CN101602130B - 电火花线切割机床的控制器和电火花线切割机床的加工路径生成设备 - Google Patents

Abstract

电火花线切割机床的控制器和加工路径生成设备能够改善进行多路径加工的凹角部的加工精度。控制器或加工路径生成设备装备加工程序存储装置，用于存储加工程序；偏移量存储装置，用于存储每个加工操作的线偏移量；加工程序分析装置，用于分析加工程序；加工形状定义装置，基于所述加工程序分析装置的分析结果定义工件的加工形状；加工形状校正圆弧半径存储装置，存储用于校正加工形状的预定圆弧半径；以及圆弧插入装置，用于消除由两个相交不平行的运动块形成的凹角部的相反端部分，并且如果由加工形状定义装置定义的加工形状包括凹角部，将具有预定圆弧半径的圆弧运动块插入消除的部分。

Description

电火花线切割机床的控制器和电火花线切割机床的加工路径生成设备

技术领域

本发明涉及电火花线切割机床的控制器，特别地涉及用于控制能够改善凹角部(reentrant corner portion)的加工精度的电火花线切割机床的控制器。此外，本发明涉及用于电火花线切割机床的加工路径生成设备，特别地涉及用于电火花线切割机床的加工路径生成设备，用于生成在能够改善凹角部加工精度的电火花线切割机床中使用的加工路径。

背景技术

在通过电火花线切割机床执行加工的过程中，如果控制机床使得线电极(wire electrode)沿着加工程序分配的路径运动，通过加工获得的工件的轮廓(工件路径)不可避免地偏离该分配的路径。

工件路径偏离该分配的路径主要是因为线电极的不可忽视的半径R和放电间隙(discharge gap)Δgp。特别地，在线电极中心的路径和工件路径之间形成等于线电极半径R和放电间隙Δgp之和的长度的偏差。工件的尺寸减少了等于偏差的一个容限(a margin)。

根据用于避免这个长度的偏差的基本方法，以等效于线电极半径R和放电间隙Δgp之和的偏移量来校正由加工程序分配的路径，并且线电极中心沿着这个偏移量校正后的加工路径运动。已知基于这个偏移量的概念的多路径加工的方法。

在多路径加工方法中，对工件执行多个加工操作以获得期望的轮廓线(工件路径)。通过在多路径加工中的第一加工操作随后的每个加工操作可以逐渐减少偏移量(使得渐进地达到(R+Δgp))。由于完成了以上操作，在每个加工操作中获得的轮廓线(加工路径)逐渐达到期望的轮廓线。选择每个周期的加工路径使得在最后的加工操作中达到期望的轮廓线。通过该多路径加工可以减少上述加工路径偏差(编程的加工路径和由加工实际获得的轮廓之间的偏差)。

然而，如果这个加工方法应用至凹角部的加工，则很难保证高的加工精度。凹角部是通过电火花线切割机床形成的一种形状的拐角部。由电火花线切割机床形成的拐角部具有多种形状，包括不规则形状和圆弧、矩形、锐角、钝角形状的组合。在这些形状的拐角部之中，存在由两个相交块形成的凸出的拐角部，这在下文中称为“凹角部”。

参考图1，考虑现有技术凹角部的多路径加工的条件。如果多路径加工应用至凹角部，由于以下原因很难改善加工精度。凹角部的角度越小，由于偏移量，加工深度越大。另一方面，在多路径加工的精加工阶段(最后的或接近最后的多路径加工操作)，工件通常以非常低的放电能量以剥离(stripping)方式正常加工，以便获得好的表面粗糙度。因此，如果在凹角部的精加工阶段中增加加工深度超出了加工能力，在线电极和工件之间发生短路，使得加工变得不稳定并且加工精度降低。

为了避免在线电极和工件之间的短路，通常使用控制技术来降低在凹角部的加工速度。然而，很难明确地获知速度降低的程度，这依赖于各种因素，例如凹角部的角度、电子加工条件等。实际上，如果速度降低不足，线电极仍然可能短路，并且如果速度降低太多，电子放电将不可避免地集中在工件上而加工过度。

在凹角部，尽管单个加工操作的偏移量之间的存在差异，加工路径是同心的，使得加工深度不会变得大于直部的加工深度。由此，基本上不会引起上述问题。

下面是与用于凹角部的多路径加工的前述问题相关的公知文件的概要。

JP 5-30568A：提出了一种线切割形状校正方法，其中在加工凹角部中加入圆弧路径。如果由基本程序分配的两个块形成的加工路径的相交是凹加工的相交，根据该校正方法，将基于在该相交周围的线电极的运动的圆弧轨迹的加工路径，加到该相交部，该加工路径具有等于相对于该加工路径的线电极的偏移量的半径。在将该块相交周围的具有等于该偏移量的半径的圆弧形式的加工路径加到工件侧的第一加工操作中，这个方法是要移去凹角部的圆度(roundness)，这在模具加工之类中产生问题。特别地，设计圆弧路径使得在第一加工操作中以挖取(scooping)方式加工工件而不考虑拐角部的加工精度。

JP2002-11620A：为了将工件加工为期望的形状，提出了在加工条件改变时在电火花线切割加工中恰当地设置位置，使得可以改变与线电极的放电间隙的改变相关的加工条件。在改变块之间的接点处的偏移时，根据本方法，正确的块应该被插入到加工路径的不连续部分，使得可以恰当地设置用于改变对应的加工条件的定时。这个方法没有考虑到由于偏移在凹角部的加工深度增加的问题。

JP2004-148472A：第一改变点被设置在线电极的位置上，在该位置上偏离预定轨迹的偏移轨迹中的加工移动距离开始变得比精加工阶段中的直加工更长或更短。第二改变点被设置在线电极的位置上，在该位置上在第一改变点过去之后加工移动距离停止改变。第三改变点被设置在线电极的位置上，在该位置上在第二改变点过去之后加工移动距离开始减少或增加。第四改变点被设置在线电极的位置上，在该位置上在第三改变点过去之后加工移动距离变得等于直加工的加工移动距离。对于第一和第四改变点之间的每个预定单位距离计算加工移动距离，从计算后的加工移动距离获得恰当的进给速度，并且对于第一和第四改变点之间的每个单位距离恰当地改变进给速度。

JP4-217426A：公开了一种基于加工程序中的圆弧路径来改善拐角部的形状精度的技术。因为粗加工之后是精加工，根据本方法，沿着其中具有小于预定半径的半径圆弧被插入以在圆弧部的相反端与加工路径相接触的加工路径，在第一加工操作中加工具有比预设参考半径更小的半径的加工形状中的圆弧部。此后，通过逐渐地增加要插入的每个圆弧的半径来改变加工路径。该技术是通过将粗加工路径尽可能地深入到拐角部来最小化在精加工阶段的加工深度。因此，该技术主要是以不同于本发明的目的为前提，本发明是要改善在凹角部(在加工程序中具有折返路径的拐角部)的加工精度。虽然这个现有技术关于圆弧路径的插入看起来与本发明类似，但是在确定圆弧加工路径的方式上它完全不同于本发明。

JP7-9261A：公开了基于加工程序中的圆弧路径来改善拐角部的形状精度的另一个技术。这个技术是要将最小可加工半径最小化，使得每个加工阶段的路径在凹圆弧部具有相同的半径。为了获得这个目的，计算在每个加工阶段中内部拐角部中运动的轨迹，使得圆弧轨迹在具有不同偏移量的加工阶段中在内部拐角加工中具有相同的半径，并且基于计算的结果来控制运动的轨迹，使得在每个加工阶段该内部拐角半径是常数。

如上所述，通过以线偏移量校正加工程序中的路径来生成线电极运动所沿的加工路径。在多路径加工中，偏移量随着在第一加工操作之后的每个加工操作逐渐减少，使得可以以剥离方式重复地加工工件。然而，由于这个偏移量，在凹角部的角度越小，由线电极加工的深度越大，使得加工是困难的。

