WO1991004121A1

WO1991004121A1 - Nc data preparation method for coreless machining in wire cut discharge machining

Info

Publication number: WO1991004121A1
Application number: PCT/JP1990/001185
Authority: WO
Inventors: Masaki Seki; Takashi Takegahara; Toru Matsunaka
Original assignee: Fanuc Ltd
Priority date: 1989-09-21
Filing date: 1990-09-17
Publication date: 1991-04-04
Also published as: US5113050A; EP0444202A4; JPH03111124A; EP0444202B1; EP0444202A1; JP2604244B2

Description

明細書

ワイヤカツト放電加工における

コアレス加工用 N Cデータ作成方法

技術分野

本発明は、ワイヤカット放電加工におけるコアレス加ェ用 N C データを作成する方法に関する。

背景技術

ワイヤカツト放電加工によって抜き加工を行う場合、ワーク本体から抜き加工されるコアがワーク本体から脱落しないように、磁石，吸引装置等からなる治具を用いてコアを保持している。しかし、コア寸法が小さいと、コアがワーク本体から脱落してワイヤ（工具電極）又は放電加工機構成部品が損傷することがある。そこで従来、コア領域内でワイャを移動させつつコア領域全体に亙つて放電加工を行う云わゆるコアレス加工を行い、コア全体を溶融させてコァの脱落を防止している。

コアレス加工用 N Cデータ（プログラム）の作成にあたって放電加工用プログラミング装置を用いる場合、従来装置がコアレス加工用データ作成専用の機能を欠くので、従来は、フライス加工用プログラミング装置のボケット加工用データ作成機能を転用している。しかしな力ら、この場合、コアレス加工の手順を定義するための定義入力操作が煩雑で、又、作成した N Cデータがワイヤカツト放電加工に特有の禁止事項に抵触することがある。例えば、ワークを貫通するワイヤを用いてワークを加工するワイヤカツト放電加工では、フライス加工と異なつて工具をワークから退避させた状態で工具をワーク上の加工開始位置まで早送りして当該位置に位置決めすることは禁止され、斯かる禁止動作をプログラム中に誤って定義した場合はワイヤ断線を来す。

発明の開示

本発明の目的は、ワイヤカット放電加工におけるコアレス加工用 N C データを作成する方法を提供することにめる。

上述の目的を達成するため、本発明のコアレス加工用

N Cデータ作成方法は、コアレス加工領域を予め定義する工程（ a ) と、コアレス加工領域の中心位置を加工開始位置として自動的に決定する工程（ b ) と、加工開始位置からコアレス加工領域の輪郭に至る渦巻状の工具軌跡を自動的に決定する工程（ c ) と、放電加工を行いつつワイヤを前記工具軌跡に沿って移動させるための N C データ部を自動的に作成する工程（ d ) とを備える。好ましくは、本発明方法は、放電加工を行いつつワイヤをワイヤ結線位置から加工開始位置まで移動させるための N Cデータ部を自動的に作成する工程を更に含む。

上述のように、本発明によれば、予め定義したコアレス加工領域の中心位置を加工開始位置として自動的に決定すると共に、放電加工を行いつつワイヤをワイヤ結線位置から加工開始位置まで必要に応じて移動させるための N Cデータ部を自動的に作成するようにしたので、加ェ開始位置を手動入力する手間がかからず、又、ワイヤをワイヤ結線位置から加工開始位置まで早送りさせると云ったワイヤカツト放電加工での禁止事項に抵触する N

Cデータを誤ってプログラムすることを防止でき、この種のプログラムミスに起因するワイヤ断線を来すことがない。更に、放電加工を行いつつワイヤをコアレス加工領域中心からコアレス加工領域の輪郭に至る渦巻状のェ具軌跡に沿って移動させるための N Cデータ部を自動的に作成するようにしたので、煩雑な定義入力操作を行うことなく所要のコアレス加工用 N C データを作成できる。

