电火花加工机床制造技术

一种用电火花加工一个工件的电火花加工机床，对电极与工件之间间隙供给加工流体，并且在给电极提供跳动的同时，给工件供给脉冲，所述跳动是电极相对工件的一个周期性移动；其中所述电火花加工机床探测在电极与工件之间间隙中由加工操作产生的反作用力在电火花加工机床的主体中引起的状态量，并且按照状态量的探测值改变工件的加工条件。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电火花加工机床，尤其涉及一种在电火花加工引起的反作用力使电火花加工机床的主体位移情况下，在一个定值之内或以一个常量控制反作用力或电火花加工机床的主体位移的电火花加工机床。图6是一个普通类型的常规电火花加工机床的结构图。在图6中，数字1表示一个电极，数字2表示一个工件，数字3表示一个加工流体，数字4表示一个加工罐，数字5表示一个绕Z轴旋转电极1的电极旋转装置，数字6表示一个Y轴加工台，数字7表示一个驱动Y轴加工台的Y轴驱动装置，数字8表示一个X轴加工台，数字9表示一个驱动X轴加工台的X轴驱动装置，数字10表示一个沿Z轴方向驱动连接在电极1上的电极旋转装置5的Z轴驱动装置，数字11表示一个向电极1与工件2之间供给脉冲的电源，数字12表示一个探测加工中一个加工状态的加工状态探测装置，数字13表示一个对加工间隙供给加工流体的加工流体供给装置，以及数字14表示一个NC(数控)控制装置。图7是一个说明图6所示电火花加工机床的操作的方框图。在图7中，部件11、12、13及14与图6那些部件相同。数字15表示一个加工条件设定器，它给电源11、加工流体供给装置13、加工轨迹指示器1 6、跳动控制器17以及比较器18设定各种各样的加工条件。数字16表示加工轨迹指示器，它以一个期望形状、一个电极行星齿轮图以及诸如此类形式，产生一个用于加工工件的轨迹，数字17表示在加工操作期间使电极1上升与下落的跳动控制器，数字18是比较器，数字19表示一个加工控制器，以及数字20表示一个加工/跳动转换开关。从15到20这些部件的操作通常在NC控制装置14中用程序实现。数字21表示一个电极驱动装置，由电极旋转装置5、从6到10的各个轴加工台及各个轴驱动装置构成。数字22表示一个火花加工过程，指示在电极1与对向安排在加工流体3中的工件2之间引起的火花加工现象。其次，将对操作作一说明。在一个普通电火花加工机床中，为了按一个期望形状加工工件，同时保持一个稳定的加工状态，构成一个间距控制系统以调节电极1与工件2之间的间隙。该控制系统用比较器18把加工条件设定器15设定的一个参考指令值与加工状态探测装置12探测到的指示电火花加工过程22的一个探测值相比较，计算一个偏差，并且根据来自加工轨迹指示器16的一个指令发出一个电极移动指令，这样由加工控制器借此控制电极1与工件2之间的间隙，以使偏差为零。此外，在一个时点当电极移动指令值变成期望形状的一个最终指令值时，加工完成。在这种情况下在加工/跳动转换开关20中选择加工。NC控制装置14具有跳动控制功能以及间距控制功能。在跳动中，加工/跳动转换开关20强制地把间距控制转换到跳动控制，由此使电极上升与下落。鉴于用它的抽吸操作从加工间隙中排出加工碎片，以使加工状态稳定，这个跳动很重要。然而，在这样一种电火花加工机床中，在电极特别大，或者在精整操作中加工间隙非常狭窄，或者加工深度很大情况下，在跳动中在电极上升或下落时，对电极操作一个很大的正压力或负压力(在下文指由加工或加工反作用引起的反作用力)，由此使电火花加工机床的主体位移，并且使加工精度降低。按照东京技术学院Mohri等人的研究“电火花加工机床(EDH)的实际操作中性能的研究”，日本电机工程师协会会刊，vol.20，No.39，p.19—29，1987，上述操作在电极上的力是由于加工流体的粘性引起，并且当电极下落时操作在电极上的力尤其引起加工精度的降低。图8A、8B及8C说明了由Mohri等人实际测量在跳动中的主轴移位、加工反作用以及支柱移位。从图中部分A明显可见，当电极下落时加工反作用最大。附带提及，在这些图中，主轴表示Z轴，以及支柱指示支承Z轴的机床主体，并且分别地加工反作用由一个集成在电极连接夹具中的力传感器测量。为了解决上述问题，Mohri等人提出用一个刨床式结构来增强机床的刚性，并且刚好在电极下落完成之前减小电极下落速度，以消除加工反作用，由此减小支柱位移。图8部分B表示加工反作用比部分A加工反作用小，并且因此支柱变形大小减小。这是由于在部分B中主轴的下落速度减低所引起，这一结果支持Mohri等人的建议。日本审查的专利出版物No.31806/1992公开了一个基于相同概念的在跳动中控制电极速度的方法。如图9所示，在这个方法中，在电极上升与下落中按照电极与工件之间的距离来改变速度。在图9中，在电极上升中，在电极与工件之间距离为L1时，电极上升速度从v2增加到v1，以及在电极下落中，在电极与工件之间距离为L1时，电极下落速度从v1减低到v2，由此消除了操作在电极上的正压力与负压力。附带提及，在Mohri等人的文章中，电极的面积叙述只到约20cm2。附图说明图10A与10B指示在执行跳动操作的同时，在精整操作中主轴位移及支柱位移，其中使用了一个有大约1000cm2电极面积的电极。在跳动操作中，刚好在电极下落完成之前，控制电极下落速度使之减低。因此，虽然在电极上升中引起支柱位移，但是下落电极中几乎没有引起支柱位移。然而，与图8相比图10中值得注意的是，在部分C在电极与工件之间产生电火花时段内(在下文，指在放电中)，引起了一个很大的支柱位移。就放电所引起的支柱位移现象迄今还没说明。这里所示的支柱位移不仅由按常规已被认识的加工流体的粘性造成的力所引起，而且还由于连续电火花汽化了加工间隙中限定的加工流体，此时产生的大量气泡的压力所引起。因此，支柱位移不限于跳动操作中的位移。影响实际加工精度的断定是这里所述的放电中的支柱位移，而不是上述电极上升与下落中的支柱位移。如上所述，常规电火花加工机床不能处理在电极与工件之间间隙中放电产生的加工流体的气泡累积而使电极承受的力。因此，气泡的压力使电火花加工机床的主体位移，由于X、Y及Z轴的位移相互正交，引起加工形状误差，并且由于参考位置本身改变，引起加工尺寸误差，并且因此不能实现足够的加工精度。此外，加工是当电极移动指令变成期望形状的最后指令值的时点结束，而没有考虑机床的主体位移，并且因此引起加工形状误差。况且，作用在电极上的力对间距控制系统是一个操作扰动，并且在气泡从加工间隙排出或气泡又变成液态情况下，当压力快速变化时，不能保持一个稳定的加工状态，造成加工速度降低。本专利技术的一个目的是解决上述问题，并且实现一种电火花加工机床，它能够改进由加工特别是放电中产生的反作用力所引起的加工精度与加工速度的降低。按照本专利技术的第一方面，提供一种用电火花加工一个工件的电火花加工机床，对电极与工件之间间隙供给加工流体，并且在给电极提供跳动同时，给工件供给脉冲，所述跳动是电极相对工件的周期性移动；其中，所述电火花加工机床探测在电极与工件之间间隙中由加工操作产生的反作用力在电火花加工机床的主体中引起的状态量，并且按照状态量的探测值改变工件的加工条件。按照本专利技术的第二方面，提供按照第一方面的电火花加工机床，其中状态量是对应反作用力在电火花加工机床的主体中引起的一个力的大小。按照本专利技术的第三方面，提供按照第一方面的电火花加工机床，其中状态量是对应反作用力在电火花加工机床的主体中引起的一个位移的大小。按照本专利技术的第四方面，提供按照第一方面的电火花加工机床，其中待改变的加工条件包括从跳动开始时间组成的组中选择的至少一个时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用电火花加工一个工件的电火花加工机床，对电极与工件之间间隙供给加工流体，并且在给电极提供跳动的同时，给工件供给脉冲，所述跳动是电极相对工件的一个周期性移动；其中所述电火花加工机床探测在电极与工件之间间隙中由加工操作产生的反作用力在电 火花加工机床的主体中引起的状态量，并且按照状态量的探测值改变工件的加工条件。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：今井祥人，三宅英孝，真柄卓司，后藤昭弘，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]