CN105689825A - 具有线电极更换功能的线放电加工机用控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有线电极更换功能的线放电加工机用控制装置，控制线放电加工机的控制装置通过监视线电极的剩余寿命时间，计算出放电加工时间，判定线电极更换时期，因此能够识别放电加工中断的定时。其结果，与该定时一致地能够进行程序运行的暂停、线电极的切断、线电极的自动更换，并且在更换线电极之后能够恢复线电极的接线、程序运行。

Description

具有线电极更换功能的线放电加工机用控制装置

技术领域

本发明涉及一种具有线电极更换功能的线放电加工机用控制装置。

背景技术

在将线放电加工机装入到工厂的批量生产线时，为了提高生产性，要求长时间的连续运转。在这种情况下，采用具有进行工件的自动更换的工件更换单元的线放电加工系统。然而，在线放电加工机的各种消耗品到达寿命而这些需要更换的情况下，需要暂停连续运转并手动地更换消耗品后恢复运转的作业，它们成为长时间连续自动运转的妨碍，成为生产性提高的枷锁。

以往提出了检测线放电加工机的线电极到达寿命或者检测线电极的剩余寿命的技术。然而，这些成为在显示装置中显示已到线电极的更换时期等并催促作业人员进行更换的结构。

在日本特开2010-179377号公报中公开了这样的技术：在根据线张力的检测值检测线余量的线放电加工机中，在工件加工前解析加工程序来求出该加工所需的线长度，将该求出的线长度与检测出的线余量进行比较，判定是否需要进行线骨架更换，将该判断结果显示在显示装置中。

在日本特开2003-25155号公报中公开了这样的线放电加工机：计算出线的余量，通过解析加工程序来计算出每个加工条件单位的线的消耗量，将余量与消耗量进行比较，由此通知断线切断的点或线电极更换点。

在日本特开平9-216129号公报中公开了这样的装置：在安装了取出工件或芯子的工件操纵机器人的放电加工机中，将该工件操纵机器人配置在加工槽的外侧。

在日本特开平8-118151号公报中公开了这样的装置：在对具有供电触头(电极销)和线引导件的头部进行自动更换的线放电加工机中，预先登记该供电触头的耐用时间，在线放电加工机的运转时间经过了耐用时间的情况下，暂停加工暂时停并更换头部。

在日本特开平7-266137号公报中公开了这样的线放电加工机：具有工件更换装置，其具备已加工工件的干燥单元、防锈单元。

在线放电加工中，妨碍自动运转是如下的问题：当在放电加工中暂停加工时，在恢复加工时在加工面产生折痕，其结果，加工面的质量变差。这些作为在加工恢复时在线电极与被加工物之间产生暂时性的短路等，放电状态不连续而产生的问题，由于该问题，即使线电极到达更换时期，也不能容易地更换线电极。因此，作业人员一边参考上述显示装置的显示等一边估计放电加工中断的定时而更换线电极是理所当然的。这样，需要借助人工进行线电极的更换，这妨碍长时间连续自动运转，从而成为生产性提高的枷锁。

在上述日本特开2010-179377号公报所记载的线放电加工机中，解析加工程序来求出线长度，判定是否进行卷骨架更换，但是以作业人员更换卷骨架为前提，因此在加工前进行是否进行卷骨架更换的判定。当在这样的定时更换卷骨架时，在需要10小时以上的加工也并不少见的线放电加工中，线的废弃损耗增加，并非有效。另外，由于是作业人员进行更换，因此也不适合于长时间连续自动运转，因此不具有提高生产性的效果。

在上述日本特开2003-25155号公报所记载的线放电加工机中，采用解析加工程序来通知线电极更换点的结构，但是该通知按每个加工条件单位进行。与此相对，在本发明中，如后文中所述，成为在每个放电加工区间判定线电极的更换时期的结构，因此与该专利文献的技术不同。另外，该专利文献以作业人员更换线为前提，因此既没有成为更换线电极的结构，也没有成为在进行更换之后恢复程序运转的结构。因而，也不适合于长时间连续自动运转，因此提高生产性的效果并不大。

