率和規(guī)定值來(lái)生成上述平滑指令軌跡。
9.如權(quán)利要求1-4中的任一項(xiàng)所述的電火花加工裝置，其特征在于上述跳躍控制部還具有跳躍動(dòng)作評(píng)價(jià)裝置，用于檢測(cè)上述跳躍動(dòng)作中的狀態(tài)，評(píng)價(jià)該跳躍動(dòng)作；以及設(shè)定更改裝置，用于根據(jù)跳躍動(dòng)作評(píng)價(jià)裝置的評(píng)價(jià)結(jié)果來(lái)設(shè)定更改上述規(guī)定頻率范圍或上述規(guī)定值、或者上述規(guī)定頻率范圍和上述規(guī)定值。
10.如權(quán)利要求1-4中的任一項(xiàng)所述的電火花加工裝置，其特征在于上述指令軌跡生成裝置生成與上述跳躍動(dòng)作相對(duì)應(yīng)的規(guī)定函數(shù)，該函數(shù)能滿足上述規(guī)定頻率范圍或者上述規(guī)定頻率范圍和上述規(guī)定值，對(duì)該規(guī)定函數(shù)進(jìn)行1以上的積分處理或1以上的微分處理，生成上述指令軌跡或者與該指令軌跡相對(duì)應(yīng)的控制指令。
11.如權(quán)利要求1-4項(xiàng)所述的電火花加工裝置，其特征在于上述跳躍控制部根據(jù)與上述平滑指令軌跡相對(duì)應(yīng)的指令速度或指令加速度來(lái)控制上述跳躍動(dòng)作。
12.一種電火花加工方法，由極間伺服控制部一面把規(guī)定電壓加到電極和被加工物之間，一面對(duì)該電極和該被加工物的極間距離進(jìn)行控制；由跳躍控制部每經(jīng)過(guò)一定時(shí)間或者根據(jù)加工狀態(tài)來(lái)控制跳躍動(dòng)作，使上述極間距離臨時(shí)增大，該電火花加工方法的特征在于包括以下步驟指令軌跡生成步驟，用于生成平滑指令軌跡，該軌跡具有不大于規(guī)定頻率或者規(guī)定頻率未滿的規(guī)定頻率范圍內(nèi)的頻率成分；跳躍動(dòng)作控制步驟，該步驟利用由上述指令軌跡生成步驟所生成的平滑指令軌跡來(lái)控制上述跳躍動(dòng)作。
13.一種電火花加工方法，由極間伺服控制部一面把規(guī)定電壓加到電極和被加工物之間，一面對(duì)該電極和該被加工物的極間距離進(jìn)行控制；由跳躍控制部每經(jīng)過(guò)一定時(shí)間或者根據(jù)加工狀態(tài)來(lái)控制跳躍動(dòng)作，使上述極間距離臨時(shí)增大，該電火花加工方法的特征在于包括以下步驟指令軌跡生成步驟，用于生成平滑指令軌跡，該軌跡具有從不大于規(guī)定頻率的第1頻率起到超過(guò)該規(guī)定頻率的第2頻率止的頻率范圍以外的規(guī)定頻率范圍內(nèi)的頻率成分；跳躍動(dòng)作控制步驟，該步驟利用由上述指令軌跡生成步驟所生成的平滑指令軌跡來(lái)控制上述跳躍動(dòng)作。
14.一種電火花加工方法，由極間伺服控制部一面把規(guī)定電壓加到電極和被加工物之間，一面對(duì)該電極和該被加工物的極間距離進(jìn)行控制；由跳躍控制部每經(jīng)過(guò)一定時(shí)間或者根據(jù)加工狀態(tài)來(lái)控制跳躍動(dòng)作，使上述極間距離臨時(shí)增大，該電火花加工方法的特征在于包括以下步驟指令軌跡生成步驟，用于生成平滑指令軌跡，該軌跡是把上述不小于規(guī)定頻率或者超過(guò)上述頻率的規(guī)定頻率范圍內(nèi)的頻率成分值控制在不大于規(guī)定值或規(guī)定值未滿；以及；跳躍動(dòng)作控制步驟，該步驟利用由上述指令軌跡生成步驟所生成的平滑指令軌跡來(lái)控制上述跳躍動(dòng)作。
