TW202130436A - 線放電加工機之控制裝置 - Google Patents
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Abstract
提供一種即使在進行如複數個角隅控制區間重複的加工的情況下，仍然可以提升加工精度的線放電加工機之控制裝置。一種線放電加工機之控制裝置，具備：記憶部，記憶加工程式、及可按每個角隅部來適用之預定的複數個角隅控制型樣；控制部，在加工角隅部時，進行依據角隅形狀來切換為預定的加工條件之角隅控制；計算部，從角隅控制的開始點及結束點來計算出角隅控制區間；選擇部，在藉由計算部所計算出的角隅控制區間重複的情況下，從記憶部選擇優先進行的1個角隅控制型樣。
Description
本發明是有關於一種線放電加工機之控制裝置。
在控制線放電加工機之控制裝置中，是組合如圖8所示之加工程序的角隅形狀(NC程式之角隅形狀)來執行加工。
圖8是說明NC程式之角隅形狀之一例的圖。
本例顯示存在複數個以下角隅的例子：由連續之2個切削進給區塊所形成之外銳邊角隅(圖8之(A))及內銳邊角隅(圖8之(B))、線路徑為通過圓弧區塊之圓的外側之外圓弧角隅(圖8之(C))、線路徑為通過圓弧區塊之圓的內側之內圓弧角隅(圖8之(D))等。
因為在這些角隅形狀中加工狀況的變化的方式不同，所以控制線放電加工機之控制裝置會分別切換不同的加工條件(加工速度、放電功率等)，來進行對應於角隅形狀之角隅控制。
在圖8所示之複數個角隅的控制區間呈連續的形狀(以下稱為連續角隅)中，有以下情況：急遽地切換加工條件，導致加工狀況顯著變化，而無法得到所期望的加工精度。
因此，在控制放電加工機之控制裝置的領域中，會藉由採用以下方法來提升加工精度：預先檢測角隅控制區間的重複，而在該區間使用已對各個角隅控制之加工條件的變化量進行內插之值來進行控制的方法、或預先決定優先進行之角隅控制的方法等。
先前技術文獻
專利文獻
專利文獻1：日本特開平8-168925號公報
發明欲解決之課題
然而，對於上述之各種連續角隅的組合型樣，在由相同的內插方法或優先順序的決定方法所進行的控制中，已有無法得到充分的加工精度之課題。
因此，在控制放電加工機之控制裝置的領域中，所期望的是，即使在進行如複數個角隅控制區間呈重複之加工的情況下，仍然可以提升加工精度。
用以解決課題之手段
本揭示中的線放電加工機之控制裝置是控制線放電加工機，前述線放電加工機具備執行加工程式並對工件進行放電加工之加工部，且前述線放電加工機之控制裝置具備：
記憶部，記憶前述加工程式、及可按每個角隅部來適用的複數個角隅控制型樣；
控制部，在加工角隅部時，進行依據角隅形狀來切換為預定的加工條件之角隅控制；
計算部，從前述角隅控制的開始點及結束點來計算出角隅控制區間；及
選擇部，在藉由前述計算部所計算出的前述角隅控制區間呈重複的情況下，從前述記憶部選擇優先進行的1個前述角隅控制型樣。
發明效果
根據本揭示之一態樣，即使在複數個角隅控制區間呈重複的情況下，仍然可以提升對連續之角隅的加工精度。
用以實施發明之形態
以下，一邊參照圖式一邊詳細地說明本實施形態。首先，參照圖1，針對線放電加工機1的構成進行說明。
圖1是顯示本實施形態的線放電加工機1的概略立體圖。
圖1所示之線放電加工機1是依據加工程式來使線電極與工件W(被加工物)相對移動來對工件W進行放電加工。線放電加工機1是對工件W重複進行從粗加工到精加工為止的複數個放電加工的加工步驟。
