JP2011110649A - ワイヤカット放電加工機および放電加工方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ワイヤ電極24とワーク25で構成される極間に、間歇的に電圧を印加して放電を発生させ、加工中の平均極間電圧によってワイヤ電極24とワーク25の相対送り速度を制御するワイヤカット放電加工機において、少なくとも加工後のワークの寸法情報を入力する入力装置11と、前記極間の極間電圧を検出し増幅器30により増幅し、A/D変換器31で所定周期毎にA/D変換を行い、制御装置1に出力する。制御装置1は、A/D変換器31からの電圧値に基づいて平均極間電圧値を求めるとともに、前記寸法情報に従って予め記憶された補正ゲインを用いて前記平均極間電圧値を補正する補正係数を算出し、該補正係数を該平均極間電圧値に乗ずることによって得られる補正極間電圧値に基づいて前記相対送り速度を制御するワイヤカット放電加工機。
【選択図】図5
Description
特許文献1には、加工前に非加工時の無負荷電圧を計測し、この値を予め定めた基準値に一致させるように電圧補正係数を求めて記憶しておき、ワークを実際に加工する実加工時には、極間の加工電圧の測定値に該電圧補正係数を乗じ、補正後の加工電圧に従って加工送り速度を制御する技術が開示されている。
特許文献2には、実加工中の加工電圧や加工速度を計測し、予め記憶している規格範囲内に入るように加工条件を自動的に補正する技術が開示されている。この技術では、ワイヤカット放電加工機の電気定数のバラツキだけではなく、メカニカルな要因による加工電圧や加工速度のバラツキも抑えられる。しかし、加工中の加工情報のみから加工結果を完全に予測することは困難である。
そこで、特許文献3に開示されるように、加工結果をワイヤカット放電加工機の制御装置に入力し、目標値と比較して加工プログラムや加工条件を修正しながら最適条件を探索することが提案されている。
請求項4に係る発明は、前記第1の補正係数演算手段と前記第2の補正係数演算手段は、前記寸法誤差データを、前記ワイヤ電極径および前記ワーク材質毎に予め記憶しておいた補正ゲインデータで除した後に1を加算して補正係数を演算する手段であることを特徴とする請求項3に記載のワイヤカット放電加工機である。
請求項6に係る発明は、前記第1の補正係数演算手段および前記第2の補正係数演算手段は、複数のワーク板厚に対応するワーク寸法情報が前記加工結果入力手段により入力された場合、各板厚での補正係数の最小二乗直線近似によりワークの任意の板厚での補正係数を求めることを特徴とする請求項1または2のいずれか1つに記載のワイヤカット放電加工機である。
請求項8に係る発明は、ワイヤ電極とワークで構成される極間に、間歇的に電圧を印加して放電を発生させ、該ワークを除去加工するとともに、加工中の平均極間電圧によって該ワイヤ電極と該ワークの相対送り速度を制御するワイヤカット放電加工機を用いた放電加工方法において、加工後のワーク寸法情報を取得し、前記ワーク寸法情報に従って加工中の平均極間電圧を補正する補正係数を求め、加工中の平均極間電圧に前記補正係数を乗じて得られる補正平均極間電圧を求め、前記補正平均極間電圧によってワイヤ電極とワークの相対送り速度を制御することを特徴とするワイヤカット放電加工機を用いた放電加工方法である。
図1は、任意のワイヤ電極径、または、任意のワーク材質の場合の、ワーク板厚と寸法誤差との関係を説明する図である。横軸はワーク板厚、縦軸は寸法誤差である。実験の結果、ワイヤカット放電加工機A,B,およびCは、それらの放電加工機毎に加工後のワークの実測値と目標値との寸法誤差にはバラツキがあるものの、概ねワーク板厚に従って直線的に寸法誤差が増大する傾向が見られ、また、寸法誤差の絶対値はワイヤ電極径やワーク材質によって変化するが、ワーク板厚に対する変化の傾向は同じであることがわかった。なお、寸法誤差の定義を説明すると、寸法誤差はワークを加工することによって得られたワークの形状データ(実測寸法に対応する)とNC加工プログラムによって加工しようとする設計データ(目標寸法に対応する)との偏差をいう。
図4は、目標電圧を補正した場合におけるワーク板厚に対する補正ゲインの関係を示したものである。目標電圧の補正がプラスの場合とマイナスの場合で効果が逆になり、補正ゲインも若干変化するが、特性はほぼ同じである。従って、加工電圧を補正する場合と全く同じ手法によって、同等の補正効果が得られる。
ワイヤカット放電加工機の制御装置1には通常、ワークの加工に使用するワイヤ電極24の径のデータ、加工しようとしているワークの材質のデータおよび、ワーク板厚のデータが取り込まれており、これらのデータを本発明においても用いてもよい。あるいは、これらの値を入力装置11からオペレータが制御装置1に入力するようにしてもよい。
