JP7280098B2 - Wire electric discharge machine and wire electric discharge machining method - Google Patents
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Description
本発明は、加工対象物の加工面に沿ってワイヤ電極を相対移動させつつ加工面とワイヤ電極との間に電圧を印加して放電させることにより加工面を再加工するワイヤ放電加工機およびワイヤ放電加工方法に関する。 The present invention provides a wire electric discharge machine and a wire electric discharge machine for re-machining a machined surface by relatively moving a wire electrode along the machined surface of a workpiece and applying a voltage between the machined surface and the wire electrode to cause electric discharge. It relates to an electrical discharge machining method.
ワイヤ放電加工機は、加工プログラムに従って加工対象物とワイヤ電極とを相対移動させつつ、加工対象物とワイヤ電極との間に電圧を印加して放電させることにより、加工対象物の加工を行う。加工プログラムは、加工対象物に対するワイヤ電極の加工経路を示すものであり、加工対象物毎に生成される。 A wire electric discharge machine processes a workpiece by applying a voltage between the workpiece and the wire electrode to cause electrical discharge while moving the workpiece and the wire electrode relative to each other according to a machining program. A machining program indicates a machining path of a wire electrode for an object to be machined, and is generated for each object to be machined.
例えば、特許文献1には、予め生成された加工プログラムを用いて1度目の加工(荒加工)を行い、加工経路を所定距離だけ加工対象物側にずらした加工プログラムを用いて2度目の加工(仕上げ加工、再加工)を行う技術が開示される。 For example, in Patent Document 1, first machining (rough machining) is performed using a machining program generated in advance, and second machining is performed using a machining program in which the machining path is shifted by a predetermined distance toward the workpiece. A technique for (finishing, reworking) is disclosed.
荒加工時の放電エネルギは強いため、加工対象物が歪むことがある。歪んだ加工対象物の仕上げ加工を予め生成した加工プログラムを用いて行うと、面粗さが悪くなる虞がある。また、加工プログラムを生成する作業は時間を要する。 Since the discharge energy during rough machining is strong, the workpiece may be distorted. If the finish machining of a distorted workpiece is performed using a machining program generated in advance, there is a risk that the surface roughness will deteriorate. Moreover, the work of generating the machining program takes time.
そこで、本発明は、加工対象物を再加工する際に加工プログラムを必要としないワイヤ放電加工機およびワイヤ放電加工方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a wire electric discharge machine and a wire electric discharge machining method that do not require a machining program when remachining an object to be machined.
本発明の第1の態様は、
加工対象物の加工面に沿ってワイヤ電極を相対移動させつつ前記加工面と前記ワイヤ電極とで形成される極間に電圧を印加して放電させることにより前記加工面を再加工するワイヤ放電加工機であって、
前記極間で発生する放電の状態を示す放電状態値を検出する放電状態検出部と、
前記放電状態値に基づいて前記加工対象物に対する前記ワイヤ電極の進行方向を決定し、前記加工対象物に対して前記ワイヤ電極を一定速度で前記進行方向に沿って移動させる駆動制御部と、
を備える。
A first aspect of the present invention is
Wire electric discharge machining for re-machining the machined surface by applying a voltage between the gap formed by the machined surface and the wire electrode while relatively moving the wire electrode along the machined surface of the object to be machined to cause electric discharge. machine and
a discharge state detection unit that detects a discharge state value indicating a state of discharge occurring between the electrodes;
a drive control unit that determines a traveling direction of the wire electrode with respect to the workpiece based on the discharge state value and moves the wire electrode along the traveling direction at a constant speed with respect to the workpiece;
Prepare.
本発明の第2の態様は、
ワイヤ放電加工機を用いて、加工対象物の加工面に沿ってワイヤ電極を相対移動させつつ前記加工面と前記ワイヤ電極とで形成される極間に電圧を印加して放電させることにより前記加工面を再加工するワイヤ放電加工方法であって、
前記極間で発生する放電の状態を示す放電状態値を検出する状態値検出工程と、
前記放電状態値に基づいて前記加工対象物に対する前記ワイヤ電極の進行方向を決定し、前記加工対象物に対して前記ワイヤ電極を一定速度で前記進行方向に沿って移動させる駆動制御工程と、
を含む。
A second aspect of the present invention is
A wire electric discharge machine is used to relatively move a wire electrode along a machining surface of an object to be machined, and apply a voltage between electrodes formed by the machining surface and the wire electrode to cause electric discharge. A wire electric discharge machining method for remachining a surface, comprising:
a state value detecting step of detecting a discharge state value indicating the state of the discharge occurring between the electrodes;
a driving control step of determining a traveling direction of the wire electrode relative to the workpiece based on the discharge state value and moving the wire electrode along the traveling direction at a constant speed relative to the workpiece;
including.
本発明によれば、加工プログラムを使用することなくワイヤ放電加工を行うことができる。 According to the present invention, wire electric discharge machining can be performed without using a machining program.
本発明に係るワイヤ放電加工機およびワイヤ放電加工方法について、好適な実施形態を掲げ、添付の図面を参照しながら以下、詳細に説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A wire electric discharge machine and a wire electric discharge machining method according to the present invention will be described in detail below with preferred embodiments and with reference to the accompanying drawings.
