專利名稱：線放電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種線放電機(jī)，特別是涉及一種具有錐形加工功能的線放電機(jī)，用于加工在第一平面和第二平面之間工件，從而第一平面上的加工形狀與第二平面上的加工形狀是不同的。
背景技術(shù)：
用線放電機(jī)進(jìn)行錐形加工是公知的。通常，使用線放電機(jī)進(jìn)行加工是以設(shè)置在面朝上的工件設(shè)置表面上的工件來進(jìn)行的。作為錐形加工的結(jié)果，工件在上表面和下表面具有不一致的形狀。圖1以平行于箭頭方向的橫截面示意性地顯示這種錐形加工。從圖1可以理解，對于加工程序的每個塊中的移動，通常，工件的上表面的移動距離(加工距離)Lu與工件的下表面的移動距離(加工距離)Ll是不同的。這意味著工件的上表面和工件的下表面的的電線電極和工件之間的相對速度，或者換而言之，加工速度是不同的。在放電加工中，當(dāng)電線電極和工件之間的相對速度較低時，產(chǎn)生放電的次數(shù)較多，從而產(chǎn)生較大的放電間隙。
在這種情況下，通過設(shè)置位于工件的上表面和下表面之間并且平行于上表面和下表面的中間平面，并且由根據(jù)程序由饋送的指令在控制該中間平面的電線電極和工件之間的相對速度，進(jìn)行對電線電極和工件之間的相對速度的控制。在本說明書中，這個中間平面稱為“速度控制平面”。在錐形加工中，速度控制平面的加工距離Lm大于在工件上表面的加工距離Lu并且小于在工件下表面的加工距離Ll。而且，速度控制平面上的電線電極和工件之間的相對速度是在上表面的值和下表面的值之間的中間值。
不論是否是錐形加工，放電間隙本身都存在。通常，放電間隙估算為加到電線位置和加工平面的位置之間的差的量，該差是來自該電線具有有限直徑的事實。通常，用于處理由兩者構(gòu)成的偏移的校正稱為“線徑校正”。換而言之，“線徑校正”意圖是校正“實際加工路徑”與“由加工程序指定的加工路徑”的偏差，估算為“線徑+放電間隙”。
在現(xiàn)有技術(shù)中，錐形加工中的線徑校正是通過設(shè)置適合于速度控制平面的線徑校正量并使用它作為對工件上表面和下表面共同的線徑校正量來進(jìn)行錐形加工中的線徑校正。然而，由于上面描述的理由，錐形加工中的實際放電間隙在工件的表面上和在工件的下表面是不同的。因此，如作為垂直于圖1的箭頭方向的截面圖的圖2所示，在加工速度相對低的表面(在本實例中為上表面)，發(fā)生過度加工(產(chǎn)生過度切削)，而在加工速度相對高的表面(在本實例中為下表面)，發(fā)生不足加工(留下未切削部分)。沒有找到描述容易地解決錐形加工中的這種問題的技術(shù)的已知出版物。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種容易地解決錐形加工中的上述問題的技術(shù)。換言之，本發(fā)明意圖是改進(jìn)具有錐形加工功能的線放電機(jī)，從而可以在錐形加工中正確地執(zhí)行線徑校正。特別是，本發(fā)明的線放電機(jī)具有錐形加工功能，用于加工在第一平面和第二平面之間的工件，從而根據(jù)加工程序，第一平面上的工件加工形狀與第二平面上的加工形狀是不同的。本發(fā)明通過正確地估計錐形加工中的第一平面和第二平面的放電間隙之間的差，并基于該估計的差調(diào)節(jié)線徑校正量，改進(jìn)了錐形加工的精度。
該線放電機(jī)包括第一裝置，基于加工程序的每個指令塊獲得第一平面的第一加工路徑以及第二平面的第二加工路徑；第二裝置，用于計算第一加工路徑以及第二加工路徑的長度；第三裝置，基于第一加工路徑和第二加工路徑的長度調(diào)節(jié)參考線徑校正量來分別獲得第一和第二加工路徑的調(diào)節(jié)后的線徑校正量；第四裝置，根據(jù)該調(diào)節(jié)后的線徑校正量校正第一加工路徑和第二加工路徑來獲得校正后的第一和第二加工路徑；以及第五裝置，根據(jù)該校正后的第一和第二加工路徑相對于工件驅(qū)動上部和下部線導(dǎo)向裝置進(jìn)行錐形加工。
