DE112016007334B4

DE112016007334B4 - Drahterodiermaschine

Info

Publication number: DE112016007334B4
Application number: DE112016007334.8T
Authority: DE
Inventors: Takayuki Nakagawa; Makoto Nii; Satoru Izawa
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2016-11-15
Filing date: 2016-11-15
Publication date: 2024-01-04
Anticipated expiration: 2036-11-16
Also published as: CN109937109A; JP6239200B1; US20190337070A1; DE112016007334T5; JPWO2018092181A1; CN109937109B; WO2018092181A1; US10646939B2

Abstract

Drahterodiermaschine (1) zum Bearbeiten eines Werkstücks (W) mit Hilfe einer Entladung, die zwischen einer von einer Drahtspule (21) zugeführten Drahtelektrode (10) und dem Werkstück (W) hervorgerufen wird, wobei die Drahterodiermaschine (1) aufweist:eine Restlängenberechnungseinheit (206) ausgebildet zum Berechnen einer Restlänge der Drahtelektrode (10) auf Basis von Drahtelektrodenwicklungskoeffizienten, Spulenabzugsradiuskorrelationsinformationen und eines Spulendurchmessers der Drahtspule (21), wobei die Drahtelektrodenwicklungskoeffizienten einen Wicklungsstatus der Drahtelektrode (10) auf der Drahtspule (21) repräsentieren, die Spulenabzugsradiuskorrelationsinformationen mit einem Spulenabzugsradius korreliert sind, bei dem es sich um einen Abstand zwischen einer Position, an der die um die Drahtspule (21) gewickelte Drahtelektrode (10) von der Drahtspule (21) abhebt, und einer zentralen Drehachse der Drahtspule (21) handelt, und dieDrahtelektrodenwicklungskoeffizienten von einer inneren Breite der Drahtspule (21), einem Drahtdurchmesser der Drahtelektrode (10) und einer Wicklungsspannung der Drahtelektrode (10) abhängen.

Description

Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Drahterodiermaschine zur Bearbeitung eines Werkstücks mithilfe einer Entladung, die zwischen einer von einer Drahtspule zugeführten Drahtelektrode und dem Werkstück hervorgerufen wird.
Hintergrund
Bei einer Bearbeitung eines Werkstücks mit einer Drahterodiermaschine muss üblicherweise vor Beginn der Bearbeitung beurteilt werden, ob die Restlänge der auf der Drahtelektrode aufgewickelten Drahtspule noch zur Durchführung der geplanten Bearbeitung ausreicht.
In dem Patentdokument 1 wird eine Technik zum Berechnen der Restlänge einer Drahtelektrode offenbart, bei der die Gesamtlänge der Drahtelektrode berechnet und die Länge der abgespulten Drahtelektrode von der Gesamtlänge subtrahiert wird.
Das Patentdokument 2 offenbart eine Drahterodiermaschine mit einer Drahtspule, auf deren Seitenwand-Innerem Maß-Markierungen angebracht sind, die im Zuge des Draht-Verbrauchs nach und nach sichtbar werden und jenen somit anzeigen.
Das Patentdokument 3 offenbart eine Drahterodiermaschine mit mehreren Betriebsmodi, wobei bei Unterschreiten einer gewissen Rest-Drahtlänge von einem Schnell-Bearbeitungsmodus in einen Langsam-Bearbeitungsmodus gewechselt wird. Das Patentdokument 4 offenbart eine Drahterodiermaschine mit einer Drahtverbrauchslängenberechnungseinheit, die die geschätzte Verbrauchslänge auf der Grundlage einer bearbeitungsperipheren Länge, einer durchschnittlichen Bearbeitungsgeschwindigkeit und einer Drahtzufuhrgeschwindigkeit berechnet.
Das Patentdokument 5 offenbart eine Drahterodiermaschine mit einer Erfassungseinheit für die Anfangs-Drahtlänge, wovon der Draht-Verbrauch abgezogen wird, um die Rest-Drahtlänge zu ermitteln.
Liste der Zitate
Patentliteratur

Patentdokument 1: Japanische Offenlegungsschrift JP H07 - 178 622 A
Patentdokument 2: Japanische Offenlegungsschrift JP 2000 - 343 332 A
Patentdokument 3: Japanische Offenlegungsschrift JP 2003 - 53 628 A
Patentdokument 4: Deutsche Patentschrift DE 11 2013 007 277 B4
Patentdokument 5: Japanische Offenlegungsschrift JP H02 - 41 821 A

Kurzbeschreibung
Technische Problemstellung
Bei der in dem oben genannten Patentdokument 1 offenbarten Technik nimmt jedoch das Verhältnis des Längenfehlerbereichs zur Restlänge der Drahtelektrode mit kürzer werdender Restlänge der Drahtelektrode zu, da die Länge der abgespulten Drahtelektrode von der zum Zeitpunkt der vollständig aufgewickelten Drahtelektrode berechneten Gesamtlänge subtrahiert wird.
Die vorliegende Erfindung entstand angesichts des oben Dargelegten, wobei eine Aufgabe der Erfindung in der Angabe einer Drahterodiermaschine besteht, bei der die Restlänge einer Drahtelektrode genau geschätzt werden kann.
Lösung der Problemstellung
Zur Lösung der oben angegebenen Problemstellung und zur Erfüllung der Aufgabe, gibt die vorliegende Erfindung eine Drahterodiermaschine zur Bearbeitung eines Werkstücks mithilfe einer Entladung an, die zwischen einer von einer Drahtspule zugeführten Drahtelektrode und dem Werkstück hervorgerufen wird, wobei die Drahterodiermaschine eine Restlängenberechnungseinheit aufweist. Die Restlängenberechnungseinheit berechnet eine Restlänge der Drahtelektrode auf Basis von Elektrodenwicklungskoeffizienten, Spulenabzugsradiuskorrelationsinformationen und einem Spulendurchmesser der Drahtspule. Die Elektrodenwicklungskoeffizienten hängen von einer Wicklungsdichte der Drahtelektrode, einer inneren Breite der Drahtspule, einem Drahtdurchmesser des Elektrodendrahtes und einer Wicklungsspannung der Drahtelektrode ab. Die Spulenabzugsradiuskorrelationsinformationen sind mit einem Spulenabzugsradius korreliert, bei dem es sich um einen Abstand zwischen einer Position, an der die um die Drahtspule gewickelte Drahtelektrode von der Drahtspule abhebt, und einer zentralen Drehachse der Drahtspule handelt.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Eine Drahterodiermaschine gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglicht eine genaue Schätzung der Restlänge einer Drahtelektrode.
Kurzbeschreibung der Figuren

1 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung einer Konfiguration einer Drahterodiermaschine gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt ein funktionelles Blockschaltbild einer Drahtelektrodenrestlängenschätzeinheit einer Drahterodiermaschine gemäß der ersten Ausführungsform.
3 zeigt ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Betriebsablaufs der Drahtelektrodenrestlängenschätzeinheit einer Drahterodiermaschine gemäß der ersten Ausführungsform.
4 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung einer Konfiguration einer Drahterodiermaschine gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
5 zeigt ein funktionelles Blockschaltbild einer Drahtelektrodenrestlängenschätzeinheit einer Drahterodiermaschine gemäß der zweiten Ausführungsform.
6 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung einer Konfiguration einer Drahterodiermaschine gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
7 zeigt ein funktionelles Blockschaltbild einer Drahtelektrodenrestlängenschätzeinheit einer Drahterodiermaschine gemäß der dritten Ausführungsform.

8 zeigt ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Betriebsablaufs der Drahtelektrodenrestlängenschätzeinheit einer Drahterodiermaschine gemäß der dritten Ausführungsform.
9 zeigt ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Betriebsablaufs der Drahtelektrodenrestlängenschätzeinheit einer Drahterodiermaschine gemäß der dritten Ausführungsform.
10 zeigt ein funktionelles Blockschaltbild einer Drahtelektrodenrestlängenschätzeinheit einer Drahterodiermaschine gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
11 zeigt ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Betriebsablaufs der Drahtelektrodenrestlängenschätzeinheit einer Drahterodiermaschine gemäß der vierten Ausführungsform.
12 zeigt eine schematische Darstellung einer Querschnittsansicht einer Drahtrolle einer Drahterodiermaschine gemäß der vierten Ausführungsform.
13 zeigt ein funktionelles Blockschaltbild einer Drahtelektrodenrestlängenschätzeinheit einer Drahterodiermaschine gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
14 zeigt eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung der Beziehung zwischen der axialen Drahtspulenposition der um die Drahtspule gewickelten Drahtelektrode und dem Spulenabzugsdurchmesser bei einer Drahterodiermaschine gemäß der fünften Ausführungsform.
15 zeigt ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Betriebsablaufs der Drahtelektrodenrestlängenschätzeinheit einer Drahterodiermaschine gemäß der fünften Ausführungsform.
16 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung der Beziehung zwischen der Länge der abgespulten Drahtelektrode und dem Spulenabzugsdurchmesser bei einer Drahterodiermaschine gemäß der fünften Ausführungsform.
17 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung der Beziehung zwischen der Länge der abgespulten Drahtelektrode und dem Spulenabzugsdurchmesser bei einer Drahterodiermaschine gemäß der fünften Ausführungsform.
18 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung einer Konfiguration einer Drahterodiermaschine gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
19 zeigt ein funktionelles Blockschaltbild einer Drahtelektrodenrestlängenschätzeinheit einer Drahterodiermaschine gemäß der sechsten Ausführungsform.
20 zeigt ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Betriebsablaufs der Drahtelektrodenrestlängenschätzeinheit einer Drahterodiermaschine gemäß der sechsten Ausführungsform.
21 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung einer Konfiguration, bei der die Funktionen der Drahtelektrodenrestlängenschätzeinheit einer Drahterodiermaschine gemäß einer der ersten bis sechsten Ausführungsformen durch Hardware realisiert sind.
22 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung einer Konfiguration, bei der die Funktionen der Drahtelektrodenrestlängenschätzeinheit einer Drahterodiermaschine gemäß einer der ersten bis sechsten Ausführungsformen durch Software realisiert sind.

