JPH0542415A - 放電加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 同一のＮＣプログラム形状を複数回、繰り返
して加工を行う放電加工方法において、ワイヤ電極の断
線、短絡を生じること無しに次の加工に確実に移行する
ことができ、しかも作業時間と手間とを多く必要としな
いようにする。 【構成】 所定回数目の加工終了点にワイヤ電極が到達
し、次の回の加工に移行する前に、ギャップ電圧を検出
し、この検出したギャップ電圧が所定電圧以上になった
ときに、上記次の回の加工に移行させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、所望のＮＣプログラム
形状を荒加工した後に、そのＮＣプログラム形状と同一
の形状を仕上げ加工する放電加工方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】ワイヤカット放電加工機を使用して被加
工物を所定の形状に加工する場合、放電によって加工部
を除去するのに充分な放電エネルギーを得るために、電
気的諸条件が比較的高く設定される。このために、加工
面は粗くなる上に、加工間隙を広く取るので所望の形状
が得にくく、加工精度が低い。したがって、ＮＣプログ
ラムによって設定された形状を、上記のように比較的高
い電気的諸条件で荒加工した後、この荒加工の電気的諸
条件よりも低く設定して、端面を微少量づつ加工する仕
上げ加工を行うようにしている。

【０００３】この仕上げ加工時には、被加工物の除去さ
れるべき部分が少ない（取り量が少ない）ので、強い放
電エネルギーを必要とせず、加工面は粗くならず、ま
た、加工間隙が狭いので、所望の形状により近づけら
れ、高い加工精度を得られる。なお、仕上げ加工の回数
は、１回とは限らず、複数回、行われる場合が多く、こ
の場合には、電気的諸条件を次第に低く設定して、仕上
げ加工を繰り返す。

【０００４】図７は、上記従来の加工方法を実行するた
めの従来装置の説明図であり、同図（１）はその正面
図、同図（２）はその左側面図である。

【０００５】この従来装置は、ワイヤ電極１を被加工物
２と相対移動させて放電加工するものであり、加工液噴
流の上部ノズル３、下部ノズル４は、図示しない加工液
供給装置によって加工間隙に加工液を供給するものであ
る。

【０００６】被加工物２は、Ｘ軸テーブル５、Ｙ軸テー
ブル６上に載置されている。ワイヤ電極１は上部アーム
１０を介してコラム１１内に設けられ、Ｚ軸駆動モータ
１３によって昇降可能なＵＶ軸移動装置１２内に、図示
しないＵ軸、Ｖ軸テーブルが設けられ、Ｕ軸駆動モータ
１４、Ｖ軸駆動モータ１５によってＵ軸、Ｖ軸テーブル
が水平移動することによって、ワイヤ電極１が傾斜す
る。なお、ワイヤ電極１は、ワイヤ送出ローラ１６か
ら、案内ローラ１７を介して、加工間隙に供給され、下
部アーム９を介して図示しないワイヤ巻き取りローラか
ら回収されるように構成されている。

【０００７】図８は、被加工物２の平面図であり、加工
の一例を示す図である。

【０００８】予め入力設定されたＮＣプログラム形状
（イ）は、最終的な所望の加工形状であり、ＮＣプログ
ラム軌跡である。荒加工時のワイヤ電極経路（ロ）を一
点鎖線で示してあり、仕上げ加工時のワイヤ電極経路
（ハ）を破線で示してある。なお、荒加工、仕上げ加工
の定義は様々であるが、本明細書においては、第１回目
の加工を荒加工と呼び、第２回目以降の加工を仕上げ加
工と呼ぶ。

