JPS594252B2

JPS594252B2 - テ−パ加工方法

Info

Publication number: JPS594252B2
Application number: JP11540279A
Authority: JP
Inventors: 侃永峰; 謙太郎藤林
Original assignee: FUANATSUKU KK
Current assignee: FUANATSUKU KK
Priority date: 1979-09-08
Filing date: 1979-09-08
Publication date: 1984-01-28
Also published as: JPS5639825A

Description

【発明の詳細な説明】本発明はワイヤカツト放電加工機によりテーパカ旺を行
なうテーパ加工方法に係り、特にテーパ面のテーパ角度
を連続的に変化できるようにした放電加工機に訃けるテ
ーパ加工方法に関する。

ワイヤカツト放電加工機は周知の如く、上ガイドと下ガ
イドとの間にワイヤを張設して訃き、該ワイヤとワーク
との間に放電を生じさせてワークを加工するものであり
、ワークはテーブル上に固定され、加工形状に沿つて数
値制御装置からの指命によ！）Ｘ，Ｙ方向に移動せしめ
られる。この場合、テーブル（ワーク）に対してワイヤ
を垂直方向に張設して訃けば、ワーク上面と下面との加
工形状が同一となわ、又上ガイドをＸ，Ｙ方向に偏位可
能な如く構成し、たとえばワーク移動方向と直角方向に
該上ガイドを偏位してワイヤをワークに対して傾斜せし
めればワーク上面と下面との加工形状は同一とならず、
ワイヤ加工面が傾斜する、いわゆるテーパ加工が行われ
る。第１図はか＼るテーパ加工の説明図であり、上ガイ
ドＵＧと下ガイドＤＧとの間にワイヤＷＲがワークＷＫ
に対し所定角度傾斜して張設されている。

今、ワークＷＫの下面をプログラム形状（ワークＷＫの
上面Ｑをプログラム形状としてもよい）とし、又、テー
パ角度α、上ガイドＵＧと下ガイドＤＧ間の距離Ｈ、下
ガイドＤＧからワークＷＫ下面までの距離ｔとすれば、
ワーク下面Ｐに対する下ガイドＤＧのオフセツト量ｄ１
及び上ガイドＵＧのオフセツト量Ｄ２はそれぞれ、Ａで表わせる。

周、ｄは加工幅である。従つて、ワークの移動に応じて
オJャZツト量Ｄｌ，ｄ２が一定になるよう、ワイヤＷＲ
を張設する上ガイドＵＧを移動制御すれば第２図に示す
うにテーパ角αのテーパ加工を行なうことができる。

肯、図中、点線及び二点鎖線はそれぞれ土ガイドＵＧ、
下ガイドＤＧの通路である。このようなテーパ加工にお
いては、直線と直線、直線と円弧、円弧と円弧の組合せ
形状に於ける結合部が鈍角又は滑めらかな連続形状であ
る場合は比較的容易に所望の精度で加工を行なわせるこ
とができるが、結合部が鋭角となる場合は、高精度の加
工が容易でない。

肯、結合部が゛滑めらがとは２つの曲線（直線を含む）
の結合部におけるタンジエント（Ｔａｎｇｅｎｔ）が一
致していることを意味し、又結合部が゛鈍角゛″又ば鋭
角゛とは両曲線の結合部におけるタンジエントが一致せ
ず、該結合部に｝ける接線のなす角度が鈍角又は鋭角と
なることを意味する。そこで、本願出願人は結合部が鋭
角となるテーパ加工についての新規な方式を特願昭５３
一１４７６３５号（数値制御方式）に卦いて既に提案し
ている。

第３図乃至第５図は、か＼る既提案の方式を説明する説
明図であり、第３図は直線と円弧の組合せよりなる形状
（テーパ角は一定）をプログラム形状とする場合の上ガ
イドと下ガイドの各通路を説明する説明図、第４図は２
つの直線が鋭角に交わつている場合（テーパ角一定）に
おけるワーク移動量ベクトルＴと上ガイド移動量ベクト
ルＶＧの演算方法を説明する説明図、第５図は直線と円
弧が鋭角に交わつている場合（テーパ角一定〕に卦ける
ワークと上ガイドの移動制御を説明する説明図である。

第３図に卦いて、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄはそれぞれワーク下面
の加工形状の点であ９、これらの点を結ぶ直線、円弧が
プログラム形状として指令される。

そして、プログラム形状ＡＢでは上ガイドＵＧの通路は
Ａ３Ｂ３に、又、下ガイドＤＧの通路はＡ２Ｂ２となる
。次に、第４図に従つて第３図に示す斜線部のテーパ面
を加工する場合のワーク移動量ベクトル及び上ガイド移
動量ベクトルの演算方法を説明する。

プログラム形状（直線）ＡＢの始点Ａに｝ける始点オフ
セツトベクトルＰＬ（＝ＡＡ２）は下ガイドＤＧの前の
プロツクの終りに訃ける終点オフセツトベクトルと等し
く既知であり、又始点オフセツトベクトルＰＵ（−Ｘ］
ら）は上ガイドＵＧの前のプロツクの終りにおける終
点オフセツトベクトルでこれも既知である。こ＼で、直
線ＡＢの終点ＢＶＣ訃ける下ガイド及び上ガイド迄の終
点オフセツトベクトルＮＬ（一『］Ｃ）、ＮＵ（≦『］
『）が求まればワーク＝動量グトルＶＴ７．＝★７）及
び上ガイド移動量ベクトルＶＧ（＝Ｂ３Ｂ′３）は次式
から算出することができる。

