CN116348232B - 线放电加工装置、形状尺寸补偿器、线放电加工方法、学习装置及推断装置 - Google Patents
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Abstract
线放电加工装置(100)具有:加工机构(30),其针对在加工路径上具有板厚各自不同的多个板厚区域的被加工物,使用来自线电极的电压脉冲进行线放电加工;板厚推定器(48),其在线放电加工中对被加工物的板厚进行推定;以及形状尺寸补偿器(35),其基于加工中的加工电压、加工中的加工能量、加工中的加工速度、将加工液供给至线电极的喷嘴和被加工物之间的距离即分离距离及板厚,以板厚区域间的加工尺寸的差变小且被加工物的线电极的长度方向上的直线精度在各个板厚区域内提高的方式,对加工电压的校正值即电压校正值、电压脉冲的休止时间的校正值即休止时间校正值及向线电极的张力指令即线张力指令进行计算,使用电压校正值、休止时间校正值及线张力指令对加工机构(30)进行控制。
Description
技术领域
本发明涉及对被加工物的加工后的尺寸及形状进行补偿的线放电加工装置、形状尺寸补偿器、线放电加工方法、学习装置及推断装置。
背景技术
线放电加工装置的适当的加工条件根据作为加工对象的被加工物的板厚而不同。因此,线放电加工装置优选对与板厚相对应的适当的加工条件进行选择而执行线放电加工。
专利文献1所记载的线放电加工装置根据板厚和加工能量之间的关系对电气条件强度进行选择,通过切换为与电气条件强度相对应的电气条件,从而防止线电极的断线。
专利文献1:日本特开平9-290328号公报
发明内容
但是,在上述专利文献1的技术中,在被加工物为薄板的情况下,加工行进方向的去除体积少、加工速度快,因此在行进方向的侧面不易放电飞溅。另一方面,在被加工物为厚板的情况下,行进方向的去除体积多、加工速度慢,因此在行进方向的侧面容易放电飞溅。
因此,在上述专利文献1的技术中,在投入了大的放电加工能量的情况下,在加工中被加工物的板厚会发生变化的加工时,在薄的板厚时加工槽宽度变细,在厚的板厚时加工槽宽度变粗。其结果,针对在加工中板厚发生变化的被加工物,加工尺寸针对每种板厚而变得不同,加工尺寸的精度变差。另外,在线放电加工中,线电极发生挠曲。因此,即使在被加工物的相同板厚的区域内,根据是在线电极的哪个位置处对被加工物进行了加工,加工槽宽度也会不同,因此针对被加工物的每个加工高度而加工尺寸发生波动,加工形状的精度变差。
本发明就是鉴于上述情况而提出的,其目的在于得到即使针对在加工中板厚发生变化的被加工物,也能够使加工尺寸的精度及加工形状的精度提高的线放电加工装置。
为了解决上述课题,并达到目的,本发明的线放电加工装置具有:加工机构,其针对在加工路径上具有板厚各自不同的多个板厚区域的被加工物,使用来自线电极的电压脉冲进行线放电加工;以及板厚推定器,其在线放电加工中对被加工物的板厚进行推定。另外,本发明的线放电加工装置具有形状尺寸补偿器,其基于加工中的加工电压、加工中的加工能量、加工中的加工速度、将加工液供给至线电极的喷嘴和被加工物之间的距离即分离距离及板厚,以板厚区域间的加工尺寸的差变小且被加工物的线电极的长度方向上的直线精度在各个板厚区域内提高的方式,对加工电压的校正值即电压校正值、电压脉冲的休止时间的校正值即休止时间校正值及向线电极的张力指令即线张力指令进行计算。使用电压校正值、休止时间校正值及线张力指令对加工机构进行控制。
发明的效果
本发明所涉及的线放电加工装置具有下述效果,即,即使针对在加工中板厚发生变化的被加工物,也能够使加工尺寸的精度及加工形状的精度提高。
附图说明
图1是表示实施方式所涉及的线放电加工装置的结构例的斜视图。
图2是表示实施方式所涉及的线放电加工装置的其他结构例的斜视图。
图3是用于说明由实施方式所涉及的线放电加工装置进行加工的被加工物的构造的图。
图4是用于说明不针对板厚校正加工速度而直接加工的情况下的被加工物的形状的图。
图5是用于说明不针对板厚校正线电极的挠曲而直接加工的情况下的被加工物的形状的图。
图6是表示实施方式所涉及的线放电加工装置的功能结构例的框图。
图7是用于说明通过实施方式所涉及的形状尺寸补偿器进行的电压校正值的计算处理的图。
图8是用于说明实施方式所涉及的形状尺寸补偿器所使用的电压校正值信息的图。
图9是用于说明通过实施方式所涉及的形状尺寸补偿器进行的休止时间校正值的计算处理的图。
图10是用于说明喷嘴分离量和线电极的挠曲量之间的关系的图。
图11是用于说明线张力和线电极的挠曲量之间的关系的图。
图12是表示通过实施方式所涉及的线放电加工装置进行的线放电加工的处理顺序的流程图。
图13是表示实施方式所涉及的学习装置的结构例的框图。
图14是表示通过实施方式所涉及的学习装置进行的学习处理的处理顺序的流程图。
图15是表示实施方式所涉及的推断装置的结构例的框图。
图16是表示通过实施方式所涉及的推断装置进行的推断处理的处理顺序的流程图。
图17是表示实现实施方式所涉及的NC控制装置的硬件结构例的图。
具体实施方式
下面,基于附图,对本发明的实施方式所涉及的线放电加工装置、形状尺寸补偿器、线放电加工方法、学习装置及推断装置详细地进行说明。
实施方式.
