线放电加工机的控制装置
阅读说明：本技术 线放电加工机的控制装置 (Control device for wire electric discharge machine ) 是由 白井健一郎 于 2019-06-27 设计创作，主要内容包括：抑制角部的加工精度的下降的线放电加工机的控制装置。其具备：形状分析部,预读加工程序,分析被加工物的加工形状；加工路径制作部(23),制作多个加工路径,所述多个加工路径是从分析出的加工形状偏移了偏移值的路径,所述多个加工路径的偏移值不同且角部的形状为同一圆弧形状；加工路径制作部(24),制作多个加工路径,所述多个加工路径是从分析出的加工形状偏移了偏移值的路径,所述多个加工路径的偏移值不同且角部的形状为同心圆形状；加工路径选择部,基于加工程序、分析出的加工形状、多个同一圆弧形状的加工路径和多个同心圆形状的加工路径中的至少一方来选择多个同一圆弧形状的加工路径和多个同心圆形状的加工路径中的某一方。(A control device for a wire electric discharge machine which suppresses a decrease in the machining accuracy of a corner portion. It is provided with: a shape analysis unit for analyzing a machining shape of the workpiece by pre-reading the machining program; a machining path creation unit (23) that creates a plurality of machining paths that are offset from the analyzed machining shape by offset values that are different and have the same arc shape at the corners; a machining path creation unit (24) that creates a plurality of machining paths that are offset from the analyzed machining shape by offset values that are different and that have corners that are shaped as concentric circles; the machining path selection unit selects one of the plurality of identical arc-shaped machining paths and the plurality of concentric circular-shaped machining paths based on at least one of the machining program, the analyzed machining shape, the plurality of identical arc-shaped machining paths, and the plurality of concentric circular-shaped machining paths.)
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
自以往以来，已知作为放电加工之一的线放电加工。在线放电加工中，使具有导电性的线电极与工件(被加工物)之间产生放电现象，由此对被加工物进行轮廓形状的加工(例如参照专利文献1～3)。
进行这样的线放电加工的线放电加工机基于加工程序使线电极与工件相对移动并对工件进行放电加工。线放电加工机反复地进行从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)偏移了偏移值的加工路径，在各加工工序中制作偏移值不同的加工路径。线放电加工机在各加工工序中使线电极与工件按照加工路径进行相对移动。
例如，如图3所示，线放电加工机在粗加工(1st)工序中制作从程序形状偏移了偏移值D1的加工路径P1，在精加工(2nd)工序中制作从程序形状偏移了偏移值D2(D2<D1)的加工路径P2，在精加工(3rd)工序中制作从程序形状偏移了偏移值D3(D3<D2)的加工路径P3。另外，线放电加工机在加工路径P1、P2、P3中，使角部的形状为同心圆形状、即非相同半径形状。即，线放电加工机制作角部的形状为同心圆(非相同半径)形状的加工路径P1、P2、P3。
