KR102009561B1 - 와이어 방전 가공기 및 와이어 방전 가공 방법 - Google Patents

Abstract

와이어 방전 가공기 및 와이어 방전 가공 방법
와이어 방전 가공기 (10) 의 가공 조건 설정부 (42) 는, 가공 조건으로서, 상류측에 있는 제 1 구간 (IN1) 에서는, 중자 고정 기능을 발현 가능한 제 1 가공 조건을 설정하고, 하류측에 있는 제 2 구간 (IN2) 에서는, 피가공물 (W) 에 홈부 (58, 59) 를 형성 가능한 제 2 가공 조건을 설정하고, 제 1 구간 (IN1) 과 제 2 구간 (IN2) 사이에 있는 중간 구간 (INm) 에서는, 제 1 가공 조건 및 제 2 가공 조건의 어느 것과도 상이한 중간 가공 조건을 설정한다.

Description

와이어 방전 가공기 및 와이어 방전 가공 방법{WIRE ELECTRICAL DISCHARGE MACHINE AND WIRE ELECTRICAL DISCHARGE MACHINING METHOD}

본 발명은, 방전 가공에 의해 형성되는 중자 (中子) 를 피가공물에 고정시키는 중자 고정 기능을 갖는 와이어 방전 가공기 및 와이어 방전 가공 방법에 관한 것이다.

종래부터, 와이어 전극과 피가공물 사이에 발생시키는 방전에 의해 피가공물에 대해 방전 가공을 실시하는 와이어 방전 가공기가 다양하게 개발되어 있다. 예를 들어, 이 방전을 할 때 와이어 전극의 성분이 피가공물에 부착되는 현상을 이용하여, 형성되는 중자를 피가공물의 모재에 고정시키는 이른바 중자 고정 기능이 알려져 있다 (일본 특허공보 제5426733호 참조).

일반적으로 말하면, 이 중자 고정 기능은, 1 개 또는 복수의 피가공물에 대해 다수 개의 중자를 형성하는 가공을 할 때 매우 유효하다. 왜냐하면, 다수 개의 중자에 대해, [1] 피가공물의 러프 가공, [2] 중자의 제거, 및 [3] 피가공물의 마무리 가공을 통합하여 실행 가능해져, 작업 전체의 효율화 혹은 자동 운전화를 전망할 수 있기 때문이다.

상기한 중자 고정 기능을 사용하여 가공 홈의 간극에 고정부를 형성할 때, 이 기능의 온·오프 동작을 전환하는 타이밍에서 방전 가공에 관한 조건 (이하, 가공 조건) 을 변경할 필요가 있다. 그런데, 가공 조건을 급격히 변화시킴으로써, 와이어 전극에 작용하는 방전 반발력의 감소나 소멸이 발생하는 경우가 있고, 와이어 전극과 피가공물 사이에 있었던 방전 간극이 없어지는 경우가 있다. 그 결과, 와이어 전극이 부분적으로 동시에 피가공물 및 고정부에 접촉하는 상태, 즉 와이어 전극의 쇼트 상태를 해제할 수 없게 될 우려가 있다.

또, 가공 조건을 급격히 변화시킴으로써, 와이어 전극과 고정부 사이에 순시 방전이나 순시 단락이 일어나기 쉬워져, 국소적으로 가열된 지점에서 와이어 전극이 단선 (斷線) 되어 버릴 우려가 있다. 특히, 와이어 전극이 단선된 경우, 고정부에 의해 가공 홈 내의 공간적인 여유가 적어져, 와이어 전극의 결선·이동이 방해되기 때문에, 중단된 가공 위치로부터의 방전 가공의 재개가 곤란해지는 것도 상정된다. 이와 같이, 중자 고정 기능이 온에서 오프로 전환하는 과도 상태하에서의 방전 가공의 제어에 관해, 개량의 여지가 충분히 남겨져 있다.

본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 중자 고정 기능이 온에서 오프로 전환하는 과도 상태하에서, 의도치 않게 재개 불능인 상태에 빠지는 것을 회피 가능함과 함께, 의도하지 않은 와이어 전극의 단선을 억제 가능한 와이어 방전 가공기 및 와이어 방전 가공 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

제 1 본 발명에 관련된 와이어 방전 가공기는, 와이어 전극과 피가공물을 상대 이동시키면서 상기 와이어 전극과 상기 피가공물 사이에 방전을 발생시킴으로써, 상기 피가공물에 대해 가공 경로를 따른 방전 가공을 실시하고, 상기 방전 가공에 의해 발생하는 상기 와이어 전극의 성분을 부착·퇴적시킴으로써, 상기 방전 가공에 의해 형성되는 중자를 상기 피가공물의 모재에 고정시키는 중자 고정 기능을 갖는 가공기로서, 상기 방전 가공에 관한 가공 조건을 상기 가공 경로 상에 있는 복수의 구간에 대응시켜 각각 설정하는 가공 조건 설정부와, 상기 가공 조건 설정부에 의해 구간마다 설정된 상기 가공 조건에 따라 상기 방전 가공의 제어를 실시하는 방전 가공 제어부를 구비하고, 상기 가공 조건 설정부는, 상기 가공 조건으로서, 상류측에 있는 제 1 구간에서는, 상기 중자 고정 기능을 발현 가능한 제 1 가공 조건을 설정하고, 하류측에 있는 제 2 구간에서는, 상기 피가공물에 홈부를 형성 가능한 제 2 가공 조건을 설정하고, 상기 제 1 구간과 상기 제 2 구간 사이에 있는 중간 구간에서는, 상기 제 1 가공 조건 및 상기 제 2 가공 조건의 어느 것과도 상이한 중간 가공 조건을 설정한다.

이와 같이, 상류측의 제 1 구간과 하류측의 제 2 구간 사이에 있는 중간 구간에서는, 제 1 가공 조건 및 제 2 가공 조건의 어느 것과도 상이한 중간 가공 조건을 설정하도록 하였으므로, 중간 구간에 있어서 제 1 가공 조건에서 제 2 가공 조건으로 단계적으로 이행 가능해진다. 요컨대, 가공 조건을 단계적으로 변화시킴으로써 와이어 전극에 대한 물리적 작용의 영향이 적어져, 바로 근처에 형성된 고정부에 이 와이어 전극이 근접 또는 접촉하는 것을 방지할 수 있다. 이로써, 중자 고정 기능이 온에서 오프로 전환하는 과도 상태하에서, 의도치 않게 재개 불능인 상태에 빠지는 것을 회피 가능함과 함께, 의도하지 않은 와이어 전극의 단선을 억제할 수 있다.

특히, 중자 고정 기능을 갖는 와이어 방전 가공기의 경우, 형성된 고정부에 의해 가공 홈 내의 공간적인 여유가 적어져, 와이어 전극의 결선·이동이 방해되는 점에서, 본 발명의 작용 효과가 한층 현저하게 나타난다.

또, 제 1 본 발명에 관하여, 상기 중간 구간의 시점 (始点) 은, 상기 중자 고정 기능의 종료 위치보다도 상류측에 있고, 상기 중간 구간의 종점은, 상기 중자 고정 기능의 종료 위치에 있고, 상기 가공 조건 설정부는, 상기 제 1 가공 조건과 비교하여 상기 방전 가공을 억제한 상기 중간 가공 조건을 설정해도 된다.

또, 제 1 본 발명에 관하여, 상기 중간 구간의 시점은, 상기 중자 고정 기능의 종료 위치에 있고, 상기 중간 구간의 종점은, 상기 중자 고정 기능의 종료 위치보다도 하류측에 있고, 상기 가공 조건 설정부는, 상기 제 2 가공 조건과 비교하여 상기 방전 가공을 억제한 상기 중간 가공 조건을 설정해도 된다.

또, 제 1 본 발명에 관하여, 상기 중간 구간의 시점은, 상기 중자 고정 기능의 종료 위치보다도 상류측에 있고, 상기 중간 구간의 종점은, 상기 중자 고정 기능의 종료 위치보다도 하류측에 있고, 상기 가공 조건 설정부는, 상기 중간 구간의 시점에서 상기 중자 고정 기능의 종료 위치까지의 사이에서는 상기 제 1 가공 조건과 비교하여 상기 방전 가공을 억제한 상기 중간 가공 조건을 설정함과 함께, 상기 중자 고정 기능의 종료 위치에서 상기 중간 구간의 종점까지의 사이에서는 상기 제 2 가공 조건과 비교하여 상기 방전 가공을 억제한 상기 중간 가공 조건을 설정해도 된다.

또, 제 1 본 발명에 관하여, 상기 가공 조건 설정부는, 상기 제 1 가공 조건과 비교하여, 상기 와이어 전극과 상기 피가공물 사이의 평균 방전 에너지량을 적게 하고, 상기 피가공물의 가공 속도를 느리게 하고, 가공액의 유압을 약하게 하고, 가공액의 유량을 적게 하고, 상기 와이어 전극의 장력을 작게 하고, 상기 와이어 전극과 상기 피가공물 사이의 방전 간극 거리를 크게 하거나, 또는 이것들을 조합한 상기 중간 가공 조건을 설정해도 된다.

