CN105935821A - 具有修正张力的检测值的功能的线放电加工机 - Google Patents

Abstract

本发明提供线放电加工机，设置有校正单元，该校正单元基于所设定的张力和使该设定张力作用时由张力检测器检测出的张力，进行求出张力检测器的检测偏移量的校正，并利用校正所求出的检测偏移量来修正张力检测器的输出，基于由上述校正单元修正上述张力检测器的检测张力后的修正检测张力，进行电极丝的张力的反馈控制。

Description

具有修正张力的检测值的功能的线放电加工机

技术领域

本发明涉及线放电加工机，尤其涉及检测电极丝的张力并反馈来进行电极丝的反馈控制的线放电加工机。

背景技术

在线放电加工机中，对电极丝施加适当的张力来实施放电加工。通过对电极丝施加张力来抑制电极丝的振动，从而得到高精度的加工。但是，若施加于电极丝的张力过强，则有可能导致电极丝断线、加工中断。另一方面，若施加于电极丝的张力过弱，则无法抑制电极丝的振动，导致加工精度的降低。因此，需要在加工中对电极丝施加适当的张力。

作为对电极丝施加张力的方法，存在：通过将电极丝卷绕于与电磁制动器连结的制动辊、或者利用夹送辊将电极丝向制动辊按压，控制施加于电磁制动器的电压，来控制施加于电极丝的张力的方法；以及通过隔着放电加工区域在行走的电极丝的上游侧和下游侧配置引导电极丝的行走的辊，控制驱动该辊的马达的速度、转矩，来控制电极丝的张力的方法。

因电极丝的线径、种类、还根据加工的种类等而赋予电极丝的最佳的张力不同，设定的张力的大小的范围较宽。但是，对于较细的张力的差异而言，难以正确地设定。因此，使用了使用张力检测器来测定电极丝的张力并基于测定出的张力来对电极丝的张力进行反馈控制的方法。

例如，日本专利第4230157号公报记载有如下的发明：隔着加工区域，在配置于行走的电极丝的上游侧的制动辊和配置于下游侧的下部辊之间架设电极丝，设置检测该制动辊和下部辊之间的电极丝的张力的张力检测器，对于驱动配置于下部辊的下方的回收辊的回收马达输出速度指示来进行速度控制而驱动，并且对于驱动制动辊的制动器马达，基于张力指示信号和由张力检测器检测出的张力检测信号、以及向制动器马达的速度指示和来自制动器马达的速度检测器的速度检测信号，生成电流指示并向该制动器马达输出，对制动器马达进行控制(转矩控制)来控制电极丝的张力。

另外，日本专利第3416514号公报记载有如下的发明：以预定速度驱动拉取电极丝的拉取马达，基于张力设定信号和由张力检测器检测出的张力实测值、并且基于速度设定信号，生成向制动器马达的速度指示，并以该生成的速度指示对制动器马达进行速度控制，从而控制电极丝的张力。

并且，日本特开2010－179377号公报记载有如下的发明：设置检测在加工区域行走的电极丝的张力的张力检测装置，通过以由该张力检测装置检测出的张力成为设定张力的方式控制驱动配置于电极丝的行走的上游的制动辊的制动器马达、或者驱动配置于电极丝的行走的下游的进给电极丝的辊的进给马达的速度或者转矩，来控制电极丝的张力。

一般采用由张力检测器检测电极丝的张力，并使用该检测张力来对电极丝的张力进行反馈控制的方法，但虽然能够在张力检测器中以较小的分辨率测定张力变动，可是能够高精度地进行检测的范围较小。另外，根据张力检测器的种类，存在由于温度变化而检测值偏移从而无法正确地测定张力，作为结果无法正确地进行张力控制这样的问题。虽然有使用温度计进行张力检测器的校正的方法，但张力检测器存在个体差异，所以必须对每个张力检测进行校正，存在花费工时这样的问题。

发明内容

因此，本发明的目的在于实现线放电加工的高精度化和电极丝的断线预防。

本发明所涉及具有修正张力的检测值的功能的线放电加工机，具备对电极丝赋予张力的张力产生单元，并且具备检测电极丝的张力的张力检测器，以对由该张力检测器检测出的检测张力进行反馈而成为设定张力的方式进行电极丝的张力的反馈控制，上述具有修正张力的检测值的功能的线放电加工机的特征在于，设置有校正单元，该校正单元基于已设定的张力和使该设定张力作用时由上述张力检测器检测出的张力，来进行求出张力检测器的检测偏移量的校正，并利用校正所求出的检测偏移量来修正张力检测器的输出，基于由上述校正单元修正上述张力检测器的检测张力后的修正检测张力，来进行电极丝的张力的反馈控制。

