JP3552753B2

JP3552753B2 - ワイヤ直角度制御方法

Info

Publication number: JP3552753B2
Application number: JP20417194A
Authority: JP
Inventors: 良則牧野; 祐樹喜多
Original assignee: FANUC Corp
Current assignee: FANUC Corp
Priority date: 1994-08-08
Filing date: 1994-08-08
Publication date: 2004-08-11
Anticipated expiration: 2019-08-11
Also published as: JPH0852621A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ワイヤカット放電加工機に関し、特に、ワイヤ電極がワーク取付面に対し直角に交差するように制御する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ワイヤカット放電加工機はワイヤ電極を上ガイドと下ガイド間に張設し、該ワイヤ電極を走行させながら、張設された上ガイドと下ガイド間のワイヤ電極とワーク間に放電を生じせしめてワークを切断加工するものである。このため、ワークを直角（ワーク載置面に対して直角）に切断するためには、上ガイドと下ガイド間のワイヤ電極が直角線上になければならない。またワークをテーパ加工する場合においても、該テーパの傾斜角に応じて、上ガイドを下ガイドに対して相対的にその位置をずらしてテーパの傾斜角に対応してワイヤ電極を傾斜させる必要がある。そのためにはワイヤ電極がワーク取付面に対し直角となる上ワイヤガイド位置を基準位置として求める必要がある。
【０００３】
図１はこのワイヤカット放電加工機におけるＵ、Ｖ軸及びＺ軸の関係を示す模式図である。ワイヤカット放電加工機のベット１には、Ｘ軸、Ｙ軸方向に駆動され移動する図示しないテーブルが配置され、該テーブル上にワークが載置され、該ワークをワイヤ電極によって加工するようにされている。ベット１から垂直に立設したコラム２にはＶ軸制御ユニット３が配設され、該Ｖ軸制御ユニット３はＶ軸駆動用サーボモータ等によって駆動され、上記Ｙ軸方向に移動するようになっている。また、該Ｖ軸制御ユニット３に対してＵ軸制御ユニット４が上記Ｘ軸方向に摺動できるように配設され、該Ｕ軸制御ユニット４はＵ軸駆動用サーボモータ等によって駆動されＸ軸方向に移動するようになっている。
【０００４】
さらに、Ｕ軸制御ユニット４に対してＺ軸スライドベース５がＺ軸方向（垂直方向）に摺動できるように配設され、該Ｚ軸スライドベース５はＺ軸駆動用サーボモータ等によって駆動される。このＺ軸スライドベース５には、Ｚ軸クイル６が固着され、該Ｚ軸クイル６には上ワイヤガイドＧ１等が配設されている。
【０００５】
また、上記図示しないテーブルの下部には下ワイヤガイドＧ２が設けられ、ワイヤ電極７が上記上ワイヤガイドＧ１と下ワイヤガイドＧ２間に張設される。上記下ワイヤガイドＧ２はコラム等に固定され、上ワイヤガイドＧ１はＺ軸駆動用サーボモータによってＺ軸スライドベース５、Ｚ軸クイル６を介してＺ軸方向に移動し、また、Ｕ軸駆動用サーボモータ、Ｖ軸駆動用サーボモータの駆動によって、Ｕ軸制御ユニット４、Ｖ軸制御ユニット３がＵ軸（Ｘ軸）方向、Ｖ軸（Ｙ軸）方向に夫々移動し、Ｚ軸スライドベース５、Ｚ軸クイル６を介して上ワイヤガイドＧ１をＵ軸（Ｘ軸）方向、Ｖ軸（Ｙ軸）方向に夫々移動させることができる。
【０００６】
ワークを直角に切断加工するときには、Ｕ、Ｖ軸の各サーボモータを駆動し、上ワイヤガイドＧ１が下ワイヤガイドＧ２の垂直線上に位置するように上ワイヤガイドＧ１を移動させ位置決めし、放電加工を開始する。通常この上ワイヤガイドＧ１が下ワイヤガイドＧ２の垂直線上に位置する位置をＵ、Ｖ軸の原点とする。ワークに対してテーパ加工を行うときには、Ｕ、Ｖ軸のサーボモータを駆動し上ワイヤガイドＧ１を上記Ｕ、Ｖ軸の原点から移動させ、所定の傾斜角をワイヤ電極７に持たせて放電加工を行いワークに対して所定の角度のテーパ加工を行う。
【０００７】
以上のように、ワークを直角に切断加工する場合には、ワイヤ電極が上ワイヤガイドＧ１と下ワイヤガイドＧ２間でワーク取付面に対して直角となるように、また、テーパ加工においては設定された所定の角度でテーパ加工を行うため、ワイヤ電極７の傾斜角が所定の角度になるように上ワイヤガイドＧ１を位置決めしなければならない。そのためには、ワイヤ電極７がワーク取付面に対して直角（この例では垂直）となる上ワイヤガイドＧ１の位置（Ｕ、Ｖ軸の原点）を決定する直角度調整を行わねばならない。
【０００８】
ワイヤカット放電加工機を使用するときの温度、湿度等の使用環境によって機械に変形が生じるから、ワイヤ電極の直角度調整（Ｕ、Ｖ軸の原点調整）を定期的に行う必要がある。このワイヤ電極の直角度調整は、テーブル上に直角調整具を取り付け固定しテーブルをＸ、Ｙ軸方向に移動させて直角調整具の上下の検出端がワイヤ電極に接触するようにさせ、上下の検出端が均等にワイヤ電極に接触するように（接触したとき点灯するランプが上下均等に点滅するように）Ｕ、Ｖ軸を駆動制御して上ワイヤガイドＧ１を決め（Ｕ、Ｖ軸の原点を決め）ることによっワイヤ電極の直角度調整を行っている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ワークの厚さによって上ワイヤガイドＧ１のＺ軸方向（ワークの厚み方向）の位置を調整しなければならないが、Ｚ軸の移動方向がワーク取付面に対して直角であれば、Ｚ軸を駆動してＺ軸スライドベース５、Ｚ軸クイル６をＺ軸方向に移動させても、ワイヤ電極のワーク取付面に対する直角度は変化しない。このＺ軸の直角度は、ワイヤカット放電加工機を工場で組立製造したとき、その時の一定の環境条件の下で、Ｚ軸移動によって直角線上に上ワイヤガイドＧ１が移動するように調整されているが、ワイヤカット放電加工機を使用する環境の相違やワイヤカット放電加工機の組立精度、加工精度によって満足するＺ軸の直角度を得ることは困難である。そのため、精度の高い、直角加工やテーパ加工を得ようとすれば、ワークの厚さが変わる毎に、上記ワイヤ電極の直角調整（Ｕ、Ｖ軸の原点を決め）を行う必要があり、面倒である。
【００１０】
そこで、本願発明の目的は、ワークの厚さが変わっても、上述したワイヤ電極の直角調整を行うことなく、簡単にワイヤ電極をワーク取付面に対し直角に調整することができるワイヤ直角度制御方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ワーク取付面に対して直交するＺ軸方向に駆動される一方のワイヤガイドをＺ軸に直交しかつ互いに直交するＸ軸、Ｙ軸方向に移動させるＵ軸、Ｖ軸を備えたワイヤカット放電加工機において、一方のワイヤガイドのＺ軸位置に応じてワイヤ電極をワーク取付面に対して直角に保持するＵ軸、Ｖ軸の位置を予め記憶しておき、ワークの厚さに応じて上記ワイヤガイドのＺ軸位置が決められると上記記憶内容に基づき上記ワイヤガイドのＺ軸位置に対応したＵ軸、Ｖ軸の位置をＵ，Ｖ軸の原点とする。特に、上記一方のワイヤガイドのＺ軸基準位置でワイヤ電極がワーク取付面に対し直角に保持されるようにＵ、Ｖ軸を調整し、この位置をＺ軸基準位置でのＵ、Ｖ軸の原点とすると共に、ワイヤガイドのＺ軸位置においてワイヤ電極をワーク取付面に対し直角に保持するＵ軸、Ｖ軸の上記Ｚ軸基準位置での原点からの移動量を補正量として求め予め記憶しておき、ワークの厚さに応じて上記ワイヤガイドのＺ軸位置が決められると上記記憶内容に基づき上記ワイヤガイドのＺ軸位置に対応したＵ軸、Ｖ軸の補正量を上記Ｚ軸基準位置におけるＵ，Ｖ軸の原点に付加した位置をＵ、Ｖ軸の原点とすることによって、ワイヤ電極の直角度を調整する。
【００１２】
【作用】
一方のワイヤガイドのＺ軸位置に応じてワイヤ電極をワーク取付面に対し直角に保持するＵ軸、Ｖ軸の位置を予め記憶しておき、ワークの厚さに応じて上記ワイヤガイドのＺ軸位置が決めしたとき、記憶している該ワイヤガイドのＺ軸位置に対応したＵ軸、Ｖ軸の位置を読み出し、該位置にＵ，Ｖ軸を駆動して上記一方のワイヤガイドを位置つければ、ワイヤ電極は直角に保持されることになる。
【００１３】
特に、上記一方のワイヤガイドのＺ軸基準位置でワイヤ電極がワーク取付面に対し直角に保持されるようにＵ、Ｖ軸を調整する。この調整された位置をＺ軸基準位置でのＵ、Ｖ軸の原点とすると共に、上記一方のワイヤガイドをＺ軸方向に移動させて該Ｚ軸位置においてワイヤ電極をワーク取付面に対して直角に保持するＵ軸、Ｖ軸の上記Ｚ軸基準位置の原点からの移動量を補正量として求め予め記憶しておく。そして、ワークの厚さに応じて上記ワイヤガイドのＺ軸位置が決められると上記記憶内容に基づき上記ワイヤガイドのＺ軸位置に対応したＵ軸、Ｖ軸の補正量を上記Ｚ軸基準位置におけるＵ，Ｖ軸の原点に付加した位置をＵ、Ｖ軸の原点とする。その結果、Ｚ軸の角位置において、Ｕ、Ｖ軸の原点（ワイヤ電極を直角にする点）が補正され、ワイヤ電極をＵ、Ｖ軸の原点に移動させたときワイヤ電極は直角に保持されることになる。
【００１４】
【実施例】
図２は、本発明のワイヤ放電加工方法を実施するワイヤ放電加工機の制御装置１０における本願発明と関係する要部のみを表わした要部ブロック図である。プログラマブルマシンコントローラ（以下ＰＭＣという）用のプロセッサ１３と数値制御用のプロセッサ１６を有し、バス２１に接続されている。さらに、バス２１には、ＰＭＣ用プロセッサ１３が実行するシーケンスプログラム、及びワイヤ直角度制御処理のプログラム等を記憶するＲＯＭ１１、ＰＭＣ用プロセッサ１３が演算やデータの一時記憶等において利用するデータメモリとしてのＲＡＭ１２、数値制御装置のシステムプログラム等を記憶するＲＯＭ１４、データの一時記憶やテープリーダ２０等から読み込まれたワークに対する加工プログラムを記憶するＲＡＭ１５が接続されている。さらには、加工液流量制御装置、放電加工電源等の各種アクチュエータ、各種センサに接続された入出力回路１７、ワイヤ電極とワーク間に相対移動を行い加工を行わせるＸ，Ｙ，Ｚ軸及びＵ，Ｖ軸のそれぞれのサーボモータに接続される軸制御回路１８及び表示、入力装置としてのＣＲＴ／ＭＤＩ１９がバス２１に接続されている。
【００１５】
本発明においては、まず、Ｚ軸の基準位置においてワイヤ電極がワーク取付面に対して直角状態（図１では垂直状態）になるようにワイヤの直角調整を行う。本実施例においては、上ワイヤガイドＧ１が最下降したＺ軸位置をＺ軸基準位置（Ｚ軸０の原点とする）として、該位置で従来と同様に直角度調整具によってワイヤ電極が直角になるようにワイヤの直角調整を行い、この時のＵ軸、Ｖ軸の位置をＺ軸基準位置におけるＵ、Ｖ軸の原点とする。
【００１６】
そして、上ワイヤガイドＧ１の前ストローク、すなわちＺ軸移動の全ストロークをｎ個に等分割し、各分割位置ｚ１〜ｚｎにおける上ワイヤガイドＧ１のずれ量をレーザ測定器等で測定し、このＵ、Ｖ軸方向のずれ量を補正量Δｕ１、Δｖ１〜Δｕｎ、Δｖｎとする。また、レーザ測定器を用いずに、上ワイヤガイドＧ１に移動させたときにおけるワイヤ電極がワーク取付面に対して直角となるＵ、Ｖ軸の位置を上述したワイヤの直角調整によって夫々求め、この各位置を、すなわち、Ｚ軸基準位置において求めたＵ、Ｖ軸の原点を原点としたＵ、Ｖ軸の位置を該Ｚ軸の位置における補正量Δｕ１、Δｖ１〜Δｕｎ、Δｖｎとして求めてＲＡＭ１２内のバッテリーバックアップされた不揮発性部分に設けた補正量テーブルに記憶する。
【００１７】
図３は、この補正量の説明図で、上ワイヤガイドＧ１が最下降したＺ軸位置をＺ軸基準位置（原点０）とし、ワイヤ電極がワーク取付面に対して直直角となるように調整する。この原点における補正量は「０」であり、Ｕ、Ｖ軸のＺ軸基準位置における原点とする。そして、Ｚ軸の全ストロークをｎ個に等分割した各位置ｚ１〜ｚｎにおいて、下ワイヤガイドＧ２に対する上ワイヤガイドＧ１のずれ量、または、各Ｚ軸位置においてワイヤ電極をワーク取付面に対して直角に保持するＵ、Ｖ軸の位置を求め、これら各ずれ量または各位置を補正量Δｕ１、Δｖ１〜Δｕｎ、Δｖｎとして求めＲＡＭ１２に記憶する。
【００１８】
こうして１度補正量Δｕ１、Δｖ１〜Δｕｎ、Δｖｎが記憶された後は、定期的にＺ軸基準位置において直角度調整具によるワイヤの直角度調整を行いＵ、Ｖ軸のＺ軸基準位置における原点調整を行うだけでよい。そして、ワーク加工するときにワークの厚みに応じて上ワイヤガイドＧ１の位置を変えたときには、ワイヤ直角度制御指令を入力することによって、ＰＭＣ用プロセッサ１３に図４に示すワイヤ直角度制御処理を実行させることによって、Ｕ、Ｖ軸をその原点に位置決めしたときワイヤ電極がワーク取付面に対して直直角に保持されるようにＵ、Ｖ軸の原点が補正される。
【００１９】
ワイヤ直角度制御指令が入力されると、ＰＭＣ用プロセッサ３３は図４に示す処理を実行し、まず、Ｚ軸の位置ｚをＲＡＭ１２に設けられているＺ軸現在値レジスタから読み取る（ステップＳ１）。次に、指標ｉを「０」にセットし（ステップＳ２）、読み取ったＺ軸の現在値ｚがＺ軸のストロークをｎ個に分割した分割点ｚｉ（なおｚ０は原点）とｚ（ｉ＋１）の間に含まれるか否か、すなわち、ｚｉ≦ｚ≦ｚ（ｉ＋１）か否か判断し、各分割点間の領域に含まれることが検出されるまで指標ｉをインクリメントして順次判断する（ステップＳ３、Ｓ４）。
【００２０】
こうして、Ｚ軸の現在値ｚが含まれる領域が検出されると、該領域の両端の分割点ｚｉ、ｚ（ｉ＋１）と該分割点に対応する上記テーブルに記憶する補正量Δｕｉ、Δｖｉ及びΔｕ（ｉ＋１）、Δｖ（ｉ＋１）より内挿分割してＺ軸現在値ｚに対する補正量Δｕ、Δｖを求める。すなわち次の演算を行って、補正量Δｕ、Δｖを求める（ステップＳ５）。
【００２１】
Δｕ＝［（ｚ−ｚｉ）｛Δｕ（ｉ＋１） −Δｕｉ｝／｛ｚ（ｉ＋１） −ｚｉ｝］＋Δｕｉ
Δｖ＝［（ｚ−ｚｉ）｛Δｖ（ｉ＋１） −Δｖｉ｝／｛ｚ（ｉ＋１） −ｚｉ｝］＋Δｖｉ
こうして求められた補正量Δｕ、ΔｖをＺ軸基準位置における原点に夫々加算しＵ、Ｖ軸の原点とする（ステップＳ６）。すなわち、Ｕ、Ｖ軸の座標系を補正量Δｕ、Δｖだけシフトすることになる。その結果、原点復帰を行ったとき、Ｚ軸基準位置におけるＵ、Ｖ軸の原点より補正量Δｕ、Δｖだけ移動した位置が原点となってワイヤ電極はワーク取付面に対して直角度が保持されることになる。
【００２２】
以上のようにして、Ｚ軸の直角度が自動的に補正され、ワークの厚みが変わっても、直角度調整具によるワイヤの直角度調整を行うことなくＵ、Ｖ軸原点位置においてワイヤ電極をワーク取付面に対して直角に保持させることができる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明においては、ワークの厚さに応じてＺ軸方向（ワーク取り付け面に対し直交する方向）の位置を変える一方のワイヤガイドが、どのＺ軸位置に設定されようとも、該Ｚ軸位置に応じてワイヤ電極をワークに対して直角に交差するように上記一方のワイヤガイドをＺ軸と直交するＵ軸、Ｖ軸方向に移動させ補正するようにしたから、どのような厚みのワークに対してもワイヤ電極の基準位置においてワーク取付面に対する直角度を得ることができる。その結果、ワークを直角に切断加工する場合でも、また、テーパ加工を行う場合でも、加工精度の高い加工を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ワイヤカット放電加工機におけるＵ、Ｖ軸及びＺ軸の関係を示す模式図である。
【図２】本発明を実施する一実施例のワイヤカット放電加工機の制御部の要部ブロック図である。
【図３】同実施例におけるＺ軸位置に応じたＵ、Ｖ軸補正量の説明図である。
【図４】同実施例におけるワイヤ直角度制御処理のフローチャートである。
【符号の説明】
１ベッド
２コラム
３Ｖ軸制御ユニット
４Ｕ軸制御ユニット
５Ｚ軸スライドベース
６Ｚ軸クイル
７ワイヤ電極
Ｇ１上ワイヤガイド
Ｇ２下ワイヤガイド

Claims

ワーク取り付け面に対して直交するＺ軸方向に駆動される一方のワイヤガイドをＺ軸に直交しかつ互いに直交するＸ軸、Ｙ軸方向に移動させるＵ軸、Ｖ軸を備えたワイヤカット放電加工機において、上記一方のワイヤガイドのＺ軸位置に応じてワイヤ電極をワークに対して垂直に保持するＵ軸、Ｖ軸の位置を予め記憶しておき、ワークの厚さに応じて上記ワイヤガイドのＺ軸位置が決められると上記記憶内容に基づき上記ワイヤガイドのＺ軸位置に対応したＵ軸、Ｖ軸の位置をＵ，Ｖ軸の原点とするワイヤ直角度制御方法。
ワーク取付面に対して直交するＺ軸方向に駆動される一方のワイヤガイドをＺ軸に直交しかつ互いに直交するＸ軸、Ｙ軸方向に移動させるＵ軸、Ｖ軸を備えたワイヤカット放電加工機において、上記一方のワイヤガイドのＺ軸基準位置でワイヤ電極が取付面に対して直角に保持されるようにＵ、Ｖ軸を調整し、この位置をＵ、Ｖ軸の原点とすると共に、ワイヤガイドの各Ｚ軸位置においてワイヤ電極を取付面に対して直角に保持するＵ軸、Ｖ軸の上記原点からの移動量を補正量として求め予め記憶しておき、ワークの厚さに応じて上記ワイヤガイドのＺ軸位置が決められると上記記憶内容に基づき上記ワイヤガイドのＺ軸位置に対応したＵ軸、Ｖ軸の補正量を上記Ｚ軸基準位置におけるＵ，Ｖ軸の原点に付加した位置をＵ、Ｖ軸の原点とするワイヤ直角度制御方法。