专利名称：进行变形消除加工的电火花线切割机的制作方法
技术领域：
本发明涉及进行变形消除加工的电火花线切割机。
背景技术：
在对内部应力比较大的材料的被加工物(工件)进行电火花线切割加工的情况下，通过加工的进行，内部应力被释放，在上述工件上发生变形。该变形使得加工尺寸中产生误差，对加工时间或加工精度造成恶劣影响。在现有的加工方法中，在对内部应力比较大的材料进行电火花线切割加工的情况下，残留预先估计了变形量的加工余量(范围)来进行发生变形的加工，其后进行除去变形的加工(例如参照日本特开昭55 - 137834号公报)。但是，因为在加工前无法得知在工件上发生的变形量或变形发生的地方，所以必须把估计的加工余量取得大。因此，进行两次粗加工，加工时间大幅增加。在金属模的加工中单件加工多，在现有的加工方法中几乎没有问题，但是在机械部件或者电机部件的加工中有时加工大量相同形状的部件，在这种情况下，因为加工时间大幅增加，所以希望能够缩短加工时间的加工方法。
发明内容
因此，本发明的课题是提供一种进行变形消除加工的电火花线切割机，其能够确定通过电火花线切割加工在工件中变形的发生位置，能够知道变形量，进行高效率的加工，缩短加工时间。本发明的进行变形消除加工的电火花线切割机，在使由上下线导向件支持的线电极和工件相对移动来加工工件的电火花线切割机上附加了进行变形消除加工的功能，具有:轴移动控制部，用于在加工结束后使上述线电极从加工结束位置向加工开始位置沿加工路径在加工方向的反方向上相对 于工件相对移动；接触检测部，用于在上述线电极在加工方向的反方向上相对于工件相对移动时检测上述线电极和上述工件的接触；接触位置存储部，用于在通过上述接触检测部检测到上述线电极和上述工件的接触时停止上述线电极的相对移动，把检测到该接触时的上述线电极相对于上述工件的位置作为接触位置来存储；非接触位置存储部，用于在存储上述线电极的接触位置后，使上述线电极在偏移方向上相对于工件相对移动，在上述线电极和工件成为非接触状态时检测其非接触，停止上述线电极的相对移动，把检测到该非接触时的上述线电极相对于上述工件的位置作为非接触位置来存储；加工路径复位控制部，用于使上述线电极从上述非接触位置在与偏移方向的反方向上相对于上述工件相对移动，同时忽略由上述接触检测部进行的线电极和工件的接触检测，使上述线电极沿加工路径在加工方向的反方向上相对于上述工件相对移动预定距离；变形量计算部，用于根据在上述接触位置存储部中存储的接触位置和在上述非接触位置存储部中存储的非接触位置计算上述工件的变形量；和变形消除加工执行部，用于在用上述变形量计算部算出的变形量中的最大值比预先设定的值大时，执行变形消除加工。进行变形消除加工的电火花线切割机还可以具有速度变更部，其能够任意变更在使上述线电极从加工结束位置向加工开始位置沿加工路径在加工方向的反方向上相对于上述工件相对移动时的上述线电极的进给速度。进行变形消除加工的电火花线切割机还可以具有停止部，用于在使上述线电极从加工结束位置向加工开始位置沿加工路径在加工方向的反方向上相对于上述工件相对移动时每隔预先指定的距离，使上述线电极停止。进行变形消除加工的电火花线切割机可以具有移动部，用于在使上述线电极在偏移方向上相对移动时，在不能解除上述线电极和上述工件的接触时，使上述线电极移动到上述加工开始位置。进行变形消除加工的电火花线切割机可以具有移动部，用于在从所述工件中依次加工多个部件的多个加工的情况下，在使上述线电极在偏移方向上相对移动时不能解除上述线电极和上述工件的接触时，使线电极移动到当前正在加工的部件的下一要加工的预定部件的加工开始位置。根据本发明，能够提供一种电火花线切割机，其能够确定对工件进行电火花线切割加工时发生的变形的发生位置，能够知道其变形量，进行高效率的加工，缩短加工时间。
从以下参照附图对于实施例的说明可以明了本发明的上述以及其他的目的以及特征。附图中:图1是应用本发明的电火花线切割机的本体的概略结构图；图2是表示控制图1表示的电火花线切割机本体的数值控制装置的概略结构图；图3是说明在内部应力比较大的工件上加工4个相同的加工形状的图；图4是说明无法解除线电极`和工件的接触的状态的图；图5是说明变形量的求法的图；图6A以及图6B是说明本发明的进行变形消除加工的处理的流程图。
