具有修正張力的檢測值的功能的線放電加工機的制作方法
【專利摘要】本發明提供線放電加工機，設置有校正單元，該校正單元基于所設定的張力和使該設定張力作用時由張力檢測器檢測出的張力，進行求出張力檢測器的檢測偏移量的校正，并利用校正所求出的檢測偏移量來修正張力檢測器的輸出，基于由上述校正單元修正上述張力檢測器的檢測張力后的修正檢測張力，進行電極絲的張力的反饋控制。
【專利說明】
具有修正張力的檢測值的功能的線放電加工機
技術領域
[0001]本發明涉及線放電加工機，尤其涉及檢測電極絲的張力并反饋來進行電極絲的反饋控制的線放電加工機。
【背景技術】
[0002]在線放電加工機中，對電極絲施加適當的張力來實施放電加工。通過對電極絲施加張力來抑制電極絲的振動，從而得到高精度的加工。但是，若施加于電極絲的張力過強，則有可能導致電極絲斷線、加工中斷。另一方面，若施加于電極絲的張力過弱，則無法抑制電極絲的振動，導致加工精度的降低。因此，需要在加工中對電極絲施加適當的張力。
[0003]作為對電極絲施加張力的方法，存在:通過將電極絲卷繞于與電磁制動器連結的制動輥、或者利用夾送輥將電極絲向制動輥按壓，控制施加于電磁制動器的電壓，來控制施加于電極絲的張力的方法；以及通過隔著放電加工區域在行走的電極絲的上游側和下游側配置引導電極絲的行走的輥，控制驅動該輥的馬達的速度、轉矩，來控制電極絲的張力的方法。
[0004]因電極絲的線徑、種類、還根據加工的種類等而賦予電極絲的最佳的張力不同，設定的張力的大小的范圍較寬。但是，對于較細的張力的差異而言，難以正確地設定。因此，使用了使用張力檢測器來測定電極絲的張力并基于測定出的張力來對電極絲的張力進行反饋控制的方法。
[0005]例如，日本專利第4230157號公報記載有如下的發明:隔著加工區域，在配置于行走的電極絲的上游側的制動輥和配置于下游側的下部輥之間架設電極絲，設置檢測該制動輥和下部輥之間的電極絲的張力的張力檢測器，對于驅動配置于下部輥的下方的回收輥的回收馬達輸出速度指示來進行速度控制而驅動，并且對于驅動制動輥的制動器馬達，基于張力指示信號和由張力檢測器檢測出的張力檢測信號、以及向制動器馬達的速度指示和來自制動器馬達的速度檢測器的速度檢測信號，生成電流指示并向該制動器馬達輸出，對制動器馬達進行控制(轉矩控制)來控制電極絲的張力。
[0006]另外，日本專利第3416514號公報記載有如下的發明:以預定速度驅動拉取電極絲的拉取馬達，基于張力設定信號和由張力檢測器檢測出的張力實測值、并且基于速度設定信號，生成向制動器馬達的速度指示，并以該生成的速度指示對制動器馬達進行速度控制，從而控制電極絲的張力。
[0007]并且，日本特開2010 —179377號公報記載有如下的發明:設置檢測在加工區域行走的電極絲的張力的張力檢測裝置，通過以由該張力檢測裝置檢測出的張力成為設定張力的方式控制驅動配置于電極絲的行走的上游的制動輥的制動器馬達、或者驅動配置于電極絲的行走的下游的進給電極絲的輥的進給馬達的速度或者轉矩，來控制電極絲的張力。
[0008]一般采用由張力檢測器檢測電極絲的張力，并使用該檢測張力來對電極絲的張力進行反饋控制的方法，但雖然能夠在張力檢測器中以較小的分辨率測定張力變動，可是能夠高精度地進行檢測的范圍較小。另外，根據張力檢測器的種類，存在由于溫度變化而檢測值偏移從而無法正確地測定張力，作為結果無法正確地進行張力控制這樣的問題。雖然有使用溫度計進行張力檢測器的校正的方法，但張力檢測器存在個體差異，所以必須對每個張力檢測進行校正，存在花費工時這樣的問題。
