TW202310957A - 金屬線放電加工機之控制裝置及控制方法 - Google Patents

金屬線放電加工機之控制裝置及控制方法 Download PDF

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舟久保龍希
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日商發那科股份有限公司
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Abstract

本發明之金屬線放電加工機(10)之控制裝置(30),包含在第1角部區間(CI)使第1控制量(V)變化,並在第2角部區間(CO)使第2控制量(F)變化之加工控制部(310),以及在該第1控制量與該第2控制量重疊變化之重疊區間(DS)分別調整現在的該第1控制量及現在的該第2控制量之調整部(320),該加工控制部在該重疊區間依照調整後之該第1控制量及調整後之該第2控制量控制該金屬線放電加工機。

Description

金屬線放電加工機之控制裝置及控制方法
本發明係關於一種金屬線放電加工機之控制裝置及控制方法。
國際公開第2015/063932號中,揭示一種金屬線放電加工裝置,其藉由計算出適當的角部速度指令而改善角部形狀之加工精度。
在金屬線放電加工中,有時除了加工速度之控制以外,亦進行放電電壓之控制及放電頻率之控制等複數種類之控制。國際公開第2015/063932號所揭示之金屬線放電加工裝置中,並未考慮在透過金屬線放電連續進行角部形狀加工時,複數種類之控制重疊之情況。從而,存在加工精度之提升水準停留在一定程度之課題。
本發明之目的在於解決上述課題。
本發明之第1態樣,係一種金屬線放電加工機之控制裝置,其係使金屬線電極沿著加工路徑對加工對象物進行相對移動,並在該金屬線電極與該加工對象物之極間產生放電而對該加工對象物進行加工,並包含:加工控制部,其在依照基於基準加工條件之複數之控制量控制該金屬線放電加工機的同時,在第1角部區間,基於該第1角部區間用之加工條件,使該複數之控制量之中的至少一個第1控制量變化而控制該金屬線放電加工機,並在接續於該第1角部區間之後的第2角部區間,基於該第2角部區間用之加工條件,使該複數之控制量之中與該第1控制量不同之至少一個第2控制量變化而控制該金屬線放電加工機;以及,調整部,在該第1控制量與該第2控制量重疊變化之重疊區間,計算出該第1控制量之現在變化量相對於最大變化量之比值亦即第1比值,以及該第2控制量之現在變化量相對於最大變化量之比值亦即第2比值,並基於該第1比值及該第2比值,分別調整現在的該第1控制量及現在的該第2控制量;該加工控制部,在使該第1控制量與該第2控制量重疊變化之該重疊區間,依照調整後之該第1控制量及調整後之該第2控制量控制該金屬線放電加工機。
本發明之第2態樣,係一種金屬線放電加工機之控制方法,其使金屬線電極沿著加工路徑對加工對象物進行相對移動,並在該金屬線電極與該加工對象物之極間產生放電而對該加工對象物進行加工,並包含以下步驟:加工控制步驟,在依照基於基準加工條件之複數之控制量控制該金屬線放電加工機的同時,在第1角部區間,基於該第1角部區間用之加工條件,使該複數之控制量之中的至少一個第1控制量變化而控制該金屬線放電加工機,在接續於該第1角部區間之後之第2角部區間,基於該第2角部區間用之加工條件,使該複數之控制量之中的與該第1控制量不同的至少一個第2控制量變化而控制該金屬線放電加工機;以及,調整步驟,在該第1控制量與該第2控制量重疊變化之重疊區間,計算出該第1控制量之現在變化量相對於最大變化量之比值亦即第1比值,以及該第2控制量之現在變化量相對於最大變化量之比值亦即第2比值,並基於該第1比值及該第2比值,分別調整現在的該第1控制量及現在的該第2控制量;在進行該加工控制步驟時,在該第1控制量與該第2控制量重疊變化之該重疊區間,依照調整後之該第1控制量及調整後之該第2控制量控制該金屬線放電加工機。
透過本發明,提升角部區間連續時之金屬線放電加工之精度。
上述之目的、特徵及益處,應可從參照所附圖式說明之以下實施態樣而容易了解。
圖1係表示包含控制裝置30之金屬線放電加工機10之構成之圖。金屬線放電加工機10藉著向由金屬線電極14與加工對象物形成之極間施加電壓而產生放電,而對加工對象物進行放電加工。金屬線放電加工機10,係在使金屬線電極14沿著既定之程式所指定之加工路徑對加工對象物進行相對移動之狀態下,進行放電加工。金屬線電極14與加工對象物之相對移動,例如,係藉由使支撐加工對象物之工作台12移動而進行。
金屬線放電加工機10具有上金屬線導件16、下金屬線導件18、上導件塊20及下導件塊22。上金屬線導件16在工作台12之上方側(+Z方向側)支撐金屬線電極14。下金屬線導件18在工作台12之下方側(-Z方向側)支撐金屬線電極14。於上導件塊20設置上金屬線導件16。於下導件塊22設置下金屬線導件18。金屬線電極14從金屬線捲筒24以預先決定之速度向送出方向供給。金屬線電極14經由滾筒36、上金屬線導件16及下金屬線導件18,夾持於夾持滾筒44及送出滾筒46而被回收箱26回收。再者,金屬線放電加工機10具有向極間供給電壓之加工電源28,以及控制裝置30。
