JPH0253526A

JPH0253526A - ワイヤカット放電加工機

Info

Publication number: JPH0253526A
Application number: JP20521688A
Authority: JP
Inventors: Shoji Futamura; 昭二二村; Iwao Shibuya; 渋谷　巌
Original assignee: Institute of Technology Precision Electrical Discharge Works
Current assignee: Institute of Technology Precision Electrical Discharge Works
Priority date: 1988-08-18
Filing date: 1988-08-18
Publication date: 1990-02-22

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〕本発明はワイヤカット放電加工機に関し、詳しくは、適
切な放電加工条件の自動的な設定を可能としたワイヤカ
ット放電加工機に関する。

〔従来の技術〕

ワイヤカット放電加工の条件は、被加工体の材質と厚さ
、ワイヤの材質と直径によって大きく影響される。そこ
で、従来これら４つの条件の組み合わせの各々に対応し
て、加工電源のパルス条件。

ワイヤ走行速度、ワイヤテンション、加工液の供給等の
各種加工データを登録したテーブルを設け。

前記４つの条件を入力することにより加工条件を検索し
て、設定することが行われていた。

一方、加工の開始時に通常加工時と同様の加工液量とす
ると、液量が多すぎて液流が乱れ、空気の混入等の加工
障害を招（。また１コ一ナー加工時は加工液の排出が不
十分になりワイヤの断線が発生し易くなる。そこで、こ
れらの加工状態に応じた加工データを得るために、これ
らの加工状態における加工データを登録したテーブルを
設けることが行われていた。、即ち５加工状態に応じた
加工条件は１通常の加工条件と全く同じ１つの加工条件
として扱われ１例えば、前記４つの条件の組み合わせの
１つについての加工開始時の各種加工データが１つの加
工条件として登録されていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

前述した従来技術によれば、前記４つの条件の組み合わ
せの１つに応じて設定できる加工データは、標準的な１
通りの加工データのみであった。

このため、操作員が、高速加工、低液圧精度加工。

１次、２次・・・・・・仕上加工などの加工種別に応じ
て一応設定された加工データを補正しなければならなか
った。

また、仕上加工回数又は最終仕上面あらさを指定して、
数次に渡る仕上加工（スキムカット）の加工プロセス、
加工条件を自動設定することは不可能であった。即ち、
スキムカットで加工データを小さくしてゆきながら加工
をくり返して寸法精度、加工面を仕上げてゆく場合、操
作員が、それぞれの加ニステップでの加工データ等を予
め求めて登録しておく作業が必要であった。

更に、加工状態に応じた加工条件は、前記４つの条件の
組み合わせの他に前記加工種別に応じても変化するが、
加工条件数が膨大になるため従来は対応ができなかった
。

このように、従来は操作員が頻繁に加工条件の設定に介
入する必要があったため、加工条件の設定が面倒であり
、また、必ずしも適切な加工条件に設定できないという
問題があった。

本発明は、適切な放電加工条件を自動設定することが可
能なワイヤカット放電加工機を提供することを目的とす
る。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成するために１本発明では、電極として機
能するワイヤを被加工体に貫通せしめ。

前記ワイヤを前記被加工体の両側において保持し前記被
加工体とワイヤとが対向する部分へ加工液を供給しつつ
前記被加工体とワイヤとの間の放電より前記被加工体を
放電加工するワイヤカット放電加工機において、少なく
とも。

前記被加工体の材質と厚さ及び前記ワイヤの材質と直径
の組み合わせに対応して設けられ、その各々が複数の加
工種別に応じた加工データを格納する複数の加工条件表
と、前記放電加工のための条件を設定する設定部とを備
えるように構成し。

前記被加工体の材質と厚さ及び前記ワイヤの材質と直径
の組み合わせと、仕上加工回数又は最終仕上面あらさと
の入力に応じて、前記設定部が。

前記加工条件表から加工データを読み出し、これに基づ
いて各仕上加工における前記ワイヤのオフセット量を求
め、前記読み出した加工データと前記オフセット量とを
用いて前記各仕上加工における放電加工のための条件を
設定するようにするものである。

〔作用〕

前記手段によれば、設定部は次のように放電加工条件を
設定する。

まず、入力された被加工体の材質と厚さ、ワイヤの材質
と直径の４つの条件（以下、主分類条件という）の組み
合わせに対応する加工条件表を選択する。

次に、入力された仕上加工回数又は最終仕上面あらさ（
又は加工種別）に対応する加工データを。

選択した加工条件表から読み出す。この際、最終仕上面
あらさについては仕上加工回数に変換した後、加工デー
タを読み出す。

そして、読み出した加工データの一部を用いて各仕上加
工におけるワイヤのオフセット量を求める。このオフセ
ット量と加工データとから適切な放電加工条件が自動設
定される。

〔実施例〕

第１図は本発明の実施例を示している。

第１図において、１はワイヤカント放電加工機。

２は加工液供給ノズル、３は放電加工用の電源。

４はワイヤ、５はワイヤ走行装置、６は加工液供給装置
、７は被加工体＝　８はＸＹ子テーブル９は通電子、１
０は設定部、１０１は条件検索演算部。

１０２は条件補正処理部、１１は加工条件表、１２は条
件補正表、１３は液圧センサ、１４はＮＣ装置、１５は
サーボ回路である。

（ａ）構成の概略放電の一方の電極として機能するワイヤ４は。

他方の電極とされる被加工体７に貫通せしめられる。ワ
イヤ４は、被加工体７の両側において保持され、ワイヤ
走行装置５により矢印方向に走行させられる。ワイヤ走
行装置５はワイヤ供給装置ワイヤ巻取装置等からなり１
　ワイヤに所定の走行速度、所定のテンシランを与える
。

ワイヤ４と被加工体７とが対問する部分には。

被加工体７の上下の２つの、加工液供給ノズル（以下、
ノズルという）２を介して、加工液供給装置６から所定
の液圧、所定の電導度とされた加工液が供給される。

走行するワイヤ４と被加工体７との間には１通電子９を
介して、電源３から所定のパルス幅、所定の休止時間、
所定の供給電圧、所定のピーク電流とされたパルスが印
加される。これにより１被加工体７とワイヤ４との間に
放電を発生させ、被加工体７を放電加工する。

ＮＣ装置１４は、被加工体７を載置しているＸＹ子テー
ブルをＸ方向及びＹ方向に駆動して、ワイヤ４と被加工
体７の相対的移動を所定の速度で行う。サーボ回路１５
は、ワイヤ４と被加工体７との間の電圧を検出して基準
となる電圧（サーボ電圧）と比較し、加工に適した電圧
となるようにワイヤ４と被加工体７との間隙を維持する
ための信号をＮＣ装置１４に送出する。

設定部１０は、その入力として、主分類条件。

加工種別、状態及び液圧を与えられ、その出力により電
源３．ＮＣ装置１４．加工液供給装置６及びワイヤ走行
装置５を制御する。即ち、放電加工条件を自動的に設定
する。

加工条件表１１は、主分類条件の組み合わせの各々に対
応して複数設けられる。１つの加工条件表１１は、複数
の加工種別の各々に応じた加工データを格納する。この
加工データは、予め実験等により求められる。

条件補正表！２は、特殊な加工の状態の各々に対応して
複数設けられる。１つの条件補正表１２は、複数の加工
種別の各々に応じて、加工条件表１１の加工データの各
々を補正するための補正値を格納する。この補正値は１
例えば百分率（％）で表される。

