專利名稱：具有線張力控制功能的電火花線切割機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有線電極的張力控制的功能的電火花線切割機。
技術(shù)背景在電火花線切割機中， 一邊使線電極移動， 一邊給該線電極賦予張力， 在被加工物的工件和線電極之間施加電壓使產(chǎn)生電火花，通過該電火花加工工件。為給該線電極賦予張力，用電動機驅(qū)動巻取輥，以恒定速度巻取線電極，另夕卜，使用具有控制轉(zhuǎn)矩的粉末制動器等的控制轉(zhuǎn)矩的阻力賦予單元的制動輥給線電極賦予張力。另外，已知一種線電極張力控制，其把給加工對象物(工件workpiece) 供給線電極的第一電動機、和從工件送出線電極的第二電動機分別配置在對于 工件的線電極的供給側(cè)和取出側(cè)，同時使用張力檢測裝置檢測線電極的張力， 進(jìn)行電動機的速度控制，使所述檢測張力和預(yù)先設(shè)定的張力的差成為0 (參照 特開平7—328849號公報)。另外還已知有下面的方法在對于工件供給線電極的上游側(cè)和下游側(cè)， 分別設(shè)置一邊用夾緊輥夾持線電極一邊使線電極移動的絞盤，以恒定速度旋轉(zhuǎn) 上游側(cè)的絞盤，給下游側(cè)的絞盤施加在和旋轉(zhuǎn)方向相同的方向上作用的恒定轉(zhuǎn) 矩，來控制線電極的張力的方法；使下游側(cè)的絞盤的旋轉(zhuǎn)速度恒定，給上游側(cè) 的絞盤施加在和旋轉(zhuǎn)方向相反的方向上作用的恒定轉(zhuǎn)矩控制線電極的張力的 方法；或者通過使上游側(cè)的絞盤的圓周速度對于下游側(cè)的絞盤的圓周速度慢， 給線電極的移動施加制動給線電極賦予張力的方法(特開2001—328029號公 報)。在線切割電火花加工中，從線架沿導(dǎo)輥、供給輥、工件的加工開始孔或 槽、送出輥等線電極的移動路徑布設(shè)線電極(把在該移動路徑上布設(shè)線電極稱 為"結(jié)線wire connection")， 一邊驅(qū)動供給輥以及送出輥使線電極移動， 一邊 在線電極和工件之間施加電壓進(jìn)行電火花加工。在為了對線電極進(jìn)行結(jié)線開始電火花加工使線電極開始移動時，各導(dǎo)輥 等處于靜止?fàn)顟B(tài)。在線電極的移動開始時，在線電極上各導(dǎo)輥的靜摩擦力或者 慣性力作為張力作用，該張力會變得不穩(wěn)定。因此，即使使用通過驅(qū)動線電極 的移動的電動機的速度控制進(jìn)行張力控制的現(xiàn)有技術(shù)，往往會由于控制變得不 穩(wěn)定而引起線折斷。另外，在更換線架或者加工中線斷線時等，有時需要用手送出線的動作。 在用手送出該線電極進(jìn)行結(jié)線作業(yè)時，歷來是不驅(qū)動在工件方向上供給線電極 的供給電動機，使速度控制無效。另外，在驅(qū)動線電極的移動的電動機中，一 般為謀求降低成本使構(gòu)造簡單，使用減速機構(gòu)。因此，在停止電動機的驅(qū)動手工取出線電極的場合，額外需要電動機的空轉(zhuǎn)無負(fù)荷轉(zhuǎn)矩數(shù)量的力(F) x減 速比(R)-FR的力，故此用手送出的力需要相當(dāng)?shù)牧ΑＡ硪环矫?，線電極的直徑一般在0.02mm到0.4mm的范圍，但是在線徑 在0.15mm以下的細(xì)的線電極中，在進(jìn)行用手送出的操作時，有時會在線電極 上過分作用張力而引起折斷。 發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明的目的是在電火花加工前的加工準(zhǔn)備動作中謀求防止線電 極的斷線。本發(fā)明的具有線張力控制功能的電火花線切割機的第一形態(tài)，具有下述 單元第一電動機，其給被加工物供給線電極；第二電動機，其從被加工物送 出線電極；張力檢測單元，其在所述被加工物和所述第一電動機之間配置，來 檢測所述線電極的張力；速度檢測單元，用于檢測所述第一電動機以及所述第 二電動機的旋轉(zhuǎn)速度；第一控制單元，進(jìn)行控制使所述第一電動機的旋轉(zhuǎn)速度 成為設(shè)定旋轉(zhuǎn)速度；第二控制單元，控制所述第二電動機的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，使用所 述張力檢測單元檢測到的線電極的張力成為預(yù)先設(shè)定的值；第三控制單元，控 制所述第二電動機的旋轉(zhuǎn)速度，使用所述張力檢測單元檢測到的線電極的張力 成為預(yù)先設(shè)定的值；和切換控制單元，其用所述第一控制單元驅(qū)動控制所述第 一電動機，用所述第二控制單元進(jìn)行所述第二電動機的轉(zhuǎn)矩控制進(jìn)行驅(qū)動來使 線電極移動，在加工開始的同時從第二控制單元切換到第三控制單元，對所述 第二電動機進(jìn)行速度控制。