专利名称：放电加工装置的制作方法
技术领域：
本发明是有关一种放电加工装置，尤指下述的一种放电加工装置，该装置在进行放电加工时，可算出更正确的预估加工时间，可按加工条件的设定状态，每次计算及显示预估的加工时间，而且对于多个电极及预先进行加工的以三维模型所表现的被加工物，亦可计算及显示更正确的预估加工时间。
背景技术：
放电加工装置中，已知有一种具备用以估算放电加工所需时间的加工时间估算功能的装置。这样的放电加工装置由例如具有电极及主轴的放电加工装置本体、放电加工时的加工时间估算装置、电源、及根据由加工时间估算装置所设定的加工时间以驱动控制放电加工装置的数控装置等所构成。
加工时间估算装置例如由接受使用者所要求规格的输入部、用以计算从被加工物去除的加工量的加工量计算部、根据所输入的要求规格以计算加工时间的加工时间计算部、用以存储计算加工时间所需的加工速度数据的加工时间数据部；以及用以输出所算出的加工时间的输出部等所构成。
这样的放电加工装置中，例如以下述方法估算加工时间。首先，使用者根据对被加工物所要求的规格，将电极尺寸、被加工物尺寸、加工深度、加工条件等的要求规格由输入部输入。这里，所谓电极尺寸或被加工物尺寸，例如以(x尺寸-5至5、y尺寸-10至10)表示。在电极全部表面处于被加工物内时，由于被加工物尺寸与估算时间无直接关系，所以亦有时予以省略。
然后，加工量计算部接受来自输入部的要求规格，根据电极尺寸与被加工物尺寸，算出加工去除量。
其次，根据这些计算数据与预先存储于加工时间数据部的每个加工量的加工速度数据，在加工时间计算部生成对于要求规格所预估的开始条件至完成条件为止的加工时间序列，并在输出部进行设定。然后，将设定于输出部的数据用CRT等显示装置予以显示。
除了具有这样的代表性功能的装置以外，还有如日本特开平6-297250号公报所公开的依加工深度来修正加工速度以估算加工时间的形态。
其它，还有如日本特开平2-100822号公报所公开的一种形态，它是输入电极形状，根据所输入形状的特征来修正加工时间。
然而，电极大多具有三维的复杂形状，随加工的进行，加工面积将因电极形态而产生变化。因而，随加工的进行，由于沉滞于电极与被加工物间的加工屑而使放电状态变化，或加工面积变化等，造成加工条件并非为一定。其结果产生的问题是，若如上述的文献所述，仅按加工深度来改变加工速度，则预计加工时间与实际加工时间的差异会变大，无法正确估算加工时间。
另外，输入电极形状的方法，仅可对应于电极的形状为棱柱等简单形状的情况，而无法使放电加工装置详细识别电极的形状数据。因而存在的问题是，在使用三维的复杂形状的电极时，则无法估算随着加工进行所需要的加工时间或掌握加工面积。
再者，即使是单纯形状的电极时，电极的形状仍受输入者的主观影响，所以无法保持加工的均匀性，以致预先输入的形状特征有稍许错误时，则无法反映加工时间。
而且，通常进行放电加工的被加工物，比较多的情况下是事先以切削加工等进行前道工序加工。而且，对于同一加工物使用多个不同形状的电极连续加工而形成最终形状的情形也比较多。例如，在移动电话的情况下，以切削进行前道工序加工之后，以大约20种不同形状的电极进行放电加工，而形成最终形状。因此存在的问题是，只认识单纯的电极形状，仍无法掌握加工量，所以无法正确估算加工时间的问题存在。
发明内容
本发明正在鉴于上述问题而进行研发的，其目的在于，提供一种即使使用具有三维的复杂形状电极时、仍可依加工的进行状况正确估算加工时间的放电加工装置。
本发明的放电加工装置具备用以输入将电极的形状以三维表现的电极形状数据、将被加工物的形状以三维表现的被加工物形状数据、及加工条件数据的输入装置；根据电极形状数据与被加工物形状数据与加工条件数据、以计算随加工进行而变化的加工体积的加工体积计算装置；根据所计算的加工体积、以计算加工时间的加工时间计算装置；以及用以显示所计算出的加工时间的显示装置。
依照本发明，将电极的形状及被加工物的形状以三维模型表现，并使用这些信息与加工条件数据，计算随加工的进行而变化的加工体积，以计算加工时间。由此，即使随放电加工的进行，在加工面积相应于电极形状而变化时等加工状况有所变化的情况下，亦可依加工状况，亦即依加工体积的变化，计算出加工时间而且，因将电极的形状及被加工物的形状以上述的三维模型表现，所以可正确地将电极的形状及被加工物的形状作为数据来掌握，且可使其反映加工时间。由此，可依实际加工状况，掌握随加工进行的加工体积的变化，并考虑加工状况的实际情形，以算出加工时间。
