CN101284322B - 电火花线切割机的控制装置 - Google Patents

电火花线切割机的控制装置 Download PDF

Info

Publication number
CN101284322B
CN101284322B CN2008100916154A CN200810091615A CN101284322B CN 101284322 B CN101284322 B CN 101284322B CN 2008100916154 A CN2008100916154 A CN 2008100916154A CN 200810091615 A CN200810091615 A CN 200810091615A CN 101284322 B CN101284322 B CN 101284322B
Authority
CN
China
Prior art keywords
bias
amount
processing
machining path
corner part
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN2008100916154A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101284322A (zh
Inventor
平贺薰
绪方俊幸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fanuc Corp filed Critical Fanuc Corp
Publication of CN101284322A publication Critical patent/CN101284322A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101284322B publication Critical patent/CN101284322B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23HWORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H7/00Processes or apparatus applicable to both electrical discharge machining and electrochemical machining
    • B23H7/02Wire-cutting
    • B23H7/06Control of the travel curve of the relative movement between electrode and workpiece
    • B23H7/065Electric circuits specially adapted therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23HWORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H7/00Processes or apparatus applicable to both electrical discharge machining and electrochemical machining
    • B23H7/14Electric circuits specially adapted therefor, e.g. power supply
    • B23H7/20Electric circuits specially adapted therefor, e.g. power supply for programme-control, e.g. adaptive

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
  • Numerical Control (AREA)

Abstract

本发明提供一种电火花线切割加工机的控制装置。在基准加工次数(第n次)的加工中,线按照加工路径RTn进行移动,在线位置WMn通过凹角拐角部,来形成被加工物端面Hn。在下一次的n+1次的加工中,线按照加工路径RTn+1进行移动,但通过圆弧路径置换拐角前后的直线部分,变更为直线→圆弧→直线这样推移的路径。圆弧的曲率半径,根据在控制装置内由基准加工次数(n次)指定的偏置量和进行圆弧路径插入次数(n+m次)的加工中指定的偏置量的差来决定。结果,就能避免凹角拐角部的加工余量增大,会提高加工精度。

