JP2014166652A - ワイヤ放電加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ワイヤ断線を解消し、形状加工時のトータル加工速度を向上するワイヤ放電加工装置を得ること。
【解決手段】ワイヤ電極と被加工物との間隙に放電を発生させ、前記ワイヤ電極を内側に貫通させて前記被加工物の上に配置された加工液供給ノズルから加工液を前記間隙に供給しつつ、前記被加工物を加工するワイヤ放電加工装置であって、予め定められた加工軌跡データに基づいて、前記ワイヤ電極が前記被加工物にコーナ部の加工をした後、当該コーナ部から所定距離の範囲内に位置しているか否かを判定する手段２１と、前記ワイヤ電極が前記所定距離の範囲内に位置している場合は、ワイヤ放電加工の加工条件を前記ワイヤ電極の断線を回避できる断線回避条件に変更する加工条件変更手段１５とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、ワイヤ放電加工装置に関する。

ワイヤ放電加工において加工速度を向上させるためには、ワイヤ断線しない最大パルスエネルギーを投入して加工を行うことが一般的である。しかし、直線加工時に断線しない最大エネルギーを投入して形状加工を行なった場合、コーナ直後の区間でワイヤ断線が発生する場合がある。このようなワイヤ断線現象は、加工時の投入エネルギーを絞ることにより回避することが可能であるが、加工速度低下につながるために問題となっていた。

従来のワイヤ放電加工装置では、加工形状のコーナ部に対して、コーナ前後の微小距離部における加工条件を、複数段にわたって段階的に変更しつつ、ワイヤ電極送りを停止させずに連続してワイヤ放電加工を行うことにより、コーナ前後のワイヤ電極のたわみ量を改善し、形状誤差を最小限に抑制するとしている。所望の加工形状を得ることができるため、高速加工と高精度加工を両立するとしている（例えば特許文献１）。

また別のワイヤ放電加工装置では、加工形状のコーナ部に対して、任意のコーナ手前位置からコーナ部に至るまで加工条件を段階的に変更し、コーナ部通過後に加工条件を元に戻すことにより、コーナ部でのワイヤ電極たわみを抑制し、形状誤差を最小限に抑制するとしている（例えば特許文献２）。

また別のワイヤ放電加工装置では、加工形状のコーナ部に対して、指定したコーナ部の区間に限り、ワイヤ電極と工作物との間隙に噴射供給する加工液の供給液圧または供給液量を、直線加工時よりも低減させたり、あるいは放電エネルギーを低減させることにより、ワイヤ電極たわみを抑制できるとしている（例えば特許文献３）。

特許第２５７１０７７号公報 特開平７−３２２１９号公報 特開平５−２２８７３６号公報

しかしながら、上記従来の技術によるワイヤ放電加工装置にあっては、例えば、特許文献１に記載のワイヤ放電加工においては、コーナ前後の微小区間のみしか加工条件を変更していないため、最大エネルギーを投入して加工を行う場合、コーナ直後区間の加工時に発生するワイヤ断線を、抑制することができないという問題点があった。

また、特許文献２に記載のワイヤ放電加工においては、コーナ直後の区間において条件変更がなされていないので、前記と同様にワイヤ断線を抑制することができないという問題点があった。

また、特許文献３に記載のワイヤ放電加工においては、コーナ部においてワイヤ電極と工作物との間隙に噴射供給する加工液の供給液圧または供給液量を、直線加工時よりも低減させているため、ワイヤ断線抑制に対しては逆効果となる。また、放電エネルギーを低減させる場合においても、コーナ直後区間で発生するワイヤ断線を抑制することができないという問題点があった。

この発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであって、ワイヤ放電加工時の断線を防止し、形状加工時のトータル速度を向上させたワイヤ放電加工装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、ワイヤ電極と被加工物との間隙に放電を発生させ、前記ワイヤ電極を内側に貫通させて前記被加工物の上に配置された加工液供給ノズルから加工液を前記間隙に供給しつつ、前記被加工物を加工するワイヤ放電加工装置であって、予め定められた加工軌跡データに基づいて、前記ワイヤ電極が前記被加工物にコーナ部の加工をした後、当該コーナ部から所定距離の範囲内に位置しているか否かを判定する手段と、前記ワイヤ電極が前記所定距離の範囲内に位置している場合は、ワイヤ放電加工の加工条件を前記ワイヤ電極の断線を回避できる断線回避条件に変更する加工条件変更手段と、を備えることを特徴とする。

この発明によれば、高速ワイヤ放電加工を行う場合において、加工液の澱みが発生し、極間冷却性が低下する領域を容易に判断できるため、システムを複雑化させること無く、加工不安定区間において確実に断線しない加工条件に変更することができるという効果を奏する。

