專利名稱：測定電火花線切割機中的線支撐位置的方法及測定用部件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在電火花線切割機中測定拉伸線電極的導線嘴中的線支撐位 置的方法及在實施該測定方法時所使用的測定用部件。更詳細地說，本發(fā)明涉 及能夠?qū)⒃趯煊谏蠈Ь€嘴和下導線嘴之間的線電極給予錐形加工時所需 的角度的傾斜(與錐角對應的傾斜)時的支撐位置，以實際上未拉伸線電極的 狀態(tài)求出的線支撐位置測定方法，以及為了該測定而插入導線嘴(沖模導線嘴) 的開口內(nèi)的測定用部件。
背景技術(shù)：
眾所周知，通常使用了電火花線切割機的加工方法如下，即，對拉伸于上 導線嘴和下導線嘴之間的線電極上施加電壓，使固定在相對線電極可相對驅(qū)動
的工作臺上的工件(被加工物)通過與水平方向正交的X軸及Y軸這兩軸進 行軸移動，并利用在該線和工件之間(加工間隙)產(chǎn)生的連續(xù)的電火花，加工 成所需的形狀。此時，若通過使上導線嘴的相對下導線嘴的水平方向位置(XY 位置)相對錯開，而做成將線電極相對工件載置面傾斜拉伸的狀態(tài)，則可進行 所謂的錐形加工。錐形加工是想得到圓錐形狀、四角錐形狀或具有任意的傾斜 面的形狀時所使用的眾所周知的加工方法。
進行錐形加工時所需的線電極的傾斜角與加工面的傾斜角(錐角)相對應， 通常在加工程序中以數(shù)值指定。例如，將工件載置面作為XY平面[Z = 0的面], 指定為"相對Z方向30度"、"相對Z方向20度"。而且，為了使實際的線電 極的傾斜成為指定的傾斜角，使上導線嘴的相對于下導線嘴的相對位置(相對 的XY位置)，從上下排列了上下導線嘴的位置向線電極準確地沿著具有用程 序指定的斜度的面的位置移動。該相對移動通常通過僅支撐一個導線嘴(例如 上導線嘴)的驅(qū)動部的移動(與X軸平行的軸向的U軸移動及與Y軸平行的 軸向的V軸移動)來進行。
上導線嘴的相對于下導線嘴的相對移動量可通過計算求出，但是可準確實現(xiàn)按照指定的線電極的傾斜的移動量的計算并不簡單。導線嘴(》7 4 K) 一般用具有貫通線電極的引導孔的被稱為"沖模導線嘴(夕'4義萬4卜')"或 "線沖模導線嘴(7 4弋夂4只力'4卜')"的部件構(gòu)成。為了計算上下導線嘴
的準確的相對移動量，需要在使線電極實際上已傾斜成所需的角度e(例如e -30度)時，準確把握能否看作該線電極(的直線部分)被該沖模導線嘴的 引導孔中的哪個點支撐。
如圖2所示，若線電極的傾斜角度為e，關(guān)于上導向件的"能看作線電極 被支撐的位置"為p ( e )，關(guān)于下導向件的"能看作線電極被支撐的位置" 為q( e )，則利用位置p( e )與位置q( e )之間的距離Dpq(z方向距離) 和傾斜角度e，能夠用移動距離(要實現(xiàn)的上下導向件的xy位置的差)=
Dpqxtan6計算出。以下，將這種位置p ( 6 )、 q ( 6 )稱為"線支撐位置"。 另外，在錐形加工時，也在被加工物的基準面(控制面)上要求準確的尺 寸，加工出來的形狀的絕對尺寸必須準確。為此，還需要準確求出線支撐位置
p ( e )、 q ( e )與被加工物的基準面的距離(z方向距離)。在這里，被加
工物的基準面的z方向位置事先指定，所以知道該距離最終歸結(jié)于求出線支
撐位置p ( e )、 q ( e )。如在本發(fā)明的實施方式的說明中所敘述的那樣，線
支撐位置中x、 y位置可與上下導向件的x、 y位置同等看待，所以成為問題
的是線支撐位置的z方向位置。
這樣，雖然知道線電極傾斜拉伸的場合的線支撐位置(z方向位置)非常 重要，但是要準確求出線支撐位置(z方向位置)并不簡單。這是因為，傾斜
拉伸的線電極在上下沖模導線嘴的引導孔的入口 (上沖模導線嘴的朝向下方的 開口/下沖模導線嘴的朝向上方的開口 )的附近彎曲，但是由于線電極具有剛
性，因此將彎曲位置特定于一點是比較困難的。
因此，^i殳線電極在預測或打算的位置(一點)彎曲，并將該假設(shè)的彎曲 點看作線支撐位置而計算出的上下沖^f莫導線嘴的相對移動量沒有可靠性，在利 用基于如此計算出的移動量的上下導線嘴的相對移動來實現(xiàn)的線電極的傾斜
角度與指定好的傾斜角度之間產(chǎn)生偏移(例如相對于指定好的傾斜角度30度 所實現(xiàn)的傾斜角度為29度)。
要解決該問題的一種技術(shù)公開在特開昭(58-28424號公報中。在該技術(shù)中，考慮線電極的剛性，通過將提供線電極的導向面的沖模導線嘴開口部的內(nèi)
周面形狀(縱截面構(gòu)造)做成具有大的R的平緩的圓弧形狀，在沿著平緩彎 曲的沖^f莫導線嘴開口部的內(nèi)周面彎曲了線電極時，將實際上支撐該線電極的位 置基于沖模導線嘴開口部的導向面的圓弧半徑R求出。而且，這種沖模導線 嘴開口部的內(nèi)周面形狀還具有可順利進行線電極的輸送的優(yōu)點。
但是，關(guān)于各沖模導線嘴，實際上很難準備簡單的可準確測定成為線電極 的導向面的開口部內(nèi)周面的圓弧半徑R的方法。 一般，沖模導線嘴的線導向 面以適當?shù)膱A弧R形狀形成為滑缽狀，狹窄且深奧的部分的形狀難以測定。 另外，通過使用設(shè)計值沒測定而求出圓弧半徑R的方法暫且也可行，但是沖 模導線嘴為確保耐磨性，用金剛石或紅寶石等高硬度的材料構(gòu)成，用對各沖模 導線嘴的研磨工序?qū)崿F(xiàn)與設(shè)計一樣的準確的形狀是比較困難的，不得不產(chǎn)生一 定程度的制造誤差。若存在制造誤差，則用設(shè)計值求出線導向面的形狀也會產(chǎn) 生誤差，不能準確地算出。
