CN103157858A - 具备旋转轴的电火花线切割机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具备旋转轴的电火花线切割机。电火花线切割机具备使工件旋转的旋转轴。当按照加工程序进行电火花线切割加工时，根据执行的程序块的终点及其前一个程序块的终点的平均旋转半径以及所述旋转轴的移动量，按每个预定周期计算当前正在加工的工件加工点的当前的平均旋转半径。然后，根据计算出的当前的平均旋转半径进行控制，以使线电极相对于工件加工点的相对移动速度成为从加工电源取得指令速度。

Description

具备旋转轴的电火花线切割机
技术领域
本发明涉及具备旋转轴，稳定地加工旋转体的电火花线切割机。
背景技术
在日本实开平2-97524号公报和日本特开平7-136853号公报中公开了在钻头等刀具的固定等中使用的高硬度的弹簧筒夹部件上加工螺旋状的槽等情况下，使工件旋转，同时使线电极移动来进行希望的加工的电火花线切割机。此外，弹簧筒夹是通过整个圆筒内面抓住材料，因此不容易损伤材料的保持工具。
图19是说明使用电火花线切割机使工件1旋转，同时使线电极2移动来进行希望的加工的图。如图19所示，以旋转中心轴6作为旋转轴，使工件1向工件旋转方向5旋转，同时使线电极2在线电极移动方向4上相对于工件1相对移动来进行希望的加工。控制电火花线切割机的数值控制装置，对用于使工件1旋转的旋转轴和用于使线电极2相对移动的直线轴同时进行移动指令。
此时，数值控制装置对用于使工件1旋转的旋转轴和用于使线电极2相对移动的直线轴同时进行移动指令，但是，关于移动速度，以往进行下述的（a）或（b）的控制。
（a）直线轴（线电极）以指令速度进行移动，旋转轴（工件的旋转）追随线电极的移动。
（b）将旋转轴的移动指令单位[deg]和直线轴的移动指令单位[mm]视为相同来进行控制，以使直线轴和旋转轴的合成速度成为指令速度。
上述（a）、（b）的两种方法的情况下，直线轴和旋转轴的速度都恒定，但是随着工件1的加工的进行，工件1被加工的位置（工件加工点）和旋转中心的距离（以下称为“旋转半径”）变化。有时，工件1被加工的位置的旋转半径，在加工程序的每个程序块中变化，或者从一个程序块的起点向终点慢慢变化。
图20是说明当工件1的加工行进时，从与工件加工点对应的工件的旋转中心到该工件加工点的距离变化的图。在图20中，当工件1的加工行进时，从与工件加工点对应的工件的旋转中心到该工件加工点的距离（旋转半径）从r1变化为r2。线电极2进行加工的工件加工点7a、7b和工件加工点8a、8b相比，旋转半径不同，因此，线电极2和工件1的相对移动速度变化，因此，放电状态变化，存在加工不稳定的问题。作为其对策，目前存在将加工程序分割成微小的移动量的程序块，针对每个所述程序块计算并指示使线电极2和工件1的相对移动速度相等的指令速度的方法。但是，指示的速度的计算或加工程序的生成花费工时，另外，存在加工程序增大的问题。
而且，对于图21那样的工件1的内侧为空洞而且内径变化、厚度变化的工件，由于加工中的厚度也变化，因此放电状态变化，存在加工不稳定的问题。
发明内容
因此，本发明鉴于上述现有的技术的问题，课题在于提供一种电火花线切割机，其在使工件旋转来进行切割加工时，在工件的厚度恒定而外径变化的情况下，或者在工件的厚度变化的情况下，能够进行加工稳定的控制。
本发明的电火花线切割机的第一形式，具有加工电源、至少一个直动轴、方向与该直动轴平行的旋转轴，按照加工程序使工件相对于通过上导线器和下导线器架设的线电极在所述直动轴的方向上相对移动，并且通过所述旋转轴使所述工件旋转来加工所述工件。该电火花线切割机具备：平均旋转半径计算部，其基于通过所述加工程序的各程序块指示的工件的外半径和内半径，计算平均旋转半径；当前的平均旋转半径计算部，其根据通过所述平均旋转半径计算部计算出的在执行的程序块的终点的平均旋转半径以及在该程序块的前一个程序块的终点的平均旋转半径以及所述旋转轴的移动量，在每个预定周期计算当前正在加工的工件加工点的当前的平均旋转半径；以及控制部，其基于所述当前的旋转半径计算部计算出的当前的平均旋转半径进行控制，以使所述线电极和所述工件加工点的相对移动速度成为从所述加工电源取得的指令速度。
所述平均旋转半径，可以是通过解析指令各程序块的外半径以及内半径的加工程序而得到的值。
所述平均旋转半径计算部可以将平均旋转半径作为在外半径减去内半径所得的值的1/2加上内半径所得的值以上而且在所述外半径以下的值，来计算该平均旋转半径。