さて、点Ｂ２の座標は直線ｘ吊と平行でオフセ′一＼ツ
ト量Ｄ，だけ離れた直線Ａ２Ｂ２と、円弧ＢＣり実Ｏで
半径がオフセツト量ｄ１だけ違う円弧Ｂ２Ｃ２との交点
として求めることができ、又、点Ｂは指令された点で既
知であるから下ガイド迄−ーーーーーナの終点オフセツ
トベクトルＮＬ（＝ＢＢ２）が求まる。

一方、上ガイド迄の終点オフセツトベクトルＮＵは、Ｎ
ＵとＮＬの比がＰＵ＜！：ＰＬの比に等しいことからＲ
ＬＪＩより求めることができる。

次に直線Ａ２Ａ３を直線ＡＢに沿つて平行移動させてＡ
２点がＢ２点に達したときのＡ点及びＡ３点に相当する
点をＢ′及びＢ′３とすればワーク移動量ベクトルＴ及
び上ガイド移動量ベクトルＶＧはそれぞれ、一一→
−ーーナ一）フとなり、これらベクトルＴ，ＶＧは始点と終点オフセツ
トベクトルＰＵ，ＰＬ，ＮＵ，ＮＬ及びＡＢを用いいて
表現すれば（３）、（４）式となる。

そして、ワーク移動量ベクトルＶＴｆ）Ｘ軸及びＹ軸成
分（ΔＸ，ΔＹ）によりそれぞれテーブル１駆動モータ
ＭＸ，ＭＹを駆動し、又上ガイド移動量ベクトルＶＧの
Ｘ軸及びＹ軸成分（ΔＵ，ΔＶ）によりそれぞれ上ガイ
ド駆動モータＭＵ，ＭＶを駆動すれば、第３図斜線のテ
ーパ面の放電加工を行うことができる。次に、第５図に
従つて直線と円弧が鋭角に交叉している場合（テーパ角
一定）における円弧加工の際のワークと上ガイドの移動
制御について説明する。

―一ー一◆ 前述と同様に前のプロツク（直線ＡＢ）の終点オフセツ
トベクトルが既知であるから、円弧始点Ｂにおける始点
オフセツトベクトルＰＵ，ＰＬは既知（前のプロツクの
終点オフセツトベクトルに′−〜等しい）である。

さて、プログラム形状ＢＣに対して同一中心０を有し、
Ｂ２点を通る円価Ｇτ２を求める。このＣ２点は、円弧
ｉトと同心で半径ｄ１だけ異なる円弧と直線ＣＤと平行
で距離ｄ１だけ離れた直線の交点として求められる。従
つて、円弧終点Ｃに卦ける終点オフセツトベクトルＮＬ
，ＮＵはそれぞれ、となる。

次晶弧ｉ芯ｆ・ｉ・セグメントに等分割して折線近似す
る。この分割数をｍとすると、円／一＼弧Ｂ２Ｃ２もｍ
個に等分割する。

Ｂ，Ｃ，Ｂ２，９、の各点は既知であるからｍ分割点、
入ち円弧ＢＣ上の分割点Ｂｌｌ，Ｂ２ｌ，・・・と円弧
Ｂ２Ｃ２上の分割点Ｂ，２，Ｂ２２，・・・の座標を求
めることができ、折線終点における下ガイド迄の終点オ
フセツーーーーーーーーシーーー
ーー一うトベクトルＮｌｌ（＝ＢｌｌＢｌ２）、Ｎｌ２
（Ｂ２ｌＢ２２）・・・・・・も算出することができる
。ついで、分割点ＢｌｌとＢｌ２，Ｂ２，とＢ２２，・
・・・・・を結ぶ延長線上に、を満足するように点Ｂｌ
３，Ｂ２３・・・・・・を求める。

しかる後、分割区間を直線とみなし、第４図に従つて説
明した方法により、ワーク移動量ベクトルｔ及び上ガイ
ド移動量ベクトルＶｇを求め、その軸成分によやテーブ
ル駆動モータＭＸ，ＭＹ及び上ガイド駆動モータＭＵ，
ＭＶを駆動すればよい。即ち、第５図斜線部に｝ける最
初の折線近似部の加工に際しては、折線始点Ｂの始点オ
フセツトベクトルＰＵｌ＝ＰＵ，Ｐｌｌ＝ＰＬ及び折線
終点Ｂｌｌの終点オフセツトベクトルＮｕ，ーーーーー
ーーー》 −ーーー一？一？ラＢ
ｌｌＢｌ３，ｎｌｌ＝Ｂｌ，Ｂｌ２を用いて、（３）、
（４）式からＶｔ，ｖｇを求め、ワーク及び上ガイドを
駆動すればよい。周、一般に、（但し・ＶＷｉ：：Ｂｉ
−１，１Ｂｉ１，ＰＵｉ−４）Ｕ，Ｐｌｉ＝ＰＬ，点Ｂ
。

ｌ＝点ＢＰＵｉ＋１：リ：ＮＵｉ，ｐｌｉ＋１＝Ｎｌｌ
，ｉ＝１，２，・・・・・・）が成立し、（１０），（
１１）式からＶｔｉ，Ｖｇｉを求めテーブル及び上ガイ
ドを駆動し、同時４軸制御を行なえば第５図に示す円弧
のテーパ加工を行なうことができる。このように、既提
案の方法によれば直線と直線、直線と円弧、円弧と円弧
の組合せにおける結合部が鋭角であつても高精度のテー
パ加工が行なえ極めて有効である。しかしながら、上記
方法に｝いてはテーパ面のテーパ角度が常に一定であり
テーパ角度を変えながら加工を行なうことができない。