上述日本特开平9-216129号公报所记载的放电加工机具有更换工件的单元，但是不具备能够更换线电极的结构。

上述日本特开平8-118151号公报所记载的线放电加工机构成为根据其运转时间和预先登记的供电触头的耐用时间判断头部的更换时期，结构与后述的本发明不同。即，当进行头部的更换时在放电加工的进行中加工暂停，在恢复加工时发生加工面产生折痕而表面质量变差的问题。在后述的本发明的情况下，构成为在放电加工的进行中加工不停止，因此成为能够解决在恢复加工时加工面产生折痕而表面质量变差的问题的结构。

上述日本特开平7-266137号公报所记载的线放电加工机具有工件的干燥单元、防锈单元、更换单元，但是并不是能够更换线电极的结构。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提供一种在线放电加工机的消耗品中关注线电极，在线电极到达更换时期时，不使连续运行停止，并且不通过人工而进行线电极更换，因此具有线电极更换功能的线放电加工机用的控制装置。

为了达到上述目的，本发明的线放电加工机用控制装置具有线剩余寿命时间监视单元、放电加工时间计算单元、线电极更换时期判定单元，由此能够识别放电加工中断的定时。并且，设为与该定时一致地能够指令程序运行的暂停、线电极的切断、线电极更换单元对线电极的自动更换的控制装置，并且在更换线电极之后，能够指令线电极的接线、程序运行的恢复。

本发明的线放电加工机用控制装置具备以下功能：根据加工程序的轴移动指令生成加工路径，按照该加工程序进行程序运行，按照该生成的加工路径使线电极使被加工物进行相对移动，该线放电加工机用控制装置具有：程序运行控制单元，其执行上述加工程序；线剩余寿命时间监视单元，其监视上述线电极的剩余寿命时间；放电加工时间计算单元，其解析上述加工程序，在开始放电前计算出停止上述放电之前的加工区间的放电加工时间；线电极更换时期判定单元，其将上述剩余寿命时间与上述放电加工时间进行比较，在上述剩余寿命时间比上述放电加工时间短的情况下，判定为是上述线电极的更换时期；程序运行停止指令单元，其在到了上述线电极的更换时期时，将上述程序运行的停止指令输出到上述程序运行控制单元；线切断控制单元，其将上述线电极的切断指令输出到线切断单元，监视上述线电极的切断完成；线电极更换控制单元，其将上述线电极的更换指令输出到线电极更换单元，监视上述线电极的更换完成；线电极更换单元，其用于更换线电极；线接线控制单元，其在基于上述线电极更换单元的线电极的更换完成时，将上述线电极的接线指令输出到线接线单元，监视上述线电极的接线完成；以及程序运行恢复指令单元，其在上述线电极的接线完成时，将上述程序运行的恢复指令输出到上述程序运行控制单元。

上述线电极更换时期判定单元求出上述剩余寿命时间与上述放电加工时间的比，在该求出的比小于预定值的情况下，判定为是线电极的更换时期。

上述线电极更换时期判定单元求出上述剩余寿命时间与上述放电加工时间的差，在该求出的差小于预定值的情况下，判断为是线电极的更换时期。

也可以将上述线电极更换单元设为机器人。

根据本发明，不需要担心加工表面质量的变差，能够实现基于线电极更换单元的线自动更换，不需要进行线电极更换的作业人员，并且，在线电极更换之后还能够恢复程序运行，因此能够提供一种能够期待显著地提高线放电加工的生产性的具有线电极更换功能线放电加工机用控制装置。

附图说明

根据参照附图的以下实施例的说明，使本发明的上述以及其它目的和特征变得更加明确。

图1是表示本发明的具有线电极更换功能的线放电加工机用控制装置的一个实施方式的框图。

图2是表示基于图3示出的加工程序的工件的加工的图。

图3是表示反复进行三次加工的加工程序的例子的图。

图4是表示基于图5示出的加工程序的工件的加工的图。

图5是表示反复进行三次加工的加工程序的其他例子的图。

图6是表示图1的线放电加工机用控制装置的控制流程的图。

具体实施方式

参照图1说明本发明的具有线电极更换功能的线放电加工机用控制装置的一个实施方式。

线放电加工机用控制装置10根据加工程序的轴移动指令生成加工路径，按照该加工程序进行线放电加工机的运转，按照该生成的加工路径使线电极与被加工物进行相对移动来对工件进行加工。