本发明的电火花线切割机的第二形式，具有加工电源、至少一个直动轴、旋转轴，按照加工程序，使工件相对于通过上线电极导线器和下线电极导线器架设的线电极在所述直动轴的方向上相对移动，并且通过所述旋转轴使所述工件旋转来加工所述工件。该电火花线切割机具备：工件厚度计算部，其基于通过所述加工程序的各程序块指示的工件的外半径和内半径，计算所述工件的厚度；工件当前的厚度计算部，其根据所述工件厚度计算部计算出的在执行的程序块的终点的厚度以及在该程序块的前一个程序块的终点的厚度以及所述旋转轴的移动量，在每个预定周期计算当前正在加工的工件加工点的工件的当前的厚度；以及控制部，其根据所述工件当前的厚度计算部计算出的工件的当前的厚度进行控制，以使所述线电极和所述工件加工点的相对移动速度成为从加工电源取得的指令速度。
所述工件厚度计算部，可以通过解析指令各程序块的外半径和内半径的加工程序，将工件的厚度作为所述外半径和所述内半径的差的2倍来计算该工件的厚度。
可以具有两个所述直动轴，所述工件厚度计算部在线电极的加工位置不在旋转轴中心线附近时，通过解析与线电极位置的中心线正交的轴坐标的值和指示了各程序块的外半径和内半径的加工程序，来计算线电极的加工位置的工件的厚度。
本发明的电火花线切割机的第三形式，具有加工电源、至少一个直动轴、旋转轴，按照加工程序，使工件相对于通过上线电极导线器和下线电极导线器架设的线电极在所述直动轴的方向上相对移动，并且通过所述旋转轴使所述工件旋转来加工所述工件。该电火花线切割机具备：计算部，其根据在执行的程序块的终点的工件的旋转半径以及该程序块的前一个程序块的终点的工件的旋转半径以及所述旋转轴的移动量，在每个预定周期计算当前正在加工的工件加工点的旋转半径；以及控制部，其基于所述计算部计算出的旋转半径进行控制，以使所述线电极和所述工件加工点的相对移动速度成为从加工电源取得的指令速度。
所述旋转半径，可以是对于各程序块在加工程序中指示所述旋转半径，所述旋转半径是通过解析该加工程序而得到的值。
通过本发明，能够提供具备数值控制装置的电火花线切割机，所述数值控制装置在通过旋转轴使工件旋转来进行的加工中，能够在工件的旋转半径不恒定特别是旋转半径的外半径以及内半径不恒定的情况下使加工稳定。
附图说明
根据参照附图进行的以下的实施方式的说明，可以明确本发明的上述以及其它目的以及特征。这些附图中：
图1是说明本发明的电火花线切割机的概要图。
图2是说明本发明的电火花线切割机的数值控制装置的结构的图。
图3是说明当进行电火花线切割加工时，从与工件加工点对应的工件的旋转中心到该工件加工点的距离变化的图。
图4是通过加工程序指示程序块终点处的旋转半径的例子。
图5是表示基于图4的加工程序进行的工件的电火花线切割加工的图。
图6A以及图6B是说明本发明的电火花线切割机执行的处理的算法的流程图。
图7是说明根据线电极的倾斜方向，有时上部的工件加工点的平均旋转半径和下部的工件加工点的平均旋转半径不同的图。
图8是计算平均旋转半径的值的说明图。
图9是表示工件的内半径变化时的平均旋转半径的计算例的图。
图10是求工件的板厚的第1例。
图11是求工件的板厚的第2例。
图12是求工件的板厚的第3例。
图13是说明当进行加工时，从与工件加工点对应的工件的旋转中心到该工件加工点的距离变化的图。
图14是说明加工内径接近于外径（即薄的板厚的）工件的电火花线切割机的控制装置的图。
图15是通过加工程序指示程序块终点处的旋转半径的例子。
图16是表示按照图15的加工程序进行的工件的电火花线切割加工的图。
图17是说明根据线电极的倾斜方向，有时上部的工件加工点的旋转半径与下部的工件加工点的旋转半径不同的图。
图18A以及图18B是说明通过本发明的电火花线切割机加工内径接近于外径（即薄的板厚的）工件的原理的流程图。
图19是说明使用电火花线切割机，使工件旋转同时使线电极移动来进行希望的加工的图。
图20是说明当进行电火花线切割加工时，从与工件加工点对应的工件的旋转中心到该工件加工点的距离（旋转半径）变化的图。
图21是说明当进行加工时，从与工件加工点对应的旋转中心到该工件加工点的距离（旋转半径）变化的图。
具体实施方式
使用图1以及图2说明电火花线切割机的概要结构以及电火花线切割机中的使工件旋转的旋转轴。
电火花线切割机100具备电火花线切割机本体和控制电火花线切割机本体的控制装置40。如图1所示，通过进给部转矩电动机60对缠绕线电极2的线轴61赋予在与线电极2的拉出方向相反方向上指示的预定低转矩。从线轴61拉出的线电极2经由多个导向辊（未图示），通过由制动电动机62驱动的制动瓦63调节该制动瓦63和由线电极进给电动机（未图示）驱动的进给辊67之间的张力。张力检测器68检测在上导线器9和下导线器10之间行进的线电极2的张力的大小。
