JP2018015830A - ワイヤ放電加工機及びワイヤ放電加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】載置面に対して被加工物の傾斜誤差が生じている場合であっても、加工精度の維持及びワーク位置の自動検出を両立可能なワイヤ放電加工機及びワイヤ放電加工方法を提供する。【解決手段】ワイヤ放電加工機１０は、上側ガイド部６０と下側ガイド部６６の間の相対位置を変更する前における、被加工物Ｗとの当接状態を検出したプローブ６４と上側ガイド部６０の間におけるＸＹ平面方向の相対位置をオフセット値として記憶するオフセット記憶部５１と、載置面３０に対する被加工物Ｗの傾斜状態を示す傾斜情報を取得する傾斜情報取得部５２と、取得された傾斜情報を用いてオフセット値を補正することで、上記した相対位置を変更した後における、被加工物Ｗの傾斜状態に応じたオフセット値を得るオフセット補正部５５を備える。【選択図】図１０

Description

本発明は、ワイヤ電極と被加工物の間に発生させる放電によって被加工物に対して放電加工を施すワイヤ放電加工機及びワイヤ放電加工方法に関する。

従来から、ワイヤ電極と被加工物の間に発生させる放電によって被加工物に対して放電加工を施すワイヤ放電加工機が開発されている。例えば、スラッジの付着等により載置面に対して被加工物の傾斜誤差が生じている場合、この誤差を補償するための加工技術が提案されている。

特許文献１では、被加工物の表面の傾きと平行にワイヤ電極が張架されるように、一対のワイヤガイドの相対位置を調整し、垂直方向の位置とみなして放電加工を行う「水平補正機能」を備えた装置及び方法が提案されている。この水平補正機能を用いることで、加工面の角度誤差及び加工形状の歪み誤差を低減させることができる。

特開２００６−１５９３９６号公報

ところで、一方のワイヤガイドと一体的に移動可能なプローブを設けておき、このプローブが被加工物と当接した位置を測定し、ワイヤ電極を相対移動させるべき位置又は移動量を算出する「プローブ測定機能」も従来から知られている。具体的には、プローブの当接箇所に対して所定のオフセット値（一方のワイヤガイドとプローブの間の相対位置）を加算することで、一対のワイヤガイドの教示位置が特定される。

しかしながら、上記した水平補正機能を「ＯＮ」状態にしたままプローブ測定機能を併用する場合、ワイヤ電極の傾斜に応じて所望の測定結果が得られない場合がある。すなわち、加工精度の維持及びワーク位置の自動検出を両立する観点で、改良の余地が十分に残されている。

本発明は上記した問題を解決するためになされたものであり、載置面に対して被加工物の傾斜誤差が生じている場合であっても、加工精度の維持及びワーク位置の自動検出を両立可能なワイヤ放電加工機及びワイヤ放電加工方法を提供することを目的とする。

第１の本発明に係るワイヤ放電加工機は、被加工物を載置面の上に載置可能な載置テーブルと、ワイヤ電極を張架して支持可能な第１ガイド部及び第２ガイド部と、を含み、前記第１ガイド部と前記第２ガイド部の間の相対位置を変更することで、前記載置面に対する前記被加工物の傾斜状態に合わせて前記ワイヤ電極を傾斜させた状態下にて前記被加工物の放電加工を行う加工機であって、前記第１ガイド部と一体的に移動可能に構成され、且つ、前記載置テーブルに載置された前記被加工物との当接状態を検出するプローブと、前記載置面に対応する平面方向及び前記載置面の法線方向からなる３軸座標系を定義するとき、前記第１ガイド部と前記第２ガイド部の間の相対位置を変更する前における、前記被加工物との当接状態を検出した前記プローブと、前記第１ガイド部の間における前記平面方向の相対位置をオフセット値として記憶するオフセット記憶部と、前記載置面に対する前記被加工物の傾斜状態を示す傾斜情報を取得する傾斜情報取得部と、前記傾斜情報取得部により取得された前記傾斜情報を用いて、前記オフセット記憶部により記憶された前記オフセット値を補正することで、前記第１ガイド部と前記第２ガイド部の間の相対位置を変更した後における、前記被加工物の傾斜状態に応じたオフセット値を得るオフセット補正部を備える。

このように、被加工物の傾斜状態を示す傾斜情報を用いて予め記憶されたオフセット値を補正することで、共通するオフセット値から被加工物の傾斜状態に適したオフセット値をそれぞれ算出可能となる。これにより、載置面に対して被加工物の傾斜誤差が生じている場合であっても、加工精度の維持及びワーク位置の自動検出を両立できる。

また、第１の本発明に関して、前記プローブと前記第１ガイド部の間における前記法線方向の相対位置を取得する相対位置取得部を更に備え、前記オフセット補正部は、前記傾斜情報としての前記被加工物の傾斜角、及び、前記相対位置取得部により取得された前記法線方向の相対位置を用いて前記オフセット値を補正してもよい。

また、第１の本発明に関して、前記プローブ、前記第１ガイド部、及び前記第２ガイド部の間における、前記法線方向の相対位置を少なくとも２つ取得する相対位置取得部を更に備え、前記オフセット補正部は、前記傾斜情報としての前記第２ガイド部の位置の変更量、及び、前記相対位置取得部により取得された少なくとも２つの前記相対位置を用いて前記オフセット値を補正してもよい。

