线放电加工机的加工时间估计方法及线放电加工机的控制装置

技术领域

本发明是关于线放电加工机的加工时间估计方法及线放电加工机的控制装置的发明。

背景技术

在由线放电加工机依次进行工件的加工的情况下，为了提高设备的工作效率，操作者预测一个工件的加工结束时刻，在加工结束后，迅速地着手下一个工件的加工的准备是重要的。

以往，线放电加工的加工结束时刻的预测，使用加工机制造商提供的参考加工速度、使用者以过去的实际数据为基础算出的加工速度(以后，将双方都称为预测加工速度)来进行。或者，为了更加提高估计的精度，如专利文献1所示，在加工结束时刻的预测中也存在使用在加工中检测出的实际加工速度替换预测加工速度的情况。在此情况下，剩余加工时间被时时刻刻更新显示。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本实开平04－005316号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在使用预测加工速度估计加工时间的情况下，由于工件的材质、形状及设定方法等中的各种各样的差异，在预测加工速度和实际的加工速度上存在产生相当大的误差的情况，因此，估计加工时间的精度也是不充分的。另一方面，如专利文献1中的那样，在使用在加工中检测出的实际加工时间来算出剩余加工时间的情况下，实际上在从加工开始后不久的过程中，因为加工不稳定，所以实际加工时间的变动幅度加大，因此算出的剩余加工时间的精度也是不充分的。

本发明是鉴于上述情况而做出的发明，其目的在于提供一种可误差少地估计线放电加工的剩余加工时间的加工时间估计方法及线放电加工机的控制装置。

为了解决课题的手段

为了解决上述的课题，根据本发明的第一技术方案，提供一种线放电加工机的加工时间估计方法，是在工件的加工中估计剩余加工时间的线放电加工机的加工时间估计方法，其中，包含：设定预测加工速度的阶段；求出实际加工速度的阶段；及以规定的比例使用上述设定的预测加工速度和上述求出的实际加工速度运算上述剩余加工时间的阶段。

由此，由于以规定的比例使用预测加工速度和实际加工速度来运算剩余加工时间，所以与仅使用以往的预测加工速度算出剩余加工时间或者仅使用实际加工速度算出剩余加工时间时相比，剩余加工时间的算出精度提高。

根据本发明的第二技术方案，提供一种线放电加工机的加工时间估计方法，是在工件的加工中估计剩余加工时间的线放电加工机的加工时间估计方法，其中，包含：设定预测加工速度的阶段；求出实际加工速度的阶段；作为以预测加工速度参考率和实际加工速度参考率分别成为规定的值的方式确定估计加工速度的阶段，使得上述预测加工速度的参考率与加工的进行相应地下降、上述实际加工速度的参考率与加工的进行相应地增加来确定估计加工速度的阶段，上述预测加工速度参考率是参照上述预测加工速度的比例，上述实际加工速度参考率是参照上述实际加工速度的比例，及根据上述估计加工速度运算剩余加工时间的阶段，通过反复执行从求出上述实际加工速度的阶段到运算上述剩余加工时间的阶段，估计时时刻刻的剩余加工时间。

由此，估计加工速度，由于在加工不稳定的加工初期的阶段中，通过降低实际加工速度的参考率或者仅由预测加工速度决定，另一方面，伴随着加工的进行，通过降低预测加工速度的参考率、提高实际加工速度的参考率来决定，所以无论在加工的进行的哪个阶段中都能获得精度高的剩余加工时间的时时刻刻的估计值。

在本发明中，在确定在刚加工开始后的第一规定的期间或者在工件的第一规定的区间中进行加工时被执行的上述估计加工时间的阶段中，上述预测加工速度的参考率被作为100％，在确定在上述第一规定的期间经过后的第二规定的期间或者在上述第一规定的区间通过后的第二规定的区间中进行加工时被执行的上述估计加工时间的阶段中，与加工的进行相应地逐渐降低上述预测加工速度的参考率，逐渐提高实际加工速度的参考率，当在上述第二规定的期间的经过后的第三规定的期间或者在上述第二规定的区间的通过后的第三规定的区间中进行加工时，在确定被执行的上述估计加工时间的阶段中，作为上述预测加工速度的参考率，适用预定的下限参考率，作为上述实际加工速度的参考率，适用预定的上限参考率。

