JPH1058238A

JPH1058238A - 放電切断方法及び装置

Info

Publication number: JPH1058238A
Application number: JP9106827A
Authority: JP
Inventors: Ivano Dr Beltrami; ベルトラミイヴァノ; Braunschweiler Andreas; ブラウンシュヴァイラーアンドレアス
Original assignee: Agie Charmilles SA
Current assignee: Agie Charmilles SA
Priority date: 1996-04-10
Filing date: 1997-04-10
Publication date: 1998-03-03
Also published as: DE19614200C2; US5935456A; DE19614200A1; BR9706596A

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】ワイヤ放電加工機において輪郭誤差の補正を
改善する。【解決手段】ワイヤ放電加工機の少なくとも１つの案
内ヘッド７，８を、場合によっては工作物５を、少なく
とも１つの案内軌道ＴＤに沿って移動させる方法であっ
て、複数の輪郭誤差検出部によって輪郭誤差を求めるこ
とができ、１つの輪郭誤差検出部によって求められる１
つの輪郭誤差が、又は各１つの輪郭誤差検出部によって
求められる複数の輪郭誤差の組合せを、選択する方法あ
る。更に、案内軌道に沿って移動させる調整装置を備え
たワイヤ放電加工機であって、輪郭誤差を求めるための
複数の装置２０，３０と、１つの装置２０；３０の輪郭
誤差か又は複数の装置の求めた輪郭誤差の組合せのいず
れかを選択する装置とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ワイヤ放電加工機
の少なくとも１つの案内ヘッドを、場合によっては工作
物を、少なくとも１つの案内軌道に沿って移動させる方
法に関する。本発明は、更に、少なくとも１つの案内ヘ
ッドを、場合によっては工作物を、少なくとも１つの案
内軌道に沿って移動させる調整装置を備えたワイヤ放電
加工機に関する。

【０００２】

【従来の技術】この一般的種類の機械若しくは方法は米
国特許公報第４５４６２２７号又は欧州公告特許公報第
６８０２７号により公知である。

【０００３】放電加工は、絶縁体を介して２つの電極の
間で放電するときに発生する現象であり、一方の電極で
の材料除去として現れる。この原理は、ごく精密な輪郭
を製造することができるので、久しい以前から、そして
益々、材料加工に適用されている。当該工作機械、いわ
ゆる放電加工機では、一方の電極が工作物によって形成
され、他方の工作物が工具−いわゆる工具電極−によっ
て形成される。その都度希望する輪郭を製造するため
に、一般に数値制御される適宜な相対運動が工作物と工
具電極との間にもたらされる。両方の電極の間の絶縁体
として役立つのが加工液、通常は水であり、これが調整
可能な特定の加工液圧力のもとで放電帯域の周りを流れ
る。

【０００４】ワイヤ放電加工機では工具電極として切断
ワイヤが使用され、この切断ワイヤはワイヤ供給部から
絶えず繰り出され、第１ワイヤガイドを介して工作物の
上方を放電帯域へと移動し、そこから第２ワイヤガイド
を介して工作物の下方を排出部に引き入れられ又は廃棄
処理される。工作物に所定の輪郭を切断するのには切断
ワイヤと工作物との間で厳密に制御される相対運動が必
要であり、この相対運動は一般に工作物の、及び／又は
ワイヤガイドを担持する案内ヘッドの、数値制御運動に
よって実現される。この相対運動によって、製造すべき
輪郭に極力正確に従った軌道−輪郭曲線−に沿って放電
帯域が工作物中を移動するのを保証しなければならな
い。

【０００５】切断ワイヤが上部ワイヤガイドと下部ワイ
ヤガイドとの間を厳密に直線的に移動する理想的事例で
は、例えば円筒形切断の場合ワイヤ案内ヘッドと工作物
との間の相対運動を前記輪郭曲線に厳密に適合すること
ができよう。ワイヤが駆動ローラ及び制動ローラによっ
て案内ヘッド内で機械的に緊張されているのではある
が、特に放電帯域内での加工液・放電圧力の故に切断ワ
イヤが切断方向とは逆に撓むことが不可避である。この
撓みは、工作物の被切断輪郭の方向変化時に、主として
輪郭曲線の鋭い湾曲部又はコーナにおいて、問題を引き
起こす。そこではいわゆる”輪郭誤差”が現れて、輪郭
湾曲部を扁平にし、コーナを丸くしてしまいがちとな
る。この現象は、おおまかには、牽引車と被牽引車が急
カーブを通過するときに観察することのできるような両
方の車両の軌跡の間の誤差に匹敵する。

【０００６】輪郭誤差を補償するためのさまざまな措置
が公知である。例えば米国特許公報第４５４６２２７
号、欧州公告特許公報第６８０２７号に開示された各種
方法では、放電加工操作の中断中にワイヤの撓みが好適
な位置センサによって測定され、当該測定値から制御量
が算出され、これらの制御量が前記相対運動を調節して
輪郭誤差の作用を最小にする。米国特許公報第４５４６
２２７号に開示された方法では、１つのコーナを切断す
るために切断ワイヤと工作物との間の相対運動が一時的
に停止されて、輪郭誤差が測定される。欧州公告特許公
報第６８０２７号が示す方法では、測定されたワイヤ撓
みから２つの補正値が算出され、一方の補正値は湾曲部
での輪郭誤差の接線方向成分に、他方の補正値は半径方
向成分に関係しており、被切断輪郭に合わせて記憶され
ている送り系の相対運動を補正して輪郭誤差を補償する
のに利用される。即ち、送り系によって実際に引き起こ
されるワイヤ案内ヘッドと工作物との間の相対運動の軌
道がワイヤ位置測定値に基づいて被切断輪郭曲線に対し
てずらされる。

【０００７】前記両方の方法はそれぞれさまざまな欠点
を有しており、広く利用可能ではない。例えば、最初に
指摘した方法、つまり放電パラメータの低減によってコ
ーナ戦略を実行する方法はきわめて時間がかかる。工作
物の半径成分に基づいて平均切断率が低下する。例えば
半径成分１５％の工作物の場合最高切断率の半分が達成
されるだけである。

【０００８】前記第２の方法では案内ヘッドの案内軌道
が持続的に補正されるので加工速度を低下させる必要が
なく、最高切断率を平均切断率と同一視することができ
る。

【０００９】他方、輪郭誤差ベクトルを円弧上で接線方
向成分と半径方向成分とに分解することは、静的であ
り、軌道要素の始点において輪郭誤差の方向に左右され
ない。直線的切断に戻るとき、また或る直線的切断から
他の直線的切断に移行するとき、もはや補正は予定され
ていない。特に、半径が小さく又方向変化が大きいと
き、この静的計算は役に立たない。

【００１０】ワイヤ電極の変位を測定するための”セン
サ支援”測定装置が欧州特許公報第３１２０５６号によ
り公知である。それによれば、ワイヤ電極の案内ヘッド
と工作物との間の相対位置を補正して、ワイヤ変位に起
因した加工誤差を避けることができる。この方法には、
操作員が考慮しなければならない幾つかの制約がある。
特に、被切断輪郭が工作物のエッジに過度に接近し又は
過度に近い切断軌跡を含んでいて作業条件が厳しいと
き、変位の測定が不安定となることがある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、ワイ
ヤ放電加工機において輪郭誤差の補正を改善することに
ある。

【００１２】

【課題を解決するための手段、作用及び効果】類概念に
係わる方法においてこの課題は、複数の輪郭誤差検出部
によって輪郭誤差を求めることができ、１つの輪郭誤差
検出部によって求められる１つの輪郭誤差が、又は各１
つの輪郭誤差検出部によって求められる複数の輪郭誤差
の組合せが、選択されること（請求項１）によって解決
される。更に、類概念に係わる装置においてこの課題
は、輪郭誤差を求めるための複数の装置と、１つの前記
装置の輪郭誤差か又は複数の前記装置の求めた輪郭誤差
の組合せのいずれかを選択するための選択装置と（請求
項１５）によって解決される。