在该情况下，角部的半径从最终精加工朝向粗加工变小，因此最终精加工的角部的最小半径有限。另外，如图3所示，在最终精加工的角部的半径小的情况下，当避免粗加工中的过切(干扰)时，在加工路径的角部处变得没有圆弧形状。于是，粗加工的加工路径的角部的每单位长度的线电极的通过时间长，角部的加工精度下降。
关于该点，在专利文献1中记载了如下一种线放电加工技术：在粗加工至精加工的多个加工工序中，以使角部的形状为同一圆弧(相同半径)形状的方式制作加工路径(参照图4)。
据此，从最终精加工至粗加工，半径相同，因此能够减小最终精加工的最小半径。另外，如图4所示，即使最终精加工的角部的半径小，粗加工的加工路径的角部也具有圆弧形状。因此，粗加工的加工路径的角部的每单位长度的线电极的通过时间不会变长，在程序形状的角部处不发生过切(干扰)。因此，能够抑制角部的加工精度的下降。
专利文献1：日本特开平07-009261号公报
专利文献2：日本特开平04-217426号公报
专利文献3：日本特开平08-168925号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是，本申请发明人们发现：即使在利用同一圆弧形状的加工路径进行的加工中，也有时根据加工形状而在程序形状的角部中发生过切(干扰)，并且有时角部的加工精度下降。
在专利文献1中，没有公开也没有启示即使在利用同一圆弧形状的加工路径进行的加工中角部的加工精度也有时下降。因此，在专利文献1中公开了能够对利用同一圆弧形状的加工路径进行的加工和利用同心圆形状的加工路径进行的加工进行切换，但没有记载也没有启示在怎样的条件下应该选择哪一个加工路径。
本发明的目的在于提供一种抑制角部的加工精度的下降的线放电加工机的控制装置。
用于解决问题的方案
(a)本发明涉及一种线放电加工机(例如后述的线放电加工机1)的控制装置(例如后述的控制装置20)，所述线放电加工机反复地进行偏移值不同的多个加工工序，在所述加工工序中，使线电极(例如后述的线电极5)与被加工物按照从被加工物的加工形状偏移了所述偏移值的加工路径进行相对移动并对所述被加工物进行放电加工，所述线放电加工机的控制装置具备：形状分析部(例如后述的形状分析部21)，其预读加工程序，来对所述被加工物的加工形状进行分析；同一圆弧形状加工路径制作部(例如后述的同一圆弧形状加工路径制作部23)，其制作多个同一圆弧形状的加工路径来作为多个所述加工工序中的加工路径，所述多个同一圆弧形状的加工路径是从由所述形状分析部分析出的加工形状偏移了偏移值的路径，所述多个同一圆弧形状的加工路径的所述偏移值不同且角部的形状为同一圆弧形状；同心圆形状加工路径制作部(例如后述的同心圆形状加工路径制作部24)，其制作多个同心圆形状的加工路径来作为多个所述加工工序中的加工路径，所述多个同心圆形状的加工路径是从由所述形状分析部分析出的加工形状偏移了偏移值的路径，所述多个同心圆形状的加工路径的所述偏移值不同且角部的形状为同心圆形状；以及加工路径选择部(例如加工路径选择部25)，其基于所述加工程序、由所述形状分析部分析出的加工形状、所述多个同一圆弧形状的加工路径以及所述多个同心圆形状的加工路径中的至少一方，来选择所述多个同一圆弧形状的加工路径和所述多个同心圆形状的加工路径中的某一方，来作为多个所述加工工序中的加工路径。
(b)在(a)所记载的线放电加工机的控制装置中，所述加工路径选择部基于由所述形状分析部分析出的加工形状中的角部的圆弧半径和圆弧中心角、以及由所述形状分析部分析出的加工形状中的角部与角部前后的区块的角度中的至少一方，来选择所述多个同一圆弧形状的加工路径和所述多个同心圆形状的加工路径中的某一方。
(c)在(b)所记载的线放电加工机的控制装置中，也可以是，所述加工路径选择部在不满足以下的条件(1)～(3)中的至少一个的情况下选择所述多个同心圆形状的加工路径：
(1)角部的圆弧半径为规定值以下；
(2)角部的圆弧中心角小于180度；
(3)角部的圆弧前后的直线区块彼此所成的角度为45度以上且135度以下。
(d)在(c)所记载的线放电加工机的控制装置中，也可以是，所述加工路径选择部在所述条件(1)～(3)全部满足的情况下选择所述多个同一圆弧形状的加工路径。
(e)在(a)至(d)中的任一项所记载的线放电加工机的控制装置中，也可以是，还具备显示部，所述显示部显示所述加工程序、由所述形状分析部分析出的加工形状、所述多个同一圆弧形状的加工路径以及所述多个同心圆形状的加工路径中的至少一方的信息，所述加工路径选择部基于根据所述显示部所显示的所述信息设定的外部指令，来选择所述多个同一圆弧形状的加工路径和所述多个同心圆形状的加工路径中的某一方。