本发明的第二技术方案的线放电加工机的加工时间估计方法，还包含以在加工的稳定度高时比设定的长度短、在加工的稳定度低时比设定的长度长的方式调整上述第二规定的期间或者上述第二规定的区间的长度的阶段。

本发明的线放电加工机的加工时间估计方法，能够在与多种加工条件对应的多次加工中估计剩余加工时间，其中，就上述第一技术分案或者第二技术分案中的全部的上述多次加工的各个而言实施全部的上述阶段，还包含累计在运算上述剩余加工时间的阶段中算出的上述多次加工的各个的剩余加工时间的阶段。

由此，一个工件的剩余加工时间，由于通过累计对多次加工的各个算出的剩余加工时间算出，所以即使是一个工件的加工包含相互不同的加工条件的多次加工的情况，也能以高的精度算出剩余加工时间。

在本发明中，在求出上述实际加工速度的阶段中，继续求出上述实际加工速度，在确定上述估计加工时间的阶段中，使用最新的实际加工速度。

根据本发明的第三技术方案，提供一种线放电加工机的控制装置，是在工件的加工中估计剩余加工时间的线放电加工机的控制装置，其中，具备：预测加工速度存储部；实际加工速度运算部；以规定的比例使用被存储在上述预测加工速度存储部的预测加工速度和由上述实际加工速度运算部运算的实际加工速度，运算上述剩余加工时间的剩余加工时间运算部；及时时刻刻更新显示被运算的剩余加工时间的剩余加工时间显示部。

根据本发明的第四技术方案，提供一种线放电加工机的控制装置，是在工件的加工中估计剩余加工时间的线放电加工机的控制装置，其中，具备：实际加工速度运算部；剩余加工时间运算部，上述剩余加工时间运算部以预测加工速度参考率和实际加工速度参考率分别成为规定的值的方式确定估计加工速度，根据上述估计加工速度运算剩余加工时间，使得上述预测加工速度的参考率与加工的进行相应地下降，上述实际加工速度的参考率与加工的进行相应地增加，上述预测加工速度参考率是参照预定的预测加工速度的比例，上述实际加工速度参考率是在上述实际加工速度运算部中参照被运算的实际加工速度的比例，及时时刻刻更新显示被运算的剩余加工时间的剩余加工时间显示部。

附图说明

图1是适用本发明的第一实施方式的线放电加工机的加工时间估计方法加工的工件的俯视图。

图2是在上述估计方法中利用的参考率的坐标图的一例。

图3是表示在上述估计方法中执行的控制的一例的流程图。

图4是用于说明经过时间Tn和其近前的加工时间Δω等的模式图。

图5是概要地表示本发明的实施方式的线放电加工机的控制装置的结构的框图。

具体实施方式

为了实施发明的方式

下面，参照图1、2、3对本发明的第一实施方式的线放电加工机的加工时间估计方法进行说明。

图1是适用上述估计方法加工的工件200的俯视图。工件200是横向长的矩形的板状的工件。在工件200的内部，设定了线电极的移动路径，该移动路径大致包围3个部位的加工部201、202、203，这3个部位的加工部201、202、203用于产生3个具有一边约为10mm的正方形的外形轮廓的构件。线电极的移动路径，与产生的零件的形状对应，是大致正方形，但以在一部分上产生切削余量的方式延伸。另外，切削余量在3个部位的加工部201、202、203的加工全部结束后，通过操作者的操作切掉。另外，在各自的加工部的下方预先开3个起点孔S₁、S₂、S₃。倾斜地延伸的部分是未加工部分B₁、B₂，表示向邻接的加工部移动时的加工机的头的中心的路径。

在图1的工件200中，对3个部位的加工部(以下，从图的左侧开始依次称为左加工部201、中央加工部202及右加工部203)的各个实施3次加工，即第一次～第三次加工。第一次加工、第二次加工及第三次加工，在本实施方式中分别是与粗加工、中加工及精加工相当的加工。加工从左加工部201开始，如果对左加工部201的第一次～第三次加工结束，则线电极的切断和结线以自动方式进行，开始相邻的中央加工部202的加工，以下同样地进行，如果右加工部203的第三次加工结束，则一个工件的加工结束。左加工部201的第一次加工，在粗加工条件下从起点孔S₁在箭头C的方向进行到折返点T₁，第二次加工，在中加工条件下从折返点T₁在箭头D的方向进行到起点孔S₁，第三次加工，在精加工条件下从起点孔S₁在箭头C的方向进行到折返点T₁，结束左加工部201的加工。中央加工部202及右加工部203也同样地在起点孔S2和折返点T₂及起点孔S₃和折返点T₃之间分别进行一个往返半地结束加工。

