JPH04336917A - ワイヤカット放電加工機のインポジションチェック方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はワイヤカット放電加工機
で、ワークに対するワイヤガイド位置が指令目標値の許
容範囲に入ったことを確認するワイヤカット放電加工機
のインポジションチェック方法に関し、特にワイヤの放
電反発力に起因して発生する、ワイヤ位置とワイヤガイ
ド位置とのずれに対するワイヤカット放電加工機のイン
ポジションチェック方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、数値制御工作機械では、ある軸の
位置決め指令が完了し、目標位置の許容範囲に軸の実際
の位置が入ると次のブロックのパルス分配を開始するよ
うな制御が行われる。このために、位置決めの完了時に
軸の実際位置が許容範囲に入ったかどうかをチェックし
ている。このチェックをインポジションチェックと称し
ている。このインポジションチェックの実行により、加
工形状が急角度で変化するコーナでもその加工形状に沿
った正確な加工が可能である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ワイヤカット
放電加工機では、放電時にワイヤとワークとの間に放電
反発力が生じるためワイヤがたわみ、ワイヤを支持する
ワイヤガイドが指令目標位置に達していても、ワイヤ自
体に進行方向に対する遅れが生じる。図３は、放電反発
力を受けたワイヤの遅れ（たわみ）の状態を示す側面図
である。図３（ａ）は放電反発力が生じている場合を、
図３（ｂ）は放電反発力が生じていない場合を示す。ワ
ーク１の既加工部１ｂを貫通しているワイヤ２は、ワー
ク１の未加工部１ａから放電反発力を受けているときに
は、図３（ａ）に示すように、ワイヤ２の進行方向Ａの
反対方向にたわんでいる。

【０００４】従って、ワイヤに進行方向に対する遅れが
ある場合には、上記インポジションチェックがワイヤガ
イドの位置に対して行われるものであるから、インポジ
ションチェックを行っても、加工形状が急角度で変化す
るコーナではその加工形状に正確に沿った加工ができず
、図４に示すように丸みのついたコーナになってしまう
という問題があった。

【０００５】図４は、ワークをワイヤで切断する状態を
示す平面図である。ワイヤカット放電加工機に、ワイヤ
ガイドがワーク１（１ｃ，１ｄ）上を進行方向Ａに進み
、コーナＣ１で直角に曲がるような経路（破線Ｐ１）が
指令されたとする。この指令に従い、ワイヤガイド３ａ
，３ｂが移動し、ついにコーナＣ１に至った時、ワイヤ
２は放電反発力のため遅れて点Ｃ２にあるとする。この
時、ワイヤガイド３ａ，３ｂの実際の位置が指令目標位
置の許容範囲に入れば、ワイヤ２が点Ｃ２にあろうとも
、インポジションチェックが完了して、次のブロックの
指令値が出力されてしまう。こうした制御の結果、ワイ
ヤ２は経路Ｐ２を描いて移動し、ワーク１の目標切断形
状１ｅ，１ｆとは異なる形状１ｇ，１ｈにワーク１を切
断してしまう。

【０００６】なお、ここでは説明を簡明にするため、イ
ンポジションチェックの許容範囲値やワイヤ２の太さに
伴うオフセット量に関しての考慮をしていない。以降の
説明においても同様である。ところで、ワイヤカット放
電加工機では、高加工精度を要求される金型を加工する
場合、荒加工のファーストカットから始まって、セカン
ドカット、サードカット・・・と、オフセット及び加工
条件を変えながら、同一パス（加工経路）を何回も加工
して、精度及び面粗さを改善している。ファーストカッ
トにおいては未加工のパスを加工するため強い放電力で
加工を行い、セカンドカット以降においては、精度及び
面粗さを改善するために加工条件（加工電源電圧、放電
電流のオン時間・オフ時間、加工速度）を変えて放電力
を低下させて加工を行っている。

【０００７】図５は、放電反発力の相違によるワイヤの
遅れ（たわみ）量の相違を示す平面図である。図５（ａ
）はセカンドカット以降のカットのような放電反発力が
弱い時を示し、図５（ｂ）はファーストカットのような
放電反発力が強い時を示す。図から分かるように、ワイ
ヤ２の位置は、セカンドカット以降のカットの時の方が
ファーストカットの時よりも、ワイヤガイドが達してい
る位置（指令目標位置）Ｄに近づいている。従って、フ
ァーストカットのワイヤの加工経路とセカンドカット以
降のカットの加工経路とが、図６に示すように、コーナ
において異なることが発生する。

【０００８】図６は、セカンドカット以降のカットの加
工経路を示す平面図である。セカンドカット以降のカッ
トの放電反発力は、ファーストカットの放電反発力に比
べ小さいため、ワイヤガイドがコーナＣ１に至った時に
、ワイヤ２は、ファーストカットの時よりもコーナＣ１
に近い点である点Ｃ３にまで達する。つまり、ワイヤ２
が点Ｃ３に至ったときに、ワイヤガイドのコーナＣ１で
のインポジションチェックが完了する。従って、セカン
ドカット以降のカットによって、ワイヤ２は加工経路Ｐ
３を描き、ワーク１を１ｉで示す形状に切断加工する。 すなわち、ファーストカットによる切断形状１ｇを、単
に仕上げ加工するのではなく、さらに新たな切断加工を
弱い放電力で行わねばならないことになる。

【０００９】このため、セカンドカット以降のカットで
は、加工時間が大幅に延びたり、ワイヤが切れたり、後
退しても後退が解除されないという障害が発生する。本
発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、放電
反発力によるワイヤのたわみに起因する加工形状の誤差
や加工障害を防止したワイヤカット放電加工機のインポ
ジションチェック方法を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するために、ワイヤカット放電加工機で、ワークに対
するワイヤガイド位置が指令目標値の許容範囲に入った
ことを確認するワイヤカット放電加工機のインポジショ
ンチェック方法において、サーボエラーに起因して発生
する、前記ワイヤガイド位置の指令目標値と実際値との
ずれに関するインポジションチェックを行い、その後、
ワイヤの放電反発力に起因して発生する、ワイヤ位置と
前記ワイヤガイド位置とのずれに関するインポジション
チェックを行うことを特徴とするワイヤカット放電加工
機のインポジションチェック方法が、提供される。

【００１１】

【作用】サーボエラーに起因して発生する、ワイヤガイ
ド位置の指令目標値と実際値とのずれに対し、このずれ
量が許容範囲内になったことを確認するインポジション
チェックが行われて初めて、次のブロックを実行するこ
とが従来から行われている。しかし、これだけでは、ワ
イヤの放電反発力に起因して発生する、ワイヤ位置とワ
イヤガイド位置とのずれに対しては対応できないので、
サーボエラーに起因して発生する前記ずれに関するイン
ポジションチェックの後に、ワイヤの放電反発力に起因
して発生する、ワイヤ位置とワイヤガイド位置とのずれ
に関するインポジションチェックを実行する。このイン
ポジションチェックは、放電反発力に起因して発生する
ワイヤのたわみがなくなるときに放電電流が減少すると
いう現象に着目し、放電電流量を監視することにより実
行される。これにより、放電反発力によるワイヤのたわ
みに起因する加工形状の誤差や加工障害を防止できる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図２は本発明が適用されるワイヤカット放電加
工機の概略構成図である。図において、ＮＣプログラム
３から加工形状、加工条件等の加工指令が数値制御装置
４に入力される。数値制御装置４は全体の動作を制御す
るプロセッサ４１、システムプログラムの格納されたＲ
ＯＭ４２、一時的なデータを記憶するＲＡＭ４３及び加
工条件テーブル、各種のパラメータが格納された不揮発
性メモリ４４等より構成されている。そして、ＮＣプロ
グラム３を解読し、移動制御信号を出力してＸ軸サーボ
モータ５及びＹ軸サーボモータ６を駆動すると共に、放
電制御回路７に所定の放電制御信号を与える。なお、数
値制御装置４にはキーボード４５及び表示装置４６が接
続され、これらを用いて各種のデータが対話形式で入力
され、また後述する自動設定された加工条件等が表示装
置４６の画面に表示される。更に、Ｘ軸サーボモータ５
及びＹ軸サーボモータ６では、各軸の位置が検出され、
その検出値が数値制御装置４に供給されてインポジショ
ンチェックに用いられる。

【００１３】ＸＹテーブル８はＸ軸サーボモータ５及び
Ｙ軸サーボモータ６によって直交２軸方向の所定位置に
移動される。このＸＹテーブル８には導電性の材料から
なるワーク９が設置される。ＸＹテーブル８及びワーク
９の上下にはワイヤを保持する上部ワイヤガイド１０及
び下部ワイヤガイド１１が設けられる。これら上下のワ
イヤガイドはワイヤをワーク９に対して正確に位置決め
するためのものである。ワイヤは送りだしリール１２か
ら連続的に送出され、ブレーキ１３及び上部ワイヤガイ
ド１０を介してワーク９に達する。ワーク９を通過した
ワイヤはＸＹテーブル８を通過後、下部ワイヤガイド１
１及びワイヤ送り用ローラ１４を介してワイヤ巻き取り
リール（ワイヤ回収箱）１５に収納される。

【００１４】加工電源１６の一方の端子は上部ワイヤガ
イド１０とブレーキ１３との間に設けられた給電子１７
を介してワイヤに電気的に接続され、他端は放電制御回
路７を介してワーク９に接続されている。放電制御回路
７は無負荷電圧、放電電流のオン時間、オフ時間等を、
数値制御装置４より与えられた放電制御信号に従って制
御する。なお、放電制御回路７から放電電流量を表す信
号が数値制御装置４に供給されてインポジションチェッ
クに用いられる。

【００１５】加工液処理槽１８はタンク、濾過装置及び
イオン交換器等で構成され、噴射ノズル１９からワーク
９の加工部分に加工液を注水する。以上のように、数値
制御装置４の各制御信号に基づいてＸＹテーブル８を移
動し、噴射ノズル１９から加工液を注水しながらワイヤ
を送行させ、ワイヤとワーク９との間で間欠放電を行う
。間欠放電を行うとワーク９の表面が気化、溶融し、ワ
ーク９は所望の形状に加工される。

【００１６】図１は、以上のように構成されるワイヤカ
ット放電加工機で実行されるインポジションチェックの
処理手順を示すフローチャートである。このインポジシ
ョンチェックは、数値制御装置４のＲＯＭ４２に記憶さ
れたプログラムに基づき、プロセッサ４１で実行される
ものであり、ファーストカットでも、またセカンドカッ
ト以降のカットでも実行される。Ｓに続く数字はステッ
プ番号を示す。

【００１７】〔Ｓ１〕１ブロック分の指令の分配が完了
したか否を判別する。未完了であれば完了するまで本ス
テップの実行を繰り返し、完了すればステップＳ２へ進
む。〔Ｓ２〕インポジションチェックを行うか否かを判
別する。この判別は、予めオペレータによってなされた
指示に基づく。インポジションチェックを行わないとき
にはステップＳ５に進み、インポジションチェックを行
うときのみステップＳ３に進む。

【００１８】〔Ｓ３〕サーボエラーに起因して発生する
、ワイヤガイド位置の指令目標値と実際値とのずれに関
するインポジションチェックを行う。即ち、数値制御装
置４がＸ軸サーボモータ５及びＹ軸サーボモータ６に指
令した各軸位置、即ちワークに対する相対的なワイヤガ
イド位置の指令目標値と、ワイヤガイドの実際の相対的
位置に相当する、Ｘ軸サーボモータ５及びＹ軸サーボモ
ータ６で検出された軸位置との偏差が所定の許容値以内
にあるか否かを判別する。ワイヤガイドの実際の相対的
位置は、Ｘ軸サーボモータ５及びＹ軸サーボモータ６で
検出された軸位置と、ワイヤガイド１０，１１の位置の
検出値（本実施例ではワイヤガイド１０，１１は固定さ
れているので検出していないが）とによってもよい。 前記偏差が所定の許容値以内にあればサーボエラーに関
連するインポジションチェックは終了したとしてステッ
プＳ４に進み、一方、許容値以内になければ、許容値以
内になるまで本ステップを実行する。