条件補正表１２を用いるために、加工条件表１１におい
て、加工の状態の各々に対応する条件補正表１２を指示
するベージ隘（アドレス）が格納される。

液圧センサ１３は、上下両方又はいずれか一方のノズル
２内の加工液の噴射圧力（液圧）を検出し、これを設定
部１０ヘフイードハツクする。

（ｂ）　　自動設定のための入力次に、設定部１０への各入力について説明する。

入力「主分類条件」は、被加工体７の材質と厚さ、ワイ
ヤ４の材質と直径（太さ）を指定して主分類条件の種々
の組み合わせのうちの１つを選択する。

入力「加工種別」は、主分類条件に対して副骨類条件と
考えることができ１複数の加工種別のうちの１つを指定
する。ここで、加工種別の一例を示す。

高速加工：特に速度を重視した加工で断線しても良い標準加工：断線しない範囲で速度を出し精度は重視しな
い精度加工＝１回（１ｓｔカツト）加工である程度の精度
を出す片ノズル間加工：上下いずれか片方のノズルが工作物面
から１ｍｍ以上離さなければならない両ノズル開加工；上下両方共ノズルを工作物面からｌｌ
ｌｌｌ１以上離さなければならない１ｓｔカント：スキムカットで精度、加工面を仕上げる
ことを前提とした荒取り加工２ｎｄ〜５ｔｈカット：上記荒取り加工後の２〜５回目
の各仕上加工１ｓｔ力７ト〜５ｔｈカツトの荒加工から仕上加工およ
び同じ荒加工でも速度を重視するか精度を重視するか等
加工の目的、更に加工液圧力をどの程度かけられる状態
か（工作物の大きさ、工作物端または他の加工穴から加
工位置までの距離）によって加工条件が異なってくる。

なお、仕上加工回数の指定はＩＳｔカット（１次仕上加
工）ないし５ｔｈカツト（５次仕上加工）のいずれかを
指定することに相当する。また、最終仕上面あらさの指
定は、当該指定した面あらさから、逆に、１ｓｔカツト
ないしｓｔｈカットのいずれかを指定することになる。

従って、最終仕上面あらさは加工種別に含まれる。

入力「状態」は２通常の加工状態と対比される特殊な加
工の状態である加工開始、サーボバ・ンクコーナー加工
、テーパ加工の４つの状態のうちの１つを、必要に応じ
て（特殊な加工状態に入る時）指定する。

入力「液圧」は５加工中に液圧の変化を監視する液圧セ
ンサ１３から逐次入力される液圧の検出信号である。

主分類条件及び加工種別の入力は、放電加工開始前に、
操作員が行う。なお、入力「状態」及び「液圧」は、各
々、放電加工中にＮＣ装置１４（又はサーボ回路１５）
及び液圧センサ１３から得られる。

（Ｃ）加工条件表及び条件補正表次に加工条件表１１及び条件補正表１２について、第２
図を用いて説明する。

加工条件表１１は主分類条件の組み合わせ毎に設けられ
、その主分類条件の組み合わせが当該加工条件表１１の
タイトル（テーブル名）とされ。

これが検索時に用いられる。加工条件表１１の横方向に
は前述の各加工種別が示され２縦方向には各種加工条件
が示される。従って、主分類条件の組み合わせと加工種
別とを指定すれば、各種加工条件についての加工データ
を知ることができる。

ここで、加工条件とは。

（ｉ）電気的又は機械的加工条件：パルス幅、パルス休止時間、供給電圧１　ピーク電流、
サーボ方式、サーボ電圧、ワイヤ走行速度ワイヤテンシ
ョン、加工液圧力。

及び。

（ｉｉ）前記各種の条件の組み合わせによって得られる
加工性能（又は加工基準）についての条件（データ）：加工面あらさ、加工拡大代、スキムカット切り込み、加
工電圧、加工電流、加工液圧力、加工液電導度。

をいう、これらの各々についての加工データが。

加工条件表１１に示される。

前記（ｉｉ）に示す項目についての加工データを備える
ことにより、ワイヤオフセット量の演算が可能となり、
また、（最終仕上）面あらさの指定による仕上加工プロ
セスの自動設定が可能となる。

また、加工条件表１１の縦方向には、前述の４つの状態
が示される。そして、加工種別と加工の状態とを指定す
れば９条件補正表１２のページ高が得られる。

条件補正表１２は、１つの状態あたり１０ないし２０個
投げられ、各々にページ毘が付され、これが検索時に用
いられる。条件補正表１２の横方向は加工条件表１１の
横方向と同一とされ、縦方向は加工条件表１１の縦方向
のうち前述の（１）に示す項目と同一とされる。従って
、ページＮＯと加工種別とを指定すれば、各種加工条件
についての補正乗数が得られる。補正乗数は百分率で１
０ないし９００（％）とされ、対応する加工データを補
正するためにこれに乗算される。

