JPS63127830A - ワイヤ放電加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ワイヤ放電加工装置、特に予め定められた加
工原点を基準にして加工位置の位置決め制御およびワイ
ヤ電極の傾斜角度制御を行うことにより所望する形状の
放電加工を行うように構成されたワイヤ放電加工装置に
おいて、温度変化による装置各部位の膨張・収縮に伴っ
て生じる上記加工原点の変位や外部からの振動による変
位などを考慮して、当該加工原点の補正を自動的に行う
ようにすることによって、高精度な放電加工を行わしめ
るようにしたワイヤ放電加工装置に関するものである。

〔従来の技術と発明が解決しようとする問題点〕近来、
第３図に図示されているような形彫り放電加工装置のＮ
Ｃ化が急速に進みつつある。しかし、上記放電加工装置
のＮＣ化は、放電加工の省力化・高精度化に大きく貢献
するものである反面。

ＮＣ化されることにより非所望な問題もいろいろと発生
している。

上記非所望な問題の一つに、温度変化による装１各部位
の膨張・収縮や外部振動に伴って、加工位置の位置ずれ
やワイヤ電極の傾斜角度の誤差が発生するため、加工精
度が低下すると言う問題があった。以下、上記の問題点
を第３図に関連して具体的に説明する。第３図（Ａ）は
正面図、第３図（Ｂ）は側面図を示し２図中の符号１は
加工ヘッド、２はコラム、３はベッド、４は電極、５は
電極保持部、６はスピンドル、７は加工テーブル。

８は加工槽、９は加工液、１０ないし１２は制御モータ
、１３は被加工体を表している。

第３図において、上記制御モータ１ｏおよび１１により
上記加工テーブル７をＸ軸方向およびＹ軸方向へ移動さ
せることによって加工位置の位置決めを行ったのち、上
記制御モータエ２により電極４を垂直方向即ちＺ軸方向
に給送せしめることによって、上記被加工体１３に対し
て所定の深さの放電加工を行う。これらの放電加工に関
する動作は、予め設定された加工原点（図示省略）を基
準とし、予め与えられた設定条件にもとづ＜ＮＣ制御に
よって行われるものとする。

加工開始後、室温の変化、上記制御モーフ１０ないし１
２の発熱、放電エネルギーによる電極４゜加工液９．被
加工体１３等の温度上昇の影響を受けて、装置の各部位
即ち上記加工ベンド１．スピンドル６、コラム２．ベッ
ド３．加工テーブル７等に膨張・収縮が生じる。従って
、加工開始時と所定の時間経過時とにおいて、上記加工
原点に対する電極４の位置即ち加工位置の位置ずれが生
じることになる。換言すれば、加工原点が変位すること
になる。また、外部振動の影響によっても加工原点の変
位が生じる。

本願発明者が第３図図示形彫り放電加工装置を対象にし
て行った上記温度変化に対応する加工原点の変位に関す
る調査結果を第４図（Ａ）、（Ｂ）に示している。当該
調査は、放電加工を行うことなく、加工液ポンプ（図示
省略）のみを駆動させて加工液９を循環させたときの１
時間経過に伴う加工液温度（第４図（Ａ）図示矢印ａ）
、加工テーブル７の温度（第４図（Ａ）図示矢印ｂ）。

室温（第４図（Ａ）図示矢印ｃ）、電極保持部５の温度
変化（第４図（Ａ）図示矢印ｄ）を第４図（Ａ）に示し
、第４図（Ｂ）は上記時間経過に対応する加工原点の変
位を示している。なお、第４図（Ｂ）において２図示矢
印ＸばＸ軸変位３図示矢印ＹはＹ軸変位３図示矢印Ｚは
Ｚ軸変位をそれぞれ示している。

第４図（Ａ）、　　（Ｂ）によって明らがなように。

上記加工原点の変位が、如何に各部位の温度変化の影響
を受けるものであるかが判る。なお、第４図図示調査は
、前述した如く、放電加工を行うことなく加工液ポンプ
のみを駆動して行ったものであり、実際に放電加工を行
った場合には、上記制御モータ１０ないし１２の発熱、
放電エネルギーによる電極４．加工液９．被加工体１３
等の温度上昇の影響を受けて、上記加工原点の変位は一
層著しいものになる。従って、上記各部位の温度変化に
配慮することなく、前述したＮＣ制御による放電加工を
継続した場合、当該放電加工の高精度化は望むべくもな
い。また、外部振動の影響による加工原点の変位も同様
である。