【０００９】加工開始用貫通孔Ｐ１は、被加工物２に予
めあけられた孔であり、図示しないワイヤ電極挿通結線
装置等によって、ワイヤ電極１が挿通結線される。ワイ
ヤ電極１は、ワイヤ電極径や放電間隙、オーバーカット
を防止する余裕分等を考慮して、ＮＣプログラム形状
（イ）からずらされた経路（いわゆるオフセットされた
荒加工経路（ロ））上を図中、反時計方向に進行しなが
ら加工を行う。なお、オフセット値もＮＣプログラム上
に設定される場合が多いが、説明上、本件では、オフセ
ット値を除いた最終的所望形状を「ＮＣプログラム形
状」といい、その平面上の軌跡を「ＮＣプログラム軌
跡」といい、両者を使い分けて表現する。

【００１０】終了点Ｐ２に到達したら、電気的諸条件ま
たは、加工液噴流圧等の加工条件を切り換え、荒加工の
オフセット距離よりも短いオフセット距離の経路上を貫
通孔Ｐ１に向かって加工を進める。仕上げ加工が１回な
らば、貫通孔Ｐ１に到達した時に加工を終了するが、複
数回の仕上げ加工を行う場合には、再び電気的諸条件ま
たは、加工液噴流圧等の加工条件を切り換え、経路
（ハ）よりもさらにオフセット距離が短い経路上を終了
点Ｐ２に向けてワイヤ電極１を進め、その後は、仕上げ
回数に応じて、上記動作を繰り返す。

【００１１】ここで、ワイヤ電極１が、加工開始用貫通
孔Ｐ１から経路（ロ）を進行して終了点Ｐ２に到達した
時に、加工液等の影響で撓んでおり、数値制御装置が現
在位置であると認識している上下ガイド１７、１８に相
当する位置よりも実際の加工は遅れている。また、終了
点Ｐ２で直ちに経路（ハ）の仕上げ加工を行うようにす
ると、加工間隙が充分に得られず、ワイヤ電極１と被加
工物２とが接触する状態になり、加工間隙の絶縁状態が
失われて短絡を生じ、仕上げ加工を行うことができない
ようになる。この短絡を防止するためには、荒加工で使
用される電気的諸条件で終了点Ｐ２を折り返し、その
後、仕上げ加工の電気的諸条件に切り換えて加工を行う
方法が存在する。しかし、この方法では、加工量が少な
くなったときに高い電気的諸条件で加工するので、この
影響で断線を生じたり、電圧が所定値まで復帰せずに、
次の加工に移行できないという弊害が生じる場合があ
る。

【００１２】そこで、この弊害を防止するために、従来
は、ワイヤ電極１が終了点Ｐ２に到達した直後から一定
時間だけ、ワイヤ電極１と被加工物２との相対送りを停
止させた状態で放電を継続させるようにしている。これ
によって、ワイヤ電極１の撓みを取り除くとともに、放
電間隙を拡大させた後に、仕上げ加工を行うようにして
いる。または、終了点Ｐ２に到達後、放電加工を中断し
ワイヤ電極１を切断し、加工開始用貫通孔Ｐ１でワイヤ
電極１を再び挿通結線させて、荒加工と同一方向で仕上
げ加工経路（ハ）上を加工する方法も採用されている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来例のように、
ワイヤ電極１と被加工物２との相対送りを停止させたま
ま、一定時間、放電を継続させた後、次の加工工程へ移
行させるには、上記相対送りを停止させておく時間を作
業者がその都度、設定する必要がある。この場合、その
停止時間が短過ぎると、放電間隙を充分に得ることがで
きず、短絡さらにはワイヤ電極の断線が発生する。ま
た、その停止時間が長過ぎると、被加工物２の形状を損
なうので、その停止時間を適切に設定する必要がある。
さらに、上記停止時間は被加工物の材質や厚さ等によっ
ても異なるので、熟練した技術が必要であり、従って通
常の作業者にあっては、現実的には、ワイヤ電極１と被
加工物２との相対送りの停止時間を正確に設定すること
が困難であるという問題がある。

