WO1984001735A1

WO1984001735A1 - A wire-cut taper machining method

Info

Publication number: WO1984001735A1
Application number: PCT/JP1983/000383
Authority: WO
Inventors: Hajimu Kishi; Masaki Seki; Kunio Tanaka; Masashi Kawasumi
Original assignee: Fanuc Ltd
Priority date: 1982-10-27
Filing date: 1983-10-27
Publication date: 1984-05-10
Also published as: DE3379940D1; EP0124611A1; EP0124611A4; EP0124611B1

Description

明細書

ワイヤカツトテ。加工方法

技術分野 ―

本発明はワイヤカツトテ。加工方法に係り、特に 2 つの制御面においてそれぞれ同時 2 軸制御し、全体として同時 4 軸制御によりワイヤとワーク間の相対的移動を制御し、ワークに所定のテ。加工を施すワイヤカツトテ °加工方法に関する。

背景技術

ワイヤカツト放電加工機は周知の如ぐ、上ガイド、と下ガイド、との間にワイヤを張設しておき、該ワイヤとヮークとの間に放電を生じさせてヮークを加工するものであり、ワークはテーブル上に固定され、加工形状に沿って数値制御装置からの指令により X Y方向に移動せしめられる。この場合、テーブル（ワーク）に対してワイヤを垂直方向に張設しておけば、ワーク上面と下面との加ェ形状が同一となり、又上ガイド或いは下ガイド、を X Y方向（ ϋ軸、 V軸という）に偏位可能 ¾如く構成し、たとえばワーク移動方向と直角方向に該上ガイド或いは下ガイド、を偏位してワイヤをワークに対して傾斜せしめれぱワーク上面と下面との加工形状は同一とらず、ヮィャ加工面が傾斜する、いわゆるテ ― 。加工が行われる _c 第 1 図はかるテ。加工の説明図であり、上ガイド、 ϋ G と下ガイド D G との間にワイヤ W R力ワーク W Κ に対し所定角度傾斜して張設されている。今、ワーク W K o n の下面 P L をプログラム形状 ( ワーク W K上面 Q U をプログラム形状としてもよい）とし、又、テーハ。角度な、上ガイドひ G と下ガイド D G 間の距雜 H、下ガイド D G からワーク W K下面までの距離 h とすれば、ワーク下面 P L に対する下ガイ D Gのオフセット量 di 及び上ガィド U G のオフセット量 d ₂ はそれぞれ、

-2 d

d I = h. · tanな + d 2 =H - taa a - h. · taa CL一

-2 d

H · tanな - d で表わせる。尙、 d は加工幅である。

従って、ワークの移動に応じてオフセット量 d i 、 d 2 が一定になるよう、ワイヤを張設する上ガイド U G 或いは下ガイド D G を移動制御すれば第 2 図に示すようにテーハ =»角 _α のテーハ。加工を行るうことができる。尙、図中、点線及び一点鎖線はそれぞれ上ガイド ϋ G、下ガィド D Gの通路である。以上のようにワイヤカット放電加工指令としてはヮ一ク下面或いは上面でのプロク、ラム通路と、該プログラム通路上での送り速度、テーハ。角な前記距離 H 、 h 等を指令すれば指令通りの加工が行われところで、最近上面形状と下面形状が全く異るる部品たとえば上面形状が直線となり、該直線に対応する下面形状が円弧とるるような部品が要求されてきている。換言すれば、ワイヤカット放電加工機が、ワークを力る部品形状に加工できる機能を有することが要求されている。又、ワイヤカット放電加工機が、傾けて配設されているヮークを上面形状と下面形状が全く異るる部品形状に加工できる機能を有することも要求されている。というのは、テ — °加工が可能 N C ワイヤカツト放電加工機においては、機構上テ ― 。角度の大きさに制限があり、ワークを水平に配設する限り最大テ。角以上のテ加工を行るうことができ ¾いが、ワークを傾けて配設すると該最大テ。角以上のテ。加工をヮークに施すことができるからである。す ¾ わち、テ一ハ。角度に制限があるにも力わらず最大テ一ハ。角以上のテ。角を有するテ ― 。加工が要求される場合には、ワーク（部品材料）を制御面（ X Γ プログラム面や ϋ V下ガイド、移動面）に平行で ¾ く傾けて取付けることによって、制御面に対する相対的テ。角は最大テ。角の制限内に納まり、ワークに最大テ一ハ。角より大きいテ一ハ。加工を施すことができる。従って、機械により定まる最大テ ―ハ。角以上のテ。角を有するテ ― ハ。加工が要求される場合には、ワークを制御面に対して傾斜させて取付けてテ ― 。加工をし ¾ければらい。

ところで、従来のテ。加工方法では上面形状と下面形状が全く異なる場合にはテ。加工を行るうことができず、ましてやワークを傾斜させたまで部品上面形状と部品下面形状が異るテ一ハ。加工を行うことはできなかった。