因此，到目前為止還提出了如下方案，即，實際上在上導向件與下導向件 之間拉伸線，并在傾斜成任意角度的基礎(chǔ)上使機械運轉(zhuǎn)，而且通過在與夾具之 間接觸檢測而逆運算線的位置，以此計算沖模導線嘴的支撐位置(例如，參照 曰本特開平1 - 193126號公報)。但是，在該方法中，需要在實際上拉伸線電 極的狀態(tài)下，每個角度都要進行利用接觸感知的測定，花費測定時間。另夕卜， 還提出了如下方法，即，實際上在各種上下導向件位置下進行錐形加工，每次 測定加工結(jié)果，根據(jù)由上下導向件位置簡單地計算出的與線電極傾斜角對應的 錐角與實際上得到的錐角之間的偏移，逆運算實際的線電極支撐位置(例如，
參照日本特開平11 - 165219號公報)。在該方法中，要得到線電極支撐位置需 要很多時間，并且需要加工的被加工物、其他消耗品。
無論如何，在這些方法中，要求出線支撐位置，需要在使用機械的現(xiàn)場使 機械運轉(zhuǎn)，為進行測定要占有機械，由此還成為降低原來的電火花加工的運轉(zhuǎn) 率的原因。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的在于，解決使用了電火花線切割機的錐形加工中的上述 問題，提供無需拉伸線電極和實施試驗性的加工，就能夠簡單地測定線電極的
7利用導線嘴的支撐位置的方法。而且，本發(fā)明的另一個目的在于，提供在實施 該方法時所使用的測定用部件。
本發(fā)明通過在沖模導線嘴的使電極通過的引導孔具有形成為含有將凸狀 曲面(例如圓弧形狀)繞中心軸旋轉(zhuǎn)而形成的形狀的滑缽狀的內(nèi)周面的開口部 的場合，將具有含有已知頂角的圓錐面或多角錐面的尖細銷部的測定用部件， 以上述圓錐面或上述多角錐的棱線部沿著上述沖模導線嘴開口部的內(nèi)周面所 提供的線導向面的方式插入，并測定上述圓錐面或上述多角錐的棱線部與上述 線導向面接觸而使上述測定用部件走到盡頭的位置，從而可簡單地求出上述頂
角的1/2的線電極傾斜角度的線支撐位置(從沖模導線嘴基準位置測量的位 置)。
本發(fā)明的測定電火花線切割機中的線支撐位置的方法，適用于在分別具有 具有使線電極通過的引導孔的沖模導線嘴的上下導線嘴之間架設(shè)線電極并進 行電火花加工的電火花線切割機中，在使該線電極傾斜的狀態(tài)下進行加工(錐 形加工)。上述沖^^莫導線嘴的引導孔形成為具有將凸狀曲面繞中心軸旋轉(zhuǎn)而形 成的形狀的滑缽狀的內(nèi)周面。而且，該測定線支撐位置的方法包括將具有含 有已知頂角的圓錐面或多角錐面的尖細銷部且長度為已知的測定用部件，以上 述尖細銷部的圓錐面或多角錐的棱線部沿著上述沖模導線嘴的內(nèi)周面所提供 的線導向面的方式插入的步驟；測定上述已插入的測定部件的尖細銷部的圓錐 面或上述多角錐的棱線部與上述沖模導線嘴的線導向面接觸而使上述測定用 部件走到盡頭時的上述測定部件的位置的步驟；以及基于上述測定出的上述測 定部件的位置，求出上述測定部件的尖細銷部的頂角的1/2的線電極傾斜角度
上的線支撐位置的步驟。
而且，上述測定方法還可以包括將上述測定用部件以其尖細銷部的圓錐
面或多角錐面的頂點沿著上述中心軸的方式插入開口于上述沖模導線嘴上的 引導孔內(nèi)，從而成為上述圓錐面或上述多角錐面的棱線部與上述沖模導線嘴開 口部的內(nèi)周面接觸而使上述測定用部件走到盡頭的狀態(tài)的步驟；在上述測定部 件走到盡頭的狀態(tài)下，測定從上述沖模導線嘴的底面或載置上述沖模導線嘴的 基準面到上述測定用部件的規(guī)定位置的高度的步驟；以及基于上述測定出的上 述測定用部件的規(guī)定位置的高度、上述測定用部件的長度、及與線的傾斜為0度時的線支撐位置相對應的基準線支撐位置，求出將上述線電極的傾斜角度設(shè)
為測定部件的尖細銷部的已知頂角的1/2的角度的情況下的上述線電極的線電 極支撐位置的步驟。
在測定到上述測定用部件的規(guī)定位置的高度的步驟中，也可以用上述測定 部件的尖細銷部的圓錐面或多角錐面的頂角相互不同的多個測定用部件進行 測定。
而且，本發(fā)明的用于測定電火花線切割機中的線支撐位置的測定用部件， 適用于在分別具有具有形成為將凸狀曲面繞中心軸旋轉(zhuǎn)而形成的形狀的滑缽 狀的內(nèi)周面的開口部的沖模導線嘴的上下導線嘴之間架設(shè)線電極并進行電火 花加工的電火花線切割機中，在使該電火花線切割機的線電極傾斜的狀態(tài)下進 行加工(錐形加工)。而且，該測定部件具有尖細銷部，該尖細銷部具有含有 已知頂角的圓錐的圓錐面或含有已知頂角的多角錐的多角錐面，并且長度為已 知。
上述測定用部件也可以包括上述尖細銷部和與尖細銷部一體或與之連結(jié) 的圓筒部。
還可以設(shè)置包圍并保護上述測定部件的尖細銷部的保護部。 根據(jù)本發(fā)明，能夠簡單地求出用于錐形加工時的修正功能所需的線電極架 設(shè)角度與線支撐位置(理論上可看作線彎曲點的位置)的對應關(guān)系。而且，在 現(xiàn)有方法中只能在電火花線切割機的機上進行的線支撐位置的測定，通過本發(fā) 明可以在安裝于機械上之前的準備了沖模導線嘴的階段進行。因此，無需占有 電火花線切割機。