控制裝置30具有處理電路以及儲存程式等之記憶體。處理電路執行程式,而作為本實施態樣之控制裝置30發揮機能。控制裝置30控制金屬線放電加工機10對加工對象物之加工。記憶體包含RAM等揮發性記憶體,以及ROM及快閃記憶體等非揮發性記憶體。處理電路包含CPU等處理器。圖1所示之X方向、Y方向及Z方向相互直交,-Z方向為重力方向。
進行金屬線放電加工時,加工槽34可儲放加工液。此情況下,工作台12、加工對象物、上金屬線導件16及上導件塊20、下金屬線導件18及下導件塊22浸泡於加工液。上金屬線導件16亦可向由金屬線電極14與加工對象物形成之極間噴出加工液。藉此,可防止加工屑(淤渣)漂入極間,其結果,提升加工精度。又,下金屬線導件18亦可向極間噴出加工液。加工槽34設置於底座38之上。
圖2係圖1所示之金屬線放電加工機10之機能方塊圖。圖2中表示圖1所示之金屬線放電加工機10之構成中的一部份。圖2中,更表示圖1中未圖示之加工對象物W、變位驅動部40、送出驅動部32及泵48。加工對象物W搭載於工作台12。加工電源28向由金屬線電極14與加工對象物W形成之極間G反覆施加脈衝電壓。
變位驅動部40驅動工作台12,以使金屬線電極14相對於加工對象物W向X方向及Y方向進行相對移動。變位驅動部40具有X用馬達、Y用馬達、X用驅動傳遞機構及Y用驅動傳遞機構。X用馬達係用以使工作台12向X方向移動之馬達。Y用馬達係用以使工作台12向Y方向移動之馬達。X用驅動傳遞機構係將X用馬達之旋轉運動轉換成工作台12之X方向之直線運動之機構。Y用驅動傳遞機構係將Y用馬達之旋轉運動轉換成工作台12之Y方向之直線運動之機構。X用驅動傳遞機構及Y用驅動傳遞機構,分別由滾珠螺桿及設置於工作台12之螺帽等構成。又,分別於X用馬達及Y用馬達設置檢測旋轉位置之編碼器(旋轉位置檢測感測器)。
亦可設置將上導件塊20及下導件塊22向X方向及Y方向驅動之變位驅動部,而取代變位驅動部40。又,亦可同時設置變位驅動部40以及將上導件塊20及下導件塊22向X方向及Y方向驅動之其他變位驅動部。
送出驅動部32具有滾筒36及送出用馬達。滾筒36藉由旋轉,將捲繞在金屬線捲筒24之金屬線電極14對加工對象物W送出。送出用馬達使滾筒36旋轉。於送出用馬達設有檢測旋轉位置之編碼器(旋轉位置檢測感測器)。
泵48汲取由未圖示之加工液供給裝置淨化後之加工液,並將汲取之加工液供給至上金屬線導件16。上金屬線導件16向極間G噴出加工液。泵48亦可將汲取之加工液供給至下金屬線導件18。下金屬線導件18向極間G噴出加工液。
本實施態樣中,說明沿著包含形狀相異的角部區間之角部路徑對加工對象物W進行加工之金屬線放電加工機10。本實施態樣中,形狀相異的角部區間,係設為內角部區間及接續在內角部區間之後的外角部區間。本實施態樣之控制裝置30具備加工控制部310及320。加工控制部310及調整部320之中的至少一部份,可利用ASIC、FPGA或其他積體電路實現。
加工控制部310控制送出驅動部32、變位驅動部40、加工電源28及泵48。加工控制部310藉由控制送出驅動部32,將對加工對象物W進行放電加工之金屬線電極14以加工條件所指定之送出速度,從上金屬線導件16向下金屬線導件18送出。加工控制部310藉由控制變位驅動部40,使金屬線電極14沿著加工程式所指定之加工路徑,相對於加工對象物W向X方向及Y方向相對移動。加工控制部310亦可使金屬線電極14基於加工條件所指定之加工速度進行相對移動。又,加工控制部310可藉由控制泵48,使上金屬線導件16及下金屬線導件18中的至少一方,基於加工條件所指定之噴流量向極間G噴出加工液。
加工控制部310藉由控制加工電源28,使加工電源28向極間G反覆施加脈衝電壓。加工控制部310亦可將加工條件所指定之大小之脈衝電壓施加於極間G。加工控制部310亦可向極間G以加工條件所指定之脈衝數施加脈衝電壓。又,本實施態樣中,「脈衝數」係指每單位時間之脈衝數。
加工控制部310依照加工條件所指定之複數之控制量,控制加工電源28及變位驅動部40等之中的至少一個。複數之控制量,例如包含脈衝電壓控制量、脈衝數控制量、加工速度控制量及加工液控制量等。脈衝電壓控制量,係將在加工電源28產生放電時向極間G施加之脈衝電壓的大小控制為加工條件所指定之大小之脈衝電壓之控制量。脈衝數控制量,係將在加工電源28產生放電時向極間G施加之脈衝電壓之每單位時間的脈衝數控制為加工條件所指定之脈衝數之控制量。加工速度控制量,係將變位驅動部40對加工對象物W進行加工之速度控制為加工條件所指定之加工速度之控制量。加工液控制量,係將在加工電源28產生放電時向加工槽34內之極間G供給之加工液的每單位時間之噴流量控制為加工條件所指定之噴流量之控制量。
加工控制部310在內角部區間基於內角部區間用之加工條件使第1控制量變化。加工控制部310在外角部區間基於外角部區間用之加工條件使第2控制量變化。第1控制量與第2控制量係相異之控制量。在本實施態樣中,第1控制量係脈衝電壓控制量,且第2控制量係脈衝數控制量。