また、第１の本発明に関して、前記相対位置取得部は、前記プローブに設けられたセンサ部のサイズに応じて前記法線方向の位置を補正して前記相対位置を取得してもよい。

また、第１の本発明に関して、前記オフセット補正部は、前記プローブに設けられたセンサ部のサイズに応じて前記オフセット値を補正してもよい。

第２の本発明に係るワイヤ放電加工方法は、被加工物を載置面の上に載置可能な載置テーブルと、ワイヤ電極を張架して支持可能な第１ガイド部及び第２ガイド部と、を含み、前記第１ガイド部と前記第２ガイド部の間の相対位置を変更することで、前記載置面に対する前記被加工物の傾斜状態に合わせて前記ワイヤ電極を傾斜させた状態下にて前記被加工物の放電加工を行うワイヤ放電加工機を用いる方法であって、前記ワイヤ放電加工機は、前記第１ガイド部と一体的に移動可能に構成され、且つ、前記載置テーブルに載置された前記被加工物との当接状態を検出するプローブを備え、前記載置面に対応する平面方向及び前記載置面の法線方向からなる３軸座標系を定義するとき、前記第１ガイド部と前記第２ガイド部の間の相対位置を変更する前における、前記被加工物との当接状態を検出した前記プローブと、前記第１ガイド部の間における前記平面方向の相対位置をオフセット値として記憶する記憶工程と、前記載置面に対する前記被加工物の傾斜状態を示す傾斜情報を取得する取得工程と、取得された前記傾斜情報を用いて、記憶された前記オフセット値を補正することで、前記第１ガイド部と前記第２ガイド部の間の相対位置を変更した後における、前記被加工物の傾斜状態に応じたオフセット値を得る補正工程を備える。

本発明に係るワイヤ放電加工機及びワイヤ放電加工方法によれば、載置面に対して被加工物の傾斜誤差が生じている場合であっても、加工精度の維持及びワーク位置の自動検出を両立できる

本発明の一実施形態におけるワイヤ放電加工機の概略構成図である。 図２Ａ及び図２Ｂは、図１に示すワイヤ放電加工機のプローブ測定機能を説明する模式図である。 図３Ａ及び図３Ｂは、図１に示すワイヤ放電加工機の水平補正機能を説明する模式図である。 オフセット補正機能を行うワイヤ放電加工機の動作説明に供されるフローチャートである。 図５Ａは、ワイヤ電極を被加工物に接触させることなく貫通孔に挿通した状態を示す図である。図５Ｂは、プローブを被加工物に接触させることなく貫通孔に挿入した状態を示す図である。 オフセット値の測定工程（図４のステップＳ１）に関する詳細フローチャートである。 下側ガイド部の移動量の算出方法を説明する模式図である。 図８Ａは、載置テーブルの載置面にプローブを当接させた状態を示す図である。図８Ｂは、図８Ａの当接箇所の周辺における部分拡大図である。 Ｚ軸相対位置の取得工程（図４のステップＳ４）に関する詳細フローチャートである。 オフセット補正部による第１の計算例を説明する模式図である。 オフセット補正部による第２の計算例を説明する模式図である。 被加工物の位置の算出工程（図４のステップＳ６）に関する詳細フローチャートである。 図１３Ａ及び図１３Ｂは、オフセット補正機能によって得られる効果を示す模式図である。

以下、本発明に係るワイヤ放電加工機について、ワイヤ放電加工方法との関係において好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。

［ワイヤ放電加工機１０の全体構成］
図１は、本発明の一実施形態におけるワイヤ放電加工機１０の概略構成図である。ワイヤ放電加工機１０は、所定の加工プログラムに従って作動し、ワイヤ電極１２と被加工物Ｗの間に発生させる放電によって被加工物Ｗに対して放電加工を施す工作機械である。ワイヤ電極１２の材質は、例えば、タングステン系、銅合金系、黄銅系等の金属材料である。一方、被加工物Ｗの材質は、例えば、鉄系材料又は超硬材料である。

ワイヤ放電加工機１０は、被加工物Ｗを載置可能な載置テーブル１４と、ワイヤ電極１２を供給するワイヤ供給部１６と、ガイドローラ１８を介して供給されたワイヤ電極１２を張架しながら下方に案内するダイスガイド２０、２２と、ダイスガイド２２及びガイドローラ２４を介してワイヤ電極１２を巻き取るワイヤ巻取部２６と、各部の制御を司る制御装置２８を含んで構成される。

載置テーブル１４は、平坦性が高い載置面３０を有する。直方体状の被加工物Ｗを加工する場合、被加工物Ｗは、上面Ｓ１と平行な面である底面Ｓ２が載置面３０に接触するように、載置テーブル１４上に固定される。なお、載置テーブル１４は、放電加工の際に使用される加工液を貯留可能な加工槽（不図示）の中に配設されている。

載置テーブル１４には、サーボモータ等の駆動源からなるＸ軸駆動機構３２及びＹ軸駆動機構３４が設けられている。制御装置２８は、Ｘ軸駆動機構３２に対して駆動信号を供給することで、載置テーブル１４をＸ軸方向に移動可能である。また、制御装置２８は、Ｙ軸駆動機構３４に対して駆動信号を供給することで、載置テーブル１４をＹ軸方向に移動可能である。なお、載置テーブル１４に代えて、Ｘ軸駆動機構３２及びＹ軸駆動機構３４を用いてダイスガイド２２をＸＹ平面内で移動させてもよい。

ダイスガイド２０には、サーボモータ等の駆動源からなるＵ軸駆動機構３６、Ｖ軸駆動機構３７、及びＺ軸駆動機構３８が設けられている。制御装置２８は、Ｕ軸駆動機構３６に対して駆動信号を供給することで、ダイスガイド２０をＵ軸方向に移動可能である。また、制御装置２８は、Ｖ軸駆動機構３７に対して駆動信号を供給することで、ダイスガイド２０をＶ軸方向に移動可能である。また、制御装置２８は、Ｚ軸駆動機構３８に対して駆動信号を供給することで、ダイスガイド２０をＺ軸方向に移動可能である。

