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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410445950.5(22)申请日 2014.09.032013-182117 2013.09.03 JPB23H 7/02(2006.01)B23H 7/06(2006.01)(71)申请人发那科株式会社地址日本山梨县(72)发明人工藤壮大(74)专利代理机构北京银龙知识产权代理有限公司 11243代理人曾贤伟 范胜杰(54) 发明名称线放电加工机用的程序制作装置(57) 摘要本发明提供一种线放电加工机用的程序制作装置，当选择图形信息时，程序生成单元从图形信息解析单元收取加工形状数据、从旋转中心存储单元收取旋转轴的旋转中心线，根。
2、据这些生成用于在使线电极为垂直状态下进行加工的、线电极相对于工件的新的相对移动量以及旋转轴的旋转量。(30)优先权数据(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书8页 附图10页(10)申请公布号 CN 104416245 A(43)申请公布日 2015.03.18CN 104416245 A1/1页21.一种线放电加工机用的加工程序制作装置，所述线放电加工机具有：使工作台与线电极相对移动的至少两个直线轴；以及装载于所述工作台的装载部，所述装载部能够安装工件、且具有至少两个旋转轴，其特征在于，所述线放电加工机用的加工程序制作装置具有：图形。
3、数据输入单元，其输入定义了产品形状的图形数据；加工数据设定单元，其设定加工数据，该加工数据至少包括所述产品形状的厚度和线电极的倾斜量；加工形状制作单元，其以所述输入的图形数据以及所述加工数据为基础制作出加工形状；以及程序制作单元，其根据所述制作出的加工形状，制作用于使所述直线轴与所述旋转轴同步动作由此一边使工件的倾斜相对于线电极相对变化一边进行加工的加工程序。2.根据权利要求1所述的线放电加工机用的加工程序制作装置，其特征在于，所述程序制作单元制作出如下的加工程序：以所述线电极的倾斜量、所述线电极相对于所述工件的直线轴的相对移动量、以及预先存储的所述旋转轴的旋转中心线为基础，生成用于使所述线电。
4、极为垂直的状态下进行加工的、线电极相对于工件的新的相对移动量以及所述旋转轴的旋转量，并指示所述线电极的新的相对移动量以及所述旋转轴的旋转量的加工程序。3.根据权利要求2所述的线放电加工机用的加工程序制作装置，其特征在于，使用所述旋转中心线和从所述线电极的垂直起的倾斜量求出旋转矩阵，使用所述旋转矩阵求出所述线电极相对于所述工件的相对移动量和所述旋转轴的旋转量。4.根据权利要求1所述的线放电加工机用的加工程序制作装置，其特征在于，所述线放电加工机用的加工程序制作装置具有：输入加工程序的程序输入部；以及程序变换部，其以所述输入的加工程序中的所述线电极的倾斜量、所述线电极相对于所述工件的直线轴的相对移。
5、动量、以及预先存储的所述旋转轴的旋转中心线为基础，将所述线电极的倾斜指令以及所述线电极相对于所述工件的相对移动指令变换为线电极相对于工件的移动指令以及所述旋转轴的旋转指令。权 利 要 求 书CN 104416245 A1/8页3线放电加工机用的程序制作装置技术领域0001 本发明涉及线放电加工机用的程序制作装置，该线放电加工机具有能够使用至少两个以上的旋转轴来使工件任意倾斜的装载部。背景技术0002 图12对如下的锥形(taper)加工进行了图示：在线放电加工机中，通过上引导部相对于工作台面沿平行方向移动，而使被线引导部(wire guide)支承的线电极相对于铅直方向斜着拉伸来进行加工。如图。
