DE112017000226B4

DE112017000226B4 - Spannungssteuerungsverfahren und elektrisches Entladebearbeitungsgerät

Info

Publication number: DE112017000226B4
Application number: DE112017000226.5T
Authority: DE
Inventors: Yoshihiro Ito; Keisuke Tasaki; Takayasu Sakatani; Takashi Mitsuyasu
Original assignee: Seibu Electric and Machinery Co Ltd
Current assignee: Seibu Electric and Machinery Co Ltd
Priority date: 2016-11-10
Filing date: 2017-08-25
Publication date: 2024-04-18
Anticipated expiration: 2037-08-26
Also published as: WO2018087986A1; CN108367372A; TW201817521A; US20190151971A1; DE112017000226T5; CN108367372B; TWI726145B

Abstract

Spannungssteuerungsverfahren zur Steuerung einer Spannung, mit der eine Drahtelektrode (3) beaufschlagt wird, die in einem elektrischen Entladebearbeitungsgerät (1) angewendet wird, wobei das elektrische Entladebearbeitungsgerät (1) aufweist:einen Vorschubmotor (15), der eine Vorschubwalze (7) antreibt, die die Drahtelektrode (3) zur elektrischen Entladebearbeitung vorschiebt,einen Wicklungsmotor (17), der eine Wicklungswalze (13) antreibt, die die Drahtelektrode (3) nach der elektrischen Entladebearbeitung aufwickelt,eine Entsprechungsbeziehungsspeichereinheit (27), die zumindest eine Entsprechungsbeziehung zwischen einer Antriebsgeschwindigkeitsdifferenz zwischen dem Vorschubmotor (15) und dem Wicklungsmotor (17) und einer Spannung speichert, die in der zwischen der Vorschubwalze (7) und der Wicklungswalze (13) angeordneten Drahtelektrode (3) auftritt,eine Einstellwertspeichereinheit (29), die einen Vorschubgeschwindigkeitseinstellwert und einen Spannungseinstellwert für die Drahtelektrode (3) speichert,eine Bestimmungseinheit (31), die die Antriebsgeschwindigkeitsdifferenz zwischen dem Vorschubmotor (15) und dem Wicklungsmotor (17) bestimmt, undeine Steuerungseinheit (21), die den Vorschubmotor (15) und den Wicklungsmotor (17) steuert,und wobei das Spannungssteuerungsverfahren aufweist:Einstellen, bei dem die Einstellwertspeichereinheit (29) den Vorschubgeschwindigkeitseinstellwert und den Spannungseinstellwert speichert,Bestimmen, mittels der Bestimmungseinheit (31), der Antriebsgeschwindigkeitsdifferenz zwischen dem Vorschubmotor (15) und dem Wicklungsmotor (17) zumindest auf der Grundlage des Spannungseinstellwerts durch Bezugnahme auf die Entsprechungsbeziehungsspeichereinheit (27), undSteuern, bei dem die Steuerungseinheit (21) eine Drehzahl des Vorschubmotors (15) und eine Drehzahl des Wicklungsmotors (17) unter Verwendung des Vorschubgeschwindigkeitseinstellwerts und der durch die Bestimmungseinheit (31) bestimmten Antriebsgeschwindigkeitsdifferenz bestimmt und den Vorschubmotor (15) und den Wicklungsmotor (17) mit den jeweiligen auf diese Weise bestimmten Drehzahlen drehend antreibt,wobei in der vorstehend beschriebenen Bestimmung die Bestimmungseinheit (31) die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen dem Vorschubmotor (15) und dem Wicklungsmotor (17) auf der Grundlage des Vorschubgeschwindigkeitseinstellwerts und des Durchmessers der Drahtelektrode (3) zusätzlich zu dem Spannungseinstellwert bestimmt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Spannungssteuerungsverfahren und ein elektrisches Entladebearbeitungsgerät, und insbesondere ein Spannungssteuerungsverfahren oder dergleichen zur Steuerung einer Spannung, mit der eine Drahtelektrode beaufschlagt wird, die in einem elektrischen Entladegerät angewendet wird.
Stand der Technik
Ein elektrisches Entladebearbeitungsgerät ist ein Gerät, das konfiguriert ist, eine elektrische Entladebearbeitung unter Verwendung einer Drahtelektrode bereitzustellen. Durch Beaufschlagen der Drahtelektrode mit einer geeigneten Spannung ist diese Anordnung in der Lage, eine Hochpräzisionsbearbeitung bereitzustellen.
Bei herkömmlichen Techniken, wie sie typischerweise für ein derartiges elektrisches Entladebearbeitungsgerät angewendet werden, ist eine Anordnung bekannt, bei der eine Spannung der Drahtelektrode an einer Position zwischen einer Vorschubwalze, die an einer vorgelagerten Seite der Drahtelektrode angeordnet ist, und einer Wicklungswalze, die an deren nachgelagerten Seite angeordnet ist, unter Verwendung einer Spannungserfassungseinrichtung gemessen wird. Weiterhin wird die Drehzahl jeder Walze oder deren Drehmoment derart geregelt, dass die Drahtelektrode mit einer geeigneten Spannung versorgt wird (siehe Patentdokument 1).
