JPH02100825A - ワイヤ放電加工機のテーパ加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ｒ産業上の利用分野」 本発明は、ワイヤ放電加工機のテーパ加工装置に関し、
特にテーパ加工を行うため、屈折して斜めに張架したワ
イヤ電極の上下の屈折点のうち、いずれか一方のワイヤ
電極屈折点を基準とする他方のワイヤ電極屈折点の相対
的な移動範囲を、基準となるワイヤ電極屈折点を頂点と
する所定の頂角の円錐体内に規制したらのである。

「従来の技術」 従来、ワイヤ放電加工機等のような加工機の、いわゆる
ストロークオーバを検出する装置としては、加工に伴っ
て平面移動する加工テーブル等の各移動軸方向の許容移
動端に、リミットスイッチを設置しこのリミットスイッ
チの作動によりストロークオーバを検出していた。

ワイヤ放電加工機におけるテーパ加工は、上下のワイヤ
電極ガイド（以下ワイヤガイドという）の、一方のワイ
ヤガイドを固定し、他方のワイヤガイドを水平面内で移
動して二つのワイヤガイド間で、ワイヤ１！極を斜めに
張架して加工を行うものであるが、この場合のワイヤガ
イドのストロークオーバ検出も、原則的には前記と同様
に許容移動端にリミットスイッチを設置して行っていた
。

「発明が解決しようとする課題」 しかし、ながら、上下のワイヤガイド間の高低差は、加
工物の大きさに応じて最適に［ｌｉされるため、加り物
が変わる毎に異なる。

従って、第５図（ａ）に示すように、上下のワイヤガイ
ドａ、ｂの相対的水平移動により、両ワイヤガイドａ、
り間でワイヤ電極Ｃを斜めに張架する場合の傾斜角θは
、前記相対的水平移動量Ｕが同一であっても、上下のワ
イヤガイドａ、ｂの高低差Ｚ１．Ｚｔによりθ１．θ２
と変化する。

このため、上下のワイヤガイドａ、ｂの相対的水平移動
量のみで一律にワイヤガイドのストロークオーバを検出
しようとするを、ストロークオーバが検出されないのに
設定された許容傾斜角を超えてワイヤ電極Ｃが傾き、加
工液を噴出する上下のノズルｅ、ｆと干渉を生ずる場合
がある。さらに、水Ｉド移動軸のり、Ｖ軸方向の許容移
動端でのみストロークオーバを検出するを、第５図（ｂ
）に示すようにその斜線部では、実際にはワイヤ電極の
最大許容傾斜角αを超えているのに、Ｕ、Ｖ軸方向では
許容傾斜角内と判定されストロークオーバが検出されな
い。

また、放電加工時にはワイヤ電極は、上下のワイヤガイ
ドに張架されるとともに該ワイヤガイドに案内されて一
定の張力により繰り出されるもので、ワイヤ電極とワイ
ヤガイド間の摺接部には摩擦力が生じる。該摩擦力はワ
イヤ電極の傾斜角が大きくなるにつれて増大するから、
必要以上にワイヤ電極の傾斜角が大きくなるを、ワイヤ
電極に作用する張力が増大して断線を生じる場合もある
。

前記の様な不都合を回避するためには、テーパ加工時の
ワイヤ電極の傾斜角は、一定の許容傾斜角内に規制され
るべきものであるが、個々の加工物に応じて両ワイヤガ
イド間の高低差が変化する場合には、前記の許容傾斜角
に基づいてストロークオーバ検出のためのワイヤガイド
の許容移動端をその都度設定し直す必要がある。

また、加工物を載せた加工テーブルを、ワイヤガイドと
を別々の軌跡を描かせて、複雑な傾斜加工面を生成加工
する場合には、ワイヤガイドのストロークオーバ検出の
ための許容移動端を的確に設定することは実質的に困難
である等の問題点があった。

本発明は、前記問題点を解決するためになされたもので
、屈折して斜めに張架したワイヤ電極の」１下の屈折点
のうち、いずれが一方のワイヤ電極屈折点を基準とする
他方のワイヤ電極屈折点の相対的な移動範囲を、基準と
なるワイヤ電極屈折点を頂点とする所定の頂角の円錐体
内に規制したワイヤ放電加工機のテーパ加工装置を提供
することを目的とするものである。

