具有峰值電流修正功能的線切割的制造方法
【專利摘要】本發明的線切割機能夠在開始主加工之前計算加工時的電流，修正加工用電源電壓而進行加工，其中，測定主加工前的預加工路徑中的測定區間中的加工時的平均電流和放電次數，計算加工時的峰值電流。然后，通過比較計算出的加工時的峰值電流和成為基準的峰值電流，來修正加工電源的電壓。
【專利說明】具有峰值電流修正功能的線切割機
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種具有修正線切割機的加工電流脈沖的功能的線切割機。
【背景技術】
[0002]線切割機在向電極絲和被加工物之間的極間施加電壓而弓丨起放電的同時，使電極絲和被加工物的相對位置發生變化，將被加工物加工為希望的形狀。一般，在被加工物的放電加工時，根據該被加工物的材料、被加工物的厚度等有各種各樣的，但高精度的放電加工有時要求數微米的精度。
[0003]在圖10中表示一般的線切割機的例子。
[0004]加工電源3在其內部具有直流電壓源21、將由該直流電壓源21供給的電壓進行高頻脈沖化的開關元件22。生成的高頻脈沖經由供電線4被輸送到供電部5，施加到被電極絲支持部8支持的電極絲I側和被加工物2偵U。
[0005]施加到電極絲I側和被加工物2側的脈沖是高頻的，因此供電線4等量地具有電感成分。另外，該電感成分根據供電線4的狀況等進行變化。進而，從供電部5到放電點(SP放電路徑)的距離根據電極絲I和被加工物2的相對位置而不同，由此電阻成分也不同。通過這些放電路徑的阻抗的變化，電流的流動方向變得不同。電流的流動方向不同會有對直接加工速度、加工精度產生影響的問題。
[0006]關于這些由于電極絲和被加工物的相對位置、或由于被加工物的狀態而使電流的流動方向變化的問題，在特開昭59-205228號公報、專利第3820989號公報中公開了以下的技術，即檢測峰值電流、輸出電壓等將該檢測值與基準值進行比較，根據該比較結果來調整輸出電壓。但是，在這些技術中，在檢測出峰值電流和輸出電壓等后將該檢測值與基準值進行比較而調整輸出電壓，因此從檢測出峰值電流或輸出電壓到將該檢測值反映到輸出電壓的調整之間會產生時間延遲。其結果是難以高精度地控制并得到高精度的加工結果。
[0007]另外，在特開平10-138048號公報中公開了以下的技術，即在進行加工前加工間隙僅離開預定距離的開放狀態下，測定、修正電極和被加工物之間的極間平均開放電壓值，將其與預先存儲的基準電壓進行比較。但是，在該技術中，只控制線切割中的開放電壓，而不修正實際對加工起作用的電流。因此，有時無法在實際的加工中得到希望的加工結果。
[0008]進而，在特開平10-138048號公報中公開了以下的技術，即在多個加工狀態下進行加工，實測各個加工條件下的加工信息，根據加工條件和該加工條件下的實測加工信息求出切割機的加工特性，修正加工條件和加工信息。但是，在該技術中，通過實測實際加工時的加工信息來求出切割機的加工特性，根據該加工特性修正加工條件和加工信息，但存在無法對被加工物的狀態、因夾具造成的影響進行修正的問題。

【發明內容】

[0009]因此，本發明的目的在于:提供一種線切割機，其能夠在開始線切割之前，根據對作為產品所要求的形狀進行加工(進行主加工)前的加工中的平均電流和放電次數，計算加工時的電流，修正加工用電源電壓而進行加工。
