JPS632728B2 - - Google Patents

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JPS632728B2
JPS632728B2 JP53099843A JP9984378A JPS632728B2 JP S632728 B2 JPS632728 B2 JP S632728B2 JP 53099843 A JP53099843 A JP 53099843A JP 9984378 A JP9984378 A JP 9984378A JP S632728 B2 JPS632728 B2 JP S632728B2
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JP
Japan
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machining
electrical
conditions
corner
control method
Prior art date
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Application number
JP53099843A
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English (en)
Other versions
JPS5531512A (en
Inventor
Takeshi Yatomi
Yutaka Tanaka
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Priority to DE2954382A priority patent/DE2954382C2/de
Priority to DE2932734A priority patent/DE2932734C2/de
Priority to US06/066,313 priority patent/US4292491A/en
Priority to CH7464/79A priority patent/CH659604A5/de
Publication of JPS5531512A publication Critical patent/JPS5531512A/ja
Publication of JPS632728B2 publication Critical patent/JPS632728B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23HWORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H7/00Processes or apparatus applicable to both electrical discharge machining and electrochemical machining
    • B23H7/02Wire-cutting
    • B23H7/06Control of the travel curve of the relative movement between electrode and workpiece
    • B23H7/065Electric circuits specially adapted therefor

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電圧・電流等が一定になるようにテ
ーブル送り速度を制御するワイヤカツト放電加工
において、プログラム軌跡上で直線と直線などか
交わるコーナー部において、電気的条件を多段階
に自動的に変化させて、高精度の加工を行なわせ
る制御方法に関するものである。
〔従来の技術〕
一般に、ワイヤカツト放電加工機においては、
第1図に示すようにワイヤカツト電極1として通
常0.05〜0.3mmφのものを使用し、被加工物2と
の間に微少間隙を形成し、この微少間隙に加工液
3を給送しながら、加工電極4より供給されるパ
ルス電圧を印加し連続的な放電が繰り返され、加
工が行なわれる。また加工部5の移動指令、移動
速度等は電子計算機6とオンラインで結ばれてい
る駆動制御装置7によつて決定されて、X、Y軸
モータ8が駆動制御され、X―Yクロステーブル
9を所定の移動パターンで動作させる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
次に従来の加工上の問題点を説明する。第2図
は例としてプログラム軌跡10が、90゜の方向変
換を行なう場合を示すものであつてワイヤ電極1
はプログラム軌跡10に対して、ワイヤ電極半径
rと放電ギヤツプgを加えたオフセツトof(=r
+g)の分だけずれたワイヤ軌跡11を進行す
る。しかし、実際には上記のように加工すると第
2図に示すコーナー部において、プログラム軌跡
10通りには加工されずに12なる範囲で、
いわゆる“ダレ”を生じ、プログラム軌跡10に
もとづく正確な加工物を得ることが出来ない。こ
のようなコーナー部における“ダレ”は通常1
=20〜50μm,2=0.2〜0.3mmであることが知ら
