CN106903385B

CN106903385B - 线放电加工机

Info

Publication number: CN106903385B
Application number: CN201611200417.8A
Authority: CN
Inventors: 平贺薰
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2015-12-22
Filing date: 2016-12-22
Publication date: 2019-05-10
Anticipated expiration: 2036-12-22
Also published as: EP3184225A1; US20170173715A1; EP3184225B1; CN106903385A; US10399163B2; KR20170074803A; JP6276245B2; JP2017113820A

Abstract

本发明提供一种线放电加工机，在该线放电加工机的上方引导部等俯瞰工件台上的被加工物的位置安装芯图像取得单元，使用芯固定功能一边固定芯一边进行芯加工，在到切出所述芯的加工路径的终点的加工结束的阶段，通过芯图像取得单元拍摄芯以及被加工物，从拍摄图像，根据加工凹槽是否为恒定宽度、加工凹槽中是否存在加工屑的附着、堆积物、芯与被加工物的表面光的状态的差异，来判定芯是否被固定，当芯为非固定时，停止加工，确认芯的固定并推进加工，因此能够安全地进行连续加工。另外，在芯没有被固定而落下时，停止加工，因此能够防止喷嘴、线电极引导部等破损。

Description

线放电加工机

技术领域

本发明涉及线放电加工机，特别是涉及一种具有芯固定功能的线放电加工机，该芯固定功能是在由放电加工所形成的加工凹槽的局部中，通过将加工屑附着、堆积到被加工物和芯，在切取芯时防止该芯落下。

背景技术

在线放电加工机中，已知有利用线电极成分向被加工物的附着现象，使加工屑附着、堆积(焊接)在被加工物的加工凹槽中，从而将加工过的芯固定在被加工物中的功能(以下称为芯固定功能)。该芯固定功能是采取一边固定大量发生的各芯一边进行加工，当全部加工完成后，对固定的各芯施加外力等，从被加工物中除去芯的方法。由于该方法高效，因此在发生大量的芯的加工时发挥其作用。

例如，在日本特开2012-166332号公报中，公开有如下发明：在加工加工形状时，在该加工形状的至少一个位置，将电气的加工条件从加工周期替换为焊接周期，熔化一部分线电极，通过线电极熔化物焊接工件和切取物，从而防止切取物的脱落，并且在放电加工结束后，通过外力破坏焊接部以使切取物与工件分离。在日本特开2014-24132号公报中还公开有一种线放电加工机用的加工程序编辑方法：分析加工用程序，计算从加工物切取的加工部件的加工周长以及加工部件的形状的上表面面积，并根据求出的加工周长、上表面面积、加工物的板厚、比重计算加工部件的质量，进一步，根据存储有加工部件的质量与能够保持加工部件的焊接部的长度之间的关系的图，求得与所求出的质量对应的加工部件的焊接部的长度。

另外，在日本特开2014-14907号公报中公开了一种通过使加工屑附着、堆积在加工凹槽中，在将芯固定到工件母材时，能够任意地设定该固定位置的线放电加工机以及线放电加工机用自动编程装置。

在日本特开2013-144335号公报中还公开了一种为了防止芯的落下，根据芯的形状、重量设定使线电极的成分附着的附着区域，据此生成加工程序的线放电加工机的加工程序生成装置。

在采用通过上述的芯固定功能来固定芯的方法时，并不限定于固定芯。存在由于各种设定的错误、加工液的水质变化、线放电加工机本身的老化等某种原因而芯不固定在被加工物中的问题。例如，芯6没有被固定，该芯6如图5B所示被喷嘴5a卡住的情况，假设在这种状态下使喷嘴5a向右移动，则芯6会被喷嘴5a和被加工物3夹住，产生喷嘴5a、线电极引导部破损的问题。当然即不能连续加工，又需要进行机械的修理，因此导致长时间机器停机。另外，还可能存在在加工中发生线电极的断线时，在自动结线后返回断线点时破坏固定部的问题。由于存在这样的问题，因此存在担心芯固定功能而无法使用的线放电加工机的用户。

发明内容

因此，本发明的目的是在使用芯固定功能的加工中确认芯被固定，当没有被固定时能够停止加工。

本发明所涉及的线放电加工机具有如下芯固定功能，即按照加工程序使线电极和被加工物进行相对移动，通过在所述线电极与所述被加工物之间发生的放电对所述被加工物进行放电加工，通过将由所述放电加工所产生的加工屑附着、堆积在加工凹槽中，对通过所述放电加工所生成的芯和所述被加工物进行固定，该线放电加工机具备：取得所述芯的图像的芯图像取得单元；从通过该芯图像取得单元取得的图像判定所述芯是否被固定的芯固定状态判定单元；以及当该芯固定状态判定单元判定芯没有被固定时，停止所述放电加工的放电加工停止单元，该线放电加工机能够一边确认芯的固定状态一边完成加工。