而且，可以進行在電火花線切割機的設(shè)置場所以外的場所的測定，例如， 在制造了沖模導線嘴的階段，沖模導線嘴的制造者進行測定，并且在出貨時將 測定結(jié)果的數(shù)據(jù)作為規(guī)格數(shù)據(jù)的一部分附上，這也變得容易。其結(jié)果，沖模導 線嘴的用戶或機械的操作員只要將所附數(shù)據(jù)的值輸入到機械中即可，從而減輕 了負擔。而且，由于無需以往花費很多工時的用于修正的機上作業(yè)，因此作業(yè) 效率提高。


本發(fā)明的上述及其他目的及特征，從參照附圖的以下實施例的說明中將更加明確。這些圖中
圖1是表示電火花線切割機的線電極的行走系統(tǒng)的概略的圖。
圖2是說明在將線電極的傾斜角度設(shè)為6 ，關(guān)于上導向件可看作線電極支
撐位置的位置設(shè)為p ( e )，關(guān)于下導向件可看作線電極支撐位置的位置設(shè)為 q ( e )時，根據(jù)從p ( e )到q ( e )的z方向的距離Dpq和傾斜角度e ， 求出上導向件的相對下導向件的相對移動距離(要實現(xiàn)的上下導向件的xy方 向位置的差)的圖。
圖3是說明在上下導向件之間以傾斜角30度拉伸線電極的狀態(tài)的圖。 圖4是表示將沖模導線嘴的引導孔的內(nèi)周面做成具有圓弧形狀截面的凸
狀曲面的例子的圖。
圖5A是用于說明接觸點和線支撐位置根據(jù)線電極的被拉伸的角度而不同 的圖，并表示關(guān)于下沖模導線嘴，線電極的被拉伸的角度=30度的場合的接 觸點和線支撐位置。
圖5B是用于說明接觸點和線支撐位置根據(jù)線電極的被拉伸的角度而不同 的圖，并表示關(guān)于下沖模導線嘴，線電極的被拉伸的角度=20度的場合的接 觸點和線支撐位置。
圖6A是表示利用圓錐面(或多角錐面)的頂角為60度的測定用部件的 測定狀況的圖。
圖6B是表示利用圓錐面(或多角錐面)的頂角為40度的測定用部件的 測定狀況的圖。
圖7是對測定角度和線支撐位置的對應關(guān)系進行繪圖的曲線的例子。 圖8A是說明利用高度測定器進行線支撐位置的測定的圖。 圖8B是說明利用千分尺進行線支撐位置的測定的圖。 圖9A表示測定用部件的一個典型例子，圖9B至圖9G表示其各變形例。
具體實施例方式
圖l是表示電火花線切割機的線電極的行走系統(tǒng)的概略的圖。在圖1中， 線電極1從巻繞了長尺寸的線電極1的線軸2輸出，并經(jīng)過制動片4朝向上導 線嘴IO。在進行電火花線切割加工之前，在上導線嘴10與下導線嘴20之間 拉伸線電極1，通過了下導線嘴20的線電極1再用下導向輥5將方向轉(zhuǎn)換為大致水平方向。轉(zhuǎn)換了方向的線電極1通過進給輥6與夾送輥7之間，被線回 收箱9回收。
在線電極1上施加4i伸線電極1的驅(qū)動力，以使線電極1以上述路徑并以 規(guī)定的速度移動。該驅(qū)動力源是驅(qū)動進給輥6的進給馬達8a。另一方面，輸 出線電極l的一側(cè)的線軸2上，也利用輸出馬達8b提供與拉伸力相適應的適 當?shù)男D(zhuǎn)驅(qū)動力，由此線電極1可順利移動。另外，為了維持線電極1在上導 線嘴10與下導線嘴20之間以適當?shù)膹埩o松弛地拉伸的狀態(tài)，設(shè)有進行制動 片4的制動控制的制動器3。
另外，在圖1中雖然省略了圖示，但是如眾所周知，在電火花線切割機上 安裝有載置工件(被加工物)的工件載置臺、對線電極1供給放電電壓的機構(gòu)、 電源、與線電極1的供給輸送有關(guān)的除了進給馬達8a和輸出馬達8b以外的各 馬達、以及相關(guān)的驅(qū)動機構(gòu)等。
而且，進給馬達8a、輸出馬達8b、以及各軸驅(qū)動用的各馬達的控制、制 動器3的控制、放電電壓的控制等利用控制裝置(省略圖示)來進行也是眾所 周知的。作為進行位置和速度的控制的軸的結(jié)構(gòu)， 一般的結(jié)構(gòu)是X軸、Y軸、 Z軸、U軸、V軸這5軸結(jié)構(gòu)，例如用X軸和Y軸控制工件載置臺的X、 Y 方向位置(以及移動速度)。而且，Z軸、U軸、V軸是分別用于調(diào)節(jié)上導向 件10的Z方向位置、U位置、V位置的軸，根據(jù)U軸的移動方向設(shè)定成與根 據(jù)X軸的移動方向平行，根據(jù)V軸的移動方向設(shè)定成與根據(jù)Y軸的移動方向 平行。
在本發(fā)明中，基本課題是在錐形加工時求出在上下導線嘴(上下沖模導線 嘴)10、 20之間傾斜拉伸了線電極1時的線電極1的支撐位置(Z方向位置)。 于是，作為例子假設(shè)線電極1的傾斜角分別為30度或20度的情況，對于線電 極1的被拉伸的狀態(tài)，參照圖3 ~圖5B進行考察。
首先，圖3表示在上下導線嘴之間以傾斜角30度拉伸了線電極1的狀態(tài)。 在該圖中，標記10表示代表上導線嘴的作為引導部件的沖模導線嘴，標記20 表示代表下導線嘴的作為引導部件的沖模導線嘴。各沖模導線嘴IO、 20具有 使線電極1通過的引導孔。上下沖模導線嘴10、 20分別朝向下方及上方以擴 大引導孔的截面積的姿勢支撐在驅(qū)動機構(gòu)(省略圖示)上。驅(qū)動機構(gòu)如已經(jīng)所述是U軸、V軸、Z軸，在此作為一個例子，上沖模導線嘴10的Z方向位置 (在圖3中上下方向的位置)、U位置(在圖3中左右方向的位置)、V位置(在 圖3中與其紙面垂直的方向的位置)分別在Z軸、U軸、V軸可以移動。
