JP7015422B1 - ワイヤ放電加工機の制御装置および制御方法 - Google Patents

ワイヤ放電加工機の制御装置および制御方法 Download PDF

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Abstract

ワイヤ放電加工機(10)の制御装置(30)は、第1コーナ区間(CI)においては第1制御量(V)を変化させ、第2コーナ区間(CO)においては第2制御量(F)を変化させる、加工制御部(310)と、前記第1制御量と前記第2制御量とが重複して変化する重複区間(DS)においては、現在の前記第1制御量および現在の前記第2制御量の各々を調整する、調整部(320)と、を備え、前記加工制御部は、前記重複区間においては、調整後の前記第1制御量および調整後の前記第2制御量にしたがって前記ワイヤ放電加工機を制御する。

Description

本発明は、ワイヤ放電加工機の制御装置および制御方法に関する。
国際公開第2015/063932号には、適切なコーナ速度指令を算出することでコーナ形状の加工精度を改善するワイヤ放電加工装置が開示されている。
ワイヤ放電加工においては、加工速度の制御以外に、放電電圧の制御および放電頻度の制御等、複数種類の制御が行われる場合がある。国際公開第2015/063932号に開示されたワイヤ放電加工装置においては、ワイヤ放電によるコーナ形状の加工が連続する場合に、複数種類の制御が重複することが考慮されていない。したがって、加工精度の向上レベルは一定程度にとどまるという課題がある。
本発明は、上述した課題を解決することを目的とする。
本発明の第1の態様は、加工経路に沿って、ワイヤ電極を加工対象物に対して相対移動させながら、前記ワイヤ電極と前記加工対象物との極間に放電を発生させて前記加工対象物を加工するワイヤ放電加工機の制御装置であって、基準加工条件に基づく複数の制御量にしたがって前記ワイヤ放電加工機を制御するとともに、第1コーナ区間においては、前記第1コーナ区間用の加工条件に基づき、前記複数の制御量のうちの少なくとも1つの第1制御量を変化させて前記ワイヤ放電加工機を制御し、前記第1コーナ区間の後に続く第2コーナ区間においては、前記第2コーナ区間用の加工条件に基づき、前記複数の制御量のうちの前記第1制御量とは異なる少なくとも1つの第2制御量を変化させて前記ワイヤ放電加工機を制御する、加工制御部と、前記第1制御量と前記第2制御量とが重複して変化する重複区間においては、前記第1制御量の最大変化量に対する現在の変化量の比率である第1比率と、前記第2制御量の最大変化量に対する現在の変化量の比率である第2比率とを算出し、現在の前記第1制御量および現在の前記第2制御量の各々を、前記第1比率および前記第2比率に基づいて調整する、調整部と、を備え、前記加工制御部は、前記第1制御量と前記第2制御量とを重複して変化させる前記重複区間においては、調整後の前記第1制御量および調整後の前記第2制御量にしたがって前記ワイヤ放電加工機を制御する。
本発明の第2の態様は、加工経路に沿って、ワイヤ電極を加工対象物に対して相対移動させながら、前記ワイヤ電極と前記加工対象物との極間に放電を発生させて前記加工対象物を加工するワイヤ放電加工機の制御方法であって、基準加工条件に基づく複数の制御量にしたがって前記ワイヤ放電加工機を制御するとともに、第1コーナ区間においては、前記第1コーナ区間用の加工条件に基づき、前記複数の制御量のうちの少なくとも1つの第1制御量を変化させて前記ワイヤ放電加工機を制御し、前記第1コーナ区間の後に続く第2コーナ区間においては、前記第2コーナ区間用の加工条件に基づき、前記複数の制御量のうちの前記第1制御量とは異なる少なくとも1つの第2制御量を変化させて前記ワイヤ放電加工機を制御する、加工制御を行い、前記第1制御量と前記第2制御量とが重複して変化する重複区間においては、前記第1制御量の最大変化量に対する現在の変化量の比率である第1比率と、前記第2制御量の最大変化量に対する現在の変化量の比率である第2比率とを算出し、現在の前記第1制御量および現在の前記第2制御量の各々を、前記第1比率および前記第2比率に基づいて調整する、調整を行い、前記加工制御が行われる際、前記第1制御量と前記第2制御量とを重複して変化させる前記重複区間においては、調整後の前記第1制御量および調整後の前記第2制御量にしたがって前記ワイヤ放電加工機が制御される。
本発明によれば、コーナ区間が連続する際のワイヤ放電加工の精度が向上する。
図1は、制御装置を含むワイヤ放電加工機の構成を示す図である。 図2は、図1に示すワイヤ放電加工機の機能ブロック図である。 図3は、コーナ経路の一例を示す図である。 図4は、極間に印加されるパルス電圧に関する相異なる制御が重複する様子を示す図である。 図5は、一実施の形態における制御装置によるワイヤ放電加工機の制御処理を示すフローチャートである。 図6は、変形例1における制御装置によるワイヤ放電加工機の制御処理を示すフローチャートである。
図1は、制御装置30を含むワイヤ放電加工機10の構成を示す図である。ワイヤ放電加工機10は、ワイヤ電極14と加工対象物とで形成される極間に電圧を印加して放電を発生させることで、加工対象物を放電加工する。ワイヤ放電加工機10は、所定のプログラムで指定された加工経路に沿って、加工対象物に対してワイヤ電極14を相対移動させた状態で、放電加工を行う。ワイヤ電極14と加工対象物との相対移動は、例えば、加工対象物を支持するテーブル12を移動させることで行われる。
ワイヤ放電加工機10は、上ワイヤガイド16と、下ワイヤガイド18と、上ガイドブロック20と、下ガイドブロック22とを有する。上ワイヤガイド16は、テーブル12の上方側(+Z方向側)で、ワイヤ電極14を支持する。下ワイヤガイド18は、テーブル12の下方側(-Z方向側)で、ワイヤ電極14を支持する。上ガイドブロック20には、上ワイヤガイド16が設置される。下ガイドブロック22には、下ワイヤガイド18が設置される。ワイヤ電極14は、ワイヤボビン24から予め定められた速度で送り出し方向に供給される。ワイヤ電極14は、ローラ36、上ワイヤガイド16および下ワイヤガイド18を経由して、ピンチローラ44およびフィードローラ46に挟持され、回収箱26で回収される。さらに、ワイヤ放電加工機10は、極間に電圧を供給する加工電源28と、制御装置30と、を有している。
