CN1133907C - 电火花加工机床的控制方法和控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及至少具有一个输入装置和一个控制装置的电火花加工机床(37)的一种控制方法和一种控制装置。其中，将所需的控制输入在向输入装置(35)输入期间和/或输入之后一方面划分为目标相关输入、即直接涉及各个加工工序的输入、另一方面划分为战略性的输入、即与机床加工工序的顺序相关的输入并且以不同方式继续加以处理。
Description
技术领域
本发明涉及电火花加工机床或电火花加工设备的一种控制方法及控制装置。
背景技术
这种机床用于由导电材料制造凸模或凹模。它们通常借助电子控制装置驱动，这些控制装置的控制输入转变为驱动机器的控制信号。其中的优点是精度非常高：此机床制造的型模以测微计量级的精度满足了所需的几何尺寸。然而缺点是制造费用很高。因此这种机床经济上合理的应用往往在于制造例如铸模上，但是很少用于最终型模的批量生产。因此，有必要在电火花加工机床的正常工作中，在各待加工工件加工之前输入只对相关工件有效的控制数据。其中，除所需截面的位置坐标和/或轨迹坐标之外，必须考虑下列因素，例如：材料，所希望的加工质量如光洁度、精度；所需的电极；加工工序的顺序；等等。
特别是在借助于一个金属电极切割凸模或凹模的线切割机上，确定要进行的加工工序的顺序是个难题。例如此外在整体切割、分离切割和精细切割之间加以区分。其中，通常人们用整体切割表示沿所需切割轨迹的最大部分的切割。轨迹的此较小的一部分暂时不加工，然后在分离切割时再补充加工。这样做的意义在于，避免凸模从工件上不受控制地脱落下来，这种脱落有可能损伤工件和/或机器。因此在电火花加工机的自动工作中，通常是首先进行整体切割。一般情况下不需要操作者在场。与此相反，对于分离切割人们试图选择某个时刻，在这一时刻操作者在场并能保证有控制的取出脱落的凸模。
精细切割表示再次或者重复地沿切割轨迹进行电火花加工以便获得所需的加工质量。因为一般来说希望有一个非常高的精度，所以此处必须考虑各种不同的因素，特别是干扰因素，例如环境影响，附近产生振动的机器的工作时间、附近机场、铁路线、火车站、公路等等的交通时间，以及特殊的企业内部的加工技能等因素。除了所需的切割型模之外，在电火花加工机床的控制中还必需考虑许多其它的因素。
与当前技术水平相适应的电火花加工机床的控制方法需要形式为闭锁程序即所谓控制程序的控制输入。这样一种程序包括所有的控制输入并且例如确定哪一种切割应以何种质量下，即需要多少次精细切割，在待加工工件的何种位置，以何种顺序进行等等。通常为干扰情况等而预置一些特殊的过程。工件的加工在输入工件全面加工所必需的全部控制数据之后进行。加工过程由闭锁程序预先确定并且在工件的加工时不能改变。可能的改变只能在加工过程开始之前所确定的特定过程的范围之内进行。随后的修正以中止加工过程，编制变更了的控制程序并且启动新的加工过程为先决条件。为电火花加工提供控制数据做为锁定程序的要求显著地降低了电火花加工机床操作便捷程度。
这样一种类型的电火花加工机床在DE-A-41 05 291中已作了阐述。
US-A-4586 151提供了用于多数机器人模型编程和控制的一种通用的方法。其中，确定了“工作任务”并给出了完成任务的程序。此程序包括执行任务所需的参数。这些参数将配备名称并列在目录中。一个程序由这些名称的一个清单组成。该程序以这种方式详细地确定是哪些具体任务以什么样的顺序执行。
发明内容
本发明的任务在于进一步弥补由此而产生的缺点并从改善操作便捷程度和提高效率方面来改进电火花加工机床。
本发明提出一种电火花加工机床的控制方法和专门用来进行这种方法的一种设备，在这种设备中，所需要的控制输入在其输入控制装置期间和/或其后，一方面被划分为涉及目标的即直接涉及各个加工工序的输入，另一方面被划分为战略性的即涉及机器加工工序顺序的输入。其中，此设备具有至少一个输入装置和一个计算装置。此计算装置是这样设计的，即将所需要的控制输入一方面分为与目标相关的输入，另一方面分为战略性的输入并且可以进行相应的不同的进一步处理。