6、12所示，以往的锥形加工使线电极4相对于铅直方向5倾斜，对装载于工作台2的工件3进行放电加工。0003 使线电极4相对于垂直方向即铅直方向5斜着拉伸来进行加工的锥形加工与使线电极4垂直地拉伸来进行加工的垂直加工相比，负担了较多的技术问题。主要的问题如下。0004 1)加工屑的排出困难因而不能提升加工速度。0005 2)在线引导部对线电极增加摩擦力，对表面粗糙度造成不良影响。0006 3)由于在线引导部弯曲的线电极的支承点根据引导的形状精度、加工过程中线引导的状态而变动，因此难以进行高精度的加工。0007 4)难以设定加工条件。0008 这些是由斜着拉伸线电极而产生的问题，具有锥形的角度越大越显。
7、著化的性质。0009 因此，在日本特开2012254505号公报中公开了如下线放电加工机：其配备了具有由正交的两个轴构成的平面以及坐标系来装载被加工物的工作台，按照进行锥形加工的加工程序一边使线电极和该被加工物相对移动一边进行放电加工，在线放电加工机中具有：装载部，其相对于所述平面倾斜地装载所述被加工物；倾斜角设定部，其设定倾斜装载的所述被加工物与所述平面构成的倾斜角度；坐标系变换部，其根据所述倾斜角度使所述坐标系倾斜所述倾斜角度；以及加工指令值修正部，其根据所述变换得到的坐标系来修正由所述加工程序指示的加工指令值。0010 虽然日本特开2012254505号公报所公开的线放电加工机要解决的课。
8、题相同，但是，是通过将被加工物的倾斜固定来进行加工，从而减轻线电极的倾斜，来解决锥形加工的课题。然而，实际上尽管是很轻微的倾斜，但还是会产生线电极的倾斜。因此，无法完全避免上述的因为相对于铅直方向斜着拉伸线电极而产生的问题。发明内容0011 因此，本发明的目的在于提供一种线放电加工机用的加工程序制作装置，该线放电加工机具有能够使用至少两个以上的旋转轴来使工件任意地倾斜的装载部，该加工程序制作装置制作一边使工件的倾斜相对于线电极相对变化一边进行加工的加工程序。0012 本发明涉及一种线放电加工机用的加工程序制作装置，其特征在于，该线放电加工机具有能够使用至少两个以上的旋转轴来使工件任意地倾斜的装。
9、载部，该加工程序制作装置制作一边使工件的倾斜相对于线电极相对变化一边进行加工的加工程序。说 明 书CN 104416245 A2/8页40013 并且，本发明的线放电加工机用的加工程序制作装置，所述线放电加工机具有：使工作台与线电极相对移动的至少两个直线轴；以及装载于所述工作台的装载部，所述装载部能够安装工件、且具有至少两个旋转轴，其特征在于，所述线放电加工机用的加工程序制作装置具有：图形数据输入单元，其输入定义了产品形状的图形数据；加工数据设定单元，其设定加工数据，该加工数据至少包括所述产品形状的厚度和线电极的倾斜量；加工形状制作单元，其以所述输入的图形数据以及所述加工数据为基础制作出加工形。
10、状；以及程序制作单元，其根据所述制作出的加工形状，制作用于使所述直线轴与所述旋转轴同步动作由此一边使工件的倾斜相对于线电极相对变化一边进行加工的加工程序。0014 可以是，所述程序制作单元制作出如下的加工程序：以所述线电极的倾斜量、所述线电极相对于所述工件的直线轴的相对移动量、以及预先存储的所述旋转轴的旋转中心线为基础，生成用于使所述线电极为垂直的状态下进行加工的、线电极相对于工件的新的相对移动量以及所述旋转轴的旋转量，并指示所述线电极的新的相对移动量以及所述旋转轴的旋转量的加工程序。进而，也可以是，使用所述旋转中心线和从所述线电极的垂直起的倾斜量求出旋转矩阵，使用所述旋转矩阵求出所述线电极相。