15.一種電火花加工方法，由極間伺服控制部一面把規(guī)定電壓加到電極和被加工物之間，一面對(duì)該電極和該被加工物的極間距離進(jìn)行控制；由跳躍控制部每經(jīng)過(guò)一定時(shí)間或者根據(jù)加工狀態(tài)來(lái)控制跳躍動(dòng)作，使上述極間距離臨時(shí)增大，該電火花加工方法的特征在于包括以下步驟指令軌跡生成步驟，用于生成平滑指令軌跡，該軌跡從規(guī)定頻率未滿的第1頻率起到超過(guò)該規(guī)定頻率的第2頻率止的規(guī)定頻率范圍內(nèi)的頻率成分值控制在不大于規(guī)定值或規(guī)定值未滿；以及跳躍動(dòng)作控制步驟，該步驟利用由上述指令軌跡生成步驟所生成的平滑指令軌跡來(lái)控制上述跳躍動(dòng)作。
16.如權(quán)利要求14或15中所述的電火花加工方法，其特征在于上述指令軌跡生成步驟包括加法運(yùn)算步驟，用于對(duì)多個(gè)軌跡進(jìn)行加法運(yùn)算，該軌跡把上述規(guī)定頻率范圍內(nèi)的頻率成分值控制在不大于規(guī)定值或規(guī)定值未滿；以及生成步驟，根據(jù)由上述加法運(yùn)算步驟所計(jì)算出的軌跡，來(lái)生成控制在上述不大于規(guī)定值或者規(guī)定值未滿的上述平滑指令軌跡。
17.如權(quán)利要求12-15中的任一項(xiàng)所述的電火花加工方法，其特征在于還包括設(shè)定輸入步驟，該步驟用于設(shè)定輸入上述規(guī)定頻率范圍或者上述規(guī)定頻率范圍和上述規(guī)定值中的至少一個(gè)；上述指令軌跡生成步驟，根據(jù)由上述設(shè)定輸入步驟所設(shè)定的上述規(guī)定頻率范圍或上述規(guī)定頻率和規(guī)定值，生成上述平滑指令軌跡。
18.如權(quán)利要求12-15中的任一項(xiàng)所述的電火花加工方法，其特征在于還包括跳躍動(dòng)作評(píng)價(jià)步驟，用于檢測(cè)上述跳躍動(dòng)作中的狀態(tài)，評(píng)價(jià)該跳躍動(dòng)作；以及設(shè)定更改步驟，用于根據(jù)上述跳躍動(dòng)作評(píng)價(jià)步驟的評(píng)價(jià)結(jié)果，來(lái)設(shè)定更改上述規(guī)定頻率范圍或上述規(guī)定值或上述規(guī)定頻率范圍和上述規(guī)定值。
19.如權(quán)利要求12-15中的任一項(xiàng)所述的電火花加工方法，其特征在于上述指令軌跡生成步驟生成規(guī)定的函數(shù)，該函數(shù)能滿足上述規(guī)定頻率范圍或規(guī)定頻率范圍和規(guī)定值，并與上述跳躍動(dòng)作相對(duì)應(yīng)，對(duì)該規(guī)定函數(shù)進(jìn)行1次以上的積分處理或1次以上的微分處理，生成上述指令軌跡或與該指令軌跡相對(duì)應(yīng)的控制指令。
20.如權(quán)利要求12-15所述的電火花加工方法，其特征在于上述跳躍動(dòng)作控制步驟根據(jù)與上述平滑指令軌跡相對(duì)應(yīng)的指令速度或指令加速度，對(duì)上述跳躍動(dòng)作進(jìn)行控制。
全文摘要
一種電火花加工裝置,其中具有:一邊把規(guī)定電壓加到電極(11)和被加工物(12)之間,一邊對(duì)電極(11)和被加工物(12)的極間距離進(jìn)行控制的極間伺服控制部(3)、以及按照一定時(shí)間或者加工狀態(tài)對(duì)跳躍動(dòng)作進(jìn)行控制使極間距離臨時(shí)增大的跳躍控制部(2),在該電火花加工裝置內(nèi),跳躍控制部(2)具有一種跳躍軌跡生成部(1),用于生成平滑指令軌跡,該軌跡具有不大于規(guī)定頻率或規(guī)定頻率未滿的規(guī)定頻率范圍內(nèi)的頻率成分,跳躍控制部(2)利用由跳躍軌跡生成部(1)生成的平滑指令軌跡來(lái)控制跳躍動(dòng)作。
文檔編號(hào)H04Q3/62GK1355735SQ00808804
公開(kāi)日2002年6月26日 申請(qǐng)日期2000年5月15日 優(yōu)先權(quán)日1994年7月6日
發(fā)明者中川孝幸, 今井祥人 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社