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TECHNISCHES
GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung für ein Qualitätsentscheidung
eines Bearbeitungszustands einer elektrischen Funkenmaschine.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Für eine elektrische
Funkenmaschine ist eine Entladungszustands-Anzeigeeinheit für eine Anzeige
eines Entladungszustands einer elektrischen Funkenmaschine in den
japanischen offengelegten Patentanmeldungs-Gazetten (JP-A Nr. 3-35930)
offenbart worden, die Histogramme der Größen zeigt, beispielsweise der
Entladungsspannung, des Entladungsstroms und eines Spitzenwert des
Entladungsstroms; und eine Überwachungsvorrichtung
einer Bearbeitung mit elektrischen Funken ist in den japanischen
offengelegten Patentanmeldungs-Gazetten (JP-A Nr. 6-8054) veröffentlicht
worden mit einem Bildschirm, der physikalische Größen anzeigt,
für eine
Anzeige eines Zustands einer Bearbeitung mit elektrischen Funken,
beispielsweise einer durchschnittlichen Bearbeitungsspannung, einer
durchschnittlichen Spaltspannung und einer Bearbeitungsgeschwindigkeit.
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Die
voranstehend erwähnte
Entladungszustands-Anzeigeeinheit
und die Überwachungsvorrichtung
für eine Bearbeitung
mit elektrischen Funken zeigen nur physikalische Größen, die
einen Entladungszustand und einen Bearbeitungszustand bezeichnen.
Deshalb muss ein Betreiber eine Qualitätsentscheidung mit den obigen
angezeigten Werten auf Grundlage einer Faustregel treffen, um eine
Qualitätsentscheidung über einen
Bearbeitungszustand durchzuführen,
um eine Vielfalt von Qualitätsentscheidungen
zu verursachen.
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Obwohl
der Betreiber in geeigneter Weise eine Qualitätsentscheidung unter Verwendung
einer Kombination einer Vielzahl von physikalischen Größen, die
einen Bearbeitungszustand bezeichnen, durchführen muss, ist es für den Betreiber
relativ schwierig, die obige Auswertung in geeigneter Weise auszuführen.
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In
den japanischen offengelegten Patentanmeldungs-Gazetten (JP-A Nr. 7-204942) ist als
eine andere herkömmliche
Vorrichtung eine Überwachungsvorrichtung
für eine
elektrische Funkenmaschine offenbart worden, die die Qualitätsentscheidung
ausführt
durch eine Anzeige von physikalischen Größen, die einen Zustand einer
Bearbeitung mit elektrischen Funken anzeigen, beispielsweise einer Bearbeitungsgeschwindigkeit,
einer Bearbeitungsspannung, eines Bearbeitungsstroms, von Ein- und Aus-Zeiten
der angelegten Spannung, einer Gesamtanzahl von Entladungen, einer
Anzahl von abnormalen Entladungen, einer abnormalen Entladungsrate
und einer Entladungsfrequenz, und durch einen Vergleich zwischen
den obigen physikalischen Größen und
vorgegebenen Werten.
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In
der obigen Überwachungsvorrichtung
wird die Qualitätsentscheidung über den
Bearbeitungszustand automatisch ausgeführt, aber die Qualitätsentscheidung
wird nicht in einer geeigneter Weise ausgeführt, da die Qualitätsentscheidung über den
Bearbeitungszustand auf Grundlage einer einzelnen physikalischen
Größe wie der
Bearbeitungsgeschwindigkeit und der Bearbeitungsspannung ausgeführt wird. Der
Betreiber muss eine Annahme für
eine richtige Qualitätsentscheidung
unter Verwendung der Qualitätsentscheidungsergebnisse
auf Grundlage einer einzelnen physikalischen Größe treffen, um eine geeignete
Qualitätsentscheidung
auszuführen
unter Verwendung einer Kombination einer Vielzahl von physikalischen
Größen, die
einen Bearbeitungszustand bezeichnen.
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Ferner
ist eine Regelung für
eine Funkenerosionsmaschine bekannt aus „Fuzzy Controller for EMD", A. Morita et al.,
Proceedings of International Symposium for Electro-Machining Engineers,
1989, S. 236 – 239,
wo eine Regelung einer Funkenerosionsmaschine mittels Fuzzy-Logic
beschrieben wird.
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Ferner
ist eine Überwachungsvorrichtung
für eine
Funkenerosionsmaschine bekannt aus
DE 695 03 810 T2 , in der eine Überwachungsvorrichtung
für eine
elektrische Entladungsmaschine beschrieben wird in der Arbeitsdaten
gespeichert werden, die gespeicherten Daten angezeigt werden und Überwachungsmessungen
auf einem Bildschirm angezeigt werden.
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Es
ist eine Aufgabe dieser Erfindung, eine verbesserte Vorrichtung
für eine
Qualitätsentscheidung über einen
Bearbeitungszustand einer elektrischen Funkenmaschine bereitzustellen.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Die
Vorrichtung für
eine Qualitätsentscheidung über eine
Bearbeitungszustand einer elektrischen Funkenmaschine gemäß dieser
Erfindung legt eine Spannung in einer Impulsform an einen Bearbeitungsraum
zwischen einer Elektrode und einem Werkstück für eine Konturbearbeitung durch
eine Impulsentladung an. Diese Vorrichtung umfasst eine Vielzahl
von Bearbeitungszustands-Erfassungseinrichtungen, die jeweils eine
physikalische Größe erfassen,
die einzelne Bearbeitungszustände
anzeigt, wobei die physikalische Größe, die von jeder einzelnen
der Bearbeitungszustands-Erfassungseinrichtungen
erfasst wird, sich von der physikalischen Größe, die von irgendeiner anderen
der Bearbeitungszustands-Erfassungseinrichtungen erfasst wird, unterscheidet,
und wenigstens eine Datentabelle, in der eine Qualitätsbewertung
bzw. -definition eines Bearbeitungszustands vorher auf Grundlage
der Verhältnisse
von wenigstens zwei physikalischen Größen zu ihren entsprechenden
Standardwerten bestimmt wird, wobei die physikalischen Größen durch
die Bearbeitungszustands-Erfassungseinrichtungen
erfasst werden; und eine Bearbeitungszustands-Qualitätsentscheidungseinrichtung,
die eine Qualitätsentscheidung über den
Bearbeitungszustand mittels der Bearbeitungszustands-Qualitätsbewertungen
in den Datentabellen, auf Grundlage der Verhältnisse von wenigstens zwei
physikalischen Größen zu ihren
entsprechenden Standardwerten ausführt, wobei die Bearbeitungszustands-Qualitätsentscheidungseinrichtung
jede physikalische Größe auf Grundlage
eines Durchschnittswerts der physikalischen Größe während einer gewünschten
Zeitdauer oder während eines
festen Abschnitts einer Bearbeitungsbahn oder während eines festen Liniensegmentes
auswertet.