也可以上述校正单元的校正为将检测偏移量作为设定张力的函数而求出并存储，在放电加工时，上述校正单元通过上述函数求出针对已设定的张力的值的检测偏移量，并对由上述张力检测器检测出的检测张力修正该检测偏移量而作为修正检测张力。

也可以上述校正单元的校正为存储多个设定张力和使各设定张力作用时由上述张力检测器检测出的张力的组合的点序列，在放电加工时，通过已存储的设定张力和检测张力的组合的点序列来求出针对加工时设定的张力的检测偏移量，并对由上述张力检测器检测出的检测张力修正该检测偏移量而作为修正检测张力。

上述张力产生单元也可以由使驱动力作用于电极丝的马达进行。

也可以在电极丝的进给停止时进行上述张力检测器的校正。

也可以在电极丝被进给时进行上述张力检测器的校正。

并且，也可以在温度变化固定量时，自动地进行上述张力检测器的校正或者进行催促张力检测器的校正的显示。

因为本发明将张力检测器的检测张力的偏移量作为设定张力值的函数求出，并修正检测张力值，所以能够进行正确的张力检测，能够进行电极丝的张力反馈控制，因此，能够实现线放电加工的高精度化和电极丝的断线的防止预防。

附图说明

本发明的上述的以及其他的目的以及特征根据参照附图的以下的实施方式的说明将更加清楚。这些图中：

图1是本发明的一实施方式的概要图。

图2是该实施方式中的求出设定张力与检测张力的关系式以及与理想值的偏移的检测偏移量的第一方式的说明图。

图3是该实施方式中的求出设定张力与检测张力的关系式以及与理想值的偏移的检测偏移量的第二方式的说明图。

图4是该实施方式中的求出设定张力与检测张力的关系式以及与理想值的偏移的检测偏移量的第三方式的说明图。

图5是该实施方式中的求出设定张力与检测张力的关系式以及与理想值的偏移的检测偏移量的第四方式的说明图。

图6是表示将该实施方式中的检测张力与设定张力的检测偏移量作为设定张力的函数而求出的校正处理的算法的流程图。

图7是表示该实施方式中的求出修正张力值的处理的算法的流程图。

具体实施方式

图1是本发明的一实施方式的概要图。电极丝8从未图示的源线轴被抽出，一边被夹送辊5限制在供给辊4，一边通过上导丝件6、下导丝件7被卷绕辊9、9夹持进给。在上导丝件6与下导丝件7之间对被加工物W进行了放电加工。供给辊4被供给马达12驱动，卷绕辊9被卷绕马达13驱动。供给马达12、卷绕马达13基于来自NC装置(数值控制装置)1的指示，分别经由马达控制装置11、14而被驱动控制，控制电极丝的行走、张力。此外，也由供给辊4、夹送辊5、供给马达12、马达控制装置11、以及卷绕辊9、9、卷绕马达13、马达控制装置14构成对电极丝8赋予张力的张力产生单元10。

另一方面，设置有检测包括放电加工区域的供给辊4与卷绕辊9的区间的电极丝8的张力的张力检测器2。该张力检测器2检测电极丝8的张力并输出至校正单元3。校正单元3是用于校正张力检测器2的单元，对由张力检测器2检测出的张力进行修正，将该修正后的检测张力输出到NC装置1。NC装置1基于该输入的修正检测张力和指示张力，与以往相同地控制供给马达12、卷绕马达13的速度或者转矩，从而以电极丝8的张力与指示张力一致的方式进行反馈控制。

在使用张力检测器来检测电极丝的张力，并以该电极丝8的张力与指示张力一致的方式进行反馈控制的点上，本发明与以往相同，但在附加修正张力检测器2的输出的校正单元3，修正张力检测器2的输出的偏移量的点上具有特征。

此外，在图1所示的实施方式中，将校正单元3设置在NC装置1外，但也可以将该校正单元3设置在NC装置1内，由NC装置1的处理器进行作为该校正单元3的动作处理。

图2～图5是由校正单元3实施的校正动作原理的第一～第四方式的说明图，是作为表示检测张力与理想值(实际的张力)的差的检测偏移量的针对设定张力的函数求出的方法的说明图。

