DE112015001760B4

DE112015001760B4 - Drahterodiermaschine, Steuerungsverfahren einer Steuerung einer Drahterodiermaschine und Positionierungsverfahren

Info

Publication number: DE112015001760B4
Application number: DE112015001760.7T
Authority: DE
Inventors: Daisuke Sekimoto; Takayuki Nakagawa; Tomoaki Takada
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2015-10-30
Filing date: 2015-10-30
Publication date: 2023-08-10
Anticipated expiration: 2035-10-31
Also published as: JPWO2017072976A1; DE112015001760T5; CN107073614A; WO2017072976A1; CN107073614B; JP6017096B1; US20170266744A1

Abstract

Eine Drahterodiermaschine (1) umfassend:eine Drahtelektrode (10), an welche eine Bearbeitungsspannung anlegbar ist,um eine elektrische Entladung zwischen der Drahtelektrode (10) und einem Werkstück (W) zu erzeugen;eine Antriebseinheit (40), welche eine Relativbewegung zwischen der Drahtelektrode (10) und dem Werkstück (W) ausführt in einer Richtung, welche eine longitudinale Richtung der Drahtelektrode (10) schneidet;eine Draht-Bewegungseinheit (20), welche die Drahtelektrode (10) entlang der longitudinalen Richtung bewegt;eine Kapazitäts-Messeinheit (70), welche eine Kapazität zwischen der Drahtelektrode (10) und dem Werkstück (W) misst; undeine Steuerung (100), welche in einem Zustand, in welchem die Bewegung der Drahtelektrode (10) entlang der longitudinalen Richtung gestoppt ist, die Kapazitäts-Messeinheit (70) veranlasst, die Kapazität zu messen, während die Steuerung (100) die Antriebseinheit (40) veranlasst, die Drahtelektrode (10) unddas Werkstück (W) relativ zueinander zu bewegen, und wobei anschließend die Steuerung (100) in einem Zustand, in welchem die Steuerung (100) die Draht-Bewegungseinheit (20) veranlasst, die Drahtelektrode (10) entlang der longitudinalen Richtung zu bewegen, die Kapazitäts-Messeeinheit (70) veranlasst, die Kapazität zu messen, und die Steuerung (100) die Antriebseinheit (40) veranlasst, Positionen der Drahtelektrode (10) und des Werkstücks (W) relativ zueinander einzustellen auf Basis eines Messresultats der Kapazitäts-Messeinheit (70).

Description

Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Drahterodiermaschine, bei welcher eine Bearbeitungsspannung zwischen einer Drahtelektrode und einem Werkstück anlegt wird und welche dadurch eine elektroerosive Bearbeitung am Werkstück durchführt, auf ein Steuerungsverfahren einer Steuerung der Drahterodiermaschine, sowie auf ein Positionierverfahren.
Hintergrund
Bei der drahterosiven Bearbeitung ist es erforderlich, vor der Bearbeitung eine relative Position zwischen Elektroden, das heißt einer Drahtelektrode und eines Werkstücks relativ zueinander, präzise zu erfassen und eine Positionierung der Elektroden relativ zueinander durchzuführen. Bei der drahterosiven Bearbeitung bestehen herkömmliche Positionierungsverfahren der Elektroden relativ zueinander in der Regel in einem Verfahren des Detektierens eines elektrischen Kontakts zwischen einer Drahtelektrode und einem Werkstück, wie dies in der JP H04- 171 120 A und der JP S60- 135 127 A beschrieben ist.
Die DE 27 18 156 A1 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Schneiden von isolierendem Material. Die Vorrichtung weist auf: eine Basis zur Lagerung des isolierenden Materials, welches isolierende Material an seiner Oberfläche eine leitfähige Schicht aufweist; eine Verlagerungssteuerung, die mit der Basis gekoppelt ist, um die Basis zu verlagern; einen dem isolierenden Material gegenüberliegenden, in einer Richtung senkrecht zur Basis orientierten Schneiddraht; eine Antriebseinrichtung zur Bewegung des Schneiddrahtes in diese Richtung; eine Potentialquelle zum Anlegen einer Potentialdifferenz zwischen dem Schneiddraht und der leitfähigen Schicht; ein Reservoir, um zwischen der leitfähigen Schicht und dem Schneiddraht eine Flüssigkeit zuzuführen; einen Spaltdetektor zum Erzeugen eines Steuersignals in Folge von Abstandsänderungen zwischen dem Schneiddraht und der leitfähigen Schicht; und einen Sensor, welcher Spannungen des Schneiddrahtes misst.
Zusammenfassung
Technisches Problem
Im Positionierungsverfahren, welches in der JP H04- 171 120 A und der JP S60- 135 127 A beschrieben ist, vibriert die Drahtelektrode während die Drahtelektrode bewegt wird. Daher wird ein elektrischer Kontakt detektiert, wenn das Werkstück in einem Bereich eintritt, über welchen die Drahtelektrode vibriert. Dabei sind die Amplitude und die Frequenz der Vibration der Drahtelektrode nicht konstant, da es zwischen unterschiedlichen Drahterodiermaschinen Unterschiede in der Stärke und der Richtung der Zugspannung gibt, welche auf die Drahtelektrode ausgeübt wird. Aus diesem Grund ist es in den Positionierungsverfahren, welche in der JP H04- 171 120 A und der JP S60- 135 127 A beschrieben werden, schwer, die Position zwischen Elektroden relativ zueinander präzise lediglich auf Basis des elektrischen Kontakts zu erfassen. Daher fluktuiert in den Positionierungsverfahren, welche in der JP H04- 171 120 A und der JP S60- 135 127 A beschrieben werden, die Position zwischen den Elektroden über eine Schwingungsbreite der Drahtelektrode, und zwar selbst dann, wenn die Positionierung der Drahtelektrode relativ zum gleichen Werkstück durchgeführt wird.
Wenn die Positionierung dann durchgeführt wird, wenn die Bewegung der Drahtelektrode gestoppt ist, tritt eine Fluktuation in der Position der Drahtelektrode über einen Bereich eines Spiels auf, welches durch eine Spalte eines Drahtdurchtritts-Bereichs eines Drahtführungskopfs gebildet wird, welcher die Drahtelektrode hält. Daher ist es schwierig, die Position der Elektroden relativ zueinander zu erfassen.
Wenn in den Positionierungsverfahren, welche in der JP H04- 171 120 A und in der JP S60- 135 127 A beschrieben sind, eine Drahtelektrode positioniert wird, welche ein besonders feiner Draht ist, welcher einen Außendurchmesser von 70 µm oder weniger hat, erhöht sich der elektrische Widerstand zwischen der Drahtelektrode und einem Werkstück, da die Drahtelektrode dünn ist. Es ist dann manchmal schwierig, die Position präzise zu detektieren, in welcher die Drahtelektrode und das Werkstück in Kontakt miteinander sind. Daher ist es auch in dieser Hinsicht in den Positionierungsverfahren, welche in der JP H04- 171 120 A und in der JP S60- 135 127 A beschrieben sind, manchmal schwer, präzise eine Positionierung zwischen der Drahtelektrode und dem Werkstück durchzuführen.
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf das Obige angefertigt und ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Drahterodiermaschine zu erhalten, welche eine präzise Positionierung zwischen einer Drahtelektrode und einem Werkstück erlaubt.
Lösung des Problems
Die vorstehende Aufgabe wird durch die Kombination der Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
Um die Probleme zu lösen und das Ziel zu erreichen, umfasst die vorliegende Erfindung: eine Drahtelektrode, an welche eine Bearbeitungsspannung anlegbar ist, wodurch eine elektrische Entladung zwischen der Drahtelektrode und einem Werkstück erzeugbar ist; eine Antriebseinheit, welche eine Relativbewegung zwischen der Drahtelektrode und dem Werkstück ausführt in einer Richtung, welche eine longitudinale Richtung der Drahtelektrode schneidet; eine Draht-Bewegungseinheit, welche die Drahtelektrode entlang der longitudinalen Richtung bewegt; und eine Kapazitäts-Messeinheit, welche eine Kapazität zwischen der Drahtelektrode und dem Werkstück misst. Die vorliegende Erfindung weist eine Steuerung auf, welche in einem Zustand, in welchem die Bewegung der Drahtelektrode in longitudinaler Richtung gestoppt ist, die Kapazitäts-Messeinheit veranlasst, die Kapazität zu messen, während die Steuerung die Antriebseinheit veranlasst, die Relativbewegung zwischen der Drahtelektrode und dem Werkstück auszuführen, und anschließend in einem Zustand, in welchem die Steuerung die Draht-Bewegungseinheit veranlasst, die Drahtelektrode in longitudinaler Richtung zu bewegen, die Steuerung die Kapazitäts-Messeinheit veranlasst, die Kapazität zu messen, und die Steuerung die Antriebseinheit veranlasst, Positionen der Drahtelektrode und des Werkstücks relativ zueinander (und damit den Abstand zwischen Drahtelektrode und Werkstück) auf Basis eines Messresultats der Kapazitäts-Messeinheit einzustellen.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Die Drahterodiermaschine entsprechend der vorliegenden Erfindung hat den Effekt, dass es möglich ist, die Drahtelektrode und das Werkstück präzise zu positionieren.
Figurenliste

1 ist eine Darstellung zur Illustration der Konfiguration einer Drahterodiermaschine entsprechend einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Darstellung zur Illustration eines Beispiels der Konfiguration einer Kapazitäts-Messeinheit der Drahterodiermaschine entsprechend der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3 ist eine Darstellung zur Illustration eines Beispiels der Konfiguration einer Steuerung der Drahterodiermaschine entsprechend der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4 ist ein Ablaufdiagramm zur Illustration eines Beispiels eines Bearbeitungsablaufs in der Drahterodiermaschine entsprechend der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
5 ist eine Darstellung zur Illustration eines Beispiels eines Messresultats, welches im Schritt ST5 der 4 erfasst wurde.
6 ist eine Darstellung zur Illustration eines Beispiels von Kalibrierungsdaten, welche aus dem Messresultat erhalten wurden, welches in der 5 gezeigt ist.