[0010]本發明的線切割機在向電極絲和被加工物之間的極間施加電壓而引起放電的同時，使電極絲和被加工物的相對位置發生變化，將該被加工物加工為希望的形狀。該線切割機具備:檢測部，其檢測平均電流；檢測部，其檢測放電次數；判定部，其在開始加工時，判定該加工是否是加工到作為產品所需要的形狀為止的預加工路徑中的加工；運算部，其在由上述判定部判定為預加工路徑中的加工的情況下，設定用于在該預加工路徑中測定加工時的平均電流和放電次數的測定用區間，根據對該設定的測定區間進行加工時的平均電流和放電次數來計算加工時的峰值電流；存儲部，其存儲成為基準的峰值電流；比較部，其將通過上述運算部的計算求出的加工時的峰值電流和存儲在上述存儲部中的上述成為基準的峰值電流進行比較；修正電壓計算部，其根據上述比較部的比較結果，計算用于修正進行上述加工形狀的加工的部分的峰值電流的加工電源的電壓。
[0011]根據該線切割機，利用被加工物的加工到作為產品所需要的形狀為止的預加工區間作為測定用區間，而計算加工電源的電壓，因此能夠在考慮到被加工物的影響而進行修正，進而通過根據主加工之前的區間中的測定結果進行電源電壓的修正，能夠沒有延遲地進行高精度的修正。另外，通過在測定前判定加工路徑是否是預加工路徑，在加工開始時已經進入了主加工的情況下，能夠不進行修正值的計算和輸入。
[0012]上述判定部能夠根據線切割機的NC程序中的代碼來判斷加工路徑是否是上述預加工路徑。
[0013]在通過上述判定部判斷為加工是預加工路徑的加工的情況下，能夠將預加工路徑用的專用的控制不是有效的區間作為上述測定用區間。
[0014]上述運算部的構成為，將測定平均電流和放電次數時的峰值電流值設為固定的，根據平均電流的積分值來計算加工時的峰值電流。
[0015]上述修正電壓計算部能夠根據通過上述運算部的計算而求出的加工時的峰值電流和存儲在上述存儲部中的上述成為基準的峰值電流之間的比或差，來計算加工電源的電壓。
[0016]本發明通過以上的結構，能夠提供一種線切割機，其能夠在開始線切割前，根據對作為產品所要求的形狀進行加工前的加工時的平均電流和放電次數，計算加工時的電流，修正加工用電源電壓而進行加工。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]參照附圖根據以下的實施例的說明能夠了解本發明的上述以及其他的目的和特征。這些圖中:
[0018]圖1是說明線切割機的凸模(punch)形狀的加工例子的圖。
[0019]圖2是說明線切割機的凹模形狀的加工例子的圖。
[0020]圖3是在線切割機的凹模形狀的加工中，在一個被加工物中加工多個形狀的情況的加工例子。
[0021]圖4是說明本發明的具有峰值電流修正功能的線切割機的第一實施方式的概要的圖。
[0022]圖5是表示圖4所示的線切割機的加工電壓的修正值的計算處理的流程圖。[0023]圖6是說明在圖1的加工例子中將預加工路徑分為第一專用控制有效區間、測定區間、以及第二專用控制有效區間的3個區間的情況的圖。
[0024]圖7是表示圖6的測定區間中的脈沖電流、平均加工電流的關系的圖。
[0025]圖8是表示在NC程序中插入開始主加工的代碼而進行預加工路徑的判斷的例子的圖。
[0026]圖9是表示在NC程序中根據補償是否無效來判斷預加工路徑的例子的圖。
[0027]圖10是表示現有的一般線切割機的圖。
【具體實施方式】
[0028](第一實施方式)
[0029]在圖1和圖2中表示線切割機的第一實施方式的加工例子。
[0030]圖1是說明線切割機的凸模形狀的加工例子的圖，符號41表示加工開始點，42表示預加工路徑，43表示主加工開始點,44表示切除部分,45表示加工產品形狀,46表示切除部分。
[0031]圖2是說明線切割機的凹模形狀的加工例子的圖，符號51表示加工開始點，52表示預加工路徑，53表示主加工開始點，54表示加工產品形狀,55表示切除部分。