ここで、Ｘ軸−Ｙ軸−Ｚ軸からなる３軸座標系は、載置面３０に対応する平面方向（ＸＹ平面方向）及び載置面３０の法線方向（Ｚ軸方向）で定義されると共に、ワイヤ放電加工機１０に固有の機械座標系である。Ｕ軸−Ｖ軸からなる２軸座標系は、ＸＹ平面と平行であり、テーパ加工の角度調整のために準備された機械座標系である。ダイスガイド２２と独立にダイスガイド２０を移動させることで、後述する水平補正機能を行うためにも用いられる。以下、Ｘ軸及びＵ軸（Ｙ軸及びＶ軸）がそれぞれ一致していることを前提に説明するが、これらの軸が一致しない座標系を定義してもよい。

すなわち、ワイヤ放電加工機１０は、Ｘ軸駆動機構３２、Ｙ軸駆動機構３４、Ｕ軸駆動機構３６及びＶ軸駆動機構３７のうち少なくとも１つを用いて、ワイヤ電極１２に対して被加工物Ｗを相対移動可能に構成される。ワイヤ電極１２が被加工物Ｗの加工箇所４４を線状に貫いた状態で、ワイヤ電極１２に対して被加工物Ｗを相対移動させることで、所望の加工経路に沿った加工溝４６が形成される。

制御装置２８は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＣＮＣ（Computerized Numerical Control）、操作パネル４８等の入出力装置、メモリ、電源を含んで構成される。制御装置２８は、上記した駆動機構（ＸＹＺＵＶの各軸）の制御、放電用電源の制御、ワイヤ電極１２の給送制御、操作パネル４８の表示制御を行う。制御装置２８は、シーケンス実行部５０、オフセット記憶部５１、傾斜情報取得部５２、ガイド位置算出部５３、相対位置取得部５４、オフセット補正部５５、及びワーク位置算出部５６として機能する。

［ワイヤ放電加工機１０による特殊機能］
続いて、ワイヤ放電加工機１０による特殊機能について、図２Ａ〜図３Ｂを参照しながら説明する。図２Ａ及び図２Ｂは、図１に示すワイヤ放電加工機１０のプローブ測定機能を説明する模式図である。図３Ａ及び図３Ｂは、図１に示すワイヤ放電加工機１０の水平補正機能を説明する模式図である。

＜プローブ測定機能＞
図２Ａに示すように、ダイスガイド２０を含む上側ガイド部６０（第１ガイド部）は、上側ガイドブロック６２に支持されている。上側ガイドブロック６２には、上側ガイド部６０から離れた位置に、Ｚ軸方向（ダイスガイド２２側）に沿って延びるプローブ６４が固定されている。上記したＵ軸駆動機構３６、Ｖ軸駆動機構３７及びＺ軸駆動機構３８（図１）は、上側ガイドブロック６２にそれぞれ接続されている。これにより、上側ガイド部６０は、プローブ６４と一体的に、３軸方向（Ｕ軸方向−Ｖ軸方向−Ｚ軸方向）に移動可能である。

一方、ダイスガイド２２を含む下側ガイド部６６（第２ガイド部）は、下側ガイドブロック６８に支持されている。Ｘ軸駆動機構３２及びＹ軸駆動機構３４を用いて載置テーブル１４をＸＹ平面内で移動させることにより、下側ガイド部６６は、載置テーブル１４上に固定された被加工物Ｗに対して２軸方向（Ｘ軸方向−Ｙ軸方向）に相対移動可能である。なお、載置テーブル１４に代えて、Ｘ軸駆動機構３２及びＹ軸駆動機構３４を用いて、ダイスガイド２２をＸＹ平面内で移動させることにより、下側ガイド部６６を２軸方向（Ｘ軸方向−Ｙ軸方向）に移動させてもよい。

すなわち、上側ガイド部６０及び下側ガイド部６６は、ワイヤ電極１２を張架して支持すると共に、相対位置を変更することでＺ軸方向に対してワイヤ電極１２を傾斜させることができる。本図では、ワイヤ電極１２はＺ軸方向に延びた状態で張架されている。

ところで、プローブ６４の先端側には、球状のセンサ部７０が設けられている。制御装置２８は、プローブ６４のセンサ部７０が被加工物Ｗの端面Ｓ３に当接した際のＸＹＺ座標値（上側ガイド部６０の現在位置）を検出可能である。

ここで、上側ガイド部６０とプローブ６４の間のＸ軸−Ｙ軸相対位置は既知であり、Ｘ座標値の偏差（Δｘ）及びＹ座標値の偏差（Δｙ）が「オフセット値」として記憶されている。この場合、検出したＸ座標値に対してＸ軸オフセット値（Δｘ）を、検出したＹ座標値に対してＹ軸オフセット値（Δｙ）をそれぞれ加算し、センサ部７０のサイズによる影響を考慮することで、当接箇所７２に対応する上側ガイド部６０のＵＶ座標値（或いは、下側ガイド部６６のＸＹ座標値）が算出される。なお、半径Ｒが十分に小さい場合は、センサ部７０のサイズによる影響を無視してもよい。

図２Ｂに示すように、この算出した位置に上側ガイド部６０及び下側ガイド部６６を同時に移動することで、被加工物Ｗの端面Ｓ３に沿ってワイヤ電極１２を配置させることができる。以下、プローブ６４により被加工物Ｗの位置を測定する機能を「プローブ測定機能」と称する。

＜水平補正機能による問題点＞
ところで、上側ガイド部６０と下側ガイド部６６の間の相対位置を変更し、被加工物Ｗの傾斜状態に合わせてワイヤ電極１２を傾斜させることで、被加工物Ｗの傾斜に起因する加工誤差（加工面の角度誤差及び加工形状の歪み誤差）を低減可能である「水平補正機能」が知られている。ワイヤ放電加工機１０に対して「プローブ測定機能」と「水平補正機能」を併用する場合に次の問題が生じ得る。