并且，由于可正确地将被加工物的形状作为数据来掌握，且可使其反映加工时间，所以，即使对于预先进行了规定加工的被加工物来进行放电加工时，亦可计算出考虑到当初加工形状的加工时间。
因而，依照本发明，即使电极或被加工物具有复杂形状时，仍可正确估算放电加工的加工时间。
附图简单说明
图1所示为本发明的放电加工装置的实施例1的概略构成图。
图2所示为实施例1中所使用的加工时间估算装置的构成方框图。
图3所示为存储于加工面积数据部的加工深度数据及与之相对应的加工面积数据的一个例子。
图4所示为存储于加工时间数据部的详细加工条件数据及加工速度数据的一个例子。
图5为用以说明使用加工时间估算装置来估算放电时间时的估算方法的流程图。
图6所示为电极形状的一个例子的立体图。
图7为用以说明于电极中朝加工进行方向的Z轴方向依预定的分割宽度抽出横剖面的状态的示意图。
图8(a)至(c)为用以说明网眼分割的示意图。
图9显示放电加工的进行状态及随之使加工面积变化的示意图。
图10系用以说明加工面积扩大摇动半径份的面积的示意图。
图11所示系本发明的放电加工装置的实施例2的概略构成图。
图12显示实施例1中所使用的加工时间估算装置的构成方框图。
图13系用以说明使用加工时间估算装置来估算放电时间时的估算方法的流程图。
图14显示本发明的放电加工装置的实施例3的概略构成图。
图15显示本实施例3所使用的加工时间估算装置的构成方框图。
图16系存储于形状特征数据部的形状特征及形状特征系数的一个例子。
图17(a)至(d)显示电极形状例子的纵向剖视18系电极厚度与加工时间的关系的特性19系用以说明使用加工时间估算装置来估算放电时间时的估算方法的流程图。
图20显示将电极以横剖面分割的例子的示意图。
图21系用以说明电极的形状特征抽出方法的示意图。
2电极 3主轴5控制装置 6电源7加工槽 8被加工物9加工液 11输入部12加工面积计算部13加工面积数据部14加工量计算部 15加工时间计算部16加工时间数据部17输出部18显示装置 25、30加工面积31摇动半径32将加工面积扩大摇动半径的面积41、42、43加工时间估算装置51形状特征计算部52形状特征数据部61加工屑100、200、300放电加工装置具体实施方式
为更详细说明本发明，下面参照附图对其进行说明。又，本发明并非限定于以下的叙述，只要不超出本发明要点的范围，可进行适当的变更。另外，在附图中，为使容易理解，各构件的缩小比例有时不同。
实施例1图1为实施例1的放电加工装置100的概略构成方框图。放电加工装置100具备有放电加工用的电极2、放电加工装置的头部即主轴3、加工时间估算装置41、依加工时间估算装置41所设定的加工时间适当驱动控制主轴动作的控制装置5、及电源6。
在这样的放电加工装置100中，将电极2与被加工物8一起浸入加工槽7内的加工液9中，在这样的状态下使其相对，由电源6通电，使预定的脉冲电流通过此电极2与被加工物8。由于该通电电流，在电极2与被加工物8的加工间隙会产生断续性放电，并对被加工物8实施放电加工。
图2所示为加工时间估算装置41的构成方框图。加工时间估算装置41具备有用以接收由使用者的要求规格的输入部11；用以计算随放电加工的进行而造成的加工面积变化的加工面积计算部12；符合要求规格的加工深度与加工面积以成对方式进行存储的加工面积数据部13；根据加工面积计算部12中所求得的加工面积的变化、以算出因放电加工而从被加工物8去除的加工量的变化亦即加工体积变化的加工量计算部14；根据加工量计算部14所求得的加工体积变化与每一加工量的加工速度数据以计算放电时间所需的加工时间的加工时间计算部15；用以存储加工时间计算部15于计算加工时间时所需的每一加工量的加工速度数据的加工时间数据部16；以及用以输出加工时间计算部15所算出的加工时间的输出部17。并且，在输出部17连接有用以显示由该输出部17所输出的数据的显示装置18。
在加工面积数据部13中，有加工深度及与其对应的加工面积，存储在例如图3所示的数据表。在加工时间数据部16中，则有预先符合要求规格的详细的加工条件与加工速度以成对的方式存储于例如图4所示的信息表。这里，所谓加工条件包括例如图4所示的加工电路、放电电流、停止时间及摇动半径等。
图5为于放电加工装置100中用以说明使用加工时间估算装置41以估算放电时间时的估算方法的流程图。以下，就如上述构成的加工时间估算装置41的加工时间的估算方法，参照图5中的流程图予以说明。
首先，输入部11读取使用者对于放电加工的要求规格(S101)。
在输入部11中，读取将电极2的形状以三维表现亦即以三维模型表现的电极形状a1a、将被加工物8的形状以三维表现亦即以三维模型表现的被加工物形状a2a、加工深度a3、以及加工条件a4等数据，以作为要求规格。