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Somit
erfasst jede der Vielzahl der Bearbeitungszustands-Erfassungseinrichtungen
physikalische Größen, die
einzelnen Bearbeitungszustände anzeigen,
die sich voneinander unterscheiden. Ferner wertet die Bearbeitungszustands-Qualitätsentscheidungseinrichtung
die Bearbeitungszustände unter
Verwendung einer Kombination von Vergleichsergebnissen für physikalische
Größen zwischen vorgegebenen
Standardwerten für
jede physikalische Größe und physikalischen
Größen aus,
die von der Bearbeitungszustands-Erfassungseinrichtung erfasst werden.
Dann wird eine richtige Qualitätsentscheidung über den
Bearbeitungszustand auf Grundlage der obigen Auswertung ausgeführt.
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Die
Bearbeitungszustands-Qualitätsentscheidungseinrichtung
wertet physikalische Größen auf
Grundlage der Durchschnittswerte für eine feste Zeitdauer aus
und eine Qualitätsentscheidung über Bearbeitungszustände wird
auf Grundlage der obigen Auswertung richtig ausgeführt.
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Ferner
wertet die Bearbeitungszustands-Qualitätsentscheidungseinrichtung
physikalische Größen unter
Verwendung von Durchschnittswerten für einen festen Abschnitt oder
ein festes Liniensegment der Bearbeitungsbahn aus und eine geeignete
Qualitätsentscheidung über einen
Bearbeitungszustand kann auf Grundlage der obigen Auswertung ausgeführt werden.
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Ferner
wird in der voranstehend erwähnten Vorrichtung
bevorzugt, dass die physikalischen Größen eine Bearbeitungsgeschwindigkeit;
eine Bearbeitungsspannung; ein Bearbeitungsstrom; Ein- und Aus-Zeiten
der an eine Elektrode angelegten Spannung; eine Gesamtanzahl von
Entladungen, eine Anzahl von abnormalen Entladungen; eine abnormale Entladungsrate;
und eine Entladungsfrequenz sind. In diesem Fall wird bevorzugt,
dass die Bearbeitungszustands-Qualitätsentscheidungseinrichtung die
Bearbeitungszustände
unter Verwendung einer Kombination von Vergleichsergebnissen für wenigstens
zwei der physikalischen Größen auswertet
und die Qualitätsentscheidung über den
Bearbeitungszustand ausführt.
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Ferner
wertet die Bearbeitungszustands-Qualitätsentscheidungseinrichtung
einen Bearbeitungszustand unter Verwendung einer Kombination von
Vergleichsergebnissen aus, die zwischen einem Standardwert, der
für jede physikalische
Größe vorgegeben
ist, und einer entsprechenden physikalischen Größe, die durch die Bearbeitungszustands-Erfassungseinrichtung
erfasst wird, durchgeführt
werden, für
wenigstens zwei der folgenden physikalischen Größen und unter Verwendung der
Kombination des Vergleichsergebnisses zwischen der Bearbeitungsgeschwindigkeit
und dem Bearbeitungsgeschwindigkeits-Standardwert und desjenigen zwischen
der Bearbeitungsspannung und dem Bearbeitungsspannungs-Standardwert.
Die physikalischen Größen sind
eine Bearbeitungsgeschwindigkeit, eine Bearbeitungsspannung, ein
Bearbeitungsstrom, Ein- und Aus-Zeiten
der an die Elektrode angelegten Spannung, eine Gesamtanzahl von
Entladungen, eine Anzahl von abnormalen Entladungen, eine abnormale
Entladungsrate und eine Entladungsfrequenz. Dann führt die
Bearbeitungszustands-Qualitätsentscheidungseinrichtung
eine geeignete Qualitätsentscheidung über den
Bearbeitungszustand aus.
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Ferner
wird in der voranstehend erwähnten Vorrichtung
bevorzugt, dass die Bearbeitungszustands-Qualitätsentscheidungseinrichtung
das Verhältnis
der physikalischen Größen zu den
entsprechenden Standardwerten oder die Varianzen der physikalischen
Größe mit den
entsprechenden Standardwerten auf Grundlage von ihren Amplituden
in viele Pegel klassifiziert und die Qualitätsentscheidung des Bearbeitungszustands
auf Grundlage einer Kombination dieser Pegel ausführt.
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Das
heißt,
die Verhältnisse
von physikalischen Größen zu den
entsprechenden Standardwerten oder den Varianzen bzw. Abweichungen
zwischen ihnen werden für
jede physikalische Größe durch
die Bearbeitungszustands-Qualitätsentscheidungseinrichtung
klassifiziert und eine schrittweise Qualitätsentscheidung über einen
Bearbeitungszustand wird unter Verwendung der Kombination der Klassifikationen
ausgeführt.
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Ferner
wird in der voranstehend erwähnten Vorrichtung
bevorzugt, dass der Standardwert jeder physikalischen Größe in Übereinstimmung
mit Bearbeitungsbahn-Formen und Bearbeitungsmoden eingestellt wird.
