JPS603535B2

JPS603535B2 - ワイヤカツト放電加工装置

Info

Publication number: JPS603535B2
Application number: JP15287680A
Authority: JP
Inventors: 治樹小原
Original assignee: FUANATSUKU KK
Current assignee: FUANATSUKU KK
Priority date: 1980-10-30
Filing date: 1980-10-30
Publication date: 1985-01-29
Also published as: JPS5775741A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、コーナー部を精度良く加工することができる
ワイヤカット放電加工装置に関するものである。

ワークとワイヤ電極とを相対的に運動させ、放電により
ワークを任意の形状に加工するワイヤカット放電加工装
置を用いて、例えば第１図に示すように、ワーク１とワ
イヤ電極２とを径路３に沿って相対的に移動させると、
コーナー部の内側、外側にだれイ、口が生じることがあ
る。

これは一般にコーナーだれと呼ばれており、その原因は
、ワイヤ電極２が、加工進行方向の面に放電の圧力を受
けてたわみ、たわんだ状態でコーナーを曲がる為である
。従来、上述の如き欠点を改善するために、○ーコー
ナ一部でワーク１とワイヤ電極２との相対的な送りを一
定時間停止する。

■ ワイヤ電極２の張力を増加し、ワイヤ電極２の振動
振幅をおさえる。

こてが提案されているが、以下に述べるように十分な効
果は得られなかった。

即ち、コーナー部でワーク１とワイヤ電極２との相対的
な送りを一定時間停止させる方法では、加工進行方向と
直角方向の放電により、第２図に示すように、コーナー
部の外側にえぐれハが生じ易すくなると共に、コーナー
部内側のだれ二が大きくなる欠点があった。

又、ワイヤ電極２の張力を増加させる方法は、ワイヤ電
極２が断線しやすくなる欠点があった。本発明は前述の
如き欠点を改善したものであり、その目的はコーナー部
に於ける加工精度を、ワイヤ電極の断線の危険を伴なわ
ずに向上させることにある。

以下実施例について詳細に説明する。本発明を簡単に説
明すると、コーナー部に於いて、ワークとワイヤ電極と
の相対的な送りを停止させると共に、相対的な送りを停
止させることにより生じる単位時間当りの加工量の変化
（減少）を検出し、この検出結果に基づいてワイヤ電極
の張力を増加し、この後「単位時間当りの加工量が一定
値以下となった時、ワークとワイヤ電極との相対的な送
りを再開させ、更に単位時間当りの加工量が所定値に復
帰したとき、ワイヤ電極の張力を初期設定値に戻すもの
である。上述したように「単位時間当りの加工量が少な
い間、即ち単位時間当りの放電加工数が少ない間のみワ
イヤ電極の張力を増加するものであるから、ワイヤ電極
が断線するＩ県れはなく、又、単位時間当りの加工量が
一定値以下となった時、ワークとワイヤ電極との相対的
な送りを再開するようにしたものであるから、コーナー
部外側にえぐれが生じたり、コーナー部内側のだれが大
きくなることはない。

尚、単位時間当りの加工量は、単位時間当りの放電数と
対応するものであり、又、単位時間当りの放電数が減少
すると、平均加工電圧は上昇し、平均加工電流は減少す
るので、平均加工電圧、平均加工電流或は単位時間当り
の放電数から単位時間当りの加工量を検出することがで
きる。第３図は本発明の実施例のブロック線図であり、
平均加工電圧に基づいて単位時間当りの加工量を検出す
るようにした場合についてのものである。