具体实施例方式使用图1说明应用本发明的电火花线切割机本体30的结构的概略。卷绕线电极I的线轴11，由进给部转矩电动机10在与线电极I的拉出方向相反的方向上赋予所指示的预定低转矩。从线轴11拉出的线电极I经由多个导辊(未图示)，通过由制动电动机12驱动的制动靴13调节制动靴13和由线电极进给电动机(未图示)驱动的进给辊19之间的张力。通过制动靴13的线电极I经由上线导向件14、下线导向件15、下导辊16，被夹送辊18和通过线电极进给电动机(未图示)驱动的进给辊19夹持，向线电极回收箱17内回收。图2是表示控制图1表示的电火花线切割机本体的数值控制装置的概略结构的图。数值控制装置(CNC) 50包含处理器(CPU) 51、RAM、ROM等存储器52、显示用接口53、显示装置54、键盘接口 55、键盘56、伺服接口 57、伺服放大器58、进行与外部设备的信号的收发的输入输出接口 60。上述各部件通过总线61相互连接。驱动使线电极I和工件2相对移动的各轴的伺服电动机31通过伺服放大器58驱动。包含加工用电源的电火花线切割机本体30通过接口 59被控制。当启动加工程序时，通过接口 59发送加工电源接通的指令。在要使加工电源关断的情况下，也通过接口 59向电火花线切割机本体30发送指令。输入输出设备32通过输入输出接口 60收发输入输出信号。由数值控制装置50和电火花线切割机本体30构成的电火花线切割机具有通过检测线电极I和工件2之间施加的微弱的电压的变动来进行线电极I和工件2的接触或者非接触检测的单元。因为电火花线切割机具有这样的接触/非接触的检测单元是公知的技术事项，所以省略详细的说明。下面说明通过上述电火花线切割机进行的本发明的变形消除加工。现有的问题是不能得知工件中变形发生的位置和变形量。因此，为解决该问题，通过确定变形发生的位置，计算变形量的最大值，根据该最大值选择变形消除加工，进行高效率的变形消除加工方法。加工后的加工路径具有在线直径上加上放电间隙所得的宽度。因此，在沿加工完毕的加工路径使线电极从加工停止位置向加工开始位置在加工方向的反方向上返回(以下称“折返”)时，工件和线电极本来不接触。在上述的电火花线切割机中具有折返功能。因为折返功能是公知的技术，所以不详述。但是，在对内部应力比较大的工件进行电火花线切割加工，通过加工的进行，内部应力被释放，在工件上发生变形的情况下，由于该变形，工件从加工路径移位。当在工件从加工路径移位的状态下进行折返时，在该移位大的情况下，在折返的途中有时线电极和工件接触。反之，即使由于变形等工件从加工路径移位，如果该移位小，则在折返时线电极不与工件接触。
从上述事实出发，根据折返时线电极与工件是否接触，能够判别工件的移位(变形)是大还是小。另外，在折返时线电极和工件接触的情况下，线电极从加工路径偏离，解除接触，能够根据为解除接触所需要的移动距离来求出变形量的大小。因此，在本发明中，在粗加工后通过程序指令进行折返时工件和线电极不接触的情况下，判断为工件的变形小，进行预定的下一加工工序。另一方面，在粗加工后通过程序指令进行折返时工件和线电极接触的情况下，在感知到接触的位置暂时停止移动，把感知到接触的位置作为接触位置存储。然后，自动使线电极向偏移方向偏离，把工件和线电极离开的位置作为非接触位置存储。其后，将线电极从向所述偏移方向偏离后的位置返回加工路径。当使线电极返回加工路径时线电极和工件接触。其原因是，线电极在偏移方向上偏离(移位)前，在加工路径上与工件接触。然后，如果从线电极返回到加工路径的状态(即工件和线电极接触的状态)再次开始折返时，立即感知工件和线电极的接触，再次求出变形量。这样，在线电极从在偏移方向上偏离的位置返回加工路径的位置，重复重新开始折返一感知接触一求变形量一向加工路径返回一重新开始折返一感知接触一……，折返不再前进。