CN101878085A - 放电加工装置以及程序设计装置 - Google Patents

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Abstract

一种放电加工装置，其具有：电极规格输入单元(21)，其输入以同轴的方式连续配置多个与多种加工方式对应的电极(6)而形成的一体电极的各个电极规格；加工内容输入单元(21)，其输入在使用上述一体电极进行放电加工时的被加工物的厚度数据；以及加工程序生成单元(24)，其基于这些输入的电极规格、被加工物的厚度数据，生成由在使用各个电极进行放电加工时的加工开始位置、加工深度构成的加工程序。在本发明中，准备了电极规格输入单元以及加工内容输入单元，它们可以输入一体型电极的哪个部位为粗加工用、哪个为精加工用，精加工电极为1个还是2个，它们的位置关系如何，进行加工的工件的厚度为多少等信息，从而不依赖于作业人员的手动计算，仅通过输入这些参数就可以简单地自动生成程序。

Description

放电加工装置以及程序设计装置
技术领域
本发明涉及一种生成用于进行放电加工的加工程序的程序设计装置以及具有该装置的放电加工装置。
背景技术
当前，在贯穿工件而进行螺纹加工、螺旋加工的情况下，使用例如日本实开昭61-5528号公报所示，将粗加工用电极和精加工用电极同轴排列而一体化的电极，进行放电加工。
例如，作为同轴地具有粗加工用电极、精加工用电极的一体电极的一个例子，存在图6所示的例子。
图6(a)示出用于通过放电加工生成贯穿内螺纹的电极和工件，在工件上开设有具有使电极直接进入的尺寸的预孔，通过将电极在插入工件的预孔中的状态下，在横向逐渐扩孔的同时进行圆形摆动加工(circularrocking machining)，从而复制电极的形状，在工件的内侧生成内螺纹。
然后，如果该粗加工结束，则使电极返回中央位置，并且沿Z方向移动一定量，再进行精加工的放电加工。
此外，根据情况，有时进行第3次放电加工，重复进行精加工而提高内螺纹的精度。
图6(b)示出用于通过放电加工制作贯通的螺旋齿轮凹模的电极和工件，在工件上开设有具有一定程度尺寸的预孔，通过一边使电极在沿Z方向下降的同时以一定的旋转角度旋转一边进行放电加工，从而复制电极的形状，在工件的内侧生成螺旋齿轮凹模。
然后，如果该粗加工结束，则在不进行放电而使电极沿Z方向下降一定的旋转角后，再利用接下来的电极部分进行精加工的放电加工。
此外，根据情况，有时进行第3次放电加工，重复进行精加工而提高凹模精度。
如上述所示，在进行贯穿工件的加工的情况下，存在下述方式，即，将同轴地形成的各个电极部位分割为粗加工电极、精加工1、精加工电极2，依次进行放电加工，从而对工件进行加工。
专利文献1：日本实开昭61-5528号公报图3
发明内容
在放电加工装置中，一般将粗加工用电极和精加工用电极作为独立的部件而分别制作，在更换电极时，通常调整至同一位置后进行加工，程序设计的方法也以上述内容为前提。
因此，对于上述的使用一体型电极的加工，在现有的放电加工装置的程序设计方法中，没有进行特别的考虑。
图7是例如利用现有的程序设计装置，在生成用于进行图6所示的螺纹加工、螺旋加工的程序时的用户输入画面。
图7(a)表示进行内螺纹加工的情况，序列编号P为1的列表示粗加工，序列编号P为2的列表示第一次精加工，序列编号P为3的列表示第二次精加工，序列编号P为4的列表示使电极返回初始位置以从工件中拔出的动作。
另外，向这些列中输入的开始位置Z、加工深度Z，是对工件厚度、各电极厚度、电极间的与1个间距相应的避让部的长度进行加法运算或者减法运算后，由作业人员输入的。
另外，加工条件E、摆动样式D等行是由作业人员适当设定的加工条件。
另外，图7(b)表示进行螺旋齿轮凹模加工的情况，序列编号P的列与图7(a)相同地表示粗、精加工等加工工序。此外，在序列编号P为4的列中，将辅助代码M设定为27，不进行加工伺服，以不进行加工而使电极相对于工件进行反向旋转而返回初始位置。
