JP3036826B2 - ワイヤカット放電加工装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はワイヤカット放電加工装置に関し、特に、中
子溶かし条件を適切に指示できるようにしたワイヤカッ
ト放電加工装置に関する。

（従来の技術） 近年、ワイヤカット放電加工装置においては、自動ワ
イヤ供給装置、スタート穴加工装置、自動位置決め機能
等、加工の自動化に対応した装置や機能が次々と開発さ
れている。

ところが、このように自動化が進展されているワイヤ
カット放電加工装置において、加工の終了とともに発生
する加工切り落とし部分（以下、中子と呼ぶ）を確実に
自動化処理できる装置が未だ完成されておらず、これが
ワイヤ放電加工の完全自動化の大きな妨げとなってい
る。

こうした状況のもと、小さな形状の中子に関しては、
往復あるいは拡大幅よせ加工等により中子を全て加工に
より溶かし去る、いわゆる中子溶かし加工が完全自動化
の手段としてクローズアップされてきている。

したがって、今後は中子の自動除去が難しい小さな形
状では中子溶かし加工を行ない、それ以外の形状加工に
おいて生成された中子に関しては、中子の自動除去装置
を用いて中子を処理してゆく方式がワイヤカット放電加
工の完全自動化に向け、これからの主流になってゆくも
のと思われる。

しかしながら、このように考えられる中子溶かしの技
術において、中子溶かしのための加工経路を指示するの
は一般のプログラミング装置ではなかなか難しく、特殊
な中子溶かしプログラミング機能を有した自動プログラ
ミング装置が必要となってくる。

ここに、こうして作成された加工プログラムは加工経
路を一義的に決めてしまうため、加工段階において、時
間のかかる中子溶かし加工を取りやめて通常の輪かく加
工に切り換えたい、あるいはその逆の選択をしなければ
ならない時はあらためて加工プログラムを作成し直す必
要が生ずる。

また、中子溶かし加工では最適な中子拡大幅寄せ量が
加工条件によって異なってくる。加工条件に対して中子
拡大幅寄せ量が大き過ぎると短絡等が頻繁に発生して加
工不安定となる。一方、加工条件に対して中子拡大幅寄
せ量が小さ過ぎると加工経路が長くなり加工効率が悪く
なる。加工条件に適した中子拡大幅寄せ量が存在するわ
けである。加工経路が加工プログラムにて一義的に決め
られていると加工条件に必ずしもうまく適応した中子溶
かし加工プログラムとはいえなくなってしまう。

さらに、異なるワイヤ放電加工機を有するユーザでは
中子自動除去装置の処理可能な最小中子の大きさは装置
によって異なるので、機械毎に中子溶かし加工プログラ
ムを作成する必要があり、加工プログラムの互換性の問
題も発生する。

またさらに、CAD/CAMシステムを導入しているユーザ
では、多くの場合、加工作業者とプログラム作成者が同
じ人間ではない。こうした所で中子溶かし加工を行なう
ためには、加工作業者とプログラム作成者間で加工に関
する詳細な打ち合わせが必要となる。あるいは、プログ
ラム作成者に機械個々の詳細を熟知してもらう必要がで
てくる。しかし、こうした打ち合せや教育がなかなか進
まないのが現状である。

（発明が解決しようとする課題） 上記の如く、従来、中子溶かし加工を行おうとする
と、特殊な中子溶かしプログラム機能を有した自動プロ
グラム装置が必要となり、作成された中子溶かし加工用
の加工プログラムは加工経路を一義的に決めてしまうた
め、条件変更の自由がきかず不都合が生ずるという問題
点があった。