旋转轴21如图2所示，是使作为旋转体的工件1绕中心轴旋转的驱动轴。通过制动瓦63的线电极2经由上导线器9、下导线器10、下导向辊64，被夹送辊66和通过线电极进给电动机（未图示）驱动的进给辊67夹持，回收到线电极回收箱65中。
使用图2说明电火花线切割机的数值控制装置的结构。
工作台12油引导构造（未图示）进行引导，在水平面内可在2轴方向上移动。通过X轴电动机14以及Y轴电动机16在各个方向上移动工作台12。在工作台12上固定加工槽（省略图示），在加工槽内注满了加工液30。X轴以及Y轴是直动轴。
在工作台12的支柱部18上固定了形成A轴的旋转驱动装置20，旋转轴21通过A轴电动机22被旋转驱动，在A轴电动机22上安装了A轴速度检测装置23以及A轴角度检测装置24。在旋转轴21的前端安装了抓持工件1的工件固定夹具25。工件1具有以旋转中心轴6为中心的外径以及/或内径相对于旋转中心轴6的方向不恒定（即，厚度在旋转中心轴6的方向上变化）的轴对称的形状。
与工件固定夹具25抓持的工件1隔着加工间隙相向的线电极2，通过辊以及张力辊（未图示）被赋予预定的张力并被垂直架设。线电极2通过驱动辊和张力辊（未图示）被赋予预定的张力并被铅直架设。通过上下设置的导线咀（die）状的上导线器9、下导线器10引导线电极2。在线电极2上滑动连接导电模（未图示），从电源装置（未图示）施加脉冲状的电压。通过该脉冲状的电压，在线电极2和工件1之间产生放电，进行加工。
使工作台12在水平面内移动的X轴、Y轴电动机14、16以及使工件1旋转的A轴电动机22与数值控制装置40连接，被驱动控制。A轴速度检测装置23以及A轴角度检测装置24也为了进行A轴控制而与数值控制装置40连接。该数值控制装置40具备：作为控制加工程序的解析或电火花线切割机全体的处理器的CPU41；存储各种数据和加工程序的存储器42；各轴的控制电路43、44、45以及各轴的放大器46、47、48。这些结构是目前已知的。
驱动工作台12的X轴、Y轴电动机14、16、这些X轴、Y轴电动机14、16的轴控制电路43、44以及放大器46、47构成使工件1相对于架设的线电极2在一平面内移动的平面移动单元。另外，用于控制A轴电动机22的速度检测器23、角度检测器24、A轴的轴控制电路45以及A轴放大器48构成旋转控制装置。加工电源50在工件1和线电极2之间施加加工用脉冲电压。此外，从加工电源50到工件1以及线电极2省略了电路的图示。CPU41可以与现有的电火花线切割机同样从加工电源50取得指令速度Fc。
工件1被旋转轴21的工件固定夹具25抓持，在被加工槽（未图示）中的加工液30浸渍的状态下进行加工。将旋转轴21（A轴）与X轴、Y轴同时进行3轴控制，并且进行切割加工，由此可以加工工件1。此外，通过同时对旋转轴21（A轴）和X轴电动机14进行控制可以加工工件1，或者，通过同时对旋转轴21（A）和Y轴电动机16进行控制可以加工工件1。
如上所述，本发明的控制电火花线切割机的数值控制装置至少可以驱动1个直动轴、和以与所述直动轴平行的轴作为中心轴来使工件1绕其旋转的旋转轴。
此外，符号4表示线电极2的移动方向。符号5表示工件1的基于旋转轴的旋转。符号6表示工件1的旋转中心轴。
接着，说明通过图2的数值控制装置40进行的用于使切割机的切割加工稳定的控制。
为了使通过线电极2进行的工件1的加工稳定，进行控制使得工件加工点的线电极2和工件1的相对移动速度成为指令速度Fc即可。图2说明当进行加工时从与工件加工点对应的工件的旋转中心到该工件加工点的距离变化。
如果在工件加工点，弄清楚在根据工件1进行旋转得到的外半径和内半径求出的扇形的范围内，划分成在扇形外侧的部分和在该扇形内侧的部分的扇形面积分别为等分那样的半径值Rm（以下称为“平均半径值Rm”或“平均旋转半径Rm”），则以满足下述（1）的方式，求出直线轴的速度以及旋转轴的速度。此外，如图3所示，Rm1是工件加工点7a、7b处的平均旋转半径，Rm2是工件加工点8a、8b处的平均旋转半径。将平均旋转半径设为比外半径减去内半径所得的值的1/2加上内半径得到的值大、并且比外半径小的值。
指令速度 Fc = ( Fx 2 + Fa 2 ) . . . ( 1 )
其中，
Fx＝直线轴的速度（mm/min）
Fa＝旋转轴的速度（deg/min）×π×Rm（mm）/180（deg）
