CN107775131B - 线放电加工机以及测量方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种线放电加工机(10)，其具备：支承部(52)，其用于使线电极(12)相对于测量对象物(W)相对移动；伺服电动机(56X、56Y)，其使支承部(52)移动；设定变更部(70)，其变更指令速度(Vc)的设定；以及电动机控制部(72)，其在使线电极(12)与测量对象物(W)相对移动并检测出二者的接触的移动接触检测时，根据设定变更部(70)进行设定变更后的指令速度(Vc)，以使线电极(12)相对于测量对象物(W)相对移动的方式来控制伺服电动机(56X、56Y)。

Description

线放电加工机以及测量方法
技术领域
本发明涉及使由上下线引导部支承的线电极与测量对象物相对移动并检测出二者的接触，由此进行线电极的定位或测量对象物的形状测量的放电加工机以及测量方法。
背景技术
线放电加工机使线电极与测量对象物相对移动，根据两者接触到的相对位置(以下为接触位置)，能够进行线电极的定位或测量对象物的形状测量。
例如，日本特开平07-314254号公报公开一种线放电加工机的加工开始孔的定心加工方法。简单说明的话，就是使线电极在作为测量对象物的加工对象物上所形成的加工开始部位(孔)插通，并求出3点以上的孔的内壁与线电极之间的接触位置，计算通过所求出的3点接触位置的圆弧状的中心位置。将计算出的中心位置设为在加工对象物上所形成的孔的中心位置，以使线电极的位置成为计算出的中心位置的方式，来使线电极与测量对象物相对移动，由此进行线电极的定位。
在线放电加工机中，作为线电极与加工对象物之间的相对移动方法，一般有用于放电加工中的“切削进给”、以及在定位中使用的“快进”。
日本专利第4027834号公报中公开了以下技术，即通过快进(快进速度为4～8m/min)使加工对象物相对于线电极移动，并根据其接触位置来进行线电极的定位。这里，在检测出线电极与加工对象物之间的接触后，即使停止加工对象物的移动，也会由于控制响应或惯性而在加工对象物的移动停止中产生延迟。因此，将形成线电极深入加工对象物的状态，从而不能够高精度地取得接触位置。
因此，在专利第4027834号公报中，如果线电极与加工对象物接触则使加工对象物的移动停止，并且为了使线电极与加工对象物分离而使加工对象物仅返回预定距离。接着，再次通过比快进速度慢的用于定位的进给速度(0.5～6mm/min)使加工对象物移动，如果检测出线电极与加工对象物之间的接触则停止加工对象物的移动，并取得此时的接触位置。
发明内容
在上述日本专利第4027834号公报中，由于通过4～8m/min的速度进行快进，因此即使在检测出接触后停止快进，线电极也会深入加工对象物，从而有可能切断线电极。另外，缩短时间常数，由此能够防止线电极的切断，但是由于在减速时速度急剧变化，因此使线放电加工机的机械系统的冲击变大。
另外，在通过进给速度慢的切削进给使线电极与加工对象物相对移动并取得其接触位置时，虽然有可能不会切断线电极，但是相对移动需要花费时间，并使定位所需要的时间变长。
因此，本发明的目的为提供通过使线电极与测量对象物相对移动并检测其接触，由此在进行线电极的定位或上述测量对象物的形状测量时，一边防止线电极的切断一边缩短相对移动所需要的时间，并且抑制由相对移动时的加减速所造成的机械系统的冲击的线放电加工以及测量方法。
本发明的第一方式为一种线放电加工机，其使由上下线引导部支承的线电极与测量对象物相对移动并检测出二者的接触，由此进行上述线电极的定位或上述测量对象物的形状测量，该线放电加工机具备：驱动部，其用于使上述线电极相对于上述测量对象物而相对移动；伺服电动机，其使上述驱动部移动；设定变更部，其变更指令速度的设定；以及电动机控制部，其在使上述线电极与上述测量对象物相对移动并检测出二者的接触的移动接触检测时，根据上述设定变更部进行设定变更后的上述指令速度，以使上述线电极相对于上述测量对象物相对移动的方式来控制上述伺服电动机。
这样，由于能够任意地变更移动接触检测时的指令速度的设定，所以能够在移动接触检测时使线电极以最优的速度、加速度相对移动。因此，能够缩短移动接触检测时的线电极的相对移动所需要的时间，同时防止线电极的切断，并且抑制由相对移动时加减速所造成的机械系统的冲击。
本发明的第一方式为上述线放电加工机，也可以是该线放电加工机具备检测出上述线电极与上述测量对象物之间的接触的接触检测部，上述设定变更部进一步变更时间常数的设定，上述电动机控制部在上述移动接触检测时，控制上述伺服电动机，使得上述线电极相对于上述测量对象物的相对移动速度以上述时间常数成为上述指令速度，使上述线电极相对于上述测量对象物相对移动，在通过上述接触检测部检测出上述线电极与上述测量对象物的接触时，控制上述伺服电动机，使得以上述指令速度相对于上述测量对象物进行相对移动的上述线电极以上述时间常数停止。
这样，由于除了移动接触检测时的指令速度之外也能够任意地变更时间常数的设定，所以能够在移动接触检测时使线电极以最优的速度、加速度相对移动。因此，能够在缩短移动接触检测时的线电极的相对移动所需要的时间的同时，防止线电极的切断，并且能够进一步抑制由相对移动时的加减速所造成的机械系统的冲击。
本发明的第一方式为上述线放电加工机，也可以是上述电动机控制部控制上述伺服电动机，使得上述线电极相对于上述测量对象物的相对移动速度以钟型加减速度变化，直到经过上述时间常数为止。由此，能够进一步抑制由相对移动时的加减速所造成的机械系统的冲击。
