CN103878458B - 根据拐角角度自动进行加工路径的修正的电火花线切割机 - Google Patents

Abstract

本发明的电火花线切割机根据形成拐角部的两个移动块所成的角来修正加工路径。根据检测出的拐角角度计算修正距离和返回距离。依照修正距离进行修正使得延长在先加工的块的终点，依照返回距离删除下一个加工的块的从其起点到中途的点为止的部分。生成加工路径使得将延长而生成的新的块的终点和删除而生成的新的块的开始点连接起来，使电极丝沿着该加工路径相对于被加工物进行相对移动。

Description

根据拐角角度自动进行加工路径的修正的电火花线切割机

技术领域

本发明涉及一种根据拐角角度自动地进行加工路径的修正的电火花线切割机。

背景技术

已知在电火花线切割加工中，由于在电极丝和被加工物之间产生的放电排斥力和加工液的紊流等，电极丝在与加工前进方向不同的方向（相反方向或成一定角度的方向）弯曲。在通过电极丝将被加工物加工为直线状时，电极丝在与加工前进方向相反的方向上产生弯曲，但对加工形状没有影响。但是，在拐角部的加工中，弯曲出现很大的影响，使拐角部的形状精度降低很多，产生所谓的“拐角松弛”，无法得到想要的形状。

图1是说明用电火花线切割机的电极丝3进行拐角部的加工的示意图。

在电火花线切割加工中，为了按照希望的尺寸对被加工物2进行加工，一般针对实际的产品形状的尺寸生成将电极丝3的半径和放电间隙相加所得的偏移路径，使电极丝3沿着该生成的偏移路径进行移动。此外，将偏移路径称为加工路径4。此外，将把电极丝3的半径和放电间隙相加所得的值称为偏移值。

如图1所示，在被加工物2的拐角部，电极丝3由于弯曲不沿着加工路径4移动，而在加工路径4的内侧（参照用虚线所示的电极丝轨迹5）移动，过度地对被加工物2进行加工。因此，形成所谓的“拐角松弛”（参照因电极丝的弯曲产生的拐角松弛6），无法得到希望的加工完成形状。为了对应这样的问题，主要提出了以下的两个对应方案。

[对应方案1]在拐角部抑制加工速度和加工液的量，延长放电休止时间等，由此缓和电极丝的弯曲的对应方案（所谓的“能量控制”）

[对应方案2]考虑电极丝的弯曲而修正加工路径的对应方案

图2是说明为了避免由于电极丝的弯曲而过度地对被加工物进行加工的情况而修正加工路径的上述对应方案2的图。

如果根据修正路径7修正电极丝3的加工路径4而进行电火花线切割加工，则电极丝3沿着电极丝轨迹8移动。由此，能够避免被加工物2被过度地加工。

上述对应方案1、对应方案2中的对应方案2（修正加工路径的对应方案）与对应方案1的控制能量的方法相比具有电火花线切割机的加工时间短的优点，之前提出了若干个加工路径的修正方法。例如在下述的专利文献中公开了以下的技术，即在所提出的这些修正方法的提案中，着眼于电极丝的弯曲量，根据其弯曲量而修正加工路径。

在日本特开昭61-219529号公报（以下称为专利文献1）中公开了以下的电火花线切割机的控制装置，其具备控制电极丝的相对移动量的控制部、存储电极丝在工件加工面上的弯曲量的存储部、通过运算逐次决定电极丝的加工方向的运算部、根据与电极丝的弯曲量相等的修正量来驱动电极丝的驱动部。

在日本特开平7-285029号公报（以下称为专利文献2）中公开了以下的锐边（Sharpedge）的加工方法，其按照每个加工条件保存电火花线切割加工的加工中的电极丝的弯曲量，根据该弯曲量，在冲压加工时使电极丝向前进方向多余地前进，在冲模加工时修正加工路径从而进行切入。

在日本特开平7-24645号公报（以下称为专利文献3）中，公开了以下的电火花线切割装置，其具备控制电极丝的相对移动量的控制部、检测加工路径中的拐角部的拐角检测部、针对检测出的拐角部顺序地进行对规定距离的接线移动、规定距离的沿出移动、渐近回归移动的修正的加工路径修正部。

在日本特开平11-207527号公报（以下称为专利文献4）中公开了以下的方法，即在拐角部在加工前进方向上使第一加工路径在接线上延长，然后以比加工拐角的角度更大的角度来设定第二和第三修正路径，根据第四路径修正加工路径使得恢复原来的加工路径，还公开了用于实现该加工路径的修正的电火花线切割装置。

上述专利文献1、专利文献2所公开的技术是将电极丝的弯曲量作为修正量而修正加工路径的技术，但这些修正方法主要着眼于拐角角度为90度的情况下的加工，没有详细地研究除此以外的其他拐角角度。如果拐角角度变小（即为90度以下），则拐角顶点部的加工液的流动等的干扰对电极丝的影响变大，拐角部的加工精度进一步恶化是广泛公知的。因此，如果不依赖于拐角角度而按照同样的修正量对全部的拐角角度进行修正，则存在不一定能够得到希望的加工形状的问题。

上述的专利文献3所公开的技术通过3个以上的步骤修正加工路径，因此需要多个修正量。在该技术中，使多个修正量中的一部分修正量根据拐角角度进行变化，通过实验值决定其他修正量。根据拐角角度来决定一部分修正量，但并没有具体地说明怎样根据拐角角度使修正量进行变化。另外，存在以下的问题，即其他的修正量成为设定值，为了求出能够与用户所需要的现实存在的各种各样的加工模式对应的各种设定值，要花费很多的时间和繁杂的操作，实际很难决定修正量。

