CN103128387A - 电火花线切割方法以及电火花线切割机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电火花线切割方法以及电火花线切割机。该装置遵照加工程序电火花加工在切削刀具上固定的超高硬度材料、制作切削刃，具有旋转轴，在该旋转轴上安装切削刀具，在上导线架内安装接触传感器。根据用加工程序指令的加工路径生成测量用程序，根据该测量用程序从测定点处的路径坐标位置信息和旋转轴坐标信息再生成加工程序。其结果，在每次加工时，能够正确地测定切削刀具的前倾面位置，能够对于该位置正确地定位线电极。

Description

电火花线切割方法以及电火花线切割机

技术领域

本发明涉及高精度地加工作为切削刀具的材料把硬度最高的PCD（多晶宝石）材料或者PCBN（多晶立方基体氮化硼）材料作为切削刃安装的旋转型的切削刀具的切削刃的电火花线切割方法以及电火花线切割机。

背景技术

通过从作为切削刀具的材料的PCD（多晶宝石）或者PCBN（多晶立方基体氮化硼）坯料作为刀尖切出（坯料加工）硬度最高的PCD材料或者PCBN材料，通过高频感应加热装置熔融钎料材料，把该切出的刀尖作为切削刃钎焊在刀具体上。

从PCD材料（PCD盘）切出刀尖（坯料加工），如图23A所示，可以通过电火花线切割进行。另外，从PCD材料切出的刀尖形状有如图23A所示的矩形、图23B所示的三角形等各种。此外，不仅PCD材料，而且在PCBN材料的情况下也同样。如图23A以及图23B所示，切出的PCB刀尖，如图24所示，通过高频感应加热装置熔融钎焊材料，钎焊在刀具体上。

为高精度加工作为切削刀具的材料把硬度最高的PCD（多晶宝石）材料或者PCBN（多晶立方基体氮化硼）材料作为切削刃安装的旋转型的切削刀具的切削刃，因为材料本身非常硬，所以加工作业困难。在图25表示的磨削加工中，需要使用宝石磨石花费长时间研磨。另外，在精细的形状或者错综复杂的加工形状的情况下磨石的磨损显著，加工效率差。

因此，在制造这样的PCD刀具的加工方法中，公知通过放电现象的热使PCD材料燃烧来进行加工的电火花加工方法。其中，公知代替磨石把铜和钨的合金的盘与希望的PCD刀具的外形形状一致，制作盘电极，在该盘电极和PCD刀具之间施加脉冲电压进行电火花加工的电火花研磨机。

但是每次需要与PCD刀具形状一致地制作高价的盘电极，另外需要通过放电使形状全体燃烧，在深沟形状等的情况下加工时间非常长，而且因为盘电极的消耗，需要多个盘电极，所以成为刀具的加工单价提高的原因。

因此，如图26A以及图26B所示，通过即使形状复杂也仅切割其加工路径的、电火花线切割的PCD刀具加工，因为不需要制作电极，也能够缩短加工时间，所以是非常便利的加工方法。

但是与磨削加工或者电火花磨削加工相比，电火花线切割在加工切削刃时，对于被加工的PCD刀具的前倾面，成直线拉直的线电极对于刀具的外围形状给予刃口斜角。因此，因为需要通过使线电极倾斜的锥度加工来加工后隙面，所以为此需要正确地测定PCD刀具的前倾面位置，对于该位置正确地定位线电极，但是该作业不容易。如果不能正确地测定该前倾面的位置，则当然会出现加工误差，该加工误差主要成为切削刀具旋转时的刀具的旋转半径精度误差。

为用电火花线切割机加工切削刀具，如何确保刀具的切削刃的形状精度，对于刀具的高精度化、长寿命化，成为重要的要素。

在日本特开平11－267925号公报中公开了用接触传感器等测定刀具的前倾面、根据测定结果进行加工的技术。在该专利文献公开的技术中，为水平定位前倾面，在刀具的半径方向为每一个刃测定两处，从其位置水平地保持前倾面，而且此时计算从前倾面高度到刀具的中心高度的偏离，从其计算结果，在半径方向上修正移动加工时的线电极的位置，以使刃尖的最外边的圆周直径成为希望的直径。

另外，在日本特开2003－117733号公报中公开了如下的方法：测定使用角分度装置调整了作为在切削刀具上安装的PCD刀尖前倾面的加工开始位置的一端上面使根据度盘式指示器成为水平的位置处的前倾面的高度，此后使度盘式指示器移动到另一端的加工结束点，测量在该处的前倾面的高度，根据两个前倾面的高度的差，通过运算处理来计算从加工开始点移动到加工结束点的距离时的旋转角度，由此进行加工，。

另外，在日本特开平9－267219号公报中公开了一种方法，其中虽然切削刀具的加工形状和称为成形形状的上述的直线形状不同，但是使用在刀具刀尖侧安装的显微镜目测位于刀具刀尖的端部旋转方向的外周部的切削刃边缘部，确认要被加工的切削刃的旋转方向的定位。

在用电火花线切割机加工切削刀具时，如何确保刀具的切削刃的形状精度，对于刀具的高精度化、长寿命化十分重要。

如在上述的日本特开平11－267925号公报中公开的技术那样，如绞刀刀具那样的外周径恒定而且加工形状是平行于刀具中心轴的直线形状的情况下，没有大的问题。但是，在外周形状复杂，特别是在具有圆弧形状的切削刀具中，由于圆弧的象限产生仅在半径方向上的修正不适当的情况。这里所谓圆弧的象限，例如表示从旋转中心轴开始旋转半径慢慢变化的部位（参照图4A）。另外，刃形状是细长的情况下，在钎焊细长的PCD刀尖时，多出现通过热弯曲钎焊的情况，当不进行该弯曲部的测定时，不能得到高精度的刀具半径精度（参照图27）。

