CN111906397B - 线放电加工机以及线放电加工方法 - Google Patents

线放电加工机以及线放电加工方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种线放电加工机以及线放电加工方法，线放电加工机(10)具有：驱动控制部(70)，其根据加工程序以及加工条件，一边使线电极(12)相对于加工对象物W相对移动，一边按每个周期对线电极(12)以及加工对象物(W)施加电压脉冲；代码解析部(72)，其解析加工程序中有无变更加工条件的条件变更代码；条件变更部(74)，其在有条件变更代码时，根据条件变更代码所示的比例变更加工条件。

Description

线放电加工机以及线放电加工方法
技术领域
本发明涉及通过在加工对象物与线电极的加工间隙产生放电来对加工对象物进行加工的线放电加工机以及线放电加工方法。
背景技术
线放电加工机根据加工程序以及加工条件来对加工对象物进行加工。在日本特公平05-021690号公报中，将与加工对象物、线电极的外径等对应地输入的加工条件存储在存储部中，根据该加工条件来对加工对象物进行加工。
在日本特公平05-021690号公报中，即使是与加工对象物、线电极的外径等对应的加工条件，例如有时因机械的老化等各种原因导致线电极断线。在线电极断线的情况下，作业者研究断线的原因，根据研究结果来调整加工条件。
但是，有时为了适当地调整加工条件需要经验，根据作业者的技能加工条件的调整时间容易产生波动。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种能够简单地调整加工条件的线放电加工机以及线放电加工方法。
本发明的第1方式是一种线放电加工机，其在加工对象物与线电极的加工间隙产生放电来对所述加工对象物进行加工，所述线放电加工机具有：
驱动控制部，其根据加工程序以及加工条件，一边使所述线电极相对于所述加工对象物相对移动，一边按每个周期对所述加工对象物以及所述线电极施加电压脉冲；
代码解析部，其解析所述加工程序中有无变更加工条件的条件变更代码；以及
条件变更部，其在具有所述条件变更代码时，根据所述条件变更代码所示的比例来变更所述加工条件。
本发明的第2方式是一种线放电加工方法，其用于在加工对象物与线电极的加工间隙产生放电来对所述加工对象物进行加工，所述线放电加工方法包含以下步骤：
驱动控制步骤，根据加工程序以及加工条件，一边使所述线电极相对于所述加工对象物相对移动，一边按每个周期对所述加工对象物以及所述线电极施加电压脉冲；
代码解析步骤，解析所述加工程序中有无变更加工条件的条件变更代码；以及
条件变更步骤，在具有所述条件变更代码时，根据所述条件变更代码所示的比例来变更所述加工条件。
根据本发明，对于与断线相关联的加工条件的调整，能够节省操作员的时间和劳力，能够简单地调整加工条件。
附图说明
通过参照附图对以下实施方式进行说明，可容易地理解上述的目的、特征以及优点。
图1是表示线放电加工机的整体结构的示意图。
图2是表示线放电加工机的加工控制系统的结构的框图。
图3例示加工程序的一部分。
图4是表示加工控制处理的过程的流程图。
具体实施方式
以下举出优选实施方式，一边参照附图一边对本发明进行详细说明。
[实施方式]
使用图1对线放电加工机10的整体结构进行说明。另外，图1中，示出了线放电加工机10具有的轴延伸的X方向、Y方向以及Z方向。另外，X方向、Y方向以及Z方向相互正交。
线放电加工机10是使用线电极12对加工对象物W(图2)进行加工的机床。线放电加工机10在加工液中对加工对象物W(图2)以及线电极12施加电压来在加工对象物W与线电极12的加工间隙产生放电，由此对加工对象物W进行加工。该线放电加工机10具有：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的材质例如是钨系列、铜合金系列、黄铜系列等金属材料。另一方面，加工对象物W的材质例如是铁系列材料或超硬材料等金属材料。
