DE112014006521T5

DE112014006521T5 - Steuerungsvorrichtung für eine Drahterosionsmaschine und Steuerungsverfahren für eine Drahterosionsmaschine

Info

Publication number: DE112014006521T5
Application number: DE112014006521.8T
Authority: DE
Inventors: Ieyoung Kim; Takayuki Nakagawa; Daisuke Sekimoto
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2014-03-27
Filing date: 2014-03-27
Publication date: 2016-12-22
Anticipated expiration: 2034-03-28
Also published as: US9855616B2; JP5794401B1; WO2015145484A1; JPWO2015145484A1; CN106132611A; CN106132611B; DE112014006521B4; US20170014926A1

Abstract

Eine Steuerungsvorrichtung für eine Drahterosionsmaschine, die eine interpolare Durchschnittsbearbeitungsspannungsdetektionseinheit 5, die eine interpolare Durchschnittsbearbeitungsspannung zwischen einer Elektrode 3 und einem zu bearbeitenden Werkstück 4, eine interpolare Durchschnittsbearbeitungsspannungskorrektureinheit 12, die die von der interpolaren Durchschnittsbearbeitungsspannungsdetektionseinheit detektierte interpolare Durchschnittsbearbeitungsspannung korrigiert, eine Sollspannungsspeichereinheit 6, die im Voraus eine Spannungseinstellung, die als Zielwert der interpolaren Durchschnittsbearbeitungsspannung dient, speichert, eine Spannungsberechnungseinheit 7, die eine Differenz zwischen der Sollspannung und einer Ausgabe der interpolaren Durchschnittsbearbeitungsspannungskorrektureinheit 12 berechnet, eine Bearbeitungsgeschwindigkeitssteuerungseinheit 8, die eine Bearbeitungsgeschwindigkeit der Elektrode auf Basis der von der Spannungsberechnungseinheit 7 berechneten Differenz berechnet, eine Antriebssteuerungsvorrichtung 9, die eine Bearbeitungsgeschwindigkeit der Elektrode in Übereinstimmung mit der berechneten Bearbeitungsgeschwindigkeit steuert, eine Sollgeschwindigkeitsspeicherungseinheit 10, die im Voraus eine als Zielwert der Bearbeitungsgeschwindigkeit dienenden Sollgeschwindigkeit einstellt, und eine interpolare Durchschnittsbearbeitungsspannungskorrektureinheit 12, die eine auf einer Differenz zwischen der Bearbeitungsgeschwindigkeit und einen auf der Sollgeschwindigkeit basierenden interpolaren Durchschnittsbearbeitungsspannungskorrekturwert berechnet, wobei die interpolaren Durchschnittsbearbeitungsspannungskorrektureinheit 12 die interpolare Durchschnittsbearbeitungsspannung in Übereinstimmung mit dem interpolaren Durchschnittsbearbeitungsspannungskorrekturwert korrigiert, umfasst.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuerungsvorrichtung für eine Drahterosionsmaschine und ein Steuerungsverfahren für eine Drahterosionsmaschine.
Stand der Technik
Eine Maschine zum funkenerosiven Bearbeiten ist eine Maschine, welche eine Bogenentladung zwischen einer Bearbeitungselektrode und einem zu bearbeitenden Werkstück (zwischen Polen) erzeugt, um somit das Werkstück zu bearbeiten. Die Maschine zur funkenerosiven Bearbeitung benötigt eine elektrische Spannungsquelle zur Erzeugung der Entladung zwischen den Polen. Wenn eine Hochspannung zwischen den Polen angelegt wird oder der Abstand zwischen den Polen verkürzt wird, um die Feldstärke zu erhöhen, wird eine Entladung aufgrund des Durchbruchs der Isolation erzeugt, sodass eine abtragende Bearbeitung des Werkstücks erfolgen kann. Zur erneuten Durchführung einer Entladung nach der Beendigung einer Entladung und der Wiederherstellung der Isolation, da der Abstand zwischen den Polen breiter ist, ist es notwendig eine Hochspannung zwischen den Polen anzulegen oder die Entfernung zwischen den Polen zu verringern, um die Feldstärke zu erhöhen.
Zusätzlich, wenn die Maschine zur Funkenerosion zur Bearbeitung benutzt wird, wird die Bearbeitung mehrere Male wiederholt, während die Bearbeitungsbedingungen gemäß einem Genauigkeitsziel bezüglich Abmessungen und Oberflächenrauheit wiederholt werden. Zuerst wird ein Schritt zur Bearbeitung eines Werkstückes in eine Zielform (erste Bearbeitung, welche als 1. Bearbeitung bezeichnet wird) ausgeführt. Danach wird ein Schritt zur Steigerung der Formgenauigkeit und Reduzierung der Oberflächenrauheit in Übereinstimmung mit dem Ziel (Formkorrekturbearbeitung) durchgeführt.
In dem ersten Schritt einer solchen Bearbeitung ist eine Erhöhung der Geschwindigkeit zur Steigerung der Produktivität erforderlich. Bei dem Vorgang, Hochenergie für Hochgeschwindigkeitsbearbeitung zur Verfügung zu stellen, tritt eine Abweichung zwischen einer Bearbeitungsform und einer Zielform auf. Mögliche Gründe dafür umfassen den Anstieg des Flüssigkeitsspritzdrucks, um einen Verbindungsabriss während der Hochgeschwindigkeitsbearbeitung zu vermeiden, Schwankungen bei der Drahtspannung bei jeder Bearbeitung, Auftreten von Spannungen in dem Werkstück aufgrund von Eigenspannungen, die während der Bearbeitung entstehen, etc. Auf diese Weise tritt bei der 1. Bearbeitung ein Problem auf, dass die Form des bearbeiteten Werkstücks von ihrer Zielform aufgrund von Auftreten von Zufallsbewegungen der Bearbeitungselektrode während der Bearbeitung oder unerwarteter Ausdehnung/Kontraktion des Werkstücks abweicht. Deshalb ist nach der 1. Bearbeitung ein Schritt zur Korrektur der Form erforderlich.
Bei der Formkorrekturbearbeitung ist es erforderlich, die Genauigkeit der Oberflächenrauheit während der Korrektur der bei der 1. Bearbeitung erzeugten Formabweichung zu erhöhen. Wie jedoch die Form bezüglich der Bearbeitungsfortschrittsrichtung bei der 1. Bearbeitung abgewichen ist, hängt von der Form der Bearbeitungsprobe, der Bearbeitungsfortschrittsrichtung, der Bearbeitungsbedingungen, etc., ab. Bei der Formkorrekturbearbeitung ist es erforderlich, eine Fähigkeit zu haben, ein Werkstück in Angleichung an Zielabmessungen zu bearbeiten, selbst wenn ein Bearbeitungsmaß, mit welchem das Werkstück korrigiert werden sollte, an jeder Bearbeitungsstelle oder jeder Richtung zu der Bearbeitungsfortschrittsrichtung abweicht. Wenn die Form nicht in Angleichung an die Zielabmessungen bei der Formkorrekturbearbeitung korrigiert werden kann, schwankt der Abstand zwischen den Polen in Abhängigkeit von der Bearbeitungsstelle. Daher ist es wahrscheinlich, dass die Schwankung der Oberflächenrauheit zunimmt.
Deshalb wird ein Steuerungsverfahren, bei welchem eine interpolare Durchschnittsbearbeitungsspannung als Mittel zur Detektion des Bearbeitungszustands während der Funkenerosion überwacht wird und eine relative Bewegungsgeschwindigkeit gesteuert wird, um die interpolare Durchschnittsbearbeitungsspannung mit der Sollspannung in Einklang zu bringen, generell genutzt, um die Fähigkeit zu verbessern, die Form zu korrigieren.
