JP4017764B2 - Reference position positioning method in wire cut electric discharge machining - Google Patents
Reference position positioning method in wire cut electric discharge machining Download PDFInfo
- Publication number
- JP4017764B2 JP4017764B2 JP27771898A JP27771898A JP4017764B2 JP 4017764 B2 JP4017764 B2 JP 4017764B2 JP 27771898 A JP27771898 A JP 27771898A JP 27771898 A JP27771898 A JP 27771898A JP 4017764 B2 JP4017764 B2 JP 4017764B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- movement
- axis
- time
- coordinate value
- contact
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、間隔を置いて配置した一対のガイド間にワイヤ電極を張架して軸方向に走行移動させ、該ワイヤ電極に微小な放電間隙を介して被加工物を対向配置し、前記放電間隙に加工液を介在させた状態でワイヤ電極と被加工物間に間歇的な電圧パルスを印加して繰返し放電パルスを発生させると共に、両者間にワイヤ電極の軸方向と略直交する方向の相対的な加工送りを与えて所望輪郭形状の切断加工を行うワイヤカット放電加工に於て、ワイヤ電極に対する被加工物の加工基準位置、あるいは被加工物が載置される加工テーブル面に対してワイヤ電極を垂直に張架する前記一対のガイドの垂直基準位置を、ワイヤ電極を所定の張力と速度をもって走行移動させた状態で、ワイヤ電極と被加工物間またはワイヤ電極と垂直出し用治具間の接触を検知して決定する位置決め方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
図11はワイヤカット放電加工装置の概略を示す構成図であり、1はベッド、2は該ベッド1上に互いに直交するX及びY軸方向に移動可能に設けたXYクロステーブル、3,4は該XYクロステーブル2を移動させるX軸及びY軸駆動モータ、5,6は各モータ3,4の回転角を検出するロータリエンコーダ、7はXYクロステーブル2上に固定して設けた載物台であり、該載物台7上に、被加工物8を取付ける加工テーブル面がXY二軸平面と平行に形成されている。これ等XYクロステーブル2、モータ3,4、及びエンコーダ5,6によって加工送り機構が構成され、必要に応じ、各エンコーダ5,6により各軸移動量が検出されてフィードバック制御される。
【0003】
9はベッド1に起立させて設けたコラム、10,11はコラム9からXYクロステーブル2上に伸長させて設けた上下一対の上アームと下アームである。12,13は加工部に加工液を噴射供給する上下一対のノズル装置であり、被加工物と対向する加工部のワイヤ電極14を位置決めするダイス状の一対のガイド15,16が該ノズル装置12,13内に夫々固定支持されている。17は上アーム10に設けたXY二軸平面と直交するZ軸の移動機構であり、該Z軸移動機構17の先端部にX軸と平行なU軸及びY軸と平行なV軸方向に移動可能にUVクロステーブル18が設けられる。該テーブル18に上部ノズル装置12が固定支持され、下部ノズル装置13は下アーム11の先端部に固定支持されている。従って、上側のガイド15はU,V,及びZ軸方向に移動可能であり、下側のガイド16は固定状態である。19はUVクロステーブル18をZ軸方向に移動するZ軸駆動モータ、20は該モータ19の回転角を検出するロータリエンコーダ、21,22はUVクロステーブル18のU軸駆動モータ及びV軸駆動モータ、23,24は各モータ21,22の回転角を検出するロータリエンコーダであり、必要に応じ、各エンコーダ20,23,24により各軸移動量が検出されてフィードバック制御される。
【0004】
加工に際し、ワイヤ電極14は供給リール25から繰出され、ローラ26に案内されて上側ガイド15から被加工物8の加工スタート孔を挿通して下側ガイド16を通り、ローラ27を経て回収容器28に至る走行経路に張架され、引っ張り駆動機構29とブレーキ機構30の作動により所定の張力と速度をもって走行移動する。31は加工電源であり、ワイヤ電極14に接触して設けた通電子32と被加工物8に出力端子が接続され、被加工物8とワイヤ電極14間に所定パルス条件(τon、τoff、Ip等)の電圧パルスを間歇的に印加し、また、発生する放電状態を監視する。
【0005】
33はコンピュータであり、CPU33a、ROM33b、RAM33c、入力インターフェイス33d、出力インターフェイス33eから構成される。34は、CPU33aの指令に従いXY各軸ドライバ35、及びUVZ各軸ドライバ36にパルス分配して、各モータ3,4,19,21,22の動作を数値制御するNC装置である。37はキーボード等の入力装置であり、該入力装置37により電圧パルスのパルス条件、ワイヤ電極の張力、速度等の走行条件、加工液の流量、液圧等の供給条件等の各種加工条件、及び、その他各種設定値、初期値等が入力設定される。38はCRT等の表示装置であり、X,Y,Z,U,Vの各軸の現在位置座標値、入力装置37により設定された各種加工条件、設定値、初期値等、及び加工の進行状況等が数値表示あるいはグラフィック表示される。
【0006】
このようなワイヤカット放電加工装置に於て、ワイヤ電極14を所定の張力、速度をもって走行移動させ、ノズル12,13から放電間隙に加工液を噴射供給しつつ、被加工物8とワイヤ電極14間に間歇的に電圧パルスを印加して繰返し放電を発生させると共に、両者間にモータ3,5の駆動制御による加工送りを与えて所定輪郭形状の切断加工が行われる。加工送りは予めROM33bに格納されている加工プログラムに従ってCPU33aにより制御され、また加工中は放電状態が監視され、検出された信号により加工状態の良否が判別されて、電圧パルスの印加中止、パルス条件の変更、あるいはワイヤ電極の走行条件、加工液の供給条件の変更等の制御が行われる。
【0007】
一方、被加工物8の所定位置に良好な加工を行うために、加工の開始に先立ち、
ワイヤ電極14を加工テーブル面に対して垂直(Z軸と平行)に位置決めする上側ガイド15の垂直基準位置をUVクロステーブル18を駆動制御して求めること、及び、求められた垂直基準位置に上側ガイド15を配置した状態でワイヤ電極14に対する被加工物8の加工基準位置をXYクロステーブル2を駆動制御して求めることが必要であり、垂直基準位置の位置決め精度は加工面垂直度誤差あるいはテーパ加工を行う際の加工面傾斜誤差を左右し、加工基準位置の位置決め精度は被加工物上の加工位置誤差を左右するから、これ等基準位置を精度良く求めることが肝要である。
そして、垂直基準位置を求める方法としては、加工テーブル上に設置した垂直出し用治具とワイヤ電極との接触を検知することにより求める方法が、また加工基準位置を求める方法としては、被加工物の基準側面や基準孔の内面とワイヤ電極との接触を検知することにより求める方法が一般的に慣用されている。
【0008】
このような接触検知法により各基準位置を求めるには、図11に示すように接触検知装置39を設け、先ず、加工テーブル上に垂直出し用治具を載置し、接触検知装置39を垂直出し用治具と通電子32に接続して垂直基準位置の位置決めを行い、次いで、垂直出し用治具に代えて加工テーブル上に被加工物8を載置し、接触検知装置39を被加工物8と通電子32に接続して加工基準位置の位置決めを行う。
【0009】
また、接触検知法による各基準位置の位置決めは、予めROM33bに格納されている垂直基準位置位置決めプログラム、及び加工基準位置位置決めプログラムに従ってCPU33aの指令により行われる。その態様は、従来から操作手順の異なる様々な方法が提案されていて多様であり、冗長になるので個別的な詳しい記述は省略するが、概ね、垂直出し用治具または被加工物(以下、接触検知対象物と言う)とワイヤ電極14間に低電圧(数V〜10数V程度)の直流または交流電圧を印加した状態で、先ず、X軸モータ3を正転駆動制御して接触検知対象物をワイヤ電極14に近接移動させ、検出電圧の所定値以下への低下を判別した出力により接触を検知し、接触検知信号をコンピュータ33に送り、モータ3を逆転駆動制御して非接触状態に戻した後、再び近接移動させて接触検知する操作を複数回行い、垂直出しの場合は、モータ21を駆動制御して上側ガイド15を所定距離U軸方向に移動させてワイヤ電極14を傾ける操作、あるいは更にモータ19を駆動制御して上側ガイド15をZ軸方向に所定距離移動させる操作を組合わせて前記接触検知を行い、接触が検知されたときのX軸座標値、あるいは所定のサンプリング周期毎に検出したX軸座標値をコンピュータ33に取り込んでRAM33cに記憶し、接触検知信号データと座標値データを各基準位置位置決めプログラムに従ってCPU33aにより演算処理してU軸の垂直基準位置またはX軸の加工基準位置を算出し、次いで、Y軸に関しても同様に、Y軸モータ4を正転逆転駆動制御しての接触検知の繰返し操作、垂直出しの場合、この接触検知操作の際に上側ガイド15をモータ22駆動制御により所定距離V軸方向に移動させ、あるいは更にモータ19駆動制御により所定距離Z軸方向に移動させる操作、及び検出Y軸座標値の取り込みを行い、演算処理してV軸の垂直基準位置またはY軸の加工基準位置を算出し、求められた垂直基準位置のUV各軸座標値及び加工基準位置のXY各軸座標値を表示装置38に表示する態様で行われる方法が多い。
【0010】