7 ist eine Darstellung zur Illustration eines Beispiels einer Kapazität entsprechend einer Zwischen-Elektroden-Distanz (Interelektroden-Distanz) zwischen einer Drahtelektrode und einem Werkstück, welche im Schritt ST9 der 4 berechnet wurde.
8 ist eine Darstellung zur Illustration eines Zustands, in welchem die Drahtelektrode der Drahterodiermaschine entsprechend der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gestoppt ist.
9 ist eine Darstellung zur Illustration eines Zustands, in welchem die Drahtelektrode, welche in der 8 gezeigt ist, bewegt wird.
10 ist eine Darstellung zur Illustration eines Zustands, in welchem eine Drahtelektrode nahe an das Werkstück angenähert wird in einem Vergleichsbeispiel zur Drahterodiermaschine entsprechend der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
11 ist eine Darstellung zur Illustration eines Zustands in dem Vergleichsbeispiel, welches in der 10 gezeigt ist, wobei in dem Zustand die Drahtelektrode in Kontakt mit dem Werkstück gebracht worden ist.
12 ist eine Darstellung zur Illustration eines Zustands in dem Vergleichsbeispiel, welches in der 10 gezeigt ist, wobei es in dem gezeigten Zustand möglich ist, zu detektieren, ob das Werkstück in Kontakt mit der Drahtelektrode ist, wobei die Drahtelektrode ein besonders feiner Draht ist.
13 ist eine perspektivische Ansicht zur Illustration einer Drahtelektrode und eines Werkstücks vor einem ersten Schneidvorgang mit einer Drahterodiermaschine entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
14 ist eine perspektivische Ansicht zur Illustration der Drahtelektrode und des Werkstücks vor einem zweiten Schneidvorgang mit der Drahterodiermaschine entsprechend der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
15 ist ein Ablaufdiagramm zu Illustration eines Beispiels eines Bearbeitungsablaufs einer Drahterodiermaschine entsprechend einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
16 ist eine Darstellung zur Illustration eines Beispiels einer Zwischen-Elektroden-Distanz (Interelektroden-Distanz) zwischen einer Drahtelektrode und einem Werkstück, berechnet durch eine Steuerung einer Drahterodiermaschine entsprechend einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Beschreibung von Ausführungsform
Drahterodiermaschinen, Steuerungsverfahren von Steuerungen der Drahterodiermaschinen, und Positionierungsverfahren entsprechend von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindungen werden im Folgenden im Detail mit Bezug auf die Figuren erläutert. Es ist zu beachten, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die Ausführungsformen beschränkt ist.
Erste Ausführungsform.
Die 1 ist eine Darstellung zur Illustration der Konfiguration einer Drahterodiermaschine entsprechend einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die 2 ist eine Darstellung zur Illustration eines Beispiels der Konfiguration einer Kapazität-Messeinheit der Drahterodiermaschine entsprechend der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die 3 ist eine Darstellung zur Illustration eines Beispiels der Konfiguration einer Steuerung der Drahterodiermaschine entsprechend der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Eine Drahterodiermaschine 1 ist eine Vorrichtung zum Drahterodieren eines Werkstücks W. Wie der 1 gezeigt ist, umfasst die Drahterodiermaschine 1 eine Drahtelektrode 10, welche als Entladungselektrode dient, eine Draht-Bewegungseinheit 20, welche die Drahtelektrode 10 entlang der longitudinalen Richtung der Drahtelektrode 10 bewegt, eine Werkstück-Halteeinheit 30, welche das Werkstück W haltert, und eine Antriebseinheit 40, welche die Drahtelektrode 10 und das Werkstück W relativ zueinander bewegt. Die Drahterodiermaschine 1 weist eine Spannungserzeugungs-Einheit 50 auf, welche eine Zugspannung an die Drahtelektrode 10 anlegt, einen Linearmaßstab 60, welcher ein Messmittel zur Messung einer Bewegungsstrecke des Werkstücks W durch die Antriebseinheit 40 ist, eine Kapazitäts-Messeinheit 70, welche eine Kapazität zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W misst, und eine Steuerung 100, welche die Antriebseinheit 40 veranlasst, die Position der Drahtelektrode 10 und des Werkstücks W relativ zueinander einzustellen.
An die Drahtelektrode 10 wird eine Bearbeitungsspannung angelegt, welche eine elektrische Entladung zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W erzeugt. Die Drahtelektrode 10 ist aus Metall gefertigt, welches eine elektrische Leitfähigkeit aufweist, und ist in einer länglichen/longitudinalen Form ausgebildet. Im Querschnitt ist die Drahtelektrode 10 kreisförmig ausgebildet. In der ersten Ausführungsform weist der Außendurchmesser der Drahtelektrode 10 einen Wert von 20 µm oder mehr und 300 µm oder weniger auf.
Die Draht-Bewegungseinheit 20 weist eine Drahtspule 21 auf, auf welcher die Drahtelektrode 10 aufgespult ist, um die Drahtelektrode 10 zuzuführen, eine Vielzahl von Drahtzuführungs-Rollen 22, einen Bearbeitungskopf 24, welcher einen oberen Führungskopf 23 aufweist, welcher die Drahtelektrode 10 zum Werkstück W hin zuführt. Ferner weist die Drahtbewegungs-Einheit einen unteren Führungskopf 25 auf, durch welchen die Drahtelektrode 10 eingefädelt wird, und eine Aufnahmerolle, welche die Drahtelektrode 10 aufnimmt. Die Drahtzuführungs-Rollen 22 sind rotierbar auf Achsen gelagert. Zumindest eine Drahtzuführungs-Rolle 22 ist zwischen der Drahtspule 21 und dem Bearbeitungskopf 24 vorgesehen. Die Drahtelektrode 10 läuft auf der Drahtzuführungs-Rolle 22. Die Drahtzuführungs-Rolle 22 führt die Drahtelektrode 10 von der Drahtspule 21 hin zum Bearbeitungskopf 24. Zumindest eine Drahtzuführungs-Rolle 22 ist zwischen dem unteren Führungskopf 25 und der Aufnahmerolle 26 vorgesehen. Die Drahtelektrode 10 läuft auf dieser Drahtzuführungs-Rolle 22. Die Drahtzuführungs-Rolle 22 führt die Drahtelektrode 10 vom unteren Führungskopf 25 hin zur Aufnahmerolle 26. Die Drahtzuführungs-Rolle 22 rotiert entsprechend der Bewegung der Drahtelektrode 10.
Der Bearbeitungskopf 24 weist einen Kopf-Hauptkörper 24a, durch dessen Inneres die Drahtelektrode 10 geführt wird, ein Kontaktelement (engl. contactor) 24b, welches innerhalb des Kopf-Hauptkörpers 24a vorgesehen ist, und welches in Kontakt mit der Drahtelektrode 10 ist, und den oberen Führungskopf 23 auf, welcher an der unteren Oberfläche des Kopf-Hauptkörpers 24a und gegenüberliegend zum Werkstück W befestigt ist. Wie in der 8 gezeigt ist, weist der obere Führungskopf 23 ein Führungsloch 23a auf, durch dessen Inneres die Drahtelektrode 10 durchgeführt wird. Eine Differenz zwischen dem Innendurchmesser des Führungslochs 23a und dem Außendurchmesser der Drahtelektrode 10 beträgt einige Mikrometer.
Der untere Führungskopf 25 ist unterhalb des oberen Führungskopfs 23 des Bearbeitungskopfs 24 angeordnet. Wie in der 8 gezeigt ist, weist der untere Führungskopf 25 ein Führungsloch 25a auf, durch dessen Inneres die Drahtelektrode 10 durchgeführt wird. Eine Differenz zwischen dem Innendurchmesser des Führungslochs 25a und dem Außendurchmesser der Drahtelektrode 10 beträgt einige Mikrometer. Da die Drahtelektrode 10 durch die Führungslöcher 23a und 25a durchgeführt wird, führen der obere Führungskopf 23 und der unter Führungskopf 25 die Drahtelektrode 10 geradlinig zwischen dem oberen Führungskopf 23 und dem unteren Führungskopf 25. In der ersten Ausführungsform sind der obere Führungskopf 23 und der untere Führungskopf 25 mit einem Abstand entlang der vertikalen Richtung zueinander gegenüberliegend angeordnet, und führen die Drahtelektrode 10, welche sich zwischen dem oberen Führungskopf 23 und dem unteren Führungskopf 25 befindet, parallel zur vertikalen Richtung. Jedoch können sowohl die Richtung, entlang welcher sich der obere Führungskopf 23 und der untere Führungskopf 25 gegenüber liege, als auch die longitudinale Richtung der Drahtelektrode 10, welche sich zwischen dem oberen Führungskopf 23 unter dem unteren Führungskopf 25 befindet, die vertikale Richtung schneiden.
Die Aufnahmerolle 26 hält die Drahtelektrode 10 zwischen der Aufnahmerolle 26 und der Drahtzuführungs-Rolle 22 und wird durch einen nicht gezeigten Motor rotiert. Wenn die elektroerosive Bearbeitung an dem Werkstück W durchgeführt wird, wird die Aufnahmerolle 26 durch den Motor rotiert, um die Drahtelektrode 10 aufzunehmen, welche sowohl durch das Führungsloch 23a des oberen Führungskopf 23 geführt wird, als auch durch das Führungsloch 25a des unteren Führungskopfes 25. Durch eine Veränderung der Drehgeschwindigkeit des Motors kann die Aufnahmerolle 26 die Bewegungsgeschwindigkeit der Drahtelektrode 10 verändern.
Die Werkstück-Halteeinheit 30 ist aus Metall gefertigt, welches eine elektrische Leitfähigkeit aufweist. Die ebene Form des äußeren Randes der Werkstück-Halteeinheit 30 ist in Form eines quadratischen Rahmens geformt. Die Oberseite der Werkstück-Halteeinheit 30 ist flach geformt. Die Werkstück-Halteeinheit 30 ist parallel zur horizontalen Richtung angeordnet. Die Drahtelektrode 10, welche sich zwischen dem oberen Führungskopf 23 und dem unteren Führungskopf 25 befindet, wird durch das Innere der Werkstück-Halteeinheit 30 durchgeführt.
