CN1704195A - 线放电加工机的控制装置 - Google Patents
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Abstract
为了避免连续的短路,在从加工开始点开始加工之后,在从确认了放电的位置到加工不稳定的范围之间检测到一次短路的时刻,降低设定进给速度进行根据加工量的控制。而且,在加工位置超过加工不稳定的范围之后,将减小的设定速度恢复为常规的设定速度。
Description
技术领域
本发明涉及一种线放电加工机的控制,特别是涉及能够提高加工效率的控制装置和控制方法。
背景技术
在线放电加工中,在被加工物的角落等容易断线的地方必须追加预先降低进给速度和加工电流的角控制处理等,因此,有人提出一种线放电加工机的控制装置的方案(参照下述的专利文献1),这种控制装置首先检测放电加工量,根据其变化来控制加工速度、加工能量和加工液量,从而来避免断线实现加工精度的提高。
根据上述的控制装置,即使在从被加工物的端面或加工开始孔切入时,也能实现稳定的加工。
此外,还有人提出一种技术方案(参照下述的专利文献2~6),为了使加工开始时的加工稳定,从加工开始位置起到加工进行到一定距离,切换为与常规加工条件不同的加工条件。
在上述的各技术方案中,专利文献2所公开的控制为在加工开始时把常规加工条件下的设定进给速度减到70%,同时把常规加工条件下的休止时间延长到180%,从加工开始点起到加工进行到一定距离,分阶段慢慢地恢复加工条件。专利文献3所公开的控制为从加工开始点切换为弱的加工条件,观察加工液的压力、流量,在这些达到合适值的时刻恢复为常规加工条件;此外,即便加工液的压力、流量没有达到合适值,在加工进行到了一定距离的时刻,也将加工条件复原。专利文献4所公开的技术为通过检测电压变化来检测包含开始点的被加工物端面,由此来控制一定距离之间的投入时间、断开时间,同时,控制切换加工液。专利文献5所公开的控制为从加工开始点在一定距离之间切换加工条件,以弱加工条件进行加工。专利文献6所公开的控制为在加工开始时设定为比常规更弱的条件,随着加工的进行连续地将该加工条件恢复为常规加工条件。
此外,专利文献7所公开的技术是为了防止因加工过程中反复短路而导致的加工电源内的元件的异常温升,元件的破坏或火灾等危险,在检测到短路后设定为比常规弱的条件,在确认加工稳定之后再恢复为常规条件,由此持续进行加工防止电源的烧毁。
专利文献1:特开2002-254250号公报
专利文献2:特开平1-264718号公报
专利文献3:特开平5-104330号公报
专利文献4:特开平7-266139号公报
专利文献5:特开平4-201120号公报
专利文献6:特开平5-111822号公报
专利文献7:特开平6-277949号公报
在喷嘴处于紧靠加工开始孔的状态且加工开始孔小于喷嘴直径的情况下,在加工开始孔的附近反复发生短路,确实存在加工不稳定的现象。这种现象的起因被认为是由于喷嘴完全遮盖加工开始孔而妨碍从喷嘴喷射的加工液的排出,发生加工屑、气泡的排出不畅,或者因加工液的紊流而使放电线的振动进一步加剧。这种现象一直持续到喷嘴从加工开始孔错开,充分进行加工液的排出为止。
作为避免在该加工开始孔附近反复发生短路的现象的方法,如上述专利文献2~6所示的那样,所适用的技术是从加工开始点起到加工进行到一定距离之间切换为与常规加工条件不同的加工条件,但是这种情况下存在加工时间长而且加工效率低的问题。
例如,在专利文献2中存在因为性能由速度的初始级别、休止时间的初始级别和控制距离三个要素的组合来决定,所以为了对各种各样的加工进行高效率的加工,就必须分别对这三个要素进行细致的设定,相当耗费时间。为了节省这种设定所花费的时间,当增大安全系数来设定各要素时加工效率就会降低。不管要不要根据加工状态的控制,因为必须要以弱的条件进行加工所以加工效率会降低问题。
此外,在专利文献3中,因为准备针对各种各样的加工的切入条件所以费时间,当为了省事而设定大的安全系数时,加工效率也会降低。此外,虽然通过观察加工液的压力、流量来提高加工效率,但是这些都不直接表示加工的稳定性,不管要不要控制都必须在弱的条件下开始加工,在这一点上是没有变化的,存在与上述同样的问题。
此外,在专利文献4中,因为与加工开始点无关如果在加工过程中检测到电压变化而进行动作,所以在加工过程中有可能发生槽宽完全变化等不良的情况。所谓在检测到电压变化之后动作的意思是在检测到电压变化之前以常规状态的强条件进行加工,在考虑到加工开始点或被加工物端面上的现象的情况下,在放电之后不久,即在检测到由电压变化而引起的异常放电之前存在断线的危险。因此,在加工开始点或被加工物端面上必须预先设定可稳定加工的条件,以避免断线。
此外,与上述的情况一样,准备可以稳定加工的条件需要花费时间。虽然展示了通过程序指令或画面设定来切换该功能的有效/无效,但操作者进行操作需要花费时间。而且,很难准确地判断需要不需要这样的控制。
此外,在专利文献5中也同样存在准备针对各种各样的加工的切入条件要花费时间,当为了省事而设定大的安全系数时加工效率也会降低。此外,因为不管要不要控制都必须在弱的条件下进行加工,加工效率不高的问题。
在专利文献6中也同样存在准备针对各种各样的加工的切入条件要花费时间,当为了省事而设定大的安全系数时加工效率就会降低的问题。
此外,专利文献7的目的在于持续进行加工,防止因反复短路而引起的电源烧毁,因为与加工开始点无关如果在加工过程中检测到电压变化而进行动作,所以加工过程中有可能发生槽宽完全变化等不良的情况。因此,与解决在加工开始点发生的反复短路的问题的技术无关。
在将专利文献7所公开的技术用于加工开始点的情况下,在被加工物端面或开始点附近,因为一定的距离之间处在加工不稳定的环境下,所以虽然一次加工稳定,但如果将条件恢复过来加工就会再次不稳定。因此,达不到所希望的效果。而且,也存在为了准备针对各种各样的加工的稳定条件而需要花费时间的问题。
此外,在专利文献7中,与专利文献4一样,所谓在检测到短路之后动作的意思是在检测到短路之前在常规状态的条件下进行加工,在考虑到加工开始点或被加工物端面上的现象的情况下,在放电之后不久,即在检测到因短路而引起的异常放电之前存在断线的危险。因此,需要在加工开始点或被加工物端面上预先设定可稳定加工的条件,以避免断线。
如此,因为专利文献7的目的在于防止电源的烧毁所以很难将其适用于加工开始点。
另外,也存在为了准备针对各种各样的加工的稳定条件而需要花费时间的问题。
