线放电加工机的制作方法

本发明涉及线放电加工机。

背景技术：

以往，已知有作为放电加工中的一种的线放电加工。在线放电加工中，通过使具有导电性的线电极与被加工物之间发生放电现象，来对被加工物进行轮廓形状的加工。

利用线放电加工机进行线放电加工。线放电加工机具备支承被加工物及线电极的机构部以及连续地供给伴随着放电现象而消耗的线电极的构造，另外，具备利用数值控制装置对线电极与被加工物之间的相对位置进行控制的构造。

线电极以集中形态被卷绕于圆筒形状的线轴，被线放电加工机所具备的连续地供给线电极的构造从线轴引出。另外，线放电加工机具有引导件，该引导件是将线电极支承在准确的位置的构造，另外，具有利用数值控制装置控制线电极的张力的机构和功能。另外，线放电加工机具有利用数值控制装置监视和控制在线电极与被加工物之间发生的放电状态的功能。另外，通过针对数值控制装置进行任意的移动指令，线放电加工机能够利用线电极对被加工物进行轮廓形状的加工(参照专利文献1、2、3)。

专利文献1：日本特开昭58-192722号公报

专利文献2：日本特开平04-217426号公报

专利文献3：日本特开2015-123544号公报

技术实现要素：

发明要解决的问题

在利用线放电加工机加工被加工物w中的圆弧角的情况下，如图8a和图8b所示，由于线电极5向加工方向d1的相反侧弯曲而导致线电极5的指令位置(用虚线来图示)与实际位置(用实线来图示)之间发生偏移。另外，如图9a和图9b所示，加工路径p1与程序路径p2之间发生路径长度差。由此，相对于程序路径p2，如图10a所示，在凸圆弧角处放电密度变高，因此在角部及角出口部处发生切割过度，如图10b所示，在凹圆弧角处放电密度变低，因此在角部及角出口部处发生切割不足，因而圆弧角的加工精度降低。

关于角部及角出口部的切割过度和切割不足，虽然通过在角部及角出口部处变更放电控制、nc程序路径校正等方法来应对，但还有很多改善点。

本发明的目的在于提供一种提高被加工物中的角部和角出口部的加工精度的线放电加工机。

用于解决问题的方案

(1)本发明所涉及的线放电加工机(例如，后述的线放电加工机1)基于加工程序的指令，制作由连续的第一加工区块、第二加工区块及第三加工区块(例如，后述的第一加工区块b1、第二加工区块b2、第三加工区块b3)形成的加工路径(例如，后述的加工路径p1)，使线电极(例如，后述的线电极5)与被加工物(例如，后述的被加工物w)沿着该加工路径进行相对移动来对该被加工物进行放电加工，所述线放电加工机具备加工路径校正部，在作为所述第二加工区块、制作呈圆弧的角部(例如，后述的角部wa、wb)的情况下，该加工路径校正部利用校正矢量(例如，后述的第一校正矢量v1)，来校正所述第二加工区块的圆弧的中心的位置，在所述第一加工区块的终点与校正后的所述第二加工区块的起点之间插入直线的第一校正区块(例如，后述的第一校正区块ab1)，并且通过将所述第三加工区块从起点删除或延长规定距离来制作该第三加工区块的开始点，然后在校正后的所述第二加工区块的终点与所制作的所述第三加工区块的开始点之间插入第二校正区块(例如，后述的第二校正区块ab2、ab2’)，由此校正所述加工路径，其中，所述校正矢量是基于如下四个指标中的至少一个指标来计算出的，所述四个指标是：所述线电极的弯曲量；在所述第二加工区块中的所述线电极与所述被加工物之间的电压相对于在所述第一加工区块中的所述线电极与所述被加工物之间的电压的变化量；在所述第二加工区块中的所述线电极与所述被加工物之间的相对移动速度相对于在所述第一加工区块中的所述线电极与所述被加工物之间的相对移动速度的变化量；以及在所述第二加工区块中的所述线电极与所述被加工物之间的每单位时间的放电脉冲数相对于在所述第一加工区块中的所述线电极与所述被加工物之间的每单位时间的放电脉冲数的变化量。

(2)也可以是，在(1)的线放电加工机中，所述加工路径校正部基于利用所述第二加工区块的圆弧的半径及中心角度得到的校正系数，来计算所述校正矢量。

(3)也可以是，在(2)的线放电加工机中，所述加工路径校正部不改变利用所述校正矢量校正后的所述第二加工区块的起点位置，利用所述校正系数来校正所述第二加工区块的圆弧的半径。