上述专利文献4所公开的技术通过多个步骤来修正加工路径，因此需要多个修正量。通过加工种类和被加工物的板厚的任意一个来根据拐角角度决定该多个（四个）修正量。即使是相同的加工种类，根据被加工物的材质、板厚等，电极丝的弯曲程度也不同，如果按照同样的修正量进行修正则不一定能够得到希望的形状精度。由于同样的理由，存在以下的问题，即使被加工物的板厚相同，如果加工种类、被加工物的材质等不同，则如果不调整修正量就无法得到希望的形状精度。另外，在该专利文献4中没有说明具体怎样根据拐角角度而使修正量变化才好。

发明内容

因此，本发明的目的在于：鉴于上述现有技术的问题，提供一种电火花线切割机，其能够根据形成拐角部的两个移动块所成的角度来修正加工路径，提高加工时的形状精度。

本发明的电火花线切割机根据加工程序的轴移动指令生成加工路径，在由该生成的加工路径中的两个连续的移动块形成的拐角部进行修正，使得延长在先加工的块的终点，删除下一个加工的块的从起点到块中途为止的部分，修正加工路径进行加工，使得将延长上述在先加工的块而生成的新的块的终点和删除上述下一个加工的从块的开始点到中途的点为止的部分而生成的新的块的开始点进行连接。该电火花线切割机具备：拐角角度取得单元，其求出上述拐角部的拐角角度；加工路径修正单元，其根据上述拐角角度来修正上述加工路径。另外，上述加工路径修正单元的结构为，将为了延长上述在先加工的块的终点而进行修正时的延长该终点的距离设为修正距离a，另外将删除上述下一个加工的块的从其开始点到中途的点为止的上述部分的长度设为返回距离b，修正上述拐角部的加工路径，使得随着上述拐角角度变大而上述修正距离a和上述返回距离b的任意一方或双方变小。

上述加工路径修正单元可以根据以下公式求出上述修正距离a和上述返回距离b，修正上述加工路径。

a=P

b=Q/tan（θ/2）+R

或者可以根据以下公式求出上述修正距离a和上述返回距离b，修正上述加工路径。

a=Q/tan（θ/2）

b=P

其中，θ：拐角角度，P：电极丝的弯曲量，Q：偏移量，R：与电极丝直径有关的常数。

上述加工路径修正单元可以根据以下公式求出上述修正距离a和上述返回距离b，修正上述加工路径。

a=Q/tan（θ/2）

b=P

其中，θ：拐角角度，P：电极丝的弯曲量，Q：偏移量。

上述加工路径修正单元可以根据以下公式求出上述修正距离a和上述返回距离b，修正上述加工路径。

a=b×sinα/sin（θ-α）

b=P

其中，α=tan^-1{P/（Q+R）}，θ：拐角角度，P：电极丝的弯曲量，Q：偏移量，R：与电极丝直径有关的常数。

上述加工路径修正单元可以根据以下公式求出上述修正距离a和上述返回距离b，修正上述加工路径。

a=P/sinθ

b=Q/tan（θ/2）+R

其中，θ：拐角角度，P：电极丝的弯曲量，Q：偏移量，R：与电极丝直径有关的常数。

上述加工路径修正单元可以根据以下公式求出上述修正距离a和上述返回距离b，修正上述加工路径。

a=b×sinα/sin（θ-α）

b=Q/tan（θ/2）+R

其中，α=tan^-1{P/（Q+R）}，θ：拐角角度，P：电极丝的弯曲量，Q：偏移量，R：与电极丝直径有关的常数。

也可以代替上述“电极丝的弯曲量”，而设为对每个电气加工条件进行决定的常数，进而上述“偏移量”为电极丝的半径值、将电极丝的半径值和放电间隙的值相加所得的值、以及对每个电气加工条件而决定的常数中的任意一个。