【００１３】本発明によればワイヤ放電加工機におい
て、若しくはその案内ヘッドを、場合によっては工作物
も、移動させる方法において、他の単数又は複数の装置
若しくは輪郭誤差検出部が瞬時状況においてそれらの利
用能力の限界に達し、又は他の理由から一時的にあまり
適していないときにのみ、単数又は複数の装置を選定し
若しくは作動させるために、複数の各種装置若しくは輪
郭誤差検出部が設けられている。

【００１４】輪郭誤差を求めるための装置若しくは輪郭
誤差検出部は、測定され及び／又は算出された入力量か
ら輪郭誤差の値を提供する。求められた輪郭誤差値は、
加工条件に応じて、実際の輪郭誤差値にかなり正確に一
致する。本発明では、実際の輪郭誤差値と求められた輪
郭誤差値との間の不一致を従来のワイヤ放電加工機より
も本質的に低減させることができる。この改良は、ワイ
ヤ位置若しくは工作物位置を補正−以下では補正戦略と
称する−するのにどの種類の輪郭誤差検出部が瞬時条件
のもとで最も適しているのかを自動的に決定して選択す
ることのできるワイヤ放電加工機の制御装置によって達
成される。

【００１５】このワイヤ放電加工機は、最も適した補正
戦略の輪郭誤差データから、案内ヘッド若しくは工作物
の案内軌道のための補正値を求める。ワイヤ放電加工
機、若しくはワイヤ放電加工機の補正系は、放電加工中
であっても、或る補正戦略から他の補正戦略に自動的に
切換えることができる。その都度の切断の所定の輪郭公
差の内部で或る補正戦略から他の補正戦略への移行が行
われる。

【００１６】補正系若しくは補間回路はさまざまな補正
戦略の組合せも予定している。補正値として利用できる
のはワイヤ位置センサの測定値、輪郭誤差の計算値又は
推定値であり、場合によっては他の戦略の値、これらの
値の組合せである。

【００１７】本発明は操作員の負担を軽減することがで
きる。例えば、或る補正戦略から他の補正戦略に切換え
るのに操作員の介入は必要でない。更に、加工が簡単と
なり、−特に例えば加工中の個々の（ワイヤ位置センサ
等の）システム構成素子を遮断してしまうような極端な
加工条件において工作物の誤加工に備えた−最大の安全
性と最高の加工速度とからなる組合せがすべての工作物
について達成される。

【００１８】選択決定を下す際の条件には例えばセンサ
信号の安定性、特にワイヤ位置センサの安定性が含まれ
ており、好ましい１方法では前記選択が放電パラメータ
及び／又は少なくとも１つのセンサ信号を考慮して実行
される（請求項２）。それに応じて、好ましいワイヤ放
電加工機では選択装置が放電パラメータ及び／又は少な
くとも１つのセンサ信号を考慮する。更に、被切断輪郭
を選択決定に含めることができる。更に、加工プロセス
の安定性が考慮される。

【００１９】放電間隙内での材料除去に物理的影響を加
えるようなパラメータが放電パラメータと理解される。
特に放電電圧、放電電流、電流若しくは電圧のパルス繰
返し周波数、加工液圧力、切断速度及び放電力が放電パ
ラメータに数えられる。

【００２０】本方法の好ましい１実施態様では、放電の
基礎とされた瞬時放電パラメータから第１輪郭誤差検出
部によって輪郭誤差が輪郭誤差ベクトルとして、即ちベ
クトル量として、求められる（請求項３）。それに応じ
て、好ましいワイヤ放電加工機では、第１装置が輪郭誤
差を輪郭誤差ベクトルとして、即ちベクトル量として、
放電の基礎とされた瞬時放電パラメータから求める（請
求項１７）。この実施態様が立脚している考えによれ
ば、ワイヤ放電加工機の調整装置によって巡回すべき案
内軌道を被切断輪郭曲線に対し輪郭誤差を補正するのに
必要なずれは輪郭誤差ベクトルの値と方向とによって表
すことができる。更に、これら両方の成分は瞬時放電パ
ラメータと被切断輪郭の既知の幾何学とから計算するこ
とができ、必ずしもワイヤ位置センサの測定値を頼りと
する必要はない。

【００２１】輪郭誤差がベクトル量であるので、値と方
向は別々に検討することができ、計算することもでき
る。値と方向とのこの分離によって、この場合、輪郭誤
差の計算を簡素とすることができる。有利なことに方向
は専ら切断輪郭の幾何学から求められ、値は専ら放電パ
ラメータから計算される。一方で、好ましくは放電電
流、放電電圧及び／又は加工液圧力から第１輪郭誤差検
出部によって輪郭誤差の値が求められる（請求項４若し
くは１８）。他方で、好ましくは少なくとも１つの輪郭
曲線によって表される被切断輪郭の幾何学から及び／又
は放電パラメータから、第１輪郭誤差検出部によって輪
郭誤差の方向が、特に輪郭誤差ベクトルと輪郭曲線のｘ
点における接線との間の角度αが、求められる（請求項
５若しくは１９）。

【００２２】好ましくは、瞬時動作電流、瞬時動作電圧
及び瞬時加工液圧力から第１輪郭誤差検出部若しくは第
１装置によって輪郭誤差の瞬時値｜Ｓ_B （ｔ）｜が簡略
式｜Ｓ_B （ｔ）｜＝ａ・ｉ（ｔ）＋ｂ・ｐ（ｔ）＋ｃ・ｕ（ｔ）＋ｄ（１）に従って算出され、ここにａ，ｂ，ｃ及びｄはワイヤ放
電加工機及び工作物の固定パラメータから実験で又は計
算で予め算定可能な因数、特に定因数である（請求項６
若しくは２０）。この式は輪郭誤差値と電流、電圧、加
工液圧力等の主要な放電パラメータとの間の関係を示
す。これらの放電パラメータは時間に依存しているのに
対して、パラメータａ，ｂ，ｃ，ｄは好ましくは時間に
依存していない。但し、それらも特定条件のもとでは、
時間に依存しても、変化させることができる。

【００２３】好ましくは、第１輪郭誤差検出部若しくは
第１装置の枠内で輪郭曲線の軌道要素が線分に分割さ
れ、連続する線分δｘの新規な各線分ごとに角度δαが
式 δα（ｘ）＝（±ｌ／ｒ_O −α（ｘ）／ｘ_O ）・δｘ（２）に従って算出され、ここにｘは最初に切断されるべき部
分の連続的長さ、ｘ_O はワイヤ放電加工機の固定パラメ
ータから実験で又は計算で予め算定可能なパラメータ、
ｌ／ｒ_O は輪郭曲線（ＵＫ）の曲率であり、事前の軌道
要素から現在の軌道要素に移行するときにｒ_O とｘ_O が
算出される（請求項７若しくは２１）。特に輪郭が複雑
な場合、例えば半径の一定しない曲線の場合、ワイヤ放
電加工機の電子数値制御装置が輪郭曲線を個々の小さな
直線線分に分解する。その場合２つの隣接する線分は
（湾曲部において）それらの方向が互いにずらされてい
る。こうして、補正された各案内軌道についてさしあた
り近似解が得られるだけではある。しかし線分長を短縮
することによってこの近似の精度は任意に高めることが
できる。

