JP2003025155A

JP2003025155A - ワイヤ放電加工機、プログラム

Info

Publication number: JP2003025155A
Application number: JP2001217852A
Authority: JP
Inventors: Yoshihisa Katayama; 良久片山
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2001-07-18
Filing date: 2001-07-18
Publication date: 2003-01-29

Abstract

(57)【要約】【課題】ワイヤ切れ位置を容易に把握可能なワイヤ放電
加工機を提供する。【解決手段】現在のワイヤ残量を検出し、ＮＣ加工プロ
グラムのうち加工条件の変更を指示する「Ｇ２１０」で
始まる行または加工停止命令「Ｍ５８７」のある行から
始まる加工条件単位毎にワイヤ消費量を求めプログラム
全体のワイヤ消費量を算出する。プログラム全体のワイ
ヤ消費量に現在のワイヤ残量が満たない場合にはワイヤ
消費量が少なくなるよう加工条件変更命令である「Ｇ２
１０」で始まる行のワイヤ送り速度を示す「Ｉ」の値を
書換え、再度プログラム全体のワイヤ消費量を算出して
ワイヤ残量と比較する。それでもワイヤ残量が不足する
場合には１加工条件単位戻ったポイントでのワイヤ消費
量を算出する。まだ不足する場合にはさらに１加工条件
単位戻って比較する。こうしてワイヤ残量が足りる条件
変更ポイントを求め表示装置に表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】ワイヤ放電加工機等に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば実用新案登録公報第２
５１０１０９号に記載のワイヤ放電加工機のように、現
在のワイヤの残量を算出して表示する機能を備えたワイ
ヤ放電加工機が知られている。このようなワイヤ放電加
工機によれば、作業者はワイヤの残量を数値として確認
することができる。したがって、作業者はその数値に応
じて加工に必要な残量があるか否かを判断し、不足する
と思われる場合には事前にワイヤを交換することができ
る。

【０００３】また、実用新案登録公報第２５１０１０９
号に記載のワイヤ放電加工機は、加工開始前にＮＣ加工
プログラムを走査して加工完了までの加工所要時間を算
出する一方ワイヤ残量から加工可能時間を算出し、両者
を比較することで、現在のワイヤ残量で加工完了まで足
りるか否かを表示する機能を備えている。このようなワ
イヤ放電加工機によれば、作業者の経験や勘に頼ること
なく、現在のワイヤ残量で加工が完了するか否かを知る
ことができる。加工の途中でワイヤが無くなると、張力
の無い状態で放電が行われる等するためワークに縦筋が
生じるなどの問題を引き起こす。しかしこのように加工
開始前にワイヤが足りるか否かを知ることができるの
で、予めワイヤを交換することが可能となり、こうした
問題を未然に防止することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ワイヤ
の交換は加工開始前だけでなく加工の途中でできる場合
もある。例えば、ワイヤ切れの発生する場所が加工精度
の要求されない位置であれば、縦筋等が生じても問題な
い場合がある。また、加工プログラムにより加工が停止
されるポイントや加工条件が変更されるポイントではワ
イヤの交換が可能である。一方で、精度の要求される加
工途中のポイントでは、縦筋等が発生すると問題である
のでワイヤ切れが発生しないようにしたい。したがっ
て、どのポイントでワイヤ切れが発生するのかを作業者
は事前に知りたい。

【０００５】しかしながら、従来のように加工完了まで
ワイヤが足りるか否かが表示されるだけでは、どのポイ
ントでワイヤが無くなるのか、またどのポイントでワイ
ヤが交換可能であるのかが分からないという問題があっ
た。特に加工プログラム中に加工条件を変更する命令が
含まれる場合には、加工条件の変更がある毎にそれ以降
のワイヤの消費量が変化するため、どのポイントでワイ
ヤ切れが発生するのかを作業者が予測するのが困難であ
った。

【０００６】そこで、本発明はワイヤ切れポイントを容
易に把握可能することのできるワイヤ放電加工機を提供
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段及び発明の効果】上述した
問題点を解決するためになされた請求項１に記載のワイ
ヤ放電加工機は、現在のワイヤ残量と加工条件単位毎の
ワイヤ消費量とを算出し、これらに基づきワイヤ切れの
発生するポイントを報知する。したがって、加工条件の
変化によるワイヤ消費量の差異を加味してワイヤ切れの
発生するポイントを作業者に知らせることができる。よ
って、作業者はこのポイントに応じてワイヤを交換すべ
きか否かを容易に判断することができる。

【０００８】そしてさらに、請求項２に示すようにし
て、ワイヤ切れ発生ポイントに代え、またはワイヤ切れ
発生ポイントに加えて、ワイヤの最適交換ポイントを報
知するようにするとよい。この最適交換ポイントはワイ
ヤ切れ発生ポイントを含む加工条件単位の前の加工条件
単位の終了ポイントとする。このように最適交換ポイン
トを報知することで、作業者はワイヤを交換するのに好
ましいポイントを容易に把握することができる。

【０００９】なお、こうしたポイントの報知は例えば加
工プログラムの該当部分を表示するようにしてもよい
し、加工プログラムに基づく加工状態をビジュアルに表
示しその中にポイントをマーク等で表示するようにして
もよい。また例えばドライランの際にそのポイントで加
工を一時停止させるなどして報知してもよいし、音声等
で報知してもよい。