図３Ａに示すように、被加工物Ｗが載置面３０（ＸＹ平面）に対して傾いて配置されている場合を想定する。ここでは、上記した方法を用いて、被加工物Ｗの当接箇所７２を検出したとする。説明の便宜上、図２Ａの場合と同一のオフセット値（Δｘ、Δｙ）を得たとする。

図３Ｂに示すように、上記した水平補正機能を「ＯＮ」にした結果、上側ガイド部６０の位置を固定したまま、下側ガイド部６６の位置をＸＹ平面方向に移動させた場合を想定する。このとき、ワイヤ電極１２の傾斜に応じて、当接箇所７２からワイヤ電極１２までの距離が変化、ここではオフセット誤差（ｅｘ、ｅｙ）の分だけ長くなってしまう。すなわち、水平補正機能が「ＯＦＦ」状態として求めたオフセット値（Δｘ、Δｙ）をそのまま用いることで、被加工物Ｗの位置を正しく測定できないという問題が生じる。

そこで、載置面３０に対して被加工物Ｗの傾斜誤差が生じている場合であっても、加工精度の維持（水平補正機能）及びワーク位置の自動検出（プローブ測定機能）を両立できる機能（以下、「オフセット補正機能」という）を提案する。

［ワイヤ放電加工機１０の動作］
以下、オフセット補正機能を行うワイヤ放電加工機１０の動作について、図４のフローチャートを主に参照しながら詳細に説明する。

＜オフセット値の測定工程（ステップＳ１）＞
図４のステップＳ１において、制御装置２８（シーケンス実行部５０）は、各部に対してオフセット値を測定するための一連のシーケンス制御を行う。この測定に先立ち、載置テーブル１４の上に被加工物Ｗを載置し、この被加工物Ｗに対して上面Ｓ１側から貫通孔７４を形成する。

図５Ａは、ワイヤ電極１２を被加工物Ｗに接触させることなく貫通孔７４に挿通した状態を示す図である。ここでは、ワイヤ電極１２はＺ軸方向に延びた状態で張架されている。制御装置２８は、電圧を印加させた状態のワイヤ電極１２をＸＹ平面方向に移動させながら、貫通孔７４の内壁７６にワイヤ電極１２が当接した瞬間の電圧の変化を捉えることで、内壁７６に当接した際のＸＹ座標値を検出する。

図５Ｂは、プローブ６４を被加工物Ｗに接触させることなく貫通孔７４に挿入した状態を示す図である。制御装置２８は、プローブ６４をＸＹ平面方向に移動させ、内壁７６にセンサ部７０が当接した際のＸＹ座標値を検出する。

図６は、オフセット値の測定工程（図４のステップＳ１）に関する詳細フローチャートである。シーケンス実行部５０は、図５Ａに示す状態下に、上側ガイドブロック６２及び下側ガイドブロック６８のＸ軸正方向への移動を開始し（ステップＳ１１）、被加工物Ｗとの当接を検出したか否かを判定する（ステップＳ１２）。未だ検出していない場合（ステップＳ１２：ＮＯ）、ステップＳ１１に戻って、ワイヤ電極１２の移動をそのまま継続する。

一方、シーケンス実行部５０は、被加工物Ｗとの当接を検出した場合（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、検出された下側ガイド部６６の位置（以下、正側検出位置という）のＸ座標値を記憶しておく（ステップＳ１３）。

続いて、シーケンス実行部５０は、上側ガイドブロック６２及び下側ガイドブロック６８のＸ軸負方向への移動を開始し（ステップＳ１４）、被加工物Ｗとの当接を検出したか否かを判定する（ステップＳ１５）。未だ検出していない場合（ステップＳ１５：ＮＯ）、ステップＳ１４に戻って、ワイヤ電極１２の移動をそのまま継続する。

一方、シーケンス実行部５０は、被加工物Ｗとの当接を検出した場合（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、検出された下側ガイド部６６の位置（以下、負側検出位置という）のＸ座標値を記憶しておく（ステップＳ１６）。

続いて、シーケンス実行部５０は、予め設定された実行回数（例えば、Ｎ回）に到達したか否かを判定する（ステップＳ１７）。未だ到達していない場合（ステップＳ１７：ＮＯ）、ステップＳ１１に戻って、以下、ステップＳ１１〜Ｓ１７を繰り返す。一方、実行回数に到達した場合（ステップＳ１７：ＹＥＳ）、次のステップ（Ｓ１８）に進む。

ステップＳ１８において、シーケンス実行部５０は、ステップＳ１３、Ｓ１６で記憶された（２Ｎ）個のＸ座標値に対して統計処理を施し、貫通孔７４の中心に対応するＸ座標値を算出する。例えば、Ｎ個のＸ座標値（正側検出位置）及びＮ個のＸ座標値（負側検出位置）の合計値をサンプル数（２Ｎ）で除算することで算出してもよい。

このようにして、貫通孔７４の中心にワイヤ電極１２がある場合のＸ座標値が算出される。上記した手順に従って同様に、貫通孔７４の中心にワイヤ電極１２がある場合のＹ座標値が算出される。次いで、図５Ｂに示すように、プローブ６４を貫通孔７４に挿入させた状態で、上記した手順に従って同様に、貫通孔７４の中心にプローブ６４がある場合のＸ座標値、及びＹ座標値が算出される。

このようにして、［１］２つのＸ座標値間の偏差、［２］２つのＹ座標値間の偏差、をそれぞれ算出することで、水平補正機能が「ＯＦＦ」状態を想定したオフセット値が測定される。その後、制御装置２８は、この測定値をオフセット記憶部５１に記憶させる（ステップＳ１）。

