JPH06262438A

JPH06262438A - 精密ワイヤ放電加工方法および装置

Info

Publication number: JPH06262438A
Application number: JP5190936A
Authority: JP
Inventors: Ernst Buehler; ビューラー・エルンスト; Livio Mazzolini; マツオリニ・リビオ; Amario Rino D; ダマリオ・リノ
Original assignee: Agie Charmilles SA
Current assignee: Agie Charmilles SA
Priority date: 1992-07-06
Filing date: 1993-07-05
Publication date: 1994-09-20
Anticipated expiration: 2015-01-11
Also published as: JP2997380B2; EP0578018A1; EP0578018B1; US5438178A; DE59305706D1; DE4222186C2; DE4222186A1

Abstract

(57)【要約】【目的】中位の高精度放電加工機によって高級機種に
よって得られると同様な平滑な面を得る方法および装置
の提供を目的とする。【構成】少なくとも一度粗加工した被加工物の輪郭を
少なくとも一回の仕上げ加工において輪郭形状基準とし
て利用する。放電間隙を微調整によって一定に保つ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は第一に、請求項１の前文
に記載の精密ワイヤ放電加工方法に関し、第二には請求
項２１の前文に記載のワイヤ放電加工装置に関するもの
である。

【０００２】本発明は周知のワイヤ放電加工方法を徹底
的に改良し、これによって加工中に生ずる装置の熱的歪
み、又は振動、さらには被加工物に生ずる歪みと言った
広範囲にわたる有害作用にも拘らず、比較的簡単な装置
によっても高品質の加工表面を得ることができるように
することをその目的の一つとしている。

【０００３】

【従来の技術】特別に空気調和されている環境下で非常
に高精度のワイヤ放電加工装置を使えば、０．１μｍの
面粗度で被加工物を加工できることはよく知られてい
る。

【０００４】ワイヤ放電加工によって加工したものを、
同じワイヤ電極と強力な電解液とを用いて電気化学的に
研磨することも亦よく知られている。約３Ａの直流電流
を使用すれば、より高い表面隆起部を除去することが可
能である。

【０００５】しかしながら、非常に精度の高いワイヤ放
電加工装置には欠点がある。それは、中位の高精度放電
加工装置の約３倍のコストを要する上、２４時間にわた
って１ｋ以下の温度勾配で運転することは、平均的な工
場にそれを設備することは不可能である。

【０００６】他方、加工作業が単に非常に平滑な表面を
要求し、必ずしも非常に正確な輪郭を要求するものでな
い場合が殆どである。

【０００７】電気化学的手法を放電加工システムに統合
することは極めて困難である。何故ならば、誘電体は通
常１０μＳ／ｃｍの導電率を有しており、それと電解液
を分離することは殆ど不可能であるからである。

【０００８】さらに、著しく結晶性の高いある種の材料
を電気化学的に研磨することは殆ど不可能である。何故
なら、作用剤は異なる相を異なる割合で浸食するからで
ある。

【０００９】ここで、その他の先行技術を補足引用する
が、これらは必ずしも中位の高精度ワイヤ放電加工装置
を用いて平滑な表面を得ることを目的とするものではな
い。

【００１０】ドイツ公開特許公報ＯＳ３９２９１１１Ａ
１は粗加工および仕上げ加工に必要なワイヤ電極オフセ
ットを保持するための相当データの登録を要しない放電
加工用ワイヤ電極の変位量計算方法を開示している。

【００１１】ヨーロッパ特許０３１２０５６Ａ１は放電
加工用ワイヤ電極の位置を検出するセンサを開示してい
る。

【００１２】Ｋ．ＳｐａｎｎｅｒおよびＬ．Ｄｉｅｔｒ
ｉｃｈ両氏は、文献「Ｆｅｉｎｗｅｒｋｔｅｃｋｎｉｋ
＆Ｍｅｓｓｔｅｃｋｎｉｋ（８７、（１９７９）、
４、Ｓ、１８１）」に「圧電駆動による高精度位置決
め」と題して、高精度の位置調整に圧電駆動機構を利用
することを述べている。しかしながら、この論文は研究
室レベルの機器について述べているものであって、工作
機械について述べているものではない。

【００１３】ドイツ公開特許公報ＯＳ３９０７６５６Ａ
１はワイヤ電極の位置を検知するシステムと、それを制
御する機構とを備えた高精度の装置を開示している。

【００１４】ドイツ公開特許３５２４３７７Ｃ２はＣ字
形の装置を通してワイヤ電極を案内するシステムを開示
している。

【００１５】ドイツ公開特許公報ＯＳ３８１３３０６は
所定の経路にそって移動するワイヤ電極と非加工製品の
端縁間の距離を計測して表面形成誤差を検出する装置を
備えた放電加工装置を開示している。

