JP2004066393A - ワイヤカット放電加工機のワイヤ接触・非接触境界位置検出装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】再現性良く、ワイヤ電極と被加工物等の接触／非接触の境界を代表する相対位置を検出すること。
【解決手段】ワイヤ電極の供給、検出電圧の印加及び検出電圧の２値化／サンプリングを開始し、位置Ａから被加工物へ向かってワイヤ電極の前進移動を開始させる。初めてサンプリング値（低）を検知した時の位置を位置Ｂとし、そこから更に所定距離Ｐ１だけ前進させて位置Ｃで停止する。位置Ｃからワイヤ電極の後退移動を開始させ、サンプリング値が（高）から（低）に変化した位置Ｑを接触・非接触境界位置として記憶する。更に後退移動を続行し、予め定めた離隔位置Ｄで停止し、処理を終了する。距離Ｐ１の前進に代えて「連続してＮ回のサンプリング値（低）の検出」により位置Ｃを定めても良い。接触・非接触境界位置は加工基準位置の決定に利用される。
【選択図】 図２
【解決手段】ワイヤ電極の供給、検出電圧の印加及び検出電圧の２値化／サンプリングを開始し、位置Ａから被加工物へ向かってワイヤ電極の前進移動を開始させる。初めてサンプリング値（低）を検知した時の位置を位置Ｂとし、そこから更に所定距離Ｐ１だけ前進させて位置Ｃで停止する。位置Ｃからワイヤ電極の後退移動を開始させ、サンプリング値が（高）から（低）に変化した位置Ｑを接触・非接触境界位置として記憶する。更に後退移動を続行し、予め定めた離隔位置Ｄで停止し、処理を終了する。距離Ｐ１の前進に代えて「連続してＮ回のサンプリング値（低）の検出」により位置Ｃを定めても良い。接触・非接触境界位置は加工基準位置の決定に利用される。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワイヤカット放電加工機において、加工基準位置を定めるために利用できるワイヤ接触・非接触境界位置を検出する技術に関する。なお、本明細書において「ワイヤ接触・非接触境界位置」とは、ワイヤカット放電加工機において、ワイヤ電極と導電性の対象物（被加工物あるいはそれに代わる治具等）の接触状態と非接触状態との境界を代表するワイヤ電極の相対位置のことである。
【０００２】
【従来の技術】
ワイヤカット放電加工機においては、ワイヤ電極と導電性の対象物との相対位置を把握するために、両者を相対的に移動させて接触させ、両者の「接触位置」（接触が生じた時のワイヤ電極の相対位置）に基づいて、加工の基準となる相対位置を定めるのが一般的である。なお、「対象物」とは、被加工物あるいはそれに代わって用いられる位置決め用検出治具等（いずれも導電性）を指すものとする。以下の説明では、これら「対象物」を適宜「被加工物」で代表させることにする。また、上記の加工の基準となる相対位置は単に「基準位置」とも呼ばれており、本明細書においてもこの呼称を用いることにする。
【０００３】
基準位置には上記の「接触位置」がそのまま用いられる場合もあり、また、接触位置と特定の関係にある別の相対位置が基準位置に採用される場合もある。例えば、被加工物の加工開始部位に対応して形成された丸穴にワイヤ電極を通し、３方向の相対移動により、丸穴の内壁とワイヤ電極の接触位置を３点定め、３点を通る円弧の中心位置が基準位置として採用されることもある。
【０００４】
このように、基準位置をワイヤ電極と被加工物の接触位置に基づいて正確に定めるには、当然、求められた接触位置が正確で信頼性の高いものである必要がある。一般に、接触位置検出は、ワイヤ電極・被加工物間に検出電圧を印加し、接触／非接触に応じた検出電圧の差異乃至推移を検出する方式で行なわれている。しかし、従来の方式では、以下に述べるように実際に接触位置を定めるにあたって接触・非接触の中間的な状態（不安定な状態）を示すグレイゾーンが生じて、再現性良く「接触位置」を定めることが困難であった。
【０００５】
従来の方式で接触位置を定める場合、先ずワイヤ電極に被加工物から確実に離れた状態（非接触状態）をとらせ、そこから両者間に接触検出用の電圧を印加した状態で両者を相対的に接近移動させて接触させ、非接触状態から接触状態に移行した時点のワイヤ電極の相対位置を「接触位置」と定めるのが通常であった。ここで、「非接触状態から接触状態への移行時点」は、両者の間に印加された検出電圧が、非接触状態から接触状態への移行に伴って変化することを利用して判定していた。
【０００６】
しかし、実際に非接触状態から接触状態へ移行させた時の検出電圧の変化は、不安定で再現性が悪い。これは、主としてワイヤ電極が非接触状態から接触状態に移行する時に、振動を伴った不安定な状態を経ることに起因するものと思われる。先ず、接触検出時に生じるワイヤ電極への機械的・電気的ダメージの影響を低減するために、ワイヤ電極と被加工物の接触部分が常に更新されるようワイヤ電極がかなりの送り速度で供給され続けるため、ワイヤ電極には振動が不可避的に発生することがある。このような振動は当然、ワイヤ電極と被加工物の接触状態を不安定にさせる。
【０００７】
更に、ワイヤ電極や被加工物の表面には油脂や電解による絶縁皮膜が存在することや、ワイヤ電極が被加工物に完全に接触するまで両者の接触圧力が元々小さいことなどにより、実際に両者が機械的には接触していても検出電圧が明確に変化を示さない場合がある。
【０００８】
ワイヤ電極と被加工物が相対的に離れた位置から接近して接触状態へ移行する過程における検出電圧の推移を観察すると、概略次のようになる。ワイヤ電極が被加工物から完全に離れている状態から、不安定ながら被加工物との接触が始まった時に、最初の検出電圧の低下が観測される。この最初の検出電圧低下は、不安定ながら接触状態の開始に対応するもの考えられる。そして、その後暫くは検出電圧が頻繁に変化した後、低い検出電圧のまま変化しなくなる。この「低い検出電圧のまま変化しない状態」は、一応、完全な接触状態を表わしているものと考えられる。
【０００９】
しかし、ここで問題となるのは、単に完全離隔状態と完全接触状態の間に不安定な状態が存在するということではなく、これら３つの状態の間の境界が検出電圧の推移に現れる時点におけるワイヤ電極の相対位置が、振動や絶縁皮膜の状態の影響を受けて一定せず、検出位置にばらつきが生じて再現性が乏しくなるということである。つまり、上記のように検出電圧を印加しモニタしながらワイヤ電極を被加工物に相対的に接近させ、接触させるプロセスを複数回実行した場合、毎回異なった検出電圧推移が観測されてしまい、高い信頼性で「接触位置」を定めることができなくなる。
【００１０】
この状況を別の言い方で表現すれば、「接触状態と非接触状態の境界を代表するワイヤ電極の相対位置」を再現性良く定めることが上記の従来方式では困難であったということである。
【００１１】
これに対して、例えば接触位置検出動作を繰返して、得られた接触位置検出値を平均化する統計的手法を用いる方法もあるが、上記の問題を本質的に解決するものではなく、検出位置の十分な再現性を確保して精度を高めようとすると検出動作の繰返し回数を増やす必要が生じ、効率が悪くなる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明の目的はワイヤカット放電加工機における上記した従来技術の問題点を克服し、高い信頼性をもって再現性良く、ワイヤ電極と対象物（被加工物あるいはそれに代わる位置検出用治具）の接触状態と非接触状態の境界を代表するワイヤの相対位置（ワイヤ接触・非接触境界位置）を検出することができるワイヤ接触・非接触境界位置検出装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ワイヤカット放電加工機のワイヤ電極と対象物との接触・非接触境界位置を再現性良く検出できるワイヤ接触・非接触境界位置検出装置によって上記課題を解決するものである。