加工机本体14具有：供给系统20，其朝向加工对象物W(工件、被加工物)供给线电极12；以及回收系统22，其回收通过了加工对象物W的线电极12。
供给系统20具有：线轴24，其卷绕未使用的线电极12；转矩电动机26，其对线轴24赋予转矩；制动靴28，其对线电极12赋予由于摩擦而产生的制动力；制动电动机30，其对制动靴28赋予制动转矩；张力检测部32，其检测线电极12的张力的大小；以及模具导线器(上模具导线器)34，其在加工对象物W的上方引导线电极12。该转矩电动机26以及制动电动机30中设置有检测旋转位置或转速的编码器。控制装置18根据由编码器检测出的检测信号对转矩电动机26以及制动电动机30进行反馈控制，使得转矩电动机26以及制动电动机30的转速为预定的转速。
回收系统22具有：模具导线器(下模具导线器)36，其在加工对象物W的下方引导线电极12；夹送辊38以及供给辊40，其能够夹持线电极12；转矩电动机42，其对供给辊40赋予转矩；以及回收箱44，其回收由夹送辊38以及供给辊40输送的已使用的线电极12。该转矩电动机42中设置有检测旋转位置或转速的编码器。控制装置18根据由编码器检测出的检测信号对转矩电动机42进行反馈控制，使得转矩电动机42的转速成为预定的转速。
加工机本体14具有加工槽46，该加工槽46能够贮存加工时使用的去离子水或油等加工液。该加工槽46放置在基部48上。在加工槽46内配置模具导线器34、36，在这些模具导线器34与模具导线器36之间设置加工对象物W。模具导线器34、36具有支承线电极12的支承部34a、36a。此外，模具导线器36具有引导辊36b，该引导辊36b一边改变线电极12的朝向一边将线电极12引导至夹送辊38以及供给辊40。
另外，模具导线器34向由线电极12和加工对象物W形成的加工间隙喷出不包含污物(加工屑)的清洁的加工液。由此，可通过适合于加工的清洁的加工液来填满加工间隙，能够防止由于加工产生的污物导致的加工精度的降低。此外，模具导线器36也可以向加工间隙喷出不包含污物的清洁的加工液。
加工对象物W由能够在X方向以及Y方向上移动的工作台52(图2)支撑。模具导线器34、36、加工对象物W以及工作台52浸在由加工槽46贮存的加工液中。
加工液处理装置16是去除加工槽46中产生的加工屑(污物)，并且通过调整电阻率、温度等来对加工液的液质进行管理的装置。通过该加工液处理装置16对液质进行了管理的加工液再次返回到加工槽46，并且至少从模具导线器34喷出加工液。控制装置18对加工机本体14以及加工液处理装置16进行控制。
接下来，使用图2以及图3对线放电加工机10的加工控制系统的结构进行说明。如图2所示，加工机本体14具有：电源部50、工作台52以及驱动部54。另一方面，控制装置18具有存储部56以及信息处理部58。
电源部50根据驱动脉冲信号，按每个周期对加工对象物W以及线电极12重复施加电压脉冲。工作台52是用于固定加工对象物W的台，设置为能够分别向X方向以及Y方向移动。
驱动部54具有：伺服电动机60x和60y、驱动力传递机构(未图示)以及驱动器(未图示)。伺服电动机60x输出使工作台52在X方向上移动的驱动力，伺服电动机60y输出使工作台52在Y方向上移动的驱动力。驱动力传递机构将伺服电动机60x、60y输出的驱动力传递给工作台52，驱动器用于驱动伺服电动机60x、60y。
另外，本实施方式中，驱动部54使工作台52移动，从而使线电极12相对于加工对象物W相对移动。作为替代，驱动部54也可以使模具导线器34、36移动，从而使线电极12相对于加工对象物W相对移动。
伺服电动机60x中设置有检测伺服电动机60x的驱动量的编码器62x，伺服电动机60y中设置有检测伺服电动机60y的驱动量的编码器62y。编码器62x、62y生成表示驱动量的检测信号，将生成的检测信号输出给信息处理部58。
