JPH10277843A - ワイヤ放電加工機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワイヤ電極径の寸法や真円誤差に基づく加工
誤差が生じないワイヤ放電加工機を提供する。 【解決手段】 ワイヤ１のワーク５に対する放電加工部
７の前段の走行経路にワイヤ径測定装置23を設け、放電
加工前のワイヤ径を測定し、その測定値に基づき演算す
るオフセット補正量演算手段53を、放電加工プログラム
読込手段45より移動量演算手段47への経路中に設けて、
ワイヤ径の形状誤差によるオフセット量の補正量を考慮
して放電加工精度の向上を図るようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ワイヤ電極とワー
クとを相対移動させてワークに所望形状を加工するワイ
ヤ放電加工機に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ワイヤ放電加工機では、ワーク
に加工すべき所望形状に応じてワイヤ電極の中心位置の
移動軌跡である加工軌跡プログラムを作成して、使用す
るワイヤ電極の半径と荒加工や仕上加工の加工条件等に
応じた放電ギャップ（加工間隙）とを合せた量をオフセ
ット量とし、ワイヤ電極またはワークの加工軌跡プログ
ラムに応じた移動量に前記オフセット量を加味した移動
量をワイヤ電極またはワークの移動手段に指令するよう
にしている。

【０００３】しかし、ワイヤ電極の電極径には製作誤差
があるばかりでなく、各箇所でバラツキがあり、これが
ワイヤ電極のオフセット量の指令時に悪影響を与えてし
まい、ひいては加工精度の低下をまねいてしまう。ま
た、要求されているワークの加工精度が高い場合には、
寸法精度の高いワイヤ電極を使用すればよいが、こうし
た寸法精度の高いワイヤ電極を製作することにはかなり
のコストアップを伴ってしまう。また、ワイヤ電極の走
行中の張力により延伸され、線径に変化を生ずる可能性
もある。

【０００４】こうした問題を解決する従来技術として、
所望の放電加工後に測定した放電加工後のワイヤ電極の
電極径と、予め記憶された最適加工条件における放電加
工後のワイヤ電極の電極径とを比較することにより、所
望の加工条件を最適加工条件の放電電圧または放電電
流、ワーク移動速度に調整するようにしたものが、特開
平７−６０５５１号公報に開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ワイヤ電極は
放電加工により均一に消耗するとは限らず、その断面形
状は不均一な形状となることが多く、上記の従来技術の
ように放電加工後のワイヤ電極の電極径を測定しても測
定する位置によりその電極径には形状寸法差があり、正
確なワイヤ電極の電極径が得られず、ワイヤ電極の電極
径の誤差としてオフセット量に取り込むことが困難であ
る。

【０００６】そこで、本発明は、放電加工前のワイヤ電
極の電極径を測定して電極径の形状誤差をオフセット量
に反映させることにより加工精度の向上を図ることがで
きるワイヤ放電加工機を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、ワイヤ電極の放電加工前の電極径を測定
する電極径測定手段、好ましくは、測定部がワイヤ電極
の中心軸線回りに３６０°割出、回転可能であり、加工
進行方向に対して垂直方向からワイヤ電極の電極径を測
定できる電極径測定手段と、加工プログラムに記憶した
ワイヤ電極の電極径と前記電極径測定手段で測定したワ
イヤ電極の電極径とからオフセット量の補正量であるワ
イヤ電極の電極径の誤差を演算するオフセット補正量演
算手段と、を設けるようにしたもので、下記のような構
成を備えている。

【０００８】（１） ワイヤ電極を走行させるとともに
前記ワイヤ電極とワークとを相対移動させて前記ワーク
に所望形状を加工するワイヤ放電加工機において、前記
ワイヤ電極と前記ワークとを相対移動させる相対移動手
段と、前記ワイヤ電極の電極径、前記ワイヤ電極の電極
径及び放電間隙に応じたオフセット量、前記所望形状に
応じた加工形状プログラムからなる放電加工プログラム
を読み込む放電加工プログラム読込手段と、前記放電加
工プログラムの前記加工形状プログラムに前記オフセッ
ト量を加味し、前記ワイヤ電極と前記ワークとの相対移
動量を演算し、前記相対移動手段へ送出する移動量演算
手段と、前記ワイヤ電極と前記ワークとの放電加工部の
前段に設けられ、前記ワイヤ電極の放電加工前の電極径
を測定する電極径測定手段と、前記読み込んだワイヤ電
極の電極径及び前記測定したワイヤ電極の電極径から前
記ワイヤ電極の電極径の誤差を演算し、前記オフセット
量の補正量として前記移動量演算手段へ送出するオフセ
ット補正量演算手段と、を具備し、前記ワイヤ電極と前
記ワークとの相対移動時に放電加工前の前記ワイヤ電極
の形状誤差を補正するワイヤ放電加工機。 （２） 前記電極径測定手段は、その測定部を前記ワイ
ヤ電極の中心軸線回りに割出、回転させる割出回転手段
を備え、加工進行方向に対して常に垂直方向の前記ワイ
ヤ電極の電極径を測定する、上記第（１）項に記載のワ
イヤ放電加工機。

【０００９】

【作用】ワイヤ放電加工機によりワークに所望形状を加
工するにあたって、放電加工プログラム読込手段に、ワ
イヤ電極の電極径、ワイヤ電極の電極径及び放電間隙に
応じたオフセット量、前記所望形状に応じた加工形状プ
ログラム等からなる放電加工プログラムを読み込む。移
動量演算手段で放電加工プログラムの加工形状プログラ
ムにオフセット量を加味し、ワイヤ電極とワークとの相
対移動量を演算して、ワイヤ電極とワークとの相対移動
手段へ送出する。

【００１０】そして、ワイヤ電極とワークとを相対移動
させながらワーク加工すると同時に、ワイヤ電極とワー
クとの放電加工部の前段に設けられた電極径測定手段で
ワイヤ電極の放電加工前の電極径を測定し、オフセット
補正量演算手段で放電加工プログラム読込手段に読み込
んだワイヤ電極の電極径との差からワイヤ電極の電極径
の誤差を演算し、オフセット量の補正量として移動量演
算手段へ送出するようにしたので、加工に用いられるワ
イヤ電極の形状寸法誤差をオフセット量の補正量として
取り込むことができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は本発明による実施形態を示
す加工制御ブロック図を含むワイヤ放電加工機の要部拡
大図、図２は本発明のワイヤ放電加工機のワイヤ電極径
測定手段を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）はそのＡ
−Ａ断面図、図３は本発明のワイヤ放電加工機における
ワイヤ電極の形状寸法に対するオフセット量補正制御方
法を示すフローチャートである。

【００１２】図１に示すように、ワイヤボビン等のワイ
ヤ供給手段（図示せず）から供給されたワイヤ電極（以
下ワイヤと云う）１は、ワイヤ張力発生手段（図示せ
ず）で所望の張力が付与され、上ガイドローラ３で方向
転換され、ワーク５に対する放電加工部７を通過して、
下ガイドローラ９で方向転換され、ワイヤ回収手段（図
示せず）で回収される。なお、ワーク５の上下には、給
電子11、上ワイヤガイド13を備えた上ヘッド15、及び、
給電子17、下ワイヤガイド19を備えた下ヘッド21が設け
られており、上ヘッド15の給電子11と下ヘッド21の給電
子17を介してワイヤ１に給電するよう構成されている。
また、ワーク５に対してはワイヤ１と逆の電圧が供給さ
れ、上ワイヤガイド13と下ワイヤガイド19とにより経路
を規制されたワイヤ１とワーク５との間で放電加工が行
われる。

【００１３】ところで、ワイヤ放電加工機の電極となる
ワイヤ１には、例えば、0.1 mm、0.2 mm、0.25mm、0.3
mm等各種径のものが用いられるが、ワイヤ径には製作誤
差があり、その誤差を少なくしようとすると、コストア
ップが避けられず、それでもワイヤ全長にわたって誤差
のない均一なものが得られ難い。

【００１４】前記した従来の技術についての記載部分
で、ワイヤ放電加工機では、ワークに加工すべき所望形
状に応じてワイヤ電極の中心位置の移動軌跡である加工
軌跡プログラムを作成して、使用するワイヤ電極の半径
と荒加工や仕上加工の加工条件等に応じた放電ギャップ
（加工間隙）とを合せた量をオフセット量とし、ワイヤ
電極またはワークの加工軌跡プログラムに応じた移動量
に前記オフセット量を加味した移動量をワイヤ電極また
はワークの移動手段に指令するようにしている旨述べた
が、ワイヤ電極径に誤差があれば、加工製品に加工誤差
として現われることになり、精密な加工ができなくな
る。

【００１５】そこで本発明においては、ワーク５に対す
る放電加工部７の前段に、放電加工前のワイヤ１の電極
径を測定するワイヤ径測定装置23を設け、ワイヤ１の電
極径を測定し、その測定結果をワイヤ１またはワーク５
の加工軌跡プログラムに応じた移動量に反映させること
により、加工精度の向上を図るよう構成させてある。

【００１６】なお、ワイヤ１の電極径の測定は、一定時
間ごとに行うようにしてもよく、また、ワイヤ径測定装
置23をワイヤ１の中心軸線回りに360 °割り出し、回転
可能に構成し、ワイヤ１によるワーク５に対する加工進
行方向に対して常に垂直方向のワイヤ１の電極径を測定
できるようにすることにより、ワイヤ電極断面が真円と
なっていない場合でも正確な加工を行うことができる。

【００１７】次に、ワイヤ径測定装置23の構成について
図２に従って説明する。図２において、（ａ）は正面
図、（ｂ）はそのＡ−Ａ断面図で、適宜支承板25により
回転自在に支承された歯車27には、歯車27中心軸部を貫
通するワイヤ１のワイヤ通孔29が設けられており、その
ワイヤ１の走行方向に対し垂直平面上に、多数本の光線
31を投光する投光素子群33とこれにワイヤ１を挾んで対
面する受光素子群35が同歯車27上のベース37に設けられ
ている。

【００１８】受光素子群35は、投光素子群33の投光する
多数本の光線に対応した状態で多数の受光素子が配列さ
れており、（ｂ）図に示すように、ワイヤ１によりその
受光素子を幾つ遮ったかを数えることでワイヤ１の電極
径を測定する。もっとも、受光数によらずに受光量を測
定するようにしてもよい。このようにして測定されたワ
イヤ径は、ワイヤ断面が真円となっていなくても、その
光の投光された線幅を測定したことになる。なお、本実
施形態では、電極径の測定に投影する光線の影を利用し
ているが、投影光以外の測定手段を用いてもよい。

【００１９】それ故、その線幅の半分を放電ギャップ量
に加えたものを放電加工におけるオフセット量とすれ
ば、ワイヤ電極径に誤差があっても常に正確な加工が行
えることになる。

【００２０】しかし、図１に示すように、放電加工によ
る加工形状軌跡39は常に一定方向にあるのではないの
で、ワイヤ１の加工仕上面に対面する場所は変化するこ
とになる。そこで、ワイヤ径測定装置23により測定され
た線幅の半分を放電ギャップ量に常に加えることにより
正確な仕上面が得られるよう、ワーク５の加工形状軌跡
39に対応してワイヤ径測定装置23をワイヤ１の周りに回
動するようにすることにより、加工仕上面に対面する方
向のワイヤ１の線幅を測定し、その結果を利用して、ワ
イヤ径の誤差によるオフセット補正量を常に正確な値と
することができるようにする。

【００２１】すなわち、図２に示すように、支承板25に
回転自在に支承されたワイヤ径測定装置23の歯車27は、
同じく支承板25に支承されたサーボモータ41の歯車43と
噛み合っていて、サーボモータ41の制御回転によりワイ
ヤ径測定装置23が回動されるよう構成されている。そし
て、予め設定された加工形状軌跡39のＸＹ方向移動量か
らその加工進行方向を求め、常に加工進行方向と垂直方
向からワイヤ径を測定する。例えば、円を加工するので
あれば、ワイヤ径測定装置23は回転することになる。

【００２２】なお、放電加工機のワイヤ径測定装置23に
よる検出値を放電加工機の加工に利用するブロック図は
図１に記載されているので、これについて簡単に説明す
る。

【００２３】ワイヤ電極径測定装置を備えていない従来
の放電加工機においては、放電加工プログラム読込手段
45からの信号（ワイヤ電極径の数値も考慮済）が、鎖線
で示すように、ワイヤ１とワーク５との移動量演算手段
47に伝えられ、これよりワイヤ１とワーク５との相対移
動手段49を作動させてワーク５の放電加工が行われてい
る。勿論、相対移動は、ワイヤ１を移動させてもよい
し、ワーク５を移動させるようにしてもよい。

【００２４】本発明においては、ワイヤ径測定装置23を
設けて、その測定値を、放電加工プログラム読込手段45
と移動量演算手段47との間に設けたオフセット量演算手
段53において、放電加工プログラム読込手段45よりの信
号とを掛け合わせることにより、ワイヤ径の誤差に基づ
くオフセット補正量を演算し、その結果を従来よりある
移動量演算手段47に伝え、さらに相対移動手段49を作動
させるよう構成されている。なお、ワイヤ放電加工機に
おけるワイヤ１の形状寸法に対するオフセット量補正制
御方法は、フローチャートとして図３に示してあるので
参照されたい。