Zitatliste
Patentliteratur

Patentliteratur 1: JP 2011/110649 A (Seiten 6 und 7, und 1 und 2)
Patentliteratur 2: JP H10-138048 A (Seite 2 und 1)

Zusammenfassung der Erfindung
Problem, das die Erfindung lösen soll
Das Bearbeitungsmaß bei der Formkorrekturbearbeitung hängt jedoch von dem verbliebenen Ausmaß aus dem vorherigen Schritt der Bearbeitung des Werkstücks ab. Das Bearbeitungsmaß ist nicht immer konstant, auch nicht innerhalb einer einzigen Bearbeitungsform. Im Grunde variiert das Bearbeitungsmaß in Übereinstimmung mit einer bearbeiteten Oberfläche (X+, Y+, X–, Y–) in Abhängigkeit von der Struktur der Maschine, des Drucks der Bearbeitungsflüssigkeit und der Spannung des zu bearbeitenden Werkstücks. 1 ist eine Ansicht, die einen Zustand zeigt, in welchem das Bearbeitungsmaß bei der Formkorrekturbearbeitung in Übereinstimmung mit der Form eines Werkstücks, welches der 1. Bearbeitung unterworfen wurde, variiert. Die gestrichelte Linie bezeichnet eine Sollform der 1. Bearbeitung (eine Zielform programmiert für die erste Bearbeitung); die durchgezogene Linie bezeichnet eine reale Form nach der 1. Bearbeitung; und die Strichpunktlinie bezeichnet eine Sollform bei der Formkorrekturbearbeitung (eine Zielform, programmiert für die Formkorrekturbearbeitung). Das Bearbeitungsmaß für die Formkorrekturbearbeitung steigt oder fällt in Übereinstimmung mit der Abweichung von der Formeinstellung bei der 1. Bearbeitung. Deshalb gibt es hier ein Problem, dass die Bearbeitung nicht in Angleichung an die beabsichtigten Abmessungen durchgeführt werden kann, auch wenn ein herkömmliches Steuerungsverfahren, bei welchem die Verarbeitungsgeschwindigkeit kontrolliert wird, um eine gemessene Durchschnittsspannung an eine Sollspannung anzupassen, bei der Formkorrekturbearbeitung benutzt wird.
Die gegenwärtigen Erfinder erdachten zwei einzigartige Gründe für die Formkorrekturbearbeitung als Gründe dafür, warum herkömmliche Steuerungsverfahren unzureichende Steuerung zur Formkorrekturbearbeitung bieten. Einer der beiden Gründe ist, dass der Unterschied zwischen einem Seitenspalt und einem Vorderspalt während der Bearbeitung nur durch eine interpolare Durchschnittsbearbeitungsspannung nicht ganz vollständig gemessen werden kann. Hierbei ist der Vorderspalt ein Abstand zwischen der Bearbeitungselektrode und dem zu bearbeitenden Werkstück. Der Vorderspalt wird durch eine ausgeführte Entladung in Fortschrittsrichtung der Bearbeitungselektrode erzeugt. Andererseits ist der Seitenspalt ein Abstand zwischen der Bearbeitungselektrode und dem Werkstück, welcher einer zu der Bearbeitungsfortschrittsrichtung senkrechten Richtung erzeugt wird. Formkorrektur als ein wesentlicher Teil der Formkorrekturbearbeitung dient dazu, den Seitenspalt konstant zu halten. 2 ist eine Ansicht, die den lagebedingten Zusammenhang zwischen einer Elektrode und einem zu bearbeitenden Werkstück, sowie Definitionen des Vorderspalts und des Seitenspalts zeigt. Obwohl die Tatsache, dass eine Entladung stattgefunden hat, durch die interpolare Durchschnittsbearbeitungsspannung überwacht werden kann, kann nicht herausgefunden werden, wo die Entladung stattgefunden hat. Vielmehr konnte als Ergebnis durchgeführter Experimente bewiesen werden, dass der Seitenspalt nicht aufgrund einer Bearbeitungsgeschwindigkeit konstant gehalten werden kann, selbst wenn die Bearbeitung ausgeführt wird, um die interpolare Durchschnittsbearbeitungsspannung konstant zu halten. Somit wurde bewiesen, dass eine einfache Steuerung, um die interpolare Durchschnittsbearbeitungsspannung konstant zu halten, nicht ausreicht, um die Genauigkeit bei der Formkorrekturbearbeitung zu verbessern.
Ein Phänomen, dass ein einen Entladungsbereich bezeichnender Entladungsspalt mit der Zeit groß wird, ist der zweite mögliche Grund für die Untauglichkeit herkömmlicher Steuerungsverfahren. Hierbei kann der Entladungsspalt als solch ein Abstand ausgelegt werden, dass Entladung zwischen der Bearbeitungselektrode und dem zu bearbeitenden Werkstück erzeugt werden kann. Die Vergrößerung des Entladungsspalts ist ein Phänomen, dass der Abstand zum Werkstück mit der Zeit größer wird, wenn eine Entladung in dem Zustand ausgeführt wird, in welchem die Bearbeitungselektrode nahe genug zu dem Werkstück gebracht wird, ohne zum Werkstück kurz zu schließen. Der Abstand zwischen den Polen, bei welchem Entladung erzeugt werden kann, ist einige 10 μm oder kleiner. Der Entladungsspalt wird um mehrere Mikrometer bei einer Entladung vergrößert. Der lagebedingte Zusammenhang zwischen der Bearbeitungselektrode und dem Werkstück bei der Formkorrekturbearbeitung wird in 2 gezeigt. Es sei angenommen, dass sich die Bearbeitungselektrode relativ zu dem Werkstück bewegt. In dem Fall, dass die Geschwindigkeit hoch ist, schreitet die Bearbeitung voran, ehe der Seitenspalt größer wird. Wenn hingegen die Geschwindigkeit langsam ist, schreitet die Bearbeitung voran, während sich der Seitenspalt vergrößert bis in die Nähe des größten Werts des Abstandes zwischen den Polen, bei welchem Entladung erzeugt werden kann. Das herkömmliche Steuerungsverfahren ist unzureichend, um den Seitenspalt konstant zu halten, da es keine Berücksichtigung der Vergrößerung des Entladungsspalts gibt.
Beispielsweise wird gemäß Patentliteratur 1 eine Tabelle mit Korrekturkoeffizient, welche Bearbeitungsbedingungen (den Durchmesser der Bearbeitungselektrode des zu bearbeitenden Werkstücks und die Dicke des Werkstücks) entsprechen, in dem Verfahren zu Verfügung gestellt, in welchem eine relative Bewegungsgeschwindigkeit zwischen der Bearbeitungselektrode und dem Werkstück kontrolliert wird, um die interpolare Durchschnittsbearbeitungsspannung zwischen der Bearbeitungselektrode und dem Werkstück eine Sollspannung erreichen zu lassen. Die durchschnittliche interpolare Bearbeitungsspannung wird durch die Benutzung eines Korrekturkoeffizienten korrigiert. D. h., die interpolare Durchschnittsbearbeitungsspannung wird durch eine Erhöhung oder Verringerung eines konstanten Korrekturwerts unter Verwendung eines konstanten Koeffizienten korrigiert. Daher wird ein konstanter Korrekturwert für eine Bearbeitungsbedingung zur Verfügung gestellt.
Andererseits hat Patentliteratur 2 eine Technik vorgeschlagen, bei welcher ein interpolarer Durchschnittsbearbeitungsspannungswert korrigiert wird, um Reproduzierbarkeit der Bearbeitungsgenauigkeit unter den gleichen Bedingungen bei einer Vielzahl von Vorrichtungen mit der gleichen Konfiguration zu verbessern. Eine Spannung wird zwischen einer Elektrode und einem zu bearbeitenden Werkstück angelegt, und eine durchschnittliche offene Spannung in einem offenen Zustand gemessen. Ein Korrekturwert eines interpolaren Durchschnittsbearbeitungsspannungswerts wird auf einem vorbestimmten Referenzspannungswert basierend eingestellt. In der Steuerung gemäß Patentliteratur 2, wird der während der Bearbeitung gemessene interpolare Durchschnittsbearbeitungsspannungswert mit dem Korrekturkoeffizienten korrigiert, und eine relative Bewegungsgeschwindigkeit wird kontrolliert, um eine Sollspannung zu erhalten.
Patentliteraturen 1 und 2 schlagen indes Verfahren vor, bei denen Korrektur, gleichmäßig basierend auf einem Bearbeitungsergebnis im Voraus ausgeführt wird. Gemäß einem solchen Verfahren wird nur ein konstanter Korrekturwert für die Bearbeitung einer Bearbeitungsform vorgesehen. Deshalb gibt es ein Problem, dass die Form nicht in Übereinstimmung mit einer Streuung im Bearbeitungsmaß korrigiert werden kann, welche bei einer Bearbeitungsform auftritt.