また、図11では、接触検知対象物が載置される載物台7をX軸及びY軸に移動させてワイヤ電極14との接触を検知する構成であるが、この構成に限らず、例えば載物台7をベッド1上に固定して設け、コラム9をベッド1に設けたXYクロステーブル2上に設けて、ワイヤ電極14側をX軸及びY軸に移動させる構成としても良い。また、前記モータ3,4,19,21,22としては、交流モータ、直流モータ、あるいはステッピングモータ等が必要に応じて適宜用いられる。
【0011】
そして、このような態様で行われる位置決め方法に於て、接触検知対象物とワイヤ電極との相対的な近接または離隔移動を制御するサーボ機構も多様であり、例えば、
(1)電圧を常時検出しながら検出電圧が所定値以下に低下して接触が検知されるまで接触検知対象物とワイヤ電極との相対的な近接移動を継続し、接触が検知されたら直ちに近接移動を停止すると共にその時の軸座標値を記憶し、次いで両者を所定距離離隔させた後、再び近接移動を開始して接触を検知すると共にその時の軸座標値を記憶する操作を繰返し、所定回数接触が検知されたら、記憶されている多数の軸座標値の平均をとって基準位置とする。
(2)加工時と同様にワイヤ電極を走行させた状態で、接触検知対象物とワイヤ電極とを相対的に近接または離隔移動させながら、所定のサンプリング周期(例えば10μsec)で電圧を検出して接触状態か非接触状態かを判別し、接触状態判別出力と非接触状態判別出力とを分けて夫々カウントし、接触状態判別出力のカウント数が所定のプリセット値(例えば100,1000等)に達したら両者を離隔させる向きに単位長さ(例えば1μm)だけ軸を移動させると共に両カウンタをクリアし、非接触状態判別出力のカウント数が所定のプリセット値に達したら両者を近接される向きに単位長さだけ軸を移動させると共に両カウンタをクリアする制御を継続して、接触検知対象物とワイヤ電極とを付かず離れずの状態に保持し、この状態で接触状態判別時の軸座標値または所定の時間毎(例えば100msec)に検出した軸座標値を記憶し、記憶された多数の軸座標値の平均をとる等の演算処理を行って基準位置とする。(特開平9−136220号公報参照)
等、各種のサーボ機構が接触検知法による位置決め方法に採用されている。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
前記(1)のサーボ機構による位置決めは一般的に多用されている方法であるが、ワイヤ電極を走行させた状態で位置決めを行う場合、ワイヤ電極は振動状態で接触検知対象物に接近することになり、接触が検知されたときワイヤ電極が振動振幅のどの位置にあるか不明であるため、接触が検知された時点での軸位置は接触検知対象物の表面位置を示してはおらず、接触検知時毎に検出した多数の軸座標値の平均化処理をしても接触検知対象物の表面位置を示すことにはならない。
【0013】
一方、前記(2)のサーボ機構による位置決めによれば、次々と検出される軸座標値が次第にワイヤ電極の振動中心に収束することになるため、ワイヤ電極を加工時と同じ条件で走行させた状態で、ワイヤ電極の振動によって位置決め精度を低下させることなく、高精度に基準位置を位置決めすることができる。
しかし、前記(2)のサーボ機構による位置決め方法では、電圧を検出して判別した接触状態判別出力と非接触状態判別出力とを夫々別個のカウンタにカウントさせ、どちらか先にプリセット値に達したカウンタ出力により単位長さだけ軸を移動させる機構であるから、接触・非接触状態判別のための電圧サンプリング数が膨大になり、容量の大きいメモリを必要とすると共にデータ処理時間も長くなる。また、サンプリング数が或る閾値を越えると状態不安定と判断してエラー表示を出してしまう等、コンピュータ動作が不安定になる。また、接触検知法による位置決め時には、加工時の印加電圧に比べれば低いものの、10V前後の電圧が印加されていて、接触・離隔時に微弱放電が発生するから、電圧サンプリング数が多数(相対的に接触回数が多数)になると、接触検知対象物の表面を傷付けたり放電によるチップが表面に付着したりして、位置決め精度を低下させることになる。従って、データ処理に要する時間を短くし、またエラーの発生を避けてコンピュータ動作を安定化し、また接触検知対象物表面の損傷やチップの付着による位置決め精度の低下を防止するために、電圧サンプリング数はなるべく少なくすることが望ましい。
本発明は、このような問題点に鑑み、ワイヤ電極を加工時と同様の条件で走行させた状態で、接触・非接触状態を少ない電圧サンプリング数で判別して精度良く基準位置を位置決めすることのできる接触検知法による位置決め方法の提供を目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明の実施に際して用いられる基礎的な原理技術は、ワイヤ電極と被加工物間またはワイヤ電極と垂直出し用治具間にX軸及びY軸方向の相対的な近接移動または離隔移動を与える移動機構を動作させるモータを一定のセグメント時間を単位時間として且つ該セグメント時間に移動する近接移動と離隔移動の移動距離を同じに設定して駆動すると共に、所定電圧印加状態の両者間の電圧を前記セグメント時間をサンプリング周期として検出して接触状態か非接触状態かを判別するようにし、先ず、X軸に関し、モータの正転駆動による近接移動時にサンプリング周期毎に非接触状態が判別されている間はセグメント時間の近接移動を繰返して継続し、近接移動時に接触状態が判別された場合はセグメント時間終了時にモータを停止し逆転駆動して離隔移動を開始し、離隔移動時にサンプリング周期毎に接触状態が判別されている間はセグメント時間の離隔移動を繰返して継続し、離隔移動時に非接触状態が判別された場合はセグメント時間終了時にモータを停止し正転駆動して近接移動を開始する態様で接触検知動作を行わせ、近接移動を停止した各時点と離隔移動を停止した各時点のX軸座標値を記憶し、接触検知動作の終了を判断する装置の出力により接触検知動作を終了し、記憶された多数のX軸座標値の平均座標値を演算し、算出された平均座標値を加工基準位置のX軸座標値とし、または垂直基準位置を求めるために用いるX軸座標値とし、次いで、Y軸に関しても同様の操作を行って、加工基準位置のY軸座標値または垂直基準位置を求めるために用いるY軸座標値を求めるようにするものである。
【0015】
そこで、前述の技術を基礎的技術とする本発明は、モータを一定のセグメント時間を単位時間として且つ該セグメント時間に移動する前記近接移動距離をLg、離隔移動距離をLbに設定して駆動すると共に、所定電圧印加状態の前記両者間の電圧を前記セグメント時間をサンプリング周期として検出して接触状態か非接触状態かを判別するようにし、X軸座標値の記憶を、近接移動を停止した各時点のX軸座標値と離隔移動を停止した各時点のX軸座標値とに夫々分けて記憶させるようにする他は、前述基礎的技術の場合と同様の接触検知動作を行い、該動作終了後、記憶された多数の近接移動停止時点のX軸座標値と離隔移動停止時点のX軸座標値の夫々の平均座標値を演算し、算出された両平均座標値の中点の座標値に、前記両平均座標値間の距離をDmとして、Dm(Lb−Lg)/2(Lb+Lg)を加算した座標値を加工基準位置のX軸座標値とし、または垂直基準位置を求めるために用いるX軸座標値とし、次いで、Y軸に関しても同様の操作を行って、加工基準位置のY軸座標値または垂直基準位置を求めるために用いるY軸座標値を求めるようにしたことを特徴とする。
【0016】
本発明では一定のセグメント時間中に電圧のサンプリングが一回行われて接触・非接触状態が判別され、近接移動中は接触状態が判別されるまで、離隔移動中は非接触状態が判別されるまで、X軸モータ3またはY軸モータ4をセグメント時間駆動する操作を繰返す。電圧をサンプリングする時点としては、セグメント時間の中間時点、あるいは前半または後半の適宜の時点をサンプリング時点とすることが可能である。また、モータの停止制御に関しては、近接移動中に接触状態が判別されたとき、及び離隔移動中に非接触状態が判別されたときに、当該判別が行われたセグメント時間の終了時点にモータを停止させる態様に限らず、該セグメント時間の次ぎのセグメント時間の終了時点にモータを停止させる場合もある。
また、このようなサーボ機構では、モータに対する指令値は一定のセグメント時間に移動する距離L(μm)として与えられるから、セグメント時間をTa(msec)とすると、軸の移動速度V=L/Ta(μm/msec)は設定される距離Lに比例し、また、軸移動の分解能が設定される距離Lによって決定される。
【0017】
【発明の実施の形態】
図1は、近接移動の速度Vgと離隔移動の速度Vbを同じに設定して接触検知動作を行う前述本発明の基礎的技術の一例の操作手順を示すフローチャートである。S101〜S114はステップ番号を示す。
先ず、セグメント時間Ta、該セグメント時間に移動する近接移動と離隔移動の移動距離L、記憶座標値数N値を設定し、カウントする座標値記憶回数nを0にクリヤしてリセットした後、X軸モータ3を正転駆動して近接移動を開始すると共にセグメント時間の計測を開始し(ステップS101)、当該セグメント時間中の所定の時点に電圧をサンプリングして接触・非接触状態を判別し(ステップS102)、非接触の場合は当該セグメント時間の終了を待って(ステップS103)、次ぎのセグメント時間も近接移動を継続させる操作を繰返し、ステップS102で接触状態が判別された場合は、セグメント時間の終了を待って(ステップS104)、モータを停止すると共にその時のX軸座標値をRAM33cに記憶し(ステップS105)、次いで、X軸モータ3を逆転駆動して離隔移動を開始すると共にセグメント時間の計測を開始し(ステップS106)、当該セグメント時間中の所定の時点に電圧をサンプリングして接触・非接触状態を判別し(ステップS107)、接触状態の場合は当該セグメント時間の終了を待って(ステップS108)、次ぎのセグメント時間も離隔移動を継続させる操作を繰返し、ステップS107で非接触状態が判別された場合は、セグメント時間の終了を待って(ステップS109)、モータを停止すると共にその時のX軸座標値をRAM33cに記憶し(ステップS110)、カウント数nに1を加算して(ステップS111)、該カウント数nが設定値Nに達したか否かを判別し(ステップS112)、未だN値に達していない場合は、ステップS101乃至S112の操作を繰返し、N値に達した場合は接触検知動作を終了させる(ステップS113)。
【0018】
ここで、このような手順で行われる接触検知動作の一例を、図2に基づいて説明する。
図2は、セグメント時間Ta=2msec、セグメント時間に移動する距離L=1μmに設定し、2msecのサンプリング周期で各セグメントの中間時点に電圧をサンプリングして接触・非接触状態を判別しながら、X軸方向の接触検知を行った場合の軸移動の態様を模式的に示すグラフであり、縦軸はX軸の軸座標(μm)を、横軸は時間(msec)を示す。
先ず十分に離隔した位置からモータ3を正転駆動して近接移動(前進)を開始し、このグラフの場合、第5セグメントの移動が終了(10msec経過)するまでは各セグメントに於て非接触状態が判別されて前進を続け、第6セグメントの中間時点(11msec経過時点)にサンプリングした電圧により接触状態が判別されて、時点a(第6セグメント終了時点)でモータが停止して近接移動が停止する。
【0019】
モータの停止は、接触状態で“1”を出力し非接触状態で“0”を出力する接触・非接触状態判別出力信号とセグメント時間の終了信号との論理積出力により制御され、近接移動時は該論理積出力が“1”で停止し、“0”でモータ駆動が継続され、離隔移動時は該論理積出力が“0”で停止し、“1”でモータ駆動が継続される。
【0020】
また、時点aでは軸のX軸座標位置(上下のガイドを結ぶ直線の接触検知対象物と対向する部位のX軸座標位置)は未だ接触検知対象物表面位置に到達していないが、走行状態にあるワイヤ電極は数Hz〜数KHzの周波数、数μm程度の振幅で常時振動しているため、接触検知対象物表面がワイヤ電極の振動振幅の範囲内に入れば接触が検知される可能性がある。しかし、電圧サンプリング時点にワイヤ電極が振幅のどの位置にあるかは不確定であるから、接触検知対象物表面がワイヤ電極の振動振幅の範囲内にあっても必ず接触が検知されるとは限らず、軸の座標位置が接触検知対象物の表面位置と丁度一致した状態で、接触状態が判別される確率が概ね50%である。
【0021】
次いで、時点aでモータが逆転駆動制御されて離隔移動が開始され、第7セグメントの中間時点(13msec経過時点)でサンプリングした電圧により非接触状態が判別され、時点b(第7セグメント終了時点)でモータが停止して離隔移動が停止する。次いで、モータが正転駆動制御されて再び近接移動が開始され、第10セグメントの移動が終了(20msec経過)するまでは各セグメントに於て非接触状態が判別されて前進を続け、第11セグメントの中間時点(21msec経過時点)でサンプリングした電圧により接触状態が判別され、時点c(第11セグメント終了時点)でモータが停止して近接移動が停止する。次いで、モータが逆転駆動制御されて再び離隔移動が開始され、第13セグメントの移動が終了(26msec経過)するまでは各セグメントに於て接触状態が判別されて後退を続け、第14セグメントの中間時点(27msec経過時点)でサンプリングした電圧により非接触状態が判別され、時点d(第14セグメント終了時点)でモータが停止して離隔移動が停止され、次いで、モータが正転駆動制御されて再び近接移動が開始される。
以後同様にして、各時点e,g,i,k,mでは近接移動が停止されて離隔移動が開始され、また各時点f,h,j,lでは離隔移動が停止されて近接移動が開始される如く接触検知動作が推移して行く。
【0022】
また、このような接触検知動作を行いながら、前記a乃至mの各時点(モータ停止時点)に於けるX軸の各座標値がコンピュータ33に取り込まれてRAM33cに記憶される。
【0023】
また、離隔移動停止毎にカウントを行い、カウント数が所定のプリセット値
(N値、例えば500、1000等)に達したら、カウンタ出力により接触検知動作を終了させる。あるいは、前述の特開平9−136220号公報に記載されるように、RAM33cに記憶するX軸座標値をワイヤ電極の振幅を考慮して適宜有効座標データと無効座標データとに分けて記憶し、記憶した全ての座標データの標準偏差と有効座標データの数に基づいて有効座標データ率をファジイ推論により求め、この有効座標データ率が所定値に達した時に接触検知動作を終了させるようにしても良い。
【0024】
このようにして、ステップS113で接触検知動作が終了したら、CPU33aにより、RAM33cに記憶された多数のX軸座標値の平均座標値(有効座標値と無効座標値に分類した場合は有効座標値の平均座標値)を演算し、算出された平均座標値を加工基準位置のX軸座標値とし、または垂直基準位置を求めるために用いるX軸座標値として(ステップS114)、X軸に関する基準位置の位置決め操作を終了する。
【0025】
X軸に関して位置決め操作が終了したら、Y軸に関しても同様の操作を行い、加工基準位置のY軸座標値または垂直基準位置を求めるために用いるY軸座標値を求めて基準位置の位置決めを終了する。
【0026】
図3は、図2に示すように近接(前進)と離隔(後退)移動を繰返す軸移動を平均化したグラフであり、Xgは近接移動停止時点の各X軸座標値の平均座標値、Xbは離隔移動停止時点の各X軸座標値の平均座標値を示し、この平均座標値XgとXbの間に接触検知対象物の表面が存在する。また、RAM33cに記憶した座標値数が多数であるから、平均座標値XgとXb間の距離Dmは軸移動の平均ストロークに略一致する。一方、かかる本発明の基になっている技術ではモータを一定のセグメント時間を単位時間として駆動しているため、電圧サンプリングにより近接移動時に接触状態が離隔移動時に非接触状態が夫々判別されてからモータが停止するまでの時間(以下、モータ停止遅れ時間と言う)、軸位置が行過ぎることになるが、近接移動時と離隔移動時のモータ停止遅れ時間は等しく、また、この基礎的技術の一具体例では近接移動速度Vgと離隔移動速度Vbとが等しいから、近接移動時の前記行過ぎ量Dgと離隔移動時の前記行過ぎ量Dbは等しくなり、この前進時と後退時の等しい行過ぎ量が平均ストロークDmの多くの部分を形成する。このように、近接移動と離隔移動が同じ条件で行われた場合には、接触検知対象物の表面は、Xg点から後退の向きにDg離れた座標点とXb点から前進の向きにDb離れた座標点との間にあることになるから、接触検知対象物の表面位置(基準位置)を各平均座標値XbとXgの中点、即ちRAM33cに記憶した近接移動停止時点と離隔移動停止時点の多数のX軸座標値の平均座標値と見ることができ、セグメント時間の軸移動量Lを小さく設定することにより分解能を高めて位置決め精度を高めることが可能であり、前記基礎的技術 の技術原理によれば、少ない電圧サンプリング数で接触検知動作を制御して基準位置の位置決めを高精度に行うことができる。
【0027】
一方、接触検知動作に於て、前進時と後退時の速度が同じに設定されるとは限らず、例えば、接触を検知する近接移動時は比較的低速で慎重に接近させ(前述の図2の場合は前進時、後退時共に0.5μm/msec)、接触後、短絡状態を長引かせることは、接触検知対象物の損傷やワイヤ電極の断線を招く虞があり好ましくないから、短絡状態をなるべく早く解消するために離隔移動速度Vbを近接移動速度Vgよりも速く設定することがある。そこで本発明は、このように近接移動速度Vgと離隔移動速度Vbが同一及び異なる場合の如何にかかわらず基準位置の位置決め方法に係わる発明として有効なものである。
【0028】
次に本発明の一実施例について説明する。
図4は、の本発明の一実施例の操作手順を示すフローチャートであり、S201〜S214はステップ番号を示す。
図4のフローチャートの図1のフローチャートとの相違点は、初期設定に於て、
セグメント時間Taに移動する距離が、近接移動時(前進)の移動距離Lgと離隔移動時(後退)の移動距離Lbとに分けて別個に設定されること、近接移動停止時点の各座標値と離隔移動停止時点の各座標値が夫々別個にRAM33c(メモリAとB)に記憶されること(ステップS205及びステップS210)、及びステップS214に於けるデータの演算処理内容が異なっていることであり、その他の操作手順は前述の図1と同様である。
そして、図4に於けるステップS214では、CPU33aにより、メモリAに記憶された多数の近接移動停止時点のX軸(またはY軸)座標値の平均座標値Xg(またはYg)と、メモリBに記憶された多数の離隔移動停止時点のX軸(またはY軸)座標値の平均座標値Xb(またはYb)とを演算し(有効座標値と無効座標値に分類した場合は有効座標値の平均座標値を演算)、算出された両平均座標値Xg(またはYg)、Xb(またはYb)の中点の座標値に、Dm(Lb−Lg)/2(Lb+Lg)を加算する演算処理を行い、得られた座標値を加工基準位置のX軸(またはY軸)座標値とし、または垂直基準位置を求めるために用いるX軸(またはY軸)座標値とする。
【0029】
ここで、本発明につきVg<Vbの場合の接触検知動作の一例を図5に基づいて説明する。
図5は、セグメント時間Ta=2msec、近接移動時のセグメント時間に移動する距離Lg=1μm、離隔移動時のセグメント時間に移動する距離Lb=5μmに設定し、2msecのサンプリング周期で各セグメントの中間時点に電圧をサンプリングして接触・非接触状態を判別しながら、X軸方向の接触検知を行った場合の軸移動の態様を模式的に示すグラフであり、縦軸はX軸の軸座標(μm)を、横軸は時間(msec)を示す。
図5の場合も図2の場合と同様の手順で接触検知動作が行われ、各時点a,c,e,gに於て近接移動が停止して離隔移動が開始され、各時点b,d,f,hに於て離隔移動が停止して近接移動が開始される。また、近接移動停止時点の各座標値がメモリAに記憶され(ステップS205)、離隔移動停止時点の各座標値がメモリBに記憶される(ステップS210)。そして、この場合、Vg:Vb=Lg:Lb=1:5の速度比で近接及び離隔移動が行われるから、近接移動に要する時間よりも離隔移動に要する時間が平均して1/5に短くなり、Vg=Vbである図2の場合よりも接触(短絡)が速やかに解消される。
【0030】
また、図7は、前述本発明を、Vg>Vbの場合の接触検知動作の一例を示すグラフであり、セグメント時間Ta=2msec、近接移動時のセグメント時間に移動する距離Lg=5μm、離隔移動時のセグメント時間に移動する距離Lb=1μmに設定し、2msecのサンプリング周期で各セグメントの中間時点に電圧をサンプリングして接触・非接触状態を判別しながら、X軸方向の接触検知を行った場合の軸移動の態様を模式的に示す。
この図7の場合も図2の場合と同様の手順で接触検知動作が行われ、各時点a,c,e,g,iに於て近接移動が停止して離隔移動が開始され、各時点b,d,f,hに於て離隔移動が停止して近接移動が開始される。また、近接移動停止時点の各座標値がメモリAに記憶され(ステップS205)、離隔移動停止時点の各座標値がメモリBに記憶される(ステップS210)。
【0031】
図6は図5に示す軸移動を平均化したグラフ、図8は図7に示す軸移動を平均化したグラフであり、近接移動停止時点の各X軸座標値の平均座標値Xgと離隔移動停止時点の各X軸座標値の平均座標値Xbの間に接触検知対象物の表面が存在し、また、平均座標値XgとXb間の距離Dmは軸移動の平均ストロークに略一致し、近接移動時と離隔移動時のモータ停止遅れ時間は等しい。ここまではVg=Vbの前述原理的技術の場合と同様である。
しかし、前記行過ぎ量は軸移動の速度に比例するから、Vg≠Vb(Lg≠Lb)である第2の発明では、近接移動時の前記行過ぎ量Dgと離隔移動時の前記行過ぎ量Dbが異なることになり、前進時行過ぎ量Dgと後退時行過ぎ量Dbの比はLg/Lbとなって、軸移動の平均ストロークDmの多くの部分がこの前進時と後退時の各行過ぎ量により形成される。従って、接触検知対象物の表面位置(基準位置)は、Xg点とXb点間(平均ストロークDm)の中点から速度比(Lg/Lb)に応じて偏ることになるから、Xg点とXb点間DmをLg:Lbの比で内分した座標点を基準位置と見做すことができる。そして、第2の発明では、この内分点を、Xg点とXb点の中点の座標値に、補正量RxとしてDm(Lb−Lg)/2(Lb+Lg)を加算することにより求めるようにし、この補正量Rxを加算することにより、第1の発明のようにXg点とXb点間の中点を基準位置とした場合に生じる速度比に応じた偏り分の誤差を解消して高精度の位置決めを可能とする。尚、この発明に於て、軸移動の座標の正負の向きは、ワイヤ電極が接触検知対象物に近付く向きを正の向きとする。
【0032】
このように、本発明によれば、近接移動速度Vgと離隔移動速度Vbとが異なる場合にも、少ない電圧サンプリング数で接触検知動作を制御し、記憶座標値の平均座標値(Xg点とXb点間の中点)と接触検知対象物表面位置との間の誤差を補正して基準位置の位置決めを高精度に行うことができる。また、セグメント時間の軸移動量Lg、Lbを小さく設定して分解能を高めることにより位置決め精度の向上が可能である。
また、図5、図6の例では5Lg=Lbの場合について、図7、図8の例ではLg=5Lbの場合について説明したが、前進時と後退時の速度比はこれに限定されるものではなく、10Lg=Lb、Lg=10Lb等適宜の速度比が採用される。
【0033】
図9は、本発明の方法を用い、図10に示すA乃至Gの7種の速度比で、2.5mmφのピンゲージの径を、0.2mmφのワイヤ電極によりピンゲージの両側から接触検知して測定した値の誤差(測定値−2.5mm)を示すグラフであり、◇印は各平均座標値XgとXbの中点をピンゲージ表面位置とした場合の誤差を、□印は第2の発明により前記中点に補正量Rxを加算して誤差を補正した場合の誤差を示す。尚、3mm/minの軸移動速度は、2msecのセグメント時間に0.1μm移動する速度を意味する。図9から、Xg点とXb点の中点をピンゲージ表面位置とすると、前進時の速度Vgと後退時の速度Vbとの速度比が大きくなるのにしたがって誤差が増大し、前記中点に補正量Rxを加算することにより、前進時と後退時の速度比の増大による誤差増大傾向が解消されて、A乃至Gのいずれの速度比に於ても略一定の誤差となっていることが分かる。従って、第2の発明によれば、前記中点に補正量Rxを加算することにより、前進時と後退時の速度の違いにより生じる誤差を解消して高精度の位置決めを行うことができる。
【0034】
【発明の効果】
以上詳述したとおり、本発明の基礎的原理技術によれば、近接移動時の移動速度Vgと離隔移動時の移動速度Vbが等しい場合に、接触検知動作を少ない電圧サンプリング数で適確に制御して、基準位置の位置決めを高精度に行うことができる。そして、前記基礎的原理技術を用いた本発明によれば、近接移動時の移動速度Vgと離隔移動時の移動速度Vbが相違する場合に、接触検知動作を少ない電圧サンプリング数で適確に制御し、記憶座標値の平均座標値と接触検知対象物表面位置との間の誤差を補正して基準位置の位置決めを高精度に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の基礎的技術の一例の操作手順を示すフローチャート。
【図2】 同基礎的技術において接触検知を行った際の軸移動の態様を模式的に示すグラフ。
【図3】 図2に示す軸移動を平均化したグラフ。
【図4】 本発明の一実施例の操作手順を示すフローチャート。
【図5】 同本発明により接触検知を行った際の軸移動の態様を模式的に示すグラフ。
【図6】 図5に示す軸移動を平均化したグラフ。
【図7】 同本発明において、別異の接触検知を行った際の軸移動の態様を模式的に示すグラフ。
【図8】 図7に示す軸移動を平均化したグラフ。
【図9】 実験結果を示すグラフ。
【図10】 図9のグラフに於ける前進時と後退時の速度及び速度比の条件を示す表。
【図11】 ワイヤカット放電加工装置の概略を示す構成図。
【符号の説明】
1………………ベッド
2………………XYクロステーブル
3,4…………X軸及びY軸駆動モータ
5,6…………ロータリエンコーダ
7………………載物台
8………………被加工物
9………………コラム
10,11……上アームと下アーム
12,13……上下一対の加工液噴射ノズル装置
14……………ワイヤ電極
15,16……上下一対のガイド
17……………Z軸移動機構
18……………UVクロステーブル
19……………Z軸駆動モータ
20……………ロータリエンコーダ
21,22……U軸及びV軸駆動モータ
23,24……ロータリエンコーダ
25……………ワイヤ電極供給リール
26,27……ローラ
28……………ワイヤ電極回収容器
29……………引っ張り駆動機構
30……………ブレーキ機構
31……………加工電源
32……………通電子
33……………コンピュータ
34……………NC装置
35……………XY各軸ドライバ
36……………UVZ各軸ドライバ
37……………入力装置
38……………表示装置
39……………接触検知装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
According to the present invention, a wire electrode is stretched between a pair of guides arranged at an interval to travel in the axial direction, and a workpiece is disposed opposite to the wire electrode via a minute discharge gap, and the discharge While intermittently applying a voltage pulse between the wire electrode and the workpiece with the machining fluid interposed in the gap to repeatedly generate a discharge pulse, the relative distance in the direction substantially perpendicular to the axial direction of the wire electrode is generated between the two. In wire-cut electric discharge machining that cuts a desired contour shape by giving a specific machining feed, the wire is placed on the machining reference position of the workpiece relative to the wire electrode or on the machining table surface on which the workpiece is placed The vertical reference position of the pair of guides that vertically stretch the electrode is moved between the wire electrode and the workpiece or between the wire electrode and the vertical extraction jig while the wire electrode is moved at a predetermined tension and speed. Contact It relates positioning method of determining by detecting.
[0002]
[Prior art]
FIG. 11 is a configuration diagram showing an outline of a wire cut electric discharge machining apparatus. 1 is a bed, 2 is an XY cross table provided on the
[0003]
[0004]
At the time of processing, the
[0005]
A
[0006]
In such a wire cut electric discharge machining apparatus, the
[0007]
On the other hand, in order to perform good processing on a predetermined position of the
A vertical reference position of the
As a method for obtaining the vertical reference position, a method for obtaining the vertical reference position by detecting the contact between the vertical alignment jig placed on the machining table and the wire electrode, and a method for obtaining the machining reference position include the workpiece. Generally, a method for obtaining the contact by detecting the contact between the reference side surface or the inner surface of the reference hole and the wire electrode is commonly used.
[0008]
In order to obtain each reference position by such a contact detection method, as shown in FIG. 11, a
[0009]
Positioning of each reference position by the contact detection method is performed according to a command from the CPU 33a according to a vertical reference position positioning program and a machining reference position positioning program stored in advance in the ROM 33b. Various methods with different operation procedures have been proposed in the past, and the method is redundant and redundant. Therefore, detailed description of each method is omitted. In a state where a low voltage (several V to several tens V) DC or AC voltage is applied between the
[0010]
Moreover, in FIG. 11, although it is the structure which moves the mounting base 7 in which a contact detection target object is mounted to a X-axis and a Y-axis, and detects a contact with the
[0011]
In the positioning method performed in such a manner, there are various servo mechanisms for controlling the relative proximity or separation movement between the contact detection object and the wire electrode, for example,
(1) While the voltage is constantly detected, the relative proximity movement between the contact detection object and the wire electrode is continued until the detection voltage drops below a predetermined value and contact is detected. Stop the movement and memorize the axis coordinate value at that time. Then, after separating the two by a predetermined distance, start the approach again and detect the contact and repeat the operation to memorize the axis coordinate value at that time. When contact is detected, an average of a large number of stored coordinate values is taken as a reference position.
(2) While the wire electrode is running as in the processing, the voltage is detected at a predetermined sampling period (for example, 10 μsec) while the contact detection object and the wire electrode are moved relatively close to or apart from each other. Whether the contact state or non-contact state is determined, the contact state determination output and the non-contact state determination output are separately counted and the contact state determination output count reaches a predetermined preset value (for example, 100, 1000, etc.). Then, the axis is moved by a unit length (for example, 1 μm) in the direction to separate them, and both counters are cleared. When the count value of the non-contact state determination output reaches a predetermined preset value, the units are moved in the direction in which they are brought close to each other. Continue the control to move the shaft by the length and clear both counters, and keep the contact detection object and the wire electrode without attaching them. Storing the axial coordinate values detected in the axial coordinate value or every predetermined time during determination (e.g. 100 msec), the average of the stored multiple-axis coordinate value by performing arithmetic processing, such as taking a reference position. (See JP-A-9-136220)
Various servo mechanisms are employed in the positioning method by the contact detection method.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
Positioning by the servo mechanism of (1) is a method that is generally used, but when positioning with the wire electrode running, the wire electrode approaches the contact detection object in a vibrating state. Since the position of the vibration amplitude of the wire electrode is unknown when contact is detected, the axis position at the time when contact is detected does not indicate the surface position of the contact detection target, and contact detection Even if averaging processing of a large number of axis coordinate values detected every hour does not indicate the surface position of the contact detection object.
[0013]
On the other hand, according to the positioning by the servo mechanism of (2), since the detected axial coordinate value gradually converges to the vibration center of the wire electrode, the wire electrode was run under the same conditions as during processing. In this state, the reference position can be positioned with high accuracy without reducing the positioning accuracy due to the vibration of the wire electrode.
However, in the positioning method using the servo mechanism (2), the contact state determination output and the non-contact state determination output determined by detecting the voltage are counted by separate counters, and the preset value is reached first. Since it is a mechanism for moving the axis by the unit length by the counter output, the number of voltage sampling for contact / non-contact state discrimination becomes enormous, requiring a memory with a large capacity and increasing the data processing time. In addition, if the number of samplings exceeds a certain threshold, it is determined that the state is unstable, and an error display is issued. For example, the computer operation becomes unstable. Also, at the time of positioning by the contact detection method, although it is lower than the applied voltage at the time of machining, a voltage of around 10V is applied, and a weak discharge is generated at the time of contact / separation, so a large number of voltage samplings (relatively) If the number of times of contact is large), the surface of the contact detection object is damaged, or a chip due to electric discharge adheres to the surface, thereby reducing the positioning accuracy. Therefore, in order to shorten the time required for data processing, stabilize the computer operation by avoiding errors, and prevent deterioration of positioning accuracy due to damage to the surface of the contact detection target object or chip adhesion, the number of voltage sampling It is desirable to reduce as much as possible.
In view of such problems, the present invention can accurately determine the reference position by determining the contact / non-contact state with a small number of voltage samplings while the wire electrode is running under the same conditions as in the processing. An object of the present invention is to provide a positioning method based on a contact detection method that can be used.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
To achieve this object, the present inventionThe basic principle technology used in the implementation ofA motor that operates a moving mechanism that gives a relative proximity movement or separation movement in the X-axis and Y-axis directions between the wire electrode and the workpiece or between the wire electrode and the vertical jig is set to a certain segment time. And the movement distance of the proximity movement and the separation movement that move during the segment time is set to be the same, and the voltage between both of the predetermined voltage application states is detected using the segment time as a sampling period to determine whether the contact state is not First, with regard to the X axis, the proximity movement of the segment time is continuously repeated for the X axis while the non-contact state is determined for each sampling period during the proximity movement by the forward rotation of the motor. If the contact state is determined during movement, the motor is stopped at the end of the segment time, and reversely driven to start remote movement, and sampled during remote movement. While the contact state is determined for each period, the segment time separation is repeated and continued, and when the non-contact state is determined during the separation movement, the motor is stopped at the end of the segment time and driven forward to move closer. The contact detection operation is performed in such a manner that the contact movement is started, the X-axis coordinate value at each time point when the proximity movement is stopped and the time point when the separation movement is stopped is stored, and the contact detection is performed by the output of the device that determines the end of the contact detection operation X axis used to end the operation, calculate the average coordinate value of a large number of stored X axis coordinate values, use the calculated average coordinate value as the X axis coordinate value of the machining reference position, or obtain the vertical reference position The coordinate value is set, and then the same operation is performed on the Y axis to obtain the Y axis coordinate value used for obtaining the Y axis coordinate value or the vertical reference position of the machining reference position.It is to make.
[0015]
Therefore, this project that uses the above-mentioned technology as a basic technology.Ming is driven by setting the proximity movement distance to be Lg and the separation movement distance to be Lb and moving the motor at a certain segment time as a unit time and the voltage between the two in a predetermined voltage application state. The segment time is detected as a sampling period to determine whether it is in a contact state or a non-contact state, and the storage of the X-axis coordinate value is separated from the X-axis coordinate value at each time when the proximity movement is stopped and the separation movement is stopped. Other than making it memorize separately for each X-axis coordinate value at each time pointIn the case of the basic technology mentioned aboveThe same contact detection operation was performed, and after the operation was completed, the average coordinate values of the stored X-axis coordinate values at the time of stopping the proximity movement and the X-axis coordinate values at the time of stopping the separation movement were calculated and calculated. The coordinate value obtained by adding Dm (Lb−Lg) / 2 (Lb + Lg) to the coordinate value of the middle point of both average coordinate values, where Dm is the distance between both average coordinate values, is the X-axis coordinate value of the machining reference position. Or the X-axis coordinate value used for obtaining the vertical reference position, and then performing the same operation on the Y-axis to obtain the Y-axis coordinate value or the vertical reference position of the machining reference position. It is characterized in that it is requested.