上述日本特开2003－117733号公报中公开的技术，因为从加工开始点到加工结束点的距离和高度的差和半径求旋转角度，所以是仅在刀具的半径不变的直线形状中可能的方法。另外，不用说，即使在直线形状中，和日本特开平11－267925号公报公开的技术同样，不能够正确地求钎焊的长的PCD刀尖的弯曲量，该误差成为刀具的半径误差，不能制作高精度的刀具（参照图28）。更何况对于具有圆弧形状的切削刃的加工形状，没有任何修正的方法。

上述日本特开平9－267219号公报公开的技术，不能在前倾面中途弯曲或者前倾面通过刀具中心线但是不与该线平行的中心升高或者中心降低的状态（参照日本特开平11－267925号公报）的切削刀具中、或者前倾面倾斜的上述日本特开2003－117733号公报那样的切削刀具中应用。不用说，在加工图28所示那样的、切削刃加工形成在螺线上的旋转刀具的情况下，很难用上述加工方法进行高精度加工。

发明内容

因此，鉴于上述现有技术的问题，本发明的目的是提供一种电火花线切割方法以及电火花线切割机，其能够尽可能减小前倾面的位置的测定误差，而且尽可能减少操作员为进行测定的操作负担，高精度地而且容易地加工在旋转轴上固定的、固定有PCD（多晶宝石）或者PCBN（多晶立方基体氮化硼）材料那样的超高硬度材料的切削刀具。

本发明的电火花线切割方法，使用具有锥度加工功能的电火花线切割机，遵照加工程序电火花加工在切削刀具上固定的超高硬度材料，制作切削刃。上述电火花线切割机，可使上述刀具对于通过上导线架和下导线架架设的线电极在互相垂直的两轴方向上相对移动，另外在上述上导线架上安装接触传感器，进而上述电火花线切割机具有旋转轴，上述切削刀具在该旋转轴上可装卸地安装。另外，上述电火花线切割方法，包含：产生测量用程序的步骤，用于沿由上述加工程序指令的加工路径，把该加工路径的块始点或者终点、或者始点和终点的中间点、或者把始点和终点之间分割为多段的各点，作为在上述旋转轴的旋转中心高度处检测上述接触传感器的探针端部和上述超高硬度材料的接触的测定点；根据上述生成的测量用程序，把上述接触传感器的探针端部定位在上述测定点的步骤；使安装有上述切削刀具的旋转轴，在形成在该切削刀具上固定的上述超高硬度材料的刀具前倾面的面与上述接触传感器的探针端部接触的方向上旋转的步骤；根据形成上述刀具前倾面的面与上述接触传感器的探针端部接触时的、来自该接触传感器的检测信号，读取上述测定点处的形成上述超高硬度材料的刀具前倾面的面成为上述旋转轴的旋转中心高度的旋转轴坐标信息的步骤；存储作为上述测定点处的上述垂直的两轴的坐标数据的路径坐标位置信息、和上述读取的旋转轴坐标信息的步骤；从上述存储的上述路径坐标位置信息和上述旋转轴坐标信息再生成加工程序的步骤；和根据上述再生成的加工程序，通过在上述上、下导线架上架设的线电极对于上述超高硬度材料进行电火花线切割，形成切削刃的步骤。

本发明的电火花线切割机具有锥度加工功能，另外具有旋转轴，可使对于通过上导线架和下导线架架设的线电极在互相垂直的两轴方向上相对移动在该旋转轴上可装卸地安装的切削刀具，遵照加工程序电火花加工在上述切削刀具上固定的超高硬度材料，制作切削刃。该电火花线切割机具有：测量用程序生成部，用于生成测量用程序，其沿由上述加工程序指令的加工路径，把该加工路径的块始点或者终点、或者始点和终点的中间点、或者把始点和终点之间分割为多段的各点，作为在上述旋转轴的旋转中心高度处检测上述接触传感器的探针端部和上述超高硬度材料的接触的测定点；定位部，用于根据上述生成的测量用程序，把上述接触传感器的探针端部定位在上述测定点；旋转部，用于使安装有上述切削刀具的旋转轴，在形成在该切削刀具上固定的上述超高硬度材料的刀具前倾面的面与上述接触传感器的探针端部接触的方向上旋转；读取部，用于根据形成上述刀具前倾面的面与上述接触传感器的探针端部接触时的、来自接触传感器的检测信号，读取上述测定点处的形成上述超高硬度材料的刀具前倾面的面成为上述旋转轴的旋转中心高度的旋转轴坐标信息；存储部，用于存储作为上述测定点处的上述垂直的两轴的坐标数据的路径坐标位置信息、和用上述读取部读取的旋转轴坐标信息；和加工程序再生成部，用于从在上述存储部中存储的路径坐标位置信息和上述旋转轴坐标信息再生成加工程序，根据用上述加工程序再生成部再生成的加工程序，通过在上述上、下导线架上架设的线电极对于上述超高硬度材料进行电火花线切割，形成切削刃。

上述锥度加工功能，是使上述线电极对于上述两轴延伸的平面倾斜锥度角度执行的功能，或者是使上述旋转轴以锥度角度旋转使上述线电极对于该两轴延伸的平面垂直执行的功能，

上述测定点，可以通过在控制装置内部自动计算以任意的分割数分割用上述加工程序指令的加工路径的各移动指令块的终点坐标和其前的移动指令块的终点坐标之间的点来求。

上述测定点，可以通过分割从用上述加工程序指令的加工路径偏移了加工余量的路径计算。

在求上述测定点时，在用上述加工程序指定的加工路径的各块的始点是从上述超高硬度材料的外部切入的开始点的情况下，或者在加工路径的各块的终点坐标中，是在该超高硬度材料的外部延长的加工路径的终点的情况下，可以判别为不进行测定。

