CN104668674A - 线放电加工机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种线放电加工机，其一边使电极丝进行摆动运动一边进行加工。该线放电加工机具备：摆动次数计数单元，其对电极丝的摆动次数进行计数；加工停止单元，其在摆动次数到达规定次数的情况下，停止利用电极丝进行的加工；以及加工再开始单元，其在利用加工停止单元的加工停止后，利用轴驱动部的驱动使上述电极丝相对于上述加工物移动规定距离，之后使上述电极丝返回停止上述加工的位置并再次开始加工。

Description

线放电加工机
技术领域
本发明涉及线放电加工机，尤其涉及具有抑制驱动部件的磨耗的功能的线放电加工机。
背景技术
线放电加工机在两个导丝件之间拉伸并架设电极丝，一边使电极丝移动，一边向配置在两个导丝件之间的工件与电极丝的间隙施加电压来进行放电加工。
在以往的电火花线切割机中，就利用电极丝对工件进行切断加工的加工槽的宽度而言，与工件的上下端面相比，产生板厚的中央部变宽的现象，从而产生工件的加工形状成为鼓形状的现象，导致加工精度劣化。尤其在工件的板厚较厚的情况下，电极丝在工件中的振动较大，显著地产生这种现象。
作为用于抑制产生这种鼓形状的线放电加工机的加工方法，具有以下的日本特开2011-056634号公报、日本特开2009-233842号公报所记载的技术。
在日本特开2011-056634号公报中公开了下述电火花线切割加工方法：如图6所示，在线放电加工机的电火花线切割加工方法中，通过使上导丝件与工件向左右互相不同的方向摆动，一边使电极丝在相对于加工方向垂直的平面内连续地左右交替倾斜一边进行加工。在该例子的情况下，进行摆动的轴为Y轴及V轴。
在日本特开2009-233842号公报中公开了下述加工方法：如图7A所示，在线放电加工方法中，通过使工件左右摆动，使电极丝或工作物沿加工前进方向以规定的宽度摆动前进，从而对工作物进行摆动加工。图7B表示该情况下的加工状态，一边使工件的加工区域左右摆动一边进行加工。在该例子的情况下，进行摆动的轴为Y轴。
另外，在日本专利第3541806号公报中公开了下述雕模放电加工装置：在雕模放电加工装置中，在电极的跳动上升量比放电加工装置的机械类驱动部件的滑动部分所使用的滚珠或滚轴转一圈以上的距离小的情况下，进行滚珠或滚轴转一圈以上的电极跳动动作。
日本特开2011-056634号公报或日本特开2009-233842号公报所公开的加工方法对提高工件厚度方向的准直精度、抑制在加工面产生刻痕、提高加工速度有效，但需要在电极丝摆动时对支撑电极丝的导丝件或连接在工件载置台上的、X轴驱动部、Y轴驱动部、U轴驱动部、V轴驱动部的至少任一个驱动部进行摆动驱动。但是，驱动部的摆动距离(振幅)只不过为0.1mm～0.2mm左右。另外，根据加工形状，还具有在进行摆动的轴的摆动中心位置不变的状态下以相同的位置为中心持续长时间的摆动的情况。
因此，在进行摆动的轴所使用的、一轴轴承、直线导向件、滚珠丝杠之类的驱动部件中，在转动体与转动面之间产生油膜破裂，有可能在短时间内引起磨耗。
在日本专利第3541806号公报所公开的雕模放电加工装置中，为了维持雕模放电加工机的机械类驱动部件的滑动部分所使用的滚珠或滚轴的润滑效果，进行滚珠或滚珠转一圈以上的电极跳动动作。但是，进行电极跳动动作时的判断基准根据跳动上升量的大小进行判断，因此，在较小的跳动上升量持续的情况下等，过度地进行用于使滚珠或滚珠转动的电极跳动动作，有可能导致效率恶化。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种在进行伴随摆动运动的加工的情况下，有效地防止驱动部件在短时间内磨耗的线放电加工机。