通过张力产生单元10，对电极丝8赋予设定张力x并由张力检测器2检测张力(检测值y)。将该动作对于1个以上的设定张力x进行。能够通过所得到的点序列将由张力检测器2检测出的张力y作为设定张力x的函数求出关系式y＝f(x)。另一方面，在对电极丝8赋予了设定张力x时，电极丝的张力是x，从张力检测器2输出的检测张力为y，y＝x是期待值且是理想值。因此，作为从张力检测器2输出的检测张力值的与理想值的检测偏移量的检测偏移量d被求出为，

d＝f(x)－x。

在放电加工时，将通过设定(指示)张力x求出的检测偏移量d对从张力检测器2输出的检测张力y进行修正，如果输出为修正检测张力，则张力检测器2的检测偏移被修正，能够进行正确的张力的检测。

图2是设定张力x为1点，通过此时由张力检测器2检测出的张力y求出设定张力与检测值的关系式y＝f(x)，并且求出检测偏移量d的方法的第一方式的说明图。该第一方式应用于设定张力(电极丝的张力)x＝0时张力检测器2的检测张力y＝0，并且张力检测器2的检测张力y与设定张力(作为实际的张力的期待值、理想值)x呈单纯地比例的关系的张力检测器的情况。

若驱动张力产生单元10，控制供给马达12、卷绕马达13的速度、转矩，来对电极丝赋予设定张力x＝a并由张力检测器2检测张力，则检测张力y＝b。

这样一来，设定张力x与检测张力y的关系式f(x)为：

f(x)＝(b/a)x····(1)

检测偏移量d为：

d＝(b/a)x－x＝((b/a)－1)x····(2)。

图3应用于检测张力y与设定张力(实际的张力)x呈单纯地比例的关系但设定张力x为“0”时张力检测器2的检测张力y不是“0”这样的张力检测器，所以该情况下，如果将设定张力x设为a₁、a₂，分别对电极丝8施加张力，将从张力检测器2输出的检测张力y分别作为b1、b2而求出，则被表示为设定张力x的函数的检测张力y的关系式f(x)为：

f(x)＝{(b₂－b₁)/(a₂－a₁)}x+(a₂·b₁－a₁·b₂)/(a₂－a₁)··(3)

检测偏移量d为：

d＝{(b₂－b₁)/(a₂－a₁)－1}x+(a₂·b₁－a₁·b₂)/(a₂－a₁)··(4)。

图4是求出被表示为设定张力x的函数的由张力检测器2检测出的张力y的关系式y＝f(x)的第三方式的说明图。在该第三方式中，对于多个设定张力x分别由张力检测器2检测张力y，通过该检测点(x，y)的点序列使用最小平方法等的近似单元来求出近似直线的关系式f(x)。

并且，也可以如图5所示，求出用平滑的曲线连结这些点而成的关系式f(x)。而且，检测偏移量d为d＝f(x)－x而被作为设定张力x的函数求出。

另外，也可以通过一边控制供给马达12、卷绕马达13的速度或者转矩来使赋予电极丝的张力x连续变化，一边连续检测张力检测器的输出y，来得到针对设定张力的检测张力的关系式f(x)。

图6是表示在校正单元3的处理器、或者在NC装置1内构成校正单元时NC装置1的处理器实施的张力检测器的校正处理的算法的流程图。

若张力检测器2的校正指示被输入NC装置1，则执行校正处理的处理器开始图6所示的处理。

首先，将指标n设置为“1”，并且将初始张力值x₀＝x_n-1设为“0”(步骤S1)，求出对前一个的指示张力值x_n-1加上了预定量a的设定张力值x_n，将该设定张力值x_n输出至张力产生单元10(步骤S2)。张力产生单元10与以往相同地，经由马达控制装置11、14驱动控制供给马达12、卷绕马达13，来使电极丝8产生所指示的张力x_n。即，在通过控制供给马达12和卷绕马达13的速度来使电极丝产生张力的情况下，对用卷绕辊9卷绕电极丝的速度与利用供给辊4以及夹送辊5进给的电极丝的速度赋予差，以该速度差使电极丝产生所指示的张力x_n。另外，在利用供给马达12和卷绕马达13的转矩使电极丝产生指示张力的情况下，通过控制供给马达12以及卷绕马达13的转矩来使张力产生。此时，既可以是使电极丝行走的状态，或者也可以使行走停止的状态。