在多路径加工的精加工阶段，为了获得好的表面粗糙度，通常以非常低的放电能量以剥离方式加工工件。然而，在涉及加工深度增加的凹角部，超出了精加工能力，使得不可避免地降低了加工精度。

为了解决这些问题，进行尝试以通过提供一些参数来应对不同情况。然而，如果假定的情况的数目增加以改善可控性，则确定参数需要大量的时间和精力，这是不可行的。

发明内容

本发明提供一种电火花线切割机床，能够解决由于加工深度的增加而导致的低加工精度的问题，以及有利于改善进行多路径加工的凹角部处的加工精度，还提供了一种用于电火花线切割机床的加工路径生成设备。

根据本发明的电火花线切割机床的控制器可用于通过对工件执行多个加工操作来加工工件。根据本发明的一个方面，控制器包括：加工程序存储装置，用于存储加工程序；偏移量存储装置，用于存储多个加工操作中的各个加工操作的线偏移量；加工程序分析装置，用于分析所述加工程序存储装置中存储的加工程序；加工形状定义装置，基于所述加工程序分析装置的分析结果来定义工件的加工形状；圆弧半径存储装置，存储用于校正所述加工形状的预定的圆弧半径；凹角角度存储装置，存储用于辨别凹角部的预定角度；凹角形拐角部确定装置，用于在定义加工形状的的预定数目的连续运动块中连续地确定在一个运动块和另一个运动块之间的形成的角度，并且如果确定的角度不大于存储的预定角度和具有一个存储的预定半径的圆弧可插入，则连续地确定凹角形拐角部；以及圆弧形状插入装置，用于消除形成确定的凹角形拐角部的连续的运动块的一部分或全部，并且将具有一个存储的预定半径的圆弧运动块插入到凹角形拐角部的消除的部分，以校正该加工形状。

根据本发明的另一个方面，控制器包括：加工程序存储装置，用于存储加工程序；偏移量存储装置，用于存储多个加工操作中的各个加工操作的线偏移量；加工程序分析装置，用于分析所述加工程序存储装置中存储的加工程序；加工形状定义装置，基于所述加工程序分析装置的分析结果来定义工件的加工形状；圆弧半径存储装置，存储用于校正所述加工形状的预定的圆弧半径；以及圆弧形状插入装置，用于消除由定义加工形状的两个相交不平行的运动块形成的凹角形拐角部的顶点部分，并且将具有一个存储的预定半径的圆弧运动块插入到凹角形拐角部的被消除的顶点部分，以校正该加工形状。

该控制器可以进一步包括加工路径定义装置，通过将校正后的加工形状分别偏移在所述偏移量存储装置中存储的线偏移量来定义多个加工操作的加工路径。

根据本发明的电火花线切割机床的加工路径生成设备可用于通过对工件执行多个加工操作来用于加工工件。根据本发明的一个方面，所述加工路径生成设备包括：加工程序存储装置，用于存储加工程序；偏移量存储装置，用于存储多个加工操作中的各个加工操作的线偏移量；加工程序分析装置，用于分析所述加工程序存储装置中存储的加工程序；加工形状定义装置，基于所述加工程序分析装置的分析结果来定义工件的加工形状；圆弧半径存储装置，存储用于校正所述加工形状的预定的圆弧半径；凹角角度存储装置，存储用于辨别凹角部的预定角度；凹角形拐角部确定装置，用于在定义加工形状的预定数目的连续运动块中连续地确定在一个运动块和另一个运动块之间的形成的角度，并且如果确定的角度不大于存储的预定角度和具有一个存储的预定半径的圆弧可插入，则连续地确定凹角形拐角部；以及圆弧形状插入装置，用于消除形成确定的凹角形拐角部的连续的运动块的一部分或全部，并且将具有一个存储的预定半径的圆弧运动块插入到凹角形拐角部的被消除的部分，以校正该加工形状。

根据本发明的另一个方面，加工路径生成设备包括：加工程序存储装置，用于存储加工程序；偏移量存储装置，用于存储多个加工操作中的各个加工操作的线偏移量；加工程序分析装置，用于分析所述加工程序存储装置中存储的加工程序；加工形状定义装置，基于所述加工程序分析装置的分析结果来定义工件的加工形状；圆弧半径存储装置，存储用于校正所述加工形状的预定的圆弧半径；以及圆弧形状插入装置，用于消除由定义加工形状的两个相交不平行的运动块形成的凹角形拐角部的顶点部分，并且将具有一个存储的预定半径的圆弧运动块插入到凹角形拐角部的被消除的顶点部分，以校正该加工形状。

加工路径生成设备进一步包括加工路径定义装置，通过将校正后的加工形状分别偏移在所述偏移量存储装置中存储的线偏移量来定义多个加工操作的加工路径。

所述圆弧形状插入装置插入圆弧运动块并使其与构成凹角形拐角部的两个运动块相接触。

运动块可以是直线运动块。

根据本发明，当凹角部进行多路径加工时可以避免加工量的增加，从而可以容易地改善凹角部的加工精度。由于加工深度不过大，不容易发生短路，并且尽管使用低放电能量可以平滑地执行精加工。此外，不需要任何特殊的速度控制(低速线运动)等来避免由于加工深度增加而引起的问题。

附图说明

图1是表示现有技术的凹角部的多路径加工的图；

图2是表示根据本发明的凹角部的多路径加工的图；

图3是表示根据本发明的凹角部的多路径加工的算法的流程图的实例；

图4是表示圆弧不插入到本发明的第n个加工操作而是插入到第(n+1)个加工操作的情况的图；

图5是表示用于插入圆弧半径进行校正的方法的图；

图6是表示通过从校正圆弧半径中减去偏移量而获得的差值是负的情况下的图；

图7是表示获得要插入到本发明的程序命令的形状的圆弧块的方式和用于改变形成凹角部的两条直线的方法的图；

图8是表示插入圆弧块不与两条直线接触的方法的第一图；

图9是表示插入圆弧块不与两条直线接触的方法的第二图；

图10是表示根据本发明的实施例的电火花线切割机床的控制器的概况的方框图；

图11是表示用于存储圆弧半径的加工形状校正圆弧半径存储装置的存储器配置的实例的表格；

图12是表示由电火花线切割加工获得的加工形状的实例的图；

图13是用于获得图12所示的加工形状的加工程序的实例；

图14是表示用于存储偏移量的偏移量存储装置的存储器配置的实例的表格；

图15是表示使用图10所示的控制器的电火花线切割加工的情况的加工形状实例的图；

图16是表示用于获得图15所示的加工形状的加工程序的校正圆弧半径命令和偏移量命令的图；

图17是表示用于获得图15所示的加工形状的主加工程序的图；

图18是由图17所示的主程序所调用的子程序的实例的图；

图19是表示电火花线切割机床的处理概况的流程图，其中通过多路加工获得包括凹角部的加工形状，主要是用于处理与圆弧路径的插入相关的算法；

图20是表示根据本发明的另一个实施例的电火花线切割机床的加工路径生成设备的概况的方框图；

图21是表示加工路径生成设备的处理概况的流程图，其中通过多路加工获得包括凹角部的加工形状，主要是用于处理与圆弧路径的插入相关的算法；

图22是表示如何消除两个相交不平行的运动块形成的部分凹角部的一部分以及在此插入圆弧的图；

图23是表示不能识别三块或更多块形成的拐角部以及没有圆弧是可插入的情况的图；

图24是表示圆弧也可以插入到由三块或更多块形成的拐角部的方法的图；

图25是表示即使当插入小于线的半径的拐角R时圆弧是可插入的方法的图；

图26是表示在凹角部是由两块或更多块形成的情况下，执行处理的电火花线切割机床的概况的图；

图27是表示电火花线切割机床的处理的概况的流程图，其中通过多路加工获得包括凹角部的加工形状，主要是在凹角部是由两块或更多块形成的情况下用于处理与圆弧路径的插入相关的算法；