本发明的线放电加工机具备电极丝、支撑上述电极丝的导丝件、以及使上述电极丝相对于加工物进行摆动运动的至少一个轴驱动部，一边使上述电极丝相对于上述加工物进行摆动运动一边进行加工，在该线放电加工机中，具备：摆动次数计数单元，其对上述电极丝的摆动次数进行计数；加工停止单元，其在上述摆动次数到达规定次数后，停止利用上述电极丝进行的加工；以及加工再开始单元，其在利用上述加工停止单元的加工停止后，利用上述轴驱动部的驱动使上述电极丝相对于上述加工物移动规定距离，之后使上述电极丝返回停止加工的位置并再次开始加工。
在对电极丝的摆动次数进行计数，且摆动次数到达规定次数后，使轴移动规定距离，通过返回原来的位置，向轴承等转动体与转动面之间供给润滑剂，通过形成新的油膜，能够防止转动体和转动面的早期磨耗。
上述线放电加工机具备自动接线装置，其在使上述电极丝相对于上述加工物移动规定距离前，切断上述电极丝，在再次开始加工前，对上述电极丝进行接线。
通过在使轴移动规定距离前切断电极丝，之后对电极丝进行接线后再次开始加工，从而在使轴移动规定距离期间，能防止电极丝与工件干涉。
上述线放电加工机，作为上述轴驱动部，至少具备使上述导丝件沿与上述加工物的载置面垂直的方向移动的第一轴驱动部、使上述电极丝相对于上述加工物沿与上述第一轴驱动部不同的方向移动的第二轴驱动部，在利用上述第一轴驱动部使上述导丝件移动设定距离后，利用上述第二轴驱动部使上述电极丝相对于上述加工物移动规定距离。
在使轴移动规定距离前，通过不同的轴也移动，能够防止导丝件与工件或夹具干涉。
在上述摆动次数到达规定次数时刻的加工程序的执行结束时，利用上述轴驱动部的驱动使上述电极丝相对于上述加工物移动规定距离。
上述线放电加工机在上述摆动次数到达规定次数后，加工停止时，利用上述轴驱动部的驱动使上述电极丝相对于上述加工物移动规定距离。
在摆动次数到达规定次数后的、加工程序的执行结束时或加工停止时，通过驱动轴驱动部而使轴移动规定距离，在加工途中使加工停止，能减少由使轴运动而对加工面带来的影响。
在上述摆动次数到达规定次数前，上述电极丝相对于上述加工物由于加工而移动规定距离以上的情况下，使利用上述摆动次数计数单元进行的上述摆动次数的计数复位。
在摆动次数到达规定次数前进行摆动的轴由于加工而移动规定距离以上的情况下，向轴承等转动体与转动面之间供给润滑剂并判断为形成新的油膜，通过使利用摆动次数计数单元进行的摆动次数的计数复位，无论是否产生油膜破裂，都能防止进行没有必要的轴的驱动。
根据本发明，能提供一种在进行伴随摆动运动的加工的情况下有效地防止驱动部件在短时间内磨耗的线放电加工机。
附图说明
本发明的上述及其他目的及特征从参照附图的以下的实施例的说明中变得明确，在这些图中：
图1是对本发明的一实施方式的线放电加工机的概略构成与动作进行说明的图。
图2是表示各伺服马达的内部构成的图。
图3是表示轴承等驱动部件中的转动体与转动面之间的油膜的样式的图。
图4是用于说明使轴移动规定距离的时机的图。
图5是表示本发明的一实施方式的动作的流程的流程图。
图6是表示在线放电加工方法中，使上导丝件与工件向左右互相不同的方向摆动的加工方法的图。
图7是表示在线放电加工方法中，使工件向左右互相不同的方向摆动的加工方法的图。
具体实施方式
图1是对本实施方式的线放电加工机的概略构成与动作进行说明的图。
附图标记40是作为加工对象的工件，附图标记32是设置并固定工件40的工件载置台。工件载置台32具有上表面平坦的载置面34，在加工时，工件40以其底面与载置面34接触的方式设置并固定在工件载置台32上。
附图标记50是电极丝，电极丝50为了对工件40实施放电加工，从未图示的电极丝出丝筒经过供电辊56、上导向辊52、上导丝件22供给到加工部位58。在加工时，电极丝50通过接线操作在上下导丝件22、24之间被拉伸，向电极丝50施加用于在与工件40之间产生放电的电压。
电极丝50经过加工部位58且经过下导丝件24、下导向辊54，卷绕在以规定的张力拉伸电极丝50的、未图示的卷丝筒上。另外，代替卷丝筒，也能够选用在未图示的丝回收箱中回收电极丝50的构成。
从放电加工电源110通过供电辊56向电极丝50供给放电加工用的电能。另外，使用向加工部位注入冷却水或将工件40整体浸渍在例如纯水等加工液中等的方法。
