JPS58114823A - ワイヤカット放電加工機の加工制御装置 - 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】 本発明は、円弧加工を行なう際に生じる形状誤差を補償
するワイヤカット放電加工機の加工制御方式に関する。

ワイヤカット放電加工機は、ワイヤ電極とワーク間に所
定のギャップを悔九しめ、且つワイヤ電極とワーク間に
電圧を印加してこのギヤツブ関に火花放電を発生せしめ
、十の放電エネルギーにてワークを削り取るものである
。従って、加工指令データに基いてワークをワイヤに対
し相対的Ｋｌ動せしめれば、ＰｊＴ望の形状に肖りソー
クを加工できる。ところで、ワイヤカット放電加工機に
おいて、第１図に不すようにワイヤ電＆１がワーク２を
削り確りながらその＃１５を所定方向に進む啼。

論２図に示すように、ワイヤ１［極１とワーク！間に放
電のための圧力が生じ、結果的にワイヤ電極１は矢印方
向すなわち進行方向と逆向の方向へ押し戻される。この
ため、ワイヤ電極１はワイヤガイド４４の位置より＃を
遇する。すなわちワイヤ電極１がたわむこととなる。直
線の放電加工を行なっている場合には、このたわみ量Ｖ
ｉ場はど問題ないが、＃１４５図に不すように、円弧加
工を行なう友めに、ワーク２１に加工指令に基いてＳ７
足の半径で円弧状に移動略せ九場合、前述のａ電による
ワイヤ電極のたわみのため、放電部分のワイヤ電極が内
側に引きずらせてしまう。この九め、実際の円部加工軌
跡は、指令された円価形状５ｍ（図の実線）とは異なり
、その加工形状が点＠５ｂで示す如くだれてしまう。

これを防止するため、本出願人は指令加工半径と欄定し
たワイヤ電極のたわみ量とから、当該指令加工半径を補
正し、ワイヤ電極のたわみにかかわらず、指令通り円弧
加工を行う技術を出願した。

係石技術の実行によって、実加工円弧形状と指令円弧形
状との誤差は大幅に減少したが、誤差が数ミクロンとい
う超高精度な加工が要求される場合には充分ではなかっ
た。

従って、本発明の目的は円弧加工時の形状誤差を小さく
しうるワイヤカット放電加工機の加工制御方式を提供す
るにある。

以下、本発明を図面に従い詳細に説明する。

円弧加工時に、実際に加工された実円弧半径が指令円弧
半径よ妙手となる原因の一つは、ワイヤ電極が放電圧力
でたわむためである。従って、たわみ量を測定【２１、
たわみ量で円弧半径を修正したところ、なお十数ミクロ
ン程度の誤差が生じている。この程度の誤差は通常の使
用条件では問題ないが、高ｆｆ１ｌの加工が要求される
場合ＶＣＦｉ、さらに−差が少なくなる様求められる。

本発明者等は種々の検村の結果、ワイヤ電極が振動する
ことが、誤差の原因の一つであることを見出した。即ち
、放電加工中にワイヤ電極は放電の気泡の発生、消滅に
よる圧力を受は振動し、との振動によって加工方向側面
がより加工されて。

加工溝巾はワイヤ電極の直径よりも大となる。

この振動の影４１は、第４〆Ｉ　ｆａｌの直−ＶΩ工時
に６１ワイヤ側面の加工中８は左右の領域１５　、１５
’で同一となり問題はない。し、かじ、＃４４図ｆｂｌ
の円弧加工時には、ワイヤ電極１による円弧の外側の加
工領域１４と内輪の加工領域１５とはｈ−面積であると
考えられるから、振動によってワイヤ電極１が及ばず外
側のυロエ巾Ｃ１は内側の加工中−曾より小となる。