图1是表示实施方式所涉及的线放电加工装置的结构例的斜视图。线放电加工装置100具有加工机构30、线张力控制装置31、加工电源32和作为数控装置的NC(NumericalControl)控制装置33。
加工机构30具有线电极线轴1、线电极2、张力施加装置3、上侧供电件4、下侧供电件5、上部引导件6、下部引导件12、平台8和下部辊13。另外,加工机构30具有线电极回收箱10、线行进速度控制电动机9、X轴驱动电动机11X和Y轴驱动电动机11Y。
另外,线张力控制装置31与加工电源32及NC控制装置33连接,加工电源32与NC控制装置33连接。另外,加工机构30与线张力控制装置31、加工电源32及NC控制装置33连接。下面,将与板状的平台8上表面平行的面内的2个轴且彼此正交的2个轴设为X轴及Y轴。另外,将与X轴及Y轴正交的轴设为Z轴。例如,XY平面为水平面,Z轴方向为铅垂方向。此外,在下面的说明中,有时将正Z方向称为上方向,将负Z方向称为下方向。
线电极线轴1卷绕有线电极2,对张力施加装置3供给线电极2。线电极2从线电极线轴1被拉出,输送至张力施加装置3。张力施加装置3输送线电极2,并且对线电极2施加张力。张力施加装置3将线电极2经由上侧供电件4、上部引导件6、下侧供电件5及下部引导件12而输送至下部辊13。经过了下部辊13的线电极2经过线行进速度控制电动机9而输送至线电极回收箱10。
在上侧供电件4的下侧配置有上部引导件6,在上部引导件6的下侧配置有下侧供电件5,在下侧供电件5的下侧配置有下部引导件12。上侧供电件4及下侧供电件5与加工电源32连接,对线电极2和被加工物7之间施加电压。
上部引导件6及下部引导件12在作为工作物的被加工物7的加工中对线电极2的位置及倾斜度进行支撑。在上部引导件6的下侧配置有后面记述的上侧喷嘴81,在下侧供电件5的上侧配置有后面记述的下侧喷嘴82。上侧喷嘴81向下侧对线电极2供给加工液,下侧喷嘴82向上侧对线电极2供给加工液。被加工物7在上侧喷嘴81和下侧喷嘴82之间被加工。
本实施方式的线放电加工装置100对具有台阶的被加工物7进行线放电加工。即,被加工物7针对每个板厚区域具有各种板厚。换言之,被加工物7在加工路径上具有板厚各自不同的多个板厚区域。例如,被加工物7的被加工区域即板厚区域之中的第1板厚区域为第1板厚,与该第1板厚区域相邻的第2板厚区域为第2板厚,第1板厚区域和第2板厚区域连续地被线放电加工。在平台8对被加工物7进行载置。在平台8设置有用于使线电极2经过的孔。
下部辊13对在平台8上对被加工物7进行加工后的线电极2进行输送。线行进速度控制电动机9是回收辊,产生对线电极2进行输送的驱动力。线电极回收箱10是对从线行进速度控制电动机9输送来的线电极2进行回收的箱。X轴驱动电动机11X在X轴方向对平台8进行驱动,Y轴驱动电动机11Y在Y轴方向对平台8进行驱动。
线张力控制装置31与张力施加装置3连接,通过对张力施加装置3进行控制,从而对线电极2的张力即线张力进行控制。加工电源32与上侧供电件4及下侧供电件5连接,通过对上侧供电件4及下侧供电件5进行控制,从而在被加工物7和线电极2之间发生放电。
加工电源32具有后面记述的加工电压检测器45及加工能量检测器46。加工电源32将由加工电压检测器45检测出的加工电压和由加工能量检测器46检测出的加工能量发送至NC控制装置33。另外,加工电源32使用从NC控制装置33发送来的电压的校正值(以下,称为电压校正值)及电压脉冲的休止时间的校正值(以下,称为休止时间校正值),对上侧供电件4及下侧供电件5进行控制。
NC控制装置33对加工机构30、加工电源32及线张力控制装置31进行控制。NC控制装置33例如与X轴驱动电动机11X及Y轴驱动电动机11Y连接。NC控制装置33对X轴驱动电动机11X及Y轴驱动电动机11Y发送轴移动指令,由此对平台8的X轴方向的位置及Y轴方向的位置进行控制。由此,NC控制装置33对载置于平台8的被加工物7和线电极2之间的距离进行控制,对被加工物7和线电极2之间的极间电压进行控制。
另外,NC控制装置33与线行进速度控制电动机9连接,对线行进速度控制电动机9进行控制。此外,在图1中,NC控制装置33和线行进速度控制电动机9的连接线省略了图示。
NC控制装置33基于由加工电压检测器45检测出的加工电压和由加工能量检测器46检测出的加工能量,对线张力指令进行计算。线张力指令是用于对线电极2的张力进行控制的指令。NC控制装置33将计算出的线张力指令发送至线张力控制装置31。
另外,NC控制装置33基于由加工电压检测器45检测出的加工电压和由加工能量检测器46检测出的加工能量,对电压校正值及休止时间校正值进行计算。NC控制装置33将计算出的电压校正值及休止时间校正值发送至加工电源32。
线放电加工装置100通过X轴驱动电动机11X及Y轴驱动电动机11Y使平台8在X轴方向及Y轴方向进行移动,将载置于平台8的被加工物7和线电极2之间的距离控制为可进行线放电的特定的距离。由此,线放电加工装置100通过线电极2对被加工物7进行线放电加工。下面,对使被加工物7在X轴方向移动而对被加工物7进行线放电加工的情况进行说明。
此外,线放电加工装置100也可以取代使平台8移动,而是使线电极2移动。图2是表示实施方式所涉及的线放电加工装置的其他结构例的斜视图。
图2所示的线放电加工装置101与图1所示的线放电加工装置100相比较,取代加工机构30而具有加工机构34。加工机构34与加工机构30相比较,不具有X轴驱动电动机11X及Y轴驱动电动机11Y。线放电加工装置101将轴移动指令发送至上部引导件6及下部引导件12。由此,在线放电加工装置100中,上部引导件6及下部引导件12在X轴方向及Y轴方向进行移动。
如上所述,图1所示的线放电加工装置100是通过来自NC控制装置33的轴移动指令使平台8移动的方式,图2所示的线放电加工装置101是通过来自NC控制装置33的轴移动指令使上部引导件6及下部引导件12移动的方式。在下面的说明中,对图1所示的线放电加工装置100进行说明。
在这里,对在针对每个板厚区域具有各种板厚的被加工物7的加工中,加工尺寸及加工形状发生波动的原因进行说明。加工尺寸是加工后的被加工物7的尺寸,加工形状是加工后的被加工物7的形状。在本实施方式中,加工尺寸是被加工物7的Y轴方向的尺寸,即从Z轴方向观察的情况下的尺寸,加工形状是从X轴方向观察被加工物7的情况下的形状。被加工物7具有Z轴方向的高度,因此针对每个高度而加工尺寸不同。通过针对每个该高度的加工尺寸而决定被加工物7的形状。
图3是用于说明由实施方式所涉及的线放电加工装置进行加工的被加工物的构造的图。在图3中,图示出被加工物7之中的由线电极2进行加工的部位的附近区域。被加工物7朝向X轴方向被加工,由此与X轴方向平行的槽形成于被加工物7。
被加工物7朝向X轴方向历经多次被反复加工。例如,被加工物7通过第1次加工而进行粗加工,通过第2次加工而进行中精加工,通过第3次加工而进行精加工。
被加工物7例如由具有第1板厚的第1板厚区域21、具有第2板厚的第2板厚区域22、具有第3板厚的第3板厚区域23和具有第4板厚的第4板厚区域24构成。第1板厚例如为200mm,第2板厚例如为150mm,第3板厚例如为100mm,第4板厚例如为50mm。下面,有时将第1板厚区域21、第2板厚区域22、第3板厚区域23及第4板厚区域24的任意者称为板厚区域。
线放电加工装置100在按照第1板厚区域21、第2板厚区域22、第3板厚区域23、第4板厚区域24的顺序对被加工物7进行加工的情况下,所要加工的板厚按照第1板厚、第2板厚、第3板厚、第4板厚的顺序发生变化。被加工物7由上侧喷嘴81和下侧喷嘴82之间的线电极2进行加工。上侧喷嘴81和下侧喷嘴82之间的距离例如为310mm。