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Somit
werden in Übereinstimmung
mit den Bearbeitungsbahn-Formen
und den Bearbeitungsmoden Standardwerte in einer geeigneten Weise
bestimmt, um eine besser geeignete Qualitätsentscheidung über einen
Bearbeitungszustand zu bewirken.
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Ferner
wird in der voranstehend erwähnten Vorrichtung
bevorzugt, dass die Bearbeitungszustands-Qualitätsentscheidungseinrichtung
das Ergebnis über
die Qualitätsentscheidung
des Bearbeitungszustands an eine Ausgabevorrichtung ausgibt, wobei
die Ausgabevorrichtung eine Anzeigeeinheit oder ein Drucker ist.
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Somit
werden Qualitätsentscheidungsergebnisse über Bearbeitungszustände an die
Ausgabeeinrichtung, beispielsweise eine Anzeigeeinheit und einen
Drucker, durch die Bearbeitungszustands-Qualitätsentscheidungseinrichtung
ausgegeben, und die Qualitätsentscheidungsergebnisse über die
Bearbeitungszustände
können
unter Verwendung der Anzeige, eines Ausdrucks usw. der Qualitätsentscheidungsergebnisse
verstanden werden.
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Ferner
wird in der voranstehend erwähnten Vorrichtung
bevorzugt, dass die Bearbeitungszustands-Qualitätsentscheidungseinrichtung
eine Bearbeitungsbahnlinie für
eine Konturbearbeitung, die auf einer Anzeigeeinheit angezeigt wird,
in eine Vielzahl von Gebiete aufteilt, und jeweiligen geteilten
Gebieten der Bearbeitungsbahnlinie in Übereinstimmung mit den Qualitätsentscheidungsergebnissen des
Bearbeitungszustands eine entsprechende Farbe gibt.
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Das
heißt,
die Bearbeitungszustands-Qualitätsentscheidungseinrichtung
teilt die Bearbeitungsbahnlinie für eine Konturbearbeitung, die
auf der angezeigten Einrichtung angezeigt wird, in eine Vielzahl von
Gebieten auf und gibt verschiedene Farben an jedes aufgeteilte Gebiet
der Bearbeitungsbahnlinie in Übereinstimmung
mit dem Qualitätsentscheidungsergebnis
für die
Bearbeitung, und dann können
die Qualitätsentscheidungsergebnisse über die
Bearbeitungszustände
für jedes
geteilte Gebiet unter Verwendung der obigen angezeigten Farben unterschieden
werden.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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In
den Zeichnungen zeigen:
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1 ein
Blockdiagramm einer elektrischen Drahtentladungsmaschine, mit einer
Vorrichtung für eine
Qualitätsentscheidung über einen
Bearbeitungszustand in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung;
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2 ein
Flussdiagramm der gesamten Betriebsvorgänge einer Vorrichtung für eine Qualitätsentscheidung über einen
Bearbeitungszustand in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung;
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3 ein
Flussdiagramm einer Speicherroutine von physikalischen Größen in der
Vorrichtung für eine
Qualitätsentscheidung über einen
Bearbeitungszustand gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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4 eine
Aufsicht auf ein Beispiel für
Bearbeitungsbahnkurven während
einer Konturbearbeitung;
-
5-7 Ansichten
einer Bearbeitungsgeschwindigkeit und einer Bearbeitungsspannung
in jedem Gebiet der Bearbeitungsbahnform, die in 4 gezeigt
ist;
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8 eine
erläuternde
Ansicht eines Beispiels von Matrixdatentabellen für eine Qualitätsentscheidung
durch Kombination der Bearbeitungsgeschwindigkeit und der Bearbeitungsspannung;
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9 eine
Aufsicht auf ein Beispiel von Bearbeitungsbahnformen während einer
Konturbearbeitung;
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10 eine
Ansicht von Charakteristiken von Standardwerten, die individuell
für jeden
Abschnitt bestimmt werden;
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11 eine
erläuternde
Ansicht eines Anzeigebeispiels von Qualitätsentscheidungsergebnissen;
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12 eine
erläuternde
Ansicht eines Beispiels von Matrixdaten-Tabellen für Qualitätsentscheidungen
durch eine Kombination einer Ein-Zeit der Spannung und einer Entladungsfrequenz;
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13 eine
erläuternde
Ansicht eines Beispiels von Matrixdaten-Tabellen für Qualitätsentscheidungen
durch eine Kombination einer Gesamtanzahl von Entladungen und einer
Anzahl von abnormalen Entladungen.
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BEVORZUGTE VORGEHENSWEISE
ZUR AUSFÜHRUNG
DER ERFINDUNG
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Bevorzugte
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf
die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
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1 zeigt
eine elektrische Drahtfunkenmaschine, die eine Vorrichtung für eine Qualitätsentscheidung über einen
Bearbeitungszustand in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung umfasst. Die elektrische Drahtfunkenmaschine
umfasst eine Tischoberflächenplatte 1,
auf der ein Werkstück W
angebracht ist, und die obige Tischoberflächenplatte 1 wird
in der X-Achsen-Richtung durch einen X-Achsen-Servomotor 3 und
in der Y-Achsen-Richtung durch einen Y-Achsen-Servomotor 5 angetrieben.
Die Position der Tischoberflächenplatte 1,
d. h. die Bearbeitungsposition, wird durch die X-Achsen- und Y-Achsen-Koordinatenwerte
bestimmt.