ここで、各状態における補正の概略を示すと。

加工開始条件補正：加工を開始してから設定されている距離の間。

加工条件を低下する。

コーナー加工条件補正：加工形状のコーナ一部でその角度の大きさに従って設定
されている条件補正を行う。

テーパー加工条件補正：テーパー加工の時そのテーパー角度に従って設定されて
いる条件補正を行うサーボバック条件補正：ワイヤと工作物が短絡して加工軌跡をバックし短絡が回
復してバックし始めた位置に復帰するまでの間、加工条
件を低下する。

のとおりである。

この補正は条件補正表１２において、加工種別毎に示さ
れている条件補正距離Ｘの間だけ行われ２この距Ｍｘの
通過後はもとの加工条件（補正なしの状態）に戻される
。

以上のように加工データを備えることにより。

（ｉ）膨大なデータを容易に管理できる。加工データの
読み出しは「「主分類条件の組み合わせ」＋「加工種別
」」により容易に行うことができ。

これらをコード化することにより更に容易にで−きる。

また２条件補正表１２は、加工データ自体ではなく補正
乗数（％）を格納するものであるから。

表の個数を大幅に減らすことができる。

（ｉｉ　）加工データが体系的に整理されているので。

変更、追加が容易である。

なお、加工条件表１１及び条件補正表１２は。

実際は、設定部１０内の記憶装置に格納される。

（ｄ）　　加工条件の自動設定処理次に、加工種別として最終仕上面あらさを指定した場合
の加工条件の自動設定について、第３図を用いて説明す
る。

■　主分類条件及び最終仕上面あらさが入力される。す
ると、設定部１０の条件検索演算部１０１が以下の処理
を行う。

■　主分類条件を用いて加工条件表１１を検索し。

その１つを選択する。

■　選択した加工条件表１１の加工面あらさの欄を検索
して、入力「最終仕上面あらさ」を満たす加工データを
持つ加工種別を１つ選択する。

この選択した加工種別が１次仕上加工（ｎは通常５程度
、必要に応じて１０以上も可）であったとすると、スキ
ムカット回数はｎとされる（スキムカット回数を読み取
る）。

■　各仕上加工におけるワイヤオフセット量Ｏ３を次式
により求める。

Ｏ３，＝ＷＤ／２＋ＯＣ，ｌ＋ΣＣＤ但し　ｏｓｉ：１次加工のワイヤオフセット量ＷＤ　：
ワイヤ直径ＱＣ，、：１次仕上加工の加工拡大代 ΣＣＤ：　（ｉ＋１）次から１次仕上加工までのスキム
カット切り込み量の総和ここで、この式における各項について、第４図を用いて
簡単に説明する。

４１及び４２は、各々（ｉ−１）次及び１次加工の時の
ワイヤ４の中心の軌跡であり、７１は最終仕上加工によ
って得られるべき最終加工面である。また、ＯＣ，、及
びＯＣ，は、各々（ｉ−１）次及び１次加工の時に生じ
たワイヤ４と被加工体７の加工面との間隙（即ち加工拡
大代）でありＯＳ　；−＋及びＯ３＋　は、各々（ｉ−
１）次及び１次加工の時のワイヤオフセットｌ、ＣＤ、
は（ｉ−１）次加工から１次加工に移った時にワイヤ４
を被加工体７に接近させた距離（即ちスキノ、カット切
り込み）である。

ワイヤオフセット量Ｏ８は、Ｉｋ終加工面７１とワイヤ
４の中心軌跡との距離に相当し、各加工時におけるワイ
ヤ４の最終加工面７１からの位置を示す。ワイヤオラセ
ン）　！？ｔ　ＯＳは、Ｗｋ終（この場合はｎ次）仕上
加工時の加工拡大代ＯＣゎとワイヤ４の半径ＷＤ／２と
を、最終加工面７１と加工開始面との距離から除き、残
った距離をｎ回のスキムカットに割り当てるように決定
される。

上式において、ワイヤ直径ＷＤは主分類条件から知るこ
とができ、加工拡大代ＯＣ，及びスキムカット切り込み
量の和ΣＣＤは加工条件表１１から知ることができる。

■　１次からｎ次までの各仕上加工毎に１加工条件を作
成する。即ち、各仕上加工について加工条件表１１から
加工データを読み出し５ワイヤオフセツトＩＱｓと対応
づける。