調整部320在複數之控制量之中的一部份控制量重疊變化之重疊區間,調整重疊變化之控制量。在本實施態樣中,重疊區間中之上述第1控制量與第2控制量重疊變化。
圖3係表示角部路徑之一例之圖。如圖3所示,加工路徑RT具有直線路徑、接續在直線路徑後之角部路徑,以及接續在角部路徑後之直線路徑。角部路徑具有內角部區間CI及接續在內角部區間CI後之外角部區間CO。金屬線電極14相對於加工對象物W相對移動之加工路徑RT從位置PA之前的直線路徑區間開始。接著具有從位置PA到位置PB為止之彎曲的內角部區間CI。接著具有從位置PB到位置PC為止之彎曲的外角部區間CO。從位置PC之後具有直線路徑之區間。內角部區間CI中,加工對象物W的表面以包覆加工路徑RT之方式彎曲。相反地,外角部區間CO中,加工對象物W的表面以朝向加工路徑RT翹起之方式彎曲。
金屬線電極14進入角部路徑之前,加工控制部310依照基於基準加工條件之複數之控制量控制金屬線放電加工機10。在本實施態樣中,複數之控制量至少包含第1控制量V及第2控制量F。加工控制部310設定基準控制量V0,作為基於基準加工條件之第1控制量V。加工控制部310設定基準控制量F0,作為基於基準加工條件之第2控制量F。
金屬線電極14對加工對象物W進行相對移動並通過位置PA後,加工控制部310基於內角部區間CI用之加工條件,使第1控制量V從基準控制量V0逐漸變化至第1控制量V到達最大控制量VH為止。最大控制量VH係由內角部區間CI用之加工條件指定。又,第1控制量V以外之控制量,維持使用基於基準加工條件之控制量。
金屬線電極14對加工對象物W進行相對移動並通過加工路徑RT上之位置PB後,加工控制部310使第1控制量V從最大控制量VH逐漸變化至第1控制量V到達基準控制量V0為止。同樣地,金屬線電極14對加工對象物W進行相對移動並通過位置PB後,加工控制部310基於外角部區間CO用之加工條件,使第2控制量F從基準控制量F0逐漸變化至第2控制量F到達最大控制量FH為止。最大控制量FH係由外角部區間CO用之加工條件指定。又,第2控制量F以外之控制量,除了向基準控制量V0變化之第1控制量V,持續使用基於基準加工條件之控制量。
金屬線電極14對加工對象物W進行相對移動並到達位置PB時,出現依照大於基準控制量V0之第1控制量V進行之加工控制與依照大於基準控制量F0之第2控制量F進行之加工控制重疊之重疊區間DS。如圖3所示,重疊區間DS係加工路徑RT上從位置PB到位置PD為止之區間。此重疊區間DS,係第1控制量V與基準控制量V0不同,且第2控制量F與基準控制量F0不同之區間。亦即,第1控制量V從最大控制量V0變化,且第2控制量F從基準控制量F0變化之區間為重疊區間DS。
金屬線電極14對加工對象物W進行相對移動並通過位置PD時,加工控制部310維持最大控制量FH作為第2控制量F。金屬線電極14對加工對象物W進行相對移動並通過位置PC後,加工控制部310使第2控制量F從最大控制量FH逐漸變化至第2控制量F到達基準控制量F0為止。
圖4係表示關於向極間G施加之脈衝電壓之相異的控制重疊之狀態之圖。圖表510及560,表示對應金屬線電極14相對於加工對象物W之相對位置變化,第1控制量V及第2控制量F分別變化之狀態。但,圖表510及560中,並未考慮相異的控制在重疊區間DS重疊。
在放電加工中移動之金屬線電極14相對於加工對象物W之相對位置,係作為加工程式所指定之加工路徑RT上之位置而決定。如上所述,第1控制量V基於內角部區間CI用之加工條件增加,第2控制量F基於外角部區間CO用之加工條件增加。如圖表510及560所示,在加工路徑RT上之位置PA之前的直線路徑區間,第1控制量V及第2控制量F分別等於基準控制量V0及基準控制量F0。
如圖表510所示,在內角部區間CI,第1控制量V從基準控制量V0逐漸增加並到達最大控制量VH,然後維持最大控制量VH。如圖表560所示,同樣在內角部區間CI,第2控制量F維持基準控制量F0。
如圖表560所示,在外角部區間CO,第2控制量F從基準控制量F0逐漸增加並到達最大控制量FH,然後維持最大控制量FH。如圖表510所示,在重疊區間DS,第1控制量V從最大控制量VH逐漸減少並到達基準控制量V0。如圖表510所示,重疊區間DS中之加工結束後,在包含於外角部區間CO之加工路徑RT上之從位置PD到位置PC為止之區間,第1控制量V維持基準控制量V0。在圖表560所示之例中,第2控制量F到達最大控制量FH時之位置,係在位置PD之前,且在重疊區間DS內。但,第2控制量F到達最大控制量FH時之位置,亦可在位置PD之後,且在重疊區間DS之外。
如圖表510所示,在加工路徑RT上之位置PC之後的直線路徑區間,第1控制量V維持基準控制量V0。如圖表560所示,在該直線路徑區間,第2控制量F從最大控制量FH逐漸減少並到達基準控制量F0。如圖表560所示,在加工路徑RT上之第2控制量F到達基準控制量F0後之區間,第2控制量F維持基準控制量F0。