【００２５】さらに、ワイヤ径測定装置23をワイヤ１の
走行方向を軸心として回動可能とすることにより、ワイ
ヤ１の真円度誤差を排除するよう構成することもでき
る。すなわち、図２に示すように、ワイヤ径測定装置23
に対するサーボモータ41、歯車43よりなる回転駆動手段
を設け、図１にブロック図として示す割出回転手段51と
して、放電加工プログラム読込手段45よりの信号を利用
して、ワーク５の加工形状軌跡39に沿って移動する加工
仕上面に対面する方向のワイヤ１の線幅を測定し、ワイ
ヤ電極径の真円誤差によるオフセット補正量を考慮でき
るよう、オフセット補正量演算手段53に測定結果を入力
するようにする。

【００２６】また、ワーク５の加工形状軌跡39に対応し
てワイヤ径測定装置23をワイヤ１の周りに回動するよう
にすることにより、加工仕上面に対面する方向のワイヤ
１の線幅を測定し、その結果を利用して、ワイヤ電極径
誤差及び真円誤差によるオフセット補正量を常に正確な
値とすることができる

【００２７】すなわち、ワイヤ径測定手段23によるワイ
ヤ１の電極径の測定位置が、ワーク５との間の放電加工
位置と一致するように制御されることになる。

【００２８】

【発明の効果】上記したように、放電加工前のワイヤ電
極の電極径を測定するようにしたので、ワークの加工時
における正確なワイヤ電極の電極径を得ることができ、
その測定値を利用して正確な放電加工を行うことができ
る。すなわち、測定したワイヤ電極の放電加工前の電極
径と放電加工プログラムのワイヤ電極の電極径との差か
らオフセット量の補正量を演算し、取り込み、移動量を
演算するようにしたので、ワイヤ電極の電極径にバラツ
キがあっても、また、寸法精度の高いワイヤ電極を使用
することなく、加工精度の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による実施形態を示す加工制御ブロック
図を含むワイヤ放電加工機の要部拡大図である。

【図２】本発明のワイヤ放電加工機のワイヤ径測定手段
を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）はそのＡ−Ａ断面
図である。

【図３】本発明のワイヤ放電加工機におけるワイヤ電極
の形状寸法に対するオフセット量補正制御方法を示すフ
ローチャートである。

【符号の説明】

１ ワイヤ電極 ３ 上ガイドローラ ５ ワーク ７ 放電加工部 ９ 下ガイドローラ 23 ワイヤ径測定装置 27 歯車 29 ワイヤ通孔 31 光線 33 投光素子 35 受光素子 39 加工形状軌跡 41 サーボモータ 43 歯車 45 放電加工プログラム読込手段 47 移動量演算手段 49 相対移動手段 53 オフセット補正量演算手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワイヤ電極を走行させるとともに前記ワ
   イヤ電極とワークとを相対移動させて前記ワークに所望
   形状を加工するワイヤ放電加工機において、 前記ワイヤ電極と前記ワークとを相対移動させる相対移
   動手段と、 前記ワイヤ電極の電極径、前記ワイヤ電極の電極径及び
   放電間隙に応じたオフセット量、前記所望形状に応じた
   加工形状プログラムからなる放電加工プログラムを読み
   込む放電加工プログラム読込手段と、 前記放電加工プログラムの前記加工形状プログラムに前
   記オフセット量を加味し、前記ワイヤ電極と前記ワーク
   との相対移動量を演算し、前記相対移動手段へ送出する
   移動量演算手段と、 前記ワイヤ電極と前記ワークとの放電加工部の前段に設
   けられ、前記ワイヤ電極の放電加工前の電極径を測定す
   る電極径測定手段と、 前記読み込んだワイヤ電極の電極径及び前記測定したワ
   イヤ電極の電極径から前記ワイヤ電極の電極径の誤差を
   演算し、前記オフセット量の補正量として前記移動量演
   算手段へ送出するオフセット補正量演算手段と、 を具備し、前記ワイヤ電極と前記ワークとの相対移動時
   に放電加工前の前記ワイヤ電極の形状誤差を補正するこ
   とを特徴としたワイヤ放電加工機。
2. 【請求項２】 前記電極径測定手段は、その測定部を前
   記ワイヤ電極の中心軸線回りに割出、回転させる割出回
   転手段を備え、加工進行方向に対して常に垂直方向の前
   記ワイヤ電極の電極径を測定する、請求項１に記載のワ
   イヤ放電加工機。