发明的效果
根据本发明，能够抑制角部的加工精度的下降。
附图说明
图1是表示本实施方式所涉及的线放电加工机的概要立体图。
图2是表示本实施方式所涉及的线放电加工机的控制装置的结构的图。
图3是表示粗加工至精加工的多个加工工序中的角部的加工路径为同心圆形状的同心圆加工路径的图。
图4是表示粗加工至精加工的多个加工工序中的角部的加工路径为同一圆弧形状的同一圆弧加工路径的图。
图5是表示利用同一圆弧加工路径进行的加工的问题点的图。
图6是表示利用同一圆弧加工路径进行的加工的其它问题点的图。
图7是表示本实施方式的变形例所涉及的线放电加工机的控制装置的结构的图。
附图标记说明
1：线放电加工机；2：机座；3：加工槽；4：工件台；5：线电极；6：线轴；7：电动机/粉末制动器；8：制动辊；9：夹送辊；10：上引导件；11：下引导件；12：夹送辊；13：进给辊；14：线回收箱；15：CNC(数值控制装置)；16：加工电源；20：线放电加工机的控制装置；21：形状分析部；22：存储部；23：同一圆弧形状加工路径制作部；24：同心圆形状加工路径制作部；25：加工路径选择部；26：显示操作部。
具体实施方式
下面参照附图来说明本发明的实施方式的一例。此外，在各附图中，对相同或相当的部分标注相同的标记。
图1是表示本实施方式所涉及的线放电加工机的概要立体图。图1所示的线放电加工机1基于加工程序使线电极与工件(被加工物)相对移动并对工件进行放电加工。线放电加工机1反复地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)偏移了偏移值(包括线径校正值)的加工路径(也称作线径校正路径)，在各加工工序中制作偏移值不同的加工路径。线放电加工机1在各加工工序中使线电极与工件按照加工路径进行相对移动。
线放电加工机1具备机座2、加工槽3、工件台4、线电极5、线轴6、电动机/粉末制动器7、制动辊8、夹送辊9、上引导件10、下引导件11、夹送辊12、进给辊13、线回收箱14、CNC(数值控制装置)15、加工电源16以及本实施方式所涉及的线放电加工机的控制装置20。
机座2是用于载置加工槽3的机台。加工槽3是充填有加工液的、进行放电加工的空间。工件台4是用于载置被加工物W的台，通过CNC 15和控制装置20进行控制来决定该工件台4与线电极5的相对位置。
线电极5被从线轴6抽出，经由由电动机/粉末制动器7驱动的制动辊8、夹送辊9、上引导件10、下引导件11、夹送辊12和进给辊13，并被回收至线回收箱14。该线电极5在加工槽3内被上引导件10和下引导件11支承，在上引导件10与下引导件11之间被张设为一条直线状。该被张设为一直线状的线电极5在被浸在加工液中的状态下对工件W进行放电加工。
线轴6通过未图示的转矩电动机向线电极5的抽出方向的相反方向提供规定的转矩。上引导件10和下引导件11的位置根据工件W的形状、固定方法以及与工件W的加工形状相应的程序是固定或可变的。加工电源16对线电极5施加高频电压，由此能够针对工件W进行放电加工。
控制装置20进行线放电加工机1的加工路径的变更控制。具体地说，如后述的那样，控制装置20通常进行控制使得选择角部的形状为同一圆弧(相同半径)形状的同一圆弧形状的加工路径。但是，在利用同心圆形状的加工路径进行的加工中产生不良情况时，控制装置20进行控制使得选择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。控制装置20既可以设置于线放电加工机1、CNC 15，也可以设置于与它们相独立的计算机。
图2是表示本实施方式所涉及的线放电加工机的控制装置的图。图2所示的控制装置20具备形状分析部21、存储部22、同一圆弧形状加工路径制作部23、同心圆形状加工路径制作部24以及加工路径选择部25。
控制装置20(除了存储部22以外)例如由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的各种功能例如通过执行存储部22所保存的规定的软件(程序、应用)来实现。控制装置20的各种功能既可以通过硬件与软件的协作来实现，也可以只通过硬件(电子电路)来实现。
形状分析部21预读从CNC 15提供的加工程序，对工件的程序形状(加工形状)进行分析。
存储部22存储粗加工至精加工的多个加工工序中的偏移值D1、D2、D3、Dp。偏移值被设定为考虑了线电极5的线径(半径)以及放电距离等的值。存储部22例如为EEPROM等可重写的存储器。