图4是用于说明不针对板厚校正加工速度而直接加工的情况下的被加工物的形状的图。在图4中,示出了从上表面观察被加工物7的情况下的第1板厚区域21及第4板厚区域24的加工后的形状即加工形状。
在板厚发生变化的加工中,如果不考虑板厚而进行加工,则在板厚薄的区域即第4板厚区域24中,加工行进方向的被加工物7的去除体积小、加工速度快,因此在加工行进方向的侧面不易放电飞溅。另一方面,在板厚厚的第1板厚区域21中,加工行进方向的被加工物7的去除体积大、加工速度慢,因此在加工行进方向的侧面容易放电飞溅。
因此,在板厚薄的第4板厚区域24中通过加工削除的被加工物7的量变少,在板厚厚的第1板厚区域21中通过加工削除的被加工物7的量变多。其结果,在板厚薄的区域中加工槽宽度变细,在板厚厚的区域中加工槽宽度变粗,产生加工尺寸针对每个板厚区域而不同这样的问题。该加工槽宽度即加工尺寸根据通过线电极2的行进而发生的振动、从上侧喷嘴81至被加工物7为止的分离量、从下侧喷嘴82至被加工物7为止的分离量、加工电压、投入的放电能量等发生变化。
另外,即使在相同的板厚区域内,根据被加工物7的高度而线电极2的挠曲量不同,因此根据被加工物7的高度而加工的行进速度不同。即,与从上侧喷嘴81至被加工物7为止的分离量及从下侧喷嘴82至被加工物7为止的分离量即喷嘴分离量相应地加工的行进速度不同。喷嘴分离量是上侧喷嘴81和被加工物7之间的分离距离及下侧喷嘴82和被加工物7之间的分离距离。被加工物7具有各种板厚区域,因此针对每个板厚区域而喷嘴分离量不同。因此,如果不对加工速度等加工条件进行校正而对被加工物7进行加工,则加工形状会发生波动。
本实施方式的线放电加工装置100,以通过第2次及其以后的加工能够对第1次加工中的各区域的加工尺寸差及加工形状差进行修正的方式对加工电压等的加工条件进行调整。即,如果在第1次加工中产生的加工尺寸差或者加工形状差大,则有时无法完全对加工尺寸及加工形状进行修正,因此线放电加工装置100在第1次加工时刻,以使加工槽宽度以一定程度恒定的方式执行与板厚变化相对应的加工。换言之,线放电加工装置100以通过板厚变化而产生的板厚区域间的加工槽宽度的差及板厚区域内的加工形状的波动在第1次加工时刻接近一定值的方式进行加工。
实施方式的NC控制装置33基于加工电压、每单位时间的放电加工能量及喷嘴分离量,对线张力指令、电压校正值及休止时间校正值进行计算。NC控制装置33关于针对每个板厚区域而具有各种板厚的被加工物7,对使得不同的板厚区域间的加工尺寸差及加工形状差变小的线张力指令、电压校正值及休止时间校正值进行计算。
被加工物7具有各种板厚区域,在从被加工物7的底面至上表面为止的各位置处进行加工的量不同。因此,被加工物7针对从被加工物7的底面算起的每个高度而加工后的尺寸不同。在本实施方式中,将1个板厚区域中的针对从被加工物7的底面算起的每个高度的加工后的尺寸的平均值称为加工尺寸。此外,加工尺寸也可以是1个板厚区域中的针对从被加工物7的底面算起的每个高度的加工后的尺寸的中央值。NC控制装置33对使得在被加工物7的各板厚区域中,加工尺寸在板厚区域间不发生波动的线张力指令、电压校正值及休止时间校正值进行计算。
在本实施方式中,被加工物7的加工形状通过被加工物7的Z轴方向的直线精度表示。直线精度与线放电加工中的线电极2的挠曲量所对应的被加工物7的加工尺寸的尺寸精度的波动相对应。线电极2的挠曲是向与Z轴方向垂直的方向的挠曲,因此包含有向X轴方向的挠曲成分和向Y轴方向的挠曲成分。向Y轴方向的挠曲成分对被加工物7的Y轴方向的加工尺寸造成影响,因此,以下对向Y轴方向的挠曲成分进行说明。
图5是用于说明不针对板厚校正线电极的挠曲而直接加工的情况下的被加工物的形状的图。图5的横轴是被加工物7的Y轴方向的加工尺寸,纵轴是被加工物7的高度。如图5所示,被加工物7的Y轴方向的加工尺寸针对被加工物7的每个高度而不同。
尺寸曲线65是第1板厚区域21中的加工尺寸,尺寸曲线66是第2板厚区域22中的加工尺寸。尺寸曲线67是第3板厚区域23中的加工尺寸,尺寸曲线68是第4板厚区域24中的加工尺寸。例如,在第1板厚区域21中,被加工物7的高度为0至200mm为止。而且,在第1板厚区域21中,在线电极2的挠曲量变大的部位即被加工物7的Z轴方向的中央区域,加工尺寸变小。而且,在线电极2的挠曲量变小的部位即被加工物7的Z轴方向的端部区域,加工尺寸变小。
即,即使在1个板厚区域内,由于线电极2发生挠曲,因此被加工物7在线电极2的上下端部区域被加工的部位(以下,称为线端部加工部位)、和在线电极2的中央区域被加工的部位(以下,称为线中央加工部位)处的加工量不同。
由此,线中央加工部位与线端部加工部位相比线电极2的挠曲变大,因此被加工的区域变宽。其结果,线中央加工部位与线端部加工部位相比被加工的量变大,因此加工后尺寸变小。如上所述,被加工物7即使在1个板厚区域内,由于线电极2的挠曲,针对从被加工物7的底面算起的每个高度而在加工后尺寸发生波动。该1个板厚区域内的加工尺寸的波动与加工形状的波动相对应。
NC控制装置33存储有尺寸曲线65~68的信息即尺寸曲线信息,在对被加工物7进行加工时,基于尺寸曲线信息,对加工电压、休止时间及线张力进行控制。
在理想情况下,被加工物7的1个板厚区域内的与XY平面平行的面内(在本实施方式中为Y轴方向)的加工尺寸在被加工物7的各高度处相同。因此,NC控制装置33对抑制被加工物7的1个板厚区域内的Y轴方向上的加工尺寸的波动即抑制加工形状的波动的线张力指令、电压校正值及休止时间校正值进行计算。具体地说,NC控制装置33对使得向与线电极2的加工行进方向即X轴方向垂直的方向即Y轴方向的挠曲量变小的线张力指令、电压校正值及休止时间校正值进行计算。换言之,NC控制装置33对使得被加工物7的各板厚区域的直线精度变高的线张力指令、电压校正值及休止时间校正值进行计算。
线电极2的向Y轴方向的挠曲量越小,则线电极2的直线精度变得越高,线端部加工部位和线中央加工部位的加工尺寸的误差变得越小,被加工物7的直线精度变得越高。其结果,加工形状的误差变小,NC控制装置33能够使加工形状的精度提高。
加工尺寸的精度越高,则尺寸曲线65~68的重叠变得越多。另外,加工尺寸的精度越高,则尺寸曲线65~68的弯曲量变得越少,尺寸曲线65~68越接近与图5的纵轴平行的直线。
线放电加工装置100使用在加工时决定加工形状的以下4个参数。
(A)加工电压
(B)每单位时间的放电加工能量
(C)喷嘴分离量
(D)线张力
上述4个参数分别对向被加工物7的加工赋予以下的影响。
·加工电压对加工槽宽度(加工尺寸、直线精度)赋予影响。
·每单位时间的放电加工能量对直线精度及加工速度赋予影响。
·喷嘴分离量对放电加工能量赋予影响。
·线张力通过线电极2的挠曲对直线精度赋予影响。
加工电压低与线电极2和被加工物7之间的距离短相对应。线放电加工装置100在对加工电压进行调整时,通过对线电极2的向加工行进方向的进给速度进行调整,从而对线电极2和被加工物7之间的距离进行调整。例如,线放电加工装置100在降低加工电压的情况下,通过提高线电极2的向加工行进方向的进给速度,从而缩短线电极2和被加工物7之间的距离。在该情况下,加工行进方向的侧面的去除体积变少,因此被加工物7的加工尺寸变大。另一方面,线放电加工装置100在提高加工电压的情况下,通过降低线电极2的向加工行进方向的进给速度,从而扩展线电极2和被加工物7之间的距离。在该情况下,加工行进方向的侧面的去除体积变多,因此被加工物7的加工尺寸变小。线电极2的向加工行进方向的进给速度与加工速度相对应。