線放電加工機1會在各個加工步驟中，製作以下加工路徑：從依據加工程式之工件的程式形狀(加工形狀)偏移(offset)了相當於偏移值(包含線徑補正值)之加工路徑(稱為線徑補正路徑)，且在各個加工步驟中偏移值不同的加工路徑。線放電加工機1在各個加工步驟中，依照加工路徑使線電極與工件W相對移動。
線放電加工機1是具備有床台2、加工槽3、工作台4、線電極5、線捲線軸6、馬達/粉剎車7、剎車滾輪8、壓送滾輪(pinch roller)9、上導件10、下導件11、壓送滾輪12、送料滾輪13、線回收箱14、控制部15、加工電源16、與本實施形態的線放電加工機1之控制裝置20。
在此，控制裝置20是以DSP(數位訊號處理器，Digital Signal Processor)、FPGA(現場可程式邏輯閘陣列，Field-Programmable Gate Array)等的運算處理器所構成。控制裝置20的各種功能可藉由執行硬體(程式、應用程式)來實現。控制裝置20會控制線放電加工機1，前述線放電加工機1使被裝入之線電極5移動來對工件W進行工件放電加工。
控制裝置20具備可改寫的記憶部22，而記憶有解析加工程式的程式、或該程式所參照之判定條件或參數(包含偏移值)。
床台2是可載置加工槽3之機台。加工槽3是填充有加工液之進行放電加工的空間。工作台4是載置工件W的基台，且可藉由受控制裝置20控制來決定和線電極5之相對的位置。
線電極5是從線捲線軸6放出，且經由被馬達/粉剎車7所驅動之剎車滾輪8、壓送滾輪9、上導件10、下導件11、壓送滾輪12及送料滾輪13，而回收至線回收箱14。
此線電極5是在加工槽3內，被上導件10及下導件11所支撐，並在上導件10及下導件11之間拉伸為一直線狀。此經拉伸為一直線狀的線電極5在已浸置於加工液的狀態下對工件W進行放電加工。
線捲線軸6藉由未圖示之轉矩馬達而朝與線電極5的放出方向為相反的相反方向被賦與預定之轉矩。上導件10及下導件11的位置藉由因應於工件W之形狀或固定方法及對工件W進行加工的形狀之程式，而為固定或可變。加工電源16藉由對線電極5施加高頻電壓，而可進行對工件W的放電加工。
然而，在依據同心圓形狀的加工路徑的加工中產生不良狀況時，加工路徑製作部23會以選擇角隅部的形狀為同心圓(非同一半徑)形狀即同心圓形狀的加工路徑的方式來進行控制。控制裝置20亦可設於線放電加工機1或控制部15，亦可設於與此等不同的電腦。
如圖1所示，線放電加工機1是以Z軸、XY軸、UV軸所構成，且具有設置加工工件之工作台，前述Z軸是與線電極平行地移動之軸，前述XY軸是相對於線電極在垂直平面上移動之軸，前述UV軸是用於使線電極傾斜之相對於XY軸平行地移動之軸。各個軸是構成為以伺服馬達等的驅動來移動。
在本實施形態中，各軸的移動指令是以控制裝置20來進行。又，放電中的電壓或放電延遲時間之紀錄或放電脈衝之種類的判斷是構成為以控制裝置20之計算機(calculating machine)、或從外部連接之計算機來進行。
圖2是說明表示第1實施形態之線放電加工機之控制裝置的方塊圖。本例是對應於圖1所示之控制裝置20的功能構成。
圖2所示之線放電加工機之控制裝置20具備作為計算部之形狀解析部21、記憶部22、加工路徑製作部23、選擇部24、顯示部25、與控制部15。
形狀解析部21會預讀加工程式，並解析工件的程式形狀(加工形狀)。記憶部22記憶有從粗加工到精加工的加工步驟中的各種偏移值(加工參數)等。
記憶部22記憶有複數個角隅控制型樣，前述角隅控制型樣是用於在如後述地使線電極5加工工件W的角隅部時，切換依據角隅形狀而決定之預定的加工條件的型樣。
再者，本實施形態所示之記憶部22是依照優先順序而記憶有可以適應於在後述之處理中所選擇的1個角隅控制的複數個角隅控制型樣SP1~ SPN。在此，角隅控制型樣SP1~SPN是指在對連續之重複的角隅控制進行放電加工時，可以適應於1個角隅控制的複數個角隅控制型樣。又，已記憶於記憶部22之複數個角隅控制型樣是已從實驗值等而鎖定數個種類且評價佳之型樣。再者，記憶部22是例如EEPROM等的可改寫的記憶體。
在形狀解析部21已在後述之連續的角隅控制區間中判斷為加工路徑為重複的情況下，選擇部24對於已解析之連續的1個角隅控制，會從已記憶於記憶部22之複數個角隅控制型樣SP1~SPN中選擇1個優先順序較高的角隅控制型樣。
在本實施形態中，例如在角隅重複控制區間中，可選擇可以適應於角隅控制之角隅控制型樣SP1(圓弧中＞圓弧後＞圓弧前)、與角隅控制型樣SP2(圓弧後＞圓弧中＞圓弧前)的情況下，圖2所示之選擇部24是適用：對於形狀解析部21已解析出之形狀訊號優先順序更高的角隅控制型樣SP2。再者，關於詳細順序，參照圖3所示之流程圖來說明。
加工路徑製作部23是從藉由形狀解析部21所解析出之加工程式形狀，來製作角隅控制，且前述角隅控制偏移了相當於已記憶於記憶部22之偏移值。具體而言，加工路徑製作部23通常是以選擇角隅部之形狀為相同圓弧(相同半徑)形狀即相同圓弧形狀的加工路徑的方式來製作角隅控制。
再者，在圖2中，亦可以組合形狀解析部21、與加工路徑製作部23來作為1個角隅控制部而構成。
再者，加工路徑製作部(角隅控制部)23是設成：在從藉由形狀解析部21所解析出的程式形狀中提取出角隅加工路徑CP1-CP2-CP3時，使角隅部的形狀成為同一圓弧形狀，也就是同一半徑形狀。又，加工路徑製作部23也可以製作偏移了相當於已記憶於記憶部22之偏移值的角隅控制。
[角隅控制型樣的選擇處理]
以下，說明在形狀解析部21對角隅控制區間檢測出重複的角隅控制的情況下，選擇部24選擇已記憶於記憶部22之任一個角隅控制型樣的處理例。再者，可改寫之記憶部22記憶有解析加工程式的程式、或該程式所參照之判定條件或參數(包含偏移值)。
首先，作為計算部之形狀解析部21是從解析加工程式而生成之角隅形狀中計算角隅控制的開始點及結束點，並判斷於後述之圖4~圖6顯示一例之角隅控制區間是否產生有重複狀態。
在此，選擇部24在已從形狀解析部21所解析出之形狀訊號判斷為在角隅控制區間發生有重複狀態的情況下，為了適應於角隅控制，而從已記憶於記憶部22之複數個角隅控制型樣SP1~SPN之中選擇1個角隅控制型樣。並且，控制部15會對控制部15輸出依循已選擇的1個角隅控制型樣之最後的形狀訊號。
圖3是顯示表示本實施形態的線放電加工機之控制裝置的控制順序的流程圖。S1~S5是表示各個步驟，且將對應於各個步驟的控制程式記憶於記憶部22，並藉由成為CNC控制主體的控制裝置20的控制部15來執行。
當藉由從線放電加工機1的操作部等來指示加工處理的開始，而輸入CNC程式時(S1)，形狀解析部21會開始CNC程式的解析，並檢測角隅形狀訊號(例如以16位元訊號構成)(S2)。
再者，形狀訊號的位元數等並非限定於16位元的位元數。又，加工處理的開始之指示亦可為由顯示於顯示部25之圖形使用者介面(GUI)所指示之指示。