接下来，读取张力检测器2的输出的检测张力值y_n(步骤S3)，对指标n加1(步骤S4)，辨别该指标n的值是否在为了求出数据而设定的数N_max以上(步骤S5)，如果不在以上，则返回到步骤S2，以后，执行步骤S2～步骤S5的处理，直至指标的值到达设定数N_max为止，之后，移至步骤S6。通过指示的设定张力值x₁～x_Nmax和张力检测器的输出的检测张力值y₁～y_Nmax求出用设定张力x的函数表示张力检测y的关系式f(x)(步骤S6)，求出并存储用设定张力x的函数表示用于校正张力检测器2的检测偏移量d的函数式d＝f(x)－x(步骤S7)，结束校正处理。

在利用图2所示的第一方式求出关系式f(x)的情况下，将求出数据的数N_max设为“1”，通过指示张力值x1(图2中的a)和此时检测出的张力检测值y₁(图2中的b)求出由第一式所示的设定张力x与检测张力y的关系式f(x)，求出并存储由第二式所示的偏移量d的设定张力x的函数式。

d＝((b/a)－1)x＝((y₁/x₁)－1)x

另外，在利用图3所示的第二方式求出关系式f(x)的情况下，将求出数据的数N_max设为“2”，通过指示的设定张力值x₁、x₂(图2中的a₁、a₂)和此时检测出的张力检测值y₁、y₂(图2中的b₁、b₂)求出第三式所示的设定张力值x与张力检测值y的关系式f(x)，并存储将由第四式所示的偏移量d求出的函数式。

d＝{(b₂－b₁)/(a₂－a₁)－1}x+(a₂·b₁－a₁·b₂)/(a₂－a₁)

＝{(y₂－y₁)/(x₂－x₁)－1}x+(x₂·y₁－x₁·y₂)/(x₂－x₁)

在利用图4所示的第三方式求出关系式f(x)的情况下，通过指示的设定张力值x₁、x₂···x_Nmax和检测出的张力检测值y₁、y₂···y_Nmax的组合的点序列((x₁，y₁)、(x₂，y₂)、···(x_Nmax，y_Nmax))以最小二乘法等的近似方法求出设定张力值x与张力检测值y的关系式f(x)。

另外，在利用图5所示的第四方式求出关系式f(x)的情况下，通过设定张力值和张力检测值的组合的点序列((x₁，y₁)、(x₂，y₂)、···(x_Nmax，y_Nmax))曲线近似来求出关系式f(x)。求出并存储通过这样求出的关系式f(x)求出用于校正张力检测器2的检测偏移量d的函数式d＝f(x)－x。

图7是表示求出校正并修正放电加工时的张力检测器后的张力检测值的处理的算法的流程图。

在放电加工时，校正单元3(包括设置于NC装置1内的校正单元)的处理器按照每个预定周期实施图7所示的处理，对由张力检测器2检测出的电极丝8的张力修正通过校正处理得到的检测偏移量d来获得修正张力检测值。

首先，读取被指示的设定张力值x_r(步骤T1)，利用求出通过校正处理求出的检测偏移量d的设定张力x的函数式d＝f(x)-x，求出针对该设定张力值x_r的检测偏移量(修正量)d_r(步骤T2)。

接下来，读出作为张力检测器2的输出的检测张力y_r(步骤T3)，求出从该检测张力y_r减去检测偏移量(修正量)d_r而修正的检测张力Y_r(步骤T4)，张力检测处理结束。

基于这样求出的修正检测值Y_r，与以往相同地，NC装置1驱动控制张力产生单元10，以电极丝8的张力与设定张力值一致的方式实施反馈控制。

此外，也可以在设定了张力值之后，只要不变更该设定值，针对该设定张力值的检测偏移量(修正量)d_r不会变化，所以每次改变张力值的设定值均实施单位步骤T1、T2的处理，来求出针对设定张力值的检测偏移量d_r，而仅在检测电极丝的张力时进行步骤T3、T4的处理。