[1.ワイヤ放電加工機10の全体構成]
図1を用いてワイヤ放電加工機10の全体の構成を説明する。ワイヤ放電加工機10は、加工液中で加工対象物W(図2)とワイヤ電極12に電圧を印加して加工対象物Wとワイヤ電極12とで形成される極間に放電を発生させることで、加工対象物Wに対して放電加工を施す工作機械である。ワイヤ放電加工機10は、加工機本体14、加工液処理装置16、および、制御装置18を備える。
[1. Overall configuration of wire electric discharge machine 10]
The overall configuration of the wire
ワイヤ電極12の材質は、例えば、タングステン系、銅合金系、黄銅系などの金属材料である。一方、加工対象物Wの材質は、例えば、鉄系材料または超硬材料などの金属材料である。
The material of the
加工機本体14は、加工対象物W(ワーク、被加工物)に向けてワイヤ電極12を供給する供給系統20と、加工対象物Wを通過したワイヤ電極12を回収する回収系統22とを備える。
The machine
供給系統20は、未使用のワイヤ電極12が巻かれたワイヤボビン24と、ワイヤボビン24に対してトルクを付与するトルクモータ26と、ワイヤ電極12に対して摩擦による制動力を付与するブレーキシュー28と、ブレーキシュー28に対してブレーキトルクを付与するブレーキモータ30と、ワイヤ電極12の張力の大きさを検出する張力検出部32と、加工対象物Wの上方でワイヤ電極12をガイドするワイヤガイド(上ワイヤガイド)34とを備える。このトルクモータ26およびブレーキモータ30には、回転位置または回転速度を検出するエンコーダが設けられている。制御装置18は、エンコーダによって検出された検出信号に基づいて、トルクモータ26およびブレーキモータ30の回転速度が所定の回転速度となるように、トルクモータ26およびブレーキモータ30をフィードバック制御する。
The
回収系統22は、加工対象物Wの下方でワイヤ電極12をガイドするワイヤガイド(下ワイヤガイド)36と、ワイヤ電極12を挟持可能なピンチローラ38およびフィードローラ40と、フィードローラ40に対してトルクを付与するトルクモータ42と、ピンチローラ38およびフィードローラ40により搬送された使用済みのワイヤ電極12を回収する回収箱44とを備える。このトルクモータ42には、回転位置または回転速度を検出するエンコーダが設けられている。制御装置18は、エンコーダによって検出された検出信号に基づいて、トルクモータ42の回転速度が所定の回転速度となるように、トルクモータ42をフィードバック制御する。
The
加工機本体14は、放電加工の際に使用される脱イオン水または油などの加工液を貯留可能な加工槽46を備える。この加工槽46は、ベース部48上に載置されている。加工槽46内にはワイヤガイド34、36が配置され、これらワイヤガイド34とワイヤガイド36との間に加工対象物Wが設けられる。ワイヤガイド34、36は、ワイヤ電極12を支持するダイスガイド34a、36aを有する。また、ワイヤガイド36は、ワイヤ電極12の向きを変えながらピンチローラ38およびフィードローラ40に案内するガイドローラ36bを備える。
The machine
なお、ワイヤガイド34は、スラッジ(加工屑)を含まない清浄な加工液を、ワイヤ電極12と加工対象物Wとで形成される極間に向けて噴出する。これにより、放電加工に適した清浄な加工液で極間を満たすことができ、放電加工によって発生したスラッジによって放電加工の精度が低下することを防止することができる。また、ワイヤガイド36も、スラッジを含まない清浄な加工液を極間に向けて噴出してもよい。
The
加工対象物Wは、X方向およびY方向に移動可能なテーブル50(図2)によって支持される。ワイヤガイド34、36、加工対象物W、および、テーブル50は、加工槽46によって貯留された加工液に浸漬している。X方向およびY方向は互いに直交する。
The workpiece W is supported by a table 50 (FIG. 2) movable in the X and Y directions. The
加工液処理装置16は、加工槽46に発生した加工屑(スラッジ)を除去するとともに、電気抵抗率や温度などを調整することで加工液の液質を管理する装置である。この加工液処理装置16によって液質が管理された加工液が再び加工槽46に戻されるとともに、加工液が少なくともワイヤガイド34から噴出される。制御装置18は、加工機本体14および加工液処理装置16を制御する。
The machining
[2.ワイヤ放電加工機10の加工制御系統の構成]
図2を用いてワイヤ放電加工機10の加工制御系統の構成を説明する。加工機本体14は、テーブル50、駆動部52、放電状態検出部54および電源部56を有する。一方、制御装置18は、操作部74、記憶部80および演算部82を有する。
[2. Configuration of machining control system of wire electric discharge machine 10]
The configuration of the machining control system of the wire
テーブル50は、加工対象物Wを支持する。駆動部52は、テーブル50をX方向に移動させるための駆動力を出力するサーボモータ60xと、テーブル50をY方向に移動させるための駆動力を出力するサーボモータ60yと、サーボモータ60x、60yが出力する駆動力をテーブル50に伝達する駆動力伝達機構(不図示)と、サーボモータ60x、60yを制御するドライバ(不図示)を有する。サーボモータ60x、60yには、駆動量を検出するエンコーダ62x、62yが設けられる。エンコーダ62x、62yは、検出信号を演算部82に出力する。なお、本実施形態では、テーブル50を移動させることにより、加工対象物Wに対してワイヤ電極12を相対移動させる。これに代わり、ワイヤ電極12を移動させてもよい。
The table 50 supports the workpiece W. FIG. The
放電状態検出部54は、極間で発生する放電の状態を示す放電状態値を検出する。放電状態値は、放電時の極間の電圧値(極間電圧値という)であってもよいし、放電時に流れる電流であってもよいし、単位時間内に検出される放電パルス数であってもよい。図2で示される放電状態検出部54は、放電状態値としての極間電圧値を検出するために、加工対象物Wとワイヤ電極12とに接続される。なお、以下の説明において、放電状態値を極間電圧値とする。放電状態検出部54は、検出した極間電圧値を演算部82に出力する。