【００１４】
本発明に従えば、ワイヤ接触・非接触境界位置検出装置は、前記ワイヤ電極と前記対象物の間に検出電圧を印加する電圧印加手段と、前記ワイヤ電極と前記対象物とを相対的に移動させる相対移動手段と、前記相対移動手段による、前記対象物に対する前記ワイヤ電極の相対的接近移動及び相対的離隔移動を制御する制御手段と、前記相対的接近移動及び相対的離隔移動の過程において、検出電圧に基づいて前記ワイヤ電極と前記対象物との接触・非接触に関する状態を判定する接触判定手段とを備える。
【００１５】
そして、前記制御手段は、前記相対的接近移動が前記ワイヤ電極と前記対象物とが完全に接触した状態となるまで実行された後に、前記相対的離隔移動が実行されるように前記相対移動手段を制御し、前記接触判定手段は、前記相対的離隔移動の過程で、前記ワイヤ電極が前記対象物に対する完全接触状態から脱却したことを検出電圧の推移に関する第１の基準に従って判定し、前記完全接触状態からの脱却が起った時点における前記ワイヤ電極触の相対的位置を、ワイヤ接触・非接触境界位置とする。
【００１６】
ここで、前記接触判定手段は、前記相対的接近移動の過程で、前記ワイヤ電極が前記対象物に対して接触を開始したことを検出電圧の推移に関する第２の基準に従って判定し、前記制御手段は、前記相対的接近移動が、前記接触が開始された相対的位置から更に予め定められた所定距離実行されるように前記制御手段を制御するように、ワイヤ接触・非接触境界位置検出装置を構成しても良い。
【００１７】
また、前記接触判定手段は、前記相対的接近移動の過程で、前記相対的接近移動が前記ワイヤ電極と完全に接触した状態となったことを検出電圧の推移に関する第３の基準に従って判定し、前記制御手段は、前記第３の基準による判定に基づいて前記相対的接近移動を終了させ、次いで、前記相対的離隔移動を開始させるように、前記相対移動手段を制御するようにワイヤ接触・非接触境界位置検出装置を構成しても良い。なお、前記対象物は典型的には被加工物であるが、これに代わる位置決め用の治具であっても良い。
【００１８】
このように本発明では、先ずワイヤ電極を対象物から離れた位置から相対的に接近させ完全に両者が接触した状態までもってくる。両者が完全に接触した状態では、ワイヤ電極の振動は殆ど停止し、両者の間に新たな絶縁皮膜が生じる可能性は非常に小さく、仮に生じたとしても両者の摩擦により直ちに除去されるため、接触状態は極めて安定したものとなる。
【００１９】
また、完全な接触状態への到達を保証するには、適当な基準（第２の基準；例えば検出電圧の一定基準以下への最初の低下）に準拠して接触状態の開始を検出し、そこから予め定めた所定距離だけ更に接近移動を追加すれば良い。所定距離は、接触状態の開始位置のばらつきを考慮して設計的に定めることができる。
【００２０】
あるいは、完全な接触状態に到達したか否かの判定を適当な基準（第３の基準；例えば検出電圧が一定の基準以下となる状態が所定時間持続したか否か）に従って判定しても良い。完全な接触状態にあると判定するための「所定時間」は、両者の接近速度やワイヤの振動振幅などを勘案して必要十分な値を設定することが可能である。
【００２１】
次いで、両者が離隔する方向に移動させながら、その過程で、完全接触状態からの脱却を検出し、その脱却が起った相対位置を検出し、ワイヤと対象物の接触・非接触の境界を代表する位置とする。完全接触状態からの脱却は、検出電圧の推移に関する第１の基準に従って判定する。ここで、「第１の基準」としては、例えば「検出電圧が完全接触状態を表わす低レベルから上昇し、所定電圧以上となったこと」を採用することができる。
【００２２】
ここで重要なことは、一旦完全非接触状態から完全接触状態に移行した後の離隔過程における「完全接触状態からの脱却」は、前述した接近過程での状態推移（例えば、検出電圧の一定の基準以下への低下で検出される）と比較して遥かに安定的に起こり、その位置の再現性も良いことである。
【００２３】
従って、本発明により、接触位置検出を多数回繰り返し、平均をとる等の統計的手法を適用するというような必要性がなくなり、少ない回数（場合によっては１回きり）で接触状態と非接触状態の境界を代表する位置を定めることができるようになる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図４を参照して本発明の実施形態について説明する。先ず、図１は実施形態に係るシステムの全体構成が示されており、同システムにはワイヤ接触・非接触境界位置検出装置と同位置検出の対象とされるワイヤ電極を使用したワイヤカット放電加工機が含まれている。
【００２５】
図１において、符号５はＸＹテーブル（Ｘ軸・Ｙ軸の２軸で２次元的に位置制御されるワークテーブル）を表わし、同ＸＹテーブル５上に対象物２が載置されている。対象物２は被加工物あるいはそれに代わる位置決め用治具であり、前述したように、「対象物」を「被加工物」で代表させることにする。加工に使用されるワイヤ電極は符号１で表わされている。同ワイヤ電極１とＸＹテーブル５の間には、電圧印加手段３によって、「検出電圧」あるいは「加工電圧」が印加され得るようになっている。
【００２６】
「検出電圧」は、ワイヤ電極１と被加工物２の接触・非接触の状態を知るために印加される電圧（放電は起こさない）である。接触に際しては導通が起こり、実際に印加される電圧は変動する。接触判定手段４はこの変動を監視し、後述する態様で接触状態の判定を行なう。
【００２７】
一方、加工電圧は、言うでもなく、被加工物２に実際に加工を施す際に印加される高電圧であり、加工プログラム等に従って、加工電圧を印加しながらＸＹテーブル５を図中左右方向（以後、±Ｘ方向という）及びそれと直交する奥行き方向（以後、±Ｙ方向という）に移動させることで、被加工物２にワイヤ放電加工が施されることになる。
【００２８】
符号７、８はそれぞれＸＹテーブル５の±Ｘ方向の移動及び±Ｙ方向の移動に用いられるサーボモータを表わし、これらサーボモータ７、８は、数値制御装置６によって制御されている。加工プログラムによる加工実行時には、同数値制御装置が加工プログラムを読み込んで、同加工プログラムを実行する形でサーボモータ７、８と電圧印加手段３を制御し、加工プログラムで指示された加工が行なわれる。
【００２９】
なお、図示は省略したが、システムには更にシステム全体を制御するＣＰＵ、ＰＭＣ（プログラマブルコントローラ）、加工プログラムのデータ、諸パラメータ等のデータを記憶するＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性ＲＡＭ等のメモリ、マニュアル操作部を含む制御パネル、所要の各要素間に必要に応じて配されるインターフェイス等を備えている。
【００３０】
加工を実行するにあたっては、一般に、いわゆる加工基準位置を定める必要がある。加工基準位置は、加工中のワイヤ電極１の相対位置を知るための基準となる相対位置であり、この加工基準位置が不正確であれば、当然、加工位置（乃至加工線）に狂い（ずれ）が生じることになる。ここで、「相対位置」とは、ワイヤ電極１の被加工物２あるいはＸＹテーブル５に対する相対的な位置のことであるが、被加工物２がＸＹテーブル５上で位置決めされていれば、いずれに対する相対的な位置と考えても、本質的な意味は代わらない。被加工物２がＸＹテーブル５上で位置決めされている限り、一方が判れば他方も判る関係にある。
【００３１】
