JP6972443B1 - Wire EDM, Shape Dimension Compensator, Wire EDM Method, Learning Equipment, and Inference Equipment - Google Patents
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Abstract
ワイヤ放電加工装置(100)が、加工経路上に板厚がそれぞれ異なる複数の板厚領域を有する被加工物に対し、ワイヤ電極からの電圧パルスを用いてワイヤ放電加工を行う加工機構(30)と、ワイヤ放電加工中に被加工物の板厚を推定する板厚推定器(48)と、加工中の加工電圧、加工中の加工エネルギー、加工中の加工速度、加工液をワイヤ電極に供給するノズルと被加工物との間の距離である離間距離、および板厚に基づいて、板厚領域間での加工寸法の差が小さくなり且つ被加工物のワイヤ電極の長さ方向での真直精度がそれぞれの板厚領域内で高くなるように、加工電圧の補正値である電圧補正値、電圧パルスの休止時間の補正値である休止時間補正値、およびワイヤ電極への張力指令であるワイヤ張力指令を算出する形状寸法補償器(35)と、を備え、加工機構(30)は、電圧補正値、休止時間補正値、およびワイヤ張力指令を用いて制御される。A processing mechanism (30) in which a wire discharge processing apparatus (100) performs wire discharge processing on a workpiece having a plurality of plate thickness regions having different plate thicknesses on a processing path by using a voltage pulse from a wire electrode. A plate thickness estimator (48) that estimates the plate thickness of the workpiece during wire discharge machining, and the machining voltage during machining, machining energy during machining, machining speed during machining, and machining fluid are supplied to the wire electrodes. Based on the separation distance, which is the distance between the nozzle and the workpiece, and the plate thickness, the difference in machining dimensions between the plate thickness regions becomes smaller, and the wire electrode of the workpiece is straightened in the length direction. The voltage correction value, which is the correction value of the processing voltage, the pause time correction value, which is the correction value of the pause time of the voltage pulse, and the wire, which is the tension command to the wire electrode, so that the accuracy is high in each plate thickness region. It comprises a shape dimension compensator (35) for calculating a tension command, and the machining mechanism (30) is controlled using a voltage correction value, a pause time correction value, and a wire tension command.
Description
本開示は、被加工物の加工後の寸法および形状を補償するワイヤ放電加工装置、形状寸法補償器、ワイヤ放電加工方法、学習装置、および推論装置に関する。 The present disclosure relates to a wire electric discharge machine, a shape size compensator, a wire electric discharge machine, a learning device, and an inference device that compensate for the size and shape of a workpiece after processing.
ワイヤ放電加工装置は、加工対象である被加工物の板厚によって適切な加工条件が異なる。このため、ワイヤ放電加工装置は、板厚に応じた適切な加工条件を選択してワイヤ放電加工を実行することが望まれる。 In the wire electric discharge machining apparatus, appropriate machining conditions differ depending on the plate thickness of the workpiece to be machined. Therefore, it is desired that the wire electric discharge machining apparatus selects an appropriate machining condition according to the plate thickness and executes the wire electric discharge machining.
特許文献1に記載のワイヤ放電加工装置は、板厚と加工エネルギーとの関係から電気条件強度を選択し、電気条件強度に対応した電気条件に切り替えることで、ワイヤ電極の断線を防止している。
In the wire electric discharge machining apparatus described in
しかしながら、上記特許文献1の技術では、被加工物が薄板である場合、加工進行方向の除去体積が少なく加工速度が速いので、進行方向の側面に放電が飛びにくい。一方、被加工物が厚板である場合、進行方向の除去体積が多く加工速度が遅いので、進行方向の側面に放電が飛びやすい。
However, in the technique of
このため、上記特許文献1の技術では、大きな放電加工エネルギーが投入された場合、加工中に被加工物の板厚が変化する加工において、薄い板厚では加工溝幅が細くなり、厚い板厚では加工溝幅が太くなる。この結果、加工中に板厚が変化する被加工物に対しては、加工寸法が板厚ごとに異なることとなり、加工寸法の精度が悪くなる。また、ワイヤ放電加工中は、ワイヤ電極が撓む。このため、被加工物の同じ板厚の領域内であっても、ワイヤ電極の何れの位置で被加工物が加工されたかによって加工溝幅が異なるので、被加工物の加工高さ毎に加工寸法がばらついて加工形状の精度が悪くなる。
Therefore, in the technique of
本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、加工中に板厚が変化する被加工物に対しても加工寸法の精度および加工形状の精度を向上させることができるワイヤ放電加工装置を得ることを目的とする。 The present disclosure has been made in view of the above, and is a wire electric discharge machining apparatus capable of improving the accuracy of machining dimensions and the accuracy of machining shapes even for workpieces whose plate thickness changes during machining. The purpose is to get.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示のワイヤ放電加工装置は、加工経路上に板厚がそれぞれ異なる複数の板厚領域を有する被加工物に対し、ワイヤ電極からの電圧パルスを用いてワイヤ放電加工を行う加工機構と、ワイヤ放電加工中に被加工物の板厚を推定する板厚推定器とを備える。また、本開示のワイヤ放電加工装置は、加工中の加工電圧、加工中の加工エネルギー、加工中の加工速度、加工液をワイヤ電極に供給するノズルと被加工物との間の距離である離間距離、および板厚に基づいて、板厚領域間での加工寸法の差が小さくなり且つ被加工物のワイヤ電極の長さ方向での真直精度がそれぞれの板厚領域内で高くなるように、加工電圧の補正値である電圧補正値、電圧パルスの休止時間の補正値である休止時間補正値、およびワイヤ電極への張力指令であるワイヤ張力指令を算出する形状寸法補償器を備える。加工機構は、電圧補正値、休止時間補正値、およびワイヤ張力指令を用いて制御される。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the wire electric discharge machine of the present disclosure has a voltage from a wire electrode with respect to a workpiece having a plurality of plate thickness regions having different plate thicknesses on the processing path. It is provided with a processing mechanism for performing wire electric discharge machining using a pulse and a plate thickness estimator for estimating the plate thickness of the workpiece during wire electric discharge machining. Further, in the wire discharge processing apparatus of the present disclosure, the processing voltage during processing, the processing energy during processing, the processing speed during processing, and the distance between the nozzle that supplies the processing liquid to the wire electrode and the workpiece are separated. Based on the distance and the plate thickness, the difference in processing dimensions between the plate thickness regions is small, and the straightness accuracy of the wire electrode of the workpiece in the length direction is high in each plate thickness region. It is provided with a shape dimension compensator for calculating a voltage correction value which is a correction value of a processing voltage, a pause time correction value which is a correction value of a pause time of a voltage pulse, and a wire tension command which is a tension command to a wire electrode. The machining mechanism is controlled using voltage correction values, pause time correction values, and wire tension commands.
本開示にかかるワイヤ放電加工装置は、加工中に板厚が変化する被加工物に対しても加工寸法の精度および加工形状の精度を向上させることができるという効果を奏する。 The wire electric discharge machining apparatus according to the present disclosure has an effect that the accuracy of the machining dimension and the accuracy of the machining shape can be improved even for a workpiece whose plate thickness changes during machining.
以下に、本開示の実施の形態にかかるワイヤ放電加工装置、形状寸法補償器、ワイヤ放電加工方法、学習装置、および推論装置を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, the wire electric discharge machining apparatus, the shape dimension compensator, the wire electric discharge machining method, the learning apparatus, and the inference apparatus according to the embodiment of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings.
実施の形態.
図1は、実施の形態にかかるワイヤ放電加工装置の構成例を示す斜視図である。ワイヤ放電加工装置100は、加工機構30と、ワイヤ張力制御装置31と、加工電源32と、数値制御装置であるNC(Numerical Control)制御装置33とを備えている。Embodiment.
