JP2630684B2

JP2630684B2 - ワイヤ放電加工方法及びその装置

Info

Publication number: JP2630684B2
Application number: JP3010296A
Authority: JP
Inventors: 久山田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1990-07-17
Filing date: 1991-01-31
Publication date: 1997-07-16
Anticipated expiration: 2012-07-16
Also published as: JPH04217426A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、加工精度を向上させ
つつ短時間に加工形状内円弧部を加工することができる
ワイヤ放電加工方法及びその装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１５は従来のワイヤ放電加工装置を示
す構成図であり、図において、１はワイヤ電極、２は被
加工物、３は対向して設けられワイヤ電極１と被加工物
２間に形成される加工間隙に加工液４を供給する加工液
供給装置、５はワイヤ電極１と被加工物２間にパルス電
圧を印加する加工電源、６は被加工物２の加工部分、７
は被加工物２を載置するＸ−Ｙクロステーブル、８ａは
Ｘ−Ｙクロステーブル７をＸ軸方向に自在に移動させる
為のＸ軸サーボモータ、８ｂはＸ−Ｙクロステーブル７
をＹ軸方向に自在に移動させる為のＹ軸サーボモータ、
９はＸ軸サーボモータ８ａ及びＹ軸サーボモータ８ｂの
駆動制御を行うサーボユニット、１０はＸ−Ｙクロステ
ーブル７の移動量及び移動速度の制御情報をサーボユニ
ット９に出力する数値制御装置である。

【０００３】次に動作にについて説明する。周知の様
に、ワイヤ放電加工は図１５に示す様なワイヤ放電加工
装置を用い、通常φ０．０５ｍｍ〜０．３ｍｍ程度のワ
イヤ電極１と被加工物２とを対向させ、その間に形成さ
れる加工間隙に加工液供給装置３から加工液４を供給す
ると共に、ワイヤ電極１と被加工物２との間に加工電源
５からパルス電圧を印加して、上記加工間隙に連続的な
放電を繰り返し発生させつつ、Ｘ軸及びＹ軸サーボモー
タ８ａ，８ｂを介して被加工物２を載置したＸ−Ｙクロ
ステーブル７を移動させることにより、加工部分６を任
意に移動させて被加工物２を所定の輪郭形状に加工する
ものである。なお、Ｘ−Ｙクロステーブル７の移動量及
び移動速度は、数値制御装置１０からサーボユニット９
に移動情報が送られ、その制御情報に基づいてサーボユ
ット９によってＸ軸及びＹ軸サーボモータ８ａ，８ｂが
制御され、所定の輪郭形状が加工される。

【０００４】さて、ここで例えば図１６に示す様に、ワ
イヤ電極１を経路Ａ→Ｃ→Ｅと進行させて被加工物２の
コーナーを加工する場合、アウトコーナー部１１ａ及び
インコーナー部１１ｂに、実線で示す様な“だれ”を生
じることが知られている。この原因としてはワイヤ電極
１が非剛体であることが挙げられる。すなわち、ワイヤ
電極１と被加工物２間に生じる放電の反発力によって、
ワイヤ電極１に撓みが生じ、ワイヤ電極１の実際の動き
は経路Ａ→Ｂ→Ｄ→Ｅの様に移動する為に、アウトコー
ナー部１１ａにおいては余分に加工され、又インコーナ
ー部１１ｂにおいては加工残りが生じてしまう為であ
る。又、この“だれ”の大きさは放電の反発力が大きく
なる程、すなわち加工速度が速くなる程大きくなり、通
常の荒加工では数１０μｍ〜数１００μｍ程度になる。

【０００５】又、同様の理由により図１７に示す様な微
小円弧コーナーを、ワイヤ電極１を経路Ａ→Ｂ→Ｆ→Ｄ
→Ｅと進行させて加工する場合にも、ワイヤ電極１の実
際の動きは経路Ａ→Ｂ→Ｇ→Ｄ→Ｅと移動する為に、上
記同様アウトコーナー部１１ａ、インコーナー部１１ｂ
において“だれ”が生ずることになる。この“だれ”の
大きさは円弧半径が小さい程大きくなり、ある程度この
円弧半径が大きくなると“だれ”の大きさは小さくな
る。以上の様な傾向からこれらの“だれ”が問題になる
のは、特に２直線、又は直線と円弧から形成されるエッ
ジコーナー、あるいは微小円弧コーナーの場合である。

【０００６】さて、ワイヤ放電加工により加工するコー
ナーには、この図１６に示すシャープエッジコーナー
と、図１７に示す円弧コーナーとがあるが、ワイヤ放電
加工の場合にコーナーは必ず円弧となる為、ほとんどの
場合コーナー部を加工するに当たっては、アウトコーナ
ー部１１ａ、インコーナー部１１ｂ共にそれぞれコーナ
ー部に、微小円弧（以下コーナーＲという：通常Ｒ＝
０．１ｍｍ〜０．３ｍｍ程度である）を挿入して加工を
行っている。

【０００７】そこで、このコーナーＲ部の“だれ”を改
善する必要が生ずるが、ワイヤ放電加工においては、加
工精度を向上させる為に、通称荒加工を行った後に同一
の経路情報により、加工条件、及び経路補正値（オフセ
ットともいう）のみを変更して、仕上げ加工を行うセカ
ンドカット加工法が用いられており、この加工法によれ
ば、被加工物２のコーナー形状精度を、向上させること
ができることが知られている。この理由としては、仕上
げ加工として荒加工に続いて行われるセカンドカット加
工における加工代が微小（通常５μｍ〜１０μｍ程度）
である為、放電によって生ずる反発力も荒加工のそれに
比してはるかに小さくなり、その結果ワイヤ電極１の撓
みも、それに伴って小さくなるので、仕上げ加工時のコ
ーナー部における“だれ”は、荒加工時のそれより必ず
小さくなり、徐々にコーナー部の“だれ”の修正を行う
ことができる為である。

