JP3455400B2 - 放電加工装置用制御装置および放電加工方法 - Google Patents
放電加工装置用制御装置および放電加工方法Info
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Description
制御装置および放電加工方法に関し、特に単純形状の工
具電極を用いて数値制御による3次元加工を高精度に実
現する放電加工装置用制御装置および放電加工方法に関
するものである。
単純形状をした工具電極を用い、数値制御(NC)装置
により3次元制御を行い、所望の3次元形状加工を行う
ことのできる放電加工装置が知られている。このような
放電加工装置では、複雑な3次元形状の総型電極を製作
する必要がないため、金型製作コストおよび製作時間を
改善できる。また、加工に用いる工具電極は、特定の単
純形状電極を用いることにより、CAMシステムの構築
が容易となり、加工工程の自動化も期待できる。
純形状電極を用いて幅広い面積の加工を行うため、総型
電極による放電加工と比較して、電極消耗や加工形状精
度が問題となる。
5ー345228号公報には、電極消耗補正制御を行う
ことによって、高精度な加工を行う方法が示されてい
る。
理を示している。図12に示されているように、円柱状
の工具電極100を自身の中心軸線周りに回転させなが
ら、当該工具電極100を放電加工している平面に対し
て角度αで斜めに送ることにより、工具電極100の輪
郭形状および加工深さが変化する位置aから位置dまで
の過渡状態を経て、工具電極100の輪郭形状および加
工深さが変化しない位置d以降で定常状態を作り出すこ
とができる。
件であるならば、上述の位置aから位置dまでの過渡状
態をほとんど無視することができ、適切な送り角度αで
工具電極100を斜めに送ることによって、加工深さが
一定の層状の除去加工を行うことができる。
方向の電極消耗を補正するための値を計算するためのシ
ミュレータを備え、除去層の厚さ、電極半径、体積消耗
比を与えることにより、放電加工している層の平面に対
する電極の送り角度αを計算し、傾斜運動により加工を
行うことができる。
は、XY平面の所定の単位移動量に対するZ軸方向の補
正移動量を記憶し、加工中の軌跡移動におけるXY平面
での移動距離が単位移動距離に達するごとに、Z軸方向
の補正値に基づき、Z軸方向への所定の補正移動送りを
行うことによって、所望の3次元形状の放電加工を行う
方法が示されている。
消耗補正処理のフローチャートである。この電極消耗補
正処理では、まず、加工したい所望の3次元形状を与え
(ステップS100)、その3次元形状をいくつかの層
に分割する(ステップS101)。
成し(ステップS102)、工具経路に対して電極消耗
補正(ステップS103)、Z軸送り補正(ステップS
104)を行いながらXY平面での加工を行う。ステッ
プS103電極消耗補正では、加工中のXY平面での軌
跡移動距離(X−Y移動距離)Lが、加工技術データよ
り与えられるZ軸方向の補正を行う基準となる単位移動
距離ΔLに達するごとに、加工技術データより与えられ
た補正移動量ΔZuのZ軸送りを行う。
と、補正移動量ΔZuに対するXY平面でのXY移動距
離に相当する量、すなわち、単位移動距離ΔLから決ま
る一定の加工深さ、つまり、電極消耗量と電極送り量と
が釣り合う加工深さの層を除去することができる。
と、この補正移動量ΔZuに対するXY平面でのX−Y
移動距離となる軌跡移動距離Lに相当する量とを記憶す
ることにより電極消耗を補正している。
XY平面での工具電極の経路に1回の加工走査パスが行
われた場合、ある一定の深さの加工が行われ、図14に
示されているように、2次元の加工パスを繰り返すこと
によって所定深さの形状加工を行うことができる。
(a)、(b)に示されているように、与えられたXY
平面の2次元電極移動経路のうち、その最外郭の輪郭パ
スのオフセットを、加工層ごとに変化させていくことに
よって、側面テーパ加工を行うこと可能である。
電加工方法では、所望の加工形状に対してXY方向の2
次元電極経路で表すために複数の層に分割し、パスをX
Y方向の2次元経路で表現する関係上、分割する層はX
Y平面に対して平行に区分していく必要がある。また、
側面テーパ加工の場合には、最外郭の輪郭パスのオフセ
ット量を、加工1層ごとに変化させる必要がある。
おける加工側面部の詳細を示している。図16(a)、
(b)は加工プロセスの関係上、側面テーパ加工では、
一般的な切削加工のプロセスと同様に加工部にカッター
マークが生じることを示している。
1、θ2と一層あたりの加工深さa、bにより決定され
る。図16(a)に示されているように、側面のテーパ
角度θ1が小さい場合(垂直に近い場合)には、工具電
極100とワークとの2次放電の影響などにより、カッ