たとえば、第６図に示すように、第１の直線１１の終点
Ｂから該直線１１に対し滑めらかに円弧ａが連なり、該
円弧ａの終点Ｃから滑めらかに第２の直線１２が連なる
と共に、第１の直線と第２の直線とに沿つて加工される
テーパ面のテーパ角度が互いに異なる形状（下ガイドの
オフセツト量がそれぞれＤｌｌ，ｄｌ２）に｝いて、前
記円弧の始点Ｂから終点Ｃまでのテーパ角度が第１のテ
ーパ面のテーパ角度から第２のテーパ面のテーパ角度ま
で連続的に変化するようなテーパ加工ができなかつた。
又、上記方法においては、第７図に示すように第１の直
線（円弧であつてもよい）１１の終点Ｂからシヤーブエ
ツジを持つて円弧ａが連なり、該円弧ａの終点Ｃから更
に第２の直線（円弧であつてもよい）１。

が連なると共に、第１の直線１１と第２の直線１２に沿
つて加工されるテーパ面のテーパ角度が互いに異なる形
状に卦いて、円弧ａのテーパ面のテーパ角度が第１の直
線１１に沿つたテーパ面のテーパ角度から第２の直線１
２に沿つたテーパ面のテーパ角度まで連続的に変化する
ようなテーパ加工ができなかつた。従つて、本発明は、
第６図、第７図のようにテーパ角度が加工の進行に応じ
て変化するようなテーパ加工を行なえる新規なテーパ加
工方法を提供することを目的とする。

以下、本発明の実施例を図面に従つて詳細に説明する．
第８図及び第９図は本発明に係るテーパ加工方法を説明
する説明図で、第８図はプログラム形状が滑めらかな形
状に｝いてテーパ角度が変化する場合の説明図、第９図
はプログラム形状がシヤープエツジ形状に訃いてテーパ
角度が変化する場合の説明図である。

第８図において、実線はプログラム形状で、ワーク上面
Ｑをプログラム形状としたもの、点線は上ガイドＵＧの
通路、一点鎖線は下ガイドＤＧの通路、２点鎖線？ワ丁
クＷＫの下面Ｐの加工形状、Ｄｌｌ及びＤｌ２はそれぞ
れ第１及び第２の直線１，，１２に沿つたテーパ加工面
における下ガイドのオフセツト量、ａは円弧、ＣＮは円
弧中心である。

ノさて、第８図に訃いては、第１の直線１１の終点Ｂ
から該直線に対し滑めらかに円弧ａが連な虱該円弧の終
点Ｃから滑めらかに第２の直線１２が連なると共に、第
１の直線１１と第２の直線１２とに沿つて加工されるテ
ーパ面の角度が互いに異τ なつている。このようにプ
ログラム形状が滑めらかな形状で、しかもテーパ角度が
変化する場合のテーパ加工においては、本発明は下ガイ
ドＤＧの通路がアルキメデス曲線となるようにワークＷ
Ｋ並びに上ガイドＵＧの移動制御すると共に、円弧０ａ
をｍ等分して折線近似し、第５図に従つて説明した手法
によりワークＷＫｌ上ガイドＵＧを移動制御する。即ち
、まずＣ２点の座標、換言すれば円弧の終点Ｃに卦ける
下ガイド迄の終点オフセットヘクト′一＼ルＮＬを求め
る。

Ｃ２点は円弧ＢＣと同心で半径Ｄｌ２だけ大きい円弧と
直線ＣＤと平行で距離Ｄ，２だけ離れた直線の交点とし
て求められる。これにより、下ガイドの通路であるアル
キメデス曲線の始点Ｂ２に対する終点Ｃ２における半径
値の増分Ｒ（＝１ＮＬ−ＰＬＩ）が求まる。周、円弧始
点Ｂに於ける始点オフセツトベクトルＰＵ，ＰＬは前の
プロツクの終点オフセツトベクトルに等しく既知である
。′）次に円弧ＢＣを微小セグメントに等分割して折線近似す
ると共に、各分割点Ｂｌｌ，Ｂ２ｌ，・・・と中心ＣＮ
とを結び、各直線の延長がアルキメデス曲線と交叉する
点をＢｌ２，Ｂ２２，・・・とする。

円弧ａの中心角θ、半径増分Ｒ及びＢ，Ｂ２，Ｃ，Ｃ２
＾点が既知であるから円弧ＢＣの分割点Ｂｌｌ，Ｂ２ｌ
，７−＼・・・・・・及びアルキメデル曲線Ｂ２Ｃ２の
分割点Ｂｌ２，Ｂ２２，・・・・・・の座標を求めるこ
とができ、ベクトルＮｌｌ（：：ＢｌｌＢｌ２）９ｎ１
２（０了ｉ言））・・・・・・を算出する。

ついで、分割点ＢｌｌとＢｌ２，Ｂ２ｌとＢ２２，・・
・・・・を結ぶ延長線上に、を満足するように点、３，
Ｂ２３・・・・−・・・を求める。

しかる後、分割区間を直線とみなし、第４図に従つて説
明した手法により、ワーク移動量ベクトルＶｔｉ、上ガ
イド移動量ベクトルＶｇｉを求め、ベクトルＶｔｉの軸
成分（ΔＸｉ，ΔＹｉ）によジテーブル駆動モータＭＸ
，ＭＹを駆動し、ベクトルＶｇｉの軸成分（ΔＵｉ，Δ
Ｖｉ）により上ガイド駆動モータＭＵ，Ｍを駆動する。
即ち、第８図の斜線部におけるテーパ加工に際しては折
線始点Ｂの始点オフセツトベクトルＰＵｌ二ＰＵ，Ｐｌ
ｌ二ＰＬ及び折線終点Ｂｌｌの終点オフセツトベクトル
Ｎｕｌ＝？７削マ，−ーーーーーケＮｌｌ＝ＢｌｌＢｌ
２を用いて、 −ーーー―−一？＼−ー晶一／〜ν１１Ｕｌ３υ１１ＪＪｌ２ノを求
め、テーブル及び上ガイドを駆動し、同時４軸制御を行
なえば第８図の斜線で示すテーパ面の加工ができる。

