专利名称：金属线放电加工装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及金属线放电加工装置。
背景技术：
图8是表示这种以往技术的金属线放电加工装置的框图。在该图8中，1是金属线电极、2是被加工物、3是金属线供给手段、4是加工液供给手段、5是加工电源、6是平均电压测定手段、7是控制参数设定手段、8是相对速度确定手段、9是控制手段、10是驱动手段。
金属线供给手段3以适当的速度抽出金属线电极1，并且为了使之一边移动而一边对金属线电极1施加适当张力。加工液供给手段4用于向金属线电极1与被加工物2之间的微小间隙供给加工液。加工电源5向金属线电极1与被加工物2之间施加脉冲状的电压并且使得在该电极1与被加工物2之间产生放电。平均电压测定手段6测定金属线电极1与被加工物2之间的平均的电压。控制参数设定手段7是根据由用户设定的加工条件来设定指令电压与指令速度的部分。相对速度确定手段8是利用由平均电压测定手段6所测定的测定平均电压、由控制参数设定手段7设定的指令电压以及指令速度计算出金属线电极1与被加工物2的相对移动速度并将其提供给控制手段9的部分。控制手段9是通过驱动手段10使得金属线电极1与被加工物2以计算出的相对速度移动的部分。
以下，对于利用上述相对速度确定手段8计算出金属线电极1与被加工物2的相对移动速度的步骤进行说明。
首先，相对速度确定手段8比较平均电压测定手段6测定的测定平均电压与预先设定的短路基准电压。这里，短路基准电压是指，当测定平均电压下降时，作为用于判断金属线电极1与被加工物2接触而成为不能够放电的状态的基准电压。例如，当金属线电极1是黄铜、被加工物2是钢的情况下，对于上述相对速度确定手段8，一般将短路基准电压设定为10～15V左右的值。
作为测定平均电压与短路基准电压的比较结果，当测定平均电压低于短路基准电压时，相对速度确定手段8将相对移动速度设定为较大的负值。结果，通过使得金属线电极1与被加工物2高速地相互分离，能够解除两者的短路状态。
与此相对，当测定平均电压在短路基准电压以上时，上述相对速度确定手段8实行下面的计算并且设定相对移动速度。即，相对速度确定手段8将由控制参数设定手段7提供的指令速度除以同指令电压与短路基准电压的差并求得比例常数。其次，计算测定平均电压与指令电压之差(以下，简称为差电压)，将上述比例常数与该差电压相乘规定为差速度。最后，在该差速度上加上指令速度并且确定相对移动速度。
若总结归纳通过上述计算获得相对移动速度与测定平均电压的关系，则如图9所示的曲线那样。即，使得相对移动速度对于测定平均电压与短路基准电压之差成比例，且在测定平均电压与指令电压相等时使得指令速度与相对移动速度相等。
然而，在上述以往技术中，对于由指令速度与指令电压的值而一意地确定比例常数的大小的方式，有时也又会存在不合适情况。即，比例常数是使得相对移动速度相对于测定平均电压的变动发生变化的程度，总之，它是确定控制增益的常数，故是确定加工控制特性的最基本的重要常数。由于利用由加工板厚或加工电压5的设定所确定的指令速度与指令电压来一意地确定比例常数，故存在不能够自由设定希望的控制特性的问题。而且，当测定平均电压大于短路基准电压时，由于在所有区域中控制增益为恒定，当为了提高加工速度而增大指令电压附近的比例常数并且提高响应性时，随之不可避免地过冲(overshoot)量增大，在短路基准电压附近，测定平均电压容易低于短路基准电压。结果，相对移动速度经常为负值，并反复地为短路与开放，加工状态非常不稳定。
相对于该问题提出了一种改良技术，它是将相对移动速度为零的电压设定为大于短路基准电压。在该改良技术中，不仅可以从指令速度与指令电压计算上述比例常数，也可以采用预先设定的值，将该比例常数与差电压相乘而作为差速度。再者，在该差速度上加上指令速度来确定相对移动速度。然而，当差速度为负值且其绝对值大于指令速度时，通过计算获得的相对移动速度为负值，而在此时将相对移动速度设定为零。当通过计算获得的相对移动速度为负值时将其设定为零的理由如下所述。即，使得相对移动速度为负值时，金属线电极1在路径上后退。一旦后退的金属线电极1接着被设定了正的相对移动速度时，再次以相同的路径前进，即再次前进在被加工的路径。此时，在被加工物2的侧面实施加工，会产生加工过多的状态。因此，使得金属线电极1后退的情况，仅限定在产生短路的情况等的真正需要停止的情况，其他情况下，例如即使在测定平均电压降低的情况下，使得金属线电极1停止并等待状态的恢复，这样能够实现良好的加工质量。