工件加工点的平均旋转半径Rm、即对工件1的哪个位置进行加工，在加工程序生成时是明确的，因此，弄清在加工程序生成时希望的各程序块中的工件1的外半径和内半径即可。
在本发明中，针对每个程序块指定某个程序块的终点的工件的旋转半径的外半径和内半径。当某个程序块的终点的旋转半径的外半径和内半径的值，从其前一程序块中的旋转半径的外半径和内半径的值变化时，判断出从该程序块的起点向终点，旋转半径的外半径和内半径慢慢变化。根据被赋予的旋转半径的外半径和内半径进行控制，以使工件加工点的线电极和工件的相对移动速度成为指令速度，由此使加工稳定。
图4是通过加工程序指示直动轴的移动指令和程序块终点的旋转半径的外半径和内半径的例子。R是程序块终点的旋转半径的外半径，K是旋转半径的内半径。G999是明示初始旋转半径的指令。在此指定了外半径和内半径。对各程序块进行说明。此外，在图4所示的程序例中，G00X0A0.（表示向X0A0的加工开始位置定位的程序块）省略了记载。
G999R30.K25.是设初始旋转半径的外半径R＝30.，内半径K=25.的指令。
G01X10.A10.R30.K25.是设X10.A10.的位置的旋转半径的外半径＝30.，内半径＝25.的指令。
G01X20.A0.R60.K5.是设X20.A0.的位置的旋转半径的外半径＝60.，内半径＝5.的指令。由此，旋转半径，外半径30.→60.那样变化，内半径25.→5.那样变化。
G01X30.A10.R60.K5.是设X30.A10.的位置的旋转半径的外半径＝60.，内半径＝5.的指令。
图5表示执行图4所示的加工程序时的工件的电火花线切割加工的图，是从上导线器9向下导线器10的方向看的图。图中的X10.,X20.,X30.是在图4的各程序块中指示的。4a，4b，4c表示线电极2的相对的移动方向。线电极2在线电极移动方向4（直线轴：X轴）上相对于工件1相对移动。另外，工件1在工件旋转方向（旋转轴：A轴）5a、5b、5c上旋转。
图6A以及图6B是说明本发明的处理的算法的流程图。以下，按照各步骤来说明。此外，该流程图是说明包含旋转半径的指令的程序块的处理的流程图，省略了向加工开始位置的定位程序块等简单的移动的程序块的处理的说明。
[步骤SA100]读入加工程序的1程序块。
[步骤SA101]判断是否是指示初始旋转半径的程序块，若是指示初始旋转半径的程序块（判断：是），则转移到步骤SA102，若不是指示初始旋转半径的程序块（判断：否），则转移到步骤SA104。
[步骤SA102]读入初始旋转半径R、K，计算平均旋转半径Rm。
[步骤SA103]将步骤SA102中计算出的平均旋转半径Rm代入“当前的旋转半径Ra”，返回步骤SA100。
[步骤SA104]取得直线轴的移动量X以及旋转轴的移动量A。
[步骤SA105]将步骤SA103中存储的“当前的旋转半径Ra”代入“起点处的旋转半径Rs”。
[步骤SA106]判断是否有旋转半径指令，若有旋转半径指令（判断：是），则转移到步骤SA107，若没有旋转半径指令（判断：否），则转移到步骤SA109。
[步骤SA107]读入指令半径R、K，计算平均旋转半径Rm。
[步骤SA108]将步骤SA107中计算出的平均旋转半径Rm代入“终点处的旋转半径Re”。
[步骤SA109]将“当前的旋转半径Ra”代入“终点处的旋转半径Re”。
[步骤SA110]将步骤SA109中存储的“终点处的旋转半径Re”减去在步骤SA105中存储的“起点处的旋转半径Rs”所得的值代入到旋转半径的增加量Rinc中。
[步骤SA111]将移动量累计值SUMa设为初始值0。
[步骤SA112]判断是否在程序块的终点，若在程序块的终点（判断：是），则转移到步骤SA117，若不在程序块的终点（判断：否），则转移到步骤SA113。
[步骤SA113]从加工电源取得指令速度Fc。
[步骤SA114]将进行 ΔX = Fc × X / ( X 2 + ( Ra × p × A ) 2 ) 的计算所得的ΔX代入“移动量ΔX”，另外，将进行 ΔA = Fc × A / ( X 2 + ( Ra × p × A ) 2 ) 的计算所得的ΔA代入“移动量ΔA”。其中，p=π/180[deg]。
[步骤SA115]将在移动量累计值SUMa上加上移动量ΔA所得的值代入移动量累计值SUMa。
[步骤SA116]通过Ra＝Rs+Rinc×SUMa/A的公式计算“当前的旋转半径Ra”，返回步骤SA112。
[步骤SA117]将“终点的旋转半径Re”代入“当前的旋转半径Ra”。
