线切割双平面插补的加工方法技术

本发明专利技术提出一种双平面插补异面加工方法，并根据双平面插补异面加工方法设计制作了相应的控制软件，可以对要加工工件的上表面和下表面分别进行绘制、插补和计算，保证了上下表面加工速度的均匀。实践证明，使用本方法进行工件锥度线切割的加工控制，克服了原有加工方法的缺点，大大提高了加工精度和切割效率。另外，对工件进行异面加工时的上下平面加工精度同样较高。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】所属
本方法属于计算机数字控制(CNC)系统中的线切割数控加工技术。线切割数控机床还有第三种锥度加工控制方法，即四维轨迹线性联动法。这第三种加工控制方法虽能加工异面工件，但精度误差在原有的基础上再加上来自对圆弧的线性化计算，使得加工精度进一步下降，且线性化后的整个曲线加工程序数量太大，不易提高效率。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是(1)分别绘制工件上表面和下表面的图形，并分段对应；(2)在对应段内分别按工件的上下表面的图形进行插补——双平面插补。在插补过程中，无论是工件上平面插补一步，还是下平面插补一步，都要把其折算为XY拖板和UV拖板的进给步数；(3)在进行比例折算时，是以上下表面进给一个μ为单位，所以XY和UV的进给除了整数部分外，还有小数，并对小数进行积累，当小数满一个μ时补充进给；(4)在上下平面对应段内，适当选择协调函数以实现上下表面加工速度的均匀，这样加工出的工件，其上下形状尺寸与图纸相符，侧面过渡也较平滑，达到高精度要求。我们根据双平面插补异面加工方法设计制作了相应的控制软件。经实践证明，使用本方法进行工件锥度线切割的加工控制，克服了原有加工方法的缺点，大大提高了加工精度和切割效率。另外，对工件进行异面加工时的上下平面加工精度同样较高。图2为下表面插补计算方法示意图。图3为上表面插补计算方法示意图。定义如下五个参数S上为上表面应该插补进给的总数；S下为下表面应该插补进给的总数；S上’为当前上表面已经插补进给的步数；S下’为当前下表面已经插补进给的步数；SJ为上下表面合起来插补的总步数(SJ＝S上+S下)在加工过程中，如果满足 即S下S上’-S上S下’＝0，则能保证上下表面的插补进给是按比例均匀进行的，如果 即S下S上’-S上S下’＞0，则应该进行下表面的插补进给。因此，可以设协调函数为FS＝S下S上’-S上S下’，来控制上下表面的插补进给的按比例进行。当FS≥0时，下表面插补进给；当FS＜0时，上表面插补进给。(b)协调函数的计算当下表面插补一步后，S下’←S下’+1S下S上’-S上(S下’+1)＝S下S上’-S上S下’-S上即FS的计算公式为FS←FS-S上当上表面插补一步后，S上’←S上’+1S下(S上’+1)-S上S下’＝S下S上’-S上S下’+S下即FS的计算公式为FS←FS+S下4.下表面插补计算当下表面插补进给时，应保持电极丝与上表面的交点的位置不变，如图2所示，下表面的进给量为ΔD，XY拖板带动电极丝的进给量ΔX，UV拖板带动电极丝的进给量为ΔU，根据几何关系，可以由下列公式求出XY拖板和UV拖板的进给量ΔX＝ΔD×(h+H下)/hΔU＝ΔD×H上/h(ΔU方向与ΔX方向相反)考虑到XY拖板的移动实际为工件在移动，这时UV拖板的位置与工件也作相对运动，所以，在ΔU的方向上(与ΔX反方向)还要加上ΔX的位移量，即ΔU＝ΔU+ΔX5.上表面插补计算当上表面插补进给时，应保持电极丝与下表面的交点的位置不变，如图2(b)所示，设上表面的进给量为ΔD，XY拖板带动电极丝的进给量ΔX，UV拖板带动电极丝的进给量为ΔU，根据几何关系，可以由下列公式求出XY拖板和UV拖板的进给量ΔX＝ΔD×H下/hΔU＝ΔD×(h+H上)/h+ΔX6.误差的处理XY拖板和UV拖板的进给量是按照比例公式求得的结果，并不一定是整数值。但实际的进给步数只能通过整数来表示，因此在进给过程中，必须将进给量的小数位积累处理。举例来说，H下＝37.5mm，h＝32mm，H上＝53.5mm，当下表面插补一步，即ΔD＝1μ时ΔX＝ΔD×(h+H下)/h＝1μ×(32+37.5)/32＝2.172μΔU＝ΔD×H上/h+ΔX＝1μ×5.35/32+2.172μ＝3.844μ此时，XY拖板在X方向上进给2μ，UV拖板在U方向上进给3μ，XY拖板和UV拖板交替进给后，将剩余进给量0.172μ和0.844μ分别累加到X方向和U方向的误差寄存器中，并判断误差寄存器内的数值是否大于1μ，如果满足条件，则相应地在X方向或U方向上进给一步，并在误差寄存器中减去1μ，如果小于1μ，继续进行下面的插补进给，每次进给后都要累加误差，及判断误差寄存器的值，以决定是否进给。这样处理，可以将误差范围控制在1μ之内。这样处理后不仅提高了加工的速度，还可以提高加工的精度。权利要求1.一种，其特征是在上下平面对应段内，适当选择协调函数进行插补计算以实现上下表面加工速度的均匀，具体的绘制、插补、计算和处理方法是(a)分别绘制工件上表面和下表面的图形，并分段对应；(b)在对应段内分别按工件的上下表面的图形进行插补，在插补过程中，无论是工件上平面插补一步，还是下平面插补一步，都要把其折算为XY拖板和UV拖板的进给步数；(c)在进行比例折算时，是以上下表面进给一个μ为单位，所以XY和UV的进给步数除了整数部分外，还有小数，对其小数位进行积累处理，当小数满一个μ时补充进给。2.根据权利要求1所述的，其特征是上述加工方法通过控制卡送出软件对XY及UV的四轴控制信号，信号经放大处理后驱动机床步进电机工作，从而使机床上XY、UV拖板作相对运动。全文摘要本专利技术提出一种双平面插补异面加工方法，并根据双平面插补异面加工方法设计制作了相应的控制软件，可以对要加工工件的上表面和下表面分别进行绘制、插补和计算，保证了上下表面加工速度的均匀。实践证明，使用本方法进行工件锥度线切割的加工控制，克服了原有加工方法的缺点，大大提高了加工精度和切割效率。另外，对工件进行异面加工时的上下平面加工精度同样较高。文档编号B23Q15/00GK1418758SQ02148589公开日2003年5月21日 申请日期2002年12月20日 优先权日2002年12月20日专利技术者袁立新, 谭锡林, 缪明才 申请人:南京师范大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种线切割高精度双平面插补异面加工方法，其特征是：在上下平面对应段内，适当选择协调函数进行插补计算以实现上下表面加工速度的均匀，具体的绘制、插补、计算和处理方法是：（ａ）分别绘制工件上表面和下表面的图形，并分段对应；（ｂ）在对应段内分别 按工件的上下表面的图形进行插补，在插补过程中，无论是工件上平面插补一步，还是下平面插补一步，都要把其折算为ＸＹ拖板和ＵＶ拖板的进给步数；（ｃ）在进行比例折算时，是以上下表面进给一个μ为单位，所以ＸＹ和ＵＶ的进给步数除了整数部分外，还有小 数，对其小数位进行积累处理，当小数满一个μ时补充进给。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：袁立新，谭锡林，缪明才，
申请(专利权)人：南京师范大学，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]