Description

电火花线切割机的控制装置
技术领域
本发明涉及一种为了能够提高凹角拐角部的加工精度,进行电火花线切割机的控制的控制装置。
背景技术
在使用电火花线切割机进行加工时,当进行控制以使线电极(以下简称为“线”)沿着由加工程序指定的路径时,通过加工得到的被加工物的轮廓(被加工路径)与该指定的路径会产生偏差。
这种情况在本技术领域是公知的,其主要原因在于线半径R具有不可忽略的大小,以及存在放电间隙Δgp。即,在线路径和加工路径之间,产生线半径R与放电间隙Δgp叠加的偏差,被加工物就减小了与该偏差相当的量。
避免该情况的基本方法是:生成对于加工程序指定的路径,实施了基于与线的半径R以及放电间隙Δgp相当的偏置量的修正(偏置修正)的加工路径,然后按照如此实施了修正的加工路径使线进行移动。而且,还已知加入了该偏置的想法的多重加工的方法。
多重加工是分多次进行用于得到希望的轮廓线(被加工路径)的加工的方法,通过各次的加工得到的轮廓线,在每次重复进行加工时,通过该多重加工逐渐接近最终希望的轮廓线(被加工路径),选择各次的加工路径,以便通过最后一次的加工尽可能地达到希望的轮廓线。而且,在该多重加工中,如果在从第一次加工开始每次重复加工时,慢慢地减小偏置量(逐渐接近/达到R+Δgp),像逐层剥皮那样反复进行加工时,就一定可以消除由加工程序指定的加工路径和通过加工实际得到的轮廓的偏差。
但是,当把该方法用于凹角拐角部的加工时,产生难以确保高加工精度的问题。在此,所谓的“凹角拐角部”是通过电火花线切割加工形成的拐角部形状的一个类型。在通过电火花线切割加工形成的角部的形状中,存在在圆弧、直角、锐角、钝角等形状中组合了凹凸的各种各样的形状,作为其中的一个类型,具有两个直线块(block)相交形成的凹角拐角部,将其称为“凹角拐角部”。
在对该凹角拐角部应用上述多重加工时难以提高加工精度的原因在于,由于偏置量,在凹角拐角部角度越小加工量越增大,另一方面,在多重加工的精加工工序(最后一次或者接近最后一次的加工)中,通常为了得到良好的表面粗糙度,通过非常弱的放电能量像剥去薄皮那样来进行加工。即,当在凹角拐角部的精加工的工序中超过加工能力增大加工量时,线与被加工物发生短路,加工变得不稳定,引起加工精度的恶化。
为了避免这样的短路,在凹角拐角部减慢加工速度的控制技术已经成为了一般技术,但现实为:由于拐角部的角度和电气方面的加工条件等各种各样的原因,难以明确得知应该进行何种程度的减速,如果减速不足则依然会引起短路,如果过度减速则放电集中被加工物被进行了多余的加工。为了解决这样的问题,尝试设定几个参数来应对各种状况,为了提高控制性而假设的状况越多,为了确定这些参数就要花费更大量的劳力和时间,实际上这也是不现实的。
此外,在凹圆弧拐角部,即使每次加工的偏置量不同,但由于加工路径为同心圆,所以与直线部相比不会出现加工量增大的情况。因此,基本不会引起上述的问题。
在论述针对凹角拐角部进行多重加工时的上述问题的公知文献中具有以下的内容。以下说明其概要。
(1)对于凹角拐角部的加工,在特开昭59-115125号公报中表示了追加圆弧路径的线切割形状修正方法。根据该专利文献的线切割形状修正方法,由基本程序指令了两个块,在基于该两个块的加工路径的交点(块交点)为凹部加工的交点时,以该凹交点为中心,在上述交点部追加以线电极对于加工路径的偏置值为半径的圆弧的线电极移动轨迹的加工路径。
该专利文献表示的方法,企图通过在被加工物一侧追加以块交点为中心,以偏置值为半径的圆弧状的加工路径、来通过第一次加工除去在模具的加工等中,在凹角拐角部产生的成为问题的圆角。即,该圆弧路径是在第一次加工中通过挖凿对被加工物进行加工的路径,其目的并不是提高角部的加工精度。因此,该专利文献所示的技术与后述的本发明课题不同,是其他的技术。
(2)在特开2002-11620号公报中公开了以下的内容:在伴随线电极的放电间隙的变化,可以变更加工条件的电火花线切割加工中,通过适当地设定进行加工条件变更的位置,将工件加工成所希望的形状。说明了在块相连接的部位偏置被变更时,在加工路径变得不连续的部分插入修正块,并且恰当地设定与其相对应的加工条件的变更的定时。该专利文献所示的技术并不是着眼于由于偏置,在凹角拐角部加工量增大的问题,仍然与本发明所要解决的课题不同。
(3)在特开2004-148472号公报中表示了在对凹角拐角部进行精加工时,在恰当的部位变更进给速度,由此来解决上述的问题。具体地说,说明了:在进行精加工时,分别将偏离了规定轨迹的偏置轨迹中的加工除去距离与进行直线加工时的加工除去距离相比开始增加或减小的线电极的位置作为第一变更点、将线电极通过第一变更点加工除去距离没有变化的线电极的位置作为第二变更点、将线电极通过第二变更点加工除去距离转为减小或者增加的线电极的位置作为第三变更点、将与线电极通过第三变更点进行直线加工时的加工除去距离相同的线电极的位置作为第四变更点,计算从第一变更点到第四变更点之间的每个规定单位距离的加工除去距离,根据如此计算出的加工除去距离求出恰当的进给速度,在第一变更点和第四变更点之间,对于每个规定的单位距离变更设定为恰当的进给速度。
该专利文献所示的技术虽然在应解决的课题这一点上与本发明相同,但其是通过控制加工速度来解决该课题的,如后所述,与本发明的课题的解决手段不同。
(4)在特开平4-217426号公报中表示了对加工程序上的路径为圆弧状的角部的形状精度进行改善的技术。具体地说,在粗加工之后进行精加工的阶段,对于加工形状内的圆弧部的半径为预先设定的基准半径以下的圆弧部,在第一次加工中,根据与上述圆弧部前后的加工路径相切,并且插入了小于规定半径的圆弧形成的加工路径对上述圆弧部进行加工,在以后的加工中一边慢慢地增大插入的圆弧的半径来变更加工路径,一边进行加工。
该专利文献所示的技术是在凹圆弧拐角部中,使粗加工的加工路径尽可能地向拐角部的深处前进,来极力减轻精加工的加工量的技术,所以与本发明相要解决的课题不同,本发明的课题是要改善凹角拐角部(加工程序上的路径为凹角状的拐角部)的加工精度。此外,虽然仅从插入圆弧路径这点看与本发明看似相类似,但如后所述,在本发明中插入的圆弧状加工路径是根据偏置量的差分求出的,圆弧状加工路径的决定方法完全不同。
(5)在特开平7-9261号公报中表示了对加工程序上的路径为圆弧状的角部的形状精度进行改善的另一个技术。具体地说,在凹圆弧拐角部中为了各个加工工序的加工路径具有相同的半径,极力地减小可加工的最小半径。因此,为了使偏置值不同的各加工工序的内拐角部加工的圆弧轨迹成为同一半径,计算各加工工序的内拐角部的移动轨迹,根据该计算结果进行这样的控制:即进行使各加工工序的内拐角部半径变得相同的轨迹移动。
与此相对,本发明是对加工程序上的路径为凹角状的拐角的形状精度进行改善,而且插入的圆弧状加工路径在各个加工工序中也不是同一半径。此外,在该专利文献所示的技术中,如根据图2的描绘所表明的:凹角拐角部的加工余量与直线部的加工余量相比明显地增大。另一方面,在本发明中如后所述,采用了使凹角拐角部的加工余量与直线部相同的考虑方法,与上述技术相比解决方法不同。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而提出的,其目的在于,在凹角拐角部实施多重加工时,解决因加工量的增大而产生的加工精度的问题,使之容易提高凹角拐角部的加工精度。
本发明提供一种控制装置来解决上述课题,该控制装置可以自动地修正加工路径来避免凹角拐角部的加工量的增大,着眼于多重加工中的凹角拐角部的加工特性,采用删除凹角拐角部加工路径的顶点前后的部分(两个直线移动块各自一部分),然后在此插入根据偏置量的差分决定的圆弧轨迹的方式。
为了达成上述目的,本发明的对电火花线切割机的多重加工进行控制的控制装置的第一方式,具有:加工程序存储单元,其存储加工程序;加工程序解析单元,其解析所述加工程序存储单元中存储的加工程序;偏置量存储单元,其存储对每次加工设定的线偏置量;加工路径生成单元,其根据所述加工程序解析单元的解析结果和偏置量存储单元中存储的偏置量生成加工路径;加工路径修正单元,其对于所述加工路径中的相互不平行的两个直线移动块相交形成的凹角拐角部进行加工路径修正;基准加工次数设定单元,其将成为基准的某次加工设定为基准加工次数,所述基准用于决定开始该加工路径修正单元进行的所述加工路径修正的第几次加工;以及偏置量差分运算单元,其计算与所述基准加工次数对应的偏置量和与基准加工次数之后第一次或第两次以上的加工对应的偏置量的差分。而且,所述加工路径修正单元通过所述加工路径修正,对于由所述加工路径生成单元生成的加工路径,删除形成凹角拐角部的两个直线移动块的其凹角拐角部一侧的各自一部分,在该进行了删除的部分插入具有根据所述偏置量差分运算单元的运算结果决定的曲率半径的圆弧状的移动块。
在此,所述圆弧形状的移动块可以使所述偏置量差分运算单元计算出的偏置量的差分等于所述圆弧状的曲率半径。此外,将所述圆弧状的移动块与所述两条直线相切地插入所述加工路径中。
而且,在得到在控制装置内插入了圆弧状的移动块的加工路径(直线路径→圆弧路径→直线路径)时,如上所述,代替一旦通过加工路径生成单元生成了加工路径后,使用加工路径修正单元进行插入圆弧状的移动块的修正,而由加工路径生成单元生成插入了圆弧状的移动块的加工路径。
鉴于以上这一点,本发明的对电火花线切割机的多重加工进行控制的控制装置的第二方式,具有:加工程序存储单元,其存储加工程序;加工程序解析单元,其解析所述加工程序存储单元中存储的加工程序;偏置量存储单元,其存储在每次加工设定的线偏置量;基准加工次数设定单元,其将成为基准的某次加工设定为基准加工次数,所述基准用于决定开始进行以下工作的第几次加工:即对于由所述加工程序确定的两个直线的移动块相交产生的凹角拐角部,删除形成该凹角拐角部的两个直线移动块的该凹角拐角部一侧的各自一部分,在该进行了删除的部分插入圆弧状的移动块;偏置量差分运算单元,其计算与所述基准加工次数对应的偏置量和与基准加工次数之后第一次或第两次以上的加工对应的偏置量的差分;以及加工路径生成单元,其取得所述偏置量存储单元中存储的偏置量和所述加工程序解析单元的解析结果,删除形成所述凹角拐角部的两个直线移动块的该凹角拐角部一侧的各自一部分,在该进行了删除的部分,作为所述圆弧状的移动块,在所述凹角拐角部插入根据所述偏置量差分运算单元的运算结果决定了曲率半径的圆弧状的移动块来生成加工路径。