Die vorliegende Erfindung wurde entwickelt, um die vorangehenden Probleme zu lösen. Ein Ziel der Erfindung ist es, eine Drahterosionsmaschine zu erhalten, bei welcher ein Bearbeitungszustand während der Bearbeitung detektiert wird, und es wird eine Sollspannung und/oder eine interpolare Durchschnittsbearbeitungsspannung korrigiert, um einen Seitenspalt in Übereinstimmung mit dem detektierten Zustand zu bringen, sodass die Bearbeitungsgenauigkeit verbessert werden kann.
Mittel zum Lösen des Problems
Gemäß einer Steuerungsvorrichtung für eine Drahterosionsmaschine der Erfindung, korrigiert die Steuerungsvorrichtung bei der die Steuerungsvorrichtung umfassenden Drahterosionsmaschine, welche eine Verarbeitungsgeschwindigkeit in Übereinstimmung mit einer Differenz zwischen einer Sollspannung und einer interpolaren Durchschnittsbearbeitungsspannung steuert, die Sollspannung und/oder die interpolare Durchschnittsbearbeitungsspannung in Übereinstimmung mit einer Änderung der Bearbeitungsgeschwindigkeit.
Vorteil der Erfindung
Gemäß der Erfindung wird eine Sollspannung und/oder eine interpolare Durchschnittsbearbeitungsspannung in Übereinstimmung mit einer Differenz zwischen einer von einer Bearbeitungsgeschwindigkeitssteuerungseinheit berechneten Bearbeitungsgeschwindigkeit und einer im Voraus eingestellten Sollgeschwindigkeit korrigiert. Entsprechend kann so ein Seitenspalt konstant gehalten werden, sodass die Bearbeitungsgeschwindigkeit verbessert werden kann.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Ansicht, die einen Zustand zeigt, in welchem das Bearbeitungsmaß der Formkorrekturbearbeitung in Übereinstimmung mit der Form eines Werkstücks, welches einer 1. Bearbeitung unterzogen wurde, variiert.
2 ist eine Ansicht, die den lagebedingten Zusammenhang zwischen einer Bearbeitungselektrode und einem zu bearbeitenden Werkstück und Definitionen eines Vorderspalts und eines Seitenspalts zeigt.
3 ist ein Blockdiagramm, das eine Drahterosionsmaschine gemäß der Ausführungsform 1 der Erfindung zeigt.
4 ist ein Blockdiagramm, das eine mit herkömmlicher Steuerung funktionierende Drahterosionsmaschine zeigt.
5 ist eine grafische Darstellung, die ein Beispiel des Zusammenhangs zwischen einer während Formkorrekturbearbeitung gemessenen interpolaren Durchschnittsbearbeitungsspannung und dem Seitenspalt zeigt.
6 ist eine grafische Darstellung, die den Zusammenhang zwischen der während Formkorrekturbearbeitung gemessenen interpolaren Durchschnittsbearbeitungsspannung, der Bearbeitungsgeschwindigkeit und dem Seitenspalt zeigt.
7 ist ein Blockdiagramm, das einen Steuerungsvorgang bei der Drahterosionsmaschine gemäß Ausführungsform 1 der Erfindung zeigt.
8 ist eine grafische Darstellung, die den Vergleich zwischen einer Bearbeitungsgeschwindigkeit durch Steuerung in einer Drahterosionsmaschine gemäß Ausführungsform 1 der Erfindung, und einer Bearbeitungsgeschwindigkeit durch herkömmliche Steuerung zeigt.
9 ist eine Ansicht, die einen Aufbau und eine Steuerungskonfiguration einer Drahterosionsmaschine gemäß Ausführungsform 2 der Erfindung zeigt.
10 ist ein Blockdiagramm, das einen Steuerungsvorgang bei der Drahterosionsmaschine gemäß Ausführungsform 2 der Erfindung zeigt.
11 ist eine grafische Darstellung, die einen Vergleich zwischen einer Bearbeitungsgeschwindigkeit durch Steuerung bei der Drahterosionsmaschine nach Ausführungsform 2 der Erfindung und einer Bearbeitungsgeschwindigkeit durch herkömmliche Steuerung zeigt
12 ist eine grafische Darstellung, die einen Vergleich zwischen einer Bearbeitungsgeschwindigkeit durch Steuerung in einer Drahterosionsmaschine nach Ausführungsform 3 der Erfindung und einer Bearbeitungsgeschwindigkeit durch herkömmliche Steuerung zeigt.
13 ist eine grafische Darstellung, die einen Vergleich zwischen einer Bearbeitungsgeschwindigkeit durch Steuerung in einer Drahterosionsmaschine nach Ausführungsform 4 der Erfindung, und einer Bearbeitungsgeschwindigkeit durch herkömmliche Steuerung zeigt.
Ausführung der Erfindung
Ausführungsform 1
3 ist ein Blockdiagramm, das eine Drahterosionsmaschine gemäß der Ausführungsform 1 der Erfindung zeigt. Die Drahterosionsmaschine gemäß der Erfindung ist zunächst einmal gebildet durch eine Bearbeitungselektrode 3, eine Spannungsversorgungseinheit 90, und eine Steuerungseinheit 101. Die Spannungsversorgungseinheit 90 ist gebildet durch eine Bearbeitungsspannungsversorgung 2, um eine Spannung zwischen der Bearbeitungselektrode 3 und einem zu bearbeitenden Werkstück 4 anzulegen, und eine Bearbeitungsspannungsversorgungssteuerungseinheit 1, um AN/AUS der Bearbeitungsspannungsversorgung 2 zu steuern. Die Spannungsversorgungseinheit 90 und Details einer mechanischen Struktur (die Anzahl und Gestaltung von Schaltern, Induktivitäten, Widerständen und Leitwerten eines elektrischen Schaltkreises) unterscheiden sich vom eigentlichen Kern der Erfindung. Daher wird hier die Beschreibung der Spannungsversorgungseinheit 90 und die Details der mechanischen Struktur weggelassen.
In der Steuerungseinheit 101 wird eine Bearbeitungsgeschwindigkeit (relative Geschwindigkeit zwischen der Bearbeitungselektrode 3 und dem Werkstück 4) von einer interpolaren Durchschnittsbearbeitungsspannung zwischen der Bearbeitungselektrode 3 und dem Werkstück 4 gesteuert. Die Steuerungseinheit 101 ist gebildet durch eine Sollgeschwindigkeitsspeichereinheit 10, um eine Sollgeschwindigkeit zur Bearbeitung bei einer vorbestimmten Bearbeitungsgeschwindigkeit zu speichern, eine Spannungskorrekturwertberechnungseinheit 11 und eine interpolare Durchschnittsbearbeitungsspannungskorrektureinheit 12 zusätzlich zu einer interpolaren Durchschnittsbearbeitungsspannungsdetektionseinheit 5 zur Detektion der interpolaren Durchschnittsbearbeitungsspannung, eine Spannungsberechnungseinheit 7 zu Berechnung einer Differenz zwischen der gemessenen interpolaren Durchschnittsbearbeitungsspannung und einer Sollspannung, eine Sollspannungsspeichereinheit 6 zur Speicherung der Sollspannung zur Bearbeitung mit einer vorgegebenen Durchschnittsspannung, einer Bearbeitungsgeschwindigkeitssteuereinheit 8 und eine Antriebssteuerungsvorrichtung 9.
Im Übrigen sind die Sollgeschwindigkeitsspeichereinheit 10, die Spannungskorrekturwertberechnungseinheit 11 und die interpolare Durchschnittsbearbeitungsspannungskorrektureinheit 12 als neu in der Erfindung vorgeschlagen.