同一圆弧形状加工路径制作部23制作从由形状分析部21分析出的程序形状偏移了存储部22中存储的偏移值的加工路径。同一圆弧形状加工路径制作部23在粗加工至精加工的多个加工工序的各工序中制作偏移值不同的加工路径。
在图4的一例中，同一圆弧形状加工路径制作部23在粗加工(1st)工序中制作从程序形状偏离了偏移值D1的加工路径P1，在精加工(2nd)工序中制作从程序形状偏移了偏移值D2(D2<D1)的加工路径P2，在精加工(3rd)工序中制作从程序形状偏移了偏移值D3(D3<D2)的加工路径P3。
在此，偏移值是考虑了线电极5的线径(半径)的值，加工路径是线电极5的中心通过的路径。由此，从程序形状偏移了偏移值的加工路径也称作线径校正路径。
另外，同一圆弧形状加工路径制作部23使在加工路径P1、P2、P3中角部的形状为同一圆弧形状、即相同半径形状。即，同一圆弧形状加工路径制作部23制作角部的形状为同一圆弧(相同半径)形状的加工路径P1、P2、P3。
同心圆形状加工路径制作部24与同一圆弧形状加工路径制作部23同样地制作从由形状分析部21分析出的程序形状偏移了存储部22中存储的偏移值的加工路径。同心圆形状加工路径制作部24在粗加工至精加工的多个加工工序的各加工工序中制作偏移值不同的加工路径。
在图3的一例中，同心圆形状加工路径制作部24在粗加工(1st)工序中制作从程序形状偏移了偏移值D1的加工路径P1，在精加工(2nd)工序中制作从程序形状偏移了偏移值D2(D2<D1)的加工路径P2，在精加工(3rd)工序中制作从程序形状偏移了偏移值D3(D3<D2)的加工路径P3。
另外，同心圆形状加工路径制作部24使在加工路径P1、P2、P3中角部的形状为同心圆形状、即非相同半径形状。即，同心圆形状加工路径制作部24与同一圆弧形状加工路径制作部23不同，制作角部的形状为同心圆(非相同半径)形状的加工路径P1、P2、P3。
在此，优选使用同一圆弧形状的加工路径作为加工路径。但是，本申请发明人发现不能够在程序形状整体中应用同一圆弧形状的加工路径。
例如，在利用由同一圆弧形状加工路径制作部23制作出的同一圆弧形状的加工路径进行的加工中，有时根据加工形状而发生过切(干扰)。例如，如图5所示，当在角部中伴随退刀加工(日语：逃げ加工)的情况下，在同一圆弧形状的加工路径中，粗加工的加工路径(虚线：偏移值Dn)与最终精加工的加工路径(实线：偏移值Df＝角部偏移值Dp)发生干扰，在粗加工中，相比于程序形状发生过切。
另外，有时根据加工形状，同一圆弧形状加工路径制作部23不能够制作同一圆弧形状的加工路径。在例如图6所示那样圆弧角部的前后区块为平行的直线形状的情况下，在粗加工的加工路径(虚线：偏移值Dn)的角部中，不能够制作与最终精加工的加工路径(实线：偏移值Df＝角部偏移值Dp)的角部相同的圆弧形状(相同半径形状)。如果在虚线与实线的交点处制作同一圆弧半径的路径时，圆弧路径短，角部的加工精度差。另外，有时发生过切(干扰)。
因此，加工路径选择部25基于加工程序、由形状分析部21分析出的程序形状、多个同一圆弧形状的加工路径以及多个同心圆形状的加工路径中的至少一方，来选择多个同一圆弧形状的加工路径和多个同心圆形状的加工路径中的某一方来作为加工路径。
例如，加工路径选择部25基于程序形状中的角部的圆弧半径和圆弧中心角、以及程序形状中的角部与角部前后的区块所成的角度中的至少一方，来选择多个同一圆弧形状的加工路径和多个同心圆形状的加工路径中的某一方。
或者，例如加工路径选择部25基于多个同一圆弧形状的加工路径中的任一个中的角部的圆弧半径和圆弧中心角、以及多个同一圆弧形状的加工路径中的任一个中的角部与角部前后的区块所成的角度中的至少一方，来选择多个同一圆弧形状的加工路径和多个同心圆形状的加工路径中的某一方。
或者，例如加工路径选择部25基于多个同心圆形状的加工路径中的最终精加工路径中的角部的圆弧半径和圆弧中心角、以及多个同心圆形状的加工路径中的最终精加工路径中的角部与角部前后的区块所成的角度中的至少一方，来选择多个同一圆弧形状的加工路径和多个同心圆形状的加工路径中的某一方。
例如在以下的条件全部满足的情况下，在利用多个同一圆弧形状的加工路径进行的加工中不产生上述问题点，因此加工路径选择部25选择多个同一圆弧形状的加工路径。另一方面，在不满足以下的条件中的至少一个的情况下，在利用多个同一圆弧形状的加工路径进行的加工中产生上述问题点，因此加工路径选择部25选择多个同心圆形状的加工路径。
(加工程序相关条件)
·包括圆弧区块(G02/G03、角R)
·不包括退刀加工指令(R-0)
·在圆弧区块中不包括线径校正指令(G41、G42：启动)和消除指令(G40)