以上から、本発明の目的は部品の上面形状と下面形状与えられているとき、かる上面形状並びに下面形状を有する部品の加工ができる新規なテーハ。加工方法を提供することである。

又、本発明の別の目的はワークを制御面に対して傾斜させて取付けた場合であっても、部品の上面形状と部品下面形状が異るるテーハ。加工を行 ¾ うことができるワイャカツトテ一ハ。加工方法を提供することである。

本発明の更に別の目的はワークと X Y プログラム面間並びにワークと下ガイド移動面間の相対的位置関係データと、部品の上面形状データと、部品の下面データとを用いて同時 4 軸制御用の N C データを生成し、該 N C デ一タに従って該上面形状と下面形状を有する部品の加工ができるワイヤカツトテー加工方法を提供することでめる。

発明の開示

本発明は第 1 、第 2 の 2 つの制御面においてそれぞれ同時 2 軸制御し、全体として同時 4 軸制御することによりワイヤとワーク間の相対的移動を制御して上面形状と下面形状が全く異なる場合であっても、ワークを該形状にテ一ハ。加工できるワイャカットテーハ。加工方法であるそして、本発明のテーハ。加工方法は部品上面と第 1 の制御面、並びに部品下面と第 2 の制御面の組のうち少るくとも一方における 2 つの面の間に隔たりが存在するとき部品上面と部品下面の対応するボイントを結んだ直線に沿って、これらボイントを前記隔たりがある組の制御面に投影させて投影点の位置を求めるステップ、第 1 及び第 2 の制御面における対応するボイントをワイヤが同時にたどるように前記第 1 及び第 2 の制御面における対応するボイントの位置データを用いて同時 4 軸制御するステツフ。を有している。

図面の簡単 ¾説明第 1 図及び第 2 図は従来のテ ―ハ。加工説明図、第 3 図は制御面と部品面との関連説明図、第 4 図及び第 5 図は部品上面形状が円であり、部品下面形状が正方形である場合において、 X Y フ。ログラム面及び ϋ V下ガイド、移動面におけるワイャの通路説明図、第 6 図は本発明のテーハ。加工方法説明図、第 7 図は部品の一部平面図、第 8 図は本発明のプロック図、第 9 図は N C データ作成処理の流れ図、第 1 0 図は分割点算出説明図、第 1 1 図及び第

1 2 図は本発明の別の実施例ブロック図、第 1 3 図及び第 1 4 図は部品をワイヤカツト放電加工機に傾けて配設した場合におけるプログラム面及び U V下ガイ移動面におけるワイヤ通路説明図、第 1 5 図は部品をワイャカツト放電加工機に傾けて配設した場合における本発明のテ― ハ。加工方法説明図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明を（I)ワークを水平に配設した場合と (H) ワーク傾斜して配設した場合について図面に従って詳細に説明す

OMP1 る。尙、以下の説明においてプログラム面を第 1 制御面、下ガイドが移動する面を第 2 制御面として説明するが制御面の選定法として本発明はこれに限るものではない。

(I) ヮークを水平に取付けた場合：

第 3 図はワークをワイヤカツト放電加工機に水平に取付けた場合における制御面と部品面との関連説明図であり、 W Kは部品、 ϋ S は部品上面、 D S は部品下面、

W Rはワイャ、 F C S はプログラム面である第 1 制御面、 S C S は下ガイドの移動面である第 2制御面であり、部品 W Κはその部品上面 ϋ S 並びに部品下面 D S がそれぞれ第 1 制御面 F C S と第 2 制御面 S C S とにそれぞれ平行になるように配設されている。

第 4 図及び第 5 図は部品上面形状が円であり、部品下面形状が正方形である場合において、第 1 制御面 F C S 及び第 2 制御面 S C S におけるワイヤ通路を説明する説明図であり、それぞれ（Α)図は部品縦断面図、（Β)図は第 1 制御面及び第 2 制御面への部品の投影図である。第 4 図においては第 1 制御面 F C S と部品上面 ϋ S とが一致しており、第 2制御面 S C S と部品下面 D S が所定距離隔たっている。この結果、第 1 制御面 F C S のワイヤ通路 P R P は円にるっているが、第 2 制御面 S C S のワイヤ通路 D G Ρ は正方形がゆがんだ偏平な形状になっている。 —方、第 5 図においては第 1 制御面 F C S と部品上面

U S とが隔たっており、又第 2 制御面 S C S と部品下面も隔たっている。この結果、第 1 制御面 F C S のワイヤ

V/1PO 通路 P R P は円でく ¾ りゆがんだ形状にっており、又第 2 制御面 S C S のワイヤ通路 D G P も正方形でく、ゆがんだ形状になっている。