在此,所述圆弧形状的移动块可以使所述偏置量差分运算单元计算出的偏置量的差分等于所述圆弧状的曲率半径。此外,将所述圆弧状的移动块与所述两条直线相切地插入所述加工路径中。
根据本发明,在对凹角拐角部实施多重加工时,可以避免加工量的增大,所以容易提高凹角拐角部的加工精度。即,因为加工量不会变得过大,所以难以引起短路,即使放电能量较小也可容易地进行精加工。此外,也不要求进行用于避免伴随加工量的增大而产生的问题的特殊的速度控制(线低速移动)等。
附图说明
参照附图对以下的实施例进行说明,本发明上述以及其他的目的以及特征将会变得明确。在这些附图中,
图1表示对凹角拐角部实施多重加工时的一般的加工路径的取得方法。
图2表示对圆弧凹角拐角部实施多重加工时的一般的加工路径的取得方法。
图3示出线的位置等来详细地说明对凹角拐角部实施多重加工时的样态。
图4表示通过电火花线切割加工得到的加工形状的一例。
图5表示用于得到图4所示的加工形状的加工程序的一例。
图6是表示存储偏置量的偏置量存储单元的存储器结构的例子的表。
图7表示在图4所示的加工形状中,在5个部位加入了拐角部R指令的加工形状。
图8表示用于得到图7所示的加工形状的加工程序的一例。
图9通过框图表示现有例子的电火花线切割机的控制装置的概要结构。
图10通过框图表示本发明实施方式的电火花线切割机的控制装置的概要结构。
图11表示使用图10所示的控制装置进行电火花线切割加工时的加工形状的一例。
图12A以及图12B表示用于得到图11所示的加工形状的加工程序的一例。
图13通过框图表示本发明的实施方式的一个变形例的电火花线切割机的控制装置的概要结构。
图14是以与圆弧路径的插入相关联的处理为中心,对通过多重加工得到包含凹角拐角部的加工形状时的处理的概要进行说明的流程图。
具体实施方式
本发明的目的在于在精加工时的多重加工中,提高由两个直线块相交形成的凹角拐角部(具有180度以下角度的角部分)的加工精度,着眼于多重加工中的凹角拐角部的加工特性,考虑包含圆弧状的移动块(以下简单称为圆弧块)的插入在内的加工路径变更的方式。
因此,首先参照图1~图3来说明凹角拐角部的加工的问题点以及有关该解决方法的基本的考虑方法。
图1表示对凹角拐角部实施多重加工时的一般的加工路径的取得方法。在本例中表示的凹角拐角部是加工程序上的加工路径LR Tpr的弯曲部,由两个直线块垂直相交而形成。在对凹角拐角部实施多重加工时,如上所述,取得在每次重复第一次、第二次...的各次加工时使偏置量缓缓降低的加工路径来执行加工。
图1表示第n次(n≥1)加工的加工路径LRTn和第n+1次加工的加工路径LRTn+1。在此,应该注意加工路径LRTn和加工路径LRTn+1之间的间隔(加工路径间间隔)在直线部分和凹角拐角顶点部分不同。即,直线部分的加工路径间间隔为加工路径LRTn的偏置量减去加工路径LRTn+1的偏置量的差(两偏置量之间的差),但是凹角拐角顶点部分的加工路径间间隔为加工路径LRTn的弯曲点Cn和加工路径LRTn+1的弯曲点Cn+1之间的距离,即为所述两偏置量之间的差乘以2的平方根得到的量。
在该凹角拐角顶点部的加工路径间间隔表示第n+1次加工中的凹角拐角部的需要加工量,大约是在直线部的需要加工量(加工路径间间隔)的1.41倍。
一般地,关于在多重加工的各次加工(第一次加工、第二次加工......)中要求的加工量(加工余量),在凹角拐角部的加工余量大于在直线部的加工余量,在图1的例子中大约为1.41倍。在两条直线以90度以下的角度相交构成凹角拐角部时,可知在该凹角拐角部的加工余量进一步增大,由此加工变得更加困难。
另一方面,根据图2所示的例子可以容易理解在圆弧凹角拐角部不会产生这样的困难的情况。图2表示对凹圆弧拐角部实施多重加工时的一般的加工路径的取得方法,加工程序上的加工路径RRTpr通过用于将工件加工成圆弧形状的圆弧块平滑地连接两个直线块之间,来形成这样的凹圆弧拐角部。在对凹圆弧拐角部实施多重加工时,按照加工路径RRTpn、RRTpn+1.....的顺序依次执行基于每次重复第一次、第二次......各次加工时使偏置量逐渐降低的加工路径的加工,这与凹角拐角部的情况相同。
但是,此时,第n次加工路径RRTn和第n+1次的加工路径RRTn+1之间的间隔(加工路径间间隔)在直线部和凹圆弧拐角部没有变化。在直线部的加工路径间间隔,即,加工路径RRTn直线部上的任意一点En和与该点En对应的加工路径RRTn+1直线部上的一点En+1之间的距离等于加工路径RRTn和加工路径RRTn+1的偏置量的差。同样,在凹圆弧拐角部的加工路径间间隔,即,加工路径RRTn圆弧上的一点Dn和与该点Dn对应的加工路径RRTn+1的圆弧上的一点En+1之间的距离也等于加工路径RRTn和加工路径RRTn+1的偏置量的差。
即,无论在直线部还是在凹圆弧拐角部中,加工路径RRTn和加工路径RRTn+1具有相等的间隔,因此,基本不会发生第n+1次加工中的凹圆弧拐角部的要求加工量(加工余量)在角部增大而给加工带来困难的事态。
根据到此为止的说明,可以判断出在凹角拐角部的多重加工中,在为凹圆弧拐角部时不会产生的加工余量增大的问题是由于偏置量的影响形式而产生的。本发明通过在凹角拐角部以恰当的形状进行圆弧块的插入来变更加工路径,由此解决该问题。参照图3对解决问题的基本想法进行说明。
图3表示在凹角拐角部实施多重加工时的样态,在该图中还表示了线位置(线断面)。
在多重加工中的各次加工中,按照根据加工程序和对于线当前的第几次加工适用的偏置量决定的加工路径,进行使线相对于被加工物移动的控制。图3所示的凹角拐角部是由直线块以大约30度的角度相交形成的,在第n次(n≥1)的加工中,线沿着“第n次的加工路径RTn”进行移动,在该线来到“第n次的线位置WMn(顶点部)”时进行折返(即,通过凹角拐角部),由此通过线放电形成“第n次的被加工物端面Hn”。在此期间,在线和被加工物端面之间形成了“第n次的放电间隙GPn”。
然后,在进行第n+1次的加工时,按照“n+1次的加工路径RTn+1”使线移动,但对于通过凹角拐角部时的路径的取得方法,考虑采用本发明的路径修正(路径变更)的方法。
首先,为了理解本发明,对于不进行本发明的路径修正的情况进行说明。
(不进行路径修正的情况)
线在靠近凹角拐角部之前在其侧面一边进行放电一边擦过“第n次加工的被加工物端面Hn”地进行移动,并且一边像剥离薄薄的表皮那样去除“第n+1次的放电间隙GPn+1”,一边前进。在此期间,维持“第n+1次的放电间隙GPn+1”。结果,形成“第n+1次的被加工物端面Hn+1”的直线部。然后,当线进一步移动靠近凹角拐角部的顶点部时,线由于上述的偏置量的影响,必须向拐角部的深处前进。此时的加工余量达到“第n+1次的加工余量(顶点部:修正前)Fn+1”,与直线部相比加工量急剧并且大幅度地增大。
此外,在直线部,在线的侧面的有限区域(limited area),擦过“第n次被加工物端面Hn”地进行放电。但是,在角度较小的凹角拐角部的顶点部,占线的表面大概一半的表面与放电有关,对于加工量放电能量不足。由于该能量不足的影响,在被加工物的没被去除的部分,线进入被加工物中。结果,引起以下的事态:产生短路加工变得不稳定,引起加工精度的恶化。
作为用于避免这样的现象的一个方法,提出了在凹角拐角部控制加工速度的技术,但如上所述,这并不是一个可以满足的解决方法。
(应用本发明进行路径修正的情况)
根据上述不进行路径修正时的考察,可以考虑在凹角拐角部的顶点部也不使加工余量增大即可。因此,在本发明中,将凹角拐角部的顶点部之前到该顶点部之后的直线部分通过具有适当曲率半径的圆弧路径进行置换,变更为连续并且平滑地按照直线部分→圆弧路径→直线部分的顺序移动的路径,由此避免了凹角拐角部的顶点部的加工余量的增大。换句话说,包含凹角拐角部的顶点在内删除该顶点前后的直线路径部分(在顶点弯曲的V字型的路径部分),为了填埋该删除的部分插入圆弧状的移动块。
具体地说,所谓上述“恰当的曲率半径”,典型地可以设为“第n次加工的偏置量和第n+1次加工的偏置量的差分”(偏置量差分)(即,圆弧的曲率半径=偏置量差分)。在图3中,作为“第n+1次加工路径(修正后)Rtn+1”,表示了如此决定并插入的曲率半径的圆弧路径(用点划线描绘)。
但是,上述“恰当的曲率半径”可以不必与上述第n次加工的偏置量和第n+1次加工的偏置量的差分相一致,可以与该偏置量差分多少有些不同。在使“恰当的曲率半径”的值与上述差分不同时,对于两者的大小关系可以有以下两个情况(A)以及(B)。
(A)曲率半径>偏置量差分
此时,与“圆弧的曲率半径=偏置量差分”的情况相比,在凹角拐角部的加工余量进一步减小。因此,当使曲率半径过大时加工不足(凹角拐角部的切入不足)的可能性变高。作为实际的允许范围,例如推荐圆弧的曲率半径不超过1.2×偏置量差分的范围。
(B)曲率半径<偏置量差分
此时,与所述“圆弧的曲率半径=偏置量差分”的情况相比,凹角拐角部的加工余量增大。因此,当使曲率半径过小时,可能产生凹角拐角部的加工余量减小的作用效果微薄的可能。作为实际的允许范围,例如推荐圆弧的曲率半径不小于0.5×偏置量差分的范围。
