專利名稱：電火花線加工機床的控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電火花線加工機床的控制器，具體地說，涉及適用于在電火花加工中精加工的電火花線加工機床的控制器。
背景技術(shù)：
圖10給出了傳統(tǒng)的電火花線加工機床中與進給控制有關(guān)的部分的方框圖。放電脈沖發(fā)生器1將放電脈沖電壓施加到導(dǎo)線電極4與工件5之間的間隙中以進行放電加工，并且該放電脈沖發(fā)生器包括直流電源、包括諸如晶體管的開關(guān)元件的電路、用于電容器的充電和放電電路等等。導(dǎo)電刷2和3使電流通過導(dǎo)線電極，并且連接至放電脈沖發(fā)生器1的兩端之一。工件5連接至放電脈沖發(fā)生器1的另一端。放電脈沖發(fā)生器1在可運動的導(dǎo)線電極4與工件5之間施加脈沖電壓。
放電間隙檢測單元6連接至導(dǎo)線電極4以及工件5。放電間隙檢測單元6檢測來自放電脈沖發(fā)生器1的大約若干微秒長的類似于脈沖的間隙電壓。通過平均電路21對所檢測到的電壓值進行處理以調(diào)整進給脈沖運算單元的處理速度，并且與基準(zhǔn)電壓設(shè)置單元22的輸出比較。根據(jù)所獲得的電壓偏移，進給脈沖計算單元13產(chǎn)生具有受控脈沖間隔的脈沖串，并且將脈沖串發(fā)送到進給脈沖分配單元12。進給脈沖分配單元12根據(jù)加工程序?qū)⑦@個脈沖串劃分成X軸的驅(qū)動脈沖以及Y軸的驅(qū)動脈沖，并且將該驅(qū)動脈沖發(fā)送到X軸電機控制單元10以及Y軸電機控制單元11以驅(qū)動放置工件5的工作臺。
當(dāng)工件5和導(dǎo)線電極4彼此足夠靠近產(chǎn)生放電時，從放電脈沖發(fā)生器1流出放電脈沖電流并且開始放電。在放電之后，要花費適當(dāng)?shù)姆遣僮鲿r間以便冷卻間隙。此后，再次施加放電脈沖電壓。通過重復(fù)該操作循環(huán)來執(zhí)行放電加工，其中每次都產(chǎn)生了放電脈沖，工件5的一部分被移動了。在平均電路21中對所檢測到的間隙電壓進行處理，并且與基準(zhǔn)電壓設(shè)置單元22的輸出比較以獲得電壓偏移。在進給脈沖計算單位13中，電壓偏移乘以分別確定的增益獲得了速度命令值。當(dāng)平均加工電壓高于基準(zhǔn)電壓值并且偏離基準(zhǔn)電壓值很大時，確定該間隙變大，并且進給速度增加。當(dāng)平均加工電壓降低并且偏離值減小時，確定該間隙變窄了，并且進給速度下降。當(dāng)平均加工電壓等于基準(zhǔn)電壓值并且偏離值為零時，執(zhí)行進給控制以便進給速度是零。這意味著如此執(zhí)行進給速度控制以便加工電壓接近于固定值。如果平均加工電壓低于預(yù)定電壓值，則確定存在短路，并且進行諸如停止施加放電脈沖電壓以及隨后的反向追蹤這樣的步驟。
存在另外一種公知的進給控制模式，在該模式中當(dāng)平均加工電壓等于基準(zhǔn)電壓值時，將進給速度設(shè)置為預(yù)定的參考進給速度。當(dāng)平均加工電壓高于基準(zhǔn)電壓值時，將進給速度設(shè)置為比參考進給速度高的速度。當(dāng)平均加工電壓低于基準(zhǔn)電壓值時，將進給速度設(shè)置為比參考進給速度低的速度。