如圖表510所示,將加工路徑RT上之現在位置Pk上之現在的第1控制量Vk與基準控制量V0之差設為現在變化量ΔVk。如圖表510所示,將第1控制量V之最大控制量VH與基準控制量V0之差設為最大變化量ΔVmax。現在變化量ΔVk及最大變化量ΔVmax以式(1)及(2)表示。現在變化量ΔVk係現在的第1控制量Vk自基準控制量V0之變化量。最大變化量ΔVmax係最大控制量VH自基準控制量V0之變化量。調整部320係將第1比值RVk計算為第1控制量V之現在變化量ΔVk相對於最大變化量ΔVmax之比值。如式(3)所示,第1比值RVk係現在變化量ΔVk與最大變化量ΔVmax的比例之值。圖4中,為求方便,將第1比值RVk以現在變化量ΔVk與最大變化量ΔVmax之比的百分比表示值表示。 ΔVk=Vk-V0・・・(1) ΔVmax=VH-V0・・・(2) RVk=ΔVk/ΔVmax・・・(3)
如圖表560所示,將加工路徑RT上之現在位置Pk上的現在的第2控制量Fk與基準控制量F0之差設為現在變化量ΔFk。如圖表560所示,將第2控制量F之最大控制量FH與基準控制量F0之差設為最大變化量ΔFmax。現在變化量ΔFk及最大變化量ΔFmax以式(4)及(5)表示。現在變化量ΔFk係現在的第2控制量Fk自基準控制量F0之變化量。最大變化量ΔFmax係最大控制量FH自基準控制量F0之變化量。調整部320以第2控制量F之現在變化量ΔFk相對於最大變化量ΔFmax之比值,計算出第2比值RFk。如式(6)所示,第2比值RFk係現在變化量ΔFk與最大變化量ΔFmax的比例之值。圖4中,為求方便,將第2比值RFk以現在變化量ΔFk與最大變化量ΔFmax之比的百分比表示值表示。 ΔFk=Fk-F0・・・(4) ΔFmax=FH-F0・・・(5) RFk=ΔFk/ΔFmax・・・(6)
圖表610表示調整部320利用式(3)計算出之第1比值RVk對應於加工路徑RT上的位置之變化。圖表660表示調整部320利用式(6)計算出之第2比值RFk對應於加工路徑RT上的位置之變化。若利用式(1)及式(4)分別將式(3)及式(6)變形,圖表510所示之第1控制量Vk及圖表560所示之第2控制量Fk分別以式(7)及式(8)表示。 Vk=V0+ΔVmax×RVk・・・(7) Fk=F0+ΔFmax×RFk・・・(8)
在圖表510、560、610及660中,未考慮相異的控制在重疊區間DS重疊。亦即,位置Pk位於重疊區間DS內時,對於式(8)所示之第2控制量Fk,並未考慮依照第2控制量Fk之控制與依照式(7)所示之第1控制量Vk之控制同時進行。故,有發生重疊區間DS中之金屬線放電加工之精度降低之問題之疑慮。又,有發生金屬線電極14在重疊區間DS中之金屬線放電加工的途中斷裂之問題之疑慮。作為其理由,係由於重疊區間DS中之放電能量變動而變得不穩定。
為防止上述問題發生,在本實施態樣中,考慮相異的控制在重疊區間DS重疊之情況,而進行第1控制量V及第2控制量F之調整。調整部320,在第1控制量V與第2控制量F重疊變化之重疊區間DS,分別調整第1控制量V及第2控制量F。
調整部320基於第1比值RVk及第2比值RFk調整重疊區間DS中之第1控制量V。具體而言,調整部320利用式(9),計算出第1調整用比值RVAk。第1調整用比值RVAk係用於第1控制量V之調整。如式(9)所示,第1調整用比值RVAk可由第1比值RVk相對於第1比值RVk及第2比值RFk之和之比例而得。 RVAk=RVk/(RVk+RFk)・・・(9)
調整部320基於第1比值RVk及第2比值RFk調整重疊區間DS中之第2控制量F。具體而言,調整部320利用式(10)計算出第2調整用比值RFAk。如式(10)所示,第2調整用比值RFAk可由第2比值RFk相對於第1比值RVk及第2比值RFk之和之比例而得。又,從式(9)及式(10)可知,第1調整用比值RVAk與第2調整用比值RFAk之和為1。如圖4所示,第1調整用比值RVAk及第2調整用比值RFAk係百分比表示值時,其和為100%。 RFAk=RFk/(RVk+RFk)・・・(10)
第1調整用比值RVAk對應於加工路徑RT上的位置之變化如圖表710所示。第2調整用比值RFAk對應於加工路徑RT上的位置之變化如圖表760所示。在重疊區間DS,於各位置Pk計算出第1調整用比值RVAk及第2調整用比值RFAk。在重疊區間DS,調整部320在各位置Pk,基於第1調整用比值RVAk及第2調整用比值RFAk調整第1控制量Vk及第2控制量Fk。
重疊區間DS中,利用式(11)及式(12)分別計算出調整後之第1控制量VAk及調整後之第2控制量FAk。如式(11)所示,調整後之第1控制量VAk,係將第1調整用比值RVAk乘上第1控制量V之最大變化量ΔVmax而得到的值加上基準控制量V0而得。如式(12)所示,調整後之第2控制量FAk,係將第2調整用比值RFAk乘上第2控制量F之最大變化量ΔFmax而得到的值加上基準控制量F0而得。 VAk=V0+ΔVmax×RVAk・・・(11) FAk=F0+ΔFmax×RFAk・・・(12)
加工控制部310在重疊區間DS,基於式(11)及式(12),依照調整後之第1控制量VAk及調整後之第2控制量FAk,控制金屬線放電加工機10之加工電源28。相較於基於式(7)及式(8)進行依照第1控制量Vk及第2控制量Fk之加工控制,提升重疊區間DS中之金屬線放電加工之精度。又,降低金屬線電極14在重疊區間DS中之金屬線放電加工的途中斷裂之可能性。