此外,将上述的“偏置量差分”设为“第n次加工的偏置量和第n+1次加工的偏置量的差分”,但并不限于此,一般地可以设为“第n次加工的偏置量和第n+m次(m≥1)的加工的偏置量的差分”。例如,可以根据“第2次加工额度偏置量”和“第四次加工的偏置量”之间的差分(n=2,m=2),来决定要插入的圆弧状的移动块的、其圆弧状的曲率半径。
而且,理想的是:为使圆弧与构成路径修正前的第n+m次加工路径的两条直线路径相切地进行圆弧路径的插入。此时,直线与圆弧的切点成为圆弧状的路径和直线路径部分的连接点,在这些连接点处,直线路径和圆弧路径不会产生路径的斜度急剧变化的情况,平滑地连接。
此外,在插入了圆弧路径的加工路径(图3的“第n+1次的加工路径RTn+1”)中,与上述切点相比靠近拐角部尖端的V字型部分随着上述圆弧路径(图3的“第n+1次加工路径(修正后)RTn+1”)的插入(替换),被删除。
上述“第n次加工的偏置量和第n+m(m≥1)次加工的偏置量的差分”可以在电火花线切割加工机的控制装置内部预先计算出。此外,在以后说明在第n+m次加工路径中插入上述圆弧路径的方法。
在进行了这样的路径修正(路径变更)时,如同图3的“第n+1次的加工路径RTn+1(修正后)”那样沿着直线路径和插入的圆弧路径,一边通过放电对“第n次的被加工物端面Hn”进行切削,一边进行移动。关于通过该放电切削的量,在直线部为“第n+1次加工余量(直线部)Kn+1”,在凹角拐角部为“第n+1次的加工余量Gn+1(顶点部:修正后)”。如此,通过第n+1次加工中的线在直线路径以及圆弧路径上的行进,形成“第n+1次的被加工物端面(修正后)In+1”。位于与凹角拐角部的顶点对应的位置的线为图3的虚线表示的圆,即“第n+1次线位置WRn+1(顶点部:修正后)”,其与图3的实线表示的圆,即“第n+1次线位置WMn+1(顶点部:修正前)”相比位于退后的位置,上述图3的实线所表示的圆表示不进行路径修正时的、位于与凹角拐角部的顶点对应的位置的线。如此,在路径修正后,在第n+1次的加工中,线向凹角拐角部进入到最深处时的位置与在路径修正前的第n+1次加工中,线向凹角拐角部进入到最深处时的位置相比退后,所以可以抑制线进入被加工物中,引起短路使加工精度恶化的情况。
另一方面,当进行这样的加工路径变更时,产生在被加工物的加工完成时,被加工物的形状与图纸等指示的形状不同的担心,这样的担心在电火花线切割加工中的凹角拐角部中,一般不会被视为问题。即,在电火花线切割加工中,线的断面形状为圆形,所以可知凹角拐角部的加工形状与(即使没有插入上述那样的圆弧路径)加工路径的形状不同,该圆弧的大小受到所使用的线的直径、放电能量、偏置量的大小、或者拐角部的角度的影响,在凹角拐角部的加工完成的形状原本就是不确定的。
因此,在必须明确指示凹角拐角部加工完成后的形状时,一般通过具有以下半径的圆弧形状进行指定:该半径大于所使用的线的半径和放电间隙相加得到长度,但是对于生成加工程序来说需要花费时间和劳力,如果不是特别需要明确该形状,或者如果是通过研磨等后处理来应对的案例,有时也通过两条直线简单相交的凹角状的加工程序进行加工。
根据这样的理由,关于在凹角拐角部要求的被加工形状,是在前后的直线块中没有删除不足或过度删除来形成笔直的直线的轮廓部分,在这些轮廓部分通过圆滑的圆弧形状来连接,基于本发明的思想的上述方法是足可以达到该要求的。
此外,为了实际使用控制装置如上所述在凹角拐角部中插入圆弧路径,作为其前提,如果在加工程序中两个直线块相交形成了拐角部,则应该首先必须判断该拐角部是凹角拐角部还是凸角拐角部。
参照图4~图6对该判断进行说明。图4表示通过电火花线切割加工得到的加工形状的一例,图5是用于得到图4所示的加工形状的加工程序的一例。此外,图6表示存储偏置量的偏置量存储单元的存储器结构的例子。
在图4中,[1]为凸角拐角部的例子,[2]为凹角拐角部的例子。因此,针对这样的两个例子,考虑凹凸判别的方法。
一般地,在按照电火花线切割加工的加工程序执行多重加工时,在线开始移动之前,根据加工程序指令在各次的加工中使用的偏置量。在图5所示的例子中,通过“D1”的指令代码,调出并使用具有图6的存储器结构的偏置量存储单元的“偏置存储器1”中存储的偏置量。
从加工开始点开始进行加工,在成为产品形状之前一直进行切入的最初的加工程序段中,通常由于防止偏置的量或方向的误设定等理由,暂时取消偏置(“G40”指令)。然后,从实际加工产品形状的程序段开始使偏置有效(“G41”指令)。在该例子中,线实际移动的路径,相对于由加工程序指令的路径,被偏置在左侧。但是,还可以代替“G41”指令,根据“G42”的指令代码偏置在右侧。
然后,在之后的加工程序段中,在通过“G40”的指令代码取消偏置之前,线被偏置在左侧持续进行加工,在该期间的偏置量保持由“D1”指令的值。
在此,首先考虑在产品形状加工开始之后,通过[1]的拐角部时的状况。在该[1]的拐角部,向右侧,即向给予了偏置的一侧相反的一侧弯曲。然后,在[2]的拐角部中,向左侧,即向给予了偏置的一侧相同的一侧弯曲。然后,当加工进入到最后取出成为产品的被加工物时,[1]的拐角部成为凸状,[2]的拐角部成为凹状。即,向给予了线的偏置的一侧相反的方向弯曲的拐角部为凸拐角部,向相同方向弯曲的拐角部为凹拐角部。
因此,电火花线切割加工机的控制装置,对加工程序进行解析,首先,如果两个直线块交叉,则判断在此形成了拐角部,然后,判断该拐角部向给予了偏置的一侧相同的一侧弯曲还是向相反一侧弯曲,由此来判断是凹角拐角部还是凸角拐角部。
在被判断为是凹角拐角部的拐角部中,在使线实际移动之前(至少在向凹角拐角部靠近之前),必须将上述半径的圆弧状加工路径实际插入与在该凹角拐角部相交的两个直线块对应的加工路径。对于该点,如果参照图7以及图8进行简单的说明,则如下所述。图7表示在得到图4所示的加工形状的加工程序中,插入了5个部位的拐角R指令时的加工形状的例子。图8表示插入了5个部位的拐角R指令的加工程序的例子。
作为指令圆弧状拐角部的加工路径的方法,目前已知如下的方法:在两个直线块相交形成的凹角拐角部中插入拐角R,生成与这些直线相切的圆弧块的加工路径,将凹角拐角部的顶点和该顶点前后的直线路径的一部分置换为该生成的圆弧块。
如图7所示,在对于图4所示的加工形状,在5个部位加入了拐角R指令的加工程序中,如图8所示,例如插入“R0.5”的拐角R指令。在此,“R0.5”为如下的指令:在两个直线块相交形成的凹角拐角部中插入与这些直线相切的半径为0.5mm的圆弧状移动块(拐角部R),将凹角拐角部的顶点和该顶点前后的直线路径的一部分置换为该插入的圆弧状移动块。即为以下的指令:根据该指令,连接两个直线块和一个圆弧状块,并且,在直线块中删除连结该直线块和所述圆弧状块的切点或交点和直线块的交点(拐角部顶点)的部分,生成经由圆弧状移动块的加工路径。
该方法可以用于本发明。因此,作为一个实施方式,考虑使用与图4的加工形状对应的图5所示的程序的案例。而且,在多重加工中,在凹角拐角部中虚拟地插入将所述“第n次加工的偏置量和第n+m次(m≥1)加工的偏置量的差分”作为半径的拐角R指令。
在此,关于上述的“第n次加工(基准加工次数)”,一般从设计上来说,在放电能量比较强的第一次到第三次之间(n=1至3)进行决定。根据成为产品的被加工物所要求的最终的加工精度或表面粗糙度,即使在相同的加工次数中使用的放电能量也不同,所以应该根据加工目的改变基准加工次数(第n次)。此外,上述“第n+m次加工”并不限于紧随第n次加工之后的下一个加工(第n+1次加工)。
此外,如上所述,在第一实施方式中,应该使用与图4的加工形状对应的图5所示的程序,在多重加工中,在凹角拐角部中虚拟地插入将所述“第n次加工的偏置量和第n+m次加工的偏置量的差分”作为半径的拐角R指令,这在电火花线切割加工机的控制装置内执行。
因此,参照图9(现有例子)和图10(实施方式),对控制装置的结构和功能进行叙述。此外,在图9以及图10中,对于与加工路径的生成和修正作业缺乏联系的部分省略图示。
首先,为了明确本发明的电火花线切割加工机的控制装置的特征,在此参照图9对电火花线切割加工机的控制装置的现有例子进行说明。
如图9所示,控制装置具有加工程序存储单元1、加工程序解析单元2、加工路径生成单元3以及偏置量存储单元4。
加工程序存储单元1是存储加工所需要的加工程序的单元,由非易失性存储器构成。在该加工程序存储单元1中预先存储多个加工程序。加工程序解析单元2对由操作者等指定的加工程序进行解析,提取与加工路径有关的数据,然后将这些数据交给加工路径生成单元3。此外,该加工程序解析单元2根据加工程序中的偏置量的指令代码,对偏置量存储单元4指示所需要的偏置量。
偏置量存储单元4是存储有多个在加工中需要的线的偏置量的存储器,按照来自加工程序解析单元2的指示,选择出加工所需要的每次加工的偏置量,然后交给加工路径生成单元3。
加工路径生成单元3取得由加工程序解析单元2交出的与加工路径有关的数据、和由偏置量存储单元4交出的每次加工的(即,第一次加工的、第二次加工的、第三次加工的......)偏置量,根据这些数据生成线实际移动的加工路径。
使用该图9所示的现有的控制装置进行加工的顺序如下所述。此外,在加工前,通过操作者在加工程序存储单元1中预先存储要执行的加工程序,此外,通过操作者在偏置量存储单元4中还预先存储了偏置量。
首先,当操作者从加工程序存储单元1选择出(例如在画面上选择)要执行的加工程序时,从加工程序存储单元1将加工程序交给加工程序解析单元2。于是,加工程序解析单元2对从加工程序存储单元1转交的加工程序进行解析,从加工程序中提取与加工路径有关的数据,然后将这些数据交给加工路径生成单元3。
此外,加工程序解析单元2根据偏置量的指令代码,对偏置量存储单元4指示所需要的偏置量。偏置量存储单元4选择出由加工程序解析单元2指示的偏置量,然后交给加工路径生成单元3。
加工路径生成单元3从加工程序解析单元2取得与加工路径有关的数据,从偏置量存储单元4取得对于每次加工设定的偏置量,将该取得的偏置量给予基于加工程序的加工路径,生成线实际移动的加工路径。