Beschreibung von Ausführungsformen
Nachfolgend wird eine Drahterodiermaschine anhand von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren ausführlich beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Ausführungsformen beschränkt.
Erste Ausführungsform
Die Darstellung von 1 veranschaulicht eine Konfiguration einer Drahterodiermaschine gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei der Drahterodiermaschine 1 handelt es sich um eine Vorrichtung, bei der ein Werkstück W einer Funkenerosionsbearbeitung unterzogen wird. Wie aus 1 ersichtlich umfasst die Drahterodiermaschine 1 eine als Entladungselektrode dienende Drahtelektrode 10, eine Drahtabspuleinheit 20, die die Drahtelektrode 10 in Längsrichtung transportiert, eine Werkstückhalterungseinheit 30, die das Werkstück W hält, und eine Antriebseinheit 40, die die Drahtelektrode 10 und das Werkstück W relativ zueinander bewegt. Die Drahterodiermaschine 1 weist ferner eine Zugspannungsapplikationseinheit 50 auf, die die Drahtelektrode 10 unter Spannung setzt. Die Drahterodiermaschine 1 weist außerdem eine Steuervorrichtung 100 auf, die die Einstellung der relativen Position zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W über die Antriebseinheit 40 steuert.
Bei der Steuervorrichtung 100 handelt es sich um eine numerische Steuervorrichtung, die ein numerisches Steuerprogramm zum Erzeugen von Bearbeitungsbedingungen ausführt und die die Bearbeitungsbedingungen an jeden Teil der Drahterodiermaschine 1 ausgibt, um den Betrieb eines jeden Teils der Drahterodiermaschine 1 zu steuern. Die Steuervorrichtung 100 führt ferner ein numerisches Steuerprogramm aus, um das Werkstück W relativ zur Drahtelektrode 10 zu positionieren. Die Steuervorrichtung 100 veranlasst außerdem eine Entladung zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W, um das Werkstück W durch Funkenerosion zu bearbeiten.
Für die Erzeugung von Bearbeitungsbedingungen erforderliche Informationen werden von einer Eingabevorrichtung 104 in die Steuervorrichtung 100 eingegeben. Die Eingabevorrichtung 104 umfasst ein Touchpanel, eine Tastatur, eine Maus, einen Trackball oder eine Kombination hiervon. Die Steuervorrichtung 100 ist ferner mit einer Anzeigevorrichtung 105 zum Anzeigen von Informationen verbunden. Die Anzeigevorrichtung 105 kann eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung sein, ist aber nicht darauf beschränkt.
An die Drahtelektrode 10 wird eine Bearbeitungsspannung angelegt, um zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W eine Entladung zu bewirken. Die Drahtelektrode 10 besteht aus einem leitfähigen Metall, das einen kreisförmigen Querschnitt und eine längliche Form aufweist.
Die Drahtabspuleinheit 20 umfasst eine Drahtspule 21, eine Umlenkrolle 27, obere Drahtvorschubrollen 22a und 22b, untere Drahtvorschubrollen 22c und 22d, einen Bearbeitungskopf 24, eine untere Düse 25 und eine Einzugsrolle 26. Die Drahtspule 21 ist ein spulenförmiges Element, das als Kern für die darum gewickelte Drahtelektrode 10 dient. Die von der Drahtspule 21 abgespulte Drahtelektrode 10 wird an der Umlenkrolle 27 umgelenkt. Der Bearbeitungskopf 24 weist eine obere Düse 23 auf, über die die Drahtelektrode 10 zum Werkstück W geführt wird. Die Drahtelektrode 10 wird durch die untere Düse 25 geführt. Die Einzugsrolle 26 zieht die Drahtelektrode 10 ein. Die oberen Drahtvorschubrollen 22a und 22b und die unteren Drahtvorschubrollen 22c und 22d sind so gelagert, dass sie um die Wellenmitte gedreht werden können. Die oberen Drahtvorschubrollen 22a und 22b sind zwischen der Drahtspule 21 und dem Bearbeitungskopf 24 angeordnet. Die Drahtelektrode 10 wird zur Führung von der Drahtspule 21 zum Bearbeitungskopf 24 an den oberen Drahtvorschubrollen 22a und 22b umgelenkt. Die unteren Drahtvorschubrollen 22c und 22d sind zwischen der unteren Düse 25 und der Einzugsrolle 26 angeordnet. Die Drahtelektrode 10 wird zur Führung von der unteren Düse 25 zur Einzugsrolle 26 an den unteren Drahtvorschubrollen 22c und 22d umgelenkt. Die oberen Drahtvorschubrollen 22a und 22b und die unteren Drahtvorschubrollen 22c und 22d drehen sich beim Durchlaufen der Drahtelektrode 10. Die Drahtspule 21 ist mit einem Drehwinkeldetektor 29 ausgestattet, der den Drehwinkel der Drahtspule 21 erfasst.
Der Bearbeitungskopf 24 umfasst einen Kopfhauptteil 24a, durch den die Drahtelektrode 10 hindurchgeht, und die obere Düse 23, die an der dem Werkstück W zugewandten Unterseite des Kopfhauptteils 24a befestigt ist. Die obere Düse 23 weist eine Führungsöffnung 23a auf, durch die die Drahtelektrode 10 hindurchgeführt ist.
Die untere Düse 25 ist unterhalb der oberen Düse 23 des Bearbeitungskopfes 24 angeordnet. Die untere Düse 25 weist ein Führungsöffnung 25a auf, durch die die Drahtelektrode 10 hindurchgeführt ist. Die Drahtelektrode 10 ist durch die Führungsöffnungen 23a und 25a in der oberen Düse 23 bzw. in der unteren Düse 25 geführt, wodurch die Drahtelektrode 10 zwischen der oberen Düse 23 und der unteren Düse 25 linear geführt ist. Bei der ersten Ausführungsform stehen sich die obere Düse 23 und die untere Düse 25 in vertikaler Richtung beabstandet gegenüber und führen die Drahtelektrode 10 zwischen der oberen Düse 23 und der unteren Düse 25 parallel zur vertikalen Richtung.
Die Einzugsrolle 26 ist zwischen der unteren Drahtvorschubrolle 22c und der unteren Drahtvorschubrolle 22d angeordnet. Die Einzugsrolle 26 fasst die Drahtelektrode 10 zwischen der unteren Drahtvorschubrolle 22c und der unteren Drahtvorschubrolle 22d ein und wird von einem (nicht dargestellten) Motor gedreht. Wenn das Werkstück W einer Funkenerosionsbearbeitung unterzogen wird, wird die Einzugsrolle 26 vom Motor drehend angetrieben, um die durch die Führungsöffnung 23a in der oberen Düse 23 und die Führungsöffnung 25a in der unteren Düse 25 geführte Drahtelektrode 10 einzuziehen. Durch Ändern der Drehzahl des Motors kann die Einzugsrolle 26 die Bewegungsgeschwindigkeit der Drahtelektrode 10 ändern.
Die Werkstückhalterungseinheit 30 ist aus einem leitfähigen Metall gefertigt und besitzt in der Draufsicht eine viereckige Rahmenform. Die Werkstückhalterungseinheit 30 ist mit einer ebenen Oberfläche ausgebildet und parallel zur horizontalen Richtung angeordnet. Die Drahtelektrode 10 ist zwischen der oberen Düse 23 und der unteren Düse 25 durch die Werkstückhalterungseinheit 30 geführt.
Zwischen Drahtelektrode 10 und Werkstück W wird eine Bearbeitungsspannung einer Spannungsquelle 80 angelegt. Die Spannungsquelle 80 ist mit der Drahtelektrode 10 elektrisch verbunden und über die Werkstückhalterungseinheit 30 an das Werkstück W gekoppelt. Durch die von der Spannungsquelle 80 angelegte Bearbeitungsspannung wird die Isolierung zwischen der sich zwischen der oberen Düse 23 und der unteren Düse 25 befindenden Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W überwunden und eine Entladung bewirkt, wodurch ein Teil des Werkstücks W abgetragen wird.
Die Zugspannungsapplikationseinheit 50 beaufschlagt die Drahtelektrode 10 mit einer Zugspannung, wenn an die Drahtelektrode 10 eine Bearbeitungsspannung zur Funkenerosionsbearbeitung des Werkstücks W angelegt wird. Die Zugspannungsapplikationseinheit 50 umfasst eine Zugspannungsapplikationsrolle 51 und einen Motor 52 zum Drehen der Zugspannungsapplikationsrolle 51. Die Zugspannungsapplikationsrolle 51 ist zwischen der Drahtspule 21 und dem Bearbeitungskopf 24 angeordnet und fasst die Drahtelektrode 10 zwischen sich und den oberen Drahtvorschubrollen 22a und 22b ein. Der Motor 52 dreht die Zugspannungsapplikationsrolle 51 in der Richtung, in der die Drahtelektrode 10 um die Drahtspule 21 geführt ist. Das Antriebsmoment des Motors 52 ist schwächer als das Antriebsmoment des Motors, der die Einzugsrolle 26 dreht. Wenn das Werkstück W einer Funkenerosion unterzogen wird, ist das von der Zugspannungsapplikationseinheit 50 auf die Zugspannungsapplikationsrolle 51 ausgeübte Antriebsdrehmoment schwächer als das Antriebsdrehmoment des Motors, der die Einzugsrolle 26 dreht, wodurch die Drahtelektrode 10 entlang der Längsrichtung der Drahtelektrode 10 zwischen der oberen Düse 23 und der unteren Düse 25 gespannt wird. Die Zugspannungsapplikationsrolle 51 ist mit einem Drehwinkeldetektor 28 ausgestattet, der den Drehwinkel der Zugspannungsapplikationsrolle 51 erfasst.
Bei jedem der Drehwinkeldetektoren 28 und 29 kann es sich um einen Drehgeber handeln, der den Drehwinkel digital erfasst, oder um einen Drehzahlmesser, der den Drehwinkel analog erfasst.
Die Drahterodiermaschine 1 weist ferner eine Drahtelektrodenrestlängenschätzeinheit 200 auf, die den Prozessablauf zum Schätzen der Restlänge der auf der Drahtspule 21 verbliebenen Drahtelektrode 10 durchführt. Die Drahtelektrodenrestlängenschätzeinheit 200 ist mit der Eingabevorrichtung 104 und der Anzeigevorrichtung 105 verbunden. Zur Durchführung des Prozessablaufs zum Schätzen der Restlänge der Drahtelektrode 10 erforderliche Informationen werden von der Eingabevorrichtung 104 in die Drahtelektrodenrestlängenschätzeinheit 200 eingegeben.
Das funktionelle Blockschaltbild von 2 zeigt eine Drahtelektrodenrestlängenschätzeinheit einer Drahterodiermaschine gemäß der ersten Ausführungsform. Die Drahtelektrodenrestlängenschätzeinheit 200 umfasst eine Abspullängenerfassungseinheit 201, eine Spulenabzugsradiuskorrelationsinformationserfassungseinheit 202, eine Drahtelektrodenwicklungskoeffizientenberechnungseinheit 203, eine Koeffizientenspeichereinheit 204, eine Spulendurchmesserspeichereinheit 205 und eine Restlängenberechnungseinheit 206. Die Abspullängenerfassungseinheit 201 erfasst eine abgespulte Länge, bei der es sich um die Länge der Drahtelektrode 10 handelt, die von der Drahtspule 21 während einer bestimmten Zeit abgespult wird. Die Spulenabzugsradiuskorrelationsinformationserfassungseinheit 202 erfasst Spulenabzugsradiuskorrelationsinformationen, die mit einem Spulenabzugsradius korreliert sind, bei dem es sich um den Abstand zwischen der Position, an der die um die Drahtspule 21 gewickelte und von dieser abgespulte Drahtelektrode 10 von der Drahtspule 21 abhebt, und der zentralen Drehachse der Drahtspule 21 handelt. Die Drahtelektrodenwicklungskoeffizientenberechnungseinheit 203 berechnet die Drahtelektrodenwicklungskoeffizienten auf Basis der abgespulten Länge der Drahtelektrode 10 und den der abgespulten Länge der Drahtelektrode 10 entsprechenden Spulenabzugsradiusübergangskorrelationsinformationen. Die Drahtelektrodenwicklungskoeffizienten hängen von der Wicklungsdichte der Drahtelektrode 10 und der inneren Breite der Drahtspule 21 ab. Die Koeffizientenspeichereinheit 204 speichert die von der Drahtelektrodenwicklungskoeffizientenberechnungseinheit 203 berechneten Drahtelektrodenwicklungskoeffizienten. Der Wert eines Spulendurchmessers wird in der Speichereinheit 205 durch Betätigen der Eingabevorrichtung 104 durch einen Benutzer gespeichert. Beim Spulendurchmesser handelt es sich um den Durchmesser einer nicht mit der Drahtelektrode 10 umwickelten Drahtspule 21. Die Restlängenberechnungseinheit 206 berechnet die Restlänge der um die Drahtspule 21 gewickelten Drahtelektrode 10 auf Basis der Spulenabzugsradiuskorrelationsinformationen, der Drahtelektrodenwicklungskoeffizienten und des Spulendurchmessers. Da die Wicklungsdichte der Drahtelektrode 10 vom Drahtdurchmesser und der Wicklungsspannung der Drahtelektrode 10 abhängt, hängen die Drahtelektrodenwicklungskoeffizienten von der inneren Breite der Drahtspule 21, dem Drahtdurchmesser der Drahtelektrode 10 und der Wicklungsspannung der Drahtelektrode 10 ab. Der Spulendurchmesser wird in der Spulendurchmesserspeichereinheit 205 durch Betätigen der Eingabevorrichtung 104 gespeichert. Es wird darauf hingewiesen, dass der Spulendurchmesser von einer zur Drahterodiermaschine 1 externen Vorrichtung bezogen und in der Spulendurchmesserspeichereinheit 205 gespeichert werden kann.