さて、本発明においては、部品上面 ϋ S と第 1 制御面； P C S 、並びに部品下面 D S と第 2 制御面 S C S の組のうち少くとも一方の組における 2 つの面の間に隔たりが存在するとき、部品上面と部品下面の対応するボイントを結んだ直線が前記隔たりのある組の制御面と交叉する点（投影点）の位置を求め、しかる'後第 1 制御面と第 2 制御面とにおける対応するボイントをワイャが同時にたどるように、これら対応ボイソトの位置データを用いて同時 4 軸制御し、部品上面と下面における形状の異るるテ一ハ。加工を行 ¾つている。

第 6 図は本発明のテ― ハ。加工方法を説明する説明図である。図中、 V ₃ は部品上面 U S から下面 D S 迄の距離 ( 厚さ）、 V 4 は部品上面 ϋ S から第 1 制御面 F C S 迄の距離、 V ₅ は部品上面から第 2 制御面 S C S 迄の距離である。又、 P i は部品上面 U S におけるワイヤ通路上のボイント、 P ₂ は部品下面 D S におけるワイヤ通路上のポイントであり、ポイント P 1 、 P 2 は既知で、それぞれ対応しているものとする。更に Q i、 R iは部品上面と下面における対応するポイント P i 、 P 2 を結ぶ直線 P 1 P ₂ が第 1 制御面 F C S と、第 2 制御面 S C S とそれぞれ交叉するポイント（投影点）である。又、機械座標系の原点を 0 とし、座標軸： m、 Ym、 Z m を図示の如くとるものとする（但し、 Y軸は紙面に垂直）。

さて、 V ₃ 、 V 4 、 V 5 並びにボイント P i 、 P 2 は後述するように既知である。従って、これらの値から第

1 制御面 F C S, 及び第 2制御面 S C S における投影点 Q i、 R iの座標値（ XMi 、 XMi 、 Z M_x ) 、 ( X M₂ >

Y M₂ 、 Z M₂ ) が求まれば、これら対応する投影点 Q i、 R i ( i = l、 2 … ；）を同時にたどるように第 1 制御面で X、 Yの同軸 2 軸制御し、又第 2 制御面で ϋ、 Vの同時 2軸制御し全体として同時 4 軸制御すれば所望の部品が得られる。

今、ポイント P i の座標値を（ _{X l} 、 y,, 0 ) 、ボイント P ₂ の座標値を（ _{X 2} 、 y ₂ 、 - V₃ ) とすればワイヤ W R と同一方向のベクトル B ( = Pi Q i ) の単位べクトルの各軸成分 i 、 j 、 k は

X - X2 ) X - X2 " + ( yi - y2 ) ² + ν₃' (1)

= ( y 1 - 72 X - X2 ) 2 + ( y 72 ) ² + v₃ ² (2) k = V₃ ( Xl - X2 ) ² + ( 71 ~ 72 ) ² + V₃ ^: (3) とる。従って、ボイント Q i の Z 軸座標 Z Miは

Z Mi =！ B k

B I · ( xi - X2 ) ²+ ( 71 -y₂ )² + V₃ ² (4) と表現される。ところで、は部品上面 U S から第制御面迄の距離 V 4 に等しいから

V₄ = I B V₃ X2 ) ²+ ( 71 - 72 ) ²+Υ3' とるる。従って、べクトルの大きさは

_Ώ , v₄

B I =一 Xl -- X2 ) ²+ ( ) ² +V₃ ^! (5) V₃ と ¾ る。

以上力ら、投影点 Q i の X軸、 Y軸座標値 X Mi Υ Μι はそれぞれ Μι = χι + I B

V,

X +一 . （ X 1 X 2 (6)

V₃

Y Mi = yi + I B

7 十 y y 2 (7)

V：と ¾ り、投影点 Q i の座標値が求まる。同様に第 2 制御面の投影点 R i の各軸座標値 XM₂ 、 YM₂ 、 Z M ₂ は

( v₅ - V₃ )

X M 2 = X 2 + ( X 2 - X i ) (8)

( v₅ - v₃ )

Y M2 = y 2 + ( y 2 - y (9)

V₃

Z M₂ =一 V! do) と ¾ る一 Ο ΡΪ . ~"WIPO ついで、（6)〜（9)式より第 1 制御面上の投影点座標 X i、 Y i と、第 1 制御面上の投影点 Q i から第 2 制御面上の投影点 R i 迄のベクトルの軸成分 U i、 V i を求め， X i、 Y i、 U i、 V i を N C データとしてメモリに記憶する。伹し、 X i、 Y i、 U i、 V i は

である。尙、 ϋ i、 V i は下ガイト、、の移動量べクトルの軸成分であり、 X i 、 Y i は部品上面と第 1 制御面が一致しているときワークの移動量ぺクトルの軸成分と ¾ る。