また、中子溶かし条件が必ずしも適切に設定されてい
ないため、加工が不安定となったり、加工効率が悪いと
いう問題点がある。

さらに、中子溶かし条件の設定に際し加工現場の実情
を反映できないので、種々の不都合を生ずる結果とな
る。

そこで、本発明は、上記問題点を改善すべく、加工現
場で中子溶かし条件を容易に設定することにより、設定
された条件にて中子溶かし加工を行うことができるワイ
ヤカット放電加工装置を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上述のごとき問題に鑑みて、本発明は、入力設定され
た輪郭加工用の加工プログラムに基いて被加工物を輪郭
加工するためのNC装置を備えてなるワイヤカット放電加
工装置において、上記NC装置は、前記加工プログラムを
記憶した加工プログラム記憶部と、CRTを接続したCRT表
示制御部と、必要なデータやNC運転の起動指令等を入力
するためのデータ入力部と、上記データ入力部の入力指
示により前記加工プログラム記憶部の中より指示された
加工プログラムを検索して実行プログラムメモリに記憶
せしめると共に、上記実行プログラムメモリのデータを
解析して前記CRT表示制御部へ渡し前記CRT上に加工プロ
グラムを図形表示するNC運転管理部と、前記実行プログ
ラムメモリのデータを読み出しNC運転指示情報に基づい
た補間計算をして分配制御部へ計算結果を転送する補間
計算部と、NC運転の実行方式として「中子溶かし」が選
択され中子溶かし条件を入力設定するための項目が前記
CRTに表示され、この表示に従って各項目に対してパラ
メータとしての円弧の最大半径とスタート円弧半径とピ
ッチとが入力設定された後に前記実行プログラムメモリ
にある加工プログラムを先頭ブロックより検索し前記最
大半径よりも小さい円弧半径を持つ全周円弧形状部分を
見つけ出してその部分を中子溶かし用のコードに置き換
えて中子溶し条件を含むプログラムに変換する中子溶か
しプログラム変換処理部と、を備え、上記中子溶かしプ
ログラム変換処理部によって変換された加工プログラム
に基いて加工経路を描画して前記CRTに表示する構成と
してなるものである。

（実施例） 以下、添付図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。

第１図は本発明の一実施例に係るワイヤカット放電加
工装置の制御系（NC装置）を示すブロック図、第２図は
この制御系と接続される機械系の説明図である。

まず、第２図において、機械系について示すと、１は
工作物、２はワイヤ電極でこの両者に図示しない加工電
源よりパルス電圧が印加され、工作物１とワイヤ電極２
により形成される微小間隙に放電が発生して加工が行な
われてゆく。ワイヤ電極２は、上部ワイヤガイド部３な
らびに下部ワイヤガイド部４に支持され、図示しないワ
イヤ駆動装置により矢印５の方向に走行し、常に加工間
隙には新しいワイヤ電極が供給される。

６は加工テーブルで、後述するNC装置から出力される
移動指令により駆動される軸駆動モータ７と、これに直
結する軸駆動ねじにより、図示しないもう１軸とともに
２次元平面上、あるいは更に加えた軸により、３次元空
間上を任意の形状に動かされる。Ｅはモータ７の回転量
を検出する軸位置検出器を示す。

次に、第１図において、前記機械系と端子T₁,T₂を介
して接続されるNC装置９は、NC運転管理部10を有し、こ
れにハードディスク等で構成される加工プログラム記憶
部11と、CRT表示制御部12と、キーボード等で構成され
るデータ入力部13と、実行プログラムメモリ14とが接続
されている。

前記加工プログラム記憶部11にはフロッピディスク15
の記憶内容が記憶されるようになっている。前記CRT表
示制御部12にはCRT16が接続されている。前記NC運転管
理部10と実行プログラムメモリ14には、中子溶かしプロ
グラム変換処理部17が接続されている。前記実行プログ
ラムメモリ14には、補間計算部18が接続され、これには
分配制御部19が接続されている。さらに、この分配制御
部19には、軸ドライバ20が接続されている。

上記構成のNC装置９において、フロッピディスク15等
の記憶媒体を介して加工プログラム記憶部11に読み込ま
れた加工プログラムは、プログラム1,2,3の如く複数記
憶され、これから行う加工に応じて適宜加工プログラム
が読出されNC運転管理部10で利用される。

