JPH0241821A - ワイヤ放電加工装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ワイヤ電極を用いて工作物を任意形状に放電
加工するワイヤ放電加工装置に関する。

［従来の技術］ ワイヤ放電加工装置は、ワイヤと工作物との間に間欠的
に放電を発生させ、これにより工作物を任意形状に加工
する装置である。このようなワイヤ放電加工装置の概略
を図により説明する。

第４図はワイヤ放電加工装置の系統図である。

図で、１はワイヤ放電加工装置本体、２は本体１上に固
定されたＸ−Ｙテーブル、３はＸ−Ｙテーブル２上に台
４（一部のみ図示されている）を介して載置された工作
物である。５はワイヤ電極、６はワイヤ電極５をボビン
に巻いて蓄積しているワイヤリールである６７〜１２は
リールであり、これらのリールによりワイヤ電極５がワ
イヤリール６から工作物３を挿通して引出される。１３
は上下動可能なヘッド、１４はヘッド１３に取付けられ
たテーパ加工装置、１５．１６はワイヤガイド、１７は
使用したワイヤ電極５を収納するワイヤパケットである
。１８はワイヤ放電加工装置の電源、１９，２０はワイ
ヤ電極５と電源１８の一方の電極とを接続する通電端子
である。

このようなワイヤ放電加工装置の加工動作を第５図（ａ
）に示す加工態様図を参照して説明する。

第５図（ａ）で、３は第４図に示す工作物であり、その
平面が示されている。２２は工作物３に予めあけられた
貫通孔、２３は加工軌跡を示す。ワイヤ電極５はリール
７〜１０、ワイヤガイド１５、工作物３の貫通孔２２、
ワイヤガイド１６、リール１１．１２を通ってワイヤリ
ール６から一定の張力を保持しながら引出される。ワイ
ヤ電極５には電源１８の一方の電極が、又、工作物３に
は電源１８の他方の電極が接続され、両者間に間欠的に
放電が発生せしめられる。この放電により工作物３を所
定の形状に切断してゆく加工がなされる。

この加工は、第５図（ａ）に示されるように、貫通孔２
２から開始され、所定の加工形状である加工軌跡２３に
沿って矢印の方向に行なわれる。このような加工軌跡２
３は、Ｘ−Ｙテーブル２とテーパ加工装置１４とを適切
に匪動制御することにより得られる。この加工の間、ワ
イヤ電極５は、放電エネルギの大きさ、工作物３の板厚
、ワイヤ電極５の材質等により決定される所定の送行速
度でワイヤリール６から引出され、ワイヤ電極５の加工
終了部分は順次ワイヤパケット１７に収納されてゆく。

上記ワイヤ放電加工装置の制御は、図示しないＮＣ装置
により行なわれる。

第５図（ａ）に示す加工の場合、工作物３は加工軌跡２
３の形状に切抜かれる。このような加工を行なう場合、
最初に放電エネルギめ大きな荒加工により切抜きを行な
い、次いで、放電エネルギを順次小さくして数回の仕上
加工を行って加工面を細かい加工面粗さに仕上げるのが
通常である。仕上加工の回数は種々の条件により定めら
れるが、多くは１〜１０回とされる。

第５図（ｂ）は１つの工作物に複数の加工を行なう場合
の加工態様図であり、第５図（ａ）に示す部分に相当す
る部分には同一符号が付しである。Ａ。

Ｂ、Ｃ，Ｄは各加工の加工形状を示す。１つの加工形状
から貫通孔２３を有する他の加工形状に加工を移行する
場合には、前の加工形状の加工終了後ワイヤ電極Ｓが自
動的に切断され、図示しない装置により他の加工形状の
貫通孔２３にワイヤ電極５が自動的に挿通される。この
ようにして、工作物３に複数の加工形状Ａ−Ｄの加工が
自動的に実施される。