ターマークによる段差はほとんど目立たないものとな
る。
に、側面テーパ角度θ2が大きくなり、水平面に近づい
た場合、つまり底面になだらかな傾斜が付いた形状を従
来の方法で加工する場合には、カッターマークの影響は
限りなく大きくなる。
たりの加工深さを、側面テーパ角度が小さい場合と同等
にすると、カッターマークによる段差がさらに大きくな
るため、同様の面粗度を得るためには、一層深さの加工
深さbの設定を限りなく小さくする必要がある。このた
め、側面テーパ角度θ2が大きい場合には、加工時間の
増大が問題となり、特に、勾配が水平面に近づいた場
合、なめらかな面を得るために一層あたりの加工深さb
を限りなく小さくすることは、非現実的となる。
工層ごとに輪郭パスをオフセット変化せることによりプ
ログラミングを容易としているが、当然、輪郭経路にお
ける経路間の間隔が変化するため、図17に示されてい
るように、1層あたりの加工深さが変化することが必須
となる。
想的な加工状態に対して実際の加工状態では、所望のテ
ーパ角度に対して、図17(b)に示されているよう
に、1層あたりの加工深さが異なるため、形成されるテ
ーパ形状に誤差が生じる結果となる。このため、側面が
垂直形状であるものと異なり、側面テーパをもつ形状に
対しては高精度に加工を行うことが困難となり、側面の
テーパ角度が小さい形状でなければ、適正な加工が行え
ない。
ように凹凸形状であると、加工面をXY平面と水平方向
に層状に分割して加工を行うには、2次元形状軌跡が非
常に複雑化し、加工が非常に困難となる。また、図18
(b)に示されているように、底面が曲面形状をもつ形
状に関しても同様である。
はなく、凸凹や曲面をもった形状の場合には、電極移動
軌跡をXY平面で表すような電極経路で表現することが
できず、従来の放電加工方法では、うまく対処を行うこ
とが不可能であった。つまり、従来の放電加工方法で
は、基本的には、所望の形状はXY平面に対して平行に
スライスされた形状により構成して行かなければならな
い。このため、形状がXY平面に対して複雑な面を複数
もつものや、曲面形状をもつものに対しては、加工プロ
セスが非常に複雑化し、実用的に加工を行うことができ
ない。
なされたものであり、底面になだらかな勾配を有する形
状や、従来のテーパ加工では複雑になる加工工程をより
単純化し、また、加工面性状をより高精度に加工するこ
とを実現する放電加工装置用制御装置および放電加工方
法を得ることを目的としている。
めに、この発明による放電加工装置用制御装置は、工具
電極と被加工物の間にパルス電圧を印加し、3次元制御
を行い、所望の次元形状加工を行う放電加工装置の制御
装置において、工具電極を所望の加工形状底面部に走査
するよう設定された3次元加工経路を記憶する3次元加
工経路記憶手段と、加工電気条件に基づくXYZ方向の
単位移動距離あたりのZ軸送り量を記憶する加工パラメ
ータ記憶手段と、前記3次元加工経路記憶手段に記憶さ
れている3次元加工経路のそれぞれの移動指令に対して
XYZ方向の移動距離を算出する移動距離算出手段と、
前記移動距離算出手段により算出された移動距離と前記
加工パラメータ記憶手段に格納されているXYZ方向の
単位移動距離あたりのZ軸送り量から移動指令に対する
Z軸送り量を算出するZ軸送り量算出手段と、前記3次
元加工経路記憶手段に記憶されている3次元加工経路に
基づくXYZ移動指令に対して、前記Z軸送り量算出手
段により算出されたZ軸送り量を付加する座標指令値変
換手段とを有しているものである。
は、3次元加工経路記憶手段に工具電極を所望の加工形
状底面部に走査するよう設定された3次元加工経路が、
加工パラメータ記憶手段に加工電気条件に基づくXYZ
方向の単位移動距離あたりのZ軸送り量がそれぞれ記憶
され、移動距離算出手段が3次元加工経路記憶手段に記
憶されている3次元加工経路のそれぞれの移動指令に対
してXYZ方向の移動距離を算出し、Z軸送り量算出手
段が移動距離算出手段により算出された移動距離と加工
パラメータ記憶手段に格納されているXYZ方向の単位
移動距離あたりのZ軸送り量から移動指令に対するZ軸
送り量を算出し、座標指令値変換手段が3次元加工経路
記憶手段に記憶されている3次元加工経路に基づくXY
Z移動指令に対してZ軸送り量算出手段により算出され
たZ軸送り量を付加し、座標指令値を変換する。
は、工具電極と被加工物の間にパルス電圧を印加し、3
次元制御を行い、所望の3次元形状加工を行う放電加工
装置の制御装置において、工具電極を所望の加工形状底
面部に走査するよう設定された3次元加工経路を記憶す
る3次元加工経路記憶手段と、加工電気条件に基づくX
Y方向の単位移動距離あたりのZ軸送り量を記憶する加
工パラメータ記憶手段と、前記3次元加工経路記憶手段
に記憶されている3次元加工経路のそれぞれの移動指令