【００１６】所定経路のフレームは装置自体、或いはそ
の座標系である。高精度放電による誤差は負帰還によっ
て補償される。中位の高精度装置に於けるセンサの目的
は、高い精度の輪郭と形を得ることであって、平滑な表
面を得ることではない。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、普通の工場
で見られる中位の高精度ワイヤ放電加工機による加工に
よって０．１μｍ以下の面粗度を有する非常に平滑な面
を形成することを意図するものであり、また本発明の方
法を実施するのに特に適したワイヤ放電加工装置を指向
するものである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明のこれら目的は、
請求項１の特徴部に記載の本発明による方法、ならびに
請求項２１の特徴部に記載の本発明による装置によって
達成される。

【００１９】

【作用】ワイヤ電極を使用して中位の精度と安定性を備
えたワイヤ放電加工装置によって実施する放電加工方法
は、少なくとも一度粗加工を受けた被加工物の輪郭を、
少なくとも一度の仕上げ加工のための輪郭形状基準とし
て利用することを特徴としている。

【００２０】本発明による方法の特段の利点は、例えば
ワイヤ放電加工による仕上げ加工によらずに金属鋳造パ
ターンとして使用するのに十分な精度の製品を製作する
のに極めて高精度の装置を使用する必要がないという点
である。さらに他の利点としては、本方法が装置に対し
て多くの費用加算を要求するものでない点である。

【００２１】さらに、本発明の方法を際立たせている点
は、通常の加工工場で稼働する中位の高精度ワイヤ放電
加工装置で鏡面（面粗度０．１μｍ以下）を形成するの
に十分な弱いパルスを使用することができること、すな
わち火花間隙が加工公差より狭くなることである。

【００２２】本発明の特に好ましい一実施例では、被加
工物とワイヤ電極の間隙幅は火花間隙における電気的パ
ラメータの一つによって決定され、粗加工輪郭に対して
重畳される微調整は粗加工輪郭に対して直角に、かつ一
定の仕上げ加工スピードで実施され、間隙パラメータを
一定にし、それによって間隙幅を一定に保つようにして
いる。

【００２３】被加工物の上下に設けた光センサが被加工
物の上下面の加工域近傍における放電の輝度を検出し、
粗加工輪郭に対してワイヤ電極を直角方向に傾斜させ
て、被加工物上下面における放電輝度を同一のレベルに
保持するようにし、かつワイヤ電極を被加工物側面に対
して垂直に平行にするようにして微調整が実施される。

【００２４】直線的部分、又は僅かに曲がった曲線部分
に沿って数回にわたって仕上げ加工を行なう場合には、
それら加工中ある程度ワイヤ電極をカットに沿って前後
に傾けることも可能である。

【００２５】被加工物の位置および形は、仕上げ加工の
開始直前にセンサによって検出され、その結果は仕上げ
品にマッチするように、座標変換、回転、オフセット補
正によってプログラムを改変するのに用いられる。

【００２６】本発明の他の好ましい実施例では、ワイヤ
放電加工装置の固有軸にしたがって微調整を実施する。
間隙の電気パラメータの測定、または光センサによって
一定に保たれ、それ故間隙幅を一定に保つ装置固有のオ
フセット補正によって微調整を決定していくこともまた
有利な方法である。

【００２７】また、微調整を圧電アクチュエータ型のサ
ーボ機構によって実施する場合には、特に有利な結果を
得ることができる。他方、このサーボ機構は弾性要素を
線形変形すアクチュエータでもある。

【００２８】この弾性要素は装置または被加工物保持装
置の一部であって、空気圧また油圧による調整可能であ
るものが好ましい。本発明の更に他の実施例では、アク
チュエータは電磁気的に、または加熱そして／または冷
却によって感温性物質の長さを変化させる力を出力す
る。

【００２９】サーボ機構は被加工物保持装置についての
み作用し、粗加工段階以前に被加工物の位置微調整動作
に入ることが望ましい。

【００３０】更に好ましい本発明の実施例では、光セン
サの代わりに超音波センサが利用され、それらからの信
号は加工電源と同期して処理され、それによって被加工
物の上部と底部との間における火花分布が音の持続期間
と強さによって決定される。

【００３１】更に他の有利な本発明の実施例では、微調
整の偏差が作業者に対して数値的に、或いはグラフを用
いて示され、許容最大偏差の範囲から逸脱したときには
警報が鳴り、少なくともこの偏差範囲の逸脱がある限り
加工は中止される。