【００２４】有利には、第１輪郭誤差検出部若しくは第
１装置の枠内で輪郭誤差ベクトルと輪郭曲線のｘ点にお
ける接線との間の角度α（ｘ）が、特に輪郭曲線が円弧
の連続であるとき、式 α（ｘ）＝α_O ＋（α_O −α∞）・ｅｘｐ（−ｘ／ｘ_O ）（３）に従って近似的に算出され、ここにα0 は輪郭誤差ベク
トルと新規な切断方向の接線との間の角度、α∞は漸近
角度であり、この漸近角度がｘ》ｘ_O について達成され
る（請求項８若しくは２２）。その際、好ましくは、第
１輪郭誤差検出部若しくは第１装置の枠内でパラメータ
ｘ_O が式 α∞＝ｘ_O ／ｒ_O （４）から求められる（請求項９〜２３）。最後に切断された
輪郭曲線部分（軌道要素又は線分）の方向と次に切断さ
れるべき輪郭曲線部分（軌道要素又は線分）の方向との
間に得られる角度から、ベクトル方向の計算は行われ
る。上記式が前記量の他に含むパラメータは、機械の固
定パラメータと工作物の既知パラメータとに依存してお
り、実験で又はこれらのパラメータから計算で予め算定
することができ、且つ工作物加工の準備中に例えば電子
数値制御装置（ＣＮＣ）用ソフトウェアに入力すること
ができるようなもののみである。

【００２５】好ましい方法では、少なくとも１つのセン
サ信号を考慮して第２輪郭誤差検出部によって案内ヘッ
ドに対する切断ワイヤの相対長さが測定を通して算定さ
れる（請求項１０）。それに応じて、好ましいワイヤ放
電加工機では、第２装置が、案内ヘッドに対する切断ワ
イヤの相対長さを測定し且つ少なくとも１つの適宜なセ
ンサ信号を発生するための検出装置を有する（請求項２
４）。測定は、例えば、光導波路センサを有する光電子
式ワイヤ位置測定システムを介して行われる。実際のワ
イヤ位置は２軸、実時間で約１μｍの分解能で測定され
る。このセンサは数値制御装置に直接に接続されてお
り、プログラムド輪郭の測定されたワイヤ位置偏差を例
えば１秒間に３０回求める。このワイヤ位置偏差から、
次に、案内軌道の適宜な補正が実時間で算出される。こ
の持続的補正によって加工速度の低下が必要でなく、高
い効率が達成される。

【００２６】特に望ましくは、選択された輪郭誤差、若
しくは選択された輪郭誤差の組合せ、及び／又は輪郭曲
線の幾何学によって、それぞれ１つの補正された案内軌
道が求められ（請求項１１）、若しくは、放電の基礎と
された輪郭誤差を選択装置が補間回路に送り、この補間
回路が、この輪郭誤差及び／又は輪郭曲線の幾何学によ
って、補正された案内軌道をそれぞれ求める（請求項２
５）。補間回路は、１つの装置で求められた輪郭誤差か
又は求められた複数の輪郭誤差の組合せのいずれかを受
け取り、それから、特に被切断輪郭の幾何学を考慮し
て、単数又は複数の案内ヘッド若しくは工作物の新たな
目標座標を算出する。これらの目標座標が次に当該調整
装置に供給され、次にこの調整装置は単数若しくは複数
の案内ヘッド及び／又は工作物を新たな位置へと運ぶ。

【００２７】厳しい作業条件が発生すると、好ましくは
切断速度が低減され（請求項１２）、この低減が数値制
御装置によって行われる（請求項２６）。このような切
断条件は、例えば、角度のきわめて小さいコーナ、即ち
ごく鋭角なコーナである。こうした場合有利なことに、
付加的に切断速度を低減することによって精度を高める
ことができる。この付加的措置は、特に、きわめて鋭い
コーナの場合に望ましい。というのもこれらは精度要請
が一般に高いからである。

【００２８】好ましい方法では、センサ信号が特定の判
定基準を満たすとき、つまり特にセンサ信号の振動若し
くは分散又は標準偏差、単位時間当たり変化及び／又は
絶対値の各１つの所定の限界値に達するとき、第１輪郭
誤差検出部によって求めた輪郭誤差が選択される（請求
項１３）。それに応じて、好ましいワイヤ放電加工機で
は、センサ信号が特定の判定基準を満たすや、特にセン
サ信号の振動若しくは分散又は標準偏差、単位時間当た
り変化及び／又は絶対値の各１つの所定の限界値に達す
るや、第１装置によって発生される輪郭誤差を選択装置
が通すように、選択装置が第２装置に接続されている
（請求項２８）。

【００２９】例えばセンサが工作物に衝突する結果とし
てセンサが故障し若しくは破損し又は調整ずれを生じる
と、予想されるセンサ信号が変化する。この変化は適宜
な監視によって記録することができ、次に他の補正戦略
に切換えることができる。センサ信号の監視は、振動す
ることにに現れる信号変動の発生の有無に関して行われ
る。この振動の程度はセンサ信号の分散又は標準偏差に
よって求めることができる。更に、センサ信号はその時
間的変化及び絶対値が監視される。特定の限界値を超え
若しくは下まわるとき、センサに障害がある場合があ
り、他の補正戦略に切換えるのが望ましい。

【００３０】好ましい方法では、求めた複数の輪郭誤差
の１つの組合せを選択する場合、求めた輪郭誤差が異な
るように重み付けされる（請求項１４）。既に先に触れ
たように、このワイヤ放電加工機は複数の案内軌道補正
若しくは補正戦略を考慮することができ、複数の補正若
しくは補正戦略は組合せることができる。特に、特定の
組立体若しくはシステム構成素子の故障が存在する可能
性のあることが信号の分析から明らかとなるとき、或る
戦略の補正値の重みを低減することができる。異なる仕
方で求められた輪郭誤差の異なる重み付けによって、求
められた輪郭誤差値の信頼性の違いも考慮することがで
きる。更に、重み付き平均値形成によって、個々の値の
特異な”異常値”を平滑化することができる。

【００３１】好ましいワイヤ放電加工機では、第１及び
／又は第２装置、選択装置及び／又は補間回路が、適宜
な計算機プログラムを単数又は複数の計算機に実装する
ことによって実現されている（請求項２７）。このよう
な”ソフトウェア”解は、僅かなシステム構成素子での
ワイヤ放電加工機の構成を可能とする。それ故に、この
ような構成はワイヤ放電加工機を安価にし、更にはその
保守を容易とする。

【００３２】

【発明の実施の形態】実施の形態と添付した略示図面と
に基づいて本発明を詳しく説明する。

【００３３】以下の明細書で使用する用語は、明細書の
理解を容易とするのに役立つものであり、それに限定さ
れたものと理解すべきではない。例えば”上”、”
下”、”垂直”等との表現は、通常の作業据付と寸法と
を有するワイヤ放電加工機、及び通常の如くに配置され
る工作物に関係している。また、図の縮尺は単なる概観
と理解すべきである。更に、数字データ”ｘ”は”少な
くともｘ”の意味に理解すべきであり、特別な場合にの
み”丁度ｘ”の意味に理解すべきである。

【００３４】図において実質的に同一機能の素子には同
じ符号が付けられている。

【００３５】まず、図１に基づいてワイヤ放電加工機の
一般的構造を説明する。切断ワイヤが撓むときに生じる
輪郭誤差と当該ワイヤ案内軌道（案内ヘッドの案内軌
道）は図２〜図４に基づいて説明する。それらを基にし
て、図５では、切断ワイヤ若しくは工作物の位置を補正
して、牽引誤差によって生じる輪郭誤差を低減するため
に、求められた１つの輪郭誤差、若しくは求められた複
数の各種輪郭誤差の１つの組合せを選択するための本発
明による方法若しくは装置が説明される。

【００３６】図１は、本発明を説明するうえで触れる価
値のあるワイヤ放電加工機部分の純然たる略示に限定さ
れている。加工液装置、電源装置等の基本要素は、当然
のものと見做され、一般に周知であるので、図示されて
いない。