さらに、直線部分ではワイヤが断線しない最大エネルギーで加工し、加工液澱みが発生する領域では、極間冷却性を改善する加工条件に変更することにより、形状加工時のトータル加工速度を向上させることができるという効果を奏する。

図１は、本発明の実施の形態１にかかるワイヤ放電加工装置の構成を示す図である。 図２は、本発明の実施の形態１にかかる加工液ノズルの詳細を示す図である。 図３は、本発明の実施の形態１にかかるワイヤ放電加工装置の制御プロセスを説明する図である。 図４は、本発明の実施の形態１にかかるコーナ直後で発生するワイヤ断線事例を説明する図である。 図５−１は、「直線加工時」における加工液ノズル内径範囲に対向する部分の加工溝形状を示す図である。 図５−２は、「コーナ加工直後」における加工液ノズル内径範囲に対向する部分の加工溝形状を示す図である。 図５−３は、「コーナ加工後、コーナからｄ／２だけワイヤ電極が進んだ場合」における加工液ノズル内径範囲に対向する部分の加工溝形状を示す図である。 図５−４は、「コーナ加工後、コーナからｄ／２以上ワイヤ電極が進んだ直線加工の場合」における加工液ノズル内径範囲に対向する部分の加工溝形状を示す図である。 図６は、本発明の実施の形態１におけるコーナ加工後のコーナからのワイヤ電極の距離と加工液の供給流量（極間流量）との関係を示した図である。 図７は、本発明の実施の形態１におけるコーナ加工直後のワイヤ断線のメカニズムを説明した図である。 図８は、本発明の実施の形態１におけるコーナ加工後のコーナからのワイヤ電極の距離と加工液ノズルの内径範囲内の加工溝の面積との関係を示した図である。 図９は、本発明の実施の形態２にかかるワイヤ放電加工装置の制御プロセスを説明する図である。 図１０−１は、本発明の実施の形態２におけるエリア内の加工軌跡データを示す図である。 図１０−２は、本発明の実施の形態２におけるエリア内で既に加工した軌跡の抽出プロセスを示す図である。 図１０−３は、本発明の実施の形態２における加工溝の面積を算出する対象となる軌跡の抽出プロセスを示す図である。 図１１は、本発明の実施の形態３にかかるワイヤ放電加工装置の制御プロセスを説明する図である。 図１２は、本発明の実施の形態３におけるコーナ部の存在の判定の対象となる軌跡の抽出プロセスを示す図である。 図１３は、本発明の実施の形態４にかかるワイヤ放電加工装置の構成を示す図である。 図１４は、本発明の実施の形態４にかかるワイヤ放電加工装置の制御プロセスを説明する図である。

以下に、本発明にかかるワイヤ放電加工装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかるワイヤ放電加工装置１００の構成を示す図である。ＮＣ制御部１５は、加工液供給装置１４へは加工液供給指令、軸駆動制御部１６へは軸移動指令、電源制御部１９へはパルス条件指令、コーナ部認識手段２０へは加工軌跡データを送出することができる。また、ＮＣ制御部１５は、加工条件変更判断手段２１に加工軌跡データを送出することもできる。電源制御部１９により制御された加工電源１８は、ワイヤ電極１０と被加工物１１の間にパルス状の電圧を印加し、両者の間に放電を発生させることができる。

軸駆動制御部１６により制御されたＸ軸駆動装置１７ａおよびＹ軸駆動装置１７ｂは、ワイヤ電極１０とテーブル１２に固定された被加工物１１とを相対的に移動させ、被加工物１１に対して任意の形状加工を行うことができる。被加工物１１の上下にはワイヤ電極１０と同軸状に配置された上部加工液ノズル１３ａおよび下部加工液ノズル１３ｂが備えられている。ワイヤ電極１０は、上部加工液ノズル１３ａおよび下部加工液ノズル１３ｂそれぞれの加工液流出口を貫通している。

図２は、本発明の実施の形態１にかかる加工液ノズルの詳細を示す図である。図２に示すように、加工液供給装置１４は、上部加工液ノズル１３ａおよび下部加工液ノズル１３ｂを経由して加工間隙に加工液を供給し、加工屑排出と極間冷却を行なう。加工条件変更判断手段２１は、コーナ部認識手段２０からの情報に基づき、あらかじめ定められた制御プロセスにより、加工条件変更内容を決定し、ＮＣ制御部１５に送出している。