作業者は、データ入力部13より必要なデータやNC運転
の起動指令等を与えることができる。

ここで、NC運転を開始する際の状況を考えてみると、
まず、作業者が実行する加工プログラム名をデータ入力
部13より入力すると、NC運転管理部10は、加工プログラ
ム記憶部11の中より指示された名前を有する加工プログ
ラムを検索し、その内容を実行プログラムメモリ14にそ
のままコピーする。

作業者が加工プログラム形状を確認すべくデータ入力
部13より所定の指示を行なうと、NC運転管理部10は実行
プログラムメモリ14のデータを解析してCRT表示制御部1
2へ渡し、CRT16上に加工プログラムを図形表示する。

NC運転開始指令がデータ入力部13より指示されると、
補間計算部18は逐次実行プログラムメモリ14のデータを
読みだし、ミラーや図形回転等のNC運転指示情報に基づ
いた補間計算をして、その計算結果を分配制御部19へ転
送する。分配制御部19では、補間計算部18より送られて
きた分配指令量と軸位置検出器Ｅより送られてくる実際
の軸位置情報とを比較し、動くべき移動量を軸ドライバ
20へ送る。軸ドライバ20では、分配制御部19より送られ
てきた移動量に相当する電圧を発生し、駆動モータ７へ
送出する。

一方、分配制御部19では、軸ドライバ20へ出力した移
動量をNC運転管理部10へにも転送する。NC運転管理部10
ではこの情報を用いて軸位置や加工の進行状況を表示す
るためのデータを計算し、CRT表示制御部12へデータを
送る。

ここに、本例では、データ入力部13を介して中子溶か
し条件を設定入力可能とされており、入力設定された中
子溶かし条件に基いて、中子溶かしプログラム変換処理
部17を作動させ、中子溶かし加工を実現できるようにな
っている。

第３図はNC運転開始前にNC運転の実行方式を設定する
ためのCRT表示画面である。作業者が本表示中の「中子
溶かし」をデータ入力部13により選択すると、NC運転管
理部10は第４図のような表示をさせるべく指令をCRT表
示制御部12へ送る。

ここで作業者は第４図に示す画面に対し次の２つの円
弧中子溶かし用パラメータを、データ入力部13より入力
する。

円弧の最大半径 スタート円弧半径 ピッチ 円弧の最大半径は、ここで指示した半径値よりも小さ
な円弧を持つ全周円弧形状を全て自動的に中子溶かし処
理するよう指示する値である。

スタート円弧半径は、本中子溶かし加工では、１周円
を加工したならば少し半径値を大きくして、再び１周円
を加工し、それを繰り返しながら最終的に半径値がもと
のプログラム指示半径値に到達した時点で、その形状の
中子溶かしを完了するとしているので、中子溶かし加工
を開始する際の最内側円弧の半径値である。

ピッチは、中子溶かし加工における拡大しろである。
１周円を加工したならば、ピッチ寸法だけ半径値を大き
くして次の１周円を加工してゆくわけである。

上記３つの円弧中子溶かし用パラメータ〜の入力
が完了するとNC運転管理部10は、中子溶かしプログラム
変換処理部17を起動させる。中子溶かしプログラム変換
処理部17は実行プログラムメモリ14にある加工プログラ
ムを先頭ブロックより検索してゆき、パラメータ入力さ
れた円弧の最大半径値よりも小さな円弧半径を持つ全周
円弧形状部分を見つけ出すとその部分を中子溶かし用の
コードに置き換えてゆく。

例えば、輪かく加工用の元の加工プロラムが、半径4.
4mmの円弧を加工するプログラム、 である場合、中子溶かし条件として、 円弧の最大半径 5mm スタート円弧半径 1mm ピッチ 0.2mm が指定されたとすると、上記の元の加工プログラムは、
次のように書き換えられることになる。

ここに、G12は円弧中子溶かし指示コードを、Ｒは半
径（初期においてはスタート円弧半径）値を、Ｐはピッ
チ寸法を、Ｓは元のプログラム指示半径値を示す。

作業者が加工プログラムを確認するために図形表示を
指示するとNC運転管理部10は実行プログラムメモリ14上
のデータをもとに作画を行なってゆく。この時既に実行
プログラムメモリ14上のデータは上記処理により書き換
えられているため、中子溶かし部分を多重円で表示す
る、あるいは色つけして表示する等により、作業者はど
ことどこで中子溶かしが行なわれるかを確認することが
できる。中子溶かし部分を多重円で表示する場合、図形
表示ではG12コードを見つけると実際の加工経路と同様
な多重円弧描画が行なわれることになる。

