JP2005205531A - ワイヤ放電加工機用制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 加工経路上で、後退制御を行っても加工の継続ができなくなる状態を解消し、作業効率を上げることを目的とする。
【解決手段】 加工中にワイヤ電極と被加工物との短絡を解除するために後退動作を行うワイヤ放電加工機用制御装置である。短絡の検知に応じて後退動作を開始する時、現在位置を後退開始位置として記憶し（Ｓ１２）、後退位置記憶手段に記憶した後退開始位置が前回の後退開始位置に対して予め定めた範囲内であれば、後退動作回数をカウントし（Ｓ１３）、カウント手段でカウントされた後退動作回数に対応する放電加工条件を求め（Ｓ１４）、その放電加工条件に変更する（Ｓ１６）。
【選択図】 図２

Description

本発明は、加工中にワイヤ電極と被加工物が短絡した場合、短絡を解除するための後退制御機能を有するワイヤ放電加工機用制御装置に関するものである。

ワイヤ放電加工機において、ワイヤ電極と被加工物が短絡した場合、その短絡状態を解除するために、被加工物に対してワイヤ電極を今まで加工してきた加工経路に沿って逆の方向に相対的に移動させることにより、短絡を解除する後退制御機能を有するワイヤ放電加工機用制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。さらに、この特許文献１には、後退制御時に、放電加工条件を変更する手段を有したもの、後退制御を一定回数以上行っても短絡が解除されない場合に、加工を停止する手段を有したものが開示されている。

特開平６−２７７９４９号公報（段落００１８〜段落００１９、図２、段落００２２〜段落００２３、図４、段落００２６、図６）

ワーク（被加工物）の加工形状が、例えば、図３に示す内側コーナ部等の加工量が増える箇所においては、通常の放電加工条件ではワイヤ電極１とワーク（被加工物）２との短絡が頻発しやすい。図３の例では、加工中、ワイヤ電極１はワーク２とワイヤ電極との間に放電を発生させることでワーク２の一部を除去して加工し、加工プログラムで指令された進行方向へ破線で示す経路を進むが、コーナ部では、ワーク２の下部分（図３において符号Ａで示す部分）とワークの右側部分（図３において符号Ｂで示す部分）とを同時に加工する必要があり、ワーク２とワイヤ電極１とが短絡しやすい状態となる。

前記特許文献１に記載された発明においては、この短絡が頻発しやすいコーナ部等で短絡が発生する度に後退制御を行うことになる結果、この部分で後退制御が頻繁に行われることになり、加工が前に進まなくなることがある。また、後退制御を一定回数以上行っても短絡が解除されない場合は、加工を停止せざるを得ないことがある。このため、前記特許文献１に記載された発明では、後退制御時に、放電加工条件を通常の放電加工条件から後退制御時の放電加工条件に変更しているが、後退制御時に使用する放電加工条件を固定的に決まった１組の放電加工条件に変更するものであるために、換言すれば、後退制御時に使用する放電加工条件は、短絡発生部分における短絡発生の頻度に関係なく同じ放電加工条件であるために、短絡が発生するコーナ部等の個所において最適な放電加工条件を得られず、加工を継続することができないことがある。このように加工を継続できなくなった場合は、加工を継続できるような放電加工条件を制御装置の加工条件設定画面等でオペレータが手動で変更し、加工を継続できる条件を探し出す必要があった。

本発明は、上述したような問題を解決するためのもので、加工経路上で、後退制御を行っても加工の継続ができなくなる状態を解消し、作業効率を上げることを目的とする。

請求項１に係るワイヤ放電加工機用制御装置は、加工中にワイヤ電極と被加工物との短絡を解除するために、ワイヤ電極と被加工物とを加工経路とは逆の方向に相対的に移動させる後退動作制御手段を備えたワイヤ放電加工機用制御装置において、前記短絡の検知に応じて後退動作を開始する時、現在位置を後退開始位置として記憶する後退位置記憶手段と、前記後退位置記憶手段に記憶した後退開始位置が前回の後退開始位置に対して予め定めた範囲内であれば、後退動作回数をカウントするカウント手段と、前記カウント手段でカウントされた後退動作回数に対応する放電加工条件を求める加工条件生成手段と、該加工条件生成手段が求めた放電加工条件に変更する放電加工条件変更手段とを有する。