设定所述线放电加工机的所述芯固定状态判定单元从所述图像，根据包围由所述放电加工所形成的芯的加工凹槽的宽度是否恒定或者是否在预先决定的容许范围内，来判定芯是否被固定。另外，设定所述线放电加工机的所述芯固定状态判定单元从所述图像，根据在加工凹槽中是否存在所述放电加工所生成的加工屑的附着、堆积物，来判定所述芯是否被固定。另外，设定所述线放电加工机的所述芯固定状态判定单元从所述图像，根据所述芯与所述被加工物的表面光的状态的差异，来判定所述芯是否被固定。

设定所述线放电加工机的所述芯固定状态判定单元在到切出芯的加工路径的终点的加工结束的阶段，或在芯固定功能所进行的固定处理结束的阶段，从通过所述芯图像取得单元所获得的图像来判定芯是否被固定。

设定所述线放电加工机通过在机器人中搭载所述芯图像取得单元，能够移动所述芯图像取得单元。

根据本发明，确认芯的固定来推进加工，因此能够安全地进行连续加工。另外，根据本发明，在芯没有被固定而落下时，停止加工，因此能够防止喷嘴、线电极引导部等破损。

附图说明

从参照附图的以下实施方式的说明，本发明的所述的以及其他目的和特征会变得更清楚。在这些图中：

图1是本发明的一个实施方式的概要图。

图2是本发明的另一个实施方式的概要图。

图3A是从加工凹槽的宽度保持恒定的图像来判定芯固定状态的说明图。

图3B是从加工凹槽的宽度不恒定的图像来判定芯固定状态的说明图。

图3C是从加工凹槽的宽度不恒定的其他图像来判定芯固定状态的说明图。

图4A是通过在加工凹槽中有固定部的图像来判定芯固定状态的说明图。

图4B是通过在加工凹槽中没有固定部的图像来判定芯固定状态的说明图。

图4C是通过在加工凹槽中没有固定部的其他图像来判定芯固定状态的说明图。

图5A是说明芯的固定状态的图。

图5B是说明芯的非固定状态的图。

图6A是根据芯、被加工物的表面光的状态判定芯固定状态的说明图，表示芯被固定，芯与被加工物的表面的光的反射状况相同的图。

图6B是说明芯和被加工物没有被固定，芯与被加工物的表面的光的反射状况不同的图。

图6C是说明芯和被加工物没有被固定，芯与被加工物的表面的光的反射状况不同的图。

图7A表示芯的一个例图。

图7B是大量加工图7A所示的芯的例子的说明图。

图8是表示线放电加工机控制装置的处理器所执行的芯固定状态判定处理的算法的流程图。

具体实施方式

以下，结合附图对本发明的实施方式进行说明。

本发明的特征在于，设置了确认芯被固定在加工物中的确认单元，作为该确认单元，设置了视觉传感器、拍摄装置等芯图像取得单元。

图1是本发明的一个实施方式的概要图。由视觉传感器或拍摄装置构成的芯图像取得单元1被安装在俯瞰线放电加工机的上方引导部4等放置有被加工物3的工件台2的位置。在该图1所示的实施方式中是被安装在上方引导部4的上方。并且，该芯图像取得单元1的结构为：连接用于控制线放电加工机的控制部(未图示)，通过来自该控制部的指令取得被加工物3的图像，并发送到该控制部中。此外，附图标记4a是上喷嘴、5a是下喷嘴、5是下方引导部。

图2是本发明的另一个实施方式的概要图，芯图像取得单元1被安装在机器人10中。并且，机器人10的控制装置连接未图示的线放电加工机的控制装置。在该实施方式的情况下，取得芯图像时，使上方引导部4避让，驱动机器人10使芯图像取得单元1移动到由加工程序指令的芯图像取得位置来取得图像，或者基于预先登记的芯的图像数据通过芯图像取得单元寻找芯位置并进行拍摄。

本发明根据通过芯图像取得单元1取得的图像，判定芯的固定状态。作为该判定方法，有加工凹槽宽度是否恒定、加工凹槽中是否存在加工屑的附着、堆积物(固定部)，或芯与被加工物的表面的光的反射状况是否有差异等判定方法。

1)根据加工凹槽宽度是否恒定的芯固定状态判定方法。

图3A-图3C是从通过芯图像取得单元1取得的图像，根据加工凹槽的宽度判定芯固定状态的说明图。

通过线放电加工形成的加工凹槽宽度与线电极直径对应，大致恒定，并且在预先决定的容许范围内。因此，即使在完成芯的切取之后，如果通过芯固定功能使芯6固定，则通过芯图像取得单元1取得的图像，成为如图3A所示那样加工凹槽7的宽度保持恒定的图像。另一方面，当芯6没有被固定时，由于芯6被切掉，因此通过芯图像取得单元1取得的图像如图3B、图3C所示，加工凹槽7的宽度非恒定。因此，能够从通过芯图像取得单元1取得的图像，根据加工凹槽宽度是否控制在决定的容许范围内，判定芯固定状态。