【０００８】通常セカンドカット加工を自動的に行うに
は、メインプログラムに加工速度、加工条件、経路補正
及びサブプログラム呼び出し等を記述し、このサブプロ
グラムに加工開始点から加工終了点までの、ワイヤ電極
１と被加工物２との相対移動命令を記述し、このメイン
プログラムに従って所定の加工が実行される。この様な
加工法の一例として、プログラム指令により荒加工（フ
ァーストカット加工）から仕上げ加工（セカンドカット
加工）までを自動的に行うセカンドカット加工法が、特
開昭５７−１０２７２４号公報に開示されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来のワイヤ放電加工
方法は以上の様に行われているので、図１８に示す様に
荒加工後の“だれ”の大きさＬ１は、仕上げ加工時の加
工代に比較して非常に大きくなり、荒加工時と仕上げ加
工時のオフセット差が，この“だれ”の大きさＬ１より
小さい場合には、アウトコーナー部１１ａにおいて、荒
加工時に“だれ”として加工されてしまった部分の修正
を行うことが不可能になり、その結果加工精度を低下さ
せることになる。

【００１０】また、この不具合を回避してアウトコーナ
ー部１１ａを、“だれ”のないコーナー形状に仕上げる
には、荒加工時のオフセット量を“だれ”の大きさＬ１
に応じて大きくとらなければならない為、仕上げ加工時
の加工量あるいは加工回数を増大させねばならず、それ
に伴って総加工時間も増大してしまい、加工効率の低下
をきたすことになる。更に、荒加工後のインコーナー部
１１ｂを仕上げ加工するに当たっては、荒加工時の“だ
れ”を除去せねばならない為、その加工量が増大し、荒
加工に比して弱い加工条件を用いる仕上げ加工に当たっ
ては、インコーナー部１１ｂにおける取り量が増加する
と、加工が不安定になり易く、その結果加工精度を低下
させることになり、加えて、仕上げ加工によって上記の
様にアウトコーナー部１１ａにおける“だれ”を修正す
る為に、オフセット量を大きくとった場合には、上記同
様、仕上げ加工時における総加工時間が更に増大して、
加工効率を低下させてしまうといった課題があった。

【００１１】この発明は上記の様な課題を解決する為に
なされたもので、円弧部の加工を高精度且つ効率良く行
うことができる放電加工方法及びその装置を得ることを
目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、仕上げ加
工経路情報と仕上げ加工経路をオフセットさせた荒加工
経路情報を有し、該荒加工経路情報に基づく荒加工に続
いて前記仕上げ加工経路情報に基づく仕上げ加工を行
い、被加工物を所定の形状に加工するワイヤ放電加工方
法において、荒加工か否かを判別し、その結果が荒加工
であれば、荒加工経路内にある円弧経路の円弧半径と予
め設定された基準半径とを比較し、上記円弧経路の円弧
半径が基準半径以下であれば、上記円弧経路を、該円弧
経路の円弧の両端において該円弧に接する２直線によっ
て形成されるコーナー形状に変換して荒加工するもので
ある。

【００１３】第２の発明は、仕上げ加工経路情報と仕上
げ加工経路をオフセットさせた複数の荒加工経路情報を
有し、該荒加工経路情報に基づく荒加工に続いて仕上げ
加工を行い、被加工物を所定の形状に加工するワイヤ放
電加工方法において、荒加工経路内にある円弧経路のう
ち、その円弧の半径が予め設定された基準半径以下の円
弧経路について、該円弧経路を、上記円弧の両端におい
て該円弧に接する２直線によって形成されるコーナー形
状に内接し、かつ上記円弧よりも小さい円弧からなる円
弧経路に変換し、該変更後の荒加工経路で加工するもの
である。

【００１４】第３の発明は、上記変更後の荒加工経路の
円弧を、使用するワイヤ電極の外径、今回の加工間隙及
び次回の加工間隙に基づいて、次回の加工で所望の形状
に修正可能な、最少の円弧とするものである。

【００１５】第４の発明は、仕上げ加工経路情報と仕上
げ加工経路をオフセットさせた荒加工経路情報を有し、
該荒加工経路情報に基づく荒加工に続いて前記仕上げ加
工経路情報に基づく仕上げ加工を行い、被加工物を所定
の形状に加工するワイヤ放電加工方法において、荒加工
か否かを判別する判別手段と、荒加工経路内にある円弧
経路の円弧半径と予め設定された基準半径とを比較する
比較処理部、及び上記それぞれの結果が荒加工且つ円弧
経路の円弧半径が基準半径以下である場合に、上記円弧
経路を、該円弧経路の円弧の両端において該円弧に接す
る２直線によって形成されるコーナー形状経路に変換す
る変換処理部とからなる演算処理手段とを備えたもので
ある。

【００１６】第５の発明は、仕上げ加工経路情報と仕上
げ加工経路をオフセットさせた複数の荒加工経路情報を
有し、該荒加工経路情報に基づく荒加工に続いて仕上げ
加工を行い、被加工物を所定の形状に加工するワイヤ放
電加工装置において、加工回数を判別する判別手段と、
荒加工経路内にある円弧経路の円弧半径と予め設定され
た基準半径とを比較する比較部、及び上記判別手段と上
記比較部での結果が所定の加工回数であり且つ上記円弧
半径が基準半径以下である場合に、上記円弧経路を、上
記円弧の両端において該円弧に接する２直線によって形
成されるコーナー形状に内接し、かつ上記円弧よりも小
さい円弧からなる円弧経路に変換する変換処理部とから
なる演算処理手段とを備えたものである。

【００１７】

【作用】第１の発明においては、仕上げ加工に先立って
行われる荒加工の段階で、荒加工経路内にある円弧経路
の円弧半径が予め設定されている基準半径以下であれ
ば、上記円弧経路を、該円弧経路の円弧の両端において
該円弧に接する２直線によって形成されるコーナー形状
に変換して加工し、荒加工時における上記円弧経路部の
“だれ”を抑制する。

【００１８】第２の発明においては、荒加工経路内にあ
る円弧経路のうち、その円弧の半径が予め設定された基
準半径以下の円弧経路について、該円弧経路を、上記円
弧の両端において該円弧に接する２直線によって形成さ
れるコーナー形状に内接し、かつ上記円弧よりも小さい
円弧からなる円弧経路に変換し、該変更後の荒加工経路
で加工することによって、上記円弧経路部の“だれ”を
抑制する。