Zitierungsliste
Patentliteratur
Patentdokument 1
Japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. JP 2016- 163 923 A
Die DE 11 2012 005 784 T5 offenbart eine Drahtbewegungsvorrichtung, die einen gestreckten Draht zwischen einer Drahtzuführrolle und einer Drahtsammelrolle bewegt und eine Drahtzuführrollengeschwindigkeitsberechnungseinheit und eine Drahtsammelrollenumfangsgeschwindigkeitsberechnungseinheit aufweist, die jede Umfangsgeschwindigkeit der Drahtzuführrolle und der Drahtsammelrolle basierend auf Veränderungsgrößen eines Drahtzuführrollenpositions-FB-Wertes und eines Drahtsammelrollenpositions-FB-Wertes von Gebern für die Drahtzuführrolle und die Drahtsammelrolle berechnet, und eine Umfangsgeschwindigkeitsdifferenzhalteeinheit, die eine Differenz zwischen der Umfangsgeschwindigkeit der Drahtzuführrolle und der Umfangsgeschwindigkeit der Drahtsammelrolle als eine Umfangsgeschwindigkeitsdifferenz berechnet und darin die berechnete Umfangsgeschwindigkeitsdifferenz hält, und eine Drahtzuführrollengeschwindigkeitssteuereinheit und eine Drahtsammelrollengeschwindigkeitssteuereinheit, die die Drahtzuführrolle und die Drahtsammelrolle steuern, und zwar beim Verändern der Bewegungsgeschwindigkeit des Drahtes, unter Verwendung eines Drahtzuführrollengeschwindigkeitsbefehlswertes und eines Drahtsammelrollengeschwindigkeitsbefehlswertes, die derart erzeugt werden, dass die Umfangsgeschwindigkeitsdifferenz vor einem Verändern der Bewegungsgeschwindigkeit des Drahtes nach dem Verändern beibehalten wird.
Die DE 29 22 922 A1 offenbart eine Drahtschnitt-Elektroerosionsmaschine, die eine Vorratsspule zum Vorschub von Drahtelektroden, eine Aufnahmespule zum Aufwickeln des Drahts, zwei Führungsglieder zur Führung des Drahtes zwischen den zwei Spulen, rotierende Zugmittel mit einer ersten rotierenden Welle zur Vorbewegung des Drahtes zwischen den Führungsgliedern durch die Schneidzone, und rotierende Bremsmittel mit einer zweiten rotierenden Welle zur Ausübung einer Bremskraft auf den Draht aufweist, um diesen zwischen den Führungsgliedern zu spannen, während er durch die Bearbeitungszone bewegt wird.
Die DE 11 2012 005 787 B4 offenbart ein Verfahren zum Betreiben einer automatischen Drahteinfädeleinrichtung einer Drahterodierbearbeitungseinrichtung, wobei die automatische Drahteinfädeleinrichtung aufweist: einen Drahtzuführmotor, der eine Drahtzuführrolle in einer Zuführrichtung antreibt; eine Drahtzuführmotorsteuereinheit, die einen Drehmomentwert an einen Drahtzuführmotor zu einem Zeitpunkt eines Einfädelbetriebes einer Drahtelektrode ausgibt und die ein Drehmoment in einer Zuführrichtung des Drahtzuführmotors reduziert, wenn eine erfasste Rotationsgeschwindigkeit der Drahtzuführrolle größer ist als ein Zuführrichtungsrotationsgeschwindigkeitsbezugswert; einen Drahtsammelmotor, der eine Drahtsammelrolle in einer Sammelrichtung antreibt; und eine Drahtsammelmotorsteuereinheit, die einen vorgegebenen Drahtsammelrollengeschwindigkeitsbezugswert an den Drahtsammelmotor ausgibt, um die Drahtelektrode zu sammeln, wobei die automatische Drahteinfädeleinrichtung einen Einfädelbetrieb der Drahtelektrode von der Drahtzuführrolle an die Drahtsammelrolle durchführt, und wobei die Drahtzuführmotorsteuereinheit das Drehmoment des Drahtzuführmotors steuert, sodass ein absoluter Wert eines Motordrehmoments in einer Zurückspulrichtung der Drahtzuführrolle geringer ist als ein absoluter Wert des Motordrehmoments in der Zuführrichtung der Drahtzuführrolle.
Die US 2016 / 0 263 690 A1 offenbart eine Elektroerosionsmaschine , die eine Kalibriereinheit aufweist, die eine Kalibrierung durchführt, um eine erfasste Abweichungsgröße eines Zugkraftdetektors auf der Grundlage einer Soll-Zugkraft und einer durch den Zugkraftdetektor erfassten Zugkraft zu erhalten, wenn die Soll-Zugkraft angelegt wird, wobei die Kalibriereinheit den Ausgang des Zugkraftdetektors mit der erfassten Abweichungsgröße korrigiert, die durch die Kalibrierung erhalten wird, und wobei die Elektroerosionsmaschine eine Regelung der Zugkraft der Drahtelektrode auf der Grundlage einer korrigierten erfassten Zugkraft ausführt, die durch Korrigieren der erfassten Zugkraft des Zugkraftdetektors durch die Kalibriereinheit erhalten wird.
Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Durch Anwenden einer Spannungserfassungseinrichtung kann ein Regelungsbetrieb entsprechend der Spannung in dieser Stufe durchgeführt werden.
Jedoch haben die Erfinder gefunden, dass eine derartige Erfassung mittels der Spannungserfassungseinrichtung das Auftreten einer Vibration in der Drahtelektrode mit sich bringt, was ein Grund für eine verschlechterte Genauigkeit wird.
Weiterhin wurde in letzter Zeit die erforderliche Genauigkeit angehoben. Dies erfordert die Durchführung eines derartigen Regelbetriebs mit einer weiter verbesserten Genauigkeit in kurzen Zyklen. Als Ergebnis bringt beispielsweise in vielen Fällen diese Anordnung einen ungewünschten Steuerungsbetrieb mit sich, der Vibrationen noch weiter erhöht, selbst obwohl sich die Vibrationen der Drahtelektrode erhöhen. Die Erfinder haben gefunden, dass, als ein Ergebnis, ein derartiger Regelungsbetrieb ein Grund für eine verschlechterte Genauigkeit wird.
