JP2004058213A

JP2004058213A - ワイヤーカット加工方法

Info

Publication number: JP2004058213A
Application number: JP2002220307A
Authority: JP
Inventors: Eiichi Yamada; 山田　栄一
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-07-29
Filing date: 2002-07-29
Publication date: 2004-02-26

Abstract

【課題】傾斜面加工を精度良く且つ効率的に行なうことができるようにする。
【解決手段】ワイヤーカットによりワークに斜面を有する形状を加工するためのワイヤーカット加工方法であって、ワークの外周部に加工の基準となる基準斜面を形成する基準斜面形成工程と、あらかじめ基準傾斜面にあわせてワイヤー線をＵＶ軸で傾斜させる工程と、加工用ワイヤー線を基準斜面にＸＹ軸で接近させて、放電火花を発生させ、放電火花の発生状態に基づいて、加工用ワイヤー線の傾斜を、加工用ワイヤー線を支持し支点となる上ガイドと連結されたＺ軸を上下方向に移動させることにより調節する傾斜調節工程（ステップ４，５）と、傾斜調節工程で調節したＺ軸の上下方向の位置座標を記憶する記憶工程（ステップ６）と、記憶工程で記憶したＺ軸の位置座標及びＵＶ軸座標に基づいて加工用ワイヤー線を傾斜させ、斜面を有する形状を加工する加工工程とを具備する。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加工用ワイヤーを傾斜させてワークに斜面を有する形状を加工する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、高精度な斜面加工を行う場合、図１０に示すように被加工物を治具などにより傾けて加工していた。図２には加工前と加工後の形状を示す。
【０００３】
図１０において、１はワイヤで加工するワーク、２はワイヤ線であり、ワイヤ加工前のワーク姿は円柱体になっている。３はワイヤ上ガイド、４はワイヤ下ガイド、５はワークを傾ける治具、６はワークの回転止め、７はワークのＸＹ傾きと回転方向の微調整治具、８は機械のテーブルである。
【０００４】
図１１に従来の加工手順を示す。
【０００５】
この方法では、１加工部（Ｓｔｅｐ１〜Ｓｔｅｐ７）が終了するごとにワークを取り外し、次の加工部へ人が向きを変えて取り付け直し、再度原点出しを行い加工するようになる。そのため段取りに時間がかかり、又、人がつかなければならず自動の連続加工ができなかった。
【０００６】
連続加工で行うための方法としては、ワークの割り出し回転装置を設けることが考えられるが、高価な自動装置となりコスト高になる。又、ワイヤ線を傾けて連続加工する場合、ワイヤを傾けると精度が低下する問題があった。
【０００７】
ワイヤ線を傾けて加工する場合、高精度に加工できない理由としては、
（１）ワイヤ線を傾けたときの上下ガイドになる支点部の製作誤差があり、方向によってバラツキがでる。又消耗したガイドの交換で取り付け誤差が発生する。またガイド製作の相互間誤差もある。
（２）ワイヤ線自体に高い剛性があり、曲げに対してたわみ、支点がズレる。
（３）上下ガイドのワイヤこすれによる磨耗で偏り、支点がズレる。
（４）上下ガイド間のＺ方向距離（支点間）の正確な位置が必要になる。
（５）上ガイド部全体の剛性がないためワイヤ線の傾斜によって引っ張られる（テンションによってもズレ量が変化する）。
などがあって、ワイヤ線を傾けては高精度な加工ができないとされていた。
【０００８】
蟻溝の嵌め合い精度がラフであれば、
（Ａ）外周円上の異なる任意３点を測定しその座標から中心座標を求める工程と、
（Ｂ）中心座標を通り傾斜面の垂線延長上の交点を第１の割り出し位置として移動しそこを加工開始位置として、その位置でワイヤ線を傾け加工スタートができる。
【０００９】
しかし、蟻溝嵌合のクリアランスをできるだけ少なくする高精度な加工が要求される場合には、前述した従来の方法で行っていた。
【００１０】
さらに、図８には、内周部に斜面形状のある金型のダイスを示す。
【００１１】
この金型では、成形品の取り出しに必要な抜き勾配をつけて離形性を良くしている。このような角穴や多角形穴に嵌合したパンチが入るため高精度な加工を必要とする場合がある。従来、このような加工はワイヤで加工できなかったためテーパ電極を製作して放電加工をしていた。しかし電極を製作し放電加工をすることで高額になるという問題もあった。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上述の傾斜面加工の従来の方法では、有人加工となり、連続した無人化ができずコストアップにつながる。さらに治具の製作が必要になっていた。
【００１３】