【００１９】第３の発明においては、変更後の荒加工経
路の円弧を、使用するワイヤ電極の外径、今回の加工間
隙及び次回の加工間隙に基づいて、次回の加工で所望の
形状に修正可能な、最少の円弧とすることによって、
“だれ”を抑制しつつ次回加工で所望の形状に修正でき
るようにし、効率的な加工を実現する。

【００２０】第４の発明においては、判別手段によって
荒加工か否かを判別し、演算処理手段の比較部によって
荒加工経路内にある円弧経路の円弧半径と予め設定され
た基準半径とを比較し、及び変換処理部によって上記そ
れぞれの結果が荒加工且つ円弧経路の円弧半径が基準半
径以下である場合に、上記円弧経路を、該円弧経路の円
弧の両端において該円弧に接する２直線によって形成さ
れるコーナー形状経路に変換することによって、荒加工
時における上記円弧経路の“だれ”を抑制する。

【００２１】第５の発明においては、判別手段及び演算
処理手段の比較部の結果が、予め定めた所定の加工回数
であり且つ円弧半径が基準半径以下であれば、演算処理
手段の変換処理部で、上記円弧経路を、上記円弧の両端
において該円弧に接する２直線によって形成されるコー
ナー形状に内接し、かつ上記円弧よりも小さい円弧から
なる円弧経路に変換することによって上記円弧経路の
“だれ”を抑制する。

【００２２】

【実施例】図１は、第１及び第４の発明の一実施例を実
現する為の数値制御装置のブロック図である。図におい
て、１０１は種々のプログラムを記憶しておくプログラ
ムメモリ、１０２はＮＣテープ、１０３はＮＣテープ１
０２の内容を読み取るテープリーダ、１０４は演算処理
手段であって、コーナー形状の円弧半径と所定値とを比
較する比較処理部、及び上記コーナー形状を２直線によ
って形成されるコーナー形状に変換する変換処理部とを
有すると共に、各種演算処理を実行する演算処理部、１
０５は経路演算に用いる座標値等を格納しておく作業メ
モリ、１０６は判別手段に相当し、その内容により種々
の制御を実行させるスイッチ機能を有するデータを格納
しておく変数メモリ、１０７は演算処理部１０４から送
られてくるＸ方向、Ｙ方向の移動量△ｘ、△ｙを基にパ
ルス分配演算を実行し、Ｘ軸、Ｙ軸の分配パルスＰｘ、
Ｐｙを生成するパルス分配器、１０８は装置外部から各
種指令等を入力する操作盤、９ａは上記分配パルスＰｘ
に基づきＸ軸サーボモータ８ａを駆動するＸ軸サーボユ
ニット、９ｂは上記分配パルスＰｙに基づきＹ軸サーボ
モータ８ｂを駆動するＹ軸サーボユニットである。

【００２３】次に動作について説明する。与えられた加
工形状をセカンドカット加工（サードカット加工を含
む）する場合のプロセスの主要動作は、図２のフローチ
ャートに示す如くである。すなわち、ステップＳ１に示
す様に加工が開始されると、ステップＳ２において加工
対象軌跡がコーナー部であるかどうかの判別がなされ、
該判別結果がコーナー部でなければ、ステップＳ３に移
行して、通常の経路補正による加工が実行される。この
通常の経路補正とは、図１０に示すように、最終形状に
対しワイヤ径と加工間隙の和の分だけオフセットさせて
加工経路を補正し、又円弧コーナー部では、プログラム
形状の円弧の同心円によって経路補正するものである。

【００２４】この判別結果がコーナー部である場合に
は、ステップＳ４に移行して該コーナー部の円弧の半径
ｒが演算される。続いてステップＳ５において、現在行
われている加工が荒加工かどうかの判別がなされ、該判
別結果が荒加工でなければ、ステップＳ３に移行する。
該判別結果が荒加工である場合には、ステップＳ６に移
行してステップＳ４で演算された円弧の半径ｒと、所定
値として予め設定されている基準半径Ｒとが比較され、
上記円弧の半径ｒが基準半径Ｒよりも大きい場合にはス
テップＳ３に移行する。基準半径Ｒは例えば、ワイヤ径
以上で、１．０ｍｍ以下の範囲に定まる。上記円弧の半
径ｒが基準半径Ｒ以下である場合には、ステップＳ７に
移行して上記円弧の半径ｒを有するコーナー部を、円弧
の始点及び終点で該円弧に接する直線によって形成され
るコーナー形状に変換して加工を行なう。以上の動作を
プログラムエンド迄繰り返して実行し、ステップＳ８に
示すようにプログラムエンドが確認された時点で、加工
を終了する。

【００２５】次に、図３に示すＮＣプログラムを用い、
図４に示す様な形状を加工する場合を例にとり、上記プ
ロセスを更に詳細に説明する。図３において、（１）は
プログラム名がＬ１０００で示されるメインプログラ
ム、（２），（４），（６）はＨ１００で表わされ加工
回数が代入される変数、（３），（５），（７）はそれ
ぞれファーストカット加工、セカンドカット加工、及び
サードカット加工のＮＣデータを示し、文字列Ｆは加工
速度、Ｅは加工条件、Ｈ１は経路補正値を代入する変
数、Ｇ２２はサブプログラムを呼び出す命令コードであ
る。（８）はプログラム名がＬ２０００で示されるサブ
プログラム、（９）はＭ８０が加工液４の供給、Ｍ８２
がワイヤ電極１の送り、Ｍ８４が加工電源５の投入をそ
れぞれ指令する命令コード、（１０）はＧ０１が直線移
動、Ｇ０２が円弧移動をそれぞれ指令する命令コード、
（１１）はＭ８５が加工電源５の切り、Ｍ８３がワイヤ
電極１の送り切り、Ｍ８１が加工液４の供給切りをそれ
ぞれ指令する命令コード、（１２）はＧ２３で表わされ
メインプログラムＬ１０００への復帰を指令する命令コ
ードである。

