JP2000198028A

JP2000198028A - ワイヤ放電加工機

Info

Publication number: JP2000198028A
Application number: JP11003992A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Koyasu; 隆幸子安
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 1999-01-11
Filing date: 1999-01-11
Publication date: 2000-07-18

Abstract

(57)【要約】【課題】ガイドが治具等に衝突することを防止し、ま
た、ワイヤ放電加工機用のＮＣプログラムを作成する作
業を容易にする。【解決手段】本発明のワイヤ放電加工機１は、加工テ
ーブル２をＸＹ平面内で移動させるテーブル駆動装置３
と、ワイヤ４を支持する上ガイド５をＸＹ平面と平行な
ＵＶ平面内で移動させるガイド駆動装置６とを備えて成
るものにおいて、上ガイド５をＸＹ平面に投影したとき
のＸＹ座標でもって、上ガイド５の移動禁止領域を指定
するように構成し、そして、上ガイド５が前記移動禁止
領域内に移動しないように、テーブル駆動装置３及びガ
イド駆動装置６を制御するように構成したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ワイヤを支持する
上ガイドをＵＶ平面内で移動させるように構成されたワ
イヤ放電加工機に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のワイヤ放電加工機は、加工テー
ブルをＸＹ平面内で移動させると共に、ワイヤを支持す
る上ガイドをＸＹ平面と平行なＵＶ平面内で移動させる
ように構成されている。このワイヤ放電加工機によれ
ば、ワイヤを斜めに配置することが可能になることか
ら、ワークに対してテーパー面のような形状の加工を施
すことができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来構成の場合、
加工テーブルについてはＸＹ方向のストロークリミット
を設けると共に、上ガイドについてはＵＶ方向のストロ
ークリミットを設けることが可能になっている。これに
より、加工テーブルがＸＹ方向のストロークリミットを
越えて移動することが防止されると共に、上ガイドがＵ
Ｖ方向のストロークリミットを越えて移動することが防
止される。

【０００４】しかし、上記構成において、加工テーブル
上にワークを治具により固定している場合、上ガイドが
治具に衝突する可能性があった。この衝突を避けるため
には、上ガイド及び加工テーブルの移動運動を細かく制
御しなければならず、ワイヤ放電加工機用のＮＣプログ
ラムを作成する作業がかなり面倒になるという問題点が
あった。また、そのように注意してＮＣプログラムを作
成したとしても、作成ミスが生ずることがあり、その場
合には、上ガイドが治具に衝突してしまうことがあっ
た。

【０００５】そこで、本発明の目的は、ガイドが治具等
に衝突することを防止でき、また、ワイヤ放電加工機用
のＮＣプログラムを作成する作業を簡単化し、更に、例
えＮＣプログラムの作成に誤りがあったとしても、ガイ
ドと治具との衝突を防ぐことができるワイヤ放電加工機
を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のワイヤ放電加工
機は、加工テーブルをＸＹ平面内で移動させるＸＹ駆動
手段と、ワイヤを支持する上ガイドまたは下ガイドのう
ちの一方のガイドをＸＹ平面と平行なＵＶ平面内で移動
させるＵＶ駆動手段とを備えて成るワイヤ放電加工機に
おいて、前記移動させるガイドをＸＹ平面に投影したと
きのＸＹ座標でもって、前記移動させるガイドの移動禁
止領域を指定する禁止領域指定手段と、前記移動させる
ガイドが前記移動禁止領域内に移動しないように、前記
ＸＹ駆動手段及び前記ＵＶ駆動手段を制御する制御手段
とを備えたところに特徴を有するものである。

【０００７】上記構成によれば、移動させるガイドをＸ
Ｙ平面に投影したときのＸＹ座標でもってガイドの移動
禁止領域を指定するように構成したので、制御手段によ
ってガイドが移動禁止領域内に移動しないようにＸＹ駆
動手段及びＵＶ駆動手段を制御することが容易に可能と
なる。このため、ガイドが治具等に衝突することを未然
に防止できる。そして、ワイヤ放電加工機用のＮＣプロ
グラムを作成するときに、ガイドが治具等に衝突するこ
とについては考慮しなくても、上記衝突が防止されるこ
とから、ＮＣプログラムの作成作業が簡単になる。