[步骤SA118]判定是否具有下一程序块，若有（判断：是），则返回步骤SA100，若没有下一程序块（判断：否），则结束该处理。
本发明的电火花线切割机的第一实施方式，包含平均旋转半径计算部和当前的平均旋转半径计算部以及控制部，但是，在上述的图6A以及图6B的流程图中，进行读入初始旋转半径R、K来计算平均旋转半径Rm的步骤SA102以及步骤SA107的处理的是平均旋转半径计算部，进行通过Ra=Rs+Rinc×SUMa/A的公式计算“当前的旋转半径Ra”的步骤SA116的处理的是当前的平均旋转半径计算部，另外，进行
Figure BDA00002553750800101
的计算和
Figure BDA00002553750800102
的计算的步骤SA114的处理的是“控制部”。
此外，从加工程序的各程序块得到的外半径、内半径、平均旋转半径被暂时存储在存储单元中。
此外，存在通过图2中未表示的U轴以及V轴电动机，相对于由X轴和Y轴形成的XY平面平行地使上导线器9相对于下导线器10移动来使线电极2相对于XY平面倾斜的公知技术。本实施方式中，使线电极2倾斜没有任何问题。在使线电极2倾斜的状态下，指定工件加工点的旋转半径即可。
图7是说明根据线电极2的倾斜方向，有时上部的工件加工点8a处的平均旋转半径Rma和下部的工件加工点8b处的平均旋转半径Rmb不同的图。在这种情况下，可以指定上部以及下部的工件加工点8a、8b中的重视加工精度的一方的工件加工点的平均旋转半径，在要求的加工精度相同的情况下，通过将上部以及下部的工件加工点8a、8b的各旋转半径的平均值指定为平均旋转半径Rm，可以在上部和下部的加工点获得相同程度的加工精度。
图8是计算平均旋转半径Rm的值的说明图。线电极2相对于工件1在X轴方向和旋转轴方向上分别从符号2a的位置相对移动到符号2b的位置。
如果，在进行了控制使直线轴X的移动量X（参照图8的左部分）和外半径R1上的旋转角度A（参照图8的右部分）的旋转方向移动量LA成为相同距离的情况下，在加工面积的比较中，（通过X轴加工的面积）Sx>（通过A轴加工的面积）Sa，在直线轴X的加工量和旋转轴A的加工量之间产生差。
因此，为了进行稳定的加工，需要计算X轴的速度控制的系数和A轴的速度控制的系数并适当地进行控制，以使X轴方向加工时的加工面积Sx和旋转方向加工时的加工面积Sa变得相等。为此，需要求出移动量X、平均旋转半径Rm上的角度A的旋转方向移动量LRm相等的平均旋转半径Rm。
在工件不是中空而是实心的情况下，内半径K1=0，平均旋转半径Rm成为外半径R1的1/2。其理由如下。
若X轴方向的加工面积Sx＝2×X×R1和A轴旋转方向的加工面积Sa＝2×R1×R1×π×A/360相等，则根据2×X×R1＝2×R1×R1×π×A/360的公式，得到
X＝R1×π×A/360……（a）。
另一方面，若移动距离X与平均旋转半径Rm上的移动距离LRm相同，则由于LRm＝2×π×Rm×A/360，得到
X＝2×π×Rm×A/360……（b）。
并且，根据以上的（a）和（b）式得到Rm=R/2。
此外，当K1不是0时（工件为中空，不是实心的情况下），Rm成为大于R/2，小于R的值。此时，设Rm=（R1-K1）/2+K1即可。
图9表示工件的内半径变化时的平均旋转半径Rm的计算例。
根据内半径的起点的半径K1和终点的半径K2计算当前的加工位置的内半径K，根据计算出的内半径K和外半径R1求出平均旋转半径Rm。
此外，当外半径变化时也同样根据加工位置的外半径R和内半径K计算平均半径Rm。
图10是根据工件的外半径和内半径计算板厚的第1例。本发明的电火花线切割机的第2实施方式具备工件厚度计算部、工件当前的厚度计算部以及控制部。当线电极2的加工位置位于旋转轴中心线上或者附近时，外半径R和内半径K的差的2倍成为加工板厚，通过根据该加工板厚控制直线轴与旋转轴的进给速度可以进行稳定的加工。工件厚度计算部，通过解析指令各程序块的外半径和内半径的加工程序，计算所述外半径和所述内半径的差的2倍作为工件的厚度。
图11以及图12是根据工件的半径计算板厚的第2、第3例。在该实施方式中，电火花线切割机至少具有两个直动轴。
在线电极2的加工位置从旋转轴中心线上离开的情况下，在与旋转轴中心线正交的轴的坐标系中，将旋转轴中心位置设为坐标原点（Y=0），根据该坐标值和外半径R1以及内半径K计算加工板厚。在Y≥K的情况下（图11），
Figure BDA00002553750800111
的公式计算出，在Y<K的情况下（图12）），
Figure BDA00002553750800113
的公式计算出。