制御装置30は、処理回路と、プログラム等を記憶するメモリとを有する。処理回路がプログラムを実行することで、本実施の形態の制御装置30として機能する。制御装置30は、ワイヤ放電加工機10による加工対象物の加工を制御する。メモリは、RAM等の揮発性メモリと、ROMおよびフラッシュメモリ等の不揮発性メモリとを含む。処理回路は、CPU等のプロセッサを含む。図1に示したX方向、Y方向およびZ方向は互いに直交しており、-Z方向が重力方向である。
ワイヤ放電加工が行われる場合は、加工槽34は加工液を貯留してもよい。この場合は、テーブル12、加工対象物、上ワイヤガイド16および上ガイドブロック20、下ワイヤガイド18および下ガイドブロック22は加工液に浸漬している。上ワイヤガイド16は、ワイヤ電極14と加工対象物とで形成される極間に加工液を噴出してもよい。これにより、極間に加工屑(スラッジ)が漂うことを防止することができ、その結果、加工精度が向上する。なお、下ワイヤガイド18も極間に加工液を噴出してもよい。加工槽34はベッド38の上に設置されている。
図2は、図1に示すワイヤ放電加工機10の機能ブロック図である。図2には、図1に示すワイヤ放電加工機10の構成のうちの一部が示される。図2には、さらに、図1には示されていない加工対象物W、変位駆動部40、送出駆動部32およびポンプ48が示されている。加工対象物Wはテーブル12に搭載される。加工電源28は、ワイヤ電極14と加工対象物Wとで形成される極間Gにパルス電圧を繰り返し印加する。
変位駆動部40は、加工対象物Wに対してワイヤ電極14をX方向およびY方向に相対移動させるためにテーブル12を駆動する。変位駆動部40は、X用モータ、Y用モータ、X用駆動伝達機構、およびY用駆動伝達機構を有する。X用モータは、テーブル12をX方向に移動するためのモータである。Y用モータは、テーブル12をY方向に移動するためのモータである。X用駆動伝達機構は、X用モータの回転運動をテーブル12のX方向の直線運動に変換するための機構である。Y用駆動伝達機構は、Y用モータの回転運動をテーブル12のY方向の直線運動に変換するための機構である。X用駆動伝達機構およびY用駆動伝達機構の各々は、ボールねじおよびテーブル12に設置されたナット等により構成される。なお、X用モータおよびY用モータの各々には、回転位置を検出するエンコーダ(回転位置検出センサ)が設けられている。
変位駆動部40の代わりに、上ガイドブロック20および下ガイドブロック22をX方向およびY方向に駆動する変位駆動部が設けられていてもよい。また、変位駆動部40に加えて、上ガイドブロック20および下ガイドブロック22をX方向およびY方向に駆動する別の変位駆動部が設けられていてもよい。
送出駆動部32は、ローラ36と送出用モータとを有する。ローラ36は、回転することで、ワイヤボビン24に巻かれたワイヤ電極14を加工対象物Wに対して送り出す。送出用モータは、ローラ36を回転させる。送出用モータには、回転位置を検出するエンコーダ(回転位置検出センサ)が設けられている。
ポンプ48は、不図示の加工液供給装置で浄化された加工液を汲み上げ、汲み上げた加工液を上ワイヤガイド16へ供給する。上ワイヤガイド16は、極間Gに加工液を噴出する。ポンプ48は、汲み上げた加工液を下ワイヤガイド18へ供給してもよい。下ワイヤガイド18は、極間Gに加工液を噴出する。
本実施の形態では、相異なる形状のコーナ区間を含むコーナ経路に沿って加工対象物Wを加工するワイヤ放電加工機10について説明する。本実施の形態では、相異なる形状のコーナ区間とは、内コーナ区間と、内コーナ区間の後に続く外コーナ区間とする。本実施の形態の制御装置30は、加工制御部310および調整部320を備える。加工制御部310および調整部320のうちの少なくとも一部が、ASIC、FPGA、またはその他の集積回路を用いて実現されることとしてもよい。
加工制御部310は、送出駆動部32と、変位駆動部40と、加工電源28と、ポンプ48とを制御する。加工制御部310は、送出駆動部32を制御することで、加工対象物Wを放電加工するワイヤ電極14を、加工条件で指定された送り速度で、上ワイヤガイド16から下ワイヤガイド18へ向かって送り出す。加工制御部310は、変位駆動部40を制御することで、加工対象物Wに対してワイヤ電極14を、加工プログラムで指定された加工経路に沿って、X方向およびY方向に相対移動させる。加工制御部310は、加工条件で指定された加工速度に基づいて、ワイヤ電極14を相対移動させてもよい。また、加工制御部310は、ポンプ48を制御することで、上ワイヤガイド16および下ワイヤガイド18の少なくとも一方に、極間Gへの加工液の噴出を、加工条件で指定された噴流量に基づき行わせてもよい。
加工制御部310は、加工電源28を制御することで、加工電源28は極間Gにパルス電圧を繰り返し印加する。加工制御部310は、加工条件で指定された大きさのパルス電圧を極間Gに印加してもよい。加工制御部310は、加工条件で指定されたパルス数で極間Gにパルス電圧を印加してもよい。なお、本実施の形態では、「パルス数」とは単位時間当たりのパルス数を意味する。
加工制御部310は、加工条件で指定された複数の制御量にしたがって加工電源28および変位駆動部40等のうちの少なくとも一つを制御する。複数の制御量は、例えば、パルス電圧制御量、パルス数制御量、加工速度制御量および加工液制御量等を含む。パルス電圧制御量は、加工電源28が放電を発生させる際に極間Gへ印加するパルス電圧の大きさを、加工条件で指定された大きさのパルス電圧に制御するための制御量である。パルス数制御量は、加工電源28が放電を発生させる際に極間Gへ印加するパルス電圧の単位時間当たりのパルス数を、加工条件で指定されたパルス数に制御するための制御量である。加工速度制御量は、変位駆動部40が加工対象物Wを加工する速度を、加工条件で指定された加工速度に制御するための制御量である。加工液制御量は、加工電源28が放電を発生させる際に、加工槽34内の極間Gへ供給される加工液の単位時間当たりの噴流量を、加工条件で指定された噴流量に制御するための制御量である。