上沖模導線嘴10無需與下沖模導線嘴20尺寸相同且形狀相同，但是在這 里假設(shè)尺寸相同形狀相同。另外，如圖3所示，上沖模導線嘴IO的引導孔的 下側(cè)及下沖模導線嘴20的引導孔的上側(cè)分別形成滑缽狀的內(nèi)周面。即，如已 經(jīng)所述，上沖模導線嘴10的引導孔朝向下方逐漸擴大其截面積，下沖模導線 嘴20的引導孔朝向上方逐漸擴大其截面積。
上下沖模導線嘴IO、 20的引導孔的內(nèi)周面11、 21分別具有將平緩的"凸 狀曲面"繞中心軸:旋轉(zhuǎn)而形成的形狀，具有關(guān)于引導孔的中心軸(在圖3所示 的狀態(tài)下與Z方向平行)對稱的形狀。
而且，上沖模導線嘴10的滑缽狀的內(nèi)周面11隨著往上方逐漸接近垂直的 "圓筒面"，下沖模導線嘴20的滑缽狀的內(nèi)周面21隨著往下方逐漸接近垂直 的"圓筒面"。而且，在線電極I的外周和沖模導線嘴IO、 20的引導孔的內(nèi)周 最接近的位置PO、 QO,實質(zhì)上轉(zhuǎn)變?yōu)?圓筒面"。另外，這些位置PO、 QO位 于各引導孔的中心軸上，也是代表上下沖模導線嘴10、 20的各三維位置的點。
上下沖模導線嘴10、 20的引導孔的"圓筒面"的內(nèi)徑形成為比線電極1 的外徑稍微大，不會對線電極1的通過帶來障礙。作為提供引導孔的內(nèi)周面 11、 21的"凸狀曲面"典型的是沿著Z方向的截面為具有曲率半徑R的圓弧 的凸狀曲面，將其一例關(guān)于內(nèi)周面21表示在圖4中。
在這里，試想根據(jù)上下沖模導線嘴10、 20的線電極1的支撐位置。根據(jù) 各沖模導線嘴10、 20的線電極1的支撐位置在線電極1被支撐為垂直時，在 上下方向(Z方向)的哪個位置都沒問題。通常，未使線電極1傾斜的狀態(tài)(垂 直加工時)下的線支撐位置(Z方向位置)當作與代表上下沖模導線嘴10、 20自身的三維位置的位置PO、 QO的各Z方向位置一致而進行處理?？紤]到 這種情況，將上述點PO的Z方向位置稱為"上導向件基準線支撐位置"，將 上述點QO的Z方向位置稱為"下導向件基準線支撐位置"。在圖3中，上導 向件基準線支撐位置用線AO (Z-Za)表示，下導向件基準線支撐位置用線 BO (Z-Zb)表示。但是，如圖3所示，在將線電極1從垂直方向傾斜了例如30度時，線電 極1在上下沖模導線嘴10、 20內(nèi)彎曲，所以如上所述，無法準確決定為了實 現(xiàn)所需的線電極l的傾斜角(與錐角對應)而使上下沖模導線嘴IO、 20相對 移動多少比較好。
圖4表示在下沖模導線嘴20所具有的引導孔中通過該引導孔的線電極彎 曲的樣子。從該圖中可知，只要引導孔的入口邊緣上的內(nèi)周面21的傾斜以比 線電極1的架設(shè)方向靠近水平的角度傾斜，線電極1隨著從引導孔的入口進入 內(nèi)部逐漸接近內(nèi)周面21，并在某一點(位置)與內(nèi)周面21接觸。將該點(位 置)稱為"接觸點"(接觸位置)21a。
線電極l從接觸點21a沿著內(nèi)周面21彎曲，在通過點QO時與Z方向平 行。點Q0與接觸點21a的Z方向距離用30C表示。
雖然省略了圖示，但是在上沖模導線嘴IO的引導孔中內(nèi)，線電極l與下 沖模導線嘴20上下關(guān)系也相反，而采取同樣的路徑，從下方的入口進入上方， 并從內(nèi)周面ll上的接觸點沿著內(nèi)周面11彎曲，在通過點PO時與Z方向平行。
在線電極1采取如上所述的路徑時，在將基準線支撐位置PO及QO用于 線支撐位置的情況下，基于該位置計算的線電極1的傾斜(即，連接位置PO 和位置QO的直線的傾斜)明顯與實際的線電極1的傾斜(在該例中為30度) 不同。
為了避免該問題，首先，著眼于線電極l的被拉伸為直線的部分。線電極 1的直線部分的兩端可以認為是上下沖模導線嘴10、 20上的接觸點。即，可 以認為連接上沖模導線嘴10上的接觸點和下沖模導線嘴20上的接觸點(圖4 中的點21a)的直線表現(xiàn)出線電極l的被拉伸為直線的部分。于是，將該直線 與上下沖模導線嘴IO、 20的各中心軸線G、 H(分別通過點PO、 QO，并與Z 方向平行的軸線)相交的點P30、 Q30定義為"線支撐位置"。
按照該定義，點P30和P0只是Z方向位置不同，而UV位置相同。同樣， 點Q30和點Q0只是Z方向位置不同，而XY位置相同。而且，如已經(jīng)所述， 基準線支撐位置PO、 QO是代表上下沖模導線嘴10、 20的位置，用X軸、Y 軸、U軸、V軸的移動位置來決定。因此，作為未知量要測定的是點P30、點 Q30的Z方向位置。在圖3及圖4中，通過點P30且Z方向位置一定的線用標記A30表示， 通過點Q30且Z方向位置一定的線用標記B30表示。如圖3所示，若將從直 線AO測量的到線A30的距離設(shè)為U_E,將從直線BO測量的到線B30的距離 設(shè)為L—E，將直線AO與BO之間的距離設(shè)為0_L，將直線A30與B30之間的 距離設(shè)為30—L,則下述公式(1 )成立。
<formula>formula see original document page 14</formula> …(1)
此時，為了使線電極1的傾斜為30度而使上沖模導線嘴IO相對下沖模導 線嘴20相對移動的移動量(30_U)用下述公式(2)表示。而且，該移動量 相當于圖3中的線G (通過點PO且與Z方向平行的線=上沖模導線嘴10及 其引導孔的中心軸線)與線H (通過點QO且與Z方向平行的線=下沖模導線 嘴20及其引導孔的中心軸線)之間的距離。
移動量30—U = 30—L x tan ( 30度)