以後、同様に折線近似部を順次テーパ加工すれば、下ガ
イドの通路がアルキメデス曲線となり、しかもテーパ角
度が順次変化するテーパ面の加工を行うことができる。
周、一般にワーク移動ベクトルＶｔｉ（１＝１，２・・
・・・・）及び上ガイド移動ベクトルＶｇｉ（１＝１，
２・・・・・・）は次式で示される。但し、ＶＷｉ＝Ｂ
ｉ−１，１Ｂｉ１，ＰＵ１ＰＵ．Ｐ１１二ＰＬ、点Ｂ。

ｌ二点Ｂ．ｐｕｉ＋１＝Ｎｕｉ，ｐｌｌ＋１＝Ｎｌｌ（
ｉ二１，２，．．．）次に、第９図に示すようにプログ
ラム形状がシヤープエツジ形状で、しかもテーパ角度が
変化する場合のテーパ加工方法について説明する。第９
図において、実線はプログラム形状でワーク上面Ｑをプ
ログラム形状としたもの、点線は上ガイドＵＧの通路、
一点鎖線は下ガイドＤＧの通路、２点鎖線はワークＷＫ
の下面Ｐの加工形状、Ｄｌｌ及びＤｌ２はそれぞれ第１
及び第２の直線１１，１２に沿つたテーパ加工面におけ
る下ガイドのオフセツト量、ａは円弧、ＣＮは円弧中心
である。さて、第９図に卦いては第１の直線１１の終点
Ｂからシヤーブエツジを持つて円弧ａが連なｖ、該円弧
ａの終点Ｃから更に第２の直線１２が連なると共に、第
１の直線１１と第２の直線１２に沿つて加工されるテー
パ面のテーパ角度が互いに異なつている。このようにプ
ログラム形状がシヤーブエツジ形状で、しかもテーパ角
度が変化する場合のテーパ加工に卦いては、本発明は下
ガイドＤＧの通路が円弧ａと同心の円弧ｂとなるように
ワークＷＫ並びに上ガイドＵＧの移動制御すると共に、
円弧ａをｍ等分して折線近似し、第５図に従つて説明し
た手法によりワークＷＫｌ上ガイドＵＧを移動制御する
。即ち、まずＣ２点の座標、換言すれば円弧ａの終点Ｃ
に卦ける下ガイドＤＧ迄の終点オフセツトベクトルＮＬ
を求める。

さて、Ｃ２点は円弧ＢＣと同心でＢ２点を通る円弧ｂと
直線ＣＤと平行で距離Ｄｌ２だ？きれた直線？？点とし
て求められる。次に円弧ＢＣ及び円弧Ｂ２Ｃ２をそれぞ
れ微小＾セグメントにｍ等分して折線近似する。

円弧ＢＣ及び円弧Ｂ２Ｃ２のｍ等分した各分割点Ｂ，ｌ
，Ｂ２ｌ，Ｂ３ｌ，”゜゛゜及びＢｌ２９Ｂ２２９Ｂ３
２２゜゜゛゜゜の座標はＢ，Ｃ，Ｂ２，Ｃ２点が既知で
あるから容易に演算することができる。従つてこれら分
ＷＩＪ，点−ーーーーーーーシの座標からベクトルＮｌ
ｌ（＝ＢｌｌＢ５ｌ２），Ｎｌ２（０Ｂ２１Ｂ２２）ツ
Ｎｌ３（：：Ｂ３ｌＢ３２）′゛゜゜゜゛を算出する。

ついで、分割点ＢｌｌとＢｌ２′Ｂ２ｌとＢ２２９Ｂ３
ｌとＢ３２，・・・・・・を結ぶ延長線上に、を満足す
るように点Ｂｌ３，Ｂ２３，Ｂ３３，・・・・・・を求
める。

しかる後、分割区間を直線とみなし、第４図に従つて説
明した手法によジ、ワーク移動量ベクトルＶｔｉ上ガイ
ド移動量ベクトルＶｇｉを求め、ベクトルＶｔｉの軸成
分（ΔＸｉ，ΔＹｉ）によりテーブル駆動モータＭＸ，
ＭＹを駆動し、ベクトルＶｇｉの軸成分（ΔＵｉ，ΔＶ
ｉ）によ）上ガイド駆動モータＭＵ，ＭＶを駆動する。

即ち、第９図の針線部に卦けるテーパ加工に際しては折
線始点Ｂの始点オフセツトベクトルＰＵｌ＝ＰＵ．Ｐｌ
ｌ二ＰＬ及び折線終点Ｂｌｌの終点オフセツトベクトル
Ｎｕｌ＝Ｂ，ｌＢｌ３、Ｎｌ，−》ＢｌｌＢｌ２を用い
て、ーーーーー一４一＼１υ １！ノ＼ν１１Ｕｌ３ν１１Ｕ１Ｚノを求
めテーブルＷＫ及び上ガイドＵＧを駆動し、同時４軸制
御を行なえば第９図の斜線で示すテーパ面の加工ができ
る。