归纳利用上述改良技术获得相对移动速度相对于测定平均电压的关系，如图10所示的曲线那样。即，在相对移动速度为正的图10中的范围(a)内，与差电压成比例地增减相对移动速度，并且在测定平均电压与指令电压相等时，使得相对移动速度与指令速度相等。在计算出的相对移动速度为负的图10的范围(b)中，使得金属线电极1与被加工物2的相对移动停止。再者，当测定平均电压下降到小于短路基准电压时，使得金属线电极1高速地相对于被加工物2后退。
若采用这样的改良技术，由于能够与指令速度以及指令电压的设定无关地设定控制增益，能够根据加工电源5的设定、金属线电极1的材料以及直径、被加工物2的材料以及板厚、金属线电极1与被加工物2的偏移量等的各种加工条件，适当地设定比例常数并进行加工控制。再者，在短路基准电压附近由于相对移动速度为零，故测定平均电压不容易低于短路基准电压，能够使得加工状态稳定。
然而，在上述以往的改良技术中，由于不可避免地增加了精加工时的加工量，故存在需要更多加工时间的问题。对于该点参照附图进行说明。图11是表示金属线放电加工中精加工的过程的模式图，图12是表示在前加工面上存在波纹时的模式图，图13是表示在前加工面上存在波纹时采用以往改良技术的精加工之后的加工面外形的模式图。
在金属线放电加工中，如图11所示，对于面粗糙度大的前加工面100实施小能量的精加工，形成表面粗糙度小的当前加工面101。通常，在表面粗糙度大的前加工面100上，存在因各种外部干扰引起的较大的波纹。
若采用上述以往的改良技术，则如图12所示，即使在金属线电极1到达波纹波峰100a的情况下，由于相对速度急剧下降而成为零，故能够防止短路的产生。然而，在去除了波纹波峰100a的部分，由于金属线电极1以停止的状态进行加工，结果，如图13所示，在这次精加工形成的当前加工面101上，在存在于前加工面100上的波峰100a之前的部分上，形成凹部101a。
由于形成于该当前加工面101上的凹部101a的深度小于存在于前加工面100上的波峰100a的高度，故通过精加工可以逐渐减少加工面的粗糙度。然而，对于下一次精加工，必须要实施比凹部101a更深的加工，故如图13所示，从当前加工面101到下一加工面102的加工量增大。再者，相对于存在于前加工面100上的波峰100a的高度，很难预测当前加工面101上形成的凹部101a的深度有多少，必须将下一精加工的加工量设定为较多，即必须使得当前加工面101与下一加工面102的距离较大，这一点也是导致加工体积增大的原因。
如此，当进行精加工时，在金属线放电加工中一般能够观察到加工体积的逆转现象，即前加工面100上加工不足的部分变得加工过剩，反之，加工过剩的部分变得加工不足。特别地，如近年来的尝试，通过以非常小的能量对于面粗糙度大的前加工面100进行精加工，能够使得加工次数极少，当使得提高总的加工速度时，相反地上述逆转现象变得显著，妨碍了提高加工速度。
再者，在上述以往的改良技术中，通过加工屑金属线电极1与被加工物2接触时，由于并非完全短路，虽然测定平均电压不低于短路基准电压，但是实际上由于通过加工屑流过短路电流，成为测定平均电压不会上升的状态。此时，成为图10中范围(b)的状态，由于金属线电极1保持停止，存在不能继续进行加工的问题。
本发明鉴于上述情况，目的在于，提供一种为了使得加工状态稳定而能够任意设定控制增益并且能够提高加工速度的金属线放电加工装置。
发明内容
为了达成上述目的，本发明的金属线放电加工装置具备根据金属线电极与被加工物之间的测定电压确定所述金属线电极以及被加工物的相对速度的相对移动速度确定手段，在使得所述金属线电极与所述被加工物之间产生放电的同时，以由所述相对速度确定手段确定的相对移动速度使得所述金属线电极以及被加工物相对移动，对该被加工物实施加工，其特点在于，所述相对速度确定手段在当测定电压与预先设定的指令电压相等时，输出作为目标值的指令速度，另一方面，当测定电压超过规定的短路基准电压并且低于设定在该短路基准电压与所述指令电压之间的切换电压时，根据预先设定的条件，输出正的相对移动速度。
根据该发明，当测定电压与指令电压相等时，以指令速度使金属线电极与被加工物进行移动，并且当测定电压超过短路基准电压时，通常以正的相对移动速度使金属线电极与被加工物进行移动。
再一方面的发明的本发明加工装置是在上述方面中，其特点在于，所述相对速度确定手段当测定电压超过所述短路基准电压并且低于所述切换电压时，输出比所述指令速度小的相对移动速度。
根据该发明，当测定电压超过短路基准电压并且低于切换电压时，以小于指令速度的正的相对移动速度使金属线电极与被加工物进行移动。