上述兩個進給控制模式分別用于粗制(第一次切削)和精加工以提高表面粗糙度的發(fā)明是熟知的(參見JP 3231567B)。在該發(fā)明中，在先切削外形的第一次切削中，采用這樣的模式，即當(dāng)電壓差是零時，停止進給，并且當(dāng)電壓差反向時，進給也被反向。在精加工中，采用這樣的模式，即當(dāng)平均加工電壓等于基準(zhǔn)電壓值并且電壓差是零時，進給速度設(shè)置為預(yù)定的進給速度。因此，使得精加工過程中的增進(gain)小于中間精加工過程中的增進。具體地說，在當(dāng)電壓差是零時將進給速度設(shè)置為零的模式中，當(dāng)增進變化時，與適當(dāng)?shù)募庸る妷合鄬?yīng)的進給速度變化了。因此，使進給速度從零變?yōu)轭A(yù)定速度，增益降低了以提高表面粗糙度，該零速度與平均加工電壓相對于進給速度的增進曲線中的零壓差相對應(yīng)。
即當(dāng)平均加工電壓與基準(zhǔn)電壓之間的電壓差是零時將進給速度設(shè)置為零的模式、當(dāng)電壓差是零時將進給速度設(shè)置為預(yù)定的進給速度的模式以及這兩種模式組合的模式的上述任何一種模式是在恒定平均加工電壓模式中的進給控制。
除這種控制模式之外，恒定進給速度模式也是熟知的，即在該模式只是簡單的將進給速度保持在預(yù)定的速度上。
恒定平均加工電壓模式最初意在提高對工件的外形進行粗切削的第一次切削的速度，并且防止由于放電集中所造成的導(dǎo)線破裂。因此，當(dāng)恒定平均加工電壓模式用于精加工時，即在第一次切削之后為了提高表面粗糙度使用較小的放電脈沖電流執(zhí)行放電加工的第二次以及后來的切削，需要利用各種調(diào)整來執(zhí)行進給控制以便使每每單位時間加工量的變化將降低到可能的最低程度以使放電脈沖強度穩(wěn)定。
圖11給出了用于說明恒定平均加工電壓模式中的加工的例圖。我們假設(shè)以基準(zhǔn)電壓Vs加工工件5的表面，該工件5具有由如圖11所示的第一次切削加工的厚度t。當(dāng)要移動部分的寬度分別是G(x+1)和Gx并且在加工這些部分的平均加工電壓是V(x+1)和V(x)時，導(dǎo)線電極在單位時間相對于這些部分移動的距離δ(x+1)和δx如下δ(x+1)＝(V(x+1)-Vs)*增進δx＝(Vx-Vs)*增進。
每單位時間加工量的變化表示為(Gx*δx-G(x+1)*δ(x+1))*t。
因此，為了將每單位時間加工量的變化減小到可能的最低程度，執(zhí)行進給以便滿足以下等式Gx*δx＝G(x+1)*δ(x+1)。
因此，當(dāng)要移動部分的寬度G是小時，每單位時間的移動量δ應(yīng)該大，并且當(dāng)要移動部分的寬度G是大時，每單位時間的移動量δ應(yīng)該小。
為此，最重要的是電壓的變化更精確的反映了要移動部分的寬度。而且需要適當(dāng)?shù)卮_定對應(yīng)于電壓變化的增進。
實際上，間隙電壓的變化受到每單位距離內(nèi)加工量的變化之外的因素的影響。具體地說，當(dāng)不適當(dāng)?shù)膱?zhí)行進給控制(這經(jīng)常發(fā)生在常規(guī)控制下進行加工期間)時，放電脈沖強度變得不穩(wěn)定，因此所產(chǎn)生的殘渣不均勻的分布在間隙中，使得間隙電壓所受的影響比受每單位距離內(nèi)加工數(shù)量的實際變化的影響更大。一旦殘渣不均勻的分布在并且停留在間隙中，那么連續(xù)的產(chǎn)生放電脈沖，這是由于不均勻分布的殘渣造成的，這降低了平均加工電壓。其結(jié)果是，進給速度降低了，這導(dǎo)致進一步增加放電脈沖強度并且產(chǎn)生所謂的過多移動。當(dāng)殘渣很少并且產(chǎn)生很少的放電脈沖時，平均加工電壓增加了。其結(jié)果是，進給速度增加了并且尚有所謂的未加工部分。