(4)也可以是，在(3)的线放电加工机中，所述第二校正区块是将被校正了半径的所述第二加工区块延长后得到的圆弧。

(5)也可以是，在(1)～(4)的线放电加工机中，所述加工路径校正部基于如下的四个指标中的至少一个指标来计算所述规定距离，所述四个指标是：所述线电极的弯曲量；在所述第三加工区块中的所述线电极与所述被加工物之间的电压相对于在所述第二加工区块中的所述线电极与所述被加工物之间的电压的变化量；在所述第三加工区块中的所述线电极与所述被加工物之间的相对移动速度相对于在所述第二加工区块中的所述线电极与所述被加工物之间的相对移动速度的变化量；以及在所述第三加工区块中的所述线电极与所述被加工物之间的每单位时间的放电脉冲数相对于在所述第二加工区块中的所述线电极与所述被加工物之间的每单位时间的放电脉冲数的变化量。

(6)也可以是，在(5)的线放电加工机中，所述加工路径校正部基于所述校正系数来计算所述规定距离。

发明的效果

根据本发明，能够提供一种提高被加工物中的角部和角出口部的加工精度的线放电加工机。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式所涉及的线放电加工机的概要立体图。

图2a是说明在作为第二加工区块、制作呈凸圆弧的角部的情况下的横截面图。

图2b是说明在作为第二加工区块、制作呈凹圆弧的角部的情况下的横截面图。

图3a是说明在作为第二加工区块、制作呈凸圆弧的角部的情况下的第一校正矢量的横截面图。

图3b是说明在作为第二加工区块、制作呈凹圆弧的角部的情况下的第一校正矢量的横截面图。

图4a是说明在作为第二加工区块、制作呈凸圆弧的角部的情况下的该凸圆弧的半径的校正的横截面图。

图4b是说明在作为第二加工区块、制作呈凹圆弧的角部的情况下的该凹圆弧的半径的校正的横截面图。

图5a是说明在作为第二加工区块、制作呈凸圆弧的角部的情况下的第一校正区块的插入的横截面图。

图5b是说明在作为第二加工区块、制作呈凹圆弧的角部的情况下的第一校正区块的插入的横截面图。

图6a是说明在作为第二加工区块、制作呈凸圆弧的角部的情况下的直线的第二校正区块的插入的横截面图。

图6b是说明在作为第二加工区块、制作呈凹圆弧的角部的情况下的直线的第二校正区块的插入的横截面图。

图7a是说明在作为第二加工区块、制作呈凸圆弧的角部的情况下的圆弧的第二校正区块的插入的横截面图。

图7b是说明在作为第二加工区块、制作呈凹圆弧的角部的情况下的圆弧的第二校正区块的插入的横截面图。

图8a是说明因线电极的弯曲导致的指令位置与实际位置之间的偏移的横截面图。

图8b是说明因线电极的弯曲导致的指令位置与实际位置之间的偏移的纵截面图。

图9a是说明凸圆弧角的加工路径与程序路径之间的路径长度差的横截面图。

图9b是说明凹圆弧角的加工路径与程序路径之间的路径长度差的横截面图。

图10a是说明凸圆弧角的加工精度的横截面图。

图10b是说明凹圆弧角的加工精度的横截面图。

附图标记说明

1：线放电加工机；2：机座；3：加工槽；4：工件台；5：线电极；6：线轴；7：电动机/磁粉制动器；8：制动辊；9：夹送辊；10：上引导件；11：下引导件；12：夹送辊；13：进给辊；14：线回收箱；15：cnc(数值控制装置)；16：加工电源；w：被加工物；wa、wb：角部；p1：加工路径；p2：程序路径；b1：第一加工区块；b2：第二加工区块；b3：第三加工区块；ab1：第一校正区块；ab2、ab2’：第二校正区块；v1：第一校正矢量(校正矢量)；v2：第二校正矢量；d1：加工方向；o、o’、o”：中心；l：规定距离。