像上述的专利文献2~6那样,任何一个以加工开始点的稳定加工为目的专利文献在以常规的加工条件开始加工时不管加工是否稳定,都必须以初始状态动作。一般地,如同高速加工等那样,在以能量、加工液较强的条件进行加工的情况下,比这些从加工开始点进行的动作更能够期待好的效果,但是,像精加工时的一次加工等那样,在能量、加工液没有原来强的情况下,即使不进行这些控制大多也都能进行稳定的加工。在这种情况下,进行这些控制反而多余,由于花费多余的加工时间所以加工效率会降低。
图9A和图9B是从加工开始点到进行到规定距离之间未发生短路时的加工进行状态的说明图。这里,规定距离表示加工开始时加工不稳定的范围,在图9A和图9B中,用T10表示在将设定进给速度设定为常规的设定进给速度v1时,达到规定距离所需要的时间。
另一方面,图10A和图10B是从加工开始点到进行到规定距离之间发生了短路时的加工进行状态的说明图。通常,当在线电极与被加工物之间发生短路时,在断开电源之后进行重新开始放电的处理。因此,如果设定速度为常规的设定进给速度v1就会反复发生短路时,由于每次短路都要停止加工,所以达到规定距离所需要的时间T11就比图9A的时间T10更长。
此外,图11A和图11B是在从加工开始点进行到规定距离的位置上切换设定速度的加工的说明图。这里,如上述文献所示,通过将从加工开始点到进行规定距离之间的设定速度设定为低于常规的设定进给速度v1的低速的设定进给速度v2,来抑制短路的发生。因为设定进给速度v2是低于常规的设定进给速度v1的低速,所以达到规定距离所要的时间T12比图9A的时间T10更长。
此外,在各种各样的加工中,判断要不要这种控制是非常困难的,而且在需要时,为了准备合适的加工开始条件需要花费相当多的时间。如果要省事,就必须把安全系数设定得很大以便能够对应各种加工,如此加工效率就会更加下降。
发明内容
本发明为了避免这种连续的短路,在从加工开始点开始加工之后,在从确认了放电的位置到加工不稳定的范围之间检测到一次短路的时刻,减小设定进给速度进行依据加工量的控制,在加工位置超过加工不稳定的范围之后将减慢的设定速度恢复为常规的设定速度。
在检测放电加工量并依据其变化进行加工速度、加工能量、加工液量等的控制的加工量控制中,在加工开始之后不久的加工量少的状态下,抑制加工能量、加工液量使其比常规的加工状态低,即使加工不稳定也无须担心断线,所以能够确实地检测出短路。而且,通过减小设定进给速度可以减慢加工速度,因为检测出的加工量进一步减少,所以也进一步降低加工能量、加工液量,而稳定地进行加工。
此外,在加工不稳定的范围内未发生短路的情况下,不减小设定进给速度,在常规的进给控制下进行加工。
因此,仅仅是在加工不稳定的范围内发生了短路之后才将设定进给速度设定得小,而在未发生短路的情况下或在加工稳定的范围内就不进行设定进给速度的切换,所以能够抑制因设定进给速度的切换引起的加工效率的下降,可以高效率地进行加工。
此外,加工不稳定的范围例如可以设为距确认了放电的位置大约喷嘴半径的距离。在加工从放电开始位置进行到喷嘴半径的地方,将设定进给速度恢复为原来的状态,此后转移到常规加工。此外,在从确认了放电的位置进行到喷嘴半径之间未发生短路的情况下,以常规进给速度进行加工。
本发明的线放电加工机的控制装置一面使线电极与被加工物相对移动,一面在所述线电极与被加工物之间投入放电脉冲电流进行放电加工;像上述那样,检测放电加工量,进行依据其变化控制加工速度、加工能量、加工液量等的加工量控制。
该加工量控制可以采取两种方式,第一种方式是用所投入的放电脉冲数的计数值检测放电加工量进行加工量控制;第二种方式是用所投入的放电脉冲电流的积分值检测放电加工量进行加工量控制。
在用所投入的放电脉冲数的计数值检测放电加工量进行加工量控制的第一种方式中,作为进行加工量控制的结构,线放电加工机的控制装置具备:每隔规定时间对投入的放电脉冲数进行计数的放电脉冲数计数单元、根据移动指令使所述线电极与被加工物沿加工路经相对移动的移动单元、存储单位时间的基准放电脉冲数的基准放电脉冲数存储单元、比较所述放电脉冲数计数单元得到的数值与所述基准放电脉冲数存储单元中所存储的数值并求出比率的放电脉冲数比较装置以及每隔所述规定时间把用设定进给速度和所述规定时间求得的所述线电极与被加工物的相对移动距离乘以所述比率得到的距离作为移动指令输出给所述移动单元的进给脉冲运算单元。
除了上述进行加工量控制的结构之外,作为在加工位置从放电的确认位置到规定距离之间检测到短路的时刻减小设定进给速度,在加工位置超过规定距离的范围之后恢复为常规的设定速度的切换设定进给速度的结构,本发明的线放电加工机的控制装置具备:通过检测放电发生来检测放电开始位置的放电开始位置检测单元、计算从放电开始位置起的加工移动距离的加工移动距离运算单元、比较所述加工移动距离与规定距离的比较单元、检测线电极与被加工物之间的短路的短路检测单元以及切换所述设定进给速度的设定进给速度切换单元。
这里,设定进给速度切换单元根据比较单元的比较结果和短路检测单元的检测输出,在加工移动距离在规定距离之内检测到短路时,切换为低设定进给速度,在加工移动距离超过规定距离时,切换为常规设定进给速度。
然后,在用所投入的放电脉冲电流的积分值检测放电加工量进行加工量控制的第二种方式中,作为进行加工量控制的结构,线放电加工机的控制装置具备:每隔规定时间对投入的放电脉冲电流进行积分运算的放电脉冲电流积分运算单元、根据移动指令使所述线电极与被加工物沿加工路经相对移动的移动单元、存储成为基准的放电脉冲电流的时间积分值的基准放电脉冲电流积分值存储单元、比较所述放电脉冲电流积分值运算单元得到的数值与在所述基准放电脉冲电流积分值存储单元内存储的数值并求出比率的放电脉冲电流积分值比较单元以及每隔所述规定时间将用设定进给速度和所述规定时间求得的所述线电极与被加工物的相对移动距离乘以所述比率而求出的距离作为移动指令输出给所述移动单元的进给脉冲运算单元。
除了上述进行加工量控制的结构之外,作为在加工位置从放电确认位置到规定距离之间检测到短路的时刻减小设定进给速度,而在加工位置超过规定距离的范围时恢复为常规的设定速度的切换设定进给速度的结构,本发明的线放电加工机的控制装置具备:通过检测放电发生来检测放电开始位置的放电开始位置检测单元、计算从放电开始位置起的加工移动距离的加工移动距离运算单元、比较所述加工移动距离与规定距离的比较单元、检测线电极与被加工物之间的短路的短路检测单元以及切换所述设定进给速度的设定进给速度切换单元。