线放电加工机用控制装置10具有：程序运行控制单元16，其执行加工程序；线剩余寿命时间监视单元11，其监视线电极的剩余寿命时间；放电加工时间计算单元12，其解析加工程序，在开始放电前计算出停止该放电之前的加工区间的放电加工时间；线电极更换时期判定单元13，其将线电极的剩余寿命时间与放电加工时间进行比较，在剩余寿命时间比放电加工时间短的情况下，判定为是线电极的更换时期；程序运行停止指令单元14，其在到了更换时期时，将程序运行的停止指令输出到程序运行控制单元16；线切断控制单元17，其将线电极的切断指令输出到线切断单元20来监视线电极的切断完成；线电极更换控制单元18，其将线电极的更换指令输出到线电极更换单元21来监视线电极的更换完成；线接线控制单元19，其在线电极的更换完成时，将线电极的接线指令输出到线接线单元22来监视线电极的接线完成；以及程序运行恢复指令单元15，其在线电极的接线完成时，将程序运行的恢复指令输出到程序运行控制单元16。

线电极更换时期判定单元13具有以下功能：求出线电极的剩余寿命时间与放电加工时间的比，在该求出的比小于预定的值的情况下，判定为是线电极的更换时期。

代替这些，线电极更换时期判定单元13也可以具有以下功能：求出线电极的剩余寿命时间与放电加工时间的差，在该求出的差小于预定的值的情况下，判定为是线电极的更换时期。另外，作为线电极更换单元能够采用机器人。

以下，说明线放电加工机用控制装置10的各要素。

<线电极>

使用于线放电加工机的线电极是为了使放电产生而利用的线状的电极。引出缠绕在线放电加工机所具备的骨架(bobbin)上的线而放电，直接回收到废弃箱等并扔掉。可以根据机械运转时间监视线电极的剩余寿命时间，但是缠绕于骨架的线的重量、长度、直径已经决定，因此还根据这些数据以及根据加工条件变化的线的进给速度，能够更严格地监视线电极的剩余寿命时间。

<线剩余寿命时间监视单元11>

监视线电极的剩余寿命时间或余量，输出剩余寿命时间。作为线电极的剩余寿命时间的监视方法，考虑以下方法。

(1)将预先设定的线电极的寿命时间与更换为新线电极之后的机械的运转时间进行比较。

(2)根据线放电加工机中的各种设定值(线的重量或长度、直径、进给速度等)测量线电极的消耗量，推定消耗完线电极为止的时间。

另外，也可以使用上述日本特开2010-179377号公报或者日本特开2003-25155号公报所公开的单元对线电极的剩余寿命时间或余量进行监视。

<放电加工时间计算单元12>

解析加工程序，在开始放电前，计算出到下个停止放电为止的加工区间的放电加工时间，并输出放电加工时间。以下那样进行加工程序的解析以及放电加工时间的计算。

[例1]

图2是表示基于图3示出的加工程序的工件的加工的图。图3是表示反复进行三次加工的加工程序的例子的图。

使线电极从加工开始点30开始一边沿着加工路径31对工件相对地进行移动一边进行加工。当线电极返回到加工开始点30时，切断线，使工件和支承线电极的线引导件通过快进32相对地进行移动，定位至下一加工点，开始进行加工。

如图2和图3所示，在反复进行三次加工的情况下，进行放电加工的是通过加工程序指令了G01的切削进给的区间。当在该区间暂停放电时，产生加工表面质量变差的问题。因此，在指令G01前计算出该区间的加工时间。

具体地说，根据基于G01的移动指令求出该区间的区间长度，根据由S代码指令指令的加工条件所包含的设定加工速度和区间长度能够计算出该区间的加工时间，因此在每次调用该区间时反复进行该处理即可。

