CN103909312B - 在角部进行加工路径的校正的线放电加工机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种在角部进行加工路径的校正的线放电加工机，在先进行加工的第一块与后进行加工的第二块交叉而形成的角部中，延长第一块的终点。然后当放电加工机的线电极从第一块移动到该延长后的块终点时，按照与此前相同的路径从该处返回到延长前的块终点（是原来的第一块的终点，第二块的始点），从该处进行第二块的加工。

Description

在角部进行加工路径的校正的线放电加工机

技术领域

本发明涉及具有校正在角部的加工路径的功能的线放电加工机。

背景技术

在线放电加工中已知有：由于在线电极与被加工物之间产生的放电排斥力或加工液的湍流等，导致线电极挠曲（deflect）。当在直线上进行加工时，线电极在与加工行进方向相反的方向产生挠曲，但是没有对加工形状造成恶劣影响。

如图1所示，当加工被加工物2的角部时，当线电极3的挠曲不存在时，在加工方向6的方向进行沿着加工路径4的加工来形成加工槽。但是实际上如图2所示，由于线电极的挠曲量9（向线电极的加工行进方向后方的挠曲量），在角部在加工路径4与实际的线轨迹（角部的线电极轨迹12）之间产生偏差，在被加工物2产生凸部缺损11和凹部残留10。这样，存在以下问题：在角部中线电极的挠曲量9的影响表现得大，角部的形状精度降低得大，产生所谓的“直角压陷”，得不到想要的形状。

为了解决这样的问题提出了各种各样的对策，而这些对策主要被大致分为下述的两类。

（1）通过在角部抑制加工速度或加工液的量、延长放电停止时间等，来缓和线电极的挠曲的方法（所谓的“加工液量控制”和“能量控制”）

（2）考虑线电极的挠曲来校正加工路径的方法

上述两个对策中的、（2）的校正加工路径的方法具有能够缩短加工时间的优点，到目前为止也提出了若干具体的方法。

日本特开昭61-219529号公报公开了具有以下部分的控制装置：控制部，其用于控制线电极相对于工件的相对移动量；存储部，其用于存储线电极在工件加工面的挠曲量；运算部，其通过运算来逐次决定线电极的加工方向；以及驱动部，其以与线电极的挠曲量相等的校正量来驱动线电极。

日本特开平7-24645号公报中公开了具有以下部分的线放电加工装置：控制部，其用于控制线电极的相对移动量；角检测部，其用于检测出加工路径中的角部；加工路径校正部，其针对检测出的角部依次进行规定距离的切线移动的校正、沿着角部的规定距离的移动的校正、以及渐进恢复移动的校正。

日本特开平11-207527号公报中公开了如下的线放电加工装置：在角部沿加工进行方向在切线上延长第一加工路径，然后以比加工角的角度大的角度来设定第二以及第三校正路径，并通过第四路径来校正加工路径以便恢复到最初的加工路径。

但是，上述现有技术文献所记载的技术是针对简单形状的一般凸角的校正方法而提出的技术，当将该校正方法应用到凹角时，如图3所示，存在这样的问题：线电极陷入成为制品的加工面中，在该凹角部产生缺陷，所加工的制品成为不良品。另外，即使是凸角，当将该校正方法应用到图11那样的伴有圆弧块的形状时，加工槽交叉，如图14所示，存在会产生成为引起加工不良的原因的被称为核心的部位这样的问题。

对于凹角的校正进行说明的只有日本特开平7-285029号公报所公开的技术。该日本特开专利文献公开了如下的锐边（sharpedge）的加工方法：按加工条件对线切割放电加工的加工中的线电极的挠曲量进行保存，并根据这些保存的挠曲量来校正加工路径，以便在打孔加工时使线电极相对于行进方向有余量地避让、并在冲模加工（diemachining）时进行切掉。

