JP6180662B1

JP6180662B1 - 加工制御装置、ワイヤ放電加工装置およびワイヤ放電加工方法

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Publication number: JP6180662B1
Application number: JP2016563156A
Authority: JP
Inventors: 篤糸数; 中川　孝幸; 孝幸中川; 榎本　耕二; 耕二榎本
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2016-02-12
Filing date: 2016-02-12
Publication date: 2017-08-16
Anticipated expiration: 2036-02-12
Also published as: JPWO2017138137A1; CN108698146A; CN108698146B; WO2017138137A1

Abstract

加工制御装置１１０−１は、被加工物にパルス電圧を印加した際の極間平均加工電圧１１の変化点を検出する電圧検出部２０と、被加工物の板厚変化位置における被加工物の加工速度の低下を抑制するように電圧補正ゲインＶＣを演算することにより、変化点における極間平均加工電圧１１の値を補正した電圧補正量を出力する電圧補正部５０−１とを備え、板厚が変化する被加工物の板厚変化位置の加工面に加工すじが発生することを抑制する。

Description

本発明は、ワイヤ電極と被加工物との間にパルス電圧を印加して被加工物を加工する加工制御装置、ワイヤ放電加工装置およびワイヤ放電加工方法に関する。

従来のワイヤ放電加工装置では、板厚が変化する被加工物の仕上げ加工時に、板厚変化位置周囲の加工面に溝状の加工すじが発生するという問題がある。加工すじは、ワイヤ放電加工時に、板厚変化位置においてワイヤ電極と被加工物との間の放電状態が急激に変化することにより発生するワイヤ電極の振動が原因と考えられている。

特許文献１に示す従来技術は、加工すじの発生を抑制するため、被加工物の加工中に板厚を検出し、板厚変化位置においてエネルギーが一時的に減少するように加工条件を調整する。

特許第４７７２１３８号公報

特許文献１に示す従来技術は、被加工物の板厚変化によってワイヤ電極と被加工物との間の電圧印加を休止する放電休止時間の長さを調整して、加工用電源装置から投入されるエネルギーを調整している。しかし放電休止時間を長くすると極間平均加工電圧が低下し、被加工物の送り速度が低下する。被加工物の送り速度が低下すると、板厚変化位置周囲の加工量が相対的に増加するため加工面に加工すじが発生するという問題が生じる。また特許文献１に示す従来技術は、加工用電源装置から投入されるエネルギーを調整して被加工物の板厚変化を検出しているため、前加工において加工面に取り残しがあった場合、取り残し部を板厚変化位置として誤認識して休止時間を制御するため、加工精度が悪化するという問題がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、板厚が変化する被加工物の板厚変化位置の加工面に加工すじが発生することを抑制する加工制御装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の加工制御装置は、被加工物にパルス電圧を印加した際の極間平均加工電圧の変化点を検出する電圧検出部と、被加工物の板厚変化位置における被加工物の加工速度の低下を抑制するように変化点における極間平均加工電圧の値を補正した電圧補正量を出力する電圧補正部とを備え、電圧補正部で補正された極間平均加工電圧は、被加工物の板厚が大から小に変化する場合、板厚変化位置よりも一定距離手前の位置から板厚変化位置に至るまでは一定距離手前で印加される値に維持され、板厚変化位置以降では増加し、被加工物の板厚が小から大に変化する場合、一定距離手前の位置から板厚変化位置に至るまでは一定距離手前で印加される値に維持され、板厚変化位置以降では低下することを特徴とする。

本発明に係る加工制御装置は、板厚が変化する被加工物の板厚変化位置の加工面に加工すじが発生することを抑制できるという効果を奏する。

本発明の実施の形態１に係るワイヤ放電加工装置の構成図本発明の実施の形態１に係る加工制御装置の構成図図２に示す板厚変化検出部において被加工物の板厚変化位置を記録する動作を説明するための図本発明の実施の形態１に係る加工制御装置の動作を示すフローチャート本発明の実施の形態１に係る加工制御装置の動作を示すタイミングチャート本発明の実施の形態１に係る加工制御装置の動作を説明するための第１の図本発明の実施の形態１に係る加工制御装置の動作を説明するための第２の図本発明の実施の形態２に係る加工制御装置の構成図本発明の実施の形態２に係る加工制御装置の動作を示すフローチャート本発明の実施の形態１から３に係る加工制御装置のハードウェア構成図

