专利名称：线切割放电加工机的制作方法
技术领域：
本发明涉及，具备抑制在精加工中发生局部条纹(streak)的功能的线切割放电 加工机。
背景技术：
使用图14说明现有的线切割放电加工机的概要。首先，为了检测在加工槽20内的被加工物5和线电极4之间的间隙(以下，将该 间隙称为极间(machining gap))是否可以放电，将检测电压发生装置2中发生的检测脉冲 电压V2施加在极间，由此开始线切割放电加工机的一个循环。该检测电压发生装置2，根据 从设定放电休止时间存储装置15输出的信号，发生检测脉冲电压V2。放电间隙检测装置6与被加工物5和线电极4连接，具备根据检测脉冲电压V2的 降低来判断极间是否为可放电状态的电路。并且，该放电间隙检测装置6基于根据极间的 变化而迁移的检测电压，把用于伺服进给的信号输出到进给脉冲运算装置7。该进给脉冲运算装置7根据从放电间隙检测装置6取得的用于伺服进给的信号， 为使放电的重复达到最佳(通常，使极间的电压成为恒定)，生成控制进给脉冲间隔而得到 的脉冲列，将该生成的脉冲列输出到进给脉冲分配装置8。该进给脉冲分配装置8根据加工 程序，把来自进给脉冲运算装置7的脉冲列分配给驱动放置了被加工物5的工作台的X轴 电动机控制装置9以及Y轴电动机控制装置10来输出。在被加工物5和线电极4之间产生电压下降时，放电间隙检测装置6检测出该电 压下降，判断为可以放电，向主脉冲发生装置1发送主脉冲投入信号Si。于是，主脉冲发生 装置1对该投入信号Si进行应答，使极间产生主脉冲电压VI，在极间流过主脉冲电流(放 电加工电流)。此后，为使极间冷却而经过适当的休止时间后，再次在上述间隙施加上述检 测脉冲电压V2。通过重复执行该动作循环，进行线切割放电加工。作为线切割放电加工的技术(特别是处理应加工的被加工物的板厚的变化的技 术)，已知如下技术。特开平11-221718号公报公开了以下技术根据基准放电脉冲数和检测出的放电 脉冲数的比来检测被加工物的板厚的变化，为使在该板厚变化的前后加工电流密度不变化 而控制放电能量，由此防止板厚减小时的断线。特开2008-62303号公报公开了以下技术将加工用脉冲电压作为多个脉冲施加 在极间，抑制线电极的振动，因此防止被加工物的厚度急剧变化的阶梯部的条纹的发生。特开昭55-112728号公报公开了以下技术在进行被加工物的板厚增加那样的加 工时，在检测出板厚变化后，以板厚增加前的加工电气条件进行预定区间加工，此后使电气 加工条件慢慢增大，控制到较厚的板厚的最佳值。另一方面，特开昭61-95824号公报公开 了以下技术在进行被加工物的板厚减少那样的加工时，在检测出板厚变化后，为达到板厚 减少前的加工速度而控制电气加工条件，对检测出板厚变化后的较薄的板厚部的预定区间 进行加工，使其加工速度慢慢增加，控制到较薄的板厚的最佳值。
特开昭55-65033号公报公开了以下技术根据加工进给速度的变化检测被加工 物的板厚的变化，当加工进给速度减小时使加工电流增大，当加工速度增大时将加工电流 下降到最小值，此后使其慢慢增大到最佳值。特开平5-154717号公报公开了以下技术根据加工液的压力和被加工物的板厚 的组合预先设定多个加工条件并存储，根据压力和板厚选择最佳的加工条件，由此即使加 工液的压力或板厚变化也可以防止断线或加工进给速度的降低。另外，特开2003-170316 号公报公开了以下技术根据加工液的压力和被加工物的板厚的组合预先设定多个加工条 件并存储，根据检测出的不良脉冲数预测加工液的压力，根据该预测压力和检测出的板厚 选择最佳加工条件，由此防止断线。特开平9-290328号公报公开了以下技术根据放电脉冲能量和加工进给速度检 测被加工物的板厚，根据该检测出的板厚切换电气加工条件的强弱，由此防止线电极的断线。特开平5-305517号公报公开了以下技术根据每单位时间的放电次数和加工进 给速度检测被加工物的板厚，根据检测出的板厚决定最佳的放电周期，实现即使在薄板部 也不断线的高速加工。在线切割放电加工中，如上所述通过在被加工物和线电极之间的间隙即极间发生 放电来对被加工物进行加工。因此，线电极由于在极间发生的放电的冲击，以被加工物的上 表面以及下表面为支点振动，由此存在加工面不是平面而稍微成为凹状的问题。特别是当进行被加工物的板厚急剧变化的部位(阶梯部)的加工(阶梯加工)时， 如图15所示的条纹50那样，具有在被加工物5的阶梯部发生条纹状的切深，或者线电极断 线的问题。