再一方面的本发明的放电加工装置是在上述方面中，其特点在于，所述相对速度确定手段当测定电压超过所述短路基准电压并且低于所述切换电压时，输出相对于该测定电压的增加而单调增加的相对移动速度。
根据该发明，随着测定电压接近于短路基准电压，金属线电极与被加工物的相对移动速度变小。
再一方面的本发明的金属线放电加工装置是在上述方面中，其特点在于，所述相对速度确定手段使得随着测定电压接近于所述短路基准电压而逐次减少每单位电压变化的相对移动速度的变化量。
根据该发明，随着测定电压接近于短路基准电压，金属线电极与被加工物的相对移动速度的变化量逐次减少。
再一本发明的金属线放电加工装置是在上述方面中，其特点在于，所述相对速度确定手段当所述测定电压超过所述短路基准电压并且低于所述切换电压时，输出比测定电压超过所述切换电压时每单位电压变化的变化量更小的相对移动速度。
根据该发明，当测定电压超过短路基准电压并且低于切换电压时，能够以比测定电压超过所述切换电压时每单位电压变化的变化量更小的相对移动速度使金属线电极与被加工物产生移动。
再一方面的本发明的金属线放电加工装置是在上述方面中，其特点在于，所述相对速度确定手段使得随着测定电压接近所述切换电压每单位电压变化的相对移动速度的变化量逐次增大，并且在所述测定电压到达所述切换电压之前，输出比测定电压超过所述切换电压时每单位电压变化的变化量大的相对移动速度。
根据该发明，当测定电压略低于切换电压时，金属线电极与被加工物的相对移动速度急剧下降。
再一方面的本发明的金属线放电加工装置是在上述方面中，其特点在于，所述相对速度确定手段当测定电压超过所述短路基准电压并且低于所述切换电压时，输出恒定的相对移动速度。
根据该发明，当测定电压超过短路基准电压并且低于切换电压时，金属线电极与被加工物能够以恒定的相对移动速度移动。
再一方面的本发明的金属线放电加工装置是在上述方面中，其特点在于，所述恒定的相对移动速度由将预先设定的比率乘以预先提供的指令速度相乘而确定。
根据该发明，通过设定要乘以的比率，能够自动地确定金属线电极与被加工物的相对移动速度。
再一方面的本发明的金属线放电加工装置是在上述方面中，其特点在于，所述相对速度确定手段设定比预先提供的指令速度值更小的切换速度，采用测定电压与相对移动速度的关系，从该切换速度计算出所述切换电压。
根据该发明，能够按照切换速度计算出切换电压。
本发明再一方面的金属线放电加工装置具备根据金属线电极与被加工物之间的测定电压确定所述金属线电极以及被加工物的相对移动速度的相对速度确定手段，在使得所述金属线电极与所述被加工物之间产生放电的同时，以由所述相对速度确定手段确定的相对移动速度使得所述金属线电极以及被加工物相对移动，对该被加工物实施加工，其特点在于，所述相对速度确定手段当测定电压超过规定的短路基准电压时，随着该测定电压与所述短路基准电压的差变小而输出每单位电压变化的变化量变小的正的相对移动速度。
根据该发明，当测定电压超过短路基准电压时，通常金属线电极与被加工物能够以随着测定电压与短路基准电压的差减小而每单位电压变化的变化量变小的正的相对移动速度进行移动。
图1是表示本发明实施形态1的金属线放电加工装置主要构造的图。
图2是表示实施形态1的金属线放电加工装置中测定电压与相对移动速度的关系的曲线图。
图3是表示在前加工面上产生波纹时采用实施形态1的金属线放电加工装置进行精加工之后的加工面外形的模式图。
图4是表示本发明实施形态2的金属线放电加工装置中测定电压与相对移动速度的关系的曲线图。
图5是表示本发明实施形态3的金属线放电加工装置中测定电压与相对移动速度的关系的曲线图。
图6是表示本发明实施形态4的金属线放电加工装置中测定电压与相对移动速度的关系的曲线图。
图7是表示本发明实施形态5的金属线放电加工装置中测定电压与相对移动速度的关系的曲线图。
图8是表示以往的金属线放电加工装置的主要构造的图。
图9是表示在以往的金属线放电加工装置中测定电压与相对移动速度的关系的曲线图。
图10是表示以往的改良技术中测定电压与相对移动速度的关系的曲线图。
图11是表示金属线放电加工中精加工的加工过程的模式图。
图12是在前加工面上存在波纹时的模式图。
图13是表示在前加工面上存在波纹时通过采用以往改良技术的精加工之后的加工面形状的模式图。
符号说明1金属线电极、2被加工物、3金属线供给手段、4加工液供给手段、5加工电源、6平均电压测定手段、7控制参数设定手段、8相对速度确定手段、9控制手段、10驱动手段、12控制参数切换手段、100前加工面、100a波峰、101当前加工面、101a凹部、102下一加工面、A比例常数、B比例常数最佳实施形态以下，参照附图对于本发明的金属线放电加工装置的最佳实施形态进行详细说明。