【００３７】電気パルスで放電切断するときに送られる
放電ワイヤ又は切断ワイヤ１は矢印Ｚで示したワイヤ搬
送方向を上から下へと巻き取られる。（図示しない）供
給リールから繰り出される切断ワイヤ１はまず上部機械
腕２の幾つかの転向部を経由する。転向部のうち単一の
転向ローラ３が図示されているだけである。切断ワイヤ
１が次に経由する給電部４は、通常、機械の電源装置か
ら送られてくる電気パルスを印加するのに役立つ。この
給電部４は切断ワイヤ１の一定の予張力ももたらす。繰
出し方向Ｚを基準に給電部４の背後で被切断工作物５の
上方に上部ワイヤガイド６が配置されており、このワイ
ヤガイドは上部案内ヘッド７内にある。（図示しない）
選択案として、１つの上部ワイヤガイド６の代わりに、
複数の上部ワイヤガイドを設けておくこともできる。

【００３８】工作物５の背後若しくは下にある第２案内
ヘッド８のなかに他の下部ワイヤガイド９が配置されて
いる。（図示しない）選択案として、１つの下部ワイヤ
ガイド９の代わりに、複数の下部ワイヤガイドをやはり
設けておくことができる。工作物５を通過後、切断ワイ
ヤ１はまず下部ワイヤガイド９を横切り、その後、上部
給電部４に対応した下部給電部１０と、下部機械腕１２
に固着された転向ローラ１１とを経由して、（図示しな
い）廃棄容器に供給される。図示しない加工液装置によ
って、切断ワイヤ１は工作物５内で絶えず加工液によっ
て圧力下に同軸で周囲を洗われることになる。

【００３９】通常、工作物５及び／又は下部案内ヘッド
８はワイヤ案内軌道に沿って２次元で（いわゆるＸ方向
とＹ方向で）案内されて、工作物５から特定の輪郭を切
断する。円錐形切断を達成するために、通常、上部案内
ヘッド７は下部案内ヘッド８若しくは工作物５に対して
相対的にＵ方向及びＶ方向で案内される。特に、特殊な
ワイヤ放電加工機では、下部案内ヘッド８が移動不可能
であり、工作物５と上部案内ヘッド７が互いに独自に移
動可能である。

【００４０】以下の実施例に述べるワイヤ放電加工機は
上部案内ヘッドと下部案内ヘッドが案内され、工作物が
固定されている。それ故に、この実施例の説明では、個
々の案内ヘッド７，８、工作物５、等を案内し若しくは
揺動させる公知の他の方法は、切断ワイヤ若しくは工作
物の位置を補正するために本発明による輪郭誤差の選択
に関連してはこれ以上引用されていない。しかしこれ
は、それに限定されるものと理解すべきではなく、説明
を明確にするのに役立つものにすぎない。その都度適用
されるべき輪郭誤差の選択は、基礎とされる幾何学を考
慮してこれらすべての方法に同様に適用することができ
る。

【００４１】既に述べたように、切断ワイヤ１はフルカ
ットの放電切断時に切断方向とは逆方向に曲がり又は撓
む。セカンドカットのとき切断方向に垂直に撓みが現れ
ることもある。図１では、切断方向が図示平面において
右から左を向く場合について、切断方向とは逆方向の撓
みが図示されている。つまりこの場合切断ワイヤ１は右
方向に撓む。撓みの幅Ｓは、この場合、工作物の入口及
び出口における実際のワイヤ位置と、ワイヤガイド６，
９に対する切断ワイヤ１の当接点を互いに結ぶワイヤ案
内直線ＦＦとの間の間隔と定義する。

【００４２】図２は工作物５に製造される切断例を示
す。切断ワイヤ１は、複数の切断部分を既に通過した状
況で示されている。第１部分は円筒形に切断されて、１
辺又はコーナＫ１にまで延びている。第２部分はそこか
ら更に湾曲部Ｋ２にまで延び、やはり円筒形に切断され
ている。第３部分は円錐形切断面を有する湾曲部Ｋ３に
まで延び、その円錐曲線を円筒形切断から円錐形切断へ
と変える。円錐形部分を除くすべての部分は垂直に整列
している。即ち、図２に細かなハッチングとして示した
それらの母線は工作物５内を垂直に延びる。円錐形に切
断された湾曲部Ｋ３では母線が垂線に対して斜めに延び
る。図２で母線の中央を延びる太い矢印線が切断方向を
示す。

【００４３】円筒形切断の場合、理想的には、切断ワイ
ヤ１が撓みを持たず、ワイヤ案内直線ＦＦに正確に一致
するとき、工作物表面の被切断輪郭の輪郭曲線ＵＫに厳
密に一致したワイヤ案内軌道に沿って案内ヘッドがＸ方
向及びＹ方向で案内されるなら、希望する輪郭が得られ
るであろう。円錐形切断の場合、下部案内ヘッド８に対
する上部案内ヘッド７の付加的Ｕ及びＶ相対運動にかか
わらず、下部案内ヘッド７のワイヤ案内軌道は工作物下
面の被切断輪郭の輪郭曲線ＵＫから外れる。

【００４４】しかしワイヤの撓みが不可避であるので、
ワイヤ案内直線ＦＦは実際の放電帯域の場所には決して
なく、撓み幅Ｓの距離にある。このことから、特に輪郭
のコーナ及び湾曲部において前記輪郭誤差が生じる。こ
の輪郭誤差を補償するためにワイヤ案内軌道は、希望す
る輪郭上にワイヤが常にあるように、つまり式Ｆ（ｘ）＝Ｆ_O （ｘ）＋Ｓ（ｘ）（５）に従って位置するように、補正されねばならない。ここ
にＦ（ｘ）は案内ヘッド（ワイヤ案内軌道）の補正位置
を意味し、Ｆ_O （ｘ）は希望する原輪郭を意味し、Ｓ
（ｘ）は算出した輪郭誤差補正を意味する。式（５）に
おいてＦ（ｘ），Ｆ_O （ｘ），Ｓ（ｘ）は、ｘ地点に依
存した特にベクトル量を表す。しかし式（５）は時間ｔ
に依存して作成することもできる。

【００４５】つまりそれに応じて、輪郭誤差値も輪郭誤
差方向も実際の放電条件の関数として計算して、案内ヘ
ッドの位置を実時間で式（５）に応じて補正する可能性
がある。

【００４６】常に−つまり直線的切断のときだけでなく
コーナや湾曲部でも、補正されたワイヤ案内軌道ＴＤと
瞬時放電帯域との間で輪郭曲線ＵＫに沿って維持されね
ばならない所要の距離をそれが示すように、量Ｓ
（ｔ）、即ち輪郭誤差は時間ｔに依存して一般的に解釈
することができる。更に、輪郭誤差を補正するためのベ
クトルはいずれの時点でも明示することができる。この
ベクトルの瞬時値はそれぞれ幅Ｓ（ｔ）に一致し、又そ
の瞬時方向は輪郭曲線ＵＫの１点から出発して、補正さ
れたワイヤ案内軌道ＴＤの付属の点を向いている。従っ
て、補正されたワイヤ案内軌道ＴＤを輪郭曲線ＵＫから
求めるためのすべての情報がこのベクトルを利用して得
られる。

【００４７】コーナを円筒形に切断するときの第１例と
して図３がこの状況を明らかにする。工作物表面の被切
断輪郭の輪郭曲線ＵＫが太線で示されている。円筒形切
断が輪郭誤差なしに可能であるなら、輪郭曲線ＵＫは案
内ヘッド７，８のワイヤ案内軌道に一致するであろう。
輪郭誤差が（不可避的に）現れると、ワイヤ案内軌道Ｔ
Ｄは適宜に補正されねばならない。案内ヘッド７，８は
コーナＡの前の直線状部分を切断するとき、切断ワイヤ
１の撓みＳの故に、補正されたワイヤ案内軌道ＴＤに沿
って切断方向に長さＳだけそれぞれ先行すべきであろ
う。確認されたように、長さＳは、放電に投入された電
力、つまり動作電流の瞬時値、即ち、放電帯域内を流れ
る電流の瞬時算術平均、放電電圧の瞬時値、以下で放電
圧力と称するプラズマ通路の周囲に生じる気泡の圧力、
加工液圧力、そして作業工程中に変化しないパラメータ
又は予見可能なパラメータ（ワイヤ直径、ワイヤの種
類、工作物の高さ、材料の種類、等）に実質的に線形に
依存する。適宜な技術的測定の１つの帰結として、長さ
Ｓとワイヤ放電加工機と、工作物５と、場合によって輪
郭と周囲条件との間のすべての関係が所要の精度で確認
することができる。即ち、各作業工程中に、直ちに（例
えば各ミリセカンドごとに）、放電の瞬時動作電流、瞬
時動作電圧及び加工液圧力を表す信号によってのみ値Ｓ
を計算することができる。この点について見い出された
式は瞬時値Ｓ（ｔ）を十分に正確に表し、次のとおりで
ある。Ｓ（ｔ）＝ａ・ｉ（ｔ）＋ｂ・ｐ（ｔ）＋ｃ・ｕ（ｔ）＋ｄ（６）ここに記号・は掛け算であり、ｉ（ｔ）は動作電流の瞬
時値、ｕ（ｔ）は動作電圧の瞬時値、ｐ（ｔ）は瞬時加
工液圧力である。ａ，ｂ，ｃ，ｄは、前記固定パラメー
タ又は予め算定可能なパラメータに実質的に依存し且つ
放電加工中実質的に一定した因数である。これらの因数
は実験で予め算定することができ、及び／又は前記パラ
メータから少なくとも部分的に計算で求めて、工作物加
工の準備中にワイヤ放電加工機の数値制御装置（ＣＮ
Ｃ）の計算機に入力することができる。

【００４８】図３に示す被切断輪郭、より正確には希望
する輪郭曲線ＵＫは、切断方向が角度α_O だけ急激に変
化するコーナを形成している。コーナＡに達する瞬間
に、単数若しくは複数のワイヤガイドはワイヤ案内軌道
ＴＤのＡ’点にある。ベクトルＡ−Ａ’は先に述べたよ
うに値Ｓであり、コーナ後に切断すべき方向とで角度α
0 を形成する。この角度α_O は切断すべき輪郭曲線の幾
何学によって与えられている。それに続く切断を輪郭曲
線ＵＫに応じて、直線上にある点Ａ，Ｂ，Ｃ…を介して
引き続き案内するために、ベクトルは旧切断方向から新
たな切断方向へと徐々に、基本的にその値Ｓ（ｔ）を変
えることなく、回転する。即ち、このベクトルが新たな
切断方向とで成す角度α（ｘ）は新たな切断の長さｘが
増すのに伴って減少する。これにより、ワイヤ案内軌道
ＴＤが点Ａ’，Ｂ’，Ｃ’…等に追従する。確認された
ように、ベクトル角度α（ｘ）は新たな切断直線の位置
を基準に指数的に、それもしかも次式に従って、減少す
る。 α（ｘ）＝α_O ・ｅｘｐ（−ｘ／ｘ_O ）（７）ここにｘ0 は輪郭誤差ベクトルの回転の”半値区間”、
即ち輪郭誤差ベクトルが半分の方向変化を実行する区間
である。この”半値区間”は機械の固定パラメータに実
質的に依存している。角度α（ｘ）が指数的に減少する
事実は、切断ワイヤの湾曲部によって生じる摩擦がベク
トル方向の変化速度に比例していることを確認する。

【００４９】パラメータｘ_O は、前記定数ａ、ｂ、ｃ、
ｄと同様に実験で予め算定し、又は機械の固定パラメー
タから計算で求めて、装置の記憶装置５０に入力するこ
とができる。更に、α_O が大きいとき、即ち被切断輪郭
の方向変化が大きいとき、ｘ_O の値は、特にワイヤの湾
曲が切断方向の変化に抵抗する事実の結果として、α_O
に対する一定の依存性を示す。この依存性はやはり予め
求めて、装置のソフトウェアに入力することができる。

【００５０】導関数ｄα／ｄｘ＝−α_O ／ｘ_O ・ｅｘｐ（−ｘ／ｘ_O ）（８）から、図３ａに示すように被切断軌道要素を長さδｘの
線分に分割するとき各線分についてのベクトルの方向変
化を次式に従って計算することができることを認めるこ
とができる。 δα（ｘ）＝−α（ｘ）／ｘ_O ・δｘ（９）

【００５１】式（９）によって各路程部分δｘについて
ベクトルの方向変化又は”回転”が算出される。このア
ルゴリズムは、ｘ点における輪郭曲線の瞬時曲率ｌ／ｒ
_O （ｘ）を考慮することによって、各輪郭曲線ＵＫに容
易に一般化することができる。この場合α（ｘ）はｘ点
のベクトルと、図３ｂに示すようにｘ点の接線によって
与えられた切断方向との間の角度である。角度変化δα
（ｘ）を計算するために、区間δｘにわたる接線の回転
を描く新たな項、つまりδｘ／ｒ_O （ｘ）が加わる。こ
うして式（９）の一般式は次式となる。 δα（ｘ）＝（±ｌ／ｒ_O （ｘ）−α（ｘ）／ｘ_O ）・δｘ（１０）ここに”＋”記号は輪郭曲線が輪郭誤差の瞬時方向から
離れるときであり、”−”記号はその逆の場合である。

【００５２】個々の定数ｒ_O ，ｘ_O についての式（１
０）の積分は、実際の輪郭曲線において事実上常にそう
であるように輪郭曲線が円弧の系列（直線が半径ｒ_O ＝
∞の円弧）である場合について式（７）の一般化された
態様を提供する。 α（ｘ）＝α_O ＋（α_O −α∞）・ｅｘｐ（−ｘ／ｘ_O ）（１１）ここにα_O は新しい軌道要素（円弧）の始点における新
しい切断方向の接線と輪郭誤差ベクトルとの間の角度、
α∞は円弧が十分に長いときにｘ》ｘ_O について達成さ
れる漸近角度αである。この定常的事例ではδα＝０で
あり、式（１０）から次式が帰結する。 α∞＝ｘ_O ／ｒ_O （１２）この式はパラメータｘ_O を算定するのにきわめて有益で
ある。

【００５３】輪郭誤差ベクトルの値は、先に述べたよう
に、輪郭曲線の幾何学に基本的に左右されない。しかし
切断方向の変化が大きい場合、つまりα_O ＞９０°のと
き、小さな補正が必要である。というのも、こうした事
情の場合最後の切断方向に沿った輪郭誤差ベクトルδＳ
の方向変化の成分は負でさえあるからである。ワイヤが
過度に深く工作物内を放電加工するのを防止するため
に、次式に従って値Ｓを瞬時低減する必要がある。Ｓ（ｘ）＝Ｓ_O ・（ｌ−ｆ・ｓｉｎ（ｇ・ｘ／ｘ_O ）・ｅｘｐ（ｘ／ｘ_O ））（１３）ここにＳ_O は切断方向変化前の輪郭誤差を表す。パラメ
ータｆ、ｇはなかんづく切断方向変化、切断速度に依存
し、場合によっては放電パラメータ及び使用材料にも依
存している。

【００５４】式（１３）が表す輪郭誤差値の振動は方向
変化が大きい場合にのみ認められ（又は測定可能であ
り）、半値区間ｘ_O の内部で指数的に減少する。

【００５５】第２の例として図４は、輪郭曲線ＵＫによ
って表される、被切断輪郭への前記アルゴリズムの適用
を示す。輪郭曲線ＵＫ上のコーナ点は離散地点を示し、
これらの地点の直角座標はｘ_G ，ｙ_G で表すものとす
る。丸点は補正されたワイヤ案内軌道ＴＤに沿った離散
値を示し、ワイヤ案内ヘッド若しくはワイヤ案内ヘッド
用目標座標ｘ_S ，ｙ_S に相当する。座標軸上に記載され
た数字はμｍ単位の寸法である。図示事例では輪郭誤差
ベクトルの値が具体的には４００μｍに等しい。