另外，向这些列中输入的开始位置Z、C、加工深度Z、C，是对工件厚度、各电极厚度、电极间的避让部的长度、螺旋角的信息进行加法运算、减法运算、或者三角函数计算后，由作业人员输入的。
如上述所示，在生成使用一体型的电极进行加工的程序的情况下，作业人员不得不一边考虑同轴配置的电极中的哪个部位为粗加工用、哪个部位为精加工用，精加工电极为1个还是2个，它们的位置关系如何，进行加工的工件的厚度为多少等信息，一边自己进行几何计算，并将其结果进行键盘输入，将动作分为多行而进行程序设计，存在容易由于计算错误、转记错误等导致差错的问题。
特别地，在一体型电极一边以放电加工电极的轴为中心进行规定的旋转一边进行加工的情况下，作业人员必须基于画面上示出的间距、螺旋角、或者每单位深度的旋转角度等信息，进行几何计算而求出程序生成所需的旋转量，程序设计效率较低。
本发明所涉及的放电加工装置，为了解决上述问题而形成将上述使用一体型电极的情况也考虑进去的结构。
具体地说，准备了可以输入一体型电极的哪个部位为粗加工用、哪个为精加工用，精加工电极为1个还是2个，它们的位置关系如何，进行加工的工件的厚度为多少等信息的专用输入画面，仅通过输入这些参数就可以简单地自动生成程序。
本发明中的放电加工装置的加工程序生成装置具有：电极规格输入单元，其输入以同轴的方式连续配置多个与多种加工方式对应的电极而形成的一体电极的各个电极规格；加工内容输入单元，其输入在使用所述一体电极进行放电加工时的被加工物的厚度数据；以及加工程序生成单元，其基于这些输入的电极规格、被加工物的厚度数据，生成由在使用各个电极进行放电加工时的加工开始位置、加工深度构成的加工程序。
发明的效果
根据本发明，由于伴随着输入实际的电极数据、工件的板厚，自动生成以同轴的方式连续配置多个与多种加工方式对应的电极而构成的一体电极的加工程序，所以具有下述效果，即，可以排除作业人员因计算错误等产生差错的危险性，可以缩短程序设计所需要的时间。
附图说明
图1是本实施方式中的放电加工装置的概略结构图。
图2是加工程序生成装置的画面显示例。
图3是加工程序生成部的动作流程图。
图4是加工程序生成装置的画面显示例。
图5是加工程序生成部的动作流程图。
图6是一体型电极的说明图。
图7是使用一体电极进行放电加工的加工程序例。
具体实施方式
实施方式1
图1是表示本发明的实施方式1的结构的示意图，特别示出从加工程序生成至放电加工为止的概略动作。
放电加工装置1基于由所装备的加工程序生成装置2生成的加工程序3及加工条件数据4，使加工控制部5进行电极6与工件7的相对移动、加工能量供给控制等，从而进行放电加工。
在加工程序生成装置2中显示用于从键盘输入程序的程序输入画面21，可以与现有技术相同地通过作业人员进行键盘输入而生成加工程序3。
另外，在本实施方式的加工程序生成装置2中，准备了针对每个电极种类而准备的专用画面，即：加工条件检索用参数输入画面22，其用于输入参数，以从数据库中检索用于进行目标加工的加工条件；以及一体电极形状参数输入画面23，其用于输入一体电极的参数，作业人员可以通过切换显示并输入必要的参数而生成加工程序3。
另外，在加工程序生成装置2中具有：加工程序生成部24，其从加工条件检索用参数输入画面22以及一体电极形状参数输入画面23中读出必要的参数，自动进行各种计算而生成加工程序3；以及加工条件生成部25，其基于加工条件检索用参数输入画面22的输入，从加工条件数据库检索加工条件4并输出。
图2是本实施方式1中的加工程序生成装置2的输入画面例，示出一体型内螺纹加工电极用的输入画面。
具体地说，图2(a)是加工条件检索用参数输入画面22，图2(b)是一体电极形状参数输入画面23。
在本实施例中，该2个画面的切换可以通过选择上部的标签部分而进行切换。
下面，说明在各画面中作业人员需要输入的项目。