本发明的第一方式为上述线放电加工机，也可以是该线放电加工机具备：推定上述伺服电动机的负荷转矩的负荷转矩推定部、和设定上述负荷转矩的阈值的阈值设定部，上述设定变更部变更指令加速度的设定，并且在上述移动接触检测时，根据上述指令加速度使上述指令速度随着时间的经过进行变更，直到上述负荷转矩推定部所推定出的上述负荷转矩超过上述阈值为止，当上述负荷转矩超过上述阈值时，固定上述指令速度，使得上述线电极相对于上述测量对象物以等速相对移动。
这样，由于能够任意地设定移动接触检测时的指令加速度以及阈值，所以能够在移动接触检测时使线电极以最优的速度、加速度相对移动。因此，能够缩短移动接触检测时的线电极的相对移动所需要的时间，同时防止线电极的切断，并且进一步抑制由相对移动时的加减速所造成的机械系统的冲击。
本发明的第一方式为上述线放电加工机，也可以是该线放电加工机具备检测上述线电极与上述测量对象物之间的接触的接触检测部，上述电动机控制部在通过上述接触检测部检测出上述线电极与上述测量对象物之间的接触时，控制上述伺服电动机，使得上述线电极相对于上述测量对象物的相对移动停止。由此，能够防止线电极的切断。
本发明的第二方式为线放电加工机的测量方法，该线放电加工机具备：驱动部，其用于使由上下线引导部支承的线电极相对于测量对象物而相对移动；伺服电动机，其使上述驱动部移动；以及接触检测部，其检测上述线电极与上述测量对象物之间的接触，该线放电加工机通过使上述线电极与上述测量对象物相对移动并检测出二者的接触，由此进行上述线电极的定位或上述测量对象物的形状测量，该测量方法包括：变更指令速度的设定的设定变更步骤、以及在使上述线电极与上述测量对象物相对移动并检测出二者的接触的移动接触检测时，根据上述设定变更步骤进行设定变更后的上述指令速度，以使上述线电极相对于上述测量对象物相对移动的方式来控制上述伺服电动机的电动机控制步骤。
这样，由于能够任意地变更移动接触检测时的指令速度的设定，所以能够在移动接触检测时使线电极以最优的速度、加速度相对移动。因此，能够缩短移动接触检测时的线电极的相对移动所需要的时间，同时防止线电极的切断，并且抑制因相对移动时的加减速所造成的机械系统的冲击。
本发明的第二方式为上述测量方法，也可以是上述设定变更步骤进一步变更时间常数的设定，上述电动机控制步骤在上述移动接触检测时，控制上述伺服电动机，使得上述线电极相对于上述测量对象物的相对移动速度以上述时间常数成为上述指令速度，使上述线电极相对于上述测量对象物相对移动，在通过上述接触检测部检测出上述线电极与上述测量对象物的接触时，控制上述伺服电动机，使得以上述指令速度相对于上述测量对象物进行相对移动的上述线电极以上述时间常数停止。
这样，由于除了移动接触检测时的指令速度之外也能够任意地变更时间常数的设定，所以能够在移动接触检测时使线电极以最优的速度、加速度相对移动。因此，能够缩短移动接触检测时的线电极的相对移动所需要的时间，同时防止线电极的切断，并且进一步抑制由相对移动时的加减速所造成的机械系统的冲击。
本发明的第二方式为上述测量方法，也可以是上述电动机控制步骤控制上述伺服电动机，使得上述线电极相对于上述测量对象物的相对移动速度以钟型加减速度变化，直到经过上述时间常数为止。由此，能够进一步抑制由相对移动时的加减速所造成的机械系统的冲击。
本发明的第二方式为上述测量方法，也可以是该测量方法包括：推定上述伺服电动机的负荷转矩的负荷转矩推定步骤、和设定上述负荷转矩的阈值的阈值设定步骤，上述设定变更步骤变更指令加速度的设定，并且在上述移动接触检测时，根据上述指令加速度使上述指令速度随着时间的经过进行变更，直到上述负荷转矩推定步骤所推定出的上述负荷转矩超过上述阈值为止，当上述负荷转矩超过上述阈值时，固定上述指令速度，使得上述线电极相对于上述测量对象物以等速相对移动。
这样，由于能够任意地设定移动接触检测时的指令加速度以及阈值，所以能够在移动接触检测时使线电极以最优的速度、加速度相对移动。因此，能够缩短移动接触检测时的线电极的相对移动所需要的时间，同时防止线电极的切断，并且进一步抑制因相对移动时的加减速所造成的机械系统的冲击。
本发明的第二方式为上述测量方法，也可以是上述电动机控制步骤在通过上述接触检测部检测出上述线电极与上述测量对象物的接触时，控制上述伺服电动机，使得上述线电极停止相对于上述测量对象物的相对移动。由此，能够防止线电极的切断。
根据本发明，能够在移动接触检测时使线电极以最优的速度、加速度相对移动。因此，能够缩短移动接触检测时的线电极的相对移动所需要的时间，同时防止线电极的切断，并且抑制由相对移动时的加减速所造成的机械系统的冲击。
附图说明
通过参照附图说明以下的实施方式，能够容易理解上述的目的、特征以及优点。
图1是线放电加工机的机械概略结构图。
图2是第一实施方式的线放电加工机的电气概略结构图。
图3是表示图1所示的控制装置的结构的图。
图4是表示线电极相对于加工对象物的相对移动的图。
图5是表示由于线电极相对于加工对象物的相对移动的停止延迟而产生的线电极的切断的图。
图6是表示图1所示的控制装置的动作的流程图。
图7A是表示线电极相对于加工对象物的相对移动速度的时序图，图7B是表示线电极相对于加工对象物的相对移动加速度的时序图。
图8是第二实施方式的线放电加工机的电气概略结构图。
图9是表示图8所示的控制装置的结构的图。
图10是表示图9所示的控制装置的动作的流程图。
具体实施方式
举出优选的实施方式，并在下面参照附图详细地说明本发明的线放电加工机以及测量方法。
[第一实施方式]
