CN105710466B - 具有消耗品更换功能的线放电加工机用控制装置 - Google Patents

具有消耗品更换功能的线放电加工机用控制装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种具有消耗品更换功能的线放电加工机用控制装置，识别过滤器、电极销、离子更换树脂等消耗品已达寿命和放电加工中断的定时，配合该定时暂时停止程序运行。并且，如果接收到消耗品达更换时期的判定结果，则指示机器人等消耗品更换单元进行消耗品的更换，进行消耗品的自动更换。另外，在消耗品更换后能够重启程序运行重启指令单元进行的程序运行。

Description

具有消耗品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消耗品更换功能的线放电加工机用控制装置。
背景技术
在线放电加工机在制造厂的批量生产加工线中被组装时，为了提高生产效率而寻求长时间的连续运行。这种情况下，采用伴随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。不过，在线放电加工机的各种消耗品达到寿命并需要更换这些的情况下，需要暂时停止连续运行，人工更换消耗品并进行重启的操作，这会成为长时间连续自动运行的阻碍，成为提高生产效率的羁绊。
如以下专利文献所示那样至此也考虑了检测线放电加工机的消耗品达到寿命或者检测消耗品剩余寿命的技术。不过它们是在显示装置中显示消耗品更换时期已到等，催促操作者进行更换的结构。
日本特开2010-179377号公报中公开了以下线放电加工机，即在根据电极丝张力的检测值来监测电极丝剩余量的线放电加工机中，在工件加工前分析加工程序，求出该加工所需的电极丝长度，比较该求出的电极丝长度和检测出的电极丝剩余量，判定是否进行线轴的更换，将该判定结果显示在显示装置中。
日本特开2003-25155号公报中公开以下线放电加工机，即通过计算电极丝的剩余量并分析加工程序，计算每个加工条件单位的电极丝消耗量，比较剩余量和消耗量来通知电极丝断的点、电极丝更换点。
日本特开平5-42414号公报中公开一种放电加工机用的控制装置，即在加工液的浊度或pH小于预定值时，产生督促过更换滤器的警告。
日本特开平5-305520号公报中公开了以下线放电加工机，即根据上下导电模(电极销(pin))的阻抗值和预先设定的判定值来检测上下导电模的消耗程度。
日本特开2004-358573号公报中公开了线放电加工机的加工液处理装置，监视离子更换树脂的离子更换能力(比电阻值)，进行离子更换树脂的寿命预测，将其预测结果显示在显示单元中。具有根据寿命显示警报并督促操作者进行更换的结构。
日本特开平9-216129号公报中公开了在安装了进行工件或芯的取出的工件处理机器人的放电加工机中，将该工件处理机器人配置在加工槽的外侧。
日本特开平8-118151号公报中公开以下线放电加工机，即在自动更换具有导电模(电极销)和电极丝导向装置的头的线放电加工机中，预先登记该导电模的使用寿命，在线放电加工机的运转时间经过了使用寿命的情况下，暂时停止加工并更换头。
日本特开平7-266137号公报中公开了具有工件更换装置的线放电加工机，该工件更换装置具备加工结束工件的干燥单元、防锈单元。
在上述日本特开2010-179377号公报中记载的线放电加工机中，分析加工程序并求出电极丝长度，判定是否更换线轴，不过线轴是操作员进行更换的前提，因此要在加工前进行是否更换线轴的判定。如果在这种的定时更换线轴，则在需要加工10个小时以上也少见的线放电加工中电极丝的废弃损失变多，效率低下。另外，由于由操作员进行更换也不适应长时间连续自动运行，所以没有提高生产效率的效果。
在上述日本特开2003-25155号公报中记载的线放电加工机中，是分析加工程序并通知电极丝更换点的结构，不过按照每个加工条件单位进行该通知。另外，以操作者更换电极丝作为前提，因此在更换电极丝的结构中不会成为在更换后重启程序运行的结构。因此不适合长时间连续自动运行，因此不能够那么期待生产效率提高的效果。对此后述的发明的结构为，在消耗品达到寿命后，监视放电停止，并判定消耗品的更换时期，所以和上述专利文献的技术不同。