多重加工プログラムに関する書き換え処理は、ファー
スト加工部分のみに適用すれば良い。

NCリセット指令がデータ入力部のうち特定のスイッチ
を操作することにより指示された場合は、加工プログラ
ム記憶部11から元の加工プログラムが実行プログラムメ
モリ14に転送されるため、通常の輪かく加工プログラム
とすることができる。

第５図は、上記如く書き換え処理された加工プログラ
ムの補間計算方式を示すフローチャートである。

まず、ステップ501で加工プログラムのブロック情報
が読み込まれると、ステップ502で上記の中子溶かしを
指令するコード「G12」が判別される。

「G12」でなければステップ511へジャンプしてブロッ
ク実行後、次のブロックへ移行されるが、「G12」であ
ればステップ503へ移行し、中子溶かし用フラグが立て
られる。

次いで、ステップ504では現在半径（最初はスタート
円弧半径）Ｒを加工予定の半径Ｓと比較しつつ、現在半
径Ｒが予定半径Ｓとなったらステップ505で中子溶かし
要求フラグをオフとし、ステップ506でＲの値を半径値
として１周円加工を終了させるが、現在半径Ｒが予定半
径Ｓに見たない場合には、ステップ506でその半径Ｒの
加工をしたのち、ステップ507で中子溶かし要求フラグ
の状態を見て、フラグオフとなるまでステップ508へ移
行する。

ステップ508では「G12」ブロックの半径Ｒの値と「G1
2」ブロックの１つ前のブロックのＹ軸移動量とについ
てピッチＰだけ追加し、ステップ509でコード「G12」ブ
ロックの次の直線ブロックを実行して円弧中心へ戻り、
次いでステップ510で実行ブロックを「G12」ブロックの
１つ前へ移し、ステップ501へ移行する。

このように、本例では、スタート円弧半径Ｒの加工に
次いでピッチＰを追加しつつ半径Ｒが輪かく加工の半径
Ｓとなるまで、その前後に設定される直線ブロックを介
しつつ逐次円弧中心に帰りつつ、コード「G12」で定ま
る同心円の円弧を加工してゆく。「G12」ブロックの実
行前後の直線ブロックは早送りとされる。

本実施例によれば、簡単な形状に対する中子溶かし加
工において、加工プログラムを変更することなく、通常
の輪かく加工プログラムを用いて中子溶かし加工を行な
うことができ、加工条件に応じた中子溶かし加工用の拡
大しろ等のパラメータを加工プログラムを変更すること
なく加工開始前に設定することができ、また中子溶かし
加工をするか否かを加工開始段階において中古溶かし条
件〜を設定した後であっても選択することができ
る。

また、中子溶かし加工のための特別な情報や経路指定
を加工プログラムに記載する必要がないため、加工プロ
グラム作成者が機械本体の詳細に関して熟知する必要が
なく、中子溶かし加工を行なうか否かは機械側にて選択
・指示するため、プログラムは通常の輪かく加工プログ
ラムを基準とすればよく、中子溶かし加工のプログラム
作成に際して余分な時間を費やす必要がない。

上記実施例では円弧形状に関する中子溶かし処理の実
施例を示したが、四角形等の単純多角形においてもこの
方式は適用できる。

また、上記実施例では実行開始前にNC装置９内で中子
溶かし用のコードに加工プログラムを編集し直している
が、実行バッファ領域を大きく確保すればNC運転を実行
しながら中子処理コードへ置き換えたり、中子溶かしパ
ラメータをメモリ領域に置いておき、中子処理コードへ
の置き換えを行なわずに計算処理を行ないながらNC運転
を実行してゆくこともできる。