Bei herkömmlichen Techniken bringen die Spannungserfassungseinrichtung und deren Regelungsbetrieb kein Problem in der Genauigkeit mit sich. Jedoch führt ein hochgenauer Steuerungsbetrieb, wie er gegenwärtig erfordert wird, zu einem bisher nicht gekannten Problem dahingehend, dass die Spannungserfassungseinrichtung und deren Regelungsbetrieb ein Grund für eine verschlechterte Genauigkeit werden. Dementsprechend ist ein derartiges Problem, das mit sich bringt, dass die Spannungserfassungseinrichtung und deren Regelungsbetrieb eine Engstelle bei der Bereitstellung einer hohen Genauigkeit werden, nicht allgemein bekannt.
Dementsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Spannungssteuerungsverfahren oder dergleichen zur geeigneten Steuerung der Spannung einer Drahtelektrode bereitzustellen, um eine hochgenaue Bearbeitung im Vergleich mit einem Steuerungsbetrieb mittels der Spannungserfassungseinrichtung und deren Regelungsbetrieb bereitzustellen.
Lösung des Problems
Diese Aufgabe wird gemäß einer ersten Ausgestaltung durch ein Spannungssteuerungsverfahren gelöst, wie es in Patentanspruch 1 angegeben ist.
Eine zweite Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung betrifft das Spannungssteuerungsverfahren gemäß der ersten Ausgestaltung. Das elektrische Entladebearbeitungsgerät kann eine Kalibrierungseinheit aufweisen, die einen Antriebsbetrieb der durch den Vorschubmotor angetriebenen Vorschubwalze und einen Antriebsbetrieb der durch den Wicklungsmotor angetriebenen Wicklungswalze kalibriert, wenn der Spannungseinstellwert geändert wird. Außerdem kann das Spannungssteuerungsverfahren aufweisen: Kalibrieren, mittels der Kalibrierungseinheit, des Antriebsbetriebs der durch den Vorschubmotor angetriebenen Vorschubwalze und des Antriebsbetriebs der durch den Wicklungsmotor angetriebenen Wicklungswalze derart, dass eine Differenz zwischen einer in der Entsprechungsbeziehungsspeichereinheit gespeicherten Entsprechungsbeziehung zwischen der Geschwindigkeitsdifferenz und der Spannung und einer Entsprechungsbeziehung korrigiert wird, die tatsächlich zwischen der Antriebsgeschwindigkeitsdifferenz zwischen dem Vorschubmotor und dem Wicklungsmotor und einer Spannung der zwischen der Vorschubwalze und der Wicklungswalze angeordneten Drahtelektrode aufgetreten ist.
Gemäß einer dritten Ausgestaltung wird die vorstehen genannte Aufgabe durch ein elektrisches Entladebearbeitungsgerät gelöst, wie es in Patentanspruch 3 angegeben ist.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß jeder Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird eine Entsprechungsbeziehung zwischen der Spannung und der Geschwindigkeitsdifferenz oder dergleichen vorab vorbereitet. Die Geschwindigkeitsdifferenz oder dergleichen wird entsprechend dem Spannungseinstellungswert unter Verwendung der Entsprechungsbeziehung beschafft, um die Drehzahlen oder dergleichen der Vorschubwalze und der Wicklungswalze zu steuern. Somit ist diese Anordnung in der Lage, einen hochgenauen Spannungssteuerungsbetrieb bereitzustellen.
Gemäß jeder Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung bringt diese Anordnung keine Erfassung einer Spannung mittels einer Spannungserfassungseinrichtung mit sich. Somit weist eine derartige Anordnung kein Problem einer Verschlechterung in der Genauigkeit aufgrund der Spannungserfassung auf. Außerdem wendet diese Anordnung keinen Regelungsbetrieb an. Eine derartige Anordnung hat kein Problem einer Erhöhung von ungewünschten Vibrationen. Somit ist diese Anordnung in der Lage, eine Verschlechterung der Genauigkeit aufgrund derartiger unerwünschter Vibrationen zu vermeiden.
Es sei bemerkt, dass, wie es in Patentdokument 1 beschrieben ist, herkömmliche Techniken unter der anfänglichen Annahme vorgeschlagen worden sind, dass ein komplizierter Mechanismus erforderlich ist, um einen Spannungssteuerungsbetrieb für eine Drahtelektrode bereitzustellen. Insbesondere wurden derartige herkömmliche Techniken unter der Annahme, dass eine Spannungsmessung erforderlich ist, vorgeschlagen. Jedoch haben die Erfinder, wie es insbesondere unter Bezugnahme auf 2 beschrieben ist, durch Experimente herausgefunden, dass die Spannung der Drahtelektrode mit hoher Genauigkeit unter Verwendung der Entsprechungsbeziehung zwischen der Spannung und der Geschwindigkeitsdifferenz oder dergleichen, die vorab bestimmt worden ist, gesteuert werden kann.
Jedoch tritt, selbst wenn die vorab vorbereitete Entsprechungsbeziehung anfänglich mit der tatsächlichen Entsprechungsbeziehung übereinstimmt, aufgrund einer elektrischen Entladebearbeitung eine Differenz dazwischen auf. Gemäß der zweiten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung werden die Antriebsbetriebe der Vorschubwalze und der Wicklungswalze derart kalibriert, dass die vorab vorbereitete Entsprechungsbeziehung mit der tatsächlichen Entsprechungsbeziehung übereinstimmt, wodurch eine hohe Genauigkeit beibehalten wird. Eine derartige Kalibrierung kann durch automatisches Durchführen einer Messung durchgeführt werden, wenn der Spannungswert vor Bearbeitung geändert wird. Außerdem kann eine derartige Kalibrierung periodisch durchgeführt werden, selbst wenn sich der Spannungswert nicht geändert hat.