今、ワイヤ電極１の一般の相対位置をサーボモータ７、８によるＸＹテーブル５の駆動位置（ｘ、ｙ）で表わすこととする。また、ワイヤ電極１が加工基準位置にある時、ｘ＝ｘ０ 、ｙ＝ｙ０ とする。即ち、加工基準位置を（ｘ０ 、ｙ０ ）とする。加工基準位置を実際に定めるには、ある任意の時点ｔｑ におけるワイヤ電極１の相対位置（ｘｑ 、ｙｑ ）を知る必要があり、また、それが判れば、同相対位置（ｘｑ 、ｙｑ ）に対して任意の既知の位置関係にある相対位置を加工基準位置（ｘ０ 、ｙ０ ）と定めることができる。
【００３２】
もちろん、（ｘ０ 、ｙ０ ）＝（ｘｑ 、ｙｑ ）としても良い。また、複数の相対位置から、それらと既知の関係にある相対位置を加工基準位置と定めても良い。このような事情から、結局、加工基準位置（ｘ０ 、ｙ０ ）を正確に定めることは、相対位置（ｘｑ 、ｙｑ ）を正確に求めることに帰着する。
【００３３】
さて、既述の通り、この相対位置（ｘｑ 、ｙｑ ）を求めるために、「ワイヤ電極１が被加工物２に接触した時点におけるワイヤ電極１の相対位置」を採用する手法が用いられてきたが、実際には「非接触状態」から「接触状態」に移行する時点を再現性良く検出することが困難であった。本実施形態では、上記システムを用いて、一旦「完全な接触状態」に入った後に「非接触状態」から「接触状態」へ移行させ、その際の状態移行の境界点をキャッチすることで、上述の相対位置（ｘｑ 、ｙｑ ）を再現性良く検出する。
【００３４】
なお、以降、従来の手法において検出される「接触位置」との区別のために、相対位置（ｘｑ 、ｙｑ ）を「接触・非接触境界位置」と呼ぶことにする。「接触・非接触境界位置」は、いわば、「ワイヤ電極１と被加工物２（一般には、導電性の対象物）との接触状態と非接触状態との境界を代表する相対位置」である。また、サーボモータ７、８の動作により実際に移動するのはワイヤ電極１ではなくＸＹテーブル５であるが、説明の都合上、ＸＹテーブル５の移動により惹起されるワイヤ電極１の相対移動に着目し、これを「ワイヤ電極１の移動」として表現する。
【００３５】
図２は、本実施形態において、接触・非接触境界位置の検出を行なう際のワイヤ電極１の相対位置の推移を表わした図である。先ず、接触・非接触境界位置操作パネル（図１で図示省略）を使ってマニュアル操作によりサーボモータ７、８を動作させ、ワイヤ電極１を被加工物２から適当な小距離離れた位置に位置決めする。図２において、この位置は符号Ａで示されている。位置Ａを便宜的に「初期位置Ａ」と呼ぶことにする。
【００３６】
本実施形態では、ここからの手順は、ソフトウェア処理によって行なうものとする。処理に必要なプログラム、パラメータ等のデータは例えばシステムに装備された不揮発性メモリ（図１において図示省略）に予め格納される。図３は、処理手順の概要を記したフローチャートである。各ステップの要点は次の通りである。
【００３７】
ステップＴ１；ワイヤ電極１の供給、電圧印加手段３による検出電圧の印加及び接触判定手段４による検出電圧の監視を開始する。検出電圧の監視は、検出された印加電圧値を予め定めたしきい値との比較により「高」を表わす“１”及び「低」を表わす“０”に２値化した上で、所定の周期でサンプリングすることで行なう。
【００３８】
ステップＴ２；検出電圧の２値化とサンプリングを続行しつつ、位置Ａから被加工物へ向かってワイヤ電極１の前進移動（相対的接近移動）を開始させる。前進時の移動方向は、被加工物２の接触面とほぼ直交した方向とする。例えば接触面（接触・非接触境界位置の検出に用いる被加工物２の面）がＹ方向に平行となるように被加工物２が位置決めされていれば、ワイヤ電極１の移動はＸ方向（＋Ｘ方向または−Ｘ方向）とする。なお、前進開始後しばらくは、サンプリング値として“１”（高）が毎回繰り返し得られることになる。
【００３９】
ステップＴ３；位置Ａをスタートしてから、初めてサンプリング値“０”（低）を検知した時の位置を位置Ｂとし、そこから更に所定距離Ｐ１だけワイヤ電極１を前進させて停止させる。この停止位置を位置Ｃとする。位置Ｂは「（不安定ではあるが）接触が開始された位置」と解釈される。「初めてサンプリング値“０”（低）を検知した時の位置」は、位置Ｂを定めるための判定基準であり、前述した「第２の基準」に対応する。
【００４０】
また、所定距離Ｐ１の値は、位置Ｃで被加工物２に対してワイヤ電極１が適度に押しつけられて接触が完全に確保されるように設計的に予め定められる。前述したように、位置Ｂはワイヤ電極の振動や絶縁性の被膜の形成等の影響により、測定毎にかなりの範囲でばらつく性質があるので、距離Ｐ１はこの位置Ｂのばらつきを考慮して設定される。通常、Ｐ１の値は数ｍｍ程度となる。
【００４１】
なお、位置Ｃで停止後も検出電圧の２値化とサンプリングは続行する。
【００４２】
ステップＴ４；検出電圧の２値化とサンプリングを続行しつつ、位置Ｃからワイヤ電極１の後退移動（相対的離隔移動）を開始させる。前進時の移動方向は、前進時とは逆方向（１８０度反転）とする。なお、後退開始後しばらくは、サンプリング値として“０”（低）が毎回繰り返し得られることになる。
【００４３】
ステップＴ５；位置Ｃからの後退移動を開始してから初めてサンプリング値“１”（高）を検知した時の位置を位置Ｑとし、位置Ｑを表わすデータ（ｘｑ 、ｙｑ ）をメモリに記憶する。この位置Ｑが本実施形態で求められる「接触・非接触境界位置」である。ここで、「初めてサンプリング値“１”（高）を検知した時の位置」は、位置Ｑを定めるための判定基準であり、前述した「第１の基準」に対応する。
【００４４】
ステップＴ６；更に後退移動を続行し、予め定めた離隔位置Ｄで停止し、処理を終了する。
【００４５】
以上のステップＴ１〜ステップＴ６を１サイクル実行することで、１つの接触・非接触境界位置のデータ（ｘｑ 、ｙｑ ）が得られる。言うまでもなく、実行サイクル数を増やし、得られた位置Ｑのデータを平均化するなどして信頼性の更なる向上を図っても良い。
なお、図２では、位置Ｑは位置Ｂ（接触開始位置）よりも左側（位置Ｃから遠い側）に描かれているが、これは逆になるケースを特に否定するものではない（位置Ｂにはかなりのばらつきがあることに注意）。
【００４６】
上記の処理手順を、位置Ｃ（完全な接触が確保された停止位置）を別の手法で定めるように変更した処理手順も採用可能である。その一例（変形例）を図４のフローチャートに示した。各ステップの要点は次の通りである。
【００４７】
ステップＵ１；ワイヤ電極１の供給、電圧印加手段３による検出電圧の印加及び接触判定手段４による検出電圧の監視を開始する。検出電圧の監視は、検出された印加電圧値を予め定めたしきい値との比較により「高」を表わす“１”及び「低」を表わす“０”に２値化した上で、所定の周期でサンプリングすることで行なう。
【００４８】
ステップＵ２；検出電圧の２値化とサンプリングを続行しつつ、位置Ａから被加工物へ向かってワイヤ電極１の前進移動を開始させる。前進時の移動方向は、被加工物２の接触面とほぼ直交した方向とする。例えば接触面（接触・非接触境界位置の検出に用いる被加工物２の面）がＹ方向に平行となるように被加工物２が位置決めされていれば、ワイヤ電極１の移動はＸ方向（＋Ｘ方向または−Ｘ方向）とする。なお、前進開始後しばらくは、サンプリング値として“１”（高）が毎回繰り返し得られることになる。
【００４９】
ステップＵ３；位置Ａをスタートしてから、初めてサンプリング値“０”（低）を検知した時の位置を位置Ｂとし、そこから更に連続してＮ回“０”（低）を検出するまでワイヤ電極１を前進させて停止させる。この停止位置を位置Ｃとする。ここで、位置Ｂは「（不安定ではあるが）接触が開始された位置」と解釈される。「初めてサンプリング値“０”（低）を検知した時の位置」は、位置Ｂを定めるための判定基準であり、前述した「第２の基準」に対応する。