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Eine
Drahtelektrode 7 wird von einem Drahtwickelkörper 9 herausgeführt, erreicht
eine obere Führung 23 mit
einer Bearbeitungsflüssigkeit
durch Führungsrollen 11, 13,
eine Spannungsrolle 15, Führungsrollen 17, 19,
und eine Verjüngungsanwendungseinheit 21,
und erreicht ferner eine Drahtsende-Sammelrolle 29, durch
eine untere Führung 25 mit einer
Bearbeitungsflüssigkeits-Einspritzdüse und eine
Führungsrolle 27,
nachdem sie durch das Werkstück
W auf der Tischoberflächenplatte 1 in
der Aufwärts-
und Abwärts-Richtung geht. Die
Drahtausgabe-Sammelrolle 29 wird für eine Drehung durch einen Drahtausgabe-Sammelmotor 31 angetrieben,
um ein Laufen durch die obige Route zu bewirken.
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Die
Verjüngungsanwendungseinheit 21 mit einer
U-V-Achsen-Vorrichtung
verschiebt die Position der Drahtelektrode 7 über dem
Werkstück
gegenüber der
oberen Führung 23 und
gleichzeitig der unteren Führung 25 für den Fall
einer Bearbeitung wie einer Verjüngungsbearbeitung
und einer Bearbeitung von beliebigen Formen in der Aufwärts- und
Abwärtsrichtung,
und ist mit einem Z-Achsen-Servomotor 33 zum Verschieben
der Verjüngungsanwendungseinheit 21 und
der oberen Führung 23 in
der Z-Achsen-Richtung, mit einem U- Achsen-Servomotor 35 zum Verschieben
von diesem in der U-Achsen-Richtung,
und einem V-Achsen-Servomotor 37 zum Verschieben von diesen
in der V-Achsen-Richtung verbunden.
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Die
untere Führung 25 weist
eine andere Funktion als eine Leistungszuführungseinheit zum Zuführen von
elektrischer Leistung an die Drahtelektrode 7 auf und eine
Leistungsversorgungseinheit 39 ist leitend mit der unteren
Führung 25 als
die Leistungszuführungseinheit
und der Tischoberflächenplatte 1 verbunden.
Die Leistungszuführungseinheit 39 legt
eine Impulsspannung zwischen der unteren Führung 25 und der Tischoberflächenplatte 1,
d. h. zwischen der Drahtelektrode 7 und dem Werkstück auf der
Tischoberflächenplatte 1,
an.
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Die
vorliegende elektrische Drahtfunkenmaschine wird numerisch gesteuert
und der X-Achsen-Servomotor 3, der Y-Achsen-Servomotor 5, der Drahtausgabe-Sammelmotor 31,
der Z-Achsen-Servomotor 33,
der U-Achsen-Servomotor 35, der V-Achsen-Servomotor 37 und die
Leistungszuführungseinheit 39 werden
wie gewöhnliche
durch eine CNC- (computerisierte numerische Steuerung) Einheit 41 für eine Konturbearbeitung
einer Form mit einer Dimension durch eine Impulsentladung in Übereinstimmung
mit einem Bearbeitungsprogramm für eine
numerische Steuerung gesteuert.
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Die
Vorrichtung für
eine Qualitätsentscheidung über einen
Bearbeitungszustand umfasst einen Bearbeitungszustands-Informations-Ermittlungsabschnitt 43;
einen Bearbeitungszustands-Informations-Speicherabschnitt 45 und
einen Auswertungsdaten-Speicherabschnitt 47 unter Verwendung
eines RAM (Speicher mit wahlfreiem Zugriff) usw., und eine Bearbeitungszustands-Qualitätsentscheidungseinrichtung 49.
Die Bearbeitungszustands-Qualitätsentscheidungseinrichtung 49 ist
mit einer Anzeigeeinheit 51 mit einer CRT (Kathodenstrahlröhre), einer
LCD (Flüssigkristallanzeige)
usw. und einem Drucker 53 verbunden.
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Der
Bearbeitungszustands-Informations-Ermittlungsabschnitt 43 ermittelt
eine Bearbeitungsgeschwindigkeit, eine Bearbeitungsspannung, einen Bearbeitungsstrom,
Ein- und Aus-Zeiten
der Spannung, die an die Drahtelektrode 7 angelegt wird,
eine Gesamtanzahl von Entladungen, eine Anzahl von abnormalen Entladungen
und eine Entladungsfrequenz als physikalische Größen, die einen Bearbeitungszustand
anzeigen, zusammen mit einer Bearbeitungsmodusinformation, einer
Bearbeitungsposition für eine
elektrische Funkenbearbeitung und einer Bearbeitungszeit. Dann berechnet
der Bearbeitungszustands-Informations-Ermittlungsabschnitt 43 die
abnormale Entladungsrate unter Verwendung der Gesamtanzahl von Entladungen
und der Anzahl der abnormalen Entladungen. Ferner schreibt der Bearbeitungszustands-Informations-Ermittlungsabschnitt 43 das
Ergebnis der Berechnung in den Bearbeitungszustands-Informations-Speicherabschnitt 45.
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Die
Bearbeitungsgeschwindigkeit wird durch eine Eingabe eines Ableitungswerts
eines Ausgangs eines gewöhnlichen
Drehkodierers, mit dem der X-Achsen-Servomotor 3 und der
Y-Achsen-Servomotor 5 verbunden
sind, von der CNC-Einheit 41 ermittelt, die Bearbeitungsspannung
durch eine Eingabe von gemessenen Spannungswerten durch einen Spannungsdetektor 55,
der in der Leistungszuführungsschaltung
eingebaut ist; der Bearbeitungsstrom durch eine Eingabe von gemessenen
Stromwerten durch einen Stromdetektor 57, der in der Leistungszuführungsschaltung
eingebaut ist; die Ein- und Aus-Zeiten
der angelegten Spannung mit einem Entladungszeitdetektor, der in
die Leistungszuführungsschaltung
eingebaut ist, die Gesamtanzahl von Entladungen und die Anzahl der
abnormalen Entladungen mit dem Entladungsdetektor, der in die Leistungszuführungsschaltung
eingebaut ist, bzw. die Entladungsfrequenz mit einem Entladungsfrequenzdetektor,
der in die Leistungszuführungsschaltung
eingebaut ist.
