JP6266192B1 - ワイヤ放電加工機およびワイヤ放電加工方法 - Google Patents

Abstract

被加工物とワイヤ電極との間に放電を発生させて被加工物を加工するワイヤ放電加工機であって、ワイヤ電極と被加工物との相対距離を制御する駆動制御装置（２０）と、ワイヤ電極と被加工物との間の極間平均加工電圧を検出する極間平均加工電圧検出部（４０）と、極間平均加工電圧と予め定めた目標電圧とに基づいて駆動制御装置を制御する加工速度制御部（４３）と、加工中の加工情報と加工方向とに基づいて、加工方向によらずにワイヤ電極と被加工物との間の側面ギャップが一定になるように極間平均加工電圧または目標電圧のいずれかを補正する電圧補正部と、を備える。

Description

本発明は、ワイヤ放電により被加工物を加工するワイヤ放電加工機およびワイヤ放電加工方法に関する。

ワイヤ放電加工における加工精度の改善方法としては、特許文献１に開示されている技術のように、加工中の加工状態を検出して、加工状態に応じてワイヤ電極と被加工物との間の側面ギャップが一定となるように設定電圧または極間平均加工電圧の少なくとも何れか一方を補正することが提案されている。これにより、加工状態に基づいた加工精度の向上が図られている。

ところで、ワイヤ放電加工機においては、ワイヤ電極への給電を良好にするため加工電源と電気的に接続された給電子をワイヤ電極へ押し付けて加工している。ワイヤ放電加工においては、被加工物と対向したワイヤ電極側面で放電が発生するが、放電とともにワイヤ電極が消耗するため、給電子を押し付けている方向で放電加工を実行すると、電極中心の位置ずれが生じる。電極中心の位置ずれが生じた状態で仕上げ加工を実行すると、仕上がり寸法がばらつくので、加工方向により仕上がり寸法がばらつくことになる。

特許第５７９４４０１号公報

近年、ワイヤ放電加工機には高い加工精度が要求されており、上記に述べた加工方向により仕上がり寸法がばらつくことに対する対策が求められてきているが、特許文献１に開示されている技術においては、加工方向に依存した補正は行われていなかった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、加工方向に依存した加工寸法誤差のばらつきを抑制することができるワイヤ放電加工機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、本発明は、被加工物とワイヤ電極との間に放電を発生させて被加工物を加工するワイヤ放電加工機であって、ワイヤ電極と被加工物との相対距離を制御する駆動制御装置と、ワイヤ電極と被加工物との間の極間平均加工電圧を検出する極間平均加工電圧検出部と、を備える。本発明は、極間平均加工電圧と予め定めた目標電圧とに基づいて駆動制御装置を制御する加工速度制御部と、加工中の加工情報と加工方向とに基づいて、加工方向によらずにワイヤ電極と被加工物との間の側面ギャップが一定になるように極間平均加工電圧または目標電圧のいずれかを補正する電圧補正部と、をさらに備えることを特徴とする。

本発明にかかるワイヤ放電加工機は、加工方向に依存した加工寸法誤差のばらつきを抑制することができるという効果を奏する。

本発明の実施の形態１から４にかかるワイヤ放電加工機の構成図 実施の形態１にかかる張架方向に対して垂直な平面におけるワイヤ電極の非加工時の形状を説明する図 実施の形態１にかかる張架方向に対して垂直な平面におけるワイヤ電極の仕上げ加工時の形状を説明する図 実施の形態１にかかる張架方向に対して垂直な平面におけるワイヤ電極の仕上げ加工時の別の形状を説明する図 実施の形態１にかかる仕上げ加工時のワイヤ電極と被加工物との関係を示す図 実施の形態１にかかる加工方向に依存した加工寸法誤差を示した図 実施の形態１にかかる加工制御装置の詳細な構成を示した図 実施の形態１にかかる加工制御装置のより詳細な構成を示すブロック図 実施の形態１にかかるコンピュータ数値制御装置のハードウェア構成を示す図 実施の形態１にかかるワイヤ放電加工機における側面ギャップ補正値と加工寸法の変化量との関係を示す図 本発明の実施の形態２にかかる加工制御装置の詳細な構成を示した図 実施の形態２にかかる加工制御装置のより詳細な構成を示すブロック図