【發明內容】
[0009]因此，本發明的目的在于實現線放電加工的高精度化和電極絲的斷線預防。
[0010]本發明所涉及具有修正張力的檢測值的功能的線放電加工機，具備對電極絲賦予張力的張力產生單元，并且具備檢測電極絲的張力的張力檢測器，以對由該張力檢測器檢測出的檢測張力進行反饋而成為設定張力的方式進行電極絲的張力的反饋控制，上述具有修正張力的檢測值的功能的線放電加工機的特征在于，設置有校正單元，該校正單元基于已設定的張力和使該設定張力作用時由上述張力檢測器檢測出的張力，來進行求出張力檢測器的檢測偏移量的校正，并利用校正所求出的檢測偏移量來修正張力檢測器的輸出，基于由上述校正單元修正上述張力檢測器的檢測張力后的修正檢測張力，來進行電極絲的張力的反饋控制。
[0011]也可以上述校正單元的校正為將檢測偏移量作為設定張力的函數而求出并存儲，在放電加工時，上述校正單元通過上述函數求出針對已設定的張力的值的檢測偏移量，并對由上述張力檢測器檢測出的檢測張力修正該檢測偏移量而作為修正檢測張力。
[0012]也可以上述校正單元的校正為存儲多個設定張力和使各設定張力作用時由上述張力檢測器檢測出的張力的組合的點序列，在放電加工時，通過已存儲的設定張力和檢測張力的組合的點序列來求出針對加工時設定的張力的檢測偏移量，并對由上述張力檢測器檢測出的檢測張力修正該檢測偏移量而作為修正檢測張力。
[0013]上述張力產生單元也可以由使驅動力作用于電極絲的馬達進行。
[0014]也可以在電極絲的進給停止時進行上述張力檢測器的校正。
[0015]也可以在電極絲被進給時進行上述張力檢測器的校正。
[0016]并且，也可以在溫度變化固定量時，自動地進行上述張力檢測器的校正或者進行催促張力檢測器的校正的顯示。
[0017]因為本發明將張力檢測器的檢測張力的偏移量作為設定張力值的函數求出，并修正檢測張力值，所以能夠進行正確的張力檢測，能夠進行電極絲的張力反饋控制，因此，能夠實現線放電加工的高精度化和電極絲的斷線的防止預防。
【附圖說明】
[0018]本發明的上述的以及其他的目的以及特征根據參照附圖的以下的實施方式的說明將更加清楚。這些圖中:
[0019]圖1是本發明的一實施方式的概要圖。
[0020]圖2是該實施方式中的求出設定張力與檢測張力的關系式以及與理想值的偏移的檢測偏移量的第一方式的說明圖。
[0021]圖3是該實施方式中的求出設定張力與檢測張力的關系式以及與理想值的偏移的檢測偏移量的第二方式的說明圖。
[0022]圖4是該實施方式中的求出設定張力與檢測張力的關系式以及與理想值的偏移的檢測偏移量的第三方式的說明圖。
[0023]圖5是該實施方式中的求出設定張力與檢測張力的關系式以及與理想值的偏移的檢測偏移量的第四方式的說明圖。
[0024]圖6是表示將該實施方式中的檢測張力與設定張力的檢測偏移量作為設定張力的函數而求出的校正處理的算法的流程圖。
[0025]圖7是表示該實施方式中的求出修正張力值的處理的算法的流程圖。
【具體實施方式】
[0026]圖1是本發明的一實施方式的概要圖。電極絲8從未圖示的源線軸被抽出，一邊被夾送輥5限制在供給輥4，一邊通過上導絲件6、下導絲件7被卷繞輥9、9夾持進給。在上導絲件6與下導絲件7之間對被加工物W進行了放電加工。供給輥4被供給馬達12驅動，卷繞輥9被卷繞馬達13驅動。供給馬達12、卷繞馬達13基于來自NC裝置(數值控制裝置)1的指示，分別經由馬達控制裝置11、14而被驅動控制，控制電極絲的行走、張力。此外，也由供給輥4、夾送輥5、供給馬達12、馬達控制裝置11、以及卷繞輥9、9、卷繞馬達13、馬達控制裝置14構成對電極絲8賦予張力的張力產生單元10。