【００５０】
また、「連続してＮ回“０”（低）を検出した時の位置」は、位置Ｃを定めるための判定基準であり、前述した「第３の基準」に対応する。値Ｎは、位置Ｃで被加工物２に対してワイヤ電極１が適度に押しつけられて接触が完全に確保されるように設計的に予め定められる。Ｎの実際的な値はサンプリング周期にもよるが、一般にかなり大きな数であり、例えばＮ＝１００である。なお、位置Ｃで停止後も検出電圧の２値化とサンプリングは続行する。
【００５１】
ステップＵ４；検出電圧の２値化とサンプリングを続行しつつ、位置Ｃからワイヤ電極１の後退移動を開始させる。前進時の移動方向は、前進時とは逆方向（１８０度反転）とする。なお、後退開始後しばらくは、サンプリング値として“０”（低）が毎回繰り返し得られることになる。
【００５２】
ステップＵ５；位置Ｃからの後退移動を開始してから初めてサンプリング値“１”（高）を検知した時の位置を位置Ｑとし、位置Ｑを表わすデータ（ｘｑ 、ｙｑ ）をメモリに記憶する。この位置Ｑが本実施形態で求められる「接触・非接触境界位置」である。
ステップＵ６；更に後退移動を続行し、予め定めた離隔位置Ｄで停止し、処理を終了する。
以上のステップＵ１〜ステップＵ６を１サイクル実行することで、ステップＴ１〜ステップＴ６を実行した場合と同様に、１つの接触・非接触境界位置のデータ（ｘｑ 、ｙｑ ）を得ることができる。また、言うまでもなく、実行サイクル数を増やし、得られた位置Ｑのデータを平均化するなどして信頼性の更なる向上を図っても良い。
【００５３】
前述したように、接触・非接触境界位置に基づいて加工基準位置を決定することができる。加工基準位置の決定の仕方について本発明はなんら制限を課すものではないが、例としては次のようなケース（１）〜（３）が考えられる。
【００５４】
（１）接触・非接触境界位置Ｑをそのまま加工基準位置として採用する。
（２）接触・非接触境界位置Ｑを既知量シフトさせて加工基準位置として採用する。接触・非接触境界位置Ｑを（ｘｑ 、ｙｑ ）、シフト量を（Δｘｑ 、Δｙｑ ）で表わせば、加工基準位置は（ｘｑ ＋ｘｑ 、Δｙｑ ＋Δｙｑ ）となる。
【００５５】
（３）被加工物の加工開始部位に形成された丸穴の中心付近に位置Ａ（前進開始位置；図２参照）をとり、前進／後退方向を１２０度づつ変えながら、ステップＴ１〜ステップＴ６あるいはステップＵ１〜ステップＵ６を１サイクルづつ（計３サイクル）実行する。これにより、３個の異なる位置Ｑ１ 、Ｑ２ 、Ｑ３ のデータ（ｘｑ１、ｙｑ１）、（ｘｑ２、ｙｑ２）、（ｘｑ３、ｙｑ３）が得られる。これらＱ１ 、Ｑ２ 、Ｑ３ を通る円弧の中心位置を求め、それを加工基準位置として採用する。
【００５６】
【発明の効果】
本発明により、ワイヤカット放電加工機において、高い信頼性をもって再現性良く、ワイヤ電極と対象物（被加工物あるいはそれに代わる位置検出用治具）の接触状態と非接触状態の境界を代表するワイヤの相対位置（ワイヤ接触・非接触境界位置）を検出することができる。また、加工基準点を信頼性の高いワイヤ接触・非接触境界位置に基づいて定めることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係るシステムの全体構成を示した図である。
【図２】接触・非接触境界位置の検出を行なう際のワイヤ電極の相対位置の推移を表わした図である。
【図３】接触・非接触境界位置の検出を行なう際の処理手順の一例について説明するフローチャートである。
【図４】接触・非接触境界位置の検出を行なう際の処理手順の別の例について説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１ ワイヤ電極
２ 被加工物（または位置決め用治具）
３ 電圧印加手段
４ 接触判定手段
５ ワークテーブル（ＸＹテーブル）
６ 数値制御装置
７ Ｘ軸駆動サーボモータ
８ Ｙ軸駆動サーボモータ
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワイヤカット放電加工機において、加工基準位置を定めるために利用できるワイヤ接触・非接触境界位置を検出する技術に関する。なお、本明細書において「ワイヤ接触・非接触境界位置」とは、ワイヤカット放電加工機において、ワイヤ電極と導電性の対象物（被加工物あるいはそれに代わる治具等）の接触状態と非接触状態との境界を代表するワイヤ電極の相対位置のことである。
【０００２】
【従来の技術】
ワイヤカット放電加工機においては、ワイヤ電極と導電性の対象物との相対位置を把握するために、両者を相対的に移動させて接触させ、両者の「接触位置」（接触が生じた時のワイヤ電極の相対位置）に基づいて、加工の基準となる相対位置を定めるのが一般的である。なお、「対象物」とは、被加工物あるいはそれに代わって用いられる位置決め用検出治具等（いずれも導電性）を指すものとする。以下の説明では、これら「対象物」を適宜「被加工物」で代表させることにする。また、上記の加工の基準となる相対位置は単に「基準位置」とも呼ばれており、本明細書においてもこの呼称を用いることにする。
【０００３】
基準位置には上記の「接触位置」がそのまま用いられる場合もあり、また、接触位置と特定の関係にある別の相対位置が基準位置に採用される場合もある。例えば、被加工物の加工開始部位に対応して形成された丸穴にワイヤ電極を通し、３方向の相対移動により、丸穴の内壁とワイヤ電極の接触位置を３点定め、３点を通る円弧の中心位置が基準位置として採用されることもある。
【０００４】
このように、基準位置をワイヤ電極と被加工物の接触位置に基づいて正確に定めるには、当然、求められた接触位置が正確で信頼性の高いものである必要がある。一般に、接触位置検出は、ワイヤ電極・被加工物間に検出電圧を印加し、接触／非接触に応じた検出電圧の差異乃至推移を検出する方式で行なわれている。しかし、従来の方式では、以下に述べるように実際に接触位置を定めるにあたって接触・非接触の中間的な状態（不安定な状態）を示すグレイゾーンが生じて、再現性良く「接触位置」を定めることが困難であった。
【０００５】
従来の方式で接触位置を定める場合、先ずワイヤ電極に被加工物から確実に離れた状態（非接触状態）をとらせ、そこから両者間に接触検出用の電圧を印加した状態で両者を相対的に接近移動させて接触させ、非接触状態から接触状態に移行した時点のワイヤ電極の相対位置を「接触位置」と定めるのが通常であった。ここで、「非接触状態から接触状態への移行時点」は、両者の間に印加された検出電圧が、非接触状態から接触状態への移行に伴って変化することを利用して判定していた。
【０００６】
しかし、実際に非接触状態から接触状態へ移行させた時の検出電圧の変化は、不安定で再現性が悪い。これは、主としてワイヤ電極が非接触状態から接触状態に移行する時に、振動を伴った不安定な状態を経ることに起因するものと思われる。先ず、接触検出時に生じるワイヤ電極への機械的・電気的ダメージの影響を低減するために、ワイヤ電極と被加工物の接触部分が常に更新されるようワイヤ電極がかなりの送り速度で供給され続けるため、ワイヤ電極には振動が不可避的に発生することがある。このような振動は当然、ワイヤ電極と被加工物の接触状態を不安定にさせる。
【０００７】
更に、ワイヤ電極や被加工物の表面には油脂や電解による絶縁皮膜が存在することや、ワイヤ電極が被加工物に完全に接触するまで両者の接触圧力が元々小さいことなどにより、実際に両者が機械的には接触していても検出電圧が明確に変化を示さない場合がある。
【０００８】
