CN104245200B - 机床 - Google Patents

Abstract

为了构成为操作者能够早期识别物理量是否处于正常范围，本发明的机床构成为具备：检测部(21～25)，其检测表示机床的状态、且正常范围根据加工条件而变化的物理量；设定部(20b)，其设定与加工条件相应的物理量的正常范围；显示部(30)；以及显示部(30)，其显示由检测部(21～25)检测到的检测值，并且显示由设定部(20b)设定的正常范围。

Description

机床

技术领域

本发明涉及具有显示加工状态的显示功能的机床。

背景技术

以往，已知有以下装置(例如参照专利文献1)：检测表示放电加工机的加工状态的物理量并且存储该检测值，当输入显示指令时，将所存储的检测值显示在显示部。该专利文献1所记载的装置将平均加工电流、平均加工电压、加工速度、加工液温度、线张力等显示在显示部。关于平均加工电流、平均加工电压、线张力，也利用柱状图来显示各自相对于最大值的比例。

另外，在放电加工机等机床中，当机械的状态正常时，表示机械的状态的物理量(例如加工速度)落在预定的正常范围内。与此相对，在物理量超过了正常范围的情况下，若原样使机械继续工作，则可能会产生工件的加工效率的下降和/或机械的损伤等某些不良情况。因此，优选构成为操作者能够早期识别物理量是否处于正常范围。

但是，上述专利文献1所记载的装置仅仅显示检测到的物理量，操作者不容易观察该显示来判断机械的状态是否正常。尤其是，在放电加工机中，由于物理量的正常范围根据粗加工和/或精加工等的加工条件而变化，所以更加难以判断机械的状态是否正常。

现有技术文献

专利文献1：日本特开平6-8054号公报

发明内容

本发明的机床具备：检测部，其检测表示机床的状态、且正常范围根据加工条件而变化的物理量；设定部，其设定与加工条件相应的物理量的正常范围或异常范围；以及显示部，其显示由检测部检测到的检测值，并且显示由设定部设定的正常范围或异常范围。

附图说明

图1是示出适用本发明的线放电加工机的概略结构的主视图。

图2是示出图1的线放电加工机中的加工液的供给线的回路图。

图3是示出本发明的实施方式的机床的显示装置的概略结构的框图。

图4是示出由图3的设定部设定的正常范围、警告范围、异常范围的一例的图。

图5是示出在图3的显示部显示的工件加工画面的一例的图。

图6A是示出表示粗加工时的加工速度的图像的一例的图。

图6B是示出表示精加工时的加工速度的图像的一例的图。

图7A是示出表示粗加工时的加工液压力的图像的一例的图。

图7B是示出表示精加工时的加工液压力的图像的一例的图。

图8A是示出表示粗加工时的水质的图像的一例的图。

图8B是示出表示精加工时的水质的图像的一例的图。

具体实施方式

以下，参照图1～图8B，对本发明的机床的实施方式进行说明。此外，以下虽然对使用线放电加工机作为机床的情况进行说明，但也可以使用其他机床。

图1是示出适用本发明的线放电加工机100的概略结构的主视图。如图1所示，在底座1的上部搭载有工件安装台2，在工件安装台2支撑有工件3。在工件3的上方及下方，隔着工件3而彼此在同轴上配置有上头4及下头5。在上头4与下头5之间沿着铅垂方向支撑有线电极6。线电极6卷绕于卷轴等，在加工工件时由未图示的送给单元送给到头4、5之间。

上头1安装在主轴7的下端。主轴7被设置为能够通过未图示的X轴滑动机构、Y轴滑动机构以及Z轴滑动机构分别在X方向、Y方向以及Z方向、即正交3轴方向上滑动。各滑动机构例如由滚珠丝杠和驱动滚珠丝杠旋转的伺服马达等构成。下头5经由未图示的支撑臂与上头4一体连结。