设定进给速度切换单元根据比较单元的比较结果和短路检测单元的检测输出,在加工移动距离在规定距离之内检测到短路时,切换为低设定进给速度,而在加工移动距离超过规定距离时,切换为常规设定进给速度。
在所述的用所投入的放电脉冲数的计数值检测放电加工量进行加工量控制的第一种方式中,加工量控制可以将放电休止时间、冷却液量作为控制对象。
在第一种方式中,作为以放电休止时间为控制对象的结构,具备放电休止时间控制单元。放电休止时间控制单元根据放电脉冲数比较单元的比较结果控制放电休止时间,以使放电脉冲数计数单元每隔规定时间所得到的数值与在基准放电脉冲数存储单元中存储的数值一致。另外,放电休止时间控制单元根据放电脉冲数比较单元的比较结果控制放电休止时间,来抑制能量的多余投入。此外,冷却液量的控制可以根据放电脉冲数比较单元的比率来进行。
此外,在上述的用所投入的放电电流积分值检测放电加工量进行加工量控制的第二种方式中,加工量控制液可以将放电休止时间、冷却液量作为控制对象。
在第二种方式中,作为以放电休止时间为控制对象的结构,具备放电休止时间控制单元。放电休止时间控制单元根据放电脉冲电流积分值比较单元的比较结果控制放电休止时间,来抑制能量的多余投入。另外,冷却液量的控制可以根据放电脉冲电流积分值比较单元的比率来进行。
按照本发明,在线放电加工机中可以实现加工开始点的加工稳定;能够减少因加工控制引起的加工效率的降低。
附图说明
通过参照附图对以下的实施方式进行说明,本发明所述的以及其他的目的和特征大概会变得明确。
图1A~图1C是使用本发明的线放电加工机的控制装置在加工开始点抑制短路的连续发生的控制的说明图。
图2是放电后的加工距离与加工速度的关系图。
图3是本发明的线放电加工机的控制装置的第一实施方式的主要部分的框图。
图4是使用本发明的控制装置进行的切入控制的流程图。
图5是使用本发明的控制装置进行的加工量控制的流程图。
图6A~图6C是因为在放电开始位置到规定距离内发生了短路而使用本发明的控制装置进行降低进给速度的动作的说明图。
图7A~图7C是在放电开始位置到规定距离内未发生短路的情况下的动作的说明图。
图8是本发明的线放电加工机的控制装置的第二实施方式的主要部分的框图。
图9A和图9B是在从加工开始点到达规定距离之间未发生短路的情况下的加工的进行状态的说明图。
图10A和图10B是在从加工开始点到达规定距离之间发生了短路的情况下的加工的进行状态的说明图。
图11A和图11B是在从加工开始点进行到规定距离的位置上切换设定速度的加工的说明图。
具体实施方式
参照附图进行的以下的实施方式的说明将使本发明的上述的和其他的目的及特征更加清楚明了。
以下参照附图详细说明本发明的实施方式。
(第一实施方式)
首先对通过本发明的线放电加工机的控制所进行的加工量控制进行说明。
下式表示线放电加工中的投入加工能量与加工量的关系。在下面的式中,设t为被加工物的板厚,将Ps和Px设为在各自的单位时间T内发生的放电脉冲数,设w为1个脉冲的加工量,设Δs为通过基准放电脉冲数Ps(即单位时间T)可以移动的距离,设Δx为通过放电脉冲数Px可以移动的距离,设g为加工槽宽。
Ps*w=Δs*t*g
Px*w=Δx*t*g ……(1)
即,
Ps/Δs=Px/Δx=t*g/w ……(2)
如果1个脉冲的加工量w一定,那么在单位时间T内发生的放电脉冲数Ps和Px就表示与在单位时间T内产生的加工量成比例的值。
以板厚t不变为条件,如果加工槽宽g一定,就得到下式:
Ps/Px=Δs/Δx ……(3)
即,如果能够使单位时间T的放电脉冲数的变化(Ps/Px)与该变化所引起的进给移动量的变化(Δs/Δx)相等地进给,(3)式就意味着加工槽宽g一定。
根据设定的基准进给速度SPD,使用下式得到单位时间T的基准移动量Δs。
Δs=SPD*T ……(4)
根据(3)式和(4)式,由下式得到移动量Δx:
Δx=SPD*T*(Px/Ps) ……(5)
此外,上述(5)式意味着将设定进给速度从SPD变更为SPD*(Px/Ps)。
当预先设定单位时间T的基准放电脉冲数Ps与基准进给速度SPD的关系时,通过对加工中时时刻刻变化的单位时间T的放电脉冲数Px进行计数就能够计算出移动量Δx。该移动量Δx可以由(1)式表示为:
Δx=(Px*w)/(t*g)
该式的Px*w是发生了Px放电脉冲时的加工量。因为移动量Δx是该加工量(Px*w)除以被加工物的板厚t与加工槽宽g的乘积(t*g)的值,所以所谓使线电极移动移动量Δx成为使线电极移动Px的放电脉冲所加工的量。
即,使用(5),根据单位时间T的基准放电脉冲数Ps与放电脉冲数计数值Px,计算出对应放电脉冲的加工量的线电极的移动量Δx。
一般地,移动量Δ与单位时间T的放电脉冲数P的关系随被加工物的材料、被加工物的板厚t、加工槽宽g而变化。例如,在使被加工物的板厚t与加工槽宽g一定的情况下,移动量Δ与放电脉冲数P成比例关系。该比例系数相当于(2)式的(t*g/w),但是当t和g一定时,比例系数则取决于(2)式的(1/w)。例如,超硬WC的比例系数大于模具钢的比例系数,这就意味着超硬WC的1个放电脉冲的加工量w比模具钢的小。这与超硬WC比模具钢更难进行放电加工是一致的。
此外,设加工槽宽g一定,在同种材料的被加工物改变板厚t的情况下,移动量Δ与放电加工脉冲数P成比例关系。这种情况下,因为(2)式中的g和w一定,所以比例系数取决于被加工物的板厚t。
另外,使加工槽宽g一定,放电脉冲数P与移动量Δ的比(P/Δ)和被加工物的板厚t的关系由(2)式表示为t=(w/g)*(P/Δ),所以(P/Δ)与t的比例系数成为(w/g)。这里,由于使加工槽宽g一定,所以比例系数取决于1个放电脉冲的加工量w。例如,所谓铝的比例系数大,超硬WC的比例系数小,这意味着铝的1个放电脉冲的加工量w大,超硬WC的小。这与一般铝容易放电加工而超硬WC难于放电加是一致的。
如上所述,移动量Δ与放电脉冲数P的关系随被加工物的材料、被加工物的板厚t、加工槽宽g等而变化,所以,在根据(5)式控制线电极的移动量Δx时,要预先求得单位时间的基准放电脉冲数Ps与基准进给速度SPD(=Δs/T)的关系。即,对于各种材料的被加工物来说,对被加工物的板厚和线电极的直径(加工槽宽)作种种变化,来求得单位时间T的放电脉冲数P/T(=Ps)与单位时间T的移动量Δ/T(=Δs)的关系,并求得放电脉冲数P与移动量Δ的比。
κ=P/Δ ……(6)