另外，在此，示出了监视G01指令并计算加工时间的例子，但是也可以设置专用的M代码并计算出之后的放电加工区间的加工时间。

此外，在这种加工的情况下，以往，作业人员一边监视线电极的剩余寿命时间一边使用M01的可选停止指令在放电加工区间结束之后暂停程序运行，并更换了线电极。

[例2]

作为其它例子，举例了如图4和图5所示那样反复进行三次安装了加工程序的加工的情况。

加工形状与例1相同，但是根据加工内容有时选择这种加工程序的安装方法。使线电极从加工开始点30开始一边沿着加工路径31对工件相对地进行移动一边进行加工。当线电极返回到加工开始点30时，切断线，使工件和支承线电极的线引导件通过快进32相对地进行移动，定位于下一加工点，开始进行加工。当最后部位的加工结束时，通过快进33返回到最初的加工开始点30。

在该情况下，进行放电加工的是通过加工程序指令了G01的切削进给的区间。当在该区间暂停放电时，产生加工表面质量变差的问题，因此在指令G01前计算出该区间的加工时间。

具体地说，根据基于G01的移动指令求出该区间的区间长度，根据通过S代码指令进行指令的加工条件所包含的设定加工速度和区间长度能够计算出该区间的加工时间，因此在每次调用该区间时反复进行该处理即可。另外，在此，示出了监视G01指令并计算加工时间的例子，但是也可以与示例1同样地设置专用的M代码并计算出之后的放电加工区间的加工时间。

在这种加工的情况下，以往，作业人员也一边监视线电极的剩余寿命时间一边使用M01的可选停止指令在放电加工区间结束之后暂停程序，更换了线电极。

<线电极更换时期判定单元13>

将从线剩余寿命时间监视单元11接收到的线电极的剩余寿命时间与从放电加工时间计算单元12接收到的放电加工时间进行比较来判定线电极的更换时期，输出该判定结果。具体地说，在(剩余寿命时间)/(放电加工时间)＜a(其中，a为常数)的情况下判定为是线电极的更换时期，或者在(剩余寿命时间)/(放电加工时间)＞a的情况下也可以判定为还不是线电极的更换时期。在此，a通常为1，但是也可以是乘以安全率而得的预定的值。

另外，在(剩余寿命时间)＜(放电加工时间)的情况下判定为是线电极的更换时期，或者在(剩余寿命时间)＞(放电加工时间)的情况下也可以判定为还不是线电极的更换时期，在(剩余寿命时间)﹣(放电加工时间)＜b(其中，b为常数)的情况下判定为是线电极的更换时期，或者在(剩余寿命时间)﹣(放电加工时间)＞b的情况下也可以判定为还不是线电极的更换时期。在此，b通常为0，但考虑安全也可以是零以外的值。

<程序运行停止指令单元14>

当判定为从线电极更换时期判定单元13接收到的判定结果为更换时期时，将程序运行的停止指令输出到程序运行控制单元16。

<程序运行恢复指令单元15>

线电极的接线完成之后，将程序运行的恢复指令输出到程序运行控制单元16。

<程序运行控制单元16>

执行加工程序，控制程序运行。当从程序运行停止指令单元14接收程序运行的停止指令时停止程序运行，当从程序运行恢复指令单元15接收程序运行的恢复指令时恢复程序运行。

<线切断控制单元17>

当判定为从线电极更换时期判定单元13接收到的判定结果为更换时期时，将线电极的切断指令输出到线电极切断单元20，确认线电极的切断完成。此外，也可以在确认程序运行停止之后执行切断指令的输出。

<线电极更换控制单元18>

当判定为从线电极更换时期判定单元13接收到的判定结果为线电极的更换时期时，将线电极的更换指令输出到线电极更换单元21，确认线电极的更换完成。此外，也可以在确认线电极的切断完成之后执行更换指令的输出。