根据该计算出的加工板厚控制直线轴和旋转轴的各自的进给速度，由此可进行稳定的加工。工件厚度计算部，在线电极的加工位置不是旋转轴中心线附近时，通过解析指示了与线电极位置的中心线正交的轴坐标的值、和各程序块的外半径和内半径的加工程序，计算线电极的加工位置的工件的厚度。
此外，伴随工件的板厚的变化的处理的算法，与图6A以及图6B的流程图所示的处理相同，因此省略使用流程图表示。
通过上述的本发明的电火花线切割机，可以稳定地对加工部分厚度不同的工件进行加工。
但是，对于内半径接近外半径的板厚较薄的管状的工件，即使用外半径计算并控制X轴的移动量和A轴的旋转角，也可以进行误差小的加工。图13是说明当工件1的加工行进时，从与工件加工点对应的旋转中心到该工件加工点的距离变化的图。
在图13中，当工件的加工行进时，从与工件加工点对应的旋转中心到该工件加工点的距离（旋转半径）从r1变化为r2。线电极2的工件加工点7a、7b和工件加工点8a、8b相比，旋转半径不同，由此，线电极2和工件1的相对移动速度变化，因此放电状态变化，存在加工不稳定的问题。
以下说明在使工件旋转来进行的电火花线切割加工中，特别是具备能够实现厚度恒定，旋转半径不恒定的工件的情况下的加工的稳定化的控制装置和旋转轴的电火花线切割机的一个形式。
该形式的具备旋转轴的电火花线切割机，按照加工程序，相对于通过上线电极导线器和下线电极导线器架设的线电极，使工件在互相垂直的轴方向上相对移动，并且使该工件旋转。并且，该电火花线切割机具备：存储加工程序的各程序块的终点的工件加工点的旋转半径的存储部；从所述存储部读出执行的程序块的终点处以及其前一程序块的终点处的工件加工点的旋转半径的读出部；根据从所述存储部读出的前一程序块的终点处的旋转半径、执行的程序块的终点处的旋转半径、以及所述旋转轴的移动量，在每预定周期计算当前正在加工的工件加工点的旋转半径的计算部；根据通过所述计算部计算出的旋转半径进行控制，使得所述线电极和工件加工点的相对移动速度成为指令速度的控制部。
在所述存储部中存储的旋转半径，是对各程序块在加工程序中指示，通过解析该加工程序而得到的值。由此，可以提供在通过电火花线切割机使工件旋转来进行的加工中，特别能够实现厚度恒定，旋转半径不恒定的情况下的加工的稳定化的具备旋转轴的电火花线切割机。
图14是说明加工内径与外径接近（即，薄的板厚的）工件的电火花线切割机的控制装置的图。工作台12由引导构造（未图示）进行引导，在水平面内能够在X轴以及Y轴的两轴方向上移动。通过X轴电动机14以及Y轴电动机16使工作台12在各个方向上移动。在工作台12上固定了省略了图示的加工槽，在该加工槽内注满加工液30。
在工作台12的支柱部18上固定了形成A轴的旋转驱动装置20，旋转轴21通过A轴电动机22被旋转驱动，在该A轴电动机22上安装了A轴速度检测装置23以及A轴角度检测装置24。在旋转轴21的前端安装了抓持工件1的工件固定夹具25。
与工件固定夹具25上抓持的工件1隔着加工间隙相向的线电极2，通过辊和张力辊（未图示）被赋予预定的张力，并被垂直架设。线电极2通过驱动辊和张力辊（未图示）被赋予了预定的张力，并被垂直架设。线电极2通过上下配置的导线咀状的上导线器9、下导线器10进行引导。在线电极2上滑动连接导电模（未图示），从电源装置（未图示）施加脉冲状的电压。通过该脉冲状的电压，在线电极2和工件1之间产生放电，进行加工。
使工作台12在水平面内移动的X轴、Y轴电动机14、16以及使工件1旋转的A轴电动机22与数值控制装置40连接来对其进行驱动控制。A轴速度检测装置23以及A轴角度检测装置24也为了进行A轴控制，与数值控制装置40连接。该数值控制装置40具备：作为控制加工程序的解析或电火花线切割机全体的处理器的CPU41；存储各种数据或加工程序的存储器42；各轴的控制电路43、44、45；以及各轴的放大器46、47、48。这些结构是目前公知的结构。
驱动工作台12的X轴、Y轴电动机14、16、这些X轴、Y轴电动机14、16的轴控制电路43、44以及放大器46、47构成了使工件1相对于架设的线电极2相对地在一个平面内移动的平面移动单元。另外，用于控制A轴电动机22的速度检测器23、角度检测器24、A轴的轴控制电路45以及A轴放大器48构成旋转控制装置。加工电源50在工件1和线电极2之间施加加工用脉冲电压。此外，从加工电源50到工件1以及线电极2的电路省略了图示。CPU41可以从加工电源50取得指令速度Fc。