以後、同様に折線近似部分を順次テーパ加工すれば、下
ガイドの通路が円弧ｂとなジ、しかもテーパ角度が順次
変化するテーパ面の加工を行なうことができる。周、一
般にワーク移動ベクトルＶｔｉ（１＝１，２・・・）及
び上ガイド移動ベルトＶｇｉ（１＝１，２・・・）は次
式で示される。但し１ＶＷｉ：Ｂｉ−１Ｆ１Ｂｉ１，Ｐ
Ｕ１二ＰＵ，ｐｌｌ＝ＰＬ，ｐｕｉ＋１＝Ｎｕｉ，Ｐｌ
ｌ＋１＝Ｎｌｌ（１＝１，２・・・）である。

以上から、加工の進行に応じてテーパ角度が連続的に変
化するテーパ面のテーパ加に訃いては第８図、第９図の
形状共全く同一の手法、演算式によりワーク移動量ベク
トルＶｔｉ（ΔＸｉ，ΔＹｉ）及び上ガイド移動量ベク
トルＶ，ｌ（ΔＵｉ，ΔＶｉ）を求め、これらベクトル
Ｖｔｉ，Ｖｇｉによりワーク及び上ガイドの同時４軸制
御ができる。向、第４図、第５図、第８図、第９図に訃
ける下ガイド迄の終点オフセツトベクトルＮＬは以下に
従つて演算することができる。

第１０図は終点オJャZツトベクトルＮＬの演算方法を説
明図で、同図ａはプログラム形状が直線一直線の場合、
同図ｂはプログラム形状が直線一円弧の場合、同図ｃは
プログラム形状が円弧一円弧の場合の終点オフセツトベ
クトルＮＬの演算方法を説明する説明図である。

プログラム形状が直線一直線の場合について終点オフセ
ツトベクトルＮＬを第１０図ａに従つて求める。

肯、図中、第４図と同一部分には同一符号を付しており
、Ａ点を原点、Ｂ点の座標（Ｘｌ，Ｙｌ）、Ｃ点の座標
を（Ｘ１＋Ｘ２，Ｙｌ＋Ｙ２）とする。Ｂ２点は下ガイ
ドの通路１と通路２との交点である。

さて、直線Ｎ『はｙ＝Ｐｘで表現できるから、直線ＡＢ
とオフセツト量ｄ１離れた直線Ａ２Ｂ２（通路１）はで
表わせる（但し、Ｘｉ−Ｘｉ／Ｊマ〒「＝ＶイＴ）又
直線。

，ゅッ＝Ｖ，−ＸｌＹ２＋Ｘ２Ｙｌ゛Ｘ
２Ｘ２で表現できるから、直線ＢＣとオフセツト量Ｄ，
２離れた直線Ｂ２Ｃ２（通路２）はＡλＺ６ら４
―響４で表わせる。

（１２）式、（１３）式から、その交点Ｂ２の座標（Ｘ
Ｏ，ＹＯ）はそれぞれ以下の式で表わせる。

Ｙ４Ｘ５ｄｌ２ｄｌｌ１１Ａ２−Ａｌｌ２Ｘ２ＸｌＸｌ故に、終点オフセツトベクトルＮＬｆ）Ｘ軸、Ｙ軸成分
Ｘ（ＮＬ），Ｙ（ＮＬ）は甲１Ｊ乙Ｊｌ４｝乙となり（但し、Ｙｉ＝Ｙｉ／Ｊ又〒１了〒］７）、オフ
セツト量、換言すればテーパ面のテーパ角度が異なる２
つの直線の終点オフセツトベクトルＮＬの演算式が得ら
れる。

同様な手法により第１０図ｂに示すようにプログラム形
状が直線一円弧の場合におけるオフセツトベクトルＮＬ
ｆ）Ｘ軸、Ｙ軸成分Ｘ（ＮＬ），Ｙ（ＮＬ）は１ｒ′１
▼〒＼▼ により求まる。

但し、↓Ｉ／Ｖｌｌ「１１）１ −４１１ＵＣＮは円
弧中心、士の符号は加工方向が時計方向か否か及び加工
順序が直線→円弧か円弧→直線かに依存する。

又、同様な手法により第１０図ｃに示すようにプログラ
ム形状が円弧一円弧の場合におけるオJ■■Ｙ（ＮＬ）
はによ）求まる。

但し、第１１図は本発明を適用できる４軸制御のワイヤ
カツト放電加工機の概略説明図であり、ワークＷＫはモ
ニタＭＸ，ＭＹによりそれぞれＸ，Ｙ方向に移動される
Ｘ−ＹテーブルＴＢ上に固定されている。

又、ワイヤＷＲはリールＲＬｌから繰出されて下ガイド
ＤＧと上ガイドＵＧとの間に張設されながらリールＲＬ
２に巻取られ、図示しない接触電極によつて電圧が加え
られ、ワークＷＫとの間に放電が生じるように構成され
ている。又、上ガイドＵＧはモータＭＵ，ＭＶによりそ
れぞれＸ，Ｙ方向に移動可能にコラムＣＭに設けられて
いるもので、各モータＭＸ，ＭＹ，ＭＵ，ＭＶは数値制
御装置ＮＣの駆動回路ＤＶＸ，ＤＶＹ，ＤＶＵ，ＤＶＶ
により１駆動される。又、指令テープＴＰの内容が読取
られて分配回路ＤＳにより各軸の分配処理が行われる。
第１２図は本発明に係るテーパ加工方法を実現する数値
制御装置の要部プロツク線図であり、ＴＲはテープリー
ダ、ＤＥＣはテコーダ、ＲＥＧ，Ｒｌ〜Ｒ６はレジスタ
、ＡＲｌ〜ＡＲ２は演算回路、ＰＡＲはパラメータ設定
回路、ＩＮＴはインタポレータ、ＭＵ，ＭＶ，ＭＸ，Ｍ
Ｙは第１１図に於ける同一符号のモータである。

