JP5734270B2 - コーナ角度に応じて自動的に加工経路の補正を行うワイヤ放電加工機 - Google Patents
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Description
<対応策2>ワイヤ電極の撓みを考慮して加工経路を補正する方法
図2はワイヤ電極の撓みによって被加工物が過剰に加工されることを回避するために、加工経路を補正する上記対応策2を説明する図である。
ワイヤ電極3の加工経路4を補正経路7によって補正しワイヤ放電加工を行うと、ワイヤ電極3はワイヤ電極軌跡8に示されるように移動する。これによって、被加工物2が過剰に加工されることを回避することができる。
特許文献2には、加工条件ごとにワイヤカット放電加工における加工中のワイヤ電極の撓み量を保存し、この撓み量に基づいて、パンチ加工のときはワイヤ電極を進行方向に対して余分に逃し、ダイ加工のときは切り込みを入れるように加工経路を補正するシャープエッジの加工方法が開示されている。
特許文献4には、コーナ部で加工進行方向に第1の加工経路を接線上に延長し、そして加工コーナの角度よりも大きな角度で第2及び第3の補正経路を設定し、第4の経路で元の加工経路に復帰するように加工経路を補正する方法と、これを実現するためのワイヤ放電加工装置が開示されている。
前記加工経路補正手段は、
前記補正距離aと前記戻し距離bを、
a=P
b=Q/tan(θ/2)+R
ただし、θ:コーナ角度
P:ワイヤ電極の撓み量
Q:オフセット量
R:ワイヤ電極径に関する定数
により求めて前記加工経路を補正することを特徴とする請求項1に記載のワイヤ放電加工機である。
前記加工経路補正手段は、
前記補正距離aと前記戻し距離bを、
a=Q/tan(θ/2)
b=P
ただし、θ:コーナ角度
P:ワイヤ電極の撓み量
Q:オフセット量
により求めて前記加工経路を補正することを特徴とする請求項1に記載のワイヤ放電加工機である。
前記加工経路補正手段は、
前記補正距離aと前記戻し距離bを、
a=b*sinα/sin(θ−α)
b=P
ただし、α=tan-1{P/(Q+R)}
θ:コーナ角度
P:ワイヤ電極の撓み量
Q:オフセット量
R:ワイヤ電極径に関する定数
により求めて前記加工経路を補正することを特徴とする請求項1に記載のワイヤ放電加工機である。
前記加工経路補正手段は、
前記補正距離aと前記戻し距離bを、
a=P/sinθ
b=Q/tan(θ/2)+R
ただし、θ:コーナ角度
P:ワイヤ電極の撓み量
Q:オフセット量
R:ワイヤ電極径に関する定数
により求めて前記加工経路を補正することを特徴とする請求項1に記載のワイヤ放電加工機である。
前記補正距離aと前記戻し距離bを、
a=b*sinα/sin(θ−α)
b=Q/tan(θ/2)+R
ただし、α=tan-1{P/(Q+R)}
θ:コーナ角度
P:ワイヤ電極の撓み量
Q:オフセット量
R:ワイヤ電極径に関する定数
により求めて前記加工経路を補正することを特徴とする請求項1に記載のワイヤ放電加工機である。
本発明のワイヤ放電加工機は、加工経路中の2つの連続する移動ブロックで形成されるコーナ部において、先に加工するブロックの終点を延長するように補正し、次に加工するブロックを始点からブロック途中まで削除し、延長されて作成された新たなブロック終点と削除されて作成された新たなブロック開始点とを繋ぐように加工経路を補正するワイヤ放電加工において、各種の補正量を用意するために要する労力を大幅に軽減し、コーナ角度が90度以外の加工の場合にも、コーナ部の形状精度が向上するように加工経路の補正を行う。
上述したように、コーナだれ(図1参照)が発生する最も大きな原因は、ワイヤ電極3の撓みである。そのため、このワイヤ電極3の撓み量を、加工経路を補正する補正量を算出するためのパラメータとして用いれば、コーナ角度θがどのような場合でも、ワイヤ電極3の撓み量がわかれば、効率よく補正経路を作成することができる。そして、加工経路を、先に加工するブロックの終点を延長するように補正し、次に加工するブロックを始点からそのブロックの途中まで削除し、延長されて作成された新たなブロック終点と削除されて作成された新たなブロック開始点とを繋ぐように補正するために補正距離と戻し距離を用いればよく、種々の補正量について考える手間を省くことができる。
図7は本発明に係るワイヤ放電加工機の要部の構成を説明するブロック図である。本発明に係るワイヤ放電加工機は、コーナ部を形成する2つの移動ブロックの成す角に応じて加工経路を自動的に補正することができる。加工プログラム20が記憶されている加工プログラム記憶部21から加工プログラムのブロックを読み込んで解析し、コーナ角度検出部22によってコーナがあるかどうかを判断する。コーナがある場合、その角度に応じて補正経路を加工経路補正部23において作成し、加工経路制御部24によってワイヤ電極3を被加工物2に対して相対移動させる。コーナがない場合、補正経路を作成することなく、加工経路制御部24によってワイヤ電極3を被加工物に対して相対移動させる。
(補正距離aをワイヤ電極の撓み量に固定し、戻し距離bをコーナ角度θに応じて変化させて補正経路を求める場合)
図8に示すように先に加工するブロックの終点を延長する距離を補正距離a、次に加工するブロックを始点からブロック途中まで削除する距離を戻し距離bとする。補正距離aをワイヤ電極の撓み量vとする。被加工物2の2aの部分は、ワイヤ電極3によって加工される。ワイヤ電極3が加工溝に進入すれば、溝に挟まれて加工進行方向と逆の方向にワイヤ電極3が撓むが、その他の方向に撓むことはほとんどない。
●[ステップST01]ワイヤ電極の撓み量vによって補正距離aを決定する。
●[ステップST02]コーナ角度θを読み込む。
●[ステップST03]コーナ角度θによって戻し距離bを算出する。
●[ステップST04]戻し距離bを出力する。
●[ステップST05]補正経路を指令し、処理を終了する。
(戻し距離bをワイヤ電極の撓み量に固定し、補正距離aをコーナ角度θに応じて変化させ補正経路を求める場合)
実施形態1はコーナ角度θに依らず、ワイヤ電極3の撓み量vを補正距離aとし、戻し距離bをコーナ角度θに応じて変化させる加工経路の補正方法を例にして説明した。図12は、補正距離aを固定し、戻し距離bをコーナ角度に応じて変化させる場合の補正経路を求める実施形態1を説明する図である。コーナ角度θに応じて、戻し距離bを変化させる補正方法が、補正距離a,戻し距離b共にワイヤ電極3の撓み量で補正する場合よりコーナ部の形状精度が高いことが実施形態1によって明らかになった。そこで、戻し距離bを固定し、補正距離aをコーナ角度に応じて変化させることによって、コーナ部の形状精度を向上させることも考えられる。
(補正距離a,戻し距離b共にコーナ角度θに応じて変化させ補正経路を求める場合)
実施形態1は、コーナ角度θに依らずワイヤ電極の撓み量vを補正距離aとし、戻し距離bをコーナ角度に応じて変化させて加工経路を補正する方法である。また、実施形態2は、コーナ角度θに依らずワイヤ電極の撓み量vを戻し距離bとし、補正距離aをコーナ角度に応じて変化させて加工経路を補正する方法である。
三角形A1G1F1と三角形F1D1C1においては、
∠G1A1F1=∠D1F1C1
∠A1G1F1=∠F1D1C1
G1F1=D1C1=offset
の関係があるため、
ΔA1G1F1≡ΔF1D1C1
であることがわかる。
したがって、四角形A1B1C1D1の面積S1は数6式によって求められる。
実施形態3は、補正距離a,戻し距離b共にコーナ角度θに応じて変化させることによって、コーナ部の形状精度を向上できる。実施形態3の補正方法は、先行技術の補正距離a,戻し距離b共にワイヤ電極の撓み量vに固定する補正方法よりも、コーナ部の形状精度を向上できる。ここでは、実施形態4として、補正距離a,戻し距離b共にコーナ角度θに応じて変化させる補正方法について、他の例を説明する。
実施形態1〜4はコーナ角度θが小さくなると補正距離aまたは戻し距離bのいずれか一方または両方が大きくなり、コーナ角度θが大きくなると補正距離aまたは戻し距離bのいずれか一方または両方が小さくなるように、コーナ部の形状精度を向上させるものである。いずれも先行技術より高い形状精度が得られる。実施形態1〜4では、直角および鋭角を例にして説明したが、鈍角の場合も適用できる。
(実施形態1)
a=P
b=Q/tan(θ/2)+R
ただし、Pはワイヤ電極の撓み量、Qはオフセット量、Rはワイヤ電極径に関する定数である。
(実施形態2)
a=Q/tan(θ/2)+R
b=P
ただし、Pはワイヤ電極の撓み量、Qはオフセット量、Rはワイヤ電極径に関する定数である。
(実施形態3)
a=P/sinθ
b=Q/tan(θ/2)+R
ただし、Pはワイヤ電極の撓み量、Qはオフセット量、Rはワイヤ電極径に関する定数である。
(実施形態4)
a=b*sinα/sin(θ−α) ただし、α=tan-1{P/(Q+R)}
b=Q/tan(θ/2)+R
ただし、Pはワイヤ電極の撓み量、Qはオフセット量、Rはワイヤ電極径に関する定数である。
実施形態1は補正距離aを固定し、戻し距離bのみコーナ角度に応じて変化させることによって、コーナ部の形状精度を向上させる補正方法である。従来技術は補正経路について明確に論じたが、補正後にワイヤ電極がどのように元の加工経路に戻すことについて具体的に示されてはいなかった。実施形態1はこの問題を解決し、補正後のワイヤ電極が元の経路に戻す方法について説明したものである。
3 ワイヤ電極
4 加工経路
5 ワイヤ電極軌跡
6 ワイヤ電極の撓みに起因するコーナだれ
7 補正経路
8 ワイヤ電極軌跡
9 加工経路
10 ワイヤ電極の撓みによる実際位置
11 加工溝
12 加工溝
13 加工進行方向
14 プログラム上のワイヤ電極位置
15 加工溝壁
16 加工溝壁
17 振動
18 流れ(撓み)
20 加工プログラム
21 加工プログラム記憶部
22 コーナ角度検出部
23 加工経路補正部
24 加工経路制御部
30 加工経路
31 補正経路
32 コーナ頂点
33 交点
34 加工経路上のコーナ頂点
35 ワイヤ電極(指令位置)
36 ワイヤ電極(実位置)
a 補正距離
b 戻し距離
θ コーナ角度
v ワイヤ電極の撓み量
offset オフセット量
P ワイヤ電極の撓み量
Q オフセット量
R ワイヤ電極径に関する定数
Claims (7)
- 加工プログラムの軸移動指令に基づいて加工経路を作成し、該作成された加工経路中の2つの連続する移動ブロックで形成されるコーナ部において、先に加工するブロックの終点を延長するように補正し、次に加工するブロックを始点からブロック途中まで削除し、前記先に加工されるブロックが延長されて作成された新たなブロック終点と前記次に加工するブロックの途中までが削除されて作成された新たなブロック開始点とを直線または円弧で繋ぐように加工経路を補正して加工を行うワイヤ放電加工機であって、
前記コーナ部のコーナ角度を求めるコーナ角度取得手段と、
前記コーナ角度に応じて前記加工経路を補正する加工経路補正手段とを備え、
前記加工経路補正手段は、前記先に加工するブロックの終点を延長するように補正する際の終点を延長する距離を補正距離aとし、
前記次に加工するブロックの前記削除前のブロック開始点と削除されて作成された新たなブロック開始点との距離を戻し距離bとし、
前記コーナ角度が大きくなるにしたがって前記補正距離aまたは前記戻し距離bのいずれか一方または両方が小さくなるように前記コーナ部の加工経路を補正することを特徴とするワイヤ放電加工機。 - 前記加工経路補正手段は、
前記補正距離aと前記戻し距離bを、
a=P
b=Q/tan(θ/2)+R
ただし、θ:コーナ角度
P:ワイヤ電極の撓み量
Q:オフセット量
R:ワイヤ電極径に関する定数
により求めて前記加工経路を補正することを特徴とする請求項1に記載のワイヤ放電加工機。 - 前記加工経路補正手段は、
前記補正距離aと前記戻し距離bを、
a=Q/tan(θ/2)
b=P
ただし、θ:コーナ角度
P:ワイヤ電極の撓み量
Q:オフセット量
により求めて前記加工経路を補正することを特徴とする請求項1に記載のワイヤ放電加工機。 - 前記加工経路補正手段は、
前記補正距離aと前記戻し距離bを、
a=b*sinα/sin(θ−α)
b=P
ただし、α=tan-1{P/(Q+R)}
θ:コーナ角度
P:ワイヤ電極の撓み量
Q:オフセット量
R:ワイヤ電極径に関する定数
により求めて前記加工経路を補正することを特徴とする請求項1に記載のワイヤ放電加工機。 - 前記加工経路補正手段は、
前記補正距離aと前記戻し距離bを、
a=P/sinθ
b=Q/tan(θ/2)+R
ただし、θ:コーナ角度
P:ワイヤ電極の撓み量
Q:オフセット量
R:ワイヤ電極径に関する定数
により求めて前記加工経路を補正することを特徴とする請求項1に記載のワイヤ放電加工機。 - 前記補正距離aと前記戻し距離bを、
a=b*sinα/sin(θ−α)
b=Q/tan(θ/2)+R
ただし、α=tan-1{P/(Q+R)}
θ:コーナ角度
P:ワイヤ電極の撓み量
Q:オフセット量
R:ワイヤ電極径に関する定数
により求めて前記加工経路を補正することを特徴とする請求項1に記載のワイヤ放電加工機。 - 前記ワイヤ電極の撓み量に替えて、電気的な加工条件ごとに決まる定数、前記オフセット量は、ワイヤ電極の半径値、ワイヤ電極の半径値と放電ギャップの値を加算した値、または、電気的な加工条件ごとに決まる定数のうちのいずれか一つであることを特徴とする請求項2から6のいずれか一つに記載のワイヤ放電加工機。
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