專利名稱：導(dǎo)線放電設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種導(dǎo)線放電設(shè)備的控制，尤其涉及一種避免放電而產(chǎn)生的導(dǎo)線電極消耗所引起的加工誤差的導(dǎo)線放電設(shè)備。
背景技術(shù)：
導(dǎo)線放電設(shè)備是在將被加工的工件和導(dǎo)線電極之間施加一個(gè)電壓，以產(chǎn)生放電，從而將工件加工成所要求的形狀。導(dǎo)線電極在拉力作用下垂直張緊，并且以給定的速度從下部向上部或者從上部向下部送進(jìn)。在導(dǎo)線電極面對(duì)工件的位置，會(huì)發(fā)生放電以去除工件材料，從而對(duì)工件進(jìn)行加工。在加工過(guò)程中，不僅僅是工件本身由于放電被消耗，導(dǎo)線電極也會(huì)由于放電而被消耗。
例如，在導(dǎo)線電極從上部向下部向下送進(jìn)的情況下，由于導(dǎo)線電極向下移動(dòng)，導(dǎo)線電極消耗的程度將增加。因而隨著導(dǎo)線向下部傳送，導(dǎo)線電極的直徑將變小。另一方面，導(dǎo)線中心軸線與程序規(guī)定路徑之間(programmed path)的補(bǔ)償量保持恒定，程序規(guī)定路徑(為導(dǎo)線半徑與導(dǎo)線電極和工件之間的間隙量之和)確定加工形狀。這樣，間隙量沿向工件下部的方向增加，增加的量為導(dǎo)線直徑的減小量，所以導(dǎo)致不充分加工，引起加工槽的寬度和/或加工量的減少。結(jié)果，加工工件形狀的直線度將受到影響。尤其是，如圖7所示，工件1的寬度沿向下部的方向增加，增加的量為導(dǎo)線電極2直徑減小的量。在沖壓凸模(a punch shape)的加工中，會(huì)出現(xiàn)下面的情況，即要被加工成圓柱形狀的工件被加工成了斜截的圓錐形，如圖8a所示。在沖壓凹模(a die shape)的加工中，會(huì)出現(xiàn)被加工的孔的直徑沿導(dǎo)線送進(jìn)的方向向下減小，如圖8b所示。
然而，在傳統(tǒng)的導(dǎo)線放電設(shè)備中，沒(méi)有采用任何方法防止由于導(dǎo)線電極的消耗而產(chǎn)生的對(duì)加工形狀的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種導(dǎo)線放電設(shè)備，該設(shè)備能夠防止由于導(dǎo)線電極的消耗而導(dǎo)致的加工形狀誤差。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，導(dǎo)線放電設(shè)備包括存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)，用于存儲(chǔ)防止放電引起的導(dǎo)線電極消耗所導(dǎo)致的導(dǎo)線電極的直線度誤差的直線度-誤差校正量；運(yùn)動(dòng)路徑確定機(jī)構(gòu)，用于根據(jù)存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)中的直線度誤差校正量，獲取在第一個(gè)與工件平行平面上導(dǎo)線電極運(yùn)動(dòng)路徑在導(dǎo)線電極補(bǔ)償方向上的第一個(gè)校正量，和在第二個(gè)與工件平行平面上導(dǎo)線電極運(yùn)動(dòng)路徑補(bǔ)償方向上的第二個(gè)校正量，并且用第一個(gè)已校正的補(bǔ)償量校正第一個(gè)平面上的運(yùn)動(dòng)路徑，第一個(gè)已校正的補(bǔ)償量是根據(jù)第一個(gè)校正量和取決于導(dǎo)線半徑和放電間隙的預(yù)定補(bǔ)償量獲得的，以及通過(guò)由所述第二個(gè)校正量和預(yù)定補(bǔ)償量而獲得的第二個(gè)已校正的補(bǔ)償量校正第二個(gè)平面上的運(yùn)動(dòng)路徑，從而確定上部和下部導(dǎo)線導(dǎo)向器相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)路徑。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，導(dǎo)線放電設(shè)備包括存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)，用于存儲(chǔ)防止放電引起的導(dǎo)線電極消耗所導(dǎo)致的導(dǎo)線電極的直線度誤差的直線度誤差校正量；運(yùn)動(dòng)路徑確定機(jī)構(gòu)，用于根據(jù)存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)中的直線度誤差校正量，獲取在第一個(gè)與工件平行平面上導(dǎo)線電極運(yùn)動(dòng)路徑在導(dǎo)線電極在補(bǔ)償方向上的第一個(gè)校正量，和在第二個(gè)與工件平行平面上導(dǎo)線電極運(yùn)動(dòng)路徑在補(bǔ)償方向上第二個(gè)校正量，并且用第一個(gè)已校正的補(bǔ)償量校正第一個(gè)平面上的運(yùn)動(dòng)路徑，第一個(gè)已校正的補(bǔ)償量是根據(jù)第一個(gè)校正量和取決于導(dǎo)線半徑和放電間隙的預(yù)定補(bǔ)償量而獲得的，以及通過(guò)由所述第二個(gè)校正量、預(yù)定補(bǔ)償量和用于錐度加工的預(yù)定錐度偏移量而獲得的第二個(gè)已校正的補(bǔ)償量校正第二個(gè)平面上的運(yùn)動(dòng)路徑，因此確定在錐度加工中上部和下部導(dǎo)線導(dǎo)向器相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)路徑。