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Der
Bearbeitungszustands-Informations-Speicherabschnitt 45 speichert
jeweils die obigen Daten (physikalische Größen) während des Bearbeitungsprozesses
zu jeder vorgegebenen Zeit, wie eine Abtastzeit, und kann Daten
während
eines bestimmten Bearbeitungsprozesses oder eines Bearbeitungsprozesses
einer Vielzahl von Formen speichern.
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Der
Auswertungsdaten-Speicherabschnitt 47 speichert Standardwerte,
die für
jede physikalische Größe bestimmt
werden, eine Matrixdaten-Tabelle für den Bearbeitungszustand usw.
Die Standardwerte, die für
jede physikalische Größe bestimmt werden,
werden in Übereinstimmung
mit Bearbeitungsbahnformen und Bearbeitungsmoden bestimmt, und die
Matrixdaten-Tabelle für
eine Qualitätsentscheidung
wird in Übereinstimmung
mit den Arten der Drahtelektrode, den Arten des Werkstücks und
der Dicke des obigen Stücks
erstellt.
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Die
Bearbeitungzustands-Qualitätsentscheidungseinrichtung 49 führt eine
synthetische Auswertung und eine Qualitätsentscheidung des Bearbeitungszustands
durch eine Eingabe der physikalischen Größen von dem Bearbeitungszustand-Informations-Speicherabschntt 45 aus,
durch eine Eingabe der Standardwerte und der Matrixdaten-Tabelle für eine Qualitätsentscheidung
von dem Auswertungsdaten-Speicherabschnitt 47, durch einen
Vergleich, der für
jede physikalische Größe zwischen den
obigen physikalischen Größen, die
in dem Bearbeitungszustands-Informations-Speicherabschnitt 45 gespeichert
sind, und den Standardwerten, die für jede physikalische Größe bestimmt
werden, ausgeführt
werden, und durch eine Kombination der Vergleichsergebnisse für wenigstens
zwei Arten von physikalischen Größen unter
den obigen.
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Eine
schrittweise Klassifikation der Verhältnisse der physikalischen
Größen zu den
Standardwerten oder die Varianten für jede physikalische Größe können durch
einen Vergleich zwischen den Standardwerten und den physikalischen
Größen mit
der Bearbeitungszustands-Qualitätsentscheidungseinrichtung 49 ausgeführt werden
und dann kann die schrittweise Qualitätsentscheidung über den
Bearbeitungszustand durch die obige Kombination der Klassifikationen
realisiert werden.
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Ferner
kann die Bearbeitungszustands-Qualitätsentscheidungseinrichtung 49 eine
Qualitätsentscheidung über den
Bearbeitungszustand durch eine Auswertung der physikalischen Größen auf
Grundlage der gemittelten Werte für eine vorgegebene Zeit oder
eine Dauer eines vorgegebenen Abschnitts der Bearbeitungsbahnlinie
ausgeführt
werden.
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Die
Bearbeitungszustands-Qualitätsentscheidungseinrichtung 49 gibt
die Bearbeitungszustands-Qualitätsentscheidungsergebnisse
an eine Ausgabeeinheit aus, beispielsweise an eine Anzeigeeinheit 51 und
einen Drucker 53. Die Bearbeitungszustands-Qualitätsentscheidungseinrichtung 49 kann
den jeweiligen geteilten Gebieten der Bearbeitungsbahnlinie in Übereinstimmung
mit den Bearbeitungszustands-Qualitätsentscheidungsergebnissen nach
einer Aufteilung der Bearbeitungsbahnlinie der Konturbearbeitung,
die auf der Anzeigeeinheit 51 angezeigt wird, bei der obigen
Datenausgabe verschiedene Anzeigenfarben geben.
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Wie
die Qualitätsentscheidung
des Bearbeitungszustands arbeitet, wird unter Bezugnahme auf die
Flussdiagramme erläutert,
die in 2 und 3 gezeigt sind.
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Das
Flussdiagramm in 2 zeigt die gesamten Betriebsvorgänge. Zunächst werden
die voranstehend erwähnten
physikalischen Größen, die den
Bearbeitungszustand anzeigen, in dem Bearbeitungszustands-Informations-Speicherabschnitt 45 zu Beginn
der Bearbeitung gespeichert (Schritt S10). Dann führt die
Bearbeitungszustands-Qualitätsentscheidungseinrichtung 49 einen
Vergleich zwischen den Standardwerten und den physikalischen Größen aus
unter Verwendung der physikalischen Größen, die in dem Bearbeitungszustands-Informations-Speicherabschnitt 45 gespeichert
sind, und der Standardwerte und der Matrixdaten-Tabelle für eine Qualitätsentscheidung,
die in dem Auswertungsdaten-Speicherabschnitt 47 gespeichert
wird, und führt
eine Qualitätsentscheidung über den
Bearbeitungszustand auf Grundlage der Kombinationen der obigen Vergleichsergebnisse
aus (Schritt S20). Dann werden die Qualitätsentscheidungsergebnisse auf
der Anzeigeeinheit 51 für
eine Überprüfung durch
den Betreiber angezeigt (Schritt S30).
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Danach
wird beurteilt, ob die Bearbeitung abgeschlossen ist oder nicht
(Schritt S40). Wenn entschieden wird, dass die Bearbeitung nicht
abgeschlossen ist, wird der Prozess von dem Schritt S10 wiederholt.
Somit wird ein anderer Satz der physikalischen Größen in dem
Auswertungsdaten-Speicherabschnitt 47 gespeichert.
Wenn andererseits entschieden wird, dass die Bearbeitung abgeschlossen ist,
wird der Prozess gestoppt.
