JP3595526B2

JP3595526B2 - ワイヤカット放電加工機のワイヤガイド垂直位置調整方法及び装置

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Publication number: JP3595526B2
Application number: JP2001261438A
Authority: JP
Inventors: 靖雄荒川
Original assignee: FANUC Corp
Current assignee: FANUC Corp
Priority date: 2001-08-30
Filing date: 2001-08-30
Publication date: 2004-12-02
Anticipated expiration: 2021-08-30
Also published as: EP1302267A3; EP1302267B1; EP1302267A2; JP2003071636A; US6747237B2; US20030042228A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はワイヤカット放電加工機に関する。特に、工作物が取り付けられる平面に対してワイヤを垂直位置に調整する調整方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ワイヤカット放電加工機は、２つのワイヤガイド間にワイヤを張設し走行させ、この２つのワイヤガイド間に配置された工作物とワイヤ間に電圧を印加して放電加工を行うものである。このワイヤカット放電加工機には、縦型と横型があり、縦型のワイヤカット放電加工機は、図１２に示すように、２つのワイヤガイド５ａ，５ｂが垂直方向（Ｚ軸方向）に配置され、この２つのワイヤガイド５ａ，５ｂ間にワイヤ６が架設され、この上ワイヤガイド５ａと下ワイヤガイド５ｂ間に工作物Ｗを取り付ける取り付け台４が配置されている。この取り付け台４は水平面上で直交するＸ軸、Ｙ軸方向に駆動される。ベース１上に設けられた取り付け台４のＹ軸ユニット４ｙをＹ軸サーボモータＭｙによってＹ軸方向に移動させ、該Ｙ軸ユニット４ｙ上に配置されたＸ軸ユニット４ｘをＸ軸サーボモータＭｘによって駆動する。このＸ軸ユニット４ｘに設けられた工作物取り付け部４ｃに工作物Ｗが取り付けられる。このＸ，Ｙ軸サーボモータＭｘ，Ｍｙを駆動して取り付け台４に取り付けられた工作物Ｗを移動させワイヤ６と工作物Ｗ間に電圧を印加して放電加工を行う。さらに、工作物Ｗにテーパ加工等を行うために、一対のワイヤガイド５ａ，５ｂのうち一方のワイヤガイドが直交する２軸方向に移動できるように構成されている。
【０００３】
図１２の例では、ベース１に立設された垂直コラム２に取りつけられた水平コラム３の先端部に下ワイヤガイド５ｂが設けられ、上ワイヤガイド５ａは、図示していないが、垂直コラム２に取りつけられ、図示しないＵ軸サーボモータ、Ｖ軸サーボモータによって、直交するＵ軸、Ｖ軸方向に駆動される。通常、Ｕ軸はＸ軸と平行で、Ｖ軸はＹ軸と平行に形成されている。なお、Ｘ軸、Ｙ軸サーボモータＭｘ，Ｍｙで駆動されるＸ軸、Ｙ軸で形成される面を、以下基準平面という。
【０００４】
また横型のワイヤカット放電加工機は、図１３に示すように、２つのワイヤガイド５Ｌ，５Ｒが水平方向（この方向がＺ軸方向となる）に配置され、この２つのワイヤガイド５Ｌ，５Ｒ間にワイヤ６が架設される。この左右のワイヤガイド５Ｌ，５Ｒ間に工作物Ｗを取りつける取り付け台４が配置されている。この取り付け台４を、図示しないＸ軸サーボモータ、Ｙ軸サーボモータによって垂直平面（基準平面）上で直交するＸ軸、Ｙ軸方向に駆動し、該取り付け台４に取り付けられた工作物Ｗを移動させ放電加工を行うものである。なお、この横型のワイヤカット放電加工機においては、基準平面が垂直平面となる。
【０００５】
さらに、この図１３では、工作物に対してテーパ加工等を行うために、上記２つのワイヤガイド５Ｌ，５Ｒの内一方のワイヤガイドは、上記基準平面と平行な面上で直交する２軸（通常、Ｘ軸と平行なＵ軸、Ｙ軸と平行なＶ軸）方向に駆動する駆動手段を備えている。図１３の例では、左ワイヤガイド５Ｌを図示しないＵ軸、Ｖ軸サーボモータによって、駆動する例が示されている。
【０００６】
上述した、一方のワイヤガイドを直交する２軸方向（Ｕ，Ｖ軸方向）に駆動する手段を備えたワイヤカット放電加工機においては、ワイヤ６が基準平面に対して垂直なるワイヤガイドの位置（Ｕ軸位置、Ｖ軸位置）を求める必要がある。
【０００７】
このワイヤの垂直位置を調整する装置としては、例えば、特許第２６９８６６４号公報に示されるような、基準面に対して垂直方向に配設された一対の接触子に対して、各接触子の同一位置で同時にワイヤが接触するように制御してワイヤ垂直位置を調節する装置が公知である。
【０００８】