運(yùn)動(dòng)路徑確定機(jī)構(gòu)能夠獲取第一個(gè)平面上的第一個(gè)已校正的補(bǔ)償量和第二個(gè)平面上的第二個(gè)已校正的補(bǔ)償量，且這兩個(gè)補(bǔ)償量互不相同，因此對(duì)第一個(gè)和第二個(gè)平面上的運(yùn)動(dòng)路徑進(jìn)行不同的校正。
直線度誤差校正量可以由一個(gè)角度值或者角度的正切給出。
存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)可以包括一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，其位于導(dǎo)線放電設(shè)備的控制器內(nèi)，儲(chǔ)存不同類型的導(dǎo)線電極和加工條件下的多個(gè)直線度誤差校正量。在這種情況下，可以根據(jù)導(dǎo)線電極加工所指定的不同類型的導(dǎo)線電極和加工條件，從控制器內(nèi)的數(shù)據(jù)庫(kù)中選取直線度誤差校正量。


圖1是一個(gè)視圖，用于說(shuō)明防止導(dǎo)線電極的消耗而導(dǎo)致直線度誤差的本發(fā)明的原則；圖2是一個(gè)視圖，用于說(shuō)明在工件的下部表面作為導(dǎo)線電極傾斜的參考平面的情況下，本發(fā)明中防止直線度誤差的補(bǔ)償校正；圖3是一個(gè)視圖，用于說(shuō)明程序平面(a program plane)在工件下部表面上的情況下，本發(fā)明中的補(bǔ)償校正，其中下部表面作為參考平面；圖4是一個(gè)視圖，用于說(shuō)明在本發(fā)明中，上部和下部導(dǎo)線導(dǎo)向器為補(bǔ)償校正的移動(dòng)量；圖5是一個(gè)方框圖，表示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的導(dǎo)線放電設(shè)備的基本部分；圖6是同一個(gè)實(shí)施例的導(dǎo)線放電設(shè)備中的運(yùn)動(dòng)指令輸出程序的流程圖；圖7是一個(gè)視圖，用于說(shuō)明放電引起的導(dǎo)線電極消耗所導(dǎo)致的不充分加工的原因；圖8a是一個(gè)視圖，用于說(shuō)明在沖壓凸模加工中電極消耗所導(dǎo)致的不充分加工；圖8b是一個(gè)視圖，用于說(shuō)明在沖壓凹模加工中的不充分加工；圖9a是一個(gè)平面視圖，表示了在本發(fā)明的直線度誤差校正應(yīng)用于錐度加工的情況下，程序平面和工件的上部表面上的運(yùn)動(dòng)路徑；圖9b是運(yùn)動(dòng)路徑的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式
對(duì)于某種材質(zhì)的工件加工，由導(dǎo)線電極消耗引起的直線度誤差僅由導(dǎo)線電極的種類、加工條件(比如，使用的拉力、導(dǎo)線電極的送進(jìn)速度、導(dǎo)線電極和工件之間的電壓、工作液量、加工速度等)和工件的厚度決定。因此，在本發(fā)明中，預(yù)先測(cè)量直線度誤差，并且，在加工時(shí)，通過(guò)作為校正量的校正角校正由程序指示的運(yùn)動(dòng)路徑，從而防止了放電引起的導(dǎo)線電極的消耗而導(dǎo)致形狀誤差，該校正角是根據(jù)直線度誤差而確定的。
圖1是一個(gè)視圖，用于說(shuō)明防止導(dǎo)線電極的消耗而導(dǎo)致直線度誤差的本發(fā)明的原則。
在圖1中，符號(hào)h(0≤h≤H0(工件厚度))表示起始于工件下部表面的高度，該表面作為防止直線誤差導(dǎo)線電極傾斜的參考平面；WP表示起始于工件底座(workpiece bed)3的上部表面的距離，該距離表明了程序平面的位置，在該位置上，工件1被加工成加工程序規(guī)定的形狀；WP2表示從程序平面的位置到工件的上表面之間的距離；h1表示從工件底座3的上表面到工件的下表面之間的高度(h1被認(rèn)為是，在工件加工過(guò)程中，通過(guò)使用如小工作臺(tái)之類的工具將工件從工件底座3抬高而形成的高度)；φ(見(jiàn)圖8a和8b)表示用于補(bǔ)償導(dǎo)線電極的消耗而引起的直線度誤差而確定的校正角。在本發(fā)明中，程序平面(第一個(gè)平面)上的校正量d1’和工件的上表面(不同于程序平面的第二個(gè)平面)上的校正量d2’通過(guò)下面的公式(1)、(2)確定d1’＝{(h+h1)-WP}tanφ …(1)d2’＝{(WP+WP2)-(h+h1)}tanφ…(2)通過(guò)使用校正量d1’在補(bǔ)償方向上校正由程序指示的加工形狀，可以在程序平面上獲得已校正的加工形狀。類似地，通過(guò)使用校正量d2’在補(bǔ)償方向上校正指示的加工形狀，可以在工件上表面上(不同于程序平面的另一個(gè)平面)獲得已校正的加工形狀。