The
電源部56は、放電制御部86により生成される駆動パルス信号に基づいて、加工対象物Wおよびワイヤ電極12に対して所定周期ごとに電圧パルスを繰り返し印加する。
Based on the drive pulse signal generated by the
操作部74は、操作パネル76と画面78を有する。操作パネル76と画面78は、タッチパネル等のように一体化されていてもよい。操作部74は、オペレータが操作パネル76を使用して入力する各種情報および起動信号を演算部82に出力する。各種情報には、加工条件(加工対象物Wの材質、厚さ、ワイヤ径、再加工量、取り代、面粗さ、加工回数等)や、後述するワイヤ電極12の初期進行方向100(図6)等の情報が含まれる。画面78は、操作案内や入力された各種情報を表示する。
The
記憶部80は、メモリにより構成される。記憶部80は、操作部74から出力される加工条件と、加工条件に対応する制御情報と、を対応付けるマップ(不図示)を記憶する。制御情報は、印加する電圧の印加条件と、テーブル50の駆動条件と、極間電圧値の大小を判定するための基準範囲(下記[3]参照)等の情報を含む。印加条件というのは、印加する電圧のパルス(電圧パルスという)の電圧値、パルス間隔等の情報である。なお、パルス間隔は、パルス間の時間であり、加工対象物Wおよびワイヤ電極12に対して電圧を印加しない休止時間である。駆動条件というのは、加工対象物Wに対してワイヤ電極12を移動させる速度の情報である。
The
演算部82は、CPU等のプロセッサにより構成される。演算部82は、記憶部80に記憶されるプログラムを実行することにより駆動制御部84、放電制御部86および経路検出部88として機能する。
The
駆動制御部84は、加工面Sの再加工時に、極間電圧値に基づいて加工対象物Wに対するワイヤ電極12の進行方向を決定し、加工対象物Wに対してワイヤ電極12を一定速度で進行方向に沿って移動させる。駆動制御部84は、操作部74から出力される加工条件に対応する速度の情報を記憶部80から読み出す。駆動制御部84は、テーブル50を移動させるための数値制御信号を駆動部52のドライバに出力する。
The
放電制御部86は、操作部74から出力される加工条件に対応する印加条件を記憶部80から読み出し、その印加条件で電圧を印加するように電源部56を駆動するための駆動パルス信号を生成する。放電制御部86は、生成した駆動パルス信号を電源部56に出力する。
The
経路検出部88は、エンコーダ62x、62yから出力される検出信号に基づいて、加工対象物Wの加工位置を検出する。経路検出部88は、加工位置を示す位置情報を記憶部80に記憶させる。
The
[3.ワイヤ放電加工機10の動作]
図3A~図3Cを用いて本実施形態に係るワイヤ放電加工機10の動作を説明する。ワイヤ放電加工機10は、1度以上加工された加工対象物Wの加工面Sを、加工プログラムを用いずに再加工する。言い換えると、ワイヤ放電加工機10は、加工プログラムを用いてワイヤ電極12を進行させるのではなく、極間で発生する放電の状態に基づいて、加工面Sに対するワイヤ電極12の位置を推測し、極間の距離を自動調整しながらワイヤ電極12を進行させる。
[3. Operation of wire electric discharge machine 10]
The operation of the wire
加工面Sからその垂直方向に離れるにつれて極間電圧値は高くなる(大きな値になる)。つまり、極間の距離と極間電圧値には相関がある。その一方で、極間電圧値は、加工対象物Wに対するワイヤ電極12の相対速度に応じて変化する。こうした性質に鑑みて、駆動制御部84は、加工対象物Wに対するワイヤ電極12の相対速度を一定として、速度変化に伴う極間電圧値の変化を抑制したうえで、極間電圧値に基づいて加工面Sに対するワイヤ電極12の位置を推測する。
The inter-electrode voltage value increases (becomes a large value) as the distance from the processing surface S increases in the vertical direction. That is, there is a correlation between the distance between the electrodes and the voltage value between the electrodes. On the other hand, the inter-electrode voltage value changes according to the relative speed of the
図3A~図3Cに示されるように、加工面Sからその垂直方向に離れる方向には、ワイヤ電極12の最適な位置(最適位置90という)が存在する。この最適位置90を中心として加工面Sに近づく側と遠ざかる側には、加工に適した範囲(最適範囲92という)がある。最適範囲92のうち加工面Sに最も近い境界位置92aで放電が発生する場合、極間電圧値は相対的に低くなる。一方、最適範囲92のうち加工面Sから最も遠い境界位置92bで放電が発生する場合、極間電圧値は相対的に高くなる。このように、ワイヤ電極12が最適範囲92に位置したときに発生する放電の電圧値(極間電圧値)には幅がある。
As shown in FIGS. 3A to 3C, there is an optimum position (referred to as optimum position 90) of the
本実施形態では、ワイヤ電極12が最適範囲92を一定速度で移動するときに発生する放電の電圧値の範囲を基準範囲と称する。また、ワイヤ電極12が境界位置92aを一定速度で移動するときに発生する放電の電圧値を下限値と称する。また、ワイヤ電極12が境界位置92bを一定速度で移動するときに発生する放電の電圧値を上限値と称する。
In the present embodiment, the range of voltage values of discharge generated when the
駆動制御部84は、放電状態検出部54で検出される極間電圧値(具体的には極間電圧値の単位時間当たりの平均値)と、基準範囲の上限値および下限値と、を比較しながら、ワイヤ電極12の進行方向を自動調整する。基準範囲の上限値および下限値は、記憶部80に予め記憶される。
The
例えば、図3Aに示されるように、ワイヤ電極12が最適範囲92内に位置するときに放電が発生する場合、極間電圧値(平均値)は基準範囲内に納まる。このとき、ワイヤ電極12の進行方向は、矢印94aで示されるように維持される。