以这种方式，与当前技术水平相应的、用于确定工作过程的闭锁和不变的控制程序问题就被解决了。程序中，两组不同的控制输入相遇，它们原则上互不约束的以及多种多样的特征为电火花加工机床控制装置开拓了许多新型使用可能。
在本发明的优选实施方案中，在控制装置中的与目标相关的输入组合成若干组，这些组各包括各加工工序所需的控制输入，特别是位置数据、轨迹数据和/或工序执行速度的数据，以及至少一个特征标志。以这种方式就获得了程序的组成部分，这些组成部分可以通过它们的特征标志以任意的顺序引入电火花加工机床的控制中。
在另一种优选实施方案中，通过控制装置以战略性输入为基础确定顺序，以此顺序将与目标相关的输入的各个组引入电火花加工机床的控制。
在本发明的另一种优选实施方案中，战略性输入在控制装置中与目标相关的输入的各个组的特征标志建立联系，即确定相应的加工工序的执行顺序。
优先将通过战略性输入借助于计算装置为无干扰的运行确定一个加工工序的顺序或者为可能的干扰的进入确定一个或多个可交替选用的加工工序的顺序。在上述实施例中，如果按照第一种选择仍然出现干扰，则首先要跳过受到干扰的加工工序，即引起干扰的那些工序在随后的时间内再完成它。换句话说，分配给各个加工工序的数据也包括各工序的完成或工作情况以在点X中断情况等等。因此可以在出现干扰时中断某些加工工序的执行而转移到另外一项工序的执行，在第二阶段，即对干扰进行分析并且加以排除之后，从中断了的存储点起执行第一个加工工序。
在本发明另一个优选实施方案中，将战略性输入划分为若干功能单元(并以此方式在控制装置中被处理)，其中的每一个都足以执行由它确定的加工工序。与控制程序相比，按照当前技术水平这种实施方案的优点在于，在电火花加工机床的工作中，尚未执行的功能单元可以随时改变或补充。例如提供了所谓“快速起动”的可能性：到目前为止有必要在电火花加工机床真正工作之前预置一个长时间的编程阶段-通常为半小时至一小时-以便编制闭锁程序，而现在已经可以在第一个功能单元输入之后，即在几分钟之后起动电火花加工机床。随后可以进行遗留控制数据的输入。这种做相应地把效率提高了百分之十至二十。
在另一种优选实施方案中，目标相关输入的各个组以任意的顺序暂存在控制装置的一个中间存储器内。其优点在于，所需控制数据可以“杂乱无章地”即以任意的顺序输入。在这种情况下，操作者例如可以遵循依照任意一个系统而不需要考虑哪一种顺序从技术的角度上讲是正确的。
控制装置优先按照每一个加工工序中基于战略性输入而完成的目标输入组至少一次查找中间存储器，依据各自的特征标志选取所需要的组，把这些组从中间存储器中调出并将其引入电火花加工机床的控制。在本发明控制方法的另一种优选实施方案中，此工序反复执行。这样就可以考虑到许多短期内出现的变化。
在另一种优选实施方案中，控制装置是这样设计的：即在电火花加工机床工作期间，进行其它与目标相关的输入和/或与现有目标相关输入有关输入的变更。
在本发明另一种优选实施方案中，战略性输入将不考虑具体的使用情况，至少配置一个自己的特征标志并且与这一标志一并存储。其优点在于，例如与运行2方面的专利技术相关的有益的工序顺序在一次性输入之后可以随时重新调用。这样，机器工作中的编程费用将显著地降低或简化。
在本发明另一种优选实施方案中，借助控制装置在电火花加工机床工作之前或工作期间不断地检查战略性输入和/或与加工工序直接有关的输入是否与电火花加工机床按顺序进行的工作相一致。在某些情况下，这些输入通过适当的预先给定并且持续存储的输入来代替，和/或者错误的输入由通知装置来通知。
下面将借助附图举例说明本发明控制方法和控制装置的优选实施方案。从中可以了解本发明的其它的优点。
附图说明
图1示出一种与本发明方法相应的、不实际改变控制输入的控制结构。
图2示出一种与本发明方法相适的、现实改变控制输入的控制结构。
图3示出了按照当前技术水平的一种控制结构。
具体实施方式
在图1中已完成了几个控制输入。与机器加工工序顺序有关的战略性输入被划分为功能单元1～11，这些单元在工作存储器12中是线性的、即一个接一个地排列并且按箭头13指明的顺序加以处理。所示部分控制方法中，功能单元1处于自身转换的阶段。它与配备给它的目标相关输入组建立联系，特定的工序直接确定，例如整体切割、分离切割和/或精细切割，并且在此由各自的特征标志“Gamma”标志。这种联系在图中是由符号箭头/Gamma以及功能单元1和与目标相关输入组21、23、25之间的连接箭头15、17和19标明的。功能单元1～11的内容及顺序可以全部或部分地从存储器27中获取，或者完全或部分地通过输入装置29重新输入。