圖5係表示本實施態樣之控制裝置30所進行之金屬線放電加工機10之控制處理之流程圖。本控制處理開始後,在步驟S510中,加工控制部310將第1控制量V設定為基準控制量V0,並將第2控制量F設定為基準控制量F0。加工控制部310依照基於基準加工條件之基準控制量V0及基準控制量F0,控制金屬線放電加工機10之放電加工。如此,加工控制部310從加工路徑RT上之加工開始位置開始進行直線路徑區間之加工控制。
步驟S512中,加工控制部310判定是否開始以加工路徑RT上之位置PA為起點之內角部區間CI之加工。金屬線電極14從加工開始位置對加工對象物W進行相對移動並到達位置PA時,步驟S512判定為「是」,本控制處理前進至步驟S514。金屬線電極14尚未到達位置PA時,步驟S512判定為「否」,本控制處理返回步驟S510。
步驟S514中,加工控制部310使第1控制量V變化為內角部區間CI用並進行加工控制。加工控制部310使第1控制量V逐漸增加至到達基於內角部區間CI用之加工條件之最大控制量VH為止。加工控制部310依照逐漸增加之第1控制量V,控制金屬線放電加工機10之放電加工。又,當第1控制量V到達最大控制量VH,之後的第1控制量V維持最大控制量VH。如此,加工控制部310從位置PA開始進行內角部區間CI之加工控制。
步驟S516中,加工控制部310判定是否開始以加工路徑RT上之位置PB為起點之外角部區間CO之加工。金屬線電極14從位置PA對加工對象物W進行相對移動並到達位置PB時,步驟S516判定為「是」,本控制處理前進至步驟S518。金屬線電極14尚未到達位置PB時,步驟S516判定為「否」,本控制處理返回步驟S514。
又,在外角部區間CO之中的從位置PB到位置PD為止的重疊區間DS,依照大於基準控制量V0之第1控制量V之加工控制與依照大於基準控制量F0之第2控制量F之加工控制重疊。若步驟S516判定為「是」,加工控制部310決定開始外角部區間CO之中的重疊區間DS之加工。
步驟S518中,調整部320利用式(1)至式(6),計算出第1比值RVk及第2比值RFk。
步驟S520中,調整部320利用式(9)及式(10),計算出第1調整用比值RVAk及第2調整用比值RFAk。
步驟S522中,調整部320基於第1調整用比值RVAk及第2調整用比值RFAk,調整基於外角部區間CO用之加工條件而重疊變化之第1控制量Vk及第2控制量Fk。調整部320利用式(11)及式(12),計算出重疊區間DS中之調整後之第1控制量VAk及調整後之第2控制量FAk。
步驟S524中,加工控制部310在重疊區間DS依照調整後之第1控制量VAk及調整後之第2控制量FAk,控制金屬線放電加工機10之放電加工。
步驟S526中,加工控制部310判定第1控制量V是否已變化成基準控制量V0。第1控制量V變化並成為基準控制量V0時,步驟S526判定為「是」,本控制處理前進至步驟S528。將第1控制量V變化並到達基準控制量V0時之金屬線電極14之位置設為位置PD。金屬線電極14到達位置PD時,重疊區間DS之加工結束。第1控制量V尚未到達基準控制量V0時,步驟S526判定為「否」,本控制處理返回步驟S518。金屬線電極14尚未到達位置PD,而在重疊區間DS進行相對移動中。
位於重疊區間DS之後,從位置PD到位置PC為止的區間係外角部區間CO的一部份。步驟S528中,加工控制部310基於外角部區間CO用之加工條件,依照增加或維持最大控制量FH之第2控制量F,控制金屬線放電加工機10之放電加工。
步驟S530中,加工控制部310判定外角部區間CO之加工是否已結束。金屬線電極14從位置PD對加工對象物W進行相對移動並到達位置PC時,步驟S530判定為「是」,本控制處理前進至步驟S532。金屬線電極14尚未到達位置PC時,步驟S530判定為「否」,本控制處理返回步驟S528。
步驟S532中,加工控制部310使第2控制量F基於直線路徑區間用之加工條件逐漸減少。加工控制部310依照逐漸減少之第2控制量F,控制金屬線放電加工機10之放電加工。又,當第2控制量F到達基準控制量F0,之後的第2控制量F維持基準控制量F0。如此,加工控制部310進行加工路徑RT上之位置PC之後的直線路徑區間之加工控制。
步驟S534中,加工控制部310判定位置PC之後的直線路徑區間之加工是否已結束。金屬線電極14對加工對象物W進行相對移動並到達加工路徑RT上之加工結束位置時,步驟S534判定為「是」,本控制處理結束。金屬線電極14尚未到達加工結束位置時,步驟S534判定為「否」,本控制處理返回步驟S532。
[變形例] 上述實施態樣亦可進行以下變形。
(變形例1) 上述實施態樣中,調整部320利用式(9)及式(10)計算出第1調整用比值RVAk及第2調整用比值RFAk(圖5之步驟S520)。亦可對於用於此計算之第1比值RVk及第2比值RFk之中的至少一方之比值,賦予大於1之加權係數。對應於被賦予較大加權係數之比值之控制量,對於重疊區間DS中之加工控制產生較大之影響。