Die Antriebseinheit 40 führt eine Relativbewegung zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W aus in einer Richtung, welche die longitudinale Richtung der Drahtelektrode 10, welche sich zwischen den Führungsköpfen 23 und 25 befindet, schneidet. Die Antriebseinheit 40 weist ein Motor 41, welcher einen Encoder aufweist, einen nicht gezeigten Kugelgewindetrieb, welcher durch den Motor 41 um eine Achse rotiert wird, und eine nicht gezeigte Mutter, in welche der Kugelgewindetrieb eingeschraubt wird, auf, wobei die Mutter an der Werkstück-Halteeinheit 30 befestigt ist. Der Motor 41 ist mit der Steuerung 100 über einen Verstärker 42 verbunden. Der Motor 41 rotiert den Kugelgewindetrieb um die Achse. Der Encoder, welcher sich im Motor 41 befindet, misst einen Drehwinkel des Kugelgewindetriebs, und gibt ein Messresultat an die Steuerung 100 aus. Wenn der Motor 41 den Kugelgewindetrieb um die Achse rotiert, bewegt die Antriebseinheit 40 das Werkstück W, welches durch die Werkstück-Halteeinheit 30 gehaltert ist, relativ zur Drahtelektrode 10. Die Antriebseinheit 40 bewegt das Werkstück W, um das Werkstück W in Richtungen zu bewegen, in welchen das Werkstück W an die Drahtelektrode 10, welche sich zwischen dem Führungsköpfen 23 und 25 befindet, angenähert wird, und in Richtungen zu bewegen, in welchen das Werkstück W von der Drahtelektrode 10, welche sich zwischen den Führungsköpfen 23 und 25 befindet, entfernt wird.
Gemäß der ersten Ausführungsform bewegt die Antriebseinheit 40 das Werkstück W in eine Richtung orthogonal zur longitudinalen Richtung der Drahtelektrode 10, welche sich zwischen den Führungsköpfen 23 und 25 befindet. Jedoch kann die Antriebseinheit 40 das Werkstück W auch in eine Richtung bewegen, welche nicht orthogonal zur longitudinalen Richtung der Drahtelektrode 10 ist, welche sich zwischen den Führungsköpfen 23 und 25 befindet. Die Antriebseinheit 40 kann sowohl die Drahtelektrode 10, welche sich zwischen den Führungsköpfen 23 und 25 befindet, als auch das Werkstück W bewegen, oder kann die Drahtelektrode 10, welche sich zwischen den Führungsköpfen 23 und 25 befindet, bezogen auf das Werkstück bewegen, ohne jedoch das Werkstück W zu bewegen.
Eine Bearbeitungsspannung wird durch ein Netzteil (eine Energieversorgung) 80 zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W angelegt. Das Netzteil 80 ist elektrisch über das Kontaktelement 24b mit der Drahtelektrode 10 verbunden, und über die Werkstück-Halteeinheit 30 mit dem Werkstück W verbunden. Das Netzteil 80 legt die Bearbeitungsspannung zwischen dem Kontaktelement 24b und der Werkstück-Halteeinheit 30 an, um die Bearbeitungsspannung zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W anzulegen. Die Bearbeitungsspannung, welche durch das Netzteil 80 angelegt wird, ist eine Spannung, um die Isolationsstrecke zwischen der Drahtelektrode 10, welche sich zwischen den Führungsköpfen 23 und 25 befindet, und dem Werkstück W, zu überbrücken, um eine elektrische Entladung zu erzeugen und ein Teil des Werkstücks W durch diese elektrische Entladung zu entfernen. Wenn in der ersten Ausführungsform die Zwischen-Elektroden-Distanz, welche die Distanz zwischen der Drahtelektrode 10, welche sich zwischen den Führungsköpfen 23 und 25 befindet, und dem Werkstück W ist, 10 µm oder mehr beträgt und 20 µm oder weniger, ist die Bearbeitungsspannung eine Spannung zum Erzeugen einer elektrischen Entladung zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W. Jedoch ist die Zwischen-Elektroden-Distanz zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W nicht auf 10 µm oder mehr und 20 µm oder weniger beschränkt.
Die Spannungserzeugungs-Einheit 50 erzeugt eine Zugspannung in der Drahtelektrode 10 wenn die Bearbeitungsspannung an die Drahtelektrode 10 angelegt ist und die elektroerosive Bearbeitung des Werkstücks W erfolgt. Die Spannungserzeugungs-Einheit 50 weist eine Spannungserzeugungs-Rolle 51 und einen nicht gezeigten Motor auf, welcher konfiguriert ist, die Spannungserzeugungs-Rolle 51 zu rotieren. Die Spannungserzeugungs-Rolle 51 ist zwischen der Drahtspule 21 und dem Bearbeitungskopf 24 vorgesehen und hält die Drahtelektrode 10 zwischen der Spannungserzeugungs-Rolle 51 und der Drahtzuführungs-Rolle 22. Der Motor der Spannungserzeugungs-Einheit 50 rotiert die Spannungserzeugungs-Rolle 51 in eine Richtung, in welcher die Drahtelektrode 10 durch die Drahtspule 21 aufgespult wird. Das Antriebsdrehmoment des Motors der Spannungserzeugungs-Einheit 50 ist schwächer als das Antriebsdrehmoment des Motors, welcher die Aufnahmerolle 26 rotiert. Da der Motor so ausgebildet ist, dass er, wenn die elektroerosive Bearbeitung am Werkstück W ausgeführt wird, die Spannungserzeugungs-Rolle 51 mit einem Antriebsdrehmoment rotiert, welches geringer ist als das Antriebsdrehmoment des Motors, welcher die Aufnahmerolle 26 rotiert, erzeugt die Spannungserzeugungs-Einheit 50 eine Zugspannung in der Drahtelektrode 10 entlang der longitudinalen Richtung der Drahtelektrode 10, welche sich zwischen den Führungsköpfen 23 und 25 befindet.
Der Linearmaßstab 60 weist eine Skala und einen Detektor auf, welcher bewegbar an der Skala vorgesehen ist, und welcher an der Werkstück-Halteeinheit 30 befestigt ist. Der Linearmaßstab 60 misst ein Maß einer Bewegung des Detektors relativ zur Skala, um ein Maß einer Bewegung des Werkstücks zu messen und gibt ein Messresultat an die Steuerung 100 aus. Anstelle des Linearmaßstabs 60 kann das Messmittel ein Mittel zur Messung eines Maßes einer Bewegung des Werkstücks auf Basis eines Antriebssignals des Motors 41 sein, oder auf Basis eines Messresultats des Encoders des Motors 41.
Ein Ende der Kapazitäts-Messeinheit 70 ist über das Kontaktelement 24b elektrisch mit der Drahtelektrode 10 verbunden. Das andere Ende ist über die Werkstück-Halteeinheit 30 mit dem Werkstück W verbunden. Wie in der 2 gezeigt ist, weist die Kapazitäts-Messeinheit 70 auf: ein Wechselstrom-Netzgerät / eine Wechselstrom-Energieversorgung 71 für die Messung, welches eine sinuswellenförmige Wechselspannung ausgibt, einen Gleichstromanteil-Blockkondensator 72, welcher mit einem Ende des Wechselstrom-Netzgeräts 71 verbunden ist, einen Stromdetektions-Widerstand 73, welcher mit dem geerdeten anderen Ende des Wechselstrom-Netzgeräts 71 verbunden ist, eine Gleichrichter-Schaltung 74, welche eine Wechselspannung an einem nicht geerdeten Anschluss des Stromdetektions-Widerstandes 73 in einen Amplitudenwert der Spannung wandelt, und den Amplitudenwert an die Steuerung 100 ausgibt. Der Gleichstromanteil-Blockkondensator 72 ist über ein Kontaktelement 24b mit der Drahtelektrode 10 verbunden. Der Stromdetektions-Widerstand 73 ist mit dem Werkstück W über die Werkstück-Halteeinheit 30 verbunden. Die Kapazitäts-Messeinheit 70 misst einen Spannungswert, welcher der Kapazität zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W entspricht. Die Kapazitäts-Messeinheit 70 gibt ein Messresultat an die Steuerung 100 aus.
Die Steuerung 100 ist eine numerische Steuerung. Wie in der 3 gezeigt ist, wird die Steuerung 100 gebildet durch eine arithmetische Einheit 101, wie durch eine CPU (Zentraleinheit), ein RAM (Random Access Memory), ein ROM (Read Only Memory), eine Festplatte, eine Speichervorrichtung, oder aber eine nicht flüchtige Speichervorrichtung, die durch eine Kombination dieser Geräte erhalten wird. Die Steuerung 100 wird durch einen Computer gebildet, welcher ein Speichergerät 102 aufweist, welches ein numerisches Steuerungsprogramm speichert. Die arithmetische Einheit 101 führt das numerische Steuerungsprogramm, welches im Speichergerät 102 gespeichert ist, aus, erzeugt Bearbeitungszustände, und gibt die Bearbeitungszustände an die Komponenten der Drahterodiermaschine 1 aus, wobei die Steuerung 100 den Ablauf der Komponenten der Drahterodiermaschine 1 steuert. Die arithmetische Einheit 101 führt das numerische Steuerungsprogramm aus, welches im Speichergerät 102 gespeichert ist, wobei die Steuerung 100 das Werkstück W relativ zur Drahtelektrode 10 positioniert. Anschließend veranlasst die Steuerung 100 eine elektrische Entladung zwischen der Drahtelektrode 10 und im Werkstück W und führt die elektroerosive Bearbeitung am Werkstück W aus.
In der ersten Ausführungsform werden Informationen, welche für die Erzeugung der Bearbeitungszustände erforderlich sind, in das Steuergerät 100 über ein Eingabegerät 104 eingegeben, welches mit einer Eingabe-/Ausgabeeinheit 103 verbunden ist. Das Eingabegerät 104 wird durch ein Touch Panel, eine Tastatur, eine Maus, ein Trackball oder eine Kombination dieser Geräte gebildet.
Mit Bezug auf die Figuren wird ein Bearbeitungsablauf der Drahterodiermaschine 1, eines Steuerungsverfahrens der Steuerung 100, und eines Positionierverfahren gemäß der ersten Ausführungsform erläutert. 4 ist ein Ablaufdiagramm, welches ein Beispiel des Bearbeitungsverfahrens der Drahterodiermaschine zeigt, gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 5 ist eine Darstellung zur Illustration eines Beispiels eines Messresultats, welches im Schritt ST5 der 4 erhalten wurde. 6 ist eine Darstellung zur Illustration eines Beispiels von Kalibrierungsdaten, welche von einem Messresultat erhalten wurden, welches in der 5 dargestellt ist. 7 ist eine Darstellung zur Illustration eines Beispiels einer Kapazität entsprechend einer Zwischen-Elektroden-Distanz zwischen der Drahtelektrode und dem Werkstück, welche im Schritt ST9 der 4 berechnet wurde. 8 ist eine Darstellung zur Illustration eines Zustandes, in welchem die Drahtelektrode der Drahterodiermaschine gemäß der ersten Ausführungsform gestoppt ist. 9 ist eine Darstellung zur Illustration eines Zustands, in welchem die Drahtelektrode, welche in der 8 gezeigt ist, bewegt wird. 10 ist eine Darstellung zur Illustration eines Zustands, in welchem eine Drahtelektrode nahe an das Werkstück gebracht wird in einem Vergleichsbeispiel zur Drahterodiermaschine gemäß der ersten Ausführungsform. 11 eine Darstellung zur Illustration eines Zustands in dem Vergleichsbeispiel, welches in der 10 gezeigt ist, wobei in dem Zustand die Drahtelektrode mit dem Werkstück in Kontakt ist. Die 12 ist eine Darstellung zur Illustration eines Zustands in dem Vergleichsbeispiel, welches in der 10 gezeigt ist, wobei in dem Zustand es möglich ist, zu detektieren, dass das Werkstück in Kontakt mit der Drahtelektrode eines besonders feinen Drahtes ist.
Die Drahterodiermaschine 1 startet einen Bearbeitungsablauf, wenn Informationen eingegeben sind, welche für die Erzeugung der Bearbeitungszustände erforderlich sind, und ein Bearbeitungs-Startbefehl über das Eingabegerät 104 in die Steuerung 100 eingegeben wurde. Während des Bearbeitungsablaufs führt die Steuerung 100 der Drahterodiermaschine 1 eine Positionierung zwischen der Drahtelektrode 10 und des Werkstücks W auf Basis der eingegebenen Informationen durch. Nach erfolgter Positionierung zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W, erzeugt die Steuerung 100 die Bearbeitungszustände auf Basis der eingegebenen Informationen und gibt die erzeugten Bearbeitungszustände an die Draht-Bewegungseinheit 20, an die Antriebseinheit 40, sowie an das Netzteil 80 aus. Dann legt das Netzteil 80 eine Bearbeitungsspannung zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W an. Die Drahterodiermaschine 1 erzeugt eine elektrische Entladung zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W und führt eine elektroerosive Bearbeitung an dem Werkstück W aus.
Wenn in der Drahterodiermaschine 1, nachdem das Werkstück W an der Werkstück-Halteeinheit 30 befestigt wurde, der Bearbeitungsstart-Befehl, welcher durch das Eingabegerät 104 eingegeben wurde, empfangen wird, führt die Steuerung 100 die Positionierung zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W aus (Schritt ST1). Wenn die Positionierung zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W durchgeführt wird, veranlasst die Steuerung 100 zunächst die Draht-Bewegungseinheit 20, die Bewegung der Drahtelektrode 10 zu stoppen (Schritt ST2). Die Steuerung 100 veranlasst die Antriebseinheit 40, das Werkstück W in einer Richtung zu bewegen, so dass die Drahtelektrode 10 angenähert wird (Schritt ST3). Auf Basis eines Messresultats der Kapazitäts-Messeinheit 70 bestimmt die Steuerung 100, ob das Werkstück W in Kontakt mit der Drahtelektrode 10 gelangte (Schritt ST4). Wenn die Kapazität zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W, welche durch die Kapazitäts-Messeinheit 70 detektiert wird, auf null abfällt, bestimmt die Steuerung 100, dass das Werkstück W in Kontakt mit der Drahtelektrode 10 gelangte. Wenn die Kapazität zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W, welche durch die Kapazitäts-Messeinheit 70 detektiert wurde, nicht null ist, bestimmt die Steuerung 100, dass das Werkstück W nicht in Kontakt mit der Drahtelektrode 10 gelangte.
Wenn bestimmt wurde, dass das Werkstück W nicht in Kontakt mit der Drahtelektrode 10 gelangte (NEIN in Schritt ST4), springt die Steuerung 100 zum Schritt ST3 zurück. Wenn bestimmt wurde, dass das Werkstück W in Kontakt mit der Drahtelektrode 10 gelangte (JA in Schritt ST4), erfasst die Steuerung 100, nachdem die Antriebseinheit 40 veranlasst wurde, die Bewegung des Werkstücks W zu stoppen, eine Beziehung zwischen der Position des Werkstücks W und der Kapazität zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W, währenddessen die Antriebseinheit 40 veranlasst wird, das Werkstück W in eine Richtung weg von der Drahtelektrode 10 zu bewegen (Schritt ST5). Die Steuerung 100 verknüpft ein Detektionsresultat des Linearmaßstabs 60 mit der Kapazität zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W, welche ein Messresultat der Kapazitäts-Messeinheit 70 ist, in einer Einszu-eins-Beziehung und erfasst eine Beziehung zwischen der Kapazität zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W einerseits und einer Bewegungsdistanz des Werkstücks W andererseits, wie dies in der 5 gezeigt ist. Auf Basis der Beziehung, welche in der 5 gezeigt ist, erfasst die Steuerung 100, unter Verwendung der Methode der kleinsten Quadrate, Kalibrierungsdaten K, welche eine Beziehung zwischen der Zwischen-Elektroden-Distanz zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W einerseits und der Kapazität zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W andererseits definieren und speichert die Kalibrierungsdaten K, wie es in der 6 gezeigt ist.
In der Drahterodiermaschine 1 führt die Steuerung 100 eine Verarbeitung in den Schritten ST 1 bis ST5 aus, um in einem Zustand, in welchem die Bewegung der Drahtelektrode 10 entlang ihrer longitudinalen Richtung gestoppt ist, die Kapazitäts-Messeinheit 70 zu veranlassen, die Kapazität zu messen, während die Antriebseinheit 40 veranlasst wird, eine Relativbewegung zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W durchzuführen. Nachdem die Verarbeitung im Schritt ST5 ausgeführt wurde, um die Kapazitäts-Messeinheit 70 zu veranlassen, die Kapazität zu messen, bestimmt die Steuerung 100 die Kalibrierungsdaten K aus dem Messresultat der Messung durch die Kapazitäts-Messeinheit 70. Wenn die Verarbeitung im Schritt ST4 ausgeführt wird, währenddessen die Kapazitäts-Messeinheit 70 veranlasst wird, die Kapazität zu messen, bringt die Steuerung 100 das Werkstück W in Kontakt mit der Drahtelektrode 10. Die Verarbeitung in den Schritten ST1 bis ST5 bildet einen Kalibrierungsdaten-Erfassungsschritt S1, um in dem Zustand, in welchem die Bewegung der Drahtelektrode 10 entlang der longitudinalen Richtung gestoppt ist, die Kapazitäts-Messeinheit 70 zu veranlassen, die Kapazität zu messen, während die Antriebseinheit 40 veranlasst wird, eine Relativbewegung zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W durchzuführen.
Die Steuerung 100 bestimmt, ob das Werkstück W über eine festgelegte Distanz von der Drahtelektrode 10 zurückbewegt wurde (Schritt ST6). Es ist zu beachten, dass wenn die Drahtelektrode 10 durch die Draht-Bewegungseinheit 20 bewegt wird, die Drahtelektrode 10 in Kontakt mit der inneren Oberfläche der Führungslöcher 23a und 25a der Führungsköpfe 23 und 25 gelangt, und, wie dies durch eine durchgezogene Linie in der 9 kenntlich gemacht ist, die Drahtelektrode 10 über einen Bereich von max. 10 µm, gemessen in einer Richtung orthogonal zu der Bewegungsrichtung der Drahtelektrode 10 und gemessen im Zentrum zwischen den Führungsköpfen 23 und 25, vibriert. Die festgelegte Distanz wird auf Basis eines Vibrationsbereichs der Drahtelektrode 10 festgelegt, wenn diese durch die Draht-Bewegungseinheit 20 bewegt wird. In der ersten Ausführungsform ist die festgelegte Distanz 10 µm, wobei diese Distanz ein maximaler Bereich ist, über welchen die Drahtelektrode 10 vibriert. Jedoch ist die festgelegte Distanz nicht auf 10 µm beschränkt. Wenn bestimmt wird, dass das Werkstück W nicht von der Drahtelektrode 10 über die festgelegte Distanz zurückbewegt wurde (NEIN in Schritt ST6), springt die Steuerung 100 zurück zum Schritt ST5.
Wenn bestimmt wurde, dass das Werkstück W über die festgelegte Distanz von der Drahtelektrode 10 zurückbewegt wurde (JA im Schritt ST6), veranlasst die Steuerung 100 die Antriebseinheit 40, die Bewegung des Werkstücks W zu stoppen, und veranlasst ferner die Spannungserzeugungs-Einheit 50, eine Zugspannung in der Drahtelektrode 10 zu erzeugen, welche die gleiche Stärke hat, wie die Stärke während der funkenerosiven Bearbeitung, und veranlasst die Draht-Bewegungseinheit 20, die Drahtelektrode 10 in einer Geschwindigkeit zu bewegen, welche gleich ist zur Geschwindigkeit während der funkenerosiven Bearbeitung (Schritt ST7). Wenn in der ersten Ausführungsform eine Zugspannung in der Drahtelektrode 10 durch die Spannungserzeugungs-Einheit 50 erzeugt wird, welche gleich ist, wie die Zugspannung während der funkenerosiven Bearbeitung, wird die Drahtelektrode 10, deren Bewegung durch die Draht-Bewegungseinheit 20 gestoppt wurde, von einer Position, welche durch eine durchgezogene Linie in der 8 angedeutet ist, bewegt in einer Richtung orthogonal zur Bewegungsrichtung der Drahtelektrode 10 hin zu einer Position, welche durch eine weitere, strichpunktierte Linie in der 8 angedeutet ist. Des Weiteren, wenn die Drahtelektrode 10 durch die Draht-Bewegungseinheit 20 in einer Geschwindigkeit bewegt wird, welche gleich ist, wie die Geschwindigkeit während der funkenerosiven Bearbeitung, vibriert die Elektrode 10 maximal um 10 µm in einer Richtung orthogonal zur Bewegungsrichtung der Drahtelektrode 10 zwischen den Führungsköpfen 23 und 25.
Die Steuerung 100 bringt das Werkstück W nahe zur Drahtelektrode 10 auf Basis des Messresultats der Kapazitäts-Messeinheit 70, sodass das Werkstück W nicht in Kontakt mit der Drahtelektrode 10 gelangt und das Werkstück W sich innerhalb eines Bereichs H befindet, welcher in der 6 gezeigt ist, in welchem sich die Kapazität abhängig von einer Veränderung der Zwischen-Elektroden-Distanz verändert. Wenn sich das Werkstück W innerhalb des Bereichs H befindet, der in der 6 gezeigt ist, stoppt die Steuerung 100 die Bewegung des Werkstücks W (Schritt ST8).
Die Steuerung 100 veranlasst die Kapazitäts-Messeinheit 70, die Kapazität zwischen Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W zu messen. Zu diesem Zeitpunkt vibriert die Drahtelektrode 10, wie dies durch eine durchgezogene Linie in der 9 angedeutet ist, im Zentrum zwischen den Führungslöchern 23a und 25a der Führungsköpfe 23 und 25 in eine Richtung orthogonal zur longitudinalen Richtung der Drahtelektrode 10. Daher erhöht oder verringert sich die Kapazität zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W im Zeitverlauf, wie dies in der 7 gezeigt ist. Die Steuerung 100 berechnet einen Durchschnitt der gemessenen Kapazität und setzt den Durchschnitt als den Wert Cc der Kapazität zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W, wie dies in der 7 gezeigt ist. In der ersten Ausführungsform ist der Durchschnitt der Kapazität ein arithmetisches Mittel.
Die Steuerung 100 berechnet eine Zwischen-Elektroden-Distanz zwischen der Drahtelektrode 10, welche sich in longitudinaler Richtung bewegt, und dem Werkstück W auf Basis des Wertes Cx der Kapazität, welche das Messresultat der Kapazitäts-Messeinheit 70 ist, und den Kalibrierungsdaten K, welche in der 6 gezeigt sind, und welche im Schritt ST5 erfasst wurden (Schritt ST9). In der ersten Ausführungsform berechnet die Steuerung 100 eine Zwischen-Elektroden-Distanz Dx zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W, welche dem Wert Cx der Kapazität in den Kalibrierungsdaten K entspricht, welche in der 6 gezeigt sind, und setzt die Zwischen-Elektroden-Distanz Dx als die Zwischen-Elektroden-Distanz zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W. Die Steuerung 100 veranlasst die Antriebseinheit 40, das Werkstück W zu einer Position an der Zwischen-Elektroden-Distanz von der Drahtelektrode 10 zu bewegen, entsprechend den Bearbeitungszuständen, welche während der funkenerosiven Bearbeitung gesetzt wurden, und zwar sowohl auf Basis der Zwischen-Elektroden-Distanz zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W, welche im Schritt ST9 berechnet wurde, als auch auf Basis des Detektionsresultats des Linearmaßstabs 60 (Schritt ST10). Beispielsweise berechnet die Steuerung 100 eine Differenz zwischen der Zwischen-Elektroden-Distanz zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W, welche im Schritt ST9 berechnet wurde auf der einen Seite und der Zwischen-Elektroden-Distanz zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W, entsprechend den Bearbeitungszuständen auf der anderen Seite, veranlasst die Antriebseinheit 40, das Werkstück W in eine Richtung zu bewegen, in welcher die Differenz null wird, und setzt, basierend auf dem Detektionsresultat des Linearmaßstabs 60, eine Bewegungsweglänge des Werkstücks W auf einen Wert, welcher der Differenz entspricht. Die Steuerung 100 beendet die Positionierung der Drahtelektrode 10 und des Werkstücks W. Danach veranlasst die Steuerung 100 die Kapazitäts-Messeinheit 70, die Messung der Kapazität zu stoppen, veranlasst das Netzgerät 80, die Bearbeitungsspannung zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W entsprechend den Bearbeitungszuständen anzulegen, und führt die funkenerosive Bearbeitung am Werkstück W aus. Wenn die Drahterodiermaschine 1 die funkenerosive Bearbeitung am Werkstück W ausführt, wird ein Bearbeitungsfluid, bestehend aus reinem Wasser oder Bearbeitungsöl zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W zugeführt.
In der Drahterodiermaschine 1 führt die Steuerung 100 die Verarbeitung in den Schritten ST6 bis ST 10 in der Weise aus, dass sie die Kapazitäts-Messeinheit 70 veranlasst, die Kapazität zu messen, während die Draht-Bewegungseinheit 20 veranlasst wird, die Drahtelektrode 10 in longitudinaler Richtung zu bewegen und die Antriebseinheit 40 veranlasst wird, die Position der Drahtelektrode 10 und des Werkstücks W relativ zueinander auf Basis des Messresultats der Kapazitäts-Messeinheit 70 einzustellen. Die Steuerung 100 führt die Verarbeitung am Schritt ST7 in der Weise aus, dass die Spannungserzeugungs-Einheit 50 veranlasst wird, eine Zugspannung in der Drahtelektrode 10 zu erzeugen, welche eine gleiche Größe hat, wie während der elektroerosiven Bearbeitung, während sie die Antriebseinheit 40 veranlasst, die Position der Drahtelektrode 10 und des Werkstücks W relativ zueinander einzustellen. Die Steuerung 100 führt die Verarbeitung im Schritt ST9 in der Weise aus, indem sie die Zwischen-Elektroden-Distanz zwischen der Drahtelektrode 10, welche sich in der longitudinalen Richtung bewegt, und dem Werkstück W auf Basis des Wertes Cx der Kapazität, welche das Messresultat der Kapazitäts-Messeinheit 70 ist, und der Kalibrierungsdaten K berechnet, wenn die Antriebseinheit 40 veranlasst wird, die Position der Drahtelektrode 10 und des Werkstücks W relativ zueinander einzustellen. Die Verarbeitung in den Schritten ST6 bis ST 10 bilden einen Einstellungsschritt S2, um die Kapazitäts-Messeinheit 70 zu veranlassen, die Kapazität zu messen und die Antriebseinheit 40 zu veranlassen, die Position der Drahtelektrode 10 und des Werkstücks W relativ zueinander einzustellen, in einem Zustand, in welchem die Steuerung 100 die Draht-Bewegungseinheit 20 veranlasst, die Drahtelektrode 10 in longitudinaler Richtung zu bewegen.
Wie oben erläutert wurde, berechnet in der Drahterodiermaschine 1, im Steuerungsverfahren der Steuerung 100 und im Positionierungsverfahren gemäß der ersten Ausführungsform die Steuerung 100 die Zwischen-Elektroden-Distanz zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W auf Basis der Kapazität zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W. Daher verändert sich in der Drahterodiermaschine 1, im Steuerungsverfahren der Steuerung 100, und im Positionierungsverfahren gemäß der ersten Ausführungsform die Kapazität entsprechend einer Veränderung der Zwischen-Elektroden-Distanz zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W. Die Kapazität fällt auf null ab, wenn die Drahtelektrode 10 und das Werkstück W in Kontakt miteinander gelangen. Daher ist es möglich, präziser die Zwischen-Elektroden-Distanz zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W zu bestimmen, verglichen mit dem Vergleichsbeispiel, welches in den 10, 11 und 12 gezeigt ist, und in welchem eine Position, in welcher die Drahtelektrode 10 und das Werkstück W in Kontakt miteinander sind, detektiert wird auf Basis einer elektrischen Leitfähigkeit zwischen der Drahtelektrode 10 in dem Werkstück W. Daher ist es in der Drahterodiermaschine 1, dem Steuerungsverfahren der Steuerung 100 und dem Positionierungsverfahren gemäß der ersten Ausführungsform möglich, präzise die Positionierung zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W durchzuführen.
In dem Vergleichsbeispiel, welches in den 10, 11 und 12 gezeigt ist, ist die Drahtelektrode 10 ein besonders feiner Draht 10S, welcher einen Außendurchmesser von 70 µm oder weniger hat. Wenn das Werkstück W nahe an den besonders feinen Draht 10S angenähert wird, wie dies in der 10 gezeigt ist, kann der Kontakt manchmal sogar dann nicht detektiert werden, wenn der besonderes feine Draht 10S und das Werkstück W so in Kontakt miteinander kommen, wie dies in der 11 gezeigte ist, da die Kontaktfläche klein ist. In diesem Fall des Vergleichsbeispiels, wird das Werkstück W noch näher an den besonders feinen Draht 10S gebracht. Wie dies in der 12 gezeigt ist, wird in einer Position detektiert, dass der besonders feine Draht 10S und das Werkstück W in Kontakt miteinander sind, in welcher das Werkstück W näher zu dem besonders feinen Draht 10S bewegt worden ist, als in einer Position, in welcher der besonders feine Draht 10S und das Werkstück W in Kontakt miteinander kommen, wie dies in der 11 gezeigt ist. Im Gegensatz zu diesem Vergleichsbeispiel nimmt in der Drahterodiermaschine 1, im Verfahren der Steuerung 100 und im Positionierungsverfahren gemäß der ersten Ausführungsform die Kapazität zwischen dem besonders feinen Draht 10S und dem Werkstück W sogar dann sofort auf Null ab, wenn die Drahtelektrode 10 ein besonders feiner Draht 10S ist und wenn der besonders feine Draht 10S und das Werkstück W in Kontakt miteinander gelangen. Daher ist es möglich, präzise eine Position zu bestimmen, in welcher der besonders feine Draht 10S und das Werkstück W in Kontakten miteinander gelangen. Daher ist es auch möglich, präzise die Zwischen-Elektroden-Distanz zwischen dem besonders feinen Draht 10S und dem Werkstück W zu messen.
In der Drahterodiermaschine 1, im Steuerungsverfahren der Steuerung 100, und im Positionierungsverfahren gemäß der ersten Ausführungsform berechnet die Steuerung 100 die Zwischen-Elektroden-Distanz zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W auf Basis der Kapazität zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W. Aus diesem Grund ist es in der Drahterodiermaschine 1, im Steuerungsverfahren der Steuerung 100 und im Positionierungsverfahren gemäß der ersten Ausführungsform möglich, präzise die Zwischen-Elektroden-Distanz zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W zu erfassen, und präzise eine Positionierung zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W durchzuführen, sogar wenn Bearbeitungsöl als Bearbeitungsfluid verwendet wird.
In der Drahterodiermaschine 1, im Steuerungsverfahren der Steuerung 100 und im Positionierungsverfahren gemäß der ersten Ausführungsform veranlasst die Steuerung 100 in einem Zustand, in welchem die Bewegung der Drahtelektrode 10 entlang der longitudinal Richtung gestoppt ist, die Kapazitäts-Messeinheit 70 dazu, die Kapazität zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W zu messen, während eine Relativbewegung zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W in einer Richtung durchgeführt wird, welche die longitudinale Richtung der Drahtelektrode 10 schneidet. Daher wird in der Drahterodiermaschine 1, dem Steuerungsverfahren der Steuerung 100 und dem Positionierungsverfahren entsprechend der ersten Ausführungsform, auch wenn die Drahtelektrode 10 vibriert, wenn die Drahtelektrode 10 in longitudinale Richtung bewegt wird, die Kapazität in einem Zustand gemessen, in welchem die Drahtelektrode 10 gestoppt ist. Daher ist es möglich, eine Beziehung zwischen der Zwischen-Elektroden-Distanz zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W und der Kapazität zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W präzise zu erfassen.
In der Drahterodiermaschine 1, im Steuerungsverfahren der Steuerung 100, und im Positionierungsverfahren gemäß der ersten Ausführungsform veranlasst die Steuerung 100 in einem Zustand, in welchem die Bewegung der Drahtelektrode 10 entlang der longitudinalen Richtung gestoppt ist, und nachdem die Kapazitäts-Messeinheit 70 veranlasst wurde, die Kapazität zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W zu messen, die Kapazitäts-Messeinheit 70 dazu, die Kapazität zu messen, während die Draht-Bewegungseinheit 20 veranlasst wird, die Drahtelektrode 10 in longitudinaler Richtung zu bewegen, und die Antriebseinheit 40 veranlasst wird, die Position der Drahtelektrode 10 und des Werkstücks W relativ zueinander einzustellen. Daher ist es, sogar wenn die Positionen der Drahtelektrode 10 und des Werkstücks W relativ zueinander abweichend sind zwischen dem Zustand, in welchem die Drahtelektrode 10 gestoppt ist, und dem Zustand, in welchem die Drahtelektrode 10 bewegt wird, vor dem Positionieren der Drahtelektrode 10 möglich, präzise die Zwischen-Elektroden-Distanz zwischen der Drahtelektrode 10, welche sich in longitudinaler Richtung bewegt, und dem Werkstück W zu berechnen auf Basis der Kapazität, welche in dem Zustand erfasst wird, in welchem die Drahtelektrode 10 gestoppt ist. Daher ist es in der Drahterodiermaschine 1, im Steuerungsverfahren der Steuerung 100, und im Positionierungsverfahren entsprechend der ersten Ausführungsform möglich, eine Positionierung zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W präzise durchzuführen.
In der Drahterodiermaschine 1, im Steuerungsverfahren der Steuerung 100 und im Positionierungsverfahren gemäß der ersten Ausführungsform veranlasst die Steuerung 100 in einem Zustand, in welchem die Bewegung der Drahtelektrode 10 in longitudinaler Richtung gestoppt ist, die Kapazitäts-Messeinheit 70 dazu, die Kapazität zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W zu messen, und erfasst die Kalibrierungsdaten K, welche die Relation zwischen der Zwischen-Elektroden-Distanz zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W einerseits und der Kapazität zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W andererseits definieren. Daher werden in der Drahterodiermaschine 1, im Steuerungsverfahren der Steuerung 100, und im Positionierungsverfahren gemäß der ersten Ausführungsform auch dann, wenn die Drahtelektrode 10 vibriert, wenn die Drahtelektrode 10 in longitudinaler Richtung bewegt wird, die Positionen der Drahtelektrode 10 und des Werkstücks W relativ zueinander auf Basis der Kalibrierungsdaten K eingestellt, welche in dem Zustand erfasst wurden, in welchem die Drahtelektrode 10 gestoppt ist. Daher ist es möglich, eine Positionierung zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstücks W präzise durchzuführen.
In der Drahterodiermaschine 1, im Steuerungsverfahren der Steuerung 100, und im Positionierungsverfahren entsprechend der ersten Ausführungsform positioniert die Steuerung 100 die Drahtelektrode 10 und das Werkstück W auf Basis der Kalibrierungsdaten K, welche in dem Zustand erfasst wurden, in welchem die Bewegung der Drahtelektrode 10 in longitudinaler Richtung gestoppt ist. Daher werden in der Drahterodiermaschine 1, dem Steuerungsverfahren der Steuerung 100, dem Positionierungsverfahren gemäß der ersten Ausführungsform, die Kalibrierungsdaten K erfasst unter Verwendung der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W, welche in der tatsächlichen Bearbeitung verwendet werden. Daher ist es sogar dann, wenn sich die Form der Drahtelektrode 10 und/oder die Form des Werkstücks W ändern, möglich, die Drahtelektrode 10 und das Werkstück W präzise zu positionieren.
In der Drahterodiermaschine 1, im Steuerungsverfahren der Steuerung 100 und im Positionierungsverfahren gemäß der ersten Ausführungsform, bewegt die Steuerung 100 nachdem die Relation zwischen der Zwischen-Elektroden-Distanz zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W einerseits und der Kapazität zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W andererseits erfasst wurde, die Drahtelektrode 10 in longitudinaler Richtung und berechnet die Zwischen-Elektroden-Distanz zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W. Daher ist es sogar wenn die Positionen der Drahtelektrode 10 und des Werkstücks W relativ zueinander abweichend voneinander sind zwischen dem Zustand, in welchem die Drahtelektrode 10 gestoppt ist und dem Zustand, in welchem die Drahtelektrode 10 bewegt wird, vor dem Positionieren der Drahtelektrode 10 möglich, die Zwischen-Elektroden-Distanz zwischen der Drahtelektrode 10, welche sich in longitudinaler Richtung bewegt, und dem Werkstück W zu bestimmen. Daher, bewegt die Steuerung 100 in der Drahterodiermaschine 1, im Steuerungsverfahren der Steuerung 100, und im Positionierungsverfahren gemäß der ersten Ausführungsform, bevor die Positionierung zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W durchgeführt wird, die Drahtelektrode 10 in gleicher Weise, wie während der funkenerosiven Bearbeitung. Daher ist es möglich, die Zwischen-Elektroden-Distanz zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W während der funkenerosiven Bearbeitung zu messen. Es ist dadurch möglich, eine Positionierung zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W präzise durchzuführen.
In der Drahterodiermaschine 1, im Steuerungsverfahren der Steuerung 100 und im Positionierungsverfahren entsprechend der ersten Ausführungsform, berechnet die Steuerung 100 die Zwischen-Elektroden-Distanz zwischen der sich bewegenden Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W unter Verwendung des Wertes Cx, welcher der Durchschnitt der Kapazität ist, wobei die Kapazität das Messresultat der Kapazitäts-Messeinheit 70 ist. Daher ist es in der Drahterodiermaschine 1, im Steuerungsverfahren der Steuerung 100 und im Positionierungsverfahren entsprechend der ersten Ausführungsform möglich, sogar wenn die sich bewegende Drahtelektrode 10 vibriert, präzise die Zwischen-Elektroden-Distanz zwischen der Drahtelektrode 10 und Werkstück W zu bestimmen. Es ist dadurch möglich, eine Positionierung zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W präzise durchzuführen.
In der Drahterodiermaschine 1, im Steuerungsverfahren der Steuerung 100 und im Positionierungsverfahren gemäß der ersten Ausführungsform misst die Steuerung 100 die Zwischen-Elektroden-Distanz zwischen der sich bewegenden Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W in einem Zustand, in welchem durch die Spannungserzeugungs-Einheit 50 eine Zugspannung in der Drahtelektrode 10 erzeugt wird, welche gleich ist wie die Zugspannung während der funkenerosiven Bearbeitung. Daher ist es sogar wenn die Positionen der Drahtelektrode 10 und des Werkstücks W relativ zueinander unterschiedlich sind zwischen dem Zustand, in welchem die Zugspannung in der Drahtelektrode 10 erzeugt wird und dem Zustand, in welchem keine Zugspannung in der Drahtelektrode 10 erzeugt wird, vor der Positionierung der Drahtelektrode 10 möglich, präzise die Zwischen-Elektroden-Distanz zwischen der Drahtelektrode 10, welche sich in der longitudinalen Richtung bewegt, und dem Werkstück W zu berechnen. Da vor dem Positionieren der Drahtelektrode 10 und des Werkstücks W eine Zugspannung in der Drahtelektrode erzeugt wird, die gleich ist, wie die Zugspannung während der funkenerosiven Bearbeitung, ist es in der Drahterodiermaschine 1, im Steuerungsverfahren der Steuerung 100 und im Positionierungsverfahren gemäß der ersten Ausführungsform möglich, die Zwischen-Elektroden-Distanz zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W während der funkenerosiven Bearbeitung zu messen. Es ist dadurch möglich, die Positionierung zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W präzise durchzuführen.
In der Drahterodiermaschine 1, im Steuerungsverfahren der Steuerung 100 und im Positionierungsverfahren gemäß der ersten Ausführungsform, bringt die Steuerung 100 einmal die Drahtelektrode 10 und das Werkstück W miteinander in Kontakt, wenn die Kalibrierungsdaten K erfasst werden, die eine Beziehung zwischen der Zwischen-Elektroden-Distanz zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W einerseits und der Kapazität zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W andererseits definieren. Daher ist es in der Drahterodiermaschine 1, in Steuerungsverfahren der Steuerung 100 und im Positionierungsverfahren gemäß der ersten Ausführungsform möglich, die Zwischen-Elektroden-Distanz zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W auf Basis der Position, in welcher die Drahtelektrode 10 und das Werkstück W in Kontakt miteinander sind, zu messen. Daher ist es in der Drahterodiermaschine 1, im Steuerungsverfahren der Steuerung 100 und im Positionierungsverfahren gemäß der ersten Ausführungsform möglich, die Positionierung zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W präzise durchzuführen.
Zweite Ausführungsform.
Die Drahterodiermaschine 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Figuren erläutert. 13 ist eine perspektivische Ansicht zur Illustration einer Drahtelektrode und eines Werkstücks vor dem ersten Schneidvorgang mit der Drahterodiermaschine gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 14 ist eine perspektivische Ansicht zur Illustration der Drahtelektrode und des Werkstücks vor dem zweiten Schneidvorgang mit der Drahterodiermaschine gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In den 13 und 14 sind Komponenten, welche gleich sind wie die Komponenten der ersten Ausführungsform mit den gleichen Bezugszeichen und Zahlen versehen und auf eine Erläuterung der Komponenten wird verzichtet.
Die Drahterodiermaschine 1 gemäß der zweiten Ausführungsform weist eine Konfiguration auf, die gleich ist, wie die Konfigurationen der ersten Ausführungsform. Die Drahterodiermaschine 1 gemäß der zweiten Ausführungsform, welche in den 13 und 14 gezeigt ist, führt einen ersten Schneidvorgang aus, um eine Ausnehmung in dem Werkstück W durch funkenerosive Bearbeitung zu erzeugen, und führt anschließend einen zweiten Schneidvorgang aus, in welchem eine Bearbeitungsspannung zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W angelegt wird, welche geringer ist als die Bearbeitungsspannung im ersten Schneidvorgang und in welchem eine Relativbewegung zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W entlang eines Weges ausgeführt wird, welcher gleich ist wie der Weg im ersten Schneidvorgang. Im zweiten Schneidvorgang führt die Drahterodiermaschine 1 eine Endbearbeitung der Oberfläche durch, welche durch den ersten Schneidvorgang erzeugt wurde. In der Drahterodiermaschine 1 ist die Bearbeitungspräzision im ersten Schneidvorgang manchmal verringert wegen einem Temperaturanstieg im Bearbeitungsfluid, das zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W zugeführt wird und/oder wegen einem internen Verzug, welcher in dem Werkstück W auftritt.
Die Steuerung 100 der Drahterodiermaschine 1 entsprechend der zweiten Ausführungsform misst eine Position der Drahtelektrode 10 relativ zu irgendeiner Position des Werkstücks W vor dem ersten Schneidvorgang und vor dem zweiten Schneidvorgang, auf Basis eines Messresultats der Kapazitäts-Messeinheit 70. Die Steuerung 100 der Drahterodiermaschine 1 entsprechend der zweiten Ausführungsform vergleicht ein Messresultat vor dem ersten Schneidvorgang und ein Messresultat vor dem zweiten Schneidvorgang und misst eine Positionsabweichung zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W während des ersten Schneidvorgangs. Während dem zweiten Schneidvorgang korrigiert die Steuerung 100 der Drahterodiermaschine 1 gemäß der zweiten Ausführungsform unter Berücksichtigung der Positionsabweichung, einen Pfad, um eine Relativbewegung zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W durchzuführen. Während des zweiten Schneidvorgangs führt die Drahterodiermaschine 1 entsprechend der zweiten Ausführungsform einen Arbeitsablauf aus, welcher gleich ist wie der Arbeitsablauf in der ersten Ausführungsform, mit der Ausnahme, dass die Drahterodiermaschine 1 den Weg der Relativbewegung zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W korrigiert.
Wie in der ersten Ausführungsform erfasst die Drahterodiermaschine 1 gemäß der zweiten Ausführungsform dann, wenn die Positionierung zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W durchgeführt wird, die Kalibrierungsdaten K in dem Zustand, in welchem die Bewegung der Drahtelektrode 10 in deren longitudinalen Richtung gestoppt ist. Danach bewegt die Drahterodiermaschine 1 die Drahtelektrode 10 in longitudinaler Richtung und berechnet eine Zwischen-Elektroden-Distanzen zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W auf Basis der Kalibrierungsdaten K. Daher, wie auch in der ersten Ausführungsform kann die Drahterodiermaschine 1 entsprechend der zweiten Ausführungsform eine Positionierung zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W präzise durchführen.
Während des zweiten Schneidvorgangs korrigiert die Drahterodiermaschine 1 entsprechend der zweiten Ausführungsform den Weg der Relativbewegung zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstücks W. Daher ist es möglich, eine Verschlechterung der Bearbeitungspräzision zu verhindern.
Dritte Ausführungsform.
Die Drahterodiermaschine 1 gemäß einer dritten Ausführungsform wird nun mit Bezug auf die Figuren erläutert. Die 15 ist ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung eines Beispiels eines Bearbeitungsablaufs der Drahterodiermaschine entsprechend der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In der 15 sind diejenigen Schritte, welche gleich sind wie die Schritte der ersten Ausführungsform mit gleichen Bezugszeichen versehen und eine Erläuterung hiervon wird ausgelassen.
Die Drahterodiermaschine 1 gemäß der dritten Ausführungsform hat eine Konfiguration, die gleich ist, wie die Konfiguration der ersten Ausführungsform. Die Steuerung 100 der Drahterodiermaschine 1 entsprechend der dritten Ausführungsform bewegt das Werkstück W in eine Richtung zur Annäherung an die Drahtelektrode 10 (Schritt ST3) und erfasst und speichert anschließend die Kalibrierungsdaten K, während das Werkstück W in die Richtung zur Annäherung an die Drahtelektrode 10 bewegt wird (Schritt ST5).
Während die Kalibrierungsdaten K erfasst werden, bestimmt die Steuerung 100 auf Basis eines Messresultates der Kapazitäts-Messeinheit 70, ob das Werkstück W in Kontakt mit der Drahtelektrode 10 gelangte (Schritt ST4). Wenn Bestimmt wurde, dass das Werkstück W nicht in Kontakt mit der Drahtelektrode 10 gelangte (NEIN in Schritt ST4), springt die Steuerung 100 zum Schritt ST3 zurück. Wenn bestimmt wurde, dass das Werkstück W in Kontakt mit der Drahtelektrode 10 gelangte (JA im Schritt ST4), veranlasst die Steuerung 100 die Antriebseinheit 40, das Werkstück W in eine Richtung weg von der Drahtelektrode 10 zu bewegen und bewegt das Werkstück W, bis das Werkstück W von der Drahtelektrode 10 über eine vorgegebene Distanz zurückbewegt wurde (Schritt ST6). Wenn das Werkstück W von der Drahtelektrode 10 über die vorgeschriebene Distanz zurückbewegt wurde, führt die Steuerung 100 die Verarbeitung in den Schritten ST7, ST8, ST9 und ST 10 wie in der ersten Ausführungsform durch.
Wenn die Positionierung zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W wie in der ersten Ausführungsform ausgeführt werden, erfasst die Drahterodiermaschine 1 entsprechend der dritten Ausführungsform Kalibrierungsdaten in dem Zustand, in welchem die Bewegung der Drahtelektrode 10 in longitudinaler Richtung gestoppt ist. Danach bewegt die Drahterodiermaschine 1 die Drahtelektrode 10 in longitudinaler Richtung und berechnet eine Zwischen-Elektroden-Distanzen zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W auf Basis der Kalibrierungsdaten K. Daher kann die Drahterodiermaschine 1 entsprechend der dritten Ausführungsform, wie in der ersten Ausführungsform, präzise eine Positionierung zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W durchführen.
Während das Werkstück W in die Nähe der Drahtelektrode 10 gebracht wird, erfasst die Drahterodiermaschine 1 entsprechend der dritten Ausführungsform Kalibrierungsdaten K, bis das Werkstück W in Kontakt mit der Drahtelektrode 10 gelangt. Daher kann die Drahterodiermaschine 1 gemäß der dritten Ausführungsform die Zeit, welche für die Positionierung zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W erforderlich ist, gering halten.
Vierte Ausführungsform.
Die Drahterodiermaschine 1 gemäß einer vierten Ausführungsform wird nun mit Bezug auf die Figuren erläutert. 16 ist eine Darstellung zur Illustration eines Beispiels einer Zwischen-Elektroden-Distanz zwischen einer Drahtelektrode und einem Werkstück, berechnet durch eine Steuerung der Drahterodiermaschine gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Die Drahterodiermaschine 1 gemäß der vierten Ausführungsform hat eine Konfiguration, welche gleich ist wie die Konfiguration der ersten Ausführungsform. Wenn im Schritt ST9 die Zwischen-Elektroden-Distanz zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W berechnet wird, konvertiert die Steuerung 100 der Drahterodiermaschine 1 gemäß der vierten Ausführungsform die Kapazität zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W, welche durch die Kapazitäts-Messeinheit 70 gemessen wird, in die Zwischen-Elektroden-Distanz zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W auf Basis der Kalibrierungsdaten K. Die Steuerung 100 erfasst die Zwischen-Elektroden-Distanz zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W, welche sich im Verlauf der Zeit verändert, wie dies in der 16 gezeigt ist. Die Steuerung 100 berechnet einen Durchschnitt der erfassten Zwischen-Elektroden-Distanz und setzt den Durchschnitt als die Zwischen-Elektroden-Distanz Dx zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W fest. In der vierten Ausführungsform ist der Durchschnitt der erfassten Zwischen-Elektroden-Distanz ein arithmetischer Mittelwert. Die Steuerung 100 steuert die Komponenten der Drahterodiermaschine 1 wie in der ersten Ausführungsform, mit Ausnahme des Schritts ST9.
Wenn die Positionierung zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W wie in der ersten Ausführungsform durchgeführt wird, erfasst die Drahterodiermaschine 1 entsprechend der vierten Ausführungsform die Kalibrierungsdaten K in dem Zustand, in welchem die Bewegung der Drahtelektrode 10 der longitudinalen Richtung gestoppt ist. Danach bewegt die Drahterodiermaschine 1 die Drahtelektrode 10 in longitudinaler Richtung und berechnet die Zwischen-Elektroden-Distanz zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W auf Basis der Kalibrierungsdaten K. Daher kann die Drahterodiermaschine 1 entsprechend der vierten Ausführungsform präzise die Positionierung zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W durchführen, wie in der ersten Ausführungsform.
Wenn die Zwischen-Elektroden-Distanz zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W im Schritt ST9 berechnet wird, konvertiert die Drahterodiermaschine 1 entsprechend der vierten Ausführungsform die Kapazität, welche durch die Kapazitäts-Messeinheit 70 gemessen wurde, in die Zwischen-Elektroden-Distanz zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W, und setzt einen Durchschnitt der Zwischen-Elektroden-Distanz als Zwischen-Elektroden-Distanz Dx zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W fest. Daher kann die Drahterodiermaschine 1 entsprechend der vierten Ausführungsform präzise die Zwischen-Elektroden-Distanz zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W berechnen und präzise die Positionierung zwischen der Drahtelektrode 10 und dem Werkstück W durchführen.
Die Konfigurationen, welche in den Ausführungsformen erläutert wurden, beziehen sich auf Beispiele des Inhalts der vorliegenden Erfindung. Die Konfigurationen können mit anderen allgemein bekannten Technologien kombiniert werden. Ein Teil der Konfiguration kann weggelassen werden und verändert werden innerhalb eines Bereichs, in welchem nicht vom Geist der vorliegenden Erfindung abgewichen wird.
Bezugszeichenliste

1: Drahterodiermaschine
10: Drahtelektrode
20: Draht-Bewegungseinheit
40: Antriebseinheit
50: Spannungserzeugungs-Einheit
70: Kapazitäts-Messeinheit
100: Steuerung
W: Werkstück

Claims

Eine Drahterodiermaschine (1) umfassend: eine Drahtelektrode (10), an welche eine Bearbeitungsspannung anlegbar ist, um eine elektrische Entladung zwischen der Drahtelektrode (10) und einem Werkstück (W) zu erzeugen; eine Antriebseinheit (40), welche eine Relativbewegung zwischen der Drahtelektrode (10) und dem Werkstück (W) ausführt in einer Richtung, welche eine longitudinale Richtung der Drahtelektrode (10) schneidet; eine Draht-Bewegungseinheit (20), welche die Drahtelektrode (10) entlang der longitudinalen Richtung bewegt; eine Kapazitäts-Messeinheit (70), welche eine Kapazität zwischen der Drahtelektrode (10) und dem Werkstück (W) misst; und eine Steuerung (100), welche in einem Zustand, in welchem die Bewegung der Drahtelektrode (10) entlang der longitudinalen Richtung gestoppt ist, die Kapazitäts-Messeinheit (70) veranlasst, die Kapazität zu messen, während die Steuerung (100) die Antriebseinheit (40) veranlasst, die Drahtelektrode (10) und das Werkstück (W) relativ zueinander zu bewegen, und wobei anschließend die Steuerung (100) in einem Zustand, in welchem die Steuerung (100) die Draht-Bewegungseinheit (20) veranlasst, die Drahtelektrode (10) entlang der longitudinalen Richtung zu bewegen, die Kapazitäts-Messeeinheit (70) veranlasst, die Kapazität zu messen, und die Steuerung (100) die Antriebseinheit (40) veranlasst, Positionen der Drahtelektrode (10) und des Werkstücks (W) relativ zueinander einzustellen auf Basis eines Messresultats der Kapazitäts-Messeinheit (70).
Die Drahterodiermaschine (1) gemäß Anspruch 1, ferner umfassend eine Spannungserzeugungs-Einheit (50), welche an die Drahtelektrode (10) entlang der longitudinalen Richtung eine Zugspannung anlegt, wobei die Steuerung (100) in dem Zustand, in welchem die Steuerung (100) die Draht-Bewegungseinheit (20) veranlasst, die Drahtelektrode (10) entlang der longitudinalen Richtung zu bewegen, die Steuerung (100) die Kapazitäts-Messeinheit (70) veranlasst, die Kapazität zu messen und, wenn die Steuerung (100) die Antriebseinheit (40) veranlasst, die Positionen der Drahtelektrode (10) und des Werkstücks (W) relativ zueinander einzustellen, die Steuerung (100) die Spannungserzeugungs-Einheit (50) veranlasst, an die Drahtelektrode (10) eine Zugspannung anzulegen, welche gleich ist wie eine Zugspannung an der Drahtelektrode (10) während einer funkenerosiven Bearbeitung.
Die Drahterodiermaschine (1) gemäß Anspruch 2, wobei in einem Zustand, in welchem die Bewegung der Drahtelektrode (10) entlang der longitudinalen Richtung gestoppt ist und die Steuerung (100) die Kapazitäts-Messeinheit (70) veranlasst, die Kapazität zu messen, während die Steuerung (100) die Antriebseinheit (40) veranlasst, eine Relativbewegung zwischen der Drahtelektrode (10) und dem Werkstück (W) durchzuführen, die Steuerung (100) Kalibrierungsdaten erfasst, welche eine Beziehung zwischen einer Distanz zwischen der Drahtelektrode (10) und dem Werkstück (W) einerseits und der Kapazität aus dem Messresultat der Messung durch die Kapazitäts-Messeinheit (70) andererseits definiert.
Die Drahterodiermaschine (1) gemäß Anspruch 3, wobei in dem Zustand, in welchem die Bewegung der Drahtelektrode (10) entlang der longitudinalen Richtung gestoppt ist, wenn die Steuerung (100) die Kapazitäts-Messeinheit (70) veranlasst, die Kapazität zu messen, während die Steuerung (100) die Antriebseinheit (40) veranlasst, die Relativbewegung zwischen der Drahtelektrode (10) und dem Werkstück (W) auszuführen, die Steuerung (100) veranlasst, dass die Drahtelektrode (10), mit dem Werkstück (W) in Kontakt gelangt.
Die Drahterodiermaschine (1) gemäß Anspruch 4, wobei in dem Zustand, in welchem die Steuerung (100) die Drahtbewegungs-Einheit (20) veranlasst, die Drahtelektrode (10) entlang der longitudinalen Richtung zu bewegen, wenn die Steuerung (100) die Kapazitäts-Messeinheit (70) veranlasst, die Kapazität zu messen und die Steuerung (100) die Antriebseinheit (40) veranlasst, die Positionen der Drahtelektrode (10) und des Werkstücks (W) relativ zueinander einzustellen, die Steuerung (100) die Distanz zwischen der Drahtelektrode (10), welche sich in longitudinaler Richtung bewegt, und dem Werkstück (W) berechnet auf Basis des Messresultats der Kapazitäts-Messeinheit (70) und der Kalibrierungsdaten.
Ein Steuerungsverfahren einer Steuerung (100) einer Drahterodiermaschine (1), wobei die Drahterodiermaschine (1) aufweist: eine Drahtelektrode (10), an welcher eine Bearbeitungsspannung anlegbar ist, um eine elektrische Entladung zwischen der Drahtelektrode und einem Werkstück (W) zu erzeugen; eine Antriebseinheit (40), welche eine Relativbewegung zwischen der Drahtelektrode (10) und dem Werkstück (W) ausführt in einer Richtung welche eine longitudinale Richtung der Drahtelektrode (10) schneidet; eine Draht-Bewegungseinheit (20), welche die Drahtelektrode (10) entlang der longitudinalen Richtung bewegt; und eine Kapazitäts-Messeinheit (70), welche eine Kapazität zwischen der Drahtelektrode (10) und dem Werkstück (W) misst, wobei das Steuerungsverfahren aufweist: einen Schritt zur Erfassung von Kalibrierungsdaten, um in einem Zustand, in welchem die Bewegung der Drahtelektrode (10) in longitudinaler Richtung gestoppt ist, die Kapazitäts-Messeinheit (70) zu veranlassen, die Kapazität zu messen, während die Antriebseinheit (40) veranlasst wird, die Relativbewegung zwischen der Drahtelektrode (10) und dem Werkstück (W) auszuführen; einen Einstellungs-Schritt, um in einem Zustand, in welchem die Drahtbewegungs-Einheit (20) veranlasst wird, die Drahtelektrode (10) entlang der longitudinalen Richtung zu bewegen, die Kapazitäts-Messeinheit (70) zu veranlassen, die Kapazität zu messen, und die Antriebseinheit (40) zu veranlassen, Positionen der Drahtelektrode (10) und des Werkstücks (W) relativ zueinander einzustellen.
Ein Positionierungsverfahren umfassend: einen Schritt zur Erfassung von Kalibrierungsdaten, um, in einem Zustand, in welchem eine Bewegung einer Drahtelektrode (10) entlang einer longitudinalen Richtung der Drahtelektrode (10), an welcher eine Bearbeitungsspannung anlegbar ist, um eine elektrische Entladung zwischen der Drahtelektrode (10) und einem Werkstück (W) zu erzeugen, gestoppt ist, eine Kapazität zu messen zwischen der Drahtelektrode (10) und dem Werkstück (W), während eine Relativbewegung zwischen der Drahtelektrode (10) und dem Werkstück (W) ausgeführt wird in einer Richtung, welche die longitudinale Richtung schneidet; und einen Einstellungs-Schritt, um die Kapazität zwischen der Drahtelektrode (10) und dem Werkstück (W) in einem Zustand zu messen, in welchem die Drahtelektrode (10) entlang der longitudinalen Richtung bewegt wird, und um Positionen der Drahtelektrode (10) und des Werkstücks (W) relativ zueinander entlang einer Richtung einzustellen, welche die longitudinale Richtung schneidet.