以下に、本発明の実施の形態にかかるワイヤ放電加工機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にかかるワイヤ放電加工機１００の構成図である。ワイヤ放電加工機１００は、ワイヤ電極３０と、ワイヤ電極３０に接触する上部給電子３１および下部給電子３２と、加工電源３５と、被加工物１３を搭載するテーブル９とを備える。上部給電子３１および下部給電子３２は、ワイヤ電極３０への給電を良好に保つために、ワイヤ電極３０を挟んで上部押し付けブロック３３、下部押し付けブロック３４へ押し付けられている。

また、ワイヤ放電加工機１００は、Ｘ軸駆動装置７およびＹ軸駆動装置８から構成される駆動制御装置２０と、それぞれがワイヤ電極３０を貫通させる上部ダイス１および下部ダイス２とを備える。Ｘ軸駆動装置７はＸ軸方向にテーブル９を移動させ、Ｙ軸駆動装置８はＹ軸方向にテーブル９を移動させる。ここで、Ｘ軸方向およびＹ軸方向は、図１の上下方向、すなわちワイヤ電極３０の張架方向に垂直な面における互いに垂直な２つの方向である。なお、以下では、一例として加工方向がＸ軸方向およびＹ軸方向が含まれる面内の方向であるとして説明するが、加工方向はワイヤ電極３０の張架方向に垂直な面内の方向に限定されるわけではない。

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３０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３０を位置決めする。ワイヤ電極３０を傾斜させた時に、上部ダイス１および下部ダイス２はワイヤ電極３０の上下の支点となる。

駆動制御装置２０は、被加工物１３を搭載するテーブル９、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。駆動制御装置２０は、ワイヤ電極３０と被加工物１３との相対距離を制御する駆動系であればよい。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を移動させるとして説明する。Ｘ軸駆動装置７およびＹ軸駆動装置８がテーブル９を駆動すると、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。

また、ワイヤ放電加工機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。

また、ワイヤ放電加工機１００は、加工電源３５と、駆動制御装置２０を制御する加工制御装置１１１と、操作者の入出力手段となるデータ入出力装置１２０とを備える。上部給電子３１および下部給電子３２と、被加工物１３とはそれぞれ加工電源３５に接続されている。加工電源３５は、上部給電子３１および下部給電子３２と被加工物１３との間に電圧を印加する。ワイヤ放電加工機１００は、テーブル９に搭載された被加工物１３と、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を放電加工する。

操作者は、データ入出力装置１２０に加工条件、加工プログラムおよび制御パラメータを入力する。加工制御装置１１１は、操作者がデータ入出力装置１２０を介して入力した加工条件、加工プログラムおよび制御パラメータに基づいて、駆動制御装置２０を制御する。すなわち、加工制御装置１１１およびデータ入出力装置１２０がコンピュータ数値制御（Computerized Numerical Control：ＣＮＣ）装置を構成する。

上記のように構成されたワイヤ放電加工機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。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。

図２は、実施の形態１にかかる張架方向に対して垂直な平面におけるワイヤ電極３０の非加工時の形状を説明する図である。図３は、実施の形態１にかかる張架方向に対して垂直な平面におけるワイヤ電極３０の仕上げ加工時の形状を説明する図である。図４は、実施の形態１にかかる張架方向に対して垂直な平面におけるワイヤ電極３０の仕上げ加工時の別の形状を説明する図である。図５は、実施の形態１にかかる仕上げ加工時のワイヤ電極３０と被加工物１３との関係を示す図である。

図２から図４は、テーブル９からワイヤ電極３０の張架方向に観たワイヤ電極３０、下部ダイス２、下部給電子３２および下部押し付けブロック３４の配置関係を示した図である。図２は非加工時の様子を示し、図３は下部押し付けブロック３４に接するワイヤ電極３０の面で放電仕上げ加工したときの様子を示し、図４は下部給電子３２に接するワイヤ電極３０の面で放電仕上げ加工したときの様子を示す。図５は、ワイヤ電極３０と被加工物１３との間のフロントギャップおよび側面ギャップを示している。側面ギャップは、加工方向と垂直な方向におけるワイヤ電極３０と被加工物１３との間隔である。