Der Drehwinkel der Zugspannungsapplikationsrolle 51 wird vom Drehwinkeldetektor 28 in die Abspullängenerfassungseinheit 201 eingegeben. Da der Durchmesser der Zugspannungsapplikationsrolle 51 ein bekannter Wert ist, kann die Abspullängenerfassungseinheit 201 die abgespulte Länge der Drahtelektrode 10 aus dem Drehwinkel der Zugspannungsapplikationsrolle 51 und dem Durchmesser- und Umfangsverhältnis der Zugspannungsapplikationsrolle 51 berechnen. Es wird darauf hingewiesen, dass die abgespulte Länge der Drahtelektrode 10 so lange gemessen werden kann, als der Drehwinkel eines sich beim Abspulen der Drahtelektrode 10 drehenden Elements mit bekanntem Durchmesser oder Radius gemessen werden kann. Daher kann der Drehwinkeldetektor 28 an der Umlenkrolle 27 angeordnet sein, wobei die Abspullänge der Drahtelektrode 10 auf Basis des erfassten Drehwinkels der Umlenkrolle 27 berechnet werden kann.
Der Drehwinkel der Drahtspule 21 wird vom Drehwinkeldetektor 29 in die Spulenabzugsradiuskorrelationsinformationserfassungseinheit 202 eingegeben. Bei der nachfolgenden Beschreibung handelt es sich bei den von der Spulenabzugsradiuskorrelationsinformationserfassungseinheit 202 erfassten Spulenabzugsradiuskorrelationsinformationen um ein Spulenabzugsdurchmesser, der dem Doppelten des Spulenabzugsradius, d. h. dem Abstand zwischen der Position, an der die um die Drahtspule 21 gewickelte Drahtelektrode 10 beim Abspulen von der Drahtspule 21 abhebt, und der zentralen Drehachse der Drahtspule 21 entspricht.
Daher berechnet die Drahtelektrodenwicklungskoeffizientenberechnungseinheit 203 die Drahtelektrodenwicklungskoeffizienten auf Basis der abgespulten Länge der Drahtelektrode 10 und dem der abgespulten Länge der Drahtelektrode 10 entsprechenden Spulenabzugsübergangsdurchmesser. Es wird darauf hingewiesen, dass die Spulenabzugsradiuskorrelationsinformationserfassungseinheit 202 den Spulenabzugsdurchmesser berechnen kann, indem sie das Produkt aus dem Durchmesser der Umlenkrolle 27 und dem Drehwinkel der Umlenkrolle 27 durch den Drehwinkel der Drahtspule 21 dividiert. Die Restlängenberechnungseinheit 206 berechnet die Restlänge der um die Drahtspule 21 gewickelten Drahtelektrode 10 auf Basis des Spulenabzugsdurchmessers, der Drahtelektrodenwicklungskoeffizienten und des Spulendurchmessers.
Die Spulenabzugsradiuskorrelationsinformationserfassungseinheit 202 erfasst ferner die Drehzahl der Drahtspule 21 auf Basis des vom Drehwinkeldetektor 29 eingegebenen Drehwinkels der Drahtspule 21. Daher bildet die Spulenabzugsradiuskorrelationsinformationserfassungseinheit 202 zusammen mit dem Drehwinkeldetektor 29 eine Einheit zum Erfassen der Drehzahl der Drahtspule 21. Somit erfasst die Spulenabzugsradiuskorrelationsinformationserfassungseinheit 202 die Drehzahl der Drahtspule 21 und auf Basis der abgespulten Länge und der Drehzahl den Spulenabzugsdurchmesser.
Es wird darauf hingewiesen, dass die Spulenabzugsradiuskorrelationsinformationen, die von der Spulenabzugsradiuskorrelationsinformationserfassungseinheit 202 erfasst werden, nicht auf den Spulenabzugsdurchmesser beschränkt sind. Bei den Spulenabzugsradiuskorrelationsinformationen, die von der Spulenabzugsradiuskorrelationsinformationserfassungseinheit 202 erfasst werden, kann es sich um das Verhältnis zwischen der Drehzahl der Umlenkrolle 27 und der Drehzahl der Drahtspule 21 handeln. Alternativ kann es sich bei den Spulenabzugsradiuskorrelationsinformationen, die von der Spulenabzugsradiuskorrelationsinformationserfassungseinheit 202 erfasst werden, um das Quadrat des Spulenabzugsdurchmessers handeln.
Als Nächstes wird der Betriebsablauf der Drahterodiermaschine 1 zum Schätzen der Restlänge der Drahtelektrode 10 gemäß der ersten Ausführungsform beschrieben. 3 zeigt ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Betriebsablaufs an der Drahtelektrodenrestlängenschätzeinheit der Drahterodiermaschine gemäß der ersten Ausführungsform. In Schritt S101 spult die Steuervorrichtung 100 die Drahtelektrode 10 mit einer unbekannten Restlänge von der Drahtspule 21 ab.
In Schritt S102 erfasst die Abspullängenerfassungseinheit 201 die abgespulte Länge der Drahtelektrode 10 auf Basis des vom Drehwinkeldetektor 28 eingegebenen Drehwinkels der Zugspannungsapplikationsrolle 51 und des Durchmessers der Zugspannungsapplikationsrolle 51, bei dem es sich um einen bekannten Wert handelt.
In Schritt S103 erfasst die Spulenabzugsradiuskorrelationsinformationserfassungseinheit 202 den Spulenabzugsdurchmesser auf Basis des von dem Drehwinkeldetektor 29 eingegebenen Drehwinkels der Drahtspule 21, des vom Drehwinkeldetektor 28 eingegebenen Drehwinkels der Zugspannungsapplikationsrolle 51 und des Durchmessers der Zugspannungsapplikationsrolle 51, bei dem es sich um einen bekannten Wert handelt.
In Schritt S104 berechnet die Drahtelektrodenwicklungskoeffizientenberechnungseinheit 203 die Drahtelektrodenwicklungskoeffizienten auf Basis der abgespulten Länge der Drahtelektrode 10 und des der abgespulten Länge der Drahtelektrode 10 entsprechenden Spulenabzugsübergangsdurchmessers. Die abgespulte Länge L der Drahtelektrode ist proportional zum Volumen der abgespulten Drahtelektrode 10, wobei das Volumen der um die Drahtspule 21 gewickelten Drahtelektrode 10 eine quadratische Funktion des Spulenabzugsdurchmessers d ist. Daher kann die abgespulte Länge L als L=k₁×d+k₂×d²+k₃ ausgedrückt werden, wobei d den Spulenabzugsdurchmesser und k₁, k₂ und k₃ die Drahtelektrodenwicklungskoeffizienten bedeuten. Daher können die Drahtelektrodenwicklungskoeffizienten k₁, k₂ und k₃ über eine multivariate Analyse der abgespulten Länge L der Drahtelektrode 10 und des Spulenabzugsdurchmessers d berechnet werden. Da bekannte Verfahren wie die Methode der kleinsten Quadrate auf die multivariate Analyse angewendet werden können, wird hier die Analysemethode nicht beschrieben. Die Drahtelektrodenwicklungskoeffizientenberechnungseinheit 203 speichert die berechneten Drahtelektrodenwicklungskoeffizienten in der Koeffizientenspeichereinheit 204.
In Schritt S105 liest die Restlängenberechnungseinheit 206 die in der Koeffizientenspeichereinheit 204 gespeicherten Drahtelektrodenwicklungskoeffizienten und den in der Spulendurchmesserspeichereinheit 205 gespeicherten Wert des Spulendurchmessers.
In Schritt S106 berechnet die Restlängenberechnungseinheit 206 die Restlänge ΔL der Drahtelektrode 10 auf Basis des Spulenabzugsdurchmessers d, der Drahtelektrodenwicklungskoeffizienten k₁ k₂ und k₃ und des Spulendurchmessers f unter Verwendung von ΔL=(k₁×+k₂×d²+k₃)-(k₁×f+k₂×f³+k₃)=k₁(d-f)+k₂(d²-f²). Denn die Restlänge ΔL der Drahtelektrode 10 entspricht der Differenz zwischen der dem aktuellen Spulenabzugsdurchmesser d entsprechenden abgespulten Länge der Drahtelektrode und der dem kurz vor dem Verbrauch der Drahtelektrode erhaltenen Spulenabzugsdurchmesser entsprechenden abgespulten Länge der Drahtelektrode, d. h. wenn der Spulenabzugsdurchmesser d mit dem Spulendurchmesser f übereinstimmt. Hierbei ist k₁ ein dimensionsloser Koeffizient, k₂ ist ein Koeffizient mit einer reziproken Längendimension und k₃ ist ein Koeffizient mit einer Längendimension. Da k₁(d-f)<<k₂(d²-f²) im Allgemeinen erfüllt ist, kann die Restlänge ΔL der Drahtelektrode 10 durch ΔL=k₂(d²-f²) angenähert werden.
In Schritt S107 wird die Restlänge der Drahtelektrode 10 an der Anzeigevorrichtung 105 angezeigt. Der Benutzer der Drahterodiermaschine 1 kann die an der Anzeigevorrichtung 105 angezeigte Restlänge der Drahtelektrode 10 ablesen, um zu beurteilen, ob die geplante Bearbeitung mit der auf der Drahtspule 21 noch vorhandenen Drahtelektrode 10 durchgeführt werden kann.
Bei der oben angegebenen Beschreibung wird der relationale Ausdruck zwischen der abgespulten Länge der Drahtelektrode 10 und dem Spulenabzugsdurchmesser abgeleitet. Alternativ kann der relationale Ausdruck zwischen der abgespulten Länge der Drahtelektrode 10 und einem mit dem Spulenabzugsradius korrelierten Wert, z. B. der Drehfrequenz der Drahtspule 21 oder dem Verhältnis zwischen der Drehzahl der Drahtspule 21 und der Drehzahl der Umlenkrolle 27, abgeleitet werden.
Die Drahterodiermaschine 1 gemäß der ersten Ausführungsform berechnet die Restlänge der Drahtelektrode 10 auf Basis des Spulenabzugsdurchmessers, der Drahtelektrodenwicklungskoeffizienten und des Spulendurchmessers. Daher weist der Fehlerbereich für die Restlänge der Drahtelektrode 10 ein konstantes Verhältnis zur Restlänge der Drahtelektrode 10 auf. Es wird nun ein Beispiel betrachtet, bei dem die Drahtelektrode 10 mit einer vollständigen Restwicklungslänge, d. h. einer Gesamtlänge von 20 km, um die Drahtspule 21 gewickelt ist, wobei die Berechnung der Restlänge der Drahtelektrode 10 einen Fehlerbereich von 5% aufweist. Wenn die Länge der abgespulten Drahtelektrode 10 von der Gesamtlänge der Drahtelektrode 10, die zum Zeitpunkt der vollständigen Aufwicklung berechnet wurde, subtrahiert wird, weist die zum Zeitpunkt der vollständigen Aufwicklung berechnete Gesamtlänge der Drahtelektrode 10 einen Fehlerbereich von 20 km×5%=1 km auf, und der Fehlerbereich ändert sich bis zum Aufbrauchen der Drahtelektrode 10 nicht. Das bedeutet, dass, wenn die Restlänge der Drahtelektrode 10 1 km beträgt, der Fehlerbereich weiterhin 1 km ist. Andererseits beträgt bei der Drahterodiermaschine 1 gemäß der ersten Ausführungsform der Fehlerbereich der Restlänge der Drahtelektrode 10 zum Zeitpunkt der vollständigen Aufwicklung 1 km, wie in dem Fall, bei dem die Länge der abgespulten Drahtelektrode 10 von der zum Zeitpunkt der vollständigen Aufwicklung berechneten Gesamtlänge der Drahtelektrode 10 subtrahiert wird. Bei der Drahterodiermaschine 1 gemäß der ersten Ausführungsform wird der Fehlerbereich jedoch beim Verbrauch der Drahtelektrode 10 klein, wobei der Fehlerbereich der Restlänge der Drahtelektrode 10, die berechnet wird, wenn die Restlänge der Drahtelektrode 10 1 km beträgt, 1 km×5%=50 m ist. Wie oben beschrieben wurde, wird bei der Drahterodiermaschine 1 gemäß der ersten Ausführungsform der Fehlerbereich der Restlänge der Drahtelektrode 10 klein, wenn die Restlänge der Drahtelektrode 10 abnimmt, so dass die Restlänge der Drahtelektrode 10 präzise geschätzt werden kann. Da die Restlänge der Drahtelektrode 10 auch dann berechnet werden kann, wenn die Drahtspule 21 bereits benutzt wurde, kann die Restlänge der Drahtelektrode 10 auch geschätzt werden, wenn die Drahtspule 21 ausgetauscht wurde oder die Drahtelektrode 10 nach einem Bruch neu eingefädelt wurde.