其次，根据输入部11所读取的要求规格，在加工面积计算部12算出加工面积(S102)。以下，具体说明加工面积的计算方法。
这里，电极2的三维电极形状与被加工物8的三维被加工物形状，是以XYZ的网眼表示。以具有如图6所示的形状的电极为例，来说明将三维电极形状以网眼表示时的一个例子。
首先，如图7所示，在电极的加工进行方向的Z轴方向，依预定的分割宽度抽出对应于Z0至Zk的K+1个横剖面。此横剖面的计算，最好是每隔要求尺寸精度来进行，但分割数多时，将导致计算延迟，所以也可以依电极的每一减少量尺寸或依每1mm左右来进行。
其次，将每一加工方向的横剖面形状以较小的网眼分割。网眼分割宽度最好是每隔要求尺寸精度来进行，但分割数多时，将导致计算延迟，所以也可以依电极的每一减少量尺寸或依每1mm左右来进行。
例如图8的(a)及(b)所示，X轴方向为i+1分割，Y轴方向为Y+1分割，而在分割的网眼形状内含有图形数据的位置坐标时，如图8(c)所示，将图形数据的位置座标(XD、YD、ZD)变为网眼数据的位置坐标(XM、YM、ZM)，为表示其为实心，例如赋予“1”的信息。另外，在中空时，在所分割的网眼形状内未含有图形数据的位置坐标时，在此情形下，为表示其为中空，例如赋予“0”的信息。
如此，则可得(Xn、Ym、Zl)(0≤n≤i，0≤m≤j，0≤l≤k，n、m、l为整数)的各分割要素的网眼数据。
由此，可将三维形状的电极2的电极形状a1a及三维形状的被加工物8的被加工物形状a2a，以网眼数据表示，而可将电极2及被加工物8的形状，以三维模型表示。
其次说明使用这样的网眼数据以求出加工面积的方法。图9表示放电加工的进行及随之使加工面积变化的示意图。图9中，电极2以挖进被加工物8内的形态进行放电加工。电极2与被加工物8的位置关系，以图9(a)→(b)→(c)的次序变化。随之，图9中的加工面积25依图9(a)→(b)→(c)的次序扩大。
这里，在加工面积数据部13中，以下述方法算出如图3所示的加工面积数据。
首先，在以上述以网眼表示的电极形状a1a及被加工物形状a2的数据中，将有数据的部分设定为1，将无数据的部分设定为0。然后，为取得随加工进行而各阶段的加工量变化，则将电极形状a1a慢慢地、例如每次1mm往被加工物8的方向移动，直到加工深度为止，以计算电极2与被加工物8的重叠部分在剖面上的网眼数。并反复此动作，直到预定的加工深度为止。
在此，加工面积可以如下的关系式求得加工面积＝有效的网眼数×网眼一边的大小×网眼一边的大小如上所述，即可算出如第3图所示的加工深度及与其对应的加工面积。
其次，在加工量计算部14中，由如上述所求得的加工面积、加工深度、及放电加工时的摇动半径，算出放电加工的开始加工量(S103)。开始加工量可以如下的关系式求得开始加工量＝∑(1步的加工深度×将加工面积扩大摇动半径大小的面积)兹将所谓「将加工面积扩大摇动半径大小的面积」说明如下。以电极2的底面、即对被加工物8的加工面为例如图10所示一边为10mm的近似正方形尺寸的情形予以说明。考虑使用这样的电极2对于被加工面为平面的被加工物8进行加工的情况。在此情形下，电极2的整个底面成为加工面积，而该加工面积30即为10mm×10mm(＝100mm2)。
在此情形下的(将加工面积扩大摇动半径大小的面积32)，即为一边的10mm再加上摇动半径31例如为0.1mm，以计算面积。亦即，在此情形下的(将加工面积扩大摇动半径大小的面积32)为10.2mm×10.2mm(＝104.04mm2)。
其次，在加工时间计算部15中，读取各加工条件所适合的加工速度数据，亦即预先存储于加工时间数据部16的每一加工量的加工速度(S104)。
然后。由上述所求得的开始加工量与由加工时间数据部16所读取的加工速度，算出预定的加工开始条件下的加工时间(S105)。加工时间可由以下的关系式求得加工时间＝开始加工量/加工速度由此，可算出按照要求规格进行加工时所预估的加工开始条件下的加工时间。
其次，关于最后加工时的最后加工条件，则与上述同样，在加工量计算部14中算出每一加工条件下的最后加工量(S106)。其次。在加工时间计算部15中读取适合于各最后加工条件的加工速度数据，亦即预先存储于加工时间数据部16的每一加工量的加工速度(S107)。然后，由上述所求得的最后加工量与由加工时间数据部16所读取的加工速度，求得预定的最后加工条件下的加工时间(S108)。
如上所述，可算出按照要求规格进行加工时所预估的最后加工条件的加工时间。