10 プロセッサ(CPU)
11 入力装置
12 メモリ
13 X軸用軸制御回路
14 X軸用サーボアンプ
15 Y軸用軸制御回路
16 Y軸用サーボアンプ
17 バス
2 加工機
20 X軸用サーボモータ
21 X軸用エンコーダ
22 Y軸用サーボモータ
23 Y軸用エンコーダ
24 ワイヤ電極
25 ワーク
26 電流制限抵抗器
27 スイッチング素子
28 直流電源
29 スイッチング駆動回路
30 増幅器
Claims (9)
- ワイヤ電極とワークで構成される極間に、間歇的に電圧を印加して放電を発生させ、該ワークを除去加工するとともに、加工中の平均極間電圧によって該ワイヤ電極と該ワークの相対送り速度を制御するワイヤカット放電加工機において、
少なくとも加工後のワーク寸法情報を入力する加工結果入力手段と、
前記加工結果入力手段により入力された前記ワーク寸法情報に従って前記ワークの加工中の平均極間電圧を補正する補正係数を算出する第1の補正係数演算手段と、を有し、
前記第1の補正係数演算手段によって算出された補正係数を前記加工中の平均極間電圧に乗じて得られる補正平均極間電圧に基づいて前記相対送り速度を制御することを特徴とするワイヤカット放電加工機。 - ワイヤ電極とワークで構成される極間に、間歇的に電圧を印加して放電を発生させ、該ワークを除去加工するとともに、加工中の平均極間電圧と目標電圧との偏差によって該ワイヤ電極と該ワークの相対送り速度を制御するワイヤカット放電加工機において、
少なくとも加工後のワーク寸法情報を入力する加工結果入力手段と、
前記加工結果入力手段により入力された前記ワーク寸法情報に従って目標電圧を補正する補正係数を算出する第2の補正係数演算手段と、を有し、
前記加工中の平均極間電圧と前記第2の補正係数演算手段によって算出された補正係数を目標電圧に乗じて得られる補正目標電圧との偏差に基づいて前記相対送り速度を制御することを特徴とするワイヤカット放電加工機。 - 前記加工結果入力手段は、ワーク寸法情報として加工後のワークの実測寸法から目標寸法を引いて求めた寸法誤差データに加えて、ワイヤ電極径、ワーク材質および、ワーク板厚のデータを入力することを特徴とする請求項1または2のいずれか1つに記載のワイヤカット放電加工機。
- 前記第1の補正係数演算手段と前記第2の補正係数演算手段は、
前記寸法誤差データを、前記ワイヤ電極径および前記ワーク材質毎に予め記憶しておいた補正ゲインデータで除した後に1を加算して補正係数を演算する手段であることを特徴とする請求項3に記載のワイヤカット放電加工機。 - 前記補正ゲインデータは、更にワーク板厚にしたがって予め記憶しておくとともに、記憶した補正ゲインデータが無い板厚についてはその前後のワーク板厚の補正ゲインデータの直線補間によって決定することを特徴とする請求項4に記載のワイヤカット放電加工機。
- 前記第1の補正係数演算手段および前記第2の補正係数演算手段は、複数のワーク板厚に対応するワーク寸法情報が前記加工結果入力手段により入力された場合、各板厚での補正係数の最小二乗直線近似によりワークの任意の板厚での補正係数を求めることを特徴とする請求項1または2のいずれか1つに記載のワイヤカット放電加工機。
- 前記補正ゲインデータを、寸法誤差がプラスの場合とマイナスの場合で個別に記憶しておくことを特徴とする請求項4〜6のいずれか1つに記載のワイヤカット放電加工機。
- ワイヤ電極とワークで構成される極間に、間歇的に電圧を印加して放電を発生させ、該ワークを除去加工するとともに、加工中の平均極間電圧によって該ワイヤ電極と該ワークの相対送り速度を制御するワイヤカット放電加工機を用いた放電加工方法において、
加工後のワーク寸法情報を取得し、
前記ワーク寸法情報に従って加工中の平均極間電圧を補正する補正係数を求め、
加工中の平均極間電圧に前記補正係数を乗じて得られる補正平均極間電圧を求め、
前記補正平均極間電圧によってワイヤ電極とワークの相対送り速度を制御することを特徴とするワイヤカット放電加工機を用いた放電加工方法。 - ワイヤ電極とワークで構成される極間に、間歇的に電圧を印加して放電を発生させ、該ワークを除去加工するとともに、加工中の平均極間電圧と目標電圧との偏差によって該ワイヤ電極と該ワークの相対送り速度を制御するワイヤカット放電加工機を用いた放電加工方法において、
加工後のワーク寸法情報を取得し、
前記ワーク寸法情報に従って目標電圧を補正する補正係数を求め、
目標電圧に前記補正係数を乗じて補正目標電圧を求め、
加工中の前記平均極間電圧と前記補正目標電圧との偏差によってワイヤ電極とワークの相対送り速度を制御するワイヤカット放電加工機を用いた放電加工方法。
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