【０００８】また、上記構成の場合、移動禁止領域とし
て矩形状領域を指定したときに、その矩形状領域の内側
を移動禁止領域とするか、または、外側を移動禁止領域
とするかを指定可能に構成することが好ましい。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例について
図面を参照しながら説明する。まず、ワイヤ放電加工機
の概略構成について、図２を参照して説明する。図２に
示すように、ワイヤ放電加工機１は、加工テーブル２を
ＸＹ平面内で移動させるテーブル駆動装置３と、ワイヤ
（ワイヤ電極）４を支持する上ガイド５をＸＹ平面と平
行なＵＶ平面内で移動させるガイド駆動装置６とを備え
て構成されている。そして、上ガイド５は、上下方向
（即ち、Ｚ軸方向）の位置を任意位置に調節可能に設け
られており、そのための位置調節装置（図示しない）が
配設されている。

【００１０】また、テーブル駆動装置３は、加工テーブ
ル２と、この加工テーブル２をＸ軸方向へ移動駆動する
Ｘ軸モータ７と、加工テーブル２をＸ軸方向へ移動可能
に載置するテーブル台８と、このテーブル台８をＹ軸方
向へ移動駆動するＹ軸モータ９とから構成されている。
上記テーブル駆動装置３が、本発明のＸＹ駆動手段を構
成している。

【００１１】更に、ガイド駆動装置６は、上ガイド５を
支持する第１の支持部材１０と、この第１の支持部材１
０をＵ軸方向へ移動駆動するＵ軸モータ１１と、上記第
１の支持部材１０をＵ軸方向へ移動可能に支持する第２
の支持部材１２と、この第２の支持部材１２をＶ軸方向
へ移動駆動するＶ軸モータ１３とから構成されている。
上記ガイド駆動装置６が、本発明のＵＶ駆動手段を構成
している。

【００１２】また、ワイヤ４は、上ガイド５と下ガイド
１４によって上下方向に張られるように支持されてい
る。そして、上記ワイヤ４は、駆動ローラ及びブレーキ
ローラ（いずれも図示しない）によって、所定の張力が
与えられていると共に、上下方向に走行するように駆動
されている。また、下ガイド１４は、所定の位置に固定
されている。

【００１３】一方、ワイヤ放電加工機１は、上記した４
つの軸のモータ７、９、１１、１３を通電制御するため
のＮＣ装置１５を備えている。このＮＣ装置１５は、Ｃ
ＰＵ１６、メモリ１７、４つの軸のコントローラ１８〜
２１、４つの軸のドライバ２２〜２５、キーボード２
６、ディスプレイ２７等を有して構成されている。メモ
リ１７は、ＲＯＭやＲＡＭ等から構成されており、ＮＣ
装置１５の運転を制御するための制御プログラムや、Ｎ
Ｃプログラムや、各種のデータ等が記憶されている。

【００１４】上記ＮＣ装置１５のＣＰＵ１６は、制御プ
ログラム及びＮＣプログラム等に従って、各軸のコント
ローラ１８〜２１及び各軸のドライバ２２〜２５を介し
て各軸のモータ７、９、１１、１３を通電制御するよう
に構成されている。尚、モータ７、９、１１、１３は、
例えばサーボモータで構成されており、ＮＣ装置１５に
よりフィードバック制御される構成となっている。上記
構成の場合、ＮＣ装置１５が、本発明の制御手段を構成
している。

【００１５】また、ＮＣ装置１５のキーボード２６は、
作業者により操作されることにより、種々のデータ（後
述する移動禁止領域の設定データを含む）や指令やＮＣ
プログラム等をＮＣ装置１５に入力するための装置であ
る。この場合、キーボード２６及びＮＣ装置１５が、本
発明の禁止領域設定手段を構成している。尚、種々のデ
ータや指令やＮＣプログラム等を、パソコンからＮＣ装
置１５へ通信ラインを介して送信するように構成しても
良いし、フロッピーディスク（フロッピーディスクドラ
イブ）等を介してＮＣ装置１５に読み込ませるように構
成しても良い。更に、ＮＣ装置１５のディスプレイ２７
は、種々のデータやメッセージ等を表示するための表示
装置である。