Bei der obigen Beschreibung werden die Drahtelektrodenwicklungskoeffizienten von der Drahtelektrodenrestlängenschätzeinheit 200 selbst berechnet. Alternativ können die Drahtelektrodenwicklungskoeffizienten von außerhalb der Drahterodiermaschine 1 in die Drahtelektrodenrestlängenschätzeinheit 200 eingegeben werden. Beispielsweise können die von einer anderen Drahterodiermaschine geschätzten Drahtelektrodenwicklungskoeffizienten in die Drahtelektrodenrestlängenschätzeinheit 200 eingegeben und in der Koeffizientenspeichereinheit 204 gespeichert werden.
Zur Berechnung der Restlänge der Drahtelektrode 10 muss der Benutzer bei der Drahterodiermaschine 1 gemäß der ersten Ausführungsform die Drahtelektrodenwicklungskoeffizienten nicht anpassen.
Vergleichsbeispiel
4 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung einer beispielhaften Konfiguration einer Drahterodiermaschine. 5 zeigt ein funktionelles Blockschaltbild einer Drahtelektrodenrestlängenschätzeinheit einer Drahterodiermaschine gemäß diesem Beispiel. Die Drahterodiermaschine 1 gemäß diesem Beispiel unterscheidet sich von der Drahterodiermaschine 1 gemäß der ersten Ausführungsform dadurch, dass sie einen Drahtelektrodenabzugspositionsdetektor 31 und einen Drahtelektrodenabspullängendetektor 32 umfasst, jedoch nicht die Drehwinkeldetektoren 28 und 29. Die anderen Komponenten sind den Komponenten der Drahterodiermaschine 1 gemäß der ersten Ausführungsform ähnlich.
Der Drahtelektrodenabzugspositionsdetektor 31 erfasst berührend oder berührungslos die Position, an der die um die Drahtspule 21 gewickelte und von dieser abgespulte Drahtelektrode 10 von der Drahtspule 21 abhebt.
Der Drahtelektrodenabspullängendetektor 32 erfasst die Transportlänge der Drahtelektrode 10 berührungslos. Konkret wird die Transportlänge der Drahtelektrode 10 erfasst, indem die Drahtelektrode 10 mit Licht wie beispielsweise Laserlicht bestrahlt und die Reflexion von der leicht unebenen Oberfläche der Drahtelektrode 10 mit einem Kameramodul gemessen wird.
Die Abspullängenerfassungseinheit 201 betrachtet die von dem Drahtelektrodenabspullängendetektor 32 eingegebene Transportlänge der Drahtelektrode 10 als abgespulte Länge der Drahtelektrode 10 und gibt sie an die Drahtelektrodenwicklungskoeffizientenberechnungseinheit 203 aus.
Die Spulenabzugsradiuskorrelationsinformationserfassungseinheit 202 berechnet den Spulenabzugsdurchmesser auf Basis der von dem Drahtelektrodenabzugspositionsdetektor 31 eingegebenen Position, an der die um die Drahtspule 21 gewickelte und von dieser abgespulte Drahtelektrode 10 von der Drahtspule 21 abhebt, und der bekannten Position der zentralen Drehachse der Drahtspule 21. Die Spulenabzugsradiuskorrelationsinformationserfassungseinheit 202 gibt dann den Spulenabzugsdurchmesser an die Drahtelektrodenwicklungskoeffizientenberechnungseinheit 203 und die Restlängenberechnungseinheit 206 aus.
Der Betriebsablauf an der Drahterodiermaschine 1 zum Schätzen der Restlänge der Drahtelektrode 10 gemäß der zweiten Ausführungsform ähnelt dem Betriebsablauf an der Drahterodiermaschine 1 gemäß der ersten Ausführungsform, abgesehen davon, dass die von dem Drahtelektrodenabspullängendetektor 32 erfasste Transportlänge der Drahtelektrode 10 als abgespulte Menge der Drahtelektrode 10 angesehen wird und dass der Spulenabzugsdurchmesser auf Basis der von dem Drahtelektrodenabzugspositionsdetektor 31 erfassten Position berechnet wird, an der die um die Drahtspule 21 gewickelte und von dieser abgespulte Drahtelektrode 10 von der Drahtspule 21 abhebt.
Wie die Drahterodiermaschine 1 gemäß der ersten Ausführungsform berechnet die Drahterodiermaschine 1 gemäß der zweiten Ausführungsform die Restlänge der Drahtelektrode 10 auf Basis des Spulenabzugsdurchmessers, der Drahtelektrodenwicklungskoeffizienten und des Spulendurchmessers. Dadurch kann die Restlänge der Drahtelektrode 10 genau berechnet werden. Da die Restlänge der Drahtelektrode 10 auch dann berechnet werden kann, wenn die Drahtspule 21 bereits benutzt wurde, kann die Restlänge der Drahtelektrode 10 auch dann geschätzt werden, wenn die Drahtspule 21 ausgetauscht wurde oder die Drahtelektrode 10 nach einem Bruch neu eingefädelt wurde.
Zweite Ausführungsform
6 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung einer Konfiguration einer Drahterodiermaschine gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Drahterodiermaschine 1 gemäß der zweiten Ausführungsform umfasst einen Drahtelektrodendetektor 33, der erkennt, dass sich auf der Drahtspule 21 keine Drahtelektrode 10 mehr befindet. Der Drahtelektrodendetektor 33 kann eine Vorrichtung mit einer Sonde sein, die den Kontakt mit der Drahtelektrode 10 erfasst, oder eine Vorrichtung, die die Drahtelektrode 10 mit Licht bestrahlt und die Drahtelektrode 10 auf Basis der erfassten Intensität des reflektierten Lichts optisch erfasst. Es kann jede Art von Vorrichtung verwendet werden, solange sie erkennen kann, dass sich auf der Drahtspule 21 keine Drahtelektrode 10 mehr befindet. 7 zeigt ein funktionelles Blockschaltbild einer Drahtelektrodenrestlängenschätzeinheit einer Drahterodiermaschine gemäß der zweiten Ausführungsform. Die Drahtelektrodenrestlängenschätzeinheit 200 der Drahterodiermaschine 1 gemäß der zweiten Ausführungsform umfasst eine Drahtelektrodenanwesenheits/abwesenheitsbestimmungseinheit 211 und eine Spulendurchmesservorgeschichteeinheit 207. Die Drahtelektrodenanwesenheits/abwesenheitsbestimmungseinheit 211 bestimmt auf Basis des Detektionsergebnisses des Drahtelektrodendetektors 33, ob sich an der Drahtspule 21 noch eine Drahtelektrode 10 befindet. Die Spulendurchmesservorgeschichteeinheit 207 betrachtet den Spulenabzugsdurchmesser als Spulendurchmesser, sobald die Drahtelektrodenanwesenheits/abwesenheitsbestimmungseinheit 211 bestimmt, dass sich an der Drahtspule 21 keine Drahtelektrode 10 mehr befindet, und speichert den Spulenabzugsdurchmesser in der Spulendurchmesserspeichereinheit 205. Es wird darauf hingewiesen, dass der Spulenabzugsdurchmesser, der sich ergibt, wenn die Restlänge der Drahtelektrode 10 Null ist, mit dem Spulendurchmesser übereinstimmt.
8 und 9 zeigen Flussdiagramme, die jeweils den Betriebsablauf an der Drahtelektrodenrestlängenschätzeinheit der Drahterodiermaschine gemäß der zweiten Ausführungsform veranschaulichen. 8 zeigt den Ablauf für den Fall, dass der Spulendurchmesser nicht in der Spulendurchmesserspeichereinheit 205 gespeichert wurde, und 9 zeigt den Ablauf für den Fall, dass der Spulendurchmesser in der Spulendurchmesserspeichereinheit 205 gespeichert wurde. Die Prozeduren der Schritte S201 bis S203 sind vergleichbar mit den Prozeduren der Schritte S101 bis S103 von 3. In Schritt S204 bestimmt die Drahtelektrodenanwesenheits/abwesenheitsbestimmungseinheit 211 auf Basis der Eingabe von dem Drahtelektrodendetektor 33, ob sich noch eine Drahtelektrode 10 an der Drahtspule 21 befindet. Wenn die Drahtelektrodenanwesenheits/abwesenheitsbestimmungseinheit 211 bestimmt, dass sich keine Drahtelektrode 10 mehr an der Drahtspule 21 befindet, wird in Schritt S204 Ja gewählt, und der Ablauf wird mit Schritt S205 fortgesetzt. Wenn die Drahtelektrodenanwesenheits/abwesenheitsbestimmungseinheit 211 nicht bestimmt, dass sich keine Drahtelektrode 10 mehr an der Drahtspule 21 befindet, wird in Schritt S204 Nein gewählt, und der Ablauf kehrt zu Schritt S201 zurück. In Schritt S205 betrachtet die Spulendurchmesservorgeschichteeinheit 207 den in Schritt S203 ermittelten Spulenabzugsdurchmesser als Spulendurchmesser und speichert ihn in der Spulendurchmesserspeichereinheit 205.
Die Prozeduren der Schritte S301 bis S307 sind vergleichbar mit den Prozeduren der Schritte S101 bis S107 von 3. In Schritt S308 bestimmt die Drahtelektrodenanwesenheits/abwesenheitsbestimmungseinheit 211 auf Basis der Eingabe von dem Drahtelektrodendetektor 33, ob sich an der Drahtspule 21 noch eine Drahtelektrode 10 befindet. Wenn die Drahtelektrodenanwesenheits/abwesenheitsbestimmungseinheit 211 bestimmt, dass sich keine Drahtelektrode 10 mehr an der Drahtspule 21 befindet, wird in Schritt S308 Ja ausgewählt und der Ablauf wird beendet. Wenn die Drahtelektrodenanwesenheits/abwesenheitsbestimmungseinheit 211 nicht bestimmt, dass sich keine Drahtelektrode 10 mehr an der Drahtspule 21 befindet, wird in Schritt S308 Nein gewählt, und der Ablauf wird mit Schritt S301 fortgesetzt.
Die Drahterodiermaschine 1 gemäß der zweiten Ausführungsform kann den Spulendurchmesser der zuvor montierten Drahtspule 21 automatisch in der Speichereinheit 205 speichern. Daher braucht sich der Benutzer nicht auf die Spezifikationstabelle der Drahtspule 21 beziehen, um den Spulendurchmesser manuell in der Spulendurchmesserspeichereinheit 205 zu speichern, wodurch Fehler bei der Berechnung der Restlänge der Drahtelektrode 10 aufgrund eines Fehlers bei der Eingabe des Spulendurchmessers vermieden werden können.
Bei der obigen Ausführung ist der Drahtelektrodendetektor 33 vorgesehen, um zu erfassen, dass sich an der Drahtspule 21 keine Drahtelektrode 10 mehr befindet. Alternativ können der Drehwinkeldetektor 28 und der Drehwinkeldetektor 29 verwendet werden, um auf Basis des Koordinationsgrades zwischen diesen zu erfassen, ob sich an der Drahtspule 21 keine Drahtelektrode 10 mehr befindet. Daher kann die Drahterodiermaschine 1 gemäß der ersten Ausführungsform ebenfalls die in den Flussdiagrammen der 8 und 9 dargestellten Abläufe ausführen.
Dritte Ausführungsform