目标相关输入组21、23、25及31由特征标志Alpha(α)，Beta(β)，Gamma(γ)，X，Y，Z标明并且每一个都包含各个加工工序所需的控制输入，特别是位置数据、轨迹数据和/或工序速度的数据。这些输入在中间存储器33中以任意顺序储存并且可以同样象功能单元那样从存储器27中调用或者通过输入装置29重新输入。其中，存储器27和33可以是任意配置而互不相关的存储装置，或者是在一个存储器的区域。在所示的控制方法阶段中，控制装置35将目标相关输入21、23、25转变为电火花加工机床37的工作的控制信号。控制装置首先按照由特征标志Gamma标明的目标相关输入组搜索中间存储器33。目标相关输入组将以能找到自己的顺序进行处理。最后功能单元1将从工作存储器12中去除或一定会另外地脱离出来或者在被处理完时从其它的加工方法中脱离出来，随后功能单元3将以同样的方式进行处理。其余的功能单元5～11也同样进行。
目标相关输入组21、23、25和31在它们第一次被处理之后将不会从中间存储器33中分离出来。因此可能例如在整体切割和分离切割及随后的精细切割中，由它们描述的轨迹坐标再利用。如果此处轨迹坐标再无意义，也可以从中间存储器33中去除目标输入组，此外在预置截面轨迹中也可以自动确定整体切割及分离切割的范围。
图2示出了与图1相同的控制方法阶段。与目标相关输入组建立联系的功能单元1将被处理，目标相关输入组由Gamma标明。同时在方法的执行过程中会有不同的改变。例如功能单元3～9的顺序会交换并且单元11被删去。这种交换由于出现错误同样会自动进行，如同由操作人员手动改变一样，如果操作人员想考虑关于外部干扰源等的新信息。在这种情况下，决定性的是本发明控制方法的灵活性以及原则上无限的实施自由度，此外，其它的目标相关输入组40、41和43以及功能单元47将直接输入并且目标相关输入组39被消除。这里也未接触到电火花加工机床37的持续工作。
本发明控制方法以这种形式实施：即在功能单元1的处理过程中按照目标相关输入组重复搜索中间存储器33，目标相关输入组例如以“Gamma”标明，因此也可以考虑第四个这种类型的组43的新输入。
在图3中最后为了进行对比而示出了与当前技术水平相应的控制程序。此处目标相关输入与战略性输入将一并提供并且线性地加以处理。只有预编程的分支部位49和51例外，然而，它们在预先确定的程序阶段加以处理。在本方法执行过程中进行任何修改都是不可能的。
Claims (17)
1.借助于控制装置(35)控制电火花加工机床(37)的方法，其中：
a)目标相关的、即直接涉及各个加工工序的输入组合成组(21～25，31，40～43)；
b)这些组(21～25，31，40～43)中的每一个都包括各加工工序所需的控制输入，包括位置数据、轨迹数据和/或工序执行速度的数据；
c)属于特定加工类型，包括特定切割类型的这些组(21～25，31，40～43)由其特征标志标明；
d)战略性的、即涉及机器加工工序顺序的输入与目标相关输入组(21～25，31，40～43)各自的特征标志建立联系；
e)控制装置(35)在战略性输入的基础上按照带有各自相应特征标志的目标相关输入组查找中间存储器(33)；
f)其中，控制装置(35)提供已找到的加工类型相同的目标相关输入组(21～25，31，40～43)；并且
g)借助于多数战略性输入确定各种加工类型的顺序。
2.按照权利要求1所述控制方法，其特征在于，通过战略性输入为无干扰工作确定一个优选的加工工序的顺序或者为在出现干扰的情况下确定一个或多个可供选择的加工顺序。
3.按照上述权利要求其中之一所述控制方法，其特征在于，战略性输入划分为若干功能单元(1～11，47)，其中的每一个单元足以完成由它确定的加工工序。
4.按照权利要求1所述控制方法，其特征在于，目标相关输入组(21～25，31，40～43)以任意的顺序中间存储在控制装置(37)的中间存储器内。