【００１６】更にまた、ワイヤ放電加工機１は、ワイヤ
４に給電するための給電装置（図示しない）や、ワイヤ
４の駆動ローラを駆動制御するための駆動装置（図示し
ない）等を備えている。

【００１７】次に、本実施例のワイヤ放電加工機１にお
いて、上ガイド５の移動禁止領域を指定する方法、並び
に、指定された移動禁止領域に上ガイド５が移動しない
ようにテーブル駆動装置３及びガイド駆動装置６を駆動
制御する制御の内容について、図１、図３ないし図７も
参照して説明する。

【００１８】まず、説明を簡単にするために、図３に示
すように、加工テーブル２がＸ軸方向だけにしか移動し
ないと定義すると共に、上ガイド５がＵ軸方向だけにし
か移動しないと定義する。そして、加工テーブル２上に
ワーク２８が治具２９により固定されているとする。ま
た、初期状態において、Ｘ軸の原点「０」を下ガイド１
４の中心とする。ここで、上ガイド５の移動禁止領域を
指定するに当たっては、上ガイド５をＸ軸（ＸＹ平面）
に投影したときのＸ座標（ＸＹ座標）でもって指定す
る。

【００１９】具体的には、図３及び図４に示すように、
上ガイド５をＸ軸に投影したときのＸ座標である例えば
「１００」を、上ガイド５の移動禁止領域として指定す
る。この場合、上ガイド５の投影Ｘ座標が「１００」を
越える領域を移動禁止領域とする。そして、図４に示す
ように、加工テーブル２が左方へ移動されると共に、上
ガイド５が右方へ移動されると、上ガイド５をＸＹ平面
に投影したときのＸ座標が「１００」となることから、
上ガイド５はこれ以上右方へ移動することが禁止される
ように駆動制御される。例えば、図４に示す状態で、上
ガイド５を右方へ移動させようとする指令が出たとする
と（または、加工テーブル２を左方へ移動させようとす
る指令が出たとすると）、移動エラーとなり、アラーム
等が鳴動されて作業者に報知されると共に、上ガイド５
が図４に示す位置に停止したままとなる。尚、図４に示
す状態においては、加工テーブル２のＸ座標は「７０」
であり、上ガイド５のＵ座標は「３０」である。

【００２０】また、図５に示すように、加工テーブル２
が左方へ移動されると共に、上ガイド５が左方へ移動さ
れると、上ガイド５をＸＹ平面に投影したときのＸ座標
が「１００」となる。この状態では、上ガイド５がこれ
以上右方へ移動することが禁止されるようになってい
る。即ち、図５に示す状態で、上ガイド５を右方へ移動
させようとする指令が出たとすると（または、加工テー
ブル２を左方へ移動させようとする指令が出たとする
と）、移動エラーとなり、アラーム等が鳴動されて作業
者に報知されると共に、上ガイド５は図５に示す位置で
停止したままとなる。尚、図５に示す状態においては、
加工テーブル２のＸ座標は「１３０」であり、上ガイド
５のＵ座標は「−３０」である。

【００２１】従って、上ガイド５の投影Ｘ座標が「１０
０」以下である限り、上ガイド５がＵ軸方向へ自由に移
動されると共に、加工テーブル２がＸ軸方向へ自由に移
動されるように構成されている。

【００２２】そして、上述した１次元の移動制御を２次
元の移動制御に拡張した制御が、本実施例の移動制御で
ある。即ち、本実施例では、加工テーブル２をＸ軸及び
Ｙ軸方向に移動可能に構成すると共に、上ガイド５をＵ
軸及びＶ軸方向に移動可能に構成する。また、上ガイド
５の移動禁止領域を指定するに当たっては、上ガイド５
をＸＹ平面に投影したときのＸＹ座標でもって指定す
る。

