JP3595526B2 - ワイヤカット放電加工機のワイヤガイド垂直位置調整方法及び装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はワイヤカット放電加工機に関する。特に、工作物が取り付けられる平面に対してワイヤを垂直位置に調整する調整方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
ワイヤカット放電加工機は、2つのワイヤガイド間にワイヤを張設し走行させ、この2つのワイヤガイド間に配置された工作物とワイヤ間に電圧を印加して放電加工を行うものである。このワイヤカット放電加工機には、縦型と横型があり、縦型のワイヤカット放電加工機は、図12に示すように、2つのワイヤガイド5a,5bが垂直方向(Z軸方向)に配置され、この2つのワイヤガイド5a,5b間にワイヤ6が架設され、この上ワイヤガイド5aと下ワイヤガイド5b間に工作物Wを取り付ける取り付け台4が配置されている。この取り付け台4は水平面上で直交するX軸、Y軸方向に駆動される。ベース1上に設けられた取り付け台4のY軸ユニット4yをY軸サーボモータMyによってY軸方向に移動させ、該Y軸ユニット4y上に配置されたX軸ユニット4xをX軸サーボモータMxによって駆動する。このX軸ユニット4xに設けられた工作物取り付け部4cに工作物Wが取り付けられる。このX,Y軸サーボモータMx,Myを駆動して取り付け台4に取り付けられた工作物Wを移動させワイヤ6と工作物W間に電圧を印加して放電加工を行う。さらに、工作物Wにテーパ加工等を行うために、一対のワイヤガイド5a,5bのうち一方のワイヤガイドが直交する2軸方向に移動できるように構成されている。
【0003】
図12の例では、ベース1に立設された垂直コラム2に取りつけられた水平コラム3の先端部に下ワイヤガイド5bが設けられ、上ワイヤガイド5aは、図示していないが、垂直コラム2に取りつけられ、図示しないU軸サーボモータ、V軸サーボモータによって、直交するU軸、V軸方向に駆動される。通常、U軸はX軸と平行で、V軸はY軸と平行に形成されている。なお、X軸、Y軸サーボモータMx,Myで駆動されるX軸、Y軸で形成される面を、以下基準平面という。
【0004】
また横型のワイヤカット放電加工機は、図13に示すように、2つのワイヤガイド5L,5Rが水平方向(この方向がZ軸方向となる)に配置され、この2つのワイヤガイド5L,5R間にワイヤ6が架設される。この左右のワイヤガイド5L,5R間に工作物Wを取りつける取り付け台4が配置されている。この取り付け台4を、図示しないX軸サーボモータ、Y軸サーボモータによって垂直平面(基準平面)上で直交するX軸、Y軸方向に駆動し、該取り付け台4に取り付けられた工作物Wを移動させ放電加工を行うものである。なお、この横型のワイヤカット放電加工機においては、基準平面が垂直平面となる。
【0005】
さらに、この図13では、工作物に対してテーパ加工等を行うために、上記2つのワイヤガイド5L,5Rの内一方のワイヤガイドは、上記基準平面と平行な面上で直交する2軸(通常、X軸と平行なU軸、Y軸と平行なV軸)方向に駆動する駆動手段を備えている。図13の例では、左ワイヤガイド5Lを図示しないU軸、V軸サーボモータによって、駆動する例が示されている。
【0006】
上述した、一方のワイヤガイドを直交する2軸方向(U,V軸方向)に駆動する手段を備えたワイヤカット放電加工機においては、ワイヤ6が基準平面に対して垂直なるワイヤガイドの位置(U軸位置、V軸位置)を求める必要がある。
【0007】
このワイヤの垂直位置を調整する装置としては、例えば、特許第2698664号公報に示されるような、基準面に対して垂直方向に配設された一対の接触子に対して、各接触子の同一位置で同時にワイヤが接触するように制御してワイヤ垂直位置を調節する装置が公知である。
【0008】
また、特許第2752550号公報には、垂直平面上で水平方向及び垂直方向にズレて一対の接触子が配置され、この接触子に夫々独立してワイヤを接触させ、その接触検知位置のズレにより、ワイヤ角度を算出する装置が記載され、公知である。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
ワイヤを支持するワイヤガイドは、通常ワイヤ外径に対して5μmから20μm程度の間隙を持ったダイス状のガイドが用いられる。すなわち、図1に示すように、ワイヤガイド5(5a,5b,5L,5R)の内径とワイヤ6の外径間には、5μmから20μm程度の間隙αが形成される。そのため、一対のワイヤガイド5を基準平面に対してほぼ垂直方向に配置してワイヤ6を張設し、ワイヤと接触子を接触させすると、その接触時に、前記間隙間範囲内でワイヤ6は移動し、ワイヤの垂直出しの誤差が生じ、正確に垂直だしができないという問題がある。そのため、上述した従来技術では、ワイヤをほぼ垂直の状態にして、接触子に接触させて、その接触位置によって垂直誤差を測定し補正する方法では、測定精度が上記ガイドにおける間隙α以上の精度しか得られない。
また、一対の接触子に同時に接触検知を行う従来の方法では、一対の接触子の夫々に独立した接触検知回路等の手段が必要となるという欠点がある。
そこで、本発明の目的は、より精度高く、容易で安価にできるワイヤガイド垂直位置調整方法及び装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明は、工作物が固定されている工作物取り付け台を直交する2軸方向にワイヤに対して相対的に駆動する駆動機構と、前記直交する2軸方向で形成される基準平面の両側に配置され前記基準平面に対して直交する方向にワイヤを支持する一対のワイヤガイドと、該ワイヤガイドの一方を前記基準平面と平行な面上で直交する2軸方向に駆動する駆動手段を有するワイヤカット放電加工機において、請求項1に係わる発明は、工作物取り付け台に取り付けられ、前記基準平面に対して垂直な平面上に間隔をあけて配置された一対の接触子を有する調整治具によるワイヤ放電加工機のワイヤガイド垂直位置調整方法であって、
1)前記ワイヤを前記接触子が配設された垂直平面に対して直交する方向以外の方向に、前記1対の接触子の内一方にのみ接触可能な所定角度だけ傾けるステップと、
2)前記調整治具を前記垂直平面に垂直な方向に移動させ前記ワイヤが前記一対の接触子のうち一方のみ接触させ、該接触位置を求めるステップと、
3)前記調整治具を移動させて、前記ワイヤが前記1対の接触子の内他方にのみに接触可能な位置に移動させるステップと、
4)前記調整治具を前記垂直平面に垂直な方向に移動させ前記ワイヤが前記一対の接触子の内他方のみ接触させ、該接触位置を求めるステップと、
5)前記ステップ2)及び4)で求められた接触位置の差に基づき前記ワイヤの前記接触子が配設された垂直面方向の垂直ズレ量を求めるステップと、
6)求めたズレ量に応じ、該ズレ量を補正する方向に一方のワイヤガイドを移動させることでワイヤガイドの垂直を調整するステップと、
7)前記接触子が配設された垂直平面の方向を変えて、前記ステップ1)からステップ6)を行い、方向が変えられた垂直面方向のワイヤガイドの垂直を調整するステップと、
により、ワイヤガイドの垂直位置を調整する。
【0011】
また、請求項2に係わるワイヤガイド垂直位置調整方法の発明は、前記ステップ1)からステップ6)を、前記接触位置の差又はズレ量が所定の量以下になるまで繰り返すことにより、より精度高く垂直位置を出す。
請求項3に係わるワイヤガイド垂直位置調整方法の発明は、前記ステップ1)のワイヤを傾ける方向を、前記一対の接触子が配設された基準平面に対して垂直な平面と平行な方向とすることでより効率よく垂直出しを行う。
請求項4に係わるワイヤガイド垂直位置調整方法の発明は、前記一対の接触子が配設された基準平面に対して垂直な平面が、工作物取り付け台を駆動する軸方向の垂直平面と平行な平面としている。また、請求項5に係わるワイヤガイド垂直位置調整方法の発明は、前記ワイヤガイドの一方を駆動する駆動手段を、工作物取り付け台が駆動される2軸方向と夫々平行な方向に駆動するものとした。
【0012】
請求項6に係わるワイヤガイド垂直位置調整方法の発明は、前記調整治具を、前記接触子のワイヤとの接触する部分が、平面、円筒又は半円筒の母線、若しくは尖った稜線を有するいずれかの形状であり、それぞれの接触子の最端部でのワイヤの接触点を繋げて出来た線が、一対の接触子同士で平行であるか、又、その延長線が鋭角に交差するように構成している。
請求項7に係わるワイヤガイド垂直位置調整方法の発明は、前記ワイヤと接触子との接触検知を、ワイヤと工作物が接触することを検出するワーク端面検出回路を用いて行われる。また、請求項8に係わるワイヤガイド垂直位置調整方法の発明は、前記調整治具に1対以上の接触子を設け、導電性を有する材料でつくり、調整治具全てが同電位となるように構成した。
請求項9に係わるワイヤガイド垂直位置調整方法の発明は、調整治具の前記基準平面に対する垂直平面に対する一対の接触子の相対ズレ量を予め測定しておき、前記接触位置の差を補正して前記垂直ズレ量を求めるようにした。
請求項10に係わるワイヤガイド垂直位置調整方法の発明は、前記調整治具を、構成素材が耐腐食性を持つ導電性材料で構成し、ワイヤカット放電加工機の加工液中や、加工液で濡れた状態でも、垂直調整動作を実行するようにした。
請求項11に係わるワイヤガイド垂直位置調整方法の発明は、前記一対の接触子を持った調整治具の代わりに前記基準平面に垂直な平面を持ったブロックを用い、前記ブロックの上端付近及び下端付近を前記接触子の代わりに用いるワイヤガイドの垂直位置を調整するようにした。
【0013】
請求項12に係わる発明は、工作物が固定されている工作物取り付け台を直交する2軸方向にワイヤに対して相対的に駆動する駆動機構と、前記直交する2軸方向で形成される基準平面の両側に配置され前記基準平面に対して直交する方向にワイヤを支持する一対のワイヤガイドと、該ワイヤガイドの一方を前記基準平面と平行な面上で直交する2軸方向に駆動する駆動手段を有するワイヤカット放電加工機に用いられる、ワイヤガイドの垂直位置を調整する装置である。この装置は、工作物取り付け台に取り付けられ、前記基準平面に対して垂直な平面上に間隔をあけて配置された一対の接触子を有する調整治具と、前記接触子が配設された垂直面に対して直交する方向以外の方向に前記ワイヤを傾斜させ前記1対の接触子の内、一方にのみ接触可能な状態に傾斜させる傾斜制御手段と、前記ワイヤが傾斜状態で前記一対の接触子の夫々に前記垂直面に垂直な方向から接触させ、各接触位置を求め、該2つの接触位置の差よりワイヤガイドの垂直ズレ量を求める手段とを備える。
【0014】
請求項13に係わるワイヤガイド垂直位置調整装置の発明は、前記求められた垂直ズレ量を前記一方のワイヤガイドを駆動する駆動手段を駆動制御して前記求められた垂直ズレ量を自動的に補正する手段を備えるようにした。また、請求項14に係わるワイヤガイド垂直位置調整装置の発明は、前記2つの接触位置の差又は前記ズレ量が所定の量以下になるまで、前記ズレ量を求め補正する処理を繰り返し実施させる手段を備えるようにした。
【0015】
請求項15に係わるワイヤガイド垂直位置調整装置の発明の前記傾斜制御手段は、前記基準平面に対して垂直な前記一対の接触子が配設された平面と平行な方向にワイヤを傾斜させるようにした。請求項16に係わるワイヤガイド垂直位置調整装置の発明の前記調整治具は、一対の接触子が配設された基準平面に対して垂直な平面が、工作物取り付け台を駆動する軸方向の垂直平面と平行な平面であるものとした。
請求項17に係わるワイヤガイド垂直位置調整装置の発明の前記ワイヤガイドの一方を駆動する駆動手段は、工作物取り付け台が駆動される2軸方向と夫々平行な方向に駆動するものとした。請求項18に係わるワイヤガイド垂直位置調整装置の発明の前記調整治具は、前記接触子のワイヤとの接触する部分が、平面、円筒又は半円筒の母線、若しくは尖った稜線を有するいずれかの形状であり、それぞれの接触子の最端部でのワイヤの接触点を繋げて出来た線が、一対の接触子同士で平行であるか、又、その延長線が鋭角に交差するように構成されている。
【0016】
請求項19に係わるワイヤガイド垂直位置調整装置の発明は、前記調整治具に1対以上の接触子を有し、導電性を有する材料で造られ、調整治具全てが同電位とされた。
請求項20に係わるワイヤガイド垂直位置調整装置の発明は、調整治具の前記基準平面に対する垂直平面に対する一対の接触子の相対ズレ量を測定しておき、前記垂直ズレ量を求める手段で、前記接触位置の差に前記予め測定した相対ズレ量を補正して前記垂直ズレ量を求めるようにした。請求項21に係わるワイヤガイド垂直位置調整装置の発明における前記調整治具は、構成素材が、耐腐食性を持つ導電性材料であり、ワイヤカット放電加工機の加工液中や、加工液で濡れた状態でも、垂直調整動作を実行するように構成されている。
【0017】
【発明の実施の形態】
図1に示したように、ワイヤガイド5とワイヤ6間には、間隙αがあり、この間隙αのために、ワイヤ6をほぼ垂直状態に配置したときには、ワイヤ6を接触子に接触させたとき、この間隙α内でワイヤが移動し、垂直だしのための測定誤差が生じる。一方、ワイヤ6を一方方向に傾けたとき、ワイヤ6はワイヤガイド5の特定位置に固定されるようになる。
【0018】
例えば、図12に示す縦型のワイヤカット放電加工機の例で説明すると、図12に示すように、ワイヤ6左上から右下へ傾斜させる。このとき、図2(a)に示すように、上ワイヤガイド5aでは、ワイヤ6は傾斜方向のワイヤガイド5aの中心を通る線とワイヤガイド5aの内周が交差する点でワイヤ6はワイヤガイド5aに当接し固定される。一方、下ワイヤガイド5bでは、図2(b)に示すように、ワイヤ6の傾斜方向でワイヤガイド5bの中心を通る線とワイヤガイド5bの内周が交差する点でワイヤ6はワイヤガイド5bに当接し固定される。この状態で、このワイヤ6を接触子に接触させても、ワイヤ6はワイヤガイド5内で移動せず、正確に接触位置を検出することができる。本発明は、この現象を利用してワイヤ垂直出しを行うものである。
【0019】
図3は、本発明のワイヤガイド垂直位置調整方法の動作説明図である。この図3で示す例は、図12に示す縦型のワイヤカット放電加工機を用いたときのワイヤガイド垂直位置調整方法の動作説明図である。本動作説明図における軸の移動方向は、実際は工作物取り付け台が動くが、相対的にワイヤが移動する方向で説明するものとする。
【0020】
図3において、符号7は、このワイヤ垂直出しのための調整治具であり、該調整治具7には、接触子8a,8bが上端隅と下端隅に設けられている。この2つの接触子8a,8bの先端面で形成される平面は、基準平面に対して垂直平面を形成するように、この調整治具7は工作物取りつけ台4に取りつけられる。また、この図3で示す例では、上ワイヤガイド5aが駆動されるU,V2軸方向のU軸方向が、X軸方向と平行で、V軸方向が、Y軸方向と平行としている。また、図3(a)、(b)は上面図であり、図3(c)、(d)は正面図である。
▲1▼ まず、図3(c)に示すように、基準平面に対して垂直平面を形成する一対の接触子8a,8bの先端面が載る垂直平面(以下この平面を基準垂直平面という)に平行な方向にワイヤ6を傾ける。ワイヤ6が一方の接触子8a又は8bのみ接触可能な位置になるまで傾ける。この傾け方向は、上記基準垂直平面に対して垂直方向以外の方向であればどの方向でもよいが、一方の接触子のみと接触可能な位置まで傾けるのであるから、基準垂直平面に平行な方向に傾けることが最適である。
【0021】
図3の例では、図3(c)に示すように、基準垂直平面がX軸、Z軸で形成されるX−Z平面で構成されているから、U軸を駆動して、上ワイヤガイド5aをU軸プラス方向に傾斜させている。
▲2▼ 次、図3(a)に示すように、Y軸を駆動し、取りつけ台4、調整治具7をY軸マイナス方向に移動させ(相対的には、ワイヤ6をY軸プラス方向に移動させ)、ワイヤ6と下側の接触子8bと接触させ、このときの位置(x,y)を記憶する。この図3に示す例では、ワイヤ6を接触子8a,8bに接触させて調整する方向がY軸方向であるから、Y軸の位置のみを記憶すればよい。このときの位置をY1(図3では、符号Y1で示す線で示している)とする。
▲3▼ 次に、ワイヤをY軸マイナス方向に所定量移動させて、ワイヤ6と下側接触子8bとの接触を解除する。
▲4▼ 続いて、図3(d)に示すように、X軸を駆動し、調整治具7をX軸方向(図3の例ではXプラス方向)に移動させ(相対的には、ワイヤ6をX軸マイナス方向に移動させ)、ワイヤ6が他方の上側の接触子8aのみに接触可能な位置に移動させる。
▲5▼ 次に、図3(b)に示すように、Y軸を駆動し、調整治具7をY軸マイナス方向に移動させ(相対的には,ワイヤ6をY軸プラス方向に移動させ)、ワイヤ6と上側の接触子8aと接触させ、このときの位置を記憶する。このときのY軸位置がY2(図3では、符号Y2で示す線で示している)であったとする。
▲6▼ そして、ワイヤ6をY軸マイナス方向に所定量移動させ、退避させる。
▲7▼ 検出したY軸位置の誤差ΔY(=Y1−Y2)を求め、この誤差ΔYが許容範囲内でなければ、この誤差と、2つの接触子8a,8b間の距離D、及び一対のワイヤガイド5a,5b間の距離HよりV軸の垂直位置のズレ量ΔVを次の1式で求める。
【0022】
ΔV=(Y1−Y2)×H/D・・・・・・(1)
なお,後述するように、接触子の接触面位置誤差βがある場合には、上記ズレ量ΔVは次の2式となる。
【0023】
ΔV=(Y1−Y2−β)×H/D・・・・・・(2)
▲8▼ このズレ量ΔVだけV軸移動させ補正する。
▲9▼ 検出したY軸位置の誤差ΔYが許容範囲(通常,1μm以内)に達するまで、若しくは、前記ズレ量ΔVが@許容範囲になるまで、上記▲1▼〜▲8▼の動作を繰り返す。
【0024】
かくして、V軸の垂直位置出しは終了する。同様に、U軸に対しても行うことにより、U軸も垂直位置を調整する。U軸の垂直位置調整の場合、一対の接触子で形成される基準垂直平面はY−Z軸平面となり、ワイヤ6を傾ける方向は、該基準垂直平面と平行な方向であり、V軸方向に上ワイヤガイド5aを移動させることになる。また、接触子8a,8bと接触させるためにX軸方向に調整治具7を移動させ、接触した位置X1,X2を求め、この位置誤差ΔXと、よりズレ量ΔUを求めればよいものである。
【0025】
図4は本発明を適用した一実施形態のワイヤカット放電加工機の制御装置としての数値制御装置10の要部を示すブロック図である。
【0026】
プロセッサ11は数値制御装置10を全体的に制御するプロセッサであり、バス21を介してROM12に格納されたシステムプログラムを読み出し、このシステムプログラムに従って、数値制御装置10を全体的に制御する。RAM13には一時的な計算データ、表示データ等が格納される。CMOSメモリ14は図示しないバッテリでバックアップされ、数値制御装置10の電源がオフにされても記憶状態が保持される不揮発性メモリとして構成されている。
【0027】
インターフェイス15は外部機器用のインターフェイスであり、紙テープリーダ,紙テープパンチャー,フレキシブルディスクドライブ装置等の外部機器が接続される。外部機器からは加工プログラムが読み込まれ、また、数値制御装置10内で編集された加工プログラムを外部機器に出力することもできる。
【0028】
PMC(プログラマブル・マシン・コントローラ)16は数値制御装置10に内蔵されたシーケンスプログラムでワイヤ放電加工機を制御する。即ち、加工プログラムで指令された機能に従って、これらシーケンスプログラムでワイヤ放電加工機側で必要な信号に変換し、I/Oユニット17からワイヤ放電加工機側に出力する。特に本願発明と関係して、I/Oユニット17には、接触検知回路80が接続されている。
【0029】
各軸の現在位置、アラーム、パラメータ、画像データ等の画像信号は表示器/MDIユニット70の表示装置に送られ、表示装置に表示される。インターフェイス18は表示器/MDIユニット70のキーボードからのデータを受けてプロセッサ11に渡す。インターフェイス19は放電加工電源71に接続され、放電加工電源71からの速度指令を受ける。放電加工電源71はワイヤとワークの放電状態を監視し、前進・後退を含む速度指令をプロセッサ11に通知する。
【0030】
軸制御回路30〜33はプロセッサ11からの各軸の移動指令を受けて、各軸の指令をサーボアンプ40〜43に出力する。サーボアンプ40〜43はこの指令を受けて各軸のサーボモータMx,My,Mu,Mvを駆動する。X,Y,およびU,V各軸のサーボモータMx,My,Mu,Mvには位置速度検出用のパルスコーダ60〜63が内蔵されており、このパルスコーダ60〜63からのフィードバック信号が軸制御回路30〜33にフィードバックされる。軸制御回路30〜33に内蔵されたサーボ制御CPUの各々はこれらのフィードバック信号と前述の移動指令とに基いて位置ループ、速度ループ、電流ループの各処理を行い、最終的な駆動制御のためのトルク指令を各軸毎に求めて各軸のサーボモータMx,My,Mu,Mvの位置、速度を制御する。
【0031】
図5は、接触検知回路80の一例である。電源(+5V)81の一方の端子は、スイッチ82、抵抗83、通電子87を介してワイヤ6に接続され、電源81の他方の端子は工作物取り付け台4に取りつけられた調整治具7に接続されアースされている。また、比較器85には、通電子88を介して、ワイヤ6の電位が入力され、他方の端子には、調整治具7より判定電圧(+2V)84だけ電位をあげた電位が入力されている。なお符号86は抵抗である。
【0032】
図6は,この接触検知回路80の動作信号説明図である。ワイヤガイド垂直位置調整指令が数値制御装置10から出力されると、スイッチ82がオンとなる。ワイヤ6が接触子8a,8bと接触しない状態では、通電子88で検出されるワイヤ6の電位は、電源81の電圧の5Vであり、比較器85からの判定信号出力はLレベル信号である。一方、ワイヤ6が接触子8a,8bのどちらか一方に接触すると、その接触子及び導電性材料で形成されている調整治具7を介して、ワイヤ6はアースされほとんど0Vに近い電位となる。これを通電子88を介して検出し、この電位と判定電圧84の2Vとが比較器85で比較され、判定電圧84の2Vの方が高くなるから、比較器85からの判定信号はHレベル信号となり出力される。これを数値制御装置10のプロセッサは検出してワイヤ6と接触子11a,又は11bが接触したことを検出する。
なお,上述したような接触検知回路80は、通常のワイヤカット放電加工機が備える、ワーク(工作物)の端面をワイヤとの接触で検出するワーク端面検出回路を利用すればよく、特別に設ける必要は格別ない。
【0033】
そこで、このような制御装置10、接触検出回路80を用いて、例えば図12に示すような縦型のワイヤカット放電加工機におけるワイヤガイド垂直位置調整動作を以下説明する。
まず、工作物取り付け台4に取り付け具9等により調整治具7を取りつける。調整治具7としては、一対の接触子(この一対の接触子によって、2つの基準垂直平面が得られる)を備えていればよいが、加工上の問題等より複数対の接触子を備えた調整治具7を用意するとよい。図7は,直方体の8頂点に接触子を備えた調整治具7を工作物取り付け台4に取りつけた時の例の上面図を示している。調整治具7の8頂点には、一対となる接触子8a,8b、8c,8d、8e,8f、8g,8hが設けられている。ワイヤガイドの垂直位置調整には、このうち1対若しくは2対の接触子が利用される。また、調整治具7のすべての構成要素は導電性材料で形成され、加工液等がかかる恐れがあることから、耐腐食性の材料が使用される。
【0034】
さらに、前述したように,一対の接触子(例えば8a,8b)のワイヤ6との接触面で基準垂直平面を構成するものであるが、調整治具7の製造誤差等によって、基準垂直平面が基準平面に対して垂直間平面とならない場合があるので、予め接触子の接触面の位置ズレを測定し数値制御装置10に設定記憶しておく。 図8は、この調整治具7の形状誤差、すなわち一対の接触子8a,8bの接触面の位置ズレの説明図である。調整治具7を工作物取り付け台4に取り付け、基準平面に対して各接触子8a,8bの接触面が載る垂直な平面との誤差βを測定し、数値制御装置10に入力設定しておく(この誤差においてY軸方向をβ1、X軸方向をβ2とする。すなわち,垂直平面で一対となる接触子ごとにこの誤差βがある)。この接触面位置誤差βは、垂直調整時に使用する2つの基準垂直平面を形成する各一対の接触子の接触平面に対して求め,設定記憶させておく。
【0035】
図9は、制御装置10のプロセッサ11が実行するワイヤガイド垂直位置調整処理のフローチャートである。
まず、調整治具7の接触子接触面位置誤差βを設定しておく(ステップS1)。次に、まず、Y−V方向調整(基準垂直平面がX−Z軸平面)のためにU軸サーボモータMuを駆動し、基準垂直平面のX−Z軸平面に平行にワイヤ6を傾斜させ、且つ、調整開始位置へ移動させ、ワイヤ6が下方の接触子8bとのみ接触可能位置に位置決めする(図3(c)参照)(ステップS2)。次に、Y軸サーボモータMyを駆動し、工作物取り付け台4及び調整治具7をY軸方向に移動させワイヤ6を下側接触子8bに接触させる(図3(a)参照)。すなわち、接触検出回路80の比較器85からの判定信号がHレベルになるまで、Y軸サーボモータMyを駆動し、Hレベルが検出されると,その駆動を停止し,そのときのY軸位置Y1を記憶する(ステップS3)。
【0036】
所定量Y軸方向に退避(Y軸サーボモータMyを接触子から離れる方向に駆動)すると共に、X軸サーボモータMxを駆動し、調整治具7をX軸方向に所定量移動させ、ワイヤ6が上側の接触子8aのみに接触する位置に位置決めする(図3(d)参照)(ステップS4)。そして、Y軸サーボモータMyを比較器85からの判定信号がHレベルになるまで駆動し、工作物取り付け台4及び調整治具7をY軸方向に移動させワイヤ6を上側接触子8aに接触させて停止させ、このときのY軸位置Y2を記憶する(図3(b)参照)(ステップS5)。
【0037】
Y軸サーボモータMyを所定量逆方向に駆動し、ワイヤから調整治具7を退避させると共に、求めたY軸位置Y1,Y2の差ΔYを求める(ステップS6)この誤差ΔYが設定許容範囲以下か判断し(ステップS7)、許容範囲内でないならば、この誤差ΔYと設定されている接触子接触面位置誤差β1、2つの接触子8a,8b間の距離D、及び一対のワイヤガイド5a,5b間の距離Hより,上述した2式の演算を行うことにより、V軸の垂直位置からのズレ量ΔVを求め(ステップS8)、V軸サーボモータMvを駆動し求めたズレ量ΔVだけ上ワイヤガイドをV軸方向に移動させ(ステップS9)、再びステップS3以下の処理を行う。
以下、誤差ΔYが許容範囲になるまで、ステップS3からステップS9までの処理を繰り返し実行する。そして、ステップS7で、誤差ΔYが許容範囲になったことが検出されると、V軸の垂直出しは終了し、次にU軸の垂直位置出しを実行する。
【0038】
まず、ステップS2で傾斜させていたU軸方向への傾斜を元に戻し、X−U方向調整(基準垂直平面がY−Z軸平面)のためにV軸サーボモータMvを駆動し、Y−Z軸平面に平行にワイヤ6を傾斜させ、調整開始位置へ移動させ、ワイヤ6が下方の接触子8bとのみ接触可能位置に位置決めする(ステップS11)。そして以下のステップS12からステップS18の処理は、上述したステップS3からステップS9の処理と同様な処理を行う。相違する点は、Y軸とX軸が入れ替わり、ズレ量がU軸の垂直位置からのズレ量ΔUとして求められる点である。
【0039】
すなわち、調整治具7を下側Y軸方向に比較器85からの判定信号がHレベルになるまで移動させワイヤ6を接触子8bに接触させ、そのときのX軸位置X1を記憶する(ステップS12)。所定量X軸方向に退避し、調整治具7をY軸方向に所定量移動させ、ワイヤ6が上側の接触子8aのみに接触する位置に位置決めする(ステップS13)。そして、比較器85からの判定信号がHレベルになるまで駆動し、調整治具7をX軸方向に移動させワイヤ6を上側接触子8aに接触させて停止させ、このときのX軸位置X2を記憶する(ステップS14)。
【0040】
X軸サーボモータMxを所定量逆方向に駆動し、ワイヤから調整治具7を退避させると共に、求めたX軸位置X1,X2の差ΔXを求める(ステップS15)この誤差ΔXが設定許容範囲以下か判断し(ステップS16)、許容範囲内でないならば、この誤差ΔX、接触子接触面位置誤差β、2つの接触子8a,8b間の距離D、及び一対のワイヤガイド5a,5b間の距離Hより,上述した2式と同よな演算を行うことにより、U軸の垂直位置からのズレ量ΔUを求め(ステップS17)、U軸サーボモータMuを駆動し求めたズレ量ΔUだけ上ワイヤガイドをU軸方向に移動させ(ステップS18)、再びステップS12以下の処理を行う。
以下、誤差ΔXが許容範囲になるまで、ステップS12からステップS18までの処理を繰り返し実行する。そして、ステップS16で、誤差ΔXが許容範囲になったことが検出されると、V軸方向への傾斜を元に戻し(ステップS19)、ワイヤの垂直位置出しは終了する。なお、ステップS7,S16では、誤差ΔY,ΔXが許容範囲か否かを判断したが、この誤差ΔY,ΔXの代わりに、ズレ量ΔV,ΔUが許容範囲か否かで判断してもよい。
【0041】
図10は、調整治具7における接触子8の形状の各種態様を示す図である。図10(a)に示す例は、接触子8(8a,8b)が直方体で形成され,ワイヤとの接触面が平面形状で構成された例である。図10(b)は、接触子8(8a,8b)が円柱で構成されワイヤとの接触面は、該円柱の母線8Lとなる。なお、接触子8(8a,8b)は円柱でなくても、半円柱、断面が山形でその山形の頂点からなる母線の直線が基準平面と平行になるように接触子8が配置されていればよい。図10(c)に示す例は、接触子8(8a,8b)が三角柱のように、とがった先端の稜線をワイヤとの接触線とするものである。
【0042】
また、図10(d)に示す例は、他の例と異なり、一対の接触子8a,8bのワイヤとの接触線8L,8Lが平行ではない点である。この例は、接触子8a,8bのワイヤとの接触線8L,8Lが基準垂直平面に載ればよいもので、接触線8L,8Lが平行でないものである。この接触線8L,8Lが平行でない場合には、ワイヤの接触位置によって、1式,2式で用いる2つの接触子間の距離Dが変化することになるが、図9のフローチャートで述べたように、繰り返し垂直位置の修正処理がなされることから、そのズレ量は収斂することから、必ずしも、接触線8L,8Lが平行でなくてもよいものである。
【0043】
以上述べたワイヤガイド垂直位置調整方法は、接触子8a,8b等を有する調整治具7を用いた調整であったが、接触子を備えない導電体の直方体のブロックでもよい。また、工作物Wが直方体等で、基準垂直平面を形成するワイヤとの接触位置を備える工作物Wであれば、その工作物Wを利用してワイヤガイドの垂直位置調整を行うこともできる。
【0044】
図11は、工作物Wが直方体の場合のとき、この工作物Wを使用して、ワイヤガイドの垂直位置の調整を行う方法の説明図である。工作物Wが直方体であるから、工作物取り付け台4に取りつけたとき、この工作物Wは、基準平面に対して垂直平面を備える。この垂直平面を基準垂直平面として、この平面を形成する辺(直方体の稜線)をワイヤの接触点として利用し、ワイヤの垂直出しを行うものである。
【0045】
図11に示す例では、V軸方向の垂直出し方法を説明する。移動方向については、U,V軸はワイヤ6を傾ける方向であり、X,Y軸は工作物が移動する方向を指す。ここでは下ワイヤガイド5bは移動しない。まず、工作物Wの直交する平面が、基準平面のX軸,Y軸とそれぞれ平行に沿った垂直平面(基準垂直平面)となるように、工作物取り付け台4に工作物Wを取り付ける。基準垂直平面のX−Z軸平面と平行な方向にU軸サーボモータMuを駆動し、U軸の一方の方向(図11(a)ではマイナス方向)にワイヤ6を傾け、工作物Wの上端部付近のみに,ワイヤ6が接触可能な状態にする。このときのU軸位置を「−U1」とする。Y軸サーボモータMyを駆動し、工作物WをY軸方向に移動させ、工作物Wの上端部とワイヤ6を接触させる。接触したときのY軸位置Y1を記憶する。Y軸サーボモータMyを逆方向に駆動し、工作物Wをワイヤ6との接触位置から退避させたあと、U軸を逆方向に駆動し(図11(b)で示すようにプラス方向)、ワイヤ6を逆方向に傾けX軸サーボモータMxを駆動し、工作物Wの下端部付近と,ワイヤ6が接触可能な状態にする。このときのU軸位置を「+U2」とする。Y軸サーボモータMyを駆動し、工作物WをY軸方向に移動させ、工作物Wの下端部とワイヤ6を接触させる。接触したときのY軸位置Y2を記憶し、工作物Wを退避させ、ワイヤ6と工作物Wとの接触を解く。こうして求めたY軸位置Y1,Y2の誤差ΔY=Y1−Y2が許容範囲内でなければ、この誤差を用いて上述した1式の演算を行って、V軸方向の垂直ズレ量ΔVを求め、V軸を補正する。以下この動作を誤差ΔYが許容範囲になるまで繰り返し実行し、V軸方向の垂直出しを行う。
【0046】
なお、図11において、上ワイヤガイド5aが、例えば下ワイヤガイド5bに対して紙面裏方向にずれ、ワイヤ6が傾いているとすると、図11(a)では、ワイヤ6は工作物Wの基準垂直平面を構成する長方形の垂直平面の上辺である水平線(基準平面と平行な線)と接触するが、図11(b)では、該長方形の垂直辺と接する。そのため、1式における接触位置間の距離Dは前記長方形の上下の変間の距離とはならないが、上記ワイヤ6の傾きを決めるU軸の移動位置+U2が一定であれば、接触位置は変わらず、接触位置間の距離Dは変化しない。極力接触位置が上下の水平線位置になるように、1式に用いる距離Dを上限水平線の間としても、誤差ΔYが許容範囲になるまで繰り返し実行するものであるから、格別問題とはならない。
同様にU軸方向の垂直出しも行うことにより、ワイヤ6の垂直出し終了する。
【0047】
上述した各実施形態は、縦型のワイヤカット放電加工機の例で説明したが、当然、横型のワイヤカット放電加工機にも適用できるものである。また、上述した実施形態では、基準垂直平面が直交する2つの平面として、ワイヤの垂直出しを行ったが、必ずしも、基準垂直平面は直交する必要はなく、2つの垂直平面が交差すれば、その交差線は垂直となることから、基準垂直平面は2つの異なる方向の垂直平面であればよい。
【0048】
【発明の効果】
ワイヤを傾けることによって、ワイヤはワイヤガイドに固定され、この状態でワイヤと接触子との接触を検出することから、この接触によりワイヤはワイヤガイド内で移動せず、正確な接触位置を検出できる。これにより、正確に,且つ簡単容易にワイヤの垂直出しができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ワイヤガイドとワイヤとの関係を示す図である。
【図2】ワイヤを傾けたときのワイヤとワイヤガイドの関係を示す図である。
【図3】本発明のワイヤガイド垂直位置調整方法の動作説明図である。
【図4】本発明を実施するワイヤカット放電加工機の制御装置の一実施形態の要部ブロック図である。
【図5】同実施形態における接触検知回路の詳細説明図である。
【図6】同接触検知回路の動作説明図である。
【図7】同実施形態における調整治具の説明図である。
【図8】同実施形態における調整治具の形状誤差の説明図である。
【図9】同実施形態におけるワイヤガイド垂直位置調整処理のフローチャートである。
【図10】調整治具における接触子の形状の各種態様を示す図である。
【図11】工作物を調整治具として用いたときの本発明の一実施形態の説明図である。
【図12】縦型のワイヤカット放電加工機の概要図である。
【図13】横型のワイヤカット放電加工機の概要図である。
【符号の説明】
1 ベース
2 垂直コラム
3 水平コラム
4 工作物取り付け台
5a 上ワイヤガイド
5b 下ワイヤガイド
5L 左ワイヤガイド
5R 右ワイヤガイド
6 ワイヤ
7 調整治具
8a,8b 接触子
W 工作物
Claims (21)
- 工作物が固定されている工作物取り付け台を直交する2軸方向にワイヤに対して相対的に駆動する駆動機構と、前記直交する2軸方向で形成される基準平面の両側に配置され前記基準平面に対して直交する方向にワイヤを支持する一対のワイヤガイドと、該ワイヤガイドの一方を前記基準平面と平行な面上で直交する2軸方向に駆動する駆動手段を有するワイヤカット放電加工機において、工作物取り付け台に取り付けられ、前記基準平面に対して垂直な平面上に間隔をあけて配置された一対の接触子を有する調整治具によるワイヤ放電加工機のワイヤガイド垂直位置調整方法であって、
1)前記ワイヤを前記接触子が配設された垂直平面に対して直交する方向以外の方向に、前記1対の接触子の内一方にのみ接触可能な所定角度だけ傾けるステップと、
2)前記調整治具を前記垂直平面に垂直な方向に移動させ前記ワイヤが前記一対の接触子のうち一方のみ接触させ、該接触位置を求めるステップと、
3)前記調整治具を移動させて、前記ワイヤが前記1対の接触子の内他方にのみに接触可能な位置に移動させるステップと、
4)前記調整治具を前記垂直平面に垂直な方向に移動させ前記ワイヤが前記一対の接触子の内他方のみ接触させ、該接触位置を求めるステップと、
5)前記ステップ2)及び4)で求められた接触位置の差に基づき前記ワイヤの前記接触子が配設された垂直面方向の垂直ズレ量を求めるステップと、
6)求めたズレ量に応じ、該ズレ量を補正する方向に一方のワイヤガイドを移動させることでワイヤガイドの垂直を調整するステップと、
7)前記接触子が配設された垂直平面の方向を変えて、前記ステップ1)からステップ6)を行い、方向が変えられた垂直面方向のワイヤガイドの垂直を調整するステップと、
からなる前記ワイヤ放電加工機のワイヤガイド垂直位置調整方法。 - 前記ステップ1)からステップ6)を、前記接触位置の差又はズレ量が所定の量以下になるまで繰り返す請求項1記載のワイヤガイド垂直位置調整方法。
- 前記ステップ1)のワイヤを傾ける方向は、前記一対の接触子が配設された基準平面に対して垂直な平面と平行な方向である請求項1又は請求項2記載のワイヤガイド垂直位置調整方法。
- 前記一対の接触子が配設された基準平面に対して垂直な平面は、工作物取り付け台を駆動する軸方向の垂直平面と平行な平面である請求項1乃至3の内いずれか1項に記載のワイヤガイド垂直位置調整方法。
- 前記ワイヤガイドの一方を駆動する駆動手段は、工作物取り付け台が駆動される2軸方向と夫々平行な方向に駆動する請求項1乃至4の内いずれか1項に記載のワイヤガイド垂直位置調整方法。
- 前記調整治具は、前記接触子のワイヤとの接触する部分が、平面、円筒又は半円筒の母線、若しくは尖った稜線を有するいずれかの形状であり、それぞれの接触子の最端部でのワイヤの接触点を繋げて出来た線が、一対の接触子同士で平行であるか、又、その延長線が鋭角に交差するように構成されている請求項1乃至5の内いずれか1項に記載のワイヤガイド垂直位置調整方法。
- 前記ワイヤと接触子との接触検知は、ワイヤと工作物が接触することを検出するワーク端面検出回路を用いて行われる請求項1乃至6の内いずれか1項に記載のワイヤガイド垂直位置調整方法。
- 前記調整治具は1対以上の接触子を有し、導電性を有する材料で造られ、調整治具の全てが同電位とされた請求項1乃至7のうちいずれか1項に記載のワイヤガイド垂直位置調整方法。
- 調整治具の前記基準平面に対する垂直平面に対する一対の接触子の相対ズレ量を予め測定しておき、前記接触位置の差を補正して前記垂直ズレ量を求める請求項1乃至8の内いずれか1項に記載のワイヤガイド垂直位置調整方法。
- 前記調整治具は、構成素材が、耐腐食性を持つ導電性材料であり、ワイヤカット放電加工機の加工液中や、加工液で濡れた状態でも、垂直調整動作を実行するように構成されている請求項1乃至9の内いずれか1項に記載のワイヤガイド垂直位置調整方法。
- 前記一対の接触子を持った調整治具の代わりに前記基準平面に垂直な平面を持ったブロックを用い、前記ブロックの上端付近及び下端付近を前記接触子の代わりに用いる請求項1乃至10の内いずれか1項に記載のワイヤガイド垂直位置調整方法。
- 工作物が固定されている工作物取り付け台を直交する2軸方向にワイヤに対して相対的に駆動する駆動機構と、前記直交する2軸方向で形成される基準平面の両側に配置され前記基準平面に対して直交する方向にワイヤを支持する一対のワイヤガイドと、該ワイヤガイドの一方を前記基準平面と平行な面上で直交する2軸方向に駆動する駆動手段を有するワイヤカット放電加工機において、
工作物取り付け台に取り付けられ、前記基準平面に対して垂直な平面上に間隔をあけて配置された一対の接触子を有する調整治具と、
前記接触子が配設された垂直面に対して直交する方向以外の方向に前記ワイヤを傾斜させ前記1対の接触子の内の一方にのみ接触可能な状態に傾斜させる傾斜制御手段と、
前記ワイヤが傾斜状態で前記一対の接触子の夫々に前記垂直面に垂直な方向から接触させ、各接触位置を求め、該2つの接触位置の差よりワイヤガイドの垂直ズレ量を求める手段と、
を備えたことを特徴とするワイヤガイド垂直位置調整装置。 - 前記求められた垂直ズレ量を前記一方のワイヤガイドを駆動する駆動手段を駆動制御して前記求められた垂直ズレ量を自動的に補正する手段を備えた請求項12記載のワイヤガイド垂直位置調整装置。
- 前記2つの接触位置の差又は前記ズレ量が所定の量以下になるまで、前記ズレ量を求め補正する処理を繰り返し実施させる手段を備える請求項13記載のワイヤガイド垂直位置調整装置。
- 前記傾斜制御手段は、前記基準平面に対して垂直な前記一対の接触子が配設された平面と平行な方向にワイヤを傾斜させる請求項12乃至14の内いずれか1項に記載のワイヤガイド垂直位置調整装置。
- 前記調整治具は、一対の接触子が配設された基準平面に対して垂直な平面が、工作物取り付け台を駆動する軸方向の垂直平面と平行な平面である請求項12又は請求項15記載のワイヤガイド垂直位置調整装置。
- 前記ワイヤガイドの一方を駆動する駆動手段は、工作物取り付け台が駆動される2軸方向と夫々平行な方向に駆動する請求項12乃至16の内いずれか1項に記載のワイヤガイド垂直位置調整装置。
- 前記調整治具は、前記接触子のワイヤとの接触する部分が、平面、円筒又は半円筒の母線、若しくは尖った稜線を有するいずれかの形状であり、それぞれの接触子の最端部でのワイヤの接触点を繋げて出来た線が、一対の接触子同士で平行であるか、又、その延長線が鋭角に交差するように構成されている請求項12乃至17の内いずれか1項に記載のワイヤガイド垂直位置調整装置。
- 前記調整治具は1対以上の接触子を有し、導電性を有する材料で造られ、調整治具全てが同電位とされた請求項12乃至18の内いずれか1項に記載のワイヤガイド垂直位置調整装置。
- 予め測定した調整治具の前記基準平面に対する垂直平面に対する一対の接触子の相対ズレ量を予め測定しておき、前記垂直ズレ量を求める手段は、前記接触位置の差に前記予め測定した相対ズレ量を補正して前記垂直ズレ量を求める請求項12乃至19の内いずれか1項に記載のワイヤガイド垂直位置調整装置。
- 前記調整治具は、構成素材が、耐腐食性を持つ導電性材料であり、ワイヤカット放電加工機の加工液中や、加工液で濡れた状態でも、垂直調整動作を実行するように構成されている請求項12乃至20の内いずれか1項に記載のワイヤガイド垂直位置調整装置。
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