CN109937109B - 线放电加工机 - Google Patents

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Abstract

一种线放电加工机，其在从线轴送出的线电极和工件之间使放电发生而对工件进行加工，具有剩余距离计算部(206)，其基于依赖于线电极的卷绕密度及线轴的内宽、电极线的线径、线电极的卷绕张力而确定的值即电极卷绕系数、与线电极从卷绕于线轴的状态起分离的位置和线轴的旋转的中心轴之间的距离即线轴拉出半径具有相关性的线轴拉出半径相关信息、以及线轴的主体直径，对线电极的剩余距离进行计算。

Description

线放电加工机
技术领域
本发明涉及在从线轴送出的线电极和工件之间使放电发生而对工件进行加工的线放电加工机。
背景技术
以往，在通过线放电加工机对工件进行加工时，在加工开始之前，需要对是否能够以卷绕于线轴的线电极的剩余距离进行预定的加工进行判断。
在专利文献1中公开了下述技术，即，对线电极的全长进行计算，通过减去送出的线电极长度而对线电极的剩余距离进行计算。
专利文献1：日本特开平7－178622号公报
发明内容
但是，在上述专利文献1所公开的技术中，由于从在满卷时计算出的线全长不断减去送出的线电极长度，因此随着线电极的剩余量变少，相对于线电极的剩余距离，长度的误差所占的比例变大。
本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于，得到能够高精度地推定线电极的剩余距离的线放电加工机。
为了解决上述的课题，并达到目的，本发明是一种线放电加工机，其在从线轴送出的线电极和工件之间使放电发生而对工件进行加工，具有剩余距离计算部。剩余距离计算部基于依赖于线电极的卷绕密度及线轴的内宽、电极线的线径和线电极的卷绕张力而确定的值即电极卷绕系数、与电极从卷绕于线轴的状态起分离的位置和线轴的旋转的中心轴之间的距离即线轴拉出半径具有相关性的线轴拉出半径相关信息、以及线轴的主体直径，对线电极的剩余距离进行计算。
发明的效果
本发明所涉及的线放电加工机具有下述效果，即，能够高精度地推定线电极的剩余距离。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1所涉及的线放电加工机的结构的图。
图2是实施方式1所涉及的线放电加工机的线电极剩余距离推定部的功能框图。
图3是表示实施方式1所涉及的线放电加工机的线电极剩余距离推定部的动作流程的流程图。
图4是表示本发明的实施方式2所涉及的线放电加工机的结构的图。
图5是实施方式2所涉及的线放电加工机的线电极剩余距离推定部的功能框图。
图6是表示本发明的实施方式3所涉及的线放电加工机的结构的图。
图7是实施方式3所涉及的线放电加工机的线电极剩余距离推定部的功能框图。
图8是表示实施方式3所涉及的线放电加工机的线电极剩余距离推定部的动作流程的流程图。
图9是表示实施方式3所涉及的线放电加工机的线电极剩余距离推定部的动作流程的流程图。
图10是本发明的实施方式4所涉及的线放电加工机的线电极剩余距离推定部的功能框图。
图11是表示实施方式4所涉及的线放电加工机的线电极剩余距离推定部的动作流程的流程图。
图12是示意地表示实施方式4所涉及的线放电加工机的线轴的剖面的图。
图13是本发明的实施方式5所涉及的线放电加工机的线电极剩余距离推定部的功能框图。
图14是示意地表示在实施方式5所涉及的线放电加工机的线轴卷绕的线电极的线轴的轴向位置和线轴拉出直径的关系的图。
图15是表示实施方式5所涉及的线放电加工机的线电极剩余距离推定部的动作流程的流程图。
图16是表示实施方式5所涉及的线放电加工机的线电极的送出距离和线轴拉出直径的关系的图。
图17是表示实施方式5所涉及的线放电加工机的线电极的送出距离和线轴拉出直径的关系的图。
图18是表示本发明的实施方式6所涉及的线放电加工机的结构的图。
图19是实施方式6所涉及的线放电加工机的线电极剩余距离推定部的功能框图。
图20是表示实施方式6所涉及的线放电加工机的线电极剩余距离推定部的动作流程的流程图。
图21是表示将实施方式1至实施方式6所涉及的线放电加工机的线电极剩余距离推定部的功能通过硬件实现的结构的图。
图22是表示将实施方式1至实施方式6所涉及的线放电加工机的线电极剩余距离推定部的功能通过软件实现的结构的图。
具体实施方式
下面，基于附图，对本发明的实施方式所涉及的线放电加工机详细地进行说明。此外，本发明不受本实施方式限定。
实施方式1.
图1是表示本发明的实施方式1所涉及的线放电加工机的结构的图。线放电加工机1是对工件W实施线放电加工的装置，且如图1所示，具有成为放电电极的线电极10、使线电极10沿长度方向移动的线移动部20、对工件W进行保持的工件保持部30及使线电极10和工件W相对地移动的驱动部40。另外，线放电加工机1具有对线电极10赋予张力的张力赋予部50。并且，线放电加工机1具有对通过驱动部40实现的线电极10和工件W的相对位置的调整进行控制的控制装置100。
控制装置100是数控装置，执行数控程序而生成加工条件，向线放电加工机1的各部分输出加工条件，由此对线放电加工机1的各部分的动作进行控制。另外，控制装置100通过执行数控程序，从而将工件W相对于线电极10进行定位。另外，控制装置100在线电极10和工件W之间使放电发生而对工件W实施放电加工。
为了生成加工条件所需的信息从输入装置104输入至控制装置100。输入装置104由触摸面板、键盘、鼠标、轨迹球或它们的组合构成。另外，在控制装置100连接有对信息进行显示的显示装置105。对于显示装置105能够应用液晶显示装置，但并不限定于此。
线电极10被施加加工电压而在与工件W之间使放电发生。线电极10由具有导电性的金属构成，剖面形状为圆形，形成为长条状。
线移动部20具有：线轴21，其是成为对线电极10进行卷绕的芯的轴形状的部件；带轮27，其卷绕有从线轴21送出的线电极10；上部线进给辊22a、22b；下部线进给辊22c、22d；加工头24，其具有将线电极10朝向工件W送出的上嘴23；下嘴25，其供线电极10穿过；以及回收辊26，其对线电极10进行回收。上部线进给辊22a、22b及下部线进给辊22c、22d绕轴心自由旋转地被支撑。上部线进给辊22a、22b设置于线轴21和加工头24之间，卷绕有线电极10，将线电极10从线轴21引导至加工头24。下部线进给辊22c、22d设置于下嘴25和回收辊26之间，卷绕有线电极10，将线电极10从下嘴25引导至回收辊26。如果线电极10行进，则上部线进给辊22a、22b及下部线进给辊22c、22d随着线电极10而旋转。在线轴21安装有对线轴21的旋转角进行检测的旋转角检测器29。
加工头24具有：加工头主体24a，其在内侧使线电极10穿过；以及上嘴23，其安装于加工头主体24a中的与工件W相对的面即下表面。上嘴23具有在内侧使线电极10穿过的引导孔23a。
下嘴25配置于加工头24的上嘴23的下方。下嘴25具有在内侧使线电极10穿过的引导孔25a。上嘴23及下嘴25使线电极10穿过引导孔23a、25a，由此将线电极10在上嘴23和下嘴25之间直线状地支撑。在实施方式1中，上嘴23及下嘴25在铅垂方向隔开间隔而相对，将上嘴23和下嘴25之间的线电极10与铅垂方向平行地支撑。
回收辊26配置于下部线进给辊22c和下部线进给辊22d之间。回收辊26在下部线进给辊22c和下部线进给辊22d之间夹着线电极10，且通过未图示的电动机进行旋转。回收辊26在对工件W实施放电加工时，由电动机进行旋转驱动，由此对穿过上嘴23的引导孔23a和下嘴25的引导孔25a的线电极10进行回收。另外，回收辊26通过对由电动机产生的旋转速度进行变更，从而能够对线电极10的移动速度进行变更。
工件保持部30为具有导电性的金属制，在俯视观察时形成为四边形的框状。工件保持部30的表面平坦地形成，与水平方向平行地配置。工件保持部30在内侧使上嘴23和下嘴25之间的线电极10穿过。
在线电极10和工件W之间，从电源80被施加加工电压。电源80与线电极10电连接，经由工件保持部30与工件W连接。电源80施加的加工电压，是破坏上嘴23和下嘴25之间的线电极10和工件W之间的绝缘而使放电发生，通过放电将工件W的一部分去除的电压。
张力赋予部50在对线电极10施加加工电压而对工件W进行放电加工时对线电极10赋予张力。张力赋予部50具有张力赋予辊51和能够将张力赋予辊51旋转的电动机52。张力赋予辊51设置于线轴21和加工头24之间，将线电极10夹在与上部线进给辊22a、22b之间。电动机52使张力赋予辊51在将线电极10卷绕于线轴21的方向旋转。电动机52的驱动扭矩比使回收辊26旋转的电动机的驱动扭矩弱。张力赋予部50在对工件W实施放电加工时，将比使回收辊26旋转的电动机的驱动扭矩弱的驱动扭矩施加至张力赋予辊51，由此沿上嘴23和下嘴25之间的线电极10的长度方向将张力赋予至线电极10。在张力赋予辊51安装有对张力赋予辊51的旋转角进行检测的旋转角检测器28。
在旋转角检测器28、29也能够应用以数字方式对旋转角进行检测的编码器，也能够应用以模拟方式对旋转角进行检测的转速计。
另外，线放电加工机1具有线电极剩余距离推定部200，其进行对在线轴21残留的线电极10的剩余距离进行推定的处理。线电极剩余距离推定部200与输入装置104及显示装置105连接。为了执行对线电极10的剩余距离进行推定的处理所需的信息从输入装置104输入至线电极剩余距离推定部200。
图2是实施方式1所涉及的线放电加工机的线电极剩余距离推定部的功能框图。线电极剩余距离推定部200具有：送出距离检测部201，其对在设定时间的期间线电极10从线轴21送出的长度即送出距离进行检测；线轴拉出半径相关信息检测部202，其对线轴拉出半径相关信息进行检测，该线轴拉出半径相关信息与从线轴21送出的线电极10从卷绕于线轴21的状态起分离的位置和线轴21的旋转的中心轴之间的距离即线轴拉出半径具有相关性；线电极卷绕系数计算部203，其基于线电极10的送出距离和线电极10以送出距离的量送出的期间的线轴拉出半径相关信息的推移，对依赖于线电极10的卷绕密度及线轴21的内宽而确定的值即线电极卷绕系数进行计算；系数存储部204，其对线电极卷绕系数计算部203计算出的线电极卷绕系数进行存储；主体直径存储部205，其通过使用输入装置104的用户的操作对没有卷绕线电极10的状态下的线轴21的直径即主体直径的值进行存储；以及剩余距离计算部206，其基于线轴拉出半径相关信息、线电极卷绕系数及主体直径，对卷绕于线轴21的线电极10的剩余距离进行计算。此外，线电极10的卷绕密度由线电极10的线径和卷绕张力确定，因此线电极卷绕系数依赖于线轴21的内宽、线电极10的线径和线电极10的卷绕张力而确定。另外，在主体直径存储部205中，通过使用输入装置104的操作对主体直径进行存储。此外，也可以从线放电加工机1的外部的装置取得主体直径而存储于主体直径存储部205。
从旋转角检测器28将张力赋予辊51的旋转角输入至送出距离检测部201。张力赋予辊51的直径是已知的值，因此送出距离检测部201能够通过张力赋予辊51的旋转角、张力赋予辊51的直径和圆周率而对线电极10的送出距离进行计算。此外，关于线电极10的送出距离，如果直径或半径是已知的值，且能够对伴随线电极10的行进而旋转的部件的旋转角进行测定，则能够对送出距离进行检测，因此也可以将旋转角检测器28设置于带轮27，基于带轮27的旋转角的检测结果而对线电极10的送出距离进行计算。
从旋转角检测器29将线轴21的旋转角输入至线轴拉出半径相关信息检测部202。在下面的说明中，线轴拉出半径相关信息检测部202进行检测的线轴拉出半径相关信息，设为是将从线轴21送出的线电极10从卷绕于线轴21的状态起分离的位置和线轴21的旋转的中心轴之间的距离即线轴拉出半径变为2倍后的值即线轴拉出直径。
因此，线电极卷绕系数计算部203基于线电极10的送出距离和线电极10以送出距离的量送出的期间的线轴拉出直径的推移，对线电极卷绕系数进行计算。此外，线轴拉出半径相关信息检测部202将带轮27的直径和带轮27的旋转角之积除以线轴21的旋转角，由此能够对线轴拉出直径进行计算。另外，剩余距离计算部206基于线轴拉出直径、线电极卷绕系数和主体直径，对卷绕于线轴21的线电极10的剩余距离进行计算。
另外，线轴拉出半径相关信息检测部202基于从旋转角检测器29输入的线轴21的旋转角而对线轴21的旋转速度进行检测。因此，线轴拉出半径相关信息检测部202与旋转角检测器29一起构成对线轴21的旋转速度进行检测的单元。因此，线轴拉出半径相关信息检测部202对线轴21的旋转速度进行检测，基于送出距离和旋转速度而对线轴拉出直径进行检测。
此外，线轴拉出半径相关信息检测部202进行检测的线轴拉出半径相关信息，并不限定于线轴拉出直径。线轴拉出半径相关信息检测部202进行检测的线轴拉出半径相关信息，也可以是带轮27的旋转速度和线轴21的旋转速度之比。另外，线轴拉出半径相关信息检测部202进行检测的线轴拉出半径相关信息，也可以是将线轴拉出直径平方后的值。
对实施方式1所涉及的线放电加工机1推定线电极10的剩余距离的动作进行说明。图3是表示实施方式1所涉及的线放电加工机的线电极剩余距离推定部的动作流程的流程图。在步骤S101中，在安装有线电极10的剩余距离未知的线轴21的状态下，控制装置100使线电极10行进。
在步骤S102中，送出距离检测部201基于从旋转角检测器28输入的张力赋予辊51的旋转角和作为已知的值的张力赋予辊51的直径，对线电极10的送出距离进行检测。
在步骤S103中，线轴拉出半径相关信息检测部202基于从旋转角检测器29输入的线轴21的旋转角、从旋转角检测器28输入的张力赋予辊51的旋转角和作为已知的值的张力赋予辊51的直径，对线轴拉出直径进行检测。
在步骤S104中，线电极卷绕系数计算部203基于线电极10的送出距离和将送出距离的量的线电极10送出的期间的线轴拉出直径的推移，对线电极卷绕系数进行计算。线电极的送出距离L与送出的线电极10的体积成正比，卷绕于线轴21的线电极10的体积成为线轴拉出直径d的2次函数，因此使用线轴拉出直径d及线电极卷绕系数k1、k2、k3，由L＝k1×d+k2×d2+k3表示。因此，线电极卷绕系数k1、k2、k3，能够通过对线电极10的送出距离L和线轴拉出直径d进行多变量解析而进行计算。能够在多变量解析中应用最小二乘法这样的公知的方法，因此在这里省略关于解析方法的说明。线电极卷绕系数计算部203使计算出的线电极卷绕系数存储于系数存储部204。
在步骤S105中，剩余距离计算部206将在系数存储部204中存储的线电极卷绕系数及在主体直径存储部205中存储的主体直径的值读出。
在步骤S106中，剩余距离计算部206基于线轴拉出直径d、线电极卷绕系数k1、k2、k3及主体直径f，由于线电极10的剩余距离ΔL是当前的线轴拉出直径d中的线电极的送出距离和即将用尽线电极前的线轴拉出直径即线轴拉出直径d与主体直径f一致时的线电极的进给距离之差，因此通过ΔL＝(k1×d+k2×d2+k3)－(k1×f+k2×f2+k3)＝k1(d－f)+k2(d2－f2)进行计算。在这里，k1是无因次的系数，k2是具有长度的倒数的维度的系数，k3是具有长度的维度的系数。此外，通常来说k1(d－f)＜＜k2(d2－f2)，因此也能够将线电极10的剩余距离ΔL近似为ΔL＝k2(d2－f2)。
在步骤S107中，将线电极10的剩余距离在显示装置105进行显示。线放电加工机1的用户通过读取在显示装置105显示出的线电极10的剩余距离，从而能够判断是否能够通过在线轴21残留的线电极10进行预定的加工。
在上述的说明中导出了线电极10的送出距离和线轴拉出直径的关系式，但也可以如线轴21的旋转数或线轴21的旋转速度和带轮27的旋转速度之比这样，使用与线轴拉出半径具有相关性的值而导出与线电极10的送出距离的关系式。
实施方式1所涉及的线放电加工机1，基于线轴拉出直径、线电极卷绕系数和主体直径而对线电极10的剩余距离进行计算，因此线电极10的剩余距离的长度的误差相对于线电极10的剩余距离成为恒定的比例。在这里，存在满卷时的线电极10的剩余距离，即卷绕有全长20km的线电极10的线轴21，在对线电极10的剩余距离进行计算时以产生5％的长度的误差的情况作为一个例子。在从满卷时计算出的线电极10的全长不断减去送出的线电极10的长度的情况下，在满卷时对线电极10的全长进行计算时产生20km×5％＝1km的长度的误差，直至将线电极10用尽为止长度的误差不变化。即，在线电极10的剩余距离为1km的时刻，长度的误差仍为1km。另一方面，实施方式1所涉及的线放电加工机1，在满卷时，线电极10的剩余距离的长度的误差与从在满卷时计算出的线电极10的全长不断减去送出的线电极10的长度的情况同样地成为1km。但是，在实施方式1所涉及的线放电加工机1中，随着使用线电极10，长度的误差变小，在线电极10的剩余距离为1km的时刻，在对线电极10的剩余距离进行计算时产生的长度的误差成为1km×5％＝50m。如上述所示，实施方式1所涉及的线放电加工机1，随着线电极10的剩余距离变短，线电极10的剩余距离的长度的误差也变小，能够高精度地推定线电极10的剩余距离。另外，即使不是未使用的线轴21，也能够对线电极10的剩余距离进行计算，因此在进行线轴21的换装，或发生线电极10的断线而重新通线的情况下，也能够推定线电极10的剩余距离。
此外，在上述的说明中，线电极卷绕系数是线电极剩余距离推定部200本身计算出的，但线电极卷绕系数也可以从线放电加工机1的外部输入至线电极剩余距离推定部200。如果举出一个例子，则可以将由其它线放电加工机推定出的线电极卷绕系数输入至线电极剩余距离推定部200而存储于系数存储部204。
另外，实施方式1所涉及的线放电加工机1，在对线电极10的剩余距离进行计算时，用户无需对线电极卷绕系数进行调整。
实施方式2.
图4是表示本发明的实施方式2所涉及的线放电加工机的结构的图。图5是实施方式2所涉及的线放电加工机的线电极剩余距离推定部的功能框图。实施方式2所涉及的线放电加工机1与实施方式1所涉及的线放电加工机1的不同点在于，具有线电极拉出位置检测器31和线电极行进距离检测器32，不具有旋转角检测器28、29。其它部分与实施方式1所涉及的线放电加工机1相同。
线电极拉出位置检测器31，通过接触方式或非接触方式对从线轴21送出的线电极10从卷绕于线轴21的状态起分离的位置进行检测。
线电极行进距离检测器32通过非接触方式对线电极10的行进距离进行检测。具体地说，以对线电极10照射诸如激光这样的光、通过照相机模块对由线电极10的表面的微小凹凸引起的反射进行测定的方式对线电极10的行进距离进行检测。
送出距离检测部201将从线电极行进距离检测器32输入的线电极10的行进距离视为线电极10的送出距离而输出至线电极卷绕系数计算部203。
线轴拉出半径相关信息检测部202基于从线电极拉出位置检测器31输入的值即从线轴21送出的线电极10从卷绕于线轴21的状态起分离的位置和已知的线轴21的旋转的中心轴的位置对线轴拉出直径进行计算，输出至线电极卷绕系数计算部203及剩余距离计算部206。
实施方式2所涉及的对线放电加工机1的线电极10的剩余距离进行推定的动作，与将线电极行进距离检测器32检测出的线电极10的行进距离作为线电极10的送出量和基于线电极拉出位置检测器31检测出的从线轴21送出的线电极10从卷绕于线轴21的状态起分离的位置而对线轴拉出直径进行计算存在差异，但其它部分与实施方式1所涉及的线放电加工机1相同。
实施方式2所涉及的线放电加工机1与实施方式1所涉及的线放电加工机1同样地，基于线轴拉出直径、线电极卷绕系数和主体直径对线电极10的剩余距离进行计算，因此能够高精度地对线电极10的剩余距离进行计算。另外，即使不是未使用的线轴21，也能够对线电极10的剩余距离进行计算，因此在进行线轴21的换装，或发生线电极10的断线而重新通线的情况下，也能够推定线电极10的剩余距离。
实施方式3.
图6是表示本发明的实施方式3所涉及的线放电加工机的结构的图。实施方式3所涉及的线放电加工机1具有对在线轴21残留的线电极10用尽进行检测的线电极检测器33。在线电极检测器33能够应用具有对是否与线电极10接触进行检测的探针的装置，或对线电极10照射出光，基于检测出的反射光的强度而光学地对线电极10进行检测的装置，但只要能够对在线轴21残留的线电极10用尽进行检测，则可以是任何方式的装置。图7是实施方式3所涉及的线放电加工机的线电极剩余距离推定部的功能框图。实施方式3所涉及的线放电加工机1的线电极剩余距离推定部200具有：线电极有无判定部211，其基于线电极检测器33的检测结果，对在线轴21是否残留有线电极10进行判断；以及主体直径履历部207，如果线电极有无判定部211判定为在线轴21残留的线电极10用尽，则该主体直径履历部207将检测到线电极10用尽时的线轴拉出直径视为主体直径，存储于主体直径存储部205。此外，线电极10的剩余距离成为零时的线轴拉出直径与主体直径一致。
图8及图9是表示实施方式3所涉及的线放电加工机的线电极剩余距离推定部的动作流程的流程图。图8是在主体直径存储部205中没有存储主体直径的情况下的动作，图9是在主体直径存储部205中存储有主体直径的情况下的动作。步骤S201至步骤S203中的处理与图3的步骤S101至步骤S103的处理相同。在步骤S204中，线电极有无判定部211基于来自线电极检测器33的输入，对是否检测出在线轴21残留的线电极10用尽进行判断。如果线电极有无判定部211判定为在线轴21残留的线电极10用尽，则步骤S204成为Yes，进入至步骤S205。如果线电极有无判定部211没有判定为在线轴21残留的线电极10用尽，则步骤S204成为No，返回至步骤S201。在步骤S205中，主体直径履历部207将在步骤S203中检测出的线轴拉出直径视为主体直径而存储于主体直径存储部205。
步骤S301至步骤S307中的处理与图3的步骤S101至步骤S107的处理相同。在步骤S308中，线电极有无判定部211基于来自线电极检测器33的输入，对在线轴21残留的线电极10是否用尽进行判定。如果线电极有无判定部211判定为在线轴21残留的线电极10用尽，则步骤S308成为Yes，结束处理。如果线电极有无判定部211没有判定为在线轴21残留的线电极10用尽，则步骤S308成为No，进入至步骤S301。
实施方式3所涉及的线放电加工机1，能够使前次装载的线轴21的主体直径自动地存储于主体直径存储部205。因此，不需要参照线轴21的规格表而通过手动作业使主体直径存储于主体直径存储部205的作业，能够防止由于主体直径的输入错误而在线电极10的剩余距离的计算结果产生错误的情况。
此外，在上述的说明中，为了对在线轴21残留的线电极10用尽进行检测而设置有线电极检测器33，但也可以基于与旋转角检测器28和旋转角检测器29追随的程度，对在线轴21残留的线电极10用尽进行检测。因此，在不具有线电极检测器33的实施方式1或实施方式2所涉及的线放电加工机1中，也能够执行图8及图9的流程图所示的动作。
实施方式4.
本发明的实施方式4所涉及的线放电加工机1的结构与实施方式3所涉及的线放电加工机1相同，具有线电极检测器33。图10是本发明的实施方式4所涉及的线放电加工机的线电极剩余距离推定部的功能框图。实施方式4所涉及的线放电加工机1具有滤波处理部208，其将以比线轴21的旋转周期高的频率产生的线轴拉出直径的变动的成分去除。此外，关于实施方式4所涉及的线放电加工机1的线电极剩余距离推定部200，线电极检测器33的检测结果不输入至特定的功能部，而是输入至线电极剩余距离推定部200本身。
图11是表示实施方式4所涉及的线放电加工机的线电极剩余距离推部的动作流程的流程图。步骤S401至步骤S403的处理与图3的步骤S101至步骤S103的处理相同。在步骤S404中，滤波处理部208进行滤波处理，将以比线轴21的旋转周期高的频率产生的线轴拉出直径的变动的成分去除。步骤S405至步骤S408的处理与图3的步骤S104至步骤S107的处理相同。在步骤S409中，线电极有无判定部211基于来自线电极检测器33的输入，对在线轴21残留的线电极10是否用尽进行判定。如果线电极有无判定部211判定为在线轴21残留的线电极10用尽，则步骤S409成为Yes，结束处理。如果线电极有无判定部211没有判定为在线轴21残留的线电极10用尽，则步骤S409成为No，进入至步骤S401。
图12是示意地表示实施方式4所涉及的线放电加工机的线轴的剖面的图。在图12中图示出线轴21的1周量的线电极10。线轴21的1周量的线电极10，从在图12中由虚线表示的与线轴21的旋转的中心轴O同轴的正圆60偏离而配置，此外由于线轴21本身的剖面形状也不是正圆，因此在卷绕有线电极10的线轴21发生偏心。因此，线轴拉出直径虽然在长期会伴随线电极10的行进而减少，但在短期以比线轴21的旋转周期高的频率重复增减。实施方式4所涉及的线放电加工机1通过线轴21的偏心，将以比线轴21的旋转周期高的频率产生的线轴拉出直径的变动的成分由滤波处理部208去除，因此能够高精度地对线电极10的剩余距离进行计算。
实施方式5.
本发明的实施方式5所涉及的线放电加工机1的结构，与实施方式3所涉及的线放电加工机1相同，具有线电极检测器33。图13是本发明的实施方式5所涉及的线放电加工机的线电极剩余距离推定部的功能框图。实施方式5所涉及的线放电加工机1具有特征值提取部209，其对大于或等于往复(traverse)周期的时间间隔中的线轴拉出直径的特征值进行提取。在特征值的例子中，能够举出最大值、最小值、最大值和最小值的平均值或整体的平均值，但并不限定于这些。此外，往复是指从线轴21送出的线电极10从卷绕于线轴21的状态起分离的位置在线轴21的旋转的中心轴方向进行移动，往复周期相当于从线轴21送出的线电极10从卷绕于线轴21的状态起分离的位置在线轴21的轴向进行一次往复的周期。
特征值提取部209基于线轴拉出直径的当前值，对往复周期进行计算。
图14是示意地表示在实施方式5所涉及的线放电加工机的线轴卷绕的线电极的线轴的轴向位置和线轴拉出直径的关系的图。在将线电极10卷绕于线轴21时，根据线轴21的轴向的位置的不同而在卷绕的强度产生不匀，此外线轴21的主体直径由于制造误差而在线轴21的轴向变得不恒定，因此线轴拉出直径与从线轴21送出的线电极10从卷绕于线轴21的状态起分离的位置处的线轴21的轴向的位置相应地周期性地变动。因此，线轴拉出直径的增减具有与往复周期相同的周期性。
图15是表示实施方式5所涉及的线放电加工机的线电极剩余距离推定部的动作流程的流程图。步骤S501至步骤S503的处理与图3的步骤S101至步骤S103的处理相同。在步骤S504中，特征值提取部209进行对线轴拉出直径的特征值进行提取的处理。步骤S505至步骤S508的处理与图3的步骤S104至步骤S107的处理相同。在步骤S509中，线电极有无判定部211基于来自线电极检测器33的输入，对在线轴21残留的线电极10是否用尽进行判定。如果线电极有无判定部211判定为在线轴21残留的线电极10用尽，则步骤S509成为Yes，结束处理。如果线电极有无判定部211没有判定为在线轴21残留的线电极10用尽，则步骤S509成为No，进入至步骤S501。
图16及图17是表示实施方式5所涉及的线放电加工机的线电极的送出距离和线轴拉出直径的关系的图。图17将图16中的一部分放大而示出。线轴拉出直径虽然在长期会伴随线电极10的行进而减少，但在短期重复增减。而且，如上所述，线轴拉出直径的短期的增减，具有与往复周期相同的周期性。图17中的A点及B点是往复周期中的线轴拉出直径的最大值，图17中的C点及D点是往复周期中的线轴拉出直径的最小值。
如果不考虑与往复周期相同的周期中的线轴拉出直径的变动，例如基于图17中的A点和C点处的线轴拉出直径的变化而对线电极卷绕系数进行计算，则会计算出与实际的线电极卷绕系数偏离的值。实施方式5所涉及的线放电加工机1具有特征值提取部209，其对大于或等于往复周期的时间间隔中的线轴拉出直径的最大值、最小值、最大值和最小值的平均值或整体的平均值进行提取，因此不受小于或等于往复周期的时间间隔下的线轴拉出直径的周期性的变动的影响，能够对线电极卷绕系数进行计算而对线电极10的剩余距离进行推定。如果举出具体例，则实施方式5所涉及的线放电加工机1的线电极剩余距离推定部200，能够基于图17中的A点和B点处的线轴拉出直径的变化，或C点和D点处的线轴拉出直径的变化而对线电极卷绕系数进行计算。
实施方式5所涉及的线放电加工机1，能够对由线轴21的轴向上的线电极10的卷绕不匀及主体直径的变化引起的测定值的变动的影响进行抑制，高精度地推定线电极10的剩余距离。
实施方式6.
图18是表示本发明的实施方式6所涉及的线放电加工机的结构的图。实施方式6所涉及的线放电加工机与实施方式1所涉及的线放电加工机1的不同点在于，具有对在线轴21显示出的信息进行读取的读取装置34。
此外，也可以与实施方式2所涉及的线放电加工机1同样地，设置线电极拉出位置检测器31，通过对线轴拉出直径进行测定而进行检测。另外，也可以与实施方式2所涉及的线放电加工机1同样地，设置线电极行进距离检测器32，直接测定线电极10的送出距离。
图19是实施方式6所涉及的线放电加工机的线电极剩余距离推定部的功能框图。实施方式6所涉及的线放电加工机的线电极剩余距离推定部200，具有对读取装置34进行控制的信息读取部210。信息读取部210通过读取装置34而取得由字符串、条形码或二维码显示出的信息。在实施方式6中在线轴21显示的信息，是与按照标准卷绕的情况下的未使用时的线轴拉出半径具有相关性的值。下面，与按照标准卷绕的情况下的未使用时的线轴拉出半径具有相关性的值，设为是未使用时的线轴拉出直径。信息读取部210将从线轴21读取的未使用时的线轴拉出直径输出至线电极卷绕系数计算部203。
图20是表示实施方式6所涉及的线放电加工机的线电极剩余距离推定部的动作流程的流程图。在步骤S601中，信息读取部210读取在线轴21显示出的信息。在线轴21中，在除了与按照标准卷绕的情况下的未使用时的线轴拉出半径具有相关性的值以外，还显示出线电极卷绕系数及主体直径至少一者的情况下，信息读取部210也读取这些信息。在读取了线电极卷绕系数的情况下，信息读取部210使线电极卷绕系数存储于系数存储部204。在读取了主体直径的情况下，信息读取部210使主体直径的值存储于主体直径存储部205。
在步骤S602中，线电极卷绕系数计算部203接收通过输入装置104进行的信息的输入。向线电极卷绕系数计算部203，将根据线电极10的每单位长度的质量和卷绕于线轴21的线电极10的质量而计算出的线电极10的长度通过输入装置104进行输入。此外，也可以将线电极10的每单位长度的质量和卷绕于线轴21的线电极10的质量通过输入装置104输入至线电极卷绕系数计算部203，使线电极卷绕系数计算部203对线电极10的长度进行计算。在线轴21没有显示主体直径的情况下，使主体直径存储部205对通过输入装置104输入的主体直径的值进行存储。
在步骤S603中，线电极卷绕系数计算部203对线电极卷绕系数进行计算。线电极卷绕系数，如上所述由一次项的系数k1、二次项的系数k2和常数项的系数k3表示，但在这里通过二次项的系数k2＝K进行近似。在根据线电极10的每单位长度的质量和卷绕于线轴21的线电极10的质量而计算出的线电极10的长度L、未使用时的线轴拉出直径D、主体直径f和线电极卷绕系数K之间，存在L＝K(D2－f2)的关系，因此线电极卷绕系数计算部203通过K＝L/(D2－f2)对线电极卷绕系数K进行计算，存储于系数存储部204。此外，在使由信息读取部210从线轴21读取的线电极卷绕系数存储于系数存储部204的情况下，对在系数存储部204中存储的线电极卷绕系数进行校正。
步骤S604至步骤S609的动作与图3的步骤S101至步骤S103及步骤S105至步骤S107的动作相同。
此外，也可以在步骤S606的后部，进行图11的步骤S404所示的滤波处理或图15的步骤S504所示的特征值提取处理。
实施方式6所涉及的线放电加工机，基于与未使用时的线轴拉出半径具有相关性的值对线电极卷绕系数进行计算而对线电极10的剩余距离进行计算，因此能够高精度地推定线电极10的剩余距离。另外，即使不是未使用的线轴21，也能够对线电极10的剩余距离进行计算，因此在进行线轴21的换装，或发生线电极10的断线而重新通线的情况下，也能够推定线电极10的剩余距离。
线电极卷绕系数计算部203，也可以基于线电极10的送出距离和线电极10以送出距离的量送出的期间的线轴拉出直径的推移，对线电极卷绕系数进行校正。
在这里，关于实施方式1至实施方式6所涉及的线放电加工机1的线电极剩余距离推定部200的结构进行说明。上述的实施方式1至实施方式6的线电极剩余距离推定部200的功能通过处理电路而实现。即，线电极剩余距离推定部200具有进行对线电极10的剩余距离进行推定的处理的处理电路。另外，处理电路可以是专用的硬件，也可以是执行在存储装置中储存的程序的运算装置。
图21是表示将实施方式1至实施方式6所涉及的线放电加工机的线电极剩余距离推定部的功能通过硬件实现的结构的图。在处理电路19为专用的硬件的情况下，处理电路19相当于单一电路、复合电路、被程序化的处理器、被并行程序化的处理器、面向特定用途的集成电路、现场可编程门阵列或将它们组合的结构。在处理电路19中装入有逻辑电路19a，其实现对线电极10的送出距离进行检测的处理、对线轴拉出直径进行检测的处理、对线电极卷绕系数进行检测的处理、对线电极的剩余距离进行计算的处理、对线电极的剩余距离进行显示的处理、将以比线轴21的旋转周期高的频率产生的线轴拉出直径的变动的成分去除的处理、对线轴拉出直径的特征值进行提取的处理或读取在线轴21显示出的信息的处理。
在处理电路19为运算装置的情况下，线电极剩余距离推定部200的各处理通过软件、固件或软件和固件的组合而实现。
图22是表示将实施方式1至实施方式6所涉及的线放电加工机的线电极剩余距离推定部的功能通过软件实现的结构的图。处理电路19具有执行程序19b的运算装置191、由运算装置191用作工作区域的随机存取存储器192和对程序19b进行存储的存储装置193。将在存储装置193中存储的程序19b由运算装置191在随机存取存储器192上展开并执行，由此实现线电极剩余距离推定部200的各处理。软件或固件通过程序语言记述，储存于存储装置193。
处理电路19通过将在存储装置193中存储的程序19b读出而执行，从而实现各处理。即，线电极剩余距离推定部200具有存储装置193，该存储装置193用于存储在通过处理电路19执行时，对线电极10的送出距离进行检测的程序步、对线轴拉出直径进行检测的程序步、对线电极卷绕系数进行检测的程序步、对线电极10的剩余距离进行计算的程序步、对线电极10的剩余距离进行显示的程序步、将以比线轴21的旋转周期高的频率产生的线轴拉出直径的变动的成分去除的程序步、对线轴拉出直径的特征值进行提取的程序步或读取在线轴21显示出的信息的程序步最终得以执行的程序19b。另外，程序19b可以说是使计算机执行上述的顺序及方法的程序。
此外，关于线电极剩余距离推定部200的各处理，也可以将一部分由专用的硬件实现，将一部分由软件或固件实现。
如上所述，处理电路19能够通过硬件、软件、固件或它们的组合，实现上述的各功能。
以上的实施方式所示的结构，表示本发明的内容的一个例子，也能够与其它公知技术进行组合，在不脱离本发明的主旨的范围，也能够对结构的一部分进行省略、变更。
标号的说明
1线放电加工机，10线电极，19处理电路，19a逻辑电路，19b程序，20线移动部，21线轴，22a、22b上部线进给辊，22c、22d下部线进给辊，23上嘴，23a、25a引导孔，24加工头，24a加工头主体，25下嘴，26回收辊，27带轮，28、29旋转角检测器，30工件保持部，31线电极拉出位置检测器，32线电极行进距离检测器，33线电极检测器，34读取装置，40驱动部，50张力赋予部，51张力赋予辊，52电动机，80电源，100控制装置，104输入装置，105显示装置，200线电极剩余距离推定部，201送出距离检测部，202线轴拉出半径相关信息检测部，203线电极卷绕系数计算部，204系数存储部，205主体直径存储部，206剩余距离计算部，207主体直径履历部，208滤波处理部，209特征值提取部，210信息读取部，211线电极有无判定部。

Claims (10)

1.一种线放电加工机，其在从线轴送出的线电极和工件之间使放电发生而对所述工件进行加工，
该线放电加工机的特征在于，具有：
带轮，其与所述线电极接触，并且配置于所述线轴与张力赋予辊之间；以及
线电极剩余距离推定部，该线电极剩余距离推定部基于线电极卷绕系数、线轴拉出半径相关信息、以及所述线轴的主体直径，对所述线电极的剩余距离进行计算，所述线电极卷绕系数是表示所述线电极向所述线轴的卷绕状态的值，所述线轴拉出半径相关信息与所述线电极从卷绕于所述线轴的状态起分离的位置和所述线轴的旋转的中心轴之间的距离即线轴拉出半径具有相关性，
所述线电极卷绕系数是依赖于所述线轴的内宽、所述电极线的线径和所述线电极的卷绕张力而确定的值，所述线电极剩余距离推定部进一步基于带轮的旋转角计算线轴拉出直径。
2.一种线放电加工机，其在从线轴送出的线电极和工件之间使放电发生而对所述工件进行加工，
该线放电加工机的特征在于，具有：
带轮，其与所述线电极接触，并且配置于所述线轴与张力赋予辊之间；
剩余距离计算部，其基于线电极卷绕系数、线轴拉出半径相关信息、以及所述线轴的主体直径，对所述线电极的剩余距离进行计算，所述线电极卷绕系数是表示所述线电极向所述线轴的卷绕状态的值，所述线轴拉出半径相关信息与所述线电极从卷绕于所述线轴的状态起分离的位置和所述线轴的旋转的中心轴之间的距离即线轴拉出半径具有相关性；
线轴拉出半径相关信息检测部，其基于带轮的旋转角，对所述线轴拉出半径相关信息进行检测；
系数存储部，其对所述线电极卷绕系数进行存储；
主体直径存储部，其对所述主体直径进行存储；
送出距离检测部，其对所述线电极的送出距离进行检测；以及
线电极卷绕系数计算部，其基于所述送出距离和所述线电极以所述送出距离的量送出的期间的所述线轴拉出半径相关信息的推移，对所述线电极卷绕系数进行计算并存储于所述系数存储部。
3.一种线放电加工机，其在从线轴送出的线电极和工件之间使放电发生而对所述工件进行加工，
该线放电加工机的特征在于，具有：
带轮，其与所述线电极接触，并且配置于所述线轴与张力赋予辊之间；
剩余距离计算部，其基于线电极卷绕系数、线轴拉出半径相关信息、以及所述线轴的主体直径，对所述线电极的剩余距离进行计算，所述线电极卷绕系数是表示所述线电极向所述线轴的卷绕状态的值，所述线轴拉出半径相关信息与所述线电极从卷绕于所述线轴的状态起分离的位置和所述线轴的旋转的中心轴之间的距离即线轴拉出半径具有相关性；
线轴拉出半径相关信息检测部，其对所述线轴拉出半径相关信息进行检测；
系数存储部，其对所述线电极卷绕系数进行存储；
主体直径存储部，其对所述主体直径进行存储；以及
送出距离检测部，其对所述线电极的送出距离进行检测，
所述线轴拉出半径相关信息检测部对所述带轮的旋转速度进行检测，基于所述送出距离和所述带轮的旋转速度，对所述线轴拉出半径相关信息进行检测。
4.一种线放电加工机，其在从线轴送出的线电极和工件之间使放电发生而对所述工件进行加工，
该线放电加工机的特征在于，具有：
剩余距离计算部，其基于线电极卷绕系数、线轴拉出半径相关信息、以及所述线轴的主体直径，对所述线电极的剩余距离进行计算，所述线电极卷绕系数是表示所述线电极向所述线轴的卷绕状态的值，所述线轴拉出半径相关信息与所述线电极从卷绕于所述线轴的状态起分离的位置和所述线轴的旋转的中心轴之间的距离即线轴拉出半径具有相关性；
线轴拉出半径相关信息检测部，其对所述线轴拉出半径相关信息进行检测；
系数存储部，其对所述线电极卷绕系数进行存储；
主体直径存储部，其对所述主体直径进行存储；
信息读取部，其读取在所述线轴显示出的、未使用时的所述线轴拉出半径相关信息；以及
线电极卷绕系数计算部，其基于根据所述线电极的每单位长度的质量及卷绕于所述线轴的所述线电极的质量而计算出的所述线电极的长度、未使用时的所述线轴拉出半径相关信息和所述主体直径，对所述线电极卷绕系数进行计算。
5.根据权利要求4所述的线放电加工机，其特征在于，
具有对所述线电极的送出距离进行检测的送出距离检测部，
所述线电极卷绕系数计算部基于所述送出距离和所述线电极以所述送出距离的量送出的期间的所述线轴拉出半径相关信息的推移，对所述线电极卷绕系数进行校正。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的线放电加工机，其特征在于，
所述线轴拉出半径相关信息，是将所述线轴拉出半径设为2倍后的值即线轴拉出直径，
具有：
线电极检测器，其对在所述线轴残留的所述线电极用尽进行检测；以及
主体直径履历部，其将所述线电极检测器检测出在所述线轴残留的所述线电极用尽时的所述线轴拉出直径视为所述主体直径而存储于所述主体直径存储部。
7.根据权利要求2、3或5中任一项所述的线放电加工机，其特征在于，
具有滤波处理部，该滤波处理部根据将所述送出距离的量的所述线电极送出的期间的所述线轴拉出半径相关信息的推移，将大于或等于所述线轴的旋转频率的频率成分去除。
8.根据权利要求2、3或5中任一项所述的线放电加工机，其特征在于，
具有特征值提取部，该特征值提取部按照大于或等于所述线电极从卷绕于所述线轴的状态起分离的位置在所述线轴的旋转的中心轴的方向进行移动的周期的时间间隔，对所述线轴拉出半径相关信息的特征值的推移进行提取，
所述剩余距离计算部基于与所述特征值的提取间隔相对应的所述送出距离、所述特征值的提取间隔下的所述特征值的推移、所述线电极卷绕系数和所述主体直径，对所述线电极的剩余距离进行计算。
9.根据权利要求1所述的线放电加工机，其特征在于，
所述线电极剩余距离推定部进一步基于所述带轮的直径、所述带轮的检测后的旋转角度、以及所述线轴的检测后的旋转角度，决定线轴拉出直径。
10.根据权利要求1所述的线放电加工机，其特征在于，
所述线电极剩余距离推定部进一步将线轴拉出半径相关信息作为所述带轮的检测后的旋转角度、以及所述线轴的检测后的旋转速度之间的比率而进行计算。
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