代替上述接触传感器，也可以使用以非接触方式检测上述刀具前倾面的非接触式传感器，把该非接触式传感器的检测部定位在上述加工路径的块始点或者终点、或者始点和终点的中间点、或者把始点和终点的中间分割为多段的各点，根据从上述非接触式传感器输出的检测值使上述旋转轴旋转，使形成上述超高硬度材料的刀具前倾面的面成为上述旋转轴的旋转中心高度，读取旋转轴坐标信息，存储旋转轴坐标信息、和上述定位的点处的路径坐标位置信息，从上述存储的旋转轴坐标信息和路径坐标位置信息，再生成加工程序。

根据本发明，能够提供电火花线切割方法以及电火花线切割机，其能够尽可能减小前倾面的位置的测定误差，而且尽可能减少操作员为进行测定的操作负担，高精度地而且容易地加工在旋转轴上固定的、固定有PCD（多晶宝石）或者PCBN（多晶立方基体氮化硼）材料那样的超高硬度材料的切削刀具。

附图说明

从下面参照附图对于实施例的说明能够明了本发明的上述以及其他的目的及特征。附图中：

图1是说明本发明的电火花线切割机的概要图；

图2是说明本发明的、具有使工件旋转的旋转轴的电火花线切割机的概要图；

图3是说明控制电火花线切割机本体的控制装置的概略图；

图4A是说明把在刀具体上钎焊固定的PCD刀尖作为电火花线切割切削刃的切削刀具的图；

图4B是在其旋转中心轴方向看图4A的刀具体及PCD的图；

图5是说明使用接触传感器的PCD刀尖前倾面测定位置、和在测定处进行电火花线切割的图；

图6是以时间系列说明图5表示的电火花加工的图；

图7是说明当通过PCD刀尖的安装部的弯曲、畸变前倾面不平而弯曲安装时，在加工程序的始点和终点的中间点处的前倾面高度不在连接该始点和终点的直线上，因此，仅通过测定加工程序的始点和终点，在这些始点和终点之间均等地分配旋转轴的旋转角，不能确保形状精度的图；

图8A以及图8B是说明在加工开始点通常从外侧切入切削刀具的切削刃、在线路的终点处切出切削刃部材料的实际的加工路径；

图9是说明使用编程装置从图面指示的形状制作测量用程序的图；

图10是测量用程序的一例；

图11是说明通过测量用程序测定的测定处的图；

图12是说明测量用程序的图；

图13是说明测定轨迹和测定点的图；

图14是说明包含测定后的旋转轴坐标的加工程序的图；

图15是说明在一块中不分割接触传感器的移动区间的情况下的、包含旋转轴坐标的加工程序的测定点的图；

图16是说明在一块中不分割接触传感器的移动区间的情况下的、包含旋转轴坐标的加工程序的图；

图17是说明通过输入了锥度加工指令的测量用程序的、测定的测定处的图；

图18是说明输入了锥度加工指令的测量用程序的图；

图19是说明包含测定后的旋转轴坐标的加工程序（有锥度加工指令）的情况的测定轨迹和测定点的图；

图20是说明包含测定后的旋转轴坐标的加工程序（锥度加工指令）的图；

图21是说明锥度加工切削刃部后隙面的图；

图22是说明把程序坐标系向旋转轴方向倾斜的图；

图23A以及图23B是说明从PCD坯料（盘）切出（坯料加工）刀尖的例子的图；

图24是说明向刀具体钎焊PCD刀尖的例子的图；

图25是说明通过磨削加工加工刀具的图；

图26A以及图26B是说明通过电火花线切割加工刀具的图；

图27是说明向刀具体钎焊PCD刀尖时的弯曲例；

图28是说明螺旋型PCD、PCB的刀具例的图。

具体实施方式

图1是说明本发明的电火花线切割机的概要图。另外，图2是说明本发明的、具有使工件旋转的旋转轴的电火花线切割机的概要图。

电火花线切割机1具有电火花线切割机本体30和控制电火花线切割机本体30的控制装置50。卷绕线电极2的线圈架11由输出部转矩电动机10赋予与线电极2的引出方向相反的方向指定的规定的低转矩。从线圈架11伸出的线电极2经由多个导辊（未图示），通过由制动电动机12驱动的制动靴13调节在该制动靴13和线电极进给电动机（未图示）驱动的进给辊19之间的张力。张力检测器20是检测在上导线架14和下导线架15之间行驶的线电极2的张力的大小的检测器。

通过制动靴13的线电极2经由上导线架14、下导线架15、下导线辊16，在夹紧辊18和由线电极进给电动机（未图示）驱动的进给辊19之间夹持，向线电极回收箱17回收。接触传感器3通过进退功能（未图示），以可在与线电极2的行驶方向平行的方向上（在上下方向上）移动的方式在上导线架14上安装，在与测定对象物接触时输出检出接触的信号。该接触传感器3在测定时以外拉起到退避位置。

电火花线切割机本体30具有加工台21。该加工台21，如图2所示，载放具有使固定了作为被加工物（工件）的切削刀具的PCD刀尖101的刀具体100旋转的伺服电动机的旋转轴22。该旋转轴22，使旋转轴中心线朝向水平方向而安装在加工台21上。被加工物装卸自如地安装在该旋转轴22上，以便可与切削被加工物时的旋转相同那样地围绕A轴旋转。该被加工物在加工结束后从旋转轴22中取出。电火花线切割机本体30，对于在上导线架14和下导线架15上架设的线电极2，在与被加工物互相垂直的X轴以及Y轴方向上相对移动。由此能够垂直加工被加工物。