通常，工件载置台32的载置面34在水平方向、即与XY平面平行的面上延伸，工件载置台32能利用X轴驱动用伺服马达16及Y轴驱动用伺服马达18，在与使X轴及Y轴为正交轴的XY平面平行的面上被驱动。另外，上导丝件22能利用U轴驱动用伺服马达12及V轴驱动用伺服马达14，在与XY平面平行的面上被驱动。另外，上导丝件22能利用Z轴驱动用伺服马达10，在与XY平面垂直的Z轴方向上被驱动。其中，沿U轴的移动方向与沿X轴的移动方向平行，并且，沿V轴的移动方向与沿Y轴的移动方向平行。
为了改变工件40上的加工部位58，只要改变工件40与电极丝50的相对位置即可，利用X轴驱动指令、Y轴驱动指令、U轴驱动指令、V轴驱动指令、Z轴驱动指令等从数值控制装置100输出的对各轴伺服马达的指令来改变工件40上的加工部位58。该指令内容通常由加工程序规定。加工程序是对电极丝50的移动指令即对各轴伺服马达的移动指令等进行规定的程序。其指令内容在与上述XY平面平行的平面内定义。
图2是表示Z轴、X轴、Y轴、U轴、V轴的各伺服马达的内部构成的图，任一个轴的伺服马达都选用相同的构成。伺服马达具备马达82。马达82与滚珠丝杠的螺纹轴74通过接头86与一轴轴承88而结合，马达82的旋转运动传递到滚珠丝杠的螺纹轴74。另外，接头86及一轴轴承88由马达外壳84覆盖周围，一轴轴承88被按压盖90按压。
在滚珠丝杠的螺纹轴74上安装有滚珠丝杠的螺母72，螺母72由螺母支架76保持，螺母支架76与头62接合。另外，在头62的下部两处具有在内部具有未图示的轴承的直线导向件60，从而载置在导轨66上。
通过该构成，通过马达82的驱动，滚珠丝杠的螺纹轴74旋转，通过螺纹轴74的旋转，滚珠丝杠的螺母72相对地左右移动，从而头62也在导轨66上左右移动。未图示，通过在头62上连接上导丝件22、工件载置台32，能使上导丝件22在Z轴方向、U轴方向、V轴方向上自如地移动，工件载置台32也能在X轴方向、Y轴方向上自如地移动。
图3是表示轴承61等驱动部件中的转动体与转动面之间的油膜的样式的图。当图2所示的各伺服马达所使用的一轴轴承88、直线导向件60内的轴承61、滚珠丝杠的螺纹轴74或螺母72等进行摆动的轴所使用的驱动部件以较小的摆动距离长时间进行驱动时，在进行摆动的轴的摆动中心位置不变的状态下以相同的位置为中心持续长时间摆动，因此如最初图3(a)那样，在轴承61的周围整体形成油膜，但有时如图3(b)那样，成为一部分油膜破裂的状态。当在这种状态下继续长时间进行驱动时，有可能引起轴承61等的早期磨耗。
因此，在本实施方式中，对每个轴的摆动次数进行计数，在摆动次数到达规定次数的情况下，在使轴移动规定距离后，返回原来的位置。由此，例如从图3(b)所示的状态成为图3(c)所示的状态，并向轴承61等驱动部件的转动体与转动面之间供给润滑剂，从而在产生油膜破裂的部位形成新的油膜，因此，能防止驱动部件的早期磨耗。
图4是用于说明使轴移动规定距离的时机的图。附图标记112表示加工路径。从加工开始时对轴的摆动次数进行计数。附图标记114是在加工路径112中，摆动次数到达预定的规定次数的地点。另外，附图标记116是摆动次数到达预定的规定次数时加工程序结束的地点。
再有，附图标记118是在摆动次数到达预定的规定次数的情况下，加工在加工路径中停止的地点。作为使轴移动规定距离的时机，例如考虑使用这些地点中的任一个。
图5是表示本实施方式的动作的流程的流程图。
(步骤SA1)对轴的摆动次数进行计数。
(步骤SA2)判断所计数的摆动次数是否超过预定的规定次数。在超过的情况下(YES)，进入步骤SA3，在未超过的情况下(NO)，返回步骤SA1并继续进行轴的摆动次数的计数。
(步骤SA3)判断位置是否为加工程序的终点。在是终点的情况下(YES)，进入步骤SA4，在不是终点的情况下(NO)，在到达终点之前反复进行步骤SA3。
(步骤SA4)停止加工。
(步骤SA5)切断电极丝。