例如,對第2比值RFk賦予大於1之加權係數α時,調整部320利用式(13)及式(14)計算出第1調整用比值RVAk及第2調整用比值RFAk。第2控制量F相較於第1控制量V,對重疊區間DS中之加工控制產生較大之影響。 RVAk=RVk/(RVk+α×RFk)・・・(13) RFAk=α×RFk/(RVk+α×RFk)・・・(14)
圖6係表示變形例1之控制裝置30所進行之金屬線放電加工機10之控制處理之流程圖。對圖6所示之控制處理之各步驟標示之符號,除了步驟S620,皆與對圖5所示之控制處理之各步驟標示之符號一致,並表示執行相同處理。從而,省略圖6之從步驟S510到S518為止的處理以及從步驟S522到S534為止的處理之說明,僅說明步驟S620之處理。
步驟S518之處理結束後,本控制處理前進至步驟S620。在步驟S620中,調整部320利用式(13)及式(14),基於加權係數α計算出第1調整用比值RVAk及第2調整用比值RFAk。步驟S620之處理結束後,本控制處理前進至步驟S522。
(變形例2) 在上述實施態樣中,第1控制量係脈衝電壓控制量,且第2控制量係脈衝數控制量,但分別不限於該等控制量。例如,第1控制量亦可係加工速度控制量。第2控制量亦可係加工液控制量。
(變形例3) 第1控制量及第2控制量中的至少一方可係複數之控制量。例如,內角部區間CI中,可在增加脈衝電壓控制量的同時,亦增加加工速度控制量。接續在內角部區間CI後之外角部區間CO中,可在增加脈衝數控制量的同時,亦增加加工液控制量。此情況下,加工控制部310基於內角部區間CI用之加工條件使之變化之第1控制量係脈衝電壓控制量及加工速度控制量。加工控制部310基於外角部區間CO用之加工條件使之變化之第2控制量係脈衝數控制量及加工液控制量。
(變形例4) 在上述實施態樣及變形例中,加工路徑RT上之角部路徑中,係在內角部區間CI之後接續外角部區間CO。亦可在外角部區間CO之後接續內角部區間CI。此情況下,重疊區間包含於內角部區間CI。重疊區間之起點,與位於外角部區間CO之後的內角部區間CI之起點一致。
(變形例5) 上述實施態樣及變形例可任意組合。
[可從實施態樣得到之發明] 以下記載可從上述實施態樣及變形例得到之發明。
(1)一種金屬線放電加工機(10)之控制裝置(30),係使金屬線電極(14)沿著加工路徑(RT)對加工對象物(W)進行相對移動,並在該金屬線電極與該加工對象物之極間(G)產生放電而加工該加工對象物,其包含:加工控制部(310),其在依照基於基準加工條件之複數之控制量控制該金屬線放電加工機的同時,在第1角部區間(CI)基於該第1角部區間用之加工條件,使該複數之控制量之中的至少一個第1控制量(V)變化而控制該金屬線放電加工機,並在接續於該第1角部區間之後的第2角部區間(CO),基於該第2角部區間用之加工條件,使該複數之控制量之中的與該第1控制量不同的至少一個第2控制量(F)變化而控制該金屬線放電加工機;以及調整部(320),在該第1控制量與該第2控制量重疊變化之重疊區間(DS),計算出該第1控制量之現在變化量(ΔVk)相對於最大變化量(ΔVmax)的比值亦即第1比值(RVk),以及該第2控制量之現在變化量(ΔFk)相對於最大變化量(ΔFmax)的比值亦即第2比值(RFk),並基於該第1比值及該第2比值分別調整現在的該第1控制量及現在的該第2控制量;該加工控制部,在使該第1控制量與該第2控制量重疊變化之該重疊區間,依照調整後之該第1控制量及調整後之該第2控制量控制該金屬線放電加工機。藉此,提升角部區間連續時之重疊區間之金屬線放電加工之精度。又,降低金屬線電極在重疊區間之金屬線放電加工的途中斷裂之可能性。
(2)該調整部,可基於該第1比值及該第2比值計算出第1調整用比值(RVAk)及第2調整用比值(RFAk),並基於該第1調整用比值調整現在的該第1控制量,並基於該第2調整用比值調整現在的該第2控制量。藉此,提升角部區間連續時之重疊區間之金屬線放電加工之精度。又,降低金屬線電極在重疊區間之金屬線放電加工的途中斷裂之可能性。
(3)該第1調整用比值與該第2調整用比值之和可係100%。藉此,提升角部區間連續時之重疊區間之金屬線放電加工之精度。又,降低金屬線電極在重疊區間之金屬線放電加工的途中斷裂之可能性。
(4)該調整部,可基於該第1比值、該第2比值,以及賦予該第1比值及該第2比值之中的至少一個之既定之加權係數(α),而計算出該第1調整用比值及該第2調整用比值。藉此,可使對應於第1比值及第2比值之中被賦予較大的加權係數之一方的比值之控制量,相較於對應於另一方的比值之控制量,對重疊區間之加工控制產生之影響變大。又,可易於微調整對應於被賦予加權係數之比值之控制量的變化程度。
(5)該第1控制量及該第2控制量,分別可包含用以控制該金屬線放電加工機加工該加工對象物之速度之控制量、用以控制該金屬線放電加工機在產生該放電時向該極間施加之脈衝電壓的大小之控制量、用以控制該金屬線放電加工機在產生該放電時向該極間施加之該脈衝電壓之每單位時間的脈衝數之控制量、用以控制該金屬線放電加工機在產生該放電時向該極間供給之加工液之每單位時間的噴流量之控制量之中的至少一個。藉此,可更加提升角部區間連續時之重疊區間之金屬線放電加工之精度。又,可更加降低金屬線電極在重疊區間之金屬線放電加工的途中斷裂之可能性。