Es folgt eine Beschreibung herkömmlicher Steuerungen. 4 ist ein Blockdiagramm, das eine mit herkömmlicher Steuerung funktionierende Drahterosionsmaschine zeigt. Es wird entsprechend auf die gleichen Bestandteile wie in 3 verwiesen. Eine herkömmliche Steuerungseinheit 100 ist gebildet durch eine interpolare Durchschnittsbearbeitungsspannungsdetektionseinheit 5, eine Spannungsberechnungseinheit 7, eine Sollspannungsspeichereinheit 6, eine Bearbeitungsgeschwindigkeitssteuerungseinheit 8 und eine Antriebssteuerungsvorrichtung 9. Es wird der Betrieb der Steuerung während der Bearbeitung in der herkömmlichen Drahterosionsmaschine beschrieben. Eine Spannung wird zwischen Polen von der Spannungsversorgungseinheit 90 angelegt, um eine kontinuierliche Entladung zur Bearbeitung zu erzeugen. Die interpolare Durchschnittsbearbeitungsspannungsdetektionseinheit 5 misst eine interpolare durchschnittliche Bearbeitungsspannung in vorgegebenen Zeitintervallen. Ein Entladungszustand, wie beispielsweise eine Entladungsfrequenz oder ein Bearbeitungsmaß, kann aus der bei den vorbestimmten Intervallen gemessenen interpolaren Durchschnittsbearbeitungsspannung geschätzt werden. Wie die Entladungsfrequenz, hängt das als geeignet betrachtete Bearbeitungsmaß oder dergleichen von den Bearbeitungsbedingungen ab, sodass eine geeignete interpolare Durchschnittsbearbeitungsspannung je nach Bedarf bestimmt wird. In der Sollspannungsspeichereinheit 6 werden im Voraus je nach Verwendungszweck als geeignet betrachtete Spannungen als Spannungseinstellungen eingestellt. Die Spannungsberechnungseinheit 7 berechnet eine Differenz zwischen der gemessenen interpolaren Durchschnittsbearbeitungsspannung und der Sollspannung. Die Bearbeitungsgeschwindigkeitskontrolleinheit 8 berechnet eine Bearbeitungsgeschwindigkeit (relative Geschwindigkeit zwischen der Bearbeitungselektrode 3 und dem Werkstück 4), sodass die interpolare Durchschnittsbearbeitungsspannung, welche innerhalb einer vorbestimmten Zeit gemessen wird, die Sollspannung erreichen kann (sodass die von der Spannungsberechnungseinheit 7 berechnete Differenz null erreichen kann). Eine Antriebseinheit 13 steuert die Bearbeitungselektrode 3 aufgrund der von der Bearbeitungsgeschwindigkeitskontrolleinheit 8 berechneten Bearbeitungsgeschwindigkeit.
Im Folgenden wird auf die Beschreibung der Steuerungseinheit 101 gemäß der Ausführungsform Bezug genommen. Wie aus dem Vergleich zwischen 3 und 4 zu entnehmen ist, sind die Spannungskorrekturwertberechnungseinheit 11, die interpolare Durchschnittsbearbeitungsspannungskorrektureinheit 12 und die Geschwindigkeitseinstellungseinheit 10 neu in die Drahterosionsmaschine gemäß der Ausführungsform 1 der Erfindung eingeführt. Der Betrieb der Steuerungseinheit 101 gemäß der Ausführungsform wird nun beschrieben. Die interpolare Durchschnittsbearbeitungsspannungsdetektionseinheit 5 detektiert eine interpolare Durchschnittsbearbeitungsspannung in derselben Weise wie die herkömmliche Steuerungseinheit 100 und gibt die gemessene interpolare Durchschnittsbearbeitungsspannung an die interpolare Durchschnittsbearbeitungsspannungskorrektureinheit 12 aus, welche im Detail später beschrieben wird. Die Spannungsberechnungseinheit 7 berechnet eine Differenz zwischen der Ausgabe der interpolaren Durchschnittsbearbeitungsspannungskorrektureinheit 12 und einer zuvor in der Sollspannungsspeichereinheit 6 gespeicherten Sollspannung. Die Bearbeitungsgeschwindigkeitssteuerungseinheit 8 berechnet eine Bearbeitungsgeschwindigkeit, sodass die von der Spannungsberechnungseinheit 7 berechnete Differenz auf dieselbe Weise null werden kann, wie bei der herkömmlichen Berechnungsmethode. Die Antriebseinheit 13 steuert die Bearbeitungselektrode 3 basierend auf der von der Bearbeitungsgeschwindigkeitssteuerungseinheit 8 berechneten Bearbeitungsgeschwindigkeit.
Zusätzlich wird folgender Vorgang zu der herkömmlichen Steuerungseinheit 100 hinzugefügt.
Die Bearbeitungsgeschwindigkeitssteuerungseinheit 8 übermittelt die berechnete Bearbeitungsgeschwindigkeit an die Spannungskorrekturwertberechnungseinheit 11 und an die Antriebssteuerungsvorrichtung 9. Die Spannungskorrekturwertberechnungseinheit 11 berechnet eine Differenz zwischen einer zuvor in der Sollgeschwindigkeitsspeichereinheit 10 gespeicherten Sollgeschwindigkeit und der von der Bearbeitungsgeschwindigkeitssteuerungseinheit 8 berechneten Bearbeitungsgeschwindigkeit und multipliziert die Differenz mit einem Korrekturkoeffizienten, um einen interpolaren Durchschnittsbearbeitungsspannungskorrekturwert zu erhalten. Die interpolare Durchschnittsbearbeitungsspannungskorrektureinheit 12 führt eine arithmetische Operation mit der interpolaren Durchschnittsbearbeitungsspannung des interpolaren Durchschnittsbearbeitungsspannungsdetektionswerts und dem von der Spannungskorrekturwertberechnungseinheit 11 berechneten interpolaren Durchschnittsbearbeitungsspannungskorrekturwert 5 durch und übermittelt ein Ergebnis der Rechenoperation an die Spannungsberechnungseinheit 7.
Im Übrigen ist ein Verfahren zur Steuerung einer Bearbeitungsgeschwindigkeit in der Bearbeitungsgeschwindigkeitssteuerungseinheit 8, um die interpolare Durchschnittsbearbeitungsspannung in Einklang mit der Sollspannung zu bringen, ähnlich zu den herkömmlichen Verfahren, und ist nicht wesentlich für die Erfindung. Beispielsweise kann in dem Steuerungsverfahren, um die interpolare Durchschnittsbearbeitungsspannung in Einklang mit der Sollspannung zu bringen, eine Bearbeitungsgeschwindigkeit anhand einer Gleichung berechnet werden, die nur Proportionalitätsterme hat, oder einer Gleichung, die Differenzial-/Integralterme zusätzlich zu den Proportionalitätstermen, etc., hat. Alternativ kann optimale Steuerung benutzt werden.
Als Nächstes wird bei der Drahterosionsmaschine gemäß Ausführungsform 1 der Erfindung die interpolare Durchschnittsbearbeitungsspannung in Übereinstimmung mit der Bearbeitungsgeschwindigkeit korrigiert. Experimentelle Daten, die der Korrektur zugrundeliegen, sind in 5 und 6 gezeigt. Die Daten in 5 und 6 sind Daten, bei welchen ein Werkstück aus Stahl mit einer Plattendicke von 60 mm mit einer Bearbeitungselektrode mit einem Durchmesser von ϕ 0,2 bearbeitet wurde. 5 und 6 zeigen die gleichen Daten. 5 wird ausgedrückt durch die Bearbeitungsspannung und den Seitenspalt in 6. 5 zeigt ein Beispiel des Zusammenhangs zwischen der interpolaren Durchschnittsbearbeitungsspannung (x-Achse) und dem Seitenspalt (z-Achse). Aus 5 geht hervor, dass der Seitenspalt auch nicht konstant ist, wenn die interpolare Durchschnittsbearbeitungsspannung konstant ist. D. h., es geht hervor, dass auch wenn herkömmliche Steuerung ausgeführt wird, um die interpolare Durchschnittsbearbeitungsspannung in Übereinstimmung mit der Sollspannung zu bringen, der Seitenspalt nicht auf solch einem Wert konstant gehalten werden kann, sodass bei der Formkorrekturbearbeitung benötigte Genauigkeit erhalten werden kann.
