专利名称：使工件倾斜进行锥度加工的电火花线切割加工机的制作方法
技术领域：
本发明涉及电火花线切割加工机，特别涉及使工件倾斜进行锥度加工的电火花线切割加工机。
背景技术：
使用电火花线切割加工机的加工如图I所示，通常对在上喷嘴10内的上导线器12和在下喷嘴11内的下导线器之间拉紧的线电极4施加电压，通过在水平面上正交的X轴以及Y轴的两个轴(未图示)使对于该线电极4被相对驱动的工件承放台I上固定的工件3移动，通过在该线电极4和工件3之间(加工间隙)生成的连续的放电熔融除去工件3进行槽状的加工，加工成希望的形状。然后，被熔融除去的工件3成为加工屑(油泥)通过从上喷嘴10和下喷嘴11喷出的加工液排向槽外。 参照图2 图5说明现有的锥度加工的一例。在该加工例中，是从长方体的工件如图3所示切出具有45°的倾斜面的部件的加工。为了对图3表示的长方体进行锥度加工，通过相对挪动上导线器12对于下导线器13的水平方向位置(XY位置)，使线电极4成为对于工件承放面(未图示)倾斜拉紧的状态。这样的锥度加工是在想要得到圆锥形状或者四角锥形状或具有任意的倾斜面的形状时可利用的公知的加工方法。上导线器12对于下导线器13的相对移动量可以通过计算来求出。上导线器以及下导线器，一般用具有使线电极4贯穿的引导孔的被称为“导模”或者“导线模”的部件构成。在图4表示的加工程序(00001)中，通过“M15”的指令代码使锥度加工的功能成为有效，通过“G92”设定加工程序用坐标系和加工开始点(0，一 5)。线电极4在加工开始点对于工作台面(XY平面)成垂直的姿势。然后通过“G01X - 5. O”的指令线电极4开始向A点移动，在该移动开始的同时，通过指令的“G51”(使线左倾斜的命令)以及“T45.0”(T是指令线电极4的倾斜角度的命令)，线电极4的姿势开始倾斜，准备下一程序块(图3表示的A-B的直线程序块)内的倾斜面的加工，在到达A点时，线电极4的倾斜角度成为45°。接着，当指令“Y60. O”时，线电极4在对于行进方向向左侧倾斜45°的状态下开始倾斜面的加工，继续加工到B点。最后通过“X5. O”的指令线电极4开始朝向加工终点移动，在该移动的同时，通过指令的“G50”(取消线电极4倾斜的命令)以及“T0”线电极4的倾斜慢慢开始恢复原状，在到达加工终点时，线电极4返回到垂直状态(线电极4的倾斜角度为O。)，加工结束。上述的加工例是锥度角度单一时的工件的加工例，在加工具有多个锥度角度的工件时可以如下进行。如图5所示，在对工件加工45°和25°不同的两个锥度的情况下，在现有的锥度加工中，线电极4从垂直状态最大倾斜45°。在此，图6表示加工45°和25°锥度的程序例(00002)。
通过“M15”的指令代码使锥度加工有效，通过“G92”设定加工程序用的坐标系和加工开始点(0，一 5)。线电极4在该加工开始点对于工作台面(XY平面)成为垂直的姿势。然后通过“GOIX - 5. O”的指令线电极4开始向A点移动。在线电极4移动的同时，通过指令的“G51”以及“T45. O”线电极4开始使其姿势倾斜，准备下一程序块(图5中表示的A —C的直线程序块)中的倾斜面的加工，然后在线电极4到达A点时该线电极4的倾斜角度成为 45。。接着当指令了 “Y30. O”时，线电极4在对于其行进方向向左侧倾斜了 45°的状态下开始倾斜面的加工，继续加工到C点。当线电极4到达C点时，通过“T25. O”的指令线电极4的倾斜度成为25°。接着当指令了“Y30.0”时，线电极4在对于其行进方向倾斜了25。的状态下开始倾斜面的加工，继续加工到B点。最后用“X5. O”的指令线电极4开始朝 向加工终点移动，在该线电极4移动的同时，通过指令的“G50”以及“T0”线电极4的倾斜慢慢开始恢复，在到达加工终点时，线电极4返回到垂直状态(线电极4的倾斜角度为0° )。这样，加工结束。如上所述，执行锥度加工时所需要的线电极4的倾斜角与加工面的倾斜角(锥度角)对应，通常，在加工程序中用数值指定。例如，把工件承放面设为XY平面(Z=O的面)，如“对于 Z 方向 45 度=“ T45. O ”、“对于 Z 方向 25 度=“T25.0”那样指定。另外，为了使实际的线电极4的倾斜成为指定的倾斜角，使上导线器12对于下导线器13的相对位置(相对的XY位置)从上导线器12和下导线器13上下整齐排列的位置开始移动到线电极4正确地沿着具有程序指定的倾斜度的面的位置。该线电极4的移动，通过支撑上导线器12和下导线器13中的任意一方(例如上导线器12)的驱动部的移动(与X轴平行的轴向的U轴移动、以及与Y轴平行的轴向的V轴移动)来进行。(I)在日本特开平2 — 139129号公报中，公开了电火花线切割加工机的平行度修正方法，用于修正在XY工作台上承放的工件对于X轴以及Y轴的平行度。