請求項２に係るワイヤ放電加工機用制御装置は、請求項１に係るワイヤ放電加工機用制御装置において、前記後退動作回数に対応した放電加工条件を予め記憶させてある加工条件記憶手段を備え、前記加工条件生成手段は、前記カウント手段でカウントされた後退動作回数に対応する放電加工条件を前記加工条件記憶手段から読み出すようにしたものである。また、請求項３に係るワイヤ放電加工機用制御装置は、請求項１に係るワイヤ放電加工機用制御装置において、前記加工条件生成手段は、前記カウント手段でカウントされた後退動作回数を含む演算式に従って後退動作回数に対応する放電加工条件を求めるようにしたものである。

本発明によれば、加工中にワイヤ電極と被加工物との短絡を解除するために、ワイヤ電極と被加工物とを加工経路とは逆の方向に相対的に移動させる後退動作を行わせるワイヤ放電加工機用制御装置において、短絡の検知に応じて後退動作を開始する時、後退動作を行う回数に応じて放電加工条件を変更できるため、短絡状態が検知された部分において、最適な放電加工条件を得ることができ、後退制御を行っても加工の継続ができなくなる状態が解消されて作業効率が向上する。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態の要部ブロック図である。図１には、本発明に関係する要部のみを示している。ワイヤ放電加工機の制御装置１０は、プロセッサ（ＣＰＵ）１１と該プロセッサ１１にバス１７で接続されたＲＯＭ，ＲＡＭ等で構成されたメモリ１２、液晶やＣＲＴ等で構成された表示器とキーボード或いは操作盤等で構成された入力部とを含む表示器／入力部１３、Ｉ／Ｏ回路１４及びワイヤ放電加工機の各送り軸Ｘ，Ｙ，Ｚの軸制御回路１８で構成されている。

軸制御回路１８には各軸のサーボアンプ１９ｘ，１９ｙ，１９ｚが接続され、各サーボアンプには、各送り軸を駆動するサーボモータ２０ｘ，２０ｙ，２０ｚが接続されている。また、各サーボモータ２０ｘ〜２０ｚには、図示していないが、位置、速度を検出する検出器が接続され、検出された位置、速度が軸制御回路１８にフィードバックされて、該軸制御回路１８において各送り軸の位置、速度のフィードバック制御がなされ、サーボアンプ１９ｘ〜１９ｚを介して、各軸サーボモータ２０ｘ〜２０ｚが駆動されるように構成されている。例えば、Ｘ，Ｙ軸のサーボモータによって、被加工物のワークが取り付けられたテーブルをＸ，Ｙ軸方向に駆動し、Ｚ軸のサーボモータで上ワイヤガイドをＺ軸（Ｘ軸、Ｙ軸の両軸に直交）方向に駆動する。また、メモリ１２には、現在位置レジスタが設けられており、検出器からの位置フィードバック信号に基づいて、各軸の位置が該現在値レジスタによって検出できるようになっている。なお、テーパ加工を行うために上ワイヤガイドをＸＹ平面上で直交する向きに移動させるＵ，Ｖ軸を備える場合もあるが、この実施形態ではこのＵ，Ｖ軸は省略している。

また、Ｉ／Ｏ回路１４には、ワイヤ電極とワークとの間に加工電圧を供給する電源回路１５、ワイヤ電極とワークとの間の電圧を評価して短絡状態を検知する短絡検知手段１６が接続されている。プロセッサ１１はＩ／Ｏ回路１４を通じて電源回路１５による加工電圧をオンオフ制御する。また、短絡検知手段１６による短絡検知信号がＩ／Ｏ回路１４を通じてプロセッサ１１に入力される。以上の構成は、従来のワイヤ放電加工機の制御装置等と同一であり、本発明は、このような従来の制御装置等を利用するものである。