图28是表示满足条件1和2的情况的图；

图29是表示不满足条件1的情况的图；

图30是表示满足条件1而不满足条件2的情况的图；

图31是表示满足条件1和条件2的另一个情况的图；

图32是表示加工路径生成设备的概况和用于处理凹角部是由两或块更多块形成的情况的方框图；

图33是表示加工路径生成设备的处理概况的流程图，其中通过多路加工获得包括由两块或更多块形成的凹角部的加工形状，主要是用于处理与圆弧路径的插入相关的算法；

图34是表示根据本发明的实施例的电火花线切割机床的控制器的主要部件的方框图；

图35是表示本发明的加工路径生成设备的一个实施例的主要部件的方框图。

具体实施方式

本发明是要在精加工的多路加工中改善凹角部(由两个相交运动块形成的凹角部)的加工精度。为了改善加工精度，根据本发明，如图2所示的，基于多路径加工中的凹角部的加工特征，通过设计改变包括圆弧运动块的插入的加工路径的方式来解决问题。

下面将参考图4描述本发明的方法。根据该方法，通过将圆弧块插入程序命令的形状的凹角部来解决问题。图4表示圆弧块不插入多路径加工的第n个加工操作而是插入第(n+1)个加工操作的情况。在第n个加工操作中，线电极沿着“第n个线中心路径”线性地运动，并且在顶点部，由于线电极的直径，由第n个加工操作的工件的加工表面形成为如图4所示的圆弧。

在下面的第(n+1)个加工操作中，将圆弧路径插入凹角部。下面将详细地描述插入圆弧路径的方法。线电极沿着“第(n+1)个线中心路径”运动。仅缺少凹角部，线电极在其沿着“第n个工件加工的表面”运动时是横向放电，然后随着加工继续以剥离方式移除“第(n+1)个加工宽度(直的部分)”。据此，形成“第(n+1)个工件加工的表面”。

然后当线电极进一步运动并到达凹角部的顶点部时，线电极在圆弧中前进，并且即使在凹角部的顶点部，线电极随着其紧紧地沿着“第n个工件加工的表面”运动而放电。然后，线电极随着加工继续以剥离方式移除“第(n+1)个加工宽度(顶点部)”，据此形成“第(n+1)个工件加工的表面。由于在顶点部的加工宽度等效于在直部的加工宽度，放电能量不会不足，从而可以抑制降低加工精度的短路。

下面描述圆弧路径的插入的影响。如前所述，如果改变加工路径，可以假设工件的形状变得与图等指定的形状不同。然而，通常在电火花线切割加工中在凹角部处可以忽略对前述圆弧路径的插入有贡献的加工路径的改变。

在电火花线切割加工中，不像加工路径的形状，已知凹角部的加工形状是圆弧的形状，因为线电极的横截面形状是圆形的。由于圆弧部的尺寸依赖于放电加工中使用的线电极的直径、放电能量、偏移量或拐角角度，凹角部的最终形状基本上是不确定的。

如果凹角部的最终形状必须确定地指定，由此，通常指定具有比所使用的线电极的半径与放电间隙的宽度之和更大的半径的圆弧的形状。然而，由于生成加工程序是费力的，如果不需要特别明确该形状或者如果诸如抛光的后处理的执行是确定的，其中两个运动块仅彼此交叉的折返角度设计加工程序并不少见。

基于这个原因，凹角部要求相邻运动块的形成而不是不足或过度加工，以及通过平滑圆弧连接两个块。这可以通过本发明满意地实现。

通常根据在具有相对高的放电能量的在第一到大约第三加工操作中使用的任意偏移量来设置插入的圆弧结构的曲率(curvature)半径(或圆弧半径)。主要地，参考偏移量小于在第一加工操作中使用的偏移量，而大于在大约第三加工操作中使用的偏移量。此外，尽管相同数目的加工操作，使用的放电能量的大小取决于变成产品的工件要求的最终加工精度的表面粗糙度而不同。由此，插入的圆弧结构的曲率半径可能根据加工的目的而不同。

下面将参考图5-9详细地描述将圆弧路径插入编程的结构的方法。首先将描述圆弧块插入的方法。圆弧块的插入指的是将圆弧路径插入编程的结构。

(1)具有指定的半径的圆弧块插入(圆弧插入装置)编程的结构(加工形状定义装置)(见图5)。

(2)在项目(1)中形成的圆弧拐角的形状被偏移了偏移量(加工路径定义装置)(见图5)。

可以获得在第n个加工路径中形成的圆弧块，插入编程的结构中的圆弧块偏移了用于第n个加工操作的预定的偏移量。获得的圆弧块的曲率半径是等效于“指定圆弧半径减去第n个加工操作的偏移量”的差值。如果这个差值是负的，即，如果第n个加工操作的偏移量大于指定的圆弧曲率半径，那么消除该圆弧部(见图6)。这是现有的线偏差技术。

下面将参考图7描述获得要插入编程的结构中的圆弧块的方式以及改变通过圆弧块的插入而形成凹角部的两个运动块的方法的流程图。

如果从形成凹角部的两条直线A和B分别形成两条平行的直线a和b，直线a和b在偏移方向上以距离等于插入的圆弧的半径r的距离隔开，直线a和b的相交点位于圆弧的中心。形成凹角部的两条直线A和B中，仅不到拐角部的顶端的直块的端点和在圆弧中心紧前面的直线的起始点分别改变为来自圆弧中心的垂直线的相交点。这个技术类似于插入拐角R的现有技术。

在圆弧插入方法中，要插入的圆弧块不总是需要配置为接触两条直线。下面参考图8和9来描述一个这样的圆弧块的插入。

如图8所示，在以距直线的角度(180°-θ)插入圆弧的过程中，基于获取与两条直线相接触的圆弧的方法(见图7)，通过插入具有(r×cosθ)的半径的圆弧(r是圆弧的曲率半径)，可以获得圆弧的中心(见图9)。

形成凹角部的两条直线中，仅不到拐角部的顶端的直块的端点和在圆弧中心紧前面的直线的起始点在拐角顶端侧移动了(r×sinθ)的长度。

如前所述(见图7到9)，可以以直块和圆弧块彼此平滑接触或者在预定角度范围内连接的方式插入圆弧块。

下面将参考图10描述根据本发明的实施例的电火花线切割机床的控制器，能够将圆弧块插入凹角部。本实施例的控制器装备加工程序存储装置1、加工程序分析装置2、加工形状定义装置3、圆弧插入装置4、加工路径定义装置5、偏移量存储装置6以及加工形状校正圆弧半径存储装置7。

下面描述装置1-7。加工程序存储装置1是存储进行加工必须的加工程序的装置并且由非易失性存储器构成。加工程序存储装置1预存储大量的加工程序。

加工程序分析装置2是用于分析在加工程序存储装置1中存储的加工程序之外的、由操作者等指定的加工程序、提取与加工形状相关的数据以及将提取的数据传送到加工形状定义装置3的装置。此外，加工程序分析装置2用于将来自加工程序中的偏移量命令代码的必须的偏移量分配给偏移量存储装置6，以及将来自加工程序中的加工形状校正圆弧半径命令代码的加工形状校正的必须的圆弧半径分配给圆弧半径存储装置7。

加工形状定义装置3是基于从加工程序分析装置2传送的加工形状的数据创建加工形状的装置。

偏移量存储装置6存储用于加工的大量必须的线电极的偏移量。偏移量存储装置6是根据来自加工程序分析装置2的指令来对每个加工操作选择必要的偏移量并且将该偏移量传送至加工路径定义装置5的装置。