在该修正方法中，把工件安装在工作台上，测定其平行度，根据该测定值移动导线器，使线电极对于工件垂直。根据该修正方法，不需要进行工件的安装调整，能够节省调整需要的劳力和时间，进而能够大幅度地简化加工步骤。另外，在加工时对控制装置设置修正单元，使工件和线电极的相对移动距离与指定值一致，所以能够进行正确的加工。S卩，在上述专利文献中公开了以下的技术修正平行度变换加工程序用坐标系，使线电极垂直于对于工作台面以任意的角度承放的工件，而且基于变换后的坐标系，遵照修正后的加工指令值执行电火花线切割加工。该技术的特征在于，即使把工件对于工作台面以任意角度承放，也能够实现与将该工件对于工作台面平行地承放时相同的加工。但是该技术的目的是在把工件承放在工作台上后，不进行烦杂的准备作业便可以进行加工，以将工件放置在工作台面上为前提，在记述中既没有揭示故意倾斜放置工件，也没有揭示通过锥度加工产生的各种弊端。(2)在日本特开2000 — 52153号公报中公开了通过对导线器的形状下功夫来解决锥度加工时的线电极的断线和在加工面上发生的条纹的问题。但是该专利公报公开的技术是有关以倾斜拉紧线电极为前提的导线器的形状的技术，在使线电极对于工作台面垂直拉紧时不需要那样的应对。
(3)在日本特开2006 — 55923号公报中公开了即使在广角的锥度加工中线电极也不会振动，而且为了能够得到良好的加工面对导线器的形状下功夫的技术。但是该专利公报公开的技术也是有关以倾斜拉紧线电极为前提的导线器的形状的技术，在使线电极对于工作台面垂直拉紧的情况下不需要那样的应对处理。(4)在日本特开平9 一 267219号公报中公开了一种电火花线切割加工机和通过数值控制来控制该电火花线切割加工机的控制单元，该电火花线切割加工机使用在高效率、高精度下能够自动加工具有需要形状的切削刃形状的成形刀具的加工装置，为了加工在对基本形状进行前加工后的成形刀具的坯料的切削刃形成部分应该得到的希望形状的切削刃形状，而且为了加工后隙面，具有锥度加工功能和能够分度定位的旋转分度轴。另外在该电火花线切割加工机的旋转分度轴上作为工件安装上述成形刀具的坯料，根据基于应该得到的希望形状的切削刃形状预先生成的数值控制程序控制线电极和工件的相对移动，由此通过电火花加工自动地对成形刀具的切削刃形成部分执行切削刃和后隙面的加工。但是，上述专利文献中公开的技术，虽然在与工作台面平行的旋转轴上安装工件，
一边使旋转轴旋转一边加工切削刃形状和后隙面，但是因为工件自身围绕旋转轴旋转，所以不对照工件的倾斜来修正坐标系和用于加工的指令值。在进行锥度加工时，成为使用将工作台面作为基准的正交坐标系，使线电极从垂直行进姿势倾斜来执行加工的一般的锥度加工的方式。(5)在日本特开2006 — 159396号公报中公开了以下的技术测定工件的上表面的不在一条直线上的三个点的三维位置，根据该测定的三点对于倾斜的工件计算垂直的方向，进行定位使线电极对于工件成为垂直的方向，以该位置作为基准为了得到加工程序指定的倾斜度控制线电极的位置，修正设置工件时的误差。但是，该专利文献公开的技术为了修正工件承放时的工件姿势的误差，调整线垂直位置使线电极对于工件垂直，并非有意使工件倾斜，使线电极对于工作台面成为接近垂直的状态来进行锥度加工。在电火花线切割加工机中，通过使上导线部(上导线器I)相对于工作台面平行移动，倾斜拉紧由导线部支持的线电极4来进行加工的锥度加工，与垂直拉紧线电极4进行加工的垂直加工相比，具有很多技术上的问题，例如，具有下面的问题(I)加工屑排出困难，无法提高加工速度，(II)在导线器对线电极施加摩擦力，对于加工精度(表面粗糙度)产生恶劣影响，(III)因为在导线器而弯曲的线电极的支点由于导线器的形状精度或加工状态产生变动，所以高精度的加工困难，(IV)难以设定加工条件，(V)有时线电极4超过上、下导线器12、13的可移动范围，工件无法加工。下面说明上述(I) (V)的问题。(I)关于加工屑排出困难，无法提高加工速度的问题在电火花线切割加工中，进行一边在线电极4和工件3之间重复放电一边在线电极4的周围熔融除去工件3的加工，形成加工槽8来进行加工。图7A以及图7B表示锥度加工中的线电极4、工件3、以及加工液的关系。在电火花线切割加工中，从上、下喷嘴10、11喷出加工液7，从加工槽8排出在线电极4和工件3之间的加工槽8内积存的加工屑，防止线电极4和工件3的短路或者线电极4的断线，由此能够高效率地进行工件3的加工。图7A以及图7B说明线电极4、工件3、以及加工液的关系的图。在进行垂直加工时，如图7A所示，线电极4相对于工作台面(未图示)垂直拉紧。在这种情况下，通过加工液7的喷出方向和线电极4的行进方向一致，加工液7平稳地流入加工槽8内，能够高效率地从加工槽8中排出加工屑。另一方面，在进行锥度加工时，如图7B所示，线电极出4相对于工作台面倾斜拉紧。