【００１０】このようにして作業者は報知されたポイン
トに加工が至るのを見計らってワイヤの交換を行うこと
ができるが、さらに請求項３のように報知されたポイン
トからワイヤの交換ポイントを選択可能とし、選択入力
されたポイントでワイヤが交換可能な状態に設定すると
よい。ワイヤが交換可能な状態に設定するとは、例え
ば、そのポイントに達した際に加工を停止したり、ある
いは加工を停止させるように予め加工プログラムを変更
したりすることを含む。このようにすれば作業者は、交
換ポイントでワイヤを交換可能な状態にするために加工
プログラムを手動で書き換えたり、加工が交換ポイント
に達したか否かを監視したりする必要がなくなり、作業
量を軽減することができる。

【００１１】なお、請求項４に示すようにワイヤ切れが
発生しない場合にはその旨を報知すればよい。また、各
プログラム単位毎のワイヤ消費量は予め設定された制御
パラメータから求められるが、請求項５に示すようにし
てこのワイヤ消費量を変更できるようにするとよい。例
えば加工プログラム内の加工条件変更命令に対応する制
御パラメータの値を変更し、ワイヤ消費量を減らすよう
にようにしてもよいし、請求項６に示すように、加工プ
ログラムの加工条件変更命令自体を書き換えてワイヤ消
費量を減らすようにしてもよい。

【００１２】ワイヤ消費量を減らすためには、ワイヤ放
電加工機の各種の制御パラメータを変更すればよい。例
えば、請求項７に示すようにワイヤ送り速度を調整すれ
ばよい。一般的にワイヤ送り速度を遅くすることにより
ワイヤ消費量を減らすことができる。こうして設定す
るワイヤ送り速度としては、請求項８に示すように、例
えばその他のパラメータとの関係などから設定可能な範
囲の最小ワイヤ送り速度としたり、請求項９に示すよう
に必要面粗度に応じた最適ワイヤ送り速度とすることが
できる。

【００１３】このようなワイヤ消費量の変更は任意の時
点で行えるようにすればよいが、請求項１０に示すよう
に算出された各加工条件単位のワイヤ消費量の合計値が
ワイヤ残量より大きい場合、すなわち、加工完了までに
必要なワイヤ消費量にワイヤ残量が満たない場合に行う
とよい。

【００１４】そして、請求項１１に示すように、ワイヤ
消費量の変更があった場合には、再度ワイヤ消費量を算
出し直して、ワイヤ切れが発生するか否かを判定し、ワ
イヤ切れが発生する場合にはそのワイヤ切れ発生ポイン
トを特定して報知するとよい。また同様に再計算後の最
適交換ポイントを算出して報知するとよい。

【００１５】このようにして、加工完了までにワイヤ切
れが発生する場合には自動的にワイヤ消費量を調節した
上、調整後のワイヤ切れ発生ポイント等を報知すること
で、作業者は容易に加工条件を調整することができる。
なお、このようなワイヤ消費量の算出は、例えば加工プ
ログラムにおける加工開始前や、加工プログラム全体に
対するドライランやマシンロックの際であればプログラ
ム全体に対して行えばよい。一方、すでに加工プログラ
ムによる加工を開始している場合には請求項１２のよう
にすればよい。このようにすることで残り部分の加工を
行うのにワイヤが足りるか否かが分かり、足りない場合
にはどこでワイヤ切れが発生しどこが最適交換ポイント
かを知ることができる。

【００１６】なお、ワイヤ切れ発生ポイントは、加工プ
ログラムを走査して各加工条件単位毎のワイヤ消費量を
順に加算していき、ワイヤ残量よりも大きくなったポイ
ントを求めることで特定してもよいし、請求項１３に示
すように、加工完了ポイントから逆に走査して（加工完
了時のワイヤ消費量から各加工条件単位のワイヤ消費量
を減算して）特定してもよい。

【００１７】また、ワイヤ残量算出手段は例えばワイヤ
ボビンの重量や、予め入力されたワイヤ残量から算出し
てもよいし、請求項１４のようにして算出してもよい。
そして、請求項１〜１４のいずれかに記載のワイヤ放電
加工機としての機能は、請求項１５に示すように、例え
ば、コンピュータで実行するプログラムとして備えるこ
とができる。このようなプログラムの場合、例えば、フ
ロッピー（登録商標）ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ
−ＲＯＭ、ハードディスク、ＲＯＭ、ＲＡＭ等のコンピ
ュータ読み取り可能な記録媒体に記録し、必要に応じて
コンピュータにロードして起動することにより用いるこ
とができる。また、ネットワークを介してロードして起
動することにより用いることもできる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明が適用された実施例
について図面を用いて説明する。なお、本発明の実施の
形態は、下記の実施例に何ら限定されることなく、本発
明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採りうること
は言うまでもない。

【００１９】図１はワイヤ放電加工機の概略構成を示す
図である。工作物１が載置固定されるテーブル２は図示
しない案内構造に案内され、水平面内で移動可能であ
る。テーブル２はＸ軸サーボモータ３及びＹ軸サーボモ
ータ４によりワイヤ電極１１に対して相対的に移動す
る。

【００２０】ワイヤ電極１１は上下に配設されたダイス
状のワイヤガイド１６，１７により案内され、垂直に張
架される。上下のワイヤガイド１６，１７とそれぞれ一
体に、加工液を噴射するノズル８，９が設けられてい
る。上下の各ノズル８，９はそれぞれワイヤ電極１１の
軸方向に加工液を噴射し、加工間隙５に強い加工液流を
作る。ワイヤ電極１１には給電子１０が摺接され、図示
しない電源装置からパルス状の電圧が印加される。この
パルス状の電圧によりワイヤ電極１１と工作物１との間
に放電を発生し加工を行う。