此外,如果将所求得的比κ乘以设定进给速度SPD,就能够求得单位时间的基准放电脉冲数Ps(=κ*SPD)。
开始放电加工时,根据作为加工条件所设定的被加工物的材料·被加工物的板厚·线电极直径读出比κ,将所读出的比κ乘以设定进给速度SPD来求得单位时间的基准放电脉冲数Ps(=κ*SPD)。而且,在进行放电加工时,一面检测单位时间的放电脉冲数Px,一面根据(5)式控制对于被加工物的单位时间的线电极的移动量(相对移动量)。
此外,并不限定预先准备作为加工条件设定的板厚的数据,在这种情况下,可以通过比例分配或近似曲线等方法来求得对应于设定板厚的比κ。
此外,在没有准备实际将要进行放电加工的被加工物的材料数据的情况下,也可以通过如下的方法来设定比κ。如(6)式所示,比κ大就是说加工同样距离所需要的放电脉冲数多,即1个放电脉冲的加工量w小。
反之,比κ小就是说加工同样距离所需要的放电脉冲数少,即1个放电脉冲的加工量w大。由此可知,放电加工容易的材料的比κ小,放电加工困难的材料的比κ大。
因此,即使在没有预先准备实际将要进行放电加工的被加工物的材料数据的情况下,在根据过去的经验清楚这种材料的加工难易程度时,可以寻找与这种材料的加工难易程度相同的材料,将其设定为被加工物的材料。或者,在清楚实际将要进行放电加工的被加工物的加工难易程度处于已经准备了比κ的值的两种材料的加工难易程度中间的情况下,可以手动设定两种材料的比κ的中间值。
然后来说明休止时间的控制。
以下的公式表示被加工物与线电极之间的加工电压、电流的关系。以下的公式中,设Px和Px+1为Δx和Δx+1位置上的单位时间T的放电脉冲数,设Vx、Vx+1为各自的平均加工电压,设Vp为无荷载电压,设Ton为电流脉宽,设Toff为休止时间,设Tw(x)和Tw(x+1)分别为单位时间T的平均无荷载时间。此外,设Ps、Vs、Tw(s)分别为单位时间T的基准放电脉冲数、基准平均加工电压、基准平均无荷载时间。
Px=T/(Tw(x)+Ton+Toff)
Px+1=T/(Tw(x+1)+Ton+Toff)
Ps=T/(Tw(s)+Ton+Toff)
Vx=Vp*Tw(x)/(Tw(x)+Ton+Toff)
Vx+1=Vp*Tw(x+1)/(Tw(x+1)+Ton+Toff)
Vs=Vp*Tw(s)/(Tw(s)+Ton+Toff)
另外,设Ton<<Tw+Toff,将各个Tw+Ton+Toff置换为实际休止时间τ,来整理上式。得到:
Tw(x)+Toff=τ(x) ……(7)
Tw(x+1)+Toff=τ(x+1) ……(8)
Tw(s)+Toff=τ(s) ……(9)
Px=T/τ(x) ……(10)
Px+1=T/τ(x+1) ……(11)
Ps=T/τ(s) ……(12)
Vx=Vp*(τ(x)-Toff)/τ(x)
=Vp*(1-Toff/τ(x)) ……(13)
Vx+1=Vp*(τ(x+1)-Toff)/τ(x+1)
=Vp*(1-Toff/τ(x+1) ) ……(14)
Vs=Vp*(τ(s)-Toff)/τ(s)
=Vp*(1-Toff/τ(s)) ……(15)
此外,由下面的公式得到各个单位时间T的平均加工电流Im(s)、Im(x)、Im(x+1)和平均加工电流密度Id(s)、Id(x)、Id(x+1)。t是板厚,g是加工槽宽。
Im(s)=Ip*Ton*Ps ……(16)
Id(s)=Im(s)/(t*g) ……(17)
Im(x)=Ip*Ton*Px ……(18)
Id(x)=Im(x)/(t*g) ……(19)
Im(x+1)=Ip*Ton*Px+1 ……(20)
Id(x+1)=Im(x+1)/(t*g) ……(21)
通过前述的(5)式和上式得到下式:
Δs/Δx=Ps/Px=Id(s)/Id(x) ……(22)
Δs/Δx+1=Ps/Px+1=Id(s)/Id(x+1) ……(23)
即,该(22)式、(23)式意味着当根据(5)式进行加工进给时,单位时间T的平均加工电流密度也增减。
根据放电加工时的放电间隙内的沉积物浓度Sc与平均加工电压Vm的推移来说明这一点。认为当沉积物浓度Sc开始升高时,作为放电的契机检测到许多经由沉积物的微小导电路经,平均加工电压Vm趋向曲线。
一旦发现放电加工时的时时刻刻变化的沉积物浓度Sc和单位时间的放电脉冲数P以及实际休止时间τ的推移,当沉积物浓度Sc开始升高时,作为放电的契机检测到许多经由沉积物的微小导电路经,因而放电脉冲的投入增加,实际休止时间τ趋向达到最小的曲线。结果,无荷载时间Tw缩短,由于前述放电生成的特殊性转移到集中放电,成为电极线断线、表面粗糟度恶化以及槽宽不均匀的原因。
在加工量控制中,通过自动改变休止时间(Toff)以使放电脉冲数不会增加得超过限度来解决所涉及的问题。
当根据上述的(5)式进行加工时,单位时间T的放电脉冲数P和实际休止时间τ对应于加工量和沉积物浓度Sc,随着(11)式、(12)式变化。现在把得到最佳放电脉冲密度的单位时间的基准放电脉冲数Ps和此时的实际休止时间τ(s)设定在线上,一旦发现发生超过单位时间的基准放电脉冲数Ps的放电脉冲数Px+1时的休止时间控制,为了使Px+1>Ps点的放电脉冲数Px+1接近单位时间的基准放电脉冲数Ps,可以将设定基准休止时间Toff(s)延长实际休止时间τ(x+1)与τ(s)的差,即无荷载时间Tw缩短的时间。
如果设控制的休止时间为Toff(x+1),就得到下式:
τ(s)-τ(x+1)=Toff(x+1)-Toff(s) ……(24)
Toff(x+1)=τ(s)-τ(x+1)+Toff(s) ……(25)
由(11)式、(12)式得到下式:
Toff(x+1)=(1/Ps-1/Px+1)*T+Toff(s) ……(26)
即,为了控制休止时间使之与得到最佳放电脉冲密度的点一致,对每单位时间T求出其最佳点的基准放电脉冲数Ps的倒数与Px+1>Ps点的放电脉冲数Px+1的倒数的差,再从基准休止时间Toff(s)延长该差值的量。
然后对低于单位时间的基准放电脉冲数Ps的点,即产生放电脉冲数Px时的休止时间控制进行说明。与上述的例子一样,实际休止时间τ、放电脉冲数P和平均加工电压Vm根据(10)式、(12)式以及(13)式、(15)式进行变化。通常,由于上述低于基准放电脉冲数Ps的点的加工量少,所以产生具有长无荷载时间Tw(x)的实际休止时间较长的放电脉冲。
但是,由于上述放电生成的特殊性也包含经由沉积物的无荷载时间Tw(x)较短的放电脉冲连续的可能性,从而成为线断线的原因。即,清楚地观察到平均加工电压的电压瞬间降低,无荷载时间Tw(x)较短的放电脉冲投入到间隙内的现象。
因此,为了防止该短放电脉冲投入到间隙内,可以预先延长休止时间,这样即使平均加工电压超过或低于加工中相当于实际休止时间τ(s)的平均加工电压,休止时间τ(x)也将超过τ(s)。
即,因为使实际休止时间τ(x)下的平均加工电压与实际休止时间τ(s)下的平均加工电压相等,所以如果设控制的休止时间为Toff(x)则由(13)式、(15)式得到下式:
Vp*(τ(x)-Toff(x))/τ(x)=Vp*(τ(s)-Toff(s))/τ(s)
……(27)
Toff(x)=Toff(s)*τ(x)/τ(s) ……(28)
由(10)式、(12)式整理得到下式:
Toff(x)=Toff(s)*(Ps/Px) ……(29)
即,通过把休止时间Toff(x)变更为基准休止时间Toff(s)乘以单位时间的基准放电脉冲数Ps与放电脉冲数Px的比率得到的值来达成。这样,根据基于(26)式、(29)式的评价函数,预先控制放电休止时间来抑制多余能量的投入。
此外,在根据(26)式、(29)式控制放电休止时间时,与上述一样,可以对各种材料、板厚、线电极的直径使用预先求得的比κ。此时,将所求得的比κ乘以设定进给速度SPD来求得单位时间的基准放电脉冲数Ps(=κ*SPD),然后使用该基准放电脉冲数Ps进行(26)式、(29)式的运算。
在加工开始时或产生角部的空进给时,即使在线电极与被加工物之间施加电压也难以产生放电(无荷载时间Tw大),放电脉冲数Px小于基准放电脉冲数Ps。因此,由(29)式求得的休止时间Toff(x)就大于基准休止时间Toff(s)。但是,在此期间,由于线电极相对被加工物移动其间隙变小,所以无荷载时间Tw缩短放电产生得快,单位时间T的放电脉冲数Px增加。放电脉冲数Px如果增加,由(29)式求得的休止时间Toff(x)变短,从向基准休止时间Toff(s)接近。
一旦放电脉冲数Px超过基准放电脉冲数Ps,通过(26)式的运算求出休止时间Toff(x+1)。该休止时间Toff(x+1)变得比基准休止时间Toff(s)长。休止时间Toff(x+1)越长,对放电脉冲数Px+1缩小越有作用(设无荷载时间Tw一定,休止时间Toff(x+1)越长放电脉冲数Px+1就越小)。这样,控制休止时间Toff(x)以使放电脉冲数Px与基准放电脉冲数Ps一致。
另一方面,放电脉冲数如果变动,通过该放电进行加工的加工量以及温度的上升就会变动。因此,控制随着单位时间T的放电脉冲数增减的间隙的温度上升,并控制用来排出加工所产生的沉积物的冷却液(加工液)的液量(流量)。即,单位时间T的放电脉冲数增大加工量多时,为了抑制间隙的温度上升增大冷却液量,平稳地排除沉积物。而在加工量少单位时间T的放电脉冲数小时,减少冷却液量防止过冷却,抑制线的振动使放电稳定。
在加工状态与冷却液量的关系中,设w为1个放电脉冲的沉积物量,设Qs、Qx为通过单位时间的放电脉冲数Ps、Px所除掉的沉积物量,设FRs、FRx为各自的冷却液量,得到如下关系:
Ps∝Qs/w ……(30)
Px∝Qx/w ……(31)
Qx/FRx∝Qs/FRs ……(32)
由上述(30)式、(31)式、(32)式得到下面的(33)式:
FRx∝FRs*(Px/Ps) ……(33)
即,作成成为将基准冷却液量FRs乘以单位时间的基准放电脉冲数Ps与变化时的放电脉冲数Px的比率得到的值的评价函数,来变更冷却液量FR,由此来实现根据沉积物的量控制液量。
在根据(33)式变更冷却液量FR时,与上述一样,可以对各种材料、板厚、线电极直径使用预先求得的比κ。即,将所求得的比κ乘以设定进给速度SPD来求出单位时间的基准放电脉冲数Ps(=κ*SPD),然后使用该基准放电脉冲数Ps进行(33)式的运算。
在上述的加工量控制中,本发明的控制,为了避免在加工开始点发生的连续的短路,在从加工开始点开始加工之后,在从确认了放电的位置到加工不稳定的范围之间检测到短路的时刻,减小设定进给速度进行根据加工量的控制,在加工位置超过加工不稳定的范围之后,进行恢复为常规设定速度的控制。在该加工在不稳定的范围内发生了短路时,通过减慢加工速度来抑制短路的发生,并抑制以后的短路发生。因此,即使在该加工不稳定的范围内发生了短路,也可以抑制到仅仅发生一次短路,而不会发生连续的短路。
此外,即使在该控制中间也进行前述的加工量控制。在加工量控制中,由于通过减慢加工速度来减少加工量,所以把加工能量、加工液量抑制得很低,能够稳定地进行加工。
图1A~图1C是使用本发明的线放电加工机的控制装置,在加工开始点抑制短路的连续发生的控制的说明图。图2是表示放电后的加工距离与加工速度的关系的图。以下,把在该加工开始点抑制短路的连续发生的控制叫做“切入控制”。
图1A表示的是加工开始时刻的状态,在图1A中,小直径虚线表示的线电极和大直径虚线表示的喷嘴分别表示加工开始时相对被加工物的位置,此外,小直径实线表示的线电极和大直径实线表示的喷嘴分别表示放电开始时刻相对被加工物的位置。
图1A所示的“G92”是设定被加工物坐标系的G代码,以该代码来设定被加工物上的加工开始位置。此外,该G代码可以记述在NC装置的程序内。将通过该G92设定的被加工物上的位置作为加工开始位置,沿着由程序决定的路经进行放电加工。
在从加工开始位置开始加工之后开始放电。图1A表示加工开始位置与在加工开始后的移动中开始放电的位置(放电开始位置)之间的关系。此外,每次放电的加工开始位置与放电开始位置之间的距离因放电条件、被加工物条件等而不同。
本发明的切入控制是通过把(5)式中的基准进给速度设成小于常规控制所决定的设定进给速度的设定进给速度来实现加工的稳定。而且,本发明的特征在于,不是在加工开始时始终进行切入控制,而仅仅在放电开始位置到规定的距离之间发生了短路时才进行切入控制,从而可以防止降低加工速度而引起的加工效率的下降。
本发明将判定是否进行切入控制的判定区间设在把放电开始位置作为开始点的规定距离内。该规定距离可以根据喷嘴与加工开始孔的相对位置关系来决定,例如,可以根据喷嘴半径的长度来决定。此外,把喷嘴半径用作规定距离是一个例子,也可以通过对喷嘴直径的其他比率来决定,或者由喷嘴与加工开始孔径的比率来决定,也可以由实验值来决定。
在图2中,SPD是常规控制中的设定进给速度,SPD/2是切入控制所用的设定进给速度。这里,虽然将切入控制的设定进给速度设为常规设定进给速度SPD的1/2,但是未必限定于此也可以取小于1的其他比率。
图1B表示的是设所述规定距离为2mm的例子,该2mm的值例如由喷嘴的半径2mm来决定。在从该加工开始位置到规定距离(这里是2mm)之间进行将基准进给速度设为常规的设定进给速度SPD,或者设为切入控制中的设定进给速度的判定,在线电极与被加工物的距离处在该规定距离之间发生了短路的情况下,通过切入控制使加工速度降低到小于常规控制的速度。
图2中,纵轴表示加工速度,横轴表示从放电开始的位置(0mm)的距离。在放电开始之后,根据设定进给速度SPD来控制加工速度。将该放电开始时的位置作为基准位置(0mm),一旦在规定距离间发生短路或电压下降,就由常规控制切换到切入控制,通过把基准进给速度从常规的设定进给速度SPD切换到切入控制下的设定速度SPD/2来控制加工速度。切换控制一直进行到超过规定距离为止。图2中,用虚线的矩形来表示切入控制的区间。
在线电极与被加工物的距离超过该规定距离的时刻,解除该切入控制,此后作为常规控制恢复到原设定进给速度继续进行加工。
图1C表示的是线电极与被加工物的距离超过距加工开始位置规定距离(这里是2mm)的状态,在该状态下进行按常规的进给速度的常规控制。在图2中,从将设定进给速度设为SPD/2的切入控制切换到将设定进给速度设为SPD的常规控制。该基准进给速度的切换可以简单地由移动距离超过规定距离来自动地控制,无须操作员的任何设定。
此外,图1B中,在规定距离内未发生短路的情况下,将基准进给速度维持在常规设定进给速度。
图3是表示本发明的线放电加工机的控制装置的第一实施方式的主要部分的框图。
在图3中,标号1是由生成放电脉冲电流的晶体管等能动元件组成的电路、电容器的充放电电路和直流电源等构成的放电脉冲发生装置,输出的一方与位于上下的通电电刷3连接,另一方与被加工物5连接,在行走的线电极4与被加工物5之间供给放电脉冲电流。
标号2是由生成用于检测间隙状况的检测电压的晶体管等能动元件和电阻、电容器等组成的电路和直流电源等构成的检测电压发生装置。输出的一方与被加工物5连接,另一方与位于上下的通电电刷3连接。装载被加工物5的工作台(未图示)由构成移动单元的X轴电机驱动装置10、Y轴电机驱动装置11和进给脉冲分配装置12来驱动控制。
标号6是根据检测电压判别间隙可否放电的放电间隙检测装置,输入的一方与被加工物5连接,另一方与位于上下的通电电刷3连接。在判断为可放电时,放电间隙检测装置6把放电脉冲投入信号输出给放电脉冲发生装置1,同时还输出给放电脉冲数计数装置7。
此外,该放电间隙检测装置6具备通过将加工中的线与被加工物之间的电压与加工条件中的设定电压进行比较等方法来检测短路的单元。
放电脉冲数计数装置7根据从运算时钟14输出的每个单位时间(规定周期)T的信号对该周期内的放电脉冲投入信号进行计数,实质上是对线电极4与被加工物5之间产生的放电脉冲进行计数。
标号8是存储预先输入的单位时间的基准放电脉冲数Ps的基准放电脉冲数存储装置。
放电脉冲数比较装置9每隔所述单位时间(规定周期)T,将放电脉冲数计数装置7在每个单位时间(规定周期)计数存储的放电脉冲数Px与从基准放电脉冲数存储装置8输入的预先存储的单位时间T的基准放电脉冲数Ps进行比较,计算出放电脉冲数Px与基准放电脉冲数Ps的比率(Px/Ps),并输出给进给脉冲运算装置13、放电休止时间控制装置16和液量控制装置17。
进给脉冲运算装置13对每个来自运算时钟14的规定周期T的信号,将根据进给速度设定单元15送来的基准进给速度SPD与规定周期T求得的距离(SPD*T)乘以由放电脉冲数比较装置9送来的放电脉冲数Px与基准放电脉冲数Ps的比率(Px/Ps)来求出移动量Δx。即,进行前述(5)式的运算来求出移动量Δx。然后将根据求得的移动量Δx的脉冲串输出给进给脉冲分配装置12。
进给脉冲分配装置12根据该脉冲串,依据加工程序把X轴、Y轴的驱动脉冲分配给X轴电机驱动装置10、Y轴电机驱动装置11,分别对驱动装载了被加工物的工作台的X轴电机、Y轴电机进行驱动。
放电休止时间控制装置16根据放电脉冲数比较装置9输出的比率(Px/Ps),在Px≤Ps的情况下进行(29)式的运算,在Px>Ps的情况下进行(26)式的运算求出休止时间Toff,并输出给检测电压发生装置2。检测电压发生装置2在休止了该休止时间Toff之后,在线电极4与被加工物5之间施加电压。就这样,根据为抑制多余能量的投入而预先设定的评价函数来控制放电休止时间。
此外,液量控制装置17使用放电脉冲数比较装置9输出的放电脉冲数Px与基准放电脉冲数Ps的比(Px/Ps),根据(33)式所示的评价函数来控制液量。
像上述那样,每隔规定的时间根据放电脉冲数Px与基准放电脉冲数Ps的比(Px/Ps)等控制移动距离、休止时间、冷却液量,由此来抑制过剩能量的投入,从而在能够提高加工速度的同时还能够提高加工精度。
作为进行切入控制的结构,线放电加工机具备:加工位置检测装置21、放电开始位置检测装置22、放电开始位置存储装置23、加工移动距离运算装置24、规定距离存储装置25、比较单元26和设定进给速度切换装置27。
加工位置检测装置21输入由进给脉冲运算装置13计算出的移动量(距离)求出加工位置。放电开始位置检测装置22通过在开始放电的时刻,由加工位置检测装置21求出加工位置来取得放电开始位置。这里,放电开始时刻可以通过放电脉冲数计数装置7进行的放电脉冲数Px的检测来进行。
放电开始位置检测装置22检测到的放电开始位置存储在放电开始位置存储装置23中,在该放电开始位置存储装置23中存储的放电开始位置成为判定是否进行切入控制的规定距离的基准位置。
加工移动距离运算装置24输入加工位置检测装置21检测到的加工位置,根据该加工位置和在放电开始位置存储装置23中存储的放电开始位置来计算以放电开始位置为开始点的加工移动距离。
比较单元26比较由加工移动距离运算装置24求得的加工移动距离和规定距离,判定加工移动距离是否在规定距离之内。
在加工移动距离在规定距离之内的情况下,比较单元26向速度切换装置27报告满足所谓距离放电开始位置规定距离之内的条件。本发明的特征在于在所谓加工移动距离在规定距离之内的条件和所谓短路发生的条件两方都成立的情况下,进行进给速度的切换。
因此,在根据来自比较单元26的比较结果满足所谓加工移动距离在规定距离之内的条件,而且根据来自作为短路检测单元的放电间隙检测装置6的检测输出满足所谓发生了短路的条件的情况下,速度切换装置27切换由进给速度设定单元15发送给进给脉冲运算装置13的设定进给速度。进给速度设定单元15把该切换过的设定进给速度(例如,SPD/2)发送给进给脉冲运算装置13。