ワイヤ電極と被加工物が相対的に離れた位置から接近して接触状態へ移行する過程における検出電圧の推移を観察すると、概略次のようになる。ワイヤ電極が被加工物から完全に離れている状態から、不安定ながら被加工物との接触が始まった時に、最初の検出電圧の低下が観測される。この最初の検出電圧低下は、不安定ながら接触状態の開始に対応するもの考えられる。そして、その後暫くは検出電圧が頻繁に変化した後、低い検出電圧のまま変化しなくなる。この「低い検出電圧のまま変化しない状態」は、一応、完全な接触状態を表わしているものと考えられる。
【０００９】
しかし、ここで問題となるのは、単に完全離隔状態と完全接触状態の間に不安定な状態が存在するということではなく、これら３つの状態の間の境界が検出電圧の推移に現れる時点におけるワイヤ電極の相対位置が、振動や絶縁皮膜の状態の影響を受けて一定せず、検出位置にばらつきが生じて再現性が乏しくなるということである。つまり、上記のように検出電圧を印加しモニタしながらワイヤ電極を被加工物に相対的に接近させ、接触させるプロセスを複数回実行した場合、毎回異なった検出電圧推移が観測されてしまい、高い信頼性で「接触位置」を定めることができなくなる。
【００１０】
この状況を別の言い方で表現すれば、「接触状態と非接触状態の境界を代表するワイヤ電極の相対位置」を再現性良く定めることが上記の従来方式では困難であったということである。
【００１１】
これに対して、例えば接触位置検出動作を繰返して、得られた接触位置検出値を平均化する統計的手法を用いる方法もあるが、上記の問題を本質的に解決するものではなく、検出位置の十分な再現性を確保して精度を高めようとすると検出動作の繰返し回数を増やす必要が生じ、効率が悪くなる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明の目的はワイヤカット放電加工機における上記した従来技術の問題点を克服し、高い信頼性をもって再現性良く、ワイヤ電極と対象物（被加工物あるいはそれに代わる位置検出用治具）の接触状態と非接触状態の境界を代表するワイヤの相対位置（ワイヤ接触・非接触境界位置）を検出することができるワイヤ接触・非接触境界位置検出装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ワイヤカット放電加工機のワイヤ電極と対象物との接触・非接触境界位置を再現性良く検出できるワイヤ接触・非接触境界位置検出装置によって上記課題を解決するものである。
【００１４】
本発明に従えば、ワイヤ接触・非接触境界位置検出装置は、前記ワイヤ電極と前記対象物の間に検出電圧を印加する電圧印加手段と、前記ワイヤ電極と前記対象物とを相対的に移動させる相対移動手段と、前記相対移動手段による、前記対象物に対する前記ワイヤ電極の相対的接近移動及び相対的離隔移動を制御する制御手段と、前記相対的接近移動及び相対的離隔移動の過程において、検出電圧に基づいて前記ワイヤ電極と前記対象物との接触・非接触に関する状態を判定する接触判定手段とを備える。
【００１５】
そして、前記制御手段は、前記相対的接近移動が前記ワイヤ電極と前記対象物とが完全に接触した状態となるまで実行された後に、前記相対的離隔移動が実行されるように前記相対移動手段を制御し、前記接触判定手段は、前記相対的離隔移動の過程で、前記ワイヤ電極が前記対象物に対する完全接触状態から脱却したことを検出電圧の推移に関する第１の基準に従って判定し、前記完全接触状態からの脱却が起った時点における前記ワイヤ電極触の相対的位置を、ワイヤ接触・非接触境界位置とする。
【００１６】
ここで、前記接触判定手段は、前記相対的接近移動の過程で、前記ワイヤ電極が前記対象物に対して接触を開始したことを検出電圧の推移に関する第２の基準に従って判定し、前記制御手段は、前記相対的接近移動が、前記接触が開始された相対的位置から更に予め定められた所定距離実行されるように前記制御手段を制御するように、ワイヤ接触・非接触境界位置検出装置を構成しても良い。
【００１７】
また、前記接触判定手段は、前記相対的接近移動の過程で、前記相対的接近移動が前記ワイヤ電極と完全に接触した状態となったことを検出電圧の推移に関する第３の基準に従って判定し、前記制御手段は、前記第３の基準による判定に基づいて前記相対的接近移動を終了させ、次いで、前記相対的離隔移動を開始させるように、前記相対移動手段を制御するようにワイヤ接触・非接触境界位置検出装置を構成しても良い。なお、前記対象物は典型的には被加工物であるが、これに代わる位置決め用の治具であっても良い。
【００１８】
このように本発明では、先ずワイヤ電極を対象物から離れた位置から相対的に接近させ完全に両者が接触した状態までもってくる。両者が完全に接触した状態では、ワイヤ電極の振動は殆ど停止し、両者の間に新たな絶縁皮膜が生じる可能性は非常に小さく、仮に生じたとしても両者の摩擦により直ちに除去されるため、接触状態は極めて安定したものとなる。
【００１９】
また、完全な接触状態への到達を保証するには、適当な基準（第２の基準；例えば検出電圧の一定基準以下への最初の低下）に準拠して接触状態の開始を検出し、そこから予め定めた所定距離だけ更に接近移動を追加すれば良い。所定距離は、接触状態の開始位置のばらつきを考慮して設計的に定めることができる。
【００２０】
あるいは、完全な接触状態に到達したか否かの判定を適当な基準（第３の基準；例えば検出電圧が一定の基準以下となる状態が所定時間持続したか否か）に従って判定しても良い。完全な接触状態にあると判定するための「所定時間」は、両者の接近速度やワイヤの振動振幅などを勘案して必要十分な値を設定することが可能である。
【００２１】
次いで、両者が離隔する方向に移動させながら、その過程で、完全接触状態からの脱却を検出し、その脱却が起った相対位置を検出し、ワイヤと対象物の接触・非接触の境界を代表する位置とする。完全接触状態からの脱却は、検出電圧の推移に関する第１の基準に従って判定する。ここで、「第１の基準」としては、例えば「検出電圧が完全接触状態を表わす低レベルから上昇し、所定電圧以上となったこと」を採用することができる。
【００２２】
ここで重要なことは、一旦完全非接触状態から完全接触状態に移行した後の離隔過程における「完全接触状態からの脱却」は、前述した接近過程での状態推移（例えば、検出電圧の一定の基準以下への低下で検出される）と比較して遥かに安定的に起こり、その位置の再現性も良いことである。
【００２３】
従って、本発明により、接触位置検出を多数回繰り返し、平均をとる等の統計的手法を適用するというような必要性がなくなり、少ない回数（場合によっては１回きり）で接触状態と非接触状態の境界を代表する位置を定めることができるようになる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図４を参照して本発明の実施形態について説明する。先ず、図１は実施形態に係るシステムの全体構成が示されており、同システムにはワイヤ接触・非接触境界位置検出装置と同位置検出の対象とされるワイヤ電極を使用したワイヤカット放電加工機が含まれている。
【００２５】
図１において、符号５はＸＹテーブル（Ｘ軸・Ｙ軸の２軸で２次元的に位置制御されるワークテーブル）を表わし、同ＸＹテーブル５上に対象物２が載置されている。対象物２は被加工物あるいはそれに代わる位置決め用治具であり、前述したように、「対象物」を「被加工物」で代表させることにする。加工に使用されるワイヤ電極は符号１で表わされている。同ワイヤ電極１とＸＹテーブル５の間には、電圧印加手段３によって、「検出電圧」あるいは「加工電圧」が印加され得るようになっている。