作业人员在加工程序生成装置2中的初始画面中，通过从一览显示对被加工物进行加工的名称(例如，螺纹加工、螺旋加工等)的画面，选择应进行加工的加工方法，由此画面跳转，显示图2(a)的加工条件检索用参数输入画面22。
作业人员在加工条件检索用参数输入画面22中，根据描绘了工件7和电极6的加工内容的示意图进行确认，并且，输入工件7及电极6的材质、工件板厚、螺纹外径等电极规格、被加工物的厚度数据。
另外，作为加工设定，进行切入控制(bite control)、表面粗糙度Rz、液处理等所期望的加工设定，并且，根据在缩小量的输入项目中输入至第几段，从而设定将较长的螺纹电极分为几个部分进行加工。在本缩小量的输入中，输入至第3段这一情况，示出了使用图6(a)所示的螺纹加工用一体电极，利用粗加工用电极、精加工用电极1、精加工用电极2进行3次加工。另外，在加工详细中输入预孔直径。
如果图2(a)的加工条件检索用参数输入画面22中的必要的参数设定结束，则作业人员切换画面上部的标签，将画面切换至图2(b)的一体电极形状参数输入画面23，输入一体电极的参数。
具体地说，作业人员在一体电极形状参数输入画面23中输入一体电极中的同轴配置的各个电极间的避让部的长度即间距、表示电极在相对于工件上表面的哪一个位置处开始加工的Z轴开始位置、定义从Z轴开始位置沿Z方向使电极下降的值的第1段加工深度。
然后，在加工条件检索用参数输入画面22以及一体电极形状参数输入画面23中输入必要信息后，通过指示进行生成程序，从而生成与图7(a)相同的加工程序。
作为实际的加工动作，在进行粗加工时，使电极从电极开始位置(Z轴：5mm)以第1段加工深度量(15mm)沿Z方向下降，一边进行另行设定的横向摆动一边进行放电加工。
如果粗加工结束，则作为精加工1，使电极返回中央位置，然后以工件板厚量(10mm)+间距量(1.5mm)沿Z方向下降，一边横向摆动一边进行第一次精加工。此外，额外地添加间距量后沿Z方向下降的原因是为了可靠地对齐螺纹在上下方向上的位置。
然后，如果第一次精加工结束，则进一步以工件板厚量(10mm)+间距量(1.5mm)沿Z方向下降，一边进行横向摆动一边进行第二次精加工。在本例子中，由于使用电极数为3个，所以在这里，使电极回到中央，沿Z方向提升至初始位置(Z轴：5mm)后，结束加工。
此外，在假如使用电极数更多的情况下，重复精加工。
下面，使用图3的流程图，说明加工程序生成部4基于加工条件检索用参数输入画面22以及一体电极形状参数输入画面23的输入进行的加工程序生成。
伴随着由作业人员在加工条件检索用参数输入画面22以及一体电极形状参数输入画面23中进行的图2所示的数据输入，在步骤S1中开始加工程序自动生成。
由于通过作业人员设定了工件材质/电极材质/工件板厚/螺纹外径等加工内容、切入控制/表面粗糙度Rz/液处理/摆动样式/缩小量等加工设定、预孔直径等加工详细、以及间距/Z开始位置/第1段加工深度等一体电极信息，所以基于这些信息，由加工程序生成部求出原本由作业人员自己进行运算而求出的Z轴加工深度，进行程序设计。
具体地说，由于根据缩小量的数据，判断为实施3次放电加工，所以首先生成序列编号P为1的程序，将由作业人员输入的Z开始位置设定为用于开始放电加工的Z轴位置，并且，设定在从该Z轴位置进行加工时使电极下降的加工深度的Z轴位置。(步骤S2)
此外，加工条件E是从预先登录的加工条件的数据库中，自动选择与工件、电极材质、表面粗糙度等条件对应的加工条件而得到的，摆动样式D、缩小量R设定为作业人员的输入值。
然后，在步骤S3中，判断是否针对与使用电极数(在本实施例的情况下为3)对应的程序列进行了计算，在尚未针对与使用电极数对应的程序列进行计算的情况下，进入步骤S4，使序列编号P递增，重复执行至对与使用电极数对应的所有程序列都进行了计算。
在这里，在例如序列编号P为2时，由于相对于加工开始的Z轴(5mm)下降了15mm的加工深度后的位置为第1次加工结束位置，所以相对于该位置考虑了工件板厚量(10mm)以及间距(1.5mm)而得到的位置(-26.5mm)成为第2次加工时的加工深度。