以下に、本発明の実施の形態に係る加工制御装置、ワイヤ放電加工装置およびワイヤ放電加工方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係るワイヤ放電加工装置の構成図である。ワイヤ放電加工装置１００は、ワイヤ電極３０と、ワイヤ電極３０に接触する一対の給電子３１と、加工電源３２と、被加工物１３を搭載するテーブル９とを備える。またワイヤ放電加工装置１００は、Ｘ軸を移動させるＸ軸駆動装置７と、Ｙ軸を移動させるＹ軸駆動装置８と、ワイヤ電極３０を傾斜させた時の上下のワイヤ電極の支点となる上部ダイス１および下部ダイス２とを備える。またワイヤ放電加工装置１００は、加工電源３２、Ｘ軸駆動装置７およびＹ軸駆動装置８を制御する加工制御装置１１０−１を備える。またワイヤ放電加工装置１００は、ワイヤ電極３０を供給するワイヤボビン３と、ワイヤ電極３０の走行方向を変換するとともにワイヤ電極３０を狭持する送給ローラ４と、ワイヤ電極３０の走行方向を変換する下部ローラ５と、下部ローラ５によって方向変換されたワイヤ電極３０を回収する回収ローラ６とを備える。

上記のように構成されたワイヤ放電加工装置１００において、ワイヤ電極３０は、ワイヤボビン３から送り出され、送給ローラ４によって方向変換される。その後、ワイヤ電極３０は、上部ダイス１が有する孔および下部ダイス２が有する孔を通過し、上部ダイス１と下部ダイス２との間を通過する間に、被加工物１３に対する放電加工を行う。

上部ダイス１は、ワイヤ電極３０を案内する孔を有し、被加工物１３の上方でワイヤ電極を位置決めする。下部ダイス２は、ワイヤ電極３０を案内する孔を有し、被加工物１３の下方でワイヤ電極を位置決めする。ワイヤ電極３０は、下部ダイス２を通過した後、下部ローラ５によって方向変換され、回収ローラ６によって図示しない回収箱に回収される。加工電源３２は、給電子３１とテーブル９との間に電圧を印加する。ワイヤ放電加工装置１００は、テーブル９に搭載された被加工物１３と、給電子３１に接触するワイヤ電極３０と、の間で放電を発生させることにより、被加工物１３を加工する。

Ｘ軸駆動装置７およびＹ軸駆動装置８は、被加工物１３、上部ダイス１および下部ダイス２の何れかまたは全てを移動させる駆動系を構成する。ここでは一例として、Ｘ軸駆動装置７およびＹ軸駆動装置８はテーブル９を移動させる。これにより、Ｘ軸駆動装置７およびＹ軸駆動装置８が駆動されると、上部ダイス１および下部ダイス２の位置は被加工物１３に対してＸＹ平面を相対的に移動する。これにより、上部ダイス１は下部ダイス２に対して相対的に移動する。

図２は本発明の実施の形態１に係る加工制御装置の構成図である。加工制御装置１１０−１は、電圧検出部２０と、電圧補正ゲインＶ_Ｃと、板厚変化検出部２２と、ワイヤ電極３０にパルス電圧１６を印加するパルス電圧印加部２３と、被加工物１３の加工速度１７を制御するための送り速度制御部２４とを備える。パルス電圧１６および加工速度１７は加工プロセスに入力される。加工プロセスは図１に示すワイヤ放電加工装置１００の内、加工制御装置１１０−１を除いた部分を表す。板厚変化検出部２２および電圧補正ゲインＶ_Ｃは電圧補正部５０−１を構成する。

電圧検出部２０は、極間平均加工電圧１１の変化を検出するものであり、バンドパス特性を示し、フィルタ出力の絶対値を算出する。以下では極間平均加工電圧１１を単に加工電圧１１と称する場合がある。具体的には、板厚が大から小に変化するときのバンドパスフィルタ出力は負の値となり、板厚が小から大に変化するときのバンドパスフィルタ出力は正の値となる。電圧検出部２０はこれらのバンドパスフィルタ出力の絶対値をとり出力する。なお、加工電圧１１は加工制御装置１１０−１で検出される電圧であり、パルス電圧１６は被加工物１３とワイヤ電極３０との間に印加される電圧であり、いずれもオンオフを繰り返す矩形波状の電圧である。

電圧補正ゲインＶ_Ｃは、電圧検出部２０の出力信号を増幅して電圧補正量Ｖ_ｃｍｐを生成するためのゲインであり、板厚変化検出部２２で演算されるゲイン調整量１５により、被加工物１３の加工位置に対応して連続的に変更される。