如以上那样，本发明进行基于对电极丝设定的指示张力和此时从张力检测器输出的检测张力，并将张力检测器的检测偏移量d作为由设定张力的函数表示的关系式而求出这样的张力检测器的校正处理，通过检测偏移量的函数式求出针对在放电加工时设定的设定张力的检测偏移量，来修正张力检测器的输出，所以能够简单地进行张力检测器的校正。另外，即使校正了一次张力检测器，若温度变化，则也有可能张力检测器的检测张力偏移(检测偏移量变化)。因此，在加工中产生所设定的差以上的温度变化的情况下，判断为张力检测器的检测值偏移，再次执行如图6所示的校正处理，得到求出新的偏移量的函数式即可。该情况下，既可以停止电极丝的进给来进行校正，也可以仍不停止进给地进行校正。另外，为了催促伴随温度变化的校正处理，而设置温度计，NC装置1或者校正单元3在进行了校正处理时存储由温度计检测出的温度，可以在从该存储温度温度变化为预定值以上的情况下，输出催促校正处理的信号(在显示画面显示等)。并且，也可以在通从存储的温度温度变化为预定值以上的情况下自动地执行图6的校正处理。

另外，在上述的实施方式中，求出设定张力x与张力检测y的关系式f(x)，通过该关系式f(x)求出并存储检测偏移量的函数式d＝f(x)－x，在放电加工时，通过检测偏移量的函数式d＝f(x)－x求出针对设定张力x_r的检测偏移量d_r，修正检测张力y_r，但也可以不是求出关系式f(x)，存储检测偏移量的函数式d＝f(x)－x，而在张力检测器2的校正时，代替关系式f(x)，存储多个设定张力x和对于该多个设定张力x检测出的张力检测y的组合的点序列(x₁，y₁)、(x₂，y₂)···(x_n，y_n)，在放电加工时，通过存储点序列求出用于针对设定张力值x_r的校正的检测偏移量d_r。即，也可以在存储的点序列中，利用设定张力值的前后的存储设定张力值的2点进行内插来求出修正检测张力Y_r。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不局限于上述的实施方式的例子，通过施加适当的变更，能够用其他的方式实施。

Claims (7)

1.一种具有修正张力的检测值的功能的线放电加工机，具备对电极丝赋予张力的张力产生单元，并且具备检测电极丝的张力的张力检测器，以对由该张力检测器检测出的检测张力进行反馈而成为设定张力的方式进行电极丝的张力的反馈控制，上述具有修正张力的检测值的功能的线放电加工机的特征在于，

设置有校正单元，该校正单元基于已设定的张力和使该设定张力作用时由上述张力检测器检测出的张力，来进行求出张力检测器的检测偏移量的校正，并利用校正所求出的检测偏移量来修正张力检测器的输出，

基于由上述校正单元修正上述张力检测器的检测张力后的修正检测张力，来进行电极丝的张力的反馈控制。

2.根据权利要求1所述的具有修正张力的检测值的功能的线放电加工机，其特征在于，

就上述校正单元的校正而言，将检测偏移量作为设定张力的函数而求出并存储，在放电加工时，上述校正单元通过上述函数求出针对已设定的张力的值的检测偏移量，并对由上述张力检测器检测出的检测张力修正该检测偏移量而作为修正检测张力。

3.根据权利要求1所述的具有修正张力的检测值的功能的线放电加工机，其特征在于，

就上述校正单元的校正而言，存储多个设定张力和使各设定张力作用时由上述张力检测器检测出的张力的组合的点序列，在放电加工时，通过已存储的设定张力和检测张力的组合的点序列来求出针对加工时设定的张力的检测偏移量，并对由上述张力检测器检测出的检测张力修正该检测偏移量而作为修正检测张力。

4.根据权利要求1至3的任一项所述的具有修正张力的检测值的功能的线放电加工机，其特征在于，

上述张力产生单元是使驱动力作用于电极丝的马达。

5.根据权利要求1至4的任一项所述的具有修正张力的检测值的功能的线放电加工机，其特征在于，

上述张力检测器的校正在电极丝的进给停止时进行。

6.根据权利要求1至4的任一项所述的具有修正张力的检测值的功能的线放电加工机，其特征在于，

上述张力检测器的校正在电极丝正在进行进给时进行。

7.根据权利要求1至6的任一项所述的具有修正张力的检测值的功能的线放电加工机，其特征在于，

上述张力检测器的校正在温度变化固定量时，自动地进行上述张力检测器的校正或者进行催促张力检测器的校正的显示。