由加工程序指示的加工形狀表示了導(dǎo)線電極2的中心軸移動(dòng)的路徑。另一方面，導(dǎo)線電極有其自己的尺寸(直徑)同時(shí)要提供放電間隙，從而，當(dāng)根據(jù)程序規(guī)定的路徑進(jìn)行加工時(shí)，無(wú)法獲得想要的加工形狀。由于這個(gè)原因，導(dǎo)線電極中心軸的運(yùn)動(dòng)路徑要從程序規(guī)定的路徑向右或者向左偏移，以遠(yuǎn)離工件的構(gòu)成最終產(chǎn)品的部位，從而校正加工形狀。也就是說(shuō)，確定從相應(yīng)于程序規(guī)定的加工形狀的路徑向右或者向左偏移(以下，該偏移稱為導(dǎo)線直徑補(bǔ)償)的路徑，也就完成了補(bǔ)償校正，該補(bǔ)償量是放電間隙量與導(dǎo)線電極半徑之和。
通常，導(dǎo)線直徑補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償量在工件厚度方向上總是恒定的。特別是，當(dāng)以某一個(gè)補(bǔ)償量進(jìn)行程序設(shè)計(jì)加工時(shí)，用于計(jì)算工件下表面(程序平面)上的補(bǔ)償路徑的補(bǔ)償量也應(yīng)用于計(jì)算工件上表面(不同于程序平面的另一個(gè)平面)上的補(bǔ)償路徑。與此相反，為了防止導(dǎo)線電極消耗引起的直線度誤差，本發(fā)明使用不同的補(bǔ)償量計(jì)算程序平面上的路徑和與其相互獨(dú)立的另一個(gè)平面上的路徑。
在此假設(shè)，為導(dǎo)線直徑補(bǔ)償所設(shè)的補(bǔ)償量(該補(bǔ)償量等于放電間隙量與導(dǎo)線電極半徑的和)由d0表示。在本發(fā)明中，從剛剛提到的補(bǔ)償量d0中加上或減去前面提到的程序平面和工件上表面(即，不同于程序平面的另一個(gè)平面)上的校正量d1’和d2’，以便獨(dú)立地確定這些平面上的補(bǔ)償路徑，這些補(bǔ)償路徑進(jìn)一步考慮到了導(dǎo)線電極消耗引起的直線誤差。
圖1中，如果導(dǎo)線電極2從上部向下部送進(jìn)，隨著導(dǎo)線電極向工件1的底部移動(dòng)，由于放電引起的導(dǎo)線電極消耗，導(dǎo)線電極變細(xì)。因此，如用于說(shuō)明沖壓凸模(a punch shape)加工的圖8a和用于說(shuō)明沖壓凹模(a dieshape)加工的圖8b所示，加工完的工件1在形狀上越向底部越寬。換句話說(shuō)，不充分加工出現(xiàn)在工件下部形狀上。
在這點(diǎn)上，防止導(dǎo)線電極2的消耗引起的誤差的校正與常規(guī)的導(dǎo)線直徑補(bǔ)償校正(ordinary wire diameter offset correction)一同，在防止向底部變寬的趨勢(shì)的方向上進(jìn)行校正。通過(guò)從導(dǎo)線直徑補(bǔ)償量d0中減去校正量d1’確定程序平面上的補(bǔ)償量d1(以下稱為已校正的補(bǔ)償量)，如下面的公式(3)所示，其中補(bǔ)償量d1考慮到了導(dǎo)線電極消耗引起的直線度誤差。另一方面，如圖1所示，工件上表面(不同于程序平面的另一個(gè)平面)上的校正量d2’應(yīng)用到與程序平面上應(yīng)用的校正量d1’的方向相反的方向上。因此，校正量d2’與導(dǎo)線直徑補(bǔ)償量d0相加確定了已校正的補(bǔ)償量d2，如下面的公式(4)所示d1＝d0-|d1’| …(3)
d2＝d0+|d2’|…(4)另一方面，在圖1中，當(dāng)導(dǎo)線電極從下部向上部送進(jìn)時(shí)，在校正量和導(dǎo)線直徑補(bǔ)償量之間存在一個(gè)相反的關(guān)系，從而，已校正的補(bǔ)償量d1和d2由下面的公式(5)、(6)表示d1＝d0+|d1’|…(5)d2＝d0-|d2’|…(6)如果參考平面的高度h等于工件的高度H0，那么，根據(jù)公式(2)，工件上表面(不同于程序平面的另一個(gè)平面)上的校正量d2’為0。這樣，在工件上表面(不同于程序平面的另一個(gè)平面)上，已校正的補(bǔ)償量d2等于d0，從而只進(jìn)行常規(guī)的導(dǎo)線直徑補(bǔ)償校正就足夠了。在程序平面上，使用已校正的補(bǔ)償量d1(＝d0-{(H0+h1)-WP}tanφ)進(jìn)行校正，如圖2中的箭頭所示。
