CN115003443B

CN115003443B - 线放电加工机的控制装置

Info

Publication number: CN115003443B
Application number: CN202180011056.5A
Authority: CN
Inventors: 舟久保龙希
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2020-02-05
Filing date: 2021-02-02
Publication date: 2024-08-27
Anticipated expiration: 2041-02-02
Also published as: TW202130436A; EP4101571A1; CN115003443A; JPWO2021157575A1; TWI865723B; US20230076571A1; WO2021157575A1; EP4101571A4; JP7364700B2

Abstract

提供一种即使在进行如多个拐角控制区间重复那样的加工的情况下也能够提高加工精度的线放电加工机的控制装置。一种线放电加工机的控制装置，具备：存储部，其存储加工程序和能够针对各拐角部应用的规定的多个拐角控制图案；控制部，其在加工拐角部时，进行基于拐角形状而切换为规定的加工条件的拐角控制；计算部，其根据拐角控制的开始点和结束点来计算拐角控制区间；以及选择部，在由计算部计算出的拐角控制区间重复的情况下，该选择部从存储部选择优先进行的一个拐角控制图案。

Description

线放电加工机的控制装置

技术领域

本发明涉及一种线放电加工机的控制装置。

背景技术

在控制线放电加工机的控制装置中，组合图8所示那样的加工过程的拐角形状(NC程序的拐角形状)来执行加工。

图8是说明NC程序的拐角形状的一例的图。

本例示出了存在多个拐角的例子，例如由连续的两个切削进给区块所形成的外锐边拐角(图8的(A))及内锐边拐角(图8的(B))、线路径在圆弧区块的圆的外侧通过的外圆弧拐角(图8的(C))、线路径在圆弧区块的圆的内侧通过的内圆弧拐角(图8的(D))等。

由于对于这些拐角形状而加工状况的变化方式不同，因此控制线放电加工机的控制装置会切换各不相同的加工条件(加工速度、放电功率等)，来进行与拐角形状对应的拐角控制。

对于图8所示的多个拐角的控制区间连续的形状(以后称为连续拐角)，会突然地切换加工条件，导致加工状况显著地变化，从而无法得到所期望的加工精度。

因此，在控制放电加工机的控制装置的领域中，通过采用预先检测拐角控制区间的重复并在该区间使用对各个拐角控制的加工条件的变化量进行内插的值来进行控制的方法、预先决定优先进行的拐角控制的方法等来提高加工精度。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平8-168925号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，对于上述的各种连续拐角的组合图案，在利用相同的内插方法或优先级的决定方法所进行的控制中，存在无法得到充分的加工精度的问题。

因此，在控制放电加工机的控制装置的领域中，所期望的是，即使在进行如多个拐角控制区间重复那样的加工的情况下，也能够提高加工精度。

用于解决问题的方案

本公开中的线放电加工机的控制装置对线放电加工机进行控制，所述线放电加工机具备执行加工程序来对工件进行放电加工的加工部，所述线放电加工机的控制装置具备：存储部，其存储所述加工程序和能够针对各拐角部应用的多个拐角控制图案；控制部，其在加工拐角部时，进行基于拐角形状而切换为规定的加工条件的拐角控制；计算部，其根据所述拐角控制的开始点和结束点来计算拐角控制区间；以及选择部，在由所述计算部计算出的所述拐角控制区间重复的情况下，所述选择部从所述存储部选择优先进行的一个所述拐角控制图案。

发明效果

根据本公开的一个方式，即使在多个拐角控制区间重复的情况下，也能够提高对于连续的拐角的加工精度。

附图说明

图1是示出本实施方式的线放电加工机的概要的立体图。

图2是说明表示第一实施方式的线放电加工机的控制装置的框图。

图3是示出线放电加工机的控制装置的控制过程的流程图。

图4是示出在多个拐角的控制区间中连续的形状图案的例子的图。

图5是示出在多个拐角的控制区间中连续的形状图案的例子的图。

图6是示出在多个拐角的控制区间中连续的形状图案的例子的图。

图7是说明表示第三实施方式的线放电加工机的控制装置的框图。

图8是说明NC程序的拐角形状的一例的图。

具体实施方式

下面，参照附图来详细地说明本实施方式。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基于加工程序来使线电极与工件W(被加工物)相对移动，并对工件W进行放电加工。线放电加工机1对工件W重复进行粗加工至精加工的多个放电加工的加工工序。

