TW201111079A - Controller for wire cut electric discharge machine - Google Patents

Description

201111079 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 放電高被加工物之拐角部之加工精度的線切割 【先前技術】 的放電加卫機進行被加卫物的加工時，加工形狀 ΐϊ=1ΐίίΓ其加工精度變差。所謂加工精度，意指與 古^拐0之Γ工二雜拐角部之加讀度惡化的主要原因而 :中由ϋ加』減、及ί電極的撓曲。尤其是在粗加 工的3=生振動而撓曲增大。此外， 電極更加撓曲（參照^) /振快的加I速度進行加工，因此線 線加工機中，如圖8所示之放電加工的模型所示， 工物之間的間隙施加脈衝電流，- 數值控制裝置（ν〇指示的加轉徑轉 電極的貫際加工路徑之間產生偏差， 裕位…银 圖9Α及圖9Β係利用線切判放雷士力精度心化。 模型圖。如圖9Α所示，者圓“角電 =广所進行拐角部之加工的 弧半徑，，）R小時，在放電田推斥力卩的曲率半徑（以下稱為“圓 向拐角的内側撓曲。由於該 差，加工精度惡化。另一方面，如圖=_而，加工路徑的偏 R大時，較不會由於線雜賴曲 二’圓^的圓弧半徑 圖10係定性地說明習知線切割放4精'度惡化。 果。虛線所示的曲線表示圓弧半徑R C二:所產生的加工結 的線切割放電加工中，如圖1〇所示，^ 度的關係。在習知 加工精度惡化的傾向綱顯。反之，的圓弧半徑R越小， 田b角部的圓弧半徑R增大 201111079 時，加工精度惡化的問題減少。又，圖ίο# 拐角部為凹形狀時的圖表。於凸形狀的拐^7工^ 小於線電極的直徑時也可對被加工物進行加工 二 電加，_有在^放 ㈣;===== =為變數的函數而計算出加工條件，弧= 中福日r2-25425G號公報或日本特心⑻6-13觀號公報 且避免斷線。 ^攸以肖部的加工精度並 中JiliL2r84743號公報中揭示有以下技術：在粗加工 吉咖極的進給速度與初始設定值相比逐漸減小而進行， 部；且在到達拐角部時使進給速度為零，來 該技術中，在拐角部前延長放i的二 定值ί壓力僻’纽在拐角部使加工时流賴力小於初始設 拐角=i=i02f6295號中揭示有以下技術：於加工路徑的 t第部蚊距離的通過地點以前，以與第1條 二及第2條件巾之至少任―條件對朗既定比例（與從 件距離前的放電能量相比）降低放電能量；該第1 i 止時二s;=;定’具體而言’係藉由控侧^ 沪& 開昭63-229228號公報中揭示有以下技術··求*緊接於 刀刖、電去除量開始變化的距離，在放電去除量開^變化 201111079 ί電=力!☆時間夕值電流值以及平均加 使放電去除量“變== 物之間的間隙距離一定，來防止加工誤差。 的微二itn27226號公報中揭示有以下技術：在拐角前後 俨而N：从右的移動距離，跨複數階 變”件(加工速度、極間電壓、= 間放電休止蚪間、線電極張力）。 中與示有以下技術:在拐角部分 放電休止時間電休止時間’並且依該延長後的 相當電壓值來進行速度控制^、目當電壓值’根據雜間電壓的 日本特開2006-123036辨八如《1» 4曰-丄 線部，進行控制以使得：放電1 報㈣以下技術:在内側的曲 時間縮短；挪側的曲線峰值電流增大’而放電休止 電流減小，而放電休止時間延得，電能量的峰值 慢移動速度，而在外側的曲線部加it度在内側的曲線部減 日本特開昭63-113607號公郝巾姐士 t - 機_，將依移動距離或加工半^事技^^雷射加工 條，參數，對於各種加工材質=厚二^ Hi速 寫入並顯不在記憶體中。 子k °貝取k出、 曰本特開昭63-68323號公郝φ姐一士 時，就間隙電麗與直線加工時= 标：在精加工 該加工之拐角角度或圓弧半#對應=，致’將與進行 電阻、直流電源電愿、導通時門^，風加工條件（電流控制用 角部讀出該加工條件來進行加^。、耐開和間）加以儲存，並在拐 於上述日本特開200^62446 ^ f瓜半徑為變數的函數，設置若干根據以 置、電流·位置回饋的控制婵兴），制對象（加工逮度、放電能 數’若假定的狀況（被加參數實驗性地求出函 條尽、線直徑、材質等）越多， 201111079 點 '法賴歸肛辆多。