在使用现有的控制装置进行了凹角拐角部的多重加工时,如上所述,在凹角拐角部加工余量增大,难以确保加工精度。
因此,作为在上述的方式中,能进行在凹角拐角部插入圆弧状的移动路径的加工路径修正的控制装置,在本发明中使用图10所示的控制装置。该控制装置相当于在上述的图9所示的现有的控制装置中进一步加入了加工路径修正单元5、偏置量差分运算单元6以及基准加工次数设定单元7。即,本发明的控制装置除了加工程序存储单元1、加工程序解析单元2、加工路径生成单元3以及偏置量存储单元4的基本结构之外,还具有加工路径修正单元5、偏置量差分运算单元6以及基准加工次数设定单元7。
加工程序解析单元2对由操作者等指定的加工程序进行解析,提取与加工有关的数据,将这些数据交给加工路径生成单元3,并且,根据加工程序中的片质量的指令代码,对偏置量存储单元4指示所需要的偏置量。
偏置量存储单元4,按照来自加工程序解析单元2的指示,选择出每次加工的偏置量,将选择出的偏置量交给加工路径生成单元3和偏置量差分运算单元6。加工路径生成单元3从加工程序解析单元2取得与加工路径有关的数据,并且从偏置量存储单元4取得每次加工的偏置量,根据这些接收到的数据生成线实际移动的加工路径。
而且,加工路径修正单元5是对由加工路径生成单元3生成的加工路径进行修正,生成“已修正的加工路径”的单元。偏置量差分运算单元6以及基准加工次数设定单元7,将该加工路径修正单元5进行的路径修正所需要的数据提供给加工路径修正单元5。
在基准加工次数设定单元7中设定有基准加工次数(上述的、以及图3中的“第n次加工”的“n”的值)。此外,该设定例如可以采取以下的方法:例如在把偏置量存储在偏置量存储单元4中时,由操作者从操作画面进行设定,或者在由加工程序指令偏置量时,设置称为“DD”的用于指定成为基准的次数和该成为基准的次数的偏置量的特别的偏置量指令代码,由此来进行设定。在采用后者的方法时,预先在加工程序中存储上述“DD”的代码,由加工程序解析单元2对该特殊的代码进行解析,在基准加工次数设定单元中设定基准加工次数的数据。图10中的虚线箭头(从加工程序解析单元2向基准加工次数设定单元7的箭头)说明了后者的案例。
偏置量差分运算单元6,从偏置量存储单元4读出在基准加工次数设定单元7中设定的基准加工次数的加工(第n次加工)中指定的偏置量、和在本次加工(即,作为基准加工次数的第n次之后m次,要进行加工路径修正的次数(第n+m次)的加工)中指定的偏置量,来计算这两个偏置量的差分,并将计算结果交给加工路径修正单元5。
加工路径修正单元5,取得偏置量差分运算单元6的运算结果,对于加工路径生成单元3生成的加工路径,在两个直线的移动块相交形成的凹角拐角部中插入圆弧状的移动块来执行路进修正,重新生成作为目标的加工路径。
使用图10所示的控制装置进行加工的顺序如下所述。此外,在加工之前,执行的加工程序由操作者预先存储在加工程序存储单元1中,此外,通过操作者预先将偏置量存储在偏置量存储单元4中,并且还在基准加工次数设定单元7中设定有基准加工次数的数据。
首先,当操作者从加工程序存储单元1中选择(例如在画面上选择)出要执行的加工程序时,从加工程序存储单元1将该加工程序交给加工程序解析单元2。加工程序解析单元2对从加工程序存储单元1交出的加工程序进行分析,从加工程序中提取与加工路径有关的数据,并且将这些数据交给加工路径生成单元3。此外,根据偏置量的指令代码,对偏置量存储单元4指示所需要的偏置量。
偏置量存储单元4,选择出从加工程序解析单元2指示的偏置量,将选择出的偏置量交给加工路径生成单元3和偏置量差分运算单元6。加工路径生成单元3从加工程序解析单元2取得与加工路径有关的数据,从偏置量存储单元4取得在每次加工中设定的偏置量,对基于加工程序的加工路径给予每次加工的偏置量,来生成线进行移动的加工路径。
另一方面,偏置量差分运算单元6从偏置量存储单元4取得每次加工的偏置量,求出基准加工次数(第n次加工)的偏置量和与基准加工次数相比规定加工次数之后的加工次数(第n+m次的加工)的偏置量的差分,并将该差分交给加工路径修正单元5。
加工路径修正单元5,在加工路径生成单元3生成的加工路径的凹角拐角部中虚拟地插入根据从偏置量差分运算单元6取得的运算结果得到的拐角部R,生成通过该虚拟的拐角部R那样的加工路径。与此相伴,形成凹角拐角部的两个直线块,以拐角顶点的前后的部分被切掉的形状被缩短。该缩短的部分是插入的圆弧路径的两个端点(和直线路径的各个连接点)之间的部分。这两个端点由加工路径修正单元5进行计算。例如图3所示,如果是在两个直线路径和圆弧状路径相切的条件下插入圆弧形状的情况,则作为两个切点位置求出。
此外,在图3中表示了以下的例子:与两个直线的移动块相切地插入具有与从偏置量差分运算单元6取得的偏置量的差分相等的曲率半径的虚拟的拐角部R,但是如上所述,还可以将偏置量的差分作为基准,向上或者向下调整拐角部R的大小。例如,可以通过对差分乘以预先设定的系数α(例如在0.5≤α≤1.2之间,从以0.1为刻度准备的数值中进行选择)来进行该调整。
此外,根据情况,如果与两个直线的移动块不连续(在数学方面为不存在切线的意思)相交地插入拐角部R,由此来调节要除去的加工余量,则可以期待除去由于线倾斜等干扰的影响而产生的多余的剩余部分时的加工性能进一步提高。
图11表示使用图10所示的控制装置进行电火花线切割时的加工形状的一例。图12A以及图12B表示用于得到该形状的加工程序的一例。
如同在上下两段中描述的那样,程序由主程序和根据主程序中的命令语句读出的子程序构成。在此表示的是三次加工的例子。根据“DD2”指令,将“偏置存储器2”(参照图6)中存储的偏置量指定为成为基准的加工次数的偏置量。根据“D3”指令,偏置量差分运算单元6运算在“偏置存储器2”中存储的偏置量和在“偏置存储器3”(参照图6)中存储的偏置量的差分。然后,在第三次的加工中,在加工路径的各凹角拐角部[1]~[5]中插入将偏置量差分运算单元6的运算结果(在第二次的加工中指定的偏置量和在第三次的加工中指定的偏置量的差分)作为曲率半径的虚拟的拐角部R,将被加工物加工成图11那样。然后,作为结果,可得到高精度的凹角拐角部。
此外,在图10所示的控制装置中,在得到插入了圆弧状的移动块的加工路径(直线路径→圆弧路径→直线路径)时,一旦通过加工路径生成单元3生成了加工路径之后,对于该生成的加工路径,使用加工路径修正单元5进行了插入圆弧状的移动块这样的修正,但也可以代之以:,由加工路径生成单元3生成插入了圆弧状的移动块的加工路径。
图13的框图表示此时使用的控制装置的一个变形例。该控制装置除了省略加工路径修正单元5,以及加工路径生成单元3的功能与图10的加工路径生成单元3的功能不同之外,具有与图10所示的控制装置相同的结构。
在该图13所示的控制装置中,加工程序存储单元1存储加工所需要的加工程序。加工程序解析单元2对由操作者等指定的加工程序进行解析,提取与加工路径有关的数据,将这些数据交给加工路径生成单元3,并且,根据加工程序中的偏置量的指令代码,对偏置量存储单元4指示需要的偏置量。
偏置量存储单元4是存储多个在加工中需要的线偏置量数据的存储器,按照来自加工程序解析单元2的指示,选择出加工所需要的每次加工的偏置量,然后交给加工路径生成单元3和偏置量差分运算单元6。
在上述的方式中,在基准加工次数设定单元7中设定基准加工次数,该基准加工次数用于决定在开始在两个直线的移动块相交形成的凹角拐角部中插入圆弧状的移动块的加工次数。此外,开始对凹角拐角部插入圆弧状的移动块的次数一般为“基准加工次数+m”(m为正整数,m≥1),典型地为m=1。此外,偏置量差分运算单元6在上述的方式中,进行运算来求出由基准加工次数设定单元7设定的基准加工次数(第n次的加工)的偏置量和基准加工次数之后的某次加工(第n+m次的加工)的偏置量的差分,将运算结果交给加工路径生成单元3。
加工路径生成单元3的功能与图10所示的控制单元中的加工路径生成单元3的功能相比,有一些不同。即,在图13所示的控制装置中,加工路径生成单元3从加工程序解析单元2取得与加工路径有关的数据,从偏置量存储单元4取得每次加工的偏置量,并且取得偏置量差分运算单元6的运算结果,根据这些取得的数据,生成线实际移动的加工路径。
使用图13所示的控制装置进行加工的顺序如下所述。在加工前,通过操作者在加工程序存储单元1中预先存储有要执行的加工程序,此外,通过操作者在偏置量存储单元4中预先存储了偏置量,在基准加工次数设定单元7中预先设定了基准加工次数的数据。
首先,当操作者从加工程序存储单元1选择出(例如在画面上选择)要执行的加工程序时,从加工程序存储单元1将该加工程序交给加工程序解析单元2。加工程序解析单元2对从加工程序存储单元1交出的加工程序进行解析,从加工程序中提取与加工路径有关的数据,然后将这些数据交给加工路径生成单元3。加工程序解析单元2还根据偏置量的指令代码,对偏置量存储单元4指示所需要的偏置量。
偏置量存储单元4选择出由加工程序解析单元2指示的偏置量,将选择出的偏置量交给加工路径生成单元3和偏置量差分运算单元6。偏置量差分运算单元6从偏置量存储单元4取得每次加工的偏置量,求出基准加工次数(第n次加工)的偏置量和与基准加工次数相比规定加工次数之后的加工次数(第n+m次加工)的偏置量的差分,然后将该差分交给加工路径生成单元3。
如上所述,基准加工次数由基准加工次数设定单元7进行设定,关于设定方法,例如可以在偏置量存储单元4中存储偏置量时,通过操作者在操作画面上进行设定,或者可以在由加工程序指令偏置量时,设置“DD”这样的用于指定基准加工次数和该次加工的偏置量的特殊的偏置量指令代码来进行设定。图13中的虚线箭头(从加工程序解析单元2向基准加工次数设定单元7的箭头)表示与后者的案例对应的功能。