図２に示されるように、ワイヤ電極３０の非加工時の形状はほぼ円形であって、ワイヤ電極３０の中心はワイヤ電極３０の中心位置として加工制御装置１１１が制御する位置になっている。これに対して、図３および図４においては、仕上げ加工中のワイヤ電極３０の消耗により、１つの形状加工中において、仕上げ加工を実行する加工方向によってワイヤ電極３０の実際の中心がワイヤ電極３０の中心位置として加工制御装置１１１が制御する位置からずれてしまう。この結果として、側面ギャップの制御にずれが生じるので、加工方向により形状寸法がばらつくという問題が生ずる。

図６は、実施の形態１にかかる加工方向に依存した加工寸法誤差を示した図である。Ｘ軸の正の方向を０度、Ｙ軸の正の方向を９０度としたときの、加工方向θに対する加工寸法誤差を示す点５０の原点からの距離５１が加工寸法誤差の値を示している。加工方向θ＝４５度の場合を例にして説明すると、距離５１は、図５の加工方向が図６の４５度の方向である場合に、加工方向と垂直な方向の加工寸法の設計値からの誤差である加工寸法誤差が距離５１で示される。加工寸法誤差がゼロの場合を示す距離５１の値を定めておけば、距離５１の大きさが当該値より大きい程、被加工物１３に対して設計値より加工残しが多いことを示し、距離５１の大きさが当該値より小さい程、被加工物１３に対して設計値より深く削っていることを示す。

したがって、図６に示されるように、加工寸法誤差は加工方向によらずに一定にはなっていないことが分かる。このように加工方向によって仕上げ加工における加工寸法誤差が変化してしまう原因の一つが、図３および図４を用いて説明した仕上げ加工中のワイヤ電極３０の消耗によってワイヤ電極３０の中心が加工方向により変化してしまうことであると考えられる。ここで、加工寸法誤差は、加工方向によらずに一定値であることが加工制御の観点からは望ましい。すなわち、図６の点５０は同心円上に並んでいるのが理想である。

図７は、実施の形態１にかかる加工制御装置１１１の詳細な構成を示した図である。図７では、加工制御装置１１１の構成を詳細に説明するため、ワイヤ電極３０、被加工物１３および加工電源３５といった他の構成は簡略化して示してある。

加工制御装置１１１は、加工プログラムと、ワイヤ電極３０と被加工物１３の間の極間平均加工電圧とに基づいて、駆動制御装置２０を介して加工速度を制御する。加工速度とは、ワイヤ電極３０と被加工物１３との相対速度である。

加工制御装置１１１は、極間平均加工電圧を検出する極間平均加工電圧検出部４０と、加工中の側面ギャップを推定して側面ギャップ推定値として出力する側面ギャップ推定器４５と、加工方向に基づいて側面ギャップ指令値を出力する側面ギャップ指令器４６と、側面ギャップ指令値に側面ギャップ推定値を追従させるように極間平均加工電圧の補正値を生成して出力する側面ギャップ制御器４７と、を備える。

さらに、加工制御装置１１１は、極間平均加工電圧検出部４０により検出された極間平均加工電圧を補正値により補正する極間平均加工電圧補正部４１と、目標とする極間平均加工電圧で加工するために予め定めた目標電圧を記憶する目標電圧記憶部４４と、補正後の極間平均加工電圧と、目標電圧との電圧差を演算する電圧演算部４２と、電圧演算部４２が求めた電圧差の絶対値が減少するように、駆動制御装置２０を介して加工速度を制御する加工速度制御部４３と、を備える。極間平均加工電圧補正部４１、側面ギャップ推定器４５、側面ギャップ指令器４６および側面ギャップ制御器４７が、極間平均加工電圧を補正する電圧補正部を構成する。

側面ギャップ推定器４５は、仕上げ加工中における加工情報から加工中の側面ギャップを推定して側面ギャップ推定値として出力する。加工情報には、極間平均加工電圧、加工速度、板厚、オフセット量といった情報が含まれる。側面ギャップの推定方法は公知であり、特許文献１の図６などには、側面ギャップが極間平均加工電圧および加工速度に基づいて決定されることが説明されている。実施の形態１においては、側面ギャップ推定器４５が、一例として、極間平均加工電圧検出部４０により検出された極間平均加工電圧と、加工速度制御部４３から得られた加工速度と、に基づいて側面ギャップ推定値を求めて出力する構成とする。

側面ギャップ指令器４６は、加工方向に対応した側面ギャップ補正値を有している。加工方向に対応した側面ギャップ補正値は、図６に示した実験データにより得らえた加工寸法誤差が加工方向によらずに一定値となるように加工方向毎に決定された側面ギャップに対する補正値である。側面ギャップ補正値は、具体的には、側面ギャップが加工方向によらずに一定となるように求められた補正値である。加工方向に対応した側面ギャップ補正値は、予め計算しておいて操作者がデータ入出力装置１２０を介して側面ギャップ指令器４６に与えてもよい。また、操作者がデータ入出力装置１２０を介して図６に示されるような加工方向に依存した加工寸法誤差のデータを側面ギャップ指令器４６に与え、側面ギャップ指令器４６が加工方向に依存した加工寸法誤差に基づいて加工方向に対応した側面ギャップ補正値を計算して保持してもよい。加工方向に対応した側面ギャップ補正値は、有限個の加工方向に対応した有限個のデータである。側面ギャップ指令器４６は、さらに、加工方向に依存しない固定値である補正前の側面ギャップ指令値を有している。側面ギャップ指令器４６は、駆動制御装置２０から加工方向を取得し、当該加工方向に対応する側面ギャップ補正値を補正前の側面ギャップ指令値に加えて補正後の側面ギャップ指令値を求めて出力する。したがって、上記した有限個の加工方向において側面ギャップ指令値が補正されることになる。

側面ギャップ制御器４７は、側面ギャップ指令器４６が出力する側面ギャップ指令値に側面ギャップ推定値が追従するように極間平均加工電圧の補正値を求めて出力する。ここで、側面ギャップ制御器４７は、側面ギャップ指令値と側面ギャップ推定値との偏差を入力とし、極間平均加工電圧の補正値を出力とした入出力特性として比例特性を有する制御器であってもよいし、一般的なサーボ系のように積分特性または微分特性を有してもよい。また、側面ギャップ制御器４７は、非線形な入出力特性を有してもよい。側面ギャップ制御器４７は、側面ギャップ推定値を側面ギャップ指令値へ追従させるように極間平均加工電圧の補正値を出力するものであれば、その構成は限定されない。

図８は、実施の形態１にかかる加工制御装置１１１のより詳細な構成を示すブロック図である。

図８において、側面ギャップ指令器４６は、図８では記載を省いた駆動制御装置２０から与えられた加工方向に基づいて、上述したように側面ギャップ補正値により補正された側面ギャップ指令値を求めて出力する。側面ギャップ推定器４５は、図８では記載を省いた極間平均加工電圧検出部４０により検出された極間平均加工電圧と、加工速度制御部４３から得られた加工速度と、に基づいて側面ギャップ推定値を求めて出力する。図８では、図７の側面ギャップ制御器４７の機能の一部を減算器４９として側面ギャップ制御器４７の外に示してある。減算器４９は、側面ギャップ指令値と側面ギャップ推定値との偏差を求めて、側面ギャップ制御器４７に入力する。側面ギャップ制御器４７は、減算器４９が求めた偏差に基づいて極間平均加工電圧の補正値を求めて出力する。なお、減算器４９の機能は、図７のように側面ギャップ制御器４７が備えていてもかまわない。極間平均加工電圧補正部４１は加算器であり、極間平均加工電圧検出部４０により検出された極間平均加工電圧に、側面ギャップ制御器４７が出力した極間平均加工電圧の補正値を加算して補正後の極間平均加工電圧を出力する。電圧演算部４２は減算器であり、図８では記載を省いた目標電圧記憶部４４から得た目標電圧と補正後の極間平均加工電圧との電圧差を演算して加工速度制御部４３に入力する。加工速度制御部４３は入力された電圧差の絶対値が減少する加工速度を求めて、駆動制御装置２０に与える。駆動制御装置２０は当該加工速度となるようにワイヤ電極３０と被加工物１３との相対距離を制御する。したがって、極間平均加工電圧補正部４１を含んだ電圧補正部は、加工方向によらずに側面ギャップが一定になるように極間平均加工電圧を補正することになる。すなわち、実施の形態１にかかるワイヤ放電加工機１００によれば、ある直線方向に加工する場合の側面ギャップと、加工方向の角度が変化して別の直線方向に加工する場合の側面ギャップとが同じ値となるように制御することが可能となる。