伺、この実施例においては、第４図に示す如き直線に沿
つたテーパ加工に際しては演算回路ＡＲｌを用い、第５
図、第８図及び第９図に示す如き円弧に沿つたテーパ加
工に際しては演算回路ＡＲ２，ＡＲ３を用いる場合につ
いて示すものであるが、これは説明の便宜上であつて、
各演算回路は共用化することができ、又レジスタＲ１〜
Ｒ６も１つのメモリで構成することができる。まず、第
４図に示す直線ＡＢに沿つたテーパ加工に訃ける動作を
説明する。

テープリーダＴＲにより直線ＡＢのプロツク及′）び次
の円弧ＢＣのプロツクが読取られるとデコ一？
＾ダＤＥＣにより判読され、直線ＡＢ及び円
弧ＢＣの指令値がレジスタＲＥＧにセツトされ、テーパ
角α、上ガイドＵＧと下ガイドＤＧ間の距離Ｈ、下ガイ
ドＤＧとワークＷＫの下面（又は上面）間の距離ｔ等が
パラメータ設定回路ＰＡＲに設定される。

周、レジスタＲ３には前のプロツクのオフセツトベクト
ルＰＵ，ＰＬがセツトされている。演算回路ＡＲｌは（
１６）式、（１７）式により下ガイド迄の終点オフセツ
トベクトルＮＬを演算し、次に（５）式により上ガイド
迄の終点オフセツトベクトルＮＵを演算し、これらＮＵ
，ＮＬをレジスタＲ３にセツトする。しかる後、（３）
、（４）式に基いてワーク移動量ベクトルＶＴｌ上ガイ
ド移動量ベクトルＧを求め、ＶＴ，ＶＧをレジスタＲ１
にセツトする。ついで演算回路ＡＲｌはこのレジスタＲ
１にセツトされたベクトルＶＴ，ＶＧからＸ，Ｙ軸成分
ＶＴＸ，ＶＴＹ及びＶＧＵ，ＶＧＶを求め、これらをレ
ジスタＲ２にセツトする。

以後、レジスタＲ２の内容を読出処理回路ＲＥｌにより
読出してィンタポレータＩＮＴに加え、直線補間により
得られたパルスに基いてモータＭＸ，ＭＹ，ＭＵ，ＭＶ
の駆動制御を行ない直線ＡＢに沿つたテーパ加工を実行
する。′−＼次に第５図に示す円弧ＢＣに沿つたテーパ加工における
動作を説明する。

テープリーダＴＲにより円弧Ｋ冫のプロツク及び直線Ｃ
Ｄのプロツクが読込まれ、加工すべき曲線が円弧である
ことが判別されると、レジスタＲＥＧにセツトされてい
る円弧ｐ及び直線Ｄｂのデータが演算回路ＡＲ２に加え
られる。

周、レジスタＲ３には前のプロツクの終点オフセツトベ
クトルＮＵ，ＮＬが記憶されているので、これを始点オ
フセツトベクトルＰＵ，ＰＬとする。演算回路ＡＲ２は
（１６）式、（１７）式により下ガイド迄の終点オフセ
ツトベクトルＮＬを演算し、次に（７）式により上ガイ
ド迄の終点オフセツトベクトルＮＵを演算し、これらＮ
Ｕ，ＮＬをレジスタＲ２にセツトする。ｒ）ついで、円弧ＢＣをｍ個の微小セグメントに等分割し、
又、円弧６込と同心円の円弧１７｝２を求めてｍ個に等
分割する。

しかる後、ベクトルＮｌｌ（ｉτｍｌ））Ｎｌ２（０Ｂ
２１Ｂ２２）１ｎ１３（−『τ冨〔ば）・・・・・・を
算出し、（８）、（９）・・・・・・−一↓式によりベ
クトルＮｕｌ（＝ＢｌｌＢｌ３）、Ｎｕ２（＝ｉ警ｉ中
）゛、Ｎｕ３（＝百階？丁中）・・・・・・を求め、
更にベクトルＶｗｉ（＝Ｂｉ−１，１Ｂｉ１）（１＝１
，２・・・）を求め、レジスタＲ４にセツトする。

次に、（１０），（１１）式からワーク移動量ベクトル
Ｖｔｉ、上ガイド移動量ベクトルＶｇｉ（１１，２，・
・・）を求めレジスタＲ５にセツトする。

演算回路ＡＲ３はレジスタＲ５にセツトされたベクトル
Ｖｔｉ，Ｖｇｉを順次読出し、そのＸ，Ｙ軸成分ＶｔＸ
ｉ，ＶｔｙｉＦＶｇＵＩ９ＶｇＶｉをレジスタＲ６にセ
ツトする。最後に、レジスタＲ６の内容を順次読出処理
回路ＲＥ２により読出しインタポレータＩＮＴに加え直
線補間により得られたパルスに基いてモータＭＸ，ＭＹ
，ＭＵ，ＭＶの駆動制御を行ない円弧＾ＢＣに沿つたテ
ーパ加工を実行する。

周、第８図に示す如くプログラム形状が滑めらかな形状
に卦いてテーパ角度が変化するテーパ加工及び第９図に
示す如くプログラム形状がシヤープエツジ形状に卦いて
テーパ角度が変化するテーパ加工における動作はほぼ第
５図の円弧に沿つたテーパ加工と同様である。