图16定性地说明以表面粗糙度计测量通过现有线切割放电加工机进行了阶梯 部的加工的被加工物5的、在其阶梯部发生的条纹50(参照图15)的深度而得到的截面形 状。当执行线切割放电加工时在阶梯部出现条纹50的问题，认为其原因是由于线电 极4和被加工物5之间的间隙即极间的放电状态急剧变化而发生的线的振动。另一方面， 线电极断线的问题，认为原因是在被加工物的薄板部过度地供给放电能量。在上述专利文献中分别公开的技术，为了防止粗加工中的断线，在被加工物的阶 梯加工中控制放电能量，根据被加工物的板厚供给适当的放电能量。另一方面，在精加工 中，通常一般以恒定的放电能量进行加工。这是因为，根据得到均勻光滑的加工面这样的精 加工的特性，当像粗加工那样根据场所改变放电能量时，被加工物的表面质量也可能根据 场所而改变。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供具有抑制在被加工物的厚度变化的部位产生条纹的 功能的线切割放电加工机，尤其提供具有在精加工中抑制在被加工物的厚度变化的部位产 生条纹的功能的线切割放电加工机。本发明涉及一种线切割放电加工机，其从加工用电源装置向线电极和被加工物之 间的间隙即极间投入脉冲电流来进行多重的放电加工。并且，为了达成上述目的，本发明 的线切割放电加工机具备加工距离运算单元，其针对每预定距离，运算所述线电极相对于所述被加工物的相对移动量；能量计算单元，其求出在对通过所述加工距离运算单元运算 出的预定距离进行放电加工的过程中从所述加工用电源装置投入的能量；板厚变化检测单 元，其根据通过所述能量计算单元求出的能量，检测所述被加工物的板厚变化；以及加工条 件调整单元，其当通过所述板厚变化检测单元检测出板厚未变化时指示预先设定的加工条 件，另一方面，当检测出板厚变化时调整加工条件，使得从所述加工用电源装置投入的所述 能量减小。上述线切割放电加工机，还可以具备前次投入能量存储单元，其存储在对通过所 述加工距离运算单元前一次运算出的预定距离进行放电加工的过程中通过所述能量计算 单元求出的能量，并且，所述板厚变化检测单元，每当所述加工距离运算单元运算所述预定 距离时，根据所述能量计算单元求出的投入能量和在前次投入能量存储单元中存储的投入 能量，求出被加工物的板厚变化。所述能量计算单元求出的从加工用电源装置投入的能量，可以是从该加工用电源 装置投入的脉冲电流的脉冲数，或者是从该加工用电源装置投入的脉冲电流的积分值。所述加工条件调整单元，可以根据被加工物的板厚变化，调整休止线电极和被加 工物之间的间隙即极间的电压施加的放电休止时间的长度，由此调整从所述加工用电源装 置投入的能量。所述板厚变化检测单元，可以当检测出的板厚变化超过预先设定的值时，判断为 板厚发生了变化。通过本发明，可以提供具有抑制被加工物的厚度变化的部位产生条纹的功能的线 切割放电加工机，特别是可以提供具有在精加工中抑制在被加工物的厚度变化的部位产生 条纹的功能的线切割放电加工机。
图1是说明本发明的线切割放电加工机的第一实施方式的图。图2是说明通过线切割放电加工机从被加工物5的板厚较厚的部位向较薄的部位 进行加工的图。图3是说明从被加工物的板厚较薄的部位向较厚的部位进行加工的图。图4是说明图2或图3所示那样的被加工物的板厚变化的情况下的放电休止时间 的变化的图。图5定性地说明通过本发明的线切割放电加工机进行被加工物的阶梯部的加工 后，以表面粗糙度计测定该阶梯部的截面时的测定结果。图6是说明没有急剧的板厚变化(板厚从tl向t2缓慢变化)的被加工物的图。图7是说明本发明的线切割放电加工机的第二实施方式的图。图8是说明本发明的线切割放电加工机的第三实施方式的图。图9是说明本发明的线切割放电加工机的第四实施方式的图。图10是说明本发明的线切割放电加工机的第五实施方式的图。图11是说明本发明的线切割放电加工机的第六实施方式的图。图12是说明本发明的线切割放电加工机的第七实施方式的图。图13是说明无负荷峰值电压V、平均加工电压Vm、无负荷加工时间Tw以及休止时间Toff的关系的图。图14是说明现有的线切割放电加工机的概要的图。图15是说明当进行被加工物的板厚急剧变化的部位(阶梯部)的加工(阶梯加 工)时，在该阶梯部发生条纹状的切深的图。图16定性地说明通过表面粗糙度计测定通过现有的线切割放电加工机进行被加 工物的阶梯部的加工时的、在该阶梯部发生的条纹(参照图15)的深度而得到的截面形状。