Die Konfiguration der Drahterodiermaschine 1 gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ähnelt der Konfiguration der Drahterodiermaschine 1 gemäß der zweiten Ausführungsform und umfasst den Drahtelektrodendetektor 33. 10 zeigt ein funktionelles Blockschaltbild einer Drahtelektrodenrestlängenschätzeinheit einer Drahterodiermaschine gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Drahterodiermaschine 1 gemäß der dritten Ausführungsform umfasst eine Filterprozedureinheit 208, die die Schwankungskomponente des Spulenabzugsdurchmessers entfernt, die mit einer Frequenz erzeugt wird, die höher ist als der Rotationszyklus der Drahtspule 21. Bei der Drahtelektrodenrestlängenschätzeinheit 200 einer Drahterodiermaschine 1 gemäß der dritten Ausführungsform wird das Erfassungsergebnis des Drahtelektrodendetektors 33 nicht in eine spezielle Funktionseinheit eingegeben, sondern in die Drahtelektrodenrestlängenschätzeinheit 200 selbst.
11 zeigt ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Betriebsablaufs der Drahtelektrodenrestlängenschätzeinheit einer Drahterodiermaschine gemäß der dritten Ausführungsform. Die Prozeduren der Schritte S401 bis S403 sind mit den Prozeduren der Schritte S101 bis S103 von 3 vergleichbar. In Schritt S404 führt die Filterprozedureinheit 208 eine Filterprozedur aus, um die Schwankungskomponente des Spulenabzugsdurchmessers zu entfernen, die bei einer Frequenz erzeugt wird, die höher ist als der Rotationszyklus der Drahtspule 21. Die Prozeduren der Schritte S405 bis S408 sind vergleichbar mit den Prozeduren der Schritte S104 bis S107 von 3. In Schritt S409 bestimmt die Drahtelektrodenanwesenheits/abwesenheitsbestimmungseinheit 211 auf Basis der Eingabe des Drahtelektrodendetektors 33, ob sich an der Drahtspule 21 keine Drahtelektrode 10 mehr befindet. Wenn die Drahtelektrodenanwesenheits/abwesenheitsbestimmungseinheit 211 bestimmt, dass sich an der Drahtspule 21 keine Drahtelektrode 10 mehr befindet, wird in Schritt S409 Ja gewählt und der Ablauf wird beendet. Wenn die Drahtelektrodenanwesenheits/abwesenheitsbestimmungseinheit 211 nicht bestimmt, dass sich an der Drahtspule 21 keine Drahtelektrode 10 mehr befindet, wird in Schritt S409 Nein gewählt, und der Ablauf wird mit Schritt S401 fortgesetzt.
12 zeigt eine schematische Darstellung einer Querschnittsansicht einer Drahtrolle einer Drahterodiermaschine gemäß der dritten Ausführungsform. In 12 ist die einer Umdrehung der Drahtspule 21 entsprechende Drahtelektrode 10 dargestellt. Die Drahtelektrode 10, die einer Umdrehung der Drahtspule 21 entspricht, weicht von einem in 12 durch eine gestrichelte Linie dargestellten idealen Kreis 60 ab, der koaxial zur zentralen Drehachse O der Drahtspule 21 angeordnet ist, wobei die Querschnittsform der Drahtspule 21 selbst keinen idealen Kreis bildet. Daher weist die mit einer Drahtelektrode 10 umwickelte Drahtspule 21 eine Exzentrizität auf. Daher nimmt der Spulenabzugsdurchmesser, auch wenn er beim Abspulen der Drahtelektrode 10 langfristig abnimmt, kurzfristig immer wieder mit einer Frequenz zu und ab, die höher ist als der Rotationszyklus der Drahtspule 21. Bei der Drahterodiermaschine 1 gemäß der dritten Ausführungsform kann die auf der Exzentrizität der Drahtspule 21 beruhende Schwankungskomponente des Spulenabzugsdurchmessers, die eine höhere Frequenz aufweist als der Rotationszyklus der Drahtspule 21, mit Hilfe der Filterprozedureinheit 208 entfernt werden, sodass die Restlänge der Drahtelektrode 10 genau berechnet werden kann.
Vierte Ausführungsform
Die Konfiguration der Drahterodiermaschine 1 gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ähnelt der Konfiguration der Drahterodiermaschine 1 gemäß der zweiten Ausführungsform und umfasst den Drahtelektrodendetektor 33. 13 zeigt ein funktionelles Blockschaltbild einer Drahtelektrodenrestlängenschätzeinheit der Drahterodiermaschine gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Drahterodiermaschine 1 gemäß der vierten Ausführungsform umfasst eine Merkmalswertextraktionseinheit 209, die einen Merkmalswert des Spulenabzugsdurchmessers innerhalb einer Zeitspanne extrahiert, die einem Traversenzyklus entspricht oder größer ist. Der Merkmalswert kann der Maximalwert, der Minimalwert, der Mittelwert aus dem Maximalwert und dem Minimalwert oder der Gesamtmittelwert sein, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Es wird darauf hingewiesen, dass „Traverse“ bedeutet, dass sich die Position, an der die um die Drahtspule 21 gewickelte und von dieser abgespulte Drahtelektrode 10 von der Drahtspule 21 abhebt, in Richtung entlang der zentralen Drehachse der Drahtspule 21 bewegt. Ein Traversenzyklus entspricht einem Zyklus, bei dem sich die Position, an der die um die Drahtspule 21 gewickelte und von dieser abgespulte Drahtelektrode 10 von der Drahtspule 21 abhebt, in axialer Richtung von einer Seite der Drahtspule 21 zur deren anderer Seite und wieder zurück bewegt.
Die Merkmalswertextraktionseinheit 209 berechnet einen Traversenzyklus auf Basis des aktuellen Spulenabzugsdurchmessers.
14 zeigt eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung der Beziehung zwischen der axialen Drahtspulenposition einer um die Drahtspule gewickelten Drahtelektrode und dem Spulenabzugsdurchmesser bei einer Drahterodiermaschine gemäß der vierten Ausführungsform. Die Spannung der um die Drahtspule 21 gewickelten Drahtelektrode 10 ändert sich mit der axialen Position auf der Drahtspule 21, wobei der Spulendurchmesser der Drahtspule 21 in axialer Richtung der Drahtspule 21 aufgrund von Herstellungsfehlern nicht konstant ist. Daher ändert sich der Abzugsdurchmesser der Spule periodisch abhängig von der axialen Position an der Drahtspule 21, an der die um die Drahtspule 21 gewickelte und von dieser abgespulte Drahtelektrode 10 von der Drahtspule 21 abhebt. Daher weist die Vergrößerung/Verringerung des Abzugsdurchmessers der Spule die gleiche Periodizität auf wie ein Traversenzyklus.
15 zeigt ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Betriebsablaufs der Drahtelektrodenrestlängenschätzeinheit der Drahterodiermaschine gemäß der vierten Ausführungsform. Die Prozeduren der Schritte S501 bis S503 sind mit den Prozeduren der Schritte S101 bis S103 von 3 vergleichbar. In Schritt S504 führt die Merkmalswertextraktionseinheit 209 die Prozedur zur Extraktion eines Merkmalswertes des Spulenabzugsdurchmessers aus. Die Prozeduren der Schritte S505 bis S508 sind mit den Prozeduren der Schritte S104 bis S107 von 3 vergleichbar. In Schritt S509 bestimmt die Drahtelektrodenanwesenheits/abwesenheitsbestimmungseinheit 211 auf Basis der Eingabe von dem Drahtelektrodendetektor 33, ob sich an der Drahtspule 21 keine Drahtelektrode 10 mehr befindet. Wenn die Drahtelektrodenanwesenheits/abwesenheitsbestimmungseinheit 211 bestimmt, dass sich an der Drahtspule 21 keine Drahtelektrode 10 mehr befindet, wird in Schritt S509 Ja gewählt und der Ablauf wird beendet. Wenn die Drahtelektrodenanwesenheits/abwesenheitsbestimmungseinheit 211 nicht bestimmt, dass sich an der Drahtspule 21 keine Drahtelektrode 10 mehr befindet, wird in Schritt S509 Nein gewählt, und der Ablauf mit Schritt S501 fortgesetzt.
16 und 17 zeigen Darstellungen zur Veranschaulichung der Beziehung zwischen der Länge der abgespulten Drahtelektrode und dem Spulenabzugsdurchmesser bei einer Drahterodiermaschine gemäß der vierten Ausführungsform. 17 zeigt eine vergrößerte Detaildarstellung von 16. Langfristig nimmt der Spulenabzugsdurchmesser beim Abspulen der Drahtelektrode 10 ab, kurzfristig nimmt er aber immer wieder zu und ab. Wie oben angegeben entspricht die Periodizität der kurzfristigen Zunahme/Abnahme des Spulenabzugsdurchmessers der eines Traversenzyklus. Die Punkte A und B von 17 entsprechen jeweils einem maximalen Spulenabzugsdurchmesser bei einem Traversenzyklus, und die Punkte C und D von 17 entsprechen jeweils einem minimalen Spulenabzugsdurchmesser bei einem Traversenzyklus.
Wenn die Drahtelektrodenwicklungskoeffizienten beispielsweise auf Basis des Unterschieds zwischen den Spulenabzugsdurchmessern an den Punkten A und C von 17 berechnet werden, ohne die Schwankungen des Spulenabzugsdurchmessers während eines einem Traversenzyklus entsprechenden Zyklus zu berücksichtigen, ist der Unterschied zwischen den berechneten Drahtelektrodenwicklungskoeffizienten und den tatsächlichen Drahtelektrodenwicklungskoeffizienten sehr groß. Eine Drahterodiermaschine 1 gemäß der vierten Ausführungsform weist eine Merkmalswertextraktionseinheit 209 auf, die den Maximalwert, den Minimalwert, den Mittelwert aus dem Maximalwert und dem Minimalwert oder den Gesamtmittelwert des Spulenabzugsdurchmessers während einer Zeitspanne extrahiert, die einem Traversenzyklus entspricht oder länger ist. Daher kann eine Drahterodiermaschine 1 gemäß der vierten Ausführungsform die Restlänge der Drahtelektrode 10 durch Berechnen der Drahtelektrodenwicklungskoeffizienten schätzen, ohne von periodischen Schwankungen des Spulenabzugsdurchmessers während einer Zeitspanne, die einem Traversenzyklus entspricht oder kleiner ist, beeinträchtigt zu werden. Die Drahtelektrodenrestlängenschätzeinheit 200 einer Drahterodiermaschine 1 gemäß der vierten Ausführungsform kann die Drahtelektrodenwicklungskoeffizienten beispielsweise auf Basis des Unterschieds zwischen den Spulenabzugsdurchmessern an den Punkten A und B von 17 oder des Unterschieds zwischen den Spulenabzugsdurchmessern an den Punkten C und D berechnen.
Eine Drahterodiermaschine 1 gemäß der vierten Ausführungsform kann die Restlänge der Drahtelektrode 10 genau abschätzen, indem sie den Einfluss von Messwertschwankungen begrenzt, die durch die ungleichmäßige Wicklung der Drahtelektrode 10 und den Unterschied zwischen den Spulendurchmessern in axialer Richtung der Drahtspule 21 bedingt sind.
Fünfte Ausführungsform
18 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung einer Konfiguration einer Drahterodiermaschine gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Eine Drahterodiermaschine gemäß der fünften Ausführungsform unterscheidet sich von einer Drahterodiermaschine 1 gemäß der ersten Ausführungsform dadurch, dass sie eine Lesevorrichtung 34 umfasst, die Informationen liest, die an der Drahtspule 21 angezeigt werden.
Es wird darauf hingewiesen, dass der Drahtelektrodenabzugspositionsdetektor 31 auch so vorgesehen werden kann, dass der Spulenabzugsdurchmesser durch eine Messung erfasst werden kann. Der Drahtelektrodenabspullängendetektor 32 kann auch so vorgesehen werden, dass die abgespulte Länge der Drahtelektrode 10 direkt gemessen werden kann.