为避免这样的情况，在感知工件和线电极的接触(存储接触位置)，求出变形量(使与工件接触的线电极在偏移方向上偏离，检测接触解除的位置(非接触位置))，将线电极返回加工路径后，忽略接触的感知使线电极折返事前设定的距离。如果使线电极在忽略接触感知的状态下折返事前设定的距离，则暂时使线电极停止，确认工件和线电极的接触(存储接触位置)。其结果，在线电极和工件不接触的情况下恢复通常的(一边进行接触感知的)折返动作。另一方面，在线电极和工件接触的情况下，和上述同样地进行接触解除动作，使线电极在偏移方向上偏离，检测接触解除的位置(非接触位置)。一边重复该操作一边返回加工开始位置。然后，根据存储的一个或者多个接触位置和非接触位置计算变形量，求出最大的变形量。此外，因为作为接触位置而存储的线电极或者工件的位置在加工路径上，所以也可以使用线电极和工件接触时的加工路径和非接触位置来求变形量。有时，加工槽由于变形量而闭合、或者在折返时线电极断线或者工件和线电极的接触无法解除。在这种情况下判断为无法计算变形量，中止折返，移动到下一加工开始位置。根据算出的变形量的最大值选择变形消除加工。通过计算变形量，根据变形量的最大值选择变形消除加工，进行适当的加工，由此能够进行高效率的加工，缩短加工时间。下面使用图3、图4、图5说明本发明的加工方法。图3是说明在内部应力比较大的工件上加工4个相同的加工形状的图。图4是说明无法解除线电极和工件的接触的状态的图。图5是说明计算变形量的最大值的图。如图3所示，要在内部应力比较大的工件2上加工4个相同的加工形状。在第一个的粗加工结束后，在折返时感知工件2和线电极的接触。如图4所示，在工件2和线电极I的接触位置暂时停止线电极的折返。因为在该位置即使线电极I在偏移方向上偏离，和工件的接触也不解除，所以中断线电极I的折返，向下一加工开始位置移动。从第二个加工开始位置进行粗加工，加工后在折返时感知工件2和线电极I的接触。在工件2和线电极I的接触位置暂时停止线电极的折返。存储该接触位置。然后，在该接触位置使线电极在偏移方向上从工件偏离，存储和工件的接触解除的位置，返回加工路径。当线电极I返回加工路径时，线电极I和工件2接触。其原因是，线电极I在偏移方向上偏离(被移位)前，在加工路径上和工件2接触。因此，以预先设定的预定距离进行忽略了接触感知的折返后，使线电极暂时停止。然后，确认工件2和线电极I的接触。其结果，在未确认工件2和线电极I的接触的情况下恢复通常的(一边进行接触感知的)折返动作。另一方面，在确认了工件2和线电极I的接触的情况下，使线电极I在确认和工件2的接触的位置暂时停止，存储该接触位置。其后使线电极I在偏移方向上偏离，存储接触解除的位置(非接触位置)，返回加工路径。在重复该动作然后返回加工开始位置后，计算变形量的最大值(参照图5)。因为算出的结果，变形量的最大值大，所以在执行变形消除加工后进行精加工，加工结束后向下一加工开始孔移动。在第三个的加工中计算出变形量的最大值，但是因为最大值小，所以进行预定的精加工，加工结束后向下一加工开始孔移动。另外，在第四个的加工中进行了折返，但是因为没有工件2和线电极I的接触，所以进行预定的精加工，全部加工结束。图5是说明计算变形量的求法的图。虽然和上述说明重复，但是仍然按顺序说明。<1>在折返时在线电极I和工件2接触的位置使线电极I的移动暂时停止。把此时的线电极的位置作为接触位置来存储。此外，在对工件2进行移动控制的电火花线切割机的情况下，所谓线电极的移动，是指线电极对于工件2相对移动。
<2>使线电极I在偏移方向上移动，解除线电极I和工件2的接触。