最后，根据以上的结果，在输出部17设定由加工开始条件至最后加工条件上的加工时间序列b1b至bmb。输出部17则将这些加工时间序列b1b至bmb输出至显示装置18，藉此，可显示如上所求得的各条件下的加工时间及其总计的加工时间。
如上所述，依本放电加工装置100，将电极2的形状及被加工物8的形状以三维模型表现，以此计算各加工深度的加工面积，以算出加工时间。
由此，即使随放电加工的进行而使加工面积相应于电极2的形状发生变化时，仍可依加工状况，亦即依加工面积的变化来算出加工时间。
另外，因将电极2的形状及被加工物8的形状以如上述的三维模型表现，所以可正确地将电极2的形状及被加工物8的形状作为数据来掌握，且可将其反映于加工时间。因而，可依加工状况的实际情形，正确掌握随加工的进行而发生的加工面积变化，而且，根据该加工面积的变化而求出加工体积，所以能依实际加工状况，算出加工时间。
另外，由于可将被加工物8的形状正确地作为数据来掌握，可将其反映于加工时间，所以，即使对于预先已施行预定加工的被加工物8实施放电加工时，仍可算出已考虑当初的加工形状的加工时间。
因而，在该放电加工装置100中，即使电极2或被加工物8具有复杂形状时，仍可正确地估算加工时间。
其次，说明上述放电加工装置100的变形例。在上述中是这样构成的，它将电极2的形状数据与被加工物8的形状数据作为要求规格输入加工时间估算装置，在加工时间估算装置内计算加工面积与加工深度，但也可以这样构成，即预先将与上述相同所求得的随加工的进行所发生加工面积变化的数据与加工深度的数据输入加工时间估算装置。
亦即，加工时间估算装置具备有接受使用者的要求规格、随加工的进行而使加工面积变化的数据以及加工深度的数据的输入部；用以计算利用放电加工从被加工物所去除的加工量的加工量计算部；根据输入部所输入的要求规格、随加工进行而使加工面积变化的数据以及加工深度的数据来计算放电加工时所需的加工时间的加工时间计算部；用以存储加工时间计算部为计算加工时间所需的每一加工量的加工速度数据的加工时间数据部；以及用以输出加工时间计算部所算出的加工时间的输出部。
在采用这样的构成时，也与上述的放电加工装置100相同，即使电极或被加工物具有复杂形状时，也可正确估算加工时间。
而且，输入至加工时间估算装置的数据，除了加工面积与加工深度以外，只要是可表现加工量的数据，都可采用。
另外，在本发明中，加工时间估算装置可装在放电加工装置本体内，也可与放电加工装置本体分开，形成独立的形态，例如装在个人计算机上。
再者，在上述中，在计算加工量时，是先求出加工面积，然后将该加工面积扩大摇动半径大小，但也可以不是将加工面积，而是将三维模型形状的状态下的加工剖面形状扩大摇动半径大小，以算出该扩大摇动半径大小的加工剖面形状的面积。由此，可估算更正确的加工时间。在此情形下，加工面积存在于每一加工条件中。另外，以缩小量与接近量替代摇动半径亦可。并且，以NC程序的输入替代加工深度的输入亦可。
再者，在上述中，未考虑放电间隙，如将放电间隙亦一并予以考虑时，则可估算更正确的加工时间。
实施例2图11为实施例2的放电加工装置200的概略构成方框图。图11中，为容易理解，与图1相同的构件标记同一符号，并省略其详细说明。
放电加工装置200具备放电加工用的电极2、放电加工装置的头部即主轴3、加工时间估算装置42、根据加工时间估算装置42所设定的加工时间适当驱动控制主轴动作的控制装置5、及电源6。而且，本放电加工装置200中，电极具备如后述的电极形状为a1a的以三维模型表现的电极、以及电极形状为a1aa的以三维模型表现的电极的两种电极，而以此两种电极实施放电加工。
这样的放电加工装置200中，将电极2与被加工物8一起浸入加工槽7内的加工液9中，在这样的状态下使其相对，由电源6通电，将预定的脉冲电流通过电极2与被加工物8。由于该通电电流，在电极2与被加工物8的加工间隙会发生断续性放电，于是可对被加工物8实施放电加工。
图12所示为加工时间估算装置42的构成方框图。加工时间估算装置42具备用以接收使用者的要求规格的输入部11；用以计算随放电加工的进行而使加工面积变化的加工面积计算部12；符合要求规格的加工深度与加工面积以成对的方式进行存储的加工面积数据部13；根据加工面积计算部12所求得的加工面积的变化、以算出因放电加工从被加工物8所去除的加工量的变化亦即加工体积变化的加工量计算部14；根据加工量计算部14所求出的加工体积变化与每一加工量的加工速度数据、以计算放电时间所需的加工时间的加工时间计算部15；用以存储加工时间计算部15于计算加工时间所需的每一加工量的加工速度数据的加工时间数据部16；以及用以输出加工时间计算部15所算出的加工时间的输出部17。而且，在输出部17连接有用以显示该输出部17所输出的数据的显示装置18。