图1是线放电加工机10的机械概略结构图。线放电加工机10为一种机床，其在加工液中对由线电极12和加工对象物W(参照图2)形成的极间(间隙)施加电压来产生放电，由此对加工对象物(被加工物、测量对象物)W实施放电加工。线放电加工机10具备：加工机本体14、加工液处理装置16以及控制装置18。
线电极12的材质例如是钨类、铜合金类、黄铜类等金属材料。另一方面，被加工物W的材质例如是铁类材料或超硬材料等金属材料。
加工机本体14具备：供给面向被加工对象物W的线电极12的供给系统20a、以及回收通过了加工对象物W的线电极12的回收系统20b。
供给系统20a具备：缠绕了线电极12的线轴22、能够对线轴22赋予转矩的转矩电动机24、对线电极12赋予由摩擦产生的制动力的制动片26、对制动片26赋予制动转矩的制动电动机28、检测线电极12的张力大小的张力检测部30、以及在加工对象物W的上方引导线电极12的线引导部(上线引导部)32。
回收系统20b具备：在加工对象物W的下方引导线电极12的线引导部(下线引导部)34、能够夹持线电极12的夹送辊36以及进料辊38、回收由夹送辊36以及进料辊38进行运送的线电极12的线回收箱40。
加工机本体14具备能够存储放电加工时使用的去离子水或油等的加工液的加工槽42。在加工槽42内配置有线引导部32、34。该加工槽42被载置于基础部44上。加工对象物W设置在线引导部32与线引导部34之间。线引导部32、34具有支承线电极12的模引导部32a、34a。另外，线引导部34具备一边改变线电极12的方向一边引导至夹送辊36以及进料辊38的引导辊34b。
此外，线引导部32喷出不包含污泥(加工屑)的干净的加工液。由此，能够通过适合放电加工的干净的加工液，来填满线电极12与加工对象物W之间的间隙(极间)，从而能够防止由于因放电加工而产生的污泥所造成的放电加工精度降低的情况。另外，线引导部34也可以喷出不包含污泥的干净的加工液。
加工对象物W被工作台等支承部52支承，支承部52配置在加工槽42内(参照图2)。线引导部32、34、支承部52以及加工对象物W浸泡在加工槽42所贮存的加工液中。
加工机本体14(线放电加工机10)一边使支承部52的位置与被上下线引导部32、34支承的线电极12的位置相对移动，一边对加工对象物W进行加工。在本第一实施方式中，通过使支承部52在X方向以及Y方向上移动，使线电极12与加工对象物W相对移动。此外，X方向以及Y方向相互正交，将与XY方向正交的方向设为Z方向。
加工液处理装置16去除在加工槽42中产生的加工屑(污泥)，并且通过进行电阻率/温度的调整等来管理加工液的液体质量。将由该加工液处理装置16管理液体质量后的加工液再次返回加工槽42。控制装置18控制加工机本体14以及加工液处理装置16。
图2是线放电加工机10的电气概略结构图。线放电加工机10还具备：电源50、支承部52、X轴进给机构54X、Y轴进给机构54Y、伺服电动机56X、56Y、以及接触检测部58。电源50是用于对由线电极12与加工对象物(测量对象物)W形成的极间施加电压的电源。电源50在控制装置18的控制下对极间施加电压。电源50也可以在进行针对加工对象物W的线电极12的定位或加工对象物W的形状测量时，对极间施加用于测量的电压，并且在放电加工时，对极间施加与用于测量的电压不同的用于放电加工的电压。
支承部52是用于支承加工对象物W，并且在使加工对象物W与XY平面平行的平面上，使加工对象物W移动的驱动部(例如工作台)。在该加工对象物W上形成成为放电加工的开始点的开始孔Wa，线电极12被插入该开始孔Wa，并且该线电极12与该开始孔Wa连接。在线电极12被插入该开始孔Wa并且与其连接之后，使支承部52(加工对象物W)在与XY平面平行的平面上移动，由此能够加工加工对象物W。线电极12的连接是指，被线轴22缠绕的线电极12通过线引导部32、加工对象物W以及线引导部34，并由夹送辊36以及进料辊38夹持，如果连接线电极12，则对线电极12赋予预定的张力。此外，在连接之后直至开始加工为止的期间，进行后述的线电极12的定位。
X轴进给机构54X是使支承部52(加工对象物W)向X方向移动的机构。伺服电动机56X是用于使支承部52向X方向移动的电动机，驱动X轴进给机构54X。X轴进给机构54X使伺服电动机56X的旋转力转换为直线运动，由此使支承部52向X方向移动。
Y轴进给机构54Y是用于使支承部52(加工对象物W)向Y方向移动的机构。伺服电动机56Y是用于使支承部52向Y方向移动的电动机，驱动Y轴进给机构54Y。Y轴进给机构54Y将伺服电动机56Y的旋转力转换为直线运动，由此使支承部52向Y方向移动。
X轴进给机构54X以及Y轴进给机构54Y构成用于使支承部52(加工对象物W)移动的驱动机构55。通过使支承部52向X方向以及Y方向移动，能够使线电极12与加工对象物W相对地移动。
通过控制装置18的控制来驱动伺服电动机56X、56Y。此外，在伺服电动机56X、56Y中设置有检测伺服电动机56X、56Y的旋转位置的编码器57X、57Y。根据该旋转位置也能够确定伺服电动机56X、56Y的转速。由编码器57X、57Y检测出的检测信号被发送给控制装置18。
接触检测部58通过检测出施加给极间的电压(以下为极间电压)来检测线电极12与加工对象物(开始孔Wa的内壁)W是否接触。如果线电极12与加工对象物(测量对象物)W接触，则传导并流过电流，从而极间电压下降。因此，接触检测部58能够根据检测出的极间电压的变化，来检测出线电极12与加工对象物W是否接触。接触检测部58的检测结果被发送给控制装置18。
