JPWO2003049891A1 - 放電加工機用cad/cam装置 - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、電極と被加工物との極間に加工電力を供給して前記被加工物の加工を行う放電加工機用のCAD/CAM装置の改良に関するものである。
背景技術
第4図は、放電加工機の構成図であり、図において、1は放電加工機の機械本体、2は放電加工機の制御部、3はZ軸モータ、4はヘッド、5はクランプ装置、6は定盤、7は加工槽、8は加工槽7内に貯留された絶縁性の加工液、9は加工槽駆動モータ、10は加工槽昇降用手動スイッチ、11は自動電極交換装置、12は加工電力供給手段、13はNCプログラムを格納するメモリ、14はNCプログラム解析部、15は軸駆動部、16は加工槽駆動部、Eは電極、Wは被加工物、HLは加工液面高さである。
軸駆動部15、並びに、Z軸モータ3、図示しないX軸モータ及びY軸モータ等が位置決め手段に相当する。また、加工槽駆動部16及び加工槽駆動モータ9等が、加工槽7を駆動して昇降させることにより加工液面高さHLを被加工物Wに対して変化させる加工槽駆動手段に相当する。
電極Eは、自動電極交換装置11によりヘッド4のクランプ装置5に取り付け又は取り外しができる。電極Eをヘッド4のクランプ装置5に取り付け、被加工物Wを加工槽7内の定盤6に載置し固定する。この状態で、前記位置決め手段により電極Eと被加工物Wとを相対位置決めし、加工電力供給手段12により電極Eと被加工物Wとの極間に電圧を印加しながら加工液8中で放電を生じさせ、被加工物Wを溶融除去することにより、放電加工が進行する。
メモリ13には放電加工機の動作を指令するNCプログラムが格納されており、このNCプログラムはNCプログラム解析部14により解析される。NCプログラム解析部14から軸駆動部15及び加工槽駆動部16へ移動指令が出力される。
加工槽駆動部16により駆動される加工槽駆動モータ9の動作により、加工槽7の昇降動作が実行される。加工槽駆動モータ9により加工槽7が昇降すると、被加工物Wの位置に対して加工液面高さHLが上下する。加工液面高さHLは、例えば日本国特開平5−261620号公報に開示されているように、被加工物Wの高さより50mm以上上方に、例えば100mm程度の安全距離分上方に設定される。加工液面高さHLが被加工物Wの高さに対して低すぎると空気中での放電加工となり火災の危険性が生じ、また、加工液面高さHLが被加工物Wの高さに対して高すぎると放電加工状態の観察がし難くなると共にクランプ装置5が加工液8に浸漬されるため故障を招く危険性が生じるためである。
このような加工液面高さHLの被加工物Wの高さに安全距離を足した高さ(以下、「安全高さ」HLSと呼ぶ)への設定は、作業者が加工槽7の高さを加工槽昇降用手動スイッチ10により調節、又は、作業者が安全高さ又は安全距離をNCプログラムにより指令する必要があった。安全高さHLSは、被加工物Wの高さが変わるたびに調節する必要があり、常に作業者が介在する必要があるという問題点があった。
第5図は、従来のCAD/CAM装置17のシステム構成図であり、図において、18は電極図面データ、19は被加工物図面データ、20は経路パス決定部、21はNCプログラム、22は経路パスチェック手段、23はCRT等の表示手段である。
従来のCAD/CAM装置17は、電極図面データ18及び被加工物図面データ19を読み込み、これらのデータから経路パス決定部20が加工動作の経路パスを決定してNCプログラム21を生成し、NCプログラム21を第4図に示した放電加工機の制御部2内のメモリ13に格納する。また、経路パスチェック手段22は、電極Eと被加工物Wとの経路パスの確認を行う。
NCプログラム21のチェックを行う方法として、表示手段23の表示画面上でのグラフィックチェック及び放電加工機の図示しない表示画面上でのグラフィックチェック並びに空運転によるドライランチェックがある。グラフィックチェックは、実際に機械を動作させずに、表示手段23又は放電加工機の表示画面上でNCプログラム21を動作させ、各軸の動作チェック等を行うものであり、表示手段23又は放電加工機の表示画面上に経路パスがグラフィック表示され、表示画面上の座標表示値により各軸の動作チェックを行うことができるものである。ドライランチェックは、実際に機械を動作させて各軸の動作チェック等を行うものであり、加工液8がない状態で実際に加工を行わない空運転を行い、各軸の動作チェック等を高速に行うことができるものである。