在该锥度加工中，加工液7的喷出方向和线电极4的行进方向不一致，加工液7难以流入加工槽8内，无法高效地从加工槽8中排出加工屑。另外，该倾向随锥度角度Θ增大而愈加明显。此外，工作台面是垂直于图7的纸面的面，而且是与工件的底面平行的面。进而，在锥度加工中，因为在导线部使线电极4弯曲行进，所以线电极4有时干扰 笔直引导加工液7的喷出的喷嘴10、11，因此需要使用在相同的加工液流量下流速慢的内径大的喷嘴。因此，在锥度加工的情况下，因为加工屑的排出效率恶化，容易发生短路或者线电极4的断线，所以必须减弱用于放电的加工条件来进行加工，结果无法以快的加工速度进行加工。(II)关于在导线器对线电极施加摩擦力，对于加工精度(表面粗糙度)有恶劣影响的问题在对于工作台面倾斜拉紧线电极4进行加工的锥度加工中，因为线电极4在导线器部分急剧弯曲，所以线电极4在导线孔内的移动无法圆滑地进行，因此有时在线电极4中发生振动或者线电极4断线，在被加工面上产生条纹，表面粗糙度变差。另外，该倾向随锥度角度增大而更加显著。为了消除这样的问题，在上述日本特开2000 - 52153号公报、日本特开2006 —55923号公报公开的技术中，尝试对导线部的形状下功夫来抑制线电极4的振动，但是没有达到完全消除在线电极4和导线部之间产生的摩擦力。因此，如图8A以及图8B所示，无法完全抑制在线电极4中产生的振动。图8A以及图8B是说明线电极在锥度加工中在导线部而弯曲的图。图8A是说明在使用曲率半径小的导线器13a时的导线部中的线电极4的弯曲的图，当使用那样的导线器时线电极4难以弯曲，无法抑制线电极4的振动，电火花加工不稳定。另一方面，图8B是说明使用曲率半径大的导线器13b时的导线部中的线电极4的弯曲的图，当使用这样的导线器时线电极4容易弯曲加工稳定，但是支点误差变大，还存在后述那样的问题。(III)关于在导线器弯曲的线电极的支点由于导线器的形状精度或者加工状态进行变动，所以难以进行高精度的加工的问题使用图9说明锥度加工时的角度指令方法。通过使用使线电极4倾斜的角度Θ和上导线器12和下导线器13之间的距离H，能够计算上导线器12的移动量。在上述的日本特开2006 - 55923号公报公开的技术的情况下，当使用曲率半径大的导线器时，能够减轻线电极4的振动，但是发生支点误差这样的有关精度的大的问题。图10是说明在曲率半径大的导线器中发生的支点误差的图。如该图10所示，因为根据锥度角度线电极4的支点位置不同，所以当不修正由于支点位置的偏离引起的误差时线电极4的倾斜角(锥度角度)发生偏离。(IV)关于难以设定加工条件的问题关于上述(I)的问题虽然已经指出，在通过电火花线切割加工机进行锥度加工时，加工屑的排出效率恶化，容易发生短路或者线电极4的断线。作为其对策，目前必须减弱用于放电的加工条件进行加工。但是，虽然越是减弱加工条件线电极4的断线越少，但是加工速度相应变慢，也将花费多余的加工时间。因此，要求尽可能不减弱加工条件地进行高效率的电火花加工。但是，因为加工屑的排出效率也根据锥度角度进行变化，所以在什么样的角度时以怎样的程度减弱加工条件，其调整实际上非常困难。 (V)关于有时线电极4超过上、下导线器12、13的可移动范围，无法加工工件的问题如图11所示，在线电极4相对于工作台面倾斜，指令的锥度角度的情况下、或者上导线器12和下导线器13之间的距离长的情况下，上导线器12和/或下导线器13的移动量变大，有可能超过其可移动范围无法加工的可能性。这些(I) (V)的问题是通过倾斜拉紧线电极4产生的问题，这些问题具有随锥度的角度增大更加明显的倾向。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种电火花线切割加工机，其能够垂直拉紧线电极或者以能够不发生或者能够减轻锥度加工中的弊端的程度将线电极拉紧成接近垂直的状态，来进行加工。本发明的电火花线切割加工机具有工作台，按照进行锥度加工的加工程序一边使线电极和工件相对移动一边进行电火花加工,上述工作台具有由正交的两个轴组成的坐标系以及平面，用于承放工件。该电火花线切割加工机具有承放部，其对于上述平面倾斜地承放上述工件；倾斜角设定部，其设定在上述承放部上倾斜地承放的上述工件与上述平面形成的倾斜角度；坐标系变换部，其根据上述倾斜角设定部设定的倾斜角度使上述坐标系倾斜上述倾斜角度；和加工指令值修正部，其根据上述坐标系变换部变换后的坐标系修正通过上述加工程序指令的加工指令值。在通过上述加工程序指令的锥度角度是一个的情况下，使上述工件通过上述承放部相对于上述平面倾斜的角度成为通过上述加工程序指令的锥度部分的角度或者指令的角度的附近。在通过上述加工程序指令的锥度角度是多个的情况下，使上述工件通过上述承放部相对于上述平面倾斜的角度成为上述锥度角度的最大值和最小值的中间的角度或者该中间的角度的附近。