其結(jié)果是，在精加工表面上生成了諸如起伏以及條紋的凹凸不平。利用小脈沖電流并且增加放電次數(shù)來精加工特別需要高精制表面精度的區(qū)域。在這種情況下，因為放電脈沖強度是更難以控制，因此上述趨向更強烈。因此，在精加工過程中的進給控制中，也需要進行改進以保持放電脈沖密度恒定。
傳統(tǒng)的，在精加工過程中，通常執(zhí)行恒定平均加工電壓模式中的進給控制。然而，如上所述，在該模式中，因為平均加工電壓的變化不能十分精確的反映要移動部分的寬度，因此該進給不具有足夠的精確性。另外，很難根據(jù)與要移動部分的寬度變化相對應(yīng)的平均加工電壓的變化選擇適當(dāng)?shù)脑鲞M。因此，在傳統(tǒng)的控制中，不能重復(fù)地獲得穩(wěn)定的表面精度，并且不能滿足對精加工精確度改進的需要。
恒定進給速度模式中的加工也具有類似的問題。
圖12是用于說明恒定進給速度模式中的加工的例圖。我們假設(shè)以速度SPD對工件5的表面進行精加工，該工件5具有通過第一次切削加工的厚度t。因為恒定進給速度模式，因此導(dǎo)線電極在每單位時間移動的距離是恒定的，而與要移動部分的寬度G(x+1)和Gx無關(guān)。當(dāng)導(dǎo)線電極在每單位時間移動的距離是δx，那么每單位時間加工數(shù)量的變化表示為(Gx-G(x+1))*δx*t。
因此，在相同的時段中，與寬度G(x+1)的部分相比，更多的放電脈沖施加到寬度為Gx的部分。這導(dǎo)致了過高的放電脈沖強度，并且降低了加工精確度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種電火花線加工機床的控制器，該控制器不需要在導(dǎo)線電極對工件的進給控制過程中對增進等等進行調(diào)整，并且可取得穩(wěn)定的加工以及高表面精度。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，電火花線加工機床的控制器包括加工速率確定裝置，通過導(dǎo)線電極與工件之間的放電來確定加工的速率；以及移動控制裝置，根據(jù)加工速率確定裝置確定的加工速率來控制導(dǎo)線電極和工件的相對移動，以便當(dāng)加工速率增加時相對移動的速度減小。
加工速率確定裝置可獲得每個預(yù)定周期中的放電次數(shù)，并且根據(jù)獲得的放電次數(shù)和放電的參考次數(shù)的比較來確定加工的速率。或者，加工速率確定裝置可從每個預(yù)定周期中的預(yù)置空載電壓獲得平均加工電壓降，并且根據(jù)所獲得的電壓降和參考電壓降的比較確定加工速率。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，電火花線加工機床的控制器包括壓降計算裝置，用于確定相對于每個預(yù)定周期中的預(yù)置空載電壓的平均加工電壓的壓降；移動裝置，根據(jù)移動命令使導(dǎo)線電極相對于工件沿著加工路徑移動；參考值存儲裝置，存儲代表參考平均加工電壓相對于預(yù)置的空載電壓的的壓降的預(yù)定值；比較裝置，用于對壓降計算裝置確定的壓降和存儲在參考值存儲裝置中的預(yù)定值進行比較；以及控制裝置，根據(jù)比較裝置的比較結(jié)果通過輸出移動命令到該移動裝置來控制在每個預(yù)定周期中導(dǎo)線電極的相對移動。
