JP7387079B1 - ワイヤ放電加工機 - Google Patents

Abstract

ワイヤ放電加工機（１００）は、加工液（１３）を温度制御し、加工中に検出した加工液（１３）の温度に基づき加工結果を測定するときの温度である第１の温度と加工時の温度である第２の温度との温度差分を取得する加工液制御部（３１）と、取得した温度差分、被加工物（Ｗ）の熱膨張係数、およびＸ軸リニアスケール（２ｂ）およびＹ軸リニアスケール（３ｂ）の熱膨張係数に基づいて、目標寸法で加工した被加工物（Ｗ）を第１の温度で測定した場合の寸法と目標寸法との加工誤差を算出し、算出した加工誤差によって目標寸法を加工中にリアルタイムに補正し、補正後の目標寸法に基づく軸指令値によってＸ軸駆動部（２ａ）を有するＸ軸ステージ（２）およびＹ軸駆動部（３ａ）を有するＹ軸ステージ（３）を駆動する第１の制御部と、補正後の目標寸法による加工の良否判定を行い、否の場合に軸指令値を変更する第２の制御部と、を備える。

Description

本開示は、ワイヤ放電加工機に関する。

ワイヤ放電加工機は、ワイヤ電極と被加工物との間にアーク放電を発生させることにより被加工物を加工する装置である。ワイヤ放電加工機では、極間に高電圧を印加するか、あるいは極間の距離を短くして電界強度を上げると、絶縁破壊により放電が発生し、被加工物が除去加工される。ワイヤ放電加工は、加工液と呼ばれる液体の中で行われることが一般的である。被加工物を加工液中に浸漬させることで温度変化を抑制し、熱膨張、熱収縮による加工精度不良を低減させる。

ワイヤ放電加工機に限らず、工作機械では一般的に２０°Ｃの温度環境下で良好な加工結果が得られるように調整される。しかし、空調費用の関係などで加工する環境が２０°Ｃではなく、加工結果を測定する環境のみ２０°Ｃとしている場合も多い。そういった環境で加工を行うと、加工時の温度と加工結果を測定する時の温度との差分によって被加工物が熱膨張、熱収縮するため、加工結果が所望の寸法公差に入らないという問題が発生し得る。

かかる問題を解決するために、特許文献１では、加工機の各軸移動量を検出する各軸スケールの温度および被加工物の温度を検出し、それらの熱膨張係数の差による基準温度からの伸縮量の差を軸移動量補正値として誤差を補正することが提案されている。

特許第４８０３４９１号公報

特許文献１では、軸移動量補正の良否を確認するために実機上で被加工物の温度および寸法を測定する必要があると記載されている。このため、加工機においては、主軸を温度プローブまたは寸法測定プローブに付け替える必要があり、加工時間とは別の測定作業の時間が必要となる。また、補正の良否判定の結果が許容範囲になかった場合は、再度の加工が必要とされており、生産性が悪化する問題がある。

本開示は、上記に鑑みてなされたものであり、加工の際にリアルタイムに温度補正および補正の良否判定を行い、生産性を向上させることができるワイヤ放電加工機を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示におけるワイヤ放電加工機は、加工槽内の加工液に浸漬させた被加工物とワイヤ電極との間に電圧を印加して放電を発生させ、ワイヤ電極と被加工物とを相対移動させる移動軸の位置を位置検出器で検出し、検出した移動軸の位置を目標寸法に対応する目標値にフィードバックして、被加工物を加工するとともに、位置検出器の温度を加工液の温度と同調させる。ワイヤ放電加工機は、加工液を温度制御し、加工中に検出した加工液の温度に基づき加工結果を測定するときの温度である第１の温度と加工時の温度である第２の温度との温度差分を取得する加工液制御部と、取得した温度差分、被加工物の熱膨張係数、および位置検出器の熱膨張係数に基づいて、目標寸法で加工した被加工物を第１の温度で測定した場合の寸法と目標寸法との加工誤差を算出し、算出した加工誤差によって目標寸法を加工中にリアルタイムに補正し、補正後の目標寸法に基づく軸指令値によって移動軸を駆動する第１の制御部と、補正後の目標寸法による加工の良否判定を行い、否の場合に軸指令値を変更する第２の制御部と、を備えることを特徴とする。