に対してXYZ方向の移動距離のうち、XY成分のみを
取り出し、XY成分のみの移動距離として算出する移動
距離算出手段と、前記移動距離算出手段により算出され
た移動距離と前記加工パラメータ記憶手段に格納されて
いるXY方向の単位移動距離あたりのZ軸送り量から移
動指令に対するZ軸送り量を算出するZ軸送り量算出手
段と、前記3次元加工経路記憶手段に記憶されている3
次元加工経路に基づくXYZ移動指令に対して、前記Z
軸送り量算出手段により算出されたZ軸送り量を付加す
る座標指令値変換手段とを有しているものである。
は、3次元加工経路記憶手段に工具電極を所望の加工形
状底面部に走査するよう設定された3次元加工経路が、
加工パラメータ記憶手段に加工電気条件に基づくXY方
向の単位移動距離あたりのZ軸送り量が記憶され、移動
距離算出手段が3次元加工経路記憶手段に記憶されてい
る3次元加工経路のそれぞれの移動指令に対してXYZ
方向の移動距離のうち、XY成分のみを取り出し、XY
成分のみの移動距離として算出し、Z軸送り量算出手段
が移動距離算出手段により算出された移動距離と加工パ
ラメータ記憶手段に格納されているXY方向の単位移動
距離あたりのZ軸送り量から移動指令に対するZ軸送り
量を算出し、座標指令値変換手段が3次元加工経路記憶
手段に記憶されている3次元加工経路に基づくXYZ移
動指令に対してZ軸送り量算出手段により算出されたZ
軸送り量を付加し、座標指令値を変換する。
発明による放電加工方法は、電極と被加工物の間にパル
ス電圧を印加し、3次元制御を行い、所望の3次元形状
加工を行う放電加工方法において、加工用ツール電極を
所望の加工形状底面部に走査するよう設定された3次元
加工経路を記憶し、加工電気条件に基づくXYZ方向の
単位移動距離あたりのZ送り量を記憶し、3次元加工経
路のそれぞれの移動指令に対してXYZ方向の移動距離
を算出する移動距離算出プロセスと、その移動距離とX
YZ方向の単位移動距離あたりのZ軸送り量とから移動
指令に対するZ軸送り量を算出するZ軸送り量算出プロ
セスと、3次元加工経路に基づくXYZ移動指令に対し
て前記Z軸送り量算出プロセスで算出されたZ軸送り量
を付加するための座標指令値変換プロセスとを備え、前
記座標指令値変換プロセスで変換された座標指令値によ
る3次元的な形状パスによる放電加工を繰り返し行うも
のである。
ツール電極を所望の加工形状底面部に走査するよう設定
された3次元加工経路を記憶し、加工電気条件に基づく
XYZ方向の単位移動距離あたりのZ軸送り量を記憶
し、移動距離算出プロセスで3次元加工経路のそれぞれ
の移動指令に対してXYZ方向の移動距離を算出し、Z
軸送り量算出プロセスでその移動距離とXYZ方向の単
位移動距離あたりのZ送り量とから移動指令に対するZ
軸送り量を算出し、指令値変換プロセスで3次元加工経
路に基づくXYZ移動指令に対してZ軸送り量を付加
し、変換された座標指令値による3次元的な形状パスに
よる放電加工を繰り返し行う。これにより所望の3次元
形状が得られる。
被加工物の間にパルス電圧を印加し、3次元制御を行
い、所望の3次元形状加工を行う放電加工方法におい
て、加工用ツール電極を所望の加工形状底面部に走査す
るよう設定された3次元加工経路を記憶し、加工電気条
件に基づくXY方向の単位移動距離あたりのZ送り量を
記憶し、3次元加工経路のそれぞれの移動指令に対して
XYZ方向の移動距離からXY方向のみを取出して移動
距離を算出する移動距離算出プロセスと、その移動距離
とXY方向の単位移動距離あたりのZ軸送り量とから移
動指令に対するZ軸送り量を算出するZ軸送り量算出プ
ロセスと、3次元加工経路に基づくXYZ移動指令に対
して前記Z軸送り量算出プロセスで算出されるZ軸送り
量を付加するための座標指令値変換プロセスとを備え、
前記座標指令値変換プロセスで変換された座標指令値に
よる3次元的な形状パスによる放電加工を繰り返し行う
ものである。
ツール電極を所望の加工形状底面部に走査するよう設定
された3次元加工経路を記憶し、加工電気条件に基づく
XY方向の単位移動距離あたりのZ送り量を記憶し、移
動距離算出プロセスで3次元加工経路のそれぞれの移動
指令に対してXYZ方向の移動距離からXY方向のみを
取出して移動距離を算出し、Z軸送り量算出プロセスで
その移動距離とXY方向の単位移動距離あたりのZ軸送
り量とから移動指令に対するZ軸送り量を算出し、指令
値変換プロセスで3次元加工経路に基づくXYZ移動指
令に対してZ軸送り量を付加し、変換された座標指令値
による3次元的な形状パスによる放電加工を繰り返し行
う。これにより所望の3次元形状が得られる。
明に係る放電加工装置用制御装置および放電加工方法の
実施の形態を詳細に説明する。
に使用される放電加工装置を示している。この放電加工
装置は、中空円筒状の工具電極1と、工具電極1を中心
軸線周りに回転させる電極回転装置2と、ワークテーブ
ル3上において内部に加工液4を蓄えて被加工物Wを配
置される加工槽5と、工具電極1と被加工物Wとを相対
的にX軸、Y軸、Z軸方向に移動させるための軸駆動手
段6、7、8と、工具電極1と被加工物Wの間に電圧を
印加するための加工用電源9と、加工液4を循環させる
加工液供給装置10と、加工形状データやその他の加工
パラメータに基づいて工具電極1を移動させるための指
令と加工用電源9の電気条件を設定するための指令とを
出力するNC装置11とを有している。
電極1を使用しているが、円柱状の電極を使用したり、
角柱の電極を回転させずに使用することも可能である。
る放電加工方法を実施するためのNC装置11は、3次
元加工経路記憶手段21と、加工パラメータ記憶手段2
2と、移動距離算出手段23と、電極消耗対応Z軸送り
量算出手段24と、座標指令値変換手段25と、電極位
置制御手段26とを有している。
を所望の加工形状底面部に走査するよう設定された3次
元加工経路を記憶し、加工パラメータ記憶手段22は加
工電気条件に基づくXYZ方向の単位移動距離あたりの
単位Z軸送り量Za(XYZ方向の単位移動距離あたり
の電極消耗量を加味した補正パラメータ値)や同一加工
経路による繰り返し加工回数等の加工パラメータを記憶
する。
記憶手段21に記憶されている3次元加工経路のそれぞ
れの移動指令(X,Y,Z)に対してXYZ方向の移動
距離Lを算出する。電極消耗対応Z軸送り量算出手段2
4は、移動距離算出手段23により算出された移動距離
Lと加工パラメータ記憶手段22に設定されているXY
Z方向の単位移動距離あたりの単位Z軸送り量Zaか
ら、一回毎のNC移動命令に対する電極消耗量を加味し
たZ軸送り量ZLを算出する。
路記憶手段21に記憶されている3次元加工経路に基づ
移動指令(X,Y,Z)に対して、電極消耗対応Z軸送
り量算出手段24により算出されたZ軸送り量ZLを付
加して座標指令値変換を行い、座標指令値(X,Y,Z
−ZL)を変換生成する。電極位置制御手段26は、座
標指令値変換手段25により変換された座標指令値
(X,Y,Z−ZL)をX、Y、Z軸駆動手段6、7、
8へ出力して工具電極1の位置制御を行う。
トを参照してこの発明による放電加工方法の実施手順を
説明する。
の繰り返し累積回数Pをリセット(ステップS10)、
3次元加工経路記憶手段21から工具電極1を所望の加
工形状底面部を走査するように設定された3次元加工経
路を読み込む(ステップS11)。読み込まれた3次元
加工経路は、複数のNC移動指令によって構成されてお
り、移動距離算出手段23によって最初のNC移動指令
に対して3次元加工経路におけるXYZ方向の移動距離
Lの算出する(ステップS12)。
24によって移動距離算出手段23により算出された移
動距離Lと加工パラメータ記憶手段22に設定されてい
るXYZ方向の単位移動距離あたりのZ軸送り量Zaか
らNC移動命令に対する電極消耗対応のZ軸送り量ZL
を下式により算出する(ステップS13)。
3次元加工経路記憶手段21の3次元加工経路に基づく
XYZ移動指令に対して、Z軸送り量ZLを付加するた
めの座標指令値変換を行う(ステップS14)。ここで
は、3次元加工経路記憶手段21に記憶されている3次
元加工経路に基づく移動指令(X,Y,Z)に対して、
電極Z軸送り量ZLを付加して座標指令値変換を行い、
座標指令値(X,Y,Z−ZL)を変換生成する。
換された座標指令値(X,Y,Z−ZL)を電極位置制
御手段26に与え、変換された座標指令値(X,Y,Z
−ZL)に基づいてX、Y、Zの各軸の電極位置制御を
実行する(ステップS15)。各NC移動指令に対し
て、上述の処理が行われるたびに、加工位置が3次元加
工経路の終端に到達した否かを判別し(ステップS1
6)、加工終端に到達していなければ(ステップS16
否定)、ステップS12に戻り、ステップS12〜ステ
ップS15のプロセスを繰り返す。
終端に到達したと判断すると(ステップS16肯定)、
加工回数PをP+1にインクリメントし(ステップS1
7)、現在の加工回数Pが指定加工回数(同一加工経路
による繰り返し加工回数)Psetに達したか否かを判
断する(ステップS18)。加工回数Pが指定加工回数
Psetに達していない場合には(ステップS18否
定)、ステップS11に戻り、再度、3次元経路を読み
込み、加工を繰り返す。これに対し加工回数Pが指定加
工回数Psetに達した場合には(ステップS18肯
定)、加工を終了する。
距離Lを算出しているが、なだらかな勾配を持つ形状の
場合には、簡略化して、XY方向の移動距離Lを算出
し、この移動距離Lと、XY方向の単位移動距離あたり
のZ軸送り量ZaからNC移動命令に対する電極消耗対
応Z軸送り量ZLを算出してもよい。
2は加工電気条件に基づくXY方向の単位移動距離あた
りのZ軸送り量Zaを記憶し、移動距離算出手段23
は、3次元加工経路記憶手段21より与えられる3次元
加工経路のそれぞれの移動指令に対してXYZ方向の移
動距離のうち、XY成分のみを取り出し、XY成分のみ
の移動距離Lを算出し、電極消耗対応Z軸送り量算出手
段24は移動距離算出手段23により算出された移動距
離Lと加工パラメータ記憶手段22に設定されているX
Y方向の単位移動距離あたりのZ軸送り量Zaから一回
毎のNC移動命令に対する電極消耗対応のZ軸送り量Z
Lを算出する。
路による繰り返し加工回数Psetを加工パラメータ記
憶手段22に記憶して予め固定的に設定してが、繰り返
し加工回数Psetは必ずしも固定値とする必要はな
く、例えば、加工中に定期的に加工深さをインラインで
計測し、その加工深さの計測結果から、繰り返し加工回
数を増減させることで、より精度の高い加工を行なうこ
とができる。
純電極による加工プロセスを説明する。図4は加工形状
例を示している。この様な底面部になだらかな勾配が付
いた形状において、従来の方法によりテーパ加工を行う
には、図5(a)に示されているように、XY平面と平
行な層状に分割し、各層ごとに生成できるXYの2次元
経路により層状に加工を行う必要がある。
が水平に近いほど、一層あたりの加工深さbを小さくす
る必要があり、加工時間が非常に増大する。また、各加
工層ごとに、複数の2次元XY加工経路を用意するか、
1種類のXY加工経路において、オフセット量を変化さ
せることにより加工パスを内側に縮小させていく方法が
考えられる。加工層が非常に多くなるため、各加工層ご
とに、2次元XY加工経路を用意することは非現実的な
ので、1種類のXY加工経路において、オフセット量を
変化させるのが一般的である。
輪郭パスが内側のパスに干渉することが考えられる。干
渉を回避させるためには、やはり複数の加工パスを用意
するする必要があるため、加工プロセスは非常に複雑な
ものとなる。
においては、加工パスを図15に例示されているような
2次元輪郭パスに限定するのではなく、図4に示されて
いるように、工具電極を所望の加工形状底面部を走査す
るように形成された3次元加工経路Rとして定義し、そ
の3次元経路による放電加工を繰り返し実行することに
より、3次元形状を創成する。
極消耗分を含むZ送り量ZLを移動指令に付加する必要
がある。この様なプロセスにより、従来のようにXY平
面と平行な層状加工をするのではなく、図5(b)に示
されているように、加工形状底面部を走査するように形
成された3次元面を層状に重ねていくような加工を行う
ことができる。そのため、1層あたりの加工深さを小さ
くしなくても、底面部のなだらかな斜面を高精度に加工
することが可能となる。
耗補正を加えたことによる効果について説明する。従来
の方法では、加工は常にXY平面上に形成された2次元
パスに基づいた加工が行われるため、3次元的な形状パ
スに対応することができない。
極1が下り勾配角度(傾斜角度)θの斜面を加工してい
くパスにおいて、XYZ移動指令に関して消耗補正を行
わない場合の加工形状を図6(b)に、消耗補正を行っ
た場合の加工形状を図6(c)にそれぞれ示している。
りのZ軸送り量を与えることにより、層状の加工を行う
ことができる。ただし、斜面部分では消耗補正を行って
いないので、下部に行くに従って加工に取り残しが生
じ、目的の傾斜角度θを得ることができない。水平面に
対する加工においても消耗補正をしなかった場合には、
電極の消耗によって、空走状態が生じ、加工の取り残し
が存在する。この場合も、同様の現象が生じているもの
と考えられる。
うに、XYZ移動成分に対しても消耗補正を行い、Z軸
送り量ZLを付加することにより、実際の電極移動軌跡
の勾配は、初期勾配角度θよりも消耗補正分だけ大きな
ものとなる。また、図7(a)は勾配を上昇して加工し
ている状態を示したものである。同様に、XYZ移動指
令に関して消耗補正を行わない場合の加工形状を図7
(b)に、消耗補正を行った場合の加工形状を図7
(c)にそれぞれ示している。
正を行わない場合には、斜面部分では上部に行くに従っ
て加工に取り残しが生じ、目的の傾斜角度θを得ること
ができない。このため、図7(c)に示されたているよ
うに、XYZ移動成分に対しても消耗補正を行い、Z軸
送り量ZLを付加することにより、実際の電極移動軌跡
の勾配は、初期勾配角度θよりも消耗補正分だけ小さな
ものとなる。
補正を行うことにより、傾斜角度θを高精度に保った形
状加工を行うことができ、また斜面部分も水平部分と同
様に層状に加工することが可能であるため、斜面部分に
は、図5(a)に示されているようなカッターマークに
よる段差が生じることはない。
て考察する。図8(a)〜(c)は図4に示されている
斜面加工を、一定のピックフィード量Fにより加工した
ときの状態を3面図にて示している。水平面の加工とは
異なり、斜面部を加工する場合、図8(c)の側面図の
ように、電極形状を投影したように、加工底面に溝hが
生じる。この傾向は、斜面の角度が大きくなるに従って
大きくなる。
移動距離あたりのZ送り量パラメータを、変化させた場
合の加工面を示したものである。図9(b)は図9
(a)と比較してZ送り量パラメータを大きくした場合
である。このように、パラメータの変更により加工底面
部のうねりが大きくなる。このため、良好な加工面を得
るためには、図9(c)に示されているように、電極径
と比較して、ピックフィード量Fを小さくすることによ
り、電極跡の残らない形状を得ることが可能である。
することにより、形成される丸溝の曲率半径を大きくす
ることでき、このことによって加工底面部に跡が目立た
なくすることが可能である。
次元形状をもつ場合について説明していく。図10
(a)、(b)は、本発明による放電加工方法により放
電加工していく場合の加工電極の移動軌跡と加工部の変
遷を示している。予め用意した、加工電極1を所望の加
工形状底面部に走査するよう形成された3次元加工経路
PによりZ軸方向への電極移動補正が行なわれつつ加工
が行なわれる。
より形状が変遷し、パスを繰り返すことにより一定の加
工形状に定常化する。以降は層状に加工を繰り返すこと
により、所望の深さまで加工を行なうことができる。あ
とは指定回数まで加工を繰り返すことによって所定の深
さまで加工を行なうことができる。
る必要はなく、定期的な深さ測定結果などから、残り回
数を推定し、最初の設定回数を増減させることにより、
より高精度な加工を行うことが可能である。
は、工具電極を所望の加工形状底面部に走査するよう形
成されたものを用いているため、加工パスの繰り返し回
数が累積したとしても、従来のように形状がカッターマ
ークにより誤差が生じることはない。
基づくXYZ方向の単位移動距離あたりのZ軸送り量Z
aを記憶し、3次元加工経路のそれぞれの移動指令に対
してXYZ方向の移動距離Lを算出し、その移動距離L
から移動指令に対するZ送り量ZLを算出するプロセス
を備え、既存の3次元加工経路に基づくXYZ移動指令
に対して、Z軸送り量を付加する(Z軸送り補正)プロ
セスが必要である。
が、つぎに、図11(a)、(b)に示されているよう
に、曲面をもつ底面形状に対しての加工方法について示
す。
な曲面を切削加工する場合には、工具の移動パスは、Z
軸方向への曲面を含むため、微小線分を組み合わせたも
のとなる。ただし、単純電極による放電加工の場合で
は、工具電極1の消耗が存在するため、微小線分パスだ
けでは目的の加工形状を加工することができない。この
ため、勾配を加工する場合と同様に、各微小線分ごとに
Z補正値(Z軸送り量)を付加することにより、3次元
的な曲面加工も加工可能となる。
明による放電加工装置用制御装置によれば、3次元加工
経路記憶手段に工具電極を所望の加工形状底面部に走査
するよう設定された3次元加工経路が、加工パラメータ
記憶手段に加工電気条件に基づくXYZ方向の単位移動
距離あたりのZ軸送り量がそれぞれ記憶され、移動距離
算出手段が3次元加工経路記憶手段に記憶されている3
次元加工経路のそれぞれの移動指令に対してXYZ方向
の移動距離を算出し、Z軸送り量算出手段が移動距離算
出手段により算出された移動距離と加工パラメータ記憶
手段に格納されているXYZ方向の単位移動距離あたり
のZ軸送り量から移動指令に対するZ軸送り量を算出
し、座標指令値変換手段が3次元加工経路記憶手段に記
憶されている3次元加工経路に基づくXYZ移動指令に
対してZ軸送り量算出手段により算出されたZ軸送り量
を付加し、座標指令値変換を行なうことにより、形状が
XY平面に対して複雑な面を複数もつものや、曲面形状
をもつものに対して、段差のない高精度な3次元加工が
可能になり、加工プログラムを従来のテーパ加工プロセ
スと比較して単純化することもできる。
によれば、3次元加工経路記憶手段に工具電極を所望の
加工形状底面部に走査するよう設定された3次元加工経
路が、加工パラメータ記憶手段に加工電気条件に基づく
XY方向の単位移動距離あたりのZ軸送り量が記憶さ
れ、移動距離算出手段が3次元加工経路記憶手段に記憶
されている3次元加工経路のそれぞれの移動指令に対し
てXYZ方向の移動距離のうち、XY成分のみを取り出
し、XY成分のみの移動距離として算出し、Z軸送り量
算出手段が移動距離算出手段により算出された移動距離
と加工パラメータ記憶手段に格納されているXY方向の
単位移動距離あたりのZ軸送り量から移動指令に対する
Z軸送り量を算出し、座標指令値変換手段が3次元加工
経路記憶手段に記憶されている3次元加工経路に基づく