表1表示对图1所示的工件200的3个部位的加工部的各个实施第一次～第三次加工的情况下的加工条件、预测加工速度Vp、估计加工周长Le、实际加工周长La、实际加工时间Ta、实际加工速度Va、剩余加工周长Lr、估计加工速度Ve，剩余加工时间Tr。

[表1]

表1所示的符号E1051表示粗加工用的加工条件，E1301表示中加工用的加工条件，E1302表示精加工用的加工条件。这些加工条件和与其对应的各种各样的加工参数及预测加工速度Vp被数据库化，被登记在线放电加工机的控制装置内。可是，上述的预测加工速度Vp，意味着在加工前预测的加工速度，例如，是基于过去的同种加工中的实际值及由放电加工机制造商提供的值等决定的加工速度。预测加工速度Vp，在如表1中也表示的那样，因加工条件而不同，在粗加工中比较慢，在中加工中比在粗加工中快，在精加工中最快。另外，在表1中表示3种加工条件，但通常在控制装置中也登记了多个其它的加工条件。

在执行本发明的实施方式的方法的情况下，操作者指定加工条件。如果加工条件被指定，则在控制装置内设定与其相应的预测加工速度Vp及各种各样的加工参数。另外，控制装置根据指定了的加工条件和已经供给的加工部的形状数据等算出估计加工周长Le。估计加工周长Le也因加工条件而不同。这是因为加工品和线的间隙因加工条件而不同。

在第一实施方式的估计方法中，通过指定加工条件设定预测加工速度Vp，但也可以是将预测加工速度Vp与加工条件独立地输入控制装置进行设定的实施方式。

控制装置基于来自加工开始的实际加工周长La和实际加工时间Ta在加工中计算实际加工速度Va和剩余加工周长Lr。因此，本实施方式中的实际加工速度Va是表示从加工开始到计算时间点的平均的实际加工速度Va。此计算被继续地实施，在本实施方式中以按照4秒一次的频度实施更新的方式被进行了编程。

在图1及表1所示的例中，表示实施工件200的左加工部201的第二次加工，即中加工，线电极在由箭头D所示的方向进行到位置A的状态。中央加工部202及右加工部203的加工还完全没有被实施。

剩余加工时间Tr根据估计加工速度Ve和剩余加工周长Lr计算。在本估计方法中，估计加工速度Ve被作为以特定的比例包含预测加工速度Vp和实际加工速度Va在内的估计加工速度定义。在本说明书中上述比例称为参考率，另外它以百分率表示。如果将相对于实际加工速度Va的参考率作为P(％)，则相对于预测加工速度Vp的参考率成为(100－P)(％)。如果以数学公式表示估计加工速度Ve则成为如下的那样。

Ve＝Vp×(1－P/100)+Va×P/100···(公式1)

在第一实施方式的估计方法中，参考率被作为时间的函数规定。预测加工速度Vp的参考率与加工的进行相应地下降，因此，实际加工速度Va的参考率增大。图2是表示这样的参考率的坐标图(以下也被称为参考率函数)，实际加工速度Va的参考率由P表示，预测加工速度Vp的参考率由Pp表示。如图2所示，参考率，在与加工开始同时开始的第一期间中预测加工速度Vp的参考率是100％，是一定的，实际加工速度Va的参考率是0％，是一定的。如果从加工开始经过时间T₁则第二期间开始。上述第二期间也称为过渡期间，上述时间T₁，在本说明书中也称为过渡期间开始时间T₁。在过渡期间，预测加工速度Vp的参考率从100％呈直线性地下降到作为下限参考率的20％，实际加工速度Va的参考率从0％增加到作为上限参考率的80％。如果经过时间T₂则第三期间开始，在第三期间，参考率以下限参考率或者上限参考率维持成一定。上述时间T₂，在本说明书中也称为过渡期间结束时间T₂。

在图2中，上限参考率被表示为80％，下限参考率被表示为20％，但它们也可以与加工条件相应地被设定成各种各样的值例如100％和0％。另外，第一期间～第三期间的各期间的长度也可以与加工条件等相应地设定成各种各样。特别是，也可以将第一期间的长度作为零，在该情况下，过渡期间从加工开始就立刻开始。