[0032]在圖1的加工中，使用加工路徑的內側作為加工產品。在該加工(凸模形狀的加工)中，預先設置切除部分44和46，一般在切除加工產品形狀45后，通過對該加工產品形狀45和切除部分44的邊界部分進行研磨而完成。另一方面，在圖2的加工(凹模形狀的加工)中，使用加工路徑的外側作為加工產品。
[0033]無論是在圖1的凸模形狀的加工中、還是在圖2的凹模形狀的加工中，在作為產品所需要的形狀的加工(以下稱為主加工)之前，一般設置作為產品不需要的區間的加工(以下稱為預加工路徑)。
[0034]在圖1的凸模形狀的加工的例子中，加工開始點41和主加工開始點43之間的區間成為預加工路徑42。另一方面，在圖2的凹模形狀的加工的例子中，加工開始點51和主加工開始點53之間的區間成為預加工路徑52。在圖1、圖2的任意一個情況下，都根據加工該預加工路徑42、52時的信息來決定修正值。
[0035]首先，判斷開始加工的地點是比主加工開始地點更靠前的地點、還是比主加工開始地點更靠后的地點。在設置被加工物而開始進行加工的情況下，在開始加工的地點(例如圖1的加工開始點41)不開始主加工。另一方面，例如在主加工中發生電線斷線，在其復原后(將在進行線接線后)開始加工的情況下，開始加工(再開始)的地點是比主加工開始地點更靠后的地點。這樣，判斷開始加工的地點是比主加工開始地點更靠前的地點、還是比主加工開始地點更靠后的地點。
[0036]在判斷出開始加工的地點是比主加工開始地點更靠前的地點的情況下，在預加工路徑42中決定測定用的加工區間(以下稱為測定區間)。在一般的線切割機的加工中，在開始進行沿著該預加工路徑42的加工之后、或在結束沿著預加工路徑42的加工之前，有時進行只適用于預加工路徑42的“特殊的專用控制”。在這些特殊的專用控制有效的情況下，對加工起作用的電流有時會成為控制對象。在這些預加工路徑中的“特殊的專用控制”不是有效的區間中，進行本發明的用于決定電流修正值的測定。[0037]在判斷出開始加工的地點是比主加工開始地點更靠后的地點的情況下，直接進行主加工。此外，在該情況下，在開始已經正在進行的主加工之前已經決定了修正值，因此在進行本次的主加工時，不進行修正值的計算和輸入。
[0038]另一方面，在判斷出開始加工的地點是比主加工開始地點更靠前的地點的情況下，在到達測定區間(預加工路徑42中的測定用的加工區間)后，測定進行實際的加工時的平均電流和放電次數。然后，在收集到計算所需要的數據的時刻結束測定，計算對加工起作用的電流。
[0039]在線切割機中，一般組裝有標準加工條件。這些標準加工條件是由線切割機生產廠商為了試驗用而對被加工物進行加工并調整加工條件而得到希望的加工結果的結果。預先將取得標準的加工條件時的對加工起作用的電流存儲在數值控制裝置71 (圖4)內的存儲部73中。
[0040]比較對上述預加工路徑42中的加工起作用的電流和預先存儲在數值控制裝置71內的對取得標準的加工條件時的加工起作用的電流。如果對預加工路徑42中的加工起作用的電流和對取得標準的加工條件時的加工起作用的電流完全相同，則不需要修正對加工起作用的電流，但在不相同的情況下，變更加工電源的電壓而調整對加工起作用的電流。
[0041]將用于變更加工電源的電壓的值作為修正值存儲在數值控制裝置71內的存儲部73中，并且在主加工的開始前設定為加工電壓的修正值。
[0042]由此，到開始主加工之前成為設定了修正值的狀態，將修正值應用于在開始主加工時設定的標準條件(即修正所設定的標準條件)而進行主加工。在對一個形狀進行主加工的期間使用相同的修正值(在主加工的中途不修正當前的設定加工條件)。
[0043]一般，在圖1所示的凸模形狀的加工中，按照每個形狀完成加工。另一方面，在圖2所示的凹模形狀的加工中，有時也會如圖3那樣在一個被加工物中加工多個形狀。在這樣的情況下，按照對各加工形狀的每個主加工進行同樣的修正值計算。