接着，使用图3简单地说明控制装置18的结构。控制装置18具备：输入部60、控制部62、存储介质64以及显示部66。输入部60是为了输入信息以及指令等，由操作员进行操作的操作部。输入部60由用于输入数值数据的数字键、各种功能键(例如电源按钮等)、键盘以及触摸面板等构成。控制部62具有CPU等处理器和存储了程序的存储芯片，通过处理器执行该程序，从而作为本第一实施方式的控制部62来发挥功能。
存储介质64存储控制部62进行控制所需要的数据等，也作为缓冲存储器来发挥功能。显示部66由液晶显示器、有机EL显示器等构成，显示必要的信息等。输入部60的触摸面板被设置在显示部66的显示画面上。此外，可以一体地形成输入部60和显示部66。
控制部62具有：设定变更部70、电动机控制部72以及位置决定部74。设定变更部70变更指令速度Vc以及时间常数τ的设定。设定变更部70对使线电极12与加工对象物W相对移动并检测出其接触的移动接触检测时的、指令速度Vc以及时间常数τ的设定进行变更。设定变更部70也可以将通过操作员对输入部60的操作而输入的速度以及时间变更为指令速度Vc以及时间常数τ，还可以通过预先决定的程序(例如用于进行移动接触检测的程序)来变更指令速度Vc以及时间常数τ。
指令速度Vc指示支承部52(加工对象物W)的移动速度(即线电极12针对加工对象物W的相对移动速度)V。支承部52被控制为以指令速度Vc移动。时间常数τ表示以下时间：在使停止的支承部52(加工对象物W)以指令速度Vc移动时，直至停止的支承部52成为指令速度Vc为止的时间(延迟时间)、以及在使以指令速度Vc移动的支承部52(加工对象物W)停止时，直至以指令速度Vc移动的支承部52停止为止的时间(延迟时间)。也就是说，时间常数τ表示相对于达到目标的速度的延迟时间。
电动机控制部72在移动接触检测时控制伺服电动机56X、56Y，使得支承部52(加工对象物W)的移动速度V以由设定变更部70进行设定变更后的时间常数τ成为指令速度Vc。在本第一实施方式中，电动机控制部72首先为了检测出线电极12相对于X方向上的加工对象物W的接触位置，使支承部52向X方向移动。并且，电动机控制部72为了检测出线电极12相对于Y方向上的加工对象物W的接触位置，使支承部52向Y方向移动。因此在进行X方向上的移动接触检测时，电动机控制部72控制伺服电动机56X，使得支承部52(加工对象物W)的X方向的移动速度V以设定变更部70进行设定变更后的时间常数τ成为指令速度Vc。同样地，在进行Y方向上的移动接触检测时，电动机控制部72控制伺服电动机56Y，使得支承部52(加工对象物W)的Y方向的移动速度V以设定变更部70进行设定变更后的时间常数τ成为指令速度Vc。
具体地说，如果电动机控制部72在使支承部52向+X方向移动后，并通过接触检测部58检测出线电极12与加工对象物W(开始孔Wa的内壁)的接触，则使支承部52停止向+X方向的移动。并且，如果电动机控制部72在使支承部52向-X方向移动，并通过接触检测部58检测出线电极12与加工对象物W(开始孔Wa的内壁)的接触，则使支承部52停止向-X方向的移动。另外，如果电动机控制部72使支承部52向+Y方向移动后，并通过接触检测部58检测出线电极12与加工对象物W(开始孔Wa的内壁)的接触，则使支承部52停止向+Y方向的移动。之后，如果电动机控制部72使支承部52向-Y方向移动，并通过接触检测部58检测出线电极12与加工对象物W(开始孔Wa的内壁)的接触，则使支承部52停止向-Y方向的移动。
通过使该支承部52向+X方向移动，从而线电极12相对于加工对象物W向-X方向侧相对移动，并且通过使该支承部52向-X方向移动，从而线电极12相对于加工对象物W向+X方向侧相对移动。另外，通过使支承部52向+Y方向移动，从而线电极12相对于加工对象物W向-Y方向侧相对移动，并且通过使支承部52向-Y方向移动，从而线电极12相对于加工对象物W向+Y方向侧相对移动。
此外，电动机控制部72使用检测出编码器57X、57Y检测出的检测信号来控制(反馈控制)伺服电动机56X、56Y。
位置决定部74将线电极12与开始孔Wa的±X方向侧的内壁的接触位置、以及线电极12与开始孔Wa的±Y方向侧的内壁的接触位置存储在存储介质64中。位置决定部74可以根据线电极12与开始孔Wa接触时的编码器57X、57Y的检测信号来决定接触位置，也可以根据检测支承部52的X方向、Y方向的位置的位置传感器的检测结果来决定接触位置。
位置决定部74根据存储在存储介质64中的多个接触位置来决定线电极12的位置。位置决定部74例如根据多个接触位置来计算开始孔Wa的中心位置，并将该中心位置决定为线电极12的位置。位置决定部74将决定好的线电极12的位置输出给电动机控制部72。
电动机控制部72使支承部52移动，使得线电极12位于由位置决定部74决定的线电极12的位置上。由此，进行线电极12相对于加工对象物W的定位。
这里，作为线电极12的移动方式有“切削进给”和“快进”。该“切削进给”是指在放电加工中使线电极12相对于加工对象物W相对移动。另一方面，“快进”是指为了在不进行放电加工时进行线电极12的定位而使线电极12相对于加工对象物W相对移动。
在“切削进给”的情况下，由于是在放电加工中进行，所以线电极12的进给速度(相对移动速度)V一般被设定在比较慢的1～50mm/min的范围内。例如将开始孔Wa的直径设为大约φ200mm，将线电极12的相对移动速度V设为大约50mm/min，将从线电极12的位置到线电极12的相对移动方向侧的开始孔Wa的内壁为止的距离设为大约100mm。此时，如图4所示，在移动接触检测时线电极12开始相对于加工对象物W相对移动，到接触开始孔Wa的内壁为止花费2分钟左右。因此，在“切削进给”的情况下，到线电极12接触加工对象物W的开始孔Wa的内壁为止所需要的时间(线电极12的相对移动所需要的时间)变得过长。