従来、上記装置各部位の温度変化による加工原点の変位
に起因する加工精度の低下を防止するための手段として
、室温の制御および加工液の温度制御が行われていた。

しかしながら、上記従来の手段は、設備費用の高騰を招
くと言う非所望な問題があった。

本願発明者は、先に、上記の如き問題点を解決するため
に、第５図および第６図に図示している如く、形彫り放
電加工装置における加工原点の補正手段について考察し
た。その補正手段は次の如きものである。なお、第５図
は上記形彫り放電加工装置における加工原点の補正手段
の説明図、第６図（Ａ）、　　（Ｂ）は第５図図示の場
合における加工原点検出方法の説明図を示す。

第５図図示のものは前述した第３図図示の如き形彫り放
電加工装置に適用されるものであり２図中の符号２８は
基準治具、２９は基準球、３０は基準球支持台、３１は
加工原点、３２は測定治具。

３３は測定子、３４は測定治具アーム、３５はアーム・
ガイドを表し、その他の符号は第３図に対応している。

第５図において、加工テーブル７上に基準治具２８がセ
ットされ、電極保持部５にはアーム・ガイド３５を介し
て測定治具３２がセットされている。上記基準治具２８
は基準球２９と、該基準球２９を支持する基準球支持台
３０とによって構成されており、上記基準球２９の中心
点が加工原点３１である。また、上記測定治具３２は図
示省略した駆動装置により図示矢印Ｚ方向に昇降自在に
セットされている。以下、上記基準治具２８および上記
測定治具３２を用いて行う原点補正について説明する。

先ず、放電加工開始に先立って、第５図に図示されてい
る如く、電極４と被加工体１３との位置決めが行われる
。そして、当該位置決め終了後。

上記基準球２９と上記測定子３３と相対的な位置測定を
行う。当該位置測定は、加工テーブル７をＸ軸、Ｙ軸方
向へ移動させると共に、電極４をＺ軸方向へ昇降させて
行う上記基準球２９と上記測定子３３との接触感知によ
って行う。なお、当該接触感知は、上記電極４が何か（
例えば１図示省略した被加工体固定用治具）と衝突する
ことを避けるため、上記測定治具３２を所定の位置まで
突出させた状態（図示点ｔａ）　で行う。上記接触感知
による位置測定手段は９周知の技術であるので説明を省
略するが、上記接触感知により、上記加工原点（上記基
準球２９の中心点）３１とし、上記位置決め終了状態に
おける上記測定子３３の中心点のＸ座標値ＸＯ，Ｙ座標
値ｙｏ（図示省略）。

およびＺ座標（ｉｉ　Ｚ　ｏが測定される。第６図（Ａ
）に上記Ｘ座標値Ｘ、、Ｙ座標値Ｙ０を測定するための
接触感知態様を示し、第６図（Ｂ）に上記Ｘ座標値Ｚ０
を測定するための接触感知態様を示している。このよう
にして、上記Ｘ座標値Ｘ、、Ｙ座標値Ｙ０およびＺ座標
値Ｚ０を測定したのち。

再び上記電極４と被加工体１３との位置決めを行った上
で放電加工が開始される。

以上説明した如く、上記加工原点３１を基準にし、上記
接触感知による測定値（上記Ｘ座標値Ｘｏ。

Ｙ座標４ｆｔ　ｙ　ｏおよびＺ座標値Ｚｏ）にもとづく
上記電極４と被加工体１３との位置決め操作を「原点補
正操作」と呼び５当該原点補正操作を所定の時間が経過
する度に繰り返して行う。即ち、上記原点補正操作が自
動的におこなわれるように、前述したＮＣ制御の制御プ
ログラムが組込まれている。なお、上記原点補正操作は
、一旦放電加工を中断させて行うようにする。また、上
記原点補正操作の繰り返し時間は、前述した装置の各部
位の温度変化に対応させて経験的に設定されるものであ
る。