図３は、本実施の形態にかかるワイヤ放電加工装置１００の制御プロセスを説明する図である。図３は、ＮＣ制御部１５、コーナ部認識手段２０、および加工条件変更判断手段２１の内部構成との関係を示す図である。ＮＣ制御部１５から送出される加工軌跡データは、ワイヤ放電加工装置１００により被加工物１１を切断加工する加工軌跡に関する予め定められたデータである。ＮＣ制御部１５から加工軌跡データを受け取ったコーナ部認識手段２０は、加工軌跡のコーナ部（屈曲部）を認識（判定）して、加工条件変更判断手段２１に通知する。

ワイヤ電極１０がコーナ部（屈曲部）に来たことを知らされた加工条件変更判断手段２１は、コーナ直後の経路であってコーナ部からのワイヤ電極１０の距離がｄ／２までの区間Ａを特定する（ステップＳ１０１）。ここで、ｄは加工液ノズルの内径に相当する値である。

加工条件変更判断手段２１は、さらにステップＳ１０２にてワイヤ電極１０の現在位置が上記区間Ａ内であるか否かを判断する。現在位置が上記した区間Ａ内であると判断した場合（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）は、加工状態が不安定と判断し、断線回避条件（ステップＳ１０４）に変更され、ワイヤ断線を回避することができる。一方、現在位置が区間Ａ内でないと判断した場合（ステップＳ１０２：Ｎｏ）は、不安定状態ではないと判断し、高速加工が可能な初期条件（ステップＳ１０３）を選択する。

断線回避条件（ステップＳ１０４）および初期条件（ステップＳ１０３）のいずれが選択された場合も、選択された条件は、ＮＣ制御部１５へ送出されて、適切な加工条件に変更される。直線部分ではワイヤが断線しない最大エネルギーで加工し、加工が不安定状態にある区間Ａのみで加工条件を変更することにより、形状加工時のトータル加工速度を向上させることができる。

次に、コーナ直後の経路において、加工液ノズル（上部加工液ノズル１３ａおよび下部加工液ノズル１３ｂ）の内径ｄの１／２に相当する区間が、不安定状態である理由を説明する。図４は、コーナ直後で発生するワイヤ断線事例を示したものである。図４に示すように、直線加工領域では断線しない限界条件でワイヤ電極１０にて被加工物１１に加工溝３１を加工した場合、コーナを加工した後、コーナから一定距離以内のところでワイヤ断線が発生する。

このワイヤ断線現象を、加工液ノズル穴部分に対向する加工溝形状との相関で確認する。図５−１乃至図５−４は、図４で示すワイヤ放電加工において、加工液ノズルの内径範囲１３ｃに対向する部分の加工溝形状を、ワイヤ電極１０による加工位置の違いにより時系列順に示したものである。加工液ノズルの内径範囲１３ｃに対向する部分の加工溝形状は、加工の進展に従い、図５−１の「直線加工時」、図５−２の「コーナ加工直後」、図５−３の「コーナ加工後、コーナからノズル内径ｄの１／２だけワイヤ電極１０が進んだ場合」、図５−４の「コーナ加工後、コーナからノズル内径ｄの１／２以上ワイヤ電極１０が進んだ直線加工の場合」、の順に変化する。直線加工時と比較して、コーナ加工直後からコーナ後の距離３２が一定距離の区間では、加工液ノズルの内径範囲１３ｃに対向する加工溝の面積が増大していることがわかる。また、ワイヤ断線は、加工液ノズルの内径範囲１３ｃに対向する部分加工溝の面積が増加している図５−２に示した区間で発生している。

次に、ワイヤ断線現象を、極間流量変化との相関で確認する。図６は、加工液ノズル（上部加工液ノズル１３ａおよび下部加工液ノズル１３ｂ）から一定の圧力で加工液を供給した場合に、コーナ加工後のコーナからのワイヤ電極１０の距離と加工液の供給流量（極間流量）との関係を示した図である。コーナ直後から流量が増加し、コーナからワイヤ電極１０の距離がノズル内径ｄの１／２を越えた後に、初期流量に復帰していることが確認できる。なお、ワイヤ断線は、極間流量が増加した区間で発生している。

図７は、図５、図６の特性結果を元に、コーナ加工直後のワイヤ断線のメカニズムを説明した図である。コーナ加工の直後では、加工液ノズルの内径範囲１３ｃに対向する部分の加工溝形状面積が増大し、その時点で実際に加工している加工部以外への液逃げ量が増大する。その結果、その時点で実際に加工している加工部分の加工液の流れに澱みが発生し、極間冷却性が悪化することが判明した。ワイヤ断線を防止するためには、加工液の澱みが発生する区間を特定し、同区間のみ極間冷却性を改善するように加工条件の変更をすれば良い。