そして、以後部品上面と下面における全対応点に対し、 (6)〜（9)、 ¾式を用いて順次 X i、 Y i、 ϋ i、 V i ( i = 1 、 2 、 3 … ）を求め、メモリに記憶する。

全対応点における X i、 Y i、 U i、 V i が求まれば、これらを N C データとして N C テープを作成し該 N C テープを用いて、或いはメモリより 1 プロックづっ N C デ一タを読み出し、同時 4 軸制御によりワイヤカツト放電加ェ機を制御する。

次に部品上面及び下面の形状入力について説明する。第 7 図は部品の一部平面図である。今、部品上面形状

P U P と部品下面形状 P D P における線素をそれぞれ

1 、 3 、 5 、 - 7 j G 2 ¾ G 4 G s 、 3 とレ、又線素と G ₂ 、 G 3 と G ₄ 、 G 5 と G ₆ 、 G ₇ と G 8 が互いに対応するものとすると部品形状定義プログラムは以下のように ¾ る。但し、ポイント S i 〜 S_{1 0} 、円弧、 C 2 、 C 3 は既に定義済であるものとする。

Gi S i 、 S₂ 、 1

G₂ S₆ 、 S₇ , 1 ;

G₃ Ci 、 cw、 s₂ 、 S 3 4 0

G C₂ 、 cw、 s₇ 、 s₈ 4 0

G₅ s₃ 、 S 4 、 1

G₆ s₈ 、 S₉ . 1 ;

G₇ c₃ 、 CW、 S₄ 、 S 5 5 0

G₈ s₉ 、 S i ₀、 5 0 尙.、上記プログラム中 C W " は時計方向の円弧であることを、；はブロックの区切であることを示し、又末尾の数値 1 、 4 0、 5 0 は各線素 G i の分割数である。分割数が 2 以上のときには N C データ作成処理に際し各分割点が求められ、対応する分割点毎に (6)〜、な1)式により X i、 Y i、 U i、 V i が演算され、 N C データとして出力される。

第 8 図は本発明のブロック図、第 9 図は処理の流れ図でめる。

予め、 R 0 M 1 0 1 には N C データ作成： 7° ログラム力、；己憶されている。又、 V V 品上面及び下面の

O PI 形状データ（前述の部品形状定義文）がテープ 1 0 2 からテ一プリーダ 1 0 3 に読取られて、 R A M 1 0 4 に記憶されている。プロセッサ 1 0 5 は、まず R A M 1 0 4 より、形状データを読取り以下のステップ（a)、（b)により部品上面と下面における対応点の座標を求め R A M 1 OS に順次格納する。すなわち、プ口セッサ 1 0 5 ^

(a) 対応する 2 つの線素の分割数が 2以上かどうかを判定する。 1 であれば各線素の端点の座標値を対応ずけて R A M 1 0 6 に記憶し、次の線素デ一タを読み取る。

(b) 分割数が 2 以上あれば、各線素の互いに対応する分割点の座標値を順次求めると共に、これらを対応づけて R A M 1 0 S に記憶し、次の線素データを読みとる。尙、第 1 0 図（A)に示すように分割数を M、 2 点 P a、 P b の座標値をそれぞれ（ x_a、 7 _a ) - . (x_b、 y_b ) とすれば該 2 点を結ぶ直線 L Nの第； j 分割点 P j の座標値 χ j、 y j ( j = 1、 2、 M ) は x = X +

M ( ^x b 一 ^x (12a ) y (12b となる。又、第 1 0 図（B)に示すように、 d ₀ を中心角、 r を円弧半径、 Mを分割数、 θ ( = Θ oX_M ) を角度増分とすれば第 j 分割点 P j の座標値 X j、 7 ί j = 1、

2、 M ) は x cos Θ - ( 13a )

J一 y j = x j _ ! - sin^ + y j _ j - cos Θ ( 13b) とるる。但し、上式中 x。 = x_a、 y。 = y_aである。

以上の処理により全対応点の算出と記憶が終了すれば、プロセッサ 1 Q 5 は各対応点毎に（6)〜（9)式及び ])式を用ぃてひ（ i = l、 2 、 "· ）を求め、これを N C データとして R A M 1 0 6 に記憶する。以上により部品上面及び下面形状が異る N C データが R A M 1 0 6 に記憶されたことにる。以後、 N C データをテーフ。ハ。ンチ 1 0 7 によりテープ 1 0 8 に記録して N C テ —プを作成する。尙、 R A M 1 0 6 より N C データを 1 プロックづっ直接読取ってインタフェース回路 1 Q S を介して N C 装置 2 0 1 に入力し、テ一ハ。加工を行なうようにしてもよい。

