CN106475643A - 能够加工各种面的线放电加工机 - Google Patents

Abstract

一种能够加工各种面的线放电加工机。本发明的线放电加工机具有：多关节机器人，其在手前端具备张紧上述电极丝的线张紧机构；机器人控制器，其控制该多关节机器人；数控装置，其控制线放电加工机；以及传输单元，其将对多关节机器人进行驱动控制而移动线张紧机构时的坐标位置从机器人控制器向数控装置传输，上述数控装置以由传输单元所传输的坐标位置为基准来使线放电加工机的各轴的位置与线张紧机构的移动同步。

Description

能够加工各种面的线放电加工机

技术领域

本发明涉及线放电加工机，特别涉及能够不变更工件的姿势而进行自由度高的加工的线放电加工机。

背景技术

作为放电加工之一的线放电加工通过使具有导电性的电极丝与被加工物(以下，称为工件)之间产生放电现象来使被加工物的一部分熔融飞散，从而将被加工物加工成轮廓形状。进行线放电加工的机械称为线放电加工机，其具备支撑被加工物和电极丝的机构部和连续供给随着放电现象而消耗的电极丝的构造，而且通过数控装置等控制装置，控制电极丝与被加工物的相对位置。

在线放电加工机使用的电极丝通常以集中形态缠绕于圆筒形的线轴，且通过线放电加工机所具备的连续地供给电极丝的构造而从线轴引出。线放电加工机具有作为准确地支撑电极丝的位置的构造的导向件，且具有通过控制装置对电极丝控制张力的机构及功能。另外，具有通过控制装置对在电极丝与被加工物之间发生的放电的状态进行监视及控制的功能。而且，对控制装置指示任意的移动指令，并根据该移动指令，控制装置对线放电加工机进行控制，从而能够通过电极丝对被加工物加工轮廓形状。在线放电加工机中，能够进行使电极丝和被加工物在平面上相对移动而加工轮廓形状的二维加工、如日本特开2007-083372号公报等所公开地、使线倾斜而进行的2.5维加工(锥形加工、上下异形加工等)。

线放电加工机是利用由支撑于一对导向件间的电极丝进行的轮廓加工的加工机，在加工超过二维加工或2.5维加工的多面体的形状的情况下，需要暂时中断线放电加工以改变固定工件的姿势，从而存在耗费作业者工时的问题。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种线放电加工机，其能够不变更工件的姿势而进行超过二维加工或2.5维加工的自由度高的加工。

本发明的线放电加工机使电极丝和被加工物相对移动而对上述被加工物进行放电加工，其特征在于，具有：线张紧装置，其具备张紧上述电极丝的线张紧机构，并对上述线张紧机构的位置及姿势进行控制；控制装置，其控制上述线放电加工机；以及传输单元，其将移动上述线张紧机构时的坐标位置从上述线张紧装置向上述控制装置传输，上述控制装置以由该传输单元所传输的上述坐标位置为基准来使上述线放电加工机的各轴的位置与上述线张紧机构的移动同步。

上述线张紧装置也可以包括：在手前端具备上述线张紧机构的多关节机器人；以及控制该多关节机器人的机器人控制器。

对于在上述线放电加工机张紧的上述电极丝，也可以通过对上述线张紧机构的位置及姿势进行控制而在上述线张紧机构张紧上述电极丝。

对于上述线张紧机构，也可以通过对上述线放电加工机的各轴进行驱动控制来使上述电极丝移动，从而在上述线张紧机构张紧上述电极丝。

上述线张紧机构也可以设置成相对于上述线张紧装置装卸自如。

根据本发明，通过改变机器人的姿势，能够自由地变更线的角度，因此，能够在加工中不变更工件的姿势而进行超过二维加工或2.5维加工的自由度高的加工。另外，能够省略改变工件的朝向的作业，因此能够提高加工的循环时间，另外，能够减轻作业者的劳动。

附图说明

根据参照附图对以下的实施例的说明，本发明的上述及其它目的及特征将变得清楚。这些图中：

图1是本发明的实施方式的具备机器人的线放电加工机的主要部分结构图。

图2是本发明的实施方式的线张紧机构的主要部分结构图。

图3是说明电极丝相对于本发明的实施方式的线张紧机构的张紧方法的图。

图4是说明本发明的实施方式的线放电加工机的加工时的状态的图。

图5是说明通过本发明的实施方式的线放电加工机能够加工的工件的位置的图。

图6是说明本发明的实施方式的电极丝的角度的极限的图。

图7是对本发明的实施方式的机器人与线张紧机构的连结构造进行说明的图。

具体实施方式

以下，对本发明的实施方式和附图一同进行说明。

如上所述，现有的问题点在于，仅通过挪动一对导向件间与被加工物的相对位置、及一对即两个导向件的相对位置的控制不能通过线放电加工进行超过二维加工或2.5维加工的形状的加工，虽然变更电极丝和工件的姿势，但是只是在线放电加工的途中变更工件的固定方法。