れている。また上記“ダレ”は単に正しい輪郭形
状が得られないというだけでなく、特にパンチと
ダイのようなプレス型においてコーナー部におけ
るパンチとダイのクリアランスが拡がつてししま
い、抜いた場合のバリの原因にもなり、またフア
インブランキングのような微少のクリアランスの
精密金型の製作が困難になつてしまう。つまり、
最終的に総合精度の面からみてもパンチとダイ等
のクリアランスを保てなくなり型の価値を落とし
てしまうことになる。
上記のような“ダレ”を生じる原因を以下に示
す。
第3図のaに示すように、予め加工溝幅Sなる
加工溝12が形成されている場合、ワイヤ電極1
を再びAなる位置に戻してやり第3図のbで示さ
れるようにワイヤ電極1をBの位置まで加工しな
がら進行させると34なる範囲で“ダレ”を
生じる。これはワイヤ電極1が加工溝12に対し
て新たに加工が始まるためである。すなわち第3
図bのようにワイヤ電極が被加工物に対し新たに
加工が始まる場合は、放電時におけるガス爆発力
等による放電反撥力のためにワイヤ電極が振動を
起こすため余分な加工をしてしまうのである。ま
た、被加工物の中の方にワイヤ電極が加工しなが
ら相当進行しても例えば加工チツプの排除が被加
工物の端面近くで、十分にされているために実際
に放電の周波数は高くなり、加工溝幅は拡がつて
しまう。その結果、第3図aに示すような一定の
加工溝幅Sの加工溝12が形成される定常加工状
態となるまでには端面から所定の距離が必要にな
つてくる。通常、加工速度、被加工物板厚等によ
り若干差は出るが、ほぼ3=20〜40μm、4
0.2〜0.3mmであることが実験的に判明している。
次に第4図について説明すると、上述の第3図
bの場合はワイヤ電極1がAの位置にあるとき振
動の自由度は2(左右方向)であるのに対し、こ
の第4図の場合は自由度が1になつているので、
図示のように34になる範囲の“ダレ”を生
じることが予想されるわけである(第3図bの
4と同様)。
ここで、第3図bと第4図の違いは第5図に示
す点にある。すなわち、第5図aに示すようにワ
イヤ電極1がC点からD点にδなる距離だけ進行
した場合、新たな放電加工面積S1により放電反撥
力の合成ベクトルV1による力をワイヤ電極1は
DC→方向に受ける。しかし第5図bに示すように
ワイヤ電極1がCからEにδなる距離だけ進行し
た場合(90゜の方向変換)は、新たな放電加工面
積S2による合成ベクトルV2がEC→方向ではなくEF→
方向に働くため、αなるワイヤのたわみを生じ
る。その結果CE→と直角方向にβなるずれを生じ、
当然のことながら、そのずれに相当する分だけ振
動して余分な加工を行なうこととなるので、第4
図のコーナー部13はダレる方向に加工が進む。
最終的には第2図に示すS3、S4の部分が、第5図
bで説明したコーナー部におけるワイヤ電極のた
わみが原因で生ずる不正確な加工部分となる。つ
まり、S3はワイヤ電極のたわみによつて、ワイヤ
軌跡11がずれて加工せずに残された部分であ
り、S4はそれが原因で余分に加工された部分であ
る。その結果、第4図の34は第2図でいう
12になるわけである。
このように、ワイヤカツト放電加工で問題にな
るのは、第2図の12の範囲の“ダレ”であ
り、その原因としては主に、ワイヤ電極の振動と
たわみであることが理論的にも説明出来る。
本発明は叙上の点に鑑み、コーナー部の加工精
度を向上させて被加工物の製品価値を高めること
のできる放電加工制御方法を提供しようとするも
のである。
〔問題点を解決するための手段〕 本発明の放電加工制御方法は、電極が被加工物
における加工形状の角状部分に達したとき、それ
を角状部における加工量の変化に基づく加工条件
のプログラムからの逸脱した変動値として検知す
る手段と、複数の電気的加工条件を順位付けして
記憶する手段と、上記検知手段の検出結果に基づ
き上記記憶手段に記憶された電気的加工条件を段
階的に切換える手段とを設け、加工が進んで角状
部分に達したことを上記検知手段が検知すると、
加工速度を一定に維持すべく上記切換手段により
上記記憶手段に記憶された条件のうちの電気的加
工条件からその角状部分の加工状態が、設定され
た加工状態になるまで順次次の順位の電気的加工
条件に切換え制御するようにしたものである。
〔作用〕
本発明によれば、コーナー部を加工量の変化に
よつて自動的にかつ正確に把握することができる
とともに、コーナー部を検知した後は加工速度を
一定に維持すべく、設定された加工状態になるま
で順次次の順位の電気的加工条件に多段階に切換
制御するようにしているため、コーナー情報を予
め入力しておく必要がなく、また加工面積が緩や
かに変化するコーナー部での高精度加工を実現す
ることができる。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を図に基づき説明す
る。第6図は、直線部を加工している場合の加工
速度Fに対するコーナー部の加工速度の比RFを
縦軸に示し、横軸に第2図に示すコーナー部Rか
ら曲つた後の距離を示すものである。図に示す
ように通常、コーナー部では、例えば電圧・電流
等を一定にするテーブ送り制御をしている場合、
加工速度Fは0.2〜0.3mm程度の区間上昇する。こ
れは、第5図からもわかるようにコーナー部では
