DE112012007073T5

DE112012007073T5 - Drahterodier-Bearbeitungsvorrichtung und Kühlsteuervorrichtung

Info

Publication number: DE112012007073T5
Application number: DE112012007073.9T
Authority: DE
Inventors: Takayuki Nakagawa; Takashi Yuzawa; Takashi Hashimoto; Yoichi Otomo
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2012-10-30
Filing date: 2012-10-30
Publication date: 2015-08-13
Anticipated expiration: 2032-10-31
Also published as: US20140116989A1; JPWO2014068678A1; CN103906594B; DE112012007073B4; US9409246B2; WO2014068678A1; JP5306559B1; CN103906594A

Abstract

Um die Responsivität einer Temperatursteuerung auf ein Bearbeitungsfluid zu verbessern und die Temperaturvariationen im Bearbeitungsfluid in einem Arbeitstank zu reduzieren, beinhaltet die vorliegende Erfindung einen Post-Kühlungstemperatursensor (21), der eine Temperatur des Bearbeitungsfluids unmittelbar nach Kühlung durch eine Kühlungsvorrichtung als eine Postkühlfluidtemperatur misst, und einen In-Tank-Temperatursensor (22), der eine Temperatur des Bearbeitungsfluids in einem Arbeitstank (1) als eine In-Tank-Fluidtemperatur misst, für eine Kühlsteuervorrichtung (12), die eine Fluidtemperatur des Bearbeitungsfluids in der Drahterodier-Bearbeitungsvorrichtung steuert, und die Kühlsteuervorrichtung (12) eine erste Temperaturrückkopplungssteuereinheit (31X) aufweist, welche die Postkühlfluidtemperatur in einen Kühlanweisungswert rückkoppelt, als ein Anweisungswert für die Kühlungsvorrichtung, und eine zweite Temperaturrückkopplungssteuereinheit (33), die außerhalb der ersten Temperaturrückkopplungssteuereinheit (31X) angeordnet ist und den Kühlanweisungswert durch Rückkoppeln der In-Tank-Fluidtemperatur justiert, um die In-Tank-Fluidtemperatur zu veranlassen, einer Zieltemperatur zu folgen.

Description

Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Drahterodier-Bearbeitungsvorrichtung und eine Kühlsteuervorrichtung, die eine Temperatursteuerung an einem Bearbeitungsfluid ausführt.
Hintergrund
Eine Drahterodier-Bearbeitungsmaschine legt eine Spannung an einen Spalt an, der zwischen einer Drahtelektrode und einem Werkstück (einem bearbeiteten Objekt) ausgebildet ist, und veranlasst eine elektrische Entladung, wodurch das Werkstück bearbeitet wird. In der Drahterodier-Bearbeitungsvorrichtung wird ein Bearbeitungsfluid zwischen der Drahtelektrode und dem Werkstück eingeführt, um Isolation, Kühlung und die Abführung von Bearbeitungsspänen zu erzielen. Die Temperatur des Bearbeitungsfluids steigt aufgrund elektrischer Entladung, die zwischen der Elektrode und dem Werkstück verursacht ist, und von Wärmeerzeugung einer Pumpe, welche das Bearbeitungsfluid zu einem Arbeitstank liefert, in welchem das Werkstück platziert ist.
Wenn die Temperatur des Bearbeitungsfluids in dem Arbeitstank ansteigt, deformieren sich das Werkstück, ein Tisch, an welchem das Werkstück fixiert ist, und eine Maschinenstruktur aufgrund thermischer Ausdehnung, was zu einer Reduktion bei der Bearbeitungsgenauigkeit oder einem Verschleiß in einer Oberflächenrauheit führt.
Weiterhin sinkt eine Kühleffizienz in einem Zwischenpolteil und somit kann die Drahtelektrode brechen. Entsprechend hat die Drahterodier-Bearbeitungsvorrichtung eine Kühlvorrichtung, welche das Bearbeitungsfluid in dem Arbeitstank kühlt.
Um eine Reduktion bei der Bearbeitungsgenauigkeit, die von einem thermischen Einfluss des Bearbeitungsfluids herrührt, zu mindern, wird nicht nur einfach der Anstieg bei der Temperatur des Bearbeitungsfluids unterdrückt, sondern muss auch das Bearbeitungsfluid bei einer vorgegebenen Temperatur gehalten werden. Um eine Temperatursteuerung am Bearbeitungsfluid auszuführen, wird beispielsweise ein Temperatursensor im Arbeitstank angeordnet. Das Bearbeitungsfluid, das in den Arbeitstank geliefert wird, wird gekühlt (Temperaturgesteuert), so dass die durch den Temperatursensor gemessene Temperatur einer Ziel-Temperatur folgt.
Beispielsweise beinhaltet eine konventionelle Drahterodier-Bearbeitungsvorrichtung eine Kühlvorrichtung, eine Mehrzahl von Temperatursensoren (erste bis dritte Temperatursensoren) und einen Fluid-Oberflächendetektor, der die Höhe einer Fluidoberfläche des Bearbeitungsfluids detektiert. Der erste Temperatursensor detektiert eine Temperatur des durch die Kühlvorrichtung gekühlten Bearbeitungsfluids, der zweite Temperatursensor detektiert eine Temperatur des Arbeitstanks und der dritte Temperatursensor detektiert eine Maschinentemperatur. Diese Drahterodier-Bearbeitungsvorrichtung selektiert den ersten oder den zweiten Temperatursensor, basierend auf einem durch den Fluidoberflächendetektor ausgegebenen Signal anhand der Höhe der Fluidoberfläche. Die Drahterodier-Bearbeitungsvorrichtung kühlt das Bearbeitungsfluid, um die Temperatur des Bearbeitungsfluids, die durch den ausgewählten Temperatursensor detektiert wird, zu veranlassen, sich einer durch den dritten Temperatursensor detektieren Zieltemperatur anzunähern (siehe beispielsweise Patentliteratur 1).
Andere konventionelle Drahterodier-Bearbeitungsvorrichtungen verwenden fallweise zwei Typen von Bearbeitungsfluiden wie Wasser und Öl. Diese Drahterodier-Bearbeitungsvorrichtung verwendet beispielsweise ein Verfahren des Kühlens von Öl mit Wasser, das als ein Kühlmittel verwendet wird. In diesem Fall wird wahrscheinlich das Ölbearbeitungsfluid eine höhere Temperatur als diejenige des Wasserbearbeitungsfluids aufweisen. Entsprechend verwendet die Drahterodier-Bearbeitungsvorrichtung einen versetzten Aufschaltungsbetrag, um eine Zieltemperatur im Falle der Verwendung von Öl niedriger als eine Zieltemperatur im Falle der Verwendung von Wasser einzustellen. Bei einem Bearbeitungsmodus, der Öl verwendet, wird der Versatzaufschaltungsbetrag auf einen höheren Wert als denjenigen in einem Bearbeitungsmodus eingestellt, der Wasser verwendet (siehe beispielsweise Patentliteratur 2).
Zitateliste
Patentliteratur

Patentliteratur 1: Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2010-125556
Patentliteratur 2: Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2009-279670

Zusammenfassung
Technisches Problem
Jedoch wird es in der ersteren der konventionellen Technologien, wenn ein Temperatursensor zur Auswahl umgeschaltet wird, schwierig, die Temperatur im Arbeitstank vor und nach Umschalten des Temperatursensors konstant zu halten. Wenn beispielsweise der Temperatursensor außerhalb des Arbeitstanks verwendet wird, kann keine genaue Temperatur im Arbeitstank gemessen werden. Wenn andererseits der Temperatursensor innerhalb des Arbeitstanks verwendet wird, verschlechtert sich eine Responsivität der Temperatursteuerung, weil ein Ort der Temperatur weit von einem Kühlort des Bearbeitungsfluids entfernt liegt. Wenn eine Steuerverstärkung erhöht wird, um die Responsivität der Temperatursteuerung zu verbessern, wird eine Größenordnung der Temperaturabweichung groß. Insbesondere wird es bei Bedingungen, bei denen Temperaturstörungen auftreten, schwierig, die Temperatur des Bearbeitungsfluids im Arbeitstank konstant zu halten.
Während der Versatzaufschaltungsbetrag zum Absenken der Zieltemperatur anhand eines Wärmeerzeugungsbetrags für jede Bedingung in der letzteren konventionellen Technik eingestellt werden muss, variiert die Wärmeerzeugungsmenge anhand von Änderungen bei externen Umgebungen. Jedoch kann die Versatzaufschaltungsbetrag nicht anhand von Variationen bei der Wärmeerzeugungsmenge geändert werden. In einigen Änderungen der externen Umgebungen ist es schwierig, die Temperatur in einem Arbeitstank konstant zu halten.
Die vorliegende Erfindung ist im Hinblick auf diese Probleme gemacht worden und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Drahterodier-Bearbeitungsvorrichtung und eine Kühlsteuervorrichtung bereitzustellen, welche die Responsivität einer Temperatursteuerung auf ein Bearbeitungsfluid verbessern kann und Temperaturvariationen im Bearbeitungsfluid in einem Arbeitstank unterdrücken kann.
Problemlösung
Um die obigen Probleme zu lösen und die Aufgabe zu erfüllen, wird gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Drahterodier-Bearbeitungsvorrichtung vorgesehen, die beinhaltet: einen Arbeitstank, der mit einem Bearbeitungsfluid gefüllt ist, und in dem eine Bearbeitung eines Werkstücks durchgeführt wird; eine Bearbeitungsfluid-Zufuhrvorrichtung, die das Bearbeitungsfluid dem Arbeitstank zuführt; eine Kühlvorrichtung, welche das Bearbeitungsfluid kühlt; eine Kühlsteuervorrichtung, die eine Fluidtemperatur des Bearbeitungsfluids durch Steuern der Kühlvorrichtung steuert; einen Postkühltemperatursensor, der eine Temperatur des Bearbeitungsfluids unmittelbar nach Kühlen durch die Kühlvorrichtung als eine Postkühlfluidtemperatur misst; und ein In-Tank-Temperatursensor, der eine Temperatur des Bearbeitungsfluids im Arbeitstank als eine In-Tank-Fluidtemperatur misst, wobei die Kühlsteuervorrichtung eine erste Temperaturrückkopplungssteuereinheit, welche die Postkühlfluidtemperatur in einen Kühlanweisungswert rückkoppelt, der ein Anweisungswert zum Veranlassen der Kühlvorrichtung ist, das Bearbeitungsfluid auf eine vorgegebene Temperatur abzukühlen, und eine zweite Temperaturrückkopplungssteuereinheit, die außerhalb der ersten Temperaturrückkopplungssteuereinheit angeordnet ist und den Kühlanweisungswert durch Rückkoppeln der Intratank-Fluidtemperatur justiert, um die In-Tank-Fluidtemperatur zu veranlassen, einer Zieltemperatur zu folgen, beinhaltet.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Responsivität einer Temperatursteuerung eines Bearbeitungsfluids verbessert werden und können Temperaturvariationen im Bearbeitungsfluid in einem Arbeitstank reduziert werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 stellt eine Konfiguration einer Drahterodier-Bearbeitungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform dar.
2 ist ein erläuterndes Diagramm eines Konzepts eines ersten Beispiels eines Fluidtemperatursteuerverfahrens gemäß der ersten Ausführungsform.
3 ist ein erläuterndes Diagramm eines Konzepts eines zweiten Beispiels des Fluidtemperatursteuerverfahrens gemäß der ersten Ausführungsform.
4-1 stellt ein Ergebnis einer konventionellen Fluidtemperatursteuerung dar.
4-2 stellt ein Ergebnis der Fluidtemperatursteuerung gemäß der ersten Ausführungsform dar.
5 ist ein anderes Konfigurationsbeispiel der Drahterodier-Bearbeitungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform.
6 ist ein erläuterndes Diagramm eines Konzeptes eines Fluidtemperatursteuerverfahrens gemäß einer zweiten Ausführungsform.
7 stellt eine Korrespondenzbeziehung zwischen Bearbeitungsprozessen und Anfangsversatzbeträgen her.
8 ist ein Flussdiagramm einer Fluidtemperatursteuerprozessprozedur in einem Fall, wenn Anfangsversatzbeträge in jedem von Bearbeitungsprozessen umgeschaltet werden und der Versatzbetrag anhand einer Änderung bei externen Umgebungen korrigiert wird.
9 ist ein Flussdiagramm einer Fluidtemperatursteuerprozessprozedur, nachdem Bearbeitungsprozesse umgeschaltet sind.
Beschreibung von Ausführungsformen
Eine Drahterodier-Bearbeitungsvorrichtung und eine Kühlsteuervorrichtung gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden unten im Detail mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Ausführungsformen beschränkt.
Erste Ausführungsform
1 stellt eine Konfiguration einer Drahterodier-Bearbeitungsmaschine gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Die Drahterodier-Bearbeitungsvorrichtung 101 legt eine Spannung an einen zwischen einer Drahtelektrode 2 und einem Werkstück (einem bearbeiteten Objekt) 3 gebildeten Spalt an und veranlasst eine elektrische Entladung, wodurch das Werkstück 3 bearbeitet wird.
Die Drahterodier-Bearbeitungsvorrichtung 101 beinhaltet einen Arbeitstank 1, einen Schmutzfluidtank 5, einen Reinfluidtank 8, eine Filterpumpe 6, eine Bearbeitungsfluidpumpe 9, eine Zirkulationspumpe 10 und einen Filter 7. Die Drahterodier-Bearbeitungsvorrichtung 101 beinhaltet auch eine Kühlvorrichtung 11, eine Kühlsteuervorrichtung 12, eine Maschinenstruktur 13 und erste bis dritte Temperatursensoren.
Der erste Temperatursensor ist ein Temperatursensor (nachfolgend ”Post-Kühlungstemperatursensor 21”), der eine Temperatur eines Bearbeitungsfluids 4 unmittelbar nach seiner Kühlung durch die Kühlvorrichtung 11 misst. Der zweite Temperatursensor ist ein Temperatursensor (nachfolgend ”In-Tank-Temperatursensor 22”), der eine Temperatur des Bearbeitungsfluids 4 im Arbeitstank 1 misst. Der dritte Temperatursensor ist ein Temperatursensor (nachfolgend ”Maschinentemperatursensor 23”), der eine Temperatur der Maschinenstruktur 13 misst. Die Temperatur des Bearbeitungsfluids 4 wird nachfolgend als eine Fluidtemperatur bezeichnet und die Temperatur der Maschinenstruktur 13 wird als eine Maschinentemperatur bezeichnet.
Der Arbeitstank 1 ist ein Tank, in welchem das Werkstück 3 bearbeitet wird. Der Schmutzfluidtank 5 gewinnt das Bearbeitungsfluid 4, das im Arbeitstank 1 eingemischte Bearbeitungsspäne aufweist, zurück. Der Reinfluidtank 8 speichert das Bearbeitungsfluid 4, das nach Rückgewinnung durch den Schmutzfluidtank 5 einer Filtration unterzogen worden ist.
Die Filterpumpe 6 pumpt das durch den Schmutzfluidtank 5 wiedergewonnene Bearbeitungsfluid 4 herauf und führt das gepumpte Bearbeitungsfluid 4 dem Filter 7 zu. Der Filter 7 filtert das durch die Filterpumpe 6 gepumpte Bearbeitungsfluid 4. Die Bearbeitungsfluidpumpe 9 pumpt das in dem Reinfluidtank 8 gespeicherte Bearbeitungsfluid 4 und führt das gepumpte Bearbeitungsfluid 4 dem Arbeitstank 1 zu. Die Zirkulationspumpe 10 pumpt das in dem Reinfluidtank 8 gespeicherte Bearbeitungsfluid 4 und führt das gepumpte Bearbeitungsfluid 4 der Kühlvorrichtung 11 zu.
Die Kühlvorrichtung 11 kühlt das Bearbeitungsfluid 4 anhand einer Anweisung aus der Kühlsteuervorrichtung 12. Die Kühlvorrichtung 11 gemäß der vorliegenden Ausführungsform kühlt das Bearbeitungsfluid 4 auf eine gewünschte Temperatur, um Temperaturvariationen beim Bearbeitungsfluid 4 im Arbeitstank 1 zu unterdrücken.
Der Post-Kühlungstemperatursensor 21 als der erste Temperatursensor, der In-Tank-Temperatursensor 22 als der zweite Temperatursensor und der Maschinentemperatursensor 23 als der dritte Temperatursensor sind mit der Kühlsteuervorrichtung 12 verbunden. Die Kühlsteuervorrichtung 12 steuert die Kühlvorrichtung 11, basierend auf den Fluidtemperaturen und der Maschinentemperatur, welche durch die ersten bis dritten Temperatursensoren detektiert werden.
Das Werkstück 3 wird an einer Position, die zur Drahtelektrode 2 im Arbeitstank 1 weist, platziert. Der Arbeitstank 1 ist mit dem Bearbeitungsfluid 4 gefüllt. Weil die durch die Elektroentladung erzeugten Bearbeitungsspäne in das im Arbeitstank 1 gespeicherte Bearbeitungsfluid 4 eingemischt sind, ist der Arbeitstank 1 konfiguriert, das Bearbeitungsfluid 4 aus dem Arbeitstank 1 zum Schmutzfluidtank 5 zu führen.
Eine Prozedur des Zirkulierens des Bearbeitungsfluids 4 wird erläutert. Das Bearbeitungsfluid 4 im Arbeitstank 1 wird durch den Schmutzfluidtank 5 wiedergewonnen. Das wiedergewonnene und durch den Schmutzfluidtank 5 gespeicherte Bearbeitungsfluid 4 wird durch die Filterpumpe 6 gepumpt und über den Filter 7 gefiltert. Das durch den Filter 7 gefilterte Bearbeitungsfluid 4 wird dem Reinfluidtank 8 mit daraus entfernten Bearbeitungsspänen zugeführt.
Das dem Reinfluidtank 8 zugeführte Bearbeitungsfluid 4 weist einen Zyklus auf, durch die Bearbeitungsfluidpumpe 9 und die Zirkulationspumpe 10 wieder dem Arbeitstank 1 zugeführt zu werden. Das dem Arbeitstank 1 durch die Zirkulationspumpe 10 zugeführte Bearbeitungsfluid 4 wird über die Kühlvorrichtung 11 auf eine Zieltemperatur gekühlt.
Zu dieser Zeit steuert die Kühlsteuervorrichtung 12 die Kühlvorrichtung 11, basierend auf den Fluidtemperaturen und der Maschinentemperatur, die durch die ersten bis dritten Temperatursensoren detektiert sind. Auf diese Weise führt die Drahterodier-Bearbeitungsvorrichtung 101 eine Temperatursteuerung am Bearbeitungsfluid 4 durch, basierend auf den durch die ersten bis dritten Temperatursensoren detektierten Temperaturen.
2 ist ein erläuterndes Diagramm eines Konzepts eines ersten Beispiels eines Fluidtemperatursteuerverfahrens gemäß der ersten Ausführungsform. Die Drahterodier-Bearbeitungsvorrichtung 101 beinhaltet einen Fluidtemperatursteuermechanismus 201. Der Fluidtemperatursteuermechanismus 201 steuert die Fluidtemperatur des Bearbeitungsfluids 4 und ist konfiguriert, die Kühlsteuervorrichtung 12, die Kühlvorrichtung 11 (nicht gezeigt), den Arbeitstank 1, den Post-Kühlungstemperatursensor 21, den In-Tank-Temperatursensor 22 und dergleichen zu beinhalten.
Die Kühlsteuervorrichtung 12 gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist eine erste Temperaturrückkopplungssteuereinheit 31X und eine zweite Temperaturrückkopplungssteuereinheit 33 auf. Die zweite Temperaturrückkopplungssteuereinheit 33 ist außerhalb (auf Seite der nachfolgenden Stufe in der Zeitabfolge) der ersten Temperaturrückkopplungssteuereinheit 31X angeordnet und justiert einen Anweisungswert der ersten Temperaturrückkopplungssteuereinheit 31X. Spezifisch justiert die zweite Temperaturrückkopplungssteuereinheit 33 den Anweisungswert der ersten Temperaturrückkopplungssteuereinheit 31X auf Basis eines Temperaturanweisungswerts, um das Bearbeitungsfluid 4 zu veranlassen, eine gewünschte Temperatur aufzuweisen, und der Fluidtemperatur (nachfolgend ”In-Tank-Fluidtemperatur”), gemessen durch den In-Tank-Temperatursensor 22. Mit anderen Worten koppelt die zweite Temperaturrückkopplungssteuereinheit 33 eine Differenz zwischen der In-Tank-Fluidtemperatur, welches die Fluidtemperatur im Arbeitstank 1 ist, und dem Temperaturanweisungswert zum Anweisungswert der ersten Temperaturrückkopplungssteuereinheit 31X rück. Dies realisiert eine verbesserte Genauigkeit und eine verbesserte Responsivität der Temperatursteuerung am Bearbeitungsfluid 4.
Um auch in einem Fall, bei dem sich die externen Umgebungen (externe Temperatur) verändern, hochgenaue Bearbeitung zu erzielen, wird die Temperatur im Arbeitstank 1 allgemein dazu gebracht, der Temperatur der Maschinenstruktur 13 zu folgen. Entsprechend wird in der vorliegenden Ausführungsform der Temperaturanweisungswert (Folgeanweisungswert), um das Bearbeitungsfluid 4 zu veranlassen, eine gewünschte Temperatur aufzuweisen, auf beispielsweise die durch den Maschinentemperatursensor 23 gemessene Maschinentemperatur eingestellt. Der Temperaturanweisungswert zum Veranlassen des Bearbeitungsfluids 4, eine gewünschte Temperatur aufzuweisen, kann eine andere Temperatur als die Maschinentemperatur sein.
Die erste Temperaturrückkopplungssteuereinheit 31X justiert den Anweisungswert, der an die Kühlvorrichtung 11 auszugeben ist, basierend auf einem aus der zweiten Temperaturrückkopplungssteuereinheit 33 ausgegebenen Anweisungswert und der Fluidtemperatur (nachfolgend ”Post-Kühlungsfluidtemperatur”), die durch den Post-Kühlungstemperatursensor 21 gemessen wird. Mit anderen Worten koppelt die erste Temperaturrückkopplungssteuereinheit 31X die Temperatur des Bearbeitungsfluids 4 unmittelbar nach Kühlung durch die Kühlvorrichtung 11 in dem an die Kühlvorrichtung 11 auszugebenden Anweisungswert zurück. Auf diese Weise, selbst wenn die Wärmeerzeugungsmenge gemäß Bearbeitungsprozessen während einer Temperatursteuerung des Bearbeitungsfluids 4 variiert, kann die Wärmeerzeugungsmenge kompensiert werden.
Die Kühlvorrichtung 11 kühlt das Bearbeitungsfluid 4, basierend auf einem Anweisungswert, der aus der ersten Temperaturrückkopplungssteuereinheit 31X ausgegeben wird. Zum durch die Kühlvorrichtung 11 gekühlten Bearbeitungsfluid 4 wird eine Temperaturstörung hinzugefügt und dann wird das Bearbeitungsfluid 4 dem Arbeitstank 1 zugeführt. Die Temperatur (In-Tank-Fluidtemperatur) des Bearbeitungsfluids 4 im Arbeitstank 1 wird durch den In-Tank-Temperatursensor 22 gemessen und an die zweite Temperaturrückkopplungssteuereinheit 33 gesendet.
Die erste Temperaturrückkopplungssteuereinheit 31X kann den Anweisungswert für die Kühlvorrichtung 11 unter Verwendung eines Aufschaltungsbetrags zum Kompensieren der Wärmeerzeugungsmenge anhand des Bearbeitungsprozesses erzeugen. 3 ist ein erläuterndes Diagramm eines Konzeptes eines zweiten Beispiels des Fluidtemperatursteuerverfahrens gemäß der ersten Ausführungsform. Von den in 3 gezeigten Bestandteilselementen werden jene, welche dieselben Funktionen wie der in 2 gezeigte Fluidtemperatursteuermechanismus 201 ausüben, durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet und deren redundante Erläuterungen werden weggelassen.
Die Drahterodier-Bearbeitungsvorrichtung 101 in diesem Beispiel beinhaltet einen Fluidtemperatursteuermechanismus 202. Im Vergleich mit dem Fluidtemperatursteuermechanismus 201 weist der Fluidtemperatursteuermechanismus 202 statt der ersten Temperaturrückkopplungssteuereinheit 31X eine erste Temperaturrückkopplungssteuereinheit 31Y auf. Der Fluidtemperatursteuermechanismus 202 weist eine Speichereinheit 30 und eine Vorwärtsregelungseinheit 35 außerhalb der ersten Temperaturrückkopplungssteuereinheit 31Y auf. Entsprechend ist im Fluidtemperatursteuermechanismus 202 ein Teil des Fluidtemperatursteuermechanismus 201 geändert.
Die Speichereinheit 30 ist ein Speicher oder dergleichen, der darin einen Aufschaltungsbetrag 32 zum Kompensieren der Wärmeerzeugungsmenge gemäß dem Bearbeitungsprozess speichert. Ein der Wärmeerzeugungsmenge in jedem Bearbeitungsprozess entsprechender Wert wird als der Aufschaltungsbetrag 32 eingestellt.
Die Vorwärtsregelungseinheit 35 justiert einen Anweisungswert der ersten Temperaturrückkopplungssteuereinheit 31Y basierend auf einem aus der zweiten Temperaturrückkopplungssteuereinheit 33 ausgegebenen Anweisungswert und dem in der Speichereinheit 30 gespeicherten Aufschaltungsbetrag 32.
Spezifisch addiert die Vorwärtsregelungseinheit 35 den Aufschaltungsbetrag 32 entsprechend dem Typ des Bearbeitungsprozesses zu einem Ausgabewert aus der zweiten Temperaturrückkopplungssteuereinheit 33. Mit anderen Worten schaltet die Vorwärtsregelungseinheit 35 den Aufschaltungsbetrag 32 entsprechend dem Typ des Bearbeitungsprozesses auf den Ausgabewert aus der zweiten Temperaturrückkopplungssteuereinheit 33 auf. Die erste Temperaturrückkopplungssteuereinheit 31Y justiert den Anweisungswert, der aus der Kühlvorrichtung 11 auszugeben ist, basierend auf einem aus der Vorwärtsregelungseinheit 35 ausgegebenen Anweisungswert und der Postkühlfluidtemperatur.
Auf diese Weise können Variationen bei der Wärmeerzeugungsmenge zum Zeitpunkt des Umschaltens des Typs des Bearbeitungsprozesses (Bearbeitungsmodus) prompt kompensiert werden. Durch Durchführen von Wärmeerzeugungskompensation kann die Temperatur im Arbeitstank 1 veranlasst werden, dem Temperaturanweisungswert aus dem Maschinentemperatursensor 23 zu folgen. Weiterhin können Variationen bei der Temperatur des Bearbeitungsfluids 4 unmittelbar nach Umschalten des Bearbeitungsprozesses reduziert werden.
4-1 stellt ein Ergebnis der konventionellen Fluidtemperatursteuerung dar und 4-2 stellt ein Ergebnis der Fluidtemperatursteuerung gemäß der ersten Ausführungsform dar. In den 4-1 und 4-2 repräsentiert die horizontale Achse die Zeit und repräsentiert die vertikale Achse die Temperatur. In 4-1 wird ein Übergang einer Fluidtemperatur in einem Arbeitstank durch einen Temperaturübergang T1 gezeigt, wird ein Übergang der Fluidtemperatur am Auslass der Kühlvorrichtung durch einen Temperaturübergang T2 gezeigt und wird ein Übergang einer Maschinentemperatur durch einen Temperaturübergang T3 gezeigt. In 4-2 wird ein Übergang der In-Tank-Fluidtemperatur durch einen Temperaturübergang T11 gezeigt, wird ein Übergang einer Fluidtemperatur (Postkühlfluidtemperatur) (Kühlvorrichtungsauslasstemperatur) an einem Auslass der Kühlvorrichtung 11 durch einen Temperaturübergang T12 gezeigt, und wird ein Übergang der Maschinentemperatur durch einen Temperaturübergang T13 gezeigt. In den 4-1 und 4-2 werden die Fluidtemperatursteuerungsergebnisse in einem Fall, bei dem der Bearbeitungsprozess der Drahterodierbearbeitung in der Reihenfolge des Einrichtungsprozesses, eines Grobbearbeitungsprozesses und eines Endbearbeitungsprozesses durchgeführt werden, gezeigt.
In dem konventionellen Fluidtemperatursteuerverfahren treten Temperaturvariationen 41 und 42 im Temperaturübergang T1 und im Arbeitstank auf und tritt eine Verzögerung 43 in der Steuerverfolgung zur Zeit des Prozessumschaltens im Temperaturübergang T2 im Auslass der Kühlvorrichtung auf. Weiterhin tritt bei dem konventionellen Fluidtemperatursteuerverfahren eine Steuerfehler 44 zwischen der Maschinentemperatur (Zieltemperatur) und der Fluidtemperatur im Arbeitstank (zwischen dem Temperaturübergang T3 und dem Temperaturübergang T1) auf.
Im Fluidtemperatursteuerverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform werden Versatzbeträge zum Kompensieren der Wärmeerzeugungsmenge (zumindest Versatzbeträge vor Korrektur oder/und Versatzbeträge nach Korrektur) in jedem Bearbeitungsprozess (zum Zeitpunkt des Einrichtprozesses, zum Zeitpunkt der Grobbearbeitungsprozesses und zum Zeitpunkt des Endbearbeitungsprozesses) umgeschaltet. 4-2 zeigt ein Fluidtemperatursteuerergebnis, das erhalten wird, wenn eine Wärmeerzeugungskompensation 51 zum Zeitpunkt des Einrichtprozesses durchgeführt wird, eine Wärmeerzeugungskompensation 52 zum Zeitpunkt des Grobbearbeitungsprozesses durchgeführt wird und eine Wärmeerzeugungskompensation 53 zum Zeitpunkt des Endbearbeitungsprozesses durchgeführt wird.
Wie durch den Temperaturübergang T11 im Arbeitstank 1 gezeigt, gibt es praktisch keine Temperaturvariationen. Wie durch den Temperaturübergang T12 der Postkühlfluidtemperatur gezeigt, tritt praktisch keine Verzögerung in der Steuerverfolgung auf, wenn die Bearbeitungsprozesse umgeschaltet werden. Praktisch kein Steuerfehler tritt zwischen der Maschinentemperatur (Zieltemperatur) und der In-Tank-Fluidtemperatur (zwischen dem Temperaturübergang T13 und dem Temperaturübergang T11) auf.
Wie oben beschrieben, kann die In-Tank-Fluidtemperatur veranlasst werden, immer der Maschinentemperatur durch Umschalten der Versatzbeträge zum Kompensieren der Wärmeerzeugungsmenge in jedem Bearbeitungsprozess zu folgen. Weiterhin, selbst wenn sich die Wärmeerzeugungsmenge rasch ändert, wenn die Bearbeitungsprozesse umgeschaltet werden, kann eine Änderung bei der In-Tank-Fluidtemperatur auf ein Minimum reduziert werden.
Ein Bearbeitungsfluidzufuhrsystem, welches das Bearbeitungsfluid 4 dem Arbeitstank 1 zuführt, ist nicht auf die in 1 gezeigte Konfiguration beschränkt. 5 ist ein anderes Konfigurationsbeispiel der Drahterodier-Bearbeitungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform. Von den in 5 gezeigten Bestandteilselementen werden jene, welche dieselben Funktionen wie die in 1 gezeigte Drahterodier-Bearbeitungsvorrichtung 101 ausüben, durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet und deren redundante Erläuterungen werden weggelassen. Eine Drahterodier-Bearbeitungsvorrichtung 102 weist dieselben Bestandteilselemente wie jene in der in 1 gezeigten Drahterodier-Bearbeitungsvorrichtung 101 auf.
In der Drahterodier-Bearbeitungsvorrichtung 102 wird das Bearbeitungsfluid 4 im Reinfluidtank 8 durch die Zirkulationspumpe 10 gepumpt und wird das gepumpte Bearbeitungsfluid 4 zur Kühlvorrichtung 11 und zum Arbeitstank 1 geführt. Das der Kühlvorrichtung 11 zugeführte Bearbeitungsfluid 4 wird einer Temperatursteuerung in der Kühlvorrichtung 11 unterworfen und dann zum Reinfluidtank 8 rückgeführt.
Selbst wenn das Bearbeitungsfluidzufuhrsystem die Konfiguration wie in der Drahterodier-Bearbeitungsvorrichtung 102 aufweist, wird ein identischer Effekt zu demjenigen, der in einem Fall erhalten wird, bei dem das Bearbeitungsfluidzufuhrsystem die Konfiguration wie in der Drahterodier-Bearbeitungsvorrichtung 101 aufweist, erzielt. Dies liegt daran, dass, wenn das Bearbeitungsfluid 4 dem Arbeitstank 1 zugeführt wird, das Bearbeitungsfluid 4 immer die Bearbeitungsfluidpumpe 9 oder die Zirkulationspumpe 10 passiert, welche ein Wärmeerzeugungselement ist, und somit die Kompensation der Wärmeerzeugungsmenge erforderlich ist. Entsprechend ist das Fluidtemperatursteuerverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform in allen Bearbeitungsfluidzufuhrsystemen (Bearbeitungsfluidkreissystemen) effektiv, welche das Bearbeitungsfluid 4 über eine Pumpe zuführen.
Wie oben erläutert, beinhalten die Drahterodier-Bearbeitungsvorrichtungen 101 und 102 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Kühlsteuervorrichtung 12, welche die Fluidtemperatur des Bearbeitungsfluids 4 durch Steuern der Kühlvorrichtung 11 steuert. Die Drahterodier-Bearbeitungsvorrichtungen 101 und 102 beinhalten auch den Post-Kühlungstemperatursensor 21, welcher die Temperatur des Bearbeitungsfluids 4 unmittelbar nach Kühlung durch die Kühlvorrichtung 11 als die Postkühlfluidtemperatur misst, und den In-Tank-Temperatursensor 22, der die Temperatur des Bearbeitungsfluids 4 im Arbeitstank 1 als die In-Tank-Fluidtemperatur misst.
Die Kühlsteuervorrichtung 12 weist die erste Temperaturrückkopplungssteuereinheit 31X auf, welche die Postkühlfluidtemperatur in den Kühlanweisungswert rückkoppelt, der ein Anweisungswert ist, die Kühlvorrichtung 11 zu veranlassen, das Bearbeitungsfluid 4 auf eine vorgegebene Temperatur abzukühlen. Die Kühlsteuervorrichtung 12 weist auch die zweite Temperaturrückkopplungssteuereinheit 33 auf, welche außerhalb der ersten Temperaturrückkopplungssteuereinheit 31X angeordnet ist, und justiert den Kühlanweisungswert durch Rückkoppeln der In-Tank-Fluidtemperatur, um die In-Tank-Fluidtemperatur zu veranlassen der Zieltemperatur zu folgen.
Die Speichereinheit 30 speichert darin den Aufschaltungsbetrag 32 in Bezug auf jeden der Typen von Bearbeitungsprozessen. Die Vorwärtsregelungseinheit 35 addiert den Aufschaltungsbetrag 32 entsprechend dem Typ des Bearbeitungsprozesses zum Anweisungswert der ersten Temperaturrückkopplungssteuereinheit 31Y.
Auf diese Weise wird gemäß der ersten Ausführungsform der Anweisungswert für die Kühlvorrichtung 11 unter Verwendung der In-Tank-Fluidtemperatur und der Postkühlfluidtemperatur justiert, was die Responsivität der Temperatursteuerung des Bearbeitungsfluids 4 verbessert und Variationen bei der In-Tank-Fluidtemperatur unabhängig von Änderungen bei den externen Umgebungen reduziert. Daher kann die In-Tank-Fluidtemperatur mit der Zieltemperatur abgeglichen werden.