存储部56是能够存储各种信息的存储介质。在该存储部56中至少存储用于对加工对象物W进行加工的加工程序以及加工条件。加工条件包含向加工对象物W和线电极12施加的电压脉冲的电压值、电压脉冲的脉冲间隔、以及线电极12相对于加工对象物W的相对移动速度等。
另外，脉冲间隔是电压脉冲间的时间，是不对加工对象物W以及线电极12施加电压的停歇时间。此外，线电极12相对于加工对象物W的相对移动速度是使线电极12相对于加工对象物W相对移动时的速度。
信息处理部58是处理各种信息的处理部，具有CPU等处理器。通过由处理器执行在存储部56中存储的加工程序，信息处理部58作为驱动控制部70、代码解析部72以及条件变更部74发挥功能。
驱动控制部70根据加工程序以及加工条件来控制加工机本体14。驱动控制部70在控制加工机本体14时，加载在存储部56中存储的加工程序。驱动控制部70当加载了加工程序时，从存储部56读出加载的加工程序指定的加工条件，使用读出的加工条件来控制电源部50以及驱动部54。
驱动控制部70在控制电源部50时，作为加工程序指定的加工条件，至少读出对线电极12和加工对象物W施加的电压脉冲的电压值、以及电压脉冲的脉冲间隔。此时，驱动控制部70使用电压脉冲的电压值以及脉冲间隔等生成驱动脉冲信号，将生成的驱动脉冲信号输出给电源部50。由此，驱动控制部70通过电源部50，按每个周期对线电极12以及加工对象物W施加电压脉冲。
驱动控制部70在控制驱动部54时，作为加工程序指定的加工条件，至少读出线电极12相对于加工对象物W的相对移动速度。此时，驱动控制部70使用相对移动速度以及加工程序指定的加工路径等生成移动控制信号，将生成的移动控制信号输出给驱动部54的驱动器。由此，驱动控制部70通过驱动部54的驱动器，使线电极12相对于固定在工作台52的加工对象物W相对移动。
代码解析部72解析加工程序中有无变更加工条件的条件变更代码。在本实施方式中，将条件变更代码的种类设为M代码。M代码是表示用于辅助加工的指令等的代码。另外，条件变更代码的种类也可以是M代码以外的代码。
在加工程序中，在请求加工条件的变更时，如图3所示，记述了由虚线包围的部分。即，条件变更代码包含代码编号和表示比例的值。在图3所示的示例中，作为代码编号分配了“M130”，作为表示比例的值记述“P6”。“P6”表示为60％的比例。
代码解析部72在驱动控制部70加载的加工程序中识别出特定的代码编号(“M130”)时，判定为有条件变更代码。另一方面，代码解析部72在没有识别出特定的代码编号(“M130”)时，即使识别出其他的代码编号，也判定为没有条件变更代码。另外，在图3所示的示例中，作为其他的代码编号记述了“M30”、“M31”、“M70”以及“M73”。
条件变更部74在加工程序中有条件变更代码时，与该条件变更代码所示的比例对应地变更加工条件。在本实施方式中，作为加工条件应用电压脉冲的脉冲间隔(停歇时间)。
在图3例示的情况下，条件变更部74将最初存储在存储部56中的脉冲间隔的初始值的60％的值与初始值相加，将存储在存储部56中的当前的脉冲间隔改写为作为该相加结果而得到的值，由此使脉冲间隔变长。当脉冲间隔变长时每单位时间施加的电压量降低，因此抑制产生断线的风险。
如此，在本实施方式中，条件变更部74与条件变更代码所示的比例对应地变更电压脉冲的脉冲间隔(停歇时间)，使得每单位时间施加的电压量降低。由此，对于与断线相关联的加工条件的调整能够节省操作员的时间以及劳力，同时抑制产生断线的风险。
此外，在本实施方式中，条件变更部74在变更电压脉冲的脉冲间隔(停歇时间)使得每单位时间施加的电压量降低时，与该变更一起，与条件变更代码所示的比例对应地降低线电极12的相对移动速度。由此，能够抑制因每单位时间施加的电压量降低而导致加工量比目标量小的情况。特别是在切入加工对象物W的内部时等，因为能够抑制切入量(槽宽)比目标量窄的情况，所以是有用的。