従って、円弧加工時には、実加工円弧半径Ｆ′ｉ指令半
径と異なってくる。

そこで、加工速度をＦ、ｔｆｆｉｉｌｌ１７１１１工時
の刀ロエ巾（ギャップ長）を６、外円弧カロエ時σ）＠
止した円弧半径を鵬、内円弧加工時の補正した半径を鶏
とする。同、半径へは外円弧に精度力Ｓ必４を場合、半
径へは内円弧に稽屓が必要な場合用いられる。

１線加工時の単位移動当りのカロエ量（Ｆｘｇ）と円弧
加工時の単位移動当りのカロエ量を１川−とするト、各
々の円弧において次式カニ成立す、乙。

Ｆ”　’　”　’ｓ　（ｆ（４’＋　ｒ　＋−’）　θ
　　　　　　　　（１１Ｆ１−、＊（へ−、−ひ）δ　
　　　　（２）但し、＃は単位移動のための角度、ｒは
ワイヤ電極の半径とする。

ここで　み−Ｆ／塊−Ｆ／鳥　　　　　　　（３）が成
立するから、（１１，（２１式は となる。

同様に、半径方向に対して、 鳥＋γ＋’ｔ＝１（十ｒ＋ｇ 、゛Ｊｉ−二一　Ｈ７十　ε　−＃　Ｉ　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
（６１馬−ｒ−６＝５＜　１−６ 、゛、　ｋｌ、　；−Ｒ−ｅ　−＋−ｇｆｆ７１が成立
する。ｒｉｌ、Ｒは指令円弧形状である。

（４）式を変形すると となり、（６）式を代入・すると、 ｇ　（Ｒ十ｇ−ｇ、　）＝　１．　（Ｒ＋　トｇ、　＋
ｒ　（）ａ”、−１，（Ｒ＋ｒ＋２ｇ　）士？　（Ｒ＋
ｇ　）＝。

十 、°、ｇ、＝Ｒ＋ｒ＋２ｇ−（（Ｒ＋ｒ＋２ｇ）−２ｇ
（Ｒ＋ｇ））　　　（ｅ）となる。ｌｆｆ１様に（５）
式ｆｆ形し、（７１式を代入１２て展開すると、 ↑ す＝−Ｒ＋ｒ＋２ｇ＋（（Ｒｒ−ｒ−２ｇ）”＋２ｇ（
Ｒ−ｇ））　　　　　Ｑ（１となΣ。

従って、外円弧加工の際の補正すべき半径の袖止量ム攬
と内円弧加工の際の補止すべき半径の補正量Δ＾は各々
、 Δ鳥＝へ−Ｒ：＝ｇ−ｇ。

↓ ＝　Ｃ（ｕ＋ｒ＋２ｇ　）　−２ｇ　（Ｒ＋ｇ　））　
−４ｔ−ｒ−ｇ　　　ＱＤΔ八＝へ−Ｒ＝り一璽 ■ ＝　（（ｆｔ−ｒ−２ｇ　）　＋２＃　（Ｒ−ｔ　））
　−Ｒ＋ｒ＋ｇ　　　Ｑ３となる。

例えばＲ＝ｏ２ｍｍｂ　γ＝　０．１１ｍ％ｇ＝０．０
３６１ＬＩ＋の場合には、Δへ＝１５μｍ、△鳥＝５６
μｍとなる。

このように、ワイヤ電極の振動による円弧加工の加工ギ
ャップの相違による誤差を加工ギャップｇ、、ｇ、によ
って半径を補正すれば、目標値とは＃ソー敏する高精度
な加工が得られる。

以１、本発明を実施例により評細に説明する。

＃５図は本発明による一実旅例構成図であり、図中、５
１ｉマイクログロセノサ等による演算ユニット、６はナ
ーゾリーダで、ＮＯテープ１１の加工！−指令−タ（始
点データ、科点ｒ−タ）′４を読取るものである。７　
＆ｊ操ｒ′ドパネルで、板厚条注、送り速度を指令する
ものでりる。８はメインメモリで、しＬ取らノした７）
１１上指令データや劃−プログラムが記憶される。９ζ
′ユインタ一７エイス回路で、ワークを塔載する１−プ
ル１０に接続される。