【００２３】具体的には、図６及び図７に示すように、
上ガイド５をＸＹ平面に投影したときのＸＹ座標である
例えば４つの点（ＸＵ（＋）、ＹＶ（＋）、ＸＵ
（−）、ＹＶ（−））で、上ガイド５の移動禁止領域を
指定する。この場合、移動禁止領域として矩形状領域を
指定したときには、その矩形状領域の内側を移動禁止領
域とする場合（図７参照）と、上記矩形状領域の外側を
移動禁止領域とする場合（図６参照）とがある。

【００２４】そこで、本実施例では、外側を移動禁止領
域とする場合の設定パラメータを、外禁止領域パラメー
タ１＝（ＸＵ１（＋）、ＹＶ１（＋）、ＸＵ１（−）、
ＹＶ１（−））として定義する。そして、内側を移動禁
止領域とする場合の設定パラメータを、内禁止領域パラ
メータ２＝（ＸＵ２（＋）、ＹＶ２（＋）、ＸＵ２
（−）、ＹＶ２（−））として定義する。尚、各定義に
おいて、（＋）は原点に遠い点を示し、（−）は原点に
近い点を示している。

【００２５】従って、外禁止領域パラメータ１＝（ＸＵ
１（＋）、ＹＶ１（＋）、ＸＵ１（−）、ＹＶ１
（−））を、キーボード２６により入力（指定）した場
合、図６に示すように、矩形状領域の外側（斜線領域）
が移動禁止領域となり、内側が移動可動領域となる。そ
して、内禁止領域パラメータ２＝（ＸＵ２（＋）、ＹＶ
２（＋）、ＸＵ２（−）、ＹＶ２（−））を、キーボー
ド２６により入力（指定）した場合、図７に示すよう
に、矩形状領域の内側（斜線領域）が移動禁止領域とな
り、外側が移動可動領域となる。

【００２６】次に、上述したように指定された移動禁止
領域（換言すると、移動可動領域）に対して、上ガイド
５及び加工テーブル２を移動駆動する制御、即ち、ガイ
ド駆動装置６及びテーブル駆動装置３を駆動する制御の
具体的内容について、図１のフローチャートを参照して
説明する。

【００２７】まず、図１のステップＳ１の処理におい
て、上ガイド５及び加工テーブル２の現在位置を取り込
む。この場合、ＸＹ座標（Ｘ，Ｙ）に加工テーブル２の
現在位置のＸＹ座標（Ｘ０，Ｙ０）を代入すると共に、
ＵＶ座標（Ｕ，Ｖ）に上ガイド５の現在位置のＵＶ座標
（Ｕ０，Ｖ０）を代入する。

【００２８】続いて、上ガイド５をＸＹ平面に投影した
位置のＸ座標である現在位置Ａを求める、具体的には、
Ｘ０にＵ０を加算した値をＡとする（ステップＳ２）。
ここで、Ｘ０は、加工テーブル２の現在位置のＸ座標で
あり、これをＸ軸現在位置と呼ぶ。Ｕ０は、上ガイド５
の現在位置のＵ座標であり、これをＵ軸現在位置と呼
ぶ。そして、上記現在位置Ａが前述した移動可動領域
（指定された移動禁止領域と反対の領域）内であるか否
かを判断する（ステップＳ３）。

【００２９】ここで、現在位置Ａが移動可動領域内であ
った場合には、ステップＳ３にて「ＹＥＳ」へ進み、上
ガイド５をＸＹ平面に投影した位置のＹ座標である現在
位置Ｂを求める、具体的には、Ｙ０にＶ０を加算した値
をＢとする（ステップＳ４）。ここで、Ｙ０は、加工テ
ーブル２の現在位置のＹ座標であり、これをＹ軸現在位
置と呼ぶ。Ｖ０は、上ガイド５の現在位置のＶ座標であ
り、これをＶ軸現在位置と呼ぶ。