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration example of a wire electric discharge machine according to an embodiment. The wire electric
加工機構30は、ワイヤ電極ボビン1と、ワイヤ電極2と、テンション負荷装置3と、上側給電子4と、下側給電子5と、上部ガイド6と、下部ガイド12と、定盤8と、下部ローラ13とを備えている。また、加工機構30は、ワイヤ電極回収箱10と、ワイヤ走行速度制御モータ9と、X軸駆動モータ11Xと、Y軸駆動モータ11Yとを備えている。
The
また、ワイヤ張力制御装置31は、加工電源32およびNC制御装置33に接続されており、加工電源32は、NC制御装置33に接続されている。また、加工機構30は、ワイヤ張力制御装置31、加工電源32、およびNC制御装置33に接続されている。以下では、板状の定盤8上面と平行な面内の2つの軸であって互いに直交する2つの軸をX軸およびY軸とする。また、X軸およびY軸に直交する軸をZ軸とする。例えば、XY平面が水平面であり、Z軸方向が鉛直方向である。なお、以下の説明では、プラスZ方向を上方向といい、マイナスZ方向を下方向という場合がある。
Further, the wire
ワイヤ電極ボビン1は、ワイヤ電極2が巻かれており、テンション負荷装置3にワイヤ電極2を供給する。ワイヤ電極2は、ワイヤ電極ボビン1から引き出されて、テンション負荷装置3に送られる。テンション負荷装置3は、ワイヤ電極2を搬送するとともにワイヤ電極2にテンション負荷をかける。テンション負荷装置3は、ワイヤ電極2を、上側給電子4、上部ガイド6、下側給電子5、および下部ガイド12を介して下部ローラ13に送る。下部ローラ13を通ったワイヤ電極2は、ワイヤ走行速度制御モータ9を通って、ワイヤ電極回収箱10に送られる。
The
上側給電子4の下側に上部ガイド6が配置され、上部ガイド6の下側に下側給電子5が配置され、下側給電子5の下側に下部ガイド12が配置されている。上側給電子4および下側給電子5は、加工電源32に接続されており、ワイヤ電極2と被加工物7との間に電圧を印加する。
The
上部ガイド6および下部ガイド12は、工作物である被加工物7の加工中にワイヤ電極2の位置および傾きを支持する。上部ガイド6の下側には後述する上側ノズル81が配置されており、下側給電子5の上側には後述する下側ノズル82が配置されている。上側ノズル81は、ワイヤ電極2に対して下側に加工液を供給し、下側ノズル82は、ワイヤ電極2に対して上側に加工液を供給する。被加工物7は、上側ノズル81と下側ノズル82との間で加工される。
The
本実施の形態のワイヤ放電加工装置100は、段差を有した被加工物7をワイヤ放電加工する。すなわち、被加工物7は、板厚領域毎に種々の板厚を有している。換言すると、被加工物7は、加工経路上に板厚がそれぞれ異なる複数の板厚領域を有している。例えば、被加工物7は、被加工領域である板厚領域のうちの第1の板厚領域が第1の板厚であり、この第1の板厚領域に隣接する第2の板厚領域が第2の板厚であり、第1の板厚領域と第2の板厚領域とが連続してワイヤ放電加工される。定盤8には、被加工物7が載置される。定盤8には、ワイヤ電極2を通すための穴が設けられている。
The wire electric
下部ローラ13は、定盤8上で被加工物7を加工した後のワイヤ電極2を搬送する。ワイヤ走行速度制御モータ9は、回収ローラであり、ワイヤ電極2を搬送する駆動力を発生させる。ワイヤ電極回収箱10は、ワイヤ走行速度制御モータ9から送られてくるワイヤ電極2を回収する箱である。X軸駆動モータ11Xは、定盤8をX軸方向に駆動し、Y軸駆動モータ11Yは、定盤8をY軸方向に駆動する。
The
ワイヤ張力制御装置31は、テンション負荷装置3に接続されており、テンション負荷装置3を制御することでワイヤ電極2の張力であるワイヤ張力を制御する。加工電源32は、上側給電子4および下側給電子5に接続されており、上側給電子4および下側給電子5を制御することで、被加工物7とワイヤ電極2との間に放電を発生させる。
The wire
加工電源32は、後述する加工電圧検出器45および加工エネルギー検出器46を有している。加工電源32は、加工電圧検出器45が検出した加工電圧と、加工エネルギー検出器46が検出した加工エネルギーを、NC制御装置33に送る。また、加工電源32は、NC制御装置33から送られてくる、電圧の補正値(以下、電圧補正値という)および電圧パルスの休止時間の補正値(以下、休止時間補正値という)を用いて上側給電子4および下側給電子5を制御する。
The
NC制御装置33は、加工機構30、加工電源32、およびワイヤ張力制御装置31を制御する。NC制御装置33は、例えばX軸駆動モータ11XおよびY軸駆動モータ11Yに接続されている。NC制御装置33は、X軸駆動モータ11XおよびY軸駆動モータ11Yに軸移動指令を送ることによって、定盤8のX軸方向の位置およびY軸方向の位置を制御する。これにより、NC制御装置33は、定盤8に載置された被加工物7とワイヤ電極2との間の距離を制御し、被加工物7とワイヤ電極2との間の極間の電圧を制御する。
The
また、NC制御装置33は、ワイヤ走行速度制御モータ9に接続されており、ワイヤ走行速度制御モータ9を制御する。なお、図1では、NC制御装置33とワイヤ走行速度制御モータ9との接続線は図示を省略している。
Further, the
NC制御装置33は、加工電圧検出器45が検出した加工電圧と、加工エネルギー検出器46が検出した加工エネルギーとに基づいて、ワイヤ張力指令を算出する。ワイヤ張力指令は、ワイヤ電極2の張力を制御するための指令である。NC制御装置33は、算出したワイヤ張力指令をワイヤ張力制御装置31に送る。
The
また、NC制御装置33は、加工電圧検出器45が検出した加工電圧と、加工エネルギー検出器46が検出した加工エネルギーとに基づいて、電圧補正値および休止時間補正値を算出する。NC制御装置33は、算出した電圧補正値および休止時間補正値を、加工電源32に送る。
Further, the
ワイヤ放電加工装置100は、X軸駆動モータ11XおよびY軸駆動モータ11Yによって定盤8をX軸方向およびY軸方向に移動させ、定盤8に載置された被加工物7と、ワイヤ電極2との間の距離をワイヤ放電が可能な特定の距離に制御する。これにより、ワイヤ放電加工装置100は、被加工物7をワイヤ電極2によってワイヤ放電加工する。以下では、被加工物7をX軸方向に移動させて被加工物7をワイヤ放電加工する場合について説明する。
The wire
なお、ワイヤ放電加工装置100は、定盤8の代わりにワイヤ電極2を移動させてもよい。図2は、実施の形態にかかるワイヤ放電加工装置の他の構成例を示す斜視図である。
The wire
図2に示すワイヤ放電加工装置101は、図1に示すワイヤ放電加工装置100と比較して、加工機構30の代わりに加工機構34を備えている。加工機構34は、加工機構30と比較して、X軸駆動モータ11XおよびY軸駆動モータ11Yを備えていない。ワイヤ放電加工装置101は、軸移動指令を上部ガイド6および下部ガイド12に送る。これにより、ワイヤ放電加工装置100では、上部ガイド6および下部ガイド12がX軸方向およびY軸方向に移動する。
The wire electric
このように、図1に示したワイヤ放電加工装置100は、NC制御装置33からの軸移動指令で定盤8を動かす方式であり、図2に示したワイヤ放電加工装置101は、NC制御装置33からの軸移動指令で上部ガイド6および下部ガイド12を動かす方式である。以下の説明では、図1に示すワイヤ放電加工装置100について説明する。
As described above, the wire
ここで、板厚領域毎に種々の板厚を有した被加工物7の加工において加工寸法および加工形状がばらつく理由について説明する。加工寸法は、加工後の被加工物7の寸法であり、加工形状は、加工後の被加工物7の形状である。本実施の形態では、加工寸法は、被加工物7のY軸方向の寸法、すなわちZ軸方向から見た場合の寸法であり、加工形状は、被加工物7をX軸方向から見た場合の形状である。被加工物7は、Z軸方向の高さを有しているので、高さ毎に加工寸法が異なる。この高さ毎の加工寸法によって被加工物7の形状が決まる。
Here, the reason why the processing dimensions and the processing shape vary in the processing of the
図3は、実施の形態にかかるワイヤ放電加工装置が加工する被加工物の構造を説明するための図である。図3では、被加工物7のうちワイヤ電極2によって加工される箇所の近傍領域を図示している。被加工物7は、X軸方向に向かって加工されることで、X軸方向に平行な溝が被加工物7に形成される。
FIG. 3 is a diagram for explaining the structure of the workpiece to be machined by the wire electric discharge machine according to the embodiment. FIG. 3 illustrates a region in the vicinity of a portion of the
被加工物7は、X軸方向に向かって複数回に渡って加工が繰り返される。例えば、被加工物7は、第1回目の加工によって粗加工が行われ、第2回目の加工によって中仕上げ加工が行われ、第3回目の加工によって仕上げ加工が行われる。
The
被加工物7は、例えば、第1の板厚を有した第1の板厚領域21と、第2の板厚を有した第2の板厚領域22と、第3の板厚を有した第3の板厚領域23と、第4の板厚を有した第4の板厚領域24とで構成されている。第1の板厚は、例えば200mmであり、第2の板厚は、例えば150mmであり、第3の板厚は、例えば100mmであり、第4の板厚は、例えば50mmである。以下、第1の板厚領域21、第2の板厚領域22、第3の板厚領域23、および第4の板厚領域24の何れかを板厚領域という場合がある。
The
ワイヤ放電加工装置100が、被加工物7を、第1の板厚領域21、第2の板厚領域22、第3の板厚領域23、第4の板厚領域24の順番で加工する場合、加工する板厚が、第1の板厚、第2の板厚、第3の板厚、第4の板厚の順番で変化する。被加工物7は、上側ノズル81と下側ノズル82との間のワイヤ電極2によって加工される。上側ノズル81と下側ノズル82との間の距離は、例えば、310mmである。
When the wire
図4は、板厚に対して加工速度が補正されないまま加工された場合の被加工物の形状を説明するための図である。図4では、被加工物7を上面から見た場合の第1の板厚領域21および第4の板厚領域24の加工後の形状である加工形状を示している。
FIG. 4 is a diagram for explaining the shape of the workpiece when it is machined without correcting the machining speed with respect to the plate thickness. FIG. 4 shows the processed shape of the first
板厚が変化する加工において、板厚を考慮せずに加工が行われると、板厚が薄い領域である第4の板厚領域24では、加工進行方向の被加工物7の除去体積が小さく加工速度が速いので、加工進行方向の側面に放電が飛びにくい。一方、板厚が厚い第1の板厚領域21では、加工進行方向の被加工物7の除去体積が大きく加工速度が遅いので、加工進行方向の側面に放電が飛びやすい。
In the processing in which the plate thickness changes, if the processing is performed without considering the plate thickness, the removal volume of the
したがって、板厚が薄い第4の板厚領域24では加工で削られる被加工物7の量が少なくなり、板厚が厚い第1の板厚領域21では加工で削られる被加工物7の量が多くなる。この結果、板厚が薄い領域では加工溝幅が細く、板厚が厚い領域では加工溝幅が太くなり、加工寸法が板厚領域毎に異なるといった問題が生じる。この加工溝幅、すなわち加工寸法は、ワイヤ電極2の走行による振動、上側ノズル81から被加工物7までの離れ量、下側ノズル82から被加工物7までの離れ量、加工電圧、投入される放電エネルギーなどによって変化する。
Therefore, in the fourth
また、同じ板厚領域内であっても、被加工物7の高さによってワイヤ電極2の撓み量が異なるので被加工物7の高さによって加工の進行速度が異なる。すなわち、上側ノズル81から被加工物7までの離れ量、および下側ノズル82から被加工物7までの離れ量であるノズル離れ量に応じて加工の進行速度が異なる。ノズル離れ量は、上側ノズル81と被加工物7との間の離間距離、および下側ノズル82と被加工物7との間の離間距離である。被加工物7は、種々の板厚領域を有しているので、板厚領域毎にノズル離れ量が異なる。このため、被加工物7は、加工速度などの加工条件が補正されずに加工されると、加工形状がばらついてしまう。
Further, even within the same plate thickness region, the amount of bending of the
本実施の形態のワイヤ放電加工装置100は、第1回目の加工での各領域での加工寸法差および加工形状差を、第2回目以降の加工で修正できるように加工電圧などの加工条件を調整する。すなわち、第1回目の加工で発生した加工寸法差または加工形状差が大きいと、加工寸法および加工形状を修正しきれないことがあるので、ワイヤ放電加工装置100は、第1回目の加工時点で、加工溝幅をある程度一定となるように板厚変化に応じた加工を実行する。換言すると、ワイヤ放電加工装置100は、板厚変化によって発生する板厚領域間の加工溝幅の差および板厚領域内での加工形状のばらつきが第1回目の加工時点で一定値に近づくように加工する。
The wire electric
実施の形態のNC制御装置33は、加工電圧、単位時間当たりの放電加工エネルギー、およびノズル離れ量に基づいて、ワイヤ張力指令、電圧補正値および休止時間補正値を算出する。NC制御装置33は、板厚領域毎に種々の板厚を有した被加工物7に対し、異なる板厚領域間での加工寸法差および加工形状差が小さくなるような、ワイヤ張力指令、電圧補正値および休止時間補正値を算出する。
The
被加工物7は、種々の板厚領域を有しており、被加工物7の底面から上面までの各位置で加工される量が異なる。このため、被加工物7は、被加工物7の底面からの高さ毎に加工後の寸法が異なる。本実施の形態では、1つの板厚領域における被加工物7の底面からの高さ毎の加工後の寸法の平均値を加工寸法という。なお、加工寸法は、1つの板厚領域における被加工物7の底面からの高さ毎の加工後の寸法の中央値であってもよい。NC制御装置33は、被加工物7の各板厚領域で加工寸法が、板厚領域間でばらつかないような、ワイヤ張力指令、電圧補正値および休止時間補正値を算出する。
