JP2015047675A - ワイヤ放電加工機用のプログラム作成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】
作業者が必要とする図形情報を図形情報記憶手段80から選択すると、図形情報が図形情報記憶手段80から図形情報解析手段81に渡される。図形情報解析手段81は、図形情報を解析し、図形情報の中から加工プログラムを生成するために必要な加工形状データを抽出してこれらをプログラム生成手段82に渡す。プログラム生成手段82は、図形情報解析手段81から加工形状データと回転中心記憶手段83から旋回軸の回転中心線を受け取り、これらを基にワイヤ電極を垂直にした状態で加工するためのワークに対するワイヤ電極の新たな相対移動量および旋回軸の回転量を生成し、ワイヤ電極の新たな相対移動量および旋回軸の回転量を指令する加工プログラムを作成する。
【選択図】図10
Description
1)加工屑の排出が困難なので加工速度を上げられない。
2)ワイヤガイド部でワイヤ電極に摩擦力が加わり、面粗さに悪影響をおよぼす。
3)ワイヤガイド部で曲げられるワイヤ電極の支持点が、ガイドの形状精度や、加工状態により変動する為、高精度加工が困難である。
4)加工条件を設定するのが難しい。
これらはワイヤ電極を斜めに張ることによって生じる問題であり、テーパの角度が大きくなるほど顕著化するという性質を持っている。
そこで、本発明の目的は、少なくとも2つ以上の旋回軸を用いてワークを任意に傾けることができる載置部を備えたワイヤ放電加工機用の加工プログラム作成装置であって、ワイヤ電極に対してワークの傾きを相対的に変化させながら加工する加工プログラムを作成することを特徴とするワイヤ放電加工用の加工プログラム作成装置を提供することである。
そして、本願の請求項1に係る発明は、テーブルとワイヤ電極を相対移動させる少なくとも2つの直線軸と、前記テーブルに載置されると共にワークを取付け可能であり、かつ、少なくとも2つの旋回軸を有する載置部とを備えたワイヤ放電加工機用の加工プログラム作成装置であって、製品形状を定義した図形データを入力する図形データ入力手段と、少なくとも前記製品形状の厚さとワイヤ電極の傾き量を含む加工データを設定する加工データ設定手段と、前記入力された図形データおよび前記加工データをもとに加工形状を作成する加工形状作成手段と、前記作成された加工形状から前記直線軸と前記旋回軸を同期させて動かすことでワイヤ電極に対してワークの傾きを相対的に変化させながら加工する加工プログラムを作成するプログラム作成手段を有することを特徴とするワイヤ放電加工機用の加工プログラム作成装置である。
請求項2に係る発明は、前記プログラム作成手段は、前記ワイヤ電極の傾き量および前記ワークに対する前記ワイヤ電極の直線軸の相対移動量と予め記憶した前記旋回軸の回転中心線をもとに、前記ワイヤ電極を垂直にした状態で加工するためのワークに対するワイヤ電極の新たな相対移動量および前記旋回軸の回転量を生成し、前記ワイヤ電極の新たな相対移動量および前記旋回軸の回転量を指令する加工プログラムを作成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機用の加工プログラム作成装置である。
請求項3に係る発明は、前記回転中心線と前記ワイヤ電極の垂直からの傾き量を用いて回転マトリクスを求め、前記回転マトリクスを用いて前記ワークに対する前記ワイヤ電極の相対移動量と前記旋回軸の回転量を求めることを特徴とする請求項2に記載のワイヤ放電加工機用の加工プログラム作成装置である。
請求項4に係る発明は、加工プログラムを入力するプログラム入力部を有し、前記入力した加工プログラムにおける前記ワイヤ電極の傾き量および前記ワークに対する前記ワイヤ電極の直線軸の相対移動量と予め記憶した前記旋回軸の回転中心線をもとに、前記ワイヤ電極の傾き指令および前記ワークに対する前記ワイヤ電極の相対移動指令を、ワークに対するワイヤ電極の移動指令および前記旋回軸の回転指令に変換するプログラム変換部を有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機用の加工プログラム作成装置である。
本発明は、従来技術の問題を解決するため、加工中にワイヤ電極を垂直位置に保ちながらワークの傾きを変化させて加工する。図1に示されるような形状にワーク3を加工する場合を例にして説明する。なお、垂直位置(鉛直方向)は、背景技術の説明の欄で摘記した問題が回避される範囲で、例えばテーパ角度が5度などの垂直位置(鉛直方向)近傍でも良い。
ワーク下面側はPb0に向かって移動する。そして、ワイヤ電極4のワーク上面側はPt
1、ワイヤ電極4のワーク下面側はPb1に向かって移動する。
2においてワイヤ電極4をZ軸(垂直方向、つまり、鉛直方向)と平行にするためには、点Pbを中心にしてθrotx傾ける必要がある。ワイヤ電極4とワーク3の上面の交点
を点Pt’とすると、θrotxは、数1式により表すことができる。
ここで、図3においてワイヤ電極4をZ軸と平行にするためには、点Pbを中心にしてθroty傾ける必要がある。ワイヤ電極4とワーク3の上面の交点を点Pt’’とすると
、θrotyは、数4式により表すことができる。
y、およびθrotxをそれぞれ傾き量として利用すればよい。このようにして、ワイヤ
電極4を垂直(鉛直方向)に保ち、ワーク3の傾きを変化させながら加工することができる。
1)加工スラッジの排出が困難なので加工速度を上げられない。