如果提高向加工行进方向的进给速度,则由于伴随放电产生的爆炸力而试图使线电极2从被加工物7分离的力,大于通过在线电极2中流动的电流产生的静电引力试图使线电极2与被加工物7接近的力,因此加工面成为鼓起方向的形状。另一方面,如果降低向加工行进方向的进给速度,则静电引力与伴随放电而产生的爆炸力相比处于优势,因此成为凹陷方向的加工面形状。
线放电加工装置100基于放电脉冲的每1个脉冲的能量和脉冲数,对放电加工能量进行计算。线放电加工装置100如果降低放电加工能量,则线电极2的挠曲量变小,因此能够提高直线精度。另外,线放电加工装置100如果提高放电加工能量,则能够增加加工量,因此能够提高加工速度。
线放电加工装置100通过后面记述的喷嘴分离量检测器49对喷嘴分离量进行检测,或者后面记述的设定输入IF(InterFace、接口)20从用户接受喷嘴分离量。
喷嘴分离量越大,则向线电极2和被加工物7之间的极间的加工液的供给量越减少,因此直至线电极2的断线极限为止能够投入的放电加工能量越减少。另外,线张力越高,则线电极2的挠曲越减小,因此直线精度越提高。
线放电加工装置100以针对进行加工的每个板厚区域的加工尺寸及各板厚区域内的加工形状接近一定值的方式对加工进行控制。因此,线放电加工装置100的制作者事先取得通过上述(A)~(D)的参数的各种组合而执行加工的情况下的各加工尺寸及各加工形状的结果。线放电加工装置100的制作者通过对上述(A)~(D)的各参数和加工尺寸及加工形状之间的关系进行定式化,从而制作后面记述的形状尺寸补偿器35。形状尺寸补偿器35配置于NC控制装置33,对线张力指令、电压校正值及休止时间校正值进行计算。
即,线放电加工装置100的制作者使用定式化的函数,构建加工尺寸差在板厚区域间接近最小值,加工形状即直线精度差在各板厚区域内接近最小值的控制模型,设定于形状尺寸补偿器35。该控制模型与通过形状尺寸补偿器35进行的控制相对应。由此,形状尺寸补偿器35使用基于通过加工电压、放电加工能量、喷嘴分离量及线张力的多个组合而执行线放电加工的情况下的被加工物7的加工尺寸及直线精度所设定的控制模型,对电压校正值、休止时间校正值及线张力指令进行计算。
在形状尺寸补偿器35中,基于通过线放电加工装置100的事前的加工处理得到的加工结果,对后面记述的电压校正值信息77、能量校正值信息、第1至第3对应关系信息进行设定。此外,在通过线放电加工装置100进行的事前的加工处理中,除了上述(A)~(D)的各参数以外,还可以将线电极2的直径、被加工物7的材质等对加工形状赋予影响的参数进行各种组合。在该情况下,线放电加工装置100的制作者针对线电极2的每种直径及针对被加工物7的每种材质而构建控制模型,设定于形状尺寸补偿器35。
形状尺寸补偿器35使用与由用户指定出的线电极2的直径及被加工物7的材质的至少一者相对应的控制模型。形状尺寸补偿器35基于加工中的加工电压、加工能量、加工速度、喷嘴分离量等,对线张力指令、电压校正值及休止时间校正值进行计算。
图6是表示实施方式所涉及的线放电加工装置的功能结构例的框图。加工电源32具有加工电压检测器45、加工能量检测器46、反馈控制器43和运算器41、42。NC控制装置33具有板厚推定器48、喷嘴分离量检测器49、设定输入IF 20和形状尺寸补偿器35。
在加工电源32中,运算器41与运算器42连接,运算器42与反馈控制器43连接。另外,反馈控制器43与加工机构30连接。具体地说,反馈控制器43与上侧供电件4及下侧供电件5连接。
另外,加工机构30与加工电压检测器45、加工能量检测器46、线张力控制装置31、喷嘴分离量检测器49及板厚推定器48连接。加工电压检测器45与板厚推定器48及形状尺寸补偿器35连接。加工能量检测器46与板厚推定器48及形状尺寸补偿器35连接。形状尺寸补偿器35与板厚推定器48、喷嘴分离量检测器49、设定输入IF 20、运算器41及线张力控制装置31连接。
线张力控制装置31对加工机构30的张力施加装置3进行控制。另外,NC控制装置33对加工机构30的X轴驱动电动机11X、Y轴驱动电动机11Y等进行控制。
加工电压检测器45经由上侧供电件4或者下侧供电件5而与线电极2连接,并且与被加工物7连接。加工电压检测器45在加工中对线电极2和被加工物7之间即极间的加工电压进行检测。由加工电压检测器45检测的加工电压与线电极2和被加工物7之间的距离相对应。加工电压检测器45将检测出的加工电压发送至运算器42、板厚推定器48及形状尺寸补偿器35。
加工能量检测器46经由上侧供电件4或者下侧供电件5而与线电极2连接,并且与被加工物7连接。加工能量检测器46对在加工中在线电极2和被加工物7之间产生的放电脉冲进行检测。加工能量检测器46基于放电脉冲的每1个脉冲的能量和脉冲数,对放电加工能量进行计算。加工能量检测器46将放电加工能量发送至运算器42、板厚推定器48及形状尺寸补偿器35。
运算器41从NC控制装置33接受指令电压及休止时间。指令电压是线放电加工中使用的电压的指令值。运算器41接受从形状尺寸补偿器35发送来的电压校正值及休止时间校正值。电压校正值是运算器41用于对从NC控制装置33接受到的指令电压进行校正的校正值。休止时间校正值是运算器41用于对从NC控制装置33接受到的休止时间进行校正的校正值。电压校正值及休止时间校正值是针对在加工路径上具有板厚各自不同的多个板厚区域的被加工物7,而用于使加工尺寸的精度及加工形状的精度提高的校正值。
运算器41从接受到的指令电压及休止时间减去电压校正值及休止时间校正值而发送至运算器42。此外,运算器41可以配置于NC控制装置33。
运算器42从由运算器41发送来的指令电压减去由加工电压检测器45发送来的当前的加工电压而发送至反馈控制器43。另外,运算器42从由运算器41发送来的休止时间减去由加工能量检测器46发送来的当前的放电加工能量而发送至反馈控制器43。
反馈控制器43使用由运算器42运算出的结果对加工机构30进行控制。具体地说,反馈控制器43对X轴驱动电动机11X及Y轴驱动电动机11Y发送轴移动指令,由此对平台8的X轴方向的位置及Y轴方向的位置进行校正。由此,反馈控制器43针对加工机构30,对加工电压、放电加工能量等进行控制。
加工机构30的X轴驱动电动机11X及Y轴驱动电动机11Y分别与编码器连接,编码器对加工速度进行检测,发送至板厚推定器48。
板厚推定器48基于从加工机构30发送来的加工速度、从加工电压检测器45发送来的加工电压和从加工能量检测器46发送来的放电加工能量,对被加工物7的板厚进行推定。板厚推定器48在板厚发生变化的加工中,对被加工物7之中的被加工的部位的板厚进行推定。板厚推定器48将推定出的板厚作为板厚推定值而发送至形状尺寸补偿器35。
喷嘴分离量检测器49从加工中的加工机构30对喷嘴分离量进行检测而发送至形状尺寸补偿器35。设定输入IF 20接受由用户输入的基准板厚而发送至形状尺寸补偿器35。基准板厚是设为加工尺寸的基准的板厚。线放电加工装置100以被加工物7成为基准板厚的加工尺寸的方式对基准板厚以外的板厚区域进行加工。
例如,在形状尺寸补偿器35作为尺寸曲线信息而存储有尺寸曲线65~68的信息的情况下,如果作为基准板厚而指定出200mm,则形状尺寸补偿器35以200mm的尺寸曲线65平行地接近纵轴的方式对加工进行控制。即,形状尺寸补偿器35对使得200mm的尺寸曲线65平行地接近纵轴的电压校正值、休止时间校正值及线张力指令进行计算。
并且,形状尺寸补偿器35对使得50mm~150mm的加工尺寸靠近平行地接近纵轴的尺寸曲线65的电压校正值、休止时间校正值及线张力指令进行计算。