加工制御部310は、内コーナ区間において、内コーナ区間用の加工条件に基づき、第1制御量を変化させる。加工制御部310は、外コーナ区間において、外コーナ区間用の加工条件に基づき、第2制御量を変化させる。第1制御量と第2制御量とは相異なる制御量である。本実施の形態において、第1制御量はパルス電圧制御量であり、かつ第2制御量はパルス数制御量である。
調整部320は、複数の制御量のうちの一部の制御量が重複して変化する重複区間においては、重複して変化する制御量を調整する。本実施の形態において、重複区間では、上述した第1制御量と第2制御量とが重複して変化する。
図3は、コーナ経路の一例を示す図である。図3に示すように、加工経路RTは、直線経路と、直線経路の後に続くコーナ経路と、コーナ経路の後に続く直線経路とを有する。コーナ経路は、内コーナ区間CIと、内コーナ区間CIの後に続く外コーナ区間COとを有する。ワイヤ電極14が加工対象物Wに対して相対移動する加工経路RTは、位置PAより前の直線経路の区間から始まる。次に位置PAから位置PBまでの湾曲した内コーナ区間CIがある。続いて位置PBから位置PCまでの湾曲した外コーナ区間COがある。位置PCから先には直線経路の区間がある。内コーナ区間CIでは、加工経路RTを覆うように加工対象物Wの表面が湾曲している。逆に、外コーナ区間COでは、加工経路RTに向かって反るように加工対象物Wの表面が湾曲している。
ワイヤ電極14がコーナ経路に入るまでは、加工制御部310は、基準加工条件に基づく複数の制御量にしたがってワイヤ放電加工機10を制御する。本実施の形態において、複数の制御量は、少なくとも、第1制御量Vと、第2制御量Fとを含む。加工制御部310は、基準加工条件に基づく第1制御量Vとして、基準制御量V0を設定する。加工制御部310は、基準加工条件に基づく第2制御量Fとして、基準制御量F0を設定する。
ワイヤ電極14が加工対象物Wに対し相対移動して位置PAを通過すると、加工制御部310は、内コーナ区間CI用の加工条件に基づき、第1制御量Vが最大制御量VHに到達するまで、第1制御量Vを基準制御量V0から徐々に変化させる。最大制御量VHは、内コーナ区間CI用の加工条件で指定されている。なお、第1制御量V以外の制御量については、基準加工条件に基づく制御量がそのまま用いられる。
ワイヤ電極14が加工対象物Wに対し相対移動して加工経路RT上の位置PBを通過すると、加工制御部310は、第1制御量Vが基準制御量V0に到達するまで、第1制御量Vを最大制御量VHから徐々に変化させる。同じく、ワイヤ電極14が加工対象物Wに対し相対移動して位置PBを通過すると、加工制御部310は、外コーナ区間CO用の加工条件に基づき、第2制御量Fが最大制御量FHに到達するまで、第2制御量Fを基準制御量F0から徐々に変化させる。最大制御量FHは、外コーナ区間CO用の加工条件で指定されている。なお、第2制御量F以外の制御量については、基準制御量V0に向かって変化する第1制御量Vを除き、基準加工条件に基づく制御量がそのまま用いられる。
ワイヤ電極14が加工対象物Wに対し相対移動して位置PBに到達すると、基準制御量V0を上回る第1制御量Vにしたがった加工制御と、基準制御量F0を上回る第2制御量Fにしたがった加工制御とが重複する重複区間DSが現れる。図3に示すように、重複区間DSは、加工経路RT上の位置PBから位置PDまでの区間である。この重複区間DSは、第1制御量Vが基準制御量V0と異なり、かつ第2制御量Fが基準制御量F0とは異なる区間である。つまり、第1制御量Vが基準制御量V0から変化し、かつ第2制御量Fが基準制御量F0から変化している区間が重複区間DSである。
ワイヤ電極14が加工対象物Wに対し相対移動して位置PDを通過すると、加工制御部310は、第2制御量Fとして最大制御量FHを維持する。ワイヤ電極14が加工対象物Wに対し相対移動して位置PCを通過すると、加工制御部310は、第2制御量Fが基準制御量F0に到達するまで、第2制御量Fを最大制御量FHから徐々に変化させる。
図4は、極間Gに印加されるパルス電圧に関する相異なる制御が重複する様子を示す図である。グラフ510および560は、ワイヤ電極14の加工対象物Wに対する相対的な位置が変化するのに応じて、第1制御量Vおよび第2制御量Fがそれぞれ変化する様子を表している。ただし、グラフ510および560において、重複区間DSにて相異なる制御が重複することは考慮されていない。
放電加工により移動するワイヤ電極14の加工対象物Wに対する相対的な位置は、加工プログラムで指定された加工経路RT上の位置として定められる。上述したように、第1制御量Vは内コーナ区間CI用の加工条件に基づき増加し、第2制御量Fは外コーナ区間CO用の加工条件に基づき増加する。グラフ510および560に示されるように、加工経路RT上の位置PAより前の直線経路の区間において、第1制御量Vおよび第2制御量Fは、それぞれ基準制御量V0および基準制御量F0に等しい。
グラフ510に示されるように、内コーナ区間CIにおいて、第1制御量Vは、基準制御量V0から徐々に増加して最大制御量VHに到達し、その後は最大制御量VHを維持する。グラフ560に示されるように、同じ内コーナ区間CIにおいて、第2制御量Fは基準制御量F0を維持する。
グラフ560に示されるように、外コーナ区間COにおいて、第2制御量Fは、基準制御量F0から徐々に増加して最大制御量FHに到達し、その後は最大制御量FHを維持する。グラフ510に示されるように、重複区間DSにおいて、第1制御量Vは、最大制御量VHから徐々に減少して基準制御量V0に到達する。グラフ510に示されるように、重複区間DSにおける加工終了後、外コーナ区間COに含まれる加工経路RT上の位置PDから位置PCまでの区間において、第1制御量Vは基準制御量V0を維持する。グラフ560に示される例において、第2制御量Fが最大制御量FHに到達する位置は、位置PDよりも前であって、かつ重複区間DS内にある。しかし、第2制御量Fが最大制御量FHに到達する位置は、位置PDよりも先であって、重複区間DS外にあってもよい。