【００１９】〔Ｓ４〕放電制御回路７から供給される放
電電流量を表す信号に基づき、この電流量が所定の値以
下である状態が所定の時間、継続したか否かを判別する
。即ち、ステップＳ３のインポジションチェックを終了
した時点で放電電流は十分流れているから放電反発力が
働き、図３（ａ）のように、ワイヤ２は、たわんで、ワ
イヤガイド３ａ，３ｂを結ぶ直線位置とは、ずれている
。一方、こうした十分な放電電流が流れていれば、ワー
ク１の未加工部分１ａに対して溶融が進むが、ワイヤ２
にはワイヤ送り用ローラ１４から張力がかけらえている
ので、溶融した分だけワイヤ２はワーク１の未加工部分
１ａに近づき、さらに未加工部分１ａの溶融が進むとい
ったことが繰り返されて、次第にワイヤ２のたわみはな
くなり、図３（ｂ）のようになる。図３（ｂ）のように
なっても放電電流が十分流れているからワーク１の未加
工部分１ａに対して溶融が進むが、今度はワイヤ２がワ
ーク１の未加工部分１ａ方向に進むことはないため、ワ
イヤ２とワーク１との間に隙間が拡がり、この隙間のた
めに放電電流が減少する。本発明は、このようなワイヤ
のたわみがなくなるときに放電電流が減少するという現
象に着目したものである。なお、本ステップでは、放電
電流量の一時的な減少であって、ワイヤのたわみの解消
ではないにもかかわらず、ワイヤのたわみが解消したと
誤判断することを防ぐために、放電電流の減少状態が所
定時間継続することを更に判断条件として付加している
。また、上記説明では放電電流量が所定の値以下になる
ことを判断条件としているが、放電電流はパルス性のも
のであるので、ここで言う放電電流とは放電電流パルス
のオン期間の振幅を指すものである。

【００２０】ステップＳ４において、放電電流量が所定
の値以下である状態が所定の時間、継続したならば、ワ
イヤ２のたわみがなくなっていると判断してステップＳ
５に進み、一方、放電電流量が所定の値以下でないか、
放電電流量が所定の値以下になっても所定の時間、継続
しないならば、本ステップの実行を繰り返す。〔Ｓ５〕
次のブロックの実行に移行する。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように本発明では、サーボ
エラーによるワイヤの指令目標値と実際値とのずれのイ
ンポジションチェックを行った後に、さらに放電電流の
減少を確認することにより、放電反発力によるワイヤの
たわみがなくなったことを確認するので、インポジショ
ンチェック時のワイヤガイドとワイヤとの位置のずれは
解消する。従って、ファーストカットのときには、コー
ナでの内側への加工経路の偏りがなくなり、また、セカ
ンドカット以降のカットのときには、加工時間の延長が
なくなり、ワイヤ切れが防止され、無用な後退が回避さ
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用されるワイヤカット放電加工機で
実行されるインポジションチェックの処理手順のフロー
チャートを示す図である。

【図２】ワイヤカット放電加工機の概略構成図である。

【図３】放電反発力を受けたワイヤの遅れ（たわみ）の
状態を示す側面図である。

【図４】従来の、ワークをワイヤで切断する状態を示す
平面図である。

【図５】放電反発力の相違によるワイヤの遅れ（たわみ
）量の相違を示す平面図である。

【図６】従来の、セカンドカット以降のカットの加工経
路を示す平面図である。

【符号の説明】

４　　数値制御装置 ５　　Ｘ軸サーボモータ ６　　Ｙ軸サーボモータ ７　　放電制御回路 ９　　ワーク １０　　上部ワイヤガイド １１　　下部ワイヤガイド

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ワイヤカット放電加工機で、ワークに
   対するワイヤガイド位置が指令目標値の許容範囲に入っ
   たことを確認するワイヤカット放電加工機のインポジシ
   ョンチェック方法において、サーボエラーに起因して発
   生する、前記ワイヤガイド位置の指令目標値と実際値と
   のずれに関するインポジションチェックを行い、その後
   、ワイヤの放電反発力に起因して発生する、ワイヤ位置
   と前記ワイヤガイド位置とのずれに関するインポジショ
   ンチェックを行うことを特徴とするワイヤカット放電加
   工機のインポジションチェック方法。
2. 【請求項２】　　前記放電反発力に起因したずれに関す
   るインポジションチェックは、放電電流が所定の電流値
   以下に低下したとき、前記ワイヤ位置と前記ワイヤガイ
   ド位置とが略一致したと判断することを特徴とする請求
   項１記載のワイヤカット放電加工機のインポジションチ
   ェック方法。
3. 【請求項３】　　前記放電反発力に起因したずれに関す
   るインポジションチェックは、放電電流が所定の電流値
   以下に低下した状態が所定時間継続したとき、前記ワイ
   ヤ位置と前記ワイヤガイド位置とが略一致したと判断す
   ることを特徴とする請求項１記載のワイヤカット放電加
   工機のインポジションチェック方法。