工件1在由旋转轴21的工件固定夹具25抓持并浸渍在加工槽（未图示）中的加工液30中的状态下进行加工。通过将旋转轴21（A轴）与X轴、Y轴同时进行3轴控制的同时进行切割加工，可以加工工件1。此外，通过同时对旋转轴21（A轴）和X轴电动机14进行控制，可以加工工件1，或者，通过同时对旋转轴21（A轴）和Y轴电动机16进行控制，可以加工工件1。
接着，说明本方式的用于使加工稳定的控制。
为使通过线电极2进行的工件1的加工稳定，进行控制以使工件加工点的线电极2和工件1的相对移动速度成为指令速度Fc即可。若弄清工件加工点的旋转半径r，则以满足下述（2）式的方式求出直线轴的速度以及旋转轴的速度。
指令速度 Fc = ( Fx 2 + Fa 2 ) . . . ( 2 )
其中，
Fx＝直线轴的速度（mm/min）
Fa＝旋转轴的速度（deg/min）×π×r（mm）/180（deg）
工件加工点的旋转半径、即对工件1的哪个位置进行加工，在加工程序生成时是明确的，因此，弄清在加工程序生成时希望的各程序块中的旋转半径即可。
在该实施方式中，针对每个程序块指定程序块终点的旋转半径。当某程序块的终点的旋转半径从其前一程序块的终点的旋转半径的值变化时，判断出旋转半径从该程序块的起点向终点慢慢变化。根据赋予的旋转半径进行控制，以使工件加工点的线电极和工件的相对移动速度成为指令速度，由此使加工稳定。
图15是通过加工程序指示程序块终点的旋转半径的例子。R是程序块终点的旋转半径。G999是明示初始旋转半径的指令。此外，G00X0Y0.省略了表示向X0Y0的加工开始位置定位的程序块。
G999R30.是将初始旋转半径设为30的指令。
G01X10.A10.R30.是将X10A10的位置的旋转半径设为30的指令。
G01X20.A0.R35.是将X20A0的位置的旋转半径设为35的指令。由此，旋转半径从30变化为35。
G01X30.A10.R35是将X30A10的位置的旋转半径设为35的指令。
图16表示按照图15的加工程序进行的工件的加工。图中，X10、X20、X30是通过图15的各程序块指示的内容。线电极2在线电极移动方向（直线轴：X轴）4上相对移动。另外，工件1在工件旋转方向（旋转轴：A轴）5a、5b、5c上旋转。
此外，存在通过图14中未表示的U轴以及V轴电动机使上导线器9与XY平面平行地相对于下导线器10相对移动，使线电极2倾斜的公知技术。在本实施方式中，使线电极2倾斜没有任何问题。在线电极2倾斜的状态下，指定工件加工点的旋转半径即可。
图17说明根据线电极2的倾斜方向，上部的工件加工点8a处的旋转半径Ra和下部的工件加工点8b处的旋转半径Rb有时不同。在这种情况下，可以指定上部以及下部的工件加工点中的重视加工精度的一方的旋转半径，在要求的加工精度相同的情况下，通过将上部以及下部的工件加工点的各旋转半径的平均值指定为平均旋转半径，可以在上部和下部得到相同程序的加工精度。
图18A以及图18B是说明通过本发明的电火花线切割机加工内径接近外径（即，薄的板厚的）工件的处理的流程图。此外，该流程图说明包含旋转半径的指令的程序块的处理，省略了向加工开始位置的定位程序块等简单的移动的程序块的处理的说明。
[SB100]读入加工程序的1程序块。
[SB101]判断是否是明示初始旋转半径的指令程序块，当是明示初始旋转半径的指令程序块时（判断：是），转移到步骤SB102，当不是明示初始旋转半径的指令程序块时（判断：否），转移到步骤SB104。
[SB102]读入初始旋转半径R。
[SB103]将步骤SB102中读入的初始旋转半径R代入“当前的旋转半径Ra”，返回步骤SB100。
[SB104]取得直线轴的移动轴X以及旋转轴的移动量A。在加工程序的程序块中指示了直动轴、旋转轴的移动量。
[SB105]将步骤SB103中存储的“当前的旋转半径Ra”代入“起点的旋转半径Rs”。
[SB106]判断是否有旋转半径指令，若有旋转半径指令（判断：是），则转移到步骤SB107，若没有旋转半径指令（判断：否），则转移到步骤SB108。
[SB107]将旋转半径R代入“终点的旋转半径Re”。
[SB108]将“当前的旋转半径Ra”代入“终点的旋转半径Re”。
[SB109]将从步骤SB108中存储的“终点的旋转半径Re”中减去步骤SB105中存储的“起点的旋转半径Rs”所得的值代入旋转半径的增量Rinc中。
[SB110]将移动量累计值SUMa设为初始值0。
[SB111]判断是否处于程序块的终点，若处于程序块的终点（判断：是），则转移到步骤SB116，若不处于程序块的终点（判断：否），则转移到步骤SB112。
[SB112]从加工电源取得指令速度Fc。
