WO1999058281A1 - Appareil de commande numerique pour machine d'electroerosion - Google Patents

Description

明 細 書 ワイヤ放電加工機用数値制御装置 技術分野

この発明は、 ワイヤ放電加工機の加工状態を表示する数値制御装置に 関するものである。 背景技術

ワイヤ放電加工装置とは被加工物に対してワイヤ電極を所定間隔おい て配置し、 これら被加工物及びワイヤ電極を加工槽の中に浸漬し、 この 状態に被加工物とワイヤ電極との間に電圧を印加する。

そしてワイヤ電極と被加工物を接近させ、 ワイヤ電極と被加工物との ギヤップ量が所定量になるとワイヤ電極と被加工物との間に放電が発生 する。 これにより、 この放電エネルギーによって被加工物は加工される。

このようなワイヤ放電加工では常に最適な放電状態を保っために、 そ のワイヤ電極と被加工物とのギャップ量を最適に保つことが必要となる _c しかしながら被加工物は加工され、 ギヤップ量は常に変化する上に電極 間には加工屑が発生するため直接そのギヤップ量を計測することは困難 である。

一方ワイヤ放電加工では、 ワイヤ電極と被加工物とのギヤップ量と、 その加工電圧を平滑化した平均加工電圧との間にはほぼ線形な関係が成 り立っており、 平均加工電圧を一定に保つことはギャップ量を一定に保 つことと等価である。 よって加工速度またはワイヤ電極位置を操作する ことにより平均加工電圧を一定に保つことが必要となる。

以上のようにワイヤ放電加工において、 ワイヤ電極と被加工物とのギ ャップ量と、 加工速度及び加工電圧の間には緊密な関係が成り立つてお り、 加工を解析し、 その良否を判断する際に加工速度や加工電圧の傾向 や動きをその判断材料として用いることは非常に重要なこととなってい る。

従来のこの種の技術として特開平 3— 2 6 4 2 1 5に開示されたもの があった。 第 7図は従来の実施例を説明する図である。 図の左部分には、 あらかじめ加工プログラムによる加工形状の表示を行い （破線部分） 、 その上にワイヤ電極位置に対応した現在位置 （太線部分） を重ねて表示 する。 図右部分には加工中の加工電圧を縦軸、 時間軸を横軸としてグラ フ表示するものである。 さらに加工形状の一部分を選択し拡大表示と連 動して、 対応した部分の加工電圧を拡大表示する開示がある。

第 8図は従来の実施例において加工時間の経過と加工速度の関係を示 す図である。 しかし同一形状に対する、 荒加工から仕上げ加工に至る複 数回加工を行う場合、 各段階における加工速度と電圧の関係は重ね書き されるので、 各段階の加工が適切に行われているか、 あるいは、 どの段 階の加工に問題があるか、 などの判断ができない問題点を有する。 発明の開示

本発明は、 上述のような従来の技術の欠点を補うものであり、 荒加工 から複数回の仕上げ加工における加工段階の加工状態検出情報を、 対比 してひとつの 2次元グラフに表示する表示手段を有する数値制御装置を 提供することを目的としている。

第 1の発明のワイヤ放電加工機用数値制御装置は、

ワイヤ電極と被加工物間に放電を発生させ、 所定の加工プログラムに 基き荒加工から仕上げ加工までの複数回にわたって、 被加工物を仕上げ 加工するワイヤ放電加工装置において、 被加工物とワイヤ電極との放電間隙または放電状態に応じ

極の加工速度を決定し制御する加工制御手段と、

加工プログラムによる加工の実行過程において、 所定距離の移動毎に、 加工電圧などの加工状態検出情報を検出する加工状態検出手段と、 加工状態検出手段による検出情報と、 加工制御手段が生成する加工速 度と、 所定距離の移動毎の加工位置情報とを関連付け、 加工状態検出情 報レコードとして記憶装置に保存する情報レコード保存手段と、

記憶装置から保存済みの加工状態検出情報レコードを読み出す情報レ コード読み出し手段と、

読み出された加工状態検出情報レコードの加工状態検出情報および加 ェ速度を、 2次元グラフにおける二軸のうちの一方の軸要素とし、 上記 加工プログラムの加工位置情報を他方の軸要素として 2次元グラフ表示 するグラフ表示手段と、 を備えたものである。

第 2の発明のワイヤ放電加工機用数値制御装置は、 ワイヤ電極と被加 ェ物間に放電を発生させ、 所定の加工プログラムに基き被加工物を加工 するワイヤ放電加工装置において、

