JP2822535B2 - ワイヤ放電加工機の工作物回転装置の回転中心測定方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明はワイヤ放電加工機に関し、詳細には工作物を
支持する工作物回転装置の回転中心を測定する方法に関
する。

「従来の技術」 ワイヤ放電加工機には、工作物をワイヤ電極と略垂直
な軸線を中心に回転させるいわゆるＢ軸を備えたものが
あり、工作物を回転させる構造部分を工作物回転装置と
して別体に構成し、機械本体に脱着自在としたものがあ
る。この種の取外し可能な工作物回転装置をワイヤ放電
加工機に取付ける場合、工作物回転装置の回転中心を検
出し特定する必要がある。

従来の回転中心測定方法は、第７図に示すように、充
分に良好な円筒度を有する円筒形状の治具70を工作物回
転装置10の回転軸に取付け、ワイヤ電極１を円筒状治具
70の側方から相対的に接近させて、ワイヤ電極１が円筒
状治具70の側周面に接触した第１の接触点P71を検出
し、次いで、ワイヤ電極１を円筒状治具70から一旦離し
た後、反対方向から円筒状治具70に接近せしめて円筒状
治具70の他方の側周面に接触した第２の接触点P72を検
出し、これにより第１の接触点P71と第２の接触点P72と
の中点P73を工作物回転装置10の回転中心位置であると
していた。

「発明が解決しようとする課題」 しかしながら、上記従来の方法は、本質的には円筒状
治具70の中心軸線L17を求めるものであり、工作物回転
装置10の回転中心軸線L1を求めるものではない。このた
め、円筒状治具70の円筒度や円筒状治具70を工作物回転
装置10に組付けた際の組立て精度などの誤差により、工
作物回転装置10の中心軸線L1と測定された中心点P73と
の間に誤差が生じる。そのため、円筒状治具70は充分高
精度に作られている必要があり、円筒状治具70の形状精
度や組立精度を高めるために、多くの努力を要するとい
う問題点があった。

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたも
のであり、その目的とするところは治具の精度に影響さ
れることなく、回転中心を正確に測定することができる
ワイヤ放電加工機の工作物回転装置の回転中心測定方法
を提供することにある。

「課題を解決するための手段」 上記の目的を達成するため、本発明では第１図に例示
するように、工作物を保持すると共に当該工作物をワイ
ヤ電極１に略垂直な回転軸線L1を中心に回転させること
が可能な工作物回転装置10の回転中心測定方法におい
て、 （ａ）工作物回転装置10に工作物又は治具２を保持せし
める手順と、（ｂ）前記工作物又は治具２に向かって前
記ワイヤ電極１を前記回転軸線L1に略垂直な第１の方向
D1へ相対的に移動し、前記ワイヤ電極１を前記工作物又
は治具２に接触させ、その接触時のワイヤ電極１の相対
的な位置を第１接触点P1の位置として検出する第１接触
点検出手順と、（ｃ）次に、前記工作物回転装置10によ
り前記工作物又は治具２を180度回転させる反転手順
と、（ｄ）次に、前記工作物又は治具２に向かって前記
ワイヤ電極１を前記第１の方向D1と逆方向の第２の方向
D2へ相対的に移動し、前記回転軸線L1方向の位置が前記
第１接触点P1と同じになる平面内において前記ワイヤ電
極１を前記工作物又は治具２に接触させ、その接触時の
ワイヤ電極１の相対的な位置を第２接触点P2の位置とし
て検出する第２接触点検出手順と、（ｅ）そして、前記
第１及び第２の２つの接触点P1,P2の位置座標の中点位
置P0の座標を算出し、その中点位置P0を前記工作物回転
装置10の回転中心の位置として特定する中心位置特定手
順とを備えることを特徴とするワイヤ放電加工機の工作
物回転装置10の回転中心測定方法が提供される。

また、中心軸線L1を測定する第２の方法として、第２
図に例示すように、前記回転中心測定方法において、前
記工作物回転装置10の回転軸線L1方向の位置が異なる二
以上の平面S1,S2内において、前記（ｂ），（ｃ），
（ｄ）及び（ｅ）の手順を実行し、それぞれの平面S1,S
2における回転中心位置P10,P20を特定する手順と、上記
手順により得られた二以上の中心位置P10,P20の座標を
接続して得られる直線L10を算出し、その直線L10を前記
工作物回転装置10の回転軸線L1として特定する回転軸線
特定手順とを備えるようにすることができる。

