JP4027834B2 - ワイヤカット放電加工における位置決め方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワイヤ電極と被加工物との接触検出によってワイヤ電極と被加工物との位置を検出し、ワイヤ電極と被加工物との制御上の位置を決定するワイヤカット放電加工の位置決め方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ワイヤカット放電加工は、一対のワイヤガイド間に所定の張力を付与された状態で張架されたワイヤ電極と前記ワイヤ電極に対向配置された被加工物とで形成される加工間隙に繰返し加工電圧を印加して放電を発生させながらワイヤ電極と被加工物とを相対移動させ、放電エネルギによって被加工物を所望の加工形状に加工する放電加工方法である。ワイヤカット放電加工装置は、少なくとも、ワイヤ電極と被加工物を、水平１軸方向であるＸ軸方向とＸ軸に直交する他の水平１軸方向であるＹ軸方向に相対移動することができるように構成されている。
【０００３】
ワイヤ電極は、予め作成されたＮＣプログラムのような加工プログラムに基づき被加工物に対して所望の加工形状に従うように相対移動されるが、加工プログラムにプログラムされているワイヤ電極の移動軌跡は被加工物に対して相対的である。したがって、実際に放電加工する前に、Ｘ軸とＹ軸とで形成されるＸＹ平面においてワイヤ電極と被加工物とを位置決めし、原点を設定しておく必要がある。また、被加工物に予め穿設された基準穴にワイヤ電極を挿通させて結線してから被加工物を切断するとき、基準穴の中心位置にワイヤ電極を位置決めする必要がある。あるいは、位置座標系に対して傾いて載置された被加工物を加工するときは、予めワイヤ電極を被加工物に対して位置決めして被加工物の傾きを位置座標系に一致させるローテーションを行なうことがある。
【０００４】
ワイヤカット放電加工における位置決めは、ワイヤ電極と被加工物との間隙に検出電圧を供給しながらワイヤ電極を被加工物に接近するように相対移動させ、ワイヤ電極と被加工物との接触を検出する、いわゆる接触検出（接触感知）によって行なうことが多い。接触検出による位置決めをするときは、上下一対のワイヤガイド間に所定の張力が付与され垂直に張架されたワイヤ電極を走行させた状態または走行を停止させた状態で位置決めに適する比較的遅い送り速度で被加工物に接近させてワイヤ電極と被加工物とを接触させる（特許文献１ないし特許文献３参照）。ただし、接触検出による位置決めを正確に行なうために、ワイヤ電極を実際の放電加工のときと同じ状態にしておく必要があるので、ワイヤ電極を走行させた状態で接触検出を行なうことがふつうである（特許文献１および特許文献３参照）。
【０００５】
また、接触検出では、ワイヤ電極と被加工物とを接触させてから一度ワイヤ電極を被加工物から少し離し、位置決めに適する送り速度で再度ワイヤ電極と被加工物を接触検出して位置を測定する。ワイヤ電極の被加工物に対する位置決めは、測定されたＸＹ平面における被加工物の端面の位置もしくは基準穴の中心位置に基づいて加工プログラムにおける位置と実際の被加工物の位置とを一致させるようにしている。このとき、間隙に印加される検出電圧は、被加工物の端面を損傷しない５Ｖ〜２０Ｖ程度の電圧である。また、このときの位置決めに適する送り速度は、ワイヤ電極と被加工物とが接触したときにワイヤ電極が可能な限り行き過ぎない５ｍｍ／ｍｉｎ〜１０ｍｍ／ｍｉｎ程度の送り速度である。
【０００６】
例えば、基準穴の中心にワイヤ電極を位置決めするときのプロセスを以下に説明する。図４に示されるように、ワイヤ電極１を被加工物２の基準穴３に挿通してから、間隙に検出電圧を印加し、予め設定された位置座標系におけるＸ軸のプラスの方向に、予め設定された位置決めに適する送り速度でワイヤ電極１を基準穴３の側面（位置基準面）に相対移動させる。接触検出したら、ワイヤ電極１と被加工物２との相対移動を停止させる（１）。次に、所定の距離、例えば０．１ｍｍ程度、Ｘ軸のマイナスの方向に、ワイヤ電極１と被加工物２とを相対移動させる（２）。その位置から上記位置決めに適する送り速度もしくはそれよりも遅い速度に切り換えてワイヤ電極１を再び被加工物２に接近するようにＸ軸のプラス方向に相対移動させる。そして、接触検出したら、ワイヤ電極１と被加工物との相対移動を直ちに停止させ、そのときの位置座標値を取得する（３）。
【０００７】
次に、ワイヤ電極１を上記位置座標系におけるＸ軸のマイナスの方向に、上記位置決めに適する送り速度で相対移動させてワイヤ電極１と被加工物２とを接近させる。接触検出したら、ワイヤ電極１と被加工物３との相対移動を停止させる（４）。その位置からワイヤ電極１を上記所定の距離Ｘ軸のプラスの方向に相対移動させ、ワイヤ電極１を基準穴３の側面（別の位置基準面）から離れるように少しだけ戻す（５）。次いで、上記位置決めに適する送り速度もしくはそれよりも遅い速度に切り換えてワイヤ電極１を再び被加工物２に接近するようにＸ軸のマイナスの方向に相対移動させる。接触検出したら、ワイヤ電極１と被加工物２との相対移動を直ちに停止させ、そのときの位置座標値を取得する（６）。そして、測定された２つのＸ軸の座標値によって２つの位置基準点間の距離を求めて、基準穴のＸ軸方向における中心点の座標値を計算する（７）。
【０００８】
今度は、Ｘ軸方向のときと同じ動作をＹ軸方向に対して行ない、基準穴３のＹ軸方向における中心点の座標値を計算する。基準穴３のＸ軸方向における中心点のＸ軸の座標値と、基準穴３のＹ軸方向における中心点のＹ軸方向の座標値とによって、ＸＹ平面における基準穴３の中心位置Ｏの座標値が得られる。そして、計算された基準穴３の中心位置Ｏにワイヤ電極１を相対移動させる（８〜１４）。なお、接触検出による位置決めにおける取得された位置座標値のばらつきを小さくするためには、接触検出を繰返し行って、得られた複数の位置座標値を平均して位置を決定する（特許文献４参照）。
【０００９】
上述した一連の動作は、基準穴の中心位置にワイヤ電極を位置決めするためのＮＣプログラムとして数値制御装置に与えられ、数値制御装置の指令に従って実行される。基準穴の中心位置にワイヤ電極を位置決めするときに限らず、被加工物の端面にワイヤ電極を位置決めするときも同様に、位置決めに適する送り速度でワイヤ電極を被加工物に接触させてから僅かに反対方向に戻してワイヤ電極を被加工物から一旦離して、送り速度をさらに遅くして接触検出されている。この方法によって、近年の高精度の加工に十分適する位置決め精度を得ることができる。なお、ワイヤカット放電加工における位置決め方法ではないが、比較的高速の送り速度で送ってから位置決めに適する比較的低速の送り速度に切り換えてワイヤ電極と被加工物を接触させる接触検出による位置決め方法が知られている（特許文献５参照）。この方法がワイヤカット放電加工における位置決めに実用的に利用できれば、位置決め時間を短縮することが期待できる。
【００１０】
【特許文献１】
特開昭６３−９３５２４号公報（第３頁〜第４頁）
【特許文献２】
特開平２−１６０４２３号公報（第２頁〜第３頁）
【特許文献３】
特開平９−１３６２２０号公報（第５頁〜第９頁）
【特許文献４】
特開昭５５−３１５２９号公報（第１頁〜第２頁）
【特許文献５】
特公昭６１−５８２５５号公報（第２頁）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ワイヤカット放電加工は、年々高速化が進んでおり、加工工程全体にかかる時間を短縮する上で、位置決め工程にかかる時間をさらに短縮することが望まれている。簡単に言えば、送り速度をより速くすることによって、その分、位置決め工程にかかる時間を短くすることができよう。しかしながら、近年におけるワイヤカット放電加工で要求される加工精度は極めて高く、接触するまでの速度を単純により速い送り速度にするという方法では、要求される位置決めの精度を得ることができなくなっている。また、ワイヤ電極を被加工物に接触させる直前で速度を切り換えるという考え方もあるが、速度を切り換える位置またはタイミングとの関係で機械の有する送り速度の性能を生かしきれず、ある程度以上の送り速度を超えてワイヤ電極を相対移動させることができない。そこで、高精度な位置決めの精度を低下させることなく、位置決め工程に要する時間をより短縮する位置決め方法が望まれている。同時に、位置決めの精度を維持するためにワイヤ電極を走行させた状態で被加工物を位置決めをする必要があることから、位置決め工程では、加工に寄与していないワイヤ電極を多く消費しており、その消費量を減らすことが望まれている。
【００１２】
本発明は、上記課題に鑑みて、接触検出によるワイヤ電極の被加工物に対する位置決め方法において、要求される位置決め精度を得ることができ、位置決め工程に要する時間をより短縮することができるワイヤカット放電加工の位置決め方法を提供することを主たる目的とする。本発明のその他の利点については、発明の詳細な説明でその都度説明する。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上下一対のワイヤガイド間に所定の張力が付与された状態で張架されたワイヤ電極と前記ワイヤ電極に対向配置された被加工物とで形成される間隙に所定の検出電圧を印加して前記間隙の電圧を検出することにより前記ワイヤ電極と前記被加工物との接触を検出し前記ワイヤ電極の前記被加工物に対する位置決めをするワイヤカット放電加工における位置決め方法において、前記ワイヤ電極の走行を停止した状態で前記ワイヤ電極と前記被加工物とを水平１軸方向において前記ワイヤ電極と被加工物とが接近する方向に早送り速度で相対移動させ、前記ワイヤ電極と前記被加工物との接触を検出したときに前記ワイヤ電極と前記被加工物とを停止させた後、前記水平１軸方向において前記ワイヤ電極と前記被加工物とが離れる方向に所定の距離相対移動させてから前記ワイヤ電極を走行させた状態で前記ワイヤ電極と前記被加工物とを前記水平１軸方向において前記ワイヤ電極と前記被加工物とが接近する方向に前記早送り速度よりも遅い位置決め用の送り速度で相対移動させ、前記ワイヤ電極と前記被加工物との接触を検出したときに前記ワイヤ電極と前記被加工物との相対移動を停止して位置決めすることを特徴とするワイヤカット放電加工における位置決め方法によって、上記目的を達成する。
【００１４】
また、本発明は、ワイヤ電極を被加工物のＸＹ方向の位置基準面に対して接触させて接触位置を検出することによりワイヤ電極と被加工物とを位置決めするワイヤカット放電加工における位置決め方法において、（ａ）Ｘ軸またはＹ軸の＋方向もしくは−方向のいずれか１つの方向にワイヤ電極に張力をかけた状態で走行を停止して、前記ワイヤ電極が前記被加工物の前記位置基準面に接触するまで早送り速度で前記ワイヤ電極の相対移動を行なう第１の移動工程、（ｂ）前記ワイヤ電極と前記被加工物との間に印加された電圧の変化で前記ワイヤ電極と前記被加工物との接触を検出し前記第１の移動工程における移動を停止するとともに前記移動方向と停止した座標位置を記憶する工程、（ｃ）前記工程で記憶された座標位置から所定距離だけ前記第１の移動工程と逆の方向にワイヤ電極を相対的に移動させた後、前記第１の移動工程と同じ方向に前記ワイヤ電極を走行させつつ前記ワイヤ電極が前記被加工物に接触するまで位置決め用の送り速度で相対移動を行なう第２の移動工程、（ｄ）ワイヤ電極と被加工物間に印加された電圧の変化で両者の接触を検出し前記第２の移動工程の移動を停止するととも
に停止した座標位置を記憶する工程、（ｅ）前記（ｂ）で記憶された以外の方向に対して、（ａ）工程から（ｄ）工程までを実行し、前記（ｂ）で記憶された方向に対しては、（ｃ）工程から（ｄ）工程までを実行することにより、ワイヤ電極と被加工物のＸＹ方向の位置決めを行なうワイヤ放電加工における位置決め方法によって、上記目的を達成する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１ないし図３を用いて、本発明のワイヤカット放電加工における位置決め方法の好ましい実施の形態を説明する。図１は、好ましい実施の形態のプロセスを示す。図２は、原点の設定のために位置決めするときのワイヤ電極と被加工物との関係を示している。また、図３は、好ましい実施の形態において使用されるワイヤカット放電加工装置の一例を示している。
【００１６】
図３に示されるワイヤカット放電加工装置の本機は、軸送り装置としてテーブル１０とサドル１２が設けられた構成である。図３に示されるワイヤカット放電加工装置は、テーブル１０に被加工物２が載置され、テーブル１０とサドル１２の移動によって被加工物２が移動する。テーブル１０の移動方向が、水平１軸方向であるＸ軸を形成し、サドル１２の移動方向がＸ軸と直交する他の水平１軸方向であるＹ軸を形成する。したがって、構成上、ワイヤ電極１が被加工物２に対してある方向、例えば、Ｘ軸のプラスの方向に相対移動するとき、軸送り装置はその方向と反対の方向、例えば、Ｘ軸のマイナスの方向に移動するが、以下、移動方向をワイヤ電極１の移動方向に基づいて説明する。なお、測定される位置座標値は、予め定められたプログラム平面を基準とする。
【００１７】
ワイヤ電極１は、ワイヤボビン１４から引き出され、テンションローラ１６を経て送出ローラ１８で送り出される。ワイヤ電極１は、上側ワイヤガイド４から加工間隙を通って下側ワイヤガイド５に支持案内され、巻取ローラ２２で巻き取られる。ワイヤ電極１を被加工物２に穿設された基準穴３に挿通するときは、自動結線装置２０によって基準穴３に挿通される。少なくとも放電加工中は、巻取ローラ２２が駆動していて、ワイヤ電極１がワイヤボビン１４から巻取ローラ２２に至る走行経路を走行し、加工間隙におけるワイヤ電極が常に更新されている。ワイヤ電極１は、テンションローラ１６によって、上下一対のワイヤガイド４，５間に所定の張力が付与された状態で張架される。したがって、ブレーキモータ２４が駆動しテンションローラ１６が作動してブレーキ力が作用している限り、ワイヤ電極が走行しているかどうかに関わらず、ワイヤ電極１に張力が印加されている。
【００１８】
コンピュータ数値制御装置２６は、ＮＣプログラムをプログラムされた順番に解読する（Ｓ１）。解読されたＮＣデータは、順次図示しない記憶装置に記憶される。コンピュータ数値制御装置２６の図示しない演算装置は、ＮＣプログラムを解読しながら、プログラムされた順番にＮＣコードの指令に従って、例えば、モータ制御装置２８、加工電源装置３０、検出電源装置３２、ブレーキモータ２４、あるいはコンピュータ数値制御２８の内部の装置に指令信号を出力して、指令された動作を実行する（Ｓ５）。ＮＣプログラムにプログラムされた一連の動作は、プログラムの終了を示すＮＣコードを実行することによって終了する（Ｓ６）。
【００１９】
ＮＣプログラムの中に位置決めの命令を表わすＮＣコード、例えば、「Ｇ８０」というＮＣコードがあった場合は、位置決めを実行する（Ｓ２）。このとき、図１に示されるように、位置決めを表わすＮＣコードの後にプログラムされているワイヤ電極１の相対移動の方向を示す“方向データ”が記憶されているかどうかの判断プロセスがあるが、１つのＮＣプログラムの一連の動作の中で始めて位置決めの動作が行なわれるときは、上記方向データは記憶されていない（Ｓ１０）。なお、この判断ステップの技術的意義を含む詳細は、追って説明される。
【００２０】
位置決めのときは、例えば、スイッチ３４によって加工電源装置３０から検出電源装置３２に切り換える。そして、検出電源装置３２から通電体３４，３６を通してワイヤ電極１に検出電圧を供給し、ワイヤ電極１と被加工物２とで形成される間隙に検出電圧を印加する。このとき、コンピュータ数値制御装置２６は、図示しない記憶装置に方向データを記憶させる（Ｓ１１）。方向データは、例えば、Ｘ軸のプラスの方向の場合は、「Ｘ＋」と表わされる。同時に、巻取ローラ２２は、ワイヤ電極１を挟持した状態で停止されていて、ワイヤ電極１に所定の張力が付与された状態でワイヤ電極の走行が停止されている（Ｓ１２）。したがって、位置決めを行なって位置座標値を取得する直前まで、ワイヤ電極１の走行を停止させておくことができるので、ワイヤ電極１を無駄に消費しない利点がある。
【００２１】
そして、方向データが、例えば、「Ｘ＋」であった場合は、コンピュータ数値制御装置２６は、モータ制御装置２８に移動指令信号を送り、図２に示されるように、予め定められた早送り速度でワイヤ電極をＸ＋の方向に移動させる（Ｓ１３）。早送り速度は、サーボモータの性能、軸送り装置の加速度、機械の強度、機械の振動、安全性などのワイヤカット放電加工装置の能力を総合的に考慮して、予め設定されている。したがって、早送り速度は、少なくとも放電加工中の送り速度をはるかに上回るが、ワイヤカット放電加工装置の本機が有する能力が許す限り最大の速度とすることも可能である。実施の形態は、早送り速度をテーブル１０のような軸送り装置を、加工しないときに軸送りするときの通常の速度、いわゆる空送させるときの送り速度とする。このような空送速度は、一般的なワイヤカット放電加工装置で、４ｍ／ｍｉｎ〜８ｍ／ｍｉｎである。この工程は、ワイヤ電極１が基準穴３の側面に接触するまで、機械の能力の範囲内で有効な比較的高速の早送り速度でワイヤ電極１を相対移動させるから、位置決めに要する時間をより短くすることができる利点がある。
【００２２】
言い換えれば、実施の形態において、接触検出による位置決めを行なう前に、ワイヤ電極１と被加工物２とを一旦接触させるようにしているために、早送り速度でワイヤ電極１を被加工物２に接近させることができるようになったと言える。この動作は、位置決めの精度と無関係であるため、途中で送り速度を切り換える必要がない。したがって、速度を切り換える位置やタイミングを考慮する必要もなく、その結果、許容される最大の速度で送ることができるからである。もちろん、工具電極がワイヤ電極であるがゆえに、ワイヤ電極が被加工物の端面を行き過ぎても、形彫電極のように工具電極や送り装置が損傷するという虞れがないことも、より高速でワイヤ電極を相対移動できる理由の１つである。
【００２３】
ワイヤ電極１が被加工物２に対して早送りで相対移動している間、接触検出装置３８は、ワイヤ電極１と被加工物２との間隙の電圧を検出している。ワイヤ電極１が被加工物２の基準穴３の側面（位置基準面）に接触すると、短絡して、僅かな電流が流れるとともに電圧が降下する。接触検出装置３８は、間隙の電圧が所定の電圧よりも降下したことを検出して、コンピュータ数値制御装置２６に検出信号を送信する。したがって、間隙の電圧が変化するまでは、ワイヤ電極１は、早送り速度で移動されている（Ｓ１４）。
【００２４】
検出信号を受けたコンピュータ数値制御装置２６は、モータ制御装置２８を通して、テーブル１０の移動を停止させる（Ｓ１５）。そして、コンピュータ数値制御装置２６の内部の位置検出カウンタを０にセットし、ＸＹ平面の位置座標値を仮に０としておく（Ｓ１６）。このとき、ワイヤ電極１は、早送り速度で移動されているため、制御応答や慣性による遅れの影響を大きく受けて、図２上図に示されるように、接触検出装置３８がワイヤ電極１と被加工物２との接触を検出してからテーブル１０が停止されるまでの間に上記位置基準面を行き過ぎて、いわゆる突っ込んだ状態にある。
【００２５】
そこで、コンピュータ数値制御装置２６は、ワイヤ電極１をＸ軸のマイナスの方向に所定の距離移動させて停止させる（Ｓ１７）。この動作は、ワイヤ電極１を接触検出の方向とは逆の方向に戻して、ワイヤ電極１と被加工物２とを一旦引き離すものである。このとき、上記所定の距離は、図２中図に示されるワイヤ電極１が上記位置基準面を行き過ぎた距離Ｌ１とワイヤ電極１の振動振幅Ｌ２との和の２分の１とほぼ同じかそれより僅かに長い距離である。言い換えれば、ワイヤ電極１と被加工物２の接触を解除させるのに必要十分な距離である。上記距離Ｌ１は、機械固有の距離であり、予め性能試験によって得ることができる。また、上記距離Ｌ２は、上下一対のワイヤガイド４，５間の距離と構成によるところもあるが、基本的に、ワイヤ電極１に付与される張力と、ワイヤ電極１の径および材質に依存するワイヤ電極１の剛性とによって決まる距離であり、予め測定して得ることができる。しかしながら、上記距離Ｌ１と距離Ｌ２は、使用する機械やワイヤ電極によってばらつきがあっても、その差が僅かであるから、実用上は、ばらつきを包含するおよその適切な値を設定しておけばよい。上記所定の距離は、具体的には、例えば、０．１ｍｍ〜０．２ｍｍに設定される。
【００２６】
次に、コンピュータ数値制御装置２６は、巻取ローラ２２を駆動して所定の走行速度でワイヤ電極１を走行させる。このとき、テンションローラ１６は作動しており、ワイヤ電極１に所定の張力が付与されたままである（Ｓ１８）。また、ワイヤ電極１の走行速度および張力は、放電加工中の走行速度および張力とそれぞれ一致する。この状態で、コンピュータ数値制御装置２６は、送り速度を所定の位置決め用の送り速度に切り換えて、ワイヤ電極１をＸ軸のプラスの方向に移動させる（Ｓ１９）。位置決めに適する送り速度は、基本的には、可能な限り遅い速度であるが、接触検出装置３８が間隙の電圧が所定の電圧に降下したことを検出して検出信号を送信し、検出信号を受信したコンピュータ数値制御装置２６がモータ制御装置２８を通してテーブル１０を停止させるまでの遅れの時間と要求される位置決めの精度に依存する。したがって、上記遅れの時間がより短く、要求される位置決め精度の程度が低いほど、位置決め用の送り速度を速くすることができる。実施の形態は、位置決め用速度を通常０．５ｍｍ／ｍｉｎ〜６ｍｍ／ｍｉｎに設定し、より高精度加工のときは、それ以下の速度としている。
【００２７】
ワイヤ電極１は、図２下図に示されるように、僅かにＸ軸のマイナスの方向に戻されているだけであるので、ワイヤ電極１が相当遅い位置決め用の送り速度で移動しても、ほどなくワイヤ電極１は、基準穴３の側面（位置基準面）に接触する。ワイヤ電極１が基準穴３の側面に接触すると、ワイヤ電極１と被加工物２との間隙の電圧は所定の電圧より降下する（Ｓ２０）。このとき、接触検出装置３８は、検出信号をコンピュータ数値制御装置２６に送る。検出信号を受けたコンピュータ数値制御装置２６は、直ちに、モータ制御装置２８を通してテーブル１０の移動を停止する（Ｓ２１）。
【００２８】
そして、コンピュータ数値制御装置２６の内部の位置検出カウンタを０にセットし、ＸＹ平面におけるＸ軸の位置座標値を０とする（Ｓ２２）。このとき、穴の中心出しのように位置座標値が必要であるケースでは、上記位置検出カウンタをリセットせずに位置座標値を取得し、あるいは図示しない位置検出装置から位置データを取得して記憶装置に記憶させておく。その後、ワイヤ電極１と被加工物２との接触を解除するために、ワイヤ電極１をＸ軸のマイナスの方向に先に設定されている所定の距離Ｌ、相対移動させる（Ｓ２３）。ここまでで、１つの位置決めプロセスのルーチンが終了する。
【００２９】
以上の実施の形態における位置決めのプロセスは、図２に示されるように、僅かな距離だけ位置決め用の送り速度で、かつワイヤ電極を走行させた状態で位置決めのための接触検出を行なうようにすることを可能にし、その結果、位置決めの精度を低下させることなく、位置決め作業の全体に要する時間を短縮することができる利点を有する。また、ワイヤ電極１の消費量を相当量減らすことができる。
【００３０】
原点の設定をする場合は、次にＹ軸方向の位置決めのＮＣコードがプログラムされている。また、ワイヤ電極１を基準穴３の中心位置に位置決めする場合は、ふつう、次に反対方向（実施の形態の場合はＸ軸のマイナス方向）の位置決めのＮＣプログラムがプログラムされている（Ｓ２）。このとき、同じ位置基準面に対して複数回の接触検出による位置決めを行なって検出された複数の位置データから最終的にその位置基準面における位置を決める手法がある。この場合は、同じ方向に複数回の位置決めを行なうため、既にその方向の方向データが記憶装置に記憶されている。また、ワイヤ電極１は、被加工物２の基準穴の側面（位置基準面）に対して所定の距離Ｌ、離れた位置にある。そのため、位置基準面から離れているワイヤ電極１を早送りで接近させる必要がなく、そのまま接触検出による位置決めを行なうことができる。したがって、同じ方向データが記憶されている場合は（Ｓ１０）、ステップＳ１７〜ステップＳ２２を実行する。このプロセスによって、位置決めプロセスの全体にかかる時間をより短縮することができる。
【００３１】
同じ方向に複数回の位置決めを行なった場合を含めて、別の方向に位置決めを行なう場合は（Ｓ１０）、先に記憶されている方向データをオーバライトすることによって、新しい方向データを記憶装置に記憶させる（Ｓ１１）。それ以降のプロセスは、先に説明されたステップＳ１２〜Ｓ２２と基本的に同じである。ただし、原点の設定をする場合は、Ｘ軸方向の接触検出による位置決めからＹ軸方向の接触検出による位置決めをするために、被加工物２の端面にＸ軸方向から接触検出できる位置にあるワイヤ電極１をＹ軸方向から接触検出できる位置に早送りで相対移動させるプロセスが付加される。また、基準穴３の中心位置に位置決めする場合は、既に説明されたように（図４参照）、ワイヤ電極１を４つの方向から基準穴の側面（位置基準面）で接触検出による位置決めをした後に、基準穴３の中心位置の位置座標を計算するプロセスが付加される。これらそれぞれ位置決めの目的に従って要求されるプロセスは、適宜変更ないし追加される。
【００３２】
コンピュータ数値制御装置２６は、位置決めのＮＣコードの次にそれ以外のＮＣコードがある場合、またはプログラムの終了を示すＮＣコードがある場合は（Ｓ２）、記憶装置に記憶されている方向データを消去する（Ｓ３）。そして、ＮＣコードがプログラムの終了を示すＮＣコードである以外は（Ｓ４）、そのＮＣコードの命令に従うプログラム動作を実行する（Ｓ５）。ＮＣコードがプログラムの終了を示すＮＣコードである場合は（Ｓ６）、プログラムを終了する。
【００３３】
本発明は、好ましい実施の形態を変形したり、別のプロセスを組み入れたり、工程を設計的に付加したり、種々の変更が可能である。また、位置決め精度を向上させることができる公知の接触検出の方法を組み合わせることができる。例えば、電圧から直接ワイヤ電極と被加工物との接触を検出して検出信号を出力する方法に置き換えて、複数の検出データから統計的にワイヤ電極と被加工物との接触を検出して検出信号を出力するようにすることができる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明のワイヤカット放電加工における位置決め方法は、ワイヤ電極と被加工物とを、いわゆる空送速度あるいはそれに匹敵する早い送り速度で相対移動させて、被加工物の位置基準面に対して接触させるから、位置決めの全体の工程に要する時間を短縮することができる。しかも、その間、ワイヤ電極を停止させた状態で接触検出を行なうので、加工に寄与しないワイヤ電極の消費量を減らすことができる。そして、ワイヤ電極と被加工物とを接触させた後、ワイヤ電極を一旦必要十分な僅かな距離戻してから十分遅い位置決めに適した送り速度で接触検出させ、位置決めするようにしたので、位置決めの全体の工程に要する時間を短縮することができ、かつ位置決めの精度を低下させない。その結果、作業効率とを向上させるとともに作業コストを削減することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好ましい実施の形態のプロセスを示すフローチャートである。
【図２】本発明の好ましい実施の形態におけるワイヤ電極と被加工物の状態を示す上面図である。
【図３】本発明の好ましい実施の形態に使用されるワイヤカット放電加工装置の一例を示す正面図である。
【図４】基準穴の中心位置の位置決めにおける接触検出のプロセスとワイヤ電極の相対移動軌跡を示す上面図である。
【符号の説明】
１，ワイヤ電極
２，被加工物
３，基準穴
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワイヤ電極と被加工物との接触検出によってワイヤ電極と被加工物との位置を検出し、ワイヤ電極と被加工物との制御上の位置を決定するワイヤカット放電加工の位置決め方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ワイヤカット放電加工は、一対のワイヤガイド間に所定の張力を付与された状態で張架されたワイヤ電極と前記ワイヤ電極に対向配置された被加工物とで形成される加工間隙に繰返し加工電圧を印加して放電を発生させながらワイヤ電極と被加工物とを相対移動させ、放電エネルギによって被加工物を所望の加工形状に加工する放電加工方法である。ワイヤカット放電加工装置は、少なくとも、ワイヤ電極と被加工物を、水平１軸方向であるＸ軸方向とＸ軸に直交する他の水平１軸方向であるＹ軸方向に相対移動することができるように構成されている。
【０００３】
ワイヤ電極は、予め作成されたＮＣプログラムのような加工プログラムに基づき被加工物に対して所望の加工形状に従うように相対移動されるが、加工プログラムにプログラムされているワイヤ電極の移動軌跡は被加工物に対して相対的である。したがって、実際に放電加工する前に、Ｘ軸とＹ軸とで形成されるＸＹ平面においてワイヤ電極と被加工物とを位置決めし、原点を設定しておく必要がある。また、被加工物に予め穿設された基準穴にワイヤ電極を挿通させて結線してから被加工物を切断するとき、基準穴の中心位置にワイヤ電極を位置決めする必要がある。あるいは、位置座標系に対して傾いて載置された被加工物を加工するときは、予めワイヤ電極を被加工物に対して位置決めして被加工物の傾きを位置座標系に一致させるローテーションを行なうことがある。
【０００４】
ワイヤカット放電加工における位置決めは、ワイヤ電極と被加工物との間隙に検出電圧を供給しながらワイヤ電極を被加工物に接近するように相対移動させ、ワイヤ電極と被加工物との接触を検出する、いわゆる接触検出（接触感知）によって行なうことが多い。接触検出による位置決めをするときは、上下一対のワイヤガイド間に所定の張力が付与され垂直に張架されたワイヤ電極を走行させた状態または走行を停止させた状態で位置決めに適する比較的遅い送り速度で被加工物に接近させてワイヤ電極と被加工物とを接触させる（特許文献１ないし特許文献３参照）。ただし、接触検出による位置決めを正確に行なうために、ワイヤ電極を実際の放電加工のときと同じ状態にしておく必要があるので、ワイヤ電極を走行させた状態で接触検出を行なうことがふつうである（特許文献１および特許文献３参照）。
【０００５】
また、接触検出では、ワイヤ電極と被加工物とを接触させてから一度ワイヤ電極を被加工物から少し離し、位置決めに適する送り速度で再度ワイヤ電極と被加工物を接触検出して位置を測定する。ワイヤ電極の被加工物に対する位置決めは、測定されたＸＹ平面における被加工物の端面の位置もしくは基準穴の中心位置に基づいて加工プログラムにおける位置と実際の被加工物の位置とを一致させるようにしている。このとき、間隙に印加される検出電圧は、被加工物の端面を損傷しない５Ｖ〜２０Ｖ程度の電圧である。また、このときの位置決めに適する送り速度は、ワイヤ電極と被加工物とが接触したときにワイヤ電極が可能な限り行き過ぎない５ｍｍ／ｍｉｎ〜１０ｍｍ／ｍｉｎ程度の送り速度である。
【０００６】
例えば、基準穴の中心にワイヤ電極を位置決めするときのプロセスを以下に説明する。図４に示されるように、ワイヤ電極１を被加工物２の基準穴３に挿通してから、間隙に検出電圧を印加し、予め設定された位置座標系におけるＸ軸のプラスの方向に、予め設定された位置決めに適する送り速度でワイヤ電極１を基準穴３の側面（位置基準面）に相対移動させる。接触検出したら、ワイヤ電極１と被加工物２との相対移動を停止させる（１）。次に、所定の距離、例えば０．１ｍｍ程度、Ｘ軸のマイナスの方向に、ワイヤ電極１と被加工物２とを相対移動させる（２）。その位置から上記位置決めに適する送り速度もしくはそれよりも遅い速度に切り換えてワイヤ電極１を再び被加工物２に接近するようにＸ軸のプラス方向に相対移動させる。そして、接触検出したら、ワイヤ電極１と被加工物との相対移動を直ちに停止させ、そのときの位置座標値を取得する（３）。
【０００７】
次に、ワイヤ電極１を上記位置座標系におけるＸ軸のマイナスの方向に、上記位置決めに適する送り速度で相対移動させてワイヤ電極１と被加工物２とを接近させる。接触検出したら、ワイヤ電極１と被加工物３との相対移動を停止させる（４）。その位置からワイヤ電極１を上記所定の距離Ｘ軸のプラスの方向に相対移動させ、ワイヤ電極１を基準穴３の側面（別の位置基準面）から離れるように少しだけ戻す（５）。次いで、上記位置決めに適する送り速度もしくはそれよりも遅い速度に切り換えてワイヤ電極１を再び被加工物２に接近するようにＸ軸のマイナスの方向に相対移動させる。接触検出したら、ワイヤ電極１と被加工物２との相対移動を直ちに停止させ、そのときの位置座標値を取得する（６）。そして、測定された２つのＸ軸の座標値によって２つの位置基準点間の距離を求めて、基準穴のＸ軸方向における中心点の座標値を計算する（７）。
【０００８】
今度は、Ｘ軸方向のときと同じ動作をＹ軸方向に対して行ない、基準穴３のＹ軸方向における中心点の座標値を計算する。基準穴３のＸ軸方向における中心点のＸ軸の座標値と、基準穴３のＹ軸方向における中心点のＹ軸方向の座標値とによって、ＸＹ平面における基準穴３の中心位置Ｏの座標値が得られる。そして、計算された基準穴３の中心位置Ｏにワイヤ電極１を相対移動させる（８〜１４）。なお、接触検出による位置決めにおける取得された位置座標値のばらつきを小さくするためには、接触検出を繰返し行って、得られた複数の位置座標値を平均して位置を決定する（特許文献４参照）。
【０００９】
上述した一連の動作は、基準穴の中心位置にワイヤ電極を位置決めするためのＮＣプログラムとして数値制御装置に与えられ、数値制御装置の指令に従って実行される。基準穴の中心位置にワイヤ電極を位置決めするときに限らず、被加工物の端面にワイヤ電極を位置決めするときも同様に、位置決めに適する送り速度でワイヤ電極を被加工物に接触させてから僅かに反対方向に戻してワイヤ電極を被加工物から一旦離して、送り速度をさらに遅くして接触検出されている。この方法によって、近年の高精度の加工に十分適する位置決め精度を得ることができる。なお、ワイヤカット放電加工における位置決め方法ではないが、比較的高速の送り速度で送ってから位置決めに適する比較的低速の送り速度に切り換えてワイヤ電極と被加工物を接触させる接触検出による位置決め方法が知られている（特許文献５参照）。この方法がワイヤカット放電加工における位置決めに実用的に利用できれば、位置決め時間を短縮することが期待できる。
【００１０】
【特許文献１】
特開昭６３−９３５２４号公報（第３頁〜第４頁）
【特許文献２】
特開平２−１６０４２３号公報（第２頁〜第３頁）
【特許文献３】
特開平９−１３６２２０号公報（第５頁〜第９頁）
【特許文献４】
特開昭５５−３１５２９号公報（第１頁〜第２頁）
【特許文献５】
特公昭６１−５８２５５号公報（第２頁）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ワイヤカット放電加工は、年々高速化が進んでおり、加工工程全体にかかる時間を短縮する上で、位置決め工程にかかる時間をさらに短縮することが望まれている。簡単に言えば、送り速度をより速くすることによって、その分、位置決め工程にかかる時間を短くすることができよう。しかしながら、近年におけるワイヤカット放電加工で要求される加工精度は極めて高く、接触するまでの速度を単純により速い送り速度にするという方法では、要求される位置決めの精度を得ることができなくなっている。また、ワイヤ電極を被加工物に接触させる直前で速度を切り換えるという考え方もあるが、速度を切り換える位置またはタイミングとの関係で機械の有する送り速度の性能を生かしきれず、ある程度以上の送り速度を超えてワイヤ電極を相対移動させることができない。そこで、高精度な位置決めの精度を低下させることなく、位置決め工程に要する時間をより短縮する位置決め方法が望まれている。同時に、位置決めの精度を維持するためにワイヤ電極を走行させた状態で被加工物を位置決めをする必要があることから、位置決め工程では、加工に寄与していないワイヤ電極を多く消費しており、その消費量を減らすことが望まれている。
【００１２】
本発明は、上記課題に鑑みて、接触検出によるワイヤ電極の被加工物に対する位置決め方法において、要求される位置決め精度を得ることができ、位置決め工程に要する時間をより短縮することができるワイヤカット放電加工の位置決め方法を提供することを主たる目的とする。本発明のその他の利点については、発明の詳細な説明でその都度説明する。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上下一対のワイヤガイド間に所定の張力が付与された状態で張架されたワイヤ電極と前記ワイヤ電極に対向配置された被加工物とで形成される間隙に所定の検出電圧を印加して前記間隙の電圧を検出することにより前記ワイヤ電極と前記被加工物との接触を検出し前記ワイヤ電極の前記被加工物に対する位置決めをするワイヤカット放電加工における位置決め方法において、前記ワイヤ電極の走行を停止した状態で前記ワイヤ電極と前記被加工物とを水平１軸方向において前記ワイヤ電極と被加工物とが接近する方向に早送り速度で相対移動させ、前記ワイヤ電極と前記被加工物との接触を検出したときに前記ワイヤ電極と前記被加工物とを停止させた後、前記水平１軸方向において前記ワイヤ電極と前記被加工物とが離れる方向に所定の距離相対移動させてから前記ワイヤ電極を走行させた状態で前記ワイヤ電極と前記被加工物とを前記水平１軸方向において前記ワイヤ電極と前記被加工物とが接近する方向に前記早送り速度よりも遅い位置決め用の送り速度で相対移動させ、前記ワイヤ電極と前記被加工物との接触を検出したときに前記ワイヤ電極と前記被加工物との相対移動を停止して位置決めすることを特徴とするワイヤカット放電加工における位置決め方法によって、上記目的を達成する。
【００１４】
また、本発明は、ワイヤ電極を被加工物のＸＹ方向の位置基準面に対して接触させて接触位置を検出することによりワイヤ電極と被加工物とを位置決めするワイヤカット放電加工における位置決め方法において、（ａ）Ｘ軸またはＹ軸の＋方向もしくは−方向のいずれか１つの方向にワイヤ電極に張力をかけた状態で走行を停止して、前記ワイヤ電極が前記被加工物の前記位置基準面に接触するまで早送り速度で前記ワイヤ電極の相対移動を行なう第１の移動工程、（ｂ）前記ワイヤ電極と前記被加工物との間に印加された電圧の変化で前記ワイヤ電極と前記被加工物との接触を検出し前記第１の移動工程における移動を停止するとともに前記移動方向と停止した座標位置を記憶する工程、（ｃ）前記工程で記憶された座標位置から所定距離だけ前記第１の移動工程と逆の方向にワイヤ電極を相対的に移動させた後、前記第１の移動工程と同じ方向に前記ワイヤ電極を走行させつつ前記ワイヤ電極が前記被加工物に接触するまで位置決め用の送り速度で相対移動を行なう第２の移動工程、（ｄ）ワイヤ電極と被加工物間に印加された電圧の変化で両者の接触を検出し前記第２の移動工程の移動を停止するととも
に停止した座標位置を記憶する工程、（ｅ）前記（ｂ）で記憶された以外の方向に対して、（ａ）工程から（ｄ）工程までを実行し、前記（ｂ）で記憶された方向に対しては、（ｃ）工程から（ｄ）工程までを実行することにより、ワイヤ電極と被加工物のＸＹ方向の位置決めを行なうワイヤ放電加工における位置決め方法によって、上記目的を達成する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１ないし図３を用いて、本発明のワイヤカット放電加工における位置決め方法の好ましい実施の形態を説明する。図１は、好ましい実施の形態のプロセスを示す。図２は、原点の設定のために位置決めするときのワイヤ電極と被加工物との関係を示している。また、図３は、好ましい実施の形態において使用されるワイヤカット放電加工装置の一例を示している。
【００１６】
図３に示されるワイヤカット放電加工装置の本機は、軸送り装置としてテーブル１０とサドル１２が設けられた構成である。図３に示されるワイヤカット放電加工装置は、テーブル１０に被加工物２が載置され、テーブル１０とサドル１２の移動によって被加工物２が移動する。テーブル１０の移動方向が、水平１軸方向であるＸ軸を形成し、サドル１２の移動方向がＸ軸と直交する他の水平１軸方向であるＹ軸を形成する。したがって、構成上、ワイヤ電極１が被加工物２に対してある方向、例えば、Ｘ軸のプラスの方向に相対移動するとき、軸送り装置はその方向と反対の方向、例えば、Ｘ軸のマイナスの方向に移動するが、以下、移動方向をワイヤ電極１の移動方向に基づいて説明する。なお、測定される位置座標値は、予め定められたプログラム平面を基準とする。
【００１７】
ワイヤ電極１は、ワイヤボビン１４から引き出され、テンションローラ１６を経て送出ローラ１８で送り出される。ワイヤ電極１は、上側ワイヤガイド４から加工間隙を通って下側ワイヤガイド５に支持案内され、巻取ローラ２２で巻き取られる。ワイヤ電極１を被加工物２に穿設された基準穴３に挿通するときは、自動結線装置２０によって基準穴３に挿通される。少なくとも放電加工中は、巻取ローラ２２が駆動していて、ワイヤ電極１がワイヤボビン１４から巻取ローラ２２に至る走行経路を走行し、加工間隙におけるワイヤ電極が常に更新されている。ワイヤ電極１は、テンションローラ１６によって、上下一対のワイヤガイド４，５間に所定の張力が付与された状態で張架される。したがって、ブレーキモータ２４が駆動しテンションローラ１６が作動してブレーキ力が作用している限り、ワイヤ電極が走行しているかどうかに関わらず、ワイヤ電極１に張力が印加されている。
【００１８】
コンピュータ数値制御装置２６は、ＮＣプログラムをプログラムされた順番に解読する（Ｓ１）。解読されたＮＣデータは、順次図示しない記憶装置に記憶される。コンピュータ数値制御装置２６の図示しない演算装置は、ＮＣプログラムを解読しながら、プログラムされた順番にＮＣコードの指令に従って、例えば、モータ制御装置２８、加工電源装置３０、検出電源装置３２、ブレーキモータ２４、あるいはコンピュータ数値制御２８の内部の装置に指令信号を出力して、指令された動作を実行する（Ｓ５）。ＮＣプログラムにプログラムされた一連の動作は、プログラムの終了を示すＮＣコードを実行することによって終了する（Ｓ６）。
【００１９】
ＮＣプログラムの中に位置決めの命令を表わすＮＣコード、例えば、「Ｇ８０」というＮＣコードがあった場合は、位置決めを実行する（Ｓ２）。このとき、図１に示されるように、位置決めを表わすＮＣコードの後にプログラムされているワイヤ電極１の相対移動の方向を示す“方向データ”が記憶されているかどうかの判断プロセスがあるが、１つのＮＣプログラムの一連の動作の中で始めて位置決めの動作が行なわれるときは、上記方向データは記憶されていない（Ｓ１０）。なお、この判断ステップの技術的意義を含む詳細は、追って説明される。
【００２０】
位置決めのときは、例えば、スイッチ３４によって加工電源装置３０から検出電源装置３２に切り換える。そして、検出電源装置３２から通電体３４，３６を通してワイヤ電極１に検出電圧を供給し、ワイヤ電極１と被加工物２とで形成される間隙に検出電圧を印加する。このとき、コンピュータ数値制御装置２６は、図示しない記憶装置に方向データを記憶させる（Ｓ１１）。方向データは、例えば、Ｘ軸のプラスの方向の場合は、「Ｘ＋」と表わされる。同時に、巻取ローラ２２は、ワイヤ電極１を挟持した状態で停止されていて、ワイヤ電極１に所定の張力が付与された状態でワイヤ電極の走行が停止されている（Ｓ１２）。したがって、位置決めを行なって位置座標値を取得する直前まで、ワイヤ電極１の走行を停止させておくことができるので、ワイヤ電極１を無駄に消費しない利点がある。
【００２１】
そして、方向データが、例えば、「Ｘ＋」であった場合は、コンピュータ数値制御装置２６は、モータ制御装置２８に移動指令信号を送り、図２に示されるように、予め定められた早送り速度でワイヤ電極をＸ＋の方向に移動させる（Ｓ１３）。早送り速度は、サーボモータの性能、軸送り装置の加速度、機械の強度、機械の振動、安全性などのワイヤカット放電加工装置の能力を総合的に考慮して、予め設定されている。したがって、早送り速度は、少なくとも放電加工中の送り速度をはるかに上回るが、ワイヤカット放電加工装置の本機が有する能力が許す限り最大の速度とすることも可能である。実施の形態は、早送り速度をテーブル１０のような軸送り装置を、加工しないときに軸送りするときの通常の速度、いわゆる空送させるときの送り速度とする。このような空送速度は、一般的なワイヤカット放電加工装置で、４ｍ／ｍｉｎ〜８ｍ／ｍｉｎである。この工程は、ワイヤ電極１が基準穴３の側面に接触するまで、機械の能力の範囲内で有効な比較的高速の早送り速度でワイヤ電極１を相対移動させるから、位置決めに要する時間をより短くすることができる利点がある。
【００２２】
言い換えれば、実施の形態において、接触検出による位置決めを行なう前に、ワイヤ電極１と被加工物２とを一旦接触させるようにしているために、早送り速度でワイヤ電極１を被加工物２に接近させることができるようになったと言える。この動作は、位置決めの精度と無関係であるため、途中で送り速度を切り換える必要がない。したがって、速度を切り換える位置やタイミングを考慮する必要もなく、その結果、許容される最大の速度で送ることができるからである。もちろん、工具電極がワイヤ電極であるがゆえに、ワイヤ電極が被加工物の端面を行き過ぎても、形彫電極のように工具電極や送り装置が損傷するという虞れがないことも、より高速でワイヤ電極を相対移動できる理由の１つである。
【００２３】
ワイヤ電極１が被加工物２に対して早送りで相対移動している間、接触検出装置３８は、ワイヤ電極１と被加工物２との間隙の電圧を検出している。ワイヤ電極１が被加工物２の基準穴３の側面（位置基準面）に接触すると、短絡して、僅かな電流が流れるとともに電圧が降下する。接触検出装置３８は、間隙の電圧が所定の電圧よりも降下したことを検出して、コンピュータ数値制御装置２６に検出信号を送信する。したがって、間隙の電圧が変化するまでは、ワイヤ電極１は、早送り速度で移動されている（Ｓ１４）。
【００２４】
検出信号を受けたコンピュータ数値制御装置２６は、モータ制御装置２８を通して、テーブル１０の移動を停止させる（Ｓ１５）。そして、コンピュータ数値制御装置２６の内部の位置検出カウンタを０にセットし、ＸＹ平面の位置座標値を仮に０としておく（Ｓ１６）。このとき、ワイヤ電極１は、早送り速度で移動されているため、制御応答や慣性による遅れの影響を大きく受けて、図２上図に示されるように、接触検出装置３８がワイヤ電極１と被加工物２との接触を検出してからテーブル１０が停止されるまでの間に上記位置基準面を行き過ぎて、いわゆる突っ込んだ状態にある。
【００２５】
そこで、コンピュータ数値制御装置２６は、ワイヤ電極１をＸ軸のマイナスの方向に所定の距離移動させて停止させる（Ｓ１７）。この動作は、ワイヤ電極１を接触検出の方向とは逆の方向に戻して、ワイヤ電極１と被加工物２とを一旦引き離すものである。このとき、上記所定の距離は、図２中図に示されるワイヤ電極１が上記位置基準面を行き過ぎた距離Ｌ１とワイヤ電極１の振動振幅Ｌ２との和の２分の１とほぼ同じかそれより僅かに長い距離である。言い換えれば、ワイヤ電極１と被加工物２の接触を解除させるのに必要十分な距離である。上記距離Ｌ１は、機械固有の距離であり、予め性能試験によって得ることができる。また、上記距離Ｌ２は、上下一対のワイヤガイド４，５間の距離と構成によるところもあるが、基本的に、ワイヤ電極１に付与される張力と、ワイヤ電極１の径および材質に依存するワイヤ電極１の剛性とによって決まる距離であり、予め測定して得ることができる。しかしながら、上記距離Ｌ１と距離Ｌ２は、使用する機械やワイヤ電極によってばらつきがあっても、その差が僅かであるから、実用上は、ばらつきを包含するおよその適切な値を設定しておけばよい。上記所定の距離は、具体的には、例えば、０．１ｍｍ〜０．２ｍｍに設定される。
【００２６】
次に、コンピュータ数値制御装置２６は、巻取ローラ２２を駆動して所定の走行速度でワイヤ電極１を走行させる。このとき、テンションローラ１６は作動しており、ワイヤ電極１に所定の張力が付与されたままである（Ｓ１８）。また、ワイヤ電極１の走行速度および張力は、放電加工中の走行速度および張力とそれぞれ一致する。この状態で、コンピュータ数値制御装置２６は、送り速度を所定の位置決め用の送り速度に切り換えて、ワイヤ電極１をＸ軸のプラスの方向に移動させる（Ｓ１９）。位置決めに適する送り速度は、基本的には、可能な限り遅い速度であるが、接触検出装置３８が間隙の電圧が所定の電圧に降下したことを検出して検出信号を送信し、検出信号を受信したコンピュータ数値制御装置２６がモータ制御装置２８を通してテーブル１０を停止させるまでの遅れの時間と要求される位置決めの精度に依存する。したがって、上記遅れの時間がより短く、要求される位置決め精度の程度が低いほど、位置決め用の送り速度を速くすることができる。実施の形態は、位置決め用速度を通常０．５ｍｍ／ｍｉｎ〜６ｍｍ／ｍｉｎに設定し、より高精度加工のときは、それ以下の速度としている。
【００２７】
ワイヤ電極１は、図２下図に示されるように、僅かにＸ軸のマイナスの方向に戻されているだけであるので、ワイヤ電極１が相当遅い位置決め用の送り速度で移動しても、ほどなくワイヤ電極１は、基準穴３の側面（位置基準面）に接触する。ワイヤ電極１が基準穴３の側面に接触すると、ワイヤ電極１と被加工物２との間隙の電圧は所定の電圧より降下する（Ｓ２０）。このとき、接触検出装置３８は、検出信号をコンピュータ数値制御装置２６に送る。検出信号を受けたコンピュータ数値制御装置２６は、直ちに、モータ制御装置２８を通してテーブル１０の移動を停止する（Ｓ２１）。
【００２８】
そして、コンピュータ数値制御装置２６の内部の位置検出カウンタを０にセットし、ＸＹ平面におけるＸ軸の位置座標値を０とする（Ｓ２２）。このとき、穴の中心出しのように位置座標値が必要であるケースでは、上記位置検出カウンタをリセットせずに位置座標値を取得し、あるいは図示しない位置検出装置から位置データを取得して記憶装置に記憶させておく。その後、ワイヤ電極１と被加工物２との接触を解除するために、ワイヤ電極１をＸ軸のマイナスの方向に先に設定されている所定の距離Ｌ、相対移動させる（Ｓ２３）。ここまでで、１つの位置決めプロセスのルーチンが終了する。
【００２９】
以上の実施の形態における位置決めのプロセスは、図２に示されるように、僅かな距離だけ位置決め用の送り速度で、かつワイヤ電極を走行させた状態で位置決めのための接触検出を行なうようにすることを可能にし、その結果、位置決めの精度を低下させることなく、位置決め作業の全体に要する時間を短縮することができる利点を有する。また、ワイヤ電極１の消費量を相当量減らすことができる。
【００３０】
原点の設定をする場合は、次にＹ軸方向の位置決めのＮＣコードがプログラムされている。また、ワイヤ電極１を基準穴３の中心位置に位置決めする場合は、ふつう、次に反対方向（実施の形態の場合はＸ軸のマイナス方向）の位置決めのＮＣプログラムがプログラムされている（Ｓ２）。このとき、同じ位置基準面に対して複数回の接触検出による位置決めを行なって検出された複数の位置データから最終的にその位置基準面における位置を決める手法がある。この場合は、同じ方向に複数回の位置決めを行なうため、既にその方向の方向データが記憶装置に記憶されている。また、ワイヤ電極１は、被加工物２の基準穴の側面（位置基準面）に対して所定の距離Ｌ、離れた位置にある。そのため、位置基準面から離れているワイヤ電極１を早送りで接近させる必要がなく、そのまま接触検出による位置決めを行なうことができる。したがって、同じ方向データが記憶されている場合は（Ｓ１０）、ステップＳ１７〜ステップＳ２２を実行する。このプロセスによって、位置決めプロセスの全体にかかる時間をより短縮することができる。
【００３１】
同じ方向に複数回の位置決めを行なった場合を含めて、別の方向に位置決めを行なう場合は（Ｓ１０）、先に記憶されている方向データをオーバライトすることによって、新しい方向データを記憶装置に記憶させる（Ｓ１１）。それ以降のプロセスは、先に説明されたステップＳ１２〜Ｓ２２と基本的に同じである。ただし、原点の設定をする場合は、Ｘ軸方向の接触検出による位置決めからＹ軸方向の接触検出による位置決めをするために、被加工物２の端面にＸ軸方向から接触検出できる位置にあるワイヤ電極１をＹ軸方向から接触検出できる位置に早送りで相対移動させるプロセスが付加される。また、基準穴３の中心位置に位置決めする場合は、既に説明されたように（図４参照）、ワイヤ電極１を４つの方向から基準穴の側面（位置基準面）で接触検出による位置決めをした後に、基準穴３の中心位置の位置座標を計算するプロセスが付加される。これらそれぞれ位置決めの目的に従って要求されるプロセスは、適宜変更ないし追加される。
【００３２】
コンピュータ数値制御装置２６は、位置決めのＮＣコードの次にそれ以外のＮＣコードがある場合、またはプログラムの終了を示すＮＣコードがある場合は（Ｓ２）、記憶装置に記憶されている方向データを消去する（Ｓ３）。そして、ＮＣコードがプログラムの終了を示すＮＣコードである以外は（Ｓ４）、そのＮＣコードの命令に従うプログラム動作を実行する（Ｓ５）。ＮＣコードがプログラムの終了を示すＮＣコードである場合は（Ｓ６）、プログラムを終了する。
【００３３】
本発明は、好ましい実施の形態を変形したり、別のプロセスを組み入れたり、工程を設計的に付加したり、種々の変更が可能である。また、位置決め精度を向上させることができる公知の接触検出の方法を組み合わせることができる。例えば、電圧から直接ワイヤ電極と被加工物との接触を検出して検出信号を出力する方法に置き換えて、複数の検出データから統計的にワイヤ電極と被加工物との接触を検出して検出信号を出力するようにすることができる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明のワイヤカット放電加工における位置決め方法は、ワイヤ電極と被加工物とを、いわゆる空送速度あるいはそれに匹敵する早い送り速度で相対移動させて、被加工物の位置基準面に対して接触させるから、位置決めの全体の工程に要する時間を短縮することができる。しかも、その間、ワイヤ電極を停止させた状態で接触検出を行なうので、加工に寄与しないワイヤ電極の消費量を減らすことができる。そして、ワイヤ電極と被加工物とを接触させた後、ワイヤ電極を一旦必要十分な僅かな距離戻してから十分遅い位置決めに適した送り速度で接触検出させ、位置決めするようにしたので、位置決めの全体の工程に要する時間を短縮することができ、かつ位置決めの精度を低下させない。その結果、作業効率とを向上させるとともに作業コストを削減することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好ましい実施の形態のプロセスを示すフローチャートである。
【図２】本発明の好ましい実施の形態におけるワイヤ電極と被加工物の状態を示す上面図である。
【図３】本発明の好ましい実施の形態に使用されるワイヤカット放電加工装置の一例を示す正面図である。
【図４】基準穴の中心位置の位置決めにおける接触検出のプロセスとワイヤ電極の相対移動軌跡を示す上面図である。
【符号の説明】
１，ワイヤ電極
２，被加工物
３，基準穴
Claims (2)
- 上下一対のワイヤガイド間に所定の張力が付与された状態で張架されたワイヤ電極と前記ワイヤ電極に対向配置された被加工物とで形成される間隙に所定の検出電圧を印加して前記間隙の電圧を検出することにより前記ワイヤ電極と前記被加工物との接触を検出し前記ワイヤ電極の前記被加工物に対する位置決めをするワイヤカット放電加工における位置決め方法において、前記ワイヤ電極の走行を停止した状態で前記ワイヤ電極と前記被加工物とを水平１軸方向において前記ワイヤ電極と被加工物とが接近する方向に早送り速度で相対移動させ、前記ワイヤ電極と前記被加工物との接触を検出したときに前記ワイヤ電極と前記被加工物とを停止させた後、前記水平１軸方向において前記ワイヤ電極と前記被加工物とが離れる方向に所定の距離相対移動させてから前記ワイヤ電極を走行させた状態で前記ワイヤ電極と前記被加工物とを前記水平１軸方向において前記ワイヤ電極と前記被加工物とが接近する方向に前記早送り速度よりも遅い位置決め用の送り速度で相対移動させ、前記ワイヤ電極と前記被加工物との接触を検出したときに前記ワイヤ電極と前記被加工物との相対移動を停止して位置決めすることを特徴とするワイヤカット放電加工における位置決め方法。
- ワイヤ電極を被加工物のＸＹ方向の位置基準面に対して接触させて接触位置を検出することによりワイヤ電極と被加工物とを位置決めするワイヤカット放電加工における位置決め方法において、
（ａ）Ｘ軸またはＹ軸の＋方向もしくは−方向のいずれか１つの方向にワイヤ電極に張力をかけた状態で走行を停止して、前記ワイヤ電極が前記被加工物の前記位置基準面に接触するまで早送り速度で前記ワイヤ電極の相対移動を行なう第１の移動工程、
（ｂ）前記ワイヤ電極と前記被加工物との間に印加された電圧の変化で前記ワイヤ電極と前記被加工物との接触を検出し前記第１の移動工程における移動を停止するとともに前記移動方向と停止した座標位置を記憶する工程、
（ｃ）前記工程で記憶された座標位置から所定距離だけ前記第１の移動工程と逆の方向にワイヤ電極を相対的に移動させた後、前記第１の移動工程と同じ方向に前記ワイヤ電極を走行させつつ前記ワイヤ電極が前記被加工物に接触するまで位置決め用の送り速度で相対移動を行なう第２の移動工程、
（ｄ）ワイヤ電極と被加工物間に印加された電圧の変化で両者の接触を検出し前記第２の移動工程の移動を停止するとともに停止した座標位置を記憶する工程、
（ｅ）前記（ｂ）で記憶された以外の方向に対して、（ａ）工程から（ｄ）工程までを実行し、前記（ｂ）で記憶された方向に対しては、（ｃ）工程から（ｄ）工程までを実行することにより、ワイヤ電極と被加工物のＸＹ方向の位置決めを行なうワイヤ放電加工における位置決め方法。
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