［発明が解決しようとする課題］ 上述したように、ワイヤ放電加工は、１つの加工形状に
ついて１回の荒加工のみで加工を終了することは稀であ
り、はとんどの場合数回の仕上加工がなされる。このた
め、ワイヤ電極５の消費量は相当量に達する。そして、
加工形状が複数となる場合には、ワイヤ電極５の消費量
は非常に多くなり、ワイヤ電極５はワイヤリール６に蓄
積されている量だけでは不足することが多い。

このようにワイヤ電極５が不足すると加工は中途で中断
されることとなるが、仕上加工の途中で加工を中断する
と、ワイヤ電極５を補充して再び加工を続行する際、同
一個所（加工中断時の加工個所）を２度放電加工する事
態が生じ、加工面に筋が入った状態となり加工面の品質
が劣化するという問題があった。特に、オペレータが何
等の監視も行なわない夜間に無人運転をする場合、上記
筋の発生を避けることはできなかった。

本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、加工面
における筋の発生を防止することができるワイヤ放電加
工装置を提供するにある。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するため、第１の発明は、ワイヤ電極
と工作物の間隙に放電を発生させて前記工作物を加工す
るワイヤ放電加工装置において、前記ワイヤ電極の残量
を検出する検出手段と、前記工作物に対する定められた
加工順における各加工形状の各加工レベル毎に前記ワイ
ヤ電極の消費量の累積値を演算する演算手段と、検出さ
れた前記ワイヤ電極の残量と演算された前記各累積値と
を比較して加工可能の前記加工レベルを判断する判断手
段と、この判断手段の判断結果を表示する表示手段とを
設けたことを特徴とする。

又、第２の発明は、ワイヤ電極と工作物との間隙に放電
を発生させて前記工作物を加工するワイヤ放電加工装置
において、前記ワイヤ電極の残量を検出する検出手段と
、前記工作物に対する定められた加工順における各加工
形状の各加工レベル毎に前記ワイヤ電極の消費量を演算
する演算手段と、検出された前記ワイヤ電極の残量と演
算された前記各消費量とを比較して次段階の前記加工レ
ベルの加工の可否を判断する判断手段と、この判断手段
の判断結果を表示する表示手段とを設けたことを特徴と
する。

［作用コ 放電加工開始前に、ワイヤリールに蓄積されているワイ
ヤ電極の残量を検出する。又、予め加工形状の加工レベ
ル毎に、加工順番にしたがってワイヤ電極消費量の累積
値を求める。次に、検出されれたワイヤ電極の残量と、
求められたワイヤ電極消費量の累積値とを比較し、どの
加工レベルまでの加工が可能であるかを判断する。判断
結果は表示装置に表示する。放電開始後においても、ワ
イヤ電極の残量検出と次段の加工レベルのワイヤ電極の
消費量との比較を行なうことにより、確実に加工中断前
の加工レベルを知ることができる。

［実施例］ 以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明する。

第１図は本発明の実施例に係るワイヤ放電加工装置の一
部の系統図である。図で、１はワイヤ放電加工装置本体
、５はワイヤ電極、６はワイヤリールであり、これらは
第４図に示すものと同じである。６Ｓはワイヤリール６
のシャフト、２５はワイヤリール６を本体１に取付ける
取付部材、２５ａは取付部材２５の腕部、２６は取付部
材２５に設けられシャフト６Ｓを可回転に支承するベア
リング、２７は取付部材２５の下部を支承するエツジ部
材である。２８は取付部材２５の腕部２５ａから加えら
れる荷重を検出する荷重計であり、検出された荷重に比
例する電気信号を出力する。本実施例のワイヤ放電加工
装置の他の部分の構成は第４図に示す構成と同じである
ので、その図示および説明は省略する。２９は荷重計２
８の検出信号を増幅する増幅器、３０は増幅器２９の出
力信号をＡ／Ｄ変換しそのディジタル信号を所定のレベ
ルに調整するインタフェース、３１はインタフェース３
０の信号を入力して所定の処理を実行するとともに、従
来装置に対する制御と同様の制御を行なうＮＣ装置であ
る。