또, 제 1 본 발명에 관하여, 상기 가공 조건 설정부는, 상기 제 1 가공 조건과 비교하여, 상기 와이어 전극과 상기 피가공물 사이에 공급되는 방전 전류의 펄스 폭을 좁게 하고, 상기 방전 전류의 피크 전류값을 작게 하고, 상기 방전 전류의 전류 펄스의 휴지 시간을 길게 하고, 또는 이들을 조합함으로써, 상기 평균 방전 에너지량이 상대적으로 적은 상기 중간 가공 조건을 설정해도 된다.

또, 제 1 본 발명에 관하여, 상기 가공 조건 설정부는, 상기 제 2 가공 조건과 비교하여, 상기 와이어 전극과 상기 피가공물 사이의 평균 방전 에너지량을 적게 하고, 상기 피가공물의 가공 속도를 느리게 하고, 가공액의 유압을 약하게 하고, 가공액의 유량을 적게 하고, 상기 와이어 전극의 장력을 작게 하고, 상기 와이어 전극과 상기 피가공물 사이의 방전 간극 거리를 크게 하거나, 또는 이것들을 조합한 상기 중간 가공 조건을 설정해도 된다.

또, 제 1 본 발명에 관하여, 상기 가공 조건 설정부는, 상기 제 2 가공 조건과 비교하여, 상기 와이어 전극과 상기 피가공물 사이에 공급되는 방전 전류의 펄스 폭을 좁게 하고, 상기 방전 전류의 피크 전류값을 작게 하고, 상기 방전 전류의 전류 펄스의 휴지 시간을 길게 하고, 또는 이들을 조합함으로써, 상기 평균 방전 에너지량이 상대적으로 적은 상기 중간 가공 조건을 설정해도 된다.

또, 제 1 본 발명에 관하여, 상기 가공 조건 설정부는, 드웰 가공의 실행을 포함하는 상기 중간 가공 조건을 설정해도 된다.

제 2 본 발명에 관련된 와이어 방전 가공기는, 와이어 전극과 피가공물을 상대 이동시키면서 상기 와이어 전극과 상기 피가공물 사이에 방전을 발생시킴으로써, 상기 피가공물에 대해 가공 경로를 따른 방전 가공을 실시하고, 상기 방전 가공에 의해 발생하는 상기 와이어 전극의 성분을 부착·퇴적시킴으로써, 상기 방전 가공에 의해 형성되는 중자를 상기 피가공물의 모재에 고정시키는 중자 고정 기능을 갖는 가공기로서, 상기 방전 가공에 관한 가공 조건을 상기 가공 경로 상에 있는 복수의 구간에 대응시켜 각각 설정하는 가공 조건 설정부와, 상기 가공 조건 설정부에 의해 구간마다 설정된 상기 가공 조건에 따라 상기 방전 가공의 제어를 실시하는 방전 가공 제어부를 구비하고, 상기 가공 조건 설정부는, 상기 가공 조건으로서, 상류측에 있는 제 1 구간에서는, 상기 중자 고정 기능을 발현 가능한 제 1 가공 조건을 설정하고, 하류측에 있는 제 2 구간에서는, 상기 피가공물에 홈부를 형성 가능한 제 2 가공 조건을 설정하고, 상기 제 1 구간의 종료 위치에서는, 상기 제 1 가공 조건에 의한 드웰 가공의 실행을 설정한다.

이와 같이, 제 1 구간의 종료 위치에서는 제 1 가공 조건에 의한 드웰 가공의 실행을 설정하도록 하였으므로, 이 드웰 가공을 사용하여 가공 방향 (순방향) 에 있는 가공 잔부 영역을 제거 가능해진다. 요컨대, 방전 간극 거리를 크게 함으로써, 바로 근처에 형성된 고정부에 이 와이어 전극이 근접 또는 접촉하는 것을 방지할 수 있다. 이로써, 중자 고정 기능이 온에서 오프로 전환하는 과도 상태하에서, 의도치 않게 재개 불능인 상태에 빠지는 것을 회피 가능함과 함께, 의도하지 않은 와이어 전극의 단선을 억제할 수 있다.

제 3 본 발명에 관련된 와이어 방전 가공 방법은, 와이어 전극과 피가공물을 상대 이동시키면서 상기 와이어 전극과 상기 피가공물 사이에 방전을 발생시킴으로써, 상기 피가공물에 대해 가공 경로를 따른 방전 가공을 실시하고, 상기 방전 가공에 의해 발생하는 상기 와이어 전극의 성분을 부착·퇴적시킴으로써, 상기 방전 가공에 의해 형성되는 중자를 상기 피가공물의 모재에 고정시키는 중자 고정 기능을 갖는 와이어 방전 가공기가 실행하는 방법으로서, 상기 방전 가공에 관한 가공 조건을 상기 가공 경로 상에 있는 복수의 구간에 대응시켜 각각 설정하는 설정 공정과, 상기 설정 공정에서 구간마다 설정된 상기 가공 조건에 따라 상기 방전 가공의 제어를 실시하는 제어 공정을 구비하고, 상기 설정 공정에서는, 상기 가공 조건으로서, 상류측에 있는 제 1 구간에서는, 상기 중자 고정 기능을 발현 가능한 제 1 가공 조건을 설정하고, 하류측에 있는 제 2 구간에서는, 상기 피가공물에 홈부를 형성 가능한 제 2 가공 조건을 설정하고, 상기 제 1 구간과 상기 제 2 구간 사이에 있는 중간 구간에서는, 상기 제 1 가공 조건 및 상기 제 2 가공 조건의 어느 것과도 상이한 중간 가공 조건을 설정한다.

본 발명에 관련된 와이어 방전 가공기 및 와이어 방전 가공 방법에 의하면, 중자 고정 기능이 온에서 오프로 전환하는 과도 상태하에서, 의도치 않게 재개 불능인 상태에 빠지는 것을 회피 가능함과 함께, 의도하지 않은 와이어 전극의 단선을 억제할 수 있다.

상기의 목적, 특징 및 이점은, 첨부한 도면을 참조하여 설명되는 이하의 실시형태의 설명으로부터 용이하게 이해될 것이다.

도 1 은, 이 실시형태에 관련된 와이어 방전 가공기의 전체 구성도이다.
도 2a 는, 중자가 고정된 피가공물의 평면도이다.
도 2b 는, 도 2a 의 IIB-IIB 선을 따른 단면도이다.
도 3 은, 도 1 에 나타내는 와이어 방전 가공기의 동작 설명에 제공되는 플로차트이다.
도 4a ∼ 도 4c 는, 방전 가공의 제어 방법에 관한 개략 설명도이다.
도 5 는, 도 4a 에 나타내는 방전 가공의 제어를 실시하기 위한, 가공 조건의 시간 변화를 나타내는 타임 차트이다.
도 6 은, 도 5 의 타임 차트에 대응하는 방전 가공의 제어를 실시하기 위한 플로차트이다.
도 7 은, 도 4b 에 나타내는 방전 가공의 제어를 실시하기 위한, 가공 조건의 시간 변화를 나타내는 타임 차트이다.
도 8 은, 도 4c 에 나타내는 방전 가공의 제어를 실시하기 위한, 가공 조건의 시간 변화를 나타내는 타임 차트이다.
도 9 는, 도 4b 에 나타내는 방전 가공의 제어를 실시하기 위한, 가공 조건의 시간 변화를 나타내는 타임 차트이다.
도 10 은, 도 9 의 타임 차트에 대응하는 방전 가공의 제어를 실시하기 위한 플로차트이다.
도 11a ∼ 도 11c 는, 중자 고정 기능을 사용한 경우에 있어서의 종래의 문제점을 설명하는 모식도이다.
도 12a ∼ 도 12c 는, 중자 고정 기능을 사용한 경우에 있어서의 종래의 문제점을 설명하는 모식도이다.

이하, 본 발명에 관련된 와이어 방전 가공기에 대해, 와이어 방전 가공 방법과의 관계에 있어서 바람직한 실시형태를 들어, 첨부한 도면을 참조하면서 설명한다.

[와이어 방전 가공기 (10) 의 전체 구성]

도 1 은, 이 실시형태에 있어서의 와이어 방전 가공기 (10) 의 전체 구성도이다. 와이어 방전 가공기 (10) 는, 와이어 전극 (12) 과 피가공물 (W) 사이에 발생시키는 방전에 의해 피가공물 (W) (도 2a 및 도 2b) 에 대해 가공 경로 (50) (도 2a) 를 따른 방전 가공을 실시하는 공작 기계이다. 와이어 방전 가공기 (10) 는, 기본적으로는, 가공기 본체 (14) 와, 가공액 처리 장치 (16) 와, 제어 장치 (18) 를 포함하여 구성된다.

와이어 전극 (12) 의 재질은, 예를 들어, 텅스텐계, 구리 합금계, 황동계 등의 금속 재료이다. 한편, 피가공물 (W) 의 재질은, 예를 들어, 철계 재료 또는 초경 재료이다. 여기에서, 피가공물 (W) 은, 중자 (Pc) 가 발생하는 부품, 일례로서 타발 다이 플레이트이다.

가공기 본체 (14) 는, 방전 가공을 할 때 사용되는 가공액 (도시 생략) 을 저류 가능한 가공조 (20) 와, 가공조 (20) 내이며 서로 대향하는 위치에 배치된 2 개의 다이스 가이드 (22, 24) 를 구비한다. 다이스 가이드 (22, 24) 사이에는, 끈 형상의 와이어 전극 (12) 이 가공조 (20) 의 높이 방향으로 연장되어 결선되어 있다.

가공기 본체 (14) 는, 상측의 다이스 가이드 (22) 를 향하여 와이어 전극 (12) 을 공급하는 공급 계통 (26) 과, 하측의 다이스 가이드 (24) 로부터의 와이어 전극 (12) 을 회수하는 회수 계통 (28) 을 추가로 구비한다.

공급 계통 (26) 은, 와이어 전극 (12) 이 감겨진 와이어 보빈 (30) 과, 와이어 보빈 (30) 에 대해 토크를 부여 가능한 토크 모터 (31) 와, 와이어 전극 (12) 에 대해 마찰에 의한 제동력을 부여하는 브레이크 슈 (32) 와, 브레이크 슈 (32) 에 대해 브레이크 토크를 부여 가능한 브레이크 모터 (33) 와, 와이어 전극 (12) 의 장력의 크기를 검출하는 장력 검출기 (34) 와, 상기한 다이스 가이드 (22) 를 포함하는 상측 가이드부 (35) 를 구비한다.

회수 계통 (28) 은, 상기한 다이스 가이드 (24) 를 포함하는 하측 가이드부 (36) 와, 와이어 전극 (12) 의 방향을 변경하면서 안내하는 가이드 롤러 (37) 와, 와이어 전극 (12) 을 협지 가능한 핀치 롤러 (38) 및 피드 롤러 (39) 와, 핀치 롤러 (38) 및 피드 롤러 (39) 에 의해 반송된 와이어 전극 (12) 을 회수하는 와이어 회수 박스 (40) 를 구비한다.

피가공물 (W) 은, 가공조 (20) 내의 테이블 (도시 생략) 에 재치되어 있다. 가공기 본체 (14) 는, 상측 가이드부 (35) (하측 가이드부 (36)) 및 테이블의 적어도 일방을 이동함으로써, 와이어 전극 (12) 과 피가공물 (W) 을 상대 이동 가능하다.

가공액 처리 장치 (16) 는, 가공조 (20) 에 발생한 가공 찌꺼기 (슬러지) 를 제거하고, 전기 저항률·온도의 조정을 실시함으로써 가공액 (예를 들어, 물 또는 기름) 의 액질을 관리하는 장치이다. 이 가공액 처리 장치 (16) 는, 가공액의 유압 또는 유량을 조정 가능함과 함께, 이 가공액을 가공조 (20) 내에 공급 가능하게 구성되어 있다. 구체적으로는, 유압·유량이 조정된 가공액이, 상측 가이드부 (35) 또는 하측 가이드부 (36) 에 형성된 노즐 (도시 생략) 로부터, 가공조 (20) 내의 와이어 전극 (12) 을 향하여 분사된다.

제어 장치 (18) 는, 가공기 본체 (14) 및 가공액 처리 장치 (16) 에 의한 방전 가공의 제어를 맡는 장치이다. 구체적으로는, 제어 장치 (18) 는, 방전 가공에 관한 가공 조건을 설정하는 가공 조건 설정부 (42), 및 방전 가공의 제어를 실시하는 방전 가공 제어부 (44) 로서 기능한다.

이 가공 조건은, 와이어 전극 (12) 의 전기적 또는 물리적인 제어 조건, 가공액의 분사 조건을 포함하는, 방전 가공의 제어 내용을 특정하기 위한 제어 파라미터의 조합을 의미한다. 후술하는 「고정 가공 조건」(제 1 가공 조건) 은, 중자 고정 기능을 발현함으로써 피가공물 (W) 에 고정부 (56, 57) (도 2a) 를 형성 가능한 가공 조건이다. 또, 「통상 가공 조건」(제 2 가공 조건) 은, 중자 고정 기능을 발현하지 않고 피가공물 (W) 에 홈부 (58, 59) (도 2a) 를 형성 가능한 가공 조건이다.

또한, 「중자 고정 기능」이란, 방전을 할 때 와이어 전극 (12) 의 성분이 피가공물 (W) 에 부착되는 현상을 이용하여, 형성되는 중자 (Pc) (도 2a 및 도 2b 참조) 를 피가공물 (W) 의 모재 (Pb) (동일 도면 참조) 에 고정시키는 기능을 의미한다. 여기에서는, 와이어 방전 가공기 (10) 가 갖는 중자 고정 기능을 사용하여, [1] 피가공물 (W) 의 러프 가공, [2] 중자 (Pc) 의 제거, 및 [3] 피가공물 (W) 의 마무리 가공을 순차 실시하는 것을 상정한다.

[피가공물 (W) 의 형상적 특징]

도 2a 는, 중자 (Pc) 가 고정된 피가공물 (W) 의 평면도이다. 도 2b 는, 도 2a 의 IIB-IIB 선을 따른 단면도이다.

도 2a 에 나타내는 바와 같이, 피가공물 (W) 상의 가공 경로 (50) (파선 화살표로 도시) 를 따라 와이어 전극 (12) 이 이동하도록, 와이어 전극 (12) 을 피가공물 (W) 에 대해 상대 이동시키면서, 와이어 전극 (12) 과 피가공물 (W) 사이에 방전을 발생시킴으로써, 피가공물 (W) 에는 대략 일정한 폭을 갖는 가공 홈 (52) 이 형성된다. 가공 홈 (52) 은, 예를 들어, 가공 경로 (50) 의 시점인 가공 개시공 (54) 을 일단점 (一端点) 으로 하는 1 개의 선분과, 타단점에서 이 선분과 접하는 1 개의 사각형을 조합한 형상을 갖는다.

가공 홈 (52) 이 이루는 사각형 중 장변의 중점 위치에는 각각, 부착물로 이루어지는 고정부 (56, 57) 가 1 개씩 형성되어 있다. 이 고정부 (56, 57) 에 의해, 가공 홈 (52) 은 2 개의 홈부, 보다 상세하게는, 대략 E 자상의 홈부 (58) 와, 대략 C 자상의 홈부 (59) 로 구획되어 있다.

고정부 (56) 의 상류측 단점 (본 도면에서는, 좌측 단점) 은, 중자 고정 기능의 개시 위치 (이하, 고정 개시 위치 (61)) 에 상당한다. 고정부 (57) 의 상류측 단점 (본 도면에서는, 우측 단점) 은, 중자 고정 기능의 개시 위치 (이하, 고정 개시 위치 (62)) 에 상당한다. 고정부 (56) 의 하류측 단점 (본 도면에서는, 우측 단점) 은, 중자 고정 기능의 종료 위치 (이하, 고정 종료 위치 (63)) 에 상당한다. 고정부 (57) 의 하류측 단점 (본 도면에서는, 좌측 단점) 은, 중자 고정 기능의 종료 위치 (이하, 고정 종료 위치 (64)) 에 상당한다.

도 2b 에 나타내는 바와 같이, 고정부 (56, 57) 는 각각, 피가공물 (W) 의 상면에 가까운 위치에 형성되어 있다. 피가공물 (W) 의 조(粗)가공이 종료된 후에, 상측 가이드부 (35) (도 1) 에 형성한 해머 장치, 혹은 도시되지 않은 로봇 핸드에 장착한 해머를 사용하여, 피가공물 (W) 의 상측으로부터 중자 (Pc) 를 두드려 떨어뜨린다. 이와 같이, 일시적으로 고정된 중자 (Pc) 를 임의의 타이밍에서 용이하게 제거할 수 있으므로, 작업 전체의 효율화 혹은 자동 운전화가 전망된다.

또한, 피가공물 (W) 의 형상은 도 2a 의 예에 한정되지 않고, 가공 경로 (50) 의 형상, 고정부 (56, 57) 의 길이, 개수 또는 위치, 혹은 중자 (Pc) 의 사이즈, 개수 또는 위치를 자유롭게 변경해도 된다.

＜와이어 방전 가공기 (10) 의 동작＞

이 실시형태에 관련된 와이어 방전 가공기 (10) 는, 이상과 같이 구성된다. 계속해서, 와이어 방전 가공기 (10) (주로, 제어 장치 (18)) 의 동작에 대해, 도 3 의 플로차트를 참조하면서 설명한다. 와이어 방전 가공기 (10) 는, 제어 장치 (18) 에 의한 가공 프로그램의 실행에 따라, 피가공물 (W) 에 대한 방전 가공을 개시한다.