パルス電圧印加部２３は、被加工物１３とワイヤ電極３０との間にパルス電圧１６を印加させて放電を発生させる。

送り速度制御部２４は、加工電圧１１と電圧補正量Ｖ_ｃｍｐの和が目標電圧１０に一致するようにワイヤ電極３０と被加工物１３との相対速度を制御する。

板厚変化検出部２２は、加工電圧１１、パルス電圧１６および加工速度１７を入力し、荒加工時に被加工物１３の板厚が変化した位置を記録する。板厚変化位置の記録方法の一例としては、板厚変化検出部２２が有する複数の板厚変化リストが利用される。板厚変化リストは後述する板厚変化位置（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）のそれぞれに対応付けて作成され、それぞれの板厚変化リストに記録される情報の一例としては、板厚変化位置を示す情報および板厚が変化したときの加工速度情報である。荒加工が行われる前には板厚変化リストはブランクであり、荒加工が行われることにより板厚変化リストにこれらの情報を記録される。板厚変化リストは後述する（１）式の評価値εを計算する際に用いられる。荒加工とは、加工工程の最初の工程であり、ワイヤ電極と被加工物の相対距離を制御しながら所定の形状に近い形状まで被加工物を切断除去する加工を意味する。仕上げ加工とは、荒加工後の被加工物１３の加工面における余剰部分を除去する加工を意味する。

また板厚変化検出部２２は、仕上げ加工時では荒加工時に記録した位置において電圧補正ゲインＶ_Ｃを連続的に変更するためのゲイン調整量１５を演算する。

図３は図２に示す板厚変化検出部において被加工物の板厚変化位置を記録する動作を説明するための図である。

被加工物１３の厚みは矢印Ａの方向に対して変化している。被加工物１３の厚みはワイヤ電極３０が伸びる方向における被加工物１３の断面の厚さで定義される。図３では６つの板厚変化位置（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）が示され、板厚変化位置（Ａ）、（Ｃ）、（Ｅ）は、被加工物１３が加工されるときの板厚が大から小に変化する位置である。板厚変化位置（Ｂ）、（Ｄ）、（Ｆ）は、被加工物１３が加工されるときの板厚が小から大に変化する位置である。以下では板厚変化位置（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）を単に板厚変化位置と称する場合がある。

被加工物１３が矢印Ａの方向に移動して荒加工されるとき、板厚変化検出部２２は被加工物１３の荒加工中に板厚変化位置を検出し、前述した板厚変化リストに板厚変化位置に関連する情報を記憶する。

板厚変化位置の検出方法としては、板厚変化検出部２２にバンドパスフィルタを持たせておき、板厚変化検出部２２は、板厚が大から小に変化するときに負の値となるバンドパスフィルタ出力が負側のしきい値を超えたとき、板厚の変化を検出する。また板厚変化検出部２２は、板厚が小から大に変化するときに正の値となるバンドパスフィルタ出力が正側のしきい値を超えたときに、板厚の変化を検出する。板厚変化検出部２２は、このように検出した板厚変化位置を（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）の順で記録する。

仕上げ加工時において、板厚変化検出部２２は、荒加工時に記録した複数の板厚変化位置のそれぞれにおける加工電圧１１の低下を検出し、板厚変化位置のそれぞれの周囲における加工電圧１１の低下を抑制するようにゲイン調整量１５を調整する。板厚変化位置の周囲は、板厚変化位置を中心として被加工物１３の送り方向の前後の一定範囲である。これにより板厚変化位置のそれぞれの周囲における加工電圧１１の補正する電圧補正量Ｖ_ｃｍｐが生成される。

以下、電圧補正量Ｖ_ｃｍｐが生成される動作を具体的に説明する。

図４は本発明の実施の形態１に係る加工制御装置の動作を示すフローチャートである。

Ｓ１において、加工制御装置１１０−１は加工が終了しているか否かを判断し、加工が終了していないとき（Ｓ１，Ｎｏ）、荒加工であるか否かを判断する（Ｓ２）。荒加工である場合（Ｓ２，Ｙｅｓ）、板厚変化検出部２２は電圧補正ゲインＶ_Ｃを０にする（Ｓ３）。

Ｓ４において、急激な板厚変化を検出しない場合（Ｓ４，Ｎｏ）、加工制御装置１１０−１はＳ１からＳ４の処理を繰り返す。急激な板厚変化を検出した場合（Ｓ４，Ｙｅｓ）、板厚変化検出部２２は評価値εを計算する（Ｓ５）。

評価値εは下記（１）式により求められる。下記（１）式のε’は下記（２）式により求められ、下記（２）式のＳは下記（３）式により定義される。Ｓは板厚変化検出部２２に記録した板厚変化位置の集合であり、前述した板厚変化リストに記録されている板厚変化位置データの全体を表す。ｐ_ｋは板厚変化検出部２２に記録した板厚変化位置ベクトルであり、ｐは現在位置ベクトルであり、ｃおよびαは制御用の調整要素である。

Ｓ６において、ｅ_ｔｈを板厚変化位置の記録を判定する閾値としたとき、εがｅ_ｔｈよりも大きい場合（Ｓ６，Ｙｅｓ）、加工制御装置１１０−１はＳ１からＳ６の処理を繰り返す。εがｅ_ｔｈよりも小さい場合（Ｓ６，Ｎｏ）、板厚変化検出部２２は板厚変化位置を板厚変化リストへ記録する（Ｓ７）。Ｓ７では板厚変化リストを「リスト」と表記している。なおＳ１からＳ７は板厚変化位置を板厚変化リストへ記録する記録ステップである。

Ｓ２において荒加工ではない場合（Ｓ２，Ｎｏ）、すなわち仕上げ加工である場合、板厚変化検出部２２は評価値εを計算する（Ｓ８）。さらに板厚変化検出部２２は、荒加工で記録した板厚変化位置を使用して電圧補正ゲインＶ_Ｃを計算する（Ｓ９）。電圧補正ゲインＶ_Ｃは下記（４）式により計算される。Ｖ_ｃｍａｘは電圧補正ゲインＶ_Ｃの最大値である。

加工制御装置１１０−１は、電圧検出部２０で検出された電圧信号に電圧補正ゲインＶ_Ｃを掛けることにより電圧補正量Ｖ_ｃｍｐを計算する（Ｓ１０）。加工制御装置１１０−１は板厚変化リストに記録された全ての板厚変化位置における電圧補正量Ｖ_ｃｍｐを計算するまでＳ１からＳ１０までの処理を繰り返し、Ｓ１において加工が終了した場合（Ｓ１，Ｙｅｓ）、電圧補正量Ｖ_ｃｍｐの計算を終了する。送り速度制御部２４は電圧補正量Ｖ_ｃｍｐに従って加工速度を制御する。なおＳ２からＳ１０は、記録ステップで記憶された変化点における加工電圧１１の値を補正した電圧補正量を生成する電圧補正ステップである。

図５は本発明の実施の形態１に係る加工制御装置の動作を示すタイミングチャートである。

図５（１）には電圧補正ゲインＶ_Ｃが示される。Ｖ_ｃｍａｘは電圧補正ゲイン最大値である。板厚変化位置周囲における加工電圧１１の補正を有効にするために、電圧補正ゲインＶ_Ｃのパターンは板厚変化位置（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）のそれぞれの中心から前後の一定範囲を占める台形状である。

図５（２）には補正前の加工電圧１１が示され、板厚変化位置において加工電圧１１は一時的に低下する。電圧検出部２０では板厚変化位置で低下した加工電圧１１の値が検出される。加工電圧１１が低下する理由は、前述したように加工すじを抑制する目的で放電休止時間を長くした場合が想定される。

板厚変化検出部２２は、板厚変化位置周囲において電圧補正ゲインＶ_Ｃを連続的に制御する。電圧検出部２０で検出された信号に電圧補正ゲインＶ_Ｃが掛けられることにより、図５（３）に示す電圧補正量Ｖ_ｃｍｐが生成される。

図５（４）には、電圧補正量Ｖ_ｃｍｐにより補正された加工電圧１１が示される。送り速度制御部２４では補正後の加工電圧１１が目標電圧１０に一致するように、ワイヤ電極３０と被加工物１３との相対速度が制御される。図５（５）には補正後の加工電圧１１により制御された加工速度が示される。

図６は本発明の実施の形態１に係る加工制御装置の動作を説明するための第１の図である。図６には補正前の加工電圧１１と当該加工電圧１１により制御された加工速度とが示される。

Ａ１は板厚変化位置（Ａ）から一定距離手間側の位置である。Ａ２は板厚変化位置（Ａ）から一定距離奧側の位置である。Ｂ１は板厚変化位置（Ｂ）から一定距離手間側の位置である。Ｂ２は板厚変化位置（Ｂ）から一定距離奧側の位置である。

Ｖ１はワイヤ電極３０が位置Ａ１よりも手前側に存在するときに検出される加工電圧１１である。Ｖ２はワイヤ電極３０が位置Ａ１と位置Ａ２の間に存在するときに検出される加工電圧１１である。Ｖ３はワイヤ電極３０が位置Ａ２と位置Ｂ１の間に存在するときに検出される加工電圧１１である。Ｖ４はワイヤ電極３０が位置Ｂ１と位置Ｂ２の間に存在するときに検出される加工電圧１１である。Ｖ５はワイヤ電極３０が位置Ｂ２よりも奧側に存在するときに検出される加工電圧１１である。

板厚変化位置（Ａ）周囲において板厚が大から小に変化するとき、加工電圧１１は、位置Ａ１から徐々に下降し始め、板厚変化位置（Ａ）から再び上昇する。そのため位置Ａ１から板厚変化位置（Ａ）までの電圧Ｖ２はＶ１よりも低下し、板厚変化位置（Ａ）周囲の加工速度、すなわち被加工物１３の送り速度が低下する。

板厚変化位置（Ｂ）周囲において板厚が小から大に変化するとき、加工電圧１１は、位置Ｂ１から徐々に下降し始め、板厚変化位置（Ｂ）から再び上昇する。そのため位置Ｂ１から板厚変化位置（Ｂ）までの電圧Ｖ４はＶ３よりも低下し、板厚変化位置（Ｂ）周囲の加工速度が低下する。被加工物１３の送り速度が低下すると、板厚変化位置（Ａ）周囲の加工量が相対的に増加するため、板厚変化位置周囲の加工面に加工すじが発生する。

図７は本発明の実施の形態１に係る加工制御装置の動作を説明するための第２の図である。図７に示す補正後の加工電圧１１は、実施の形態１に係る加工制御装置１１０−１により補正された加工電圧１１である。

板厚変化位置（Ａ）周囲における補正後の加工電圧１１は、位置Ａ１を超えても板厚変化位置（Ａ）まで電圧Ｖ１が維持され、板厚変化位置（Ａ）から上昇して電圧Ｖ３となる。そのため位置Ａ１から位置Ａ２までの電圧Ｖ２は電圧Ｖ１以上の値となり、図７に示す板厚変化位置（Ａ）周囲の加工速度は図６に示す板厚変化位置（Ａ）周囲の加工速度よりも高くなる。

板厚変化位置（Ｂ）周囲における補正後の加工電圧１１は、位置Ｂ１を超えても板厚変化位置（Ｂ）まで電圧Ｖ３が維持され、板厚変化位置（Ｂ）から下降して電圧Ｖ５となる。そのため位置Ｂ１から位置Ｂ２までの電圧Ｖ４は電圧Ｖ５以上の値となり、図７に示す板厚変化位置（Ｂ）周囲の加工速度は図６に示す板厚変化位置（Ｂ）周囲の加工速度よりも高くなる。これにより被加工物１３の送り速度の低下が抑制され、板厚変化位置（Ａ），（Ｂ）周囲の加工量が増加せず、加工すじが発生することを抑制できる。

なお図７の動作例では、位置Ａ１から板厚変化位置（Ａ）までの間における加工電圧１１は電圧Ｖ１を維持しているが、位置Ａ１から上昇させるように制御してもよい。このように制御した場合でも板厚変化位置（Ａ）周囲における被加工物１３の送り速度の低下が抑制され、板厚変化位置（Ａ）周囲の加工面に加工すじが発生することを抑制できる。

実施の形態２．
図８は本発明の実施の形態２に係る加工制御装置の構成図である。実施の形態２の加工制御装置１１０−２は、実施の形態１の電圧検出部２０、板厚変化検出部２２、電圧補正ゲインＶ_Ｃおよび加工速度１７に加えて、加工電圧１１の変化を検出して放電休止時間を制御するための休止制御器２５と休止ゲインＴ_Ｃとを有する。板厚変化検出部２２、電圧補正ゲインＶ_Ｃおよび休止ゲインＴ_Ｃは電圧補正部５０−２を構成する。

休止制御器２５は、電圧検出部２０と同様に、加工電圧１１の変化を検出するものであり、加工電圧１１の変化点における周波数でバンドパス特性を示し、フィルタ出力の絶対値を算出する。休止ゲインＴ_Ｃは、電圧補正ゲインＶ_Ｃと同様に板厚変化検出部２２により連続的に変更される。

図９は本発明の実施の形態２に係る加工制御装置の動作を示すフローチャートである。加工が終了していないとき（Ｓ１１，Ｎｏ）、加工制御装置１１０−２は荒加工であるか否かを判断する（Ｓ１２）。荒加工である場合（Ｓ１２，Ｙｅｓ）、板厚変化検出部２２は電圧補正ゲインＶ_Ｃおよび休止ゲインＴ_Ｃを０にする（Ｓ１３）。

休止ゲインＴ_Ｃの最大値をＴ_ｃｍａｘとすると、板厚変化検出部２２は休止ゲインＴ_Ｃを下記（５）式により計算する。

Ｓ１４において、急激な板厚変化を検出しない場合（Ｓ１４，Ｎｏ）、加工制御装置１１０−２はＳ１１からＳ１４の処理を繰り返す。急激な板厚変化を検出した場合（Ｓ１４，Ｙｅｓ）、板厚変化検出部２２は評価値εを計算する（Ｓ１５）。

Ｓ１６においてεがｅ_ｔｈよりも大きい場合（Ｓ１６，Ｙｅｓ）、加工制御装置１１０−２はＳ１１からＳ１６の処理を繰り返す。εがｅ_ｔｈよりも小さい場合（Ｓ１６，Ｎｏ）、板厚変化検出部２２は板厚変化位置を板厚変化リストへ記録する（Ｓ１７）。

Ｓ１２において仕上げ加工である場合（Ｓ１２，Ｎｏ）、板厚変化検出部２２は評価値εを計算する（Ｓ１８）。さらに板厚変化検出部２２は、荒加工で記録した板厚変化位置を使用して電圧補正ゲインＶ_Ｃおよび休止ゲインＴ_Ｃを計算する（Ｓ１９）。

加工制御装置１１０−２は、電圧検出部２０で検出された出力信号に電圧補正ゲインＶ_Ｃを掛けることにより電圧補正量Ｖ_ｃｍｐを計算する。また加工制御装置１１０−２は、休止制御器２５で検出された電圧信号に休止ゲインＴ_Ｃを掛けることにより休止時間補正量Ｔ_ｃｍｐを計算する（Ｓ２０）。休止時間補正量Ｔ_ｃｍｐはパルス電圧１６の印加時の休止時間を制御するためのものであり、パルス電圧印加部２３は休止時間補正量Ｔ_ｃｍｐに応じてパルス電圧１６のオフ期間を延ばし、オフ期間が制御されたパルス電圧１６が被加工物１３に印加される。

加工制御装置１１０−２は、板厚変化リストに記録された全ての板厚変化位置における電圧補正量Ｖ_ｃｍｐおよび休止時間補正量Ｔ_ｃｍｐを計算するまでＳ１１からＳ２０までの処理を繰り返し、Ｓ１１において加工が終了した場合（Ｓ１１，Ｙｅｓ）、電圧補正量Ｖ_ｃｍｐおよび休止時間補正量Ｔ_ｃｍｐの計算を終了する。

電圧補正量Ｖ_ｃｍｐを制御せずに休止時間補正量Ｔ_ｃｍｐのみで板厚変化位置周囲の加工を制御した場合、加工電圧１１が低下し過ぎるため被加工物１３の送り速度が低下し、板厚変化位置周囲の加工量が相対的に増加してしまう。実施の形態２によれば、電圧補正量Ｖ_ｃｍｐを制御すると共に休止時間補正量Ｔ_ｃｍｐを制御することにより、被加工物１３の送り速度の低下を防ぎながら板厚変化位置周囲に投入されるエネルギーを低減できる。従って実施の形態２によれば実施の形態１に比べて板厚変化位置周囲の加工面に加工すじが発生することを抑制できる。

また実施の形態２は、パルス電圧印加部２３に対する休止時間補正量Ｔ_ｃｍｐを制御しているため、機械制御系である送り速度制御部２４を用いる場合に比べて高い応答性を有する電気制御系を構成でき、実施の形態１に比べて板厚変化位置周囲の加工面における加工すじの発生を効果的に抑制できる。

実施の形態３．
実施の形態３では電圧検出部２０および休止制御器２５が加工速度１７からカットオフ周波数を連続的に変化させるバンドパス特性を有する疑似空間フィルタにより構成される。休止時間補正量Ｔ_ｃｍｐは下記（６）式および（８）式で演算され、電圧補正量Ｖ_ｃｍｐは下記（７）式および（８）式で演算される。ｙは加工電圧、ｖは加工速度、Ｔ_１は第１のカットオフ周波数に関連する係数、Ｔ_２は第２のカットオフ周波数に関連する係数、λ_c1は第１のカットオフ波長、λ_c2は第２のカットオフ波長、sはラプラス演算子である。

上記（６）式から（８）式は、休止時間補正量Ｔ_ｃｍｐおよび電圧補正量Ｖ_ｃｍｐの演算の一例を示すものであり、電圧検出部２０または休止制御器２５は、加工電圧１１から時間フィルタのカットオフ周波数に関連する係数を算出するバンドパス特性を持つフィルタで構成されているものであれば、その構成形態については限定されないものとする。実施の形態３の疑似空間フィルタによれば、被加工物１３の板厚に関係なく板厚変化位置における加工電圧１１の変化を検出できるため、時間フィルタで構成したときと比べて加工面における加工すじの発生を抑制する効果が期待できる。

実施の形態４．
実施の形態１，２の板厚変化検出部２２は、被加工物１３の板厚の変化傾向により電圧補正ゲインＶ_Ｃの最大値Ｖ_ｃｍａｘを切り替え、また休止ゲインＴｃの最大値Ｔ_ｃｍａｘを切り替えるように構成してもよい。具体的には、板厚変化検出部２２は、被加工物１３の板厚が大から小に変化するとき、最大値Ｖ_ｃｍａｘおよび最大値Ｔ_ｃｍａｘを高め、被加工物１３の板厚が小から大に変化するとき、最大値Ｖ_ｃｍａｘおよび最大値Ｔ_ｃｍａｘを低める。これにより板厚変化位置周囲における加工エネルギーをより細かく制御でき、加工面における加工すじの発生を効果的に抑制できる。

図１０は本発明の実施の形態１から４に係る加工制御装置のハードウェア構成図である。

各実施の形態の加工制御装置は、入出力部８１、記憶部８２およびプロセッサ８３を含み、入出力部８１、記憶部８２およびプロセッサ８３はデータバス８４で相互に接続されている。

入出力部８１は、外部機器から送信される情報を記憶部８２に記憶させると共に、プロセッサ８３が外部機器との間で情報を送受信するためのインターフェース回路である。各実施の形態では、図示しない電圧検出器で検出された加工電圧１１の検出値が入出力部８１に入力され、パルス電圧１６および加工速度１７が入出力部８１を介して加工プロセスに対して出力される。

記憶部８２の種類としては、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、またはＳＳＤ（ＳｏｌｉｄＳｔａｔｅＤｒｉｖｅ）を例示できる。記憶部８２は、プロセッサ８３用プログラムと前述した板厚変化リストとを記憶する。また記憶部８２は、入出力部８１を介して入力された加工電圧１１の検出値を一時的に記憶する。さらに記憶部８２は、プロセッサ８３で演算された電圧補正量Ｖ_ｃｍｐおよび休止時間補正量Ｔ_ｃｍｐを一時的に記憶する。

プロセッサ８３はＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）またはＭＰＵ（ＭｉｃｒｏＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）といった回路である。プロセッサ８３は電圧検出部２０、板厚変化検出部２２、パルス電圧印加部２３および送り速度制御部２４を有する。記憶部８２に格納されたプログラムをプロセッサ８３が実行することにより、電圧検出部２０、板厚変化検出部２２、パルス電圧印加部２３および送り速度制御部２４が実現される。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１上部ダイス、２下部ダイス、３ワイヤボビン、４送給ローラ、５下部ローラ、６回収ローラ、７Ｘ軸駆動装置、８Ｙ軸駆動装置、９テーブル、１０目標電圧、１１極間平均加工電圧、１３被加工物、１５ゲイン調整量、１６パルス電圧、１７加工速度、２０電圧検出部、２２板厚変化検出部、２３パルス電圧印加部、２４送り速度制御部、２５休止制御器、３０ワイヤ電極、３１給電子、３２加工電源、５０−１，５０−２電圧補正部、８１入出力部、８２記憶部、８３プロセッサ、８４データバス、１００ワイヤ放電加工装置、１１０−１，１１０−２加工制御装置。