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3 zeigt
eine Routine für
eine Speicherung der physikalischen Größen im Schritt 10,
der in 2 gezeigt ist. Die Speicherung der physikalischen
Größen beinhaltet
zwei Typen. Einer dient zum Ausführen
der Speicherung der physikalischen Größen, die den Bearbeitungszustand
zu vorgegebenen Intervallen während
der Bearbeitung bezeichnen. Der andere dient dazu, um dies bei jedem
Liniensegment der Bearbeitungsbahnlinie oder einer beliebigen Länge eines
Liniensegments, welches auf jedes Liniensegment eingestellt werden
kann, durchzuführen.
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Beim
Start einer Bearbeitung werden die Zeit (die Starterzeit der Bearbeitung)
und der Koordinatenwert (Startkoordinatenwert einer Bearbeitung)
gespeichert (Schritt S11 und Schritt S12).
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Dann
werden nach dem Starten einer Bearbeitung die gegenwärtige Zeit
und der gegenwärtige Koordinatenwert
gelesen (Schritt S13 und Schritt 14) und gleichzeitig mit
dem obigen Lesevorgang werden die Bearbeitungsgeschwindigkeit und
die Bearbeitungsspannung als physikalische Größen gelesen, die den Bearbeitungszustand
bezeichnen (Schritt S15).
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Nach
Abschluss des Lesevorgangs der obigen Daten (Schritt S16) werden
die Durchschnittswerte der Bearbeitungsgeschwindigkeit und der Bearbeitungsspannung,
die im Schritt S13 und Schritt S15 gespeichert wurden, danach berechnet
(Schritt S17).
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Wenn
die Speicherung der physikalischen Größen, die den Bearbeitungszustand
bezeichnen, zu einem vorgegebenen Intervall ausgeführt wird, wird
die Differenz zwischen der Zeit für eine Speicherung im Schritt
S11 und derjenigen für
einen Lesevorgang im Schritt S13 berechnet. Wenn die Differenz kürzer als
die beliebige vorgegebene Zeit ist, würde der Prozess auf den Schritt
S13 zurückgeführt, und wenn
die Differenz gleich oder länger
als die beliebig vorgegebene Zeit ist, geht der Prozess zum Schritt S17.
Die Zeit von dem Schritt S13 zum Schritt S15 kann beliebig eingestellt
werden, auf eine andere als die vorgegebene Zeit für eine Speicherung
der physikalischen Größen, die
den Bearbeitungszustand bezeichnen, wenn sie kürzer als die vorgegebene Zeit für eine Speicherung
der physikalischen Größen ist, die
den Bearbeitungszustand bezeichnen.
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Wenn
die Speicherung der physikalischen Größen, die den Bearbeitungszustand
bezeichnen, bei jedem Liniensegment der Bearbeitungsbahnlinie ausgeführt wird,
wird beurteilt, ob der Koordinatenwert, der im Schritt S14 gelesen
wird, den Formänderungsteil,
z. B. von einen geraden Linie in einen kreisförmigen Bogen, oder von einem
kreisförmigen
Bogen in einen Bogen mit einem anderen Radius, bezeichnet. Wenn
nicht, kehrt der Prozess zum Schritt S13 zurück und wenn es sich um einen
sich ändernden
Teil handelt, geht er zum Schritt S17.
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Wenn
die Speicherung des Bearbeitungszustands bei jeder beliebigen Länge einer
Linie ausgeführt
wird, die für
jedes Liniensegment der Bearbeitungsbahnlinie eingestellt werden
kann, wird die Länge
des Liniensegments aus dem Koordinatenwert, der im Schritt S12 gespeichert
wird, und der Länge der
Linie, die im Schritt S14 gelesen wird, berechnet. Wenn die berechnete
Länge kürzer als
die beliebig vorgegebene Länge
ist, wird der Prozess zum Schritt S13 zurückgeführt und wenn die obige Länge gleich oder
länger
als die beliebig vorgegebene Länge
ist, schreitet der Prozess zum Schritt S17 fort.
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Die
Durchschnittswerte der Bearbeitungsgeschwindigkeit und der Bearbeitungsspannung
werden im Schritt S17 berechnet, und die berechneten Ergebnisse
werden für
einen Abschluss gespeichert (Schritt S18).
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Eine
Ausführungsform
der Vorrichtung gemäß dieser
Erfindung wird nachstehend mit näheren Einzelheiten
unter Bezugnahme auf die 4 bis 11 beschrieben.
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4 zeigt
eine Form einer Bearbeitungsbahnlinie (einer ausgestanzten Form
oder einer Schnittform (die-form)) während einer Konturbearbeitung
und die 5 bis 7 zeigen
Ansichten der Bearbeitungsgeschwindigkeit und der Bearbeitungsspannung
in dem Gebiet A (einem Abschnitt mit einer geraden Linie), dem B-Gebiet
(einem Abschnitt mit einer geraden Linie) bzw. dem C-Gebiet (einem
nach innen gerichteten Eckteil) der Bearbeitungsbahnform, die in 4 gezeigt
ist. In 5 bis 7 zeigen
die vertikalen Skalen die Bearbeitungsgeschwindigkeit und die Bearbeitungsspannung
und die horizontalen Skalenzeiten. Ferner können die horizontalen Skalen
der Umfang der Bearbeitungsform oder des Bearbeitungsabstands sein.
In 5 bis 7 bezeichnet ein Bezugszeichen
S eine Bearbeitungsgeschwindigkeit, ein Bezugszeichen Sset bezeichnet einen
Bearbeitungsgeschwindigkeits-Standardwert, ein Bezugszeichen V bezeichnet
eine Bearbeitungsspannung und ein Bezugszeichen Vset bezeichnet einen
Bearbeitungsspannungs-Standardwert.
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Der
Bearbeitungsgeschwindigkeits-Standardwert Sset und der Bearbeitungsspannungs-Standardwert
Vset können
in Übereinstimmung
mit der Dicke des Werkstücks
eingestellt werden. Wenn Bearbeitungsbedingungen, die von einem Hersteller
geliefert werden, verwendet werden, können die obigen Werte in Übereinstimmung
mit den Daten der Bedingungen des Herstellers oder den Daten, die
von dem Benutzer gesammelt werden, eingestellt werden.