上述承放部是能够设定角度的分度盘、具有分度定位功能的旋转轴、或者具有正弦规结构的固定规尺中的任何一种。上述切割电火花加工机还可以具有加工条件存储部，其存储对于上述工件的每一板厚准备的加工条件；板厚修正部，其使用上述倾斜角设定部设定的倾斜角度修正上述工件的板厚；和加工条件设定部，其使用上述板厚修正部修正后的板厚设定加工条件。上述加工指令修正部运算通过上述坐标系变换部变换后的坐标系上的当前的线电极的角度与指令的锥度角度的角度差，可以根据该运算出的角度差移动导线器。根据本发明，能够提供一种电火花线切割加工机，其能够垂直拉紧线电极或者以能够不发生或者能够减轻锥度加工中的弊端的程度将线电极拉紧成接近垂直的状态，来进行加工。即在本发明中，旋转设置工件，控制线电极的位置，成为把对于工件的垂直方向作为基准指令的锥度角度，使工件的旋转角度成为与指令的锥度角度大体相同的值，由此能够在线电极对于工作台面大体垂直的状态下进行加工，所以能够避免锥度加工中的目前的弊端。
通过参照附图对于以下的实施例进行说明，本发明的上述以及其他的目的以及特 征将会变得明确。在这些附图中图I是说明使用线电极的电火花加工的图；图2是说明通过现有的锥度加工的加工例的图；图3是说明用于进行图2表示的锥度加工的线电极的动作的图；图4是进行图3表示的锥度加工的加工程序的例子；图5是说明在图3中进行锥度加工的工件具有多个锥度角度的情况下的该工件的锥度加工的图；图6是进行图5表示的锥度加工的加工程序的例子；图7A以及图7B是说明锥度加工中的线电极、工件、以及加工液的关系的图；图8A以及图SB是说明线电极在锥度加工中通过导线部弯曲的图，图8A表示导线器的曲率小的情况，图8B表示导线器的曲率大的情况。图9是说明锥度加工时的角度指令方法的图；图10是说明在曲率半径大的导线器中发生的支点误差的图；图11是说明当指令的锥度角度大时，上导线器和/或下导线器的移动量变大，越过其可移动范围，无法加工的图；图12是说明在使工件对于工作台面倾斜时的线电极和工件的相对移动量的图；图13A以及图13B是比较说明现有技术的锥度加工(图13A)和本发明的锥度加工(图13B)的图；图14A以及图14B是说明垂直加工时的板厚(图14A)和进行本发明的锥度加工时的板厚(图14B)的关系的图；图15是说明通过本发明的电火花线切割加工机进行的锥度加工的图，锥度加工的工件仅具有一个锥度角度；图16是进行图15表示的锥度加工的加工程序的例子；图17是说明通过本发明的电火花线切割加工机进行的锥度加工的图，锥度加工的工件具有多个(两个)锥度角度；图18是进行图17表示的锥度加工的加工程序的例子；图19是说明通过正弦规结构的工件固定夹具使工件倾斜来执行的锥度加工的例子的图；图20是说明通过在工作台上承放的具有分度定位功能的旋转分度轴上安装工件，使该旋转分度轴旋转来使工件倾斜执行的锥度加工的例子的图；图21是说明本发明的电火花线切割加工机的一种方式的基本结构及其动作的图；图22是说明通过图21表示的数值控制装置执行的锥度加工的处理的第一方式的流程图；图23是说明本发明的电火花线切割加工机的另一种方式的基本结构及其动作的图；
图24是说明通过图21表示的数值控制装置执行的锥度加工的处理的第二方式的流程具体实施例方式首先说明本发明的电火花线切割加工机的概要。如上述日本特开平2 — 139129号公报所示，确立了以下的技术为了使线电极4对于相对于工作台面以任意的角度承放的工件3垂直，修正工件3对于由X轴以及Y轴形成的平面的平行度，变换加工程序用坐标系，根据该变换后的坐标系还修正加工指令值，遵照该修正后的加工指令值进行电火花线切割加工。换言之，根据该技术，即使对于工作台面以任意角度承放工件3，也能够实现与工作台平行地承放工件3时同样的加工。本发明的电火花线切割加工机在锥度加工中应用该技术，使线电极4在对于工作台面垂直、或者以不发生锥度加工中的弊端或者能够减轻该弊端的程度将线电极4拉近成接近垂直的状态，代替线电极4的倾斜，对于工作台面倾斜承放工件3来进行锥度加工。由此解决本发明要解决的问题，锥度加工中的加工性能飞跃地提高。另外，因为能够原样利用通常的锥度加工用的加工程序，所以不存在研究生成倾斜承放工件3时的加工程序的麻烦。在此研究使工件倾斜来进行加工。即使取代使线电极4倾斜而使工件倾斜3，如果这些线电极4和工件3相对的位置关系相同，则应该能够实现和通常的锥度加工同样的加工。但是，这里产生一个问题。在工作台面和工件3所成的角度如图12所示为Θ时，当设在工作台面中的移动量为L，线电极4和工件3的相对移动量为L’时，L和L’的关系成为以下(I)式那样。图12说明在使工件3倾斜时的线电极4和工件3的相对移动量。L，=LXcos Θ...... (I)因为像目前那样在把工件3与工作台面平行那样承放时θ=0°，所以从上式成为L’=L，线电极4和工件3的相对移动量和在工作台面中的移动量相同。