【００２６】さて、図４に示す形状をセカンドカット加
工により加工するには、先ずテープリーダ１０３によ
り、メインプログラムＬ１０００、及びサブプログラム
Ｌ２０００の内容を読み取って、プログラムメモリ１０
１に格納する。続いて、操作盤１０８を介してメインプ
ログラムＬ１０００の実行が指令されると、演算処理部
１０４がプログラム名に基づいてプログラム判別を実行
し、そのプログラムデータに基づきメインプログラムＬ
１０００の処理を開始する。続いて、（２）に示す様
に、変数Ｈ１００の内容が１回目の加工を示す“１”に
設定されているので、この場合の加工はファーストカッ
ト加工であると判別される。続いて、文字列Ｆ及びＥに
て設定された加工速度及び加工条件が、ａ１及びｂ１に
セットされると共に、コーナー変換処理スイッチ用の変
数Ｈ１に経路補正値ｃ１が代入される。

【００２７】続いて、演算処理部１０４により命令コー
ドＧ２２が判別されると、それに続くサブプログラムＬ
２０００の読み出しが実行される。サブプログラムＬ２
０００が読み出されると、命令コードＭ８０，Ｍ８２及
びＭ８４が判別されて、加工液４の供給、ワイヤ電極１
の送りが開始されると共に、ワイヤ電極１と被加工物２
間にパルス電圧が印加され、又、次の移動指令に従って
ワイヤ電極１と被加工物２との相対移動が開始されて放
電加工が実行される。すなわち、先ず命令コードＧ９２
が判別されると、（Ｘ０、Ｙ０）が作業メモリ１０５の
加工開始点エリア（Ｘｓ、Ｙｓ）に書き込まれる。続い
て、命令コードＧ０１が判別され、△ｘ１、△ｙ１が作
業メモリ１０５の直線移動量エリア（△ｘａ、△ｙａ）
に書き込まれ、同時にパルス分配器１０７にも入力され
る。パルス分配器１０７は直線移動量エリア（△ｘａ、
△ｙａ）の内容に基づいてパルス分配演算を実行し、Ｘ
軸及びＹ軸の分配パルスを、それぞれＸ軸サーボユニッ
ト９ａ及びＹ軸サーボユニット９ｂに入力する。これら
Ｘ軸サーボユット９ａ及びＹ軸サーボユニット９ｂによ
って、Ｘ軸サーボモータ８ａ及びＹ軸サーボモータ８ｂ
が駆動され、この駆動力によりＸ−Ｙクロステーブル７
が移動して、図４に示す経路Ｐ０→Ｐ１が加工される。

【００２８】続く次行も命令コードＧ０１であるので、
上記と同様の処理が行われて経路Ｐ１→Ｐ２の加工が行
われる。そして、次の命令コードＧ０２が判別された時
点で、変数メモリ１０６の中のコーナー変換処理スイッ
チ用の変数Ｈ１００の内容が“１”であるかどうかが判
別される。その結果、この場合コーナー変換処理スイッ
チ用の変数Ｈ１００の内容は“１”であるから、先ず、
作業メモリ１０５の円弧移動量エリア（△Ｘｂ、△Ｙ
ｂ、△ｉ、△ｊ）に命令コードＧ０２に続くデータが記
憶され、更に次行の命令コードＧ０１に続くデータが作
業メモリ１０５の（Ｘｃ、Ｙｃ）に記憶される。そし
て、円弧移動量エリア（△Ｘｂ、△Ｙｂ、△ｉ、△ｊ）
に記憶された△ｉ、△ｊから円弧の半径ｒが演算され、
その結果が作業メモリ１０５の半径データエリアに書き
込まれる。

【００２９】

【数１】

【００３０】そして、予め変数メモリ１０６の変数Ｈ１
０１に設定されている基準半径Ｒと、演算された円弧の
半径ｒとが比較され、その結果がｒ≦Ｒであれば次に示
すコーナー処理が行われる。すなわち、現時点において
は、作業メモリ１０５の加工開始点エリア（Ｘｓ、Ｙ
ｓ）には点Ｐ１の座標値、つまり（Ｘ０＋△ｘ１、Ｙ０
＋△ｙ１）が記憶されており、又、直線移動量エリア
（△ｘａ、△ｙａ）には（△ｘ２、△ｙ２）が記憶され
ている。

【００３１】そして、作業メモリ１０５の直線移動量エ
リア（△ｘａ、△ｙａ）、円弧移動量エリア（△Ｘｂ、
△Ｙｂ、△ｉ、△ｊ）、（Ｘｃ、Ｙｃ）及び加工開始点
エリア（Ｘｓ、Ｙｓ）に記憶された各値に基づいて、図
５に示す様な円弧を挾む２直線の交点（Ｘｐ、Ｙｐ）が
下式から求められる。

【００３２】

【数２】

【００３３】この数２の式からｘ、ｙを求め、上記２直
線の交点（Ｘｐ、Ｙｐ）とする。そして、これらの値を
基に、加工開始点エリア（Ｘｓ、Ｙｓ）の内容を（Ｘｓ
＋△ｘ２、Ｙｓ＋△ｙ２）に設定して、点Ｐ２の加工開
始点の座標値とし、又、直線移動量エリア（△Ｘａ、△
Ｙａ）の内容を（Ｘｐ−Ｘｓ、Ｙｐ−Ｙｓ）に設定し
て、直線移動量として直線加工を行い、更に加工開始点
エリア（Ｘｓ、Ｙｓ）の内容を（Ｘｐ、Ｙｐ）、直線移
動量エリア（△Ｘａ、△Ｙａ）の内容を（Ｘｅ−Ｘｐ、
Ｙｅ−Ｙｐ）に設定して、交点（Ｘｐ、Ｙｐ）から点Ｐ
４までの加工を行うことによって、コーナー部を２直線
によって形成されるコーナー形状に変換し、該変換され
たコーナー形状に沿った加工が実施される。

【００３４】以後同様に、上記の様な処理が行われつつ
加工が継続されて行く訳であるが、ここで、例えば円弧
Ｐ４・Ｐ５において、円弧移動量エリア（△Ｘｂ、△Ｙ
ｂ、△ｉ、△ｊ）に記憶された△ｉ５、△ｊ５の値から
求められる円弧の半径ｒが、ｒ＞Ｒであれば、コーナー
変換処理スイッチ用の変数Ｈ１００の内容が“１”であ
っても、コーナー処理は実行されず通常の円弧移動処理
が実行される。