另一方面，在“快进”的情况下，由于是在放电加工以外时进行，所以线电极12的进给速度(相对移动速度)V一般被设定在900～2000mm/min的范围内。例如将开始孔Wa的直径设为大约φ200mm，将线电极12的相对移动速度V设为大约2000mm/min，将从线电极12的位置到线电极12的相对移动方向侧的开始孔Wa的内壁为止的距离设为大约100mm。此时，在移动接触检测时线电极12开始相对于加工对象物W相对移动，到接触开始孔Wa的内壁为止花费0.05分钟左右。这样，由于“快进”的情况相较于“切削进给”进给速度相当快，所以能够缩短直至线电极12接触加工对象物W的开始孔Wa的内壁为止所需要的时间(线电极12的相对移动所需要的时间)。
在检测出线电极12与开始孔Wa的接触时，电动机控制部72控制伺服电动机56X、56Y，使得停止线电极12相对于加工对象物W的相对移动，但是如果快进速度快，则用于停止线电极12的相对移动的移动距离(从减速后到停止为止的距离)变长，如图5所示，线电极12被切断。
因此，在移动接触检测时，虽然通过“快进”难以使线电极12移动，但是如果缩短时间常数，则用于停止线电极12的相对移动的移动距离变短，因此能够防止线电极12的切断。然而，由于相对于加工对象物W的线电极12的相对移动速度急剧减速，因此使支承部52移动的机械系统(例如驱动机构55或伺服电动机56X、56Y)的冲击将变得过大。
因此，在本第一实施方式中，通过使移动接触检测时的线电极12相对于加工对象物W的相对移动速度(支承部52的移动速度)V以及时间常数τ可变，由此解决该问题。
图6是表示本第一实施方式的控制装置18(控制部62)的动作的流程图。图7A是表示线电极12相对于加工对象物W的相对移动速度(支承部52的移动速度)V的流程图，图7B是表示线电极12相对于加工对象物W的相对移动加速度(支承部52的移动速度)A的流程图。此外，在图6的流程图所示的动作中，以使线电极12相对于加工对象物W向X方向移动的情况为例来进行说明。
在步骤S1中，设定变更部70变更移动接触检测时的指令速度Vc以及时间常数τ的设定。设定变更部70可以根据操作员对输入部60的操作来变更指令速度Vc以及时间常数τ的设定，也可以根据预先决定的程序(例如用于进行移动接触检测的程序)来变更指令速度Vc以及时间常数τ的设定。指令速度Vc以及时间常数τ被设定为与开始孔Wa的直径的大小或形状相对应的适当的值。
接着，在步骤S2中，电动机控制部72在移动接触检测时根据在步骤S1中被设定变更后的指令速度Vc以及时间常数τ来控制伺服电动机56，开始线电极12相对于加工对象物W的在X方向上的相对移动。具体地说，通过使作为驱动部的支承部52(加工对象物W)向X方向移动而使线电极12相对移动。电动机控制部72控制伺服电动机56X(参照图7A)，使得线电极12相对于加工对象物W的相对移动速度V以在步骤S1中被设定变更后的时间常数τ成为指令速度Vc。此时，电动机控制部72控制伺服电动机56X(参照图7B)，使得线电极12的相对移动速度V以钟型加减速度发生变化，直到经过时间常数τ为止。
接着，在步骤S3中，电动机控制部72判断是否通过接触检测部58检测出了线电极12与加工对象物W(开始孔Wa的内壁)的接触，在步骤S3中，如果判断为没有检测出接触，则留在步骤S3。
另一方面，如果在步骤S3判断为检测出了接触，则进入步骤S4，电动机控制部72使线电极12的相对移动停止。电动机控制部72控制伺服电动机56X(参照图7)，使得以指令速度Vc相对于加工对象物W进行相对移动的线电极12以时间常数τ停止(相对移动速度V成为0)。此时，电动机控制部72控制伺服电动机56X(参照图7B)，使得线电极12的相对移动速度V以钟型加减速度发生变化，直到经过时间常数τ为止。之后，控制装置18转入为了线电极12的定位而所需要的下一个动作。
这里，将指令速度Vc设为大约900mm/min，将时间常数τ设为大约50msec，由此控制伺服电动机56X使得线电极12的相对移动停止，然后能够将直至实际停止为止的移动距离抑制为大约1mm。因此，能够缩短移动接触检测时的线电极12的相对移动时间，并且防止线电极12的切断，而且能够缓和机械系统的冲击。
[第二实施方式]
接着，说明第二实施方式的线放电加工机10A。图8是第二实施方式的线放电加工机10A的电气概略结构图。此外，对与第一实施方式相同的结构标注相同的符号，只对不同的部位进行说明。
线放电加工机10A具备：线电极12、控制装置18A、电源50、支承部52、X轴进给机构54X、Y轴进给机构54Y、伺服电动机56X、56Y、编码器57X、57Y、以及接触检测部58。线放电加工机10A还具备检测出流入伺服电动机56X、56Y的激励电流的电流传感器80X、80Y。电流传感器80X、80Y的检测信号被发送给控制装置18A。
图9是表示控制装置18A的结构的图。控制装置18A具备：输入部60、控制部62A、存储部64、以及显示部66。控制部62A具有：设定变更部82、负荷转矩推定部84、阈值设定部86、电动机控制部88、以及位置决定部90。
设定变更部82变更移动接触检测时的指令加速度Ac的设定。设定变更部82可以将通过操作员对输入部60的操作而输入的加速度变更为指令加速度Ac，也可以根据预先决定的程序(例如用于进行移动接触检测的程序)来变更指令加速度Ac。设定变更部82根据设定变更后的指令加速度Ac随着时间的经过来变更指令速度Vc。也就是说，以使指令速度Vc以指令加速度Ac进行加速的方式来使指令速度Vc变化。
