JPH07256518A - ワイヤ放電加工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コンピュータ制御によるワイヤ放電加工に於
いて、加工形状データファイルを、ワイヤ径の選定或い
は切り出す物体の選定に好都合な様式に編集して使用す
ることにより、処理速度を向上させる。 【構成】 ワイヤ放電加工によって切り出すべき物体の
形状に関するデータを、リレーショナルデータベースの
データベースファイルに相当する１次ファイルとして保
持し、該１次ファイルの各レコードから抽出加工された
データが該レコードにリンクして記録されている２次フ
ァイル(ビューファイルに相当)を用いて、ワイヤ径或い
は切り出すべき物体の組み合わせを設定し、その設定に
従って単一の素材板から複数の物体を切り出す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はワイヤ放電加工に関わ
り、単一の素材板から複数の物体を切り出すためのデー
タの処理方法に関わるものである。例えばプレス成型の
金型の入れ子のように、タングステン鋼等の超硬合金板
を切削加工して形成するものは、素材厚板からの切り出
しや中抜きをワイヤ放電加工法によって行うことが多
い。

【０００２】上記入れ子その他の部品の如き比較的小型
の物体を形成する時は、図７に示すような一辺数cm〜十
数cm程度の長方形の素材板(以下、ブランク)に切り出す
べき物体のパターンを配置し、下穴24を開けてワイヤ25
を通し、該ワイヤとブランク21との間に放電を起こさせ
ることにより、恰もジグソーで切るかの如く切り進め
る。最初に抜き形状を切り落とし、次に外周形状を切り
進めて、所定形状の形成物体22を得る。このワイヤ放電
加工では任意の方向に切削を進めることが出来るので、
コンピュータを用いた数値制御によって、所望形状の部
品を随意に得ることが可能である。

【０００３】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】放電加工
に用いるワイヤは、細いものほど曲線の微細な形状に追
随することができるが、その反面、加工速度が遅くなる
不利がある。従って、作業能率を高めるためには許され
る範囲で最も太いワイヤを用いることが望ましい。そこ
で、細すぎることのない程度に太いワイヤを選んで作業
を始めるのが通常の手順となるが、一回の作業で形状の
異なる複数の部品を切り出す場合には、当初設定したワ
イヤ径では太すぎる事態に直面することがしばしばあ
る。

【０００４】これは切り出す形状が複雑な場合には殆ど
不可避であるが、その時は作業を中断してワイヤを交換
しなければならず、スループットは当然低下することに
なる。即ち、ワイヤ径は太すぎても細すぎてもスループ
ットの低下をもたらすことになる。

【０００５】このような二律背反の要求に対しては、全
ての物体のパターンを精査した上で、見いだされた最小
の曲率半径に合わせてワイヤの太さを設定することが対
策の一つとなる。しかしその作業を人間が行ったので
は、そのための所要時間だけでも、スループットの向上
という当初の目的に反することになる上、見落としがあ
った場合は、それに投入した時間が無駄になってしま
う。

【０００６】また、ワイヤを通す下穴の口径は、そのワ
イヤの太さによる下限値が存在する他に、大きいほどワ
イヤ通し作業が速やかに行われることから、なるべく大
きい下穴を開けたいという要求がある。下穴の開口は、
口径に合わせた電極を用いる放電加工によって実現され
るが、口径の異なる下穴を開けるには電極の交換が必要
であり、同一口径の下穴で作業を進めることが望まし
い。

【０００７】またワイヤ径の選択は、それに従って所要
加工時間が変動するという新たな問題を引き起こす。即
ち、或る物体の切削成形について、常用径のワイヤを用
いての所要加工時間は承知していても、それ以外の径の
ワイヤを用いた場合の所要加工時間は不明であることが
多く、異種物体を単一径のワイヤで連続的に切削成形す
る時の所要加工時間を正確に把握することが困難であ
り、そのため工程管理に支障を来すことがある。