上述日本特开平5-42414号公报中记载的放电加工机用控制装置的结构，是通过将加工液的浊度或pH和预定值进行比较来通知过滤器的更换时期，这与后述的本申请发明的结构不同，另外也不会成为指示过滤器更换的结构。
上述日本特开平5-305520号公报中记载的线放电加工机为了求出上下导电模(电极销)的最佳更换时期，将这些阻抗值和预先设定的多个判定值进行比较，与后述的本申请发明的结构不同，另外，不会成为指示这些导电模更换的结构。
上述日本特开2004-358573号公报中记载的具备加工液处理装置的线放电加工机的结构为督促操作者进行离子更换树脂的更换，与后述的本申请发明的结构不同，不是指示离子更换树脂的更换的结构。
上述日本特开平9-216129号公报中记载的安装了进行工件或芯的取出的工件处理机器人的放电加工机具有更换工件的单元，但是不具备能够更换消耗品的结构。
上述日本特开平8-118151号公报中记载的线放电加工机，根据其运转时间和预先登记的导电模的使用寿命来判断头的更换时期，与后述的本申请发明的结构不同。即，如果进行头的更换则会在放电加工进行中暂时停止加工，其结果，会出现在重启加工时在加工面产生痕纹从而表面质量恶化的问题。在后述的本申请发明的情况下，在放电加工进行中加工不停止，因此能够解决重启加工时在加工面产生痕纹从而表面质量恶化的问题。
上述日本特开平7-266137号公报中记载的线放电加工机中具有工件的干燥单元、防锈单元以及更换单元，但是不是能够更换消耗品的结构。
这样，至此提出了检测线放电加工的消耗品达到寿命，或检测消耗品的剩余寿命的技术。不过这些是在显示装置显示消耗品的更换时期已到等，并督促操作者进行更换的结构，在各种消耗品达到寿命后需要进行更换它们的情况下，需要操作者暂时停止连续运行，通过人工更换消耗品并进行运行重启的操作，这将成为长时间连续运行的障碍，成为提高生产效率的羁绊。
但是，在线放电加工中，成为自动运行的妨碍是以下问题，即如果在放电加工中暂时停止加工，则在重启加工时在加工面会产生痕纹，其结果为加工面的质量发生恶化。这是由于加工重启时在电极丝和被加工物之间发生暂时的短路等，放电状态成为不连续而产生的问题。因为该问题，即使消耗品达到更换时期，也不能够容易地更换消耗品。因此，操作者一边参考上述的显示装置的显示等，一边计划放电加工中断的定时来进行消耗品更换被作为理所当然的事情来进行。
发明内容
因此本发明的目的是提供一种线放电加工机用控制装置，其具有以下消耗品更换功能，即在线放电加工机的消耗品达到更换时期时，能够不停止连续运行，人工不介入地进行消耗品更换。
本发明的线放电加工机用控制装置具备以下功能，即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电极丝和被加工物相对移动，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；消耗品寿命到达监视单元，其监视消耗品达到寿命；放电状态监视单元，其在上述程序运行中监视放电状态；消耗品更换时期判定单元，其参照上述消耗品寿命到达监视单元的监视结果和上述放电状态监视单元的监视结果来判定上述消耗品的更换时期；程序运行停止指令单元，其在迎来了上述消耗品的更换时期时，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；消耗品更换控制单元，其将上述消耗品的更换指令输出到消耗品更换单元，监视上述消耗品的更换结束；消耗品更换单元，其用于更换消耗品；以及程序运行重启指令单元，其在上述消耗品更换单元进行的上述消耗品的更换结束时，将上述程序运行的重启指令输出到上述程序运行控制单元。
上述消耗品更换单元可以是机器人。
上述消耗品可以是过滤器、电极销、离子更换树脂中的至少一个。
通过本发明，不用担心加工表面质量的恶化而能够实现基于消耗品更换单元的消耗品自动更换，不需要进行消耗品更换的操作员。另外，在消耗品更换后能够重启程序运行，所以能够期待线放电加工的生产效率飞跃提高。
附图说明
