JPH11320266A - ワイヤ放電加工方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワイヤ電極の垂直出しを自動的にかつ実用性
の高く、ワイヤ電極によるワークの実加工における挙動
を忠実に反映して行なえるようにすること。 【解決手段】 ワイヤ電極１８を現在の垂直出し状態に
してワークＷを実際に加工し、その加工面Ｗａの垂直度
を位置検出手段２０で検出して入力手段３６へ入力し、
その検出結果と予め既知量として測定情報記憶手段４０
に記憶した既知データとを演算手段３８で簡単の幾何学
的相似関係に基づく等式の演算によって求め、従って、
ワイヤ電極１８の真の垂直度からの誤差を見出し、補正
手段４４を介してワイヤ放電加工機の各送り機構の駆動
でワイヤ電極案内、位置決めヘッド１４、１６を位置補
正し、ワイヤ電極１８を真の垂直出し状態に設定可能に
したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ワイヤ放電加工方
法および装置に関し、特に、現在設定されている加工条
件下で加工対象のワークに実際のワイヤ放電加工を施
し、得られたワーク加工面の傾斜度のデータを測定手段
によって直接的に測定して真の傾斜度からの誤差を定量
的に求め、求めた角度誤差量によって既に設定されてい
るワイヤ張設角度を補正して高精度のワイヤ角度出しを
おこない、ワイヤ放電加工の以後の実加工に対して高精
度のワイヤ放電加工をおこない得るようにするワイヤ放
電加工方法および装置に関する。

【０００２】なお、上述した傾斜度の測定データを得る
ためのワークの加工においては、ワークの差し支えない
部分に測定用の加工面を実加工するようにしても良く、
またワークの複数の加工面における一つ目の加工面が終
了した時点に、その加工面を用いて傾斜度の測定データ
を求めるようにしても良い。また、上述したワイヤ電極
の所望角度出しは水平面に対して垂直な方向に上下一対
のヘッドを設けてワイヤ電極を該一対の上下ヘッド間を
走行させる縦型のワイヤ放電加工機におけるワイヤ電極
の所望角度出しを行う一般的な場合ばかりでなく、鉛直
面に対して垂直な方向に離間配設した一対の左右ヘッド
を備えた横型のワイヤ放電加工機における該一対の左右
ヘッド間を走行するワイヤ電極の鉛直面に対する傾斜度
を設定する所定角度出しにも適用可能なワイヤ放電加工
方法および装置に関するものである。

【０００３】

【従来の技術】従来よりワイヤ放電加工機によるワーク
の加工においては、同ワークに対して水平面に対して垂
直な加工面を形成するワイヤ放電加工並びにワークに例
えば円錐面や角形錐面等のテーパ加工面を形成するワイ
ヤ放電加工がおこなわれており、例えば、通常の縦型の
ワイヤ放電加工機においては、上下ヘッド間に張設され
るワイヤ電極に垂直状態（水平面に対して真に垂直な方
向に関して傾角が０°となる状態）を先ず設定し、この
ような垂直状態に位置決めされたワイヤ電極でワークの
垂直面の加工を行い、或いは同垂直状態を基準位置にし
てワイヤ電極に所定の傾角、つまりテーパ角度を付与、
設定し、円錐面や角錐面等の所要のテーパ加工面を加工
できるようにすることが必要とされ、故にワイヤ電極の
垂直出しはワイヤ放電加工に必須の段取り工程となって
いる。

【０００４】ここで、従来の垂直出し方法の具体的な実
行には種々の方法が提供されており、主として下記の三
つの方法が実用されている。すなわち、 （１）一の方法は例えば、特開平２−２９８４３２号に
開示されているように、ワイヤ垂直出し治具として垂直
出しゲージを用い、これをワーク取付台に固定し、ワイ
ヤガイドで位置決めされたワイヤ電極に対してワーク送
り手段により垂直出しゲージを移動させ、同ゲージの検
出面（センサ部分）とワイヤ電極との接触を検出し、検
出結果の接触位置からワイヤ電極がワーク取付台上面に
対して垂直になるワイヤガイド位置を演算する手法を用
いてワイヤ垂直出しを行うものであり、この場合には、
ワーク取付台に固定される治具（垂直出しゲージ）の精
度に垂直出し精度を担保した方法である。

【０００５】（２）二の方法は例えば実開平６−９８２
４号に開示されているように、予め垂直面を有するワー
クをワーク取付台に搭載し、微弱な実加工をその垂直面
又は該垂直面に取り付けたゲージブロックに施し、放電
状態が該垂直面に均一に発生する状態と成ったとき、ワ
イヤ電極が垂直状態に位置決めされたと結論し、設定す
る方法である。

【０００６】（３）三の方法は例えば、特開平９−１７
４３３８号に開示されているように予め極めて高精度な
垂直面を有する接触検知ブロックをワーク載物台に搭載
し、一定の距離だけ、上ヘッドをＵ軸方向またはＶ軸方
向に移動してワイヤ電極を倒して接触検知ブロックとの
接触位置を記録し、このような記録データを２か所以上
で記録することにより一定の計算式からワイヤ電極の垂
直位置を求めるようにした方法である。