加工液の澱みが発生する区間は、加工液ノズルの内径と加工溝形状から算出される加工溝の面積より推定することが可能である。図８は、コーナ加工後のコーナからのワイヤ電極１０の距離と加工液ノズルの内径範囲１３ｃ内の加工溝の面積との関係を示した図である。ワイヤ断線は加工溝の面積が増加したときに発生しているため、加工溝の面積を指標として極間冷却性の改善を図れば、ワイヤ断線を回避することができる。

一方、冷却効率が低下する加工液の澱みが発生する区間以外では、限界までパルスエネルギーを投入することにより、トータル加工速度を向上することが可能である。なお、図８に示した加工溝の面積を、加工溝長さ（加工軌跡長さ）に置き換えても、同様の結果が得られる。

図８からわかるように、加工溝の面積が変化する区間は、コーナ直後からコーナとワイヤ電極１０の距離が加工液ノズルの内径ｄの１／２までの範囲内である。つまり、コーナ直後の加工液澱みが発生する加工不安定区間は、加工溝の面積を算出しなくても、加工液ノズルの内径ｄを用いて特定することが可能であり、システムの簡易化につながる。図３に示した制御プロセスは、この方法を用いた事例である。

なお、加工液の澱みが発生する加工不安定区間とみなす制御区間は、加工溝幅やノズル形状精度の影響を考慮して、コーナ直後の加工液ノズル内径ｄの１／２にさらに任意の係数を乗じた区間としても良い。これにより制御区間を最適な区間に調整することができる。例えば、加工溝幅が大きい場合は、制御区間を溝幅相当延長する必要があるが、係数を１．０以上にすることで対処できる。また、制御区間を減少させるためには、係数を１．０未満にすれば良い。このようにして、ワイヤ断線防止を重視するのか、条件変更による無駄時間削減を重視するのかを、係数によって変更することができる。

また、コーナ直後の区間で変更した変更後の加工条件（断線回避条件）は、直前のコーナ部の半径（コーナ半径）に応じて設定することが望ましい。コーナ半径が０であるエッジ直後の区間では、加工液の澱みが最も大きくなる、即ちコーナ半径が小さくなるほど極間における加工液の澱みが発生しやすくなるが、逆にコーナ半径が大きくなるほど極間への澱みは解消されるため、加工条件の変更の必要が低減してゆく。そのため、コーナ半径に応じた断線回避条件のテーブルをあらかじめ用意し、直前のコーナ半径から、このテーブルを用いて加工条件を変更することにより、条件変更区間での加工速度低下を最小限にすることができる。

また、ワイヤ断線防止性能をさらに向上させるためには、図３に示した加工条件の変更に加え、コーナ区間や円弧軌跡中も制御区間（条件変更区間）とすれば良い。コーナ区間や円弧軌跡区間においても、加工部における加工液の澱みが若干発生するため、同様に条件変更することが望ましい。即ち、コーナ部加工中も、ワイヤ放電加工の加工条件を上記した断線回避条件に変更する。なお、その際に加工条件を一律に変更することは効率的でないため、上記したのと同様にコーナ半径に応じた断線回避条件のテーブルを用意すれば、条件変更区間での加工速度低下を最小限にできる。コーナ区間や円弧軌跡区間においても加工条件を変更することにより、ワイヤ断線を確実に防止できる。

制御区間における加工条件変更（断線回避条件）の一例として、加工液圧や加工液流量、パルス休止時間、軸送り速度などがあげられる。これらのパラメータは、ＮＣ制御部１５からの指令により変更できる。上部加工液ノズル１３ａおよび下部加工液ノズル１３ｂから供給される加工液の加工液圧や加工液流量を変更する場合、加工不安定区間（制御区間）では液圧もしくは流量を増加させることで、加工速度の低下無しに極間冷却性を向上し、ワイヤ断線を防止することができる。

パルス休止時間を変更する場合、加工不安定区間ではパルス休止時間を増加させることにより、平均エネルギーを低下させることができるために極間冷却性が改善する。その場合、加工ギャップの変化がほとんど無いため、加工形状精度に影響を及ぼすことなく、ワイヤ断線を防止することができる。

軸送り速度を変更する場合、加工不安定区間では速度を低速にすることにより、極間ギャップが広がり、放電周波数の低下に伴い冷却性が改善する。その場合、加工パルス条件を変更することなく、軸送り制御だけでワイヤ断線を防止することができるため、制御システムの簡易化が可能である。