但是，在把工件3对于工作台面倾斜承放时，在通过加工程序指令了 L’的移动量时，根据以上的(I)式，必须把L’修正为L使工作台移动。用于解决该问题的加工指令值的修正的处理，例如在上述的日本特开平2 -139129号公报中已经示教，所以可以在本发明的电火花线切割加工机中使用该修正处理。目前具有不使线电极倾斜保持垂直仅使工件3倾斜来进行电火花加工(锥度加工)的想法，但是此时需要重新生成用于加工倾斜的工件3的加工程序，考虑到劳力不实用。但是，通过组合上述的修正处理和倾斜的坐标系，能够原样使用通常的锥度加工用加工程序，不需要花费多的劳力。下面，对于上述的各问题(I) (V)进行如下研究。(I)关于加工屑排出困难，无法提高加工速度的问题图13A和图13B是比较说明现有技术的锥度加工(图13A)和本发明的锥度加工(图13B)的图。在现有的锥度加工中，如图13A所示，线电极4从与工作台面垂直的位置倾斜锥度角度(Θ )。另一方面，在本发明中，如图13B所示，把工件3从工作台面倾斜锥度角度(Θ )，但是线电极4和工件3的相对的位置关系和现有的(图13A表示的)锥度加工相同。
但是，在本发明中，如图13B所示，因为线电极4对于工作台面维持垂直的位置，所以加工液7和垂直加工时(Θ =0)相同，平稳地流入线电极4和工件3之间的槽(加工槽)。因此，因为根据本发明能够高效率地排出加工屑，所以能够解决“因为加工屑排出困难所以无法提高加工速度”这样的问题，能够得到和垂直加工同等的加工速度，大幅度缩短加工时间。(II)关于在导线器对线电极施加摩擦力，对于加工精度(表面粗糙度)有恶劣影响的问题如果线电极4对于工作台面能够维持垂直的位置，则因为线电极4在导线部不会急剧弯曲，所以也解决了 “在导线部对线电极施加摩擦力，对于表面粗糙度有恶劣影响”这样的问题，能够得到和垂直加工时同等的表面粗糙度。(III)关于因为在导线器弯曲的线电极的支点由于导线器的形状精度或者加工状态发生变动，所以高精度的加工困难的问题如果线电极4对于工作台面能够维持垂直的位置，则线电极4在导线部不会急剧弯曲，所以也解决了“在导线部线电极4的支点位置偏离，对精度造成恶劣影响”这样的问题，能够得到和垂直加工时同等的表面粗糙度。(IV)关于设定加工条件困难的问题电火花线切割加工中的加工条件，通常为工件3的每一板厚准备垂直加工用条件，但是不准备锥度加工用条件。这是因为由于上述的理由，决定锥度加工时的最适合的加工条件非常困难。但是，在本发明的电火花线切割加工中，因为线电极4对于工作台面垂直，所以加工屑的排出能力和垂直加工时相同。因此，如图14A以及图14B所示，当考虑工件3的“在本发明的加工中的板厚”为t’，设工件3的本来的板厚为t时，t和t’的关系成为以下的
(2)式那样。图14A以及图14B说明垂直加工时的工件3的板厚t (图14A)和通过本发明的电火花线切割加工进行锥度加工时的工件3的板厚(“本发明的加工中的板厚”)t’(图14B)的关系。t，=t/cos θ...... (2)上述事实说明，如果根据工件3的板厚t和倾斜角度Θ求出“本发明的加工中的板厚t’”，设定“设想工件3的板厚为t’的垂直加工用加工条件”，则能够得到锥度加工时的加工条件。另外，如果进行本发明那样的锥度加工，则在电火花线切割加工机的控制装置中设置用于这样的加工条件设定的单元，操作员使用该单元能够容易地设定锥度加工用加工条件。因此，通过本发明的电火花线切割加工，不要目前那样的设定加工条件的劳力，能够进行加工效率与垂直加工同等的效率非常高的锥度加工。(V)关于有时线电极4超越上、下导线器12、13的可移动范围，无法加工工件的问题在本发明的电火花线切割加工中，因为能够使线电极成为对于工作台面大体垂直的状态进行加工，所以能够解决锥度加工中的弊端。使用图15说明通过本发明的电火花线切割加工机进行的锥度加工。在图15中，把图3的工件3围绕Y轴旋转45°，对于图3的X、Y、Z轴的三轴正交坐标系，新设置V、Y’、Z’轴的三轴正交坐标系。此时，Y轴和Y’轴一致。根据图15所知，工件3围绕Y轴旋转，成为从机器的工作台面(XY平面)倾斜45°的姿势。然后当在该X’ VV的坐标系中执行刚才的加工程序时，在图3表示的现有技术 的情况下加工为45°倾斜面的直线程序块A — B，在表示本发明的锥度加工的图15中成为对于工作台面垂直的面。另外，为了进行该坐标系的变换，生成在图4所示的现有的加工程序(00001)中追加了 “G134W1”以及“G134W0”的图16所示的加工程序(00003)即可。这里说明遵照图16表示的加工程序(00003)的动作。首先，通过“G134W1”的指令使坐标系变换功能成为有效。用“S”指令坐标系倾斜角度。于是，设定锥度加工用VVV的坐标系，线电极4在加工开始点倾斜成为对于V Y’平面垂直。