JP2010005774A - Combined machining apparatus and combined machining method for combiningly performing waterjet machining and wire cut discharge machining - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ウォータジェット加工およびワイヤカット放電加工を複合して行う複合加工装置および複合加工方法に関し、特にウォータジェット加工をワークのカット幅に基づく移動経路上をジェットノズルを移動させて行う複合加工装置および複合加工方法に関する。 The present invention relates to a combined machining apparatus and a combined machining method for performing water jet machining and wire cut electric discharge machining in combination, and in particular, combined machining in which water jet machining is performed by moving a jet nozzle on a moving path based on a cut width of a workpiece. The present invention relates to an apparatus and a composite processing method.
超硬合金のような導電性の難切削材を複雑な任意の形状に切断加工することができる加工方法の1つとして、ワイヤカット放電加工がある。ワイヤカット放電加工は、放電エネルギを利用し非接触でワークを加工するので、ワークの材料が導電性であるならば、難切削材であっても加工形状精度が数μm以下で面粗度が数μmRz以下の極めて高精度な加工が可能である。なお、以下、加工形状精度と面粗度を合わせて加工精度という。 One of the processing methods that can cut an electrically difficult-to-cut material such as a cemented carbide into a complicated arbitrary shape is wire-cut electric discharge machining. Wire cut electrical discharge machining uses non-contact machining of electrical discharge energy, so if the material of the workpiece is conductive, even if it is difficult to cut, the machining shape accuracy is several μm or less and the surface roughness is low. Processing with extremely high accuracy of several μm Rz or less is possible. Hereinafter, the processing shape accuracy and the surface roughness are collectively referred to as processing accuracy.
一方、研磨材粒や砥粒を混入させた高圧水をジェットノズルから噴射させてワークを切断するアブレーシブウォータジェット加工が知られている。ウォータジェット加工では、単位時間当たりのカット量に換算して、ワイヤカット放電加工の10倍近い加工速度でワークを切断することが可能になってきている。しかしながら、ウォータジェット加工のように流体を工具のようにして使用する加工方法は、流体の特性上、ワイヤカット放電加工に比べて加工精度をよくすることが困難である。 On the other hand, abrasive water jet machining is known in which high-pressure water mixed with abrasive grains and abrasive grains is jetted from a jet nozzle to cut a workpiece. In water jet machining, it has become possible to cut a workpiece at a machining speed nearly 10 times that of wire-cut electric discharge machining in terms of a cut amount per unit time. However, a machining method that uses a fluid like a tool like water jet machining is difficult to improve machining accuracy compared to wire-cut electric discharge machining because of the characteristics of the fluid.
そこで、ウォータジェット加工の高速加工性能とワイヤカット放電加工の高精度加工性能を生かすべく、特許文献1に示すようなウォータジェット加工およびワイヤカット放電加工を複合させて高速かつ高精度にワークの加工を行う複合加工装置が考えられている。
Therefore, in order to take advantage of the high-speed machining performance of water jet machining and the high-precision machining performance of wire-cut electric discharge machining, water jet machining and wire-cut electric discharge machining as shown in
ところで、従来の複合加工におけるウォータジェット加工は、ジェットノズルの移動経路をワークの切断経路に対して所定量オフセットした位置に設定して行っており、このオフセット量は予めテスト加工等により得られるジェットノズルによるワーク上面側(ワーク上面側とは高圧水が噴射される側のワーク表面をいう)のカット幅に基づいて設定され、ワーク上面側のカット幅は常時一定と見做して切断加工を行っていた。 By the way, the water jet machining in the conventional combined machining is performed by setting the movement path of the jet nozzle to a position offset by a predetermined amount with respect to the workpiece cutting path, and this offset amount is obtained in advance by a test machining or the like. It is set based on the cut width of the workpiece upper surface side (the workpiece upper surface side is the workpiece surface on the side where high-pressure water is injected) by the nozzle, and the cutting width on the workpiece upper surface side is always assumed to be constant for cutting processing. I was going.
しかしながら、例えば切断形状にコーナー部を有し切断方向を変更しながらウォータジェット加工を行う場合には、コーナー付近でジェットノズルを一旦停止させた後、ジェットノズルの移動速度を徐々に上げながら所定時間後に目標移動速度に到達させ、次のコーナー付近で再び停止させるべく移動速度を徐々に下げる等、ジェットノズルの移動速度は変更して設定されることがあり、かかる場合にはジェットノズルの移動速度の変化に対応してワーク上面側のカット幅も僅かながら変化する。 However, for example, when water jet machining is performed while the cutting shape has a corner portion and the cutting direction is changed, the jet nozzle is temporarily stopped near the corner, and then the moving speed of the jet nozzle is gradually increased for a predetermined time. The moving speed of the jet nozzle may be changed and set, for example, to reach the target moving speed later and gradually decrease the moving speed to stop again near the next corner. Corresponding to the change, the cut width on the upper surface side of the workpiece also changes slightly.
したがって、上述の如くワーク上面側のカット幅を一定と見做してオフセット量を設定しウォータジェット加工を行うと実際の切断形状が所期の切断形状に対してずれてしまいウォータジェット加工における加工精度が低下することがあり、このような加工精度の低下はワイヤカット放電加工との複合加工では深刻な問題を引き起こす。 Therefore, if the water jet machining is performed with the offset amount set by assuming that the cut width on the workpiece upper surface side is constant as described above, the actual cutting shape will deviate from the intended cutting shape, and the processing in the water jet machining will be performed. The accuracy may decrease, and such a decrease in machining accuracy causes a serious problem in combined machining with wire cut electric discharge machining.
つまり、上述の如くワーク上面側のカット幅を一定と見做しつつも該カット幅が変化する場合には、取り過ぎとなる部分が生ずる可能性があるのでウォータジェット加工を所定に取り残しが生ずるように行わざるを得ず、その結果相対的に加工速度の遅いワイヤカット放電加工の加工代が多くなり、結局複合加工全体の加工時間が期待する程に短縮されないという状況に陥ってしまう。 That is, as described above, when the cut width on the upper surface side of the workpiece is assumed to be constant but the cut width changes, there is a possibility that an excessive portion may be generated, so that the water jet machining is left behind in a predetermined manner. As a result, the machining cost of wire-cut electric discharge machining, which has a relatively slow machining speed, increases, resulting in a situation where the machining time of the entire combined machining cannot be shortened as expected.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、精度よくウォータジェット加工を行うことにより複合加工全体の加工時間の短縮を図ることができるウォータジェット加工およびワイヤカット放電加工を複合して行う複合加工装置および複合加工方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and performs water jet machining and wire-cut electric discharge machining in combination, which can shorten the machining time of the entire complex machining by accurately performing water jet machining. An object of the present invention is to provide a composite processing apparatus and a composite processing method.
上記目的を達成するために、ウォータジェット加工およびワイヤカット放電加工を複合して行う複合加工装置に係る請求項1の発明は、ワークに向けて高圧水を噴射するジェットノズルの移動速度とジェットノズルによるワークのカット幅との相関関係に基づいてジェットノズルの移動速度の変化に対応するワークのカット幅を演算するワークカット幅演算手段と、ワークカット幅演算手段により演算されたワークのカット幅に基づく移動経路上をジェットノズルを移動させてウォータジェット加工を行うウォータジェット加工実行手段と、ウォータジェット加工実行手段によりウォータジェット加工が行われた後に、ワイヤカット放電加工を行うワイヤカット放電加工実行手段と、を有することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to
本発明によれば、上記各手段を有することとしたので、ジェットノズルの移動速度が変化するときにも該ジェットノズルの移動速度に対応して変化するようにワークのカット幅が演算され、精度よくウォータジェット加工を行うことができる。これにより、ウォータジェット加工の取り残し代すなわちワイヤカット放電加工の加工代を少なくすることができ、複合加工全体の加工時間の短縮を図ることができる。 According to the present invention, since each of the above means is provided, the cut width of the workpiece is calculated so as to change in accordance with the moving speed of the jet nozzle even when the moving speed of the jet nozzle changes, and the accuracy Water jet processing can be performed well. As a result, it is possible to reduce the remaining allowance for water jet machining, that is, the machining cost for wire-cut electric discharge machining, and shorten the machining time of the entire complex machining.
ウォータジェット加工およびワイヤカット放電加工を複合して行う複合加工装置に係る請求項2の発明は、ワークに向けて高圧水を噴射するジェットノズルの移動速度をワークの切断経路に対応するように設定するノズル移動速度設定手段と、ジェットノズルの移動速度とジェットノズルによるワークのカット幅との相関関係に基づいて、ノズル移動速度設定手段により設定されたジェットノズルの移動速度が変化するときに該ジェットノズルの移動速度に対応して変化するようにワークのカット幅を演算するワークカット幅演算手段と、ワークカット幅演算手段により演算されたワークのカット幅に基づいてワークの切断経路に対するジェットノズルのオフセット量を設定するオフセット量設定手段と、オフセット量設定手段により設定されたジェットノズルのオフセット量に基づく移動経路上をノズル移動速度設定手段により設定された移動速度でジェットノズルを移動させてウォータジェット加工を行うウォータジェット加工実行手段と、ウォータジェット加工実行手段によりウォータジェット加工が行われた後に、ワイヤカット放電加工を行うワイヤカット放電加工実行手段と、を有することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a combined machining apparatus that performs water jet machining and wire-cut electric discharge machining in combination so that the moving speed of the jet nozzle that injects high-pressure water toward the workpiece corresponds to the workpiece cutting path. The nozzle moving speed setting means, and when the jet nozzle moving speed set by the nozzle moving speed setting means changes based on the correlation between the moving speed of the jet nozzle and the cut width of the workpiece by the jet nozzle, the jet nozzle A workpiece cut width calculating means for calculating a workpiece cut width so as to change in accordance with the moving speed of the nozzle, and a jet nozzle for the workpiece cutting path based on the workpiece cut width calculated by the workpiece cut width calculating means. Set by the offset amount setting means for setting the offset amount and the offset amount setting means. Water jet machining execution means for performing water jet machining by moving the jet nozzle at a movement speed set by the nozzle movement speed setting means on the movement path based on the offset amount of the jet nozzle, and water jet machining by the water jet machining execution means Wire cutting electric discharge machining execution means for performing wire cut electric discharge machining after the machining is performed.
本発明によれば、上記各手段を有することとしたので、ジェットノズルの移動速度が変化するときにも該ジェットノズルの移動速度に対応して変化するようにワークのカット幅を演算しつつジェットノズルのオフセット量が設定され、精度よくウォータジェット加工を行うことができる。これにより、ウォータジェット加工の取り残し代すなわちワイヤカット放電加工の加工代を少なくすることができ、複合加工全体の加工時間の短縮を図ることができる。 According to the present invention, since each of the above-described means is provided, the jet width is calculated while calculating the cut width of the workpiece so as to change corresponding to the moving speed of the jet nozzle even when the moving speed of the jet nozzle changes. The offset amount of the nozzle is set, and water jet machining can be performed with high accuracy. As a result, it is possible to reduce the remaining allowance for water jet machining, that is, the machining cost for wire-cut electric discharge machining, and shorten the machining time of the entire complex machining.
ウォータジェット加工およびワイヤカット放電加工を複合して行う複合加工方法に係る請求項3の発明は、ワークに向けて高圧水を噴射するジェットノズルの移動速度とジェットノズルによるワークのカット幅との相関関係に基づいてジェットノズルの移動速度の変化に対応するワークのカット幅を演算するステップと、ワークのカット幅を演算するステップにより演算されたワークのカット幅に基づく移動経路上をジェットノズルを移動させてウォータジェット加工を行うステップと、ウォータジェット加工を行うステップによりウォータジェット加工が行われた後に、ワイヤカット放電加工を行うステップと、を含むことを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a correlation between a moving speed of a jet nozzle that injects high-pressure water toward a workpiece and a cut width of the workpiece by the jet nozzle. Based on the relationship, the jet nozzle is moved on the movement path based on the workpiece cut width calculated by the step of calculating the workpiece cut width corresponding to the change in the jet nozzle moving speed and the workpiece cut width calculating step. A step of performing water jet machining, and a step of performing wire-cut electric discharge machining after the water jet machining is performed by the step of performing water jet machining.
本発明によれば、上記各ステップを含むこととしたので、ジェットノズルの移動速度が変化するときにも該ジェットノズルの移動速度に対応して変化するようにワークのカット幅が演算され、精度よくウォータジェット加工を行うことができる。これにより、ウォータジェット加工の取り残し代すなわちワイヤカット放電加工の加工代を少なくすることができ、複合加工全体の加工時間の短縮を図ることができる。 According to the present invention, since the above steps are included, the cut width of the workpiece is calculated so as to change in accordance with the moving speed of the jet nozzle even when the moving speed of the jet nozzle changes, and the accuracy Water jet processing can be performed well. As a result, it is possible to reduce the remaining allowance for water jet machining, that is, the machining cost for wire-cut electric discharge machining, and shorten the machining time of the entire complex machining.
ウォータジェット加工およびワイヤカット放電加工を複合して行う複合加工方法に係る請求項4の発明は、ワークに向けて高圧水を噴射するジェットノズルの移動速度をワークの切断経路に対応するように設定するステップと、ジェットノズルの移動速度とジェットノズルによるワークのカット幅との相関関係に基づいて、ジェットノズルの移動速度を設定するステップにより設定されたジェットノズルの移動速度が変化するときに該ジェットノズルの移動速度に対応して変化するようにワークのカット幅を演算するステップと、ワークのカット幅を演算するステップにより演算されたワークのカット幅に基づいてワークの切断経路に対するジェットノズルのオフセット量を設定するステップと、オフセット量を設定するステップにより設定されたジェットノズルのオフセット量に基づく移動経路上をジェットノズルの移動速度を設定するステップにより設定された移動速度でジェットノズルを移動させてウォータジェット加工を行うステップと、ウォータジェット加工を行うステップによりウォータジェット加工が行われた後に、ワイヤカット放電加工を行うステップと、を含むことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, the moving speed of the jet nozzle that injects high-pressure water toward the workpiece corresponds to the workpiece cutting path. And the step of setting the jet nozzle moving speed based on the correlation between the jet nozzle moving speed and the cut width of the workpiece by the jet nozzle, the jet nozzle moving speed changes when the jet nozzle moving speed changes. The jet nozzle offset with respect to the workpiece cutting path based on the workpiece cut width calculated by the step of calculating the workpiece cut width so as to change in accordance with the moving speed of the nozzle and the step of calculating the workpiece cut width. Set by the step to set the amount and the step to set the offset amount A step of performing water jet machining by moving the jet nozzle at a movement speed set by the step of setting the movement speed of the jet nozzle on the movement path based on the offset amount of the jet nozzle, and a step of performing water jet machining And a step of performing wire-cut electric discharge machining after the water jet machining is performed.
本発明によれば、上記各ステップを含むこととしたので、ジェットノズルの移動速度が変化するときにも該ジェットノズルの移動速度に対応して変化するようにワークのカット幅を演算しつつジェットノズルのオフセット量が設定され、精度よくウォータジェット加工を行うことができる。これにより、ウォータジェット加工の取り残し代すなわちワイヤカット放電加工の加工代を少なくすることができ、複合加工全体の加工時間の短縮を図ることができる。 According to the present invention, since each of the above steps is included, the jet width is calculated while calculating the cut width of the workpiece so as to change corresponding to the moving speed of the jet nozzle even when the moving speed of the jet nozzle changes. The offset amount of the nozzle is set, and water jet machining can be performed with high accuracy. As a result, it is possible to reduce the remaining allowance for water jet machining, that is, the machining cost for wire-cut electric discharge machining, and shorten the machining time of the entire complex machining.
本発明によれば、精度よくウォータジェット加工を行うことにより複合加工全体の加工時間の短縮を図ることができる。 According to the present invention, it is possible to reduce the machining time of the entire complex machining by performing water jet machining with high accuracy.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図1は本発明の実施形態に係る複合加工装置の全体構成を示す斜視図、図2は各種機構および系統の概略を示す図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing an overall configuration of a combined machining apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing an outline of various mechanisms and systems.
これらの図を参照して複合加工装置の概要を説明すると、複合加工装置1は、ウォータジェット加工およびワイヤカット放電加工による複合加工を行うべく、研磨材粒を含む高圧水をワークWに向けて噴射する略円筒形状のジェットノズル2と、ワークWを挟んで設けられワイヤ電極Eを張架する上下ガイドアッセンブリ3,4と、加工槽5に収容されワークWを載置するワークスタンド6と、ジェットノズル2の移動機構7(以下、ノズル移動機構7とする)と、上下ガイドアッセンブリ3,4の移動機構8(以下、ガイド移動機構8とする)と、加工槽5に加工液を供給する加工液供給系統9と、研磨材粒を含む高圧水をジェットノズル2を介してワークWに噴射する高圧水噴射系統10と、ワイヤ電極EとワークWとの間に形成される間隙に電圧を印加して放電を発生させる加工電源系統11と、を有しており、ジェットノズル2を所定の移動経路上を所定の移動速度で移動させてウォータジェット加工によるワークWの切断加工を行った後、切断されたワークWをワークスタンド6に取り付けたままの状態でワイヤカット放電加工による仕上げ加工を行うべく構成されている。
The outline of the combined machining apparatus will be described with reference to these drawings. The combined
すなわち、複合加工におけるウォータジェット加工は、例えば図3に示すように、平板状に形成されたワークWの外側部分を製品とすべく中央部分を矩形状に切断して切り落とし最終加工形状W´を得る場合、最終加工形状W´を得るワークWの切断経路W1乃至W4に対し所定量Xだけオフセットした位置をジェットノズル2の移動経路P1乃至P4としてジェットノズル2の円筒中心軸Oが移動経路P1乃至P4上を通過するように行う。
That is, in the water jet machining in the complex machining, as shown in FIG. 3, for example, the center portion is cut into a rectangular shape so that the outer portion of the workpiece W formed in a flat plate is a product, and the final machining shape W ′ is cut off. In the case of obtaining the final machining shape W ′, the cylindrical center axis O of the
そして、図4(a)に示すように、例えば切断経路W1の切断方向R1→R2におけるジェットノズル2の移動速度Vは、ジェットノズル2の移動開始位置P1startでは切断方向が切断経路W4におけるR4→R1から切断経路W1におけるR1→R2に変更されるのでジェットノズル2を一旦停止させるべく0となり、次いで加速区間W1Aにおいて所定の速度増加率をもって目標移動速度「H」まで増加し、続いて定速区間W1Bにおいて目標移動速度「H」で一定に推移した後、減速区間W1Cにおいて所定の速度減少率をもって減少し、切断方向が切断経路W1におけるR1→R2から切断経路W2におけるR2→R3に変更されるジェットノズル2の移動終了位置P1stopで再びジェットノズル2を停止させるべく0となる等、コーナー部を有し切断方向を変更しながらウォータジェット加工を行うような場合には適宜変化するように設定される(以下、このようにワークWの切断経路に対応するように設定されたジェットノズル2の移動速度Vをノズル設定移動速度Vsetとする)。
4A, for example, the moving speed V of the
ここで、ワークWの切断経路W1乃至W4に対するジェットノズル2のオフセット量Xは予めテスト加工により得られるウォータジェット加工におけるジェットノズル2によるワーク上面側(ワーク上面側とは高圧水が噴射される側のワーク表面をいう)のカット幅Yに基づいて設定されるが、このワーク上面側のカット幅Yは、図4(b)に示すように、高圧水の流動特性等から一般にジェットノズル2の移動速度Vに応じて僅かに変化する。
Here, the offset amount X of the
そこで、本実施形態にあっては、ジェットノズル2の移動速度Vを種々変化させたときのワーク上面側のカット幅Yの変化データを得て該カット幅Yとジェットノズル2の移動速度Vとの相関関係を示すデータベースを予め生成しておき、該データベースに基づいて、図5に示すように、ノズル設定移動速度Vsetの変化に対応するワーク上面側のカット幅Yのデータを得る(以下、このようにして得られたノズル設定移動速度Vsetに対応するワーク上面側のカット幅YをYsetとする)。
Therefore, in the present embodiment, change data of the cut width Y on the workpiece upper surface side when the moving speed V of the
そして得られたワーク上面側のカット幅Ysetに基づいて、更にワイヤカット放電加工における加工部分ΔWも考慮してノズル設定移動速度Vsetの変化に対応するジェットノズル2のオフセット量Xを数1の如く設定することとしている。
[数1]
X=ΔW+Yset/2
Based on the obtained cut width Yset on the upper surface side of the workpiece, the offset amount X of the
[Equation 1]
X = ΔW + Yset / 2
なお、図4(b)に示すように、ウォータジェット加工においては高圧水の流動特性等から単にウォータジェット加工を行うとワークWの切断面が傾斜するので、この切断面の傾斜が是正されるようにジェットノズル2の傾斜角度が所要に設定される。
As shown in FIG. 4B, in the water jet machining, if the water jet machining is simply performed due to the flow characteristics of high-pressure water, the cut surface of the workpiece W is inclined, so that the inclination of the cut surface is corrected. Thus, the inclination angle of the
このようにウォータジェット加工が行われた後は、ワイヤカット放電加工が行なわれる。このワイヤカット放電加工は、所期の加工精度で加工部分ΔWが加工されるように図6に示す如く電気加工条件を所定に設定しつつ行われる。ウォータジェット加工終了時において切断面の加工精度が所望に得られる場合は、ワイヤカット放電加工の加工部分ΔWが少なくなり、複合加工全体の加工時間の短縮を図ることができる。なお、図6に示すように、電気加工条件はON時間、OFF時間、ピーク電流値、サーボ基準電圧値、ワイヤ電極Eの移動速度等を含む。 After the water jet machining is performed as described above, the wire cut electric discharge machining is performed. This wire-cut electric discharge machining is performed while setting the electric machining conditions to a predetermined value as shown in FIG. 6 so that the machining portion ΔW is machined with the desired machining accuracy. When the processing accuracy of the cut surface can be obtained as desired at the end of the water jet machining, the machining portion ΔW of the wire cut electric discharge machining is reduced, and the machining time of the entire complex machining can be shortened. As shown in FIG. 6, the electromachining conditions include an ON time, an OFF time, a peak current value, a servo reference voltage value, a moving speed of the wire electrode E, and the like.
複合加工装置1には、NC制御装置20が併設されている。図7に示すように、このNC制御装置20はウォータジェット加工においてノズル設定移動速度Vsetの変化に対応してワークWのカット幅Ysetを演算しつつワークWの切断加工が行われるように構成されており、入力部21、記憶部22、処理部23、および表示部24からなる。
The
入力部21は、例えば、キーボード、マウス、或いはタッチパネル等で構成されており、複合加工の実行に必要な各種情報を入力する機能を有している。なお、各種情報の入力は、CRTディスプレーや液晶ディスプレー等で構成される表示部24において、数値情報や図形情報等の形態で表示させながら行うことができる。
The
記憶部22は、例えば、ハードディスク、CD−ROM等で構成されており、複合加工の実行に必要な各種データを記憶する機能を有している。この記憶部22に記憶されているデータには、ジェットノズル2の移動速度Vとワーク上面側のカット幅Yとの相関関係を示す上述したワーク上面側カット幅データベースがある。
The
ワーク上面側カット幅データベースは、ワークWの材質、ジェットノズル2の高さ位置、高圧水の噴射圧力、研磨材粒の種類等のカット幅に影響を与える因子を所要に変化させてジェットノズル2とワーク上面側のカット幅Yとの相関関係を示すデータを得て生成され記憶部22に記憶される。
The workpiece upper surface side cut width database changes the factors affecting the cut width, such as the material of the workpiece W, the height position of the
更に記憶部22に記憶されているデータには、加速区間の距離(加速区間におけるワークWの切断長さ)をパラメータとした該加速区間における速度増加設定カーブおよび減速区間の距離(減速区間におけるワークWの切断長さ)をパラメータとした該減速区間における速度減少設定カーブがあり、図8に示すように、オペレータが速度増加率および速度減少率を所望に選択可能なように各設定カーブは複数記憶されている。
Further, the data stored in the
これら各設定カーブにより、加速区間W1Aの距離およびジェットノズル2の移動速度が0からHに増加するまでの該移動速度の変化カーブ、減速区間W1Cの距離およびジェットノズル2の移動速度がHから0に減少するまでの該移動速度の変化カーブが設定される。
With these setting curves, the distance of the acceleration section W1A and the movement speed change curve until the movement speed of the
処理部23は入力部21から入力された各種情報および記憶部22に記憶されている各種データに基づいて複合加工の実行に必要な処理を行う機能を有している。
The
すなわち、処理部23は、切断開始位置や切断終了位置等のワークWの切断データに基づいて各切断方向ごとにワークWの切断経路を設定する切断経路設定手段231、加速区間における速度増加設定カーブおよび減速区間における速度減少設定カーブ等に基づきワークWの切断経路に対応するようにノズル設定移動速度Vsetの変化カーブを設定するノズル移動速度設定手段232、ノズル設定移動速度Vsetの変化カーブをワークWの微小切断経路長さをもって複数の区間nに分割し該分割した区間ごとに分割ノズル設定移動速度Vset1,・・・,Vsetnを演算するノズル設定移動速度分割演算手段233、ワーク上面側カット幅データベースに基づいて分割ノズル設定移動速度Vset1,・・・,Vsetnに対応するワーク上面側のカット幅Yset1,・・・,Ysetnを演算しつつワーク上面側のカット幅Ysetの変化カーブを設定するワーク上面側カット幅演算手段234、ワーク上面側のカット幅Ysetおよびワイヤカット放電加工の加工代ΔWに基づいて数1により移動経路Pのオフセット量Xを設定するオフセット量設定手段235、オフセット量XおよびワークWの切断経路に基づいてジェットノズル2の移動経路Pを設定するノズル移動経路設定手段236、ノズル移動機構7および高圧水噴射系統10に対し所定の制御信号を出力して移動経路P上をノズル設定移動速度Vsetでジェットノズル2を高圧水を噴射させつつ移動させワークWのウォータジェット加工を行うウォータジェット加工実行手段237、ウォータジェット加工が行われた後に、ガイド移動機構8、加工液供給系統9、および加工電源系統11に対し所定の制御信号を出力して所定の電気加工条件のもとでワークWの放電加工を実行するワイヤカット放電加工実行手段238の各手段を含んでいる。
That is, the
次に、図3の加工を例にNC制御装置20による複合加工方法の詳細を図9のフローチャートに基づいて説明する。なお、以下においては切断経路W1を切断方向R1→R2で切断する場合の複合加工方法について説明するものとし、その他の切断経路W2、W3、W4の複合加工方法についてはW1と同様の複合加工が行われるものとしてその説明を省略する。
Next, details of the combined machining method by the
まず、ステップS1において、オペレータ等が切断開始位置の座標情報R1(R1X,R1Y)、切断終了位置の座標情報R2(R2X,R2Y)、および切断経路の形状情報「直線」等のワークWの切断データ、ジェットノズル2の加速区間W1Aにおける速度増加設定カーブの選択情報、定速区間W1Bにおける目標移動速度「H」、減速区間W1Cにおける速度減少設定カーブの選択情報、ノズル移動開始位置P1startにおける速度「V1start(=0)」、ノズル移動終了位置P1stopにおける速度「V1stop(=0)」、オフセット方向情報「切断経路W1に対し内側に向かって直交する方向」、分割ノズル設定移動速度Vset1,・・・,Vsetnを演算する際の分割区間数「n」、ワイヤカット放電加工における加工代「ΔW」、電気加工条件、およびウォータジェット加工におけるカット幅に影響を与える因子等を入力部21から入力する。
First, in step S1, the operator or the like cuts the workpiece W such as the coordinate information R1 (R1X, R1Y) of the cutting start position, the coordinate information R2 (R2X, R2Y) of the cutting end position, and the shape information “straight line” of the cutting path. Data, speed increase setting curve selection information in the acceleration zone W1A of the
続いて、ステップS2において、切断経路設定手段231がステップS1で入力された切断開始位置の座標情報R1(R1X,R1Y)、切断終了位置の座標情報R2(R2X,R2Y)、および切断経路形状「直線」に基づいてワークWの切断経路W1を設定する。 Subsequently, in step S2, the cutting path setting means 231 inputs the cutting start position coordinate information R1 (R1X, R1Y), the cutting end position coordinate information R2 (R2X, R2Y), and the cutting path shape “ The cutting path W1 of the workpiece W is set based on “straight line”.
次いで、ステップS3において、ノズル移動速度設定手段232がノズル設定移動速度Vsetの変化カーブを設定する。
より詳しくは、ノズル移動速度設定手段232がまずステップS1で入力されたノズル移動開始位置P1startにおける速度「V1start(=0)」、ノズル移動終了位置P1stopにおける速度「V1stop(=0)」、およびワーク上面側カット幅データベースに基づいて各位置におけるワーク上面側のカット幅Yを演算する。
Next, in step S3, the nozzle movement speed setting means 232 sets a change curve of the nozzle setting movement speed Vset.
More specifically, the speed “V1start (= 0)” at the nozzle movement start position P1start, the speed “V1stop (= 0)” at the nozzle movement end position P1stop, and the workpiece are first input by the nozzle movement speed setting means 232 in step S1. Based on the upper surface side cut width database, the work upper surface side cut width Y at each position is calculated.
そして、該カット幅Yと同じくステップS1で入力されたワイヤカット放電加工の加工代ΔWから数1に基づいてジェットノズル2のオフセット量すなわちワークWの切断経路から各位置までの距離(図4のW1A´,W1A´´,W1C´,W1C´´)を演算する。これにより切断開始位置R1や切断終了位置R2を基点としたノズル移動開始位置P1startおよびノズル移動終了位置P1stopが定まる。
As with the cut width Y, the offset amount of the
続いて、ノズル移動速度設定手段232がステップS1で入力された設定カーブの選択情報に基づいて加速区間W1Aにおける速度増加設定カーブを記憶部22から読み出し該設定カーブにより加速区間W1Aの距離およびノズル移動速度が0からHまで増加するときの該移動速度の変化カーブを得るとともに、同様に減速区間W1Cにおける速度減少設定カーブを記憶部22から読み出し該設定カーブにより減速区間W1Cの距離およびノズル移動速度がHから0まで減少するときの該移動速度の変化カーブを得る。
Subsequently, the nozzle movement speed setting means 232 reads the speed increase setting curve in the acceleration section W1A from the
これらノズル移動開始位置P1start、ノズル移動終了位置P1stop、区間W1Aの距離、および区間W1Cの距離により定速区間W1Bの開始位置と終了位置も定まるので、図4に示すようにノズル移動開始位置P1startからノズル移動終了位置P1stopにおけるワークWの切断経路に対応するノズル設定移動速度Vsetの変化カーブが設定される。 Since the start position and end position of the constant speed section W1B are determined by the nozzle movement start position P1start, the nozzle movement end position P1stop, the distance of the section W1A, and the distance of the section W1C, as shown in FIG. 4, from the nozzle movement start position P1start. A change curve of the nozzle setting movement speed Vset corresponding to the cutting path of the workpiece W at the nozzle movement end position P1stop is set.
続いて、ステップS4において、図10に示すように、ノズル設定移動速度分割演算手段233が、ステップS1で入力された分割区間数「n」に基づいてステップS3で設定されたノズル設定移動速度Vsetの変化カーブを分割し該分割した区間ごとに分割ノズル設定移動速度Vset1,・・・,Vsetnを演算する。 Subsequently, in step S4, as shown in FIG. 10, the nozzle setting movement speed division calculation means 233 has the nozzle setting movement speed Vset set in step S3 based on the number of divided sections “n” input in step S1. , And divided nozzle setting moving speeds Vset1,..., Vsetn are calculated for each of the divided sections.
次いで、ステップS5において、ワーク上面側カット幅演算手段234がステップS1で入力されたカット幅に影響を与える因子と、ワーク上面側カット幅データベースと、ステップS3で演算した分割ノズル設定移動速度Vset1,・・・,Vsetnと、に基づいて分割した区間「1,・・・,n」ごとにワーク上面側のカット幅Yset1,・・・,Ysetnを演算する。そして、各演算データ間を適宜補間してノズル設定移動速度Vsetに対応するワーク上面側のカット幅Ysetの変化カーブを図11の如く設定する。 Next, in step S5, the factor that the workpiece upper surface side cut width calculating means 234 affects the cut width input in step S1, the workpiece upper surface side cut width database, and the divided nozzle setting moving speed Vset1, calculated in step S3. .., Vsetn and the cut widths Yset1,..., Ysetn on the workpiece upper surface side are calculated for each section “1,. Then, a change curve of the cut width Yset on the workpiece upper surface side corresponding to the nozzle setting moving speed Vset is set as shown in FIG.
続いて、ステップS6において、オフセット量設定手段235がステップS1で入力されたワイヤカット放電加工の加工代「ΔW」およびステップS5で演算されたワーク上面側のカット幅Ysetに基づいて数1によりオフセット量Xを設定する。
Subsequently, in step S6, the offset amount setting means 235 performs offset according to
そして、ステップS7において、ノズル移動経路設定手段236がステップS1で入力されたオフセット方向情報「切断経路W1に対し内側に向かって直交する方向」、ステップS2で設定されたワークWの切断経路W1、およびステップS6で設定されたオフセット量X等に基づいて図3(図4(a))の如くジェットノズル2の移動経路P1を設定する。
In step S7, the nozzle movement path setting means 236 inputs the offset direction information “direction orthogonal to the cutting path W1 inwardly” input in step S1, the cutting path W1 of the workpiece W set in step S2, Based on the offset amount X and the like set in step S6, the movement path P1 of the
次いで、ステップS8において、ウォータジェット加工実行手段237が高圧水噴射系統10およびノズル移動機構7に対し所定の制御信号を出力して図3(図4(a))の如く設定された移動経路P1上を図4(a)に示すノズル設定移動速度Vsetで所定の傾斜角度のもと高圧水を噴射させつつジェットノズル2を移動させてウォータジェット加工を行う。
Next, in step S8, the water jet machining execution means 237 outputs a predetermined control signal to the high-pressure
続いて、ステップS9において、ウォータジェット加工の終了後に、ワークWをワークスタンド6に取り付けたままの状態でワイヤカット放電加工を行う。
すなわち、まずジェットノズル2を所定の退避位置(例えば、複合加工装置の正面左側)に退避させた後、ワイヤカット放電加工実行手段238が所定の制御信号を出力して加工液供給系統9により加工槽5に加工液を供給しつつガイド移動機構8により上下ガイドアッセンブリ3,4を所定の加工開始位置に位置決めし更にワイヤ電極Eを上下ガイドアッセンブリ3,4に結線した状態とする。
Subsequently, in step S <b> 9, after the water jet machining is completed, wire-cut electric discharge machining is performed with the workpiece W still attached to the
That is, after the
そして、ワイヤカット放電加工実行手段238がステップS1で入力した電気加工条件により放電加工が行なわれるようにガイド移動機構8および加工電源系統11に対し所定の制御信号を出力しワイヤ電極EとワークWとの間に形成される極間に所定の電圧を印加して放電を発生させつつワイヤ電極EをワークWの切断経路に沿って移動させ、加工部分ΔWのワイヤカット放電加工を行う。
Then, a predetermined control signal is output to the
以上説明したように本発明によれば、ジェットノズルの移動速度が変化するときにも該ジェットノズルの移動速度に対応して変化するようにワークのカット幅を演算しつつジェットノズルのオフセット量が設定されるので、精度よくウォータジェット加工を行うことができる。これにより、ウォータジェット加工の取り残し代すなわちワイヤカット放電加工の加工代を少なくすることができ、複合加工全体の加工時間の短縮を図ることができる。 As described above, according to the present invention, even when the movement speed of the jet nozzle changes, the offset amount of the jet nozzle is calculated while calculating the cut width of the workpiece so as to change corresponding to the movement speed of the jet nozzle. Since it is set, water jet machining can be performed with high accuracy. As a result, it is possible to reduce the remaining allowance for water jet machining, that is, the machining cost for wire-cut electric discharge machining, and shorten the machining time of the entire complex machining.
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の応用実施または変形実施が可能であることは勿論である。例えば、上述の実施形態ではノズル設定移動速度Vsetに対応するワーク上面側のカット幅Ysetをデータベースに基づいて演算することとしているが、ワーク上面側のカット幅Yとジェットノズル2の移動速度Vとの相関関係を示す演算式を予め得ておき、該演算式により演算することとしてもよい。
In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, Of course, various application implementation or deformation | transformation implementation is possible as needed. For example, in the above-described embodiment, the work upper surface side cut width Yset corresponding to the nozzle set moving speed Vset is calculated based on the database, but the work upper surface side cut width Y and the
本発明は、ウォータジェット加工およびワイヤカット放電加工を複合して行う複合加工装置におけるウォータジェット加工を、ワークのカット幅に基づく移動経路上をジェットノズルを移動させて行う場合に役立つ。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is useful when water jet machining in a combined machining apparatus that performs a combination of water jet machining and wire cut electric discharge machining is performed by moving a jet nozzle on a movement path based on a cut width of a workpiece.
E:ワイヤ電極
H:目標移動速
M:ジェットノズルの移動距離
n:演算分割数
O:ジェットノズルの円筒中心軸
P:ジェットノズルの移動経路
R:切断方向変更位置
V:ジェットノズルの移動速度
Vset:ノズル設定移動速度
W:ワーク
W´:最終加工形状
ΔW:ワイヤカット放電加工における加工代(加工部分)
X:オフセット量
Y:ワーク上面側のカット幅
Yset:ノズル設定移動速度に対応するワーク上面側のカット幅
1:複合加工装置
2:ジェットノズル
3:上ガイドアッセンブリ
4:下ガイドアッセンブリ
5:加工槽
6:ワークスタンド
7:ノズル移動機構
8:ガイド移動機構
9:加工液供給系統
10:高圧水噴射系統
11:加工電源系統
20:NC制御装置
21:入力部
22:記憶部
23:処理部
24:表示部
231:切断経路設定手段
232:ノズル移動速度設定手段
233:ノズル設定移動速度分割演算手段
234:ワーク上面側カット幅演算手段
235:オフセット量設定手段
236:ノズル移動経路演算手段
237:ウォータジェット加工実行手段
238:ワイヤカット放電加工実行手段
E: Wire electrode H: Target moving speed M: Jet nozzle moving distance n: Calculation division number O: Jet nozzle cylinder central axis P: Jet nozzle moving path R: Cutting direction change position V: Jet nozzle moving speed Vset : Nozzle setting movement speed W: Work W ′: Final machining shape ΔW: Machining allowance in wire-cut electric discharge machining (machining part)
X: Offset amount Y: Cut width on the upper surface side of the workpiece Yset: Cut width on the upper surface side of the workpiece corresponding to the nozzle set moving speed 1: Compound processing device 2: Jet nozzle 3: Upper guide assembly 4: Lower guide assembly 5: Processing tank 6: Work stand 7: Nozzle moving mechanism 8: Guide moving mechanism 9: Processing liquid supply system 10: High pressure water injection system 11: Processing power supply system 20: NC control device 21: Input unit 22: Storage unit 23: Processing unit 24: Display unit 231: Cutting path setting means 232: Nozzle movement speed setting means 233: Nozzle setting movement speed division calculation means 234: Work upper surface side cut width calculation means 235: Offset amount setting means 236: Nozzle movement path calculation means 237: Water jet Machining execution means 238: Wire cut electric discharge machining execution means
Claims (4)
前記ワークカット幅演算手段により演算された前記ワークのカット幅に基づく移動経路上を前記ジェットノズルを移動させてウォータジェット加工を行うウォータジェット加工実行手段と、
前記ウォータジェット加工実行手段により前記ウォータジェット加工が行われた後に、ワイヤカット放電加工を行うワイヤカット放電加工実行手段と、
を有することを特徴とするウォータジェット加工およびワイヤカット放電加工を複合して行う複合加工装置。 Based on the correlation between the moving speed of the jet nozzle that injects high-pressure water toward the work and the cut width of the work by the jet nozzle, the cut width of the work corresponding to the change in the moving speed of the jet nozzle is calculated. Work cut width calculation means;
Water jet machining execution means for performing water jet machining by moving the jet nozzle on a movement path based on the cut width of the workpiece calculated by the workpiece cut width calculation means;
Wire cut electric discharge machining execution means for performing wire cut electric discharge machining after the water jet machining is performed by the water jet machining execution means;
A combined machining apparatus for performing water jet machining and wire cut electrical discharge machining in combination.
前記ジェットノズルの移動速度と前記ジェットノズルによる前記ワークのカット幅との相関関係に基づいて、前記ノズル移動速度設定手段により設定された前記ジェットノズルの移動速度が変化するときに該ジェットノズルの移動速度に対応して変化するように前記ワークのカット幅を演算するワークカット幅演算手段と、
前記ワークカット幅演算手段により演算された前記ワークのカット幅に基づいて前記ワークの切断経路に対する前記ジェットノズルのオフセット量を設定するオフセット量設定手段と、
前記オフセット量設定手段により設定された前記ジェットノズルのオフセット量に基づく移動経路上を前記ノズル移動速度設定手段により設定された移動速度で前記ジェットノズルを移動させてウォータジェット加工を行うウォータジェット加工実行手段と、
前記ウォータジェット加工実行手段により前記ウォータジェット加工が行われた後に、ワイヤカット放電加工を行うワイヤカット放電加工実行手段と、
を有することを特徴とするウォータジェット加工およびワイヤカット放電加工を複合して行う複合加工装置。 Nozzle moving speed setting means for setting the moving speed of the jet nozzle that injects high-pressure water toward the work so as to correspond to the cutting path of the work;
Based on the correlation between the moving speed of the jet nozzle and the cut width of the workpiece by the jet nozzle, the moving speed of the jet nozzle changes when the moving speed of the jet nozzle set by the nozzle moving speed setting means changes. A work cut width calculating means for calculating the cut width of the work so as to change corresponding to the speed;
An offset amount setting means for setting an offset amount of the jet nozzle with respect to the cutting path of the workpiece based on the cut width of the workpiece calculated by the workpiece cut width calculating means;
Execution of water jet machining for performing water jet machining by moving the jet nozzle on the movement path based on the offset amount of the jet nozzle set by the offset amount setting means at the moving speed set by the nozzle moving speed setting means Means,
Wire cut electric discharge machining execution means for performing wire cut electric discharge machining after the water jet machining is performed by the water jet machining execution means;
A combined machining apparatus for performing water jet machining and wire cut electrical discharge machining in combination.
前記ワークのカット幅を演算するステップにより演算された前記ワークのカット幅に基づく移動経路上を前記ジェットノズルを移動させてウォータジェット加工を行うステップと、
前記ウォータジェット加工を行うステップにより前記ウォータジェット加工が行われた後に、ワイヤカット放電加工を行うステップと、
を含むことを特徴とするウォータジェット加工およびワイヤカット放電加工を複合して行う複合加工方法。 Based on the correlation between the moving speed of the jet nozzle that injects high-pressure water toward the work and the cut width of the work by the jet nozzle, the cut width of the work corresponding to the change in the moving speed of the jet nozzle is calculated. Steps,
Performing water jet machining by moving the jet nozzle on a movement path based on the workpiece cut width calculated by the step of calculating the workpiece cut width;
Performing wire-cut electric discharge machining after the water jet machining is performed by the step of performing the water jet machining;
A combined machining method comprising a combination of water jet machining and wire cut electrical discharge machining.
前記ジェットノズルの移動速度と前記ジェットノズルによる前記ワークのカット幅との相関関係に基づいて、前記ジェットノズルの移動速度を設定するステップにより設定された前記ジェットノズルの移動速度が変化するときに該ジェットノズルの移動速度に対応して変化するように前記ワークのカット幅を演算するステップと、
前記ワークのカット幅を演算するステップにより演算された前記ワークのカット幅に基づいて前記ワークの切断経路に対する前記ジェットノズルのオフセット量を設定するステップと、
前記オフセット量を設定するステップにより設定された前記ジェットノズルのオフセット量に基づく移動経路上を前記ジェットノズルの移動速度を設定するステップにより設定された移動速度で前記ジェットノズルを移動させてウォータジェット加工を行うステップと、
前記ウォータジェット加工を行うステップにより前記ウォータジェット加工が行われた後に、ワイヤカット放電加工を行うステップと、
を含むことを特徴とするウォータジェット加工およびワイヤカット放電加工を複合して行う複合加工方法。 Setting the moving speed of the jet nozzle that injects high-pressure water toward the work so as to correspond to the cutting path of the work;
Based on the correlation between the moving speed of the jet nozzle and the cut width of the workpiece by the jet nozzle, the moving speed of the jet nozzle changes in the step of setting the moving speed of the jet nozzle changes. A step of calculating the cut width of the workpiece so as to change corresponding to the moving speed of the jet nozzle;
Setting the offset amount of the jet nozzle with respect to the cutting path of the workpiece based on the cutting width of the workpiece calculated by the step of calculating the cut width of the workpiece;
Water jet machining by moving the jet nozzle at the moving speed set by the step of setting the moving speed of the jet nozzle on the moving path based on the offset amount of the jet nozzle set by the step of setting the offset amount The steps of
Performing wire-cut electric discharge machining after the water jet machining is performed by the step of performing the water jet machining;
A combined machining method comprising a combination of water jet machining and wire cut electrical discharge machining.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2008171098A JP2010005774A (en) | 2008-06-30 | 2008-06-30 | Combined machining apparatus and combined machining method for combiningly performing waterjet machining and wire cut discharge machining |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN114227274A (en) * | 2021-12-27 | 2022-03-25 | 苏州浩金圣机电科技有限公司 | High accuracy auto-parts cutting grinding device |
-
2008
- 2008-06-30 JP JP2008171098A patent/JP2010005774A/en active Pending
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