具体实施方式

以下，参照附图来详细地说明本发明的实施方式。首先，参照图1来说明线放电加工机1的结构。图1是示出本发明的实施方式所涉及的线放电加工机1的概要立体图。

图1所示的线放电加工机1是如下的数值控制机床：基于加工程序的指令，制作由连续的多个加工区块(例如，连续的第一加工区块、第二加工区块及第三加工区块)形成的加工路径p1(参照图2a等)，使线电极5与被加工物w沿着该加工路径p1进行相对移动，来对该被加工物w进行放电加工。具体来说，线放电加工机1具备：机座2、加工槽3、工件台4、线电极5、线轴6、电动机/磁粉制动器7、制动辊8、夹送辊9、上引导件10、下引导件11、夹送辊12、进给辊13、线回收箱14、cnc(数值控制装置)15、加工电源16、加工路径校正部(未图示)以及各种检测部(未图示)等。

机座2是载置加工槽3的机台。加工槽3是被填充了加工液的、进行放电加工的空间。工件台4是载置被加工物w的台，通过利用cnc15进行控制来决定工件台4与线电极5之间的相对位置。

线电极5被从线轴6抽出，经由被电动机/磁粉制动器7驱动的制动辊8、夹送辊9、上引导件10、下引导件11、夹送辊12以及进给辊13，并被回收于线回收箱14。该线电极5在加工槽3内被上引导件10和下引导件11支承，在上引导件10与下引导件11之间被张设为一条直线状。该被张设为一条直线状的线电极5在被浸泡于加工液的状态下对被加工物w进行放电加工。

线轴6被未图示的扭矩电动机向与线电极5的抽出方向相反的方向施加规定的扭矩。上引导件10及下引导件11的位置根据被加工物w的形状、固定方法以及与被加工物w的加工形状相应的程序是固定的或者可变的。加工电源16向线电极5施加高频电压，由此能够对被加工物w进行放电加工。

加工路径校正部(未图示)通过后文详述的过程来校正线放电加工机1的加工路径。加工路径校正部是由cpu、rom、ram等构成的。该加工路径校正部既可以设置于线放电加工机1、cnc15，也可以设置于与线放电加工机1、cnc15独立的计算机。

线放电加工机1具备如下等检测部来作为各种检测部(未图示)：弯曲量检测部，其检测在上引导件10与下引导件11之间张设的线电极5的弯曲量；电压检测部，其检测线电极5与被加工物w之间的电压；相对移动速度检测部，其检测线电极5与被加工物w之间的相对移动速度；以及放电脉冲数检测部，其检测线电极5与被加工物w之间的每单位时间的放电脉冲数。

接着，参照图2～图10来说明使用线放电加工机1进行的放电加工。由上述的加工路径校正部执行以下的放电加工中的对加工路径的校正。

图2a是说明在作为第二加工区块b2、制作呈凸圆弧的角部wa的情况的横截面图。图2b是说明在作为第二加工区块b2、制作呈凹圆弧的角部wb的情况的横截面图。图3a是说明在作为第二加工区块b2、制作呈凸圆弧的角部wa的情况下的第一校正矢量v1的横截面图。图3b是说明在作为第二加工区块b2、制作呈凹圆弧的角部wb的情况下的第一校正矢量v1的横截面图。图4a是说明在作为第二加工区块b2、制作呈凸圆弧的角部wa的情况下的该凸圆弧的半径的校正的横截面图。图4b是说明在作为第二加工区块b2、制作呈凹圆弧的角部wb的情况下的该凹圆弧的半径的校正的横截面图。图5a是说明在作为第二加工区块b2、制作呈凸圆弧的角部wa的情况下的第一校正区块ab1的插入的横截面图。图5b是说明在作为第二加工区块b2、制作呈凹圆弧的角部wb的情况下的第一校正区块ab1的插入的横截面图。图6a是说明在作为第二加工区块b2、制作呈凸圆弧的角部wa的情况下的直线的第二校正区块ab2的插入的横截面图。图6b是说明在作为第二加工区块b2、制作呈凹圆弧的角部wb的情况下的直线的第二校正区块ab2的插入的横截面图。图7a是说明在作为第二加工区块b2、制作呈凸圆弧的角部wa的情况下的圆弧的第二校正区块ab2’的插入的横截面图。图7b是说明在作为第二加工区块b2、制作呈凹圆弧的角部wb的情况下的圆弧的第二校正区块ab2’的插入的横截面图。此外，在各图中，加工路径p1是线电极5的中心线通过的路径，程序路径p2是沿着被加工物w的轮廓形状的路径。