接著，形狀解析部21是從在S1中所檢測出的連續的形狀訊號之狀態來判斷在角隅控制區間是否有檢測出角隅形狀呈重複之情形(S3)。在此，在形狀解析部21已從形狀訊號而判斷為在角隅控制區間未檢測出重複狀態的情況下，會前進至S5，並將用於執行最佳的連續角隅加工的形狀訊號輸出至控制部15，並結束(end，終止)本處理。
另一方面，在S3中形狀解析部21已從形狀訊號而判斷為在角隅控制中有檢測出重複狀態的情況下，選擇部24會從已記憶於記憶部22之角隅控制型樣之中選擇1個優先順序較高的角隅控制型樣(S4)，並往S5前進。在S5中，會將依循選擇部24所選擇出的角隅控制型樣之形狀訊號輸出至控制部15，並結束處理。
再者，因為連續之角隅部的加工狀況的變化也會在角隅部之前後的區塊中發生，所以有以下情況：不僅限於該角隅區塊，而是連前後之區塊也包含在控制區間。
圖4~圖6是顯示在形狀解析部21所解析之複數個角隅控制區間中連續的形狀型樣的例子的圖。以下，說明在複數個角隅的控制區間中連續的形狀型樣的例子。
在圖4~圖6中，以粗的實線來表示之路經P2是表示CNC程式指令路徑，以粗的虛線來表示之路徑P1是表示線電極5的路徑。
圖4所示之連續角隅路徑型樣是設定有外圓弧角隅前控制區間I1-外圓弧角隅中控制區間I2-內圓弧角隅中控制區間I5-內圓弧角隅後控制區間I6的連續角隅型樣例。
本連續角隅路徑型樣在外圓弧角隅中控制區間I2內，設定有外圓弧角隅中/內圓弧角隅前控制重複區間I3。同樣地，在內圓弧角隅中控制區間I5中，設定有內圓弧角隅中/外圓弧角隅後控制重複區間I4。而且，是將路徑設定成讓內圓弧角隅中/外圓弧角隅後控制重複區間I4與外圓弧角隅中/內圓弧角隅前控制重複區間I3呈連續之角隅型樣。
圖5所示之連續角隅路徑型樣是設定有內圓弧角隅前控制區間I11-內圓弧角隅中控制區間I13-內圓弧角隅後控制區間I14的連續角隅路徑型樣例。
在本連續角隅型樣中，是設定有外銳邊角隅前/內圓弧角隅前控制重複區間(直線的路徑區間)I11、與外銳邊角隅後/內圓弧角隅中控制重複區間(圓弧的路徑區間)I12的連續角隅路徑型樣例。
圖6所示之連續角隅路徑型樣是設定有內圓弧角隅後控制區間I21與外圓弧角隅前控制重複區間I22的連續角隅路徑型樣例。
在本連續角隅路徑型樣中，是在內圓弧角隅後控制區間I21與外圓弧角隅前控制區間I23內設定有內圓弧角隅後/外圓弧角隅前控制重複區間I22的連續角隅路徑型樣例。
在本實施形態中，形狀解析部21可以依照圖3所示之控制順序，而在如圖4地圓弧區塊呈連續的情況下，從應處理之角隅形狀訊號檢測角隅控制區間呈重複的狀態。
同樣地，即使形狀解析部21在如圖5地圓弧區塊的開始點或結束點成為銳邊角隅的情況下，仍然可以從應處理之角隅形狀訊號檢測角隅控制區間的重複狀態。
同樣地，即使在如圖6地角隅與角隅之間的直線區塊的長度比前後之角隅部的控制距離的總和更小的情況下，仍然可以從應處理之角隅形狀訊號檢測角隅控制區間的重複狀態。
據此，選擇部24可對於在圖4~圖6中所檢測出的各個角隅控制，來從記憶部22選擇最佳的角隅控制型樣並輸出至控制部15。
[第1實施形態之效果]
根據本實施形態，因為即使在進行如複數個角隅控制區間呈重複的加工的情況下，仍然可以選擇優先順序較高的角隅控制型樣，所以可以提升依據角隅控制的加工精度。
[第2實施形態]
在第1實施形態中，作為由選擇部24所進行之角隅控制型樣的選擇方法，而例示了從控制區間呈重複之角隅控制型樣當中選擇1個優先順序較高的角隅控制型樣的例子。
