JP6808868B1 - ワイヤ放電加工方法およびワイヤ放電加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加工の途中に板厚が変化する段差加工において、荒加工工程と端面仕上げ加工工程の加工経路が異なる場合であっても板厚に適する加工条件を自動的に変更設定すること。【解決手段】本発明のワイヤ放電加工方法およびワイヤ放電加工装置１００は、ワークスタンドのＸＹ平面を小領域に分割して複数の分割領域を形成し（Ｓ１０１）、ワークの板厚を検出して分割領域に関連付けて記憶する（Ｓ１０２）。その後、分割領域に関連付けられた板厚情報とワークの現在の加工位置の板厚から加工経路の進行方向先に段差があるかどうかを推定し、加工条件を変更する（Ｓ１０３）ことを特徴としている。【選択図】図５

Description

本発明は、ワークの板厚に適する加工条件で放電加工するワイヤ放電加工方法および自動的にワークの板厚に適する加工条件を設定するワイヤ放電加工装置に関する。

ワイヤ放電加工は、一対のワイヤガイド間に張架されるワイヤ電極とワークとに形成される加工間隙に所定の加工電圧パルスを繰返し印加して断続的に放電を発生させ、放電エネルギによってワークから材料を除去し、ワークを所望の加工形状に切断加工する放電加工方法である。
このようなワイヤ放電加工方法においては、１つの加工形状を加工する途中で板厚が変わるケースが存在する（以下、段差加工という）。加工の途中で板厚が変化すると取り量が増減して加工速度が変化し、板厚の異なる箇所で加工溝幅に差異が生じて必要な加工形状精度を得ることができなくなる問題やワイヤ電極が断線しやすい問題が発生することから、従来、ワークの段差位置を自動で検出し、電気加工条件等を適宜切換えて放電加工を行う段差加工が採用されている。

特許文献１は、ワイヤカット放電加工方法および数値制御ワイヤカット放電加工装置に関する発明が開示されており、荒加工工程において板厚の変化を検出してそのときの段差位置と板厚を関連付けて記憶させておき、端面仕上げ加工工程において、前記段差位置の周辺の領域に加工部位が到達したときに所期の加工条件を前記板厚に適する加工条件に変更設定する発明が記載されている（請求項１）。

特許文献２は、ワイヤ放電加工方法及び装置に関する発明が開示されており、第１回目の加工である荒加工の実行中に段差位置検出手段から段差位置情報を取得して第２回目以降の加工における補正区間を設定すること、およびワイヤ電極が補正区間内に進入すると、補正工程としてワイヤ電極の姿勢を徐々に傾斜させることが開示されている（その段落００３８，００４７）。

特許第４２９４６３８号公報 特許第２８８５２２８号公報

放電加工を行う際には、最初は形状誤差や面粗さよりも加工速度を重視して仕上げ代を残した荒加工（ファーストカット）を行い、その後、端面仕上げ加工（セカンドカット以降）で面粗さを仕上げて形状精度を整えるように、オフセット量を変えながら複数回同一加工経路の加工プログラムを加工することが主流となっている。しかしながら、近年、放電加工で形成される製品の多様化の影響で、端面仕上げ加工においてワークの一部の範囲だけ加工回数を増やして加工を行うことや、一枚のワークから複数個の製品を取り出す際に最初に複数個全ての荒加工を一度に行い、その後荒加工された製品のひとつに対してセカンドカット、サードカット、フォースカットを行うといった放電加工も行われるようになってきた。
しかしながら、特許文献１の方法においては、荒加工工程で検出された段差の位置とともに段差を検出した順番も記憶し、その後の端面仕上げ加工工程において記憶した順番もしくは記憶した逆順に段差の位置を特定して加工条件の変更を行うため、荒加工工程における加工経路とその後の端面仕上げ加工工程における加工経路が異なる場合は適用することができない。したがって荒加工工程と端面仕上げ加工工程の加工経路が異なる場合は、補助経路を設けて加工経路を一致させる変更が必要となっていた。

よって、本発明は、上記課題に鑑みて、加工の途中に板厚が変化する段差加工において、荒加工工程と端面仕上げ加工工程の加工経路が異なる場合であっても板厚に適する加工条件を自動的に変更設定でき、優れた加工結果をより容易に得ることができるワイヤ放電加工方法およびワイヤ放電加工装置を提供することを主たる目的とする。本発明で得ることができるいくつかの具体的な利点は、追って詳細に説明される。

