[發(fā)明專(zhuān)利]電火花線(xiàn)切割機(jī)床的控制器和電火花線(xiàn)切割機(jī)床的加工路徑生成設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910147405.7
• 申請(qǐng)日: 2009-06-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101602130A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-12-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 小林正則;平賀薰;工藤壯大
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 發(fā)那科株式會(huì)社
• 主分類(lèi)號(hào): B23H7/06
• 分類(lèi)號(hào): B23H7/06;B23H7/20
• 代理公司: 北京銀龍知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 許 靜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電火花線(xiàn)切割機(jī)床的控制器，特別地涉及用于控制能夠改善凹 角部(reentrant?corner?portion)的加工精度的電火花線(xiàn)切割機(jī)床的控制器。此 外，本發(fā)明涉及用于電火花線(xiàn)切割機(jī)床的加工路徑生成設(shè)備，特別地涉及用于 電火花線(xiàn)切割機(jī)床的加工路徑生成設(shè)備，用于生成在能夠改善凹角部加工精度 的電火花線(xiàn)切割機(jī)床中使用的加工路徑。

背景技術(shù)

在通過(guò)電火花線(xiàn)切割機(jī)床執(zhí)行加工的過(guò)程中，如果控制機(jī)床使得線(xiàn)電極 (wire?electrode)沿著加工程序分配的路徑運(yùn)動(dòng)，通過(guò)加工獲得的工件的輪廓 (工件路徑)不可避免地偏離該分配的路徑。

工件路徑偏離該分配的路徑主要是因?yàn)榫€(xiàn)電極的不可忽視的半徑R和放 電間隙(discharge?gap)Δgp。特別地，在線(xiàn)電極中心的路徑和工件路徑之間 形成等于線(xiàn)電極半徑R和放電間隙Δgp之和的長(zhǎng)度的偏差。工件的尺寸減少 了等于偏差的一個(gè)容限(a?margin)。

根據(jù)用于避免這個(gè)長(zhǎng)度的偏差的基本方法，以等效于線(xiàn)電極半徑R和放 電間隙Δgp之和的偏移量來(lái)校正由加工程序分配的路徑，并且線(xiàn)電極中心沿 著這個(gè)偏移量校正后的加工路徑運(yùn)動(dòng)。已知基于這個(gè)偏移量的概念的多路徑加 工的方法。

在多路徑加工方法中，對(duì)工件執(zhí)行多個(gè)加工操作以獲得期望的輪廓線(xiàn)(工 件路徑)。通過(guò)在多路徑加工中的第一加工操作隨后的每個(gè)加工操作可以逐漸 減少偏移量(使得漸進(jìn)地達(dá)到(R+Δgp))。由于完成了以上操作，在每個(gè)加 工操作中獲得的輪廓線(xiàn)(加工路徑)逐漸達(dá)到期望的輪廓線(xiàn)。選擇每個(gè)周期的 加工路徑使得在最后的加工操作中達(dá)到期望的輪廓線(xiàn)。通過(guò)該多路徑加工可以 減少上述加工路徑偏差(編程的加工路徑和由加工實(shí)際獲得的輪廓之間的偏 差)。

然而，如果這個(gè)加工方法應(yīng)用至凹角部的加工，則很難保證高的加工精度。 凹角部是通過(guò)電火花線(xiàn)切割機(jī)床形成的一種形狀的拐角部。由電火花線(xiàn)切割機(jī) 床形成的拐角部具有多種形狀，包括不規(guī)則形狀和圓弧、矩形、銳角、鈍角形 狀的組合。在這些形狀的拐角部之中，存在由兩個(gè)相交塊形成的凸出的拐角部， 這在下文中稱(chēng)為“凹角部”。

參考圖1，考慮現(xiàn)有技術(shù)凹角部的多路徑加工的條件。如果多路徑加工應(yīng) 用至凹角部，由于以下原因很難改善加工精度。凹角部的角度越小，由于偏移 量，加工深度越大。另一方面，在多路徑加工的精加工階段(最后的或接近最 后的多路徑加工操作)，工件通常以非常低的放電能量以剝離(stripping)方式 正常加工，以便獲得好的表面粗糙度。因此，如果在凹角部的精加工階段中增 加加工深度超出了加工能力，在線(xiàn)電極和工件之間發(fā)生短路，使得加工變得不 穩(wěn)定并且加工精度降低。

為了避免在線(xiàn)電極和工件之間的短路，通常使用控制技術(shù)來(lái)降低在凹角部 的加工速度。然而，很難明確地獲知速度降低的程度，這依賴(lài)于各種因素，例 如凹角部的角度、電子加工條件等。實(shí)際上，如果速度降低不足，線(xiàn)電極仍然 可能短路，并且如果速度降低太多，電子放電將不可避免地集中在工件上而加 工過(guò)度。

在凹角部，盡管單個(gè)加工操作的偏移量之間的存在差異，加工路徑是同心 的，使得加工深度不會(huì)變得大于直部的加工深度。由此，基本上不會(huì)引起上述 問(wèn)題。

下面是與用于凹角部的多路徑加工的前述問(wèn)題相關(guān)的公知文件的概要。

JP?5-30568A：提出了一種線(xiàn)切割形狀校正方法，其中在加工凹角部中加 入圓弧路徑。如果由基本程序分配的兩個(gè)塊形成的加工路徑的相交是凹加工的 相交，根據(jù)該校正方法，將基于在該相交周?chē)木€(xiàn)電極的運(yùn)動(dòng)的圓弧軌跡的加 工路徑，加到該相交部，該加工路徑具有等于相對(duì)于該加工路徑的線(xiàn)電極的偏 移量的半徑。在將該塊相交周?chē)木哂械扔谠撈屏康陌霃降膱A弧形式的加工 路徑加到工件側(cè)的第一加工操作中，這個(gè)方法是要移去凹角部的圓度 (roundness)，這在模具加工之類(lèi)中產(chǎn)生問(wèn)題。特別地，設(shè)計(jì)圓弧路徑使得在 第一加工操作中以挖取(scooping)方式加工工件而不考慮拐角部的加工精度。