도 3 의 스텝 S1 에 있어서, 가공 조건 설정부 (42) 는, 방전 가공을 실시하려고 하는 구간 (이하, 현 구간) 에 관한 위치 정보를 판독하여, 현 구간의 설정을 실시한다. 이 위치 정보에는, 예를 들어, 특징점 (시점, 종점 또는 중계점) 의 좌표값, 2 점을 잇는 벡터량 또는 보간 형상이 포함된다.

스텝 S2 에 있어서, 가공 조건 설정부 (42) 는, 스텝 S1 에서 설정된 현 구간에 대응하는 제어 파라미터를 판독하여, 가공 조건의 설정을 실시한다. 예를 들어, 현 구간이 중자 고정 기능을 발현하는 구간인 경우, 가공 조건으로서 「고정 가공 조건」이 설정된다.

스텝 S3 에 있어서, 방전 가공 제어부 (44) 는, 스텝 S2 에서 설정된 가공 조건에 따라, 스텝 S1 에서 설정된 현 구간에서의 방전 가공의 제어를 실시한다. 이로써, 가공기 본체 (14) 및 가공액 처리 장치 (16) 는, 방전 가공 제어부 (44) 로부터의 제어 신호에 따라 협동한다.

스텝 S4 에 있어서, 방전 가공 제어부 (44) 는, 가공 경로 (50) 상의 현재 위치 (이하, 현재 가공 위치라고 한다) 가 현 구간의 종점에 도달했는지 여부를 판정한다. 아직 도달하지 않았다고 판정된 경우 (스텝 S4 : NO), 스텝 S3 으로 되돌아와, 방전 가공 제어부 (44) 는 방전 가공의 제어를 계속한다. 한편, 종점에 도달했다고 판정된 경우 (스텝 S4 : YES), 다음 스텝 (S5) 으로 진행한다.

스텝 S5 에 있어서, 방전 가공 제어부 (44) 는, 모든 구간에 있어서의 방전 가공의 제어가 종료되었는지 여부를 판정한다. 아직 종료되지 않았다고 판정된 경우 (스텝 S5 : NO), 스텝 S1 로 되돌아와, 이하, 스텝 S1 ∼ S4 를 순차 실행한다. 요컨대, 가공 경로 (50) 상의 다음 구간을 설정한 후, 그 구간에서의 방전 가공의 제어를 실시한다.

한편, 모든 구간이 종료되었다고 판정된 경우 (스텝 S5 : YES), 방전 가공 제어부 (44) 는, 피가공물 (W) 에 대한 방전 가공의 제어를 종료한다.

[이 실시형태에 있어서의 제어 방법]

＜종래의 문제점＞

그런데, 중자 고정 기능을 사용하여 가공 홈 (52) 의 간극에 고정부 (56, 57) 를 형성할 때, 다음의 문제가 발생할 수 있다.

도 11a 에 나타내는 바와 같이, 가공 개시공 (1) 을 시점으로 하여 가공 경로 (2) (파선으로 도시) 를 따라 피가공물 (W) 의 방전 가공을 실시하는 경우를 상정한다. 본 도면의 예에서는, 개략 C 자상의 홈부 (3) 와, 1 개의 고정부 (4) 를 형성한 직후에, 와이어 전극 (7) (도 11b) 이 현재 가공 위치 (5) 에 도달한 것으로 한다.

도 11b 에 나타내는 바와 같이, 와이어 전극 (7) 은, 상측 가이드부 (6a) 와 하측 가이드부 (6b) 사이에 결선되어 있다. 피가공물 (W) 이 두꺼울수록 와이어 전극 (7) 의 휨량이 커지고, 그만큼 피가공물 (W) 의 내벽 (8) 이 와이어 전극 (7) 측을 향하여 만곡되는 경향이 있다. 그 결과, 와이어 전극 (7) 과 내벽 (8) 의 방전 간극, 및 와이어 전극 (7) 과 고정부 (4) 의 이간 간극이 작아진다.

중자 고정 기능을 사용하여 고정부 (4) 를 형성할 때, 이 기능의 온·오프 동작을 전환하는 타이밍에서 가공 조건을 변경할 필요가 있다. 그런데, 가공 조건을 급격히 변화시킴으로써, 와이어 전극 (7) 에 대해 어떠한 물리적 작용 (구체적으로는, 공급 전원의 정지에 수반되는 방전 반발력의 감소나 소멸) 이 발생하는 경우가 있고, 와이어 전극 (7) 과 피가공물 (W) 사이에 있었던 방전 간극이 없어지는 경우가 있다. 그래서, 와이어 전극 (7) 과 내벽 (8) 사이에 쇼트를 검출한 경우, 가공 방향의 반대 방향으로 와이어 전극 (7) 을 소정 거리만큼 후퇴시키는 퇴피 제어를 실시하는 경우가 있다.

그런데, 도 11c 의 예에서는, 현재 가공 위치 (5) 에서 쇼트를 검출한 경우, 후퇴시킨 와이어 전극 (7) 이 고정부 (4) 에 새롭게 접촉하여, 피가공물 (W) 과의 쇼트를 계속해서 해제할 수 없다는 문제도 있을 수 있다. 구체적으로는, D1 ＜ D2 를 만족하는 경우, 와이어 전극 (7) 이 부분적으로 동시에 피가공물 (W) 및 고정부 (4) 에 접촉하는 상태, 즉 와이어 전극 (7) 의 쇼트 상태를 해제할 수 없게 될 우려가 있다. 여기에서, 고정부 (4) 에서 내벽 (8) 까지의 거리를 D1 이라고 하고, 내벽 (8) 에 있어서의 만곡량의 최대값을 D2 라고 한다.

도 12a 에 나타내는 바와 같이, 가공 개시공 (1) 을 시점으로 하여 가공 경로 (2) (파선으로 도시) 를 따라 피가공물 (W) 의 방전 가공을 실시하는 경우를 상정한다. 본 도면은, 도 11a 에 나타내는 상태와 동일하므로 설명을 생략한다.

도 12b 에 나타내는 바와 같이, 중자 고정 기능을 사용하여 고정부 (4) 를 형성할 때, 이 기능의 온·오프 동작을 전환하는 타이밍에서 가공 조건을 변경할 필요가 있다. 그렇게 하면, 도 11b 와 동일하게, 와이어 전극 (7) 과 내벽 (8) 사이에서 쇼트를 검출하여, 가공 방향의 반대 방향으로 와이어 전극 (7) 을 소정 거리만큼 후퇴시키는 경우가 있다. 여기에서, 쇼트가 없어질 때까지 후퇴한 위치에 있어서의, 와이어 전극 (7) 에서 고정부 (4) 까지의 거리 (이간 간극) 를 D3 이라고 한다.

도 12c 에 나타내는 바와 같이, D3 이 작은 값 (비제로) 인 경우, 와이어 전극 (7) 의 쇼트 상태를 해제할 수는 있지만, 와이어 전극 (7) 과 고정부 (4) 사이에서 순시 방전이나 순시 단락이 일어나기 쉬워져, 국소적으로 가열된 지점에서 와이어 전극 (7) 이 단선되어 버릴 우려가 있다. 특히, 와이어 전극 (7) 이 단선된 경우, 고정부 (4) 에 의해 현재 가공 위치 (5) 근방의 공간적인 여유가 적어져, 와이어 전극 (7) 의 결선·이동이 방해되기 때문에, 중단된 가공 위치 (현재 가공 위치 (5)) 로부터의 방전 가공의 재개가 곤란해질 것도 상정된다.

＜중간 구간 (INm) 의 설정예＞

그래서, 중자 고정 기능이 온에서 오프로 전환하는 과도 상태하에서, 의도하지 않은 와이어 전극 (12) 의 단선을 억제 가능한 제어 방법을 제안한다. 구체적으로는, 고정 종료 위치 (63, 64) 를 포함하는 구간 (이하, 중간 구간 (INm)) 에 있어서, 고정 가공 조건 및 통상 가공 조건의 어느 것과도 상이한 가공 조건 (이하, 중간 가공 조건이라고 한다) 을 설정한다. 이 중간 가공 조건은, 직접적으로 설정되는 가공 조건이어도 되고, 고정 가공 조건 또는 통상 가공 조건 중 어느 하나를 단계적·시간 경과적으로 변화시킨 가공 조건이어도 된다.

도 4a 의 예에서는, 고정부 (56 (57)) 는, 제 1 구간 (IN1) 및 중간 구간 (INm) 에 대응하는 위치에 있다. 홈부 (59 (58)) 는, 제 2 구간 (IN2) 에 대응하는 위치에 있다. 이와 같이, 중간 구간 (INm) 의 시점이 고정 종료 위치 (63 (64)) 또는 고정 종료 위치 (63 (64)) 보다도 상류측에 있는 경우, 가공 조건 설정부 (42) 는, 중간 구간 (INm) 에서는, 고정 가공 조건과 비교하여 방전 가공을 억제한 중간 가공 조건을 설정한다. 이 중간 가공 조건은, 고정 가공 조건과는 상이하고, 또한, 중자 고정 기능을 발현 가능한 가공 조건이다.

도 4b 의 예에서는, 고정부 (56 (57)) 는, 제 1 구간 (IN1) 에 대응하는 위치에 있다. 홈부 (59 (58)) 는, 중간 구간 (INm) 및 제 2 구간 (IN2) 에 대응하는 위치에 있다. 이와 같이, 중간 구간 (INm) 의 종점이 고정 종료 위치 (63 (64)) 또는 고정 종료 위치 (63 (64)) 보다도 하류측에 있는 경우, 가공 조건 설정부 (42) 는, 중간 구간 (INm) 에서는, 통상 가공 조건과 비교하여 방전 가공을 억제한 중간 가공 조건을 설정한다. 이 중간 가공 조건은, 통상 가공 조건과는 상이하고, 또한, 피가공물 (W) 에 홈부 (59 (58)) 를 형성 가능한 가공 조건이다.

도 4c 의 예에서는, 고정부 (56 (57)) 는, 제 1 구간 (IN1) 및 중간 구간 (INm) 의 일부 (A 구간) 에 대응하는 위치에 있다. 홈부 (59 (58)) 는, 중간 구간 (INm) 의 일부 (B 구간) 및 제 2 구간 (IN2) 에 대응하는 위치에 있다. 이와 같이, 도 4a 및 도 4b 를 조합해도 되며, A 구간에 있어서의 중간 가공 조건은, 고정 가공 조건과는 상이하고, 또한, 중자 고정 기능을 발현 가능한 가공 조건이다. 또, B 구간에 있어서의 중간 가공 조건은, 통상 가공 조건과는 상이하고, 또한, 피가공물 (W) 에 홈부 (59 (58)) 를 형성 가능한 가공 조건이다.

＜중간 가공 조건의 설정예＞

가공 조건 설정부 (42) 는, 1 개의 중간 구간 (INm) 에 대해, 1 개 또는 복수의 중간 가공 조건을 설정해도 된다. 여기에서, 「복수의 중간 가공 조건의 설정」에는, 시간의 경과에 따라 제어 파라미터를 이산적 또는 연속적으로 변화시키는 것도 포함된다.

예를 들어, 도 4a 또는 도 4c 에 관하여, 가공 조건 설정부 (42) 는, 중간 구간 (INm) (도 4c 의 경우에는 A 구간) 에서는, 고정 가공 조건과 비교하여, [1] 와이어 전극 (12) 과 피가공물 (W) 사이의 평균 방전 에너지량을 적게 하고, [2] 피가공물 (W) 의 가공 속도를 느리게 하고, [3] 가공액의 유압을 약하게 하고, [4] 가공액의 유량을 적게 하고, [5] 와이어 전극 (12) 의 장력을 작게 하고, [6] 와이어 전극 (12) 과 피가공물 (W) 사이의 방전 간극 거리를 크게 하거나, 또는 [7] 이것들을 조합한 중간 가공 조건을 설정해도 된다.

여기에서, 「가공 속도」는, 이른바 가공축의 이동 속도를 의미하고, 와이어 전극 (12) 과 피가공물 (W) 사이의 상대 속도에 상당한다. 요컨대, 상기한 설정예에서는, 다이스 가이드 (22, 24), 또는 테이블 (도시 생략) 의 이동 속도를 변경함으로써, 가공축의 이동 속도를 상대적으로 느리게 하면 된다.

또, 도 4b 또는 도 4c 에 관하여, 가공 조건 설정부 (42) 는, 중간 구간 (INm) (도 4c 의 경우에는 B 구간) 에서는, 통상 가공 조건과 비교하여, [1] 와이어 전극 (12) 과 피가공물 (W) 사이의 평균 방전 에너지량을 적게 하고, [2] 피가공물 (W) 의 가공 속도를 느리게 하고, [3] 가공액의 유압을 약하게 하고, [4] 가공액의 유량을 적게 하고, [5] 와이어 전극 (12) 의 장력을 작게 하고, [6] 와이어 전극 (12) 과 피가공물 (W) 사이의 방전 간극 거리를 크게 하거나, 또는 [7] 이것들을 조합한 중간 가공 조건을 설정해도 된다.

예를 들어, 평균 방전 에너지량을 적게 하거나 방전 간극 거리를 크게 함으로써, 와이어 전극 (12) 과 피가공물 (W) 사이에 발생하는 방전량이 적어지는 효과가 얻어진다. 또, 가공액의 유압을 약하게 하거나 유량을 적게 함으로써, 와이어 전극 (12) 에 작용하는 장력이 완화되는 효과가 얻어진다.

특히, 평균 방전 에너지량을 상대적으로 적게 하는 경우, 가공 조건 설정부 (42) 는, 고정 가공 조건 (또는 통상 가공 조건) 과 비교하여, [1] 와이어 전극 (12) 과 피가공물 (W) 사이에 공급되는 방전 전류의 펄스 폭을 좁게 하고, [2] 방전 전류의 피크 전류값을 작게 하고, [3] 방전 전류의 전류 펄스의 휴지 시간을 길게 하고, 또는 [4] 이들을 조합함으로써 중간 가공 조건을 설정해도 된다. 예를 들어, 휴지 시간을 길게 하는 경우, 전류 펄스의 온 시간을 유지한 채로, 전류 펄스의 오프 시간만을 10 ∼ 20 배 정도로 변경해도 된다.

또, 도 4b 또는 도 4c 에 관하여, 가공 조건 설정부 (42) 는, 중간 구간 (INm) (도 4c 의 경우에는 B 구간) 에서는, 현재 가공 위치의 이동을 일시적으로 정지한 채로 방전을 계속시키는 「드웰 가공」의 실행을 포함하는 중간 가공 조건을 설정해도 된다. 이 드웰 가공을 사용하여 가공 방향 (순방향) 에 있는 가공 잔부 영역을 제거함으로써, 방전 간극 거리를 크게 하는 효과가 얻어진다. 또한, 가공 조건 설정부 (42) 는, 중간 구간 (INm) 중 전부의 구간 내에서 드웰 가공을 실행해도 되고, 중간 구간 (INm) 중 일부의 구간 내에서만 드웰 가공을 실행해도 된다. 중간 구간 (INm) 의 전체 구간 내에서 드웰 가공을 실행하는 경우, 중간 구간 (INm) 의 폭이 실질적으로 제로가 되는 점에 유의한다.

＜제 1 의 구체예＞

도 5 는, 도 4a 에 나타내는 방전 가공의 제어를 실시하기 위한, 가공 조건의 시간 변화를 나타내는 타임 차트이다. 차트의 가로축은 가공 거리 (또는 가공 시간) 를 나타냄과 함께, 차트의 세로축은 평균 방전 에너지량을 나타낸다. 여기에서는, 평균 방전 에너지량을 E1 로 설정함으로써 「고정 가공 조건」을 만족함과 함께, 평균 방전 에너지량을 E2 (＞ E1) 로 설정함으로써 「통상 가공 조건」을 만족하는 것으로 한다.

가공 위치가 제 2 구간 (IN2) 에 위치하는 경우에는, 평균 방전 에너지량은 일정값 (E2) 이다. 현재 가공 위치가 제 2 구간 (IN2) 에서 제 1 구간 (IN1) 으로 이행하면 (가공 위치가 고정 개시 위치 (61, 62) 에 도달하면), 평균 방전 에너지량은 E2 에서 E1 로 변화한다. 현재 가공 위치가 제 1 구간 (IN1) 내에 있는 경우에는, 평균 방전 에너지량은 일정값 (E1) 이다. 현재 가공 위치가 제 1 구간 (IN1) 에서 중간 구간 (INm) 으로 이행하면, 평균 방전 에너지량은 서서히 감소하여, 고정 종료 위치 (63, 64) 에 도달한 시점에서 평균 방전 에너지량은 Em (＜ E1) 까지 내려간다. 그리고, 현재 가공 위치가 중간 구간 (INm) 에서 제 2 구간 (IN2) 으로 이행하면, 평균 방전 에너지량은 Em 에서 E2 로 변화한다.

또한, 이 제어에는, 하드웨어에 의해 평균 방전 에너지량을 서서히 감소시키는 「약동작」기능이 형성되어 있다. 여기에서는, 고정 가공 조건을 유지한 상태인 채로, 중간 구간 (INm) 에 있어서 약동작을 「OFF」 에서 「ON」 으로 함으로써, 고정 가공 조건을 약하게 한 가공 조건, 요컨대 중간 가공 조건이 얻어진다. 이것과는 다른 수단으로서, 제어 장치 (18) (가공 조건 설정부 (42)) 는, 가공 프로그램을 직접적으로 편집함으로써, 중간 구간 (INm) 및 중간 가공 조건을 설정해도 된다.

계속해서, 도 5 의 타임 차트에 대응하는 방전 가공의 제어에 대해, 도 6 의 플로차트를 참조하면서 설명한다. 여기에서는, 중자 고정 기능을 발현하고 있는 동안에 있어서의 제어 장치 (18) 의 동작에 대해 상세하게 설명한다.

스텝 S11 에 있어서, 가공 조건 설정부 (42) 는, 제 1 구간 (IN1) 에 대응하는 제어 파라미터를 판독하여, 고정 가공 조건을 설정한다. 도 5 의 예에서는, 고정 가공 조건에는, 평균 방전 에너지량 (E1) 이 포함된다. 이로써, 중자 고정 기능이 개시된다. 요컨대, 중자 고정 기능이 온으로 된 와이어 방전 가공이 개시된다.

스텝 S12 에 있어서, 가공 조건 설정부 (42) 는, 고정 종료 위치 (63, 64) 로부터의 거리를 판독한다. 도 4a 의 예에서는, 중간 구간 (INm) 과 고정부 (56, 57) 의 종점이 일치하고 있으므로, 이 「거리」는, 실질적으로는 중간 구간 (INm) 의 길이 (예를 들어, 수백 ㎛ ∼ 수 ㎜ 오더) 를 나타낸다. 「거리」의 설정값은, 피가공물 (W) 의 두께, 와이어 전극 (12) 의 직경, 혹은 다른 제어 파라미터에 따라 임의로 변경해도 된다.

스텝 S13 에 있어서, 방전 가공 제어부 (44) 는, 스텝 S11 에서 판독된 고정 가공 조건에 따라, 중자 고정 기능을 발현하기 위한 방전 가공의 제어를 계속한다.

스텝 S14 에 있어서, 방전 가공 제어부 (44) 는, 현재 가공 위치가, 스텝 S12 에서 판독된 거리에 도달했는지 여부를 판정한다. 아직 도달하지 않은 경우 (스텝 S14 : NO), 스텝 S13 으로 되돌아와, 이 거리에 도달할 때까지 스텝 S13 을 반복 실시한다. 즉, 현재 가공 위치가 제 1 구간 (IN1) 내에 있는 경우, 고정 가공 조건에 따른 제어를 계속한다. 한편, 이 거리에 도달한 경우 (스텝 S14 : YES), 다음 스텝 (S15) 으로 진행한다.

스텝 S15 에 있어서, 방전 가공 제어부 (44) 는, 고정 가공 조건을 약하게 하여 이루어지는 중간 가공 조건에 따라, 중자 고정 기능을 발현하기 위한 방전 가공의 제어를 계속한다.

스텝 S16 에 있어서, 방전 가공 제어부 (44) 는, 현재 가공 위치가 고정 종료 위치 (63, 64) 에 도달했는지 여부를 판정한다. 아직 도달하지 않은 경우 (스텝 S16 : NO), 스텝 S15 로 되돌아와, 고정 종료 위치 (63, 64) 에 도달할 때까지 스텝 S15 를 반복 실시한다. 즉, 현재 가공 위치가 중간 구간 (INm) 내에 있는 경우, 중간 가공 조건에 따른 제어를 계속한다.

한편, 고정 종료 위치 (63, 64) 에 도달한 경우 (스텝 S16 : YES), 이 제어를 종료한다. 이하, 제어 장치 (18) 는, 제 2 구간 (IN2) 에 있어서 통상 가공 조건에 따른 방전 가공의 제어를 실시한다.

＜제 2 구체예＞

도 7 은, 도 4b 에 나타내는 방전 가공의 제어를 실시하기 위한, 가공 조건의 시간 변화를 나타내는 타임 차트이다. 차트의 가로축은 가공 거리 (또는 가공 시간) 를 나타냄과 함께, 차트의 세로축은 평균 방전 에너지량을 나타낸다. 도 5 의 경우와 동일하게, 평균 방전 에너지량을 E1 로 설정함으로써 「고정 가공 조건」을 만족함과 함께, 평균 방전 에너지량을 E2 로 설정함으로써 「통상 가공 조건」을 만족하는 것으로 한다.

현재 가공 위치가 제 2 구간 (IN2) 내에 있는 경우에는, 평균 방전 에너지량은 일정값 (E2) 이다. 현재 가공 위치가 제 2 구간 (IN2) 에서 제 1 구간 (IN1) 으로 이행하면 (현재 가공 위치가 고정 개시 위치 (61, 62) 에 도달하면), 평균 방전 에너지량은 E2 에서 E1 로 변화한다. 현재 가공 위치가 제 1 구간 (IN1) 내에 있는 경우에는, 평균 방전 에너지량은 일정값 (E1) 이다. 제 1 구간 (IN1) 에서 중간 구간 (INm) 으로 이행하면 (현재 가공 위치가 고정 종료 위치 (63, 64) 에 도달하면), 평균 방전 에너지량은 E1 에서 제로값으로 변화한 후 서서히 증가한다. 그 후, 현재 가공 위치가 중간 구간 (INm) 의 종점에 도달한 시점에서 평균 방전 에너지량은 Em 까지 올라간다. 그리고, 현재 가공 위치가 중간 구간 (INm) 에서 제 2 구간 (IN2) 으로 이행하면, 평균 방전 에너지량은 Em 에서 E2 로 변화한다.

또한, 이 제어에는, 하드웨어에 의해 평균 방전 에너지량을 서서히 증가시키는 「약동작」기능이 형성되어 있다. 여기에서는, 고정 종료 위치 (63, 64) 에서 통상 가공 조건으로 이행한 후, 중간 구간 (INm) 에 있어서 약동작을 「OFF」 에서 「ON」 으로 함으로써, 통상 가공 조건을 약하게 한 가공 조건, 요컨대 중간 가공 조건이 얻어진다.

＜제 3 구체예＞

도 8 은, 도 4c 에 나타내는 방전 가공의 제어를 실시하기 위한, 가공 조건의 시간 변화를 나타내는 타임 차트이다. 차트의 가로축은 가공 거리 (또는 가공 시간) 를 나타냄과 함께, 차트의 세로축은 평균 방전 에너지량을 나타낸다. 도 5 및 도 7 의 경우와 동일하게, 평균 방전 에너지량을 E1 로 설정함으로써 「고정 가공 조건」을 만족함과 함께, 평균 방전 에너지량을 E2 로 설정함으로써 「통상 가공 조건」을 만족하는 것으로 한다.

현재 가공 위치가 제 2 구간 (IN2) 내에 있는 경우에는, 평균 방전 에너지량은 일정값 (E2) 이다. 현재 가공 위치가 제 2 구간 (IN2) 에서 제 1 구간 (IN1) 으로 이행하면 (현재 가공 위치가 고정 개시 위치 (61, 62) 에 도달하면), 평균 방전 에너지량은 E2 에서 E1 로 변화한다. 현재 가공 위치가 제 1 구간 (IN1) 내에 있는 경우에는, 평균 방전 에너지량은 일정값 (E1) 이다. 현재 가공 위치가 제 1 구간 (IN1) 에서 A 구간 (중간 구간 (INm) 의 전반부) 으로 이행하면, 평균 방전 에너지량은 서서히 감소하여, 고정 종료 위치 (63, 64) 에 도달한 시점에서 평균 방전 에너지량은 Em 이 된다. 현재 가공 위치가 A 에서 B 구간 (중간 구간 (INm) 의 후반부) 으로 이행하면, 평균 방전 에너지량은 서서히 증가하여, 현재 가공 위치가 중간 구간 (INm) 의 종점에 도달한 시점에서 평균 방전 에너지량은 E1 이 된다. 현재 가공 위치가 중간 구간 (INm) (B 구간) 에서 제 2 구간 (IN2) 으로 이행하면, 평균 방전 에너지량은 E1 에서 E2 로 변화한다.

또한, 이 제어에는, 하드웨어에 의해 평균 방전 에너지량을 서서히 감소시키는 「약동작」기능이 형성되어 있다. 여기에서는, 고정 가공 조건을 유지한 상태인 채로, A 구간에 있어서 약동작을 「OFF」 에서 「ON」 으로 함으로써, 고정 가공 조건을 약하게 한 가공 조건, 요컨대 A 구간에서의 중간 가공 조건이 얻어진다. 또, 고정 종료 위치 (63, 64) 에서 통상 가공 조건으로 이행한 후, B 구간에 있어서 약동작을 「ON」 인 채로 유지함으로써, 통상 가공 조건을 약하게 한 가공 조건, 요컨대 B 구간에서의 중간 가공 조건이 얻어진다.

＜제 4 구체예＞

도 9 는, 도 4b 에 나타내는 방전 가공의 제어를 실시하기 위한, 가공 조건의 시간 변화를 나타내는 타임 차트이다. 차트의 가로축은 가공 시간을 나타냄과 함께, 차트의 세로축은 평균 방전 에너지량을 나타낸다. 피가공물 (W) 의 가공 속도가 일정하며 평균 방전 에너지량을 E1 로 설정함으로써 「고정 가공 조건」을 만족함과 함께, 피가공물 (W) 의 가공 속도가 일정하며 평균 방전 에너지량을 E2 로 설정함으로써 「통상 가공 조건」을 만족하는 것으로 한다.

현재 가공 시간이 제 2 구간 (IN2) 내에 있는 경우에는, 평균 방전 에너지량은 일정값 (E2) 이다. 현재 가공 시간이 제 2 구간 (IN2) 에서 제 1 구간 (IN1) 으로 이행하면 (현재 가공 위치가 고정 개시 위치 (61, 62) 에 도달하면), 평균 방전 에너지량은 E2 에서 E1 로 변화한다. 현재 가공 시간이 제 1 구간 (IN1) 내에 있는 경우에는, 평균 방전 에너지량은 일정값 (E1) 이다.

제 1 구간 (IN1) 에서 중간 구간 (INm) 으로 이행하면 (현재 가공 위치가 고정 종료 위치 (63, 64) 에 도달하면), 다른 가공 조건을 유지하면서 가공 속도를 일시적으로 제로값으로 하여 드웰 가공을 실행한다. 방전 간극 거리가 커짐에 따라 평균 방전 에너지량은 서서히 감소하여, 드웰 시간의 경과 전에 평균 방전 에너지량은 제로값에 가까워진다. 그 후, 현재 가공 시간이 중간 구간 (INm) 에서 제 2 구간 (IN2) 으로 이행하면, 평균 방전 에너지량은 제로값에서 E2 로 변화한다.

계속해서, 도 9 의 타임 차트에 대응하는 방전 가공의 제어에 대해, 도 10 의 플로차트를 참조하면서 설명한다. 여기에서는, 중자 고정 기능을 발현하고 있는 동안에 있어서의 제어 장치 (18) 의 동작에 대해 상세하게 설명한다.

스텝 S21 에 있어서, 가공 조건 설정부 (42) 는, 제 1 구간 (IN1) 에 대응하는 제어 파라미터를 판독하여, 고정 가공 조건을 설정한다. 도 9 의 예에서는, 고정 가공 조건에는, 평균 방전 에너지량 (E1) 이 포함된다. 이로써, 중자 고정 기능이 개시된다. 요컨대, 중자 고정 기능이 온으로 된 와이어 방전 가공이 개시된다.

스텝 S22 에 있어서, 가공 조건 설정부 (42) 는, 드웰 가공의 정지 시간 (이른바 드웰 시간) 을 판독한다. 「정지 시간」의 설정값은, 피가공물 (W) 의 두께, 와이어 전극 (12) 의 직경, 혹은 다른 제어 파라미터에 따라 임의로 변경해도 된다.

스텝 S23 에 있어서, 방전 가공 제어부 (44) 는, 스텝 S21 에서 판독된 고정 가공 조건에 따라, 중자 고정 기능을 발현하기 위한 방전 가공의 제어를 계속한다.

스텝 S24 에 있어서, 방전 가공 제어부 (44) 는, 현재 가공 위치가 고정 종료 위치 (63, 64) 에 도달했는지 여부를 판정한다. 아직 도달하지 않은 경우 (스텝 S24 : NO), 스텝 S23 으로 되돌아와, 이 위치에 도달할 때까지 스텝 S23 을 반복 실시한다. 즉, 현재 가공 위치가 제 1 구간 (IN1) 내에 있는 경우, 고정 가공 조건에 따른 제어를 계속한다. 한편, 고정 종료 위치 (63, 64) 에 도달한 경우 (스텝 S24 : YES), 다음 스텝 (S25) 으로 진행한다.

스텝 S25 에 있어서, 방전 가공 제어부 (44) 는, 고정 가공 조건에 의한 방전 제어를 계속하면서, 피가공물 (W) 이 재치된 테이블의 축 이송을 정지한다. 즉, 방전 가공 제어부 (44) 는, 고정 종료 위치 (63, 64) 의 근방에서 드웰 가공을 개시·계속한다.

스텝 S26 에 있어서, 방전 가공 제어부 (44) 는, 드웰 가공의 개시 시점으로부터, 스텝 S22 에서 읽어들인 정지 시간을 경과했는지 여부를 판정한다. 아직 경과하지 않은 경우 (스텝 S26 : NO), 스텝 S25 로 되돌아와, 이 정지 시간을 경과할 때까지 드웰 가공 (스텝 S25) 을 실행한다.

한편, 드웰 가공의 개시 시점으로부터 정지 시간이 경과한 경우 (스텝 S26 : YES), 이 제어를 종료한다. 이하, 제어 장치 (18) 는, 제 2 구간 (IN2) 에 있어서 통상 가공 조건에 따른 방전 가공의 제어를 실시한다.

[이 실시형태에 의한 효과]

이상과 같이, 와이어 방전 가공기 (10) 는, 와이어 전극 (12) 과 피가공물 (W) 을 상대 이동시키면서 와이어 전극 (12) 과 피가공물 (W) 사이에 방전을 발생시킴으로써, 피가공물 (W) 에 대해 가공 경로 (50) 를 따른 방전 가공을 실시하고, 방전 가공에 의해 발생하는 와이어 전극 (12) 의 성분을 부착·퇴적시킴으로써, 방전 가공에 의해 형성되는 중자 (Pc) 를 피가공물 (W) 의 모재 (Pb) 에 고정시키는 중자 고정 기능을 갖는 가공기이다.

그리고, 이 와이어 방전 가공기 (10) 는, [1] 방전 가공에 관한 가공 조건을 가공 경로 (50) 상에 있는 복수의 구간에 대응시켜 각각 설정하는 가공 조건 설정부 (42) 와, [2] 구간마다 설정된 가공 조건에 따라 방전 가공의 제어를 실시하는 방전 가공 제어부 (44) 를 구비하고, [3] 가공 조건 설정부 (42) 는, 가공 조건으로서, (3a) 상류측에 있는 제 1 구간 (IN1) 에서는, 중자 고정 기능을 발현 가능한 고정 가공 조건 (제 1 가공 조건) 을 설정하고, (3b) 하류측에 있는 제 2 구간 (IN2) 에서는, 피가공물 (W) 에 홈부 (58, 59) 를 형성 가능한 통상 가공 조건 (제 2 가공 조건) 을 설정하고, (3c) 제 1 구간 (IN1) 과 제 2 구간 (IN2) 사이에 있는 중간 구간 (INm) 에서는, 고정 가공 조건 및 통상 가공 조건의 어느 것과도 상이한 중간 가공 조건을 설정한다.

이와 같이, 상류측의 제 1 구간 (IN1) 과 하류측의 제 2 구간 (IN2) 사이에 있는 중간 구간 (INm) 에서는, 고정 가공 조건 및 통상 가공 조건의 어느 것과도 상이한 중간 가공 조건을 설정하도록 하였으므로, 중간 구간 (INm) 에 있어서 고정 가공 조건에서 통상 가공 조건으로 단계적으로 이행 가능해진다. 요컨대, 가공 조건을 단계적으로 변화시킴으로써 와이어 전극 (12) 에 대한 물리적 작용의 영향이 적어져, 바로 근처에 형성된 고정부 (56, 57) 에 이 와이어 전극 (12) 이 근접 또는 접촉하는 것을 방지할 수 있다. 이로써, 중자 고정 기능이 온에서 오프로 전환하는 과도 상태하에서, 의도치 않게 재개 불능인 상태에 빠지는 것을 회피 가능함과 함께, 의도하지 않은 와이어 전극 (12) 의 단선을 억제할 수 있다.

특히, 중자 고정 기능을 갖는 와이어 방전 가공기 (10) 의 경우, 형성된 고정부 (56, 57) 에 의해 가공 홈 (52) 내의 공간적인 여유가 적어져, 와이어 전극 (12) 의 결선·이동이 방해되는 점에서, 본 발명의 작용 효과가 한층 현저하게 나타난다.

혹은, [3] 상기한 가공 조건 설정부 (42) 는, (3d) 제 1 구간 (IN1) 의 고정 종료 위치 (63, 64) 에서는, 고정 가공 조건에 의한 드웰 가공의 실행을 설정해도 된다. 이 드웰 가공을 사용하여 가공 방향 (순방향) 에 있는 가공 잔부 영역을 제거 가능해져, 방전 간극 거리를 크게 하는 효과가 얻어진다. 요컨대, 바로 근처에 형성된 고정부 (56, 57) 에 이 와이어 전극 (12) 이 근접 또는 접촉하는 것을 방지 가능해져, 중자 고정 기능이 온에서 오프로 전환하는 과도 상태하에서, 의도치 않게 재개 불능인 상태에 빠지는 것을 회피 가능함과 함께, 의도하지 않은 와이어 전극 (12) 의 단선을 억제할 수 있다.

[비고]

또한, 이 발명은, 상기 서술한 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 이 발명의 주지를 일탈하지 않는 범위에서 자유롭게 변경할 수 있음은 물론이다. 혹은, 기술적으로 모순이 생기지 않는 범위에서 각각의 구성을 임의로 조합해도 된다.

Claims (11)

1. 와이어 전극과 피가공물을 상대 이동시키면서 상기 와이어 전극과 상기 피가공물 사이에 방전을 발생시킴으로써, 상기 피가공물에 대해 가공 경로를 따른 방전 가공을 실시하고,
   상기 방전 가공에 의해 발생하는 상기 와이어 전극의 성분을 부착·퇴적시킴으로써, 상기 방전 가공에 의해 형성되는 중자를 상기 피가공물의 모재에 고정시키는 중자 고정 기능을 갖는 와이어 방전 가공기로서,
   상기 방전 가공에 관한 가공 조건을 상기 가공 경로 상에 있는 복수의 구간에 대응시켜 각각 설정하는 가공 조건 설정부와,
   상기 가공 조건 설정부에 의해 구간마다 설정된 상기 가공 조건에 따라 상기 방전 가공의 제어를 실시하는 방전 가공 제어부를 구비하고,
   상기 가공 조건 설정부는, 상기 가공 조건으로서,
   상류측에 있는 제 1 구간에서는, 상기 중자 고정 기능을 발현 가능한 제 1 가공 조건을 설정하고,
   하류측에 있는 제 2 구간에서는, 상기 피가공물에 홈부를 형성 가능한 제 2 가공 조건을 설정하고,
   상기 제 1 구간과 상기 제 2 구간 사이에 있는 중간 구간에서는, 상기 제 1 가공 조건 및 상기 제 2 가공 조건의 어느 것과도 상이한 중간 가공 조건에 의한 상기 방전 가공의 실행을 설정하는 것을 특징으로 하는 와이어 방전 가공기.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 중간 구간의 시점은, 상기 중자 고정 기능의 종료 위치보다도 상류측에 있고,
   상기 중간 구간의 종점은, 상기 중자 고정 기능의 종료 위치에 있고,
   상기 가공 조건 설정부는, 상기 제 1 가공 조건과 비교하여 상기 방전 가공을 억제한 상기 중간 가공 조건을 설정하는 것을 특징으로 하는 와이어 방전 가공기.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 중간 구간의 시점은, 상기 중자 고정 기능의 종료 위치에 있고,
   상기 중간 구간의 종점은, 상기 중자 고정 기능의 종료 위치보다도 하류측에 있고,
   상기 가공 조건 설정부는, 상기 제 2 가공 조건과 비교하여 상기 방전 가공을 억제한 상기 중간 가공 조건을 설정하는 것을 특징으로 하는 와이어 방전 가공기.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 중간 구간의 시점은, 상기 중자 고정 기능의 종료 위치보다도 상류측에 있고,
   상기 중간 구간의 종점은, 상기 중자 고정 기능의 종료 위치보다도 하류측에 있고,
   상기 가공 조건 설정부는, 상기 중간 구간의 시점에서 상기 중자 고정 기능의 종료 위치까지의 사이에서는 상기 제 1 가공 조건과 비교하여 상기 방전 가공을 억제한 상기 중간 가공 조건을 설정함과 함께, 상기 중자 고정 기능의 종료 위치에서 상기 중간 구간의 종점까지의 사이에서는 상기 제 2 가공 조건과 비교하여 상기 방전 가공을 억제한 상기 중간 가공 조건을 설정하는 것을 특징으로 하는 와이어 방전 가공기.
5. 제 2 항 또는 제 4 항에 있어서,
   상기 가공 조건 설정부는, 상기 제 1 가공 조건과 비교하여, 상기 와이어 전극과 상기 피가공물 사이의 평균 방전 에너지량을 적게 하고, 상기 피가공물의 가공 속도를 느리게 하고, 가공액의 유압을 약하게 하고, 가공액의 유량을 적게 하고, 상기 와이어 전극의 장력을 작게 하고, 상기 와이어 전극과 상기 피가공물 사이의 방전 간극 거리를 크게 하거나, 또는 이것들을 조합한 상기 중간 가공 조건을 설정하는 것을 특징으로 하는 와이어 방전 가공기.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 가공 조건 설정부는, 상기 제 1 가공 조건과 비교하여, 상기 와이어 전극과 상기 피가공물 사이에 공급되는 방전 전류의 펄스 폭을 좁게 하고, 상기 방전 전류의 피크 전류값을 작게 하고, 상기 방전 전류의 전류 펄스의 휴지 시간을 길게 하고, 또는 이들을 조합함으로써, 상기 평균 방전 에너지량이 상대적으로 적은 상기 중간 가공 조건을 설정하는 것을 특징으로 하는 와이어 방전 가공기.
7. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
   상기 가공 조건 설정부는, 상기 제 2 가공 조건과 비교하여, 상기 와이어 전극과 상기 피가공물 사이의 평균 방전 에너지량을 적게 하고, 상기 피가공물의 가공 속도를 느리게 하고, 가공액의 유압을 약하게 하고, 가공액의 유량을 적게 하고, 상기 와이어 전극의 장력을 작게 하고, 상기 와이어 전극과 상기 피가공물 사이의 방전 간극 거리를 크게 하거나, 또는 이것들을 조합한 상기 중간 가공 조건을 설정하는 것을 특징으로 하는 와이어 방전 가공기.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 가공 조건 설정부는, 상기 제 2 가공 조건과 비교하여, 상기 와이어 전극과 상기 피가공물 사이에 공급되는 방전 전류의 펄스 폭을 좁게 하고, 상기 방전 전류의 피크 전류값을 작게 하고, 상기 방전 전류의 전류 펄스의 휴지 시간을 길게 하고, 또는 이들을 조합함으로써, 상기 평균 방전 에너지량이 상대적으로 적은 상기 중간 가공 조건을 설정하는 것을 특징으로 하는 와이어 방전 가공기.
9. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
   상기 가공 조건 설정부는, 드웰 가공의 실행을 포함하는 상기 중간 가공 조건을 설정하는 것을 특징으로 하는 와이어 방전 가공기.
10. 와이어 전극과 피가공물을 상대 이동시키면서 상기 와이어 전극과 상기 피가공물 사이에 방전을 발생시킴으로써, 상기 피가공물에 대해 가공 경로를 따른 방전 가공을 실시하고,
    상기 방전 가공에 의해 발생하는 상기 와이어 전극의 성분을 부착·퇴적시킴으로써, 상기 방전 가공에 의해 형성되는 중자를 상기 피가공물의 모재에 고정시키는 중자 고정 기능을 갖는 와이어 방전 가공기로서,
    상기 방전 가공에 관한 가공 조건을 상기 가공 경로 상에 있는 복수의 구간에 대응시켜 각각 설정하는 가공 조건 설정부와,
    상기 가공 조건 설정부에 의해 구간마다 설정된 상기 가공 조건에 따라 상기 방전 가공의 제어를 실시하는 방전 가공 제어부를 구비하고,
    상기 가공 조건 설정부는, 상기 가공 조건으로서,
    상류측에 있는 제 1 구간에서는, 상기 중자 고정 기능을 발현 가능한 제 1 가공 조건을 설정하고,
    하류측에 있는 제 2 구간에서는, 상기 피가공물에 홈부를 형성 가능한 제 2 가공 조건을 설정하고,
    상기 제 1 구간의 종료 위치에서는, 상기 제 1 가공 조건에 의한 드웰 가공의 실행을 설정하는 것을 특징으로 하는 와이어 방전 가공기.
11. 와이어 전극과 피가공물을 상대 이동시키면서 상기 와이어 전극과 상기 피가공물 사이에 방전을 발생시킴으로써, 상기 피가공물에 대해 가공 경로를 따른 방전 가공을 실시하고,
    상기 방전 가공에 의해 발생하는 상기 와이어 전극의 성분을 부착·퇴적시킴으로써, 상기 방전 가공에 의해 형성되는 중자를 상기 피가공물의 모재에 고정시키는 중자 고정 기능을 갖는 와이어 방전 가공기가 실행하는 와이어 방전 가공 방법으로서,
    상기 방전 가공에 관한 가공 조건을 상기 가공 경로 상에 있는 복수의 구간에 대응시켜 각각 설정하는 설정 공정과,
    상기 설정 공정에서 구간마다 설정된 상기 가공 조건에 따라 상기 방전 가공의 제어를 실시하는 제어 공정을 구비하고,
    상기 설정 공정에서는, 상기 가공 조건으로서,
    상류측에 있는 제 1 구간에서는, 상기 중자 고정 기능을 발현 가능한 제 1 가공 조건을 설정하고,
    하류측에 있는 제 2 구간에서는, 상기 피가공물에 홈부를 형성 가능한 제 2 가공 조건을 설정하고,
    상기 제 1 구간과 상기 제 2 구간 사이에 있는 중간 구간에서는, 상기 제 1 가공 조건 및 상기 제 2 가공 조건의 어느 것과도 상이한 중간 가공 조건에 의한 상기 방전 가공의 실행을 설정하는 것을 특징으로 하는 와이어 방전 가공 방법.

Images