实施形态1图1是表示本发明实施形态1的金属线放电加工装置的构造的图。这里，示例的金属线放电加工装置与图8所示的以往的金属线放电加工装置相同地，主要具备下述主要部分，即供给金属线电极1的金属线供给手段3、向金属线电极1与被加工物2之间的微小间隙供给加工液的加工液供给手段4、在金属线电极1与被加工物2之间施加脉冲状的电压并且使得在其间产生放电的加工电源5、测定金属线电极1与被加工物2之间的平均电压的平均电压测定手段6、根据由用户设定的加工条件设定指令电压与指令速度的控制参数设定手段7、根据平均电压测定手段6的测定结果以及控制参数设定手段7的设定内容计算金属线电极1与被加工物2的相对移动速度的相对速度确定手段8、通过驱动手段10使得金属线电极1与被加工物以计算出的相对移动速度进行相对移动的控制手段9，除了这些主要构造部分，还具备控制参数切换手段12。
以下，以上述的控制参数切换手段12为中心，对于金属线放电加工装置的特征部分进行说明。
首先，控制参数切换手段12根据预先由用户设定的、按照切换速度的控制参数(比例常数)切换速度计算作为切换电压的控制参数(比例常数)切换电压。控制参数(比例常数)切换速度是控制参数(比例常数)的切换点的金属线电极1与被加工物2的相对移动速度，将其设定为小于由控制参数设定手段7设定的指令速度的值。控制参数切换电压是对应于控制参数(比例常数)切换速度的金属线电极1与被加工物2之间的电压，如下述这样可以求得。例如，设由控制参数设定手段7设定的指令速度为Fr、指令电压为Vr，且设切换参数前的设定比例常数为A、比例常数的切换点的比例常数切换速度为Fx、比例常数切换电压为Vx，则利用Vx＝Vr-(Fr-Fx)/A，可以计算出控制参数切换电压。
又，控制参数切换手段12预先计算出第二比例常数，以使得在金属线电极1与被加工物2之间的测定平均电压与控制参数(比例常数)切换电压相等时成为控制参数(比例常数)切换速度并且使得在测定平均电压与短路基准电压相等时相对移动速度为零。例如，若使得第二比例常数为B(＜A)、短路基准电压为Vs，则利用B＝Fx/(Vx-Vs)能够进行计算。又，对于这里所说的短路基准电压，与以往技术中所描述的相同，它是用于当测定平均电压下降到短路基准电压之下时，判断金属线电极1与被加工物2接触而成为不能够放电的状态时的基准电压。
如上所述，对于设定控制参数(比例常数)切换电压以及第二比例常数的控制参数切换手段12，当平均电压测定手段6测定到的平均电压小于控制参数(比例常数)切换电压时，将相对速度确定手段8的比例常数切换成第二比例常数，另一方面，当该测定平均电压超过控制参数(比例常数)切换电压时，恢复原来设定的设定比例常数A。
结果，对于相对速度确定手段8，采用由控制参数切换手段12适当切换获得的设定比例常数A或者第二比例常数B来确定相对移动速度。即，作为测定平均电压与短路基准电压的比较结果，当测定平均电压小于短路基准电压时，相对速度确定手段8将相对移动速度设定为较大的负值。结果，通过高速地使得金属线电极1与被加工物2分离，能够解除两者的短路状态。
与此相对，测定平均电压超过短路基准电压并且低于比例常数切换电压时，上述相对速度确定手段8计算测定平均电压与比例常数切换电压的差(以下，简称为第1差电压)，将上述第二比例常数B与该第一差电压相乘并作为差速度。最后，在该差速度上加上比例常数切换速度，由此确定相对移动速度。
再者，当测定平均电压超过比例常数切换电压时，上述相对速度确定手段8计算测定平均电压与指令电压之差(以下，简称为第二差电压)，将上述设定比例常数A与该第二差电压相乘并作为差速度。最后，在该差速度上加上指令速度，由此确定相对移动速度。
利用上述相对速度确定手段8获得测定平均电压与相对移动速度的关系，如图2所示的曲线那样。即，在相对移动速度超过比例常数切换速度的图2的范围(a)中，与第二差电压成比例地增减相对移动速度，并且当测定平均电压与指令电压相等时使得相对移动速度与指令速度相等。在相对移动速度小于比例常数切换速度的图2的范围(b)中，与第一差电压成比例地增减相对移动速度。然而，在图2的范围(b)中，每单位电压变化的相对移动速度的变化量比图2中范围(a)的情况要小，再者，当测定平均电压小于短路基准电压时，使得金属线电极1相对于被加工物2高速后退。
根据这样的金属线放电加工装置，能够与指令速度以及指令电压无关地任意设定上述比例常数A以及B，即驱动手段10提供的控制增益。因此，根据加工电源5的设定、金属线电极1的材料及直径、被加工物2的材料以及板厚、金属线电极1与被加工物2的偏移量等的各种加工条件，能够设定适当的比例常数A以及B并控制加工。再者，当测定平均电压达到短路基准电压时，由于金属线电极1与被加工物2的相对移动速度为零，故测定平均电压不会低于短路基准电压，能够使得加工状态稳定。
