CN104741713B - 线放电加工机、线放电加工机用加工路径生成装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种线放电加工机、线放电加工机用加工路径生成装置。用线电极沿着加工路径向键槽的中央进行切入，一直加工到键槽的键槽底面。如果到达了键槽的键槽底面，则向纸面左方向加工键槽底面。如果到达了键槽侧面，则面向键槽入口进行加工。接着，沿着加工路径向键槽中央切入，一直加工到键槽的键槽底面。如果到达了键槽的键槽底面，则向纸面右方向加工键槽底面。如果到达了键槽侧面，则面向键槽入口进行加工。

Description

线放电加工机、线放电加工机用加工路径生成装置

技术领域

本发明涉及一种线放电加工机用的键槽加工用加工路径生成装置。

背景技术

日本特开平8-153132号公报中公开了CAD/CAM装置，其能够对于键以及键槽形状，只选择进行了定义的孔而进行参数输入，自动进行图形的作图，生成键槽加工的数据，生成NC数据。

在日本特开平8-153132号公报中公开的装置能够通过具有键槽定义单元、键槽数据库登记单元而生成键槽加工用的NC数据。但是，不考虑对于圆弧状的被加工面进行线放电加工时所产生的问题而生成NC数据，因此会产生键没有进入键槽的问题。

使用图10和图11来说明在线放电加工中对被加工物进行切入时的问题。图10是表示以下情况的图，即在线放电加工中，对被加工物4进行切入时，当被加工面4a和加工路径8正交时，线电极2在与线行进方向6相反方向受力。图11是表示以下情况的图，即在线放电加工中，对被加工物4进行切入时，当被加工面4a和加工路径8没有正交时，线电极2从加工路径8脱离。另外，10表示放电。

如图10所示，在线放电加工中，对于被加工物4进行切入线电极2时，当被加工面4a和加工路径8正交时，线电极2所产生的放电斥力和线电极2从加工液受到的力12沿着加工路径8作用在与线电极2的行进方向相反方向。

但是，如图11所示，当被加工面4a和加工路径8没有正交时，根据被加工面4a和加工路径8所成的角度，该两个力12产生从加工路径8偏离的作用。会产生由于该力而使线电极2脱离加工路径8的问题。根据该问题，加工键槽时，会产生键槽的开口部的形状精度恶化，开口部的大小变窄，不能将键插入键槽的问题。

图12是说明在圆孔中加工键槽的现有的加工方法的图。在图12那样的圆孔15中加工键槽16时，通常生成加工距离最短的虚线的加工路径18来进行加工。通过这样的加工路径18对圆孔15的被加工面14a进行加工时，被加工面14a和加工路径18没有正交，所以上述的力作用于线电极2，线电极2如图13的线电极2的实际移动路径20那样从加工路径脱离。其结果，键槽的切入部分成为图14的部位24那样的加工形状，键槽开口部变得比通过附图进行指示的宽度要窄。因此会产生如图14所示的键22没有进入到所加工的键槽的问题。

发明内容

因此鉴于上述现有技术的问题，本发明的目的为，提供线放电加工机、线放电加工机用的键槽加工用加工路径生成装置，能够在生成键槽加工用的加工路径时生成用于避免键槽开口部变窄的线放电加工特有的问题的加工路径。

本发明的线放电加工机用加工路径生成装置是一种生成用于在圆孔的侧面加工键槽的加工路径的线放电加工机的加工路径生成装置，具有定义要进行加工的键槽的形状的键槽定义部、指定圆孔的直径的孔径指定部、指定圆孔的位置的孔位置指定部以及生成用于抑制键槽的开口部变窄的加工路径的加工路径生成部。另外，本发明的线放电加工机是生成用于在圆孔的侧面加工键槽的加工路径的线放电加工机，其特征在于，具有定义要进行加工的键槽的形状的键槽定义部、指定圆孔的直径的孔径指定部、指定圆孔的位置的孔位置指定部以及生成用于抑制键槽的开口部变窄的加工路径的加工路径生成部。

上述加工路径生成部可以以在两个侧面线电极都从键槽的底部向开口部前进的方式生成加工键槽的侧面的加工路径。

上述加工路径生成部可以在键槽的开口部生成倒角部或者拐角R部。

上述加工路径生成部可以将加工键槽的侧面的加工路径设为线电极从键槽的开口部向底部前进的方向，重复生成与曾经加工的路径相同的路径或者向线电极的偏移方向进行了位移的路径。

本发明通过具备以上的结构，提供线放电加工机、线放电加工机用的键槽加工用加工路径生成装置，能够在生成键槽加工用的加工路径时生成用于避免键槽开口部变窄的线放电加工特有的问题的加工路径。