在此因为是“S45.0”，所以使坐标系倾斜的角度为45°。当线电极4对于V Y’平面垂直时，指令“Μ15”使锥度加工功能成为有效，通过“G92”设定加工程序用坐标系和加工开始点(0，一 5)。在加工开始点时，线电极4成为对于V Y’平面垂直。然后通过“G01X - 5. O”的指令，线电极4开始向A点移动，但是通过与该指令同时指令的“G51”、“T45. O”准备下一程序块(直线程序块A — B)的加工，线电极4的姿势开始变为对于工作台面(XY平面)垂直，然后在线电极4到达A点时成为对于工作台面垂直。接着当指令“γ60. O”时，线电极4保持姿势不变前进到B点。然后通过“X5. O”的指令线电极4开始向加工结束点移动，通过与该指令同时指令的“G50”、“T0”线电极4的姿势慢慢开始返回到对于X’ Y’平面垂直，线电极4在到达加工结束点时返回对于X’ Y’平面垂直的状态。最后，通过“G134W0”的指令坐标系变换功能成为无效，线电极4返回对于工作台面垂直的状态，加工结束。上面的例子为了容易理解地说明本发明的特征，举例表示锥度角度单一的加工，但是在如图5所示具有多个锥度角度的情况下可以如下应对。如图17所示，如果使图5表示的工件3对于工作台面倾斜45°和25°的平均值35° (= (45 + 25)/2)来进行本发明的锥度加工，则使线电极4对于垂直方向最大仅倾斜10°。加工时的线电极4无法保持完全的垂直状态，但是与现有的锥度加工那样线电极4最大倾斜45°相比，可知上述问题(I) (V)对加工的影响的程度轻微，能够高效正确地进行加工。根据图17可知，图5所示的工件3围绕Y轴旋转，成为从机器的工作台面(XY平面)倾斜35°的姿势。然后，当在该X’Y’X’的坐标系中执行刚才的加工程序时，在现有技术的图5中，加工为45°的倾斜面的直线程序块A — C，在表示本发明的锥度加工的图17中，从垂直于工作台面的面成为对于线电极4的行进方向向左侧倾斜10°的面，另一方面，加工为25°的倾斜面的直线程序块C 一 B，从垂直于工作台面的面成为对于线电极4的行进方向向 右侧倾斜10°的面。另外，为了进行该坐标系的变换，生成在图6所示的现有的程序“00002”内追加了 “G134W1”、“G134W0”的图18所示的加工程序“00004”即可。这里说明遵照图18表示的加工程序“00004”的动作。首先，通过“G134W1”的指令使坐标系变换功能成为有效。于是，设定用于本发明的锥度加工的V Y’ V坐标系，线电极4在加工开始点倾斜为对于V Y’平面垂直。坐标系倾斜角度用“S”指令。这里因为是“S35.0”，所以使坐标系倾斜的角度是35°。当线电极4对于V Y’平面垂直时，指令“M15”使锥度加工功能成为有效，通过“G92”设定加工程序用坐标系和加工开始点(0，一 5)。在加工开始点，线电极4对于X’ Y’平面垂直。然后通过“G01X - 5. O”的指令，线电极4开始向A点移动，但是通过与该指令同时指令的“G51”、“T45. O”准备下一程序块(直线程序块A — C)的加工，线电极4的姿势开始变化，在到达A点时线电极4成为对于下一程序块中的线电极4的行进方向向左侧倾斜10°的姿势。接着当指令“Y30. O”时，线电极4保持姿势不变前进到C点。当线电极4到达C点时，通过“T25. O”线电极4的倾斜角度对于行进方向向右侧倾斜10°。接着当指令“Y30.0”时，线电极4保持对于行进方向向右侧倾斜10°的姿势开始倾斜面的加工，前进到B点。然后通过“X5. O”的指令，线电极4开始向加工结束点移动，通过与该指令同时指令的“G50”、“T0”线电极4的姿势开始慢慢地返回到对于X’ Y’平面垂直，在到达加工结束点时线电极4返回对于X’ Y’平面垂直的状态。最后，通过“G134W0”的指令坐标系变换功能成为无效，线电极4返回对于工作台面垂直的状态，加工结束。下面说明把工件3承放到工作台上的方法。对于图2所示的不进行坐标系变换时的锥度加工例子，如图19所示，考虑首先用角度可调整的专用的规尺(正弦规结构20)把工件3固定在工作台上的方法。也可以在这样的规尺上承放工件3，在加工前的准备时正确地调整倾斜角然后进行加工。该方法在准备时要花费劳力，但是如果要节省劳力高效率地进行加工，也可以在上述导线部上安装测定元件，通过该测定元件测定工件3对于工作台面的倾斜角。另外，如图20所示，也可以在工作台上承放的具有分度定位功能的旋转分度轴22上安装工件3，通过使该旋转分度轴22旋转来给予倾斜角度。此时，可以用测定元件测定倾斜角度，也可以用旋转分度轴22的定位功能确定倾斜角度。可以取代旋转分度轴22使用分度盘。然后，如果把如此确定的工件3的倾斜角度作为坐标系的倾斜角度，如上述例子那样通过加工程序的自变量“S45. 0”、“35. O”或手动输入或通过软件的自动设定提供给电火花线切割加工机，则通过在该控制装置内部具有的导线器定位单元，导线器移动到线电极4和工件3垂直的位置(该技术自身例如记载在上述日本特开平2 - 139129号公报中，属于公知的技术)，能够进行本发明的锥度加工。