該第三裝置可獲得第一加工路徑的調(diào)節(jié)后的線徑校正量，作為該參考線徑校正量和參考調(diào)節(jié)量與第一值的乘積的和，所述第一值是使用第一加工路徑的長度和指定用于速度控制的速度控制平面上的加工路徑的長度進(jìn)行數(shù)學(xué)運算獲得的；以及可獲得第二平面的調(diào)節(jié)后的線徑校正量，作為該參考線徑校正量和參考調(diào)節(jié)量與第二值的乘積的和，所述第二值是使用第二加工路徑的長度與該速度控制平面上的加工路徑的長度進(jìn)行數(shù)學(xué)運算獲得的。
第一值可以是將第一加工路徑的長度除以該速度控制平面上的加工路徑的長度并以一減去得到的商獲得的；而第二值可以是將第二加工路徑的長度除以速度控制平面上的加工路徑的長度并以一減去得到的商獲得的。
圖3示意性地表示根據(jù)本發(fā)明在放電機(jī)中執(zhí)行的數(shù)學(xué)運算的例子，該運算用于確定作為第一平面的工件上表面和作為第二平面的工件下表面的線徑校正量。
首先，確定預(yù)先設(shè)置的參考線徑校正量為d。該參考線徑校正量為d是速度控制平面的線徑校正量的正確值。
然后，調(diào)節(jié)工件的上和下表面的參考線徑校正量為d。確定上表面的調(diào)節(jié)量與(1-Lu/Lm)成比例，并且確定下表面的調(diào)節(jié)量與(1-Ll/Lm)成比例。
這里，Lu，Lm和Ll分別是上表面的加工距離，速度控制平面的加工距離以及下表面的加工距離。作為比例系數(shù)，由于預(yù)先設(shè)置了參考調(diào)節(jié)量e，調(diào)節(jié)量是e(1-Lu/Lm)以及e(1-Ll/Lm)。因此，工件上表面的線徑校正量是d+e(1-Lu/Lm)，而工件下表面的線徑校正量是d+e(1-Ll/Lm)。期望對于參考調(diào)節(jié)量e，確定正確的值，允許用于設(shè)計(例如，通過分別執(zhí)行不同類型的工件和不同組的加工條件的實驗)，從而“實際錐形表面”將以最高可能程度與“編程的錐形表面”符合。
在根據(jù)本發(fā)明的線放電機(jī)中，可以對錐形加工中的工件的上和下表面進(jìn)行正確的線徑校正，從而改進(jìn)了錐形加工的精度。


圖1是在平行于箭頭方向的截面平面示意地表示錐形加工中在工件的上表面和下表面的移動距離(加工距離)，加工速度和放電間隙如何不同的圖；圖2是說明錐形加工的現(xiàn)有技術(shù)的問題的圖；圖3是示意地表示根據(jù)本發(fā)明在放電機(jī)中執(zhí)行的數(shù)學(xué)運算的例子的圖，該運算用于確定工件上表面和下表面的線徑校正量；圖4是說明本發(fā)明可以適用的線放電機(jī)的示意結(jié)構(gòu)和操作的圖；圖5是表示給定程序平面的高度的指令J為J＝0的例子的垂直截面圖；
圖6是表示給定程序平面的高度的指令J為J＞0的例子的垂直截面圖；圖7a是表示通過第一編程方法獲得的加工形狀的例子的俯視圖(從+Z方向觀看)，圖7b表示對應(yīng)于圖7a所示的加工形狀的指令內(nèi)容；圖8a是表示通過第二編程方法獲得的加工形狀的例子的俯視圖(從+Z方向觀看)，圖8b表示對應(yīng)于圖8a所示的加工形狀的指令內(nèi)容；圖9是用于說明如何可以通過在工件下表面的形狀上執(zhí)行偏移矢量的相加或相減來獲得工件上表面的形狀的圖；圖10是用于說明如何可以基于工件下表面上的形狀，傾斜方向以及程序中定義的錐形角來獲得工件上表面的形狀的圖；圖11是用于說明在錐形加工中獲得線徑校正量D的方法的圖；圖12是用于說明在錐形加工中獲得線徑校正量D的另一種方法的圖；圖13是說明如何計算工件上和下表面的線徑校正量的正確值的圖；圖14是示例說明以與錐形角相關(guān)的方式存儲d和e的正確值的表的圖；圖15是用于說明如何獲得從正確的線徑校正得到的工件上和下表面的電線路徑的圖；圖16是用于說明如何獲得從正確的線徑校正得到的工件上和下表面上的電線路徑的圖；和圖17是表示對加工程序的每個塊執(zhí)行的、用于獲取偏移路徑的過程的流程圖。