附图说明

通过参照附图对以下实施例进行的说明，能够明确本发明上述以及其他的目的和特征。附图中：

图1是表示本发明的一个实施方式的加工方法1的图。

图2是表示加工方法2的图。

图3是表示加工方法3的图。

图4是表示线放电加工机的框图。

图5是在数值控制装置中生成键槽加工用程序的画面。

图6是选择键槽的加工方法的对话框画面的例子。

图7A是表示图6中只选择(1)时的程序例子的图。

图7B是表示图6中所有(1)～(3)都没有被选择时的程序例子的图。

图7C是表示图6中只选择(2)时的程序例子的图。

图7D是表示图6中只选择(3)时的程序例子的图。

图8是执行加工方法的流程图。

图9A是表示对通过宏程序生成键槽加工用加工程序时的程序进行指示的格式的例子的图。

图9B是表示键槽加工用程序的例子的图。

图9C是通过指示G123而执行的程序(O100)的例子。

图9D是表示从键槽的底部向开口部加工键槽侧面的程序的例子的图。

图9E是表示将键槽开口部加工成倒角的程序的例子的图。

图9F是表示加工后改变加工条件而再次对相同的路径或向线电极的偏移方向进行位移的路径进行加工的精加工的程序的例子的图。

图9G是表示当规定该加工模式被指定为参数时，进行加工距离成为最短的加工的程序的例子的图。

图10是表示在线放电加工中，对被加工物进行切入时，当被加工面和加工路径正交时，线电极在与线电极的行进方向相反方向受力的情况的图。

图11是表示在线放电加工中，对被加工物进行切入时，当被加工面和加工路径没有正交时，线电极在与线电极的行进方向相反方向受力的情况的图。

图12是说明在圆孔中加工键槽的现有的加工方法的图。

图13是表示在被加工面和加工路径没有正交的情况下，线电极从线加工路径脱离的情况的图。

图14是表示键没有插入到所加工的键槽的情况的图。

具体实施方式

<加工方法1>

使用图1说明本发明的一个实施方式的加工方法1。沿着加工路径31切入键槽14b的中央，进行加工直到键槽14b的底部即键槽底面36。如果到达了键槽14b的底部即键槽底面36，则向纸面左方向加工键槽底面36。如果加工到达了键槽侧面35，则面向开口部即键槽入口32进行加工。接着，沿着加工路径33切入键槽14b的中央，进行加工直到键槽14b的底部即键槽底面36。如果加工到达了键槽14b的底部即键槽底面36，则向纸面右方向加工键槽底面36。如果到达了键槽侧面37，则向开口部即键槽入口34进行加工。

在该加工方法1中，在加工键槽开口部时，线电极2位于被加工物14中，线电极2和被加工物14左右的距离没有变化，因此不会产生偏离了的水流。其结果为，线电极2能够进行按照指令的路径的加工，能够抑制键槽14b的开口部变窄。另外，即使在切入部分线电极2的加工路径偏离，作为产品该部分是不需要的部分(型芯)，所以对完成的被加工物没有影响。

<加工方法2>

使用图2说明加工方法2。首先，如图2的上图所示，在加工距离变得最短的通常路径即加工路径38进行加工。之后，如图2的下图所示，通过加工路径39，40在键槽开口部加工倒角或拐角R。其结果，通过倒角或拐角R的加工来切除变窄的键槽开口部。

<加工方法3>

使用图3说明加工方法3。首先，在加工距离变得最短的通常路径即粗加工41的路径进行加工。之后，改变加工条件再次加工相同的路径或者在偏移的方向进行位移的加工路径。通常在第二次以后的加工(精加工42)中，和第一次的加工(粗加工41)相比每单位时间的加工液的喷出量较少。这是由于精加工为了追踪在粗加工出现的加工槽而进行加工，因此被加工物14的加工量变少，不需要很多的加工液的喷出量。因此在精加工中加工键槽开口部时，抑制线电极2相对于被指令的路径向圆的中心方向偏离的同时，加工使键槽开口部变窄的部分。其结果，修正了变窄了的键槽开口部的大小。

为了在圆孔中高精度地加工键槽，需要生成加工路径，使得通过上述任意一个或者多个方法进行加工，但是这需要操作者、即这里是制作加工路径即加工程序的人的经验。

在数值控制装置50(参照图4)和计算机等的加工路径生成装置中设置指定要进行加工的键槽的形状的单元。加工路径生成装置将之后所生成的加工路径定义为键槽加工用加工路径。进而，在加工路径生成装置中设置指定圆孔的直径和圆孔的位置的单元。这样加工路径生成装置决定键槽的加工位置、即线放电加工机的加工区域内的位置。加工路径生成装置根据所指定的键槽的形状和圆孔的直径和圆孔的位置生成加工路径，但这时所生成的加工路径被预先定义为键槽加工用。因此，加工路径生成装置能够进行键槽加工专用的处理，能够生成抑制键槽开口部变窄的加工路径。