The
本実施の形態では、被加工物7の加工形状は、被加工物7のZ軸方向の真直精度で示される。真直精度は、ワイヤ放電加工中のワイヤ電極2の撓み量に対応する被加工物7の加工寸法の寸法精度のばらつきに対応している。ワイヤ電極2の撓みは、Z軸方向に垂直な方向への撓みであるので、X軸方向への撓み成分と、Y軸方向への撓み成分とが含まれている。Y軸方向への撓み成分は、被加工物7のY軸方向の加工寸法に影響を与えるので、以下ではY軸方向への撓み成分について説明する。
In the present embodiment, the processed shape of the
図5は、板厚に対してワイヤ電極の撓みが補正されないまま加工された場合の被加工物の形状を説明するための図である。図5の横軸が被加工物7のY軸方向の加工寸法であり、縦軸が被加工物7の高さである。図5に示すように、被加工物7のY軸方向の加工寸法は、被加工物7の高さ毎に異なっている。
FIG. 5 is a diagram for explaining the shape of the workpiece when it is machined without correcting the bending of the wire electrode with respect to the plate thickness. The horizontal axis of FIG. 5 is the machining dimension of the
寸法曲線65が、第1の板厚領域21における加工寸法であり、寸法曲線66が、第2の板厚領域22における加工寸法である。寸法曲線67が、第3の板厚領域23における加工寸法であり、寸法曲線68が、第4の板厚領域24における加工寸法である。例えば、第1の板厚領域21では、被加工物7の高さが0から200mmまでである。そして、第1の板厚領域21では、ワイヤ電極2の撓み量が大きくなる箇所である被加工物7のZ軸方向の中央領域で加工寸法が小さくなっている。そして、ワイヤ電極2の撓み量が小さくなる箇所である被加工物7のZ軸方向の端部領域で加工寸法が小さくなっている。
The
すなわち、1つの板厚領域内であっても、ワイヤ電極2が撓むことによって、被加工物7は、ワイヤ電極2の上下端部領域で加工される箇所(以下、ワイヤ端部加工箇所という)と、ワイヤ電極2の中央領域で加工される箇所(以下、ワイヤ中央加工箇所という)とで加工される量が異なる。
That is, even within one plate thickness region, the
これにより、ワイヤ中央加工箇所の方が、ワイヤ端部加工箇所よりもワイヤ電極2の撓みが大きくなるので、加工される領域が広くなる。この結果、ワイヤ中央加工箇所の方が、ワイヤ端部加工箇所よりも加工される量が大きくなるので加工後寸法が小さくなる。このように、被加工物7は、1つの板厚領域内であっても、ワイヤ電極2の撓みが原因で、被加工物7の底面からの高さ毎に加工後寸法にばらつきを生じる。この1つの板厚領域内における加工寸法のばらつきが、加工形状のばらつきに対応している。
As a result, the bending of the
NC制御装置33は、寸法曲線65〜68の情報である寸法曲線情報を記憶しておき、被加工物7を加工する際に寸法曲線情報に基づいて、加工電圧、休止時間、およびワイヤ張力を制御する。
The
理想的には、被加工物7の1つの板厚領域内でのXY平面に平行な面内(本実施の形態ではY軸方向)での加工寸法が、被加工物7の各高さで同じであることである。したがって、NC制御装置33は、被加工物7の1つの板厚領域内でのY軸方向での加工寸法のばらつきが抑えられるように、すなわち加工形状のばらつきを抑えるような、ワイヤ張力指令、電圧補正値および休止時間補正値を算出する。具体的には、NC制御装置33は、ワイヤ電極2の加工進行方向であるX軸方向に垂直な方向であるY軸方向への撓み量が小さくなるようなワイヤ張力指令、電圧補正値および休止時間補正値を算出する。換言すると、NC制御装置33は、被加工物7の各板厚領域での真直精度が高くなるような、ワイヤ張力指令、電圧補正値および休止時間補正値を算出する。
Ideally, the machining dimensions of the
ワイヤ電極2のY軸方向への撓み量が小さいほど、ワイヤ電極2の真直精度が高くなり、ワイヤ端部加工箇所と、ワイヤ中央加工箇所との加工寸法の誤差が小さくなり、被加工物7の真直精度が高くなる。この結果、加工形状の誤差が小さくなり、NC制御装置33は、加工形状の精度を向上させることができる。
The smaller the amount of bending of the
加工寸法の精度が高くなるほど、寸法曲線65〜68の重なりが多くなる。また、加工寸法の精度が高くなるほど、寸法曲線65〜68の曲がり量が少なくなり、寸法曲線65〜68は、図5の縦軸に平行な直線に近づく。 The higher the accuracy of the machined dimensions, the more overlap of the dimension curves 65-68. Further, as the accuracy of the processing dimension becomes higher, the bending amount of the dimension curve 65-68 decreases, and the dimension curve 65-68 approaches a straight line parallel to the vertical axis of FIG.
ワイヤ放電加工装置100は、加工時に加工形状を決めることとなる以下の4つのパラメータを用いる。
(A)加工電圧
(B)単位時間当りの放電加工エネルギー
(C)ノズル離れ量
(D)ワイヤ張力The wire electric
(A) Machining voltage (B) Electric discharge machining energy per unit time (C) Nozzle separation amount (D) Wire tension
上記4つのパラメータは、それぞれ被加工物7への加工に対して、以下の影響を与える。
・加工電圧は、加工溝幅(加工寸法、真直精度)に影響を与える。
・単位時間当りの放電加工エネルギーは、真直精度および加工速度に影響を与える。
・ノズル離れ量は、放電加工エネルギーに影響を与える。
・ワイヤ張力は、ワイヤ電極2の撓みによって真直精度に影響を与える。The above four parameters have the following effects on the processing into the
-The machining voltage affects the machining groove width (machining dimensions, straightness accuracy).
-Electrical discharge machining energy per unit time affects straightness accuracy and machining speed.
-The amount of nozzle separation affects the electric discharge machining energy.
-The wire tension affects the straightness accuracy due to the bending of the
加工電圧が低いことは、ワイヤ電極2と被加工物7との間の距離が短いことに対応している。ワイヤ放電加工装置100は、加工電圧を調整する際には、ワイヤ電極2の加工進行方向への送り速度を調整することで、ワイヤ電極2と被加工物7との間の距離を調整する。例えば、ワイヤ放電加工装置100は、加工電圧を下げる場合には、ワイヤ電極2の加工進行方向への送り速度を上げることで、ワイヤ電極2と被加工物7との間の距離を縮める。この場合、加工進行方向の側面の除去体積が少なくなるので被加工物7の加工寸法は大きくなる。一方、ワイヤ放電加工装置100は、加工電圧を上げる場合には、ワイヤ電極2の加工進行方向への送り速度を下げることで、ワイヤ電極2と被加工物7との間の距離を広げる。この場合、加工進行方向の側面の除去体積が多くなるので被加工物7の加工寸法は小さくなる。ワイヤ電極2の加工進行方向への送り速度が、加工速度に対応している。
The low processing voltage corresponds to the short distance between the
加工進行方向への送り速度を上げると、放電に伴って生じる爆発力によってワイヤ電極2を被加工物7から離そうとする力が、ワイヤ電極2に流れる電流による静電引力によってワイヤ電極2を被加工物7に近づけようとする力よりも大きくなるため、加工面は膨らむ方向の形状となる。一方で、加工進行方向への送り速度を下げると、静電引力が放電に伴って生じる爆発力よりも優位となるため、凹み方向の加工面形状となる。
When the feed speed in the machining progress direction is increased, the force that tries to separate the
ワイヤ放電加工装置100は、放電パルスの1パルス当たりのエネルギーとパルス数とに基づいて、放電加工エネルギーを算出する。ワイヤ放電加工装置100は、放電加工エネルギーを低くすると、ワイヤ電極2の撓み量が小さくなるので真直精度を高くすることができる。また、ワイヤ放電加工装置100は、放電加工エネルギーを高くすると、加工量を増やすことができるので加工速度を上げることができる。
The wire electric
ワイヤ放電加工装置100は、ノズル離れ量を、後述するノズル離れ量検出器49によって検出するか、または後述する設定入力IF(InterFace、インタフェース)20がユーザから受け付ける。
The wire
ノズル離れ量が大きいほど、ワイヤ電極2と被加工物7との間の極間への加工液の供給量が減少するので、ワイヤ電極2の断線限界まで投入可能な放電加工エネルギーが減少する。また、ワイヤ張力が高いほどワイヤ電極2の撓みが減るので真直精度は向上する。
As the amount of nozzle separation increases, the amount of machining fluid supplied to the poles between the
ワイヤ放電加工装置100は、加工する板厚領域毎の加工寸法および各板厚領域内での加工形状が一定値に近づくように加工を制御する。このため、ワイヤ放電加工装置100の作製者は、事前に上記(A)〜(D)のパラメータの種々の組み合わせで加工を実行した場合の各加工寸法および各加工形状の結果を取得しておく。ワイヤ放電加工装置100の作製者は、上記(A)〜(D)の各パラメータと、加工寸法および加工形状との関係を定式化することで、後述する形状寸法補償器35を作製する。形状寸法補償器35は、NC制御装置33に配置されており、ワイヤ張力指令、電圧補正値および休止時間補正値を算出する。
The wire electric
すなわち、ワイヤ放電加工装置100の作製者は、定式化された関数を用いて加工寸法差が板厚領域間で最小に近づき、加工形状である真直精度差が各板厚領域内で最小に近づく制御モデルを構築し、形状寸法補償器35に設定する。この制御モデルが、形状寸法補償器35による制御に対応している。これにより、形状寸法補償器35は、加工電圧、放電加工エネルギー、ノズル離れ量、およびワイヤ張力の複数の組み合わせでワイヤ放電加工が実行された場合の被加工物7の加工寸法および真直精度に基づいて設定された制御モデルを用いて、電圧補正値、休止時間補正値、およびワイヤ張力指令を算出する。
That is, the manufacturer of the wire electric
形状寸法補償器35には、ワイヤ放電加工装置100による事前の加工処理による加工結果に基づいて、後述する電圧補正値情報77、エネルギー補正値情報、第1から第3の対応関係情報が設定される。なお、ワイヤ放電加工装置100による事前の加工処理では、上記(A)〜(D)の各パラメータ以外にも、ワイヤ電極2の径、被加工物7の材質などの加工形状に影響を与えるパラメータを種々組合せてもよい。この場合、ワイヤ放電加工装置100の作製者は、ワイヤ電極2の径毎、および被加工物7の材質毎に制御モデルを構築して形状寸法補償器35に設定する。
The
形状寸法補償器35は、ユーザによって指定されたワイヤ電極2の径および被加工物7の材質の少なくとも一方に対応する制御モデルを用いる。形状寸法補償器35は、加工中の加工電圧、加工エネルギー、加工速度、ノズル離れ量などに基づいて、ワイヤ張力指令、電圧補正値および休止時間補正値を算出する。
The shape and
図6は、実施の形態にかかるワイヤ放電加工装置の機能構成例を示すブロック図である。加工電源32は、加工電圧検出器45と、加工エネルギー検出器46と、フィードバック制御器43と、演算器41,42とを有している。NC制御装置33は、板厚推定器48と、ノズル離れ量検出器49と、設定入力IF20と、形状寸法補償器35とを有している。
FIG. 6 is a block diagram showing a functional configuration example of the wire electric discharge machine according to the embodiment. The
加工電源32では、演算器41が演算器42に接続されており、演算器42がフィードバック制御器43に接続されている。また、フィードバック制御器43が加工機構30に接続されている。具体的には、フィードバック制御器43は、上側給電子4および下側給電子5に接続されている。
In the
また、加工機構30は、加工電圧検出器45、加工エネルギー検出器46、ワイヤ張力制御装置31、ノズル離れ量検出器49、および板厚推定器48に接続されている。加工電圧検出器45は、板厚推定器48および形状寸法補償器35に接続されている。加工エネルギー検出器46は、板厚推定器48および形状寸法補償器35に接続されている。形状寸法補償器35は、板厚推定器48、ノズル離れ量検出器49、設定入力IF20、演算器41、およびワイヤ張力制御装置31に接続されている。
Further, the
ワイヤ張力制御装置31は、加工機構30のテンション負荷装置3を制御する。また、NC制御装置33は、加工機構30のX軸駆動モータ11X、Y軸駆動モータ11Yなどを制御する。
The wire
加工電圧検出器45は、上側給電子4または下側給電子5を介してワイヤ電極2に接続されるとともに、被加工物7に接続されている。加工電圧検出器45は、加工中にワイヤ電極2と被加工物7との間である極間の加工電圧を検出する。加工電圧検出器45が検出する加工電圧は、ワイヤ電極2と被加工物7との間の距離に対応している。加工電圧検出器45は、検出した加工電圧を演算器42、板厚推定器48、および形状寸法補償器35に送る。
