WO1994026453A1 - Apparatus for electric discharge machining, and method for setting machining condition for the apparatus - Google Patents

Apparatus for electric discharge machining, and method for setting machining condition for the apparatus Download PDF

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WO1994026453A1
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processing
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correlation
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Masao Kamiguchi
Yuki Kita
Masaya Ito
Meguru Yamaguchi
Hiroshi Sato
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Fanuc Ltd
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    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/4093Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by part programming, e.g. entry of geometrical information as taken from a technical drawing, combining this with machining and material information to obtain control information, named part programme, for the NC machine
    • G05B19/40937Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by part programming, e.g. entry of geometrical information as taken from a technical drawing, combining this with machining and material information to obtain control information, named part programme, for the NC machine concerning programming of machining or material parameters, pocket machining
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Definitions

  • the present invention relates to an electric discharge machine such as a wire electric discharge machine or a die-sinking electric discharge machine, and more particularly to an electric discharge machine which automatically sets machining conditions and a method for setting the machining conditions.
  • the operator inputs the processing conditions such as the type of processing, electrode, workpiece material, final finished surface roughness, shape data, etc.
  • a machining program for a series of machining steps is automatically created so that desired machining can be performed extremely efficiently.
  • the operator needs The machining program will be created by giving the final surface roughness.
  • the processing speed is set to be lower. The operator first knows the machining speed at the stage when the machining program is created, and if it is found that the machining speed takes longer than necessary and does not match the current situation, the operator finishes the finishing. The surface roughness will be reduced slightly and the machining program will be automatically created again. Note that such a relationship with the processing speed occurs not only when the final finished surface roughness is given as the processing condition but also when the dimensional accuracy is given as the processing condition.
  • the present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to provide an electric discharge machine which can easily set optimum machining conditions.
  • Another object of the present invention is to provide a method for setting machining conditions of an electric discharge machine which can easily set optimal machining conditions.
  • the present invention in order to solve the above problems,
  • a machining graph that shows the correlation between machining speed and machining accuracy at a given set of data is calculated experimentally in advance.
  • a correlation graph generating means for generating the basic data from the first night and displaying it on the display screen, and generating an indication marker to be displayed on the display screen,
  • An indication marker control means for moving the indication marker to an indication position designated by an input key on a rough; an actual machining condition for determining an actual machining condition from the machining condition basic data, the setting data and the indication position of the indication marker;
  • An electric discharge machining apparatus comprising: a determination unit;
  • a correlation graph showing the correlation between the machining speed and the machining accuracy based on the input setting data is obtained experimentally in advance. Generated from the basic processing condition data, displaying the correlation graph on a display screen, and reading a processing speed and a processing accuracy corresponding to a point on the correlation graph designated by an indicator on the display screen; A machining condition setting method for an electric discharge machining apparatus, characterized in that actual machining conditions having the machining accuracy are determined using the machining condition basic data and the setting data.
  • the correlation graph generating means experimentally previously obtains correlation graph display data indicating the correlation between the processing speed and the processing accuracy based on the input setting data.
  • the indicator control means generates an indicator to be displayed on the display screen, and moves the indicator to a designated position designated by the input key on the correlation graph.
  • the actual processing condition determining means obtains the processing speed and the processing accuracy from the indicated position of the indication mark specified by the input key, and determines the actual processing condition having the processing speed and the processing accuracy to be obtained. .
  • the actual machining conditions are determined based on the machining condition basic data and setting data. Further, in the method for setting machining conditions of the electric discharge machine according to the present invention, first, a correlation graph showing a correlation between machining speed and machining accuracy based on the input setting data is converted into machining condition basic data obtained experimentally in advance.
  • the correlation graph is displayed on a display screen, and on the correlation graph on the display screen, the processing speed and the processing accuracy corresponding to the point designated by the indicator are read. Subsequently, actual processing conditions having the processing speed and the processing accuracy are determined based on the processing condition basic data and the setting data.
  • Figure 1 is a block diagram of the principle of the electric discharge machine according to the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of a wire-cut electric discharge machine to which the present invention is applied.
  • FIG. 3 is a schematic configuration diagram of hardware of a numerical control device (CNC) of a wire-cut electric discharge machine to which the present invention is applied.
  • CNC numerical control device
  • FIG. 4 is a diagram showing a first stage of the machining condition setting method according to the present invention
  • FIG. 5 is a diagram showing a second stage of the machining condition setting method according to the present invention
  • FIG. 6 (A), FIG. 6 (B), Fig. 6 (C) shows an example of the main program
  • Fig. 6 (A) shows the case of one-time machining
  • Fig. 6 (B) shows the case of two-time machining
  • Fig. 6 (C) shows the case of four-time machining.
  • the time is shown respectively.
  • FIG. 7 is a flowchart showing a schematic processing procedure of the present invention. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of a wire-cut electric discharge machine to which the present invention is applied.
  • the number of wire-cut electric discharge machines is several. It is composed of a value controller (CNC) 10 and an electric discharge machine body 30.
  • CNC value controller
  • the numerical controller 10 reads and decodes the machining program stored in the non-volatile memory 14 (Fig. 3), drives the X-axis servo motor 33 and the Y-axis servomotor 34, and drives the XY table 3 Controls the entire EDM body 30, such as the movement of 5.
  • the XY table 35 can be moved in two orthogonal directions by the X-axis servo motor 33 and the Y-axis servo motor 34.
  • a work 36 made of a conductive material is fixed on the XY table 35.