図２は、本実施形態において加工中にプロセッサ１１（以下、ＣＰＵという）により実行される処理のフローチャートである。該処理は被加工物の加工開始指令に伴って実行が開始される（ステップＳ００）。加工開始後、ワイヤ電極と被加工物（ワーク）との短絡が検知されたか否かを判断する（ステップＳ０１）。加工中に短絡状態にならなければ、ステップＳ０２に進み、短絡検知フラグＦ１が「１（短絡検知あり）」であるか否かを判断する（ステップＳ０２）。ここで、短絡検知フラグＦ１は、ＣＰＵが既に短絡状態を検知したか否かを識別するためのフラグであり、その初期値は「０（短絡検知なし）」である。加工開始時、短絡検知フラグＦ１の値は「０（短絡検知なし）」であり、ＣＰＵはステップＳ０８にジャンプし、設定された放電加工条件（この場合、初期の放電加工条件）で加工動作を行う。なお、一例として、ワイヤ電極と被加工物との間に供給されるパルス状電圧のオフ時間ｔを初期の放電加工条件としてのパルス状電圧のオフ時間ｔ０で加工動作を行う。そして、加工終了か否かを判断し（ステップＳ０９）、加工終了でなければステップＳ０１に戻る。従って、加工中に短絡状態にならなければ、加工プログラムで指令された加工経路に従って加工を行い、ステップＳ０９を経て加工は終了する。

一方、加工中に、短絡検知手段１６よりワイヤ電極と被加工物との短絡信号が入力され、ステップＳ０１にて短絡状態が検知されるとステップＳ１０に進む。まず、短絡検知フラグＦ１に「１（短絡検知あり）」をセットし（ステップＳ１０）、短絡状態が発生したことを記憶する。次に、短絡状態が発生した箇所である現在位置を読む（ステップＳ１１）。即ち、各軸（Ｘ軸のサーボモータ１９ｘ，Ｙ軸のサーボモータ１９ｙ）の現在値レジスタの値を読み取る。そして、読み取った現在位置を後退開始位置として記憶する（ステップＳ１２）。次いで、後退開始回数をカウントするカウンタＣを＋１する（ステップＳ１３）。なお、加工開始時は、カウンタＣの初期値は「０」とされているものとする。

次に、カウンタＣの値に応じた放電加工条件を求める（ステップＳ１４）。例えば、図１のメモリ１２に後退動作回数（０，１，２，…）に対応した放電加工条件を予め記憶させてある加工条件記憶テーブルを設けておき、カウンタＣでカウントされた後退動作回数に対応する放電加工条件を加工条件記憶テーブルから読み出すようにする。なお、カウンタＣの値に応じた放電加工条件を求める方式として、オフ時間を変えることによって加工条件を変える場合には、後退動作回数を含む演算式に従って後退動作回数に対応する放電加工条件を求めるようにしてもよい。例えば、短絡状態発生時の放電加工条件として、ワイヤ電極と被加工物との間に供給されるパルス状電圧のオフ時間ｔを、計算式ｔ＝ｔ０＋ＣΔｔにより求めるようにする。従って、この場合、オフ時間ｔが短絡状態発生前よりもＣΔｔだけ長くなる。

そして、求めた放電加工条件を記憶し（ステップＳ１５）、放電加工条件を求めた放電加工条件に変更し、電源回路１５にこの変更した加工条件を出力し、加工条件を変更する（ステップＳ１６）。被加工物に対してワイヤ電極の後退動作を開始し（ステップＳ１７）、放電が発生し短絡状態が解除されたか否かを判断する（ステップＳ１８）。被加工物に対するワイヤ電極の後退動作を短絡状態が解除されるまで続行する。

短絡状態が解除されると、ワイヤ電極と被加工物とが離れて放電が発生する。ＣＰＵは、被加工物に対するワイヤ電極の後退動作を停止して被加工物に対するワイヤ電極の前進動作を再び開始し（ステップＳ１９）、ステップＳ０８に進んで変更した放電加工条件で加工動作を行う（上述したように、放電加工条件はオフ時間を長くする等で短絡発生が少なくなるように変更されているから、短絡発生の可能性は低下する）。そして、加工終了か否かを判断し（ステップＳ０９）、加工終了でなければステップＳ０１に戻る。