具體實施例方式
首先，參見圖4，說明本發(fā)明可以適用的線放電機(jī)的示意結(jié)構(gòu)和操作。所示的線放電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)是與常規(guī)的相同。特別是，標(biāo)記1表示用于設(shè)置和固定要加工的工件3的工件設(shè)置臺，具有高精度平整的面向上的設(shè)置表面2。在加工中，設(shè)置工件3并固定在工件設(shè)置臺上，其底面與設(shè)置表面2接觸。
在工件3中，整個上面(上表面)31平行于底面(下表面)32。這里，示例說明了立方形狀的工件3，從而整個上面31平行于底面32。但是工件3可以是這樣的只有上面的一部分平行于底面。標(biāo)記4表示從電線電極饋送卷軸5通過電源滾筒6、上部線導(dǎo)向裝置等饋送的電線電極，用于在工件3上進(jìn)行放電加工。在加工中，電線電極通過電線連接操作在上部和下部導(dǎo)向裝置之間拉直，從放電電源10施加電壓在電線電極和工件3之間產(chǎn)生放電。
電線電極4由特定的拉力進(jìn)一步拉伸并通過下部導(dǎo)向裝置8、導(dǎo)向滾筒等纏繞到收集卷軸?？梢詫㈦娋€電極收集到電線收集箱中，以代替纏繞到收集卷軸上。
雖然沒有詳細(xì)描述，但是采用了諸如灌注加工液到加工位置或者將整個工件3浸入加工液(例如，純水)中的技術(shù)。
通常，工件設(shè)置臺1的設(shè)置表面2水平地延伸(在平行于XY平面的平面上)，并且工件設(shè)置臺1可以由X和Y軸的伺服馬達(dá)驅(qū)動以在平行于XY平面的平面上移動。上部線導(dǎo)向裝置可以由U和V軸的伺服馬達(dá)驅(qū)動，以在平行于XY平面的平面上移動并且由Z軸的伺服馬達(dá)驅(qū)動，以垂直于XY平面的移動。通常，U軸的移動方向和X軸的移動方向是平行的，而V軸和Y軸的移動方向是平行的。
通過改變工件3和電線電極4之間的相對位置可以改變加工位置。通過改變電線電極4拉伸的方向可以改變加工橫截面平面的方向。這些改變可以通過適當(dāng)?shù)亟M合X，Y，U，V和Z軸的移動來實現(xiàn)。這些軸的這些移動通過從數(shù)值控制器饋送的對軸的指令(X軸指令、Y軸指令、U軸指令、V軸指令、Z軸指令)來實現(xiàn)。通常，根據(jù)加工程序定義指令的內(nèi)容(以下也簡單地稱為“程序”)。
如同從上面描述的軸結(jié)構(gòu)了解的，存在實際驅(qū)動控制該工件設(shè)置臺而不是該電線電極導(dǎo)向裝置的情況。然而，在這里首先假定驅(qū)動控制上部和下部線導(dǎo)向裝置來描述錐形加工。
如已知的，在錐形加工中，上部和下部引線導(dǎo)向裝置安排在水平地不同的位置來以到Z軸方向的角度拉伸電線電極4。在錐形加工中，工件的水平橫截面形狀根據(jù)高度而不同。在本說明書中，將非一致的形狀稱為“不同形狀”。換言之，相似但是尺寸不同的形狀稱為“不同形狀”。
關(guān)于在不同高度的水平橫截面形狀不同，將意圖產(chǎn)生與由加工程序指定的形狀相同的橫截面形狀的水平平面稱為程序平面，并且將與程序平面隔開了對應(yīng)于工件厚度的距離的另一個水平橫截平面稱為輔助平面。在程序平面和輔助平面之間定義電線電極在工件上工作的錐形加工平面。程序平面的高度由相對于在其上設(shè)置工件的工件設(shè)置臺的J給定。從程序平面的高度到輔助平面的距離(帶有正號或者負(fù)號)由I給定。