根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，電火花線加工機床的控制器包括壓降確定裝置，用于確定平均加工電壓相對于每個預(yù)定周期中的預(yù)置空載電壓的壓降；移動裝置，根據(jù)移動命令使導(dǎo)線電極相對于工件沿著加工路徑移動；參考值存儲裝置，用于存儲表示參考平均加工電壓相對于預(yù)置的空載電壓的壓降的預(yù)定值；獲得壓降計算裝置所確定的壓降與存儲在參考值存儲裝置中的預(yù)定值之間的比值的裝置；以及通過由預(yù)置進給速度和預(yù)定周期所確定的相對移動的距離乘以該比值獲得移動量并且將所獲得的移動量輸出到該移動裝置作為每個預(yù)定周期中的移動命令的裝置。該比值可確定為存儲在參考值存儲裝置中的預(yù)定值與壓降計算裝置所確定的壓降的比值。


圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的電火花線加工機床的控制器的相關(guān)部分的方框圖；圖2是說明該實施例的操作以及功能的例圖；
圖3是說明放電區(qū)域與放電次數(shù)之間的關(guān)系的例圖；圖4是說明放電區(qū)域與放電次數(shù)之間的關(guān)系的示意圖；圖5是說明在根據(jù)發(fā)明的一個實施例的控制下平均加工電壓與進給量之間的關(guān)系的示意圖；圖6是表示加工電壓的波形以及示例性例子中通過監(jiān)視所獲得的進給速度的波形示意圖，在該示例性例子中，在本實施例所應(yīng)用的精加工進給控制下在工件的梯形加工面上執(zhí)行第二次切削和第三次切削；圖7是表示加工電壓的波形以及這樣一種情況下通過監(jiān)視所獲得的進給速度的波形示意圖，即在該情況下，在恒定加工電壓模式中的常規(guī)控制下在相同的工件上執(zhí)行第二次切削和第三次切削；圖8是說明在示例性例子中使用的工件的例圖；圖9是表示在示例性例子中使用的工件的梯形加工面的放大的例圖；圖10是表示電火花線加工機床的常規(guī)控制器的相關(guān)部分的方框圖；圖11是說明恒定加工電壓控制模式中的常規(guī)進給控制的例圖；以及圖12是說明恒定進給速度控制模式中的常規(guī)進給控制的例圖。
具體實施例方式
圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的電火花線加工機床的控制器的相關(guān)部分的方框圖。放電脈沖發(fā)生器1將放電脈沖電壓施加到導(dǎo)線電極4與工件5之間的間隙以用于放電加工，并且包括直流電源、包括諸如晶體管的開關(guān)元件的電路、電容器的充放電電路等等。導(dǎo)電刷2和3使電流通過導(dǎo)線電極，并且連接至放電脈沖發(fā)生器1的兩端之一。工件5連接至放電脈沖發(fā)生器1的另一端。放電脈沖發(fā)生器1在移動的導(dǎo)線電極4與工件5之間施加脈沖電壓。放置工件5的工作臺(未示出)是由X軸驅(qū)動電機控制單元10、Y軸驅(qū)動電機控制單元11以及脈沖分配單元12驅(qū)動的。
放電間隙檢測單元6連接至導(dǎo)線電極4和工件5。放電間隙檢測單元6檢測來自放電脈沖發(fā)生器1、具有大約若干微秒或者更短長度的類似于脈沖的間隙電壓并且將所檢測的值發(fā)送到加工速率檢測單元7。加工速率檢測單元7根據(jù)運算時鐘14在每個單位時間(預(yù)定周期)T內(nèi)發(fā)送的信號獲得平均壓降值Ex，該壓降值Ex是在單位時間(預(yù)定周期)T內(nèi)預(yù)定空載電壓與類似于脈沖的間隙電壓的平均值之間的電壓差。如下所述，加工速率檢測單元7確定加工的速率。參考加工速率存儲單元8用于存儲表示參考加工速率的壓降值Es，該參考加工速率是預(yù)先設(shè)置并且存儲的。