XYZ移動指令に対してZ軸送り量算出手段により算出
されたZ軸送り量を付加し、この座標指令値の変換によ
り、形状がXY平面に対して複雑な面を複数もつもの
や、曲面形状をもつもののなかで、形状がXY水平面に
近く、勾配がなだらかな形状に対して、段差のない高精
度な加工が可能になる。
加工用ツール電極を所望の加工形状底面部に走査するよ
う設定された3次元加工経路を記憶し、加工電気条件に
基づくXYZ方向の単位移動距離あたりのZ軸送り量を
記憶し、移動距離算出プロセスで3次元加工経路のそれ
ぞれの移動指令に対してXYZ方向の移動距離を算出
し、Z軸送り量算出プロセスでその移動距離とXYZ方
向の単位移動距離あたりのZ送り量とから移動指令に対
するZ軸送り量を算出し、指令値変換プロセスで3次元
加工経路に基づくXYZ移動指令に対してZ軸送り量を
付加し、変換された座標指令値による3次元的な形状パ
スによる放電加工を繰り返し行うことにより、形状がX
Y平面に対して複雑な面を複数もつものや、曲面形状を
もつものに対して、段差のない高精度な3次元加工が可
能になり、加工プログラムを従来のテーパ加工プロセス
と比較して単純化することもできる。
加工用ツール電極を所望の加工形状底面部に走査するよ
う設定された3次元加工経路を記憶し、加工電気条件に
基づくXY方向の単位移動距離あたりのZ送り量を記憶
し、移動距離算出プロセスで3次元加工経路のそれぞれ
の移動指令に対してXYZ方向の移動距離からXY方向
のみを取出して移動距離を算出し、Z軸送り量算出プロ
セスでその移動距離とXY方向の単位移動距離あたりの
Z軸送り量とから移動指令に対するZ軸送り量を算出
し、指令値変換プロセスで3次元加工経路に基づくXY
Z移動指令に対してZ軸送り量を付加し、変換された座
標指令値による3次元的な形状パスによる放電加工を繰
り返し行うことにより、形状がXY平面に対して複雑な
面を複数もつものや、曲面形状をもつもののなかで、形
状がXY水平面に近く、勾配がなだらかな形状に対し
て、段差のない高精度な加工が可能になる。
れる放電加工装置を示す概略構成図である。
制御装置ブロック線図である。
すフローチャートである。
の一例を示す斜視図である。
明による放電加工方による場合との比較図である。
場合の消耗補正を示した図である。
場合の消耗補正を示した図である。
法での加工面性状を示す3面図である。
た場合の加工面性状の変化を示した図である。
方法で複雑な加工形状を加工していく場合の加工電極の
移動軌跡と加工形状の変遷を示す図である。
方法で曲面をもつ形状を加工する例を示す図である。
す図である。
ーチャートである。
る。
よる従来におけるテーパ加工プロセスを示す図である。
において、側面テーパ角度の変化と一層あたりの加工深
さの関係を示す図である。
パ加工した場合に加工誤差が生じることを示す図であ
る。
を示す図である。
ル,4 加工液,5 加工槽,6,7,8 駆動手段,
9 加工用電源,10 加工液供給装置,11NC装
置,21 3次元加工経路記憶手段,22 加工パラメ
ータ記憶手段,23 移動距離算出手段,24 電極消
耗対応Z軸送り量算出手段,25 座標指令値変換手
段,26 電極位置制御手段,W 被加工物。
Claims (4)
- 【請求項1】 工具電極と被加工物の間にパルス電圧を
印加し、3次元制御を行い、所望の3次元形状加工を行
う放電加工装置の制御装置において、 工具電極を所望の加工形状底面部に走査するよう設定さ
れた3次元加工経路を記憶する3次元加工経路記憶手段
と、 加工電気条件に基づくXYZ方向の単位移動距離あたり
のZ軸送り量を記憶する加工パラメータ記憶手段と、 前記3次元加工経路記憶手段に記憶されている3次元加
工経路のそれぞれの移動指令に対してXYZ方向の移動
距離を算出する移動距離算出手段と、 前記移動距離算出手段により算出された移動距離と前記
加工パラメータ記憶手段に格納されているXYZ方向の
単位移動距離あたりのZ軸送り量から移動指令に対する
Z軸送り量を算出するZ軸送り量算出手段と、 前記3次元加工経路記憶手段に記憶されている3次元加
工経路に基づくXYZ移動指令に対して、前記Z軸送り
量算出手段により算出されたZ軸送り量を付加する座標
指令値変換手段と、 を有していることを特徴とする放電加工装置用制御装
置。 - 【請求項2】 工具電極と被加工物の間にパルス電圧を
印加し、3次元制御を行い、所望の3次元形状加工を行
う放電加工装置の制御装置において、 工具電極を所望の加工形状底面部に走査するよう設定さ
れた3次元加工経路を記憶する3次元加工経路記憶手段
と、 加工電気条件に基づくXY方向の単位移動距離あたりの
Z軸送り量を記憶する加工パラメータ記憶手段と、 前記3次元加工経路記憶手段に記憶されている3次元加