[0044]在圖4中表示本發明的具有峰值電流修正功能的線切割機的第一實施方式的概要。該圖4所示的線切割機相當于在圖10所示的線切割機中附加了平均加工電流檢測部75、放電次數檢測部76、數值控制裝置71、運算部72、存儲部73、比較部74、以及判定部77。
[0045]圖5是表示圖4所示的線切割機的加工電壓的修正值的計算處理的流程圖。以下，說明各步驟中的處理。
[0046](步驟SAl)在開始加工時，判斷開始加工的地點是比主加工開始地點更靠前的地點、還是比主加工開始地點更靠后的地點。在判斷出是比主加工開始地點更靠前的地點的情況下(否)，前進到步驟SA2。另一方面，在判斷出該開始加工的地點是比主加工開始地點更靠后的地點的情況下(是)，前進到步驟SA9，因此不進行修正值的計算和輸入而開始主加工。此外，將在后面說明是否開始了主加工的具體判斷方法。
[0047](步驟SA2)判斷出開始加工的地點處于預加工路徑中，在到開始主加工的點之前為止的上述預加工路徑中的除了需要進行“特殊的專用控制”的區間以外的區間中，設定測定期間。
[0048](步驟SA3)判定加工是否到達了在前面的步驟SA2中設定的測定區間，在沒有到達的情況下(否)，重復進行步驟SA3直到到達為止，在到達了的情況下(是)，前進到步驟SA4。[0049](步驟SA4)在測定區間中，測定加工時的電流和放電次數。
[0050](步驟SA5)判定測定是否完成。在沒有完成的情況下(否)，前進到步驟SA6，在完成了的情況下(是)，前進到步驟SA7。
[0051](步驟SA6)待機規定時間，然后返回到步驟SA5。
[0052](步驟SA7)根據前面的步驟SA4中的測定區間中的測定結果，計算對加工起作用的電流。
[0053](步驟SA8)根據前面的步驟SA4中的測定區間中的測定結果，計算對加工起作用的修正值。將在后面說明步驟SA7和SA8中的電流、修正值的計算的方法的一個例子。
[0054](步驟S9)開始主加工。
[0055]在加工開始時，根據NC程序中的代碼，判斷該開始的地點是否位于比主加工開始地點更靠前的地點即預加工路徑中。
[0056]例如，如圖8所示的程序那樣，在程序中，在從開始加工程序(G92X0Y0)到開始主加工(G41G01Y-1.)的之間預先插入表示開始主加工的代碼(M**)，根據現在正在執行的程序塊是在該代碼(M**)之前還是之后，能夠判斷當前的地點是位于主加工前的預加工路徑中、還是主加工中的路徑中。
[0057]作為其他方法，如圖9所示的程序那樣，如果在開始加工程序(G92X0Y0)后有補償無效的程序塊(G91G01Y10)、補償有效的程序塊(G41G01Y-1.)，則一般在預加工路徑的加工中將加工中的補償設為無效，利用上述事實，能夠根據該補償是否無效，判斷加工開始的地點是否位于比主加工開始地點更靠前的地點即預加工路徑中。
[0058]在已經開始了主加工，以再開始加工為目的而開始加工的情況下，由于在進入該主加工之前的預加工路徑中已經進行了修正值的計算、輸入，所以直接(即不進行修正值的計算、輸入)進行加工。
[0059]考慮判斷出加工開始的地點是比主加工開始地點更靠前的地點，例如進行圖6所示的加工的情況。
[0060]將從加工開始點41到主加工開始點43之間的區間(預加工路徑)分為第一專用控制有效區間81、測定區間82、第二專用控制有效區間83。從預加工路徑開始，將除了第一、第二專用控制有效區間81和83之后剩余的區間設定為測定區間82。