本開示のワイヤ放電加工機によれば、加工の際にリアルタイムに温度補正および補正の良否判定を行い、生産性を向上させることができる、という効果を奏する。

実施の形態にかかるワイヤ放電加工機の構成例を示す概念図 実施の形態にかかるワイヤ放電加工機において、加工誤差を説明するための図 実施の形態にかかるワイヤ放電加工機において、温度差分の算出方法を説明するための図 実施の形態にかかるワイヤ放電加工機の制御系の構成例を示すブロック図 実施の形態にかかるワイヤ放電加工機において、被加工物とワイヤとの間の極間距離を導出する方法を説明するための図 実施の形態にかかるワイヤ放電加工機において、被加工物の寸法を導出するための構成を示すブロック図 実施の形態にかかるワイヤ放電加工機において、被加工物の寸法の良否判定を行うための構成を示すブロック図 実施の形態にかかるワイヤ放電加工機の制御系のハードウェア構成を示すブロック図

以下、実施の形態にかかるワイヤ放電加工機を図面に基づいて詳細に説明する。

実施の形態．
図１は、実施の形態にかかるワイヤ放電加工機１００の構成例を示す概念図である。ワイヤ放電加工機１００は、下部アーム１４と上部アーム１５との間で支持されたワイヤ電極としてのワイヤ１と、被加工物Ｗとの間に発生させた放電によって被加工物Ｗを加工する。ワイヤ放電加工機１００は、支持台２１を有しており、支持台２１上に、コラム２０を備えている。コラム２０の下部側には、水平方向に延びる下部アーム１４が設けられ、コラム２０の上部側には、水平方向に延びる上部アーム１５が設けられている。

下部アーム１４の先端部には、下部ガイド２４が設けられ、上部アーム１５の先端部には、上部ガイド２５が設けられている。下部ガイド２４と上部ガイド２５とによって、ワイヤ１が上下に保持される。ワイヤ１は、図示しないワイヤ送り機構によって送給され、図示しないワイヤ巻き取り機構によって巻き取られる。

加工槽１０内には、加工液１３が溜められている。被加工物Ｗは、ワーク載置台１１に載置されており、被加工物Ｗの周囲は加工液１３が満たされている。ワーク載置台１１は、ワーク移動機構４によって水平方向に移動される。ワーク移動機構４は、被加工物ＷをＸ方向に移動するＸ軸駆動部２ａを有するＸ軸ステージ２と、被加工物ＷをＹ方向に移動するＹ軸駆動部３ａを有するＹ軸ステージ３とを有する。Ｘ軸ステージ２には、Ｘ軸ステージ２のＸ方向の位置を検出するＸ軸位置検出器としてのＸ軸リニアスケール２ｂが設けられている。Ｙ軸ステージ３には、Ｙ軸ステージ３のＹ方向の位置を検出するＹ軸位置検出器としてのＹ軸リニアスケール３ｂが設けられている。なお、Ｘ軸ステージ２およびＹ軸ステージ３の位置を、例えばボールねじの回転数を検出する検出器などの他の位置検出器で検出してもよい。

加工液制御部３１は、加工槽１０内の加工液１３の温度を制御する。ワイヤ１および被加工物Ｗには、電源部３２によって電圧が印加される。ワイヤ１と被加工物Ｗとの間で放電を発生させることによって被加工物Ｗが除去加工される。

なお、上記構成では、被加工物ＷをＸＹ方向に移動するように構成したが、ワイヤ１をＸＹ方向に移動するよう構成してもよい。すなわち、ワイヤ１が被加工物Ｗに対しＸＹ方向に相対移動することで、被加工物Ｗが所望の形状に加工される。

制御部３０は、加工液制御部３１、電源部３２、Ｘ軸駆動部２ａ、およびＹ軸駆動部３ａを駆動制御する。

Ｘ軸リニアスケール２ｂの検出値およびＹ軸リニアスケール３ｂの検出値は、制御部３０にフィードバックされている。ワイヤ放電加工機１００においては、ワイヤ１と被加工物Ｗとを相対移動させる移動軸の位置を位置検出器であるＸ軸リニアスケール２ｂおよびＹ軸リニアスケール３ｂで検出し、検出した移動軸の位置を制御部３０が指令する目標値である目標寸法にフィードバックして、被加工物Ｗへの加工が行われる。ワイヤ１と被加工物Ｗとを相対移動させる移動軸は、この場合は、Ｘ軸ステージ２およびＹ軸ステージ３に対応するが、ワイヤ１をＸＹ方向に移動する構成の場合は、ワイヤ１をＸＹ方向に移動する機構が移動軸に対応する。

図２は、実施の形態にかかるワイヤ放電加工機１００において、加工誤差を説明するための図である。図２において、□は、正方形の寸法を表している。図２において、実線の正方形は、被加工物Ｗの目標寸法Ｓａを表し、実線の外側の破線の正方形は（２０＋ΔＴａ）°Ｃの環境で加工される加工後の被加工物Ｗの寸法Ｓｂを表し、実線の内側の破線の正方形は、２０°Ｃで測定される加工後の被加工物Ｗの寸法Ｓｃを表している。

ワイヤ放電加工機１００によって加工を行う際、Ｓａを加工の目標寸法とすると、加工結果を測定するときの温度Ｔａ１と加工時の温度Ｔａ２とが一致している場合は補正を行う必要はなく、目標寸法Ｓａをそのまま目標値として出力すればよい。ワイヤ放電加工機１００において、加工時の温度Ｔａ２とは、被加工物Ｗが加工液１３の中に入っているので、加工液１３の温度に対応する。加工結果を測定するときの温度Ｔａ１が第１の温度に対応し、加工時の温度Ｔａ２が第２の温度に対応する。しかし、加工結果を測定するときの温度Ｔａ１が一般的な２０°Ｃであり、加工時の温度Ｔａ２と温度Ｔａ１（＝２０°Ｃ）との間に温度差分ΔＴａがあった場合は、ＸＹ方向の軸移動の基準となるＸ軸リニアスケール２ｂおよびＹ軸リニアスケール３ｂがそれぞれの熱膨張係数Ｅａに従って膨張するため、目標寸法Ｓａに対応する目標値を指令した場合の加工後の被加工物Ｗの寸法Ｓｂは、下式（１）のようになる。
Ｓｂ＝Ｓａ＋ΔＴａ×Ｅａ ・・・（１）

この加工後の被加工物Ｗを、温度Ｔａ１（＝２０°Ｃ）の環境で測定した場合の寸法Ｓｃは、被加工物Ｗの熱膨張係数Ｅｂに従って収縮するため、下式（２）のようになる。
Ｓｃ＝Ｓｂ－ΔＴａ×Ｅｂ ・・・（２）

したがって、目標寸法Ｓａと、加工後の被加工物Ｗを２０°Ｃの環境で測定した場合の寸法Ｓｃとの加工誤差Ｈａは、下式（３）のようになる。
Ｈａ＝Ｓａ－Ｓｃ＝ΔＴａ×（Ｅｂ－Ｅａ） ・・・（３）

すなわち、温度差分ΔＴａと、Ｘ軸リニアスケール２ｂおよびＹ軸リニアスケール３ｂの熱膨張係数Ｅａと、被加工物Ｗの熱膨張係数Ｅｂと、を加工中にリアルタイムに検出して、式（３）に代入することで、加工誤差Ｈａをリアルタイムに算出することができる。そして、下式（４）のように、加工の目標寸法Ｓａに加工誤差Ｈａを加算する補正を行って、補正後の目標寸法Ｓａ´を求めて、リアルタイムに指令することで、リアルタイムに誤差なく加工することが可能となる。
Ｓａ´＝Ｓａ＋Ｈａ ・・・（４）

図３は、実施の形態にかかるワイヤ放電加工機１００において、温度差分ΔＴａの算出方法を説明するための図である。加工液制御部３１は、加工槽１０から戻る加工液１３を温度制御して加工液１３を供給することで、加工液１３を一定温度に制御する。また、加工液制御部３１は、加工中に検出した加工液１３の温度に基づき温度差分ΔＴａを導出する。図３に示すように、制御部３０は、加工液制御部３１に温度指令値２０°Ｃ＋Ｔｂを出力している。加工液制御部３１は、温度指令値２０°Ｃ＋Ｔｂに基づき加工槽１０に供給する加工液１３の温度を制御する。これにより、加工液制御部３１から加工槽１０に供給される加工液１３は、２０°Ｃ＋Ｔｃに制御される。加工槽１０内の加工液１３は、供給された加工液１３によって冷却、加熱された後、加工液制御部３１に戻される。加工槽１０から加工液制御部３１に戻される加工液１３の温度は、２０°Ｃ＋Ｔｄとなる。

ワイヤ放電加工機１００において、被加工物Ｗは、加工液制御部３１によって温度管理されている加工液１３に浸漬されており、被加工物Ｗの温度は加工液１３の温度と同調している。加工時の加工液１３の温度は、加工槽１０から加工液制御部３１に戻される加工液１３の温度２０°Ｃ＋Ｔｄと、同調している。そのため、上述した温度差分ΔＴａは、加工槽１０から加工液制御部３１に戻される加工液１３の温度２０°Ｃ＋Ｔｄから２０°Ｃを減算した温度Ｔｄと同一であると考えられる。そのため、温度差分ΔＴａは、加工槽１０から加工液制御部３１に戻される加工液１３の温度２０°Ｃ＋Ｔｄを検出し、検出した温度から２０°Ｃを減算することで、加工液制御部３１で導出することができる。このように、加工液制御部３１は、加工中に加工槽１０から戻る加工液１３の温度を検出し、検出した温度に基づき、加工結果を測定するときの温度である第１の温度Ｔａ１と加工時の温度である第２の温度Ｔａ２との温度差分ΔＴａをリアルタイムに取得する。

制御部３０から加工液制御部３１に出力される温度指令値２０°Ｃ＋Ｔｂは、例えば外気温Ｔｅと同一とする。温度指令値２０°Ｃ＋Ｔｂとしては、外気温Ｔｅから一定の温度だけ変化させた温度を採用してもよい。

ワイヤ放電加工機１００においては、Ｘ軸リニアスケール２ｂおよびＹ軸リニアスケール３ｂの温度を加工液１３の温度と同調させている。すなわち、ワイヤ放電加工機１００においては、加工液１３の温度と、被加工物Ｗの温度と、Ｘ軸リニアスケール２ｂおよびＹ軸リニアスケール３ｂの温度とは、同調されている。例えば、Ｘ軸リニアスケール２ｂおよびＹ軸リニアスケール３ｂが取り付けられているブロックに加工液１３を通水させることで、Ｘ軸リニアスケール２ｂおよびＹ軸リニアスケール３ｂの温度を加工液１３の温度指令値２０°Ｃ＋Ｔｂと同調させている。なお、制御部３０から加工液制御部３１に出力される温度指令値２０°Ｃ＋Ｔｂを外気温Ｔｅと同一としている場合は、Ｘ軸リニアスケール２ｂおよびＹ軸リニアスケール３ｂの温度が、外気温Ｔｅと同じと想定して、Ｘ軸リニアスケール２ｂおよびＹ軸リニアスケール３ｂの温度を加工液１３の温度と同調させてもよい。

また、ワイヤ放電加工機１００において、加工をおこなう際には被加工物Ｗの材質によって電源部３２から被加工物Ｗおよびワイヤ１に供給される電圧Ｖａと、被加工物Ｗとワイヤ１との間で放電を発生させることができる放電距離Ｓｈとを変える必要があるため、被加工物Ｗの材質によって電圧Ｖａ、および放電距離Ｓｈを含む材質別制御パラメータを決定する。したがって、材質別制御パラメータの中に、材質別の被加工物Ｗの熱膨張係数Ｅｂの値を追加することで、加工する際に被加工物Ｗの熱膨張係数Ｅｂを取得することができる。

また、Ｘ軸リニアスケール２ｂおよびＹ軸リニアスケール３ｂの熱膨張係数Ｅａは、被加工物Ｗの材質によらず一定であるため、材質に無関係の制御パラメータとして設定してあれば、加工する際に熱膨張係数Ｅｂを取得することができる。

図４は、実施の形態にかかるワイヤ放電加工機１００の制御系の構成例を示すブロック図である。ワイヤ放電加工機１００の制御系は、制御部３０と、加工液制御部３１と、制御パラメータ記憶部３３と、材質別制御パラメータ決定部３４と、加工誤差検出部３５と、目標寸法出力部３６と、軸指令値制御部３７と、を備える。制御部３０、制御パラメータ記憶部３３、材質別制御パラメータ決定部３４、加工誤差検出部３５、目標寸法出力部３６、および軸指令値制御部３７が、第１の制御部に対応する。図４においては、Ｘ軸駆動部２ａおよびＹ軸駆動部３ａを駆動部２ａ，３ａと一部省略して図示している。

制御部３０は、ＮＣプログラムに基づき、ワイヤ放電加工機１００の構成要素を制御する。ＮＣプログラムは、被加工物Ｗの加工の目標寸法Ｓａ、被加工物Ｗの材質を含む。

制御パラメータ記憶部３３には、材質に無関係の制御パラメータが記憶されている。制御パラメータ記憶部３３に記憶される制御パラメータには、Ｘ軸リニアスケール２ｂおよびＹ軸リニアスケール３ｂの熱膨張係数Ｅａが含まれている。

材質別制御パラメータ決定部３４には、被加工物Ｗの材質毎に、被加工物Ｗに供給する電圧Ｖａ、放電距離Ｓｈ、被加工物Ｗの熱膨張係数Ｅｂを含む材質別制御パラメータが記憶されている。

加工が開始されると、制御部３０は、制御パラメータ記憶部３３に制御パラメータ出力指令を出力し、材質別制御パラメータ決定部３４に被加工物Ｗの材質情報を出力し、加工液制御部３１に目標温度指令Ｔｂを出力する。また、制御部３０は、目標寸法出力部３６に被加工物Ｗの目標寸法Ｓａを出力する。

制御パラメータ記憶部３３は、Ｘ軸リニアスケール２ｂおよびＹ軸リニアスケール３ｂの熱膨張係数Ｅａを加工誤差検出部３５に出力する。材質別制御パラメータ決定部３４は、入力された材質情報に含まれる材質に対応する被加工物Ｗの熱膨張係数Ｅｂを加工誤差検出部３５に出力する。また、材質別制御パラメータ決定部３４は、入力された材質情報に含まれる材質に対応する放電距離Ｓｈを軸指令値制御部３７に出力する。また、材質別制御パラメータ決定部３４は、入力された材質情報に含まれる材質に対応する電圧Ｖａを電源部３２に出力する。加工液制御部３１は、入力された目標温度指令Ｔｂにしたがって、加工槽１０に供給する加工液１３の温度が２０°Ｃ＋Ｔｂとなるように制御する。また、加工液制御部３１は、図３で説明したように、加工槽１０から加工液制御部３１に戻される加工液１３の温度２０°Ｃ＋Ｔｄを検出し、検出した温度２０°Ｃ＋Ｔｄから２０°Ｃを減算した温度Ｔｄを求め、温度Ｔｄを前述した温度差分ΔＴａとして、加工誤差検出部３５に出力する。

加工誤差検出部３５は、入力された熱膨張係数Ｅａ，Ｅｂ、および温度差分ΔＴａと、前述した式（３）とを用いて、加工誤差Ｈａを算出する。加工誤差検出部３５は、算出された加工誤差Ｈａを目標寸法出力部３６に出力する。目標寸法出力部３６は、入力された目標寸法Ｓａおよび加工誤差Ｈａと、前述した式（４）とを用いて、補正後の目標寸法Ｓａ´を算出する。

目標寸法出力部３６は、算出された補正後の目標寸法Ｓａ´を軸指令値制御部３７に出力する。軸指令値制御部３７は、目標寸法Ｓａ´と放電距離Ｓｈに基づいて目標寸法Ｓａ´を加工するために必要な軸指令値Ｓｇを決定する。目標寸法出力部３６は、軸指令値ＳｇをＸ軸駆動部２ａおよびＹ軸駆動部３ａに出力し、Ｘ軸ステージ２およびＹ軸ステージ３を駆動制御する。

このように、ワイヤ放電加工機１００においては、熱膨張係数Ｅａ，Ｅｂ、および温度差分ΔＴａに基づき、加工誤差Ｈａを算出し、加工誤差Ｈａを打ち消すように補正された目標寸法Ｓａ´を決定し、目標寸法Ｓａ´および放電距離Ｓｈから決定された軸指令値ＳｇによってＸ軸ステージ２およびＹ軸ステージ３を駆動することで、加工結果を測定する温度Ｔａ１において誤差のない加工結果が得られるようにしている。

つぎに、目標寸法の補正による加工結果の良否判定を行うための構成について説明する。図５は、実施の形態にかかるワイヤ放電加工機１００において、被加工物Ｗとワイヤ１との間の放電距離である極間距離Ｈｃを導出する方法を説明するための図である。図６は、実施の形態にかかるワイヤ放電加工機１００において、被加工物Ｗの寸法Ｓｅを導出するための構成を示すブロック図である。図７は、実施の形態にかかるワイヤ放電加工機１００において、被加工物Ｗの寸法の良否判定を行うための構成を示すブロック図である。図６、図７では、Ｘ軸ステージ２およびＹ軸ステージ３をステージ２，３と一部省略して図示し、Ｘ軸リニアスケール２ｂおよびＹ軸リニアスケール３ｂを、スケール２ｂ，３ｂと一部省略して図示している。また、図７では、Ｘ軸ステージ２およびＹ軸ステージ３をステージ２，３と、一部省略して図示し、Ｘ軸駆動部２ａ，Ｙ軸駆動部３ａを駆動部２ａ，３ａと、一部省略して図示している。図７に示す被加工物寸法算出部４１、目標寸法温度換算部４２、寸法比較部４３、および軸指令値制御部３７が、第２の制御部に対応する。

図５に示すように、被加工物Ｗの寸法Ｓｅを求めるために、被加工物Ｗとワイヤ１との間で発生する放電電圧の波形から被加工物Ｗとワイヤ１との間の極間距離Ｈｃを検出する。すなわち、距離算出部４０は、放電が発生したときの放電電流による降下電圧Ｖと、放電電流値Ａとを用いて、下式（５）のように、被加工物Ｗとワイヤ１との間の電気抵抗Ｒを算出する。
Ｒ＝Ｖ／Ａ ・・・（５）
また、被加工物Ｗとワイヤ１との間は電気抵抗率ρが既知である加工液１３によって満たされているため、極間距離Ｈｃを下式（６）によって求めることができる。
Ｈｃ＝Ｒ／ρ ・・・（６）
図５では、降下電圧Ｖのときには、極間距離Ｈｃが求められ、より低い降下電圧Ｖ´のときには、より近い極間離Ｈｃ´が求められることが示されている。

図６に示すように、被加工物寸法算出部４１は、距離算出部４０で求めた極間距離Ｈｃと、Ｘ軸リニアスケール２ｂおよびＹ軸リニアスケール３ｂによって測定した現在の軸位置Ｓｄとに基づいて、下式（７）のように、現在の軸位置Ｓｄから極間距離Ｈｃを減算することで、被加工物Ｗの寸法Ｓｅを算出する。
Ｓｅ＝Ｓｄ－Ｈｃ ・・・（７）

また、図７に示すように、目標寸法温度換算部４２は、目標寸法出力部３６で算出した補正後の目標寸法Ｓａ´と、制御パラメータ記憶部３３に記憶されたＸ軸リニアスケール２ｂおよびＹ軸リニアスケール３ｂの熱膨張係数Ｅａと、加工液制御部３１で求められた温度差分ΔＴａと、に基づいて、下式（８）のように、補正後の目標寸法Ｓａ´を加工時の温度Ｔａ２に換算した換算後の目標寸法Ｓｂ´を取得する。
Ｓｂ´＝Ｓａ´＋ΔＴａ×Ｅａ ・・・（８）

また、図７の被加工物寸法算出部４１においては、図６で説明したようにして、距離算出部４０で求めた極間距離Ｈｃと、Ｘ軸リニアスケール２ｂおよびＹ軸リニアスケール３ｂによって測定した現在の軸位置Ｓｄとに基づいて、被加工物Ｗの寸法Ｓｅを算出する。

寸法比較部４３は、被加工物寸法算出部４１で算出された被加工物Ｗの寸法Ｓｅと、目標寸法温度換算部４２で算出された温度補正後の目標寸法Ｓｂ´とを比較して、目標寸法の補正による加工結果の良否判定を行う。寸法比較部４３は、被加工物Ｗの寸法Ｓｅと、温度補正後の目標寸法Ｓｂ´との差分が、許容範囲内に入っているか否かを判定し、その判定結果を軸指令値制御部３７に出力する。

軸指令値制御部３７は、判定結果が許容範囲内に入っている場合は、式（３）で求められた加工誤差Ｈａは良であると判定し、これで補正を終了する。しかし、判定結果が許容範囲内に入っていない場合、軸指令値制御部３７は、現在の軸指令値Ｓｇを変更することで軸位置Ｓｄを変化させ、被加工物Ｗの寸法Ｓｅと温度補正後の目標寸法Ｓｂ´との差分が許容範囲内に入るように制御をする。すなわち、被加工物の寸法Ｓｅが目標寸法Ｓｂ´よりも大きかった場合は軸指令値をＳｇ´に変更することで軸位置をより被加工物Ｗと近い軸位置Ｓｄ´とし、被加工物Ｗの寸法がより小さい寸法Ｓｅ´になるように制御をする。被加工物Ｗの寸法Ｓｅが目標寸法Ｓｂ´よりも小さかった場合は軸指令値をＳｇ´´に変更することで軸位置をより被加工物Ｗから遠い軸位置Ｓｄ´´とし、被加工物Ｗの寸法がより大きい寸法Ｓｅ´´になるように制御をする。このような制御を判定結果が許容範囲に収まるまで繰り返すことで加工誤差のない加工をおこなうことができる。

以上説明したように、実施の形態によれば、加工液制御部３１によって加工中の加工液１３の温度に基づき温度差分ΔＴａを導出し、熱膨張係数Ｅａ，Ｅｂ、および温度差分ΔＴａに基づき、加工誤差Ｈａを算出し、加工誤差Ｈａを打ち消すように補正後の目標寸法Ｓａ´を決定し、決定された目標寸法Ｓａ´に基づく軸指令値ＳｇによってＸ軸ステージ２およびＹ軸ステージ３を駆動しているので、加工結果を測定する温度Ｔａ１において誤差のない加工結果をリアルタイムに得ることができる。したがって、加工の際にリアルタイムに温度補正が行われ、加工の生産性を向上させることができる。また、被加工物寸法算出部４１で算出された被加工物Ｗの寸法Ｓｅと、目標寸法温度換算部４２で算出された温度補正後の目標寸法Ｓｂ´とを比較して、目標寸法の補正による加工結果の良否判定を行うので、軸移動の温度補正が正しく行われているか否かをリアルタイムで把握することができる。このため、加工の際にリアルタイムに温度補正および補正の良否判定を行うことができ、生産性を向上させることができる。また、良否判定が否であった場合は、現在の軸位置Ｓｄを変更しているので、加工誤差のない加工後の被加工物を効率よく生産することができる。

ここで、図４に示した制御部３０、制御パラメータ記憶部３３、材質別制御パラメータ決定部３４、加工誤差検出部３５、目標寸法出力部３６、および軸指令値制御部３７と、図７に示した距離算出部４０、被加工物寸法算出部４１、目標寸法温度換算部４２、および寸法比較部４３と、を含む制御系のハードウェア構成について説明する。図８は、実施の形態にかかるワイヤ放電加工機１００の制御系のハードウェア構成を示すブロック図である。

ワイヤ放電加工機１００の制御系は、図８に示した演算装置４０４および記憶装置４０５を含むハードウェア構成４０６によって実現することができる。演算装置４０４は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）である。記憶装置４０５は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）またはＲＯＭ（Read Only Memory）である。

