太阳城集团

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放电加工机的控制装置.pdf

摘要
申请专利号:

太阳城集团CN201180018372.1

申请日:

2011.12.02

公开号:

CN103249513B

公开日:

2015.01.28

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):B23H 1/02申请日:20111202|||公开
IPC分类号: B23H1/02 主分类号: B23H1/02
申请人: 三菱电机株式会社
发明人: 森田一成; 彦坂博纪; 小野寺康雄; 加藤木英隆
地址: 日本东京
优先权:
专利代理机构: 北京天昊联合知识产权代理有限公司 11112 代理人: 何立波;张天舒
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法律状态
申请(专利)号:

CN201180018372.1

授权太阳城集团号:

103249513B||||||

法律状态太阳城集团日:

2015.01.28|||2013.09.11|||2013.08.14

法律状态类型:

太阳城集团授权|||实质审查的生效|||公开

摘要

放电加工机的控制装置利用放电加工机一边实际对被加工物进行加工,一边正确地判断极间的放电状态。该装置对在电极与被加工物的极间产生放电的放电加工机进行控制,具有:控制部,其对放电加工机的加工条件进行控制;获取部,其在通过控制部以在极间产生正常放电的方式对加工条件进行控制的状态下,获取表示上述极间的放电状态的参数;运算部,其求出上述获取到的参数的概率密度分布;确定部,其根据上述求出的概率密度分布,确定规定上述极间的正常放电与异常放电的边界的阈值;以及判断部,其使用上述确定的阈值,判断上述极间的放电状态是正常放电及异常放电中的哪一种,上述控制部根据其判断结果,对上述放电加工机的加工条件进行控制。

权利要求书

权利要求书
1.   一种放电加工机的控制装置,其对在电极与被加工物的极间产生放电的放电加工机进行控制,
其特征在于,具有:
控制部,其对上述放电加工机的加工条件进行控制;
获取部,其在通过上述控制部以在上述极间产生正常放电的方式对加工条件进行控制的状态下,获取表示上述极间的放电状态的参数;
运算部,其求出上述获取到的参数的概率密度分布;
确定部,其根据上述求出的概率密度分布,确定用于规定上述极间的正常放电与异常放电的边界的阈值;以及
判断部,其使用上述确定的阈值,判断上述极间的放电状态是正常放电及异常放电中的哪一种,
上述控制部根据上述判断部的判断结果,对上述放电加工机的加工条件进行控制。

2.   如权利要求1所述的放电加工机的控制装置,其特征在于,
上述确定部具有:
候补确定部,其根据上述求出的概率密度分布,确定候补阈值,该候补阈值成为规定上述极间的正常放电与异常放电的边界的阈值的候补;以及
阈值确定部,其在上述候补阈值与之前确定的阈值的差超过容许范围的情况下,取代上述之前确定的阈值,将上述候补阈值确定为上述阈值,在上述候补阈值与之前确定的阈值的差在容许范围内的情况下,将上述之前确定的阈值确定为上述阈值。

3.   如权利要求2所述的放电加工机的控制装置,其特征在于,
上述运算部求出上述获取到的参数的柱状图,将求出的柱状图以正态分布进行拟合,将拟合得到的正态分布作为上述概率密度分布求出,
上述候补确定部统计求出上述求出的概率密度分布中的边缘的位置,将与求出的上述边缘的位置相对应的值确定为上述候补阈值。

4.   如权利要求1至3中任一项所述的放电加工机的控制装置,其特征在于,
上述获取部具有:
电压检测部,其检测上述极间的放电电压;
提取部,其提取上述检测到的放电电压中的高频成分;以及
积分部,其对上述提取到的放电电压的高频成分进行积分,将积分得到的电压作为上述参数而输出。

5.   如权利要求1至3中任一项所述的放电加工机的控制装置,其特征在于,
上述获取部具有:
电流检测部,其检测上述极间的放电电流;
电流电压转换部,其将上述检测到的放电电流转换为电压;
提取部,其提取上述转换得到的电压中的高频成分;以及
积分部,其对上述提取到的电压的高频成分进行积分,将积分得到的电压作为上述参数而输出。

6.   如权利要求1至5中任一项所述的放电加工机的控制装置,其特征在于,
上述确定部根据上述求出的概率密度分布,在第1模式下确定第1阈值,在第2模式下确定第2阈值。

7.   如权利要求6所述的放电加工机的控制装置,其特征在于,
上述第1模式是重视加工稳定性的模式,
上述第2模式是重视加工速度的模式,
上述第2阈值是比上述第1阈值更接近异常放电峰值的值。