For example, as shown in FIG. 3A, when a discharge occurs when the
例えば、図3Bに示されるように、ワイヤ電極12が最適範囲92の境界位置92bを超えて加工面Sから遠ざかっているときに放電が発生する場合、極間電圧値(平均値)は上限値を上回る。このとき、ワイヤ電極12の進行方向は、矢印94bで示されるように加工面Sに近づく方向に変更される。
For example, as shown in FIG. 3B, when electrical discharge occurs when the
例えば、図3Cに示されるように、ワイヤ電極12が最適範囲92の境界位置92aを超えて加工面Sに近づいているときに放電が発生する場合、極間電圧値(平均値)は下限値を下回る。このとき、ワイヤ電極12の進行方向は、矢印94cで示されるように加工面Sから遠ざかる方向に変更される。
For example, as shown in FIG. 3C, when electrical discharge occurs when the
図4に示されるように、進行方向の変更量(角度)は、所定の角度θ1であってもよい。また、図5に示されるように、進行方向の変更量(角度)は、極間電圧値(平均値)の大きさに応じて決定されてもよい。例えば、極間電圧値(平均値)と下限値または上限値との差が大きくなるほど、進行方向の変更量(角度θ2)を大きくしてもよい。 As shown in FIG. 4, the change amount (angle) of the traveling direction may be a predetermined angle θ1. Further, as shown in FIG. 5, the amount of change (angle) in the traveling direction may be determined according to the magnitude of the inter-electrode voltage value (average value). For example, the greater the difference between the inter-electrode voltage value (average value) and the lower limit value or upper limit value, the larger the change amount (angle θ2) of the direction of travel may be.
[4.再加工の処理フロー]
図6~図8を用いて加工対象物Wの再加工時に行われる一連の処理を説明する。
[4. Processing flow for reprocessing]
A series of processes performed when the workpiece W is reprocessed will be described with reference to FIGS. 6 to 8. FIG.
[4.1.オペレータが行う事前処理]
オペレータは、再加工する加工対象物Wをテーブル50にセットする。また、オペレータは、操作部74を操作して加工条件を設定するとともに、初期進行方向100と、第1方向102または第2方向104のいずれかを設定する。図6に示されるように、初期進行方向100は、ワイヤ電極12から離れた位置にセットされた加工対象物Wに対してワイヤ電極12を接近させる方向である。
[4.1. Pre-processing performed by the operator]
The operator sets the workpiece W to be reprocessed on the table 50 . Further, the operator operates the
第1方向102および第2方向104は、初期進行方向100に沿って移動するワイヤ電極12が加工対象物Wの再加工に適した位置に到達したときに、ワイヤ電極12の進行方向を旋回させる方向である。進行方向が第1方向102に向けられる場合、ワイヤ電極12からみて加工面Sは左側に位置する。一方、進行方向が第2方向104に向けられる場合、ワイヤ電極12からみて加工面Sは右側に位置する。第1方向102または第2方向104が決められると、加工面Sに対してワイヤ電極12を近づける方向と遠ざける方向が特定される。第1方向102は、初期進行方向100に対して0度より大きく、+180度未満の範囲内で定められ、第2方向104は、初期進行方向100に対して0度より小さく、-180度未満の範囲内で定められる。
A
[4.2.ワイヤ放電加工機10が行う加工前処理]
オペレータは、各種の設定をした後に、操作部74の軌道スイッチ(不図示)を操作する。すると、操作部74から演算部82に起動信号が出力され、図7に示される加工前処理が開始される。この際、駆動制御部84は、設定された加工条件に対応する駆動条件と基準範囲の情報を記憶部80から読み出す。放電制御部86は、設定された加工条件に対応する印加条件を記憶部80から読み出す。
[4.2. Pre-processing performed by wire electric discharge machine 10]
After making various settings, the operator operates a trajectory switch (not shown) of the
ステップS1において、駆動制御部84は、ワイヤ電極12を初期進行方向100に相対移動させるための数値制御信号を生成し、駆動部52に出力する。駆動部52は、サーボモータ60x、60yを駆動し、ワイヤ電極12を初期進行方向100に沿って相対移動させて、加工対象物Wとワイヤ電極12とを接近させる。このとき、駆動制御部84は、ワイヤ電極12の移動速度を駆動条件で示される速度にする。同時に、放電制御部86は、印加条件に応じた駆動パルス信号を生成し、電源部56に出力する。電源部56は、加工対象物Wとワイヤ電極12との間にパルス状の電圧を印加する。ステップS1の終了後、処理はステップS2に移行する。
In step S<b>1 , the
ステップS2において、駆動制御部84は、単位時間当たりの極間電圧値の平均値を算出する。加工対象物Wとワイヤ電極12とがある程度接近すると極間で放電が発生し、更に極間の距離が狭まるにつれて極間電圧値は低くなり、平均値も低くなる。ステップS2の終了後、処理はステップS3に移行する。
In step S2, the