根据本发明，能够提供一种电火花线切割机，其能够根据形成拐角部的两个移动块所成的角度来修正加工路径，提高加工时的形状精度。

附图说明

根据参照附图根据以下的实施例的说明能够了解本发明的上述以及其他目的和特征。

图1是说明通过电火花线切割机的电极丝进行拐角部的加工的示意图。

图2是说明为了避免由于电极丝的弯曲而过度地加工被加工物而修正加工路径的方法的图。

图3是说明通过本发明的电火花线切割机实施的加工路径的修正的图（拐角部的角度是90度的情况）。

图4是说明通过本发明的电火花线切割机实施的加工路径的修正的图（拐角部的角度小于90度的情况）。

图5是说明在电极丝被夹在构成被加工物的加工槽11的两壁的情况下该电极丝在加工前进方向上振动或弯曲的情况的图。

图6是说明电极丝存在于被加工物的两个加工槽的交点的位置的情况下该电极丝在已经加工的槽内弯曲的情况的图。

图7是说明本发明的电火花线切割机的主要部分的框图。

图8是说明将延长在先加工的块的终点的距离（修正距离a）设为固定的值而进行加工路径的修正的加工路径修正的第一形式的图。

图9是说明设为删除下一个加工的块的从其起点到中途为止的部分的距离（返回距离b）而进行加工路径的修正的形式的图。

图10是说明将修正距离a设为固定并将返回距离b设为根据拐角角度进行变化的值而进行加工路径的修正的情况的图。

图11是说明在本发明的电火花线切割机的加工路径修正单元中执行的加工路径修正的处理的流程图。

图12是说明将修正距离a设为固定并将返回距离b设为根据拐角角度进行变化的值而进行加工路径的修正的加工路径修正的第一形式的图。

图13是说明将返回距离b设为固定并将修正距离a设为根据拐角角度进行变化的值而进行加工路径的修正的加工路径修正的第二形式的图。

图14是说明加工路径修正的第一形式的修正路径的图。

图15是说明加工路径修正的第二形式的修正路径的图。

图16是说明修正量变化使得如果拐角角度变大则修正距离变小，而拐角角度变小则修正距离变大的情况的图表。

图17是说明加工路径修正的第三形式的图（拐角角度θ为90度的情况）。

图18是说明加工路径修正的第三形式的图（拐角角度θ小于90度的情况）。

图19是说明修正距离a和返回距离b的双方根据拐角角度进行变化的图。

图20是说明不利用多边形的面积和三角函数而求出修正路径的交点的位置的方法的一个例子的图。

图21是说明加工路径修正的第四形式的图（拐角角度为90度的情况）。

图22是说明加工路径修正的第四个形式的图（拐角角度θ小于90度的情况）。

图23是放大了图22的一部分的图。

图24是说明如果拐角角度θ变大则修正距离a和返回距离b的双方都变小的关系的图。

图25是说明修正距离a和返回距离b与角度α之间的关系的图。

图26是说明求出修正路径的交点的位置的方法的图。

图27是说明加工路径修正的第一、第三、第四形式的返回距离b的图。具体实施方式

本发明的电火花线切割机在由加工路径中的两个连续的移动块（块1和块2）形成的拐角部，进行修正使得延长在先加工的块（块1）的终点，删除下一个加工的块（块2）的从起点到块中途为止的部分，修正加工路径使得将该延长而生成的新的块（块1’）的终点和删除并生成的新的块（块2’）的开始点连接起来。通过该电火花线切割机的加工路径的修正，大幅减轻了为了准备各种修正量所需要的劳力，即使在拐角角度为90度以外的加工的情况下也提高了拐角部的形状精度。

本发明的电火花线切割机为了改善由于根据电极丝的弯曲量修正加工路径造成的形状精度的不足，而根据拐角角度生成修正路径。具体地说，本发明的电火花线切割机修正拐角部的加工路径，使得如果拐角角度变小则修正量变大，如果拐角角度变大则修正量变小。

在此，为了提高线切割的加工形状精度，使用图3和图4说明上述那样修正加工路径的理由。

通过电极丝3对被加工物2进行加工，对由加工槽壁15和加工槽壁16形成的加工槽进行加工。在图3和图4中，从被加工物2的拐角的顶点C向用点划线表示的（第一和第二）加工路径9垂下的垂线与该（第一和第二）加工路径9的交点分别是B和D，修正前的（第一和第二）加工路径9的交点是A。

如图3所示那样，当拐角部的拐角角度为90度的情况下将由四边形ABCD形成的面积设为Sa。另一方面，如图4所示那样，当拐角部的拐角角度小于90度的情况下将由四边形ABCD形成的面积设为Sb。在放电间隙相同的情况下，由拐角角度θ（<90度）的点A、B、C以及D构成的四边形的面积Sb（参照图4）比90度拐角的情况下的面积Sa（参照图3）大。

图5是说明在电极丝3进入被加工物2的加工槽11的情况下该电极丝3在加工前进方向上振动或弯曲的情况的图。图6是说明电极丝3存在于被加工物2的两个加工槽11、12的交点的位置的情况下电极丝3在加工完毕的加工槽内弯曲的情况的图。

如图5所示，在电极丝3被形成被加工物2的加工槽11的两壁夹住的情况下，该电极丝3在加工前进方向13上振动17或弯曲，从程序上的电极丝位置14偏离，但如图6所示，在电极丝3存在于两个加工槽11、12的交点的位置的情况下，电极丝3并不是单纯地在加工前进方向13上振动17或弯曲，而是由于向加工槽11、21内供给的加工液的流动等的影响而具有朝向加工完毕的槽弯曲的倾向（参照弯曲18）。如果电极丝3从加工槽11、12的交点的位置脱离而进入到完成了的加工槽12，则被形成加工槽的两壁夹住，对加工形状没有坏影响。

在拐角顶点形成的“间隙”空间由图3和图4所示的四边形ABCD的面积规定。因此，该四边形ABCD的面积越大，则电极丝3越容易向在先加工的槽的方向弯曲，使拐角顶点的精度恶化。

如图4所示，拐角角度θ（<90度）的情况下的四边形ABCD的面积Sb比图3所示的拐角角度θ为90度的情况下的四边形ABCD的面积Sa大。即，“间隙”空间大。因此，在生成加工路径的修正路径时，必须考虑到该“间隙”空间，而将修正量设得比拐角角度为90度的情况下的修正量大。另外，根据同样的理由，在拐角角度θ比90度大的情况下，“间隙”空间变小，因此必须将修正量设得比拐角角度为90度的情况下的修正量小。

根据以上的理由，在本发明中，在利用线切割对具有各种拐角角度θ的被加工物的拐角部进行加工的情况下，为了确实地提高拐角部的加工精度，修正拐角部的加工路径，使得如果拐角角度θ变小则修正量变大，如果拐角角度θ变大则修正量变小。

在此，说明减轻根据拐角角度θ而变更修正量的劳力的方法。

如上述那样，产生拐角松弛（参照图1）的最大原因是电极丝3的弯曲。因此，如果使用该电极丝3的弯曲量作为用于计算修正加工路径的修正量的参数，则无论拐角角度θ是怎样的值，只要知道电极丝3的弯曲量，就能够有效地生成修正路径。另外，对加工路径进行修正使得延长在先加工的块（块1）的终点，删除下一个加工的块（块2）的从其起点到中途的点为止的部分，进行修正使得将该延长并生成的新的块（块1’）的终点和删除了一部分而生成的新的块（块2’）的开始点连接起来，为此使用“修正距离”和“返回距离”即可，从而能够节省考虑到除此以外的各种修正量的时间。

图7是说明本发明的电火花线切割机的主要部分的结构的框图。

本发明的电火花线切割机能够根据形成拐角部的两个移动块所成的角自动地修正加工路径。从存储有加工程序20的加工程序存储部21读入加工程序20的块进行分析，由拐角角度检测部22判断是否有拐角。在有拐角的情况下，根据其角度来通过加工路径修正部23生成修正路径，通过加工路径控制部24使电极丝3沿着该修正路径相对于被加工物2进行相对移动。另一方面，在没有拐角的情况下，不生成修正路径，而通过加工路径控制部24使电极丝3相对于被加工物进行相对移动。