19 zeigt ein funktionelles Blockschaltbild einer Drahtelektrodenrestlängenschätzeinheit einer Drahterodiermaschine gemäß der fünften Ausführungsform. Die Drahtelektrodenrestlängenschätzeinheit 200 der Drahterodiermaschine gemäß der fünften Ausführungsform umfasst eine Informationsleseeinheit 210, die die Lesevorrichtung 34 steuert. Die Informationsleseeinheit 210 erfasst über die Lesevorrichtung 34 Informationen, die unter Verwendung einer Zeichenkette, eines Strichcodes oder eines zweidimensionalen Codes angezeigt werden. Die an der Drahtspule 21 gemäß der fünften Ausführungsform angezeigte Information ist ein Wert, der mit dem Abzugsradius der Spule im noch nicht verwendeten Zustand korreliert, wobei die Drahtelektrode 10 standardgemäß aufgewickelt ist. Nachfolgend wird ein Wert, der mit einem Spulenabzugsradius einer Spule im noch nicht verwendeten Zustand korreliert ist, um die die Drahtelektrode 10 standardgemäß gewickelt ist, auch als Spulenabzugsdurchmesser im noch nicht verwendeten Zustand bezeichnet. Die Informationsleseeinheit 210 gibt den Spulenabzugsdurchmesser im noch nicht verwendeten Zustand, der von der Drahtspule 21 abgelesen wurde, an die Drahtelektrodenwicklungskoeffizientenberechnungseinheit 203 aus.
20 zeigt ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Betriebsablaufs der Drahtelektrodenrestlängenschätzeinheit einer Drahterodiermaschine gemäß der fünften Ausführungsform. In Schritt S601 liest die Informationsleseeinheit 210 die an der Drahtspule 21 angezeigten Informationen. Wenn die Drahtelektrodenwicklungskoeffizienten und/oder der Spulendurchmesser an der Drahtspule 21 angezeigt werden, liest die Informationsleseeinheit 210 zusätzlich zu einem Wert, der mit einem Spulenabzugsradius einer Spule im noch nicht verwendeten Zustand korreliert ist, um die die Drahtelektrode 10 standardgemäß gewickelt ist, auch diese Informationen. Beim Lesen der Drahtelektrodenwicklungskoeffizienten speichert die Informationsleseeinheit 210 die Drahtelektrodenwicklungskoeffizienten in der Koeffizientenspeichereinheit 204. Beim Lesen des Spulendurchmessers speichert die Informationsleseeinheit 210 den Wert des Spulendurchmessers in der Spulendurchmesserspeichereinheit 205.
In Schritt S602 empfängt die Drahtelektrodenwicklungskoeffizientenberechnungseinheit 203 eine Eingabe von Informationen durch die Eingabevorrichtung 104. In die Drahtelektrodenwicklungskoeffizientenberechnungseinheit 203 wird die Länge der Drahtelektrode 10, die aus der Masse pro Längeneinheit der Drahtelektrode 10 und der Masse der um die Drahtspule 21 gewickelten Drahtelektrode 10 berechnet wurde, über die Eingabevorrichtung 104 eingegeben. Es wird darauf hingewiesen, dass die Masse pro Längeneinheit der Drahtelektrode 10 und die Masse der um die Drahtspule 21 gewickelten Drahtelektrode 10 über die Eingabevorrichtung 104 in die Drahtelektrodenwicklungskoeffizientenberechnungseinheit 203 eingegeben werden können, so dass die Drahtelektrodenwicklungskoeffizientenberechnungseinheit 203 die Länge der Drahtelektrode 10 berechnen kann. Wenn der Spulendurchmesser nicht an der Drahtspule 21 angezeigt wird, speichert die Spulendurchmesserspeichereinheit 205 den über die Eingabevorrichtung 104 eingegebenen Wert des Spulendurchmessers.
Die Drahtelektrodenwicklungskoeffizientenberechnungseinheit 203 berechnet in Schritt S603 die Drahtelektrodenwicklungskoeffizienten. Wie vorstehend beschrieben wurde, werden die Drahtelektrodenwicklungskoeffizienten durch den Koeffizienten k₁ des Terms erster Ordnung, den Koeffizienten k₂ des quadratischen Terms und den Koeffizienten k₃ des konstanten Terms ausgedrückt. Hierbei werden die Drahtelektrodenwicklungskoeffizienten durch den Koeffizienten k₂=K des quadratischen Terms approximiert. Die Länge L der Drahtelektrode 10, die aus der Masse pro Längeneinheit der Drahtelektrode 10 und der Masse der um die Drahtspule 21 gewickelten Drahtelektrode 10 berechnet wurde, der Spulenabzugsdurchmesser D im noch nicht verwendeten Zustand, der Spulendurchmesser f und der Drahtelektrodenwicklungskoeffizient K sind über die Beziehung L=K(D²-f²) verknüpft. Daher berechnet die Drahtelektrodenwicklungskoeffizientenberechnungseinheit 203 den Drahtelektrodenwicklungskoeffizienten K unter Verwendung von K=L/(D²-f²) und speichert diesen in der Speichereinheit 204. Wenn die Informationsleseeinheit 210 die von der Drahtspule 21 abgelesenen Drahtelektrodenwicklungskoeffizienten in der Koeffizientenspeichereinheit 204 speichert, werden die in der Koeffizientenspeichereinheit 204 gespeicherten Drahtelektrodenwicklungskoeffizienten korrigiert.
Die Abläufe der Schritte S604 bis S609 sind mit den Abläufen der Schritte S101 bis S103 und der Schritte S105 bis S107 von 3 vergleichbar.
Es wird darauf hingewiesen, dass die in Schritt S404 von 11 dargestellte Filterprozedur oder die in Schritt S504 von 15 dargestellte Merkmalswertextraktionsprozedur nach Schritt S606 durchgeführt werden können.
Die Drahterodiermaschine gemäß der fünften Ausführungsform berechnet die Restlänge der Drahtelektrode 10, indem sie die Drahtelektrodenwicklungskoeffizienten auf Basis eines Werts berechnet, der mit dem Spulenabzugsradius im noch nicht verwendeten Zustand korreliert ist. Daher kann die Restlänge der Drahtelektrode 10 genau geschätzt werden. Da die Restlänge der Drahtelektrode 10 auch bei einer bereits verwendeten Drahtspule 21 berechnet werden kann, kann die Restlänge der Drahtelektrode 10 auch dann geschätzt werden, wenn die Drahtspule 21 ausgetauscht wurde oder die Drahtelektrode 10 nach einem Bruch neu eingefädelt wurde.
Die Drahtelektrodenwicklungskoeffizientenberechnungseinheit 203 kann die Drahtelektrodenwicklungskoeffizienten auf Basis der abgespulten Länge der Drahtelektrode 10 und des der abgespulten Länge der Drahtelektrode 10 entsprechenden Spulenabzugsübergangsdurchmessers korrigieren.
Es wird nun die Konfiguration der Drahtelektrodenrestlängenschätzeinheit 200 einer Drahterodiermaschine 1 gemäß der ersten bis fünften Ausführungsform beschrieben. Die Funktionen der Drahtelektrodenrestlängenschätzeinheit 200 der ersten bis fünften Ausführungsform werden mit Hilfe einer Verarbeitungsschaltung realisiert. Das bedeutet, dass die Drahtelektrodenrestlängenschätzeinheit 200 eine Verarbeitungsschaltung aufweist, die die Prozedur zum Schätzen der Restlänge der Drahtelektrode 10 ausführt. Die Verarbeitungsschaltung kann eine spezielle Hardware oder eine arithmetische Vorrichtung sein, die ein in der Speichervorrichtung gespeichertes Programm ausführt.
21 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung einer Konfiguration, bei der die Funktionen der Drahtelektrodenrestlängenschätzeinheit einer Drahterodiermaschine gemäß der ersten bis fünften Ausführungsform durch Hardware realisiert sind. Wenn die Verarbeitungsschaltung 19 eine spezielle Hardware ist, kann die Verarbeitungsschaltung 19 eine einzelne Schaltung, eine zusammengesetzte Schaltung, ein programmierter Prozessor, ein parallel programmierter Prozessor, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung, ein Field Programmable Gate Array oder eine Kombination hiervon sein. Die Verarbeitungsschaltung 19 umfasst eine Logikschaltung 19a, die den Prozess zum Erfassen der abgespulten Länge der Drahtelektrode 10, den Prozess zum Erfassen des Spulenabzugsdurchmessers, den Prozess zum Erfassen der Drahtelektrodenwicklungskoeffizienten, den Prozess zum Berechnen der Restlänge der Drahtelektrode, den Prozess zum Anzeigen der Restlänge der Drahtelektrode, den Prozess zum Entfernen der Schwankungskomponente des Spulenabzugsdurchmessers, die eine höhere Frequenz besitzt als der Rotationszyklus der Drahtspule 21, den Prozess zum Extrahieren eines Merkmalswertes des Spulenabzugsdurchmessers oder den Prozess zum Lesen von auf der Drahtspule 21 angezeigten Informationen implementiert.
Wenn die Verarbeitungsschaltung 19 eine arithmetische Vorrichtung ist, wird jeder Prozess der Drahtelektrodenrestlängenschätzeinheit 200 mittels Software, Firmware oder einer Kombination aus Software und Firmware implementiert.
22 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung einer Konfiguration, bei der die Funktionen der Drahtelektrodenrestlängenschätzeinheit einer Drahterodiermaschine gemäß der ersten bis fünften Ausführungsform durch Software realisiert sind. Die Verarbeitungsschaltung 19 weist eine arithmetische Vorrichtung 191 zum Ausführen eines Programms 19b, einen Direktzugriffsspeicher 192, der von der arithmetischen Vorrichtung 191 als Arbeitsbereich verwendet wird, und eine Speichervorrichtung 193 zum Speichern des Programms 19b auf. Die arithmetische Vorrichtung 191 entfaltet das in der Speichervorrichtung 193 des Direktzugriffsspeichers 192 gespeicherte Programm 19b und führt es aus, wodurch jeder Prozess der Drahtelektrodenrestlängenschätzeinheit 200 realisiert wird. Software oder Firmware werden in einer Programmsprache beschrieben und in der Speichervorrichtung 193 gespeichert.
Die Verarbeitungsschaltung 19 realisiert jeden Prozess, indem sie das in der Speichervorrichtung 193 gespeicherte Programm 19b liest und ausführt. Das bedeutet, dass die Drahtelektrodenrestlängenschätzeinheit 200 die Speichervorrichtung 193 zum Speichern des Programms 19b, das von der Verarbeitungsschaltung 19 ausgeführt wird, aufweist, um schließlich den Schritt zum Erfassen der abgespulten Länge der Drahtelektrode 10, den Schritt zum Erfassen des Spulenabzugsdurchmessers, den Schritt zum Erfassen der Drahtelektrodenwicklungskoeffizienten, den Schritt zum Berechnen der Restlänge der
Drahtelektrode 10, den Schritt zum Anzeigen der Restlänge der Drahtelektrode 10, den Schritt zum Entfernen der Schwankungskomponente des Spulenabzugsdurchmessers, die eine höhere Frequenz besitzt als der Rotationszyklus der Drahtspule 21, den Schritt zum Extrahieren eines Merkmalswertes des Spulenabzugsdurchmessers oder den Schritt zum Lesen von Informationen, die an der Drahtspule 21 angezeigt werden, auszuführen. Man kann auch sagen, dass das Programm 19b einen Computer veranlasst, die oben genannten Prozeduren und Verfahren auszuführen.
Es wird darauf hingewiesen, dass ein Teil jedes Prozesses der Drahtelektrodenrestlängenschätzeinheit 200 durch spezielle Hardware und der andere Teil durch Software oder Firmware realisiert werden kann.
Auf diese Weise kann die Verarbeitungsschaltung 19 jede der oben beschriebenen Funktionen mit spezieller Hardware, Software, Firmware oder einer Kombination hiervon implementieren.
Die bei den oben genannten Ausführungsformen beschriebene Konfiguration stellt ein Beispiel für die Gegenstände der vorliegenden Erfindung dar. Die Konfiguration kann mit einer anderen bekannten Technik kombiniert werden, und ein Teil der Konfiguration kann weggelassen oder teilweise geändert werden, ohne vom Kern der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Bezugszeichenliste