图2的参考率的坐标图中的过渡期间开始时间T₁及过渡期间结束时间T₂及上限及下限参考率，通常，由线放电加工机的操作者等向控制装置输入来设定。但是，它们也可以与加工条件做成一组登记到控制装置中。

在第一实施方式中，参考率作为时间的函数被确定了，但也可以是参考率作为加工周长的函数被确定的本实施方式的变形例。这是因为存在与加工时间相比基于加工周长确定参考率的一方得到的剩余加工时间Tr的精度高的情况。另外，在此情况下，上述第一～第三期间，能替换成第一～第三区间。

在本实施方式的估计方法中，对加工条件不同的第一次～第三次加工的各个分别地计数加工时间。因此，图2的说明中的加工的开始，是指第一次～第三次加工的各个加工的开始。另外，对第一次～第三次加工适用的参考率函数，既可以是相互不同的参考率函数，也可以是相同的参考率函数。

在本实施方式的估计方法中，剩余加工时间Tr的计算，是对第一次～第三次加工的各自进行，通过累计其计算结果算出一个工件200的剩余加工时间Tr。

在图1及表1所示的例子中，加工是在左加工部201的第一次加工结束后进行到第二次加工的中途。因此，第一次加工被中断后实际加工时间Ta的计数也中断了，但在第三期间中进行。在表1的例子中，由于第一次加工的第三期间的实际加工速度Va的上限参考率被设定成100％，所以第一次加工的剩余加工时间Tr根据与实际加工速度Va相等的估计加工速度Ve和剩余加工周长Lr计算。另外，第二次加工在过渡期间中进行，实际加工速度Va的参考率向大约40％变化。第二次加工的剩余加工时间Tr根据估计加工速度Ve和剩余加工周长Lr计算，该估计加工速度Ve根据实际加工速度Va的参考率约40％及预测加工速度Vp的参考率约60％计算。由于第三次加工没有开始，所以该剩余加工时间Tr根据与预测加工速度Vp相等的估计加工速度Ve和剩余加工周长Lr计算。

加工从图1及表1的状态进行，如果左加工部201的第三次加工结束，中央加工部202的第一次加工开始，则第一次加工的实际加工时间Ta的计数重新开始。第一次加工，由于当实施左加工部201的加工时已经在第三期间中进行了，所以加工中央加工部202(及右加工部203)时的参考率适用第三期间中的参考率。

根据第一实施方式的估计方法，估计加工速度Ve，由于在加工不稳定的加工初期的阶段中，仅由预测加工速度Vp决定，另一方面，伴随着加工的进行，是降低预测加工速度Vp的参考率而提高实际加工速度Va的参考率来决定，所以无论在加工的进行的哪个阶段中都能获得精度高的剩余加工时间Tr的估计值。

另外，根据本实施方式的估计方法，一个工件200的剩余加工时间Tr，由于通过累计对多次加工的各个算出的剩余加工时间Tr来算出，所以即使是一个工件200的加工包含相互不同的加工条件的多次加工的情况，也能以比仅使用实际加工速度的以往的方法高的精度算出剩余加工时间Tr。

接着，参照作为表示由本实施方式的加工时间的估计方法执行的控制的一例的流程图的图3，进一步说明本实施方式的估计方法。此图是表示开始加工后的控制的一例的图。另外，在此流程图中适用的参考率函数是过渡期间从加工开始就立刻开始的参考率函数，没有图2中的第一期间。

最初，在步骤S2中进行参考率的初始化。接着，在步骤S3中，根据估计加工速度Ve和剩余加工周长Lr算出剩余加工时间Tr，该估计加工速度Ve是基于由从加工开始的时间决定的参考率算出的。剩余加工时间Tr是对每个加工条件即对第一次～第三次加工的各个算出而累计的。

在步骤S4中，对最新的剩余加工时间Tr进行更新显示。在接下来的步骤S5中，判定加工是否结束了。如果判定为加工结束了则进入步骤S6结束。如果判定为没有结束，则进入步骤S7进行再计算时间的经过等待。另外，在步骤S8中也对每个加工条件即第一次～第三次加工的各个进行判定，分别决定它们的前进路径。