在刀具体100上安装的被加工物，是应该形成切削刀具的切削刃的PCD（多晶宝石）、PCBN（多晶立方基体氮化硼）等的超高硬度材料。上导线架14具有Z轴驱动机构（未图示），使其可以在作为对于X轴以及Y轴形成的平面的垂直方向的Z轴方向上移动。在使用接触传感器3测定被加工物的测定处时，为把接触传感器3的探针尖端定位在规定的位置，能够使接触传感器3下降。另外，上导线架14，通过具有U轴驱动机构以及V轴驱动机构（未图示），也可以能够调整其X轴、Y轴、Z轴的位置。通过具有该机构，能够进行被加工物（切削刀具）的锥度加工。

控制电火花线切割机1的控制装置50，具有使用接触传感器3通过测定程序测定成为作为被切削刀具的切削刃被加工的超高硬度材料的前倾面的面的位置的功能。测定用程序，如后述，使用电火花加工切削刀具的超高硬度材料、加工成切削刃的加工程序，在控制装置50内制作。另外，该控制装置50，具有根据通过测定得到的信息，再生成加工程序，遵照该再生成的加工程序电火花加工切削刀具的超高硬度材料的功能。

电火花线切割机本体30，通过图3表示的控制装置50控制，进行工件的加工。控制装置50包含处理器（CPU）51、RAM、ROM等的存储器52、显示用接口53、显示装置54、键盘接口55、键盘56、伺服接口57、伺服放大器58、进行和外部设备的信号的授受的输入输出接口60。另外，上述各部件51～60通过总线61相互连接。在电火花线切割机本体30中包含加工电源（未图示）。伺服电动机31通过伺服放大器58驱动。伺服电动机31意味与X轴、Y轴、A轴（旋转轴）的各驱动轴对应的伺服电动机，意味与必要的驱动轴对应的数目的伺服电动机。在各轴上装备的伺服电动机31中具有检测位置的位置检测装置（未图示）。通过在伺服电动机31中安装的各位置检测装置检出的位置检测信号被反馈给控制装置50。

包含加工用电源的电火花线切割机本体30通过接口59被控制。当起动加工程序时，通过接口59发出加工电源接通的指令。在关断加工电源的情况下也通过接口59向电火花线切割机本体30发出指令。输入输出设备32通过输入输出接口60授受输入输出信号。

下面说明本发明的、测定前倾面位置并根据其测定结果通过电火花线切割切削刀具的加工方法。

图4A是说明把在刀具体100上钎焊固定的PCD刀尖101、102作为电火花线切割切削刀具的切削刃101’、102’（参照图4B）的图，图4B是在其旋转中心轴23方向看图4A的刀具体100以及PCD刀尖101、102的图。

如上述，为使用电火花线切割机1高精度地加工钎焊有PCD刀尖的切削刀具，驱动X轴以及Y轴，对于成为刀具前倾面101’a的PCD刀尖101的上面，沿编程的加工形状的加工路径，以最低必要限度的间距间隔每次定位线2，使各点的加工路径的坐标与形状尺寸一致，进而在该位置驱动旋转轴22，在刀具旋转中心高度24处定位刀具前倾面101’a的高度，由此使得用电火花线切割机1加工的切削刃的刀尖101’b（边缘部）半径与形状尺寸一致（参照图5）。

此外，符号101’c是后隙面。

由于刀具体100的PCD刀尖安装面加工误差或者钎焊厚度误差或者PCD坯料的弯曲，前倾面101’a的高度不可能一定。不用说，为提高切削刃的刀尖101’b的切削性，如果把切削刃形状自身做成螺旋形状，或者是把小型刀尖分别成阶梯形状依次排列成螺旋状、使其各个成为斜着倾斜的多级螺旋形状，则因为沿各切削刃的加工路径逐个使位于加工路径上的前倾面101’a的高度与刀具旋转中心高度24一致，所以需要用接触传感器3等，要使前倾面101’a的高度成为刀具旋转中心高度24那样，与其路径坐标（XY平面上的）信息一起读取旋转轴22的坐标。

因此，本发明的方法，通过不是仅在加工路径的指令块的始点和终点测定前倾面旋转坐标轴，即使在其中间部分也在以必要最小限度的希望的间距或者分割数分割的点处连续地测定旋转轴坐标，在PCD刀尖上面弯曲的情况下，或者由于安装误差弯曲的情况下，即使在斜向或者螺旋状安装的前倾面中，也能够得到各测定点处的正确的旋转轴坐标。

由此，在被加工的切削刀具旋转时，与仅测定始点和终点相比，能够特别减小外周径的误差。在用旋转的磨石进行磨削的研磨机的情况下，因为通过使切削刀具体自身也旋转，不受前倾面的弯曲或者倾斜影响，外周全体精加工为同一半径，所以即使未正确地测定旋转轴坐标也可以。但是，在电火花线切割机1中，因为通过在上导线架14和下导线架15之间成直线状行驶的线电极2的在PCD刀尖的前倾面上的切削刃1点的加工位置决定精度，所以获得加工形状上的加工路径位置坐标、和其各坐标位置处的正确的旋转轴22的旋转角度的信息非常重要。

但是一般，由电火花线切割机1使用的刀具的加工形状用程序通过NC语句制作。该NC语句，由操作员或者程序通过刀具图面读取形状，用程序制作装置制作。如果是加工形状用的加工路径，与通常的程序制作没有不同，能够用市售的编程装置或者手工作业简单地制作程序。但是，如上述，需要通过在电火花线切割机1上安装的接触传感器3正确地测定切削刀具的前倾面位置，为制作测定用的程序（测量用程序），使用特殊的诀窍设定若干测定处，每次追加测定命令，保存测定结果，需要每次制作这样的繁琐的命令。或者，需要为此专用的高价的专用编程装置。