[0061]在線切割機中，有時在圖6 (凸模形狀的加工例子)所示的第一、第二專用控制有效區間81和83中以防止電極絲的斷線為目的而將降低了加工速度的“專用的控制”設為有效。測定區間82為這些預加工路徑中的專用控制不是有效的區間。此外，在圖2所示那樣的凹模形狀的加工的情況下，為了不對加工產品產生損害，有時也在預加工路徑52中設置將“專用的控制”設為有效的區間(專用控制有效區間)。
[0062]根據參數預先確定這些專用控制有效區間81和83的距離(路徑長度)，作為專用控制是否有效的判斷方法，如果是加工時的位置從加工開始時的位置前進了第一專用控制有效區間81以上的距離，并且是相對于主加工開始點43靠近了第二專用控制有效區間83以上的位置，則可以判斷預加工路徑中的專用控制不是有效的區間。
[0063]按照時間進行管理而進行測定區間82中的測定。即使在測定區間82內，如果必要的數據的收集完成，則也不需要在測定區間82的全部區域中進行測定。到測定完成為止根據每個規定時間判斷測定是否完成，在收集到必要的數據的時刻為測定完成。[0064]在加工進展到測定區間82的區域后，在所設定的測定期間tl中，在平均加工電流檢測部和放電次數檢測部中檢測平均加工電流和放電次數。將在測定期間tl中實際進行了加工時的平均加工電流設為Ia，將放電次數設為b次。對加工起作用的脈沖電流的脈沖的時間寬度為τ，根據開關元件的開通時間來進行管理。在圖7中表示它們的關系。
[0065]在此，作為一個例子，通過運算部進行以下計算。
【權利要求】
1.一種線切割機，在向電極絲和被加工物之間的極間施加電壓后引起放電的同時，使電極絲和被加工物的相對位置變化，將該被加工物加工為希望的形狀，該線切割機的特征在于，具備: 檢測部，其檢測平均電流； 檢測部，其檢測放電次數； 判定部，其在開始加工時，判定該加工是否是加工到作為產品所需要的形狀的預加工路徑中的加工； 運算部，其在由上述判定部判定為預加工路徑的加工的情況下，設定用于在該預加工路徑中測定加工時的平均電流和放電次數的測定用區間，根據對該設定的測定區間進行加工時的平均電流和放電次數來計算加工時的峰值電流； 存儲部，其存儲成為基準的峰值電流； 比較部，其將通過上述運算部的計算求出的加工時的峰值電流和存儲在上述存儲部中的上述成為基準的峰值電流進行比較； 修正電壓計算部，其根據上述比較部的比較結果，計算用于修正進行上述加工形狀的加工的部分峰值電流的加工電源的電壓。
2.根據權利要求1所述的線切割機，其特征在于， 上述判定部根據線切割機的NC程序中的代碼，判斷加工路徑是否是上述預加工路徑。
3.根據權利要求1所述的線切割機，其特征在于， 在通過上述判定部判斷出加工是預加工路徑的加工的情況下，將預加工路徑用的專用控制不是有效的區間作為上述測定用區間。
4.根據權利要求1所述的線切割機，其特征在于， 上述運算部構成為，將測定平均電流和放電次數時的峰值電流值設為是固定的，根據平均電流的積分值來計算加工時的峰值電流。
5.根據權利要求1所述的線切割機，其特征在于， 上述修正電壓計算部根據通過上述運算部的計算求出的加工時的峰值電流和存儲在上述存儲部中的上述成為基準的峰值電流之間的比，計算加工電源的電壓。
6.根據權利要求1所述的線切割機，其特征在于， 上述修正電壓計算部根據通過上述運算部的計算求出的加工時的峰值電流和存儲在上述存儲部中的上述成為基準的峰值電流之間的差，計算加工電源的電壓。
【文檔編號】B23H7/02GK103801773SQ201310559634
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年11月12日 優先權日:2012年11月13日
【發明者】川原章義, 古川博之 申請人:發那科株式會社