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Während einer
gewöhnlichen
Bearbeitung kann die beste Vorhersage der Bearbeitungsgenauigkeit
beim Abschluss der Bearbeitung durch den Bearbeitungszustand ausgeführt werden,
der von der Bearbeitungsgeschwindigkeit, der Bearbeitungsspannung
usw. an der abschließenden
Bearbeitungsstufe angezeigt wird. Die Bearbeitungszustands-Qualitätsentscheidungseinrichtung 49 führt eine
Qualitätsentscheidung über den
Bearbeitungszustand auf Grundlage der obigen Daten aus. Obwohl die
Qualitätsentscheidung
nur an der abschließenden
Stufe der Bearbeitung ausgeführt
wird, werden ferner eine Datensammlung und eine Beurteilung für die Schrittdaten
unterwegs ausgeführt.
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8 zeigt
ein Beispiel einer Matrixdaten-Tabelle für eine Qualitätsentscheidung,
mit der die Bearbeitungszustands-Qualitätsentscheidungseinrichtung 49 die
Qualitätsentscheidung
ausführt.
In der obigen Datentabelle zeigen horizontale Zeilen ein Verhältnis der
Bearbeitungsgeschwindigkeit zu dem Bearbeitungsgeschwindigkeits-Standardwert
Sset; vertikale Spalten das Verhältnis
der Bearbeitungsspannungen zu dem Bearbeitungsspannungs-Standardwert
Vset; und die Zahlen in den Rahmen die schrittweise Qualitätsbewertung
an: in dem vorliegenden Beispiel wird eine Entscheidung in fünf Schritten
verwendet, d. h., "1" bezeichnet einen "guten" Zustand, "5" einen "schlechten" Zustand, je näher die Zahlen sich "1" annähern,
desto besser wird der Zustand und je näher sie sich "5" annähern,
desto schlechter wird der Zustand.
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In
dem vorliegenden Beispiel wird angenommen, dass die schrittweise
Entscheidung in jedem Rahmen auf Verhältnisse zu Standardwerten gestützt werden
soll, aber sie kann auch auf Werte gestützt werden, zu denen oder von
denen ein fester Wert hinzugeführt
bzw. abgezogen wird. Obwohl angenommen wird, dass die Anzahl von
Aufteilungen für
eine schrittweise Qualitätsbewertung 5 ist,
kann die obige Anzahl beliebig in Übereinstimmung mit den Situationen
eingestellt werden. In dem vorliegenden Beispiel werden fünf Arten
von Zahlen für
eine Qualitätsentscheidung
verwendet, aber beliebige Arten von Zahlen können für die obige Qualitätsentscheidung
eingestellt werden. Die obigen Datentabellen können in Übereinstimmung mit den Arten
der verwendeten Drahtelektrode 7, denjenigen des Werkstücks 5 und
der Dicke des obigen Stücks
erstellt werden.
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Wie
in 5 gezeigt, ist die Qualitätsentscheidung "1", da die Bearbeitungsgeschwindigkeit
S und die Bearbeitungsspannung V fast gleich zu dem Bearbeitungsgeschwindigkeits-Standardwert
Sset und dem Bearbeitungsspannungs-Standardwert Vset in der Bearbeitung
des A-Gebiets sind; d. h., es wird angezeigt, dass die Bearbeitung
in dem A-Gebiet in einem fast ähnlichen
Zustand zu demjenigen der Standardbearbeitung durchgeführt wird.
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Wie
in 6 gezeigt, ist die Bearbeitungsgeschwindigkeit
S um ungefähr
18% schneller als der Bearbeitungsgeschwindigkeits-Standardwert
Sset und die Bearbeitungsspannung V ist um ungefähr 25% höher als der Bearbeitungsspannungs-Standardwert
Vset bei der Bearbeitung in dem B-Gebiet. Die obigen Erläuterungen
zeigen, dass die Bearbeitung allgemein in einem öffnenden Zustand ist, und die
Entladung bei der abschließenden
Bearbeitung für
eine Endbearbeitung das Werkstück
nicht exzellent bearbeitet. Die Qualitätsentscheidung über den obigen
Zustand ist "4" in der Datentabelle,
die in 8 gezeigt ist. Es wird angenommen, dass ausgewertet
wird, dass das bearbeitete Ergebnis fast gleich zu einem schlechten
Zustand ist.
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Wie
in 7 gezeigt, ist die Bearbeitungsgeschwindigkeit
S fast gleich zu 0 und die Bearbeitungsspannung V wird um ungefähr 20% auf
den Bearbeitungsspannungs-Standardwert Vset verringert, nachdem
bei der Bearbeitung des C-Gebiets die obige Spannung fast 0 wird.
Die obigen Ausführungen zeigen
einen vorübergehend
kurzgeschlossenen Zustand und es wird angezeigt, dass die elektrische Funkenbearbeitung
selbst nicht normal ausgeführt wird.
Da "0" nicht durch das
Vielfache ausgedrückt werden
kann, wird der Einfachheithalber angenommen, dass er der niedrigste
Wert sowohl in der Bearbeitungsgeschwindigkeit als auch der Bearbeitungsspannung
ist und dass beide von diesen innerhalb eines 21%-Bereichs liegen.
Die Qualitätsentscheidung über den
obigen Zustand ist als "5" in der Datentabelle
in 8 gezeigt und es wird beurteilt, dass das Bearbeitungsergebnis
schlecht ist.
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Wie
oben angezeigt, kann die Qualitätsentscheidung über den
Bearbeitungszustand on-line (während
des Betriebs) ausgeführt
werden und dann kann die Messung der Dimensionsgenauigkeit nach Abschluss
der Bearbeitung nur für
spezifische Gebiete mit einer Qualitätsentscheidung von fast "schlecht" ausgeführt werden.
Deshalb kann der Messauszeitprozess durch die obige minimale Messung
verringert werden.
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Ferner
kann es möglich
sein, die Qualitätsentscheidungsergebnisse
dem Betreiber beim Abschluss der Bearbeitung durch eine Anzeige
der obigen Ergebnisse auf der Anzeigeeinheit 51 zu berichten,
um eine effiziente Messung der Post-Prozesse zu bewirken. Zusätzlich können die
Qualitätsentscheidungsergebnisse
an einer anderen Stelle als an der elektrischen Funkenmaschine durch
einen Ausdruck der Qualitätsentscheidungsergebnisse
mit dem Drucker 53 verwendet werden.
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Für den Fall
einer Bearbeitung einer Bahn, die in 9 gezeigt
ist, kann die Bahn in drei Abschnitte unterteilt werden. Diese Abschnitte
sind ein a-b-Abschnitt einer geraden Linie; ein b-c-Abschnitt einer
nach innen gerichteten Ecke mit einem großen Radius; ein c-d-Abschnitt
einer nach innen gerichteten Ecke mit einem kleinen Radius; ein
d-e-Abschnitt einer nach innen gerichteten Ecke mit einem großen Radius;
ein e-f-Abschnitt einer geraden Linie; und ein f-g-Abschnitt mit
einer äußeren Ecke.
Wie in 10 gezeigt kann der Standardwert
Sset der Bearbeitungsgeschwindigkeit und der Standardwert Vset der Bearbeitungsspannung
individuell für
jeden Abschnitt eingestellt werden.
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Beide
Werte sind an der inneren Ecke niedrig und an der äußeren Ecke
hoch, im Vergleich mit den Standardwerten der Bearbeitungsgeschwindigkeit und
der Bearbeitungsspannung an dem geraden Linienteil. Ferner werden
die Standardwerte an den Ecken in Übereinstimmung mit dem Radius
an den obigen Ecken verändert
und durch Betriebsvorgänge in
der CNC-Einheit auf Grundlage von Standardwerten an geraden Linienteilen
als Ergebnisse erhalten.
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11 zeigt
ein Beispiel einer Anzeige des Qualitätsentscheidungsergebnisses.
Eine Bearbeitungsform (eine Bearbeitungsbahnlinie für eine Konturbearbeitung)
wird auf dem Bildschirm der Anzeigeeinheit 51 angezeigt
und Anzeigefarben (Blau bis Rot), die in Übereinstimmung mit der Anzahl
der schrittweisen Entscheidung, die für eine Qualitätsentscheidung über die
Bearbeitung verwendet wird, definiert werden, werden jedem der entsprechenden Teile
der Bearbeitungsbahnlinie gegeben, die die Form bezeichnet,. Die
Intervalle können
in einer geeigneten Weise eingestellt werden, z. B. bei jeder vorgegebenen
Zeit wie einem Abtastintervall während
des Bearbeitungsprozesses oder bei jedem Abschnitt der Form.
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Eine
Funktion zur Anzeige der Bearbeitungsergebnisse in Übereinstimmung
mit der Anzahl der schrittweisen Entscheidung, die für die Qualitätsentscheidung
verwendet wird, ist vorgesehen, und dann werden das Verhältnis und
die Zahl z. B. unter Verwendung eines Balkendiagramms angezeigt.
Der Betreiber kann eine Beurteilung der Bearbeitungsergebnisse durch
die oben angezeigten Ergebnisse je nach Fall ausführen.
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Als
eines der Ausgabeverfahren der Daten für die Qualitätsentscheidungsergebnisse
können
die angezeigten Ergebnisse auf dem Bildschirm durch eine Verbindung
des Druckers 53 ausgegeben werden wie sie sind. Ferner
können
die obigen Ergebnisse an einen Speicher ausgegeben werden, beispielsweise
ein RAM, welches innerhalb oder außerhalb der elektrischen Funkenmaschine
installiert ist. Die Daten der obigen Ergebnisse können an
einen Personalcomputer, an eine Messeinheit usw. transferiert werden,
die von der elektrischen Funkenmaschine entfernt angeordnet sind,
und zwar durch Verbindung eines Kommunikationskabels.
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Die
Kombination der physikalischen Größen für eine Qualitätsentscheidung
ist nicht auf die Kombination der Bearbeitungsgeschwindigkeit und
der Bearbeitungsspannung begrenzt, und als eine andere Kombination
gibt es z. B. eine Kombination der Ein-Zeit der Spannung und der
Entladungsfrequenz und der Gesamtanzahl der Entladevorgängen und der
Anzahl der abnormalen Entladungen. Zusätzlich ist die Anzahl von kombinierten
Faktoren nicht auf zwei beschränkt
und sie kann eine Kombination einer Vielzahl von mehr als zwei physikalischen
Größen sein.
Je mehr Faktoren für
die Kombination eingebaut werden, desto größere Sicherheit und desto größere Zuverlässigkeit
für die
Qualitätsentscheidung werden
erhalten.
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Eine
Matrixdaten-Tabelle für
eine Qualitätsentscheidung
für den
Fall einer Kombination der Ein-Zeit der Spannung und deren Entladefrequenz
ist in 12 gezeigt. Ferner ist die obige
Tabelle für
die Kombination der Gesamtanzahl der Entladungsfrequenz und der
abnormalen Entladungen in 13 gezeigt.
Diese Figuren sind für
eine Referenz vorgesehen.
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GEWERBLICHE
ANWENDBARKEIT
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Wie
voranstehend erwähnt,
kann eine Vorrichtung für
eine Qualitätsentscheidung über einen Bearbeitungszustand
einer elektrischen Funkenmaschine in Übereinstimmung mit der vorliegenden
Erfindung für
eine Qualitätsentscheidung über einen Bearbeitungszustand
bei einer elektrischen Drahtfunkenbearbeitung von Ausstanzungen,
einem Würfel
usw. verwendet werden.