5.按照权利要求4所述控制方法，其特征在于，控制装置(35)按照每一加工工序中基于战略性输入而有待完成的目标相关输入组(21～25，31，40～43)至少一次查找中间存储器(33)，依据各自的特征标志选出所需的组，把这些组从中间存储器(33)中调出并且引入电火花加工机床(37)的控制装置。
6.按照权利要求4所述控制方法，其特征在于，控制装置(35)按照每一加工工序中基于战略性输入而有待完成的目标输入组(21～25，31，40～43)重复地查找中间存储器(33)，根据各自的特征标志选出所需的组，从中间存储器(33)中调出并引入电火花加工机床(37)的控制装置。
7.按权利要求1所述控制方法，其特征在于，在电火花加工机床(37)工作期间输入附加目标相关输入和/或与现存目标输入(21～25，31，40～43)的变更有关的输入。
8.按照权利要求1所述控制方法，其特征在于，战略性输入不考虑具体使用情况，至少配置一个自己的特征标志并且以这一标志共同存储。
9.按照权利要求1所述控制方法，其特征在于，借助控制装置(35)在电火花加工机床(37)工作之前和/或工作期间不断地检查战略性输入和/或与加工工序直接有关的输入是否与电火花加工机床(37)按顺序进行的工作相一致，并且将这些输入通过适当的预先给定且连续存储的输入加以取代，和/或将有错误的输入由通知装置通知。
10.一种电火花加工机床的控制装置，用来执行多种加工工序，该装置包括：
至少一个输入装置；和
至少一个计算装置，该计算装置包括：
组合装置，用于将目标相关的、即直接涉及各个加工工序的输入数据组合成组，其中这些组的每一组都包含各个加工工序所需的控制输入数据，控制输入数据包括位置数据、轨迹数据和切割速度数据中的至少一种数据；
将这些组与具有特征标志的预定加工类型相关联的装置；
将每组目标相关的输入数据以及相应的特征标记存储在中间存储器中的装置；
将目标相关的输入数据组的特征标志归入涉及机器加工工序顺序的战略输入数据的归入装置；
控制装置，为目标相关的输入数据组以及相应的战略输入数据所需的相应的特征标志查找中间存储器；
其中控制装置处理由控制装置找到的目标相关的输入数据组；并且
控制装置借助于多个战略性输入数据，对于使用所述归入装置和控制装置重复执行的加工工序的顺序，确定各种加工工序的顺序。
11.按照权利要求10所述控制装置，其特征在于，计算装置是这样设计的，即根据战略性输入为无干扰工作确定一个优选的加工工序的顺序或者在出现潜在干扰时确定一个或多个可供交替选择的加工工序的顺序。
12.按照权利要求10所述控制装置，其特征在于，控制装置将战略性输入数据处理成功能单元(1～11，47)，这些单元中的每一个都足以完成由它确定的加工工序。
13.按照权利要求10所述控制装置，其特征在于，控制装置是这样设计的，即目标相关输入组(21～25，31，40～43)以任意的顺序暂存在中间存储器内。
14.按照权利要求13所述控制装置，其特征在于，控制装置是这样设计的，即按照每一加工工序中基于战略性输入而有待完成的目标相关输入组(21～25，31，40～43)重复地查找中间存储器(33)，将所需的组依据各自的特征标志挑选出来，从中间存储器(33)中调出并且用于电火花加工机床(37)的控制装置。
15.按照权利要求13或14所述控制装置，其特征在于，控制装置是这样设计的，即在电火花加工机床(37)工作期间，输入附加目标相关输入和/或与现存目标相关输入(21～25，31，40～43)的变更有关的输入。
16.按照权利要求10所述控制装置，其特征在于，控制装置是这样设计的，即战略性输入不考虑具体的使用情况，至少配置一个自己的特征标志并且以这一标志共同存储。
17.按照权利要求10所述控制装置，其特征在于，控制装置是这样构成的，即在电火花加工机床(37)工作之前和工作期间不断地检查战略性输入数据和与加工工序直接相关的输入数据是否与电火花加工机床(37)按顺序进行的工作相一致，并且如果需要，则将这些输入数据通过适当的预先给定并且永久存储的输入数据加以取代，和/或将有错误的输入数据由通知装置传送。
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