JP7074742B2 - Wire electrode vertical alignment device and method - Google Patents
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本発明は、上下一対のワイヤガイド間に張架されたワイヤ電極を利用してワイヤ放電加工を行う装置において、ワイヤ電極の垂直出しを行う方法に関するものである。また本発明は、ワイヤ電極の垂直出しを行うための装置に関するものである。 The present invention relates to a method for vertically extending a wire electrode in an apparatus for performing wire electric discharge machining using a wire electrode stretched between a pair of upper and lower wire guides. The present invention also relates to a device for vertically extending a wire electrode.
従来、工具電極であるワイヤ電極を所定の張力を付与した状態で張架し、このワイヤ電極と被加工物との間に形成される加工間隙に加工電圧を印加して放電を発生させるとともに、ワイヤ電極と被加工物とを相対移動させて放電エネルギにより被加工物を所望の形状に加工するワイヤ放電加工機が知られている。この種のワイヤ放電加工機において、上記の相対移動は多くの場合、垂直方向と直交して互いに直交する直線2軸方向においてなされる。汎用のワイヤ放電加工機は、被加工物を水平に設置して、ワイヤ電極を互いに直交する水平2軸方向に対して垂直方向に張架する構成である。そのため、以下の説明において、特段のことわりがない限り、垂直方向を鉛直方向と同義として説明するが、垂直方向であることが常に鉛直方向であることに限定して理解されるべきではない。例えば、被加工物が水平面に対して傾けて設置されている場合は、垂直方向は、鉛直方向に対して傾斜している方向になる。 Conventionally, a wire electrode, which is a tool electrode, is stretched under a predetermined tension, and a machining voltage is applied to a machining gap formed between the wire electrode and the workpiece to generate an electric discharge. There is known a wire discharge processing machine that relatively moves a wire electrode and a work piece and processes the work piece into a desired shape by using discharge energy. In this type of wire electric discharge machine, the relative movement is often performed in a straight biaxial direction orthogonal to the vertical direction and orthogonal to each other. A general-purpose wire electric discharge machine has a configuration in which an workpiece is installed horizontally and wire electrodes are stretched in a direction perpendicular to the horizontal biaxial directions orthogonal to each other. Therefore, in the following description, unless otherwise specified, the vertical direction is described as synonymous with the vertical direction, but it should not be understood only that the vertical direction is always the vertical direction. For example, when the workpiece is installed at an angle with respect to a horizontal plane, the vertical direction is an inclination with respect to the vertical direction.
上述のようにワイヤ電極と被加工物とを少なくとも水平2軸方向に相対移動させるワイヤ放電加工機において、ワイヤ電極の加工に供される部分は、通常、垂直方向に延びるような状態で被加工物を挟んで設けられている上下一対のワイヤガイド間に張架される。そのため、基本的に、被加工物の表面および裏面に対して切断面が傾斜した面である加工形状を得る場合は、一対のワイヤガイドの少なくとも一方を上記水平2軸方向に平行な水平2軸方向に移動させることによってワイヤ電極の加工に供される部分を傾斜させた状態で、ワイヤ電極と被加工物とを上記水平2軸方向に相対移動させて放電加工する、いわゆるテーパカットを行う。したがって、ワイヤ電極をより精確に垂直に張架するほど、高い加工形状精度を得ることができる。 As described above, in a wire electric discharge machine that moves a wire electrode and a work piece relative to each other in at least a horizontal biaxial direction, a portion to be machined of the wire electrode is usually machined in a state of extending in the vertical direction. It is stretched between a pair of upper and lower wire guides provided by sandwiching an object. Therefore, basically, when obtaining a processed shape in which the cut surface is inclined with respect to the front surface and the back surface of the workpiece, at least one of the pair of wire guides is horizontally biaxially parallel to the horizontal biaxial direction. The so-called taper cut is performed by moving the wire electrode and the workpiece relative to each other in the horizontal biaxial direction and performing discharge processing in a state where the portion to be processed by the wire electrode is tilted by moving in the direction. Therefore, the more accurately the wire electrodes are vertically stretched, the higher the machining shape accuracy can be obtained.
上述のように、ワイヤ電極の張架方向を真直に垂直方向に設定することは、一般に、ワイヤ電極の「垂直出し」と言われている。汎用のワイヤ放電加工機において、ワイヤ電極の垂直出しは、一対のワイヤガイドの少なくとも一方を上記水平2軸方向に平行な水平2軸方向に移動させることによって行うことができる。特許文献1および特許文献2には、このワイヤ電極の垂直出しを行うための装置の具体例が示されている。
As described above, setting the tensioning direction of the wire electrode to be straight and vertical is generally referred to as "vertical extension" of the wire electrode. In a general-purpose wire electric discharge machine, the vertical alignment of wire electrodes can be performed by moving at least one of the pair of wire guides in the horizontal biaxial direction parallel to the horizontal biaxial direction.
特許文献1には、接触感知方式の垂直出し方法が示されている。この垂直出し方法は、例えば、互いに上下方向に離して上部接触子と下部接触子とを配置し、それらの接触子にはランプ等のインジケータを介して電源の陽極端子を接続すると共に、電源の陰極端子はワイヤ電極に接触させた給電子に接続しておき、ワイヤ電極が真直に垂直方向に張架されたときは両接触子と給電子とがワイヤ電極を介して電気的に導通して、その結果、インジケータランプが点灯することによってワイヤ電極が垂直であることを知らされるというものである(同公報第2頁第3欄第9-同第37行の記載参照)。
特許文献1には、非接触方式の垂直出し装置も示されている。この装置は、間にワイヤ電極を置いて点光源と受光素子とを横方向に対向配置し、ワイヤ電極の変位を受光素子における光電検出の変化として検出するものである(同公報第2頁第4欄第28行-第3頁第6欄第7行参照)。また特許文献2にも、非接触方式の垂直出し装置が示されている。この装置は、上下方向に延びる状態に張架されたワイヤ電極に対して、上下方向に離れた2箇所でレーザ光線を照射し、その2箇所におけるワイヤ電極の影像を、ワイヤ電極の垂直度を示す基準線が表示されているスクリーンに投影表示するように構成されたものである(同公報段落0007-段落0014等参照)。
特許文献1に示された接触感知方式の垂直出し方法は、比較的簡単かつ安価で取扱いも容易な装置で実施可能であるものの、検出精度の向上に限界があるので、最大許容誤差が数μm以下の高精度の加工において適用することは難しい。また、特許文献1に示された非接触方式の垂直出し装置では、点光源から発せられた光が分散するため、この点光源から離れて対向配置された受光素子に作られるワイヤ電極の影像の輪郭が要求される検出精度に比べて明瞭にならず、より高い垂直出しの精度を得ることが難しい(特許文献2段落0002~0003参照)。
Although the vertical contact method of the contact sensing method shown in
一方、特許文献2に示された非接触方式の垂直出し装置では、スクリーンに投影表示されるワイヤ電極の影像の幅と比べて、基準線の幅を十分大きくしておく必要があるので、該影像の幅と基準線の幅との差がそのまま検出誤差として残存する。本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、ワイヤ放電加工装置において、ワイヤ電極の垂直出しを比較的簡単により高精度で行うことができる装置および方法を提供することを目的とする。
On the other hand, in the non-contact vertical output device shown in
本発明によるワイヤ電極の垂直出し装置は、
上下方向に延びる状態に張架されたワイヤ電極に対して、相対的に上側の所定部分と、該上側の所定部分から所定長さ離れた相対的に下側の所定部分とに、それぞれ拡散光を水平方向に照射する1以上の光源部と、
上記上側の所定部分を照射した後に入射した拡散光を45度下方に向けて偏向する上側プリズムと、上記下側の所定部分を照射した後に入射した拡散光を45度上方に向けて偏向する下側プリズムと、上側プリズムによって下方向に偏向した拡散光および下側プリズムによって上方向に偏向した拡散光を同時に受けて反射させ、これらの拡散光をビーム中心が互いに上下に離れた状態で共に水平方向に進行させる中央プリズムと、を含んでなる光学偏向ユニットと、
水平方向に光軸を有し上記中央プリズムで反射した拡散光が入射する位置に配されて、上側ワイヤ電極影像を示す拡散光と下側ワイヤ電極影像を示す拡散光とを集光して所定の倍率で拡大し所定の撮像面に結像させる1つのフォーカスレンズユニットと、
上記フォーカスレンズユニットを経た拡散光を撮像面において受光することにより、上側ワイヤ電極影像と下側ワイヤ電極影像とを同時に撮像して、これらの電極影像を示す画像データを出力するイメージセンサと、
上記画像データに基づいて上側ワイヤ電極影像と下側ワイヤ電極影像とを、予め定められた垂直基準線に平行な方向に互いに近接させた状態で、1つの表示画面上に表示する画像表示装置と、
を含んでなることを特徴とするものである。
The vertical feeding device for wire electrodes according to the present invention is
With respect to the wire electrode stretched so as to extend in the vertical direction, diffused light is provided in a predetermined portion on the upper side and a predetermined portion on the lower side relatively separated from the predetermined portion on the upper side by a predetermined length. With one or more light source units that illuminate in the horizontal direction,
An upper prism that deflects the incident diffused
It has an optical axis in the horizontal direction and is arranged at a position where the diffused light reflected by the central prism is incident. One focus lens unit that magnifies at the magnification of and forms an image on a predetermined imaging surface,
An image sensor that simultaneously captures an upper wire electrode image and a lower wire electrode image by receiving diffused light that has passed through the focus lens unit on the imaging surface and outputs image data showing these electrode images.
An image display device that displays an upper wire electrode image and a lower wire electrode image on one display screen in a state of being close to each other in a direction parallel to a predetermined vertical reference line based on the above image data. ,
It is characterized by including.
なお、上記の「所定長さ」は、ワイヤ電極の垂直度、換言すれば傾斜の程度をより高精度で知るためにはより大であることが望ましいが、実際の装置では大型化を避けるために40mm~50mm程度とするのが望ましい。また、上記の「拡散光」とは、光源から発せられた後に透過型あるいは反射型の光拡散体を経た光を意味する。また、上記の「同時に」とは、1秒にも満たない“瞬間的な”時間差が有る場合も含むものとする。また、上記の「近接させた状態で表示する」とは、「実際に上側の所定部分と下側の所定部分との間に存在する空間を一部あるいは全部省いて表示する」ことを意味する。一部省く場合は、残る空間を画像表示面上で大きくても1mm程度とすることが望ましい。 It should be noted that the above "predetermined length" is preferably larger in order to know the verticality of the wire electrode, in other words, the degree of inclination with higher accuracy, but in order to avoid an increase in size in an actual device. It is desirable that the thickness is about 40 mm to 50 mm. Further, the above-mentioned "diffused light" means light emitted from a light source and then passed through a transmission type or reflection type light diffuser. Further, the above-mentioned "simultaneously" includes the case where there is a "momentary" time difference of less than one second. Further, the above-mentioned "displaying in close proximity" means "displaying by omitting a part or all of the space actually existing between the upper predetermined portion and the lower predetermined portion". .. When partially omitting it, it is desirable that the remaining space is at most about 1 mm on the image display surface.
本発明によるワイヤ電極の垂直出し装置においては、
上側ワイヤ電極影像と下側ワイヤ電極影像とを、それぞれ垂直基準線に平行で互いに近付く方向に偏向する光学偏向ユニットと、
この偏向ユニットによって偏向された上側ワイヤ電極影像と下側ワイヤ電極影像とを、上側の所定部分と下側の所定部分の実際のワイヤ電極よりも拡大してイメージセンサの撮像面に結像させるフォーカスレンズユニットと、
を含むことが望ましい。
In the vertical feeding device for wire electrodes according to the present invention,
An optical deflection unit that deflects the upper wire electrode image and the lower wire electrode image in a direction parallel to the vertical reference line and approaching each other, respectively.
Focus that magnifies the upper wire electrode image and the lower wire electrode image deflected by this deflection unit from the actual wire electrodes of the upper predetermined portion and the lower predetermined portion and forms an image on the image pickup surface of the image sensor. With the lens unit
It is desirable to include.
一方、本発明によるワイヤ電極の垂直出し方法は、
互いに上下方向に離して配置された一対のワイヤガイド間に張架されたワイヤ電極の垂直を出す方法において、
上記一対のワイヤガイドの少なくとも一方をワイヤ電極に対して水平1軸方向に移動させながら、ワイヤ電極の相対的に上側の所定部分と、該上側の所定部分から所定長さ離れた相対的に下側の所定部分とにそれぞれ拡散光を水平方向に照射し、
上記上側の所定部分を照射した後の拡散光を45度下方に向けて偏向し、上記下側の所定部分を照射した後の拡散光を45度上方に向けて偏向し、上記下方に偏向した拡散光および上記上方に偏向した拡散光を同時に反射させて、これらの拡散光をビーム中心が互いに上下に離れた状態で共に水平方向に進行させ、
上記共に水平方向に進行する、上側ワイヤ電極影像を示す拡散光と下側ワイヤ電極影像を示す拡散光とを集光して所定の倍率で拡大し所定の撮像面に結像させ、
上記所定の撮像面において上記拡散光をイメージセンサで受光することにより、上側の所定部分を示す上側ワイヤ電極影像と、下側の所定部分を示す下側ワイヤ電極影像とを同時に撮像して、これらの電極影像を示す画像データを得、
上記画像データが示す上側ワイヤ電極影像と下側ワイヤ電極影像とを、予め定められた垂直基準線に平行な方向に互いに近接させた状態で、1つの画像表示装置に表示させ、
表示された前記上側ワイヤ電極影像と下側ワイヤ電極影像とが、予め定められた垂直基準線に平行となったとき、および・または概略上下方向に延びて一線に連なって表示されたとき、前記ワイヤガイドの相対移動を停止する、
工程を含むことを特徴とするものである。
On the other hand, the method of vertically extending the wire electrode according to the present invention is
In the method of making the wire electrodes stretched between a pair of wire guides arranged vertically apart from each other to be vertical.
While moving at least one of the pair of wire guides in the horizontal uniaxial direction with respect to the wire electrode, the predetermined portion on the relatively upper side of the wire electrode and the predetermined portion on the upper side are relatively lower than the predetermined portion by a predetermined length. Diffuse light is radiated horizontally to each predetermined part on the side,
The diffused light after irradiating the upper predetermined portion was deflected 45 degrees downward, and the diffused light after irradiating the lower predetermined portion was deflected 45 degrees upward and deflected downward. The diffused light and the above-mentioned upwardly deflected diffused light are simultaneously reflected, and these diffused lights are allowed to travel in the horizontal direction together with the beam centers separated from each other vertically.
The diffused light showing the image of the upper wire electrode and the diffused light showing the image of the lower wire electrode, both of which travel in the horizontal direction, are condensed and magnified at a predetermined magnification to form an image on a predetermined imaging surface.
By receiving the diffused light with the image sensor on the predetermined imaging surface, the upper wire electrode image showing the upper predetermined portion and the lower wire electrode image showing the lower predetermined portion are simultaneously imaged and these. Obtained image data showing the electrode image of
The upper wire electrode image and the lower wire electrode image shown in the above image data are displayed on one image display device in a state of being close to each other in a direction parallel to a predetermined vertical reference line.
When the displayed upper wire electrode image and the lower wire electrode image are parallel to a predetermined vertical reference line, and / or when they extend substantially in the vertical direction and are displayed in a straight line , the above. Stop the relative movement of the wire guide,
It is characterized by including a process.
本発明によるワイヤ電極の垂直出し装置および方法によれば、一対のワイヤガイド間におけるワイヤ電極の所定の上側部分と下側部分を撮像して影像(画像)を画面に拡大表示できるとともに、上側ワイヤ電極影像と下側ワイヤ電極影像とを同一画面上に並べて表示することができるので、検出精度ないし感度が画像データに与える影響が小さく、目視で垂直出しを行うときのように、簡単な操作であってもより高い精度で垂直出しを行うことができる。なお、ワイヤ電極影像を表示させるために拡散光を利用しているので、十分な明るさを得ることができ、より高精度でワイヤ電極の位置を識別することができる。また、上側ワイヤ電極影像と下側ワイヤ電極影像とを、互いに近接させた状態に表示させているので、ワイヤ電極影像が表示されるワイヤ電極の所定の上側部分と下側部分とが大きく離れていなくても、ワイヤ電極の張架状態を容易かつより正確に判別可能となる。 According to the wire electrode vertical alignment device and method according to the present invention, a predetermined upper portion and lower portion of the wire electrode between a pair of wire guides can be imaged and an image (image) can be magnified and displayed on the screen, and the upper wire can be enlarged. Since the electrode image and the lower wire electrode image can be displayed side by side on the same screen, the detection accuracy or sensitivity has little effect on the image data, and it is a simple operation, such as when visually performing vertical output. Even if there is, it is possible to perform vertical output with higher accuracy. Since the diffused light is used to display the image of the wire electrode, sufficient brightness can be obtained and the position of the wire electrode can be identified with higher accuracy. Further, since the upper wire electrode image and the lower wire electrode image are displayed in a state of being close to each other, the predetermined upper portion and the lower portion of the wire electrode on which the wire electrode image is displayed are largely separated from each other. Even without it, the tension state of the wire electrode can be easily and more accurately determined.
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図1および図2はそれぞれ、本発明の第1実施形態によるワイヤ電極の垂直出し装置1を示す平面図および側面図である。また図3は、ワイヤ電極の垂直出し装置1を図1および図2中の左方側から見て示す正面図である。以下これらの図を参照して、ワイヤ電極の垂直出し装置1について説明する。このワイヤ電極の垂直出し装置1は、詳細は省略するワイヤ放電加工機に搭載されて、上側ワイヤガイド2と下側ワイヤガイド3との間に張架されるワイヤ電極Wの垂直出しを行うために設けられたものである。この垂直出しとは、ワイヤ電極Wが上側ワイヤガイド2と下側ワイヤガイド3との間で正確に垂直方向(鉛直方向)に延びるように、張架方向を調整することを意味する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 and 2 are a plan view and a side view showing a
ワイヤ電極Wの張架方向を調整するには、従来からなされているように、上側ワイヤガイド2および下側ワイヤガイド3の一方あるいは双方を、垂直方向に対して直交する方向に移動させればよい。本実施形態では一例として上側ワイヤガイド2のみを、垂直方向であるZ軸方向に対して直交して、互いに直交するU軸方向およびV軸方向に移動させるようにしている。すなわち上側ワイヤガイド2が、U軸モータ4とV軸モータ5とによってそれぞれU軸方向、V軸方向に移動される。
In order to adjust the tensioning direction of the wire electrode W, one or both of the
なお図2および図3では、U軸モータ4、V軸モータ5および表示装置6を概略的に示している。また図2および図3では、上側ワイヤガイド2がU軸モータ4とV軸モータ5とによって直接的に移動するように示しているが、従来なされているように、上側ワイヤガイド2をUVクロステーブルに連結し、そのUVクロステーブルをU軸モータ4とV軸モータ5とによってU軸方向、V軸方向に移動させるようにしてもよい。
Note that FIGS. 2 and 3 schematically show a U-axis motor 4, a V-
ここで、U軸方向およびV軸方向について説明する。ワイヤ電極の垂直出し装置1を搭載するワイヤ放電加工機は、ベッドおよびその上に搭載された加工テーブル(共に図示せず)を有する。加工テーブルは、互いに直交する水平なX軸方向およびY軸方向に移動自在とされたものであり、ワーク(被加工物)はこの加工テーブルに載置されたワークスタンド10に水平に取り付けられる。一方ワイヤ電極Wは、図示外の供給リールから上側ワイヤガイド2および下側ワイヤガイド3を経て図示外の回収容器に至る経路を所定の速さで走行する。
Here, the U-axis direction and the V-axis direction will be described. A wire electric discharge machine equipped with a wire electrode
ワークスタンド10に取り付けられた図示外のワークは、上側ワイヤガイド2と下側ワイヤガイド3との間に張架されたワイヤ電極Wに対して、被加工部が微小な加工間隙を置く状態に配置される。そしてワイヤ電極Wから加工間隙に加工電圧が印加されて放電がなされると共に、加工テーブルの駆動によりワークがワイヤ電極Wに対してX軸およびY軸方向に相対移動されて、ワークが所望の形状に加工される。上述したU軸方向とV軸方向は、図2および図3に示す通り、上記加工におけるX軸方向とY軸方向に各々平行な方向である。
In the work (not shown) attached to the
本実施形態によるワイヤ電極の垂直出し装置1は、一例として、ワイヤ電極Wの垂直出しを手動操作によって実行可能としたものである。そのためにU軸モータ4およびV軸モータ5は、操作者の手動操作によって回転・停止の指令、および回転方向の指定がなされるものとされている。上記ワークスタンド10の上には載置台11が固定され、この載置台11の上にはさらに、レンズユニット保持部12およびカメラ保持部13が固定されている。レンズユニット保持部12にはフォーカスレンズユニット20が保持され、カメラ保持部13にはカメラ30が保持されている。
As an example, the wire electrode
フォーカスレンズユニット20は、Y軸と平行な方向に光軸Cが延びる状態に配されてなる、例えば物体側テレセントリック光学系である。すなわち、フォーカスレンズユニット20は基本的に、物体側つまりカメラ30と反対側から光軸Cに沿って順次配置されたフォーカスレンズ21と絞り22とから構成されている。絞り22は、フォーカスレンズ21の後側焦点位置に配置されている。
The
カメラ30は、例えばCMOSセンサ等のイメージセンサ31を備えて構成されている。イメージセンサ31は、フォーカスレンズユニット20による結像位置に撮像面が位置する状態に配設されている。イメージセンサ31は、後述の通りにして形成されるワイヤ電極Wの2つの部分についての影像を撮像し、これらの影像を示す画像データDを表示装置6に入力する。表示装置6は例えば液晶表示装置等から構成されている。なお、この表示装置6は図1~図3の中で図2のみに示し、図1および図3では図示を省略している。
The
レンズユニット保持部12には、フォーカスレンズユニット20と共に光学偏向ユニット40が保持されている。光学偏向ユニット40は、フォーカスレンズユニット20と一体化されたブロック41を有する。このブロック41には、側面から見て「コ」字状に開かれた通路部分と、この部分の上下方向中央部からフォーカスレンズユニット20側に向かって開かれた通路部分とからなる導光通路42が形成されている。この導光通路42の上端部、下端部でそれぞれ直角に折れる部分には、各々直角プリズム45、46が配設されている。また、この導光通路42の上下方向中央部には、ナイフエッジプリズムミラー44が配設されている。ナイフエッジプリズムミラー44は、直角の頂角部、つまり上側ミラー面44aと下側ミラー面44bとが交差する部分に、フォーカスレンズユニット20の光軸Cが位置する状態にして配設されている。
The lens
ブロック41の上端部には、横方向に延びる光源連結部材51が連結されている。この光源連結部材51には、乳白板52と、この乳白板52を介して直角プリズム45の側に光を発するLED等の光源53とが保持されている。またブロック41の下端部には、横方向に延びる光源連結部材61が連結されている。この光源連結部材61には、乳白板62と、この乳白板62を介して直角プリズム46の側に光を発するLED等の光源63とが保持されている。
A light
乳白板52および光源53は、間にワイヤ電極Wを置いて上側の直角プリズム45と向かい合うように配置されている。光源53から発せられた光は乳白板52を通過することにより多大に拡散された状態となる。こうして拡散された光を、拡散光L1と称する。拡散光L1はワイヤ電極Wの所定部分を照射してから直角プリズム45に入射する。同様に、乳白板62および光源63は、間にワイヤ電極Wを置いて下側の直角プリズム46と向かい合うように配置されている。光源63から発せられて乳白板62を通過した後の、拡散光L1と同様の拡散光L2は、ワイヤ電極Wの所定部分を照射してから直角プリズム46に入射する。なお、上記透過型の乳白板52および62の代わりに、光源からの光を拡散反射させる手段が用いられてもよい。
The milk
上の説明から明らかな通り、拡散光L1が照射されるワイヤ電極Wの所定部分は、相対的に上側の所定部分であり、拡散光L2が照射されるワイヤ電極Wの所定部分は、相対的に下側の所定部分である。そして乳白板52および光源53は、ワイヤ電極Wの上側の所定部分に拡散光L1を照射する光源部を構成し、乳白板62および光源63は、ワイヤ電極Wの下側の所定部分に拡散光L2を照射する光源部を構成している。
As is clear from the above description, the predetermined portion of the wire electrode W irradiated with the diffused light L1 is a relatively upper predetermined portion, and the predetermined portion of the wire electrode W irradiated with the diffused light L2 is relative. It is a predetermined part on the lower side. The milky
以下、上記構成を有するワイヤ電極の垂直出し装置1の作用について説明する。上側ワイヤガイド2と下側ワイヤガイド3との間に張架されて、この張架部分では下方に連続的に走行するワイヤ電極Wには、上側の所定部分において拡散光L1が照射され、該上側の所定部分を経た拡散光L1はブロック41の導光通路42を通過し、直角プリズム45によって45°下方に向けて偏向される。この偏向された拡散光L1は、ナイフエッジプリズムミラー44の上側ミラー面44aに入射する。同様に、ワイヤ電極Wには下側の所定部分において拡散光L2が照射され、該下側の所定部分を経た拡散光L2はブロック41の導光通路42を通過し、直角プリズム46によって45°上方に向けて偏向される。この偏向された拡散光L2は、ナイフエッジプリズムミラー44の下側ミラー面44bに入射する。
Hereinafter, the operation of the
以上の通り、拡散光L1と拡散光L2とは、それぞれ直角プリズム45と直角プリズム46とによって、互いに近付く方向に偏向される。拡散光L1はワイヤ電極Wの上側の所定部分を経ているので、この上側の所定部分の影像(これを上側ワイヤ電極影像という)を担持するものとなっている。一方、拡散光L2はワイヤ電極Wの下側の所定部分を経ているので、この下側の所定部分の影像(下側ワイヤ電極影像という)を担持するものとなっている。
As described above, the diffused light L1 and the diffused light L2 are deflected in the direction of approaching each other by the right-angled
拡散光L1は、ナイフエッジプリズムミラー44の上側ミラー面44aで反射して、フォーカスレンズユニット20に入射する。同様に拡散光L2は、ナイフエッジプリズムミラー44の下側ミラー面44bで反射して、フォーカスレンズユニット20に入射する。フォーカスレンズユニット20に入射した拡散光L1、L2は、フォーカスレンズ21で集光され、絞り22を通過してから、イメージセンサ31の撮像面で収束する。こうしてイメージセンサ31により、拡散光L1、L2が各々担持している上側ワイヤ電極影像、下側ワイヤ電極影像が撮像される。イメージセンサ31は、これらの電極影像を示す画像データDを表示装置6に入力する。それにより表示装置6において、これらの上側ワイヤ電極影像および下側ワイヤ電極影像が表示される。
The diffused light L1 is reflected by the
なお図1および図2では、物体側テレセントリック光学系であるフォーカスレンズユニット20を概略的に示しているが、撮像される上側ワイヤ電極影像および下側ワイヤ電極影像は、基本的に下記の通りの位置およびサイズのものとなる。すなわち、図2に表されている側面視状態では、ワイヤ電極Wを横切る拡散光L1の光軸Cとその外側(上側)の横向き破線との間の電極部分および、ワイヤ電極Wを横切る拡散光L2の光軸Cとその外側(下側)の横向き破線との間の電極部分の各影像が、それぞれ上側ワイヤ電極影像および下側ワイヤ電極影像として撮像される。
Although the
また上記各影像は、物体側テレセントリック光学系の倍率(光学倍率)と、表示装置6による表示倍率(モニタ倍率)とを乗じた倍率(総合倍率)で、表示装置6に表示される。ワイヤ電極Wの直径は例えば0.2mm程度と一般に極めて小さいので、この細いワイヤ電極Wを見やすく表示装置6に拡大表示するために、上記総合倍率は例えば数十倍程度とされる。操作者は、表示装置6に拡大表示された上側ワイヤ電極影像および下側ワイヤ電極影像を見ながら、ワイヤ電極の垂直出しを行うことができる。以下、この垂直出しについて詳しく説明する。
Further, each of the above image images is displayed on the
図4および図5は、上側ワイヤガイド2と下側ワイヤガイド3との間に張架されたワイヤ電極Wを、Y軸方向から見た状態、つまりXZ面内の状態を示している。なおこれらの図4および図5において、先に説明した図1~図3のものと同等の要素には同番号を付してあり、それらについての説明は、特に必要の無い限り省略する(以下、同様)。図4は、ワイヤ電極Wが正確に垂直出しされた状態を示している。つまりこの図4の場合はX軸およびZ軸を含む面であるXZ面内において、図中の上下方向である垂直方向(鉛直方向)に対して、ワイヤ電極Wが平行に張架された状態となっている。
4 and 5 show a state in which the wire electrode W stretched between the
それに対して図5は、ワイヤ電極WがXZ面内で正確に垂直出しされていない状態を示している。つまりこの図5の場合はワイヤ電極Wが、XZ面内において、図中Cvとして示す垂直方向に対して、ワイヤ電極Wが傾いた状態となっている。なお、図4および図5には、図2に示すフォーカスレンズユニット20の光軸Cの高さ位置および、該光軸Cがナイフエッジプリズムミラー44および直角プリズム45、46で折れた後の高さ位置を、Chとして示している。
On the other hand, FIG. 5 shows a state in which the wire electrode W is not accurately verticalized in the XZ plane. That is, in the case of FIG. 5, the wire electrode W is in a state of being tilted in the XZ plane with respect to the vertical direction shown as Cv in the figure. 4 and 5 show the height position of the optical axis C of the
ワイヤ電極Wの張架状態が図4、図5の状態となっている場合に、イメージセンサ31が撮像して、表示装置6に拡大表示される画像をそれぞれ図6、図7に概略的に示す。それらの図において、PU、PLは各々、イメージセンサ31が受光した拡散光L1、L2に基づく画像の領域を示している。画像領域PUと画像領域PLとは、実際には互いに所定距離を置いて垂直方向に離れた空間を示す領域であるが、前述したように拡散光L1、L2が各々直角プリズム45、46によって偏向されていることにより、ここに図示する通り互いに近接した状態に表示される。またGU、GLは各々、上記各画像領域の中に表示される、ワイヤ電極Wの上側ワイヤ電極影像、下側ワイヤ電極影像を示している。またRCvで示す1点鎖線は、予め定められた垂直基準線である。
When the wire electrode W is stretched in the states shown in FIGS. 4 and 5, the images captured by the
上側ワイヤ電極影像GU、下側ワイヤ電極影像GLが表示装置6において図6のように表示されていれば、操作者は、ワイヤ電極WがXZ面内で正確に垂直方向に延びている、つまり垂直出しがなされて正常に張架されていると認識できる。それに対して、上側ワイヤ電極影像GU、下側ワイヤ電極影像GLが表示装置6において図7のように表示されていれば、操作者は、ワイヤ電極WがXZ面内で垂直方向に対して傾いた状態に張架されていると認識できる。そこで操作者は、表示装置6での表示状態を見ながら、図3に示すU軸モータ4を手動操作によって正方向あるいは逆方向に回転させ、上側ワイヤ電極影像GUおよび下側ワイヤ電極影像GLの表示状態が、図6の状態となるように上側ワイヤガイド2のU軸(X軸)方向位置を調整する。それによりワイヤ電極Wを、XZ面内で正確に垂直方向に延びた正常状態に設定することができる。なお、上側ワイヤ電極影像GUおよび下側ワイヤ電極影像GLの表示状態が図6の状態となったときの該電極影像GUおよびGLを示す前記画像データDは、例えばワイヤ電極Wの垂直状態を示す基準位置データとして記憶手段に記憶されてもよい。そのように記憶された基準位置データは、後にワイヤ電極Wの位置の補正を行う場合において、補正のための基準データ等として利用することができる。
If the upper wire electrode image GU and the lower wire electrode image GL are displayed as shown in FIG. 6 on the
本実施形態によるワイヤ電極の垂直出し装置1においては、ワイヤ電極影像GUおよびGLを表示させるために拡散光L1、L2を利用しているので、表示装置6においてワイヤ電極影像GUおよびGLの周りの部分は十分明るく表示される。そこで、ワイヤ電極影像GUおよびGLの表示状態、つまりはワイヤ電極Wの張架状態を容易かつ精度良く認識可能となる。また、ワイヤ電極影像GUおよびGLを、互いに近接させた状態に表示させているので、ワイヤ電極影像GUおよびGLが表示されるワイヤ電極Wの2つの所定部分、つまり上側の所定部分と下側の所定部分とが大きく離れていなくても、ワイヤ電極Wの張架状態を容易かつ正確に判別可能となる。そのような効果は具体的に、直角プリズム45と直角プリズム46との間の距離が40mm~50mm程度確保されていれば、得ることができる。この点は、本実施形態によるワイヤ電極の垂直出し装置1を小型に形成する上で有利に作用する。
Since the diffused light L1 and L2 are used to display the wire electrode image images GU and GL in the wire electrode
なおワイヤ電極Wは、図5に示した傾斜の向きとは逆の向きに傾斜した不正な張架状態になることもあるし、所定の張架位置から全体的に水平方向にずれた不正な張架状態になることもある。図8には、そのような2つの点で不正な張架状態になっているワイヤ電極Wがイメージセンサ31により撮像されて、表示装置6に拡大表示された画像の例を概略的に示す。前者の不正な張架状態を正常な張架状態に修正するためには、U軸モータ4の回転方向を、前述した場合とは反対の方向とすればよい。後者の不正な張架状態を正常な張架状態に修正するためには、U軸モータ4に加えてさらに、下側ワイヤガイド3をU軸(X軸)方向に移動させる手段が必要になる。
It should be noted that the wire electrode W may be in an illegally stretched state in which the wire electrode W is tilted in the direction opposite to the tilting direction shown in FIG. It may be in a stretched state. FIG. 8 schematically shows an example of an image in which the wire electrode W, which is in an illegally stretched state at these two points, is imaged by the
ここで、図6~図8に示す垂直基準線RCvについて説明する。この垂直基準線RCvを定める際には、まずワイヤ電極Wと形状が類似した校正治具(ワイヤ治具)を、上側ワイヤガイド2と下側ワイヤガイド3との間に正確に垂直状態に配置する。それと共にカメラ30のイメージセンサ31を、例えばその矩形の撮像面を左右2領域に分ける中央線(撮像面の左右2辺と平行で該2辺からの距離が等しい線)が正確に垂直となる状態に位置調整して、その状態にイメージセンサ31をカメラ30内に固定する。以上のワイヤ治具の配置およびイメージセンサ31の位置調整は、例えば、イメージセンサ31が撮像したワイヤ治具の像を表示装置6に表示させ、その表示画像を参考にしながら正確に行うことができる。
Here, the vertical reference line RCv shown in FIGS. 6 to 8 will be described. When determining this vertical reference line RCv, first, a calibration jig (wire jig) having a shape similar to that of the wire electrode W is placed between the
以上により本例では、イメージセンサ31の撮像面における上記中央線が、垂直基準線RCvとして予め定められる。したがって本例では、表示装置6において上側ワイヤ電極影像GUおよび下側ワイヤ電極影像GLが、双方とも図6に示す表示状態、つまり垂直基準線RCvに対して平行となる状態に表示されれば、ワイヤ電極Wが垂直に張架されていると判断できることになる。
Based on the above, in this example, the center line on the image pickup surface of the
上述の通りに定められる垂直基準線RCvは、表示装置6において表示させてもよいし、表示させなくてもよい。垂直基準線RCvが表示されていない場合でも、表示装置6において上側ワイヤ電極影像GUと下側ワイヤ電極影像GLとが、概略上下方向に延びて一線に連なって表示されていれば、操作者は、ワイヤ電極Wが垂直基準線RCvと平行になって垂直状態に張架されていると判断することができる。つまり、表示された上側ワイヤ電極影像GUと下側ワイヤ電極影像GLとが一線に連なって表示されていないのにワイヤ電極Wが垂直状態に張架されているということは、両ワイヤ電極影像GUおよびGLの傾きの有無に拘わらず、有り得ないからである。
The vertical reference line RCv defined as described above may or may not be displayed on the
ここで図9~図11を参照して、イメージセンサ31の撮像面と垂直基準線RCvとの相対位置関係について説明する。これらの図において、Sはイメージセンサ31の矩形の撮像面を、その中の格子状のマス目は1個の画素を、そしてGwは上側ワイヤ電極影像GUおよび下側ワイヤ電極影像GLを含む全体のワイヤ電極影像をそれぞれ概略的に示している。図9~図11の各例において、ワイヤ電極Wは垂直に張架されているものとする。
Here, with reference to FIGS. 9 to 11, the relative positional relationship between the image pickup surface of the
まず図9は、上に述べたように、イメージセンサ31の撮像面Sにおける中央線が、垂直基準線RCvとして定められる場合を示している。この場合は、図2に示す光源53および乳白板52からなる光源部と、光源63および乳白板62からなる光源部と、光学偏向ユニット40と、フォーカスレンズユニット20とから構成される光学系の垂直方向に対して、撮像面Sの中央線が平行に配置されている。この例においては、前述したように表示装置6に表示される画像を目視しながら手動操作によってワイヤ電極Wの垂直出しを行う場合、ワイヤ電極Wの張架状態を判別し易いという利点が有る。しかし、その反面、上記光学系の垂直方向と実際の垂直とのずれを極力小さく抑える必要がある。
First, as described above, FIG. 9 shows a case where the center line on the image pickup surface S of the
次に図10は、上記光学系の垂直方向に対して、撮像面Sの中央線が傾斜した状態にイメージセンサ31が配置された場合を示している。この例において、垂直基準線RCvは上記光学系の垂直方向と平行で、撮像面Sの中央線から傾いた状態とされる。この例においては、光学系の水平方向に対して画素の並び方向を斜めに配置したことにより、イメージセンサ31の水平方向の分解能を理論上高めることができる。具体的には、多数の画素が格子状に等間隔で正確に配置されていることを前提とすれば、上記斜め配置の傾きが1/nの場合、分解能はn倍に高められる。逆に言えば、高分解能のイメージセンサ31を用いなくても、ワイヤ電極Wの傾きを高精度で検出可能となるので、垂直出し装置のコストダウンや小型化の上で有利となる。
Next, FIG. 10 shows a case where the
次に図11は、光学系の垂直方向に対する撮像面Sの相対位置関係は図10の例と同じであるが、画素の並び方向が水平方向となるようにイメージセンサ31が配置された場合を示している。この例において、イメージセンサ31の撮像面Sに対する垂直基準線RCvの相対位置を、図9の例におけるのと同様に設定すると、上側ワイヤ電極影像GUの重心Q1および下側ワイヤ電極影像GLの重心Q2のイメージセンサ31上における水平方向位置を、垂直基準線RCvからの水平方向ずれ量で規定可能である。つまり、例えば図11の例では、下側ワイヤ電極影像GLの重心Q2を通る垂直線Cv2の垂直基準線RCvからのずれ量で、下側ワイヤ電極影像GLの重心Q2の水平方向位置を規定可能となる。こうして求めた、2つの重心Q1およびQ2のイメージセンサ31上の水平方向位置に基づいて、ワイヤ電極Wの傾きを数値によって表すことができる。そうであれば、図9の例について説明したように、光学系の垂直方向と実際の垂直とのずれを極力小さく抑える必要がなくなるので、垂直出し装置の製作が容易になる。
Next, FIG. 11 shows a case where the
以下、イメージセンサ31の分解能について、具体例を挙げて説明する。イメージセンサ31の撮像面のサイズが6mm×8mmであるとすると、撮像面の面積は6×8=48mm2=48×1,000,000μm2である。イメージセンサ31の画素数が12M(メガ)pixelの場合、1画素当たりの面積は、48/12=4μm2で、画素間のピッチは2μmとなる。ワイヤ電極Wの実空間での変位を分解能1μmで検出するには、イメージセンサ31上での拡大倍率として2倍以上が必要である。そこでフォーカスレンズユニット20は、直径0.2mmのワイヤ電極Wの影像を、イメージセンサ31上で直径0.4mm以上つまり200画素分以上のサイズに結像させるものであることが望ましい。なお、上に例示した画素数よりも少ない画素数のイメージセンサ31を用いても、画像処理によって、ワイヤ電極Wの影像をより高精細化できることもある。
Hereinafter, the resolution of the
以上、ワイヤ電極WをXZ面内で垂直出しすることについて説明したが、ワイヤ電極Wは、XZ面と直交するYZ面内で垂直方向に対して傾斜することもある。このような不正な張架状態となっているワイヤ電極Wを正常な張架状態に直すためには、例えば図2に示すV軸モータ5を手動操作して、上側ワイヤガイド2をV軸(Y軸)方向位置に移動させればよい。また、ワイヤ電極Wが上記不正な張架状態となっていることを検出するためには、例えば図2に示す光源53、乳白板52および光源連結部材51とからなる上側光照射手段と、光源63、乳白板62および光源連結部材61とからなる下側光照射手段と、光学偏向ユニット40と、フォーカスレンズユニット20と、カメラ30とからなるワイヤ電極影像手段と同様の構成を有し、その構成が上記ワイヤ電極影像手段に対して水平面内で90°回転した状態に配置されてなるワイヤ電極撮像手段を利用することができる。
Although the wire electrode W has been described above to be vertically projected in the XZ plane, the wire electrode W may be inclined in the vertical direction in the YZ plane orthogonal to the XZ plane. In order to restore the wire electrode W in such an illegally stretched state to the normal stretched state, for example, the V-
また、本発明によるワイヤ電極の垂直出し装置は、ワイヤ電極Wの上側ワイヤ電極影像および下側ワイヤ電極影像を表示装置に表示させることに加えて、ワイヤ電極Wの垂直からの傾き量を数値化して、その数値化結果を表示装置に表示させるように構成されてもよい。以下、このワイヤ電極Wの傾き量を数値化する手法の一例を、図12~図16を参照して説明する。 Further, in the wire electrode vertical alignment device according to the present invention, in addition to displaying the upper wire electrode image and the lower wire electrode image of the wire electrode W on the display device, the amount of inclination of the wire electrode W from the vertical is quantified. The quantified result may be displayed on the display device. Hereinafter, an example of a method for quantifying the amount of inclination of the wire electrode W will be described with reference to FIGS. 12 to 16.
本例では、上側ワイヤ電極影像GUおよび下側ワイヤ電極影像GLが、図12に示す状態で表示装置6に表示されているものとする。この表示画像は、画像の輝度の高い部分を利用してワイヤ電極Wの位置を正確に判別するために、イメージセンサ31が出力した画像データD(図2参照)が示す画像をグレースケール化し、さらにその画像を輝度反転(白黒反転)したものである。ここでは説明を簡素化するために、上側ワイヤ電極影像GUおよび下側ワイヤ電極影像GLはそれぞれ、垂直基準線RCvと平行な状態で示されているとする。なお仮に、実際このような表示となっているとしても、上側ワイヤ電極影像GUと下側ワイヤ電極影像GLとが一線に連なって表示されていないので、ワイヤ電極Wは垂直に張架されていないと判断することができる。
In this example, it is assumed that the upper wire electrode image GU and the lower wire electrode image GL are displayed on the
次に図13に示すように、表示画像において、ワイヤ電極Wの傾き量を数値化するために使用するエリアを設定する。本例では、画像領域PUにおいて2本の横破線および2本の縦破線で挟まれたエリア、並びに画像領域PLにおいて同じく2本の横破線および2本の縦破線で挟まれたエリアが、上記数値化のためのエリアとして設定される。次に図14に示すように、設定された上記エリアに含まれない領域の明るい画像は輝度をゼロにして、数値化のための解析対象から除外する。 Next, as shown in FIG. 13, in the display image, an area used for quantifying the amount of inclination of the wire electrode W is set. In this example, the area sandwiched between the two horizontal broken lines and the two vertical broken lines in the image area PU, and the area sandwiched between the two horizontal broken lines and the two vertical broken lines in the image area PL are described above. It is set as an area for digitization. Next, as shown in FIG. 14, a bright image in a region not included in the set area is set to zero brightness and excluded from the analysis target for quantification.
次に図15に示すように、表示画像内で、特に高輝度となっている部分の重心Q1およびQ2の座標(X座標およびZ座標)を求める。通常、この特に高輝度となっている部分は2つ存在し、表示画像中で上側の部分は、前述の設定されたエリア内の上側ワイヤ電極影像GUに対応し、下側の部分は下側ワイヤ電極影像GLに対応している。したがって、特に高輝度となっている上側の部分の重心Q1は、上記エリア内の上側ワイヤ電極影像GUの重心であり、他方、特に高輝度となっている下側の部分の重心Q2は、上記エリア内の下側ワイヤ電極影像GLの重心である。 Next, as shown in FIG. 15, the coordinates (X coordinate and Z coordinate) of the centers of gravity Q1 and Q2 of the portion having particularly high brightness in the displayed image are obtained. Normally, there are two parts with particularly high brightness, the upper part in the displayed image corresponds to the upper wire electrode image GU in the set area described above, and the lower part corresponds to the lower side. It corresponds to the wire electrode image GL. Therefore, the center of gravity Q1 of the upper portion having particularly high brightness is the center of gravity of the upper wire electrode image GU in the area, while the center of gravity Q2 of the lower portion having particularly high brightness is the center of gravity Q2. It is the center of gravity of the lower wire electrode image GL in the area.
重心Q1およびQ2の座標からそれぞれX座標のみを抽出し、例えばそれら2つのX座標の差分を、例えば図1~図3に示す構成における表示装置6に表示させる。そこで操作者は数値化されたこの差分の表示を見ながら、図3に示すU軸モータ4を手動操作し、該U軸モータ4を上記差分が減少する方向に回転させる。この操作が続けられると、ワイヤ電極WのXZ面内における垂直方向からの傾きは次第に減少し、上記差分がゼロとなったところで、ワイヤ電極WはXZ面内で垂直出しされることになる。このとき、表示画像において特に高輝度となっている2つの部分は、図16に示すように、XZ面内で一線に並ぶ状態となる。
Only the X coordinates are extracted from the coordinates of the centers of gravity Q1 and Q2, respectively, and the difference between the two X coordinates is displayed on the
以上説明した方法は、数値化されたワイヤ電極Wの傾き量に基づいてU軸モータ4を手動操作して、ワイヤ電極Wの垂直を出すものであるが、手動操作は不要にして自動処理でワイヤ電極Wの垂直を出すことも可能である。図17は、この自動処理を実施可能とした、本発明の第2実施形態によるワイヤ電極の垂直出し装置100の概略構成を示す側面図である。以下、図17を参照して垂直出し装置100の構成、および作用を説明する。
In the method described above, the U-axis motor 4 is manually operated based on the quantified amount of inclination of the wire electrode W to make the wire electrode W vertical, but manual operation is not required and automatic processing is performed. It is also possible to make the wire electrode W vertical. FIG. 17 is a side view showing a schematic configuration of a wire electrode
この垂直出し装置100において、イメージセンサ31が出力する画像データDは、表示装置6に入力されると共に、制御装置7にも入力される。制御装置7は入力された画像データDに基づいて、前述した重心Q1およびQ2の各X座標の差分を求める。この場合も該差分は、ワイヤ電極Wの垂直からの傾き量を数値化して示している。制御装置7は求めたこの差分を示すデータを、表示装置6に入力させる。そこで操作者は、入力された上記データに基づいて表示装置6に表示された差分の値を参考にして、また、画像データDに基づいて表示装置6に表示された上側ワイヤ電極影像および下側ワイヤ電極影像を参考にしてU軸モータ4を手動操作して、ワイヤ電極Wの垂直を出すことができる。
The image data D output by the
さらに制御装置7は、U軸モータ4を連続的に正逆回転させて、上側ワイヤガイド2をX軸方向に往復移動させる。そして制御装置7は、上側ワイヤガイド2の移動に伴って刻々変化する上記差分の値がゼロとなったところで、U軸モータ4の回転を停止させる。先に図15および図16を参照して説明した通り、上記差分の値がゼロとなるのは、上側ワイヤ電極影像GUと下側ワイヤ電極影像GLとが垂直基準線RCvに平行になった場合、つまりワイヤ電極Wが垂直方向に張架されている場合である。そこで、U軸モータ4の回転を上述のように停止させれば、ワイヤ電極Wが垂直出しされた状態となる。なお、U軸モータ4の回転停止が比較的早い時点でなされた場合、上側ワイヤガイド2は往復移動せずに、片道だけ移動した後に停止することもある。
Further, the
制御装置7には、自動モードと手動モードの一方を選択的に設定するモード切替部が設けられるのが望ましい。そして自動モードが選択された場合は、上記差分の値に基づいてU軸モータ4の回転を停止させて、ワイヤ電極Wの垂直出しを自動処理で行う方法が実施される。この自動モードが選択された場合は、混乱を避けるために、画像データDに基づいて表示装置6に上側ワイヤ電極影像GUおよび下側ワイヤ電極影像GLを表示させること、並びに、上記差分の値を表示装置6に表示させることは行わない方が望ましい。一方、手動モードが選択された場合は、上側ワイヤ電極影像GUおよび下側ワイヤ電極影像GLや、あるいは上記差分の値が表示装置6に表示される。そして、ワイヤ電極Wの垂直出しを行う自動処理は実行されない。
It is desirable that the
次に図18を参照して、本発明の第3実施形態によるワイヤ電極の垂直出し装置200について説明する。図18は、ワイヤ電極の垂直出し装置200の概略構成を示す側面図である。このワイヤ電極の垂直出し装置200においては、上側ワイヤ電極影像GUおよび下側ワイヤ電極影像GLを担持している拡散光L1、L2を各々偏向させる直角プリズム45、46(図2参照)は設けられていない。そしてそれらに代えて、拡散光L1を受光するイメージセンサ231を有するカメラ230と、拡散光L2を受光するイメージセンサ331を有するカメラ330とが設けられている。また、図2に示したフォーカスレンズ21および絞り22と同様のフォーカスレンズ221および絞り222が拡散光L1の光路に沿って配設され、同じくフォーカスレンズ21および絞り22と同様のフォーカスレンズ321および絞り322が拡散光L2の光路に沿って配設されている。
Next, with reference to FIG. 18, the
イメージセンサ231および331が各々出力する画像データD1およびD2は、制御装置207に入力される。画像データD1は、ワイヤ電極Wの互いに上下方向に離れた部分の一方(上側の所定部分)に関する上側ワイヤ電極影像を示すものである。また画像データD2は、ワイヤ電極Wの互いに上下方向に離れた部分の他方(下側の所定部分)に関する下側ワイヤ電極影像を示すものである。制御装置207は入力された画像データD1、D2を処理して、例えば図6に示すように、上側ワイヤ電極影像GUと下側ワイヤ電極影像GLとが互いに上下に近接して示される画像を示す画像データを作成し、その画像データを表示装置6に入力する。
The image data D1 and D2 output by the
表示装置6では、入力された上記画像データに基づいて、図6に示すような画像が表示される。そこで操作者はこの場合も、表示装置6に表示された上側ワイヤ電極影像および下側ワイヤ電極影像を参考にしてU軸モータ4を手動操作して、ワイヤ電極Wの垂直を出すことができる。また制御装置207は入力された画像データD1、D2に基づいて、前述した重心Q1およびQ2(図15および図16参照)の各X座標の差分を求める。制御装置207は求めたこの差分を示すデータを、表示装置6に入力させる。そこで操作者は、入力された上記データに基づいて表示装置6に表示された差分の値を参考にして、U軸モータ4を手動操作して、ワイヤ電極Wの垂直を出すことができる。
The
さらに制御装置207は、U軸モータ4を連続的に正逆回転させて、上側ワイヤガイド2をX軸方向に往復動させる。そして制御装置207は、上側ワイヤガイド2の往復動に伴って刻々変化する上記差分の値がゼロとなったところで、U軸モータ4の回転を停止させる。以上の工程を実施することにより、図17に示した第2実施形態によるワイヤ電極の垂直出し装置100におけるのと同様に、ワイヤ電極Wが垂直出しされた状態となる。
Further, the
本発明によるワイヤ電極の垂直出し装置および垂直出し方法は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。 The vertical feeding device and the vertical feeding method of the wire electrode according to the present invention are not limited to the embodiments described above, and can be appropriately changed as long as the gist of the present invention is not deviated.
1、100、200 ワイヤ電極の垂直出し装置
2 上側ワイヤガイド
3 下側ワイヤガイド
4 U軸モータ
5 V軸モータ
6 表示装置
7、207 制御装置
10 ワークスタンド
11 載置台
12 レンズユニット保持部
13 カメラ保持部
20 フォーカスレンズユニット
21、221、321 フォーカスレンズ
22、222、322 絞り
30、230、330 カメラ
31、231、331 イメージセンサ
40 光学偏向ユニット
41 ブロック
42 導光通路
44 ナイフエッジプリズムミラー
45、46 直角プリズム
51、61 光源連結部材
52、62 乳白板
53、63 光源
1,100,200 Vertical extension device for
Claims (3)
前記上側の所定部分を照射した後に入射した拡散光を45度下方に向けて偏向する上側プリズムと、前記下側の所定部分を照射した後に入射した拡散光を45度上方に向けて偏向する下側プリズムと、前記上側プリズムによって下方向に偏向した前記拡散光および前記下側プリズムによって上方向に偏向した前記拡散光を同時に受けて反射させ、これらの拡散光をビーム中心が互いに上下に離れた状態で共に水平方向に進行させる中央プリズムと、を含んでなる光学偏向ユニットと、
水平方向に光軸を有し前記中央プリズムで反射した拡散光が入射する位置に配されて、前記上側ワイヤ電極影像を示す拡散光と前記下側ワイヤ電極影像を示す拡散光とを集光して所定の倍率で拡大し所定の撮像面に結像させる1つのフォーカスレンズユニットと、
前記フォーカスレンズユニットを経た拡散光を撮像面において受光することにより、前記上側ワイヤ電極影像と前記下側ワイヤ電極影像とを同時に撮像して、これらの電極影像を示す画像データを出力するイメージセンサと、
前記画像データに基づいて前記上側ワイヤ電極影像と前記下側ワイヤ電極影像とを、予め定められた垂直基準線に平行な方向に互いに近接させた状態で、1つの表示画面上に表示する画像表示装置と、
を含んでなるワイヤ電極の垂直出し装置。 With respect to the wire electrode stretched so as to extend in the vertical direction, diffused light is provided in a predetermined portion on the upper side and a predetermined portion on the lower side relatively separated from the predetermined portion on the upper side by a predetermined length. With one or more light source units that illuminate in the horizontal direction ,
An upper prism that deflects the incident diffused light 45 degrees downward after irradiating the upper predetermined portion, and a lower prism that deflects the incident diffused light 45 degrees upward after irradiating the lower predetermined portion. The side prism, the diffused light deflected downward by the upper prism, and the diffused light deflected upward by the lower prism are simultaneously received and reflected, and the beam centers of these diffused lights are separated from each other up and down. An optical deflection unit that includes a central prism that travels horizontally together in a state,
It has an optical axis in the horizontal direction and is arranged at a position where the diffused light reflected by the central prism is incident, and collects the diffused light showing the upper wire electrode image and the diffused light showing the lower wire electrode image. One focus lens unit that magnifies at a predetermined magnification and forms an image on a predetermined imaging surface.
An image sensor that simultaneously captures the upper wire electrode image and the lower wire electrode image by receiving the diffused light that has passed through the focus lens unit on the imaging surface, and outputs image data showing these electrode images. ,
An image display in which the upper wire electrode image and the lower wire electrode image are displayed on one display screen in a state of being close to each other in a direction parallel to a predetermined vertical reference line based on the image data. With the device,
A device for verticalizing wire electrodes.
請求項1に記載のワイヤ電極の垂直出し装置。 The image sensor is formed by arranging a plurality of pixels in a grid pattern, and the pixels are arranged in a direction in which the arrangement direction of the pixels is inclined with respect to the vertical reference line.
The vertical feeding device for wire electrodes according to claim 1.
前記一対のワイヤガイドの少なくとも一方をワイヤ電極に対して水平1軸方向に移動させながら、前記ワイヤ電極の相対的に上側の所定部分と、該上側の所定部分から所定長さ離れた相対的に下側の所定部分とにそれぞれ拡散光を水平方向に照射し、
前記上側の所定部分を照射した後の拡散光を45度下方に向けて偏向し、前記下側の所定部分を照射した後の拡散光を45度上方に向けて偏向し、前記下方に偏向した前記拡散光および前記上方に偏向した前記拡散光を同時に反射させて、これらの拡散光をビーム中心が互いに上下に離れた状態で共に水平方向に進行させ、
前記共に水平方向に進行する、前記上側ワイヤ電極影像を示す拡散光と前記下側ワイヤ電極影像を示す拡散光とを集光して所定の倍率で拡大し所定の撮像面に結像させ、
前記所定の撮像面において前記拡散光をイメージセンサで受光することにより、前記上側の所定部分を示す上側ワイヤ電極影像と、前記下側の所定部分を示す下側ワイヤ電極影像とを同時に撮像して、これらの電極影像を示す画像データを得、
前記画像データが示す上側ワイヤ電極影像と下側ワイヤ電極影像とを、予め定められた垂直基準線に平行な方向に互いに近接させた状態で、1つの画像表示装置に表示させ、
表示された前記上側ワイヤ電極影像と下側ワイヤ電極影像とが、予め定められた垂直基準線に平行となったとき、および・または概略上下方向に延びて一線に連なって表示されたとき、前記ワイヤガイドの相対移動を停止する、
工程を含んでなるワイヤ電極の垂直出し方法。 In the method of making the wire electrodes stretched between a pair of wire guides arranged vertically apart from each other to be vertical.
While moving at least one of the pair of wire guides in the horizontal uniaxial direction with respect to the wire electrode, the predetermined portion on the relatively upper side of the wire electrode and the predetermined portion on the upper side are relatively separated by a predetermined length. Diffuse light is radiated horizontally to each of the specified parts on the lower side.
The diffused light after irradiating the upper predetermined portion was deflected 45 degrees downward, and the diffused light after irradiating the lower predetermined portion was deflected 45 degrees upward and deflected downward. The diffused light and the upwardly deflected diffused light are simultaneously reflected, and the diffused light is allowed to travel horizontally together with the beam centers separated from each other vertically.
The diffused light showing the upper wire electrode image and the diffused light showing the lower wire electrode image, both of which travel in the horizontal direction, are condensed and magnified at a predetermined magnification to form an image on a predetermined imaging surface.
By receiving the diffused light with the image sensor on the predetermined imaging surface, the upper wire electrode image showing the upper predetermined portion and the lower wire electrode image showing the lower predetermined portion are simultaneously imaged. , Obtained image data showing these electrode images,
The upper wire electrode image and the lower wire electrode image shown by the image data are displayed on one image display device in a state of being close to each other in a direction parallel to a predetermined vertical reference line.
When the displayed upper wire electrode image and the lower wire electrode image are parallel to a predetermined vertical reference line, and / or when they extend substantially in the vertical direction and are displayed in a straight line, the above-mentioned Stop the relative movement of the wire guide,
A method of vertically aligning a wire electrode including a process.
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