加工路径生成单元3从加工程序解析单元2取得与加工路径有关的数据,从偏置量存储单元4取得对每次加工设定的偏置量,将该取得的偏置量给予基于加工程序的加工路径,来生成线移动的加工路径,在凹角拐角部虚拟地插入以从偏置量差分运算单元6取得的偏置量的差分为曲率半径的拐角部R,生成通过该虚拟的拐角部R那样的加工路径。与此相伴,与没有插入拐角部R的情况相比,与形成凹角拐角部的两个直线块对应的直线路径,在已经叙述的方式中被缩短。即,去除凹角拐角部的顶点和插入的圆弧路径与直线路径的连接点之间的直线路径,被替换为该圆弧路径。如上所述,插入的圆弧路径的两个端点(圆弧路径和直线路径的连接点)由加工路径生成单元3进行计算。例如,如图3所示,如果是与V字型相交的两个直线路径相切地在这两个直线路径之间插入圆弧路径的情况,则求出插入的圆弧路径的两个端点来作为圆弧路径和直线路径的两个切点位置。
即使使用图13所示的控制装置,也可以对从偏置量差分运算单元6得到的偏置量的差分乘以任意的系数等来变更插入的拐角部R的大小(圆弧曲率半径),来代替把插入的拐角部R的大小作为从偏置量差分运算单元6得到的偏置量的差分。而且,在V字型相交的两个直线路径之间插入圆弧路径时,圆弧路径可以与这些直线路径不相切。即使像这样直线路径与圆弧路径不相切地两路径交差(即使从直线路径向圆弧路径的转移不连续),只要不产生应该去除的加工余量的切削剩余就可以。
此外,该图13所示的控制装置也可以执行与图12所示的相同的加工程序,所以使用该控制装置可以得到高精度的凹角拐角部。
此外,如果对图10所示的控制装置和图13所示的控制装置的不同进行补充,则如下所述。
图10的控制装置对通过现有技术生成的加工路径,通过加工路径修正单元5在凹角拐角部插入圆弧状的移动块来施加修正,由此得到作为目标的加工路径。即,该控制装置对现有的加工路径生成技术附加了加工路径修正的新的技术。因此,经过两个阶段的工序生成作为目标的加工路径,该两个阶段的工序为:通过现有的技术生成加工路径;使用图10的控制装置具有的加工路径修正单元对该生成的加工路径进行修正。
与此相对,图13的控制装置不是对通过现有的技术生成的加工路径施加修正,而是在加工路径生成单元3生成加工路径的阶段插入圆弧状的移动块的控制装置。即,与图10所示的例子相比,具有用于生成作为目标的加工路径的工序减少一个阶段的工序的优点。
此外,该图13的控制装置并非只是对该加工程序解析单元2解析的加工程序虚拟地插入拐角部R,由此生成通过该虚拟拐角部R的加工路径,即使对加工程序解析单元2解析的加工程序自动地插入圆弧状的移动块来进行编辑,实际生成具有圆弧状的移动块的加工程序,由此来生成加工路径,也可以得到与图10的控制装置相同的效果,没有任何的问题。
最后,关于在加工程序中指定的案例的处理的一般流程,参照图14对使用图10所示的控制装置或图13所示的控制装置,通过多重加工得到含有凹角拐角部的形状进行说明。图14是关于这样的多重加工中的第k次(k=1、2...kfinal,其中kfinal表示最后一次)加工的处理,以与圆弧状路径的插入相关联的处理为中心进行说明的流程图。
此外,在图14的流程图中,“BL”表示“块”,i是代表块号码的指标(寄存器值),例如Bli表示第i移动块。各步骤的要点如下所述。
判断本次(第k次)的加工是否为超过基准加工次数(第n次的加工)的加工(步骤S1)。在为超过基准加工次数n的加工时(k>n)进入步骤S1,在没有超过时(k≤n)进入步骤SS2,通过通常的处理执行第k次加工(步骤SS2),然后结束。此外,虽然在流程中没有记载本次的加工为第几次的加工,但是,例如可以通过适当地设定加工次数指标(寄存器值)来进行识别。此外,关于基准加工次数(第n次加工),在此,在基准加工次数设定单元7中通过参数预先设定了基准加工次数。
在通过通常处理执行第k次加工的步骤SS2中,与关联数据(第k次加工中的偏置量δk的数据等)一起读入各移动块,同时按照移动了偏置量δk的移动路径执行第k次的加工。在该次的加工中,即使具有凹角拐角部也不进行圆弧路径插入。此时的处理为通常的处理,所以省略其详细的说明。
另一方面,在步骤S1中,初始设定指标i(i=1),与关联数据(第k次加工中的偏置量δk的数据等)一起读入第i(即,第一)的移动块BL1,并进行解释(步骤S2)。根据该步骤S2的读入/解释的结果,进行所需要的关联处理(步骤S3)。在该处理中,包含偏置量δk的决定(对偏置量存储单元4进行访问,得到被指定的偏置量δk的数据)。
与关联数据一起读入第i+1(在第一次的处理循环中,第二次)的移动块BLi+1,并进行解释(步骤S4)。然后,判断是否通过第i移动块BLi和其之后的第i+1移动块BLi+1形成了拐角部(步骤S5)。即,如果判断为移动块BLi和移动块BLi+1都是直线移动块并且相互不平行,则两个移动块形成了拐角部,所以此时(步骤S5的判断为YES)进入步骤S6。在除此之外的情况(步骤S5的判断为NO)进入步骤S7。
在步骤S6中判断第i移动块BLi和第i+1移动块BLi+1形成的拐角部是凹角拐角部还是凸角拐角部。判定方法如上所述。在此,根据表示移动块BLi+1的矢量(方向与移动方向一致)和表示移动块BLi+1的矢量(方向与移动方向一致)的外积,来判断该拐角部向左弯曲还是向右弯曲,并且还检查线实际移动的路径相对于加工程序指令的路径,是向左侧偏置了偏置量δk还是向右侧偏置了偏置量δk,根据这些判断结果,判断该拐角部是凹角拐角部还是凸角拐角部。
在步骤S6的判断中,如果判断出从移动块BLi到下一个移动块BLi+1使拐角部向左弯曲,并且在指令路径的行进方向的左侧设定了偏置量δk指定的路径移动,则判断该拐角部为凹角拐角部,并进入步骤S11。在除此之外的情况下,判断为不是凹角拐角部,并进入步骤S7。
在步骤S7中执行用于第i移动块BLi的处理(插补、向各轴的伺服装置的移动指令等处理)。此外,如后所述,对于在该步骤中成为对象的移动块,具有在步骤S15中进行了起始点修正的情况,此时,成为有关起始点修正后的移动块的移动处理。当结束了步骤S7中的用于移动块BLi的移动的移动处理时,进入步骤S8。
在步骤S6的判断中,当判断拐角部为凹角拐角部时,检查是否应该在该凹角拐角部插入圆弧路径的移动块(步骤S11)。在加工程序中事先指定是否插入该圆弧路径的移动块的基准,在上述的例子中,附加了R指令的凹角拐角部表示是应该插入圆弧路径的移动块的凹角拐角部。
然后,计算在凹角拐角部中插入的圆弧路径的曲率半径(步骤S12)。曲率半径的计算方法如上所述。即,计算在基准加工次数设定单元7中设定的基准加工次数(第n次加工)的偏置量和该基准加工次数之后的某次加工(第n+m次加工,例如本次的加工)的偏置量的差分,根据该差分决定曲率半径。例如,设所述差分=曲率半径。
根据步骤S12的计算结果决定插入的圆弧路径的位置(步骤S13)。例如,计算具有步骤S12中计算出的曲率半径的、与形成该凹角拐角部的两个直线路径(移动了偏置量δk完成了修正)相切的圆弧的位置(圆弧中心的位置和圆弧与形成凹角拐角部的两条直线的切点的位置)。
通过在步骤S13中决定的位置设定圆弧路径,消除位于圆弧路径前方的V字型的直线区间。为了使该消除的V字型直线区间的一端以及另一端成为第i移动块BLi的直线路径的终点以及第i+1移动块BLi+1的直线路径的起始点,分别修正这些移动块BLi的终点以及移动块BLi+1的起始点(步骤S14以及步骤S15)。
此外,如上所述,上述步骤S12~S15的处理可以作为根据移动块BLi以及移动块BLi+1生成的加工路径的修正的形式(与上述的图10的方框结构相对应)来执行,或者,可以将步骤S12~S15的处理作为加工路径生成处理的一部分的形式(与上述的图13的方框结构相对应)来执行。
执行用于第i移动块BLi的移动的处理(插补,向各轴伺服装置的移动指令等处理)(步骤S16)。此外,在该步骤S16中进行处理的是在步骤S14中进行了终点修正的移动块BLi。
然后,执行用于插入的圆弧路径的移动块的移动的处理(插补,向各轴伺服装置的移动指令等处理)(步骤S17)。当该处理结束时,转移至步骤S8
在所述步骤S11中判断出不需要在凹角拐角部插入圆弧路径的移动块时,执行用于第i移动块BLi的移动的处理(插补,向各轴伺服装置的移动指令等处理)(步骤S18)。此外,在该步骤中进行处理的移动块是没有在步骤S14中进行终点修正的移动块BLi。当该处理结束时,进入步骤S8。
在步骤S8中使指标i加一(i=i+1)。然后,检查是否存在下一个移动块(第i+1移动块)BLi+1。如果没有下一个移动块则进入步骤S10,如果有则返回步骤S4。此外,在最初的步骤S9中,i=2,因此,是在检查有无第三移动块。
在步骤S10中,执行用于第i移动块BLi(即,最终移动块)的移动的处理(插补,向各轴伺服装置的移动指令等处理)。此外,在该步骤S10中进行移动处理的移动块BLi有时已经在步骤S15中进行了起始点修正,此时完成了起始点修正的移动块BLi成为该步骤S10的移动处理的对象。
在步骤S10中进行最终移动块的移动处理,然后结束本次(第k次)的加工。
如果关于k=1、2...kfinal反复进行以上的处理循环,则对于希望进行包括圆弧路径插入在内的路径变更的凹角拐角部,插入具有以下曲率半径的圆弧路径(形成凹角拐角部的各直线区间被缩短),来确定该加工路径,上述曲率半径根据与基准加工次数对应的偏置量、和与基准加工次数的1或2次以后的某次加工对应的加工偏置量的差分来决定。
例如,在将基准加工次数设定为第三次的加工时,通过在各凹角拐角部插入具有以下曲率半径的圆弧路径,来确定第四次加工的路径,上述曲率半径根据第三次加工中的偏置量δ3和第四次加工中的加工偏置量δ4的差来决定。同样地,在将基准加工次数设定为第三次加工的条件下,通过在各凹角拐角部插入具有以下曲率半径的圆弧路径,来确定第五次加工的路径,上述曲率半径根据第三次加工中的偏置量δ3和第五次加工中的加工偏置量δ5的差来决定。