使用這樣的結(jié)構(gòu)，減低線電極的移動開始時在線電極上作用的過大的負(fù)荷，防止線的斷線。所述切換控制單元，也可以做成從線電極的移動開始經(jīng)過預(yù)先設(shè)定的時 間后，使開始加工，從所述第二控制單元切換到所述第三控制單元。所述切換控制單元，也可以做成在線電極移動后，在用所述張力檢測單 元檢測到的線電極的張力納入到規(guī)定的范圍內(nèi)的狀態(tài)繼續(xù)預(yù)先設(shè)定的時間以 上后，使開始加工，從所述第二控制單元切換到所述第三控制單元。上述電火花線切割機可以進(jìn)一步具有用設(shè)定的轉(zhuǎn)矩驅(qū)動所述第一電動機 的驅(qū)動控制單元。本發(fā)明的具有線張力控制功能的電火花線切割機的第二形態(tài)，具有下述單元第一電動機，其給被加工物供給線電極；第二電動機，其從被加工物送 出線電極；張力檢測單元，其在所述被加工物和所述第一電動機之間配置，檢 測所述線電極的張力；速度檢測單元，用于檢測所述第一電動機以及所述第二 電動機的旋轉(zhuǎn)速度；第一控制單元，進(jìn)行控制使所述第二電動機的旋轉(zhuǎn)速度成 為設(shè)定旋轉(zhuǎn)速度；第二控制單元，控制所述第一電動機的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，使用所述 張力檢測單元檢測到的線電極的張力成為預(yù)先設(shè)定的值；第三控制單元，控制 所述第 一電動機的旋轉(zhuǎn)速度，使用所述張力檢測單元檢測到的線電極的張力成 為預(yù)先設(shè)定的值；和切換控制單元，其用所述第一控制單元驅(qū)動控制所述第二 電動機，用所述第二控制單元進(jìn)行所述第一電動機的轉(zhuǎn)矩控制進(jìn)行驅(qū)動使線電 極移動，在加工開始的同時，從第二控制單元切換到第三控制單元，對所述第 一電動機進(jìn)行速度控制。使用這樣的結(jié)構(gòu)，可減低線電極的移動開始時在線電 極上作用的過大的負(fù)荷，防止線的斷線。所述切換控制單元，也可以做成從線電極的移動開始經(jīng)過預(yù)先設(shè)定的 時間后，使開始加工，從所述第二控制單元切換到所述第三控制單元。所述切換控制單元，也可以做成在線電極移動后，在用所述張力檢測 單元檢測到的線電極的張力納入到規(guī)定的范圍內(nèi)的狀態(tài)繼續(xù)預(yù)先設(shè)定的時間 以上后，使開始加工，從所述第二控制單元切換到所述第三控制單元。上述電火花線切割機可以進(jìn)一步具有用設(shè)定的轉(zhuǎn)矩驅(qū)動所述第一電動機 的驅(qū)動控制單元。因為本發(fā)明的具有線張力控制功能的電火花線切割機，由于具有上述結(jié)構(gòu)，所以能夠防止在線電極的移動開始時在線電極上附加過大的張力，能夠防 止線電極的斷線。另外，在手動送出線電極時，不會給操作者施加大的負(fù)荷， 而且能夠防止線電極的斷線，使線電極的設(shè)置、結(jié)線的作業(yè)變得容易。


通過參照附圖的以下的實施例的說明本發(fā)明的上述以及其他的目的以及特征會更清晰。附圖中圖1是本發(fā)明的電火花線切割機的一個實施形態(tài)的重要部件說明圖。 圖2是控制圖1表示的電火花線切割機的控制裝置的重要部件的框圖。 圖3是表示圖2表示的控制裝置中的控制部的處理器實施的線電極的張力控制處理的算法的流程圖。圖4是表示圖2表示的供給電動機的電動機控制部的處理器進(jìn)行的線電極的張力控制處理的算法的流程圖。圖5是把在圖1的電火花線切割機中的線電極移動時在線電極1上作用的張力制成圖表表示的圖。
具體實施方式