「作用」 上記のように構成された第１の方法では、まず、ワイ
ヤ電極１を第１の方向D1へ移動する。この時、ワイヤ電
極１の移動開始位置は、ワイヤ電極１が工作物又は治具
２（以下治具２と略称する）に向かって移動されるよう
に、ワイヤ電極１の移動方向を考慮して適宜決定され、
そこからワイヤ電極１を第１の方向D1へ移動してワイヤ
電極１を治具２に接触させる。そして、その接触時のワ
イヤ電極１の位置を第１接触点P1の位置とする。続い
て、治具２を180度回転させる。この時、治具２の回転
を妨げるような位置にワイヤ電極１があれば、必要に応
じてワイヤ電極１を適当な位置へ逃がせばよい。続い
て、ワイヤ電極１を第２の方向D2へ移動する。この時
も、ワイヤ電極１の移動開始位置は、ワイヤ電極１が治
具２に向かって移動されるように、ワイヤ電極１の移動
方向を考慮して適宜決定され、そこからワイヤ電極１を
第２の方向D2へ移動して、回転軸線L1方向の位置が第１
接触点P1と同じになる平面内においてワイヤ電極１を治
具２に接触させる。そして、その接触時のワイヤ電極１
の位置を第２接触点P2の位置とする。このようにして第
１接触点P1,第２接触点P2を決定すると、各接触点P1,P2
においてワイヤ電極１は治具２上の同じ箇所に接触す
る。従って、治具２の180度の回転角度が正確であれ
ば、２つの接触点P1,P2の中点位置P0は治具の形状に拘
わりなく工作物回転装置の回転中心軸線L1上の点とな
る。

第２の方法では、回転軸線方向の位置S1,S2が異なる
２以上の回転中心位置P10,P20が求められる。そして、
これらの回転中心位置P10,P20はいずれも工作物回転装
置10の回転軸線L1の点であるから、２以上の中心位置P1
0,P20の座標を数学的に接続して得られる直線L10は、工
作物回転装置10の回転軸線L1となる。

「実施例」 本発明の実施例について図面を参照し説明する。第３
図は工作物回転装置を示す斜視図である。工作物回転装
置10は本体ボディ11上に水平方向の回転軸12が回転自在
に支承され、Ｂ軸モータ13により回転割出し可能にされ
ている。また、回転軸12の先端部には図示しない保持装
置により工作物又は治具を保持できるようにされてい
る。図面では回転中心測定用の治具20が保持されてい
る。治具20は円板形状をしたホルダー21に２本の円柱部
材22,23が固定されたものであり、２本の円柱部材22,23
は回転軸12の中心軸線L1におおよそ平行にかつ中心軸線
L1からおおよそ等距離に位置するようにホルダー21に固
定されている。

第４図はワイヤ放電加工機の概要を示すブロック図で
ある。テーブル31は図示しない案内構造に案内され水平
面内（図示のXY平面内）で移動可能とされている。テー
ブル31はＸ軸モータ32及びＹ軸モータ33によりそれぞれ
の方向に移動され、XY平面上の位置が制御される。テー
ブル31上には工作物又は工作物回転装置が載置可能であ
る。図面ではテーブル31上に工作物回転装置10がその中
心軸線L1の方向をＸ軸の方向とおおよそ一致させて固定
されている。工作物回転装置10には回転中心測定用の治
具20が保持されている。

また、ワイヤ電極１が上下のダイス状ワイヤガイド3
5,36により案内され、垂直に張架されている。ワイヤ電
極１には給電子37,38が摺接され、ワイヤ電極１に電圧
を与えることができるようにされている。Ｘ軸モータ3
2,Y軸モータ33及びＢ軸モータ３はNC装置40に接続され
制御される。NC装置40はCPU41、メモリ42,各軸のコント
ローラ43,44,45及び各軸のドライバー46,47,48を備え、
メモリ42に記憶された指令に従って各軸モータ32,33,13
を駆動制御する。また、ワイヤ電極１と治具20又は図示
しない工作物との接触を検出する接触検出装置50が設け
られている。接触検出装置50はワイヤ電極１に摺接する
給電子38と、治具20との間に電圧を印加し、両者の電気
的導通の有無によりワイヤ電極１と治具20との接触を検
出する装置であり、接触の有無はNC装置40内のCPU41に
伝えられる。CPU41はＸ軸及びＹ軸モータ32,33を駆動す
ることにより、ワイヤ電極１をXY平面で治具20又は工作
物に対して相対的に移動させることができ、また、接触
検出装置50からの信号により、ワイヤ電極１が治具20に
接触した時点のXY座標を記憶することにより、接触点の
座標を検出することができる。また、Ｂ軸モータ13を駆
動することにより、治具20を180度回転させることがで
きる。