Claims (6)

1.一种电火花线切割机的控制装置,其用于控制所述电火花线切割机中的多重加工,其特征在于,
具有:
加工程序存储单元,其存储加工程序;
加工程序解析单元,其解析所述加工程序存储单元中存储的加工程序;
偏置量存储单元,其存储对每次加工所设定的线偏置量;
加工路径生成单元,其根据所述加工程序解析单元的解析结果和所述偏置量存储单元中存储的偏置量生成加工路径;
加工路径修正单元,其对于所述加工路径中的相互不平行的两个直线移动块相交形成的凹角拐角部进行加工路径修正;
基准加工次数设定单元,其将成为基准的某次加工设定为基准加工次数,所述基准用于决定开始所述加工路径修正单元进行的所述加工路径修正时的加工是多重加工的第几次加工;以及
偏置量差分运算单元,其计算与所述基准加工次数对应的偏置量和与基准加工次数之后第一次或第二次以上的加工对应的偏置量的差分,
由所述加工路径修正单元进行的所述加工路径修正,对于由所述加工路径生成单元生成的加工路径,删除形成凹角拐角部的两个直线移动块的该凹角拐角部一侧的各自一部分,在该进行了删除的部分插入具有根据所述偏置量差分运算单元的运算结果决定的曲率半径的圆弧状的移动块,其中根据所述偏置量差分运算单元的运算结果决定的曲率半径不超过1.2×偏置量差分范围,不小于0.5×偏置量差分范围。
2.根据权利要求1所述的电火花线切割机的控制装置,其特征在于,
所述圆弧状的移动块使所述偏置量差分运算单元计算出的偏置量的差分等于所述圆弧状的曲率半径。
3.根据权利要求1或2所述的电火花线切割机的控制装置,其特征在于,
将所述圆弧状的移动块与所述两条直线相切地插入所述加工路径中。
4.一种电火花线切割机的控制装置,其用于控制所述电火花线切割机中的多重加工,其特征在于,
具有:
加工程序存储单元,其存储加工程序;
加工程序解析单元,其解析所述加工程序存储单元中存储的加工程序;
偏置量存储单元,其存储对每次加工所设定的线偏置量;
基准加工次数设定单元,其将成为基准的某次加工设定为基准加工次数,所述基准用于决定开始以下工作时的加工是多重加工的第几次加工:即,对于由所述加工程序确定的两个直线移动块相交形成的凹角拐角部,删除形成该凹角拐角部的两个直线移动块的该凹角拐角部一侧的各自一部分,在该进行了删除的部分插入圆弧状的移动块;
偏置量差分运算单元,其计算与所述基准加工次数对应的偏置量和与基准加工次数之后第一次或第二次以上的加工对应的偏置量的差分;以及
加工路径生成单元,其取得所述偏置量存储单元中存储的偏置量和所述加工程序解析单元的解析结果,删除形成所述凹角拐角部的两个直线移动块的该凹角拐角部一侧的各自一部分,在该进行了删除的部分,作为所述圆弧状的移动块在所述凹角拐角部插入根据所述偏置量差分运算单元的运算结果决定了曲率半径的圆弧状的移动块来生成加工路径,其中根据所述偏置量差分运算单元的运算结果决定的曲率半径不超过1.2×偏置量差分范围,不小于0.5×偏置量差分范围。
5.根据权利要求4所述的电火花线切割机的控制装置,其特征在于,
所述圆弧状的移动块使所述偏置量差分运算单元计算出的偏置量的差分等于所述圆弧状的曲率半径。
6.根据权利要求4或5所述的电火花线切割机的控制装置,其特征在于,
将所述圆弧状的移动块与所述两条直线相切地插入所述加工路径中。
CN2008100916154A 2007-04-10 2008-04-09 电火花线切割机的控制装置 Active CN101284322B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007-103249 2007-04-10
JP2007103249A JP4298764B2 (ja) 2007-04-10 2007-04-10 ワイヤカット放電加工機の制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101284322A CN101284322A (zh) 2008-10-15
CN101284322B true CN101284322B (zh) 2011-01-26