図９は、実施の形態１にかかるコンピュータ数値制御装置のハードウェア構成を示す図である。加工制御装置１１１およびデータ入出力装置１２０の機能をコンピュータで実現する場合、加工制御装置１１１およびデータ入出力装置１２０の機能は、図９に示すようにＣＰＵ（Central Processing Unit）２０１、メモリ２０２、記憶装置２０３、表示装置２０４および入力装置２０５により実現される。

加工制御装置１１１の機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせは、プログラムとして記述されて記憶装置２０３に格納される。ＣＰＵ２０１は、記憶装置２０３に記憶された上記プログラムをメモリ２０２に読み出して実行することにより、加工制御装置１１１の機能を実現する。すなわち、コンピュータ数値制御装置は、加工制御装置１１１の機能がコンピュータにより実行されるときに、加工制御装置１１１の機能を実施するステップが結果的に実行されることになる上記プログラムを格納するための記憶装置２０３を備える。また、上記プログラムは、加工制御装置１１１の機能が実現するワイヤ放電加工方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。したがって、上記プログラムには上述した加工プログラムも含まれる。データ入出力装置１２０は、入力装置２０５および表示装置２０４により実現される。入力装置２０５の具体例は、キーボード、マウス、タッチパネルなどである。表示装置２０４の具体例は、モニタ、ディスプレイなどである。なお、目標電圧記憶部４４は、メモリ２０２または記憶装置２０３により実現される。メモリ２０２の具体例は、ＲＡＭ（Random Access Memory）といった揮発性の記憶領域が該当する。記憶装置２０３の具体例は、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスクが該当する。

図１０は、実施の形態１にかかるワイヤ放電加工機１００における側面ギャップ補正値と加工寸法の変化量との関係を示す図である。図１０は、ワイヤ放電加工機１００により厚さ６０ｍｍの鋼材を加工したときに、使用した側面ギャップ補正値に対する加工寸法の変化量を示している。加工寸法の変化量は、側面ギャップ補正値に対して直線的に推移している。したがって、ワイヤ放電加工機１００によって、側面ギャップ補正値で補正した側面ギャップ指令値に側面ギャップを制御することによる有効性が示されている。

すなわち、実施の形態１にかかるワイヤ放電加工機１００によれば、仕上げ加工における側面ギャップを加工方向に応じた側面ギャップ補正値を用いて変化させることで加工寸法を制御できる。これにより、被加工物１３の加工形状および材質ごとに異なる加工方向に依存した加工寸法誤差のばらつきを抑制することができるという効果が得られる。その結果、加工条件の調整が容易になる。

実施の形態２．
本発明の実施の形態２にかかるワイヤ放電加工機１００の構成図は、加工制御装置１１１が以下に説明する加工制御装置１１２に変更されている点以外は図１と同じである。実施の形態２にかかるワイヤ放電加工機１００においては、極間平均加工電圧ではなく目標電圧を補正する。なお、加工制御装置１１２およびデータ入出力装置１２０が構成するコンピュータ数値制御装置のハードウェア構成も図９と同様である。

図１１は、本発明の実施の形態２にかかる加工制御装置１１２の詳細な構成を示した図である。図１１では、加工制御装置１１２の構成を詳細に説明するため、ワイヤ電極３０、被加工物１３および加工電源３５といった他の構成は簡略化して示してある。以下では、実施の形態１にかかる加工制御装置１１１と同様な点の説明は省いて、異なる点の説明を行う。