＜傾斜角の測定工程（ステップＳ２）＞
図４のステップＳ２において、制御装置２８（シーケンス実行部５０）は、各部に対して被加工物Ｗの傾斜情報を測定するための一連のシーケンス制御を行う。例えば、特開２００６−１５９３９６号公報に開示された公知の測定手法を用いることができる。これにより、傾斜情報取得部５２は、一連のシーケンスにより測定された被加工物Ｗの傾斜角θを取得する。なお、傾斜情報は、載置面３０に対する被加工物Ｗの傾斜状態を示す情報であればよく、傾斜角θの他、例えば、上側ガイド部６０と下側ガイド部６６の間の相対移動量であってもよい。

＜移動量の算出工程（ステップＳ３）＞
図４のステップＳ３において、制御装置２８（ガイド位置算出部５３）は、ステップＳ２により測定された傾斜角θを用いて下側ガイド部６６の移動量を算出する。例えば、特開２００６−１５９３９６号公報に開示された公知の三次元射影変換を用いることで、ワイヤ電極１２を傾斜角θだけ傾けた場合におけるＸＹＺ座標値の変換結果（下側ガイド部６６の移動量を含む）を算出可能である。

図７は、下側ガイド部６６の移動量の算出方法を説明する模式図である。例えば、上側ガイド部６０の位置を示す点をＡ（Ｕａ，Ｖａ）、移動後における下側ガイド部６６の位置を示す点をＢ（Ｘｂ，Ｙｂ）、移動前における下側ガイド部６６の位置を示す点をＣ（Ｘｃ，Ｙｃ）と定義する。例えば、被加工物ＷがＸ軸（Ｕ軸）に対して傾斜角θだけ傾いた場合、簡単な幾何学的考察により、点ＢのＸ座標値は式（１）により、点ＢのＹ座標値は式（２）によりそれぞれ表される。
Ｘｂ＝Ｘｃ＋｜ＡＣ｜ｔａｎθ ‥‥（１）
Ｙｂ＝Ｙｃ ‥‥（２）

なお、下側ガイド部６６のみをＸＹ平面方向に移動させる場合について説明したが、上側ガイド部６０と下側ガイド部６６の相対位置を変更する形態はこれに限られない。具体的には、上側ガイド部６０のみを移動させる形態、或いは、上側ガイド部６０及び下側ガイド部６６の両方を移動させる形態も含まれる。

＜Ｚ軸相対位置の取得工程（ステップＳ４）＞
図４のステップＳ４において、制御装置２８（シーケンス実行部５０）は、各部に対してＺ軸相対位置を測定するための一連のシーケンス制御を行う。ここで「Ｚ軸相対位置」とは、［１］上側ガイド部６０、［２］下側ガイド部６６、及び［３］プローブ６４のうち、いずれか２つの位置におけるＺ座標値の偏差である。

（第１の計算例）
第１の計算例として、上側ガイド部６０からプローブ６４までのＺ軸相対位置を取得する方法について説明する。図８Ａは、載置テーブル１４の載置面３０にプローブ６４を当接させた状態を示す図である。図８Ｂは、図８Ａの当接箇所７８の周辺における部分拡大図である。

図８Ａ及び図８Ｂに示すように、プローブ６４のセンサ部７０（直径２Ｒ）は、載置テーブル１４上の当接箇所７８にて当接している。制御装置２８は、プローブ６４をＺ軸方向に移動させ、載置テーブル１４の載置面３０にセンサ部７０が当接した際のＸＹＺ座標値を検出する。

図９は、Ｚ軸相対位置の取得工程（図４のステップＳ４）に関する詳細フローチャートである。シーケンス実行部５０は、上側ガイドブロック６２のＺ軸負方向（近接方向）への移動を開始し（ステップＳ４１）、載置テーブル１４との当接を検出したか否かを判定する（ステップＳ４２）。未だ検出していない場合（ステップＳ４２：ＮＯ）、ステップＳ４１に戻って、上側ガイドブロック６２の移動をそのまま継続する。

一方、シーケンス実行部５０は、載置テーブル１４との当接を検出した場合（ステップＳ４２：ＹＥＳ）、プローブ６４が「非検出」から「検出」になった上側ガイド部６０の位置（以下、検出位置という）のＺ座標値を記憶しておく（ステップＳ４３）。

続いて、シーケンス実行部５０は、上側ガイドブロック６２のＺ軸正方向（離間方向）への移動を開始し（ステップＳ４４）、載置テーブル１４との当接が検出されなくなったか否かを判定する（ステップＳ４５）。未だ検出されている場合（ステップＳ４５：ＮＯ）、ステップＳ４４に戻って、上側ガイドブロック６２の移動をそのまま継続する。

一方、シーケンス実行部５０は、載置テーブル１４との当接を検出しなくなった場合（ステップＳ４５：ＹＥＳ）、プローブ６４が「検出」から「非検出」になった上側ガイド部６０の位置（以下、非検出位置という）のＺ座標値を記憶しておく（ステップＳ４６）。

続いて、シーケンス実行部５０は、予め設定された実行回数（例えば、Ｎ回）に到達したか否かを判定する（ステップＳ４７）。未だ到達していない場合（ステップＳ４７：ＮＯ）、ステップＳ４１に戻って、以下、ステップＳ４１〜Ｓ４７を繰り返す。一方、実行回数に到達した場合（ステップＳ４７：ＹＥＳ）、次のステップ（Ｓ４８）に進む。

ステップＳ４８において、シーケンス実行部５０は、ステップＳ４３、Ｓ４６で記憶された（２Ｎ）個のＺ座標値に対して統計処理を施し、載置面３０に対応するＺ座標値を算出する。例えば、Ｎ個のＺ座標値（検出位置）及びＮ個のＺ座標値（非検出位置）の合計値をサンプル数（２Ｎ）で除算することで算出してもよい。

このようにして、上側ガイド部６０のＺ座標値が算出される。具体的には、この上側ガイド部６０のＺ座標値から、載置テーブル１４のＺ座標値及びセンサ部７０の半径Ｒをそれぞれ減算することで、上側ガイド部６０からプローブ６４までのＺ軸相対位置が算出される。なお、半径Ｒが十分に小さい場合は、センサ部７０のサイズによる影響を無視してもよい。