如果在步骤S3中，与所有使用电极数对应的程序列的计算结束，则在步骤S5中，设定作为电极坐标的开始位置的Z轴(5mm)，生成加工程序3，以生成用于使放电加工的电极返回初始位置的序列编号P的最终行的程序。
然后，在步骤S6中，将完成的加工程序3向程序输入画面输出，使作业人员进行确认，并且，向加工控制部5发送，使用电极6以及被加工物7进行放电加工。
此外，加工条件生成部25从预先登录的加工条件的数据库中，自动选择与工件、电极材质、表面粗糙度等条件对应的加工条件。
根据本实施方式，加工程序生成部24可以基于在加工条件检索用参数输入画面22、一体电极形状参数输入画面23中设定的各种参数，一边运算生成加工程序所需的参数一边自动生成加工程序。
因此，由于不需要作业人员自己进行键盘输入及计算，所以可以防止错误，可以大幅度地缩短程序设计时间。
实施方式2
实施方式2说明上述一体型电极一边以放电加工电极的轴为中心进行规定的旋转一边进行加工的螺旋加工，加工条件检索用参数输入画面22、一体电极形状参数输入画面23成为如图4所示的输入画面。
图4是螺旋齿轮内螺纹加工电极用的输入画面，图2(a)是加工条件检索用参数输入画面22，图2(b)是一体电极形状参数输入画面23。
作为与实施方式1不同的输入项目，需要在加工条件检索用参数输入画面22中输入螺旋角、螺旋方向，在一体电极形状参数输入画面23中，具有输入第1段电极、第2段电极、第3段电极各自的长度和它们之间的避让部1、2的尺寸的部分。
此外，上述加工条件检索用参数输入画面22、一体电极形状参数输入画面23是与在放电加工中使用的电极的形状对应而预先设置的，显示出与作业人员的加工方法、加工电极的选择相对应的输入画面。
另外，在本实施例中输入至第3段，但在仅使用2段电极的情况下，通过省略输入第3段部分的长度而进行对应。
并且，在加工条件检索用参数输入画面22以及一体电极形状参数输入画面23中输入必要信息后，通过指示进行生成程序，而生成与图7(b)相同的加工程序。
作为实际的加工动作，在进行粗加工时，在从开始位置(Z轴：5mm，C轴：7.448°)开始使电极下降时，同时进行粗加工，以一边进行根据螺旋角计算出的一定的C轴旋转一边达到加工深度(Z轴：-31.000mm，C轴：-29.781°))。
此时，在工件板厚量(10mm)的范围内，进行放电加工，但是由于在从第1段电极的长度中减去工件厚度而得到的量(10mm)的范围内，向工件的放电加工已经完成，另外，在避让部1(12mm)处不存在用于放电的电极部，所以不进行放电，一边与Z方向的动作同时进行一定的C轴旋转，一边使电极下降。
然后，由于通过该动作，可以使电极到达可以开始第一次精加工的位置，因此，从此处开始第一次精加工。
如果粗加工结束，则作为精加工1，从精加工的开始位置(Z轴：-31mm，C轴：-29.781°)开始变更加工条件，在电极下降时，同时进行精加工1，以一边进行根据螺旋角计算出的一定的C轴旋转，一边达到加工深度(Z轴：-62.000mm，C轴：-77.457°)。
然后，相同地，在精加工2结束后，不进行加工，而使电极相对于工件一边进行反向旋转一边沿Z方向提升至初始位置(Z轴：5mm)，从而结束加工。
下面，使用图5的流程图，说明加工程序生成部4基于加工条件检索用参数输入画面22以及一体电极形状参数输入画面23的输入进行的加工程序生成。
此外，在动作说明中，说明与图3的流程图不同的步骤S12、S14、S15的部分，其他步骤与图3的动作相同。
伴随着由作业人员在加工条件检索用参数输入画面22以及一体电极形状参数输入画面23中进行的图4所示的数据输入，在步骤S11中开始加工程序自动生成。
然后，在步骤S12中，由于根据一体电极的电极信息的输入，判断为实施至第3段为止的3次放电加工，所以首先生成序列编号P为1的程序，将由作业人员输入的开始高度设定为用于开始放电加工的Z轴位置，并且，设定在从该Z轴位置进行加工时使电极下降的加工深度的Z轴位置、C轴的开始位置C、加工深度C。