同図において、Ｐはワイヤ電極、Ｗはワ−ク、風Ｔは積
分器、ＣＯＭ１，ＣＯＭ２は比較器、ＰＳ１，ＰＳ２は
パルス発生器、ＲＹ１，ＲＹ２はリレー、ｒｙｌ，ひ２
はリレーの接点、ＨＬＤ１、ＨＬＤ２はホールド回路、
ＮＣは数値制御装置、ＡＭＰ１，ＡＭＰ２は加算増幅器
、ＭＵＬは乗算器「ＰＤは数値制御装置ＮＣにより制御
されるパルス分配器、ＳＶＸ，ＳＶＹはワークを戦層し
たテーフル（図示せず）を×，Ｙ軸方向に移動させるモ
ータＭＸ、ＭＹを制御するサーボユニット、Ｂはブレー
キ、Ｑはトランジスタ、Ｒ，〜Ｒ３は抵抗、ＩＮＶはイ
ンバータ、ＡＮＤはゲート回路である。積分器ＩＮＴは
ワークＷとワイヤ電極Ｐとの間の電圧を抵抗Ｒ，，Ｒ２
で分圧した電圧と、基準電圧Ｖ，との差を積分し、平滑
化するものである。

従って積分器ＩＮＴの出力は平均加工電圧に対応したも
のとなる。比較器ＣＯＭＩは積分器ＩＮＴの出力信号が
基準電圧Ｖ２よりも高い間、リレーＲＹ２に電流を流し
、その接点ｒｙ２をオンとすると共に、パルス発生器Ｐ
ＧＩに加える信号を‘‘１”とするものであり、パルス
発生器ＰＯＩは、比較器ＣＯＭＩの出力信号の立下りに
於いて、パルス信号をリセット信号ａとして出力し、ホ
ールド回路ＨＬＤＩをリセットするものである。又、比
較器ＣＯＭ２は積分器ＩＮＴの出力信号と基準電圧Ｖ３
とを比較し、積分器ＩＮＴの出力が基準電圧Ｖ３より高
い間「その出力を“１”とし、パルス発生器ＰＧ２に加
えるものであり、パルス発生器ＰＧ２は比較器ＣＯＭ２
の立上りに於いて、パルス信号をリセット信号ｂとして
出力し、ホールド回路ＨＬＤ２をリセットするものであ
る。尚、比較器ＣＯＭ１，ＣＯＭ２の基準電圧Ｖ２，Ｖ
３はＶ３＞Ｖ２の関係を満たすように設定されているも
のである。又、数値制御装置ＮＣはコーナー部の加工を
行なう前に、そのコーナー部のコーナー角度が所定の範
囲内であるか否かを判断し、コーナー角度が所定の範囲
内であると判断した時は、コーナー部の加工を行なう直
前にホールド回路ＨＬＤ１，ＨＬＤ２にセット信号ｃを
加え、ホールド回路ＨＬＤ１，ＨＬＤ２をセットさせる
ものである。尚、数値制御装置ＮＣでは、以下に説明す
るように、ワークＷとワイヤ電極Ｐとの相対的運動を指
令する指令データに基づいて、コーナー角度が所定範囲
内であるか否か、又、セット信号ｃを出力するタイミン
グを判断するものである。

数値制御装置ＮＣへの指令データは、基本的には直線か
円弧を指令するものであり、第４図Ａに示す直線を指令
する場合には、始点ベクトルＸ（ｘｏ，恥）に対する移
動量△交（△Ｘ，△ｙ）をコードＧＯＩを用いて与え、
同図Ｂに示す時計廻りの円弧を指令する場合には、始点
ベクトルふ（ｘｏ，恥）に対する円弧中心位置Ｒ（１，
１）及び移動量△×（△ｘ，△ｙ）をコードＧ０２を用
いて与え、同図Ｃに示す反時計廻りの円弧を指令する場
合には、始点ベクトルふ（為，ｙｏ）に対する円弧中心
位置Ｒ（１，Ｊ）及び移動量△×（△ｘ，△ｙ）をコー
ドＧ０３を用いて与えるものである。

従って、直線の始点、終点に於ける進行方向に右直角方
向の単位ベクトルＵ，，Ｕ２は次式（１）に示すものと
なる。

可．＝ロ２＝（合奏主全学‐‐‐‐‐‘・’又、時計廻
り円弧の始点、終点に於ける進行方向に右直角方向の単
位ベクトルＵ，，Ｕ２はそれぞれ次式（２），（３）に
示すものとなる。