如果參考平面的高度h是0，因此程序平面位于工件的下表面(h1＝WP)，那么，程序平面上的校正量d1’由公式(1)確定為0。對(duì)于工件上表面(不同于程序平面的另一個(gè)平面)，由于滿足h1＝WP和WP2＝H0這兩個(gè)關(guān)系，因此，工件上表面上的校正量d2’由公式(2)確定如下d2’＝WP2tanφ＝H0tanφ。所以，在工件上表面(不同于程序平面的另一個(gè)平面)上的已校正的補(bǔ)償量d2由公式d2＝d0+WP2tanφ＝d0+H0tanφ確定，并且如圖3箭頭所示進(jìn)行校正。對(duì)于程序平面(工件下表面)，通過(guò)使用已校正的補(bǔ)償量d1(＝d0)，只進(jìn)行常規(guī)的導(dǎo)線直徑補(bǔ)償校正。
導(dǎo)線電極2由上部和下部導(dǎo)線導(dǎo)向器4和5支撐。如圖4所示，上部導(dǎo)線導(dǎo)向器4通常被放置在工件上表面的上方，而下部導(dǎo)線導(dǎo)向器5通常被放置在工件底座3的工件安裝表面的下方。下部導(dǎo)線導(dǎo)向器5相對(duì)于固定有工件和工件底座3的工作臺(tái)是可移動(dòng)的，這樣可以使其沿使用程序平面上的補(bǔ)償量確定的路徑進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。上部導(dǎo)線導(dǎo)向器4可相對(duì)于下部導(dǎo)線導(dǎo)向器5運(yùn)動(dòng)，這樣可以使其沿使用工件上表面(不同于程序平面的另一個(gè)平面)上的補(bǔ)償量確定的路徑運(yùn)動(dòng)。下部導(dǎo)線導(dǎo)向器5與伺服電動(dòng)機(jī)相連，該伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)下部導(dǎo)線導(dǎo)向器5沿互相垂直的X和Y軸方向。由于這樣的布置，相對(duì)固定的工作臺(tái)，移動(dòng)下部導(dǎo)線導(dǎo)向器5，而使得下部導(dǎo)線導(dǎo)向器5和工作臺(tái)之間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。作為選擇，導(dǎo)線放電設(shè)備也可以如下布置，即下部導(dǎo)線導(dǎo)向器5固定不動(dòng)，可移動(dòng)的工作臺(tái)與伺服電動(dòng)機(jī)相連。只要下部導(dǎo)線導(dǎo)向器和工作臺(tái)之間可以相對(duì)運(yùn)動(dòng)，任何形式的導(dǎo)線放電設(shè)備都可以使用。
上部導(dǎo)線導(dǎo)向器4與伺服電動(dòng)機(jī)相連，該伺服電動(dòng)機(jī)沿U和V軸方向驅(qū)動(dòng)上部導(dǎo)線導(dǎo)向器4，其中U和V軸延長(zhǎng)線相互垂直，如同X和Y軸。
為了通過(guò)程序平面和工件上表面(不同于程序平面的另一個(gè)平面)上的已校正的補(bǔ)償量d1和d2進(jìn)行偏移方向上的校正，應(yīng)該移動(dòng)下部和上部導(dǎo)線導(dǎo)向器5、4，它們分別從程序規(guī)定的形狀和下部導(dǎo)線導(dǎo)向器5的移動(dòng)量是校正量dlo和校正量dup，校正量dlo和校正量dup由下式表示dlo=(h+h1+H1)-d0/tanφ(WP+H1)-(h+h1+H1-d0/tanφ)·d1]]>=h+h1+H1-d0/tanφWP-h-h1+d0/tanφ·d1··········(7)]]>dup=Ha(WP+WP2+H1)-{(h+h1+H1)+d0/tanφ}·d2]]>=HaWP+WP2-h-h1+d0/tanφ·d2·········(8)]]>其中，H1表示工件底座3的上表面和下部導(dǎo)線導(dǎo)向器5之間的距離，Ha表示下部導(dǎo)線導(dǎo)向器5和上部導(dǎo)線導(dǎo)向器4之間的距離。
在導(dǎo)線電極從上部向下部送進(jìn)的情況下，通過(guò)將公式(3)、(4)的右邊分別代入公式(7)、(8)中的d1、d2可以確定校正量dlo、dup，在導(dǎo)線電極從下部向上部送進(jìn)的情況下，通過(guò)將公式(5)、(6)的右邊分別代入公式(8)、(9)中的d1、d2可以確定校正量dlo、dup。當(dāng)導(dǎo)線電極從上部向下部送進(jìn)時(shí)，校正量dlo、dup確定如下dlo=h+h1+H1-d0/tanφWP-h-h1-d0/tanφ·{d0-|(h+h1-WP)tanφ|}·······(9)]]>dup=HaWP+WP2-h-h1+d0/tanφ·{d0+|(WP+WP2-h-h1)tanφ|}······(10)]]>在補(bǔ)償方向上通過(guò)校正量dlo改變程序規(guī)定的加工形狀，可以確定下部導(dǎo)線導(dǎo)向器5的運(yùn)動(dòng)路徑，而通過(guò)改變下部導(dǎo)線導(dǎo)向器5的運(yùn)動(dòng)路徑，可以確定上部導(dǎo)線導(dǎo)向器4的運(yùn)動(dòng)路徑，其中改變下部導(dǎo)線導(dǎo)向器5的運(yùn)動(dòng)路徑是通過(guò)補(bǔ)償方向上的校正量dup改變的(參見(jiàn)圖4)。這些運(yùn)動(dòng)路徑分別指示給與上部和下部導(dǎo)線導(dǎo)向器4、5相連的伺服電動(dòng)機(jī)。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的導(dǎo)線放電設(shè)備的方框圖。標(biāo)記10表示一個(gè)控制器，該控制器由例如控制導(dǎo)線放電設(shè)備的數(shù)字控制單元構(gòu)成。比如，控制器10包括處理器11、由ROM和RAM等構(gòu)成并通過(guò)總線18與處理器11相連的存儲(chǔ)器12、顯示裝置13、輸入設(shè)備14如鍵盤、能夠?qū)⒓庸こ绦虻葟耐獠看鎯?chǔ)介質(zhì)輸入或?qū)⒓庸こ绦蜉敵龅酵獠看鎯?chǔ)介質(zhì)的接口15、軸控制機(jī)構(gòu)16以及輸入/輸出電路17。
