JP5642819B2 - 接触検出器を使用したテーパ角度補正機能を有するワイヤ放電加工機およびテーパ角度補正方法 - Google Patents
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Description
請求項4に係る発明は、加工されたワークのテーパ部毎に前記測定を行い、各テーパ部の上,下ワイヤガイドのワイヤ支持位置を算出することを特徴とする請求項1あるいは請求項2のいずれか一つに記載のワイヤ放電加工機である。
図1は本発明に係るワイヤ放電加工機の実施形態の構成図である。
ワイヤ放電加工機2はワイヤ電極21と、被加工物である工作物との間に放電を発生させることで工作物の加工を行う機械である。ワイヤ放電加工機2は、ベッド10上に、X軸モータ22の駆動によってX軸方向に移動するX軸サドル11を備え、X軸サドル11の上に、Y軸モータ23の駆動によってY軸方向に移動するY軸テーブル12を備える。Y軸テーブル12上には内部に工作物を載置する工作物取付け台(図示せず)を備えた加工槽27が固定されている。
図2は任意のテーパ角度と寸法を補正する場合を説明する図である。あるテーパ部において、P1は第1のテーパ部測定位置、P2は第2のテーパ部測定位置、P3はワーク上面の測定位置(ワーク高さ測定位置)を表す。また、他のテーパ部において、P1’は第1のテーパ部測定位置、P2’は第2のテーパ部測定位置、P3’はワーク上面の測定位置を表す。符号31は加工中のワイヤ電極の、符号32はワイヤ電極の軌跡方向に垂直な面とテーパ部の交線を意味する。
(1)任意の大きさのテーパ角度と加工形状を補正する場合は、図2に示されるように異なる複数のテーパ角度を有するテスト形状の加工を行い、テーパ加工した部分に対して各テーパ部でワイヤ電極の軌跡に垂直な方向の任意の2点とワーク3上面の1点を接触検出器20で測定を行い、測定する一点と同じ高さの目標の位置のデータを予め数値制御装置に入力し、数値制御装置上で演算して、上,下ワイヤガイド28,29のワイヤ支持位置を補正し、目標とするテーパ角度および形状寸法になるよう補正する。任意の2点とワーク3上面の1点の組として図2では、(P1,P2,P3)、(P1’,P2’,P3’)が図示されている。なお、ワーク上面の測定は後述する<ワーク高さから求める場合>に行われる。
<測定点高さから求める場合>
図3,図4を用いて説明する。この場合、図3に示されるP1,P2の2つの位置が接触式検出器を用いて測定される。
補正の計算方法は図3のように各位置(各位置のデータ)を設定した場合、ワーク置き台4に載置され加工したワーク3のテーパ部の傾きα、下ワイヤガイド29の正確な下ワイヤガイド支持位置u、上ワイヤガイド28の正確な上ワイヤガイド支持位置vは以下の式で表される。なお、正確な下ワイヤガイド支持位置uと正確な上ワイヤガイド支持位置vとは、V軸とU軸を意味するものではない。
<ワーク高さから求める場合>
図5を用いて説明する。この場合、図5に示されるP1,P2,P3の3つの位置が接触式検出器を用いて測定される。高さz3上のXY平面でのワイヤ電極垂直位置からの目標位置までの距離Lはtanθおよびtanαと測定位置と目標値の誤差Sを使用した場合それぞれ次のように表される。
図6に示されるように、ワイヤ電極の傾けた位置の量Lはtanαとtanθを使用すると数11式で表される。
●[ステップSA01]ワークにテーパ部を含む放電加工を行う。
●[ステップSA02]テーパ部のワイヤ電極の軌跡方向に垂直でワーク上の任意の2点の位置(第1テーパ部測定位置P1、第2テーパ部測定位置P2)を測定する。
●[ステップSA03]ステップSA02で測定した2点の位置のデータを基にテーパ部のテーパ角度を計算する。
●[ステップSA04]目標位置がワークの高さに対応するかまたは測定位置の高さの位置に対応するか判断し、ワークの高さに対応する場合にはステップSA05へ移行し、目標位置が測定位置の高さに対応する場合にはステップSA07へ移行する。
●[ステップSA05]ワーク高さ測定位置P3を測定する。
●[ステップSA06]数10式により下ワイヤガイドの正確な下ワイヤ支持位置を計算し、ステップSA08へ移行する。
●[ステップSA07]数6式により下ワイヤガイドの正確な下ワイヤ支持位置を計算し、ステップSA08へ移行する。
●[ステップSA08]数l2式により上ワイヤガイドの正確な上ワイヤ支持位置を計算する。
●[ステップSA09]正確な上,下ワイヤ支持位置を適用する。具体的には、加工プログラムに従ってワイヤ電極をワークに対して相対的に移動させる場合、各ステップで算出した上,下ワイヤ支持位置となるように補正して相対的に移動させる。
●[ステップSA10]次の加工を実行する。
(2)図8のように加工プログラム上に予め決められた位置に複数のテーパ加工を行う場合は、まず、テスト加工を行いプログラム上のテーパ部毎に測定し補正演算を行う。本番加工を行う場合は、テーパ部毎に補正した値を入力して加工する。
(3)前記(2)のように別ワークに加工せずに、本番加工用ワークで、実際の加工形状より、加工プログラム経路にオフセットをかけて、目標より少なめに加工を行い、各テーパ部を測定し補正演算を行い、その後実際の加工形状で加工してもよい。
(4)複数回の仕上げ加工があるテーパ加工の場合、前記(1),(2)のようなテスト加工を行わなくてもよく、各回の加工終了後にプログラム上の各テーパ部を測定し補正演算を行い、次の仕上げ加工に各テーパ部で各補正値を使用して加工する。
(5)前記(2),(3),(4)で測定結果、目標とする形状寸法に対して、加工の残し側にずれがある場合は、補正した結果をもとに再度追加工を行い、目標の形状寸法となるように、再度加工する。
3 ワーク
4 ワーク置き台
10 ベッド
11 X軸サドル
12 Y軸テーブル
13 コラム
14 アーム
15 V軸サドル
16 U軸サドル
17 Z軸スライダ
18 上ノズル
19 下ノズル
20 接触検出器
21 ワイヤ電極
22 X軸モータ
23 Y軸モータ
24 U軸モータ
25 V軸モータ
26 Z軸モータ
27 加工槽
28 上ワイヤガイド
28a 加工時の上ワイヤ支持位置
28u 正確な上ワイヤ支持位置
29 下ワイヤガイド
29a 加工時の下ワイヤ支持位置
29u 正確な下ワイヤ支持位置
50 制御装置
51 動力・信号線
100 Z軸方向基準位置
102 ワイヤ電極の垂直位置
104 加工を行ったワイヤ電極の軌跡位置
106 目標の寸法になるワイヤ電極の軌跡
108 ワイヤ電極を傾けたときの上ワイヤガイドの位置(UV軸の移動量)
P1 第1テーパ部測定位置
P2 第2テーパ部測定位置
P3 ワーク高さ測定位置
P4 第1テーパ部測定位置の高さでの目標の位置
P5 ワーク高さ頂点部での目標の位置
a 加工時の下ワイヤガイドのワイヤ支持位置
u 正確な下ワイヤガイドのワイヤ支持位置
b 加工時の上ワイヤガイドのワイヤ支持位置
v 正確な上ワイヤガイドのワイヤ支持位置
θ プログラムにより指令されたテーパ角度
α 加工したワークのテーパ角度
Claims (6)
- ワークが載置されたテーブルと上ワイヤガイドと下ワイヤガイドの間に張架されたワイヤ電極とを相対移動させて加工を行うワイヤ放電加工機において、
前記ワイヤ電極を所定の角度に傾斜させるワイヤガイド移動手段と、
前記上ワイヤガイドに設けられた接触検出器と、
前記テーブルに取り付けられ、テーパ加工されたワークに対してテーパ部の任意の高さの2点を前記接触検出器により測定して得られた位置から前記テーパ部のテーパ角度を算出する手段と、
前記測定した2点のうちの何れか1点の位置と、前記算出したテーパ角度と、前記接触検出器により測定して得られたワーク上面の位置と加工誤差がない場合のテーパ部とワーク上面が交差する位置とに基づいて、目標のテーパ角度および目標の形状寸法となる前記上,下ワイヤガイドによるワイヤ支持位置を算出する手段、
とを有することを特徴とするワイヤ放電加工機。 - ワークが載置されたテーブルと上ワイヤガイドと下ワイヤガイドの間に張架されたワイヤとを相対移動させて加工を行うワイヤ放電加工機において、
前記ワイヤを所定の角度に傾斜させるワイヤガイド移動手段と、
前記上ワイヤガイドに設けられた接触検出器と、
前記テーブルに取り付けられ、テーパ加工されたワークに対してテーパ部の任意の高さの2点を前記接触検出器により測定して得られた位置から前記テーパ部の角度を算出する手段と、
前記測定した2点のうちの何れか1点の位置と、前記算出したテーパ角度、該1点の位置の高さにおける加工誤差がない場合のテーパ部の位置とに基づいて、目標のテーパ角度および目標の形状となる前記上,下ワイヤガイドによるワイヤ支持位置を算出する手段、
とを有することを特徴とするワイヤ放電加工機。 - 所定のテーパ角度毎に前記測定を行い、前記所定のテーパ角度毎に前記上,下ワイヤガイドのワイヤ支持位置を予め記憶した記憶手段を有し、
テーパ加工指令がなされたとき、該記憶手段に記憶された上,下ワイヤガイドのワイヤ支持位置に従って上,下ワイヤガイドを移動させることを特徴とする請求項1あるいは請求項2のいずれか一つに記載のワイヤ放電加工機。 - 加工されたワークのテーパ部毎に前記測定を行い、各テーパ部の上,下ワイヤガイドのワイヤ支持位置を算出することを特徴とする請求項1あるいは請求項2のいずれか一つに記載のワイヤ放電加工機。
- ワークが載置されたテーブルと上ワイヤガイドと下ワイヤガイドの間に張架されたワイヤとを相対移動させて加工を行うワイヤ放電加工機のワイヤ支持位置の算出方法において、
加工プログラムに従ってテーパ加工を行うステップと、
前記上ワイヤガイドに設けられた接触検出器によりテーパ部の任意の2点を前記接触検出器により測定するステップと、
該測定して得られた位置から前記テーパ部の角度を算出するステップと、
前記測定した2点のうちの何れか1点の位置と、前記算出したテーパ角度と、加工誤差がない場合のテーパ部とワーク上面が交差する位置とから目標のテーパ角度および目標の形状となる前記上,下ワイヤガイドによるワイヤ支持位置を算出するステップ、
とを有することを特徴とするワイヤ放電加工機によるワイヤ支持位置の算出方法。 - ワークが載置されたテーブルと上ワイヤガイドと下ワイヤガイドの間に張架されたワイヤとを相対移動させて加工を行うワイヤ放電加工機のワイヤ支持位置の算出方法において、
加工プログラムに従ってテーパ加工を行うステップと、
前記上ワイヤガイドに設けられた接触検出器によりテーパ部の任意の2点を前記接触検
器により測定するステップと、
該測定して得られた位置から前記テーパ部の角度を算出するステップと、
前記測定した2点のうちの何れか1点の位置と、前記算出したテーパ角度、該1点の位置の高さにおける加工誤差がない場合のテーパ部の位置とに基づいて、目標のテーパ角度および目標の形状となる前記上,下ワイヤガイドによるワイヤ支持位置を算出するステップ、
とを有することを特徴とするワイヤ放電加工機によるワイヤ支持位置の算出方法。
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