１２はとｔｌらの（−成悲へを依秋ｆ　ｙバスである。

。 先づ、加工指令データが１−プリーダ６　Ｋより読取ら
れ、操作パネル７で指令されたデータとと本にメモリ８
に＾己（はさ′ｔする。・ぞＬ−（、演算ユニノＬ５ｔ
Ｊ、メモリ８の制−プログラムに使い、メモリ８のデー
タによってインターンエイス回路９を介しテーブル１０
ｉ移Ｍ制御する。

ここで演算−ニット５）ゴコーカー加」−指令を受ける
と、この加工指令に対する加工（ｆｌＧデータをメモリ
８から読出す。（し、てメ算ユニット５は次の様な、貞
１４　（Ｉｃよう一〇袖止された十匝データ）もを算出
する。

先づ、演算ユニット５はたわみ量によって補正され九半
径値屁を演算し、次にこの半径値ＩをＱ。

式又は０式に、ワイヤ電栃の半径ｒ１直線加工時のギャ
ップ長とともに代入して更に補正された半径値式を求め
るものとする。ここで、説明を簡略するため、たわみ量
による補正について先に説明する。

Ｍ６図は、たわみ瀘による半径補正の説明図である。

図中、ｇｏはワイヤ１による加工溝５の巾の半分であっ
て、ワイヤの半径よりも大であり、ｄｔＲ関内にｊ−ｄ
ｔだけワイヤが移動したものとする。

角度αの位置における、加工ｊｌｄ※を単位廓さのワー
クとして考えると、 ｄｖ　＝（ａ−ｓ。ａｓａ　）　＊　ｓａｔｘｇｏ−ｄ
α・動α／ｄｔ　　　０３）となる。ここで、Ｉｔは指
令半径値とし、送り速度をＦとすれは、 Ｆ＝１も　　・　　θ　　・　・　・　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ｉとなる
。

従って、（１）式は以下の様になる。

放電はワイヤの前面でのみ生ずるものとして、ｄＶをα
＝０からｘｉで積分する７、と、Ｖ＝２Ｆｇ。　　　　
αｅつ ここで角度αの位置において、ワイヤに加わる圧力を検
討する。前提として、次の仮定をする。

■放電によりワイヤ面に７１Ｌｌわる圧力は放電頻ＩＮ
Ｋ比例し、放電細度は単位時間当り加工量に比例主る。

■圧力はワイヤ１ｊｌｌに垂直に動く。

そこで、ワイヤに加わる圧力をＰとし、半径方向の圧力
をＰＲ１接純方向の圧力をＰｔとする。

半径方向の圧力ＰＲは以下の様にして得る。

ｄＰＢ＝　ｄＰ−ｃｘｘａ　　　　　　　　　　　（Ｉ
Ｔ）＝に・ｄＶ・（２）α　　　　　　　　　０１（但
し、Ｋは比例定数で、本来は放電エネルギーが異なれば
変化するか、ここでは放電エネルギーが均等であるとす
る。） これをα＝０〜にまで積分すわば、 沖」橡にして、ワイヤに加わる接線方向の圧力Ｐ・ｒＶ
ｉ・ ｄＰＴ＝　ｄＰ・１α　　　　　　　　　　　　？υα
＝０〜πまで積分し、 Ｐ丁＝−・Ｋ−Ｆ−ｇ、　　　　　　　　　（２）ここ
で、■及びＰＴは円弧半径Ｒによらない。即ち、各々ｍ
−加工時に加工する量とワイヤに加わる接線方向圧力に
等しい。

次に、ワイヤのたわみｆｉを第７図により近似的に求め
る。

第７図より、 と表わされる。即ち、ワイヤに加わる力Ｐと比例するの
で、加工速度）−における、直線加工時の九わみを八と
し、２丁、ＰＲによるたわみを夫々庚、島とすると、 となる。