=(0_L- (U—E + L—E)) xtan(30度) …(2)
為了準確計算該移動量30一U，需要準確知道上述公式(2 )的U—E和L—E。 而且，若準確知道這些U_E和L一E,則還可以準確求出控制面(用加工程序 指定好加工路徑的面，還稱為基準面)CF與線支撐位置之間的距離(Z方向 位置的差)。
從幾何學的考察可知，利用圖3及圖4所示的上下沖模導線嘴10、 20將 線電極1的傾斜設(shè)為30度以外的角度的場合，這些上下沖沖莫導線嘴10、 20 的"接觸點，，的位置發(fā)生變化，線支撐位置也發(fā)生變化。因此，使用圖5A及 圖5B說明在該改變了線電極1的傾斜角度的場合沖模導線嘴的"接觸點"及 線支撐位置發(fā)生變化的情況。
圖5A表示將線電極1的傾斜角度設(shè)為30度的場合(圖3及圖4的情況) 的接觸點和線支撐位置，圖5B表示將線電極1的傾斜角度設(shè)為20度的場合 的接觸點和線支撐位置。
比較圖5A和圖5B可知，將線電極1的傾斜角度設(shè)為20度的場合的下沖 模導線嘴20上的接觸點21b的位置(圖5B )，比將傾斜角度設(shè)為30度的場合 的下沖模導線嘴20上的接觸點21a的位置(圖5A)還位于下方。由此，將線 電極1的傾斜角度設(shè)為20度的場合的下沖模導線嘴20上的線支撐位置Q20(圖5B),比將傾斜角度設(shè)為30度的場合的下沖模導線嘴20上的線支撐位置 Q30 (圖5A)位于下方。
其結(jié)果，線電極1的傾斜角度為20度的場合的線支撐位置Q20的從基準 線支撐位置QO的距離20E，比線電極1的傾斜角度為30度的場合的線支撐位 置Q30的從基準線支撐位置QO的距離30E還小(20E<30E )。
以上，從參照圖3 ~圖5B進行的以上說明中可知，要將線電極1的傾斜 角度設(shè)為所需的值，需要對于上沖模導線嘴10及下沖模導線嘴20測定與該所 需角度對應的線支撐位置P、 Q的Z方向位置(從基準線支撐位置QO、 PO的 距離)。
其次，在本發(fā)明中，著眼于在上述考察中提及的接觸點上的引導孔的內(nèi)周 面21 (或11 )的切線表現(xiàn)出線電極1的直線部分的延長方向，將在未架設(shè)線 電極l的狀態(tài)下可表現(xiàn)該切線的"部件"插入引導孔中從而再現(xiàn)該切線，并摸
索了能夠知道該再現(xiàn)的切線與引導孔的中心軸線相交的位置。其結(jié)果，明白了 具有含有頂角為已知的圓錐面或多角錐面的尖細銷部的測定用部件可作為上
述"部件"利用。
即，在上沖模導線嘴10或下沖模導線嘴20所使用的沖模導線嘴具有形成 為含有使凸狀曲面(R形狀)繞中心軸旋轉(zhuǎn)而形成的形狀的滑缽狀的內(nèi)周面的 開口部的場合，將具有"含有已知頂角的圓錐面(或含有已知頂角的多角錐面) 的尖細銷部"的測定用部件插入上述內(nèi)周面(11或21)所提供的線導向面中， 使得該測定部件的尖細銷部的圓錐面或角錐面沿著上述線導向面。然后，測定 尖細銷部的上述圓錐面(或多角錐的棱線部)與上述線導向面接觸而使上述測 定用部件走到盡頭的位置。于是，簡單地求出上述圓錐或角錐的頂角的1/2的 線電極傾斜角度的線支撐位置(從沖模導線嘴基準位置測量的位置)。
另外，在本iJt明書中，在采用具有含有圓錐面的尖細銷部的測定用部件的 場合，將成為該"圓錐面"的基礎(chǔ)的圓錐形(完整的圓錐形)的頂點及頂角分 別稱為"圓錐面的頂點"及"圓錐面的頂角"。在測定部件的尖細銷部的圓錐 面實際上為完整的圓錐體的場合，"圓錐面的頂點"成為該圓錐體的實際的頂 點。如果不是這樣(例如，圓錐體的前端欠缺或變圓而不是完整的圓錐體時)， 則"圓錐面的頂點"成為虛擬地延長了圓錐面時會聚的點。同樣，在本說明書中，在采用具有含有多角錐(例如三角錐、四角錐、六 角錐等)的多角錐面的尖細銷部的測定用部件的場合，將成為該"多角錐面" 的基礎(chǔ)的多角錐形(完整的多角錐形)的頂點及頂角分別稱為"多角錐面的頂 點"及"多角錐面的頂角"。在測定部件的尖細銷部的多角錐面實際上為完整 的多角錐體的場合，"多角錐面的頂點"成為該多角錐體的實際的頂點。如果，
不是這樣(例如，多角錐體的前端欠缺或變圓而不是完整的多角錐體時)，則 "多角錐面的頂點"成為虛擬地延長了構(gòu)成多角錐面的邊界的各棱線時會聚的 點。
測定用部件的圓錐面(或多角錐面)的頂角對應于在測定線支撐位置時的
線電極l的傾斜角度(與錐角對應)的2倍。 一般來講，圓錐面(或多角錐面)
的頂角為2 e的測定用部件用于將線電極i的傾斜角度設(shè)為e的條件下的線支
撐位置的測定。圖6A及圖6B分別表示利用將圓錐面(或多角錐面)31、 41 的頂角設(shè)為60度、40度的測定用部件30、 40的測定的狀況的圖。
在圖6A的情況下，在截面形狀含有曲率半徑R的圓弧的線導向面(內(nèi)周 面)21上，具有含有頂角60度的圓錐面(或多角錐面)31的尖細銷形狀部的 測定用部件30從喇叭狀敞開的開口部沿著引導孔(內(nèi)周面)的中心軸插入引 導孔內(nèi)。于是，圓錐面(或多角錐面)31與內(nèi)周面21 (線導向面)接觸，走 到盡頭。此時，從基準線支撐位置(基準位置)Q0測量的切點22 (準確地說 是形成圓周的切點集合)的Z方向位置與上述線電才及1與下沖;f莫導線嘴20的 接觸點21a (參照圖5A)的Z方向位置相同。因此，在圖6A中，切點22的 從基準線支撐位置Q0的Z方向距離(與圖4的接觸點21a的從基準線支撐位 置QO的Z方向距離用30C表示的同樣)也用30C表示。