<线接线控制单元19>

线电极的更换完成之后，将线电极的接线指令输出到线电极接线单元22，确认线电极的接线完成。

<线切断单元20>

当从线切断控制单元17接收线电极的切断指令时，切断线电极。

<线电极更换单元21>

当从线电极更换控制单元18接收线电极的更换指令时更换线电极。作为线电极更换单元21也可以使用工业机器人。

<线接线单元22>

当从线接线控制单元19接收线电极的接线指令时对线电极进行接线。

图6是表示图1的线放电加工机用控制装置的控制流程的图。以下，按照各步骤进行说明。

[步骤sa01]开始线电极的剩余寿命时间的监视。

[步骤sa02]进行加工程序解析和执行。

[步骤sa03]判断加工程序中的程序块是否为放电加工的开始程序块，是放电加工的开始程序块的情况下(是)，向步骤sa04转移，不是放电加工的开始程序块的情况下(否)，向步骤sa14转移。

[步骤sa04]计算放电加工时间。

[步骤sa05]判断是否为线电极的更换时期，是更换时期的情况下(是)，向步骤sa06转移，不是更换时期的情况下(否)，向步骤sa14转移。

[步骤sa06]暂停程序运行。

[步骤sa07]输出线切断指令。

[步骤sa08]判断线电极的切断是否完成，在完成的情况下(是)，向步骤sa09转移，在没有完成的情况下(否)，等待线电极的切断完成并向步骤sa09转移。

[步骤sa09]输出线电极更换指令。

[步骤sa10]判断线电极的更换是否完成，在完成的情况下(是)，向步骤sa11转移，在没有完成的情况下(否)，等待线电极的更换完成并向步骤sa11转移。

[步骤sa11]输出线接线指令。

[步骤sa12]判定线电极的接线是否完成，在接线完成的情况下(是)，向步骤sa13转移，在接线没有完成的情况下(否)，等待线电极的接线完成并向步骤sa13转移。

[步骤sa13]恢复程序运行。

[步骤sa14]判断加工程序是否结束，在结束的情况下(是)，结束该控制处理，在没有结束的情况下(否)，返回到步骤sa01，继续进行该控制处理。

Claims (4)

1.一种线放电加工机用控制装置，其根据加工程序的轴移动指令生成加工路径，按照该加工程序进行程序运行，按照该生成的加工路径使线电极和被加工物进行相对移动，其特征在于，该线放电加工机用控制装置具有：

程序运行控制单元，其执行上述加工程序；

线剩余寿命时间监视单元，其监视上述线电极的剩余寿命时间；

放电加工时间计算单元，其解析上述加工程序，在开始放电前计算出停止上述放电之前的加工区间的放电加工时间；

线电极更换时期判定单元，其将上述剩余寿命时间与上述放电加工时间进行比较，在上述剩余寿命时间比上述放电加工时间短的情况下，判定为是上述线电极的更换时期；

程序运行停止指令单元，其在到了上述线电极的更换时期时，将上述程序运行的停止指令输出到上述程序运行控制单元；

线切断控制单元，其将上述线电极的切断指令输出到线切断单元，监视上述线电极的切断完成；

线电极更换控制单元，其将上述线电极的更换指令输出到线电极更换单元，监视上述线电极的更换完成；

线电极更换单元，其用于更换线电极；

线接线控制单元，其在基于上述线电极更换单元的线电极的更换完成时，将上述线电极的接线指令输出到线接线单元，监视上述线电极的接线完成；以及

程序运行恢复指令单元，其在上述线电极的接线完成时，将上述程序运行的恢复指令输出到上述程序运行控制单元。

2.根据权利要求1所述的线放电加工机用控制装置，其特征在于，

上述线电极更换时期判定单元求出上述剩余寿命时间与上述放电加工时间的比，在该求出的比小于预定值的情况下，判定为是线电极的更换时期。

3.根据权利要求1所述的线放电加工机用控制装置，其特征在于，

上述线电极更换时期判定单元求出上述剩余寿命时间与上述放电加工时间的差，在该求出的差小于预定值的情况下，判断为是线电极的更换时期。

4.根据权利要求1所述的线放电加工机用控制装置，其特征在于，

将上述线电极更换单元设为机器人。