本発明のワイヤ放電加工方法は、ワイヤ放電加工装置のワークスタンドのＸＹ平面を小領域に分割して複数の分割領域を形成する分割工程と、ワークの板厚を検出して前記分割領域に板厚情報として関連付けて記憶する記憶工程と、前記ワークの現在の加工位置を含む周辺領域を検索範囲として前記検索範囲内にある前記分割領域に関連付けられた前記板厚情報を参照し、前記分割領域に関連付けられた前記板厚情報と前記ワークの現在の加工位置の板厚から加工経路の進行方向先に段差があるかどうかを推定する推定工程と、前記段差の位置を含む周辺領域を加工条件変更範囲として前記ワークの現在の加工位置が前記加工条件変更範囲に入った場合に加工条件を変更する加工条件変更工程を有することを特徴とする。
また本発明のワイヤ放電加工方法は、荒加工工程において前記記憶工程を実行し、端面仕上げ加工工程において前記推定工程と前記加工条件変更工程を実行するものであることを特徴とする。

また本発明は、ＮＣ制御装置を備えたワイヤ放電加工装置であって、前記ＮＣ制御装置は、荒加工工程においてワークの板厚を検出する検出部と、前記ワイヤ放電加工装置のワークスタンドのＸＹ平面を小領域に分割した分割領域に前記板厚を関連付けて記憶する記憶部と、処理部を備え、前記処理部は、端面仕上げ加工工程において、前記ワークの現在の加工位置を含む周辺領域を検索範囲として前記検索範囲内にある前記分割領域に関連付けられた前記板厚情報を参照し、前記分割領域に関連付けられた前記板厚情報と前記ワークの現在の加工位置の板厚から加工経路の進行方向先に段差があるかどうかを推定し、前記段差の位置を含む周辺領域を加工条件変更範囲として前記ワークの現在の加工位置が前記加工条件変更範囲に入った場合に加工条件を変更する制御を行うことを特徴とする。

本発明によれば、荒加工時にワイヤ放電加工装置のワークスタンドのＸＹ平面を複数の小領域に分割してその分割領域に板厚を関連付けて記憶しており、端面仕上げ加工時は、加工位置周辺の分割領域を探索し、その分割領域に関連付けられた板厚情報を参照することで周囲に段差が存在するかどうかを推定している。よって、荒加工工程と端面仕上げ加工工程の加工経路が異なる場合であっても段差位置を適切に決定することが可能となる。

本発明のワイヤ放電加工方法は、前記記憶工程が検出時の板厚である第１の板厚情報と前回の板厚である第２の板厚情報を前記分割領域に関連付けて記憶するものであって、前記推定工程は、前記端面仕上げ加工工程の加工経路が前記荒加工工程の加工経路と同一方向である場合には前記第１の板厚情報と前記ワークの現在の加工位置の板厚から加工経路の進行方向先に段差があるかどうかを推定し、前記端面仕上げ加工工程の加工経路が前記荒加工工程の加工経路と反対方向である場合には前記第２の板厚情報と前記ワークの現在の加工位置の板厚から加工経路の進行方向先に段差があるかどうかを推定することを特徴とする。

本発明によれば、分割領域と関連付けて検出時の板厚と前回検出した板厚を記憶しており、端面仕上げ加工工程と荒加工工程の加工経路が同一方向か反対方向かで参照する板厚を切り替えて変更している。これにより、端面仕上げ加工工程において加工の進行方向の先の板厚を正確に推定することが可能となり、段差位置の推定の正確性が向上する。

本発明のワイヤ放電加工方法は、前記記憶工程が前記ワークの板厚を検出した位置を前記分割領域に関連付けて記憶するものであって、前記加工条件変更工程は、前記ワークの板厚を検出した位置を中心とした範囲を前記加工条件変更範囲とすることを特徴とする。
また本発明のワイヤ放電加工方法は、前記加工条件変更工程が前記加工条件を変更するとき、前記加工条件を変更する目標値に対して段階的に変化させるようにすることを特徴とする。

本発明によれば、ワークの板厚を検出した位置を中心とした範囲を加工条件変更の範囲としているため、各加工工程において加工経路がずれた状態であったとしても段差位置を確実に特定して加工条件を変更することが可能となる。
また本発明によれば、加工条件を変更設定するとき、加工条件を変更する目標値に対して段階的に変化させるようにすることで、段差位置で加工条件の急激な変化が与えられないので、段差位置が領域で決定されることによる不可避の僅かな誤差が加工結果に与える影響を小さくすることができる。