軸控制機(jī)構(gòu)16用來(lái)控制X和Y軸伺服電動(dòng)機(jī)25x、25y以分別在相互垂直的X和Y軸方向上驅(qū)動(dòng)下部導(dǎo)線導(dǎo)向器5，同時(shí)控制Z軸伺服電動(dòng)機(jī)25z以在與X和Y軸垂直的方向上驅(qū)動(dòng)上部導(dǎo)線導(dǎo)向器4，并且控制U和V軸伺服電動(dòng)機(jī)25u、25v以在垂直的U和V軸方向上驅(qū)動(dòng)上部導(dǎo)線導(dǎo)向器4，從而完成錐度加工和/或完成防止導(dǎo)線電極消耗引起的直線度誤差的校正。軸控制機(jī)構(gòu)16由諸如處理器和存儲(chǔ)器構(gòu)成，并為各個(gè)軸完成位置、速度和電流反饋控制。軸伺服電動(dòng)機(jī)25x、25y、25z、25u和25v通過(guò)每個(gè)軸的伺服放大器21x、21y、21z、21u和21v與軸控制機(jī)構(gòu)16線連。盡管每個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)25x、25y、25z、25u和25v都裝有位置/速度探測(cè)器，并且設(shè)計(jì)成能夠向軸控制機(jī)構(gòu)16完成位置/速度反饋，但在圖5中省略了圖解說(shuō)明。
與輸入/輸出電路17相連的是電力電路22、自動(dòng)導(dǎo)線連接裝置23、導(dǎo)線電極送進(jìn)器24以及其它外圍設(shè)備，其中，電力電路22在導(dǎo)線電極2和工件1之間施加電壓并使其間產(chǎn)生放電，自動(dòng)導(dǎo)線連接裝置23使導(dǎo)線電極穿過(guò)形成在工件上的加工開始孔，導(dǎo)線電極送進(jìn)器24送進(jìn)導(dǎo)線電極。
前面提到的導(dǎo)線放電設(shè)備的構(gòu)成與傳統(tǒng)的導(dǎo)線放電設(shè)備的構(gòu)成實(shí)質(zhì)上是相同的。
根據(jù)本實(shí)施例，當(dāng)在工件材質(zhì)、導(dǎo)線電極、加工條件、工件厚度的不同組合的條件下進(jìn)行加工操作時(shí)，預(yù)先測(cè)量直線誤差。然后，分別對(duì)應(yīng)于上述的組合條件，確定作為校正量的防止直線度誤差的校正角φ值或者φ的正切值，并且以數(shù)據(jù)庫(kù)的形式儲(chǔ)存在導(dǎo)線放電設(shè)備的控制器10中的非易失RAM存儲(chǔ)器中。
在開始導(dǎo)線放電加工前，操作者操作控制器10的輸入設(shè)備14，將材料的種類、加工工件的厚度以及導(dǎo)線電極的類型設(shè)定在控制器內(nèi)，并且為實(shí)現(xiàn)所需加工精度，通過(guò)利用顯示在控制器10的顯示裝置13上的加工條件設(shè)定屏，選擇和設(shè)定的加工條件。加工程序可以包含選擇和設(shè)定加工條件的指令。當(dāng)執(zhí)行加工程序中的這一指令，參照前面提到的數(shù)據(jù)庫(kù)就確定了防止直線度誤差的校正角φ。
設(shè)定導(dǎo)線直徑補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償量d0、程序平面的位置WP、程序平面和工件上表面之間的距離WP2以及參考平面的高度h，并將它們儲(chǔ)存在控制器10的存儲(chǔ)器中。同樣，也要設(shè)定工件底座3的上表面和工件下表面之間的距離h1、工件底座3的上表面和下部導(dǎo)線導(dǎo)向器5之間的距離H1、以及下部導(dǎo)線導(dǎo)向器5和上部導(dǎo)線導(dǎo)向器4之間的距離Ha，并且也將它們儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器中。