[0016]
In the present invention, the voltage is sampled once during a certain segment time to determine the contact / non-contact state, and the non-contact state is determined during the remote movement until the contact state is determined during the proximity movement. Until then, the operation of driving the
In such a servo mechanism, since the command value for the motor is given as a distance L (μm) that moves in a certain segment time, if the segment time is Ta (msec), the shaft moving speed V = L / Ta (Μm / msec) is proportional to the set distance L, and is determined by the set distance L for the resolution of the axis movement.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In FIG. 1, the contact detection operation is performed by setting the proximity movement speed Vg and the separation movement speed Vb to be the same.An example of the basic technique of the present invention described aboveIt is a flowchart which shows the operation procedure. S101 to S114 indicate step numbers.
First, the segment time Ta, the moving distance L of the proximity movement and the separation movement moving at the segment time, and the stored coordinate value number N value are set, the coordinate value storage count n to be counted is cleared to 0, and then reset. The
[0018]
Here, an example of the contact detection operation performed in such a procedure will be described with reference to FIG.
FIG. 2 shows that the segment time Ta = 2 msec, the distance L to move to the segment time = 1 μm, the voltage is sampled at an intermediate time point of each segment with a sampling period of 2 msec, and the contact / non-contact state is determined. It is a graph which shows typically the mode of an axis movement at the time of performing contact detection of an axial direction, a vertical axis shows axis coordinates (micrometer) of an X axis, and a horizontal axis shows time (msec).
First, the
[0019]
The motor stop is controlled by the logical product output of the contact / non-contact state discrimination output signal that outputs “1” in the contact state and “0” in the non-contact state and the end signal of the segment time. The logical product output stops at “1”, and the motor drive is continued at “0”. During the remote movement, the logical product output stops at “0”, and the motor drive is continued at “1”.
[0020]
Further, at the time point a, the X-axis coordinate position of the axis (the X-axis coordinate position of the portion facing the linear contact detection target object connecting the upper and lower guides) has not yet reached the contact detection target surface position, but the running state Since the wire electrode in FIG. 1 constantly vibrates with a frequency of several Hz to several KHz and an amplitude of several μm, contact may be detected if the surface of the object to be detected falls within the vibration amplitude range of the wire electrode. There is. However, since the position of the wire electrode at the time of voltage sampling is uncertain, contact is not always detected even if the surface of the contact detection object is within the vibration amplitude range of the wire electrode. First, the probability that the contact state is determined is approximately 50% when the coordinate position of the axis is exactly the same as the surface position of the contact detection target.
[0021]
Next, at time point a, the motor is driven in reverse rotation to start separation movement, and the non-contact state is determined by the voltage sampled at the intermediate time point of the seventh segment (13 msec elapsed time point), and time point b (seventh segment end time point) The motor stops and the remote movement stops. Next, the motor is controlled to rotate forward and the proximity movement is started again. Until the movement of the tenth segment is completed (20 msec), the non-contact state is determined in each segment, and the forward movement is continued. The contact state is discriminated based on the voltage sampled at the intermediate time (21 msec), and the motor stops at the time c (end of the eleventh segment) to stop the proximity movement. Next, the motor is controlled to rotate in reverse and the separation movement is started again. Until the movement of the thirteenth segment is completed (26 msec has elapsed), the contact state is determined in each segment and the retraction is continued. The non-contact state is determined based on the voltage sampled at the time (27 msec), the motor stops at the time d (end of the 14th segment), the separation movement is stopped, and then the motor is controlled to rotate forward and again. Proximity movement is started.
Thereafter, similarly, at each time point e, g, i, k, m, the proximity movement is stopped and the separation movement is started, and at each time point f, h, j, l, the separation movement is stopped and the proximity movement is started. The contact detection operation changes as it is.
[0022]
Further, while performing such a contact detection operation, each coordinate value of the X axis at each time point a to m (motor stop time) is taken into the
[0023]
Also, the count is performed every time the remote movement stops, and the count number is a predetermined preset value.
When it reaches (N value, for example, 500, 1000, etc.), the contact detection operation is terminated by the counter output. Alternatively, as described in the above-mentioned JP-A-9-136220, the X-axis coordinate value stored in the RAM 33c is appropriately divided into effective coordinate data and invalid coordinate data in consideration of the amplitude of the wire electrode, and stored. An effective coordinate data rate is obtained by fuzzy inference based on the standard deviation of all stored coordinate data and the number of effective coordinate data, and the contact detection operation is terminated when the effective coordinate data rate reaches a predetermined value. good.
[0024]
In this manner, when the contact detection operation is completed in step S113, the CPU 33a calculates an average coordinate value of a large number of X-axis coordinate values stored in the RAM 33c (in the case of classifying the effective coordinate value and the invalid coordinate value, the effective coordinate value). (Average coordinate value) is calculated, and the calculated average coordinate value is used as the X-axis coordinate value of the machining reference position or as the X-axis coordinate value used for obtaining the vertical reference position (step S114). End the positioning operation.
[0025]
When the positioning operation with respect to the X-axis is completed, the same operation is performed with respect to the Y-axis to obtain the Y-axis coordinate value used for obtaining the Y-axis coordinate value or the vertical reference position of the machining reference position, and the positioning of the reference position is finished. .
[0026]
FIG. 3 is a graph obtained by averaging axial movements that repeat proximity (advance) and separation (retreat) movements as shown in FIG. 2, and Xg is an average coordinate value of each X-axis coordinate value at the time of proximity movement stop, Xb Indicates the average coordinate value of each X-axis coordinate value at the time when the separation movement is stopped, and the surface of the contact detection target exists between the average coordinate values Xg and Xb. Further, since the number of coordinate values stored in the RAM 33c is large, the distance Dm between the average coordinate values Xg and Xb substantially coincides with the average stroke of the axis movement. on the other hand, Take this bookDepartureWith the technology that is the basis of MingSince the motor is driven with a certain segment time as a unit time, the time from when the contact state is determined during proximity movement to the non-contact state during separate movement is determined by voltage sampling until the motor stops (hereinafter referred to as motor stop) This is referred to as the delay time), but the axis position goes too far, but the motor stop delay time is the same for close movement and remote movement.A specific example of basic technologySince the proximity movement speed Vg and the separation movement speed Vb are equal to each other, the overshoot amount Dg at the time of the proximity movement is equal to the overshoot amount Db at the time of the separation movement. Many parts of the average stroke Dm are formed. In this way, proximity movement and separation movement are performed under the same conditions.IfSince the surface of the contact detection object is between the coordinate point that is Dg away from the Xg point in the backward direction and the coordinate point that is Db away from the Xb point in the forward direction, the surface position of the contact detection object is (Reference position) can be viewed as the middle point of each average coordinate value Xb and Xg, that is, the average coordinate value of a large number of X-axis coordinate values stored in the RAM 33c at the time of close movement stop and the time of remote movement stop. It is possible to improve the positioning accuracy by increasing the resolution by setting the axis movement amount L small., The basic technology On the technical principle ofTherefore, the reference position can be positioned with high accuracy by controlling the contact detection operation with a small number of voltage samplings.
[0027]
On the other hand, in the contact detection operation, the forward speed and the backward speed are not always set to be the same. For example, when approaching to detect contact, the speed is approached carefully at a relatively low speed (see FIG. 2 described above). In this case, both the forward and backward movements are 0.5 μm / msec.) Prolonging the short-circuit state after contact is not preferable because it may cause damage to the contact detection target or disconnection of the wire electrode. In order to eliminate as soon as possible, the separation movement speed Vb may be set faster than the proximity movement speed Vg.. So this departureAs you can see, the proximity movement speed Vg and the separation movement speed VbAre the same and differentIfRegardless ofIssues related to the sub-position positioning methodIt is effective as a lightis there.
[0028]
NextA clear example will be described.
FIG.FromIt is a flowchart which shows the operation procedure of one clear example, and S201-S214 shows a step number.
4 is different from the flowchart of FIG. 1 in the initial setting.
The distance traveled during the segment time Ta is set separately for the proximity travel (forward) travel distance Lg and the separate travel (backward) travel distance Lb. Each coordinate value at the time of stopping the separation movement is separately stored in the RAM 33c (memory A and B) (step S205 and step S210), and the contents of the data calculation processing in step S214 are different. , Other operating proceduresIs the figure aboveSame as 1.
In step S214 in FIG. 4, the CPU 33a stores the average coordinate value Xg (or Yg) of the X-axis (or Y-axis) coordinate values stored in the memory A and stored in the memory A in the memory B. Calculates the average coordinate value Xb (or Yb) of the stored X-axis (or Y-axis) coordinate values at the time of stopping the separated movement (if the coordinate values are classified into valid coordinate values and invalid coordinate values, the average of the valid coordinate values) The coordinate value is calculated), and Dm (Lb−Lg) / 2 (Lb + Lg) is added to the coordinate value of the middle point of the calculated average coordinate values Xg (or Yg) and Xb (or Yb). The obtained coordinate value is set as the X-axis (or Y-axis) coordinate value of the machining reference position, or the X-axis (or Y-axis) coordinate value used for obtaining the vertical reference position.
[0029]
hereV for the present inventionAn example of the contact detection operation in the case of g <Vb will be described with reference to FIG.
FIG. 5 shows that the segment time Ta = 2 msec, the distance Lg to move to the segment time at the close movement, Lg = 1 μm, the distance Lb to move to the segment time at the remote movement, Lb = 5 μm, and the middle of each segment at the sampling period of 2 msec It is a graph which shows typically the mode of an axis movement at the time of performing contact detection of an X-axis direction, sampling a voltage at the time and discriminating a contact / non-contact state, and a vertical axis is an axis coordinate (X axis ( μm), and the horizontal axis represents time (msec).
In the case of FIG. 5, the contact detection operation is performed in the same procedure as in FIG. 2, the proximity movement is stopped and the separation movement is started at each time point a, c, e, g, and each time point b, d. , F, h, the separation movement is stopped and the proximity movement is started. Further, each coordinate value at the time when the proximity movement is stopped is stored in the memory A (step S205), and each coordinate value when the separation movement is stopped is stored in the memory B (step S210). In this case, since the proximity and separation movements are performed at a speed ratio of Vg: Vb = Lg: Lb = 1: 5, the time required for the separation movement is shorter than the time required for the proximity movement on average by 1/5. Thus, contact (short circuit) is eliminated more quickly than in the case of FIG. 2 where Vg = Vb.
[0030]
In addition, FIG., The present invention described above, VIt is a graph which shows an example of the contact detection operation | movement in case of g> Vb, segment time Ta = 2msec, distance Lg = 5micrometer which moves to the segment time at the time of proximity | contact movement, distance Lb = 1micrometer which moves to the segment time at the time of separation movement The mode of axis movement is shown schematically when contact detection in the X-axis direction is performed while sampling the voltage at an intermediate time point of each segment with a sampling period of 2 msec to determine the contact / non-contact state. .
This figureIn the case of FIG. 7, the contact detection operation is performed in the same procedure as in FIG. 2, the proximity movement is stopped and the separation movement is started at each time point a, c, e, g, i. At d, f, and h, the separation movement is stopped and the proximity movement is started. Further, each coordinate value at the time when the proximity movement is stopped is stored in the memory A (step S205), and each coordinate value when the separation movement is stopped is stored in the memory B (step S210).
[0031]
6 is a graph in which the axial movements shown in FIG. 5 are averaged, and FIG. 8 is a graph in which the axial movements shown in FIG. 7 are averaged. The surface of the contact detection target object exists between the average coordinate values Xb of the respective X-axis coordinate values at the time of stopping, and the distance Dm between the average coordinate values Xg and Xb substantially coincides with the average stroke of the axis movement, and is close The motor stop delay time is the same when moving and separating. Up to here, Vg = VbOf the above-mentioned principle technologySame as the case.
However, since the overshoot amount is proportional to the speed of the axial movement, in the second invention in which Vg ≠ Vb (Lg ≠ Lb), the overshoot amount Dg at the close movement and the overshoot amount at the distant movement. Db is different, and the ratio of the forward overtravel amount Dg and the reverse overtravel amount Db is Lg / Lb, and many portions of the average stroke Dm of the axial movement are excessive for each of the forward and reverse travels. Formed by quantity. Accordingly, the surface position (reference position) of the contact detection target object is biased according to the speed ratio (Lg / Lb) from the midpoint between the Xg point and the Xb point (average stroke Dm). A coordinate point obtained by internally dividing the point distance Dm by the ratio of Lg: Lb can be regarded as a reference position. In the second invention, the internal dividing point is obtained by adding Dm (Lb−Lg) / 2 (Lb + Lg) as the correction amount Rx to the coordinate value of the midpoint of the points Xg and Xb. By adding this correction amount Rx, the error of the deviation corresponding to the speed ratio that occurs when the midpoint between the Xg point and the Xb point is set as the reference position as in the first invention can be eliminated with high accuracy. Can be positioned. In the present invention, the positive / negative direction of the coordinate of the axis movement is defined as the positive direction when the wire electrode approaches the contact detection target.
[0032]
in this way, This departureAccording to Ming, even when the proximity movement speed Vg and the separation movement speed Vb are different, the contact detection operation is controlled with a small number of voltage samplings, and the average coordinate value of the stored coordinate values (the midpoint between the Xg point and the Xb point) ) And the position of the surface of the contact detection target object can be corrected, and the reference position can be positioned with high accuracy. In addition, the positioning accuracy can be improved by increasing the resolution by setting the axial movement amounts Lg and Lb of the segment time small.
5 and 6, the case of 5Lg = Lb and the case of Lg = 5Lb in the examples of FIGS. 7 and 8 have been described. However, the speed ratio at the time of forward movement and the backward movement is limited to this. Instead, an appropriate speed ratio such as 10 Lg = Lb, Lg = 10 Lb, or the like is employed.
[0033]
Figure 9,BookUsing the method of the invention, the error of the value measured by detecting the diameter of a pin gauge of 2.5 mmφ from both sides of the pin gauge with a 0.2 mmφ wire electrode at seven speed ratios A to G shown in FIG. (Measured value -2.5 mm), where ◇ indicates an error when the midpoint of each average coordinate value Xg and Xb is the pin gauge surface position, and □ indicates the midpoint according to the second invention. The error when correcting the error by adding the correction amount Rx is shown. Incidentally, the axis moving speed of 3 mm / min means a speed of moving by 0.1 μm in a segment time of 2 msec. From FIG. 9, when the midpoint of the Xg point and the Xb point is the pin gauge surface position, the error increases as the speed ratio between the forward speed Vg and the reverse speed Vb increases, and is corrected to the midpoint. By adding the amount Rx, it is understood that the error increase tendency due to the increase in the speed ratio at the time of forward and backward movement is eliminated, and the error ratio is substantially constant at any speed ratio of A to G. . Therefore, according to the second aspect of the invention, by adding the correction amount Rx to the midpoint, it is possible to eliminate the error caused by the difference in speed between the forward movement and the backward movement and perform high-accuracy positioning.
[0034]
【The invention's effect】
As detailed above, the present inventionTo the basic principle technology ofAccording to this, when the moving speed Vg at the time of proximity movement is equal to the moving speed Vb at the time of remote movement, the contact detection operation can be accurately controlled with a small number of voltage samplings, and the reference position can be positioned with high accuracy. it can. And this book using the basic principle technologyAccording to the invention, when the moving speed Vg at the time of proximity movement and the moving speed Vb at the time of remote movement are different, the contact detection operation is accurately controlled with a small number of voltage samplings, and the average coordinate value of the stored coordinate value and the contact The reference position can be positioned with high accuracy by correcting the error with respect to the detection target surface position.
[Brief description of the drawings]
[Figure 1]One of the basic techniques of the present inventionThe flowchart which shows the operation procedure of an example.
[Figure 2]In the same basic technologyThe graph which shows typically the aspect of the axis movement at the time of performing tactile detection.
FIG. 3 is a graph in which the axial movements shown in FIG. 2 are averaged.
[Fig. 4]Main departureThe flowchart which shows the operation procedure of one Example of a clear.
[Figure 5]Same departureThe graph which shows typically the aspect of the axis movement at the time of performing contact detection by light.
6 is a graph obtained by averaging the axial movements shown in FIG.
[Fig. 7]Same departureLightIn different connectionThe graph which shows typically the aspect of the axis movement at the time of performing tactile detection.
FIG. 8 is a graph in which the axial movements shown in FIG. 7 are averaged.
FIG. 9 is a graph showing experimental results.
FIG. 10 is a table showing speed and speed ratio conditions during forward and reverse movements in the graph of FIG. 9;
FIG. 11 is a configuration diagram showing an outline of a wire cut electric discharge machining apparatus.
