JP4056638B2

JP4056638B2 - Wire cut electric discharge machining method and wire cut electric discharge machining apparatus

Info

Publication number: JP4056638B2
Application number: JP27060798A
Authority: JP
Inventors: 久典山田; 隆一沖; 武則原田; 俊夫梶
Original assignee: Sodick Co Ltd
Current assignee: Sodick Co Ltd
Priority date: 1998-09-08
Filing date: 1998-09-08
Publication date: 2008-03-05
Anticipated expiration: 2018-09-08
Also published as: JP2000084743A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワイヤカット放電加工方法及びワイヤカット放電加工装置に係り、特にコーナ部のカット形状の精度の向上を図るワイヤカット放電加工方法及びワイヤカット放電加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、所望の加工に応じて予め初期に設定された加工電圧パルスのオン時間とオフ時間、平均加工電流値、サーボ電圧値等の電気加工条件下で、走行するワイヤ電極と被加工物との間で微細な放電を間欠的に生ぜしめつつ、その放電エネルギによって加工を行なって金型等を作る装置としてワイヤカット放電加工装置が知られている。
ところで未加工の被加工物に最初に放電により切断加工を施す、いわゆるファーストカットにおいて、加工方向が直線状の場合にはワイヤ電極が、既に被加工物に形成された加工溝に挟まれたような状態であるので、加工形状の精度はそれ程低下することはないが、加工方向が円弧を描くような方向になる曲線状コーナ部を加工する場合や鈍角状または鋭角状に曲がるエッジ状コーナ部を加工する場合には、ワイヤ電極の撓みや加工液噴流によるワイヤ電極の振動等に起因して加工形状の精度が劣化する場合があった。
【０００３】
この点について図面を参照して説明すると、図１０はワイヤ電極と被加工物との加工状態を示す断面図であり、図１１は加工部の拡大平面図である。図１０においてワイヤ電極２は、その上下に配置された上側及び下側ワイヤガイド４、６により支持されつつ下方向へ更新されつつ走行する。そして、このガイド４、６間のワイヤ電極２と被加工物Ｗとの間に間欠的に放電８を生ぜしめて、ワイヤ電極２を加工方向に相対移動させる。この際、ワイヤ電極２は放電反力１０を受け、加工方向に対して逆方向に円弧状に撓むことになる。図１１は、ガイド４と加工中心におけるワイヤ電極２との位置関係を示しており、水平方向において距離Ｌ１だけ両者が位置ずれしている状態を示している。この場合、加工方向が直進の場合には、加工形状に問題は生じないが、例えば図１２に示すように加工方向が今までの加工方向に対して直角に曲がる場合には、距離Ｌ１を維持したままガイド４が直角方向に曲がって進ので、ワイヤ電極４は矢印１２に示すように円弧状の軌跡を通ることになり、実際の加工形状は目的とする直角の加工形状からずれた形状となってしまう。
【０００４】
そこで、この加工形状のずれを防止するために、いわゆるコーナドウェル操作が行なわれるようになった。このコーナドウェル操作は、図１１に示す状態で直ちにガイド４を直角方向へ進めるのではなく、放電を続けた状態でワイヤ電極２の送り速度、すなちガイド４、６の相対移動速度を実質的に零にして所定の時間停止させる。これにより、放電加工は継続しているので図１０に示すように円弧状に撓んでいたワイヤ電極２はある程度撓みが取り除かれ、図１３に示すようにガイド４の位置と加工中心部におけるワイヤ電極２の位置（図中、破線で示す）が略一致し、この状態になったならばガイド４、６を直角方向に曲がった加工方向へ進めるようにする。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
これによれば、ワイヤ電極２の軌跡は、略直角に曲がって進むことになり、目的とする加工形状に近付けることが可能となる。
しかしながら、この場合には、図１４に示すようにコーナ部を曲がった直後の加工方向を実際に放電１４が発生している方向とが僅かにずれているので、発生する放電反力１０は、加工方向に対して正しく逆方向にはならず、僅かに角度的にずれた方向となってしまう。そのため、ワイヤ電極２は一時的に蛇行するように移動し、結果的に図１５に示すようにコーナ部に僅かな屈曲部１６が発生してしまい、破線で示すような目的とする形状からずれた加工形状になってしまうことは避けられなかった。
【０００６】
そこで、特開平８−３９３５６号公報に開示されているように、コーナ部を加工する際に、ワイヤ電極の送り速度を次第に小さくすると共に、パルス放電のオフ時間を初期に設定されていた値より次第に長くし、コーナ点を通過したならば、ワイヤ電極の送り速度とパルス放電のオフ時間を次第に戻すようにした加工方法が提案されている。尚、加工液の噴流による振動を防ぐために、その圧力も同期させて低下させている。
しかしながら、この場合にも、実験の結果、図１５に示す屈曲部１６が僅かに残ってしまう場合が多く、十分な効果を発揮することはできなかった。特に、コーナ部が鋭角に曲がるような加工を施すような場合には、上記した屈曲部１６が顕著に現れてしまうという問題があった。また、このような問題は、上述したように加工方向が鋭角で或いは鈍角で曲がるエッジ状のコーナ部のみならず、加工方向が例えば円弧状に曲がる曲線状のコーナ部においても発生していた。そして、研究の結果、変更された相対送り速度、オフ時間、加工液噴流の圧力を初期値に復帰させる位置（タイミング）が重要であることを見い出した。
本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、エッジ状コーナ部及び曲線状コーナ部の加工形状の精度を一層向上させることができるワイヤカット放電加工方法及びワイヤカット放電加工装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に規定する発明は、ワイヤ電極と被加工物との間に間欠的に放電を生ぜしめつつ前記ワイヤ電極と前記被加工物とを予め設定された送り速度で相対移動させて、ファーストカットにおけるコーナ部に加工を施すワイヤカット放電加工方法において、前記コーナ部に到達するまでに前記送り速度を初期設定値の送り速度よりも次第に小さくして可能な限り小さい送り速度にし、または前記コーナ部がエッジ状コーナであるときは前記コーナ部に到達するまでに前記送り速度を初期設定値の送り速度よりも次第に小さくして前記コーナ部で前記送り速度を零にして所定時間前記相対移動を停止させた後に前記可能な限り小さい送り速度にし、前記コーナ部に到達するまでに放電の休止期間を長くして放電の周波数を減少させることにより前記放電エネルギが初期の電気加工条件で得られる放電エネルギよりも小さくなるようにし、かつ前記コーナ部で加工液噴流の圧力を初期設定値の圧力よりも小さくするようにし、少なくとも前記ワイヤ電極に加わる放電反力が前記ワイヤ電極の前記相対移動の方向に対して反対方向になる所定の位置まで前記ワイヤ電極を相対移動させて後、前記所定の位置から送り速度を次第に前記初期設定値の送り速度に戻すとともに放電の休止期間を次第に短くして放電の周波数を次第に増加させることにより前記放電エネルギを前記初期の電気加工条件で得られる放電のエネルギに復帰するように増加させ、かつ前記加工液噴流の圧力を次第に大きくして前記初期設定値の圧力に復帰するようにしたものである。
【０００８】
このように、コーナ部のコーナ点で、加工電圧パルスを印加して放電加工は継続したままでワイヤ電極の相対送り速度を徐々に初期に設定された相対送り速度より遅くし、或いは一時停止し、また、放電の周波数を低く設定するなどして放電エネルギを初期値より減少させて放電反力を小さくし、更にワイヤ電極の相対送り速度を小さくした状態で放電反力が相対移動方向に対して反対方向になった後に前記相対送り速度と放電エネルギを次第に大きくして初期値に復帰させるように放電加工を行なうようしたので、コーナ部の加工形状にずれがほとんど生ぜず、加工形状の精度を大幅に向上させることが可能となる。
【０００９】
すなわち、曲線状のコーナ部にてパルス放電の周波数を低くしてワイヤ電極の相対送り速度も小さくするようにしたので、曲線状コーナ部の加工形状にずれがほとんど生ぜず、加工形状の精度を大幅に向上させることが可能となる。この場合、前記所定の位置は前記ワイヤ電極が前記被加工物に形成される加工溝に挟まれる位置である。また、請求項２に規定するように、前記所定の位置が次の式で表される距離Ｌだけ前記コーナ点から離れた位置とする。
Ｌ＝（データＣ−コーナＲ）（１／ｓｉｎθ＋１／ｔａｎθ）＋データＤ
ただし、データＣは前記ワイヤ電極の半径と放電ギャップとの和、コーナＲはコーナの半径、θはコーナの角度、データＤはワイヤ電極の遅れ量である。
【００１０】
請求項１に規定するように、放電エネルギに関しては、前記放電の休止期間を長くして放電の周波数を減少させることにより前記放電のエネルギが前記初期の電気加工条件で得られる放電のエネルギよりも小さくなるようにする。また、前記コーナ部がエッジ状のコーナであるときに、前記コーナ点で予め設定された所定時間前記相対移動を停止するようにする。
【００１１】
そして、前記コーナ部で予め設定された加工液噴流の圧力または流量を小さくするようにし、少なくとも前記所定の位置まで到達した後、前記圧力または流量を次第に前記予め設定された圧力または流量に復帰するように大きくするようにしているので、ワイヤ電極の振動も抑制できるので、一層加工形状の精度を向上させることが可能となる。
【００１２】
また、請求項３に規定する発明は、上記方法発明を実施する装置発明であり、ワイヤ電極と被加工物との間に加工電圧パルスを間欠的に印加する電源装置と、前記ワイヤ電極と前記被加工物とを予め設定された送り速度で相対移動させる相対移動装置とを備えたワイヤカット放電加工装置において、ファーストカットにおけるコーナ部で前記コーナ部に到達するまでに前記送り速度を初期設定値の送り速度よりも次第に小さくして可能な限り小さい送り速度にし、または前記コーナ部がエッジ状コーナであるときは前記コーナ部に到達するまでに前記送り速度を初期設定値の送り速度よりも次第に小さくして前記コーナ部で前記送り速度を零にして所定時間前記相対移動を停止させた後に前記可能な限り小さい送り速度にし、少なくとも前記ワイヤ電極に加わる放電反力が前記ワイヤ電極の前記相対移動の方向になる所定の位置まで相対移動させて後、前記送り速度を次第に初期設定値の送り速度に戻すように前記相対移動装置を制御する相対移動制御装置と、前記コーナ部に到達するまでにオフ時間を長くすることにより前記加工電圧パルスの周波数を初期の周波数よりも低くなるようにし、少なくとも前記ワイヤ電極に加わる放電反力が前記ワイヤ電極の前記相対移動の方向に対して反対方向になる所定の位置に到達して後、前記オフ時間を短くすることにより加工電圧パルスの周波数を次第に前記初期の周波数まで戻すように前記電源装置を制御するパルス制御装置と、前記コーナ部で加工液噴流の圧力を初期設定値の圧力よりも小さくするようにし、前記ワイヤ電極に加わる放電反力が前記ワイヤ電極の前記相対移動の方向に対して反対方向になる所定の位置に到達して後、前記加工液噴流の圧力を次第に大きくして前記初期設定値の圧力に復帰するように噴流ポンプを駆動制御する噴流制御装置と、を具備するようになっている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係るワイヤカット放電加工方法及びワイヤカット放電加工装置の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。
図１は本発明方法を実施するためのワイヤカット放電加工装置を示すブロック構成図である。
図１において、Ｗは被加工物であり、これは超硬鋼、鉄、アルミニウム、ステンレス等の導電性材料よりなる。２はワイヤ電極であり、これは主成分が黄銅、タングステン、鉄等の導電性材料よりなる。
【００１４】
４は上側ワイヤガイドであり、実施例装置の場合には、ワイヤ電極２は図面上側から供給されて上側ワイヤガイド４に位置決め案内されつつ、被加工物Ｗの加工部を通過し、下側ワイヤガイド６（図１０参照）を経て回収される。ワイヤ電極２の供給及び排出の機構は従来公知の装置が利用できる。ワイヤ電極２は、これら少なくとも上下一対のワイヤガイド４、６に位置決め案内されながら、上方から下方へ走行してワイヤ電極２の新しい部分が常に加工部に供給されて使用した部分が回収される。また、これらのワイヤガイドは、Ｘ、Ｙ軸方向へ移動可能になされている。
２０は通電体であり、電源装置２２の一方の端子に接続されており、これがワイヤ電極２と電気的に接触してワイヤ電極にパルス状の電圧を給電する。尚、図示しないが、通電体は下側ワイヤガイドの近傍にも設置されている。
【００１５】
次に、相対移動装置２４について説明する。この相対移動装置２４は、加工テーブル２６Ｘ、２６Ｙと、サーボモータ２８Ｘ、２８Ｙとよりなる。
一方の、例えばＹ方向へ移動する加工テーブル２６Ｙは、ベッド３０上にＹ軸方向に移動可能に載置されて、更にこの加工テーブル２６Ｙの上部にＸ軸方向に移動可能に他方の加工テーブル２６Ｘが搭載されている。このような構造以外に、例えば図示しないコラム上部に設けられた加工ヘッド部を移動可能にする構造など種々のタイプがあり、何れの構造であってもよい。
上記電源装置２２は、その一端子を上記通電体２０に、他の端子を被加工物Ｗに接続する。この電源装置２２中に少なくとも１つのスイッチング素子と、必要に応じて電流制限抵抗やインダクタンス素子などの部材を設ける。５２は上記スイッチング素子をオンオフ制御するゲート信号を供給するパルス制御装置であり、例えば、上記スイッチング素子のオフ時間（加工電圧パルスのオフ時間）を変更することで放電周波数を変えることができる。
放電検出装置３２はワイヤ電極２と被加工物Ｗとの間の加工間隙の電圧を検出する。これは従来公知の構成の装置が利用できる。実施例では、例えば検出した間隙電圧をサンプルホールドしてＡ／Ｄ変換し、これを平均加工電圧の信号としてサーボ制御装置３４に出力している。
【００１６】
制御装置１００は、サーボ制御装置３４と、指令装置３６と、相対移動制御装置５０と、パルス制御装置５２とを含んで構成される。
サーボ制御装置３４は放電検出装置３２からの平均加工電圧を入力し、これと予め設定された基準電圧との差を求める。求めた偏差電圧値に基づいて所定のゲインを付与された偏差電圧信号を得る。この偏差電圧信号は、平均加工電圧と基準電圧との差に応じて連続的に出力される。ある検出期間において出力された信号は、次の検出期間において信号が出力されるまではその信号を出力し続けるので、サーボの応答性が高すぎる場合には、次の検出期間の信号が出力されるまでに目的の位置を通り過ぎてしまい、いわゆるハンチングを発生させる恐れがある。このため、サーボゲインと基準電圧は、間隙の距離を決定する加工条件に応じて適切な値が設定される。
【００１７】
指令装置３６は加工プログラム（ＮＣプログラム）の解読、解読されたＮＣデータやその他電気加工条件等の加工パラメータの設定データ（変更可能な内部の設定データや入力装置３８のスイッチ等を介して入力された所定値を含む）に基づく各手段への指令信号の出力、図示しない表示手段への信号の出力、所要の計算を行う機能などを有する。少なくとも１つのＣＰＵやＲＯＭなどの電子部品で構成される回路で成り、制御プログラムにしたがって駆動する。
上記入力装置３８は、各種スイッチやセンサの他、例えばフロッピーディスクドライブ装置のような外部データを読み取る装置を含む。
記憶装置４８はそれぞれの加工に必要なデータを一時的に記憶させておく装置である。
【００１８】
相対移動制御装置５０は、上記サーボ制御装置３４からのサーボ制御信号と指令装置３６からの速度指令信号とに従って相対移動指令信号をＸ・Ｙモータドライバ４０へ出力して各軸のモータ２８Ｘ，２８Ｙを駆動制御する。これらのモータの回転位置は、図示しないエンコーダに検出され、それらの信号をフィードパックして位置決め制御を行なっている。
噴流制御装置４２は、指令装置３６からの指令に応じて噴流ポンプ４４の動作を制御するものであり、噴流ポンプ４４を駆動制御することによって噴流ノズル４６から加工部に噴射する加工液噴流の圧力を制御し得るようになっている。
【００１９】
次に、以上のように構成された装置に基づいて行なわれる本発明方法を説明する。
まず、一般的な動作について説明すると、入力部３８から取り込まれた加工プログラムは、指令装置３６にて解読され、これに基づいて相対移動軌跡のデータを得て、所定の分割単位毎に移動方向と移動量のデータを含む軌跡信号を出力する。サーボ制御装置３４は、加工間隙の状態に応じたサーボ制御信号を相対移動制御装置５０に出力する。そして、このＸ・Ｙモータドライバ４０を介して、各サーボモータ２８Ｘ、２８Ｙにそれぞれ駆動信号が出力され、加工テーブル２６Ｘ、２６Ｙをワイヤ電極２に対して相対移動させる。これと同時に、電源装置２２からの例えば１ＭＨｚ以上の高周波の加工電圧パルスがワイヤ電極２と被加工物Ｗとの間に印加される。これにより、ワイヤ電極２は、被加工物Ｗに対して、予め設定された加工経路に沿って相対移動しつつ、放電加工が行なわれる。尚、加工テーブル２６Ｘ、２６Ｙと同時に、或いはこれに代えてワイヤガイド４、６を動かすようにしてもよい。
【００２０】
すなわち、被加工物Ｗと更新されつつ走行するワイヤ電極２との間隙の電圧は、放電検出装置３２によって常時検出されており、この検出値に基づいてワイヤ電極２は所定の加工間隙を維持するように、ワイヤ電極は加工方向へ所定の速度で相対移動しつつワイヤ電極が過度に加工面に接近したり、或いは過度に加工面から遠ざかったりしないようにサーボ制御される。ここでワイヤ電極を相対的に移動させるには、ワイヤ電極２と加工テーブル２６Ｘ、２６Ｙのいずれか一方、或いは双方を動かす場合がある。結果的に、外乱や静電気力等により間隙の距離が所定の値よりもずれようとしても、上記したサーボ制御によりこの間隙の距離を略一定に維持するように動作する。
【００２１】
以上のようなワイヤカット放電加工装置において、ワイヤ電極２の加工軌跡が例えば鋭角にエッジ状に変化するエッジ状コーナ部を加工する場合の本発明方法について既述した本発明装置を適宜引用して説明する。
図２はこのようなエッジ状コーナ部を加工する時の加工工程を説明するための図であり、エッジ状コーナ部５４においてワイヤ電極２が被加工物Ｗに対して点Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４の順序で相対移動していく場合を示している。コーナ部５０の角度θは例えば３５度であり、加工進行方向がこのコーナ部５４で１４５度だけ変わることを意味する。
【００２２】
本発明方法では、まず、指令装置３６からの指令に基づき相対移動制御装置５０を介してワイヤ電極２がエッジ状コーナ部５４の近傍に達した時から、例えば点Ｘ１に到達した時から、コーナ点Ｘ２に到るまでにワイヤ電極２の相対送り速度を設定値から次第に小さくして実質的に零にする。この間、指令装置３６からの指令に基づきパルス制御装置５２を介して間隙に印加する電圧パルスの繰返しの周波数を初期設定値に維持してもよいし、初期設定値から次第に小さくするようにしてもよい。
そして、ガイド４、６がコーナ点Ｘ２に到達したならば、電圧パルスの周波数を初期の設定値よりも低く設定すると共にワイヤ電極２の相対送り速度を実質的に零の状態にして所定の時間継続する。すなわち、この操作は前述したコーナドウェル操作に相当するものである。尚、この操作は必ずしも全ての場合で必要であるとは言えないが、コーナエッジの場合、既述したワイヤ電極の遅れを完全に取り除くには有効である。また、上記周波数を変更するには種々の方法が考えられるが、ここでは電圧パルスのオフ時間を変更することで上記周波数を制御するものとする。
【００２３】
次に、電圧パルスの周波数を低くした状態で、且つワイヤ電極２の相対送り速度を小さくした状態でコーナ点Ｘ２を折り返す。そして、ワイヤ電極２が点Ｘ３に到達したならば、ワイヤ電極２の相対送り速度を初期設定値に向けて次第に上昇させると共に電圧パルスの周波数も初期設定値に向けて次第に上昇させて高くして行き、点Ｘ４において相対送り速度も電圧パルスの周波数も共に初期設定値に復帰するように制御する。上記点Ｘ３は、ワイヤ電極２に加わる放電反力がワイヤ電極２の相対送り方向に対して略反対方向になる点である。
上記動作を図３及び図４も参照して具体的に説明する。図３はエッジ状コーナ部を加工する時の加工液の噴流圧力と、ワイヤ電極の相対送り速度と、電圧パルスの周波数との関係を示す図、図４は周波数の異なる電圧パルスのパルス波形を示す波形図である。図４に示すようにｆ１はゲート信号のパルス波の初期設定周波数を示し、ｆ２、ｆ３、ｆ４の順序でそれぞれ１／２ずつ周波数は小さくなっており、加工エネルギもこの順序で小さくなっていく。尚、ｆ４は予め設定される下限値である。
【００２４】
当然のこととして、電圧パルスの周波数の減少に従って、オフ時間（休止期間）Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４は上記した順序で次第に大きくなって行く。尚、加工エネルギを減少させるには、パルス幅Ｈ（オン時間）を変えたり、加工電流値を変えたりする方式も考えられるが、パルス幅Ｈなどを変化させると、他の加工条件も変化させなければならなくなることから、ここでは他の加工条件に影響を与えないようにオフ時間を変更して繰返し周波数を変化させることによって加工エネルギを変化させている。
さて、通常の予め設定された加工条件で放電加工が行われて、ワイヤ電極２が点Ｘ１に到達したならば、ガイド４、６（図１０参照）が点Ｘ２に到るまでにワイヤ電極２の相対送り速度（図３（Ｂ）参照）を次第に小さくして実質的に零にする。この間は、加工液の噴流圧力（図３（Ａ）参照）及び電圧パルスの周波数（図３（Ｃ）参照）は共に設定値を維持させておく。
【００２５】
次に、ガイド４、６がコーナ点Ｘ２に到達してワイヤ電極２の相対送り速度が零になったならば（時刻ｔ１）、加工液の噴流圧力を低く設定すると共に周波数を最小のｆ４まで小さく設定し、この状態を所定の時間Ｔ１だけ維持する。ここでは、ワイヤ電極２に不要な振動が発生することを防止するために噴流圧力も最小値に設定している。これにより、加工エネルギは最小値に落とされ、この所定の時間Ｔ１の期間で、図１２及び図１３を参照して説明したようにワイヤ電極２と被加工物Ｗとの間は放電が行われてワイヤ電極２の撓みが取り除かれ、加工中心部のワイヤ電極２はガイド４の直下に位置する（図１３参照）。すなわち、図２においては加工中心部のワイヤ電極２は撓みが取り除かれて点Ｘ２に到達することになる。
【００２６】
次に、時刻ｔ２にてワイヤ電極２の相対送り速度を少しだけ増加してワイヤ電極２の送りを再度開始し、これを所定の時間Ｔ２だけ維持し、ワイヤ電極２は点Ｘ３に到達させる。この間は、ワイヤ電極２は非常に遅い送り速度で少しずつ進みながら、且つ最低の加工エネルギで放電加工が行なわれるので、放電に伴って発生する放電反力１０（図１０及び図１４参照）は非常に小さくなっており、従って、ワイヤ電極２を撓めるように作用する放電反力１０のベクトルは非常に小さいので、ワイヤ電極２の加工中心は略プログラム通りの加工軌跡に沿って相対移動して行くことになる。従って、エッジ状コーナ部５４の加工形状の精度を大幅に向上させることができる。この時に、加工液の噴流圧力も最小値に設定しているので、ワイヤ電極２自体の振動も極力抑制されることになり、一層、加工形状の精度を向上させることができる。
【００２７】
そして、ワイヤ電極２が点Ｘ３に到達したならば、点Ｘ４に到達するまでの間に、ワイヤ電極２の相対送り速度を次第に初期設定値まで上昇させ、また、電圧パルスの周波数もｆ４からｆ３、ｆ２へと次第に増加させて設定値ｆ１まで大きくする。そして、点Ｘ４にて噴流圧力、相対送り速度、パルス放電の周波数を全てそれぞれの初期設定値に戻すことにより元の状態に復帰することになる。この時、加工精度への悪影響を避けるため、放電周波数とそれに合った相対送り速度は徐々に変更される。
ここで点Ｘ３は、ワイヤ電極２の加工進行方向における断面円形状の前半分が被加工物Ｗの中に喰い込んだ状態となる位置であり、ここは放電反力の方向が加工進行方向に対して略逆方向になる位置である（図１４参照）。すなわち、この地点よりワイヤ電極２が放電反力により横方向にブレることがなくなる。
【００２８】
このような点Ｘ３は、次の式のようにして算出することができる。すなわち、点Ｘ２と点Ｘ３との間の距離をＬとすると、次のような式１となる。
Ｌ＝（データＣ−コーナＲ）（１／ｓｉｎθ＋１／ｔａｎθ）＋データＤ… 式１
ここで、データＣは図５にて示すようにワイヤ半径とギャップとの和を示し、コーナＲはコーナ部５４の半径を示し、θはコーナ部５４の角度（図２参照）を示し、データＤは図１０に示すようにワイヤの遅れ量を示す。尚、ここではコーナＲは鋭角なので０である。この式の意味するところは、ワイヤ電極の進行方向の全面が常に被加工物と当接しているか否かを判断するものであり、コーナＲが大きい場合はＬは存在せず、コーナＲが小さい場合、或いは零の時にはＬは存在することになる。更に、ワイヤ電極の送りには遅れが存在するので、その遅れ量もデータＤとして加味している。これらの全ての値は、加工プログラムより、或いは加工条件より求められる値であるので、上記動作は指令装置３６によって制御されることになる。
【００２９】
また、この制御を行なう角度θの範囲は０〜１８０度であって、求められる加工の形状精度と加工時間とのバランスにもよるが、特に上限を１２０〜１５０度程度にしておけばよい。
このように、本発明によれば、エッジ状コーナ部において加工エネルギを最小にし、且つワイヤ電極の相対送り速度も最小にした状態を一定時間或いは一定の距離Ｌだけ継続するようにしたので、加工形状の精度を大幅に向上させることができる。
また、上記した操作に加えて加工液の噴流圧力も最小にしてワイヤ電極の振動を極力抑制するようにしたので、加工形状の精度を一層向上させることができる。
上記実施例では、オフ時間を変更して放電の繰返し周波数を変化させることで放電エネルギを増減し、放電反力をコーナにおいて小さくするようにしたが、本発明の技術思想を逸脱しない範囲で変更が可能である。また、放電エネルギを増減する場合、段階的であるか連続的にリニアであるかに限定されない。
【００３０】
次に、本発明方法による加工と従来方法による加工を実際に施して評価を行なったので、その評価結果について説明する。
従来の加工方法として、図６（Ａ）に示すように、噴流圧力、相対送り速度、パルス放電の周波数の全てを何ら低下させることなく行なった制御無し加工方法と、図６（Ｂ）に示すように点Ｘ２においてワイヤ電極の相対送り速度を一定時間零にしたコーナドウェル操作のみを行なったコーナドウェル加工方法を行なった。
その結果は、図７に示されており、図７（Ａ）は本発明方法の加工形状を示し、図７（Ｂ）は従来の制御無し加工方法の加工形状を示し、図７（Ｃ）は従来のコーナドウェル加工方法の加工形状を示す。図７から明らかなように、従来の加工方法（図７（Ｂ）、図７（Ｃ））にあっては、コーナドウェル加工方法の場合には少ないが、共にコーナ部に屈曲部５８が現れていて加工精度があまり高くない。これに対して、図７（Ａ）に示す本発明方法の場合には、屈曲部がほとんど見られず、形状加工精度が非常に高いことが判明した。尚、ここでの本発明の加工条件は、パルス幅は０．４８μｓで固定とし、パルスオフ時間を８μｓ（周波数１２２ＫＨｚに相当）〜２３μｓ（周波数４４ＫＨｚに相当）まで変化させ、加工液噴流は５０Ｈｚ〜１０Ｈｚ（ポンプインバータの周波数）で変化させている。更に、ドウエル操作は７．５秒行っている。また、加工速度はパルスオフ時間が８μｓの時は４ｍｍ／ｍｉｎであり、２３μｓの時は０．８ｍｍ／ｍｉｎである。
【００３１】
上記実施例では加工進行方向が鋭角状、直角状或いは鈍角状に屈曲するエッジ状コーナ部５４を加工する場合を例にとって説明したが、例えば加工軌跡が半径Ｒの円弧形状となる曲線状コーナ部を加工する場合にも適用することができる。図８は半径Ｒの曲線状コーナ部５６を加工する時の加工軌跡を示す図、図９は図８に示すコーナ部を加工する時の加工液の噴流圧力と、ワイヤ電極２の相対送り速度と、電圧パルスの周波数の関係を示す図である。図８に示すように点Ｘ１１〜点Ｘ１３が半径Ｒの円弧形状となっており（エッジ状のコーナと異なり、加工プログラムで形成される）、ここでは加工軌跡に角部が存在しないことから、図３中の時刻ｔ１〜ｔ２間の相対移動を停止する状態が存在しない加工方法が採用されることになる。すなわち、ワイヤ電極２の位置が、曲線状コーナ部５６に進入する直前の点Ｘ１０に到達したならば、ワイヤ電極２の相対送り速度（図９（Ｂ）参照）を次第に低下させて点Ｘ１１まで到る。ただし、この実施例の場合には、図３に示す場合と異なり、上述の通り相対送り速度を零にはしないし、また、加工液の噴流圧力を設定値に維持し、更に電圧パルスの周波数を設定値ｆ０に維持する。
【００３２】
そして、点Ｘ１１から点Ｘ１３までは、上記低下した相対送り速度を維持したまま、加工液の噴流圧力を所定値まで低下させ、また、電圧パルスの周波数をｆ４まで低下させた状態で、すなわち最小の放電エネルギで、しかも最小の送り速度で放電加工を行なう。
そして、ワイヤ電極２がその加工進行方向における断面円形状の前半分が被加工物Ｗの中に食い込んだ状態になる位置Ｘ１３（式１参照）に到達したならば、点Ｘ１４に到るまでの間に、噴流圧力と相対送り速度と電圧パルスの周波数をそれぞれの初期設定値まで増加させて復帰させる。これにより、加工の形状精度が劣化し易くなる曲線状コーナ部５６を加工する場合にも、その形状精度を大幅に向上させることが可能となる。
【００３３】
この場合、曲線状コーナ部５６の半径Ｒが小さくてカーブがきつかったり、或いは半径Ｒがカーブの途中で小さい方に変化するなどして、先の式１にて表されるＬが存在する場合には（Ｌ＞０または（データＣ−コーナＲ）（１／ｓｉｎθ＋１／ｔａｎθ）＞０）、図９中の一点鎖線に示すように、その距離Ｌに相当する距離だけ、ワイヤ電極の相対送り速度等を低下させた状態の制御を継続して行なうようにする。つまりＬが存在しない円弧コーナは上記制御を行なう必要性が極めて低いからである。
尚、本発明は実施例に限定されず、特許請求の範囲に記載された趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のワイヤカット放電加工方法及びワイヤカット放電加工装置によれば、次のように優れた作用効果を発揮することができる。
エッジ状或いは曲線状コーナ部を加工するに際して、加工エネルギを最小にし、且つワイヤ電極の相対送り速度も最小にした状態で、少なくとも放電反力が略反対方向になる位置まで一定の距離だけ継続するようにしたので、加工形状の精度（形状精度）を大幅に改善することができる。
また、加工エネルギの増減に合わせて加工液の噴流圧力も増減させることにより、ワイヤ電極自体の振動も抑制することができるので、加工形状の精度を一層向上させることができる。
更に、コーナがエッジ状の場合、所定時間相対移動を停止させれば、より確実に加工形状の精度の向上が図られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明方法を実施するためのワイヤカット放電加工装置を示すブロック構成図である。
【図２】エッジ状コーナ部を加工する時の加工工程を説明するための図である。
【図３】エッジ状コーナ部を加工する時の加工流の噴流圧力と、ワイヤ電極の相対送り速度と、電圧パルスの周波数との関係を示す図である。
【図４】周波数の異なるゲート信号のパルス波形を示す波形図である。
【図５】ワイヤ半径とギャップとの和を示す図である。
【図６】従来の制御無し加工方法とコーナドウェル加工方法を行なったときの波形図である。
【図７】本発明方法の加工形状と従来の加工方法の加工形状を示す図である。
【図８】半径Ｒの曲線状コーナ部を加工する時の加工軌跡を示す図である。
【図９】図８に示すコーナ部を加工する時の加工液の噴流圧力と、ワイヤ電極の相対送り速度と、パルス放電の周波数の関係を示す図である。
【図１０】ワイヤ電極と被加工物との加工状態を示す断面図である。
【図１１】加工部の拡大平面図である。
【図１２】加工方向が今までの加工方向に対して直角に曲がるときの状態を示す図である。
【図１３】従来のコーナドウェル操作を行なったときの状態を示す図である。
【図１４】加工時における放電反力の方向を示す図である。
【図１５】コーナ部に僅かな屈曲部が発生した加工形状を示す図である。
【符号の説明】
２ワイヤ電極
４，６ガイド
２０通電体
２２電源装置
３２放電検出装置
３４サーボ制御装置
３６指令装置
４２噴流制御装置
４６噴流ノズル
４８記憶装置
５０相対移動制御装置
５２パルス制御装置
５４エッジ状コーナ部
５６曲線状コーナ部
Ｗ被加工物
Ｘ２コーナ点[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a wire cut electric discharge machining method and a wire cut electric discharge machining apparatus, and more particularly, to a wire cut electric discharge machining method and a wire cut electric discharge machining apparatus for improving the accuracy of a cut shape of a corner portion.
[0002]
[Prior art]
In general, the wire electrode and the workpiece to be run under the electrical machining conditions such as the on time and off time of the machining voltage pulse, the average machining current value, and the servo voltage value, which are preset in advance according to the desired machining. 2. Description of the Related Art A wire-cut electric discharge machining apparatus is known as an apparatus for producing a die or the like by performing processing with the discharge energy while intermittently generating a fine electric discharge between them.
By the way, in a so-called first cut in which a workpiece is first cut by electrical discharge, when the machining direction is linear, the wire electrode has already been sandwiched between machining grooves formed in the workpiece. Therefore, the accuracy of the machined shape will not decrease that much, but when machining a curved corner with a machining direction that draws an arc, or an edge corner that bends obtusely or sharply In the case of machining, the accuracy of the machining shape may be deteriorated due to the bending of the wire electrode or the vibration of the wire electrode caused by the machining liquid jet.
[0003]
This point will be described with reference to the drawings. FIG. 10 is a cross-sectional view showing a processing state of the wire electrode and the workpiece, and FIG. 11 is an enlarged plan view of the processing portion. In FIG. 10, the wire electrode 2 travels while being updated downward while being supported by the upper and lower wire guides 4, 6 disposed above and below the wire electrode 2. Then, an electric discharge 8 is intermittently generated between the wire electrode 2 between the guides 4 and 6 and the workpiece W, and the wire electrode 2 is relatively moved in the processing direction. At this time, the wire electrode 2 receives the discharge reaction force 10 and bends in an arc shape in the opposite direction to the processing direction. FIG. 11 shows the positional relationship between the guide 4 and the wire electrode 2 at the processing center, and shows a state where both are displaced by a distance L1 in the horizontal direction. In this case, when the machining direction is straight, there is no problem in the machining shape. However, for example, as shown in FIG. 12, when the machining direction is bent at right angles to the conventional machining direction, the distance L1 is maintained. Since the guide 4 bends and advances in a right angle direction as it is, the wire electrode 4 passes through an arc-shaped locus as indicated by an arrow 12, and the actual machining shape is different from the intended right-angle machining shape. turn into.
[0004]
Therefore, so-called corner dwell operation has been performed in order to prevent the machining shape from shifting. This corner dwell operation does not immediately advance the guide 4 in the right-angle direction in the state shown in FIG. 11, but substantially increases the feed speed of the wire electrode 2, that is, the relative movement speed of the guides 4 and 6 in a state where discharge is continued. To zero for a predetermined time. As a result, since the electric discharge machining is continued, the wire electrode 2 that has been bent in an arc shape as shown in FIG. 10 is removed to some extent, and the position of the guide 4 and the wire electrode at the machining center as shown in FIG. The positions of 2 (shown by broken lines in the figure) substantially coincide with each other, and when this state is reached, the guides 4 and 6 are advanced in a machining direction bent in a right angle direction.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
According to this, the trajectory of the wire electrode 2 is bent at a substantially right angle, and can be brought close to the intended processing shape.
However, in this case, as shown in FIG. 14, since the machining direction immediately after bending the corner is slightly shifted from the direction in which the discharge 14 is actually generated, the generated discharge reaction force 10 is The direction does not reverse correctly with respect to the processing direction, and the direction slightly deviates angularly. Therefore, the wire electrode 2 moves so as to meander temporarily, and as a result, a slight bent portion 16 is generated in the corner portion as shown in FIG. It was inevitable that the processed shape would be changed.
[0006]
Therefore, as disclosed in JP-A-8-39356, when machining the corner portion, the feed rate of the wire electrode is gradually reduced, and the off time of the pulse discharge is set to the initial value. There has been proposed a machining method in which the wire electrode feed rate and the pulse discharge off time are gradually returned when the length is gradually increased and the corner point is passed. In order to prevent vibration due to the jet of machining fluid, the pressure is also reduced in synchronization.
However, even in this case, as a result of the experiment, the bent portion 16 shown in FIG. 15 often remains a little, and a sufficient effect cannot be exhibited. In particular, when the corner portion is processed to be bent at an acute angle, there is a problem that the above-described bent portion 16 appears remarkably. Further, as described above, such a problem occurs not only in the edge-shaped corner portion where the machining direction is bent at an acute angle or an obtuse angle, but also in a curved corner portion where the machining direction is bent in an arc shape, for example. As a result of research, it was found that the changed relative feed speed, the off time, and the position (timing) at which the pressure of the machining fluid jet is returned to the initial value are important.
The present invention has been devised to pay attention to the above problems and to effectively solve them. An object of the present invention is to provide a wire-cut electric discharge machining method and a wire-cut electric discharge machining apparatus that can further improve the accuracy of the machining shape of the edge-shaped corner portion and the curved corner portion.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In the invention defined in claim 1, the wire electrode and the workpiece are relatively moved at a preset feed speed while intermittent discharge is generated between the wire electrode and the workpiece, In a wire-cut electric discharge machining method for machining a corner portion in a cut, the feed speed is set until the corner portion is reached. Initial setting Gradually smaller than the feed rate of When the corner portion is an edge-shaped corner, the feed rate is gradually made smaller than the initial set feed rate before reaching the corner portion. The feed rate is set to zero after stopping the relative movement for a predetermined time after the feed rate is set to zero, and the discharge pause period is extended to reach the corner portion, thereby reducing the discharge frequency. Discharge Energy can be obtained with initial electromachining conditions Discharge To be smaller than Nergi, And the pressure of the machining fluid jet is made smaller than the pressure of the initial setting value at the corner, After relatively moving the wire electrode to a predetermined position where a discharge reaction force applied to the wire electrode is opposite to the direction of the relative movement of the wire electrode; From the predetermined position Gradually feed speed Sending the initial setting value When you return to speed By gradually shortening the discharge pause period and gradually increasing the discharge frequency Increasing the discharge energy to return to the discharge energy obtained under the initial electromachining conditions. The pressure of the machining fluid jet is gradually increased to return to the initial set pressure. It is what I did.
[0008]
In this way, at the corner point of the corner portion, the machining voltage pulse is applied and the electric discharge machining is continued, and the wire electrode relative feed rate is gradually made slower than the initially set relative feed rate, or is temporarily stopped. In addition, by setting the discharge frequency low, the discharge energy is reduced from the initial value to reduce the discharge reaction force, and the wire electrode relative feed speed is reduced, so that the discharge reaction force is relative to the relative movement direction. The relative feed rate and discharge energy are Gradually increase Since the electric discharge machining is performed so as to return to the initial value, the machining shape of the corner portion is hardly displaced, and the accuracy of the machining shape can be greatly improved.
[0009]
In other words, since the frequency of pulse discharge is lowered at the curved corner and the relative feed rate of the wire electrode is also reduced, the machining shape of the curved corner is hardly displaced, and the accuracy of the machining shape is improved. It becomes possible to greatly improve. In this case, the predetermined position is It is a position where the wire electrode is sandwiched between machining grooves formed in the workpiece. Also, Claim 2 The predetermined position is a position away from the corner point by a distance L expressed by the following equation.
L = (data C−corner R) (1 / sin θ + 1 / tan θ) + data D
However, data C is the sum of the radius of the wire electrode and the discharge gap, corner R is the radius of the corner, θ is the corner angle, and data D is the delay amount of the wire electrode.
[0010]
As defined in claim 1 As for the discharge energy, the discharge energy is made smaller than the discharge energy obtained under the initial electromachining conditions by reducing the discharge frequency by extending the discharge pause period. To do. Also, When the corner portion is an edge-shaped corner, the relative movement is stopped for a predetermined time set in advance at the corner point.
[0011]
And The pressure or flow rate of the machining fluid jet set in advance in the corner portion is reduced, and after reaching at least the predetermined position, the pressure or flow rate is gradually returned to the preset pressure or flow rate. Greatly Because I try to Since the vibration of the wire electrode can also be suppressed, the accuracy of the processed shape can be further improved.
[0012]
Also, Claim 3 The invention defined in 1 is an apparatus invention for carrying out the above method invention, comprising a power supply device that intermittently applies a machining voltage pulse between a wire electrode and a workpiece, and the wire electrode and the workpiece. In a wire-cut electric discharge machining apparatus provided with a relative movement device that relatively moves at a preset feed speed, the feed speed is reduced until the corner portion is reached at the corner portion in the first cut. Initial setting Is gradually smaller than If the corner portion is an edge-shaped corner, the feed speed is gradually decreased from the initial set value before reaching the corner portion. The feed speed is set to zero and the relative movement is stopped for a predetermined time, and then the feed speed is made as small as possible. At least a discharge reaction force applied to the wire electrode is a direction of the relative movement of the wire electrode. In After the relative movement to a predetermined position, the feed speed is gradually increased. Of default value Relative movement control device for controlling the relative movement device to return to the feeding speed, and until reaching the corner portion By lengthening off time The frequency of the machining voltage pulse is made lower than the initial frequency, and at least a discharge reaction force applied to the wire electrode reaches a predetermined position that is opposite to the direction of the relative movement of the wire electrode. After By shortening the off time A pulse control device for controlling the power supply device so as to gradually return the frequency of the machining voltage pulse to the initial frequency; A predetermined position in which the pressure of the working fluid jet is made smaller than the pressure of the initial setting value at the corner portion, and the discharge reaction force applied to the wire electrode is opposite to the relative movement direction of the wire electrode. A jet flow control device that drives and controls the jet pump so as to gradually increase the pressure of the working fluid jet and return to the pressure of the initial setting value, It comes to comprise.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a wire cut electric discharge machining method and a wire cut electric discharge machining apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a wire cut electric discharge machining apparatus for carrying out the method of the present invention.
In FIG. 1, W is a workpiece, which is made of a conductive material such as super hard steel, iron, aluminum, and stainless steel. Reference numeral 2 denotes a wire electrode, which is mainly composed of a conductive material such as brass, tungsten, or iron.
[0014]
Reference numeral 4 denotes an upper wire guide. In the case of the embodiment apparatus, the wire electrode 2 is supplied from the upper side of the drawing and is guided to be positioned by the upper wire guide 4 while passing through the processing portion of the workpiece W, so that the lower wire It collects through the guide 6 (see FIG. 10). A conventionally known device can be used as the supply and discharge mechanism of the wire electrode 2. While the wire electrode 2 is positioned and guided by at least the pair of upper and lower wire guides 4 and 6, the wire electrode 2 travels from the upper side to the lower side, and a new portion of the wire electrode 2 is always supplied to the processing portion and the used portion is collected. Further, these wire guides are movable in the X and Y axis directions.
Reference numeral 20 denotes a current-carrying member, which is connected to one terminal of the power supply device 22 and electrically contacts the wire electrode 2 to supply a pulsed voltage to the wire electrode. Although not shown, the energizing body is also installed in the vicinity of the lower wire guide.
[0015]
Next, the relative movement device 24 will be described. The relative movement device 24 includes processing tables 26X and 26Y and servo motors 28X and 28Y.
For example, the processing table 26Y that moves in the Y direction, for example, is placed on the bed 30 so as to be movable in the Y axis direction, and further, the other processing table 26X is movable above the processing table 26Y in the X axis direction. Is installed. In addition to such a structure, there are various types such as a structure in which a machining head portion provided on a column upper portion (not shown) can be moved, and any structure may be used.
The power supply device 22 has one terminal connected to the current-carrying body 20 and the other terminal connected to the workpiece W. At least one switching element and members such as a current limiting resistor and an inductance element are provided in the power supply device 22 as necessary. A pulse control device 52 supplies a gate signal for on / off control of the switching element. For example, the discharge frequency can be changed by changing the off time of the switching element (the off time of the machining voltage pulse).
The discharge detection device 32 detects the voltage of the machining gap between the wire electrode 2 and the workpiece W. For this, a conventionally known apparatus can be used. In the embodiment, for example, the detected gap voltage is sampled and held and A / D converted, and this is output to the servo controller 34 as an average machining voltage signal.
[0016]
The control device 100 includes a servo control device 34, a command device 36, a relative movement control device 50, and a pulse control device 52.
The servo controller 34 receives the average machining voltage from the discharge detector 32 and obtains the difference between this and a preset reference voltage. Based on the obtained deviation voltage value, a deviation voltage signal provided with a predetermined gain is obtained. This deviation voltage signal is continuously output according to the difference between the average machining voltage and the reference voltage. Since the signal output in one detection period continues to be output until the signal is output in the next detection period, if the servo response is too high, the signal in the next detection period is output. The target position may be passed by the time, so-called hunting may occur. For this reason, the servo gain and the reference voltage are set to appropriate values according to the processing conditions for determining the gap distance.
[0017]
The command device 36 is inputted via the decoding of the machining program (NC program), the decoded NC data and other machining parameter setting data such as electrical machining conditions (changeable internal setting data, the switch of the input device 38, etc.) A command signal output to each means based on (including a predetermined value), a signal output to a display means (not shown), and a necessary calculation function. It consists of a circuit composed of at least one CPU or ROM and other electronic components, and is driven according to a control program.
The input device 38 includes a device for reading external data such as a floppy disk drive device, in addition to various switches and sensors.
The storage device 48 is a device that temporarily stores data necessary for each processing.
[0018]
The relative movement control device 50 outputs a relative movement command signal to the X / Y motor driver 40 in accordance with the servo control signal from the servo control device 34 and the speed command signal from the command device 36, and the motors 28X and 28Y for the respective axes. Is controlled. The rotational positions of these motors are detected by an encoder (not shown), and these signals are feed-packed to perform positioning control.
The jet control device 42 controls the operation of the jet pump 44 in accordance with a command from the command device 36, and the pressure of the machining liquid jet that is jetted from the jet nozzle 46 to the processing portion by driving the jet pump 44. Can be controlled.
[0019]
Next, the method of the present invention performed based on the apparatus configured as described above will be described.
First, general operations will be described. A machining program fetched from the input unit 38 is decoded by the command device 36, and based on this, data of a relative movement trajectory is obtained, and the movement direction for each predetermined division unit. And a trajectory signal including movement amount data. The servo control device 34 outputs a servo control signal corresponding to the state of the machining gap to the relative movement control device 50. Then, drive signals are output to the servo motors 28X and 28Y via the X / Y motor driver 40, and the machining tables 26X and 26Y are moved relative to the wire electrode 2. At the same time, a high-frequency machining voltage pulse of, for example, 1 MHz or more from the power supply device 22 is applied between the wire electrode 2 and the workpiece W. Thereby, the electric discharge machining is performed while the wire electrode 2 moves relative to the workpiece W along the preset machining path. The wire guides 4 and 6 may be moved simultaneously with the processing tables 26X and 26Y or in place of them.
[0020]
That is, the voltage of the gap between the workpiece W and the wire electrode 2 that is traveling while being updated is constantly detected by the discharge detection device 32, and the wire electrode 2 maintains a predetermined machining gap based on this detected value. As described above, the wire electrode is servo-controlled so as not to move too close to the processing surface or excessively move away from the processing surface while relatively moving at a predetermined speed in the processing direction. Here, in order to move the wire electrode relatively, one or both of the wire electrode 2 and the processing tables 26X and 26Y may be moved. As a result, even if the gap distance deviates from a predetermined value due to disturbance, electrostatic force or the like, the servo control operates so as to maintain the gap distance substantially constant.
[0021]
In the wire-cut electric discharge machining apparatus as described above, the present invention apparatus already described with respect to the method of the present invention in the case of machining an edge-shaped corner portion where the machining locus of the wire electrode 2 changes to an edge shape, for example, at an acute angle is appropriately referred to. explain.
FIG. 2 is a diagram for explaining a processing step when processing such an edge-shaped corner portion. In the edge-shaped corner portion 54, the wire electrode 2 has points X1, X2, X3, A case of relative movement in the order of X4 is shown. The angle θ of the corner portion 50 is, for example, 35 degrees, which means that the machining progress direction changes by 145 degrees at the corner portion 54.
[0022]
In the method of the present invention, first, from the time when the wire electrode 2 reaches the vicinity of the edge-shaped corner portion 54 via the relative movement control device 50 based on the command from the command device 36, for example, from the time when the wire electrode 2 reaches the point X1, the corner By the time the point X2 is reached, the relative feed speed of the wire electrode 2 is gradually reduced from the set value to become substantially zero. During this time, the repetition frequency of the voltage pulse applied to the gap via the pulse control device 52 based on the command from the command device 36 may be maintained at the initial set value, or gradually decreased from the initial set value. Good.
When the guides 4 and 6 reach the corner point X2, the frequency of the voltage pulse is set lower than the initial set value, and the relative feed speed of the wire electrode 2 is set to a substantially zero state for a predetermined time. continue. That is, this operation corresponds to the aforementioned corner dwell operation. This operation is not necessarily required in all cases, but in the case of a corner edge, it is effective to completely remove the wire electrode delay described above. Various methods are conceivable for changing the frequency. Here, the frequency is controlled by changing the OFF time of the voltage pulse.
[0023]
Next, the corner point X2 is folded back with the frequency of the voltage pulse lowered and with the relative feed speed of the wire electrode 2 lowered. When the wire electrode 2 reaches the point X3, the relative feed speed of the wire electrode 2 is gradually increased toward the initial set value, and the frequency of the voltage pulse is gradually increased toward the initial set value to be increased. Then, control is performed so that both the relative feed speed and the frequency of the voltage pulse are restored to the initial set values at the point X4. The point X3 is a point where the discharge reaction force applied to the wire electrode 2 is in a direction substantially opposite to the relative feed direction of the wire electrode 2.
The above operation will be specifically described with reference to FIGS. FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the jet pressure of the machining fluid when machining the edge-shaped corner portion, the relative feed speed of the wire electrode, and the frequency of the voltage pulse, and FIG. 4 shows the pulse waveforms of the voltage pulses having different frequencies. FIG. As shown in FIG. 4, f1 indicates the initial setting frequency of the pulse wave of the gate signal, and the frequency decreases by 1/2 in the order of f2, f3, and f4, and the machining energy also decreases in this order. . Note that f4 is a preset lower limit value.
[0024]
As a matter of course, as the frequency of the voltage pulse decreases, the off times (rest periods) P1, P2, P3, and P4 gradually increase in the above order. In order to reduce the machining energy, a method of changing the pulse width H (on time) or changing the machining current value is also conceivable, but changing the pulse width H etc. also changes other machining conditions. In this case, the machining energy is changed by changing the off time and changing the repetition frequency so as not to affect other machining conditions.
When electric discharge machining is performed under normal preset machining conditions and the wire electrode 2 reaches the point X1, the wire electrode 2 is reached until the guides 4 and 6 (see FIG. 10) reach the point X2. The relative feed speed (see FIG. 3B) is gradually reduced to substantially zero. During this time, both the jet pressure of the working fluid (see FIG. 3A) and the frequency of the voltage pulse (see FIG. 3C) are maintained at the set values.
[0025]
Next, when the guides 4 and 6 reach the corner point X2 and the relative feed speed of the wire electrode 2 becomes zero (time t1), the jet pressure of the working fluid is set low and the frequency is set to the minimum f4. A small value is set, and this state is maintained for a predetermined time T1. here, In order to prevent unnecessary vibration from occurring in the wire electrode 2, the jet pressure is also set to a minimum value. As a result, the machining energy is reduced to the minimum value, and the electric discharge is performed between the wire electrode 2 and the workpiece W as described with reference to FIGS. 12 and 13 during the predetermined time T1. Thus, the bending of the wire electrode 2 is removed, and the wire electrode 2 at the processing center is positioned immediately below the guide 4 (see FIG. 13). That is, in FIG. 2, the wire electrode 2 at the processing center reaches the point X <b> 2 after the bending is removed.
[0026]
Next, at time t2, the relative feeding speed of the wire electrode 2 is slightly increased and the feeding of the wire electrode 2 is started again. This is maintained for a predetermined time T2, and the wire electrode 2 reaches the point X3. During this time, since the wire electrode 2 is gradually advanced at a very low feed rate and is subjected to electric discharge machining with the lowest machining energy, the electric discharge reaction force 10 (see FIGS. 10 and 14) generated by the electric discharge is Since the vector of the discharge reaction force 10 acting so as to bend the wire electrode 2 is very small, the machining center of the wire electrode 2 is relatively moved along a machining locus substantially as programmed. Will go. Therefore, the accuracy of the processing shape of the edge-shaped corner portion 54 can be greatly improved. At this time, since the jet pressure of the machining liquid is also set to the minimum value, the vibration of the wire electrode 2 itself is suppressed as much as possible, and the accuracy of the machining shape can be further improved.
[0027]
When the wire electrode 2 reaches the point X3, the relative feed speed of the wire electrode 2 is gradually increased to the initial set value until reaching the point X4, and the frequency of the voltage pulse is changed from f4 to f3. , F2 are gradually increased to the set value f1. At point X4, the jet pressure, the relative feed speed, and the pulse discharge frequency are all returned to their initial set values to return to the original state. At this time, in order to avoid an adverse effect on the machining accuracy, the discharge frequency and the relative feed speed corresponding thereto are gradually changed.
Here, the point X3 is a position where the front half of the cross-sectional circular shape in the machining progress direction of the wire electrode 2 is in a state where it is bitten into the workpiece W, and here the direction of the discharge reaction force is the machining progress direction. On the other hand, it is a position that is substantially opposite (see FIG. 14). That is, the wire electrode 2 does not move laterally from this point due to the discharge reaction force.
[0028]
Such a point X3 can be calculated as follows. That is, when the distance between the point X2 and the point X3 is L, the following Expression 1 is obtained.
L = (data C−corner R) (1 / sin θ + 1 / tan θ) + data D
Here, data C indicates the sum of the wire radius and the gap as shown in FIG. 5, corner R indicates the radius of the corner portion 54, θ indicates the angle of the corner portion 54 (see FIG. 2), and data D indicates the amount of delay of the wire as shown in FIG. Here, the corner R is 0 because it is an acute angle. The meaning of this equation is to determine whether or not the entire surface of the wire electrode in the traveling direction is always in contact with the workpiece. When the corner R is large, L does not exist and the corner R is small. In this case, or when it is zero, L exists. Furthermore, since there is a delay in the wire electrode feed, the delay amount is also taken into account as data D. Since all these values are values obtained from the machining program or machining conditions, the above operation is controlled by the command device 36.
[0029]
Further, the range of the angle θ at which this control is performed is 0 to 180 degrees, and the upper limit may be set to about 120 to 150 degrees although it depends on the balance between the required shape accuracy and the processing time.
As described above, according to the present invention, the state where the machining energy is minimized and the relative feed speed of the wire electrode is minimized at the edge-shaped corner portion is continued for a certain time or a certain distance L. The accuracy of the shape can be greatly improved.
In addition to the above-described operation, the jet pressure of the machining liquid is minimized to suppress the vibration of the wire electrode as much as possible, so that the accuracy of the machining shape can be further improved.
In the above embodiment, the discharge energy is increased / decreased by changing the discharge repetition frequency by changing the off time, and the discharge reaction force is reduced at the corner. However, the change is made without departing from the technical idea of the present invention. Is possible. Moreover, when increasing / decreasing discharge energy, it is not limited to stepwise or continuously linear.
[0030]
Next, evaluation was performed by actually performing the processing by the method of the present invention and the processing by the conventional method, and the evaluation results will be described.
As a conventional machining method, as shown in FIG. 6 (A), an uncontrolled machining method performed without any reduction in the jet pressure, relative feed speed, and pulse discharge frequency, and FIG. 6 (B). Thus, a corner dwell processing method was performed in which only the corner dwell operation was performed with the relative feed rate of the wire electrode set to zero for a certain time at the point X2.
The results are shown in FIG. 7, where FIG. 7 (A) shows the machining shape of the method of the present invention, FIG. 7 (B) shows the machining shape of the conventional uncontrolled machining method, and FIG. 7 (C). Shows the processing shape of the conventional corner dwell processing method. As is clear from FIG. 7, in the conventional processing method (FIGS. 7B and 7C), there are few cases in the corner dwell processing method. The processing accuracy is not so high. On the other hand, in the case of the method of the present invention shown in FIG. 7 (A), it was found that almost no bent portion was seen and the shape processing accuracy was very high. The processing conditions of the present invention here are such that the pulse width is fixed at 0.48 μs, the pulse-off time is changed from 8 μs (corresponding to a frequency of 122 KHz) to 23 μs (corresponding to a frequency of 44 KHz), and the processing liquid jet is from 50 Hz to It is changed at 10 Hz (pump inverter frequency). Further, the dwell operation is performed for 7.5 seconds. The processing speed is 4 mm / min when the pulse-off time is 8 μs, and 0.8 mm / min when the pulse-off time is 23 μs.
[0031]
In the above-described embodiment, the case where the edge-shaped corner portion 54 whose processing progress direction is an acute angle, a right angle shape, or an obtuse angle shape is described as an example. For example, a curved corner portion whose processing locus is an arc shape with a radius R It can also be applied to the case of machining. 8 is a diagram showing a machining locus when machining the curved corner portion 56 having a radius R, and FIG. 9 is a jet pressure of the machining fluid and a relative feed speed of the wire electrode 2 when machining the corner portion shown in FIG. It is a figure which shows the relationship between the frequency of a voltage pulse. As shown in FIG. 8, the points X11 to X13 have an arc shape with a radius R (unlike edge-shaped corners, which are formed by a machining program), and here there are no corners in the machining locus. A machining method in which there is no state for stopping the relative movement between times t1 and t2 in FIG. 3 is adopted. That is, the position of the wire electrode 2 is moved to the curved corner portion 56. Approach When the point X10 immediately before the arrival is reached, the relative feed speed of the wire electrode 2 (see FIG. 9B) is gradually reduced to reach the point X11. However, in the case of this embodiment, unlike the case shown in FIG. 3, the relative feed speed is not made zero as described above, the jet pressure of the working fluid is maintained at the set value, and the frequency of the voltage pulse is further increased. Is maintained at the set value f0.
[0032]
From point X11 to point X13, while maintaining the reduced relative feed rate, the jet pressure of the working fluid is reduced to a predetermined value, and the frequency of the voltage pulse is reduced to f4. The electric discharge machining is performed at the minimum feed rate with the electric discharge energy.
When the wire electrode 2 reaches the position X13 (see Formula 1) where the front half of the circular cross-section in the processing progress direction is in the workpiece W, it reaches the point X14. In the meantime, the jet pressure, the relative feed speed, and the frequency of the voltage pulse are increased to their respective initial set values and returned. As a result, even when the curved corner portion 56 in which the processing shape accuracy is likely to deteriorate is processed, the shape accuracy can be greatly improved.
[0033]
In this case, when the radius R of the curved corner portion 56 is small and the curve is tight, or when the radius R changes to a smaller value in the middle of the curve, L represented by the above formula 1 exists. (L> 0 or (data C-corner R) (1 / sin θ + 1 / tan θ)> 0), as shown by the one-dot chain line in FIG. The control in a state where the speed or the like is reduced is continuously performed. In other words, the arc corner where L does not exist has a very low necessity for the above control.
In addition, this invention is not limited to an Example, A various change is possible in the range which does not deviate from the meaning described in the claim.
[0034]
【The invention's effect】
As described above, according to the wire cut electric discharge machining method and the wire cut electric discharge machining apparatus of the present invention, the following excellent operational effects can be exhibited.
When machining an edge-shaped or curved-shaped corner portion, with a minimum processing energy and a minimum relative feed speed of the wire electrode, at least a certain distance continues until the discharge reaction force is in a substantially opposite direction. Since it did in this way, the precision (shape precision) of a process shape can be improved significantly.
Moreover, since the vibration of the wire electrode itself can also be suppressed by increasing / decreasing the jet pressure of the machining liquid in accordance with the increase / decrease of the machining energy, the accuracy of the machining shape can be further improved.
Further, when the corner has an edge shape, if the relative movement is stopped for a predetermined time, the accuracy of the machining shape can be improved more reliably.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a wire-cut electric discharge machining apparatus for carrying out the method of the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining a processing step when processing an edge corner portion;
FIG. 3 is a diagram showing a relationship among a jet pressure of a machining flow when machining an edge-shaped corner portion, a relative feed speed of a wire electrode, and a frequency of a voltage pulse.
FIG. 4 is a waveform diagram showing pulse waveforms of gate signals having different frequencies.
FIG. 5 is a diagram showing the sum of a wire radius and a gap.
FIG. 6 is a waveform diagram when a conventional uncontrolled machining method and a corner dwell machining method are performed.
FIG. 7 is a diagram showing a machining shape of the method of the present invention and a machining shape of a conventional machining method.
FIG. 8 is a diagram showing a processing locus when processing a curved corner portion having a radius R;
9 is a diagram showing a relationship among a jet pressure of a working fluid, a relative feed speed of a wire electrode, and a frequency of pulse discharge when the corner portion shown in FIG. 8 is machined.
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a processing state of a wire electrode and a workpiece.
FIG. 11 is an enlarged plan view of a processing part.
FIG. 12 is a diagram showing a state when the machining direction bends at right angles to the conventional machining direction.
FIG. 13 is a diagram showing a state when a conventional corner dwell operation is performed.
FIG. 14 is a diagram showing the direction of the discharge reaction force during processing.
FIG. 15 is a diagram showing a processed shape in which a slight bent portion is generated in a corner portion.
[Explanation of symbols]
2 Wire electrode
4,6 guide
20 Conductor
22 Power supply
32 Discharge detection device
34 Servo controller
36 Commanding device
42 Jet control device
46 Jet nozzle
48 storage devices
50 Relative movement control device
52 Pulse controller
54 Edge-shaped corner
56 Curved corner
W Workpiece
X2 Corner point

Claims

A wire that processes the corner portion in the first cut by causing relative discharge between the wire electrode and the workpiece at a preset feed speed while intermittently generating discharge between the wire electrode and the workpiece. In the cut electric discharge machining method, the feed rate is gradually made smaller than the feed rate of the initial setting value until reaching the corner portion, or the feed rate is as small as possible, or when the corner portion is an edge-shaped corner The feed rate is made smaller than the feed rate of the initial setting value until reaching the corner portion, the feed rate is made zero at the corner portion, and the relative movement is stopped for a predetermined time, and then as small as possible. the feed rate, electrostatic the discharge energy is early by reducing the frequency of the discharge by increasing the pause period of the discharge to reach the corner portion To be smaller than the discharge energy obtained by processing conditions, and the pressure of the working fluid jet so as to be smaller than the pressure of the initial set value by the corner portion, the discharge reaction force applied to at least the wire electrode the wire electrode the relative after moving the wire electrode to a predetermined position that is opposite to the direction of are relatively moved, both the discharge pause returning to feed speed of the predetermined gradually the initial set value the feed velocity from the position of By gradually shortening the period and gradually increasing the discharge frequency, the discharge energy is increased to return to the discharge energy obtained under the initial electromachining conditions , and the pressure of the machining fluid jet is gradually increased. The wire-cut electric discharge machining method is characterized in that the pressure is restored to the initial set value .

The wire-cut electric discharge machining method according to claim 1, wherein the predetermined position is a position separated from the corner point by a distance L represented by the following expression.
L = (data C−corner R) (1 / sin θ + 1 / tan θ) + data D
However, data C is the sum of the radius of the wire electrode and the discharge gap, corner R is the radius of the corner, θ is the angle of the corner, and data D is the delay amount of the wire electrode.

A power supply device that intermittently applies a machining voltage pulse between the wire electrode and the workpiece, and a relative movement device that relatively moves the wire electrode and the workpiece at a preset feed speed. In the wire-cut electric discharge machining apparatus, the feed speed is gradually made smaller than the feed speed of the initial setting value until reaching the corner section at the corner section in the first cut , or the corner section is made as low as possible. When it is an edge-shaped corner, the feed speed is gradually made smaller than the feed speed of the initial setting value before reaching the corner section, the feed speed is made zero at the corner section, and the relative movement is stopped for a predetermined time. wherein the small feed rate as possible, where the discharge reaction force applied to at least the wire electrode is in the direction of the relative movement of the wire electrode after the After are relatively moved to the position, a longer off time the feed rate and the relative movement controller for controlling the relative movement device back to the feed rate of the initial setting value gradually, until reaching the corner portion As a result, the frequency of the machining voltage pulse is made lower than the initial frequency, and at least the discharge reaction force applied to the wire electrode reaches a predetermined position that is opposite to the direction of relative movement of the wire electrode. After that, by shortening the off time, the pulse voltage control device for controlling the power supply device so as to gradually return the frequency of the machining voltage pulse to the initial frequency, and the pressure of the machining fluid jet is initially set at the corner portion. The discharge reaction force applied to the wire electrode is in a direction opposite to the direction of the relative movement of the wire electrode. After reaching the position, the working fluid wire-cut electric discharge machining apparatus gradually increased to anda jet controller for controlling driving of the jet pump to return to the pressure of the initial set value of pressure of the jet.