如图2a所示，加工路径p1是由连续的第一加工区块b1、第二加工区块b2及第三加工区块b3形成的。该加工路径p1是用于作为第二加工区块b2、制作呈凸圆弧的角部wa的路径，因此如下说明的那样进行校正。或者，如图2b所示，加工路径p1是由连续的第一加工区块b1、第二加工区块b2及第三加工区块b3形成的。该加工路径p1是用于作为第二加工区块b2、制作呈凹圆弧的角部wb的路径，因此如下说明的那样进行校正。

如图3a所示，基于第一校正矢量v1，将第二加工区块b2的圆弧的中心位置从o校正为o’。或者，如图3b所示，基于第一校正矢量v1，将第二加工区块b2的圆弧的中心位置从o校正为o’。

第一校正矢量v1是基于如下四个指标中的至少一个指标来计算出的，所述四个指标是：线电极5的弯曲量；在第二加工区块b2中的线电极5与被加工物w之间的电压相对于在第一加工区块b1中的线电极5与被加工物w之间的电压的变化量；在第二加工区块b2中的线电极5与被加工物w之间的相对移动速度相对于在第一加工区块b1中的线电极5与被加工物w之间的相对移动速度的变化量；以及在第二加工区块b2中的线电极5与被加工物w之间的每单位时间的放电脉冲数相对于在第一加工区块b1中的线电极5与被加工物w之间的每单位时间的放电脉冲数的变化量。另外，第一校正矢量v1是基于利用第二加工区块b2的圆弧的半径及中心角度得到的校正系数来计算出的。

根据被加工物w的截面的弯曲量的测定结果或者线电极5的振动频率/张力变化来测定线电极5的弯曲量。关于线电极5与被加工物w之间的电压，使用指令值或测定值。关于线电极5与被加工物w之间的相对移动速度，使用指令值或测定值。关于线电极5与被加工物w之间的每单位时间的放电脉冲数，使用测定值。

例如，利用v1＝f(r，θ)×(a1d+a2(vl-vc)+a3(vl-vc)+a4(pl-pc))xe来计算第一校正矢量v1。或者，利用v1＝f(r，θ)×(a1d+a2(vl/vc)+a3(vl/vc)+a4(pl/pc))xe来计算第一校正矢量v1。

其中，f(r，θ)：用r和θ表示的函数(校正系数)；r：第二加工区块b2的圆弧的半径；θ：第二加工区块b2的圆弧的中心角度；d：线电极5的弯曲量；vl：在第一加工区块b1中的线电极5与被加工物w之间的相对移动速度；vc：在第二加工区块b2中的线电极5与被加工物w之间的相对移动速度；vl：在第一加工区块b1中的线电极5与被加工物w之间的电压；vc：在第二加工区块b2中的线电极5与被加工物w之间的电压；pl：在第一加工区块b1中的线电极5与被加工物w之间的每单位时间的放电脉冲数；pc：在第二加工区块b2中的线电极5与被加工物w之间的每单位时间的放电脉冲数；a1～a4：常数；xe：矢量。

如图4a所示，以不改变利用第一校正矢量v1(参照图3a)校正后的第二加工区块b2的起点位置的方式，利用第二校正矢量v2(校正系数)将第二加工区块b2的圆弧的中心位置从o’设为o”，来校正第二加工区块b2的圆弧的半径。或者，如图4b所示，以不改变利用第一校正矢量v1(参照图3b)校正后的第二加工区块b2的起点位置的方式，利用第二校正矢量v2(校正系数)将第二加工区块b2的圆弧的中心位置从o’设为o”，来校正第二加工区块b2的圆弧的半径。

第二校正矢量v2是基于如下四个指标中的至少一个指标来计算出的，所述四个指标是：线电极5的弯曲量；在第二加工区块b2中的线电极5与被加工物w之间的电压相对于在第一加工区块b1中的线电极5与被加工物w之间的电压的变化量；在第二加工区块b2中的线电极5与被加工物w之间的相对移动速度相对于在第一加工区块b1中的线电极5与被加工物w之间的相对移动速度的变化量；以及在第二加工区块b2中的线电极5与被加工物w之间的每单位时间的放电脉冲数相对于在第一加工区块b1中的线电极5与被加工物w之间的每单位时间的放电脉冲数的变化量。另外，第二校正矢量v2是基于利用第二加工区块b2的圆弧的半径及中心角度得到的校正系数来计算出的。

例如，利用v2＝f(r，θ)×(b1d+b2(vl-vc)+b3(vl-vc)+b4(pl-pc))ye来计算第二校正矢量v2。或者，利用v2＝f(r，θ)×(b1d+b2(vl/vc)+b3(vl/vc)+b4(pl/pc))ye来计算第二校正矢量v2。

其中，b1～b4：常数；ye：矢量。

如图5a所示，在第一加工区块b1的终点与利用第一校正矢量v1(参照图3a)及第二校正矢量v2(参照图4a)校正后的第二加工区块b2的起点之间插入直线的第一校正区块ab1。或者，如图5b所示，在第一加工区块b1的终点与利用第一校正矢量v1(参照图3b)及第二校正矢量v2(参照图4b)校正后的第二加工区块b2的起点之间插入直线的第一校正区块ab1。

如图6a所示，将第三加工区块b3从起点起删除规定距离l，由此制作该第三加工区块b3的开始点，然后在利用第一校正矢量v1(参照图3a)及第二校正矢量v2(参照图4a)校正后的第二加工区块b2的终点与所制作的第三加工区块b3的开始点之间插入直线的第二校正区块ab2。或者，如图6b所示，将第三加工区块b3从起点起延长规定距离l，由此制作该第三加工区块b3的开始点，然后在利用第一校正矢量v1(参照图3b)及第二校正矢量v2(参照图4b)校正后的第二加工区块b2的终点与所制作的第三加工区块b3的开始点之间插入直线的第二校正区块ab2。

规定距离l是基于如下四个指标中的至少一个指标来计算出的，所述四个指标是：线电极5的弯曲量；在第三加工区块b3中的线电极5与被加工物w之间的电压相对于在第二加工区块b2中的线电极5与被加工物w之间的电压的变化量；在第三加工区块b3中的线电极5与被加工物w之间的相对移动速度相对于在第二加工区块b2中的线电极5与被加工物w之间的相对移动速度的变化量；以及在第三加工区块b3中的线电极5与被加工物w之间的每单位时间的放电脉冲数相对于在第二加工区块b2中的线电极5与被加工物w之间的每单位时间的放电脉冲数的变化量。另外，规定距离l是基于利用第二加工区块b2的圆弧的半径及中心角度得到的校正系数来计算出的。

例如，利用l＝f(r，θ)×(c1d+c2(vl-vc)+c3(vl-vc)+c4(pl-pc))来计算出规定距离l。或者，利用l＝f(r，θ)×(c1d+c2(vl/vc)+c3(vl/vc)+c4(pl/pc))来计算出规定距离l。

其中，c1～c4：常数。

此外，也可以是，插入圆弧的第二校正区块ab2’，来代替插入直线的第二校正区块ab2(参照图6a及图6b)。

如图7a所示，第二校正区块ab2’是将利用第二校正矢量v2(参照图4a)被校正了半径的第二加工区块b2延长得到的圆弧。或者，如图7b所示，第二校正区块ab2’是将利用第二校正矢量v2(参照图4b)被校正了半径的第二加工区块b2延长得到的圆弧。

如以上那样，根据本实施方式所涉及的线放电加工机1，能够提高被加工物w中的角部wa、wb以及角出口部的加工精度。

以上说明了本发明的实施方式，但本发明并不限定于所述的实施方式。此外，本实施方式所述的效果只是列举了本发明所产生的最佳效果，本发明的效果并不限定于本实施方式所述的内容。

例如，也能够将第一校正矢量v1(参照图3a及图3b)设为零矢量，仅用第二校正矢量v2(参照图4a及图4b)来校正第二加工区块b2的圆弧的中心位置o。该情况下，不进行直线的第一校正区块ab1(参照图5a及图5b)的插入。

同样地，也能够将第二校正矢量v2(参照图4a及图4b)设为零矢量，仅用第一校正矢量v1(参照图3a及图3b)来校正第二加工区块b2的圆弧的中心位置o。

或者，也能够以如下方式校正加工路径p1：将要删除的规定距离l(参照图6a及图6b)设为零，不变更第三加工区块b3的起点，将第三加工区块b3的起点与利用第一校正矢量v1(参照图3a及图3b)及第二校正矢量v2(参照图4a及图4b)校正后的第二加工区块b2的终点连结。

此外，既可以由cnc15，也可以由外部的个人计算机来进行程序的变更。