(6)一種金屬線放電加工機(10)之控制方法,係使金屬線電極(14)沿著加工路徑(RT)對加工對象物(W)進行相對移動,並在該金屬線電極與該加工對象物之極間(G)產生放電,而加工該加工對象物,其包含以下步驟:加工控制步驟,在依照基於基準加工條件之複數之控制量控制該金屬線放電加工機的同時,在第1角部區間(CI)基於該第1角部區間用之加工條件,使該複數之控制量之中的至少一個第1控制量(V)變化而控制該金屬線放電加工機,並在接續於該第1角部區間之後的第2角部區間(CO),基於該第2角部區間用之加工條件,使該複數之控制量之中的與該第1控制量不同的至少一個第2控制量(F)變化而控制該金屬線放電加工機;以及調整步驟,在該第1控制量與該第2控制量重疊變化之重疊區間(DS),計算出該第1控制量之現在變化量(ΔVk)相對於最大變化量(ΔVmax)的比值亦即第1比值(RVk),以及該第2控制量之現在變化量(ΔFk)相對於最大變化量(ΔFmax)的比值亦即第2比值(RFk),並基於該第1比值及該第2比值,分別調整現在的該第1控制量及現在的該第2控制量;在進行該加工控制步驟時,在使該第1控制量與該第2控制量重疊變化之該重疊區間,依照調整後之該第1控制量及調整後之該第2控制量控制該金屬線放電加工機。藉此,提升角部區間連續時之重疊區間之金屬線放電加工之精度。又,降低金屬線電極在重疊區間之金屬線放電加工的途中斷裂之可能性。
(7)在進行該調整步驟時,可基於該第1比值及該第2比值計算出第1調整用比值(RVAk)及第2調整用比值(RFAk),並基於該第1調整用比值調整現在的該第1控制量,並基於該第2調整用比值調整現在的該第2控制量。藉此,提升角部區間連續時之重疊區間之金屬線放電加工之精度。又,降低金屬線電極在重疊區間之金屬線放電加工的途中斷裂之可能性。
(8)該第1調整用比值與該第2調整用比值之和可係100%。藉此,提升角部區間連續時之重疊區間之金屬線放電加工之精度。又,降低金屬線電極在重疊區間之金屬線放電加工的途中斷裂之可能性。
(9)在進行該調整步驟時,可基於該第1比值、該第2比值、賦予該第1比值及該第2比值之中的至少一個之既定之加權係數(α),而計算出該第1調整用比值及該第2調整用比值。藉此,可使對應於第1比值及第2比值之中被賦予較大的加權係數之一方的比值之控制量,相較於對應於另一方的比值之控制量,對重疊區間之加工控制之影響變大。又,可易於微調整對應於被賦予加權係數之比值之控制量的變化程度。
(10)該第1控制量及該第2控制量,分別可包含用以控制該金屬線放電加工機加工該加工對象物之速度之控制量、用以控制該金屬線放電加工機在產生該放電時向該極間施加之脈衝電壓的大小之控制量、用以控制該金屬線放電加工機在產生該放電時向該極間施加之該脈衝電壓之每單位時間的脈衝數之控制量、用以控制該金屬線放電加工機在產生該放電時向該極間供給之加工液之每單位時間的噴流量之控制量之中的至少一個。藉此,可更加提升角部區間連續時之重疊區間之金屬線放電加工之精度。又,可更加降低金屬線電極在重疊區間之金屬線放電加工的途中斷裂之可能性。
10:金屬線放電加工機 12:工作台 14:金屬線電極 16:金屬線導件 18:下金屬線導件 20:上導件塊 22:下導件塊 24:金屬線捲筒 26:回收箱 28:加工電源 30:控制裝置 32:送出驅動部 34:加工槽 36:滾筒 38:底座 40:變位驅動部 44:夾持滾筒 46:送出滾筒 48:泵 310:加工控制部 320:調整部 510,560,610,660,710,760:圖表 W:加工對象物 G:極間 PA,PB,PC,PD:位置 CI:內角部區間 DS:重疊區間 CO:外角部區間 RT:加工路徑 Pk:位置(現在位置) V:第1控制量 VH:最大控制量 Vk:現在的第1控制量 V0:基準控制量 ΔVk:現在變化量 ΔVmax:最大變化量 F:第2控制量 FH:最大控制量 Fk:現在的第2控制量 F0:基準控制量 ΔFk:現在變化量 ΔFmax:最大變化量 RVk:第1比值 RFk:第2比值 RVAk:第1調整用比值 RFAk:第2調整用比值 S510,S512,S514,S516,S518,S520,S522,S524,S526,S528,S530,S532,S534,S620: 步驟
圖1係表示包含控制裝置之金屬線放電加工機之構成之圖。 圖2係圖1所示之金屬線放電加工機之機能方塊圖。 圖3係表示角部路徑之一例之圖。 圖4係表示關於施加於極間之脈衝電壓之相異的控制重疊之狀態之圖。 圖5係表示一實施態樣中之控制裝置所進行之金屬線放電加工機之控制處理之流程圖。 圖6係表示變形例1中之控制裝置所進行之金屬線放電加工機之控制處理之流程圖。
10:金屬線放電加工機
12:工作台
14:金屬線電極
16:金屬線導件
18:下金屬線導件
28:加工電源
30:控制裝置
32:送出驅動部
40:變位驅動部
48:泵
310:加工控制部
320:調整部
W:加工對象物
G:極間
X:方向
Y:方向
Z:方向

Claims (10)