他にワイヤを傾けた場合の方法としてワイヤの傾きを正確に求めるためにダミーを加工する方法もあるが何回も加工と測定を繰り返さないと正確な加工の結果を補正することができないこともあり、効率は従来の方法よりかなり悪くなる。
【００１４】
従って、本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、傾斜面加工を精度良く且つ効率的に行なうことができるようにすることである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係わるワイヤーカット加工方法は、ワイヤー線の上ガイドが機械のコラムに連結され、Ｚ軸移動及びＵＶ軸移動にともない上ガイドが連動するワイヤーカット機械において、ワイヤーカットによりワークに斜面を有する形状を加工するためのワイヤーカット加工方法であって、前記ワークの外周部に加工の基準となる基準斜面を形成する基準斜面形成工程と、あらかじめ前記基準傾斜面にあわせてワイヤー線をＵＶ軸で傾斜させる工程と、前記加工用ワイヤー線を前記基準斜面にＸＹ軸で接近させて、放電火花を発生させ、該放電火花の発生状態に基づいて、前記加工用ワイヤー線の前記傾斜を、該加工用ワイヤー線を支持し支点となる上ガイドと連結されたＺ軸を上下方向に移動させることにより調節する傾斜調節工程と、該傾斜調節工程で調節した前記Ｚ軸の上下方向の位置座標を記憶する記憶工程と、該記憶工程で記憶した前記Ｚ軸の位置座標及びＵＶ軸座標に基づいて前記加工用ワイヤー線を傾斜させ、前記斜面を有する形状を加工する加工工程とを具備することを特徴としている。
【００１６】
また、この発明に係わるワイヤーカット加工方法において、前記斜面を有する形状とは蟻溝形状であることを特徴としている。
【００１７】
また、この発明に係わるワイヤーカット加工方法において、前記基準斜面形成工程では、複数の加工形状に対応して前記ワークに複数の前記基準斜面を形成し、前記傾斜調節工程では、前記複数の基準斜面それぞれについて前記加工用ワイヤー線の傾斜を調節し、前記記憶工程では、前記加工用ワイヤー線の傾斜に対応する前記Ｚ軸の複数の位置座標を記憶することを特徴としている。
【００１８】
また、この発明に係わるワイヤーカット加工方法において、前記加工工程では、前記記憶工程で記憶した前記Ｚ軸の複数の位置座標に基づいて、前記複数の加工形状を連続的に自動加工することを特徴としている。
【００１９】
また、この発明に係わるワイヤーカット加工方法において、前記基準斜面形成工程では、複数の加工形状に対応して前記ワークに１つの前記基準斜面を形成し、前記傾斜調節工程では、前記１つの基準斜面について前記加工用ワイヤー線の傾斜を調節することを特徴としている。
【００２０】
また、この発明に係わるワイヤーカット加工方法において、ワイヤーカットによりワークに斜面を有する形状を加工するためのワイヤーカット加工方法であって、加工用ワイヤー線をダミーのワークに形成された加工の基準となる基準斜面に接近させて、放電火花を発生させ、該放電火花の発生状態に基づいて、前記加工用ワイヤー線の傾斜を、該加工用ワイヤーの上ガイドに連結されたＺ軸を上下方向に移動させることにより調節する傾斜調節工程と、該傾斜調節工程で調節した前記の上下方向の位置座標を記憶する記憶工程と、該記憶工程で記憶した前記の位置座標に基づいて前記加工用ワイヤー線を傾斜させ、前記斜面を有する形状を加工する加工工程とを具備することを特徴としている。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態に係わる斜面加工方法を図１乃至図１１を参照して詳細に説明する。
【００２２】
図１は一実施形態の加工方法の動作順序を示す図である。
【００２３】
図２の完成形状から蟻溝の平坦部と隣接する斜面部の傾斜角度は６．５°になっている。蟻溝の両側面は傾斜角度はゼロである。
【００２４】
図２は放電ワイヤーカットによる加工前のワーク１の状態図で円柱体になっている。この円柱体の外周を６等分した個所に求めたい斜面と同じ６．５°の傾斜基準を研削加工しておく。その状態を図３に示す。図３において、（ａ）はワークの上面図、（ｂ）はワークの側面図、（ｃ）は蟻溝の部分拡大図である。
【００２５】
上部を六角錐形の斜面基準９で加工し下部は丸形状に加工する。丸形状にはＸＹ方向に平行基準１０を設け、ワーク位置決めのＸＹ原点とする。
【００２６】
このワークを機械テーブルに取り付けた後、加工物に対する通常のセッティングを行う（ワイヤの垂直出しやワークのタオレ調整やワークＸＹ原点出しなど）。
【００２７】
その後、本実施形態の加工方法は、以下の手順で行なわれる（図１参照）。
【００２８】
まず、ステップ１でワーク１の外周を機械上で測定し中心基点の座標を求める。
【００２９】
求める方法を図４、図６に示す。図４はワークの取り付け状態図で雇１１の上に図３に示すワークを載せ、任意３点を測定し、図６の式から計算で中心基点を求める。
【００３０】