接下来，关于线放电加工方法，使用图4对控制装置18的加工控制处理进行说明。在步骤S1中，驱动控制部70加载存储部56中存储的加工程序。当驱动控制部70结束加载加工程序时，加工控制处理向步骤S2转移。
在步骤S2中，驱动控制部70根据加工程序以及加工条件，开始加工对象物W的加工。即，驱动控制部70根据加工程序以及加工条件，通过电源部50开始使线电极12相对于加工对象物W相对移动。此外，驱动控制部70根据加工程序以及加工条件，通过驱动部54开始按每个周期对线电极12以及加工对象物W施加电压脉冲。当驱动控制部70开始了加工对象物W的加工时，加工控制处理向步骤S3转移。
在步骤S3中，代码解析部72解析加工程序中有无条件变更代码。代码解析部72在识别出特定的代码编号(“M130”)时，判定为有条件变更代码。在该情况下，加工控制处理向步骤S4转移。另一方面，代码解析部72在没有识别出特定的代码编号(“M130”)时，判定为没有条件变更代码。在该情况下，加工控制处理向步骤S5转移。
在步骤S4中，条件变更部74与条件变更代码所示的比例(“P6”)对应地，变更存储部56中存储的加工条件。在本实施方式中，条件变更部74与条件变更代码所示的比例对应地，使电压脉冲的脉冲间隔(停歇时间)变长，使得每单位时间施加的电压量降低，并且与该比例对应地降低线电极12的相对移动速度。当条件变更部74结束了加工条件的变更时，加工控制处理向步骤S5转移。
在步骤S5中，驱动控制部70判定是否结束了加工对象物W的加工。驱动控制部70在加工程序指定的加工路径有剩余时，判定为没有结束加工对象物W的加工。在该情况下，加工控制处理返回到步骤S3。另一方面，驱动控制部70在加工程序指定的加工路径没有剩余时，判定为结束了加工对象物W的加工。在该情况下，加工控制处理结束。
[变形例]
(变形例1)
在上述实施方式中，条件变更部74与条件变更代码所示的比例对应地，使电压脉冲的脉冲间隔(停歇时间)变长，使得每单位时间施加的电压量降低。但是，条件变更部74也可以与条件变更代码所示的比例对应地，使电压脉冲的电压值变小，使得每单位时间施加的电压量降低。
此外，条件变更部74也可以与条件变更代码所示的比例对应地，使电压脉冲的脉冲间隔变长，并且使电压脉冲的电压值变小，使得每单位时间施加的电压量降低。
(变形例2)
在上述实施方式中，条件变更部74与条件变更代码所示的比例对应地，变更加工条件，使得每单位时间施加的电压量降低。但是，条件变更部74如果变更加工条件从而减低断线，则可以不用为了每单位时间施加的电压量降低而变更加工条件。
例如，条件变更部74与条件变更代码所示的比例对应地，使线电极12的张力变大。即使线电极12的张力变大每单位时间施加的电压量也不降低，但是能够抑制产生断线的风险。另外，可通过控制转矩电动机26、42以及制动电动机30来变更线电极12的张力。
(变形例3)
上述实施方式中，作为条件变更代码所示的比例，例示出100％以下的60％。但是，比例也可以是60％以外的数值。也就是说，比例可以超过100％。例如，在使用相对难以断线的线电极12时等，以超过100％的值来记述加工程序的条件变更代码所示的比例。
在条件变更代码所示的比例超过100％时，条件变更部74与该比例对应地，使电压脉冲的脉冲间隔(停歇时间)变短，使得每单位时间施加的电压量上升。另外，条件变更部74可以像变形例1那样使电压脉冲的电压值变大，使得每单位时间施加的电压量上升，也可以像变形例2那样使线电极12的张力变小。
(变形例4)
在上述实施方式中，条件变更部74与条件变更代码所示的比例对应地，变更电压脉冲的脉冲间隔(停歇时间)以及线电极12的相对移动速度这2种加工条件。但是，条件变更部74也可以只变更1种加工条件，还可以变更3种以上的加工条件。
(变形例5)
在上述实施方式中，针对加工程序指定的一连串的加工路径，应用了与该加工程序的条件变更代码所示的比例对应地变更后的加工条件。但是，也可以针对加工程序指定的一连串的加工路径中的特定的区间，应用与该加工程序的代码所示的比例对应地变更后的加工条件。