此外，在上述的例子中说明了使X轴倾斜的加工(X — X’、Y=Yf )，但是即使在使Y轴倾斜的加工(x=x’、Y — Y’)时、或者使Χ、γ两个轴倾斜的加工(X — X’、Υ — Y’)时，能确定希望的倾斜角度，正确地变换坐标系。图21是说明本发明的电火花线切割加工机的一种方式的基本结构及其动作的图。在图21中，符号I是设置并固定作为加工对象的工件3的工件承放台1，具备向上的具有高精度的平坦度的工件承放面2。在加工时，使工件3的底面与工件承放面2接触，来设置固定在工件承放台I上。工件3其整个上表面31成为与底面32平行的面。这里作为工件3举例表示了长方体形状的工件，整个上表面31成为与底面32平行的面，但这仅是例子，例如可以是上表面31仅一部分区域与底面32平行。为了对工件3施行电火花加工，线电极4从送出卷轴经由给电辊、上导线器12等被供给，加工时通过接线操作架设在上下导线器12、13之间，施 加用于在与工件3之间产生放电的电压(脉冲状电压)。线电极4进而经由下导线器13、导辊等把线电极4卷绕在以规定的张力拉紧的卷绕轴上。此外，替换卷绕轴，可以一边用两个辊夹持旋转一边拉紧向线回收箱内回收。另外，采用向加工位置浇注冷却水，或者把工件3全体浸溃在加工液(例如纯水)中等方法，对此省略详细的说明。工件承放台I的承放面2在水平方向上(与XY平面平行的面上)延伸，工件承放台I通过XY各轴的伺服电动机，能够在与XY平面平行的面上驱动。另外上导线器12通过UV各轴的伺服电动机，能够在与XY平面平行的面上驱动，并且通过Z轴的伺服电动机,能够在与XY平面垂直的方向(土Z方向)上驱动。基于U轴的移动方向和基于X轴的移动方向平行，另外基于V轴的移动方向和基于Y轴的移动方向平行。为了改变加工位置，改变工件3和线电极4的相对位置即可，如果改变线电极4的架设方向，加工截面的方向改变。这些变化可以通过X、Y、U、V、Z各轴的移动的适当的组合实现。这些轴的移动根据从数值控制装置输出的各轴的指令(X轴指令、Y轴指令、U轴指令、V轴指令以及Z轴指令)进行，其指令内容通常在加工程序中规定。此外，数值控制装置的结构自身是具有CPU、存储器、伺服控制部、各种接口等公知的结构，省略详细的说明。在数值控制装置的存储器中预先存储为每一板厚准备的加工条件、用倾斜角度修正加工物的板厚的板厚修正单元(计算式)、加工程序及其“关联数据”。使用图21表示的电火花线切割加工机能够遵照工件的倾斜角度修正板厚，遵照修正后的加工条件加工工件。图22是说明通过图21表示的数值控制装置执行的锥度加工的处理的第一方式的流程图。预先设定倾斜度来固定工件。[步骤SA01]读入加工程序的I程序块。[步骤SA02]判断读入的程序块是否是使坐标系变换功能有效的程序块，如果是使坐标系变换功能有效的程序块则转移到步骤SA03，如果不是使坐标系变换功能有效的程序块则转移到步骤SAlI。[步骤SA03]用指令的坐标系倾斜角度设置锥度加工用坐标系。[步骤SA04]读入加工程序的I程序块。[步骤SA05]判断锥度加工是否有效，如果有效则转移到步骤SA06，如果无效则转移到步骤SA09。此外，在该步骤SA05中，如果在读出的程序块中记述“M15”，则判断为“锥度加工有效”。该“M15”作为情态信息预先存储，以后在记述锥度加工无效的程序块之前的期间，作为锥度加工有效对待。[步骤SA06]判断是否有线电极的倾斜指令，在具有倾斜指令的情况下转移到步骤SA07，在没有倾斜指令的情况下转移到步骤SA13。[步骤SA07]通过在步骤SA03设定的锥度加工用坐标系变换线电极的倾斜指令。[步骤SA08]移动线电极，以便成为在步骤SA07中变换后的线电极的倾斜度。[步骤SA09]判断程序是否结束，在程序结束的情况下结束该处理，另外在程序未结束的情况下转移到步骤SA10。[步骤SA10]读入加工程序的I程序块。