通过参照附图说明以下的实施方式，能够更加明确本发明的上述以及其他目的和特征。在这些图中：
图1是表示本发明的具有消耗品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是表示图3所示的加工程序进行的工件加工的图。
图3是表示重复3次进行加工的加工程序的例子的图。
图4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
使用图1说明本发明的具有消耗品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通过具有消耗品寿命到达监视单元11、放电状态监视单元12以及消耗品更换时期判定单元13，能够识别消耗品到达寿命和放电加工中断的定时。并且，配合该放电加工中断的定时，暂时停止程序运行控制单元16的程序运行，从消耗品更换时期判定单元13向消耗品更换单元17发送是消耗品的更换时期的判定结果。消耗品更换控制单元17能够对消耗品更换单元18指示消耗品的更换来进行消耗品的自动更换。另外，在消耗品更换后能够重启程序运行控制单元16的程序运行。
在线放电加工机用控制装置10中，消耗品更换时期判定单元13通过来自消耗品寿命到达监视单元11的信号和来自放电状态监视单元12的信号来判定消耗品的更换时期。具体地说，消耗品更换时期判定单元13在从消耗品寿命到达监视单元11接收到消耗品达到了寿命的信号后，如果从放电状态监视单元12接收到不是放电状态的状态信号，则判定为是消耗品的更换时期，如果不是的情况下判定为不是更换时期。
程序运行停止指令单元14如果从消耗品更换时期判定单元13接收了是消耗品的更换时期的判定结果，则将程序运行的停止指令输出到程序运行控制单元16。程序运行重启指令单元15在消耗品的更换结束后，将程序运行的重启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。程序运行控制单元16在从程序运行停止指令单元14接收到了程序运行的停止指令的情况下，停止程序运行，另外在从程序运行重启指令单元15接收到了运行的重启指令的情况下，重启程序运行。
消耗品更换控制单元17如果从消耗品更换时期判定单元13接收到是消耗品的更换时期的判定结果，则将消耗品的更换指令输出给消耗品更换单元18，另外，确认消耗品更换结束。另外，可以在确认程序运行已停止后执行消耗品更换指令的输出。
消耗品更换单元18在从消耗品更换控制单元17接收到消耗品的更换指令时，更换消耗品。可以将工业用机器人用于消耗品更换单元18。
关于消耗品，作为在线放电加工机中使用的主要消耗品，有过滤器、电极销、离子更换树脂等。过滤器用于过滤加工结束的加工液，去除淤渣并净化加工液。如果过滤器中残留淤渣则过滤器内的压力上升，如果超过限度则有破裂的危险性，所以以寿命为目标进行更换并废弃。
比较预先设定的过滤器的寿命时间和被更换为新的过滤器后的设备的运转时间，能够判定过滤器是否已达寿命。另外，监视过滤器内的压力，比较过滤内的压力和过滤器的耐压值，也能够判定过滤器是否已达寿命。另外，在上述日本特开平5-42414号公报所记载的方法中，能够更严密地判定到达了寿命的情况。
电极销将加工脉冲电压提供给电极丝。电极销由于和电极丝的摩擦而消耗。这样电极丝和电极销之间的接触会恶化，供电效率下降并发出放电异常或断丝，因此需要以寿命为目标进行更换。比较预先设定的电极销的寿命时间和更换为新电极销之后的设备的运转时间，能够判定电极销达到了寿命，不过在上述日本特开平5-305520号公报所记载的方法中，也能够更严密地监视已达寿命的情况。
离子更换树脂用于将加工液的比电阻值维持恒定。离子更换树脂的离子更换能力存在随时间而恶化，如果加工液的比电阻值在加工中发生变化，则成为加工精度不良的原因，所以需要以寿命为目标进行更换。比较预先设定的离子更换树脂的寿命时间和更换为新的离子更换树脂之后的设备的运转时间，能够判定离子更换树脂达到了寿命，不过在上述日本特开2004-358573号公报所记载的方法中，也能够更严密地判定已达寿命的情况。