ステップS3において、駆動制御部84は、ステップS2で算出した平均値と、記憶部80から読み出した基準範囲の上限値とを比較する。平均値が基準範囲の上限値を下回る場合(ステップS3:YES)、すなわち、ワイヤ電極12が最適範囲92に到達した場合、処理はステップS4に移行する。一方、平均値が基準範囲の上限値以上である場合(ステップS3:NO)、すなわち、ワイヤ電極12が最適範囲92に到達していない場合、処理はステップS1に戻る。
In step S<b>3 , the
ステップS4において、駆動制御部84は、加工対象物Wに対するワイヤ電極12の進行方向を操作部74から出力される第1方向102と第2方向104のいずれかの方向に向ける。このとき、経路検出部88は、エンコーダ62x、62yから出力される検出信号に基づいて、ワイヤ電極12の位置を検出する。そして、経路検出部88は、その位置を加工開始位置として記憶部80に記憶させる。以上で加工前処理は終了する。
In step S<b>4 , the
[4.3.ワイヤ放電加工機10が行う加工処理]
図7に示される加工前処理が終了すると、引き続き図8に示される加工処理が開始される。
[4.3. Machining processing performed by wire electric discharge machine 10]
After the pre-processing shown in FIG. 7 is finished, the processing shown in FIG. 8 is started.
ステップS11において、駆動制御部84は、ワイヤ電極12をその時点で設定されている進行方向(例えば、図6に示される矢印106a、106b、106c)に沿って相対移動させるための数値制御信号を生成し、駆動部52に出力する。駆動部52は、サーボモータ60x、60yを駆動し、ワイヤ電極12を進行方向に沿って相対移動させる。同時に、放電制御部86は、記憶部80から読み出した印加条件に応じた駆動パルス信号を生成し、電源部56に出力する。電源部56は、加工対象物Wとワイヤ電極12との間にパルス状の電圧を印加する。ステップS11の終了後、処理はステップS12に移行する。
In step S11, the
ステップS12において、駆動制御部84は、単位時間当たりの極間電圧値の平均値を算出する。ワイヤ電極12の進行方向が加工対象物Wに近づく方向である場合、平均値は低くなる。ワイヤ電極12の進行方向が加工対象物Wから遠ざかる方向である場合、平均値は高くなる。ステップS12の終了後、処理はステップS13に移行する。
In step S12, the
ステップS13において、駆動制御部84は、ステップS12で算出した平均値と、記憶部80から読み出した基準範囲の上限値とを比較する。平均値が基準範囲の上限値を上回る場合(ステップS13:YES)、すなわち図3Bに示されるように、ワイヤ電極12が加工対象物Wから遠く、かつ、最適範囲92から離れている場合、処理はステップS14に移行する。一方、平均値が基準範囲の上限値以下である場合(ステップS13:NO)、処理はステップS15に移行する。
In step S<b>13 , the
ステップS14において、駆動制御部84は、加工対象物Wとワイヤ電極12を近づける。このとき、駆動制御部84は、図3Bに示されるように、ワイヤ電極12の進行方向を、矢印94bに示されるように加工面Sに近づく方向に変更する。ステップS14の終了後、処理はステップS17に移行する。
In step S14, the
ステップS15において、駆動制御部84は、ステップS12で算出した平均値と、記憶部80から読み出した基準範囲の下限値とを比較する。平均値が基準範囲の下限値を下回る場合(ステップS15:YES)、すなわち図3Cに示されるように、ワイヤ電極12が加工対象物Wに近く、かつ、最適範囲92から離れている場合、処理はステップS16に移行する。一方、平均値が基準範囲の下限値以上である場合(ステップS15:NO)、すなわち図3Aに示されるように、ワイヤ電極12が最適範囲92に位置する場合、処理はステップS17に移行する。このとき、駆動制御部84は、ワイヤ電極12の進行方向を、矢印94aに示されるように維持する。
In step S<b>15 , the
ステップS16において、駆動制御部84は、加工対象物Wとワイヤ電極12を遠ざける。このとき、駆動制御部84は、図3Cに示されるように、ワイヤ電極12の進行方向を、矢印94cに示されるように加工面Sから遠ざかる方向に変更する。ステップS16の終了後、処理はステップS17に移行する。
In step S16, the
ステップS17において、経路検出部88は、エンコーダ62x、62yから出力される検出信号に基づいて、ワイヤ電極12の加工位置を検出する。そして、経路検出部88は、その加工位置を加工経路110(図9)として記憶部80に記憶させる。ステップS17の終了後、処理はステップS18に移行する。
In step S17, the
ステップS18において、駆動制御部84は、加工が終了したか否かを判定する。例えば、駆動制御部84は、加工を開始してワイヤ電極12を所定距離移動させた後に、経路検出部88により検出される加工位置が加工終了位置の所定範囲内に到達した場合に加工が終了したと判定する。加工終了位置は、オペレータが操作部74により入力してもよい。また、加工対象物Wの加工面Sが環状である場合、加工終了位置は、記憶部80に記憶される加工開始位置であってもよい。加工が終了した場合(ステップS18:YES)、一連の処理は終了する。一方、加工が終了していない場合(ステップS18:NO)、処理はステップS11に戻る。
In step S18, the
[5.変形例]
再加工処理を複数回行うことで、加工面Sの精度は向上する。図8を用いて説明した処理を複数回行うことは可能である。これに代わり、n回目の再加工処理で検出された加工経路110(図9)を、n+1回目以降の再加工処理で利用することもできる。
[5. Modification]
The accuracy of the machined surface S is improved by performing the re-machining process a plurality of times. It is possible to perform the processing described using FIG. 8 multiple times. Alternatively, the machining path 110 (FIG. 9) detected in the nth reworking process can be used in the n+1th and subsequent reworking processes.