以上説明したように、本実施の形態においては、高速ワイヤ放電加工を行う場合、加工液の澱みが発生し極間冷却性が低下する領域を容易に判断できるため、システムを複雑化させること無く、加工が不安定な区間において確実に断線しない加工条件に変更することができる。直線部分ではワイヤが断線しない最大エネルギーで加工し、加工液澱みが発生する領域では、極間冷却性を改善する加工条件に変更することにより、形状加工時のトータル加工速度を向上させることができる。

実施の形態２．
以下に、本発明の実施の形態２にかかるワイヤ放電加工装置の構成および動作について説明する。ワイヤ放電加工装置の構成は、図１に示したワイヤ放電加工装置１００と同様であるため省略する。図９に本実施の形態にかかるワイヤ放電加工装置の制御プロセスを説明する図を示す。図９は、ＮＣ制御部１５、加工条件変更判断手段２１の内部構成との関係を示す図である。図１０−１乃至図１０−３は、軌跡の抽出プロセスを説明する図である。図９の制御プロセスの具体例について、図１０−１乃至図１０−３を用いて以下に説明する。

ＮＣ制御部１５は、図１０−１に示される加工軌跡データを、加工条件変更判断手段２１へ送出する。加工条件変更判断手段２１は、図９のステップＳ２０１にて、受け取った加工軌跡データに基づいて、図１０−２に示すようにワイヤ電極１０の現在位置を中心に直径ｄのエリア内で既に加工した軌跡のみを抽出する。抽出された軌跡を実線で示し、残りは破線で示す。ここで直径ｄは、加工液ノズル（上部加工液ノズル１３ａおよび下部加工液ノズル１３ｂ）の内径に相当する。さらにステップＳ２０２において、同エリア内でワイヤ電極１０の現在位置と直接連結していない軌跡は、図１０−３に示すように除外する。除外された領域を破線で示す。

次に、図１０−３に示したように抽出された軌跡の加工溝の面積を算出し（ステップＳ２０３）、算出された面積が、所定の設定値である規定面積以上か否かを判断する（ステップＳ２０４）。規定面積以上の場合（ステップＳ２０４：Ｙｅｓ）は、加工状態が不安定であると判断し、断線回避条件（ステップＳ２０６）に変更され、ワイヤ断線を回避することができる。一方、算出された加工溝の面積が規定面積以上ではない場合（ステップＳ２０４：Ｎｏ）は、不安定状態ではないと判断し、高速加工が可能な初期条件（ステップＳ２０５）を選択する。

断線回避条件（ステップＳ２０６）および初期条件（ステップＳ２０５）のいずれが選択された場合も、選択された条件は、ＮＣ制御部１５へ送出されて、適切な加工条件に変更される。ワイヤ電極１０の断線を回避することができる加工条件である断線回避条件としては、実施の形態１で述べたのと同様に、例えば、加工液圧や加工液流量の増加、パルス休止時間の増加、軸送り速度の低速化などを用いる。直線部分（加工溝の面積が規定面積未満の場合）はワイヤが断線しない最大エネルギーで加工し、加工が不安定状態にある規定面積以上となる区間のみで条件を変更することにより、形状加工時のトータル加工速度を向上させることができる。

本実施の形態では、加工溝の面積を正確に算出しているため、加工液の澱みが発生する区間を正確に判断し、ワイヤ断線を確実に回避する目的で条件変更できる。直線部分ではワイヤが断線しない最大エネルギーで加工し、加工液澱みが発生する領域では、極間冷却性を改善する加工条件に変更することにより、形状加工時のトータル加工速度を向上させることができる。

なお、加工液ノズル内径エリアに存在する加工溝の面積変化から加工状態を判定する理由は、図５−１〜図５−４、図７、図８で既に示したように、加工液ノズル内径エリアの加工溝の面積の増加と、加工部における加工液の「澱み領域」の発生とに相関があるからである。加工溝の面積を指標とすることにより、加工不安定区間を特定することができる。

また、図８に示される加工溝の面積は、加工溝の長さ（加工軌跡の長さ）に変更しても、当該長さが所定値以上の場合に加工条件を断線回避条件とすることにより、同様の結果が得られる。つまり、図９に示した制御プロセスは、加工溝の面積ではなく、加工溝の長さ（加工軌跡の長さ）に置き換えても、同様の効果が得られる。

以上説明したように本実施の形態においても、高速ワイヤ放電加工を行う場合、加工液の澱みが発生し、極間冷却性が低下する領域を正確に判断できるため、ワイヤ断線を確実に回避できる。直線部分ではワイヤが断線しない最大エネルギーで加工し、加工液の澱みが発生する領域では、極間冷却性を改善する条件に変更することにより、形状加工時のトータル加工速度を向上させることができる。