【００２１】ワイヤ電極１１はワイヤ供給ボビン１２か
ら繰出され、テンションローラ１３及びピンチローラ１
４の間を通り、上案内ローラ１５を経由して給電子１０
に摺接し、上下のワイヤガイド１６，１７を挿通して下
案内ローラ１８に至り、ワイヤ駆動ローラ１９及びピン
チローラ２０の間を通って図示しない巻取りボビンに排
出される。下方のワイヤ駆動ローラ１９はワイヤ駆動モ
ータ２１に連結され、所定回転速度で回転駆動される。
また、上方のテンションローラ１３はブレーキモータ２
２に連結され、所定トルクが与えられる。駆動ローラ１
９及びテンションローラ１３により上下のワイヤガイド
１６，１７間のワイヤ電極１１に所定の張力が与えられ
垂直に張架される。

【００２２】そしてワイヤ電極の走行速度を検出する走
行速度検出器として、テンションローラ１３の回転を検
出するエンコーダ２３がテンションローラ１３に連結さ
れている。また、ワイヤ供給ボビン１２の回転速度を検
出する回転速度検出器として、エンコーダ２４がワイヤ
供給ボビン１２に連結されている。上記２つのエンコー
ダ２３，２４からの信号は制御装置３０に出力される。

【００２３】図２は制御装置３０を示すブロック図であ
る。制御装置３０は、コンピュータ（ＣＰＵ）３１，各
種メモリ（ＲＯＭ，ＲＡＭ）３２，３３，選択入力手段
としてのキーボード３４，報知手段としてのＣＲＴディ
スプレイ３５を備え、各エンコーダ２３，２４からの出
力信号を計数するカウンタ３６，３７を備えている。こ
れら制御装置３０のハードウェアは独立したものとして
存在するのではなく、ワイヤ放電加工機の全体を制御す
るＮＣ制御装置のハードウェアと共用される。そして、
制御装置３０としての機能は、ワイヤ放電加工機本来の
制御の空き時間における処理により実現される。ＣＰＵ
３１では単位時間当たりの各カウンタ３６，３７の計数
値の増加値からテンションローラ１３の回転速度Ｎ_R及
びワイヤ供給ボビン１２の回転速度Ｎ_Bを検出し、これ
ら２つの回転速度Ｎ_R，Ｎ_Bに基づいてワイヤ残量を算出
する。

【００２４】ワイヤ残量を算出する方法について説明す
る。図３はワイヤ供給ボビンを示す断面図である。ここ
で、Ｄ_Oはボビンの軸径，Ｂはワイヤの巻幅，Ｄはワイ
ヤ電極１１の巻径である。図３及び図１を参照し、テン
ションローラ１３の直径をＤ _Rとし、テンションローラ
１３の回転速度がＮ_Rワイヤ供給ボビンの回転速度がＮ _B
であったとすると、ワイヤ電極１１の供給走行速度ｆは
次式で与えられる。

【００２５】ｆ＝πＤＮ_B＝πＤ_RＮ_R …（１）従って、ワイヤ供給ボビン１２での巻径Ｄは次式で算出
される。Ｄ＝Ｄ_R・Ｎ_R／Ｎ_B …（２）さて、巻径Ｄが与えられた場合、ワイヤ供給ボビン１２
に巻回されているワイヤ電極１１の長さｌは次式で与え
られる。

【００２６】ｌ＝η×（Ｄ²−Ｄ_O ²）Ｂ／ｄ² …（３）ここで、ｄはワイヤ電極の直径，ηはワイヤ電極１１の
巻子率（巻回密度）である。ηはワイヤ電極１１の種類
に対応した一定値を示し、通常は０．４〜０．７の一定
値である。上式に（２）式を代入することにより、ワイ
ヤ電極の長さ残量ｌは次式で算出される。

【００２７】ｌ＝η｛（Ｄ_R・Ｎ_R／Ｎ_B）²−Ｄ_O ²｝Ｂ／ｄ² …（４）従って、ワイヤ供給ボビン１２の形状に依存するパラメ
ータである巻幅Ｂ，軸径Ｄ_O，及びワイヤ電極１１の種
類に依存するパラメータである線径ｄ，巻子率ηを予め
記憶しておくことにより、各エンコーダ２３，２４から
検出されるテンションローラ１３の回転速度Ｎ_Rとワイ
ヤ供給ボビン１２の回転速度Ｎ_Bとから、現在のワイヤ
電極１１の長さ残量ｌを（４）式により算出することが
できる。

【００２８】なお、ワイヤ放電加工機本来の機能として
は、ＲＡＭ３３に記憶されたＮＣ加工プログラムに基づ
いてＣＰＵ３１が、Ｘ軸サーボモータ３、Ｙ軸サーボモ
ータ４、ワイヤ駆動モータ２１、ブレーキモータ２２、
パルス状の電圧等を制御して工作物１を加工する加工機
能に加え、こうした加工制御に先立ちＮＣ加工プログラ
ムに基づいて加工の様子をシミュレートしてＣＲＴ３５
に表示するマシンロック機能や描画機能、またワイヤ電
極１１を駆動させずにＸ軸サーボモータ３・Ｙ軸サーボ
モータ４を駆動してテーブル２の移動による工作物１の
移動状態を確認できるドライラン機能を備えている。こ
うした機能により、ＮＣ加工プログラムが正しいか否か
を確認することができる。

