JP5981012B2 - 上下面独立コーナ形状補正機能を有するワイヤ放電加工機 - Google Patents
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ワーク厚さと、ワークに上,下ノズルが密着状態での上ワイヤガイド位置及び下ワイヤガイド位置の情報を取得し(SA01)、ステップSA01の状態(ワークに上,下ノズルが密着した状態)におけるワイヤ電極の撓み量Eにより、補正量Cを算出し(SA02)、ステップSA02で算出した補正量Cと、コーナ部の角度情報と、により、真の補正量Cを算出し(SA03)、コーナ角度による真の補正量Cをもとに補正経路を算出し(SA04)、その算出した補正経路を出力し(SA05)、処理を終了する。
図1はワイヤ放電加工機の概略構成図である。
ワイヤ放電加工機70は、ワイヤ電極4と、テーブル2に載置された被加工物であるワーク3との間に放電を発生させることでワーク3の加工を行う機械である。ワイヤ放電加工機70は、基台20上に、X軸モータ26が駆動するボールネジ31によってX軸方向に移動するX軸サドル19を備え、そのX軸サドル19の上に、Y軸モータ25が駆動するボールネジ30によってY軸方向に移動するY軸サドル18を備える。そのY軸サドル18上には、内部にワーク3を載置するテーブル2を備えた加工槽14が固定されている。
ワイヤ電極4は、放電加工中、加工液圧力および放電反発力によってワイヤ電極4のワーク3に対する相対移動方向と反対方向に撓む(図2参照)。ワイヤ電極4の撓みによる変形は、加工実験により、弦の振動と同じような形状で、その形状は両端支持の等分布加重を受けた梁の変位に等しいことがわかっている。図7はワイヤ電極4の位置によるワイヤ電極4の変位量を説明する図である。任意高さzにおけるワイヤ電極4の撓み量xは数1式により算出できる。
x=F/2/T*z*(L-z)
ここで、Fは分布荷重であり、Tはワイヤ電極4の張力であり、Lは下ワイヤガイド位置を基準とした上ワイヤガイドのz方向の位置である。
なお、数1式は図7に示されるように、x=(F/2T)*z*(L-z)と同じである。
図2は上ノズル部(上ノズル9)をワーク3の上面に密着し、下ノズル部(下ノズル10)をワーク3の下面に密着した場合であって、ワイヤ電極4の撓みによる誤差を補正しない例を説明する図である。図2に示される状態は、上下ノズル9,10がワーク3の上下面3a,3bにそれぞれ近接した状態である。ここで、「密着」とは、ノズルの先端とワークの表面とが接触した状態ではなく、ワイヤ放電加工を実行できる程度の隙間をもって近接していることを意味している。
ワイヤ電極4の、ワーク3の上面3aと下面3bでは、撓み量EU0とEL0の分、加工経路がずれる。
図5は上ノズル部をワーク3の上面3aから離し、下ノズル部をワーク3の下面3bに密着した場合であって、ワイヤ電極4の撓みによる誤差を補正しない例を説明する図である。図6は、上ノズル部をワーク3の上面3aから離し、下ノズル部をワーク3の下面に密着した場合であって、ワイヤ電極4の撓みによる誤差を補正する例を説明する図である。
そして、算出して得られた距離に応じたワイヤ電極4の撓み量を、前記基準位置での撓み量に起因する形状誤差量(EU0,EL0)もしくは前記基準位置での補正量である基準補正量(CU0,CL0)を元に計算し、それぞれ、撓み量(EU1,EL1)、もしくは補正量(CU1,CL1)として、ワーク3の上下面3a,3bでそれぞれの撓み量(EU1,EL1)もしくは補正量(CU1,CL1)にて補正する。EU1は上撓み量、EL1は下撓み量、CU1は上面補正量、CL1は下面補正量という。
図8は上ノズル部(上ノズル9)をワーク3の上面3aから離し、下ノズル部(下ノズル10)をワーク3の下面3bから離した場合であって、ワイヤ電極4の撓みによる誤差を補正しない例を説明する図である。図9は上ノズル部(上ノズル9)をワーク3の上面3aから離し、下ノズル部(下ノズル10)をワーク3の下面3bから離した場合であって、ワイヤ電極4の撓みによる誤差を補正する例を説明する図である。上記<2>と同様に、図9に示す位置150,位置151,位置152を通る、ワイヤ電極4の、変形した数1式を求める。そして、このときの上ワイヤガイド位置U1における上補正量CU1を算出する。
そして、算出して得られた距離U1,L1に応じたワイヤ電極4の撓み量を、前記基準位置での撓み量(EU0,EL0)もしくは前記基準位置での補正量である基準補正量(CU0,CL0)を元に計算し、それぞれ、撓み量(EU1,EL1)、もしくは補正量(CU1,CL1)として、ワーク3の上下面3a,3bでそれぞれの撓み量(EU1,EL1)もしくは補正量(CU1,CL1)にて補正する。
本発明に係るワイヤ放電加工機70は、コーナ部を形成する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60が記憶されている加工プログラム記憶部61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62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63において作成し、加工経路制御部64によってワイヤ電極4をワーク3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64によってワイヤ電極4をワーク3に対して相対移動させる。
●[ステップSB02]ステップSB01の情報と実際の上ワイヤガイド位置(上面距離)U1、下ワイヤガイド位置(下面距離)L1、ワーク厚さT、より、ワーク上面、ワーク下面でのワイヤ撓み量EU1、EL1を算出する。
●[ステップSB04]上補正量CU1、下補正量CL1により、上ワイヤガイド位置、下ワイヤガイド位置の補正経路を算出する。
●[ステップSB05]補正経路を出力し、処理を終了する。
制御装置50は、上下ワイヤガイドが加工ワーク上下面に近接した状態での該上下ワイヤガイドのワーク上下面に対するワーク厚さ方向の相対位置とワーク厚さを基準位置として記憶する基準位置記憶手段81と、前記基準位置における加工プログラム経路上のワイヤガイド座標位置と加工時のワイヤ撓みによるワーク上下面での実加工位置のずれ量を補正する補正量を記憶する補正量記憶手段82と、任意の上下ワイヤガイド位置でのワーク上下面に対する前記上下ワイヤガイドのワーク厚さ方向の相対位置と、ワーク厚さを設定する設定手段80と、前記記憶された基準位置と前記補正量に基づいて、前記設定された上下ワイヤガイドのワーク上下面に対するワーク厚さ方向の上下ワイヤガイドの相対位置とワーク厚さにおけるそれぞれのずれ量を補正する補正量を算出する補正量算出手段83と、前記加工プログラムで指令されたワイヤガイドとワークの相対的移動指令における上下ワイヤガイドの位置を、前記算出した補正量に基づき上ガイド部と下ガイド部で独立して補正する補正手段84と、を備えている。
なお、補正量記憶手段82に替えて、基準位置における加工プログラム経路上のワイヤガイド座標位置と加工時のワイヤ撓みによるワーク上下面での実加工位置のずれ量を記憶するずれ量記憶手段と、該ずれ量記憶手段に記憶されたずれ量から補正量を算出する補正量算出手段とにしてもよい。
制御装置50は、上下ワイヤガイドのワーク上下面に対するワーク厚さ方向の相対位置とワーク厚さの組を複数記憶した基準位置記憶手段81と、前記複数の基準位置における加工プログラム経路上のワイヤガイド座標位置と加工時のワイヤ撓みによるワーク上下面での実加工位置のずれ量を補正する補正量を記憶する補正量記憶手段82と、任意の上下ワイヤガイド位置でのワーク上下面に対する前記上下ワイヤガイドのワーク厚さ方向の上下ワイヤガイドの相対位置と、ワーク厚さとを設定する設定手段80と、前記基準位置記憶手段により記憶された上下ワイヤガイドのワーク上下面に対するワーク厚さ方向の相対位置とワーク厚さの組から、前記設定されたワーク上下面に対するワーク厚さ方向の上下ワイヤガイドの相対位置とワーク厚さに近い複数の組を選択する選択手段85と、前記選択された複数の組の複数の基準位置と前記補正量記憶手段により記憶された補正量に基づいて、前記設定された上下ワイヤガイドのワーク上下面に対するワーク厚さ方向の上下ワイヤガイドの相対位置とワーク厚さにおけるそれぞれのずれ量を補正する補正量を算出する補正量算出手段83と、前記加工プログラムで指令されたワイヤガイドとワークの相対的移動指令における上下ワイヤガイドの位置を、前記算出した補正量に基づき上下ワイヤガイドの位置を上ガイド部と下ガイド部で独立して補正する補正手段84と、を備えている。
ここで、選択手段85は、図14に示されるテーブルで、対応する基準位置の組をひとつに特定できない場合、例えば、上面距離U1が15mmのとき、2つの基準位置の組が選択される。補正量算出手段83は、2つの基準位置の組に対応してそれぞれ記憶されている、上補正量CU1と下補正量CL1の内挿することにより、補正量を算出する。
なお、補正量記憶手段82に替えて、複数の基準位置における加工プログラム経路上のワイヤガイド座標位置と加工時のワイヤ撓みによるワーク上下面での実加工位置のずれ量を記憶するずれ量記憶手段と、該ずれ量記憶手段に記憶されたずれ量から補正量を算出する補正量算出手段としてもよい。
制御装置50は、上下ワイヤガイドのワーク上下面に対するワーク厚さ方向の相対位置とワーク厚さの組を複数記憶する基準位置記憶手段81と、前記複数の基準位置における加工プログラム経路上のワイヤガイド座標位置と加工時のワイヤ撓みによるワーク上下面での実加工位置のずれ量を補正する補正量を記憶する補正量記憶手段82と、任意の上下ワイヤガイド位置でのワーク上下面に対するワーク厚さ方向の上下ワイヤガイドの相対位置とワーク厚さを設定する設定手段80と、前記記憶された複数の基準位置と前記補正量記憶手段により記憶された補正量から前記設定されたワーク上下面に対するワーク厚さ方向の上下ワイヤガイドの相対位置とワーク厚さにおけるそれぞれのずれ量を補正する補正量を呼び出す補正量呼出し手段86と、前記加工プログラムで指令されたワイヤガイドとワークの相対的移動指令における上下ワイヤガイドの位置を、前記呼び出した補正量に基づき上下ワイヤガイドの位置を上ガイド部と下ガイド部で独立して補正する手段84と、を有する。補正量呼び出し手段86は、設定手段80から設定された上下面の相対位置とワークの厚さTに対応する(上面距離U1と下面距離L1)が記憶されていない場合、設定された基準位置の組に近い組の、上補正量CU1と下補正量CL1とを呼び出す。
なお、補正量記憶手段82に替えて、複数の基準位置における前記基準位置における加工プログラム経路上のワイヤガイド座標位置と加工時のワイヤ撓みによるワーク上下面での実加工位置のずれ量を記憶するずれ量記憶手段と、該ずれ量記憶手段に記憶されたずれ量から補正量を算出する補正量算出手段とにしてもよい。
3 ワーク
3a 上面
3b 下面
4 ワイヤ電極
5 加工経路
6a ワイヤ電極軌跡
6b ワイヤ電極軌跡
7 ワイヤ電極の撓みに起因するコーナだれ
8 補正経路
9 上ノズル
10 下ノズル
11 加工液
12 加工溝
13a 上ワイヤガイド
13b 下ワイヤガイド
14 加工槽
15 V軸サドル
16 U軸テーブル
17 上アーム支持部材
18 Y軸サドル
19 X軸サドル
20 基台
21 コラム
22 分岐管路
23 管路
24 管路
25 Y軸モータ
26 X軸モータ
27 Z軸モータ
28 U軸モータ
29 V軸モータ
30 ボールネジ
31 ボールネジ
32 ボールネジ
33 ボールネジ
34 ボールネジ
35 動力・信号線
36 動力・信号線
37 動力・信号線
38 動力・信号線
39 動力・信号線
40 動力・信号線
41 上アーム
42 下アーム
43 加工液ポンプ
50 制御装置
51 記憶装置
52 演算処理装置
60 加工プログラム
61 加工プログラム記憶部
62 コーナ角度検出部
63 加工経路補正部
64 加工経路制御部
70 ワイヤ放電加工機
Claims (7)
- 上下ワイヤガイドにワイヤ電極を張架し、加工プログラムに基づいて前記ワイヤ電極と加工ワークを相対移動させて放電加工を行うワイヤ放電加工機において、
前記上下ワイヤガイドが加工ワーク上下面に近接した状態での該上下ワイヤガイドのワーク上下面に対するワーク厚さ方向の相対位置とワーク厚さを基準位置として記憶する基準位置記憶手段と、
前記基準位置における加工プログラム経路上のワイヤガイド座標位置と加工時のワイヤ撓みによるワーク上下面での実加工位置のずれ量を補正する補正量を記憶する補正量記憶手段と、
任意の上下ワイヤガイド位置でのワーク上下面に対する前記上下ワイヤガイドのワーク厚さ方向での相対位置とワーク厚さを設定する設定手段と、
前記記憶された基準位置と前記補正量に基づいて、前記設定された上下ワイヤガイドのワーク上下面に対するワーク厚さ方向の上下ワイヤガイドの相対位置とワーク厚さにおけるそれぞれのずれ量を補正する補正量を算出する補正量算出手段と、
前記加工プログラムで指令されたワイヤガイドとワークの相対的移動指令における前記上下ワイヤガイドの位置を、前記補正量算出手段で算出した補正量に基づいて、上ガイド部と下ガイド部で独立して補正するワイヤガイド位置補正手段と、
を有することを特徴とするワイヤ放電加工機。 - 上下ワイヤガイドにワイヤ電極を張架し、加工プログラムに基づいて前記ワイヤ電極と加工ワークを相対移動させて放電加工を行うワイヤ放電加工機において、
前記上下ワイヤガイドのワーク上下面に対するワーク厚さ方向の相対位置とワーク厚さの組を基準位置として複数記憶した基準位置記憶手段と、
前記複数の基準位置における加工プログラム経路上のワイヤガイド座標位置と加工時のワイヤ撓みによるワーク上下面での実加工位置のずれ量を補正する補正量を記憶する補正量記憶手段と、
任意の上下ワイヤガイド位置でのワーク上下面に対する前記上下ワイヤガイドのワーク厚さ方向での相対位置とワーク厚さを設定する設定手段と、
前記基準位置記憶手段により記憶された上下ワイヤガイドのワーク上下面に対するワーク厚さ方向の相対位置とワーク厚さの組から、前記設定されたワーク上下面に対するワーク厚さ方向の上下ワイヤガイドの相対位置とワーク厚さに近い複数の組を選択する選択手段と、
前記選択された複数の組の複数の基準位置と前記補正量記憶手段により記憶された補正量に基づいて、前記設定された上下ワイヤガイドのワーク上下面に対するワーク厚さ方向の上下ワイヤガイドの相対位置とワーク厚さにおけるそれぞれのずれ量を補正する補正量を算出する補正量算出手段と、
前記加工プログラムで指令されたワイヤガイドとワークの相対的移動指令における前記上下ワイヤガイドの位置を、前記補正量算出手段で算出した補正量に基づいて、上ガイド部と下ガイド部で独立して、補正するワイヤガイド位置補正手段と、
を有することを特徴とするワイヤ放電加工機。 - 上下ワイヤガイドにワイヤ電極を張架し、加工プログラムに基づいて前記ワイヤ電極と加工ワークを相対移動させて放電加工を行うワイヤ放電加工機において、
上下ワイヤガイドのワーク上下面に対するワーク厚さ方向の相対位置とワーク厚さの組を基準位置として複数記憶する基準位置記憶手段と、
前記複数の基準位置における加工プログラム経路上のワイヤガイド座標位置と加工時のワイヤ撓みによるワーク上下面での実加工位置のずれ量を補正する補正量を記憶する補正量記憶手段と、
任意の上下ワイヤガイド位置でのワーク上下面に対する前記上下ワイヤガイドのワーク厚さ方向での相対位置とワーク厚さを設定する設定手段と、
前記基準位置記憶手段に記憶された複数の基準位置と前記補正量記憶手段により記憶された補正量から、前記設定手段により設定された、上下ワイヤガイドのワーク上下面に対するワーク厚さ方向での相対位置とワーク厚さにおけるそれぞれのずれ量を補正する補正量を呼び出す補正量呼び出し手段と、
前記加工プログラムで指令されたワイヤガイドとワークの相対的移動指令における上下ワイヤガイドの位置を、前記補正量呼び出し手段により呼び出した補正量に基づいて、上ガイド部と下ガイド部で独立して補正するワイヤガイド位置補正手段と、
を有することを特徴とするワイヤ放電加工機。 - 上下ワイヤガイドにワイヤ電極を張架し、加工プログラムに基づいて前記ワイヤ電極と加工ワークを相対移動させて放電加工を行うワイヤ放電加工機において、
前記上下ワイヤガイドが加工ワーク上下面に近接した状態での該上下ワイヤガイドのワーク上下面に対するワーク厚さ方向の相対位置とワーク厚さを基準位置として記憶する基準位置記憶手段と、
前記基準位置における加工プログラム経路上のワイヤガイド座標位置と加工時のワイヤ撓みによるワーク上下面での実加工位置のずれ量を記憶するずれ量記憶手段と、
該ずれ量記憶手段に記憶されたずれ量から補正量を算出するずれ補正量算出手段と、
任意の上下ワイヤガイド位置でのワーク上下面に対する前記上下ワイヤガイドのワーク厚さ方向の相対位置とワーク厚さを設定する設定手段と、
前記記憶された基準位置と前記ずれ補正量算出手段により算出された補正量に基づいて、前記設定された上下ワイヤガイドのワーク上下面に対するワーク厚さ方向の上下ワイヤガイドの相対位置とワーク厚さにおけるそれぞれのずれ量を補正する補正量を算出する補正量算出手段と、
前記加工プログラムで指令されたワイヤガイドとワークとの相対的移動指令における上下ワイヤガイドの位置を、前記補正量算出手段により算出した補正量に基づいて、上ガイド部と下ガイド部で独立して補正するワイヤガイド位置補正手段と、
を有することを特徴とするワイヤ放電加工機。 - 上下ワイヤガイドにワイヤ電極を張架し、加工プログラムに基づいて前記ワイヤ電極と加工ワークを相対移動させて放電加工を行うワイヤ放電加工機において、
前記上下ワイヤガイドのワーク上下面に対するワーク厚さ方向の相対位置とワーク厚さの組を基準位置として複数記憶する基準位置記憶手段と、
前記複数の基準位置における加工プログラム経路上のワイヤガイド座標位置と加工時のワイヤ撓みによるワーク上下面での実加工位置のずれ量を記憶するずれ量記憶手段と、
該ずれ量記憶手段に記憶されたずれ量から補正量を算出するずれ補正量算出手段と、
任意の上下ワイヤガイド位置でのワーク上下面に対するワーク厚さ方向の上下ワイヤガイドの相対位置とワーク厚さを設定する設定手段と、
前記基準位置記憶手段により記憶された上下ワイヤガイドのワーク上下面に対するワーク厚さ方向の相対位置とワーク厚さの組から、前記設定されたワーク上下面に対するワーク厚さ方向の上下ワイヤガイドの相対位置とワーク厚さに近い複数の組を選択する選択手段と、
前記選択された複数の組の複数の基準位置と前記ずれ補正量算出手段により算出された補正量に基づいて、前記設定された上下ワイヤガイドのワーク上下面に対するワーク厚さ方向の上下ワイヤガイドの相対位置とワーク厚さにおけるそれぞれのずれ量を補正する補正量を算出する補正量算出手段と、
前記加工プログラムで指令されたワイヤガイドとワークの相対的移動指令における上下ワイヤガイドの位置を、前記補正量算出手段により算出した補正量に基づいて、上ガイド部と下ガイド部で独立して補正するワイヤガイド位置補正手段と、
を有することを特徴とするワイヤ放電加工機。 - 上下ワイヤガイドにワイヤ電極を張架し、加工プログラムに基づいて前記ワイヤ電極と加工ワークを相対移動させて放電加工を行うワイヤ放電加工機において、
上下ワイヤガイドのワーク上下面に対するワーク厚さ方向の相対位置とワーク厚さの組を基準位置として複数記憶する基準位置記憶手段と、
前記複数の基準位置における加工プログラム経路上のワイヤガイド座標位置と加工時のワイヤ撓みによるワーク上下面での実加工位置のずれ量を記憶するずれ量記憶手段と、
該ずれ量記憶手段に記憶されたずれ量から補正量を算出するずれ補正量算出手段と、
任意の上下ワイヤガイド位置でのワーク上下面に対するワーク厚さ方向の上下ワイヤガイドの相対位置とワーク厚さを設定する設定手段と、
前記記憶された複数の基準位置と前記ずれ補正量算出手段により算出された補正量から前記設定されたワーク上下面に対するワーク厚さ方向の上下ワイヤガイドの相対位置とワーク厚さにおけるそれぞれのずれ量を補正する補正量を呼び出す補正量呼び出し手段と、
前記加工プログラムで指令されたワイヤガイドとワークの相対的移動指令における上下ワイヤガイドの位置を、前記補正量呼び出し手段により呼び出した補正量に基づいて、上ガイド部と下ガイド部で独立して補正するワイヤガイド位置補正手段と、
を有することを特徴とするワイヤ放電加工機。 - 前記基準位置記憶手段は、上下ワイヤガイドのワーク上下面に対するワーク厚さ方向の相対位置とワーク厚さの組を複数記憶する手段に替えて、上下ワイヤガイドの位置と、上下ワイヤガイドのワーク上下面に対するワーク厚さ方向の相対位置の組を複数記憶する手段であることを特徴とする請求項1〜6の何れか一つに記載のワイヤ放電加工機。
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