因此 ，從控制性的觀 5 ^ 而明被略絲的大小（+徑）或電氣加工條件等各種要素 來因應各種茲進且雖时試設置若干參數 了確定轉數所彳增加細狀況，則為 肯匕旦1二、減少該等作業量’並自動控制加工速度、加工 如卩液1的技術。上述日本特開綱2_25425()號公報 =1^^2賴示的技術，可做魏衝數而控制放 放電脈衝數，控制加工速度、加玉液量。例如二 ίϋΓ而放電脈衝數減少，但因著該減少後的放電脈衝 工速度降低’加工能量也降低’冷卻液量亦減少。藉此， 月匕減輕線電極的撓曲，提高拐角部的加工精度。 但疋，已知存在以下情形：隨著圓弧拐角部的圓弧半徑 曲c 極撓曲狀態下放電脈衝數在圓狐 刼角邛並未充分減小，而未充分地減速、降低加工能量並減少冷 卻液量。 令 【發明内容】 (發明所欲解決之課題） .因此，本發明之目的為：有鑑於上述習知技術的問題點， 供線切割放電加工機之控制裝置，其藉由控制放電休止時間，以 在對被加工物的圓弧拐角部進行加工時能提高加工精度。 (解決課題之手段） 本發明係有關線切割放電加工機之控制裝置，該線切割放 加工機一面按照加工程式使線電極相對於被加工物而相對&動， 一面在線電極與被加工物之間的間隙施加放電脈衝電流來^行放 6 201111079 .f;放電脈衝數計數機構該被加工物相對移 =之放電脈衝電流的放電脈衝數進行^早，’對於在該間隙施 機構，用以儲存基準放電脈二，基準放電脈衝數儲存 =數儲存機構中所儲存的放電脈衝數該基準放電脈 來進行該相對移動的設定進量控制機構，將根據用 亡電極相對於該被加工物定時間二者所求得之該 得之比值而得到的距離，作為談^ 人，乘以該比較機構所求 到該移動機構；基準放電休tut盖1該既定時間輸出 圓弧半徑，·加工形狀判斷機圓弧拐角部的基準 出加工形狀為圓弧拐角 口工形狀判斷機構判斷 基準圓弧半徑儲存機構中所儲的， :休止日爾機構中所儲存的基準放電休止時以^ (發明之效果） 弧拐能將放電休止時間控制成與該圓 放電休止時間逐漸變化。 ♦至弧知角部起點，使該 該控制裝置還可包含液量控制機構，直 以r η:，使得在線;;= 液量^另一方面’於該比值減小時，使得該冷卻 201111079 置，成，故可提供線切割放電加工機之控制裝 造杆電休止時間，而能於對被加卫物的圓弧拐角部 電。換言之，利用本發明可提供線切割放 止時間f加;弧半徑，而以最佳的能量（放電休 古度及冷部液1進行加工，且線電極的直線性也提 同可棱尚圓弧拐角部的加工精度。 t 【實施方式】 (實施發明之最佳形態） 之用，1A及圖18說明以本發明之線切割放電加工機 之控制裳置斩圓弧拐角部的加工方法的原理。 卿線切割放電加卫機進行被加工物的放電加工時，加工 “部與直線部相比，加工精度變差。就其主要因素而言， 圓弧^备η、有圓弧拐角部之加工量的增減與線電極的撓曲。 广相較於直線部，加工量依該拐角部的形狀及大小而增 的微於圓狐拐角部的内側，在拐角中的加工路徑 I j存 工的部分，因此加卫量減小，並且線電極 興破加工物之間的間隙變寬（參照圖1B)。 ^未準確地掌_加卫量之》鈔並進行與加卫量變化對應的 ^時’線電極與被加工物之間維持較寬的間隙，而無法得^均 、力面（亦即，無法將線電極與被加工物之間的間隙保接灼 加工精度惡化。因此，為提高加工精度，檢測出力二量或 本”被加工物之間的間隙狀況，以依加工量或線電極盥被加 間隙狀況而進行控制。具體而言’著眼於可利用放電 ，數的受化而旱握加工量的變化，並依放電脈衝數，控制加工 迷又、加工能量（放電休止時間）及冷卻液量。 另外，在對被加工物的圓弧拐角部進行加工時，著眼於該圓 弧拐角部的圓孤半徑越小’則加工精度越惡化的加工特性，而進 工之圓孤拐角部的圓弧半徑與基準值（基準半徑）相比越小， 、技增加放電休止時間，充分降低加工能量，藉以減少放電脈衝 8 201111079 Ϊ产能ΐ放電脈衝數所表示的加工量，適當控制加工 果’由於充分地降低加工速度、加工能量 直i性可減小線電極的換曲，並且能提高線電極的 以下’/吉合圖示以說明本發明之實施形態。 圖2係為本發明之—實施形態的線 =Ϊ;Π。放電脈衝產生裝置1由產生放 sί 所形成的電路、電容器的充放電電路、直流 的通電刷3、3連接，另一個輸出與被加工物5 :及:: _上4丨與被加工物5之__供給放電脈衝4在订進的 欢測電壓產生裝置2產生用來檢測線電極4 * 間的間隙狀況的檢測電壓。該檢測:

位於加工槽2丨_裝載有被加讀5 @ 1 L H 移動機構的X軸驅動馬達（未圖示） #1)由^成 ^轴魏權_ 1G及γ 放電間隙檢測裝置6依從檢測電塵 電壓，判斷線電極4與被加工物5 ^ =出的檢測 放電間隙檢測裝置6的—個輸人與被j否。， =能夠放電時，對放 置7輸出放電脈衝施加信號S1。 汉裒電脈衝數计數裝 放電脈衝數計數裝置^根據從運管時铲14鉍山卜 間（既定週期）T的信號，對既定週;時里，出之母隔單位時 線電極4與被加工物5之問的門睹^像展置7貝負上對於 脈衝數進行計數。 、、^產生放電脈衝電流的放電 在基準放電脈衝數儲存袋置8中儲存有事先輸入設定之成為 201111079 基準的放電脈衝數Ps。放電脈衝 間（既定週期）T，對於放電脈衝該早位時 ίί二、ίίί，間控制裂置16及液量控置17。 (s；xDxT)；

Ps之此（Px/Ps^而求出移動量(距離）11衝數P x與基準放電脈衝數 (Px/Ps)的計算。然後，該進給脈fg^DxTx 的脈移動指令，輪出到進給脈= 配裝置^移動ιΛχ 工物’使被加工物的板厚與線= ，及居度，求出放電脈衝數p與 =對各種 求f的比κ乘以奴進給速度SPD，Ϊ可， ί電_數PS (=卿)。該技術的詳細内容基準的 特開2002-^0號公報及日本特開2购载 = 上述日本 進給脈衝分配裝置12依據從加工形狀判晋H 工程式中所記_加工職倾，對^^輸出的加 該脈衝列，並將該等X軸、γ軸的驅動 ^^區動脈衝分配 加物5之工作置進行驅動的χ ^裝载有被 合成後的移動量。 係表不全部驅動軸之 液量控制裝置17對於在線電極4盥被 卻液的量m㈣。雜綠職置17轉魏^=== 10 201111079