以上はテ ―ハ。加工用の全 N C データを作成した後該

N C データを用いてテ一ハ。加工する場合であるが、ヮ一クの移'動量べクトノレ X i、 Y i と下ガイド、の移動量べクトル U i、 V i が求められる都度、該移動量べクトルを用いて同時 4 軸のテ一ハ。加工制御を実行することもできる。第 1 1 図及び第 1 2 図はか ^ る場合の本発明の実施例説明図である。尙、第 1 制御面がワーク上面と一致しており、又第 2 制御面が上ガイドの移動する面と一致しているものとして説明する。第 1 1 図に示すようにワイヤ放電加工機 3 0 1 においてワークはモータ M X、 M Y によりそれぞれ X Y方向に移動される X - Y テーブル T B 上に固定されている方、ワイヤ W Rはリール R L 1 から繰出されて下ガイド D G と上ガイとの間に張設されな；^ らリール R L₂ に卷取られ、図示し ¾ い接触電極によって電圧が加えられ、ワーク W K との間に放電が生じるように構成されている。又、上ガイド、 U Gはモータ M U M V によりそれぞれ X Υ方向（ U 軸、 V軸方向という）に移動可能にコラム C Mに設けられているもので、各モータ M X M Y M U M Vは数値制御装置 2 (3 1 のサー #回路 1) 、 D V Y D V U D V V により駆動される。数値制御装置 2 0 1 は第 1 2 図に示すようにデータ読取装置 2 0 1 a と、入力メモリ 2 0 1 b と、数値制御部 2 0 1 c と、操作盤 2 0 1 d と、分割点演算部 2 0 1 e と、分割点記憶メモリ 2 0 1 f と、投影点演算部 2 0 1 g と、移動量ぺクトル演算部 2 Q 1 m と、ルス分配器 2 0 1 n と、各軸サーポ、回路 D V X D V Y D V U D V V により構成されている。

(1) 操作盤 201 d上の起動釦を押圧すれば数値制御部 2 0 1 c はデータ読取装置 2 0 1 a をしてテープ T P から部品形状定義文を読取って入力メモリ 2 0 1 b に格納する。

(2) 数値制御部 2 0 1 c は部品形状定義文の読取が終了すれば l → i として内蔵のレジスタに記憶する。

(3) ついで、数値制御部 2 0 1 e は第 i ブロックのデータが部品形状定義文の終りを示すコード、であるかどうか判別し、終りコードであれば処理を終了する。

(4) 終りコードで ¾ければ数値制御部 2 0 1 c は第 i ブロックの部品形状定義文に含まれる分割数が 1 であるかを判別する。

(5) 分割数が 1 であれば数値制御部 2 0 1 c はその旨及び i を分割点演算部 2 0 1 e に通知する。これにより、分割点演算部 2 0 1 e は第 i 番目の部品形状定義文に含まれる部品上面における線素の始点及び終点の座標値、並びに部品下面における線素の始点、終点の座標値をそれぞれ分割点メモリ 2 0 1 f に格納する。

(6) しかる後、投影点演算部 2 0 1 g は（⁶)式乃至式の演算を行なって、各線素の始点を結ぶ直線と第 1 制御面及び第 2 制御面との交点（投影点）の座標値（ X M i 、 Y M 1 ) 、 ( X M a > Y M 2 ) を求め、又各線素の終点を結ぶ直線と第 1 制御面及び第 2 制御面との交点の座標値（ X M 、 Y M i ' )、（ X M 、 Y M ₂ ' ) を求める。

(7) 投影点の演算が終了すれば移動量べクトル演算部 2 0 1 mは始点に対応する 2 つの投影点座標値を用いて (11)式の演算を行 ¾つてワークの移動量べクトル X i 、 Y i 及び !ガイドの移動量ベクトル U i 、 V i を求める。又、移動量べクトル演算部 2 0 1 m は終点に対応する投影点の座標値を用いて同様に W式の演算を行るつてヮーク移動量べクトノレ X i ' 、 Y i ' 及び J ガイド、移動量ぺクトル U i ' , V i ' を求める。

(8) ついで、数値制御部 2 0 1 c は次式により

O PI X i ' -X i→x ( 14 a }

Y i ' -Υ i→y ( 14b ) U iに ϋ i→u ( 14 c )

V i ' -V i→v ( 14d ) 各軸方向のインクリメンタル値 x y u 、 v を演算し、ハ⁰ ルス分配器 2 0 1 n に入力するこれにより、ハ。ルス分配器 2 0 1 は入力されたインクリメンタル値 χ 、 Ύ u 、 V に基いて同時 4 軸のハ。ルス分配演算を実行して分配ハ⁰ ルス X P 、 Y P 、 U P 、 V P を発生し、これらノタルスを各軸サーポ、回路 D V X 、 D V Y 、 D V U 、 D V V に入力し、各軸モータ M X 、 Μ Υ 、 Μ ϋ 、 M Vを回転する。