[0027]另一方面，設置有檢測包括放電加工區域的供給輥4與卷繞輥9的區間的電極絲8的張力的張力檢測器2。該張力檢測器2檢測電極絲8的張力并輸出至校正單元3。校正單元3是用于校正張力檢測器2的單元，對由張力檢測器2檢測出的張力進行修正，將該修正后的檢測張力輸出到NC裝置I AC裝置I基于該輸入的修正檢測張力和指示張力，與以往相同地控制供給馬達12、卷繞馬達13的速度或者轉矩，從而以電極絲8的張力與指示張力一致的方式進行反饋控制。
[0028]在使用張力檢測器來檢測電極絲的張力，并以該電極絲8的張力與指示張力一致的方式進行反饋控制的點上，本發明與以往相同，但在附加修正張力檢測器2的輸出的校正單元3，修正張力檢測器2的輸出的偏移量的點上具有特征。
[0029]此外，在圖1所示的實施方式中，將校正單元3設置在NC裝置I外，但也可以將該校正單元3設置在NC裝置I內，由NC裝置I的處理器進行作為該校正單元3的動作處理。
[0030]圖2?圖5是由校正單元3實施的校正動作原理的第一?第四方式的說明圖，是作為表示檢測張力與理想值(實際的張力)的差的檢測偏移量的針對設定張力的函數求出的方法的說明圖。
[0031]通過張力產生單元10，對電極絲8賦予設定張力X并由張力檢測器2檢測張力(檢測值y)。將該動作對于I個以上的設定張力X進行。能夠通過所得到的點序列將由張力檢測器2檢測出的張力y作為設定張力X的函數求出關系式y = f(x)。另一方面，在對電極絲8賦予了設定張力X時，電極絲的張力是X，從張力檢測器2輸出的檢測張力為y，y = x是期待值且是理想值。因此，作為從張力檢測器2輸出的檢測張力值的與理想值的檢測偏移量的檢測偏移量d被求出為，
[0032]d = f(x)-x0
[0033]在放電加工時，將通過設定(指示)張力X求出的檢測偏移量d對從張力檢測器2輸出的檢測張力y進行修正，如果輸出為修正檢測張力，則張力檢測器2的檢測偏移被修正，能夠進行正確的張力的檢測。
[0034]圖2是設定張力X為I點，通過此時由張力檢測器2檢測出的張力y求出設定張力與檢測值的關系式y = f(x)，并且求出檢測偏移量d的方法的第一方式的說明圖。該第一方式應用于設定張力(電極絲的張力)χ = 0時張力檢測器2的檢測張力y = 0，并且張力檢測器2的檢測張力y與設定張力(作為實際的張力的期待值、理想值)χ呈單純地比例的關系的張力檢測器的情況。
[0035]若驅動張力產生單元10，控制供給馬達12、卷繞馬達13的速度、轉矩，來對電極絲賦予設定張力x = a并由張力檢測器2檢測張力，則檢測張力y = b。
[0036]這樣一來，設定張力X與檢測張力y的關系式f(x)為:
[0037]f(x) = (b/a)x....(I)
[0038]檢測偏移量d為:
[0039]d=(b/a)x —x=((b/a) —l)x....(2) 0
[0040]圖3應用于檢測張力y與設定張力(實際的張力)x呈單純地比例的關系但設定張力X為“O”時張力檢測器2的檢測張力y不是“O”這樣的張力檢測器，所以該情況下，如果將設定張力X設為a1、a2，分別對電極絲8施加張力，將從張力檢測器2輸出的檢測張力y分別作為bl、b2而求出，則被表示為設定張力X的函數的檢測張力y的關系式f(x)為:
[0041]f(x) = {(b2一bi)/(a2一ai)}x+(a2.bi一ai.b2)/(a2一ai)..(3)
[0042]檢測偏移量d為:
[0043]d={(b2 —bi)/(a2—ai) —l}x+(a2.bi—ai.b2)/(a2—ai).*(4)。
[0044]圖4是求出被表示為設定張力X的函數的由張力檢測器2檢測出的張力y的關系式y= f(x)的第三方式的說明圖。在該第三方式中，對于多個設定張力X分別由張力檢測器2檢測張力y，通過該檢測點(x，y)的點序列使用最小平方法等的近似單元來求出近似直線的關系式f(x)。
[0045]并且，也可以如圖5所示，求出用平滑的曲線連結這些點而成的關系式f(x)。而且，檢測偏移量d為d = f (X) — X而被作為設定張力X的函數求出。
[0046]另外，也可以通過一邊控制供給馬達12、卷繞馬達13的速度或者轉矩來使賦予電極絲的張力X連續變化，一邊連續檢測張力檢測器的輸出y，來得到針對設定張力的檢測張力的關系式f (X)。
[0047]圖6是表示在校正單元3的處理器、或者在NC裝置I內構成校正單元時NC裝置I的處理器實施的張力檢測器的校正處理的算法的流程圖。
[0048]若張力檢測器2的校正指示被輸入NC裝置I，則執行校正處理的處理器開始圖6所示的處理。
[0049]首先，將指標η設置為“I”，并且將初始張力值Xo= XH設為“O”(步驟SI)，求出對前一個的指示張力值XH加上了預定量a的設定張力值χη，將該設定張力值&輸出至張力產生單元10(步驟S2)。張力產生單元10與以往相同地，經由馬達控制裝置11、14驅動控制供給馬達12、卷繞馬達13，來使電極絲8產生所指示的張力χη。即，在通過控制供給馬達12和卷繞馬達13的速度來使電極絲產生張力的情況下，對用卷繞輥9卷繞電極絲的速度與利用供給輥4以及夾送輥5進給的電極絲的速度賦予差，以該速度差使電極絲產生所指示的張力χη。另夕卜，在利用供給馬達12和卷繞馬達13的轉矩使電極絲產生指示張力的情況下，通過控制供給馬達12以及卷繞馬達13的轉矩來使張力產生。此時，既可以是使電極絲行走的狀態，或者也可以使行走停止的狀態。
[0050]接下來，讀取張力檢測器2的輸出的檢測張力值yn(步驟S3)，對指標η加I(步驟S4)，辨別該指標η的值是否在為了求出數據而設定的數Nmax以上(步驟S5)，如果不在以上，則返回到步驟S2，以后，執行步驟S2?步驟S5的處理，直至指標的值到達設定數Nmax為止，之后，移至步驟S6。通過指示的設定張力值X1?XNmax和張力檢測器的輸出的檢測張力值yi?yNmax求出用設定張力X的函數表示張力檢測y的關系式f(x)(步驟S6)，求出并存儲用設定張力X的函數表示用于校正張力檢測器2的檢測偏移量d的函數式d = f(x) — x(步驟S7)，結束校正處理。
[0051]在利用圖2所示的第一方式求出關系式f(x)的情況下，將求出數據的數Nmax設為“I”，通過指示張力值xl(圖2中的a)和此時檢測出的張力檢測值yi(圖2中的b)求出由第一式所示的設定張力X與檢測張力y的關系式f(x)，求出并存儲由第二式所示的偏移量d的設定張力X的函數式。
[0052]d=((b/a) —l)x=( (yi/xi)— I )x
[0053]另外，在利用圖3所示的第二方式求出關系式f(x)的情況下，將求出數據的數Nmax設為“2”，通過指示的設定張力值X1、X2(圖2中的m、a2)和此時檢測出的張力檢測值y1、y2(圖2中的Ib2)求出第三式所示的設定張力值X與張力檢測值y的關系式f(x)，并存儲將由第四式所示的偏移量d求出的函數式。