次にステップ２で、図５に示すワーク外の加工開始位置に移動させる。この位置は中心基点を通りワークの外側面の斜面基準と垂直に交わる点Ｐである。この位置をあらかじめ求めＮＣプログラムに盛り込む。
【００３１】
次にステップ３で、ワイヤ上ガイド部をＸ方向Ｙ方向に移動させる軸であるＵＶ軸を傾ける。図６にその量の計算式と完成図を示す。
【００３２】
ＵＶ軸の移動は人が計算値を機械に入力して移動命令を出力する。
【００３３】
次にステップ４で、ワイヤ線を図５の基準斜面９付近にＪＯＧ移動させて、微少電流の放電加工の電気条件を使用して加工命令でワイヤ線が当たる方向に移動させる。ワークの基準斜面９にワイヤ線が当たって火花が飛ぶのを目視にて観察する。
【００３４】
次にステップ５で、火花の当たり方が上部に寄っていた場合、タオレすぎであるから全面に当たるようにＺ軸（ワイヤ線の上端部をクランプするクランプ部の上下方向の移動軸）を上げて調整する。当たりが下部に寄っていた場合、図７に示すようにＺ軸を下げて調整する。
【００３５】
又は、Ｚ軸の代わりにＵ軸Ｖ軸の移動で調整しても良いが機械のＸＹ軸に対して直角又は水平方向の斜面でないとＺ軸と比べ２軸での調整になるため時間がかかることになる。
【００３６】
次にステップ６で火花放電が全面に飛んだ位置で停止させ、座標をこの機械の傾斜値の実際値として機械に取り込む。取り込みは、専用プログラムを作り補正項に自動で読みこませて加工プログラムを書き換える。又は人が加工プログラムに直接書き込んでも良い。
【００３７】
これらのステップ２〜ステップ６までの段取りを外周の全基準個所で行う。
【００３８】
次にステップ７で、加工プログラムの加工開始位置（先のステップ２の位置）へと移動させる。そしてステップ８で加工を開始させる。
【００３９】
以後は、加工プログラムに沿って自動で加工していくことになる。
【００４０】
ステップ９では、プログラムで指定された第１の傾斜量のＵＶ軸を移動させてワイヤ線を傾ける。次にその傾いた位置をワイヤ垂直位置として書き換える。
【００４１】
次にステップ６で求めた第１のＺ軸位置に移動させ傾斜面と蟻溝を加工していく。一箇所の加工が終わると次の第２の個所へ連続して上記と同じ方法で加工を進行させる。
【００４２】
ステップ１０で全ての傾斜面を加工して終了となる。
【００４３】
尚、加工には荒加工と仕上げ加工があるが同様にしてできる。
【００４４】
以上述べたように、実斜面に合わせることで高精度な斜面加工が得られる。
【００４５】
他の実施形態として、図８のようなワーク内に斜面をもつ多角形状のダイスに対しても、図９のようにワーク外周部に斜面の基準面を取っておくことにより、そこでワイヤの傾きを合わせてから内部の加工部を加工することにより高精度な加工ができる。
【００４６】
尚、本発明の実施形態では、基準になる斜面は加工方向ごとに設けているが、一面で代用しても良いし、又、ワークに設けることが出来ない場合、ダミーワーク（治具）を機械上に設置して代用しても良い。
【００４７】
以上説明したように、上記の実施形態のワイヤーカットによる斜面蟻溝加工方法によれば、傾斜面、傾斜溝、傾斜穴など外周内周を問わず高精度に加工することができる。
【００４８】
また、ＮＣプログラム及び手動によって、ワイヤの傾斜ずれを基準面の傾斜に合わせることが簡単にできる。
【００４９】
また、ズレた軸座標の真の値を測定管理できるためダイスの異常を見つけることも可能になる。
【００５０】
また、従来の方法に比べて作業者のセッティング時の負担が低減され、ワイヤーカットを停止させることなく連続加工できるため、夜間の無人稼動が可能で省力化、無人化、納期短縮、コストダウンなどに大きく寄与するものである。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、傾斜面加工を精度良く且つ効率的に行なうことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態の加工方法の動作順序を示す図である。
【図２】従来のワイヤ加工前と後の形状を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態のワイヤ加工前の形状を示す図である。
【図４】一実施形態の加工方法のステップ１を示す図である。
【図５】ステップ２の加工開始位置を示す図である。
【図６】ステップ３の傾斜を求める計算式を示す図である。
【図７】ステップ４と５の火花測定の様子を示す図である。
【図８】斜面が内周にある形状例を示す図である。
【図９】本発明の他の実施形態を示す図である。
【図１０】従来の加工方法を示す図である。
【図１１】従来の加工手順を示す図である。
【符号の説明】
１　ワーク
２　ワイヤ線
３　ワイヤ上ガイド
４　ワイヤ下ガイド
５　ワーク傾け治具
６　ワーク回転止め
７　ＸＹ微調整治具
８　機械テーブル
９　六角錐の斜面基準
１０　ワーク平行原点
１１　ワーク押さえ治具
１２　角ワークの斜面基準
１３　ワイヤ線を通す下穴