[SB113]将进行 &Delta;X = Fc &times; X / ( X 2 + ( Ra &times; p &times; A ) 2 ) 的计算所得到的ΔX代入“移动量ΔX”，另外，将进行 &Delta;A = Fc &times; A / ( X 2 + ( Ra &times; p &times; A ) 2 ) 的计算所得的ΔA代入“移动量ΔA”。其中，p=π/180[deg]。
[SB114]将移动量累计值SUMa加上移动量ΔA所得到的值代入移动量累计值SUMa。
[SB115]通过Rs+Rinc·SUMa/A的公式计算“当前的旋转半径Ra”，返回步骤SB111。
[SB116]将“终点的旋转半径Re”代入“当前的旋转半径Ra”。
[SB117]判断是否存在下一程序块，若存在（判断：是），则转移到步骤SB100，若不存在下一程序块（判断：否），则结束该处理。

Claims (8)

1.一种电火花线切割机，具有加工电源、至少一个直动轴、方向与该直动轴平行的旋转轴，按照加工程序使工件相对于通过上导线器和下导线器架设的线电极在所述直动轴的方向上相对移动，并且通过所述旋转轴使所述工件旋转来加工所述工件，该电火花线切割机的特征在于，
具备：
平均旋转半径计算部，其基于通过所述加工程序的各程序块指示的工件的外半径和内半径，计算平均旋转半径；
当前的平均旋转半径计算部，其根据通过所述平均旋转半径计算部计算出的在执行的程序块的终点的平均旋转半径以及在该程序块的前一个程序块的终点的平均旋转半径以及所述旋转轴的移动量，在每个预定周期计算当前正在加工的工件加工点的当前的平均旋转半径；以及
控制部，其基于所述当前的旋转半径计算部计算出的当前的平均旋转半径进行控制，以使所述线电极和所述工件加工点的相对移动速度成为从所述加工电源取得的指令速度。
2.根据权利要求1所述的电火花线切割机，其特征在于，
所述平均旋转半径是通过解析指令各程序块的外半径以及内半径的加工程序而得到的值。
3.根据权利要求2所述的电火花线切割机，其特征在于，
所述平均旋转半径计算部将平均旋转半径作为在外半径减去内半径所得的值的1/2加上内半径所得的值以上而且在所述外半径以下的值，来计算该平均旋转半径。
4.一种电火花线切割机，具有加工电源、至少一个直动轴、旋转轴，按照加工程序，使工件相对于通过上线电极导线器和下线电极导线器架设的线电极在所述直动轴的方向上相对移动，并且通过所述旋转轴使所述工件旋转来加工所述工件，该电火花线切割机的特征在于，
具备：
工件厚度计算部，其基于通过所述加工程序的各程序块指示的工件的外半径和内半径，计算所述工件的厚度；
工件当前的厚度计算部，其根据所述工件厚度计算部计算出的在执行的程序块的终点的厚度以及在该程序块的前一个程序块的终点的厚度以及所述旋转轴的移动量，在每个预定周期计算当前正在加工的工件加工点的工件的当前的厚度；以及
控制部，其根据所述工件当前的厚度计算部计算出的工件的当前的厚度进行控制，以使所述线电极和所述工件加工点的相对移动速度成为从加工电源取得的指令速度。
5.根据权利要求4所述的电火花线切割机，其特征在于，
所述工件厚度计算部通过解析指令各程序块的外半径和内半径的加工程序，将工件的厚度作为所述外半径和所述内半径的差的2倍来计算该工件的厚度。
6.根据权利要求4所述的电火花线切割机，其特征在于，
具有两个所述直动轴，
所述工件厚度计算部在线电极的加工位置不在旋转轴中心线附近时，通过解析与线电极位置的中心线正交的轴坐标的值和指示了各程序块的外半径和内半径的加工程序，来计算线电极的加工位置的工件的厚度。
7.一种电火花线切割机，具有加工电源、至少一个直动轴、旋转轴，按照加工程序，使工件相对于通过上线电极导线器和下线电极导线器架设的线电极在所述直动轴的方向上相对移动，并且通过所述旋转轴使所述工件旋转来加工所述工件，该电火花线切割机的特征在于，
具备：
计算部，其根据在执行的程序块的终点的工件的旋转半径以及该程序块的前一个程序块的终点的工件的旋转半径以及所述旋转轴的移动量，在每个预定周期计算当前正在加工的工件加工点的旋转半径；以及
控制部，其基于所述计算部计算出的旋转半径进行控制，以使所述线电极和所述工件加工点的相对移动速度成为从加工电源取得的指令速度。
8.根据权利要求7所述的电火花线切割机，其特征在于，
对于各程序块在加工程序中指示所述旋转半径，所述旋转半径是通过解析该加工程序而得到的值。
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