JP2818429B2 - ワイヤ放電加工機におけるコーナ制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、ワークにワイヤ放電加工を行なう際、ワ
ークのコーナ部分における送り速度を制御するようにし
たワイヤ放電加工機におけるコーナ制御方法に関する。

（従来の技術） 一般に、第８図に示されているように、ワイヤ放電加
工機101はワイヤ供給ロール103からワイヤW_Rを送り、ガ
イドローラ105を経て上部ガイド107に供給される。上部
ガイド107に供給されたワイヤW_RはＸ軸方向（第８図に
おいて左右方向）、Ｙ軸方向（第８図において紙面に対
し直交する方向）へ移動自在なワークテーブル109上に
載置されたワークＷに通され、下部ガイド111、ガイド
ローラ113を経て巻取りロール115に巻取られる。

走行されるワイヤW_RとワークＷとの間にインパルス電
圧を印加しながらワークテーブル109によってワークＷ
をX,Y軸方向へ移動させてワークＷにワイヤ放電加工を
行なっている。

しかも、ワークＷのコーナ部にワイヤ放電加工を行な
う際には、従来の制御方法としては、パラメータとして
電気的加工条件で行なう方法や、コーナ部で液圧を落し
ワイヤW_Rの振れをなくして加工する液圧制御方法、ある
いはコーナ部で送りを停止する制御方法（通称ドウエル
と呼んでいる。）が知られている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、前述したコーナ制御方法のうち、ドゥエル
制御方法は加工電源性能に拘らず、容易に実現し得るコ
ーナ制御方法の１つである。しかし、この方法ではコー
ナ部にて加工送りが停止するため、コーナ部における放
電間隙長が著しく大きくなり、特に鋭角なコーナ部を有
する加工形状においては充分な精度が得られないという
問題があった。

この発明の目的は、上記問題点を改善するため、ワー
クのコーナ部をワイヤ放電加工を行なった際、ワイヤの
たるみを最小にしてコーナダレを小さくして品質ならび
に加工能率を向上せしめたワイヤ放電加工機におけるコ
ーナ制御方法を提供することにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明は、ワークのコー
ナ部の放電加工に移行する直前の適宜距離（L₁）とワー
クのコーナ部の放電加工を終了した直後の適宜距離
（L₂）における送り速度（Ｖ）または／およびコーナ部
の送り速度（Ｖ）を通常の送り速度（V₀）に対して、Ｖ
＝α・V₀（但し、α：減速比）にて送りを連続して放電
加工を行なうワイヤ放電加工機におけるコーナ制御方法
において、ワークのコーナ部が直線と直線で形成される
場合には、L₁≦L₂でコーナ部の角度（θ）がθ≦150゜
であり、ワークのコーナ部が曲率半径（Ｒ）である場合
には、L₁≦L₂でコーナ部の曲率半径（Ｒ）がＲ≦0.5mm
であって、ワークの板厚が厚くなるに従い、減速比αを
増加せしめて放電加工を行なうワイヤ放電加工機におけ
るコーナ制御方法である。

（作用） この発明のワイヤ放電加工機におけるコーナ制御方法
を採用することにより、ワークのコーナ部に放電加工を
行なう際には、通常の送り速度V₀で放電加工を行なって
きて、コーナ部の直前の適宜距離（L₁）で送り速度
（Ｖ）をＶ＝α・V₀（α：減速比）にして減速して加工
し、さらにコーナ部を加工した直後の適宜距離（L₂）で
送り速度（Ｖ）をＶ＝α・V₀に減速して加工し、適宜距
離（L₂）を過ぎた後は通常の送り速度（Ｖ）に戻して加
工が行なわれる。この際コーナ部の送り速度（Ｖ）のみ
を減速したり、また一諸に減速しても行われる。

その結果、ワークのコーナ部における加工は、ワイヤ
のたるみが最小となり、コーナダレが小さくなって従来
よりも品質ならびに能率の向上が図られる。

（実施例） 以下、この発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。

ワイヤ放電加工機１は従来技術で説明した第８図のワ
イヤ放電加工機を使用し、ワークＷの材質をSKD11、ワ
イヤW_Rの径を0.2^φとすると共に、Vp,τon,τoff,液圧
および電導度などの加工条件をワークＷの板厚ｔに応じ
た加工条件とした。また、ワークＷの送り速度（Ｖ）も
通常加工している最適な送り速度とした。さらに、ワー
クＷの板厚ｔは第８図において、Ｚ軸原点よりの絶対位
置の座標値より算出し自動設定した。なお、板厚ｔは制
御装置でキー入力しても構わない。