Claims

被加工物にパルス電圧を印加した際の極間平均加工電圧の変化点を検出する電圧検出部と、
前記被加工物の板厚変化位置における前記被加工物の加工速度の低下を抑制するように前記変化点における前記極間平均加工電圧の値を補正した電圧補正量を出力する電圧補正部と
を備え、
前記電圧補正部で補正された前記極間平均加工電圧は、
前記被加工物の板厚が大から小に変化する場合、前記板厚変化位置よりも一定距離手前の位置から前記板厚変化位置に至るまでは前記一定距離手前で印加される値に維持され、前記板厚変化位置以降では増加し、
前記被加工物の板厚が小から大に変化する場合、前記一定距離手前の位置から前記板厚変化位置に至るまでは前記一定距離手前で印加される値に維持され、前記板厚変化位置以降では低下することを特徴とする加工制御装置。
前記電圧補正部は、前記被加工物の板厚の変化傾向により、前記電圧補正量を制御する電圧補正ゲインの最大値を切り替えることを特徴とする請求項１に記載の加工制御装置。
前記電圧補正部は、前記被加工物に前記パルス電圧を印加するパルス電圧印加部に対して、前記変化点における前記パルス電圧の印加時の休止時間を制御する休止時間補正量を出力することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の加工制御装置。
前記電圧補正部は、前記被加工物の板厚の変化傾向により、前記休止時間補正量を制御する休止ゲインの最大値を切り替えることを特徴とする請求項３に記載の加工制御装置。
前記電圧検出部は、前記被加工物の加工速度からカットオフ周波数を連続的に変化させるバンドパス特性を有する疑似空間フィルタにより構成されることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか一項に記載の加工制御装置。
被加工物にパルス電圧を印加するパルス電圧印加部と被加工物の加工速度を制御する送り速度制御部とを備えるワイヤ放電加工装置であって、
前記パルス電圧の印加時の極間平均加工電圧の変化点を検出する電圧検出部と、
前記被加工物の板厚変化位置における前記被加工物の加工速度の低下を抑制するように前記変化点における前記極間平均加工電圧の値を補正した電圧補正量を前記送り速度制御部に出力する電圧補正部と
を備え、
前記電圧補正部で補正された前記極間平均加工電圧は、
前記被加工物の板厚が大から小に変化する場合、前記板厚変化位置よりも一定距離手前の位置から前記板厚変化位置に至るまでは前記一定距離手前で印加される値に維持され、前記板厚変化位置以降では増加し、
前記被加工物の板厚が小から大に変化する場合、前記一定距離手前の位置から前記板厚変化位置に至るまでは前記一定距離手前で印加される値に維持され、前記板厚変化位置以降では低下することを特徴とするワイヤ放電加工装置。
被加工物にパルス電圧を印加した際の極間平均加工電圧の変化点を検出する電圧検出部と、
前記被加工物の板厚変化位置における前記被加工物の加工速度の低下を抑制するように前記変化点における前記極間平均加工電圧の値を補正した電圧補正量を出力する電圧補正部と
を備え、
前記電圧検出部は、前記被加工物の加工速度からカットオフ周波数を連続的に変化させるバンドパス特性を有する疑似空間フィルタにより構成されることを特徴とする加工制御装置。
被加工物にパルス電圧を印加するパルス電圧印加部と被加工物の加工速度を制御する送り速度制御部とを備えるワイヤ放電加工装置であって、
前記パルス電圧の印加時の極間平均加工電圧の変化点を検出する電圧検出部と、
前記被加工物の板厚変化位置における前記被加工物の加工速度の低下を抑制するように前記変化点における前記極間平均加工電圧の値を補正した電圧補正量を前記送り速度制御部に出力する電圧補正部と
を備え、
前記電圧検出部は、前記被加工物の加工速度からカットオフ周波数を連続的に変化させるバンドパス特性を有する疑似空間フィルタにより構成されることを特徴とする加工制御装置。
被加工物にパルス電圧を印加して前記被加工物の加工速度を制御するワイヤ放電加工方法であって、
荒加工において前記パルス電圧の印加時の検出された極間平均加工電圧の変化点を記録する記録ステップと、
前記被加工物の板厚変化位置における前記被加工物の加工速度の低下を抑制するように、前記記録ステップで記憶された前記変化点における前記極間平均加工電圧の値を補正した電圧補正量を生成する電圧補正ステップと、
前記電圧補正量に従って前記被加工物の加工速度を制御する制御ステップと
を含み、
前記電圧補正ステップで補正された前記極間平均加工電圧は、
前記被加工物の板厚が大から小に変化する場合、前記板厚変化位置よりも一定距離手前の位置から前記板厚変化位置に至るまでは前記一定距離手前で印加される値に維持され、前記板厚変化位置以降では増加し、
前記被加工物の板厚が小から大に変化する場合、前記一定距離手前の位置から前記板厚変化位置に至るまでは前記一定距離手前で印加される値に維持され、前記板厚変化位置以降では低下することを特徴とするワイヤ放電加工方法。