專利名稱：電火花線切割機(jī)、基于電火花線切割機(jī)的車刀加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及進(jìn)行車刀加工的電火花線切割機(jī)、基于電火花線切割機(jī)的車刀加工方法、以及進(jìn)行車刀加工的電火花線切割機(jī)用程序生成裝置。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，使用電火花線切割機(jī)加工車刀的例子正在增加(參照日本特開(kāi)平9 一267219號(hào)公報(bào))。特別，因?yàn)镻⑶(多晶寶石)刀具或者PCBN (多晶立方晶氮化硼)刀具那樣的硬度高的材質(zhì)的被加工物是能夠放電的材質(zhì)，所以與通過(guò)歷來(lái)的研磨機(jī)的加工相比能夠高速加工或者也能夠用單一形狀的刀具(亦即線電極)進(jìn)行復(fù)雜的加工，因此使用電火花線切割機(jī)進(jìn)行其加工的情形正在增加。P⑶刀具或者PCBN刀具，作為切削刀具的材料從P⑶或者PCBN原料作為刀尖(tip)切出PCD材料或者PCBN材料，通過(guò)高頻感應(yīng)裝置熔融釬焊材料，把切出的刀尖作為切刀刃釬焊在刀桿(shank)上(以下稱“半成品車刀”)，將其加工成最終形狀，精加工成成品車刀。在釬焊工序中，因?yàn)樵谥虚g存在熔融的焊劑的狀態(tài)下定位并且固定刀尖，所以難以無(wú)誤差地把刀尖固定在設(shè)計(jì)上的理想位置上。另外，釬焊時(shí)的熱的影響或者刀尖自身的厚度不均勻也施加影響，在前傾面(rake face)上多產(chǎn)生波紋。這些的結(jié)果，當(dāng)比較半成品車刀的前傾面形狀與設(shè)計(jì)上的理·想形狀時(shí)，在很多情況下成為具有不小的誤差的形狀(參照?qǐng)D5A以及圖5B)。在前傾面的形狀和理想形狀不同的情況下，當(dāng)原樣不變使用根據(jù)理想形狀生成的加工路徑時(shí)，實(shí)際的前傾面和理想的前傾面的高度方向的誤差對(duì)于加工物的形狀精度造成惡劣影響，在高精度的加工物的制作中產(chǎn)生不可忽略的誤差。通常，為消除這樣的誤差，把刀桿固定在能夠調(diào)整傾斜度的夾具上，使刀尖傾斜后進(jìn)行加工，使前傾面最接近地成為理想形狀。這樣需要用于傾斜調(diào)整刀尖的夾具、以及用于調(diào)整傾斜度的工時(shí)。另外，因?yàn)樵谇皟A面上產(chǎn)生“波紋”那樣的情況下，即使調(diào)整前傾面的傾斜度也不能完全消除誤差，所以在加工的刃具上產(chǎn)生誤差。進(jìn)而，因?yàn)橥ㄟ^(guò)使刀尖表面傾斜車刀的基準(zhǔn)面(通常是底面)也成為傾斜的狀態(tài)，在該狀態(tài)下把刀尖加工成最終形狀，所以實(shí)際在把刀尖固定在車床等上使用時(shí)，和車刀加工時(shí)同樣，需要傾斜基準(zhǔn)面在刃具臺(tái)上固定刀尖這樣煩雜的作業(yè)，在每次更換車刀時(shí)需要進(jìn)行同樣的調(diào)整。這樣在現(xiàn)有的加工方法中，在車刀的制造和使用雙方中工時(shí)增大，同時(shí)由于前傾面的性狀制作高精度的刃具自身困難。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供進(jìn)行車刀加工的電火花線切割機(jī)、基于電火花線切割機(jī)的車刀的加工方法、以及進(jìn)行車刀加工的電火花線切割機(jī)用程序生成裝置，即通過(guò)在加工前使用測(cè)量裝置測(cè)量刀尖表面的傾斜度或者波紋，把本來(lái)的加工軌跡變換為與測(cè)定的刀尖的實(shí)際表面一致的軌跡，能夠高精度地制作容易使用的刃具。本發(fā)明的進(jìn)行車刀加工的電火花線切割機(jī)，遵照加工程序，使線電極和載放了安裝有刀尖的車刀的工作臺(tái)相對(duì)移動(dòng)，進(jìn)行上述車刀的邊緣部的加工。該電火花線切割機(jī)具有:測(cè)定部，用于測(cè)定上述加工程序的路徑上的多個(gè)點(diǎn)處離開(kāi)基準(zhǔn)面的高度；誤差計(jì)算部，用于根據(jù)由上述測(cè)定部測(cè)定的高度，計(jì)算上述刀尖表面相對(duì)于沒(méi)有刀尖安裝誤差的基準(zhǔn)前傾面的高度誤差；修正量計(jì)算部，用于根據(jù)上述計(jì)算出的各測(cè)定點(diǎn)處的誤差、以及進(jìn)行由上述加工程序指示的加工時(shí)的線電極的錐形角度，計(jì)算各測(cè)定點(diǎn)處的修正量，使上述車刀的邊緣部的水平面上的位置與基準(zhǔn)前傾面上的邊緣部的水平面上的位置一致；和控制部，用于根據(jù)通過(guò)上述修正量計(jì)算部計(jì)算出的修正量控制上述線電極和上述車刀的相對(duì)移動(dòng)。在上述車刀的加工對(duì)象物是旋轉(zhuǎn)體的情況下，上述修正量計(jì)算部能夠根據(jù)上述誤差、進(jìn)行由上述加工程序指示的加工時(shí)的線電極的錐形角度以及從上述加工對(duì)象物的旋轉(zhuǎn)中心軸到上述車刀的邊緣部的距離，計(jì)算各測(cè)定點(diǎn)處的修正量，使上述車刀的邊緣部離開(kāi)上述加工對(duì)象物的旋轉(zhuǎn)中心軸的距離與基準(zhǔn)前傾面上的邊緣部離開(kāi)上述加工對(duì)象物的旋轉(zhuǎn)中心軸的距離一致。本發(fā)明的電火花線切割機(jī)的車刀加工方法遵照加工程序，使線電極和載放了安裝有刀尖的車刀的工作臺(tái)相對(duì)移動(dòng)，進(jìn)行上述車刀的邊緣部的加工，該基于電火花線切割機(jī)的車刀加工方法包含:測(cè)定上述加工程序的路徑上的多個(gè)點(diǎn)處離開(kāi)基準(zhǔn)面的高度的步驟；根據(jù)上述測(cè)定的高度，計(jì)算上述刀尖表面的相對(duì)于沒(méi)有刀尖安裝誤差的基準(zhǔn)前傾面的高度誤差的步驟；根據(jù)上述計(jì)算出的各測(cè)定點(diǎn)處的誤差、以及進(jìn)行由上述加工程序指示的加工時(shí)的線電極的錐形角度，計(jì)算各測(cè)定點(diǎn)處的修正量，使上述車刀的邊緣部的水平面上的位置與基準(zhǔn)前傾面上的邊緣部的水平面上的位置一致的步驟；和根據(jù)上述計(jì)算出的修正量控制上述線電極和上述車刀的相對(duì)位置的步驟。在上述 車刀的加工對(duì)象物是旋轉(zhuǎn)體的情況下，在計(jì)算上述修正量的步驟中，根據(jù)上述誤差、進(jìn)行由上述加工程序指示的加工時(shí)的線電極的錐形角度、和從上述加工對(duì)象物的旋轉(zhuǎn)中心軸到上述車刀的邊緣部的距離，計(jì)算各測(cè)定點(diǎn)處的修正量，使上述車刀的邊緣部離開(kāi)上述加工對(duì)象物的旋轉(zhuǎn)中心軸的距離與基準(zhǔn)前傾面上的邊緣部離開(kāi)上述加工對(duì)象物的旋轉(zhuǎn)中心軸的距離一致。本發(fā)明的進(jìn)行車刀加工的電火花線切割機(jī)用程序生成裝置生成加工車刀的邊緣部的程序，該電火花線切割機(jī)用程序生成裝置具有:加工路徑生成部，用于生成相對(duì)于沒(méi)有誤差的基準(zhǔn)前傾面的加工路徑；輸入部，用于輸入測(cè)定上述加工路徑上的多個(gè)點(diǎn)處的離開(kāi)基準(zhǔn)面的高度的結(jié)果；誤差計(jì)算部，用于根據(jù)上述輸入的值，計(jì)算刀尖表面相對(duì)于沒(méi)有刀尖安裝誤差的基準(zhǔn)前傾面的高度的誤差；修正量計(jì)算部，用于根據(jù)上述計(jì)算出的各測(cè)定點(diǎn)處的誤差、以及設(shè)計(jì)上決定的車刀的前傾面和后隙面形成的角度，計(jì)算各測(cè)定點(diǎn)處的修正量，使上述車刀的邊緣部的水平面上的位置與基準(zhǔn)前傾面上的邊緣部的水平面上的位置一致；加工路徑計(jì)算部，用于根據(jù)上述計(jì)算出的修正量，計(jì)算修正了上述加工路徑的新的加工路徑；和加工程序生成部，用于生成相對(duì)于上述計(jì)算出的新的加工路徑的加工程序。本發(fā)明的進(jìn)行車刀加工的電火花線切割機(jī)用程序生成裝置，生成加工車刀的邊緣部的程序，該電火花線切割機(jī)用程序生成裝置具有:存儲(chǔ)部，用于存儲(chǔ)用于加工上述車刀的加工程序；輸入部，用于輸入測(cè)定上述加工程序的路徑上的多個(gè)點(diǎn)處的、離開(kāi)基準(zhǔn)面的高度的結(jié)果；誤差計(jì)算部，用于根據(jù)上述輸入的值，計(jì)算刀尖表面相對(duì)于沒(méi)有刀尖安裝誤差的基準(zhǔn)前傾面的高度的誤差；修正量計(jì)算部，用于根據(jù)上述計(jì)算出的各測(cè)定點(diǎn)處的誤差、以及設(shè)計(jì)上決定的車刀的前傾面和后隙面形成的角度，計(jì)算各測(cè)定點(diǎn)處的修正量，使上述車刀的邊緣部的水平面上的位置與基準(zhǔn)前傾面上的邊緣部的水平面上的位置一致；和加工程序生成部，用于根據(jù)上述計(jì)算出的修正量，生成修正了上述加工程序的新的加工程序。