The machining voltage detector 45 is connected to the
加工エネルギー検出器46は、上側給電子4または下側給電子5を介してワイヤ電極2に接続されるともに、被加工物7に接続されている。加工エネルギー検出器46は、加工中にワイヤ電極2と被加工物7との間で発生した放電パルスを検出する。加工エネルギー検出器46は、放電パルスの1パルス当たりのエネルギーとパルス数とに基づいて、放電加工エネルギーを算出する。加工エネルギー検出器46は、放電加工エネルギーを演算器42、板厚推定器48、および形状寸法補償器35に送る。
The machining
演算器41は、NC制御装置33から指令電圧および休止時間を受け付ける。指令電圧は、ワイヤ放電加工に用いられる電圧の指令値である。演算器41は、形状寸法補償器35から送られてくる電圧補正値および休止時間補正値を受け付ける。電圧補正値は、演算器41がNC制御装置33から受け付けた指令電圧を補正するための補正値である。休止時間補正値は、演算器41がNC制御装置33から受け付けた休止時間を補正するための補正値である。電圧補正値および休止時間補正値は、加工経路上に板厚がそれぞれ異なる複数の板厚領域を有した被加工物7に対して加工寸法の精度および加工形状の精度を向上させるための補正値である。
The
演算器41は、受け付けた指令電圧および休止時間から電圧補正値および休止時間補正値を減算して演算器42に送る。なお、演算器41は、NC制御装置33に配置されていてもよい。
The
演算器42は、演算器41から送られてくる指令電圧から、加工電圧検出器45から送られてくる現在の加工電圧を減算してフィードバック制御器43に送る。また、演算器42は、演算器41から送られてくる休止時間から、加工エネルギー検出器46から送られてくる現在の放電加工エネルギーを減算してフィードバック制御器43に送る。
The
フィードバック制御器43は、演算器42で演算された結果を用いて加工機構30を制御する。具体的には、フィードバック制御器43は、X軸駆動モータ11XおよびY軸駆動モータ11Yに軸移動指令を送ることによって、定盤8のX軸方向の位置およびY軸方向の位置を補正する。これにより、フィードバック制御器43は、加工機構30に対し、加工電圧、放電加工エネルギーなどを制御する。
The feedback controller 43 controls the
加工機構30のX軸駆動モータ11XおよびY軸駆動モータ11Yは、それぞれエンコーダに接続されており、エンコーダが加工速度を検出し板厚推定器48に送る。
The
板厚推定器48は、加工機構30から送られてくる加工速度と、加工電圧検出器45から送られてくる加工電圧と、加工エネルギー検出器46から送られてくる放電加工エネルギーとに基づいて、被加工物7の板厚を推定する。板厚推定器48は、板厚が変化する加工において、被加工物7のうち加工されている箇所の板厚を推定する。板厚推定器48は、推定した板厚を、板厚推定値として形状寸法補償器35に送る。
The
ノズル離れ量検出器49は、加工中の加工機構30からノズル離れ量を検出して形状寸法補償器35に送る。設定入力IF20は、ユーザによって入力される基準板厚を受け付けて形状寸法補償器35に送る。基準板厚は、加工寸法の基準とする板厚である。ワイヤ放電加工装置100は、被加工物7が基準板厚における加工寸法となるように、基準板厚以外の板厚領域を加工する。
The nozzle
例えば、形状寸法補償器35が、寸法曲線情報として寸法曲線65〜68の情報を記憶している場合、基準板厚として200mmが指定されると、形状寸法補償器35は、200mmの寸法曲線65が縦軸に平行に近づくように加工を制御する。すなわち、形状寸法補償器35は、200mmの寸法曲線65が縦軸に平行に近づくような電圧補正値、休止時間補正値、およびワイヤ張力指令を算出する。
For example, when the shape dimension compensator 35 stores the information of the dimension curves 65 to 68 as the dimension curve information, when 200 mm is specified as the reference plate thickness, the
さらに、形状寸法補償器35は、50mm〜150mmの加工寸法が、縦軸に平行に近づけられた寸法曲線65に近付くような電圧補正値、休止時間補正値、およびワイヤ張力指令を算出する。
Further, the
なお、基準板厚が指定されない場合、形状寸法補償器35は、特定の板厚の加工寸法(寸法曲線)に近づくように加工を制御する。形状寸法補償器35は、例えば、最も薄い板厚の加工寸法に近づくように加工を制御する。
When the reference plate thickness is not specified, the
なお、設定入力IF20が、ユーザからノズル離れ量を受け付けて形状寸法補償器35に送ってもよい。この場合、NC制御装置33は、ノズル離れ量検出器49を有していなくてもよい。
The setting input IF 20 may receive the nozzle separation amount from the user and send it to the
形状寸法補償器35は、加工中の加工電圧、加工エネルギー、加工速度、板厚推定値、ノズル離れ量、および基準板厚に基づいて、電圧補正値、休止時間補正値、およびワイヤ張力指令を算出する。 The shape dimension compensator 35 issues a voltage correction value, a pause time correction value, and a wire tension command based on the processing voltage, processing energy, processing speed, plate thickness estimation value, nozzle separation amount, and reference plate thickness during processing. calculate.
形状寸法補償器35は、電圧補正値および休止時間補正値を演算器41に送り、ワイヤ張力指令をワイヤ張力制御装置31に送る。ワイヤ張力制御装置31は、ワイヤ張力指令に従って加工機構30を制御する。具体的には、ワイヤ張力制御装置31は、ワイヤ張力指令に従ってテンション負荷装置3を制御する。
The
このように、形状寸法補償器35は、加工中の加工電圧、加工中の加工エネルギー、加工中の加工速度、加工中の板厚推定値、加工中のノズル離れ量、および基準板厚に基づいて、電圧補正値、休止時間補正値、およびワイヤ張力指令を算出するので、第1回目の加工である粗加工での加工寸法の精度および加工形状の精度を向上させることができる。
As described above, the
ここで、上述した(A)〜(D)のパラメータの詳細について説明する。まず、板厚推定値に応じた加工電圧の補正について説明する。形状寸法補償器35は、板厚推定値に基づいて加工電圧の電圧補正値を算出する。
Here, the details of the parameters (A) to (D) described above will be described. First, the correction of the processing voltage according to the estimated plate thickness will be described. The
図7は、実施の形態にかかる形状寸法補償器による電圧補正値の算出処理を説明するための図である。図7では形状寸法補償器35が備える電圧補正値算出部85の構成を示している。
FIG. 7 is a diagram for explaining a voltage correction value calculation process by the shape dimension compensator according to the embodiment. FIG. 7 shows the configuration of the voltage correction
電圧補正値算出部85は、演算器75,76を備えている。演算器75は、板厚推定値に基づいて、板厚対応電圧補正値を算出して演算器76に送る。板厚対応電圧補正値は、板厚推定値に応じた加工電圧の補正値である。演算器75は、板厚推定値と、板厚対応電圧補正値との対応関係を示す電圧補正値情報を用いて、板厚対応電圧補正値を算出する。
The voltage correction
図8は、実施の形態にかかる形状寸法補償器が用いる電圧補正値情報を説明するための図である。図8に示す電圧補正値情報77のグラフは、横軸が板厚推定値であり、縦軸が板厚対応電圧補正値である。電圧補正値情報77では、低板厚では板厚対応電圧補正値が0であり、特定の板厚からは板厚の厚さに比例して板厚対応電圧補正値が上昇し、特定の板厚以上では板厚対応電圧補正値を変化させていない。なお、ワイヤ電極2が断線する可能性が低い場合には、特定の板厚以上でも板厚対応電圧補正値が上昇させられてもよい。
FIG. 8 is a diagram for explaining voltage correction value information used by the shape dimension compensator according to the embodiment. In the graph of the voltage
演算器75は、電圧補正値情報77と、板厚推定値とに基づいて、板厚対応電圧補正値を算出する。なお、電圧補正値情報77は、板厚推定値と、板厚対応電圧補正値との対応関係を示す数式であってもよいし、データテーブルであってもよい。
The
演算器76は、測定された加工電圧である測定加工電圧に板厚対応電圧補正値を加算することで電圧補正値を算出する。演算器76は、電圧補正値を演算器41に送る。このように、電圧補正値算出部85は、板厚推定値に対して加工電圧の補正を行う。板厚が厚い板厚領域は加工速度が遅くなり、ワイヤ電極2の撓みによって被加工物7の側面との間のギャップが広がって真直精度が低くなる。このため、電圧補正値算出部85は、板厚が厚い板厚領域では、加工電圧を高く補正するための電圧補正値を算出することで、加工速度が上がるように補正する。これにより、電圧補正値算出部85は、板厚が薄い板厚領域と厚い板厚領域との加工寸法差を抑制する。
The
つぎに、板厚推定値に応じた放電加工エネルギーの補正について説明する。形状寸法補償器35は、板厚推定値に基づいて放電加工エネルギーを補正するための休止時間補正値を算出する。
Next, the correction of the electric discharge machining energy according to the estimated plate thickness will be described. The
図9は、実施の形態にかかる形状寸法補償器による休止時間補正値の算出処理を説明するための図である。図9では形状寸法補償器35が備える休止時間補正値算出部86の構成を示している。
FIG. 9 is a diagram for explaining the calculation process of the pause time correction value by the shape dimension compensator according to the embodiment. FIG. 9 shows the configuration of the pause time correction
休止時間補正値算出部86は、演算器63,64,80を有している。演算器63は、板厚推定値に基づいて、目標放電加工エネルギーを算出して演算器64に送る。目標放電加工エネルギーは、板厚推定値に応じた放電加工エネルギーの目標値である。演算器63は、板厚推定値と、目標放電加工エネルギーとの対応関係を示すエネルギー補正値情報を用いて、目標放電加工エネルギーを算出する。
The pause time correction
演算器64は、現在の放電加工エネルギーから目標放電加工エネルギーを減算した放電加工エネルギーを算出し、演算器80に送る。演算器80は、演算器64から受け付けた放電加工エネルギーに基づいて、休止時間補正値を算出する。演算器80は、比例制御と積分制御との組み合わせによって休止時間補正値を算出する。このように、演算器80は、算出された板厚推定値に基づいて目標放電加工エネルギーを設定し、目標放電加工エネルギーと、現在の放電加工エネルギーとが一致するような休止時間補正値を算出することで、休止時間を制御する。 The arithmetic unit 64 calculates the electric discharge machining energy obtained by subtracting the target electric discharge machining energy from the current electric discharge machining energy, and sends the electric discharge machining energy to the arithmetic unit 80. The arithmetic unit 80 calculates the pause time correction value based on the electric discharge machining energy received from the arithmetic unit 64. The calculator 80 calculates the pause time correction value by the combination of the proportional control and the integral control. In this way, the arithmetic unit 80 sets the target electric discharge machining energy based on the calculated plate thickness estimation value, and calculates the pause time correction value so that the target electric discharge machining energy and the current electric discharge machining energy match. By doing so, the pause time is controlled.
つぎに、ノズル離れ量に応じたワイヤ張力指令または電圧補正値について説明する。形状寸法補償器35は、ノズル離れ量に基づいてワイヤ張力指令、または加工電圧を補正するための電圧補正値を算出する。
Next, the wire tension command or the voltage correction value according to the nozzle separation amount will be described. The
ワイヤ電極2は、加工中の放電反力、静電引力などの影響で撓むので、被加工物7の設置高さに応じて、被加工物7の真直精度、すなわち形状精度に差異が生じる。図10は、ノズル離れ量とワイヤ電極の撓み量との関係を説明するための図である。図10では、下側ノズル82の位置を高さ0とし、上側ノズル81の位置を高さT5としている。
Since the
被加工物7Dは、高さ0から高さT1までの領域でワイヤ電極2によって加工される被加工物である。また、被加工物7Cは、高さT2(>T1)から高さT3(>T2)までの領域でワイヤ電極2によって加工される被加工物である。また、被加工物7Bは、高さT4(>T3)から高さT5(>T4)までの領域でワイヤ電極2によって加工される被加工物である。
The
被加工物7Dのノズル離れ量は、上側ノズル81からは距離R3であり、下側ノズル82からは0である。被加工物7Cのノズル離れ量は、上側ノズル81からは距離R2aであり、下側ノズル82からは距離R2bである。被加工物7Bのノズル離れ量は、上側ノズル81からは0であり、下側ノズル82からは距離R1である。R2a,R2bは、何れもR1およびR3よりも小さい値である。
The nozzle separation amount of the
図10に示すように、加工中には、ワイヤ電極2は、加工進行方向に垂直な方向であるY軸方向に撓む。ワイヤ電極2が撓む場合、上側ノズル81と下側ノズル82との間の中央部で最も撓み量が大きくなり、上側ノズル81または下側ノズル82に近いほど撓み量は小さくなる。
As shown in FIG. 10, during machining, the
このように、被加工物7に近い方のノズルと被加工物7との間の距離が短いほど撓み量は小さくなる。換言すると、被加工物7の下側ノズル82からの距離と上側ノズル81から距離との差の絶対値が小さいほど撓み量が大きくなる。図10に示す被加工物7Bは、下側ノズル82からの距離と上側ノズル81から距離との差の絶対値がR1であり、被加工物7Dは、下側ノズル82からの距離と上側ノズル81から距離との差の絶対値がR3である。また、図10に示す被加工物7Cは、下側ノズル82からの距離と上側ノズル81から距離との差の絶対値は、|R2a−R2b|であり、R1,R3よりも小さい。
As described above, the shorter the distance between the nozzle closer to the
このように、ワイヤ電極2の中央部で加工される被加工物7Cは、被加工物7Cの上面、下面ともにワイヤ電極2の撓み量が同程度のため真直精度は高くなる。一方、ワイヤ電極2の端部で加工される被加工物7B,7Dは、被加工物7B,7Cの上面と下面とでワイヤ電極2の撓み量に差異が生じるため真直精度は低くなる。
As described above, in the workpiece 7C processed at the central portion of the
したがって、形状寸法補償器35は、ノズル離れ量検出器49または設定入力IF20を介してノズル離れ量を取得することができれば、ノズル離れ量に応じた加工制御を行うことで、被加工物7の真直精度を向上させることができる。
Therefore, if the
形状寸法補償器35は、ノズル離れ量と、ワイヤ張力との対応関係を示す第1の対応関係情報に基づいて、被加工物7の真直精度を向上させるためのワイヤ張力を算出する。形状寸法補償器35は、例えば、ワイヤ張力を高くすることでワイヤ電極2の撓み量を減らすことができ、真直精度を向上させることができる。
The
また、形状寸法補償器35は、ノズル離れ量と、電圧補正値との対応関係を示す第2の対応関係情報に基づいて、被加工物7の真直精度を向上させるための電圧補正値を算出する。形状寸法補償器35は、電圧補正値によって加工電圧を下げることで加工速度を上げることができるので、ノズル離れ量が大きい箇所での加工量を減らすことができ、真直精度と加工寸法精度を制御することができる。
Further, the
つぎに、板厚推定値に応じたワイヤ張力指令について説明する。形状寸法補償器35は、板厚推定値に基づいてワイヤ張力指令を算出する。
Next, the wire tension command according to the estimated plate thickness will be described. The
被加工物7の板厚が厚い場合には、加工速度が遅くなるので、加工量が増える。特にワイヤ電極2の中央部ではワイヤ電極2の撓みによって加工量が増える。この場合、ワイヤ放電加工装置100は、ワイヤ張力を高くすることでワイヤ電極2の撓みを減らせるので、ワイヤ電極2の撓み量が大きい領域での加工量を減らすことができ、真直精度を向上させることができる。
When the plate thickness of the
図11は、ワイヤ張力とワイヤ電極の撓み量との関係を説明するための図である。図11では、撓み量の大きな場合のワイヤ電極をワイヤ電極2Bとして図示し、ワイヤ張力を高くして撓み量を減らした場合のワイヤ電極をワイヤ電極2Aとして図示している。
FIG. 11 is a diagram for explaining the relationship between the wire tension and the amount of bending of the wire electrode. In FIG. 11, the wire electrode when the amount of deflection is large is shown as the
図11に示すように、ワイヤ放電加工装置100は、ワイヤ電極2の張力を強めることで、ワイヤ電極2の撓みを抑制でき、これに伴い被加工物7の真直精度を向上させることができる。なお、ワイヤ放電加工装置100は、ワイヤ張力を強める際に、ワイヤ電極2が断線する確率が特定値よりも小さくなる程度の強度までしかワイヤ張力を強めない。形状寸法補償器35は、板厚推定値とワイヤ張力との対応関係を示す第3の対応関係情報に基づいて、被加工物7の真直精度を向上させるためのワイヤ張力を算出する。
As shown in FIG. 11, the wire
つぎに、ワイヤ放電加工装置100によるワイヤ放電加工の処理手順について説明する。図12は、実施の形態にかかるワイヤ放電加工装置によるワイヤ放電加工の処理手順を示すフローチャートである。
Next, a processing procedure for wire electric discharge machining by the wire electric
ワイヤ放電加工装置100がワイヤ放電加工を開始すると(ステップS10)、NC制御装置33が、データを収集する(ステップS20)。具体的には、板厚推定器48が、加工電圧と、放電加工エネルギーと、加工速度とを受け付ける。また、ノズル離れ量検出器49が、ノズル離れ量を検出し、設定入力IF20が基準板厚を受け付ける。
When the wire
板厚推定器48は、加工電圧、放電加工エネルギー、および加工速度に基づいて、被加工物7の板厚を推定する(ステップS30)。板厚推定器48は、推定した板厚を、板厚推定値として形状寸法補償器35に送る。
The
形状寸法補償器35は、板厚推定値、ノズル離れ量、および基準板厚に基づいて、ワイヤ張力指令、電圧補正値、および休止時間補正値を算出する(ステップS40)。ワイヤ放電加工装置100は、ワイヤ張力指令、電圧補正値、および休止時間補正値を用いて、加工電圧、加工エネルギー、およびワイヤ張力を制御する(ステップS50)。具体的には、フィードバック制御器43が、電圧補正値および休止時間補正値に応じた電圧値および休止時間で加工機構30をフィードバック制御し、ワイヤ張力制御装置31が、ワイヤ電極2のワイヤ張力を制御する。
The
なお、形状寸法補償器35は、第1回目の加工の際に、加工溝幅を推定して記憶しておいてもよい。この場合、形状寸法補償器35は、第1回目の加工の際に用いた加工条件である第1の加工条件および寸法曲線情報に基づいて加工溝幅を推定する。また、ワイヤ放電加工装置100は、第1回目の加工の際に、推定した板厚推定値を記憶しておいてもよい。形状寸法補償器35は、推定した加工溝幅および板厚推定値と、被加工物7の加工位置を示す座標情報とを対応付けし、加工結果情報として記憶しておく。
The
形状寸法補償器35は、例えば、加工結果情報に含まれる、加工溝幅と座標情報との対応関係を用いて、第2回目以降の加工で用いる加工条件である第2の加工条件、およびオフセット量の少なくとも一方を調整する。オフセット量は、第2回目以降の加工で用いる加工位置(ワイヤ電極2のY軸方向の位置)の被加工物7側への寄せ量である。
The shape and
第2回目以降の加工はオフセット量によって加工量が変わり、板厚の推定が困難となるが、形状寸法補償器35は、第1回目の加工で生成した加工結果情報を記憶しておくので、第2回目以降の加工でも加工結果情報に基づいて加工制御を実行することができる。 In the second and subsequent machining, the machining amount changes depending on the offset amount, making it difficult to estimate the plate thickness. However, the shape dimension compensator 35 stores the machining result information generated in the first machining. Machining control can be executed based on the machining result information even in the second and subsequent machining.