加工形状校正圆弧半径存储装置7存储用于加工的大量必须的加工形状校正圆弧半径。加工形状校正圆弧半径存储装置7是根据来自加工程序分析装置2的指令选择加工形状校正圆弧半径并且将该半径传送至圆弧插入装置4的装置。例如，如图11所示，该圆弧半径被存储在加工形状校正圆弧半径存储装置7中。

圆弧插入装置4是从加工形状校正圆弧半径存储装置7接收用于加工必须的加工形状校正圆弧半径、通过将圆弧块插入到由两个相交的运动块形成的凹角部而校正由加工形状定义装置3创建的加工形状并且由此重新创建目标加工形状的装置。

加工路径定义装置5是用于接收由圆弧插入装置4创建的加工形状的数据和来自偏移量存储装置6的每个加工操作的偏移量，并且基于这些数据创建线电极的中心实际上沿着移动的加工路径的装置。

使用根据本实施例的控制器在下面的过程步骤中执行加工。假设要执行的加工程序已经由操作者预存在加工形状校正圆弧半径存储装置7中。假设偏移量和加工形状校正圆弧半径已经分别预存在偏移量存储装置6和加工形状校正圆弧半径存储装置7中。

下面描述如何从电火花线切割机床的控制器处理的加工程序中生成加工路径。如果操作员首先从加工程序存储装置1(例如，在电火花线切割机床的控制器的显示装置(未图示)的屏幕上)中选择要处理的加工程序，这个加工程序从存储装置1向加工程序分析装置2传送。分析装置2分析从存储装置1传送的加工程序，从加工程序中提取加工形状的加工程序数据，并且将该数据传送到加工形状定义装置3。此外，加工程序分析装置2根据加工程序的块中的偏移量命令代码指示偏移量存储装置6将必要的偏移量传送至加工路径定义装置5。此外，分析装置2根据分析后的加工程序的块中的加工形状校正圆弧半径命令代码指示加工形状校正圆弧半径存储装置7将必要的加工形状校正圆弧半径传送至圆弧插入装置4。

加工形状定义装置3基于从加工程序分析装置2传送的加工形状的数据创建加工形状，并且将创建的加工形状传送至圆弧插入装置4。

圆弧插入装置4通过将圆弧块插入由两个相交运动块形成的凹角部来校正从加工形状定义装置3传送的加工形状，由此重新创建目标加工形状，并且将目标加工形状传送至加工形状定义装置5。

加工路径定义装置5基于从圆弧插入装置4传送的加工形状的数据和从偏移量存储装置6传送的每个加工操作的偏移量来创建线电极实际上沿着运动的加工路径。

下面将参考图3的流程图描述加工程序的分析和加工路径的生成，图3表示凹角部的多路径加工的算法。首先，读取和分析加工程序的块(步骤T100)，并且确定拐角部是否是折返的(步骤T101)。如果拐角部是折返的，向其中插入圆弧块(步骤T102)。如果拐角部不是折返的，则不插入圆弧部。然后，加工形状偏移了偏移量(步骤T103)，并且确定是否完成了加工程序的所有块的分析。如果还存在任何要分析的块，过程返回到步骤T100并且继续处理。如果完成了所有块的分析，得出完成了加工程序的分析，并且处理终止(步骤T104)。

当在算法的流程图的步骤T101中确定拐角部是否是折返的时候，应该在控制器中识别该凹角部，以便以上述形式使用该控制器将圆弧路径实际地插入到凹角部。如果拐角部是由两个块形成的，它可以是凹角部。然而，这个安排不能消除拐角部是凸角的可能性。

这一点将参考图12至14来描述。图12表示由电火花线切割机床形成的加工形状的实例。图13表示用于获得图12所示的加工形状的加工程序的实例。图14是表示偏移量存储装置的存储器配置的实例的表。

在图12中，[A]和[B]分别指示凹角部和凸角拐角部的实例。下面描述如何识别凹角部和凸角拐角部。

通常，在根据电火花线切割加工的加工程序执行多路径加工的过程中，基于加工程序来分配每个加工操作的偏移量。在图13所示的例子中，调用存储在如图14所示的偏移量存储装置的“偏移存储器#1”中的偏移量，并且根据命令代码“D1”使用该偏移量。

为了防止偏移量和偏移方向的错误设置或者由于其它原因，其中在加工起始点开始加工使得工件被切割成该产品的形状的第一加工块中，通常暂时取消该偏移(命令“G40”)。从加工实际产品的形状的块开始使能该偏移(命令“G41”)。在图13所示的加工程序的例子中，线电极沿着实际运动的加工路径相对于由加工程序分配的路径向左偏移。然而，可选地，根据命令代码“G42”，该加工路径可以向右偏移。

在随后的加工块中，向左偏移的线电极继续加工，直到根据命令代码“G40”取消该偏移。因为完成了以上操作，偏移量保持在由“D1”分配的值。

首先，让我们假设在开始产品的形状加工之后，经过拐角部[A]的情况。偏移应用到由加工程序分配的路径的左边，并且拐角部[A]在该偏移的相反侧转弯，即，向右侧。

然后，拐角部[B]转弯至偏移的相同侧，即，向左侧。如果在加工完成之后移除称为产品的工件，拐角部[A]和[B]分别变成凸起的和凹陷的。详细地讲，从线电极的偏移转弯到反向的拐角部是凸拐角部，而以和偏移相同方向转弯的拐角部是凹拐角部。

因此，电火花线切割机床的控制器可以通过分析加工程序并且确定“每个拐角部是在偏移的相同侧或相反侧转弯”来辨别拐角部的凹度和凸度。根据形成拐角部的运动块是否是“两个相交的块”可以确定拐角部是否是角形拐角部。

毕竟通过上述两个确定可以识别“凹角部”。

在被判断为折返的拐角部，在线电极实际运动之前(至少在到达凹角部之前)必须将具有前述半径的圆弧加工路径(见图5-9)实际地插入单独对应于两个相交的块的加工路径。

这一点将参考图15至18来描述。图15表示将具有用于加工形状校正的圆弧半径的圆弧单独插入图12所示的加工形状的五个凹角部(1)至(5)而获得的加工形状。图16表示加工形状校正圆弧半径命令和偏移量命令。图17表示主加工程序的实例，为了获得图15所示的加工形状，其中插入加工形状校正圆弧半径命令和偏移量命令。图18表示根据图17的主程序中的语句要读取的子程序的实例。

根据图17所示的主程序实例，图18所示的加工子程序“07516”被调用三次，并且执行电火花线切割加工。此后，调用和执行切断子程序“07517”。

在第一加工子程序调用中，发布加工形状校正圆弧半径命令(S1)和第一偏移量命令(D1)。详细地讲，存储在偏移量存储装置6中并且对应于命令(D1)的偏移量被传送至加工路径定义装置5。此外，存储在加工形状校正圆弧半径存储装置7并且对应于命令(S1)的圆弧半径被传送至圆弧插入装置4。

在第二加工子程序调用中，发布第二偏移量命令(D2)。在第三加工子程序调用中，发布第三偏移量命令(D3)。在第二和第三调用的每一个调用中，响应其对应的命令从偏移量存储装置6中读取偏移量并且传送至加工路径定义装置5。

在第一至第三加工操作中，圆弧插入装置4将具有存储在加工形状校正圆弧半径存储装置7中并对应于加工形状校正圆弧半径命令(S1)的圆弧半径的拐角R插入加工路径的每个凹角部(1)至(5)。加工路径定义装置5使用存储在偏移量存储装置6中并单独对应于命令(D1)至(D3)偏移量来定义加工路径。以图15所示的方式加工该工件。因此，可以获得高精度的凹角部。

在第三多路径加工操作之后执行切断子程序“07517”。然而，由于这个子程序与用于凹角部的本发明的加工不相关，因此省略了其描述。

此外，根据本实施例，加工路径定义装置5定义插入圆弧块的加工路径，而不编辑或修改由加工程序分析装置2分析的加工程序。然而，如果圆弧块自动地插入由加工程序分析装置2分析的加工程序中并且进行编辑以通过实际上创建具有插入的圆弧块的加工程序来生成加工路径，则可以毫无问题地获得相同的效果。

下面描述通过多路径加工使用加工程序以指定包括凹角部的加工形状的获取的情况下，由根据本发明的实施例的电火花线切割机床的控制器执行的处理的一般流程。图19是表示在多路径加工中第k个(k＝1，2，kfinal)加工操作的处理的流程图，主要是与圆弧路径的插入相关的处理。符号kfinal是指最后的加工操作。

在该流程图中，“BL”指示“块”，而i是指示块号的索引(注册值)。例如，BLi是指“第i个运动块”。现在将顺序描述这些步骤。

●步骤ST1：读取偏移量dk和圆弧半径rk。由图16所示的命令分配值dk和rk。步骤ST1的处理包括偏移量dk的设置(接入偏移量存储装置6并且将分配的偏移量dk的数据传送至加工路径定义装置5)和指定的圆弧半径rk的设置(接入加工形状校正圆弧半径存储装置7并且将指定的圆弧半径rk的数据传送至圆弧插入装置4)。

●步骤ST2：初始化索引i(i←1)。

●步骤ST3：读取和分析第i个(第一个)运动块。

●步骤ST4：读取和分析第i+1个(在第一处理周期中的第二个)运动块。

●步骤ST5：确定第i个和第i+1个运动块是否形成凹角部。如果两个块是“不平行的线性运动块”，在该步骤中的确定为“是”并且过程前进至步骤ST6。如果不是，该确定为“否”并且处理前进至步骤ST7。

●步骤ST6：确定第i个和第i+1个运动块是否形成凹角部。这个确定的方法在上面叙述了。在这种情况下，基于指示第i个和第i+1个运动块的矢量(以运动方向定向)的外积确定角形拐角部是向左或向右。通过这样的操作，检查由偏移量dk指示的路径转移的方向(向左或向右)。

如果确定结果是“左转”，从而由偏移量dk指定的路径转移位于相对于前进方向的左手侧，相关的角形拐角部是折返的(“是”)。类似地，如果确定结果是“右转”，从而由偏移量dk指定的路径转移位于相对于前进方向的右手侧，相关的角形拐角部是折返的(“是”)。在任何其它情况下，角形拐角部不是折返的(“否”)。如果拐角部是折返的，过程前进至步骤ST13。如果不是，过程前进至步骤ST7。

●步骤ST7：运动块BLi以偏移量dk进行偏移校正。

●步骤ST8：执行第i个运动块的运动的处理(例如内插，轴伺服系统的运动命令的发放等的处理)。

●步骤ST9：索引i递增1(i＝i+1)。

●步骤ST10：检查第(i+1)个运动块的存在。如果不存在第(i+1)个运动块，过程前进至步骤ST11。如果存在，过程返回至步骤ST4。由于在步骤ST9中首先获得i＝2，假设在步骤ST10中检查第三运动块的存在。

●步骤ST11：运动块BLi以偏移量dk进行偏移校正。

●步骤ST12：执行第i个运动块的运动的处理(例如内插，轴伺服系统的运动命令的发放等的处理)。

●步骤ST13：具有圆弧半径rk的圆弧块被插入到运动块BLi的端点侧和运动块BLi+1的起始点侧。

●步骤ST14和ST15：校正第i个运动块的端点，使得与第i个运动块对应的直路径的端点位于由于圆弧块被插入直路径而消除的V形直区间的相反端的一端。类似地，校正第i+1个运动块的起始点，使得与第i+1个运动块对应的直路径的端点位于直路径上的V形直区间的相反端的一端。参考图5，V形区间是在具有分配的半径r的圆弧的左手侧上、具有编程的配置(无偏移)的部分。

●步骤ST16：在步骤ST13中插入的圆弧块和第i个圆弧块以偏移量dk进行偏移校正。

●步骤ST17：检查步骤ST6中被判定为折返的拐角部插入圆弧路径的运动块的必要性。确定在步骤ST1中读取的圆弧半径rk是否大于偏移量dk。如果半径rk更大，过程前进至步骤ST18。如果不是，过程前进至步骤ST20。

●步骤ST18：执行第i个运动块的运动的处理(例如内插，轴伺服系统的运动命令的发放等的处理)。在经过了步骤ST15的这个步骤中的目标运动块在步骤ST14的端点已经校正了。

●步骤ST19：执行插入的圆弧路径的运动块的运动的处理(例如内插，轴伺服系统的运动命令的发放等的处理)。下一个步骤是步骤ST9。

●步骤ST20：取消插入的圆弧，于是过程前进至步骤ST21。

●步骤ST21：执行第i个运动块的运动的处理(例如内插，轴伺服系统的运动命令的发放等的处理)。下一个步骤是步骤ST9。

如果对于k＝1，2，…kfinal重复这个周期(cycle)，基于预先存储在加工形状校正圆弧半径存储装置7中的圆弧的曲率半径r和存储在偏移量存储装置6中的偏移量计算的圆弧路径被插入要求包括圆弧路径插入的路径修改的凹角部，由此设置加工路径。线电极沿着这个加工路径运动，由此可以执行高精度的加工。

在步骤ST5中，确定在步骤ST3和ST4中读取的运动块是否是“不平行的线性运动块”。如果两个运动块是圆弧块或线性的并且在交叉处圆弧块之间的角度不是180°的圆弧块，则在两个不平行线性运动块的情况下，它们被认为是不平行的。

下面将参考图20描述根据本发明的另一个实施例的电火花线切割机床的加工路径生成设备。本实施例的加工路径生成设备装备加工程序存储装置1、加工程序分析装置2、加工形状定义装置3、圆弧插入装置4、加工路径定义装置5、偏移量存储装置6、加工形状校正圆弧半径存储装置7以及加工路径存储装置8。

加工路径生成装置可以使用独立于电火花线切割机床的控制器的算术处理单元(例如个人计算机)来构建。

下面是装置1-8的描述。加工程序存储装置1是存储用于加工必须的加工程序的装置并且由非易失性存储器构成。加工程序存储装置1预存储有大量的加工程序。

加工程序分析装置2是用于分析在加工程序存储装置1中存储的加工程序之外的由操作者等指定的加工程序、提取与加工形状相关的数据以及将提取的数据传送到加工形状定义装置3的装置。此外，加工程序分析装置2用于将来自加工程序中的偏移量命令代码的必须的偏移量分配给偏移量存储装置6，以及将来自加工程序中的加工形状校正圆弧半径命令代码的用于加工形状校正必须的圆弧半径分配给圆弧半径存储装置7。可以配置加工程序分析装置2使得使用加工程序阅读器从加工路径生成设备的外部读取加工程序，而不是分析在加工程序存储装置1中存储的加工程序之外的由操作者等指定的加工程序。

加工形状定义装置3是基于从加工程序分析装置2传送的加工形状的数据来创建加工形状的装置。

偏移量存储装置6存储用于加工的大量必须的线电极的偏移量。偏移量存储装置6是根据来自加工程序分析装置2的指令对每个加工操作选择必要的偏移量并且将该偏移量传送至加工路径定义装置5的装置。

加工形状校正圆弧半径存储装置7存储用于加工的大量必须的加工形状校正圆弧半径。加工形状校正圆弧半径存储装置7是根据来自加工程序分析装置2的指令来选择加工形状校正圆弧半径并且将该半径传送至圆弧插入装置4的装置。例如，如图11所示，这些圆弧半径存储在加工形状校正圆弧半径存储装置7中。

圆弧插入装置4是从加工形状校正圆弧半径存储装置7接收用于加工的必须的加工形状校正圆弧半径、通过将圆弧块插入由两个相交的运动块形成的凹角部来校正由加工形状定义装置3创建的加工形状并且由此重新创建目标加工形状的装置。

加工路径定义装置5是基于由圆弧插入装置4创建的加工形状的数据和来自偏移量存储装置6的每个加工操作的偏移量创建线电极实际上沿着运动的加工路径的装置。由加工路径定义装置5创建的加工路径加载入加工路径存储装置8中。

下面描述在通过多路径加工使用加工程序来指定包括凹角部的加工形状的获取的情况下，由加工路径生成设备执行的处理的一般流程。图21是表示在多路径加工中第k个(k＝1，2，kfinal)加工操作的处理的流程图，主要是与圆弧路径的插入相关的处理。符号kfinal是指最后的加工操作。

在该流程图中的步骤SP8、SP12、SP18、SP19和SP21的处理不同于图19的流程图中步骤ST8、ST12、ST18、ST19和ST21的处理，而步骤SP1至SP7、SP9至SP11、SP13至SP17以及SP20与图19的流程图中的步骤ST1至ST7、ST9至ST11、ST13至ST17以及ST20的处理相应地相同。

更具体地讲，在图19的流程图中的ST8、ST12、ST18、ST19和ST21中的“执行BLi的运动”被步骤SP8、SP12、SP18、SP19和SP21中的“存储BLi的运动路径”取代，而步骤ST19中的“执行圆弧块的运动”被步骤SP19中的“存储圆弧块的运动路径”取代。

如果对k＝1，2，…kfinal重复图21的流程图中表示的这个周期，基于预先存储在加工形状校正圆弧半径存储装置7中的圆弧的曲率半径r和存储在偏移量存储装置6中的偏移量dk计算的圆弧路径被插入要求包括圆弧路径插入的路径修改的凹角部，由此设置加工路径。因此，沿着存储的加工路径通过运动该线电极的中心可以执行高精度的加工。在步骤SP5中，确定在步骤SP3和SP4中读取的运动块是否是“不平行的线性运动块”。如果两个运动块是圆弧块或线性的并且在交叉处圆弧块之间的角度不是180°的圆弧块，在两个不平行的线性运动块的情况下，它们被认为是不平行的。

在工件以偏移量逐渐减少的剥离方式重复地加工的多路径加工中，在凹角部的角度越小，加工深度变得越大，使得加工变得更困难。然而，根据上述本实施例，通过将圆弧插入凹角部可以防止加工深度的增加从而改善加工精度。图22是表示如何消除由两个相交不平行的运动块形成的凹角部的一部分和在此插入圆弧的图。块1和2形成凹角部。根据上述本实施例，圆弧可以以所示的方式插入。

根据本实施例，凹角部被定义为“由两个相交不平行的运动块形成的凹拐角部”并且期望由两个直块或直块和圆弧块形成。因此，根据本实施例的圆弧不能插入到由三个块形成的拐角部，例如直块、圆弧块以及直块。图23是表示由三块或更多块形成的拐角部不能被识别并且没有圆弧是可插入的情况的图。虽然基于块1、2和3，无偏移编程的结构是折返形的，根据本实施例由块1和2形成的折返形和由块2和3形成的凹形不能被识别为凹角部。

在将圆弧插入由三块或更多块形成的拐角部的过程中，细线，即，假设小直径校正量是用于加工，使得拐角R被插入的程序例如以粗线进行加工，即，以大直径校正量进行加工。换句话说，在这种情况下，插入的拐角R比线直径小太多。此外，在这种情况下，在拐角部存在由CAM输出并且不能实际加工的精细结构。

因此，如果两个任意块之间的角度小于预存的角度，根据识别由两块或多个块形成的凹角部的方法，凹角部被识别为包括这两块和一块或者它们之间的块。跨越在两块或更多块之间的凹角部被去除并且在此插入圆弧。

图24是表示圆弧也可以插入由三块或更多块形成的拐角部的方法的图。根据该方法，如果每两个块(不需要彼此相邻)之间的角度小于预存角度(例如a＝90°)，可以识别凹角部。参考图24，首先检查块1和2之间的角度。由于该角度大于角度a，拐角部不被判定为折返的。然后，检查块1和3之间的角度b。由于角度b小于角度a，该拐角部被判定为折返的。因此，消除块1的端点侧、块3的起始点侧以及它们之间的块2，并且在这里插入圆弧。块1和块3之间的角度是块1和块3的各自的延伸相交的角度。

图25是表示即使插入小于线直径的拐角R时圆弧是可插入的方法的图。首先检查块1和2之间的角度。由于该角度大于角度a，该拐角部不被判定为折返的。然后检查块1和3之间的角度b。由于角度b小于角度a，该拐角部被判断为折返的。因此，消除块1的端点侧、块3的起始点侧以及它们之间的块2，并且在这里插入圆弧。

图26是表示在由两块或更多块形成的凹角部的情况下，执行处理的电火花线切割机床的概况的图。该电火花线切割机床装备加工程序存储装置1、加工程序分析装置2、加工形状定义装置3、圆弧插入装置4、加工路径定义装置5、偏移量存储装置6和加工形状校正圆弧半径存储装置7。这些装置是与结合实施例描述的那些装置相同，其中圆弧被插入由两块形成的凹角部。

凹角部确定装置9是通过确定两个任意块(不需要彼此相邻)之间的角度是否小于预存角度a来识别凹角部的装置，如前所述的。此外，凹角角度存储装置10是用于预存角度a做为凹角部确定装置9识别凹角部的参考的装置。此外在表示实施例的图10和20的方框图中，其中两个块是否形成凹角部，执行图19和20的流程图所示的算法的处理。因此，提供识别装置用于确定两个块是否形成凹角部。

图27是表示对两块或更多块形成的凹角部进行处理的算法的流程图。现在顺序地描述这些步骤。

●步骤SQ1：读取偏移量dk、圆弧半径rk和角度a。由图16所示的命令分配值dk和rk。步骤SQ1的处理包括偏移量dk的设置(接入偏移量存储装置6并且将分配的偏移量dk的数据传送至加工路径定义装置5)和指定的圆弧半径rk的设置(接入加工形状校正圆弧半径存储装置7并且将用于指定的圆弧半径rk的数据传送至圆弧插入装置4)。角度a存储在凹角存储装置10中，而在步骤SQ1中的处理包括将存储在存储装置10中的角度a传送至凹角部确定装置9。

●步骤SQ2：初始化索引i(i←1)。

●步骤SQ3：读取和分析第i个(第一个)运动块。

●步骤SQ4：确定偏移量dk是否是小于圆弧半径rk。如果偏移量dk小于圆弧半径rk，过程前进至步骤SQ5。如果不是，过程前进至步骤SQ12。

●步骤SQ5：初始化索引n(n←1)。索引n用于识别跨越在两块或更多运动块之间的凹角部。对于凹角部跨越在其间的最大数目的运动块之间预设最大值nmax。如果n是1，确定凹角部是否由两个运动块形成。如果n是2，如图23所示，拐角部由三个运动块形成。

●步骤SQ6：确定第(i+n)个运动块是否存在。如果第(i+n)个运动块存在，过程前进至不是SQ7。如果不存在，过程前进至步骤SQ12。

●步骤SQ7：读取和分析第i+n个运动块。

●步骤SQ8：确定第i个和第(i+n)个运动块之间的角度是否不大于预设角度a。如果该角度不大于a，过程前进中步骤SQ9。如果该角度大于a，过程前进至步骤SQ10。从指示两个运动块的矢量之间的角度可以获得第i个和第(i+n)个运动块之间的角度。基于内积操作可以获得两个矢量之间的角度。

●步骤SQ9：确定第i个和第(i+n)个运动块是否形成凹角部。这个确定的方法在上面叙述了。在这种情况下，基于指示第i个和第(i+n)个运动块的矢量(以运动方向定向)的外积确定角形拐角部是向左或向右。通过这样的操作，检查由偏移量dk指示的路径转移的方向(向左或向右)。