进给脉冲运算装置13根据发送来的设定进给速度(例如,SPD/2)计算进给脉冲数。通过切换基准进给速度使所运算的进给脉冲数减速。
本发明的另一个特征在于,如上所述,仅仅在规定的距离内发生短路而切换了设定进给速度的情况下,进行所谓在超过了规定距离的时刻将设定进给速度恢复为常规进给速度的速度控制。
因此,在发生短路而进行了设定速度切换的情况下,在加工进行到加工移动距离超过规定的距离时,比较单元26判断为距放电开始位置超过了规定距离的范围,并将信号发送给设定进给速度切换装置27。设定进给速度切换装置27接收来自比较单元26的信号,在因发生短路而进行了设定进给速度切换的情况下,将设定进给速度切换为原设定进给速度(例如,SPD),并发送给进给脉冲运算装置13。进给脉冲运算装置13根据发送来的设定进给速度(例如,SPD)计算进给脉冲数。通过将基准进给速度还原,所运算的进给脉冲数成为常规控制中的进给脉冲数。
图4是用于说明切入控制的流程图。作为在所述加工量控制中进行的控制的一种方式,进行该切入控制。
在进行加工量控制时(步骤S1),确认在加工程序中确定了加工开始位置。该开始位置的确定例如可以通过执行“G92”等位置设定代码来确认。此外,并不限定于上述“G92”等代码,也可以根据其他指令来判断向加工开始孔的位置移动(步骤S2)。
在确定了加工开始位置的情况下,通常此后就进行加工开始的控制。本发明为了防止反复发生短路在该加工开始控制中进行切入控制。。因为仅仅在加工位置处于切入控制设定区间内进行是否进行该切入控制的判定,所以设置对切入控制设定区间进行设定的判定用标记A,并将该切入控制设定区间判定用标记A设定为“1”(步骤S3)。
在步骤S2中,在未确定加工开始位置的情况下或未将切入控制设定区间判定用标记A设定为“1”的情况下,判断为不进行切入控制(步骤S4),而进行常规的加工量控制(步骤S9)。在该常规的加工量控制中,设定进给速度采用预先已决定的基准进给速度SPD。
在所述步骤S4中,在将切入控制设定区间判定用标记A设定为“1”的情况下,判断为进行切入控制并判定有无放电。
在检测到放电的情况下(步骤S5),将该放电开始的位置作为基准位置,将距该基准位置的移动距离与规定距离进行比较。例如在图3中,这种比较首先把放电开始位置取入到放电开始位置存储装置23中,由加工移动距离运算装置24计算距该位置的移动距离,然后由比较单元26进行与规定距离的比较。所述规定距离是相当于进行切入控制的切入控制设定区间的距离。在移动距离超过该规定距离的情况下(步骤S6),因为离开了切入控制设定区间,所以将切入控制设定区间判定用标记A设定为“0”,同时将短路判定用标记B设定为“0”(步骤S7)。
另一方面,在移动距离在规定距离之内的情况下(步骤S6),因为是在切入控制设定区间之内,所以将短路判定用标记B设定为“1”。此外这时,已经将切入控制设定区间判定用标记A设定为“1”(步骤S8)。
在步骤S7中,在将切入控制设定区间判定用标记A和短路判定用标记B设定为“0”的状态下,以及在步骤S8中在将切入控制设定区间判定用标记A和短路判定用标记B设定为“1”的状态下,进行加工量控制。此外,在步骤S5中未发生放电的情况下,与步骤S7相同,在将切入控制设定区间判定用标记A和短路判定用标记B设定为“0”的状态下(步骤S5)进行加工量控制。
此外,在步骤S1中,在不进行加工量控制的情况下,将各标记A、B设定为“0”,同时将短路检测标记C设定为“0”,进行非加工量控制(步骤S11)。
上述流程的动作无需操作员进行设定或用于专用程序指令等的设定动作,可以由软件分别判定进行自动处理。
然后,使用图5的流程图对所述步骤S9的加工量控制进行说明。
在该加工量控制中,根据在图4的流程所示的切入控制中设定的标记B来进行加工速度的切换,防止在加工开始时反复发生的短路。
判断是否已将短路判定标记B设定为“1”(步骤S21)。在已将短路判定标记B设定为“1”的情况下,在检测到短路时(步骤S22),将短路检测标记C设定为“1”(步骤S23)。
此外,在已将短路判定用标记B设定为“0”的情况下,将短路检测标记C设定为“0”(步骤S24)。
在这里,判定短路检测标记C的设定状态,根据该设定状态切换进给速度的设定(步骤S25)。
在步骤S25中,在已将短路检测标记C设定为“1”的情况下,因为发生了短路,所以把基准进给速度设定为小于常规的设定进给速度。例如,把常规的设定进给SPD的一半,即SPD/2设定为进给速度SPD′(步骤S26)。
另一方面,在步骤S25中,在已将短路检测标记C设定为“0”的情况下,因为未发生短路,所以把进给速度SPD′设定为常规的设定进给速度(步骤S27)。用在所述步骤S26、27中设定的进给速度SPD′进行加工量控制(步骤S28)。
如上所述,仅仅在移动距离处于规定距离范围之内检测到短路时,才切换基准进给速度,从而可以判断有无短路并仅在超过了常规加工量控制的动作范围时进行减速。
此外,由于减速作用放电脉冲数减少,所以能够增强能量的控制效果和加工液的控制效果,加工条件也可自动地趋于稳定。
总之,在进行了加工量控制的情况下,当加工量一减少,与之联动自动地抑制能量、液量的加工条件,使加工变得稳定。因此,可以达到自动地避免断线,无需像现有的技术那样事先准备弱的加工条件的效果。
以下,参照图6A~图6C、图7A~图7C对使用本发明的控制装置进行的动作例进行说明。图6A和图7A表示从加工开始时起的经过时间,图6B和图7B表示设定进给速度,图6C和图7C表示控制状况。
图6A~图6C所说明的是因为在距放电开始位置规定的距离内发生了短路而使用本发明的控制装置进行降低进给速度的动作。图6A中,在加工开始之后,从开始放电时起开始规定距离的计量。加工开始时,通过常规控制(图6C)把设定进给速度设定为常规设定进给速度v1(图6B)。
当在该规定距离的区间内检测出短路时,在检测到该短路的时刻切换为切入控制(图6C),把设定进给速度从常规的设定进给速度v1切换到低速的设定进给速度v2(图6B)。在达到规定距离之后,从切入控制返回常规控制,设定进给速度也返回到常规的设定进给速度v1。
这里,当使用从放电开始至达到规定距离的时间比较加工处理所需要的时间时,如图6A~图6C所示,在发生短路之前以常规的设定进给速度v1移动,在短路发生后至达到规定距离之间以低速的设定进给速度v2移动,由此移动规定距离所需要的时间为T1,该时间T1可以比反复发生短路时所需要的时间T11(图10A)或以低速的设定进给速度移动规定距离的全区间所需要的时间T12(图11A)短。