加工路径生成装置在进行键槽加工专用的处理时，如图1所示的加工方法1，为了在加工键槽的侧面时线电极2在两个侧面都从键槽的底部向开口部前进而生成加工路径，从而能够抑制键槽开口部变窄。如图2的加工方法2，另外加工路径生成装置进行键槽加工专用的处理时，在键槽开口部生成倒角部或者拐角R，从而能够抑制键槽开口部变窄。如图3的加工方法3，另外加工路径生成装置在进行键槽加工专用的处理时，重复生成与曾经进行加工的路径相同或者在线电极2的偏移方向进行位移的路径，从而能够抑制键槽开口部变窄。

图4是表示执行上述的加工方法1，2，3的线放电加工机的框图。在该实施方式中，在搭载到线放电加工机上的数值控制装置50上搭载加工路径生成单元，作为加工路径生成装置的线放电加工机的数值装置50以通过显示器/键盘而输入的数据为基础，生成键槽加工用加工程序。

线放电加工机具备在线电极2和被加工物14的极间施加电压并提供电流的放电装置56、驱动线放电加工机的各个轴的伺服电动机57、用于将加工液提供给放电加工部分的加工液泵58，具备控制线放电加工机的整体的数值控制装置50。数值控制装置50具备CPU51、显示器/键盘52、RAM53、SRAM54以及存储装置55。另外，显示器/键盘52由显示器和键盘构成。

通过显示器/键盘52输入的键槽的形状和圆孔的直径和圆孔的位置被存储在存储装置55或SRAM54中。加工路径生成单元，即用于生成加工路径的软件被登记在存储装置55中，在数值控制装置50的电源接通后，被复制到RAM53，使用CPU51来执行。所生成的加工程序被存储在存储装置55或SRAM54中。

如果执行所生成的加工程序，则CPU51分析该加工程序，对放电装置56和伺服电动机57以及加工液泵58发出指令。放电装置56和伺服电动机57以及加工液泵58根据指令进行动作，线放电加工机一边放出加工液一边使放电的线电极2进行移动，加工被加工物。另外，通过将加工路径生成单元即用于生成加工路径的软件存储在数值控制装置50的存储单元中，形成加工路径生成装置。取而代之，通过将加工路径生成单元、即用于生成加工路径的软件搭载到个人电脑上，能够生成线放电加工机的加工路径。

图5是在数值控制装置50中生成键槽加工用程序的画面例60。画面例60具备被加工物图像61；输入键槽宽度(W)、中心坐标、键槽深度(T)、孔径(D)、角度(A)以及加工条件等用于加工键槽14b的规格的区域；指示程序生成的程序生成按键62以及关闭画面的按键63。如果输入数据后按下程序生成按键62，则生成加工程序。如果按压用于关闭的按键63，则关闭画面，中止键槽加工用程序的生成。

操作者在图5的画面例60中，首先为了指定键槽形状而将键槽宽度W和键槽深度T输入到画面。接着为了指定键槽位置而输入孔径D和角度A以及中心坐标X，Y。最后输入所使用的加工条件编号后按下程序生成按键62。例如数值控制装置50等加工路径生成装置检测出程序生成按键62被按下，取得通过画面输入的各个数据的值。这时加工路径生成装置识别在取得的数据中包含有键槽形状，显示对话框画面65，使操作者选择用于抑制键槽开口部变窄的单元(参照图6)。

图6是选择键槽的加工方法的对话框画面的例子。在对话框画面65具备执行按键66、取消按键67、选择(1)从底部向键槽的入口来加工键槽侧面的加工方法(参照图1)和(2)对键槽入口进行倒角加工的加工方法(参照图2)以及(3)精加工的加工方法(参照图3)的复选框。

操作者选择图6对话框内想执行的项目，按下执行按键66。对话框、这里关闭对话框画面65返回原来的画面时，按下取消按键67。如果按下执行按键66，则加工路径生成装置生成加工程序，但是这时如果选择图6的(1)，则生成如图1那样从键槽的底部向开口部加工键槽侧面的程序。

图7A是只选择图6的(1)时的程序例。如果没有选择图6的(1)，则生成如图3的粗加工那样进行加工的程序。图7B是图6的所有(1)～(3)没有被选择时的程序例。如果选择图6的(2)，则生成如图2那样将键槽开口部进行倒角加工的加工程序。图2的倒角部可以是拐角R。图7C是只选择了图6的(2)时的程序例。如果选择图6的(3)，则生成程序，使得改变加工条件如图3那样进行粗加工后再次加工相同的路径或者在线电极2的偏移方向进行了位移的路径而进行精加工。图7D是只选择图6的(3)时的程序例。图6所示的加工方法(1)～(3)是可多选的。