Ｕ．＝方美学…州Ｕ２＝ｖ声帯高空ｙ２）・・・・・・‘３１又、反時計
廻り円弧の始点、終点に於ける進行方向に右直角方向の
単位ベクトルＵ，，Ｕ２は次式（４），（５）に示すも
のとなる。

正＝三転宅肌（４’ （△ｘ−１，△ｙ−Ｊ），．．．．．｛５，Ｕ２＝ゾ
（△Ｘ−ｌｒ＋（△ｙ−Ｊｒ従って、コーナー部が例え
ば第５図Ａに示すように、直線と反時計廻り円弧とから
形成されている場合は、直線の終点に於ける単位ベクト
ルＵ２を式（１）を用いて求め、反時計廻り円弧の始点
に於ける単位ベクトルＵ，を式（４）を用いて求め、更
に両者の内積を取れば、その値はコーナー角度と対応す
るものとなり、又、同図Ｂに示すように、コーナー部が
反時計廻り円弧と時計廻り円弧とから形成されている場
合は、反時計廻り円弧の終点に於ける単位ベクトルＵ２
を式（５）より求め、時計廻り円弧の始点に於ける単位
ベクトルＵ，を式（３）より求め、更に両者の内積を取
れば、その値はコーナー角度に対応するものとなる。

尚、２つの線分により形成される角の角度のうち、小さ
い方の角度をコーナー角度とすると、コーナー角度と単
位ベクトルＵ，，Ｕ２の内積とは第６図に示す関係を有
するものであるから、単位ベクトルＵ，，Ｕ２の内積に
基づいて、コーナー角度が所定範囲内にあるか否かを判
断することができる。以下、第７図のフローチャートを
参照して動作を説明する。

数値制御装置ＮＣは第ｎブロックの加工を開始すると、
該第ｎブロックのコードがＧＯ１，Ｇ０２，Ｇ０３の何
れであるかによって、前出の式（１），（３），（５）
の何れかを用いて第ｎブロックの終点に於ける単位ベク
トルＵ２を求め、内部に設けられているメモリ（図示せ
ず）に記憶させる。

次に数値制御装置ＮＣは、第ｎブロックの次の第（ｎ十
１）ブロックを先議し、第（ｎ十１）ブロックのコード
がＧＯＩ，Ｇ０２，Ｇ０３の何れであるかを判断する。
そして、この判断結果に基づいて、前出の式（１），（
２），（４）の何れかの演算を行ない、第（ｎ＋１）ブ
ロックの始点に於ける単位ベクトルＵ，を求め、次にメ
モリに記憶されている単位ベクトルＵ２との内積を求め
る。次に、数値制御装置ＮＣは、単位ベクトルＵ，，Ｕ
２の内積Ｕ，，Ｕ２が次式（６）の条件を満たしている
か否かを判断する。

Ｕ，，Ｕ２ＳＩ一６．・・・・・・（６）但
し、６．は、セット信号ｃを出力するコーナー角度の範
囲を決定する為に、予め設定されている値であって、例
えば、コーナー角度が１３５ｏ以下の時のみに、セット
信号ｃを出力するのであれば、第６図から判るように、
６１を１蔓に設定しておけば良い。

数値制御装置ＮＣは、式（６）の条件を満たしていると
判断すると次式（７），（８）の演算を行ない、第ｎブ
ロックの終点のＸ座標ｘｎ＋・，Ｙ座標ｙｎ十，を求め
る。

Ｘｎ＋ＩニＸｎ十△又ｎ ……（７）ｙＭ，
＝ｙｎ十△ｙｎ ……（８）但し、ｘｍｙ
ｎは第ｎブロックの始点の×，Ｙ座標、△ｘｍ △ｙｎ
は始点に対する移動量を示す為に与えられている第ｎブ
ロックの指令データである。

次に数値制御装置ＮＣは次式（９）に示す演算を行ない
、ワイヤ電極Ｐの現在位置と第ｎブロックの終点との間
の距離の２乗値Ｌを求める。

Ｌ二（Ｘｎ十・−Ｘ）２十（ｙｍｌ−ｙ〉２……（９）
そして、距離の２秦値しが、基準値６２よりも小さく
なったことを検出すると「数値制御装置ＮＣはセット信
号ｃを出力する。

尚、基準値６２はセット信号ｃを出力するタイミングを
決定する為に、予め設定しておくものであり、極く小さ
な値にしておき、コーナー部でセット信号ｃが出力され
るようにしておくが必要である。上述したようにして、
数値制御装置ＮＣからセＩソト信号ｃが出力されると、
ホールド回路ＨＬＤ１，ＨＬＤ２は共にセットされ、ホ
ールド回路日ＬＤＩ‘まリレーＲＹＩに電流を流し、そ
の接点をオンとし、又、ホールド回路ＨＬＤ２はその出
力を“１”とする。

ホールド回路ＨＬＤ２の出力信号が“１”となると、イ
ソバータＮＶを介してホールド回路ＨＬＤ２の出力信号
が加えられているアンドゲートＡＮＤはオフとなり、数
値制御装置ＮＣからの送りパルスｄがパルス分配器ＰＤ
に加えられなくなるので、ワークＷを戦層したテーブル
（図示せず）をＸ，Ｙ軸方向に移動させるモータＭＸ，
ＭＹが停止する。モータＭＸ，ＭＹが停止し、ワークＷ
とワイヤ電極Ｐとの相対的運動が停止すると、単位時間
当りの加工量が減少するので、平均加工電圧、即ち積分
器ＩＮＴの出力が増加する。積分器ＩＮＴの出力が増加
し、基準電圧Ｖｄ〆上となると、比較器ＣＯＭＩは、リ
レーＲＹ２に電流を流し、その接点ｒｙ２をオンとする
。尚、この場合、積分器ＩＮＴの出力が基準電圧Ｖ２よ
り大きい時のみ、即ち、コーナー部に於いてのみ、接点
ｒｙ２をオンとするようにしたのは、直線部の加工中に
於いても「平均加工電圧はある程度変動するものであり
、この変動に対応させてワイヤ電極Ｐの張力を変化させ
たのでは、加工面の精度が悪くなるばかりでなく、ワイ
ヤ電極Ｐが断線するＩ呉れがあるからである。

又、ワイヤ電極角度が所定範囲内である時のみ接点ｒｙ
ｌをオンとするようにしたのは、コーナー角度が１８０
ｏに近いような場合は、直線部と同じ張力で加工を行な
ってもコーナーだれは、あまり問題にならず、又「ワ
イヤ電極の張力を変化させない方が加工面の精度を良い
ものとすることができるからである。後点り１，ｒｙ２
が共にオンとなると、積分器ＩＮＴの出力は加算増幅器
ＡＭＰＩに加えられ、乗算器ＭＵＬの乗数“１”に対応
する基準電圧Ｖ４と加算、増幅され、乗算器ＭＵＬに加
えられる。乗算器ＭＵＬは、加算増幅器ＡＭＰＩの出力
と、ワイヤ電極Ｐの張力の初期設定値に対応した基準電
圧Ｖ５とを菜算し、その演算結果を加算増幅器ＡＭＰ２
に加える。加算増幅器ＡＭＰ２は、乗算器ＭＵＬの出力
信号と抵抗Ｒ３の両端に現われる電圧とを加算、増幅し
、トランジスタＱのベースに加えるものであり、モータ
ＭＸ，ＭＹを停止させ、ワークＷとワイヤ電極との相対
的な送りを停止させることにより、平均加工電圧、即ち
、積分器ＷＴの出力が次第に増加するので、加算増幅器
ＡＭＰ２の出力も増加し、これに伴って、電源Ｅからト
ランジスタＱ、ブレーキＢ、抵抗Ｒ３を介して流れる電
流が増加する。ところでブレーキＢは、第８図に示すよ
うに、ワイヤ電極Ｐが巻付けられているブレーキシュー
ＢＳに取付けられており、又、流れる電流が多いほど制
動を大とするものであるから、ワイヤ巻取りリール４に
より一定速度で巻取られているワイヤ電極Ｐの張力は増
加する。

このように、ワイヤ電極Ｐの張力を増加させることによ
り、ワイヤ電極Ｐの振動振幅を小さくすることができる
ので、コーナー部の加工精度を向上させることができる
。尚、同図に於いて、ＴＡはワークＷを教導するテーフ
ル、５はワイヤ送り用リール、６は上ガイド、７は下ガ
イド、８はワイヤ送出しリールであり、他の第３図と同
一符号は同一部分を示している。この後、単位時間当り
の加工量は更に減少し、これに伴って、積分器ＩＮＴの
出力は更に増加する。

そして、積分器瓜Ｔの出力が、比較器ＣＯＭ２の基準電
圧Ｖ３以上となると、比較器にＯＭ２はその出力を“１
”とし、パルス発生器ＰＧ２はその立上りに於いて、リ
セツト信号ｂを出力し、ホールド回路ＨＬＤ２をリセッ
トする。これにより、アンドゲートＡＮＤがオンとなり
、送りパルスｄがパルス分配回路ＰＤに加えられるので
、テーブルＴＡの送りが再開される。尚、ワイヤ電極Ｐ
は加工進行方向の面に放電の圧力を受け、たわんだ状態
で進行するものであるから、ワイヤ電極とワークＷとの
相対的な送りを停止させても、その張力によりワイヤ電
極Ｐは僅かではあるが前進することとなり、従って、ワ
イヤ電極ＰとワークＷとの相対的な送りを停止させてか
ら積分ＩＮＴの出力が比較器ＣＯＭ２の基準電圧Ｖ３以
上となるまでの間にえぐれが生じることはない。テーブ
ルＴＡの送りが再開されると、単位時間当りの加工量が
増加し、積分器ＩＮＴの出力は減少する。そして、積分
器瓜Ｔの出力信号が比較器ＣＯＭＩの基準電圧Ｖ２以下
となると、比較器ＣＯＭＩはパルス発生器ＰＧＩに加え
る信号を“０”とすると共に、リレーＲＹ２に対する電
流の供給を停止し、リレーの接点び２をオフにする。又
、パルス発生器ＰＧ１は前述したように、比較器ＣＯＭ
Ｉの出力信号の立下りでリセット信号ａを出力し、ホー
ルド回路ＨＬＤＩをリセツトするものであるから、リレ
ーＲＹＩの接点ｒｙｌも同時にオフとなる。そして、リ
レーＲＹ１，ＲＹ２の酸点り１，ｒｙ２がオフとなると
、ブレーキＢに流れる電流は基準電圧Ｖ５に対応したも
のとなるので、ワイヤ電極Ｐの張力は減少し、初期設定
値に等しいものとなる。上述したように、本実施例は、
積分器川Ｔの出力が基準電圧Ｖ３より高くなった時点に
於いてテーブル送りを再開するようにしているので、コ
ーナー部外側にえぐれるが生じる操れないこ、コ−ナー
部外側のだれを少ないものとすることができ、又、テー
ブル送りを再開し、単位時間当りの加工量が所定値以上
となると、ワイヤ電極Ｐの張力を初期設定値に戻すもの
であるから、ワイヤ電極Ｐが断線する′漠れはない。尚
、実施例に於いては、平均加工電圧に基づいて単位時間
当りの加工量を検出するようにしたが、平均加工電流、
或は放電数に基づいて、単位時間当りの加工量を検出す
るようにしても良いことは勿論である。

又、実施例に於いては、リレーＲＹ１，ＲＹ２及び接点
ｒｙｌ，ｒｙ２を用いたが、トランジスタ等のスイッチ
ング素子を用いても良いことは勿論である。以上説明し
たように、本発明は、コーナー部に於いてワークとワイ
ヤ電極との相対的な送りを、単位時間当りの加工量が第
１の基準値以下となるまで（実施例に於いては積分器Ｉ
ＮＴの出力が基準電圧Ｖ３以上となるまで）、停止させ
るホールド回路ＨＬＤ２、インバータＩＮＶ、アンドゲ
ートＡＮＤ等から成る送り制御手段、及びワークとワイ
ヤ電極の相対的な送り停止させてから、相対的な送りを
再開させることにより単位時間当りの加工量が第２の基
準値以上となるまで（実施例に於いては、積分器ＩＮＴ
の出力が基準電圧Ｖ２以下になるまで）、積分器ＩＮＴ
等の検出手段の検出結果に基づいてワイヤ電極の張力を
制御するトランジスタＱ、ブレーキＢ等から成る張力制
御手段を有しているものであるから、ワイヤ電極の断線
の危険を伴なわず、且つ、えぐれが生じる幌れないこコ
ーナー部の加工精度を向上できる利点がある。

函範の簡単な説明第１図、第２図は従来の欠点を説明する図、第３図は本
発明の実施例のブロック線図、第４図Ａ〜Ｃ、第５図Ａ
，Ｂ、第６図はコーナー角度が所定範囲内であるか否か
を判断する方法を説明する為の図、第７図はコーナー角
が所定範囲内であるか杏かを判断する時の動作を示した
フローチャート、第８図はワイヤカット放電加工装置の
構成図である。

１，Ｗはワーク、２，Ｐはワイヤ電極、ｍＴは積分器、
ＣＯＭ１，ＣＯＭ２は比較器、ＰＯＩ，ＰＧ２はパルス
発生器、ＨＬＤＩ，ＨＬＤ２はホールド回路、ＲＹ１，
ＲＹ２はリレー、ｒｙｌ，ｒｙ２は接点、ＡＭＰ１，Ａ
ＭＰ２は加算増幅器、ＮＣは数値制御装置、Ｂはブレー
キ、ＢＳはブレーキシュー、ＰＤはパルス分配器、ＳＶ
Ｘ，ＳＶＹはサーボユニット、ＭＸ，ＭＹはモータ、ｍ
Ｖはインバ−夕、ＡＮＤはアンドゲート、ＭＵＬは乗算
器「Ｑはトランジスタ、Ｒ，〜Ｒ３は抵抗である。

第１図第２図第４図第５図図ｎ舵第６図第８図第７図

Claims

【特許請求の範囲】

１数値情報に基づいて、ワークとワイヤ電極との相対
的な送りを行ない、ワークを任意の形状に加工するワイ
ヤカツト放電加工装置に於いて、単位時間当りの加工量
を検出する検出手段、該検出手段で検出した単位時間当
りの加工量と第１、ダ２の基準値とを比較する第１、第
２の比較手段、前記数値情報に基づいて、コーナーの加
工を行なう直前に該コーナーの角度が所定の範囲である
か杏かの判断結果を出力する判断手段、該判断手段から
コーナー角度が所定範囲内であることを示す判断結果が
出力されてから、前記第１の比較手段で単位時間当りの
加工量が前記第１の基準値以下になったことを検出する
までの間、前記ワークとワイヤ電極との相対的な送りを
行なう駆動手段の動作を停止させる送り制御手段、及び
前記判断手段からコーナー角度が所定範囲内であること
を示す判断結果が出力されてから、前記第２の比較手段
で単位時間当りの加工量が前記第２の基準値以上となっ
たことを検出するまでの間、前記検出手段の検出結果に
基づいて、前記ワイヤ電極の張力を制御する張力制御手
段を備えたことを特徴とするワイヤカツト放電加工装置
。