【００２９】例えば、図示しない入力装置（例えばディ
スク等の記録媒体や通信回線、キーボード３４等）より
ＲＡＭ３３へ入力された図４に示すＮＣ加工プログラム
５０に基づき、図５（ａ）に示す工作物１からワーク１
ａを得たり、これに先立ってマシンロックや描画、ドラ
イランを行い加工の様子を確認することができる。

【００３０】図４のＮＣ加工プログラム５０は、図５
（ａ）に示す工作物１（上面図）の開始点に設けた貫通
孔に通したワイヤを相対的に図５（ａ）中に破線で示す
矢印の方向へ、右へ１０、上へ１０、左へ１０（例えば
単位はｃｍ）移動させて加工を行うことを、加工条件を
変更して３回繰り返し、最後に図５（ａ）中に一点鎖線
で示す矢印の方向へ（下へ）ワイヤを１０相対的に移動
させて加工を行い、精密な面粗度の面（破線側の面）を
持つワーク１ａを得るためのＮＣ加工プログラムであ
る。ＣＰＵ３１は、こうしたＮＣ加工プログラム５０を
ＲＡＭ３３から読み出して、各行の内容に基づき制御を
行う。

【００３１】例えば、図４の１行目の「Ｇ２１０」は加
工条件の変更を示すコマンド（加工条件変更命令）であ
る。「Ｇ２１０」に続く「Ｘ２０．Ｙ１０Ｉ２０」
はそれぞれ順に、放電周期の設定値、放電エネルギの設
定値、ワイヤ送り速度の設定値を示す。ＣＰＵ３１は、
これらの設定値に対応するＸ軸サーボモータ３、Ｙ軸サ
ーボモータ４、ワイヤ駆動モータ２１、ブレーキモータ
２２、パルス状の電圧等の制御パラメータの値をＲＯＭ
３２に記憶されたテーブルから検索してセットする。

【００３２】次に図４の２行目は、相対移動を示すコマ
ンドであり、Ｘ方向にワイヤを開始点に対して相対的に
値「１０」に相当する分（例えば１０ｃｍ）だけ移動す
ることを示す。同様に３行目はＹ方向に続けて１０、４
行目はＸ方向に続けて−１０移動するコマンドであり、
５行目は加工を一旦停止させるコマンド、６行目はワイ
ヤを切断するコマンド、７行目は早送りでＹ方向に−１
０移動させるコマンド、８行目はワイヤを自動結線する
コマンドである。８行目までのコマンドを実行すると、
図５（ａ）の破線で示す矢印の側の面の加工が行われ、
元の開始点で結線された状態になる。

【００３３】そしてさらに、９行目で加工条件をワイヤ
送り速度の設定値を「１５」に落として、１０行目で内
側にオフセットする。１０行目の「Ｈｎ１」はＲＯＭ３
２に記憶されたパラメータのオフセット量である。１１
行目は加工開始コマンドであり、１２行目〜１４行目の
コードに基づいて２行目〜４行目と同様に図５（ａ）の
破線で示す矢印の方向にワイヤを相対的に移動させて放
電加工を行う。このように同一の箇所を加工条件を変更
して２度目の加工を行うことをセカンドカット（２ｎｄ
カット）という。これに対して前述の１回目の加工をフ
ァーストカット（１ｓｔカット）という。

【００３４】続いて１５行目〜１８行目は５行目〜８行
目と同様の動作（加工停止→ワイヤ切断→移動→ワイヤ
結線）をし、１９行目でさらに加工条件を変更して、ワ
イヤ送り速度の設定値を「１２」に落として、２０行目
でＲＯＭ３２に記憶されたパラメータ「Ｈｎ２」に基づ
いたオフセット量だけ内側へオフセットし、２１行目で
加工を開始して、２２行目〜２４行目のコードに基づい
て２行目〜４行目と同様に図５（ａ）の破線で示す矢印
方向にワイヤを相対的に移動させて放電加工を行う。こ
のような３回目のカットをサードカット（３ｒｄカッ
ト）という。

【００３５】そして、２５行目で加工条件を変更して、
２６行目でＹ方向に続けて−１０（図５（ａ）において
一点鎖線の矢印で示す方向）に放電加工を行い、掴みし
ろを切り落とす。続く２７行目の「Ｍ０２」は、終了コ
ードである。したがって、加工をここで終了する。この
ようにしてワーク１ａを得ることができる。

【００３６】図４に示したようなプログラムの各行をブ
ロックと呼び、１行目〜４行目、５行目〜８行目、９行
目〜１４行目、１５行目〜１８行目、１９行目〜２４行
目、２５行目〜２６行目のように加工条件の変更または
加工停止命令（コマンド）から始まる一連の加工単位を
加工条件単位と呼ぶ。また１行目から２７行目のように
開始から終了までを一連のプログラムと呼ぶ。

【００３７】このように、１ｓｔカット、２ｎｄカッ
ト、３ｒｄカットと、ワイヤ送り速度を落として同一箇
所を繰り返しワイヤ放電加工することにより、ワーク１
ａの加工面の面粗さを小さくすることができ、高精度な
加工面を持つワーク１ａを得ることができる。