在參考加工速率存儲單元8中，預(yù)先存儲表示參考加工速率的壓降值Es。比較/確定單元9對加工速率檢測單元7在每個單位時間(預(yù)定周期)T中獲得的平均壓降值Ex和從參考加工速率存儲單元8輸入的壓降值進行比較，并且將平均壓降值Ex與壓降值Es之間的比值(Es/Ex)輸出到進給脈沖計算單元13。
響應(yīng)運算時鐘14在每個單位時間T(預(yù)定時段)中輸出的信號，進給脈沖計算單元13將進給速度設(shè)置裝置15所提供的進給速度SPD和預(yù)定周期T的長度獲得的距離(SPD*T)乘以從比較/確定單元9輸出的平均壓降值Ex與表示參考加工速率的壓降值Es之間的比值(Es/Ex)獲得移動量δx。脈沖計算單元13將對應(yīng)于獲得的移動量δx的脈沖串發(fā)送到進給脈沖分配單元12。根據(jù)該脈沖串，進給脈沖分配單元12根據(jù)加工程序?qū)軸驅(qū)動脈沖和Y軸驅(qū)動脈沖分配給X軸驅(qū)動電機控制單元10和Y軸驅(qū)動電機控制單元11，從而驅(qū)動X軸電機和Y軸電機以驅(qū)動在其上裝配工件5的工作臺。
如上所述，本實施例與圖10所示的常規(guī)例子的區(qū)別在于進給脈沖計算單元13根據(jù)平均壓降值Ex與參考壓降值Es之間的比值(Es/Ex)產(chǎn)生脈沖串，而在常規(guī)的例子中，脈沖串是根據(jù)平均加工電壓與基準(zhǔn)電壓之間的電壓差產(chǎn)生的。因為這個差別，本實施例可實現(xiàn)高表面精度的穩(wěn)定精加工，而無需調(diào)整增進等等。
圖2是表示為了平滑加工面的凹凸不平在精加工中本實施例的操作和功能的示意圖。
為了達到精加工的目的，即為了平滑加工面的凹凸不平，每單位時間的進給量應(yīng)根據(jù)要移動部分的寬度變化而變化，以使每單位時間的加工量保持恒定。在圖2中，假定ts和tx分別是寬度為Gs和Gx的要移動部分的厚度，并且δs和δx分別是導(dǎo)線電極相對于寬度為Gs和Gx的部分的每單位時間的移動量，應(yīng)該控制每單位時間的進給量以便保持根據(jù)以下等式(1)的關(guān)系δs*ts*Gs＝δx*tx*Gxδx＝δs*(ts/tx)*(Gs/Gx).....(1)這里，如圖4所示，圖3中所示的放電區(qū)域(通過放電被移動部分的區(qū)域)S1、S2正比于在導(dǎo)線電極相對于工件移動了單位距離δ時產(chǎn)生的放電次數(shù)F1，F(xiàn)2。每單位距離δ的加工量等效于放電區(qū)域S，即厚度t和寬度G的乘積。因此，在ts*Gs和tx*Gx與放電次數(shù)fs和fx之間存在以下關(guān)系(ts*Gs)/(tx*Gx)＝K*(Fs/Fx)∴(Ts/tx)*(Gs/Gx)＝K*(Fs/Fx).....(2)K由加工條件確定的常數(shù)。
這里假定δs是每單位時間的參考移動量，根據(jù)以下等式從預(yù)定的和存儲的參考進給速度SPDs中獲得每單位時間的參考移動量δsδs＝SPDs*T...(3)從等式(1)、(2)和(3)，每單位時間的移動量δx表示如下δx＝SPDs*T*K*(Fs/Fx)...(4)因為δx/T＝SPDx，因此SPDx＝K*SPDs*(Fs/Fx)...(5)通過改變速度SPDx，每單位時間的加工量可保持恒定，在該單位時間T內(nèi)導(dǎo)線電極以該速度SPDx相對于寬度為Gx的部分移動了移動量δx，該移動量δx與參考速度SPDs和比值Fs/Fx的乘積成比例，該比值Fs/Fx是在寬度為Gs的部分上的放電次數(shù)fs與在寬度為Gx的部分上的放電次數(shù)Fx之間的比值。這意味著根據(jù)放電次數(shù)Fx與預(yù)先確定的參考放電次數(shù)Fs的比值Fs/Fx可獲得使每單位時間的加工量與每單位時間的參考加工量相符的速度SPDx。比值Fs/Fx表示在放電加工中與每單位時間的加工量的變化成比例的值。因此，控制進給速度以響應(yīng)要移動部分的寬度變化使每單位時間的加工量保持恒定。