在本发明中，通过向加工路径的程序（加工程序）简单地追加了命令旋转轴22的驱动的命令等的一部分的命令的程序和由操作员进行刀具的各种设定，控制装置50在内部自动制作测定用的程序（测量用程序）。然后，在电火花线切割机1中执行上述测量用程序，因为根据在各测定点测定得到的信息，自动制作与旋转轴22联动的加工路径用的NC语句，所以能够减轻操作员的负担。

<使用接触传感器的前倾面位置的测定和测定处的电火花线切割>

下面使用图5以及图6说明本发明的使用接触传感器的前倾面位置的测定、和测定处的电火花线切割。图6是以时间系列分解图5进行说明的图。根据测量用程序，接触传感器3测定切削刀具的前倾面的位置。

此外，测量用程序的制作方法后述。

在刀具前倾面的位置的测定中，通过沿在测量用程序中指定的测定点的点列组成的路径驱动X轴以及Y轴，把在上导线架14内安装的接触传感器3的探针3a的尖端3b（探针端部）定位在测定位置（图6（a）的状态）。为定位接触传感器3的探针3a的尖端3b，可以驱动上导线架14以及下导线架15，使线电极2对于加工台21移动，或者使加工台21对于线电极2移动。

接着把接触传感器3的探针3a的尖端3b，通过在垂直方向（Z轴方向）移动的定位部（未图示）降低到切削刀具的旋转中心高度（亦即旋转轴的旋转中心高度）定位（参照图6（b））。

其后，通过旋转部（未图示）使旋转轴22在PCD刀尖101的前倾面101’a接触接触传感器3的探针3a的尖端3b的方向上旋转（参照图6（c））。

当探针3a的尖端3b接触PCD刀尖101的前倾面101’a时接触传感器3向控制装置50输出检出接触的检测信号，控制装置50使用读取部（未图示）读取检出接触的时点的旋转轴坐标信息，取入控制装置50。

控制装置50在存储器52（图3）中存储X轴以及Y轴的路径坐标位置信息和旋转轴坐标信息。

在把旋转轴坐标信息读入控制装置50后，在测定路径结束前，重复如下动作：使旋转轴22（刀具体100）反转若干次使切削刀具的前倾面离开探针3a的尖端3b；遵照测量用程序驱动X轴以及Y轴，把探针3a的尖端3b定位在路径上的下一测定点；使旋转轴22在切削刀具的前倾面接触接触传感器3的探针3a的尖端3b的方向上旋转，把检出接触的时点的旋转轴坐标读入控制装置50中，在存储器52中存储X轴以及Y轴的路径坐标位置信息和旋转轴坐标信息。

在把旋转轴坐标信息读入控制装置50后使旋转轴22（刀具体100）反转若干次后，从测定点向下一测定点的移动仅通过X轴以及Y轴的移动进行。该反转的角度的大小，根据切削刀具的各项信息，不使在刀具体100上固定的PCD刀尖102接触接触传感器3的探针3a那样，不干扰现在正测定的PCD刀尖101的前倾面101’a的位置测定那样适宜设定。在测定点，因为每次测定都使旋转轴22在同一方向旋转，所以能够减小背隙等的机械误差，测定开始后，因为能够使接触传感器3的探针3a的尖端3b的高度位置恒定而测定，所以能够迅速地进行测定。

图6（d）表示在测定地方进行电火花线切割。通过使用遵照测量用程序取得的路径坐标位置信息和旋转轴坐标信息修正加工程序，所以能够在测定的前倾面位置的位置电火花加工切削刀具。

此外，代替接触传感器3，也可以使用以非接触方式检测刀具前倾面的装置（非接触传感器），例如接近传感器、或者激光测距器。在使用非接触传感器的情况下，只要遵照测量用程序使检测部（例如在激光测距器的情况下激光光线的光轴）在使测定点在铅直方向上延长的线段上移动即可。通过测定非接触传感器和前倾面的距离，取得在前倾面位于测定点之前使旋转时的旋转轴22的旋转坐标信息，能够取得与使用接触传感器3的情况同样地再生成加工程序的信息。

下面分别说明本发明的测定用程序的制作和前倾面位置的测定。

<测量用程序的制作>

电火花线切割机1的控制装置50，登记加工切削刀具的切削刃形状的加工程序，在控制装置50中设定该切削刀具的各项信息，从该加工程序和设定的各项信息，通过控制装置50内的解析程序，制作使用接触传感器3的测量用程序。另外，也可以通过编程装置根据形状图形制作测量用程序。

此时，在加工程序中，即使移动指令块是一块执行形状指令，在测量用程序中，如上述，也需要分割为多点。其原因在于，当通过PCD刀尖的安装部的弯曲、畸变前倾面不平而弯曲安装时（参照图27），加工程序的始点和终点的中间点处的前倾面高度不在连接始点和终点的直线上，因此，仅测定加工程序的始点以及终点，把旋转轴的旋转角在这些始点和终点之间均等地分配，不能确保形状精度。例如如图7所示，在通过钎焊时的安装变形，在中间点产生0.3mm的弯曲的情况下，在刀具外周产生9μm的半径误差。这因为超过对于刀具要求的形状精度5μm，所以成为精度不良。

另外，如图8B所示，实际的加工路径，通常在加工开始点从切削刀具的切削刃的外侧切入（参照箭头111），另外，在加工路径的终点，从切削刃部材料切出（参照箭头117）。在刀具体100上安装的PCD刀尖110，如图8A所示，比图面指示的形状118大。在图8A、图8B中符号120是刀具体100的旋转中心轴。

通常，在切削刃形状的编程中，根据希望的切削刃形状制作加工路径的程序。但是，成为切削刃的钎焊的PCD刀尖110具有加工余量和预备长度，所以其尺寸比加工路径大。

因此，如图8B所示，在编程时，不需要在图面指示的形状118的切入侧和切出侧分别追加延长路径。能够不使在该追加的切入路径111和切出路径117中进行测定那样，通过用控制装置50进行程序解析判定根据希望的切削刃形状制作的路径的程序，在测定点112～116中进行测定，在没有PCD刀尖坯料的地方，自动地不进行测定。