【００５６】本発明による方法若しくは本発明によるワ
イヤ放電加工機は、特に円錐形切断の場合でも、事実上
任意の輪郭に応用することができる。円錐曲線切断の場
合、切断ワイヤ１は、工作物５内を延びる垂線に対する
その傾きを補足して、輪郭誤差に基づいて大抵は切断方
向に傾く。こうして、工作物５の上方及び下方で切断ワ
イヤ１はそれぞれワイヤ案内直線ＦＦに対して特定の傾
き角にある。これら両方の傾き角は工作物の上方及び下
方での輪郭誤差値と相関しており、実質的に切断速度及
び加工液圧力に比例している。従って、工作物５の下方
及び上方でこれらの傾き角若しくは輪郭誤差は第１近似
において大きさが等しいが、両方の案内ヘッド７，８相
互の相対速度が大きいとき互いに１５％まで相違するこ
とがある。これらの相対速度を考慮してこの相違は第２
近似で補正することができる。

【００５７】つまり輪郭曲線ＵＫの各座標対ｘ_G ，ｙ_G
について前記方法でもって下部案内ヘッド８の位置用の
適宜な目標座標対ｘ_S ，ｙ_S 及び／又は上部案内ヘッド
７用の適宜な座標対を計算することができる。この計算
に応じて、その都度の瞬時放電パラメータｉ（ｔ），ｕ
（ｔ），ｐ（ｔ）を考慮して機械の調整装置を制御する
ことができ、いずれかのワイヤ位置センサの測定値に頼
る必要はない。

【００５８】更に、この方法の質は、前記パラメータ
ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｘ_O を機械パラメータ（ワイヤ直径、
工作物の高さ、…）の関数として算定する際のデータベ
ースの完全さに基づいている。高級高自動化放電加工機
は、或る方法に伴う事実上すべての欠点を他の方法によ
って克服することができるように、さまざまな方法、特
にセンサ支援及び”ソフトウェア支援”方法を知的に組
合せることができる。さまざまな方法はそれ自体独立し
た解決策ではあるが、それらを組合せることで、それら
を適用するにあたっての実際的制限をすべて解消するこ
とができる。

【００５９】つまり第１装置は、好ましくは、輪郭誤差
を求めるための他の装置、特に単数又は複数のワイヤ位
置センサの信号にその運転が依拠している第２装置をな
お含むワイヤ放電加工機に組み込んでおくことができ
る。こうして、適切な選択によって、最高の安全性と最
高の加工速度とを考慮して工作物５の加工を最適化する
ことが可能となる。更に、切断困難な輪郭曲線ＵＫを有
する複雑な幾何学も、操作員の介入を必要とすることな
く最大の信頼性と精度で自動的に切断することができ
る。

【００６０】きわめて困難な放電加工条件、例えば被放
電輪郭の内部の２０°以下の鋭角が現れるとき、適用す
る方法にかかわりなく付加的に切断速度を短時間低減す
ることができる。両方の場合、輪郭誤差値は直ちに適合
される。

【００６１】以下、図５に基づいて、輪郭誤差を求める
ための２つの装置を適宜に組合せた１実施例を、その都
度利用すべき装置を知的に選択するための措置と合わせ
て説明する。この選択は操作員の協力又は介入なしでも
行うことができ、利点として、操作員の特殊なノウハウ
が要求されることもない。操作員は実質的に最終幾何学
と希望する精度及び粗さを確定しなければならないだけ
である。この措置は図５に符号１１０が付けられてい
る。追及する最終幾何学を希望する形状で得る確実さ
は、本方法によって２つの独立した制御部材２０，３０
に基づいて、つまり輪郭誤差の計算と測定とに基づい
て、通常の加工に比べて著しく高まる。

【００６２】数値制御装置４０は輪郭曲線を軌道要素
（大抵は円弧）に分解し、データバンク５０を頼りに所
要のすべてのパラメータを用意する。特別困難な作業条
件が現れるとき、例えば全補正システムを変更する必要
もなしに、数値制御装置は幾何学に依存して目標速度の
適合を開始することができる。補正システムは新たな輪
郭誤差値を適切に計算し又は測定する。案内ヘッドの補
正された最終幾何学ＴＤは補間回路７０によって計算さ
れる。

【００６３】動作信頼性及び精度の向上はワイヤ位置セ
ンサ３０の導入によって達成することができる。この場
合、輪郭誤差を検出するには、それ自体２つの類似した
信号Ｓ_G ，Ｓ_B を提供する２つの方法若しくは装置２
０，３０が利用可能である。

【００６４】第１装置２０は時間に依存した放電パラメ
ータｉ（ｔ），ｕ（ｔ），ｐ（ｔ）を受信し、上記式に
従ってアルゴリズムによって輪郭誤差ベクトルの値及び
方向を求める演算手段を含む。輪郭誤差ベクトルのこの
値は、スイッチ記号で表された選択装置６０の信号入力
端に達する。選択装置６０の付属の出力端から補正値が
補間回路７０の入力端に送られ、そこで被切断輪郭曲線
の座標値ｘ_G ，ｙ_G と結び付けられて、案内ヘッド用の
補正された目標座標ｘ_S ，ｙ_S が得られる。

【００６５】図５に示す実施態様では、図１に符号１３
で略示した少なくとも１つのワイヤ位置センサの少なく
とも１つのセンサ信号Ｓ_d を受信する第２装置３０が第
１装置２０の横に設けられている。ワイヤ位置センサ１
３として、例えば、欧州公開特許公報第３１２０５６号
に開示された装置を使用することができる。第２装置３
０は単数又は複数のセンサ信号Ｓ_d から切断ワイヤ１の
撓みを求め、そこからやはり輪郭誤差ベクトルＳ_G の適
宜な値を導き出す。第２装置３０から提供される輪郭誤
差Ｓ_G の値は選択的に、又は第１装置２０から提供され
る値Ｓ_B と一緒に、選択装置６０を介して補間回路７０
に送ることができ、そこで、先に第１装置２０に関連し
て述べたのと同様に処理される。値Ｓ_G ，Ｓ_B が一緒に
補間回路７０に送られる場合、補間回路は例えば平均化
又は類似の方法によって平均化補正値を導き出すことが
できる。

【００６６】補正されたワイヤ案内軌道ＴＤを最終的に
確定するための考えられる措置は以下のとおりである。＊測定条件が最適で、測定精度が十分であるとの仮定
のもと、ワイヤ位置センサ３０の信号Ｓ_G で軌道が補正
される。＊同時に、第１装置２０が瞬時値ｉ（ｔ），ｕ
（ｔ），ｐ（ｔ）を頼りに輪郭誤差ベクトルＳ_B を計算
する。＊２つの信号ΔＳ＝Ｓ_G −Ｓ_B の差が特定値を超える
とき、切断速度が低減される。＊第２装置３０が、例えば特定の時間にわたって分散
を計算して、センサ信号の変動を監視する。この分散が
特定値を超え又は０に等しいとき、即ちワイヤ位置セン
サが作動停止のとき、制御装置３０がこの誤りのある状
況を選択装置６０に信号で知らせ、すると選択装置は特
定のアルゴリズムで信号Ｓ_B の使用に移行する。

【００６７】この措置の選択案として、特定の加工の場
合、信号Ｓ_B を主信号として使用し、Ｓ_G を付加的セン
サとして利用してワイヤの振動を監視するのが有利であ
る。

【００６８】実質的にセンサに依存しない第１装置２０
による第１輪郭誤差検出か又はセンサで支援された第２
装置３０による第２輪郭誤差検出か又はこれら両方の補
正の組合せかのいずれの種類の輪郭誤差検出が最も有意
義であるのかを、選択装置６０は実時間で決定しなけれ
ばならない。この決定は、複数の判定基準、特にワイヤ
位置センサ１３若しくは第２装置３０の信号安定性、プ
ロセス安定性及び輪郭幾何学、に基づいて下されねばな
らない。

【００６９】少なくとも１つのセンサ信号Ｓ_d に不安定
が発生した場合にそれを確認するために、この信号が持
続的に監視される。センサ信号Ｓ_d が下記判定基準の少
なくとも１つを満たすとき、選択装置６０は第１装置２
０から提供される輪郭誤差値Ｓ_B を選択する。１．センサ信号Ｓ_d の絶対値が所定の限界値を超え若し
くは下まわる。２．センサ信号Ｓ_d の振動、即ち切断ワイヤ１の振動、
が所定の限界振幅を超え若しくは下まわる。これは、例
えば、センサ信号Ｓ_d の標準偏差又は分散によって算定
することができる。３．単位時間当たりのセンサ信号Ｓ_d の変化が所定の限
界値を超える。第１、第３判定基準の充足はワイヤ位置
センサ１３の望ましくない挙動を示唆することがあり、
第１装置２０が穴埋めをしなければならない。しかしワ
イヤ位置センサ１３が最初から応答しないこともある。
こうした場合に対処するために、第１装置２０はなお第
４判定基準に基づいて選択される。４．放電加工開始前の試験段階において加工液圧力を
（例えば０から１８ｂａｒへと）高めることによってセ
ンサ信号Ｓ_d の変動が求められる。

【００７０】圧力上昇時にワイヤ位置センサ１３の信号
変動は、例えば、ワイヤ放電加工機が事前に誤操作（衝
突）されて、センサの破損を帰結することによって発生
する。

【００７１】装置２０、３０の機能は、選択装置６０及
び補間回路７０の機能も、少なくとも一部は、１つの共
通する計算機又は別々のプロセッサによって満たすこと
ができる。

【００７２】以上述べた配置によって、工作物の加工中
に輪郭誤差検出方式を変更し、従って輪郭誤差補正も変
更する可能性がある。或る装置２０，３０から他の装置
（例えば第２装置３０から第１装置２０又はその逆）へ
の変更は、各切断の所定の輪郭公差内で移行することに
よって行われる。

【００７３】さまざまな輪郭誤差検出方式の間で変更し
てワイヤ放電加工機を運転することのできる２つの実施
例を以下に説明する。

【００７４】実施の形態１：ソフトウェア支援補正

【外１】しくは第２装置３０がワイヤ運動の監視に利用される。＊ワイヤの振動（センサ信号Ｓd の標準偏差）が特定
値を超える場合、又は

【外２】定基準が満たされるまで、切断速度が低減される。

【００７５】実施の形態２：センサ支援補正ワイヤ位置センサの信号Ｓ_G が主信号として利用され
て、選択装置６０によって補間回路に転送される。＊ワイヤの振動（センサ信号Ｓ_d の標準偏差）が特定
値を超える場合、又は

【外３】違いのある状況を制御装置５０が選択装置６０に信号で
知らせ、すると選択装置

【外４】

【図面の簡単な説明】

【図１】ワイヤ放電加工機の構造の斜視図である。

【図２】加工中の工作物及び切断ワイヤの斜視図であ
る。

【図３】エッジを切断するときの輪郭誤差ベクトルの変
化を示す。

【図３ａ】被切断輪郭曲線を軌道要素と線分とに分割し
た略示図である。

【図３ｂ】被切断輪郭曲線の接線と輪郭誤差ベクトルと
を示す。

【図４】被切断輪郭曲線に対するワイヤ案内軌道の代表
的勾配を１例に基づいて示す。

【図５】本発明の１実施態様によるワイヤ放電加工機に
おいて輪郭誤差を補正する制御装置のブロック線図であ
る。

【符号の説明】

１切断ワイヤ２上部機械腕３転向ロ−ラ４給電部５工作物６上部ワイヤガイド７上部案内ヘッド８第２案内ヘッド９下部ワイヤガイド１０下部給電部１１転向ロ−ラ１２下部機械腕