「課題を解決するための手段」 前記目的を達成するための具体的手段は、上下のワイヤ
電極ガイドの少なくとも一方の水平移動により、各ガイ
ドにより屈折して斜めに張架したワイヤ電極に対して、
工作物を加工間隙を維持しつつ相対的に移動させて、該
加工物にテーパ加工を施すワイヤ放電加工機のテーパ加
工装置において、上ワイヤ電極屈折点と下ワイヤ電極屈
折点との相対的な移動範囲を、一方のワイヤ電極屈折点
を頂点としワイヤ電極の最大許容傾斜角の２倍の頂角の
円錐体内に規制したことを特徴とするものである。

「作用」 前記具体的手段によれば、一方のワイヤ電極屈折点を頂
点とするワイヤ電極の最大許容傾斜角の２倍の頂角の円
錐体内に、両ワイヤ電極屈折点の相対的移動範囲が規制
され、両ワイヤ電極屈折点の高低差が加工物の高さに応
じて調整された場合にも、自動的に前記相対的移動範囲
が設定される。

「実施例」 本発明の実施例について図面を参照し説明する。

第１図はワイヤ放電加工機の概略構成を示す斜視図であ
る。

工作物１が載置固定されるテーブル２は図示しない案内
構造に案内され、水平面内で移動可能である。テーブル
２はＸ軸サーボモータ３及びＹ軸サーボモータ４により
ワイヤ電極１１に対して相対的に移動する。

ワイヤ電極１１は上下に配設されたダイス状のワイヤガ
イド１２．１３により案内される。上側のワイヤガイド
１２はスライダ１４に取着される。

そのスライダ１４はスライダベース１５の案内構造によ
り案内され、水平のＵ、■平面内で移動可能であって、
その移動はＵ軸サーボモータ１６と■軸サーボモータ１
７により制御される。Ｕ軸及び■軸サーボモータ１６．
１７には、Ｕ軸及びＶ軸方向の移動位置を検出するＵ軸
及び■軸位置検出器１８．１９を装着する。その位置検
出器１８゜１９は、ロータリエンコーダを用いる。スラ
イダ１４のＵ、Ｖ平面内の移動により、ワイヤ電極１１
はワイヤガイド１２と固定された下側のワイヤガイド１
３との間で屈折し斜めに張架される。

上ワイヤ電極屈折点１２ａと下ワイヤ電極屈折点１３ａ
間でワイヤを極１１のなす最大許容傾斜角は１５゛程度
である。前記スライダベース１５には、垂直方向のいわ
ゆるＺ軸スライダ２０を接続固定し、Ｚ軸スライダガイ
ド２１によりそのＺ軸スライダ２０を案内して、スライ
ダ１４に取着した上側のワイヤガイド１２の位１を、加
工する工作物の高さに応じて調節する。Ｚ軸スライダガ
イド２１には、Ｚ軸方向の移動位置を検出するＺ軸位置
検出器２２を設置する。Ｚ軸位置検出器２２は副尺を備
えたスケール又はリニヤエンコーダを用いる。２３は一
端をスライダベース１５の上面に当接した測定子たるプ
ランジャーである。上下のワイヤガイド１２．１３には
それぞれ一体に、加工液を噴射するノズル２４．２５が
設けられている。上下の各ノズル２４．２５はそれぞれ
ワイヤ電極１１の軸方向に加工液を噴射し、加工間隙５
に強い加工液流を作る。ワイヤ電極１１には給電子２６
が摺接され、図示しない電源装置からパルス状の電圧が
印加される。このパルス状の電圧により斜めに張架され
たワイヤ電極１１と工作物１との間に放電を発生しテー
パ加工を行う。