<3>把线电极I和工件2的接触被解除的位置作为非接触位置来存储。〈4>把线电极I返回加工路径，在忽略线电极I和工件2的接触感知的状态下以预先设定的预定距离进行折返。这里，所谓忽略接触感知的意思是:虽然检测线电极I和工件2的接触的检测装置的动作继续，但是不在折返的控制中使用其检测结果，或者中断上述检测装置的检测动作。<5>在线电极I和工件2不接触的情况下恢复通常的折返动作。所谓通常的折返动作,表示不忽略接触感知的折返动作。<6>在线电极I和工件2接触的情况下，和上述〈2>同样地进行接触解除动作。图6A以及图6B是说明本发明的进行变形消除加工的处理的流程图。以下按照各步骤说明。此外，因为可以有使线电极移动的电火花线切割机的结构或者使工件移动的电火花线切割机的结构，所以意味着线电极和工件的相对移动。为容易理解对于以下的移动的说明，以线电极相对于工件移动的电火花线切割机为例来说明。[步骤SA01]按照加工程序执行粗加工。[步骤SA02]在步骤SAOl中的粗加工结束后，开始折返。[步骤SA03]开始接触状态的检测。[步骤SA04]判断线电极和工件是否接触，在接触的情况(“是”的情况)下向步骤SA06转移，在不接触的情况下向步骤SA05转移。[步骤SA05]判断线电极是否到达加工开始位置，在到达加工开始位置的情况(“是”的情况)下向步骤SA15 转移，在未到达加工开始位置的情况(“否”的情况)下返回步骤 SA04。[步骤SA06]停止折返，存储线电极和工件接触时的位置(接触位置)。[步骤SA07]使线电极以预先设定的预定距离在偏移方向上移动。这里，偏移方向是线电极从工件的加工面离开的方向(参照图5)。作为预先设定的距离，例如是线电极I的位置从加工槽3脱离的程度的距离。[步骤SA08]判断是否能够解除线电极和工件的接触，在能够解除接触的情况(“是”的情况)下向步骤SA09转移，在不能解除接触的情况(“否”的情况)下向步骤SA19转移。[步骤SA09]存储线电极和工件的接触解除的位置(非接触位置)。[步骤SA10]返回加工路径。即，向步骤SA07的偏移方向的反方向移动，使线电极的位置返回加工路径。[步骤SA11]中断线电极和工件的接触状态的检测。[步骤SA12]重新开始折返。[步骤SA13]判断是否移动了预定距离，等待移动预定距离后向步骤SA14转移。此外，预定距离预先被设定。[步骤SA14]重新开始接触状态的检测，返回步骤SA04。[步骤SA15]计算变形量。根据在步骤SA06中存储的接触位置和在步骤SA09中存储的非接触位置的差计算变形量，从算出的变形量中求出最大的值，作为最大变形量。[步骤SA16]判断最大变形量是否比预定量大，在大的情况(“是”的情况)下向步骤SA17转移，在不大的情况(“否”的情况)下向步骤SA18转移。此外，预定量被预先设定。
[步骤SA17]对工件进行变形消除加工。[步骤SA18]对工件进行精加工。[步骤SA19]判断全部加工是否结束，在未结束的情况(“否”的情况)下向步骤SA20转移，在全部加工结束的情况(“是”的情况)下结束该处理。[步骤SA20]使线电极向下一加工开始位置移动，返回步骤SAOI，继续处理。补充说明上述流程图。步骤SAlO 步骤SA13的处理，与构成本发明的进行变形消除加工的电火花线切害I]机的“加工路径复位控制部”对应。在步骤SA08的处理中，在判断为无法解除线电极I和工件2的接触的情况下，(如果未结束全部加工)使线电极I向下一加工开始位置移动(步骤SA20的处理)。也可以代替该处理，在判断为无法解除线电极I和工件2的接触的情况下，返回当前正在加工的部件的下一要加工的预定的部件的加工开始位置，执行步骤SAOl的处理(执行粗加工)(即再次执行粗加工)。另外，在步骤SA20的处理中，如图3所示，在从工件2中依次加工多个部件的多个加工的情况下，在使线电极I向偏移方向相对移动时，线电极I和工件2的接触无法解除时，可以移动到当前正在加工的部件的下一要加工的预定的部件的加工开始位置，也可以移动到当前正在加工的部件的其他的加工开始位置。补充说明在使用图1、图2说明的电火花线切割机中具备的折返功能。在工件的加工形状复杂而且小的情况下，当不变更折返速度来以低速移动线电极时，有线电极I和工件2 误接触的可能性。因此，在本发明的电火花线切割机中具有速度变更部，其能够任意变更使线电极I从加工结束位置向加工开始位置沿加工路径在加工方向的反方向上相对移动时的进给速度。