  • An upper wire guide 37 and a lower wire guide 40 for holding wires 49 are provided above and below the XY table 35 and the work 36. These upper and lower wire guides 37 and 40 are for accurately processing and positioning the wire 49 with respect to the work 36.
  • the wire 49 is continuously sent out from the delivery reel 39 and reaches the work 36 via the brake 38 and the upper wire guide 37. After passing through the work 36, the wire 49 passes through the XY table 35 and is stored in the wire take-up reel 42 via the lower wire guide 40 and the wire feed roller 41.
  • the supply of the electric discharge machining voltage from the machining power supply 51 of the power supply section 50 to the wire 49 is performed by a power supply 43 provided between the upper wire guide 37 and the brake 38.
  • the other end of the machining power supply 51 is electrically connected to a workpiece 36 via a switch 53 opened and closed by a discharge control device 52.
  • the discharge control device 52 receives the on / off signal from the numerical control device 10 and changes the machining characteristics by controlling the time width of the discharge current on / off. Further, the discharge control device 52 is provided between the wire 49 and the work 36. Receives the voltage between contacts, converts it to a digital value, and converts it to a numerical controller.
  • the X-axis servo motor is moved so that the XY table 35 moves at a speed corresponding to this gap voltage.
  • the machining fluid treatment tank 47 is composed of a tank, a filtration device, an ion exchanger, and the like, and injects the machining fluid from the injection nozzle 48 to the machining portion of the workpiece.
  • the numerical controller 10 outputs a control signal to move the XY table 35, and also feeds the wire 49 while pouring water from the injection nozzle 48, thereby causing the wire 49 and the work 36 to move. Work is performed by performing pulse discharge between these two points. When pulse discharge is performed, the surface of the workpiece 36 is vaporized and melted, and the workpiece 36 is processed into a desired shape.
  • a mechanism for controlling the position of the upper wire guide 37 for performing the taper processing is omitted because it does not directly relate to the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the hardware on the numerical control device (CNC) side of the wire-cut electric discharge machine to which the present invention is applied.
  • CNC numerical control device
  • the processor 11 controls the entire numerical controller 10 according to the system program stored in R0M12.
  • EPROM or EEPR ⁇ M is used for ROM12.
  • RAMI The SRAM 3 is used for storing various data, input / output signals, setting data described later, and cursor position data.
  • the non-volatile memory 14 uses CMOS backed up by a battery (not shown), and stores parameters to be retained even after the power is turned off, basic processing condition data described later, a main program, and the like.
  • the graphics control circuit 15 converts the digital signal into a signal for display and supplies the signal to the display device 16.
  • the display screen 31 of the display device 16 uses a CRT or a liquid crystal display device.
  • the display screen 31 displays a correlation graph, actual processing conditions, and the like, which will be described later. Further, as described later, the actual processing conditions are determined by the operator inputting the setting data in accordance with the contents displayed on the display screen 31.
  • the work or data received on the display screen 31 is displayed on the display screen 31 in a menu format.
  • the item to be selected from the menu is selected by pressing a soft key 23 below the menu, and the meaning of the soft key 23 changes for each screen.
  • Keyboard 17 consists of symbolic keys, numerical keys, etc., for inputting setting data or moving the cursor.
  • the PMC (programmable 'machine' controller) 22 receives a signal such as a voltage between contacts from the electric discharge machine body 30 and sends the signal to the processor 11 via the bus 21.
  • the processor 11 receives the signal of the gap voltage and controls the movements of the X-axis servo motor 33 and the Y-axis servo motor 34 at the corresponding speed.
  • Axis control circuit 18 x and 18 y move axes from processor 11 Upon receiving the command, the axis action is output to the servo amplifiers 19x and 19y.
  • the servo amplifiers 19x and 19y receive this movement command and drive the X-axis servomotor 33 and the Y-axis servomotor 34 of the electric discharge machine body 30.
  • the above components are connected to each other by a bus 21. It should be noted that a multiprocessor system may be provided by using a plurality of processors.
  • FIG. 4 is a diagram showing a first stage of the processing condition setting method according to the present invention.
  • a display screen 31 is a display screen provided in the numerical controller 10 as described above, and the left column 31a is a processing condition setting column, and the right column 31b is an actual processing condition display column. It is.
  • the right column 3 1b is not displayed in this first stage, but the actual machining conditions are displayed in a second stage described later.
  • the operator When setting the processing conditions of the work 36, the operator first inputs the setting data according to the contents displayed above the left column 31a. That is, the machining program No., wire diameter, work material, work plate thickness, and nozzle clearance are input using the keyboard 17 and the soft keys 23.
  • the nozzle clearance is determined by the set distance between the injection nozzle 48 and the work 36.
  • a correlation graph 61 indicating a relative relationship between the processing speed and the processing accuracy (dimensional accuracy) is displayed.
  • the correlation graph 61 is generated by using data of the machining speed and the machining accuracy in various basic machining conditions obtained in advance through experiments.
  • the graph 6 1 “a” is displayed ascending to the right, and the graph 61 b indicating the processing speed is displayed as “descent to the right”. This means that if you try to increase the processing accuracy for finishing, the processing speed will be slower, and if you try to reduce the processing accuracy and perform roughing, you can increase the processing speed. Is shown.
  • the operator can immediately know the correlation between the processing accuracy and the processing speed.
  • the correlation graph 61 is generated using the data of the processing speed and the processing accuracy in the basic data of various processing conditions. Of the generated data, it is the value under the conditions shown in the setting data set first.
  • the surface roughness value is also displayed at the same time as the processing speed and processing accuracy. This surface roughness data is also included in the processing condition basic data, and the displayed surface roughness value is a value under the conditions shown in the set data in the processing condition basic data.