【００３２】更に、微調整からの偏差を被加工物の輪郭
からの不一致形状として大きく拡大して被加工物の輪郭
とともにモニタ上に示すことは特に有利である。

【００３３】本発明の特に好ましい進んだ変形実施例に
おけるサーボ機構は主軸または装置誤差を補正したり、
被加工物またはワイヤ電極を正しく位置決めしたり、ワ
イヤ電極位置センサによって検出されたワイヤ電極の位
置ずれを正確に補正したり、オフセット補正、仕上げ加
工誤差補正、またはこれら機能のすべてを補正すること
が可能である。

【００３４】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面を参照して
詳述する。

【００３５】図１は一部粗加工された被加工物２がウエ
ブ３を介して物理的にかつ電気的に基材１に着いている
状態を示している。粗加工が材料固有テンションの力線
を横切るとき被加工物２に生じる変位は誇張して示して
ある。

【００３６】粗加工はまた熱およびストレスを発生し、
これが装置自体を容易に変形させ、ワイヤ電極４に関し
て被加工物２に垂直方向に対する角度変位もたらす。

【００３７】工作機械に使用するスチールは温度１Ｋ当
たり、１ｍについて１２μｍの膨張を示すものが代表的
である。この性質は、可成りな誤差が常に残るものの、
巧妙な設計によってある程度補償することができること
は勿論である。

【００３８】図２は上記基材１の断面図で、被加工物２
が材料固有のテンションから開放された時どの位垂直方
向から傾いたかを誇張して示している。

【００３９】本発明によってまだ補正されていない状態
での仕上げ加工ストロークは、被加工物２の左上部と、
右底部にのみ加えられることになる。被加工物が垂直方
向に厚ければ厚いほど、誤差はより明確になる。

【００４０】しかしながら、仮令特別の空気調和を施し
た環境下で稼働する極めて高精度のワイヤ放電加工装置
でも、こうした誤差を補正することは不可能である。

【００４１】図３は従来型の中位の高精度ワイヤ放電加
工装置を示している。中位の高精度とは軸位置決めの絶
対精度が約５μｍ、ターンアラウンド公差が約２μｍ、
そして軸内経路の分解能が１μｍ程度の精度をいう。

【００４２】加工装置は装置はベース５、下部アーム
６、上部アーム７、Ｘ−Ｙテーブル８、Ｕ−Ｖテーブル
９、および被加工物保持装置１０から成っている。

【００４３】上部アーム７はＺ軸に沿って上下すること
ができる。上部ワイヤガイド１１はＵ軸およびＶ軸に沿
って移動可能となっていて、下部ワイヤガイドに対して
ワイヤを傾斜させて傾斜した端面を切削形成する。

【００４４】基材１から被加工物２を切り出す初めの粗
加工においては、加工パルスの振幅は数百アンペア、そ
の周期は約２μｓｅｃである。

【００４５】その際のワイヤ電極４と被加工物２の間の
間隙は通例６０μｍであり、加工表面の面粗度は約２μ
ｍで、これは殆どの使用に耐え得る十分な平滑度とは言
い得ない。

【００４６】加工表面を改善したり、細かい加工形状誤
差を補正するための仕上げ加工は可成以前から試みられ
てきた。この技術は、オフセットに適当な補正を加えな
がら、連続的に振幅を小さくし、周期を短くした加工パ
ルスによって被加工物を数回にわたって再加工するもの
であった。

【００４７】こうした加工によって、加工表面の平滑度
が増すばかりではなく、放電間隙はより狭められるとい
う結果が得られている。振幅が約２Ａ、周期が約０．３
μｓｅｃの加工パルスで加工した場合には、面粗度は約
０．２μｍ、そして放電間隙幅は約３μｍとなる。

【００４８】中位の高精度ワイヤ放電加工装置において
遭遇する種々の機械的誤差は、特にここを限界点として
述べられている。これらの誤差には熱的にもたらされる
誤差や、図１、２について述べた誤差を伴っている。

【００４９】この限界点以下では、再現可能な好結果を
得ることは不可能である。その理由は、短絡や空加工に
よって被加工物のある部分がまったく浸食されないから
である。

【００５０】大いに空気調和が施されている環境下で常
に高精度のワイヤ放電加工装置を使用することは全く意
味がない。

【００５１】何故ならば、一つには図１、２に示した誤
差は高精度装置でも依然発生するものであり、また装置
そのものが受け入れ難い程高価のものとなるからであ
る。本発明はこの限界点を決定的に乗り越える簡単な方
法を提供するものである。