第５図は上記の治具を用いた測定方法を示す平面図で
ある。まず、第５図（ａ）に示すように、Ｘ軸及びＹ軸
モータ32,33を駆動して、ワイヤ電極１を相対的に移動
させワイヤ電極１を２本の円柱部材22,23の間に位置さ
せる。次にＹ軸モータ33のみを駆動し、ワイヤ電極１を
Ｙ軸方向に相対的に移動させ、ワイヤ電極１と一方の円
柱部材22とを接触させ、その第１回の接触点P31のXY座
標をメモリ42に記憶する。次にＹ軸の他方の方向にワイ
ヤ電極１を相対的に移動させ、ワイヤ電極１と他方の円
柱部材23とを接触させる。そしてその第２回の接触点P3
2のXY座標をメモリに記憶する。次に、上記２つの接触
点P31,P32の中点P35の座標がCPU41により計算され、第
１の中心位置P35としてメモリ42に記憶される。

次いでワイヤ電極１を２つの円柱部材22,23の間から
逃がした後、Ｂ軸モータ13を駆動し治具20を180度回転
させる。そして、第５図（ｂ）に示すように、ワイヤ電
極１を再び２つの円柱部材22,23の間に移動させ、その
Ｘ座標を前回と同じ位置とする。再びＹ軸モータ33を駆
動してワイヤ電極１をＹ軸方向に移動し、ワイヤ電極１
が一方の円柱部材22に接触した第３回の接触点P33と、
ワイヤ電極１が他方の円柱部材23に接触した第４回の接
触点P34とをそれぞれ検出し、第３回及び第４回の接触
点P33,P34の中点P36の座標がCPU41により計算され、第
２の中心位置P36としてメモリ42に記憶される。そしてC
PU41は前記第１の中心位置P35と第２の中心位置P36の中
点P37の座標を算出し、真の回転中心位置P37として特定
し記憶する。以上で回転中心位置の１点の測定を終了す
る。

上記の手順により回転中心の位置が正確に測定できる
ことについて第６図を参照し説明する。第６図は工作物
回転装置10の正面から見た円柱部材22,23及びワイヤ電
極１を示している。

ここで、工作物回転装置10の回転中心L1を座標原点
（0,0）として、各回の接触点P31〜P34のXY平面におけ
る座標を考える。第１回の接触点P31の座標が（x₁,
y₁），第２回の接触点P32の座標が（x₂,y₂）であったと
する。これらの座標は２つの円柱部材22,23の形状及び
ホルダ21への取付位置により決定される座標である。２
つの接触点P31,P32の中点である第１の中心位置P35の座
標（x₅,y₅）は、当然に下式で与えられる。

従って、上記座標値だけ真の回転中心L1からはずれて
いる。

次に180度回転した後に測定した第３回及び第４回の
接触点P33,P34の座標を考える。第３回の接触点P33の座
標（x₃,y₃）は、第１回の接触点P31の座標（x₁,y₁）を1
80度回転した座標であるはずだから 同様に、第４回の接触点P34の座標（x₄,y₄）は、第２
回の接触点P2の座標（x₂,y₂）を用いて 従って、第２の中心位置P36の座標（x₆,y₆）は、次式
で与えられる。

第１の中心位置P35と第２の中心位置P36の中点37の座
標（x₇,y₇）は、第（１）式及び第（４）式を参照し、 となり、原点位置すなわち工作物回転装置10の回転中心
L1の位置と一致する。

以上のようにして、Ｘ軸に垂直な１つの平面S1内にお
ける回転中心の位置P37が求まったならば、次に、ワイ
ヤ電極１をＸ軸方向即ち工作物回転装置10の回転軸線L1
と平行な方向に相対的に移動させ、再び上記で説明した
手順を繰り返すことにより各接触点P41,P42,P43,P44及
び各中心P45,P46の位置が求められ、それにより異なっ
た平面S2における回転中心位置P47の座標が得られる。
上記の手順を繰り返して得られる２以上の回転中心位置
P37,P47の座標から、それらを接続して得られる直線L10
を算出することにより、工作物回転装置10の回転軸線L1
を特定することができる。この得られた回転軸線L10は
正確には工作物回転装置10の回転軸線L1をXY平面に投影
した軸線である。

NC装置40内のCPU41では、その算出された回転中心軸
線L10により、メモリ42に記憶された加工プログラムを
補正し、その後の加工を実行することができる。例え
ば、回転中心軸線L10とＸ軸とに角度を有する場合は、
その得られた角度だけ加工プログラムを回転させて実行
することができる。