在第2實施形態中，是說明作為選擇部24優先進行之角隅控制的其他的型樣選擇方法，當在顯示部25的畫面上描繪有角隅控制區間的重複之處時，使用者在畫面上對優先進行控制的角隅控制型樣進行選擇指示的例子。再者，顯示部25亦可以是例如觸控面板。又，亦可為讓使用者一邊觀看顯示部25的顯示畫面，一邊操作鍵盤等的操作部來選擇之構成。
當使用者在顯示部25的畫面上選擇優先進行控制的角隅控制型樣時，會將使用者所選擇之角隅控制型樣輸出至控制部15。
藉此，可以將複數個角隅控制型樣的候選顯示於顯示部25，前述複數個角隅控制型樣是適用在由形狀解析部21所進行之角隅部的解析中重複的角隅控制。並且，使用者從顯示之複數個角隅控制型樣的候選中選擇所意圖的角隅控制型樣，藉此可以在實際加工角隅部時，反映使用者的意圖的角隅控制。
[第2實施形態之效果]
根據本實施形態，即使在進行如複數個角隅控制區間呈重複的加工的情況下，仍然可以依照使用者所選擇之最佳的角隅控制型樣來執行角隅控制。
[第3實施形態]
再者，若第1實施形態所示之角隅形狀呈重複的型樣非常多，且也包含角隅半徑或角度等要素時，會存在無數個組合。因此，在使用已以相同的方法進行內插之值來進行角隅控制的情況下、或以一定的判定基準來決定優先的角隅控制的情況下，會有對全部的組合型樣可能未適用最佳的角隅控制之情況。
又，為了決定加工精度最好的角隅控制型樣的優先順序，必須以全部輪過的方式使用各自不同的角隅控制型樣進行加工實驗。
但是，在此方法中，決定角隅控制型樣的工時會變得龐大，而在開發上耗費時間。於是，在本實施形態中，執行由圖2所示之學習部26所進行的機械學習。更具體而言，在本實施形態中，執行所謂監督式機械學習，也就是將角隅控制區間呈重複之角隅部(亦可包含角隅形狀(半徑、角度)、工件的材質、板厚、線徑等)設為輸入資料，且將對應於各個角隅部而由使用者所選擇之角隅控制型樣設為標記(label)。
圖7是說明表示第3實施形態之線放電加工機之控制裝置的方塊圖。再者，圖7在圖2所示之控制裝置20具備有學習部26。
在圖7中，學習部26會收集使用者所選擇之連續角隅控制型樣的每一個的優先順序選擇結果，並使其記憶於記憶部22來預先收集。在此，選擇優先順序的處理，亦可為以依據已顯示於顯示部25之面板輸入所進行的選擇為基準之收集，亦可為由來自其他的操作部的輸入所進行的收集。
藉此，在本實施形態中，在對至今從未選擇過的型樣呈連續之角隅部進行加工時，學習部26會輸出具有類似的特徵的連續角隅部的角隅控制型樣，且選擇部24會選擇此學習部26所輸出之角隅控制型樣。
[第3實施形態之效果]
根據本實施形態，由於是預先將學習部26所學習之由使用者所選擇的角隅控制型樣的選擇資訊收集至記憶部22，因此即使對至今從未選擇過的型樣呈連續之角隅部，也可以自動選擇適當的角隅控制型樣，而實現適當的角隅控制。
[第4實施形態]
在上述第1實施形態中，說明了以下的情況：將選擇部24所選擇之角隅控制型樣對已解析的全部的形狀訊號來適用。
然而，亦可設為以下構成：在上述第1至第3實施形態中，在不使選擇部24所選擇之角隅控制型樣適用於已檢測出的全部的形狀訊號的情況下，形狀解析部21在使用者指定之加工區間內，在檢測出銳角角隅之形狀訊號為已成立的情況下，會控制成使銳角角隅控制優先。
[第4實施形態之效果]
根據本實施形態，可以實現以下的角隅控制：在形狀解析部21所解析出的角隅部當中，僅對使用者所指定的區間適用選擇部24所選擇出的角隅控制型樣。