这里，在加工面积信息部13中，将加工深度及与其对应的加工面积存储于例如上述的图3所示的数据表。而且，在加工时间数据部16中，预先符合要求规格的详细加工条件与加工速度以成对的方式存储于例如上述图4所示的数据表。
图13为用以说明在放电加工装置200中使用加工时间估算装置42以估算放电时间时的估算方法的流程图。以下，参照图13所示的流程图，说明如上所述构成的以加工时间估算装置42估算加工时间的估算方法。
首先，输入部11读取使用者对于放电加工的要求规格1(S201)。在输入部11中，读取将电极2的形状以三维模型表现的电极形状a1a、将被加工物8的形状以三维模型表现的被加工物形状a2a、加工深度a3及加工条件a4，以作为要求规格1。
其次，与实施例1相同，根据输入部11所读取的要求规格1，在加工面积计算部12算出加工面积(S202)。
其次，在加工量计算部14中，由上述所求出的加工面积、加工深度、及放电加工时的摇动半径，与实施例1相同，算出放电加工的开始加工量(S203)。
其次，在加工时间计算部15中，读取适合于各加工条件的加工速度数据，亦即预先存储于加工时间数据部16的每一加工量的加工速度(S204)。
然后，由上述所求得的开始加工量与加工时间数据部16所读取的加工速度，算出预定的加工条件下的加工时间(S205)。
其次，关于最后加工时的最后加工条件，是与上述同样，在加工量计算部依每一加工条件算出最后加工量(S206)。其次，在加工时间计算部15中读取适合于各最后加工条件的加工速度数据，亦即预先存储于加工时间数据部16的每一加工量的加工速度(S207)。然后，由上述所求得的最后加工量与由加工时间数据部16所读取的加工速度，算出预定的最后加工条件下的加工时间(S208)。
由此，可算出按照要求规格1进行加工时所预估的最后加工条件的加工时间。
其次，根据以上的结果，在输出部17设定将加工开始条件至最后加工条件为止的加工时间序列b1b至bmb。而且，将用电极形状为a1a的电极进行加工后的被加工物8的形状设定为a2aa，并将其存储于设在输出部17内的存储器中。
其次，输入部11读取使用者对放电加工的其它的要求规格2(S201)。在输入部11中，读取将电极2的形状以三维模型表现的电极形状a1aa、将被加工物8的形状以三维模型表现的被加工物形状a2a、加工深度a3aa、及加工条件a4aa，作为要求规格2。然后，反复上述步骤(S201)至(S209)，算出加工开始条件至最后加工条件为止的加工时间。
由此，可算出按照两种不同要求规格2进行加工、亦即使用两种不同电极2实施加工时所预估的最后加工条件的加工时间。
最后，根据以上的结果，算出由加工开始条件至最后加工条件为止的加工时间序列b1bb至bmbb，并在输出部17进行设定。输出部17将这些加工时间序列b1bb至bmbb、及最初算出的加工时间序列b1b至bmb输出至显示装置18，即可显示依每一条件的加工时间及其总计的加工时间。
如上所述，在此放电加工装置200中，将电极2的形状及被加工物8的形状以三维模型表现，以此计算各加工深度的加工面积，以算出加工时间。
由此，即使随放电加工的进行而使加工面积相应于电极2的形状产生变化时，仍可依加工状况，亦即依加工面积的变化来算出加工时间。
另外，因将电极2的形状及被加工物8的形状以如上述的三维模型表现，所以，可将电极2的形状及被加工物8的形状正确地作为数据来掌握，且可使其反映加工时间。因而，可依加工状况的实际情形，正确掌握随加工的进行而发生的加工面积变化，而且，根据该加工面积的变化而求出加工体积，所以可依实际加工状况，算出加工时间。
另外，由于可将被加工物8的形状正确地作为数据来掌握，可使其反映加工时间，所以，即使对于预先已施行预定加工的被加工物8实施放电加工时，仍可算出已考虑当初的加工形状的加工时间。
因而，在该放电加工装置200中，即使电极2或被加工物8具有复杂形状时，仍可正确估算加工时间。
而且。在本放电加工装置200中，通过读取两种不同的要求规格，并依此算出加工时间，则在使用两种不同电极进行加工时，亦可算出加工时间。因而，本放电加工装置200在使用具有复杂形状的两种不同的电极2实施放电加工时，仍可正确估算加工时间。
再者，在上述中，是就设定两种要求规格的情形予以说明。但本发明中的要求规格并非限定于两种，亦可将要求规格设定为三种及以上。亦即，放电加工中使用的电极数并非限定于两种，即使使用三种及以上的多种电极时，仍可算出加工时间。在此情形下，亦与上述相同，可依加工的进行状况来进行加工时间的估算，能够估算正确的加工时间。因而，即使以多个不同形状的电极连续实施放电加工以形成最终形状时，亦可正确估算加工时间。
在上述中，未考虑放电间隙，如将放电间隙亦考虑在内，则可更加正确估算加工时间。
实施例3图14所示为实施例3的放电加工装置300的概略构成方框图。图14中，为容易理解，对与图1相同的构件，标记相同的符号，并省略其详细的说明。
放电加工装置300具备有放电加工用的电极2、放电加工装置的头部即主轴3、加工时间估算装置43、由加工时间估算装置43所设定的加工时间适当驱动控制主轴动作的控制装置5、及电源6。
在这样的放电加工装置300中，将电极2与被加工物8一起浸入加工槽7内的加工液9中，在这样的状态2下使其相对，由电源6通电，使预定的脉冲电流通过电极2与被加工物8。由于该通电电流，电极2与被加工物8的加工间隙会发生断续性放电，于是可对被加工物8实施放电加工。
图15所示为加工时间估算装置43的构成方框图。加工时间估算装置43具备用以接收使用者的要求规格的输入部11；用以计算随放电加工的进行而造成加工面积变化的加工面积计算部12；符合要求规格的加工深度与加工面积以成对的方式进行存储的加工面积数据部13；根据加工面积计算部12所求得的加工面积的变化、以算出因放电加工而从被加工物8去除的加工量的变化亦即加工体积变化的加工量计算部14；根据加工量计算部14所求出的加工体积变化与每一加工量的加工速度数据以及后述的形状特征系数、以计算放电时间所需的加工时间并同时依电极形状的特征来修正加工时间的加工时间计算部15；用以存储加工时间计算部15于计算加工时间所需的每一加工量的加工速度数据的加工时间数据部16；用以输出加工时间计算部15所算出的加工时间的输出部17；以及显示装置18。
在加工面积数据部13中，加工深度及与其对应的加工面积存储于例如上述的图3所示的数据表。而且，在加工时间数据部16中，预先符合要求规格的详细加工条件与加工速度以成对的方式存储于例如上述图4所示的数据表。
而且，此加工时间估算装置43具备形状特征数据部52及形状特征计算部51。形状特征计算部51用以算出电极2的形状特征。而在形状特征数据部52中，预先将要求规格中的形状特征及与其相对应的形状特征系数以成对的方式存储于例如上述图16所示的数据表。
所谓形状特征是表示影响加工速度的形状的特征。图17(a)至图17(d)是利用纵向部面图表示电极2的形状的例子。如图17所示，电极2的形状有纵剖面为大致正方形的形状(图17(a))、纵剖面为纵长的大致长方形的形状(图17(b))、纵剖面为大致长方形而在加工面形成有凹部的形状(图17(c))、以及纵剖面为横长的大致长方形的形状(图17(d))等种种形状。而且，如图17(a)至图17(d)所示，因电极2的形状不同而在电极2与被加工物8之间的加工屑61的滞留情形亦不同，此亦成为影响加工速度的因素。
此电极形状将影响加工速度。图18所示为电极的厚度与加工时间的关系的一个例子。图18中，电极的厚度以外的加工条件全部相同。如图18所示，因电极厚度不同，即使其它的加工条件相同，加工速度仍会产生差异。
所以，在形状特征数据部52中，例如「电极的厚度为2mm以下，加工深度为5mm以上」的形状时，则将形状特征系数设为「C1，」「电极的中央有孔」的形状时，则将特征系数设为「C2」，在影响加工速度的每一形状特征中，定义并保存有形状特征。然后，对应于形状特征，定义并保存有形状特征系数作为修正加工时间的修正系数。亦即，通过使用此形状特征系数，来计算加工时间，即可考虑电极形状对加工速度的影响，经修正而求出加工时间。由此，在使用具有可影响加工速度的特征的电极形状的电极进行加工时，亦可求得正确的加工时间。
图19为说明放电加工装置300中使用加工时间估算装置43以估算放电时间时的估算方法的流程图。以下，参照图18所示的流程图，说明以如上所述构成的加工时间估算装置43的加工时间的估算方法。
首先，输入部11读取使用者对于放电加工的要求规格(S301)。在输入部11中读取将电极2的形状以三维模型表现的电极形状a1a、将被加工物8的形状以三维模型表现的被加工物形状a2a、加工深度3、及加工条件a4，作为要求规格。
其次，与实施例1相同，根据输入部11所读取的要求规格，在加工面积计算部12中算出加工面积(S302)。
其次，在加工量计算部14中，由上述所求出的加工面积、加工深度、及放电加工时的摇动半径，与实施例1相同，算出放电加工的开始加工量(S303)。
其次，加工时间计算部15中，读取适合于各加工条件的加工速度数据，亦即预先存储于加工时间数据部16的每一加工量的加工速度(5304)。
其次，在加工时间计算部15中，读取在形状特征计算部51所求得且存储于形状特征数据部52的形状特征系数数据(S305)。这里，根据预先输入于输入部的数据，抽出电极2的形状的特征。然后，抽出与该形状的特征相当的形状特征，及与其对应的修正系数亦即形状特征系数。
其次，在加工时间计算部15中，由上述开始加工量、加工速度、及形状特征系数，算出对要求规格所预估的加工开始条件下的加工时间(S306)。加工时间计算部15根据上述开始加工量及加工速度，算出暂定加工时间，同时利用形状特征系数，修正暂定加工时间，以算出正确的加工时间。通过使用形状特征系数，可考虑电极形状特征对于加工速度的影响，并经修正后求出加工时间。此处的加工开始条件的加工时间，可以如下关系式求出开始加工时间＝暂定开始加工时间×形状特征系数其次，关于最后加工时的最后加工条件，与上述相同，在加工量计算部14中，依每一加工条件算出最后加工量(S307)。其次，在加工时间计算部15中，读取适合于各最后加工条件的加工速度数据，亦即预先存储于加工时间数据部16的每一加工量的加工速度(S308)。
其次，在加工时间计算部15中，读取由形状特征计算部51所求出的预先存储于形状特征数据部52的形状特征系数数据(S309)。此时，根据预先输入于输入部的数据，抽出电极2的形状的特征。然后，抽出与该形状的特征相当的形状特征，及与其对应的修正系数亦即形状特征系数。
然后，利用加工时间计算部15，由上述所求得的最后加工量、加工速度、及形状特征系数，算出对要求规格所预估的最后加工条件下的加工时间(S306)。加工时间计算部15根据上述开始加工量及加工速度，算出暂定加工时间，同时利用形状特征系数修正暂定加工时间，以算出正确的加工时间。通过利用形状特征系数，可考虑电极形状对于加工速度的影响，并经修正后求出加工时间。此处的最后加工条件下的加工时间，可以由计算上述的加工开始条件的加工时间时所用的关系式求得。
由此，可算出按照要求规格进行加工时所预估的最后加工条件的加工时间。
最后，根据以上的结果，算出由加工开始条件至最后加工条件为止的加工时间序列b1b至bmb，并在输出部17进行设定。输出部17将这些加工时间序列b1b至bmb输出至显示装置18，藉此可显示上述所求得的每一条件的加工时间及其总计的加工时间。
在图15中所示为仅设定一种要求规格，但要求规格也可以与实施例2相同，设定两种，另外设定三种及以上亦可。
电极的形状特征可以如下方法抽出。以下说明电极的形状特征的抽出方法。要抽出电极的形状特征，首先，将电极2抽出加工进行方向与垂直方向的横剖面。例如，图20所示，将电极2以加工进行方向的预定的加工深度分成10份，抽出10分割的横剖面，并将剖面形状与实施例1同样以XYZ的网眼表示，以识别电极形状。识别电极形状之后，以如下方式抽出电极的形状特征。
(轮廓抽出)轮廓的抽出可以如下方式进行。
(1)如图21(a)所示，在表示剖面形状的网眼中，将内有数据的部分设定为「1」，将内无数据的部分设定为「0」。此例为中心有一个孔的剖面形状例。
(2)由一端依次搜索由0变化为1的部位，以作为轮廓抽出的起点。而且，将起点的1变为轮廓号码2。
(3)搜索相邻的轮廓(由0变为1的部位)，将该部位的「1」变为「2」。
(4)反复进行上述(3)的步骤，直到下一个轮廓消失而出现2为止，藉此可抽出轮廓。
(5)将轮廓号码加1变为3，并反复上述(2)至(4)的步骤。
(6)反复上述(1)至(5)的步骤，直到轮廓抽出的起点消失为止。然后，「最终的轮廓号码-1」即为轮廓数。
(孔的识别)其次，需要判别所抽出的轮廓为外轮廓还是孔。外轮廓为多个时，为例如多连肋部形状。又，「轮廓数＝多轮廓数+孔数」。所抽出的轮廓为外轮廓还是孔的判别，可以如下方式进行。
(1)以[i，待识别的轮廓的中心Y坐标](i＝0、1、2、…)，寻找待识别的轮廓号码的i。当(i+1)为0时，判别为「外轮廓」，为0时，则判别为「孔」。在本例中，如图21(b))所示，轮廓号码2为外轮廓，轮廓号码3为孔。
(厚度的识别)厚度可以如下方法求得。
(1)如图21(c)所示，将欲计算厚度的轮廓号码设定为0，再度抽出轮廓。
(2)反复(1)的步骤，直到无法抽出轮廓时，以如下关系式算出厚度。
厚度＝反复数×2×网眼一边的大小利用以上的方法，可抽出电极2的形状特征。