また、ステップＳ２０２において、加工液ノズル内径エリア内でワイヤ電極１０の現在位置と直接連結されていない軌跡を除外する理由は、同軌跡部の液流が、加工部へ直接影響を及ぼさないためである。加工部分と屈曲部もしくはコーナ部が加工軌跡で直接連結されていない場合には、加工条件を変更する必要がないため、同軌跡部をステップＳ２０３における加工溝の面積の算出対象から除外することにより断線回避条件への条件変更による加工速度の低下を最小限にすることができる。

実施の形態３．
以下に、本発明の実施の形態３にかかるワイヤ放電加工装置の構成および動作について説明する。ワイヤ放電加工装置の構成は、図１に示したワイヤ放電加工装置１００と同様であるため省略する。図１１に本実施の形態にかかるワイヤ放電加工装置の制御プロセスを説明する図を示す。図１１は、ＮＣ制御部１５、コーナ部認識手段２０、および加工条件変更判断手段２１の内部構成との関係を示す図である。図１２は軌跡の抽出プロセスを説明する図である。図１１の制御プロセスの具体例について、図１０−１、図１０−２および図１２を用いて以下に説明する。

ＮＣ制御部１５は、図１０−１に示される加工軌跡データを、加工条件変更判断手段２１へ送出する。加工条件変更判断手段２１は、図１１のステップＳ３０１にて、受け取った加工軌跡データに基づいて、図１０−２に示すようにワイヤ電極１０の現在位置を中心に直径ｄのエリア内で既に加工した軌跡のみを抽出する。抽出された軌跡を実線で示し、残りは破線で示す。ここで直径ｄは、加工液ノズル（上部加工液ノズル１３ａおよび下部加工液ノズル１３ｂ）の内径に相当する。さらにステップＳ３０２において、同エリア内でワイヤ電極１０の現在位置と直接連結されていない軌跡は、図１２に示すように除外する。除外された領域を破線で示す。

次に、図１２に示したように抽出された軌跡の中に、コーナ部（屈曲部を含む）が存在するか否かを判定する（ステップＳ３０３）。この判定において、ＮＣ制御部１５から受け取った加工軌跡データに基づいたコーナ部認識手段２０の認識結果を加工条件変更判断手段２１が利用してもよい。

コーナ部（屈曲部を含む）が存在する場合（ステップＳ３０３：Ｙｅｓ）には、加工状態が不安定と判断し、断線回避条件（ステップＳ３０５）に変更され、ワイヤ断線を回避することができる。一方、同エリア内にコーナ部（屈曲部を含む）が存在しない場合（ステップＳ３０３：Ｎｏ）は、不安定状態ではないと判断し、高速加工が可能な初期条件（ステップＳ３０４）が選択される。

断線回避条件（ステップＳ３０５）および初期条件（ステップＳ３０４）のいずれが選択された場合も、選択された条件は、ＮＣ制御部１５へ送出され、適切な加工条件に変更される。ワイヤ電極１０の断線を回避することができる加工条件である断線回避条件としては、実施の形態１で述べたのと同様に、例えば、加工液圧や加工液流量の増加、パルス休止時間の増加、軸送り速度の低速化などを用いる。直線部分ではワイヤが断線しない最大エネルギーで加工し、直径ｄのエリア内にコーナ部が存在する不安定状態にある区間のみで加工条件を変更することにより、形状加工時のトータル加工速度を向上させることができる。

なお、ステップＳ３０２において、加工液ノズル内径エリア内でワイヤ電極１０の現在位置と直接連結されていない軌跡は除外する理由は、同軌跡部の液流が、加工部へ直接影響を及ぼさないためである。加工部分と屈曲部もしくはコーナ部が加工軌跡で直接連結されていない場合には、加工条件を変更する必要がないため、同軌跡部をステップＳ３０３におけるコーナ部存在の判定対象から除外することにより断線回避条件への条件変更による加工速度の低下を最小限にすることができる。

実施の形態４．
以下に、本発明の実施の形態４にかかるワイヤ放電加工装置の構成および動作について説明する。図１３は、本発明の実施の形態４にかかるワイヤ放電加工装置２００の構成を示す図である。ＮＣ制御部１５は、加工液供給装置１４へは加工液供給指令、軸駆動制御部１６へは軸移動指令、電源制御部１９へはパルス条件指令を送出することができる。電源制御部１９により制御された加工電源１８は、ワイヤ電極１０と被加工物１１の間にパルス状の電圧を印加し、両者の間に放電を発生させることができる。