圖1是本發(fā)明的一個實施形態(tài)中的電火花線切割機的重要部件說明圖， 以線電極1的移動路徑為中心表示。對線電極1沿移動路徑這樣進(jìn)行設(shè)置結(jié)線從線架3中取出，經(jīng)由導(dǎo)輥 12,引入驅(qū)動線的移動的供給輥4，由該供給輥4和夾緊輥5夾持，經(jīng)由自動 結(jié)線裝置7,通過上線導(dǎo)引部件8,通過^皮加工物的工件2 (在初次開始電火 花加工時通過在工件2上加工的加工開始孔)，通過下線導(dǎo)引部件9、導(dǎo)輥12、 導(dǎo)引管13，由一對送出輥10a、 10b夾持，回收到廢線回收箱ll中。向工件2側(cè)供給線電極1的供給輥4，用第一電動機(供給電動機M1) 驅(qū)動。送出輥10a、 10b,用從工件取出線電極1的第二電動機(送出電動機 M2)驅(qū)動。檢測線電極1對于工件2進(jìn)行電火花加工的區(qū)域的線電極1的張 力的張力4全測裝置6，被配置在供給輥4和送出輥10a、 10b之間。在圖1的 例子中，在工件2和供給輥4之間配置張力檢測裝置6。另外，在供給電動機在該實施形態(tài)中，通過控制供給電動機M1和送出電動機M2的速度或者轉(zhuǎn)矩，給加工區(qū)域的線電極1賦予張力。 一邊控制供給電動機M1或者送出電 動機M2的速度使用張力檢測裝置6檢測到的張力成為設(shè)定張力， 一邊進(jìn)行電 火花加工。在該實施形態(tài)中，以恒定速度控制送出電動機M2的旋轉(zhuǎn)速度，另 夕卜，控制供給電動機M1的旋轉(zhuǎn)速度，使用張力檢測裝置6檢測到的張力成為 預(yù)先設(shè)定的張力。在為結(jié)線線電極1開始加工而起動線電極1的移動時，即使開始供給電 動機M1或者送出電動機M2的速度控制，但是由于夾緊輥5等的靜摩擦力或 者慣性力，線電極1的張力變得不穩(wěn)定，有時也會斷線。特別是在線電極1 的移動開始時線電極l松弛的場合，當(dāng)從移動開始用速度控制進(jìn)行控制時，因 為巻取線電極1側(cè)的送出電動機M2開始旋轉(zhuǎn)時線電才及1的張力是"0",施加 制動側(cè)的供給電動機M1不動作，就會在線電極上施加大的負(fù)荷，有時會斷線。因此，在本實施形態(tài)中，在該線電極移動開始時，通過使用和通過通常 的電火花加工中的速度控制控制線電極1的張力的方法不同的控制，通過轉(zhuǎn)矩 控制進(jìn)行線電極1的給進(jìn)，這樣來防止線電極1的斷線。另一方面，為在線電極1的移動穩(wěn)定、張力大體穩(wěn)定的狀態(tài)下保持張力 恒定，比之轉(zhuǎn)矩控制更希望采用速度控制，這點通過實驗已經(jīng)判明了。因此， 在本實施形態(tài)中，在線電極移動開始時在線電極1的張力穩(wěn)定之前進(jìn)行轉(zhuǎn)矩控 制。然后當(dāng)線張力穩(wěn)定時，進(jìn)行通過速度控制進(jìn)行的張力控制，開始加工。另外，在更換線架3時或者在加工中線電極斷線時，如上述，必須沿其 移動路徑進(jìn)行線電極的結(jié)線。在該場合，操作者手工作業(yè)從線架3中拉出線電 極l，沿移動路徑設(shè)置，使用自動結(jié)線裝置7進(jìn)行線的結(jié)線。另外，在不具有 自動結(jié)線裝置7的電火花線切割機中，通過操作者的手工操作進(jìn)行結(jié)線作業(yè)。在該場合，從線架3中拉出線電極l，在供給輥4和夾緊輥5之間夾持線 電極1,在用自動結(jié)線裝置7開始線電極的結(jié)線動作前，必須用手工進(jìn)行作業(yè)。另外，在沒有自動結(jié)線裝置7的電火花線切割機中，在結(jié)線結(jié)束前必須 用手工進(jìn)行作業(yè)。傳統(tǒng)上，在結(jié)線操作中，把供給電動機Ml和送出電動機 M2的速度控制置為OFF，不驅(qū)動，將線電極1引入供給輥4和夾緊輥5之間 用手動拉出線電極1。在這樣的手工作業(yè)中，在線電極1上作用導(dǎo)輥12或者 供給輥4、夾緊輥5等的靜摩擦力或者慣性力，在線電極上施加過度的張力，有時會斷線。因此，本發(fā)明特意考慮采用這樣的控制控制成在結(jié)線操作中不給線電 極施加過度的張力。