所述日本特开平7-285029号公报所公开的技术是以冲模加工为例针对凹角部的加工路径校正方法而提出的，该技术是进行使线电极在沿着将形成角的第一块（先加工的块）和第二块（后加工的块）所成角度分成两份的线的方向上移动这样的路径校正，该方向与抵消线电极的挠曲的方向不同。因此，第一块与第二块所成角度越大，为了进行加工路径校正而被移动的线电极的移动方向与所指示的第二块的方向的偏差越大，因此，这样的加工路径的校正方法对于凹角不是有效的校正方法。

另外，当使用所述的日本特开平7-285029号公报的技术来进行如图5所示的加工路径的校正（使线电极沿直线A-B、直线B-C、直线C-B、直线B-D移动）时，有可能对放电加工的制品造成损伤。

具体地进行说明，如图2所示，在与线电极的加工方向6相反的方向产生线电极3的挠曲，线电极3的实际位置7从线电极3的指示位置8偏移。当线电极3的加工方向6发生变化时，线电极3实际上以在角部走捷径（参照角部的线电极轨迹12）的方式前进。即，并非是向线电极行进方向后方挠曲的线电极3延后地追随线电极轨迹12。因此，存在如下问题：当将图5的加工路径从B点向C点进行校正时，会由于走捷径而对制品造成损伤，另外，加工路径的校正方向是沿着将形成角的第一块和第二块所成角度分成两分的线的方向，该第一块和第二块所成角度越大捷径的影响就越大，损伤就越深。

这样，日本特开平7-285029号公报虽然采用根据线电极的挠曲量来施加校正的方法，但只是考虑了进行正方形的冲模加工（第一块与第二块所成角度是直角）的情况，而没有提出适合于具有任意角度的凹角部的加工方法。

发明内容

因此本发明的目的在于提供一种具有加工路径校正方法的线放电加工机，能够适当地校正凹角部的加工路径，缩短在凹角部的加工时间，并且即使对于凸角也能缩短加工时间而不会出现不良品。

本发明涉及一种线放电加工机，其根据加工程序的轴移动指令制作加工路径，并按照该制作成的加工路径使线电极和被加工物相对移动来进行加工，该线放电加工机具有加工路径校正单元，该加工路径校正单元以如下方式来校正加工路径：在所述制作成的加工路径中两个连续的移动块、即先进行加工的第一块与后进行加工的第二块交叉而形成的角部中，当延长第一块的终点来生成校正路径、并按照该校正路径移动而到达所述延长后的块终点时，制作从该处到所述延长前的块终点为止按照所述校正路径返回这样的加工路径，并继续从该制作成的加工路径进行第二块的加工。