即ち、第８図のテーパ加工に卦いては、テープロリーダ
ＴＲにより円弧ＢＣのプロツク及び直線ＣＤのプロツク
が読込まれ、加工すべき曲線が円弧で、しかも直線ＡＢ
と直線ＣＤとに沿つたテーパ面のテーパ角度が異なるこ
とが判別されると、レジスタＲＥＧにセツトされている
円弧ＢＣ及び直線σｂのプロツクデータが演算回路ＡＲ
２に加えられる。

レジスタＲ３には前のプロツクの終点オフセツトベクト
ルＮＵ，ＮＬが記憶されているので、これを始点オフセ
ツトベクトルとする。しかる後、演算回路ＡＲ２は円弧
丘トと同心で半径Ｄｌ２だけ大きい円弧と直線ＣＤと平
行で距離Ｄｌ２だけ離れた直線の交点Ｃ２の座標、即ち
終点オフセツトベクトルＮＬを（１６）式、（１７）式
により演算し、レジスタＲ３にセツトする。ついで、円
弧ＢＣを微小セグメントにｍ等分し、各分割点Ｂｌｌ，
Ｂ２ｌ，Ｂ３ｌ・・・・・・と中心ＣＮとを結ぶ直線が
アルキメデス曲線と交叉する点Ｂｌ２，Ｂ２２，Ｂ３２
・・・・・・の座標を求め、しかる後、ベクトルＮｌｌ
（０Ｂ１１Ｂ１２）、Ｎｌ２（０Ｂ２１Ｂ２２）、Ｎｌ
３（−Ｂ３ｌＢ３２）・・・・・・を算出し、（８１、
（９）・・・・・・式によりベクトルＮｕｌ，ｎｕ２，
ｎｕ３・・・・・・及びベクトルＶＷｉを求めレジスタ
Ｒ４にセツトする。

以後、第５図の円弧の場合と同様にワーク移動量ベクト
ルＶｔｉ、上ガイド移動量ベクトルＶｇｉ（１−１，２
・・・）のＸ軸、Ｙ軸成分ＶｔＸｉ，Ｖｔｙｉ，ＶｇＵ
ｉ，ＶｇＶｉを求めて、この成分によりインタポレータ
ＩＮＴにより直線補間する。又、第９図のテーパ加工に
卦いては第８図のアルキメデス曲線が円弧になつただけ
で同様な処理が行われる。

以上、本発明によればプログラム形状が滑めらかな形状
であつて、しかもテーパ角度が加工の進行に応じて変化
する場合、及びプログラム形状がシヤープエツジ形状で
あつて、しかもテープ角度が加工の進行に応じて変化す
る場合であつても高精度のテーパ加工ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はテーパ加工の説明図、第２図は相対的移動によ
る上ガイド通路と下ガイド通路の説明図、第３図乃至第
５図はテーパ角度が一定の場合における既に提案のテー
パ加工方式を説明する説明図で、第３図は直線と円弧の
組合せよりなる形状をプログラム形状とする場合の上ガ
イド、下ガイドの通路を説明する説明図、第４図は２つ
の直線が鋭角に交わつている場合に｝けるワーク移動量
ベクトルＶＴと上ガイド移動量ベクトルＶＧの演算方法
を説明する説明図、第５図は直線と円弧が鋭角に交わつ
ている場合に卦けるワークと上ガイドの移動制御を説明
する説明図、第６図及び第７図は既提案のテーパ加工方
式の欠点を説明する説明図、第６図及び第９図は本発明
に係るテーパ加工方式を説明する説明図で、第８図はプ
ログラム形状が滑めらかな形状に訃いて加工の進行に応
じてテーパ角度が変化する場合の説明図、第９図はプロ
グラム形状がシヤーブエツジ形状に訃いて加工の進行に
応じてテーパ角度が変化する場合の説明図、第１０図は
終点オフセツトベクトルＮＬの演算方法を説明する説明
図、第１１図は本発明を適用できる４軸制御のワイヤカ
ツト放電加工機の概略説明図、第１２図は本発明に係る
テーパ加工方式を実現する数値制御装置の要部プロツク
線図である。ＴＢ・・・Ｘ−Ｙテーブル、ＷＫ・・・ワーク、ＭＸ，
ＭＹ・・・テーブル駆動用のモータ、ＷＲ・・・ワイヤ
、ＵＧ・・・上ガイド、ＶＧ・・・下ガイド、ＭＵ，Ｍ
Ｖ・・・上ガイド駆動用のモータ、ＮＣ・・・数値制御
装置、ＴＲ・・・テーブリーダ、ＤＥＣ・・・デコーダ
、Ｒ１〜Ｒ６・・ルジスタ、ＡＲｌ〜ＡＲ３・・・演算
回路、ＲＥｌ〜ＲＥ２・・・読出処理回路、ＩＮＴ・・
・インタポレータ。