在上述車刀的加工對(duì)象物是旋轉(zhuǎn)體的情況下，上述修正量計(jì)算部根據(jù)上述誤差、設(shè)計(jì)上決定的車刀的前傾面和后隙面形成的角度、和從上述加工對(duì)象物的旋轉(zhuǎn)中心軸到上述車刀的邊緣部的距離，計(jì)算各測(cè)定點(diǎn)處的修正量，使上述車刀的邊緣部離開(kāi)上述加工對(duì)象物的旋轉(zhuǎn)中心軸的距離與基準(zhǔn)前傾面上的邊緣部離開(kāi)上述加工對(duì)象物的旋轉(zhuǎn)中心軸的距離一致。根據(jù)本發(fā)明，能夠提供進(jìn)行車刀加工的電火花線切割機(jī)、基于電火花線切割機(jī)的車刀的加工方法、以及進(jìn)行車刀加工的電火花線切割機(jī)用程序生成裝置，即通過(guò)在加工前使用測(cè)量裝置測(cè)量刀尖表面的傾斜度或者波紋，把本來(lái)的加工軌跡變換為與測(cè)定的刀尖的實(shí)際表面一致的軌跡，能夠高精度地制作容易使用的刃具。


從以下參照附圖對(duì)于實(shí)施例的說(shuō)明中能夠明了本發(fā)明的上述以及其他的目的和特征。在這些圖中:圖1是示意地說(shuō)明本發(fā)明的電火花線切割機(jī)的圖；圖2是說(shuō)明可應(yīng)用本發(fā)明的電火花線切割機(jī)的概略結(jié)構(gòu)和動(dòng)作的圖；圖3A以及圖3B是說(shuō)明被加工物的加工路徑的圖(加工前)；圖4A以及圖4B是說(shuō)明被加工物的加工路徑的圖(加工后)；圖5A以及圖5B是說(shuō)明作為被加工物的車刀的加工前的實(shí)際的形狀的圖。圖6是說(shuō)明被加工物的坐標(biāo)系和車刀的相對(duì)位置關(guān)系(車刀朝向X軸方向的情況)的圖；圖7是說(shuō)明被加工物的坐標(biāo)系和車刀的相對(duì)位置關(guān)系(車刀朝向Y軸方向的情況)的圖；圖8是說(shuō)明XZ平面中的修正計(jì)算的圖；圖9是說(shuō)明YZ平面中的修正計(jì)算的圖；圖10是說(shuō)明車刀的具體的形狀的一例的圖；圖11是說(shuō)明圖1的數(shù)值控制裝置執(zhí)行的、本發(fā)明的加工程序生成處理的流程圖。
具體實(shí)施例方式圖1是說(shuō)明本發(fā)明的電火花線切割機(jī)的概要圖。電火花線切割機(jī)具有電火花線切割機(jī)本體40和控制電火花線切割機(jī)本體40的數(shù)值控制裝置20。接觸傳感器49被安裝在上導(dǎo)線部上。接觸傳感器49通過(guò)進(jìn)退功能(未圖示)與線電極4的行駛方向平行上下 可動(dòng)地安裝，在接觸測(cè)定對(duì)象時(shí)輸出檢測(cè)到接觸的信號(hào)。在測(cè)定時(shí)以外，接觸傳感器49被上拉到避讓位置。該接觸傳感器49，為取得用于計(jì)算刀尖表面的相對(duì)于沒(méi)有刀尖安裝誤差的基準(zhǔn)前傾面的高度誤差的數(shù)據(jù)，用作測(cè)定加工程序的路徑上的多個(gè)點(diǎn)處離開(kāi)基準(zhǔn)面的高度的測(cè)定單元。圖2是說(shuō)明可應(yīng)用本發(fā)明的線切割電火花加工機(jī)的概要結(jié)構(gòu)和動(dòng)作的圖。圖2表示的電火花線切割機(jī)的概要結(jié)構(gòu)，和現(xiàn)有的電火花線切割機(jī)相同。符號(hào)I是設(shè)置并固定作為加工對(duì)象的工件3的工件載放臺(tái)。工件載放臺(tái)I具有載置面2，該載置面2具有高精度的平坦度。加工時(shí)，工件3使其底面接觸載置面2那樣地被設(shè)置固定在工件載放臺(tái)I上。加工時(shí)，線電極4通過(guò)接線操作，在上、下導(dǎo)線裝置11、12之間架設(shè)，施加使在和工件3之間發(fā)生放電的電壓。通常，工件載放臺(tái)I的載置面2在水平方向延伸(在與XY平面平行的面上載放)。能夠通過(guò)X、Y軸的伺服電動(dòng)機(jī)5、6在與把X軸以及Y軸作為正交軸的XY平面平行的面上驅(qū)動(dòng)工件載放臺(tái)I。另外，能夠通過(guò)U、V軸的伺服電動(dòng)機(jī)8、9在與XY平面平行的面上驅(qū)動(dòng)上導(dǎo)線裝置11。另外，也能夠通過(guò)Z軸伺服電動(dòng)機(jī)7在與XY平面垂直的方向上驅(qū)動(dòng)上導(dǎo)線裝置11。通常，通過(guò)U軸的移動(dòng)方向和通過(guò)X軸的移動(dòng)方向平行，另外通過(guò)V軸的移動(dòng)方向和通過(guò)Y軸的移動(dòng)方向也平行。或者，也可以固定工件3側(cè)而通過(guò)X軸伺服電動(dòng)機(jī)5、Y軸伺服電動(dòng)機(jī)6使線電極4移動(dòng)。為改變加工位置16，只要改變工件3和線電極4的相對(duì)的位置即可，通過(guò)從數(shù)值控制裝置20輸出的對(duì)于各軸伺服電動(dòng)機(jī)的指令(X軸指令、Y軸指令、U軸指令、V軸指令、Z軸指令)執(zhí)行。其指令內(nèi)容在加工程序中規(guī)定。加工程序是規(guī)定線電極4的移動(dòng)指令、SP對(duì)于各軸伺服電動(dòng)機(jī)的移動(dòng)指令等的程序，在與上述XY平面平行的平面內(nèi)定義。該定義的平面能夠在Z軸方向在任意位置設(shè)定。該能夠任意設(shè)定的平面稱為程序面。下面說(shuō)明加工圖3A以及圖3B中表示的形狀的車刀的情況。另外，圖中的坐標(biāo)軸是為方便配置的坐標(biāo)軸，與圖2的坐標(biāo)軸對(duì)應(yīng)。車刀30作為工件3被載放在工件載放臺(tái)I (參照?qǐng)D2)上，基準(zhǔn)面取車刀底面。車刀30由刀桿31、和在該刀桿31上釬焊的刀尖32構(gòu)成。在圖3A以及圖3B中，圖示出刀尖32在刀桿31上以理想的姿勢(shì)釬焊而成的理想形狀的車刀30，圖3A表示平面圖，另外圖3B表不正視圖和側(cè)面圖。如圖3A所示，沿加工路徑33進(jìn)行電火花加工。如圖3B所示，前傾面34是刀尖32的上表面。在電火花加工時(shí)，如圖3B所示，使線電極4對(duì)于Z軸方向傾斜，沿圖3A表示的加工路徑33進(jìn)行電火花加工。如圖3A以及圖3B所示，在刀桿31上在理想的狀態(tài)下釬焊刀尖32的情況下，通過(guò)遵照加工程序進(jìn)行電火花加工，能夠得到如圖4A以及圖4B所示具有理想形狀的車刀30。把具有該理想形狀的車刀30的前傾面34作為沒(méi)有 刀尖安裝誤差的基準(zhǔn)前傾面。但是實(shí)際上，車刀30的加工前的形狀，如圖5A以及圖5B所示，由于焊料35的厚度不勻，刀尖32相對(duì)于理想的姿勢(shì)傾斜固定在刀桿31上。在這種情況下，前傾面34從上述沒(méi)有刀尖安裝誤差的基準(zhǔn)前傾面偏離。在本發(fā)明中，通過(guò)使用接觸傳感器49 (參照?qǐng)D1)等的測(cè)量單元沿加工路徑測(cè)定該傾斜固定的刀尖32，求從理想的姿勢(shì)的偏離量。使用圖6 圖9說(shuō)明該偏離量的計(jì)算。這里，如圖6所示，把車刀30的加工對(duì)象物60的旋轉(zhuǎn)中心軸作為Y軸，把與該Y軸垂直的方向作為X軸，而且把車刀的厚度方向作為Z軸?；鶞?zhǔn)面取車刀底面。車刀的縱長(zhǎng)方向取作X軸。(I)使用接觸傳感器49測(cè)定在測(cè)定程序中指示的加工路徑上的多個(gè)點(diǎn)中從基準(zhǔn)面離開(kāi)的實(shí)際的前傾面的高度。多個(gè)測(cè)定點(diǎn)，從測(cè)定程序的開(kāi)始點(diǎn)起在每隔一定的間隔(例如Imm)決定測(cè)定點(diǎn)。等分(例如分割為10份)加工路徑的彎曲點(diǎn)或者拐點(diǎn)之間后決定為測(cè)定點(diǎn)。只要使對(duì)于直線較粗，對(duì)于曲線較細(xì)地吻合加工路徑的形狀地對(duì)于每一加工路徑改變測(cè)定間隔來(lái)決定測(cè)定點(diǎn)即可。(2)根據(jù)用接觸傳感器49測(cè)定的值(從基準(zhǔn)面到前傾面的距離的值)，計(jì)算作為各測(cè)定點(diǎn)處實(shí)際的前傾面和基準(zhǔn)前傾面的Z軸方向的偏離的誤差量。根據(jù)計(jì)算得到的誤差量，遵照?qǐng)D8以及圖9表示的關(guān)系計(jì)算修正量。圖8是說(shuō)明XY平面中的修正計(jì)算的圖，符號(hào)A表示理想形狀下的加工點(diǎn)，符號(hào)B表不實(shí)際的加工點(diǎn)，符號(hào)C表不實(shí)際的點(diǎn),符號(hào)D表不半徑r上的點(diǎn)，符號(hào)E表不修正前的程序面上的點(diǎn)，符號(hào)F表示修正點(diǎn)1，符號(hào)G表示修正點(diǎn)2。另一方面，圖9是說(shuō)明YZ平面中的修正計(jì)算的圖，符號(hào)H表示理想形狀下的加工點(diǎn)，符號(hào)I表示實(shí)際的加工點(diǎn)，符號(hào)J表示實(shí)際的點(diǎn)，符號(hào)K表示修正前的程序面上的點(diǎn)，符號(hào)L表示修正后的程序面上的點(diǎn)。(3)如圖8 (XY平面)以及圖9 (YZ平面)所示，把程序面112、128設(shè)定為XY平面，設(shè)理想形狀下的測(cè)定 點(diǎn)的坐標(biāo)為(a，b，C)。另外，設(shè)車刀30的理想形狀和實(shí)際的形狀在Z方向的偏離(誤差)為δχζ、Syz，設(shè)測(cè)定點(diǎn)(a，b，c)處的線電極的錐形角度為Θ，設(shè)測(cè)定點(diǎn)處的加工對(duì)象物60的半徑為r。另外，設(shè)與測(cè)定點(diǎn)(a，b，c)對(duì)應(yīng)的程序面上的點(diǎn)為(X，Y，0)，(3 -1)關(guān)于修正后的程序面上的XY平面中的坐標(biāo)，(a)根據(jù)XZ平面中任意的坐標(biāo)點(diǎn)處的Z方向的誤差δ χζ (對(duì)于沒(méi)有刀尖安裝誤差時(shí)的刀尖表面(基準(zhǔn)面)108的、與加工前的實(shí)際的車刀的刀尖表面110的高度的差)、線角度Θ、離開(kāi)Y軸(加工對(duì)象物60的旋轉(zhuǎn)中心軸)的距離r這三個(gè)值，求出修正量，或者(b)根據(jù)YZ平面中任意的坐標(biāo)點(diǎn)處的Z方向的誤差δ yz (對(duì)于沒(méi)有刀尖安裝誤差時(shí)的刀尖表面(基準(zhǔn)面)124的、與加工前的實(shí)際的車刀的刀尖表面126的高度的差)和線角度Θ的值，求出修正量，可以表示為修正點(diǎn)1: (X + δ χζ.tan θ , Y + δ χζ.tan θ , Ζ),可以表示為修正點(diǎn)2:(Χ — δχζ + δ χζ.tan θ + ((r2 - (c + χζ)2)1/2, Y +χζ.tan θ , Ζ).
此外，上述修正點(diǎn)I與圖8的F對(duì)應(yīng),是在通用的車刀等、半徑不明的情況下使用的修正點(diǎn)。另一方面，上述修正點(diǎn)2與圖8的G對(duì)應(yīng)，是在清楚加工對(duì)象物60的半徑r的成型車刀等中使用的修正點(diǎn)。在判明加工對(duì)象物60的形狀的情況下，修正點(diǎn)2比修正點(diǎn)I
誤差小。(3 - 2):同樣，關(guān)于修正后的程序面上的XZ平面中的坐標(biāo)，可以表示為修正點(diǎn)3: (Y + δ yz.tan θ ,0)。此外，上述修正點(diǎn)3與圖9的L對(duì)應(yīng)。(4)這里，當(dāng)嘗試用實(shí)際的值計(jì)算(3)的修正點(diǎn)的坐標(biāo)時(shí)，修正點(diǎn)1、2的差在離開(kāi)理想形狀的誤差小的情況下不成為相應(yīng)程度大的值，例如，當(dāng)設(shè)(a，b，c)= (49.96，O，一 2)，δ χζ=0.05, θ =10°，r=50mm時(shí)，在X坐標(biāo)中，[修正點(diǎn)2 —修正點(diǎn)I]=約2μπι，在高精度的刀具以外修正點(diǎn)I和修正點(diǎn)2的差成為可以忽略的小的值。但是，當(dāng)和修正前的點(diǎn)比較時(shí)，[修正點(diǎn)2 —修正點(diǎn)I]=約11 μ m，可知沒(méi)有修正的情況下誤差大。(5)作為實(shí)際的例子，考慮在圖3A以及圖3B的車刀的情況下，如圖10那樣，在圓柱上同時(shí)加工多條溝那樣的用途。例如，當(dāng)設(shè)θ=10°，用前端的刀尖加工的半徑rl=40mm，用下一刀尖加工的半徑r2=48mm，刀尖高度相同，實(shí)際的前傾面的角度為9° (從I。的理想的角度偏離)時(shí)，在加工半徑r2的刀尖中計(jì)算式的δ χζ的值為約0.2，作為最終的加工物的半徑誤差，成為如下的大誤差:無(wú)修正=47.959...(誤差約 41 μ m),修正點(diǎn)1=47.994...(誤差約 6 μ m)，修正點(diǎn)2=48.000...(無(wú)誤差)。在圖3A以及圖3B的車刀的情況下，大多求出半徑rl和半徑r2的刀尖精度，因?yàn)榧词拐{(diào)節(jié)X軸方向的切入，刀尖精度也不改變，因此刀尖的修正變得重要。(6)遵照上述(3)的坐標(biāo)的關(guān)系求出各測(cè)定點(diǎn)處的修正量，遵照該修正量控制實(shí)際加工中的線電極4和車刀30的相對(duì)位置。作為相對(duì)位置的控制方法，把修正量輸入到機(jī)械的數(shù)值控制裝置，在機(jī)械移動(dòng)到某測(cè)定點(diǎn)時(shí)，從數(shù)值控制裝置對(duì)機(jī)械輸出在到測(cè)定點(diǎn)的移動(dòng)距離上相加修正量的移動(dòng)指令。用直線或者曲線連接在測(cè)定點(diǎn)上相加了修正量的點(diǎn)，作為新的加工路徑?；蛘咭部梢栽诔绦蛑谱餮b置中相加修正量，重新生成加工程序。(7)上述(3)的坐標(biāo)的關(guān)系，如果不改變被加工物的坐標(biāo)系，則因?yàn)槟軌蚋鶕?jù)在XZ面內(nèi)任意點(diǎn)處的Z方向的誤差δχζ、 線角度Θ、以及離開(kāi)Y軸的距離r的三個(gè)值求出修正量，所以例如即使如圖7所示在車刀和被加工物的位置關(guān)系變化的情況下，也能夠原樣不變使用(3)的坐標(biāo)的關(guān)系。(8)在加工對(duì)象物60是不旋轉(zhuǎn)的、在刨床等中使用的車刀的情況下，因?yàn)榧庸?duì)象物60不旋轉(zhuǎn)所以通過(guò)使用修正點(diǎn)I的公式能夠計(jì)算修正量。(9)關(guān)于修正量，因?yàn)樵谕ǔ５那闆r下具有小的值，所以修正后的點(diǎn)位于測(cè)定點(diǎn)的附近，因?yàn)樵谄浞秶鷥?nèi)可以認(rèn)為與近似基準(zhǔn)面平行(高度相同)，所以可以考慮不需要再次測(cè)定。但是，在修正量多的情況下，因?yàn)橛挟a(chǎn)生高度誤差的可能性，所以需要沿新的加工路徑測(cè)定修正后的點(diǎn)。(10)在上述例子中把基準(zhǔn)面作為底面，但是在實(shí)際運(yùn)用上，也可以用面對(duì)車刀底面的其他的面或者固定刀桿的夾具的面等代用。另外，即使刀桿是圓棒等不能求出平面的情況下，也可以測(cè)定棒的適當(dāng)?shù)奈恢?通常是上下端)計(jì)算虛擬的基準(zhǔn)面后采用它。(11)在加工車刀前端安裝的可拆式刀尖(throw-away tip)的情況下,也能夠和上述例子同樣通過(guò)測(cè)定前傾面進(jìn)行修正來(lái)進(jìn)行高精度的加工。如上所述，通過(guò)求出實(shí)際的前傾面和基準(zhǔn)前傾面的高度的誤差，考慮加工時(shí)的線電極的錐形角度、理想的加工軌跡、以及車刀從被加工物的旋轉(zhuǎn)中心軸到刀尖的距離，控制實(shí)際加工中的線電極和車刀的相對(duì)位置，能夠高精度地制作容易使用的車刀。(12)下面說(shuō)明生成車刀的加工程序的例子。在電火花線切割機(jī)的工作臺(tái)上、以及3維測(cè)定機(jī)工作臺(tái)上設(shè)置刃具固定夾具，在3維測(cè)定機(jī)的夾具上固定半成品車刀。假定能夠以相同的方式固定車刀那樣制作這些刃具固定夾具和3維測(cè)定機(jī)的夾具。(13)與上述的(I) (3)同樣，在3維測(cè)定機(jī)上，在預(yù)先生成的相對(duì)于基準(zhǔn)前傾面的加工路徑上的多個(gè)點(diǎn)中測(cè)定實(shí)際的前傾面的高度，關(guān)于車刀基準(zhǔn)面也進(jìn)行測(cè)定。然后，把其測(cè)定結(jié)果輸入記載有加工程序的程序生成裝置中。根據(jù)輸入的測(cè)定結(jié)果、以及車刀設(shè)計(jì)上的尺寸，計(jì)算刀尖表面的相對(duì)于沒(méi)有刀尖安裝誤差的基準(zhǔn)前傾面的高度誤差。根據(jù)計(jì)算出的誤差、和設(shè)計(jì)上決定的車刀的前傾面與后隙面形成的角度，計(jì)算各測(cè)定點(diǎn)處的修正量，使車刀的邊緣部的水平面上的位置與基準(zhǔn)前傾面上的邊緣部的水平面上的位置一致。另外，也可以使用該計(jì)算出的修正量通過(guò)程序生成裝置生成適合半成品車刀的加工程序。此時(shí)，在車刀30的加工對(duì)象物60是如圖6或者圖7所示那樣的旋轉(zhuǎn)體的情況下，根據(jù)刀尖表面的相對(duì)于沒(méi)有刀尖安裝誤差的基準(zhǔn)前傾面的高度誤差、和設(shè)計(jì)上決定的車刀的前傾面與后隙面形成的角度、以及從上述加工對(duì)象物60的旋轉(zhuǎn)中心軸到車刀30的邊緣部的距離，與上述的修正點(diǎn)I或者修正點(diǎn)2同樣，計(jì)算各測(cè)定點(diǎn)處的修正量，使車刀30的邊緣部離開(kāi)加工對(duì)象物60的旋轉(zhuǎn)中心軸的距離與基準(zhǔn)前傾面上的邊緣部離開(kāi)加工對(duì)象物60的旋轉(zhuǎn)中心軸的距離一致。另外，也可以使用該計(jì)算出的修正量通過(guò)程序生成裝置生成適合半成品車刀的加工程序。(14)把車刀固定在電火花線切割機(jī)工作臺(tái)上的夾具內(nèi)，遵照所生成的程序進(jìn)行加工。在這種情況下，因?yàn)橐呀?jīng)成為考慮了誤差的程序，所以在電火花線切割機(jī)中不需要再次進(jìn)行測(cè)定或者修正。如上所述，通過(guò)在機(jī)器外部進(jìn)行測(cè)定、以及程序的生成，能夠縮短高精度車刀加工或者計(jì)劃時(shí)間。圖11是說(shuō)明電火花線切割機(jī)的數(shù)值控制裝置20執(zhí)行的加工程序生成處理的流程圖。以下遵照各步驟說(shuō)明。[步驟SA01]讀入預(yù)先 生成的加工車刀的加工程序。[步驟SA02]根據(jù)加工程序，生成用于依次測(cè)定要使用接觸傳感器49測(cè)定的測(cè)定點(diǎn)的測(cè)定程序。[步驟SA03]在各測(cè)定點(diǎn)，測(cè)定前傾面高度，存儲(chǔ)前傾面高度的數(shù)據(jù)。[步驟SA04]選擇修正量的計(jì)算方法。計(jì)算方法表示選擇求出修正點(diǎn)I還是求出修正點(diǎn)2。[步驟SA05]通過(guò)在步驟SA04選擇的修正量的計(jì)算方法計(jì)算修正量。在修正量的計(jì)算過(guò)程中，計(jì)算相對(duì)于沒(méi)有刀尖安裝誤差的基準(zhǔn)前傾面的高度誤差，根據(jù)計(jì)算出的各測(cè)定點(diǎn)處的誤差、以及在進(jìn)行通過(guò)加工程序指示的加工時(shí)的線電極的錐形角度，計(jì)算各測(cè)定點(diǎn)處的修正量，使車刀的邊緣部的水平面的位置與基準(zhǔn)前傾面上的邊緣部的水平面上的
位置一致。[步驟SA06]判斷修正量是否比限制值小，在比限制值小的情況下，向步驟SAOSR移，在不小的情況下向步驟SA07轉(zhuǎn)移。[步驟SA07]根據(jù)修正量修正加工程序，返回步驟SA02。[步驟SA08]選擇修正方法。[步驟SA09]根據(jù)選擇的方法，根據(jù)修正量，修正加工程序，或者生成用于在原來(lái)的加工程序的移動(dòng)指令上重疊的修正值數(shù)據(jù)庫(kù)，結(jié)束該處理。
權(quán)利要求
1.一種進(jìn)行車刀加工的電火花線切割機(jī)，其遵照加工程序，使線電極和載放了安裝有刀尖的車刀的工作臺(tái)相對(duì)移動(dòng)，進(jìn)行上述車刀的邊緣部的加工，該電火花線切割機(jī)的特征在于， 具有: 測(cè)定部，用于測(cè)定上述加工程序的路徑上的多個(gè)點(diǎn)處離開(kāi)基準(zhǔn)面的高度； 誤差計(jì)算部，用于根據(jù)由上述測(cè)定部測(cè)定的高度，計(jì)算上述刀尖表面相對(duì)于沒(méi)有刀尖安裝誤差的基準(zhǔn)前傾面的高度誤差； 修正量計(jì)算部，用于根據(jù)上述計(jì)算出的各測(cè)定點(diǎn)處的誤差、以及進(jìn)行由上述加工程序指示的加工時(shí)的線電極的錐形角度，計(jì)算各測(cè)定點(diǎn)處的修正量，使上述車刀的邊緣部的水平面上的位置與基準(zhǔn)前傾面上的邊緣部的水平面上的位置一致；和 控制部，用于根據(jù)通過(guò)上述修正量計(jì)算部計(jì)算出的修正量控制上述線電極和上述車刀的相對(duì)移動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的進(jìn)行車刀加工的電火花線切割機(jī)，其特征在于， 在上述車刀的加工對(duì)象 物是旋轉(zhuǎn)體的情況下，上述修正量計(jì)算部根據(jù)上述誤差、進(jìn)行由上述加工程序指示的加工時(shí)的線電極的錐形角度以及從上述加工對(duì)象物的旋轉(zhuǎn)中心軸到上述車刀的邊緣部的距離，計(jì)算各測(cè)定點(diǎn)處的修正量，使上述車刀的邊緣部離開(kāi)上述加工對(duì)象物的旋轉(zhuǎn)中心軸的距離與基準(zhǔn)前傾面上的邊緣部離開(kāi)上述加工對(duì)象物的旋轉(zhuǎn)中心軸的距離一致。
3.一種電火花線切割機(jī)的車刀加工方法，其遵照加工程序，使線電極和載放了安裝有刀尖的車刀的工作臺(tái)相對(duì)移動(dòng)，進(jìn)行上述車刀的邊緣部的加工，該車刀加工方法的特征在于， 由以下步驟組成: 測(cè)定上述加工程序的路徑上的多個(gè)點(diǎn)處離開(kāi)基準(zhǔn)面的高度的步驟； 根據(jù)上述測(cè)定的高度，計(jì)算上述刀尖表面的相對(duì)于沒(méi)有刀尖安裝誤差的基準(zhǔn)前傾面的高度誤差的步驟； 根據(jù)上述計(jì)算出的各測(cè)定點(diǎn)處的誤差、以及進(jìn)行由上述加工程序指示的加工時(shí)的線電極的錐形角度，計(jì)算各測(cè)定點(diǎn)處的修正量，使上述車刀的邊緣部的水平面上的位置與基準(zhǔn)前傾面上的邊緣部的水平面上的位置一致的步驟；和 根據(jù)上述計(jì)算出的修正量控制上述線電極和上述車刀的相對(duì)位置的步驟。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電火花線切割機(jī)的車刀加工方法，其特征在于， 在上述車刀的加工對(duì)象物是旋轉(zhuǎn)體的情況下，在計(jì)算上述修正量的步驟中，根據(jù)上述誤差、進(jìn)行由上述加工程序指示的加工時(shí)的線電極的錐形角度、和從上述加工對(duì)象物的旋轉(zhuǎn)中心軸到上述車刀的邊緣部的距離，計(jì)算各測(cè)定點(diǎn)處的修正量，使上述車刀的邊緣部離開(kāi)上述加工對(duì)象物的旋轉(zhuǎn)中心軸的距離與基準(zhǔn)前傾面上的邊緣部離開(kāi)上述加工對(duì)象物的旋轉(zhuǎn)中心軸的距離一致。
5.一種進(jìn)行車刀加工的電火花線切割機(jī)用程序生成裝置，其生成加工車刀的邊緣部的程序，該電火花線切割機(jī)用程序生成裝置的特征在于， 具有: 加工路徑生成部，用于生成相對(duì)于沒(méi)有誤差的基準(zhǔn)前傾面的加工路徑；輸入部，用于輸入測(cè)定上述加工路徑上的多個(gè)點(diǎn)處的離開(kāi)基準(zhǔn)面的高度的結(jié)果； 誤差計(jì)算部，用于根據(jù)上述輸入的值，計(jì)算刀尖表面相對(duì)于沒(méi)有刀尖安裝誤差的基準(zhǔn)前傾面的高度的誤差； 修正量計(jì)算部，用于根據(jù)上述計(jì)算出的各測(cè)定點(diǎn)處的誤差、以及設(shè)計(jì)上決定的車刀的前傾面和后隙面形成的角度，計(jì)算各測(cè)定點(diǎn)處的修正量，使上述車刀的邊緣部的水平面上的位置與基準(zhǔn)前傾面上的邊緣部的水平面上的位置一致； 加工路徑計(jì)算部，用于根據(jù)上述計(jì)算出的修正量，計(jì)算修正了上述加工路徑的新的加工路徑；和 加工程序生成部,用于生成相對(duì)于上述計(jì)算出的新的加工路徑的加工程序。
6.一種進(jìn)行車刀加工的電火花線切割機(jī)用程序生成裝置，其生成加工車刀的邊緣部的程序，該電火花線切割機(jī)用程序生成裝置的特征在于， 具有: 存儲(chǔ)部，用于存儲(chǔ)用于加工上述車刀的加工程序； 輸入部，用于輸入測(cè)定上述加工程序的路徑上的多個(gè)點(diǎn)處的、離開(kāi)基準(zhǔn)面的高度的結(jié)果;` 誤差計(jì)算部，用于根據(jù)上述輸入的值，計(jì)算刀尖表面相對(duì)于沒(méi)有刀尖安裝誤差的基準(zhǔn)前傾面的高度的誤差； 修正量計(jì)算部，用于根據(jù)上述計(jì)算出的各測(cè)定點(diǎn)處的誤差、以及設(shè)計(jì)上決定的車刀的前傾面和后隙面形成的角度，計(jì)算各測(cè)定點(diǎn)處的修正量，使上述車刀的邊緣部的水平面上的位置與基準(zhǔn)前傾面上的邊緣部的水平面上的位置一致；和 加工程序生成部，用于根據(jù)上述計(jì)算出的修正量，生成修正了上述加工程序的新的加工程序。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的進(jìn)行車刀加工的電火花線切割機(jī)用程序生成裝置，其特征在于， 在上述車刀的加工對(duì)象物是旋轉(zhuǎn)體的情況下，上述修正量計(jì)算部根據(jù)上述誤差、設(shè)計(jì)上決定的車刀的前傾面和后隙面形成的角度、和從上述加工對(duì)象物的旋轉(zhuǎn)中心軸到上述車刀的邊緣部的距離，計(jì)算各測(cè)定點(diǎn)處的修正量，使上述車刀的邊緣部離開(kāi)上述加工對(duì)象物的旋轉(zhuǎn)中心軸的距離與基準(zhǔn)前傾面上的邊緣部離開(kāi)上述加工對(duì)象物的旋轉(zhuǎn)中心軸的距離一致。
全文摘要
本發(fā)明提供進(jìn)行車刀加工的電火花線切割機(jī)、基于電火花線切割機(jī)的車刀加工方法、以及進(jìn)行車刀加工的電火花線切割機(jī)用程序生成裝置。根據(jù)讀入的加工車刀的加工程序，生成用于依次測(cè)定使用接觸傳感器測(cè)定的測(cè)定點(diǎn)的測(cè)定程序。然后，在各測(cè)定點(diǎn)測(cè)定前傾面高度，存儲(chǔ)其測(cè)定數(shù)據(jù)。然后，選擇修正量的計(jì)算方法計(jì)算修正量，判斷計(jì)算出的修正量是否比限制值小。在比限制值小的情況下，根據(jù)修正量修正加工程序，在不小的情況下，遵照選擇的方法根據(jù)修正量修正加工程序。
文檔編號(hào)B23H7/06GK103240471SQ201310051149
公開(kāi)日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月10日
發(fā)明者山根光, 荒川靖雄 申請(qǐng)人:發(fā)那科株式會(huì)社