【０００８】本発明の目的は、コンピュータ制御による
ワイヤ放電加工に於て、切抜加工の所要時間を短縮する
のに有効なパターンデータの様式を提供し、それを利用
して単一のブランクから複数の成形物体を効率よく切り
出す放電加工法を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の放電加工法は形成対象物体の形状に関わる
データを、該形成対象物体の凹型部の曲率及び／又は切
断線の総延長距離をキーとして検索することができる様
式に編集保持し、これらのキーを単独で又は複合して用
いることにより、使用すべきワイヤの直径又は形成可能
な物体を選出し、前記直径のワイヤを用いて又は前記選
出された物体を形成対象として、複数の物体を単一のブ
ランクから連続して切り出すことを特徴としている。

【００１０】また、前記形成対象物体の形状に関わるデ
ータを所定の項目をキーとして検索することができるよ
うにする前記様式の一実施態様は前記形成対象物体の各
々について作成されたレコードが、前記物体の形状を線
分と円弧の線要素に分解したデータと該円弧線要素の凸
／凹を識別するデータと前記２種の線要素の累計長さの
データとを包含するものであって、前記レコードの複数
によって構成される１次ファイルと、前記１次ファイル
に記録された前記円弧の曲率半径及び／又は切断線の総
延長距離から、使用可能ワイヤの最大径及び／又は切断
線全長の切断に要する時間を求めて記録した２次ファイ
ルとによって構成されるものである。

【００１１】

【作用】本発明では、ＣＡＤデータファイルを編集整理
した加工形状データのファイルを、切削する形状を線分
と円弧の線要素に分解したデータの他に円弧の曲率半径
とこれ等の線要素の累計長を包含するレコードの集合と
して構成し、該ファイルを用いて単一のブランクから切
り出す複数の形成対象物体を選出するので、使用可能な
最大径のワイヤを用いて切り出し作業を行うことが可能
となり、更に、所定時間内に切り出せる部品の品種と個
数を容易に知り得ることから、工程管理を的確に実施す
ることができるようになる。

【００１２】

【実施例】最初に、後述する実施例に共通なＣＡＤデー
タの処理即ち１次ファイルの作成について説明する。

【００１３】図２にＣＡＤデータの１次ファイル化処理
のフローが示されている。ＣＡＤデータは磁気ディスク
や磁気テープに納められたＣＡＤデータファイル１の先
頭から順に読み込まれるが、先ずファイル名を読み込ん
で同名の加工形状レコードを起こし、続いて図面データ
を読み込んで形式変換しながら該レコードに書き込むこ
とにより、その所定項目を満たして行く。

【００１４】このレコードの様式は次のようなものであ
る。或る形成対象物体の加工形状は抜き形状と外周形状
に分けられる。各々は更に線分または円弧である線要素
に分解され、各要素を規定する端点位置、中心位置、半
径、角度が所定の形式で記録される。本発明では更に、
円弧については凸／凹の区別と円弧の長さが、線分につ
いてはその長さが追加して記録され、或る物体の加工形
状のレコードが出来上がる。複数の物体について、その
加工形状レコードが作成され、加工形状データファイル
２に格納される。なお、本明細書で円弧の凸／凹を言う
場合、形成された最終形状に於いて、実体が空間に突出
しているものを凸型とし、逆に実体の方が窪んでいるも
のを凹型と表現する。

【００１５】上記処理による形状データファイルの様式
の一例が図１ｂに示されている。図１ａは形成すべき部
品の平面形状を示す図で、逆Ｌ字型の抜き形状12があ
り、外形11は長方形である。その加工形状のレコードの
様式は図１ｂのようなものであって、図１ａの、
....の線要素と図１ｂの、....の行の記録が対応
する。現実には抜き形状はもっと複雑なものであり、線
要素も数十個といった数になる。この例では加工形状名
は加工形状１、同２、..... と付けられている。