在上述測定用部件30走到盡頭的狀態(tài)下，測定從沖模導線嘴20的底面到 測定用部件30的上端面的高度30D (以下，將作為測定該高度30D的位置的 上端面稱為"測定位置")。于是，用下述公式(3)可求出圓錐面(或多角錐 面)31的頂點32的從基準線支撐位置(基準位置)Q0的距離30E。
30E = 30D - 30A - F …(3)
在上述公式中，30A是從測定用部件30的"測定位置"(即測定用部件 30的上端面)到該測定用部件30的圓錐面(或多角錐面)31的頂點32的Z方向距離，相當于測定用部件30的長度。在這里，測定用部件30的"測定位 置"不限于測定用部件30的上端面，只要能測定到測定部件30的高度，且能 用某些方法得到該測定部件30的從圓錐面(或多角錐面)31的頂點32的Z 方向距離作為已知量的位置即可。另外，F(xiàn)是從沖模導線嘴20的底面到基準 線支撐位置QO的Z方向距離。該F的值實質(zhì)上可作為每個沖模導線嘴20的 設(shè)定值進行處理。換言之，將沖模導線嘴20的底面作為Z = 0的面，用從此 開始的距離F (到推斷存在引導孔的最細部的位置的估算距離)定義基準線支 撐位置QO。該場合，F(xiàn)當然是已知量，與圖3所示的Za或Zb對應。
在圖6B的情況下，在與圖6A相同的沖模導線嘴20的線導向面(內(nèi)周面 21)上，具有含有頂角40度的圓錐面(或多角錐面)41的尖細銷形狀部的測 定用部件40從喇叭狀敞開的開口部沿著引導孔(內(nèi)周面21 )的中心軸插入引 導孔內(nèi)。于是，測定用部件40的圓錐面(或多角錐面)41與引導孔的內(nèi)周面 21 (線導向面)接觸，走到盡頭。此時，從基準線支撐位置(基準位置)QO 測量到的切點23 (準確地說是形成圓周的切點集合)的Z方向位置與在將線 電極1以20度的傾斜架設(shè)的場合的接觸點的Z方向位置相同。切點23的從 基準位置QO測量到的Z方向距離用20C表示。當然，切點23的從基準位置 QO的Z方向距離20C比圖6A的切點22的從基準位置QO的Z方向距離30C 還小。
在上述測定用部件40走到盡頭的狀態(tài)下，測定到測定用部件40的"測定 位置，，(在這里為測定用部件40的上端)的高度20D。于是，用下述公式(4) 可求出從基準位置的距離20E。
20E = 20D - 20A-F ... (4)
在上述公式中，20A是從測定用部件40的"測定位置"(即測定用部件 40的上端面)到該測定用部件40的圓錐面(或多角錐面)41的頂點42的Z 方向距離。在這里，測定用部件40的"測定位置"不限于測定用部件40的上 端面，只要能測定到測定部件40的高度，且能用某些方法得到該測定部件40 的從圓錐面(或多角錐面)41的頂點42的Z方向距離作為已知量的位置即可， 這與圖6A的情況相同。對于F也如同上面已經(jīng)所述。
若根據(jù)需要準備好含有其他頂角cx的圓錐面(或多角錐面)的測定用部件，則能夠測定各頂角的1/2的測定角度(ct/2)上的線支撐位置(從基準位置的 Z方向距離)。例如，若準備分別具有頂角20度、IO度的圓錐面(或多角錐 面)的兩個測定用部件并進行與上述同樣的測定，則能夠測定測定角度10度 及5度的線支撐位置(從基準位置的Z方向距離)?？偨Y(jié)這些測定結(jié)果并用曲 線繪圖表示的例子表示在圖7中。圖7中的繪圖點是測定角度30度、20度、 10度、5度及0度的點。另外，縱軸的數(shù)值例如是用毫米單位表示的"線支撐 位置的Z方向位置"。但是，O度的繪圖不是實測值而是傾斜角度O度的理論 值，換言之，對應于上述公式(3)、 (4)的"F"。在本例中F-2 (mm)。
在上述測定中，可利用如圖8A所示的高度測定器100。這種高度測定器 100自身是眾所周知的，在底座101上設(shè)有形成有被測定物的安裝孔的安裝基 準臺IIO和沿鉛垂方向延伸的導柱102。在該導柱102上通過滑動機構(gòu)(省略 圖示)安裝滑塊103，通過手動或馬達(省略圖示)可上下移動。
另外，在滑塊103上搭載包括顯示器等的操作部105，在其下面?zhèn)仍O(shè)有在 前端具有安裝被測定物的安裝機構(gòu)的測頭104。在操作部105的內(nèi)部，安裝有 用于將滑塊103的上下位置顯示于顯示器的機構(gòu)(例如，與使滑塊103上下運 動的馬達結(jié)合的脈沖編碼器和計數(shù)電路)，可以將滑塊103的上下位置、換言 之安裝在測頭104上的#^則定物的上下位置顯示在顯示器上。
而且，在操作部105上設(shè)有在任意的上下位置將顯示設(shè)為零的復位按鈕 (省略圖示)。
在這里作為被測定物進行處理的是下沖模導線嘴20或上沖模導線嘴10。 對于下沖模導線嘴20以使用圖6A所示的測定用部件30 (頂角60度)的例子 進行說明，則測定順序如下。
首先，在測頭104的前端使用安裝機構(gòu)安裝測定用部件30。側(cè)頭104的 中心軸線與鉛垂方向平行，且與安裝基準臺IIO的安裝孔的中心軸線一致，并 且還與安裝在測頭104的前端上的測定用部件30的中心軸線一致。另一方面， 通過在安裝基準臺110的安裝孔80內(nèi)嵌入支撐沖模導線嘴20的支撐部件90 的一部分，從而將沖模導線嘴20安裝在安裝基準臺110上。此時為了使沖模 導線嘴20的中心軸線與安裝基準臺110的安裝孔80的中心軸線一致，安裝基 準臺110的安裝孔80加工成與支撐沖模導線嘴20的部件90的一部分(嵌入安裝孔80的部分)同心且同徑。
如上所述，若完成測定用部件30的向測頭104的前端的安裝和沖模導線 嘴20的向安裝基準臺IIO的安裝，則測定用部件30的中心軸線與沖模導線嘴 20的中心軸線成為一致的狀態(tài)。
然后，通過操作部105的操作(根據(jù)情況進行手動)，緩慢下降測頭104, 使測定用部件30的尖細形狀銷部進入沖模導線嘴20的引導孔內(nèi)。于是，如已 經(jīng)所述，測定用部件30的圓錐面(或多角錐面)31達到與沖^f莫導線嘴20的 內(nèi)周面21接觸，在該時刻不能再繼續(xù)降下。此時的樣子如圖6A所示。
在安裝了該測定用部件30的測頭104的下降已4f止時的該測頭104的高 度H30，例如以毫米單位顯示在操作部105的顯示器上(在圖8A的例子中舉 例說明23.45mm)。在這里，顯示于顯示器的高度(23.45mm)是從高度測定 器IOO的安裝基準臺110的上表面111到測頭104的下端面(基準面)的距離 (H30),該距離H30并沒有直接表示線支撐位置(在圖5A的例子中是Q30, 位于從基準線支撐位置QO在Z方向的距離30E的位置)。
上述線支撐位置一般用下述公式(5)求出。
線支撐位置(Z方向位置)=H30 - △ …(5 )
在這里，從測定值H30求出線支撐位置(Z方向位置)所需的變數(shù)A的值 如下決定即可，即，對于相同的沖模導線嘴20,例如在圖6A的說明中基于上 述公式(3)測量距離30E的結(jié)果(測定用部件30的圓錐面31的頂點32的 位置)和H30- A相等(一種校準)。 一旦決定了A的值，則只要不改變沖模 導線嘴的安裝時的基準線支撐位置(QO或PO)的高度，就可以使用相同的A 值并基于上述公式(5)求出線支撐位置。
總之，30度傾斜的線電極的在導線嘴上的線支撐位置(圖5A所示的點 Q30的位置)，通過檢測出在將具有頂角30x2 = 60度的圓錐的測定部件插入 到該導線嘴開口部時的該圓錐的頂點32的位置可以知道。
如上述測定用部件40)的場合也同樣。但是，上述公式(5)中的A的值需要 增減與安裝在測頭104上的測定用部件的長度(從測頭104的基準面到圓錐面 (或多角錐面)的頂點的距離)的增減相同的量。
19另外，作為更簡單的測定方法存在如下方法，即如圖8B所示，例如對于 處于圖6A或圖6B所示的狀態(tài)的沖模導線嘴20 (或10)，利用千分尺測量從 測定用部件30 (或40)的上端(測定位置的一例)到?jīng)_模導線嘴20 (或10) 的底部的距離(長度)。
圖8B的用千分尺得到的測定值h30與線支撐位置(Z方向位置)存在用 下述公式(6)表示的關(guān)系。
線支撐位置(傾斜30度)=h30 - 30A - F' ... ( 6 )
而且，測定值h20與線支撐位置(Z方向位置)存在用下述公式(7)表 示的關(guān)系。
線支撐位置=h20 - 20A - F' …(7 )
在這里，公式(6)、 (7)是與上述公式(3)、 (4)同樣的公式，30A是從 測定用部件30的頂點32到上端的距離(長度)，20A是從測定用部件40的頂 點42到上端的距離(長度)。而且，F(xiàn)是從沖模導線嘴20 (但是包括周圍部 件)的底面到基準線支撐位置QO的Z方向距離。該F'的值與上述F同樣， 實質(zhì)上可作為每個沖模導線嘴的設(shè)定值進行處理。總之，將沖模導線嘴20(但 是包括周圍部件)的底面設(shè)為Z-O的面，用從此開始的距離'(到推斷存在 引導孔的最細部的位置的估算距離)定義基準線支撐位置QO即可。
另外，測定用部件也可以使用已經(jīng)舉例說明的測定用部件30、 40以外的 形狀的部件。但是，使用具有含有已知頂角的圓錐的圓錐面(或多角錐面)的 尖細銷部，且從圓錐面(或多角錐面)的頂點到測定用部件的測定位置(例如 與頂點相反的一側(cè)的端面)的距離為已知的部件。
圖9A~圖9G表示了測定用部件的全體形狀的例子。在這些圖中，圖9A 是已經(jīng)敘述的測定用部件30、 30的類型，上部由圓筒部構(gòu)成且下部由圓錐部 構(gòu)成。圓錐面(或多角錐面)的頂點對應于測定用部件的最下端。
圖9B所示的測定用部件50是全體^f義由圓錐(尖細銷部)構(gòu)成的例子。 圖9C所示的測定用部件55考慮到使用者的安全等，將圖9A所示的例子的下 端的尖銳的前端部除去一些，并將下部做成圓筒臺部的部件。下端部56成為 平坦的面。該場合，圓錐面(或多角錐面)的頂點57成為外部的一點。
圖9D所示的測定用部件60做成在大徑的基部61上安裝了圓錐部(尖細銷部)62的形狀。在圖9E所示的測定用部件65中，^敝成>^人圓筒狀套部66的 內(nèi)部垂下圓錐部68的形狀，而且，延長圓筒狀套部66的下部，設(shè)置包圍并保 護圓錐部68的保護部67。
圖9F所示的測定用部件70具有與測定用部件65類似的構(gòu)造。但是，圓 筒狀套部71具有雙重構(gòu)造，從最內(nèi)側(cè)垂下圓筒/圓錐部73。標記72是延長圓 筒狀套部71的下部并包圍和保護圓筒/圓錐部73的保護部。另外，圖9G所示 的測定用部件75對圖9A所示的例子進行變形，具有縮短圓筒/圓錐部77的圓 筒部并在上側(cè)安裝把手部76的構(gòu)造。該把手部76除了用于人手的把持，若設(shè) 計成與上述高度測定器100的測頭104的安裝部適合的形狀和尺寸，則可利用 于向該測頭104的安裝。
權(quán)利要求
1. 一種測定方法，用于測定在使電火花線切割機的線電極傾斜的狀態(tài)下 實行的錐形加工時的線支撐位置，其特征在于，該電火花線切割機在分別具有具有使上述線電極通過的引導孔的沖模導 線嘴的上下導線嘴之間架設(shè)線電極進行電火花加工，而且，上述沖模導線嘴的 引導孔形成為具有將凸狀曲面繞中心軸旋轉(zhuǎn)而形成的形狀的滑缽狀的內(nèi)周面，上述測定方法包括將具有含有已知頂角的圓錐面或多角錐面的尖細銷部且長度為已知的測 定用部件，以上述尖細銷部的圓錐面或多角錐的棱線部沿著上述沖模導線嘴的 內(nèi)周面所提供的線導向面的方式插入上述模導向的引導孔中的步驟；測定上述已插入的測定部件的尖細銷部的圓錐面或上述多角錐的棱線部 與上述沖模導線嘴的線導向面接觸而使上述測定用部件走到盡頭時的上述測 定部件的位置的步驟；以及，基于上述測定出的上述測定部件的位置，求出上述測定部件的尖細銷部的 頂角的1/2的線電極傾斜角度上的線支撐位置的步驟。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的導線嘴的線支撐位置的測定方法，其特征在于， 還包括將上述測定用部件以其尖細銷部的圓錐面或多角錐面的頂點沿著上述中 心軸的方式插入上述沖模導線嘴的引導孔中，從而成為上述圓錐面或上述多角 錐面的棱線部與上述沖模導線嘴開口部的內(nèi)周面接觸而使上述測定用部件走 到盡頭的狀態(tài)的步驟；在上述測定部件走到盡頭的狀態(tài)下，測定從上述沖模導線嘴的底面或載置上述沖模導線嘴的基準面到上述測定用部件的規(guī)定位置的高度的步驟；以及， 基于上述測定出的上述測定用部件的規(guī)定位置的高度、上述測定用部件的 長度、及與線的傾斜為O度時的線支撐位置相對應的基準線支撐位置，求出將 上述線電極的傾斜角度設(shè)為測定部件的尖細銷部的已知頂角的1/2的角度的情 況下的上述線電極的線電極支撐位置的步驟。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的導線嘴的線支撐位置的測定方法，其特征在于，在測定到上述測定用部件的規(guī)定位置的高度的步驟中，用上述測定部件的 尖細銷部的圓錐面或多角錐面的頂角相互不同的多個測定用部件進行測定。
4. 一種測定用部件，用于測定使電火花線切割機的線電極傾斜而實行的 錐形加工時的線支撐位置，其特征在于，上述電火花線切割機在分別具有具有形成為將凸狀曲面繞中心軸旋轉(zhuǎn)而 形成的形狀的滑缽狀的內(nèi)周面的開口部的沖模導線嘴的上下導線嘴之間架設(shè) 線電極進ff電火花加工，而且，上述測定部件具有尖細銷部，該尖細銷部具有含有已知頂角的圓錐的圓錐 面或含有已知頂角的多角錐的多角錐面，并且長度為已知。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的測定用部件，其特征在于， 上述測定用部件包括上述尖細銷部和與尖細銷部一體或與之連結(jié)的圓筒部。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的線支撐位置測定用部件，其特征在于， 設(shè)有包圍并保護上述測定部件的尖細銷部的保護部。
7. —種求出線支撐位置的方法，用于求出在使電火花線切割機的線電極 傾斜的狀態(tài)下實行的錐形加工時的線支撐位置，其特征在于，該電火花線切割機在分別具有具有使上述線電極通過的引導孔的沖模導 線嘴的上下導線嘴之間架設(shè)線電極進行電火花加工， 上述方法包括(1) 將在棒狀部件的前端形成具有第一頂角的圓錐面或圓錐面的一部分 而構(gòu)成的測定用部件，使該引導孔的中心線與上述測定用部件的棒狀部件的中 心線一致地插入上述沖模導線嘴的引導孔內(nèi)的步驟；(2) 通過測定在插入上述沖模導線嘴的引導孔內(nèi)且不能繼續(xù)前進而停止 時的上述測定部件的位置，從而檢測出上述測定部件所具有的圓錐面的頂點的 位置的步驟；(3) 根據(jù)上述檢測出的圓錐面的頂點的位置和該圓錐的頂角，取得架設(shè) 在上下導線嘴之間的線電極的直線部的傾斜角度和上下導線嘴上的該直線部 的支撐位置的步驟；(4) 其次使用形成具有第二、第三.......頂角的圓錐面或圓錐面的一部分而構(gòu)成的測定用部件分別進行上述(1) ~ (3)的步驟的步驟；以及，(5)根據(jù)用上述(4)的步驟得到的多個測定數(shù)據(jù)，將架設(shè)在上下導線嘴關(guān)系表現(xiàn)為曲線的步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及測定電火花線切割機中的線支撐位置的方法及用于實施該方法的線支撐位置測定用部件。在將凸狀曲面繞中心軸旋轉(zhuǎn)的滑缽狀的引導孔的內(nèi)周面(線導向面)上，從喇叭狀敞開的開口部插入具有含有一定頂角的圓錐面的尖細銷形狀部的測定用部件。于是，測定用部件的尖細銷形狀部的圓錐面與內(nèi)周面在切點位置接觸，走到盡頭。根據(jù)此時的測定用部件的特定位置的高度和從測定了該高度的上述特定位置到測定用部件的尖細銷形狀部的圓錐面的頂點的距離，可以求出從基準線電極支撐位置測量的線支撐位置。
文檔編號G01B21/22GK101311670SQ200810098859
公開日2008年11月26日 申請日期2008年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月23日
發(fā)明者山口巡, 荒川靖雄 申請人:發(fā)那科株式會社