由此，上头4和下头5能够在X轴方向及Y轴方向上一体移动，线电极6在维持铅垂姿势的状态下相对于工件3在X轴方向及Y轴方向上相对移动。此外，虽然省略图示，但本实施方式的线放电加工机100还具有使上头4相对于下头5在与X轴平行的U轴方向以及与Y轴平行的V轴方向上分别相对移动的U轴滑动机构及V轴滑动机构。由此，能够使线电极6相对于铅垂线以期望的角度倾斜。此外，U轴滑动机构和V轴滑动机构例如也由滚珠丝杠和驱动滚珠丝杠旋转的伺服马达等构成。

在利用线放电加工机100进行加工时，向工件3的加工区域供给加工液(例如水)。作为加工液，也可以代替水而使用油。在工件3的周围配置有未图示的加工槽，在加工槽储存加工液，工件3在浸渍于加工液的状态下被加工。

图2是示出线放电加工机100中的加工液的供给线的回路图。加工液储存于加工液箱10。加工液箱10具有储存净化前的加工液的污水箱11和储存净化后的加工液的净水箱12。

净水箱12内的加工液被泵13、14抽吸，从在上头4设置的喷射嘴4a和在下头5设置的喷射嘴5a分别喷出到加工槽15内。另外，净水箱12内的加工液被泵15抽吸，在通过冷却装置16而被冷却之后返回到净水箱12。从喷射嘴4a、5a喷出的加工液被使用于加工，然后从加工槽17回收到污水箱11。污水箱11内的加工液被泵18抽吸，由过滤器19除去加工液内的杂质。通过过滤器19而净化后的加工液被移送到净水箱12。

泵18与过滤器19之间的加工液的压力(过滤器压力Pa)由压力检测器21检测。泵13与喷射嘴4a之间的加工液的压力(加工液压力Pb)由压力检测器22检测。泵14与喷射嘴5a之间的加工液的压力(加工液压力Pc)由压力检测器23检测。通过冷却装置16后的加工液的温度T由温度检测器28检测。净水箱12内的加工液的性质或特性(水质α)由水质检测器24检测。水质检测器24是测定加工液的导电率的周知的传感器(例如比电阻计)。

这样检测出的过滤器压力Pa、加工液压力Pb、Pc、加工液温度T、水质α等各物理量表示机械的状态，能够基于这些物理量来判断机械的状态是否正常。即，对于这些各物理量预先设定有正常范围，若检测到的物理量处于正常范围内，则判断为机械的状态正常。例如，若过滤器压力Pa为预定压力以下，则判断为过滤器19处于没有堵塞的正常的状态。另一方面，当检测到的物理量偏离正常范围时，判断为机械的状态不正常。在该情况下，可能会在加工动作中产生某些不良情况，因此，优选构成为操作者能够始终识别检测到的物理量是否处于正常范围内。因而，在本实施方式中，如以下那样构成显示装置。

图3是示出本发明的实施方式的机床的显示装置的概略结构的框图。控制装置20连接有检测线电极6相对于工件3的移动速度(加工速度V)的速度检测器25、压力检测器21～23、水质检测器24、输入部26以及显示部30。

速度检测器25例如由检测主轴驱动用伺服马达(例如X轴用伺服马达及Y轴用伺服马达)的旋转量的旋转量检测器(编码器)构成。即，由于伺服马达的旋转量和线电极6的位置具有相关关系，所以通过求出由旋转量检测器得到的线电极6的位置的每单位时间的变化量，能够求出加工速度V。加工速度V在例如因加工液的劣化等而产生异常放电时下降。因此，加工速度V与过滤器压力Pa和/或加工液压力Pb、Pc同样，也是表示机械的状态的物理量。输入部26可以由键盘和/或触摸面板等构成。显示部30可以由液晶显示器和/或CRT(Cathode Ray Tube：阴极射线管)显示器等构成。

控制装置20构成为包括运算处理装置，该运算处理装置具有CPU、ROM、RAM以及其他周边电路等。作为功能性的结构，控制装置20具有读入部20a、设定部20b以及显示控制部20c。

读入部20a读入来自检测器21～25的信号、由输入部26输入的各种设定值、预先存储于存储器的加工程序等数据。也可以设为从控制装置20的外部、例如控制线放电加工机100的数字控制装置读入加工程序。