2)根据加工凹槽中是否存在固定部的芯固定状态判定方法。

芯固定功能通过使加工屑附着、堆积在加工凹槽内来固定芯。因此，在通过芯图像取得单元1取得的图像中，当芯6与被加工物3相连接并被固定时，能够得到如图4A所示那样在加工凹槽7内，存在加工屑的附着、堆积物(固定部)11的图像。另一方面，当芯6没有被固定时，由于芯6被切掉，如图4B、图4C所示，加工屑的附着、堆积物(固定部)并不存在，无法得到该图像。因此，能够从通过芯图像取得单元1取得的图像，根据在加工凹槽中是否存在固定部，判定芯固定状态。

3)根据芯与被加工物的表面的光的反射状况的差异的芯固定状态判定方法。

假设芯6被固定在被加工物3中，如图5A所示，芯6和被加工物3的表面存在于同一平面上，来自两者表面的光的反射状况相同。另一方面，当芯6没有被固定时，如图5B所示，芯6与被加工物3的表面不在同一平面上，因此来自两者表面的光的反射状况不同。图6A-图6B表示通过芯图像取得单元1取得的图像的芯和被加工物表面的光的反射状况的例子。

图6A表示芯6被固定，芯6与被加工物3的表面的光的反射状况相同。另外，图6B、图6C表示芯6没有被固定，芯6与被加工物3的表面的光的反射状况不同。因此，能够通过分析芯6和被加工物3的表面光的强度、光谱来判定芯6的固定状态。

接下来，以如下例子进行说明，即如图7A所示的X轴方向长度10、Y轴方向长度8的矩形的芯6，如图7B所示那样，从被加工物3开始按照(1)→(2)→(3)→(4)的顺序一边固定芯一边进行4个加工。此外，在芯6的X轴、Y轴方向的长度的中间位置(X＝5、Y＝4的位置)，对加工开始孔h进行加工，芯6的间隔为15。

该加工的加工程序如下。

〈主程序〉

〈子程序1〉

〈子程序2〉

〈子程序3〉

在主程序(O2000)中，在“S1D1”设定了第一切割的加工条件之后，在“M98P200”子程序1(O200)被读取。在该子程序1(O200)中，在“M60”指令结线线电极，在“M98P220”调用子程序2(O220)。在该子程序2(O220)中，在“G92X0.0Y0.0”设定将当前位置(1)的芯6的加工开始孔h的位置作为原点的坐标系，通过“G91G01G42Y-4.0”的指令，通过增量(G91)来进行切削进给(G01)，通过线电极向右偏移(G42)的指令，向Y轴负方向移动4，接下来向X轴负方向移动5、向Y轴正方向移动8、向X轴正方向移动10、向Y轴负方向移动8、向X轴负方向移动5，取消线电极偏移(G40)，并向Y轴正方向移动4，从(1)的芯6的加工开始孔h，进行Y-4、X-5、Y+8、X+10、Y-8、X-5、Y+4的移动，一边固定芯一边进行放电加工，并返回加工开始孔h的位置。

然后，通过“M99”指令从子程序2(O220)返回子程序1(O200)，通过子程序1(O200)的“M50”切断线电极，通过“M123”指令进行芯固定状态的判定处理(后述该处理)，当判定为芯被固定时，通过“G00X15.0”指令，向X轴方向移动15来定位。

即定位在(2)的芯6的加工开始孔h的位置，进行与(1)的芯6的加工同样的加工，以下，按顺序进行(2)、(3)、(4)的芯6的加工。然后，通过“M99”返回主程序(O2000)，在主程序(O2000)中，通过“G00X-45.0”的定位指令，从(4)的芯6的加工开始孔h向X轴负方向移动45，移动到(1)的芯6的加工开始孔h的位置，如图7B所示加工4个芯6。此外，第一切割结束后，指令“M00”，停止程序运行时，操作者通过锤施加外力等来除去芯6，以下，第二切割、第三切割的最后加工按照子程序3(O230)来进行。

在上述的加工程序中，如果发出了“M123”的芯固定状态判定指令，则线放电加工机的控制装置(未图示)的处理器开始图8所示的处理。

该图8所示的处理示出了如图2所示将芯图像取得单元1安装到机器人中时的处理。因此，由M123指令，首先，在步骤S1中，使上方引导部避让(线电极已经通过“M50”指令被切断，因此能够移动)，接下来，将拍摄指令输出到机器人10的控制装置中(步骤S2)。机器人10的控制装置以通过加工程序中的G92的坐标系设定而指令的坐标位置(加工开始孔h的位置)为目标，移动芯图像取得单元并进行拍摄。根据预先登记的芯的图像数据，通过芯图像取得单元寻找出芯的位置并进行拍摄。然后将拍摄的图像发送到线放电加工机的控制装置中。