负荷转矩推定部84在移动接触检测时推定伺服电动机56X、56Y的负荷转矩。负荷转矩推定部84根据电流传感器89X、80Y检测出的电流值来推定伺服电动机56X、56Y的负荷转矩TL。该负荷转矩TL的推定也可以使用公知技术。
阈值设定部86设定移动接触检测时的伺服电动机56X、56Y的负荷转矩TL的阈值Th。阈值设定部86可以将通过操作员进行的输入部60的操作而输入的值设为阈值Th，也可以根据预先决定的程序(例如用于进行移动接触检测的程序)来设定阈值Th。
电动机控制部88控制伺服电动机56X、56Y，使得在移动接触检测时支承部52以设定变更部82进行变更后的指令速度Vc来进行移动。这里，由于指令速度Vc根据指令加速度Ac随着时间的经过而发生变化，所以电动机控制部88控制伺服电动机56X、56Y，使得支承部52(加工对象物W)的移动速度V以设定变更部82进行设定变更后的指令加速度Ac来进行加速。电动机控制部88在移动接触检测时使支承部52向X方向(±X方向)移动的情况下，控制伺服电动机56X，使得支承部52以设定变更部82进行设定变更后的指令加速度Ac来进行加速。电动机控制部88在移动接触检测时使支承部52向Y方向(±Y方向)移动的情况下，控制伺服电动机56Y，使得支承部52以设定变更部82进行设定变更后的指令加速度Ac来进行加速。
设定变更部82根据指令加速度Ac使指令速度Vc随着时间的经过而变更直到负荷转矩推定部84所推定的负荷转矩TL超过阈值Th为止，如果负荷转矩TL超过阈值Th，则中止指令速度Vc的变更，并且固定指令速度Vc，使得支承部52以等速移动。因此，电动机控制部88控制伺服电动机56X、56Y，使得支承部52以设定变更部82进行设定变更后的指令加速度Ac来进行加速，直到转矩推定部84所推定的负荷转矩TL超过阈值Th为止。并且，电动机控制部88控制伺服电动机56X、56Y，使得当负荷转矩推定部84所推定的负荷转矩TL超过阈值Th时，支承部52以此时的支承部52的移动速度V进行移动。
位置决定部90将线电极12与开始孔Wa的±X方向侧的内壁的接触位置、以及线电极12与开始孔Wa的±Y方向侧的内壁的接触位置存储在存储介质64中。位置决定部90可以根据线电极12与开始孔Wa接触时的编码器57X、57Y的检测信号来决定接触位置，也可以根据检测出支承部52的X方向、Y方向上的位置的位置传感器的检测结果来决定接触位置。
位置决定部90根据存储在存储介质64中的多个接触位置来决定线电极12的位置。位置决定部90例如根据多个接触位置来计算开始孔Wa的中心位置，并将该中心位置决定为线电极12的位置。位置决定部90将决定后的线电极12的位置输出给电动机控制部88。该位置决定部90与上述第一实施方式的位置决定部74相同。
电动机控制部88使支承部52移动，使得线电极12位于由位置决定部90决定的线电极12的位置上。由此，进行线电极12相对于加工对象物W的定位。
图10是表示本第二实施方式的控制装置18A(控制部62A)的动作的流程图。此外，在图10的流程图所示的动作中，以使线电极12相对于加工对象物W向X方向移动的情况为例进行了说明。
在步骤S11中，设定变更部82变更移动接触检测时的指令加速度Ac的设定。设定变更部82可以根据操作员对输入部60的操作来变更指令加速度Ac的设定，也可以根据预先决定的程序(例如用于进行移动接触检测的程序)来变更指令加速度Ac的设定。指令加速度Ac被设定为与开始孔Wa的直径大小或形状相对应的适当的值。
接着，在步骤S12中，阈值设定部86设定负荷转矩TL的阈值Th。阈值设定部86可以将通过操作员对输入部60的操作而输入的值设定为阈值Th，也可以根据预先决定的程序(例如用于进行移动接触检测的程序)来设定阈值Th。
接着，在步骤S13中，电动机控制部88在移动接触检测时，根据在步骤S11被设定变更后的指令加速度Ac来控制伺服电动机56X，并开始线电极12相对于加工对象物W的向X方向的相对移动。具体地说，通过使作为驱动部的支承部52(加工对象物W)向X方向移动，从而使线电极12相对移动。电动机控制部88控制伺服电动机56X，使得相对于加工对象物W的线电极12的相对移动速度V以在步骤S11被设定变更后的指令加速度Ac来进行加速。
接着，在步骤S14中，负荷转矩推定部84开始伺服电动机56X的负荷转矩TL的推定。负荷转矩推定部84根据电流传感器80X检测出的电流值来推定伺服电动机56X的负荷转矩TL。
接下来，在步骤S15中，电动机控制部88判断在步骤S14中推定出的当前负荷转矩TL是否超过了阈值Th。在步骤S15中，如果判断为推定出的负荷转矩TL没有超过阈值Th，则直接进入步骤S17。
另一方面，在步骤S15中，如果判定为推定出的负荷转矩TL超过了阈值Th，则电动机控制部88控制伺服电动机56X(步骤S16)，使得线电极12以等速相对于加工对象物W向X方向相对移动，并进入步骤S17。具体地说，如果电动机控制部88判断为推定出的负荷转矩TL超过了阈值Th，则控制伺服电动机56X，使得线电极12以此时的线电极12的相对移动速度V，相对于加工对象物W进行相对移动。
如果进入到步骤S17，则电动机控制部88判断是否通过接触检测部58检测出了线电极12与加工对象物W(开始孔Wa的内壁)的接触。在步骤S17中，如果判断为没有检测出接触则返回步骤S15，并重复上述动作。此时，在步骤S15中如果判定曾经推定出的负荷转矩TL超过了阈值Th，则之后在步骤S15中分支为“是”。