[0054]d={(b2一bi)/(a2一ai)一l}x+(a2.bi一ai.b2)/(a2一ai)
[0055]= {(y2—yi)/(X2一xi)一 1}χ+(χ2.yi一χι.y2)/(X2一χι)
[0056]在利用圖4所示的第三方式求出關系式f(x)的情況下，通過指示的設定張力值X1、X2...XNmax和檢測出的張力檢測值y1、y2...y Nmax的組合的點序列((XI，y I )、( X2，y2)、...(工^^^⑴以最小二乘法等的近似方法求出設定張力值乂與張力檢測值乂的關系式f(X)。
[0057]另外，在利用圖5所示的第四方式求出關系式f(x)的情況下，通過設定張力值和張力檢測值的組合的點序列((Xl，yi)、(X2，y2)、...(XNmaX，yNmaX))曲線近似來求出關系式f(X)。求出并存儲通過這樣求出的關系式f(x)求出用于校正張力檢測器2的檢測偏移量d的函數式d = f(x) —X。
[0058]圖7是表示求出校正并修正放電加工時的張力檢測器后的張力檢測值的處理的算法的流程圖。
[0059]在放電加工時，校正單元3(包括設置于NC裝置I內的校正單元)的處理器按照每個預定周期實施圖7所示的處理，對由張力檢測器2檢測出的電極絲8的張力修正通過校正處理得到的檢測偏移量d來獲得修正張力檢測值。
[0060]首先，讀取被指示的設定張力值Xr(步驟Tl)，利用求出通過校正處理求出的檢測偏移量d的設定張力X的函數式d = f(X)-X，求出針對該設定張力值Xr的檢測偏移量(修正量)dr (步驟T2)。
[0061]接下來，讀出作為張力檢測器2的輸出的檢測張力yr(步驟T3)，求出從該檢測張力yr減去檢測偏移量(修正量)dr而修正的檢測張力Yr(步驟T4)，張力檢測處理結束。
[0062]基于這樣求出的修正檢測值Yr，與以往相同地，NC裝置I驅動控制張力產生單元10，以電極絲8的張力與設定張力值一致的方式實施反饋控制。
[0063]此外，也可以在設定了張力值之后，只要不變更該設定值，針對該設定張力值的檢測偏移量(修正量)dr不會變化，所以每次改變張力值的設定值均實施單位步驟Tl、T2的處理，來求出針對設定張力值的檢測偏移量dr，而僅在檢測電極絲的張力時進行步驟Τ3、Τ4的處理。
[0064]如以上那樣，本發明進行基于對電極絲設定的指示張力和此時從張力檢測器輸出的檢測張力，并將張力檢測器的檢測偏移量d作為由設定張力的函數表示的關系式而求出這樣的張力檢測器的校正處理，通過檢測偏移量的函數式求出針對在放電加工時設定的設定張力的檢測偏移量，來修正張力檢測器的輸出，所以能夠簡單地進行張力檢測器的校正。另外，即使校正了一次張力檢測器，若溫度變化，則也有可能張力檢測器的檢測張力偏移(檢測偏移量變化)。因此，在加工中產生所設定的差以上的溫度變化的情況下，判斷為張力檢測器的檢測值偏移，再次執行如圖6所示的校正處理，得到求出新的偏移量的函數式即可。該情況下，既可以停止電極絲的進給來進行校正，也可以仍不停止進給地進行校正。另夕卜，為了催促伴隨溫度變化的校正處理，而設置溫度計，NC裝置I或者校正單元3在進行了校正處理時存儲由溫度計檢測出的溫度，可以在從該存儲溫度溫度變化為預定值以上的情況下，輸出催促校正處理的信號(在顯示畫面顯示等)。并且，也可以在通從存儲的溫度溫度變化為預定值以上的情況下自動地執行圖6的校正處理。