圖2是控制圖1表示的電火花線切割機的控制裝置的重要部件的框圖， 是把驅(qū)動線電極1的移動的供給電動機M1以及送出電動機M2的驅(qū)動控制系 統(tǒng)作為中心的框圖。在圖2表示的控制裝置中，可以使用用可編程控制器或者處理器構(gòu)成的 數(shù)值控制裝置。該控制裝置大致分為控制全體的控制部(數(shù)值控制部)30和 控制各電動機的電動機控制部20—1、 20—2…。在控制部30上，如圖2所示，連接有控制供給電動機M1的電動機控制 部20—1和控制送出電動機M2的電動機控制部20—2。在該控制部30上， 進(jìn)而連接使對于工件2相對移動線電極1的X、 Y、 Z軸電動機或者進(jìn)而連接 U、 V軸電動機等，但是因為這些電動機和本發(fā)明無直接關(guān)系，所以它們的控 制部在圖2中省略。此外，圖2的電動機控制部20—1、 20—2，和現(xiàn)有技術(shù)相同，用處理器 以及存儲器等構(gòu)成。該處理器執(zhí)行的功能在圖2中用方框表示。亦即圖2是功 能框圖。再有，控制部30也連接用于在工件2和線電極1之間施加電壓的電 源裝置或者自動結(jié)線裝置7等，但是因為這點也和本發(fā)明沒有直接關(guān)系，所以 在圖2中省略。供給電動機M1的電動機控制部20—1 ，和現(xiàn)有技術(shù)的電動機控制部相同， 具有速度控制部21以及電流控制部22。進(jìn)而，在本實施形態(tài)中，電動機控制 部20—1具有求從控制部30輸出的張力指令和來自張力檢測裝置6的檢測張 力的差(張力偏差s)后輸出的比較單元23、開關(guān)SW1、 SW2、在張力偏差 上乘以比例增益K1、 K2后輸出的框24、 25。開關(guān)SW1是切換選擇接收從速度控制部21或者乘比例增益K2的框25 輸出的轉(zhuǎn)矩指令(向b側(cè)的切換)、還是接收從控制部30輸出的轉(zhuǎn)矩指令(向 a側(cè)的切換)的開關(guān)。電流控制部22，從通過開關(guān)SW1接收到的轉(zhuǎn)矩指令(電 流指令)、和從在放大器15—1上設(shè)置的檢測驅(qū)動電流的電流檢測器反饋來的 電流反饋值，和現(xiàn)有技術(shù)相同進(jìn)行電流的反饋控制，并求給供給電動機M1的電壓指令，向放大器15—1輸出該求得的電壓指令，驅(qū)動供給電動機M1。比較單元23，求從控制部30輸出的張力指令和來自張力檢測裝置6的檢 測張力的差(張力偏差s)進(jìn)行輸出。開關(guān)SW2是切換選擇把用比較單元23 求得的張力偏差s向比例增益K2的框25輸出(向a側(cè)的切換)、還是向比例 增益K1的框24輸出(向b側(cè)的切換)的開關(guān)。比例增益K2的框25,在張 力偏差s上乘以比例增益K2求轉(zhuǎn)矩指令將其向開關(guān)SW1的b側(cè)輸出。比例 增益K1的框24,在張力偏差s上乘以比例增益Kl求速度指令將其向速度控 制部21輸出。速度控制部21，和現(xiàn)有技術(shù)相同，從輸入的速度指令、和用在供給電動 機Ml上安裝的速度檢測器Pl檢測到的反饋的速度反饋值，進(jìn)行速度的反饋 控制，并求轉(zhuǎn)矩指令(電流指令)，向開關(guān)SWl的b側(cè)輸出?？刂扑统鲭妱硬艓譓2的電動機控制部20—2由速度控制部21和電流控制 部22構(gòu)成。從控制部30輸出的速度指令和來自在送出電動機M2上安裝的速 度檢測器P2的速度反饋值進(jìn)行速度的反饋控制，并求轉(zhuǎn)矩指令(電流指令)。 電流控制部22從該求得的轉(zhuǎn)矩指令和來自放大器15—2的電流反饋值進(jìn)行電 流的反饋控制并求向送出電動機M2的電壓指令，4巴該求得的電壓指令向放大 器15—2輸出，驅(qū)動電動機M2。此外，電動機控制部20—2中的速度控制部 21和電流控制部22,因為具有和電動機控制部20—1中的速度控制部21和電 流控制部22相同的功能，所以給它們賦予相同的符號。下面說明本實施形態(tài)的電火花線切割機的操作。在更換線架3時，或者在由于線電極1的斷線而結(jié)線線電極1時，操作 者從線架3到供給輥4布設(shè)線電極1,進(jìn)而把給供給電動機Ml的驅(qū)動指令向 控制裝置輸入，以備線電極l的布設(shè)。