例えば、駆動制御部84は、図9に示されるように、n+1回目の加工処理の際に、n回目の加工経路110を補間し、更に取り代分だけ加工面S側に近づけた新たな加工経路112を生成する。そして、駆動制御部84は、加工経路112を参照してワイヤ電極12を移動させる。この際、駆動制御部84は、図8に示される一連の処理を行いながら進行方向を補正する。
For example, as shown in FIG. 9, the
また、駆動制御部84は、加工経路110の中間座標を検出し、各中間座標を補間した加工経路110´を生成し、更に加工経路110´を取り代分だけ加工面S側に近づけた新たな加工経路112を生成してもよい。図10に示されるように、中間座標は、加工面Sに沿った所定長さLの範囲内に存在する加工経路110の座標の平均値である。そして、駆動制御部84は、加工経路112を参照してワイヤ電極12を移動させる。この際、駆動制御部84は、図8に示される一連の処理を行いながら進行方向を補正する。
Further, the
加工経路112を用いた加工を繰り返し行うことにより、加工精度が向上するとともに、ワイヤ電極12の動作の無駄がなくなる。
By repeatedly performing machining using the
[6.実施形態から得られる発明]
上記実施形態から把握しうる発明について、以下に記載する。
[6. Invention obtained from the embodiment]
Inventions that can be understood from the above embodiments will be described below.
本発明の第1の態様は、
加工対象物Wの加工面Sに沿ってワイヤ電極12を相対移動させつつ前記加工面Sと前記ワイヤ電極12とで形成される極間に電圧を印加して放電させることにより前記加工面Sを再加工するワイヤ放電加工機10であって、
前記極間で発生する放電の状態を示す放電状態値を検出する放電状態検出部54と、
前記放電状態値に基づいて前記加工対象物Wに対する前記ワイヤ電極12の進行方向を決定し、前記加工対象物に対して前記ワイヤ電極12を一定速度で前記進行方向に沿って移動させる駆動制御部84と、
を備える。
A first aspect of the present invention is
While relatively moving the
a discharge
A drive control unit that determines the traveling direction of the
Prepare.
上記構成によれば、ワイヤ電極12を一定速度で相対移動させるため、極間電圧値に基づいて加工面Sに対するワイヤ電極12の位置を推測することができる。つまり、上記構成によれば、加工面Sに対するワイヤ電極12の進行方向、すなわち加工面Sに対してワイヤ電極12を近づければよいのか遠ざければよいのかを決定することができる。従って、加工プログラムを使用することなくワイヤ放電加工を行うことができる。従って、作業が簡素になる。
According to the above configuration, since the
また、荒加工等、1度加工が行われた加工対象物Wを、機械から一度取り外した後、仕上げ加工を行うことができる。従来のワイヤ放電加工機の場合、加工対象物Wを取り外したときと同じ位置に再度固定する必要がある。一方、第1の態様に係るワイヤ放電加工機10の場合、加工対象物Wをテーブル50上の任意の位置に固定すればよい。このような点でも、作業が簡素になる。
In addition, the workpiece W that has been processed once, such as rough processing, can be removed from the machine and then subjected to finish processing. In the case of a conventional wire electric discharge machine, it is necessary to re-fix the workpiece W in the same position as when it was removed. On the other hand, in the case of the wire
第1の態様において、
前記放電状態検出部54は、前記放電状態値として、電圧値、電流値、パルス数、のいずれかを検出してもよい。
In a first aspect,
The discharge
第1の態様において、
前記駆動制御部84は、単位時間当たりの前記放電状態値の平均値を算出し、前記平均値に基づいて前記進行方向を決定してもよい。
In a first aspect,
The
第1の態様において、
前記駆動制御部84は、前記平均値を予め設定される基準範囲と比較し、比較結果に応じて前記進行方向を、前記加工対象物Wに対して前記ワイヤ電極12を近づける方向または遠ざける方向に変更してもよい。
In a first aspect,
The
第1の態様において、
前記駆動制御部84は、前記進行方向を所定量(角度θ1)だけ変更してもよい。
In a first aspect,
The
上記構成によれば、進行方向の変更処理を簡素化することができる。 According to the above configuration, it is possible to simplify the process of changing the traveling direction.