加工路径修正部23根据由拐角角度检测部22检测出的拐角角度计算修正距离和返回距离，依照修正距离进行修正使得延长在先加工的块（块1）的终点，依照返回距离删除下一个加工的块（块2）的从其起点到中途的点为止的部分，修正加工路径使得将该延长并生成的新的块（块1’）的终点和删除一部分而生成的新的块（块2’）的开始点连接起来，将该修正后的加工路径输出加工路径控制部24。

接着，说明通过本发明的电火花线切割机实施的加工路径修正的各形式。如上述那样，在现有技术中提出了将电极丝的弯曲量作为修正量生成修正路径的方法，但没有具体表示出如何使电极丝从该生成的修正路径返回到原来的加工路径。因此，在通过本发明的电火花线切割机实施的加工路径修正的各形式中，考虑到从修正路径返回到原来的加工路径的方法，根据拐角角度θ来生成该修正路径。

A.说明以下的加工路径修正的第一形式，即将“修正距离”设为电极丝的弯曲量（固定值），将“返回距离”设为根据拐角角度θ进行变化的值，修正加工路径。

如图8所示，将延长在先加工的块（块1）的终点的距离设为“修正距离a”，将删除下一个加工的块（块2）的从其起点到中途的点为止的部分的距离设为“返回距离b”。该修正距离a为电极丝的弯曲量v（固定值）。通过电极丝3对被加工物2中的用符号2a表示的部分进行加工。如果电极丝3进入到加工槽，则电极丝3被形成加工槽的两壁夹住并向与加工前进方向相反的方向弯曲，但几乎没有向这以外的方向弯曲的情况。

因此，如图9所示，从被加工物2的拐角顶点32向加工路径30垂下垂线。另外，将从该垂线与加工路径30的交点33到拐角顶点32之间的距离offset设为偏移量。在此，拐角顶点32表示对被加工物2进行加工后的形状的拐角的顶点。

将加工路径上的拐角顶点34与交点33之间的距离设为电极丝3的“返回距离b”。加工路径上的拐角顶点34是修正加工路径之前的在先加工的块（块1）与下一个加工的块（块2）之间的交点。即，加工路径上的拐角顶点34是在先加工的块（块1）的终点，并且也是下一个加工的块（块2）的起点。为了求出修正距离a和返回距离b，可以使用下述的公式（1）。

a=v

b=offset/tan（θ/2）……（1）

根据上述公式（1），可知返回距离b是根据拐角角度θ变化的值。在到120度之间，修正量如下进行变化（参照图10），即如果拐角角度θ变大则返回距离b变小，相反如果拐角角度θ变小则返回距离b变大。这样，与将修正距离a和返回距离b的双方（不依存于拐角角度θ）都设为电极丝3的弯曲量而修正加工路径的情况相比，将返回距离b设为根据拐角角度θ变化的值而修正加工路径的情况更能够提高拐角部的形状精度。此外，可以利用在先加工的块（块1）和下一个加工的块（块2）的内积来计算拐角角度θ。

在上述的例子中，将修正距离a设为固定（=v），将返回距离b设为根据拐角角度θ变化的值而修正加工路径，但也可以代替它，将返回距离b设为固定，将修正距离a设为根据拐角角度θ变化的值而修正加工路径，由此提高拐角部的形状精度（参照图16）。另外，也可以根据加工条件和要求精度，将上述求出返回距离b的公式（公式（1））加上常数。进而，在修正加工路径的第一形式中，使用偏移值并利用三角函数来计算返回距离b，但也可以考虑使用除此以外的参数，或通过除此以外的计算方法求出返回距离b。

图11是说明通过本发明的电火花线切割机的加工路径修正单元实施的加工路径修正的形式的流程图。以下，依照各步骤进行说明。

[步骤ST01]根据电极丝的弯曲量v决定修正距离a。

[步骤ST02]读入拐角角度θ。

[步骤ST03]根据读入的拐角角度θ计算返回距离b。

[步骤ST04]输出计算出的返回距离b。

[步骤ST05]根据修正距离a和返回距离b生成修正路径，将该生成的修正路径作为指令，结束该处理。

B.说明以下的加工路径修正的第二形式，即将“返回距离b”设为电极丝的弯曲量（固定值），将“修正距离a”设为根据拐角角度θ变化的值，修正加工路径。

在上述的加工路径修正的第一形式中，如图12所示，将修正距离a固定为电极丝3的弯曲量v（设为不依存于拐角角度θ的值），将返回距离b设为根据拐角角度θ变化的值，修正加工路径。这样，与将修正距离a和返回距离b的双方都设为电极丝3的弯曲量（设为不依存于拐角角度θ的值）而修正加工路径的情况相比，将返回距离b设为根据拐角角度θ变化的值而修正加工路径的情况明显地提高了拐角部的形状精度。

与此相对，也可以考虑通过将返回距离b一方设为固定，将修正距离a一方设为根据拐角角度变化的值而修正将路径来提高拐角部的形状精度。

因此，在该加工路径修正的第二形式中，如图13所示，将返回距离b设为固定，将修正距离a设为根据拐角角度变化的值，修正加工路径。

如果电极丝3进入到加工槽，则如参照图5以上所述的那样，电极丝3在与加工前进方向相反的方向上产生弯曲，但在除此以外的方向上几乎没有弯曲。因此，如果结束在先加工的块（块1）的加工，电极丝3通过拐角部而进入到在下一个加工的块（块2）中完成的加工槽，则可以认为对拐角部的形状精度没有影响。

因此，在图15（加工路径修正的第二形式）所示的加工前进方向的情况下，与图14（加工路径修正的第一形式）所示的加工前进方向的情况相同，如果根据拐角角度θ电极丝3移动到从修正前的加工路径的交点A₁偏离了offset/tan（θ/2）的点B₁，则不会因电极丝3的弯曲对拐角顶点产生坏影响。

另外，根据同样的理由，可知如果电极丝3移动到从修正前的加工路径的交点A偏离了offset/tan（θ/2）的点D₁，则开始对拐角形状产生坏影响。因此，在图15中，四边形A₁B₁C₁D₁的面积是决定拐角部的形状的电极丝3的“间隙”空间。

在拐角角度θ为90度的情况下，如图12（加工路径修正的第一形式）所示那样，如果将修正距离a设为电极丝3的弯曲量v，另外将返回距离b设为偏移的值offset（在θ为90度的情况下，为offset/tan（θ/2）=offset），则能够提高拐角部的形状精度。即，为了修正由于四边形ABCD的面积造成的“间隙”空间，根据将修正距离a和返回距离b作为两边的三角形AEB的面积修正加工路径即可。

因此，如果利用表示加工路径修正的第一形式的图14的四边形ABCD和三角形AEB之间的面积关系以及表示加工路径修正的第二形式的图15的A₁B₁C₁D₁和三角形A₁E₁G₁之间的面积关系，则能够将返回距离b设为固定值，将修正距离a设为根据拐角角度θ变化的值，求出修正路径（参照图12、图13）。

在拐角角度θ和偏移的值相同的情况下，图14（加工路径修正的第一形式）的四边形ABCD的面积与图15（加工路径修正的第二形式）的四边形A₁B₁C₁D₁相等。因此，根据具有与图14的三角形AEB相等的面积的图15的三角形A₁E₁G₁的面积来修正图15中的四边形A₁B₁C₁D₁的“间隙”空间即可。

在图14中，根据下述的公式（2）求出三角形AEB的面积。

$\begin{array}{c}{S}_{\mathrm{\&Delta;AEB}}=\frac{\mathrm{AB}\&times;h}{2}\\ =\frac{\mathrm{offset}/\tan (\mathrm{\&theta;}/2)\&times;(v\&times;\sin \mathrm{\&theta;})}{2}\end{array}......\left(2\right)$

在图15中，根据下述的公式（3）求出三角形A₁E₁G₁的面积。

$\begin{array}{c}{S}_{\mathrm{\&Delta;A}1E1G1}=\frac{A1G1\&times;h1}{2}\\ =\frac{v\&times;(a\&times;\sin \mathrm{\&theta;})}{2}\end{array}......\left(3\right)$

在图15中的三角形A₁E₁G₁的面积（S_ΔA1E1G1）与图14中的三角形AEB的面积（S_ΔAEG）相等的情况下，能够修正图15中的四边形A₁B₁C₁D₁的“间隙”空间，因此利用该关系（S_ΔAEG=S_ΔA1E1G1），能够根据下述的公式（4）求出修正距离a。

S_ΔAEB＝S_ΔA1E1G1

a＝offset/tan(θ/2)......(4)

根据以上，能够根据下述的公式（5）求出修正距离a和返回距离b。

a＝offset/tan(θ/2)

b＝v......(5)

根据以上的公式（5），可知修正距离a根据拐角角度θ进行变化。在到120度之间，修正量进行以下变化（参照图16），即如果拐角角度θ变大则修正距离a变小，如果拐角角度θ变小则修正距离a变大。这样，与将修正距离a和返回距离b的双方都设为电极丝3的弯曲量（设为不依存于拐角角度θ的值）而修正加工路径的情况相比，将返回距离b设为固定值并将修正距离a设为根据拐角角度θ变化的值而修正加工路径的情况更能够提高拐角部的形状精度。

C.说明以下的加工路径修正的第三形式，即将“修正距离a”和“返回距离b”都设为根据拐角角度θ变化的值，修正加工路径。

在上述的加工路径的第一形式中，将修正距离a固定为电极丝的弯曲量v（设为不依存于拐角角度θ的值），将返回距离b设为根据拐角角度θ变化的值，修正加工路径。另外，在上述的加工路径的第二形式中，将修正距离a设为根据拐角角度θ变化的值，将返回距离b固定为电极丝3的弯曲量v（设为不依存于拐角角度θ的值），修正加工路径。

根据上述的加工路径修正的第一和第二形式了解到，与将修正距离a和返回距离b的双方都设为电极丝的弯曲量v（不依存于拐角角度θ的值）进行修正的情况（现有技术）相比，将修正距离a和返回距离b的任意一方设为根据拐角角度θ变化的值而修正加工路径的情况的拐角部的形状精度明显提高。因此，也可以认为通过将修正距离a和返回距离b的双方都设为根据拐角角度变化的值而修正加工路径，能够进一步提高形状精度。

因此，在该加工路径修正的第三形式中，如图17和图18所示，将修正距离a和返回距离b都设为根据拐角角度变化的值而修正加工路径。在图17中，将在形成拐角的两个加工路径上从加工路径上的拐角顶点A偏离了offset/tan（θ/2）的点分别设为点B、点D。另外，在图18中，将在形成拐角的两个加工路径上从加工路径上的拐角顶点A₁偏离了offset/tan（θ/2）的点分别设为点B₁、点D₁。图17中的由加工路径上的拐角顶点A、点B、点C、点D构成的四边形ABCD的面积和图18中的由加工路径上的拐角顶点A₁、点B₁、点C₁、点D₁构成的四边形A₁B₁C₁D₁的面积是电极丝在拐角的顶点部的“间隙”空间。

在上述的加工路径修正的第一形式中，在拐角角度θ为90度的情况下，通过将修正距离a设为电极丝的弯曲量v，将返回距离b设为偏移的值，能够提高拐角部的形状精度。即，在拐角角度θ为90度的情况下，为了避免在顶点形成的“间隙”空间，必须根据以修正距离a和返回距离b作为两边的三角形AEB的面积来进行修正（参照图17）。因此，根据同样的理由，在图18中，如果已知用于避免在拐角角度θ为任意角度的拐角顶点形成的四边形A₁B₁C₁D₁的三角形A₁E₁B₁的面积，则能够提高拐角部的形状精度。

为了求出三角形A₁E₁B₁的面积，利用图17所示的在拐角角度θ为90度的顶点所成的四边形ABCD和图18所示的在拐角角度θ为任意角度的拐角顶点所成的四边形A₁B₁C₁D₁之间的面积关系即可。

在图18中，如下这样求出在拐角角度θ为任意角度的拐角所成的四边形A₁B₁C₁D₁的面积S1。

在三角形A₁G₁F₁和三角形F₁D₁C₁中，具有以下的关系

∠G₁A₁F₁=∠D₁F₁C₁

∠A₁G₁F₁=∠F₁D₁C₁

G₁F₁=D₁C₁=offset

因此，可知

ΔA₁G₁F₁=ΔF₁D₁C₁。

因此，根据下述的公式（6）求出四边形A₁B₁C₁D₁的面积S1。

S1＝A1B1×B1C1

＝Offset/tan(θ/2)×offset

＝offset²/tan(θ/2)........(6)

根据下述的公式（7）求出拐角角度θ为90度的情况下形成的四边形ABCD的面积S。

S＝BC×CD

＝offset²........(7)

因此，拐角角度θ的拐角顶点所成的“间隙”面积和拐角角度θ为90度的情况下的“间隙”面积之间的比为下述的公式（8）。

$\frac{S1}{S}=\frac{1}{\tan (\mathrm{\&theta;}/2)}........\left(8\right)$

因此，如果用于修正“间隙”空间的三角形A₁E₁B₁（参照图18）和AEB（参照图17）之间的面积关系也成为以上的公式（8），则即使拐角角度θ为锐角，也能够如拐角角度为90度那样提高拐角部的形状精度。另外，拐角角度θ为90度的情况下的三角形AEB的面积（参照图17）是（v×offset）/2，因此在图18中，如下述的公式（9）那样求出拐角角度θ为任意角度的三角形A₁B₁E₁的面积S2。

$S2=\frac{v\&times;\mathrm{offset}}{2\&times;\tan (\mathrm{\&theta;}/2)}........\left(9\right)$

由此，能够根据三角形的面积关系和三角函数求出用于修正拐角角度θ为任意角度的拐角部的修正距离a。

$\begin{array}{c}h=\frac{2\left(S2\right)}{A1B1}\\ =\frac{v\&times;\mathrm{offset}}{\tan (\mathrm{\&theta;}/2)\&times;\mathrm{offset}/\tan (\mathrm{\&theta;}/2)}\\ =v\end{array}$

$\begin{array}{c}a=\frac{h}{\sin \mathrm{\&theta;}}\\ =\frac{v}{\sin \mathrm{\&theta;}}\end{array}........\left(10\right)$

根据以上，能够根据下述公式（11）求出修正距离a和返回距离b。

$a=\frac{v}{\sin \mathrm{\&theta;}}$

b＝offset/tan(θ/2)........(11)

如根据以上的公式（11）可知的那样，可知修正距离a和返回距离b的双方根据拐角角度进行变化（参照图19）。在到120度之间，具有以下这样的关系，即如果拐角角度θ变小则修正距离a和返回距离b的双方变大，如果拐角角度θ变大则修正距离a和返回距离b的双方变小。这样，与现有技术的将修正距离和返回距离的双方都固定的加工路径修正的形式相比，使修正距离a和返回距离b根据拐角角度θ变化的加工路径修正的形式的形状精度高。

另外，在加工路径修正的第三形式中，如上述那样利用三角形的面积和三角函数求出修正路径的交点E（E1）的位置，但也有如图20所示那样求出方法，即如果将与加工路径AB（A₁B₁）平行并且从加工路径AB（A₁B₁）向与被加工物2相反的一侧偏离了电极丝3的弯曲量v（=h）的直线设为EH（E₁H₁），则将直线EH（E₁H₁）和延长了加工路径CA（C₁A₁）所得的直线之间的交点设为E（E₁）。

D.说明与加工路径修正的第三形式不同的第四形式，即将“修正距离a”和“返回距离b”都设为根据拐角角度θ变化的值而修正加工路径。

上述的加工路径修正的第三形式，通过将修正距离a和返回距离b的双方都设为根据拐角角度θ变化的值而修正加工路径，从而提高拐角部的形状精度。该第三形式的加工路径的修正方法比起将修正距离a和返回距离b的双方都固定为电极丝的弯曲量v的现有技术的加工路径的修正来更能够提高拐角部的形状精度。以下，将与上述第三形式、即将修正距离a和返回距离b的双方都设为与拐角角度θ对应地变化的值而修正加工路径的形式不同的形式的加工路径的修正的例子作为第四形式进行说明，。

如在加工路径的修正的第一形式、第三形式中说明的那样，如果电极丝3到达线段BC，则有时被形成加工槽的两壁夹住而向与加工前进方向相反的方向弯曲，但在除此以外的方向上几乎没有弯曲，因此不对拐角部的形状产生坏影响。因此，为了求出返回距离b，使用b=offset/tan（θ/2）的公式即可。

在加工路径的修正的第一形式中，说明了以下的情况，即在拐角角度θ为90度的情况下，如果将修正距离a设为电极丝的弯曲量v，将返回距离b设为offset/tan（θ/2），则在拐角部能够得到高的形状精度。即，如图21所示，如果将从修正前的块交点A在水平方向（X轴方向）上偏离了offset/tan（θ/2）=offset的点设为B，将在垂直方向（Y轴方向）上偏离了电极丝的弯曲量v的点设为E，则通过沿着电极丝3与加工路径AB成为角度α的线段EB返回到加工路径，能够修正拐角部的缺陷。因此，在拐角角度θ为任意角度的情况下，也可以考虑如图22所示那样，通过根据同样的角度返回到加工路径上，能够提高拐角部的形状精度。如图21所示，可以根据下述公式（12）求出角度α（=∠ABE）。