（第２の計算例）
第２の計算例として、上側ガイド部６０から下側ガイド部６６までのＺ軸相対位置を取得する方法について説明する。この相対位置は、［１］上側ガイド部６０から載置テーブル１４までのＺ軸相対位置と、［２］載置テーブル１４から下側ガイド部６６までのＺ軸相対位置、を加算することで算出される。前者の値は、機械座標系のＺ座標値に等しいので、制御装置２８側で既知である。後者の値は、例えば、操作パネル４８（図１）を介して手動で入力される。

（第３の計算例）
第３の計算例として、下側ガイド部６６からプローブ６４までのＺ軸相対位置を取得する方法について説明する。この相対位置は、上記した第１及び第２の計算結果から求められ、具体的には［１］上側ガイド部６０からプローブ６４までのＺ軸相対位置、から［２］上側ガイド部６０から下側ガイド部６６までのＺ軸相対位置、を減算することで算出される。

このようにして、相対位置取得部５４は、上側ガイド部６０、下側ガイド部６６、及びプローブ６４の間におけるＺ軸相対位置を取得する（ステップＳ４）。なお、相対位置取得部５４は、プローブ６４に設けられたセンサ部７０のサイズに応じてＺ座標値を補正した上で、Ｚ軸相対位置を取得してもよい。

＜オフセット値の補正工程（ステップＳ５）＞
図４のステップＳ５において、制御装置２８（オフセット補正部５５）は、ステップＳ２〜Ｓ４で得られた各種情報を用いて、ステップＳ１で測定されたオフセット値を補正する。すなわち、オフセット補正部５５は、上側ガイド部６０と下側ガイド部６６の間の相対位置を変更した後における、被加工物Ｗの傾斜状態に応じたオフセット値を得る。

（第１の計算例）
第１の計算例では、オフセット補正部５５は、上側ガイド部６０からプローブ６４までのＺ軸相対位置と、被加工物Ｗの傾斜角θの関係からオフセット値の補正量を算出する。

図１０は、オフセット補正部５５による第１の計算例を説明する模式図である。点Ａは、上側ガイド部６０の位置を示す。点Ｂは、移動後における下側ガイド部６６の位置を示す。点Ｃは、移動前における下側ガイド部６６の位置を示す。点Ｄは、プローブ６４の位置（点Ｐ）を通り且つＸ−Ｙ軸平面に平行な面と、線分ＡＢとの交点である。点Ｅは、点Ｐを通り且つＸ−Ｙ軸平面に平行な面と、線分ＡＣとの交点である。

簡単な幾何学的考察により、ベクトルＤＥ↑は、以下の式（３）で表される。ここで、ＤＥ↑は、オフセット補正量を示すベクトルであり、ｔ↑は、ＸＹ平面に平行なＤＥ方向の単位ベクトルである。また、｜ＡＥ｜の大きさは、ステップＳ４（第１の計算例）にて算出される。
ＤＥ↑＝｜ＡＥ｜ｔａｎθ・ｔ↑ ‥‥（３）

このように、オフセット補正部５５は、第１の計算例として、傾斜情報としての被加工物Ｗの傾斜角θ、及び、相対位置取得部５４により取得されたＺ軸相対位置を用いてオフセット値を補正することができる。

（第２の計算例）
第２の計算例では、オフセット補正部５５は、下側ガイド部６６の移動量及び少なくとも２つのＺ軸相対位置の関係からオフセット値の補正量を算出する。

図１１は、オフセット補正部５５による第２の計算例を説明する模式図である。点Ａ〜点Ｅの定義については、図１０と同一であるため説明を省略する。

簡単な幾何学的考察により、ベクトルＤＥ↑は、以下の式（４）で表される。ここで、ＢＣ↑は、下側ガイド部６６の移動量における逆ベクトルである。また、｜ＡＥ｜の大きさはステップＳ４（第１の計算例）にて、｜ＡＣ｜の大きさはステップＳ４（第２の計算例）にてそれぞれ算出される。
ＤＥ↑＝｜ＡＥ｜／｜ＡＣ｜・ＢＣ↑ ‥‥（４）

或いは、ベクトルＤＥ↑は、式（４）に代えて、以下の式（５）及び式（６）で表される。ここで、｜ＥＣ｜の大きさは、ステップＳ４（第３の計算例）にて算出される。
ＤＥ↑＝｜ＡＥ｜／（｜ＡＥ｜＋｜ＥＣ｜）・ＢＣ↑ ‥‥（５）
ＤＥ↑＝（｜ＡＣ｜−｜ＥＣ｜）／｜ＡＣ｜・ＢＣ↑ ‥‥（６）

このように、オフセット補正部５５は、第２例として、傾斜情報としての下側ガイド部６６の位置の変更量（ＢＣ↑）、及び、相対位置取得部５４により取得された少なくとも２つのＺ軸相対位置（ＡＥ↑、ＡＣ↑、ＥＣ↑）を用いてオフセット値を補正することができる。なお、オフセット補正部５５は、プローブ６４に設けられたセンサ部７０のサイズに応じてオフセット値を補正してもよい。

＜ワーク位置の算出工程（ステップＳ６）＞
図４のステップＳ６において、制御装置２８（シーケンス実行部５０）は、各部に対して被加工物Ｗの位置を算出するための一連のシーケンス制御を行う。具体的には、ワーク位置算出部５６は、ステップＳ５で補正されたオフセット値を用いて、被加工物Ｗの位置を算出する。