その他、２７は上案内ローラ、２８は下案内ローラで、
一定の張力を付与して繰出されるワイヤ電極１１を案内
する。

ワイヤ電極１１の繰出し及び巻取り機構については、本
発明の要旨外であるので説明を省略する。

第２図は、本発明装置のスライダ１４及びスライダベー
ス１５の移動を制御するための構成を示した概略のブロ
ック図である。

プロセッサユニツ１−（ＣＩ）Ｕ）３０には、各種メモ
リ＜Ｒ，ＯＭ、ＲＡＭン３１，３２を備え、データ入力
手段としてのキーボード３３．各種表示手段としてのＣ
ＲＴデイスプレィ３４が接続されるとともに、前記Ｕ軸
サーボモータ１６を駆動するＵ軸ドライバ３５がＵ軸コ
ントローラ３６を介して、さらにＶ軸サーボモータ１７
を駆動する■軸ドライバ３７がＶ軸コントローラ３８を
介してそれぞれ接続される。またＵ軸及びＶ軸の位置検
出器１８．１９は前記Ｕ軸及び■軸コントローラ３６゜
３８に接続されて、各々の検出信号をフィードバックす
る。Ｚ軸スライダ２０のＺ軸方向の位置検出器２２は、
Ｚ軸カウンタ３９に接続され、該カウンタ３９は前記Ｃ
ＰＵに接続される。前記プロセッサユニット３０．各種
メモリ３１．３２等はワイヤ放電加工機の全体を総括的
に制御する数値制御装置内に格納されても、或いは単独
のユニットとしてデータバス等により加工機側のプロセ
ッサユニットと接続する構成としてもよい。

次に、ワイヤ電極１１の最大許容傾斜角をαとした場合
、下ワイヤ電極屈折点１３ａを基準とする上ワイヤ電極
屈折点１２ａの移動可能範囲（ＵＶ軸の移動可能範囲）
Ｓは、次式により求められる。

ｓ＝ｉ≦（ａ＋ｂ＋Ｚ）ｔａｎα　・・・（１）但し、
Ｕ：Ｕ軸方向位置 ■；Ｖ軸方向位置 Ｚ：テーブル２の上面を基準とするＺ軸方向位置（Ｚ軸
位置検出器２２の検 出値） ａ：テーブル２の上面と下ワイヤ電極屈折点１３ａ間の
距離 ｂ：Ｚ軸方向位置と上ワイヤ電極屈折点１２ａ間の距離 である。

従って、下ワイヤ電極屈折点１３ａの位１（ＬＪ＝Ｖ＝
０）を基準とする上ワイヤ電極屈折点１２ａの移動範囲
が、上式（１）を満たす限り、両ワイヤガイド１２．１
３間でのワイヤ１！ｆｆ１ｌｌの傾斜角θは５前記最大
許容傾斜角αを超えることがない 第３図は、上記（１）式により算出される上ワイヤ＠極
層折点１２ａの移動可能範囲Ｓが、移動平面（ＵＶ平面
）のＺ軸位置検出器２２で検出されるＺ軸位置に応じて
変化する態様を示したものであって、実質的には下ワイ
ヤ電極屈折点１３ａを頂点とする頂角２αの逆円錐体内
Ａに規制される。

第４図は、本発明装置のプログラム運転に基づくテーパ
加工時の上ワイヤ電極屈折点１２ａの移動を、前記（１
）式で算出される移動可能範囲Ｓ内に規制する処理を示
したフローチャートである。

まず、ステップ３１００（以下ステップを省略する）で
本ルーチンが開始されるを、５１０１でスライダベース
１５のＺ軸位置を、Ｚ軸スライダガイド２１に設置した
Ｚ軸位置検出器２２により自動的に検出し、若しくはそ
の検出値がキーボード３３によりマニュアルで入力され
、メモリ３２に格納される。続いて５１０２へ進み入力
された前記Ｚ軸位置の検出値に基づき、上下のワイヤガ
イド１２．１３間のスパン即ち（１）式の（ａ＋ｂ＋Ｚ
）を計算する。８１０３では、アイテムｉに１が初期設
定され５１０４へ進み、マシンプログラムよりブロック
番号１のＵ、Ｖ軸方向の移動指令により具体的には（１
）式の５７璽戸の値を算出する。続＜：５１０５では、
前記ｐの算出値に基づき、マシンプログラムのブロック
番号ｔに於ける加工の際のワイヤ電極１１の傾斜角θの
最大値θｗａｘを算出する。この傾斜角θは（１）式を
変形して、 θ−ｊａｎ−’　ｆｉ５”ＴＶ”／（ａ＋ｂ＋Ｚ）　　
”（２）より算出される。