$\tan \mathrm{\&alpha;}=\frac{v}{\mathrm{offset}}$

$\mathrm{\&alpha;}=\arctan \left(\frac{v}{\mathrm{offset}}\right)........\left(12\right)$

能够如上述那样分别计算出返回距离b和角度α，因此，利用计算出的返回距离b和角度α、三角形的关系，能够求出修正距离a。参照图23说明该修正距离a的求出方法。图23是图22的三角形A₁E₁B₁的放大图。

在三角形A₁E₁B₁中，具有下述公式（13）的关系。

$\frac{b}{\sin (\mathrm{\&theta;}-\mathrm{\&alpha;})}=\frac{a}{\sin \mathrm{\&alpha;}}........\left(13\right)$

由于具有以上的公式（13）的关系，所以能够根据下述公式（14）求出修正距离a。

$a=\frac{\sin \mathrm{\&alpha;}}{\sin (\mathrm{\&theta;}-\mathrm{\&alpha;})}\&times;b........\left(14\right)$

因此，能够根据下述公式（15）计算出修正距离a和返回距离b。

b＝offset/tan(θ/2)

$a=\frac{\sin \mathrm{\&alpha;}}{\sin (\mathrm{\&theta;}-\mathrm{\&alpha;})}\&times;b$

其中，

$\mathrm{\&alpha;}=\arctan \left(\frac{v}{\mathrm{offset}}\right)........\left(15\right)$

如根据以上的公式（15）那样，可知修正距离a和返回距离b的双方根据拐角角度θ进行变化。进而，在到120度之间，具有以下这样的关系，即如果拐角角度θ变小则修正距离a和返回距离b的双方变大，如果拐角角度θ变大则修正距离a和返回距离b的双方变小（参照图24）。根据这样的加工路径修正的形式，与将修正距离a和返回距离b的双方都固定为电极丝的弯曲量v的现有技术的加工路径修正的形式相比，能够得到高很多的形状精度。

另外，在加工路径修正的第四形式中，修正路径的交点E（E₁）的位置能够如上述那样通过将返回路径EB（E₁B₁）和之后进行加工的加工路径AB（A₁B₁）所成的角度α设为固定而求出，但也可以如图26所示那样求出。即，也有以下的求出方法，即如果将从修正前的加工路径交点A偏离了offset/tan（θ/2）的点设为B，将从点B以偏移量返回加工路径的点设为F，则从点F向与被加工物相反的方向引出长度为电极丝弯曲量的垂线FG，向BG方向延长连接点B和点G的直线，与在先加工的加工路径的交点为E。

进而，也可以考虑以下的加工路径方法的形式，即将返回距离b设为常数，根据以上的公式（14）求出修正距离a，修正加工路径。与将修正距离a和返回距离b的双方都固定为电极丝的弯曲量v的现有技术的加工路径修正的形式相比，该加工路径方法的形式也能够得到更高的形状精度。

在此，追加说明加工路径修正的第一形式、第三形式以及第四形式的“返回距离b”。

在加工路径的各形式中，按照修正路径为B点（从拐角顶点向加工路径垂下垂线而该垂线和加工路径交叉的点）并返回到原来的加工路径那样的结构来确定返回距离b。但是，在该方法中，在进行高速加工、厚板的加工等时的使用加工液强的加工条件进行加工的情况下，由于强力的加工液流，电极丝被冲向已经加工完毕的块的加工槽，有可能使拐角顶点部的形状恶化。

因此，在这样的情况下，如果延长返回距离b直到不受到加工槽的影响是有效的。具体地说，如图27那样，在电极丝完全通过B点那样的位置、例如从B点进一步前进电极丝的直径的约0.5～1.5倍的值（延长距离）的位置、或从B点进一步前进将电极丝3的半径值、直径值加上电极丝的弯曲量v所得的值（延长距离）的位置，返回到原来的加工路径，将该延长距离设为任意的常数R，如下述公式（16）那样确定返回距离b即可。以下，将该任意的常数R称为与电极丝直径有关的常数。

b＝offset/tan(θ/2)+R........(16)

在此，使用常数R，根据与加工路径修正的各个形式同样的想法能够求出修正距离a。

在此，说明根据与加工路径修正的第四形式同样的想法来求出修正距离a的方法。能够根据下述公式（17）计算出修正距离a和返回距离b。

b＝offset/tan(θ/2)+R

$a=\frac{\sin \mathrm{\&theta;}}{\sin (\mathrm{\&theta;}-\mathrm{\&alpha;})}\&times;b$

其中，

$\mathrm{\&alpha;}=\arctan \left(\frac{v}{\mathrm{offset}+R}\right)........\left(17\right)$

修正距离a和返回距离b与角度α之间的关系如图25所示。

接着，为了帮助理解加工路径修正的各形式，说明加工路径修正的第一～第四的形式的共通点。

在加工路径修正的第一～第四形式中，将修正距离a和返回距离b的任意一方或双方设为如果拐角角度θ变小则变大而如果拐角角度θ变大则变小的值，修正加工路径，由此提高拐角部的形状精度，都能够得到比现有技术高的形状精度。在加工路径修正的第一～第四形式中，以拐角部为直角和锐角的情况为例子进行了说明，但在是钝角的情况下也能够适用。

另外，在加工路径修正的第一～第四形式中，列举了用直线将延长在先加工的块（块1）的终点而生成的新的块（块1’）的终点和删除下一个加工的块（块2）的从其起点到中途的点为止的部分而生成的新的块（块2’）的起点进行连接的例子并进行了说明，但将该2点连接起来的并不限于直线，也可以是圆弧等。

在加工路径修正的第一～第四形式中，为了求出修正距离a、返回距离b而使用的电极丝的弯曲量v既可以是通过实验求出的值，也可以是根据电气的加工条件、加工液的强度、电极丝直径的粗细等在力学上求出的理论常数等。