【００３５】以上の様にして、図３の（１０）で示す加
工経路情報の処理が完了すると、続いて（１１）に示す
様に、命令コードＭ８５，Ｍ８３，Ｍ８１によりそれぞ
れ加工電源５の切り、ワイヤ電極１の送り切り、および
加工液４の供給切りが指令されて加工が停止され、続い
て（１２）に示す様に、命令コードＧ２３が判別される
とメインプログラムＬ１０００に戻る。その後、メイン
プログラムＬ１０００に従って、上記ファーストカット
加工終了後、引き続きセカンドカット加工が開始され
る。この加工ではメインプログラムＬ１０００の（４）
に示される様に、変数メモリ１０６のコーナー変換処理
スイッチ用の変数Ｈ１００の内容が“２”であること、
すなわちファーストカット加工以外であることが判別さ
れるので、それに続いて行われる処理においては、上記
の如くコーナー部を２直線によって形成されるコーナー
形状に変換する処理は実行されず、通常の補正による加
工経路に基づいた加工が行われる。そして、このセカン
ドカット加工が終了した後、引き続きサードカット加工
が開始される。この加工においてもメインプログラムＬ
１０００の（６）に示される様に、変数メモリ１０６の
コーナー変換処理スイッチ用の変数Ｈ１００の内容が
“３”であること、すなわちファーストカット加工以外
であることが判別されるので、上記セカンドカット加工
と同様の処理が実行される。

【００３６】以上の様に荒加工であるファーストカット
加工においては、基準半径Ｒ以下のコーナー部について
は、該コーナー部を挾む２直線によって形成されるコー
ナー形状に変換し、該コーナー形状に対応した加工を行
った後に、所定の仕上げ加工を行うことによって、上記
コーナー部を所望の形状に加工することができる。従っ
て図６に示す様に、荒加工時におけるコーナー部の“だ
れ”が大きい場合でも、荒加工時のオフセット差を大き
くとることなく、所望のコーナー部に仕上げることがで
きる。又、仕上げ加工の経路情報を作成する際に、特別
のコーナー処理をしなくても良いため、荒加工と仕上げ
加工で別々のプログラムを作成する必要もない。

【００３７】図７は、第２、第３及び第５の発明の一実
施例を実現するための数値制御装置のブロック図であ
る。図１と同一符号は同一物を示し、説明は省略する。
１０４ａは演算処理手段であって、コーナー形状の円弧
半径と所定値とを比較する比較部、加工条件に対する加
工間隙から、上記コーナー部の加工経路を変換する変換
処理部とを有するとともに、各種演算処理を実行する演
算処理部、１０９は加工電源の電気条件パラメータ及び
その電気条件で、加工を行ったときの加工間隙等を格納
しておく加工条件メモリである。

【００３８】次に動作について説明する。与えられた加
工形状をセカンドカット加工（サードカット加工以上の
多数回加工も含む）する場合のプロセスの主要動作は、
図８のフローチャートに示すとおりである。ここでは、
荒加工（ファーストカット）の後に、セカンドカットに
よって所望の形状に修正する、２回加工方法を説明す
る。

【００３９】先ず、ステップＳ１１に示すように加工が
開始されると、ＮＣプログラムが読み込まれ、ＮＣプロ
グラムによって与えられた加工形状にしたがって、所定
の補正値分だけ補正された通常の加工経路を演算する。
この通常の加工経路とは、図１０に示すように、最終形
状に対しワイヤ径と加工間隙の和の分だけオフセットさ
せて加工経路を補正し、円弧コーナー部ではプログラム
形状の円弧の同心円によって加工経路を補正するもので
ある。

【００４０】次に、ステップＳ１２によって加工対象軌
跡がコーナー部であるかどうかの判別がなされ、該判別
結果がコーナー部でなければ、ステップＳ１３におい
て、ステップＳ１１で演算された通常の経路補正がなさ
れて、ステップＳ１４で加工が実行される。又、該判別
結果がコーナー部である場合には、ステップＳ１５に移
行して該コーナー部の円弧半径が演算される。続いてス
テップＳ１６において、現在行われている加工が、コー
ナー部経路を新たに変換する加工回数かどうかの判別が
なされ、該判別結果が該当回数でなければ、ステップＳ
１３に移行する。又、該判別結果が該当回数である場合
には、ステップＳ１７に移行して、ステップＳ１５で演
算された円弧の半径と所定値として予め設定されている
基準半径Ｒとが比較され、演算された円弧の半径が基準
半径Ｒよりも大きい場合にはステップＳ１３に移行す
る。又、演算された円弧の半径が基準半径Ｒ以下である
場合には、ステップＳ１８に移行して、上記円弧の半径
を有するコーナー部に対する加工経路を、以下に示す方
法によって補正する。