これにより、入力した最終仕上面あらさを得るためのス
キムカット加工プロセスが自動作成される。即ち、主分
類条件に応じた。加工回数（何次仕上加工まで行うか）
と各仕上加工のステンブにおける加工データとワイヤオ
フセット量とが自動設定される。

なお、入力「加工種別」として仕上加工回数（何次仕上
加工まで行うか）が入力された場合には、第３図の処理
■を行った後、処理■を省略して処理■以下が行われる
。

また、加工種別として１例えば高速加工、標準加工、精
度加工１片ノズル開加工５両ノズル開加工が入力された
場合には、第３図の処理■を行った後、処理■及び■を
省略して処理■が行われ対応する加工プロセスが自動作
成される。

自動設定された加工条件のうち、パルス幅、パルス休止
時間、供給電圧及びピークを流は電源３に、サーボ方式
及びサーボ電圧はサーボ回路１５に、ワイヤ走行速度及
びワイヤテンションはワイヤ走行装置５に、加工液圧力
及び加工？（！電導度は加工液供給装置６に、ワイヤオ
フセット量はＮＣ装置１４に、各々、送出され、これら
を制御するために用いられる。

（ｅ）　　加工条件の補正処理次に、自動設定された加工条件を加工の状態に応して補
正する処理を行う場合について、第５図ないし第８図を
用いて説明する。

この補正処理は、・加工の状態に関する情報をＮＣ装置
１４（又はサーボ回路１５）から受けて。

設定部１０の条件補正処理部１０２が行う。

■　加工が開始されると、加工開始状態か否かが１周べ
られる。

■　加工開始状態であれば、加工開始条件補正処理を行
い、当該処理の終了後に、再び処理■を行う。

■　加工開始状態でない場合は、サーボバック状態であ
るか否かが調べられる。

■　サーボバンク状態である場合には、サーボバンク加
工条件補正処理を行い、当該処理の終了後に、処理■以
下を行う。

■　サーボバンク状態でない場合には、コーナー加工で
あるか否かが調べられる。このために、第６図に示すよ
うに、加工経路の現在実行中の線分の終点から次の線分
に移る時の方向変更角度θが１５０度以下かどうか判別
する。θが１５０度以上では加工液の排出に影響しない
ので、コーナー加工であっても条件補正の必要がない。

■　コーナー角度０が１５０度より小さい場合には、コ
ーナー加工条件補正処理を行い、当該処理の終了後に、
処理■以下を行う。

■　コーナー角度θが１５０度以上の場合にはテーパー
加工であるか否かが調べられる。

■　テーパー加工である場合には１テ一パー加工条件補
正処理を行い、当該処理の終了後に、処理■以下を行う
。

テーパー加工でない場合には、処理■以下を行放電加工
中に以上の処理をくり返すことにより加工の状態に応じ
て、自動的に加工条件の補正が行われる。

なお、前記４つの補正処理（処理■、■、■■）のうち
の複数が同時に行われることはないようにされる。

第７図に前記加工開始条件補正処理の詳細を示す。

■　補正処理が実行されると、入力された「主分類条件
」を用いて１つの加工条件表ｉｔを選択する。この加工
条件表１１を、入力された「加工種別」と５条件補正処
理部１０２において調べられた結果判別された加工の「
状態」とによって検索して２条件補正表１２のページ阻
を知る。

■　当該ベージ隠の１つの条件補正表１２を、前記「加
工種別Ｊによって検索して、まず２条件補正距離Ｘを知
る（読み取る）。

■　同様にして、当該「加工種別」の各加工条件につい
ての補正乗数を知る（読み取る）。そして補正乗数を、
既に設定されている加工条件の対応するものに乗じて、
補正値を求める。

■　加工経路（線分）のうち、補正処理の開始点から条
件補正路Ｍｘの範囲までの経路を、他から分割する。

例えば、第８図図示の如く、加工開始点ＳＰから終点Ｅ
Ｐ（いずれも座標値で与えられる）までの加工経路につ
いて加工開始条件補正処理を行うとすると、加工開始点
（即ち補正処理の開始点）から距離Ｘの経路を、他と分
割する。これにより。