11、对于所述工件的相对移动量和所述旋转轴的旋转量。0015 还可以是，所述线放电加工机用的加工程序制作装置具有：输入加工程序的程序输入部；以及程序变换部，其以所述输入的加工程序中的所述线电极的倾斜量、所述线电极相对于所述工件的直线轴的相对移动量、以及预先存储的所述旋转轴的旋转中心线为基础，将所述线电极的倾斜指令以及所述线电极相对于所述工件的相对移动指令变换为线电极相对于工件的移动指令以及所述旋转轴的旋转指令。0016 本发明通过以上结构能提供一种线放电加工机用的加工程序制作装置，其特征在于，该线放电加工机具有能够使用至少两个以上的旋转轴来使工件任意地倾斜的装载部，该加工程序制作装置制作一边使工件的。
12、倾斜相对于线电极相对变化一边进行加工的加工程序。由此，能够避免由于斜着拉伸线电极而产生的问题，能够提高锥形加工中的加工精度。附图说明0017 根据参照附图进行的以下的实施方式的说明，可以明确本发明的上述以及其它目的以及特征。这些附图中：0018 图1是说明通过使线电极倾斜来对装载于XY工作台上的工件进行锥形加工的示例的图。0019 图2是在图1中沿X轴方向观看工件的图。0020 图3是在图1中沿Y轴方向观看工件的图。0021 图4是对排出来自加工槽的加工屑进行说明的图。0022 图5是对引导部中的线电极的弯曲进行说明的图。0023 图6是对大R引导导致的支点误差进行说明的图。0024 图7是对。
13、作为加工条件之一的板厚的设定方法进行说明的图。0025 图8是对进行锥形加工的放电加工机的一实施方式进行说明的图。0026 图9是对装载工件的装载装置进行说明的图。说 明 书CN 104416245 A3/8页50027 图10是对本发明的一实施方式进行说明的方框图。0028 图11是对本发明的一实施方式进行说明的方框图。0029 图12是对以往的线放电加工中的锥形加工进行说明的图。具体实施方式0030 在本实施方式中，在加工过程中一边将线电极保持在垂直位置一边使工件的倾斜变化来进行加工。以将工件3加工成图1所示的形状的情况为例进行说明。另外，垂直位置即铅直方向例如也可以是锥形角度为5度等垂直。
14、位置即铅直方向的附近。0031 在现有的锥形加工技术中，首先，线电极4处于加工开始点8。接下来，线电极4一边向Y轴方向改变倾斜，一边使线电极4的工件上表面侧朝向Pt0移动、一边使工件下表面侧向Pb0移动。然后，使线电极4的工件上表面侧向Pt1移动，使线电极4的工件下表面侧向Pb1移动。0032 接下来，对在线放电加工中的锥形加工中，将线电极4保持在垂直位置的同时进行加工的、本实施方式中的锥形加工方法进行说明。图2是在图1中沿X轴方向观看工件3的图。图3是在图1中沿+Y轴方向观看工件3的图。另外，设工件3能够通过点Pb绕与YZ平面(参照图2)以及与XZ平面(参照图3)正交的旋转中心轴6、7倾斜。。
15、0033 当将Pt以及Pb投影到图1的YZ平面时，如以下的图2所示。这里，为了在图2中使线电极4与Z轴即垂直方向也就是铅直方向平行，需要以点Pb为中心倾斜rotx。假设线电极4与工件3上表面的交点为点Pt，可以通过数学式(1)来表现rotx。0034 rotxtan-1(yt-yb)/(zt-zb).(1)0035 这里，当将通过点Pb绕与YZ平面正交的轴即旋转中心轴6的旋转矩阵设为Mrotx时，通过数学式(2)来表现。0036 0037 由此，用以下的数学式(3)来表现求出点Pt的数学式。0038 说 明 书CN 104416245 A4/8页60039 接下来，当将Pt以及Pb投影到图1的。