【００４１】つまり、ステップＳ１８では図９に示すよ
うに、まずステップＳ１８１で上記コーナー部が、アウ
トコーナーかインコーナーかを判別して、ステップＳ１
８２に移行する。ステップＳ１８１の判別結果がアウト
コーナーであれば、加工経路の補正を行うのである。図
１１はこの加工経路の補正を説明する説明図である。図
において、破線はファーストカットによる形状（荒加工
形状）、実線はセカンドカットによる形状（仕上げ形
状）、一点鎖線はファーストカット経路（補正後の経
路）、二点鎖線はセカンドカット経路（仕上げ経路）を
それぞれ示している。また、Ｐｒは仕上げ形状における
コーナー部の円弧中心、ｒは該コーナー部の円弧半径、
Ｈ１，Ｈ２はそれぞれファーストカット、セカンドカッ
トのオフセットを示している。なお、補正前の経路は図
示されていないが、直線Ｌ１からＰs1点までの直線経
路、Ｐs1点を始点としてＰe1点を終点とする円弧経路及
びＰe1点から直線Ｌ２に至る直線経路の３つの経路を連
続させたものが補正前の経路である。したがって、経路
補正としては、Ｐs1点を始点としてＰe1点を終点とする
円弧経路を、該円弧経路の円弧の両端において該円弧に
接する２直線（直線Ｌ１と直線Ｌ２）によって形成され
るコーナー形状に内接し、かつ上記円弧よりも小さい円
弧からなる円弧経路に変換する必要がある。そして、図
１１においてはこの補正後の経路の一例としてＰs2点を
始点としてＰe2点を終点とする円弧経路を求めたのであ
る。以下、このＰs2点を始点としてＰe2点を終点とする
円弧経路の求め方について説明する。仮に補正後の経路
によってファーストカットしたとすれば図中の破線で示
す形状となるから、セカンドカット（次回の加工）で形
状修正して最終的に実線の形状に仕上げるには、ファー
ストカットによる形状のコーナー部の頂点の位置は円弧
中心Ｐｒからの距離が、円弧半径ｒ＋セカンドカット時
の加工間隙ｇ２＋ワイヤ電極径ｄ、以下である必要があ
る。したがって、ファーストカットの経路はさらに、フ
ァーストカット時の加工間隙ｇ１＋ワイヤ電極径の半分
ｄ／２、だけ離れた点Ｐより内側にあることが必要にな
る。換言すれば、補正後の経路はＰ点よりも円弧中心Ｐ
ｒ側にある必要があり、Ｐ点を通る経路がセカンドカッ
ト（次回の加工）で形状修正して最終的に実線の形状に
仕上げることができる経路のうち、最も外側にある経路
であると言える。そして、直線Ｐｒ・Ｐは数３の式によ
って求められる。

【００４２】

【数３】

【００４３】また、ステップＳ１８１の結果がインコー
ナーであれば、図１２に示すようなファーストカット
（今回の加工）経路を求める。つまり、ファーストカッ
トによって図中の破線で示す形状になるから、セカンド
カット（次回加工）で最終形状に可能するには、ファー
ストカット形状（破線）がセカンドカット形状（実線）
より内側にある必要がある。すなわち、ファーストカッ
ト（今回の加工）経路の円弧の頂点Ｐは、セカンドカッ
ト形状の円弧の頂点より、ファーストカットの加工間隙
ｇ１＋ワイヤ電極径の半分ｄ／２、以上円弧ｒの中心Ｐ
ｒに近いところにある必要がある。従って、直線Ｐｒ・
Ｐは数４の式により求められる。

【００４４】

【数４】

【００４５】以上のようにして、点Ｐをアウトコーナ
ー、インコーナーについてそれぞれ求めれば、“だれ”
が小さい場合でも、アウトコーナーにおけるセカンドカ
ット（次回加工）での切り落としが発生せず、スクラッ
プによる短絡が防止でき、又インコーナーにおいては、
オーバーカットになりセカンドカット（次回加工）で加
工できない面ができることが全くなくなり、“だれ”の
部分が効率よく修正できる。

【００４６】ステップＳ１８２で求めた点Ｐをもとに、
ステップＳ１８３では、図１１，図１２に示すように、
点Ｐを通り、円弧部前後の２直線に対して経路補正され
た直線Ｌ１、Ｌ２に接する円を求め、その接点Ｐｓ２、
Ｐｅ２を求める。次に、ステップＳ１８４に移行して、
最終的に補正された経路、

【００４７】直線Ｐｓ１・Ｐｓ２→円弧Ｐｓ２・Ｐ・Ｐｅ２→直線Ｐｅ２・Ｐｅ１を演算する。以上の方法によってコーナー部に次回の加
工で形状の修正可能な最小の円弧を当てはめて経路を補
正し、次のステップＳ１９で加工が実行される。以上の
動作をプログラムエンドまで繰り返して実行し、次の加
工段階を同様に実行して所定の加工回数の加工が終了し
た時点で加工を終了する。

【００４８】次に、図１３に示すＮＣプログラムを用
い、図１４に示すような形状を加工する場合を例に取
り、上記プロセスをさらに詳細に説明する。図１３にお
いて、（２１）はプログラム名がＬ１０００で示される
メインプログラム、（２２）はＨ１００で表されコーナ
ー部を変換する総加工回数が代入される変数であり、Ｈ
１００＝２の場合はファーストカットとセカンドカット
が該当し、Ｈ１００＝１の場合にはファーストカットの
みが該当する。（２３）、（２５）はＨ１０１で表され
加工回数が代入される変数、（２４）、（２６）はそれ
ぞれファーストカット、セカンドカットのＮＣデータを
示し、文字列Ｆは加工速度、文字列Ｅは加工条件、変数
Ｈ１は経路補正値であり、Ｇ２２はサブプログラムを呼
び出す命令コードである。（２７）はプログラム名がＬ
２０００で示されるサブプログラム、（２８）はＭ８０
が加工液４の供給、Ｍ８２がワイヤ電極１の送り、Ｍ８
４が加工電源５の投入をそれぞれ指令する命令コード、
（２９）はＧ４１が加工進行方向に対し、左側に変数Ｈ
１で示される補正値分だけ加工経路を補正する命令コー
ド、Ｇ０１が直線移動、Ｇ０２、Ｇ０３が円弧移動をそ
れぞれ指令する命令コード、（３０）はＭ８５が加工電
源５の切り、Ｍ８３がワイヤ電極１の送り切り、Ｍ８１
が加工液４の供給切りを指令する命令コード、（３１）
はＧ２３で表され、メインプログラムＬ１０００への復
帰を指令する命令コードである。

【００４９】図１４の形状をセカンドカット方法により
加工するには、まず、テープリーダ１０３により上記メ
インプログラムＬ１０００、及びザブプログラムＬ２０
００の内容を読み取って、プログラムメモリ１０１に格
納する。続いて、操作盤１０８を介してＬ１０００の実
行が指令されると、演算処理部１０４ａはプログラム名
によってプログラムを判別して、メインプログラムＬ１
０００の処理をプログラムデータに基づいて開始する。
変数Ｈ１０１の内容が１回目の加工を示す“１”に設定
されているので、ファーストカット加工であると判断さ
れる。次に、文字列Ｆを判別し加工速度をａ１にセット
し、同様にＥより加工条件をｂ１にセットし、変数Ｈ１
にｃ１をセットして経路補正値（オフセット）を設定す
る。