Family

ID=39628911

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2008100916154A Active CN101284322B (zh) 2007-04-10 2008-04-09 电火花线切割机的控制装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7888617B2 (zh)
EP (1) EP1980353B1 (zh)
JP (1) JP4298764B2 (zh)
CN (1) CN101284322B (zh)

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4559526B2 (ja) * 2008-06-10 2010-10-06 ファナック株式会社 ワイヤカット放電加工機の制御装置およびワイヤカット放電加工機の加工経路作成装置
DE112008004055T8 (de) * 2008-10-29 2012-08-30 Mitsubishi Electric Corporation Vorrichtung zum funkenerosiven Bearbeiten mittels eines Drahts
ES2427014T3 (es) * 2009-01-29 2013-10-28 Agie Charmilles Sa Método y aparato de mecanizado por descarga eléctrica por hilo metálico
CH700591B8 (fr) * 2009-09-09 2010-11-30 Charmilles Technologies Procédé pour l'usinage de pièces au moyen du fraisage par électroérosion.
JP5048108B2 (ja) * 2010-08-06 2012-10-17 ファナック株式会社 ワーク計測機能を有するワイヤカット放電加工機
CN102310238A (zh) * 2011-05-17 2012-01-11 泰德兴精密电子(昆山)有限公司 慢丝圆角加工工艺
JP5221744B2 (ja) * 2011-11-28 2013-06-26 ファナック株式会社 回転軸に取り付けた超高硬度材を用いた工具を加工するワイヤ放電加工方法およびワイヤ放電加工機
JP5369205B2 (ja) 2012-02-27 2013-12-18 ファナック株式会社 切込み加工時、逃げ加工時の加工傷を低減するワイヤ放電加工機およびワイヤ放電加工方法
JP5689431B2 (ja) 2012-03-12 2015-03-25 ファナック株式会社 プログラム指令によって加工経路の補正を行うワイヤ放電加工機の制御装置
CN104487195B (zh) * 2012-04-26 2016-04-06 三菱电机株式会社 线电极放电加工机的控制装置以及加工方法
JP5638053B2 (ja) 2012-11-13 2014-12-10 ファナック株式会社 ワイヤ放電加工機の制御装置、ワイヤ放電加工機およびワイヤ放電加工方法
JP5587963B2 (ja) 2012-11-13 2014-09-10 ファナック株式会社 ピーク電流補正機能を有したワイヤ放電加工機
JP5734270B2 (ja) * 2012-12-21 2015-06-17 ファナック株式会社 コーナ角度に応じて自動的に加工経路の補正を行うワイヤ放電加工機
JP5722382B2 (ja) * 2013-01-09 2015-05-20 ファナック株式会社 コーナ部で加工経路の補正を行うワイヤ放電加工機
CN103480927A (zh) * 2013-09-22 2014-01-01 江苏美伦影像系统有限公司 一种线切割件切割轨迹追踪系统
JP5837031B2 (ja) 2013-12-26 2015-12-24 ファナック株式会社 凹円弧コーナ部の経路補正を行うワイヤ放電加工機およびワイヤ放電加工機の加工経路作成装置およびワイヤ放電加工機の加工方法
JP6267156B2 (ja) * 2015-05-29 2018-01-24 ファナック株式会社 微小ブロックのコーナ制御を行うワイヤカット放電加工機用数値制御装置
CN105643030B (zh) * 2016-03-01 2017-11-03 上海交通大学 一种用于多轴联动电火花加工的进给速度后处理器设计方法
CN106180932A (zh) * 2016-07-29 2016-12-07 自贡市嘉特数控机械制造有限公司 电火花线切割机床加工工件的方法
CN106846432A (zh) * 2016-12-30 2017-06-13 北京恒华伟业科技股份有限公司 一种塔基断面图的绘制方法及装置
JP6760998B2 (ja) * 2018-06-29 2020-09-23 ファナック株式会社 ワイヤ放電加工機の制御装置
JP7372053B2 (ja) * 2019-05-20 2023-10-31 ファナック株式会社 演算装置
JP7364358B2 (ja) * 2019-05-20 2023-10-18 ファナック株式会社 ワイヤ放電加工機およびワイヤ放電加工方法
JP7372191B2 (ja) 2019-11-08 2023-10-31 ファナック株式会社 プログラム編集装置、ワイヤ放電加工機およびプログラム編集方法
CN111558751B (zh) * 2020-04-27 2021-06-18 精英模具(珠海)有限公司 一种组合镶件的cnc线割加工工艺
CN115982807B (zh) * 2022-12-02 2024-02-20 中圭建设有限公司 一种减少土地占用且提高矿物回收率的矿坑转角设计方法

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59115125A (ja) 1982-12-23 1984-07-03 Fanuc Ltd 自動ワイヤカツト形状修正方式
JPH0680391B2 (ja) 1985-12-28 1994-10-12 譲 松原 連続式マイクロ波加熱炉
WO1988003071A1 (en) * 1986-10-24 1988-05-05 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Wire cut electrical discharge machine
JPH01140921A (ja) * 1987-11-28 1989-06-02 Fanuc Ltd ワイヤ再結線方法
JPH0271928A (ja) * 1988-09-01 1990-03-12 Mitsubishi Electric Corp ワイヤ放電加工におけるワイヤ径補正量の算出方法
JP2630684B2 (ja) 1990-07-17 1997-07-16 三菱電機株式会社 ワイヤ放電加工方法及びその装置
JPH0640711A (ja) 1992-07-21 1994-02-15 Mitsui Toatsu Chem Inc 含炭素組成物の製造方法
JPH0687010A (ja) 1992-09-09 1994-03-29 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 圧延機のスリーブ式分割補強ロール
JP2914101B2 (ja) 1993-06-30 1999-06-28 三菱電機株式会社 ワイヤ放電加工方法及びその装置
US5418344A (en) * 1992-10-20 1995-05-23 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Method and apparatus for wire-cutting electrical discharge machining of a corner
JP3496542B2 (ja) * 1998-11-20 2004-02-16 三菱電機株式会社 ワイヤ放電加工機用数値制御装置
US6184485B1 (en) * 1999-03-16 2001-02-06 Industrial Technology Research Institute Method of measuring flexure value of wire electrode
JP2001060105A (ja) 1999-08-24 2001-03-06 Okuma Corp 数値制御ワイヤ放電加工機
JP4140174B2 (ja) 2000-06-28 2008-08-27 ブラザー工業株式会社 ワイヤ放電加工機の制御装置及び制御方法,並びに記憶媒体
CN1259168C (zh) * 2001-11-01 2006-06-14 三菱电机株式会社 电火花线切割方法及装置
JP4143384B2 (ja) 2002-10-31 2008-09-03 株式会社ソディック 放電加工方法
JP2005066738A (ja) * 2003-08-22 2005-03-17 Fanuc Ltd ワイヤカット放電加工機の加工制御方法
JP2007516923A (ja) 2003-12-24 2007-06-28 ナノメトリックス インコーポレイテッド カーボンナノチューブの連続製造
JP4934316B2 (ja) 2005-11-30 2012-05-16 株式会社ブリヂストン 繊維状炭素材料の製造方法
KR100795903B1 (ko) 2006-08-10 2008-01-21 세메스 주식회사 탄소나노튜브 포집 장치 및 그것을 사용한 탄소 나노 튜브생산 시스템 및 방법
JP2008273807A (ja) 2007-05-02 2008-11-13 Shinshu Univ マイクロ波超高吸収発熱素材による温度制御反応場生成法と機能性ナノ粒子及びナノカーボン素材の合成方法
JP5052954B2 (ja) 2007-05-09 2012-10-17 株式会社アルバック Cnt成長方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN101284322A (zh) 2008-10-15
EP1980353A2 (en) 2008-10-15
JP4298764B2 (ja) 2009-07-22
US7888617B2 (en) 2011-02-15
EP1980353B1 (en) 2012-04-25
US20080251500A1 (en) 2008-10-16
EP1980353A3 (en) 2010-10-13
JP2008260081A (ja) 2008-10-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101284322B (zh) 电火花线切割机的控制装置
EP3626385B1 (en) Layering condition control device
CN106180931B (zh) 线切割放电加工机用数值控制装置
CN103240471B (zh) 线放电加工机、基于线放电加工机的车刀加工方法
EP2639003B1 (en) Wire electric discharge machine controller for correcting machining route using program commands
JP4294638B2 (ja) ワイヤカット放電加工方法および数値制御ワイヤカット放電加工装置
CN106292549B (zh) 机床和机器人之间的干扰检查系统
CN104741713B (zh) 线放电加工机、线放电加工机用加工路径生成装置
EP2767360B1 (en) Wire electric discharge machine and calculation method for wire support positions of wire electric discharge machine
JP6122046B2 (ja) 加工サイクルの部分修正が可能な数値制御装置
CN104741714A (zh) 线放电加工机及其加工路径制作装置、加工方法
CN107102616A (zh) 具有旋刮加工中锥形加工的锥角修正功能的数值控制装置
JP6195659B2 (ja) 加工プログラムの生成方法、経路生成装置および放電加工機
CN107132815A (zh) 数值控制装置
JP5638053B2 (ja) ワイヤ放電加工機の制御装置、ワイヤ放電加工機およびワイヤ放電加工方法
JP5322881B2 (ja) 加工シミュレーション装置および最適工程決定装置
KR840006456A (ko) 수치제어 가공방식(數値制御加工方式)
EP2267565A2 (en) System and method for determining optimal machining process
JP5441604B2 (ja) 最適工程決定装置および最適工程決定方法
KR20170074792A (ko) 와이어 방전 가공기
JP5877915B2 (ja) 工作機械を制御する数値制御装置
CN113110299B (zh) 一种可实现连续加工的刀模自动化生产方法
Mgherony et al. Tool path planning of ball-end milling of free-form surfaces as a search algorithm
Li et al. Smoothing the extrapolation of four-axis simultaneous control in ruled surface WEDM
Salapateva et al. Experimental Studies of an Algorithm for Minimizing the Idle Tool Moves when Milling Complex Surfaces on Triaxial CNC Machine Tools

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant