DE112014006404B4

DE112014006404B4 - Drahterodiervorrichtung und Bearbeitungsverfahren

Info

Publication number: DE112014006404B4
Application number: DE112014006404.1T
Authority: DE
Inventors: Yuhei Domori
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2014-03-24
Filing date: 2014-03-24
Publication date: 2019-10-17
Anticipated expiration: 2034-03-25
Also published as: JPWO2015145529A1; CN106163716A; JP5797347B1; US20170095869A1; WO2015145529A1; DE112014006404T5; CN106163716B; US9868170B2

Abstract

Drahterodiervorrichtung (100), die aufweist:eine Drahtelektrode (1), um zum Schneiden eines Produkts aus einem Werkstück zwischen der Drahtelektrode und dem Werkstück (4) eine elektrische Entladung zu erzeugen,einen oberen Werkzeugkopf (10), der ein Loch zum Führen der Drahtelektrode aufweist und die Drahtelektrode oberhalb des Werkstücks positioniert,einen unteren Werkzeugkopf (11), der ein Loch zum Führen der Drahtelektrode aufweist und die Drahtelektrode unterhalb des Werkstücks positioniert,ein Antriebssystem (6, 7, 8, 9), das das Werkstück und/oder den oberen Werkzeugkopf und/oder den unteren Werkzeugkopf verschiebt, undeine Steuervorrichtung (12), die eine Antriebsanweisung zum Betätigen des Antriebssystems auf Basis eines vorab in der Steuervorrichtung gespeicherten Bearbeitungsprogramms erzeugt, wobeidie Steuervorrichtung auf Basis des Bearbeitungsprogramms während einer Schrägenbearbeitung mit einem angewiesenen Neigungswinkel (θ) bestimmt, ob es sich bei einem Bearbeitungstypus um einen ersten Typus handelt, bei dem der untere Werkzeugkopf (11) an der Seite des Produkts und der obere Werkzeugkopf (10) an der Seite gegenüber dem Produkt angeordnet ist, oder um einen zweiten Typus handelt, bei dem der untere Werkzeugkopf (11) an der Seite gegenüber dem Produkt und der obere Werkzeugkopf (10) an der Seite des Produkts angeordnet ist, und die horizontale Positionierung des oberen Werkzeugkopfs und des unteren Werkzeugkopfs abhängig von dem bestimmten Bearbeitungstypus so korrigiert, dass der tatsächliche Neigungswinkel dem angewiesenen Neigungswinkel entspricht, wobei für jeden der beiden Werkzeugköpfe (10, 11) ein dem angewiesenen Neigungswinkel entsprechender, von dem jeweiligen Bearbeitungstypus abhängiger vertikaler Versetzungswert (L3, L4) bestimmt und aus diesem unter Verwendung des angewiesenen Neigungswinkels der Korrekturwert der horizontalen Positionierung des jeweiligen Werkzeugkopfs berechnet wird.

Description

Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Drahterodiervorrichtung und ein Bearbeitungsverfahren für die Drahterodiervorrichtung.
Hintergrund
Bei Drahterodiervorrichtungen können durch Neigen der Drahtelektrode Schrägen geschnitten werden. Bekannte herkömmliche Techniken ermöglichen eine dem Schrägenwinkel gemäße Korrektur des Schrägenwinkelbetrags (siehe beispielsweise Patentdokument 1 und Patentdokument 2). Bei einer anderen bekannten Technik werden aufgrund des Spiels der Drahtführung auftretende Fehler des Schrägenwinkels durch ein Korrigieren einer Verschiebungsvektoranweisung einer Bearbeitungsachse oder einer Schrägenachse auf Basis der Größe des Spiels der Drahtführung korrigiert (siehe zum Beispiel Patentdokument 3). In dem Patentdokument 4 wird eine Drahterodiervorrichtung offenbart, bei der der Krümmungsradius der Elektrodendrahtführungen so groß ausgeführt ist, dass eine Reduzierung oder Verhinderung einer plastischen Formänderung des Elektrodendrahts bewirkt wird.
Liste der Zitate
Patentliteratur

Patentdokument 1: offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. JP H04- 105 820 A
Patentdokument 2: offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. JP H11- 165 219 A
Patentdokument 3: offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. JP 2006 - 35 395 A
Patentdokument 4: offengelegte deutsche Patentanmeldung Nr. DE 196 17 894 A1

Kurzbeschreibung
Technische Problemstellung
Bei geneigter Drahtelektrode wird auf den oberen Werkzeugkopf und den unteren Werkzeugkopf eine Kraft zum Zurücksetzen der Drahtposition ausgeübt, deren Richtung entgegengesetzt zu der Richtung ist, in der die Elektrode geneigt ist. Diese Kraft wird als Rückstellkraft bezeichnet. Außerdem wird auf die Drahtelektrode aufgrund der elektrischen Entladung eine Kraft in Richtung weg von der Bearbeitungsoberfläche ausgeübt. Diese Kraft wird als Abstoßungskraft bezeichnet. Die Richtung der Rückstellkraft und die Richtung der Abstoßungskraft an dem oberen Werkzeugkopf und dem unteren Werkzeugkopf können während einer Schrägenbearbeitung abhängig davon gleich oder einander entgegengesetzt sein, ob es sich bei der Schrägenbearbeitungsform um eine Form handelt, die nach oben hin größer wird, oder um eine Form, die nach unten hin größer wird. Somit kann die Bearbeitungsgenauigkeit von der Form der Schrägenbearbeitung abhängen.
Die vorliegende Erfindung entstand in Anbetracht des oben Ausgeführten, wobei eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Angabe einer Drahterodiervorrichtung und einem Bearbeitungsverfahren besteht, mit denen eine hohe Bearbeitungsgenauigkeit bei vertretbarem Aufwand unabhängig davon erreicht wird, ob es sich bei der Schrägenbearbeitungsform um eine Form handelt, die nach oben hin größer wird, oder um eine Form, die nach unten hin größer wird.
Lösung der Problemstellung
Ein die oben angegebenen Problemstellungen und die Aufgabe lösender Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Drahterodiervorrichtung, die aufweist: eine Drahtelektrode, die zwischen der Drahtelektrode und einem Werkstück eine elektrische Entladung zur Bearbeitung des Werkstücks erzeugt, einen oberen Werkzeugkopf, der ein Loch zum Führen der Drahtelektrode aufweist und die Drahtelektrode oberhalb des Werkstücks positioniert, einen unteren Werkzeugkopf, der ein Loch zum Führen der Drahtelektrode aufweist und die Drahtelektrode unterhalb des Werkstücks positioniert, ein Antriebssystem, das das Werkstück und/oder den oberen Werkzeugkopf und/oder den unteren Werkzeugkopf verschiebt, und eine Steuervorrichtung, die eine Antriebsanweisung zum Betreiben des Antriebssystems auf Basis eines vorab in der Steuervorrichtung gespeicherten Bearbeitungsprogramms erzeugt. Auf Basis des Bearbeitungsprogramms bestimmt die Steuervorrichtung während einer Schrägenbearbeitung, ob es sich bei einem Bearbeitungstypus um einen Typus handelt, bei dem sich der obere Werkzeugkopf im Gegensatz zum unteren Werkzeugkopf an der Werkstückseite befindet, oder um einen Typus, bei dem sich der obere Werkzeugkopf im Gegensatz zum unteren Werkzeugkopf an der der Werkstückseite gegenüberliegenden Seite befindet, und korrigiert die Positionierung des oberen Werkzeugkopfs und des unteren Werkzeugkopfs relativ zueinander abhängig von dem bestimmten Bearbeitungstypus.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Bei einer Drahterodiervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Korrekturwert abhängig von der Positionierung von oberem und unterem Werkzeugkopf relativ zueinander selbst bei identischem Neigungswinkel einer Drahtelektrode geändert, wodurch eine hohe Bearbeitungsgenauigkeit unabhängig davon erzielt wird, ob es sich bei einer schräg bearbeiteten Form um eine Form handelt, die nach oben größer wird, oder um eine Form, die nach unten größer wird.
Figurenliste

1 zeigt eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer Drahterodiervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt eine graphische Darstellung zur Erläuterung einer beispielhaften Hardwarekonfiguration einer NC-Steuerungsvorrichtung.
3 zeigt eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung von auf eine Schrägenbearbeitung bezogenen Größen.
4 zeigt eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung von auf eine Schrägenbearbeitung bezogenen Größen.
5 zeigt eine graphische Darstellung zur Erläuterung einen ersten Typus.
6 zeigt eine graphische Darstellung zur Erläuterung eines zweiten Typus.
7 zeigt eine graphische Darstellung zur Erläuterung von funktionalen Einheiten einer NC-Steuerungsvorrichtung.
8 zeigt eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung eines in einer Versetzungswertspeichereinheit gespeicherten beispielhaften Zusammenhangs zwischen den Anweisungswinkeln sowie den Schrägenbearbeitungstypen und den vertikalen Versetzungswerten.
9 zeigt eine graphische Darstellung zur Erläuterung eines Verfahrens zur Typusbestimmung bei Erhalt einer ersten Schrägenbearbeitungsanweisung.
10 zeigt eine graphische Darstellung zur Erläuterung des Verfahrens zur Typusbestimmung bei Erhalt der ersten Schrägenbearbeitungsanweisung.
11 zeigt eine graphische Darstellung zur Erläuterung des Verfahrens zur Typusbestimmung bei Erhalt der ersten Schrägenbearbeitungsanweisung.
12 zeigt eine graphische Darstellung zur Erläuterung des Verfahrens zur Typusbestimmung bei Erhalt der ersten Schrägenbearbeitungsanweisung.
13 zeigt eine graphische Darstellung zur Erläuterung eines Verfahrens zur Typusbestimmung bei Erhalt einer zweiten Schrägenbearbeitungsanweisung.
14 zeigt eine graphische Darstellung zur Erläuterung des Verfahrens zur Typusbestimmung bei Erhalt der zweiten Schrägenbearbeitungsanweisung.
15 zeigt eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung einer ersten, einer Stempelbearbeitung zu unterziehenden Bearbeitungsform.
16 zeigt eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung der ersten, der Stempelbearbeitung zu unterziehenden Bearbeitungsform.
17 zeigt eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung der vertikalen Versetzungswerte während der Bearbeitung der ersten Bearbeitungsform.
18 zeigt eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung einer zweiten, der Stempelbearbeitung zu unterziehenden Bearbeitungsform.
19 zeigt eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung der zweiten, der Stempelbearbeitung zu unterziehenden Bearbeitungsform.
20 zeigt eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung der vertikalen Versetzungswerte während der Bearbeitung der zweiten Bearbeitungsform.

Beschreibung einer Ausführungsform
Im Folgenden werden eine Drahterodiervorrichtung und ein Bearbeitungsverfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren ausführlich beschrieben.
Ausführungsform
Die graphische Darstellung von 1 zeigt den Aufbau einer Drahterodiervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Eine Drahterodiervorrichtung 100 umfasst eine Drahtelektrode 1, ein mit der Drahtelektrode 1 verbundenes Stromzufuhrkontaktpaar 2, eine Bearbeitungsstromversorgung 3 und einen Tisch 5 mit einem darauf montierten Werkstück 4. Die Drahterodiervorrichtung 100 weist ferner eine X-Achsenantriebsvorrichtung 6, die eine Verschiebung entlang einer X-Achse ermöglicht, eine Y-Achsenantriebsvorrichtung 7, die eine Verschiebung entlang einer Y-Achse ermöglicht, eine U-Achsenantriebsvorrichtung 8, die eine Verschiebung entlang einer U-Achse ermöglicht, eine V-Achsenantriebsvorrichtung 9, die eine Verschiebung entlang einer V-Achse ermöglicht, und einen oberen Werkzeugkopf 10 und einen unteren Werkzeugkopf 11 auf, die bei einem Neigen der Drahtelektrode als obere und untere Stützpunkte für die Drahtelektrode 1 dienen. Die Drahterodiervorrichtung 100 weist ferner eine NC-Steuerungsvorrichtung 12, die die Bearbeitungsstromversorgung 3, die X-Achsenantriebsvorrichtung 6, die Y-Achsenantriebsvorrichtung 7, die U-Achsenantriebsvorrichtung 8 und die V-Achsenantriebsvorrichtung 9 antreibt, auf. Die Drahterodiervorrichtung 100 weist auch eine Drahtspule 13 für die Zufuhr der Drahtelektrode 1, eine Zufuhrrolle 14, an der die Laufrichtung der Drahtelektrode 1 geändert und die Drahtelektrode 1 geführt wird, eine untere Rolle 15, an der die Laufrichtung der Drahtelektrode 1 geändert wird, und eine Einzugsrolle 16 auf, die die Drahtelektrode 1 nach dem Umlenken an der unteren Rolle 15 einzieht.
Bei einer Drahterodiervorrichtung 100 mit einem wie oben beschriebenen Aufbau wird die Richtung der von der Drahtspule 13 zugeführten Drahtelektrode 1 an der Zufuhrrolle 14 geändert. Anschließend wird die Drahtelektrode 1 durch ein Loch an dem oberen Werkzeugkopf 10 und ein Loch an dem unteren Werkzeugkopf 11 geführt. Während eines Durchlaufs durch den oberen Werkzeugkopf 10 und den unteren Werkzeugkopf 11 wird das Werkstück 4 über die Drahtelektrode 1 elektroerodiert. Der ein Loch zum Führen der Drahtelektrode 1 aufweisende obere Werkzeugkopf 10 positioniert die Drahtelektrode oberhalb des Werkstücks 4. Der ein Loch zum Führen der Drahtelektrode 1 aufweisende untere Werkzeugkopf 11 positioniert die Drahtelektrode unterhalb des Werkstücks 4. Nach dem Durchlaufen des unteren Werkzeugkopfs 11 wird die Richtung der Drahtelektrode 1 an der unteren Rolle 15 geändert, wobei die Drahtelektrode 1 mittels der Einzugsrolle 16 in einen (nicht gezeigten) Sammelbehälter überführt wird. Die Bearbeitungsstromversorgung 3 legt an jeden der Stromzufuhrkontakte 2 und den Tisch 5 eine Spannung an. Das Werkstück 4 wird von der Drahterodiervorrichtung 100 durch Erzeugen einer elektrischen Entladung zwischen dem auf dem Tisch 5 montierten Werkstück 4 und der mit den Stromzufuhrkontakten 2 verbundenen Drahtelektrode 1 bearbeitet.
Die X-Achsenantriebsvorrichtung 6, die Y-Achsenantriebsvorrichtung 7, die U-Achsenantriebsvorrichtung 8 und die V-Achsenantriebsvorrichtung 9 bilden ein Antriebssystem, das das Werkstück 4 und/oder den oberen Werkzeugkopf 10 und/oder den unteren Werkzeugkopf 11 verschiebt. Die X-Achsenantriebsvorrichtung 6 und die Y-Achsenantriebsvorrichtung 7 verschieben hierbei zum Beispiel den Tisch 5. Wenn die X-Achsenantriebsvorrichtung 6 und die Y-Achsenantriebsvorrichtung 7 betätigt werden werden, verschieben sich daher die Positionen des oberen Werkzeugkopfs 10 und des unteren Werkzeugkopfs 11 in der XY-Ebene relativ zum Werkstück 4. Die U-Achsenantriebsvorrichtung 8 und die V-Achsenantriebsvorrichtung 9 verschieben den oberen Werkzeugkopf 10. Dadurch kann der obere Werkzeugkopf 10 relativ zum unteren Werkzeugkopf 11 verschoben werden. Durch Steuern der X-Achsenantriebsvorrichtung 6, der Y-Achsenantriebsvorrichtung 7, der U-Achsenantriebsvorrichtung 8 und der V-Achsenantriebsvorrichtung 9 kann mit der NC-Steuerungsvorrichtung 12 eine Schrägenbearbeitung vorgenommen werden, bei der das Werkstück 4 mit geneigter Drahtelektrode 1 bearbeitet wird. Unter Neigen der Drahtelektrode 1 ist ein Schrägstellen der Drahtelektrode 1 in eine Laufrichtung zu verstehen, die sich von einer zur XY-Ebene senkrechten Richtung unterscheidet. Die zur XY-Ebene senkrechte Richtung wird nachfolgend kurz als vertikale Richtung bezeichnet. Jede Richtung entlang der XY-Ebene wird kurz als horizontale Richtung bezeichnet.
Es wird darauf hingewiesen, dass die U-Achsenantriebsvorrichtung 8 und die V-Achsenantriebsvorrichtung 9 zum Verschieben der Position des unteren Werkzeugkopfs 11 anstatt der des oberen Werkzeugkopfs 10 ausgebildet sein können.
2 zeigt eine graphische Darstellung zur Erläuterung einer beispielhaften Hardwarekonfiguration einer NC-Steuerungsvorrichtung 12. Die veranschaulichte NC-Steuerungsvorrichtung 12 weist eine arithmetisch-logische Einheit 101, einen Hauptspeicher 102, einen Hilfsspeicher 103, eine E/A-Schnittstelle 104 und einen Bus 105 auf. Die arithmetisch-logische Einheit 101, der Hauptspeicher 102, der Hilfsspeicher 103, und die E/A-Schnittstelle 104 sind untereinander über den Bus 105 verbunden.
Die arithmetisch-logische Einheit 101 ist zum Beispiel eine CPU (Zentraleinheit). Bei dem Hauptspeicher 102 handelt es sich um einen Speicher, der einen schnelleren Zugriff ermöglicht als der Hilfsspeicher 103. Der Hauptspeicher 102 wird zum Beispiel von einem RAM (Direktzugriffsspeicher) gebildet. Bei dem Hilfsspeicher 103 handelt es sich um einen Speicher, der als Speicherbereich für verschiedene Datenarten und für verschiedene Arten von Daten genutzt wird. Der Hilfsspeicher 103 wird zum Beispiel von einem ROM (Festwertspeicher), einem Flash-Speicher, einer optischen Disk, einer magnetischen Disk, einer Wechselspeichervorrichtung oder einer Kombination dieser gebildet. Bei der E/A-Schnittstelle 104 handelt es sich um eine Schnittstelle, die eine Verbindung mit der Bearbeitungsstromversorgung 3, der X-Achsenantriebsvorrichtung 6, der Y-Achsenantriebsvorrichtung 7, der U-Achsenantriebsvorrichtung 8 und der V-Achsenantriebsvorrichtung 9 ermöglicht.
Der Hilfsspeicher 103 weist ein darin vorab gespeichertes numerisches Steuerprogramm 106 sowie Bearbeitungsprogramm 107 auf. Das bedeutet, dass der Hilfsspeicher 103 als Aufzeichnungsmedium fungiert, in dem das numerische Steuerprogramm 106 abgelegt ist. Bei dem Bearbeitungsprogramm 107 handelt es sich um ein Programm, das eine Prozedur zum Bearbeiten des Werkstücks 4 wiedergibt. Bei dem numerischen Steuerprogramm 106 handelt es sich um ein Firmware-Programm, das eine Ausführungsumgebung für das Bearbeitungsprogramm 107 schafft. Die arithmetisch-logische Einheit 101 lädt das numerische Steuerungsprogramm 106 aus dem Hilfsspeicher 103 in den Hauptspeicher 102. Durch Ausführen des in den Hauptspeicher 102 geladenen numerischen Steuerprogramms 106 nimmt die arithmetisch-logische Einheit 101 die Funktion einer nachstehend zu beschreibenden Multifunktionseinheit an.
Nachstehend werden diverse, die Schrägenbearbeitung betreffende Größen erläutert. Die graphischen Darstellungen der 3 und 4 veranschaulichen auf eine Schrägenbearbeitung bezogene Größen. 4 zeigt eine Detailansicht des in 3 gezeigten unteren Werkzeugkopfs 11 und dessen Umgebung.
Der obere Werkzeugkopf 10 ist wie dargestellt in einer oberen Düse 10-0 aufgenommen. Der untere Werkzeugkopf 11 ist in einer unteren Düse 11-0 aufgenommen.
Bei einem Stützpunkt P1 handelt es sich um einen Punkt, der sich in der XY-Ebene an einer Stelle befindet, die mit der Position des Lochzentrums des oberen Werkzeugkopfs 10 übereinstimmt und der sich in vertikaler Richtung an einer Stelle befindet, die mit einem Konstruktionsstützpunkt des oberen Werkzeugkopfs 10 übereinstimmt. In diesem Beispiel weist der obere Werkzeugkopfschnitt 10 die Form zweier horizontal angeordneter Kreise auf (Schnitt 10-1 und Schnitt 10-2 in 3), wobei die Position des Stützpunkts P1 bezüglich der vertikalen Richtung mit der Position des Zentrums des Schnitts 10-1 und der Position des Zentrums des Schnitts 10-2 übereinstimmt. Hierbei wird angenommen, dass der obere Werkzeugkopf 10 und der untere Werkzeugkopf 11 ringförmig gestaltet sind.
Bei einem Stützpunkt P2 handelt es sich um einen Punkt, der sich in der XY-Ebene an einer Stelle befindet, die mit der Position des Lochzentrums des unteren Werkzeugkopfs 11 übereinstimmt und der sich bezüglich der vertikalen Richtung an einer Stelle befindet, die mit einem Konstruktionsstützpunkt des unteren Werkzeugkopfs 11 übereinstimmt. In diesem Beispiel weist der untere Werkzeugkopfschnitt 11 die Form zweier horizontal angeordneter Kreise auf (Schnitt 11-1 und Schnitt 11-2 in den 3 und 4), wobei die Position des Stützpunkts P2 bezüglich der vertikalen Richtung mit der Position des Zentrums des Schnitts 11-1 und der Position des Zentrums des Schnitts 11-2 übereinstimmt.
Eine den Stützpunkt P1 und den Stützpunkt P2 verbindende gerade Linie weist einen Neigungswinkel θ1 gegenüber der vertikalen Richtung auf. Ein Neigungswinkel gegenüber der vertikalen Richtung wird nachfolgend als Neigungswinkel bezeichnet.
Bei geneigter Drahtelektrode 1 bewegen sich die tatsächlichen Stützpunkte der Drahtelektrode 1 an den Werkzeugköpfen 10 und 11 in vertikaler Richtung weg von dem Stützpunkt P1 bzw. dem Stützpunkt P2. Außerdem ist der Durchmesser der Drahtelektrode 1 kleiner als die Innendurchmesser des oberen Werkzeugkopfs 10 und des unteren Werkzeugkopfs 11, wodurch die Positionen des Drahts an den Werkzeugköpfen 10 und 11 in horizontaler Richtung wandern können. Daher können sich die tatsächlichen Stützpunkte der Drahtelektrode 1 an den Werkzeugköpfen 10 und 11 auch in horizontaler Richtung verschieben. Nachfolgend wird die Bewegung der Drahtposition in horizontaler Richtung beschrieben.
Mit Hilfe der um den Winkel θ1 geneigten, den Stützpunkt P1 und den Stützpunkt P2 verbindenden, geraden Linie werden auf Basis des tatsächlichen Winkels der Drahtelektrode 1 imaginäre Stützpunkte P3 und P4 definiert. In den 3 und 4 wird die gerade Linie 400 von einer entlang des geneigten Teils der Drahtelektrode 1 verlaufenden geraden Linie gebildet, wobei es sich bei dem Stützpunkt P3 um einen Schnittpunkt einer durch die Position des Lochzentrums des oberen Werkzeugkopfs 10 in vertikaler Richtung verlaufenden geraden Linie mit der geraden Linie 400 handelt. Bei dem Stützpunkt P4 handelt es sich um einen Schnittpunkt einer durch die Position des Lochzentrums des unteren Werkzeugkopfs 11 in vertikaler Richtung verlaufenden geraden Linie mit der geraden Linie 400. Die gerade Linie 500 wird von einer geraden Linie gebildet, die den Stützpunkt P1 und den Stützpunkt P2 miteinander verbindet.
L1 bezeichnet den vertikalen Abstand der Kante der oberen Düse 10-0 vom Stützpunkt P1. L2 bezeichnet den vertikalen Abstand der oberen Oberfläche des Tisches 5 vom Stützpunkt P2. L3 bezeichnet den vertikalen Abstand des Stützpunktes P3 vom Stützpunkt P1. L4 bezeichnet den vertikalen Abstand des Stützpunktes P4 vom Stützpunkt P2. L5 bezeichnet den vertikalen Abstand der oberen Oberfläche des Tisches 5 von der Kante der oberen Düse 10-0. L6 bezeichnet die Summe der Strecken L1, L2 und L5.
Die Vorzeichen von L3 und L4 werden wie unten angegeben definiert. Wenn die Beziehung „Höhe des Stützpunktes P3 > Höhe des Stützpunktes P1“ erfüllt ist, dann ist das Vorzeichen von L3 positiv. Wenn die Beziehung „Höhe des Stützpunktes P2 > Höhe des Stützpunktes P4“ erfüllt ist, dann ist das Vorzeichen von L4 positiv. Höhe bezieht sich auf einen Wert, der die vertikale Position angibt, wobei eine höhere Position in der Zeichenebene von 3 einen größeren Wert aufweist. In dem Beispiel von 3 weisen sowohl L3 als auch L4 negative Werte auf.
Ein Benutzer kann den Winkel θ1 zur Vornahme einer Schrägenbearbeitung entweder indirekt festlegen, indem er die Positionen der Werkzeugköpfe 10 und 11 aus dem Bearbeitungsprogramm 107 festlegt, er kann den Winkel θ1 aber auch direkt festlegen. Wenn die Verschiebung von U-Achse und V-Achse mit Werten erfolgt, die auf Basis von L6 dem Winkel θ1 entsprechen, dann stimmt der Winkel 02, bei dem es sich um den tatsächlichen Neigungswinkel der Drahtelektrode 1 handelt, nicht mit dem Winkel θ1 überein. Wenn zum Beispiel die Beziehung „L1 + L2 > L1 + L2 + L3 + L4“ erfüllt ist, dann ist der Winkel θ2 größer als der Winkel θ1. Wenn zum Beispiel die Beziehung „L1 + L2 < L1 + L2 + L3 + L4“ erfüllt ist, dann ist der Winkel θ2 kleiner als der Winkel θ1. Daher speichert die NC-Steuerungsvorrichtung 12 den Abstand L3 und den Abstand L4 vorab in Beziehung zum Winkel θ1 als Versetzungswerte in vertikaler Richtung. Anschließend berechnet die NC-Steuerungsvorrichtung 12 auf Basis des vertikalen Versetzungswerts L3 und des vertikal Versetzungswerts L4 einen Korrekturwert X1 und einen Korrekturwert X2, bei denen es sich um die Abweichungen in horizontaler Richtung handelt, um die zwischen dem Stützpunkt P3 und dem Stützpunkt P4 verlaufende gerade Linie 400 auf die zwischen dem Stützpunkt P1 und dem Stützpunkt P2 verlaufende gerade Linie 500 zu korrigieren. Die NC-Steuerungsvorrichtung 12 kann die Steuerung mithilfe einer Korrektur der Abstände zwischen den Werkzeugköpfen 10 und 11 in horizontaler Richtung um die Korrekturwerte X1 und X2 so durchführen, dass der tatsächliche Schrägenwinkel mit dem Winkel θ1 übereinstimmt.
L8 bezeichnet den horizontalen Abstand zwischen den Werkzeugköpfen 10 und 11 vor einer Korrektur mit den Korrekturwerten X1 und X2. Der horizontale Abstand zwischen den Werkzeugköpfen 10 und 11 vor einer Korrektur mithilfe der Korrekturwerte X1 und X2 wird nachfolgend als horizontaler Präkorrekturabstand bezeichnet. L7 bezeichnet den horizontalen Abstand zwischen den Werkzeugköpfen 10 und 11 nach einer Korrektur mithilfe der Korrekturwerte X1 und X2. Der horizontale Abstand zwischen den Werkzeugköpfen 10 und 11 nach einer Korrektur mithilfe der Korrekturwerte X1 und X2 wird als nachfolgend als Postkorrekturabstand bezeichnet.
Im Folgenden wird die Verschiebung der Drahtposition in horizontaler Richtung beschrieben.
Bei der vorliegenden Ausführungsform werden zwei Schrägenbearbeitungstypen unterschieden. Die graphische Darstellung von 5 dient zur Erläuterung einer ersten der zwei Schrägenbearbeitungstypen. Die graphische Darstellung von 6 dient zur Erläuterung einer zweiten der zwei Schrägenbearbeitungstypen. Die 5 und 6 veranschaulichen Beispiele einer Stempelbearbeitung. Mit Stempelbearbeitung wird eine Bearbeitung bezeichnet, bei der der ausgeschnittene Teil (nachfolgend als Kern bezeichnet) das Produkt (das Werkstück) darstellt. Die Stempelbearbeitung steht im Gegensatz zur Matrizenbearbeitung. Mit Matrizenbearbeitung wird eine Bearbeitung bezeichnet, bei der Teil, der nach dem Ausschneiden eines Kerns verbleibt, das Produkt darstellt.
Auf die Drahtelektrode 1 wird aufgrund der elektrischen Entladung eine Abstoßungskraft in Richtung weg von der Bearbeitungsoberfläche ausgeübt. Als Bearbeitungsoberfläche wird eine Bearbeitungsoberfläche eines Produkts bezeichnet. Auf die Drahtelektrode 1 wird zudem eine Rückstellkraft in einer die Neigung der Drahtelektrode 1 zurückstellenden Richtung ausgeübt. Wie aus 5 ersichtlich ist, sind, wenn im Falle der Stempelbearbeitung eine Form nach oben hin größer wird, am unteren Werkzeugkopf 11 sowohl die Rückstellkraft als auch die Abstoßungskraft von der Bearbeitungsoberfläche des Werkstücks 4 weg gerichtet. Daher befindet sich die Drahtposition an dem unteren Werkzeugkopf 11 an einer Stelle im Loch des unteren Werkzeugkopfs 11, die von dem Werkstück am weitesten entfernt ist. Am oberen Werkzeugkopf 10 ist die Rückstellkraft in Richtung hin zur Bearbeitungsoberfläche des Werkstücks 4 gerichtet, während die Abstoßungskraft in Richtung weg von der Bearbeitungsoberfläche des Werkstücks 4 gerichtet ist. Daher wandert, wenn die Abstoßungskraft größer als die Rückstellkraft ist, die Drahtposition in dem oberen Werkzeugkopf 10 zu einer Stelle, die von dem Werkstück 4 am weitesten entfernt ist. Ein wie oben erläutertes Modell, bei dem die Rückstellkraft und die Abstoßungskraft am unteren Werkzeugkopf 11 in die gleiche Richtung weisen und die Rückstellkraft und die Abstoßungskraft am oberen Werkzeugkopf 10 einander entgegengesetzt sind, wird als erster Typus bezeichnet. Eine Matrizenbearbeitung mit einer nach unten größer werdenden Form fällt ebenfalls unter den ersten Typus. Das bedeutet, dass im Vergleich zum unteren Werkzeugkopf 11 der obere Werkzeugkopf 10 beim ersten Typus an der Seite gegenüber dem Produkt angeordnet ist.
Wie aus 6 ersichtlich ist, sind bei einer Stempelbearbeitung, wenn die Form nach unten zu größer wird, sowohl die Rückstellkraft als auch die Abstoßungskraft am oberen Werkzeugkopf 10 von der Bearbeitungsoberfläche des Werkstücks 4 weg gerichtet. Daher befindet sich die Drahtposition an dem oberen Werkzeugkopf 10 an einer Stelle im Loch des oberen Werkzeugkopfs 10, die von dem Werkstück am weitesten entfernt ist. Am unteren Werkzeugkopf 11 ist die Rückstellkraft in Richtung hin zur Bearbeitungsoberfläche des Werkstücks 4 gerichtet, während die Abstoßungskraft in Richtung weg von der Bearbeitungsoberfläche des Werkstücks 4 gerichtet ist. Daher wandert, wenn die Abstoßungskraft größer als die Rückstellkraft ist, die Drahtposition in dem unteren Werkzeugkopf 11 zu einer Stelle, die von dem Werkstück 4 am weitesten entfernt ist. Ein wie oben erläutertes Modell, bei dem die Rückstellkraft und die Abstoßungskraft am oberen Werkzeugkopf 10 in die gleiche Richtung weisen und die Rückstellkraft und die Abstoßungskraft am unteren Werkzeugkopf 11 einander entgegengesetzt sind, wird als zweiter Typus bezeichnet. Eine Matrizenbearbeitung mit einer nach oben größer werdenden Form fällt ebenfalls unter den zweiten Typus. Das bedeutet, dass im Vergleich zum unteren Werkzeugkopf 11 der obere Werkzeugkopf 10 beim zweiten Typus an der Seite des Produkts angeordnet ist.
Beim ersten Typus kann die Drahtposition im oberen Werkzeugkopf 10 wandern, beim zweiten Typus kann die Drahtposition im unteren Werkzeugkopf 11 wandern. Abhängig davon, ob es sich bei dem Schrägenbearbeitungstypus um den ersten oder den zweiten Typus handelt, können der Abstand L3 und der Abstand L4 daher auch bei identischer Schrägenwinkelanweisung θ1 unterschiedlich sein. Daher speichert die NC-Steuerungsvorrichtung 12 bei der vorliegenden Ausführungsform die vertikalen Versetzungswerte für jeden der beiden Typen.
Die graphische Darstellung von 7 dient der Erläuterung der funktionalen Einheiten der NC-Steuerungsvorrichtung 12. Die dargestellte NC-Steuerungsvorrichtung 12 weist eine Programmeingabeeinheit 121, eine Typusbestimmungseinheit 122, eine Versetzungswertspeichereinheit 123, eine Versetzungswertberechnungseinheit 124, eine Korrekturwertberechnungseinheit 125 und eine Korrektureinheit 126 auf. Die Programmeingabeeinheit 121, die Typusbestimmungseinheit 122, die Versetzungswertberechnungseinheit 124, die Korrekturwertberechnungseinheit 125 und die Korrektureinheit 126 sind funktionelle Einheiten, die mittels der arithmetisch-logischen Einheit 101 auf Basis des numerischen Steuerprogramms 106 implementiert werden. Die Versetzungswertspeichereinheit 123 befindet sich in dem Hauptspeicher 102 oder dem Hilfsspeicher 103.
Die Programmeingabeeinheit 121 liest das Bearbeitungsprogramm 107 ein.
Die Drahtelektrode 1 wird entlang eines Weges geführt, der erhalten wird, indem er von der Form eines Produktes um einen dem Durchmesser der Drahtelektrode 1 entsprechenden Wert weg versetzt wird. Das Bearbeitungsprogramm 107 umfasst eine Richtungsanweisung, die die Richtung festlegt, in der der Versatz unter Beachtung der Vorschubrichtung der Drahtelektrode 1 nach rechts bzw. links vorzunehmen ist.
Das Bearbeitungsprogramm 107 kann eine Anweisung für die Schrägenbearbeitung mithilfe eines Verfahren bereitstellen, bei dem der Winkel θ1 direkt festgelegt wird, oder mithilfe eines Verfahrens, bei dem der Winkel θ1 indirekt über eine Angabe der Positionen der Werkzeugköpfe 10 und 11 festgelegt wird. Eine Anweisung, die den Winkel θ1 direkt festlegt, wird als erste Schrägenbearbeitungsanweisung bezeichnet. Eine Anweisung, die den Winkel θ1 indirekt durch Festlegen der Positionen der Werkzeugköpfe 10 und 11 festlegt, wird als zweite Schrägenbearbeitungsanweisung bezeichnet. Die zweite Schrägenbearbeitungsanweisung umfasst eine UV-Achsenanweisung, die für ein Positionieren an der U-Achse und der V-Achse sorgt, und eine XY-Achsenanweisung, die für ein Positionieren an der X-Achse und der Y-Achse sorgt.
Die Programmeingabeeinheit 121 überträgt das eingelesene Bearbeitungsprogramm 107 an die Typusbestimmungseinheit 122, die Versetzungswertberechnungseinheit 124 und die Korrektureinheit 126.
In der Versetzungswertspeichereinheit 123 sind die vertikalen Versetzungswerte L3 und L4 für jeden Anweisungswinkel und jeden Schrägenbearbeitungstypus abgelegt. In der Versetzungswertspeichereinheit 123 können beliebig konfigurierte Daten abgelegt werden. Beispielsweise können die vertikalen Versetzungswerte L3 und L4 in der Versetzungswertspeichereinheit 123 in Form einer Tabelle mit den Anweisungswinkeln und Schrägenbearbeitungstypen als Indizes abgelegt werden. Die graphische Darstellung der 8 veranschaulicht einen in der Versetzungswertspeichereinheit 123 gespeicherten beispielhaften Zusammenhang zwischen den Anweisungswinkeln sowie den Schrägenbearbeitungstypen und den vertikalen Versetzungswerten L3 und L4. Bei diesem Beispiel werden die vertikalen Versetzungswerte L3 und L4 für jeden Schrägenbearbeitungstypus gespeichert. Die vertikalen Versetzungswerte L3 und L4 sind in 8 als durchgezogene Linien dargestellt, obwohl die vertikalen Versetzungswerte L3 und L4 in Wirklichkeit als diskrete Daten gespeichert sind, die die jeweiligen vertikalen Versetzungswerte L3 und L4 für Anweisungswinkel in vorgegebenen inkrementellen Abständen angeben. Die für L3 beim ersten Typus dargestellten Punkte zeigen solche diskreten Daten.
Die in der Versetzungswertspeichereinheit 123 abzulegenden diskreten Daten können durch Messen der Positionen der Stützpunkte P1 und P2, der Drahtposition und des Winkels 02, beispielsweise für den ersten Typus und den zweiten Typus, erhalten werden, wobei der Anweisungswinkel in inkrementellen Intervallen verändert wird. Alternativ können die Daten aus dem Schrägenwinkel des Werkstücks 4 erhalten werden, das mit einem in inkrementellen Intervallen variierten Anweisungswinkel sowohl dem ersten Typus als auch dem zweiten Typus entsprechend bearbeitet wurde.
Die Typusbestimmungseinheit 122 bestimmt auf Basis des von der Programmeingabeeinheit 121 erhaltenen Bearbeitungsprogramms 107, ob der Typus der Schrägenbearbeitung dem ersten Typus oder dem zweiten Typus entspricht. Die Bestimmungsabwicklung an der Typusbestimmungseinheit 122 wird als Typusbestimmung bezeichnet.
Die Typusbestimmung durch die Typusbestimmungseinheit 122 erfolgt auf Basis der Korrespondenz zwischen der von der Richtungsanweisung angegebenen Richtung und den Positionen des oberen Werkzeugkopfs 10 und des unteren Werkzeugkopfs 11. Die Richtung, in der die Drahtelektrode 1 bewegt wird, entspricht der Richtung in der sich die Bearbeitungsposition relativ zum Werkstück 4 bewegt.
Die 9 bis 12 zeigen graphische Darstellungen zur Erläuterung eines Verfahrens zur Typusbestimmung, wenn eine erste Schrägenbearbeitungsanweisung erhalten wird. Bei den 9 bis 12 wird angenommen, dass die Drahtelektrode 1 sich auf einer Linie bewegt, die in Bezug auf die Zeichenebene von der Vorderseite der Zeichenebene senkrecht zur Rückseite der Zeichenebene verläuft. Das Vorzeichen des Anweisungswinkels wird hierbei wie nachstehend definiert. Wenn sich bei Betrachtung in Richtung der Bewegung der Drahtelektrode 1 der obere Werkzeugkopf 10 rechts vom unteren Werkzeugkopf 11 befindet, dann ist das Vorzeichen des Anweisungswinkels positiv. Wenn sich bei Betrachtung in Richtung der Bewegung der Drahtelektrode 1 der obere Werkzeugkopf 10 links vom unteren Werkzeugkopf 11 befindet, dann ist das Vorzeichen des Anweisungswinkels negativ. Die 9 und 11 veranschaulichen daher Fälle mit positiven Vorzeichen der Anweisungswinkel, während die 10 und 12 Fälle mit negativen Vorzeichen der Anweisungswinkel veranschaulichen.
Wie in 9 dargestellt ist, wird, wenn der Anweisungswinkel positiv und die Drahtelektrode 1 nach links versetzt ist, der Typus der Schrägenbearbeitung als vom zweiten Typus bestimmt. Wie in 10 dargestellt ist, wird, wenn Anweisungswinkel negativ und die Drahtelektrode 1 nach links versetzt ist, der Typus der Schrägenbearbeitung als vom ersten Typus bestimmt. Wie in 11 dargestellt ist, wird, wenn Anweisungswinkel positiv und die Drahtelektrode 1 nach rechts versetzt ist, der Typus der Schrägenbearbeitung als vom ersten Typus bestimmt. Wie in 12 dargestellt ist, wird, wenn der Anweisungswinkel negativ und die Drahtelektrode 1 nach rechts versetzt ist, der Typus der Schrägenbearbeitung als vom zweiten Typus bestimmt.
Die 13 und 14 zeigen graphische Darstellungen zur Erläuterung eines Verfahrens zur Typusbestimmung, wenn eine zweite Schrägenbearbeitungsanweisung erhalten wird. Bei Erhalt der zweiten Schrägenbearbeitungsanweisung berechnet die Typusbestimmungseinheit 122 eine Positionierungsrelation eines durch eine UV-Achsenanweisung angegebenen Programmpfades entlang der UV-Achsen und eines durch eine XY-Achsenanweisung angegebenen Programmpfades entlang der XY-Achsen. Ein Programmpfad auf den UV-Achsen bezeichnet einen Pfad für den oberen Werkzeugkopf 10 und ein Programmpfad auf den XY-Achsen bezeichnet einen Pfad für den unteren Werkzeugkopf 11.
13 veranschaulicht den Fall, bei dem die zweite Schrägenbearbeitungsanweisung eine XY-Achsenanweisung, die eine Bewegung entlang der XY-Achsen von einem Punkt A1 (X1, Y1) zu einem Punkt A2 (X2, Y2) ermöglicht, und eine UV-Achsenanweisung umfasst, die eine Bewegung entlang der UV-Achsen von einem Punkt B1 (U1, V1) zu einem Punkt B2 (U2, V2) ermöglicht. Die Typusbestimmungseinheit 122 legt das XY-Koordinatensystem und das UV-Koordinatensystem so übereinander, dass die X-Achse mit der U-Achse und die Y-Achse mit der V-Achse zusammenfallen. Anschließend bestimmt die Typusbestimmungseinheit 122 die Positionierungsrelation zwischen einem aus der XY-Achsenanweisung resultierenden Vektor VA1 und einem aus der UV-Achsenanweisung resultierenden Vektor VB1. Konkret unterteilt die Typusbestimmungseinheit 122 einen zweidimensionalen Koordinatenraum, der durch das Übereinanderlegen des XY-Koordinatensystems und des UV-Koordinatensystems geschaffen wird, mit einer geraden Linie, die durch Verlängern des Vektors VA1 erhalten wird, in einen ersten Bereich 200, bei dem es sich um einen in Bezug auf die Richtung des Vektors VA1 rechtseitigen Bereich, und in einen zweiten Bereich 300, bei dem es sich um einen in Bezug auf die Richtung des Vektors VA1 linksseitigen Bereich handelt. Wenn sich der Vektor VB1 im ersten Bereich 200 befindet, nimmt die Typusbestimmungseinheit 122 eine dem Fall mit positiven Anweisungswinkel ähnliche Typusbestimmung vor. Wenn sich der Vektor VB1 im zweiten Bereich 300 befindet, nimmt die Typusbestimmungseinheit 122 eine dem Fall mit negativem Anweisungswinkel ähnliche Typusbestimmung vor. Handelt es sich bei der XY-Achsenanweisung um einen entlang einer gekrümmten Linie verlaufenden Pfad, so wird diese zum Erhalt des Vektors VA1 durch eine gerade Linie angenähert. Handelt es sich bei der UV-Achsenanweisung um einen entlang einer gekrümmten Linie verlaufenden Pfad, so wird diese in ähnlicher Weise behandelt.
14 veranschaulicht einen Fall, bei dem die zweite Schrägenbearbeitungsanweisung eine XY-Achsenanweisung, die eine Bewegung entlang der XY-Achsen von einem Punkt A3 (X3, Y3) zu einem Punkt A4 (X4, Y4) ermöglicht, und eine UV-Achsenanweisung umfasst, die eine Bewegung entlang der UV-Achsen von einem Punkt B3 (U3, V3) über einen Punkt B4 (U4, V4) und einen Punkt B5 (U5, V5), in der dargelegten Reihenfolge zu einem Punkt B6 (U6, V6) ermöglicht. Die Typusbestimmungseinheit 122 bestimmt die die Positionierungsrelation zwischen dem aus der XY-Achsenanweisung resultierenden Vektor VA2 und den aus der UV-Achsenanweisung resultierenden Vektoren VB2, VB3 und VB4. In dem Beispiel von 14 befindet sich der Vektor VB3 an der Grenzlinie zwischen dem ersten Bereich 200 und dem zweiten Bereich 300, wobei sich die Vektoren VB2 und VB4 beide im ersten Bereich 200 befinden. In einem wie oben dargelegten Fall behandelt die Typusbestimmungseinheit 122, wenn sich ein aus einer UV-Achsenanweisung resultierender Programpfad vorübergehend an der Grenzlinie zwischen dem ersten Bereich 200 und dem zweiten Bereich 300 befindet, alle aus der U-Achsenanweisung resultierenden Vektoren als sich in dem Bereich befindend, wenn sich der aus der UV-Achenanweisung resultierende Startpunkt und Endpunkt in demselben Bereich befinden. Wenn sich bei den aus einer UV-Achsenanweisung resultierenden Vektoren, die den ersten Vektor und den letzten Vektor umfassen, der letzte Vektor in einem anderen Bereich befindet als der erste Vektor, dann erfolgt die Bestimmung durch die Typusbestimmungseinheit 122 auf Basis des Bereichs, in dem sich der letzte Vektor befindet. Wenn sich zum Beispiel der Punkt B6 (U6, V6), der den Endpunkt des Vektors VB4 darstellt, im zweiten Bereich 300 befindet, dann nimmt die Typusbestimmungseinheit 122 eine ähnliche Typusbestimmung vor wie in dem Fall mit negativem Anweisungswinkel. Es wird darauf hingewiesen, dass die Bestimmung durch die Typusbestimmungseinheit 122 ohne auf dem Bereich zu basieren, in dem sich der letzte Vektor befindet, erfolgen kann. Beispielsweise kann die Bestimmung durch die Typusbestimmungseinheit 122 auf Basis des Bereichs erfolgen, in dem sich der erste Vektor befindet. Alternativ kann die Typusbestimmungseinheit 122 die Bestimmung auf Basis des Startpunkts oder des Endpunkts vornehmen.
Wie oben dargelegt erfolgt die Typusbestimmung durch die Typusbestimmungseinheit 122 auf Basis der von der Richtungsanweisung angegebenen Richtung und der relativen Positionierung des oberen Werkzeugkopfs 10 und des unteren Werkzeugkopfs 11 zueinander. Die Typusbestimmungseinheit 122 überträgt das Bestimmungsergebnis an die Versetzungswertberechnungseinheit 124.
Die Versetzungswertberechnungseinheit 124 bezieht oder berechnet den Anweisungswinkel θ aus dem von der Programmeingabeeinheit 121 erhaltenen Bearbeitungsprogramm 107. Wenn die Schrägenbearbeitung durch die erste Schrägenbearbeitungsanweisung angegeben wird, bezieht die Versetzungswertberechnungseinheit 124 den Anweisungswinkel θ aus der ersten Schrägenbearbeitungsanweisung. Wenn die Schrägenbearbeitung durch die zweite Schrägenbearbeitungsanweisung angegeben wird, berechnet die Versetzungswertberechnungseinheit 124 den Anweisungswinkel θ auf Basis einer XY-Achsenanweisung und einer UV-Achsenanweisung, die in der zweiten Schrägenbearbeitungsanweisung enthalten sind. Die Versetzungswertberechnungseinheit 124 durchsucht die Versetzungswertspeichereinheit 123 unter Verwendung des Anweisungswinkels θ und des von der Typusbestimmungseinheit 122 erhaltenen Typus der Schrägenbearbeitung, um die vertikalen Versetzungswerte L3 und L4 zu erhalten. Sind in der Versetzungswertspeichereinheit 123 diskrete Daten abgespeichert, dann berechnet die Versetzungswertberechnungseinheit 124 die zum Anweisungswinkel θ gehörenden vertikalen Versetzungswerte L3 und L4 durch Interpolation zwischen Gruppen diskreter Daten nachdem der Anweisungswinkel θ bezogen oder berechnet wurde. Die Versetzungswertberechnungseinheit 124 überträgt den Anweisungswinkel θ und die vertikalen Versetzungswerte L3 und L4 an die Korrekturwertberechnungseinheit 125.
Die Korrekturwertberechnungseinheit 125 berechnet die Korrekturwerte X1 und X2 unter Verwendung des Anweisungswinkels θ und der von der Versetzungswertberechnungseinheit 124 bezogenen vertikalen Versetzungswerte L3 und L4. Anschließend überträgt die Korrekturwertberechnungseinheit 125 die berechneten Korrekturwerte X1 und X2 an die Korrektureinheit 126. Die Korrekturwertberechnungseinheit 125 führt die Berechnung beispielsweise unter Verwendung der untenstehenden Ausdrücke durch. $X1 = L3 \times tan θ$
$X2 = L4 \times tan θ$
Die Korrektureinheit 126 berechnet den horizontalen Präkorrekturabstand L8 auf Basis des von der Programmeingabeeinheit 121 erhaltenen Bearbeitungsprogramms 107. Anschließend berechnet die Korrektureinheit 126 den Postkorrekturabstand L7 durch Addieren der Korrekturwerte X1 und X2 zum berechneten horizontalen Präkorrekturabstand L8. Danach berechnet die Korrektureinheit 126 Antriebsanweisungen für die X-Achse, die Y-Achse, die U-Achse und die V-Achse so, dass der horizontale Abstand zwischen dem oberen Werkzeugkopf 10 und dem unteren Werkzeugkopf 11 dem Postkorrekturabstand L7 entspricht. Bei den Antriebsanweisungen für die X-Achse, die Y-Achse, die U-Achse und die V-Achse handelt es sich um Anweisungen, deren zeitliche Auflösung feiner ist als zum Beispiel die der in dem Bearbeitungsprogramm 107 bezeichneten Anweisungen. Die Antriebsanweisungen stellen Anweisungen pro Steuerzyklus dar. Eine Antriebsanweisung kann beispielsweise eine Anweisung sein, die einen Bewegungswert pro Steuerzyklus festlegt.
Die Korrektureinheit 126 erzeugt eine Antriebsanweisung durch Interpolieren einer jeden in dem Bearbeitungsprogramm 107 angegebenen Anweisung. Die Interpolation durch die Korrektureinheit 126 erfolgt nach einem bekannten Verfahren. Die Korrektureinheit 126 führt vor oder nach dem Interpolieren ferner eine Glättung durch. Die Glättung kann beliebiger Art sein, beispielsweise eine gleitende Mittelwertberechnung, eine Gauß-Berechnung, oder eine gewichtete gleitende Mittelwertberechnung.
Die Interpolation einer jeden in dem Bearbeitungsprogramm 107 angegebenen Anweisung kann durch eine Funktionseinheit vor der Korrektureinheit 126 erfolgen. Beispielsweise kann die Programmeingabeeinheit 121 die Interpolation vornehmen und in die Typusbestimmungseinheit 122, die Versetzungswertberechnungseinheit 124 und die Korrektureinheit 126 eine zweite Anweisung eingeben, bei der es sich um eine durch die Interpolation erzeugte Anweisung handelt. In diesem Fall kann die auf dem vertikalen Versetzungswert L3 und dem vertikalen Versetzungswert L4 basierende Korrektur mit einer feineren Auflösung erfolgen als bei den in der Programmeingabeeinheit 121 angegebenen Anweisungen. Die zweite Anweisung kann eine Anweisung pro Steuerzyklus sein, muss jedoch keine Anweisung pro Steuerzyklus sein.
Das Glätten erfolgt zu einem beliebigen Zeitpunkt nach der Berechnung des vertikalen Versetzungswerts L3 und des vertikalen Versetzungswerts L4.
Die graphischen Darstellungen der 15 und 16 veranschaulichen ein Bearbeitungsformbeispiel für eine Stempelbearbeitung. Die in den 15 und 16 veranschaulichte Bearbeitungsform wird als erste Bearbeitungsform bezeichnet. 15 zeigt eine Draufsicht auf die erste Bearbeitungsform und 16 zeigt eine perspektivische Ansicht der ersten Bearbeitungsform. Die Bewegungsrichtungen der Drahtelektrode 1 und deren Abfolge sind in 16 durch Pfeile gekennzeichnet. Die Drahtelektrode 1 wird von der Position P10-P'10 ausgehend gemäß der Abfolge S1, S2, S3 und S4 geführt. Der Bearbeitungsvorgang S1, bei dem es sich um eine Stempelbearbeitung mit einer nach oben größer werdenden Form handelt, fällt unter den ersten Schrägenbearbeitungstypus. Der Bearbeitungsvorgang S3, bei dem es sich um eine Stempelbearbeitung mit einer nach unten größer werdenden Form handelt, fällt unter den zweiten Schrägenbearbeitungstypus. Bei den Bearbeitungsvorgängen S2 und S4, bei denen der Neigungswinkel der Drahtelektrode 1 Null ist, stellen gewöhnliche Bearbeitungen dar.
Die graphische Darstellung von 17 veranschaulicht Veränderungen des vertikalen Versetzungswerts L3 und des vertikalen Versetzungswerts L4 während der Bearbeitung der ersten Bearbeitungsform. Wie zu sehen, unterscheidet sich der vertikale Versetzungswert L3 bei dem Bearbeitungsvorgang S1 von dem vertikalen Versetzungswert L3 bei dem Bearbeitungsvorgang S3. Der weiche Übergang des vertikalen Versetzungswerts L3 beim Bearbeitungsvorgang S2 wird durch das Glätten verursacht, wodurch eine abrupte Änderung des vertikalen Versetzungswerts L3 vom Bearbeitungsvorgang S1 zum Bearbeitungsvorgang S3 vermieden wird. Der vertikale Versetzungswert L4 wird in ähnlicher Weise gehandhabt.
Wenn die Typusbestimmungseinheit 122 die Typusbestimmung bei jeder aus der Interpolation resultierenden zweiten Anweisung vornimmt, kann sie die Typen inmitten eines Bearbeitungsvorgangs wechseln, die durch die in der Programmeingabeeinheit 121 angegebene Anweisungen bestimmt sind.
Die graphischen Darstellungen der 18 und 19 veranschaulichen ein anderes Bearbeitungsformbeispiel für eine Stempelbearbeitung. Die in den 18 und 19 dargestellte Bearbeitungsform wird als zweite Bearbeitungsform bezeichnet. 18 zeigt eine Draufsicht auf die zweite Bearbeitungsform und 19 zeigt eine perspektivische Ansicht der zweiten Bearbeitungsform. Bei Durchführung eines Bearbeitungsvorgangs, bei dem sich die Drahtposition von P20-P'20 zu P21-P'21 der zweiten Bearbeitungsform bewegt, ändert sich der Schrägenbearbeitungstypus inmitten des Vorgangs. Der Schrägenbearbeitungstypus beim Fortschreiten der Drahtposition von P20-P'20 zu P22-P'22 entspricht dem zweiten Typus. Beim Fortschreiten der Drahtposition von P22-P'22 zu P21-P'21 entspricht der Schrägenbearbeitungstypus dem ersten Typus.
Die graphische Darstellung der 20 veranschaulicht Veränderungen des vertikalen Versetzungswerts L3 und des vertikalen Versetzungswerts L4 während der Bearbeitung der zweiten Bearbeitungsform. Die gestrichelten und strichpunktierten Linien geben den vertikalen Versetzungswert L3 und den vertikalen Versetzungswert L4 vor dem Glätten an; die durchgezogenen Linien geben den vertikalen Versetzungswert L3 und den vertikalen Versetzungswert L4 nach dem Glätten an. Wie dargestellt ist die Änderung des vertikalen Versetzungswerts L3 und des vertikalen Versetzungswerts L4, wenn keine Glättung erfolgt, am Punkt P22-P'22 diskontinuierlich, wobei die Glättung einen weichen Änderungsverlauf des vertikalen Versetzungswerts L3 und des vertikalen Versetzungswerts L4 bewirkt.
Die vertikalen Versetzungswerte L3 und L4 werden wie oben erläutert für jeden Anweisungswinkel und jeden Schrägenbearbeitungstypus vorab in der Versetzungswertspeichereinheit gespeichert, wobei auch die Korrekturwerte X1 und X2 für jeden Anweisungswinkel und jeden Schrägenbearbeitungstypus vorab gespeichert werden können.
Wie oben ausgeführt bestimmt eine NC-Steuerungsvorrichtung 12 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung während einer Schrägenbearbeitung auf Basis des Bearbeitungsprogramms 107, ob es sich bei dem Bearbeitungstypus um den zweiten Typus, bei dem der obere Werkzeugkopf 10 im Vergleich zum unteren Werkzeugkopf 11 an der Produktseite angeordnet ist, oder um den ersten Typus handelt, bei dem der obere Werkzeugkopf 10 im Vergleich zum unteren Werkzeugkopf 11 an der Seite gegen dem Produkt angeordnet ist. Anschließend korrigiert die NC-Steuerungsvorrichtung 12 die relative Positionierung des oberen Werkzeugkopfs 10 und unteren Werkzeugkopfs 11 zueinander gemäß dem Bestimmungsergebnis der Typusbestimmung. Auch bei identischem Neigungswinkel der Drahtelektrode 1 ändert die Drahterodiervorrichtung 100 die Korrekturwerte X1 und X2 abhängig von der Positionierung des oberen Werkzeugkopfs 10 und des unteren Werkzeugkopfs 11 relativ zueinander in der oben beschriebenen Weise, wodurch im Vergleich zu dem Fall, bei dem die Korrekturwerte X1 und X2 nicht abhängig vom Typus geändert werden, eine höhere Bearbeitungsgenauigkeit unabhängig davon erreicht wird, ob es sich bei der Schrägenbearbeitungsform um eine Form handelt, die nach oben hin größer wird, oder um eine Form die nach unten hin größer wird.
Außerdem berechnet die NC-Steuerungsvorrichtung 12 die Korrekturwerte X1 und X2 für jeden Bearbeitungstyp und jeden Neigungswinkel der Drahtelektrode 1. Daher kann eine hohe Bearbeitungsgenauigkeit unabhängig vom Neigungswinkel erzielt werden.
Zudem kann die NC-Steuerungsvorrichtung 12 die Korrekturwerte X1 und X2 ferner für jede Neigungsrichtung berechnen. Die Versetzungswertspeichereinheit 123 speichert zum Beispiel die vertikalen Versetzungswerte L3 und L4 für jeden Schrägenbearbeitungstypus, jeden Anweisungswinkel und jede Neigungsrichtung. Hierdurch wird eine hohe Bearbeitungsgenauigkeit auch dann erreicht, wenn die vertikalen Versetzungswerte L3 und L4 aufgrund der, beispielsweise rechteckförmigen Löcher in dem oberen Werkzeugkopf 10 und dem unteren Werkzeugkopf 11 oder aus anderen Gründen richtungsabhängig sind.
Außerdem weist das Bearbeitungsprogramm 107 eine Richtungsanweisung auf, die die Richtung angibt, in der der Versatz in Bezug auf die Bewegungsrichtung der Drahtelektrode 1 nach rechts oder links vorgenommen werden soll. Anschließend nimmt die NC-Steuerungsvorrichtung 12 die Typusbestimmung auf Basis der Richtungsanweisung vor. Hierdurch kann der Bearbeitungstypus automatisch bestimmt werden.
Bezugszeichenliste
1 Drahtelektrode, 2 Stromzufuhrkontakt, 3 Bearbeitungsstromversorgung, 4 Werkstück, 5 Tisch, 6 X-Achsenantriebsvorrichtung, 7Y-Achsenantriebsvorrichtung, 8 U-Achsenantriebsvorrichtung, 9 V-Achsenantriebsvorrichtung, 10 oberer Werkzeugkopf, 10-0 obere Düse, 10-1, 10-2, 11-1, und 11-2 Schnitt, 11 unterer Werkzeugkopf, 11-0 untere Düse, 12 NC-Steuerungsvorrichtung, 13 Drahtspule, 14 Zufuhrrolle, 15 untere Rolle, 16 Einzugsrolle, 100 Drahterodiervorrichtung, 101 arithmetisch-logische Einheit, 102 Hauptspeicher, 103 Hilfsspeicher, 104 E/A-Schnittstelle, 105 Bus, 106 numerisches Steuerprogramm, 107 Bearbeitungsprogramm, 121 Programmeingabeeinheit, 122 Typusbestimmungseinheit, 123 Versetzungswertspeichereinheit, 124 Versetzungswertberechnungseinheit, 125 Korrekturwertberechnungseinheit, 126 Korrektureinheit, 200 erster Bereich, 300 zweiter Bereich, 400 und 500 gerade Linie.

Claims

Drahterodiervorrichtung (100), die aufweist: eine Drahtelektrode (1), um zum Schneiden eines Produkts aus einem Werkstück zwischen der Drahtelektrode und dem Werkstück (4) eine elektrische Entladung zu erzeugen, einen oberen Werkzeugkopf (10), der ein Loch zum Führen der Drahtelektrode aufweist und die Drahtelektrode oberhalb des Werkstücks positioniert, einen unteren Werkzeugkopf (11), der ein Loch zum Führen der Drahtelektrode aufweist und die Drahtelektrode unterhalb des Werkstücks positioniert, ein Antriebssystem (6, 7, 8, 9), das das Werkstück und/oder den oberen Werkzeugkopf und/oder den unteren Werkzeugkopf verschiebt, und eine Steuervorrichtung (12), die eine Antriebsanweisung zum Betätigen des Antriebssystems auf Basis eines vorab in der Steuervorrichtung gespeicherten Bearbeitungsprogramms erzeugt, wobei die Steuervorrichtung auf Basis des Bearbeitungsprogramms während einer Schrägenbearbeitung mit einem angewiesenen Neigungswinkel (θ) bestimmt, ob es sich bei einem Bearbeitungstypus um einen ersten Typus handelt, bei dem der untere Werkzeugkopf (11) an der Seite des Produkts und der obere Werkzeugkopf (10) an der Seite gegenüber dem Produkt angeordnet ist, oder um einen zweiten Typus handelt, bei dem der untere Werkzeugkopf (11) an der Seite gegenüber dem Produkt und der obere Werkzeugkopf (10) an der Seite des Produkts angeordnet ist, und die horizontale Positionierung des oberen Werkzeugkopfs und des unteren Werkzeugkopfs abhängig von dem bestimmten Bearbeitungstypus so korrigiert, dass der tatsächliche Neigungswinkel dem angewiesenen Neigungswinkel entspricht, wobei für jeden der beiden Werkzeugköpfe (10, 11) ein dem angewiesenen Neigungswinkel entsprechender, von dem jeweiligen Bearbeitungstypus abhängiger vertikaler Versetzungswert (L3, L4) bestimmt und aus diesem unter Verwendung des angewiesenen Neigungswinkels der Korrekturwert der horizontalen Positionierung des jeweiligen Werkzeugkopfs berechnet wird.
Drahterodiervorrichtung (100) nach Anspruch 1, die ferner eine Versetzungswertspeichereinheit (123) aufweist, in der vertikale Versetzungswerte (L3, L4) für mehrere Neigungswinkel und jeden Bearbeitungstypus im Voraus gespeichert sind.
Drahterodiervorrichtung (100) nach Anspruch 2, worin die vertikalen Versetzungswerte (L3, L4) in Form einer Tabelle mit den Neigungswinkeln und den Bearbeitungstypen als Indizes gespeichert sind.
Drahterodiervorrichtung (100) nach Anspruch 3, worin die Steuervorrichtung dazu ausgebildet ist: einen vertikalen Versetzungswert für den oberen Werkzeugkopf (10) und den unteren Werkzeugkopf (11) für jeden Bearbeitungstypus und jeden Neigungswinkel der Drahtelektrode (1) vorab abzuspeichern, einen Korrekturwert einer horizontalen Position des oberen Werkzeugkopfs und des unteren Werkzeugkopfs auf Basis des vorab gespeicherten vertikalen Versetzungswerts und eines von dem Bearbeitungsprogramm angegebenen, angewiesenen Neigungswinkels zu berechnen, und die horizontalen Positionen des oberen Werkzeugkopfs und des unteren Werkzeugkopfs unter Verwendung des berechneten Korrekturwerts zu korrigieren.
Drahterodiervorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin das Bearbeitungsprogramm eine Richtungsanweisung aufweist, um festzulegen, ob die Drahtelektrode (1) in Bezug auf die Bewegungsrichtung der Drahtelektrode (1) nach rechts oder nach links versetzt wird, und die Steuervorrichtung (12) den Bearbeitungstypus auf Basis der Richtungsanweisung bestimmt.
Bearbeitungsverfahren zum Steuern einer Bearbeitung durch Erzeugen einer elektrischen Entladung zwischen einer Drahtelektrode (1) und einem Werkstück (4) und zum Schneiden eines Produkts aus dem Werkstück, das durch eine Steuervorrichtung (12) einer Drahterodiervorrichtung (100) auszuführen ist, wobei das Verfahren umfasst: einen ersten Schritt, um während einer Schrägenbearbeitung mit einem angewiesenen Neigungswinkel (θ) auf Basis eines Bearbeitungsprogramms zu bestimmen, ob es sich bei einem Bearbeitungstypus um einen ersten Typus handelt, bei dem der untere Werkzeugkopf (11) an der Seite des Produkts und der obere Werkzeugkopf (10) an der Seite gegenüber dem Produkt angeordnet ist, oder um einen zweiten Typus, bei dem der untere Werkzeugkopf (11) an der Seite gegenüber dem Produkt und der obere Werkzeugkopf (10) an der Seite des Produkts angeordnet ist, und einen zweiten Schritt, um eine horizontale Positionierung des oberen Werkzeugkopfs (10) und des unteren Werkzeugkopfs (11) abhängig von dem bestimmten Bearbeitungstypus zu korrigieren, sodass der tatsächliche Neigungswinkel dem angewiesenen Neigungswinkel entspricht, und das Werkstück zu bearbeiten, wobei der zweite Schritt ferner einen dritten Schritt umfasst, um für jeden der beiden Werkzeugköpfe (10, 11) einen dem angewiesenen Neigungswinkel entsprechenden, von dem jeweiligen Bearbeitungstypus abhängigen vertikalen Versetzungswert (L3, L4) zu bestimmen und aus diesem unter Verwendung des angewiesenen Neigungswinkels den Korrekturwert der horizontalen Positionierung des jeweiligen Werkzeugkopfs zu berechnen.