设定部20b设定与加工条件相应的物理量的正常范围、警告范围、异常范围。异常范围是表示机械的异常状态的范围，被设定在正常范围的外侧。警告范围是表示机械达到异常之前的警告状态的范围，被设定在正常范围与异常范围之间。即，连着正常范围设定警告范围，连着警告范围设定异常范围。

加工条件是加工液向加工区域的供给量和/或施加在线电极6与工件3之间的加工电压的大小等、进行放电加工所需的条件，加工条件根据粗加工、精加工等加工内容而不同。即，粗加工时的粗加工条件与精加工时的精加工条件不同。当加工条件不同时，物理量的正常范围、警告范围、异常范围不同，因此，这些范围按加工条件而设定。此外，精加工有时会改变加工条件而分成数个阶段来进行。所使用的加工条件由加工程序设定。

图4是示出由设定部20b设定的正常范围、警告范围、异常范围的一例的图。如图4所示，作为粗加工条件的加工速度V的正常范围为预定值V1以上(V1≤V)，警告范围为预定值V2以上且小于预定值V1(V2≤V＜V1)，异常范围为小于预定值V2(V＜V2)。另一方面，作为精加工条件的加工速度V的正常范围为预定值V3以上(V3≤V)，警告范围为预定值V4以上且小于预定值V3(V4≤V＜V3)，异常范围为小于预定值V4(V＜V4)。在精加工时，由于加工速度V比粗加工时快，所以预定值V3比预定值V1大，预定值V4比预定值V2大。

作为所使用的过滤器的种类的过滤器A的过滤器压力Pa的正常范围为预定值Pa1以下(Pa≤Pa1)，警告范围为大于预定值Pa1且小于预定值Pa2(Pa1＜Pa＜Pa2)，异常范围为预定值Pa2以上(Pa2≤Pa)。另一方面，作为其他种类的过滤器的过滤器B的过滤器压力Pa的正常范围为预定值Pa3以下(Pa≤Pa3)，警告范围为大于预定值Pa3且小于预定值Pa4(Pa3＜Pa＜Pa4)，异常范围为预定值Pa4以上(Pa4≤Pa)。在根据加工的种类来变更所使用的过滤器的情况下也能够设定合适的正常范围、警告范围、异常范围。

作为粗加工条件的加工液压力Pb的正常范围为预定值Pb1以上(Pb1≤Pb)，警告范围为预定值Pb2以上且小于预定值Pb1(Pb2≤Pb＜Pb1)，异常范围为小于预定值Pb2(Pb＜Pb2)。另一方面，作为精加工条件的加工液压力Pb的正常范围为预定值Pb3以上(Pb3≤Pb)，警告范围为预定值Pb4以上且小于预定值Pb3(Pb4≤Pb＜Pb3)，异常范围为小于预定值Pb4(Pb＜Pb4)。在粗加工时，由于加工液的供给量比在精加工时多，所以预定值Pb1比预定值Pb3大，预定值Pb2比预定值Pb4大。此外，加工液压力Pc的正常范围、警告范围、异常范围设定为与加工液压力Pb相等。

作为粗加工条件的水质α的正常范围为预定值α1以上且小于预定值α2(α1≤α＜α2)，警告范围为预定值α3以上且小于预定值α1(α3≤α＜α1)以及预定值α2以上且小于预定值α4(α2≤α＜α4)，异常范围为小于预定值α3(α＜α3)以及预定值α4以上(α4≤α)。另一方面，作为精加工条件的水质α的正常范围为预定值α5以上且小于预定值α6(α5≤α＜α6)，警告范围为预定值α7以上且小于预定值α5(α7≤α＜α5)以及预定值α6以上且小于预定值α8(α6≤α＜α8)，异常范围为小于预定值α7(α＜α7)以及预定值α8以上(α8≤α)。粗加工时的预定值α1、α2、α3、α4分别比精加工时的预定值α5、α6、α7、α8大。

以上的范围可以通过在各物理量的基准值上乘以预先设定的系数来设定。例如，将在预先输入的加工速度V的基准值V0上分别乘以预定的系数a1、a2、a3、a4而得到的值设定为预定值V1、V2、V3、V4。此外，也可以通过由操作者经由输入部26直接输入各预定值来设定范围。由设定部20b设定的物理量的范围(正常范围、警告范围、异常范围)被存储于存储器。