这里使用图9以及图10，说明使用编程装置根据图面指示的形状制作测量用程序的例子。

也可以把加工切削刃形状130的加工程序作为测量用程序使用。另外，如图9所示，通过编程装置制作为使用接触传感器3测定在切削刃形状130的切削刀具上安装的切削刃的测量用程序。

图10是制作好的测量用程序的例子，参照图9说明构成它的各块指令的意义。

通过“G92X－5.Y－35.”的块指令使接触传感器3移动到开始点131的位置。通过“G90G00X－5.Y5.”的块指令使接触传感器3移动到符号132的位置。通过“G01G42X0.Y5.”的块指令执行加工余量数量的偏移使接触传感器3移动到符号133的位置。通过“G01X0.Y0.”的块指令执行切入动作，使接触传感器3移动到测定点134的位置。

把“G101X0.Y10.”的块指令作为直线部分的测定处指令对待，使接触传感器3移动到测定点135的位置。在该块指令中，“G101”是表示路径是直线的情况下的测定处指令的代码，用预先设定的分割数分割该块的路径求测定点，在那些求得的测定点的各个处进行前倾面的测定。分割数可以任意设定。此外，测定点也可以是移动块的始点或者终点或者始点和终点的中间点。用使用图6说明的方法进行各测定点处的前倾面位置的测定。

把“G101X10.Y－10.0”的块指令作为直线部分的测定处指令对待，使接触传感器3移动到测定点136的位置。用预先设定的分割数分割该块的路径求测定点，在其求得的测定点的各个处进行前倾面的测定。

把“G102X20.Y－20.I0.J－10.”的块指令作为圆弧部分的测定处指令对待，使接触传感器3沿圆弧状的轨迹移动到测定点137的位置。用预先设定的分割数分割该块的路径求测定点，在其求得的测定点的各个处进行前倾面的测定。

把“G101X20.Y－30.”的块指令作为直线部分的测定处指令对待，使接触传感器3移动到测定点138的位置。用预先设定的分割数分割该块的路径求测定点，在其求得的测定点的各个处进行前倾面的测定。

把“G101X30.Y－30.”的块指令作为直线部分的测定处指令对待，使接触传感器3移动到测定点139的位置。用预先设定的分割数分割该块的路径，求测定点，在其求得的测定点的各个处进行前倾面的测定。

通过“G01X35.Y－30”的块指令进行切出动作，使接触传感器3移动到符号140的位置。通过“G00G40X35.Y－35.”的块指令取消偏移，使接触传感器3移动到符号141的位置。通过“G00X－5.Y－35.”的块指令使接触传感器3移动到用符号131表示的开始点的位置。通过“M30”的块指令结束测量用程序的执行。

通常，加工程序中连着命令位移的块，有命令切入的块，另外，在命令取消位移的块前有命令切断的块。在控制装置50中根据加工程序制作测量用程序时，把在位移的指令和切入的指令的块的组合、和切出指令和取消偏移的指令的块的组合之间的块作为接触传感器3的测定处指令的块。由此能够确定不执行进行测定的块。

当使用具有接触传感器3的电火花线切割机1遵照测量用程序测定作为测定对象的PCD刀尖时，在图11表示的位置使用接触传感器3执行测定。

在图10的测量用程序中，测定处指令的块，如图12所示，作为把第一直线分割成两段，把第二直线分割成两段，把圆弧分割成三段，把第三直线分割成两段，另外把第四直线分割成两段的指令对待。把由测量用程序的一个块引起的接触传感器3的移动区间分割为几个，例如可以根据从块始点（前一块的终点）起的移动距离进行。由此，在测定点134、135、136、137、138、139的位置由接触传感器3进行的测定外（参照图9），也进行符号141、142、143、144、145、146的位置处的测定。通过各位置处的测定得到的数据，与X轴以及Y轴的坐标数据（路径坐标位置信息）一起与旋转轴22的旋转轴坐标数据（旋转轴坐标信息）对应起来，在控制装置50的存储器52中存储。

使用通过执行上述的测量用程序取得的路径坐标位置信息和旋转轴坐标信息再生成加工程序。图13以及图14是说明包含测定后的旋转轴坐标的加工程序（再生成加工程序）的例子的图。

接触传感器3，如图13所示，沿测定轨迹对于PCD刀尖140相对移动，在点134、141、135、142、136、143、144、137、145、138、146、139的位置测定前倾面。从通过测定取得的、在控制装置50中存储的X轴以及Y轴的坐标数据（路径坐标位置信息）和旋转轴22的旋转轴坐标数据（旋转轴坐标信息），再生成加工程序。

图14是说明该再生成的加工程序的一例。通过测量用程序的测定处指令分割的加工程序分别作为一个指令块对待，同时附加用“A…”表示的旋转轴22的指令。

“G01X0.Y－5.A10.”是命令切入的块，命令移动到测定点134的位置。另外，通过“A10.”指令旋转轴22的旋转量。“G01X0.Y－5.A10.1”是到符号141的位置的移动指令，“G01X0.Y－10.A10.2”是到测定点135的位置的移动指令，“G01X5.Y－10.A12.”是到符号142的位置的移动指令，“G01X10.Y－10.A14.”是到测定点136的位置的移动指令，“G02X15.Y－11.340I0.J－10.A15.5”是到符号143的位置的移动指令，“G02X18.66Y－15.I－5.J－8.66A17.5”是到符号144的位置的移动指令，“G02X20.Y－20.I－8.66J－5.1A18.”是到测定点137位置的移动指令，“G01X20.Y-25.A18.1”是到符号145的位置的移动指令，“G01X20.Y－30.A18.2”是到测定点138的位置的移动指令，“G01X25.Y－30.A20.2”是到符号146的位置的移动指令，另外，“G01X30.Y－30.A22.2”是到测定点139的位置的移动指令。