7^ 9輸出的，電脈衝數ρχ與基準放電脈衝數p 名r / ’使用评價函數來控制液量。亦即，為了依於洁量㈣A 液量成為基準的冷卻液量（基^二里乘係將冷卻 衝數PS與變化時的放電脈衝數Px之比=電脈 出到‘工形狀判斷裂置19二开工形狀資料輸 圓弧拐角以外的（直線邻算H狀撕裝置19識別圓弧拐角與 脈衝分配$置12，)遗’將加王形狀資料輪出到進給 ’將加工形狀資 進給脈衝分配裝置12將所分配 到X軸驅動繼置1G、¥軸===_脈，發送 動對裝載有被加工物之工作臺進行驅的以刀別驅 識別出的加工形狀資料輪休 形狀判斷裝置19接收表示加I形(換吕之，從加工 該圓弧半徑R小於基準的圓弧^，並判斷出 裝置20讀取基準放電休止時間咖止時間儲存 放電休止時間OFFr，並將該運曾巾 二;、51弧半杈R對應的 檢測電壓產生裝置2。===咖輪出到 的⑴式進行。又，也可不利用如n，運异係利用例如後述 止時間om，而事先以表袼开?、式的關係式求出放電休 〇册儲存在儲存機構（未圖示Kims電休止時間 裝置.19所輸入之圓弧半徑H/出與從加工形狀判斷 叫=;:rFr輸==產止=购 線電極4與被加工^ 2之止時間〇所之後，在 Μ加電屢。如此一來，使放電 201111079 脈衝數Ρχ依圓弧拐角部的圓弧半徑而變化。 、因此，在圓弧拐角部，依圓弧半徑來控制放電休止時間， 以使放電脈賊Ρχ魏’絲據如崎彳t後的放魏衝數& ^ f準U脈衝數PsKPx/Ps)’控制每既定時間的移動距離/即 加工速度）與冷卻液量’因此可提高在随拐角部的加工精度。 i圖i係f於以習知線切割放電加卫機進行圓孤拐角部加工時 、工精度（虛線所示曲線）’與以本發明之控制裝置所护:制的飧 2割放電加工機進行圓孤拐角部加工時的加工精 f二者加以比較。若對比此二曲線時可知，在以本發明之 ^置=線切割放電加工機的情況下，加工精度大幅提高。I 不加工之圓弧為凹形狀時的圓弧半徑與加工精度 卩動線半徑與放電間_量），因此圖3的兩個曲線G 表不圓弧半徑的橫軸均從偏置位置開始。 間〇=的’ί子於i出說 弧拐角部之放電加工時的放電休止時 * 本 i=::電 制對圓弧猶進行㈣(ι^控 OFFr = OFFsxRo/R ……⑴ 上述（1)式中，OFFs係成為基準的放雷伙 弧拐準半徑，R係圓弧拐角部的圓弧半^。 加工精度更加提高。目此右#式中也加人偏置量時， 路^^r，=程式形狀的半徑r+偏置量 命门⑴式中’將随拐角部的放電休止時間〇册叶算為 對於觸的壓力_)相 12 201111079 圓弧拐角時，放電休t;間巧:=角控用之基準半徑仏的 以基鱗放祕止_卿乘 (=術（_)，;===(職）所得到的值