此外,在没有指定出基准板厚的情况下,形状尺寸补偿器35以接近特定板厚的加工尺寸(尺寸曲线)的方式对加工进行控制。形状尺寸补偿器35例如以接近最薄板厚的加工尺寸的方式对加工进行控制。
此外,设定输入IF 20可以从用户接受喷嘴分离量而发送至形状尺寸补偿器35。在该情况下,NC控制装置33可以不具有喷嘴分离量检测器49。
形状尺寸补偿器35基于加工中的加工电压、加工能量、加工速度、板厚推定值、喷嘴分离量及基准板厚,对电压校正值、休止时间校正值及线张力指令进行计算。
形状尺寸补偿器35将电压校正值及休止时间校正值发送至运算器41,将线张力指令发送至线张力控制装置31。线张力控制装置31按照线张力指令对加工机构30进行控制。具体地说,线张力控制装置31按照线张力指令对张力施加装置3进行控制。
如上所述,形状尺寸补偿器35基于加工中的加工电压、加工中的加工能量、加工中的加工速度、加工中的板厚推定值、加工中的喷嘴分离量及基准板厚,对电压校正值、休止时间校正值及线张力指令进行计算,因此能够使第1次加工即粗加工的加工尺寸的精度及加工形状的精度提高。
在这里,对上述(A)~(D)的参数的详细内容进行说明。首先,对与板厚推定值相对应的加工电压的校正进行说明。形状尺寸补偿器35基于板厚推定值对加工电压的电压校正值进行计算。
图7是用于说明通过实施方式所涉及的形状尺寸补偿器进行的电压校正值的计算处理的图。在图7中示出了形状尺寸补偿器35所具有的电压校正值计算部85的结构。
电压校正值计算部85具有运算器75、76。运算器75基于板厚推定值,对板厚对应电压校正值进行计算而发送至运算器76。板厚对应电压校正值是与板厚推定值相对应的加工电压的校正值。运算器75使用表示板厚推定值和板厚对应电压校正值的对应关系的电压校正值信息,对板厚对应电压校正值进行计算。
图8是用于说明实施方式所涉及的形状尺寸补偿器所使用的电压校正值信息的图。图8所示的电压校正值信息77的图形的横轴是板厚推定值,纵轴是板厚对应电压校正值。在电压校正值信息77中,在低板厚时板厚对应电压校正值为0,从特定的板厚起,板厚对应电压校正值与板厚的厚度成正比地上升,在大于或等于特定的板厚时不使板厚对应电压校正值变化。此外,在线电极2断线的可能性低的情况下,即使大于或等于特定的板厚,也可以使板厚对应电压校正值上升。
运算器75基于电压校正值信息77和板厚推定值,对板厚对应电压校正值进行计算。此外,电压校正值信息77可以是表示板厚推定值和板厚对应电压校正值的对应关系的算式,也可以是数据表。
运算器76通过对测定出的加工电压即测定加工电压加上板厚对应电压校正值,从而对电压校正值进行计算。运算器76将电压校正值发送至运算器41。如上所述,电压校正值计算部85针对板厚推定值而进行加工电压的校正。板厚厚的板厚区域的加工速度变慢,由于线电极2的挠曲而与被加工物7的侧面之间的间隙扩展,直线精度降低。因此,电压校正值计算部85在板厚厚的板厚区域中,对用于将加工电压校正得高的电压校正值进行计算,由此以加工速度提高的方式进行校正。由此,电压校正值计算部85抑制板厚薄的板厚区域和板厚厚的板厚区域的加工尺寸差。
接下来,对与板厚推定值相对应的放电加工能量的校正进行说明。形状尺寸补偿器35基于板厚推定值对用于校正放电加工能量的休止时间校正值进行计算。
图9是用于说明通过实施方式所涉及的形状尺寸补偿器进行的休止时间校正值的计算处理的图。在图9中示出了形状尺寸补偿器35所具有的休止时间校正值计算部86的结构。
休止时间校正值计算部86具有运算器63、64、80。运算器63基于板厚推定值,对目标放电加工能量进行计算而发送至运算器64。目标放电加工能量是与板厚推定值相对应的放电加工能量的目标值。运算器63使用表示板厚推定值和目标放电加工能量的对应关系的能量校正值信息,对目标放电加工能量进行计算。
运算器64对从当前的放电加工能量减去目标放电加工能量后的放电加工能量进行计算,发送至运算器80。运算器80基于从运算器64接受的放电加工能量,对休止时间校正值进行计算。运算器80通过比例控制和积分控制的组合对休止时间校正值进行计算。如上所述,运算器80基于计算出的板厚推定值对目标放电加工能量进行设定,对使目标放电加工能量和当前的放电加工能量一致的休止时间校正值进行计算,由此对休止时间进行控制。
接下来,对与喷嘴分离量相对应的线张力指令或者电压校正值进行说明。形状尺寸补偿器35基于喷嘴分离量对线张力指令或者用于校正加工电压的电压校正值进行计算。
线电极2由于加工中的放电反作用力、静电引力等的影响而挠曲,因此与被加工物7的设置高度相应地,在被加工物7的直线精度即形状精度产生差异。图10是用于对喷嘴分离量和线电极的挠曲量之间的关系进行说明的图。在图10中,将下侧喷嘴82的位置设为高度0,将上侧喷嘴81的位置设为高度T5。
被加工物7D是在从高度0至高度T1为止的区域由线电极2加工的被加工物。另外,被加工物7C是在从高度T2(>T1)至高度T3(>T2)为止的区域由线电极2加工的被加工物。另外,被加工物7B是在从高度T4(>T3)至高度T5(>T4)为止的区域由线电极2加工的被加工物。
被加工物7D的喷嘴分离量从上侧喷嘴81起为距离R3,从下侧喷嘴82起为0。被加工物7C的喷嘴分离量从上侧喷嘴81起为距离R2a,从下侧喷嘴82起为距离R2b。被加工物7B的喷嘴分离量从上侧喷嘴81起为0,从下侧喷嘴82起为距离R1。R2a、R2b都是小于R1及R3的值。
如图10所示,在加工中,线电极2向与加工行进方向垂直的方向即Y轴方向挠曲。在线电极2挠曲的情况下,在上侧喷嘴81和下侧喷嘴82之间的中央部处挠曲量变得最大,越接近上侧喷嘴81或者下侧喷嘴82,则挠曲量变得越小。
如上所述,与被加工物7接近的喷嘴和被加工物7之间的距离越短,则挠曲量变得越小。换言之,被加工物7的从下侧喷嘴82算起的距离和从上侧喷嘴81算起的距离的差的绝对值越小,则挠曲量变得越大。图10所示的被加工物7B的从下侧喷嘴82算起的距离和从上侧喷嘴81算起的距离的差的绝对值为R1,被加工物7D的从下侧喷嘴82算起的距离和从上侧喷嘴81算起的距离的差的绝对值为R3。另外,图10所示的被加工物7C的从下侧喷嘴82算起的距离和从上侧喷嘴81算起的距离的差的绝对值为|R2a-R2b|,小于R1、R3。
如上所述,在线电极2的中央部被加工的被加工物7C由于在被加工物7C的上表面、下表面处线电极2的挠曲量为相同程度,因此直线精度提高。另一方面,在线电极2的端部被加工的被加工物7B、7D由于在被加工物7B、7C的上表面和下表面处线电极2的挠曲量产生差异,因此直线精度降低。
因此,形状尺寸补偿器35如果能够经由喷嘴分离量检测器49或者设定输入IF 20而取得喷嘴分离量,则通过进行与喷嘴分离量相对应的加工控制,从而能够使被加工物7的直线精度提高。
形状尺寸补偿器35基于表示喷嘴分离量和线张力的对应关系的第1对应关系信息,对用于提高被加工物7的直线精度的线张力进行计算。形状尺寸补偿器35例如通过提高线张力,从而能够减少线电极2的挠曲量,能够使直线精度提高。
另外,形状尺寸补偿器35基于表示喷嘴分离量和电压校正值的对应关系的第2对应关系信息,对用于提高被加工物7的直线精度的电压校正值进行计算。形状尺寸补偿器35通过电压校正值而降低加工电压,由此能够提高加工速度,因此能够减少喷嘴分离量大的部位处的加工量,能够对直线精度和加工尺寸精度进行控制。
接下来,对与板厚推定值相对应的线张力指令进行说明。形状尺寸补偿器35基于板厚推定值对线张力指令进行计算。