【００１４】一方、ワイヤ電極１を加工終了点Ｐ２で一
旦、切断し、加工開始用貫通孔Ｐ１から仕上げ加工を開
始するようにすると、切断、挿通、結線等の各作業を行
う必要があり、作業時間と手間とを多く必要とするとい
う問題があるとともに、挿通、結線作業の失敗や位置ず
れ等が生じた場合は、次の工程を実行することが困難に
なるという問題がある。

【００１５】本発明は、同一のＮＣプログラム形状を複
数回、繰り返して加工を行う放電加工方法において、ワ
イヤ電極の断線、短絡を生じること無しに次の加工に確
実に移行することができ、しかも作業時間と手間とを多
く必要とはしない放電加工方法を提供することを目的と
するものである。

【００１６】また、本発明は、上記の場合、ギャップ電
圧が復帰しなかったときにも、加工を中断することな
く、次の加工に移行でき、荒加工から仕上げ加工への切
り換えをスムーズに行うことができる放電加工方法を提
供することを目的とするものである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は、同一のＮＣプ
ログラム形状を複数回、繰り返して加工を行う放電加工
方法において、所定回数目の加工終了点にワイヤ電極が
到達し、次の回の加工に移行する前に、ギャップ電圧を
検出し、この検出したギャップ電圧が所定電圧以上にな
ったときに、上記次の回の加工に移行するものである。

【００１８】また、本発明は、上記の場合、ワイヤ電極
が加工終了点に到達したときから所定時間経過後に、ギ
ャップ電圧が所定電圧以上にならないときには、所定形
状のブロックを放電加工し、このブロックの放電加工を
終了したときに、次の回の加工に移行するものである。

【００１９】

【作用】本発明は、同一のＮＣプログラム形状を複数
回、繰り返して加工を行う放電加工方法において、所定
回数目の加工終了点にワイヤ電極が到達し、次の回の加
工に移行する前に、ギャップ電圧を検出し、この検出し
たギャップ電圧が所定電圧以上になったときに、上記次
の回の加工に移行するので、ワイヤ電極の断線、短絡を
生じること無しに次の加工に確実に移行でき、しかも作
業時間と手間とを多く必要とはしない。

【００２０】また、本発明は、上記の場合、ワイヤ電極
が加工終了点に到達したときから所定時間経過後に、ギ
ャップ電圧が所定電圧以上にならないときには、所定形
状のブロックを放電加工し、このブロックの放電加工を
終了したときに、次の回の加工に移行するので、たとえ
ギャップ電圧が復帰しなかったとしても、ワイヤ電極を
振動させて加工に必要なギャップを得ることができるの
で、加工を中断することなく、次の加工に移行でき、荒
加工から仕上げ加工への切り換えをスムーズに行うこと
ができる。

【００２１】

【実施例】図１は、本発明の一実施例を示すフローチャ
ートである。

【００２２】この実施例において、図８に示す形状を加
工する場合、まず基準電圧Ｖｒを設定する（Ｓ１）。こ
の基準電圧Ｖｒとしては、たとえば６０〜７０Ｖ（つま
り無負荷電圧よりも若干低い電圧）である。ワイヤ電極
１が加工終了点Ｐ２に到達したときにギャップ電圧Ｖｇ
を測定し、このギャップ電圧が基準電圧Ｖｒ以上である
場合に荒加工を終了するようにし、この判断のときに基
準電圧Ｖｒが必要になる。

【００２３】そして、タイマ時間ｔを設定し（Ｓ２）、
制御フラグＦを設定する（Ｓ３）。なお、タイマ時間に
関する複数個のデータを記憶装置に予め記憶させてお
き、加工に先立って作業者が入力する被加工物の材質あ
るいは板厚に基づいて、記憶してある複数のタイマ時間
データの中から１つを自動的に設定するようにするとよ
い。制御フラグＦは、放電加工を終了する前にギャップ
電圧Ｖｇと基準電圧Ｖｒとの比較を行う場合には「１」
とし、その制御を行なわずに放電加工を終了する場合に
は「０」とするものである。なお、「１」と「０」とを
上記とは逆に設定するようにしてもよい。