本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、適
宜の設計的変更を行うことにより、適宜態様で実施し得
るものである。

［発明の効果］ 以上のごとき説明より理解されるように、本発明にお
いて、ワイヤカット放電加工装置において中子溶かし加
工を行うときには、中子溶かし条件の項目がCRT16に表
示され、この表示に従って各項目に対してパラメータと
しての円弧の最大半径とスタート円弧半径とピッチとが
入力設定されると、プログラム変換処理部17によって、
実行プログラムメモリ14に記憶されている加工プログラ
ムの先頭ブロックより検索し前記最大半径よりも小さい
円弧半径を持つ全周円弧形状の部分を見つけ出してその
部分を中子溶かし用コードに置き換えて中子溶かし条件
を含む加工プログラムに変換し、かつ中子溶かし部分の
加工経路を描画してCRT16に表示する構成であるから、
常態においては加工プログラム記憶部11に記憶されてい
る輪郭加工用の加工プログラムに中子溶かし条件を付加
しないでそのまま放電加工を行い得ることは勿論のこ
と、必要な場合には、加工プログラムに対して中子溶か
し条件を付加しての加工をも容易に実施し得るものであ
る。この際、中子溶かし部分の加工経路を描画してCRT1
6に表示するものであるから、ワイヤカット放電加工を
行うに際して被加工物のどこで中子溶かし加工が行なわ
れるかを確認できるものである。

したがって、本発明によれば、実行プログラムメモリ
14に記憶されている加工プログラムをそのまま使用して
輪郭加工を実施でき、また上記加工プログラムに中子溶
かし条件を付加して中子溶かし加工を容易に実施するこ
とができ、改めて中子溶かし加工用の加工プログラムを
作成する必要がなく、加工プログラムの作成が容易であ
り、前述したごとき従来の問題を解消し得るものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るワイヤカット放電加工
装置の制御系（NC装置）のブロック図、第２図はその機
械系の説明図、第３図及び第４図は表示画面の説明図、
第５図は中子溶かし処理における補間計算方式を示すフ
ローチャートである。 10……NC運転管理部 11……加工プログラム記憶部 13……データ入力部 14……実行プログラムメモリ 18……補間計算部

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力設定された輪郭加工用の加工プログラ
   ムに基いて被加工物を輪郭加工するためのNC装置を備え
   てなるワイヤカット放電加工装置において、上記NC装置
   （９）は、前記加工プログラムを記憶した加工プログラ
   ム記憶部（11）と、CRT（16）を接続したCRT表示制御部
   （12）と、必要なデータやNC運転の軌道指令等を入力す
   るためのデータ入力部（13）と、上記データ入力部（1
   3）の入力指示により前記加工プログラム記憶部（11）
   の中より指示された加工プログラムを検索して実行プロ
   グラムメモリ（14）に記憶せしめると共に、上記実行プ
   ログラムメモリ（14）のデータを解析して前記CRT表示
   制御部（12）へ渡し前記CRT（16）上に加工プログラム
   を図形表示するNC運転管理部（10）と、前記実行プログ
   ラムメモリ（14）のデータを読み出しNC運転指示情報に
   基づいた補間計算をして分配制御部（19）へ計算結果を
   転送する補間計算部（18）と、NC運転の実行方式として
   「中子溶かし」が選択され中子溶かし条件を入力設定す
   るための項目が前記CRT（16）に表示され、この表示に
   従って各項目に対してパラメータとしての円弧の最大半
   径とスタート円弧半径とピッチとが入力設定された後に
   前記実行プログラムメモリ（14）にある加工プログラム
   を先頭ブロックより検索し前記最大半径よりも小さい円
   弧半径を持つ全周円弧形状部分を見つけ出してその部分
   を中子溶かし用のコードに置き換えて中子溶し条件を含
   むプログラムに変換する中子溶かしプログラム変換処理
   部（17）と、を備え、上記中子溶かしプログラム変換処
   理部（17）によって変換された加工プログラムに基いて
   加工経路を描画して前記CRT（16）に表示する構成とし
   てなることを特徴とするワイヤカット放電加工装置。