如果确定结果是“左转”，从而由偏移量dk指定的路径转移位于相对于前进方向的左手侧，相关的角形拐角部是折返的(“是”)。类似地，如果确定结果是“右转”，从而由偏移量dk指定的路径转移位于相对于前进方向的右手侧，相关的角形拐角部是折返的(“是”)。在任何其它情况，角形拐角部不是折返的(“否”)。如果拐角部是折返的，过程前进至步骤SQ16。如果不是，过程前进至步骤SQ10。

●步骤SQ10：索引n递增1(n+1)。

●步骤SQ11：确定索引是否大于最大值nmax。如果索引n更大，过程前进至步骤SQ12。如果不是，过程前进至步骤SQ6。

●步骤SQ12：运动块BLi以偏移量dk进行偏移校正。

●步骤SQ13：执行第i个运动块的运动的处理(例如内插，轴伺服系统的运动命令的发放等的处理)。

●步骤SQ14：索引i递增1(i←i+1)。

●步骤SQ15：检查第i个运动块的存在。如果存在第i个运动块，过程前进至步骤SQ3。如果不存在，第k个加工操作终止。

●步骤SQ16：确定是否在第i个和第(i+n)个运动块之间可插入圆弧。如果圆弧是不可插入的，过程前进至步骤SQ10。如果是可插入的，过程前进至步骤SQ17。稍后将参考图28到31描述在步骤SQ16中关于圆弧的可插入性的确定。

●步骤SQ17：校正第i个运动块的端点。

●步骤SQ18：消除从第(i+1)个块到第(i+n-1)个块的运动块。

●步骤SQ19：校正第(i+1)个运动块的起始点。在步骤SQ17至SQ19中，校正第i个运动块的端点，使得与第i个运动块对应的直路径的端点位于由于圆弧块被插入直路径而消除的V形直区间的相反端的一端。类似地，校正第(i+n)个运动块的起始点，使得与第(i+n)个运动块对应的直路径的端点位于直路径上的V形直区间的相反端的一端。参考图24，V形区间是在具有分配的半径r的圆弧的左手侧具有编程的配置(无偏移)的部分。

●步骤SQ20：插入具有圆弧半径rk的圆弧块。

●步骤SQ21：以偏移量dk校正第i个运动块和圆弧块。

●步骤SQ22：执行第i个运动块的运动的处理(例如内插，轴伺服系统的运动命令的发放等的处理)。

●步骤SQ23：执行于圆弧块的运动的处理(例如内插，轴伺服系统的运动命令的发放等的处理)。

●步骤SQ24：索引i递增到(i+n)，由此过程前进至步骤SQ15。

参考图28到31，将另外描述用于确定在步骤SQ16中在第i个和第(i+n)个运动块之间圆弧块是否是可插入的方法。如果满足下面的条件1和2，在步骤SQ16中得出结论“在步骤SQ16中在第i个和第(i+n)个运动块之间圆弧是可插入的。”

条件1：插入的圆弧的起始和端点分别位于第i个和第(i+n)个运动块。

条件2：插入的圆弧与第(i+1)个至第(i+n+1)个之间的原始路径没有相交点。与原始路径的接触从这个条件中排除。

图28是表示满足条件1和2的情况的图。因为在这个情况下满足条件1和2，圆弧是可插入的。点A是插入第i个运动块的圆弧的起始点。点B是插入第(i+n)个运动块的圆弧的端点。在这种情况下，插入的圆弧不具有与一运动块或第i个和第(i+n)个运动块之间的运动块相接触的相交点或点。

图29是表示不满足条件1的情况的图。在这种情况下圆弧是不可插入的。圆弧的起始点A不在第i个运动块，并且圆弧的端点B不在第(i+n)个运动块。

图30是表示满足条件1而不满足条件2的情况的图。在这个情况下圆弧是不可插入的。尽管插入的圆弧的起始点和端点分别位于第i个和第(i+n)个运动块，在这个情况下，提取的圆弧与第(i+1)个圆弧块有相交点。

图31是满足条件1和2的另一个情况的图。在这种情况下，插入的圆弧与第(i+1)个运动块相接触。

图27所示的流程图的处理将对于图24和25所示的运动块附加地描述。这里假设凹角角度存储装置10中存储的角度a是90°。首先，如图24所示，块1和2之间的角度大于90°，从而过程从步骤SQ8到SQ10继续，其中n递增1或2。因此，因为值n小于nmax(其被设置为大于2)，过程返回至步骤SQ6，其中读取第3块。由于第1和第3块之间的角度b(虚部角度(imaginaryangle))小于90°，过程前进至步骤SQ9，其中确定拐角部是否是折返的。在步骤SQ16中确定圆弧是否可插入。如图25所示，当第2块是圆弧块时也执行相同的处理。如果对于k＝1，2，…kfinal重复这个周期，将基于预存储在加工形状校正圆弧半径存储装置7的圆弧的曲率半径r计算的圆弧路径和存储在偏移量存储装置6中存储的偏移量插入要求包括圆弧路径插入的路径修改的凹角部，由此设置加工路径。线电极沿着这个加工路径运动，由此可以执行高精度的加工。在步骤SQ8中，确定步骤SQ3和SQ7中读取的运动块是否是“形成之间不大于角度a的角度”。在这种情况下，确定两个运动块是圆弧块或是线性的和圆弧的块，从而在相交点的圆弧块之间的角度(包括虚部角度)不大于角度a。

图32是表示根据本发明的实施例的电火花线切割机床的加工路径生成设备的概况的方框图，并且表示在凹角部由两块或更多块形成的情况下的处理。

根据图32所示的实施例的加工路径生成设备，可应用于两个任意块(不需要彼此邻近)之间的角度小于预存角度的情况，所述加工路径生成设备装备加工程序存储装置1、加工程序分析装置2、加工形状定义装置3、圆弧插入装置4、加工路径定义装置5、偏移量存储装置6、加工形状校正圆弧半径存储装置7、加工路径存储装置8、凹角部确定装置9和凹角角度存储装置10。

该加工路径生成装置可以使用独立于电火花线切割机床的控制器的算术处理单元(例如个人计算机)来构建。

图33是表示电火花线切割机床的加工路径生成设备的处理概况的流程图，其中通过多路径加工获得包括由两块或更多块形成的凹角部的加工形状，主要是用于与圆弧路径的插入相关的处理的算法。

在这个流程图中步骤SR13、SR22和SR23的处理不同于图27的流程图中的步骤SQ13、SQ22和SQ23的处理，而步骤SR1至SR12、SR14至SR21以及SR24与图27的流程图中的步骤SQ1至SQ12、SQ14至SQ21以及SQ24的处理相应地相同。

更具体地讲，在图27的流程图中的步骤SQ13和SQ22中的“移动BLi”由步骤SR13和SR22中的“存储BLi的路径”取代，而步骤SQ23中的“运动插入的圆弧块”由步骤SR23中的“存储插入的圆弧块的加工路径”取代。

如果对于k＝1，2，…kfinal重复图33的流程图中所示的周期，基于预先存储在加工形状校正圆弧半径存储装置7中的圆弧的曲率半径r和存储在偏移量存储装置6中的偏移量dk计算的圆弧路径插入要求包括圆弧路径插入的路径修改的凹角部，由此设置和存储加工路径。因此，通过沿着存储的加工路径运动线电极的中心可以执行高精度的加工。

在步骤SR8中，确定在步骤SR3和SR7中读取的运动块是否是“形成之间不大于角度a的角度”。在这种情况下，确定两个运动块是圆弧块或是线性的和圆弧的块，并且在相交点处(包括虚部角度)的圆弧块之间的角度不大于角度a。