続いて５１０６へ進んで、前記Ｑｍａｘとワイヤ電極１
１の最大許容傾斜角αとを比較し、ＱＩＩＩＩｘ〈αで
あれば５１０７で、マシンプログラムに基づいてＵ、Ｖ
軸移動を実行して加工物に対して所定のテーパ加工を施
すとともに８１０８へ進み、アイテム番号ｌと設定され
たアイテム番号ｉ　ｗａｘとを比較し、ｉ　＝　ｉ　ｏ
＋ａｘとなるまでアイテム番号をインクリメントすると
ともに（５１０９）、前記５１０４へ戻ってマシンプロ
グラムのブロック番号毎に前記５ＩＯＩ〜５１０７の処
理を繰返し実行する。５１０６でＱ＊ａｘ＞αであれば
Ｓｌｌ・０１Ｓ１１１で、Ｕ、■軸移動を停止し、警告
表示を行って、本ルーチンを終了する。

」−記の処理は、プログラム運転によるテーパ加工時の
みならず、手動運転によるテーパ加工時にも実行される
。

また、前記実施例は下ワイヤ電極屈折点１３ａを！準と
した上ワイヤ電極屈折点の移動範囲を規制する態様で説
明したが、上ワイヤ電極屈折点を基準とし、丁ワイヤ電
極屈折点の移動範囲を規制するようにしてもよい。

「発明の効果」 本発明は前記具体的手段及び作用の説明で明らかにした
ように、一方のワイヤ電極屈折点を頂点とするワイヤ電
極の最大許容傾斜角の２倍の頂角の円錐体内に、両ワイ
ヤ１！極屈折点の相対的移動範囲が規制されるから、ワ
イヤ電極の最大許容傾斜角を設定すれば、上下のワイヤ
を極層折点ｍ１の高低差にかかわらず、自動的に両者の
相対的移動範囲が決定されるので、常に最大許容傾斜角
を超えることなくテーパ加工が実施され、ワイヤ１％が
加工液噴射ノズルと干渉したり、ワイヤ電極と上下ワイ
ヤガイド間の摺接部の摩擦力が増大してワイヤ張力の異
状上昇によるワイヤ断線を生じる虞れがない。

【図面の簡単な説明】

添付図面は本発明の実施例を例示し、第１図はワイヤ放
電加工機の概略構成を示す斜視図、第２図はブロック図
、第３図はワイヤ電極屈折点の移動範囲の設定を示す説
明図、第４図は上ワイヤ電極屈折点１２ａの移動を移動
範囲内Ｓに規制する処理を示すフローチャート、第５図
は従来のストロークオーバの検出方法の概略を示した説
明図である。 ５１．加工間隙、　ｌｉ、、、ワイヤ電極、　１２゜１
３□６．ワイヤガイド、　　１２ａ、、−ｈワイヤ電極
屈折点、　　１３ａ、、、士ワイヤ電極屈折点、　α、
。 ワイヤ電極の最大許容傾斜角、　Ａ６１．逆円錐体、Ｓ
９１．移動範囲。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 上下のワイヤ電極ガイドの少なくとも一方の水平移動に
   より、各ガイドにより屈折して斜めに張架したワイヤ電
   極に対して、工作物を加工間隙を維持しつつ相対的に移
   動させて、該加工物にテーパ加工を施すワイヤ放電加工
   機のテーパ加工装置において、 上ワイヤ電極屈折点と下ワイヤ電極屈折点との相対的な
   移動範囲を、一方のワイヤ電極屈折点を頂点としワイヤ
   電極の最大許容傾斜角の２倍の頂角の円錐体内に規制し
   たことを特徴とするワイヤ放電加工機のテーパ加工装置
   。