显示控制部20c基于经由读入部20a读入的各种数据以及由设定部20b设定的物理量的范围来控制显示部30，使预定的图像显示在显示部30。图5是示出在加工工件时在显示部30显示的图像(工件加工画面31)的一例的图。如图5所示，工件加工画面31具有多个显示区域32～38。

在显示区域32中，基于来自X轴用、Y轴用、U轴用、V轴用以及Z轴用的伺服马达的旋转量检测器的信号，显示上头4的中心(线电极6)的移动轨迹。在显示区域33中，同样基于来自伺服马达的旋转量检测器的信号，以数值显示当前的上头4的X坐标、Y坐标、U坐标、V坐标以及Z坐标。在显示区域34中，显示预先存储于存储器的加工程序中的、当前正在执行的加工程序。

在显示区域35中，显示由速度检测器25检测到的当前的加工速度。在显示区域36中，显示由压力检测器22检测到的上头侧的加工液压力Pb。在显示区域37中，显示由压力检测器23检测到的下头侧的加工液压力Pc。在显示区域38中，检测由压力检测器21检测到的过滤器压力Pa。在显示区域39中，显示由水质检测器24检测到的水质α。

在本实施方式中，在显示区域35～39一并显示表示各检测值的正常范围、警告范围以及异常范围的仪表图像。即，显示控制部20c基于加工程序来判定当前的加工条件，从读入部20b读入与加工条件相应的物理量V、Pb、Pc、Pa、α的范围(图4)，并使仪表图像显示在显示区域35～39。

图6A、图6B是示出粗加工时和精加工时的显示区域35的图像的图。如图6A所示，在粗加工时，在数值显示部35a以数值显示当前的加工速度V，并且在仪表显示部35b显示具有刻度350a的棒状的仪表图像350。在仪表图像350上重叠显示具有指针的形状的针图像351。针图像351表示加工速度V的检测值，显示位置伴随加工速度V的变化而沿着仪表图像350在箭头A1或A2方向上移动。

仪表图像350以预定值V1、V2为边界而被划分成3个区域。各区域分别构成与正常范围对应的正常范围图像352、与警告范围对应的警告范围图像353以及与异常范围对应的异常范围图像354。这些图像352～354的显示形态互不相同。例如，正常范围图像352为绿色，警告范围图像353为黄色，异常范围图像354为红色。由此，操作者通过确认仪表图像350上的针图像351的位置，能够容易地识别当前的加工速度V是否正常以及距异常范围有多少余裕。

如图6B所示，在精加工时，也在数值显示部35a以数值显示当前的加工速度V，并且在仪表显示部35b显示仪表图像350和针图像351。仪表图像350以预定值V3、V4为边界而被划分为正常范围图像352、警告范围图像353以及异常范围图像354，这些图像352～354的显示色与图6A相同。

对于仪表图像350，虽然只要相对于刻度350a设定正常范围图像352、警告范围图像353以及异常范围图像354的大小即可，但也可以将正常范围图像352、警告范围图像353以及异常范围图像354的大小(例如正常范围图像352的画面上的长度L)在图6A和图6B中设为彼此相等。即，显示控制部20c根据预定值V1～V4来变更仪表图像350的刻度350a的显示值，以使得与加工条件无关地显示一定形状和大小的图像352～354。通过这样构成为与加工条件无关地显示一定的图像352～354，操作者能够容易地判断当前的加工速度V的正常、异常。此外，在图6A、图6B中，也可以省略仪表图像350的刻度350a的显示。该范围显示的大小的设定也可以适用于其他检测值的显示。

图7A、图7B是示出粗加工时及精加工时的显示区域36的图像的图。如图7A所示，在粗加工时，在数值显示部36a以数值显示当前的上头侧的加工液压力Pb，并且在仪表显示部36b显示具有刻度360a的半圆状的仪表图像360。在仪表图像360上重叠显示具有从半圆的中心部360b向半径方向延伸的指针的形状的针图像361。针图像361表示加工液压力Pb的检测值，伴随加工液压力Pb的变化而以中心部360b为支点在箭头A1或A2方向上旋转。