Claims

ワイヤー線の上ガイドが機械のコラムに連結され、Ｚ軸移動及びＵＶ軸移動にともない上ガイドが連動するワイヤーカット機械において、ワイヤーカットによりワークに斜面を有する形状を加工するためのワイヤーカット加工方法であって、
前記ワークの外周部に加工の基準となる基準斜面を形成する基準斜面形成工程と、あらかじめ前記基準傾斜面にあわせてワイヤー線をＵＶ軸で傾斜させる工程と、
前記加工用ワイヤー線を前記基準斜面にＸＹ軸で接近させて、放電火花を発生させ、該放電火花の発生状態に基づいて、前記加工用ワイヤー線の前記傾斜を、該加工用ワイヤー線を支持し支点となる上ガイドと連結されたＺ軸を上下方向に移動させることにより調節する傾斜調節工程と、
該傾斜調節工程で調節した前記Ｚ軸の上下方向の位置座標を記憶する記憶工程と、
該記憶工程で記憶した前記Ｚ軸の位置座標及びＵＶ軸座標に基づいて前記加工用ワイヤー線を傾斜させ、前記斜面を有する形状を加工する加工工程とを具備することを特徴とするワイヤーカット加工方法。
前記斜面を有する形状とは蟻溝形状であることを特徴とする請求項１に記載のワイヤーカット加工方法。
前記基準斜面形成工程では、複数の加工形状に対応して前記ワークに複数の前記基準斜面を形成し、前記傾斜調節工程では、前記複数の基準斜面それぞれについて前記加工用ワイヤー線の傾斜を調節し、前記記憶工程では、前記加工用ワイヤー線の傾斜に対応する前記Ｚ軸の複数の位置座標を記憶することを特徴とする請求項１に記載のワイヤーカット加工方法。
前記加工工程では、前記記憶工程で記憶した前記Ｚ軸の複数の位置座標に基づいて、前記複数の加工形状を連続的に自動加工することを特徴とする請求項３に記載のワイヤーカット加工方法。
前記基準斜面形成工程では、複数の加工形状に対応して前記ワークに１つの前記基準斜面を形成し、前記傾斜調節工程では、前記１つの基準斜面について前記加工用ワイヤー線の傾斜を調節することを特徴とする請求項１に記載のワイヤーカット加工方法。
ワイヤーカットによりワークに斜面を有する形状を加工するためのワイヤーカット加工方法であって、
加工用ワイヤー線をダミーのワークに形成された加工の基準となる基準斜面に接近させて、放電火花を発生させ、該放電火花の発生状態に基づいて、前記加工用ワイヤー線の傾斜を、該加工用ワイヤーの上ガイドに連結されたＺ軸を上下方向に移動させることにより調節する傾斜調節工程と、
該傾斜調節工程で調節した前記の上下方向の位置座標を記憶する記憶工程と、該記憶工程で記憶した前記の位置座標に基づいて前記加工用ワイヤー線を傾斜させ、前記斜面を有する形状を加工する加工工程とを具備することを特徴とするワイヤーカット加工方法。