在步骤S17中，如果判断为检测出了接触，则电动机控制部88控制伺服电动机56X，使得线电极12相对于加工对象物W的相对移动停止。之后，控制装置18A转入为了线电极12的定位而所需要的下一个动作。
在停止线电极12相对于加工对象物W的相对移动时，为了降低由于急剧的速度下降而产生的机械系统的冲击，设定为使阈值Th降低。由此，能够缩短移动接触检测时线电极12的相对移动的时间，同时防止线电极12的切断，并且能够缓和机械系统的冲击。也就是说，将由于停止线电极12的相对移动时急剧的速度下降而产生的机械系统的冲击设定为预定值以下的阈值Th即可。
[变形例]
上述各个实施方式也可以是如下变形。
(变形例1)在上述各个实施方式中，通过移动支承部(驱动部)52，使线电极12相对于加工对象物W相对移动，但是通过移动线电极12，也可以使线电极12相对于加工对象物W相对移动。此时，至少上下线引导部32、34向X方向、Y方向移动，用于使上下线引导部32、34向X方向、Y方向移动的部件形成为驱动部(相当于第一实施方式的支承部52)。
(变形例2)在上述各个实施方式中，在移动接触检测时，使线电极12相对于加工对象物W只向X方向以及Y方向中的一个方向相对移动，但是也可以使线电极12相对于加工对象物W向X方向以及Y方向同时相对移动。此时，电动机控制部88只要控制伺服电动机56X、56Y，使得线电极12相对于加工对象物W的X方向的相对移动与线电极12相对于加工对象物W的Y方向的相对移动同步即可。
此时，设定变更部70、82可以相对于X方向以及Y方向分别单独地变更指令速度Vc、指令加速度Ac的设定。另外，阈值设定部86也可以相对于X方向以及Y方向分别单独地设定阈值Th。
另外，电动机控制部88在伺服电动机56X的负荷转矩TL与伺服电动机56Y的负荷转矩TL中的任意一方超过了阈值Th时，优选控制伺服电动机56X、56Y，使得线电极12相对于加工对象物W在X方向以及Y方向上以等速相对移动。
(变形例3)在上述各个实施方式中，以线电极12相对于加工对象物W的定位为例进行了说明，但是通过使线电极12与测量对象物W相对移动并检测其接触，也能够适用于进行测量对象物W的形状测量的情况。也就是说，取得多个线电极12与测量对象物W之间的接触位置，由此能够测量测量对象物W的形状。此时，设置形状测量部来代替位置决定部74、90。
如上所述，上述各实施方式以及通过变形例1～3中说明的线放电加工机10(或10A)使通过上下线引导部32、34支承的线电极12与测量对象物W相对移动，并检测其接触，由此进行线电极12的定位或测量对象物W的形状测量。线放电加工机10(或10A)具备：支承部52，其用于使线电极12相对于测量对象物W相对移动；伺服电动机56X、56Y，其使支承部52移动；设定变更部70(或82)，其变更指令速度Vc的设定；以及电动机控制部72(或88)，其控制伺服电动机56X、56Y，使得在使线电极12相对于测量对象物W相对移动并且检测出其接触的移动接触检测时，根据设定变更部70(或82)进行了设定变更后的指令速度Vc来使线电极12相对于测量对象物W相对移动。
这样，由于能够任意地变更移动接触检测时的指令速度Vc的设定，所以在移动接触检测时能够使线电极12以最优的速度、加速度相对移动。因此，能够缩短移动接触检测时的线电极12的相对移动所需要的时间，同时防止线电极12的切断，并且能够抑制由相对移动时的加减速所造成的机械系统的冲击。
线放电加工机10具备检测线电极12与测量对象物W之间的接触的接触检测部58。设定变更部70也可以进一步变更时间常数τ的设定。电动机控制部72在移动接触检测时，控制伺服电动机56X、56Y，使得线电极12相对于加工对象物W的相对移动速度V以时间常数τ成为指令速度Vc，使线电极12相对于测量对象物W相对移动，在通过接触检测部58检测出线电极12与测量对象物W之间的接触时，也可以控制伺服电动机56X、56Y，使得以指令速度Vc相对于加工对象物W相对移动的线电极12以时间常数τ停止。
这样，由于除了移动接触检测时的指令速度Vc之外也能够任意地变更时间常数τ的设定，所以在移动接触检测时能够使线电极12以最优的速度、加速度相对移动。因此，能够缩短移动接触检测时的线电极12的相对移动所需要的时间，同时防止线电极12的切断，并且能够进一步抑制由相对移动时的加减速所造成的机械系统的冲击。
此时，电动机控制部72也可以控制伺服电动机，使得线电极12相对于加工对象物W的相对移动速度V以钟型加减速度变化，直到经过时间常数τ为止。由此，能够进一步抑制由相对移动时的加减速所造成的机械系统的冲击。
线放电加工机10A还具备：推定伺服电动机56X、56Y的负荷转矩TL的负荷转矩推定部84、和设定负荷转矩TL的阈值Th的阈值设定部86。设定变更部82变更指令加速度Ac的设定，并且在移动接触检测时根据指令加速度Ac使指令速度Vc随着时间的经过而进行变更，直到负荷转矩推定部84所推定出的负荷转矩TL超过阈值Th为止，当负荷转矩TL超过阈值Th时，可以固定指令速度Vc使得线电极12相对于加工对象物W以等速相对移动。
这样，由于能够任意地设定移动接触检测时的指令加速度Ac以及阈值Th，所以能够在移动接触检测时使线电极12以最优的速度、加速度相对移动。因此，能够缩短移动接触检测时的线电极12的相对移动所需要的时间，同时防止线电极12的切断，并且能够进一步抑制由相对移动时的加减速所造成的机械系统的冲击。
线放电加工机10A具备检测线电极12与测量对象物W之间的接触的接触检测部58。电动机控制部88在通过接触检测部58检测出线电极12与测量对象物W之间的接触时，控制上述伺服电动机56X、56Y，使得停止线电极12相对于加工对象物W的相对移动。由此，能够防止线电极12的切断。