·在圆弧区块的前后的区块中不包括线径校正指令(G40、G41、G42)
(程序形状相关条件)
·圆弧区块的半径(角部的圆弧半径)为规定值(例如1.0mm)以下(相当于本发明中的条件(1))
在此，将规定值设定为即使利用以往的同心圆形状的加工路径也能够进行粗加工的程序形状的最小半径即可。
在该情况下，在角部中没有退刀加工。
·圆弧区块的中心角(角部的圆弧中心角)小于180度、优选的是圆弧区块的中心角为45度以上且135度以下(相当于本发明中的条件(2))
在该情况下，圆弧角部的前后区块不是平行的直线形状
·圆弧区块的前后的直线区块彼此所成的角度为45度以上且135度以下(相当于本发明中的条件(3))
在该情况下，圆弧角部的前后区块不是平行的直线形状
·另外，也可以追加圆弧区块与前后区块相接、即角部与角部前后的区块所成的角度为180度前后(180度±1度～5度)以上这样的条件。在该情况下，在角部中没有退刀加工。
(同一圆弧形状和同心圆形状的加工路径相关条件)
·圆弧区块的半径(角部的圆弧半径)为规定值(例如1.0mm)以下(相当于本发明中的条件(1))
在此，将规定值设定为即使利用以往的同心圆形状的加工路径也能够进行粗加工的程序形状的最小半径即可。
在该情况下，在角部中没有退刀加工。
·圆弧区块的中心角(角部的圆弧中心角)小于180度，优选的是圆弧区块的中心角为45度以上且135度以下(相当于本发明中的条件(2))
·圆弧区块的前后的直线区块彼此所成的角度为45度以上且135度以下(相当于本发明中的条件(3))
在该情况下，圆弧角部的前后区块不是平行的直线形状
·同一圆弧形状的加工路径的圆弧区块的半径比0大
·在圆弧区块及其前后区块中，加工路径的偏移方向和偏移值相同
·另外，也可以追加圆弧区块与前后区块相接、即角部与角部前后的区块所成的角度为180度前后(180度±1度～5度)以上这样的条件。在该情况下，在角部中没有退刀加工。
如以上所说明的那样，根据本实施方式的线放电加工机的控制装置20，能够自动地选择使用利用同一圆弧(相同半径)形状的加工路径进行的加工以及利用同心圆(非相同半径)形状的加工路径进行的加工。例如，控制装置20通常进行控制使得选择同一圆弧(相同半径)形状的加工路径，当在利用同心圆形状的加工路径进行的加工中产生不良情况时，控制装置20能够进行控制使得选择同心圆(非相同半径)形状的加工路径。由此，能够抑制角部的加工精度的下降。
此外，为了自动地选择使用利用同一圆弧(相同半径)形状的加工路径进行的加工以及利用同心圆(非相同半径)形状的加工路径进行的加工，可以考虑修正程序使得确定在区块中应用利用哪个加工路径进行的加工(例如G代码或M代码等)。另外，为了修正程序，可以考虑准备专用的CAM(Computer Aided Manufacturing：计算机辅助制造)。但是，根据本实施方式的线放电加工机的控制装置20，即使不修正程序也能够自动地选择使用利用同一圆弧(相同半径)形状的加工路径进行的加工以及利用同心圆(非相同半径)形状的加工路径进行的加工。
以上对本发明的实施方式进行了说明，但本发明不限定为上述的实施方式，能够进行各种变更和变形。例如，在上述的实施方式中，自动地进行同一圆弧形状的加工路径和同心圆形状的加工路径的选择，但也可以手动地进行同一圆弧形状的加工路径和同心圆形状的加工路径的选择。
在该情况下，如图7所示，线放电加工机的控制装置20还具备显示操作部26，所述显示操作部26显示加工程序、由形状分析部21分析出的程序形状(加工形状)以及多个同一圆弧形状的加工路径和多个同心圆形状的加工路径中的至少一方的信息。在图7中，显示操作部26经由加工路径选择部25获取上述的信息，但也可以直接从CNC 15、形状分析部21、同一圆弧形状加工路径制作部23和同心圆形状加工路径制作部24获取上述的信息。
由此，操作者能够通过显示操作部26所显示的信息来确认是否满足上述的条件的全部。即，操作者能够确认是否能够在程序形状整体中应用同一圆弧(相同半径)形状的加工路径。操作者基于确认的结果借助显示操作部26在控制装置20中设定与选择同一圆弧形状的加工路径和同心圆形状的加工路径中的哪一个有关的指令。加工路径选择部25基于根据显示操作部26所显示的信息设定的外部指令，选择多个同一圆弧形状的加工路径和多个同心圆形状的加工路径中的某一方来作为加工路径。
由此，能够手动地选择使用利用同一圆弧(相同半径)形状的加工路径进行的加工和利用同心圆(非相同半径)形状的加工路径进行的加工。由此，能够抑制角部的加工精度的下降。
另外，在上述的实施方式中，对内角部的加工进行了说明，但本发明的特征也能够应该于外角部的加工。