16、XZ平面时，如图3所示。这里，为了在图3中使线电极4与Z轴平行，需要以点Pb为中心倾斜roty。假设线电极4与工件3上表面的交点为点Pt”，能够通过数学式(4)来表现roty。0040 rotytan-1(xt-xb)/(zt-zb).(4)0041 这里，当将通过点Pb绕与XZ平面正交的轴即旋转中心轴7旋转roty的旋转矩阵设为Mroty时，通过数学式(5)来表现。0042 0043 由此，用数学式(6)来表现求出点Pt”的数学式。0044 说 明 书CN 104416245 A5/8页70045 然后，从数学式(3)以及数学式(6)，通过数学式(7)来表现点Pt”。0046 0047 这样。
17、，通过求出旋转矩阵能够计算出线电极4的垂直位置。并且，为了使工件3的倾斜发生变化，分别将在上述过程求出的roty、以及rotx用作倾斜量即可。这样，能够一边将线电极4保持在垂直即铅直方向、使工件3的倾斜变化，一边进行加工。0048 这里，对在本实施方式中解决上述现有技术的问题点进行说明。0049 1)加工屑的排出困难因而不能提升加工速度。0050 图4是对排出来自加工槽的加工屑进行说明的图。如图4的(A)所示，由于现有的锥形加工方法是使线电极4从与工作台面垂直的方向倾斜锥形角度，因此加工液的喷出方向与线电极4的朝向不一致，加工液难以流入到加工槽。因此，加工屑不能高效地排出。0051 另一方面，。
18、如图4的(B)所示，本实施方式中的锥形加工方法是使被加工物从工作台面倾斜锥形角度，但线与被加工物的相对位置关系是与现有的锥形加工相同的。但是，由于线电极4相对于工作台面处于垂直的方向，因此加工液与垂直加工时同样地顺畅流入到加工槽。因此，能够高效地排出加工屑。因此解决问题点1)。0052 2)在线引导部对线增加摩擦力，对表面粗糙度造成不良影响。0053 如图5的(A)所示，在现有的锥形加工技术中，由于线电极4在线引导部分急剧弯曲，因此线电极4在线引导孔内不能平滑地移动而产生振动，或者有时线电极4断裂而在被加工面产生条纹造成表面粗糙度恶化。但是，如果线电极4能够相对于工作台面维持垂直的方向，则线电。
19、极4不会在线引导部急剧弯曲。因此，解决问题点2)。0054 3)在线引导部弯曲的线的支承点根据引导的形状精度、加工状态而变动，难以进行高精度加工。0055 如图5的(B)所示，为了应对问题点2)，在使用较大的R的线引导13b时，如图6所示，产生了被称为支点误差的与精度相关的新问题，但是通过如上所述地解决问题点2)来解决问题点3)。0056 4)难以设定加工条件。0057 关于线放电加工中的加工条件，通常按工件3的板厚来准备垂直加工用的加工条件，但是不准备锥形加工用的加工条件。这是因为决定锥形加工时的最佳加工条件是非常说 明 书CN 104416245 A6/8页8困难的。0058 相反，在本实。
20、施方式中，由于线电极4处于垂直即铅直方向，因此如图7所示，若认为加工中的板厚为t、将工件3本来的板厚设为t，则数学式(8)的关系成立。另外，图7的(A)是对现有技术的锥形加工进行说明的图，图7的(B)是对锥形加工进行说明的图。0059 tt/cos.(8)0060 也就是说，以工件3的板厚和锥形角度为基础求出本实施方式的锥形加工中的板厚t，如果设定工件3的板厚为t的垂直加工用的加工条件，则得到锥形加工用的加工条件。由此，解决问题点4)。0061 接下来，对用于实施所述的本实施方式涉及的锥形加工方法的线放电加工机的一个结构例进行说明。图8是对进行锥形加工的放电加工机进行说明的图。0062 线放电。