【０００７】然しながら、上述した一の方法では、ワイ
ヤ電極の電極表面もこのワイヤ電極に接触させるワイヤ
垂直出し治具のセンサ部分の表面も何れも完全な鏡面で
はない。このため、ミクロ的には粗い面と粗い面の間に
おける接触を介して検出結果を得るものであることか
ら、垂直出し精度にバラツキが発生してしまい、高精度
の垂直出し位置決めを達成することが一般的には困難で
あり、故に、実際のワークのワイヤ放電加工による垂直
面の形成やテーパ加工による錐面の形成の基準垂直線と
して使用した場合にはテーパ加工の加工精度に好影響を
与えない問題点がある。

【０００８】更に、ワイヤ電極表面、ワイヤ垂直出し治
具のセンサ表面上は常に汚れで覆われ易い。然るに接触
感知は、微弱電流を流して接触・非接触を電流のオン・
オフに変換して検出しているから汚れ自体が電気抵抗値
の異なる特性を生ぜしめ、検出にバラツキを発生させる
結果となる。また、二の方法においては、放電電流を流
して接触検出を行うことは、微弱な放電現象を発生させ
たり、空気中の湿気が接触部に付着している場合は、僅
かながら電解現象を生じさせることになる。かくして放
電を利用して接触検出すること自体が接触部の面状態を
荒らす結果となり、垂直面を有するワークやゲージブロ
ックを繰り返しワイヤ電極の垂直出しのために使用する
ことは測定精度上で問題があり、使用の都度、垂直出し
精度が漸減する問題がある。この点は上述した三の方法
の場合も同じく接触検知ブロックとワイヤ電極との接触
による検知信号に基づくものであることから、何度も接
触検知ブロックを使用すると垂直出しの精度が低下して
いると言う危惧の問題があり、かつ、二および三の方法
共に接触検知ブロックとワイヤ電極との接触検知部で、
ワイヤ電極は直線状態に張設してあるが、このワイヤ電
極は一旦ワイヤボビンに巻かれているものから解巻して
張設したものであるから、ワイヤボビンへの巻付け時に
一旦帯びた曲がり癖やワイヤボビン上でワイヤを跨いで
ワイヤが巻かれるとき、或いはボビンの中で折り返すと
きに生じたいわゆる巻癖は、接触感知部に達した時点で
も完全にはゼロには戻らないから、直線状に張設したワ
イヤ電極も所詮はミクロ的には完全な直線状態ではな
く、このため、ワイヤ電極が高精度の垂直面を有したワ
ークと接触する接触感知部は曲がり癖や巻癖に起因して
一定せず、結果的に垂直出しの検出精度も安定化しない
と言う問題点がある。

【０００９】他方、従来のワイヤ電極の垂直出し方法は
共通的に垂直出しの位置決め過程において、例えばワイ
ヤ垂直出し治具や垂直面を有したワークに対して加工に
使用するワイヤ電極を直接接触させるものである。然
し、垂直出しの位置決め工程における接触時のワイヤ電
極の挙動とワークを実際にワイヤ放電加工する場合の挙
動との間には大きな差異が有る。即ち、通常のワイヤ垂
直出し工程では、ワイヤ電極は常温状態にあるが、ワー
クを実際にワイヤ放電加工する場合には、ワイヤ電極は
放電加工熱の発生によって高温状態になっており、ワイ
ヤ電極そのものが熱により脆弱化し、また放電に伴って
ワイヤ表面が荒れたり、消耗したりする。更に、実際の
ワイヤ放電加工では、放電加工現象の促進のため等から
ワイヤ電極が加振されている場合もある。このように、
実際にワークをワイヤ放電加工する過程ではワイヤ電極
の挙動は、極めてダイナミックな状態下に置かれてお
り、垂直出し過程の挙動はこれに対比してスタティック
な状態下にあると一般的に理解されている。このことか
ら、このようなスタティック状態のワイヤ電極の挙動に
基づいて測定し、設定されたワイヤ電極の垂直出し状態
によってワークの実際のワイヤ放電加工を進捗させる場
合には、両者の間の挙動差異によって結局、ワークのワ
イヤ放電加工において高精度の加工結果を得ることは困
難になるという問題がある。

【００１０】ワイヤ電極の垂直出しと同様に、ワイヤ電
極を所定の角度に保持して、傾斜穴や傾斜面をワイヤ放
電加工する場合、ワイヤ電極の所定角度出しを行うこと
もある。このときも垂直出しと同じ問題点がある。ワイ
ヤ電極の垂直出しは、このワイヤ電極の所定角度出しの
一つの例とみることができる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の技術に
おける問題点に鑑みて、本発明は、ワイヤ電極の所定角
度出しに、ワイヤ電極との直接的な接触検知を介在させ
ることなく、しかも、ワイヤ放電加工による実際のワー
クの加工結果をワイヤ電極の所定角度出しに反映させる
ことにより、実用度の高いワイヤ電極の所定角度出しを
おこない得るようにすることを意図するものである。

【００１２】すなわち、本発明の目的は、ワイヤ放電加
工機におけるワイヤ電極の所定角度出しに当たって、ワ
ークに対して実際の加工条件と同じ加工条件の下で加工
したワーク加工面を、そのままワイヤ電極の所定角度出
しをする段取りにおいて別に設けた位置検出手段との接
触面に使用し、検出した加工面の位置データから一定の
幾何学的な演算式に基づいて現在のワイヤ電極の傾斜度
のデータを演算し、真の傾斜度に対して補正することに
より、ワイヤ電極の所定角度出しをおこない得るように
したワイヤ放電加工および装置を提供せんとするもので
ある。