工経路のそれぞれの移動指令に対してXYZ方向の移動
距離のうち、XY成分のみを取り出し、XY成分のみの
移動距離として算出する移動距離算出手段と、 前記移動距離算出手段により算出された移動距離と前記
加工パラメータ記憶手段に格納されているXY方向の単
位移動距離あたりのZ軸送り量から移動指令に対するZ
軸送り量を算出するZ軸送り量算出手段と、 前記3次元加工経路記憶手段に記憶されている3次元加
工経路に基づくXYZ移動指令に対して、前記Z軸送り
量算出手段により算出されたZ軸送り量を付加する座標
指令値変換手段と、 を有していることを特徴とする放電加工装置用制御装
置。 - 【請求項3】 電極と被加工物の間にパルス電圧を印加
し、3次元制御を行い、所望の3次元形状加工を行う放
電加工方法において、 加工用ツール電極を所望の加工形状底面部に走査するよ
う設定された3次元加工経路を記憶し、加工電気条件に
基づくXYZ方向の単位移動距離あたりのZ送り量を記
憶し、3次元加工経路のそれぞれの移動指令に対してX
YZ方向の移動距離を算出する移動距離算出プロセス
と、 その移動距離とXYZ方向の単位移動距離あたりのZ軸
送り量とから移動指令に対するZ軸送り量を算出するZ
軸送り量算出プロセスと、 3次元加工経路に基づくXYZ移動指令に対して前記Z
軸送り量算出プロセスで算出されるZ軸送り量を付加す
るための座標指令値変換プロセスと、 を含み、 前記座標指令値変換プロセスで変換された座標指令値に
よる3次元的な形状パスによる放電加工を繰り返し行う
ことを特徴とする放電加工方法。 - 【請求項4】 電極と被加工物の間にパルス電圧を印加
し、3次元制御を行い、所望の3次元形状加工を行う放
電加工方法において、 加工用ツール電極を所望の加工形状底面部に走査するよ
う設定された3次元加工経路を記憶し、加工電気条件に
基づくXY方向の単位移動距離あたりのZ送り量を記憶
し、3次元加工経路のそれぞれの移動指令に対してXY
Z方向の移動距離からXY方向のみを取出して移動距離
を算出する移動距離算出プロセスと、、その移動距離と
XY方向の単位移動距離あたりのZ軸送り量とから移動
指令に対するZ軸送り量を算出するZ軸送り量算出プロ
セスと、 3次元加工経路に基づくXYZ移動指令に対して前記Z
軸送り量算出プロセスで算出されるZ軸送り量を付加す
るための座標指令値変換プロセスと、 を含み、 前記座標指令値変換プロセスで変換された座標指令値に
よる3次元的な形状パスによる放電加工を繰り返し行う
ことを特徴とする放電加工方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21197497A JP3455400B2 (ja) | 1997-08-06 | 1997-08-06 | 放電加工装置用制御装置および放電加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21197497A JP3455400B2 (ja) | 1997-08-06 | 1997-08-06 | 放電加工装置用制御装置および放電加工方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1148043A JPH1148043A (ja) | 1999-02-23 |
JP3455400B2 true JP3455400B2 (ja) | 2003-10-14 |
Family
ID=16614801
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21197497A Expired - Fee Related JP3455400B2 (ja) | 1997-08-06 | 1997-08-06 | 放電加工装置用制御装置および放電加工方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3455400B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH700591B8 (fr) * | 2009-09-09 | 2010-11-30 | Charmilles Technologies | Procédé pour l'usinage de pièces au moyen du fraisage par électroérosion. |
-
1997
- 1997-08-06 JP JP21197497A patent/JP3455400B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH1148043A (ja) | 1999-02-23 |
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