[Explanation of symbols]
1 ……………… Bed
2 ……………… XY Cross Table
3, 4 ………… X-axis and Y-axis drive motors
5,6 ………… Rotary encoder
7 ……………… Loading table
8 ……………… Workpiece
9 ……………… Column
10, 11 …… Upper arm and lower arm
12, 13 ... A pair of upper and lower machining fluid injection nozzle devices
14 ………… Wire electrode
15, 16 ... A pair of upper and lower guides
17 ……………… Z-axis movement mechanism
18 …………… UV cross table
19 ……………… Z-axis drive motor
20 ………… Rotary encoder
21, 22 U-axis and V-axis drive motors
23, 24 ... Rotary encoder
25 ……………… Wire electrode supply reel
26, 27 …… Laura
28 ……………… Wire electrode collection container
29 …………… Tensile drive mechanism
30 ……………… Brake mechanism
31 ……………… Processing power supply
32 ………………
33 ………… Computer
34 ......... NC equipment
35 ……………… XY axis driver
36 ……………… UVZ axis driver
37 ……………… Input device
38 ……………… Display device
39 …………… Contact detection device
Claims (1)
前記移動機構を動作させるモータを一定のセグメント時間を単位時間として且つ該セグメント時間に移動する前記近接移動距離をLg、離隔移動距離をLbに設定して駆動すると共に、該セグメント時間をサンプリング周期として前記電圧を検出して接触状態か非接触状態かを判別するようにし、
先ず、X軸に関し、モータの正転駆動による前記近接移動時に前記サンプリング周期毎に非接触状態が判別されている間はセグメント時間の近接移動を繰返して継続し、前記近接移動時に接触状態が判別された場合はセグメント時間終了時にモータを停止し逆転駆動して前記離隔移動を開始し、前記離隔移動時に前記サンプリング周期毎に接触状態が判別されている間はセグメント時間の離隔移動を繰返して継続し、前記離隔移動時に非接触状態が判別された場合はセグメント時間終了時にモータを停止し正転駆動して前記近接移動を開始する態様で接触検知動作を行わせ、
前記近接移動を停止した各時点のX軸座標値と前記離隔移動を停止した各時点のX軸座標値とを夫々分けて記憶し、
前記接触検知動作の終了を判断する装置の出力により前記接触検知動作を終了し、
前記記憶された多数の前記近接移動停止時点のX軸座標値と前記離隔移動停止時点のX軸座標値の夫々の平均座標値を演算し、算出された両平均座標値の中点の座標値に、前記両平均座標値間の距離をDmとして、Dm(Lb−Lg)/2(Lb+Lg)を加算した座標値を前記加工基準位置のX軸座標値とし、または前記垂直基準位置を求めるために用いるX軸座標値とし、
次いで、Y軸に関しても同様の操作を行って、前記加工基準位置のY軸座標値または前記垂直基準位置を求めるために用いるY軸座標値を求める、
ことを特徴とするワイヤカット放電加工に於ける基準位置の位置決め方法。A pair of the above-described pair of wire electrodes extending perpendicularly to a processing reference position of a workpiece or a processing table surface on which the workpiece is placed with respect to a wire electrode stretched between a pair of spaced guides. Applying a voltage for contact detection between the wire electrode and the work piece or between the wire electrode and the vertical extraction jig while the wire electrode is moved at a predetermined tension and speed at the vertical reference position of the guide, Wire-cut electrical discharge machining determined by operating a moving mechanism that gives relative proximity movement or separation movement in the X-axis and Y-axis directions between the two and detecting contact / non-contact of both from the voltage level change In the positioning method of the reference position in
The motor for operating the moving mechanism is driven by setting a constant segment time as a unit time and the proximity movement distance moving to the segment time as Lg and a separation movement distance as Lb , and using the segment time as a sampling period. Detecting the voltage to determine whether it is in contact or non-contact;
First, with respect to the X axis, the non-contact state is repeatedly determined for each sampling period during the proximity movement by the forward rotation of the motor, and the proximity movement is continued for the segment time, and the contact state is determined during the proximity movement. When the segment time is over, the motor is stopped and reversely driven to start the separation movement, and the separation movement of the segment time is repeated while the contact state is determined for each sampling period during the separation movement. When the non-contact state is determined at the time of the separation movement, the contact detection operation is performed in a mode in which the motor is stopped at the end of the segment time and the forward movement is started by starting the proximity movement,
The approach movement of the X-axis coordinate value of each time point was stopped and the X-axis coordinate value of each time point of stopping the separation movement respectively divided and stored,
The contact detection operation is terminated by the output of the device that determines the end of the contact detection operation,
The average coordinate value of each of the stored X-axis coordinate values at the time of stopping the proximity movement and the X-axis coordinate value at the time of stopping the separation movement is calculated, and the coordinate value of the middle point of both calculated average coordinate values In addition, the distance between the two average coordinate values is Dm, and the coordinate value obtained by adding Dm (Lb−Lg) / 2 (Lb + Lg) is used as the X-axis coordinate value of the machining reference position, or the vertical reference position is obtained. X-axis coordinate value used for
Next, the same operation is performed with respect to the Y axis, and the Y axis coordinate value used for obtaining the Y axis coordinate value of the machining reference position or the vertical reference position is obtained.
A method for positioning a reference position in wire-cut electric discharge machining.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27771898A JP4017764B2 (en) | 1998-09-30 | 1998-09-30 | Reference position positioning method in wire cut electric discharge machining |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27771898A JP4017764B2 (en) | 1998-09-30 | 1998-09-30 | Reference position positioning method in wire cut electric discharge machining |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000107945A JP2000107945A (en) | 2000-04-18 |
JP4017764B2 true JP4017764B2 (en) | 2007-12-05 |
Family
ID=17587362
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27771898A Expired - Fee Related JP4017764B2 (en) | 1998-09-30 | 1998-09-30 | Reference position positioning method in wire cut electric discharge machining |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4017764B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017019029A (en) * | 2015-07-08 | 2017-01-26 | ファナック株式会社 | Wire electric discharge machine with positioning and shape measuring functions |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003062724A (en) * | 2001-08-27 | 2003-03-05 | Brother Ind Ltd | Wire electric discharge machine, method and program for determining reference position |
JP3996812B2 (en) | 2002-08-06 | 2007-10-24 | ファナック株式会社 | Wire contact / non-contact boundary position detection device for wire cut electrical discharge machine |
WO2012140723A1 (en) * | 2011-04-11 | 2012-10-18 | 三菱電機株式会社 | Electrical discharge machining device |
JP2012236257A (en) * | 2011-05-12 | 2012-12-06 | Elenix Inc | Method and device for performing pore electric discharge machining on tip concave part of spout of injection nozzle |
WO2018092196A1 (en) * | 2016-11-15 | 2018-05-24 | 三菱電機株式会社 | Wire electric discharge machine and method of determining reference position |
TWI786638B (en) * | 2021-05-18 | 2022-12-11 | 徠通科技股份有限公司 | The method of quick edge-detecting in wedm |
-
1998
- 1998-09-30 JP JP27771898A patent/JP4017764B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017019029A (en) * | 2015-07-08 | 2017-01-26 | ファナック株式会社 | Wire electric discharge machine with positioning and shape measuring functions |
US10024644B2 (en) | 2015-07-08 | 2018-07-17 | Fanuc Corporation | Wire electrical discharge machine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2000107945A (en) | 2000-04-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5852269A (en) | Method and instrument for determining position wire electrode is in contact with workpiece | |
US4324970A (en) | Wire cut method of shaping workpiece by electric discharge | |
JP4017764B2 (en) | Reference position positioning method in wire cut electric discharge machining | |
JPH08243846A (en) | Device and method for wire electric discharge machining | |
US20130186865A1 (en) | Wire electrical discharge machine carrying out electrical discharge machining by inclining wire electrode | |
KR930002471B1 (en) | Wire electrode vertically setting method and device for wire cut electric discharge machine | |
US4970362A (en) | Wire-cutting electric discharge machining device | |
JP3595526B2 (en) | Wire guide vertical position adjustment method and apparatus for wire cut electric discharge machine | |
US4366360A (en) | Method of and apparatus for determining relative position of a tool member to a workpiece in a machine tool | |
JP6162745B2 (en) | Numerical control device with workpiece placement error correction function using machining start hole | |
JP3733538B2 (en) | Positioning device and method for electric discharge machine | |
JP4678711B2 (en) | Die-sinker EDM | |
CN111745241B (en) | Wire electric discharge machine and end face position determining method | |
KR940003986Y1 (en) | Wire cutting electronic discharging machine | |
CN111531236B (en) | Wire electric discharge machine | |
JPH0478411B2 (en) | ||
JP2667183B2 (en) | Machining error correction control method in Die-sinker EDM | |
JP2730307B2 (en) | Electric discharge machine | |
JPH11170118A (en) | Wire-cut electric discharge machining method, and device therefor | |
JPS6218290B2 (en) | ||
KR950002094B1 (en) | Method of measuring wire guide spans and directing wire electrode perpendicularly | |
JPH0138616B2 (en) | ||
JP2004160570A (en) | Connection method for wire electrode in wire cut electric discharge machining and wire cut electric discharge machining apparatus with automatic connection device | |
JPH02298432A (en) | Wire electrode vertical centering method and device therefor of wire cut electric discharge machine | |
JPH0542415A (en) | Electric discharge machining method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050617 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070628 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070703 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070823 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070918 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070919 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100928 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110928 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120928 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130928 Year of fee payment: 6 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |