WO2020004199A1 - ワイヤ放電加工装置及びその制御方法並びに制御プログラム - Google Patents

ワイヤ放電加工装置及びその制御方法並びに制御プログラム Download PDF

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target voltage
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康寛 岡本
治弥 栗原
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Makino Milling Machine Co Ltd
Okayama University NUC
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Makino Milling Machine Co Ltd
Okayama University NUC
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    • B23H7/14—Electric circuits specially adapted therefor, e.g. power supply
    • B23H7/20—Electric circuits specially adapted therefor, e.g. power supply for program control, e.g. adaptive

Definitions

  • the present invention relates to a wire electric discharge machine, a control method thereof, and a control program.
  • a wire saw has been known as a device for slicing a silicon ingot into a number of thin pieces.
  • a wire electric discharge machine that cuts a work by applying a voltage between the wire and the work in a state of being immersed in a machining fluid to generate a discharge current between the wire and the work. It has been known. In order to maintain stable machining performance in a wire electric discharge machine, it is important to adjust the gap between the wire and the workpiece.
  • Patent Document 1 discloses a technique for optimizing a proportional gain for a servo mechanism in order to maintain a small distance between a wire and a work at an optimum distance.
  • Patent Document 1 discloses that in a feedback system of a gap voltage between a wire and a work, the amplitude of a measurement value of the gap voltage is detected and a coefficient corresponding to the amplitude is measured.
  • the evaluation voltage is calculated by multiplying the evaluation voltage, and the difference between the gap setting voltage and the evaluation voltage is multiplied by a proportional gain to indirectly optimize the proportional gain for the servo mechanism.
  • Patent Document 2 discloses that in order to keep a side gap (distance between a processing electrode and a workpiece generated in a direction perpendicular to a processing progress direction) constant, a gap average voltage is determined according to a processing speed.
  • a technique is disclosed in which a correction is made, a difference between a corrected average voltage between the electrodes, and a set voltage that is a target value of the electrode voltage is calculated, and a processing speed is controlled based on the difference.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and it is possible to shorten the time of an ultrasonic inspection and realize an ultrasonic inspection apparatus, a method, a program, and an ultrasonic inspection capable of realizing a quantitative evaluation.
  • the purpose is to provide a system.
  • a target inter-electrode voltage which is a target value of the inter-electrode voltage
  • the machining speed is controlled so that the inter-electrode voltage matches the target inter-electrode voltage.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and even when processing a workpiece having a non-uniform composition, a wire discharge that can maintain a stable discharge and realize stable quality and processing performance. It is an object to provide a processing apparatus, a control method thereof, and a control program.
  • the first aspect of the present invention discharges the work while controlling a gap distance between the wire and the work based on a gap voltage between the wire and the work so as to match a set target voltage.
  • a wire electric discharge machine for machining wherein a gap voltage measuring means for measuring the gap voltage, an actual amplitude calculating means for calculating a measured amplitude of the gap voltage, and the calculated amplitude is smaller than zero.
  • a wire electric discharge machining apparatus comprising: target voltage correcting means for correcting the target voltage so as to approach a target amplitude set to a large value.
  • the gap voltage between the wire and the workpiece is measured by the gap voltage measuring means, and the measured amplitude of the gap voltage is calculated by the actual amplitude calculating means. Then, the target voltage is corrected so that the calculated amplitude approaches the target amplitude. In this case, the target amplitude is set to a value larger than zero. Thereby, it is possible to suppress the gap between the wire and the work from being unnecessarily narrowed as compared with the case where the target amplitude is set to zero. Thereby, a short circuit between the wire and the work can be suppressed, and a stable discharge can be maintained.
  • the target amplitude By setting the target amplitude to a value larger than zero, oscillation of the gap voltage can be allowed within the range of the target amplitude. Thus, even if the wire and the work are short-circuited, the wire can be separated from the work again by physical vibration of the wire caused by vibration of the voltage between the electrodes.
  • the target voltage correction means corrects the target voltage in a direction to decrease the amplitude when the amplitude calculated by the actual amplitude calculation means is larger than the target amplitude, and calculates the actual amplitude.
  • correction may be made in a direction to increase the target voltage.
  • the target voltage when the amplitude of the gap voltage is larger than the target amplitude, the target voltage is corrected in a smaller direction, and as a result, the gap distance between the wire and the workpiece is larger than before correction. Is also controlled to be shorter. Conversely, if the amplitude of the gap voltage is smaller than the target amplitude, the target voltage is corrected in the larger direction, and as a result, the gap between the wire and the workpiece is controlled to be longer than before the correction. Is done. Thereby, the amplitude of the voltage between contacts can be suppressed to an appropriate range.
  • the target voltage correction means uses the amplitude of the inter-electrode voltage calculated by the actual amplitude calculation means and the target amplitude to calculate a target voltage correction value. And correcting means for correcting the target voltage using the target voltage correction value.
  • a target voltage correction value is calculated using the amplitude of the gap voltage and the target amplitude so that the amplitude of the gap voltage approaches the target amplitude.
  • the target voltage is corrected based on the target voltage.
  • the target voltage correction unit includes a correction value limit unit that limits the target voltage correction value to a preset limit range, and the correction unit is limited by the correction value limit unit.
  • the target voltage may be corrected using the target voltage correction value.
  • the correction device for limiting the target voltage correction value to a predetermined limit range is provided, it is possible to suppress an excessive correction of the target voltage.
  • the wire electric discharge machine may include a switching unit that switches whether to correct the target voltage by the target voltage correction unit based on the composition of the work.
  • the target voltage may be corrected by the target voltage correcting means.
  • the composition becomes non-uniform inside the work as compared with a uniform work made of Si, so that the amplitude of the gap voltage measured by the gap voltage measuring means is small. It may change suddenly or the amplitude value may increase. Therefore, when processing a workpiece containing such silicon carbide, by correcting the target voltage based on the amplitude of the gap voltage, fluctuations in the gap voltage can be suppressed, and stable discharge can be achieved. Processing can be realized.
  • the second aspect of the present invention discharges the work while controlling a gap distance between the wire and the work based on a gap voltage between the wire and the work so as to match a set target voltage.
  • a method of controlling a wire electric discharge machine for machining wherein a gap voltage measuring step of measuring the gap voltage, an actual amplitude calculation step of calculating the measured amplitude of the gap voltage, and the calculated amplitude is A target voltage correcting step of correcting the target voltage so as to approach a target amplitude set to a value larger than zero.
  • the third aspect of the present invention discharges the work while controlling a gap distance between the wire and the work based on a gap voltage between the wire and the work so as to match a set target voltage.
  • a control program for a wire electric discharge machine for causing a computer to execute a target voltage correction process for correcting the target voltage so as to approach the amplitude.
  • a stable discharge can be maintained and stable quality and processing performance can be realized even when processing a work having a non-uniform composition.
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram of a wire electric discharge machine according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram mainly extracting and showing configurations related to a power supply system and a servo control system in a wire electric discharge machine according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a functional block diagram in which functions of a servo control unit according to an embodiment of the present invention are developed.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram for conceptually explaining the calculation contents of an actual vibration width calculation unit provided in the servo control unit according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram for conceptually explaining the calculation contents of an actual vibration width calculation unit provided in the servo control unit according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram for conceptually explaining the calculation contents of an actual vibration width calculation unit provided in the servo control unit according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram for conceptually explaining the calculation contents of an actual vibration width calculation unit provided in the servo control unit according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram for conceptually explaining the calculation contents of an actual vibration width calculation unit provided in the servo control unit according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram for conceptually explaining the calculation contents of a correction value calculation unit provided in the servo control unit according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram for conceptually explaining the calculation contents of a correction value calculation unit provided in the servo control unit according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram for conceptually explaining the calculation contents of a correction value limiting unit provided in the servo control unit according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram for conceptually explaining the calculation contents of a correction value limiting unit provided in the servo control unit according to one embodiment of the present invention.
  • 4 is a flowchart illustrating a processing procedure of servo control performed by a servo control unit according to an embodiment of the present invention.
  • the upward direction and the downward direction correspond to the direction opposite to gravity and the direction of gravity, respectively.
  • the left-right direction corresponds to a horizontal direction orthogonal to the direction of gravity.
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram of a wire electric discharge machine 1 according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram mainly extracting and showing configurations related to a power supply system and a servo control system.
  • the configuration of each mechanism shown in FIGS. 1 and 2 is an example, and various modes can be taken according to the purpose and application.
  • the wire electric discharge machine 1 As shown in FIG. 1, the wire electric discharge machine 1 according to the present embodiment generates a discharge current between the wire 15 and the work W by applying a pulse voltage between the wire 15 and the work W. Is a device for cutting (slicing) the work W at the position of the wire 15.
  • the wire electric discharge machine 1 is, for example, a work sending unit 2 that holds the work W and sends it toward the working unit 5, and discharges the work W sent by the work sending unit 2 by running the wire 15 due to a discharge phenomenon.
  • the apparatus includes a processing unit 5 that cuts by the energy of current and a power supply unit 3 that applies a pulse voltage between the work W and the wire 15.
  • the work feeding unit 2 forms a gap (gap) between the wire 15 and the work W by controlling the rotational drive of a servo motor (not shown) by a servo control unit (see FIG. 2) 51 described later.
  • the cutting of the work W by the wire 15 is gradually progressed while maintaining an appropriate distance.
  • the processing unit 5 includes a processing tank 4 that stores a processing liquid in which the wire 15 and the work W are immersed, and a pair of main rollers including a main roller 6 and a main roller 7 that move the wire 15 while being immersed in the processing liquid. And a wire 15 running by a pair of main rollers.
  • the processing tank 4 is a container for storing a processing liquid necessary for electric discharge generated between the work W and the wire 15.
  • a liquid having a high resistance value For example, pure water, electric discharge machining oil, or the like is used.
  • the main roller 6 and the main roller 7 are cylindrical structures having the same outer diameter, and have a structure in which a metal central shaft is covered with a resin.
  • a plurality of grooves (for example, V-shaped grooves) extending along the running direction of the wire 15 are provided on the outer peripheral surfaces of each of the main roller 6 and the main roller 7 at a predetermined pitch (in a direction perpendicular to the running direction of the wire 15). (Interval).
  • the pitch of the grooves formed in the main roller 6 and the main roller 7 is appropriately set according to the number and thickness of the work pieces obtained from the work W. An example is about 0.3 mm.
  • the wire 15 is wound around the main roller 6 and the main roller 7 from a supply bobbin (not shown) with the tension adjusted, and sent to a take-up bobbin (not shown).
  • the wire 15 is connected to a single wire, is supplied from a supply bobbin, is fitted into the outer peripheral surfaces of the main roller 6 and the main roller 7, and follows the groove formed outside the main roller 6 and the main roller 7 many times ( After being spirally wound, it is wound on a winding bobbin.
  • the wire 15 is an electric conductor whose main component is iron, and has a diameter of, for example, about 0.12 mm.
  • the power supply unit 3 includes a wire feeder 8 that is electrically connected to the wire 15, a holding member 9 that holds the wire feeder 8, and an energizing roller (not shown) that contacts the work W. As shown in FIG. 2, a pulse processing voltage supplied from a power supply device 20 is applied between the wire feeder 8 and the energizing roller.
  • the wire feeder 8 supplies power to the traveling wire group by bringing its surface exposed upwardly into contact with the wire 15 traveling downward in the vertical direction. The portion where the wire 15 and the workpiece W are close to each other and where the electric discharge machining is performed is a portion of the wire 15 traveling vertically upward.
  • One wire feeder 8 may be provided for each wire group, or may be provided for each row of wires constituting the wire group. As described above, the number of feeding points for the wire 15 is not limited, and various modes can be adopted.
  • the power supply device 20 includes, for example, a power supply circuit 21 that generates a predetermined pulse voltage suitable for wire processing from a commercial power supply, and a processing voltage control unit 22 that controls the power supply circuit 21.
  • the machining voltage control unit 22 controls each element included in the power supply circuit 21 to generate a pulse machining voltage suitable for electric discharge machining. As shown in FIG. 2, the pulse processing voltage generated by the power supply circuit 21 is applied between the wire 15 and the work W via the above-described wire feeder 8 and an energizing roller (not shown).
  • the processing voltage control unit 22 of the power supply device 20 detects a short-circuit state in which the wire 15 and the work W come into contact with each other. Various controls are performed according to the discharge state.
  • One power supply circuit 21 included in the power supply device 20 may be provided for each wire feeder 8, or a pulse voltage may be supplied from one power supply circuit 21 to a plurality of wire feeders 8. Configuration.
  • the machining fluid supply device 30 supplies the machining fluid to the machining tank 4 installed in the main body of the wire electric discharge machine 1.
  • the working fluid is used for cooling a portion of the working portion 5 where an electric discharge phenomenon occurs, removing work debris of the work W generated in this portion, and the like.
  • a liquid having a high resistance value For example, pure water, electric discharge machining oil, or the like is used.
  • the temperature of the processing liquid supplied from the processing liquid supply device 30 to the processing tank 4 is adjusted to a desired temperature (for example, about 20 ° C.).
  • the electric conductivity of the working fluid is appropriately adjusted by an ion exchange resin or the like so that the electric conductivity falls within a certain range (for example, 1 ⁇ S / cm to 250 ⁇ S / cm).
  • the wire electric discharge machine 1 includes a gap voltage measuring unit (voltage sensor) 40 that measures the gap voltage between the wire 15 and the work W, and the gap measured by the gap voltage measuring unit 40.
  • a servo control unit 51 that controls the work feeding unit 2 using a voltage and a processing control unit 52 that controls the processing unit 5 are provided.
  • the servo control unit 51 controls the servo motor (not shown) of the work feeding unit 2 based on the gap voltage measured by the gap voltage measurement unit 40, thereby controlling the distance between the processing surface of the work W and the wire 15.
  • the gap is controlled to an appropriate distance to realize stable electric discharge machining. Details of the servo control unit 51 will be described later.
  • the processing control unit 52 controls the traveling speed of the wire 15 by rotating the main rollers 6 and 7 in the same direction and at the same speed.
  • the processing control unit 52 can adjust the traveling speed of the wire 15 to an arbitrary speed within a range of, for example, 100 m / min or more and 900 m / min or less.
  • the machining voltage control unit 22, the servo control unit 51, and the machining control unit 52 include, for example, a CPU, an auxiliary storage device for storing a program executed by the CPU, a main memory functioning as a work area when executing each program, and the like. It has.
  • the auxiliary storage device include, for example, a magnetic disk, a magneto-optical disk, and a semiconductor memory.
  • Various programs (for example, a machining voltage control program, a servo control program, a machining control program, and the like) are stored in the auxiliary storage device, and the CPU reads out these programs from the auxiliary storage device to the main memory and executes the programs.
  • the machining voltage control unit 22, the servo control unit 51, and the machining control unit 52 may be realized by a hardware configuration including individual CPUs or the like, or a configuration in which the function of each control unit is realized by a common CPU. It may be.
  • the locations of the servo control unit 51 and the machining control unit 52 are not limited.
  • the servo control unit 51 and the machining control unit 52 may be provided in the power supply device 20 or in the main body of the wire electric discharge machine 1.
  • the processing voltage control unit 22, the servo control unit 51, and the processing control unit 52 include an input device for a user to input a target voltage value, a target amplitude value, and the like to be described later, a display device for displaying various data, and It may be configured to be connectable to a communication device or the like for communicating with an external device, and to be able to exchange information with each other.
  • FIG. 3 is a functional block diagram in which functions provided in the servo control unit 51 according to the present embodiment are developed.
  • 4 to 11 are explanatory diagrams for helping to understand the arithmetic processing performed by each unit included in the servo control unit 51.
  • the horizontal axis is the coordinate position of the work W in the Z-axis direction (work feed direction), and the vertical axis is the voltage. Is shown.
  • the servo control unit 51 mainly includes a target voltage setting unit 61, an actual amplitude calculation unit 62, a target amplitude setting unit 63, a target voltage correction unit 64, and a control signal generation unit 65. It is provided as a simple configuration.
  • the target voltage setting unit 61 has, for example, target voltage information prepared in advance according to the shape of the final workpiece formed from the work W.
  • This target voltage information is information in which the coordinate position of the processing position of the work W in the Z-axis direction (work feed direction) is associated with the target voltage value Vg_tag.
  • the target voltage setting unit 61 acquires a target voltage value Vg_tag corresponding to a processing position (Z-axis coordinate position) of the workpiece W from the target voltage information and sets the target voltage value.
  • a target voltage value Vg_tag is indicated by a broken line.
  • the actual amplitude calculator 62 calculates the amplitude (variation width) Va of the gap voltage based on the gap voltage Vg measured by the gap voltage measuring unit 40. For example, as shown by thin solid lines in FIGS. 4 and 5, the time-series gap voltage Vg measured by the gap voltage measurement unit 40 is input to the actual amplitude calculation unit 62.
  • the amplitude of the voltage Vg between contacts is calculated based on the average voltage Vg_ave.
  • the actual amplitude calculator 62 outputs the calculated amplitude Va of the voltage between contacts to the target voltage corrector 64.
  • the actual amplitude calculator 62 calculates an absolute value of a value ((Max ⁇ Min) / 2) obtained by dividing a difference between a maximum value (Max) and a minimum value (Min) in one oscillation of the gap voltage Vg by 2 ((Max ⁇ Min) / 2). It may be calculated as the voltage amplitude Va.
  • the target amplitude setting unit 63 has a preset target amplitude value Va_tag, and sets the target amplitude value Va_tag. A method for determining the target amplitude value will be described later. This target amplitude value Va_tag is set to a value larger than zero.
  • the target voltage correction unit 64 corrects the target voltage value Vg_tag so that the amplitude Va calculated by the actual amplitude calculation unit 62 approaches the target amplitude value Va_tag set to a value larger than zero. Specifically, as shown in FIG. 8, when the amplitude Va calculated by the actual amplitude calculator 62 is larger than the target amplitude value Va_tag, the target voltage corrector 64 reduces the target voltage value Vg_tag. A target voltage correction value Vn is generated, and when the amplitude Va is smaller than the target amplitude value Va_tag, a target voltage correction value Vn for correcting the target voltage value Vg_tag to a larger value is generated.
  • the target voltage correction unit 64 sets the distance between the gaps before correcting the target voltage.
  • a target voltage correction value Vn for increasing the distance between the electrodes is generated.
  • a target voltage correction value Vn for reducing the distance between the electrodes before correcting the target voltage is generated. You may.
  • the target voltage correction unit 64 includes, for example, a correction value calculation unit 71, a correction value restriction unit 72, and a correction unit 73.
  • the correction value calculation unit 71 calculates a target voltage correction value Vn using the amplitude Va of the voltage between contacts calculated by the actual amplitude calculation unit 62 and the target amplitude value Va_tag.
  • the correction value calculation unit 71 has a correction value calculation expression including the amplitude Va of the gap voltage and the target amplitude value Va_tag as parameters, and the real amplitude calculation unit 62 applies the correction value calculation expression to the correction value calculation expression.
  • the target voltage correction value Vn is calculated by substituting Va and the target amplitude value Va_tag.
  • the correction value calculation expression is given, for example, by the following expression (1).
  • k is a coefficient, which is a preset value.
  • the correction value calculation unit 71 obtains, for example, a target voltage correction value Vn as shown in FIG. 9 by using the expression (1).
  • the actual amplitude calculation unit 62 uses a calculation table showing a correlation between the amplitude Va of the voltage between contacts, which has been calculated in advance using the correction value calculation formula, and the target voltage correction value Vn.
  • the target voltage correction value Vn may be obtained from the calculated amplitude Va of the gap voltage.
  • the actual amplitude calculation unit 62 uses a calculation table showing a correlation between the amplitude Va of the voltage between contacts, which has been calculated in advance using the correction value calculation formula, and the target voltage correction value Vn.
  • the target voltage correction value Vn may be obtained from the calculated amplitude Va of the gap voltage.
  • the correction value limiter 72 limits the target voltage correction value Vn obtained by the correction value calculator 71 to a preset upper / lower range. More specifically, as shown in FIG. 10, the correction value limiting unit 72 has an upper limit value Vn_max and a lower limit value Vn_mix of the correction value. The correction value is set to the upper limit value Vn_max, and when the target voltage correction value Vn is lower than the lower limit value Vn_min, the correction value is set to the lower limit value Vn_min. As a result, for example, a target voltage correction value Vn ′ that falls within the range of the upper and lower limits as shown in FIG. 11 is obtained.
  • the control signal generation unit 65 receives the gap voltage measured by the gap voltage measurement unit 40 and the corrected target voltage value Vg_tag ′.
  • the control signal generation unit 65 generates a control signal of a servo motor (not shown) of the work feeding unit 2 that brings the inter-electrode voltage Vg closer to the corrected target voltage value Vg_tag ′, and gives the control signal to the servo motor.
  • the gap between the wire 15 and the work W is adjusted based on the corrected target voltage value Vg_tag '.
  • the target amplitude value Va_tag is set to zero, the electric discharge machining of the work W is performed, and the average value of the actual amplitude Va at that time is obtained. Then, an initial value of the target amplitude value Va_tag (for example, ⁇ of the average value of the actual amplitude Va) is set based on the average value of the actual amplitude Va. Then, the electric discharge machining of the workpiece W is performed again using the initial value of the target amplitude value Va_tag and the coefficient k set to a predetermined value to obtain a final workpiece.
  • an initial value of the target amplitude value Va_tag for example, ⁇ of the average value of the actual amplitude Va
  • the test is repeatedly performed while finely adjusting the target amplitude value Va_tag and the coefficient k, and the values of the target amplitude value Va_tag and the coefficient k are determined. Is converged. Then, the target amplitude value Va_tag at the time when the final work of the quality desired by the manufacturer or the like is stably obtained is given to the target amplitude setting unit 63, and the coefficient k at that time is sent to the correction value calculation unit 71. give.
  • the upper limit value and the lower limit value held by the correction value limiting unit 72 are set to, for example, about ⁇ 10% of the target voltage value Vg_tag.
  • the upper and lower limits may be adjusted during the preliminary test.
  • FIG. 12 is a flowchart showing a processing procedure of the servo control according to the embodiment of the present invention.
  • a target amplitude value Va_tag is set (S103), and further, the amplitude Va of the gap voltage is calculated based on the gap voltage measured by the gap voltage measurement unit 40 (S104).
  • the target voltage correction value Vn is calculated using the calculated amplitude Va of the gap voltage and the target amplitude value Va_tag (S105).
  • the target voltage correction value Vn is outside the predetermined upper and lower limit range (S106: NO)
  • the target voltage correction value Vn is corrected so as to be within the upper and lower limit range, and the corrected target voltage correction value Vn Is used to correct the target voltage value Vg_tag (S108).
  • a target amplitude value Va_tag is set (S103), and further, the amplitude Va of the gap voltage is calculated based on the gap voltage measured by the gap voltage measurement unit 40 (S104).
  • the target voltage correction value Vn is calculated using the calculated amplitude Va of the gap voltage and the target amplitude value Va_tag (S105).
  • the target voltage correction value Vn is outside the predetermined upper and lower limit range (S106: NO)
  • the target voltage correction value Vn is corrected so as to be within the upper and lower limit range, and the corrected target voltage correction value Vn Is used to correct the target voltage value Vg_tag (S108).
  • step S110 it is determined whether the Z coordinate position of the processing surface of the workpiece W has reached a position corresponding to the next target voltage (S110). If the Z coordinate position has not reached the target position, the current servo control is maintained. (S110: NO). On the other hand, when the processed surface of the work W has reached the position where the next target voltage value is obtained (S110: YES), the process returns to step S101, and the above-described processing is repeated.
  • the work feeding unit 2 moves the work W downward while controlling the gap (gap) between the work W and the wire 15 so that the amplitude of the gap voltage Vg approaches the target amplitude value. And the electric discharge machining is advanced. Thereby, a plurality of work pieces can be finally manufactured from the work W.
  • the gap voltage Vg between the wire 15 and the work W is determined by the gap voltage measuring unit 40. Is measured, and the measured amplitude Va of the inter-electrode voltage is calculated by the actual amplitude calculation unit 62. Then, the target voltage value Vg_tag is corrected so that the calculated amplitude Va approaches the target amplitude value Va_tag. In this case, the target amplitude value Va_tag is set to a value larger than zero. Thereby, the gap between the wire 15 and the workpiece W can be suppressed from being unnecessarily narrowed as compared with the case where the target amplitude is set to zero.
  • the wire electric discharge machine 1 may further include a switching unit that switches whether or not the target voltage correction unit 64 corrects the target voltage based on the composition of the work W.
  • the composition may be non-uniform inside the work as compared with a uniform work W made of silicon (Si). .
  • the amplitude of the gap voltage measured by the gap voltage measuring unit 40 may change rapidly or the amplitude value may increase. Therefore, when processing a workpiece containing such silicon carbide, by correcting the target voltage based on the amplitude of the gap voltage, fluctuations in the gap voltage can be suppressed, and stable discharge can be achieved. Processing can be realized.
  • a high-quality final workpiece can be obtained even if servo control is performed without correcting the target voltage value.
  • the target voltage is not corrected.
  • the switching means may use a configuration such as a switch for physically switching the circuit, or may use a method of disabling the function by software or switching the set value of the target amplitude value to zero. .

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Abstract

組成の不均一なワークを加工する場合でも、安定した放電を維持でき、安定した品質および加工性能を実現することを目的とする。 ワイヤ放電加工装置は、設定された目標電圧に合わせるようにワイヤとワークとの間の極間電圧に基づいてワイヤとワークとの間の極間距離を制御しながらワークを放電加工する。ワイヤ放電加工装置は、極間電圧を測定する極間電圧測定部（４０）と、測定された極間電圧の振幅を演算する実振幅演算部（６２）と、演算した振幅がゼロよりも大きな値に設定された目標振幅に近づくように、目標電圧を補正する目標電圧補正部（６４）とを備える。

Description

ワイヤ放電加工装置及びその制御方法並びに制御プログラム
　本発明は、ワイヤ放電加工装置及びその制御方法並びに制御プログラムに関する。
　従来、シリコンインゴットを多数の薄片にスライスするための装置として、ワイヤソーが知られている。従来のワイヤソーを代替する技術として、加工液に浸漬された状態のワイヤとワークとの間に電圧を印加してワイヤとワークとの間に放電電流を発生させてワークを切断するワイヤ放電加工装置が知られている。ワイヤ放電加工装置において安定した加工性能を保持するためには、ワイヤとワークとの間の極間間隔の調整が重要となる。
特開２０１５－８１８６４号公報　特許文献１には、ワイヤとワークとの微小間隔を最適な距離に維持するために、サーボ機構に対する比例ゲインを最適化する技術が開示されている。具体的には、特許文献１には、ワイヤとワークとの間の極間電圧のフィードバック系において、極間電圧の測定値の振幅を検出し、振幅に応じた係数を極間電圧の測定値に乗じることで評価電圧を演算し、極間設定電圧と評価電圧との差分に対して比例ゲインを乗じることで、サーボ機構に対する比例ゲインを間接的に最適化する技術が開示されている。
　特許文献２には、サイドギャップ（加工進行方向に対して垂直の方向に生成される加工用電極とワークとの間の距離）を一定に保つために、加工速度に応じて極間平均電圧を補正し、補正後の極間平均電圧と極間電圧の目標値である設定電圧との差分を演算し、差分に基づいて加工速度を制御する技術が開示されている。
　本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、超音波検査の時間を短縮できるとともに、定量的な評価を実現することのできる超音波検査装置、方法、プログラム及び超音波検査システムを提供することを目的とする。
　従来のワイヤ放電加工装置では、所望の加工形状に合わせて極間電圧の目標値である目標極間電圧が設定され、極間電圧がこの目標極間電圧に一致するように加工速度が制御される。このようなフィードバック制御は、組成が安定しているワークに対しては有効であり、安定した品質を保持することが可能である。
　しかしながら、組成が不均一なワークを加工する場合は、加工のしやすさにばらつきがあるため、上記のような従来のフィードバック制御を行ってしまうと、ワークとワイヤとの間隙を必要以上に小さく制御してしまうおそれがある。この場合、ワークとワイヤとが短絡する可能性があり、安定した放電を維持できず、歩留まりの低下や品質低下を招くおそれがある。
　本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、組成の不均一なワークを加工する場合でも、安定した放電を維持でき、安定した品質および加工性能を実現することのできるワイヤ放電加工装置及びその制御方法並びに制御プログラムを提供することを目的とする。　
　本発明の第一態様は、設定された目標電圧に合わせるようにワイヤとワークとの間の極間電圧に基づいて前記ワイヤと前記ワークとの間の極間距離を制御しながら前記ワークを放電加工するワイヤ放電加工装置であって、前記極間電圧を測定する極間電圧測定手段と、測定された前記極間電圧の振幅を演算する実振幅演算手段と、演算した前記振幅がゼロよりも大きな値に設定された目標振幅に近づくように、前記目標電圧を補正する目標電圧補正手段とを備えるワイヤ放電加工装置である。
　上記ワイヤ放電加工装置によれば、極間電圧測定手段によりワイヤとワークとの間の極間電圧が計測され、計測された極間電圧の振幅が実振幅演算手段により演算される。そして、演算された振幅が目標振幅に近づくように目標電圧が補正される。この場合において、目標振幅はゼロよりも大きな値に設定されている。これにより、目標振幅をゼロに設定する場合に比べて、ワイヤとワークとの間の間隙が必要以上に狭まることを抑制することができる。これにより、ワイヤとワークとの短絡を抑制することができ、安定した放電を維持することが可能となる。目標振幅をゼロよりも大きな値とすることで、極間電圧の振動を目標振幅の範囲で許容することができる。これにより、万一、ワイヤとワークとが短絡してしまった場合でも、極間電圧の振動に起因するワイヤの物理的な振動により、ワイヤをワークから再び離すことが可能となる。
　上記ワイヤ放電加工装置において、前記目標電圧補正手段は、前記実振幅演算手段によって演算された前記振幅が前記目標振幅よりも大きい場合に、前記目標電圧を小さくする方向に補正し、前記実振幅演算手段によって演算された前記振幅が前記目標振幅よりも小さい場合に、前記目標電圧を大きくする方向に補正することとしてもよい。
　上記ワイヤ放電加工装置によれば、極間電圧の振幅が目標振幅よりも大きい場合には、目標電圧が小さい方向に補正され、この結果、ワイヤとワークとの間の極間距離は補正前よりも短くなるように制御される。反対に、極間電圧の振幅が目標振幅よりも小さい場合には、目標電圧が大きい方向に補正され、この結果、ワイヤとワークとの間の極間距離は補正前よりも長くなるように制御される。これにより、極間電圧の振幅を適度な範囲に抑制することができる。
　上記ワイヤ放電加工装置において、前記目標電圧補正手段は、前記実振幅演算手段によって演算された前記極間電圧の振幅と前記目標振幅とを用いて、目標電圧補正値を演算する補正値演算手段と、前記目標電圧補正値を用いて前記目標電圧を補正する補正手段と
を備えることとしてもよい。
　上記ワイヤ放電加工装置によれば、極間電圧の振幅と目標振幅とを用いて、極間電圧の振幅を目標振幅に近づけるような目標電圧補正値が演算され、演算された目標電圧補正値に基づいて目標電圧が補正される。これにより、極間電圧の振幅を放電加工に適した範囲に制御することができ、安定した放電加工を実現することが可能となる。
　上記ワイヤ放電加工装置において、前記目標電圧補正手段は、前記目標電圧補正値を予め設定された制限範囲内に制限する補正値制限手段を備え、前記補正手段は、前記補正値制限手段によって制限された前記目標電圧補正値を用いて、前記目標電圧を補正することとしてもよい。
　上記ワイヤ放電加工装置によれば、目標電圧補正値を予め設定された制限範囲内に制限する補正値制限手段を備えているので、目標電圧の過度な補正を抑制することができる。
　上記ワイヤ放電加工装置は、前記ワークの組成に基づいて、前記目標電圧補正手段による前記目標電圧の補正を行うか否かを切り替える切替手段を備えていてもよい。
　上記ワイヤ放電加工装置によれば、ワークの組成に応じて適切な制御方法を選択することが可能となる。
　上記ワイヤ放電加工装置において、前記ワークが炭化ケイ素を含んでいる場合に、前記目標電圧補正手段による前記目標電圧の補正を行うこととしてもよい。
　例えば、ワークが炭化ケイ素を含んでいる場合、Ｓｉを材料とした均一なワークに比べて、組成がワーク内部で不均一となるため、極間電圧測定手段によって測定される極間電圧の振幅が急激に変化したり、振幅値が大きくなる可能性がある。したがって、このような炭化ケイ素を含んでいるワークを加工する場合には、極間電圧の振幅に基づいて目標電圧を補正することで、極間電圧の変動を抑制することができ、安定した放電加工を実現することが可能となる。
　本発明の第二態様は、設定された目標電圧に合わせるようにワイヤとワークとの間の極間電圧に基づいて前記ワイヤと前記ワークとの間の極間距離を制御しながら前記ワークを放電加工するワイヤ放電加工装置の制御方法であって、前記極間電圧を測定する極間電圧測定工程と、測定された前記極間電圧の振幅を演算する実振幅演算工程と、演算した前記振幅がゼロよりも大きな値に設定された目標振幅に近づくように、前記目標電圧を補正する目標電圧補正工程とを有するワイヤ放電加工装置の制御方法である。
　本発明の第三態様は、設定された目標電圧に合わせるようにワイヤとワークとの間の極間電圧に基づいて前記ワイヤと前記ワークとの間の極間距離を制御しながら前記ワークを放電加工するワイヤ放電加工装置に適用される制御プログラムであって、測定された前記極間電圧の振幅を演算する実振幅演算処理と、演算した前記振幅が、ゼロよりも大きな値に設定された目標振幅に近づくように、前記目標電圧を補正する目標電圧補正処理とをコンピュータに実行させるためのワイヤ放電加工装置の制御プログラムである。
　本発明によれば、組成の不均一なワークを加工する場合でも、安定した放電を維持でき、安定した品質および加工性能を実現することができるという効果を奏する。
本発明の一実施形態に係るワイヤ放電加工装置の全体構成図である。 本発明の一実施形態に係るワイヤ放電加工装置において、給電系及びサーボ制御系に関する構成を主に抽出して示した概略構成図である。 本発明の一実施形態に係るサーボ制御部が備える機能を展開してした機能ブロック図である。 本発明の一実施形態に係るサーボ制御部が備える実振動幅演算部の演算内容を概念的に説明するための説明図である。 本発明の一実施形態に係るサーボ制御部が備える実振動幅演算部の演算内容を概念的に説明するための説明図である。 本発明の一実施形態に係るサーボ制御部が備える実振動幅演算部の演算内容を概念的に説明するための説明図である。 本発明の一実施形態に係るサーボ制御部が備える実振動幅演算部の演算内容を概念的に説明するための説明図である。 本発明の一実施形態に係るサーボ制御部が備える補正値演算部の演算内容を概念的に説明するための説明図である。 本発明の一実施形態に係るサーボ制御部が備える補正値演算部の演算内容を概念的に説明するための説明図である。 本発明の一実施形態に係るサーボ制御部が備える補正値制限部の演算内容を概念的に説明するための説明図である。 本発明の一実施形態に係るサーボ制御部が備える補正値制限部の演算内容を概念的に説明するための説明図である。 本発明の一実施形態に係るサーボ制御部によって実行されるサーボ制御の処理手順を示したフローチャートである。
　以下、本発明の一実施形態に係るワイヤ放電加工装置１及びその制御方法並びに制御プログラムについて図面を参照して説明する。本実施形態において、上方向および下方向は、重力に反する方向および重力方向にそれぞれ対応している。左右方向は、重力方向に直交する水平方向に対応している。
　図１は、本発明の一実施形態に係るワイヤ放電加工装置１の全体構成図であり、図２は給電系及びサーボ制御系に関する構成を主に抽出して示した概略構成図である。図１及び図２に示す各機構の構成は一例であり、目的や用途に応じて様々な態様を取りうることが可能である。
　図１に示すように、本実施形態に係るワイヤ放電加工装置１は、ワイヤ１５とワークＷとの間にパルス電圧を印加することにより、ワイヤ１５とワークＷとの間に放電電流を発生させ、ワークＷをワイヤ１５の位置で切断（スライス）する装置である。
　ワイヤ放電加工装置１は、例えば、ワークＷを保持するとともに加工部５に向けて送るワーク送り部２と、ワイヤ１５を走行させてワーク送り部２により送られるワークＷを放電現象により発生する放電電流のエネルギーにより切断する加工部５と、ワークＷとワイヤ１５との間にパルス電圧を印加する給電部３とを備える。
　ワーク送り部２は、例えば、後述するサーボ制御部（図２参照）５１によってサーボモータ（図示略）の回転駆動が制御されることにより、ワイヤ１５とワークＷとの間の間隙（ギャップ）を適切な距離に保ちながらワイヤ１５によるワークＷの切断を徐々に進行させる。
　加工部５は、ワイヤ１５およびワークＷが浸漬される加工液を収容する加工槽４と、ワイヤ１５を加工液に浸漬された状態で走行させるメインローラ６およびメインローラ７からなる一対のメインローラと、一対のメインローラによって走行するワイヤ１５とを備える。
　加工槽４は、ワークＷとワイヤ１５との間で発生する放電に必要な加工液を溜めるための容器である。加工液は、抵抗値が高い液体を用いるのが好ましく、例えば、純水や放電加工油等が用いられる。
　メインローラ６およびメインローラ７は、外径が同一の筒状の構造体であり、金属製の中心軸を樹脂で覆った構造とされている。メインローラ６およびメインローラ７のそれぞれの外周面には、ワイヤ１５の走行方向に沿って延びる複数の溝（例えば、Ｖ型の溝）がワイヤ１５の走行方向に直交する方向に所定のピッチ（間隔）で形成されている。メインローラ６およびメインローラ７に形成される溝のピッチは、ワークＷから得るワーク片の枚数や厚さに応じて適宜設定される。一例として、例えば，０．３ｍｍ程度が挙げられる。
　メインローラ６およびメインローラ７には、供給ボビン（図示略）から張力が調整された状態でワイヤ１５が巻き付けられ、巻き取りボビン（図示略）に送られる。ワイヤ１５は、１本に繋がっており、供給ボビンから供給されてメインローラ６およびメインローラ７の外周面に嵌め込まれながらメインローラ６およびメインローラ７の外側に形成された溝に従い、多数回（最大で２０００回程度）螺旋状に巻回された後に巻き取りボビンに巻き取られる。これにより、メインローラ６とメインローラ７との間には、メインローラ６、７の軸線方向に所定ピッチの間隔で平行に配列されたワイヤ群が形成される。ワイヤ１５は主成分を鉄とする電気伝導体であり、その直径は、例えば、約０．１２ｍｍである。
　給電部３は、ワイヤ１５と電気的に接続されるワイヤ給電子８と、ワイヤ給電子８を保持する保持部材９と、ワークＷと接触する通電ローラ（図示略）とを有する。ワイヤ給電子８と通電ローラとの間には、図２に示すように、電源装置２０から供給されるパルス加工電圧が印加される。
　ワイヤ給電子８は、上向きに露出するその表面を鉛直方向の下方を走行するワイヤ１５に接触させることにより、走行するワイヤ群に給電する。ワイヤ１５とワークＷとが近接して放電加工が行われる箇所は鉛直方向の上方を走行するワイヤ１５の部分となっている。
　ワイヤ給電子８は、ワイヤ群に対して１つ設けられていても良いし、ワイヤ群を構成する各列のワイヤに対してそれぞれ設けられていてもよい。このように、ワイヤ１５に対する給電点の数は限定されず、様々な態様を取ることができる。
　電源装置２０は、例えば、商用電源からワイヤ加工に適した所定のパルス電圧を生成する電源回路２１と、電源回路２１を制御する加工電圧制御部２２とを備えている。加工電圧制御部２２は、電源回路２１が備える各素子を制御し、放電加工に適したパルス加工電圧を生成させる。電源回路２１によって生成されたパルス加工電圧は、図２に示されるように、上述したワイヤ給電子８及び通電ローラ（図示略）を介してワイヤ１５とワークＷ間に印加される。
　電源装置２０の加工電圧制御部２２は、ワイヤ１５とワークＷとが接触する短絡状態が検知された場合に、パルス電圧の印加を一時的に停止させる等、ワイヤ１５とワークＷとの間の放電状態に応じた各種の制御を行う。
　電源装置２０が備える電源回路２１は、各ワイヤ給電子８に対してそれぞれ一つずつ設けられていても良いし、一つの電源回路２１から複数のワイヤ給電子８に対してパルス電圧が供給される構成とされていても良い。
　加工液供給装置３０は、ワイヤ放電加工装置１の本体部に設置された加工槽４に加工液を供給する。加工液は、加工部５において放電現象が発生する部分の冷却や、この部分で発生するワークＷの加工屑の除去等に用いられる。加工液は、抵抗値が高い液体を用いるのが好ましく、例えば、純水や放電加工油等が用いられる。ワイヤ１５とワークＷとの間に加工液を介在させることにより、ワイヤ１５とワークＷとの間に良好な放電を発生させ、ワークＷを削ることができる。
　加工液供給装置３０から加工槽４へ供給される加工液の温度は、所望の温度（例えば、約２０℃）となるように調整されている。加工液は、電気伝導度が一定範囲内（例えば、１μＳ／ｃｍ～２５０μＳ／ｃｍ）に収まるようにイオン交換樹脂等によって電気伝導度が適宜に調整されている。
　ワイヤ放電加工装置１は、図２に示すように、ワイヤ１５とワークＷとの極間電圧を計測する極間電圧測定部（電圧センサ）４０、極間電圧測定部４０によって計測された極間電圧を用いてワーク送り部２の制御を行うサーボ制御部５１、及び加工部５の制御を行う加工制御部５２を備えている。
　サーボ制御部５１は、極間電圧測定部４０によって計測された極間電圧に基づいてワーク送り部２のサーボモータ（図示略）を制御することにより、ワークＷの加工面とワイヤ１５との間の間隙（ギャップ）を適切な距離に制御し、安定した放電加工を実現させる。サーボ制御部５１の詳細は後述する。
　加工制御部５２は、メインローラ６、７を同じ方向及び同じ速度で回転させ、ワイヤ１５の走行速度を制御する。加工制御部５２は、ワイヤ１５の走行速度を、例えば１００ｍ／ｍｉｎ以上かつ９００ｍ／ｍｉｎ以下の範囲で任意の速度に調整することができる。
　加工電圧制御部２２、サーボ制御部５１、及び加工制御部５２は、例えば、ＣＰＵ、ＣＰＵが実行するプログラム等を記憶するための補助記憶装置、各プログラム実行時のワーク領域として機能するメインメモリ等を備えている。補助記憶装置の一例として、例えば、磁気ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリ等が挙げられる。
　補助記憶装置には、各種プログラム（例えば、加工電圧制御プログラム、サーボ制御プログラム、加工制御プログラム等）が格納されており、ＣＰＵが補助記憶装置からメインメモリにこれらプログラムを読み出し、実行することにより後述する種々の機能を実現させる。加工電圧制御部２２、サーボ制御部５１、加工制御部５２は、それぞれ個別のＣＰＵ等を備えるハードウエア構成によって実現されてもよいし、共通のＣＰＵによって各制御部の機能が実現される構成とされていてもよい。サーボ制御部５１、加工制御部５２の設置場所については限定されず、例えば、電源装置２０に設けられていても良いし、ワイヤ放電加工装置１の本体部に設けられていてもよい。
　加工電圧制御部２２、サーボ制御部５１、及び加工制御部５２は、ユーザが後述する目標電圧値や目標振幅値等を入力するための入力装置や、各種データを表示するための表示装置、及び外部装置と通信を行うための通信装置等と接続可能とされ、相互間の情報の授受が可能な構成とされていてもよい。
　次に、本発明の一実施形態に係るサーボ制御部５１について図３を参照して詳しく説明する。図３は、本実施形態に係るサーボ制御部５１が備える機能を展開して示した機能ブロック図である。図４～図１１はサーボ制御部５１が備える各部が行う演算処理の理解を助けるための説明図であり、横軸はワークＷのＺ軸方向（ワーク送り方向）における座標位置、縦軸は電圧を示している。
　図３に示されるように、サーボ制御部５１は、目標電圧設定部６１と、実振幅演算部６２と、目標振幅設定部６３と、目標電圧補正部６４と、制御信号生成部６５とを主な構成として備えている。
　目標電圧設定部６１は、例えば、ワークＷから形成される最終加工物の形状に合わせて予め用意された目標電圧情報を有している。この目標電圧情報は、ワークＷの加工位置のＺ軸方向（ワーク送り方向）における座標位置と目標電圧値Ｖｇ＿ｔａｇとが関連付けられた情報である。目標電圧設定部６１は、ワークＷの加工位置（Ｚ軸座標位置）に応じた目標電圧値Ｖｇ＿ｔａｇを目標電圧情報から取得し、設定する。例えば、図４、図５には、目標電圧値Ｖｇ＿ｔａｇの一例が破線で示されている。
　実振幅演算部６２は、極間電圧測定部４０によって計測された極間電圧Ｖｇに基づいて極間電圧の振幅（変動幅）Ｖａを演算する。例えば、図４、図５に細実線で示されるように、実振幅演算部６２には、極間電圧測定部４０によって測定された時系列の極間電圧Ｖｇが入力される。
　実振幅演算部６２は、極間電圧Ｖｇ（あるいは極間平均電圧）から極間電圧の振幅Ｖａを演算する。
　具体的には、実振幅演算部６２は、まず、図５に示すように、極間電圧Ｖｇの所定期間毎の平均電圧Ｖｇ＿ａｖｅを演算する。図５において、平均電圧Ｖｇ＿ａｖｅは太実線で示されている。続いて、実振幅演算部６２は、所定期間毎に、極間電圧Ｖｇから平均電圧Ｖｇ＿ａｖｅを差し引くことにより、平均電圧Ｖｇ＿ａｖｅを基準とした極間電圧Ｖｇの変動幅Ｖｆ（＝Ｖｇ－Ｖｇ＿ａｖｅ）を演算する（図６参照）。これにより、平均電圧Ｖｇ＿ａｖｅを基準とする極間電圧Ｖｇの振幅が演算される。続いて、実振幅演算部６２は、図７に示すように、変動幅Ｖｆの絶対値を極間電圧の振幅Ｖａ（＝｜Ｖｆ｜）として演算する。実振幅演算部６２は、演算した極間電圧の振幅Ｖａを目標電圧補正部６４に出力する。
　実振幅演算部６２は、極間電圧Ｖｇの１振動における最大値（Ｍａｘ）と最小値（Ｍｉｎ）との差分を２で割った値（（Ｍａｘ－Ｍｉｎ）／２）の絶対値を極間電圧の振幅Ｖａとして算出してもよい。
　目標振幅設定部６３は、予め設定された目標振幅値Ｖａ＿ｔａｇを保有しており、その目標振幅値Ｖａ＿ｔａｇを設定する。目標振幅値の決定手法については後述する。この目標振幅値Ｖａ＿ｔａｇはゼロよりも大きな値に設定されている。
　目標電圧補正部６４は、実振幅演算部６２によって演算された振幅Ｖａが、ゼロよりも大きな値に設定された目標振幅値Ｖａ＿ｔａｇに近づくように、目標電圧値Ｖｇ＿ｔａｇを補正する。具体的には、目標電圧補正部６４は、図８に示すように、実振幅演算部６２によって演算された振幅Ｖａが目標振幅値Ｖａ＿ｔａｇよりも大きい場合に、目標電圧値Ｖｇ＿ｔａｇを減少させるための目標電圧補正値Ｖｎを生成し、振幅Ｖａが目標振幅値Ｖａ＿ｔａｇよりも小さい場合に、目標電圧値Ｖｇ＿ｔａｇを大きくする方向に補正するための目標電圧補正値Ｖｎを生成する。
　その他の実施例として、具体的には、目標電圧補正部６４は、実振幅演算部６２によって演算された振幅Ｖａが目標振幅値Ｖａ＿ｔａｇよりも大きい場合に、目標電圧を補正する前より極間距離を広げるための目標電圧補正値Ｖｎを生成し、一方、振幅Ｖａが目標振幅値Ｖａ＿ｔａｇよりも小さい場合に、目標電圧を補正する前より極間距離を狭めるための目標電圧補正値Ｖｎを生成してもよい。
　目標電圧補正部６４は、例えば、補正値演算部７１、補正値制限部７２、及び補正部７３を備えている。
　補正値演算部７１は、実振幅演算部６２によって演算された極間電圧の振幅Ｖａと目標振幅値Ｖａ＿ｔａｇとを用いて、目標電圧補正値Ｖｎを演算する。例えば、補正値演算部７１は、極間電圧の振幅Ｖａと目標振幅値Ｖａ＿ｔａｇとをパラメータとして含む補正値演算式を有しており、この補正値演算式に対して、実振幅演算部６２によって演算された極間電圧の振幅。Ｖａと目標振幅値Ｖａ＿ｔａｇを代入することにより、目標電圧補正値Ｖｎを演算する。補正値演算式は、例えば、以下の（１）式で与えられる。
　　Ｖｎ＝－ｋ＊（Ｖａ－Ｖａ＿ｔａｇ）　　　（１）
　上記（１）式において、ｋは係数であり、予め設定された値である。
　補正値演算部７１は、（１）式を用いることにより、例えば、図９に示されるような目標電圧補正値Ｖｎを得る。
　その他の実施例として、予め補正値演算式を用いて演算済みである極間電圧の振幅Ｖａと、目標電圧補正値Ｖｎとの相関関係を示す演算テーブル表を用いて、実振幅演算部６２によって演算された極間電圧の振幅Ｖａから目標電圧補正値Ｖｎを得てもよい。
　　
　その他の実施例として、予め補正値演算式を用いて演算済みである極間電圧の振幅Ｖａと、目標電圧補正値Ｖｎとの相関関係を示す演算テーブル表を用いて、実振幅演算部６２によって演算された極間電圧の振幅Ｖａから目標電圧補正値Ｖｎを得てもよい。
　補正値制限部７２は、補正値演算部７１によって得られた目標電圧補正値Ｖｎを予め設定された上下限範囲内に制限する。具体的には、補正値制限部７２は、図１０に示されるように、補正値の上限値Ｖｎ＿ｍａｘ及び下限値Ｖｎ＿ｍｉｘを有しており、目標電圧補正値Ｖｎが上限値Ｖｎ＿ｍａｘを超える場合にはその補正値を上限値Ｖｎ＿ｍａｘとし、目標電圧補正値Ｖｎが下限値Ｖｎ＿ｍｉｎを下回る場合にはその補正値を下限値Ｖｎ＿ｍｉｎとする。これにより、例えば、図１１に示すような、上下限値の範囲内に収められた目標電圧補正値Ｖｎ´が得られる。
　制御信号生成部６５には、極間電圧測定部４０によって測定された極間電圧と、補正後の目標電圧値Ｖｇ＿ｔａｇ´が入力される。制御信号生成部６５は、極間電圧Ｖｇを補正後の目標電圧値Ｖｇ＿ｔａｇ´に近づけるようなワーク送り部２のサーボモータ（図示略）の制御信号を生成し、サーボモータに与える。これにより、補正後の目標電圧値Ｖｇ＿ｔａｇ´に基づいてワイヤ１５とワークＷとの間隙（ギャップ）が調整されることとなる。
　次に、目標振幅設定部６３において用いられる目標振幅値Ｖａ＿ｔａｇの与え方について説明する。
　まず、図３に示したサーボ制御部５１において、目標振幅値Ｖａ＿ｔａｇをゼロに設定し、ワークＷの放電加工を行い、そのときの実振幅Ｖａの平均値を得る。そして、この実振幅Ｖａの平均値に基づいて目標振幅値Ｖａ＿ｔａｇの初期値（例えば、実振幅Ｖａの平均値の１／２）を設定する。そして、この目標振幅値Ｖａ＿ｔａｇの初期値および所定の値に設定した係数ｋを用いてワークＷの放電加工を再度行い、最終加工物を得る。そして、メーカ等が希望する品質の最終加工物が安定して得られるようになるまで、目標振幅値Ｖａ＿ｔａｇ及び係数ｋの微調整を行いながら繰り返し試験を行い、目標振幅値Ｖａ＿ｔａｇ及び係数ｋの値を収束させる。そして、メーカ等が希望する品質の最終加工物が安定して得られるようになったときの目標振幅値Ｖａ＿ｔａｇを目標振幅設定部６３に与えるとともに、そのときの係数ｋを補正値演算部７１に与える。
　補正値制限部７２が保持する上限値及び下限値は、例えば、目標電圧値Ｖｇ＿ｔａｇの±１０％程度に設定される。この上下限値についても事前試験のときに調整することとしてもよい。
　次に、上述したサーボ制御部５１によるサーボ制御の処理手順について図を用いて説明する。図１２は本発明の一実施形態に係るサーボ制御の処理手順を示したフローチャートである。
　まず、ワークＷの放電加工が開始されると、ワークＷの加工面がＺ軸方向（ワーク送り方向）における加工終了位置に到達したか否かを判定する（Ｓ１０１）。この結果、加工終了位置に到達した場合には（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、サーボ制御を終了する。一方、到達していないと判定した場合には（Ｓ１０１：ＮＯ）、ワークＷのＺ軸方向における位置座標に応じた目標電圧値Ｖｇ＿ｔａｇを目標電圧情報から取得し、設定する（Ｓ１０２）。これにより、ワークＷの加工位置に連動した適切な目標電圧値Ｖｇ＿ｔａｇが設定される。
　続いて、目標振幅値Ｖａ＿ｔａｇを設定し（Ｓ１０３）、更に、極間電圧測定部４０によって測定された極間電圧に基づいて極間電圧の振幅Ｖａを演算する（Ｓ１０４）。
　続いて、演算した極間電圧の振幅Ｖａと目標振幅値Ｖａ＿ｔａｇとを用いて目標電圧補正値Ｖｎを演算する（Ｓ１０５）。
　続いて、目標電圧補正値Ｖｎが所定の上下限範囲内であるか否かを判定する（Ｓ１０６）。この結果、上下限範囲内であれば（Ｓ１０６：ＹＥＳ）、目標電圧補正値Ｖｎを用いて目標電圧値Ｖｇ＿ｔａｇを補正する（Ｓ１０７）。一方、目標電圧補正値Ｖｎが所定の上下限範囲外である場合には（Ｓ１０６：ＮＯ）、上下限範囲内となるように目標電圧補正値Ｖｎを補正し、補正後の目標電圧補正値Ｖｎ´を用いて目標電圧値Ｖｇ＿ｔａｇを補正する（Ｓ１０８）。
　続いて、目標振幅値Ｖａ＿ｔａｇを設定し（Ｓ１０３）、更に、極間電圧測定部４０によって測定された極間電圧に基づいて極間電圧の振幅Ｖａを演算する（Ｓ１０４）。
　続いて、演算した極間電圧の振幅Ｖａと目標振幅値Ｖａ＿ｔａｇとを用いて目標電圧補正値Ｖｎを演算する（Ｓ１０５）。
　続いて、目標電圧補正値Ｖｎが所定の上下限範囲内であるか否かを判定する（Ｓ１０６）。この結果、上下限範囲内であれば（Ｓ１０６：ＹＥＳ）、目標電圧補正値Ｖｎを用いて目標電圧値Ｖｇ＿ｔａｇを補正する（Ｓ１０７）。一方、目標電圧補正値Ｖｎが所定の上下限範囲外である場合には（Ｓ１０６：ＮＯ）、上下限範囲内となるように目標電圧補正値Ｖｎを補正し、補正後の目標電圧補正値Ｖｎ´を用いて目標電圧値Ｖｇ＿ｔａｇを補正する（Ｓ１０８）。
　続いて、ワークＷの加工面のＺ座標位置が、次の目標電圧に対応する位置に到達したか否かを判定し（Ｓ１１０）、目標位置に達していなければ現在のサーボ制御が維持される（Ｓ１１０：ＮＯ）。一方、ワークＷの加工面が次の目標電圧値の取得位置に到達していた場合には（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、ステップＳ１０１に戻り、上述した以降の処理が繰り返し行われる。
　上記サーボ制御が行われることにより、極間電圧Ｖｇの振幅が目標振幅値に近づくようにワークＷとワイヤ１５との間の間隙（ギャップ）が制御されながら、ワーク送り部２によってワークＷが下方に徐々に移動させられ、放電加工が進められることとなる。これにより、最終的にワークＷから複数のワーク片を製造することができる。
　以上説明してきたように、本発明の一実施形態に係るワイヤ放電加工装置及びその制御方法並びに制御プログラムによれば、極間電圧測定部４０によりワイヤ１５とワークＷとの間の極間電圧Ｖｇが計測され、計測された極間電圧の振幅Ｖａが実振幅演算部６２により演算される。そして、演算された振幅Ｖａが目標振幅値Ｖａ＿ｔａｇに近づくように目標電圧値Ｖｇ＿ｔａｇが補正される。この場合において、目標振幅値Ｖａ＿ｔａｇはゼロよりも大きな値に設定されている。これにより、目標振幅をゼロに設定する場合に比べて、ワイヤ１５とワークＷとの間の間隙が必要以上に狭まることを抑制することができる。この結果、ワイヤ１５とワークＷとの短絡を抑制することができ、安定した放電を維持することが可能となる。目標振幅をゼロよりも大きな値とすることで、極間電圧の振動を目標振幅の範囲で許容することができる。これにより、万一、ワイヤ１５とワークＷとが短絡してしまった場合でも、極間電圧の振動に起因するワイヤ１５の物理的な振動により、ワイヤ１５をワークＷから再び離すことが可能となる。
　以上、本発明について実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。発明の要旨を逸脱しない範囲で上記実施形態に多様な変更又は改良を加えることができ、該変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。上記実施形態を適宜組み合わせてもよい。
　上記実施形態で説明したサーボ制御の流れも一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において不要なステップを削除したり、新たなステップを追加したり、処理順序を入れ替えたりしてもよい。
　上述した実施形態に係るワイヤ放電加工装置１は、ワークＷの組成に基づいて、目標電圧補正部６４による目標電圧の補正を行うか否かを切り替える切替部を更に備えていてもよい。例えば、ワークＷが炭化ケイ素を含んでいる場合や窒化ガリウム等を含んでいる場合、シリコン（Ｓｉ）を材料とした均一なワークＷに比べて、組成がワーク内部で不均一となるおそれがある。このため、極間電圧測定部４０によって測定される極間電圧の振幅が急激に変化したり、振幅値が大きくなる可能性がある。したがって、このような炭化ケイ素を含んでいるワークを加工する場合には、極間電圧の振幅に基づいて目標電圧を補正することで、極間電圧の変動を抑制することができ、安定した放電加工を実現することが可能となる。その一方で、Ｓｉなどのように組成が安定したワークＷを加工する場合には、目標電圧値を補正することなくサーボ制御を行っても高品質な最終加工物を得ることができる。このような場合には、例えば、目標電圧補正部６４の機能を無効化したり、目標振幅設定部６３が設定する目標振幅値をゼロに設定したりすることで、目標電圧の補正を行うことなく、ワイヤ１５とワークＷとの間隙を適切に制御することができる。切替の手段は、回路を物理的に切り替えるスイッチのような構成を用いても良いし、ソフトウェア的に機能を無効化したり、目標振幅値の設定値をゼロに切り替えたりする手法をとることができる。
１　ワイヤ放電加工装置
２　ワーク送り部
３　給電部
４　加工槽
５　加工部
６　メインローラ
７　メインローラ
８　ワイヤ給電子
１５　ワイヤ
２０　電源装置
２１　電源回路
２２　加工電圧制御部
４０　極間電圧測定部
５１　サーボ制御部
５２　加工制御部
６１　目標電圧設定部
６２　実振幅演算部
６３　目標振幅設定部
６４　目標電圧補正部
６５　制御信号生成部
７１　補正値演算部
７２　補正値制限部
７３　補正部

Claims (8)

  1. 　設定された目標電圧に合わせるようにワイヤとワークとの間の極間電圧に基づいて前記ワイヤと前記ワークとの間の極間距離を制御しながら前記ワークを放電加工するワイヤ放電加工装置であって、
    　前記極間電圧を測定する極間電圧測定手段と、
    　測定された前記極間電圧の振幅を演算する実振幅演算手段と、
    　演算した前記振幅がゼロよりも大きな値に設定された目標振幅に近づくように、前記目標電圧を補正する目標電圧補正手段と
    を備えるワイヤ放電加工装置。
  2. 　前記目標電圧補正手段は、前記実振幅演算手段によって演算された前記振幅が前記目標振幅よりも大きい場合に、前記目標電圧を小さくする方向に補正し、前記実振幅演算手段によって演算された前記振幅が前記目標振幅よりも小さい場合に、前記目標電圧を大きくする方向に補正する請求項１に記載のワイヤ放電加工装置。
  3. 　前記目標電圧補正手段は、
    　前記実振幅演算手段によって演算された前記極間電圧の振幅と前記目標振幅とを用いて、目標電圧補正値を演算する補正値演算手段と、
    　前記目標電圧補正値を用いて前記目標電圧を補正する補正手段と
    を備える請求項１または２に記載のワイヤ放電加工装置。
  4. 　前記目標電圧補正手段は、前記目標電圧補正値を予め設定された制限範囲内に制限する補正値制限手段を備え、
    　前記補正手段は、前記補正値制限手段によって制限された前記目標電圧補正値を用いて、前記目標電圧を補正する請求項３に記載のワイヤ放電加工装置。
  5. 　前記ワークの組成に基づいて、前記目標電圧補正手段による前記目標電圧の補正を行うか否かを切り替える切替手段を備える請求項１から４のいずれかに記載のワイヤ放電加工装置。
  6. 　前記ワークが炭化ケイ素を含んでいる場合に、前記目標電圧補正手段による前記目標電圧の補正を行う請求項５に記載のワイヤ放電加工装置。
  7. 　設定された目標電圧に合わせるようにワイヤとワークとの間の極間電圧に基づいて前記ワイヤと前記ワークとの間の極間距離を制御しながら前記ワークを放電加工するワイヤ放電加工装置の制御方法であって、
    　前記極間電圧を測定する極間電圧測定工程と、
    　測定された前記極間電圧の振幅を演算する実振幅演算工程と、
    　演算した前記振幅がゼロよりも大きな値に設定された目標振幅に近づくように、前記目標電圧を補正する目標電圧補正工程と
    を有するワイヤ放電加工装置の制御方法。
  8. 　設定された目標電圧に合わせるようにワイヤとワークとの間の極間電圧に基づいて前記ワイヤと前記ワークとの間の極間距離を制御しながら前記ワークを放電加工するワイヤ放電加工装置に適用される制御プログラムであって、
    　測定された前記極間電圧の振幅を演算する実振幅演算処理と、
    　演算した前記振幅が、ゼロよりも大きな値に設定された目標振幅に近づくように、前記目標電圧を補正する目標電圧補正処理と
    をコンピュータに実行させるためのワイヤ放電加工装置の制御プログラム。
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