軸駆動制御部１６により制御されたＸ軸駆動装置１７ａおよびＹ軸駆動装置１７ｂは、ワイヤ電極１０とテーブル１２に固定された被加工物１１とを相対的に移動させ、被加工物１１に対して任意の形状加工を行うことができる。被加工物１１の上下にはワイヤ電極１０と同軸状に配置された上部加工液ノズル１３ａおよび下部加工液ノズル１３ｂが備えられている。

図２の詳細図で示した通り、加工液供給装置１４は、上部加工液ノズル１３ａおよび下部加工液ノズル１３ｂを経由して加工間隙に加工液を供給し、加工屑排出と極間冷却を行なう。加工条件変更判断手段２１は、流量計測手段２２ａおよび２２ｂからの情報に基づき、あらかじめ定められた制御プロセスにより、加工条件変更内容を決定し、ＮＣ制御部１５に送出している。

図１４は、本実施の形態にかかるワイヤ放電加工装置２００の制御プロセスを説明する図である。図１４は、ＮＣ制御部１５、流量計測手段２２（２２ａ、２２ｂ）、および加工条件変更判断手段２１の内部構成との関係を示す図である。流量計測手段２２（２２ａ、２２ｂ）から送られてくる加工液流量についての情報に基づいて、加工条件変更判断手段２１は、加工液流量が規定流量値以上であるか否かを判断する（ステップＳ４０１）。規定流量値は、直線加工時の加工液流量以上の予め定めた流量値であり、加工条件変更判断手段２１に備えられた条件記憶手段２５により提供される。

加工液流量が規定流量値以上の場合（ステップＳ４０１:Ｙｅｓ）は、加工状態が不安定と判断され、断線回避条件（ステップＳ４０３）に変更され、ワイヤ断線を回避することができる。一方、加工液流量が規定流量値以下の場合（ステップＳ４０１：Ｎｏ）は、不安定状態ではないと判断し、高速加工が可能である初期条件（ステップＳ４０２）が選択される。

断線回避条件（ステップＳ４０３）および初期条件（ステップＳ４０２）のいずれが選択された場合も、選択された条件は、ＮＣ制御部１５へ送出されて、適切な加工条件に変更される。流量変化に応じて、加工条件を変更することにより、直線部分ではワイヤが断線しない最大エネルギーで加工し、不安定状態にある区間のみで条件を変更することにより、形状加工時のトータル加工速度を向上させることができる。

なお、流量変化を指標として加工状態を判定する理由は、図６に示したように、供給流量（極間流量）の増加と、加工部分における加工液の澱みの発生との間に相関があるからである。加工液の流量変化を指標とすることにより、加工不安定区間を特定することが可能である。即ち、ワイヤ電極１０の断線しやすいコーナ部（屈曲部）後の経路では、被加工物１１の加工液ノズルの内径部分に対向する領域において、加工溝の面積が増加するため、加工液量が増加する。加工液量の変化に応じて、加工条件を変更することによりワイヤ断線を防止し、形状加工時のトータル加工速度を向上させることができる。

制御区間における加工条件変更（断線回避条件）の一例としては、パルス休止時間の増加、軸送り速度の低速化などがあげられる。これらのパラメータは、ＮＣ制御部１５からの指令により変更することができる。

更に、本願発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、上記実施の形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出されうる。

例えば、上記実施の形態１乃至４それぞれに示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出されうる。更に、上記実施の形態１乃至４にわたる構成要件を適宜組み合わせてもよい。

以上のように、本発明にかかるワイヤ放電加工装置は、ワイヤ放電加工におけるワイヤ電極の断線の防止に有用であり、特に、被加工物との加工間隙に加工液を供給しつつコーナ部を加工する場合におけるワイヤ断線の防止に適している。

１０ ワイヤ電極
１１ 被加工物
１２ テーブル
１３ａ 上部加工液ノズル
１３ｂ 下部加工液ノズル
１３ｃ 加工液ノズルの内径範囲
１４ 加工液供給装置
１５ ＮＣ制御部
１６ 軸駆動制御部
１７ａ Ｘ軸駆動部
１７ｂ Ｙ軸駆動部
１８ 加工電源
１９ 電源制御部
２０ コーナ部認識手段
２１ 加工条件変更判断手段
２２，２２ａ，２２ｂ 流量計測手段
２５ 条件記憶手段
３１ 加工溝
３２ コーナ後の距離
１００，２００ ワイヤ放電加工装置

Claims (14)