[步骤SA11]判断在步骤SAlO读入的程序块是否是使坐标系变换功能无效的程序块，在是无效的程序块的情况下转移到步骤SA12，在不是无效的程序块的情况下转移到步骤 SA05。[步骤SA12]把锥度加工用的坐标系返回原来的坐标系。[步骤SA13]判断读入的程序块是否是移动指令的程序块，如果是移动指令的程序块则转移到步骤SA14，如果不是移动指令的程序块则转移到步骤SA09。[步骤SA14]通过锥度加工用坐标系变换移动指令。[步骤SA15]通过在步骤SA14变换后的移动指令移动工作台或导线器。通过以上的处理能够解决上述(I) (IV)的问题，但是因为在图16的加工程序中通过“G134W1”的指令使坐标系变换功能有效，设定锥度加工用V Y’ V的坐标系，线电极在加工开始点倾斜为对于X’ Y’平面垂直，所以未另外解决上述(V)的问题(有时线电极4超越上、下导线器12、13的可移动范围，无法加工工件)。因此，使用图23以及图24说明能够解决线电极4超越上、下导线器12、13的可移动范围的可能性引起的弊端。图23是说明本发明的电火花线切割加工机的另一种方式的基本结构及其动作的图，该电火花线切割加工机能够在使线电极对于工作台面大体垂直的状态下加工工件。旋转设置工件13，用坐标系倾斜角度指令其旋转角度。这里，当使坐标系变换功能有效时，线电极因为如“动作I”那样在加工开始点倾斜为对于上述旋转后的工件3垂直，所以存在超越上、下导线器的可移动范围的可能性。因此，通过在电火花线切割加工机的控制装置内设置的加工指令修正部运算变换后的坐标系上的现在的线电极的角度和指令的锥度角度的差，根据该差控制导线器。由此，因为如图23的“动作2”那样，线电极4能够在对于工作台面大体垂直的状态下移动，所以能够解决超越上、下导线器的可移动范围的弊端。图24是说明通过图21表示的数值控制装置执行的锥度加工的处理的第二方式的流程图。下面参照图23遵照各步骤进行说明。此外，该流程图以包含使坐标变换功能有效的程序块的加工程序为前提。[步骤SB01]设定工件的倾斜度。这里的工件的倾斜度的设定例如通过图20表示的单元进行。[步骤SB02]对于在倾斜状态下设置的工件通过计算求出垂直的方向。[步骤SB03]存储线电极的现在的倾斜度。线电极的现在的倾斜角度，根据图23表示的电火花线切割加工机的动作方式，是和指令的锥度角度相同的值。
[步骤SB04]读入I程序块。[步骤SB05]判断在读入的程序块中是否有线电极的倾斜指令，在有倾斜指令的情况下转移到步骤SB06，在没有倾斜指令的情况下转移到步骤SB07。[步骤SB06]以对于工件垂直的方向作为基准计算下一处理周期中的线电极的倾斜度。[步骤SB07]把线电极的下一处理周期中的倾斜度作为线电极的现在处理周期中的倾斜度。[步骤SB08]判断在步骤SB04读入的程序块的执行是否结束，在执行未结束的情 况下转移到步骤SB04，在执行结束的情况下结束该处理。
权利要求
1.一种电火花线切割加工机，具有工作台，按照进行锥度加工的加工程序一边使线电极和工件相对移动一边进行电火花加工，上述工作台具有由正交的两个轴组成的坐标系以及平面，用于承放工件，上述电火花线切割加工机的特征在于，具有 承放部，其对于上述平面倾斜地承放上述工件； 倾斜角设定部，其设定在上述承放部上倾斜地承放的上述工件与上述平面形成的倾斜角度； 坐标系变换部，其根据上述倾斜角设定部设定的倾斜角度使上述坐标系倾斜上述倾斜角度；和 加工指令值修正部，其根据上述坐标系变换部变换后的坐标系修正通过上述加工程序指令的加工指令值。
2.根据权利要求I所述的电火花线切割加工机，其特征在于， 在通过上述加工程序指令的锥度角度是一个的情况下，使上述工件通过上述承放部相对于上述平面倾斜的角度成为通过上述加工程序指令的锥度部分的角度或者指令的角度的附近。
3.根据权利要求I所述的电火花线切割加工机，其特征在于， 在通过上述加工程序指令的锥度角度是多个的情况下，使上述工件通过上述承放部相对于上述平面倾斜的角度成为上述锥度角度的最大值和最小值的中间的角度或者该中间的角度的附近。
4.根据权利要求I所述的电火花线切割加工机，其特征在于， 上述承放部是能够设定角度的分度盘、具有分度定位功能的旋转轴、或者具有正弦规结构的固定规尺中的任何一种。
5.根据权利要求I所述的电火花线切割加工机，其特征在于，还具有 加工条件存储部，其存储对于上述工件的每一板厚准备的加工条件； 板厚修正部，其使用上述倾斜角设定部设定的倾斜角度修正上述工件的板厚；和 加工条件设定部，其使用上述板厚修正部修正后的板厚设定加工条件。
6.根据权利要求I所述的电火花线切割加工机，其特征在于， 上述加工指令修正部运算通过上述坐标系变换部变换后的坐标系上的当前的线电极的角度与指令的锥度角度的角度差，根据该运算出的角度差移动导线器。
全文摘要
在使工件倾斜进行锥度加工的电火花线切割加工机中，工件承放部对于由正交的X轴以及Y轴两个轴组成的平面以预先设定的角度倾斜承放工件。把XY坐标系倾斜上述的设定角度变换为X’Y’坐标系。然后，根据该X’Y’坐标系修正通过加工程序指令的加工指令值。这样保持线电极对于XY平面(工作台面)大体垂直的姿势不变，对于倾斜的工件执行锥度加工。
文档编号B23H7/02GK102814563SQ201210189490
公开日2012年12月12日 申请日期2012年6月8日 优先权日2011年6月10日
发明者荒川靖雄, 平贺薰, 坪口勇次 申请人:发那科株式会社