说明书

说明书放电加工机的控制装置
技术领域
本发明涉及放电加工机的控制装置。
背景技术
目前,已有对放电加工机的电极与被加工物的极间的放电状态进行判断后,使用其判断结果对放电加工机进行控制的技术。
在专利文献1中记载了下述技术,即:在放电加工装置中,在极间产生放电,检测放电的电压变化的斜率、放电电平、高频成分,对这些检测信号中的大于或等于2种进行组合,判断放电状态。由此,根据专利文献1,可以进行准确的检测观测,进而可以使基于该观测的各部分的控制成为更合适的控制。
在专利文献2中记载了下述技术,即:在放电加工装置中,在极间产生放电,高通滤波器仅取出极间的电压波形的高频成分,整流装置对高频成分进行整流,积分装置对整流输出进行积分,比较装置对积分电压和基准电压进行比较,在加工条件控制装置在停止期间的过程中,对比较装置的输出进行检查,判断放电状态为差的情况下,将停止太阳城集团延长。由此,根据专利文献2,可以准确地进行放电加工状态的检测,防止在极间产生连续的电弧,从而可以防止电极或被加工物的损伤。
专利文献1:日本特开昭47-13795号公报
专利文献2:日本特开平5-293714号公报
发明内容
在放电加工机的控制装置中,对于用于判断极间的放电状态的基准电压(阈值),通常,在放电加工机出厂前,作业者通过将使用测量仪测得的值输入读取控制装置中,设定为预先确定的定值。
但是,如果在放电加工机出厂后使用同样的方法进行阈值设定,则由于作业者不同而读取的值产生波动,因此存在所设定的阈值偏离适当值的可能性。由此,存在很难正确地判断极间的放电状态是正常放电还是异常放电的倾向。
此外,本发明者进行研究的结果,发现以下问题,即,在利用放电加工机实际对被加工物进行加工的情况下,由于很难在出厂前预想到利用放电加工机进行加工的加工形状或加工的进展状况,从而与极间的放电状态相对应的极间的电压变化的高频成分也会变化。因此,可以想到,如果阈值始终是出厂前预先设定的定值,则根据加工形状或加工进展状况等,阈值容易偏离适当值,从而难以正确地判断出极间的放电状态是正常放电还是异常放电。
另外,在放电加工机出厂前确定用于判断极间的放电状态的阈值的情况下,通常,根据将极间的放电状态设为包含较多的异常放电的状态而得到的积分电压,确定阈值。
但是,在放电加工机出厂后,在利用放电加工机实际进行对被加工物进行加工情况下,如果将极间的放电状态设为包含较多的异常放电的状态,则存在被加工物的加工容易失败,被加工物无法作为产品使用的可能性。
本发明是鉴于上述情况而提出的,目的在于得到一种放电加工机的控制装置,其可以利用放电加工机实际一边加工被加工物,一边正确地判断出极间的放电状态。
为了解决上述课题实现目的,本发明的一个方面涉及的放电加工机的控制装置,其对在电极与被加工物的极间产生放电的放电加工机进行控制,其特征在于,具有:控制部,其对上述放电加工机的加工条件进行控制;获取部,其在通过上述控制部以在上述极间产生正常放电的方式对加工条件进行控制的状态下,获取表示上述极间的放电状态的参数;运算部,其求出上述获取到的参数的概率密度分布;确定部,其根据上述求出的概率密度分布,确定用于规定上述极间的正常放电与异常放电的边界的阈值;以及判断部,其使用上述确定的阈值,判断上述极间的放电状态是正常放电及异常放电中的哪一种,上述控制部根据上述判断部的判断结果,对上述放电加工机的加工条件进行控制。
发明的效果
根据本发明,因为不使用异常放电时的概率密度分布,即可确定规定正常放电与异常放电的边界的阈值,所以可以一边利用放电加工机实际地对被加工物进行加工,一边正确地判断极间的放电状态。
附图说明
图1是表示实施方式1涉及的放电加工机的控制装置的结构的图。
图2是表示实施方式1涉及的放电加工机的控制装置的动作的图。
图3是表示实施方式1涉及的放电加工机的控制装置的动作的流程图。
图4是用于说明实施方式1中的运算部的动作的图。
图5是用于说明实施方式1中的运算部的动作的图。
图6是用于说明实施方式1中的确定部的动作的图。
图7是表示实施方式2涉及的放电加工机的控制装置的结构的图。
图8是表示实施方式3涉及的放电加工机的控制装置的结构的图。
图9是用于说明实施方式3中的确定部的动作的图。
图10是表示实施方式4中的放电加工机的控制装置的结构的图。
具体实施方式
下面,根据附图,详细说明本发明涉及的放电加工机的控制装置的实施方式。此外,本发明并不由该实施方式限定。
实施方式1.
使用图1,说明实施方式1涉及的放电加工机EDM的控制装置100。图1是表示放电加工机EDM的控制装置100的结构的图。
控制装置100对放电加工机EDM的动作进行控制。例如,在放电加工机EDM中,加工电源1在加工电极2与被加工物3的极间施加加工用电压,在极间产生脉冲放电,进行被加工物3的加工。控制装置100具有下述结构。
获取部70,其在通过控制部60以在极间产生正常放电的方式对加工条件进行控制的状态下,获取表示极间的放电状态的参数(即,正常放电的参数)。具体地说,获取部70具有电压检测部71、提取部72及积分部73。
电压检测部71检测极间的放电电压(参照图2(a))。电压检测部71例如利用2个输入端子从极间的两端接受差动信号,将与输入的差动信号相对应的差动信号(例如,差动电压),作为检测到的放电电压,从2个输出端子输出。电压检测部71例如可以是在并行的2条线之间连接阻抗元件的结构,或者,也可以只是具有并行的两条线的结构。电压检测部71将检测到的放电电压向提取部72供给。
提取部72提取检测到的放电电压的高频成分。提取部72具有高通滤波器4及整流装置5。高通滤波器4提取与在极间产生加工放电时的放电电压中叠加的高频成分(参照图2(b))。整流装置5对由高通滤波器4提取出的高频成分进行整流(参照图2(c)),进一步进行平滑化(参照图2(d))后,向积分部73供给。
积分部73对提取出的放电电压的高频成分进行积分,将积分得到的放电电压(积分电压)作为表示极间的放电状态的参数输出(参照图2(e)、图4(a))。积分部73具有积分电路6及重置用晶体管7。积分电路6具有运算放大器OP、电阻器R1及电容器C1。重置用晶体管7在逻辑与电路13的输出电平是L电平的情况下,成为导通动作状状态,在是H电平的情况下,成为截止动作状态。
存储部80存储从获取部70的积分部73输出的积分电压。存储部80例如,直到该存储内容被删除,在每次从积分电路6输出积分电压时,将其追加在之前存储的积分电压中,从而存储多个积分电压,直到该存储内容被删除。
运算部30求出通过获取部70获得的参数(即,正常放电的参数)的概率密度分布。例如,运算部30将存储在存储部80中的多个积分电压(参照图4(a)),分别分类到多个值区间的某一个中,求出针对多个值区间的频率。并且,运算部30生成与多个值区间所对应的柱状图(参照图6(a)),根据所生成的柱状图,对积分电压例如以正态分布进行拟合,将拟合得到的正态分布作为积分电压的概率密度分布求出(参照图4(b))。即,运算部30求出正常放电的概率密度分布。运算部30例如在求出积分电压的概率密度分布之后,删除存储部80中的存储内容。
确定部40根据所求出的概率密度分布,确定阈值Vref,该阈值Vref规定极间的正常放电与异常放电的边界。确定部40具有候补确定部41、比较部42及阈值确定部43。
候补确定部41根据求出的概率密度分布,确定候补阈值VrefNew,该候补阈值VrefNew成为规定极间的正常放电与异常放电的边界的阈值Vref的候补。即,候补确定部41根据正常放电的概率密度分布,统计推定规定正常放电与异常放电的边界的阈值,将推定得到的阈值作为候补阈值VrefNew。候补确定部41将确定的候补阈值VrefNew向比较部42供给。
比较部42从候补确定部41接受候补阈值VrefNew。另外,比较部42访问阈值确定部43,从阈值确定部43获取之前确定的阈值VrefOld。比较部42对候补阈值VrefNew与之前确定的阈值VrefOld进行比较,将比较结果向阈值确定部43供给。
阈值确定部43对应于比较部42的比较结果,确定阈值Vref,该阈值Vref规定极间的正常放电与异常放电的边界。即,阈值确定部43根据比较部42的比较结果,判断候补阈值VrefNew与之前确定的阈值VrefOld的差超出容许范围的情况下,取代之前确定的阈值VrefOld,将候补阈值VrefNew确定为阈值Vref。阈值确定部43根据比较部42比较结果,判断候补阈值VrefNew与之前确定的阈值VrefOld的差在容许范围内的情况下,将之前确定的阈值VrefOld确定为阈值Vref。阈值确定部43保持所确定的阈值Vref。
判断部50利用通过确定部40确定的阈值Vref,判断极间的放电状态是正常放电及异常放电中的哪一种。判断部50具有比较器8及放电脉冲良否判定装置23。
比较器8从积分回路6接受积分电压,从阈值确定部43获取阈值Vref。比较器8对积分电压和阈值Vref进行比较,将比较结果向放电脉冲良否判定装置23供给。例如,比较器8在积分电压超过阈值Vref的情况下,输出(例如,表示异常放电的)H电平,在积分电压未超过阈值Vref的情况下,输出(例如,表示正常放电的)L电平。放电脉冲良否判定装置23利用由比较器8得到的比较结果,判断极间的放电状态是正常放电及异常放电中的哪一种。放电脉冲良否判定装置23的动作的详细内容将后述。
放电电压检测装置9检测在极间产生加工放电时的放电电压,向逻辑与电路11输出。放电电流检测装置10检测在极间产生加工放电时流动的放电电流,将其转换成电压后,向逻辑与电路11输出。逻辑与电路11在2个输入均为H电平的期间,将输出电平设为L电平。逻辑与电路11的输出向太阳城集团常数测量装置12和逻辑与电路13输入。
太阳城集团常数测量装置12是所谓的延迟电路,其将逻辑与电路11的输出电平从H电平下降至L电平的定时,延迟与高通滤波器4的太阳城集团常数相当的太阳城集团后,向逻辑与电路13输出。逻辑与电路13在2个输入均为L电平的期间,将输出电平设为L电平。
加工电压电平检测装置20检测在极间产生加工放电时的放电电压的电平后,向比较器21供给。此外,加工电压电平检测装置20和放电电压检测装置9也可以通用化。
在基准值设定装置15中,预先设定基准值Vc。
比较器21从加工电压电平检测装置20接受放电电压的电平,从基准值设定装置15获取基准值Vc。比较器21对放电电压的电平和基准值Vc进行比较,将比较结果向放电脉冲控制装置22及放电脉冲良否判定装置23供给。例如,比较器21在积分电压超过基准值Vc的情况下,输出(例如,表示异常放电的)H电平,在积分电压未超过基准值Vc的情况下,输出(例如,表示正常放电的)L电平。
判断部50的放电脉冲良否判定装置23,在放电加工过程中的原本放电太阳城集团结束时,根据比较器8的比较结果和比较器21的比较结果,进行极间产生的放电脉冲是正常放电脉冲(正常脉冲)还是异常放电脉冲(不良脉冲)的良否判定。
具体地说,放电脉冲良否判定装置23在比较器21的输出电平为L电平,且比较器8的输出电平为L电平时,判断为正常脉冲。另外,放电脉冲良否判定装置23在比较器21的输出电平为H电平时,或者,比较器21的输出电平为L电平而比较器8的输出电平为H电平时,判断为不良脉冲。
放电脉冲良否判定装置23在判定为正常脉冲的情况下,将该正常判定脉冲,向第1脉冲计数器24的计数输入端和第2脉冲计数器25的重置输入端输出。另外,放电脉冲良否判定装置23在判定为不良脉冲的情况下,将该不良判定脉冲,向第2脉冲计数器25的计数输入端和第1脉冲计数器24的重置输入端输出。
控制部60根据判断部50的判断结果,控制放电加工机EDM的加工条件。具体地说,控制部60具有第1脉冲计数器24、第2脉冲计数器25、停止脉冲控制装置26及放电脉冲控制装置22。
第1脉冲计数器24的输出端与停止脉冲控制装置26和自身计数器的重置输入端连接。同样地,第2脉冲计数器25的输出端与停止脉冲控制装置26和自身计数器的重置重置输入端相连。
第1脉冲计数器24对从放电脉冲良否判定装置23输入的正常判定脉冲进行计数,将其计数值逐一向停止脉冲控制装置26输出。如果在进行计数动作的途中,放电脉冲良否判定装置23输出不良判定脉冲,则在该时刻进行重置。并且,如果可以连续地计数M个正常判定脉冲,则在将其计数值M输出至停止脉冲控制装置26之后,将自身计数器重置。
第2脉冲计数器25对从放电脉冲良否判定装置23输入的不良判定脉冲进行计数,将其计数值逐一向停止脉冲控制装置26输出。如果在进行计数动作的途中,放电脉冲良否判定装置23输出正常判定脉冲,则在该时刻进行重置。并且,如果可以连续地计数L个不良判定脉冲,则在将其计数值L输出至停止脉冲控制装置26后,将自身计数器重置。
停止脉冲控制装置26根据第1脉冲计数器24的计数值是否是值M、和第2脉冲计数器25的计数值是否是值L,进行最佳停止太阳城集团的设定控制,生成将所设定的停止太阳城集团作为脉冲宽度的停止脉冲28后,向放电脉冲控制装置22输出。
放电脉冲控制装置22在放电加工过程中的原本放电太阳城集团内,对比较器21的输出电平和该电平有无变化进行监视,在比较器21的输出电平在原本的放电太阳城集团内稳定地维持在L电平的情况下,判断为正在进行正常放电。在这种情况下,对加工电源1进行下述控制,即,执行电压施加,以使在极间每隔恒定的停止太阳城集团反复产生规定的放电电压·脉冲宽度的放电脉冲。
另外,放电脉冲控制装置22在放电加工过程中的原本放电太阳城集团内,对比较器21的输出电平和其电平有无变化进行监视,在比较器21的输出电平在原本放电太阳城集团内的途中,从L电平上升至H电平的情况下,判断为在原本放电太阳城集团内,在正常放电后产生异常放电。在该情况下,对加工电源1进行下述控制,即,执行电压施加,将在极间产生的放电脉冲的脉冲宽度以正常放电太阳城集团宽度截断,每隔从停止脉冲控制装置26输入的停止脉冲28表示的停止太阳城集团,反复产生上述减小的脉冲宽度的放电脉冲。
此外,通过控制部60根据判断部50的判断结果进行控制的加工条件并不限定于上述停止太阳城集团,例如,也可以包含例如峰值电流值、脉冲宽度、停止太阳城集团、骤降太阳城集团、激增距离及加工深度中的至少一个。或者,也可以通过控制部60并行控制这些中的至少大于或等于2个的条件。
下面,使用图3,针对放电加工机EDM的控制装置100的动作进行说明。图3是表示放电加工机EDM的控制装置100的动作的流程图。
在步骤S1中,控制部60以在极间产生正常放电的方式对加工条件进行控制,在该状态下,在放电加工机EDM的极间产生放电。作为在极间产生正常放电的加工条件,控制部60例如可以使用之前产生放电的加工条件。
在步骤S2中,控制部60判断在极间是否产生了放电。例如,控制部60利用电压检测部71对极间的放电电压进行检测,对应于其检测结果,判断在极间是否产生了放电。控制部60在极间产生了放电的情况下,使处理进入步骤S3,在极间未产生放电的情况下,使处理进入步骤S2。
在步骤S3中,获取部70在控制部60进行的控制下,开始获取作为表示极间的放电状态的参数的积分电压。即,获取部70开始下述一连串的动作。电压检测部71对极间的放电电压(参照图2(a))进行检测。提取部72提取检测到的放电电压中的高频成分(参照图2(b)至(d))。积分部73对提取出来的放电电压的高频成分进行积分,将积分得到的电压(积分电压)作为表示极间的放电状态的参数,向比较器8及存储部80输出。
在步骤S4中,存储部80在控制部60进行的控制下,存储通过获取部70获取到的积分电压。存储部80例如,在每次从积分电路6输出积分电压时,将其追加在之前存储的积分电压中,从而存储多个积分电压,直到该存储内容被删除。
在步骤S5中,运算部30在控制部60进行的控制下,求出通过获取部70获取到的参数的概率密度分布。例如,运算部30将存储在存储部80中的多个积分电压,分别分类到多个值区间的某一个中,求出针对多个值区间的频率。并且,运算部30生成与多个值区间所对应的柱状图(参照图6(a)),根据所生成的柱状图,例如进行正态分布的拟合,将拟合得到的正态分布,作为积分电压的概率密度分布(参照图4(b))求出。
在这里,通过获取部70获取到的参数由于是在通过控制部60将加工条件控制为在极间产生正常放电的状态下获取到的,所以是针对几乎不包含异常放电的正常放电的参数(参照图4(a))。因此,通过运算部30求出的概率密度分布也会成为不包含异常放电概率密度分布的正常放电概率密度分布(参照图4(b))。
此外,运算部30例如也可以在求出积分电压的概率密度分布之后,将存储部80的存储内容删除。
在步骤S10中,确定部40根据求出的概率密度分布,确定规定极间的正常放电与异常放电的边界的阈值Vref。具体地说,确定部40进行步骤S11至S18的处理。
在步骤S11中,候补确定部41根据求出的概率密度分布,确定候补阈值VrefNew,上述候补阈值VrefNew成为规定极间的正常放电与异常放电的边界阈值Vref的候补。即,候补确定部41根据正常放电的概率密度分布,统计推定规定正常放电与异常放电的边界的阈值,将推定得到的阈值作为候补阈值VrefNew。
在这里,通过运算部30求出的概率密度分布成为不包含异常放电概率密度分布的正常放电概率密度分布(参照图4(b))。候补确定部41统计求出正常放电的概率密度分布中的异常放电侧(估计会成为异常放电的一侧)的边缘的位置,将与该位置相对应的积分电压,推定为规定极间的正常放电与异常放电的边界的阈值Vref。
例如,如图6(a)所示,将与积分电压的概率密度分布(参照图4(b))的峰值相对应的积分电压Xok作为基准,统计求出积分电压的概率密度分布中的高值侧的边缘的位置,例如使用下述式1,确定与所求出的边缘位置相对应的积分电压值Xref。
Xref=Xok+mσ…式1
在式1中,σ表示标准偏差,m是大于或等于1而小于或等于3的常数。候补确定部41例如将使用式1确定的积分电压值Xref作为候补阈值VrefNew。
然后,候补确定部41将确定的候补阈值VrefNew向比较部42供给。
在步骤S12中,比较部42从候补确定部41接受候补阈值VrefNew。另外,比较部42访问阈值确定部43,从阈值确定部43中获取之前确定的阈值VrefOld。比较部42对候补阈值VrefNew和之前确定的阈值VrefOld进行比较后,将比较结果向阈值确定部43供给。阈值确定部43根据由比较部42得到的比较结果,判断候补阈值VrefNew是否大于之前确定的阈值VrefOld。
阈值确定部43在候补阈值VrefNew大于之前确定的阈值VrefOld的情况下(步骤S12中为是),使处理进入步骤S13,在候补阈值VrefNew小于或等于之前确定的阈值VrefOld的情况下(步骤S12中为否),使处理进入步骤S14。
在步骤S13中,阈值确定部43对之前确定的阈值VrefOld乘上大于或等于1的常数A得到的值VrefNew*A与候补阈值VrefNew进行比较,判断候补阈值VrefNew是否大于值VrefNew*A。A是用于判断候补阈值VrefNew是否相对于之前确定的阈值VrefOld向高值侧偏离较大的常数,例如是1.1。
阈值确定部43在候补阈值VrefNew大于值VrefNew*A的情况下(在步骤S13中为是),认为候补阈值VrefNew相对于之前确定的阈值VrefOld向高值侧偏离较大,使处理进入步骤S17。阈值确定部43在候补阈值VrefNew小于或等于值VrefNew*A的情况下(步骤S13中为否),认为候补阈值VrefNew相对于之前确定的阈值VrefOld向高值侧偏离不大,使处理进入步骤S16。
在步骤S14中,阈值确定部43根据由比较部42得到的比较结果,判断候补阈值VrefNew是否小于之前确定的阈值VrefOld。阈值确定部43在候补阈值VrefNew小于之前确定的阈值VrefOld的情况下(步骤S14中为是),使处理进入步骤S15。阈值确定部43在候补阈值VrefNew大于或等于之前确定的阈值VrefOld的情况下(步骤S14中为否),将候补阈值VrefNew设为与之前确定的阈值VrefOld相等,使处理进入步骤S16。
在步骤S15中,阈值确定部43对在之前确定的阈值VrefOld乘上小于1的正的常数B得到的值VrefNew*B与候补阈值VrefNew进行比较,判断候补阈值VrefNew是否小于值VrefNew*B。B是用于判断候补阈值VrefNew相对于之前确定的阈值VrefOld是否向低值侧偏离较大的常数,例如是0.9。