【００２４】引続いて、放電加工を開始し（Ｓ４）、加
工終了点Ｐ２にワイヤガイドが到達したときに（Ｓ
５）、予め設定した制御フラグＦの状態を見る（Ｓ
６）。その制御フラグＦが「１」であれば、そのときの
ギャップ電圧Ｖｇと、既に設定してある基準電圧Ｖｒと
を比較する（Ｓ７）。ワイヤガイドが加工終了点Ｐ２に
到達したときからカウンタがタイマ時間ｔをカウント
し、そのタイマ時間ｔが経過するまで、上記電圧の比較
が行なわれ（Ｓ８）、ギャップ電圧Ｖｇが基準電圧Ｖｒ
以上になったときに、次の加工に移行する。

【００２５】なお、ここでは、ギャップ電圧Ｖｇが基準
電圧Ｖｒよりも高くならなくても、タイマ時間ｔが経過
した場合には放電加工を終了するようにしている。タイ
マ時間ｔが経過してもギャップ電圧Ｖｇが基準電圧Ｖｒ
よりも高くならないときには、何らかの異常が発生した
と考えられる場合が多く、この場合には無制限に上記電
圧値比較動作を行なうことは無意味であり、したがっ
て、電圧値の比較動作を行う時間に制限を設けてある。

【００２６】たとえば、被加工物２がＳＫＤー１１であ
り、その板厚が４０ｍｍである場合には、電気的加工条
件の強弱にもよるが、タイマ時間ｔとして１０秒程度が
考えられ、被加工物２が超硬合金の場合には、同じ板厚
ならば、タイマ時間ｔとして１５秒程度が考えられる。
また、加工条件、被加工物２の材質、ワイヤ電極１の直
径等に応じた予測加工速度に応じて、タイマ時間ｔを定
めるようにしてもよい。

【００２７】ギャップ電圧Ｖｇが基準電圧Ｖｒ以上にな
ったときに、ワイヤ電極１の撓みがなくなったと考える
ことができ、また、荒加工の終了点Ｐ２において、適度
のギャップが得られたと判断することができる。したが
って、この終了点Ｐ２から仕上げ加工を開始すると、仕
上げ加工のように弱い加工条件であっても電圧が確実に
復帰し、また、ギャップが充分に存在するのでワイヤ電
極の断線の危険性が低い。

【００２８】図２は、上記実施例におけるプログラムの
一例を示す図である。なお、このプログラム例の数値は
図８の形状に合致してある。

【００２９】このプログラムにおいて、Ｇ５４は座標系
を指定するコードであり、Ｇ９２は座標値設定を示すコ
ードであり、Ｇ９０は絶対座標の指令を示すコードであ
り、Ｇ４２はワイヤ径補正（進行方向右側）のコードで
あり、Ｈ１７０はオフセット値１７０μｍを意味する。
また、Ｍ９８はサブプログラムの呼出を示すコードであ
り、Ｇ４１はオフセットのコードであり、つまりワイヤ
径補正（進行方向左側）のコードであり、Ｈ１２０はオ
フセット値１２０μｍを意味し、Ｇ０１は直線補間のコ
ードであり、Ｇ４０はワイヤ径補正キャンセルのコード
である。なお、Ｐ００１０は、サブプログラムがＮ００
１０であることを示すものである。

【００３０】また、Ｇ１０は、放電加工のプログラムの
中に、放電加工方法に関する制御が挿入されていること
を示すコードであり、図１におけるフラグＦが「１」で
ある場合に対応している。なお、Ｍ９９は、サブプログ
ラムの終了を示すコードである。

【００３１】図３は、本発明の他の実施例を示すフロー
チャートである。

【００３２】まず、形状パターンＰを設定する（Ｓ１
１）。その形状パターンＰの振り幅Ｌを設定する（Ｓ１
２）。加工用ＮＣプログラムを作業者が作成するとき
に、形状ブロックＰを挿入したり、ＣＲＴ画面上に複数
の形状パターンＰを表示させ、そのうちの１つを選択す
ることによって、上記形状パターンＰの設定を行う。ま
たは、記憶装置に加工条件および被加工物２の材質、板
厚、電極径に対応する形状を記憶させておき、これらの
記憶内容に応じて形状パターンＰを自動設定するように
してもよい。

【００３３】なお、ここでは振り幅Ｌは、円形の場合は
その半径、前後左右に振る場合はその振り幅の１／２の
長さ、菱形で振る場合は中心からコーナまでの距離に設
定してある。そして、制御フラグＦを設定し（Ｓ１
３）、放電加工を開始する（Ｓ１４）。そして、放電加
工の開始後、ワイヤガイドが終了点Ｐ２に到達しフラグ
Ｆが「１」であるならば（Ｓ１５、Ｓ１６）、既に設定
した振り幅Ｌで形状パターンＰを加工し（Ｓ１７）、次
の加工へ移行する。

【００３４】図４（１）、（２）、（３）は、それぞ
れ、上記形状パターンＰの例を示す図である。

【００３５】必要なギャップを得るには、図４（１）〜
（３）のいずれを採用してもよく、所定のギャップを得
るに必要な振り幅Ｌを充分に設定しさえすれば、これら
以外の形状パターンＰを採用してもよい。

【００３６】図５は、本発明の他の実施例を示すフロー
チャートである。

【００３７】この実施例においては、所定時間だけ電圧
値の比較を行い、所定時間内に電圧が復帰せず、必要な
ギャップを得られた場合にのみ、ワイヤ電極１を振動さ
せるようにし、これによって、次の加工へより確実に移
行できるようにしたものである。

【００３８】まず、基準電圧Ｖｒ、タイマ時間ｔ、形状
パターンＰ、振り幅Ｌ、制御フラグＦ等の各パラメータ
を設定し（Ｓ２１）、１回目の加工（荒加工）を行い、
終了する（Ｓ２２、Ｓ２３）。なお、その設定の方法に
ついては、第１の実施例および第２の実施例と同様であ
る。そして、ギャップ電圧Ｖｇを検出し、パラメータに
基づいて設定されたタイマ時間ｔのカウントを開始する
（Ｓ２４）。ギャップ電圧Ｖｇが基準電圧Ｖｒ以上であ
れば、そこで加工条件を変更し２回目の加工（仕上げ加
工）を行う（Ｓ２８、Ｓ２９）。

【００３９】一方、Ｓ２５において、ギャップ電圧Ｖｇ
が基準電圧Ｖｒよりも低ければ、再び、ギャップ電圧Ｖ
ｇと基準電圧Ｖｒとの比較を行い（Ｓ２６）、タイマ時
間ｔが経過するかギャップ電圧Ｖｇが基準電圧Ｖｒ以上
になるまで待つ。タイマ時間ｔが経過してもギャップ電
圧Ｖｇが基準電圧Ｖｒよりも低ければ、予め設定された
形状パターンでワイヤ電極１を振動させ、ギャップを拡
大させ（Ｓ２７）、２回目の加工に備えて、加工条件を
変更し、２回目の加工を行う（Ｓ２８、Ｓ２９）。

【００４０】上記実施例においては、図１、図３、図５
に示す実施例のうちの１つのみを常に実行するようにし
ているが、放電加工に先立って、図１、図３、図５のう
ちの１つを選択できるようにしてもよい。

【００４１】また、１回目の加工から２回目の加工の移
行時に、加工条件を切り換えるが、このときに所定時
間、待機することによってワイヤ電極１の撓みを取り除
き、その後に、２回目の加工に移行することが望まし
い。