Weil die Drahterodier-Bearbeitungsvorrichtungen 101 und 102 den Anweisungswert, der an die Kühlvorrichtung 11 auszugeben ist, unter Verwendung des Aufschaltungsbetrags 32 justieren, können Variationen bei der Wärmeerzeugungsmenge zur Zeit des Umschaltens der Bearbeitungsprozesse prompt kompensiert werden. Dies ermöglicht es, Temperaturvariationen im Bearbeitungsfluid 4 unmittelbar nach Umschalten der Bearbeitungsprozesse zu reduzieren. Daher kann die In-Tank-Fluidtemperatur prompt an die Zieltemperatur angeglichen werden.
Weil die In-Tank-Fluidtemperatur auf diese Weise an die Zieltemperatur angeglichen werden kann, können hochgenaue Bearbeitung und verbesserte Oberflächenrauheit realisiert werden und kann ein Brechen der Drahtelektroden 2 verhindert werden.
Zweite Ausführungsform
Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf 6 bis 9 erläutert. In der zweiten Ausführungsform wird ein Anfangsversatzbetrag dem Anweisungswert für die Kühlvorrichtung 11 gegeben. Der Anfangsversatzbetrag wird in jedem Bearbeitungsprozess geändert. Der Anfangsversatzbetrag wird anhand einer Änderung bei den externen Umgebungen korrigiert.
In der zweiten Ausführungsform wird eine Fluidtemperatursteuerung am Bearbeitungsfluid 4 ausgeführt, indem entweder die Drahterodier-Bearbeitungsvorrichtung 101 oder 102 verwendet wird, die in der ersten Ausführungsform erläutert sind. Ein Fall, bei dem eine Fluidtemperatursteuerung am Bearbeitungsfluid 4 unter Verwendung der Drahterodier-Bearbeitungsvorrichtung 101 ausgeführt wird, wird unten erläutert.
6 ist ein erläuterndes Diagramm eines Konzepts eines Fluidtemperatursteuerverfahrens gemäß der zweiten Ausführungsform. Die Drahterodier-Bearbeitungsvorrichtung 101 gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist einen Fluidtemperatursteuermechanismus 203 auf. Der Fluidtemperatursteuermechanismus 203 steuert die Fluidtemperatur des Bearbeitungsfluids 4 und ist konfiguriert, eine Speichereinheit 40, eine Kühlungssteuereinheit 36, eine Korrektureinheit 37 und dergleichen zu enthalten. Die Speichereinheit 40, der Kühlungssteuereinheit 36 und die Korrektureinheit 37 sind in der Kühlsteuervorrichtung 12 angeordnet.
Die Speichereinheit 40 ist ein Speicher oder dergleichen, der darin einen Anfangsversatzbetrag 41 zum Kompensieren der Wärmeerzeugungsmenge speichert. Der Anfangsversatzbetrag 41 weist Werte zum Kompensieren der Wärmeerzeugungsmenge auf, die in den Bearbeitungsprozessen erzeugt wird. Entsprechend wird der Anfangsversatzbetrag 41 für jeden der Bearbeitungsprozesse eingestellt.
Die Kühlungssteuereinheit 36 justiert einen Anweisungswert, der an die Kühlvorrichtung 11 auszugeben ist, basierend auf einem Wert, der durch Addieren des Anfangsversatzbetrags 41 zu einer Maschinentemperatur (Temperaturanweisungswert), die durch den Maschinentemperatursensor 23 gemessen wird, erhalten wird, und auf einer Fluidtemperatur (Postkühlfluidtemperatur), die durch den Post-Kühlungstemperatursensor 21 gemessen wird.
Spezifisch führt die Kühlungssteuereinheit 36 eine Temperatursteuerung aus, um den durch Addieren des Anfangsversatzbetrags 41 zum Temperaturanweisungswert ermittelten Wert mit der Postkühlfluidtemperatur abzugleichen. Auf diese Weise führt die Kühlungssteuereinheit 36 die Temperatursteuerung mit der unter Verwendung des Anfangsversatzbetrags 41 kompensierten Wärmeerzeugungsmenge aus. Daher ist es möglich, die Responsivität der Temperatursteuerung am Bearbeitungsfluid 4 zu verbessern, Temperaturvariationen im Arbeitstank 1 zu reduzieren und die In-Tank-Fluidtemperatur an die Maschinentemperatur anzugleichen.
Die Korrektureinheit 37 korrigiert den Anfangsversatzbetrag 41 unter Verwendung einer Differenz (nachfolgend ”Fluidtemperaturdifferenz”) zwischen der durch den In-Tank-Temperatursensor 22 gemessenen In-Tank-Fluidtemperatur und der durch den Maschinentemperatursensor 23 gemessenen Maschinentemperatur. Spezifisch wird die Fluidtemperaturdifferenz zum Anfangsversatzbetrag 41 addiert. Die Korrektureinheit 37 addiert den korrigierten Anfangsversatzbetrag 41 zum Anweisungswert für die Kühlungssteuereinheit 36.
Weil die Korrektureinheit 37 den Anfangsversatzbetrag 41 unter Verwendung der Fluidtemperaturdifferenz korrigiert, kann die In-Tank-Fluidtemperatur veranlasst werden, der Maschinentemperatur selbst dann zu folgen, wenn eine Änderung bei den externen Umgebungen auftritt oder die Wärmeerzeugungsmengen sich in entsprechenden Bearbeitungsprozessen ändern.
Der Anfangsversatzbetrag 41, der oben erläutert ist, entspricht dem Aufschaltungsbetrag 32. Die Kühlungssteuereinheit 36 entspricht der ersten Temperaturrückkopplungssteuereinheit 31Y. Die Korrektureinheit 37 entspricht der zweiten Temperaturrückkopplungssteuereinheit 33 und der Vorwärtsregelungseinheit 35.
Durch die Kühlungssteuereinheit 36 und die Korrektureinheit 37 durchgeführte Prozesse entsprechen einem Prozess im später erläuterten Schritt S6. Ein Prozess zum Ausgeben der Fluidtemperaturdifferenz an die Korrektureinheit 37 entspricht einem Prozess im später erläuterten Schritt S9.
Der Anfangsversatzbetrag 41 ist ein Wert zum Kompensieren der in jedem Bearbeitungsprozess erzeugten Wärmeerzeugungsmenge und somit, wenn sich die Wärmeerzeugungsmenge durch Umschalten des Bearbeitungsprozesses ändert, ändert sich auch der Anfangsversatzbetrag 41 auf einen Wert entsprechend dem geänderten Bearbeitungsprozess.
7 stellt eine Korrespondenzbeziehung zwischen den Bearbeitungsprozessen und den Anfangsversatzbeträgen dar. Die Korrektureinheit 37 erzeugt den Anweisungswert für die Kühlungssteuereinheit 36 unter Verwendung des Anfangsversatzbetrags 41 entsprechend dem Bearbeitungsprozess. Beispielsweise in einem Einrichtprozess (Tankzirkulation) (ST1) stoppt die Bearbeitungsfluidpumpe 9 und arbeitet die Zirkulationspumpe 10 im in 1 gezeigten Bearbeitungsfluidzufuhrsystem. Durch Zuführen des Bearbeitungsfluids 4 nur an einen Teil unter einem Tisch im Arbeitstank 1, wird eine Temperatur-Mittelungsoperation im Arbeitstank 1 gestartet. Weil die Wärmeerzeugung des Bearbeitungsfluids 4, die durch den Betrieb der Zirkulationspumpe 10 verursacht wird, durch die Kühlvorrichtung 11 reduziert wird, wird die im Arbeitstank 1 erzeugte Wärmeerzeugungsmenge nur durch die Umgebungstemperatur beeinflusst. Entsprechend wird ein dem Einfluss der Umgebungstemperatur entsprechender Anfangsversatzbetrag A im Einrichtprozess eingestellt.
Im Grobbearbeitungsprozess (ST2) wird eine große Menge des Bearbeitungsfluids 4 im Arbeitstank 1 aus der Bearbeitungsfluidpumpe 9 nicht über die Kühlvorrichtung 11 zugeführt. Aus der Bearbeitungsfluidpumpe 9 wird das Bearbeitungsfluid 4 beispielsweise in den Arbeitstank 1 über obere und untere Drahtdüsen geliefert. Entsprechend werden eine Menge an Wärmeerzeugung des Bearbeitungsfluids 4, welche durch den Betrieb der Bearbeitungsfluidpumpe 9 verursacht wird, und eine Menge an Wärmeerzeugung im Arbeitstank 1 aufgrund der Wärmeerzeugung, die durch die elektrische Entladung verursacht wird, beachtlich erhöht. Daher wird im Grobbearbeitungsprozess ein Anfangsversatzbetrag B entsprechend der Summe der Menge an Wärmeerzeugung, die durch den Betrieb der Bearbeitungsfluidpumpe 9, die eine große Menge an Bearbeitungsfluid 4 liefert, und die Menge an Wärmeerzeugung, die durch die elektrische Entladung verursacht wird, eingestellt.
In einem Endbearbeitungsprozess (ST3), während das Bearbeitungsfluid 4 aus der Bearbeitungsfluidpumpe 9 nicht über die Kühlvorrichtung 11 geliefert wird, wird die Zufuhrmenge im Vergleich zum Grobbearbeitungsprozess reduziert. Entsprechend, während Wärmeerzeugung des Bearbeitungsfluids 4, die durch den Betrieb der Bearbeitungsfluidpumpe 9 verursacht wird, und Wärmeerzeugung, die durch Elektroentladung verursacht wird, die beim Rohbearbeitungsprozess auftreten, nimmt eine Menge an Wärmeerzeugung, die im Arbeitstank 1 auftritt, im Vergleich zu derjenigen beim Rohbearbeitungsprozess ab. Daher wird im Endbearbeitungsprozess ein Anfangsversatzbetrag C entsprechend der Summe der Menge an Wärmeerzeugung, die durch den Betrieb der Bearbeitungsfluidpumpe 9 verursacht wird, die eine kleinere Menge des Bearbeitungsfluids 4 zuführt, und der Menge an Wärmeerzeugung, die durch die elektrische Entladung verursacht wird, eingestellt. Auf diese Weise wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Anfangsversatzbetrag 41 zum Kompensieren der Wärmeerzeugungsmenge vorab für jeden der Bearbeitungsprozesse eingestellt und werden die Anfangsversatzbeträge 41 in jedem der Bearbeitungsprozesse umgeschaltet.
8 ist ein Flussdiagramm einer Fluidtemperatursteuerprozessprozedur in einem Fall, bei dem die Anfangsversatzbeträge in jedem der Bearbeitungsprozesse umgeschaltet werden und der Versatzbetrag gemäß einer Änderung in den externen Umgebungen korrigiert wird. Der Versatzbetrag in der vorliegenden Ausführungsform ist der Anfangsversatzbetrag 41 vor Korrektur und/oder der Anfangsversatzbetrag 41 nach Korrektur. Weil Änderungen bei der Wärmeerzeugungsmenge in die zum Zeitpunkt des Einrichtprozesses, die zum Zeitpunkt des Grobbearbeitungsprozesses und die zum Zeitpunkt des Endbearbeitungsprozesses unterteilt werden können, wird eine Fluidtemperatursteuerprozessprozedur in einem Fall, bei dem die Anfangsversatzbeträge 41 in diesen drei Prozessen umgeschaltet werden, als ein Beispiel erläutert.
Nachdem die Drahterodier-Bearbeitungsvorrichtung 101 einen Betrieb startet, bestimmt die Kühlsteuervorrichtung 12, ob die Drahterodier-Bearbeitungsvorrichtung 101 Bearbeitung durchführt (Schritt S1). Wenn die Bearbeitung nicht durchgeführt wird (JA in Schritt S1), wird der Anfangsversatzbetrag A ausgewählt (Schritt S2). Die unter Bezugnahme auf 3 erläuterte Fluidtemperatursteuerung wird dann ausgeführt (Schritt S6).
Wenn die Bearbeitung durchgeführt wird (NEIN in Schritt S1), bestimmt die Kühlsteuervorrichtung 12, ob die Grobbearbeitung durchgeführt wird (Schritt S3). Wenn die Grobbearbeitung durchgeführt wird (JA in Schritt S3), wird der Anfangsversatzbetrag B entsprechend der Wärmeerzeugungsmenge im Grobbearbeitungsprozess ausgewählt (Schritt S4). Wenn die Endbearbeitung durchgeführt wird (NEIN in Schritt S3), wird der Anfangsversatzbetrag C entsprechend dem Endbearbeitungsprozess ausgewählt (Schritt S5).
Wenn der Anfangsversatzbetrag B oder der Anfangsversatzbetrag C ausgewählt wird, wird die unter Bezugnahme auf 3 erläuterte Fluidtemperatursteuerung ausgeführt (Schritt S6). Auf diese Weise wird durch Auswählen des optimalen Anfangsversatzbetrags 41 für jeden der Bearbeitungsprozesse die In-Tank-Fluidtemperatur veranlasst, der Maschinentemperatur zu folgen.
Die Kühlsteuervorrichtung 12 überwacht, ob der Bearbeitungsprozess sich während der Fluidtemperatursteuerung ändert. Wenn die Bearbeitungsprozesse umgeschaltet werden (eine Modusumschaltung durchgeführt wird) (JA in Schritt S7), kehrt die Kühlsteuervorrichtung 12 wieder zum Ablauf der Auswahl des Anfangsversatzbetrags 41 zurück. Entsprechend werden die Prozesse in den Schritten S1 bis S6 wiederholt.
Während der Anfangsversatzbetrag 41 einen Wert aufweist, der durch Kompensieren der Wärmeerzeugungsmenge ermittelt wird, kann die tatsächliche Wärmeerzeugungsmenge anhand einer Änderung bei den externen Umgebungen variieren. Daher korrigiert die Kühlsteuervorrichtung 12 den Anfangsversatzbetrag 41, basierend auf der In-Tank-Fluidtemperatur (siehe 6). Spezifisch, wenn die Bearbeitungsprozesse nicht umgeschaltet werden (NEIN in Schritt S7), korrigiert die Kühlsteuervorrichtung 12 (die Korrektureinheit 37) den Anfangsversatzbetrag anhand einer Änderung bei den externen Umgebungen. Unmittelbar nachdem die Bearbeitungsprozesse umgeschaltet werden, ist eine Abweichung in der In-Tank-Fluidtemperatur groß. Daher bestimmt die Kühlsteuervorrichtung 12, nachdem die Bearbeitungsprozesse umgeschaltet sind, ob die durch den Post-Kühlungstemperatursensor 21 gemessene Fluidtemperatur zuerst einen Anweisungswert (nachfolgend ”Kühlanweisungswert”) erreicht hat, der an der Kühlungssteuereinheit 36 einzugeben ist (Schritt S8). Mit anderen Worten wird ein Zeitraum, bis die Temperatur des Fluids unmittelbar nach Passieren der Kühlvorrichtung 11 zuerst den Kühlanweisungswert erreicht, bestimmt.
Wenn die Postkühlfluidtemperatur nicht zuerst den Kühlanweisungswert erreicht hat (NEIN in Schritt S8), sperrt die Kühlsteuervorrichtung 12 den Rückkopplungsprozess durch die zweite Temperaturrückkopplungssteuereinheit 33 oder den Prozess des Korrigierens des Versatzbetrags unter Verwendung der Fluidtemperaturdifferenz (siehe 6).
Nachdem die Postkühlfluidtemperatur zuerst den Kühlanweisungswert erreicht (JA in Schritt S8), führt die Kühlsteuervorrichtung 12 den Prozess durch die zweite Temperaturrückkopplungssteuereinheit 33, den Prozess des Korrigierens des Anfangsversatzbetrags 41 unter Verwendung der Fluidtemperaturdifferenz, oder den Prozess des weiteren Korrigierens des korrigierten Anfangsversatzbetrags 41 aus (siehe 6) (Schritt S9). Auf diese Weise kann eine Stabilität bei der Fluidtemperatursteuerung unmittelbar nach Umschalten der Bearbeitungsprozesse aufrechterhalten werden.
Der Grobbearbeitungsprozess und der Endbearbeitungsprozess, die unter Bezugnahme auf 7 und 8 erläutert worden sind, kann basierend auf dem Einstellwert des Zuführbetrags des Bearbeitungsfluids 4 oder eines Werts eines Durchflussmessers, der in einem Pfad zum Zuführen des Bearbeitungsfluids 4 vorgesehen ist, unterschieden werden. Dies liegt daran, dass im Arbeitstank 1 auftretende Wärmeerzeugung sehr von der Menge des Bearbeitungsfluids 4 abhängt, die aus der Bearbeitungsfluidpumpe 9 zugeführt wird. Daher kann statt Differenzierens des Versatzbetrags (des Anfangsversatzbetrags oder des korrigierten Versatzbetrags) zwischen dem Grobbearbeitungsprozess und dem Endbearbeitungsprozess eine Tabelle, in der die Versatzbeträge fein für entsprechende Zuführmengen des Bearbeitungsfluids 4 eingestellt sind, vorbereitet werden. In diesem Fall sind die Zuführmengen des Bearbeitungsfluids 4 und die Versatzbeträge miteinander in der Tabelle assoziiert. Die Kühlsteuervorrichtung 12 extrahiert einen der Versatzbeträge entsprechend einer Zuführmenge des Bearbeitungsfluids 4 aus der Tabelle und verwendet den extrahierte Versatzbetrag für die Fluidtemperatursteuerung. Die Kühlsteuervorrichtung 12 kann den Versatzbetrag entsprechend einer Zufuhrmenge des Bearbeitungsfluids 4 mit einer Berechnungsformel zum Berechnen des Versatzbetrages unter Verwendung der Zufuhrmenge des Bearbeitungsfluids 4 als einer Variablen berechnen.
9 ist ein Flussdiagramm einer Fluidtemperatursteuerprozessprozedur, nachdem die Bearbeitungsprozesse umgeschaltet sind. In 8 ist ein Ablauf zum prompten Umschalten auf eine Steuerung an der Temperatur eines Arbeitstanks 1 gemäß einer Änderung bei der Wärmeerzeugungsmenge, wenn sich die Wärmeerzeugungsmenge aufgrund des Umschaltens der Bearbeitungsprozesse ändert, gezeigt.
Die Kühlsteuervorrichtung 12 weist eine Funktion (eine Bestimmungseinheit) des Bestimmens, ob die Postkühlfluidtemperatur zuerst den Kühlanweisungswert erreicht hat, nachdem die Bearbeitungsprozesse umgeschaltet sind, auf. Wenn die Drahterodier-Bearbeitungsvorrichtung 101 den Fluidtemperatursteuermechanismus 201 oder den Fluidtemperatursteuermechanismus 202 beinhaltet, arbeitet die zweite Temperaturrückkopplungssteuereinheit 33 als die Bestimmungseinheit. Wenn die Drahterodier-Bearbeitungsvorrichtung 102 den Fluidtemperatursteuermechanismus 203 beinhaltet, arbeitet die Kühlungssteuereinheit 36 als die Bestimmungseinheit.
Nachdem die Bearbeitungsprozesse umgeschaltet sind, bestimmt die Bestimmungseinheit, ob die Postkühlfluidtemperatur zuerst den Kühlanweisungswert erreicht hat (Schritt S11). Während eines Zeitraums, bis die Postkühlfluidtemperatur zuerst den Kühlanweisungswert erreicht (NEIN in Schritt S11), ändert die Bestimmungseinheit eine Steuerverstärkung, die sich auf die Responsivität der Temperatursteuerung bezieht, zu einer hohen Einstellung (stellt einen Steuerparameter auf hohe Verstärkung ein) (Schritt S12). Wenn der Bearbeitungsprozess unumgeschaltet bleibt (JA in Schritt S13), schreitet die Bestimmungseinheit zum nächsten Schritt fort, wobei die Steuerverstärkung in einem hohen Einstellzustand gehalten bleibt. Wenn die Bearbeitungsprozesse umgeschaltet sind (NEIN in Schritt S13), wiederholt die Bestimmungseinheit die Prozesse in Schritten S11 bis S14.
Nachdem die Postkühlfluidtemperatur den Anweisungswert erreicht (JA in Schritt S11), ändert die Bestimmungseinheit die Steuerverstärkung zu einer niedrigen Einstellung (Schritt S14) und schreitet zum nächsten Schritt fort. Weil die Steuerverstärkung auf einem hohen Wert unmittelbar nach Umschalten der Bearbeitungsprozesse auf diese Weise eingestellt wird, kann eine Responsivität der Fluidtemperatursteuerung verbessert werden. Die Steuerverstärkung wird auf einem niedrigen Wert zum Zeitpunkt einer normalen Fluidtemperatursteuerung eingestellt und somit kann ein Variationsbereich der Fluidtemperatur reduziert werden.
Beim bezugnehmend auf 8 oder 9 erläuterten Fluidtemperatursteuerverfahren kann das wie in 4-2 gezeigte Fluidtemperatursteuerergebnis erhalten werden. In der vorliegenden Ausführungsform kann die In-Tank-Fluidtemperatur veranlasst werden, immer der Maschinentemperatur zu folgen, indem der Versatzbetrag zum Kompensieren der Wärmeerzeugungsmenge für jeden Bearbeitungsprozess umgeschaltet wird. Änderungen in der In-Tank-Fluidtemperatur können auf ein Minimum auch in Bezug auf eine rasche Änderung bei der Wärmeerzeugungsmenge zum Zeitpunkt des Umschaltens der Bearbeitungsprozesse reduziert werden. Auch in der vorliegenden Ausführungsform kann ein identischer Effekt nicht nur für das Bearbeitungsfluidzufuhrsystem, wie in 1 gezeigt, sondern auch für das Bearbeitungsfluidzufuhrsystem wie in 5 gezeigt erzielt werden.
Wie oben erläutert, beinhalten die Drahterodier-Bearbeitungsvorrichtungen 101 und 102 gemäß der vorliegenden Ausführungsform den Maschinentemperatursensor 23, der die Temperatur der Maschinenstruktur 13 als die Maschinentemperatur misst. Der zu verfolgende Anweisungswert ist beispielsweise die Maschinentemperatur. Die Kühlsteuervorrichtung 12 beinhaltet eine Speichereinheit 40, die darin den Anfangsversatzbetrag 41 zum Kompensieren der Wärmeerzeugungsmenge speichert. Die Kühlungssteuereinheit 36 verwendet einen durch Addieren des Anfangsversatzbetrags zur Maschinentemperatur ermittelten Anweisungswert als den Kühlanweisungswert und koppelt die Postkühlfluidtemperatur in den Kühlanweisungswert zurück.
Die Kühlsteuervorrichtung 12 beinhaltet auch die Korrektureinheit 37, die den Anfangsversatzbetrag 41 unter Verwendung einer Differenz zwischen der In-Tank-Fluidtemperatur und der Maschinentemperatur korrigiert. Die Kühlsteuervorrichtung 12 sperrt den durch die zweite Temperaturrückkopplungssteuereinheit 33 durchgeführten Prozess, um den Kühlanweisungswert zu justieren, bis die Postkühlfluidtemperatur zuerst den an der ersten Temperaturrückkopplungssteuereinheit 31Y eingegebenen Kühlanweisungswert erreicht, nachdem die Typen des Bearbeitungsprozesses umgeschaltet sind.
Die Kühlsteuervorrichtung 12 sperrt den durch die Korrektureinheit 37 durchgeführten Prozess, um den Versatzbetrag zu korrigieren, bis die Postkühlfluidtemperatur zuerst den an der ersten Temperaturrückkopplungssteuereinheit 31Y eingegebenen Kühlanweisungswert erreicht, nachdem die Typen von Bearbeitungsprozess umgeschaltet sind.
Die Kühlsteuervorrichtung 12 stellt die sich auf die Responsivität der Temperatursteuerung beziehende Steuerverstärkung während eines Zeitraums auf Hoch ein, bis die Postkühlfluidtemperatur zuerst den an der ersten Temperaturrückkopplungssteuereinheit 31Y eingegebenen Kühlanweisungswert erreicht, nachdem die Typen von Bearbeitungsprozess umgeschaltet sind, und stellt die Steuerverstärkung auf Niedrig ein, nachdem die Postkühlfluidtemperatur den Kühlanweisungswert erreicht.
Die Speichereinheit 40 speichert darin den Anfangsversatzbetrag 41 für jeden der Typen von Bearbeitungsprozess und die Kühlungssteuereinheit 36 verwendet einen Anweisungswert, der durch Addieren des Anfangsversatzbetrags entsprechend einem der Typen des Bearbeitungsprozesses zur Maschinentemperatur erhalten wird, als den Kühlanweisungswert.
Wie oben beschrieben, wird gemäß der zweiten Ausführungsform die Temperatursteuerung ausgeführt, um den durch Addieren des Anfangsversatzbetrags 41 zum Temperaturanweisungswert erhaltenen Wert mit der Postkühlfluidtemperatur abzugleichen und daher kann die Temperatursteuerresponsivität verbessert werden.
Weil der Anfangsversatzbetrag 41 unter Verwendung der Fluidtemperaturdifferenz korrigiert wird, können Variationen in der In-Tank-Fluidtemperatur selbst dann unterdrückt werden, wenn eine Änderung bei den externen Umgebungen auftritt oder sich die Wärmeerzeugungsmengen in entsprechenden Bearbeitungsprozessen ändern.
Weil die Responsivität der Temperatursteuerung auf die Fluidtemperatur verbessert werden kann und Variationen bei der In-Tank-Fluidtemperatur auf diese Weise reduziert werden können, kann die In-Tank-Fluidtemperatur veranlasst werden, der Maschinentemperatur zu folgen.
Der Rückkopplungsprozess unter Verwendung der Postkühlfluidtemperatur oder der Korrekturprozess für den Versatzbetrag, der die Fluidtemperaturdifferenz verwendet, wird gesperrt, bis die Postkühlfluidtemperatur zuerst den Kühlanweisungswert erreicht. Entsprechend, selbst wenn eine Abweichung bei der Temperatur im Arbeitstank 1 unmittelbar nach Umschalten der Bearbeitungsprozesse auftritt, kann die Fluidtemperatursteuerung stabilisiert werden. Weiterhin können der Aufschaltungsbetrag 32 und der Versatzbetrag zum Kompensieren der Wärmeerzeugungsmenge akkurat korrigiert werden.
Weil die Steuerverstärkung hoch eingestellt wird, bis die Postkühlfluidtemperatur zuerst den Kühlanweisungswert erreicht und die Steuerverstärkung niedrig eingestellt wird, nachdem die Postkühlfluidtemperatur den Kühlanweisungswert erreicht, kann eine Folgeleistungsfähigkeit der Fluidtemperatursteuerung verbessert werden, selbst wenn sich die In-Tank-Fluidtemperatur aufgrund einer Änderung in der Wärmeerzeugungsmenge unmittelbar nach Umschalten der Bearbeitungsprozesse ändert.