等価的に板厚が薄くなつたのに相当する(第5図
ではS1>S2と放電面積が少なくなる)からであ
る。加工条件(特に放電エネルギ)が一定の場合
に放電面積が少なくなると、電圧・電流等が一定
の送りの場合、加工速度Fが上昇することは明ら
かである。したがつて、第6図のようにF+ηの
ようなレベルを設定することによつてP点でコー
ナー部であることを判別することが出来る。すな
わち加工速度Fの上昇をとらえてコーナー部を自
動的に検出するわけである。なお、上記レベルF
+ηは通常の加工時の速度変化より高いレベルと
なつている。
次に、第7図において本発明の構成・作動原理
を示す。まず、加工中の平均的な極間電圧をEg
と基準電圧Eoとを比較器14によつて比較し、
その誤差電圧εを速度変換器15によつて電圧・
電流等を一定にするような加工速度Fとして出力
する。ここから駆動制御装置7によりX軸モー
タ、Y軸モータ8を動作させて、加工を進行させ
る。またFはデイジタル信号として電子計算機6
へ送られる。この電子計算機6内部には電気条件
例16を備えている。
次に、コーナー部を判別してから、電気条件を
変化させる方法について以下に説明する。まずデ
イジタル値Fと検出レベルFk(=F+η:第6
図)とを比較してF≧FkNOであれば通常の直線
部の加工であるので、初期の設定した電気条件
Ecp(電気条件列16の中より選定される)が維持
される。次にF≧FkがYESであれば、電気条件
列16のEcpより一段ずつ電気条件が下がつてい
く。このとき電気条件が電子計算機6より出力さ
れると電源インターフエース17によつて加工電
源4へ伝達されて放電パルスを変化させる。そし
て例えば、下限レベルF以下になつた時点で電
気条件の変化は停止し、Ecoで保たれるわけであ
る。
ここで下限レベルFは、第6図のFの上昇を
押えるだけでなくむしろFよりも低い値(0.6〜
0.8F程度)が望ましい。そしてまたコーナー部を
判別してから距離計算機18によつてカウントし
てある区間を過ぎた時点で再びEcoを一段ずつ上
げていきEcpに戻していく。これによつてコーナ
ー部を過ぎた時点でからある一定区間だけ電気条
件を変化させ、再び元に戻して直線部での加工に
入るわけである。
電気条件列16はある決められた数の段階が有
り、頭から番号がつけてあつて、頭の方が言わゆ
る加工速度の速い条件である。そして下にいくに
従つて弱くなる。この一例を第8図aに示す。電
気条件としては、Ip―τp―τr(パルスの高さ―パ
ルス幅―休止時間)(第8図b参照)として表わ
し、これらは加工電源のノツチ対応になつてい
る。そして、この電気条件列の強弱については、
実際の加工による速度によつて経験的にあるい
は、実験的に優劣が決められている。
以上のように、電気条件を弱めて加工速度を落
とすことにより、第4図に示したようにワイヤ電
極振動等による“ダレ”を少なくすることが出来
る。すなわち、放電の周波数を下げるなどの制御
により放電反撥力の合成力を減少させることが出
来る。また第5bに示すようなワイヤのたわみも
同様に減少するため、第2図のS3、S4のような不
正確な加工部面積は小さくなるわけである。その
結果、総合的にみて第2図の12は減少す
る。実験的にもほぼ1=5〜10μm、2=5〜
10μmにすることが出来、非常に高精度のコーナ
ー部を要するような精密金型には欠かせない精度
を出し得たわけである。しかもコーナー部に達し
たことを自動的に検出し、その後ある決められた
制御方式に基づいて電気加工条件を下げることが
出来て“ダレ”を解消することが出来る。
特にこれら電気加工条件の制御をN/Cテープ
等で指令することも考えられるが、どこまで電気
条件を落とすべきか、もしくはどのような電気条
件にすればよいかは、経験的な要素が強いばかり
でなく、コーナー部の角度(鋭角か鈍角か)によ
つても違うので非常に困難であるが本発明の場合
は、ある一定値の加工速度になるまで、電気条件
列により電気条件を順次落とすので上記のような
困難さはなく、一定値の加工速度になつた時点で
電気条件は自然に落ちつくわけである。また本発
明は被加工物と電極間の相対的な送り速度を一定
とする定速送り方式の場合でも、電圧・電流等を
検出することによつて、例えば極間電圧Egが設
定レベル以上に上昇することを検出し、計算機に
送つてやることにより、加工速度Fを極間電圧
Egに置き換えて取扱うようにすれば全く同様に
本発明の制御を適用することが出来る。
〔発明の効果〕 以上述べたように本発明によれば、電極が被加
工物における加工形状の角状部分に達したとき、
それを角状部における加工量の変化に基づく加工
条件のプログラムからの逸脱した変動値として検
知する手段と、複数の電気的加工条件を順位付け
して記憶する手段と、上記検知手段の検出結果に
基づき上記記憶手段に記憶された電気的加工条件
を段階的に切換える手段とを設け、加工が進んで
角状部分に達したことを上記検知手段が検知する
と、加工速度を一定に維持すべく上記切換手段に
より上記記憶手段に記憶された条件のうちの電気
的加工条件からその角状部分の加工状態が、設定
された加工状態になるまで順次次の順位の電気的
加工条件に切換え制御するようにしたので、コー
ナー部を加工量の変化によつて自動的にかつ正確