【００３０】続いて、上記現在位置Ｂが前述した移動可
動領域（指定された移動禁止領域と反対の領域）内であ
るか否かを判断する（ステップＳ５）。ここで、現在位
置Ｂが移動可動領域内であった場合には、ステップＳ５
にて「ＹＥＳ」へ進み、上ガイド５及び加工テーブル２
について、それぞれ現在位置から次の移動目標位置まで
の移動量（変化分）を求める（ステップＳ６）。この場
合、加工テーブル２の移動量のＸＹ成分を（Ｘ１，Ｙ
１）と定義し、これをＸＹ座標（Ｘ，Ｙ）に代入すると
共に、上ガイド５の移動量のＵＶ成分を（Ｕ１，Ｖ１）
と定義し、これをＵＶ座標（Ｕ，Ｖ）に代入する。

【００３１】そして、上ガイド５の移動目標位置をＸＹ
平面に投影した位置のＸ座標であるＸ軸移動目標位置Ｃ
を求める、具体的には、ＡにＸ１にＵ１を加算した値を
Ｃとする（ステップＳ７）。続いて、上記Ｘ軸移動目標
位置Ｃが前述した移動可動領域内であるか否かを判断す
る（ステップＳ８）。

【００３２】ここで、Ｘ軸移動目標位置Ｃが移動可動領
域内であった場合には、ステップＳ８にて「ＹＥＳ」へ
進み、上ガイド５の移動目標位置をＸＹ平面に投影した
位置のＹ座標であるＹ軸移動目標位置Ｄを求める、具体
的には、ＢにＹ１にＶ１を加算した値をＤとする（ステ
ップＳ９）。続いて、上記Ｙ軸移動目標位置Ｄが前述し
た移動可動領域内であるか否かを判断する（ステップＳ
１０）。

【００３３】この判断において、Ｙ軸移動目標位置Ｄが
移動可動領域内であった場合には、ステップＳ１０にて
「ＹＥＳ」へ進み、上ガイド５及び加工テーブル２を移
動させるための移動指令パルスを分配する（ステップＳ
１１）。これにより、ガイド駆動装置６のＵ軸モータ１
１、Ｖ軸モータ１３並びにテーブル駆動装置３のＸ軸モ
ータ７、Ｙ軸モータ９が通電駆動され、上ガイド５及び
加工テーブル２がそれぞれ移動目標位置へ移動される。

【００３４】一方、上記ステップＳ８において、Ｘ軸移
動目標位置Ｃが移動可動領域内でなかった場合、並び
に、上記ステップＳ１０において、Ｙ軸移動目標位置Ｄ
が移動可動領域内でなかった場合には、それぞれ「Ｎ
Ｏ」へ進み、移動エラー処理を実行する（ステップＳ１
２）。この移動エラー処理では、例えばアラーム等を鳴
動させて作業者に報知すると共に、上ガイド５及び加工
テーブル２を移動させず、停止させたままとする。

【００３５】また、上記ステップＳ３において、現在位
置Ａが移動可動領域内でなかった場合、並びに、上記ス
テップＳ５において、現在位置Ｂが移動可動領域内でな
かった場合も、それぞれ「ＮＯ」へ進み、上記した移動
エラー処理を実行する（ステップＳ１２）。尚、上述し
た移動制御を実行しておれば、現在位置Ａ、Ｂが移動可
動領域内でない場合（即ち、移動禁止領域内である場
合）は、ほとんど発生しない稀なケースである。

【００３６】そして、上述した移動制御の実行によっ
て、上ガイド５の位置をＸＹ平面に投影したＸＹ座標が
移動可動領域内である限り、上ガイド５がＵＶ軸方向へ
（ＵＶ平面内で）自由に移動されると共に、加工テーブ
ル２がＸＹ軸方向へ（ＸＹ平面内で）自由に移動される
構成となっている。

【００３７】このような構成の本実施例によれば、移動
させる上ガイド５をＸＹ平面に投影したときのＸＹ座標
でもって上ガイド５の移動禁止領域を指定するように構
成したので、ＮＣ装置１５によって上ガイド５が移動禁
止領域内に移動しないようにテーブル駆動装置３及びガ
イド駆動装置６を制御することが容易になる。これによ
り、上ガイド５が治具２９等に衝突することを確実に防
止することができる。そして、ワイヤ放電加工機用のＮ
Ｃプログラムを作成するときに、上ガイド５が治具２９
等に衝突することについては考慮しなくても、上記衝突
を防止することができることから、ＮＣプログラムの作
成作業が簡単になる。