ステップＳ０１に戻ると、ワイヤ電極と被加工物（ワーク）との短絡が検知されたか否かを判断し（ステップＳ０１）、短絡状態でなければ、短絡検知フラグＦ１が「１（短絡検知あり）」であるか否かを判断する（ステップＳ０２）。短絡状態が検知されている場合は、短絡検知フラグＦ１は「１（短絡検知あり）」であり、ステップＳ０３に進む。そして、現在位置を読み（ステップＳ０３）、現在位置が後退開始位置＋αを越えたか否かを判断する（ステップＳ０４）。なお、αは予め定めた所定範囲である。現在位置が後退開始位置＋αを越えていなければ（予め定めた範囲内であれば）、ステップＳ０８にジャンプし、変更した放電加工条件で加工動作を行い、加工終了でなければステップＳ０９に戻る。

一方、現在位置が後退開始位置＋αを越えない間に、ステップＳ０１で短絡状態が検知された場合、上述のステップＳ１０〜ステップＳ１９の処理ルーチンを経てステップＳ０８を実行することになる。従って、後退開始位置が更新記憶され、後退開始回数をカウントするカウンタＣの値がさらに＋１され、カウンタＣの値に応じて再度放電加工条件が変更され、変更された放電加工条件で加工動作が行われる。このように、現在位置が後退開始位置＋αを越えない間に、短絡状態が検知される度に、カウンタＣの値に応じて段階的に放電加工条件を変更する。これにより、短絡状態が検知された部分において、最適な放電加工条件を得ることができ、後退制御を行っても加工の継続ができなくなる状態が解消され、結果、作業効率が向上する。

図４（ａ）は、加工経路上において後退動作の回数に応じて放電加工条件が段階的に変更される場合を示している。最初の後退動作の開始時に記憶された後退開始位置（図において最も左の「×」印）に対して予め定めた所定範囲が設定される。図４（ａ）は、最初の後退開始に伴って設定された所定範囲内において、短絡検知に応じた後退動作が２回行われたことを示している。従って、図２のフローチャートにおいて、短絡が検知されず、かつ、所定範囲内（ステップＳ０４は偽）で、後述するステップＳ０５〜Ｓ０７の処理を行わず放電加工条件が変更されたままの状態において、短絡が検知されると、ステップＳ０１からステップＳ１０に移行して、後退動作の開始毎にカウンタＣの値が「１」→「２」→「３」と順次アップされ、放電加工条件が初期の条件から３回変更され、現在位置においては、カウンタＣの値が「３」であって、３回変更された放電加工条件で加工を行っていることになる。

また、現在位置が、後退開始位置＋α（所定範囲）を越えない間に亘り、ステップＳ０１にて短絡状態が検知されない場合、ステップＳ０８に至る処理ルーチンは、ステップＳ０１を偽、ステップＳ０２を真、ステップＳ０３、ステップＳ０４を偽を繰り返す。そして、現在位置が、後退開始位置＋α（所定範囲）を越えると、ステップＳ０４を真と判断し、短絡検知フラグＦ１を０クリアし（ステップＳ０５）、後退開始回数をカウントするカウンタＣを０クリアし（ステップＳ０６）、放電加工条件を初期の条件に戻し（ステップＳ０７）、ステップＳ０８に進む。このように、短絡状態が検知された位置（後退開始位置）から所定範囲内に亘って短絡状態が検知されない場合、初期の放電加工条件に戻し、以後の加工を続けることとなる。

図４（ｂ）は、最初の後退動作の開始時に変更した放電加工条件が初期の条件に戻される場合を示している。図４（ａ）と同様に、最初の後退動作の開始時に記憶された後退開始位置（図において「×」印）に対して予め定めた所定範囲が設定される。図４（ｂ）は、最初の後退開始に伴って設定された所定範囲内において、短絡が検知されず、従って後退動作は行われなかったことを示している。従って、図２のフローチャートにおいて、所定範囲内では、最初の後退動作時にセットされた短絡検知フラグＦ１は「１（短絡検知あり）」により、ステップＳ０１を偽、ステップＳ０２を真、ステップＳ０３、ステップＳ０４を偽を繰り返す。所定範囲外となると、ステップＳ０４を真、ステップＳ０５、ステップＳ０６、放電加工条件を初期の条件に戻し（ステップＳ０７）、現在位置においては、カウンタＣの値が「０」であって、放電加工条件は初期の条件で加工を行っていることになる。