図１２は、被加工物Ｗの位置の算出工程（図４のステップＳ６）に関する詳細フローチャートである。シーケンス実行部５０は、上側ガイドブロック６２のＸＹ平面方向（近接方向）への移動を開始し（ステップＳ６１）、被加工物Ｗとの当接を検出したか否かを判定する（ステップＳ６２）。未だ検出していない場合（ステップＳ６２：ＮＯ）、ステップＳ６１に戻って、上側ガイドブロック６２の移動をそのまま継続する。

一方、シーケンス実行部５０は、被加工物Ｗとの当接を検出した場合（ステップＳ６２：ＹＥＳ）、プローブ６４が「非検出」から「検出」になった上側ガイド部６０の位置（以下、検出位置という）のＸＹ座標値を記憶しておく（ステップＳ６３）。

続いて、シーケンス実行部５０は、上側ガイドブロック６２のＸＹ平面（離間方向）への移動を開始し（ステップＳ６４）、被加工物Ｗとの当接が検出されなくなったか否かを判定する（ステップＳ６５）。未だ検出されている場合（ステップＳ６５：ＮＯ）、ステップＳ６４に戻って、上側ガイドブロック６２の移動をそのまま継続する。

一方、シーケンス実行部５０は、被加工物Ｗとの当接を検出しなくなった場合（ステップＳ６５：ＹＥＳ）、プローブ６４が「検出」から「非検出」になった上側ガイド部６０の位置（以下、非検出位置という）のＸＹ座標値を記憶しておく（ステップＳ６６）。

続いて、シーケンス実行部５０は、予め設定された実行回数（例えば、Ｎ回）に到達したか否かを判定する（ステップＳ６７）。未だ到達していない場合（ステップＳ６７：ＮＯ）、ステップＳ６１に戻って、以下、ステップＳ６１〜Ｓ６７を繰り返す。一方、実行回数に到達した場合（ステップＳ６７：ＹＥＳ）、次のステップ（Ｓ６８）に進む。

ワーク位置算出部５６は、補正されたオフセット値を用いて被加工物Ｗの端面Ｓ３の位置を算出する（ステップＳ６８）。算出に先立ち、シーケンス実行部５０は、ステップＳ６３、Ｓ６６で記憶された（２Ｎ）個のＸＹ座標値に対して統計処理を施し、端面Ｓ３を検出した際の下側ガイド部６６のＸＹ座標値を求める。その後、ワーク位置算出部５６は、求めたＸ座標値に対してＸ軸オフセット値を加算し、求めたＹ座標値に対してＹ軸オフセット値を加算し、センサ部７０のサイズによる影響を考慮することで、被加工物Ｗの傾斜状態に応じた端面Ｓ３の位置を算出する。なお、半径Ｒが十分に小さい場合は、センサ部７０のサイズによる影響を無視してもよい。

＜水平補正機能の実行結果＞
図１３Ａ及び図１３Ｂは、オフセット補正機能によって得られる効果を示す模式図である。ワイヤ電極１２がＺ軸方向に延びた状態で張架された場合におけるオフセット値が（Δｘ、Δｙ）であったと想定する（図１３Ａ）。そして、ワイヤ電極１２が傾斜角θだけ傾いた場合におけるオフセット誤差が（ｅｘ、ｅｙ）であったとする。この場合、補正後のオフセット値はそれぞれ（Δｘ＋ｅｘ、Δｙ＋ｅｙ）と算出される。

その結果、図１３Ｂに示すように、上側ガイド部６０及び下側ガイド部６６を同時に移動することで、被加工物Ｗの端面Ｓ３に沿ってワイヤ電極１２を配置させることができる。換言すれば、「プローブ測定機能」と「水平補正機能」を併用することで、加工精度の維持及びワーク位置の自動検出を両立することが可能となる。

［ワイヤ放電加工機１０による効果］
以上のように、ワイヤ放電加工機１０は、［１］被加工物Ｗを載置面３０の上に載置可能な載置テーブル１４と、［２］ワイヤ電極１２を張架して支持可能な上側ガイド部６０及び第２ガイド部６６と、を含み、［３］上側ガイド部６０と下側ガイド部６６の間の相対位置を変更することで、載置面３０に対する被加工物Ｗの傾斜状態に合わせてワイヤ電極１２を傾斜させた状態下にて被加工物Ｗの放電加工を行う加工機である。

そして、ワイヤ放電加工機１０は、［４］上側ガイド部６０と一体的に移動可能に構成され、且つ、載置テーブル１４に載置された被加工物Ｗとの当接状態を検出するプローブ６４と、［５］載置面３０に対応する平面方向（Ｘ−Ｙ軸方向）及び載置面３０の法線方向（Ｚ軸方向）からなる３軸座標系を定義するとき、上側ガイド部６０と下側ガイド部６６の間の相対位置を変更する前における、被加工物Ｗとの当接状態を検出したプローブ６４と上側ガイド部６０の間における平面方向の相対位置をオフセット値として記憶するオフセット記憶部５１と、［６］載置面３０に対する被加工物Ｗの傾斜状態を示す傾斜情報を取得する傾斜情報取得部５２と、［７］傾斜情報取得部５２により取得された傾斜情報を用いて、オフセット記憶部５１により記憶されたオフセット値を補正することで、上側ガイド部６０と下側ガイド部６６の間の相対位置を変更した後における、被加工物Ｗの傾斜状態に応じたオフセット値を得るオフセット補正部５５と、を備える。

また、ワイヤ放電加工機１０を用いたワイヤ放電加工方法は、［１］上側ガイド部６０と下側ガイド部６６の間の相対位置を変更する前における、被加工物Ｗとの当接状態を検出したプローブ６４と上側ガイド部６０の間における平面方向の相対位置をオフセット値として記憶する記憶工程（図４のステップＳ１）と、［２］載置面３０に対する被加工物Ｗの傾斜状態を示す傾斜情報を取得する取得工程（図４のステップＳ４）と、［３］取得された傾斜情報を用いて、記憶されたオフセット値を補正することで、上側ガイド部６０と下側ガイド部６６の間の相対位置を変更した後における、被加工物Ｗの傾斜状態に応じたオフセット値を得る補正工程（図４のステップＳ５）と、を備える。