而且，在产生短路以外的情况下，由于通常向金属线电极1与被加工物2之间提供正的相对移动速度，假设即使当通过加工屑金属线电极1与被加工物2接触的状态下，金属线电极1也不会停滞，不用担心导致加工不能够继续的问题。
再者，在产生短路以外的情况下，利用通常向金属线电极1与被加工物2之间提供正的相对移动速度的金属线放电加工装置，在存在于前加工面100上的波纹的波峰100a的前面形成凹部之前，使得金属线电极1通过该波峰100a。当然，当金属线电极1达到波纹的波峰100a时，由于测定平均电压下降，相对移动速度也下降，不会导致产生短路，能够继续进行加工，以使得波峰100a的高度降低。
图3是表示在前加工面100上存在波纹时采用本发明实施形态1的金属线放电加工装置进行精加工之后的加工面的形状的模式图。如该图所示，当采用本发明实施形态1的金属线放电加工装置时，能够有效地避免加工体积的逆转现象，能够减小从当前加工面101到下一加工面102的加工量，能够大幅度地削减精加工体积，能够提高总的加工速度。然而，仅由于波纹的波峰100a的高度下降，不会形成新的凹部，故很容易推测加工后的波纹的大小，通过减小精加工体积，对于下述两点变得非常有效，即能够减少下次精加工的加工量中预计多余的部分、能够与有无波纹无关地确定精加工的电极偏置量。
又，在上述实施形态1中，确定短路基准电压与控制参数切换电压之间的测定平均电压所对应的相对移动速度，以使得与控制参数切换电压与测定平均电压的差成比例。根据这样的构造，对于从控制参数切换速度逆向计算控制参数切换电压，存在计算简便的优点。然而，本发明并不仅限于此，当测定平均电压与控制参数切换电压相等时，相对移动速度成为控制参数切换速度，当测定平均电压在控制参数切换电压与短路基准电压之间时，若相对移动速度为正，作为计算相对移动速度的函数，可以采用任意的。此时，如在实施形态1中所示例，最好这样的函数，即使得相对于短路基准电压附近测定平均电压增加的相对移动速度增加的比例小于相对于指令电压的测定平均电压增加的相对移动速度增加的比例。这是由于，在短路基准电压附近相对移动速度变小，根据更可靠地防止金属线电极1与被加工物2产生短路的情况。
实施形态2图4是表示本发明实施形态2的金属线放电加工装置中测定电压与相对移动速度的关系的曲线图。在图4所示的实施形态2中，当测定平均电压超过上述短路基准电压且低于作为第二基准电压的控制参数切换电压时，相对该测定平均电压的增加使得相对移动速度以二次函数等的高次函数关系逐渐减少，即随着测定平均电压接近于短路基准电压，每单位电压变化的相对移动速度的变化量逐渐减少。然而，上述高次函数使得测定平均电压与短路基准电压相等时相对移动速度为零，并且使得当测定平均电压与控制参数切换电压相等时相对移动速度成为控制参数切换速度。又，对于其他构造，由于与实施形态1的金属线放电加工装置相同，故省略对于各个部分的说明。
对于上述本实施形态2的金属线放电加工装置，能够与指令速度以及指令电压不相关地、根据任意的高次函数设定提供给驱动手段10的控制增益，因此，能够根据各种加工条件实施适当的加工控制。再者，当测定平均电压达到短路基准电压时，由于使得金属线电极1与被加工物2的相对移动速度为零，故不需要担心测定平均电压会小于短路基准电压，能够使得加工状态稳定。
而且，除了产生短路的情况之外，由于通常对金属线电极1与被加工物2之间提供正的相对移动速度，因此，假设，即使产生通过加工屑金属线电极1与被加工物2接触的状态，金属线电极1也不会停滞，不会导致加工不能继续进行的问题。
再者，除了在产生短路的情况之外，通常对金属线电极1与被加工物2之间提供正的相对移动速度，故与实施形态1相同地，能够有效地回避加工体积的逆转现象，能够减小从当前加工面101到下一加工面102的加工量，能够大幅度削减精加工体积，因此，能够大幅度提高总的加工速度。而且，不仅波纹的波峰100a的高度变低，不会形成新的凹部，故很容易推测加工后的波纹的大小，通过减小精加工体积，与实施形态1相同地对于下述两点变得非常有效，即能够减少下次精加工的加工量中预计多余的部分、能够与有无波纹无关地确定精加工的电极偏置量。
又，在本发明实施形态2的金属线放电加工装置中，由于随着测定电压接近短路基准电压，金属线电极与被加工物的相对移动速度的变化量逐渐减少，故当短路基准电压与控制参数切换电压的差为相同时，与实施形态1相比，能够使得低增益控制区域更为宽，能够可靠地防止金属线电极1与被加工物2产生短路的情况。