线放电加工机1在各加工工序中制作从基于加工程序的工件的程序形状(加工形状)偏移(offset)了偏移值(包含线径校正值)、且在各加工工序中偏移值不同的加工路径(称为线径校正路径)。在各加工工序中，线放电加工机1使线电极与工件W按照加工路径相对移动。

线放电加工机1具备底座2、加工槽3、工作台4、线电极5、线卷绕轴6、马达/粉末制动器7、制动器滚轮8、压送滚轮(pinch roller)9、上导件10、下导件11、压送滚轮12、进给滚轮13、线回收箱14、控制部15、加工电源16、以及本实施方式所涉及的线放电加工机1的控制装置20。

在此，控制装置20通过DSP(Digital Signal Processor：数字信号处理器)、FPGA(Field-Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)等运算处理器构成。控制装置20的各种功能通过执行硬件(程序、应用程序)来实现。控制装置20对线放电加工机1进行控制，该线放电加工机1使被装入的线电极5移动来对工件W进行工件放电加工。

控制装置20具备能够改写的存储部22，存储有对加工程序进行解析的程序、或该程序所参照的判定条件或参数(包含偏移值)。

底座2是用于载置加工槽3的机台。加工槽3是填充有加工液的用于进行放电加工的空间。工作台4是用于载置工件W的基台，且通过被控制装置20控制来决定与线电极5的相对位置。

线电极5从线卷绕轴6被放出，且经由通过马达/粉末制动器7所驱动的制动器滚轮8、压送滚轮9、上导件10、下导件11、压送滚轮12及进给滚轮13而被回收至线回收箱14。

该线电极5在加工槽3内被上导件10及下导件11所支承，并在上导件10及下导件11之间拉伸成一条直线状。该拉伸成一条直线状的线电极5在被浸渍于加工液的状态下对工件W进行放电加工。

线卷绕轴6通过未图示的转矩马达而向与线电极5的放出方向相反的方向被赋与规定的转矩。上导件10及下导件11的位置根据与工件W的形状、固定方法及对工件W加工的形状相应的程序而是固定的或可变的。加工电源16通过对线电极5施加高频电压，能够对工件W进行放电加工。

但是，在同心圆形状的加工路径下的加工中产生不良状况时，加工路径制作部23以选择拐角部的形状为同心圆(非相同半径)形状的同心圆形状的加工路径的方式进行控制。控制装置20也可以设置于线放电加工机1或控制部15，还可以设置于与它们不同的计算机。

如图1所示，线放电加工机1以Z轴、XY轴、UV轴而构成，具有用于设置加工工件的工作台，该Z轴是与线电极平行地移动的轴，该XY轴是在垂直于线电极的平面上移动的轴，该UV轴是用于使线电极倾斜的与XY轴平行地移动的轴。各轴被构成为通过伺服马达等的驱动而移动。

在本实施方式中，各轴的移动指令是由控制装置20进行的。另外，构成为放电中的电压、放电延迟时间的记录或放电脉冲的种类的判断是由控制装置20的计算器(calculating machine)、或从外部连接的计算器进行的。

图2是说明表示第一实施方式的线放电加工机的控制装置的框图。本例对应于图1所示的控制装置20的功能结构。

图2所示的线放电加工机的控制装置20具备作为计算部的形状解析部21、存储部22、加工路径制作部23、选择部24、显示部25以及控制部15。

形状解析部21预读加工程序，并解析工件的程序形状(加工形状)。存储部22存储有粗加工至精加工的加工工序中的各种偏移值(加工参数)等。

存储部22存储有多个拐角控制图案，该拐角控制图案是用于如后述的那样在线电极5对工件W的拐角部进行加工时切换基于拐角形状而决定的规定的加工条件的图案。

此外，本实施方式所示的存储部22按照优先级而存储有能够适合于在后述的处理中选择的一个拐角控制的多个拐角控制图案SP1～SPN。在此，拐角控制图案SP1～SPN是指对于连续的重复的拐角控制而言在进行放电加工时能够适合于一个拐角控制的多个拐角控制图案。另外，存储于存储部22中的多个拐角控制图案是从实验值等锁定多个种类且进行了评价的图案。此外，存储部22例如是EEPROM等能够改写的存储器。