大於上述圓砂^(為0FFrmax)。此外，當圓孤半徑R ：ί^0ί * - (〇FF- (^)) 部的加工接近^線t ΐ者圓弧半徑M大’此_瓜 弧拐角部的加;:的加工相同的祕’因此不會產生上述圓 止時間0FFr。構成該係數_叫的1值 的板厚及材質二二加工的要求精度或各種加工形態（被加工物 ^ #) ’利財賴最佳值。 自動MU r ϋ P後的放電休止時間0FFr *變化的加工量，而 該等^制。σ ^又、冷卻液量，因此無須費力於調節作業來進行 電二======== 13 201111079 4的ΐΐίϊΐ，、等)加工時的放電休止時間脈在⑴式 的汁舁中極鈿地邊長（R越小〇FFr越大）。 5所示圓孤拐角部進行放電加工時，該圓弧 ί時間（斷開時間）控制的—例。就線切割放電 Λ .，放電休止時間的急遽切換並不理想。其理由 ^在線刀„懷電加工機之控制裝置指令的 ，，狐拐角部的加工，而加工狀態逐漸變之線： 之形狀為圓柱形’加工狀態從線半徑+放電間隙量 W = 5 ί圖6所示’點Α係線電極4進入對圓弧拐角 ίΙΪΓίηίί 1之前方無B間隔既定_ L的位置。 電ΐίίρΐΐίΐί部入口 B的區間，藉由進行㈣以使得：放 (〇FFsx (Ps/Px)) 的 =休綱0册(=〇FFs卿而能概電 時門離H事先設定，因此移動單位距離時之放電休止 3 弧拐角部入口 B之放電休止時間，和 罢昱θ二〃入口 B間隔既定距離乙之點A之放電休止時間 中所e載的資料段而=㈣角柏加工可藉由分析加工程式 在從圓孤拐角部入口Β到圓弧拐角部出口 拐角部的放電休止時間〇pFr進行加 s ^ 始，則以放電休止時間（0FFsx 角部出口 C開 弧拐角部的放電休止時間比直線部的放 小線電極4的撓曲或振動。 敎予間長因此可減 但也ΐ朝 料難糾縣靖行說明， 14 201111079 【圖式簡單說明】 圖1A及圖1B係拐角部之放電加工的 圖2係顯示本發明的線切割放電加 批 之方塊圖。 機之控制裝置的主要部 圖3係對於以習知線切割放電加工彳__ 的加工精度，與財翻之控繼置 加工夺 進行圓孤拐角部加工時的加工精度二者力^刀割放電加工機 半徑電休止時_開_觸弧拐角部之圓弧 圖5說明圓弥4另角部的加工。 圖6係說明對圖5所示圓弧拐角部進行放電加工 拐角部之放電休止時間控制的一例。 ’ «弧 圖7係說明線電極的撓曲。 圖8係說明使用線電極所進行放電加工的模型圖。 所導^^^明習知技射之圓弧拐角部的線電極换曲 圓弓瓜拐角 红圖1 〇係§兒明習知技術中之線切割放電加工機所產生 邻之圓弧半徑與加工精度二者關係的圖表。 【主要元件符號說明】 1〜放電脈衝產生裝置 2〜檢測電壓產生裝置 3〜通電刷 4〜線電極 5〜被加工物 6〜放電間隙檢測裝置 7〜放電脈衝數計數裂置 8〜基準放電脈衝數儲存裝置 9〜放電脈衝數比較判斷裳置 10〜X轴驅動馬達控制裂置 15 201111079 11〜Y轴驅動馬達控制裝置 12〜進給脈衝分配裝置 13〜進給脈衝運算裝置 14〜運算時鐘 15〜進給速度設定裝置 16〜放電休止時間控制裝置 17〜液量控制裝置 18〜加工形狀指令裝置 19〜加工形狀判斷裝置 20〜基準放電休止時間儲存裝置 21〜加工槽 Α〜圓弧拐角部入口 Β之前方與入口 Β間隔既定距離L的位 B〜圓娘拐角部入口 C〜圓弧拐角部出口 L〜既定距離 OFFr〜放電休止時間 OFFrmax〜放電休止時間之上限值 OFFs〜基準放電休止時間

Ps〜基準放電脈衝數

Px〜放電脈衝數 R〜圓弧拐角部之圓弧半徑 R〇〜圓弧拐角控制用之基準半徑 S1〜放電脈衝施加信號 SPD〜設定進給速度 T〜單位時間(既定週期） 16

Claims (1)

1. 201111079 七 申請專利範圍 面按1 昭機之㈣裝置，該線切瓶電加工機一 面在線 之間的間隙施加放電脈衝電流==放電= 該控制裝置包含： 移動機構’才艮據移動指令’使該 # 定的加工路徑而相對於該被加工物相^動&料加丄程式所指 對於在該間隙施 放電脈衝數計數機構，靴定時 付， 加之放電脈衝電流的放電脈衝數進行叶^. ====::存基準放電脈衝數； 之比； 倾植機構所捕崎的放電脈衝數二者 度與所：相對移動的较進給速 放·: 徑；基準圓孤半_存機構，用以錯存圓半 狀 形 ，· Γ形狀糊構，_峨加工蝴指令的加工 形狀為圓弧拐^形狀判斷機構判斷出加工 進行控制以使得： 電休止 弧；==基準圓 _存機構中所 2.如申請專利笳囹笙 τ间相比越疋增大。 其 圚狐拐 17 201111079 角部的圓弧半控成反比例。 3.如申請專利範圍第丨或。 置，其中’該放電休止時間控制機禮、^切_割放電加工機之控制裝 起點之前方與該起點間隔既定距離严行控制俾：從圓孤拐角部 該放電休止時間逐漸變化。 沒’到該圓弧拐角部起點，使 4.如申請專利範圍第1或2頊 置，其中，㈣各㈣“,心線切割放電加工機之控制裂 較； :卻液量增加;另一方面’於該比值減小時，使得該;^量減 八、圖式： 18