上記実施例において、第５図（ａ）における第１回及
び第２回の接触点P31,P32の測定は、第１図（ａ）にお
ける第１接触点P1の検出に相当し、第５図（ｂ）におけ
る第３回及び第４回の接触点P33,P34の測定は、第１図
（ｂ）における第２接触点P2の検出に相当している。そ
して、各接触点位置P31〜P34から中心位置P35,P36の算
出を経て回転中心P37を特定する手順は、第１図の説明
における中点位置P0の座標を算出する手順に相当する。
すなわち、本実施例では、接触検出される円柱部材22,2
3が２本あるため、それら２本での測定による平均化操
作を結果的に行い、中心位置P37検出の精度を高めてい
ることになる。

なお、前記実施例では、２本の異なった円柱部材22,2
3を用いて平均化操作を行ったが、一つの部材へのワイ
ヤ電極１の接触箇所を変えて平均化操作を行うことも可
能である。たとえば、治具20をいきなり180度回転させ
るのではなく60度ずつ回転させ、それぞれ６つの回転位
置で第５図（ａ）に示した測定を行い、それらの接触点
の位置を平均化することにより、一つの円柱部材22又は
23についてそれぞれ３つの異なった箇所にワイヤ電極１
を接触させた場合の、合計６箇所での平均化操作による
精度の高い回転中心位置を求めることが可能である。

前記実施例では、工作物回転装置10に２本の円柱部材
22,23を有する治具20を取付けて測定する場合について
説明したが、本発明方法は治具20の形状に制限されない
ことから、工作物回転装置10に直接工作物を取付け工作
物とワイヤ電極１との接触を検出することにより行うこ
とも可能である。この場合、工作物の表面状態が良好で
あることが接触を確実に検出する上で好ましい。

「発明の効果」 本発明は上記の構成を有し、工作物又は治具を180度
反転させて測定するものであるから、治具等の形状精度
や工作物回転装置への取付け精度に影響されることな
く、正確に工作物回転装置の回転中心の位置又は回転中
心軸線の方向を測定することができるという優れた効果
がある。

【図面の簡単な説明】 第１図ないし第６図は本発明の実施例を示し、第１図は
回転中心位置の測定方法を説明する斜視図、第２図は回
転中心軸線の測定方法を説明する平面図、第３図は工作
物回転装置を示す斜視図、第４図はワイヤ放電加工機の
概要を示すブロック図、第５図は測定手順を説明する平
面図、第６図は回転中心位置の算出過程を説明する工作
物回転装置の正面図であり、第７図は従来の測定方法を
説明する平面図である。 １……ワイヤ電極、２……治具、10……工作物回転装
置、20……治具、22,23……円柱部材、L1……中心軸
線、P1……第１接触点、P2……第２接触点。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】工作物を保持すると共に当該工作物をワイ
   ヤ電極に略垂直な回転軸線を中心に回転させることが可
   能な工作物回転装置の回転中心測定方法において、 （ａ）工作物回転装置に工作物又は治具を保持せしめる
   手順と、 （ｂ）前記工作物又は治具に向かって前記ワイヤ電極を
   前記回転軸線に略垂直な第１の方向へ相対的に移動し、
   前記ワイヤ電極を前記工作物又は治具に接触させ、その
   接触時のワイヤ電極の相対的な位置を第１接触点の位置
   として検出する第１接触点検出手順と、 （ｃ）次に、前記工作物回転装置により前記工作物又は
   治具を180度回転させる反転手順と、 （ｄ）次に、前記工作物又は治具に向かって前記ワイヤ
   電極を前記第１の方向と逆方向の第２の方向へ相対的に
   移動し、前記回転軸線方向の位置が前記第１接触点と同
   じになる平面内において前記ワイヤ電極を前記工作物又
   は治具に接触させ、その接触時のワイヤ電極の相対的な
   位置を第２接触点の位置として検出する第２接触点検出
   手順と、 （ｅ）そして、前記第１及び第２の２つの接触点の位置
   座標の中点位置の座標を算出し、その中点位置を前記工
   作物回転装置の回転中心の位置として特定する中心位置
   特定手順と、 を備えることを特徴とするワイヤ放電加工機の工作物回
   転装置の回転中心測定方法。
2. 【請求項２】前記工作物回転装置の回転軸線方向の位置
   が異なる二以上の平面内において、前記（ｂ），
   （ｃ），（ｄ）及び（ｅ）の手順を実行し、それぞれの
   平面における回転中心位置を特定する手順と、 上記手順により得られた二以上の中心位置の座標を接続
   して得られる直線を算出し、その直線を前記工作物回転
   装置の回転軸線として特定する回転軸線特定手順と、 を備えることを特徴とする請求項１記載のワイヤ放電加
   工機の工作物回転装置の回転中心測定方法。