【００３８】このような加工に先立ち、またはこのよう
な加工の途中で、加工完了までのワイヤ消費量を予測す
るため、未加工部分の加工路残路長を求める。加工条件
単位毎（例えば図４の１行目〜４行目）の加工残路長Ｌ
ｉは、各々の加工条件単位に含まれるブロック（各行）
の加工路長の合計値となる。例えば、図４の１行目〜４
行目の第１加工条件単位の加工残路長Ｌ₁＝０＋１０＋
１０＋１０＝３０となる。同様にして、各加工条件単位
毎の加工残路長Ｌｉを求める。

【００３９】なお図４の１行目の「Ｇ２１０」のように
テーブル２を移動させない制御コードによる加工路長は
０である。５行目の「Ｍ５８７」のようにワイヤが走行
していないブロックはテーブルが移動しても加工をしな
いので加工路長は０である。また、加工が完了した加工
条件単位の加工残路長は０、加工途中の加工条件単位の
加工残路長は未加工部分のブロック（行）の加工路長か
ら求める。

【００４０】このようにして各加工条件単位毎の加工残
路長Ｌｉを求めることで、加工が完了していない部分の
プログラム全体（第１加工条件単位から第ｎ加工条件単
位まで）の加工路長Ｌは次式で求めることができる。

【００４１】

【数１】

【００４２】そして、各加工条件単位での加工時間ｔｉ
は、各加工条件単位の加工条件に対応付けてＲＯＭ３２
に記憶されたテーブルから求めたテーブル送り速度Ｖｉ
からｔｉ＝Ｌｉ／Ｖｉ … （６）で求められる。したがって、未加工のプログラム全体で
の加工時間ｔは、

【００４３】

【数２】

【００４４】となる。そして、各加工条件単位の加工完
了までにかかるワイヤ消費量Ａｉは、その加工条件単位
毎の時間当たりのワイヤ消費量をＴｉとすると、Ａｉ＝ｔｉ・Ｔｉ …（８）となる。このワイヤ消費量Ｔｉは、加工条件単位毎の時
間当たりのワイヤ消費量をＴｉは加工条件変更命令のワ
イヤ送り速度（例えば図４の１行目のＩ２０）からＲＯ
Ｍ３２に記憶されたテーブルの値から検索して求める。

【００４５】式（８）から加工を完了していない部分の
プログラム全体（例えば図４のＮＣ加工プログラム５０
全体）でのワイヤ消費量Ａは、

【００４６】

【数３】

【００４７】となる。したがって、装着されているワイ
ヤ供給ボビン１２のワイヤ残量ｌで、加工終点まで加工
を行うには、次式を満たさなければならない。Ａ＜ｌ …（１０）こうして、（１０）式により現在のワイヤ供給ボビン１
２で加工が完了するか否かを判別することができる。

【００４８】以上述べた算出方法に基づいてＣＰＵ３１
ではワイヤ残量、ワイヤの予測消費量、加工時間の算出
を行い、その結果をＣＲＴディスプレイ３５に表示した
り、現在のワイヤ残量で加工が行える位置を表示する加
工予測処理を行う。このような処理は、ワイヤが送られ
ておりワイヤ残量ｌが算出可能な状態であれば加工中で
も、加工開始前でも行うことができる。

【００４９】このような加工予測処理について図６〜図
８を参照して説明する。この加工予測処理は、前述した
ようなワイヤ放電加工機の本来の加工処理とマルチタス
クで並行して行う。また加工処理に先立って、マシンロ
ック、描画、ドライラン中に行うこともできる。この場
合は、予めワイヤを走行させワイヤ残量ｌを求めてお
く。

【００５０】図６のＳ１１０では、フラグｆｌを０にリ
セットする。このフラグｆｌは、後述するワイヤ送り速
度の調整を行ったか否かを示すフラグである。値０はワ
イヤ送り速度の調整を行っていないことを示す。次い
で、Ｓ１２０では、キーボード３４からワイヤ供給ボビ
ン１２の軸径Ｄ_O，巻幅Ｂ，ワイヤ電極１１の線径ｄが
入力を促す。すなわち、ＣＲＴ３５にこれらパラメータ
の入力画面を表示して、キーボード３４からの入力を受
け付ける。ＣＰＵ３１は入力されたボビンの軸径Ｄ_O，
ワイヤの巻幅Ｂ，ワイヤ電極１１の巻径ｄの値をメモリ
（ＲＡＭ）３３に格納する。

【００５１】ここで、ワイヤ供給ボビン１２の形状は表
１に示す様に規格化されているので、軸径Ｄ_O，巻幅Ｂ
の数値を入力する代わりに、ボビン記号Ｐ−１，Ｐ−
３，Ｐ−５等を入力してもよい。この場合は、ＣＰＵ３
１がボビン記号に対応する軸径Ｄ_O，巻幅Ｂの値を予め
メモリ（ＲＯＭ）３２に格納されているテーブルより検
索する。

【００５２】

【表１】

【００５３】次にＳ１３０では、ワイヤ駆動モータ２１
及びブレーキモータ２２を駆動し、ワイヤ電極１１が走
行を開始するまで待つ。走行を開始するとＳ１４０以下
の処理に移る。Ｓ１４０では、ワイヤ供給ボビン１２の
回転速度Ｎ_B及びテンションローラ１３の回転速度Ｎ_Rを
各カウンタ３６，３７の値を読み出して検出する。

【００５４】続くＳ１５０では、ＲＡＭに記憶されたＮ
Ｃ加工プログラムを走査解析する（先読みする）。すな
わち加工条件の変更点を抽出し、加工条件の変更点から
次の加工条件の変更点の直前の行（ブロック）までを１
加工条件単位として設定する。そして各加工条件単位で
の制御パラメータをＲＯＭ３２に記憶されたテーブルか
ら決定する。