前記のように加工液面高さHLの安全高さHLSへの設定は作業者に依存しており、従来のグラフィックチェック及びドライランチェックでは、電極Eと加工液面高さHLSの位置関係のチェックを行うことはできなかった。したがって、従来のグラフィックチェック及びドライランチェックを行ったとしても、使用する電極Eが短いために加工時にクランプ装置5が加工液8に浸かってしまう場合、又は、深い位置まで加工を続けるにしたがってクランプ装置5が加工液8に浸かってしまう場合等が生じることがある。
このように、実加工後にクランプ装置5が加工液8に浸かってしまい、この段階で電極Eが使用不可となることが判明するのでは、電極Eの再製作等の後戻り作業が多く発生し、生産性の低下及びコスト上昇を招来するという問題点があった。
特に、被加工物Wの形状が複雑な場合又は高さが異なる複数の被加工物Wが存在する場合等においては、また、更に複数の電極Eを自動電極交換装置11により交換しながら加工を行う場合等においては、実加工時に必要な安全高さHLSを認識して加工液面高さHLを安全高さHLSに設定するための加工槽7の駆動を自動的に行うことができるようにすることが自動化の観点から非常に重要である。更に前記被加工物Wの形状が複雑な場合等において、電極Eの長さのチェック等を実加工前に的確に行えるようにする必要がある。
発明の開示
この発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、実加工時に必要な安全高さを認識して加工液面高さを安全高さに設定するための加工槽駆動を自動的に行うことができ、被加工物の形状が複雑な場合等においても、実加工時にクランプ装置等が加工液に浸かるかどうかのチェックを行うことができる放電加工機用CAD/CAM装置を得ることを目的とする。
この発明に係る放電加工機用CAD/CAM装置は、加工液を貯留する加工槽と、この加工槽内の定盤に固定された被加工物と電極とを相対移動させる位置決め手段と、前記被加工物と前記電極との極間に加工電力を供給する加工電力供給手段と、前記加工槽を駆動することにより前記被加工物に対する前記加工液の液面高さを変化させる加工槽駆動手段とを備えた放電加工機に用いる放電加工機用CAD/CAM装置において、実加工前において、前記被加工物の所定位置の所定基準位置に対する高さに所定安全距離を足した高さ(加工液面の安全高さ)と前記加工液の浸漬から保護すべき装置の所定位置の前記所定基準位置に対する高さとの比較を行い、前記保護すべき装置の所定位置の高さが前記加工液面の安全高さ以下のときに異常判定を行うチェック手段を備えたものである。
また、この発明に係る放電加工機用CAD/CAM装置は、加工液を貯留する加工槽と、この加工槽内の定盤に固定された被加工物と電極とを相対移動させる位置決め手段と、前記被加工物と前記電極との極間に加工電力を供給する加工電力供給手段と、前記加工槽を駆動することにより前記被加工物に対する前記加工液の液面高さを変化させる加工槽駆動手段とを備えた放電加工機に用いる放電加工機用CAD/CAM装置において、実加工前において、前記被加工物の所定位置の所定基準位置に対する高さに所定安全距離を足した高さ(加工液面の安全高さ)と前記被加工物の加工終了位置の前記所定基準位置に対する高さに前記電極の長さを足した高さ(クランプ高さ)との比較を行い、前記クランプ高さが前記加工液面の安全高さ以下のときに異常判定を行うチェック手段を備えたものである。
また、この発明に係る放電加工機用CAD/CAM装置は、加工液を貯留する加工槽と、この加工槽内の定盤に固定された被加工物と電極とを相対移動させる位置決め手段と、前記被加工物と前記電極との極間に加工電力を供給する加工電力供給手段と、前記加工槽を駆動することにより前記被加工物に対する前記加工液の液面高さを変化させる加工槽駆動手段とを備えた放電加工機に用いる放電加工機用CAD/CAM装置において、実加工前において、前記被加工物の図面データを基にして前記被加工物の所定位置の所定基準位置に対する高さに所定安全距離を足した高さ(加工液面の安全高さ)を求めると共に前記電極の図面データを基にして前記被加工物の加工終了位置の前記所定基準位置に対する高さに前記電極の長さを足した高さ(クランプ高さ)を求め、前記加工液面の安全高さと前記クランプ高さとの比較を行い、前記クランプ高さが前記加工液面の安全高さ以下のときに異常判定を行うチェック手段を備えたものである。