In 6 ist eine Skala der Bearbeitungsgeschwindigkeit der 5 hinzugefügt. 6 ist eine grafische Darstellung, die ein Beispiel des Zusammenhangs zwischen der interpolaren Bearbeitungsspannung (x-Achse), der Bearbeitungsgeschwindigkeit (y-Achse) und dem Seitenspalt (z-Achse) zeigt. Wie in 6 gezeigt, steht das Phänomen, dass der Seitenspalt trotz der gleichen interpolaren Bearbeitungsspannung abweicht, in engem Zusammenhang mit der Bearbeitungsgeschwindigkeit. Im Besonderen wird, sobald die Bearbeitungsgeschwindigkeit langsamer wird, der Seitenspalt trotz der gleichen interpolaren Durchschnittsbearbeitungsspannung größer. D. h., anders als die Steuerung, bei welcher die interpolare Durchschnittsbearbeitungsspannung nahe der Sollspannung ist, ist ein Steuerungsverfahren, welches die Bearbeitungsgeschwindigkeit berücksichtigt, erforderlich, um die Genauigkeit bei der Formkorrekturbearbeitung zu verbessern, wie in 5 und 6 gezeigt. Im Übrigen hat es sich bestätigt, dass die Tendenz (Ausdruck (4), welcher später beschrieben wird) in 5 und 6 trotz einer Änderung bei Bearbeitungsbedingungen, wie dem Durchmesser der Bearbeitungselektrode, dem zu bearbeitenden Werkstück, etc., unverändert ist, wie später im Detail beschrieben wird.
Wenn die Korrelation zwischen dem Seitenspalt, der interpolaren Durchschnittsbearbeitungsspannung und der Bearbeitungsgeschwindigkeit durch eine lineare Approximation von einem solchen Ergebnis von Experimenten erhalten wird, kann ein relationaler Ausdruck gemäß Ausdruck (1) erhalten werden. Hier bezeichnet „SideGap” einen gemessenen Wert des Seitenspalts, „FC” bezeichnet einen gemessenen Wert der Bearbeitungsgeschwindigkeit, „VG” bezeichnet einen gemessenen Wert der interpolaren Durchschnittsbearbeitungsspannung und „i” bezeichnet die Anzahl experimenteller Daten (i = 1...N). SideGap(i) = A × FC(i) + B × VG(i) + Offset (1)
Wie in Ausdruck (1) beschrieben, sind die Bearbeitungsgeschwindigkeit, die interpolare Durchschnittsbearbeitungsspannung und der Seitenspalt experimentelle Werte, von denen jeder von einem Punkt zum anderen einen anderen Wert annimmt. Andererseits sind A, B und „Offset” feste Werte. Auf der Grundlage von Ausdruck (1) kann ein relationaler Ausdruck in Ausdruck (2) aus einer Differenz zwischen i-ten experimentellen Daten und (i + 1)-ten experimentellen Daten erhalten werden. SideGap(i + 1) – SideGap(i) = A × (FC(i + 1) – FC(i)) + B × (VG(i + 1) – VG(i)) (2)
Da es Ziel ist, den Seitenspalt bei der Formkorrekturbearbeitung konstant zu halten, kann der Zusammenhang zwischen der Bearbeitungsgeschwindigkeit und der interpolaren Durchschnittsbearbeitungsspannung mit dem gleichen Seitenspalt als Ausdruck (3) erhalten werden. Hier bezeichnet ΔFC eine Differenz zwischen einer (i + 1)-ten Geschwindigkeit und einer (i)-ten Geschwindigkeit, und ΔVG bezeichnet eine Differenz zwischen einer (i + 1)-ten Spannung und einer (i)-ten Spannung. 0 = A × (FC(i + 1) – FC(i)) + B × (VG(i + 1) – VG(i)) = A × ΔFC + B × ΔVG (3)
Es ist davon auszugehen, dass es einen Zusammenhang von Ausdruck (4) zwischen der interpolaren Durchschnittsbearbeitungsspannung und der Bearbeitungsgeschwindigkeit gibt, wenn der Seitenspalt konstant ist. ΔVG = –(A/B) × ΔFC (4)
Aus der oben genannten Analyse von Versuchen zur Formkorrekturbearbeitung hat es sich ergeben, dass der Seitenspalt nicht nur in Übereinstimmung mit der interpolaren Durchschnittsbearbeitungsspannung variiert, sondern auch in Übereinstimmung mit der Bearbeitungsgeschwindigkeit, und der relationale Ausdruck zwischen diesen kann als Ausdruck (1) ausgedrückt werden. Auf Grundlage der so erhaltenen Ergebnissen bedarf es einer Korrektur der interpolaren Durchschnittsbearbeitungsspannung in Übereinstimmung mit einer Änderung der Bearbeitungsgeschwindigkeit wie bei der rechten Seite des Ausdrucks (4) gezeigt wird, um den Seitenspalt konstant zu halten.
Im Übrigen zeigt in der Ausführungsform die linke Seite des Ausdrucks (4) eine Abweichung von der in der Sollspannungsspeichereinheit 6 gespeicherten Spannungseinstellung, und die rechte Seite von Ausdruck (4) zeigt eine Abweichung von der in der Sollgeschwindigkeitsspeichereinheit 10 von der gespeicherten Geschwindigkeitseinstellung. Zusätzlich konnte, obwohl 5 und 6 Daten zeigen, bei welchen der Durchmesser der Bearbeitungselektrode BS ϕ 0,2 und das Werkstück St60t ist, experimentell bestätigt werden, dass der Zusammenhang zwischen dem Seitenspalt, der Bearbeitungsgeschwindigkeit und der interpolaren Durchschnittsbearbeitungsspannung Ausdruck (4) bei jeder Bearbeitungsbedingung erfüllt.
Dementsprechend kann die Sollgeschwindigkeit und der Koeffizient A/B in dem System bestimmt werden oder wünschenswerterweise in Übereinstimmung mit Bearbeitungsbedingungen bei NC eingestellt werden. Hier kann die Art, wie die Sollgeschwindigkeit bestimmt wird, in Übereinstimmung mit der Bearbeitungsbedingung geändert werden oder auf einen konstanten Wert gesetzt werden. Die Sollgeschwindigkeit kann beispielsweise auf einen konstanten Wert von 1,0 mm/min gesetzt werden.
Wenn die Sollgeschwindigkeit in dem System bestimmt wird kann eine Tabelle für die Einstellung verschiedener Werte in Übereinstimmung mit dem Durchmesser oder Material der Bearbeitungselektrode und der Plattendicke oder dem Material des Werkstücks zur Verfügung gestellt werden. Wenn die Sollgeschwindigkeit in Übereinstimmung mit Bearbeitungsbedingungen bestimmt wird, kann die Sollgeschwindigkeit auf einen festen Wert eingestellt werden. Eine geeignete Methode zur Bestimmung der Sollgeschwindigkeit kann in Übereinstimmung mit geforderter Genauigkeit der Formkorrektur benutzt werden.
Die Sollgeschwindigkeit und der hier gezeigte Koeffizient stellen eine Verstärkung und ein Offset dar. In dem Steuerungsverfahren gemäß der Erfindung wird eine Echtzeitkorrektur in Übereinstimmung mit einem Bearbeitungszustand basierend auf einem Bearbeitungsort und eine Richtung zu einer Bearbeitungsfortschrittsrichtung während jeder Bearbeitung ausgeführt.
Basierend auf den relationalen Ausdrücken in Ausdruck (1) bis Ausdruck (4) ist in 7 ein Steuerungsverfahren bei der Drahterosionsmaschine gemäß Ausführungsform 1 der Erfindung gezeigt. 7 zeigt die Steuerung, bei welcher eine Steuerung als eine Ausgangsbasis dient, um die interpolare Durchschnittsbearbeitungsspannung in Übereinstimmung mit der Sollspannung bei der Drahterosionsmaschine zu bringen, welche gemäß 4 auf herkömmliche Weise steuert und die Spannungskorrektur gemäß der Bearbeitungsgeschwindigkeit in Ausdruck (4) zu der interpolaren Durchschnittsbearbeitungsspannung berechnet.
Die Sollspannung VR ist eine im Voraus in der Sollspannungsspeichereinheit 6 in 3 eingestellte Sollspannung. Die interpolare Durchschnittsbearbeitungsspannung VG ist ein gemessener Wert, der von der interpolaren Durchschnittsbearbeitungsspannungsdetektionseinheit 5 in 3 detektiert wird. Der Korrekturkoeffizient C ist A/B in Ausdruck (4). Die Bearbeitungsgeschwindigkeit FC ist eine von der Bearbeitungsgeschwindigkeitskontrolleinheit 8 in 3 ausgegebene Bearbeitungsgeschwindigkeit.