被加工物とワイヤ電極との放電間隙または放電状態に応じて加工速度 を決定し制御する加工制御手段と、

加工プログラムによる加工の実行過程において、 所定距離の移動毎に、 加工電圧などの加工状態検出情報を検出する加工状態検出手段と、 加工状態検出手段による検出情報と、 加工制御手段が生成する加工速 度と、 所定距離の移動毎の加工位置情報と、 加工プログラムに含まれる シーケンス番号、 ブロック番号、 加工開始穴番号、 仕上げ加工回数のう ちの少なくとも一つをを関連付け、 加工状態検出情報レコードとして記 憶装置に保存する情報レコード保存手段と、

記憶装置から保存済みの加工状態検出情報レコードを読み出す情報レ コード読み出し手段と

読み出された加工状態検出情報レコードをリスト表示する表示手段と、 を備えたものである。

第 3の発明のワイヤ放電加工機用数値制御装置は、 加工プログラムの 加工位置情報として、 加工プログラムのブロックに関連付けて表示する ものである。

この発明は上記のように構成されているため、 以下に示すような効果 を奏する。

第 1の発明のワイヤ放電加工装置用数値制御装置は、 加工状態検出情 報と、 加工制御手段が生成する加工速度と、 加工プログラムの実行箇所 情報とを組にして、 加工状態検出情報レコードとして記憶装置に保存し、 記憶装置から保存済みの加工状態検出情報レコードを読み出して、 2次 元グラフとして表示するようにしたので、 荒加工あるいは各段階の仕上 げ加工が適切に行われているか、 あるいは、 途中の加工段階において加 ェ速度、 加工電圧などの変動から、 どの加工に問題があるかを検出 -判 断をすることができる。

第 2の発明のワイヤ放電加工装置用数値制御装置は、 加工状態検出情 報と、 加工速度と、 実行箇所を対応させるための実行箇所情報とを、 加 ェプログラムのシーケンス番号、 ブロック番号、 加工開始地点からの累 積移動距離、 加工開始穴番号、 および仕上げ加工回数とをリスト状に表 示するようにしたので、 荒加工あるいは各段階の仕上げ加工が、 適切に 行われているか、 あるいは加工プログラムのどの位置が加工上問題であ るかを検出 ·判断できる。

第 3の発明のワイヤ放電加工装置用数値制御装置は、 加工プログラム のプロック毎の基点からの移動距離を基準に表示するようにしたので、 オフセッ 卜による加工軌跡の距離の変動に関係なく、 荒加工あるいは各 段階の仕上げ加工が適切に行われているか、 あるいは、 ブロックのどの 位置で問題が発生したかを検出 ·判断をすることができる。 図面の簡単な説明

第 1図は本発明の構成を示す図である。

第 2図は記憶装置に保存された加工状態検出情報レコードの値および 表示例である。

第 3図はグラフィ ックシミュレーション表示した加工プログラムの 1 部を矩形で範囲指定した図である。

第 4図は加工状態検出情報レコ一ドの中で範囲指定された情報の分布 を示す図である。

第 5図は異なる加工回数の加工情報を 2次元で重ねてグラフ化した図 である。

第 6図は横軸の移動距離を換算せずに各ブロックの先頭位置を破線で 結び関連付けて表示した図である。

第 7図は従来例の加工状態表示を示す図である。

第 8図は従来例において加工経路と加工速度の関係を示す図である。 発明を実施するための最良の形態

実施の形態 1 .

本発明の一実施例を図について説明する。 第 1図はワイヤ放電加工装 置の数値制御装置の本発明に係わる部分の構成を示す図である。

1は加工状態検出手段で、 ワイヤ放電加工装置の放電回路に接続され た加工電圧を検出するものであり、 数値制御装置はこれを通じて加工中 の電圧を取り込むことができる。 この場合、 加工電圧が加工状態検出情 報 2となる。 なお、 加工電流 ·加工反力 ·加工液温 ·周囲温度などの他 のパラメ一夕を加工電圧以外の加工状態検出情報 2として併せて表示し たり、 加工状態検出情報レコード 8として情報レコード保存手段 6に取 り込むことも可能である。

3は加工制御手段で、 周知の如く数値制御装置の基本的な機能であり、 ワイヤ放電加工装置においては、 前述の如く、 平均加工電圧を一定に保 つようにワイヤ電極とワークの相対移動を制御するものである。 平均加 ェ電圧を一定に保っために加工制御手段 3が生成した 4の速度デ一夕は、 ワイヤ電極とワークの相対移動を行わせる 5の駆動装置に与えられる。 また、 その速度データ 4は加工制御手段 3から加工実績データとして、 言い換えれば加工状態検出情報レコード 8として、 情報レコード保存手 段 6に出力される。

加工制御手段 3は更に 7の実行箇所情報も生成する。 数値制御装置に よる加工は周知の如く、 加工プログラム （N Cプログラム） を順次解釈 実行することによって行われるが、 加工プログラムの単位であるブロッ クを識別するためのシーケンス番号およびブロック番号が存在する。 こ れらは、 加工制御手段 3が加工プログラムの実行に際して認識できるた め、 加工状態検出情報レコード 8として、 情報レコード保存手段 6に出 力できる。 また、 加工開始地点からの累積移動距離も、 数値制御装置に より、 加工プログラムの実行に際して生成される移動距離データを累積 することによって生成することができ、 情報レコード保存手段 6に与え ることができる。

同一形状に対する、 荒加工から仕上げ加工に至る複数回加工の各段階 における加工速度と電圧の関係を対比して表示するためには、 これらの 実行箇所情報 7として、 その他、 加工開始穴番号、 仕上げ加工回数を用 いることができる。 一つの被加工物に複数の加工開始穴を有し、 複数の 形状加工を行う場合は、 加工箇所を識別することが必要となるため、 加 ェ開始穴番号を用いることは重要である。

加工開始穴番号は加工プログラムでは指令方法が定められていないが、 加工プログラムの変数を加工開始穴のカウン夕として利用するか、 ある いは専用の N Cコードを割り当てて加工開始穴番号を加工制御手段 3に 認識させることも可能である。

情報レコード保存手段 6は、 加工状態検出手段 1から与えられる加工 状態検出情報 2であるところの加工電圧と、 加工制御手段 3から与えら れる速度デ一夕 4、 および実行箇所情報 7であるところのシーケンス番 号 · ブロック番号 ·累積移動距離 ·加工開始穴番号 ·仕上げ加工回数を 加工状態検出情報レコード 8として、 記憶装置 9に保存する。

加工状態検出情報レコード 8の構造の例を第 2図に示す。 加工状態検 出情報 2である加工電圧と、 加工速度データ 4と、 実行箇所情報 7であ るシーケンス番号 · ブロック番号 · 累積移動距離 · 開始穴番号 ·仕上げ 加工回数とが、 所定の検出間隔で記憶装置 9に保存される。

上記の一組の加工状態検出情報レコード 8の生成保存は、 荒加工のみ の実行過程、 あるいは荒加工から仕上げ加工までを順次実行する複数回 加工の実行過程において、 所定の検出間隔または一定距離の移動毎に実 行される。

情報レコード読出手段 1 0は記憶装置 9から加工状態検出情報レコー ド 8を読み出して、 1 1の 2次元グラフ表示手段に与える。

グラフ表示手段 1 1力 同一形状に対する、 荒加工から仕上げ加工に 至る複数回加工の各段階における加工速度と加工電圧の関係を対比して 表示する方法について第 3図、 第 4図、 第 5図を用いて以下に説明する。 ただし、 荒加工から仕上げ加工の各段階の加工軌跡の方向は全て同一で あるとする。

加工に使用される加工プログラムをグラフィ ックシミュレ一ション表 示させるため、 作業者が画面上で範囲指定のための矩形によって範囲指 定するステップを、 第 3図を用いて説明する。 また第 4図は、 上述した 情報レコード保存手段 6により記憶装置 9に記憶した加工状態検出情報 レコード 8を示す図である。

範囲指定の矩形内にどの描画要素が含まれるかは、 周知のグラフイツ ク表示技術によって加工プログラムから検出することができる。 例えば、 全体形状を再描画する過程において、 描画要素が範囲指定の矩形内に含 まれるか否かを逐一判定する。

含まれると判定された場合は、 予め描画要素に付加された識別番号に よって、 該当する描画要素を生成した元となる加工プログラムの該当箇 所を特定することができる。 この識別番号は、 加工プログラムのグラフ ィックシミュレーションの過程で生成される実行箇所情報 7 (シ一ケン ス番号 · ブロック番号 · 累積移動距離 ·加工開始穴番号 ·仕上げ加工回 数） を順次デ一夕ベースに保存していった場合のレコード番号 （第 4図 の行番号に相当） であればよい。

次に複数回加工の対応部分を抽出するステツプについて説明する。 荒加工から仕上げ加工に至る複数回加工の各段階における加工速度と 加工電圧の関係を対比して表示するためには、 各段階の対応する加工状 態検出レコードを抽出する必要がある。 通常、 被加工物を荒加工から仕 上げ加工に至るまで、 同じ軌跡をもつ加工プログラムのオフセッ ト値を 変更してワイヤ電極の位置を制御して加工を実行するため、 円弧コーナ 一における各加工の段階のそれぞれの移動距離は完全には一致しない。 従って、 各加工段階の累積移動距離のみでは各加工段階を対応づけるた めには不十分な場合がある。

—方、 シーケンス番号 · ブロック番号は同じ加工プログラムを呼び出 して使用する限り、 各加工段階で同一となるはずである。 従って、 まず、 シーケンス番号 · ブロック番号によって、 対応するプロックを特定し、 次に対応するブロック毎に累積移動距離で対応づけるという方法も採用 できる。

対応ブロックを抽出するステツプについて説明する。

ここでは、 説明を簡単にするために、 範囲指定の矩形内には複数の加 ェ開始穴に対応する描画要素は含まれないものとする。 即ち、 第 3図の 左部分破線枠内のように、 範囲の指定は一つの形状に対してのみ行われ るものとする。

範囲指定を行った場合の矩形内に含まれる描画要素には、 荒加工から 仕上げ加工までの複数の実行箇所情報レコードが混在して特定されるこ とになる。 ここでは、 荒加工の実行箇所情報レコードを基準としてこれ に対応する仕上げ加工の実行箇所を抽出する場合を説明する。

第 3図左部分破線枠内のように、 範囲指定により特定された実行箇所 情報レコードの中から、 荒加工である （仕上げ加工回数データが 1の場 合で I s t C u t とも呼ばれる） 最初のレコ一ドを探す。 これをレコー ド A ( 1 ) とする。 なお Aの添え字の括弧内は加工回数を表わす。 次に、 全レコードの中から、 荒加工であってかつレコード A ( 1 ) のシーケン ス番号 · ブロック番号と同じ値をもつ最初のレコードを探す。 これをレ コード B 1 ( 1 ) とする。 以下 Bの次の数値は範囲指定内におけるプロ ック数 （m番目） 、 次の括弧内の数値は荒加工から仕上げ加工までの加 ェ回数 （n番目） として B m ( n ) のように表わす。 すなわちレコード B 1 ( 1 ) は範囲指定された矩形内に含まれる荒加工の箇所の加工プロ グラムのブロックが始まる部分の実行饉所情報レコードである。 レコ一 ド B 1 ( 1 ) は第 3図右部分実線枠内のように範囲指定された矩形内に は含まれないこともある。

さらに範囲指定された矩形内に異なるプロックが含まれていた場合は、 これをレコード B 2 ( 1 ) 、 B 3 ( 1 ) と順次決定する。 次に、 全レコ ードの中から、 仕上げ加工回数デ一夕が 2 ( 2 n dカッ トと呼ばれる） であって、 レコード B 1 ( 1 ) と同じシーケンス番号 · ブロック番号を もつ最初のレコードを探し、 これをレコード B 1 (2) とし、 続けて B 2 ( 2 ) 、 Β 3 ( 2 ) とする。

以下同様に、 仕上げ加工回数 3、 4に対応するレコード Bm (3) 、 Bm (4) を探し、 探索できなくなった時点で抽出を終了する。

次に横軸を決定するステツプについて説明する。

前述したようにレコード Bm (n) の表すブロックの移動距離は必ず しも一致しない。 したがって次の式にしたがって、 各ブロックごとの先 頭からの実際の移動距離を変換する。

ブロック内の移動距離 L ENGは、 荒加工の場合 L ENGm ( 1 ) 、 仕上げ加工の場合 L ENGm (n) 、 ブロック先頭からの実際の移動距 離を P o s m (n) 、 横軸に用いる値を P o s Ym (n) とするとする と、 表示手段 1 1上の横軸距離 P o s Yの換算は、 P o s Ym (n) = P o s m (n) * (L ENGm ( 1 ) /L ENGm (n) ) となる。 以上のようにブロック先頭からの実際の移動距離 P o s m (n) を横 軸に用いる値 P o s Ym (n) に変換することにより、 実移動距離がォ フセッ ト値により異なっていても、 グラフ表示上は、 ほぼ各加工の段階 のそれぞれの移動距離を一致させることが可能となる。

縦軸データを描画するステツプについて説明する。

上記横軸を決定するステップで変換したデータを横軸に、 対応する加 ェ電圧 ·加工速度を縦軸にとって第 4図のデ一夕を読み出して第 5図に 示すように 2次元グラフ表示を行う。 このとき異なる加工回数の加工情 報を同じグラフに重ねて表示することにより、 それぞれの加工の相関関 係を読み取ることが可能となり、 どの回数の加工の影響が大きかったの か、 あるいはどこまでの加工が良好であつたかなどの判断が可能となる。 以上のような表示行うに当たり、 2次元表示する範囲指定を行う方法 として、 矩形内に含まれるものを選択することとしたが、 始めの点と終 わりの点をシミュレーション画面で直接ボイン卜することにより選択し たり、 加工状態検出情報データを直接選択することもできる。

また、 荒加工と仕上げ加工の加工軌跡をたどる向きは全ての加工にお いて同一であるとしたが、 ワイヤ放電加工においては荒加工を終了した 後、 仕上げ加工の加工軌跡を逆の方向にたどることもある。 このような 場合は奇数回目の加工情報を前から読み込むが、 偶数回目の加工情報を 後ろから読み込み、 同一方向にプロッ トし、 加工情報内のブロック番号 によって加工位置の整合性をとりながら 2次元のグラフに同位置の加工 情報を表示することができるので、 加工軌跡をたどる向きは同一方向で なくともよい。

また、 横軸の表示に用いる値は、 荒加工の移動距離 L ENGm ( 1) を基準にしたが、 仕上げ加工の移動距離 L ENGm (n) を用いてもグ ラフ全体の幅が変化するだけで、 相関関係が変わることはない。 更に、 オフセッ ト無しの仮想移動距離を L ENGm (0) とすると、 この L E NGm (0) を基準として実際の移動距離 P o s Yを計算して表示して もよい。

また、 横軸に用いる移動距離の値を、 オフセッ トの値に関係なく実移 動距離として表示するとともに、 ブロックの先頭を線で結ぶことにより 加工部分の加工状態を推測することができる。 産業上の利用可能性

以上のように、 この発明にかかるワイヤ放電加工装置は、 荒加工から 仕上げ加工までの間の加工状態の変化を加工プログラムの位置に関連付 けて検出できるので、 加工状態の改善が容易で、 能率の高いワイヤ放電 加工作業に用いられる。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . ワイヤ電極と被加工物間に放電を発生させ、 所定の加工プロダラ ムに基き荒加工から仕上げ加工までの複数回にわたって、 被加工物を仕 上げ加工するワイヤ放電加工装置において、

上記被加工物と上記ワイヤ電極との放電間隙または放電状態に応じて ワイヤ電極の加工速度を決定し制御する加工制御手段と、

上記加工プログラムによる加工の実行過程において、 所定距離の移動 毎に、 加工電圧などの加工状態検出情報を検出する加工状態検出手段と、 上記加工状態検出手段による検出情報と、 上記加工制御手段が生成す る加工速度と、 上記所定距離の移動毎の加工位置情報とを関連付け、 加 ェ状態検出情報レコードとして記憶装置に保存する情報レコード保存手 段と、

上記記憶装置から保存済みの加工状態検出情報レコードを読み出す情 報レコード読み出し手段と、

読み出された加工状態検出情報レコードの加工状態検出情報および加 ェ速度を、 2次元グラフにおける二軸のうちの一方の軸要素とし、 上記 加工プログラムの加工位置情報を他方の軸要素としてグラフ表示する 2 次元グラフ表示手段と、 を備えたことを特徴とするワイヤ放電加工機用 の数値制御装置。

2 . 請求の範囲 1において、 加工プログラムの加工位置情報として、 加工プログラムのブロックに関連付けて表示することを特徴とするワイ ャ放電加工機用の数値制御装置。

3 . ワイヤ電極と被加工物間に放電を発生させ、 所定の加工プログラ ムに基き被加工物を加工するワイヤ放電加工装置において、

上記被加工物と上記ワイヤ電極との放電間隙または放電状態に応じて 加工速度を決定し制御する加工制御手段と、

上記加工プログラムによる加工の実行過程において、 所定距離の移動 毎に、 加工電圧などの加工状態検出情報を検出する加工状態検出手段と、 上記加工状態検出手段による検出情報と、 上記加工制御手段が生成す る加工速度と、 上記所定距離の移動毎の加工位置情報と、 上記加工プロ グラムに含まれるシーケンス番号、 ブロック番号、 加工開始穴番号、 仕 上げ加工回数のうちの少なくとも一つをを関連付け、 加工状態検出情報 レコードとして記憶装置に保存する情報レコード保存手段と、

上記記憶装置から保存済みの加工状態検出情報レコードを読み出す情 報レコード読み出し手段と

読み出された加工状態検出情報レコードをりスト表示する表示手段と、 を備えたこと特徴とするワイヤ放電加工機用の数値制御装置。

4 . 請求の範囲 3において、 加工プログラムの加工位置情報として、 加工プログラムのプロックに関連付けて表示することを特徴とするワイ ャ放電加工機用の数値制御装置。