控制裝置的控制部30的處理器，接收該供給電動機M1的驅(qū)動指令，輸 出向供給電動機M1的轉(zhuǎn)矩控制的切換指令(在圖2中向開關(guān)SW1的a側(cè)的 切換指令)和預(yù)先設(shè)定的轉(zhuǎn)矩指令(電流指令)。供給電動機M1的電動機控 制部20—1的處理器，接收對于轉(zhuǎn)矩控制的切換指令，從指令的設(shè)定值的轉(zhuǎn)矩 指令(電流指令)和從在放大器15—1上設(shè)置的檢測驅(qū)動電流的電流檢測器反 饋來的電流反饋值，和現(xiàn)有技術(shù)相同，進(jìn)行電流的反饋控制(電流控制部22的處理)，求對于供給電動機M1的電壓指令，將其向放大器15—1輸出，驅(qū) 動供給電動機M1。其結(jié)果，使用指令的轉(zhuǎn)矩驅(qū)動供給電動機M1。該動作是線移動停止時的動作，這里，所指令的轉(zhuǎn)矩，在用手動拉出線 電極l的方向上，設(shè)定為比上述的"電動機的空轉(zhuǎn)無負(fù)荷轉(zhuǎn)矩數(shù)量的力(F) x減速比(R) =FR的力"稍小的力(線架不能輕易地旋轉(zhuǎn)出的程度的力)。 由此，操作者能夠用小的力不使線電極l斷線地容易地送出。此外，關(guān)于為使 通過手動送出線電極變得容易、防止線電極1的斷線而為以〗見定轉(zhuǎn)矩驅(qū)動供給 電動機M1的處理，如上述因為是簡單的動作，所以省略使用流程圖的說明。這樣，當(dāng)結(jié)束線電極1的結(jié)線作業(yè)、輸入加工指令時，控制部30的處理 器開始圖3的流程圖中表示的處理，另外，供給電動機M1的電動機控制部 20—1的處理器開始圖4的流程圖中表示的處理。圖3是表示在使線電極1移動時控制部30執(zhí)行的、線電極1的張力控制 處理的算法的流程圖。圖4是表示在使線電極1移動時供給電動機M1的電動 機控制部20—1的處理器執(zhí)行的、線電極的張力控制處理的算法的流程圖。當(dāng)向控制裝置輸入加工開始指令時，控制部30的處理器首先向供給電動 機M1的電動機控制部20—1輸出通過轉(zhuǎn)矩控制的張力控制指令(步驟al )。 其后，向電動機控制部20—1指令第一張力指令T1，進(jìn)而，向送出電動機M2 的電動機控制部20—2輸出與設(shè)定的加工時的線電極1的移動速度對應(yīng)的速度 指令(步驟a2 )，使線電極1開始移動，進(jìn)而復(fù)位定時器使開始計時(步驟a3 )。另一方面，送出電動機M2的電動機控制部20—2的處理器，接收該速 度指令，執(zhí)行速度控制部21的處理。亦即，根據(jù)該速度指令和從速度檢測器 P2反饋的速度反饋，進(jìn)行比例積分等的速度的反饋控制并求轉(zhuǎn)矩指令(電流 指令)(速度控制部21的處理)，從該求得的轉(zhuǎn)矩指令(電流指令)和電流反 饋值進(jìn)行電流反饋控制(電流控制部22的處理)，求電壓指令，向放大器15 一2輸出該求得的電壓指令，驅(qū)動電動機M2。由此，送出電動機M2以指令的速度被驅(qū)動控制，以設(shè)定速度使線電極l 移動。此外，省略驅(qū)動控制該送出電動機M2的電動機控制部20—2的處理器 執(zhí)行的處理的流程圖。另外，供給電動機Ml的電動機控制部20—1,當(dāng)檢測到來自控制部30的基于轉(zhuǎn)矩控制的張力控制指令時(步驟bl),切換到轉(zhuǎn)矩控制方式(把圖2 表示的開關(guān)SW1切換到b側(cè)，把開關(guān)SW2切換到a側(cè))，讀入指令的第一張 力指令Tl,進(jìn)而讀入張力檢測裝置6的輸出(檢測張力Ts)(步驟b2、 b3)。接著，從張力指令Tl減去所述讀入的檢測張力Ts求張力偏差s (步驟 b4 )，在該求得的張力偏差s上乘以比例增益K2 (用于基于轉(zhuǎn)矩控制的張力控 制的比例增益)求轉(zhuǎn)矩指令(電流指令)Ic (步驟b5 )。使用該求得的轉(zhuǎn)矩指 令(電流指令)Ic進(jìn)行電流反饋控制，向放大器15 — 1輸出對于供給電動機 Ml的指令電壓，驅(qū)動供給電動機M1 (步驟b6)。在該控制中，通過張力反饋 控制控制供給電動機M1的轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動該供給電動機M1。