【００５２】本発明の主たるアイデアは仕上げ加工時の
絶対基準として加工装置自体の代わりに一回以上粗加工
を受けた中間製品を利用することにある。粗加工回数は
形状誤差が幾つまで許容し得るかによって決まる。

【００５３】先ず第一の方策としては、加工装置の絶対
精度を上げないでサブミクロン領域での移動を可能にす
るための座標分解能を上げることである。加工装置がス
テッパーモータを使用している場合には、最善の解決策
は電気的に刻みを減少することである。

【００５４】その他のタイプのモータの場合には、ルー
トメータを増加させることが可能である。勾配または正
接・余接比を意味する加工方向は数値制御から知ること
ができるし、加工方向に対する法線は９０度の回転によ
って決定できる。

【００５５】本発明による微調整は、放電間隙を常に理
想幅に保つことを目標にこの横方向から始める。適当な
オフセット補正、電源パラメータ、および一定の加工速
度等については、既に知られている仕上げ加工技術と同
様に選択する。

【００５６】本発明において新規なことは少なくとも一
つの電気的間隙パラメータ、例えば平均加工電圧、平均
加工電流、または平均点火遅延等を計測し、基準値と比
較する。

【００５７】もし不一致が見られれば、この不一致がゼ
ロになるまで被加工物を前進または後退させて微調節を
開始する。これらの方法は図１に示した被加工物の正し
くない位置にワイヤ電極を一致させることになる。

【００５８】不正確に選択されたオフセット補正や、加
工装置の一部に熱的または機械的に生じた機能不全は、
被加工物の全縁から一様な厚さで材料を浸食加工するた
めに修正しなければならない。

【００５９】しかし、この修正によって図２に示した被
加工物２の垂直方向における角度変位を訂正することは
不可能であることは勿論である。これを訂正するために
は、被加工物の高さ方向に沿った火花分布を検出する更
にもう一つのセンサが必要になる。

【００６０】図３はこの場合の一例を示している。光導
伝体からなる上部光センサ１４と下部光センサ１５は被
加工物２の上下面における加工域近傍において放電の輝
度を検出する。

【００６１】これら輝度の差は処理装置１３によって計
算される。処理装置１３からの信号によって、被加工物
上下面における放電輝度を同一のレベルに保つためのＵ
−Ｖ面における微調整が始まる。

【００６２】したがって、この場合、ワイヤ電極４は数
値制御装置によって加工方向に対してある角度で傾けら
れる。

【００６３】被加工物の高さ方向に沿って火花分布を検
出する方法としては、この他にも幾つかの方法がある。
例えば、超音波センサは放電輝度を検出する光センサに
代わって火花音の強さを検出することができる。

【００６４】音波は被加工物の高さに沿って可成減衰す
るので、その振幅が距離についての情報を与えてくれ
る。しかし、もし音の発生からセンサによって傍受され
るまでの時間間隔が計測されれば、どの位音波が継続し
たかによって距離を割り出すことも可能である。

【００６５】火花分布を検出するその他の技術では、微
分電流電圧計測と共にワイヤ電極４のインピーダンスを
利用している。

【００６６】しかし、この方法は電流振幅が減少するの
で更に信頼性にかけるので、適当な方法とは言えない。
いずれにしても、これらの微調整の結果、ワイヤ電極は
図２に示した被加工物２の垂直方向誤差に一致すること
になる。

【００６７】図４は仕上げ加工を繰り返したにも拘ら
ず、依然縦縞模様１６、殆ど目視不能、を見せている被
加工物２を示している。縞１６は殆どがサブミクロンオ
ーダの低い隆起で、例えば０．５ミリ間隔に互いに離間
している。

【００６８】これら隆起の発生には多くの理由がある。
例えば、被加工物の結晶構造内に在る小さい点状の欠陥
であるとか、ワイヤ電極の直径の誤差によるものである
とか、あるいは加工装置全体に衝撃を与える振動である
と言ったものである。

【００６９】問題は各縞１６が仕上げ加工中に極めて短
い時間で生成され、平らに均すことが殆ど不可能だと言
うことである。

【００７０】しかしながら、本発明によれば、直線また
は僅かにカーブした曲線部に沿う仕上げ加工時に、ワイ
ヤ電極を加工方向に沿って僅かに前後に傾斜させること
ができる。

【００７１】数値制御装置によって、Ｕ−Ｖ座標テーブ
ル９を移動することによって傾斜を作り、仕上げ加工の
間にワイヤ電極がある角度で各縞模様１６に更に長く接
するようにして、縞模様の処理を優先させてやる。

【００７２】上部ワイヤガイド１１が下部ワイヤガイド
１２から、一つの縞模様と次のものとの距離である約
０．５ｍｍだけ変位した場合に理想的な角度が生ずる
が、０．１ｍｍ変位させただけでも好結果を生むことが
できる。

【００７３】平滑な仕上げ面が特には重要でない場合、
そして特に加工が特別に空気調和された環境において高
精度加工装置によって行なわれる場合には仕上げ加工に
入る直前に、被加工物の位置と形状を検出することで十
分に満足な結果を得られる。

【００７４】ドイツ特許２８２６２７０（米国特許４２
３２２０８）に開示されているワイヤ電極位置センサと
同様のものは現在入手、利用できる状態にある。この種
のセンサはワイヤガイド１１、１２に対するワイヤ電極
４の位置の検出、補正に使用することができる。

【００７５】この種のセンサはサブミクロンオーダで高
精度の非電気的検出操作を可能にするものである。

【００７６】いかなる形状の被加工物であっても、その
Ｘ−Ｙ軸に平行な変位、およびＸ、ＹまたはＺ軸のまわ
りの回転角（オイラー回転マトリクッス）は、内蔵固有
プログラムによって検出することができる。

【００７７】また、被加工物の実サイズを測定し、それ
から適切なオフセット補正量を導出することも可能であ
る。この特徴によって、ワイヤ電極の直径誤差に対する
補正のみならず、被加工物の熱膨張に対する補正も可能
となる。

【００７８】数値制御プログラムに記憶されている座標
は実際に検出、決定された被加工物の位置に対応して変
換、回転される。必要な数学的マトリックス計算は既に
知られているところである。（例えば、Ｗ．Ｋｎａｐ
ｐ，ＳｏｆｔｗａｒｅＧｅｏｍｅｔｒｉｅｋｏｒｒｅ
ｋｔｕｒ，ＴｅｃｈｎｉｓｃｈｅｎＲｕｎｄｓｃｈａ
ｕ３９（１９８７），Ｈａｌｌｗａｇ，Ｂｅｒｎ，Ｓ
ｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ，ａｎｄｔｈｅｒｅｆｅｒｅ
ｎｃｅｓｃｉｔｅｄｔｈｅｒｅｉｎ）

【００７９】図５は、下部ワイヤガイド１２に関するサ
ーボ機構ＸＦ，ＹＦ，ならびに上部ワイヤガイド１１に
関するサーボ機構ＵＦ，ＶＦを備えた本発明の実施例を
示している。

【００８０】サーボ機構ＸＦ、ＹＦ、およびＵＦ、ＶＦ
はドイツ特許３０４８６３１（米国特許４４２３３４
７）に開示されているタイプの圧電アクチュエータであ
ってもよい。これら構成要素によって、サブミクロン領
域においてさえ極めて正確、かつ迅速な動作が可能にな
る。

【００８１】この装置設計は、機械的にはクッションで
防止することが難しい装置の低周波振動を補正するのに
特に実効性がある。サーボ機構ＸＦ、ＹＦ、およびＵ
Ｆ、ＶＦは電磁的に作動するものであっても良いことは
勿論である。

【００８２】図６は、微調整に対するもう一つの対処法
を示すものである。この実施例の裏にある考え方は、ア
クチュエータＸＫ，ＹＫ，ＵＫ，およびＶＫを加工装置
の弾性要素に作用させ、制御された減衰手段１７を導入
しようとするものである。

【００８３】これらのアクチュエータＸＫ，ＹＫ，Ｕ
Ｋ，およびＶＫは例えば、上部アーム７および下部アー
ム６に設けることが可能である。

【００８４】電磁的要素を用いることも可能であるが、
圧力によって駆動される短ストロークの空気または油圧
ピストン−シリンダ機構によって力を加えることもでき
る。

【００８５】ゆっくりとした高精度の動作が要求される
場合には、真鍮とか適当な合金（例えば、形状記憶合
金）と言った、特定の温度に対応して伸縮する感温性の
材料を利用することも可能である。

【００８６】図７は、中位の高精度ワイヤ加工装置に上
記サーボ機構を再装備するのに特に適した実施例を示す
ものである。

【００８７】この実施例では、サーボ機構ＸＦ、ＹＦ、
およびＵＦ、ＶＦは被加工物保持装置１０に設けられて
いる。アクチュエータＸＫ，ＹＫ，ＵＫ，およびＶＫを
同様に用いることが可能であることは当然である。

【００８８】この実施例で、傾斜軸サーボ機構ＵＦ，Ｖ
Ｆの回転点は必ずしもワイヤ電極の軸とは一致しない
が、この状態は被加工物が十分小さく、微調整も重要で
ないという場合には、無視しても良い。その結果は、簡
単な改造性によって得られる利益によって十分に補償さ
れたものとなる。

【００８９】もう一つの利点は、加工装置の準備段階
で、基材１を自動的に正確に位置決めすることが可能で
あるという点である。緩みはセンサによって検出され、
直ちにサーボ機構ＸＦ、ＹＦ、およびＵＦ、ＶＦまたは
アクチュエータＸＫ，ＹＫ，ＵＫ，およびＶＫによって
補正される。

【００９０】したがって、基材１の主軸は、数値制御に
よって、加工装置のＸ、Ｙ、Ｕ、Ｖ、Ｚ軸方向に直線補
完誤差を導入することなくこれらの軸に一致する。

【００９１】微調整の開始点を作業者に知らせてやるこ
とは実際的である。サーボ機構ＸＦ、ＹＦ、およびＵ
Ｆ、ＶＦによって実施される微調整過程で生ずる偏差は
本発明にしたがって数値的に、または図形によって表示
される。

【００９２】偏差が許容範囲を越えたときに微調整過程
を中断できるようにしておくこともまた実際的である。
偏差の許容範囲からの逸脱は、例えば加工装置が加熱し
過ぎたときに生ずるものである。加熱による歪みが加工
装置から消えたときに作業は自動的に再開する。

【００９３】更に、作業者に対する数値的情報は、仕上
げ加工時に、基準輪郭からのずれを拡大表示した微調整
分を含む被加工物の輪郭の形でモニタ上に表示される。
この表示では異なる色または点線等が使用される。

【００９４】作業者はこれらの情報から間違ったオフセ
ット補正をしていないかどうか、また輪郭からの過剰な
ずれによって生じた作業の中断直前に加工装置がどのよ
うに動作していたかを知ることができる。多かれ少なか
れモニタは顕微鏡的働きをする。

【００９５】サーボ機構ＸＦ、ＹＦ、およびＵＦ、ＶＦ
は、そのデザインによっては、ある程度同時的にその他
の追加的機能として利用することができる。

【００９６】前述の基材１の正確な位置決め機能もその
可能なものの一つであり、これまで１μｍ刻みで行なわ
れていた主軸補正や、装置の補正をもっと正確なものと
することもできる。

【００９７】この方法で前述のセンサによるワイヤ電極
の位置決めも可能であり、オフセット補正も広い範囲で
可能となる。

【００９８】この最後の特徴の結果、オフセット補正が
加工経路の補完操作から分離され、輪郭全体にわたって
オフセット補正が変化することを許容することになる。
よりきついカーブの加工経路で生じがちなひどい歪みを
改善するための割り込みに関連しても利点が得られる。

【００９９】

【発明の効果】本発明は周知のワイヤ放電加工方法を徹
底的に改良し、これによって加工中に生ずる装置の熱的
歪み、又は振動、さらには被加工物に生ずる歪みと言っ
た広範囲にわたる有害作用にも拘らず、比較的簡単な装
置によっても高品質の加工表面を得ることができるよう
にしたものである。

【０１００】この結果、例えばワイヤ放電加工による仕
上げ加工によらずに金属鋳造パターンとして使用するの
に十分な精度の製品を製作するのに極めて高精度の装置
を使用する必要がなく、さらに他の利点としては、本方
法が装置に対して多くの費用加算を要求するものでない
点にある。