Weiterhin werden gemäß der ersten und der dritten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung die Steuerungsbetriebe der Vorschubwalze und der Wicklungswalze auf der Grundlage des Durchmessers der Drahtelektrode (Drahtdurchmessers), des Vorschubgeschwindigkeitseinstellwerts, usw. zusätzlich zu dem Spannungseinstellwert bestimmt. Dies stellt einen hochgenauen Spannungssteuerungsbetrieb bereit.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen

1A zeigt ein Blockschaltbild, das eine schematische Konfiguration eines elektrischen Entladebearbeitungsgeräts gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, und 1B und 1C zeigen Flussdiagramme, die jeweils ein Beispiel für deren Betrieb veranschaulichen.
2 zeigt einen Graphen, der Messergebnisse einer Spannung und Variationen davon veranschaulicht, die unter Verwendung eines tatsächlichen Geräts gemessen worden sind.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen
Nachstehend ist unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Beispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. Es sei bemerkt, dass ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung nicht auf das nachfolgende Beispiel beschränkt ist.
1A zeigt ein Blockschaltbild, das eine Konfiguration eines elektrischen Entladebearbeitungsgeräts gemäß einem Beispiel eines Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. 1B und 1C zeigen Flussdiagramme, die jeweils ein Beispiel für deren Betrieb veranschaulichen.
Nachstehend ist unter Bezugnahme auf 1A ein Beispiel für die Konfiguration des elektrischen Entladebearbeitungsgeräts 1 beschrieben. Das elektrische Entladebearbeitungsgerät 1 führt eine elektrische Entladebearbeitung eines Bearbeitungsziels 5 unter Verwendung einer Drahtelektrode 3 durch.
Das elektrische Entladebearbeitungsgerät 1 weist auf: eine Drahtelektrode 3 (die ein Beispiel für eine „Drahtelektrode“ in den Patentansprüchen der vorliegenden Beschreibung ist); eine Vorschubwalze 7 (die ein Beispiel für eine „Vorschubwalze“ in den Patentansprüchen der vorliegenden Beschreibung ist); eine obere Kopfeinheit 9; eine untere Kopfeinheit 11; eine Wicklungswalze 13 (die ein Beispiel für eine „Wicklungswalze“ in den Patentansprüchen der vorliegenden Beschreibung ist); einen Vorschubmotor 15 (der ein Beispiel für einen „Vorschubmotor“ in den Patentansprüchen der vorliegenden Beschreibung ist); einen Wicklungsmotor 17 (der ein Beispiel für einen „Wicklungsmotor“ in den Patentansprüchen der vorliegenden Beschreibung ist); und eine Spannungssteuerungseinheit 21.
Die Spannungssteuerungseinheit 21 weist auf: eine Motorsteuerungseinheit 23 (die ein Beispiel für eine „Steuerungseinheit“ in den Patentansprüchen der vorliegenden Beschreibung ist); eine Eingabe-/Ausgabeeinheit 25; eine Entsprechungsbeziehungsspeichereinheit 27 (die ein Beispiel für eine „Entsprechungsbeziehungsspeichereinheit“ in den Patentansprüchen der vorliegenden Beschreibung ist); eine Einstellwertspeichereinheit 29 (die ein Beispiel für eine „Einstellwertspeichereinheit“ in den Patentansprüchen der vorliegenden Beschreibung ist); eine Bestimmungseinheit 31 (die ein Beispiel für eine „Bestimmungseinheit“ in den Patentansprüchen der vorliegenden Beschreibung ist); und eine Kalibrierungseinheit 33 (die ein Beispiel für eine „Kalibrierungseinheit“ in den Patentansprüchen der vorliegenden Beschreibung ist). Die Motorsteuerungseinheit 23 weist eine Vorschubmotorsteuerungseinheit 35 und eine Wicklungsmotorsteuerungseinheit 37 auf.
Die Drahtelektrode 3 ist um eine nicht gezeigte Quellenspule gewickelt. Die Drahtelektrode 3 wird von der Quellenspule gezogen und wird nach außen über die Vorschubwalze 7, die obere Kopfeinheit 9, die untere Kopfeinheit 11 und die Wicklungswalze 13 in dieser Reihenfolge gezogen. Die Vorschubwalze 7 und die obere Kopfeinheit 9 sind auf der oberen Seite des Bearbeitungsziels 5 angeordnet. Die untere Kopfeinheit 11 und die Wicklungswalze 13 sind auf der unteren Seite des Bearbeitungsziels 5 angeordnet.
1A zeigt ein Beispiel, bei dem ein Paar von Wicklungswalzeneinheiten 13₁ und 13₂ drehend derart angetrieben werden, dass die Drahtelektrode 3 zwischen den Walzen 13₁ und 13₂ angeordnet ist. Es sei bemerkt, dass eine derartige Vorschubwalze 7 und eine derartige Wicklungswalze 13 jeweils als eine einzelne Walzeneinheit konfiguriert sein können. Außerdem können eine derartige Vorschubwalze 7 und eine derartige Wicklungswalze 13 jeweils als ein Satz mehrerer Walzeneinheiten konfiguriert sein.
Der Vorschubmotor 15 treibt die Vorschubwalze 7 drehend an. Der Wicklungsmotor 17 treibt die Wicklungswalze 13 drehend an. Die Vorschubgeschwindigkeit, mit der die Drahtelektrode vorgeschoben wird, wird durch die Drehzahlen der Vorschubwalze 7 und der Wicklungswalze 13 justiert. Im Wesentlichen werden die Drehzahlen der Vorschubwalze 7 und der Wicklungswalze 13 durch einen Vorschubgeschwindigkeitseinstellwert bestimmt, wie es nachstehend beschrieben ist. Durch Bereitstellen einer kleinen Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der durch die Vorschubwalze 7 bereitgestellten Vorschubgeschwindigkeit und der durch die Wicklungswalze 13 bereitgestellten Vorschubgeschwindigkeit wird die Drahtelektrode 3 mit einer Spannung versehen. Die Spannungssteuerungseinheit 21 bestimmt die Geschwindigkeitsdifferenz auf der Grundlage des Spannungseinstellwerts oder dergleichen und steuert die durch die Vorschubwalze 7 und die Wicklungswalze bereitgestellten Vorschubgeschwindigkeiten.
Eine übermäßig große Spannung der Drahtelektrode 3 führt zu einem Bruch der Drahtelektrode. Im Gegensatz dazu führt eine übermäßig kleine Spannung davon zu einer schlechten Bearbeitungsgenauigkeit. Dementsprechend besteht ein Bedarf, eine geeignete Spannung anzulegen. Bei herkömmlichen Techniken wurde als Hauptzweck Aufmerksamkeit lediglich auf eine Funktion zur Erzeugung einer geeigneten Spannung gerichtet. Somit wird ein einfacher Steuerungsbetrieb durchgeführt. Das heißt, dass eine Spannung gemessen wird und der Regelungsbetrieb in Bezug auf die auf diese Weise gemessene Spannung durchgeführt wird. Jedoch haben die Erfinder gefunden, dass die Spannungsmessung und der Regelungsbetrieb zu einer Verschlechterung der Genauigkeit führen, was ein bisher nicht gekanntes Problem ist. Dies wird ein Grund für eine Engstelle bei der Bereitstellung einer hohen Genauigkeit, wie sie in letzter Zeit gefordert wird. Die vorliegende Erfindung schlägt eine Technik zur Bereitstellung einer hochgenauen Bearbeitung vor, ohne dass diese eine Spannungsmessung mit sich bringt.
Nachstehend ist unter Bezugnahme auf 1B und 1C ein Beispiel für den Betrieb der Spannungssteuerungseinheit 21 beschrieben.
Gemäß 1B erfasst die Spannungssteuerungseinheit 21 den Durchmesser der Drahtelektrode und beurteilt, ob bei dem Durchmesser der Drahtelektrode eine Änderung aufgetreten ist oder nicht (Schritt ST1). Wenn eine Beurteilung gemacht wurde, dass eine Änderung bei dem Durchmesser der Drahtänderung aufgetreten ist, stellt die Spannungssteuerungseinheit 21 den in der Einstellwertspeichereinheit 29 gespeicherten Drahtelektrodendurchmesser auf den Durchmesser der Drahtelektrode ein, bei der eine Änderung erfasst worden ist (Schritt ST2), woraufhin der Ablauf zu Schritt ST3 übergeht. Wenn eine Beurteilung gemacht worden ist, dass keine Änderung in dem Durchmesser der Drahtelektrode aufgetreten ist, geht der Ablauf direkt zu Schritt ST3 über. Die Eingabe-/Ausgabeeinheit 25 ist konfiguriert, Informationen anzuzeigen, und dem Anwender zu ermöglichen, eine Bedienung durchzuführen, um Informationen einzugeben. Beispielsweise ist die Eingabe-/Ausgabeeinheit 25 als eine Kombination einer Tastatur und einer Anzeige oder andernfalls als ein Touch-Panel konfiguriert.
Es sei bemerkt, dass, wenn eine Änderung in dem Durchmesser der Drahtelektrode erfasst worden ist, die Eingabe-/Ausgabeeinheit 25 eine Aufforderung anzeigen kann, um den Anwender zu veranlassen, den Durchmesser einzugeben. In diesem Fall kann der Anwender einen neuen Durchmesserwert eingeben. Außerdem kann die Anordnung derart ausgestaltet sein, dass der Drahtelektrodendurchmesser auf einen Anwendereinstellwert eingestellt wird, ohne dass der Durchmesser der Drahtelektrode erfasst wird.
Die Eingabe-/Ausgabeeinheit 25 zeigt mehrere Punkte an, die durch den Anwender einzustellen sind. Diese Punkte weisen auf: einen Punkt zur Einstellung der Vorschubgeschwindigkeit, mit der die Drahtelektrode vorzuschieben ist, und einen Punkt zur Einstellung der Spannung. Diese Anordnung erlaubt dem Anwender, die Eingabe-/Ausgabeeinheit 25 derart zu bedienen, dass ein Vorschubgeschwindigkeitseinstellwert (der ein Beispiel für den „Vorschubgeschwindigkeitseinstellwert“ in den Patentansprüchen der vorliegenden Beschreibung ist), mit der die Drahtelektrode vorzuschieben ist, und einen Spannungseinstellwert (der ein Beispiel für den „Spannungseinstellwert“ in den Patentansprüchen der vorliegenden Beschreibung ist) einzustellen. In Schritt ST3 weist die Spannungssteuerungseinheit 29 die Einstellwertspeichereinheit 29 an, den Vorschubgeschwindigkeitseinstellwert und den Spannungseinstellwert zu speichern.