具体实施例方式参照图1说明本发明的线切割放电加工机的第一实施方式。在图1中，对于与图 14所示的现有的线切割放电加工机相同的结构附加相同的符号。主脉冲发生装置1是为了进行放电加工而在线电极4和被加工物5之间的间隙即 极间施加脉冲状的电压(主脉冲电压VI)的装置。该主脉冲发生装置1由直流电源、由晶 体管等开关元件构成的电路、电容器的充放电电路等构成。检测电压发生装置2，为了检测线电极4和被加工物5之间的间隙即极间是否可以 放电，而在极间施加检测脉冲电压V2(比来自主脉冲发生装置1的主脉冲电压低的电压)。 该检测电压发生装置2由由晶体管等有源元件、电阻、电容器等构成的电路；和直流电源 等构成。通电刷3是用于向线电极4通电的部件。这些通电刷3分别与主脉冲发生装置1 的第一端子以及检测电压发生装置2的第一端子连接。另外，被加工物5分别与主脉冲发 生装置1的第二端子以及检测电压发生装置2的第二端子连接。通过该结构，在被加工物 5和相对于该被加工物5相对移动的线电极4之间的间隙即极间，施加从主脉冲发生装置1 发生的主脉冲电压VI、以及从检测电压发生装置2发生的检测脉冲电压V2。放电间隙检测装置6与被加工物5以及线电极4电连接，根据检测脉冲电压V2的 电压下降，判断线电极4和被加工物5之间的间隙即极间是否为可放电状态。该放电间隙 检测装置6，当检测出检测脉冲电压V2的电压下降时判断为可以放电，向主脉冲发生装置1 发送主脉冲投入信号Si。另一方面，主脉冲发生装置1，当从放电间隙检测装置6取得主脉 冲投入信号Sl时，发生主脉冲电压VI，在线电极4和被加工物5之间的间隙即极间流过预 定宽度的主脉冲电流(放电加工电流)。另外，从发电间隙检测装置6输出的主脉冲投入信 号Sl也被输入主脉冲数计数装置12，在此对所输入的脉冲数进行计数。而且，放电间隙检 测装置6将用于伺服进给的信号输出到进给脉冲运算装置7。进给脉冲运算装置7，根据来自放电间隙检测装置6的用于伺服进给的信号，为使 放电的重复达到最佳(通常，使极间电压恒定)，生成控制进给脉冲间隔而得到的脉冲列， 并将该生成的脉冲列输出到进给脉冲分配装置8。该进给脉冲分配装置8，将所输入的脉冲 列，根据加工程序分配成X轴、Y轴的驱动脉冲，将这些分配驱动脉冲输出到驱动放置有被 加工物5的工作台的X轴电动机控制装置9以及Y轴电动机控制装置10。加工距离运算装置11与X轴电动机控制装置9和Y轴电动机控制装置10连接， 根据来自在X轴驱动电动机(未图示)以及Y轴驱动电动机(未图示)上分别安装的位置 检测器(未图示)的位置反馈信号，求出线电极4相对于被加工物5的相对移动距离，每当 移动预先设定的距离(“预定距离”)时向主脉冲数计数装置12、前次主脉冲数存储装置13以及板厚变化检测装置14分别输出信号S2。主脉冲数计数装置12，根据从加工距离运算装置11输出的“预定距离”检测信号 S2，对放电加工前进“预定距离”期间从放电间隙检测装置6输入的主脉冲投入信号Sl进 行计数。主脉冲发生装置1应答该主脉冲投入信号Si，输出主脉冲，因此，从放电间隙检测 装置6取得主脉冲投入信号Sl的主脉冲数计数装置12对主脉冲的数量进行计数。主脉冲 数计数装置12按照来自加工距离运算装置11的信号，将计数而得的主脉冲的值输出到前 次主脉冲数存储装置13以及板厚变化检测装置14。前次主脉冲数存储装置13临时存储主脉冲数计数装置12计数而得的主脉冲数的 计数值。该前次主脉冲数存储装置13按照来自加工距离运算装置11的信号(“预定距离” 检测信号S2)，从主脉冲数计数装置12输入此次的主脉冲的计数值来存储，并且将前次存 储的主脉冲的计数值传送给板厚变化检测装置14。该板厚变化检测装置14根据从前次主脉冲数存储装置13取得的前次的主脉冲数 的计数值、和从主脉冲数计数装置12此次取得的主脉冲数计数值，检测被加工物5的板厚 的变化。设定放电休止时间存储装置15存储放电休止时间的数据，并且将该存储的设定 放电休止时间的数据输出到放电休止时间控制装置16。该放电休止时间控制装置16根据 从板厚变化检测装置14取得的板厚变化的信息、和在设定放电休止时间存储装置15中存 储的设定放电休止时间，控制放电休止时间。图2是说明通过线切割放电加工机从被加工物5的板厚较厚的部位向较薄的部位 进行加工的图。