【００４２】なお、図６は、上記実施例の全体の説明図
である。

【００４３】この図において、図７に示す部材と同一の
部材には同一の符号を付し、その説明を省略する。パル
ス発生装置１０１からのパルスに応じてスイッチング素
子２０３がオン、オフを繰り返し、加工用電源２０２か
ら給電子２０１、２０４を介してワイヤ電極１に電流が
流れる。

【００４４】電圧検出装置１０２は、所定回数目の加工
終了点にワイヤ電極が到達し、次の回の加工に移行する
前に、ギャップ電圧を検出するものの例である。駆動制
御装置１０３は、演算指令装置１０４からの指令を受
け、モータ７、８、１３、１４、１５を制御するもので
あり、演算指令装置１０４は、電圧検出装置１０２、記
憶装置１０５、タイマ回路１０６、入力装置１０７から
の信号に基づいて各演算を行い、パルス発生装置１０
１、駆動制御装置１０３に必要な指令を送り、必要な情
報を表示装置１０８に表示させるものである。なお、駆
動制御装置１０３と演算指令装置１０４とは、所定回数
目の加工終了点にワイヤ電極が到達し、次の回の加工に
移行する前に検出されたギャップ電圧が所定電圧以上に
なったときに、上記次の回の加工に移行する制御を行う
ものの例である。また、駆動制御装置１０３と演算指令
装置１０４とは、ワイヤ電極が加工終了点に到達したと
きから所定時間経過後に、ギャップ電圧が所定電圧以上
にならないときに、所定形状のブロックを放電加工し、
このブロックの放電加工を終了したときに、上記次の回
の加工に移行させるものの例である。

【００４５】以上は、本発明の加工方法を実行する装置
の例であり、このような態様の装置に限らないことは勿
論である。

【００４６】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、ワイヤ電極の
断線、短絡を生じること無しに次の加工に確実に移行で
き、しかも作業時間と手間とを多く必要とはしないとい
う効果を奏する。

【００４７】請求項２の発明によれば、たとえギャップ
電圧が復帰しなかったとしても、ワイヤ電極を振動させ
て加工に必要なギャップを得ることができるので、加工
を中断することなく、次の加工に移行でき、荒加工から
仕上げ加工への切り換えをスムーズに行うことができる
という効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すブロック図である。

【図２】上記実施例のプログラム例を示す図である。

【図３】本発明の他の実施例を示すフローチャートであ
る。

【図４】図３に示す実施例における形状パターンＰの例
を示す図である。

【図５】本発明のさらに他の実施例を示すフローチャー
トである。

【図６】上記実施例の全体の説明図である。

【図７】従来の放電加工装置の一例を示す図である。

【図８】荒加工と仕上げ加工の動作の説明図である。

【符号の説明】

Ｐ…形状パターン、 Ｐ１…加工開始用貫通孔、 Ｐ２…加工終了点、 Ｌ…振り幅、 Ｖｇ…ギャップ電圧、 Ｖｒ…基準電圧、 ｔ…タイマ時間。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 同一のＮＣプログラム形状を複数回、繰
   り返して加工を行う放電加工方法において、 所定回数目の加工終了点にワイヤ電極が到達し、次の回
   の加工に移行する前に、ギャップ電圧を検出し、この検
   出したギャップ電圧が所定電圧以上になったときに、上
   記次の回の加工に移行することを特徴とする放電加工方
   法。
2. 【請求項２】 同一のＮＣプログラム形状を複数回、繰
   り返して加工を行う放電加工方法において、 所定回数目の加工終了点にワイヤ電極が到達し、次の回
   の加工に移行する前に、ギャップ電圧を検出し、この検
   出したギャップ電圧が所定電圧以上になったときに、上
   記次の回の加工に移行し、一方、上記ワイヤ電極が上記
   加工終了点に到達したときから所定時間経過後に、上記
   ギャップ電圧が上記所定電圧以上にならないときには、
   所定形状のブロックを放電加工し、このブロックの放電
   加工を終了したときに、上記次の回の加工に移行するこ
   とを特徴とする放電加工方法。