【図面の簡単な説明】

【図１】材料内の歪みによって被加工物に生じた水平方
向の角度変位を強調して描いた図。

【図２】材料内の歪みによって被加工物内に生じた垂直
方向の角度変位を強調して描いた図１のＡ−Ａ線に沿っ
てとった断面図。

【図３】光センサを備えた中位の高精度ワイヤ放電加工
装置を示す斜視図。

【図４】切り込み方向に沿って傾斜したワイヤ電極によ
って被加工物から除去されつつある垂直縞模様を示す
図。

【図５】ワイヤガイドを微調整する機構を備えた中位の
高精度ワイヤ放電加工装置を示す斜視図。

【図６】装置構造に作用するアクチュエータを備えた中
位の高精度ワイヤ放電加工装置を示す斜視図。

【図７】被加工物保持装置を微調整する機構を備えた中
位の高精度ワイヤ放電加工装置を示す斜視図。

【符号の説明】１基材２被加工物４ワイヤ電極５ベース６下部アーム７上部アーム８Ｘ−Ｙテーブル９Ｕ−Ｖテーブル１０被加工物保持装置１１上部ワイヤガイド１２下部ワイヤガイド１３処理装置１４、１５光センサＸＦ、ＹＦ、ＵＦ、ＶＦサーボ機構ＸＫ、ＹＫ、ＵＫ、ＶＫアクチュエータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ダマリオ・リノイタリア国、タベルネ、ビア・ライネド（番地なし)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】中位の高精度と安定性を有するワイヤ放
電加工装置によって行なう精密ワイヤ放電加工方法であ
って、少なくとも一回の粗加工を既に受けた被加工物
（２）の輪郭を少なくとも一回の仕上げ加工において輪
郭形状基準として利用することを特徴とする精密ワイヤ
放電加工方法。
【請求項２】被加工物（２）とワイヤ電極（４）の間
の間隙幅は、少なくともこの間隙における電気的パラメ
ータの一つによって決定され、粗加工経路に重畳される
正確なサーボ動作は、前期間隙パラメータを一定に保
ち、それによって間隙幅を一定に保つようにして、粗加
工経路に直角に、かつ一定の仕上げ加工速度で開始され
ることを特徴とする請求項１に記載の精密ワイヤ放電加
工方法。
【請求項３】上部光センサ（１４）と下部光センサ
（１５）は被加工物の上下面加工部近傍において放電の
輝度を検出し、被加工物上下面における放電輝度を同一
レベルに保持し、かつワイヤ電極を被加工物側面に対し
縦方向に平行に保つようにワイヤ電極を傾斜させて微調
整を開始することを特徴とする請求項１または２に記載
の精密ワイヤ放電加工方法。
【請求項４】直線部または僅かに曲がった曲線部に沿
って数回の仕上げ加工を施す場合、この加工の間、加工
経路に沿ってワイヤ電極を前後に傾斜させることを特徴
とする請求項１ないし３に記載の精密ワイヤ放電加工方
法。
【請求項５】仕上げ加工の直前にセンサによって被加
工物の位置および形状を検出し、その結果に基づいて座
標変換、回転によってプログラムを変更し、前段で得ら
れた形状に適したオフセット補正を行なうことを特徴と
する請求項１に記載の精密ワイヤ放電加工方法。
【請求項６】微調整はワイヤ放電加工装置に固有の軸
（Ｘ、Ｙ、Ｕ、Ｖ）について実施されることを特徴とす
る請求項１ないし５に記載の精密ワイヤ放電加工方法。
【請求項７】微調整は、前記間隙の電気的パラメータ
の計測、または光センサによる計測によって一定に保持
され、それ故間隙幅を一定に保持する加工装置固有のオ
フセット補正によって決定されることを特徴とする請求
項１ないし６に記載の精密ワイヤ放電加工方法。
【請求項８】微調整はサーボ機構（ＸＦ、ＹＦ、およ
びＵＦ、ＶＦ）によって実施されることを特徴とする請
求項１ないし５に記載の精密ワイヤ放電加工方法。
【請求項９】サーボ機構（ＸＦ、ＹＦ、およびＵＦ、
ＶＦ）は圧電アクチュエータであることを特徴とする請
求項８に記載の精密ワイヤ放電加工方法。
【請求項１０】サーボ機構は弾性要素に線形変形を与
えるアクチュエータ（ＸＫ、ＹＫ、ＵＫ、ＶＫ）である
ことを特徴とする請求項８に記載の精密ワイヤ放電加工
方法。
【請求項１１】弾性要素はワイヤ放電加工装置または
被加工物保持装置（１０）の部分（５、６、または７）
であることを特徴とする請求項１０に記載の精密ワイヤ
放電加工方法。
【請求項１２】アクチュエータ（ＸＫ、ＹＫ、ＵＫ、
ＶＫ）は制御された空気圧または油圧により作動するこ
とを特徴とする請求項１０に記載の精密ワイヤ放電加工
方法。
【請求項１３】アクチュエータ（ＸＫ、ＹＫ、ＵＫ、