図面の簡単な説明

第 1 図は本発明の一実施例によるコアレス加工用 N C データ作成方法を実施するための自動プログラミング装置の要部を示す概略プロック図、

第 2 図はコアレス加工領域と工具軌跡の一部とを示す概略図、および

第 3 図は第 1 図のプログラミング装置のプロセッサにより実行されるコァレス加工用 N C データ作成処理を示すフローチヤ一トである。

発明を実施するための最良の形態

第 1 図を参照すると、本発明の一実施例による N Cデ一夕作成方法を実施するための自動プログラミング装置は、プロセッサ（ C P U ) 1 と、プログラミング装置作動用制御プログラムを格納したリードオンリメモリ（ R 0 M 2 と、システムプログラム，ノ、'ートプログラム及び C P U 1 による演算結果を記憶するためのランダムァクセスメモリ（ R A M) 3 と、作成済みの N Cデータを格納するためのメモリ 4 とを備えている。又、プログラム装置は、キーボード 5 , ディスクコントローラ 6及びグラフィックディスプレイ（ C R T ) 7 を備え、デイスクコントローラ 6 は、システムプログラム，一トプログラム及び作成済みの N Cデータを格納するためのフ口ッビーディスク F Lを装塡自在にされている。又、上記要素 2 7 はバス 8 を介して C P U 1 に接続されている。

プログラミング装置は、予め作成され好ましくは簡易言語 F A P Tで記述したコアレス加工用パ一トプログラムを 1 ステートメントづっ読取ってこれを実行し、コアレス加工用 N Cデータ（プログラム）を自動的に作成するようにされている。本実施例では第 1 表に示すトプログラムを用いる。

第 1 表のトプログラムは、第 1 〜第 1 7行目に夫々記述した第 1 〜第 1 7 ステートメントからなり、記号「 *」を含む第 3 及び第 8 ステートメントはプログラムについて注釈したコメント行すなわち非実行文であり、本実施例では記号「 *」をプログラムを読み易くするための改行記号として用いている。

第 1 ステートメント「 PART, @ C0RELESSJ はパートブログラムの見出しで、このプログラムがコアレス加工用一トプログラムであることを表す。第 2 ステートメント「MCHN, CUT, ABSJ は、ワイヤカット放電加工用システムディスクライブラリ F A P T C U Tに従ってアブソリュート方式でパートプログラムを処理すべき旨を表す ( 第 1 表

PART, @ C0RELESS

CHN, CUT, ABS

*

AREA, Al

FROM, PO ( 5, 0) '

CI (0. 0. 5) , CW， PO

AEND

WIRE, 0.25

FROM, P100 (100, 100)

RPD, PI (0, 0)

@M60

C0RLES/A1, 0.1, 0.03， FINE, 3 @ 50

RPD, P100

FINI PEND 第 4 〜第 7 ステ一トメントによりコアレス加工領域が定義される。即ち、第 ⁴ ステートメント「AREA. A1J によりコアレス加工領域の名称が「 A 1 」に定義され、第 5 ステートメント「FR0M, P0(5, 0)」によりワーク座標系上の座標位置（ 5 , 0 ) により表される点 P 0 (第 2 図）がコアレス加工領域の輪郭の始点として指定される。また、第 6 ステートメント「C1(0, 0, 5), CW, P0」によりワーク座標系上の座標位置（ 0， 0 ) を中心とする半径 5 m mの円 C 1 がコアレス加工領域の輪郭をなす図形として指定され、コアレス加工を時計方向に行うべき旨が指定され、更に、点 P 0 が輪郭の終点として指定される。第 7 ステートメント「AEND」はコアレス加工領域定義の終了を表す。