まず、種々の実施を行なった結果を説明する前に、本
実施例における基本的な考え方について、第１図
（Ａ），（Ｂ）を用いて説明する。

第１図（Ａ）は、直線Ａと直線Ｂの交点P₁であるコー
ナ部をワイヤ放電加工する場合に、直線Ａを矢印で示し
たごとく通常の送り速度V₀で移行し、交点P₁からの適宜
距離L₁の送り速度Ｖを、Ｖ＝α・V₀（α：減速比＝％）
で減速させると共に、交点P₁を通過した後の適宜距離L₂
の送り速度Ｖを、L₁の送り速度と同様にＶ＝α・V₀とし
てワークＷのコーナ部を減速制御して加工するようにし
たものである。

また、直線Ａと直線Ｂの角度が90度である以外に、15
0度以内の角度についても同様である。

第１図（Ｂ）は直線Ａと直線Ｂとの間における曲率半
径Ｒであるコーナ部をワイヤ放電加工する場合に、直線
Ａを矢印で示したごとく通常の送り速度V₀で移行し、コ
ーナ部の点P₂からの適宜距離L₁の送り速度Ｖを、Ｖ＝α
・V₀（α：減速比＝％）で減速させると共に、コーナ部
の点P₃を通過した後の適宜距離L₂の送り速度Ｖを、L₁の
送り速度と同様にＶ＝α・V₀としてワークＷのコーナ部
を減速制御して加工するようにしたものである。なお、
この際、コーナ部（P₂からP₃）の送り速度（Ｖ）も減速
考慮して行なう場合もある。

第１図（Ａ）および（Ｂ）において２点鎖線で示した
曲線は予想されるコーナダレの曲線である。

次に、上記基本的な考え方に基づき、種々実験した結
果を示す。

（実験１）（比較実験） ワークＷの板厚ｔを50^mm,ワイヤW_Rの径を0.2^φ、送り
速度を板厚ｔに最適な速度Ｖとすると共に、L₁＝0,L₂＝
０として第１図（Ａ）に示したコーナ部の加工を行なっ
た結果、第２図（Ａ），（Ｂ）に示したコーナの曲線
C₁,C₂が得られた。なお、この実験はコーナ制御を行な
わない実験である。

第２図（Ａ）はワークＷの上面、第２図（Ｂ）はワー
クＷの中間のコーナ形状を示している。本来ならば第２
図（Ａ），（Ｂ）において直線A,Bのごとくなるばすの
ところ、曲線C₁,C₂となってコーナダレが大きく生じて
いることが理解され、特に曲線C₂の方が曲線C₁より変化
が大きく、これはワイヤW_Rのたわみにより発生する差で
ある。また、ワークＷの下面のデータを省略したが、ワ
ークＷの上面のデータと大差ないものである。

（実験２） ワークＷの板厚ｔを100^mm、ワイヤW_Rの径を0.2^φ、送
り速度を板厚ｔに最適な速度Ｖとすると共に、L₁＝0.1
^mm,0.2^mm,L₂＝0.2^mm,減速比αを20％として第１図
（Ａ）に示したコーナ部の加工を行なった結果、第３図
（Ａ），（Ｂ）および第４図（Ａ），（Ｂ）に示したコ
ーナの曲線C₃,C₄が得られた。

第３図（Ａ），（Ｂ）はL₁＝0.2,L₂＝0.2,第４図
（Ａ），（Ｂ）はL₁＝0.1,L₂＝0.2の場合で、第３図
（Ａ），第４図の（Ａ）はワークＷの上面，第３図
（Ｂ），第４図の（Ｂ）はワークＷの中間のコーナ形状
を示している。

本来ならば直線A,Bのごとくなるはずのところ、曲線C
₃,C₄となってコーナダレが生じている。

第３図（Ａ），第４図（Ａ）から理解されるように、
コーナ部の通過時間を長くすると、ワークＷの上面（下
面）のコーナダレは小さくなる傾向となる。（第３図
（Ａ）の曲線C₃が第４図（Ａ）の曲線C₃より小さい。）
しかし、ワークＷの中間位置では通過時間が長すぎる
と、ワイヤW_Rにたわみや振れがあるため、二次放電によ
りコーナダレが大きくなる傾向となっている。（第３図
（Ｂ）の曲線C₄が第４図（Ｂ）の曲線C₄より大きい。） 上記実験1,2の結果を基にして、コーナダレを最小に
し、能率を向上せしめる最適な条件としてワークＷの板
厚,L₁,L₂とにおける減速比αを求めると、次のとおりで
ある。

但し、減速比αとはコーナ部以外の速度に対しての％
で、例えば通常の送り速度Ｆ＝1.0に対して減速比15％
でコーナ速度0.15となる。また、板厚75^mm以上の最大厚
さは通常放電加工される板厚である。

（実験３） ワークＷの板厚ｔをｔ＝50^mmとし、90度以外における
コーナ形状として、15,30,45,60,75,120,150度の角度
を、コーナ制御なしの場合と、L₁＝0.2^mm,L₂＝0.2^mm,減
速比α＝30％のコーナ制御を行なった場合とで比較し
た。