また、この発明に係る放電加工機用CAD/CAM装置は、加工液を貯留する加工槽と、この加工槽内の定盤に固定された被加工物と電極とを相対移動させる位置決め手段と、前記被加工物と前記電極との極間に加工電力を供給する加工電力供給手段と、前記加工槽を駆動することにより前記被加工物に対する前記加工液の液面高さを変化させる加工槽駆動手段とを備えた放電加工機に用いる放電加工機用CAD/CAM装置において、前記被加工物の図面データを基にして前記被加工物の所定位置の高さを求め、前記加工液の液面高さが前記被加工物の所定位置の高さに所定安全距離を足した高さとなる前記加工槽の高さを求める加工槽高さ決定手段を備え、この加工槽高さ決定手段により求めた加工槽高さとなるように前記加工槽駆動手段を駆動するNCプログラムを出力するものである。
この発明に係る放電加工機用CAD/CAM装置は以上のように構成されているため、実加工時に必要な安全高さを認識して加工液面高さを安全高さに設定するための加工槽駆動を自動的に行うことができる。また、実加工前において、実加工時にクランプ装置等が加工液に浸かるかどうかのチェックを行うことができる。
発明を実施するための最良の形態
第1図は、この発明の実施の形態に係る放電加工機用CAD/CAM装置24の構成図であり、図において、18は電極図面データ、19は被加工物図面データ、20は経路パス決定部、21はNCプログラム、22は経路パスチェック手段、23はCRT等の表示手段、25は機械パラメータ、26は加工槽パラメータ、27は電極長さ解析部、28は被加工物高さ解析部、29は被加工物実加工高さ決定部、30は電極交換時加工槽高さ決定手段、31は加工槽高さ決定手段、32は電極の長さをチェックするチェック手段である。第1図において、背景技術の第5図に示した従来のCAD/CAM装置17と同一符号は同一又は相当部分を示している。
また、この発明の実施の形態に係る放電加工機用CAD/CAM装置24が使用される放電加工機の構成は背景技術で説明した第4図と同様であるため、放電加工機についての説明は省略する。
第2図は、電極図面データ18及び被加工物図面データ19の例を示す説明図である。第2図の(a)の電極図面データ18は電極Eの長さL等の情報を持っており、18aは電極E本体、18bはシャンク、18cはシャンククロスピンである。第2図の(b)の被加工物図面データ19は被加工物Wの形状及び高さ等の情報を持っている。また、被加工物図面データ19の斜線部が加工領域を示している。
第1図において、機械パラメータ25は定盤6の高さ及び安全距離等の情報を持っており、加工槽パラメータ26は加工槽7の高さ位置等の情報を持っている。被加工物高さ解析部28は、被加工物図面データ19から、被加工物Wの高さを求める。ここでは、被加工物Wごとの高さ及び1度の加工における被加工物Wの中で最大の被加工物Wの高さ等を求めることができる。求められた被加工物Wの高さは、被加工物実加工高さ決定部29において定盤6の高さ等、実際に加工を行う上での高さに関して考慮すべき高さ方向(Z軸方向)の機械パラメータが考慮され、所定基準位置に対する被加工物Wの実加工高さが決定される。
第3図は、CAD/CAM装置24が、被加工物Wの加工終了時の高さ方向の位置に電極Eの長さL分を足した高さ方向の位置の所定基準位置に対する高さ(以下、「クランプ高さ」HCと呼ぶ)が安全高さHLS、即ち被加工物W上面の高さに安全距離を足した高さを保てるかどうかを実加工前に予めチェックする方法を示すフローチャートであり、以下において各ステップ(S1乃至S5)を説明する。
S1:被加工物図面データ19の読み込み
被加工物高さ解析部28に被加工物図面データ19を読み込む。
S2:安全高さHLSの演算