Claims (8)

1.一种线放电加工机，其使由上下线引导部支承的线电极与测量对象物相对移动并检测出二者的接触，由此进行上述线电极的定位或上述测量对象物的形状测量，其特征在于，
该线放电加工机具备：
驱动部，其用于使上述线电极相对于上述测量对象物相对移动；
伺服电动机，其使上述驱动部移动；
设定变更部，其变更指令速度的设定；
电动机控制部，其在使上述线电极与上述测量对象物相对移动并检测出二者的接触的移动接触检测时，根据上述指令速度，以使上述线电极相对于上述测量对象物相对移动的方式控制伺服电动机；以及
检测出上述线电极与上述测量对象物的接触的接触检测部，
上述设定变更部进一步变更时间常数的设定，
上述电动机控制部在上述移动接触检测时，控制上述伺服电动机，使得上述线电极相对于上述测量对象物的相对移动速度以上述时间常数成为上述指令速度，使上述线电极相对于上述测量对象物相对移动，在通过上述接触检测部检测出上述线电极与上述测量对象物的接触时，控制上述伺服电动机，使得以上述指令速度相对于上述测量对象物进行相对移动的上述线电极以上述时间常数停止。
2.根据权利要求1所述的线放电加工机，其特征在于，
上述电动机控制部控制上述伺服电动机，使得上述线电极相对于上述测量对象物的相对移动速度以钟型加减速度变化，直到经过上述时间常数为止。
3.一种线放电加工机，其使由上下线引导部支承的线电极与测量对象物相对移动并检测出二者的接触，由此进行上述线电极的定位或上述测量对象物的形状测量，其特征在于，
该线放电加工机具备：
驱动部，其用于使上述线电极相对于上述测量对象物相对移动；
伺服电动机，其使上述驱动部移动；
设定变更部，其变更指令速度的设定；
电动机控制部，其在使上述线电极与上述测量对象物相对移动并检测出二者的接触的移动接触检测时，根据上述指令速度，以使上述线电极相对于上述测量对象物相对移动的方式控制伺服电动机；
负荷转矩推定部，其推定上述伺服电动机的负荷转矩；以及
阈值设定部，其设定上述负荷转矩的阈值，
上述设定变更部变更指令加速度的设定，在上述移动接触检测时，根据上述指令加速度使上述指令速度随着时间的经过进行变更，直到上述负荷转矩推定部所推定出的上述负荷转矩超过上述阈值为止，当上述负荷转矩超过上述阈值时，固定上述指令速度，使得上述线电极相对于上述测量对象物以等速相对移动。
4.根据权利要求3所述的线放电加工机，其特征在于，
上述线放电加工机具备检测上述线电极与上述测量对象物的接触的接触检测部，
上述电动机控制部在通过上述接触检测部检测出上述线电极与上述测量对象物的接触时，控制上述伺服电动机，使得上述线电极相对于上述测量对象物的相对移动停止。
5.一种线放电加工机的测量方法，该线放电加工机具备：驱动部，其用于使由上下线引导部支承的线电极相对于测量对象物而相对移动；伺服电动机，其使上述驱动部移动；以及接触检测部，其检测上述线电极与上述测量对象物的接触，该线放电加工机使上述线电极与上述测量对象物相对移动并检测出二者的接触，由此进行上述线电极的定位或上述测量对象物的形状测量，其特征在于，
该测量方法包括以下步骤：
变更指令速度的设定的设定变更步骤；以及
在使上述线电极与上述测量对象物相对移动并检测出二者的接触的移动接触检测时，根据上述指令速度，以使上述线电极相对于上述测量对象物相对移动的方式控制上述伺服电动机的电动机控制步骤，
上述设定变更步骤进一步变更时间常数的设定，
上述电动机控制步骤在上述移动接触检测时，控制上述伺服电动机，使得上述线电极相对于上述测量对象物的相对移动速度以上述时间常数成为上述指令速度，使上述线电极相对于上述测量对象物相对移动，在通过上述接触检测部检测出上述线电极与上述测量对象物的接触时，控制上述伺服电动机，使得以上述指令速度相对于上述测量对象物相对移动的上述线电极以上述时间常数停止。
6.根据权利要求5所述的测量方法，其特征在于，
上述电动机控制步骤控制上述伺服电动机，使得上述线电极相对于上述测量对象物的相对移动速度以钟型加减速度变化，直到经过上述时间常数为止。
7.一种线放电加工机的测量方法，该线放电加工机具备：驱动部，其用于使由上下线引导部支承的线电极相对于测量对象物而相对移动；伺服电动机，其使上述驱动部移动；以及接触检测部，其检测上述线电极与上述测量对象物的接触，该线放电加工机使上述线电极与上述测量对象物相对移动并检测出二者的接触，由此进行上述线电极的定位或上述测量对象物的形状测量，其特征在于，
该测量方法包括以下步骤：
变更指令速度的设定的设定变更步骤；
在使上述线电极与上述测量对象物相对移动并检测出二者的接触的移动接触检测时，根据上述指令速度，以使上述线电极相对于上述测量对象物相对移动的方式控制上述伺服电动机的电动机控制步骤；
推定上述伺服电动机的负荷转矩的负荷转矩推定步骤；以及
设定上述负荷转矩的阈值的阈值设定步骤，
上述设定变更步骤变更指令加速度的设定，并且在上述移动接触检测时，根据上述指令加速度使上述指令速度随着时间的经过进行变更，直到上述负荷转矩推定步骤所推定出的上述负荷转矩超过上述阈值为止，当上述负荷转矩超过上述阈值时，固定上述指令速度，使得上述线电极相对于上述测量对象物以等速相对移动。
8.根据权利要求7所述的测量方法，其特征在于，
上述电动机控制步骤在通过上述接触检测部检测出上述线电极与上述测量对象物的接触时，控制上述伺服电动机，使得上述线电极停止相对于上述测量对象物的相对移动。
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