线放电加工机的控制装置取得发送来的芯得图像数据(步骤S3)，根据上述3个方法(根据加工凹槽宽度是否恒定的判定、根据加工屑的附着、堆积物是否存在于加工凹槽中的判定、根据芯和被加工物表面的光的反射状况的判定)的某一个，来判定芯是否被固定(步骤S4)。

当判定为芯被固定时，向机器人10的控制装置输出芯图像取得单元1的避让指令(步骤S9)，通过机器人10使芯图像取得单元1避让到避让位置，之后，上方引导部返回避让前位置(步骤S10)，结束该M123指令的处理，返回原来的子程序1中，重启执行M123指令以下的程序。

另一方面，当在步骤S4中判定为芯没有被固定时，向机器人10的控制装置输出芯图像取得单元1的避让指令(步骤S5)，使芯图像取得单元1避让到避让位置，之后，上方引导部返回避让前位置(步骤S6)，停止程序运行(步骤S7)，进行报警显示(步骤S8)，停止放电加工从而结束。

此外，在上述所述实施方式中，示出了使用像“M123”这样的芯固定状态判定用代码来指令芯固定状态判定的例子，但是即使不设计专用的M代码，使用芯固定功能时，也可以在M50指令的切断线电极后进行与上述的图8的处理相同的处理。

另外，图8所示的处理是如图2所示的将芯图像取得单元1安装到机器人时的处理，但是当如图1所示，芯图像取得单元1被构成为安装在俯瞰上方引导部4等放置有被加工物3的工件台2的位置时，则不需要步骤S1、S6、S10的上方引导部的避让、返回避让前位置的处理，也不需要步骤S5、S9的芯图像取得单元的避让处理(发给机器人的避让指令)。并且，步骤S2的拍摄指令也可以不输出至机器人10，而输出至芯图像取得单元1即可。另外，还可以如图1所示，当芯图像取得单元1被安装在俯瞰放置有被加工物3的工件台2的位置时，由于始终能够得到芯6的图像，因此如果由芯固定功能所进行的固定处理结束，则向芯图像取得单元1输出拍摄指令，进行拍摄，从所得到的图像判定芯是否被固定，如果判定为被固定，则继续加工，如果判定为没有被固定，则停止运行并显示报警。

如上述，在本实施方式中，在使用芯固定功能一边固定芯一边进行线放电加工中，由于能够确认芯是否被固定，因此能够安全的完成加工。

至此，对于本发明的实施方式进行了说明，但是本发明并不限定于上述实施方式的例子，能够通过增加合理的变更而以其他的方式执行。

Claims

1.一种线放电加工机，其具有：

芯固定功能，即该线放电加工机按照加工程序使线电极和被加工物进行相对移动，通过在所述线电极与所述被加工物之间发生的放电对所述被加工物进行放电加工，将由该放电加工所产生的加工屑附着、堆积在加工凹槽中，从而对通过所述放电加工所生成的芯和所述被加工物进行固定，

该线放电加工机的特征在于，具备：

芯图像取得单元，其取得所述芯的图像；

芯固定状态判定单元，其根据通过该芯图像取得单元取得的图像判定所述芯是否被固定；以及

放电加工停止单元，其当该芯固定状态判定单元判定芯没有被固定时，停止所述放电加工，

所述芯固定状态判定单元，从所述图像，根据包围由所述放电加工而形成的芯的加工凹槽的宽度是否恒定或者是否在预先决定的容许范围内，来判定所述芯是否被固定。

2.一种线放电加工机，其具有：

该线放电加工机的特征在于，具备：

芯图像取得单元，其取得所述芯的图像；

所述芯固定状态判定单元，从所述图像，根据所述放电加工所生成的加工屑的附着、堆积物是否存在于加工凹槽中，来判定所述芯是否被固定。

3.一种线放电加工机，其具有：

该线放电加工机的特征在于，具备：

芯图像取得单元，其取得所述芯的图像；

所述芯固定状态判定单元，从所述图像，根据所述芯与所述被加工物的表面光的状态的差异，来判定所述芯是否被固定。

4.根据权利要求1～3的任一项所述的线放电加工机，其特征在于，

在到切出芯的加工路径的终点的加工结束的阶段，或在芯固定功能所进行的固定处理结束的阶段，所述芯固定状态判定单元从通过所述芯图像取得单元获得的图像来判定芯是否被固定。

5.根据权利要求1～3的任一项所述的线放电加工机，其特征在于，

通过在机器人中搭载所述芯图像取得单元，能够移动所述芯图像取得单元。