在这里，加工深度Z是根据“工件的上表面高度(＝0.0)”-“第1段电极(20mm)”-“工件厚度(10mm)”-(“避让部1(12mm)”-“工件厚度(10mm)”)/2求出的，具体地说，设定为“-31.000”。
另外，开始位置C以及加工深度C是基于螺旋角(20°)、旋转方向(CW右)，根据在加工程序生成部4内部预先设定的三角函数等运算式而设定的。
此外，加工条件E是从预先登录的加工条件的数据库中，自动选择与工件、电极材质、表面粗糙度等条件对应的加工条件而得到的，摆动样式D、缩小量R设定为作业人员的输入值。
然后，在步骤S13中，判断是否针对与使用电极数(在本实施例的情况下为3)对应的程序列进行了计算，在尚未针对与使用电极数对应的程序列进行了计算的情况下，进入步骤S14，使序列编号P递增，重复执行至对与使用电极数对应的所有程序列都进行了计算。
然后，如果与使用电极数对应的所有程序列的计算结束，则在步骤S15中，设定用于不进行加工而使电极相对于工件一边反向旋转一边返回初始位置的辅助代码M、和作为电极坐标的开始位置的Z轴(5mm)，生成加工程序3，以生成用于使放电加工的电极返回初始位置的序列编号P的最终行的程序。
根据本实施方式，加工程序生成部24可以基于在加工条件检索用参数输入画面22、一体电极形状参数输入画面23中设定的各种参数，一边运算生成加工程序所需的参数一边自动生成加工程序。
具体地说，由于基于画面所示的间距、螺旋角、或每单位深度的旋转角度等信息，对生成程序所需的旋转量自动地进行计算而生成程序，所以不需要作业人员自己进行键盘输入及计算，可以防止错误，可以大幅度地缩短程序设计时间。
工业实用性
本发明涉及一种放电加工装置的程序设计装置，特别地，可以容易地生成复杂的使用一体电极的放电加工程序。

Claims (6)

1.一种放电加工装置的程序设计装置，其特征在于，具有：
电极规格输入单元，其输入以同轴的方式连续地配置多个与多种加工方式对应的电极而形成的一体电极的各个电极规格；
加工内容输入单元，其输入在使用所述一体电极进行放电加工时的被加工物的厚度数据；以及
加工程序生成单元，其基于这些输入的电极规格、被加工物的厚度数据，生成由在使用各个电极进行放电加工时的加工开始位置、加工深度构成的加工程序。
2.根据权利要求1所述的放电加工装置的程序设计装置，其特征在于，
电极规格输入单元作为各个电极规格而输入各个电极尺寸、电极间的位置关系。
3.根据权利要求2所述的放电加工装置的程序设计装置，其特征在于，
在一体电极是一边以放电加工电极的轴为中心进行规定的旋转一边进行加工的电极的情况下，作为电极间的位置关系的输入值，输入各电极间的与电极外径相比直径较小的避让部的距离。
4.根据权利要求3所述的放电加工装置的程序设计装置，其特征在于，
加工程序生成单元接受表示规定的旋转的数据输入，求出各电极间的避让部处的加工前进方向以及旋转量。
5.根据权利要求2或3所述的放电加工装置的程序设计装置，其特征在于，
通过电极规格输入单元，输入使用各个电极的粗加工、精加工的加工方式及其加工次数。
6.一种放电加工装置，其特征在于，具有：
电极规格输入单元，其输入以同轴的方式连续配置多个与多种加工方式对应的电极而形成的一体电极的各个电极规格；
加工内容输入单元，其输入在使用所述一体电极进行放电加工时的被加工物的厚度数据；
加工程序生成单元，其基于这些输入的电极规格、被加工物的厚度数据，生成由在使用各个电极进行放电加工时的加工开始位置、加工深度构成的加工程序；以及
加工控制部，其基于由加工程序生成单元生成的加工程序，使用预先存储的加工条件对电极以及工件之间的放电加工进行控制。
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