【００５５】続いて、予めメモリ（ＲＯＭ）３２に格納
されている巻子率η，テンションローラ径Ｄ_R，キーボ
ード３４からメモリ（ＲＡＭ）３３に設定記憶された軸
径Ｄ_O，巻幅Ｂ，線径ｄ等のパラメータの値を用い、
（４）式に従ってワイヤ電極１１の長さ残量ｌを算出す
る（Ｓ１６０）。

【００５６】そして、Ｓ１５０で先読みしたワイヤ送り
速度の設定値に応じた加工条件単位毎の単位時間当たり
のワイヤ消費量Ｔ_iを、ＮＣ加工プログラムで設定され
るワイヤ送り速度の設定値（例えば図４の１行目）とワ
イヤ消費量の対応をＲＯＭ３２に記憶されたテーブルか
ら求める（Ｓ１７０）。ＲＯＭ３２には、例えばワイヤ
送り速度がＩ１〜Ｉ２５の２５段階に設定できる場合に
は、これに対応付けたワイヤ消費量（Ｔ１〜Ｔ２５）の
値が記憶されている。

【００５７】続いて、式（５）より残りのプログラム全
体の加工路長Ｌを求め（Ｓ１８０）、式（７）より残り
のプログラム全体での加工時間ｔを求める（Ｓ１９
０）。続く図７のＳ２１０では、式（１０）より、プロ
グラム全体でのワイヤ消費量Ａを求める。

【００５８】そして、Ｓ２２０で、残りのプログラム全
体でのワイヤ消費量Ａと、ワイヤ残量ｌとを比較し、ワ
イヤ消費量Ａがワイヤ残量ｌより小さい場合には（Ｓ２
２０：ＹＥＳ）、Ｓ２３０へ移行してワイヤ残量ｌと残
りのプログラム全体での加工時間ｔと、ワイヤ消費量Ａ
をＣＲＴ３５に表示して終了する。

【００５９】一方、ワイヤ消費量Ａがワイヤ残量ｌ以上
の場合（すなわち加工終了までにワイヤ切れ（ワイヤ不
足）が発生することが予測される場合）には（Ｓ２２
０：ＮＯ）、Ｓ２４０へ移行する。Ｓ２４０では、フラ
グｆｌが１か否かを判定する。フラグｆｌが１ならば
（Ｓ２４０：Ｓ３１０）に移行し、フラグｆｌが１でな
ければ（Ｓ２４０：ＮＯ）、図８のＳ２５０へ移行す
る。Ｓ１１０でフラグｆｌは０にセットされているの
で、最初の実行時には、Ｓ２５０へ移行する。

【００６０】図８のＳ２５０では、必要面粗度の入力を
促し、キーボード３４から必要面粗度の入力があった場
合には（Ｓ２５０：ＹＥＳ）Ｓ２６０へ移行する。一
方、必要面粗度の入力が省略された場合には、Ｓ２７０
へ移行する。Ｓ２６０では、入力された必要面粗度に対
応する最適ワイヤ送り速度をＲＯＭ３２に記憶されたテ
ーブルから算出する。一方、Ｓ２７０では、プログラム
で設定された加工条件で可能な最小ワイヤ送り速度をＲ
ＯＭ３２に記憶されたテーブルから算出する。

【００６１】Ｓ２９０では、ＮＣ加工プログラム中のワ
イヤ送り速度の指定をＳ２６０またはＳ２７０で算出し
た値に書き換える。例えば図４の１行目の「Ｉ２０」を
「Ｉ１８」に書き換えてワイヤ送り速度を遅くし、ワイ
ヤ消費量を抑えるようにする。

【００６２】そして、続くＳ３００でフラグｆｌを１に
セットする。これにより、以後の図７のＳ２４０の判定
ではｆｌ＝１より、Ｓ２４０：ＹＥＳとなって、Ｓ３１
０へ移行することになる。Ｓ３００の処理が完了する
と、図６のＳ１４０へ移行する。すなわちＳ２９０で書
き換えられた新しいＮＣ加工プログラムに従って、上述
したＳ１４０〜Ｓ２２０の処理を行う。この間の処理の
説明は上述した内容と重複するので省略する。

【００６３】書き換えられたＮＣ加工プログラムでＳ１
４０〜Ｓ２２０の処理を行い、Ｓ２１０で、未だ残りの
プログラム全体のワイヤ消費量Ａがワイヤ残量ｌ以上で
ある場合（未だワイヤ切れが予測される場合）には（Ｓ
２２０：ＮＯ）、Ｓ２４０へ移行する。Ｓ２４０では前
述のようにフラグｆｌ＝１であるので（Ｓ２４０：ＹＥ
Ｓ）、Ｓ３１０へ移行する。

【００６４】Ｓ３１０では、１加工条件単位前までのワ
イヤ消費量（Ａ_(n-1)と表記する）を式（１０）に基づ
いて求める。なお、式（１０）の計算を行う代わりに、
加工プログラムを逆走してＡ_(n-1)＝Ａ−Ａ_nのように減
算して求めてもよい。続くＳ３２０では、求めた１加工
条件単位前までのワイヤ消費量Ａ_(n-1)がワイヤ残量ｌ
より小さいか否かを判定する。１加工条件単位前までの
ワイヤ消費量Ａ_(n-1)がワイヤ残量ｌより小さい場合に
は（Ｓ３３０：ＹＥＳ）、Ｓ３４０へ移行する一方、１
加工条件単位前までのワイヤ消費量Ａ_(n-1)がワイヤ残
量ｌ以上の場合には、Ｓ３３０へ移行してさらに１加工
条件単位戻して（ｎ＝ｎ−１）、再びＳ３１０へ移行し
そのポイントまでのワイヤ消費量Ａ_(n-1)がワイヤ残量
ｌより小さいか否かを判定する。このようにして、ワイ
ヤ残量ｌで足りる範囲の加工条件単位を求める。