【００１３】本発明の他の目的は、上述したワイヤ電極
の所定角度出しの過程を自動的に達成することを可能に
すると共に同所定角度出しの補正量を帰還させてワイヤ
放電加工機の所定角度出し精度を向上させた上でワーク
に対する高精度の本加工を実現可能にするワイヤ放電加
工方法および装置を提供するものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上述の発明の目的を達成
するために、本発明は、ワイヤ放電加工機のＺ軸方向に
離間配置された一対のヘッド間に張設、走行させたワイ
ヤ電極とワーク取付台に固定したワークとの間でＸ、Ｙ
軸方向の相対移動を行わせてワークを加工するワイヤ放
電加工方法において、前記一対のヘッドの少なくとも一
つはＸ、Ｙ軸にそれぞれ平行な補助送り軸Ｕ、Ｖ軸を有
し、ＸＹ平面に対するワイヤ電極の張設角度を所望角度
に設定してワークの加工を行い、前記加工によって得た
加工面のＺ軸方向に離間する少なくとも２位置の座標値
を測定し、前記測定した座標値を取り込み、前記ワーク
の加工面の実角度と前記設定した所望角度との角度誤差
を打ち消すようにＵ、Ｖ軸の位置を補正する補正値を自
動演算し、演算結果に基づいてＵ、Ｖ軸の位置補正を行
ってワイヤ電極の張設角度を設定し直し、ワイヤ放電加
工を行うワイヤ放電加工方法を提供するものである。

【００１５】また、本発明によれば、ワイヤ放電加工機
のＺ軸方向に離間配置された一対のヘッド間に張設、走
行させたワイヤ電極とワーク取付台に固定したワークと
の間でＸ、Ｙ軸方向の相対移動を行わせてワークを加工
するワイヤ放電加工装置において、前記一対のヘッドの
少なくとも一つをＸ、Ｙ軸方向と平行な方向にそれぞれ
移動させる補助送り軸であるＵ軸およびＶ軸と、ワイヤ
電極の張設角度を所望角度に設定してワークの加工を行
い、加工した加工面のＺ軸方向に離間する少なくとも２
位置で測定した座標値を入力する入力手段と、前記ワー
クの加工面を測定した座標値を取り込み、前記ワークの
加工面の実角度と前記設定した所望角度との角度誤差を
打ち消すように、Ｕ、Ｖ軸の位置を補正する補正値を自
動的に演算する演算手段と、前記演算手段で演算した補
正値を用いて前記Ｕ、Ｖ軸の位置補正を行う補正手段
と、を具備したワイヤ放電加工装置が提供される。

【００１６】上述のように、本発明の構成によれば、ワ
ークの実際の加工面を用い、同加工面上の予め指定され
た二位置の位置座標を位置検出手段で接触検出し、検出
した上記二位置の位置座標と予め既知量として格納され
た一対のヘッドのそれぞれのワイヤ電極案内位置の座標
値やヘッドのワイヤ電極案内位置座標とワーク取付台の
ワーク搭載面との距離データ等から簡単な幾何学的相似
関係の等式を介して実際に加工したワーク加工面の傾斜
度を演算し、この演算結果に基づいて一対のヘッドの位
置をＵ軸とＶ軸を用いて補正し、それによって案内、位
置決めされるワイヤ電極を真の傾斜姿勢の状態に向けて
補正するようにしたから、ワイヤ電極の所定角度出しに
ワイヤ電極自体が関与することはなく、しかも実際にワ
イヤ放電加工したワークの加工面の測定を介してワイヤ
電極の所定角度出しを行うことから、ワイヤ電極の実際
の放電加工における作動状態を取り入れた所定角度出し
を行うことが可能となったものである。故に、このよう
にして所定角度出しをしたワイヤ電極によりワークの実
際の加工を行うことから高精度の放電加工精度を得るこ
とが可能となるのである。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を添付図面に示す実
施形態に基づいて更に詳細に説明する。なお、本実施形
態では、ワイヤ電極の所定角度出しとして垂直出しを例
にあげて説明するが、他の任意角度出しでも考え方は同
じである。図１は、本発明に係るワイヤ電極垂直出し機
能を備えたワイヤ放電加工機の要部の構成を示したブロ
ック図、図２は、ワイヤ放電加工機の一対の位置決めヘ
ッドにより真の垂直出し状態からずれた状態に保持、設
定されているワイヤ電極がワークを放電加工した状態を
示すワイヤ放電加工部における略示断面図、図３（イ）
および（ロ）は、図２のワイヤ電極で加工したワークの
加工面の測定を介してワイヤ電極の垂直出し方法を実施
する場合の測定、演算原理を説明する図２と同様の断面
図、図４は、ワークの加工面がテーパ状に加工された場
合の断面図、図５は、ワーク加工面の垂直度の測定を介
してワイヤ電極垂直出し過程を実施するための自動測
定、演算フローを説明するフローチャートである。

【００１８】まず、図１を参照すると、同１図は、縦型
のワイヤ放電加工機として構成された実施形態を示して
おり、このワイヤ放電加工機は、ワーク取付台１０を挟
んだ上下の位置に一対のワイヤ電極位置決め用のヘッド
１４、１６（以下、単に上ヘッド１４および下ヘッド１
６と記載する）を有し、ワーク取付台１０の上面１０ａ
が加工対象である被加工物、すなわちワークＷの搭載面
を成している。そして、このワーク搭載面１０ａ上に搭
載されたワークＷは周知の適宜のクランプ装置によって
放電加工々程では不動に固定される。