实施形态3图5是表示本发明实施形态3的金属线放电加工装置中测定电压与相对移动速度的关系的曲线图。在图5所示的实施形态3中，当测定平均电压超过上述短路基准电压并且低于作为切换电压的控制参数切换电压时，使得与该测定平均电压的增加无关地输出恒定相对移动速度。作为恒定的相对移动速度，可以通过将预先设定的比率与指令速度相乘来设定。此时的比率最好为1/10左右等的使相对移动速度为微小的值。又，对于其他构造部分，由于与实施形态1的金属线放电加工装置相同，这里省略说明。
对于这样的本发明实施形态3的金属线放电加工装置，能够与指令速度以及指令电压无关地任意设定供给驱动手段10的控制增益，因此，能够根据各种加工条件实施适当的加工控制。再者，当测定平均电压达到短路基准电压时，由于金属线电极1与被加工物2的相对移动速度为零，故测定平均电压不会低于短路基准电压，能够使得加工状态稳定。
而且，除了产生短路的情况之外，由于通常对金属线电极1与被加工物2之间提供正的相对移动速度，因此，假设，即使产生通过加工屑金属线电极1与被加工物2接触的状态，金属线电极1也不会停滞，不会导致加工不能继续进行的问题。
再者，除了在产生短路的情况之外，通常对金属线电极1与被加工物2之间提供正的相对移动速度，故与实施形态1相同地，能够有效地回避加工体积的逆转现象，能够减小从当前加工面101到下一加工面102的加工量，能够大幅度削减精加工体积，因此，能够大幅度提高总的加工速度。而且，不仅波纹的波峰100a的高度变低，不会形成新的凹部，故很容易推测加工后的波纹的大小，通过减小精加工体积，与实施形态1相同地对于下述两点变得非常有效，即能够减少下次精加工的加工量中预计多余的部分、能够与有无波纹无关地确定精加工的电极偏置量。
又，在本发明实施形态3的金属线放电加工装置中，由于当测定电压超过短路基准电压并且低于切换电压时，以恒定的相对移动速度移动金属线电极1与被加工物2，故能够更简便地计算这些金属线电极1与被加工物2的相对移动速度。
实施形态4图6是表示在本发明实施形态4的金属线放电加工装置中测定电压与相对移动速度的关系的曲线图。在该图6所示的实施形态4中，当测定平均电压大于上述短路基准电压并且低于作为切换电压的控制参数切换电压时，相对于该测定平均电压的增加使得相对移动速度以2次函数等的高次函数关系逐渐变大，即随着测定平均电压接近控制参数切换电压，使得每单位电压变化的相对移动速度的变化量逐渐增大，并且在测定电压达到控制参数切换电压之前，使得输出比测定电压超过控制参数切换电压时每单位电压变化的变化量要大的相对移动速度。然而，与实施形态3相同地，上述高次函数使得测定平均电压与短路基准电压相等时相对移动速度为零，并且测定平均电压与控制参数切换电压相等时相对移动速度为控制参数切换速度。又，其他构造与实施形态1的金属线放电加工装置相同，这里省略对各部分的说明。
对于上述本实施形态4的金属线放电加工装置，由于能够与指令速度以及指令电压无关地，根据任意的高次函数设定供给驱动手段10的控制增益，因此，能够根据各种加工条件实施适当的加工控制。再者，当测定平均电压达到短路基准电压时，由于金属线电极1与被加工物2的相对移动速度为零，故测定平均电压不会低于短路基准电压，能够使得加工状态稳定。
而且，除了产生短路的情况之外，由于通常对金属线电极1与被加工物2之间提供正的相对移动速度，因此，假设，即使产生通过加工屑金属线电极1与被加工物2接触的状态，金属线电极1也不会停滞，不会导致加工不能继续进行的问题。
再者，除了在产生短路的情况之外，通常对金属线电极1与被加工物2之间提供正的相对移动速度，故与实施形态1相同地，能够有效地回避加工体积的逆转现象，能够减小从当前加工面101到下一加工面102的加工量，能够大幅度削减精加工体积，因此，能够大幅度提高总的加工速度。而且，不仅波纹的波峰100a的高度变低，不会形成新的凹部，故很容易推测加工后的波纹的大小，通过减小精加工体积，与实施形态1相同地对于下述两点变得非常有效，即能够减少下次精加工的加工量中预计多余的部分、能够与有无波纹无关地确定精加工的电极偏置量。
又，在本发明实施形态4的金属线放电加工装置中，当测定电压略低于控制参数切换电压时，由于金属线电极1与被加工物2的相对移动速度急剧下降，故与上述实施形态2相比，能够使得低增益控制区域更宽，能够更可靠地防止金属线电极1与被加工物2产生短路的情况。
实施形态5