[第5實施形態]
在上述第1至第4實施形態中，亦可採用以下構成：在輸出複數個角隅呈連續的形狀訊號的情況下，形狀解析部21將優先進行控制之形狀以外的訊號消除(將對應之1設為0)，而僅輸出進行控制的形狀訊號。
藉此，選擇部24也可以僅將對從形狀解析部21所輸出之形狀訊號施行了補正處理的形狀訊號輸出至控制部15。
此外，亦可採用以下構成：選擇部24根據形狀解析部21所檢測之連續角隅部的形狀，輸出複數個形狀訊號同時進行角隅控制。
又，亦可以採用以下的構成：選擇部24將已和形狀解析部21所檢測的全部的角隅建立對應的形狀訊號全部消除(將對應之1全部設為0)，而不進行角隅控制。
[第5實施形態之效果]
根據本實施形態，可以組合利用角隅控制型樣之角隅控制、與使用者所意圖之角隅控制，來實現按照使用者之意圖的角隅控制。
再者，本揭示並非限定於上述實施形態的揭示，且將可以達成本揭示之目的範圍內的變形、改良包含於本揭示。
1:線放電加工機
2:床台
3:加工槽
4:工作台
5:線電極
6:線捲線軸
7:馬達/粉剎車
8:剎車滾輪
9,12:壓送滾輪
10:上導件
11:下導件
13:送料滾輪
14:線回收箱
15:控制部
16:加工電源
20:控制裝置
21:形狀解析部
22:記憶部
23:加工路徑製作部
24:選擇部
25:顯示部
26:學習部
I1~I6,I11~I14,I21~I23:區間
P1:線路經
P2:CNC程式指令路徑
S1~S5:步驟
SP1~SPN:角隅控制模式
W:工件
U,V,X,Y,Z:方向
圖1是顯示本實施形態的線放電加工機之概略的立體圖。
圖2是說明表示第1實施形態的線放電加工機之控制裝置的方塊圖。
圖3是顯示線放電加工機之控制裝置的控制順序的流程圖。
圖4是顯示在複數個角隅之控制區間中連續的形狀型樣的例子的圖。
圖5是顯示在複數個角隅之控制區間中連續的形狀型樣的例子的圖。
圖6是顯示在複數個角隅之控制區間中連續的形狀型樣的例子的圖。
圖7是說明表示第3實施形態的線放電加工機之控制裝置的方塊圖。
圖8是說明NC程式之角隅形狀之一例的圖。
15:控制部
20:控制裝置
21:形狀解析部
22:記憶部
23:加工路徑製作部
24:選擇部
25:顯示部
Claims (3)
- 一種線放電加工機之控制裝置，是控制線放電加工機，前述線放電加工機具備執行加工程式並對工件進行放電加工之加工部，前述線放電加工機之控制裝置具備： 記憶部，記憶前述加工程式、及可按每個角隅部來適用的複數個角隅控制型樣； 控制部，在加工角隅部時，進行依據角隅形狀來切換為預定的加工條件之角隅控制； 計算部，從前述角隅控制的開始點及結束點來計算出角隅控制區間；及 選擇部，在藉由前述計算部所計算出的前述角隅控制區間呈重複的情況下，從前述記憶部選擇優先進行的1個前述角隅控制型樣。
- 如請求項1之線放電加工機之控制裝置，其更具備顯示部，前述顯示部顯示前述加工程式的描繪結果、及藉由前述計算部所計算出之前述角隅控制區間呈重複的角隅部， 在使用者依據前述顯示部的顯示而從前述記憶部選擇了1個前述角隅控制型樣的情況下，前述選擇部會選擇前述使用者所選擇的前述角隅控制型樣。
- 如請求項2之線放電加工機之控制裝置，其更具備學習部，前述學習部會按前述角隅控制區間呈重複的每個角隅部來學習前述使用者選擇出的前述角隅控制型樣。
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