【００５０】また、演算処理部１０４ａによりＧ２２が
判別されると、それに続くサブプログラムＬ２０００の
呼び出しが実行され，Ｍ８０，Ｍ８２，Ｍ８４を判別し
て、加工液４の供給、ワイヤ電極１の送りが開始される
と共に、ワイヤ電極１と被加工物２の間にパルス電圧が
印加され、次の移動指令にしたがってワイヤ電極１と被
加工物２との相対移動が開始されて放電加工が実行され
る。

【００５１】すなわち、まず、命令コードＧ９２が判別
されると（Ｘ０，Ｙ０）を加工開始点とする。続く命令
コードＧ０１を判別し、さらに命令コードＧ４１によっ
て，変数Ｈ１に先に設定したｃ１の分だけ、加工進行方
向に対して左側に（図の形状では外側に）加工経路を補
正する。従って、移動量として与えられた（△ｘ１，△
ｙ１）を補正してパルス分配器１０７に入力する。パル
ス分配器１０７はパルス分配演算を実行し、Ｘ軸および
Ｙ軸の分配パルスを、それぞれＸ軸サーボユニット９
ａ、Ｙ軸サーボユニット９ｂに入力し、Ｘ軸サーボモー
タ８ａ、Ｙ軸サーボモータ８ｂを回転し、Ｘ−Ｙクロス
テーブル７を移動させ、図１４のＰ０→Ｐ１１を加工す
る。次行もＧ０１であるので同様な処理を行い、Ｐ１１
→Ｐ２１の経路の加工を行う。そして、命令コードＧ０
２を判別した時点で、変数Ｈ１０１が変数１００以下の
値であるかどうかを判別し、この場合変数Ｈ１０１は
“１”であり、変数Ｈ１００は“２”であるから、△
ｉ、△ｊから円弧の半径ｒを演算する。

【００５２】

【数５】

【００５３】さらに、半径ｒを作業メモリ１０５の半径
データエリアに書き込み、予め変数メモリ１０６に入力
されていた基準半径Ｒと円弧半径ｒを比較し、ｒ≦Ｒで
あれば次に示す処理を行う。まず、（２９）で命令コー
ドＧ４１により、加工進行方向に対して左側に経路補正
されており、命令コードＧ０２で右回り円弧であること
が判別されるので、Ｇ４１とＧ０２から該円弧は、アウ
トコーナーであることが判別される。従って、数３の式
に従い点Ｐを求めることによって、コーナー部Ｐ２１・
Ｐ３１の経路補正を行なう。その際、ｇ１，ｇ２，ｄは
変数メモリ１０６から読み込まれる。

【００５４】以後、同様にこのような処理が行われつつ
加工が継続されて行くが、例えば円弧Ｐ４・Ｐ５におい
て、（△ｉ５，△ｊ５）から求めた円弧半径ｒが、Ｒ≦
ｒであれば、変数Ｈ１０１＝“１”であり、変数Ｈ１０
０の値“１”以下であっても上記のコーナー処理は行わ
ず、通常の経路補正により、円弧Ｐ４，Ｐ５の加工が行
われる。

【００５５】以上のようにして、図１３に示す加工経路
情報（２９）の処理が完了すると、続いて（３０）に示
すように命令コードＭ８５、Ｍ８３、Ｍ８１によりそれ
ぞれ加工電源５の切り、ワイヤ電極１の送り、及び加工
液４の供給切りが指令されて加工が停止され、（３１）
に示すようにでＧ２３を判別するとメインプログラムＬ
１０００に戻る。

【００５６】その後、プログラムに従ってファーストカ
ットが終了し、引続きセカンドカットが開始するが、メ
インプログラムの（２５）に示されるように、変数メモ
リ１０６のＨ１０１＝“２”を判別することによって、
それに続く処理では、コーナーを変換する処理は行わ
ず、サブプログラムの加工経路に基づく加工が行なわれ
る。

【００５７】以上のように、ファーストカット（荒加
工）では、所定の半径以下のコーナーを、セカンドカッ
トで形状修正できる最小の円弧をあてはめて、加工経路
を補正して加工し、セカンドカット以降の仕上げ加工で
コーナー形状を仕上げる本実施例による方法で加工を行
なえば、先に示した図６のように、荒加工時のコーナー
部の“だれ”がある程度大きい場合にでも、荒加工時と
仕上げ加工時のオフセット差を大きく取ることなく、所
望のコーナー形状に仕上げることができる。又、この方
法では可能な最小の円弧半径を利用しているので、形状
修正時（次回の加工）にアウトコーナー部で切り落した
り、インコーナー部で形状修正不可能なオーバーカット
が発生することもない。さらに、仕上げの加工の情報を
作成する際に、特別のコーナー処理をしなくても良く、
荒加工と仕上げ加工で別々のプログラムを作成する必要
もない。

【００５８】なお、上記の実施例では、セカンドカット
までの加工で説明したが、サードカット以上の加工でも
同様な加工ができ、上記演算によれば、コーナー部の円
弧半径を変換する指定加工回数の間、加工間隙ｇは通常
ｇ１＞ｇ２＞ｇ３・・＞ｇｎ（添え字は加工回数を示
す）であるから、挿入される円弧半径ｒの関係はｒ１＜
ｒ２＜ｒ３・・＜ｒｎ（添え字は加工回数を示す）が常
に成り立つことになり、加工回数を増やす毎に円弧は徐
々に大きくなり、最終的には所定の円弧形状に仕上げる
ことができることになる。

【００５９】

【発明の効果】第１の発明、及び第４の発明によれば、
仕上げ加工に先立って行われる荒加工の段階で、荒加工
経路内にある円弧経路の円弧半径が、予め設定されてい
る基準半径かどうかを判別し、基準半径以下であれば上
記円弧経路を２直線によって形成されるコーナー形状に
変換して加工するようにしたので、荒加工時における上
記円弧経路の“だれ”が抑制される。したがって、イン
コーナーの場合にはアンダーカットが防止でき、アウト
コーナーの場合にはオーバーカットが防止でき、加工形
状内の円弧部を高精度且つ効率良く仕上げ加工すること
ができる。