被加工物高さ解析部28で被加工物Wの高さを求め、この被加工物Wの高さ及び機械パラメータ25の定盤6の高さ等、被加工物Wの高さに関係する情報を基に、被加工物実加工高さ決定部29により被加工物Wの所定基準位置に対する被加工物W上面の高さを求める。
次に、チェック手段32により、前記被加工物W上面の高さ及び機械パラメータ25の安全距離の情報から安全高さHLSを求める。
S3:電極図面データ18の読み込み
電極長さ解析部27に電極図面データ18を読み込む。
S4:クランプ高さHCの演算
被加工物高さ解析部28で被加工物Wの高さを求め、この被加工物Wの高さ及び機械パラメータ25の定盤6の高さ等、被加工物Wの高さに関係する情報を基に、被加工物実加工高さ決定部29により被加工物Wの所定基準位置に対する実加工高さを求める。また、NCプログラム21より、チェック手段32にて加工終了位置(高さ方向位置)を求める。
次に、チェック手段32により、電極長さ解析部27で求めた電極Eの長さL及び前記加工終了位置(高さ方向位置)からクランプ高さHCを求める。
S5:クランプ装置5が加工液8に浸かるかどうかの判定
チェック手段32にて、ステップS2で求められた安全高さHLS及びステップS4で求められたクランプ高さHCから、クランプ装置5が加工液に浸かるかどうかを以下のように判定する。
即ち、HC>HLSのときは、クランプ装置5が加工液8に浸からないため、正常と判定する。HC≦HLSのときは、クランプ装置5が加工液8に浸かるため、異常と判定し、表示手段23にエラー出力を行い、作業者に警告する。
以上のように、チェック手段32により、クランプ装置5が加工液8に浸かる可能性があるか否かを実加工前にチェックすることができる。
また、前記ステップS2において被加工物実加工高さ決定部29により被加工物Wの所定基準位置に対する被加工物W上面の高さが求まっているため、加工槽高さ決定手段31にて、被加工物実加工高さ決定部29からの被加工物W上面の高さ及び機械パラメータ25の安全距離の情報から安全高さHLSを求め、更に加工槽パラメータ26の情報から加工液面高さHLが安全高さHLSになる加工槽7の位置を求めることができる。
したがって、加工液面高さHLが安全高さHLSになるように加工槽7を移動するためのNCコードを加工槽高さ決定手段31からNCプログラム21に出力でき、これにより、安全高さHLSを実現するための加工槽7の位置は、NCプログラム21として、第4図の放電加工機の制御部2のメモリ13に出力され、メモリ13内のNCプログラム21をNCプログラム解析部14が解析して加工槽駆動部16に移動指令を送ることにより、加工液面高さHLが安全高さHLSになる加工槽7の位置に加工槽7を移動させることができる。
このように加工槽駆動部16に移動指令を与えるためのNCプログラム21が作成されるため、実加工時において、自動的に加工液面高さHLを安全高さHLSに設定することができ、作業者の負担を大幅に軽減することができる。
また、第4図の自動電極交換装置11により電極Eを交換する場合は、電極交換時加工槽高さ決定手段30にて電極Eと加工槽7が干渉しないように、加工槽7の位置を決定し、この加工槽7の位置に移動するためのNCコードをNCプログラム21に出力しておけばよい。
また、被加工物の高さが異なる複数の被加工物が存在する場合は、被加工物の高さが一番高い被加工物を基準に加工槽7の位置を制御してもよいし、加工する被加工物ごとに加工槽7の位置を制御してもよい。
以上の説明においては、加工液面高さHLを被加工物W上面の高さに安全距離を足した高さである安全高さHLSに設定する場合について説明したが、例えば被加工物Wの形状が複雑な場合等において被加工物Wの上面から加工を行わない場合には、加工液面高さHLを被加工物Wの加工開始点の高さに安全距離を足した高さに設定する等、安全高さHLSとして被加工物Wの所定位置の高さに安全距離を足した高さを設定してもよい。
また、以上の説明においては、クランプ装置5が加工液8に浸からないように安全高さHLSとクランプ高さHCとを比較して異常判定を行う場合を説明したが、放電加工機の構成によってはクランプ高さHCではなく、加工液8の浸漬から保護すべき他の装置の高さを用いてもよい。
産業上の利用可能性
以上のように、この発明に係る放電加工機用CAD/CAM装置は、電極と被加工物との極間に加工電力を供給して前記被加工物の加工を行う放電加工機に用いられるのに適している。特に放電加工作業の自動化に適している。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明の実施の形態に係る放電加工機用CAD/CAM装置の構成図である。
第2図は、電極図面データ及び被加工物図面データの例を示す説明図である。
第3図は、クランプ高さHCが安全高さHLSを保てるかどうかをチェックする方法を示すフローチャートである。
第4図は、放電加工機の構成図である。
第5図は、従来の放電加工機用CAD/CAM装置の構成図である。
Claims (4)
- 加工液を貯留する加工槽と、この加工槽内の定盤に固定された被加工物と電極とを相対移動させる位置決め手段と、前記被加工物と前記電極との極間に加工電力を供給する加工電力供給手段と、前記加工槽を駆動することにより前記被加工物に対する前記加工液の液面高さを変化させる加工槽駆動手段とを備えた放電加工機に用いる放電加工機用CAD/CAM装置において、
実加工前において、前記被加工物の所定位置の所定基準位置に対する高さに所定安全距離を足した高さ(加工液面の安全高さ)と前記加工液の浸漬から保護すべき装置の所定位置の前記所定基準位置に対する高さとの比較を行い、前記保護すべき装置の所定位置の高さが前記加工液面の安全高さ以下のときに異常判定を行うチェック手段を備えたことを特徴とする放電加工機用CAD/CAM装置。 - 加工液を貯留する加工槽と、この加工槽内の定盤に固定された被加工物と電極とを相対移動させる位置決め手段と、前記被加工物と前記電極との極間に加工電力を供給する加工電力供給手段と、前記加工槽を駆動することにより前記被加工物に対する前記加工液の液面高さを変化させる加工槽駆動手段とを備えた放電加工機に用いる放電加工機用CAD/CAM装置において、
実加工前において、前記被加工物の所定位置の所定基準位置に対する高さに所定安全距離を足した高さ(加工液面の安全高さ)と前記被加工物の加工終了位置の前記所定基準位置に対する高さに前記電極の長さを足した高さ(クランプ高さ)との比較を行い、前記クランプ高さが前記加工液面の安全高さ以下のときに異常判定を行うチェック手段を備えたことを特徴とする放電加工機用CAD/CAM装置。 - 加工液を貯留する加工槽と、この加工槽内の定盤に固定された被加工物と電極とを相対移動させる位置決め手段と、前記被加工物と前記電極との極間に加工電力を供給する加工電力供給手段と、前記加工槽を駆動することにより前記被加工物に対する前記加工液の液面高さを変化させる加工槽駆動手段とを備えた放電加工機に用いる放電加工機用CAD/CAM装置において、
実加工前において、前記被加工物の図面データを基にして前記被加工物の所定位置の所定基準位置に対する高さに所定安全距離を足した高さ(加工液面の安全高さ)を求めると共に前記電極の図面データを基にして前記被加工物の加工終了位置の前記所定基準位置に対する高さに前記電極の長さを足した高さ(クランプ高さ)を求め、前記加工液面の安全高さと前記クランプ高さとの比較を行い、前記クランプ高さが前記加工液面の安全高さ以下のときに異常判定を行うチェック手段を備えたことを特徴とする放電加工機用CAD/CAM装置。 - 加工液を貯留する加工槽と、この加工槽内の定盤に固定された被加工物と電極とを相対移動させる位置決め手段と、前記被加工物と前記電極との極間に加工電力を供給する加工電力供給手段と、前記加工槽を駆動することにより前記被加工物に対する前記加工液の液面高さを変化させる加工槽駆動手段とを備えた放電加工機に用いる放電加工機用CAD/CAM装置において、
前記被加工物の図面データを基にして前記被加工物の所定位置の高さを求め、前記加工液の液面高さが前記被加工物の所定位置の高さに所定安全距離を足した高さとなる前記加工槽の高さを求める加工槽高さ決定手段を備え、この加工槽高さ決定手段により求めた加工槽高さとなるように前記加工槽駆動手段を駆動するNCプログラムを出力することを特徴とする放電加工機用CAD/CAM装置。
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