因此，以下说明通过图1所示的线切割放电加工机对图2所示的具有阶梯 部的被加工物5进行加工的动作。线电极4相对于被加工物5向“加工方向D”(X轴方向)相对移动。设Δχ为“预 定距离”。符号51表示区间η，符号52表示区间η+1，符号53表示区间η+2。当线电极4位 于区间η(51)时，线切割放电加工机对被加工物5的板厚较厚的部位(板厚tl)进行加工。 另一方面，当线电极4位于区间η+1 (52)以及区间η+2(53)时，线切割放电加工机对被加工 物5的板厚较薄的部位(板厚t2)进行加工。当把通过线电极4对区间η (51)、区间η+1 (52)、区间η+2 (53)进行加工时通过主 脉冲数计数装置12计数而得的主脉冲数设为P (η)、P (η+1)、P (η+2)时，得出以下式子。P (η) > P (η+1) = P (η+2)... (1)放电加工中的线电极4的直径恒定，因此，假定加工槽宽度方向的加工量恒定时， 计数的主脉冲的数量取决于被加工物5的板厚，因此上述(1)式表示被加工物5的各区间 中的板厚的关系。若板厚较厚，则加工量增多，主脉冲的数量也增多，相反，若板厚较薄，则 加工量减少，主脉冲的数量也减少。加工距离运算装置11，每当线电极4相对于被加工物5移动预定距离(图2中 Δ χ)时输出信号S2。主脉冲数计数装置12，当取得来自加工距离运算装置11的该信号S2 时，将通过主脉冲数计数装置12计数而得的主脉冲数P(η)输出到前次主脉冲数存储装置 13，而且将主脉冲数计数装置12复位，开始下次的主脉冲数的计数。在图2中，当线电极4结束被加工物5的区间η(51)的加工后，移动到区间 η+1 (52)，当结束该区间η+1 (52)的加工时(即移动预定距离Δ χ时)，从加工距离运算装置
711将信号S2输出到主脉冲数计数装置12和板厚变化检测装置14。于是，从主脉冲数计数 装置12将主脉冲数P(n+1)分别输出到前次主脉冲数存储装置13以及板厚变化检测装置 14。同时，从前次主脉冲数存储装置13将作为前次主脉冲数而存储的主脉冲数P (η)输出 到板厚变化检测装置14。取得了作为前次主脉冲数的主脉冲数Ρ(η)和作为此次主脉冲数的主脉冲数 Ρ(η+1)的板厚变化检测装置14，运算两者的差分Ρ(η)-Ρ (η+1)，根据其运算结果判定被加 工物5的板厚的变化。板厚变化检测装置14，在检测出被加工物5的板厚的变化的情况下， 将板厚变化检出信号输出到放电休止时间控制装置16。放电休止时间控制装置16从设定放电休止时间存储装置15取得根据加工条件 而设定的设定放电休止时间Toff(S)的数据。该放电休止时间控制装置16，例如通过进行 下述式子所示的运算处理来计算放电休止时间Toff (η+1)，根据该计算出的放电休止时间 Toff (η+1)，控制检测电压发生装置2进行的脉冲的发生。Toff (n+1) = Toff (s) X {1+KX P (η) -P (η+1) /P (η)}. . · (2)其中，在上式中K为系数，是正的实数。上面的(2)式表示，当加工从被加工物5的区间η(51)进入η+1(52)时，即从 板厚较厚的部位(tl)向较薄的部位(t2)前进时，将放电休止时间Toff (η+1)控制得比 设定放电休止时间Toff(S)长，但也表示当从区间η+1 (52)进入η+2(53)时那样板厚不 变化时，放电休止时间与设定放电休止时间Toff(S) —致。这是由于与上述的(2)式的 ‘ |Ρ(η)-Ρ(η+1) ’对应的‘ |Ρ(η+1)-Ρ(η+2) |，的值成为零。当放电休止时间延长时，放电能 量减小。另外，在上面的(2)式中，通过使用板厚的变化‘Ρ(η)-Ρ(η+1)’的绝对值，当如图2 所示加工从被加工物5的板厚较厚的部位向较薄的部位前进时，或者如图3所示从被加工 物5的板厚较薄的部位向较厚的部位前进时，都将放电休止时间控制得比设定放电休止时 间 Toff(s)长。图3是说明从被加工物的板厚较薄的部位向较厚的部位进行加工的图。在图3 所示的“加工方向D’，，上，线电极4从被加工物5Α的板厚较薄的部位向板厚较厚的部位相 对移动。在上面的(2)式中如上所述，通过使用表示板厚的变化的‘Ρ(η)-Ρ(η+1)’的绝对 值，即使在该图3所示的板厚变化的情况下，也将放电休止时间控制得比设定放电休止时 间 Toff(s)长。