(9) 一方、ステップ )の判別の結果、分割数が 2 以上であれば（分割数を M とする）、分割点演算部 2 0 1 e は（ 1 2 a )へ ( 1 2 b ) 式あるいは（ 1 3 a ) 、（ 1 3 b )式により分割点の座標値を演算して分割点メモリ 2 0 1 f に格納する。

αα しかる後投影点演算部 2 0 1 g は j を 1 にして内蔵のレヅスタ R G S に記憶すると共に、部品上面及び部品下面の各線素の第（ j - 1 ) 分割点及び第 j 分割点をそれぞれ始点、終点とみなしてステップ（⁶) の処理を行い、又移動量べクトル 2 0 1 mはステップ（7)の処理を、数値制御部 2 0 1 c はステップ（S)の処理を行なう。

¾ ワイヤが第 j 分割点に到達すれば、数値制御部

2 0 1 c はその旨を投影点演算部 2 0 1 g に入力する。これにより投影点演算部 2 (3 1 g " は J J

の演算を行つた後、 j 〉 Mかどうかの判別を行るい、 j Mであればステップ（10)以降の処理を実行し、 j 〉 M であればその旨を数値制御部 2 0 1 c に通知する。数値制御部 2 0 1 c はこれにより

+

の演算を行つた後ステップ（3)の処理を行い、以後前記と同様な処理を繰返えしてテ ― 。加工処.理を行るう。

以上はワークを水平に配設した場合であるが、次にヮ — クを傾斜させてワイヤカツト放電加工機に取付けた場合におけるワイャカッ卜テ一ハ。加工処理について説明する

(II) ワークを傾斜させて取付けた場合：

第 1 3 図は部品上面形状及び下面形状がそれぞれ円及び正方形の場合において、部品を第 1 、第 2 制御面に対して傾けたときのワイャ通路を説明する説明図であり、 (A)図は部品を傾斜して配設した場合の縦断面図、（B)図は第 1 、第 2 制御面にけるワイヤ通路説明図である。部品（ワーク） W K の上面 ϋ S 及び下面 D S は第 1 3 図（Α) に示すように第 1 制御面 F C S 並びに第 2 制御面 S C S に対しそれぞれ ^ の傾斜を持って配設されている。この結果、第 1 制御面 F C S のワイヤ通路 P R P は円にならずゆがんだ形状にっており、又第 2 制御面 S C S のヮィャ通路 D G Ρ も正方形でく ¾ りゆがんだ形状にるつている。尙、第 1 4 図（Α) （D)に傾斜方向をかえた場合の

Q!,'?I ^WIPO 各制御面にけるワイヤ通路 P R P D G P を示す。

さて、ワークが傾斜してワイヤカツト放電加工機にセットされている場合には本発明においては、ヮ一クと第 1 及び第 2 の制御面間の相対的位置関係データ並びに部品の上面形状データと下面形状データとをそれぞれ入力し、しかる後部品上面と部品下面の対応するボイントを結んだ直線が第 1 及び第 2 制御面と交叉する点（投影点）の位置を求め、ついで第 1 制御面と第 2 制御面における対応する投影点をワイヤが同時にたどるように各投影点の位置データを用いて同時 4 軸制御し、部品上面と下面における形状の異るるテ ― 。加工であって、テ一ハ。角力機械により定まる最大テ。角より大きいテ― 。加工を行つている。

第 1 5 図はワークが傾斜している場合にける本発明のテ一ハ。加工方法を説明する説明図である。 V ₃ はヮークの厚さ、 V ₄ は機械座標系の各軸 Xm Ym Z m を図示の如くとった場合（但し Ym は紙面に垂直）、 Xm 軸から苐 1 制御面 F C S 迄の距錐、 V 5 は Xm 軸力ゝら第 2 制御面 S C S 迄の距離、 V _s は Ym 軸を回転支軸としてワークを回転した場合の回転角、 V ₇ ( 図示せず）は m 軸を回転支軸としてワークを回転した場合の回転角である。又、 P i は部品上面 U S におけるワイヤ通路上のボイント、 P ₂ は部品下面 D S におけるワイヤ通路上のポイントであり、部品座標系 X p - Y p - Z p ( 但し、 Y ρ 軸は紙面に垂直）におけるこれら各ボイント、 P 2 の座標は既知であり、それぞれ対応しているものとする。更に、 Q i、 R i は部品上面と下面における対応するボイント P i 、 P 2 を結ぶ直線 P i P 2 が第 1 制御面 F C S 並びに第 2 制御面 S C S とそれぞれ交叉するボイント（投影点）である。