以上の実施の形態に示した構成は、本開示の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本開示の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１ ワイヤ、２ Ｘ軸ステージ、２ａ Ｘ軸駆動部、２ｂ Ｘ軸リニアスケール、３ Ｙ軸ステージ、３ａ Ｙ軸駆動部、３ｂ Ｙ軸リニアスケール、４ ワーク移動機構、１０ 加工槽、１１ ワーク載置台、１３ 加工液、１４ 下部アーム、１５ 上部アーム、２０ コラム、２１ 支持台、２４ 下部ガイド、２５ 上部ガイド、３０ 制御部、３１ 加工液制御部、３２ 電源部、３３ 制御パラメータ記憶部、３４ 材質別制御パラメータ決定部、３５ 加工誤差検出部、３６ 目標寸法出力部、３７ 軸指令値制御部、４０ 距離算出部、４１ 被加工物寸法算出部、４２ 目標寸法温度換算部、４３ 寸法比較部、１００ ワイヤ放電加工機、４０４ 演算装置、４０５ 記憶装置、４０６ ハードウェア構成。

Claims (6)

1. 加工槽内の加工液に浸漬させた被加工物とワイヤ電極との間に電圧を印加して放電を発生させ、前記ワイヤ電極と前記被加工物とを相対移動させる移動軸の位置を位置検出器で検出し、検出した移動軸の位置を目標寸法に対応する目標値にフィードバックして、前記被加工物を加工するとともに、前記位置検出器の温度を前記加工液の温度と同調させるワイヤ放電加工機であって、
   前記加工液を温度制御し、加工中に検出した前記加工液の温度に基づき加工結果を測定するときの温度である第１の温度と加工時の温度である第２の温度との温度差分を取得する加工液制御部と、
   前記取得した前記温度差分、前記被加工物の熱膨張係数、および前記位置検出器の熱膨張係数に基づいて、前記目標寸法で加工した前記被加工物を前記第１の温度で測定した場合の寸法と前記目標寸法との加工誤差を算出し、算出した前記加工誤差によって前記目標寸法を加工中にリアルタイムに補正し、補正後の前記目標寸法に基づく軸指令値によって前記移動軸を駆動する第１の制御部と、
   前記補正後の前記目標寸法による加工の良否判定を行い、否の場合に前記軸指令値を変更する第２の制御部と、
   を備えることを特徴とするワイヤ放電加工機。
2. 前記軸指令値は、補正後の前記目標寸法および前記被加工物に対応して設定された放電距離に基づいて決定される
   ことを特徴とする請求項１に記載のワイヤ放電加工機。
3. 前記加工液制御部は、温度制御した前記加工液を加工槽に供給し、加工中に前記加工槽から戻る前記加工液の温度を検出し、検出した前記温度に基づき、前記温度差分を取得する
   ことを特徴とする請求項１に記載のワイヤ放電加工機。
4. 前記位置検出器が取り付けられているブロックに前記加工液が通水されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のワイヤ放電加工機。
5. 前記第２の制御部は、
   前記被加工物と前記ワイヤ電極との距離である極間距離を求める距離算出部と、
   前記位置検出器によって検出した現在の前記移動軸の位置と、前記極間距離とに基づき、前記第２の温度における加工後の前記被加工物の寸法を算出する被加工物寸法算出部と、
   前記温度差分、および前記位置検出器の熱膨張係数を用いて、補正後の前記目標寸法を前記第２の温度に換算した換算後の前記目標寸法を算出する目標寸法温度換算部と、
   前記被加工物寸法算出部で算出された前記被加工物の寸法と前記換算後の前記目標寸法との寸法差分を求め、前記寸法差分が許容範囲に入ってない場合、前記寸法差分が許容範囲になるまで前記軸指令値を変更する寸法比較部と、
   を備えることを特徴とする請求項１から４の何れか一つに記載のワイヤ放電加工機。
6. 前記極間距離は、前記被加工物および前記ワイヤ電極に印加される電圧の放電時の降下電圧に基づき求められる
   ことを特徴とする請求項５に記載のワイヤ放電加工機。

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