图7是表示本发明实施形态5的金属线放电加工装置中测定电压与相对移动速度的关系的曲线图。上述实施形态1～4中，在测定电压大于指令电压时，都是使得相对于测定平均电压的增加的相对移动速度的增加成为比例关系。然而，本发明并不必成为比例关系。因此，该图7所示的实施形态5中，设定下述的单一的高次函数，即使得当测定平均电压大于短路基准电压时，随着与该短路基准电压的差增大，相对于测定平均电压的增大的相对移动速度的增加程度也增大。然而，上述高次函数是使得当测定平均电压与短路基准电压相等时相对移动速度为零并且当测定平均电压与指令电压相等时相对移动速度为指令速度。又，对于其他构造，由于与实施形态1的金属线放电加工装置相同，故省略对各部分的说明。
对于上述比实施形态5的金属线放电加工装置，由于能够与指令速度以及指令电压不相关地根据任意的高次函数设定供给驱动手段10的控制增益，故能够根据各种加工条件实施适当的加工控制。再者，当测定平均电压达到短路基准电压时，由于金属线电极1与被加工物2的相对移动速度为零，故测定平均电压不会低于短路基准电压，能够使得加工状态稳定。
而且，除了产生短路的情况之外，由于通常对金属线电极1与被加工物2之间提供正的相对移动速度，因此，假设，即使产生通过加工屑金属线电极1与被加工物2接触的状态，金属线电极1也不会停滞，不会导致加工不能继续进行的问题。
再者，除了在产生短路的情况之外，通常对金属线电极1与被加工物2之间提供正的相对移动速度，故与实施形态1相同地，能够有效地回避加工体积的逆转现象，能够减小从当前加工面101到下一加工面102的加工量，能够大幅度削减精加工体积，因此，能够大幅度提高总的加工速度。而且，不仅波纹的波峰100a的高度变低，不会形成新的凹部，故很容易推测加工后的波纹的大小，通过减小精加工体积，与实施形态1相同地对于下述两点变得非常有效，即能够减少下次精加工的加工量中预计多余的部分、能够与有无波纹无关地确定精加工的电极偏置量。
又，在本发明实施形态1～5中，都是根据测定平均电压计算每个相对移动速度且并不需要供给控制手段9，也可以预先准备依照图2、图4、图5、图6、图7所示例的测定平均电压与相对移动速度的关系的表格，在实际加工中，采用该表格从测定平均电压求出相对移动速度。
又，在上述的实施形态1～5中，都没有提及相对移动速度的上限，为了抑制金属线放电加工装置的振动等而以维持规定加工精度，在每分50mm以上那样的通常不使用的高速区域中，当然也可以限制相对移动速度。如此，即使在高速区域使得相对移动速度的增加为零的情况下，当然也能够充分地获得各个实施形态所记载的作用效果。
如上所述，根据本发明，当测定电压与指令电压相等时，以指令速度使金属线电极与被加工物进行移动，并且到测定电压超过短路基准电压时，通常以正的相对移动速度使金属线电极与被加工物进行移动。因此，与提供的指令速度以及指令电压无关地，至少在超过切换电压的范围中，能够任意设定控制增益，同时，能够使得加工状态稳定。而且，由于在测定电压超过短路基准电压时经常输出正的相对移动速度，例如，当金属线电极碰到被加工物的波纹的波峰时，不会导致短路状态而能够通过该波峰，能够进行精加工而避免在波峰的前方侧形成凹部等的加工体积逆转现象。因此，能够大幅度减小精加工体积，能够提高加工速度。再者，即使通过加工屑金属线电极与被加工物接触的情况下，所述金属线电极与被加工物的相对移动也不会停滞，不会导致不能够继续加工的问题。
根据本发明，当测定电压超过短路基准电压并且低于切换电压时，以小于指令速度的正的相对移动速度使金属线电极与被加工物进行移动，因此，能够防止金属线电极与被加工物产生短路的情况。
根据本发明，随着测定电压接近于短路基准电压，金属线电极与被加工物的相对移动速度变小，因此，能够更减小短路基准电压附近的相对移动速度，能够更可靠地防止金属线电极与被加工物产生短路的情况。
根据本发明，随着测定电压接近于短路基准电压，金属线电极与被加工物的相对移动速度的变化量逐次减少，因此，能够获得更宽的低增益控制区域，能够可靠地防止金属线电极与被加工物产生短路的情况。
根据本发明，当测定电压超过短路基准电压并且低于切换电压时，能够以比测定电压超过所述切换电压时每单位电压变化的变化量更小的相对移动速度使金属线电极与被加工物产生移动，因此，能够更减小短路基准电压附近的相对移动速度，能够可靠地防止金属线电极与被加工物产生短路的情况。
根据本发明，当测定电压略低于切换电压时，金属线电极与被加工物的相对移动速度急剧下降，因此，能够获得更宽的低增益控制区域，能够可靠地防止金属线电极与被加工物产生短路的情况。
根据本发明，当测定电压超过短路基准电压并且低于切换电压时，金属线电极与被加工物能够以恒定的相对移动速度移动，因此，能够简便地计算出金属线电极与被加工物的相对移动速度。