第1の態様において、
前記駆動制御部84は、前記平均値と前記基準範囲との差が大きくなるほど前記進行方向の変更量(角度θ2)を大きくしてもよい。
In a first aspect,
The
上記構成によれば、加工面Sの延伸方向が大きく変化しても、ワイヤ電極12の進行方向を加工面Sに追従させることができる。
According to the above configuration, the advancing direction of the
第1の態様において、
前記駆動制御部84は、前記加工面Sの再加工を開始する前に、前記加工対象物Wと前記ワイヤ電極12とを互いに接近させ、前記平均値が前記基準範囲に達するときに、前記進行方向を、前記ワイヤ電極12からみて前記加工面Sが左側に位置する第1方向102と前記加工面Sが右側に位置する第2方向104のいずれかの方向に向けてもよい。
In a first aspect,
The
上記構成によれば、加工前に加工対象物Wがどのような位置に配置されても、加工面Sの再加工を自動で開始させることができる。 According to the above configuration, re-machining of the processing surface S can be automatically started regardless of the position of the workpiece W before processing.
第1の態様において、
入力操作に応じて前記第1方向102および前記第2方向104のいずれかの方向を設定する操作部74を更に備えてもよい。
In a first aspect,
An
第1の態様において、
前記加工面Sのn(nは整数)回目の再加工時に前記ワイヤ電極12が通った加工経路110を検出する経路検出部88を更に備え、
前記駆動制御部84は、n+1回目の再加工時に、n回目の再加工時に検出された前記加工経路110に基づいて前記進行方向を設定し、前記放電状態値に基づいて、設定した前記進行方向を補正してもよい。
In a first aspect,
further comprising a
The
上記構成によれば、より滑らかな加工面Sを実現することができる。更に、上記構成によれば、n+1回目の再加工時に、加工対象物Wに対してワイヤ電極12を効率的に動作させることができる。
According to the above configuration, a smoother machined surface S can be achieved. Furthermore, according to the above configuration, the
本発明の第2の態様は、
ワイヤ放電加工機10を用いて、加工対象物Wの加工面Sに沿ってワイヤ電極12を相対移動させつつ前記加工面Sと前記ワイヤ電極12とで形成される極間に電圧を印加して放電させることにより前記加工面Sを再加工するワイヤ放電加工方法であって、
前記極間で発生する放電の状態を示す放電状態値を検出する状態値検出工程(ステップS12)と、
前記放電状態値に基づいて前記加工対象物に対する前記ワイヤ電極の進行方向を決定し、前記加工対象物に対して前記ワイヤ電極を一定速度で前記進行方向に沿って移動させる駆動制御工程(ステップS13~ステップS16)と、
を含む。
A second aspect of the present invention is
Using the wire
a state value detecting step (step S12) of detecting a discharge state value indicating the state of the discharge occurring between the electrodes;
A drive control step of determining the traveling direction of the wire electrode relative to the workpiece based on the discharge state value and moving the wire electrode along the traveling direction at a constant speed relative to the workpiece (step S13) ~ step S16);
including.
上記構成によれば、第1の態様と同様に、加工プログラムを使用することなくワイヤ放電加工を行うことができる。 According to the above configuration, like the first aspect, wire electric discharge machining can be performed without using a machining program.
なお、本発明に係るワイヤ放電加工機およびワイヤ放電加工方法は、上述の実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。 It goes without saying that the wire electric discharge machine and the wire electric discharge machining method according to the present invention are not limited to the above-described embodiments, and various configurations can be adopted without departing from the gist of the present invention.
10…ワイヤ放電加工機 12…ワイヤ電極
54…放電状態検出部 74…操作部
84…駆動制御部 88…経路検出部
W…加工対象物 S…加工面
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記加工面から垂直方向に離れ且つ加工に適した範囲を前記ワイヤ電極が一定速度で移動するときに前記極間で発生する放電の状態を示す放電状態値の上限値および下限値を予め記憶する記憶部と、
前記放電状態値を検出する放電状態検出部と、
前記放電状態値に基づいて前記加工対象物に対する前記ワイヤ電極の進行方向を決定し、前記加工対象物に対して前記ワイヤ電極を一定速度で前記進行方向に沿って移動させ、単位時間当たりの前記放電状態値の平均値を算出し、前記平均値が前記上限値を上回る場合に前記加工対象物と前記ワイヤ電極とを互いに近づけるように前記進行方向を変更し、前記平均値が前記下限値を下回る場合に前記加工対象物と前記ワイヤ電極とを互いに遠ざけるように前記進行方向を変更する駆動制御部と、
を備える、ワイヤ放電加工機。 Wire electric discharge machining for re-machining the machined surface by applying a voltage between the gap formed by the machined surface and the wire electrode while relatively moving the wire electrode along the machined surface of the object to be machined to cause electric discharge. machine and
The upper limit value and the lower limit value of the discharge state value indicating the state of the discharge generated between the electrodes when the wire electrode moves away from the machining surface in the vertical direction and in a range suitable for machining at a constant speed are stored in advance. a storage unit;
a discharge state detection unit that detects the discharge state value;
determining a traveling direction of the wire electrode relative to the workpiece based on the discharge state value; moving the wire electrode relative to the workpiece along the traveling direction at a constant speed; calculating an average value of the discharge state values, changing the advancing direction so as to bring the workpiece and the wire electrode closer to each other when the average value exceeds the upper limit value, wherein the average value exceeds the lower limit value; a drive control unit that changes the direction of movement so as to move the workpiece and the wire electrode away from each other when falling below ;
A wire electric discharge machine, comprising:
前記放電状態検出部は、前記放電状態値として、電圧値、電流値、パルス数、のいずれかを検出する、ワイヤ放電加工機。 The wire electric discharge machine according to claim 1,
The wire electric discharge machine, wherein the discharge state detection unit detects any one of a voltage value, a current value, and the number of pulses as the discharge state value.