Weil der Aufschaltungsbetrag 32 und der Anfangsversatzbetrag 41 sich auf Werte ändern, welche dem Bearbeitungsprozess entsprechen, kann die in jedem Bearbeitungsprozess erzeugte Wärmeerzeugungsmenge angemessen kompensiert werden, selbst wenn die Bearbeitungsprozesse umgeschaltet werden.
Industrielle Anwendbarkeit
Wie oben beschrieben, sind die Drahterodier-Bearbeitungsvorrichtung und die Kühlsteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zum Durchführen einer Temperatursteuerung an einem Bearbeitungsfluid nützlich.
Bezugszeichenliste

1 Arbeitstank, 2 Drahtelektrode, 3 Werkstück, 4 Bearbeitungsfluid, 5 Schmutzfluidtank, 6 Filterpumpe, 7 Filter, 8 Reinfluidtank, 9 Bearbeitungsfluidpumpe, 10 Zirkulationspumpe, 11 Kühlvorrichtung, 12 Kühlsteuervorrichtung, 13 Maschinenstruktur, 21 Post-Kühlungstemperatursensor, 22 In-Tank-Temperatursensor, 23 Maschinentemperatursensor, 30, 40 Speichereinheit, 31X, 31Y erste Temperaturrückkopplungssteuereinheit, 33 zweite Temperaturrückkopplungssteuereinheit, 35 Vorwärtsregelungseinheit, 36 Kühlungssteuereinheit, 37 Korrektureinheit, 101, 102 Drahterodier-Bearbeitungsvorrichtung, 201 bis 203 Fluidtemperatursteuermechanismus.

Claims

Drahterodier-Bearbeitungsvorrichtung, umfassend: einen Arbeitstank, der mit einem Bearbeitungsfluid gefüllt ist, und in dem eine Bearbeitung eines Werkstücks durchgeführt wird; eine Bearbeitungsfluid-Zufuhrvorrichtung, die das Bearbeitungsfluid dem Arbeitstank zuführt; eine Kühlvorrichtung, welche das Bearbeitungsfluid kühlt; eine Kühlsteuervorrichtung, die eine Fluidtemperatur des Bearbeitungsfluids durch Steuern der Kühlvorrichtung steuert; einen Postkühltemperatursensor, der eine Temperatur des Bearbeitungsfluids unmittelbar nach Kühlen durch die Kühlvorrichtung als eine Postkühlfluidtemperatur misst; und einen In-Tank-Temperatursensor, der eine Temperatur des Bearbeitungsfluids im Arbeitstank als eine In-Tank-Fluidtemperatur misst, wobei die Kühlsteuervorrichtung beinhaltet eine erste Temperaturrückkopplungssteuereinheit, welche die Postkühlfluidtemperatur in einen Kühlanweisungswert rückkoppelt, der ein Anweisungswert zum Veranlassen der Kühlvorrichtung ist, das Bearbeitungsfluid auf eine vorgegebene Temperatur abzukühlen, und eine zweite Temperaturrückkopplungssteuereinheit, die außerhalb der ersten Temperaturrückkopplungssteuereinheit angeordnet ist und den Kühlanweisungswert durch Rückkoppeln der Intratank-Fluidtemperatur justiert, um die In-Tank-Fluidtemperatur zu veranlassen, einer Zieltemperatur zu folgen.
Drahterodier-Bearbeitungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Kühlsteuervorrichtung weiter beinhaltet eine erste Speichereinheit, die außerhalb der ersten Temperaturrückkopplungssteuereinheit angeordnet ist und darin einen Aufschaltungsbetrag zum Kompensieren einer in einem Bearbeitungsprozess erzeugten Wärmeerzeugungsmenge speichert, und eine Vorwärtsregelungseinheit, die den Aufschaltungsbetrag zum Kühlanweisungswert addiert.
Drahterodier-Bearbeitungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, weiter umfassend einen Maschinentemperatursensor, der eine Temperatur einer Maschinenstruktur als eine Maschinentemperatur misst, wobei die Zieltemperatur die Maschinentemperatur ist und die Kühlsteuervorrichtung weiter beinhaltet eine erste Speichereinheit, die darin einen Versatzbetrag zum Kompensieren der Wärmeerzeugungsmenge speichert, und die erste Temperaturrückkopplungssteuereinheit einen Anweisungswert verwendet, der durch Addieren des Versatzbetrags zur Maschinentemperatur ermittelt wird, als der Kühlanweisungswert, und die Postkühlfluidtemperatur zum Kühlanweisungswert rückkoppelt.
Drahterodier-Bearbeitungsvorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei die Kühlsteuervorrichtung weiter eine Korrektureinheit enthält, die den Versatzbetrag unter Verwendung einer Differenz zwischen der In-Tank-Fluidtemperatur und der Maschinentemperatur korrigiert.
Drahterodier-Bearbeitungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Kühlsteuervorrichtung einen durch die zweite Temperaturrückkopplungssteuereinheit durchgeführten Prozess zum Justieren des Kühlanweisungswertes sperrt, bis die Postkühlfluidtemperatur zuerst einen an der ersten Temperaturrückkopplungssteuereinheit eingegebenen Kühlanweisungswert erreicht, nachdem die Bearbeitungsprozesstypen umgeschaltet sind.
Drahterodier-Bearbeitungsvorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei die Kühlsteuervorrichtung einen Prozess sperrt, der durch die Korrektureinheit zum Korrigieren des Versatzbetrags bis die Postkühlfluidtemperatur zuerst einen Kühlanweisungswert erreicht, der an der ersten Temperaturrückkopplungssteuereinheit eingegeben wird, sperrt, nachdem die Bearbeitungsprozesstypen umgeschaltet sind.
Drahterodier-Bearbeitungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Kühlsteuervorrichtung eine Steuerverstärkung, die sich auf eine Responsivität einer Temperatursteuerung bezieht, während eines Zeitraums auf Hoch einstellt, bis die Postkühlfluidtemperatur zuerst einen an der ersten Temperaturrückkopplungssteuereinheit eingegebenen Kühlanweisungswert erreicht, nachdem Bearbeitungsprozesstypen umgeschaltet sind, und die Steuerverstärkung auf Niedrig einstellt, nachdem die Postkühlfluidtemperatur zuerst den Kühlanweisungswert erreicht.
Drahterodier-Bearbeitungsvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die erste Speichereinheit darin den Aufschaltungsbetrag für jeden der Bearbeitungsprozesstypen speichert, und die Vorwärtsregelungseinheit den Aufschaltungsbetrag entsprechend jedem der Bearbeitungsprozesstypen zum ausgegebenen Anweisungswert addiert.
Drahterodier-Bearbeitungsvorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei die erste Speichereinheit darin den Versatzbetrag für jeden von Bearbeitungsprozesstypen speichert, und die erste Temperaturrückkopplungssteuereinheit einen Anweisungswert, der durch Addieren des Versatzbetrags entsprechend jedem der Bearbeitungsprozesstypen zur Maschinentemperatur erhalten ist, als den Kühlanweisungswert verwendet.
Drahterodier-Bearbeitungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 5 bis 9, wobei der Bearbeitungsprozesstyp ein Einrichtungsprozess, ein Grobbearbeitungsprozess oder ein Endbearbeitungsprozess ist.
Kühlsteuervorrichtung für eine Drahterodier-Bearbeitungsvorrichtung, wobei die Drahterodier-Bearbeitungsvorrichtung beinhaltet: einen Arbeitstank, der mit einem Bearbeitungsfluid gefüllt ist, und in dem eine Bearbeitung eines Werkstücks durchgeführt wird; eine Bearbeitungsfluid-Zufuhrvorrichtung, die das Bearbeitungsfluid dem Arbeitstank zuführt; eine Kühlvorrichtung, welche das Bearbeitungsfluid kühlt; einen Postkühltemperatursensor, der eine Temperatur des Bearbeitungsfluids unmittelbar nach Kühlen durch die Kühlvorrichtung als eine Postkühlfluidtemperatur misst; und einen In-Tank-Temperatursensor, der eine Temperatur des Bearbeitungsfluids im Arbeitstank als eine In-Tank-Fluidtemperatur misst, wobei die Kühlsteuervorrichtung eine Fluidtemperatur des Bearbeitungsfluids durch Steuern der Kühlvorrichtung steuert; und die Kühlsteuervorrichtung umfasst: eine erste Temperaturrückkopplungssteuereinheit, welche die Postkühlfluidtemperatur in einen Kühlanweisungswert rückkoppelt, der ein Anweisungswert zum Veranlassen der Kühlvorrichtung ist, das Bearbeitungsfluid auf eine vorgegebene Temperatur abzukühlen, und eine zweite Temperaturrückkopplungssteuereinheit, die außerhalb der ersten Temperaturrückkopplungssteuereinheit angeordnet ist und den Kühlanweisungswert durch Rückkoppeln der Intratank-Fluidtemperatur justiert, um die In-Tank-Fluidtemperatur zu veranlassen, einer Zieltemperatur zu folgen.