[发明专利]电火花线切割机床的控制器和电火花线切割机床的加工路径生成设备

说明书

技术领域

本发明涉及电火花线切割机床的控制器，特别地涉及用于控制能够改善凹 角部(reentrant corner portion)的加工精度的电火花线切割机床的控制器。此 外，本发明涉及用于电火花线切割机床的加工路径生成设备，特别地涉及用于 电火花线切割机床的加工路径生成设备，用于生成在能够改善凹角部加工精度 的电火花线切割机床中使用的加工路径。

背景技术

在通过电火花线切割机床执行加工的过程中，如果控制机床使得线电极 (wire electrode)沿着加工程序分配的路径运动，通过加工获得的工件的轮廓 (工件路径)不可避免地偏离该分配的路径。

工件路径偏离该分配的路径主要是因为线电极的不可忽视的半径R和放 电间隙(discharge gap)Δgp。特别地，在线电极中心的路径和工件路径之间 形成等于线电极半径R和放电间隙Δgp之和的长度的偏差。工件的尺寸减少 了等于偏差的一个容限(a margin)。

根据用于避免这个长度的偏差的基本方法，以等效于线电极半径R和放 电间隙Δgp之和的偏移量来校正由加工程序分配的路径，并且线电极中心沿 着这个偏移量校正后的加工路径运动。已知基于这个偏移量的概念的多路径加 工的方法。

在多路径加工方法中，对工件执行多个加工操作以获得期望的轮廓线(工 件路径)。通过在多路径加工中的第一加工操作随后的每个加工操作可以逐渐 减少偏移量(使得渐进地达到(R+Δgp))。由于完成了以上操作，在每个加 工操作中获得的轮廓线(加工路径)逐渐达到期望的轮廓线。选择每个周期的 加工路径使得在最后的加工操作中达到期望的轮廓线。通过该多路径加工可以 减少上述加工路径偏差(编程的加工路径和由加工实际获得的轮廓之间的偏 差)。

然而，如果这个加工方法应用至凹角部的加工，则很难保证高的加工精度。 凹角部是通过电火花线切割机床形成的一种形状的拐角部。由电火花线切割机 床形成的拐角部具有多种形状，包括不规则形状和圆弧、矩形、锐角、钝角形 状的组合。在这些形状的拐角部之中，存在由两个相交块形成的凸出的拐角部， 这在下文中称为“凹角部”。

参考图1，考虑现有技术凹角部的多路径加工的条件。如果多路径加工应 用至凹角部，由于以下原因很难改善加工精度。凹角部的角度越小，由于偏移 量，加工深度越大。另一方面，在多路径加工的精加工阶段(最后的或接近最 后的多路径加工操作)，工件通常以非常低的放电能量以剥离(stripping)方式 正常加工，以便获得好的表面粗糙度。因此，如果在凹角部的精加工阶段中增 加加工深度超出了加工能力，在线电极和工件之间发生短路，使得加工变得不 稳定并且加工精度降低。

为了避免在线电极和工件之间的短路，通常使用控制技术来降低在凹角部 的加工速度。然而，很难明确地获知速度降低的程度，这依赖于各种因素，例 如凹角部的角度、电子加工条件等。实际上，如果速度降低不足，线电极仍然 可能短路，并且如果速度降低太多，电子放电将不可避免地集中在工件上而加 工过度。

在凹角部，尽管单个加工操作的偏移量之间的存在差异，加工路径是同心 的，使得加工深度不会变得大于直部的加工深度。由此，基本上不会引起上述 问题。

下面是与用于凹角部的多路径加工的前述问题相关的公知文件的概要。

JP 5-30568A：提出了一种线切割形状校正方法，其中在加工凹角部中加 入圆弧路径。如果由基本程序分配的两个块形成的加工路径的相交是凹加工的 相交，根据该校正方法，将基于在该相交周围的线电极的运动的圆弧轨迹的加 工路径，加到该相交部，该加工路径具有等于相对于该加工路径的线电极的偏 移量的半径。在将该块相交周围的具有等于该偏移量的半径的圆弧形式的加工 路径加到工件侧的第一加工操作中，这个方法是要移去凹角部的圆度 (roundness)，这在模具加工之类中产生问题。特别地，设计圆弧路径使得在 第一加工操作中以挖取(scooping)方式加工工件而不考虑拐角部的加工精度。