【００６０】第２の発明、第３の発明、及び第５の発明
によれば、荒加工に続いて仕上げ加工を行なっていく各
段階で、荒加工経路内の円弧経路部の円弧半径が予め設
定した基準半径以下の円弧経路に対して、今回の加工段
階で前記円弧経路を上記円弧の両端において該円弧に接
する２直線によって形成されるコーナー形状に内接し、
かつ上記円弧よりも小さい円弧からなる円弧経路に変換
し、変更後の荒加工経路で加工するようにしたので、上
記円弧経路部の“だれ”が抑制され、上記と同様にイン
コーナーの場合にはアンダーカットが防止でき、アウト
コーナーの場合にはオーバーカットが防止でき、加工形
状内の円弧部を高精度且つ効率良く仕上げ加工すること
ができる。また、これらの発明では上記の発明のように
直線ではなく円弧経路に経路変換しているので、インコ
ーナーの場合におけるオーバーカットの危険性及びアウ
トコーナーの場合の切り残し過ぎを防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１及び第４の発明の一実施例を実現する数値
制御装置のブロック図である。

【図２】第１及び第４の発明の一実施例の動作を説明す
るフローチャートである。

【図３】第１及び第４の発明の一実施例の動作を説明す
るＮＣプログラムを示す図である。

【図４】図３のＮＣプログラムによる加工形状を示す図
である。

【図５】図４の局部を示す拡大図である。

【図６】本発明による加工精度の向上を示す説明図であ
る。

【図７】第２、第３及び第５の発明の一実施例を実現す
る数値制御装置のブロック図である。

【図８】第２、第３及び第５の発明の一実施例の動作を
説明するフローチャートである。

【図９】図８の一部を詳説するフローチャートである。

【図１０】通常（又は従来）の加工における経路補正を
示す図である。

【図１１】第２、第３及び第５の発明の一実施例による
アウトコーナー部の経路補正を示す図である。

【図１２】第２、第３及び第５の発明の一実施例による
インコーナー部の経路補正を示す図である。

【図１３】第２、第３及び第５の発明の一実施例の動作
を説明するＮＣプログラムを示す図である。

【図１４】図１３のＮＣプログラムによる加工形状を示
す図である。

【図１５】従来のワイヤ放電加工装置の構成図である。

【図１６】エッジコーナー部の“だれ”の説明図であ
る。

【図１７】円弧コーナー部の“だれ”の説明図である。

【図１８】従来の方法による円弧コーナー部の加工にお
ける不具合の説明図である。

【符号の説明】

１０１プログラムメモリ１０４，１０４ａ演算処理部１０５作業メモリ１０６変数メモリ１０９加工条件メモリ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】仕上げ加工経路情報と仕上げ加工経路を
オフセットさせた荒加工経路情報を有し、該荒加工経路
情報に基づく荒加工に続いて前記仕上げ加工経路情報に
基づく仕上げ加工を行い、被加工物を所定の形状に加工
するワイヤ放電加工方法において、荒加工か否かを判別し、その結果が荒加工であれば、荒
加工経路内にある円弧経路の円弧半径と予め設定された
基準半径とを比較し、上記円弧経路の円弧半径が基準半
径以下であれば、上記円弧経路を、該円弧経路の円弧の
両端において該円弧に接する２直線によって形成される
コーナー形状に変換して荒加工することを特徴とするワ
イヤ放電加工方法。
【請求項２】仕上げ加工経路情報と仕上げ加工経路を
オフセットさせた複数の荒加工経路情報を有し、該荒加
工経路情報に基づく荒加工に続いて仕上げ加工を行い、
被加工物を所定の形状に加工するワイヤ放電加工方法に
おいて、荒加工経路内にある円弧経路のうち、その円弧の半径が
予め設定された基準半径以下の円弧経路について、該円
弧経路を、上記円弧の両端において該円弧に接する２直
線によって形成されるコーナー形状に内接し、かつ上記
円弧よりも小さい円弧からなる円弧経路に変換し、該変
更後の荒加工経路で加工することを特徴とするワイヤ放
電加工方法。
【請求項３】上記変更後の荒加工経路の円弧を、使用
するワイヤ電極の外径、今回の加工間隙及び次回の加工
間隙に基づいて、次回の加工で所望の形状に修正可能
な、最少の円弧とすることを特徴とする請求項２項記載
のワイヤ放電加工方法。
【請求項４】仕上げ加工経路情報と仕上げ加工経路を
オフセットさせた荒加工経路情報を有し、該荒加工経路
情報に基づく荒加工に続いて前記仕上げ加工経路情報に
基づく仕上げ加工を行い、被加工物を所定の形状に加工
するワイヤ放電加工方法において、荒加工か否かを判別する判別手段と、荒加工経路内にあ
る円弧経路の円弧半径と予め設定された基準半径とを比
較する比較処理部、及び上記それぞれの結果が荒加工且
つ円弧経路の円弧半径が基準半径以下である場合に、上
記円弧経路を、該円弧経路の円弧の両端において該円弧
に接する２直線によって形成されるコーナー形状経路に
変換する変換処理部とからなる演算処理手段とを備えた
ことを特徴とするワイヤ放電加工装置。
【請求項５】仕上げ加工経路情報と仕上げ加工経路を
オフセットさせた複数の荒加工経路情報を有し、該荒加
工経路情報に基づく荒加工に続いて仕上げ加工を行い、
被加工物を所定の形状に加工するワイヤ放電加工装置に
おいて、加工回数を判別する判別手段と、荒加工経路内にある円弧経路の円弧半径と予め設定され
た基準半径とを比較する比較部、及び上記判別手段と上
記比較部での結果が所定の加工回数であり且つ上記円弧
半径が基準半径以下である場合に、上記円弧経路を、上
記円弧の両端において該円弧に接する２直線によって形
成されるコーナー形状に内接し、かつ上記円弧よりも小
さい円弧からなる円弧経路に変換する変換処理部とから
なる演算処理手段とを備えたことを特徴とするワイヤ放
電加工装置。