Die Entsprechungsbeziehungsspeichereinheit 27 speichert zumindest die Entsprechungsbeziehung zwischen der Antriebsgeschwindigkeitsdifferenz zwischen dem Vorschubmotor 15 und dem Wicklungsmotor und der Spannung der zwischen der Vorschubwalze 7 und der Wicklungswalze 13 positionierten Drahtelektrode 3. Beispielsweise repräsentiert die Entsprechungsbeziehung eine Entsprechung zwischen der Geschwindigkeitsdifferenz und der Spannung in einer Einszu-Eins-Weise, wie es durch die Linie L1 repräsentiert ist, die in dem Graphen in 2 gezeigt ist, in der die Spannung monoton entsprechend einer Erhöhung der Geschwindigkeitsdifferenz ansteigt.
Die Bestimmungseinheit 31 beschafft die Geschwindigkeitsdifferenz, die dem Spannungseinstellwert entspricht, auf der Grundlage der in der Entsprechungsbeziehungsspeichereinheit 27 gespeicherten Entsprechungsbeziehung. Mit einer derartigen Anordnung werden beispielsweise die Drehzahlen des Vorschubmotors 15 und des Wicklungsmotors 17 derart bestimmt, dass die durch die Wicklungswalze 13 bereitgestellte Vorschubgeschwindigkeit auf den Vorschubgeschwindigkeitseinstellwert eingestellt wird, und derart bestimmt, dass die durch die Vorschubwalze 7 bereitgestellte Vorschubgeschwindigkeit auf einen Wert eingestellt wird, der um die auf diese Weise beschaffte Geschwindigkeitsdifferenz oder dergleichen niedriger als der Vorschubgeschwindigkeitseinstellwert ist (Schritt ST4). Darauffolgend steuern die Vorschubmotorsteuerungseinheit 35 und die Wicklungsmotorsteuerungseinheit 37 jeweils die Drehung des Vorschubmotors 15 und die Drehung des Wicklungsmotors 17 derart, dass die durch die Vorschubwalze 7 bereitgestellte Vorschubgeschwindigkeit und durch die Wicklungswalze 13 bereitgestellte Vorschubgeschwindigkeit jeweils mit den durch die Bestimmungseinheit 31 bestimmten Vorschubgeschwindigkeiten übereinstimmen (ST5). Nach Beendigung der elektrischen Entladebearbeitung kehrt der Ablauf zu Schritt ST1 zurück.
Gemäß 1C beurteilt die Kalibrierungseinheit 33, ob ein nächster Justierungszeitpunkt nach dem vorhergehenden Justierungszeitpunkt gekommen ist oder nicht (Schritt STM1). Beispiele für Bedingungen, auf deren Grundlage eine derartige Beurteilung in Bezug darauf, ob ein nächster Justierungszeitpunkt gekommen ist oder nicht, weisen auf: eine Bedingung, bei der, wenn der Spannungswert vor Bearbeitung geändert wird, eine Wartungszeitperiode nach Starten des Betriebs oder andernfalls nach Durchführen der Justierung verstrichen ist; eine Bedingung, bei der eine Bearbeitungswartungszeitperiode, die eine Zeitperiode ist, in der die elektrische Entladebearbeitung durchgeführt worden ist, verstrichen ist und dergleichen. Es sei bemerkt, dass die Wartungszeitperiode und die Bearbeitungswartungszeitperiode auf der Grundlage verschiedener Arten von Bedingungen wie der Temperatur derart justiert werden können, dass diese erhöht werden oder andernfalls reduziert werden. Bevor der nächste Justierungszeitpunkt gekommen ist, wartet diese Anordnung auf den nächsten Justierungszeitpunkt. Wenn der Zeitpunkt gekommen ist, geht der Ablauf zu Schritt STM2 über.
In Schritt STM2 wird beurteilt, ob eine elektrische Entladebearbeitung durchgeführt wird oder nicht (STM2). Wenn die elektrische Entladebearbeitung durchgeführt wird, wartet diese Anordnung auf das Ende der elektrischen Entladebearbeitung. Nach Ende der elektrischen Entladebearbeitung geht der Ablauf zu Schritt STM3 über.
In Schritt STM3 führt die Kalibrierungseinheit 33 eine Justierung derart durch, dass die Entsprechungsbeziehung zwischen der Vorschubgeschwindigkeitsdifferenz zwischen der Vorschubwalze 7 und der Wicklungswalze 13 und der Spannung, die zwischen der Vorschubwalze 7 und der Wicklungswalze 13 auftritt, mit der in der Entsprechungsbeziehungsspeichereinheit 27 gespeicherten Entsprechungsbeziehung übereinstimmt. Insbesondere werden die Spannung und die Geschwindigkeitsdifferenz für zwei Punkte tatsächlich gemessen (einem ersten Punkt auf einer Niedrigspannungsseite und einem zweiten Punkt auf einer Hochspannungsseite). In der Messung für den ersten Punkt (Niedrigspannungsseite) wird ein Spannungseinstellwert von 300 g eingegeben, und steuert die Spannungssteuerungseinheit die Geschwindigkeitsdifferenz derart, dass sie 45 U/min wird. In diesem Zustand wird die Drahtspannung tatsächlich gemessen. Die Messung der Drahtspannung kann manuell durchgeführt werden. Außerdem kann die Messung der Drahtspannung mittels einer geeigneten Messeinheit durchgeführt werden. In der Messung für den zweiten Punkt (Hochspannungsseite) wird ein Spannungseinstellwert von 500 g eingegeben, und steuert die Spannungssteuerungseinheit die Geschwindigkeitsdifferenz derart, dass sie 90 U/min wird. In diesem Zustand wird die Drahtspannung tatsächlich gemessen. Darauffolgend wird die in 2 gezeigte Kurve L₁ auf der Grundlage der Zweipunktdaten korrigiert. Das heißt, dass der Schnittpunkt des Graphen korrigiert wird, und die Neigung des Graphen korrigiert wird, wodurch die Korrektur der Kurve L₁ durchgeführt wird. Nach dieser Justierung kehrt der Ablauf zu Schritt STM1 zurück.