阈值确定部43在候补阈值VrefNew小于VrefNew*B的情况下(在步骤S15中为是),认为候补阈值VrefNew相对于之前确定的阈值VrefOld向低值侧偏离较大,使处理进入步骤S17。阈值确定部43在候补阈值VrefNew大于或等于VrefNew*B的情况下(步骤S15中为否),认为候补阈值VrefNew相对于之前确定的阈值VrefOld向低值侧偏移不大,使处理进入步骤S16。
在步骤S16中,阈值确定部43认为候补阈值VrefNew与之前确定的阈值VrefOld的差在容许范围内,将之前确定的阈值VrefOld确定为阈值Vref。阈值确定部43保持所确定的阈值Vref。
在步骤S17中,阈值确定部43认为候补阈值VrefNew与之前确定的阈值VrefOld的差超过容许范围,取代之前确定的阈值VrefOld,将候补阈值VrefNew确定为阈值Vref。阈值确定部43保持所确定的阈值Vref。
在这里,假定考虑下述情况,即,利用放电加工机EDM一边实际对被加工物3进行加工,一边对于积分电路6的输出作业者将使用测量仪测量得到的值输入读取控制装置100中,从而将比较器8使用的阈值Vref设定在控制装置100中。在这种情况下,测量仪的准备或调整需要太阳城集团,而且,存在因作业者不同而产生阈值波动的倾向。由此,存在设定的阈值偏离适当值的可能性,从而存在难以正确判断极间放电状态是正常放电还是异常放电的倾向。
对此,在实施方式1中,获取部70获取表示极间的放电状态的参数,运算部30求出所获取的参数的概率密度分布,确定部40根据求出的概率密度分布,确定规定极间的正常放电与异常放电的边界的阈值Vref。由此,因为无需进行测量仪的准备或调整,并且可以排除在阈值确定时由作业者引起的波动的影响,所以可以利用放电加工机EDM一边实际对被加工物3进行加工,一边正确地判断极间的放电状态。
或者,假定考虑下述情况,即,利用放电加工机EDM一边实际对被加工物3进行加工,一边在控制装置100中,使用在出厂前预先设定的恒定阈值进行极间放电状态的判断。在该情况下,因为阈值一直是在出厂前预先设定的恒定值,所以,由于很难在出厂前预想到由加工面积引起的静电容量所造成的影响或由于加工形状或加工进展状况而阈值时刻变化等,所以设定的阈值容易偏离适当值,从而存在难以正确地判断极间放电状态是正常放电还是异常放电的倾向。
对此,在实施方式1中,并不是将用于判断极间的放电状态的阈值维持为定值,而是确定部40根据求出的概率密度分布,确定规定极间的正常放电与异常放电的边界的阈值Vref。由此,因为可以对应于极间的放电状态的变化,动态调整用于判断极间的放电状态的阈值,所以在由于很难在出厂前预想到的原因而使作为阈值的适当值变化的情况下,可以动态调整为使阈值接近于适当值。由此,即使在由于很难在出厂前设想到的原因而使作为阈值的适当值变化的情况下,也可以利用放电加工机EDM一边实际对被加工物3进行加工,一边正确地判断极间的放电状态。
或者,假定考虑下述情况,即,利用放电加工机EDM一边实际对被加工物3进行加工,一边使用控制部60将极间的放电状态控制为包含较多的异常放电的状态,使用此时获取的积分电路6的积分电压,确定用于判断极间的放电状态的阈值。在该情况下,存储部80实时存储积分电路6的输出,运算部30对应存储部80所存储的多个积分电压(参照图5(a))生成柱状图(参照图6(b)),根据生成的柱状图识别到多个分布的峰值,针对各分布的峰值,例如以正态分布进行拟合,分别将拟合得到的各正态分布作为正常放电(Ok)、异常放电(NG)、电弧放电(AR)的概率密度分布求出(参照图5(b))。这时,如图6(b)所示,因为可以识别到正常放电(OK)的分布与异常放电(NG)的分布的边界,所以可以求出规定正常放电与异常放电的边界的阈值Xref。
但是,在利用放电加工机EDM实际对被加工物3进行加工的情况下,如果设为极间的放电状态包含较多的异常放电的状态,则被加工物3的加工容易失败,存在被加工物3无法作为产品使用的可能性。
对此,在实施方式1中,获取部70在通过控制部60将加工条件控制为在极间产生正常放电的状态下,获取表示极间的放电状态的参数,运算部30求出所获取的正常放电时的概率密度分布,确定部40根据求出的正常放电时的概率密度分布,统计推定并确定规定极间的正常放电与异常放电的边界的阈值。由此,因为可以一边维持在极间产生正常放电的状态,一边确定规定极间的正常放电与异常放电的边界的阈值,所以可以减少被加工物3的加工失败,提高将被加工物3作为产品使用时的加工成品率。
另外,在实施方式1中,在确定部40中,候补确定部41根据求出的概率密度分布,确定候补阈值VrefNew,该候补阈值VrefNew成为规定极间的正常放电与异常放电的边界的阈值的候补,比较部42对候补阈值VrefNew和之前确定的阈值VrefOld进行比较。并且,阈值确定部43在候补阈值VrefNew与之前确定的阈值VrefOld的差超出容许范围的情况下,取代之前确定的阈值VrefOld,将候补阈值VrefNew确定为阈值Vref,在候补阈值VrefNew与之前确定的阈值VrefOld的差在容许范围内的情况下,将之前确定的阈值VrefOld确定为阈值Vref。由此,可以针对由确定部40进行的阈值调整动作设置盲区,从而使确定部40的阈值调整动作稳定化。
另外,在实施方式1中,运算部30求出获取的正常放电时的参数的柱状图,将求出的柱状图以正态分布拟合,将拟合得到的正态分布作为概率密度分布求出。这时,因为求得的概率密度分布是正态分布,所以可以统计求出与规定正常放电与异常放电的边界的阈值相对应的边缘的位置(参照图6(a)、(b))。即,确定部40的候补确定部41统计求出所求出的(正常放电的)概率密度分布的边缘的位置,将与求出的边缘位置相对应的值确定为候补阈值VrefNew。由此,无需求出异常放电的概率密度分布,就可以正确地确定规定正常放电与异常放电的边界的阈值。
实施方式2.
下面,针对实施方式2涉及的放电加工机EDM的控制装置100i进行说明。以下,以与实施方式1不同的部为中心进行说明。
在第1实施方式中,获取部70首先对极间的放电电压进行检测,但在第2实施方式中,获取部70i首先对极间的放电电流进行检测。
具体地说,如图7所示,控制装置100i的获取部70i具有电流检测部74i及电流电压转换部75i。电流检测部74i检测极间的放电电流。电流检测部74i例如从极间的两端利用2个输入端子接受差动信号,将与输入的差动信号相对应的电流,作为检测到的放电电流从1个输出端子输出。
电流电压转换部75i将检测到的放电电流转换为电压。电流电压转换部75i例如利用1个输入端子接受从电流检测部74i输出的电流,将输入的信号通过电阻或变压器等转换为电压,将与转换得到的电压相对应的差动信号(例如,差动电压)作为转换得到的电压,从2个输出端子向提取部72输出。
如上所述,在第2实施方式中,获取部70i也可以获取表示极间的放电状态的参数。
实施方式3.
下面,针对实施方式3涉及的放电加工机EDM的控制装置100j进行说明。以下,以与实施方式1不同的部分为中心进行说明。
在实施方式1中,利用确定部40稳定地进行阈值调整,而在第3实施方式中,利用确定部40的阈值的调整是基于来自用户的指示进行的。
具体地说,如图8所示,控制装置100j的控制部60j具有操作部61j及模式确定部62j。控制装置100j作为动作模式,例如具有不进行阈值调整的A模式和进行阈值调整的B模式。模式确定部62j在初始状态下,将控制装置100j的动作模式确定为A模式,使运算部30及确定部40的动作停止。由此,在初始状态下,不进行利用确定部40的阈值调整。而且,模式确定部62j在经由操作部61j接受到来自用户的阈值调整的指示时,将控制装置100j的动作模式从A模式向B模式变更并确定,与确定为B模式对应,使运算部30及确定部40开始动作。由此,可以在与来自用户的指示相对应的时刻进行利用确定部40的阈值调整。
此外,进行阈值调整的B模式,也可以包含重视加工稳定性的第1模式和重视加工速度的第2模式。在该情况下,操作部61j在接受阈值调整的指示的基础上,还可以接受选择第1模式及第2模式中的哪一种模式的指示。
例如,模式确定部62j在经由操作部61j接受到来自用户的选择第1模式的指示时,将控制装置100j的动作模式变更为B模式中的第1模式并进行确定,与确定为第1模式对应,对运算部30及确定部40的动作进行控制。例如,确定部40的候补确定部41在通过模式确定部62j进行的控制下,如图9(a)所示,以与积分电压的概率密度分布(参照图4(b))的峰值相对应的积分电压Xok为基准,统计求出积分电压的概率密度分布中的高值侧的边缘的位置,例如利用下述式2确定与所求出的边缘的位置相对应的积分电压值Xref1。
Xref1=Xok+mσ…式2
在式2中,σ表示标准偏差,m是大于或等于1而小于或等于3(不限定于整数)的常数。候补确定部41将例如使用式2确定的积分电压值Xref作为候补阈值VrefNew。
或者,例如,模式确定部62j在经由操作部61j接受到来自用户的选择第2模式的指示时,将控制装置100j的动作模式变更为B模式中的第1模式并进行确定,与确定为第1模式对应,对运算部30及确定部40的动作进行控制。例如,确定部40的候补确定部41在通过模式确定部62j进行的控制下,如图9(a)所示,以与积分电压的概率密度分布(参照图4(b))的峰值相对应的积分电压Xok为基准,统计求出积分电压的概率密度分布中的高值侧的边缘的位置,例如使用上述式2确定与求出的边缘的位置相对应的积分电压值Xref1。并且,候补确定部41使用下述式3推定与异常放电的概率密度分布的峰值相对应的积分电压XNG。
XNG=Xref1/n…式3
在式3中,n是大于或等于2而小于或等于4的(不限定于整数)常数。此外,本发明者确认到该积分电压XNG与实际的异常放电的峰值相对应(参照图9(b))。并且,候补确定部41例如使用下述式4确定积分电压值Xref2。
Xref2=Xref1+(XNG-Xref1)×k…式4
在式4中,k是大于0而小于1的常数。将式2及式3代入式4,得到下述式5。
Xref2=Xok+mσ+(Xref1/n-Xref1)×k…式5
候补确定部41将例如使用式5确定的积分电压值Xref2作为候补阈值VrefNew。