このため、円弧加工時の゛正規の軌跡と、補止ｊべき径
路の半径差Δ）ｔは、 Δａ＝、Ａγ賃１０巧−１＠ 従って、予じめ直線、７１０工時のたわみ八を欄定しメ
モリ８に記憶しておけば、ＤＯ工指令速［Ｆ＆与えるこ
とにより庚、八が算出され、翰式によりＪＲが算出され
、円弧半径凡のたわみ型補正を行うことができる。

即ち、演算ユニット５＃″ｉ、メインメモリ８に予　　
・［・じめ記憶された諷−加工時のたわみ量へと加工指
令データである連令速縦Ｆ、指令半４４）ｔ％ｎｏ工幅
Ｃ０によって鱒、ψ）式よりたわみり、ｏｒを求め、史
に（２）式を実行〔２、ＪＲを求絶て、たわみ普で補正
された半径値Ｒ’（＝Ｒ＋ΔＲ）を得る６次に演算ユニ
ッ）５Ｆｉ祷られた半径値Ｒを００式、０３式の几とを
代入して、０υ式又Ｆｉａａ式を実行し、Δに、又はΔ
鵬を求め補正された半径値ｄ（ｍ＋Δ八又はに＋Δ−）
を求める。

このように補正された円弧半径データを演算ユニット５
で算出１２、前述の加工指令データとともにパス１２、
インターフェイス回路９ｔ−介し、テーブル１０へ送り
、テーブル１０の移動制−を行なう。

以上の様に、本発明によれは、たわみデータによって指
令半径値をたわみ補正するとともに、ワイヤ電極の半径
及び直線加工時のギャップ長によっても半径値を補正す
ることによって、ワイヤ電極の振動によって生じる円弧
加工時の誤差が極めて小さくなり、はぼ無視しても良い
数ミクロンのオーダとなる。従って、より精度の尚い加
工を可能とし、ワイヤカット放電加工機の通用範囲を大
きく広けることがｕｆ吐となる等の夾用上南由な効果を
奏する。

伺、本発明を一実施例ｙｃより１１５２明し良が、本発
明の主旨に従い種々のｆ形が口」吐であり、本発明の範
囲からこｔｌらを少味するも（／ｌ−ｔはない。

【図面の簡単な説明】

第１図はワイヤカット１ｆｉ電Ｄ−工謝塩凶、＾２■は
ワイヤのたわみを説明する図、＃＃％３図は白銑′加工
説明図、第４図ｔｊ本発明の原理１ｊｒ飲明する図。 第５図は本発明の一笑施例轡成図、第６図１第７図は本
発明に用いられるたわみ袖止演）ｌ説明図を示す。 １　ワイヤ電極、２・・ワーク、５・・溝、４・・・ワ
イヤガイド、５・・演算ユニット、６・・テープリーダ
、７・・・操作パネル、８・・・メモリ、９・・・イン
ターフェイス回路、１０・・テーブル、１１・・・ＮＯ
テープ％１２・・バス、　１３．１５’−ｌｉｔ線加工
領域、１４・・・外匈加工領域、１５・・・内側加工ｆ
ｓ城。 第　５　図 トｌ　　　　　１、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ワイヤ電極とワーク間に電圧を印加し、ワークを放電エ
   ネルギーにより削り取るとともに１制御部からの加工指
   令データに着いて販ワイヤ電極とワークとを相対移動さ
   せ、該ワークを所定形状に加工するワイヤカット放電加
   工機において、該制ａＳは、予じめ測定され九ｆｉ締加
   工時の九わみデータによって指令された半径データを補
   正するとともにワイヤ電極の半径及び直線加工時のギャ
   ップ長によって該半径データを補正し、補正された円弧
   半径によって相対移動させながら、放電加工を行なうこ
   とを特徴とするワイヤカット放電加工機の加工制御方式
   。