なお、最初の後退開始に伴って設定された所定範囲内で、再度短絡検知が行われた場合に、初期の放電加工条件に戻す位置を、最初の後退開始に伴って設定された所定範囲を越えたときとすることもできる。すなわち、図４（ｃ）に示すように、最初の後退に伴って設定された所定範囲内で２回目、３回目に再度短絡検知により変更された放電加工条件は、３回目の後退終了から前進動作を開始し、最初の後退開始に伴って設定された所定範囲を越えたとき、初期の放電加工条件に戻ることとなる。この場合における処理のフローチャートは図５のようになる。図２のフローチャートと異なる処理は、最初の短絡検知後、２回目の短絡検知時に（ステップＳ０１を真）、ステップＡ１０において短絡検知フラグＦ１が１であるか否かを判断することである。短絡検知フラグＦ１が１である場合は、現在位置を後退開始位置として記憶することなく、ステップＳ１３に進む。これにより、所定範囲は最初の後退開始に伴って設定された所定範囲のままとなる。

なお、上記実施形態では、記憶された後退開始位置と現在位置との差が所定範囲内となっている間に亘り、短絡状態が検知されない場合、即座に放電加工条件を初期の条件に戻すようにしているが、放電加工条件を初期の条件に戻す時、距離または時間に比例させて段階的に戻すようにしてもよい。この場合、所定距離または所定時間を経る毎にカウンタＣの値を１つずつ下げ、カウンタＣの値に対応した放電加工条件に変更していき、カウンタＣの値が０となった時点で、放電加工条件が初期の条件に戻ることとなる。

本発明の一実施形態の要部ブロック図である。 加工中に制御装置により実行される処理のフローチャートである。 ワーク（被加工物）のコーナ部に対する加工を説明する図である。 加工経路上における後退動作の回数に応じた放電加工条件の変更状態を説明する図である。 加工中に制御装置により実行される処理のフローチャート（放電加工条件を初期条件に戻すタイミングが異なる変形実施形態）である。

符号の説明

１ ワイヤ電極
２ ワーク（被加工物）
１０ 制御装置
１１ ＣＰＵ
１２ メモリ
１３ 表示器／入力部
１４ Ｉ／Ｏ回路
１５ 電源回路
１６ 短絡検知手段
１７ バス
１８ 軸制御回路
１９ サーボアンプ
２０ サーボモータ

Claims (3)

1. 加工中にワイヤ電極と被加工物との短絡を解除するために、ワイヤ電極と被加工物とを加工経路とは逆の方向に相対的に移動させる後退動作制御手段を備えたワイヤ放電加工機用制御装置であって、
   前記短絡の検知に応じて後退動作を開始する時、現在位置を後退開始位置として記憶する後退位置記憶手段と、前記後退位置記憶手段に記憶した後退開始位置が前回の後退開始位置に対して予め定めた範囲内であれば、後退動作回数をカウントするカウント手段と、前記カウント手段でカウントされた後退動作回数に対応する放電加工条件を求める加工条件生成手段と、該加工条件生成手段が求めた放電加工条件に変更する放電加工条件変更手段とを有することを特徴とするワイヤ放電加工機用制御装置。
2. 前記後退動作回数に対応した放電加工条件を予め記憶させてある加工条件記憶手段を備え、前記加工条件生成手段は、前記カウント手段でカウントされた後退動作回数に対応する放電加工条件を前記加工条件記憶手段から読み出すものであることを特徴とする請求項１に記載のワイヤ放電加工機用制御装置。
3. 前記加工条件生成手段は、前記カウント手段でカウントされた後退動作回数を含む演算式に従って後退動作回数に対応する放電加工条件を求めるものであることを特徴とする請求項１に記載のワイヤ放電加工機用制御装置。
   

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