如以上所述，在本放电加工装置300中，将电极2的形状及被加工物8的形状以三维模型表现，以此计算各加工深度的加工面积以算出加工时间。
通过这样，随着放电加工的进行，在使加工面积相应于电极2的形状产生变化时，亦可依加工状况亦即加工面积的变化来算出加工时间。
而且，因将电极2的形状及被加工物8的形状以如上述的三维模型表现，所以可将电极2的形状及被加工物8的形状正确地作为数据来掌握，且可使其反映加工时间。由此，可依加工状况的实际情形，正确掌握随加工的进行而造成的加工面积变化，而且，因根据该加工面积变化以求得加工体积，所以可依实际加工状况，算出加工时间。
并且，由于可将被加工物8的形状正确地作为数据来掌握，并使其反映加工时间，所以，即使对预先施加有预定加工的被加工物8实施放电加工时，亦可算出已考虑当初的加工形状的加工时间。
因而，在本放电加工装置300中，即使电极2或被加工物8具有复杂的形状时，亦可正确地估算加工时间。
再者，在本放电加工装置300中，以电极2施行加工时，将该电极的形状特征正确地抽出，且依所抽出的形状特征施行修正，以算出加工时间。由此，例如在放电加工中，可依图16所示的容易滞留加工屑或加工容易形成不稳定等的电极形状的特征，正确地算出加工时间。
因而，在本放电加工装置300中，即使因电极2的形状而使加工条件容易变化时，仍可正确地估算加工时间。
在上述中，说明的情况是，先计算随加工进行而变化的加工面积，然后根据所计算的加工面积的变化来计算加工体积，以算出加工时间，但求出加工体积的方法，并非限定于使用加工面积的方法，只要不超出本发明要点的范围，可适当地进行变更。
工业上的实用性如上所述，在本发明的放电加工装置中，即便随着放电加工的进行而使加工面积相应于电极形状产生变化时，仍可依加工状况算出加工时间。
亦即，本发明的放电加工装置可适用于估算使用具有三维复杂形状的电极进行加工时的加工时间的情况，尤其适用于因不仅电极、而且被加工物预先施以前道工序加工而双方皆具有复杂形状所导致的加工中放电状态容易产生变化的条件下的加工时间的估算。
权利要求
1.一种放电加工装置，其特征在于，具备用以输入将电极的形状以三维表现的电极形状数据、将被加工物的形状以三维表现的被加工物形状数据、及加工条件数据的输入装置；根据上述电极形状数据与被加工物形状数据与加工条件数据、以计算随加工进行而变化的加工体积的加工体积计算装置；根据上述所算出的加工体积、以计算加工时间的加工时间计算装置；以及用以显示上述所算出的加工时间的显示装置。
2.如权利要求1所述的放电加工装置，其特征在于，具备用以输入将电极的形状以三维表现的电极形状数据、将被加工物的形状以三维表现的被加工物形状数据、加工深度数据、及加工条件数据的输入装置；根据上述电极形状数据与被加工物形状数据与加工深度数据与加工条件数据、以计算随加工进行而变化的加工面积的加工面积计算装置；根据上述所算出的加工面积的变化、以计算加工体积的加工体积计算装置；根据据上述所算出的加工体积，以计算加工时间的加工时间计算装置；以及用以显示上述所算出的加工时间的显示装置。
3.如权利要求1所述的放电加工装置，其特征在于，所述输入装置输入作为上述电极形状数据的多个不同电极形状数据。
4.如权利要求1所述的放电加工装置，其特征在于，具备用以抽出影响加工速度的电极形状的特征的抽出装置；以及依上述电极形状的特征以修正加工时间的修正装置。
5.如权利要求4所述的放电加工装置，其特征在于，所述修正装置根据影响上述加工速度的电极形状的特征，使用用以修正加工时间的修正系数，来修正上述加工时间。
6.如权利要求4所述的放电加工装置，其特征在于，所述抽出装置抽出上述电极形状数据的多个剖面，将这些剖面予以网眼分割，并对各分割要素赋予实心或中空的网眼数据，然后根据该网眼数据抽出电极形状的特征。
7.一种放电加工装置，其特征在于，具备用以输入随加工进行而变化的加工面积与加工条件数据的输入装置；根据上述加工面积、以计算加工体积的加工体积计算装置；根据上述算出的加工体积、以计算加工时间的加工时间计算装置；以及用以显示上述所算出的加工时间的显示装置。
全文摘要
为了在电极或被加工物即使具有复杂的形状时，仍可正确估算放电加工的加工时间，则使用以三维模型表现的电极的形状及被加工物的形状与加工条件数据，以算出加工体积的变化，根据这些数据，依实际加工状况，算出加工时间。
文档编号G05B19/4063GK1610592SQ0380153
公开日2005年4月27日 申请日期2003年5月20日 优先权日2003年5月20日
发明者佐佐木里佳, 千代智子, 加藤木英隆 申请人:三菱电机株式会社