通过上述控制(放电休止时间的长度的调整)，在被加工物5的板厚不变化的地 方，以恒定的放电休止时间(设定放电休止时间存储装置15中存储的设定放电休止时间) 进行放电加工，另一方面，在被加工物5的板厚变化的地方(板厚从厚变薄地变化时或者从 薄变厚地变化时)，延长放电休止时间来减小放电能量。图4是说明如图2或图3所示那样被加工物的板厚变化的情况下的放电休止时间 的变化的图，表示放电休止时间仅在板厚变化的场所(板厚变化部)延长。在该图4中，将 板厚变化部的放电休止时间延长的状态表示为梯形部分。其由线电极4的直径决定，线电 极4与被加工物5相对的面积，从阶梯部的紧前面到阶梯部的紧后面，在线电极4相对于被 加工物5相对移动的同时慢慢变化。图5定性地说明通过本发明的线切割放电加工机进行被加工物5的阶梯部的加工后，通过表面粗糙度计测量该阶梯部的截面时的测定结果。另一方面，图16如前所述是定 性地说明通过现有的线切割放电加工机进行被加工物的阶梯部的加工后，通过表面粗糙度 计测量在该阶梯部发生的条纹50 (参照图15)的深度时的测定结果。当比较所述图5和图 16时可以明了，在本发明的线切割放电加工机的放电加工中，在阶梯部发生的条纹的深度 减轻了。另外，根据上述第一实施方式，每当加工前进“预定距离”时，实施上述(2)式 的加工条件调整(休止极间的电压施加的放电休止时间的长度的调整)，但也可以当 |P(n)-P(n+l) I的值超过某阈值时进行上述(2)式的加工条件调整。由此，如图6所示在 进行板厚不伴随急剧的板厚变化的倾斜状变化(从板厚tl向板厚t2的变化)的被加工物 5B的加工时，如上所述，可以成为不延长放电休止时间地，以设定放电休止时间Toff(S)作 为放电休止时间来加工的结构。根据本发明，根据从加工用电源装置投入的能量检测被加工物的板厚的变化，当 检测出板厚的变化时调整加工条件，以使从加工用电源装置投入的能量减小。并且，在本发 明的第一实施方式中，根据从加工用电源装置投入的(作为能量的)脉冲数来检测被加工 物的板厚的变化。并且，当根据脉冲数检测出板厚的变化时，为使从加工用电源装置投入的 能量减小而调整(作为加工条件的)放电休止时间。参照图7说明本发明的线切割放电加工机的第二实施方式。在该实施方式中，特 征在于根据从主脉冲发生装置1发生的主脉冲电流的积分值检测被加工物的板厚变化，在 图7中对于与图1(第一实施方式)所述的结构要素相同的结构要素附加相同符号。该第二实施方式与所述第一实施方式的不同点在于，每当线电极4相对于被加工 物5相对移动“预定距离”时，板厚变化检测装置24根据该预定距离移动前的主脉冲电流 积分值和预定距离移动后的主脉冲电流积分值的差分求出板厚的变化。因此，该第二实施 方式的线切割放电加工机如图7所示，具备作为检测放电电流的电路的电流检测电路21， 而且，代替第一实施方式的线切割放电加工机(图1)的主脉冲数计数装置12以及前次主 脉冲数存储装置13，而具备主脉冲电流积分值运算装置22以及前次主脉冲电流积分值存 储装置23。通过以上结构，在该第二实施方式中根据从加工用电源装置投入的(作为能量 的)主脉冲的电流积分值检测被加工物的板厚的变化，另外，当根据主脉冲的电流积分值 检测出板厚的变化时，调整(作为加工条件的)放电休止时间，使得从加工用电源装置投入 的能量减小。加工距离运算装置11，每当线电极4相对于被加工物5相对移动“预定距离”时， 将信号S2输出到主脉冲电流积分值运算装置22、前次主脉冲电流积分值存储装置23以及 板厚变化检测装置24。该主脉冲电流积分值运算装置22，在从加工距离运算装置11每当 进行预先设定的距离(预定距离)的加工时输出的信号S2的期间，对通过电流检测电路21 检测出的放电电流(主脉冲电流)的电流值进行积分，将该积分值输出到前次主脉冲电流 积分值存储装置23以及板厚变化检测装置24。前次主脉冲电流积分值存储装置23取得并存储根据从加工距离运算装置11输出 的信号S2通过主脉冲电流积分值运算装置22求出的主脉冲电流积分值，并且把前次存储 的前次主脉冲电流积分值输出到板厚变化检测装置24。