前記駆動制御部は、前記進行方向を所定量だけ変更する、ワイヤ放電加工機。 The wire electric discharge machine according to claim 1 ,
The wire electric discharge machine, wherein the drive control unit changes the traveling direction by a predetermined amount.
前記駆動制御部は、前記平均値と前記上限値との差または前記平均値と前記下限値との差が大きくなるほど前記進行方向の変更量を大きくする、ワイヤ放電加工機。 The wire electric discharge machine according to claim 1 ,
The wire electric discharge machine, wherein the drive control unit increases the change amount of the traveling direction as the difference between the average value and the upper limit value or the difference between the average value and the lower limit value increases.
前記駆動制御部は、前記加工面の再加工を開始する前に、前記加工対象物と前記ワイヤ電極とを互いに接近させ、前記平均値が前記上限値に達するときまたは前記平均値と前記下限値との差に、前記進行方向を、前記ワイヤ電極からみて前記加工面が左側に位置する第1方向と前記加工面が右側に位置する第2方向のいずれかの方向に向ける、ワイヤ放電加工機。 The wire electric discharge machine according to any one of claims 1 to 4 ,
The drive control unit causes the workpiece and the wire electrode to approach each other before starting re-machining of the machined surface, and when the average value reaches the upper limit value or when the average value and the lower limit value are reached. and the traveling direction is directed to either a first direction in which the machined surface is positioned on the left side or a second direction in which the machined surface is positioned on the right side as viewed from the wire electrode. .
入力操作に応じて前記第1方向および前記第2方向のいずれかの方向を設定する操作部を更に備える、ワイヤ放電加工機。 The wire electric discharge machine according to claim 5 ,
A wire electric discharge machine, further comprising an operation unit that sets either the first direction or the second direction according to an input operation.
前記加工面のn(nは整数)回目の再加工時に前記ワイヤ電極が通った加工経路を検出する経路検出部を更に備え、
前記駆動制御部は、n+1回目の再加工時に、n回目の再加工時に検出された前記加工経路に基づいて前記進行方向を設定し、前記放電状態値に基づいて、設定した前記進行方向を補正する、ワイヤ放電加工機。 The wire electric discharge machine according to any one of claims 1 to 6 ,
further comprising a path detection unit that detects a machining path passed by the wire electrode during n (n is an integer) re-machining of the machining surface;
The drive control unit sets the advancing direction based on the machining path detected during the n+1th re-machining, and corrects the set advancing direction based on the discharge state value at the time of n+1 re-machining. , wire electric discharge machine.
前記加工面から垂直方向に離れ且つ加工に適した範囲を前記ワイヤ電極が一定速度で移動するときに前記極間で発生する放電の状態を示す放電状態値の上限値および下限値を予め記憶する工程と、
前記放電状態値を検出する状態値検出工程と、
前記放電状態値に基づいて前記加工対象物に対する前記ワイヤ電極の進行方向を決定し、前記加工対象物に対して前記ワイヤ電極を一定速度で前記進行方向に沿って移動させ、単位時間当たりの前記放電状態値の平均値を算出し、前記平均値が前記上限値を上回る場合に前記加工対象物と前記ワイヤ電極とを互いに近づけるように前記進行方向を変更し、前記平均値が前記下限値を下回る場合に前記加工対象物と前記ワイヤ電極とを互いに遠ざけるように前記進行方向を変更する駆動制御工程と、
を含む、ワイヤ放電加工方法。 A wire electric discharge machine is used to relatively move a wire electrode along a machining surface of an object to be machined, and apply a voltage between electrodes formed by the machining surface and the wire electrode to cause electric discharge. A wire electric discharge machining method for remachining a surface, comprising:
Upper and lower limits of discharge state values indicating the state of discharge generated between the electrodes when the wire electrode moves at a constant speed through a range suitable for machining and separated from the machining surface in the vertical direction are stored in advance. process and
a state value detecting step of detecting the discharge state value;
determining a traveling direction of the wire electrode relative to the workpiece based on the discharge state value; moving the wire electrode relative to the workpiece along the traveling direction at a constant speed; calculating an average value of the discharge state values, changing the advancing direction so as to bring the workpiece and the wire electrode closer to each other when the average value exceeds the upper limit value, wherein the average value exceeds the lower limit value; a drive control step of changing the direction of travel so as to move the workpiece and the wire electrode away from each other when falling below ;
A method of wire electrical discharge machining, comprising:
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