1: Drahterodiermaschine;
10: Drahtelektrode;
19: Verarbeitungsschaltung;
19a: Logikschaltung;
19b: Programm;
20: Drahtabspuleinheit;
21: Drahtspule;
22a, 22b: obere Drahtvorschubrolle;
22c, 22d: untere Drahtvorschubrolle;
23: obere Düse;
23a, 25a: Führungsöffnung;
24: Bearbeitungskopf;
24a: Kopfhauptteil;
25: untere Düse;
26: Einzugsrolle;
27: Umlenkrolle;
28, 29: Drehwinkeldetektor;
30: Werkstückhalterungseinheit;
31: Drahtelektrodenabzugspositionsdetektor;
32: Drahtelektrodenabspullängendetektor;
33: Drahtelektrodendetektor;
34: Lesevorrichtung;
40: Antriebseinheit;
50: Zugspannungsapplikationseinheit;
51: Zugspannungsapplikationsrolle;
52: Motor;
80: Spannungsquelle;
100: Steuervorrichtung;
104: Eingabevorrichtung;
105: Anzeigevorrichtung;
200: Drahtelektrodenrestlängenschätzeinheit;
201: Abspullängenerfassungseinheit;
202: Spulenabzugsradiuskorrelationsinformationserfassungseinheit;
203: Drahtelektrodenwicklungskoeffizientenberechnungseinheit;
204: Koeffizientenspeichereinheit;
205: Spulendurchmesserspeichereinheit;
206: Restlängenberechnungseinheit;
207: Spulendurchmesservorgeschichteeinheit;
208: Filterprozedureinheit;
209: Merkmalswertextraktionseinheit;
210: Informationsleseeinheit;
211: Drahtelektrodenanwesenheits/abwesenheitsbestimmungseinheit.