更に、第３図図示の如き形彫り放電加工装置の場合１例
えば室温、加工液９．加工テーブル７゜電極保持部５等
に対する温度検出手段（図示省略）をそなえ、当該温度
検出手段によって検出された温度の変化量が上記原点補
正操作の繰り返し時間内に、予め定められた闇値を超え
たとき、上記原点補正操作を行うように構成されている
。

なお、第５図図示の場合には、測定治具３２が常時セッ
トされているものであるが、自動電極交換装置をそなえ
た形彫り放電加工装置においては。

上記測定治具３２を電極保持部５に着脱可能な構成（図
示省略）にし、前述した原点補正操作の都度、電極４と
測定治具３２との交換を行って原点補正操作を行うよう
にしても良い。また、上記基準治具２８および測定治具
３２が温度変化の影響を受けないようにするため、上記
基準治具２８の基準球支持台３０．上記測定治具３２の
測定治具アーム３４およびアーム・ガイド３５を、熱膨
張係数が殆ど零に近い例えばセラミック材５アンバー材
等を用いて形成するようにすることが望ましい。

以上説明した如（１本願発明者が先に考察した上記原点
補正操作手段により、予測範囲外の急激な温度変化を含
めて、加工原点の変位に対応する原点補正を行うことが
可能となり、そのため、高精度の放電加工を行うことが
可能となる。しかしながら、上記原点補正操作手段は形
彫り放電加工装置に適用されるものであって、第７図図
示の如きワイヤ放電加工装置にそのまま適用することは
できない。

なお、第７図はワイヤ放電加工装置の一般例の概要図を
示し２図中の符号１４は上部アーム、１５は下部アーム
、１６はコラム、１７はベッド。

１８は上部ガイド、１９は下部ガイド、２０は電極、２
１は加工テーブル、２２は加工槽、２３ないし２６は制
御モータ、２７は被加工体を表している。

第７図において、加工位置の位置決めは、制御モータ２
３および２４により加工テーブル２１をＸ軸およびＹ軸
方向へ移動せしめることによって行われると共に、電極
２０の傾斜角度は、制御モータ２５および２６により上
部ガイド１８をＵ軸（上記Ｘ軸と平行）およびＹ軸（上
記Ｙ軸と平行）方向へ移動せしめることによって行われ
る。

即ち、第７図図示ワイヤ放電加工装置においては。

上記制御モータ２３，２４による加工テーブル２１の位
置制御と上記制御モータ２５，２６による電極２０の傾
斜角度制御とを、予め設定されたプログラムにもとづ＜
ＮＣ制御を行うことによって。

所望する形状の放電加工が行われる。そして、これらの
制御の基準となるものは、上記上部ガイド１８、下部ガ
イド１９間において電極２０を垂直にした状態および当
該状態における上記電極２０に対する加工テーブル２１
の位置関係である。即ち、第５図に関連して説明した加
工原点に対応するものは、上記電極２０が垂直状態とな
る上部ガイド１８の位置と考えて良い。

〔問題点を解決するための手段〕 本発明は、上記の如き問題点を解決することを目的とし
ており、そのため１本発明のワイヤ放電加工装置は、予
め定められた加工原点をそなえ。

当該加工原点を基準にして加工位置の位置決め制御およ
びワイヤ電極の傾斜角度制御を行うことにより所望する
形状の放電加工を行うように構成されたワイヤ放電加工
装置において１与えられた指示に対応して上記加工原点
の補正を行う原点補正手段をそなえ、運転条件の変化に
対応する設定の下で上記指示が自律的に発せられ、当該
指示にもとづき上記原点補正手段により上記加工原点の
補正を自動的に行うよう構成されていることを特徴とし
ている。以下５図面を参照しつつ説明する。

〔実施例〕

第１図は本発明における加工原点の補正手段の一実施例
説明図、第２図は原点補正操作時の放電再開孔の加工説
明図を示している。

第１図は２本願明細書冒頭に説明した第７図図示の如き
ワイヤ放電加工装置に適用される本発明に関連のある要
部斜視図である。そして９図中の符号３６は垂直検出治
具、３７Ｘおよび３７ｙは上部接触子、３８Ｘおよび３
８Ｙは下部接触子を表し、その他の符号は第７図に対応
している。以下、第１図図示実施例を第７図と関連付け
て説明する。

第１図および第７図において、加工テーブル２１をＸ軸
およびＹ軸方向へ移動させると共に、電極２０の傾斜角
度を制御しつつ放電加工を行うことによって、上記加工
テーブル２１に載置された被加工体２７を所定の形状に
加工する。従って。

高精度の加工を行うようにするためには、上記加工テー
ブル２１の移動制御および電極２０の傾斜角度の制御を
正確に行う必要があることは言うまでもない。そして、
上記電極２０の傾斜角度の制御は、制御モータ２５，２
６を制御して上部ガイド１８をＵ軸およびＹ軸方向へ移
動させることによって行われるが、当該制御の基準位置
は、上記電極２０を垂直状態にしたときの上記上部ガイ
ド１８の位置（以下、基準位置と呼ぶ）であり、当該基
準位置を基準とし、所望する傾斜角度に対応させて上記
制御モーフ２５．２６を制御することにより、上記電極
２０の傾斜角度を所望する角度に制御する沖とができる
。また、上記上部ガイド１８の基準位置が実質的に上記
加工テーブル２１の移動制御の基準となると考えて良い
。従って。

上記上部ガイド１８の基準位置を正確に確保することが
、高精度な放電加工を行う上での必須条件となる。以下
、上部ガイド１８の基準位置の検出手段即ち電極２０の
垂直出しについて説明する。

第１図において、加工テーブル２１の所定の位置に垂直
検出治具３６が設置されている６当該垂直検出治具３６
の直角に交差する面のそれぞれには、上記電極２０に対
する接触感知を行うための上部接触子３７ｘ、３７７８
よび下部接触子３日８および３８Ｙが設けられている。

そして、上記上部接触子３７やおよび下部接触子３８Ｘ
のそれぞれの先端は同一垂直線上に位置している。また
。

上記上部接触子３７７および下部接触子３８Ｙのそれぞ
れの先端も同様に同一垂直線上に位置している。

上記電極２０の垂直出しは、加工テーブル２１をＸ軸方
向およびＹ軸方向へ移動させて、上記上部接触子３７Ｘ
および下部接触子３８Ｘ、または上記上部接触子３７７
および下部接触子３８Ｖによる上記電極２０との接触感
知を行うことによって、実施することができる。即ち、
電極２０の垂直条件は、電極２０が、上記上部接触子３
７．および下部接触子３８゛８に同時に接触（Ｘ軸方向
において垂直）すると共に、上記上部接触子３７７およ
び下部接触子３８７に対しても同時に接触（Ｙ軸方向に
おいて垂直）することである。従って、上記電極２０の
垂直条件を満足せしめるように、上記加工テーブル２１
と上記上部ガイド１８との移動を行うことによって、上
記電極２０の垂直出しを行う（以下、垂直出し操作と呼
ぶ）。このようにして、上記電極２０を垂直状態にした
ときの上記上部ガイド１８の位置が、前述した基準位置
となる。そして、当該基準位置を加工原点とし、当該加
工原点を基準にして上記電極２０の傾斜角度制御および
上記加工テーブル２１の移動制御を行いつつ放電加工を
実施することによって。

高精度の加工が行われる。

本発明のワイヤ放電加工装置は、１加工工程に要する時
間が比較的に短時間である場合、上記接触感知による電
極の垂直出し操作（以下、原点補正操作と呼ぶ）を１加
工工程が終了して次の加工工程に移る間に行うように構
成されているが、ｌ加工工程に要する時間が長時間に及
ぶ場合、上記原点補正操作を所定の時間が経過する度に
繰り返して行うように構成されている。即ち、上記原点
補正操作が自動的におこなわれるように、前述したＮＣ
制御の制御プログラムが祖まれている。なお、上記原点
補正操作の繰り返し時間は１本願明細書冒頭に説明した
装置の各部位の温度変化に対応させて経験的に設定され
るものである。