ＶＫ）は電磁気的力を発生することを特徴とする請求項
１０に記載の精密ワイヤ放電加工方法。
【請求項１４】アクチュエータ（ＸＫ、ＹＫ、ＵＫ、
ＶＫ）は加熱そして／または冷却によって、したがって
感温性物質の長さを変化させることによって力を発生す
ることを特徴とする請求項１０に記載の精密ワイヤ放電
加工方法。
【請求項１５】サーボ機構（ＸＦ、ＹＦ、およびＵ
Ｆ、ＶＦ）は被加工物保持装置（１０）によってのみ作
用することを特徴とする請求項８に記載の精密ワイヤ放
電加工方法。
【請求項１６】サーボ機構（ＸＦ、ＹＦ、およびＵ
Ｆ、ＶＦ）は被加工物の位置を微調整するために粗加工
の前に動作することを特徴とする請求項８ないし１５に
記載の精密ワイヤ放電加工方法。
【請求項１７】光センサに代わって超音波センサを使
用し、その信号を加工電源と同期して処理し、これによ
って音波の継続期間と強さを計測することによって被加
工物の上部と底部間にある火花分布を決定することを特
徴とする請求項３に記載の精密ワイヤ放電加工方法。
【請求項１８】微調整の偏差は数値的にあるいは図形
的に作業者に表示され、かつ許容最大偏差からの逸脱が
発生し、この状態が存在するかぎり作業が中断されてい
るときには警報が発せられることを特徴とする請求項１
乃至１７に記載の精密ワイヤ放電加工方法。
【請求項１９】微調整時には、被加工物の輪郭は、そ
れからのずれの形で拡大表示した偏差と共にモニタ上に
表示されることを特徴とする請求項１８に記載の精密ワ
イヤ放電加工方法。
【請求項２０】サーボ機構は主軸また装置の誤差を補
正し、被加工物またはワイヤ電極を正確に位置決めし、
ワイヤ電極位置センサによって検出されたワイヤ電極の
ずれを正確に補正し、オフセットまたは仕上げ加工経路
の誤差を補正する等、これらすべての機能を有すること
を特徴とする請求項１乃至１９に記載の精密ワイヤ放電
加工方法。
【請求項２１】調整機構を備えたワイヤ放電加工装置
であって、サーボ機構（ＸＦ、ＹＦ、およびＵＦ、Ｖ
Ｆ）は粗加工経路に対してある角度で微調整を行ない、
被加工物とワイヤ電極間の間隔はセンサによって計測さ
れ、放電火花の近傍において一定に保たれることを特徴
とするワイヤ放電加工装置。
【請求項２２】被加工物の上下に設けた光センサ（１
４、１５）は被加工物上下面の加工部近傍における放電
の輝度を検出することを特徴とする請求項２１に記載の
ワイヤ放電加工装置。
【請求項２３】サーボ機構（ＸＦ、ＹＦ、およびＵ
Ｆ、ＶＦ）は圧電アクチュエータであることを特徴とす
る請求項２１または２２に記載のワイヤ放電加工装置。
【請求項２４】サーボ機構は弾性要素に線形変形を与
えるアクチュエータ（ＸＫ、ＹＫ、ＵＫ、ＶＫ）である
ことを特徴とする請求項２１、２２、または２３に記載
のワイヤ放電加工装置。
【請求項２５】弾性要素はワイヤ放電加工機または被
加工物保持装置（１０）の部分（５、６、または７）で
あることを特徴とする請求項２４に記載のワイヤ放電加
工装置。
【請求項２６】アクチュエータ（ＸＫ、ＹＫ、ＵＫ、
ＶＫ）は制御された空気圧または油圧により作動するこ
とを特徴とする請求項２４または２５に記載のワイヤ放
電加工装置。
【請求項２７】アクチュエータ（ＸＫ、ＹＫ、ＵＫ、
ＶＫ）は電磁気的力を発生することを特徴とする請求項
２４または２５に記載のワイヤ放電加工装置。
【請求項２８】アクチュエータ（ＸＫ、ＹＫ、ＵＫ、
ＶＫ）は加熱そして／または冷却によって、したがって
感温性物質の長さを変化させることによって力を発生す
ることを特徴とする請求項２４に記載のワイヤ放電加工
装置。
【請求項２９】サーボ機構（ＸＦ、ＹＦ、およびＵ
Ｆ、ＶＦ）は被加工物保持装置（１０）によってのみ作
用することを特徴とする請求項２４乃至２８に記載のワ
イヤ放電加工装置。
【請求項３０】光センサの代わりに超音波センサを使
用したことを特徴とする請求項２２乃至２９に記載のワ
イヤ放電加工装置。
【請求項３１】微調整時には、偏差を被加工物の輪郭
からのずれの形で拡大表示するモニタを備えたことを特
徴とする請求項２１乃至３０に記載のワイヤ放電加工装
置。
【請求項３２】サーボ機構は主軸また装置の誤差を補
正し、被加工物またはワイヤ電極を正確に位置決めし、
ワイヤ電極位置センサによって検出されたワイヤ電極の
ずれを正確に補正し、オフセットまたは仕上げ加工経路
の誤差を補正する等、これらすべての機能を有すること
を特徴とする請求項２１乃至３１に記載のワイヤ放電加
工装置。