电火花线加工机床的控制器制造技术

电火花线加工机床的控制器可实现具有高表面精度的稳定加工，而不要求在导线电极进给控制中的增进等的调整。放电间隙检测单元检测导线电极与工件之间的电压。每单位距离的加工量变化检测单元获得平均加工电压以及压降Ｅｘ，该压降Ｅｘ是所获得的平均加工电压与空载电压之间的差值。比较确定单元获得存储在每单位距离加工参考量的相对值存储单元中的参考压降Ｅｓ与压降Ｅｘ之间的比值Ｅｓ／Ｅｘ。进给脉冲运算单元根据比值Ｅｓ／Ｅｘ和预定的进给速度获得使每单位时间的加工量恒定的进给速度，并且将进给脉冲分配到电机，从而使导线电极相对于工件移动。因为每单位时间的加工量保持恒定，因此在精加工中的表面精度高并且可执行稳定的加工。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电火花线加工机床的控制器，具体地说，涉及适用于在电火花加工中精加工的电火花线加工机床的控制器。
技术介绍
图10给出了传统的电火花线加工机床中与进给控制有关的部分的方框图。放电脉冲发生器1将放电脉冲电压施加到导线电极4与工件5之间的间隙中以进行放电加工，并且该放电脉冲发生器包括直流电源、包括诸如晶体管的开关元件的电路、用于电容器的充电和放电电路等等。导电刷2和3使电流通过导线电极，并且连接至放电脉冲发生器1的两端之一。工件5连接至放电脉冲发生器1的另一端。放电脉冲发生器1在可运动的导线电极4与工件5之间施加脉冲电压。放电间隙检测单元6连接至导线电极4以及工件5。放电间隙检测单元6检测来自放电脉冲发生器1的大约若干微秒长的类似于脉冲的间隙电压。通过平均电路21对所检测到的电压值进行处理以调整进给脉冲运算单元的处理速度，并且与基准电压设置单元22的输出比较。根据所获得的电压偏移，进给脉冲计算单元13产生具有受控脉冲间隔的脉冲串，并且将脉冲串发送到进给脉冲分配单元12。进给脉冲分配单元12根据加工程序将这个脉冲串划分成X轴的驱动脉冲以及Y轴的驱动脉冲，并且将该驱动脉冲发送到X轴电机控制单元10以及Y轴电机控制单元11以驱动放置工件5的工作台。当工件5和导线电极4彼此足够靠近产生放电时，从放电脉冲发生器1流出放电脉冲电流并且开始放电。在放电之后，要花费适当的非操作时间以便冷却间隙。此后，再次施加放电脉冲电压。通过重复该操作循环来执行放电加工，其中每次都产生了放电脉冲，工件5的一部分被移动了。在平均电路21中对所检测到的间隙电压进行处理，并且与基准电压设置单元22的输出比较以获得电压偏移。在进给脉冲计算单位13中，电压偏移乘以分别确定的增益获得了速度命令值。当平均加工电压高于基准电压值并且偏离基准电压值很大时，确定该间隙变大，并且进给速度增加。当平均加工电压降低并且偏离值减小时，确定该间隙变窄了，并且进给速度下降。当平均加工电压等于基准电压值并且偏离值为零时，执行进给控制以便进给速度是零。这意味着如此执行进给速度控制以便加工电压接近于固定值。如果平均加工电压低于预定电压值，则确定存在短路，并且进行诸如停止施加放电脉冲电压以及随后的反向追踪这样的步骤。存在另外一种公知的进给控制模式，在该模式中当平均加工电压等于基准电压值时，将进给速度设置为预定的参考进给速度。当平均加工电压高于基准电压值时，将进给速度设置为比参考进给速度高的速度。当平均加工电压低于基准电压值时，将进给速度设置为比参考进给速度低的速度。上述两个进给控制模式分别用于粗制(第一次切削)和精加工以提高表面粗糙度的专利技术是熟知的(参见JP 3231567B)。在该专利技术中，在先切削外形的第一次切削中，采用这样的模式，即当电压差是零时，停止进给，并且当电压差反向时，进给也被反向。在精加工中，采用这样的模式，即当平均加工电压等于基准电压值并且电压差是零时，进给速度设置为预定的进给速度。因此，使得精加工过程中的增进(gain)小于中间精加工过程中的增进。具体地说，在当电压差是零时将进给速度设置为零的模式中，当增进变化时，与适当的加工电压相对应的进给速度变化了。因此，使进给速度从零变为预定速度，增益降低了以提高表面粗糙度，该零速度与平均加工电压相对于进给速度的增进曲线中的零压差相对应。即当平均加工电压与基准电压之间的电压差是零时将进给速度设置为零的模式、当电压差是零时将进给速度设置为预定的进给速度的模式以及这两种模式组合的模式的上述任何一种模式是在恒定平均加工电压模式中的进给控制。除这种控制模式之外，恒定进给速度模式也是熟知的，即在该模式只是简单的将进给速度保持在预定的速度上。恒定平均加工电压模式最初意在提高对工件的外形进行粗切削的第一次切削的速度，并且防止由于放电集中所造成的导线破裂。因此，当恒定平均加工电压模式用于精加工时，即在第一次切削之后为了提高表面粗糙度使用较小的放电脉冲电流执行放电加工的第二次以及后来的切削，需要利用各种调整来执行进给控制以便使每每单位时间加工量的变化将降低到可能的最低程度以使放电脉冲强度稳定。图11给出了用于说明恒定平均加工电压模式中的加工的例图。我们假设以基准电压Vs加工工件5的表面，该工件5具有由如图11所示的第一次切削加工的厚度t。当要移动部分的宽度分别是G(x+1)和Gx并且在加工这些部分的平均加工电压是V(x+1)和V(x)时，导线电极在单位时间相对于这些部分移动的距离δ(x+1)和δx如下δ(x+1)＝(V(x+1)-Vs)*增进δx＝(Vx-Vs)*增进。每单位时间加工量的变化表示为(Gx*δx-G(x+1)*δ(x+1))*t。因此，为了将每单位时间加工量的变化减小到可能的最低程度，执行进给以便满足以下等式Gx*δx＝G(x+1)*δ(x+1)。因此，当要移动部分的宽度G是小时，每单位时间的移动量δ应该大，并且当要移动部分的宽度G是大时，每单位时间的移动量δ应该小。为此，最重要的是电压的变化更精确的反映了要移动部分的宽度。而且需要适当地确定对应于电压变化的增进。实际上，间隙电压的变化受到每单位距离内加工量的变化之外的因素的影响。具体地说，当不适当的执行进给控制(这经常发生在常规控制下进行加工期间)时，放电脉冲强度变得不稳定，因此所产生的残渣不均匀的分布在间隙中，使得间隙电压所受的影响比受每单位距离内加工数量的实际变化的影响更大。一旦残渣不均匀的分布在并且停留在间隙中，那么连续的产生放电脉冲，这是由于不均匀分布的残渣造成的，这降低了平均加工电压。其结果是，进给速度降低了，这导致进一步增加放电脉冲强度并且产生所谓的过多移动。当残渣很少并且产生很少的放电脉冲时，平均加工电压增加了。其结果是，进给速度增加了并且尚有所谓的未加工部分。其结果是，在精加工表面上生成了诸如起伏以及条纹的凹凸不平。利用小脉冲电流并且增加放电次数来精加工特别需要高精制表面精度的区域。在这种情况下，因为放电脉冲强度是更难以控制，因此上述趋向更强烈。因此，在精加工过程中的进给控制中，也需要进行改进以保持放电脉冲密度恒定。传统的，在精加工过程中，通常执行恒定平均加工电压模式中的进给控制。然而，如上所述，在该模式中，因为平均加工电压的变化不能十分精确的反映要移动部分的宽度，因此该进给不具有足够的精确性。另外，很难根据与要移动部分的宽度变化相对应的平均加工电压的变化选择适当的增进。因此，在传统的控制中，不能重复地获得稳定的表面精度，并且不能满足对精加工精确度改进的需要。恒定进给速度模式中的加工也具有类似的问题。图12是用于说明恒定进给速度模式中的加工的例图。我们假设以速度SPD对工件5的表面进行精加工，该工件5具有通过第一次切削加工的厚度t。因为恒定进给速度模式，因此导线电极在每单位时间移动的距离是恒定的，而与要移动部分的宽度G(x+1)和Gx无关。当导线电极在每单位时间移动的距离是δx，那么每单位时间加工数量的变化表示为(Gx-G(x+1))*δx*t。因此，在相同的时段中，与宽度G(x+1)的部分相比，更多的放电脉冲施加到宽度为Gx的部分。这导致了过高的放电脉冲强度，并且降低了加工精确度。
技术实现思路
本专利技术提供一种电火花线加工机床的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电火花线加工机床的控制器，该控制器通过在导线电极与工件之间产生放电，同时使导线电极和工件相对移动执行放电加工，其特征在于所述控制器包括：加工速率确定装置，通过导线电极与工件之间的放电确定加工的速率；以及移动控制装置，根据 所述加工速率确定装置所确定的加工速率控制导线电极和工件的相对移动，以便当加工速率增加时相对移动的速度降低。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：栗原正机，平贺薰，
申请(专利权)人：发那科株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]