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板厚变化检测装置24，针对从加工距离运算装置11输出的每个信号S2，根据从主 脉冲电流积分值运算装置22输入的积分值、和从前次主脉冲电流积分值存储装置23输入 的积分值，检测被加工物的板厚的变化。以下，说明图7所示的线切割放电加工机中的加工距离运算装置11、电流检测电 路21、主脉冲电流积分值运算装置22、前次主脉冲电流积分值存储装置23以及板厚变化检 测装置24的动作。当从加工距离运算装置11输出信号S2时，把通过主脉冲电流积分值运算装置22 运算出的此次主脉冲电流积分值Q (n+1)、以及在前次主脉冲电流积分值存储装置23中存 储的前次主脉冲电流积分值Q(n)输出到板厚变化检测装置24，并且把通过主脉冲电流积 分值运算装置22运算出的此次主脉冲电流积分值Q (n+1)存储在前次主脉冲电流积分值存 储装置23中。板厚变化检测装置24运算从主脉冲电流积分值运算装置22输出的此次主脉冲电 流积分值Q (n+1)和从前次主脉冲电流积分值存储装置23输出的前次主脉冲电流积分值 Q(η)的差分、即Q(n)-Q(n+1)，检测被加工物5的板厚的变化。板厚变化检测装置24，在检测出被加工物5的板厚的变化时，将板厚变化检出信 号输出到放电休止时间控制装置16。该放电休止时间控制装置16从设定放电休止时间 存储装置15取得根据加工条件而设定的设定放电休止时间Toff(S)的数据，例如通过使 用下述式子进行运算处理来计算放电休止时间Toff (n+1)，根据该计算出的放电休止时间 Toff (n+1)控制检测电压发生装置2中的检测脉冲的发生。Toff (n+1) = Toff (s) X {1+KX Q (η) -Q (n+1) /Q (η)}. . . (3)其中，上式中K为系数，是正的实数。上述(3)式表示，当加工从被加工物5的区间η (51)进入n+1 (52)时，即表示从板 厚较厚的部位(tl)向较薄的部位(t2)前进时，把放电休止时间Toff (n+1)控制得比设定 放电休止时间Toff(S)长，但也表示如从区间n+1 (52)进入n+2(53)时那样板厚不变化时， 放电休止时间成为设定放电休止时间Toff (s)。这是由于与上述⑵式的‘ |Q(n)-Q(n+l) |， 对应的‘|Q(n+l)-Q(n+2) |’的值成为零。放电休止时间延长时，放电能量减小。另外，上述(3)式中，通过使用板厚的变化‘Q(n)_Q(n+l)’的绝对值，无论是如图2 那样加工从被加工物5的板厚较厚的部位向较薄的部位前进时，还是如图3那样从被加工 物5的板厚较薄的部位向较厚的部位前进时，都把放电休止时间控制得比设定放电休止时 间 Toff(s)长。通过上述控制(放电休止时间的长度的调整)，在被加工物5的板厚不变化的地 方，以恒定的放电休止时间(在设定放电休止时间存储装置15中存储的设定放电休止时 间)进行放电加工，另一方面，在被加工物5的板厚变化的地方(无论是板厚从厚到薄变化 的情况、还是从薄到厚变化的情况)，使放电休止时间比所述设定放电休止时间长来减小放 电能量。加工位置和放电休止时间的关系为图4所示那样。接着，参照图8说明本发明的线切割放电加工机的第三实施方式。在该实施方式 中，通过代替控制放电休止时间，而控制从主脉冲发生装置1输出的主脉冲的电流峰值，来 进行加工条件的设定，这一点与所述第二实施方式不同。图8所示的线切割放电加工机相 当于把图7所示的线切割放电加工机的设定放电休止时间存储装置15、放电休止时间控制装置16分别替换为设定主脉冲电流峰值存储装置25、放电脉冲电流峰值控制装置26。在 图8中，对于与图7所示的线切割放电加工机相同的结构附加相同的符号。在该第三实施方式中，在设定主脉冲电流峰值存储装置25中将设定主脉冲电流 峰值存储为Ip(S)。并且，放电脉冲电流峰值控制装置26从该设定主脉冲电流峰值存储装 置25取得根据加工条件而设定的设定主脉冲电流峰值Ip(S)的数据。该放电脉冲电流峰值控制装置26，例如通过进行下式表示的运算处理，计算放电 脉冲电流峰值Ip(n+1)，根据该计算出的放电脉冲电流峰值Ip(n+1)，控制从主脉冲发生装 置1发生的主脉冲的峰值。Ip(n+1) = Ip(s) X {1+KX |Q(n)-Q(n+l) |/Q(n)}· · · (4)其中，上式中K为系数，是负的实数。在控制放电脉冲电流峰值的情况下，放电脉冲电流峰值减小时，放电能量减小，因 此，在上述(4)式中把K设为负数来进行控制。接着，参照图9说明本发明的线切割放电加工机的第四实施方式。