接下來，假定就導(dǎo)線電極相對于在每單位時間移動了參考移動量δs的那部分而言，平均空載周期是Tw(s)，就導(dǎo)線電極相對于在每單位時間移動了移動量δx的那部分而言，平均空載周期是Tw(x)，預(yù)定的空載電壓是Vp，并且非操作時間周期是Toff。由于放電時間Ton很短，因此省略了該放電時間。在這種情況下，獲得了與前部分有關(guān)的平均加工電壓Vs和與后部分有關(guān)的平均加工電壓Vx如下Vs＝VP*TW(s)/(TW(S)+ToFF)...(6)Vx＝VP*TW(x)/(Tw(x)+ToFF)...(7)在這種情況下，獲得了在前部分上的放電次數(shù)Fs和在后部分上的放電次數(shù)Fx如下Fs＝1/(TW(S)+Toff)...(8)Fx＝1/(Tw(x)+Toff)...(9)從表達式(6)、(7)、(8)和(9)中消去平均空載時間Tw(s)和Tw(X)，可獲得以下表達式Fs*ToFF＝(Vp-Vs)/Vp...(10)Fx*ToFF＝(Vp-Vx)/Vp...(11)當(dāng)(Vp-Vs)表示平均壓降Es，(Vp-Vx)表示平均壓降Ex，并且表達式(10)和(11)用于表達式(5)時，可獲得以下表達式SPDx＝k*SPDs*Es/Ex...(12)。
因此，導(dǎo)線電極每單位時間移動了移動量δx的速度SPDx與參考速度SPDs和比值的乘積成比例，該比值是與導(dǎo)線電極相對于在每單位時間移動了參考移動量δs的那部分有關(guān)的平均壓降Es和與導(dǎo)線電極相對于在每單位時間移動了移動量δx的那部分有關(guān)的平均壓降Ex之間的比值。因此，即使不能獲得放電次數(shù)，根據(jù)空載電壓和平均加工電壓也可獲得與根據(jù)表達式(5)取決于放電次數(shù)所獲得效果相同的效果?？蛰d電壓是確定的電壓并且是已知的。因此，當(dāng)檢測到平均加工電壓時，可獲得上述平均壓降Ex并且可獲得參考加工中的平均壓降Es與平均壓降Ex之間的比值(Es/Ex)，從比值(Es/Ex)和參考加工中的速度SPDs可獲得使每單位時間的加工量與每單位時間的參考加工量相符的速度SPDx。因此，可如此執(zhí)行進給以使得根據(jù)移動部分的寬度變化保持每單位時間的加工量恒定。
在這種情況下，圖1所示的放電間隙檢測單元6包括用于檢測導(dǎo)線電極與工件之間的電壓的裝置，和加工速率檢測單元7包括壓降計算裝置，用于獲得每單位時間T的平均加工電壓Vx和獲得平均壓降Ex，它是空載電壓Vp與平均加工電壓Vx之間的差值。參考加工速率存儲單元8構(gòu)成了參考值存儲裝置，用于存儲參考加工中的平均壓降Es，并且比較/確定單元9構(gòu)成了比較裝置，用于獲得平均壓降比值(Es/Ex)。放電間隙檢測單元6、加工速率檢測單元(壓降計算裝置)7、參考加工速率存儲單元(參考值存儲裝置)8以及比較/確定單元(比較裝置)9構(gòu)成了加工速率確定裝置。
圖5表示由表達式(12)所表示的關(guān)系，其中進給速度SPD和平均加工電壓分別繪制在縱座標(biāo)和橫坐標(biāo)上。這表明當(dāng)預(yù)定了如虛線所示的參考平均壓降Es和參考進給速度SPDs時，通過獲得每單位時間T中在加工過程中不斷變化的平均壓降Ex可產(chǎn)生速度SPDx。