在被加工物7的板厚厚的情况下,加工速度变慢,因此加工量增加。特别是在线电极2的中央部处由于线电极2的挠曲而加工量增加。在该情况下,线放电加工装置100通过提高线张力,从而减少线电极2的挠曲,因此能够减少线电极2的挠曲量大的区域中的加工量,能够使直线精度提高。
图11是用于说明线张力和线电极的挠曲量之间的关系的图。在图11中,将挠曲量大的情况下的线电极图示为线电极2B,将提高线张力而减少挠曲量的情况下的线电极图示为线电极2A。
如图11所示,线放电加工装置100通过增强线电极2的张力,从而能够抑制线电极2的挠曲,与此相伴,能够使被加工物7的直线精度提高。此外,线放电加工装置100在增强线张力时,只将线张力增强至线电极2发生断线的概率小于特定值的程度的强度为止。形状尺寸补偿器35基于表示板厚推定值和线张力之间的对应关系的第3对应关系信息,对用于使被加工物7的直线精度提高的线张力进行计算。
接下来,对通过线放电加工装置100进行的线放电加工的处理顺序进行说明。图12是表示通过实施方式所涉及的线放电加工装置进行的线放电加工的处理顺序的流程图。
如果线放电加工装置100开始线放电加工(步骤S10),则NC控制装置33对数据进行收集(步骤S20)。具体地说,板厚推定器48接受加工电压、放电加工能量和加工速度。另外,喷嘴分离量检测器49对喷嘴分离量进行检测,设定输入IF 20接受基准板厚。
板厚推定器48基于加工电压、放电加工能量及加工速度,对被加工物7的板厚进行推定(步骤S30)。板厚推定器48将推定出的板厚作为板厚推定值而发送至形状尺寸补偿器35。
形状尺寸补偿器35基于板厚推定值、喷嘴分离量及基准板厚,对线张力指令、电压校正值及休止时间校正值进行计算(步骤S40)。线放电加工装置100使用线张力指令、电压校正值及休止时间校正值,对加工电压、加工能量及线张力进行控制(步骤S50)。具体地说,反馈控制器43通过与电压校正值及休止时间校正值相对应的电压值及休止时间对加工机构30进行反馈控制,线张力控制装置31对线电极2的线张力进行控制。
此外,形状尺寸补偿器35在第1次加工时,可以对加工槽宽度进行推定而存储。在该情况下,形状尺寸补偿器35基于在第1次加工时使用的加工条件即第1加工条件及尺寸曲线信息对加工槽宽度进行推定。另外,线放电加工装置100可以存储有在第1次加工时推定出的板厚推定值。形状尺寸补偿器35将推定出的加工槽宽度及板厚推定值和表示被加工物7的加工位置的坐标信息相关联,作为加工结果信息进行存储。
形状尺寸补偿器35例如使用加工结果信息所包含的加工槽宽度和坐标信息的对应关系,对第2次及其以后的加工所使用的加工条件即第2加工条件及偏移量中的至少一者进行调整。偏移量是第2次及其以后的加工所使用的加工位置(线电极2的Y轴方向的位置)的向被加工物7侧的接近移动量。
第2次及其以后的加工通过偏移量而加工量变化,难以进行板厚的推定,但形状尺寸补偿器35存储有在第1次加工中生成的加工结果信息,因此在第2次及其以后的加工中,也能够基于加工结果信息而执行加工控制。
形状尺寸补偿器35例如使用加工结果信息所包含的板厚推定值和坐标信息的对应关系,对电压校正值、休止时间校正值及线张力指令进行计算。
如上所述,线放电加工装置100使用形状尺寸补偿器35而计算出电压校正值、休止时间校正值及线张力指令,因此在板厚发生变化的加工中,能够从第1次加工起与被加工物7的板厚区域无关地使加工尺寸及直线精度提高。
另外,线放电加工装置100对用于将加工电压保持为特定值的轴移动指令和接下来开始施加加工电压的时间进行控制,由此不变更加工条件,就能够通过连续的控制对被加工物7的加工形状及加工尺寸进行控制。
在本实施方式中,说明了由形状尺寸补偿器35对电压校正值、休止时间校正值、线张力等进行计算的情况,但进行机器学习的学习装置也可以对电压校正值、休止时间校正值、线张力等进行计算。即,对加工尺寸及直线精度进行模型化后的函数可以实验地导出,也可以由学习装置导出。在由学习装置导出的情况下,学习装置以多个板厚区域的加工尺寸接近特定的板厚区域中的加工尺寸的方式对电压校正值、休止时间校正值及线张力指令进行计算。
在实验地导出的情况下,线放电加工装置100的制作者基于过去的加工结果所包含的加工尺寸的信息即尺寸信息,将对加工尺寸及直线精度进行模型化后的函数设定为形状尺寸补偿器35。
在由学习装置导出的情况下,学习装置基于板厚推定值、加工电压、放电加工能量、加工速度、喷嘴分离量等通过加工过程取得的信息(以下,称为过程信息),对能够使加工尺寸的精度及加工形状的精度提高的电压校正值、休止时间校正值、线张力等的信息(以下,称为精度提高信息)进行计算。
学习装置生成根据过程信息而导出能够使加工尺寸的精度及直线精度提高的精度提高信息的训练好的模型。换言之,学习装置生成将过程信息和能够使加工尺寸的精度及直线精度提高的精度提高信息之间的对应关系模型化的函数即训练好的模型。推断装置使用训练好的模型,根据过程信息而导出能够使加工尺寸的精度及直线精度提高的精度提高信息。
<学习阶段>
图13是表示实施方式所涉及的学习装置的结构例的框图。学习装置50具有数据取得部51和模型生成部52。数据取得部51取得加工结果(行动)及加工参数(状态)而作为学习用数据。
加工结果是加工尺寸及加工形状(直线精度)。加工参数是板厚、线电极2的线径、被加工物7的材质、加工电压、放电加工能量、喷嘴分离量、线张力等对加工形状赋予影响的参数的组合。
模型生成部52基于包含作为加工结果的行动及作为加工参数的状态在内的学习用数据,对电压校正值、休止时间校正值及线张力指令进行学习。即,模型生成部52生成根据线放电加工装置100的加工参数对电压校正值、休止时间校正值及线张力指令进行推断的训练好的模型71。
模型生成部52能够使用有教师学习、无教师学习、强化学习等公知的学习算法。作为一个例子,对在模型生成部52中应用了强化学习(Reinforcement Learning)的情况进行说明。在强化学习中,某环境内的智能体(行动主体)对当前的状态(环境的参数)进行观测,决定应采取的行动。环境通过智能体的行动而动态地变化,与环境的变化相应地对智能体赋予回报。智能体重复进行而对通过一系列的行动得到最多回报的行动方针进行学习。作为强化学习的代表方法,已知Q学习(Q-learning)、TD学习(TD-learning)。例如,在Q学习的情况下,行动价值函数Q(s,a)的一般性的更新式通过下面的式(1)表示。
【式1】
在式(1)中,st表示时刻t的环境的状态,at表示时刻t的行动。通过行动at,状态变为st+1。rt+1表示通过其状态的变化而带来的回报,γ表示折扣率,α表示学习系数。此外,γ处于0<γ≤1的范围,α处于0<α≤1的范围。作为加工结果的行动成为行动at,作为加工参数的状态成为状态st,模型生成部52对时刻t的状态st中的最好的行动at进行学习。
通过式(1)表示的更新式是如果时刻t+1的Q值最高的行动a的行动价值Q大于在时刻t执行的行动a的行动价值Q,则增大行动价值Q,在相反的情况下,减小行动价值Q。换言之,以使时刻t的行动a的行动价值Q接近时刻t+1的最好的行动价值的方式对行动价值函数Q(s,a)进行更新。由此,某环境中的最好的行动价值不断依次传播为其以前的环境中的行动价值。
如上述所示,在通过强化学习而生成训练好的模型71的情况下,模型生成部52具有回报计算部53和函数更新部54。
回报计算部53基于加工结果及加工参数对回报进行计算。回报计算部53基于加工精度即加工尺寸的精度及加工形状的精度对回报r进行计算。例如,在加工精度提高的情况下使回报r增大(例如赋予“1”的回报),另一方面,在加工精度恶化的情况下减少回报r(例如赋予“-1”的回报)。