在步骤SQ16确定关于圆弧的可插入性的方法与参考图28至31所述的图27的方法相同。

图34是表示根据本发明的电火花线切割机床的控制器的主要部件的方框图。

本实施例的电火花线切割机床10的控制器10由数值控制器构成，其本身包括CPU 11和存储器12，存储器12由ROM、RAM等构成并且通过总线19连接至CPU 11，接口13，由CRT或液晶显示器构成的显示设备14，例如键盘等的数据输入设备15，驱动地控制轴的伺服马达的轴控制电路16，输入-输出电路17以及连接至轴控制电路16的伺服放大器18。

在电火花线切割机床中，轴控制电路16控制伺服马达20的位置、速度和电流，运动可运动轴，这又使得线相对工件运动。轴控制电路16包括CPU、存储器等，并且使用来自未图示的、装备在伺服马达20上的位置/速度传感器反馈的位置和速度以及从CPU 11发布的运动命令执行位置和速度反馈控制，此外，通过伺服放大器18执行电流反馈控制并驱动伺服马达20。

自动线连接设备21和加工电源22以及另外未图示的外围设备连接至输入输出电路17。此外，通过接口13输入加工程序并将其存储在存储器12。可选地，使用显示设备14和数据输入设备15生成加工程序并将其存储在存储器12。

CPU 11读出存储在存储器12中的加工程序、分析加工程序的每个块的命令，并且基于分析的结果向轴控制电路16输出运动命令或者将自动线连接设备21和加工电源22的开/关命令输出至输入-输出电路17。在轴控制电路16，基于来自CPU 11的运动命令和从位置/速度传感器反馈的位置和速度执行位置和速度反馈控制，以通过伺服放大器18驱动和控制轴(即，X轴、Y轴、Z轴以及进一步的U轴和V轴)的伺服马达20的位置和速度，这使得线相对于工件3运动。

上面所述的电火花线切割机床的控制器的硬件配置实质上与电火花线切割机床的传统控制器的硬件配置相同。如图10所示的，各个存储装置1、6和7是由存储器12组成，而其它装置2-5由CPU 11、接口13、显示设备14、数据输入设备15以及存储在存储器12中的软件组成。此外，图26所示的各个存储装置1、6、7和10是由存储器12组成的，而其它装置2-5和9-10是由CPU 11、接口13、传输设备14、数据输入设备和存储在存储器12中的软件组成。

图35是表示本发明的加工路径生成设备的一个实施例的主要部件的方框图。加工路径生成设备30由例如个人计算机、数值控制器等常规的信息处理设备组成，该信息处理设备又由CPU 31、通过总线36连接至CPU 31的ROM、RAM等组成的存储器32，由CRT、液晶显示器等组成的显示设备33，诸如键盘的输入数据和命令的数据输入设备34以及接口35组成。

图20所示的各个存储装置1和6-8由存储器32构成，而其它装置2-5由CPU 31、接口35、显示设备33、数据输入设备34以及存储器32中存储的软件构成。此外，如图32所示的，各个存储装置1、6-8和10由存储器32组成，，而其它装置2-5和9-10由CPU 31、接口35、显示设备33、数据输入设备34以及存储器32中存储的软件构成。

Claims (10)

1.一种通过在工件上执行多个加工操作来加工工件的电火花线切割机床的控制器，所述控制器包括：

加工程序存储装置，用于存储加工程序；

偏移量存储装置，用于存储多个加工操作中的各个加工操作的线偏移量；

加工程序分析装置，用于分析所述加工程序存储装置中存储的所述加工程序；

加工形状定义装置，基于所述加工程序分析装置的分析结果来定义该工件的加工形状；

圆弧半径存储装置，存储用于校正所述加工形状的预定的圆弧半径；

凹角角度存储装置，用于存储辨别凹角部的预定角度；

凹角形拐角部确定装置，用于在定义该加工形状的预定数目的连续运动块中连续地确定在一个运动块和另一个运动块之间形成的角度，并且如果该确定的角度不大于存储的预定角度和具有一个存储的预定半径的圆弧可插入，则连续地确定凹角形拐角部；以及

圆弧形状插入装置，用于消除形成该确定的凹角形拐角部的连续的运动块的一部分或全部，并且将具有一个存储的预定半径的圆弧运动块插入到凹角形拐角部的该消除的部分，以校正该加工形状。

2.一种通过在工件上执行多个加工操作来加工工件的电火花线切割机床的控制器，所述控制器包括：

加工程序存储装置，用于存储加工程序；

偏移量存储装置，用于存储多个加工操作中的的各个加工操作的线偏移量；

加工程序分析装置，用于分析所述加工程序存储装置中存储的所述加工程序；

加工形状定义装置，基于所述加工程序分析装置的分析结果来定义该工件的加工形状；

圆弧半径存储装置，存储用于校正所述加工形状的预定的圆弧半径；以及

圆弧形状插入装置，用于消除由定义该加工形状的两个相交不平行的运动块形成的凹角形拐角部的顶点部分，并且将具有一个存储的预定半径的圆弧运动块插入到该凹角形拐角部的被消除的顶点部分，以校正该加工形状。

3.根据权利要求1或2所述的电火花线切割机床的控制器，进一步包括加工路径定义装置，通过将校正后的加工形状分别偏移在所述偏移量存储装置中存储的线偏移量来定义多个加工操作的加工路径。

4.根据权利要求1或2所述的电火花线切割机床的控制器，其中所述圆弧形状插入装置插入圆弧运动块，并使其与构成该凹角形拐角部的两个运动块相接触。

5.根据权利要求1或2所述的电火花线切割机床的控制器，其中所述运动块是直线运动块。

6.一种通过在工件上执行多个加工操作来加工工件的电火花线切割机床的加工路径生成设备，所述设备包括：

加工程序存储装置，用于存储加工程序；

偏移量存储装置，用于存储多个加工操作中的各个加工操作的线偏移量；

加工程序分析装置，用于分析所述加工程序存储装置中存储的所述加工程序；

加工形状定义装置，基于所述加工程序分析装置的分析结果来定义该工件的加工形状；

圆弧半径存储装置，存储用于校正所述加工形状的预定的圆弧半径；

凹角角度存储装置，用于存储辨别凹角部的预定角度；

凹角形拐角部确定装置，用于在定义加工形状的预定数目的连续运动块中连续地确定在一个运动块和另一个运动块之间形成的角度，并且如果该确定的角度不大于存储的预定角度和具有一个存储的预定半径的圆弧可插入，则连续地确定凹角形拐角部；以及

圆弧形状插入装置，用于消除形成所述确定的凹角形拐角部的连续的运动块的一部分或全部，并且将具有一个存储的预定半径的圆弧运动块插入到所述凹角形拐角部的消除的部分，以校正该加工形状。

7.一种通过在工件上执行多个加工操作来加工工件的电火花线切割机床的加工路径生成设备，所述设备包括：

加工程序存储装置，用于存储加工程序；

偏移量存储装置，用于存储多个加工操作中的各个加工操作的线偏移量；

加工程序分析装置，用于分析所述加工程序存储装置中存储的加工程序；

加工形状定义装置，基于所述加工程序分析装置的分析结果来定义工件的加工形状；

圆弧半径存储装置，存储用于校正所述加工形状的预定的圆弧半径；以及

圆弧形状插入装置，用于消除由定义该加工形状的两个相交不平行的运动块形成的凹角形拐角部的顶点部分，并且将具有一个存储的预定半径的圆弧运动块插入到所述凹角形拐角部被消除的顶点部分，以校正该加工形状。

8.根据权利要求6或7所述的电火花线切割机床的加工路径生成设备，进一步包括加工路径定义装置，通过将校正后的加工形状分别偏移在所述偏移量存储装置中存储的线偏移量来定义多个加工操作的加工路径。

9.根据权利要求6或7所述的电火花线切割机床的加工路径生成设备，其中所述圆弧形状插入装置插入圆弧运动块并使其与构成所述凹角形拐角部的两个运动块相接触。

10.根据权利要求6或7所述的电火花线切割机床的加工路径生成设备，其中所述运动块是直线运动块。

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