【００３８】この場合、作成したＮＣプログラムを実際
に実行したときに、前述した移動エラー（ステップＳ１
２）が発生したら、その部分のＮＣプログラムを修正す
れば良い。そして、このときには、上ガイド５等が衝突
することがないから、上ガイド５等が破損することもな
い。従って、ＮＣプログラムの作成作業がかなり容易に
なる。

【００３９】尚、上記実施例では、ワイヤ放電加工機１
の上ガイド５をＵＶ平面上で移動させるように構成した
が、これに代えて、上ガイド５を固定し、下ガイド１４
をＵＶ平面上で移動させるように構成しても良い。ま
た、上記実施例では、上ガイド５の移動禁止領域を指定
するに当たって、矩形状領域を指定する指定パラメータ
を用いたが、これに限られるものではなく、矩形状領域
以外の形状（円、楕円、扇形、曲がった曲線で囲まれた
形状等）の領域を指定する指定パラメータを用いても良
い。

【００４０】

【発明の効果】本発明は以上の説明から明らかなよう
に、移動させるガイドをＸＹ平面に投影したときのＸＹ
座標でもってガイドの移動禁止領域を指定すると共に、
制御手段によってガイドが移動禁止領域内に移動しない
ようにＸＹ駆動手段及びＵＶ駆動手段を制御するように
構成したので、ガイドが治具等に衝突することを防止で
き、また、ワイヤ放電加工機用のＮＣプログラムを作成
する作業を簡単化し、更に、例えＮＣプログラムの作成
に誤りがあったとしても、ガイドと治具との衝突を防ぐ
ことができるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すフローチャート

【図２】ワイヤ放電加工機の概略構成及びブロック図を
示す図

【図３】加工テーブル及び上ガイドをｘ軸方向及びＵ軸
方向へ移動させる例を示す図

【図４】加工テーブル及び上ガイドをｘ軸方向及びＵ軸
方向へ移動させる例において、上ガイドが治具に干渉す
る位置を示す図

【図５】加工テーブル及び上ガイドをｘ軸方向及びＵ軸
方向へ移動させる例において、上ガイドが治具に干渉す
る異なる位置を示す図

【図６】移動禁止領域が矩形状の領域であって、その外
側が移動禁止領域である領域を示す図

【図７】移動禁止領域が矩形状の領域であって、その内
側が移動禁止領域である領域を示す図

【符号の説明】

１はワイヤ放電加工機、２は加工テーブル、３はテーブ
ル駆動装置（ＸＹ駆動手段）、４はワイヤ、５は上ガイ
ド、６はガイド駆動装置（ＵＶ駆動手段）、１４は下ガ
イド、１５はＮＣ装置（制御手段）、２６はキーボー
ド、２７はディスプレイ、２８はワーク、２９は治具を
示す。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】加工テーブルをＸＹ平面内で移動させる
ＸＹ駆動手段と、ワイヤを支持する上ガイドまたは下ガ
イドのうちの一方のガイドをＸＹ平面と平行なＵＶ平面
内で移動させるＵＶ駆動手段とを備えて成るワイヤ放電
加工機において、前記移動させるガイドをＸＹ平面に投影したときのＸＹ
座標でもって、前記移動させるガイドの移動禁止領域を
指定する禁止領域指定手段と、前記移動させるガイドが前記移動禁止領域内に移動しな
いように、前記ＸＹ駆動手段及び前記ＵＶ駆動手段を制
御する制御手段とを備えたことを特徴とするワイヤ放電
加工機。
【請求項２】前記移動禁止領域として矩形状領域を指
定したときに、その矩形状領域の内側を移動禁止領域と
するか、または、外側を移動禁止領域とするかを指定可
能に構成されていることを特徴とする請求項１記載のワ
イヤ放電加工機。