图15是说明在一块中不分割接触传感器3的移动区间的情况下的、包含旋转轴坐标的加工程序的图。另外，图16是说明在那样的不分割的、包含旋转轴坐标的加工程序的图。

从测定点136到测定点137的圆弧状的加工路径的区间通过圆弧插补进行加工。在不分割测定该区间的情况下，因为用直线插补圆弧的始点（测定点136的位置）和终点（测定点137的位置）之间，所以加工路径的中点附近处的旋转角度，和用圆弧插补从测定点136的位置到测定点137的位置时的旋转角度不同。因此，如使用图11、图12、图13、图14说明的那样，需要在圆弧状的加工路径中把该加工路径分割为几段，测定加工PCD刀尖140得到的成为切削刃的前倾面的位置。

此外，在上述实施方式的说明中，为使程序的记述简单，不包含用于给予切削刃边缘部的刃口斜角的锥度角指令，亦即仅使线电极倾斜指令角度来加工后隙面的指令，但是在实际的加工程序中，因为对于路径追加锥度加工指令，所以能够以指令角度恰当地加工后隙面。

即使在包含锥度加工指令的测量用的程序中，在用接触传感器3测定的指令部分的G101、G102、G103的指令中，也忽略锥度加工指令，在上导线架上安装的接触传感器3的姿势，对于路径对于水平面朝向铅直方向。此外，G101是直线插补指令，G102是通过顺时针圆弧插补进行测定的指令，G103是通过逆时针圆弧插补进行测定的指令。

在使用接触传感器3测定后，在根据用该测量用程序测定的坐标数据制作的再生成的加工程序中，锥度加工指令原样不变保留，在加工时使线电极倾斜，能够恰当地用刃口斜角进行后隙面的加工。

图17以及图18表示记载有锥度加工指令的测量用程序的例子，图19以及图20表示加工程序的例子。图17的虚线表示通过锥度加工指令线电极2倾斜移动情况下的切削刃形状130的后侧的轨迹。另外，图19的虚线表示使用图17以及图18说明的包含使用通过测定得到的坐标数据再生成的旋转轴坐标的加工程序（有锥度加工指令）中的测定轨迹和测定点。进而，图20是说明再生成的包含旋转轴坐标的加工程序（锥度加工指令）的图。

图18表示的程序与图10表示的程序对应，是在图10表示的程序中附加有锥度加工指令的程序。另外，图20表示的包含再生成的旋转轴坐标的加工程序是在图14中表示的加工程序上附加有锥度指令的程序。

如上述，本发明的电火花线切割方法以及电火花线切割机能够高精度地而且容易地加工具有复杂的形状的PCD制或者PCBN制的那样的超高硬度的切削刀具。在通过接触传感器沿切削刀具的加工形状的路径进行测定时，即使不使用接触传感器特意制作繁杂的测定用程序，但也如果有刀具形状加工用CNC程序，则自动地制作、测定使用接触传感器的测定用程序，制作新的加工程序，所以能够大幅减轻操作员的人工时间。因为使用接触传感器，通过用细的分割点测定加工切削刃的路径，能够直接测定通过前倾面的安装误差或者钎焊产生的弯曲、偏离引起的高度误差，所以能够以更高的精度精加工切削刃的形状精度。

此外，如图21所示，在锥度加工上述的切削刃后隙面时，关于在旋转轴的旋转方向上倾斜的角度，通过如图22所示通过坐标变换使程序坐标系的Xp－Yp－Zp坐标系在具有与Xp轴或者Yp轴平行的中心轴的旋转轴22的旋转方向上倾斜，加工程序进行使线电极2倾斜进行锥度加工的控制，但是作为实际的电火花线切割机的动作，因为能够进行通过旋转轴22的角度修正，所以能够使线电极2对于旋转轴的旋转方向垂直（对于X－Y平面垂直）地进行加工。

Claims (12)

1.一种电火花线切割方法，用于使用具有锥度加工功能的电火花线切割机，遵照加工程序对被固定在切削刀具上的超高硬度材料进行电火花线切割，制作切削刃，其特征在于，

上述电火花线切割机能够使上述切削刀具对于通过上导线架和下导线架架设的线电极在互相垂直的两轴方向上相对移动，而且在上述上导线架上安装接触传感器，

并且上述电火花线切割机具有旋转轴，上述切削刀具在该旋转轴上能够装卸地安装，

上述电火花线切割方法，包含如下步骤：

生成如下的测量用程序，该测量用程序用于沿由上述加工程序指令的加工路径，把该加工路径的块始点或者终点、或者始点和终点的中间点、或者把始点和终点之间分割为多段的各点，作为在上述旋转轴的旋转中心高度处检测上述接触传感器的探针端部和上述超高硬度材料的接触的测定点；

根据上述生成的测量用程序，把上述接触传感器的探针端部定位在上述测定点；

使安装有上述切削刀具的旋转轴向用于形成被固定于该切削刀具上的上述超高硬度材料的刀具前倾面的面与上述接触传感器的探针端部接触的方向旋转；

根据形成上述刀具前倾面的面与上述接触传感器的探针端部接触时的、来自该接触传感器的检测信号，读取上述测定点处的形成上述超高硬度材料的刀具前倾面的面成为上述旋转轴的旋转中心高度的旋转轴坐标信息；