側面ギャップ制御器４７は、側面ギャップ指令器４６が出力する側面ギャップ指令値に側面ギャップ推定値が追従するように目標電圧の補正値を求めて出力する。目標電圧の補正値の具体例は、実施の形態１における極間平均加工電圧の補正値の符号を反転した値である。ここで、側面ギャップ制御器４７は、側面ギャップ指令値と側面ギャップ推定値との偏差を入力とし、目標電圧の補正値を出力とした入出力特性として比例特性を有する制御器であってもよいし、一般的なサーボ系のように積分特性または微分特性を有してもよい。また、側面ギャップ制御器４７は、非線形な入出力特性を有してもよい。側面ギャップ制御器４７は、側面ギャップ推定値を側面ギャップ指令値へ追従させるように目標電圧の補正値を出力するものであれば、その構成は限定されない。

目標電圧補正部４８は、側面ギャップ制御器４７から得た目標電圧の補正値を用いて、目標電圧記憶部４４が出力する目標電圧を補正する。電圧演算部４２は、極間平均加工電圧検出部４０により検出された極間平均加工電圧と、目標電圧補正部４８から得た補正後の目標電圧との電圧差を演算する。目標電圧補正部４８、側面ギャップ推定器４５、側面ギャップ指令器４６および側面ギャップ制御器４７が、目標電圧を補正する電圧補正部を構成する。

図１２は、実施の形態２にかかる加工制御装置１１２のより詳細な構成を示すブロック図である。以下でも、実施の形態１にかかる加工制御装置１１１と同様な点の説明は省いて、異なる点の説明を行う。

図１２においても、図１１の側面ギャップ制御器４７の機能の一部を減算器４９として側面ギャップ制御器４７の外に示してある。側面ギャップ制御器４７は、減算器４９が求めた偏差に基づいて目標電圧の補正値を求めて出力する。なお、減算器４９の機能は、図１１のように側面ギャップ制御器４７が備えていてもかまわない。目標電圧補正部４８は加算器であり、図１２では記載を省いた目標電圧記憶部４４から得た目標電圧に、側面ギャップ制御器４７が出力した目標電圧の補正値を加算して補正後の目標電圧を出力する。電圧演算部４２は減算器であり、補正後の目標電圧と図１２では記載を省いた極間平均加工電圧検出部４０により検出された極間平均加工電圧との電圧差を演算して加工速度制御部４３に入力する。加工速度制御部４３は入力された電圧差の絶対値が減少する加工速度を求めて、駆動制御装置２０に与える。駆動制御装置２０は当該加工速度となるようにワイヤ電極３０と被加工物１３との相対距離を制御する。したがって、目標電圧補正部４８を含んだ電圧補正部は、加工方向によらずに側面ギャップが一定になるように目標電圧を補正することになる。すなわち、実施の形態２にかかるワイヤ放電加工機１００においても、ある直線方向に加工する場合の側面ギャップと、加工方向の角度が変化して別の直線方向に加工する場合の側面ギャップとが同じ値となるように制御することが可能となる。

実施の形態２にかかるワイヤ放電加工機１００によれば、極間平均加工電圧ではなく目標電圧を補正することによっても、実施の形態１と同様な効果を得ることが可能となる。

実施の形態３．
実施の形態１および２においては、図６に示したように有限個の加工方向に対応した加工寸法誤差のデータに基づいて、有限個の加工方向において側面ギャップ指令値を補正していたが、実際の加工方向が加工寸法誤差のデータが得られた加工方向とは異なる場合もあり得る。そのような場合に対応するために、本発明の実施の形態３にかかるワイヤ放電加工機１００においては、任意の加工方向において側面ギャップ補正値を求めて、側面ギャップ指令値を補正する。

具体的には、操作者がデータ入出力装置１２０を介して、過去の加工結果から得られた図６に示されるような加工方向に依存した加工寸法誤差のデータを側面ギャップ指令器４６に入力する。側面ギャップ指令器４６は、与えられた加工方向に依存した加工寸法誤差のデータに基づいて、補間計算を実行して任意の加工方向の側面ギャップ補正値を求めることができる。

側面ギャップ指令器４６が、補間計算を実行して任意の加工方向の側面ギャップ補正値を求める方法としては、以下のバリエーションが考えられる。まず、側面ギャップ指令器４６は、与えられた有限個の加工方向に依存した加工寸法誤差のデータに基づいて、補間計算を実行して任意の加工方向の加工寸法誤差のデータを求めて、当該加工寸法誤差のデータから任意の加工方向の側面ギャップ補正値を計算してもよい。また、側面ギャップ指令器４６は、与えられた有限個の加工方向に依存した加工寸法誤差のデータに基づいて有限個の加工方向の側面ギャップ補正値を求めて、有限個の加工方向の側面ギャップ補正値に補間計算を実行して任意の加工方向の側面ギャップ補正値を計算してもよい。なお、補間計算の方法は、データ間を直線補間しても曲線補間してもよく、連続的な加工方向に対して側面ギャップ補正値が得られるのであれば限定されない。

実施の形態３にかかるワイヤ放電加工機１００によれば、加工寸法誤差のデータを取得した加工方向以外の任意の加工方向に対しても、加工方向に依存した加工寸法誤差のばらつきを抑制することができるという効果が得られる。

実施の形態４．
実施の形態１から３においては、加工制御装置１１１または１１２が有限個の加工方向に対応する加工寸法誤差または側面ギャップ補正値をメモリ２０２または記憶装置２０３に記憶する必要があった。そこで、本発明の実施の形態４にかかるワイヤ放電加工機１００においては、有限個の加工方向に対応する加工寸法誤差のデータを複数のパラメータを使用した関数で近似することにより記憶することが必要なデータ量の削減を図る。一例として加工方向に対する誤差を楕円で近似する場合について以下に説明する。具体的には、４つのパラメータａ（＞０），ｂ（＞０），ｃ（＞０），α（−π＜α≦π）を用いて加工方向θに対する加工寸法誤差の近似値ｅ（θ）を、以下の数式（１），（２）のように定義する。

ここで、数式（１）のｘおよびｙは、上記の数式（２）を用いて求められる。

近似のための複数のパラメータは、有限個の加工方向にそれぞれ対応する加工寸法誤差のデータに対して最小二乗法を適用して算出してもよいし、操作者が決定してデータ入出力装置１２０を介して直接入力してもよい。有限個の加工方向に対応する加工寸法誤差のデータに最小二乗法といった手法を用いて複数のパラメータを使用した関数で近似するための計算は、加工制御装置１１１または１１２が実行してもよいし、ワイヤ放電加工機１００の外部で実行されてもかまわない。具体的には、データ入出力装置１２０を介して加工寸法誤差のデータを受け取った側面ギャップ指令器４６が最小二乗法といった手法を用いてパラメータフィッティングを実行して複数のパラメータを決定してもよいし、データ入出力装置１２０を介して外部のコンピュータが決定した複数のパラメータを側面ギャップ指令器４６が受け取るようにしてもかまわない。

側面ギャップ指令器４６は、決定された複数のパラメータおよび近似する関数により得られた上記ｅ（θ）といった加工方向θに対する加工寸法誤差に基づいて、加工方向θに対応する側面ギャップ補正値を求めて、側面ギャップ指令値を補正する。側面ギャップ補正値は、複数のパラメータおよび近似する関数から求めた加工寸法誤差の近似値に基づいて、加工寸法誤差が加工方向によらずに一定値となるように計算すればよいので、ｅ（θ）の符号を反転した値を用いて加工寸法誤差を０にするようにしてもかまわない。

実施の形態４にかかるワイヤ放電加工機１００によれば、実施の形態３と同様な効果が得らえる上、近似のための複数のパラメータの数を加工方向に対応した加工寸法誤差のデータの数より少なくすれば、メモリ２０２または記憶装置２０３に記憶させるための記憶領域の節約という効果が得られる。

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、７ Ｘ軸駆動装置、８ Ｙ軸駆動装置、９ テーブル、１３ 被加工物、２０ 駆動制御装置、３０ ワイヤ電極、３１ 上部給電子、３２ 下部給電子、３３ 上部押し付けブロック、３４ 下部押し付けブロック、３５ 加工電源、４０ 極間平均加工電圧検出部、４１ 極間平均加工電圧補正部、４２ 電圧演算部、４３ 加工速度制御部、４４ 目標電圧記憶部、４５ 側面ギャップ推定器、４６ 側面ギャップ指令器、４７ 側面ギャップ制御器、４８ 目標電圧補正部、４９ 減算器、５０ 点、５１ 距離、１００ ワイヤ放電加工機、１１１，１１２ 加工制御装置、１２０ データ入出力装置、２０１ ＣＰＵ、２０２ メモリ、２０３ 記憶装置、２０４ 表示装置、２０５ 入力装置。

Claims (7)

1. 被加工物とワイヤ電極との間に放電を発生させて前記被加工物を加工するワイヤ放電加工機であって、
   前記ワイヤ電極と前記被加工物との相対距離を制御する駆動制御装置と、
   前記ワイヤ電極と前記被加工物との間の極間平均加工電圧を検出する極間平均加工電圧検出部と、
   前記極間平均加工電圧と予め定めた目標電圧とに基づいて前記駆動制御装置を制御する加工速度制御部と、
   加工中の加工情報と加工方向とに基づいて、加工方向によらずに前記ワイヤ電極と前記被加工物との間の側面ギャップが一定になるように前記極間平均加工電圧または前記目標電圧のいずれかを補正する電圧補正部と、
   を備える
   ことを特徴とするワイヤ放電加工機。
2. 前記電圧補正部は、
   前記加工情報に基づいて、前記側面ギャップの推定値を算出する側面ギャップ推定器と、
   加工方向に対応した側面ギャップ指令値を求める側面ギャップ指令器と、
   前記側面ギャップ指令値に前記推定値が追従するように補正値を求める側面ギャップ制御器と、
   を有し、
   前記加工速度制御部は、前記補正値で補正された前記極間平均加工電圧と予め定めた目標電圧との電圧差の絶対値が減少する加工速度となるように前記駆動制御装置を制御する、または前記補正値で補正された前記目標電圧と前記極間平均加工電圧との電圧差の絶対値が減少する加工速度となるように前記駆動制御装置を制御する
   ことを特徴とする請求項１に記載のワイヤ放電加工機。
3. 前記側面ギャップ指令器は、加工方向に依存した加工寸法誤差のデータに基づいた側面ギャップ補正値で補正前の側面ギャップ指令値を補正することにより、加工方向に対応した前記側面ギャップ指令値を求める
   ことを特徴とする請求項２に記載のワイヤ放電加工機。
4. 前記側面ギャップ指令器は、前記加工寸法誤差のデータに補間計算を実行して前記側面ギャップ補正値を求める
   ことを特徴とする請求項３に記載のワイヤ放電加工機。
5. 前記側面ギャップ指令器は、前記加工寸法誤差のデータを複数のパラメータを使用した関数で近似し、前記複数のパラメータおよび前記関数から求めた前記加工寸法誤差の近似値に基づいて、前記側面ギャップ補正値を求める
   ことを特徴とする請求項３に記載のワイヤ放電加工機。
6. 前記加工情報は、前記極間平均加工電圧および前記加工速度である
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載のワイヤ放電加工機。
7. ワイヤ電極と被加工物との相対距離を制御する駆動制御装置を有し前記被加工物と前記ワイヤ電極との間に放電を発生させて前記被加工物を加工するワイヤ放電加工機のワイヤ放電加工方法であって、
   前記ワイヤ電極と前記被加工物との間の極間平均加工電圧を検出するステップと、
   前記極間平均加工電圧と予め定めた目標電圧とに基づいて前記駆動制御装置を制御するステップと、
   加工中の加工情報と加工方向とに基づいて、加工方向によらずに前記ワイヤ電極と前記被加工物との間の側面ギャップが一定になるように前記極間平均加工電圧または前記目標電圧のいずれかを補正するステップと、
   を備える
   ことを特徴とするワイヤ放電加工方法。

Images