Claims

Drahterodiermaschine (1) zum Bearbeiten eines Werkstücks (W) mit Hilfe einer Entladung, die zwischen einer von einer Drahtspule (21) zugeführten Drahtelektrode (10) und dem Werkstück (W) hervorgerufen wird, wobei die Drahterodiermaschine (1) aufweist: eine Restlängenberechnungseinheit (206) ausgebildet zum Berechnen einer Restlänge der Drahtelektrode (10) auf Basis von Drahtelektrodenwicklungskoeffizienten, Spulenabzugsradiuskorrelationsinformationen und eines Spulendurchmessers der Drahtspule (21), wobei die Drahtelektrodenwicklungskoeffizienten einen Wicklungsstatus der Drahtelektrode (10) auf der Drahtspule (21) repräsentieren, die Spulenabzugsradiuskorrelationsinformationen mit einem Spulenabzugsradius korreliert sind, bei dem es sich um einen Abstand zwischen einer Position, an der die um die Drahtspule (21) gewickelte Drahtelektrode (10) von der Drahtspule (21) abhebt, und einer zentralen Drehachse der Drahtspule (21) handelt, und die Drahtelektrodenwicklungskoeffizienten von einer inneren Breite der Drahtspule (21), einem Drahtdurchmesser der Drahtelektrode (10) und einer Wicklungsspannung der Drahtelektrode (10) abhängen.
Drahterodiermaschine (1) zum Bearbeiten eines Werkstücks (W) mit Hilfe einer Entladung, die zwischen einer von einer Drahtspule (21) zugeführten Drahtelektrode (10) und dem Werkstück (W) hervorgerufen wird, wobei die Drahterodiermaschine (1) aufweist: eine Restlängenberechnungseinheit (206) ausgebildet zum Berechnen einer Restlänge der Drahtelektrode (10) auf Basis von Drahtelektrodenwicklungskoeffizienten, Spulenabzugsradiuskorrelationsinformationen und eines Spulendurchmessers der Drahtspule (21), wobei die Drahtelektrodenwicklungskoeffizienten einen Wicklungsstatus der Drahtelektrode (10) auf der Drahtspule (21) repräsentieren, die Spulenabzugsradiuskorrelationsinformationen mit einem Spulenabzugsradius korreliert sind, bei dem es sich um einen Abstand zwischen einer Position, an der die um die Drahtspule (21) gewickelte Drahtelektrode (10) von der Drahtspule (21) abhebt, und einer zentralen Drehachse der Drahtspule (21) handelt; eine Spulenabzugsradiuskorrelationsinformationserfassungseinheit (202) ausgebildet zum Erfassen der Spulenabzugsradiuskorrelationsinformationen; eine Koeffizientenspeichereinheit (204) ausgebildet zum Speichern der Drahtelektrodenwicklungskoeffizienten; eine Spulendurchmesserspeichereinheit (205) ausgebildet zum Speichern des Spulendurchmessers; eine Abspullängenerfassungseinheit (201) ausgebildet zum Erfassen einer abgespulten Länge der Drahtelektrode (10); und eine Drahtelektrodenwicklungskoeffizientenberechnungseinheit (203) ausgebildet zum Berechnen der Drahtelektrodenwicklungskoeffizienten auf Basis der abgespulten Länge und der Spulenabzugsübergangsradiuskorrelationsinformationen, die der abgespulten Länge der Drahtelektrode (10) entsprechen, und zum Speichern der Drahtelektrodenwicklungskoeffizienten in der Koeffizientenspeichereinheit (204).
Drahterodiermaschine (1) zum Bearbeiten eines Werkstücks (W) mit Hilfe einer Entladung, die zwischen einer von einer Drahtspule (21) zugeführten Drahtelektrode (10) und dem Werkstück (W) hervorgerufen wird, wobei die Drahterodiermaschine (1) aufweist: eine Restlängenberechnungseinheit (206) ausgebildet zum Berechnen einer Restlänge der Drahtelektrode (10) auf Basis von Drahtelektrodenwicklungskoeffizienten, Spulenabzugsradiuskorrelationsinformationen und eines Spulendurchmessers der Drahtspule (21), wobei die Drahtelektrodenwicklungskoeffizienten einen Wicklungsstatus der Drahtelektrode (10) auf der Drahtspule (21) repräsentieren, die Spulenabzugsradiuskorrelationsinformationen mit einem Spulenabzugsradius korreliert sind, bei dem es sich um einen Abstand zwischen einer Position, an der die um die Drahtspule (21) gewickelte Drahtelektrode (10) von der Drahtspule (21) abhebt, und einer zentralen Drehachse der Drahtspule (21) handelt; eine Spulenabzugsradiuskorrelationsinformationserfassungseinheit (202) ausgebildet zum Erfassen der Spulenabzugsradiuskorrelationsinformationen; eine Koeffizientenspeichereinheit (204) ausgebildet zum Speichern der Drahtelektrodenwicklungskoeffizienten; eine Spulendurchmesserspeichereinheit (205) ausgebildet zum Speichern des Spulendurchmessers; eine Abspullängenerfassungseinheit (201) ausgebildet zum Erfassen einer abgespulten Länge der Drahtelektrode (10), wobei die Spulenabzugsradiuskorrelationsinformationserfassungseinheit (202) dazu ausgebildet ist, eine Drehzahl der Drahtspule (21) zu erfassen und die Spulenabzugsradiuskorrelationsinformationen auf Basis der abgespulten Länge und der Drehzahl zu erfassen.
Drahterodiermaschine (1) zum Bearbeiten eines Werkstücks (W) mit Hilfe einer Entladung, die zwischen einer von einer Drahtspule (21) zugeführten Drahtelektrode (10) und dem Werkstück (W) hervorgerufen wird, wobei die Drahterodiermaschine (1) aufweist: eine Restlängenberechnungseinheit (206) ausgebildet zum Berechnen einer Restlänge der Drahtelektrode (10) auf Basis von Drahtelektrodenwicklungskoeffizienten, Spulenabzugsradiuskorrelationsinformationen und eines Spulendurchmessers der Drahtspule (21), wobei die Drahtelektrodenwicklungskoeffizienten einen Wicklungsstatus der Drahtelektrode (10) auf der Drahtspule (21) repräsentieren, die Spulenabzugsradiuskorrelationsinformationen mit einem Spulenabzugsradius korreliert sind, bei dem es sich um einen Abstand zwischen einer Position, an der die um die Drahtspule (21) gewickelte Drahtelektrode (10) von der Drahtspule (21) abhebt, und einer zentralen Drehachse der Drahtspule (21) handelt; eine Spulenabzugsradiuskorrelationsinformationserfassungseinheit (202) ausgebildet zum Erfassen der Spulenabzugsradiuskorrelationsinformationen; eine Koeffizientenspeichereinheit (204) ausgebildet zum Speichern der Drahtelektrodenwicklungskoeffizienten; eine Spulendurchmesserspeichereinheit (205) ausgebildet zum Speichern des Spulendurchmessers; eine Informationsleseeinheit (210) ausgebildet zum Lesen der an der Drahtspule (21) angezeigten Spulenabzugsradiuskorrelationsinformationen im noch nicht verwendeten Zustand; und eine Drahtelektrodenwicklungskoeffizientenberechnungseinheit (203) ausgebildet zum Berechnen der Drahtelektrodenwicklungskoeffizienten auf Basis einer Länge der Drahtelektrode (10), die aus einer Masse pro Längeneinheit der Drahtelektrode (10) und einer Masse der um die Drahtspule (21) gewickelten Drahtelektrode (10) berechnet wird, der Spulenabzugsradiuskorrelationsinformationen im noch nicht verwendeten Zustand und des Spulendurchmessers.
Drahterodiermaschine (1) nach Anspruch 4, die aufweist: eine Abspullängenerfassungseinheit (201) ausgebildet zum Erfassen einer abgespulten Länge der Drahtelektrode (10), wobei die Drahtelektrodenwicklungskoeffizientenberechnungseinheit (203) dazu ausgebildet ist, die Drahtelektrodenwicklungskoeffizienten auf Basis der abgespulten Länge und der der abgespulten Länge der Drahtelektrode (10) entsprechenden Spulenabzugsübergangsradiuskorrelationsinformationen zu korrigieren.
Drahterodiermaschine (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei es sich bei den Spulenabzugsradiuskorrelationsinformationen um einen Spulenabzugsdurchmesser handelt, der dem Doppelten des Spulenabzugsradius entspricht, und die Drahterodiermaschine (1) aufweist: einen Drahtelektrodendetektor (33), dazu ausgebildet zu erfassen, dass sich an der Drahtspule (21) keine Drahtelektrode (10) mehr befindet; und eine Spulendurchmesservorgeschichteeinheit (207), dazu ausgebildet den Spulenabzugsdurchmesser als Spulendurchmesser zu betrachten, sobald der Drahtelektrodendetektor (33) erkennt, dass sich an der Drahtspule (21) keine Drahtelektrode (10) mehr befindet, und den Spulenabzugsdurchmesser in der Spulendurchmesserspeichereinheit (205) zu speichern.
Drahterodiermaschine (1) nach Anspruch 2, 3 oder 5, die aufweist: eine Filterprozedureinheit (208) ausgebildet zum Entfernen einer Frequenzkomponente, die größer oder gleich einer Rotationsfrequenz der Drahtspule (21) ist, aus den der abgespulten Länge der Drahtelektrode (10) entsprechenden Spulenabzugsübergangsradiuskorrelationsinformationen.
Drahterodiermaschine (1) nach Anspruch 2, 3 oder 5, die aufweist: eine Merkmalswertextraktionseinheit (209), dazu ausgebildet, einen Übergangsmerkmalswert der Spulenabzugsradiuskorrelationsinformationen in einer Zeitspanne zu extrahieren, die größer oder gleich einem Traversenzyklus ist, innerhalb dessen sich die Position, an der die um die Drahtspule (21) gewickelte Drahtelektrode (10) von der Drahtspule (21) abhebt, in eine Richtung entlang der zentralen Drehachse der Drahtspule (21) bewegt, wobei die Restlängenberechnungseinheit (206) dazu ausgebildet ist, die Restlänge der Drahtelektrode (10) auf Basis der abgespulten Länge berechnet, die der Zeitspanne der Extraktion des Merkmalswertes, dem Übergangsmerkmalswert innerhalb der Zeitspanne der Extraktion des Merkmalswertes, den Drahtelektrodenwicklungskoeffizienten und dem Spulendurchmesser entspricht.