在加工程序中，在表示特定区间的记述的前段记述变更加工条件的代码的代码编号(“M130”)，在表示特定区间的记述的后段记述将加工条件返回到变更前的还原代码的代码编号。作为还原代码的代码编号，例如分配“M140”。
在本变形例中，代码解析部72对于有无条件变更代码以及还原代码进行解析(步骤S3)。有无还原代码的解析与有无条件变更代码的解析一样。即，当在驱动控制部70加载的加工程序中识别出还原代码的代码编号(“M140”)时，判定为有还原代码。另一方面，代码解析部72在没有识别出还原代码的代码编号(“M140”)时，判定为没有还原代码。
在本变形例中，条件变更部74在只有条件变更代码时，像在上述实施方式中说明的那样，与条件变更代码所示的比例(“P6”)对应地，变更存储在存储部56中的加工条件(步骤S4)。因此，对于加工程序指定的一连串的加工路径，应用与该加工程序的条件变更代码所示的比例对应地变更后的加工条件。
另一方面，条件变更部74在具有条件变更代码以及还原代码时，在该条件变更代码至还原代码的区间，变更存储在存储部56中的加工条件。即，条件变更部74在变更了加工条件后对驱动控制部70进行监视，以驱动控制部70结束了针对在还原代码的前段记述的加工路径的加工控制处理的时间点为契机，将变更后的加工条件返回到变更前。因此，针对加工程序指定的一连串的加工路径中的特定的区间，应用与该加工程序的代码所示的比例对应地变更后的加工条件。
如此，在本变形例中，条件变更部74在具有条件变更代码以及还原代码时，在条件变更代码至还原代码的区间变更加工条件。由此，能够抑制在加工程序指定的加工路径中的接近区间等特定的区间产生断线的风险。
(变形例6)
上述实施方式以及变形例可以在不产生矛盾的范围内任意组合。
[从实施方式以及变形例获得的发明]
以下，记载从上述实施方式以及变形例可掌握的发明。
(第1发明)
第1发明是一种线放电加工机10，其在加工对象物W与线电极12的加工间隙产生放电来对加工对象物W进行加工，所述线放电加工机具有：
驱动控制部70，其根据加工程序以及加工条件，一边使线电极12相对于加工对象物W相对移动，一边按每个周期对加工对象物W以及线电极12施加电压脉冲；
代码解析部72，其解析加工程序中有无变更加工条件的条件变更代码；以及
条件变更部74，其在有条件变更代码时，与条件变更代码所示的比例对应地变更加工条件。
由此，针对与断线相关联的加工条件的调整，能够节省操作员的时间以及劳力，能够简单地调整加工条件。
条件变更部74可以变更电压脉冲的脉冲间隔以及电压脉冲的电压值中的至少一方，使得每单位时间施加的电压量降低。由此，可抑制产生断线的风险。
条件变更部74可以与上述变更一起降低线电极12相对于加工对象物W的相对移动速度。由此，能够抑制因每单位时间施加的电压量降低导致加工量比目标量小的情况。特别是在切入加工对象物W的内部时等，能够抑制切入量(槽宽)比目标量窄的情况，所以是有用的。
代码解析部72对有无条件变更代码以及有无将变更后的加工条件返回到变更前的还原代码进行解析，条件变更部74在具有条件变更代码以及还原代码时，可以在条件变更代码至还原代码的区间变更加工条件。由此，能够抑制在加工程序指定的加工路径中的接近区间等特定区间产生断线的风险。
(第2发明)
第2发明是一种线放电加工方法，用于在加工对象物W与线电极12的加工间隙产生放电来对加工对象物W进行加工，所述线放电加工方法包含以下步骤：
驱动控制步骤S2，根据加工程序以及加工条件，一边使线电极12相对于加工对象物W相对移动，一边按每个周期对加工对象物W以及线电极12施加电压脉冲；
代码解析步骤S3，解析加工程序中有无变更加工条件的条件变更代码；以及
条件变更步骤S4，在有条件变更代码时，与条件变更代码所示的比例对应地变更加工条件。
由此，针对与断线相关联的加工条件的调整，能够节省操作员的时间以及劳力，能够简单地调整加工条件。
在条件变更步骤S4，可以变更电压脉冲的脉冲间隔以及电压脉冲的电压值中的至少一方，使得每单位时间施加的电压量降低。由此，可抑制产生断线的风险。
在条件变更步骤S4，可以与上述变更一起降低线电极12相对于加工对象物W的相对移动速度。由此，能够抑制因每单位时间施加的电压量降低导致加工量比目标量小的情况。特别是在切入加工对象物W的内部时等，能够抑制切入量(槽宽)比目标量窄的情况，所以是有用的。
在代码解析步骤S3，对有无条件变更代码以及有无将变更后的加工条件返回到变更前的还原代码进行解析，在条件变更步骤S4，在具有条件变更代码以及还原代码时，可以在条件变更代码至还原代码的区间变更加工条件。由此，能够抑制在加工程序指定的加工路径中的接近区间等特定区间产生断线的风险。
另外，以上的线放电加工机10以及线放电加工方法不限于上述实施方式以及变形例，理所当然在不脱离本发明的主旨的情况下可以采用各种结构。

Claims (8)

1.一种线放电加工机，其在加工对象物与线电极的加工间隙产生放电来对所述加工对象物进行加工，其特征在于，
所述线放电加工机具有：
驱动控制部，其根据加工程序以及加工条件，一边使所述线电极相对于所述加工对象物相对移动，一边按每个周期对所述加工对象物以及所述线电极施加电压脉冲；
代码解析部，其解析所述加工程序中有无变更加工条件的条件变更代码；以及
条件变更部，其在所述加工程序中具有所述条件变更代码时，根据所述条件变更代码所示的比例来变更所述加工条件，
所述条件变更代码包括特定的代码编号和表示所述比例的可调整的值，
在存在所述特定的代码编号时，所述条件变更部按照所述值来变更当前的所述加工条件。
2.根据权利要求1所述的线放电加工机，其特征在于，
所述条件变更部变更所述电压脉冲的脉冲间隔以及所述电压脉冲的电压值中的至少一方，使得每单位时间施加的电压量降低。
3.根据权利要求2所述的线放电加工机，其特征在于，
所述条件变更部与所述变更一起降低所述线电极相对于所述加工对象物的相对移动速度。
4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的线放电加工机，其特征在于，
所述代码解析部对于有无所述条件变更代码以及有无将变更后的所述加工条件返回到变更前的还原代码进行解析，
所述条件变更部在具有所述条件变更代码以及所述还原代码时，在所述条件变更代码到所述还原代码的区间变更所述加工条件。
5.一种线放电加工方法，其用于在加工对象物与线电极的加工间隙产生放电来对所述加工对象物进行加工，其特征在于，
所述线放电加工方法包含：
驱动控制步骤，根据加工程序以及加工条件，一边使所述线电极相对于所述加工对象物相对移动，一边按每个周期对所述加工对象物以及所述线电极施加电压脉冲；
代码解析步骤，解析所述加工程序中有无变更加工条件的条件变更代码；以及
条件变更步骤，在所述加工程序中具有所述条件变更代码时，根据所述条件变更代码所示的比例来变更所述加工条件，
所述条件变更代码包括特定的代码编号和表示所述比例的可调整的值，
在存在所述特定的代码编号时，所述条件变更步骤按照所述值来变更当前的所述加工条件。
6.根据权利要求5所述的线放电加工方法，其特征在于，
在所述条件变更步骤，变更所述电压脉冲的脉冲间隔以及所述电压脉冲的电压值中的至少一方，使得每单位时间施加的电压量降低。
7.根据权利要求6所述的线放电加工方法，其特征在于，
在所述条件变更步骤，与所述变更一起降低所述线电极相对于所述加工对象物的相对移动速度。
8.根据权利要求5～7中的任意一项所述的线放电加工方法，其特征在于，
在所述代码解析步骤，对于有无所述条件变更代码以及有无将变更后的所述加工条件返回到变更前的还原代码进行解析，
在所述条件变更步骤，在具有所述条件变更代码以及所述还原代码时，在所述条件变更代码到所述还原代码的区间变更所述加工条件。
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