I和J可以根據(jù)加工程序直接饋送，或者在加工之前通過MDI(外部輸入裝置)輸入。對于正號和負(fù)號，認(rèn)為朝上的方向(+Z方向)為正。通過饋送0作為I，可以分別將程序平面和輔助平面設(shè)置在下部和上部表面。通過饋送負(fù)值作為I，可以分別將程序平面和輔助平面設(shè)置在上部和下部表面。
圖5以垂直截面表示其中J＝0的例子，程序和輔助平面分別設(shè)置在下部和上部表面。同時，圖6以垂直截面表示其中I＜0和J＞0的例子，程序平面位于工件上部和下部表面之間并且輔助平面設(shè)置在下部表面。在圖5和圖6中，H，K和T代表下面的量H從工件下部表面到下部導(dǎo)向裝置的距離K從工件下部表面到上部導(dǎo)向裝置的距離T錐形角度(電線電極拉伸的方向與Z軸方向之間的角度)在圖5和圖6中，輔助平面(工件上部表面)上的電線電極位置偏移(偏離)程序平面上的電線電極位置為IxTAN(T)。
在沖模的側(cè)面加工的情況等，程序平面設(shè)置在工件的一定高度，如圖6所示。通常，像這樣的，存在工件上和下表面不直接作為程序平面和輔助平面的情況。然而，這里為了方便說明，將以程序和輔助平面分別固定在工件上表面和下表面(如圖5所示)來進(jìn)行說明。
在電線放電加工中，放電加工電源基于放電的狀態(tài)確定加工速度，其中由于加工速度在工件上表面和在工件下表面是不同的(后面將詳細(xì)描述)，必須指定一個水平平面，在該水平平面控制加工速度為指定速度(速度控制平面)。存在通過直接指定速度控制平面的高度來進(jìn)行加工的情況。然而，這里將假定速度控制平面是程序與輔助平面之間的中間平面進(jìn)行說明，在該速度控制平面的加工速度是平均值。
錐形加工中使用的編程方法可以廣義地劃分為兩類。第一編程方法是其中指定工件下表面的形狀、錐形表面的傾斜方向以及錐形角的方法?；谥付ǖ膬A斜方向以及錐形角，計算在工件上表面的加工形狀，并且驅(qū)動控制上部和下部線導(dǎo)向裝置。通常，在工件上表面和工件下表面獲得相似的加工形狀。作為錐形表面的傾斜方向，可以指定相對于加工前進(jìn)方向的右傾斜(由代碼G51表示)或者左傾斜(由代碼G52表示)。圖7a在上部面中(從+Z方向觀看)表示利用該編程方法獲得的加工形狀的例子。圖7b示例說明對應(yīng)于圖7a所示的加工形狀的指令內(nèi)容。
第二編程方法也稱為不同的上和下形狀加工程序。它是直接指定工件上表面的形狀以及工件下表面的形狀的方法。通常，對于每個指令塊，定義與工件的上和下表面相關(guān)的偏移矢量，這使得程序復(fù)雜但是能夠定義不能由傾斜角簡單地表示的錐形表面。因此，這個方法用于特定的錐形加工。圖8a在上部面中(從+Z方向觀看)表示通過這個編程方法獲得的加工形狀的例子。圖8b示例說明對應(yīng)于圖8a所示的加工形狀的指令內(nèi)容。圖8a中的虛線箭頭是與工件上和下表面相關(guān)的偏移矢量。
這里我們考慮線徑校正(用于校正由于線徑和放電間隙引起的加工形狀誤差的校正)。如已經(jīng)提到的，在錐形加工中，工件上表面的正確的線徑校正量不同于工件下表面的線徑校正量。為了獲得各個正確的校正量，首先，需要計算工件上表面的形狀。在不同的上和下形狀加工程序(第二編程方法)中，在每個塊中直接定義偏移矢量。因此，通過執(zhí)行工件下表面的形狀的偏移矢量的加或減可以容易地獲得工件上表面上的形狀。
圖9是用于說明這個加和減的圖，其中A1，A2和A3示例說明了代表工件下表面上的加工形狀的三個點，并且B1，B2，B3示例說明對應(yīng)于上面三點并且代表工件上表面的加工形狀的三個點，其中A2和B2是角點。在這種情況下，例如工件上表面上的(形狀B2，B3)由下列表達(dá)式表示(形狀B2，B3)＝(形狀A(yù)2，A3)+(U3，V3)-(U2，V2)式中，(U2，V2)是點A2，B2給出的偏移矢量，而(U3，V3)是點A3，B3給出的偏移矢量。