消耗品寿命到达监视单元11监视消耗品到达了寿命的情况，在到达寿命的情况下输出表示该情况的信号。放电状态监视单元12分析加工程序，并监视放电数据，从而监视放电状态，输出状态信号。
下述表示分析加工程序的情况的例子。
图2是表示图3所示的加工程序进行的工件加工的图。图3表示重复3次进行图2所示的加工的加工程序的例子的图。
从加工开始位置20开始线放电加工，电极丝沿着加工路径21相对移动，返回加工开始位置20。然后，切断电极丝，通过快进22电极丝在下一个加工开始位置进行相对移动。如果将重复3次进行图2那样的加工的情况作为例子，则在这种情况下，进行放电加工是通过加工程序指示G01(参照图3的子程序2)的程序块。如果通过该程序块暂时停止放电，则会产生加工表面质量恶化的问题，所以这里输出作为放电状态的状态信号。另外，不通过其他的程序块进行放电加工，所以输出不是放电状态的状态信号。
另外，目前操作者一边监视消耗品的寿命一边通过使用M01(参照图3的子程序)的随机停机指令在放电加工结束后暂时停止程序运行，更换消耗品。另外，在监视放电数据来监视放电状态的情况下，有监视放电脉冲数量和加工电流值等的方法等。在监视放电脉冲数量(每单位时间的放电次数)的情况下，能够认为如果观测放电脉冲则是放电状态，如果没有观测则不是放电状态。另外，在监视加工电流值的情况下，能够认为如果观测则是放电状态，如果没有观测则不是放电状态。
图4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，按照各个步骤进行说明。
[步骤sa01]监视消耗品寿命的到达。
[步骤sa02]监视放电状态。
[步骤sa03]判定是否是应该更换消耗品的时间，在判定为是应该更换消耗品的时间的情况下(是)，转到步骤sa04，在判定为不是应该更换消耗品的时间的情况下(否)，转到步骤sa08。即，如上所述，消耗品更换时期判定单元13根据来自消耗品寿命到达监视单元11和放电状态监视单元12的信号来判定消耗品的更换时期。具体地说，在从消耗品寿命到达监视单元11接收到了消耗品已达寿命的信号后，如果从放电状态监视单元12接收到不是放电状态的状态信号，则判定为是消耗品的更换时期，如果不是则判定为不是消耗品的更换时期
[步骤sa04]停止程序运行。
[步骤sa05]输出消耗品更换指令。
[步骤sa06]判断消耗品的更换是否结束了，在更换结束了的情况下(是)，转到步骤sa07，在更换没有结束的情况下(否)，等待更换结束并转到步骤sa07。
[步骤sa07]重启程序运行。
[步骤sa08]判定加工程序是否结束，没有结束的情况下(否)，返回步骤sa01继续处理，在加工程序结束的情况下(是)，结束处理。

Claims (2)

1.一种线放电加工机用控制装置，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，按照上述加工路径使电极丝和被加工物相对移动，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；
消耗品寿命到达监视单元，其监视消耗品已到达寿命的情况；
放电状态监视单元，其在上述程序运行中监视放电状态；
消耗品更换时期判定单元，其根据上述已到达寿命的情况和上述放电状态来判定上述消耗品的更换时期；
程序运行停止指令单元，其在迎来了上述更换时期时，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；
消耗品更换控制单元，其将上述消耗品的更换指令输出到消耗品更换单元，监视上述消耗品的更换结束，上述消耗品更换单元在接收到该更换指令时自动更换消耗品；以及
程序运行重启指令单元，其在上述消耗品的更换结束时，将上述程序运行的重启指令输出到上述程序运行控制单元，
上述消耗品是过滤器、电极销、离子更换树脂中的至少一个。
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，
上述消耗品更换单元为机器人。
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