當(dāng)輸入加工指令時(shí)，處理器11將工件的材質(zhì)和厚度、導(dǎo)線電極的類型以及加工條件的設(shè)定組合，與數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，從數(shù)據(jù)庫(kù)中找到與設(shè)定組合相同或者最相近的組合，確定與數(shù)據(jù)庫(kù)中找到的組合相應(yīng)的防止直線誤差的校正角φ(步驟S1)。根據(jù)已確定的校正角φ和設(shè)定的數(shù)據(jù)，處理器按照公式(1)和(2)進(jìn)行計(jì)算，從而計(jì)算程序平面和工件上表面(不同于程序平面的另一個(gè)平面)上防止由于導(dǎo)線電極消耗引起的直線誤差的校正量d1’和d2’(步驟S2)。下一步，從導(dǎo)線直徑補(bǔ)償校正量d0加上或者減去校正量d1’， 從導(dǎo)線直徑補(bǔ)償校正量d0加上或者減去校正量d2’，從而確定程序平面和工件上表面(不同于程序平面的另一個(gè)平面)上的已校正的補(bǔ)償量d1、d2(步驟S3)。接下來(lái)，處理器從加工程序塊中讀取運(yùn)動(dòng)指令并確定程序平面上的運(yùn)動(dòng)路徑Pp(步驟S4)。然后，通過(guò)使用在步驟S3中確定的已校正的補(bǔ)償量d1、d2在補(bǔ)償方向上校正運(yùn)動(dòng)路徑Pp，分別確定已校正的運(yùn)動(dòng)路徑P1、P2(步驟S5)。
接下來(lái)，根據(jù)在步驟S3中確定的已校正的補(bǔ)償量d1、d2，計(jì)算與補(bǔ)償校正相關(guān)的下部和上部導(dǎo)線導(dǎo)向器的校正量dlo、dup(步驟S6)。然后，根據(jù)在步驟S5中確定的已校正的運(yùn)動(dòng)路徑P1、P2和在步驟S6中確定的下部和上部導(dǎo)線導(dǎo)向器的校正量dlo、dup，計(jì)算下部和上部導(dǎo)線導(dǎo)向器的運(yùn)動(dòng)路徑Plo、Pup(步驟S7)。接下來(lái)，向驅(qū)動(dòng)下部和上部導(dǎo)線導(dǎo)向器5、4的伺服電動(dòng)機(jī)25x、25y、25z、25u和25v輸出相應(yīng)于步驟S7中確定的運(yùn)動(dòng)路徑Plo、Pup的運(yùn)動(dòng)指令(步驟S8)。確定加工是否完成(步驟S9)。如果加工仍沒(méi)有完成，則返回到步驟S3。重復(fù)執(zhí)行步驟S3至步驟S9直到加工完成。
下面闡述錐度加工。
錐度加工是在工件上形成傾斜面，并且通過(guò)以下面的方式移動(dòng)上部和下部導(dǎo)線導(dǎo)向器完成加工的，這種方式是，在垂直的U和V軸方向上上部導(dǎo)線導(dǎo)向器的行程量和在垂直的X和Y軸方向上下部導(dǎo)線導(dǎo)向器的行程量之間提供相對(duì)偏離。圖9a和9b表示了錐度加工的一個(gè)例子，是分別從上面和側(cè)面看工件得到的視圖。在該圖示的例子中，工件在程序平面上形成矩形形狀，在程序平面上工件外圍和工件上表面(不同于程序平面的另一個(gè)平面)上工件外圍之間產(chǎn)生偏離Ta、Tb、Tc和Td(以下稱為錐度偏移量)。為簡(jiǎn)化圖示說(shuō)明，假設(shè)程序平面位于工件下表面。
甚至在錐度加工中，導(dǎo)線電極由于放電而被消耗，并且如果導(dǎo)線電極從上部向下部送進(jìn)，則其直徑隨向下運(yùn)動(dòng)而變細(xì)，而在現(xiàn)有技術(shù)中，與垂直加工的情況同樣，對(duì)于程序平面和工件上表面(不同于程序平面的另一個(gè)平面)，導(dǎo)線的直徑補(bǔ)償量保持恒定。因此，間隙量沿向工件底部的方向增加，增加量為導(dǎo)線直徑的減小量，從而引起不充分加工，導(dǎo)致加工的槽的寬度和/或加工量的減小。結(jié)果，正在加工的工件的寬度向底部而增加，增加量為導(dǎo)線電極的減小量，從而不可能提供一個(gè)具有指定傾斜角度的加工表面。對(duì)于沖壓凸模(a punch shape)，如果錐形形狀向向底部變寬，則工件被加工成底部寬度和錐度角度過(guò)大的形狀。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，甚至在錐度加工中，預(yù)先儲(chǔ)存在控制器中的校正角用于校正由程序指示的運(yùn)動(dòng)路徑，與垂直加工的情況相同，可以避免放電引起的導(dǎo)線電極消耗所導(dǎo)致的形狀誤差。
錐度加工的校正原理與垂直加工的校正原理相同。如果剛剛提到的校正角用φ表示，那么，程序平面上的校正量d1’和工件上表面(不同于程序平面的另一個(gè)平面)上的校正量d2’可以根據(jù)公式(1)、(2)計(jì)算出，已校正的補(bǔ)償量d1、d2可以根據(jù)公式(3)、(4)計(jì)算出。
作為對(duì)程序指令的響應(yīng)，計(jì)算程序平面上的運(yùn)動(dòng)路徑，作為對(duì)程序中的傾斜角度指令的響應(yīng)，計(jì)算工件上表面(不同于程序平面的另一個(gè)平面)上的運(yùn)動(dòng)路徑。后一個(gè)運(yùn)動(dòng)路徑與程序平面上的運(yùn)動(dòng)路徑偏離，偏離量為錐度偏移量，如圖9a和9b所示。接下來(lái)，通過(guò)使用已校正的補(bǔ)償量d1在補(bǔ)償方向上校正程序平面上的運(yùn)動(dòng)路徑，確定運(yùn)動(dòng)路徑Ptp，并且通過(guò)使用已校正的補(bǔ)償量d2在補(bǔ)償方向上校正工件上表面(不同于程序平面的另一個(gè)平面)上的運(yùn)動(dòng)路徑，確定運(yùn)動(dòng)路徑Pta。相對(duì)于校正的參考平面h確定如圖9a所示的運(yùn)動(dòng)路徑Ptp、Pta，該參考平面設(shè)在程序平面和工件上表面(不同于程序平面的另一個(gè)平面)之間，如圖9b所示。與垂直加工的情況相同，根據(jù)運(yùn)動(dòng)路徑Ptp、Pta，能夠確定和校正下部和上部導(dǎo)線導(dǎo)向器的運(yùn)動(dòng)路徑。
根據(jù)本發(fā)明，在垂直加工和錐度加工中，校正導(dǎo)線電極和工件之間的相對(duì)位置，使得它們之間的間隙保持恒定，因此，防止放電引起的導(dǎo)線電極消耗所導(dǎo)致的加工形狀誤差，從而在工件的整個(gè)厚度上，加工形狀與指定的形狀一致，因此可以獲得高度精確的加工形狀。
本發(fā)明并不限于前面闡述的實(shí)施例，可以進(jìn)行各種變化。
在前述的實(shí)施例中，闡述是基于下面的情況進(jìn)行的，即，用于防止導(dǎo)線電極消耗所引起的直線度誤差的校正角φ的值，以數(shù)據(jù)庫(kù)的形式預(yù)先儲(chǔ)存。作為選擇，校正角φ的值可以在每次加工開始時(shí)輸入。進(jìn)一步地，校正角φ的正切值可以代替校正角φ的值直接使用，以獲得程序平面上的校正量d1’和工件上表面上的校正量d2’，從而計(jì)算已校正的補(bǔ)償量d1和d2以分別獲得上部和下部導(dǎo)線導(dǎo)向器相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)路徑。此外，在實(shí)施例中，提供了步驟S2和步驟S3，在這些步驟中，確定了用于防止導(dǎo)線電極消耗所引起的直線度誤差的校正量d1’和d2’，確定了用于計(jì)算校正量dlo、dup的已校正的補(bǔ)償量d1和d2。作為選擇，校正量dlo、dup可根據(jù)公式(9)、(10)的直接進(jìn)行計(jì)算。其它方面，本發(fā)明可在不背離本發(fā)明范圍的情況下進(jìn)行變化。
權(quán)利要求
1.一種導(dǎo)線放電設(shè)備，其可以通過(guò)在工件和布置在上部和下部導(dǎo)線導(dǎo)向器間的導(dǎo)線電極之間的放電對(duì)工件進(jìn)行加工，該導(dǎo)線放電設(shè)備包括存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)，用于存儲(chǔ)避免放電引起的導(dǎo)線電極消耗所導(dǎo)致的導(dǎo)線電極的直線度誤差的直線度誤差校正量；運(yùn)動(dòng)路徑確定機(jī)構(gòu)，用于根據(jù)存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)中的直線度誤差校正量，獲取導(dǎo)線電極在與工件平行的第一個(gè)平面上的導(dǎo)線電極運(yùn)動(dòng)路徑沿補(bǔ)償方向的第一個(gè)校正量，和在與工件平行的第二個(gè)平面上的導(dǎo)線電極運(yùn)動(dòng)路徑沿補(bǔ)償方向的第二個(gè)校正量，并且用第一個(gè)已校正的校正第一個(gè)平面上的運(yùn)動(dòng)路徑，該補(bǔ)償量是根據(jù)第一個(gè)校正量和取決于導(dǎo)線半徑和放電間隙的預(yù)定補(bǔ)償量得到的，以及用第二個(gè)已校正的補(bǔ)償量校正第二個(gè)平面上的運(yùn)動(dòng)路徑，該補(bǔ)償量是根據(jù)第二個(gè)校正量和預(yù)定補(bǔ)償量得到的，這樣便確定了上部和下部導(dǎo)線導(dǎo)向器相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)路徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)線放電設(shè)備，其特征在于，所述運(yùn)動(dòng)路徑確定機(jī)構(gòu)能夠獲取第一個(gè)平面上的第一個(gè)已校正的補(bǔ)償量和第二個(gè)平面上的第二個(gè)已校正的補(bǔ)償量，這兩個(gè)補(bǔ)償量互不相同，因此對(duì)第一個(gè)和第二個(gè)平面上的運(yùn)動(dòng)路徑進(jìn)行不同的校正。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)線放電設(shè)備，其特征在于，所述直線度誤差校正量由一個(gè)角度值給出。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)線放電設(shè)備，其特征在于，所述直線度誤差校正量由一個(gè)角度的正切給出。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)線放電設(shè)備，其特征在于，所述存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)包括一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，其位于導(dǎo)線放電設(shè)備的控制器內(nèi)，用于儲(chǔ)存不同類型的導(dǎo)線電極和加工條件的多個(gè)直線度誤差校正量，并且，可以根據(jù)為導(dǎo)線電極加工指定的導(dǎo)線電極類型和加工條件，從儲(chǔ)存在控制器內(nèi)的數(shù)據(jù)庫(kù)中的多個(gè)直線誤差校正量中選取直線度誤差校正量。