【００１９】通常、ワーク取付台１０は互いに直交する
二軸、Ｘ軸およびＹ軸の方向に沿って送り移動可能に構
成され、この二軸方向におけるワーク取付台１０の送り
移動は、送りモータＭｘを備えたＸ軸送り機構（図示
略）および送りモータＭｙを備えたＹ軸送り機構（図示
略）の駆動によっておこなわれ、従って、該ワーク取付
台１０の上面１０ａに固定されたワークＷはＸ軸、Ｙ軸
によって定まる平面内を移動し得るように構成されてい
る。

【００２０】他方、本実施形態においては、上下ヘッド
１４、１６は、ワイヤ電極１８を例えば、上ヘッド１４
から下ヘッド１６に向けて案内、走行させ、この間にワ
ーク取付台１０のワークＷに放電加工を施す放電加工領
域を通過するように設けられており、ワイヤ電極１８自
体は、図示されていない供給リールから適宜数の案内ロ
ーラ等を経て上ヘッド１４に達し、また下ヘッド１６を
通過後に再び適宜の案内ローラを経てワイヤ放電加工機
の機側に設けられた回収箱等に回収されるような周知の
構成で設けられている。ここで、図示のように、一対の
上下ヘッド１４、１６における一方のヘッド、本例では
上ヘッド１４が上記の直交配置のＸ軸、Ｙ軸によって形
成される平面に対して垂直に直交するＺ軸方向に移動可
能に、かつ同Ｘ軸、Ｙ軸と平行なＵ軸およびＶ軸の両方
向にも移動可能に構成されている。この上ヘッド１４の
Ｚ軸方向に送る移動は、ワイヤ放電加工機の機台に設け
られＺ軸方向のガイド（図示なし）に沿って遂行され、
このＺ軸方向の送り移動は駆動モータＭｚを有したＺ軸
送り機構（図示なし）によって駆動される。このような
上ヘッド１４の上下送り移動は、下ヘッド１６との間の
相互距離をワークＷのワーク搭載面１０ａからの高さ寸
法等に応じて適正なワイヤ電極１８の緊張状態を得るた
めに付与されるもので、下ヘッド１６は、不動位置に維
持される構成となっている。

【００２１】更に上ヘッド１４のＵ軸およびＶ軸の二軸
方向の送り移動は、Ｕ軸駆動モータＭｕおよびＶ軸駆動
モータＭｖを備えたＵ軸送り機構およびＶ軸送り機構
（図示なし）を介して駆動され、上ヘッド１４を、Ｘ
軸、Ｙ軸によって形成される平面と平行なＵ軸、Ｖ軸に
よって形成される他の平面内で移動されることにより、
周知のようにワイヤ電極１８に垂直状態からの傾角を付
与してワークＷに対してワイヤ放電加工による傾斜加工
やテーパ加工を行うことができるようになっている。

【００２２】さて、本発明においては、上ヘッド１４に
位置検出手段、例えば、接触検知型のタッチセンサから
成る位置検出手段２０が備えられ、この位置検出手段２
０は接触センサ部２２と検出信号送出部２４とを具備し
て構成され、上ヘッド１４の例えば、一側面に矢印Ｒで
示すように、測定位置（図１に図示の位置）と退避位置
（図１に図示の位置から上方に後退した位置）との間で
進退可能に設けられ、この進退動作は、手動によっても
良く或いは適正な駆動モータを内蔵した構成で上ヘッド
１４に装着されても良い。

【００２３】さて、上述のワイヤ放電加工機は、上述し
た上下ヘッド１４、１６によって案内、位置決めされる
ワイヤ電極１８が放電加工領域を通過する間に、ワーク
取付台１０に固定されたワークＷとの間で放電現象を利
用して放電加工を遂行し、かつワーク取付台１０のＸ
軸、Ｙ軸の両方向送り移動に応じてワークＷに対して所
定のＮＣ加工プログラム３４に従う送り移動を与え、所
望の加工面をワークＷに加工、形成するようになってい
る。そして、ＮＣ加工プログラム３４は、周知のごとく
ＮＣ装置３０を介して実行され、同ＮＣ装置３０は、上
記Ｘ軸、Ｙ軸の両方向送り移動に加えて、Ｚ軸、Ｕ軸、
Ｖ軸の三軸方向の送り移動も制御する構成を有してい
る。

【００２４】ここで、本発明によるワイヤ放電加工機
は、ワイヤ電極１８の垂直出し、つまり、本実施形態の
縦型のワイヤ放電加工機の場合には、ワークＷが載置、
固定されるワーク取付台１０のワーク取付け面（上面）
１０ａを含むＸ軸、Ｙ軸により形成される平面（縦型で
は水平面）と平行な水平面に対して垂直方向に交叉する
垂直方向にワイヤ電極１８が上ヘッド１４から下ヘッド
１６に向けて走行するように設定するための垂直出しを
簡単に自動的に遂行する機能が設けられいる。

【００２５】すなわち、本実施形態では、既述した位置
検出手段２０に加えて同位置検出手段に接続した入力手
段３６、同入力手段３６に接続され後述する一定の幾何
学的相似関係に基づく演算式に従ってワイヤ電極垂直出
しのための演算をおこなう演算手段３８、ワイヤ電極１
８の垂直出しを実行するための既知データを上記の演算
手段３８および後述する測定制御部に供給するために記
憶している測定情報記憶手段４０、ワイヤ電極１８の垂
直出しの測定工程を一定の測定プログラムに従って制御
する測定制御手段４２、上記の演算手段３８の後段に設
けられ、演算結果からワイヤ電極１８の真の垂直状態か
らの誤差ないしずれ分を補正するための補正量を見出
し、これをＮＣ装置３０に送入する補正手段４４等を備
え、これらの諸手段によって以下に詳述するワイヤ電極
の垂直出しが実行可能に構成されている。