Im Übrigen ist hier der Zusammenhang zwischen der Spannungsversorgung und der Geschwindigkeit einfacherweise als lineare Gleichung ausgedrückt. Um jedoch die Genauigkeit zu erhöhen, kann die Dimension der Gleichung erhöht werden. Ausdruck (4) kann durch folgenden mehrdimensionalen Ausdruck ausgedrückt werden. ΔVG = C₁ × ΔFC + C₂ × ΔFC² + C₃ × ΔFC³ + ... (5)
C₁, C₂, C₃... sind hier Koeffizienten entsprechender Dimensionen. Beispielsweise entspricht der eindimensionale Koeffizient in „–(A/B)” in Ausdruck (4) C₁. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Anteil der Geschwindigkeitsschwankung zur Korrektur der Spannung zurückgeführt wird. Daher kann der Anteil der zurückgeführten Geschwindigkeitsschwankung jede beliebige Dimensionszahl haben.
Nachfolgend wird das Verfahren in 7 beschrieben. Zuerst wird ein Wert, der durch Multiplizieren einer Differenz zwischen der Bearbeitungsgeschwindigkeit FC und der Sollgeschwindigkeit FA mit einem Korrekturkoeffizient C erhalten wurde, von dem Wert VG, der von der interpolaren Durchschnittsbearbeitungsspannungsdetektionseinheit 5 detektiert wurde, subtrahiert. Ein durch die Subtraktion erhaltener Wert wird von der Sollspannung VR subtrahiert, und die Umrechnung (Steuerungsbox) von der interpolaren Bearbeitungsspannung in die Bearbeitungsgeschwindigkeit FC wird in der gleichen Weise durchgeführt wie die herkömmliche Umrechnung. Wie ebenfalls in 3 beschrieben, ist diese Umwandlung nicht wesentlich für die Erfindung und eine Erläuterung derselben wird weggelassen. Durch die Verwendung der als ein Ergebnis der Umrechnung berechneten Bearbeitungsgeschwindigkeit FC führt die Antriebssteuerungsvorrichtung 9 in 3 Antriebssteuerung durch. Die Differenz zwischen der Bearbeitungsgeschwindigkeit FC und der Sollgeschwindigkeit FA wird in die Spannungskorrekturberechnungseinheit 11 eingegeben, um mit dem Korrekturkoeffizienten C multipliziert zu werden.
8 ist eine grafische Darstellung, die einen Vergleich zwischen einer Bearbeitungsgeschwindigkeit durch Steuerung in einer Drahterosionsmaschine gemäß Ausführungsform 1 der Erfindung und einer Bearbeitungsgeschwindigkeit durch herkömmliche Steuerung zeigt. Die Abszisse bezeichnet die interpolare Bearbeitungsspannung, und die Ordinate bezeichnet die Bearbeitungsgeschwindigkeit. Die durchgezogene Linie ist eine grafische Darstellung der Steuerung bei der Drahterosionsmaschine gemäß Ausführungsform 1 der Erfindung, und die gestrichelte Linie ist eine grafische Darstellung der herkömmlichen Steuerung. Bei sowohl der herkömmlichen Steuerungen als auch bei der Erfindung steigt die Bearbeitungsgeschwindigkeit, sobald die Differenz zwischen der interpolaren Bearbeitungsspannung und der Sollspannung in die Plus-Richtung steigt, und die Bearbeitungsgeschwindigkeit nimmt ab, sobald die Differenz zwischen der interpolaren Durchschnittsbearbeitungsspannung und der Sollspannung in Minus-Richtung steigt. Bei der Erfindung wird jedoch die interpolare Durchschnittsbearbeitungsspannung durch die Differenz zwischen der Bearbeitungsgeschwindigkeit und der Sollgeschwindigkeitseinstellung, ausgedrückt durch Ausdrücke (4) oder (5), korrigiert. Deshalb steigt der interpolare Durchschnittsbearbeitungsspannungskorrekturwert in Minus-Richtung, sobald die Bearbeitungsgeschwindigkeit ansteigt. Im Ergebnis ist die Bearbeitungsgeschwindigkeit langsamer als bei der herkömmlichen Steuerung. Im Gegenzug steigt der interpolare Durchschnittsbearbeitungsspannungskorrekturwert in Plus-Richtung, sobald die Bearbeitungsgeschwindigkeit abnimmt. Im Ergebnis ist die Bearbeitungsgeschwindigkeit schneller als bei der herkömmlichen Steuerung.
Auf diese Weise wird die interpolare Durchschnittsbearbeitungsspannung in Übereinstimmung mit der Differenz zwischen der Bearbeitungsgeschwindigkeit und der Sollgeschwindigkeit korrigiert. Es ist daher möglich, mit einer Schwankung im Bearbeitungsmaß umzugehen, während es zugleich möglich ist, eine Schwankung im Seitenspalt, verursacht durch eine Vergrößerung des Entladungsspalts, zu unterdrücken. Auf diese Weise kann die Bearbeitungsgenauigkeit bei der Formkorrekturbearbeitung verbessert werden.
Ausführungsform 2
9 ist eine Ansicht, die einen Aufbau und eine Steuerungskonfiguration einer Drahterosionsmaschine gemäß Ausführungsform 2 der Erfindung zeigt. Die in Ausführungsform 2 beschriebene Technik ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Spannung auf dieselbe Weise wie in Ausführungsform 1 basierend auf einer Bearbeitungsgeschwindigkeit korrigiert wird. Der Unterscheidungspunkt zu Ausführungsform 1 (3) liegt in einem Punkt, dass ein von einer Bearbeitungsgeschwindigkeit erhaltener interpolarer Durchschnittsbearbeitungsspannungskorrekturwert nicht auf eine von einer interpolaren Durchschnittsbearbeitungsspannungsdetektionseinheit 5 der detektierten Spannung angewendet wird, sondern auf eine Sollspannung zur Korrektur.
9 hat an einem Punkt einen zur 3 unterschiedlichen Abschnitt, nämlich dass eine Spannungseinstellungskorrektureinheit 13 anstelle der interpolaren Durchschnittsbearbeitungsspannungskorrektureinheit 12 vorgesehen ist, und die Spannungsberechnungseinheit 7 berechnet eine Differenz zwischen einer von der Spannungseinstellungskorrektureinheit 13 berechneten Sollspannung und der von einer interpolaren Durchschnittsbearbeitungsspannungseinheit 5 detektierten interpolaren Durchschnittsbearbeitungsspannung. Im Übrigen wird auf die Abschnitte, die gleich zu denen in 3 sind, entsprechend verwiesen.
Um in der Ausführungsform nicht die interpolare Durchschnittsbearbeitungsspannung sondern die Sollspannung zu korrigieren, ist das Vorzeichen umgekehrt zu dem Vorzeichen des Korrekturausdrucks, zum Korrigieren der interpolaren Durchschnittsbearbeitungsspannung. Das bedeutet, dass Ausdruck (4) in den folgenden Ausdruck (6) für den Steuerungsgebrauch umgerechnet werden muss. ΔVG' = (A/B) × ΔFC (6)
10 ist ein Blockdiagramm, das einen Steuerungsvorgang bei der Drahterosionsmaschine gemäß Ausführungsform 2 der Erfindung zeigt. Der Unterschied zu 7 ist, dass ein Wert durch Multiplizieren einer Differenz zwischen der Sollgeschwindigkeit FA und der Bearbeitungsgeschwindigkeit FC mit dem Korrekturkoeffizienten C von der Sollspannung VR subtrahiert wird.
Das Subtrahieren des Korrekturwerts von der Sollspannung wird in der Spannungseinstellungskorrektureinheit 13 in 9 ausgeführt. Der andere Vorgang ist ähnlich zu dem in 7, und die Beschreibung davon wird deswegen weggelassen.
11 ist eine grafische Darstellung, die einen Vergleich zwischen einer Bearbeitungsgeschwindigkeit bei Steuerung bei der Drahterosionsmaschine gemäß Ausführungsform 2, und einer Bearbeitungsgeschwindigkeit bei herkömmlicher Steuerung zeigt. Die Abszisse bezeichnet die interpolare Durchschnittsbearbeitungsspannung, und die Ordinate bezeichnet die Bearbeitungsgeschwindigkeit. Die gestrichelte Linie ist eine grafische Darstellung bei herkömmlicher Steuerung, und die durchgezogene Linie bezeichnet die Sollspannung bei der Steuerung in Ausführungsform 2 der Erfindung. Wie in der Ausführungsform 1, wird die Bearbeitungsgeschwindigkeit durch die Größe und das Vorzeichen der Differenz zwischen der interpolaren Durchschnittsbearbeitungsspannung und der Sollspannung gesteuert. Wenn die Bearbeitungsgeschwindigkeit steigt, wird die Sollspannung in die Plus-Richtung korrigiert. Somit wird die korrigierte Sollspannung hoch. Wenn die Bearbeitungsgeschwindigkeit abnimmt, wird die Sollspannung in Minus-Richtung korrigiert. Somit wird die korrigierte Sollspannung niedrig. Auf diese Weise wird in Ausführungsform 2 ΔVG' unter Verwendung eines Ergebnisses der interpolaren Durchschnittsbearbeitungsspannung in der gleichen Weise gemessen wird wie beim herkömmlichen Verfahren, und der korrigierten Sollspannung berechnet. (Daher ist in ΔVG', das eine Differenz zwischen der interpolaren Durchschnittsbearbeitungsspannung und der Sollspannung in 10 ist, derselbe Wert in ΔVG in Ausführungsform 1, und eine durch die Korrektur verursachte Änderung der Servogeschwindigkeit ist ebenso äquivalent).
Als Effekt der Ausführungsform 2 kann, in der gleichen Weise wie in Ausführungsform 1, die Bearbeitung in Übereinstimmung mit einem geforderten Bearbeitungsmaß oder einer Vergrößerung des Entladungsspalts als Ergebnis der Korrektur der Sollspannung in Abhängigkeit von der Bearbeitungsgeschwindigkeit betrachtet werden. Somit kann der Seitenspalt konstant gehalten werden. D. h., dass die Bearbeitungsgenauigkeit bei der Formkorrekturbearbeitung verbessert werden kann.
Ausführungsform 3
Ausführungsform 3 hat die Struktur von 3 in der gleichen Weise wie bei der Drahterosionsmaschine gemäß Ausführungsform 1. In Ausführungsform 1 wird die Differenz zwischen der Bearbeitungsgeschwindigkeit und der Sollgeschwindigkeit zurückgeführt, um die interpolare Durchschnittsbearbeitungsspannung zu korrigieren, wenn die Bearbeitungsgeschwindigkeit von der Sollgeschwindigkeit abweicht. Auf der anderen Seite wird die interpolare Durchschnittsbearbeitungsspannung in Ausführungsform 3 korrigiert, wenn die Differenz zwischen der Bearbeitungsgeschwindigkeit und der Sollgeschwindigkeit einen vorbestimmten Wert erreicht, nachdem die Bearbeitungsgeschwindigkeit in gewissem Maße abweicht.
12 ist eine grafische Darstellung, die einen Vergleich zwischen einer Bearbeitungsgeschwindigkeit durch Steuerung in einer Drahterosionsmaschine nach Ausführungsform 3 der Erfindung und einer Bearbeitungsgeschwindigkeit durch herkömmliche Steuerung zeigt. Die gestrichelte Linie ist die interpolare Durchschnittsbearbeitungsspannung bei herkömmlicher Steuerung, und die durchgezogene Linie ist die interpolare Durchschnittsbearbeitungsspannung bei der Ausführungsform. Es sei z. B. angenommen, dass die eingestellte Bearbeitungsgeschwindigkeit 6,0 mm/min, und der vorbestimmte Wert 1,0 mm/min betragen. In diesem Fall wird normale Steuerung ausgeführt, wenn die Bearbeitungsgeschwindigkeit von der Differenz zwischen der interpolaren Spannung und der Sollspannung berechnet wird, 6,1 mm/min, 6,2 mm/min...6,9 mm/min ist. Wenn jedoch die Bearbeitungsgeschwindigkeit 7,0 mm/min erreicht, wird die interpolare Durchschnittsbearbeitungsspannung mit einem durch Multiplizieren von (7,0 – 6,0) mm/min mit einem Korrekturkoeffizient erhaltenen Wert korrigiert, und die Steuerung wird erneut unter Verwendung der korrigierten interpolaren Durchschnittsbearbeitungsspannung ausgeführt. Der Wert (7,0 – 6,0) mm/min ist eine Differenz der eingestellten Bearbeitungsgeschwindigkeit. Selbst wenn die Bearbeitungsgeschwindigkeit langsamer ist als die eingestellte Bearbeitungsgeschwindigkeit, wird die interpolare Durchschnittsbearbeitungsspannung so lange nicht korrigiert, bis die Differenz der Bearbeitungsgeschwindigkeit größer ist, als ein in der gleichen Weise vorbestimmter Wert. Wenn die die Differenz der Bearbeitungsgeschwindigkeit größer ist, wird die interpolare Durchschnittsbearbeitungsspannung korrigiert.
Selbst wenn in der Ausführungsformsform die Bearbeitungsspannung plötzlich aufgrund von Rauheit der Oberfläche von der vorherigen Bearbeitung schwankt, werden bis zu einem gewissen Grad die Schwankungen durch die Rauheit der bearbeiteten Oberfläche durch die interpolare Durchschnittsbearbeitungsspannung in dem Schritt zur Formkorrekturbearbeitung behandelt. Wenn das Bearbeitungsmaß der bearbeiteten Oberfläche im Durchschnitt schwankt, kann die interpolare Durchschnittsbearbeitungsspannung korrigiert werden, sodass Bearbeitung mit einem konstanten Seitenspalt durchgeführt werden kann.
Im Übrigen kann in der Spannungskorrekturwertberechnungseinheit 11 in 3 der interpolare Durchschnittsbearbeitungsspannungskorrekturwert bei null eingestellt werden und an die interpolare Durchschnittsbearbeitungsspannungskorrektureinheit 12 ausgegeben werden, bis die Differenz der Bearbeitungsgeschwindigkeit größer als der vorbestimmte Wert ist. Alternativ kann die Berechnung der Differenz von der interpolaren Durchschnittsbearbeitungsspannung in der interpolaren Durchschnittsbearbeitungsspannungskorrektureinheit 12 solange unterbunden werden, bis die Differenz der Bearbeitungsgeschwindigkeit größer ist als der vorbestimmte Wert.
Hierbei kann im Voraus eine Tabelle an Korrekturkoeffizienten entsprechend zu jedem Absolutwert der Differenz der Bearbeitungsgeschwindigkeit bereitgestellt werden, sodass der Korrekturkoeffizient in Übereinstimmung mit dem Absolutwert geändert werden kann.
Auf diese Weise kann der Effekt der Verbesserung der Genauigkeit der Formkorrektur im Vergleich zu derjenigen verbessert werden, wenn der Korrekturkoeffizient konstant ist.
Ausführungsform 4
Ausführungsform 4 hat die Struktur von 9 in der gleichen Weise, wie die Drahterosionsmaschine gemäß Ausführungsform 2. In Ausführungsform 4 wird der eingestellte Wert auf die gleiche Weise korrigiert, wie in Ausführungsform 3. D. h., wenn die Differenz zwischen der Bearbeitungsgeschwindigkeit und der eingestellten Bearbeitungsgeschwindigkeit, welche aus der Differenz zwischen der interpolaren Durchschnittsbearbeitungsspannung und der Sollspannung berechnet wird, einen bestimmten Grad oder höher erreicht, wird die Sollspannung korrigiert, und die Steuerung zur Bestimmung einer Bearbeitungsgeschwindigkeit von der Differenz aus der interpolaren Durchschnittsbearbeitungsspannung basierend auf der korrigierten Spannung wird erneut durchgeführt. 13 ist eine grafische Darstellung, die einen Vergleich zwischen einer Bearbeitungsgeschwindigkeit durch Steuerung in einer Drahterosionsmaschine nach Ausführungsform 4, und einer Bearbeitungsgeschwindigkeit durch herkömmliche Steuerung zeigt. Die Linie mit x = Sollspannung bezeichnet die interpolare Durchschnittsbearbeitungsspannung bei herkömmlicher Steuerung, und die durchgezogene Linie bezeichnet die Sollspannung der Ausführungsform.
In diesem Fall des Bearbeitungsschritts zur Formkorrektur wird selbst, wenn die Bearbeitungsspannung plötzlich aufgrund von Rauheit in der von der letzten Bearbeitung bearbeiteten Oberfläche schwankt, ein bestimmter Grad an Schwankungen, verursacht durch die bearbeitete Oberfläche, durch die interpolare Durchschnittsbearbeitungsspannung auf dieselbe Weise wie in Ausführungsform 3 behandelt. Wenn das Bearbeitungsmaß der bearbeiteten Oberfläche im Durchschnitt schwankt, kann die durchschnittliche Bearbeitungsspannung korrigiert werden, sodass die Bearbeitung mit einem konstanten Seitenspalt durchgeführt werden kann.
Im Übrigen kann in der Ausführungsform 4 im Voraus eine Tabelle an Korrekturkoeffizienten entsprechend zu jedem Absolutwert der Differenz der Bearbeitungsgeschwindigkeit bereitgestellt werden, sodass der Korrekturkoeffizient in Übereinstimmung mit dem Absolutwert, in der gleichen Weise wie in Ausführungsform 3 geändert werden kann. Auf diese Weise kann der Effekt der Verbesserung der Genauigkeit der Formkorrektur im Vergleich zu derjenigen verbessert werden, bei der der Korrekturkoeffizient konstant ist.
Bezugszeichenliste

3: Elektrode
4: zu bearbeitendes Werkstück
5: interpolare Durchschnittsbearbeitungsspannungsdetektionseinheit
6: Sollspannungsspeichereinheit
7: Spannungsberechnungseinheit
8: Bearbeitungsgeschwindigkeitssteuerungseinheit
9: Antriebssteuerungsvorrichtung
10: Sollgeschwindigkeitsspeichereinheit
11: Spannungskorrekturwertberechnungseinheit
12: interpolare Durchschnittsbearbeitungsspannungskorrektureinheit

Claims

Steuerungsvorrichtung für eine Drahterosionsmaschine, die eine Bearbeitungsgeschwindigkeit steuert, um dadurch eine Sollspannung und eine interpolare Durchschnittsspannung miteinander in Einklang zu bringen, wobei die Steuerungsvorrichtung die Sollspannung und/oder die interpolare Durchschnittsbearbeitungsspannung in Übereinstimmung mit einer Änderung in der Bearbeitungsgeschwindigkeit korrigiert.
Steuerungsvorrichtung für eine Drahterosionsmaschine, welche eine Spannung zwischen einer Elektrode und einem zu bearbeitenden Werkstück anlegt, und dadurch Entladung zur Bearbeitung des Werkstücks erzeugt, wobei die Steuerungsvorrichtung für die Drahterosionsmaschine umfasst: eine interpolare Durchschnittsbearbeitungsspannungsdetektionseinheit, die eine interpolare Durchschnittsbearbeitungsspannung zwischen der Elektrode und dem Werkstück detektiert; eine interpolare Durchschnittsbearbeitungsspannungskorrektureinheit, die die von der interpolaren Durchschnittsbearbeitungsspannungsdetektionseinheit detektierte interpolare Durchschnittsbearbeitungsspannung korrigiert; eine Sollspannungsspeichereinheit, die im Voraus eine Spannungseinstellung, die als Zielwert der interpolaren Durchschnittsbearbeitungsspannung dient, speichert; eine Spannungsberechnungseinheit, die eine Differenz zwischen der Sollspannung und einer Ausgabe der interpolaren Durchschnittsbearbeitungsspannungskorrektureinheit berechnet; eine Bearbeitungsgeschwindigkeitssteuerungseinheit, die eine Bearbeitungsgeschwindigkeit der Elektrode auf Basis der von der Spannungsberechnungseinheit berechneten Differenz berechnet; eine Antriebssteuerungsvorrichtung, die eine Bearbeitungsgeschwindigkeit der Elektrode in Übereinstimmung mit der berechneten Bearbeitungsgeschwindigkeit steuert; eine Sollgeschwindigkeitsspeichereinheit, die im Voraus eine als Zielwert der Bearbeitungsgeschwindigkeit dienende Sollgeschwindigkeit einstellt; und eine Spannungskorrekturwertberechnungseinheit, die einen auf einer Differenz zwischen der Bearbeitungsgeschwindigkeit und der Sollgeschwindigkeit basierenden interpolaren Durchschnittsbearbeitungsspannungskorrekturwert berechnet; wobei die interpolare Durchschnittsbearbeitungsspannungskorrektureinheit die interpolare Durchschnittsbearbeitungsspannung in Übereinstimmung mit dem interpolaren Durchschnittsbearbeitungsspannungskorrekturwert korrigiert.
Steuerungsvorrichtung für eine Drahterosionsmaschine, die eine Spannung zwischen gebildeten Polen aus einer Elektrode und einem zu bearbeitenden Werkstück anlegt, um dadurch Entladung für die Bearbeitung des Werkstücks zu erzeugen, wobei die Steuerungsvorrichtung für die Drahterosionsmaschine umfasst: eine interpolare Durchschnittsbearbeitungsspannungsdetektionseinheit, die eine interpolare Durchschnittsbearbeitungsspannung zwischen der Elektrode und dem Werkstück detektiert; eine Sollspannungsspeichereinheit, die im Voraus eine Sollspannung, die als ein Zielwert der interpolaren Durchschnittsbearbeitungsspannung dient, speichert; eine Spannungseinstellungskorrektureinheit, die die Sollspannung korrigiert; eine Spannungsberechnungseinheit, die eine Differenz zwischen der interpolaren Durchschnittsbearbeitungsspannungskorrektureinheit und der Ausgabe der Spannungseinstellungskorrektureinheit berechnet; eine Bearbeitungsgeschwindigkeitssteuerungseinheit, die eine Bearbeitungsgeschwindigkeit der Elektrode auf Basis der von der Spannungsberechnungseinheit berechneten Differenz berechnet; eine Antriebssteuerungsvorrichtung, die eine Bearbeitungsgeschwindigkeit der Elektrode in Übereinstimmung mit der berechneten Bearbeitungsgeschwindigkeit steuert; eine Sollgeschwindigkeitsspeicherungseinheit, die im Voraus eine als Zielwert der Bearbeitungsgeschwindigkeit dienende Sollgeschwindigkeit einstellt; und eine Spannungskorrekturwertberechnungseinheit, die einen auf einer Differenz zwischen der Bearbeitungsgeschwindigkeit und der Sollgeschwindigkeit basierenden interpolaren Durchschnittsbearbeitungsspannungskorrekturwert berechnet; wobei die Spannungseinstellungskorrektureinheit die Sollspannung in Übereinstimmung mit einer Ausgabe der Spannungskorrekturwertberechnungseinheit korrigiert.
Steuerungsvorrichtung für eine Drahterosionsmaschine nach Anspruch 2 oder 3, wobei der interpolare Durchschnittsbearbeitungsspannungskorrekturwert ein Wert ist, der durch Multiplizieren der Differenz zwischen der Bearbeitungsgeschwindigkeit und der Sollgeschwindigkeit mit einem Korrekturkoeffizienten, der ein konstanter Wert oder ein Wert ist, der einem Bearbeitungszustand entspricht, erhalten wird.
Steuerungsvorrichtung für eine Drahterosionsmaschine nach Anspruch 2, wobei ein korrigierter Wert der interpolaren Durchschnittsbearbeitungsspannung ein konstanter Wert ist, wenn die Differenz zwischen der Bearbeitungsgeschwindigkeit und der Sollgeschwindigkeit innerhalb eines im Voraus eingestellten Bereichs liegt.
Steuerungsvorrichtung für eine Drahterosionsmaschine nach Anspruch 3, wobei ein korrigierter Wert der Sollspannung ein konstanter Wert ist, wenn die Differenz zwischen der Bearbeitungsgeschwindigkeit und der Sollgeschwindigkeit innerhalb eines im Voraus eingestellten Bereichs liegt.
Steuerungsverfahren für eine Drahterosionsmaschine, die eine Bearbeitungsgeschwindigkeit steuert, um eine Sollspannung und eine interpolare Durchschnittsspannung miteinander in Einklang zu bringen, wobei das Steuerungsverfahren für die Drahterosionsmaschine umfasst: Korrigieren wenigstens einer Sollspannung und/oder einer interpolaren Durchschnittsbearbeitungsspannung in Übereinstimmung mit einer Änderung der Bearbeitungsgeschwindigkeit.