第 9 ステートメント「WIRE, 0.25」は 0. 2 5 mm直径のワイヤを使用すべき旨を表す。第 1 0 〜第 1 2 ステ一トメントは自動結線処理に関連し、第 1 0 ステートメント「FR0M， P100 ( 100 , 100) 」により、ヮ一ク座標系上の座標位置（ 1 0 0, 1 0 0 ) で表される点 P 1 0 0 がワイヤの移動開始位置として指定される。第 1 1 ステ一トメント「RPD， PI (0, 0) 」は工具（ワイヤ）の早送りを命令するコマンド「RPD」を含み、当該ステートメントにおいて、ワーク座標系上で座標位置（ 0, 0 ) をとる定義点 P 1 が早送りの終点として指定される。第 1 2 ステートメント「@M60」は結線処理の実行を表す。第 1 3 ステートメント「 C0RLES A1, 0.1, 0.03, FINE, 3」はコアレス加工用 N Cデータ作成に関連し、 —般には「 CORLES/naroe, Cr, Cf , FINE. π」なる形式で記述される。即ち、 N Cデータ作成に係るステートメントはコアレス加工用 N Cデータ作成を命令するコマンド「C0RLES」および仕上げ加工の実行を命令するコマンド「FINE」を含む。また、当該ステートメントにおいて、コアレス加工領域の名称「name」，最大切込み量「Cr」，仕上げ代「Cf」及び仕上げ加工回数「nj が夫々指定される。本実施例の第 1 3 ステートメントでは、コアレス加工領域の名称，最大切込み量，仕上げ代及び仕上げ加ェ回数を「 Α 1 」，「 0. l mm」，「 0. 0 3 mm」及び「 3 」に夫々指定している。

第 1 4 ステートメント「@M50」はコアレス加工完了後にワイヤを切断すべき旨を表し、第 1 5 ステートメント「RPD, P100J はワイヤの定義点 P I 0 0 への復焐を表す。又、第 1 6 ステートメント「FINI」は実行終了を表し、第 1 7 ステートメント「PEND」はプログラムェンドを表す。

以下、自動プログラミング装置の作動を説明する。

作成済みのコアレス加工用パートプログラム（第 1 表）及びシステムプログラムを格納したフロッビーディスク F Lをディスクコントローラ 6 に装 ¾した後、オペレー夕がキーボード 5 を操作してコアレス加工用 N Cデータ作成命令をプログラミング装置に入力すると、プログラミング装置の C P U 1 の制御下でフロッピ— ディスク F Lカら R A M 3 にパートブログラム及びシステムプログラムが転送される。次いで、 C P U 1 は、システムプログラムに従って第 3図のコアレス加工用 N Cデータ作成処理を実行する。データ作成処理時、 C P U 1 はパートプログラムを 1 ステートメントづっ読み取つてこれを実行する。上述のように第 3 及び第 8 ステートメントは実行されない。

詳しくは、 C P U 1 は、第 1 ステートメント ΓΡΑΒΤ, @C0RELESS」に基づいて、現在作成中の N Cデータがコアレス加工用のものであることを特定するプログラム名称を作成して R A M 3 に格納し、次いで、システムディスクライブラリ F A P T C U Tに従ってアブソリュ一ト方式でパートプログラムを実行すべき旨を第 2 ステ— トメント「MCHN, CUT, ABSJ に基づいて判別する。

次に、 C P U 1 は、第 4 〜第 7 ステートメントに基づいてヮーク座標系におけるコアレス加工領域 A 1 の中心位置即ちコアレス加工開始位置 P 1 ( 0， 0 ) を判別すると共に、第 1 1 及び第 1 2 ステートメントに基づいてワイヤ結線用のワイヤ揷通孔の形成位置即ちワイヤ結線位置 P 1 ( 0， 0 ) を判別し、放電加工を行いつつワイャ結線位置から加工開始位置までワイヤを移動させるための第 1 データ部を作成する（第 3 図のステップ S l ) 。第 1 データ部はコアレス加工用 N Cデータ（プログラム）の一部をなすもので、 R A M 3 に格納される。本実施例では、ヮィャ結線位置及び加工開始位置が双方共に定義点 P 1 ( 0, 0 ) に等しく、従って、ワイヤ結線位置から加工開始位置へのワイヤ移動が不要であることを表す第 1 データ部が作成される。

上述のようにノ、。一トプログラムのステートメン卜に基づいて加工開始位置が自動的に判別されるので、従来法とは異なり加工開始位置をプログラミング装置に手動入力する必要がなく便宜である。又、ワイヤ結線位置と加ェ開始位置とが異なる場合、放電加工を行いつつワイヤ結線位置から加工開始位置までワイヤを移動させるための第 1 データ部が宿動的に作成されるので、従来法とは異なり、ワイヤ結線位置から加工開始位置までワイヤを早送りさせる N C データが誤って作成するおそれがない。