6.一種導(dǎo)線放電設(shè)備，其可以通過(guò)在工件和布置在上部和下部導(dǎo)線導(dǎo)向器間的導(dǎo)線電極之間的放電對(duì)工件進(jìn)行加工，該導(dǎo)線放電設(shè)備包括存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)，用于存儲(chǔ)避免放電引起的導(dǎo)線電極消耗所導(dǎo)致的導(dǎo)線電極的直線度誤差的直線誤差校正量；運(yùn)動(dòng)路徑確定機(jī)構(gòu)，用于根據(jù)存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)中的直線度誤差校正量，獲取導(dǎo)線電極在與工件平行的第一個(gè)平面上的導(dǎo)線電極運(yùn)動(dòng)路徑沿補(bǔ)償方向的第一個(gè)校正量，和在與工件平行的第二個(gè)平面上的導(dǎo)線電極運(yùn)動(dòng)路徑沿補(bǔ)償方向的第二個(gè)校正量，并且用第一個(gè)已校正的補(bǔ)償量校正第一個(gè)平面上的運(yùn)動(dòng)路徑，該補(bǔ)償量是根據(jù)第一個(gè)校正量和取決于導(dǎo)線半徑和放電間隙的預(yù)定補(bǔ)償量得到的，以及用第二個(gè)已校正的補(bǔ)償量校正第二個(gè)平面上的運(yùn)動(dòng)路徑，該補(bǔ)償量是根據(jù)第二個(gè)校正量、預(yù)定補(bǔ)償量和用于錐度加工的預(yù)定錐度補(bǔ)償量得到的，因此確定了錐度加工過(guò)程中上部和下部導(dǎo)線導(dǎo)向器相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)路徑。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的導(dǎo)線放電設(shè)備，其特征在于，所述運(yùn)動(dòng)路徑確定機(jī)構(gòu)能夠獲取第一個(gè)平面上的第一個(gè)已校正的補(bǔ)償量和第二個(gè)平面上的第二個(gè)已校正的補(bǔ)償量，這兩個(gè)補(bǔ)償量互不相同，因此對(duì)第一個(gè)和第二個(gè)平面上的運(yùn)動(dòng)路徑進(jìn)行不同的校正。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的導(dǎo)線放電設(shè)備，其特征在于，直線度誤差校正量由一個(gè)角度值給出。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的導(dǎo)線放電設(shè)備，其特征在于，直線度誤差校正量由一個(gè)角度的正切給出。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的導(dǎo)線放電設(shè)備，其特征在于，所述存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)包括一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，其位于導(dǎo)線放電設(shè)備的控制器內(nèi)，用于儲(chǔ)存不同類型的導(dǎo)線電極和加工條件的多個(gè)直線度誤差校正量，并且，可以根據(jù)為導(dǎo)線電極加工指定的導(dǎo)線電極類型和加工條件，從儲(chǔ)存在控制器內(nèi)的數(shù)據(jù)庫(kù)中的多個(gè)直線誤差校正量中選取直線度誤差校正量。
全文摘要
一種導(dǎo)線放電設(shè)備，其能夠避免導(dǎo)線電極的消耗而引起的直線度誤差，從而消除不充分加工。預(yù)先確定校正角φ以避免消耗引起的工件直線度誤差。根據(jù)預(yù)先確定的校正角φ，確定程序平面和工件上表面上的校正量d1’、d2’，并且將其加到或從預(yù)定補(bǔ)償量中減去，預(yù)定補(bǔ)償量取決于導(dǎo)線半徑和放電間隙，因此分別確定程序平面和工件上表面上的已校正的補(bǔ)償量d1、d2。根據(jù)已校正的補(bǔ)償量d1、d2，分別得到下部和上部導(dǎo)線導(dǎo)向器在補(bǔ)償方向上的校正量dlo、dup，從而，確定上部和下部導(dǎo)線導(dǎo)向器相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)路徑。
文檔編號(hào)B23H7/18GK1496773SQ20031010230
公開日2004年5月19日 申請(qǐng)日期2003年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月24日
發(fā)明者加藤淳一, 一郎, 宮嶋敬一郎, 荒川靖雄, 雄, 幸, 緒方俊幸 申請(qǐng)人:發(fā)那科株式會(huì)社