グラフ510に示されるように、加工経路RT上の位置PCから先の直線経路の区間において、第1制御量Vは基準制御量V0を維持する。グラフ560に示されるように、その同じ直線経路の区間において、第2制御量Fは、最大制御量FHから徐々に減少して基準制御量F0に到達する。グラフ560に示されるように、加工経路RT上の、第2制御量Fが基準制御量F0に到達した後の区間において、第2制御量Fは基準制御量F0を維持する。
グラフ510に示されるように、加工経路RT上の現在位置Pkにおける現在の第1制御量Vkと基準制御量V0との差を現在の変化量ΔVkとする。グラフ510に示されるように、第1制御量Vの最大制御量VHと基準制御量V0との差を最大変化量ΔVmaxとする。現在の変化量ΔVkおよび最大変化量ΔVmaxは、式(1)および(2)で表される。現在の変化量ΔVkは、現在の第1制御量Vkの基準制御量V0からの変化量である。最大変化量ΔVmaxは、最大制御量VHの基準制御量V0からの変化量である。調整部320は、第1比率RVkを、第1制御量Vの最大変化量ΔVmaxに対する現在の変化量ΔVkの比率として、算出する。式(3)に示すように、第1比率RVkは、現在の変化量ΔVkと最大変化量ΔVmaxとの比の値である。図4は、便宜上、第1比率RVkを、現在の変化量ΔVkと最大変化量ΔVmaxとの比の百分率表示値として示している。
ΔVk=Vk-V0 ・・・(1)
ΔVmax=VH-V0 ・・・(2)
RVk=ΔVk/ΔVmax ・・・(3)
グラフ560に示されるように、加工経路RT上の現在位置Pkにおける現在の第2制御量Fkと基準制御量F0との差を現在の変化量ΔFkとする。グラフ560に示されるように、第2制御量Fの最大制御量FHと基準制御量F0との差を最大変化量ΔFmaxとする。現在の変化量ΔFkおよび最大変化量ΔFmaxは、式(4)および(5)で表される。現在の変化量ΔFkは、現在の第2制御量Fkの基準制御量F0からの変化量である。最大変化量ΔFmaxは、最大制御量FHの基準制御量F0からの変化量である。調整部320は、第2比率RFkを、第2制御量Fの最大変化量ΔFmaxに対する現在の変化量ΔFkの比率として、算出する。式(6)に示すように、第2比率RFkは、現在の変化量ΔFkと最大変化量ΔFmaxとの比の値である。図4は、便宜上、第2比率RFkを、現在の変化量ΔFkと最大変化量ΔFmaxとの比の百分率表示値として示している。
ΔFk=Fk-F0 ・・・(4)
ΔFmax=FH-F0 ・・・(5)
RFk=ΔFk/ΔFmax ・・・(6)
グラフ610は、調整部320が式(3)を用いて算出することにより得られた第1比率RVkの、加工経路RT上の位置に応じた変化を表す。グラフ660は、調整部320が式(6)を用いて算出することにより得られた第2比率RFkの、加工経路RT上の位置に応じた変化を表す。式(3)および式(6)を、式(1)および式(4)を用いてそれぞれ変形すると、グラフ510に示す第1制御量Vkおよびグラフ560に示す第2制御量Fkは、それぞれ式(7)および式(8)に表される。
Vk=V0+ΔVmax×RVk ・・・(7)
Fk=F0+ΔFmax×RFk ・・・(8)
グラフ510、560、610および660において、重複区間DSにて相異なる制御が重複することは考慮されていない。すなわち、位置Pkが重複区間DS内にある場合、式(8)に示す第2制御量Fkには、第2制御量Fkにしたがった制御とともに式(7)に示す第1制御量Vkにしたがった制御が同時に行われていることが考慮されていない。そのため、重複区間DSにおけるワイヤ放電加工の精度が低下するという問題が生じるおそれがある。また、重複区間DSにおけるワイヤ放電加工の最中にワイヤ電極14が断線するという問題が生じるおそれがある。その理由としては、重複区間DSにおける放電エネルギーが変動し不安定になるからである。
上述した問題の発生を防止するため、本実施の形態においては、重複区間DSにて相異なる制御が重複することを考慮し、第1制御量Vおよび第2制御量Fの調整が行われる。調整部320は、第1制御量Vと第2制御量Fとが重複して変化する重複区間DSにおいて、第1制御量Vおよび第2制御量Fの各々を調整する。
調整部320は、重複区間DSにおける第1制御量Vを、第1比率RVkおよび第2比率RFkに基づいて調整する。具体的には、調整部320は、式(9)を用いて、第1の調整用比率RVAkを算出する。第1の調整用比率RVAkは、第1制御量Vの調整に用いられる。式(9)に示すように、第1の調整用比率RVAkは、第1比率RVkおよび第2比率RFkの和に対する第1比率RVkの割合として得られる。
RVAk=RVk/(RVk+RFk) ・・・(9)
調整部320は、重複区間DSにおける第2制御量Fを、第1比率RVkおよび第2比率RFkに基づいて調整する。具体的には、調整部320は、式(10)を用いて、第2の調整用比率RFAkを算出する。式(10)に示すように、第2の調整用比率RFAkは、第1比率RVkおよび第2比率RFkの和に対する第2比率RFkの割合として得られる。なお、式(9)および式(10)より明らかであるとおり、第1の調整用比率RVAkと、第2の調整用比率RFAkとの和は1である。図4に示すように、第1の調整用比率RVAkおよび第2の調整用比率RFAkが百分率表示値である場合、それらの和は100%である。
RFAk=RFk/(RVk+RFk) ・・・(10)
第1の調整用比率RVAkの、加工経路RT上の位置に応じた変化は、グラフ710に示される。第2の調整用比率RFAkの、加工経路RT上の位置に応じた変化は、グラフ760に示される。重複区間DSにおいて、第1の調整用比率RVAkおよび第2の調整用比率RFAkは、各位置Pkで算出される。重複区間DSにおいて、調整部320は、第1の調整用比率RVAkおよび第2の調整用比率RFAkに基づいて、第1制御量Vkおよび第2制御量Fkを各位置Pkで調整する。
重複区間DSにおける、調整後の第1制御量VAkおよび調整後の第2制御量FAkは、式(11)および式(12)を用いて、それぞれ算出される。式(11)に示すように、調整後の第1制御量VAkは、第1の調整用比率RVAkを第1制御量Vの最大変化量ΔVmaxに乗じて得られた値に基準制御量V0を加えて得られる。式(12)に示すように、調整後の第2制御量FAkは、第2の調整用比率RFAkを第2制御量Fの最大変化量ΔFmaxに乗じて得られた値に基準制御量F0を加えて得られる。
VAk=V0+ΔVmax×RVAk ・・・(11)
FAk=F0+ΔFmax×RFAk ・・・(12)
加工制御部310は、重複区間DSにおいては、式(11)および式(12)に基づき、調整後の第1制御量VAkおよび調整後の第2制御量FAkにしたがって、ワイヤ放電加工機10の加工電源28を制御する。式(7)および式(8)に基づき第1制御量Vkおよび第2制御量Fkにしたがった加工制御が行われるのに比べ、重複区間DSにおけるワイヤ放電加工の精度が向上する。また、重複区間DSにおけるワイヤ放電加工の最中にワイヤ電極14が断線する可能性が低下する。
図5は、本実施の形態における制御装置30によるワイヤ放電加工機10の制御処理を示すフローチャートである。本制御処理が開始されると、ステップS510で、加工制御部310は、第1制御量Vに基準制御量V0を設定し、かつ第2制御量Fに基準制御量F0を設定する。加工制御部310は、基準加工条件に基づく基準制御量V0および基準制御量F0にしたがって、ワイヤ放電加工機10による放電加工を制御する。こうして、加工制御部310は、加工経路RT上における加工開始位置から直線経路の区間の加工制御を行う。
ステップS512で、加工制御部310は、加工経路RT上の位置PAを始点とする内コーナ区間CIの加工を開始するか否かを判定する。加工開始位置からワイヤ電極14が加工対象物Wに対し相対移動して位置PAへ到達すると、ステップS512でYESとなり、本制御処理はステップS514へ進む。ワイヤ電極14がまだ位置PAへ到達していない場合、ステップS512でNOとなり、本制御処理はステップS510へ戻る。
ステップS514で、加工制御部310は、第1制御量Vを内コーナ区間CI用に変化させて加工制御を行う。加工制御部310は、第1制御量Vを、内コーナ区間CI用の加工条件に基づく最大制御量VHに到達するまで徐々に増加させる。加工制御部310は、徐々に増加する第1制御量Vにしたがって、ワイヤ放電加工機10による放電加工を制御する。なお、第1制御量Vが最大制御量VHに到達すると、その後の第1制御量Vは最大制御量VHを維持する。こうして、加工制御部310は、位置PAから内コーナ区間CIの加工制御を行う。
ステップS516で、加工制御部310は、加工経路RT上の位置PBを始点とする外コーナ区間COの加工を開始するか否かを判定する。位置PAからワイヤ電極14が加工対象物Wに対し相対移動して位置PBへ到達すると、ステップS516でYESとなり、本制御処理はステップS518へ進む。ワイヤ電極14がまだ位置PBへ到達していない場合、ステップS516でNOとなり、本制御処理はステップS514へ戻る。
なお、外コーナ区間COのうちの、位置PBから位置PDまでの重複区間DSにおいては、基準制御量V0を上回る第1制御量Vにしたがった加工制御と、基準制御量F0を上回る第2制御量Fにしたがった加工制御とが重複する。ステップS516でYESとなると、加工制御部310は、外コーナ区間COのうちの重複区間DSの加工を開始することを決定する。
ステップS518で、調整部320は、式(1)から式(6)までを用いて、第1比率RVkおよび第2比率RFkを算出する。
ステップS520で、調整部320は、式(9)および式(10)を用いて、第1の調整用比率RVAkおよび第2の調整用比率RFAkを算出する。
ステップS522で、調整部320は、外コーナ区間CO用の加工条件に基づき重複して変化する第1制御量Vkおよび第2制御量Fkを、第1の調整用比率RVAkおよび第2の調整用比率RFAkに基づいて調整する。調整部320は、式(11)および式(12)を用いて、重複区間DSにおける、調整後の第1制御量VAkおよび調整後の第2制御量FAkを算出する。
ステップS524で、加工制御部310は、重複区間DSにおいて、調整後の第1制御量VAkおよび調整後の第2制御量FAkにしたがって、ワイヤ放電加工機10による放電加工を制御する。
ステップS526で、加工制御部310は、第1制御量Vが基準制御量V0に変化したか否かを判定する。第1制御量Vが変化して基準制御量V0になると、ステップS526でYESとなり、本制御処理はステップS528へ進む。第1制御量Vが変化して基準制御量V0に到達した際の、ワイヤ電極14の位置を、位置PDとする。ワイヤ電極14が位置PDへ到達すると、重複区間DSの加工は終了する。第1制御量Vがまだ基準制御量V0に到達していない場合、ステップS526でNOとなり、本制御処理はステップS518へ戻る。ワイヤ電極14は、まだ位置PDへ到達しておらず、重複区間DSを相対移動中である。
重複区間DSの先に位置する、位置PDから位置PCまでの区間は、外コーナ区間COの一部である。ステップS528で、加工制御部310は、外コーナ区間CO用の加工条件に基づき、増加または最大制御量FHを維持する第2制御量Fにしたがって、ワイヤ放電加工機10による放電加工を制御する。
ステップS530で、加工制御部310は、外コーナ区間COの加工が終了したか否かを判定する。位置PDからワイヤ電極14が加工対象物Wに対し相対移動して位置PCへ到達すると、ステップS530でYESとなり、本制御処理はステップS532へ進む。ワイヤ電極14がまだ位置PCへ到達していない場合、ステップS530でNOとなり、本制御処理はステップS528へ戻る。
ステップS532で、加工制御部310は、第2制御量Fを、直線経路の区間用の加工条件に基づき徐々に減少させる。加工制御部310は、徐々に減少する第2制御量Fにしたがって、ワイヤ放電加工機10による放電加工を制御する。なお、第2制御量Fが基準制御量F0に到達すると、その後の第2制御量Fは基準制御量F0を維持する。こうして、加工制御部310は、加工経路RT上における位置PCから先の直線経路の区間の加工制御を行う。
ステップS534で、加工制御部310は、位置PCから先の直線経路の区間の加工が終了したか否かを判定する。ワイヤ電極14が加工対象物Wに対し相対移動して加工経路RT上における加工終了位置へ到達すると、ステップS534でYESとなり、本制御処理は終了する。ワイヤ電極14がまだ加工終了位置へ到達していない場合、ステップS534でNOとなり、本制御処理はステップS532へ戻る。
[変形例]
上記実施の形態は、以下のように変形されることとしてもよい。
(変形例1)
上記実施の形態において、調整部320は、式(9)および式(10)を用いて、第1の調整用比率RVAkおよび第2の調整用比率RFAkを算出する(図5のステップS520)。これらの算出に用いられる第1比率RVkおよび第2比率RFkのうちの少なくとも一方の比率に、1よりも大きな重み係数が付与されてもよい。より大きな重み係数が付与された比率に対応する制御量の方が、重複区間DSにおける加工制御に対して、より大きく影響する。
例えば、第2比率RFkに1よりも大きい重み係数αが付与される場合、調整部320は、第1の調整用比率RVAkおよび第2の調整用比率RFAkを、式(13)および式(14)を用いて算出する。第1制御量Vよりも第2制御量Fの方が、重複区間DSにおける加工制御に対して、より大きく影響する。
RVAk=RVk/(RVk+α×RFk) ・・・(13)
RFAk=α×RFk/(RVk+α×RFk) ・・・(14)
図6は、変形例1における制御装置30によるワイヤ放電加工機10の制御処理を示すフローチャートである。図6に示す制御処理の各ステップに付与された符号は、ステップS620を除き、図5に示す制御処理の各ステップに付与された符号と一致し、同一の処理が実行されることが表されている。したがって、図6のステップS510からS518までの処理、およびステップS522からS534までの処理についての説明を省略し、ステップS620の処理についてのみ説明する。
ステップS518の処理が完了すると、本制御処理はステップS620へ進む。ステップS620において、調整部320は、式(13)および式(14)を用いて、重み係数αに基づき第1の調整用比率RVAkおよび第2の調整用比率RFAkを算出する。ステップS620の処理が完了すると、本制御処理はステップS522へ進む。
(変形例2)
上記実施の形態において、第1制御量はパルス電圧制御量であり、かつ第2制御量はパルス数制御量であるが、それぞれそれらの制御量に限られない。例えば、第1制御量は加工速度制御量であってもよい。第2制御量は加工液制御量であってもよい。
(変形例3)
第1制御量および第2制御量の少なくとも一方は、複数の制御量であってもよい。例えば、内コーナ区間CIでは、パルス電圧制御量が増加するとともに、加工速度制御量が増加してもよい。内コーナ区間CIの後に続く外コーナ区間COでは、パルス数制御量とともに、加工液制御量が増加してもよい。この場合、加工制御部310が内コーナ区間CI用の加工条件に基づいて変化させる第1制御量は、パルス電圧制御量および加工速度制御量である。加工制御部310が外コーナ区間CO用の加工条件に基づいて変化させる第2制御量は、パルス数制御量および加工液制御量である。
(変形例4)
上記実施の形態および変形例において、加工経路RT上のコーナ経路では、内コーナ区間CIの後に外コーナ区間COが続く。外コーナ区間COの後に内コーナ区間CIが続いてもよい。その場合、重複区間は内コーナ区間CIに含まれる。重複区間の始点は、外コーナ区間COの後に位置する内コーナ区間CIの始点に一致する。
(変形例5)
上記実施の形態および変形例は、任意に組み合わされてもよい。
[実施の形態から得られる発明]
上記実施の形態および変形例から把握しうる発明について、以下に記載する。
(1)加工経路(RT)に沿って、ワイヤ電極(14)を加工対象物(W)に対して相対移動させながら、前記ワイヤ電極と前記加工対象物との極間(G)に放電を発生させて前記加工対象物を加工するワイヤ放電加工機(10)の制御装置(30)であって、基準加工条件に基づく複数の制御量にしたがって前記ワイヤ放電加工機を制御するとともに、第1コーナ区間(CI)においては、前記第1コーナ区間用の加工条件に基づき、前記複数の制御量のうちの少なくとも1つの第1制御量(V)を変化させて前記ワイヤ放電加工機を制御し、前記第1コーナ区間の後に続く第2コーナ区間(CO)においては、前記第2コーナ区間用の加工条件に基づき、前記複数の制御量のうちの前記第1制御量とは異なる少なくとも1つの第2制御量(F)を変化させて前記ワイヤ放電加工機を制御する、加工制御部(310)と、前記第1制御量と前記第2制御量とが重複して変化する重複区間(DS)においては、前記第1制御量の最大変化量(ΔVmax)に対する現在の変化量(ΔVk)の比率である第1比率(RVk)と、前記第2制御量の最大変化量(ΔFmax)に対する現在の変化量(ΔFk)の比率である第2比率(RFk)とを算出し、現在の前記第1制御量および現在の前記第2制御量の各々を、前記第1比率および前記第2比率に基づいて調整する、調整部(320)と、を備え、前記加工制御部は、前記第1制御量と前記第2制御量とを重複して変化させる前記重複区間においては、調整後の前記第1制御量および調整後の前記第2制御量にしたがって前記ワイヤ放電加工機を制御する。これにより、コーナ区間が連続する際の重複区間におけるワイヤ放電加工の精度が向上する。また、重複区間におけるワイヤ放電加工の最中にワイヤ電極が断線する可能性が低下する。
(2)前記調整部は、前記第1比率および前記第2比率に基づいて第1の調整用比率(RVAk)および第2の調整用比率(RFAk)を算出し、現在の前記第1制御量を前記第1の調整用比率に基づいて調整し、かつ現在の前記第2制御量を前記第2の調整用比率に基づいて調整してもよい。これにより、コーナ区間が連続する際の重複区間におけるワイヤ放電加工の精度が向上する。また、重複区間におけるワイヤ放電加工の最中にワイヤ電極が断線する可能性が低下する。
(3)前記第1の調整用比率と前記第2の調整用比率との和は100%であってもよい。これにより、コーナ区間が連続する際の重複区間におけるワイヤ放電加工の精度が向上する。また、重複区間におけるワイヤ放電加工の最中にワイヤ電極が断線する可能性が低下する。
(4)前記調整部は、前記第1比率と、前記第2比率と、前記第1比率および前記第2比率のうちの少なくとも1つに付与される所定の重み係数(α)とに基づいて前記第1の調整用比率および前記第2の調整用比率を算出してもよい。これにより、第1比率および第2比率のうちの、より大きな重み係数が付与された一方の比率に対応する制御量の方が、他方の比率に対応する制御量よりも、重複区間における加工制御に対する影響を大きくすることができる。また、重み係数が付与された比率に対応する制御量の変化の度合いを微調整しやすくすることができる。
(5)前記第1制御量および前記第2制御量の各々は、前記ワイヤ放電加工機が前記加工対象物を加工する速度を制御するための制御量、前記ワイヤ放電加工機が前記放電を発生させる際に前記極間へ印加するパルス電圧の大きさを制御するための制御量、前記ワイヤ放電加工機が前記放電を発生させる際に前記極間へ印加する前記パルス電圧の単位時間当たりのパルス数を制御するための制御量、前記ワイヤ放電加工機が前記放電を発生させる際に前記極間へ供給される加工液の単位時間当たりの噴流量を制御するための制御量、のうちの少なくとも1つを含んでもよい。これにより、コーナ区間が連続する際の重複区間におけるワイヤ放電加工の精度が、さらに向上する場合がある。また、重複区間におけるワイヤ放電加工の最中にワイヤ電極が断線する可能性が、さらに低下する場合がある。
(6)加工経路(RT)に沿って、ワイヤ電極(14)を加工対象物(W)に対して相対移動させながら、前記ワイヤ電極と前記加工対象物との極間(G)に放電を発生させて前記加工対象物を加工するワイヤ放電加工機(10)の制御方法であって、基準加工条件に基づく複数の制御量にしたがって前記ワイヤ放電加工機を制御するとともに、第1コーナ区間(CI)においては、前記第1コーナ区間用の加工条件に基づき、前記複数の制御量のうちの少なくとも1つの第1制御量(V)を変化させて前記ワイヤ放電加工機を制御し、前記第1コーナ区間の後に続く第2コーナ区間(CO)においては、前記第2コーナ区間用の加工条件に基づき、前記複数の制御量のうちの前記第1制御量とは異なる少なくとも1つの第2制御量(F)を変化させて前記ワイヤ放電加工機を制御する、加工制御を行い、前記第1制御量と前記第2制御量とが重複して変化する重複区間(DS)においては、前記第1制御量の最大変化量(ΔVmax)に対する現在の変化量(ΔVk)の比率である第1比率(RVk)と、前記第2制御量の最大変化量(ΔFmax)に対する現在の変化量(ΔFk)の比率である第2比率(RFk)とを算出し、現在の前記第1制御量および現在の前記第2制御量の各々を、前記第1比率および前記第2比率に基づいて調整する、調整を行い、前記加工制御が行われる際、前記第1制御量と前記第2制御量とを重複して変化させる前記重複区間においては、調整後の前記第1制御量および調整後の前記第2制御量にしたがって前記ワイヤ放電加工機が制御される。これにより、コーナ区間が連続する際の重複区間におけるワイヤ放電加工の精度が向上する。また、重複区間におけるワイヤ放電加工の最中にワイヤ電極が断線する可能性が低下する。
(7)前記調整が行われる際、前記第1比率および前記第2比率に基づいて第1の調整用比率(RVAk)および第2の調整用比率(RFAk)が算出され、現在の前記第1制御量が前記第1の調整用比率に基づいて調整され、かつ現在の前記第2制御量が前記第2の調整用比率に基づいて調整されてもよい。これにより、コーナ区間が連続する際の重複区間におけるワイヤ放電加工の精度が向上する。また、重複区間におけるワイヤ放電加工の最中にワイヤ電極が断線する可能性が低下する。
(8)前記第1の調整用比率と前記第2の調整用比率との和は100%であってもよい。これにより、コーナ区間が連続する際の重複区間におけるワイヤ放電加工の精度が向上する。また、重複区間におけるワイヤ放電加工の最中にワイヤ電極が断線する可能性が低下する。
(9)前記調整が行われる際、前記第1比率と、前記第2比率と、前記第1比率および前記第2比率のうちの少なくとも1つに付与される所定の重み係数(α)とに基づいて前記第1の調整用比率および前記第2の調整用比率が算出されてもよい。これにより、第1比率および第2比率のうちの、より大きな重み係数が付与された一方の比率に対応する制御量の方が、他方の比率に対応する制御量よりも、重複区間における加工制御に対する影響を大きくすることができる。また、重み係数が付与された比率に対応する制御量の変化の度合いを微調整しやすくすることができる。
(10)前記第1制御量および前記第2制御量の各々は、前記ワイヤ放電加工機が前記加工対象物を加工する速度を制御するための制御量、前記ワイヤ放電加工機が前記放電を発生させる際に前記極間へ印加するパルス電圧の大きさを制御するための制御量、前記ワイヤ放電加工機が前記放電を発生させる際に前記極間へ印加する前記パルス電圧の単位時間当たりのパルス数を制御するための制御量、前記ワイヤ放電加工機が前記放電を発生させる際に前記極間へ供給される加工液の単位時間当たりの噴流量を制御するための制御量、のうちの少なくとも1つを含んでもよい。これにより、コーナ区間が連続する際の重複区間におけるワイヤ放電加工の精度が、さらに向上する場合がある。また、重複区間におけるワイヤ放電加工の最中にワイヤ電極が断線する可能性が、さらに低下する場合がある。
10…ワイヤ放電加工機 12…テーブル
14…ワイヤ電極 16…上ワイヤガイド
18…下ワイヤガイド 20…上ガイドブロック
22…下ガイドブロック 24…ワイヤボビン
26…回収箱 28…加工電源
30…制御装置 32…送出駆動部
34…加工槽 36…ローラ
38…ベッド 40…変位駆動部
44…ピンチローラ 46…フィードローラ
48…ポンプ 310…加工制御部
320…調整部
510、560、610、660、710、760…グラフ

Claims (10)

  1. 加工経路(RT)に沿って、ワイヤ電極(14)を加工対象物(W)に対して相対移動させながら、前記ワイヤ電極と前記加工対象物との極間(G)に放電を発生させて前記加工対象物を加工するワイヤ放電加工機(10)の制御装置(30)であって、