【００２６】
「検出電圧」は、ワイヤ電極１と被加工物２の接触・非接触の状態を知るために印加される電圧（放電は起こさない）である。接触に際しては導通が起こり、実際に印加される電圧は変動する。接触判定手段４はこの変動を監視し、後述する態様で接触状態の判定を行なう。
【００２７】
一方、加工電圧は、言うでもなく、被加工物２に実際に加工を施す際に印加される高電圧であり、加工プログラム等に従って、加工電圧を印加しながらＸＹテーブル５を図中左右方向（以後、±Ｘ方向という）及びそれと直交する奥行き方向（以後、±Ｙ方向という）に移動させることで、被加工物２にワイヤ放電加工が施されることになる。
【００２８】
符号７、８はそれぞれＸＹテーブル５の±Ｘ方向の移動及び±Ｙ方向の移動に用いられるサーボモータを表わし、これらサーボモータ７、８は、数値制御装置６によって制御されている。加工プログラムによる加工実行時には、同数値制御装置が加工プログラムを読み込んで、同加工プログラムを実行する形でサーボモータ７、８と電圧印加手段３を制御し、加工プログラムで指示された加工が行なわれる。
【００２９】
なお、図示は省略したが、システムには更にシステム全体を制御するＣＰＵ、ＰＭＣ（プログラマブルコントローラ）、加工プログラムのデータ、諸パラメータ等のデータを記憶するＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性ＲＡＭ等のメモリ、マニュアル操作部を含む制御パネル、所要の各要素間に必要に応じて配されるインターフェイス等を備えている。
【００３０】
加工を実行するにあたっては、一般に、いわゆる加工基準位置を定める必要がある。加工基準位置は、加工中のワイヤ電極１の相対位置を知るための基準となる相対位置であり、この加工基準位置が不正確であれば、当然、加工位置（乃至加工線）に狂い（ずれ）が生じることになる。ここで、「相対位置」とは、ワイヤ電極１の被加工物２あるいはＸＹテーブル５に対する相対的な位置のことであるが、被加工物２がＸＹテーブル５上で位置決めされていれば、いずれに対する相対的な位置と考えても、本質的な意味は代わらない。被加工物２がＸＹテーブル５上で位置決めされている限り、一方が判れば他方も判る関係にある。
【００３１】
今、ワイヤ電極１の一般の相対位置をサーボモータ７、８によるＸＹテーブル５の駆動位置（ｘ、ｙ）で表わすこととする。また、ワイヤ電極１が加工基準位置にある時、ｘ＝ｘ０ 、ｙ＝ｙ０ とする。即ち、加工基準位置を（ｘ０ 、ｙ０ ）とする。加工基準位置を実際に定めるには、ある任意の時点ｔｑ におけるワイヤ電極１の相対位置（ｘｑ 、ｙｑ ）を知る必要があり、また、それが判れば、同相対位置（ｘｑ 、ｙｑ ）に対して任意の既知の位置関係にある相対位置を加工基準位置（ｘ０ 、ｙ０ ）と定めることができる。
【００３２】
もちろん、（ｘ０ 、ｙ０ ）＝（ｘｑ 、ｙｑ ）としても良い。また、複数の相対位置から、それらと既知の関係にある相対位置を加工基準位置と定めても良い。このような事情から、結局、加工基準位置（ｘ０ 、ｙ０ ）を正確に定めることは、相対位置（ｘｑ 、ｙｑ ）を正確に求めることに帰着する。
【００３３】
さて、既述の通り、この相対位置（ｘｑ 、ｙｑ ）を求めるために、「ワイヤ電極１が被加工物２に接触した時点におけるワイヤ電極１の相対位置」を採用する手法が用いられてきたが、実際には「非接触状態」から「接触状態」に移行する時点を再現性良く検出することが困難であった。本実施形態では、上記システムを用いて、一旦「完全な接触状態」に入った後に「非接触状態」から「接触状態」へ移行させ、その際の状態移行の境界点をキャッチすることで、上述の相対位置（ｘｑ 、ｙｑ ）を再現性良く検出する。
【００３４】
なお、以降、従来の手法において検出される「接触位置」との区別のために、相対位置（ｘｑ 、ｙｑ ）を「接触・非接触境界位置」と呼ぶことにする。「接触・非接触境界位置」は、いわば、「ワイヤ電極１と被加工物２（一般には、導電性の対象物）との接触状態と非接触状態との境界を代表する相対位置」である。また、サーボモータ７、８の動作により実際に移動するのはワイヤ電極１ではなくＸＹテーブル５であるが、説明の都合上、ＸＹテーブル５の移動により惹起されるワイヤ電極１の相対移動に着目し、これを「ワイヤ電極１の移動」として表現する。
【００３５】
図２は、本実施形態において、接触・非接触境界位置の検出を行なう際のワイヤ電極１の相対位置の推移を表わした図である。先ず、接触・非接触境界位置操作パネル（図１で図示省略）を使ってマニュアル操作によりサーボモータ７、８を動作させ、ワイヤ電極１を被加工物２から適当な小距離離れた位置に位置決めする。図２において、この位置は符号Ａで示されている。位置Ａを便宜的に「初期位置Ａ」と呼ぶことにする。
【００３６】
本実施形態では、ここからの手順は、ソフトウェア処理によって行なうものとする。処理に必要なプログラム、パラメータ等のデータは例えばシステムに装備された不揮発性メモリ（図１において図示省略）に予め格納される。図３は、処理手順の概要を記したフローチャートである。各ステップの要点は次の通りである。
【００３７】
ステップＴ１；ワイヤ電極１の供給、電圧印加手段３による検出電圧の印加及び接触判定手段４による検出電圧の監視を開始する。検出電圧の監視は、検出された印加電圧値を予め定めたしきい値との比較により「高」を表わす“１”及び「低」を表わす“０”に２値化した上で、所定の周期でサンプリングすることで行なう。
【００３８】
ステップＴ２；検出電圧の２値化とサンプリングを続行しつつ、位置Ａから被加工物へ向かってワイヤ電極１の前進移動（相対的接近移動）を開始させる。前進時の移動方向は、被加工物２の接触面とほぼ直交した方向とする。例えば接触面（接触・非接触境界位置の検出に用いる被加工物２の面）がＹ方向に平行となるように被加工物２が位置決めされていれば、ワイヤ電極１の移動はＸ方向（＋Ｘ方向または−Ｘ方向）とする。なお、前進開始後しばらくは、サンプリング値として“１”（高）が毎回繰り返し得られることになる。
【００３９】
ステップＴ３；位置Ａをスタートしてから、初めてサンプリング値“０”（低）を検知した時の位置を位置Ｂとし、そこから更に所定距離Ｐ１だけワイヤ電極１を前進させて停止させる。この停止位置を位置Ｃとする。位置Ｂは「（不安定ではあるが）接触が開始された位置」と解釈される。「初めてサンプリング値“０”（低）を検知した時の位置」は、位置Ｂを定めるための判定基準であり、前述した「第２の基準」に対応する。
【００４０】
また、所定距離Ｐ１の値は、位置Ｃで被加工物２に対してワイヤ電極１が適度に押しつけられて接触が完全に確保されるように設計的に予め定められる。前述したように、位置Ｂはワイヤ電極の振動や絶縁性の被膜の形成等の影響により、測定毎にかなりの範囲でばらつく性質があるので、距離Ｐ１はこの位置Ｂのばらつきを考慮して設定される。通常、Ｐ１の値は数ｍｍ程度となる。
【００４１】
なお、位置Ｃで停止後も検出電圧の２値化とサンプリングは続行する。
【００４２】
ステップＴ４；検出電圧の２値化とサンプリングを続行しつつ、位置Ｃからワイヤ電極１の後退移動（相対的離隔移動）を開始させる。前進時の移動方向は、前進時とは逆方向（１８０度反転）とする。なお、後退開始後しばらくは、サンプリング値として“０”（低）が毎回繰り返し得られることになる。
【００４３】
ステップＴ５；位置Ｃからの後退移動を開始してから初めてサンプリング値“１”（高）を検知した時の位置を位置Ｑとし、位置Ｑを表わすデータ（ｘｑ 、ｙｑ ）をメモリに記憶する。この位置Ｑが本実施形態で求められる「接触・非接触境界位置」である。ここで、「初めてサンプリング値“１”（高）を検知した時の位置」は、位置Ｑを定めるための判定基準であり、前述した「第１の基準」に対応する。