该实施方式代 替控制从主脉冲发生装置1输出的主脉冲的电流峰值来进行加工条件的设定，而根据主脉 冲的电流脉冲宽度进行加工条件的设定，这一点与所述第三实施方式(图8)不同。该图9 所示的线切割放电加工机相当于将图8所示的线切割放电加工机的设定主脉冲电流峰值 存储装置25、放电脉冲电流峰值控制装置26替换为设定主脉冲电流脉冲宽度值存储装置 35以及放电脉冲电流脉冲宽度值控制装置36。接着，参照图10说明本发明的线切割放电加工机的第五实施方式。该实施方式相 当于通过第一实施方式(图1)中的板厚变化检测装置14进行第三实施方式(图8)中的 被加工物的板厚变化的检测(即，根据前次主脉冲数P(η)和此次主脉冲数Ρ(η+1)的差检 测被加工物的板厚变化)。接着，参照图11说明本发明的线切割放电加工机的第六实施方式。该实施方式相 当于通过第一实施方式(图1)中的板厚变化检测装置14进行第四实施方式(图9)中的 被加工物的板厚变化的检测(即，根据前次主脉冲数P(η)和此次主脉冲数Ρ(η+1)的差检 测被加工物的板厚变化)。接着，参照图12说明本发明的线切割放电加工机的第七实施方式。该实施方式相 当于在第一实施方式(图1)中，把其前次主脉冲数存储装置13替换为平均主脉冲数运算 装置18，而且附加了运算时钟17以及平均主脉冲数存储装置19，通过如此构成，根据平均 主脉冲数检测被加工物的板厚的变化。该运算时钟17每隔预先设定的“单位时间”将信号输出到主脉冲数计数装置12， 通知经过了“单位时间”。主脉冲数计数装置12从放电间隙检测装置6取得主脉冲数，对每 单位时间的主脉冲数进行计数，然后将其传送到板厚变化检测装置14。另外，主脉冲数计 数装置12对每预定距离的主脉冲数进行计数，而且同时也测定该计数所需要的时间，将两 者(每预定距离的主脉冲数、以及预定距离的加工所需要的时间)传送到平均主脉冲数运 算装置18。平均主脉冲数运算装置18根据从主脉冲数计数装置12取得的每预定距离的主脉 冲数和预定距离的加工所需要的时间，运算每单位时间的平均主脉冲数，然后将该运算出 的平均主脉冲数传送到平均主脉冲数存储装置19。该平均主脉冲数存储装置19存储从平均主脉冲数运算装置18取得的平均主脉冲数，并且将该存储的平均主脉冲数传送到板厚 变化检测装置14。在该实施方式中，如前所述在被加工物的板厚的变化的检测中使用了脉冲电流的 脉冲数，但也可以代替该脉冲电流的脉冲数，使用脉冲电流的积分值来检测被加工物的板 厚的变化。在这种情况下，把图7所示的第二实施方式的线切割放电加工机变更为具备运 算时钟、平均主脉冲电流运算装置、平均主脉冲电流存储装置即可。板厚变化检测装置14根据从平均主脉冲数存储装置19取得的平均主脉冲数、和 从主脉冲数计数装置12取得的每单位时间的主脉冲数，检测被加工物的板厚变化。将被加 工物5的板厚发生了变化的信息从板厚变化检测装置14传送到放电休止时间控制装置16。在上述的本发明的各实施方式中，限于在被加工物的板厚变化的场所局部地进行 放电能量的控制，在没有板厚的变化的地方恢复为预先设定的放电能量来进行加工。由此， 在精加工中可以视为以恒定的放电能量进行加工，其结果，可以满足得到均勻光滑的加工 面这样的精加工的特性。除了基于上述实施方式的加工条件的调整(投入极间的能量的量的调整)以外， 还可以根据被加工物的板厚变化来调整伺服进给控制中的设定电压，由此调整无负荷加工 时间，从而调整从主脉冲发生装置1投入的能量的量。在这种情况下，由于不直接调整能量，因此由于存在二次放电而导致精度稍有降 低，但是在精加工时可以减轻在阶梯部发生的条纹。即，在使线电极和被加工物间的间隙即 极间的平均加工电压与设定电压一致地被反馈控制的伺服控制中，设定电压等于平均加工 电压Vm。该平均加工电压Vm通过以下式子表示。Vm (n) =VX Tw (η) / (Tw (η) +Toff)... (5)其中，Vm(η)是平均加工电压，V是无负荷峰值电压，Tw(η)是无负荷加工时间， Toff是休止时间。图13是说明无负荷峰值电压V、平均加工电压Vm、无负荷加工时间Tw以及休止时 间Toff的关系的图。当把无负荷峰值电压V和休止时间Toff设为恒定时，根据上述(5)式可知，若平 均加工电压Vm(n)增大，则无负荷加工时间Tw(n)增大。另外如前所述，伺服进给控制的设 定电压与平均加工电压Vm(η) —致，因此，通过调整该设定电压可以调整无负荷加工时间 Tw(n)，其结果，可以调整从主脉冲发生装置1投入的能量的量。