函数更新部54按照由回报计算部53计算的回报,对用于决定电压校正值、休止时间校正值及线张力指令的函数进行更新,输出至训练好的模型存储部70。例如在Q学习的情况下,将通过式(1)表示的行动价值函数Q(st,at)用作用于对电压校正值、休止时间校正值及线张力指令进行计算的函数。
函数更新部54反复执行以上的学习。训练好的模型存储部70对由函数更新部54更新后的行动价值函数Q(st,at)、即训练好的模型71进行存储。
接下来,使用图14,对通过学习装置50进行的学习处理的处理顺序进行说明。图14是表示通过实施方式所涉及的学习装置进行的学习处理的处理顺序的流程图。数据取得部51取得加工结果及加工参数而作为学习用数据(步骤S110)。
模型生成部52基于加工结果及加工参数对回报进行计算(步骤S120)。具体地说,模型生成部52的回报计算部53取得加工结果及加工参数,基于预先确定的加工精度而判断是增加回报(步骤S130)或者减少回报(步骤S140)。回报基准是加工尺寸的精度及加工形状的精度提高还是恶化。模型生成部52在加工尺寸的精度及加工形状的精度提高的情况下判断为增加回报,在加工尺寸的精度及加工形状的精度恶化的情况下判断为减少回报。
模型生成部52在加工尺寸的精度及加工形状的精度的任一者提高、另一者恶化的情况下,可以判断为增加回报,可以判断为减少回报。另外,模型生成部52在加工尺寸的精度及加工形状的精度的任一者提高、另一者恶化的情况下,也可以不使回报增减。
回报计算部53在判断为增加回报的情况下,在步骤S130中增加回报。另一方面,回报计算部53在判断为减少回报的情况下,在步骤S140中减少回报。
函数更新部54基于由回报计算部53计算出的回报,对通过由训练好的模型存储部70存储的式(1)表示的行动价值函数Q(st,at)进行更新(步骤S150)。
学习装置50反复执行以上的步骤S110~S150为止的步骤,使生成的行动价值函数Q(st,at)作为训练好的模型71而存储于训练好的模型存储部70。
本实施方式所涉及的学习装置50设为将训练好的模型71存储于在学习装置50的外部设置的训练好的模型存储部70,但也可以将训练好的模型存储部70设置于学习装置50的内部。
<有效使用阶段>
图15是表示实施方式所涉及的推断装置的结构例的框图。推断装置60具有数据取得部61和推断部62。数据取得部61取得加工参数。
推断部62利用训练好的模型存储部70所存储的训练好的模型71对加工信息79进行推断。加工信息79是电压校正值、休止时间校正值及线张力指令。即,推断部62对该训练好的模型71输入数据取得部61所取得的加工参数,由此能够对适于加工参数的电压校正值、休止时间校正值及线张力指令进行推断。
此外,在本实施方式中,对推断装置60使用由学习装置50的模型生成部52学习到的训练好的模型71的情况进行了说明,但也可以使用从其他学习装置取得的训练好的模型71。在该情况下,推断装置60也基于从其他学习装置取得的训练好的模型71,对电压校正值、休止时间校正值及线张力指令进行输出。
接下来,使用图16,对通过推断装置60进行的推断处理的处理顺序进行说明。图16是表示通过实施方式所涉及的推断装置进行的推断处理的处理顺序的流程图。数据取得部61取得用于对电压校正值、休止时间校正值及线张力指令进行推断的数据即推断用数据(步骤S210)。具体地说,数据取得部61取得加工参数。
推断部62向训练好的模型存储部70所存储的训练好的模型71输入加工参数(步骤S220),得到电压校正值、休止时间校正值及线张力指令。推断部62将得到的数据即电压校正值、休止时间校正值及线张力指令输出至线放电加工装置100(步骤S230)。
线放电加工装置100使用从推断部62输出的电压校正值及休止时间校正值对加工电压及休止时间进行校正(步骤S240),通过从推断部62输出的线张力指令对线电极2的张力进行控制。由此,线放电加工装置100能够使被加工物7的加工尺寸的精度及加工形状的精度提高。
此外,在本实施方式中,对在推断部62所使用的学习算法中应用了强化学习的情况进行了说明,但并不限定于此。关于学习算法,除了强化学习以外,也能够应用有教师学习、无教师学习或有半教师学习等。
另外,作为在模型生成部52中使用的学习算法,也能够使用对特征量本身的提取进行学习的深层学习(Deep Learning)。模型生成部52可以通过其他公知的方法,例如神经网络、遗传编程、功能逻辑编程、支持向量机等执行机器学习。
此外,学习装置50及推断装置60例如可以是经由网络与线放电加工装置100连接,与该线放电加工装置100分体的装置。另外,学习装置50及推断装置60的至少一者也可以内置于线放电加工装置100。并且,学习装置50及推断装置60也可以存在于云服务器上。
另外,模型生成部52可以使用从多个线放电加工装置取得的学习用数据,对电压校正值、休止时间校正值及线张力指令进行学习。此外,模型生成部52也可以从在同一区域使用的多个线放电加工装置取得学习用数据,也可以利用从在不同的区域独立地动作的多个线放电加工装置收集的学习用数据而对电压校正值、休止时间校正值及线张力指令进行学习。另外,也能够将对学习用数据进行收集的线放电加工装置在中途追加至对象,或者从对象去除。并且,关于某线放电加工装置,可以将对电压校正值、休止时间校正值及线张力指令进行了学习的学习装置50应用于其他的线放电加工装置,关于该其他的线放电加工装置对电压校正值、休止时间校正值及线张力指令进行再学习而更新。
在这里,对NC控制装置33的硬件结构进行说明。图17是表示实现实施方式所涉及的NC控制装置的硬件结构例的图。NC控制装置33能够通过处理器91、存储器92、输出装置93及输入装置94实现。
处理器91的例子是CPU(也称为Central Processing Unit、中央处理装置、处理装置、运算装置、微处理器、微型计算机、DSP(Digital Signal Processor))或者系统LSI(Large Scale Integration)。存储器92的例子是RAM(Random Access Memory)、ROM(ReadOnly Memory)。
NC控制装置33是处理器91将存储器92所存储的用于执行NC控制装置33的动作的可由计算机执行的控制程序读出并执行而实现的。用于执行NC控制装置33的动作的控制程序可以说是使计算机执行NC控制装置33的顺序或者方法。在用于执行NC控制装置33的动作的学习程序中,包含有用于对被加工物7进行加工的程序、用于执行形状尺寸补偿器35的动作的程序等。
由NC控制装置33执行的控制程序成为包含板厚推定器48、形状尺寸补偿器35和喷嘴分离量检测器49在内的模块结构,它们下载至主存储装置上,它们生成于主存储装置上。
输入装置94接受基准板厚等而发送至处理器91。存储器92对电压校正值信息77、能量校正值信息、第1至第3对应关系信息、尺寸曲线信息等进行存储。另外,存储器92作为由处理器91执行各种处理时的暂时存储器被使用。
输出装置93将由处理器91生成的电压校正值及休止时间校正值输出至加工电源32。另外,输出装置93将由处理器91生成的线张力指令输出至线张力控制装置31。
控制程序可以通过可安装的形式或者可执行的形式的文件存储于计算机可读取的存储介质而作为计算机程序产品被提供。另外,控制程序也可以经由互联网等网络而提供给NC控制装置33。此外,关于NC控制装置33的功能,可以将一部分通过专用电路等专用的硬件实现,将一部分通过软件或者固件实现。
此外,反馈控制器43、线张力控制装置31、学习装置50及推断装置60具有与线放电加工装置100相同的硬件结构,因此省略其说明。