さて、 V 3 〜 V 7 並びにボイント P 1 、 P 2 は既知である。従って、これらの値から第 1 制御面 F C S 及び第 2 制御面 S C S における投影点 Q i、 R i の座標（、 Y M 1 、 Z M i )、（ X M ₂ 、 Y M ₂ 、 Z M ₂ )が求まれば、これら対応する投影点 Q i、 R i ( i = 1 、 2 、 ··· ）を同時にたどるように、第 1 制御面で'） C,Y 同時 2 軸制御し、又第 2 制御面で U、 V の同時 2 軸制御し、全体として同時 4 軸制御すれば所望の部品が得られる。

今、ポイント P i 、 P 2 の部品座標系における座標をそれぞれ（ _{X p} i 、 y _p i 、 0 )、 ί χ _{ρ 2} , y _{ρ 2} - V₃ ) とし、これらボイント P i 、 P 2 の座標を機械座標系に変換したときの座標を.

( x

m丄 7 m m )、 ΠΙ2 y m 2 m 2

とする。尙、部品座標系（ x p、 y p、 z _p ) から機械座標

X m y m z m _w ) への変換式は次式のようにる x_rn= x p 'cos 6 " z p -sin V₆

7 _m = y p · cos V7 - ( Χ ρ · sin V₆ + z _p · cos V 6 'sin V7 ) (i z m ⁼ 7 -n 'sinV₇ + ( x · _Sin V + z _n · cosV₆ 'COS ₇ ) J

OMPI 伹し、 Ym 軸を中心として V ₆ 回転を最初に行ない、ついで Xm 軸を中心として V ₇ 回転をするものとする。

従って、 ( X _{p i} . y _{p i} 、 0 ) 、 p₂ ( X p ₂、 y _{p 2}、-v₃) は^式を用いて ^、式の如く機械座標系に変換される。

x m COS

.2 = x sinV I

P2

^J Π12 ^y 2 ' cos V7 - ( x p ^ *siaV₆ - V3. cosVe . sinV ) (L7) z _m2 =7 _p2 -sinVr + ( x _p2 · sinVg -V3 "c∞V₆ -OKVT ) さて、ベクトル P i Q i ( = B ) の単位ベクトル i 、 j 、 k は ―

A= ( x_m mi, -x_m ni2 )^ύ+ ( y m _m,i -y ^J„ Π12„ ) ² + ( z _m m,i - z ^ m 2 ) ² ^l¾ とすると、

と ¾ る。又、イント Q i の Z 軸座標 ZMiは V ₄ である

O PI から

k B = ( V₄ m

→

が成立し、ベクトル B の大きさは

B I = ( V₄ m ) · AZ ( m l m 2 とる。故に投影点 Q i の X軸、 Y軸座標値 XMi 、 Y M Z Miはそれぞれ

YM2 =y + ( V₄

mi 一 mi ) · ( y. mi y ^ m2 ' ' 、 ^z mi m.2 )

ZM₂ =V と- り、投影点 Q i の座標が求まる。同様に第 2制御面の投影点 R i の各軸座標値 XM₂ 、 YM ₂ 、 Z M ₂ は

2 ^z n 一 ^z ra₂)

YM₂ =7_m2 十（V₅ - z _m2 ) . ( _mi -7_m2 z — z ) mi m 2

ZM₂ = V ノと ¾ る。

ついで、 X 、 Υ :7° ロク' ラム面上の投影点座標（ X i、 Y i ) と、ベクトル R i Q i の軸成分 U i、 V i を求め、 X i、 Y i、 U i、 V i を N C データとしてメモリに記憶する。但し、 X i、 Y i、 U i、 V i は、

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、鶴

である o

そして、以後部品上面と下面における全対応点に対し (¾)〜 ^式を用ぃて順次 ^： 1、 ¥ 1 ; 11 1 ( i = l 、 2 、

3 …… ）を求め、メモリに記憶する。

全対応点における X i、 Y i、 U i、 V i が求まれば、これらを N C データとして N C テ一ブを作成し該 N C テ一プを用いて、或いはメモリより 1 プロックづつ N C データを読み出し、同時 4 軸制御によりワイヤカット放電加ェ機を制御する。

尙、ワークを水平に配設した場合における第 8 図、第

1 1 図及び第 1 2 図の構成はワークを傾斜して配設した場合にも適用できる。ただ、投影点を求める演算式として（⁶)〜（⁹)式に替え^〜 ¾式を用いる必要がある。

以上、本発明によれば部品の上面形状と下面形状が全く異なっている場合でも 4 軸のテーハ。加工ができ、ワイャカツト放電加工機の応用分野を広めることができた。

又、部品上面と第 1 制御面、或いは部品下面と第 2制御面のいずれか少なくとも一方において、その面位置に隔たりがあっても上面形状と下面形状が異なるテ ―ハ。加工ができる。更に、本発明によればワークを制御面に対して傾斜させて取付けた場合であっても、部品の上面形状

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、と部品の下面形状が全く異るテ。加工を行るうことがでしかもテ ― 。角が機械により定まる最大テ角度より大きい場合であってもテ ― 。加工ができる。

産業上の利用分野

以上、本発明は部品の上面形状と下面形状が全く異 ¾ る場合におけるワイヤカツトテ — 。加工に適用して好適である。

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Claims

請求の範囲

1. 2 つの制御面においてそれぞれ同時 2 軸制御し、全体として同時 4 軸制御によりワイヤとワーク間の相対的移動を制御し、ワークを所定形状の部品にテ ― 。加工するワイヤカットテ。加工方法において、少なくとも部品上面形状と部品下面形状を特定するためのデータを有するデータを入力する第 1 テツ部品上面と第 1 の制御面、並びに部品下面と第 2 の制御面の組のうち少くとも一方における 2 つの面の間に隔たりが存在するとき、前記形状データにより特定される部品上面と部品下面の対 ΓΕするボイントを結んだ直線に沿って、これらボイントを前記隔たりがある組の制御面に投影させて投影点の位置を求める第 2 ステップ、第 1 及び第 2 の制御面にける対応するボイントをワイヤが同時にたどるように前記第 1 及び第 2 の制御面にける対応するボイントの位置データを用いて同時 4 軸制御する第 3 ステップを有することを特徵とするワイヤカツトテ。加工方法

2. 前記データはワークと第 1 制御面間並びにワークと第 2 制御面間の相対的位置関係データを含み、第 2 ステツプにおいて該相対的位置関係データと部品上面形状データと部品下面形状データとを用いて前記投影点の位置を求めることを獰徵とする請求の範囲第 1 項記載のヮィャカツトテ一。加工方法。

3. 部品上面形状と部品下面形状をそれぞれ多数の直線と円弧より ¾ る線素群に分割し、部品上面形状の各線素と部品下面形状の各線素を互いに対応づけて入力することを特徵とする請求の範囲第 2 項記載のワイヤカツトテーハ。加工方法。

4 , 部品上面形状の線素の始点と終点がそれぞれ、該線素に対応する部品下面形状の線素の始点と終点に対応するものとして投影点の位置を演算することを特徴とする請求の範囲第 3 項記載のワイャカツトテ —ハ。加工方法（ .

5. 各線素の分割数 Mを入力し、部品上面形状の線素を該分割数に分割した ^: きの第 j 番目（ j = 1 、 2 、 … M ) の線分の始点と終点とが部品下面形状の対応する線素を該分割数に分割したときの第 j 番目の線分の始点と終点にそれぞれ対応するものとして投影点の位置を演算することを特徵とする請求の範囲第 3 項記載のワイャカットテーハ。加工方法。

6. 2 つの制御面においてそれぞれ同時 2 軸制御し、全体として同時 4 軸制御よりワイャとヮーク間の相対的移動を制御し、 . ワークを所定形状の部品にテ ―ハ。加工するワイヤカットテーハ。加工方法において、ワークを第 1 、第 2 の制御面に対して傾斜させて配設すると共に^ ワークと第 1 制御面間及びワークと第 2 制御面間の相対的位置関係データと部品の上面形状を特定するデータと、部品の下面形状を特定するデータを入力する第 1 ステツ 7°、前記形状データにより特定される部品上面と部品下面の対応するボイントを結んだ直線に沿ってこれらボイントを前記第 1 及び第 2 の制御面に投影させて投影点の位置を求める第 2 ステップ、第 1 及び第 2 の制御面における対応する投影点をワイャが同時にたどるように前記投影点の位置データを用いて同時 4 軸制御する第 3 ステッ 7°を有することを特徵とするワイヤカツトテー加工方法。

7. 前記相対的位置関係データはワークの制御面に対する傾斜角を含むことを特徵とする請求の範囲第 6 項記載のワイヤカツトテ加工方法。

8. 部品上面形状と部品下面形状をそれぞれ多数の直線と円弧より ¾ る線素群に分割し、部品上面形状の各線素と部品下面形状の各線素を互いに対応づけて入力することを特徴とする請求の範囲第 6 項記載のワイヤカツトテ。加工方法。

9 . 部品上面形状の線素の始点と終点がそれぞれ、該線素に対応する部品下面形状の線素の始点と終点に対応するものとして投影点の位置を演算することを特徵とする請求の範囲第 8 項記載のワイヤカツトテ— 。加工方法

1 0. 各線素の分割数 Mを入力し、部品上面形状の線素を該分割数に分割したときの第 ] ' 番目（ j = 1 2

M ) の線分の始点と終点とが部品下面形状の対応する線素を該分割数に分割したときの第 j 番目の線分の始点と終点にそれぞれ対応するものとして投影点の位置を演算することを特徵とする請求の範囲第 8 項記載のワイヤカツトテ。加工方法。

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