その結果、パンチ形状（90度未満）においては、45度
まではさほど差はない、しかしダイ形状（鈍角）におい
てはコーナダレを小さくする効果があった。また、60度
から150度程度になると、コーナダレを小さくする効果
があり、特に120度以下が顕著である。

（実験４） ワークＷの板厚ｔを50^mm,ワイヤW_Rの径を0.2^φ、送り
速度を板厚ｔに最適な速度Ｖとすると共に、L₁＝0,L₂＝
０とし、コーナＲ部を減速しない場合と、減速比αを20
％,30％とした場合の実験を行なった結果、第５図、第
６図、第７図（Ａ），（Ｂ）に示すとおりである。

すなわち、第５図はコーナＲ部を減速しなかった場
合、第６図は減速比α＝20％に、第７図は減速比α＝30
％にしてコーナＲ部の加工を行なった結果である。第７
図（Ａ）はワークＷの上面を、第７図（Ｂ）はワークＷ
の中間を示すものである。

また、第５図、第６図、第７図（Ａ），（Ｂ）におい
て、ワイヤW_Rの中心が通る軌跡のＲを0.3R、仕上りのＲ
を0.175Rとした場合の結果である。

第５図、第６図および第７図から理解されるように、
減速を行なわなかった第５図に比べて、減速比α＝20
％,30％を行なった第６図、第７図を見ると、コーナＲ
部のコーナダレはかなり改善されていることが判る。

また、第７図（Ａ）と（Ｂ）とを比較すると、第７図
（Ｂ）の方が第７図（Ａ）に比べて曲線C₄の変化が大き
くワークＷの中間位置におけるコーナダレが大きいこと
が判る。

さらに、上記の実験結果をもとに種々の実験を行なっ
た結果、Ｒ＝0.6以上になると、減速を行なわなくて
も、かなり高精度なＲ形状が得られる。コーナダレの発
生しやすいＲ＝0.5以下では、従来に比べて小さくなる
ことが判明した。

これらのコーナＲ部における総合結果をまとめてみる
と、下記のとおりである。すなわち、 （１）、コーナＲ部におけるＲの範囲はＲ≦0.5であ
る。

（２）、L₁＝L₂＝０とし、コーナＲ部の送り速度（Ｖ）
を減速させてもコーナダレは小さくなる。

（３）、コーナＲ部におけるL₁,L₂と減速比αとの関係
は下表のとおりとなる。

なお、この発明は前述した実施例に限定されることな
く、適宜の変更を行なうことにより、その他の態様で実
施し得るものである。例えば、本実施例は第８図に示し
たような構成のワイヤ放電加工機で行なったが、その他
の構成のワイヤ放電加工機であっても構わない。

〔発明の効果〕 以上のごとき実施例の説明より理解されるように、こ
の発明によれば、ワークのコーナ部に放電加工を行なう
際には、通常の送り速度V₀で行なって、コーナ部の直前
の適宜距離（L₁）で送り速度（Ｖ）をＶ＝α・V₀（α＝
減速比）にして減速加工し、さらにコーナ部を加工した
直後の適宜距離（L₂）で送り速度（Ｖ）をＶ＝α・V₀に
減速して加工し、適宜距離（L₂）を過ぎた後は通常の送
り速度（Ｖ）に戻して加工が行なわれる。この際コーナ
部の送り速度（Ｖ）のみを減速したり、また一諸に減速
しても行なわれる。

その結果、ワークのコーナ部における加工は、ワイヤ
のたるみが最小となり、コーナダレが小さくなって、従
来に比べて品質ならびに能率の向上を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）および（Ｂ）はこの発明の基本的な考え方
を説明する説明図、第２図から第７図まではこの実施例
における実験の結果を示すものである。第８図は従来に
おけるワイヤ放電加工機の概略構成図である。 A,B……直線、P₁……交点 L₁,L₂……コーナ部における直前、直後の適宜な距離 Ｒ……コーナ部の曲率半径

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−127226（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−120428（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−114327（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−114329（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B23H 7/06

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ワークのコーナ部の放電加工に移行する直
   前の適宜距離（L₁）とワークのコーナ部の放電加工を終
   了した直後の適宜距離（L₂）における送り速度（Ｖ）ま
   たは／およびコーナ部の送り速度（Ｖ）を通常の送り速
   度（V₀）に対して、Ｖ＝α・V₀（但し、α：減速比）に
   て送りを連続して放電加工を行なうワイヤ放電加工機に
   おけるコーナ制御方法において、ワークのコーナ部が直
   線と直線で形成される場合には、L₁≦L₂でコーナ部の角
   度（θ）がθ≦150゜であり、ワークのコーナ部が曲率
   半径（Ｒ）である場合には、L₁≦L₂でコーナ部の曲率半
   径（Ｒ）がＲ≦0.5mmであって、ワークの板厚が厚くな
   るに従い、減速比αを増加せしめて放電加工を行なうこ
   とを特徴とするワイヤ放電加工機におけるコーナ制御方
   法。