通过该速度变更部，如果根据加工形状变更进给速度则不会误接触，能够增加确定变形的发生位置的准确性。另外，在本发明的电火花线切割机中，针对各加工形状计算变形量的最大值时，在加工形状的若干处确认工件和线电极接触，因此，当以指定的距离移动，能够确认工件和线电极接触时，能够缩短直到算出变形量的最大值为止的时间或者折返时间。另外，在本发明的电火花线切割机中也可以具有停止部，其用于在使线电极I通过折返从加工结束位置向加工开始位置沿加工路径在加工方向的反方向上相对移动时，在每一预先指定的距离处停止。通过该停止部，不仅能够在线电极I和工件2接触时测定变形量，而且能够沿加工路径测定每一预先设定的距离处的变形量。
权利要求
1.一种进行变形消除加工的电火花线切割机，该电火花线切割机使由上下线导向件支持的线电极和工件相对移动来加工工件，该电火花线切割机的特征在于， 具有: 轴移动控制部，用于在加工结束后使上述线电极从加工结束位置向加工开始位置沿加工路径在加工方向的反方向上相对于工件相对移动； 接触检测部，用于在上述线电极在加工方向的反方向上相对于工件相对移动时检测上述线电极和上述工件的接触； 接触位置存储部，用于在通过上述接触检测部检测到上述线电极和上述工件的接触时停止上述线电极的相对移动，把检测到该接触时的上述线电极相对于上述工件的位置作为接触位置来存储； 非接触位置存储部，用于在存储上述线电极的接触位置后，使上述线电极在偏移方向上相对于工件相对移动，在上述线电极和工件成为非接触状态时检测该非接触，停止上述线电极的相对移动，把检测到该非接触时的上述线电极相对于上述工件的位置作为非接触位置来存储； 加工路径复位控制部，用于使上述线电极从上述非接触位置在偏移方向的反方向上相对于上述工件相对移动，同时忽略由上述接触检测部进行的线电极和工件的接触检测，使上述线电极沿加工路径在加工方向的反方向上相对于上述工件相对移动预定距离； 变形量计算部，用于根据在上述接触位置存储部中存储的接触位置和在上述非接触位置存储部中存储的非接触位置计算上述工件的变形量；和 变形消除加工执行部，用于在用上述变形量计算部算出的变形量中的最大值比预先设定的值大时，执行变形消除加工。
2.根据权利要求I所述的进行变形消除加工的电火花线切割机，其特征在于， 还具有速度变更部，其能够任意变更在使上述线电极从加工结束位置向加工开始位置沿加工路径在加工方向的反方向上相对于上述工件相对移动时的上述线电极的进给速度。
3.根据权利要求I或2所述的进行变形消除加工的电火花线切割机，其特征在于， 还具有停止部，用于在使上述线电极从加工结束位置向加工开始位置沿加工路径在加工方向的反方向上相对于上述工件相对移动时每隔预先指定的距离使上述线电极停止。
4.根据权利要求I 3中任一项所述的进行变形消除加工的电火花线切割机，其特征在于， 具有移动部，用于在使上述线电极在偏移方向上相对移动时，在不能解除上述线电极和上述工件的接触时，使上述线电极移动到上述加工开始位置。
5.根据权利要求I 3中任一项所述的进行变形消除加工的电火花线切割机，其特征在于， 具有移动部，用于在从上述工件中依次加工多个部件的多个加工的情况下，在使上述线电极在偏移方向上相对移动时不能解除上述线电极和上述工件的接触时，使线电极移动到当前正在加工的部件的下一要加工的预定部件的加工开始位置。
全文摘要
本发明提供一种进行变形消除加工的电火花线切割机，在电火花线切割加工结束后，在使线电极沿加工路径在加工方向的反方向上移动(折返)期间，如果检测到和工件的接触则停止线电极的移动。从该接触位置使线电极在偏移方向上移动，在成为和工件非接触的状态时检出该非接触，停止线电极的移动。从该非接触位置使线电极返回加工路径，而且在忽略和工件的接触检测的情况下使线电极沿加工路径折返。然后，根据接触位置和非接触位置计算工件的变形量。
文档编号B23H7/20GK103252545SQ20131005002
公开日2013年8月21日 申请日期2013年2月8日 优先权日2012年2月15日
发明者高桥昭二 申请人:发那科株式会社