然后，判斷是否輸入了基于速度控制的張力控制的指令(步驟b7)，在輸 入該指令之前重復(fù)執(zhí)行步驟b3到b7的處理，通過控制供給電動機M1的轉(zhuǎn)矩， 進(jìn)行控制使線電極1的張力成為設(shè)定的張力。另一方面，控制部30的處理器，在復(fù)位定時器開始計時后(步驟a3), 讀出從張力檢測裝置6輸出的檢測張力Ts (步驟a4 ),判斷該讀出的檢測張力 Ts是否在預(yù)先設(shè)定的張力的范圍(從TL到TU的范圍)內(nèi)(步驟a5)。如果 檢測張力Ts超出了設(shè)定張力范圍，則返回到步驟a3復(fù)位定時器使開始計時， 執(zhí)行步驟a4及以后的處理。另一方面，如果檢測張力Ts在設(shè)定張力范圍內(nèi)， 則判斷定時器是否計時完了預(yù)先設(shè)定的時間(步驟a6 )。如果定時器未結(jié)束設(shè)定時間的計時，則返回步驟a4，重復(fù)步驟a4及以下 的處理的執(zhí)行。另一方面，當(dāng)定時器結(jié)束設(shè)定時間的計時時轉(zhuǎn)移到步驟a7。 亦即從步驟a3到步驟a6的處理是在定時器中設(shè)定的設(shè)定時間繼續(xù)判斷用張力 檢測裝置6檢測到的張力Ts是否在設(shè)定的張力范圍內(nèi)的處理。然后，在到該 定時器計時完預(yù)先設(shè)定的時間的期間，供給電動機M1的電動機控制部20—1 的處理器重復(fù)執(zhí)行從步驟b3到步驟b7的處理，執(zhí)行基于轉(zhuǎn)矩控制的張力的反 饋控制。當(dāng)定時器結(jié)束設(shè)定時間的計時時，控制部30的處理器輸出加工開始指令， 通過未圖示的加工電源在工件2和線電極1之間施加電壓，根據(jù)加工程序?qū)τ?工件2開始電火花加工。進(jìn)而，給供給電動機M1的電動機控制部20—1輸出 基于速度控制的張力控制指令，而且向供給電動機M1的電動機控制部20—1輸出第二張力指令T2 (步驟a7、 a8)，在加工結(jié)束前等待(步驟a9 )。供給電動機M1的電動機控制部20—1的處理器，當(dāng)4企測到基于速度控 制的張力控制指令時(步驟b7)，讀出第二張力指令T2 (步驟b8)，進(jìn)而，讀 入來自張力檢測裝置6的檢測張力Ts (步驟b9 )，從張力指令T2減去檢測張 力值Ts求張力偏差e (步驟b10 )。在該求得的張力偏差s上乘以比例增益Kl (用于通過速度控制的張力控制的比例增益)求速度指令Vc (步驟bll)。根 據(jù)該求得的速度指令Vc和用速度檢測器Pl檢測反饋的速度，進(jìn)行速度的反 饋控制處理并求轉(zhuǎn)矩指令(步驟b12)。根據(jù)通過該速度控制處理求得的轉(zhuǎn)矩 指令(電流指令)Ic和反饋的驅(qū)動電流值進(jìn)行電流反饋控制處理，向放大器 15—1輸出給供給電動機M1的指令電壓驅(qū)動供給電動機M1 (步驟bl3)。然 后，判定加工是否結(jié)束(步驟bl4)，在加工結(jié)束之前，執(zhí)行從步驟b9到b14 的通過速度控制的張力控制。亦即，在電火花加工中，通過控制供給電動機 Ml的旋轉(zhuǎn)速度執(zhí)行張力的反饋控制。然后，當(dāng)加工結(jié)束時，控制部30的處理器分別向電動機控制部20—1以 及20—2輸出加工結(jié)束指令，停止給電動機控制部20—1的張力指令T2的輸 出以及給電動機控制部20—2的速度指令(步驟a10 ),結(jié)束該處理。圖5是把在本實施形態(tài)的電火花線切割機中的線電極1移動時在該線電 極l上作用的張力制成圖表表示的圖。在線電極1的移動開始時，通過導(dǎo)輥12或者供給輥4夾緊輥5等的靜摩 擦力或者慣性力在線電極1上作用大的張力。但是，驅(qū)動供給輥4的供給電動 機M1的輸出轉(zhuǎn)矩，用張力的反饋控制控制成線電極1的檢測張力和指令張 力一致，所以線電極l的張力，和不對供給電動機M1進(jìn)行轉(zhuǎn)矩控制的場合比 較不會大。其結(jié)果，能夠抑制線電極l的斷線的發(fā)生。于是，在線電極l的移動開始時，如上所迷，由于導(dǎo)輥12等的靜摩擦力 或者慣性力作用，所以是不穩(wěn)定的，線電極l的張力變動，但是經(jīng)過一定的時 間該變動會結(jié)束。