次に、 C P U 1 は、ステートメント「 CORLES/name, Cr. Cf， FINE, n」）に基づいて、放電加工を行いつつワイヤを加工開始位置からコアレス加工領域の輪郭の近傍に至る渦巻状の工具軌跡に沿って移動させるための、コアレス加工用 N Cデータの一部を構成する第 2 N Cデ一夕部を作成する。

先ず、 C P U 1 は、最大切込み量 C r以下の所定切込み量だけ加工開始位置から外方に離隔した第 1 目標位置を決定し、加工開始位置と第 1 目標位置とを結ぶ第 1 直線工具軌跡を決定する。そして、荒加工を行いつつワイャを加工開始位置から第 1 目標位置まで第 1 直線工具軌跡に沿って移動させるためのデータを作成する。本実施例の第 1 目標位置は、第 1 3 ステートメント「C0RLES/ A1. 0.1, 0.03, FINE, 3」に基づいて定義点 P 1 から Y 軸正方向に最大切込み量 0. 1 m mだけ離隔した位置に決定される。次いで、 C P U 1 は、加工領域の輪郭を表す図形と相似形で加工開始位置から外方に所定切込み量だけ離隔した第 1 曲線工具軌跡を決定する。第 1 曲線ェ具軌跡は第 1 目標位置に始まりかつ第 1 目標位置で終る。

C P U 1 は、更に、荒加工を行いつつワイヤを第 1 曲線工具軌跡に沿ってコアレス加工方向に移動させるためのデータを作成する（ステップ S 2 ) 。本実施例では定義点 P 1 を中心とし半径 0. 1 m mの円軌跡 P S 1 に沿つてワイヤを時計方向に移動させるためのデータが作成される。コアレス加工領域の輪郭が円又は正多角形以外の異方性のある図形で表される場合は、図形形状に応じて最大切込み量 C r 以下の適宜の値に夫々設定した X軸及び Y軸方向切込み量を用いて、所定切込み量と第 1 工具軌跡とを決定する。

そして、 C P U 1 は、加工領域の輪郭から内方に仕上げ代 C f だけ離隔した仕上げ加工領域内周曲線を決定し、次いで、ステップ S 2 で決定した第 1 曲線工具軌跡と仕上げ加工領域内周曲線との間の距離が所定切込み量以上か否かを判別する（ステップ S 3 ) 。本実施例では加工領域の輪郭 C 1 から 0. 0 3 mmだけ内方に位置する仕上げ加工領域内周曲線 C 2 と第 1 円軌跡 P S 1 間距離が最大切込み量 0. 1 mm以上か否かを判別する。ここではステップ S 3 の判別結果が肯定になるのでステップ S に戻る o

ステプ S 2 の第 j ( j = 2， 3 ， · · · ）回目の実行時、 C P U 1 は、第 j 一 1 目標位置から所定切込み量

(加工開始位置から所定切込み量の j 倍）だけ外方に離隔した第 j 目標位置を決定し、第 j 一 1 目標位置と第 j 目標位置とを結ぶ第 j 直線工具軌跡を決定する。そして、荒加工を行いつつワイヤを第 j 一 1 目標位置から第 j 目標位置まで第 j 直線工具軌跡に沿って移動させるためのデータを作成する。本実施例の第 j 目標位置は、定義点 P 1 から Y軸正方向に最大切込み量 0 . 1 m mの j 倍だけ離隔した位置に決定される。次いで、 C P U 1 は、加ェ領域の輪郭を表す図形と相似形で加工開始位置から外方に所定切込み量の j 倍だけ離隔した第 j 曲線工具軌跡を決定し、更に、荒加工を行いつつワイヤを第 j 曲線ェ具軌跡に沿ってコアレス加工方向に移動させるためのデ一夕を作成する。本実施例では定義点 P 1 を中心とし半径（ 0 . 1 X j ) m mの第 j 円軌跡 P S j に沿ってワイャを時計方向に移動させるためのデータが作成される。そして、 C P U 1 は、ステップ S 2 で決定した第 j 曲線工具軌跡と仕上げ加工領域内周曲線との間の距離が所定切込み量より大きいか否かを判別する（ステップ S 3 ) 。本実施例では仕上げ加工領域内周曲線 C 2 と第 j 円軌跡 P S j 間距離が最大切込み量 0 . 1 m m以上か否かを判別する。

ステップ S 2 , S 3 からなる処理を繰り返し実行する間にステップ S 3 において第 j 曲線工具軌跡と仕上げ加ェ領域内周曲線間距離が所定切込み量未満であると判別すると、 C P U 1 は、荒加工の最終段階を実行するための第 3 データ部を作成する（ステップ S 4 ) 。

詳しくは、 C P U 1 は、第 j 曲線工具軌跡と仕上げ加ェ領域内周曲線とに基づいて、最終荒加工量，第 j 目標位置から最終荒加工量だけ外方に離隔した第（j + 1) 目標位置，第 j 目標位置と第（j + 1) 目標位置とを結ぶ第 ( 3 + 1) 直線工具軌跡を順次決定する。そして、荒加工を行いつつワイヤを第 j 目標位置から第 U+1) 目標位置まで第（j + 1) 直線工具軌跡に沿って移動させるためのデータを作成する。次いで、 C P U 1 は、荒加工を行いつつワイヤを仕上げ加工領域内周曲線に沿ってコアレス加工方向に移動させるためのデータを作成する。第 3 図の例では仕上げ加工領域内周曲線 C 2及び第 j 曲線ェ具軌跡 C 3 の夫々の半径が 4. 9 7 mm及び 4. 9 mm であり、従って最終加工量は最大切込み量 0. 1 mmよりも Jヽさい 0. 0 7 m mに決定される。

最後に、 C P U 1 は、放電加工を行いつつワイヤを仕上げ加工軌跡に沿って移動させるための第 4 データ部を作成する（ステップ S 5 ) 。第 4 データ部は第 1 〜第 3 データ部と協働してコアレス加工用 N Cデータを構成する。仕上げ加工軌跡は、第 1 〜第（j + 1) 直線工具軌跡及び第 1 〜第 j 曲線工具軌跡ならびに仕上げ加工領域内周曲線（第（j + 1) 曲線工具軌跡）からなる荒加工軌跡に連続しかっこれと協働してコアレス加工用工具軌跡を構成する。詳しくは、 C P U 1 は、仕上げ代 C f を仕上げ加工回数 nで除して第 2 の所定切込み量を算出し、第（j + i) 目標位置（ i = l , 2 , 3 ) から第 2 の所定切込み量の i 倍だけ外方に離隔した第（j + i+1) 目標位置を決定し、第（j + i〉目標位置と第（ j + i + l〉目標位置とを結ぶ第 (j + i+1) 直線工具軌跡を決定する。そして、仕上げ加ェを行いつつワイヤを第（ j + i) 目標位置から第（j + i + 1) 目標位置まで第（j + i + 1) 直線工具軌跡に沿って移動させるためのデータを作成する。更に、 C P U 1 は、加ェ領域の輪郭と相似形で、かつ、所定切込み量の j 倍と最終荒加工量と第 2 の所定切込み量の i ( i = l , 2 ) 倍の和に等しい距離だけ加工開始位置から離隔した第 (j + i+1) 曲線工具軌跡を決定し、仕上げ加工を行いつつワイヤを第（j+i + 1) 曲線工具軌跡及び加工領域の輪郭に沿ってコアレス加工方向に移動させるためのデータを作成する。本実施例では仕上げ代が 0. 0 3 mmでかつ仕上げ加工回数が 3 回であり、従って、第 2 の所定切込み量は 0. 0 1 mmである。第 2 図中、符号 C 1 は加ェ領域 A 1 の輪郭を表し、 C 4, C 5 は 4. 9 8 mm半径及び 4. 9 9 m m半径の第 j + 2 及び第 j + 3 曲線ェ具軌跡を夫々示す。

C P U 1 は上記第 1 〜第 4 データ部からなるコアレス加工用 N Cデ— 夕（プログラム）の作成を完了すると、作成済みの N C データをメモリ 4 に読出し自在に格納する。

Claims

請求の範囲

1. コアレス加工領域を予め定義する工程（ a ) と、前記コアレス加工領域の中心位置を加工開始位置として自動的に決定する工程（ b ) と、前記加工開始位置から前記コアレス加工領域の輪郭に至る渦巻状の工具軌跡を自動的に決定する工程（ c ) と、放電加工を行いつつワイヤを前記工具軌跡に沿って移動させるための N Cデータ部を自動的に作成する工程（ d ) とを備えるワイャカット放電加工におけるコアレス加工用 N C データ作成方法。

2. 放電加工を行いつつワイヤをワイヤ結線位置から前記加工開始位置まで移動させるための N Cデータ部を自動的に作成する工程（ e ) を更に含む請求の範囲第 1 項記載のコアレス加工用 N Cデータ作成方法。

3. 前記工程（ b ) 〜（ e ) を自動プログラミング装置を用いて実行すると共に、前記コアレス加工領域を前記自動プログラミング装置に予め定義することにより前記工程（ a ) を実行する請求の範囲第 2 項記載のコアレス加工用 N Cデータ作成方法。

4. 前記コアレス加工領域の定義をパートプログラムに記述して前記工程（ a ) を実行する請求の範囲第 3項記載のコアレス加工用 N Cデータ作成方法。

5. 前記工程（ e ) で作成される前記 N Cデータ部は、前記ワイヤ結線位置が前記加工開始位置に等しいとき、ワイヤを前記ワイヤ結線位置から前記加工開始位置まで移動させる必要がないことを表す請求の範囲第 2項記載のコアレス加工用 N Cデータ作成方法。

6. 仕上げ代を予め定義する工程（ f ) と前記コアレス加工領域の輪郭に沿う仕上げ加工領域の内周曲線を決定する工程（ g ) とを更に含み、前記工程（ d ) で作成される前記 N Cデータ部は、前記渦巻状の工具軌跡のうちの前記内周曲線の内側に Kされる部分に沿って荒加工を行うための第 1 副データ部と、前記渦巻状の工具軌跡のうちの前記内周曲線の外側に Eされる部分に沿って仕上げ加工を行うための第 2副データ部とを含む請求の範囲第 1 項記載のコアレス加工用 N Cデー夕作成方法。

7. 前記第 1 副データ部は、前記内周曲線に沿って荒加ェが行われるように作成される請求の範囲第 6項記載のコアレス加工用 N Cデータ作成方法。

8. 前記コアレス加工領域の輪郭を表す図形と夫々相似形でかつ相隣るもの同士が互いに離隔した複数の曲線工具軌跡を含むように、前記渦巻状の工具軌跡を決定する請求の範囲第 1 項記載のコアレス加工用 N Cデータ作成方法。

9. 前記複数の曲線工具軌跡の相隣るもの同士を夫々結ぶ複数の直線工具軌跡を含むように前記渦巻状の工具軌跡を決定する請求の範囲第 8項記載のコアレス加工用 N C データ作成方法。

1 0. 前記複数の曲線工具軌跡の相隣るもの同士が所定切込み量だけ離隔するように、前記複数の曲線工具軌跡を決定する請求の範囲第 8項記載のコアレス加工用 N Cデータ作成方法。

1 . 仕上げ代を予め定義する工程（ f ) と前記コアレス加工領域の輪郭に沿う仕上げ加工領域の内周曲線を決定する工程（ g ) とを更に含み、前記工程（ d ) で作成される前記 N Cデータ部は、前記内周曲線及び前記複数の曲線工具軌跡のうちの前記内周曲線の内側に配されるものに沿って荒加工を行うための第 1 副データ部と、前記複数の曲線工具軌跡のうちの前記内周曲線の外側に配されるものに沿って仕上げ加工を行うための第 2副データ部とを含み、前記複数の曲線工具軌跡のうちの前記内周曲線の内側において該内周曲線と隣るものと前記内周曲線との離隔距離が前記所定切込み量未満であると判別したとき、前記複数の直線工具軌跡の対応するものの長さを前記内周曲線と前記これに隣る曲線工具軌跡との前記離隔距離と等しくする請求の範囲第 9項記載のコアレス加工用 N C デ一タ作成方法。