在形状解析部21判断为在后述的连续的拐角控制区间中加工路径重复的情况下，选择部24对于所解析的连续的一个拐角控制，从存储于存储部22中的多个拐角控制图案SP1～SPN中选择优先级高的一个拐角控制图案。

在本实施方式中，例如在拐角重复控制区间中能够选择能够适合于拐角控制的拐角控制图案SP1(圆弧中>圆弧后>圆弧前)和拐角控制图案SP2(圆弧后>圆弧中>圆弧前)的情况下，图2所示的选择部24对于形状解析部21解析出的形状信号应用优先级更高的拐角控制图案SP2。此外，关于详细过程，参照图3所示的流程图来说明。

加工路径制作部23制作从由形状解析部21所解析出的加工程序形状偏移了存储于存储部22中的偏移值的拐角控制。具体地说，加工路径制作部23通常以选择拐角部的形状为相同圆弧(相同半径)形状的相同圆弧形状的加工路径的方式制作拐角控制。

此外，在图2中，也可以将形状解析部21和加工路径制作部23组合而作为一个拐角控制部来构成。

此外，加工路径制作部(拐角控制部)23设为在从由形状解析部21所解析出的程序形状中提取出拐角加工路径CP1-CP2-CP3时，使拐角部的形状成为相同圆弧形状、即相同半径形状。另外，加工路径制作部23也能够制作偏移了存储于存储部22中的偏移值的拐角控制。

[拐角控制图案的选择处理]

下面，说明在形状解析部21针对拐角控制区间检测出重复的拐角控制的情况下选择部24选择存储于存储部22中的某一个拐角控制图案的处理例。此外，能够改写的存储部22存储有对加工程序进行解析的程序、或该程序所参照的判定条件或参数(包含偏移值)。

首先，作为计算部的形状解析部21根据解析加工程序所生成的拐角形状计算拐角控制的开始点及结束点，并判断在后述的图4～图6所示的一例的拐角控制区间是否产生了重复状态。

在此，选择部24在根据形状解析部21所解析出的形状信号判断为在拐角控制区间产生了重复状态的情况下，从存储于存储部22中的多个拐角控制图案SP1～SPN中选择一个拐角控制图案，以适合于拐角控制。然后，控制部15对控制部15输出按照所选择的一个拐角控制图案的最终的形状信号。

图3是示出表示本实施方式的线放电加工机的控制装置的控制过程的流程图。S1～S5表示各步骤，与各步骤对应的控制程序被存储于存储部22，并由成为CNC控制主体的控制装置20的控制部15来执行。

当通过从线放电加工机1的操作部等指示加工处理的开始而输入CNC程序时(S1)，形状解析部21开始对CNC程序进行解析，并检测拐角形状信号(例如以16位信号构成)(S2)。

此外，形状信号的位数等并不限定于16位。另外，关于开始加工处理的指示，也可以从显示于显示部25的图形用户界面(GUI)进行指示。

接着，形状解析部21根据S1中所检测出的连续的形状信号的状态来判断在拐角控制区间是否检测出拐角形状重复的情形(S3)。在此，在形状解析部21根据形状信号判断为在拐角控制区间未检测出重复状态的情况下，进入S5，将用于执行最佳的连续拐角加工的形状信号输出至控制部15，并结束(end)本处理。

另一方面，在S3中形状解析部21根据形状信号判断为在拐角控制中检测出重复状态的情况下，选择部24从存储于存储部22中的拐角控制图案中选择优先级高的一个拐角控制图案(S4)，并进入S5。在S5中，将按照选择部24所选择出的拐角控制图案的形状信号输出至控制部15，并结束处理。