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ワイヤ放電加工機の少なくとも１つの案
内ヘッド（７，８）を、場合によっては工作物（５）を
少なくとも１つの案内軌道（ＴＤ）に沿って移動させる
方法において、ａ）複数の輪郭誤差検出部によって輪郭誤差（Ｓ；Ｓ
_B ；Ｓ_G ）を求めることができ、ｂ）１つの輪郭誤差検出部によって求められる１つの輪
郭誤差（Ｓ；Ｓ_B ；Ｓ_G ）が、又は各１つの輪郭誤差検
出部によって求められる複数の輪郭誤差（Ｓ；Ｓ_B ；Ｓ
_G ）の組合せが、選択されることを特徴とする、方法。
【請求項２】前記選択が放電パラメータ及び／又は少
なくとも１つのセンサ信号（Ｓ_d ）を考慮して実行され
ることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】放電の基礎とされた瞬時放電パラメータ
から第１輪郭誤差検出部によって輪郭誤差（Ｓ_B ）が輪
郭誤差ベクトルとして、即ちベクトル量として、求めら
れることを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】放電電流（ｉ（ｔ））、放電電圧（ｕ
（ｔ））及び／又は加工液圧力（ｐ（ｔ））から第１輪
郭誤差検出部によって輪郭誤差（Ｓ_B ）の値が求められ
ることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記
載の方法。
【請求項５】少なくとも１つの輪郭曲線（ＵＫ）によ
って表される被切断輪郭の幾何学から及び／又は放電パ
ラメータから、第１輪郭誤差検出部によって輪郭誤差
（Ｓ_B ）の方向が、特に輪郭誤差ベクトルと輪郭曲線
（ＵＫ）のｘ点における接線との間の角度α（ｘ）が、
求められることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか
１項に記載の方法。
【請求項６】瞬時動作電流ｉ（ｔ）、瞬時動作電圧ｕ
（ｔ）及び瞬時加工液圧力ｐ（ｔ）から第１輪郭誤差検
出部によって輪郭誤差（Ｓ_B ）の瞬時値｜Ｓ_B （ｔ）｜
が簡略式｜Ｓ_B （ｔ）｜＝ａ・ｉ（ｔ）＋ｂ・ｐ（ｔ）＋ｃ・ｕ
（ｔ）＋ｄに従って算出され、ここにａ，ｂ，ｃ及びｄはワイヤ放
電加工機及び工作物（５）の固定パラメータから実験で
又は計算で予め算定可能な因数、特に定因数であること
を特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方
法。
【請求項７】第１輪郭誤差検出部の枠内で輪郭曲線
（ＵＫ）の軌道要素が線分に分割され、連続する線分δ
ｘの新規な各線分ごとに角度δαが式 δα（ｘ）＝（±ｌ／ｒ_O −α（ｘ）／ｘ_O ）・δｘに従って算出され、ここにｘは最初に切断されるべき部
分の連続的長さ、ｘ_O はワイヤ放電加工機の固定パラメ
ータから実験で又は計算で予め算定可能なパラメータ、
ｌ／ｒ_O は輪郭曲線（ＵＫ）の曲率であり、事前の軌道
要素から現在の軌道要素に移行するときにｒ_O とｘ_O が
算出されることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか
１項に記載の方法。
【請求項８】第１輪郭誤差検出部の枠内で輪郭誤差ベ
クトルと輪郭曲線（ＵＫ）のｘ点における接線との間の
角度α（ｘ）が、特に輪郭曲線が円弧の連続であると
き、式 α（ｘ）＝α_O ＋（α_O −α∞）・ｅｘｐ（−ｘ／ｘ
_O ）に従って近似的に算出され、ここにα_O は輪郭誤差ベク
トルと新規な切断方向の接線との間の角度、α∞は漸近
角度であり、この漸近角度がｘ》ｘ_O について達成され
ることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記
載の方法。
【請求項９】第１輪郭誤差検出部の枠内でパラメータ
ｘ_O が式 α∞＝ｘ_O ／ｒ_O から求められることを特徴とする、請求項８に記載の方
法。
【請求項１０】少なくとも１つのセンサ信号（Ｓ_d ）
を考慮して第２輪郭誤差検出部によって案内ヘッド
（７，８）に対する切断ワイヤ（１）の相対長さが測定
を通して算定されることを特徴とする、請求項１〜９の
いずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】選択された輪郭誤差（Ｓ；Ｓ_B ；Ｓ
_G ）、若しくは選択された輪郭誤差（Ｓ；Ｓ_B ；Ｓ_G ）
の組合せ、及び／又は輪郭曲線（ＵＫ）の幾何学によっ
て、それぞれ１つの補正された案内軌道が求められるこ
とを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項に記載
の方法。
【請求項１２】厳しい作業条件が発生すると、切断速
度が低減されることを特徴とする、請求項１〜１１のい
ずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】センサ信号（Ｓ_d ）が特定の判定基準
を満たすとき、特にセンサ信号（Ｓ_d ）の振動若しくは
分散又は標準偏差、単位時間当たり変化及び／又は絶対
値の各１つの所定の限界値に達するとき、第１輪郭誤差
検出部によって求めた輪郭誤差（Ｓ_B ）が選択されるこ
とを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか１項に記載
の方法。
【請求項１４】求めた複数の輪郭誤差（Ｓ_B ，Ｓ_G ）
の１つの組合せを選択する場合、求めた輪郭誤差（Ｓ
_B ；Ｓ_G ）が異なるように重み付けされることを特徴と
する、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】少なくとも１つの案内ヘッド（７，
８）を、場合によっては工作物（５）を、少なくとも１
つの案内軌道（ＴＤ）に沿って移動させる調整装置（９
０）を備えたワイヤ放電加工機において、ａ）輪郭誤差（Ｓ；Ｓ_B ；Ｓ_G ）を求めるための複数の
装置（２０，３０）と、ｂ）１つの前記装置（２０；３０）の輪郭誤差（Ｓ；Ｓ
_B ；Ｓ_G ）か又は複数の前記装置（２０，３０）の求め
た輪郭誤差（Ｓ；Ｓ_B ；Ｓ_G ）の組合せのいずれかを選
択するための選択装置（６０）とを特徴とする、ワイヤ
放電加工機。
【請求項１６】選択装置（６０）が放電パラメータ及
び／又は少なくとも１つのセンサ信号（Ｓ_d ）を考慮す
ることを特徴とする、請求項１５に記載のワイヤ放電加
工機。
【請求項１７】第１装置（２０）が輪郭誤差（Ｓ_B ）
を輪郭誤差ベクトルとして、即ちベクトル量として、放
電の基礎とされた瞬時放電パラメータから求めるよう
に、この装置が設計されていることを特徴とする、請求
項１５又は１６に記載のワイヤ放電加工機。
【請求項１８】第１装置（２０）が放電電流（ｉ
（ｔ））、放電電圧（ｕ（ｔ））及び／又は加工液圧力
（ｐ（ｔ））から輪郭誤差（Ｓ_B ）の値を求めるよう
に、この装置が設計されていることを特徴とする、請求
項１５〜１７のいずれか１項に記載のワイヤ放電加工
機。
【請求項１９】第１装置（２０）が少なくとも１つの
輪郭曲線（ＵＫ）によって表される被切断輪郭の幾何学
から及び／又は放電パラメ−タから、輪郭誤差（Ｓ_B ）
の方向、特に輪郭誤差ベクトルと輪郭曲線（ＵＫ）のｘ
点における接線との間の角度α（ｘ）、を求めるよう
に、この装置が設計されていることを特徴とする、請求
項１５〜１８のいずれか１項に記載のワイヤ放電加工
機。
【請求項２０】第１装置（２０）が瞬時動作電流ｉ
（ｔ）、瞬時放電電圧ｕ（ｔ）及び瞬時加工液圧力ｐ
（ｔ）から輪郭誤差（Ｓ_B ）の瞬時値｜Ｓ_B （ｔ）｜を
簡略式｜Ｓ_B （ｔ）｜＝ａ・ｉ（ｔ）＋ｂ・ｐ（ｔ）＋ｃ・ｕ
（ｔ）＋ｄに従って算出するように、この装置が設計されており、
ここにａ、ｂ、ｃ及びｄはワイヤ放電加工機及び工作物
（５）の固定パラメータから実験で又は計算で予め算定
可能な因数、特に定因数であることを特徴とする、請求
項１５〜１９のいずれか１項に記載のワイヤ放電加工
機。
【請求項２１】第１装置（２０）が輪郭曲線（ＵＫ）
の軌道要素を線分に分割して、連続する線分δｘの新規
な各線分ごとに角度δαを式 δα（ｘ）＝（±ｌ／ｒ_o −α（ｘ）／ｘ_o ）・δｘに従って算出するように、この装置が設計されており、
ここにｘは最初に切断されるべき部分の連続的長さ、ｘ
_o はワイヤ放電加工機の固定パラメータから実験で又は
計算で予め算定可能なパラメータ、ｌ／ｒ_o は輪郭曲線
（ＵＫ）の曲率であり、事前の軌道要素から現在の軌道
要素に移行するときにｒ_o とｘ_o が算出されることを特
徴とする、請求項１５〜２０のいずれか１項に記載のワ
イヤ放電加工機。
【請求項２２】特に輪郭曲線（ＵＫ）が円弧の連続で
あるとき、第１装置（２０）が輪郭誤差ベクトルと輪郭
曲線（ＵＫ）のｘ点における接線との間の角度α（ｘ）
を式 α（ｘ）＝α_o ＋（α_o −α∞）・ｅｘｐ（−ｘ／ｘ
_o ）に従って近似的に算出するように、この装置が設計され
ており、ここにα_o は輪郭誤差ベクトルと新規な切断方
向の接線との間の角度、α∞は漸近角度であり、この漸
近角度がｘ》ｘ_o について達成されることを特徴とす
る、請求項１５〜２１のいずれか１項に記載のワイヤ放
電加工機。
【請求項２３】第１装置（２０）がパラメータｘ_o を
式 α∞＝ｘ_o ／ｒ_o から求めるように、この装置が設計されていることを特
徴とする、請求項２２に記載のワイヤ放電加工機。
【請求項２４】第２装置（３０）が、案内ヘッド
（７，８）に対する切断ワイヤ（１）の相対長さを測定
し且つ少なくとも１つの適宜なセンサ信号（Ｓ_d）を発
生するための検出装置（１３；３０）を有することを特
徴とする、請求項１５〜２３のいずれか１項に記載のワ
イヤ放電加工機。
【請求項２５】放電の基礎とされた輪郭誤差（Ｓ；Ｓ
_B ；Ｓ_G ）を選択装置（６０）が補間回路（７０）に送
り、この補間回路（７０）が、この輪郭誤差（Ｓ；Ｓ
_B ；Ｓ_G ）及び／又は輪郭曲線（ＵＫ）の幾何学によっ
て、補正された案内軌道をそれぞれ求めることを特徴と
する、請求項１５〜２４のいずれか１項に記載のワイヤ
放電加工機。
【請求項２６】厳しい作業条件が発生すると切断速度
を低減する数値制御装置（４０）を特徴とする、請求項
１５〜２５のいずれか１項に記載のワイヤ放電加工機。
【請求項２７】第１及び／又は第２装置（２０，３
０）、選択装置（６０）及び／又は補間回路（７０）
が、適宜な計算機プログラムを単数又は複数の計算機に
実装することによって実現されていることを特徴とす
る、請求項１５〜２６のいずれか１項に記載のワイヤ放
電加工機。
【請求項２８】センサ信号（Ｓ_d ）が特定の判定基準
を満たすや、特にセンサ信号（Ｓ_d ）の振動若しくは分
散又は標準偏差、単位時間当たり変化及び／又は絶対値
の各１つの所定の限界値に達するや、第１装置（２０）
によって発生される輪郭誤差（Ｓ_B ）を選択装置（６
０）が通すように、選択装置（６０）が第２装置（３
０）に接続されていることを特徴とする、請求項１５〜
２７のいずれか１項に記載のワイヤ放電加工機。