形状寸法補償器35は、例えば、加工結果情報に含まれる、板厚推定値と座標情報との対応関係を用いて、電圧補正値、休止時間補正値、およびワイヤ張力指令を算出する。
The
このように、ワイヤ放電加工装置100は、形状寸法補償器35を用いて電圧補正値、休止時間補正値、およびワイヤ張力指令を算出しているので、板厚が変化する加工において、第1回目の加工から被加工物7の板厚領域に関わらず加工寸法および真直精度を向上させることができる。
In this way, the wire electric
また、ワイヤ放電加工装置100は、加工電圧を特定値に保つための軸移動指令と、次に加工電圧を印加し始める時間とを制御することによって、加工条件を変更せずに、連続的な制御によって被加工物7の加工形状および加工寸法を制御することができる。
Further, the wire electric
本実施の形態では、形状寸法補償器35が、電圧補正値、休止時間補正値、ワイヤ張力などを算出する場合について説明したが、機械学習を行う学習装置が、電圧補正値、休止時間補正値、ワイヤ張力などを算出してもよい。すなわち、加工寸法および真直精度をモデル化した関数は、実験的に導出されてもよいし、学習装置が導出してもよい。学習装置が導出する場合、学習装置は、複数の板厚領域の加工寸法が、特定の板厚領域における加工寸法に近づくように、電圧補正値、休止時間補正値、およびワイヤ張力指令を算出する。
In the present embodiment, the case where the
実験的に導出される場合、ワイヤ放電加工装置100の作製者は、過去の加工結果に含まれる加工寸法の情報である寸法情報に基づいて、加工寸法および真直精度をモデル化した関数を形状寸法補償器35に設定する。
When derived experimentally, the creator of the wire
学習装置が導出する場合、学習装置は、板厚推定値、加工電圧、放電加工エネルギー、加工速度、ノズル離れ量など加工プロセスで取得される情報(以下、プロセス情報という)に基づいて、加工寸法の精度および加工形状の精度を向上させることができる、電圧補正値、休止時間補正値、ワイヤ張力などの情報(以下、精度向上情報という)を算出する。 When the learning device derives, the learning device is based on the information acquired in the machining process (hereinafter referred to as process information) such as the estimated plate thickness, machining voltage, discharge machining energy, machining speed, and nozzle separation amount. Information such as voltage correction value, pause time correction value, and wire tension (hereinafter referred to as accuracy improvement information) that can improve the accuracy of the machine and the accuracy of the machined shape is calculated.
学習装置は、プロセス情報から加工寸法の精度および真直精度を向上させることができる精度向上情報を導出する学習済モデルを生成する。換言すると、学習装置は、プロセス情報と、加工寸法の精度および真直精度を向上させることができる精度向上情報との対応関係をモデル化した関数である学習済モデルを生成する。推論装置は、学習済モデルを用いて、プロセス情報から加工寸法の精度および真直精度を向上させることができる精度向上情報を導出する。 The learning device generates a trained model that derives accuracy improvement information that can improve the accuracy and straightness accuracy of the machined dimension from the process information. In other words, the learning device generates a trained model that is a function that models the correspondence between the process information and the accuracy improvement information that can improve the accuracy and straightness accuracy of the machined dimensions. The inference device uses the trained model to derive accuracy improvement information that can improve the accuracy and straightness accuracy of the machined dimension from the process information.
<学習フェーズ>
図13は、実施の形態にかかる学習装置の構成例を示すブロック図である。学習装置50は、データ取得部51と、モデル生成部52とを備えている。データ取得部51は、加工結果(行動)、および加工パラメータ(状態)を学習用データとして取得する。<Learning phase>
FIG. 13 is a block diagram showing a configuration example of the learning device according to the embodiment. The
加工結果は、加工寸法および加工形状(真直精度)である。加工パラメータは、板厚、ワイヤ電極2の線径、被加工物7の材質、加工電圧、放電加工エネルギー、ノズル離れ量、ワイヤ張力などの加工形状に影響を与えるパラメータの組合せである。
The processing result is the processing dimension and processing shape (straightness accuracy). The machining parameters are a combination of parameters that affect the machining shape, such as the plate thickness, the wire diameter of the
モデル生成部52は、加工結果である行動、および加工パラメータである状態を含む学習用データに基づいて、電圧補正値、休止時間補正値、およびワイヤ張力指令を学習する。すなわち、モデル生成部52は、ワイヤ放電加工装置100の加工パラメータから電圧補正値、休止時間補正値、およびワイヤ張力指令を推論する学習済モデル71を生成する。
The model generation unit 52 learns the voltage correction value, the pause time correction value, and the wire tension command based on the learning data including the behavior which is the machining result and the state which is the machining parameter. That is, the model generation unit 52 generates a trained
モデル生成部52は、教師あり学習、教師なし学習、強化学習などの公知の学習アルゴリズムを用いることができる。一例として、モデル生成部52に強化学習(Reinforcement Learning)を適用した場合について説明する。強化学習では、ある環境内におけるエージェント(行動主体)が、現在の状態(環境のパラメータ)を観測し、取るべき行動を決定する。エージェントの行動により環境が動的に変化し、エージェントには環境の変化に応じて報酬が与えられる。エージェントはこれを繰り返し、一連の行動を通じて報酬が最も多く得られる行動方針を学習する。強化学習の代表的な手法として、Q学習(Q‐learning)、TD学習(TD−learning)などが知られている。例えば、Q学習の場合、行動価値関数Q(s,a)の一般的な更新式は以下の式(1)で表される。 The model generation unit 52 can use known learning algorithms such as supervised learning, unsupervised learning, and reinforcement learning. As an example, a case where reinforcement learning is applied to the model generation unit 52 will be described. In reinforcement learning, an agent (behavior) in a certain environment observes the current state (environmental parameters) and decides the action to be taken. The environment changes dynamically depending on the behavior of the agent, and the agent is rewarded according to the change in the environment. The agent repeats this process and learns the action policy that gives the most reward through a series of actions. Q-learning, TD-learning, and the like are known as typical methods of reinforcement learning. For example, in the case of Q-learning, the general update formula of the action value function Q (s, a) is expressed by the following formula (1).
式(1)において、stは時刻tにおける環境の状態を表し、atは時刻tにおける行動を表す。行動atにより、状態はst+1に変わる。rt+1はその状態の変化によってもらえる報酬を表し、γは割引率を表し、αは学習係数を表す。なお、γは0<γ≦1、αは0<α≦1の範囲とする。加工結果である行動が行動atとなり、加工パラメータである状態が状態stとなり、モデル生成部52は、時刻tの状態stにおける最良の行動atを学習する。In the formula (1), s t represents the state of the environment at time t, a t represents the behavior in time t. By the action a t, the state is changed to s t + 1. r t + 1 represents the reward received by the change of the state, γ represents the discount rate, and α represents the learning coefficient. Note that γ is in the range of 0 <γ ≦ 1 and α is in the range of 0 <α ≦ 1. Processing results in a behavioral action a t next, a state is processed parameter next state s t, the model generation unit 52 learns the best action a t in state s t at time t.
式(1)で表される更新式は、時刻t+1における最もQ値の高い行動aの行動価値Qが、時刻tにおいて実行された行動aの行動価値Qよりも大きければ、行動価値Qを大きくし、逆の場合は、行動価値Qを小さくする。換言すれば、時刻tにおける行動aの行動価値Qを、時刻t+1における最良の行動価値に近づけるように、行動価値関数Q(s,a)を更新する。それにより、或る環境における最良の行動価値が、それ以前の環境における行動価値に順次伝播していくようになる。
In the update formula represented by the equation (1), if the action value Q of the action a having the highest Q value at time t + 1 is larger than the action value Q of the action a executed at time t, the action value Q is increased. However, in the opposite case, the action value Q is reduced. In other words, the action value function Q (s, a) is updated so that the action value Q of the action a at time t approaches the best action value at
上記のように、強化学習によって学習済モデル71を生成する場合、モデル生成部52は、報酬計算部53と、関数更新部54と、を備えている。
As described above, when the trained
報酬計算部53は、加工結果および加工パラメータに基づいて報酬を計算する。報酬計算部53は、加工精度、すなわち加工寸法の精度および加工形状の精度に基づいて、報酬rを計算する。例えば、加工精度向上の場合には報酬rを増大させ(例えば「1」の報酬を与える。)、他方、加工精度悪化の場合には報酬rを低減する(例えば「−1」の報酬を与える。)。
The
関数更新部54は、報酬計算部53によって計算される報酬に従って、電圧補正値、休止時間補正値、およびワイヤ張力指令を決定するための関数を更新し、学習済モデル記憶部70に出力する。例えばQ学習の場合、式(1)で表される行動価値関数Q(st,at)を電圧補正値、休止時間補正値、およびワイヤ張力指令を算出するための関数として用いる。The
関数更新部54は、以上のような学習を繰り返し実行する。学習済モデル記憶部70は、関数更新部54によって更新された行動価値関数Q(st,at)、すなわち、学習済モデル71を記憶する。The
次に、図14を用いて、学習装置50による学習処理の処理手順について説明する。図14は、実施の形態にかかる学習装置による学習処理の処理手順を示すフローチャートである。データ取得部51は、加工結果および加工パラメータを学習用データとして取得する(ステップS110)。
Next, the processing procedure of the learning process by the
モデル生成部52は、加工結果および加工パラメータに基づいて、報酬を計算する(ステップS120)。具体的には、モデル生成部52の報酬計算部53が、加工結果および加工パラメータを取得し、予め定められた加工精度に基づいて報酬を増やすか(ステップS130)、または報酬を減らすかを判断する(ステップS140)。報酬基準は、加工寸法の精度および加工形状の精度が向上したか悪化したかである。モデル生成部52は、加工寸法の精度および加工形状の精度が向上した場合に報酬を増やすと判断し、加工寸法の精度および加工形状の精度が悪化した場合に報酬を減らすと判断する。
The model generation unit 52 calculates the reward based on the machining result and the machining parameter (step S120). Specifically, the
モデル生成部52は、加工寸法の精度および加工形状の精度の何れか一方が向上し他方が悪化した場合に、報酬を増やすと判断してもよいし、報酬を減らすと判断してもよい。また、モデル生成部52は、加工寸法の精度および加工形状の精度の何れか一方が向上し他方が悪化した場合に、報酬を増減させなくてもよい。 The model generation unit 52 may determine that the reward is increased or the reward is decreased when either the accuracy of the machining dimension or the accuracy of the machining shape is improved and the other is deteriorated. Further, the model generation unit 52 does not have to increase or decrease the reward when either the accuracy of the machining dimension or the accuracy of the machining shape is improved and the other is deteriorated.
報酬計算部53は、報酬を増やすと判断した場合に、ステップS130において報酬を増やす。一方、報酬計算部53は、報酬を減らすと判断した場合に、ステップS140において報酬を減らす。
When the
関数更新部54は、報酬計算部53によって計算された報酬に基づいて、学習済モデル記憶部70が記憶する式(1)で表される行動価値関数Q(st,at)を更新する(ステップS150)。
学習装置50は、以上のステップS110〜S150までのステップを繰り返し実行し、生成された行動価値関数Q(st,at)を、学習済モデル71として学習済モデル記憶部70に記憶させる。
本実施の形態にかかる学習装置50は、学習済モデル71を学習装置50の外部に設けられた学習済モデル記憶部70に記憶するものとしたが、学習済モデル記憶部70を学習装置50の内部に備えていてもよい。
The
<活用フェーズ>
図15は、実施の形態にかかる推論装置の構成例を示すブロック図である。推論装置60は、データ取得部61と、推論部62とを備えている。データ取得部61は、加工パラメータを取得する。<Utilization phase>
FIG. 15 is a block diagram showing a configuration example of the inference device according to the embodiment. The
推論部62は、学習済モデル記憶部70が記憶している学習済モデル71を利用して加工情報79を推論する。加工情報79は、電圧補正値、休止時間補正値、およびワイヤ張力指令である。すなわち、推論部62は、この学習済モデル71にデータ取得部61が取得した加工パラメータを入力することで、加工パラメータに適した電圧補正値、休止時間補正値、およびワイヤ張力指令を推論することができる。
The inference unit 62 infers the processing information 79 by using the learned
なお、本実施の形態では、推論装置60が、学習装置50のモデル生成部52で学習した学習済モデル71を用いる場合について説明したが、他の学習装置から取得した学習済モデル71を用いてもよい。この場合も、推論装置60は、他の学習装置から取得した学習済モデル71に基づいて、電圧補正値、休止時間補正値、およびワイヤ張力指令を出力する。
In the present embodiment, the case where the
次に、図16を用いて、推論装置60による推論処理の処理手順について説明する。図16は、実施の形態にかかる推論装置による推論処理の処理手順を示すフローチャートである。データ取得部61は、電圧補正値、休止時間補正値、およびワイヤ張力指令を推論するためのデータである推論用データを取得する(ステップS210)。具体的には、データ取得部61は、加工パラメータを取得する。
Next, the processing procedure of the inference processing by the
推論部62は、学習済モデル記憶部70が記憶している学習済モデル71に加工パラメータを入力し(ステップS220)、電圧補正値、休止時間補正値、およびワイヤ張力指令を得る。推論部62は、得られたデータ、すなわち電圧補正値、休止時間補正値、およびワイヤ張力指令をワイヤ放電加工装置100に出力する(ステップS230)。
The inference unit 62 inputs machining parameters into the trained
ワイヤ放電加工装置100は、推論部62から出力された電圧補正値および休止時間補正値を用いて加工電圧および休止時間を補正し(ステップS240)、推論部62から出力されたワイヤ張力指令でワイヤ電極2の張力を制御する。これにより、ワイヤ放電加工装置100は、被加工物7の加工寸法の精度および加工形状の精度を向上させることができる。
The wire electric
なお、本実施の形態では、推論部62が用いる学習アルゴリズムに強化学習を適用した場合について説明したが、これに限られるものではない。学習アルゴリズムについては、強化学習以外にも、教師あり学習、教師なし学習、又は半教師あり学習等を適用することも可能である。 In the present embodiment, the case where reinforcement learning is applied to the learning algorithm used by the inference unit 62 has been described, but the present invention is not limited to this. As for the learning algorithm, it is also possible to apply supervised learning, unsupervised learning, semi-supervised learning, or the like, in addition to reinforcement learning.
また、モデル生成部52に用いられる学習アルゴリズムとしては、特徴量そのものの抽出を学習する、深層学習(Deep Learning)を用いることもでき、他の公知の方法、例えばニューラルネットワーク、遺伝的プログラミング、機能論理プログラミング、サポートベクターマシンなどに従って機械学習を実行してもよい。 Further, as the learning algorithm used in the model generation unit 52, deep learning, which learns the extraction of the feature amount itself, can also be used, and other known methods such as neural networks, genetic programming, and functions can be used. Machine learning may be performed according to logical programming, support vector machines, and the like.
なお、学習装置50および推論装置60は、例えば、ネットワークを介してワイヤ放電加工装置100に接続され、このワイヤ放電加工装置100とは別個の装置であってもよい。また、学習装置50および推論装置60の少なくとも一方は、ワイヤ放電加工装置100に内蔵されていてもよい。さらに、学習装置50および推論装置60は、クラウドサーバ上に存在していてもよい。
The
また、モデル生成部52は、複数のワイヤ放電加工装置から取得される学習用データを用いて、電圧補正値、休止時間補正値、およびワイヤ張力指令を学習するようにしてもよい。なお、モデル生成部52は、同一のエリアで使用される複数のワイヤ放電加工装置から学習用データを取得してもよいし、異なるエリアで独立して動作する複数のワイヤ放電加工装置から収集される学習用データを利用して電圧補正値、休止時間補正値、およびワイヤ張力指令を学習してもよい。また、学習用データを収集するワイヤ放電加工装置を途中で対象に追加すること、または対象から除去することも可能である。さらに、あるワイヤ放電加工装置に関して電圧補正値、休止時間補正値、およびワイヤ張力指令を学習した学習装置50を、これとは別のワイヤ放電加工装置に適用し、当該別のワイヤ放電加工装置に関して電圧補正値、休止時間補正値、およびワイヤ張力指令を再学習して更新するようにしてもよい。
Further, the model generation unit 52 may learn the voltage correction value, the pause time correction value, and the wire tension command by using the learning data acquired from the plurality of wire electric discharge machines. The model generation unit 52 may acquire learning data from a plurality of wire electric discharge machines used in the same area, or may be collected from a plurality of wire electric discharge machines operating independently in different areas. The voltage correction value, the pause time correction value, and the wire tension command may be learned by using the learning data. It is also possible to add or remove the wire electric discharge machine for collecting learning data from the target on the way. Further, the
ここで、NC制御装置33のハードウェア構成について説明する。図17は、実施の形態にかかるNC制御装置を実現するハードウェア構成例を示す図である。NC制御装置33は、プロセッサ91、メモリ92、出力装置93、および入力装置94により実現することができる。
Here, the hardware configuration of the
プロセッサ91の例は、CPU(Central Processing Unit、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、DSP(Digital Signal Processor)ともいう)またはシステムLSI(Large Scale Integration)である。メモリ92の例は、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)である。
An example of the processor 91 is a CPU (Central Processing Unit, a central processing unit, a processing unit, an arithmetic unit, a microprocessor, a microcomputer, a DSP (Digital Signal Processor)) or a system LSI (Large Scale Integration). Examples of the
NC制御装置33は、プロセッサ91が、メモリ92で記憶されているNC制御装置33の動作を実行するための、コンピュータで実行可能な、制御プログラムを読み出して実行することにより実現される。NC制御装置33の動作を実行するための制御プログラムは、NC制御装置33の手順または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。NC制御装置33の動作を実行するための制御プログラムには、被加工物7を加工するためのプログラム、形状寸法補償器35の動作を実行するためのプログラムなどが含まれている。
The
NC制御装置33で実行される制御プログラムは、板厚推定器48と、形状寸法補償器35と、ノズル離れ量検出器49とを含むモジュール構成となっており、これらが主記憶装置上にロードされ、これらが主記憶装置上に生成される。
The control program executed by the
入力装置94は、基準板厚などを受け付けてプロセッサ91に送る。メモリ92は、電圧補正値情報77、エネルギー補正値情報、第1から第3の対応関係情報、寸法曲線情報などを記憶する。また、メモリ92は、プロセッサ91が各種処理を実行する際の一時メモリに使用される。
The input device 94 receives the reference plate thickness and the like and sends it to the processor 91. The
出力装置93は、プロセッサ91が生成した電圧補正値および休止時間補正値を加工電源32に出力する。また、出力装置93は、プロセッサ91が生成したワイヤ張力指令をワイヤ張力制御装置31に出力する。
The output device 93 outputs the voltage correction value and the pause time correction value generated by the processor 91 to the
制御プログラムは、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルで、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体に記憶されてコンピュータプログラムプロダクトとして提供されてもよい。また、制御プログラムは、インターネットなどのネットワーク経由でNC制御装置33に提供されてもよい。なお、NC制御装置33の機能について、一部を専用回路などの専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。
The control program may be a file in an installable or executable format, stored in a computer-readable storage medium, and provided as a computer program product. Further, the control program may be provided to the
なお、フィードバック制御器43、ワイヤ張力制御装置31、学習装置50、および推論装置60は、ワイヤ放電加工装置100と同様のハードウェア構成を有しているので、その説明は省略する。
Since the feedback controller 43, the wire
このように実施の形態では、形状寸法補償器35が、加工電圧、加工エネルギー、加工速度、ノズル離れ量、および板厚推定値に基づいて、板厚領域間での加工寸法の差が小さくなり且つ被加工物の真直精度が板厚領域内で高くなるように、電圧補正値、休止時間補正値、およびワイヤ張力指令を算出している。そして、加工機構30が、電圧補正値、休止時間補正値、およびワイヤ張力指令を用いて、加工中に板厚が変化する被加工物7をワイヤ放電加工している。これにより、ワイヤ放電加工装置100は、加工中に板厚が変化する被加工物7に対しても加工寸法の精度および加工形状の精度を向上させることができる。
As described above, in the embodiment, the
以上の実施の形態に示した構成は、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、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。 The configuration shown in the above embodiment is an example, and can be combined with another known technique, or a part of the configuration may be omitted or changed without departing from the gist. It is possible.
1 ワイヤ電極ボビン、2,2A,2B ワイヤ電極、3 テンション負荷装置、4 上側給電子、5 下側給電子、6 上部ガイド、7,7B,7C,7D 被加工物、8 定盤、9 ワイヤ走行速度制御モータ、10 ワイヤ電極回収箱、11X X軸駆動モータ、11Y Y軸駆動モータ、12 下部ガイド、13 下部ローラ、20 設定入力IF、21 第1の板厚領域、22 第2の板厚領域、23 第3の板厚領域、24 第4の板厚領域、30,34 加工機構、31 ワイヤ張力制御装置、32 加工電源、33 NC制御装置、35 形状寸法補償器、41,42,63,64,75,76,80 演算器、43 フィードバック制御器、45 加工電圧検出器、46 加工エネルギー検出器、48 板厚推定器、49 ノズル離れ量検出器、50 学習装置、51 データ取得部、52 モデル生成部、53 報酬計算部、54 関数更新部、60 推論装置、61 データ取得部、62 推論部、70 学習済モデル記憶部、71 学習済モデル、77 電圧補正値情報、79 加工情報、81 上側ノズル、82 下側ノズル、85 電圧補正値算出部、86 休止時間補正値算出部、91 プロセッサ、92 メモリ、93 出力装置、94 入力装置、100,101 ワイヤ放電加工装置。 1 Wire electrode bobbin, 2,2A, 2B Wire electrode, 3 Tension load device, 4 Upper power supply, 5 Lower power supply, 6 Upper guide, 7,7B, 7C, 7D workpiece, 8 platen, 9 wires Traveling speed control motor, 10 wire electrode recovery box, 11XX axis drive motor, 11YY axis drive motor, 12 lower guide, 13 lower roller, 20 setting input IF, 21 first plate thickness region, 22 second plate thickness Region, 23 3rd plate thickness region, 24 4th plate thickness region, 30, 34 machining mechanism, 31 wire tension control device, 32 machining power supply, 33 NC control device, 35 shape dimension compensator, 41, 42, 63 , 64, 75, 76, 80 Calculator, 43 Feedback Controller, 45 Machining Voltage Detector, 46 Machining Energy Detector, 48 Plate Thickness Estimator, 49 Nozzle Separation Detector, 50 Learning Device, 51 Data Acquisition Unit, 52 Model generation unit, 53 Reward calculation unit, 54 Function update unit, 60 Inference device, 61 Data acquisition unit, 62 Inference unit, 70 Learned model storage unit, 71 Learned model, 77 Voltage correction value information, 79 Processing information, 81 upper nozzle, 82 lower nozzle, 85 voltage correction value calculation unit, 86 pause time correction value calculation unit, 91 processor, 92 memory, 93 output device, 94 input device, 100, 101 wire discharge processing device.
Claims (10)
ワイヤ放電加工中に前記被加工物の前記板厚を推定する板厚推定器と、
加工中の加工電圧、加工中の加工エネルギー、加工中の加工速度、加工液を前記ワイヤ電極に供給するノズルと前記被加工物との間の距離である離間距離、および前記板厚に基づいて、前記板厚領域間での加工寸法の差が小さくなり且つ前記被加工物の前記ワイヤ電極の長さ方向での真直精度がそれぞれの前記板厚領域内で高くなるように、加工電圧の補正値である電圧補正値、前記電圧パルスの休止時間の補正値である休止時間補正値、および前記ワイヤ電極への張力指令であるワイヤ張力指令を算出する形状寸法補償器と、
を備え、
前記加工機構は、前記電圧補正値、前記休止時間補正値、および前記ワイヤ張力指令を用いて制御される、
ことを特徴とするワイヤ放電加工装置。 A processing mechanism that performs wire electric discharge machining using voltage pulses from wire electrodes on workpieces that have multiple plate thickness regions with different plate thicknesses on the processing path.
A plate thickness estimator that estimates the plate thickness of the workpiece during wire electric discharge machining, and
Based on the machining voltage during machining, the machining energy during machining, the machining speed during machining, the separation distance which is the distance between the nozzle that supplies the machining liquid to the wire electrode and the workpiece, and the plate thickness. The processing voltage is corrected so that the difference in processing dimensions between the plate thickness regions is small and the straightness accuracy of the work piece in the length direction of the wire electrodes is high within each plate thickness region. A voltage correction value that is a value, a pause time correction value that is a correction value for the pause time of the voltage pulse, and a shape dimension compensator that calculates a wire tension command that is a tension command to the wire electrode.
Equipped with
The machining mechanism is controlled using the voltage correction value, the pause time correction value, and the wire tension command.
A wire electric discharge machine characterized by this.
ことを特徴とする請求項1に記載のワイヤ放電加工装置。 The shape dimension compensator is the processing of the workpiece when wire electric discharge machining is executed by a plurality of combinations of the machining voltage, electric discharge machining energy, the separation distance, and the wire tension of the wire electrode. Using the control model set based on the dimensions and the straightness accuracy, the voltage correction value, the pause time correction value, and the wire tension command are calculated.
The wire electric discharge machining apparatus according to claim 1.
ことを特徴とする請求項2に記載のワイヤ放電加工装置。 In the control model, at least one of the wire diameter of the wire electrode and the material of the workpiece is set.
The wire electric discharge machining apparatus according to claim 2.
過去の加工結果に含まれる加工寸法の情報である寸法情報に基づいて、前記複数の板厚領域の加工寸法が、特定の板厚領域における加工寸法に近づくように、前記電圧補正値、前記休止時間補正値、および前記ワイヤ張力指令を算出する、
ことを特徴とする請求項1から3の何れか1つに記載のワイヤ放電加工装置。 The shape and dimension compensator is
The voltage correction value and the pause so that the machining dimensions of the plurality of plate thickness regions approach the machining dimensions in a specific plate thickness region based on the dimensional information which is the machining dimension information included in the past machining results. Calculate the time correction value and the wire tension command,
The wire electric discharge machining apparatus according to any one of claims 1 to 3.
ことを特徴とする請求項4に記載のワイヤ放電加工装置。 The shape and dimension compensator estimates the machining groove width for the workpiece based on the first machining conditions and the dimensional information used in the first wire electric discharge machining for the workpiece, and the above-mentioned Based on the plate thickness estimated in the first wire electric discharge machining on the workpiece and the machined groove width, to the workpiece of the wire electrode used in the second and subsequent wire electric discharge machining. Adjust the offset amount, which is the amount of alignment of the wire, and the second machining condition.
The wire electric discharge machining apparatus according to claim 4.
ことを特徴とする請求項4に記載のワイヤ放電加工装置。 The specific plate thickness region is the thinnest plate thickness region among the plurality of plate thickness regions.
The wire electric discharge machining apparatus according to claim 4.
ことを特徴とする形状寸法補償器。 The plate thickness of each of the plate thickness regions estimated when wire electric discharge machining is performed using a voltage pulse from a wire electrode on a workpiece having a plurality of plate thickness regions having different plate thicknesses on the processing path. Based on the machining voltage, machining energy, machining speed, and separation distance, which is the distance between the nozzle that supplies the machining liquid to the wire electrode and the workpiece, when machining each of the plate thickness regions. With the correction value of the machining voltage, the difference in machining dimensions between the plate thickness regions is small and the straightness accuracy of the work piece in the length direction of the wire electrode is high within each plate thickness region. A certain voltage correction value, a pause time correction value which is a correction value of the pause time of the voltage pulse, and a wire tension command which is a tension command to the wire electrode are calculated.
A shape and dimension compensator characterized by that.
前記加工ステップは、
前記ワイヤ放電加工装置が、ワイヤ放電加工中に前記被加工物の前記板厚を推定する推定ステップと、
前記ワイヤ放電加工装置が、加工中の加工電圧、加工中の加工エネルギー、加工中の加工速度、加工液を前記ワイヤ電極に供給するノズルと前記被加工物との間の距離である離間距離、および前記板厚に基づいて、前記板厚領域間での加工寸法の差が小さくなり且つ前記被加工物の前記ワイヤ電極の長さ方向での真直精度がそれぞれの前記板厚領域内で高くなるように、加工電圧の補正値である電圧補正値、前記電圧パルスの休止時間の補正値である休止時間補正値、および前記ワイヤ電極への張力指令であるワイヤ張力指令を算出する算出ステップと、
を含み、
前記ワイヤ放電加工装置は、前記電圧補正値、前記休止時間補正値、および前記ワイヤ張力指令を用いて前記ワイヤ放電加工を制御する、
ことを特徴とするワイヤ放電加工方法。 Including a machining step in which a wire electric discharge machine performs wire electric discharge machining using a voltage pulse from a wire electrode on a workpiece having a plurality of plate thickness regions having different plate thicknesses on a machining path.
The processing step is
An estimation step in which the wire electric discharge machine estimates the plate thickness of the work piece during wire electric discharge machining.
The separation distance, which is the distance between the nozzle and the workpiece to which the wire electric discharge machining apparatus supplies the machining voltage during machining, the machining energy during machining, the machining speed during machining, and the machining liquid to the wire electrode. And based on the plate thickness, the difference in machining dimensions between the plate thickness regions becomes small, and the straightness accuracy of the workpiece in the length direction of the wire electrode becomes high in each of the plate thickness regions. As described above, the calculation step of calculating the voltage correction value which is the correction value of the machining voltage, the pause time correction value which is the correction value of the pause time of the voltage pulse, and the wire tension command which is the tension command to the wire electrode.
Including
The wire electric discharge machine controls the wire electric discharge machining by using the voltage correction value, the pause time correction value, and the wire tension command.
A wire electric discharge machining method characterized by this.
前記学習用データを用いて、前記ワイヤ放電加工装置の加工パラメータから、加工電圧の補正値である電圧補正値、前記電圧パルスの休止時間の補正値である休止時間補正値、および前記ワイヤ電極への張力指令であるワイヤ張力指令を推論するための学習済モデルを生成するモデル生成部と、
を備え、
前記学習済モデルは、
加工中の加工電圧、加工中の加工エネルギー、加工中の加工速度、加工液を前記ワイヤ電極に供給するノズルと前記被加工物との間の距離である離間距離、および前記板厚に基づいて、前記板厚領域間での加工寸法の差が小さくなり且つ前記被加工物の前記ワイヤ電極の長さ方向での真直精度がそれぞれの前記板厚領域内で高くなるように、前記電圧補正値、前記休止時間補正値、および前記ワイヤ張力指令を推論する、
ことを特徴とする学習装置。 The machining parameters of a wire electric discharge machine that performs wire electric discharge machining using a voltage pulse from a wire electrode on a workpiece having a plurality of plate thickness regions having different plate thicknesses on the machining path, and the above-mentioned machining parameters. A data acquisition unit that acquires learning data including the processing results of the wire electric discharge machine,
Using the learning data, from the machining parameters of the wire electric discharge machine to the voltage correction value which is the correction value of the machining voltage, the pause time correction value which is the correction value of the pause time of the voltage pulse, and the wire electrode. A model generator that generates a trained model for inferring the wire tension command, which is the tension command of
Equipped with
The trained model is
Based on the machining voltage during machining, the machining energy during machining, the machining speed during machining, the separation distance which is the distance between the nozzle that supplies the machining liquid to the wire electrode and the workpiece, and the plate thickness. The voltage correction value is such that the difference in processing dimensions between the plate thickness regions is small and the straightness accuracy of the work piece in the length direction of the wire electrode is high within each plate thickness region. , The pause time correction value, and the wire tension command are inferred.
A learning device characterized by that.
前記加工パラメータから前記ワイヤ放電加工装置の加工結果を推論するための学習済モデルを用いて、前記データ取得部で取得した前記加工パラメータから、加工電圧の補正値である電圧補正値、前記電圧パルスの休止時間の補正値である休止時間補正値、および前記ワイヤ電極への張力指令であるワイヤ張力指令を推論して出力する推論部と、
を備え、
前記学習済モデルは、
加工中の加工電圧、加工中の加工エネルギー、加工中の加工速度、加工液を前記ワイヤ電極に供給するノズルと前記被加工物との間の距離である離間距離、および前記板厚に基づいて、前記板厚領域間での加工寸法の差が小さくなり且つ前記被加工物の前記ワイヤ電極の長さ方向での真直精度がそれぞれの前記板厚領域内で高くなるように、前記電圧補正値、前記休止時間補正値、および前記ワイヤ張力指令を推論する、
ことを特徴とする推論装置。 A data acquisition unit that acquires the machining parameters of a wire electric discharge machine that performs wire electric discharge machining using voltage pulses from wire electrodes on a workpiece having multiple plate thickness regions with different plate thicknesses on the machining path. ,
Using a trained model for inferring the machining result of the wire electric discharge machining device from the machining parameters, the voltage correction value, which is the correction value of the machining voltage, and the voltage pulse are obtained from the machining parameters acquired by the data acquisition unit. The pause time correction value, which is the correction value for the pause time, and the inference unit, which infers and outputs the wire tension command, which is the tension command to the wire electrode, and
Equipped with
The trained model is
Based on the machining voltage during machining, the machining energy during machining, the machining speed during machining, the separation distance which is the distance between the nozzle that supplies the machining liquid to the wire electrode and the workpiece, and the plate thickness. The voltage correction value is such that the difference in processing dimensions between the plate thickness regions is small and the straightness accuracy of the work piece in the length direction of the wire electrode is high within each plate thickness region. , The pause time correction value, and the wire tension command are inferred.
An inference device characterized by that.
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