圖6是根據(jù)本發(fā)明在精加工進給控制下通過監(jiān)視第二切削和第三切削所獲得的結(jié)果。在該加工中，通過第一次切削形成了原料SKD11的工件(沖模)，該工件是16×6mm的矩形和厚度為50mm，并且在由圖8中的線P所示的上端面上具有10μm、20μm、30μm和40μm的階梯形表面(圖9表示比例尺放大的階梯形部分)。如圖9所示，在第二次切削中，沿著加工路徑移動60μm執(zhí)行精加工，并且在第三次切削中，沿著加工路徑進一步移動15μm執(zhí)行精加工，從而使由第一次切削所形成的階梯形面成為平面。測量精加工表面的成形精度、平直精度以及表面粗糙度。圖7是通過監(jiān)視在常規(guī)控制下試驗的類似加工所獲得的結(jié)果。表1表示每種加工的結(jié)果。


在圖7所示的常規(guī)控制中，如此執(zhí)行控制以保持加工電壓恒定。因此，根據(jù)電壓如何出現(xiàn)，進給速度命令的值頻繁的增加和減小到比梯階(該趨向在第二次切削中尤為突出)之間的實際高度差值更大的程度。與此相反，在根據(jù)如圖6所示的本發(fā)明的控制中，產(chǎn)生了與階梯之間的實際高度差值相對應(yīng)的適當(dāng)?shù)倪M給控制命令，并且實現(xiàn)了穩(wěn)定的加工。如表1所示的測量結(jié)果表明根據(jù)本發(fā)明所產(chǎn)生的控制產(chǎn)生了比常規(guī)控制更好的精度以及表面粗糙度。
在上述實施例中，根據(jù)這樣的壓降獲得了每單位距離的加工量，該壓降是導(dǎo)線電極4與工件5之間的間隙電壓和空載電壓之間的電壓差。然而，如上所述，根據(jù)從間隙電壓等等所獲得的放電次數(shù)可獲得每單位距離的加工量，并且利用這種方式所獲得的每單位距離的加工量，可執(zhí)行控制以便每單位時間的加工量保持恒定。在這種情況下，如圖1所示的放電間隙檢測單元6是由用于檢測放電的裝置構(gòu)成的，加工速率檢測單元7是由用于獲得單位時間T中出現(xiàn)的放電次數(shù)的裝置構(gòu)成的，該放電次數(shù)即放電次數(shù)fx，并且參考加工速率存儲單元8是用于存儲在加工的參考量加工中所出現(xiàn)的放電次數(shù)fs的裝置。比較/確定單元9是由用于獲得放電次數(shù)Fs與Fx之間的比值(Fs/Fx)的裝置構(gòu)成的。
在本發(fā)明中，在精加工中，根據(jù)要去除部分寬度的變化可執(zhí)行進給，以便每單位時間的加工量保持恒定。因此，不再需要諸如增進調(diào)節(jié)這樣的麻煩的調(diào)整。此外，根據(jù)要去除部分寬度的變化可獲得適當(dāng)?shù)倪M給速度。另外，可執(zhí)行穩(wěn)定的加工，并且可實現(xiàn)高的表面精度。
權(quán)利要求
1.一種電火花線加工機床的控制器，該控制器通過在導(dǎo)線電極與工件之間產(chǎn)生放電，同時使導(dǎo)線電極和工件相對移動執(zhí)行放電加工，其特征在于所述控制器包括加工速率確定裝置，通過導(dǎo)線電極與工件之間的放電確定加工的速率；以及移動控制裝置，根據(jù)所述加工速率確定裝置所確定的加工速率控制導(dǎo)線電極和工件的相對移動，以便當(dāng)加工速率增加時相對移動的速度降低。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的電火花線加工機床的控制器，其特征在于所述加工速率確定裝置獲得每個預(yù)定周期中的放電次數(shù)，并且根據(jù)對所獲得的放電次數(shù)和放電的參考次數(shù)的比較結(jié)果確定加工的速率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的電火花線加工機床的控制器，其特征在于所述加工速率確定裝置從每個預(yù)定周期中的預(yù)置空載電壓中獲得平均加工電壓的壓降，并且根據(jù)所獲得的壓降和參考壓降的比較結(jié)果確定加工的速率。