由此,模式确定部62j对应于来自用户的指示,切换控制装置100j的动作模式,确定部40根据求出的概率密度分布,在第1模式中确定第1阈值,在第2模式中确定第2阈值。由此,利用放电加工机EDM一边实际对被加工物3进行加工,一边利用与用户的意图相对应的阈值判断极间的放电状态,以使放电加工机EDM进行与用户意图相对应的动作。
例如,在重视加工速度的第2模式中确定的候补阈值VrefNew(=Xref2),与在重视加工稳定性的第1模式中确定的候补阈值VrefNew(=Xref1)相比,更接近异常放电的峰值(XNG)。即,在第1模式中可以以放电加工机EDM进行稳定动作的方式判断极间的放电状态,在第2模式中可以以放电加工机EDM进行高速动作的方式判断极间的放电状态。
实施方式4.
下面,针对实施方式4涉及的放电加工机EDM的控制装置100k进行说明。以下,以与实施方式1不同的部分为中心进行说明。
在实施方式1中,在基准值设定装置15(参照图1)中预先设定有用于与加工电压电平进行比较的基准值Vc,而在实施方式4中,还进行用于与加工电压电平进行比较的基准值Vc的调整。
具体地说,控制装置100k不设置基准值设定装置15,而是另外设置存储部17k、运算部16k及确定部90k。
存储部17k存储从加工电压电平检测装置20输出的放电电压的电平。存储部17k例如,在每次从加工电压电平检测装置20输出放电电压的电平时,将其追加至之前存储的放电电压的电平中,从而存储多个放电电压的电平,直到该存储内容被删除。
运算部16k求出由获取部70获取到的参数(即,正常放电的参数)的概率密度分布。例如,运算部16k将存储在存储部17k中的多个放电电压的电平,分别分类到多个值区间的某一个中,求出针对多个值区间的频率。并且,运算部16k生成与多个值区间相对应的柱状图,根据生成的柱状图,求出与放电电压相对应的正常放电的概率密度分布。运算部16k例如在求出放电电压电平的概率密度分布之后,删除存储部17k的存储内容。
确定部90k根据求出的概率密度分布,确定规定极间的正常放电与异常放电的边界的基准值Vc。确定部90k具有候补确定部91k、比较部92k及基准值确定部93k。
候补确定部91k根据求出的概率密度分布,确定候补基准值Vc,上述候补基准值Vc成为规定极间的正常放电与异常放电的边界的基准值Vc的候补。即,候补确定部91k根据正常放电的概率密度分布,统计推定规定正常放电与异常放电的边界的基准值,将推定得到的基准值作为候补基准值VcNew。候补确定部91k将确定的候补基准值VcNew向比较部92k供给。
比较部92k从候补确定部91k接受候补基准值VcNew。另外,比较部92k访问基准值确定部93k,从基准值确定部93k获取之前确定的基准值VcOld。比较部92k对候补基准值VcNew与之前确定的基准值VcOld进行比较,将比较结果向基准值确定部93k供给。
基准值确定部93k对应于比较部92k的比较结果,确定规定极间的正常放电与异常放电的边界的基准值Vc。即,在基准值确定部93k根据比较部92k的比较结果,判断候补基准值VcNew与之前确定的基准值VcOld的差超过容许范围的情况下,取代之前确定的基准值VcOld,将候补基准值VcNew确定为基准值Vref。基准值确定部93k在根据比较部92k的比较结果,判断候补基准值VcNew与之前确定的基准值VcOld的差在容许范围内的情况下,将之前确定的基准值VcOld确定为基准值Vref。基准值确定部93k保持确定的基准值Vc。
由此,在实施方式4中,在通过控制部60以在极间产生正常放电的方式对加工条件进行控制的状态下,进行阈值Vref的调整的基础上,还可以动态地进行用于与加工电压电平进行比较的基准值Vc的调整,该阈值Vref用于与放电电压的高频成分的积分输出进行比较。由此,可以利用放电加工机EDM一边实际对被加工物3进行加工,一边更加准确地对极间的放电状态进行判断。
工业实用性
如上所述,本发明涉及的放电加工机的控制装置适用于极间的放电状态判断。
标号的说明
1 加工电源
2 加工电极
3 被加工物
4 高通滤波器
5 整流装置
6 积分电路
7 重置用晶体管
8 比较器
9 放电电压检测装置
10 放电电流检测装置
11 逻辑与电路
12 太阳城集团常数测量装置
13 逻辑与电路
15 基准值设定装置
16k 运算部
17k 存储部
20 加工电压电平检测装置
21 比较器
22 放电脉冲控制装置
23 放电脉冲良否判定装置
24 第1脉冲计数器
25 第2脉冲计数器
26 停止脉冲控制装置
30 运算部
40 确定部
41 候补确定部
42 比较部
43 阈值确定部
50 判断部
60、60j 控制部
61j 操作部
62j 模式确定部
70 获取部
71 电压检测部
72 提取部
73 积分部
74i 电流检测部
75i 电流电压转换部
80 存储部
90k 确定部
91k 候补确定部
92k 比较部
93k 基准值确定部
100、100i、100j、100k 控制装置

关 键 词:
放电 加工 控制 装置
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