【００６５】Ｓ３４０では、プログラムの終了コード側
から加工ＯＦＦ点を探す。加工ＯＦＦ点はワイヤ切れの
発生する加工条件単位の先頭のポイントである。例え
ば、図４で１行目〜１２行目の各ブロックまではワイヤ
残量が足りており１３行目のブロックでワイヤ切れが発
生する場合、１３行目のブロックが加工ＯＦＦ点とな
る。

【００６６】続くＳ３５０では、ワイヤ残量ｌ，加工時
間ｔ，ワイヤ消費量Ａ，及び判定結果（プログラム全体
ではワイヤ残量が足りない旨）を表示する。また、最適
ボビン交換点を表示する。この最適ボビン交換点は、ワ
イヤ切れの発生する加工条件単位の開始点またはワイヤ
切れの発生する加工条件単位の１つ前の加工条件単位の
終了点のいずれかを用いる。そしてさらにボビンが空に
なる位置すなわちワイヤ切れとなる位置を表示する。

【００６７】なお、Ｓ３５０の表示は例えば、図４に示
す加工プログラムの該当する行にマークをしたり色を変
えるなどして表示するようにしてもよいし、図５（ｂ）
に示すようにＣＲＴ３５に最適ボビン交換ポイントやワ
イヤ切れポイントをマークで表示するようにしてもよ
い。

【００６８】さらにＳ３５０においてＣＲＴ３５に表示
されたポイントからキーボード３４を介してワイヤの交
換ポイントを選択できるようにしてもよい。そして選択
されたポイントに対応する加工プログラムにワイヤ交換
命令を書き加えるようにして加工がそのポイントに達し
た際にワイヤが交換可能な状態となるようにするとよ
い。なお、表示機能はワイヤ放電加工機の本来の機能で
ある描画機能やマシンロック機能を流用して実現するよ
うにしてもよい。

【００６９】こうした処理によりワイヤ残量やワイヤ消
費量、最適ボビン交換点やワイヤ切れポイントを作業者
が容易に把握することができる。ワイヤ切れとなるポイ
ント（すなわちボビンが空になる位置）が表示されるこ
とから、そのポイントが精度がいらない加工中の場所か
精度が必要な場所かを加工前に認識することができる。
さらに、自動的にワイヤ消費量を抑えるように、ワイヤ
送り速度を変更することができるので、作業者がワイヤ
送り速度を調節する手間を省くことができる。

【００７０】なお、本実施例において、Ｓ１６０の処理
がワイヤ残量算出手段としての処理に相当し、Ｓ２１０
の処理がワイヤ消費量算出手段としての処理に相当す
る。また、Ｓ３１０〜Ｓ３５０の処理が特定手段として
の処理に相当し、Ｓ２３０・Ｓ３５０の処理が報知手段
としての処理に相当する。またＳ３５０の処理が選択入
力手段及び交換ポイント設定手段に相当する。そして、
Ｓ２５０〜Ｓ２９０の処理がワイヤ消費量変更手段とし
ての処理に相当する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例のワイヤ放電加工機の構成図である。

【図２】実施例のワイヤ放電加工機の制御装置のブロッ
ク図である。

【図３】ワイヤ供給ボビンを示す断面図である。

【図４】ＮＣ加工プログラムの例の説明図である。

【図５】図４のＮＣ加工プログラムによる工作物の加工
の例及びＣＲＴの表示例を示す説明図である。

【図６】ＣＰＵでの処理を示すフローチャートである。

【図７】図６の続きのフローチャートである。

【図８】図７の続きのフローチャートである。

【符号の説明】

１…工作物１ａ…ワーク２…テーブル３…Ｘ軸サーボモータ４…Ｙ軸サーボモータ５…加工間隙８，９…ノズル１０…給電子１１…ワイヤ電極１２…ワイヤ供給ボビン１３…テンションローラ１４，２０…ピンチローラ１５…上案内ローラ１６，１７…ワイヤガイド１８…下案内ローラ１９…ワイヤ駆動ローラ２１…ワイヤ駆動モータ２２…ブレーキモータ２３，２４…エンコーダ３０…制御装置３１…ＣＰＵ３２…ＲＯＭ３３…ＲＯＭ３４…キーボード３５…ＣＲＴディスプレイ３６，３７…カウンタ５０…ＮＣ加工プログラム