【００２６】なお、ＮＣ装置３０にはディスプレイ３２
が備えられ、同ディスプレイ３２にはワークＷの加工面
の垂直度を測定することを介してワイヤ電極１８の垂直
出しの補正量を見だす過程で必要なデータ量を表示し、
また、補正値を表示し得るようになっている。また、位
置検出手段２０をワークＷの被測定箇所に自動的に接触
させるのではなく、作業者がダイヤルゲージや電気マイ
クロメータ等の測定器を上ヘッド１４に取付けて、ワー
クＷの被測定箇所に手動操作で接触させ、位置座標を測
定する場合もある。この場合は、位置検出手段２０から
の検出座標値の入力手段３６への自動入力に代えて、手
動測定座標値を入力手段３６へキーインすることもでき
る。

【００２７】以下に、上述したワイヤ電極１８の垂直出
し機能を遂行するための諸手段を用いた本発明の実施形
態に係るワイヤ電極垂直出し方法の作用原理を説明す
る。先ず、本発明の重要な特徴点として、ワイヤ放電加
工機のワイヤ電極１８を上下ヘッド１４、１６間で垂直
出しを行うに当たり、ワークＷを現在上下ヘッド１４、
１６間に現状の垂直出し条件の下で垂直状態に設定、保
持されて走行送りされるワイヤ電極１８を用いて一つの
縦加工面を実際にワークＷを加工する時に実行する加工
プログラムに従って、放電加工により加工を施す。この
縦加工面は、ワイヤ電極１８が現状の垂直出し条件の下
で真の垂直度を有した状態に設定されていれば、当然に
Ｘ軸、Ｙ軸の二軸で形成される平面に対して垂直な縦平
面として加工されている。然しながら、現状の条件下で
設定されたワイヤ電極１８の垂直出し状態が真の垂直度
からずれて倒れた状態に設定されていれば、このような
ワイヤ電極１８によって実加工されたワークＷの加工面
は真に垂直な縦平面としては加工、形成されていないこ
とになる。そして、この場合には、ワイヤ電極１８の垂
直度が真の垂直方向から倒れて設定されていれば、その
倒れ角度に呼応して垂直な縦平面から倒れた平面として
形成されていることに着目し、この加工面としての縦平
面の真の垂直度からの倒れを先ず、位置検出手段２０に
よって接触検出する方法をとるものである。

【００２８】図２は、このように上下ヘッド１４、１６
の内部において通常、宝石軸受等から形成されたワイヤ
電極通路の開口位置として設けられるワイヤ電極案内位
置決め点Ｇ１、Ｇ２における上ヘッド１４のワイヤ電極
案内位置決め点Ｇ１が図示の破線で示した真の垂直度に
よりワイヤ電極１８を案内、保持する設定位置から実線
で示す微小な誤差を有した設定位置にずれて位置決めさ
れ、その結果、ワイヤ電極１８によって実際の加工プロ
グラムに従って放電加工されたワークＷの加工面Ｗａ
は、真に垂直な縦平面からは倒れて形成されていること
を分かり易くすべく、極端に図示したものである。な
お、ワークＷはワーク取付台１０の上面１０ａ（水平な
基準平面を成している）に適宜のクランプ装置１０ｂを
用いて固定され、実際の放電加工工程と同様な加工条件
下で加工されており、このため、ワイヤ電極１８も実際
のワーク放電加工の場合と同様な動作過程を経ているも
のである。

【００２９】このようなワークＷに対する加工面Ｗａの
形成後に先ず、この加工面Ｗａの垂直度の測定が実行さ
れ、次いで、その測定結果からワイヤ電極１８の真の垂
直度からのずれ量を見だす垂直出し工程が実行される。
図３の（イ）および（ロ）は、このワークＷの加工面Ｗ
ａの垂直度の測定結果に基づいてワイヤ電極１８の垂直
度からのずれを見出し、次いで、上下ヘッド１４、１６
に対してワイヤ電極１８を真の垂直状態に垂直出しする
過程の原理を説明するための略示断面図である。

【００３０】まず、ワークＷの加工面Ｗａの垂直度は、
上ヘッド１４の側面等に装着された前述の位置検出手段
２０（図１参照）によって遂行される。すなわち、この
場合には、ワークＷの加工面Ｗａにおける予め指定され
た縦方向に隔たる二点の位置ａ、ｂの座標値を位置検出
手段２０によって測定することから開始される。