    基準加工条件に基づく複数の制御量にしたがって前記ワイヤ放電加工機を制御するとともに、第1コーナ区間(CI)においては、前記第1コーナ区間用の加工条件に基づき、前記複数の制御量のうちの少なくとも1つの第1制御量(V)を変化させて前記ワイヤ放電加工機を制御し、前記第1コーナ区間の後に続く第2コーナ区間(CO)においては、前記第2コーナ区間用の加工条件に基づき、前記複数の制御量のうちの前記第1制御量とは異なる少なくとも1つの第2制御量(F)を変化させて前記ワイヤ放電加工機を制御する、加工制御部(310)と、
    前記第1制御量と前記第2制御量とが重複して変化する重複区間(DS)においては、前記第1制御量の最大変化量(ΔVmax)に対する現在の変化量(ΔVk)の比率である第1比率(RVk)と、前記第2制御量の最大変化量(ΔFmax)に対する現在の変化量(ΔFk)の比率である第2比率(RFk)とを算出し、現在の前記第1制御量および現在の前記第2制御量の各々を、前記第1比率および前記第2比率に基づいて調整する、調整部(320)と、
    を備え、
    前記加工制御部は、前記第1制御量と前記第2制御量とを重複して変化させる前記重複区間においては、調整後の前記第1制御量および調整後の前記第2制御量にしたがって前記ワイヤ放電加工機を制御する、ワイヤ放電加工機の制御装置。
  2. 請求項1に記載のワイヤ放電加工機の制御装置において、
    前記調整部は、前記第1比率および前記第2比率に基づいて第1の調整用比率(RVAk)および第2の調整用比率(RFAk)を算出し、現在の前記第1制御量を前記第1の調整用比率に基づいて調整し、かつ現在の前記第2制御量を前記第2の調整用比率に基づいて調整する、ワイヤ放電加工機の制御装置。
  3. 請求項2に記載のワイヤ放電加工機の制御装置において、
    前記第1の調整用比率と前記第2の調整用比率との和は100%である、ワイヤ放電加工機の制御装置。
  4. 請求項2または3に記載のワイヤ放電加工機の制御装置であって、
    前記調整部は、前記第1比率と、前記第2比率と、前記第1比率および前記第2比率のうちの少なくとも1つに付与される所定の重み係数(α)とに基づいて前記第1の調整用比率および前記第2の調整用比率を算出する、ワイヤ放電加工機の制御装置。
  5. 請求項1~4のいずれか1項に記載のワイヤ放電加工機の制御装置であって、
    前記第1制御量および前記第2制御量の各々は、前記ワイヤ放電加工機が前記加工対象物を加工する速度を制御するための制御量、前記ワイヤ放電加工機が前記放電を発生させる際に前記極間へ印加するパルス電圧の大きさを制御するための制御量、前記ワイヤ放電加工機が前記放電を発生させる際に前記極間へ印加する前記パルス電圧の単位時間当たりのパルス数を制御するための制御量、前記ワイヤ放電加工機が前記放電を発生させる際に前記極間へ供給される加工液の単位時間当たりの噴流量を制御するための制御量、のうちの少なくとも1つを含む、ワイヤ放電加工機の制御装置。
  6. 加工経路(RT)に沿って、ワイヤ電極(14)を加工対象物(W)に対して相対移動させながら、前記ワイヤ電極と前記加工対象物との極間(G)に放電を発生させて前記加工対象物を加工するワイヤ放電加工機(10)の制御方法であって、
    基準加工条件に基づく複数の制御量にしたがって前記ワイヤ放電加工機を制御するとともに、第1コーナ区間(CI)においては、前記第1コーナ区間用の加工条件に基づき、前記複数の制御量のうちの少なくとも1つの第1制御量(V)を変化させて前記ワイヤ放電加工機を制御し、前記第1コーナ区間の後に続く第2コーナ区間(CO)においては、前記第2コーナ区間用の加工条件に基づき、前記複数の制御量のうちの前記第1制御量とは異なる少なくとも1つの第2制御量(F)を変化させて前記ワイヤ放電加工機を制御する、加工制御を行い、
    前記第1制御量と前記第2制御量とが重複して変化する重複区間(DS)においては、前記第1制御量の最大変化量(ΔVmax)に対する現在の変化量(ΔVk)の比率である第1比率(RVk)と、前記第2制御量の最大変化量(ΔFmax)に対する現在の変化量(ΔFk)の比率である第2比率(RFk)とを算出し、現在の前記第1制御量および現在の前記第2制御量の各々を、前記第1比率および前記第2比率に基づいて調整する、調整を行い、
    前記加工制御が行われる際、前記第1制御量と前記第2制御量とを重複して変化させる前記重複区間においては、調整後の前記第1制御量および調整後の前記第2制御量にしたがって前記ワイヤ放電加工機が制御される、ワイヤ放電加工機の制御方法。
  7. 請求項6に記載のワイヤ放電加工機の制御方法において、
    前記調整が行われる際、前記第1比率および前記第2比率に基づいて第1の調整用比率(RVAk)および第2の調整用比率(RFAk)が算出され、現在の前記第1制御量が前記第1の調整用比率に基づいて調整され、かつ現在の前記第2制御量が前記第2の調整用比率に基づいて調整される、ワイヤ放電加工機の制御方法。
  8. 請求項7に記載のワイヤ放電加工機の制御方法において、
    前記第1の調整用比率と前記第2の調整用比率との和は100%である、ワイヤ放電加工機の制御方法。
  9. 請求項7または8に記載のワイヤ放電加工機の制御方法であって、
    前記調整が行われる際、前記第1比率と、前記第2比率と、前記第1比率および前記第2比率のうちの少なくとも1つに付与される所定の重み係数(α)とに基づいて前記第1の調整用比率および前記第2の調整用比率が算出される、ワイヤ放電加工機の制御方法。
  10. 請求項6~9のいずれか1項に記載のワイヤ放電加工機の制御方法であって、
    前記第1制御量および前記第2制御量の各々は、前記ワイヤ放電加工機が前記加工対象物を加工する速度を制御するための制御量、前記ワイヤ放電加工機が前記放電を発生させる際に前記極間へ印加するパルス電圧の大きさを制御するための制御量、前記ワイヤ放電加工機が前記放電を発生させる際に前記極間へ印加する前記パルス電圧の単位時間当たりのパルス数を制御するための制御量、前記ワイヤ放電加工機が前記放電を発生させる際に前記極間へ供給される加工液の単位時間当たりの噴流量を制御するための制御量、のうちの少なくとも1つを含む、ワイヤ放電加工機の制御方法。
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