此外，连续的拐角部的加工状况的变化也会在拐角部前后的区块中发生，因此不只是该拐角区块，也会将前后的区块包含于控制区间。

图4～图6是示出在形状解析部21所解析的多个拐角控制区间中连续的形状图案的例子的图。下面，说明在多个拐角的控制区间中连续的形状图案的例子。

在图4～图6中，粗实线所表示的路经P2表示CNC程序指令路径，粗虚线所表示的路径P1表示线电极5的路径。

图4所示的连续拐角路径图案是设定有外圆弧拐角前控制区间I1-外圆弧拐角中控制区间I2-内圆弧拐角中控制区间I5-内圆弧拐角后控制区间I6的连续拐角图案例。

本连续拐角路径图案在外圆弧拐角中控制区间I2内设定有外圆弧拐角中/内圆弧拐角前控制重复区间I3。同样地，在内圆弧拐角中控制区间I5中，设定有内圆弧拐角中/外圆弧拐角后控制重复区间I4。而且，是将路径设定成使内圆弧拐角中/外圆弧拐角后控制重复区间I4与外圆弧拐角中/内圆弧拐角前控制重复区间I3连续的拐角图案。

图5所示的连续拐角路径图案是设定有内圆弧拐角前控制区间I11-内圆弧拐角中控制区间I13-内圆弧拐角后控制区间I14的连续拐角路径图案例。

在本连续拐角图案中，是设定有外锐边拐角前/内圆弧拐角前控制重复区间(直线路径区间)I11、与外锐边拐角后/内圆弧拐角中控制重复区间(圆弧路径区间)I12的连续拐角路径图案例。

图6所示的连续拐角路径图案是设定有内圆弧拐角后控制区间I21与外圆弧拐角前控制重复区间I22的连续拐角路径图案例。

在本连续拐角路径图案中，是在内圆弧拐角后控制区间I21与外圆弧拐角前控制区间I23内设定有内圆弧拐角后/外圆弧拐角前控制重复区间I22的连续拐角路径图案例。

在本实施方式中，按照图3所示的控制过程，在圆弧区块如图4那样连续的情况下，形状解析部21能够根据应处理的拐角形状信号检测拐角控制区间重复的状态。

同样地，即使在如图5那样圆弧区块的开始点或结束点为锐边拐角的情况下，形状解析部21也能够根据应处理的拐角形状信号来检测拐角控制区间的重复状态。

同样地，即使在如图6那样拐角与拐角之间的直线区块的长度比前后的拐角部的控制距离的总和小的情况下，也能够根据应处理的拐角形状信号来检测拐角控制区间的重复状态。

据此，选择部24从存储部22选择对于图4～图6中所检测出的各拐角控制而言最佳的拐角控制图案并输出至控制部15。

[第一实施方式的效果]

根据本实施方式，即使在进行如多个拐角控制区间重复那样的加工的情况下，也能够选择优先级高的拐角控制图案，因此能够提高基于拐角控制的加工精度。

[第二实施方式]

在第一实施方式中，作为由选择部24选择拐角控制图案的选择方法，示出了从控制区间重复的拐角控制图案中选择优先级高的一个拐角控制图案的例子。

在第二实施方式中，作为选择部24对优先进行的拐角控制的其它的图案选择方法，说明在显示部25的画面上绘制出拐角控制区间的发生了重复的部位时、用户在画面上选择优先进行控制的拐角控制图案并进行指示的例子。此外，显示部25例如也可以是触摸面板。另外，也可以是用户一边观看显示部25的显示画面一边操作键盘等操作部进行选择的结构。

当用户在显示部25的画面上选择优先进行控制的拐角控制图案时，将用户所选择的拐角控制图案输出至控制部15。

由此，能够将在形状解析部21所进行的拐角部的解析中重复的拐角控制中应用的多个拐角控制图案的候选显示于显示部25。而且，通过用户从所显示的多个拐角控制图案的候选中选择所期望的拐角控制图案，能够在实际加工拐角部时反映用户所期望的拐角控制。

[第二实施方式的效果]

根据本实施方式，即使在进行如多个拐角控制区间重复那样的加工的情况下，也能够按照用户所选择的最佳的拐角控制图案来执行拐角控制。

[第三实施方式]

此外，若第一实施方式所示的拐角形状重复的图案非常多且还包含拐角半径或角度之类的要素时，会存在无数个组合。因此，在使用以相同的方法进行内插的值来进行拐角控制的情况下、或以一定的判定基准来决定优先的拐角控制的情况下，存在不能对全部的组合图案应用最佳的拐角控制的情况。