このように、被加工物Ｗの傾斜状態を示す傾斜情報を用いて予め記憶されたオフセット値を補正することで、共通するオフセット値から被加工物Ｗの傾斜状態に適したオフセット値をそれぞれ算出可能となる。これにより、載置面３０に対して被加工物Ｗの傾斜誤差が生じている場合であっても、加工精度の維持及びワーク位置の自動検出を両立できる。

［備考］
なお、この発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できることは勿論である。或いは、技術的に矛盾が生じない範囲で各々の構成を任意に組み合わせてもよい。

１０…ワイヤ放電加工機 １２…ワイヤ電極
１４…載置テーブル ２０、２２…ダイスガイド
２８…制御装置 ３０…載置面
５０…シーケンス実行部 ５１…オフセット記憶部
５２…傾斜情報取得部 ５３…ガイド位置算出部
５４…相対位置取得部 ５５…オフセット補正部
５６…ワーク位置算出部 ６０…上側ガイド部（第１ガイド部）
６２…上側ガイドブロック ６４…プローブ
６６…下側ガイド部（第２ガイド部） ６８…下側ガイドブロック
７０…センサ部 ７２、７８…当接箇所
７４…貫通孔 Ｓ１…上面
Ｓ２…底面 Ｓ３…端面

Claims (6)

1. 被加工物を載置面の上に載置可能な載置テーブルと、ワイヤ電極を張架して支持可能な第１ガイド部及び第２ガイド部と、を含み、前記第１ガイド部と前記第２ガイド部の間の相対位置を変更することで、前記載置面に対する前記被加工物の傾斜状態に合わせて前記ワイヤ電極を傾斜させた状態下にて前記被加工物の放電加工を行うワイヤ放電加工機であって、
   前記第１ガイド部と一体的に移動可能に構成され、且つ、前記載置テーブルに載置された前記被加工物との当接状態を検出するプローブと、
   前記載置面に対応する平面方向及び前記載置面の法線方向からなる３軸座標系を定義するとき、前記第１ガイド部と前記第２ガイド部の間の相対位置を変更する前における、前記被加工物との当接状態を検出した前記プローブと、前記第１ガイド部の間における前記平面方向の相対位置をオフセット値として記憶するオフセット記憶部と、
   前記載置面に対する前記被加工物の傾斜状態を示す傾斜情報を取得する傾斜情報取得部と、
   前記傾斜情報取得部により取得された前記傾斜情報を用いて、前記オフセット記憶部により記憶された前記オフセット値を補正することで、前記第１ガイド部と前記第２ガイド部の間の相対位置を変更した後における、前記被加工物の傾斜状態に応じたオフセット値を得るオフセット補正部と、
   を備えることを特徴とするワイヤ放電加工機。
2. 請求項１に記載のワイヤ放電加工機において、
   前記プローブと前記第１ガイド部の間における前記法線方向の相対位置を取得する相対位置取得部を更に備え、
   前記オフセット補正部は、前記傾斜情報としての前記被加工物の傾斜角、及び、前記相対位置取得部により取得された前記法線方向の相対位置を用いて前記オフセット値を補正する
   ことを特徴とするワイヤ放電加工機。
3. 請求項１に記載のワイヤ放電加工機において、
   前記プローブ、前記第１ガイド部、及び前記第２ガイド部の間における、前記法線方向の相対位置を少なくとも２つ取得する相対位置取得部を更に備え、
   前記オフセット補正部は、前記傾斜情報としての前記第２ガイド部の位置の変更量、及び、前記相対位置取得部により取得された少なくとも２つの前記相対位置を用いて前記オフセット値を補正する
   ことを特徴とするワイヤ放電加工機。
4. 請求項２又は３に記載のワイヤ放電加工機において、
   前記相対位置取得部は、前記プローブに設けられたセンサ部のサイズに応じて前記法線方向の位置を補正して前記相対位置を取得することを特徴とするワイヤ放電加工機。
5. 請求項２又は３に記載のワイヤ放電加工機において、
   前記オフセット補正部は、前記プローブに設けられたセンサ部のサイズに応じて前記オフセット値を補正することを特徴とするワイヤ放電加工機。
6. 被加工物を載置面の上に載置可能な載置テーブルと、ワイヤ電極を張架して支持可能な第１ガイド部及び第２ガイド部と、を含み、前記第１ガイド部と前記第２ガイド部の間の相対位置を変更することで、前記載置面に対する前記被加工物の傾斜状態に合わせて前記ワイヤ電極を傾斜させた状態下にて前記被加工物の放電加工を行うワイヤ放電加工機を用いるワイヤ放電加工方法であって、
   前記ワイヤ放電加工機は、前記第１ガイド部と一体的に移動可能に構成され、且つ、前記載置テーブルに載置された前記被加工物との当接状態を検出するプローブを備え、
   前記載置面に対応する平面方向及び前記載置面の法線方向からなる３軸座標系を定義するとき、前記第１ガイド部と前記第２ガイド部の間の相対位置を変更する前における、前記被加工物との当接状態を検出した前記プローブと、前記第１ガイド部の間における前記平面方向の相対位置をオフセット値として記憶する記憶工程と、
   前記載置面に対する前記被加工物の傾斜状態を示す傾斜情報を取得する取得工程と、
   取得された前記傾斜情報を用いて、記憶された前記オフセット値を補正することで、前記第１ガイド部と前記第２ガイド部の間の相対位置を変更した後における、前記被加工物の傾斜状態に応じたオフセット値を得る補正工程と、
   を備えることを特徴とするワイヤ放電加工方法。
   

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