【００３１】この場合に、指定された二点の位置ａ、ｂ
の位置データにおける両位置の隔たり量のデータは、例
えば、基準面となるワーク取付台１０の上面１０ａから
Ｚ軸に沿った上方への高さデータＡ、Ｂとして予め既述
した測定情報記憶手段４０に格納されている。そして、
測定情報記憶手段４０から測定制御手段４２により上記
Ａ、Ｂの値が読み出され、測定制御手段４２はＮＣ装置
３０を介して上ヘッド１４およびワーク取付台１０を相
対的にＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向に沿って駆動し、最初に位
置検出手段２０の測定子２２を基準位置である所定の測
定開始点に位置決めする。この測定開始点からそれぞれ
の指定された測定位置ａ、ｂへ位置検出手段２０の測定
子２２の先端を接触させるべく上ヘッド１４を駆動して
該位置検出手段２０を移動させ、測定位置ａ、ｂに接触
した場合（図３の（イ）はこのような測定子２２の点
ａ、ｂでの接触状態を示している）の位置座標のデータ
を入力手段３６に入力するものである。このとき、実際
には、高さデータＡ、Ｂは、Ｚ軸方向の座標値として既
知量であるから、実際にはＸ軸座標、Ｙ軸座標のデータ
の読取りを行う。なお、位置測定手段２０の測定子２２
をワーク加工面Ｗａの二点位置ａ、ｂに接触させる場合
には、上述したＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向に沿ってそれぞれ
の軸送り機構により送り移動させることに代えて、上ヘ
ッド１４のみをＺ軸送り機構、Ｕ軸送り機構、Ｖ軸送り
機構を用いてワーク取付台１０上のワークＷに対して相
対的に移動させるようにしても良い。その場合の各軸の
移動量は、Ｚ軸スケールおよびＵ軸スケールおよびＶ軸
スケール（図示なし）からワーク加工面Ｗａの二点の位
置の座標データを読み取ることになる。

【００３２】なお、位置検出手段２０は、ワイヤ放電加
工機の機体に備えられてワーク取付台１０のＸ軸、Ｙ軸
方向の送り量を示すＸ軸、Ｙ軸スケール（図示なし）お
よび上ヘッド１４のＺ軸方向の送り量を示すＺ軸スケー
ル、同じく該上ヘッド１４のＵ軸およびＶ軸方向の送り
量を示すＵ軸スケール、Ｖ軸スケール等のスケール値を
位置検出手段２０の測定子２２がワーク加工面Ｗａ上の
指定された二点ａ、ｂに接触したときに発する接触検出
信号を受信した時にスケール読み出しを行う手段も含ん
でおり、検出した座標データを入力手段３６に入力す
る。

【００３３】さて、測定情報記憶手段４０には、既述し
たワーク加工面Ｗａの指定された二点位置ａ、ｂの高さ
データＡ、Ｂと共に、既知量として位置検出手段２０の
測定子の長さデータ、同測定子２２が検出位置にある場
合に同位置の上ヘッド１４に対する相対的な装着位置、
ワークＷの加工面Ｗａを実際に加工する際の上、下ヘッ
ド１４、１６のワイヤ電極案内位置決め点Ｇ１、Ｇ２の
ワーク取付台１０の上面１０ａからのそれぞれの距離デ
ータＰｕ、Ｐｄ（図３（ロ）参照）、ワークＷの最上面
の上面１０ａに対する高さデータＨ（図３（ロ）参
照）、既述した測定開始点の座標値（Ｘ，Ｙ，Ｚ）、測
定子２２が測定開始点からワーク加工面Ｗａに向けて測
定移動する場合の座標系における正逆方向（±Ｘ，±
Ｙ，±Ｚ）、ワーク加工面Ｗａの測定点の測定回数等の
諸データ、後述する演算式等が格納されている。

【００３４】上述したワーク加工面Ｗａにおける指定さ
れた二点位置ａ、ｂの接触検出による位置測定によって
同二点位置ａ、ｂの座標データが検出されると、この二
点位置ａ、ｂの得られた座標データに従って同加工面Ｗ
ａの垂直度が演算される。ここで、図３の（ロ）に示す
ように、上下ヘッド１４、１６がワークＷを加工した際
のそれぞれのワイヤ電極案内位置決め点Ｇ１、Ｇ２の位
置をｄ点、ｅ点、上ヘッド１４のワイヤ電極案内位置決
め点Ｇ１が真の垂直出し状態にある場合の位置をｆ点、
点ｂから点ａと同じ高さ位置まで引き上げた位置を点ｃ
とすると、△ａｂｃ∝△ｄｅｆのように、相似三角形の
関係があることは明らかである。

【００３５】従って、この相似三角形の関係から、 （ａｃ）／（ｂｃ）＝（ｄｆ）／（ｅｆ） ・・・・（１） ∴ （ｄｆ）＝（ａｃ）×（ｅｆ）／ ｂｃ ・・・・（２） （２）式において、（ｂｃ）＝Ａ−Ｂ（既知量）、 （ａｃ）＝測定によって求まる加工面Ｗａの真の垂直面
からの倒れ量に相当し、測定値、 （ｅｆ）＝Ｐｄ＋Ｐｕ（既知量）、 をそれぞれ代入すると、（ｄｆ）の値が求まる。

【００３６】この場合に、（ｄｆ）は、ワイヤ電極１８
をワークＷの加工時の垂直出し状態からワーク加工面Ｗ
ａの垂直度の測定結果に基づいて真の垂直出し状態とな
る位置に修正するために、上ヘッド１４のワイヤ電極案
内位置決め点Ｇ１をＵ軸およびＶ軸の軸各方向における
移動送りを利用して修正すべき量Ｃを示す。かくして、
上記の三角形の相似条件の関係から得た等式（１）、
（２）を予め測定情報記憶手段４０に記憶し、上述した
既知量と共に演算手段３８に読み出して演算を実行す
る。この場合に、上記（ａｃ）の測定値は、位置検出手
段２０によって得た点ａ、ｂの座標データから引算によ
り簡単に求められる値であって、演算手段３８で簡単に
算出することができる値である。

【００３７】入力手段２０にワーク加工面Ｗａの二位置
ａ、ｂの手動測定座標値を入力する方法であっても、演
算手段３８内の演算は同様に自動的に行われる。また、
一般的に、ワーク加工面ＷａのＺ軸方向に離間した二位
置ａ、ｂの座標測定は、ＸＺ平面およびＹＺ平面でそれ
ぞれ行い、計４ケ所で行う。しかし、ワーク加工面Ｗａ
が、例えばワイヤ電極を垂直に設定して正方形断面の穴
を加工したとき、図４のように、テーパ状に加工される
ことがある。この場合は、ＸＺ平面において、対向する
二点ａ、ｂおよびａ’、ｂ’点の４ケ所を測定し、傾斜
角度の平均値を求めてＺ軸方向二位置の座標値として採
用する。ＹＺ平面においても４ケ所を測定し、平均化し
て採用する。このようにワーク加工面Ｗａ上の位置測定
は、計８ケ所測定することもある。

【００３８】以上の演算手段３８による演算結果に基づ
いて上下ヘッド１４、１６における上ヘッド１４のワイ
ヤ電極案内位置決め点Ｇ１の位置を修正する補正量が補
正手段１４に送られる。この補正手段４４は、ＮＣ装置
３０に補正指令を送り、同ＮＣ装置３０を介して上ヘッ
ド１４をＵ軸送り機構およびＶ軸送り機構の各駆動モー
タＭｕ、Ｍｖの駆動によってワイヤ電極１８の真の垂直
出し位置へ修正送り動作させる。同時に、この修正結果
に基づく上下ヘッド１４、１６の位置は、ＮＣ装置３０
内のＲＡＭ手段（図示なし）等からなる記憶手段に従前
のワイヤ電極垂直出しデータを書き換えるデータとして
格納される。

【００３９】なお、上述したワークＷの加工面Ｗａの垂
直度を測定し、演算手段３８の演算により究極的に上下
ヘッド１４、１６によるワイヤ電極１８の垂直出しのた
めの補正量を求める測定工程におけるワーク取付台１０
のＸ軸、Ｙ軸方向における送り移動または上ヘッド１４
のＵ軸、Ｖ軸方向における送り移動やそれぞれの手段間
における信号の授受は、測定制御手段４２によって一括
的に自動的に制御される構成になっている。

【００４０】また、ＮＣ装置３０のディスプレイ３２
は、上述したワイヤ電極垂直出しの補正データを現在の
上下ヘッド１４、１６の位置決めデータとして作業者に
表示することが可能である。なお、図５は、上述したワ
イヤ電極１８の垂直出しを、ワークＷの実際の加工面Ｗ
ａを加工し、その加工面Ｗａの垂直度を測定することに
より、ワイヤ電極１８の案内、保持する上下ヘッド１
４、１６のそれぞれの位置決め点Ｇ１、Ｇ２の位置関係
を修正してワイヤ電極を現在の垂直出し状態から真の垂
直出し状態へ位置決めする測定、演算過程をフローチャ
ートで示したものである。以上の実施形態の説明におい
て、ワイヤ電極の垂直出しを行う過程でワークＷの加工
面Ｗａをワイヤ電極をそのまま用いて加工する場合に、
同ワークの加工面Ｗａは、ワイヤ電極の垂直出しをおこ
なうための測定用途に供するために加工した加工面であ
っても、ワークＷに実際に加工を施す際に、複数の加工
面を加工する段階で、最初に加工した加工面をワイヤ電
極の垂直出しのための測定用途に流用するものであって
も良い。

【００４１】また、上述の説明はワイヤ電極が縦方向に
上下のヘッド間に張設される場合のワイヤ電極垂直出し
について記載したが、ワイヤ電極が水平面に平行に一対
の左右ヘッドによって張設される場合の横型ワイヤ放電
加工機におけるワイヤ電極を鉛直面に対して垂直な方向
に位置決めする垂直出しにも同様に適用可能であること
は自明である。

【００４２】

【発明の効果】以上の実施形態の記載を介して明らかな
ように、本発明によれば、ワイヤ電極の所定角度出しを
ワークに、現在ワイヤ電極案内位置決めヘッドで安定、
保持したワイヤ電極の所定角度出し状態のままで実際の
ワーク加工工程と同じ加工プログラムに従って実加工を
施し、その加工結果の加工面の傾斜度を測定することを
介してワイヤ電極の位置決めヘッドの位置を補正し、ワ
イヤ電極を現在の所定角度出し状態から真の所定角度出
し状態に向けて補正するようにしたことから、ワイヤ電
極が実際に放電加工を遂行する際のダイナミックな作動
状態を確実に反映したワイヤ電極の所定角度出しが達成
可能となる。そして、所定角度を垂直と見たててワイヤ
電極の垂直出しをおこなったワイヤ電極の垂直出し状態
は、ワークの垂直面を加工する場合のワイヤ電極のワー
クに対する垂直性を向上させて加工面の倒れ誤差を防止
し得ると共に、このような高精度の垂直出し状態を基準
にしてＵ軸、Ｖ軸による所定の傾角θをワイヤ電極に付
与することにより、高精度の傾斜加工やテーパ加工をワ
ークに施すことが可能になる。故に、かかるワイヤ電極
所定角度出し結果を利用して遂行されるワークの加工精
度を全体的に著しく向上させることが可能になり、実用
度の高いワイヤ電極所定角度出しが得られることにな
る。