因此，在本发明中，在多关节机器人(以下，称为机器人)的前端具有能够张紧电极丝的构造，通过机器人的动作改变电极丝的姿势，从而能够在线放电加工中不变更工件的固定方法而进行超过二维加工或2.5维加工的形状的线放电加工。

图1是本发明的一实施方式的具备机器人的线放电加工机的主要部分结构图。线放电加工机1是通过电极丝2进行对工件11的放电加工的数控车床，其通过数控装置3及伺服电机4控制电极丝2与工件放置台5的相对的位置。此外，在图1中只图示了一个伺服电机，但是，实际上，在每个线放电加工机1具备的轴上均设有伺服电机等驱动部。另外，在图中，省略了用于线放电加工的加工液及贮存该加工液的加工槽的记载。

在线放电加工机1安装有通过机器人控制器7控制的机器人6。机器人控制器7和数控装置3通过有线或无线的传输单元21连接而共享相互控制的对象的信息，从而，线放电加工机1的数控装置3逐步识别机器人6的位置及姿势，另外，机器人控制器7依次识别电极丝2及工件放置台5的位置，进而根据分别识别到的内容而进行同步控制。例如，在机器人控制器7使机器人6的姿势发生变化的情况下，将与机器人6的各部的坐标位置及姿势相关的信息通过有线或无线向数控装置3传输，数控装置3以传输到的与机器人6的各部的坐标位置及姿势相关的信息为基准使线放电加工机1的各轴的位置同步而进行控制。

机器人6通过机器人控制器7控制姿势、动作，且在机器人6的手部前端部分安装有线张紧机构8。对于安装于机器人6的手部前端部分的线张紧机构8与电极丝2的相对位置，预先在线放电加工机1的数控装置3和伺服电机4将工件放置台5处于控制上的原点(机械原点)的位置时，通过手动操作机器人6，使线张紧机构8定位于在上导向件部9和下导向件部10之间张紧的电极丝2的附近或使之接触，并使数控装置3及机器人控制器7存储当前位置，从而进行共享。

图2是安装于机器人6的手部前端部分的线张紧机构8的主要部分结构图。线张紧机构8由多个旋转的滑轮12、引导电极丝2的支撑导向件13形成。滑轮12、支撑导向件13的碰触电极丝2的部分使用了不流通电流的材质。在本实施方式的线张紧机构8中，如图2所示，支撑导向件13为形成L字型的构造且形成有用于从图中箭头A的方向挂电极丝2的槽，但是，只要能够支撑为在张紧时电极丝2不脱离，支撑导向件13的构造就可以形成任意的构造。

而且，如图3所示，机器人6及机器人控制器7在通过使机器人6变化姿势而将电极丝2挂至线张紧机构8的滑轮12后(图3(i))，进一步通过机器人6的姿势变化将电极丝2挂至支撑导向件13(图3(ii))，从而将在线放电加工机1张紧的电极丝2在线张紧机构8张紧，并使其向由程序指示的加工位置移动。此外，相对于线张紧机构8张紧电极丝2的动作并非仅有机器人6的姿势变化的方法，也可以通过控制线放电加工机1的各轴以驱动上导向件部9及下导向件部10的位置，从而使电极丝2移动来相对于线张紧机构8张紧，另外，也可以使机器人6的姿势变化和电极丝2的移动同步来进行张紧。

线放电加工机1的数控装置3与机器人6的机器人控制器7连接而相互共享信息，因此，数控装置3在识别机器人6的姿势的同时，识别机器人6的手部前端部分的线张紧机构8的位置和姿势。

另外，线放电加工机1的数控装置3与机器人6的手部前端部分的线张紧机构8的位置和姿势同步后，对支撑线放电加工机1的电极丝2的上导向件部9及下导向件部10的位置进行调整。

图4是表示在安装于机器人6的线张紧机构8张紧电极丝2后向工件11的加工位置移动了的状态的图。支撑线放电加工机1的电极丝2的上导向件部9及下导向件部10的位置根据与工件11的形状、固定方法以及对工件11加工的形状所对应的程序而固定或可变，根据上导向件部9及下导向件部10的位置，使机器人6的姿势变化，从而相对于手部前端部分的线张紧机构8维持将电极丝2张紧的姿势。

线放电加工机1的数控装置3具有与机器人6及手部前端部分的线张紧机构8的位置、姿势相关的信息，操作者能够任意地在显示器上确认与加工的形状相对应的机器人6及手部前端部分的线张紧机构8的动作及动作轨迹。

例如图5所示，通过具备这种结构，在相对于工件而加工加工部位a和加工部位b时，在现有技术中，需要在加工加工部位a后、加工加工部位b前变更工件的朝向，与之相对，在本发明中，在加工部位a加工后改变机器人6的姿势，从而能够进行加工部位b的加工，从而能够省略工件的朝向的变更，因此，能够省略改变工件的朝向的作业，因为能够这样地省略工件的朝向的变更，所以，能够防止在变更工件的朝向时发生的工件的错位。