(步骤SA6)驱动Z轴驱动用伺服马达。
(步骤SA7)为了使轴移动规定距离，使V轴驱动用伺服马达14或者使V轴驱动用伺服马达14与Y轴驱动用伺服马达18以规定距离进行驱动。代替V轴、Y轴，也能使用U轴、X轴。
(步骤SA8)使Z轴、V轴、Y轴等返回移动规定距离前的位置。
(步骤SA9)对电极丝进行接线。
(步骤SA10)再次开始加工。
(步骤SA11)将摆动次数复位为0，返回步骤SA1。
作为使轴移动的规定距离，期望为一轴轴承、直线导向件内的轴承、滚珠丝杠等转动体旋转一圈以上的距离。由此，即使转动体与转动面接触而引起油膜破裂，也能通过旋转一圈以上，再次被油膜覆盖。
另外，在本实施方式中，在使轴移动规定距离前，切断电极丝，在使轴移动规定距离后，返回原来的位置并再次接线。通过这样，在使轴移动规定距离时，电极丝与工件不会干涉，但不是必须在使轴移动规定距离时切断电极丝，也能不切断电极丝地使轴移动规定距离。
在本实施方式中，通过驱动Z轴驱动用伺服马达，使得上导丝件与工件及夹具不会干涉。但是，Z轴的驱动不是必须进行的，也能不进行Z轴的驱动地进行V轴、Y轴的驱动。
另外，在本实施方式中，在轴的摆动次数超过预定的规定次数的情况下，在加工程序结束的时机停止加工，使轴移动规定的距离，但未必需要这样，也能在轴的摆动次数超过规定次数的地点停止加工而使轴只移动规定的距离，或者也可以在轴的摆动次数超过规定次数的情况下，在接下来加工停止的地点，使轴移动规定的距离。
再有，在摆动次数的计数到达规定次数前，轴由于加工动作而移动规定距离以上的情况下，通过该移动而在转动体的整面上再次形成油膜，因此，也能使摆动次数的计数复位，再次开始计数。

Claims (6)

1.一种线放电加工机，其具备电极丝、支撑上述电极丝的导丝件以及使上述电极丝相对于加工物进行摆动运动的至少一个轴驱动部，
一边使上述电极丝相对于上述加工物进行摆动运动一边进行加工，
上述线放电加工机的特征在于，
具备：
摆动次数计数单元，其对上述电极丝的摆动次数进行计数；
加工停止单元，其在上述摆动次数到达规定次数的情况下，停止利用上述电极丝进行的加工；以及
加工再开始单元，其在利用上述加工停止单元的加工停止后，利用上述轴驱动部的驱动使上述电极丝相对于上述加工物移动规定距离，之后使上述电极丝返回停止上述加工的位置并再次开始加工。
2.根据权利要求1所述的线放电加工机，其特征在于，
具备自动接线装置，其在使上述电极丝相对于上述加工物移动规定距离前，切断上述电极丝，并在再次开始加工前，对上述电极丝进行接线。
3.根据权利要求1或2所述的线放电加工机，其特征在于，
作为上述轴驱动部，至少具备使上述导丝件沿与上述加工物的载置面垂直的方向移动的第一轴驱动部、以及使上述电极丝相对于上述加工物沿与上述第一轴驱动部不同的方向移动的第二轴驱动部，
在利用上述第一轴驱动部使上述导丝件移动设定距离后，利用上述第二轴驱动部使上述电极丝相对于上述加工物移动规定距离。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的线放电加工机，其特征在于，
在上述摆动次数到达规定次数时刻的加工程序的执行结束时，利用上述轴驱动部的驱动使上述电极丝相对于上述加工物移动规定距离。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的线放电加工机，其特征在于，
在上述摆动次数到达规定次数后，加工停止时，利用上述轴驱动部的驱动使上述电极丝相对于上述加工物移动规定距离。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的线放电加工机，其特征在于，
在上述摆动次数到达规定次数前，上述电极丝由于加工而相对于上述加工物移动规定距离以上的情况下，使利用上述摆动次数计数单元进行的上述摆动次数的计数复位。
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