[0065]另外，在上述的實施方式中，求出設定張力X與張力檢測y的關系式f(x)，通過該關系式f (X)求出并存儲檢測偏移量的函數式d = f (X) —X，在放電加工時，通過檢測偏移量的函數式d = f(X) — X求出針對設定張力Xr的檢測偏移量dr，修正檢測張力yr，但也可以不是求出關系式f(x)，存儲檢測偏移量的函數式d = f(x) — X，而在張力檢測器2的校正時，代替關系式f(x)，存儲多個設定張力X和對于該多個設定張力X檢測出的張力檢測y的組合的點序列(xi，yi)、(x2，y2)...(xn，yn)，在放電加工時，通過存儲點序列求出用于針對設定張力值Xr的校正的檢測偏移量dr。即，也可以在存儲的點序列中，利用設定張力值的前后的存儲設定張力值的2點進行內插來求出修正檢測張力Yr。
[0066]以上，對本發明的實施方式進行了說明，但本發明并不局限于上述的實施方式的例子，通過施加適當的變更，能夠用其他的方式實施。
【主權項】
1.一種具有修正張力的檢測值的功能的線放電加工機，具備對電極絲賦予張力的張力產生單元，并且具備檢測電極絲的張力的張力檢測器，以對由該張力檢測器檢測出的檢測張力進行反饋而成為設定張力的方式進行電極絲的張力的反饋控制，上述具有修正張力的檢測值的功能的線放電加工機的特征在于， 設置有校正單元，該校正單元基于已設定的張力和使該設定張力作用時由上述張力檢測器檢測出的張力，來進行求出張力檢測器的檢測偏移量的校正，并利用校正所求出的檢測偏移量來修正張力檢測器的輸出， 基于由上述校正單元修正上述張力檢測器的檢測張力后的修正檢測張力，來進行電極絲的張力的反饋控制。2.根據權利要求1所述的具有修正張力的檢測值的功能的線放電加工機，其特征在于， 就上述校正單元的校正而言，將檢測偏移量作為設定張力的函數而求出并存儲，在放電加工時，上述校正單元通過上述函數求出針對已設定的張力的值的檢測偏移量，并對由上述張力檢測器檢測出的檢測張力修正該檢測偏移量而作為修正檢測張力。3.根據權利要求1所述的具有修正張力的檢測值的功能的線放電加工機，其特征在于， 就上述校正單元的校正而言，存儲多個設定張力和使各設定張力作用時由上述張力檢測器檢測出的張力的組合的點序列，在放電加工時，通過已存儲的設定張力和檢測張力的組合的點序列來求出針對加工時設定的張力的檢測偏移量，并對由上述張力檢測器檢測出的檢測張力修正該檢測偏移量而作為修正檢測張力。4.根據權利要求1至3的任一項所述的具有修正張力的檢測值的功能的線放電加工機，其特征在于， 上述張力產生單元是使驅動力作用于電極絲的馬達。5.根據權利要求1至4的任一項所述的具有修正張力的檢測值的功能的線放電加工機，其特征在于， 上述張力檢測器的校正在電極絲的進給停止時進行。6.根據權利要求1至4的任一項所述的具有修正張力的檢測值的功能的線放電加工機，其特征在于， 上述張力檢測器的校正在電極絲正在進行進給時進行。7.根據權利要求1至6的任一項所述的具有修正張力的檢測值的功能的線放電加工機，其特征在于， 上述張力檢測器的校正在溫度變化固定量時，自動地進行上述張力檢測器的校正或者進行催促張力檢測器的校正的顯示。
【文檔編號】B23H7/10GK105935821SQ201610124944
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年3月4日
【發明人】羽田啟太
【申請人】發那科株式會社