存储作为上述测定点处的上述垂直的两轴的坐标数据的路径坐标位置信息、和上述读取的旋转轴坐标信息；

从上述存储的上述路径坐标位置信息和上述旋转轴坐标信息再生成加工程序；和

根据上述再生成的加工程序，通过在上述上、下导线架上架设的线电极对上述超高硬度材料进行电火花线切割，形成切削刃。

2.根据权利要求1所述的电火花线切割方法，其特征在于，

上述锥度加工功能，是使上述线电极向上述两轴延伸的平面倾斜锥度角度而执行加工的功能，或者是使上述旋转轴以锥度角度旋转从而使上述线电极向该两轴延伸的平面垂直而执行加工的功能。

3.根据权利要求1或者权利要求2中任何一项所述的电火花线切割方法，其特征在于，

通过在控制装置内部自动计算以任意的分割数分割用上述加工程序指令的加工路径的各移动指令块的终点坐标和其前的移动指令块的终点坐标之间而得的点来求出上述测定点。

4.根据权利要求1到权利要求3中任何一项所述的电火花线切割方法，其特征在于，

通过分割从用上述加工程序指定的加工路径偏移了加工余量的路径来计算上述测定点。

5.根据权利要求1到权利要求4中任何一项所述的电火花线切割方法，其特征在于，

在求上述测定点时，在用上述加工程序指定的加工路径的各块的始点是从上述超高硬度材料的外部切入的开始点的情况下，或者是在加工路径的各块的终点坐标中的、向该超高硬度材料的外部延长的加工路径的终点的情况下，判别为不进行测定。

6.根据权利要求1到5中任何一项所述的电火花线切割方法，其特征在于，

代替上述接触传感器，使用以非接触方式检测上述刀具前倾面的非接触式传感器，把该非接触式传感器的检测部定位在上述加工路径的块始点或者终点、或者始点和终点的中间点、或者把始点和终点的中间分割为多段的各点，

根据从上述非接触式传感器输出的检测值，到形成上述超高硬度材料的刀具前倾面的面成为上述旋转轴的旋转中心高度为止使上述旋转轴旋转，

读取旋转轴坐标信息，存储旋转轴坐标信息、和上述定位的点处的路径坐标位置信息，

根据上述存储的旋转轴坐标信息和路径坐标位置信息，再生成加工程序。

7.一种电火花线切割机，其具有旋转轴，且具有锥度加工功能，能够使在该旋转轴上能够装卸地安装的切削刀具对于通过上导线架和下导线架架设的线电极在互相垂直的两轴方向上相对移动，在上导线架安装有接触传感器，且对被固定在上述切削刀具上的超高硬度材料遵照加工程序进行电火花加工，制作切削刃，其特征在于，

具有：

测量用程序生成部，用于生成如下的测量用程序，该测量用程序沿由上述加工程序指定的加工路径，把该加工路径的块始点或者终点、或者始点和终点的中间点、或者把始点和终点之间分割为多段的各点，作为在上述旋转轴的旋转中心高度处检测上述接触传感器的探针端部和上述超高硬度材料的接触的测定点；

定位部，用于根据上述生成的测量用程序，把上述接触传感器的探针端部定位在上述测定点；

旋转部，用于使安装有上述切削刀具的旋转轴，在形成被固定于该切削刀具上的上述超高硬度材料的刀具前倾面的面与上述接触传感器的探针端部接触的方向上旋转；

读取部，用于根据形成上述刀具前倾面的面与上述接触传感器的探针端部接触时的、来自该接触传感器的检测信号，读取上述测定点处的形成上述超高硬度材料的刀具前倾面的面成为上述旋转轴的旋转中心高度的旋转轴坐标信息；

存储部，用于存储作为上述测定点处的上述垂直的两轴的坐标数据的路径坐标位置信息、和用上述读取部读取的旋转轴坐标信息；和

加工程序再生成部，用于从在上述存储部中存储的路径坐标位置信息和上述旋转轴坐标信息再生成加工程序，

根据用上述加工程序再生成部再生成的加工程序，通过在上述上、下导线架上架设的线电极对于上述超高硬度材料进行电火花线切割，形成切削刃。

8.根据权利要求7所述的电火花线切割机，其特征在于，

上述锥度加工功能，是使上述线电极对于上述两轴延伸的平面倾斜锥度角度而执行加工的功能，或者是使上述旋转轴以锥度角度旋转后使上述线电极对于该两轴延伸的平面垂直而执行加工的功能。

9.根据权利要求7或者权利要求8中任何一项所述的电火花线切割机，其特征在于，

通过在控制装置内部自动计算以任意的分割数分割用上述加工程序指定的加工路径的各移动指令块的终点坐标和其前的移动指令块的终点坐标之间的点来求出上述测定点。

10.根据权利要求7到权利要求9中任何一项所述的电火花线切割机，其特征在于，

通过分割从用上述加工程序指定的加工路径偏移了加工余量的路径计算上述测定点。

11.根据权利要求7到权利要求10中任何一项所述的电火花线切割机，其特征在于，

在求上述测定点时，在用上述加工程序指定的加工路径的各块的始点是从上述超高硬度材料的外部切入的开始点的情况下，或者是在加工路径的各块的终点坐标中的、向该超高硬度材料的外部延长的加工路径的终点的情况下，判别为不进行测定。

12.根据权利要求7到权利要求11中任何一项所述的电火花线切割机，其特征在于，

代替上述接触传感器，使用以非接触方式检测上述刀具前倾面的非接触式传感器，上述电火花线切割机还具有：

定位部，用于把上述非接触式传感器的检测部定位在上述加工路径的块始点或者终点、或者始点和终点的中间点、或者把始点和终点之间分割为多段的各点；

旋转部，用于根据从该非接触式传感器输出的检测值到形成上述超高硬度材料的刀具前倾面的面成为上述旋转轴的旋转中心高度为止使上述旋转轴旋转；和

存储部，用于读取旋转轴坐标信息，存储该旋转轴坐标信息、和上述定位的点的路径坐标位置信息，

根据在上述存储部中存储的旋转轴坐标信息和路径坐标位置信息，再生成加工程序。

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