另外，在现有技术中，通过挪动上导向件部9与下导向件部10的相对位置进行来使电极丝2从垂直状态倾斜而进行线放电加工的锥形加工。通常，电极丝的导向件形成在中心开设有供电极丝通过的孔的研钵状，且形成电极丝在导向件表面滑动的构造，在由于上导向件部9与下导向件部10的相对位置的位移而电极丝的角度变成超过45度的角度的情况下，因为对支撑电极丝2的部分施加负载，所以存在电极丝2断线的问题。因此，在现状中，极限为从垂直位置起45度。

但是，在本实施方式中，通过机器人6的姿势变化，利用线张紧机构8，能够进行使用了滑轮等旋转体的支撑，所以，即使从垂直位置变成超过45度的角度，向电极丝2的负载也难以变大，因此，相比目前，能够进行大的角度的锥形加工。例如，如图6所示，能够在将现有技术的电极丝2的极限角度设为T1(图6(i))且将本实施方式的电极丝2的极限角度设为T2(图6(ii))时，使T2形成为比T1大的角度。

此外，安装于机器人6的手部前端部的线张紧机构8具有通过机器人6的动作或作业者的手动能够与机器人6结合及分离的、与铁轨的连结器相同的构造。

图7是表示机器人6与线张紧机构8的连结构造的一例的图。在本实施方式的结合机器人6的手部前端部和线张紧机构8的部分分别具备连结构造14，且形成为将导向件(公)15插入导向件(母)16的构造。

另外，旋转锁17通过复位弹簧18相对于连结构造14保持图7右上所示的状态，当将导向件(公)15插入导向件(母)16时，以及向连结构造14的外侧方向拽释放杆19时，根据所施加的力，旋转锁17以沿圆周方向旋转的方式装配于在连结构造14内所设置的圆筒槽。

在对机器人6的手部前端部和线张紧机构8分别具备的连结构造14进行结合的情况下，如图7(i)的＜1＞所示，以各导向件(公)15插入导向件(母)16的方式接近，且当这样地插入时，如图7(i)的＜2＞所示，旋转锁17以被导向件(公)15按压的方式沿圆周方向旋转，从而能够将导向件(公)15插入至导向件(母)16的内部，进一步地，当结合部分紧密接触时，如图7(i)的＜3＞所示，旋转锁17通过复位弹簧18而返回初始的位置，因此，结合部分形成不分离的状态。

另一方面，在对连结构造14进行分离的情况下，如图7(ii)的＜1＞所示，在作业者手动分离的情况下通过手动，在数控装置3或机器人控制器7的指令的情况下通过气缸20等对释放杆19进行操作，从而旋转锁17沿圆周方向旋转，如图7(ii)的＜2＞所示，能够将结合部分分离，如图7(ii)的＜3＞所示，当结合部分完全分离时，旋转锁17通过复位弹簧18而返回初始位置。

以上对本发明的实施方式进行了说明，但本发明不仅限于上述的实施方式的例子，能够通过添加适当的变更而以各种方式实施。

例如，在上述的实施方式中示出了将线张紧机构8与多关节机器人6连结来进行控制的结构，但不限于此，只要是能够以将线张紧机构8变化成预定的姿势的方式进行驱动控制的结构，就可以任意使用。

另外，在上述中以コ字型的线张紧机构8进行了说明，但是，也可以例如在前端设置滑轮等具备支撑电极丝2的结构的两个驱动部，将这两个驱动部与上导向件部9、下导向件部10同步来进行驱动控制，从而张紧电极丝2。

以上，虽然对本发明的实施方式进行了说明，但是，本发明不限于上述的实施方式的例子，通过添加适当的变更，能够以其它方式实施。

Claims (5)

1.一种线放电加工机，其使电极丝和被加工物相对移动来对上述被加工物进行放电加工，上述线放电加工机的特征在于，具有：

线张紧装置，其具备张紧上述电极丝的线张紧机构，并对上述线张紧机构的位置及姿势进行控制；

控制装置，其控制上述线放电加工机；以及

传输单元，其将移动上述线张紧机构时的坐标位置从上述线张紧装置向上述控制装置传输，

上述控制装置以由该传输单元所传输的上述坐标位置为基准来使上述线放电加工机的各轴的位置与上述线张紧机构的移动同步。

2.根据权利要求1所述的线放电加工机，其特征在于，

上述线张紧装置包括：在手前端具备上述线张紧机构的多关节机器人；以及控制该多关节机器人的机器人控制器。

3.根据权利要求1或2所述的线放电加工机，其特征在于，

对于在上述线放电加工机张紧的上述电极丝，通过对上述线张紧机构的位置及姿势进行控制来将上述电极丝张紧于上述线张紧机构。

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，

对于上述线张紧机构，对上述线放电加工机的各轴进行驱动控制使上述电极丝移动，由此将上述电极丝张紧于上述线张紧机构。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的线放电加工机，其特征在于，

上述线张紧机构相对于上述线张紧装置装卸自如地设置。