に把握することができるとともに、コーナー情報
を予め入力しておく必要がなく、加工速度を常に
一定化することが可能となつて加工面積が緩やか
に変化するコーナー部での高精度加工を実現する
ことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はワイヤカツト放電加工機の概略構成
図、第2図は従来の放電加工上の欠点を示す図、
第3図a,b、第4図、第5図、a,bはその加
工上の欠点が起る現象の説明図、第6図はコーナ
ー部の検出原理を示す図、第7図は本発明の動作
原理および体系を示す構成図、第8図a,bは計
算機に記憶させておく電気条件列の一例を表示し
た図である。 4……加工電源、6……電子計算機、7……駆
動制御装置、14……比較器、15……速度変換
器、16……電気条件列、17……電源インター
フエース、18……距離計算器。図中、同一符号
は同一又は相当部分を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 角状部分が含まれた形状にしたがつて予め定
    められた所定のプログラムにより、電極と被加工
    物とを相対的に移動させ、かつ加工電圧、電流あ
    るいは上記相対的移動の速度などの加工条件を制
    御しつつ加工を行なう放電加工において、その加
    工が上記加工形状の角状部分に達したときそれを
    角状部における加工量の変化に基づく加工条件の
    上記プログラムからの逸脱した変動値として検知
    する手段と、複数の電気的加工条件を順位付けし
    て記憶する手段と、上記検知手段の検出結果に基
    づき上記記憶手段に記憶された電気的加工条件を
    段階的に切換える手段とを設け、加工が進んで角
    状部分に達したことを上記検知手段が検知する
    と、加工速度を一定に維持すべく上記切換手段に
    より上記記憶手段に記憶された条件のうちの電気
    的加工条件からその角状部分の加工状態が、設定
    された加工状態になるまで順次次の順位の電気的
    加工条件に切換えていくことを特徴とする放電加
    工制御方法。 2 加工が角状部分に達したことを検知する手段
    は、加工速度の上昇によつて検知することを特徴
    とする特許請求の範囲第1項記載の放電加工制御
    方法。 3 加工が角状部分に達したことを検知する手段
    は、加工部分の極間電圧の変化によつて動作する
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の放
    電加工制御方法。 4 記憶手段に記憶された電気的加工条件は、加
    工エネルギが小さくなるほど下位の順位となるよ
    う順位付けされていることを特徴とする特許請求
    の範囲第1項ないし第3項のいずれかに記載の放
    電加工制御方法。
JP9984378A 1978-08-16 1978-08-16 Controlling method of spark machining Granted JPS5531512A (en)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9984378A JPS5531512A (en) 1978-08-16 1978-08-16 Controlling method of spark machining
DE2954382A DE2954382C2 (ja) 1978-08-16 1979-08-13
DE2932734A DE2932734C2 (de) 1978-08-16 1979-08-13 Verfahren zur Regelung eines Schneiderodierprozesses
US06/066,313 US4292491A (en) 1978-08-16 1979-08-14 Wire electrode electric discharge machine with controlled electrical parameters
CH7464/79A CH659604A5 (de) 1978-08-16 1979-08-15 Elektroerosionseinrichtung zur bearbeitung eines werkstueckes.

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JP9984378A JPS5531512A (en) 1978-08-16 1978-08-16 Controlling method of spark machining

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Publication Number Publication Date
JPS5531512A JPS5531512A (en) 1980-03-05
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ID=14258074

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