Claims

【特許請求の範囲】１第１の直線の終点から該直線に対し滑めらかに円弧
が連なり、該円弧の終点から滑めらかに第２の直線が連
なると共に、第１の直線と第２の直線とに沿つてそれぞ
れ加工される第１及び第２のテーパ面のテーパ角度が互
いに異なる形状における前記円弧の始点から終点までの
テーパ面のテーパ角度が第１のテーパ面のテーパ角度か
ら第２のテーパ面のテーパ角度迄連続的に変化するよう
にワークと、ワイヤを張設する上ガイドとを移動して放
電加工するワイヤカット放電加工機におけるテーパ加工
方法において、前記円弧の加工時における下ガイドの通
路をアルキメデス曲線として円弧終点における下ガイド
迄の終点オフセットベクトルＮＬを求めると共に、該終
点オフセットベクトルＮＬを用いて前記円弧を複数の微
小線分で折線近似した際の各折線の終点から上ガイド、
下ガイド迄の終点オフセットベクトルｎｕ＿ｉ、ｎｌ＿
ｉ（ｉ＝１、２……）を求め、該終点オフセットベクト
ルｎｕ＿ｉとｎｌ＿ｉと各折線の始点から上ガイド、下
ガイド迄の始点オフセットベクトルｐｕ＿ｉとｐｌ＿ｉ
（但し、ｐｕ＿ｉ＋１＝ｎｕ＿ｉ、ｐｌ＿ｉ＋１＝ｎｌ
＿ｉ、ｉ＝１、２……）とに基いて、ワーク移動量ベク
トルｖｔ＿ｉと、テーパ変化に基づく上ガイド移動量ベ
クトルｖｇ＿ｉを演算し、該ワーク移動量ベクトルｖｔ
＿ｉと上ガイド移動量ベクトルｖｇ＿ｉに基いてそれぞ
れワーク及び上ガイドを順次移動せしめテーパが連続的
に変化する形状の円弧をワークに放電加工することを特
徴とするテーパ加工方法。２中心角θをｎ等分することにより前記円弧とアルキ
メデス曲線を折線近似し、アルキメデス曲線の折線始点
に対する終点における半径増分ΔＲと中心角度増分Δθ
を用いて円弧の折線終点からアルキメデス曲線の折線終
点迄の終点オフセットベクトルｎｌ＿ｉを演算すること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のテーパ加工方
法。３ｐｕ＿ｉ／ｐｌ＿ｉ＝ｎｕ＿ｉ／ｎｌ＿ｉなる演算
式から円弧の折線終点から上ガイド迄の終点オフセット
ベクトルｎｕ＿ｉを演算することを特徴とするつ特許
請求の範囲第２項記載のテーパ加工方法。４円弧の折線ベクトルをｖｗ＿ｉとするとき、ｖｔ＿
ｉ＝ｖｗ＿ｉ＋ｎｌ＿ｉ−ｐｌ＿ｉｖｇ＿ｉ＝（ｐｕ＿
ｉ−ｐｌ＿ｉ）−（ｎｕ＿ｉ−ｎｌ＿ｉ）よりｖｔ＿ｉ
、ｖｇ＿ｉを演算することを特徴とする特許請求の範囲
第３項記載のテーパ加工方法。５第１の直線又は曲線の終点からシャープエッジを持
つて円弧が連なり、該円弧の終点から更に第２の直線又
は曲線が連なると共に、第１の直線又は曲線と第２の直
線又は曲線とに沿つて加工されるテーパ面のテーパ角度
が互いに異なる形状における前記円弧のテーパ面のテー
パ角度が第１の直線又は曲線に沿つたテーパ面のテーパ
角度から第２の直線又は曲線に沿つたテーパ面のテーパ
角度迄連続的に変化するように加工プログラムに応じて
ワークと、ワイヤを張設する上ガイドとを移動して放電
加工するワイヤカット放電加工機におけるテーパ加工方
式において、前記円弧の加工時における下ガイドの通路
を円弧とすると共に、該下ガイドの通路と前記円弧をそ
れぞれｎ等分して折線近似し、該円弧の折線終点から該
下ガイドの通路の対応する折線終点及び上ガイド迄の終
点オフセットベクトルｎｕ＿ｉ、ｎｌ＿ｉ（ｉ＝１、２
、……）を求め、該終点オフセットベクトルｎｕ＿ｉ、
ｎｌ＿ｉと各折線の始点から上ガイド、下ガイド迄の始
点オフセットベクトルｐｕ＿ｉ、ｐｌ＿ｉ（但し、ｐｌ
＿ｉ＋１＝ｎｕ＿ｉ、ｐｌ＿ｉ＋１＝ｎｌ＿ｉ、ｉ＝１
、２……）に基いて、ワーク移動量ベクトルｖｔ＿ｉと
、テーパ変化に基づく上ガイド移動量ベクトルｖｇ＿ｉ
を演算し、該ワーク移動量ベクトルｖｔ＿ｉと上ガイド
移動量ベクトルｖｇ＿ｉによりそれぞれワーク及び上ガ
イドを順次移動せしめテーパが連続的に変化する形状の
円弧をワークに放電加工することを特徴とするテーパ加
工方法。６前記円弧の折線終点から前記通路の折線終点迄の終
点オフセットベクトルｎｌ＿ｉを求め、ついでｐｕ＿ｉ
／ｐｌ＿ｉ＝ｎｕ＿ｉ／ｎｌ＿ｉなる演算式から円弧の
折線終点から上ガイド迄の終点オフセットベクトルｎｕ
＿ｉを演算することを特徴とする特許請求の範囲第５項
記載のテーパ加工方法。７円弧の折線ベクトルをｖｗ＿ｉとするとき、ｖｔ＿
ｉ＝ｖｗ＿ｉ＋ｎｌ＿ｉ−ｐｌ＿ｉｖｇ＿ｉ＝（ｐｕ＿
ｉ−ｐｌ＿ｉ）−（ｎｕ＿ｉ−ｎｌ＿ｉ）よりｖｔ＿ｉ
、ｖｇ＿ｉを演算することを特徴とする特許請求の範囲
第６項記載のテーパ加工方法。