同時，當(dāng)在第一編程方法中指定錐形角時，需要基于程序中定義的工件下表面的形狀、傾斜的方向以及錐形角計算工件上表面的形狀。
圖10是用于說明這個計算的圖。以與圖9相同的方式，符號A1、A2、A3示例說明代表工件下表面上的加工形狀的三個點，而B1、B2、B3示例說明對應(yīng)于上面三個點并且代表工件上表面的加工形狀的三個點，其中A2和B2是角點。在這種情況下，工件上表面的形狀B1，B2，B3，…從工件下表面的形狀A(yù)1，A2，A3，…偏移相對于加工前進(jìn)方向(G52代表相對于加工前進(jìn)方向的左側(cè)傾斜)的左側(cè)一個量IxTAN(T)獲得，并且可以通過已知的偏移計算容易地獲得。
在上面的兩個例子的任何一個例子中，獲得速度控制平面(參見圖9和圖10)的形狀C1，C2，C3，…作為在工件下表面和工件上表面之間的中間的一組點。不需要說，當(dāng)指定速度控制平面的高度時，可以通過比例分布獲得速度控制平面的形狀。因此，可以容易地獲得加工程序的每個塊中的工件下表面的加工距離Ll，工件上表面的加工距離Lu以及速度控制平面的加工距離Lm。
在實際的加工中，工件下表面的形狀A(yù)1，A2，A3，…以及工件上表面的形狀B1，B2，B3，…可以通過將加工路徑相對于加工前進(jìn)方向(G42代表相對于加工前進(jìn)方向向右的偏移)向右偏移該線徑校正量，即，導(dǎo)線半徑和放電間隙量之和，并通過沿著這樣偏移的加工路徑移動該電線電極執(zhí)行放電加工來產(chǎn)生。作為確定線徑校正量的方法，有一種方法，其中實際測量加工為錐形形狀的工件來獲得對應(yīng)于放電間隙量+線徑(電線電極半徑)的值作為線徑校正量D，如圖11所示。還有另一種方法，其中使用垂直加工中的線徑校正量除以錐形角的余弦作為錐形加工中的線徑校正量D，如圖12所示。
然而，在現(xiàn)有技術(shù)中，工件上表面和工件下表面使用相同的線徑校正量，這是錐形加工精度降低的原因。在本發(fā)明中，工件上表面和工件下表面使用不同的線徑校正量增加了實際錐形加工的錐形加工精度。這里，需要考慮的是，需要同時在工件上表面和工件下表面開始加工程序的每個塊中的移動路徑的插值，并同時在兩個面上結(jié)束。
這在邏輯上要求在工件上表面和工件下表面的不同加工速度。通常，基于放電加工的實際狀態(tài)，從加工電源中饋送加工速度。這里，當(dāng)該加工速度以Fm表示時，工件下表面的加工速度Fl和工件上表面的加工速度Fu需要如下Fl＝Fm×(Ll/Lm)Fu＝Fm×(Lu/Lm)
如已經(jīng)提到的，該速度的差產(chǎn)生放電間隙的差。
具體地講，工件上表面和工件下表面的放電間隙量不同，從而在速度高的平面上留下未切削的部分，而在速度低的平面上產(chǎn)生過度切削，因此不能獲得指定的錐形角的面?？梢韵氲?，放電間隙的變化量幾乎與放電頻率成正比，而放電頻率幾乎與加工速度成反比。因此，對工件上表面和工件下表面使用與速度控制平面的加工速度和工件上或下表面的加工速度之間的差成正比減少的線徑校正量，可以校正由于放電間隙的變化引起的錐形角的誤差。
如圖13所示的，當(dāng)以d表示速度控制平面的線徑校正量并且以e表示調(diào)節(jié)線徑校正量的參考調(diào)節(jié)量(與加工速度的差相關(guān)的放電間隙的變化量所乘的乘數(shù))，工件下表面的線徑校正量dl的正確值和工件上表面的線徑校正量du的正確值為dl＝d-e×(Fl-Fm)/Fm＝d+e×(1-Ll/Lm)du＝d-e×(Fu-Fm)/Fm＝d+e×(1-Lu/Lm)該表達(dá)式表示可以基于每個塊中的加工距離(上表面的Lu和下表面的Ll)改變線徑校正量。通過諸如加工測試的實驗可以獲得d和e的正確值。