此外,图7A~图7C表示的是在本发明的动作状态下,在规定距离内未发生短路时的状态。图7A中,在加工开始后从开始放电起开始计量规定距离。加工开始时,通过常规控制(图7C)把设定进给速度设定为常规的进给速度v1(图7B)。
在该规定距离的区间内未检测到短路的情况下,不进行向切入控制的切换(图7C),设定进给速度是原来的常规的设定进给速度v1(图7B)。因此,不管是在规定距离内还是在规定距离外都进行常规控制,设定进给速度也是原来的常规的设定进给速度v1。
这里,将加工处理所需要的时间与从放电开始直到达到规定距离的时间进行比较,如图7A~图7C所示那样因为不发生短路,所以在全部的规定距离区间内以常规的进给速度v1移动,移动规定距离所需要的时间为T2,该时间T2可以比反复发生短路时所需要的时间T11(图10A)或以低速的设定进给速度移动规定距离的全区间所需要的时间T12(图11A)短,而且成为比图6A的发生短路时的时间T1更短的时间。
在多次进行加工开始处理的情况下,在各个加工开始时未必会发生短路,如图7A~图7C所示那样存在不发生短路的情况,但是不管有无短路,在任何的情况下,移动规定距离所需要的时间都比不进行本发明的切入控制时所需要的时间短。
(第二实施方式)
图8是表示本发明的线放电加工机的控制装置的第二实施方式的主要部分的框图。以下仅说明与图3所示的第一实施方式不同的部分。
在该第二实施方式中,由电流检测电路18和放电脉冲电流积分值运算存储装置37求出放电脉冲电流的积分值,以取代计数并存储放电脉冲数,设置基准放电脉冲电流积分值存储装置38以取代基准放电脉冲数,并且通过进行比较的放电脉冲电流积分值比较装置39计算并输出用于进给脉冲、放电休止时间、液量控制的比率。
即,设定基准放电脉冲电流积分值以取代图3所示的第一实施方式中所使用的单位时间的基准放电脉冲数Ps,计算加工中的放电脉冲电流积分值以取代对加工中时时刻刻变化的单位时间T的放电脉冲数Px所进行的计数。此外,与求得比κ一样,对各种材料、板厚、线电极直径求得基准值,并可以利用这些基准值。
在该第二实施方式中,除了使用放电脉冲电流积分值来取代放电脉冲数这一点不同之外,其他都与第一实施方式一样,动作作用、效果也相同。此外,即使在切入控制中也可以一样。
Claims (9)
1.一种线放电加工机的控制装置,一面使线电极与被加工物相对移动,一面在所述线电极与被加工物之间投入放电脉冲电流进行放电加工;该控制装置具有:
每隔规定时间对投入的放电脉冲数进行计数的放电脉冲数计数单元;
根据移动指令使所述线电极与被加工物沿加工路经相对移动的移动单元;
存储单位时间的基准放电脉冲数的基准放电脉冲数存储单元;
比较所述放电脉冲数计数单元得到的数值与所述基准放电脉冲数存储单元中所存储的数值并求出比率的放电脉冲数比较单元;
每隔所述规定时间把通过设定进给速度和所述规定时间求得的所述线电极与被加工物的相对移动距离乘以所述比率得到的距离作为移动指令输出给所述移动单元的进给脉冲运算单元;
通过检测放电的发生来检测放电开始位置的放电开始位置检测单元;
计算从放电开始位置起的加工移动距离的加工移动距离运算单元;
比较所述加工移动距离与规定距离的比较单元;
检测线电极与被加工物之间的短路的短路检测单元;以及
切换所述设定进给速度的设定进给速度切换单元,
所述设定进给速度切换单元根据所述比较单元的比较结果和所述短路检测单元的检测输出,在加工移动距离在所述规定距离之内检测到短路时,切换到低设定进给速度,而在加工移动距离超过所述规定距离时,切换到常规设定进给速度。
2.如权利要求1所述的线放电加工机的控制装置,其特征在于所述放电开始位置检测单元根据放电脉冲数检测放电的开始位置。
3.一种线放电加工机的控制装置,一面使线电极与被加工物相对移动,一面在所述线电极与被加工物之间投入放电脉冲电流进行放电加工;该控制装置具有:
每隔规定时间对投入的放电脉冲电流进行积分运算的放电脉冲电流积分运算单元;
根据移动指令使所述线电极与被加工物沿加工路经相对移动的移动单元;
存储成为基准的放电脉冲电流的时间积分值的基准放电脉冲电流积分值存储单元;
比较所述放电脉冲电流积分值运算单元得到的数值与所述基准放电脉冲电流积分值存储单元内存储的数值并求出比率的放电脉冲电流积分值比较单元;
每隔所述规定时间将通过设定进给速度和所述规定时间求得的所述线电极与被加工物的相对移动距离乘以所述比率而求出的距离作为移动指令输出到所述移动单元的进给脉冲运算单元;
通过检测放电发生来检测放电开始位置的放电开始位置检测单元;
计算从放电开始位置起的加工移动距离的加工移动距离运算单元;
比较所述加工移动距离与规定距离的比较单元;
检测线电极与被加工物之间的短路的短路检测单元;以及
切换所述设定进给速度的设定进给速度切换单元,
所述设定进给速度切换单元根据比较单元的比较结果和短路检测单元的检测输出,在加工移动距离为所述规定距离内检测到短路时,切换到低设定进给速度,而在加工移动距离超过所述规定距离时,切换到常规设定进给速度。
4.如权利要求3所述的线放电加工机的控制装置,其特征在于所述放电开始位置检测单元根据放电脉冲电流积分值检测放电的开始位置。
5.如权利要求1所述的线放电加工机的控制装置,其特征在于还具有放电休止时间控制单元,该放电休止时间控制单元根据所述放电脉冲数比较单元的比较结果控制放电休止时间,以使所述放电脉冲数计数单元每隔规定时间所得到的数值与所述基准放电脉冲数存储单元内存储的数值一致。
6.如权利要求1所述的线放电加工机的控制装置,其特征在于还具有放电休止时间控制单元,该放电休止时间控制单元根据所述放电脉冲数比较单元的比较结果控制放电休止时间,来抑制加工能量的多余投入。
7.如权利要求3所述的线放电加工机的控制装置,其特征在于还具有放电休止时间控制单元,该放电休止时间控制单元根据所述放电脉冲电流积分值比较单元的比结果控制放电休止时间,来抑制能量的多余投入。
8.如权利要求1所述的线放电加工机的控制装置,其特征在于根据所述放电脉冲数比较单元的比率控制冷却液量。
9.如权利要求3所述的线放电加工机的控制装置,其特征在于根据所述放电脉冲电流积分值比较单元的比率控制冷却液量。
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