ＮＣ装置３１の記憶部には、ＮＣ装置３１による制御に
必要な種々のデータが記憶されているが、これらデータ
の中にはワイヤ電極５のデータも含まれている。このワ
イヤ電極５のデータを次表に示す。

次に１本実施例の動作を第２図に示す加工レベルのワイ
ヤ累積量の説明図および第３図（ａ）ｔ（ｂ）に示すフ
ローチャートを参照しながら説明する。

本実施例では、加工開始前に、現在ワイヤリール６に巻
回されているワイヤ電極５でどの加工レベルまで加工で
きるかを求める。ここで、−例として、１つの工作物３
に対して第５図（ｂ）に示すように４つの形状Ａ−Ｄの
加工を施す場合について説明する。この場合、形状Ａに
ついては３段階の加工レベル、形状Ｂについては５段階
の加工レベル、形状Ｃについては４段階の加工レベル、
形状りについては３段階の加工レベルでそれぞれ加工が
行なねれるものとする。これが第２図に示されている。

加工開始前、ＮＣ装置３１では、荷重計２８の出力信号
に基づきワイヤ重量（ワイヤリール６全体の重量）が測
定される（第３図（ａ）に示す手順Ｓ□）。次に、ＮＣ
装置３１では測定された重量からワイヤボビンの重量（
前述の表により既知である）が減算され、現在ワイヤリ
ール６に巻回されているワイヤ電極５の残量ＷＲが演算
される（手１’ｌＮ　Ｓ　、　）。次いで、各加工レベ
ル毎にワイヤ累積量Ｗ’　ｌが計算される（手順Ｓ３）
。なお、ワイヤ累積量Ｗ′えにおいて、Ｗ′はワイヤ累
積量自体を示し、又、添字ｉは、第２図に示す加工レベ
ルに対し形状Ａの加工レベルｌから形状りの加工レベル
３まで順に通し番号を付した場合の番号を示す。第２図
の例では、番号ｉは１から１５までである。

ワイヤ累積量Ｗ’　１は、各加工レベルにおけるワイヤ
電極５の消費量の累積値である。したがって、ＮＣ装置
３１により、まず、各加工レベルのワイヤ消費ＦｉＷが
演算される。このワイヤ消費量Ｗは、 Ｌ：加工周長 ■＝加工速度 ■＝ワイヤ送行速度 ｄ：ワイヤ径 γ：ワイヤ比重 とすると、次式で表わされる。なお、加工速度Ｖは単位
時間当りの加工距離であり、工作物３の材質、板厚及び
放電エルネギ等の加工条件に基づきＮＣ装置３１で標準
的な値が決定される。

第２図において、例えば、第１番目（形状Ａの加工レベ
ル１）から第５番目（形状Ｂの加工レベル２）の加工レ
ベルのワイヤ消費量ＷはそれぞれＷＡ□ｌ　ＷＡ□ｔ　
ＷＡｌ１　ＷＰＩ□、Ｗ、２である。したがって、第１
番目の加工レベルのワイヤ累積量Ｗ′はＷＡｌ、第２番
目の加工レベルのそれは（ＷＡ□＋ＷＡ２）、第３番目
の加工レベルのそれは（ＷＡ□十ＷＡ□十ｗ　Ａ−＝　
Ｗ　Ａ　）　、第４番目の加工レベルのそれは（ＷＡ＋
ＷＢ□）、第５番目の加工レベルのそれは（ＷＡ＋ｗｎ
工＋ＷＢ□）となる。このようにして、ＮＣ装置３１の
記憶部には、少なくとも、各加工レベル毎にワイヤ累積
量Ｗ′が記憶される。