【００４４】
ステップＴ６；更に後退移動を続行し、予め定めた離隔位置Ｄで停止し、処理を終了する。
【００４５】
以上のステップＴ１〜ステップＴ６を１サイクル実行することで、１つの接触・非接触境界位置のデータ（ｘｑ 、ｙｑ ）が得られる。言うまでもなく、実行サイクル数を増やし、得られた位置Ｑのデータを平均化するなどして信頼性の更なる向上を図っても良い。
なお、図２では、位置Ｑは位置Ｂ（接触開始位置）よりも左側（位置Ｃから遠い側）に描かれているが、これは逆になるケースを特に否定するものではない（位置Ｂにはかなりのばらつきがあることに注意）。
【００４６】
上記の処理手順を、位置Ｃ（完全な接触が確保された停止位置）を別の手法で定めるように変更した処理手順も採用可能である。その一例（変形例）を図４のフローチャートに示した。各ステップの要点は次の通りである。
【００４７】
ステップＵ１；ワイヤ電極１の供給、電圧印加手段３による検出電圧の印加及び接触判定手段４による検出電圧の監視を開始する。検出電圧の監視は、検出された印加電圧値を予め定めたしきい値との比較により「高」を表わす“１”及び「低」を表わす“０”に２値化した上で、所定の周期でサンプリングすることで行なう。
【００４８】
ステップＵ２；検出電圧の２値化とサンプリングを続行しつつ、位置Ａから被加工物へ向かってワイヤ電極１の前進移動を開始させる。前進時の移動方向は、被加工物２の接触面とほぼ直交した方向とする。例えば接触面（接触・非接触境界位置の検出に用いる被加工物２の面）がＹ方向に平行となるように被加工物２が位置決めされていれば、ワイヤ電極１の移動はＸ方向（＋Ｘ方向または−Ｘ方向）とする。なお、前進開始後しばらくは、サンプリング値として“１”（高）が毎回繰り返し得られることになる。
【００４９】
ステップＵ３；位置Ａをスタートしてから、初めてサンプリング値“０”（低）を検知した時の位置を位置Ｂとし、そこから更に連続してＮ回“０”（低）を検出するまでワイヤ電極１を前進させて停止させる。この停止位置を位置Ｃとする。ここで、位置Ｂは「（不安定ではあるが）接触が開始された位置」と解釈される。「初めてサンプリング値“０”（低）を検知した時の位置」は、位置Ｂを定めるための判定基準であり、前述した「第２の基準」に対応する。
【００５０】
また、「連続してＮ回“０”（低）を検出した時の位置」は、位置Ｃを定めるための判定基準であり、前述した「第３の基準」に対応する。値Ｎは、位置Ｃで被加工物２に対してワイヤ電極１が適度に押しつけられて接触が完全に確保されるように設計的に予め定められる。Ｎの実際的な値はサンプリング周期にもよるが、一般にかなり大きな数であり、例えばＮ＝１００である。なお、位置Ｃで停止後も検出電圧の２値化とサンプリングは続行する。
【００５１】
ステップＵ４；検出電圧の２値化とサンプリングを続行しつつ、位置Ｃからワイヤ電極１の後退移動を開始させる。前進時の移動方向は、前進時とは逆方向（１８０度反転）とする。なお、後退開始後しばらくは、サンプリング値として“０”（低）が毎回繰り返し得られることになる。
【００５２】
ステップＵ５；位置Ｃからの後退移動を開始してから初めてサンプリング値“１”（高）を検知した時の位置を位置Ｑとし、位置Ｑを表わすデータ（ｘｑ 、ｙｑ ）をメモリに記憶する。この位置Ｑが本実施形態で求められる「接触・非接触境界位置」である。
ステップＵ６；更に後退移動を続行し、予め定めた離隔位置Ｄで停止し、処理を終了する。
以上のステップＵ１〜ステップＵ６を１サイクル実行することで、ステップＴ１〜ステップＴ６を実行した場合と同様に、１つの接触・非接触境界位置のデータ（ｘｑ 、ｙｑ ）を得ることができる。また、言うまでもなく、実行サイクル数を増やし、得られた位置Ｑのデータを平均化するなどして信頼性の更なる向上を図っても良い。
【００５３】
前述したように、接触・非接触境界位置に基づいて加工基準位置を決定することができる。加工基準位置の決定の仕方について本発明はなんら制限を課すものではないが、例としては次のようなケース（１）〜（３）が考えられる。
【００５４】
（１）接触・非接触境界位置Ｑをそのまま加工基準位置として採用する。
（２）接触・非接触境界位置Ｑを既知量シフトさせて加工基準位置として採用する。接触・非接触境界位置Ｑを（ｘｑ 、ｙｑ ）、シフト量を（Δｘｑ 、Δｙｑ ）で表わせば、加工基準位置は（ｘｑ ＋ｘｑ 、Δｙｑ ＋Δｙｑ ）となる。
【００５５】
（３）被加工物の加工開始部位に形成された丸穴の中心付近に位置Ａ（前進開始位置；図２参照）をとり、前進／後退方向を１２０度づつ変えながら、ステップＴ１〜ステップＴ６あるいはステップＵ１〜ステップＵ６を１サイクルづつ（計３サイクル）実行する。これにより、３個の異なる位置Ｑ１ 、Ｑ２ 、Ｑ３ のデータ（ｘｑ１、ｙｑ１）、（ｘｑ２、ｙｑ２）、（ｘｑ３、ｙｑ３）が得られる。これらＱ１ 、Ｑ２ 、Ｑ３ を通る円弧の中心位置を求め、それを加工基準位置として採用する。
【００５６】
【発明の効果】
本発明により、ワイヤカット放電加工機において、高い信頼性をもって再現性良く、ワイヤ電極と対象物（被加工物あるいはそれに代わる位置検出用治具）の接触状態と非接触状態の境界を代表するワイヤの相対位置（ワイヤ接触・非接触境界位置）を検出することができる。また、加工基準点を信頼性の高いワイヤ接触・非接触境界位置に基づいて定めることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係るシステムの全体構成を示した図である。
【図２】接触・非接触境界位置の検出を行なう際のワイヤ電極の相対位置の推移を表わした図である。
【図３】接触・非接触境界位置の検出を行なう際の処理手順の一例について説明するフローチャートである。
【図４】接触・非接触境界位置の検出を行なう際の処理手順の別の例について説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１ ワイヤ電極
２ 被加工物（または位置決め用治具）
３ 電圧印加手段
４ 接触判定手段
５ ワークテーブル（ＸＹテーブル）
６ 数値制御装置
７ Ｘ軸駆動サーボモータ
８ Ｙ軸駆動サーボモータ
Claims (5)
- ワイヤカット放電加工機のワイヤ電極と導電性の対象物との接触・非接触境界位置を検出するワイヤ接触・非接触境界位置検出装置において、
前記ワイヤ電極と前記対象物の間に検出電圧を印加する電圧印加手段と、
前記ワイヤ電極と前記対象物とを相対的に移動させる相対移動手段と、
前記相対移動手段による、前記対象物に対する前記ワイヤ電極の相対的接近移動及び相対的離隔移動を制御する制御手段と、
前記相対的接近移動及び相対的離隔移動の過程において、検出電圧に基づいて前記ワイヤ電極と前記対象物との接触・非接触に関する状態を判定する接触判定手段とを備え、
前記制御手段は、前記相対的接近移動が前記ワイヤ電極と前記対象物とが完全に接触した状態となるまで実行された後に、前記相対的離隔移動が実行されるように前記相対移動手段を制御し、
前記接触判定手段は、前記相対的離隔移動の過程で、前記ワイヤ電極が前記対象物に対する完全接触状態から脱却したことを検出電圧の推移に関する第１の基準に従って判定し、
前記完全接触状態からの脱却が起った時点における前記ワイヤ電極の相対的位置を、ワイヤ接触・非接触境界位置とすることを特徴とする、ワイヤ接触・非接触境界位置検出装置。 - 前記接触判定手段は、前記相対的接近移動の過程で、前記ワイヤ電極が前記対象物に対して接触を開始したことを検出電圧の推移に関する第２の基準に従って判定し、