根据本发明，通过设定要乘以的比例，能够自动地确定金属线电极与被加工物的相对移动速度，因此，没有必要设定每次、相对移动速度，在操作上有优势。
根据本发明，能够按照切换速度计算出切换电压，故没有必要设定切换电压，操作上有优势。
根据本发明，当测定电压超过短路基准电压时，通常金属线电极与被加工物能够以随着测定电压与短路基准电压的差减小而以每单位电压变化的变化量变小的正的相对移动速度进行移动。因此，与提供的指令速度以及指令电压无关地，能够任意设定控制增益，同时，能够使得加工状态稳定。而且，由于在测定电压超过短路基准电压时经常输出正的相对移动速度，例如，即使当金属线电极碰到被加工物的波纹的波峰时，不会导致短路状态而能够通过该波峰，能够进行精加工而避免在波峰的前方侧形成凹部等的加工体积逆转现象。因此，能够大幅度减小精加工体积，能够提高加工速度。再者，即使通过加工屑金属线电极与被加工物接触的情况下，所述金属线电极与被加工物的相对移动也不会停滞，不会导致不能够继续加工的问题。
权利要求
1.一种金属线放电加工装置，具备根据金属线电极与被加工物之间的测定电压确定所述金属线电极以及被加工物的相对移动速度的相对移动速度确定手段，在使所述金属线电极与所述被加工物之间产生放电的同时，以由所述相对速度确定手段确定的相对移动速度使所述金属线电极以及被加工物相对移动，对该被加工物实施加工，其特征在于，所述相对速度确定手段在测定电压与预先设定的指令电压相等时，输出作为目标值的指令速度，另一方面，当测定电压超过规定的短路基准电压并且低于设定在该短路基准电压与所述指令电压之间的切换电压时，根据预先设定的条件，输出正的相对移动速度。
2，如权利要求1所述的金属线放电加工装置，其特征在于，所述相对速度确定手段在测定电压超过所述短路基准电压并且低于所述切换电压时，输出比所述指令速度小的相对移动速度。
3.如权利要求1或2所述的金属线放电加工装置，其特征在于，所述相对速度确定手段在测定电压超过所述短路基准电压并且低于所述切换电压时，输出相对于该测定电压的增加而单调增加的相对移动速度。
4.如权利要求3所述的金属线放电加工装置，其特征在于，所述相对速度确定手段使得随着测定电压接近于所述短路基准电压而逐次减少每单位电压变化的相对移动速度的变化量。
5.如权利要求3所述的金属线放电加工装置，其特征在于，所述相对速度确定手段当所述测定电压超过所述短路基准电压并且低于所述切换电压时，输出比测定电压超过所述切换电压时每单位电压变化的变化量更小的相对移动速度。
6.如权利要求3所述的金属线放电加工装置，其特征在于，所述相对速度确定手段使得随着测定电压接近所述切换电压的每单位电压变化的相对移动速度的变化量逐次增大，并且在所述测定电压达到所述切换电压之前，输出比测定电压超过所述切换电压时每单位电压变化的变化量大的相对移动速度。
7.如权利要求1或2所述的金属线放电加工装置，其特征在于，所述相对速度确定手段在测定电压超过所述短路基准电压并且低于所述切换电压时，输出恒定的相对移动速度。
8.如权利要求7所述的金属线放电加工装置，其特征在于，所述恒定的相对移动速度由将预先设定的比率乘以预先提供的指令速度而确定。
9.如权利要求1所述的金属线放电加工装置，其特征在于，所述相对速度确定手段设定比预先提供的指令速度值更小的切换速度，采用测定电压与相对移动速度的关系，从该切换速度计算出所述切换电压。
10.一种金属线放电加工装置，具备根据金属线电极与被加工物之间的测定电压确定所述金属线电极以及被加工物的相对移动速度的相对移动速度确定手段，在使得所述金属线电极与所述被加工物之间产生放电的同时，以由所述相对速度确定手段确定的相对移动速度使得所述金属线电极以及被加工物相对移动，以此对该被加工物实施加工，其特征在于，所述相对速度确定手段在测定电压超过规定的短路基准电压时，随着该测定电压与所述短路基准电压的差变小而输出每单位电压变化的变化量变小的正的相对移动速度。
全文摘要
本发明的金属线放电加工装置为了使得加工状态稳定，能够任意设定控制增益，同时能够提高加工速度。相对速度确定手段8当测定电压超过大于短路基准电压所设定的的比例常数切换电压时，随着该测定电压的增加，输出根据预先设定的比例常数A的相对移动速度，同时，当测定电压与指令电压相等时，输出作为目标值的指令速度，再者，当测定电压超过短路基准电压并且低于比例常数切换电压时，根据预先设定的比例常数B(＜A)，输出正的相对移动速度。
文档编号B23H7/00GK1421290SQ0212206
公开日2003年6月4日 申请日期2002年5月30日 优先权日2001年11月29日
发明者佐藤达志, 柴田淳一 申请人:三菱电机株式会社