仪表图像360以预定值Pb1、Pb2为边界而被划分成3个区域。各区域分别构成与正常范围对应的正常范围图像362、与警告范围对应的倾向范围图像363以及与异常范围对应的异常范围图像364。这些图像362～364的显示形态与图6A同样，互不相同。即，正常范围图像362为绿色，警告范围图像363为黄色，异常范围图像364为红色。由此，操作者能够容易地识别当前的加工液压力Pb是否正常。

如图7B所示，在精加工时，也在数值显示部36a以数值显示现在的加工液压力Pb，并且在仪表显示部36b显示仪表图像360以及针图像361。仪表图像360以预定值Pb3、Pb4为边界而被划分成正常范围图像362、警告范围图像363以及异常范围图像364，这些图像的显示色与图7A相同。

图8A、图8B是表示粗加工时及精加工时的显示区域39的图像的图。如图8A所示，在粗加工时，在数值显示部39a以数值显示当前的水质α，并且在仪表显示部39b显示具有刻度390a的棒状的仪表图像390。在仪表图像390上重叠显示具有指针的形状的针图像391。针图像391表示水质α的检测值，显示位置伴随水质α的变化而沿着仪表图像390移动。

水质α与加工速度V等不同，在正常范围的两侧分别设置异常范围和警告范围。与此对应，仪表图像390以预定值α1～α4为边界而被划分成5个区域，在正常范围图像392的两侧显示警告范围图像393，在警告范围图像393的两侧显示异常范围图像394。图像392～394的显示形态互不相同，例如，正常范围图像392为绿色，警告范围图像393为黄色，异常范围图像394为红色。由此，操作者能够容易地识别当前的水质α是否正常。

如图8B所示，在精加工时，也在数值显示部39a以数值显示当前的水质α，并且在仪表显示部39b显示仪表图像390以及针图像391。仪表图像390以预定值α5～α8为边界而被划分成正常范围图像392、警告范围图像393以及异常范围图像394，这些图像的显示色与图8A相同。

根据本实施方式，能够起到以下那样的作用效果。

(1)作为表示线放电加工机的状态的物理量，分别由速度检测器25检测加工速度V，由压力检测器21检测过滤器压力Pa，由压力检测器22、23检测加工液压力Pb、Pc，由水质检测器24检测水质α。并且，预先通过设定部20b中的处理，设定与加工条件相应的加工速度V、过滤器压力Pa、加工液压力Pb、Pc以及水质α的正常范围，并通过显示控制部20c中的处理将这些物理量的检测值及其正常范围一起显示在显示部30。由此，操作者能够观察显示部30的显示来容易地判断线放电加工机的状态是否正常。

(2)通过显示控制部20c中的处理，显示划定由设定部20b设定的正常范围的正常范围图像352、362、392，并且与正常范围图像352、362、392对应地显示各检测值的图像(针图像)。即，在包含正常范围图像352、362、392的仪表图像350、360、390上显示针图像351、361、391。由此，操作者能够不参照在数值显示部35a、36a、39a显示的数值而容易地识别表示线放电加工机的状态的物理量是否处于正常范围内。

(3)通过显示控制部20c中的处理，根据粗加工、精加工等加工条件来变更仪表图像350、360、390的刻度350a、360a、390a的值，与加工条件无关地在显示部30以相同的形状和大小来显示正常范围图像352、362、392。由此，与加工条件无关地在相同的仪表图像350、360、390上显示针图像351、361、391，因此，即使在加工条件变化了的情况下，操作者也能够容易地识别机械的状态是否正常。

(4)通过设定部20b中的处理，连着物理量的正常范围而设定警告范围，连着警告范围而设定异常范围。并且，通过显示控制部20c中的处理，与正常范围图像352、362、392一并显示划定警告范围的警告范围图像353、363、393和划定异常范围的异常范围图像354、364、394。通过这样显示警告范围图像353、363、393，能够在线放电加工机达到异常状态之前向操作者发出警告，能够未然地防止机械的异常。