图8是执行上述的加工方法的流程图。另外，在上述的实施方式中通过从键盘向显示器的输入来指定了圆孔的直径和位置，但是也可以使用线放电加工机的定位功能来指定这些。以下，按照各个步骤进行说明。

[步骤sa01]输入键槽形状。即，取得由操作者输入的键槽形状的数据。

[步骤sa02]输入键槽位置。即，取得由操作者输入的键槽位置的数据。

[步骤sa03]输入加工条件编号。即，取得由操作者输入的加工条件编号。

[步骤sa04]判断是否按下了程序生成按键，如果按下了(是)，则转移到步骤sa06，如果没有按下(否)，则转移到步骤sa05。

[步骤sa05]判断是否按下了用于关闭的按键，如果按下了(是)，则结束处理，如果没有按下(否)，则返回步骤sa04，继续处理。

[步骤sa06]显示加工方法选择对话框。

[步骤sa07]选择项目。即，取得所选择的项目的数据。

[步骤sa08]判断是否按下了执行按键，如果按下了(是)，则转移到步骤sa10，如果没有按下(否)，则转移到步骤sa09。

[步骤sa09]判断是否按下了取消按键，如果按下了(是)，则转移到步骤sa04，继续处理，如果没有按下(否)，则转移到步骤sa08，继续处理。

[步骤sa10]开始加工程序的生成。

[步骤sa11]确认(1)中是否有选择，如果有，则转移到步骤sa12，如果没有，则转移到步骤sa13。

[步骤sa12]生成从键槽的底部向开口部进行加工的程序。

[步骤sa13]生成从键槽的开口部向底部进行加工的程序。

[步骤sa14]确认(2)中是否有选择，如果有，则转移到步骤sa15，如果没有，则转移到步骤sa16。

[步骤sa15]生成对键槽入口进行倒角加工的程序。

[步骤sa16]确认(3)中是否有选择，如果有，则转移到步骤sa17，如果没有，则转移到步骤sa18。

[步骤sa17]生成精加工程序。

[步骤sa18]结束加工程序的生成，结束处理。

接着，表示如下实施方式，即在搭载到线放电加工机上的数值控制装置搭载加工路径生成装置或者软件，通过宏程序生成键槽加工用加工程序。在数值控制装置中，如果指示了按照图9A的格式的程序，则生成键槽加工用的加工路径。

操作者生成并执行如图9B那样的加工程序。

如果指示了G123，则执行O100(图9C)。

预先通过数值控制装置50的参数来指定G123和O100的关联。在O100，参照通过G123指定的加工模式(参数M)。并且根据参数的值，执行程序(图9D)使得从键槽的底部向开口部加工键槽侧面，或者执行加工程序(图9E)对键槽开口部进行倒角加工，或者执行程序(图9F)进行精加工，即改变加工条件在加工后再次加工相同路径或在线电极2的偏移方向进行了位移的路径。

当规定外的加工模式被指定为参数M时，执行进行加工距离为最短的加工的程序(图9G)。这时候，不能够抑制键槽开口部变窄。

在上述的实施例中作为由加工路径生成装置所生成的加工路径，表示了加工程序和数值控制装置所作出的线电极2的移动路径，但是，作为其他也可以使用如下方法，即生成使操作者确认加工路径那样的加工路径图或在CAD/CAM装置中可编辑的作画数据或图形数据，在CAD/CAM装置这种其它装置将这些重新变换为加工程序。

在使用了上述加工路径生成装置的线放电加工中，所加工的键槽开口部被按照附图等的指示的大小加工。其结果，不会在将键插入所加工的键槽时发生键不能进入的问题。另外，关于操作者，这里是制造加工路径＝加工程序的人，不需要在生成键槽加工用的加工路径时为了防止键槽开口部变窄而变更加工路径等的特别操作，能够简单地生成加工路径。

Claims (2)

1.一种线放电加工机用加工路径生成装置，生成用于在圆孔的侧面加工键槽的加工路径，该线放电加工机用加工路径生成装置的特征在于，具备：

键槽定义部，其定义要加工的键槽的形状；

孔径指定部，其指定圆孔的直径；

孔位置指定部，其指定圆孔的位置；

加工路径生成部，其生成抑制键槽的开口部变窄的加工路径，

所述加工路径生成部以在两个侧面线都从键槽的底部向开口部前进的方式生成加工键槽的侧面的加工路径。

2.一种线放电加工机，生成用于在圆孔的侧面加工键槽的加工路径，该线放电加工机的特征在于，具备：

键槽定义部，其定义要加工的键槽的形状；

孔径指定部，其指定圆孔的直径；

孔位置指定部，其指定圆孔的位置；

加工路径生成部，其生成抑制键槽的开口部变窄的加工路径，

所述加工路径生成部以在两个侧面线都从键槽的底部向开口部前进的方式生成加工键槽的侧面的加工路径。