如上所述,在实施方式中,形状尺寸补偿器35基于加工电压、加工能量、加工速度、喷嘴分离量及板厚推定值,以板厚区域间的加工尺寸的差变小且被加工物的直线精度在板厚区域内变高的方式计算出电压校正值、休止时间校正值及线张力指令。而且,加工机构30使用电压校正值、休止时间校正值及线张力指令,对在加工中板厚发生变化的被加工物7进行线放电加工。由此,线放电加工装置100即使针对在加工中板厚发生变化的被加工物7,也能够使加工尺寸的精度及加工形状的精度提高。
以上的实施方式所示的结构,表示一个例子,也能够与其他公知技术进行组合,在不脱离主旨的范围,也能够对结构的一部分进行省略、变更。
标号的说明
1线电极线轴,2、2A、2B线电极,3张力施加装置,4上侧供电件,5下侧供电件,6上部引导件,7、7B、7C、7D被加工物,8平台,9线行进速度控制电动机,10线电极回收箱,11X X轴驱动电动机,11Y Y轴驱动电动机,12下部引导件,13下部辊,20设定输入IF,21第1板厚区域,22第2板厚区域,23第3板厚区域,24第4板厚区域,30、34加工机构,31线张力控制装置,32加工电源,33NC控制装置,35形状尺寸补偿器,41、42、63、64、75、76、80运算器,43反馈控制器,45加工电压检测器,46加工能量检测器,48板厚推定器,49喷嘴分离量检测器,50学习装置,51数据取得部,52模型生成部,53回报计算部,54函数更新部,60推断装置,61数据取得部,62推断部,70训练好的模型存储部,71训练好的模型,77电压校正值信息,79加工信息,81上侧喷嘴,82下侧喷嘴,85电压校正值计算部,86休止时间校正值计算部,91处理器,92存储器,93输出装置,94输入装置,100、101线放电加工装置。
Claims (10)
1.一种线放电加工装置,其特征在于,具有:
加工机构,其针对在加工路径上具有板厚各自不同的多个板厚区域的被加工物,使用来自线电极的电压脉冲进行线放电加工;
板厚推定器,其在线放电加工中对所述被加工物的所述板厚进行推定;以及
形状尺寸补偿器,其基于加工中的加工电压、加工中的加工能量、加工中的加工速度、将加工液供给至所述线电极的喷嘴和所述被加工物之间的距离即分离距离、及所述板厚,以所述板厚区域间的加工尺寸的差变小且所述被加工物的所述线电极的长度方向上的直线精度在各个所述板厚区域内提高的方式,对加工电压的校正值即电压校正值、所述电压脉冲的休止时间的校正值即休止时间校正值及向所述线电极的张力指令即线张力指令进行计算,
使用所述电压校正值、所述休止时间校正值及所述线张力指令对所述加工机构进行控制。
2.根据权利要求1所述的线放电加工装置,其特征在于,
所述形状尺寸补偿器使用基于通过所述加工电压、放电加工能量、所述分离距离和所述线电极的线张力的多个组合而执行线放电加工的情况下的所述被加工物的所述加工尺寸及所述直线精度所设定的控制模型,对所述电压校正值、所述休止时间校正值及所述线张力指令进行计算。
3.根据权利要求2所述的线放电加工装置,其特征在于,
所述控制模型设定有所述线电极的线径及所述被加工物的材质中的至少一者。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的线放电加工装置,其特征在于,
所述形状尺寸补偿器基于过去的加工结果所包含的加工尺寸的信息即尺寸信息,以所述多个板厚区域的加工尺寸接近特定的板厚区域中的加工尺寸的方式,对所述电压校正值、所述休止时间校正值及所述线张力指令进行计算。
5.根据权利要求4所述的线放电加工装置,其特征在于,
所述形状尺寸补偿器基于针对所述被加工物的第1次线放电加工时所使用的第1加工条件及所述尺寸信息对向所述被加工物的加工槽宽度进行推定,基于通过针对所述被加工物的第1次线放电加工推定出的所述板厚和所述加工槽宽度,对第2次及其以后的线放电加工时所使用的所述线电极的向所述被加工物的接近移动量即偏移量及第2加工条件进行调整。
6.根据权利要求4所述的线放电加工装置,其特征在于,
所述特定的板厚区域是所述多个板厚区域之中的板厚最薄的板厚区域。
7.一种形状尺寸补偿器,其特征在于,
针对在加工路径上具有板厚各自不同的多个板厚区域的被加工物,基于使用来自线电极的电压脉冲而进行线放电加工时所推定出的所述板厚区域各个板厚、对所述板厚区域各自进行加工时的加工电压、加工能量、加工速度及将加工液供给至所述线电极的喷嘴和所述被加工物之间的距离即分离距离,以所述板厚区域间的加工尺寸的差变小且所述被加工物的所述线电极的长度方向上的直线精度在各个所述板厚区域内提高的方式,对加工电压的校正值即电压校正值、所述电压脉冲的休止时间的校正值即休止时间校正值及向所述线电极的张力指令即线张力指令进行计算。
8.一种线放电加工方法,其特征在于,
包含加工步骤,即,针对在加工路径上具有板厚各自不同的多个板厚区域的被加工物,线放电加工装置使用来自线电极的电压脉冲而进行线放电加工,
所述加工步骤包含:
推定步骤,所述线放电加工装置在线放电加工中对所述被加工物的所述板厚进行推定;以及
计算步骤,所述线放电加工装置基于加工中的加工电压、加工中的加工能量、加工中的加工速度、将加工液供给至所述线电极的喷嘴和所述被加工物之间的距离即分离距离、及所述板厚,以所述板厚区域间的加工尺寸的差变小且所述被加工物的所述线电极的长度方向上的直线精度在各个所述板厚区域内提高的方式,对加工电压的校正值即电压校正值、所述电压脉冲的休止时间的校正值即休止时间校正值及向所述线电极的张力指令即线张力指令进行计算,
所述线放电加工装置使用所述电压校正值、所述休止时间校正值及所述线张力指令对所述线放电加工进行控制。
9.一种学习装置,其特征在于,具有:
数据取得部,其取得学习用数据,该学习用数据包含针对在加工路径上具有板厚各自不同的多个板厚区域的被加工物,使用来自线电极的电压脉冲而进行线放电加工的线放电加工装置的加工参数和所述加工参数中的所述线放电加工装置的加工结果;以及
模型生成部,其使用所述学习用数据,生成根据所述线放电加工装置的加工参数,用于对加工电压的校正值即电压校正值、所述电压脉冲的休止时间的校正值即休止时间校正值及向所述线电极的张力指令即线张力指令进行推断的训练好的模型,
所述训练好的模型基于加工中的加工电压、加工中的加工能量、加工中的加工速度、将加工液供给至所述线电极的喷嘴和所述被加工物之间的距离即分离距离及所述板厚,以所述板厚区域间的加工尺寸的差变小且所述被加工物的所述线电极的长度方向上的直线精度在各个所述板厚区域内提高的方式,对所述电压校正值、所述休止时间校正值及所述线张力指令进行推断。
10.一种推断装置,其特征在于,具有:
数据取得部,其取得针对在加工路径上具有板厚各自不同的多个板厚区域的被加工物,使用来自线电极的电压脉冲而进行线放电加工的线放电加工装置的加工参数;以及
推断部,其使用根据所述加工参数用于对所述线放电加工装置的加工结果进行推断的训练好的模型,根据由所述数据取得部取得的所述加工参数,对加工电压的校正值即电压校正值、所述电压脉冲的休止时间的校正值即休止时间校正值及向所述线电极的张力指令即线张力指令进行推断而输出,
所述训练好的模型基于加工中的加工电压、加工中的加工能量、加工中的加工速度、将加工液供给至所述线电极的喷嘴和所述被加工物之间的距离即分离距离及所述板厚,以所述板厚区域间的加工尺寸的差变小且所述被加工物的所述线电极的长度方向上的直线精度在各个所述板厚区域内提高的方式,对所述电压校正值、所述休止时间校正值及所述线张力指令进行推断。
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