可以是将延长所述第一块的终点的距离设为线电极的挠曲量。

可以是在所述角部中，与加工所述第一块时相比，对于所述第二块设置成降低加工能量或降低加工液量来进行加工。

通过本发明提供了一种具有加工路径校正方法的线放电加工机，能够适当地校正凹角部的加工路径，缩短凹角部的加工时间，并且即使对于凸角也能缩短加工时间而不会出现不良品。

附图说明

根据参照附图的以下的实施例的说明本发明的所述和其他目的以及特征得以明确。这些图中：

图1是对在加工角部时，当线电极没有挠曲时进行沿着加工路径的加工进行说明的图。

图2是对由于线电极的挠曲而在角部在加工路径与实际的线轨迹之间产生偏差，在被加工物产生凸部的缺损或凹部的残留进行说明的图。

图3是对在应用现有技术文献所公开的技术来进行凹角部的加工时，校正路径陷入制品，结果进行损伤制品这样的加工进行说明的图。

图4是对以在伴有圆弧块的角部的加工中不产生核心的方式来校正加工路径的方法进行说明的图。

图5是对现有技术文献所公开的冲模加工中的工具路径的校正方法进行说明的图。

图6是说明凸角部的加工的图。

图7是说明凹角部的加工的图。

图8是对在凹角部的加工中校正成在后进行加工的块过程中返回到原来的加工路径时的问题进行说明的图

图9是对按照由本发明实施方式1的线放电加工机校正的加工路径来进行放电加工时的加工状态进行说明的图。

图10是对本发明实施方式1的线放电加工机中主要部分进行说明的方框图。

图11是对加工伴有圆弧块的角部进行说明的图。

图12是对图10的线放电加工机进行的加工路径校正处理进行说明的流程图。

图13是对按照由本发明实施方式2的线放电加工机校正的加工路径来进行放电加工时的加工状态进行说明的图。

图14是对在加工伴有圆弧块的角部中产生核心的问题进行说明的图。

图15是对本发明实施方式2的线放电加工机的主要部分进行说明的方框图。

图16是对在先进行加工的块为圆弧形形状的情况下延长该块的终点的方向进行说明的图。

图17是对图15的线放电加工机进行的加工路径校正处理进行说明的流程图。

具体实施方式

本发明的线放电加工机是着眼于伴有凹角或圆弧块的角特性来进行加工路径的校正，与通过控制加工液或加工能量来加工这样的角部相比，能够缩短加工时间。

<实施方式1>

在由连续的两个块（块1和块2）形成的凹角，以延长先进行加工的块（块1）的方式来进行校正，当该校正距离变长时如上所述存在对制品造成损伤的危险性。但是在凹角的情况下，不需要像凸角那样首先延长校正距离。

如图6所示，在一般凸角的顶点部，当线电极3在角部折回时，若线电极3一旦从顶点部进行离开而移动到加工后进行加工的块（块2）时会再次向顶点部靠近，因此，在顶点部17引起集中放电。由于该集中放电也会成为使角部的形状精度恶化的一个原因，因此为了避免上述情况，在结束先加工的块（块1）的加工之后，有时不得不使线电极3避让至远离角顶点部17。

而如图7所示，在凹角的顶点部线电极3在角部折回时改变自身行进方向而避让，因此不需要担心在该角部产生集中放电。因此，在凹角的加工中，只要与线电极3由于线电极的挠曲性而向其行进方向后方弯曲相应地进行校正即可。即，如果使加工块（块1）的终点延长线电极的弯曲量9，则在线电极的指示位置到达该延长后的终点时，由于挠曲而向线电极行进方向后方挠曲的线电极3正好位于角的顶点（块1的终点）。另外，由于线电极的挠曲量9和挠曲的方向不依赖于凹角的角度θ，因此如果使先进行加工的块（块1）的终点延长线电极的挠曲量9，则实际的线电极3会位于角顶点而不取决于角度θ。

在一般凸角的情况下，以往进行这样的加工路径的校正：延长先进行加工的块的终点，使线电极在从该延长后的终点到后进行加工的块的过程中返回到原来的加工路径。但是，当以这样的方式来进行校正时，如图8所示，由于线电极3经过从原来的加工路径偏离的路径而向制品侧靠近地前进，线电极3在制品侧（加工面15）在符号14所示的部位陷入制品，因此，在直到校正结束为止的区间内仍然有可能对制品造成损伤。但是，在一般凸角的情况下，为了避免集中放电，使线电极像这样从顶点部远离的处理是有效的。

另外，在凹角的情况下，由于不担心集中放电，因此在线电极3到达角顶点之后，直接沿着加工路径前进即可。因此，以如下方式来校正加工路径：将先进行加工的块（块1）从该块的终点延长（校正）线电极的挠曲量9的量，如图9的符号18的箭头所示，使该块从该延长后的块的终点直接在同一路径返回从而返回到延长前的块的终点（角顶点）。然后，线电极从后进行加工的块（块2）的始点（即，校正前的块1的终点）沿着加工路径前进即可。

而即使在凸角的情况下，如图11的角A所示伴有圆弧块的形状与一般凸角同样地存在如下问题：当以将先进行加工的块延长得长的方式来进行校正时加工槽5交叉，如图14所示，产生核心22，成为短路或断线的原因，或者切落的核心22对制品造成损伤。

如果这样的情况也与所述的凹角的情况同样地以如下方式来校正加工路径：在将先进行加工的块从该块的终点延长（校正）线电极的挠曲量9的量之后，使该块直接在同一路径返回从而返回到延长前的块终点（角顶点），则线电极3会位于角的顶点（校正前的加工块的终点），因此，不伴有产生核心22的危险，然后，从后进行加工的块的始点沿着加工路径前进即可（参照图4）。

如上所述，在一般凸角的情况下，为了避免集中放电而以从顶点部远离的方式来进行校正的处理也是有效的，而像这样，在角的顶点（校正前的加工块的终点）以消除线电极3的挠曲的方式来进行校正，然后以从后进行加工的块的始点沿着加工路径前进的方式加工也能够得到减轻凸部缺损11的效果。

另外，这里作为伴有圆弧块的角，对于先进行加工的块为直线形形状，后进行加工的块为圆弧形形状的角进行了说明，但是即使应用到先进行加工的块为圆弧形形状（先进行加工的块（圆弧）23），后进行加工的块为直线形形状（后进行加工的块（直线）24）的角，或者两块都是圆弧形形状的角，也同样没有问题。

另外，在先进行加工的块为圆弧形形状的情况下，为了进行加工形状的校正，该块终点的延长方向在圆周25上、在圆的切线方向26都没有关系（参照图16）。

然而，在角的现有技术中是：不取决于形状的凹凸，从先进行加工的块的终点（角顶点）近前开始降低放电能量或加工液量，在抑制放电排斥力或加工液导致的线电极的偏离的同时进入角顶点部。因此，为了防止线电极3的断线或短路，不得不使线电极3进入角时的加工速度减速。并且，在角顶点部停止线电极3直到线电极3没有挠曲，并且在该位置等待以便凹角部的残留不会出现。因此，虽然加工精度方面没有问题，但是存在加工时间变长的问题。

在针对这样的问题通过本发明涉及的放电加工机来进行加工路径的校正时，线电极3能够在角顶点近前不减速地到达角顶点，因此，与现有技术相比能够缩短加工时间。另外，这里作为校正距离以线电极的挠曲量9为例进行了说明，但是该校正距离也可以是根据实验求出的线电极的挠曲量，还可以是根据由加工条件决定的放电排斥力或加工液流的强度等被推测出的、相当于线电极挠曲量的大致常数。

使用图10对本发明的实施方式1的线放电加工机的主要部分进行说明。

存储于加工程序存储单元40的加工程序被交给加工程序解析单元41，由加工程序解析单元41解析得到的、与加工路径相关的数据被交给加工路径制作单元44。当角部被检测出时，加工程序解析单元41对加工路径校正单元43做出路径校正的指示。另外，存储于校正距离存储单元42的、校正加工路径时的校正距离被交给该加工路径校正单元43。

当加工路径校正单元43从加工程序解析单元41收到路径校正的指示时，从校正距离存储单元42收到校正距离，并制作角部的校正路径，将该制作成的校正路径交给加工路径制作单元44。加工路径制作单元44从加工程序解析单元41收到与加工路径相关的数据，制作加工路径。另外，当加工路径制作单元44从加工路径校正单元43收到校正路径时，制作成反映校正路径的加工路径，将该制作成的加工路径交给加工路径控制单元45。

加工路径控制单元45按照从加工路径制作单元44收到的加工路径，使线电极相对于被加工物相对移动。

使用图12的流程图来说明本发明的实施方式1的线放电加工机进行的加工路径校正处理。以下，随着各步骤来进行说明。

[步骤SA01]进行加工程序的块的读入和解析。

[步骤SA02]制作加工路径。

[步骤SA03]判断加工距离是否是角（凹角或凸角），是角的情况下向步骤SA04转移，不是角的情况下向步骤SA06转移。

[步骤SA04]读入校正距离。

[步骤SA05]按照校正距离来校正加工路径。

[步骤SA06]判断是否解析了所有的块，在没有解析的情况下返回步骤SA01继续处理，在已解析的情况下结束处理。

<实施方式2>

所述的实施方式1的线放电加工机进行加工路径的校正并对凹角或伴有圆弧块的凸角进行了加工。还要考虑如下情况：在用该线放电加工机进行高速加工或进行厚板的加工时，由于使用放电排斥力或加工液流变强的加工条件，因此由于所述的角特有的性质，使得仅通过加工路径的校正而无法得到足够的角精度。

具体地表示该课题，在先进行加工的块的加工结束之后，折回角来进行后进行加工的块的加工时，由于强大的放电排斥力或加工液流的影响，较大的反作用力作用在线电极，线电极被向已经加工完成的加工槽的方向拉拽，因此，在角部产生残留（参照图13的残留20）。另外，存在角部的角度越小该问题表现得越显著的倾向。

因此，本发明的实施方式2的线放电加工机是：为了减低放电排斥力或加工液流的影响，而将在加工后加工的块时控制加工液或加工能量的功能附加到所述的实施方式1的线放电加工机，与现有技术相比能够缩短加工角部的加工时间。

使用图15对本发明的实施方式2的线放电加工机的主要部分进行说明。

存储于加工程序存储单元40的加工程序被交给加工程序解析单元41，由加工程序解析单元41解析得到的、与加工路径相关的数据被交给加工路径制作单元44。当检测出角部时，加工程序解析单元41对加工路径校正单元43做出路径校正的指示。另外，存储于校正距离存储单元42的、校正加工路径时的校正距离被交给该加工路径校正单元43。

当加工路径校正单元43从加工程序解析单元41收到路径校正的指示时，从校正距离存储单元42收到校正距离，并制作角部的校正路径，将该制作成的校正路径交给加工路径制作单元44。加工路径制作单元44从加工程序解析单元41收到与加工路径相关的数据，制作加工路径。另外，当加工路径制作单元44从加工路径校正单元43收到了校正路径时，制作成反映校正路径的加工路径，将该制作成的加工路径交给加工路径控制单元45。

加工路径控制单元45按照从加工路径制作单元44收到的加工路径，使线电极相对于被加工物相对移动。另外，当加工能量控制单元46从加工程序解析单元41接收到控制指示时，通过对放电停止时间或接通时间、电流峰值等进行控制来控制加工能量。当加工液量控制单元47从加工程序解析单元41接收到控制指示时，控制用于进行加工屑的排出和线电极的冷却的加工液量。

使用图17的流程图来说明本发明的实施方式2的线放电加工机进行的加工路径校正处理。以下，按照各步骤来进行说明。

[步骤SB01]进行加工程序的块的读入和解析。

[步骤SB02]制作加工路径。

[步骤SB03]判断加工距离是否是角（凹角或凸角），是角的情况下向步骤SB04转移，不是角的情况下向步骤SB08转移。

[步骤SB04]判断块是否是先进行加工的块，判断为是先进行加工的块时向步骤SB06转移，在判断为是后进行加工的块时向步骤SB05转移。

[步骤SB05]执行加工能量和/或加工液的控制，向步骤SB08转移。

[步骤SB06]读入校正距离。

[步骤SB07]按照校正距离来校正加工路径。

[步骤SB08]判断是否解析了所有的块，在没有解析的情况下返回步骤SB01继续处理，在已解析的情况下结束处理。

Claims (4)

1.一种线放电加工机，其根据加工程序的轴移动指令制作加工路径，并按照该加工路径使线电极和被加工物相对移动来进行加工，其特征在于，

所述线放电加工机具有加工路径校正单元，该加工路径校正单元以如下方式来校正加工路径：在所述制作成的加工路径中两个连续的移动块交叉而形成的凹角角部中，延长先进行加工的块的终点来生成校正路径，当到达该延长而生成的新的块终点时，制作返回到校正前的块终点这样的加工路径并继续，来进行后进行加工的块的加工，

在所述凹角角部顶点近前以及由所述加工路径校正单元校正后的加工路径中，不减速以及不停止地进行加工。

2.根据权利要求1所述的线放电加工机，其特征在于，

将延长所述先进行加工的块的终点的距离作为线电极的挠曲量。

3.根据权利要求1或2所述的线放电加工机，其特征在于，

在所述凹角角部中，当加工后进行加工的块时，与加工先进行加工的块时相比，降低加工能量来进行加工。

4.根据权利要求1或2所述的线放电加工机，其特征在于，

在所述凹角角部中，当加工后进行加工的块时，与加工先进行加工的块时相比，降低加工液量来进行加工。