4.一種電火花線加工機床的控制器，該控制器通過在導(dǎo)線電極與工件之間產(chǎn)生放電，同時使導(dǎo)線電極和工件相對移動執(zhí)行放電加工，其特征在于所述控制器包括壓降計算裝置，用于確定每個預(yù)定周期中平均加工電壓相對于預(yù)置空載電壓的壓降；移動裝置，根據(jù)移動命令使導(dǎo)線電極相對于工件沿著加工路徑移動；參考值存儲裝置，用于存儲表示參考平均加工電壓相對于預(yù)置的空載電壓的壓降的預(yù)定值；比較裝置，用于比較所述壓降計算裝置所確定的壓降和保存在所述參考值存儲裝置中的預(yù)定值；以及控制裝置，根據(jù)所述比較裝置的比較結(jié)果通過將移動命令輸出到所述移動裝置來控制導(dǎo)線電極在每個預(yù)定周期中的相對移動。
5.一種電火花線加工機床的控制器，該控制器通過在導(dǎo)線電極與工件之間產(chǎn)生放電，同時使導(dǎo)線電極和工件相對移動執(zhí)行放電加工，其特征在于所述控制器包括壓降確定裝置，用于確定每個預(yù)定周期中平均加工電壓相對于預(yù)置空載電壓的壓降；移動裝置，根據(jù)移動命令使導(dǎo)線電極相對于工件沿著加工路徑移動；參考值存儲裝置，用于存儲表示參考平均加工電壓相對于預(yù)置的空載電壓的壓降的預(yù)定值；用于獲得所述壓降計算裝置所確定的壓降與保存在所述參考值存儲裝置中的預(yù)定值之間的比值的裝置；以及通過由預(yù)置進給速度和該預(yù)定周期所確定的相對移動的距離乘以所述比值獲得移動量并將所獲得的移動量輸出到該移動裝置作為每個預(yù)定周期中的移動命令的裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的電火花線加工機床的控制器，其特征在于所述比值被確定為存儲在所述參考值存儲裝置中的預(yù)定值與所述壓降計算裝置所確定的壓降的比值。
全文摘要
電火花線加工機床的控制器可實現(xiàn)具有高表面精度的穩(wěn)定加工，而不要求在導(dǎo)線電極進給控制中的增進等的調(diào)整。放電間隙檢測單元檢測導(dǎo)線電極與工件之間的電壓。每單位距離的加工量變化檢測單元獲得平均加工電壓以及壓降Ex，該壓降Ex是所獲得的平均加工電壓與空載電壓之間的差值。比較確定單元獲得存儲在每單位距離加工參考量的相對值存儲單元中的參考壓降Es與壓降Ex之間的比值Es/Ex。進給脈沖運算單元根據(jù)比值Es/Ex和預(yù)定的進給速度獲得使每單位時間的加工量恒定的進給速度，并且將進給脈沖分配到電機，從而使導(dǎo)線電極相對于工件移動。因為每單位時間的加工量保持恒定，因此在精加工中的表面精度高并且可執(zhí)行穩(wěn)定的加工。
文檔編號B23H7/20GK1532017SQ20041000798
公開日2004年9月29日 申請日期2004年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月24日
發(fā)明者栗原正機, 平賀薰 申請人:發(fā)那科株式會社