1. ワイヤ電極と被加工物との間隙に放電を発生させ、前記ワイヤ電極を内側に貫通させて前記被加工物の上に配置された加工液供給ノズルから加工液を前記間隙に供給しつつ、前記被加工物を加工するワイヤ放電加工装置であって、
   予め定められた加工軌跡データに基づいて、前記ワイヤ電極が前記被加工物にコーナ部の加工をした後、当該コーナ部から所定距離の範囲内に位置しているか否かを判定する手段と、
   前記ワイヤ電極が前記所定距離の範囲内に位置している場合は、ワイヤ放電加工の加工条件を前記ワイヤ電極の断線を回避できる断線回避条件に変更する加工条件変更手段と、
   を備えることを特徴とするワイヤ放電加工装置。
2. 前記所定距離は、前記加工液供給ノズルの内径の１／２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装置。
3. 前記所定距離は、前記加工液供給ノズルの内径の１／２に係数を乗じた値である
   ことを特徴とする請求項１に記載のワイヤ放電加工装置。
4. 前記コーナ部の半径に対応した前記断線回避条件が記載されたテーブルを記憶する手段をさらに備え、
   加工条件変更手段は、ワイヤ放電加工の加工条件を前記テーブルに記載された前記断線回避条件に変更する
   ことを特徴とする請求項１、２または３に記載のワイヤ放電加工装置。
5. 前記コーナ部の加工中もワイヤ放電加工の加工条件を前記断線回避条件に変更する
   ことを特徴とする請求項１に記載のワイヤ放電加工装置。
6. ワイヤ電極と被加工物との間隙に放電を発生させ、前記ワイヤ電極を内側に貫通させて前記被加工物の上に配置された加工液供給ノズルから加工液を前記間隙に供給しつつ、前記被加工物を加工するワイヤ放電加工装置であって、
   予め定められた加工軌跡データに基づいて、前記加工液供給ノズルの内径に対向する領域内に形成された前記被加工物の加工溝の面積もしくは加工軌跡の長さを算出する算出手段と、
   前記算出結果の値が所定の設定値を超えた場合は、ワイヤ放電加工の加工条件を前記ワイヤ電極の断線を回避できる断線回避条件に変更する加工条件変更手段と、
   を備えることを特徴とするワイヤ放電加工装置。
7. 前記算出手段による算出の対象を前記ワイヤ電極が加工中の加工溝と前記領域内で連結されている前記加工溝もしくは前記加工軌跡に限定する
   ことを特徴とする請求項６に記載のワイヤ放電加工装置。
8. ワイヤ電極と被加工物との間隙に放電を発生させ、前記ワイヤ電極を内側に貫通させて前記被加工物の上に配置された加工液供給ノズルから加工液を前記間隙に供給しつつ、前記被加工物を加工するワイヤ放電加工装置であって、
   予め定められた加工軌跡データに基づいて、前記加工液供給ノズルの内径に対向する領域内に形成された加工軌跡のコーナ部分を判定する判定手段と、
   前記判定手段によりコーナ部分が存在すると判定された場合は、ワイヤ放電加工の加工条件を前記ワイヤ電極の断線を回避できる断線回避条件に変更する加工条件変更手段と、
   を備えることを特徴とするワイヤ放電加工装置。
9. 前記判定手段による判定の対象を前記ワイヤ電極が加工中の加工溝と前記領域内で連結されているコーナ部分に限定する
   ことを特徴とする請求項８に記載のワイヤ放電加工装置。
10. ワイヤ電極と被加工物との間隙に放電を発生させ、前記ワイヤ電極を内側に貫通させて前記被加工物の上に配置された加工液供給ノズルから加工液を前記間隙に供給しつつ、前記被加工物を加工するワイヤ放電加工装置であって、
    前記加工液の供給流量を計測する計測手段と、
    前記計測手段による計測値が直線加工時の加工液流量以上の予め定めた規定流量値以上か否かを判定する手段と、
    前記計測値が前記規定流量値以上となった場合は、ワイヤ放電加工の加工条件を前記ワイヤ電極の断線を回避できる断線回避条件に変更する加工条件変更手段と、
    を備えることを特徴とするワイヤ放電加工装置。
11. 前記断線回避条件は、前記加工液供給ノズルから供給する前記加工液の加工液圧もしくは加工流量を増加させた条件とする
    ことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のワイヤ放電加工装置。
12. 前記断線回避条件は、パルス休止時間を増加させた条件とする
    ことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のワイヤ放電加工装置。
13. 前記断線回避条件は、ワイヤ電極の軸送り速度を低速にした条件とする
    ことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のワイヤ放電加工装置。
14. 前記断線回避条件に変更したとき以外の直線部分の加工においては、前記ワイヤ電極の断線が発生しない最大エネルギーでワイヤ放電加工する
    ことを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載のワイヤ放電加工装置。

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