Es sei bemerkt, dass in Schritt STM3 die Kalibrierungseinheit 33 eine Aufforderung anzeigen kann, um den Anwender zu veranlassen, einen Wartungsbetrieb durchzuführen. In diesem Fall kann diese Anordnung dem Anwender erlauben, die Kalibrierungseinheit 33 derart zu bedienen, dass eine Justierung derart durchgeführt wird, dass die Entsprechungsbeziehung zwischen der Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der Vorschubwalze 7 und der Wicklungswalze 13 und der Spannung, die zwischen der Vorschubwalze 7 und der Wicklungswalze 13 auftritt, mit der in der Entsprechungsbeziehungsspeichereinheit 27 gespeicherten Entsprechungsbeziehung übereinstimmt.
Außerdem kann die Entsprechungsbeziehung, die in der Entsprechungsbeziehungsspeichereinheit 27 gespeichert ist, und auf die durch die Bestimmungseinheit 31 zugegriffen wird, beispielsweise eine Entsprechungsbeziehung mit dem Vorschubgeschwindigkeitseinstellwert, dem Durchmesser der Drahtelektrode oder dergleichen anstelle des Spannungseinstellwerts sein.
Außerdem kann die Spannung der Drahtelektrode 3 beispielsweise unter Verwendung des Drehmoments des Vorschubmotors 15 anstelle durch die Verwendung der Vorschubgeschwindigkeitsdifferenz zwischen der Vorschubwalze 7 und der Wicklungswalze 13 erzeugt werden. In diesem Fall kann die Entsprechungsbeziehungsspeichereinheit 27 vorzugsweise die Entsprechungsbeziehung zwischen dem Drehmoment des Vorschubmotors 15 und der Spannung der zwischen der Vorschubwalze 7 und der Wicklungswalze 13 positionierten Drahtelektrode 3 speichern. Die Bestimmungseinheit 31 kann vorzugsweise das Drehmoment des Vorschubmotors 15 durch Zugreifen auf die Entsprechungsbeziehungsspeichereinheit 27 bestimmen. Die Motorsteuerungseinheit 23 kann vorzugsweise den Vorschubmotor 15 und den Wicklungsmotor 17 unter Verwendung des Vorschubgeschwindigkeitseinstellwerts und des Drehmoments steuern, das durch die Bestimmungseinheit 31 bestimmt wird.
2 zeigt einen Graphen, der Messergebnisse veranschaulicht, die unter Verwendung eines tatsächlichen Geräts durchgeführt wurden. Der Durchmesser der Drahtelektrode war 0,10 mm. 2 zeigt den Spannungswert (Spannung) und die Variation der Spannung (Spannungsvariation). Die horizontale Achse repräsentiert die Geschwindigkeitsdifferenz (U/min) zwischen der T-Achse und der S-Achse (d.h. der Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der Vorschubwalze 7 und der Wicklungswalze 13). Die Linie L₁ repräsentiert die Werte der Drahtspannung (g). Die Linie L₂ repräsentiert die Spannungsvariation (g). Aus der Linie L₁ geht hervor, dass die Spannung wie geeignet entsprechend der Geschwindigkeitsdifferenz gesteuert wird. Außerdem geht aus der Linie L₂ hervor, dass die Spannungsvariation fast gleich oder kleiner als 10,00 g ist. In diesem Fall bringen herkömmliche Steuerungsbetriebe Spannungsvariationen in der Größenordnung von 20,00 (g) mit sich. Das heißt, dass diese Anordnung reduzierte Variationen in der Spannung bereitstellt.
Bezugszeichenliste
1: Elektrisches Entladebearbeitungsgerät, 3: Drahtelektrode, 5: Bearbeitungsziel, 7: Vorschubwalze, 9: obere Kopfeinheit, 11: untere Kopfeinheit, 13: Wicklungswalze, 15: Vorschubmotor, 17: Wicklungsmotor, 21: Spannungssteuerungseinheit, 23: Motorsteuerungseinheit, 25: Eingabe-/Ausgabeeinheit, 27: Entsprechungsbeziehungsspeichereinheit, 29: Einstellwertspeichereinheit, 31: Bestimmungseinheit, 33: Kalibrierungseinheit, 35: Vorschubmotorsteuerungseinheit, 37: Wicklungsmotorsteuerungseinheit.

