WO1995009063A1

WO1995009063A1 - Procede pour regler automatiquement l'ecartement d'un ajutage superieur pour machine d'etincelage

Info

Publication number: WO1995009063A1
Application number: PCT/JP1994/001580
Authority: WO
Inventors: Yuki Kita; Masaya Ito; Minoru Fujita
Original assignee: Fanuc Ltd
Priority date: 1993-09-28
Filing date: 1994-09-27
Publication date: 1995-04-06
Also published as: JPH0796418A; EP0680800B1; EP0680800A1; EP0680800A4; DE69409791D1

Description

明細書

ワイヤ放電加工機の上ノズルすきま自動調整方法

技術分野

本発明は、ワイヤ放電加工機にかかわる発明であり、詳しくは、ワイヤ放電加工機において、ワイヤ放電加工機の上ノズルとワークとの間のノズルすきまを自動調節する方法に関する。

背景技術

ワイヤ放電加工機のワイヤは、通常、次のような経路を通ることによりワークの加工を行う。ワイヤは、始めに、コラムに装着された供耠リールから引き出された後、ブレーキローラ、上ノズルを経てワークに至る。そして、ワイヤはワークに放電作用を施す。次に、放電加工が終了した後、使 ffl済みのワイヤは下ガイドを経て下ァ —厶の内部を通ることによりその下アームを通過し、その後、フィードローラに至る。

ワイヤ放電加工機は数値制御装置（ C N C装置）を備えており、この数値制御装置はワイヤの張力や送り速度の制御を行ったり、あるいはワークを X軸や Y軸方向に移動する等の制御を行っている。

上ノズルには加工液供耠口が接続されており、この上ノズルは、ワイヤカット加工時及び自動ワイヤ結線作動時に、加工液を下方に噴出する。

この上ノズルからの供耠される加工液は、加工中において放電ギャップ（この放電ギャップは、アーク放電を維持のために必要なワイヤとワーク間の適正な間隔である）を維持したり、放電箇所を冷却したり、あるいは加ェによって生じるスラッジを除去する。

ここで、上ノズルすきまは、上ノズルとワークとの間の間隔であって、上ノズルからの加工液を適正に洪辁するために、適正な距離に設定する必要がある。

例えば、上ノズルすきまの大きさは、小さいほど加工によつて生じるスラッジを効率よく除去することができ、また、個々のワークに対する加工条件を一定にするためには、一定であることが望ましい。

従来、この上ノズルすきまの設定は、上ノズルのヮーク側の端部とワークとの間の間隔を、その両者の間にすきまゲージを挿入することによって測定し、その測定結果に基づいて、間隔が所望の値となるように、上ノズルを支持する Z軸クイ一ルを Z軸方向に移動させて行っている。

しかし、前記した従来のノズルすきまを調節する方法は、加工するワークを交換する毎に、あるいはワイヤ結線毎に、上ノズルとワークとの間にすきまゲージを挿入して間隔を計測し、該計測結果に基づいてノズルすきまを調整する操作が必要である。この操作は、作業時間を長時間化させ、作業効率を低下させる。また、前記操作は人手を要するため、自動による上ノズルすきま調整が困難であるという問'題点がある。

さらに、すきまゲージは設定された閭隔のみの測定しか行えないため、ゲージの持つ設定間隔以外の任意のすきまの量を設定することができないという問題点も有している。

発明の開示

本発明の目的は、すきまゲージ等の人手による計測を行うことなく、上ズルのすきま調整を自動的に行うヮィャ放電加工機の上ノズルすきま自動調整方法を提烘すと ¾ めな ₀

本発明の他の目的は、すきまゲージによる上ノズルとワークとの間の間隔を計測する必要のないワイヤ放電加ェ機の上ノズルすきま自動調整方法を提供することにある。本発明の他の目的は、作業時間の短縮と作業効率の向上を図ることができるワイヤ放電加工機の上ノズルすきま自動調整方法を提洪することにある。本発明の別の目的は、人手による操作は要しない自動調整を可能とする調整方法を提供することにある。

また、本発明の更に別の目的は、上ノズルとワークとの間のすきま量を任意の値に設定できる上ノズルすきま自動調整方法を提洪することにある。

本発明の上ノズルすきま自動調整方法が適 ffi されるヮィャ故電加工機は、ワイヤが通されるとともにサ一ボモ一夕により駆動される上ノズルを Z軸に取り付けたワイャ放電加工機であって、該上ノズルのすきま調整を自動的に行うものである。

そして、該ワイヤ放電加工機の Z軸はサ一ボモー夕により駆動され、このサ一ボモ一夕の駆動制御を行う制御系は外乱推定オブザーバを備えている。該外乱推定ォブザ一バは、上ノズルに印加される外乱負荷を推定するものである。そして、本発明の上ノズルすきま自動調整方法では、該外乱推定オブザーバは、上ノズルに印加される外乱負荷を推定し、その外乱負荷に基づいて上ノズルとワイヤ放電加工機上に設定された基準位置との衝突を検知する。

そして、外乱推定オブザーバを備えた制御系は、上ノズルが基準位置に衝突したことを検知すると、サ一ボモ一夕を停止し、上ノズルを基準位置に位置決めする。

そして、制御系は、上ノズルを基準位置に位置決めした後、 Z軸を上ノズルすきまに対応した設定値だけ上昇させる。この上ノズルの Z軸方向の移動により、上ノズルの基準位置からの位置定めを行って、上ノズルのすきまを任意の所定値に調整する。

また、制御系は、加工液を烘給する時には、外乱推定オブザーバの推定外乱負荷値とあらかじめ求めておいた設定値との比較を行うことによって、上ノズルの基準位置からの位置決めを行う制御を行う。

本癸明において、基準位置は、ワイヤ放電加工機上において、上ノズルが移動しても、位置が変動せずに一定の位置を保持する部分である。この基準位置として、例えばワークやテーブル等を泪いることができる。

また、本発明において、外乱推定オブザーバによる上ノズルと基準位置との衝突は、外乱推定オブザーバにより得られる推定外乱負荷値の大きさを判定することによつて、検知することができる。例えば、外乱推定ォブザ —バが推定する推定外乱負荷値の大きさが、設定値以上となったことによって、上ノズルと基準位置との衝突を検知することができる。

図面の簡単な説明

図 1 は、本発明の方法を実施するための一構成例を示すブロック図、

図 2 は、本発明の一実施例に用いる外乱推定オブザーバのブロック図、

図 3 は、サーボモー夕制御系のブロック図、

図 4 は、外乱推定オブザーバを組むモデルのブロック図図 5 は、本発明の方法の概略を説明するたそのフローチヤート、

図 6 は、上ノズルと基準位置との位置関係図、

図 7 は、デジタルサ一ボのプロセッサが位置，速度ル一プ処理周期毎に実施する処理を説明するフローチヤ一ト図 8 は、本発明の第 2 の作甩を説明する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 (本発明を実施するための構成）

はじめに、本発明のワイヤ放電加工機の上ノズルすきま自動調整方法を実施するための一構成例を、図 1 のブロック図を用いて説明する。なお、図 1 のブロック図は、ワイヤ放電加工機の一部分のみの構成を示している。

図 1 において、 Z軸クイ一ル 1 は、ワイヤ送り出し部分から送り出されるワイヤ（両者とも図示されていない ) を、上ノズル 2 に案内する部材であり、例えば、パイプ構造によって構成することができる。なお、この Z軸クイールの構成は、パイプ構造に限定されるものではない。

この Z軸クイール 1 にはボールネジ 4 が取り付けられ、このボールネジ 4 の駆動により Z軸方向に移動可能となっている。 Z軸クイール 1 は Z軸方向に移動し、 Z軸クイール 1 の先端部に取り付けられた上ノズル 2 の端部面と、テーブル 6 あるいはワーク 7 との蹈饑を調節するこのボールネジ 4 は伝達機構 5 を介してモ一夕 Mに取り付けられており、このモー夕 Mにより駆動回転力が烘蛤される。なお、この伝達機構 5 は、上ノズル 2 を移動するために必須な構成要件ではなく、例えば、モ一夕 M の回転力を直接ボールネジ 4 に供跆することにより、 Z 軸クィール 1 及び上ノズル 2 を駆動する構成とすることもできる。

上ノズル 2 は、供辁されたワイヤをワーク 7 に通すとともに、ワーク 7 の放電加工箇所に加工液を供耠する。この加工液の供耠は、加工箇所に発生するスラッジの除 - 1

5

去、及び冷却を行う。

また、下ガイド 3 は、上ノズル 2 と対向する位置に設けられる。この下ガイド 3 は、ワイヤを図示しないワイャ巻取り部に案内するとともに、ワーク 7 の放電加工箇所に加工液を供耠し、加工箇所に発生するスラッジの除去、及び冷却を行う。

放電加工により加工が行われるワーク 7 は、上ノズル 2 と下ガイド 3 との間に配置される。このワーク 7 の配置は、テーブル 6 への設置によって行い、その設置は、

1 0 クランプによってワーク置き台（クランプ及びワーク置き台は図示していない）に固定することにより行う。

そして、このテーブル 6 は、 X軸、 Y軸、 U軸、及び V軸等に対して移動可能である。そして、各軸方向に対する移動の制御を行うことにより、テーブル 6 を X軸方向、及び Y軸方向への移動の制御を行ったり、また、ヮーク 7 の傾斜角度の制御を行う。

これら各軸の移動は、その軸に設けられた移動軸を図示しないモ一夕で駆動することにより行う。

本発明において、 Z軸クイ一ル 1 を駆動するモ一夕 M

2 0 の制御、及びその他の移動軸を駆動するモ一夕の制御は、数値制御装置（ C N C ) 3 0 により行う。ここで、モ — 夕 Mのトルク値は、トルク検出部 2 0 により検出される。そして、検出されたトルク値は、 C N C 3 0 に送られ、外乱負荷の推定によって、上ノズルの衝突を検知す

2 5 ο © C N C 3 0 は、通常のサーボモータの制御装置が備える構成を用いることができ、プロセッサ、 R 〇 M、 R A Mや入出力装置、表示装置等を有している。

前記構成のワイヤ放電加工機において、本発明の上ノズルすきま自動調整方法は、はじめに Z軸クイ一ル 1 を下降させて上ノズル 2 をワーク 7 あるいはテーブル 6 等の基準位置に位置決めしてセットする。次に、 Z軸クイール 1 を、この基準位置から上ノズル 2 のノズルすきまの設定値まで上昇させる。そして、 Z軸クイ一ル 1 を上昇させることによって、上ノズル 2 のノズルすきまを設定値に調整する。この上ノズル 2 の基準位置へのセットは、上ノズル 2 とワーク 7 あるいはテーブル 6 との衝突を検知により行うものであり、該衝突検知は、外乱推定オブザーバによって行う。外乱推定オブザーバが衝突を検知すると、 Z軸クイ一ル 2 の下降を俘止させて、すきま調整を終了する。

そこで、以下では、〖まじめに、上ノズル 2 をヮ一ク 7 あるいはテーブル 6 等の基準位置にセットするための、外乱推定オブザーバの構成について説明する。

(外乱推定オブザーバの構成）

本発明の上ノズルすきま自動調整方法に用いる外乱推定オブザーバの構成について説明する。本発明のワイヤ放電加工機の上ノズルすきま自動調整方法においては、この外乱推定オブザーバで推定した外乱に基づいて、上ノズル 2 と、ワーク 7 あるいはテーブル 6 等の基準位置との衝突を検知する。

図 3 は、位置に対し比例（ P ) 制御を行い、速度に対し比例 ♦ 積分制御（ F I ) を行うサ—ボモ一夕系のプロック線図であり、 Z軸クイ一ル 1 を駆動するモ一夕 Mを制御する制御系を示している。

図 3 において、伝達関数 1 0 の k p は、位置ループにおける比例ゲイン、伝達関数 1 2 は、速度ループにおける伝達関数である。そして、該伝達関数 1 2 において、 k l は積分定数を表し、 k 2 は比例定数を表している。また、伝達関数 1 4 , 1 6 は、モー夕の伝達関数である。この伝達関数 1 4 , 1 6 において、 k t はトルク定数を表し、 J はイナ一シャを表している。また、伝達関数 1 8 は、速度 Vを積分して位置 P ί を算出する伝達関数である。また、 T L は外乱トルクであり、本発明においては上ノズルとワークあるいはテ一ブルとの衝突により生じるトルクである。

図 3 のブロック図において、位置指合 P c から現在位置 Ρ ί のフィードバック値を減算してその差を求めると、位置偏差 ε が得られる。伝達関数〗 0 は、この得られるた位置偏差 ε ( = P c - P f ) に比例定数 k p を乗じ、速度指合値を求める。求めた速度指合値と実速度 V との差から速度偏差を求める。伝達関数 1 2 は、求めた速度偏差に対して F I 制御を行って、トルク指合値としての電流値 I を求める。そして、この電流 I をモ一夕の捲線に流してモー夕の駆動を行う。 - 1 o - 電流 I によって、モータは速度 v で回転する。伝達関数 1 8 は、このモ一夕の速度 V を積分して位置 p ί を求める。

ここで、この図 3 に示すサ一ボモ一夕に対して、外乱推定オブザーバを構成する。まず、従来から知られている外乱推定オブザーバについて、サ一ボモー夕のサ一ボ制御をプロセッサで行うデジタルサ一ボ制御系を基にして説明する。

図 4 は、サーボモー夕におけるオブザーバ対象のモデルのブロック図である。図中において、符号 1 4 は図 3 に示すサ一ボモ一夕のトルク定数 k t の伝達関数である。なお、図 4 において、図 3 で示した伝達関数 1 6 はィナーシャ J の伝達関数〗 6 a と積分項 1 6 b に分割して示している。また、図 4 において、 I は入力としてのトルク指合、 V は速度、 T L は外乱トルクである。

図 4 のブロック図に示すモデルにおいて、ォブザ一バを組む一般的な手法を用いて、速度 v、外乱トルク丁 L を推定する同一次元オブザーバを組むと、図 2 中の符号 5 0 で示されるオブザーバとなる。なお、ブロック 5 0 は外乱推定オブザーバの一構成図である。

外乱推定オブザーバ 5 0 の項 5 2 , 5 3 中に示される k 3 . k 4 は外乱推定オブザーバのパラメ一夕である。また、項 5 1 中に示されるは、サ一ボモ一夕に実際に出力されるトルク指合となる電流値 I に乗じるパラメ一夕の値であり、モー夕のトルク定数の推定値 k t * をィナ一シャの推定値 J ni * で除した（ α 二 k t * / J m * ) として表される。

項 5 4 は積分項であり、項 5 1 , 5 2 , 5 3 の出力をすべて加箕した値を積分し、モー夕の推定速度 V a を求める項である。また、項 5 5 は、項 5 3 からの出力に（ 1 / を乗じて推定外乱トルク T d 2 を求める項である。

図 2 に示されるブロック図において、外乱推定ォブザーバ 5 0 の解析を行う。この解析において、 = k t * / J m * とおき、かつモー夕のトルク定数 k t をその推定値 k t * と等しレ、（ k t 二 k t * ) とし、モ一夕のィナーシャ J mをその推定値 J m * ( J m = J m * ) とす

-3 o

項 1 6 の演算によって、以下の式（ 1 ) が得られる。

( I · k t +丁 L ) ( 】 / J m * S ) 二 V ··' ( 】）また、項 5 4 の出力 V a について検討すると、以下の式（ 2 ) が得られる。

{ I ♦ ( k t / J m ) + ( v - v a ) k 3 + ( v - v a ) ( k 4 / S ) } ♦ ( 1 Z S ) = v a … （ 2 ) そして、式（ 1 ) を変形すると次式（ 3 ) となり、

I 二（ v * J m * S — 丁し） Z' k t … （ 3 ) さらに、この式（ 3 ) を式（ 2 ) に代入して整理すると、以下の式が得られる。

( v * J m * S — T L ) J m + ( v - v a ) k 3 + ( v - v a ) ( k 4 Z S ) 二 v a · S … （ 4 ) S ( y - γ a ) 十 ( v - v a ) ♦ k 3 + ( V V a ) ( k 4 / S ) = T L / J m … ( 5 ) また、式（ 5 ) から V e r r (二 V V a ) を永めると、次式（ 6 ) が得られる。

V e r r = v - v a

二（ TL / J m) [ l / { S + k 3 + ( k 4 / S ) } ]

… ( 6 ) 上記式（ 6 ) から、項 5 3 の出力 T d 】は次式（ 7 ) 式によって表される。

T d 1 = V e r r · ( k 4 / S )

= ( T L / J m ) { k 4 / ( S ² + k 3 ♦ S + k 4 ) }

… ( 7 ) 式（ 7 ) において、ノ、。ラメ一夕 k 3 , k 4 を極が安定するように選択すると、丁 d l =丁 L Z J mの関係式に近似することができる。この近似した関係式は、全外乱トルク T d 1 が推定できることを示している。

そして、項 δ 1 において、この全外乱トルク丁 d 1 に 1 / a ( = J m * / k t * ) を乗じて、推定外乱トルク T d 2 を求める。

比較器 6 2 は、この推定外乱トルク丁 d 2 と、衝突を検出するために設定された設定値丁 s とを比較する。この比較において、推定外乱トルク T d 2 が設定値丁 s より大きい場合には、衝突が生じたとものと判断する。そして、速度ループの積分器の値を「 0 」とするとともに、以後の速度指合を「 0 」にしてモ―夕を俘止させる。衝突を検出するための設定値丁 s は、 Z軸クイ一ルを駆動する機構部の静摩擦等や重力項よりも大きく、かつ機構部やワークの破壊限界よりも小さい値に設定される。この設定によって、上ノズルをワークあるいはテ一ブルの基準位置にセットすることができ、また、ノズルすきまの調節の基準を自動的に定めることができる。

(本発明の実施例の作用）

次に、前記構成の一実施例の作 ffiを、図 5 及び図 6 を用いて説明する。図 5 は本発明のワイヤ放電加工機の上ノズルすきま自動調整方法を説明するフローチヤ一トであり、図 6 は上ノズルと基準位置との位置関係を示す図である。以下、ステップ S の符号を用いて説明する。

はじめに、ワイヤ放電加工機において、図 6 の（ a ) に示すように、 Z軸クイ一ル 1 を下降させることにより上ノズル 2 をワーク 7 あるいはテーブル 6 等に衝突させ、上ノズル 2 を基準位置にセットする（図 S の（ b ) ) この基準位置をワーク 7 によって定める場合には、ヮーク 7 を基準位置にセットし、次いで上ノズル 2 をセットしたワーク 7 の上面に衝突させることにより行う。

また、基準位置をテーブル 6 によって定める場合には、テーブル 6 上において、 Z軸クイ一ル 1 を下降させたときに Z軸クイ一ル 1 と干渉しない位置にワーク 7 をセットし、次いで、上ノズル 2 をテ一ブル 6 の上面に衝突させることにより行うことができる（ステップ S 1 ) 。前記ステップ S 1 における上ノズル 2 の基準位置への衝突を、外乱推定オブザーバで推定する外乱負荷により推定する。そして、この推定によって衝突を検知した場合には、サ一ボモ一夕 Mを停止させ、上ノズル 2 を基準位置に停止させる（図 6 の（ b ) ) 。

この工程により、上ノズル 2 は基準位置にセットされることになる（ステップ S 2 ) 。

次に、図. 6 の（ c ) に示すように、 Z軸クイ一ル 1 を上昇させる（ステップ S 3 ) 。

この Z軸クイール 1 の上昇は、上ノズル 2 の基準位置からの距離が、上ノズル 2 のノズルすきまの設定値となるまで行われる（ステップ S 4 ) 。

上ノズル 2 の基準位置からの距離が上ノズル 2 のノズルすきまの設定値となった時点で、サ一ボモ一夕 Mを停止し、 Z軸クイ一ル 1 の上昇を止める（ステップ S 5 ) この工程により、上ノズル 2 は基準位置から設定位置に調整され、そのノズルすきまは設定値にセットされる。なお、このノズルすきまの設定値の誤差補正は、上ノズル 2 とワーク 7 との間における所望の間隔に、 Z軸クィ一ルの Z軸方向のひずみ量等の誤差値を加わえることにより行うことができる。

さらに、前記図 5 に示したワイヤ放電加工機の上ノズルすきま自動調整のフローを、サ一ボモ一夕を制御するデジタルサーボ（ソフトゥヱアサ一ボ）のプロセッサで

- 1

5

実現する場合を例として、図 7 のフローチャートを用いて説明する。

図 7 は、デジタルサ一ボ（ソフトゥヱアサ一ボ）のプ口セッサが、位置，速度ループ処理周期毎に実施する処理のフ口一チャートである。以下、このフローチャートの処理を、ステップ S の符号を用いて説明する。

数値制御装置から出力される位置指合とサーボモ一夕に取り付けられるパルスコーダ等によって検出される現在位置（位置のフィードバック値）のデータを用いて、

1 0 位置ループ処理を行って、速度指合を算出する。この処理は、従来行われているものと同様の処理である（ステップ S 1 1 ) 。

次に、フラグ Fが「 1 」か否かの判定を行う（ステツプ S 1 2 ) 。なお、このフラグ F は、初期設定において「 0 」に設定されている。そして、上ノズル 2 が基準位置に衝突していなければ「 0 」の状態を保持され、上ノズル 2 が基準位置に衝突して基準位置にセットされた後には「 1 」に設定される。

前記ステップ S 1 2 の判定において、フラグ F の値が

20 「 1 」でない場合には、推定外乱トルク丁 d 2 を求める。この推定外乱トルク T d 2 は、図 2 に示す外乱推定ォブザーバ 5 0 及びブロック 6 1 , 6 2 の処理を実行することにより求められる（ステップ S 】 3 ) 。

そして、求められた推定外乱トルク T d 2 が、衝突を

25 検出するために設定された設定値 T s より大きいか否かの判定を行う（ステップ S 1 4 ) 。

この推定外乱トルク T d 2 が設定値 T s より小さい場合には、上ノズル 2 は未だ基準位置と衝突していないものと判定し、上ノズル 2 を下降させる。

この上ノズル 2 の下降は、ステップ S 1 】の工程で求めた速度指合とサ一ボモ一夕に取り付けられたパルスコ —ダ等の速度検出器で検出されるサ一ボモ一夕の実速度から、従来と同様の速度ループ処理によって、電流指合 ( トルク指合）を算出し、電流ループに該電流指合を引渡し、当該周期の処理を終了して、次の周期の処理を繰り返すことにより行う（ステップ S 1 7 , ステップ S 1 8 ) o

一方、ステップ S 1 4 の工程で箕出された推定外乱トルク丁 d 2 が設定値丁 s 以上の場合には、上ノズル 2 がワーク 7 あるいはテーブル 6 の基準位置と衝突したものと判定する。そして、フラグ F を「】」にセットし、速度指合を「 0 」，速度ループの積分器を「 0 」にする（ステップ S 1 5 , ステップ S 1 6 ) 。

そして、ステップ S 1 7 の速度ループ処理では速度指合を「 0 」，速度ループの積分器を「 0 」として速ループ処理を行って電流指合を求め、電流ループに引き渡す次の周期からは、フラグ Fが「ュ」にセットされている力ヽら、ステップ S 1 2 からステップ S 1 9 (ステップ S 2 0 ) を通って、ステップ S 1 7 に移行する。ステップ S 1 9 では、上ノズル 2 の設定位置である基準位置からの設定値を読み込み、この設定値まで Z軸クィ一ル 1 を駆動する。なお、この Z軸クイ一ル 1 は、以下の工程によって、設定値までの駆動させることができる。例えば、ステップ S 2 0 における Z軸位置と設定値との比較と Z軸クイール 1 の移動を繰り返す。そして、最終的に Z軸位置と設定値が一致した段階で、速度指合を「 0 」，速度ループの積分器を「 0 」として速度ループ処理を行って、電流指合を求め、電流ループに引き渡すことによってサ一ボモー夕を駆動する。また、ステツプ S 2 0 の工程を用いずに、モ一夕を設定値まで直接に駆動させることにより行うこともできる。

なお、この設定値は、上ノズルと基準位置との間の距離に Z軸のたわみ量等の誤差分を加えたものとすることができる。そして、この設定値は、 C N C 3 0 のパラメ — 夕を格納する手段に記憶させておくことができる。

したがって、前記のようにして、上ノズルを基準位置から設定したノズルすきまの位置に位置調整することができる。また、設定値を選択することにより任意のノズルすきま量とすることができる。

次に、本発明の第 2 の作用について説明する。この第 2 の作苗は、上ノズルから供絵される加工液の水圧による影響を補正するものである。

上ノズルを設定位置にセットした後、加工液を供耠してワーク側に噴出すると、上ノズルはこの加工液の噴出 5 o δ

により Z軸上においてワークと反対方向に圧力を受け、上ノズルの設定位置が始めに設定した位置からずれる場合がある。

そこで、本発明の上ノズルのすきま調整方法において 5 、加工液の圧力による誤差を以下のようにして補正を行う。加工液が供耠された状態において、上ノズルすきまが設定位置にセットされたときの外乱負荷の値をあらかじめ求めておき、そして、サ一ボモ一夕の外乱推定によつて求められるた推定外乱負荷の値が、この求めておい0 た外乱負荷値と一致するように Z軸クイ一ルの移動制御を行う。

以下、図 8 に示す本発明の第 2 の作用のフローチヤ一トを fflいて説明する。なお、このフローチャートは前記図 5 及び図 7 のフローチャートに示した工程によって、上ノズルが設定位置に位置調整されている状態を前提としており、その後の処理のみを示している。

はじめに、加工液が烘給され圧力が加わった状態において、上ノズルすきまを調整して設定位置にセツトし、この時の外乱負荷の値を求める。この求めた外乱負荷値丁 t は、ワイヤ放電加工機による加工を行う前に、種々の加工条件に対応してあらかじめ求めておくものである。そして、この外乱負荷値 T t は、外乱推定オブザーバにより求めることができ、その求めた値は例えば C N C 中の記憶手段に格納しておく。なお、この外乱負荷値を記憶する記憶手段は、 C N C 中の記憶手段以外の別個の記憶手段を用いることもできる。

そして、前記図 5 及び図 7 のフローチャートで示した位置調整により上ノズルを設定位置にセットする。その後、上ノズルに加工液を供給すると、その圧力により上ノズルの Z軸上ての位置がずれ、上ノズルすきまに誤差が生じる。

そこで、はじめに、あらかじめ求めて記憶しておいた外乱負荷値 T t を記憶手段から読み出し（ステップ S 2 1 ) 、次に、前記図 2 に示す外乱推定オブザーバ 5 0 及びブロック 6 1 . 6 2 の処理を実行して、外乱推定ォブザ一バにより外乱負荷を推定する（ステップ S 2 2 ) 。

そして、求められた推定外乱負荷が外乱負荷値 T t 以上か否かの判定を行う（ステップ S 2 3 ) 。

上ノズルは、加工液の俟耠によって Z軸上で上ノズルすきまが増える方向にずれている。そのため、求められた推定外乱負荷は、外乱負荷値 T t より小さな値となつている。

したがって、ステップ S 2 3 の判定は、推定外乱負荷が外乱負荷値 T t より小さいと判定し、ステップ S 2 5 に移行して上ノズル 2 を下降させる。

この上ノズル 2 の下降は、ステップ S 1 1 の工程で求めた速度指合とサーボモ一夕に取り付けられたパルスコ — ダ等の速度検出器で検出されるサーボモ一夕の実速度から、従来と同様にして速度ループ処理を行い、電流指合（トルク指合）を算出し、電流ループに該電流指会を引渡し、当該周期の処理を終了して、次の周期の処理を繰り返すことにより行う（ステップ S 2 5 , ステップ S 2 6 ) o

一方、ステップ S 2 3 の工程で、推定外乱負荷が外乱負荷値丁 t 以上の場合には、上ノズル 2 が設定された上ノズルすきまに達したものと判定する。そして、速度指合を「 0 」，速度ループの積分器を「 0 」にする（ステップ S 2 4 ) 。そして、ステップ S 2 5 , 2 6 の速度ループ処理では速度指合「 0 」，速度ループの積分器が「 0 J として速ループ処理を行い電流指合を求め、電流ル

—プに引き渡す。

上記工程によって、上ノズルは、加工液が供耠された状態で、その加工液による圧力による誤差を補正したすきま調整を行うことができる。

(変形例）

前記実施例においては、上ノズルの基準位置への位置決めのセットを、外乱推定オブザーバによる上ノズルとワークあるいはテ一ブルとの衝突の検知により行っている。これに对して、上ノズルの代わりに、上ノズルと Z 軸方向に対して相対的な位置関係が一定である部分を用い、またワークあるいはテ一ブルの代わりに、上ノズルと Z軸方向の移動に対して位置が不変である部分を基準位置として用いて、それらの衝突の検知により行うことも、きる。

また、以上説明したように、本発明によれば、すきまゲージ等の人手による計測を行うことなく、上ノズルのすきま調整を自動的に行うワイヤ放電加工機の上ノズルすきまの自動調整を行うことができる。

Claims

請求の範囲

1 . 上ノズルが、サ一ボモータにより駆動される Z軸に取り付けられ、該上ノズルにワイヤが通されるワイヤ放電加工機において、

該サ—ボモ—夕の駆動制御を行う制御系に外乱推定ォブザーバを構成するものであって、

該外乱推定オブザーバにより上ノズルと基準位置との衝突を検知するステップと、

該衝突検知によってサ一ボモ一夕を停止して上ノズルの基準位置への位置決めを行うステップと、

該上ノズルの基準位置への位置決めの後、上ノズルすきまに対応する設定値だけ Z軸を上昇させて、上ノズルの基準位置からの位置を定め、上ノズルのすきまを任意の所定値に調整するステップとを備えた、ワイヤ放電加工機の上ノズルすきま自動調整方法。

2 . 加工液供耠時における上ノズルの基準位置からの位置決めを、外乱推定オブザーバの推定外乱負荷値とあらかじめ求めておいた設定値との比較により行う請求の範囲第】項に記載のワイヤ放電加工機の上ノズルすきま自動調整方法。

3 . 前記基準位置は、ワーク、テーブル、もしくはワイャ放電加工機上の固定位置の何れか一つである請求の範囲第 1 項に記載のワイヤ放電加工機の上ノズルすきま自動調整方法。

4 . 前記上ノズルすきまに対応する設定値は、上ノズルと基準位置との間の所定間隔と誤差値との和である請求の範囲第 1 項に記載のワイャ放電加工機の上ノズルすきま自動調整方法。

5 . 前記誤差値は、 Z軸方向のひずみ量である請求の範囲第 4項に記載のワイヤ放電加工機の上ノズルすきま自動調整方法。

6 . 加工液が供耠された状態で上ノズルが設定位置にセツトされたときの外乱負荷を求めるステップと、該外乱負荷と外乱推定オブザーバによって求められる推定外乱負荷とがー致するように、 Z軸の移動制御を行う請求の範囲第 1 項に記載のワイヤ放電加工機の上ノズルすきま自動調整方法。