  • the operator moves the graph cursor 62 on the correlation graph 61 until the values of the processing speed, the processing accuracy, and the surface roughness become the desired values.
  • the soft keys 23 are displayed.
  • the actual processing conditions are obtained and displayed in the right column 31b of the display screen 31 as shown in FIG.
  • FIG. 5 is a diagram showing a second stage of the processing condition setting method according to the present invention.
  • the actual machining conditions having the machining speed displayed at that time and the machining accuracy and surface roughness displayed at that time are determined.
  • the actual machining conditions are determined based on the machining condition basic data, the setting data, and the position data of the graph force solver 62.
  • the number of times of machining is also determined at the same time, as will be described in detail later, and the actual machining condition is generated for each number of times of machining.
  • the actual machining conditions for each machining count are displayed in the right column 31 b of the display screen 31 as shown in the figure. In the figure, the number of processing is four.
  • the actual machining conditions include, for example, no-load voltage, discharge on time, discharge off time, servo voltage, wire tension, wire feed, offset amount, and the like. If you want to set the actual machining conditions again, press the Cancel key 23 b to cancel the actual machining conditions and return to the state at the beginning of the first stage.
  • the number of times of processing is determined according to the position of the graph cursor 62. That is, in the correlation graph 61, when the graph cursor 62 is located on the rough machining side on the left side of the reference line 61c, the number of machining operations is set to one, and the graph is positioned on the right machining side. In this case, the number of machining is set to two or more, and the number of machining is set to increase as the distance to the right from the reference line 61 increases.
  • the main program is automatically created along with the actual machining condition setting and machining frequency setting described above.
  • the main program is the same as calling the shape program. This is a program that calls the processing conditions and offset amount according to the number of times of processing.
  • the main program is automatically created based on the shape program.
  • examples of automatically created main programs will be described with reference to FIGS. 6 (A), 6 (B), and 6 (C).
  • Figures 6 (A), 6 (B), and 6 (C) show examples of the main program.
  • Figure 6 (A) shows a one-time machining
  • Figure 6 (B) shows a two-time machining
  • FIG. 6 (C) shows the case of four times machining.
  • “0800” indicates the address where the main program is stored.
  • Code "S” is the code for calling the machining conditions
  • "S0” is the actual machining condition for roughing
  • "S1," "S2,” “S3,” and “S4" are respectively This means calling the actual machining conditions of 1st machining, 2nd machining, 3rd machining, and 4th machining.
  • Code "D” is a code for setting the offset amount
  • “D0” is a code for calling the offset amount during rough processing.
  • “” Means the offset amount recall for 1st, 2nd, 3rd and 4th machining, respectively. This offset amount is set to decrease as the number of machining increases, thereby increasing machining accuracy (dimensional accuracy). As shown in the figure, the shape program “8001” is called according to the number of times of machining, and the actual machining conditions are called and the offset amount is set according to the number of times of machining.
  • the operator sets the correlation graph 6 1 When the machining speed, machining accuracy and surface roughness are set in, the number of machining and actual machining conditions are automatically determined, and the main program is also automatically set.
  • FIG. 7 is a flowchart showing a schematic processing procedure of the present invention.
  • the numeral following S indicates the step number.
  • a correlation graph is generated from the set data and various basic data of processing conditions 7 and displayed on the display screen.
  • the correlation graph is initially given as a number of points, but is generated as a continuous line by further interpolating between the points.
  • the actual processing conditions are determined from the setting data, the basic data of the processing conditions, and the position data of the graph curl.
  • FIG. 1 is a principle block diagram of the electric discharge machine according to the present invention.
  • the electric discharge machining apparatus of the present invention includes a correlation graph generating means 2, an indication marker control means 3, and an actual machining condition determining means 1.
  • the correlation graph generation means 2 converts the display data of the correlation graph 61 indicating the correlation between the processing speed and the processing accuracy under the condition of the input setting data 5 from the processing condition basic data 7 previously obtained experimentally. Generate and display on display screen 31.
  • the indicator control means 3 generates a graph cursor 6 2 to be displayed on the correlation graph 6 1 on the display screen 3 1, On 6 1, move the graph cursor 6 2 to the designated position specified by the input keys 17.
  • the actual processing condition determining means 1 obtains the processing speed and the processing accuracy from the indication marker position 6 of the graph cursor 6 2 designated by the input key 17 and obtains the processing speed and the processing accuracy. Actual processing conditions are determined. The actual processing conditions are determined based on the processing condition basic data 7, the setting data 5, and the indication marker position 6 of the graph cursor 62. The determined actual machining conditions are displayed in the actual machining condition display column 63 of the display screen 31.
  • the actual machining condition determining means 1 determines the number of machining N from the indication marker position 6 of the graph cursor 6 2, and the main program creating means 4 creates the main program 8 based on the number of machining N. Do.
  • the correlation graph 61 indicating the correlation between the processing speed and the processing accuracy is displayed, and the cursor 62 for the graph is moved on the correlation graph 61 to change the processing speed and the processing accuracy.
  • Accuracy and surface roughness data are displayed. Therefore, the operator can visually recognize the relative relationship between the processing speed and the processing accuracy, and can easily select and set the actual processing conditions. The number of re-settings of the actual machining conditions can be greatly reduced, and even the most experienced operators can set the optimal actual machining conditions with a simple operation.
  • a reference line 61c (Fig. 5) is displayed on the correlation graph 61, and the number of machining operations is determined based on whether the graph cursor 62 is on the left or right side of the reference line 61c. . For this reason, the operator can know the number N of machining before the actual machining conditions are set. The operator can accurately set the desired actual processing conditions, taking into account the delivery date of the finished product.
  • a main program that can perform the N operations can be automatically created. Normally, when creating a program for multiple machining, it is necessary to sequentially change the actual machining conditions and offset amount, but the main program is automatically created including the actual machining conditions and offset amount. Therefore, the time required for the operator to create a program can be significantly reduced.
  • the correlation graph is created between the machining speed and the machining accuracy.
  • the correlation graph may be created between the machining speed and the surface roughness. Further, the correlation graph may be created between three of the processing speed, the processing accuracy, and the surface roughness.
  • a correlation graph showing the correlation between the processing speed and the processing accuracy is displayed, and the actual processing conditions can be determined on the correlation graph.

Description

明 細 書 放電加工装置及び放電加工装置の加工条件設定方法 技 術 分 野
本発明はワイヤ放電加工装置あるいは型彫り放電加工装置等 の放電加工装置に関し、 特に加工条件を自動的に設定する放電 加工装置及びその加工条件設定方法に関する。 背 景 技 術
ヮィャ放電加工装置あるいは型彫り放電加工装置では、 加工 速度の高速化、 加工精度の向上等により、 高速で高精度の金型 等の加工が可能になっている。 そして、 高速で高精度の加工を 行うには、 加工条件の設定が極めて重要である。
しかし、 加工条件には多数のパラメータがあり、 これらのパ ラメータを最適に設定するには相当の経験が必要であり、 限ら れた経験者のみしか加工条件を設定することができない。
このような問題を解決するために、 加工条件を自動的に設定 する放電加工装置の加工条件設定方法が実用化されている。 こ の例として、 特公平 5 — 2 1 6 9 0号公報がある。
こ こでは、 ワークを複数の加工工程で加工する場合に、 オペ レー夕が加工の種類や電極、 ワークの材質、 最終仕上げ面粗度、 形状データ等の加工条件デ一夕を入力することにより、 一連の 加工工程のための加工プログラム作成を自動的に行わせ、 所望 の加工を極めて能率良く行えるようにしている。
上記放電加工装置の加工条件設定方法では、 オペレータが最 終仕上げ面粗度を与えて加工プログラムを作成させることにな る。 一方、 最終仕上げ面粗度を向上させると、 加工速度は遅く なるように設定される。 オペレータは加工プログラムが作成さ れた段階で始めてその加工速度を知り、 その加工速度では加工 に必要以上に長時間を要し、 現状にマッチしていないこ とが分 かると、 オペレータは最終仕上げ面粗度を少し下げて再度加工 プログラムの自動作成を行わせることになる。 なお、 このよう な加工速度との関係は、 最終仕上げ面粗度を加工条件として与 えるときだけでなく、 寸法精度を加工条件として与えるときも 同様に生じる。
このように、 現状にマツチした加工を行える加工プログラム を得るためには、 何度も加工条件を変更し、 その結果を見て是 非を判断する操作を何度も繰り返す必要があつた。 発 明 の 開 示
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、 簡単に 最適な加工条件を設定できる放電加工装置を提供することを目 的とする。
また、 本発明の他の目的は簡単に最適な加工条件を設定でき る放電加工装置の加工条件設定方法を提供するこ とである。 本発明では上記課題を解決するために、
加工条件を自動的に決定する機能を有する放電加工装置にお いて、 入力された設定デ一夕での加工速度と加工精度の相関関 係を示す相関グラフを予め実験的に求められた加工条件基礎デ 一夕から生成し表示画面に表示する相関グラフ生成手段と、 前 記表示画面に表示する指示標識を生成すると共に、 前記相関グ ラフ上において前記指示標識を入力キーにより指定された指示 位置に移動する指示標識制御手段と、 前記加工条件基礎データ、 前記設定データ及び前記指示標識の指示位置から実加工条件を 決定する実加工条件決定手段と、 を有することを特徴とする放 電加工装置が、 提供される。
また、 放電加工装置の加工条件を自動的に設定する放電加工 装置の加工条件設定方法において、 入力された設定データでの 加工速度と加工精度の相関関係を示す相関グラフを予め実験的 に求められた加工条件基礎データから生成し、 前記相関グラフ を表示画面に表示し、 前記表示画面の指示標識により指定され た前記相関グラフ上の点に対応する加工速度と加工精度を読み 取り、 前記加工速度及び前記加工精度を有する実加工条件を前 記加工条件基礎データ及び前記設定データを用いて決定するこ とを特徴とする放電加工装置の加工条件設定方法が、 提供され 本発明の放電加工装置において、 相関グラフ生成手段は、 入 力された設定データでの加工速度と加工精度の相関関係を示す 相関グラフの表示データを、 予め実験的に求められた加工条件 基礎データから生成し表示画面に表示する。 指示標識制御手段 は、 表示画面に表示する指示標識を生成すると共に、 相関グラ フ上において指示標識を入力キーにより指定された指示位置に 移動する。 実加工条件決定手段は、 その入力キーによって指定 された指示標識の指示位置から加工速度と加工精度を求め、 そ の加工速度を持つと共に、 その加工精度が得られるような実加 ェ条件を決定する。 その実加工条件は加工条件基礎データと設 定データを基に決定される。 また、 本発明の放電加工装置の加工条件設定方法では、 先ず、 入力された設定データでの加工速度と加工精度の相関関係を示 す相関グラフを、 予め実験的に求められた加工条件基礎データ から生成する。 次に、 その相関グラフを表示画面に表示し、 そ の表示画面の相関グラフ上で、 指示標識により指定された点に 対応する加工速度と加工精度を読み取る。 続いて、 その加工速 度を持つと共に、 その加工精度が得られるような実加工条件を 加工条件基礎データと設定データを基に決定する。 図 面 の 簡 単 な 説 明
図 1 は本発明の放電加工装置の原理ブロッ ク図、
図 2は本発明が適用されるワイヤカツ ト放電加工機の概略構 成を示す図、
図 3は本発明が適用されるワイヤカ ツ ト放電加工機の数値制 御装置 ( C N C ) 側のハー ドウェアの概略構成図、
図 4 は本発明に係る加工条件設定方法の第 1 段階を示す図、 図 5は本発明に係る加工条件設定方法の第 2段階を示す図、 図 6 ( A ) 、 図 6 ( B ) 、 図 6 ( C ) はメイ ンプログラム例 を示す図であり、 図 6 ( A ) は 1 回加工のとき、 図 6 ( B ) は 2回加工のとき、 図 6 ( C ) は 4回加工のときをそれぞれ示す。 図 7は本発明の概略の処理手順を示すフローチャー トである。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
図 2は本発明が適用されるワイヤカツ ト放電加工機の概略構 成を示す図である。 図において、 ワイヤカ ッ ト放電加工機は数 値制御装置 ( C N C ) 1 0 と放電加工機本体 3 0 とから構成さ れる。
数値制御装置 1 0 は不揮発性メモリ 1 4 (図 3 ) に格納され た加工プログラムを読み取って解読し、 X軸サ一ボモ一夕 3 3 及び Y軸サーボモータ 3 4を駆動し、 X Yテーブル 3 5の移動 等、 放電加工機本体 3 0全体を制御する。
X Yテーブル 3 5 は X軸サーボモータ 3 3及び Y軸サーボモ —夕 3 4 によって直交 2軸方向に移動可能になっている。 この X Yテーブル 3 5の上には導電性の材料からなるワーク 3 6力 固定される。 X Yテーブル 3 5及びワーク 3 6の上下にはワイ ャ 4 9を保持する上部ワイヤガイ ド 3 7及び下部ワイヤガイ ド 4 0が設けられる。 これらの上下のワイヤガイ ド 3 7及び 4 0 はワイヤ 4 9をワーク 3 6 に対して正確に加工位置決めするた めのものである。 ワイヤ 4 9は送り出しリール 3 9から連続的 に送出され、 ブレーキ 3 8及び上部ワイヤガイ ド 3 7を介して ワーク 3 6 に達する。 ワーク 3 6を通過したワイヤ 4 9 は X Y テーブル 3 5を通過後、 下部ワイヤガイ ド 4 0及びワイヤ送り 用ローラ 4 1 を介してワイヤ巻き取り リール 4 2に収納される。 電源部 5 0の加工電源 5 1 からワイヤ 4 9への放電加工電圧 の供給は上部ワイヤガイ ド 3 7 とブレーキ 3 8 との間に設けら れた給電子 4 3 によって行われる。 一方、 加工電源 5 1 の他端 は放電制御装置 5 2によって開閉されるスィ ッチ 5 3を介して ワーク 3 6 に電気的に接続されている。 放電制御装置 5 2は数 値制御装置 1 0からのオン ' オフ信号を受けて、 放電電流のォ ン · オフの時間幅を制御することによって加工特性を変化させ る。 また、 放電制御装置 5 2は、 ワイヤ 4 9 とワーク 3 6間の 極間電圧を受けて、 これをディ ジタル値に変換し数値制御装置
1 0 に送る。 数値制御装置 1 0ではこの極間電圧に対応した速 度で、 X Yテーブル 3 5が移動するように、 X軸サーボモータ
3 3及び Y軸サーボモータ 3 4を制御する。 さらに、 放電制御 装置 5 2は、 ワイヤ 4 9 とワーク 3 6間の短絡を電気的に検出 してその検出信号を数値制御装置 1 0 に送る。 数値制御装置 1
0 はその短絡検出信号に応じて短絡を解除するための指令を放 電加工機本体 3 0 に送り、 X Yテーブル 3 5を制御して、 相対 的にワイヤ 4 9の動作を制御する。
加工液処理槽 4 7はタンク、 ろ過装置及びイオン交換器等で 構成され、 噴射ノズル 4 8からワークの加工部分に加工液を注 水する。
以上のように、 数値制御装置 1 0 は、 制御信号を出力して X Yテーブル 3 5を移動させ、 また噴射ノズル 4 8から注水しな がらワイヤ 4 9を送行させ、 ワイヤ 4 9 とワーク 3 6 との間で、 パルス放電を行いワークを加工する。 パルス放電を行う とヮー ク 3 6の表面が気化、 溶融し、 ワーク 3 6 は所望の形状に加工 される。
なお、 テーパ加工を行うために上部ワイヤガイ ド 3 7の位置 を制御する機構については、 本発明と直接関係しないので省略 し め
図 3は本発明が適用されるワイヤカ ツ ト放電加工機の数値制 御装置 ( C N C ) 側のハ ー ドウ アの概略構成図である。
プロセッサ 1 1 は、 R 0 M 1 2 に格納されたシステムプログ ラムに従って数値制御装置 1 0全体を制御する。 R O M 1 2に は、 E P R O Mあるいは E E P R〇Mが使用される。 R A M I 3には S R A M等が使用され、 各種のデータ、 入出力信号、 後 述する設定データやカー ソル位置データが格納される。 不揮発 性メモリ 1 4 には図示されていないバッテリ によってバッ クァ ップされた C M O Sが使用され、 電源切断後も保持すべきパラ メータ、 後述する加工条件基礎データ、 メイ ンプログラム等が 格納される。
グラフイ ツ ク制御回路 1 5 はディ ジ夕ル信号を表示用の信号 に変換し、 表示装置 1 6 に与える。 表示装置 1 6の表示画面 3 1 は C R Tあるいは液晶表示装置が使用される。 表示画面 3 1 には後述する相関グラフ、 実加工条件等が表示される。 また、 後述するように、 表示画面 3 1 に表示される内容に従ってオペ レー夕が設定データを入力することにより実加工条件が決定さ れる。
さらに、 表示画面 3 1 にはその表示画面 3 1 で受けられる作 業又はデータがメニュー形式で表示される。 メニューのうちど の項目を選択するかは、 メニューの下のソ フ トキー 2 3を押す こ とにより行い、 ソフ トキー 2 3の意味は各画面毎に変化する。 キーボー ド 1 7はシンボリ ッ クキー、 数値キー等からなり、 設定データの入力あるいはカー ソルの移動を指定する。
P M C (プログラマブル ' マシン ' コン トローラ) 2 2は、 上述したように、 放電加工機本体 3 0からの極間電圧等の信号 を受けて、 これをバス 2 1経由でプロセッサ 1 1 に送る。 プロ セッサ 1 1 ではこの極間電圧の信号を受けて、 これに対応する 速度で X軸サーボモ一夕 3 3及び Y軸サーボモータ 3 4の移動 を制御する。
軸制御回路 1 8 x, 1 8 yはプロセッサ 1 1 からの軸の移動 指令を受けて、 軸の措合をサーボアンプ 1 9 x , 1 9 yに出力 する。 サーボアンプ 1 9 x , 1 9 yはこの移動指令を受けて、 放電加工機本体 3 0 の X軸サーボモータ 3 3及び Y軸サーボモ 一夕 3 4を駆動する。 上記の各構成要素はバス 2 1 によって互 いに結合されている。 なお、 プロセッサを複数個にして、 マル チプロセッサシステムとすることもできる。
次に、 本発明に係る加工条件設定方法について図 4及び図 5 に示した表示画面を用いて説明する。
図 4 は本発明に係る加工条件設定方法の第 1段階を示す図で ある。 図において、 表示画面 3 1 は、 上述したように数値制御 装置 1 0 に設けられた表示画面であり、 その左欄 3 1 aは加工 条件設定欄、 右欄 3 1 bは実加工条件表示欄である。 右欄 3 1 bはこの第 1 段階では表示されず、 後述する第 2段階で実加工 条件が表示される。
オペレータは、 ワーク 3 6の加工条件を設定しょう とする場 合、 先ず、 左欄 3 1 aの上方に表示される内容に従って設定デ 一夕を入力する。 すなわち、 加工プログラム N o . 、 ワイヤ径、 ワーク材質、 ワーク板厚及びノズルすきまの各データをキーボ ー ド 1 7及びソフ トキー 2 3を用いて入力する。 こ こで、 ノズ ルすきまは、 噴射ノズル 4 8 とワーク 3 6 との間の設定距離で める。
左欄 3 1 aの下方には、 加工速度と加工精度 (寸法精度) と の相対関係を示す相関グラフ 6 1 が表示されている。 この相関 グラフ 6 1 は、 予め実験的に求められた種々の加工条件基礎デ 一夕中の加工速度と加工精度のデータを用いて生成されたもの である。 相関グラフ 6 1 において、 加工精度を示すグラフ 6 1 aは右上がりに、 加工速度を示すグラフ 6 1 bは右下がりに表 示される。 このこ とは、 仕上げ加工のために加工精度を上げよ う とすると、 加工速度は逆に遅くなり、 加工精度を下げて荒加 ェを行おう とすると、 加工速度を速めるこ とができるこ とを示 している。 オペレータは、 この相関グラフ 6 1 を見ることで、 加工精度と加工速度の相関関係を直ちに知ることができる。 上記の設定デ一夕の入力がすべて完了した時点で、 オペレー 夕が設定データの下の行に表示された 「条件選択」 の欄に力一 ソルをあわせると、 グラフ用カーソル 6 2が移動可能の状態に なる。 そこで、 キーボー ド 1 7を用いてグラフ用力一ソル 6 2 を相関グラフ 6 1上で移動させると、 グラフ用カーソル 6 2の 移動に従って、 相関グラフ 6 1 の下に表示される加工速度及び 加工精度の値が変化する。 すなわち、 グラフ用カーソル 6 2に より指定された相関グラフ 6 1上の点に対応する加工速度と加 ェ精度が順次表示される。
相関グラフ 6 1 は、 上述したように、 種々の加工条件基礎デ 一タ中の加工速度と加工精度のデータを用いて生成されたもの であり、 上記の加工速度及び加工精度の値は、 その生成データ のうち、 最初に設定した設定データに示す条件下での値となる。 なお、 面粗度の値も、 加工速度及び加工精度と同時に表示され る。 この面粗度のデータも、 加工条件基礎データ中に含まれて おり、 表示される面粗度の値は、 その加工条件基礎データの中 で設定データに示す条件下での値となる。
オペレータは加工速度、 加工精度及び面粗度の値が希望する 値となるまで、 グラフ用カーソル 6 2を相関グラフ 6 1 上で移 動させ、 希望する値が表示されたとき、 ソフ トキー 2 3の決定 キー 2 3 aを押す。 そのとき実加工条件が求められ、 図 5に示 すように表示画面 3 1 の右欄 3 1 bに表示される。
図 5 は本発明に係る加工条件設定方法の第 2段階を示す図で ある。 オペレータが、 決定キー 2 3 aを押すと、 そのとき表示 されている加工速度を持つと共に、 そのとき表示されている加 ェ精度及び面粗度が得られるような実加工条件が決定される。 この実加工条件は加工条件基礎データ、 設定データ及びグラフ 用力一ソル 6 2の位置データを基に決定される。
また、 決定キー 2 3 aが押されると、 詳細は後述するように、 加工回数も同時に決定され、 上記の実加工条件はその加工回数 毎に生成される。 加工回数毎の実加工条件は、 図に示すように、 表示画面 3 1 の右欄 3 1 bに表示される。 図では、 加工回数は 4回である。 実加工条件としては、 例えば無負荷電圧、 放電ォ ン時間、 放電オフ時間、 サーボ電圧、 ワイヤ張力、 ワイヤ送り、 オフセッ ト量等である。 なお、 実加工条件を再度設定し直した いときは、 取消キー 2 3 bを押すことにより、 その実加工条件 はキャ ンセルされ、 第 1段階の始めの状態に戻る。
上記の加工回数は、 グラフ用カーソル 6 2の位置に応じて決 定される。 すなわち、 相関グラフ 6 1 において、 グラフ用カー ソル 6 2が基準線 6 1 c より左側の荒加工側に位置していると き、 加工回数は 1 回に設定され、 右側の仕上げ加工側に位置し ているとき、 加工回数は 2回以上に設定され、 基準線 6 1 じか ら右側に離れるに従って加工精度を上げるベく多く設定される。 決定キー 2 3 aが押されると、 上記の実加工条件設定、 加工 回数設定と共に、 メインプログラムが自動的に作成される。 こ こで、 メイ ンプログラムとは、 形状プログラムを呼び出すと共 に、 加工回数に応じた加工条件とオフセッ ト量とを呼び出すプ ログラムをいう。 加工は形状プログラムに従って行われるが、 加工回数が 2回以上となる場合は、 各加工毎に実加工条件とォ フセッ ト量とを切り換える必要がある。 そこで、 本実施例では、 メイ ンプログラムを形状プログラムをベースにして自動的に作 成するようにしている。 次に、 自動作成されるメイ ンプログラ ムの例を図 6 ( A) 、 図 6 ( B ) 、 図 6 ( C) を用いて説明す
^ o
図 6 ( A) 、 図 6 ( B ) 、 図 6 ( C ) はメイ ンプログラム例 を示す図であり、 図 6 ( A) は 1 回加工のとき、 図 6 ( B ) は 2回加工のとき、 図 6 ( C ) は 4回加工のときをそれぞれ示す。 図において、 「 0 8 0 0 0」 はメイ ンプログラ厶が格納される 番地を示している。 コー ド 「 S」 は加工条件呼出しのコー ドで あり、 「 S 0」 は荒加工の実加工条件呼出しを、 「 S 1 」 、 「 S 2」 、 「 S 3」 、 「 S 4」 はそれぞれ 1 回加工、 2回加工、 3回加工、 4回加工の実加工条件呼出しを意味している。 コー ド 「D」 はオフセッ ト量設定のコー ドであり、 「D 0」 は荒加 ェ時のオフセッ ト量呼出しを、 「D 1 J 、 「D 2」 、 「D 3」 、 「D 4」 はそれぞれ 1 回加工、 2回加工、 3回加工、 4回加工 時のオフセッ ト量呼出しを意味している。 このオフセッ ト量は 加工回数が増えるにつれて小さ く なるように設定され、 それに よって加工精度 (寸法精度) が上がるようになつている。 図に 示すように、 加工回数に応じて形状プログラム 「 8 0 0 1 」 力 呼出され、 またその加工回数に応じて実加工条件の呼出し及び オフセッ ト量の設定が行われる。
このように、 本実施例では、 オペレータが相関グラフ 6 1 上 で加工速度、 加工精度及び面粗度を設定すると、 加工回数及び 実加工条件が自動的に決定され、 さらにメイ ンプログラムも自 動的に設定される。
次に、 本発明の加工条件設定方法を実行する処理手順を図 7 を用いて説明する。
図 7は本発明の概略の処理手順を示すフローチャー トである。 図において、 Sに続く数値はステップ番号を示す。
〔 S 1 〕 オペレータが設定した設定データ (ワイヤ径、 ワーク 材質、 ワーク板厚及びノズルすきまの各データ) を読み取る。
〔S 2〕 設定データと種々の加工条件基礎データ 7から相関グ ラフ生成し、 表示画面に表示する。 相関グラフは、 始めはいく つかの点として与えられるが、 その各点間をさ らに補間するこ とにより連続した線として生成される。
〔 S 3〕 オペレータが指定したグラフ用カーソルの位置を読み 取る。
〔 S 4〕 設定データ、 加工条件基礎データ及びグラフ用カーフ ルの位置データから実加工条件を決定する。
図 1 は本発明の放電加工装置の原理プロッ ク図である。 図に おいて、 本発明の放電加工装置は、 相関グラフ生成手段 2、 指 示標識制御手段 3及び実加工条件決定手段 1 から構成される。 相関グラフ生成手段 2は、 入力された設定データ 5の条件下で の加工速度と加工精度の相関関係を示す相関グラフ 6 1 の表示 データを、 予め実験的に求められた加工条件基礎データ 7から 生成し表示画面 3 1 に表示する。
指示標識制御手段 3は、 表示画面 3 1 の相関グラフ 6 1 上に 表示するグラフ用カーソル 6 2を生成すると共に、 相関グラフ 6 1上においてグラフ用カーソル 6 2を入力キー 1 7により指 定された指示位置に移動する。
実加工条件決定手段 1 は、 その入力キー 1 7によって指定さ れたグラフ用カーソル 6 2の指示標識位置 6から加工速度と加 ェ精度を求め、 その加工速度を持つと共に、 その加工精度が得 られるような実加工条件を決定する。 その実加工条件は加工条 件基礎データ 7、 設定データ 5及びグラフ用カーソル 6 2の指 示標識位置 6を基に決定される。 決定された実加工条件は表示 画面 3 1 の実加工条件表示欄 6 3に表示される。
また、 実加工条件決定手段 1 はグラフ用カーソル 6 2の指示 標識位置 6から加工回数 Nを決定し、 メイ ンプログラム作成手 段 4 は、 その加工回数 Nを基に、 メインプログラム 8の作成を 行う。
以上述べたように、 本実施例では、 加工速度と加工精度の相 関関係を示す相関グラフ 6 1 を表示し、 この相関グラフ 6 1 上 でグラフ用カーソル 6 2を移動させて加工速度、 加工精度及び 面粗度のデータを表示させるようにした。 このため、 ォペレ一 夕は加工速度と加工精度との相対的な関係を目で見て把握でき、 実加工条件の選択設定が容易に行えるようになる。 実加工条件 の設定のやり直し回数も大幅に減少させることができ、 経験の ないオペレ一夕でも簡単な操作で最適の実加工条件を設定でき る o
また、 相関グラフ 6 1上に基準線 6 1 c (図 5 ) を表示し、 グラフ用カーソル 6 2がその基準線 6 1 cの左右どちら側にあ るかで加工回数を決定するようにした。 このため、 オペレータ は実加工条件が設定される前に加工回数 Nを予め知るこ とがで き、 オペレータは完成品の納期等をも考慮して、 的確に所望の 実加工条件を設定できる。
さらに、 その N回の加工を行えるメイ ンプログラムを自動的 に作成できるようにした。 複数回の加工時のプログラム作成時 には通常、 実加工条件やオフセッ ト量を順次変更させていく必 要があるが、 その実加工条件やオフセッ ト量も含めてメイ ンプ ログラムが自動的に作成されるので、 オペレータのプログラム 作成作業に要する時間を大幅に低減することができる。
上記の説明では、 相関グラフを加工速度と加工精度との間で 作成するようにしたが、 加工速度と面粗度との間で作成するよ うにしてもよい。 また、 相関グラフを加工速度、 加工精度及び 面粗度の 3つの間で作成するように構成してもよい。
以上説明したように本発明では、 加工速度と加工精度の相関 関係を示す相関グラフを表示して、 この相関グラフ上で実加工 条件を決定できるように構成したので、 オペレータは加工速度 と加工精度との相対的な関係を目で見て把握でき、 実加工条件 の選択設定が容易に行えるようになり、 実加工条件の設定のや り直し回数も大幅に減少させることができる。 したがって、 経 験のないオペレ一夕でも簡単な操作で最適の実加工条件を設定 できる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 加工条件を g動的に決定する機能を有する放電加工装置 において、
入力された設定データでの加工速度と加工精度の相関関係を 示す相関グラフを予め実験的に求められた加工条件基礎データ から生成し表示画面に表示する相関グラフ生成手段と、
前記表示画面に表示する指示標識を生成すると共に、 前記相 関グラフ上において前記指示標識を入力キーにより指定された 指示位置に移動する指示標識制御手段と、
前記加工条件基礎データ、 前記設定データ及び前記指示標識 の指示位置から実加工条件を決定する実加工条件決定手段と、 を有することを特徴とする放電加工装置。
2 . 前記実加工条件決定手段は前記指示標識の指示位置から 加工回数を決定し、 前記加工回数を含むメ イ ンプロ グラムを作 成するメイ ンプログラム作成手段を有することを特徴とする請 求項 1 記載の放電加工装置。
3 . 放電加工装置の加工条件を自動的に設定する放電加工装 置の加工条件設定方法において、
入力された設定データでの加工速度と加工精度の相関関係を 示す相関グラフを予め実験的に求められた加工条件基礎データ から生成し、
前記相関グラフを表示画面に表示し、
前記表示画面の指示標識により指定された前記相関グラ フ上 の点に対応する加工速度と加工精度を読み取り、
前記加工速度及び前記加工精度を有する実加工条件を前記加 ェ条件基礎データ及び前記設定データを用いて決定するこ とを 特徴とする放電加工装置の加工条件設定方法。
4 . 前記指示標識に対応する加工速度及び加工精度の数値を 前記表示画面に表示することを特徴とする請求項 3記載の放電 加工装置の加工条件設定方法。
5 . 前記相関グラフに面粗度を示す曲線をさらに表示するこ とを特徴とする請求項 3記載の放電加工装置の加工条件設定方 法 σ
6 . 前記決定された実加工条件を前記表示画面に表示するこ とを特徴とする請求項 3記載の放電加工装置の加工条件設定方
7 . 前記決定された加工条件には加工回数を含み、 前記加工 回数を含むメ イ ンプログラムを作成することを特徴とする請求 項 3記載の放電加工装置の加工条件設定方法。
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