21、加工机70是通过在线电极4与作为被加工物的工件3之间产生放电来进行工件3的加工的机械。线放电加工机70在基台20上具有通过由X轴马达26驱动的滚珠丝杠31而沿X轴方向移动的X轴凹座(saddle)19，在X轴凹座19上具有通过由Y轴马达25驱动的滚珠丝杠30而沿Y轴方向移动的Y轴凹座18。如图4所示，在Y轴凹座18上固定有加工槽14，加工槽14在内部具备装载了装载装置44的工作台2。0063 圆柱(column)21垂直地竖立于基台20。在圆柱21的侧面部水平地安装下臂42。在下臂42的末端安装有下喷嘴10和引导(guide)13。下喷嘴10和引导13位于工作台2的下方。在圆柱21的上部具备V。
22、轴凹座15。V轴凹座15通过由V轴马达29驱动的滚珠丝杠34而沿V轴方向移动。V轴方向与Y轴方向相同。在V轴凹座15安装有U轴工作台16。U轴工作台16通过由U轴马达28驱动的滚珠丝杠33而沿U轴方向移动。U轴方向与X轴方向相同。0064 在U轴工作台16安装有上臂支承部件17。上臂支承部件17通过由Z轴马达27驱动的滚珠丝杠32而沿Z轴方向移动。在上臂支承部件17固定有上臂41。在上臂41的端部安装有上喷嘴9和引导13。Y轴马达25、Z轴马达26、Z轴马达27、U轴马达28以及V轴马达29通过动力和信号线35、36、37、38、39分别与控制装置50连接，各马达从具有未图示的放大器的控制装置。
23、50被供给动力即电力，并且在与控制装置50之间进行各种信号的收发。另外，在图8中，X轴以及U轴是垂直于纸面的方向，Y轴以及V轴是纸面的左右方向，Z轴是纸面的上下方向。0065 加工槽14被安装于Y轴凹座18上。在加工槽14的槽内配设工作台2。在工作台2中固定使用图9来说明的、装载工件3的装载装置。在将加工液11蓄积于加工槽14内的状态下执行放电加工。使上喷嘴9向工件3的上部喷出加工液11。使下喷嘴10向工件3的下部喷出加工液。上喷嘴9内的引导13在工件3的上部支承线电极4，下喷嘴10内的引导13在工件3的下部支承线电极4。0066 线放电加工机70在线电极4与工件3之间经加工液11进行放电加工。
24、。为了进行稳定的放电加工，加工液泵43蓄积加工液11、从未图示的蓄积槽汲取加工液11，经由分支管路22、管路23、管路24以高压从上喷嘴9以及下喷嘴10向加工部喷出加工液11。通过喷出的加工液11来吹飞加工槽12内的加工屑的同时进行线放电加工。0067 加工液泵43通过动力和信号线40与具有未图示的放大器的控制装置50连接，加工液泵43被控制装置50驱动控制。动力即电力从控制装置50被供给到加工液泵43，在控说 明 书CN 104416245 A7/8页9制装置50与加工液泵43之间进行信号的收发。加工液泵43经由分支管路22、管路23将加工液11供给到上喷嘴9，并且经由分支管路22、管路24。
25、将加工液11供给到上喷嘴10。加工液11从上喷嘴9喷射到放电加工中的加工部。加工液11从下喷嘴10喷射到放电加工中的加工部。0068 控制装置50是整体控制线放电加工机的装置，具有：未图示的运算装置、显示装置、各种信号的输入输出用接口、以及放大器，另外还具有存储各种数据的存储装置51。在图8中将未图示的运算装置、显示装置、各种信号的输入输出用接口、以及放大器统称为运算处理装置52。0069 图9的(A)、(B)是对装载工件的装载装置进行说明的图。装载工件3的装载装置44具有旋转轴A和旋转轴B。旋转轴A和旋转轴B分别被未图示的伺服马达即A轴马达以及B轴马达驱动。驱动旋转轴A和旋转轴B的伺服马达即。