更に５本発明のワイヤ放電加工装置は１例えば室温、上
部アーム１４．下部アーム１５．ベッド１７等に対する
温度検出手段（図示省略）をそなえ、当該温度検出手段
によって検出された温度の変化量が、上記原点補正操作
の繰り返し時間内に予め定められた闇値を超えたとき、
上記原点補正操作を行うように構成されている。

なお、上記１加工工程の途中で行われる原点補正操作は
、一旦放電加工を中断させた上で加工テーブル２１を移
動させ、電極２０を加工位置から第１図図示位置に移し
て行われる。この場合、上記電極２０は一旦切断される
。そして、上記原点補正操作終了後、上記電極２０を再
び上記加工位置に戻した上で当該電極２０の自動結線を
行ったのち、放電加工が再開される。本発明においては
。

上記電極２０の自動結線を容易ならしめるようにするた
め、第２図に関連して後述するような手段が講じられて
いる。なお９第２図の符号２７は被加工体、３９は上記
電極２０による加工溝、４０は加工再開孔を表している
。

第２図において１図示省略した電極２０による放電加工
が図示矢印方向に進行している途中で。

上記原点補正操作の指令が発せられたとき、その位置で
図示矢印方向への加工を停止し、当該停止位置において
図示の如き加工再開孔４０の加工を行う。そして、当該
加工再開孔４０の加工終了後。

上記電極２０に対する給電を停止した上で前述した原点
補正操作を行うようにする。このようにすることによっ
て、上記原点補正操作後に行われる放電加工再開時の上
記電極２０の自動結線を上記加工再開孔４０において容
易に実施することが可能となる。

以上説明した本発明の一実施例は、下部ガイド１９が固
定されて上部ガイド１８が移動するように構成されたワ
イヤ放電加工装置に適用されたものであるが１本発明は
これに限られるものでなく。

上部ガイドが固定されて下部ガイドが移動するように構
成されたワイヤ放電加工装置、或いは上部ガイドおよび
下部ガイドが共に移動するように構成されたワイヤ放電
加工装置にも同様に適用することができる。

〔発明の効果〕

以上説明した如く２本発明によれば、加工原点の補正を
行う原点補正操作を、予め定められた時間が経過する度
に操り返し行うと共に、予め定められた部位に対する温
度検出手段をそなえ、当該温度検出手段によって検出さ
れた温度の変化量が上記原点補正操作の繰り返し時間内
に、予め定められた闇値を超えたとき、上記原点補正操
作を行うような簡単な構成でもって、予測範囲外の急激
な温度変化を含めて、加工原点の変位に対応して原点補
正を行うことが可能となり、そのため、高精度の放電加
工を行うことが可能となる。また。

外部振動の影響による加工原点の変位に対しても同様な
効果を発揮することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における加工原点の補正手段の一実施例
説明図５第２図は原点補正操作時の放電再開孔の加工説
明図、第３図は形彫り放電加工装置の一般例、第４図は
第３図図示例における加工原点の変位に関する調査結果
を表した図、第５図および第６図は本発明の前提となっ
た形彫り放電加工装置における加工原点の補正手段の説
明図。 第７図はワイヤ放電加工装置の一般例を示す。 図中、１４は上部アーム、１５は下部アーム。 １６はコラム、１７はヘッド、１８は上部ガイド。 １９は下部ガイド、２０は電極、２１は加工テーブル、
２２は加工槽、２３ないし２６は制御モーフ、２７は被
加工体、３６は垂直検出治具、３７Ｘおよび３７７は上
部接触子、３８Ｘおよび３８７は下部接触子、３９は加
工溝、４０は加工再開孔を表す。 第　２　口 ＄４［Ｚｌ ＄　５　図 第　７　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 予め定められた加工原点をそなえ、当該加工原点を基準
   にして加工位置の位置決め制御およびワイヤ電極の傾斜
   角度制御を行うことにより所望する形状の放電加工を行
   うように構成されたワイヤ放電加工装置において、 与えられた指示に対応して上記加工原点の補正を行う原
   点補正手段をそなえ、 運転条件の変化に対応する設定の下で上記指示が自律的
   に発せられ、当該指示にもとづき上記原点補正手段によ
   り上記加工原点の補正を自動的に行うよう構成されてい
   ることを特徴とするワイヤ放電加工装置。