本発明のワイヤ放電加工方法およびワイヤ放電加工装置は、荒加工工程と端面仕上げ加工工程の加工経路が異なる場合であっても、段差位置で加工条件を自動的に変更設定でき、優れた加工結果をより容易に得ることができるワイヤ放電加工方法およびワイヤ放電加工装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係るワイヤ放電加工装置１００を示す模式図である。 上記実施形態に係るワイヤ放電加工装置１００の加工領域周辺を拡大した模式図である。 上記実施形態に係る分割工程を説明する模式図１である。 上記実施形態に係る分割工程を説明する模式図２である。 本発明のワイヤ放電加工方法における板厚情報等の記憶から加工条件を変更するまでのプロセスを示すフローチャートである。 本発明のワイヤ放電加工方法におけるファーストカット加工時の分割領域ごとに板厚情報等を記憶する工程を示すフローチャートである。 本発明のワイヤ放電加工方法におけるファーストカット加工時の領域分割データの記憶の状態を示す模式図である。 本発明のワイヤ放電加工方法におけるセカンドカット以降の加工時の段差位置の推定工程を示すフローチャートである。 本発明のセカンドカット加工時の段差位置の検索・特定方法を示す模式図である。 本発明のセカンドカット加工時の段差位置の検索・特定方法を示す模式図（オフセット方向が同一の場合）である。 本発明のセカンドカット加工時の段差位置の検索・特定方法を示す模式図（オフセット方向が異なる場合）である。 本発明のセカンドカット加工時の加工条件の変更工程を示すフローチャートである。 本発明のセカンドカット加工時の加工条件の変更方法を示す模式図である。 本発明のセカンドカット加工時の加工条件の変更方法の詳細を示す模式図である。 本発明のワイヤ放電加工装置１００のＮＣ制御装置５の構成を示すブロック図である。 本発明のセカンドカット加工時の加工条件の変更方法の詳細を示す模式図２である。

図１は、本発明の実施形態に係るワイヤ放電加工装置１００を示す模式図であり、図２は、本実施形態に係るワイヤ放電加工装置１００の加工領域周辺を拡大した模式図である。図５は、本発明のワイヤ放電加工方法における板厚情報等の記憶から加工条件を変更するまでのプロセスを示すフローチャートである。

本発明の実施形態に係るワイヤ放電加工装置１００は、一対のワイヤガイド３，４と、ワイヤガイド３，４の間に張架されるワイヤ電極２と、ワークＷの表面を加工する際の基準面であるＸＹ平面と並行となるように載置するワークスタンド１と、ＮＣ制御装置５とを含む。ワイヤ放電加工装置１００は、ワイヤガイド３，４をワークＷに対してＸＹ平面上に移動させて、ワイヤ電極２とワークＷとに形成される加工間隙に所定の加工電圧パルスを繰返し印加して断続的に放電を発生させ、放電エネルギによってワークＷから材料を除去し、ワークＷを所望の加工形状に切断加工するものである。
ワイヤ放電加工装置１００は、荒加工工程、仕上げ工程等、複数の加工工程に分けてワークＷを切断している。最初にワークＷを大まかに所望の加工形状に加工する荒加工工程をファーストカット、大まかに形成された加工穴の加工面を加工する端面仕上げ加工工程を、加工する工程順に、セカンドカット、サードカット、フォースカットのように称する。

本発明のワイヤ放電加工装置１００は、ファーストカット加工時において、ワークスタンド１のＸＹ平面を小領域に分割し、分割領域ごとに板厚情報等を記憶する（Ｓ１０１：分割工程、記憶工程）。そして、セカンドカット加工以降の加工工程においては、ファーストカット加工時に記憶した分割領域ごとの板厚情報を利用して、ワークＷの段差位置を検索して推定し（Ｓ１０２：推定工程）、加工条件を変更する制御を行う（Ｓ１０３：加工条件変更工程）。

図１５は、本発明のワイヤ放電加工装置１００のＮＣ制御装置５の構成を示すブロック図である。
ＮＣ制御装置５は、ワイヤ放電加工装置１００の全体の動作を数値制御する装置であり、入力部５１、記憶部５２、処理部５３、表示部５４、検出部５５からなる。

入力部５１は、例えばキーボード、表示部の表示面に重ねて設けられるタッチパネル等の入力装置であり、表示部５４は、例えば、液晶ディスプレイ等の表示デバイスにより構成され、設定画面等を表示するものである。