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】加工プログラムに基づき、張架されたワイ
ヤ電極を走行させながら工作物との間にパルス電圧を印
加し放電加工を行うワイヤ放電加工機において、ワイヤ残量を算出するワイヤ残量算出手段と、前記加工プログラムに含まれる加工条件変更命令または
加工停止命令から、次の加工条件変更命令または加工停
止命令までの加工プログラムを加工条件単位とし、各加
工条件単位毎にワイヤ消費量を算出するワイヤ消費量算
出手段と、前記ワイヤ残量算出手段の算出したワイヤ残量と前記ワ
イヤ消費量算出手段の算出した前記加工条件単位毎のワ
イヤ消費量に基づき、加工中にワイヤ切れが発生するか
否かを判定し、ワイヤ切れが発生する場合にはそのワイ
ヤ切れ発生ポイントを特定する特定手段と、前記特定手段によって特定されたワイヤ切れ発生ポイン
トを報知する報知手段とを備えることを特徴とするワイ
ヤ放電加工機。
【請求項２】請求項１に記載のワイヤ放電加工機におい
て、前記特定手段は、前記ワイヤ切れ発生ポイントに代え
て、または、前記ワイヤ切れ発生ポイントとともに、ワ
イヤ切れの発生する１加工条件単位前の加工終了ポイン
トを最適交換ポイントとして特定し、前記報知手段は、前記最適交換ポイントを報知すること
を特徴とするワイヤ放電加工機。
【請求項３】請求項１または２に記載のワイヤ放電加工
機において、前記報知手段によって報知されたポイントからワイヤの
交換ポイントを選択させ入力するための選択入力手段
と、前記選択入力手段によって選択入力されたポイントにお
いてワイヤが交換可能な状態に設定する交換ポイント設
定手段とを備えることを特徴とするワイヤ放電加工機。
【請求項４】請求項１〜３のいずれかに記載のワイヤ放
電加工機において、前記報知手段は、前記特定手段によって前記ワイヤ切れ
が発生しないと判定された場合には、その旨を報知する
ことを特徴とするワイヤ放電加工機。
【請求項５】請求項１〜４のいずれかに記載のワイヤ放
電加工機において、前記ワイヤ消費量算出手段によって算出された前記ワイ
ヤ消費量に基づいて前記加工プログラム内の加工条件変
更命令によって設定されるワイヤ消費量を減らすように
変更するためのワイヤ消費量変更手段を備えることを特
徴とするワイヤ放電加工機。
【請求項６】請求項５に記載のワイヤ放電加工機におい
て、前記ワイヤ消費量変更手段は、前記ワイヤ消費量の変更
を前記加工プログラムの前記加工条件変更命令を書き換
えることで行うことを特徴とするワイヤ放電加工機。
【請求項７】請求項５または６に記載のワイヤ放電加工
機において、前記前記ワイヤ消費量変更手段は、前記ワイヤ消費量を
減らすために、ワイヤ送り速度を調整することを特徴と
するワイヤ放電加工機。
【請求項８】請求項７に記載のワイヤ放電加工機におい
て、前記ワイヤ送り速度は、設定可能な範囲の最小ワイヤ送
り速度とすることを特徴とするワイヤ放電加工機。
【請求項９】請求項７に記載のワイヤ放電加工機におい
て、前記ワイヤ送り速度は、必要面粗度に対応する最適ワイ
ヤ送り速度とすることを特徴とするワイヤ放電加工機。
【請求項１０】請求項５〜９のいずれかに記載のワイヤ
放電加工機において、前記ワイヤ消費量変更手段は、前記前記ワイヤ消費量算
出手段によって算出された前記ワイヤ消費量の合計が前
記ワイヤ残量算出手段によって算出されたワイヤ残量よ
り大きい場合に、ワイヤ消費量の変更を行うことを特徴
とするワイヤ放電加工機。
【請求項１１】請求項５〜１０のいずれかに記載のワイ
ヤ放電加工機において、前記ワイヤ消費量変更手段によるワイヤ消費量の変更が
あった場合に、前記ワイヤ消費量算出手段は再度前記ワ
イヤ消費量を算出し、前記判定手段及び前記報知手段は
再計算後のワイヤ消費量と前記ワイヤ残量に基づいて処
理を行うことを特徴とするワイヤ放電加工機。
【請求項１２】請求項１〜１１のいずれかに記載のワイ
ヤ放電加工機において、前記ワイヤ消費量算出手段は未加工部分の加工プログラ
ムに対してワイヤ消費量の算出を行うことを特徴とする
ワイヤ放電加工機。
【請求項１３】請求項１〜１２のいずれかに記載のワイ
ヤ放電加工機において、前記特定手段は、前記加工条件単位毎のワイヤ消費量か
ら加工完了までのワイヤ消費量を求めた後、当該加工完
了までのワイヤ消費量が前記ワイヤ残量算出手段によっ
て算出されたワイヤ残量より大きい場合には、加工完了
から前記加工プログラムを前記加工条件単位毎に逆走査
して、前記ワイヤ切れ発生ポイントを特定することを特
徴とするワイヤ放電加工機。
【請求項１４】請求項１〜１３のいずれかに記載のワイ
ヤ放電加工機において、前記ワイヤ残量算出手段は、前記ワイヤ電極の走行速度を検出する走行速度検出器
と、前記ワイヤ電極を供給するワイヤ供給ボビンの回転速度
を検出する回転速度検出器と、前記供給ボビンの巻径と巻回されたワイヤ電極の長さと
の関係を与えるパラメータとして、ワイヤ供給ボビンの
巻幅、軸径及びワイヤ電極の線径、巻子率が記憶される
パラメータ記憶手段とを備え、前記走行速度検出器によって検出された走行速度及び前
記回転速度検出器によって検出された回転速度からワイ
ヤ供給ボビンの現在の巻径を算出し、その巻径と前記パ
ラメータとからワイヤの残量を算出することを特徴とす
るワイヤ放電加工機。
【請求項１５】請求項１〜１４のいずれかに記載のワイ
ヤ放電加工機における機能をコンピュータに実現させる
ためのプログラム。