ＮＣ装置１４において１つの線分５Ｐ−ＥＰとして与え
られていた加工経路のうち、ＳＰから開始距離Ｘの加工
経路が分割される。

■　補正値を、電ＦＡ３等に対して出力し、各加工条件
を補正された値とする。これにより、補正された加工条
件による放電加工が行われる。

■　分割された加工経路の終点Ｐｓ（以下１分割点とい
う）の座標を求め、ＮＣ装置１４に出力する。これによ
り、ＳＰから開始される補正処理の終点が確定する。

■　ＮＣ装置１４は１分割点Ｐｓまでの（相対的な）Ｘ
Ｙ子テーブルの移動が完了すると移動完了信号を発して
、これを条件補正処理部１０２に知らせる。

これを受けて、補正値の出力が停止される。これにより
、各加工条件は２条件検索演算部１０１が出力する通常
の（先に自動設定された）加工条件に戻される。従って
、加工経路５Ｐ−Ｐｓについては補正された加工条件下
で放電加工が行われ。

分割点Ｐｓ以降の加工経路については通常の加工条件下
で放電加工が行われる。

■　分割前に１つの加工経路とされていた時の終点ＢＰ
の座標をＮＣ装置１４に出力する。これにより１通常の
放電加工の終点が頭初の値とされる。

以上により、補正処理を終了する。

（ｆｌ　　液圧のフィードバンク次に、加工液圧の変化に応じて、自動設定された加工条
件を補正する処理を行う場合について説明する。

放電加工中の液圧が液圧センサ１３から設定部ＩＯへフ
ィードバック人力される。

液圧が所定の値以上変化すると１設定部１０は次の処理
を行う。

まず、主分類条件に対応する加工条件表１１を選択し、
その加工液圧力の欄を検索する。そしてフィードバック
入力された液圧と同等の値の加工データを選び、これに
対応する他の加工データ（同一加工種別の欄の加工［デ
ータ）を読み取る。

この読み出した加工データを新たな加工条件として出力
する。

これにより、液圧が変化してもワイヤ４の断線等の発生
を防止できる。

〔発明の効果］以上、説明したように２本発明によれば、ワイヤカット
放電加工機において、少なくとも、加工条件表と設定部
とを備えることにより、その放電加工条件を、適切かつ
自動的に設定することができる。更に１条件補、正表や
液圧センサを備えることにより、加工の状態や加工中の
液圧の変化に応じて、放電加工条件を自動的に設定し直
すことができる。従って１本発明によれば、ワイヤカッ
ト放電加工機の自動化が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例構成図。第２図は加工条件表及び条件補正表を示す図。第３図は加工条件の自動設定処理フロー第４図はワイヤ
オフセット量の説明図。第５図は加工条件の補正処理フロー第６図はコーナー加工の説明図。第７図は加工条件の補正処理フロー第８図は加工経路の分割説明図。１はワイヤカット放電加工機、２は加工液供給ノズル、
３は放電加工用の電源、４はワイヤ、°５はワイヤ走行
装置、６は加工液供給装置、７は被加工体、８はＸＹ子
テーブル９は通電子、１０は設定部２１０１は条件検索
演算部、１０２は条件補正処理部、１１は加工条件表、
１２は条件補正表１３は液圧センサ、１４はＮＣ装置、
１５はサーボ回路である。

Claims

【特許請求の範囲】電極として機能するワイヤを被加工体に貫通せしめ、前
記ワイヤを前記被加工体の両側において保持し、前記被
加工体とワイヤとが対向する部分へ加工液を供給しつつ
前記被加工体とワイヤとの間の放電より前記被加工体を
放電加工するワイヤカット放電加工機において、少なく
とも、前記被加工体の材質と厚さ及び前記ワイヤの材質と直径
の組み合わせに対応して設けられ、その各々が複数の加
工種別に応じた加工データを格納する複数の加工条件表
と、前記放電加工のための条件を設定する設定部とを備え、前記被加工体の材質と厚さ及び前記ワイヤの材質と直径
の組み合わせと、仕上加工回数又は最終仕上面あらさと
の入力に応じて、前記設定部が、前記加工条件表から加
工データを読み出し、これに基づいて各仕上加工におけ
る前記ワイヤのオフセット量を求め、前記読み出した加
工データと前記オフセット量とを用いて前記各仕上加工
における放電加工のための条件を設定することを特徴とするワイヤカット放電加工機。