另外，在加工路径修正的第一～第四形式中，为了求出修正距离a、返回距离b而使用了偏移量（offset），但也可以代替它使用大致相当于偏移量的电极丝半径值、将电极丝半径和放电间隙相加所得的常数、或对每个电气加工条件决定的常数等。

如果将它们应用于加工路径修正的第一～第四形式的公式中，则能够如下这样表示修正距离a和返回距离b。

（加工路径修正的第一形式）

a=P

b=Q/tan（θ/2）+R

其中，P是电极丝的弯曲量，Q是偏移量，R是与电极丝直径有关的常数。

（加工路径修正的第二形式）

a=Q/tan（θ/2）+R

b=P

其中，P是电极丝的弯曲量，Q是偏移量，R是与电极丝直径有关的常数。

（加工路径修正的第三形式）

a=P/sinθ

b=Q/tan（θ/2）+R

其中，P是电极丝的弯曲量，Q是偏移量，R是与电极丝直径有关的常数。

（加工路径修正的第四形式）

a=b×sinα/sin（θ-α），其中α=tan^-1{P/（Q+R）}，

b=Q/tan（θ/2）+R

其中，P是电极丝的弯曲量，Q是偏移量，R是与电极丝直径有关的常数。

接着，说明加工路径修正的第一～第四形式的不同点。

加工路径修正的第一形式通过固定修正距离a，只将返回距离b设为根据拐角角度变化的值而修正加工路径，从而提高拐角部的形状精度。现有技术明确说明了修正路径，但没有具体表示出在修正后怎样使电极丝返回到原来的加工路径。该加工路径修正的第一形式解决了该问题，说明了将修正后的电极丝返回到原来的路径的方法。

加工路径修正的第二形式通过固定返回距离b固定，只将修正距离a设为根据拐角角度变化的值而修正加工路径，从而提高拐角部的形状精度。

加工路径修正的第一形式和第二形式在以下的点上是共通的，即将修正距离a和返回距离b中的任意一方固定，将另一方设为根据拐角角度变化的值，而修正加工路径。

与此相对，加工路径修正的第三和第四形式将修正距离a和返回距离b的双方都设为根据拐角角度θ变化的值而修正加工路径，与将修正距离a和返回距离b的双方都固定为电极丝的弯曲量v的现有技术的加工路径修正的形式相比，更能够提高拐角部的形状精度。此外，加工路径修正的第四形式的修正距离a的求出方法与第三形式不同，以电极丝的返回路径和之后加工的原来的加工路径成为一定的角度的方式求出修正距离a，修正加工路径。通过这样的修正方法，能够得到比现有技术高的形状精度。

Claims (7)

1.一种电火花线切割机，根据加工程序的轴移动指令生成加工路径，在由该生成的加工路径中的两个连续的移动块所形成的拐角部中，进行修正从而延长在先加工的块的终点，将下一个加工的块从起点到块的途中进行删除，并以通过一条直线将延长上述在先加工的块而生成的新的块终点和直到上述下一个加工的块的途中为止进行删除而生成的新的块开始点连接起来的方式修正加工路径来进行加工，该电火花线切割机的特征在于，具备：

拐角角度取得单元，其求出上述拐角部的拐角角度；

加工路径修正单元，其根据上述拐角角度修正上述加工路径，其中

上述加工路径修正单元将为了延长上述在先加工的块的终点而进行修正时的将终点进行延长的距离设为修正距离a，将上述下一个加工的块的上述删除前的块开始点与进行删除而生成的新的块开始点之间的距离设为返回距离b，修正上述拐角部的加工路径，使得随着上述拐角角度变大，上述修正距离a或上述返回距离b中的任意一方或双方变小。

2.根据权利要求1所述的电火花线切割机，其特征在于，

上述加工路径修正单元根据以下公式求出上述修正距离a和上述返回距离b，来修正上述加工路径，

a＝P

b＝Q/tan(θ/2)+R

其中，θ：拐角角度

P：电极丝的弯曲量

Q：偏移量

R：与电极丝直径有关的常数。

3.根据权利要求1所述的电火花线切割机，其特征在于，

上述加工路径修正单元根据以下公式求出上述修正距离a和上述返回距离b，来修正上述加工路径，

a＝Q/tan(θ/2)

b＝P

其中，θ：拐角角度

P：电极丝的弯曲量

Q：偏移量。

4.根据权利要求1所述的电火花线切割机，其特征在于，

上述加工路径修正单元根据以下公式求出上述修正距离a和上述返回距离b，来修正上述加工路径，

a＝b×sinα/sin(θ-α)

b＝P

其中，α＝tan^-1{P/(Q+R)}

θ：拐角角度

P：电极丝的弯曲量

Q：偏移量

R：与电极丝直径有关的常数。

5.根据权利要求1所述的电火花线切割机，其特征在于，

上述加工路径修正单元根据以下公式求出上述修正距离a和上述返回距离b，来修正上述加工路径，

a＝P/sinθ

b＝Q/tan(θ/2)+R

其中，θ：拐角角度

P：电极丝的弯曲量

Q：偏移量

R：与电极丝直径有关的常数。

6.根据权利要求1所述的电火花线切割机，其特征在于，

根据以下公式求出上述修正距离a和上述返回距离b，来修正上述加工路径，

a＝b×sinα/sin(θ-α)

b＝Q/tan(θ/2)+R

其中，α＝tan^-1{P/(Q+R)}

θ：拐角角度

P：电极丝的弯曲量

Q：偏移量

R：与电极丝直径有关的常数。

7.根据权利要求2～6中的任意一项所述的电火花线切割机，其特征在于，代替上述电极丝的弯曲量而设为对每个电气加工条件决定的常数，并且上述偏移量为电极丝的半径值、将电极丝的半径值和放电间隙的值相加所得的值、或对每个电气加工条件决定的常数中的任意一个。