d和e的正確值根據(jù)錐形角而改變。因此，例如，如圖14所示，可以這樣配置，預(yù)先準(zhǔn)備存儲對應(yīng)于以適當(dāng)?shù)拈g隔連續(xù)的錐形角的d和e值的表格，從而基于該表格獲得對應(yīng)于內(nèi)插的特定錐形角的d和e值?？商娲?，可以這樣配置，只存儲垂直位置的電線電極的d和e值，從而在錐形加工中使用除以錐形角的余弦的d和e值。
總之，對于加工程序的每個塊，分別計算工件上表面和工件下表面的線徑校正量。然后，如圖15所示，得到形狀D1、D2、D3、…和形狀E1、E2、E3、…，形狀D1、D2、D3、…是將工件下表面上的形狀A(yù)1，A2，A3，…相對于加工前進(jìn)方向(G42代表相對于加工前進(jìn)方向的右側(cè))右側(cè)偏移線徑校正量d1(根據(jù)塊而不同)獲得的，形狀E1、E2、E3、…是將工件下表面上的形狀B1，B2，B3，…相對于加工前進(jìn)方向的右側(cè)偏移線徑校正量du(根據(jù)塊而不同)獲得的。
圖15中的符號代表下列量Lu1；對應(yīng)于部分A1-A2的塊中上表面的移動距離
Lm1對應(yīng)于部分A1-A2的塊中的速度控制平面的移動距離Ll1對應(yīng)于部分A1-A2的塊中的下表面的移動距離du1對應(yīng)于部分A1-A2的塊中的上表面的線徑校正量dl1對應(yīng)于部分A1-A2的塊中的下表面的線徑校正量du2對應(yīng)于部分A2-A3的塊中的上表面的線徑校正量dl2對應(yīng)于部分A2-A3的塊中的下表面的線徑校正量通過驅(qū)動控制上和下線導(dǎo)向裝置，使得電線電極沿著這樣獲得的路徑移動，補(bǔ)償了由于在工件上表面和工件下表面之間的加工距離的差引起的錐形角精度的下降，從而可以如由加工程序定義的那樣精確地進(jìn)行錐形加工。
這樣計算的移動路徑是在工件上和下表面上的那些移動路徑。意圖是通過對驅(qū)動上部和下部導(dǎo)向裝置的伺服馬達(dá)的驅(qū)動控制實現(xiàn)根據(jù)這些移動路徑的電線電極的實際移動。因此，上部和下部線導(dǎo)向裝置需要插值，從而電線電極移動通過工件下表面的D1、D2、D3、…，并且通過工件上表面的E1、E2、E3、…。在固定期間的每個插值周期中進(jìn)行該插值計算。
首先，為了保持速度控制平面的放電間隙校正量最優(yōu)，從放電加工電源連續(xù)地饋送加工速度Fm。加工速度是具有符號的值。如果饋送了負(fù)值，執(zhí)行所謂的后向移動控制來引起在移動路徑上后向移動以加寬放電間隙或者去除工件和電線電極之間的短路。這里將略后向移動控制的細(xì)節(jié)。當(dāng)從加工電源饋送了加工速度Fm，工件上和下表面的加工速度如下Fl＝Fm×(Ll/Lm)Fu＝Fm×(Lu/Lm)式中，Ll，Lu，Lm(每個根據(jù)塊而不同)代表根據(jù)從線徑校正得到的加工路徑的距離，它們或多或少地不同于用于計算線徑校正量的線徑校正之前的加工距離。正確地，線徑校正量也應(yīng)該基于從線徑校正獲得的加工距離來計算。然而，在計算線徑校正量階段從線徑校正獲得的加工距離是未知的，因此，基于線徑校正之前的加工距離計算線徑校正量。但是注意，實際的線徑校正量是0.5mm或者更小的微小值，因此可以忽略誤差。
一個插值周期(期間P)中工件下表面的移動量Δl以及工件上表面的移動量Δu每個是通過將加工速度乘以該插值周期來獲得的
Δl＝Fl×PΔu＝Fu×P通過將工件上和下表面的移動量分解為加工路徑的方向分量，可以獲得工件上和下表面的X和Y軸方向上的移動量。例如，如圖16所示，當(dāng)工件下表面的加工路徑為(Wlx，Wly)和工件上表面的加工路徑為(Wux，Wuy)時，工件下表面的X軸方向的移動量ΔWlx和Y軸方向的移動量ΔWly以及工件上表面的X軸方向的移動量ΔWux和Y軸方向的移動量ΔWuy由下列等式表示ΔWlx＝Δl×Wlx/SQRT((Wlx)**2+(Wly)**2)ΔWly＝Δl×Wly/SQRT((Wlx)**2+(Wly)**2)ΔWux＝Δu×Wlx/SQRT((Wux)**2+(Wuy)**2)ΔWuy＝Δu×Wuy/SQRT((Wux)**2+(Wuy)**2)式中，SQRT表示均方根，而**2表示平方。
為了實際移動上部和下部線導(dǎo)向裝置，需要基于上部和下部線導(dǎo)向裝置與工件之間的垂直位置關(guān)系將這些移動量轉(zhuǎn)換為下部線導(dǎo)向裝置的移動量(Glx，Glx)以及上部線導(dǎo)向裝置的移動量(Gux，Gux)。
Glx＝ΔWlx+(ΔWlx-ΔWux)×(H/I)Gly＝ΔWly+(ΔWly-ΔWuy)×(H/I)Gux＝ΔWux+(ΔWux-ΔWlx)×(K-I)/IGuy＝ΔWuy+(ΔWuy-ΔWly)×(K-I)/I當(dāng)將下部線導(dǎo)向裝置的這些移動量饋送給X和Y軸的伺服馬達(dá)，并且將上部線導(dǎo)向裝置的移動量饋送給U和V軸的伺服馬達(dá)時，速度控制平面的電線電極速度與從放電加工電源作為指令饋送的加工速度一致，并且可以以精確的錐形角進(jìn)行錐形加工。
在上部線導(dǎo)向裝置相對于下部線導(dǎo)向裝置移動的一種結(jié)構(gòu)中，如線放電機(jī)的示意圖中所示的，通過分別饋送由下面的等式表示的上部線導(dǎo)向裝置的移動量和下部線導(dǎo)向裝置的移動量之間的差給U和V軸的伺服馬達(dá)可以執(zhí)行控制。
Gux-Glx＝(ΔWux-ΔWlx)×(H+K)/I
Guy-Gly＝(ΔWuy-ΔWly)×(H+K)/I如上所述，當(dāng)對加工程序的每個塊計算工件上和下表面的直徑校正量，并且從工件下表面的形狀A(yù)1、A2、A3、…相對于加工前進(jìn)方向(G42代表相對于加工前進(jìn)方向的右側(cè))的右側(cè)偏移線徑校正量d1(根據(jù)塊而不同)獲得形狀D1、D2、D3、…，以及從工件下表面的形狀B1、B2、B3、…相對于加工前進(jìn)方向的右側(cè)偏移線徑校正量du(根據(jù)塊而不同)獲得形狀E1、E2、E3、…時，可以生成指定路徑D1、D2、D3、…以及路徑E1、E2、E3、…的指令。
從上面總結(jié)出，數(shù)值控制器(參見圖4)只需要執(zhí)行圖17的流程圖所示的過程，如上所述的，基于這個過程生成各軸(X軸/Y軸，U軸/V軸)的指令，并將生成的指令饋送到X軸/Y軸和U軸/V軸的伺服控制部分。已經(jīng)參考圖15等說明了圖17的流程圖所示的過程的關(guān)鍵點。在這里，下面將總結(jié)在讀出加工程序的第i塊(i＝1，2，…)時執(zhí)行的過程的各步驟的點。
步驟S1讀出工件下表面的形狀(Ai，Ai+1)。
步驟S2如果是不同的上和下形狀加工程序，則進(jìn)入步驟S3。如果不是，則進(jìn)入步驟S5。
步驟S3讀出對應(yīng)于當(dāng)前塊的加工路徑的終端點的偏移矢量(Ui+1，Vi+1)。
步驟S4計算工件上表面的形狀(Bi，Bi+1)＝(Ai，Ai+1)+(Ui+1，Ui+1)-(Ui，Ui)。
步驟S5計算工件上和下表面的偏移量。
步驟S6通過偏移量計算，計算工件上表面的加工形狀(Bi，Bi+1)，將工件下表面的形狀(Ai，Ai+1)相對于加工前進(jìn)方向的左側(cè)偏移一個量IxTAN(T)獲得。
步驟S7基于工件下和上表面的加工形狀(Ai，Ai+1)、(Bi，Bi+1)獲得速度控制平面的加工形狀(Ci，Ci+1)。
步驟S8計算速度控制平面的加工形狀(Ci，Ci+1)的加工距離Lmi。
步驟S9計算工件下表面的加工形狀(Ai，Ai+1)的加工距離Lli。
步驟S10計算工件下表面的線徑校正量dli。
步驟S11計算加工路徑(Di，Di+1)，將工件下表面上的加工形狀(Ai，Ai+1)相對于加工前進(jìn)方向的右側(cè)偏移線徑校正量dli獲得。
步驟S12計算工件上表面的加工形狀(Bi，Bi+1)的加工距離Lui。
步驟S13計算工件上表面的線徑校正量dui。
步驟S14計算加工路徑(Ei，Ei+1)，將工件上表面的加工形狀(Bi，Bi+1)相對于加工前進(jìn)方向的右側(cè)偏移線徑校正量dui獲得。
權(quán)利要求
1.一種具有錐形加工功能的線放電機(jī)，用于加工在第一平面和第二平面之間的工件，使得根據(jù)加工程序，第一平面上的工件加工形狀與第二平面上的工件加工形狀是不同的，所述線放電機(jī)包括第一裝置，基于該加工程序的每個指令塊獲得第一平面的第一加工路徑以及第二平面的第二加工路徑；第二裝置，用于計算第一加工路徑以及第二加工路徑的長度；第三裝置，基于第一加工路徑和第二加工路徑的長度調(diào)節(jié)參考線徑校正量來分別獲得第一和第二加工路徑的調(diào)節(jié)后的線徑校正量；第四裝置，根據(jù)該調(diào)節(jié)后的線徑校正量校正第一加工路徑和第二加工路徑來獲得校正后的第一和第二加工路徑；以及第五裝置，根據(jù)該校正后的第一和第二加工路徑相對于工件驅(qū)動上部和下部線導(dǎo)向裝置進(jìn)行錐形加工。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線放電機(jī)，其中所述第三裝置獲得第一加工路徑的調(diào)節(jié)后的線徑校正量，作為該參考線徑校正量和參考調(diào)節(jié)量與第一值的乘積的和，所述第一值是使用第一加工路徑的長度和指定用于速度控制的速度控制平面上的加工路徑的長度進(jìn)行數(shù)學(xué)運算獲得的；以及獲得第二平面的調(diào)節(jié)后的線徑校正量，作為該參考線徑校正量和參考調(diào)節(jié)量與第二值的乘積的和，所述第二值是使用第二加工路徑的長度與該速度控制平面上的加工路徑的長度進(jìn)行數(shù)學(xué)運算獲得的。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的線放電機(jī)，其中第一值是將第一加工路徑的長度除以該速度控制平面上的加工路徑的長度并以一減去得到的商獲得的；而第二值是將第二加工路徑的長度除以速度控制平面上的加工路徑的長度并以一減去得到的商獲得的。
全文摘要
一種能夠以提高的精度進(jìn)行錐形加工的線放電機(jī)。確定預(yù)先設(shè)置的參考電線校正量d為速度控制平面的線徑校正量的正確值，并且確定調(diào)節(jié)工件的上和下表面的參考電線校正量的調(diào)節(jié)量分別與(1－Lu/Lm)以及(1－Ll/Lm)成正比，其中Lu、Lm和Ll分別是上表面、速度控制平面以及下表面的加工距離。作為比例系數(shù)，預(yù)先設(shè)置參考調(diào)節(jié)量e。使用調(diào)節(jié)量e(1－Lu/Lm)以及e(1－Ll/Lm)，確定工件上和下表面的線徑校正量為d+e(1－Lu/Lm)以及d+e(1－Ll/Lm)。當(dāng)驅(qū)動工件設(shè)置臺以及上和下線導(dǎo)向裝置時，控制孤各軸，從而電線電極分別在工件上和下表面跟隨偏移了線徑量的路徑。
文檔編號B23H7/20GK1939631SQ20061015993
公開日2007年4月4日 申請日期2006年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月26日
發(fā)明者宮島敬一郎, 荒川靖雄 申請人:發(fā)那科株式會社