Claims

Spannungssteuerungsverfahren zur Steuerung einer Spannung, mit der eine Drahtelektrode (3) beaufschlagt wird, die in einem elektrischen Entladebearbeitungsgerät (1) angewendet wird, wobei das elektrische Entladebearbeitungsgerät (1) aufweist: einen Vorschubmotor (15), der eine Vorschubwalze (7) antreibt, die die Drahtelektrode (3) zur elektrischen Entladebearbeitung vorschiebt, einen Wicklungsmotor (17), der eine Wicklungswalze (13) antreibt, die die Drahtelektrode (3) nach der elektrischen Entladebearbeitung aufwickelt, eine Entsprechungsbeziehungsspeichereinheit (27), die zumindest eine Entsprechungsbeziehung zwischen einer Antriebsgeschwindigkeitsdifferenz zwischen dem Vorschubmotor (15) und dem Wicklungsmotor (17) und einer Spannung speichert, die in der zwischen der Vorschubwalze (7) und der Wicklungswalze (13) angeordneten Drahtelektrode (3) auftritt, eine Einstellwertspeichereinheit (29), die einen Vorschubgeschwindigkeitseinstellwert und einen Spannungseinstellwert für die Drahtelektrode (3) speichert, eine Bestimmungseinheit (31), die die Antriebsgeschwindigkeitsdifferenz zwischen dem Vorschubmotor (15) und dem Wicklungsmotor (17) bestimmt, und eine Steuerungseinheit (21), die den Vorschubmotor (15) und den Wicklungsmotor (17) steuert, und wobei das Spannungssteuerungsverfahren aufweist: Einstellen, bei dem die Einstellwertspeichereinheit (29) den Vorschubgeschwindigkeitseinstellwert und den Spannungseinstellwert speichert, Bestimmen, mittels der Bestimmungseinheit (31), der Antriebsgeschwindigkeitsdifferenz zwischen dem Vorschubmotor (15) und dem Wicklungsmotor (17) zumindest auf der Grundlage des Spannungseinstellwerts durch Bezugnahme auf die Entsprechungsbeziehungsspeichereinheit (27), und Steuern, bei dem die Steuerungseinheit (21) eine Drehzahl des Vorschubmotors (15) und eine Drehzahl des Wicklungsmotors (17) unter Verwendung des Vorschubgeschwindigkeitseinstellwerts und der durch die Bestimmungseinheit (31) bestimmten Antriebsgeschwindigkeitsdifferenz bestimmt und den Vorschubmotor (15) und den Wicklungsmotor (17) mit den jeweiligen auf diese Weise bestimmten Drehzahlen drehend antreibt, wobei in der vorstehend beschriebenen Bestimmung die Bestimmungseinheit (31) die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen dem Vorschubmotor (15) und dem Wicklungsmotor (17) auf der Grundlage des Vorschubgeschwindigkeitseinstellwerts und des Durchmessers der Drahtelektrode (3) zusätzlich zu dem Spannungseinstellwert bestimmt.
Spannungssteuerungsverfahren nach Anspruch 1, wobei das elektrische Entladebearbeitungsgerät (1) eine Kalibrierungseinheit aufweist, die einen Antriebsbetrieb der durch den Vorschubmotor (15) angetriebenen Vorschubwalze (7) und einen Antriebsbetrieb der durch den Wicklungsmotor (17) angetriebenen Wicklungswalze (13) kalibriert, wenn der Spannungseinstellwert geändert wird, und wobei das Spannungssteuerungsverfahren aufweist: Kalibrieren, mittels der Kalibrierungseinheit, des Antriebsbetriebs der durch den Vorschubmotor (15) angetriebenen Vorschubwalze (7) und des Antriebsbetriebs der durch den Wicklungsmotor (17) angetriebenen Wicklungswalze (13) derart, dass eine Differenz zwischen einer in der Entsprechungsbeziehungsspeichereinheit (27) gespeicherten Entsprechungsbeziehung zwischen der Geschwindigkeitsdifferenz und der Spannung und einer Entsprechungsbeziehung korrigiert wird, die tatsächlich zwischen der Antriebsgeschwindigkeitsdifferenz zwischen dem Vorschubmotor (15) und dem Wicklungsmotor (17) und einer Spannung der zwischen der Vorschubwalze (7) und der Wicklungswalze (13) angeordneten Drahtelektrode (3) aufgetreten ist.
Elektrisches Entladebearbeitungsgerät (1) mit: einem Vorschubmotor (15), der eine Vorschubwalze (7) antreibt, die eine Drahtelektrode (3) zur elektrischen Entladebearbeitung vorschiebt, einem Wicklungsmotor (17), der eine Wicklungswalze (13) antreibt, die die Drahtelektrode (3) nach der elektrischen Entladebearbeitung aufwickelt, einer Entsprechungsbeziehungsspeichereinheit (27), die eine Entsprechungsbeziehung zwischen einer Antriebssteuerungsbetriebsdifferenz zwischen dem Vorschubmotor (15) und dem Wicklungsmotor (17) und einer Spannung speichert, die in der zwischen der Vorschubwalze (7) und der Wicklungswalze (13) angeordneten Drahtelektrode (3) auftritt, einer Einstellwertspeichereinheit (29), die einen Vorschubgeschwindigkeitseinstellwert und einen Spannungseinstellwert für die Drahtelektrode (3) speichert, einer Bestimmungseinheit (31), die die Antriebssteuerungsbetriebsdifferenz zwischen dem Vorschubmotor (15) und dem Wicklungsmotor (17) zumindest auf der Grundlage des Spannungseinstellwerts unter Bezugnahme auf die Entsprechungsbeziehungsspeichereinheit (27) bestimmt, und einer Steuerungseinheit (21), die eine Drehzahl des Vorschubmotors (15) und eine Drehzahl des Wicklungsmotors (17) unter Verwendung des Vorschubgeschwindigkeitseinstellwert und der durch die Bestimmungseinheit (31) bestimmten Antriebsgeschwindigkeitsdifferenz bestimmt und den Vorschubmotor (15) und den Wicklungsmotor (17) mit den auf diese Weise bestimmten jeweiligen Drehzahlen drehend antreibt, wobei die Bestimmungseinheit (31) die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen dem Vorschubmotor (15) und dem Wicklungsmotor (17) auf der Grundlage des Vorschubgeschwindigkeitseinstellwerts und des Durchmessers der Drahtelektrode (3) zusätzlich zu dem Spannungseinstellwert bestimmt.