在步骤S8中，判定参考率是否是在上限参考率以上，如果是在上限参考率以上则返回到步骤S3，如果是不到上限参考率则进入步骤S9。另外，图3的步骤S8所示的参考率，是实际加工速度Va的参考率，另外，在步骤S8中也对每个加工条件即第一次～第三次加工的各个进行判定，分别决定它们的前进路径。

接着，下面对本发明的第二实施方式的线放电加工机的估计方法进行说明。

在第一实施方式中，图2的坐标图的在过渡期间的倾斜度(以下称为区间变化率)是一定的，但在第二实施方式中，与加工的稳定度相应地自动调整。上述倾斜度，以在加工被视为未稳定时平缓、在加工被视为稳定时急剧变化的方式被进行了编程。

为了判定加工的稳定度，在第二实施方式中，使用加工速度变动率Vf。加工速度变动率Vf例如由下式表达。

[数式1]

Vf＝|(V_n－V_n－1)/V_n|

在此，上述数式中的V_n是在从加工开始T₀的经过时间T_n中的近前的加工时间Δω的平均加工速度V_n。

另外，V_n－1是在从加工开始T₀的经过时间T_n－1＝T_n－Δt中的近前的加工时间Δω的平均加工速度(参照图4)。

而且，例如，以如下的方式调整过渡期间的长度：当加工速度变动率Vf为0.1以下时，区间变化率成为默认值的2倍，当加工速度变动率Vf为0.1～0.5时，区间变化率成为默认值的1倍，当加工速度变动率Vf为0.5以上时，区间变化率成为默认值的0.5倍。

第二实施方式的估计方法，基本上具有图3的流程图所示的控制的流程，但在步骤S9中，在进行用于调整区间变化率的运算后在更新参考率的过程中与第一实施方式的情况不同。

在第二实施方式中，加工的稳定度基于加工速度的变动率来判定，但这可以由各种各样的方法判定，例如，也可以是基于放电数的变化率或极间的平均电压的变化率判定的实施方式。

接着，参照图5对能执行上述的估计方法的线放电加工机的控制装置101的实施方式进行说明。图5是表示控制装置101的概要的框图。此控制装置101，作为主要的单元，具备加工程序处理部102、主执行控制部103、插补处理部104、后台执行控制部110、实际加工周长·速度运算部112、剩余加工时间运算部115及剩余加工时间显示部116。下面，说明那些单元的功能。

加工程序处理部102，通过程序的起动，解析加工程序，进行线的移动路径的运算处理。在由后台执行图示描绘等程序的情况下，将由运算求出的移动路径数据送给后台执行控制部110。

在实际的加工中，移动路径数据被送给主执行控制部103。

主执行控制部103，将由加工程序处理部102进行了处理的线的移动路径依次送给插补处理部104。此时，将由操作者指定的加工条件的数据从加工条件数据存储部111读出，将其指令加工速度一并送给插补处理部104。

插补处理部104，一边看来自放电控制部108的反馈数据一边向伺服放大器部106送出轴移动的指令，以便成为接近指令加工速度的速度。

后台执行控制部110，当由后台执行图示描绘等时，从加工程序处理部102接收线的移动路径数据，进行移动轨迹的描绘等，并且根据包含在加工程序处理部102的加工条件指令，从加工条件数据存储部111读出预测加工速度Vp，将每个加工条件指令的加工周长、预测加工速度Vp存储在加工条件不同的全加工周长·预测加工速度存储部114。即，这是不伴随着进给轴的移动地通过内部处理来执行它们的控制部。

实际加工周长·速度运算部112，在每个规定期间中都从插补处理部104读出数据，算出实际加工周长La和实际加工速度Va，将其存储在加工条件不同的实际加工周长·速度存储部113。

剩余加工时间运算部115，从加工条件不同的实际加工周长·速度存储部113和加工条件不同的全加工周长·预测加工速度存储部114定期地读出数据，由上述的作法决定估计加工速度Ve，算出剩余加工时间Tr，送给剩余加工时间显示部116。

剩余加工时间显示部116显示接收的剩余加工时间Tr。

在本实施方式中，以预测加工速度的参考率和实际加工速度的参考率分别成为规定的值的方式确定估计加工速度，基于此估计加工速度运算了剩余加工时间。本发明不限定于确定估计加工速度，例如，也包含以规定的比例将仅使用预测加工速度求出的剩余加工时间和仅使用实际加工速度求出的剩余加工时间进行平均化来运算剩余加工时间等其它的变形例。