另外，为了决定加工精度最好的拐角控制图案的优先级，需要将各不相同的拐角控制图案全部用来进行加工实验。

但是，在该方法中，决定出拐角控制图案的工时会变得庞大，从而在开发上耗费时间。因此，在本实施方式中，执行由图2所示的学习部26所进行的机器学习。更具体地说，在本实施方式中，执行所谓的监督机器学习，该监督机器学习是将拐角控制区间重复的拐角部(也可以还包含拐角形状(半径、角度)、工件的材质、板厚、线径等)作为输入数据，且将与各拐角部对应地由用户选择的拐角控制图案作为标签(label)。

图7是说明表示第三实施方式的线放电加工机的控制装置的框图。此外，图7是在图2所示的控制装置20中具备了学习部26。

在图7中，学习部26收集用户对于各连续拐角控制图案的优先级选择结果，并事先存储和收集到存储部22。在此，进行优先级选择的处理也可以是基于通过显示于显示部25的面板输入所进行的选择而进行收集，还可以通过从其它操作部的输入而进行收集。

由此，在本实施方式中，在对至此未曾选择过的图案连续的拐角部进行加工时，学习部26输出具有类似的特征的连续拐角部的拐角控制图案，选择部24对该学习部26所输出的拐角控制图案进行选择。

[第三实施方式的效果]

根据本实施方式，由于事先将学习部26所学习的用户选择拐角控制图案的选择信息收集至存储部22，因此对于至此未曾选择过的图案连续的拐角部，也能够自动选择适当的拐角控制图案，实现适当的拐角控制。

[第四实施方式]

在上述第一实施方式中，说明了对所解析出的全部的形状信号应用选择部24所选择的拐角控制图案的情况。

然而，在上述第一至第三实施方式中，也可以设为如下的结构：不对所检测出的全部的形状信号应用选择部24所选择的拐角控制图案，而是形状解析部21在用户指定的加工区间内，在检测出锐角拐角的形状信号成立的情况下，进行控制以使锐角拐角控制优先。

[第四实施方式的效果]

根据本实施方式，能够实现仅对形状解析部21所解析出的拐角部中的用户所指定的区间应用选择部24所选择的拐角控制图案的拐角控制。

[第五实施方式]

在上述第一至第四实施方式中，也可以采用下面的结构：在输出了多个拐角连续的形状信号的情况下，形状解析部21将优先进行控制的形状以外的信号消除(将对应的1设为0)，而仅输出进行控制的形状信号。

由此，选择部24也能够仅将对从形状解析部21输出的形状信号实施校正处理后的形状信号输出至控制部15。

并且，也可以采用下面的结构：选择部24根据形状解析部21所检测的连续拐角部的形状，输出多个形状信号，同时进行拐角控制。

另外，也可以采用下面的结构：选择部24将与形状解析部21所检测的全部的拐角建立了对应的形状信号全部消除(将对应的1全部设为0)，不进行拐角控制。

[第五实施方式的效果]

根据本实施方式，能够将利用拐角控制图案的拐角控制与用户所期望的拐角控制组合来实现按照用户期望的拐角控制。

此外，本公开并不限定于上述实施方式，能够达成本公开的目的范围内的变形、改进包含于本公开。

附图标记说明

1：线放电加工机；15：控制部；20：控制装置；22：存储部；23：加工路径制作部；24：选择部；25：显示部；26：学习部。

Claims

1.一种线放电加工机的控制装置，对线放电加工机进行控制，所述线放电加工机具备执行加工程序来对工件进行放电加工的加工部，所述线放电加工机的控制装置具备：

存储部，其存储所述加工程序和能够针对各拐角部应用的多个拐角控制图案；

控制部，其在加工拐角部时，进行基于拐角形状而切换为规定的加工条件的拐角控制；

计算部，其根据所述拐角控制的开始点和结束点来计算拐角控制区间；

选择部，在由所述计算部计算出的所述拐角控制区间重复的情况下，所述选择部从所述存储部选择优先进行的一个所述拐角控制图案；以及

显示部，其显示所述加工程序的绘制结果和由所述计算部计算出的所述拐角控制区间重复的拐角部，

在用户基于所述显示部的显示而从所述存储部选择了一个所述拐角控制图案的情况下，所述选择部会选择所述用户所选择出的所述拐角控制图案。

2.根据权利要求1所述的线放电加工机的控制装置，其中，

还具备学习部，所述学习部针对所述拐角控制区间重复的各拐角部学习所述用户所选择出的所述拐角控制图案。