次に１番号ｉを１としく手順Ｓ４）、ワイヤ残量ＷＲが
第１番目の加工レベルのワイヤ累積量Ｗ　’　、（＝　
Ｗ　Ａ４　）以上か否かを調べる（手順Ｓ、）。

手順Ｓ、で、ワイヤ残量ＷＲがワイヤ累ｆＪｔ量Ｗ′以
上である場合、今度はその加工レベルｉが最終の加工レ
ベルｎ（第２図に示す例ではｎ＝１５）であるか否かが
判断され（手順Ｓ６）、最終加工レベルでない場合には
１番号ｉに１を加えて（手Ｊ’＠　Ｓ　、　）次の加工
レベルのワイヤ累積量をとり出し、手順Ｓ、の処理を行
なう。このように手）＠８５〜Ｓ７の処理が繰返えされ
、最終加工レベルｎのワイヤ菩積量Ｗ′。も（ＷＲ≧Ｗ
′。）と判断されたとき、ＮＣ装置３１の表示装置（図
示されていない）に、ワイヤ残量ＷＲおよびこのワイヤ
残量で全顎ニレベルの加工が可能である旨の表示がなさ
れる（手順Ｓ、）。一方、手順Ｓ、〜Ｓ７の処理の繰返
し中１手順Ｓ、でワイヤ残量ＷＲがワイヤ累積量ｗ’　
を未満であると判断された場合、表示装置には、ワイヤ
残量ＷＲおよび加工可能の加工レベルｉが表示される（
手順Ｓｓ）、シたがって、作業員は放電加工開始前に表
示装置をみることにより、現在のワイヤリール６のまま
で、どの段階までの加工が可能であるかを知ることがで
き、中途の段階でワイヤ電極５がなくなる場合には、ワ
イヤリール６を取換え、又は当該中途の段階あるいはそ
れ以前の加工レベルで放電加工を自動停止するようにセ
ットする等適宜の処置を採ることができる。なお、加工
を中断したとき生じる筋は、１つの加工レベルの中途で
中断されたときに生じ、１つの加工レベルと次の加工レ
ベルとの中間で中断されても生じない、したがって、上
記自動停止は１つの加工レベルの終了時点において実行
される。

以上、放電加工開始前の動作について説明した。

次に、放電加工開始後の動作について説明する。

最初に、加工レベルの番号ｉを１（第１番目の加工レベ
ル）としておく（第３図（ｂ）に示す手順Ｓ□□）。

そして、その加工レベルの加工が終了したか否かが常時
判断される（手順５０２）。ＮＣ装置３１により加工の
終了が判断されると、番号ｊに１を加え（手順Ｓ、、）
、即ち加工レベルを次段の加工レベルとし、加工開始前
の動作におけると同様の処理でワイヤ残ｉｗ、を計算す
る（手順Ｓ１４．Ｓｌ、）。

次に、当該ｉ番目の加工レベルのワイヤ消費ｉｗｔが計
算される（手順Ｓ工、）。この計算は、その加工レベル
のワイヤ累積量から前段の加工レベルのワイヤ累積量を
減算して得られるが、（１）式で算出されたワイヤ消！
！量を記憶しておき、これをとり出して用いてもよい。

次に、このワイヤ消費量ＷＬに安全係数αを乗じる（手
順Ｓエフ）。放電加工は必ずしも設定された加工速度Ｖ
、ワイヤ送行速度Ｖで行なわれるとは限らず、加工状態
によって変化することがある。このように変化が生じる
と、当然その加工レベルのワイヤ消費量も変化する。そ
こで、筋発生を確実に防止するため、実際のワイヤ消費
量は（１）式で算出されたワイヤ消費ｆｆ１Ｗより大き
くなると見込み、適宜の安全係数αを計算されたワイヤ
消費量ＷＬに乗じておく処置をとる。

次に、この乗算値（α・Ｗ　ｔ　）とワイヤ残量ＷＲと
が比較され（手順Ｓ、ｌｌ）　、ワイヤ残量Ｗａが乗算
値（α・Ｗ　ｔ　）以上であるとき、表示装置にワイヤ
残量ＷＲおよび次段の加工レベルの加工が可能である旨
の表示が行なわれる（手順Ｓ工、）。そして、その加工
レベルｉが最後の加工レベルｎであるか否かが判断され
（手順Ｓ２゜）、最後の加工レベルｎでない場合、処理
は再び手順Ｓ１２に戻される。一方、手順Ｓ　１１１で
、ワイヤ残ｆｆｌ　Ｗ　Ｒが乗算値（α・Ｗｔ）未満で
あると判断された場合１表示装置にはワイヤリール６を
交換すべき旨の表示がなされ（手Ｊ’ｌ￥８２□）、ワ
イヤリール６の交換終了が監視され（手順Ｓ２□）、交
換が終了したとき、手順５２１１の処理が行なわれる。