記憶部５２は、各種処理を行うプログラムや各種設定値を記憶している。

検出部５５は、ワイヤ放電加工装置１００が駆動している間、加工送り速度（Ｆ値）、放電回数、加工電圧等をリアルタイムに検出する。

処理部５３は、駆動部５３１と、数値制御部５３２から構成される。
数値制御部５３２は、加工形状の軌跡や加工条件からなる加工プログラムをワイヤ放電加工装置１００の加工電源装置、モータ制御装置、加工液供給装置のような装置を動作させるための指令信号に変換するものである。
また数値制御部５３２は、後述する分割工程、板厚情報演算工程、記憶工程、段差位置の推定工程、加工条件変更工程を実行し、段差位置を自動で検出し加工条件を変更する処理を行う。
駆動部５３１は、数値制御部５３２からの指令により、実際に各装置の駆動を行う。

次に、ファーストカット加工時の分割領域ごとに板厚情報等を記憶する工程（Ｓ１０１）に関して図６のフローチャートに沿って説明を行う。

最初にＮＣ制御装置５は電源投入後、ファーストカットの加工を開始する前に加工する際の基準面であるＸＹ平面を等分割して分割領域Ｍ［ｉ］［ｊ］を設定する（Ｓ２０１：分割工程）。
ファーストカット工程を開始（Ｓ２０２）すると、ＮＣ制御装置５はサンプリングタイムΔｔごとに加工経路Ｋ１上のワイヤ電極２の位置（以下、加工経路上のワイヤ電極２の位置は加工位置とする）を取得する。また、検出部５５が検出した加工送り速度（Ｆ値）、放電回数、加工電圧等により、板厚情報を演算する（Ｓ２０３：板厚情報演算工程）。
ＮＣ制御装置５は、現在の加工位置がどの分割領域Ｍ［ｉ］［ｊ］の範囲内に位置するか検索し、検索された分割領域Ｍ［ｉ］［ｊ］に後述する分割領域データＤ［ｉ］［ｊ］がすでに記憶されているか否かの判断を行う。分割領域データＤ［ｉ］［ｊ］が記憶されている場合は、演算した板厚情報を上書きせずに現在の加工位置のｘ座標およびｙ座標のみ上書きを行う。分割領域データＤ［ｉ］［ｊ］に板厚情報等が記憶されていない場合は、第１の板厚情報、第２の板厚情報、現在の加工位置のｘ座標およびｙ座標、オフセット方向、インデックス値を記憶する（Ｓ２０４：記憶工程）。
Ｓ２０３およびＳ２０４は、ファーストカット工程が終了するまでサンプリングタイムΔｔごとに継続して繰り返し行われる。

図３および図４は、本実施形態に係る分割工程を説明する模式図である。
Ｓ２０１の分割工程は、具体的には図３、図４に示すようにＸＹ平面を予め設定された分割幅で等分割して多数の分割領域Ｍ［ｉ］［ｊ］を設定する工程である。例えば、分割幅を０．５ｍｍとし、２０００×２０００の０．５ｍｍ角の小領域に等分割する。分割領域Ｍ［ｉ］［ｊ］は、ｘ軸方向にＬ分割、ｙ軸方向にＪ分割されており、便宜上本明細書においては各分割領域をＭ［ｉ］［ｊ］（０≦ｉ＜Ｌ，０≦ｊ＜Ｊ，ただしｉ，ｊは０以上の整数）と記す。

Ｓ２０３の板厚情報演算工程は、具体的にはファーストカット加工時において加工経路Ｋ１上のワークＷの板厚を演算する工程である。ワークＷの板厚は、使用するワイヤ径およびワークの材質ごとに決定された補正係数と、検出した加工送り速度（Ｆ値）、放電回数、加工電圧を所定の演算式に代入することにより板厚を求めることが可能である。

Ｓ２０４の記憶工程は、ファーストカット加工時に加工経路Ｋ１上の分割領域Ｍ［ｉ］［ｊ］ごとにデータ（分割領域データＤ［ｉ］［ｊ］）を記憶する工程である。分割領域データＤ［ｉ］［ｊ］は、具体的には現在の板厚情報である第１の板厚情報ｎоｗ_ｔｈｉｃｋ、前回の板厚情報である第２の板厚情報ｐｒｅ_ｔｈｉｃｋ、データ記録の通し番号であるインデックス値ｉｎｄｅｘ、板厚を検出した位置のｘ座標値ｘ_ｐоｓ、板厚を検出した位置のｙ座標値ｙ_ｐоｓ、加工経路Ｋ１がワークＷの加工面に対して進行方向のどちら側に位置するのかを示すオフセット方向情報оｆｆｓｅｔであり、分割領域Ｍ［ｉ］［ｊ］に紐づけて記憶されている。ここで第２の板厚情報とは、インデックス値が一つ前の分割領域データＤ［ｉ］［ｊ］に記憶されている第１の板厚情報ｎоｗ_ｔｈｉｃｋを記憶するものである。
例えば、現在の加工位置のｘ座標が１００．２４ｍｍ、ｙ座標が２００．５４ｍｍ、現在の板厚が４０ｍｍ、インデックス値が一つ前の分割領域データＤ［ｉ］［ｊ］に記憶されている第１の板厚情報が３０ｍｍ、オフセット方向が“進行方向右”で、１０番目に分割領域データＤとして記憶する場合であって、分割領域Ｍ［ｉ］［ｊ］として分割幅を１．０ｍｍとし、２０００×２０００の１．０ｍｍ角の小領域に等分割する場合を考える。この場合は、分割領域Ｍ［１００］［２００］の分割領域データＤ［１００］［２００］としてｘ座標値ｘ_ｐоｓ＝１００．２４ｍｍ、ｙ座標値ｙ_ｐоｓ＝２００．５４ｍｍ、第１の板厚情報ｎоｗ_ｔｈｉｃｋ＝４０ｍｍ、第２の板厚情報ｐｒｅ_ｔｈｉｃｋ＝３０ｍｍ、オフセット方向情報оｆｆｓｅｔ＝“進行方向右”、インデックス値ｉｎｄｅｘ＝１０と記憶する。
ここで、ファーストカット加工時に加工経路Ｋ１上に位置しない分割領域Ｍ［ｉ］［ｊ］には、板厚情報を検出することができないため、分割領域データＤ［ｉ］［ｊ］に記憶するデータが存在しない。この場合には、インデックス値が上書きされないため、インデックス値が０となっている。

図７は、本発明のワイヤ放電加工方法におけるファーストカット加工時の領域分割データの記憶の状態を示す模式図である。
上記の図６のフローチャートによれば、図７に示す通り、ファーストカットの加工経路Ｋ１上に存在する分割領域Ｍ［ｉ］［ｊ］には分割領域データＤ［ｉ］［ｊ］が記憶され（図７のうち、斜線で示される分割領域Ｍは分割領域データＤが記憶されている領域である。）、ファーストカットの加工経路Ｋ１上に存在しない分割領域Ｍ［ｉ］［ｊ］には分割領域データＤ［ｉ］［ｊ］が記憶されていない（例えばインデックス値が０となっている）状態となる。

図８は、本発明のワイヤ放電加工方法におけるセカンドカット以降の加工時の段差位置の推定工程を示すフローチャートであり、図９は、本発明のセカンドカット加工時の段差位置の検索・特定方法を示す模式図である。
ここで、セカンドカットの加工時における段差位置の推定工程（Ｓ１０２）に関して説明を行う。セカンドカット以降のサードカット、フォースカット、その後の加工工程も同様の流れとなるため、以下の説明ではセカンドカットの加工工程を例に挙げて説明を行う。

セカンドカットの加工が開始されると、ＮＣ制御装置５はサンプリングタイムΔｔごとに現在の加工位置Ｐ_ｎоｗを取得して、現在の加工位置Ｐ_ｎоｗから検索範囲Ｈ１を設定する。本実施形態においては、図９に示す通り、現在の加工位置Ｐ_ｎоｗを含む分割領域Ｍ［ｑ］［ｒ］と、その分割領域［ｑ］［ｒ］の周囲８つである、Ｍ［ｑ−１］［ｊ−１］、Ｍ［ｑ−１］［ｒ］、Ｍ［ｑ−１］［ｒ＋１］、Ｍ［ｑ］［ｒ−１］、Ｍ［ｑ］［ｒ＋１］、Ｍ［ｑ＋１］［ｒ−１］、Ｍ［ｑ＋１］［ｒ］、Ｍ［ｑ＋１］［ｒ＋１］を検索対象とする（ただしｑ，ｒは１以上の整数である。）。

次に検索範囲Ｈ１の中に分割領域データＤが格納されている分割領域Ｍが存在するか検索を行う（Ｓ３０１）。図９に示す例においては、分割領域Ｍ［ｑ−１］［ｒ＋１］と分割領域Ｍ［ｑ］［ｒ＋１］にそれぞれ分割領域データＤが存在していることを示している。ここで、図９のうち、斜線で示される分割領域Ｍは分割領域データＤが記憶されている領域である。分割領域データＤが格納されている分割領域Ｍが存在しない場合は、加工条件の変更はしない（Ｓ３１１）。
そして現在の加工（セカンドカットの加工）におけるオフセット方向とファーストカットにおけるオフセット方向か同じか否かを判定（Ｓ３０２）し、現在の加工におけるオフセット方向とファーストカットにおけるオフセット方向が同じ場合は、検索された複数の分割領域のうちインデックスの値が最大の分割領域Ｍを選択し（Ｓ３０３）、選択された分割領域Ｍを参照分割領域ＭＴとして記憶する。そして、参照分割領域ＭＴの分割領域データに記憶された第１の板厚情報を参照板厚情報ｃｈａｎｇｅ_ｔｈｉｃｋとして記憶する（Ｓ３０５）。一方、現在の加工におけるオフセット方向とファーストカットにおけるオフセット方向が異なる場合は、検索された複数の分割領域のうちインデックスの値が最小の分割領域Ｍを選択し（Ｓ３０４）、選択された分割領域Ｍを参照分割領域ＭＴとして記憶する。そして、参照分割領域ＭＴの分割領域データに記憶された第２の板厚情報を参照板厚情報ｃｈａｎｇｅ_ｔｈｉｃｋとして記憶する（Ｓ３０６）。

図１０および図１１は、本発明のセカンドカット加工時の段差位置の検索・特定方法を示す模式図である。図１０および図１１においては、説明の簡便化のため、分割領域Ｍ内に分割領域データＤのインデックス値（９，１０・・・）が記載されており、板厚が６０ｍｍの箇所をドットでハッチングしている。ドットでハッチングされていない箇所は板厚が３０ｍｍの箇所である。また板厚の値は、便宜上６０ｍｍと３０ｍｍにしているが、実際は限定されず、どのような値でも構わない。
オフセット方向の違いによって分割領域Ｍの選択方法を変更する理由を以下に説明する。ワイヤ放電加工装置におけるオフセット方向は、加工経路Ｋ１がワークＷの加工面に対して進行方向の右に位置するのか左に位置するのかを示す情報であるが、このオフセット方向に関する情報はワイヤ放電加工装置の進行方向がファーストカットとセカンドカットとで同一方向なのか逆方向なのかを判定することが可能である。オフセット方向が同一であればファーストカットとセカンドカットとで進行方向が同一であり（図１０）、オフセット方向が反対であればファーストカットとセカンドカットとで進行方向が逆となる（図１１）。
検索範囲Ｈ１に分割領域データＤを有する分割領域Ｍが複数存在する場合、どの分割領域Ｍの分割領域データＤを参照するかが問題となる。
ファーストカットとセカンドカットが同一の進行方向である場合（図１０）、セカンドカットの進行方向の先に板厚の変化（段差）があるか否かが問題となるため、分割領域Ｍのうち、インデックスの値が最大の（図１０の場合はｉｎｄｅｘ＝１２）の分割領域Ｍを参照分割領域ＭＴとする（Ｓ３０３）。そして参照分割領域ＭＴの分割領域データＤに記憶された第１の板厚情報ｎоｗ_ｔｈｉｃｋを参照板厚情報とする（Ｓ３０５）。例えば、図１０の場合、ファーストカットとセカンドカットとで進行方向が同一であるため、インデックスの値が１２の分割領域Ｍ［ｑ−１］［ｒ］を参照分割領域ＭＴとし、その分割領域データＤ［ｑ−１］［ｒ］を参照して第１の板厚情報ｎоｗ_ｔｈｉｃｋを参照板厚情報とする（Ｓ３０５）。なぜなら、セカンドカットの進行方向の先で変化すると想定される板厚の値は第１の板厚情報ｎоｗ_ｔｈｉｃｋの値であると考えられるからである。
一方、ファーストカットとセカンドカットが逆の進行方向である場合（図１１）、インデックスの値が最小の（図１１の場合はｉｎｄｅｘ＝１０）の分割領域Ｍを参照分割領域ＭＴとする（Ｓ３０４）。そして参照分割領域ＭＴの分割領域データＤに記憶された第２の板厚情報ｐｒｅ_ｔｈｉｃｋを参照板厚情報とする（Ｓ３０６）。例えば、図１１の場合、ファーストカットとセカンドカットとで進行方向が逆であるため、インデックスの値が１０の分割領域Ｍ［ｑ＋１］［ｒ］を参照分割領域ＭＴとして分割領域データＤ［ｑ＋１］［ｒ］を参照し、第２の板厚情報ｐｒｅ_ｔｈｉｃｋを参照板厚情報とする。なぜなら、セカンドカットの進行方向の先で変化すると想定される板厚の値は第２の板厚情報ｐｒｅ_ｔｈｉｃｋの値であると考えられるからである。

次にＮＣ制御装置５は、現在の板厚と参照板厚情報が異なるか否か判定する（Ｓ３０７）。異なる場合は、セカンドカットの進行方向の先に段差があると判断し加工条件変更工程へ移行する（Ｓ３０９）。現在の板厚と参照板厚情報が同じである場合は、セカンドカットの進行方向の先に段差はないと判断し、加工条件の変更をせずに（Ｓ３０８）、最初に戻り、サンプリングタイムΔｔごとに移動した次の加工位置Ｐ_ｎоｗに対してＳ３０１からＳ３０９を繰り返す。

図１２は、本発明のセカンドカット加工時の加工条件の変更工程を示すフローチャートであり、図１３は、本発明のセカンドカット加工時の加工条件の変更方法を示す模式図である。図１４は、本発明のセカンドカット加工時の加工条件の変更方法の詳細を示す模式図である。
ここでは参照分割領域ＭＴの分割領域データＤを使用して、実際に加工条件を変更する加工条件変更工程（Ｓ１０３）に関して説明を行う。

最初に、加工条件変更範囲Ｈ２の設定を行う（Ｓ４０１）。具体的には参照分割領域ＭＴの分割領域データＤのうち、ファーストカット工程において板厚を検出した位置のｘ座標値ｘ_ｐоｓ、およびｙ座標値ｙ_ｐоｓを読み出し、この板厚の検出した位置を中心として、加工条件変更範囲Ｈ２を設定する。ここでは、ｘ軸方向の範囲として、ｘ_ｐоｓ±ｘ方向加工条件変更範囲Ｈ２ｘ、ｙ軸方向の範囲として、ｙ_ｐоｓ±ｙ方向加工条件変更範囲Ｈ２ｙである矩形の範囲を加工条件変更範囲Ｈ２とする（図１４）。
そして、現在の加工位置Ｐ_ｎоｗが加工条件変更範囲Ｈ２内にあるか否かを判定する（Ｓ４０２）。加工位置Ｐ_ｎоｗが加工条件変更範囲Ｈ２外にある場合は、加工位置Ｐ_ｎоｗが加工条件変更範囲Ｈ２内に入るまで監視を行う。
加工位置Ｐ_ｎоｗが加工条件変更範囲Ｈ２内に入った際、加工位置Ｐ_ｎоｗが加工条件変更範囲Ｈ２の境界から条件切替待機区間Ｕ１を越えて内側へ進まない限りは、加工条件の変更は行わない（Ｓ４０２）。加工位置Ｐ_ｎоｗが加工条件変更範囲Ｈ２の境界から条件切替待機区間Ｕ１を越えて内側へ進行すると（Ｓ４０３）、予め記憶されていた条件切替数Ｎ２および条件切替間隔Ｕ２を読み出し（Ｓ４０４）、その条件切替数Ｎ２および条件切替間隔Ｕ２で段階的に加工条件の変更を行いながら加工を進める（Ｓ４０５）。その後、ＮＣ制御装置５がセカンドカットの加工終了の指令を受けた場合は、加工を終了する。

図１６は、本発明のセカンドカット加工時の加工条件の変更方法の詳細を示す模式図２である。
条件切替数Ｎ２および条件切替間隔Ｕ２で段階的に加工条件の変更を行う具合的な方法であるが、最初にＮＣ制御装置５は、Ｓ３０７またはＳ３０８で選択した参照板厚情報を参照し、参照板厚情報の板厚に適する加工条件をデータベースから読み出し、この加工条件を最終的な目標値として、切替間隔Ｕ２ごとに段階的に変化させてワイヤ放電加工装置１００に条件設定する。段階的に徐々に加工条件を変化させながら条件設定すると、最終的はデータベースから読み出した加工条件をワイヤ放電加工装置１００に設定したこととなる。

以上に説明されるように、本発明のワイヤ放電加工方法は、ファーストカットで検出され記憶される分割領域ごとの板厚情報に基づいて端面仕上げ加工工程における段差位置を推定し、段差位置を特定するようにしているので、ファーストカットの加工経路Ｋ１とセカンドカット以降の加工経路Ｋ２が異なる場合であっても、セカンドカット以降で段差位置を確実に特定することができ、自動的に加工条件を変更設定することができる。また、実施の形態のワイヤ放電加工方法は、セカンドカットの加工進行方向がファーストカットの加工進行方向と異なるときであっても段差位置を検出できる利点がある。本発明のワイヤ方法は、実施の形態と同じ形で実施される必要はなく、既にいくつかの例が挙げられているように、適宜変形して実施することができる。

本発明は、段差のある金型や金属部品の精密な加工に有効に利用できる。本発明のワイヤ放電加工方法は、この種の金型や金属部品の加工形状精度に優れ、作業性を向上させる加工方法を提供する。

１ ワークスタンド
２ ワイヤ電極
３，４ ワイヤガイド
５ ＮＣ制御装置
５１ 入力部
５２ 記憶部
５３ 処理部
５４ 表示部
５５ 検出部
１００ ワイヤ放電加工装置
Ｋ１ ファーストカット時の加工経路
Ｋ２ セカンドカット以降の加工経路
Ｗ ワーク

Claims (6)

1. ワイヤ放電加工装置のワークスタンドのＸＹ平面を小領域に分割して複数の分割領域を形成する分割工程と、ワークの板厚を検出して前記分割領域に板厚情報として関連付けて記憶する記憶工程と、前記ワークの現在の加工位置を含む周辺領域を検索範囲として前記検索範囲内にある前記分割領域に関連付けられた前記板厚情報を参照し、前記分割領域に関連付けられた前記板厚情報と前記ワークの現在の加工位置の板厚から加工経路の進行方向先に段差があるかどうかを推定する推定工程と、前記段差の位置を含む周辺領域を加工条件変更範囲として前記ワークの現在の加工位置が前記加工条件変更範囲に入った場合に加工条件を変更する加工条件変更工程を有することを特徴とするワイヤ放電加工方法。
2. 荒加工工程において前記記憶工程を実行し、端面仕上げ加工工程において前記推定工程と前記加工条件変更工程を実行するものであることを特徴とする請求項１記載のワイヤ放電加工方法。
3. 前記記憶工程は、検出時の板厚である第１の板厚情報と前回の板厚である第２の板厚情報を前記分割領域に関連付けて記憶するものであって、
   前記推定工程は、前記端面仕上げ加工工程の加工経路が前記荒加工工程の加工経路と同一方向である場合には前記第１の板厚情報と前記ワークの現在の加工位置の板厚から加工経路の進行方向先に段差があるかどうかを推定し、
   前記端面仕上げ加工工程の加工経路が前記荒加工工程の加工経路と反対方向である場合には前記第２の板厚情報と前記ワークの現在の加工位置の板厚から加工経路の進行方向先に段差があるかどうかを推定することを特徴とする請求項２記載のワイヤ放電加工方法。
4. 前記記憶工程は、前記ワークの板厚を検出した位置を前記分割領域に関連付けて記憶するものであって、
   前記加工条件変更工程は、前記ワークの板厚を検出した位置を中心とした範囲を前記加工条件変更範囲とすることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載のワイヤ放電加工方法。
5. 前記加工条件変更工程は、前記加工条件を変更するとき、前記加工条件を変更する目標値に対して段階的に変化させるようにすることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載のワイヤ放電加工方法。
6. ＮＣ制御装置を備えたワイヤ放電加工装置であって、
   前記ＮＣ制御装置は、
   荒加工工程においてワークの板厚を検出する検出部と、
   前記ワイヤ放電加工装置のワークスタンドのＸＹ平面を小領域に分割した分割領域に前記板厚を関連付けて板厚情報として記憶する記憶部と、処理部を備え、
   前記処理部は、端面仕上げ加工工程において、前記ワークの現在の加工位置を含む周辺領域を検索範囲として前記検索範囲内にある前記分割領域に関連付けられた前記板厚情報を参照し、前記分割領域に関連付けられた前記板厚情報と前記ワークの現在の加工位置の板厚から加工経路の進行方向先に段差があるかどうかを推定し、前記段差の位置を含む周辺領域を加工条件変更範囲として前記ワークの現在の加工位置が前記加工条件変更範囲に入った場合に加工条件を変更する制御を行うことを特徴とするワイヤ放電加工装置。

Images