【００４３】しかも、本発明によれば、ワイヤ電極の所
定角度出しを作業者の手操作をほとんど介在させない
で、また完全に自動的に遂行し得ることから、ワイヤ放
電加工のワークの加工条件の変更、ワーク材質の変更、
ワークの加工寸法の変更等、種々の加工変更場面で簡単
にワイヤ電極の所定角度出しを行うことが可能となる。
しかもワークに試し加工により形成した加工面や多数の
加工面領域における最初の一つの加工面領域を利用する
ことで、現在のワイヤ電極の所定角度出し状態が真の傾
斜状態からどれ程ずれているかを簡単に測定し、かつ補
正をすることが可能であることから、高精度のワーク加
工製品を安価なコストで得ることが可能となる。

【００４４】また、本発明によるワイヤ電極の所定角度
出し方法では、ワイヤ電極自体をワイヤ電極の傾斜度の
測定に用いていないことから、ワイヤ電極に不可避的に
内在する曲がり癖や折れ癖等に起因した測定誤差要因の
介在が低減でき、故に、ワイヤ電極の所定角度出しの高
精度化を達成することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るワイヤ電極垂直出し機能を備えた
ワイヤ放電加工機の要部の構成を示したブロック図であ
る。

【図２】ワイヤ放電加工機の一対の位置決めヘッドによ
り真の垂直出し状態からずれた状態に保持、設定されて
いるワイヤ電極がワークを放電加工した状態を示すワイ
ヤ放電加工部における略示断面図である。

【図３】（イ）および（ロ）の図は、図２に示したワイ
ヤ電極で加工したワークの加工面の測定を介してワイヤ
電極の垂直出し方法を実施する場合の測定と演算原理を
説明する図２と同様の断面図である。

【図４】ワークの加工面がテーパ状に加工された場合の
断面図である。

【図５】ワーク加工面の垂直度の測定を介してワイヤ電
極垂直出し工程を実施するための自動的な測定、演算フ
ローを説明するフローチャートである。

【符号の説明】

１０…ワーク取付台 １０ａ…ワーク搭載面（上面） １４…上ワイヤ電極位置決めヘッド １６…下ワイヤ電極位置決めヘッド １８…ワイヤ電極 ２０…位置検出手段 ２２…測定子 ３０…ＮＣ装置 ３６…入力手段 ３８…演算手段 ４０…測定情報記憶手段 ４２…測定制御手段 ４４…補正手段

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワイヤ放電加工機のＺ軸方向に離間配置
   された一対のヘッド間に張設、走行させたワイヤ電極と
   ワーク取付台に固定したワークとの間でＸ、Ｙ軸方向の
   相対移動を行わせてワークを加工するワイヤ放電加工方
   法において、 前記一対のヘッドの少なくとも一つはＸ、Ｙ軸にそれぞ
   れ平行な補助送り軸Ｕ、Ｖ軸を有し、ＸＹ平面に対する
   ワイヤ電極の張設角度を所望角度に設定してワークの加
   工を行い、 前記加工によって得た加工面のＺ軸方向に離間する少な
   くとも２位置の座標値を測定し、 前記測定した座標値を取り込み、前記ワークの加工面の
   実角度と前記設定した所望角度との角度誤差を打ち消す
   ようにＵ、Ｖ軸の位置を補正する補正値を自動演算し、 演算結果に基づいてＵ、Ｖ軸の位置補正を行ってワイヤ
   電極の張設角度を設定し直し、ワイヤ放電加工を行うこ
   とを特徴としたワイヤ放電加工方法。
2. 【請求項２】 前記Ｕ、Ｖ軸の位置を補正する補正値の
   自動演算は、前記一対のヘッドの各ワイヤ電極案内装置
   と前記ワーク取付台のワーク固定面とのそれぞれの距離
   データを予め既知のデータとして取り込み、 前記測定した位置データと前記予め取り込んだ既知デー
   タとを幾何学的相似関係から定まる等式に導入して算出
   する請求項１に記載のワイヤ放電加工方法。
3. 【請求項３】 ワイヤ放電加工機のＺ軸方向に離間配置
   された一対のヘッド間に張設、走行させたワイヤ電極と
   ワーク取付台に固定したワークとの間でＸ、Ｙ軸方向の
   相対移動を行わせてワークを加工するワイヤ放電加工装
   置において、 前記一対のヘッドの少なくとも一つをＸ、Ｙ軸方向と平
   行な方向にそれぞれ移動させる補助送り軸であるＵ軸お
   よびＶ軸と、 ワイヤ電極の張設角度を所望角度に設定してワークの加
   工を行い、加工した加工面のＺ軸方向に離間する少なく
   とも２位置で測定した座標値を入力する入力手段と、 前記ワークの加工面を測定した座標値を取り込み、前記
   ワークの加工面の実角度と前記設定した所望角度との角
   度誤差を打ち消すように、Ｕ、Ｖ軸の位置を補正する補
   正値を自動的に演算する演算手段と、 前記演算手段で演算した補正値を用いて前記Ｕ、Ｖ軸の
   位置補正を行う補正手段と、を具備することを特徴とし
   たワイヤ放電加工装置。
4. 【請求項４】 ワークに対してＸ、Ｙ、Ｚ軸方向の相対
   移動が可能な部位に設けられ、ワークの加工面上の位置
   座標を自動的に検出可能な位置検出手段を更に具備し、
   前記位置検出手段の検出結果を前記入力手段に入力する
   ように構成した請求項３に記載のワイヤ放電加工装置。