前記制御手段は、前記相対的接近移動が、前記接触が開始された相対的位置から更に予め定められた所定距離実行されるように前記制御手段を制御する、請求項１に記載されたワイヤ接触・非接触境界位置検出装置。 - 前記接触判定手段は、前記相対的接近移動の過程で、前記相対的接近移動が前記ワイヤ電極と完全に接触した状態となったことを検出電圧の推移に関する第３の基準に従って判定し、
前記制御手段は、前記第３の基準による判定に基づいて前記相対的接近移動を終了させ、次いで、前記相対的離隔移動を開始させるように、前記相対移動手段を制御する、請求項１に記載されたワイヤ接触・非接触境界位置検出装置。 - 前記対象物が被加工物である、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載されたワイヤ接触・非接触境界位置検出装置。
- 前記対象物が位置決め用の治具である、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載されたワイヤ接触・非接触境界位置検出装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ATE530283T1 (de) * | 2005-03-30 | 2011-11-15 | Agie Charmilles Sa | Verfahren zur vermessung und justierung einer elektrode für eine konusbearbeitung mittels eine schneiddrahtfunkenerosionsmachine |
| CN100418685C (zh) * | 2005-05-27 | 2008-09-17 | 江苏技术师范学院 | 非导电硬质材料的电火花成型加工方法 |
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| CN103476529B (zh) * | 2011-04-11 | 2015-06-17 | 三菱电机株式会社 | 放电加工装置 |
| JP5270772B1 (ja) * | 2012-02-15 | 2013-08-21 | ファナック株式会社 | 歪み取り加工を行うワイヤ放電加工機 |
| JP5543522B2 (ja) * | 2012-04-24 | 2014-07-09 | ファナック株式会社 | 極間印加電圧を可変とするワイヤ放電加工機の接触検出装置 |
| JP6235531B2 (ja) * | 2014-08-11 | 2017-11-22 | ファナック株式会社 | 任意の退避位置から放電状態で移動し中断位置に復帰する機能を有するワイヤ放電加工機 |
| JP5977294B2 (ja) | 2014-08-11 | 2016-08-24 | ファナック株式会社 | 放電加工が可能なワークか判別するワイヤ放電加工機 |
| JP6574487B2 (ja) | 2015-02-13 | 2019-09-11 | ピー プラス エル ゲーエムベーハー アンド コー・カーゲー | 工作機械における工作物の位置決定方法 |
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Family Cites Families (15)
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|---|---|---|---|---|
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| JPH01188232A (ja) * | 1988-01-25 | 1989-07-27 | Mitsubishi Electric Corp | ワイヤ放電加工装置 |
| US5003147A (en) * | 1989-05-12 | 1991-03-26 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Method of measuring wire guide spans and directing wire electrode perpendicularly to reference machining plane in electrical-discharge wire cutting machine |
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| US5306889A (en) * | 1991-07-05 | 1994-04-26 | Sodick Co., Ltd. | Wire cut electrical discharge machining apparatus |
| US5315259A (en) * | 1992-05-26 | 1994-05-24 | Universities Research Association, Inc. | Omnidirectional capacitive probe for gauge of having a sensing tip formed as a substantially complete sphere |
| JP3036337B2 (ja) * | 1993-11-19 | 2000-04-24 | ブラザー工業株式会社 | ワイヤ放電加工機 |
| JPH08243846A (ja) * | 1995-03-06 | 1996-09-24 | Mitsubishi Electric Corp | ワイヤ放電加工装置及び方法 |
| JP3330779B2 (ja) | 1995-04-30 | 2002-09-30 | 株式会社ソディック | ワイヤ放電加工機の位置決め方法及びその装置 |
| JP3540474B2 (ja) * | 1995-11-11 | 2004-07-07 | 株式会社ソディック | ワイヤ放電加工装置の基準接触位置の位置決め方法及びその装置 |
| DE19753812C2 (de) * | 1997-12-04 | 2000-05-18 | Agie Sa | Verfahren und Vorrichtung zum funkenerosiven Feinbearbeiten |
| JP4017764B2 (ja) | 1998-09-30 | 2007-12-05 | 株式会社ソディック | ワイヤカット放電加工に於ける基準位置の位置決め方法 |
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3115140A1 (en) | 2015-07-08 | 2017-01-11 | Fanuc Corporation | Wire electrical discharge machine |
| KR20170007149A (ko) * | 2015-07-08 | 2017-01-18 | 화낙 코퍼레이션 | 와이어 방전 가공기 |
| JP2017019029A (ja) * | 2015-07-08 | 2017-01-26 | ファナック株式会社 | 位置決め・形状測定機能を有するワイヤ放電加工機 |
| KR101867674B1 (ko) * | 2015-07-08 | 2018-06-15 | 화낙 코퍼레이션 | 와이어 방전 가공기 |
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