26、A轴马达和B轴马达与其他移动轴同样地被图8所示的控制装置50驱动控制。0070 在旋转轴B为某种角度的情况下，旋转轴A具有与X轴平行的旋转中心轴。旋转轴B具有与Y轴平行的旋转中心轴。旋转轴A装载于旋转轴B。工件3固定于旋转轴A。当使旋转轴B旋转时装载于旋转轴B的旋转轴A自身旋转47，当使旋转轴A旋转时工件3旋转46。通过这样的结构，能够使工件3的倾斜任意地变化。与具有了旋转轴A和旋转轴B的装载装置44的机械结构相关的参数被存储于控制装置50的存储装置51。0071 接下来，对线放电加工机用的加工程序制作装置进行说明，所述线放电加工机具有能够使用至少两个以上的旋转轴来使工件任意地倾斜的装载部，加。
27、工程序制作装置制作一边使工件的倾斜相对于线电极相对变化一边进行加工的加工程序。0072 图10是对本发明的一实施方式即实施方式1进行说明的方框图。图形信息存储单元80存储成为加工对象的多个图形信息。图形信息解析单元81对由作业员等指定的图形信息进行解析、提取出与加工形状相关的数据将其交给程序生成单元。旋转中心存储单元83存储旋转轴的旋转中心线的多个信息。程序生成单元82从图形信息解析单元81收取加工形状数据、从旋转中心存储单元83收取旋转轴的旋转中心线的信息，根据这些信息生成加工程序84。0073 图形信息被操作员预先存储到图形信息存储单元80。另外，旋转轴的旋转中心也由操作员预先设定而存储在。
28、旋转中心存储单元83。当操作员从图形信息存储单元80选择需要的图形信息时，图形信息被从图形信息存储单元80交给图形信息解析单元81。0074 图形信息解析单元81对由操作员等指定的图形信息进行解析。提取出根据图形信息中生成加工程序所需要的加工形状数据，将这些数据交给程序生成单元82。程序生成单元82从图形信息解析单元81收取加工形状数据、从旋转中心存储单元83收取旋转轴的旋转中心线的信息，根据这些信息生成用于在线电极为垂直状态下进行加工的、线电极相对于工件的新的相对移动量以及旋转轴的旋转量，并制作出指示线电极的新的相对移动量以及旋转轴的旋转量的加工程序84。0075 另外，也可以代替图形信息解。
29、析单元81从存储于图形信息存储单元80的图形信息解析由操作员等指定的图形信息，而使用未图示的图形信息读取装置从外部读入图形信息。0076 图11是对本发明的一实施方式即实施方式2进行说明的方框图。程序存储单元说 明 书CN 104416245 A8/8页1090存储加工所需的多个程序。程序解析单元91对由操作员等指定的程序进行解析并交给程序变换单元92。旋转中心存储单元93存储旋转轴的旋转中心线的多个信息。程序变换单元92从程序解析单元91收取线电极的倾斜指令以及线电极相对于工件的相对移动指令、从旋转中心存储单元93收取旋转轴的旋转中心线的信息，根据这些指令以及信息生成加工程序94。0077 。
30、由操作员预先将加工程序存储到程序存储单元90。另外，也由操作员预先设定旋转轴的旋转中心并存储于旋转中心存储单元93。当操作员从程序存储单元90选择需要的加工程序时，将加工程序从程序存储单元90交给程序解析单元91。程序解析单元91对由操作员等指定的加工程序进行解析，从加工程序中提取线电极的倾斜指令以及线电极相对于工件的相对移动指令，并将这些指令交给程序变换单元92。0078 程序变换单元92从程序解析单元91收取线电极的倾斜指令以及线电极相对于工件的相对移动指令、从旋转中心存储单元93收取旋转轴的旋转中心线的信息。然后，根据这些指令以及信息将线电极的倾斜指令以及线电极相对于工件的相对移动指令变换为线电极相对于工件的移动指令以及旋转轴的旋转指令。0079 另外，也可以代替程序解析单元91从存储在程序存储单元90的加工程序解析由操作员等指定的加工程序，而使用加工程序读取装置从外部读入加工程序。说 明 书CN 104416245 A10。