このように１本実施例では、加工開始前に、各加工レベ
ル毎にワイヤ累積量を計算し、これらをワイヤ残量と比
較することにより、どの加工レベルまで加工が可能であ
るかを表示するようにしたので、加工前しこワイヤ交換
等の適切な処置をとることができ、加工レベル中途での
加工中断を防止して筋の発生を防ぐことができる。又、
加工開始後は、各加工レベルの加工直前に、ワイヤ残量
とその加工レベルの安全を見込んだワイヤ消費量とを比
較し、その加工レベルの加工を中断なく遂行できるか否
か判断するようにしたので、筋の発生を確実に防止する
ことができる。

なお、上記実施例の説明では、ワイヤ残量をワイヤ重量
を測定することにより求める例を説明したが、これに限
ることなく、ワイヤリール６のワイヤの外径を測定して
求めることもでき、又、ワイヤ走行速度と加工時間によ
り使用ワイヤ量を求め、これによりワイヤ残量を求める
こともでき、さらに、ワイヤリール６の回転時間又は累
積回転数とワイヤ走行速度から使用ワイヤ量を求め、こ
れによりワイヤ残量を求めることもできる。

又、放電加工開始前においてなされる演算に安全係数を
用いてもよいのは明らかである。

さらに１表示装置とともに、警報装置、放電加工自動停
止装置を用いることもできる。

［発明の効果］ 以上述べたように、本発明では、ワイヤ電極のｆｉ量と
各加工レベル毎の累積値を順に比較するようにしたので
、放電加工可能レベルを知ることができ、１つの加工レ
ベルにおける加工の中断を防止することができ、ひいて
は加工面における筋の発生を防止することができる。又
、加工中においても１次段の加工レベルの加工が可能で
あるか否かを判断するようにしたので、上記筋の発生を
より一層確実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係るワイヤ放電加工装置の一
部の系統図、第２図はワイヤ累積量の説明図、第３図（
ａ）、（ｂ）は第１図に示す装置の動作を説明するフロ
ーチャート、第４図はワイヤ放電加工装置の系統図、第
５図（ａ）、（ｂ）は工作物の加工態様図である。 １・・・・・・ワイヤ放電加工装置本体、５・・・・・
・ワイヤ電極、 ６・・・・・・ワイヤリール、 ２８・ ・・・荷重計、 ３１・・・・・・ＮＣ装置。 第３図 （ＣＩ） 第 図 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ワイヤ電極と工作物との間隙に放電を発生させて
   前記工作物を加工するワイヤ放電加工装置において、前
   記ワイヤ電極の残量を検出する検出手段と、前記工作物
   に対する定められた加工順における各加工形状の各加工
   レベル毎に前記ワイヤ電極の消費量の累積値を演算する
   演算手段と、検出された前記ワイヤ電極の残量と演算さ
   れた前記各累積値とを比較して加工可能の前記加工レベ
   ルを判断する判断手段と、この判断手段の判断結果を表
   示する表示手段とを設けたことを特徴とするワイヤ放電
   装置。
2. （２）ワイヤ電極と工作物との間隙に放電を発生させて
   前記工作物を加工するワイヤ放電加工装置において、前
   記ワイヤ電極の残量を検出する検出手段と、前記工作物
   に対する定められた加工順における各加工形状の各加工
   レベル毎に前記ワイヤ電極の消費量を演算する演算手段
   と、検出された前記ワイヤ電極の残量と演算された前記
   各消費量とを比較して次段階の前記加工レベルの加工の
   可否を判断する判断手段と、この判断手段の判断結果を
   表示する表示手段とを設けたことを特徴とするワイヤ放
   電装置。