  1. 一種金屬線放電加工機(10)之控制裝置(30),係使金屬線電極(14)沿著加工路徑(RT)對加工對象物(W)進行相對移動,並在該金屬線電極與該加工對象物之極間(G)產生放電而加工該加工對象物,其包含: 加工控制部(310),其在依照基於基準加工條件之複數之控制量控制該金屬線放電加工機的同時,在第1角部區間(CI)基於該第1角部區間用之加工條件使該複數之控制量之中的至少一個第1控制量(V)變化而控制該金屬線放電加工機,並在接續於該第1角部區間之後的第2角部區間(CO)基於該第2角部區間用之加工條件,使該複數之控制量之中與該第1控制量不同的至少一個第2控制量(F)變化而控制該金屬線放電加工機;以及, 調整部(320),其在該第1控制量與該第2控制量重疊變化之重疊區間(DS),計算出該第1控制量之現在變化量(ΔVk)相對於最大變化量(ΔVmax)的比值亦即第1比值(RVk),以及該第2控制量之現在變化量(ΔFk)相對於最大變化量(ΔFmax)的比值亦即第2比值(RFk),並基於該第1比值及該第2比值分別調整現在的該第1控制量及現在的該第2控制量; 該加工控制部,在使該第1控制量與該第2控制量重疊變化之該重疊區間,依照調整後之該第1控制量及調整後之該第2控制量控制該金屬線放電加工機。
  2. 如請求項1所述之金屬線放電加工機之控制裝置,其中, 該調整部,基於該第1比值及該第2比值,計算出第1調整用比值(RVAk)及第2調整用比值(RFAk),並基於該第1調整用比值調整現在的該第1控制量,並基於該第2調整用比值調整現在的該第2控制量。
  3. 如請求項2所述之金屬線放電加工機之控制裝置,其中, 該第1調整用比值與該第2調整用比值之和為100%。
  4. 如請求項2或3所述之金屬線放電加工機之控制裝置,其中, 該調整部,基於該第1比值、該第2比值,以及賦予該第1比值及該第2比值之中的至少一個之既定之加權係數(α),計算出該第1調整用比值及該第2調整用比值。
  5. 如請求項1~4中任一項所述之金屬線放電加工機之控制裝置,其中, 該第1控制量及該第2控制量,分別包含以下控制量中的至少一個:用以控制該金屬線放電加工機加工該加工對象物之速度之控制量、用以控制該金屬線放電加工機在產生該放電時向該極間施加之脈衝電壓的大小之控制量、用以控制該金屬線放電加工機在產生該放電時向該極間施加之該脈衝電壓之每單位時間的脈衝數之控制量、用以控制該金屬線放電加工機在產生該放電時向該極間供給之加工液之每單位時間的噴流量之控制量。
  6. 一種金屬線放電加工機(10)之控制方法,其係使金屬線電極(14)沿著加工路徑(RT)對加工對象物(W)進行相對移動,並在該金屬線電極與該加工對象物之極間(G)產生放電而加工該加工對象物,並包含以下步驟: 加工控制步驟,在依照基於基準加工條件之複數之控制量控制該金屬線放電加工機的同時,在第1角部區間(CI),基於該第1角部區間用之加工條件使該複數之控制量之中的至少一個第1控制量(V)變化而控制該金屬線放電加工機,並在接續於該第1角部區間之後的第2角部區間(CO)基於該第2角部區間用之加工條件,使該複數之控制量之中與該第1控制量不同的至少一個第2控制量(F)變化而控制該金屬線放電加工機;以及, 調整步驟,在該第1控制量與該第2控制量重疊變化之重疊區間(DS),計算出該第1控制量之現在變化量(ΔVk)相對於最大變化量(ΔVmax)的比值亦即第1比值(RVk),以及該第2控制量之現在變化量(ΔFk)相對於最大變化量(ΔFmax)的比值亦即第2比值(RFk),並基於該第1比值及該第2比值,分別調整現在的該第1控制量及現在的該第2控制量; 在進行該加工控制步驟時,在使該第1控制量與該第2控制量重疊變化之該重疊區間,依照調整後之該第1控制量及調整後之該第2控制量控制該金屬線放電加工機。
  7. 如請求項6所述之金屬線放電加工機之控制方法,其中, 在進行該調整步驟時,基於該第1比值及該第2比值計算出第1調整用比值(RVAk)及第2調整用比值(RFAk),並基於該第1調整用比值調整現在的該第1控制量,並基於該第2調整用比值調整現在的該第2控制量。
  8. 如請求項7所述之金屬線放電加工機之控制方法,其中, 該第1調整用比值與該第2調整用比值之和為100%。
  9. 如請求項7或8所述之金屬線放電加工機之控制方法,其中, 在進行該調整步驟時,基於該第1比值、該第2比值,以及賦予該第1比值及該第2比值之中的至少一個之既定之加權係數(α),計算出該第1調整用比值及該第2調整用比值。
  10. 如請求項6~9中任一項所述之金屬線放電加工機之控制方法,其中, 該第1控制量及該第2控制量,分別包含以下控制量中的至少一個:用以控制該金屬線放電加工機加工該加工對象物之速度之控制量、用以控制該金屬線放電加工機在產生該放電時向該極間施加之脈衝電壓的大小之控制量、用以控制該金屬線放電加工機在產生該放電時向該極間施加之該脈衝電壓之每單位時間的脈衝數之控制量、用以控制該金屬線放電加工機在產生該放電時向該極間供給之加工液之每單位時間的噴流量之控制量。
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