作为一例，可以预先通过评价函数或表格等决定与板厚的差分(表示为主脉冲计 数值的差分或者主脉冲电流的积分值的差分)的绝对值对应的设定电压，然后，在实际加 工时使设定电压根据板厚的变化而变化，调整极间的平均加工电压，由此调整无负荷加工 时间Tw(n)并调整放电能量。即，通过对于板厚的变化把设定电压设定得较低，可以使无负 荷加工时间Tw(n)增加，延长主脉冲的发生间隔，从而临时降低放电能量。在伺服进给控制中，为使设定电压与平均加工电压一致，对相对于被加工物的线 电极的进给速度进行反馈控制，根据设定电压与平均加工电压的偏差决定该进给速度。因 此，通过改变在该设定电压与平均加工电压的偏差上相乘来求出进给速度的增益、即伺服 进给控制的反馈增益，在电压的偏差没有变化时也可以改变进给速度。若进给速度如此变 化，则无负荷加工时间Tw(η)也变化。通过如此调整主脉冲的发生间隔，可以临时降低放电能量°作为一例，可以预先通过评价函数或表格等决定与板厚的差分(表示为主脉冲计 数值的差分或者主脉冲电流的积分值的差分)对应的伺服进给的反馈增益，然后在实际加 工时对应于板厚变化率来调整上述增益，调整间隙的平均加工电压，调整放电能量。即，通 过相对于板厚的变化减小增益来减慢进给速度，可以使无负荷加工时间Tw(n)增大，延长 主脉冲的发生间隔，从而临时降低放电能量。另外，在不进行伺服进给控制，而通过由程序等指示的进给速度控制加工时，根据 板厚的变化调整该指示的进给速度即可。例如，最初以由程序等指示的进给速度进行放电 加工，并求出板厚的变化，设为与至此所指示的进给速度(最初由程序指示的进给速度)中 求出的板厚变化对应的进给速度，由此可以根据板厚的变化改变进给速度。由此，当板厚变 化时，新的进给速度变慢，结果，使无负荷加工时间Tw(n)增大，主脉冲的发生间隔延长，从 而可以临时降低放电能量。
权利要求
一种线切割放电加工机，其从加工用电源装置向线电极和被加工物之间的间隙即极间投入脉冲电流来进行多重的放电加工，其特征在于，具备加工距离运算单元，其针对每预定距离，运算所述线电极相对于所述被加工物的相对移动量；能量计算单元，其求出在对通过所述加工距离运算单元运算出的预定距离进行放电加工的过程中从所述加工用电源装置投入的能量；板厚变化检测单元，其根据通过所述能量计算单元求出的能量，检测所述被加工物的板厚变化；以及加工条件调整单元，其当通过所述板厚变化检测单元检测出板厚未变化时指示预先设定的加工条件，另一方面，当检测出板厚变化时调整加工条件，使得从所述加工用电源装置投入的所述能量减小。
2.根据权利要求1所述的线切割放电加工机，其特征在于，还具备前次投入能量存储单元，其存储在对通过所述加工距离运算单元前一次运算出 的预定距离进行放电加工的过程中通过所述能量计算单元求出的能量，并且，所述板厚变化检测单元，每当所述加工距离运算单元运算所述预定距离时，根据 所述能量计算单元求出的投入能量和在前次投入能量存储单元中存储的投入能量，求出被 加工物的板厚变化。
3.根据权利要求1或2所述的线切割放电加工机，其特征在于，所述能量计算单元求出的从加工用电源装置投入的能量，是从该加工用电源装置投入 的脉冲电流的脉冲数。
4.根据权利要求1或2所述的线切割放电加工机，其特征在于，所述能量计算单元求出的从加工用电源装置投入的能量，是从该加工用电源装置投入 的脉冲电流的积分值。
5.根据权利要求1或2所述的线切割放电加工机，其特征在于，所述加工条件调整单元，根据被加工物的板厚变化，调整休止线电极和被加工物之间 的间隙即极间的电压施加的放电休止时间的长度，由此调整从所述加工用电源装置投入的 能量°
6.根据权利要求1或2所述的线切割放电加工机，其特征在于，所述板厚变化检测单元，当检测出的板厚变化超过预先设定的值时，判断为板厚发生 了变化。
全文摘要
本发明提供一种线切割放电加工机，其根据从加工用电源装置在极间投入的能量(例如脉冲电流的脉冲数)检测被加工物的板厚的变化。当检测出板厚的变化时，调整加工条件(例如使放电休止时间比预先设定的放电休止时间长)，使得从加工用电源装置投入的能量减小对应于该板厚变化部分的量。
文档编号B23H7/04GK101941104SQ20101022611
公开日2011年1月12日 申请日期2010年7月6日 优先权日2009年7月7日
发明者平贺薰, 铃木康治 申请人:发那科株式会社