図4は加工溝からの加工屑の排出を説明する図である。従来のテーパ加工方法は、図4(a)に示されるようにテーブル面に垂直な位置からワイヤ電極4がテーパ角度分傾くため、加工液の噴出方向とワイヤ電極4の向きが一致せず、加工液は加工溝に流れ込み難くなる。従って、加工屑を効率よく排出できなくなる。
一方、本発明のテーパ加工方法は、(b)に示されるように、テーブル面から被加工物をテーパ角度分だけ傾けるが、ワイヤの被加工物との相対的な位置関係は従来のテーパ加工と同じである。しかし、ワイヤ電極4はテーブル面に対して垂直な位置なので、加工液は垂直加工と同様に加工溝にスムーズに流れ込む。従って、加工屑を効率よく排出することができる。よって問題点の1)が解消される。
従来のテーパ加工技術では、ワイヤ電極4がワイヤガイド部分で急激に曲がるため、ワイヤ電極4のワイヤガイド孔内での移動が円滑にされず、振動が生じたりしてワイヤ電極4が断線したり被加工面に筋が入って面粗さが悪化する(図5(a)参照)ことがあるが、ワイヤ電極4がテーブル面に対して垂直な位置を維持することができれば、ワイヤ電極4はワイヤガイド部で急激に曲げられることがなくなる。よって、問題点の2)が解消される。
ワイヤ放電加工における加工条件は、通常、垂直加工用のものがワーク3の板厚毎に用意されているが、テーパ加工用のものは用意されていない。それは、テーパ加工時の最適な加工条件を決めるということは非常に難しいからである。
これに対して本発明は、ワイヤ電極4が垂直(鉛直方向)になっているので、図7に示されるように、加工における板厚をt´と考え、ワーク3の本来の板厚をtとすると数8式の関係が成り立つ。なお、図7(a)は従来技術のテーパ加工を説明する図であり、図7(b)は本発明のテーパ加工を説明する図である。
3 ワーク
4 ワイヤ電極
5 鉛直方向
6 回転中心軸
7 回転中心軸
8 加工開始点
9 上ノズル
10 下ノズル
11 加工液
12 加工溝
13 ガイド
13a 小Rガイド
13b 大Rガイド
14 加工槽
15 V軸サドル
16 U軸テーブル
17 上アーム支持部材
18 Y軸サドル
19 X軸サドル
20 基台
21 コラム
22 分岐管路
23 管路
24 管路
25 Y軸モータ
26 X軸モータ
27 Z軸モータ
28 U軸モータ
29 V軸モータ
30 ボールネジ
31 ボールネジ
32 ボールネジ
33 ボールネジ
34 ボールネジ
35 動力・信号線
36 動力・信号線
37 動力・信号線
38 動力・信号線
39 動力・信号線
40 動力・信号線
41 上アーム
42 下アーム
43 加工液ポンプ
44 載置装置
46 回転
47 回転
50 制御装置
51 記憶装置
52 演算処理装置
70 ワイヤ放電加工機
80 図形情報記憶手段
81 図形情報解析手段
82 プログラム生成手段
83 回転中心記憶手段
84 加工プログラム
90 プログラム記憶手段
91 プログラム解析手段
92 プログラム変換手段
93 回転中心記憶手段
94 加工プログラム
Claims (4)
- テーブルとワイヤ電極を相対移動させる少なくとも2つの直線軸と、前記テーブルに載置されると共にワークを取付け可能であり、かつ、少なくとも2つの旋回軸を有する載置部とを備えたワイヤ放電加工機用の加工プログラム作成装置であって、
製品形状を定義した図形データを入力する図形データ入力手段と、
少なくとも前記製品形状の厚さとワイヤ電極の傾き量を含む加工データを設定する加工データ設定手段と、
前記入力された図形データおよび前記加工データをもとに加工形状を作成する加工形状作成手段と、
前記作成された加工形状から前記直線軸と前記旋回軸を同期させて動かすことでワイヤ電極に対してワークの傾きを相対的に変化させながら加工するための加工プログラムを作成するプログラム作成手段を有することを特徴とするワイヤ放電加工機用の加工プログラム作成装置。 - 前記プログラム作成手段は、前記ワイヤ電極の傾き量および前記ワークに対する前記ワイヤ電極の直線軸の相対移動量と予め記憶した前記旋回軸の回転中心線をもとに、前記ワイヤ電極を垂直にした状態で加工するためのワークに対するワイヤ電極の新たな相対移動量および前記旋回軸の回転量を生成し、前記ワイヤ電極の新たな相対移動量および前記旋回軸の回転量を指令する加工プログラムを作成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機用の加工プログラム作成装置。
- 前記回転中心線と前記ワイヤ電極の垂直からの傾き量を用いて回転マトリクスを求め、前記回転マトリクスを用いて前記ワークに対する前記ワイヤ電極の相対移動量と前記旋回軸の回転量を求めることを特徴とする請求項2に記載のワイヤ放電加工機用の加工プログラム作成装置。
- 加工プログラムを入力するプログラム入力部を有し、前記入力した加工プログラムにおける前記ワイヤ電極の傾き量および前記ワークに対する前記ワイヤ電極の直線軸の相対移動量と予め記憶した前記旋回軸の回転中心線をもとに、前記ワイヤ電極の傾き指令および前記ワークに対する前記ワイヤ電極の相対移動指令を、ワークに対するワイヤ電極の移動指令および前記旋回軸の回転指令に変換するプログラム変換部を有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機用の加工プログラム作成装置。
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