在本實施形態(tài)中，在該張力的變動持續(xù)規(guī)定的時間、檢測張 力在規(guī)定范圍(從TL到TU之間)內(nèi)時，把供給電動機Ml從通過轉(zhuǎn)矩控制 的張力反饋控制切換到通過速度控制的張力反饋控制，執(zhí)行電火花加工。在線電極1的移動開始時，即使線電極1松弛，因為對于施加制動側(cè)的 供給電動機M1進(jìn)行轉(zhuǎn)矩控制，進(jìn)行線電極l的張力控制，所以線電極l的張力也不會過大，能夠防止斷線。另一方面，在線電^L 1的張力的變動穩(wěn)定在一 定范圍內(nèi)之后，使用能夠進(jìn)行更穩(wěn)定的張力控制的速度控制來控制線電極1 的張力，進(jìn)行電火花加工。在上面表示的實施形態(tài)中，在從線電極1開始移動經(jīng)過某一時間檢測張 力進(jìn)入規(guī)定范圍內(nèi)時從通過轉(zhuǎn)矩控制的張力控制切換到通過速度控制的張力 控制。但是，線電極1的張力變動，因為在線電極1開始移動后隨時間的經(jīng)過 會結(jié)束，所以代替上述實施形態(tài)，也可以在從線電極l開始移動經(jīng)過預(yù)先設(shè)定 的時間的時刻從通過轉(zhuǎn)矩控制的張力控制自動切換到通過速度控制的張力控 制。在該場合，在圖3所示的處理中，可變更為不要步驟a4、 a5的處理， 在向送出電動機M2輸出速度指令使線電極1開始移動后，使定時器復(fù)位開始 計時(步驟a3),在該定時器計時完了預(yù)先設(shè)定的時間后(步驟a6),轉(zhuǎn)移到 步驟a7。另外，在上面表示的實施形態(tài)中，以恒定的規(guī)定速度使送出電動機M2 旋轉(zhuǎn)使線電極移動，使用張力反饋控制控制供給電動機M1的轉(zhuǎn)矩或者速度， 使用張力檢測裝置6檢測出來的線電極的張力和指令值一致。也可以代之為 (與之相反)，以恒定的規(guī)定速度驅(qū)動供給電動機Ml,使用張力反饋控制控 制送出電動機M2的轉(zhuǎn)矩或者速度，以使用張力檢測裝置6檢測出來的線電極 的張力和指令值一致。進(jìn)而，也可以通過線電極l的張力反饋控制，對供給電 動機M1以及送出電動機M2兩者都進(jìn)行轉(zhuǎn)矩或者速度的控制。再有，作為電火花線切割機的功能自動結(jié)線功能是一般的，但是在該自 動結(jié)線功能中，有線電極1的切斷和自動插入。線電極1的切斷方法概括說有 以下兩種方法。A:通過刀具才幾械地切斷線電極1的方法。B:給線電極1施加電流,加熱線電極1的某一部分，通過回巻線電極1 拉斷的熱熔斷方式。在通過上述B的熱熔斷方式的線電極的切斷的場合，需要給線電極賦予 一定的規(guī)定的張力來進(jìn)行切斷。其時，在進(jìn)行通過上述的轉(zhuǎn)矩控制的張力控制， 控制成用張力檢測器檢測到張力成為規(guī)定值，使在規(guī)定的位置熱熔斷線電極 時，可以利用轉(zhuǎn)矩控制。
權(quán)利要求
1.一種電火花線切割機，其具有線張力控制功能，具有以下單元第一電動機，其給被加工物供給線電極；第二電動機，其從被加工物送出線電極；張力檢測單元，其配置在所述被加工物和所述第一電動機之間，檢測所述線電極的張力；速度檢測單元，其用于檢測所述第一電動機以及所述第二電動機的旋轉(zhuǎn)速度；第一控制單元，其進(jìn)行控制以使所述第一電動機的旋轉(zhuǎn)速度成為設(shè)定旋轉(zhuǎn)速度；第二控制單元，其控制所述第二電動機的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，以使用所述張力檢測單元檢測到的線電極的張力成為預(yù)先設(shè)定的值；第三控制單元，其控制所述第二電動機的旋轉(zhuǎn)速度，以使用所述張力檢測單元檢測到的線電極的張力成為預(yù)先設(shè)定的值；和切換控制單元，其用所述第一控制單元驅(qū)動控制所述第一電動機，用所述第二控制單元進(jìn)行所述第二電動機的轉(zhuǎn)矩控制并進(jìn)行驅(qū)動使線電極移動，在加工開始的同時，從所述第二控制單元切換到所述第三控制單元，來對所述第二電動機進(jìn)行速度控制。