JP4015148B2

JP4015148B2 - ワイヤ放電加工機の制御装置

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Publication number: JP4015148B2
Application number: JP2004313911A
Authority: JP
Inventors: 薫平賀; 祐樹喜多
Original assignee: FANUC Corp
Current assignee: FANUC Corp
Priority date: 2004-10-28
Filing date: 2004-10-28
Publication date: 2007-11-28
Anticipated expiration: 2024-10-28
Also published as: CN1765555A; EP1652610A2; US20060091113A1; CN1765555B; EP1652610B1; JP2006123065A; US7262381B2; EP1652610A3

Description

本発明はワイヤ放電加工機の制御装置に関する。放電加工における仕上げ加工に適したワイヤ放電加工機の制御装置に関するものである。

ワイヤ放電加工機においては、ワイヤ状電極の被加工物に対する送り制御として、平均加工電圧一定方式と、送り速度一定方式が知られている。平均加工電圧一定方式は、被加工物とワイヤ状電極間の間隙の平均加工電圧が一定になるように送り速度を制御することによって、被加工物を最初に輪郭切断するファーストカット加工の速度向上と放電集中によるワイヤ切断を防止する目的に対応するものである。そのため、ファーストカット加工後において、面粗さの良化や精度向上のために、より小さな放電パルス電流を使って放電加工を行うセカンドカット加工以降の仕上げ加工には必ずしも適しておらず、この平均加工電圧一定方式を使用する場合は、放電パルス密度を安定化するために単位時間あたりの加工量の変化をできるだけ小さくなるよう様々な調整を行って送り制御がなされている。

例えば、ファーストカット加工では平均加工電圧が基準電圧値と同じ電圧で差電圧が零となったとき送りを停止し、差電圧が逆になったときは逆方向に送るようにし、仕上げ加工におる中仕上げ加工では、平均加工電圧が基準電圧値と同じ電圧で差電圧が零となるとき、設定した送り速度になるように制御し、中仕上げ加工後の仕上げ加工では、電源を高周波電源に切り換えると共に、サーボ制御の比例ゲインを小さくすることによって、加工面の面粗度を改善するようにしたものが知られている（特許文献１参照）。

平均加工電圧一定方式の送り制御では、加工取り代に平均加工電圧の変化がより正確に反映できないために送りの正確さに欠け、また加工取り代の変化に対応する平均加工電圧の変化に対して適正なゲインを選択することが非常に困難であった。そのため従来制御では繰返し安定した面精度が得られないという問題があった。又、同様に、送り速度一定方式で加工する場合においても、加工精度を向上させることが困難であった。

そこで、出願人は、ワイヤ状電極の被加工物に対する相対送り制御のゲインの調整等を必要とせず、加工量を一定に保持することによって、安定した加工と高い面精度を得ることのできるワイヤ放電加工機の制御装置に係る提案し、特許文献２で公知となっている。

図６は、仕上げ加工により面精度を向上するために加工面の凹凸を平らにする動作、作用説明図である。
図６中、符号５は被加工物で、符号４はワイヤ状電極を示している。被加工物５の加工面の凹凸を平らにするという仕上げ加工の目的を達成するためには、取り代変化に応じて加工量が一定となるように、送り量を変えればよい。図６において、ｔｓ（＝ｔ），ｔｘ（＝ｔ）は板厚、Ｇｓ及びＧｘは取り代、δｓ，δｘはそれぞれの単位時間Ｔごとの移動量とすると、
δｓ＊ｔｓ＊Ｇｓ＝δｘ＊ｔｘ＊Ｇｘ
∴ δｘ＝δｓ＊（ｔｓ／ｔｘ）＊（Ｇｓ／Ｇｘ） ……（１）
ここで、図７のように放電面積Ｓ１，Ｓ２とそれぞれ単位距離δ移動時に発生する放電繰返し数Ｆ１，Ｆ２は、図８に示す通り比例関係にある。即ち、放電繰返し数Ｆ１，Ｆ２は、加工量に比例している。よって、単位距離ごとの加工量は放電面積Ｓ、即ち板厚ｔと取り代Ｇを乗じた値に相当するので、ｔｓ＊Ｇｓ及びｔｘ＊Ｇｘと放電繰返し数Ｆｓ，Ｆｘの関係は次のようになる。
（ｔｓ＊Ｇｓ）／（ｔｘ＊Ｇｘ）＝Ｋ＊（Ｆｓ／Ｆｘ）
∴ （ｔｓ／ｔｘ）＊（Ｇｓ／Ｇｘ）＝Ｋ＊（Ｆｓ／Ｆｘ） ……（２）
Ｋ：加工条件によって決まる定数
ここでδｓを基準移動量とすると、該基準移動量δｓは設定入力されている基準となる送り速度ＳＰＤｓから次式により得る。
δｓ＝ＳＰＤｓ＊Ｔ ……（３）
（１）式，（２）式，（３）式から移動量δｘは
δｘ＝ＳＰＤｓ＊Ｔ＊Ｋ＊（Ｆｓ／Ｆｘ） ……（４）
δｘ／Ｔ＝ＳＰＤｘにより
ＳＰＤｘ＝Ｋ＊ＳＰＤｓ＊（Ｆｓ／Ｆｘ） ……（５）
即ち、取り代Ｇｘ部分を単位時間Ｔでδｘ移動する速度ＳＰＤｘは取り代Ｇｓ部分とＧｘ部分の放電繰返し数Ｆｓ，Ｆｘの比率Ｆｓ／Ｆｘに基準となる速度ＳＰＤｓを乗じた値となる。すなわち、放電繰返し数Ｆｘを求めれば、予め求められる基準時の放電繰返し数Ｆｓの比率Ｆｓ／Ｆｘより加工量が基準の加工量と一致する速度ＳＰＤｘを求めることができる。即ち、比率Ｆｓ／Ｆｘは加工量に比例する値を示すものである。よって、取り代変化に応じて加工量が一定になるように送ることができる。

さらには、基準移動量δｓ移動する部分と移動量δｘ移動する部分の平均加工電圧Ｖｓ，Ｖｘは、それぞれの平均の無負荷時間をＴ_W(S)，Ｔ_W(X)そして設定無負荷電圧をＶｐ、休止時間をＴ_OFFとすると、次のように求められる。ここで放電時間Ｔ_ONは僅少なので省略する。
Ｖｓ＝Ｖｐ＊Ｔ_W(S)／（Ｔ_W(S)＋Ｔ_OFF） ……（６）
Ｖｘ＝Ｖｐ＊Ｔ_W(X)／（Ｔ_W(X)＋Ｔ_OFF） ……（７）
そして、そのとき発生するそれぞれの放電繰返し数Ｆｓ，Ｆｘは次のよう求められる。
Ｆｓ＝１／（Ｔ_W(S)＋Ｔ_OFF） ……（８）
Ｆｘ＝１／（Ｔ_W(X)＋Ｔ_OFF） ……（９）
（６），（７），（８），（９）式より平均の無負荷時間Ｔ_W(S)，Ｔ_W(X)を消去して次式を得る。
Ｆｓ＊Ｔ_OFF＝（Ｖｐ−Ｖｓ）／Ｖｐ ……（１０）
Ｆｘ＊Ｔ_OFF＝（Ｖｐ−Ｖｘ）／Ｖｐ ……（１１）
（Ｖｐ−Ｖｓ）を平均降下電圧Ｅｓ、（Ｖｐ−Ｖｘ）を平均降下電圧Ｅｘとして、この基準加工時の平均降下電圧Ｅｓ、平均降下電圧Ｅｘは放電繰返し数Ｆｓ，Ｆｘに比例し、加工量に比例する。

そして、（１０），（１１）式を（５）式に代入して次式を得る。
ＳＰＤｘ＝Ｋ＊ＳＰＤｓ＊Ｅｓ／Ｅｘ ……（１２）
即ち、移動量δ_Xを移動する速度ＳＰＤｘは基準となる速度ＳＰＤｓに基準移動量δｓ部分と移動量δｘ部分を移動する間の平均降下電圧の比率を乗じた速度となる。これにより放電繰返し数が求められない場合でも、無負荷電圧と平均加工電圧から、（５）式の放電繰返し数によるものと同様の効果が得られることを示している。無負荷電圧は決められた電圧であり既知のものであるから平均加工電圧を検出し上述した平均降下電圧Ｅｘを求め、基準加工時の平均降下電圧Ｅｓとの比率（Ｅｓ／Ｅｘ）を求め、該比率と基準時の速度ＳＰＤｓより加工量が基準の加工量と一致する速度ＳＰＤｘが求まるので、取り代変化に応じて加工量が一定になるように送ることができる。

以上のことから、特許文献２に記載された発明では、図９に示すようなワイヤ放電加工機の制御装置を提案した。
図９において、放電パルス発生装置１は放電加工を行うため、ワイヤ状電極４と被加工物５間の間隙に放電パルス電圧を印加するもので、直流電源、トランジスタ等のスイッチング素子からなる回路やコンデンサの充放電回路などで構成している。通電ブラシ２，３はワイヤ状電極に通電するためのもので、放電パルス発生装置１の一方の端子に接続されている。また被加工物５は放電パルス発生装置１の他方の端子に接続されている。走行するワイヤ状電極４と被加工物５間には放電パルス発生装置１からパルス電圧が印加される。被加工物５を搭載したテーブルは（図示せず）は移動手段を構成するＸ軸駆動モータ制御装置１０，Ｙ軸駆動モータ制御装置１１及びパルス分配装置１２によって駆動される。

この図９では、加工量を検出する物理量として平均降下電圧Ｅｘを検出する例を示している。よって、放電間隙検出装置６はワイヤ状電極４と被加工物５に接続され、放電パルス発生装置１からの数μ秒前後以下のパルス状間隙電圧を検出して、加工量変化検出処理装置７に送る。加工量変化検出処理装置７は演算クロック１４から出力される単位時間（所定周期）Ｔごとの信号に基づいて、該所定期間の設定無負荷電圧と該パルス状間隙電圧との差電圧である降下電圧値の平均値Ｅｘを求めるものであり、加工量を特定する加工量特定手段を構成する。基準加工量相対値記憶装置８は予め入力する基準となる加工量に対応する降下電圧値Ｅｓを記憶しておくものである。

基準加工量相対値記憶装置８には予め記憶している基準加工量に対応する降下電圧値Ｅｓが記憶されており、比較判断装置９は加工量変化検出処理装置７で単位時間（所定周期）Ｔごとに求めた降下電圧値の平均値Ｅｘと基準加工量相対値記憶装置８から入力される基準加工量に対応する降下電圧値Ｅｓとを前記単位時間（所定周期）Ｔごとに比較し、降下電圧値の平均値Ｅｘと基準加工量に対応する降下電圧値Ｅｓとの比率（Ｅｓ／Ｅｘ）を送りパルス演算装置１３に出力する。

送りパルス演算装置１３は演算クロック１４から出力される単位時間（所定周期）Ｔの信号ごとに、送り速度設定手段１５から送られてくる送り速度ＳＰＤと所定周期Ｔより求められる距離（ＳＰＤ＊Ｔ）に比較判断装置９から送られてくる降下電圧値の平均値Ｅｘと基準加工量に対応する降下電圧値Ｅｓとの比率（Ｅｓ／Ｅｘ）を乗じて移動量δｘを求める。そしてこの移動量δｘだけのパルス列を送りパルス分配装置１２に出力する。送りパルス分配装置１２は、このパルス列により加工プログラムにしたがってＸ軸，Ｙ軸の駆動パルスをＸ軸駆動モータ制御装置１０，Ｙ軸駆動モータ制御装置１１に分配し、被加工物５を搭載したテーブルを駆動するＸ軸モータ，Ｙ軸モータを駆動する。
この構成の制御装置によって、加工量を一定にして仕上げ加工を行い、高い面精度で安定した加工ができるようにしたものである。

特許第３２３１５６７号特開２００４−２８３９６８号公報

しかし、ワイヤ放電加工のセカンドカット加工以降の仕上げ加工では、通常、被加工物の加工面を数μｍから数十μｍ削り取るが、コーナ形状部においては、図１０のように前加工時の取残し部Ｑが直線形状部の取残し量と比べて著しく増大し、数百μｍもの取残し部Ｑを削り取らなければならないことがある。特許文献２に開示された技術は、加工面を数μｍから数十μｍ削り取ることによって面の粗さや精度を良化するための制御方法であるため、コーナ形状部のように加工量が著しく大きくなる部分では、通常の加工量に対する移動距離の割合で制御することが困難となり、短絡を繰返すなど、加工が不安定になって、高い形状精度を得ることができなくなるという問題がある。

そこで、本願発明の目的は、仕上げ加工において、コーナ等で取り残し量が多い場合にも、安定した加工ができ、かつ高い加工精度を得ることができるワイヤ放電加工機の制御装置を提供することにある。

本願請求項１に係る発明は、ワイヤ状電極と被加工物とを相対移動させながら、前記ワイヤ状電極と被加工物との間に放電を発生させ、前記ワイヤ状電極によって除去される前記被加工物の加工量を特定する加工量特定手段と、該加工量特定手段で求めた数値に基づいて、前記ワイヤ状電極と被加工物の相対移動を制御する移動制御手段とを備え、加工量が大きくなる時、該移動距離を小さくするように制御するワイヤ放電加工機において、前記加工量が第１の基準となる加工量よりも増大した場合に、加工量に対する移動距離の割合を切換え、前記加工量が第２の基準となる加工量よりも減少した場合に、通常の加工量に対する移動距離の割合に切換えて制御することによって、取り残し量が増大した部分でも高い加工精度で、かつ安定した加工ができるようにした。

又、請求項２に係る発明は、加工プログラムでコーナ部加工を判別できることから、請求項１に係る発明において、加工量が第２の基準となる加工量よりも減少したことをもって、通常の加工量に対する移動距離の割合に切換えた点を、コーナ形状の加工が完了したとき、通常の加工量に対する移動距離の割合に切換えて制御するようにしたものである。又、請求項３に係る発明は、前記加工量特定手段として、所定時間ごとに放電繰返し数を求め、基準となる放電繰返し数と比較することによって加工量を特定するものとした。請求項４に係る発明は、前記加工量特定手段として、所定時間ごとに設定無負荷電圧と平均加工電圧との降下電圧値を求め、基準となる降下電圧値と比較することによって加工量を特定するものとした。

請求項５に係る発明は、ワイヤ状電極と被加工物とを相対移動させながら、前記ワイヤ状電極と被加工物との間に放電を発生させ、ワイヤ状電極と被加工物間の放電繰返し数を所定時間ごとに求める放電繰り返し数算定手段と、移動指令に基づいて前記ワイヤ状電極と被加工物を加工経路に沿って相対移動させる移動手段と、基準となる放電繰返し数を記憶する基準放電繰返し数記憶手段と、前記放電繰り返し数算定手段が得た放電繰返し数と前記基準放電繰返し数記憶手段に記憶した基準放電繰返し数との比率を求める手段と、設定送り速度と前記所定時間とで求まる前記ワイヤ状電極と被加工物の相対移動距離に前記比率を乗じて求めた距離を移動指令として前記所定時間ごとに前記移動手段に出力するワイヤ放電加工機において、前記比率が第１の基準となる比率よりも減少した場合又は放電繰り返し数算定手段で求めた放電繰り返し数が第１の基準値より大きくなった場合、前記設定送り速度を通常よりも小さい値に切換え、前記比率が第２の基準となる比率よりも増大した場合又は放電繰り返し数算定手段で求めた放電繰り返し数が第２の基準値より小さくなった場合、前記設定送り速度を通常の値に切換えて制御するようにした。

請求項６に係る発明は、設定送り速度を通常の値に切換える条件を、請求項５に係る発明では比率が第２の基準となる比率よりも増大した場合又は放電繰り返し数算定手段で求めた放電繰り返し数が第２の基準値より小さくなった場合とした点を、コーナ形状の加工が完了したことを加工プログラムで判別されたときとした。

又、請求項７に係る発明は、請求項５における放電繰り返し数の代わりに、ワイヤ状電極と被加工物間の平均加工電圧と設定無負荷電圧との降下電圧値を所定時間ごとに求める降下電圧値を用いるもので、ワイヤ状電極と被加工物間の平均加工電圧と設定無負荷電圧との降下電圧値を所定時間ごとに求める降下電圧値算定手段と、移動指令に基づいて前記ワイヤ状電極と被加工物を加工経路に沿って相対移動させる移動手段と、平均加工電圧と設定無負荷電圧との基準となる降下電圧値に相当する所定値を記憶する基準値記憶手段と、前記降下電圧値算定手段が得た数値と前記基準値記憶手段に記憶した数値との比率を求める手段と、設定送り速度と前記所定時間とで求まる前記ワイヤ状電極と被加工物の相対移動距離に前記比率を乗じて求めた距離を移動指令として前記所定時間ごとに前記移動手段に出力するワイヤ放電加工機において、前記比率が第１の基準となる比率よりも減少した場合又は降下電圧値算定手段で求めた降下電圧値が第１の基準値より大きくなった場合、前記設定送り速度を通常よりも小さい値に切換え、前記比率が第２の基準となる比率よりも増大した場合又は降下電圧値算定手段で求めた降下電圧値が第２の基準値より小さくなった場合には、前記設定送り速度を通常の値に切換えて制御するようにした。

さらに、請求項８に係る発明は、設定送り速度を通常の値に切換える条件を、請求項７に係る発明では比率が第２の基準となる比率よりも増大した場合又は降下電圧値算定手段で求めた降下電圧値が第２の基準値より小さくなった場合とした点を、コーナ形状の加工が完了したことを加工プログラムで判別されたときとした。

本発明によって、前加工の取残し量が直線部と比べて著しく増大するコーナ部の仕上げ加工において、安定した加工が行えるようになり、高いコーナ形状精度が得られるようになる。

図１は本発明の一実施形態であるワイヤ放電加工機の制御装置の要部ブロック図である。放電パルス発生装置１は放電加工を行うため、ワイヤ状電極４と被加工物５間の間隙に放電パルス電圧を印加するもので、直流電源、トランジスタ等のスイッチング素子からなる回路やコンデンサの充放電回路などで構成している。通電ブラシ２，３はワイヤ状電極４に通電するためのもので、放電パルス発生装置１の一方の端子に接続されている。また被加工物５は放電パルス発生装置１の他方の端子に接続されている。走行するワイヤ状電極４と被加工物５間には放電パルス発生装置１からパルス電圧が印加される。被加工物５を搭載したテーブルは（図示せず）は移動手段を構成するＸ軸駆動モータ制御装置１０，Ｙ軸駆動モータ制御装置１１及びパルス分配装置１２によって駆動される。

放電間隙検出装置６はワイヤ状電極４と被加工物５に接続され、放電パルス発生装置１からの数μ秒前後以下のパルス状間隙電圧を検出して、加工量変化検出処理装置７に送る。加工量変化検出処理装置７は演算クロック１４から出力される単位時間（所定周期）Ｔごとの信号に基づいて、該所定期間の設定無負荷電圧と該パルス状間隙電圧との差電圧である降下電圧値の平均値Ｅｘを求めるものであり、後述するように加工量を特定する加工量特定手段を構成する。基準加工量相対値記憶装置８は予め入力する基準となる加工量に対応する降下電圧値Ｅｓを記憶しておくものである。

比較判断装置９は加工量変化検出処理装置７で単位時間（所定周期）Ｔごとに求めた降下電圧値の平均値Ｅｘと基準加工量相対値記憶装置８から入力される基準加工量に対応する降下電圧値Ｅｓとを前記単位時間（所定周期）Ｔごとに比較し、降下電圧値の平均値Ｅｘと基準加工量に対応する降下電圧値Ｅｓとの比率（Ｅｓ／Ｅｘ）を送りパルス演算装置１３に出力する。

送りパルス演算装置１３は演算クロック１４から出力される単位時間（所定周期）Ｔの信号ごとに、後述する設定送り速度切換え装置１９から送られてくる送り速度ＳＰＤｓと所定周期Ｔより求められる距離（ＳＰＤｓ＊Ｔ）に比較判断装置９から送られてくる降下電圧値の平均値Ｅｘと基準加工量に対応する降下電圧値Ｅｓとの比率（Ｅｓ／Ｅｘ）を乗じて移動量δｘを求める。そしてこの移動量δｘだけのパルス列を送りパルス分配装置１２に出力する。送りパルス分配装置１２は、このパルス列により加工プログラムにしたがってＸ軸，Ｙ軸の駆動パルスをＸ軸駆動モータ制御装置１０，Ｙ軸駆動モータ制御装置１１に分配し、被加工物５を搭載したテーブルを駆動するＸ軸モータ，Ｙ軸モータを駆動する。

設定送り速度切換え装置１９は、加工量変化検出処理装置７で単位時間（所定周期）Ｔごとに求めた降下電圧値の平均値Ｅｘとコーナ進入判断用基準加工量記憶装置１７やコーナ脱出判断用基準加工量記憶装置１８から入力される基準加工量を、演算クロック１４から出力される単位時間（所定周期）Ｔの信号ごとに比較し、通常設定送り速度設定手段１５、またはコーナ設定送り速度設定手段１６から送られてくる設定送り速度を送りパルス演算装置１３に出力するものである。

仕上げ加工の最中に図１０のようなコーナ部にさしかかると、取り代（取残し部Ｑ）の著しい増加に伴って降下電圧値の平均値Ｅｘも増加し、コーナ進入判断用基準加工量記憶装置１７に設定された設定値を超えると、設定送り速度切換え装置１９は、基準となる速度ＳＰＤｓを通常設定送り速度設定手段１５に設定された通常の送り速度ＳＰＤ１から、コーナ設定送り速度設定手段１６に設定されたコーナ設定送り速度ＳＰＤ２に切り換えて、送りパルス演算装置１３へ出力する。又、コーナ加工が終了し、降下電圧値の平均値Ｅｘが、コーナ脱出判断用基準加工量記憶装置１８に設定された設定値より小さくなると、送りパルス演算装置１３に出力する基準速度ＳＰＤｓを、通常設定送り速度設定手段１５に設定されている通常の送り速度ＳＰＤ１に切り換えて出力する。

図２は、ワイヤ放電加工機の制御装置のプロセッサが、上述した設定送り速度切換え装置１９，送りパルス演算装置１３としての処理を行う速度切換処理のフローチャートである。
まず、コーナ部制御中を示すフラグＡが「０」か否か判断する。通常の加工時には該フラグＡ＝０となっており、ステップＳ２に進み、降下電圧値の平均値Ｅｘがコーナ進入判断用基準加工量より大きいか判断し、小さいときには、ステップＳ２からステップＳ８へと進み、基準となる送り速度ＳＰＤｓとして通常加工用設定送り速度ＳＰＤ１をセットする。そして、フラグＡを「０」にセットし（ステップＳ９）、ステップＳ５に進み、式（１２）の演算を行って、速度ＳＰＤｘを求める。該速度ＳＰＤｘに単位時間（所定周期）Ｔを乗じて移動量δｘを求めて送りパルス分配装置１２に出力する。図１３は、（１２）式をグラフで表したもので、この図１３に示す通常の制御曲線にしたがった送り速度ＳＰＤｘで制御される。

そして、コーナ部にさしかかると、取り代（取残し部Ｑ）の著しい増加に伴って図１１に示すようにワイヤ状電極４と被加工物５との間の放電面積が増加することによって降下電圧値の平均値Ｅｘが増加し、ステップＳ２において降下電圧値の平均値Ｅｘがコーナ進入判断用基準加工量よりも大きくなる。よって、ステップＳ２からステップＳ３に進み、基準となる送り速度ＳＰＤｓとしてコーナ加工用設定送り速度ＳＰＤ２をセットする。そしてフラグＡを「１」にセットし（ステップＳ４）、ステップＳ５に進み、（１２）式の演算を行って、速度ＳＰＤｘを求める。

この場合、コーナ加工用設定送り速度ＳＰＤ２が基準となる送り速度ＳＰＤｓにセットされているから、図１３のコーナ部の制御曲線にしたがった送り制御が開始される。このＳＰＤ１＞ＳＰＤ２となるコーナ部の制御曲線は、加工量に対する移動距離の割合が小さくなることを意味しており、前加工によって大きく残された取り代を除去しながらも、前記（１２）式にしたがって、前加工後の面の粗さや精度を良化する従来技術の効果も兼ね備えている。

そして、その後はコーナ制御中を示すフラグＡ＝１となっているので、ステップＳ１からステップＳ７へと進み、降下電圧値の平均値Ｅｘがコーナ脱出判断用基準加工量を下回るまではステップＳ５、Ｓ６へと進み、図１３のコーナ部の制御曲線にしたがった送り制御が継続される。さらに加工が進行してコーナ部を抜けると、図１２のようにワイヤ状電極４と被加工物５との間の放電面積が減少することによって降下電圧値の平均値Ｅｘが減少してくる。そして、ステップＳ７において降下電圧値の平均値Ｅｘがコーナ脱出判断用基準加工量を下回るとステップＳ７からステップＳ８へと進み、基準の送り速度ＳＰＤｓに通常加工用設定送り速度ＳＰＤ１をセットし、さらにコーナ制御中フラグＡ＝０とし（ステップＳ９）、ステップＳ５に移行し、図１３の通常の制御曲線にしたがった送り制御に復帰する。

前述の実施形態では図２のステップＳ７によって降下電圧値の平均値Ｅｘがコーナ脱出判断用基準加工量を下回ることによってコーナ形状の終了と判断したが、この判断は加工形状プログラムからコーナ部を脱出したと判断することに置き換えることも可能である。

図３は、コーナ部からの脱出を加工形状プログラムに基づいて判断する場合に変えたときのフローチャートである。
加工プログラムよりコーナ部の加工中か判断し（ステップＳ１１）、コーナ部加工中でなければ、コーナ部加工中フラグＢを「０」にセットし（ステップＳ１９）、基準の送り速度ＳＰＤｓに通常加工用設定送り速度ＳＰＤ１をセットし（ステップＳ２１）、コーナ部制御中を示すフラグＡを「０」にセットし、ステップＳ１７に移行して、（１２）式の演算を行い、送り速度ＳＰＤｘを求め、該送り速度ＳＰＤｘに単位時間（所定周期）Ｔを乗じて移動量δｘを求めて送りパルス分配装置１２に出力する（ステップＳ１８）。以下、加工プログラムよりコーナ部加工中と判別されなければ、ステップＳ１１，Ｓ１９，Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ１７，Ｓ１８の処理を繰り返し実行する。これにより、図１３の通常の制御曲線にしたがった送り制御がなされることになる。

一方、加工プログラムより、コーナ部加工中と判別されると、コーナ部加工中フラグＢを「１」にセットし（ステップＳ１２）、コーナ部制御中フラグＡが「０」か判断する（ステップＳ１３）。最初は初期設定で「０」が設定されていることから、ステップＳ１４に進み、降下電圧値の平均値Ｅｘがコーナ進入判断用基準加工量より大きいか判断し（ステップＳ１４）、小さいときには、前述したステップＳ２１に進み、ステップＳ２１，Ｓ２２，Ｓ１７，Ｓ１８の処理を行う。

図１１に示すように、取り代（取残し部Ｑ）が増加して降下電圧値の平均値Ｅｘが増加し、コーナ進入判断用基準加工量を超えると、基準の送り速度ＳＰＤｓにコーナ部加工用設定送り速度ＳＰＤ２をセットし（ステップＳ１５）、コーナ部制御中を示すフラグＡを「１」にセットし、ステップＳ１７に移行して、（１２）式の演算を行い、送り速度ＳＰＤｘを求め、該送り速度ＳＰＤｘに単位時間（所定周期）Ｔを乗じて移動量δｘを求めて送りパルス分配装置１２に出力する（ステップＳ１８）。

次の処理周期からは、コーナ部制御フラグＡが「１」にセットされているから、ステップＳ１３からステップＳ２０に移行し、コーナ部加工中フラグＢが「０」か判断するが、該フラグＢはステップＳ１２で「１」にセットされているから、ステップＳ２０からステップＳ１７に移行し、すでにステップＳ１５でコーナ加工用設定送り速度ＳＰＤ２に設定されている基準送り速度ＳＰＤｓに基づいて送り速度ＳＰＤｘが求められる。以下、ステップＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ２０，Ｓ１７，Ｓ１８の処理を繰り返し実行され、図１３のコーナ部の制御曲線にしたがった送り制御がなされることになる。

さらに、加工が進行して加工プログラムからコーナ部を抜けたことが判別されると、ステップＳ１１からステップＳ１９へ進んで、コーナ部加工中フラグＢ＝０とし、通常加工用設定送り速度ＳＰＤ１をＳＰＤｓにセットし（ステップ２１）、さらにコーナ制御中フラグＡ＝０とし（ステップＳ２２）、ステップＳ１７に移行し、図１３の通常の制御曲線にしたがった送り制御に復帰する。

上述した各実施形態では、ワイヤ状電極４と被加工物５の間隙電圧の降下電圧値により加工量を特定したが、前述したように、間隙電圧などから放電繰返し数によって加工量を特定し、前記（５）式を用いることによっても、同様の効果を得ることができる。この場合、図１に示す放電間隙検出装置６は、放電を検出する手段で構成され、加工量変化検出処理装置７は、単位時間Ｔあたりの放電回数、すなわち放電繰返し数Ｆｘを求める放電繰り返し数算定手段で構成され、基準加工量相対値記憶装置８は、基準加工量を加工するときの放電繰返し数Ｆｓを記憶する手段となる。又、比較判断装置９は、放電繰返し数Ｆｓ，Ｆｘの比率（Ｆｓ／Ｆｘ）を求める手段で構成されることになる。

そして、図２に示す処理に対応する処理は、図４にフローチャートで示す処理となる。図２と図４と比較し、ステップＳ１〜Ｓ９がステップＳ１’〜Ｓ９’に対応し、相違する点は、ステップＳ２，Ｓ７，Ｓ５の処理がステップＳ２’，Ｓ７’，Ｓ５’に変わるだけで他は同一である。

すなわち、ステップＳ２’では、所定周期Ｔにおける放電繰り返し数Ｆｘがコーナ進入判断用基準加工量（放電繰り返し数）を超えたかの判断となり、ステップＳ７’が所定周期Ｔにおける放電繰り返し数Ｆｘがコーナ脱出判断用基準加工量（放電繰り返し数）より小さいかの判断となる。又、ステップＳ５’での送り速度ＳＰＤｘを求める演算は、（５）式の演算となり、基準放電繰り返し数Ｆｓと検出した放電繰り返し数Ｆｘの比（Ｆｓ／Ｆｘ）に、ステップＳ３’，Ｓ８’で設定された基準送り速度ＳＰＤｓと比例定数Ｋを乗じて送り速度ＳＰＤｘを求めることになる。

また、図３に示す処理に対応する、放電繰り返し数に基づいて送り速度を切換て制御する処理は、図５に示す処理となる。この場合、図３のステップＳ１１〜Ｓ２２が図５のステップＳ１１’〜Ｓ２２’に対応し、相違する点は、ステップＳ１４の処理の代わりに、所定周期Ｔにおける放電繰り返し数Ｆｘがコーナ進入判断用基準加工量（放電繰り返し数）を超えたかを判断するステップＳ１４’の処理となり、ステップ１７の処理の代わりに放電繰り返し数の比率（Ｆｓ／Ｆｘ）によって送り速度ＳＰＤｘを求める（５）式の演算を行うステップ１７’に変わる点である。他は、図３に示す処理と同一であるので、説明は省略する。

なお、上述した各実施形態では、設定送り速度切換え装置１９では、ステップＳ２，Ｓ１４，Ｓ２’，Ｓ１４’に示されるように、降下電圧値Ｅｘまたは放電繰り返し数Ｆｘが、コーナ進入判断用基準加工量を超えたか、又、ステップＳ７，Ｓ７’では、降下電圧値Ｅｘまたは放電繰り返し数Ｆｘが、コーナ脱出判断用基準加工量より小さくなったかの判断で、基準送り速度ＳＰＤｓを切換えるが、これらの判断を降下電圧値の比率（Ｅｓ／Ｅｘ）又は放電繰り返し数の比率（Ｆｓ／Ｆｘ）によって、判別してもよいものである。即ち、基準降下電圧値Ｅｓ、基準放電繰り返し数Ｆｓは一定であるから、比率（Ｅｓ／Ｅｘ）又は比率（Ｆｓ／Ｆｘ）が減少することは、降下電圧値Ｅｘ、放電繰り返し数Ｆｘが増大していることを意味し、取り残し量が増大していることを意味している。又、比率（Ｅｓ／Ｅｘ）又は比率（Ｆｓ／Ｆｘ）が増大することは、降下電圧値Ｅｘ、放電繰り返し数Ｆｘが減少していることを意味し、取り残し量が減少していることを意味している。

よって、比率（Ｅｓ／Ｅｘ）又は比率（Ｆｓ／Ｆｘ）が第１の基準となる比率よりも減少したときは、基準送り速度ＳＰＤｓにコーナ設定送り速度ＳＰＤ２をセットし送り速度を切換え、比率（Ｅｓ／Ｅｘ）又は比率（Ｆｓ／Ｆｘ）が第２の基準となる比率よりも増大したときは、基準送り速度ＳＰＤｓに通常の設定送り速度ＳＰＤ１をセットし送り速度を切換えるようにしてもよいものである。

本発明の一実施形態におけるワイヤ放電加工機の制御装置の要部ブロック図である。同実施形態における速度切換処理のフローチャートである。同実施形態における速度切換処理の他の態様のフローチャートである。本発明の第２の実施形態における速度切換処理のフローチャートである。同第２の実施形態における速度切換処理の他の態様のフローチャートである。仕上げ加工により面精度を向上するために加工面の凹凸を平らにする動作、作用説明図である。放電面積と放電繰返し数の関係を説明する説明図である。放電面積と放電繰返し数の関係を説明する説明図である。仕上げ加工により面精度を向上するための採用された公知のワイヤ放電加工機の制御装置の要部ブロック図である。コーナ部進入前の加工状態を説明するための説明図である。コーナ部の加工状態を説明するための説明図である。コーナ部脱出後の加工状態を説明するための説明図である。本発明の一実施形態による制御方法を説明するための説明図である。

符号の説明

２，３通電ブラシ
４ワイヤ状電極
５被加工物
Ｑ取残し部（取り代）

Claims

ワイヤ状電極と被加工物とを相対移動させながら、前記ワイヤ状電極と被加工物との間に放電を発生させ、前記ワイヤ状電極によって除去される前記被加工物の加工量を特定する加工量特定手段と、該加工量特定手段で求めた数値に基づいて、前記ワイヤ状電極と被加工物の相対移動を制御する移動制御手段とを備え、加工量が大きくなる時、該移動距離を小さくするように制御するワイヤ放電加工機において、前記加工量が第１の基準となる加工量よりも増大した場合に、加工量に対する移動距離の割合を切換え、前記加工量が第２の基準となる加工量よりも減少した場合に、通常の加工量に対する移動距離の割合に切換えて制御することを特徴とするワイヤ放電加工機の制御装置。
ワイヤ状電極と被加工物とを相対移動させながら、前記ワイヤ状電極と被加工物との間に放電を発生させ、前記ワイヤ状電極によって除去される前記被加工物の加工量を特定する加工量特定手段と、該加工量特定手段で求めた数値に基づいて、前記ワイヤ状電極と被加工物の相対移動を制御する移動制御手段とを備え、加工量が大きくなる時、該移動距離を小さくするように制御するワイヤ放電加工機において、コーナ形状加工時に前記加工量が第１の基準となる加工量よりも増大した場合に、加工量に対する移動距離の割合を切換え、該コーナ形状の加工が完了した場合に、通常の加工量に対する移動距離の割合に切換えて制御することを特徴とするワイヤ放電加工機の制御装置。
前記加工量特定手段は所定時間ごとに放電繰返し数を求め、基準となる放電繰返し数と比較することによって加工量を特定することを特徴とする請求項１又は２に記載のワイヤ放電加工機の制御装置。
前記加工量特定手段は所定時間ごとに設定無負荷電圧と平均加工電圧との降下電圧値を求め、基準となる降下電圧値と比較することによって加工量を特定することを特徴とする請求項１又は２に記載のワイヤ放電加工機の制御装置。
ワイヤ状電極と被加工物とを相対移動させながら、前記ワイヤ状電極と被加工物との間に放電を発生させ、ワイヤ状電極と被加工物間の放電繰返し数を所定時間ごとに求める放電繰り返し数算定手段と、移動指令に基づいて前記ワイヤ状電極と被加工物を加工経路に沿って相対移動させる移動手段と、基準となる放電繰返し数を記憶する基準放電繰返し数記憶手段と、前記放電繰り返し数算定手段が得た放電繰返し数と前記基準放電繰返し数記憶手段に記憶した基準放電繰返し数との比率を求める手段と、設定送り速度と前記所定時間とで求まる前記ワイヤ状電極と被加工物の相対移動距離に前記比率を乗じて求めた距離を移動指令として前記所定時間ごとに前記移動手段に出力するワイヤ放電加工機において、前記比率が第１の基準となる比率よりも減少した場合又は放電繰り返し数算定手段で求めた放電繰り返し数が第１の基準値より大きくなった場合、前記設定送り速度を通常よりも小さい値に切換え、前記比率が第２の基準となる比率よりも増大した場合又は放電繰り返し数算定手段で求めた放電繰り返し数が第２の基準値より小さくなった場合、前記設定送り速度を通常の値に切換えて制御することを特徴とするワイヤ放電加工機の制御装置。
ワイヤ状電極と被加工物とを相対移動させながら、前記ワイヤ状電極と被加工物との間に放電を発生させ、ワイヤ状電極と被加工物間の放電繰返し数を所定時間ごとに求める放電繰り返し数算定手段と、移動指令に基づいて前記ワイヤ状電極と被加工物を加工経路に沿って相対移動させる移動手段と、基準となる放電繰返し数を記憶する基準放電繰返し数記憶手段と、前記放電繰り返し数算定手段が得た放電繰返し数と前記基準放電繰返し数記憶手段に記憶した基準放電繰返し数との比率を求める手段と、設定送り速度と前記所定時間とで求まる前記ワイヤ状電極と被加工物の相対移動距離に前記比率を乗じて求めた距離を移動指令として前記所定時間ごとに前記移動手段に出力するワイヤ放電加工機において、コーナ形状加工時に前記比率が第１の基準となる比率よりも減少した場合又は放電繰り返し数算定手段で求めた放電繰り返し数が第１の基準値より大きくなった場合、前記設定送り速度を通常よりも小さい値に切換え、該コーナ形状の加工が完了した場合に、前記設定送り速度を通常の値に切換えて制御することを特徴とするワイヤ放電加工機の制御装置。
ワイヤ状電極と被加工物とを相対移動させながら、前記ワイヤ状電極と被加工物との間に放電を発生させ、ワイヤ状電極と被加工物間の平均加工電圧と設定無負荷電圧との降下電圧値を所定時間ごとに求める降下電圧値算定手段と、移動指令に基づいて前記ワイヤ状電極と被加工物を加工経路に沿って相対移動させる移動手段と、平均加工電圧と設定無負荷電圧との基準となる降下電圧値に相当する所定値を記憶する基準値記憶手段と、前記降下電圧値算定手段が得た数値と前記基準値記憶手段に記憶した数値との比率を求める手段と、設定送り速度と前記所定時間とで求まる前記ワイヤ状電極と被加工物の相対移動距離に前記比率を乗じて求めた距離を移動指令として前記所定時間ごとに前記移動手段に出力するワイヤ放電加工機において、前記比率が第１の基準となる比率よりも減少した場合又は降下電圧値算定手段で求めた降下電圧値が第１の基準値より大きくなった場合、前記設定送り速度を通常よりも小さい値に切換え、前記比率が第２の基準となる比率よりも増大した場合又は降下電圧値算定手段で求めた降下電圧値が第２の基準値より小さくなった場合には、前記設定送り速度を通常の値に切換えて制御することを特徴とするワイヤ放電加工機の制御装置。
ワイヤ状電極と被加工物とを相対移動させながら、前記ワイヤ状電極と被加工物との間に放電を発生させ、ワイヤ状電極と被加工物間の平均加工電圧と設定無負荷電圧との降下電圧値を所定時間ごとに求める降下電圧値算定手段と、移動指令に基づいて前記ワイヤ状電極と被加工物を加工経路に沿って相対移動させる移動手段と、平均加工電圧と設定無負荷電圧との基準となる降下電圧値に相当する所定値を記憶する基準値記憶手段と、前記降下電圧値算定手段が得た数値と前記基準値記憶手段に記憶した数値との比率を求める手段と、設定送り速度と前記所定時間とで求まる前記ワイヤ状電極と被加工物の相対移動距離に前記比率を乗じて求めた距離を移動指令として前記所定時間ごとに前記移動手段に出力するワイヤ放電加工機において、コーナ形状加工時に前記比率が第１の基準となる比率よりも減少した場合又は降下電圧値算定手段で求めた降下電圧値が第１の基準値より大きくなった場合、前記設定送り速度を通常よりも小さい値に切換え、該コーナ形状の加工が完了した場合に、前記設定送り速度を通常の値に切換えて制御することを特徴とするワイヤ放電加工機の制御装置。