【００１６】上記の操作を繰り返し、全物体の加工形状
レコードから成る１次ファイルの作成が終了すると、次
にいくつかの２次ファイルが作成される。作成順は問題
ではないが、ここでは最初にワイヤ径データファイルを
作成する。図３に示される通り、加工形状データを、上
記作業で作成した加工形状データファイル２から順に読
み込み、加工形状名とそこで使用可能なワイヤの最大径
を対比させた表に書き込んで行く。ワイヤの最大径は、
各々のファイルの全ての線要素から凹の円弧を抽出し、
その中の最小の曲率半径を２倍することで求められる。
このようにしてワイヤ径データファイル３が作成され
る。

【００１７】次に加工時間データファイルを作成する
が、これは図４に示す作業である。ワイヤ径データファ
イルの作成と同様、加工形状データファイルから読み込
んだデータに基づいて、抜き形状を構成する全ての線要
素の合計長さと、外周形状の全線要素の合計長さとを求
める。別に用意された加工速度データファイル４を参照
しながら、線長を夫々の速度で除して、切り抜きの所要
時間を算出する。加工速度はワイヤ径によって異なるの
で、使用可能最大径のワイヤを用いた場合の加工所要時
間を加工形状名と組み合わせた表を最小構成として、そ
れより細いワイヤを用いた場合の加工所要時間の項目を
追加しておいてもよい。このようにして加工時間データ
ファイル５が作成される。

【００１８】２次ファイルとして、更に下穴径データフ
ァイルも作成する。これは図５に示すような作業であ
り、加工形状データファイル２から逐次抜き形状のデー
タを読み込み、その抜き形状に開け得る最大の穴の径を
求めてテーブルを作成する。ワイヤ径に対して下穴の径
が大であるほどワイヤを通す作業が速やかとなることか
ら、下穴の径は大きくすることが望ましいのであるが、
既に述べたように下穴のサイズは統一することが望まし
いという事情があり、使用されるワイヤ径に対比して抜
き形状が十分に大型である場合には、下穴径を上記最大
値まで広げる必要はないから、そのことを示す記号で代
用してもよい。このようにして下穴径データファイル６
が作成される。

【００１９】これ等の２次ファイルは全て、加工形状名
によって１次ファイルである加工形状データファイルに
リンクされているので、この２次ファイルの中の任意の
ものを用いて加工形状を選択した時、その元の形状デー
タを読み出すことは容易且つ速やかである。

【００２０】以上の３種の２次ファイルを用いることに
よって、本発明を次のように実施することができる。図
６に示される通り、形状１〜形状４と名付けられた４個
の物体をワイヤ放電加工で切り出すものとする。これ等
の全てを単一のブランクに配置し得る場合は、ワイヤ径
データファイルに従って、最小のワイヤ径(意味すると
ころは共通に使用可能な最大ワイヤ径であって、この例
では0.15mm)を選ぶと共に、同じ意味で最小下穴径(この
例では0.5mm)を選んで作業を進めることになる。

【００２１】全てを１枚のブランクに配置し得ない場合
は以下の如く作業を進める。先ず、適当にワイヤ径を設
定し、それが最大ワイヤ径である加工形状をワイヤ径デ
ータファイルを用いて検索する。見出されたもの全てを
１枚のブランク上に配置し得るか否かを外接四辺形デー
タを利用して判定し、載り切らない場合は下穴径の大き
いものから順にブランク上に配置して行く。配置済みの
形状名にはフラグを立てておく。また、反対にブランク
に余裕がある場合は、ワイヤ径や下穴径が上記設定値よ
り大であるものを追加してもよい。そのブランクから切
り出す形状が確定したら、各々の加工データを形状加工
データファイルから読み出し、それに従って切り出し作
業を進める。

【００２２】次にワイヤ径の設定を変え、未処理の形状
を対象にして同様の処理を行い、次のブランクからの切
り出しを行う。この処理を繰り返して必要な全ての形状
を切りだす。なお、ここで用いた外接四辺形データは、
前記２次ファイル作成の説明では省略されているが、同
じ要領で作成されるものである。

【００２３】また、設備の空き時間を利用して切り出し
を行いたい場合や、複数の装置が利用出来る時などに１
台の装置に作業が集中しないようにする場合、加工時間
ファイルを利用してブランク上に配置する形状が選択さ
れる。単純化して言うと、設定時間から選択された形状
の加工所要時間を減じ、残り時間に切り出せる形状を検
索することが行われる。通常は、ワイヤ径など他の制約
条件が併設されるので、形状選択の論理は複雑になるが
加工時間ファイルの用途は同じである。

【００２４】更に上記実施態様の他、これ等の２次ファ
イルを単独で使用し、或いは任意に組み合わせて使用す
ることにより、本発明の目的を相応に達成し得ることも
当業者に容易に理解されるところである。

【００２５】

【発明の効果】以上説明した方法により、ワイヤ放電加
工のコンピュータ制御を、種々の要求に合わせて、装置
の利用効率が最善になる形態で実施することが出来るよ
うになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 加工形状ファイルの様式を説明する図

【図２】 加工形状ファイルを作成する処理を示す図

【図３】 ワイヤ径データファイルを作成する処理を示
す図

【図４】 加工時間データファイルを作成する処理を示
す図

【図５】 下穴径データファイルを作成する処理を示す
図

【図６】 実施例を象徴的に例示する図

【図７】 ワイヤ放電加工を説明する図

【符号の説明】

１ ＣＡＤデータファイル ２ 加工形状データファイル ３ ワイヤ径データファイル ４ 加工速度データファイル ５ 加工時間データファイル ６ 下穴径データファイル 11 外周形状 12 抜き形状 21 ブランク 22 形成物体 23 抜き形状 24 下穴 25 ワイヤ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 形成対象物体の形状に関わるデータを、
   前記形成対象物体の凹型部の曲率半径又は切断線の総延
   長距離の少なくも一をキーとして検索し得る様式に編集
   保持し、 これらの編集されたデータを単独で又は複合して用いる
   ことにより、使用すべきワイヤの直径又は形成可能な物
   体を選出し、 前記選出された直径のワイヤを用いて、又は前記選出さ
   れた物体を形成対象として、複数の物体を単一の素材板
   から連続して切り出すことを特徴とするワイヤ放電加工
   法。
2. 【請求項２】 形成対象物体の形状に関わるデータを、
   前記形成対象物体の凹型部の曲率半径をキーとして検索
   することができる様式に編集保持し、 前記凹型部の曲率半径をキーとして編集されたデータに
   従って、複数の形成対象物体の切り出しが可能なワイヤ
   の最大径を特定し、 前記特定された直径のワイヤを用いて前記選出された複
   数の物体を単一の素材板から連続して切り出すことを特
   徴とするワイヤ放電加工法。
3. 【請求項３】 形成対象物体の形状に関わるデータを、
   前記形成対象物体の切断線の総延長距離から一義的に定
   まる加工所要時間をキーとして検索することができる様
   式に編集保持し、 前記該加工所要時間をキーとして編集されたデータを用
   いて、別途設定された時間内に切り出すことが可能な複
   数の成形対象物体を選出し、 前記選出された複数の物体を単一の素材板から連続して
   切り出すことを特徴とするワイヤ放電加工法。
4. 【請求項４】 前記形成対象物体の形状に関わるデータ
   を、該形成対象物体の凹型部の曲率半径又は加工所要時
   間の少なくも一をキーとして分類検索することができる
   様式が、 前記形成対象物体の各々について作成されたレコード
   が、前記物体の形状を線分と円弧の線要素に分解したデ
   ータと該円弧線要素の凸／凹を識別するデータと前記２
   種の線要素の累計長さのデータとを包含するものであっ
   て、前記レコードの複数によって構成される１次ファイ
   ルと、 前記１次ファイルに記録された前記円弧の曲率半径又は
   切断線の総延長距離の少なくも一から、使用可能ワイヤ
   の最大径又は切断線全長の切断に要する時間の少なくも
   一を求めて記録した２次ファイルとによって構成される
   ものであり、 前記２次ファイルを用いて選出した複数の形成対象物体
   を、前記１次ファイルのデータに従って、単一の素材板
   から連続して切り出すことを特徴とする請求項１〜３の
   ワイヤ放電加工法。