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電火花線切割機，其中， 所述切換控制單元，從線電極的移動開始經(jīng)過預(yù)先設(shè)定的時間后，使其開始加工并從所述第二控制單元切換到所述第三控制單元。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電火花線切割機，其中， 所述切換控制單元，在線電極移動后，在用所述張力檢測單元檢測到的線電極的張力納入到規(guī)定的范圍內(nèi)的狀態(tài)繼續(xù)預(yù)先設(shè)定的時間以上后，使其開 始加工并從所述第二控制單元切換到所述第三控制單元。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電火花線切割機， 進(jìn)一步具有用設(shè)定的轉(zhuǎn)矩驅(qū)動所述第一電動機的驅(qū)動控制單元。
5. —種電火花線切割機，其具有線張力控制功能， 具有以下單元第一電動機，其給被加工物供給線電極； 第二電動機，其從被加工物送出線電極；張力4全測單元，其配置在所述被加工物和所述第一電動機之間，4企測所 述線電極的張力；速度檢測單元，用于檢測所述第一電動機以及所述第二電動機的旋轉(zhuǎn)速必./又，第一控制單元，其進(jìn)行控制以使所述第二電動機的旋轉(zhuǎn)速度成為設(shè)定旋 轉(zhuǎn)速度；第二控制單元，其控制所述第一電動機的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，以使用所述張力檢 測單元檢測到的線電極的張力成為預(yù)先設(shè)定的值；第三控制單元，其控制所述第一電動機的旋轉(zhuǎn)速度，以使用所述張力檢 測單元纟企測到的線電才及的張力成為設(shè)定張力；和切換控制單元，其用所述第一控制單元驅(qū)動控制所述第二電動機，用所 述第二控制單元進(jìn)行第一電動機的轉(zhuǎn)矩控制來進(jìn)行驅(qū)動使線電極移動，在加工開始的同時，從第二控制單元切換到所述第三控制單元，來進(jìn)行所述第一電動機的速度控制。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電火花線切割機，其中， 所述切換控制單元，從線電極的移動開始經(jīng)過預(yù)先設(shè)定的時間后，使其開始加工并從所述第二控制單元切換到所述第三控制單元。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電火花線切割機，其中， 所述切換控制單元，在線電極移動后，在用所述張力檢測單元檢測到的線電極的張力納入到規(guī)定的范圍內(nèi)的狀態(tài)繼續(xù)預(yù)先設(shè)定的時間以上后，使其開 始加工并從所述第二控制單元切換到所述第三控制單元。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電火花線切割機，其中， 進(jìn)一步具有用設(shè)定的轉(zhuǎn)矩驅(qū)動所述第一電動機的驅(qū)動控制單元。
全文摘要
本發(fā)明提供一種具有線電極的張力控制的功能的電火花線切割機。在用手操作線電極在移動路徑上布設(shè)時，把開關(guān)SW1置于a側(cè)，從控制部用規(guī)定的轉(zhuǎn)矩指令驅(qū)動供給工件線電極的電動機M1。對線電極進(jìn)行結(jié)線，以規(guī)定速度驅(qū)動從加工物送出線的電動機M2，使線電極移動。然后，把開關(guān)SW1置于b側(cè)，把開關(guān)SW2置于a側(cè)，進(jìn)行電動機M1的轉(zhuǎn)矩控制，使用張力檢測裝置檢測的線電極的張力和指令張力一致。然后，在線電極的張力的變動已結(jié)束時，把開關(guān)SW1置于b側(cè)，把開關(guān)SW2置于b側(cè)，進(jìn)行電動機M1的速度控制，使檢測張力和指令張力一致，開始電火花加工。
文檔編號B23H7/10GK101259552SQ20081008159
公開日2008年9月10日 申請日期2008年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月8日
發(fā)明者喜多佑樹, 安部博之, 牧野良則 申請人:發(fā)那科株式會社