(5)以互不相同的显示色来显示正常范围图像352、362、392、警告范围图像353、363、393以及异常范围图像354、364、394。由此，操作者能够明确地区分正常范围、警告范围以及异常范围，能够容易地识别线放电加工机的当前的状态。

此外，在上述实施方式中，通过显示控制部20c中的处理，在显示部30显示仪表图像350、360、390和针图像351、361、391。但是，只要控制显示部30以使其显示表示机床的状态的物理量的检测值并且显示由设定部20b设定的物理量的正常范围即可，显示控制部20c的结构可以是任意的。例如，可以仅在仪表图像350、360、390显示物理量的正常范围，也可以仅显示正常范围和异常范围。在该情况下，可以在设定部20b中仅设定正常范围，将正常范围以外看作异常范围。或者，也可以在设定部20b中仅设定异常范围，将异常范围以外看作正常范围。

也可以省略数值显示部35a、36a、39a(图6A、图6B、图7A、图7B、图8A、图8B)的显示。在上述实施方式中，将仪表图像350、360、390设为了棒状或者半圆状，但仪表图像的形状不限于此。只要与正常范围图像352、362、392对应地显示即可，检测值的图像(针图像351、361、391)的形状也不限于上述形状。虽然在正常范围图像352、362、392、警告范围图像353、363、393以及异常范围图像354、363、394中互相变更显示色，但只要相互变更它们的显示形态即可，显示色也可以相同。

虽然将仪表图像350、360、390的刻度350a、360a、390a的值设为一定，在加工条件变化了的情况下以不同的大小来显示正常范围图像352、362、392，但也可以与加工条件无关地在显示区域35、36、39中以相同大小显示正常范围图像352、362、392。虽然在显示部30显示仪表图像350、360、390，但也可以取代显示仪表图像350、360、390而例如在显示部30安装机械式的仪表。因此，显示部30也可以是显示图像以外的装置。

在上述实施方式中，作为表示机床的状态的物理量，显示加工速度V、加工液压力Pb、Pc、过滤器压力Pa以及水质α，但也可以显示温度检测器25的检测值T。也可以检测正常范围根据加工条件而变化的其他物理量，检测部的结构不限于上述结构。

以上，使用了线放电加工机作为机床，但在表示机床的状态的物理量的正常范围根据加工条件而变化的其他机床中，也能够同样地应用本发明。

根据本发明，由于将正常范围根据加工条件而变化的物理量的检测值和该物理量的正常范围显示在显示部，所以操作者能够容易地判断机械的状态是否正常。

标号说明

20 控制装置

20b 设定部

20c 显示控制部

21～24 压力检测器

25 速度检测器

30 显示部

100 线放电加工机

350、360、390 仪表图像

351、361、391 针图像

352、362、392 正常范围图像

353、363、393 警告范围图像

354、364、394 异常范围图像

Claims (4)

1.一种机床，其特征在于，具备：

检测部，其检测表示机床的状态且正常范围根据加工条件而变化的物理量；

设定部，其设定与加工条件相应的所述物理量的正常范围，连着所述正常范围而设定警告范围，并且连着所述警告范围而设定异常范围；以及

显示控制部，其基于读入的加工程序来判定正在执行的加工的加工条件，控制显示部以使其一并显示划定由所述设定部设定的正常范围的正常范围图像、划定警告范围的警告范围图像以及划定异常范围的异常范围图像，并且在包含所述正常范围图像、所述警告范围图像以及所述异常范围图像的仪表图像上显示由所述检测部检测到的检测值的针图像，且以互不相同的显示形态来显示所述正常范围图像、所述警告范围图像以及所述异常范围图像。

2.根据权利要求1所述的机床，其中，

所述显示控制部根据所判定出的加工条件来使所述仪表图像变化。

3.根据权利要求2所述的机床，其中，

所述显示控制部控制所述显示部以使其与加工条件无关地以相同大小来显示所述范围图像。

4.根据权利要求1所述的机床，其中，

所述加工条件包括粗加工时的粗加工条件和精加工时的精加工条件。