また、特許第２７５２５５０号公報には、垂直平面上で水平方向及び垂直方向にズレて一対の接触子が配置され、この接触子に夫々独立してワイヤを接触させ、その接触検知位置のズレにより、ワイヤ角度を算出する装置が記載され、公知である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ワイヤを支持するワイヤガイドは、通常ワイヤ外径に対して５μｍから２０μｍ程度の間隙を持ったダイス状のガイドが用いられる。すなわち、図１に示すように、ワイヤガイド５（５ａ，５ｂ，５Ｌ，５Ｒ）の内径とワイヤ６の外径間には、５μｍから２０μｍ程度の間隙αが形成される。そのため、一対のワイヤガイド５を基準平面に対してほぼ垂直方向に配置してワイヤ６を張設し、ワイヤと接触子を接触させすると、その接触時に、前記間隙間範囲内でワイヤ６は移動し、ワイヤの垂直出しの誤差が生じ、正確に垂直だしができないという問題がある。そのため、上述した従来技術では、ワイヤをほぼ垂直の状態にして、接触子に接触させて、その接触位置によって垂直誤差を測定し補正する方法では、測定精度が上記ガイドにおける間隙α以上の精度しか得られない。
また、一対の接触子に同時に接触検知を行う従来の方法では、一対の接触子の夫々に独立した接触検知回路等の手段が必要となるという欠点がある。
そこで、本発明の目的は、より精度高く、容易で安価にできるワイヤガイド垂直位置調整方法及び装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、工作物が固定されている工作物取り付け台を直交する２軸方向にワイヤに対して相対的に駆動する駆動機構と、前記直交する２軸方向で形成される基準平面の両側に配置され前記基準平面に対して直交する方向にワイヤを支持する一対のワイヤガイドと、該ワイヤガイドの一方を前記基準平面と平行な面上で直交する２軸方向に駆動する駆動手段を有するワイヤカット放電加工機において、請求項１に係わる発明は、工作物取り付け台に取り付けられ、前記基準平面に対して垂直な平面上に間隔をあけて配置された一対の接触子を有する調整治具によるワイヤ放電加工機のワイヤガイド垂直位置調整方法であって、
１）前記ワイヤを前記接触子が配設された垂直平面に対して直交する方向以外の方向に、前記１対の接触子の内一方にのみ接触可能な所定角度だけ傾けるステップと、
２）前記調整治具を前記垂直平面に垂直な方向に移動させ前記ワイヤが前記一対の接触子のうち一方のみ接触させ、該接触位置を求めるステップと、
３）前記調整治具を移動させて、前記ワイヤが前記１対の接触子の内他方にのみに接触可能な位置に移動させるステップと、
４）前記調整治具を前記垂直平面に垂直な方向に移動させ前記ワイヤが前記一対の接触子の内他方のみ接触させ、該接触位置を求めるステップと、
５）前記ステップ２）及び４）で求められた接触位置の差に基づき前記ワイヤの前記接触子が配設された垂直面方向の垂直ズレ量を求めるステップと、
６）求めたズレ量に応じ、該ズレ量を補正する方向に一方のワイヤガイドを移動させることでワイヤガイドの垂直を調整するステップと、
７）前記接触子が配設された垂直平面の方向を変えて、前記ステップ１）からステップ６）を行い、方向が変えられた垂直面方向のワイヤガイドの垂直を調整するステップと、
により、ワイヤガイドの垂直位置を調整する。
【００１１】
また、請求項２に係わるワイヤガイド垂直位置調整方法の発明は、前記ステップ１）からステップ６）を、前記接触位置の差又はズレ量が所定の量以下になるまで繰り返すことにより、より精度高く垂直位置を出す。
請求項３に係わるワイヤガイド垂直位置調整方法の発明は、前記ステップ１）のワイヤを傾ける方向を、前記一対の接触子が配設された基準平面に対して垂直な平面と平行な方向とすることでより効率よく垂直出しを行う。
請求項４に係わるワイヤガイド垂直位置調整方法の発明は、前記一対の接触子が配設された基準平面に対して垂直な平面が、工作物取り付け台を駆動する軸方向の垂直平面と平行な平面としている。また、請求項５に係わるワイヤガイド垂直位置調整方法の発明は、前記ワイヤガイドの一方を駆動する駆動手段を、工作物取り付け台が駆動される２軸方向と夫々平行な方向に駆動するものとした。
【００１２】
請求項６に係わるワイヤガイド垂直位置調整方法の発明は、前記調整治具を、前記接触子のワイヤとの接触する部分が、平面、円筒又は半円筒の母線、若しくは尖った稜線を有するいずれかの形状であり、それぞれの接触子の最端部でのワイヤの接触点を繋げて出来た線が、一対の接触子同士で平行であるか、又、その延長線が鋭角に交差するように構成している。
請求項７に係わるワイヤガイド垂直位置調整方法の発明は、前記ワイヤと接触子との接触検知を、ワイヤと工作物が接触することを検出するワーク端面検出回路を用いて行われる。また、請求項８に係わるワイヤガイド垂直位置調整方法の発明は、前記調整治具に１対以上の接触子を設け、導電性を有する材料でつくり、調整治具全てが同電位となるように構成した。
請求項９に係わるワイヤガイド垂直位置調整方法の発明は、調整治具の前記基準平面に対する垂直平面に対する一対の接触子の相対ズレ量を予め測定しておき、前記接触位置の差を補正して前記垂直ズレ量を求めるようにした。
請求項１０に係わるワイヤガイド垂直位置調整方法の発明は、前記調整治具を、構成素材が耐腐食性を持つ導電性材料で構成し、ワイヤカット放電加工機の加工液中や、加工液で濡れた状態でも、垂直調整動作を実行するようにした。
請求項１１に係わるワイヤガイド垂直位置調整方法の発明は、前記一対の接触子を持った調整治具の代わりに前記基準平面に垂直な平面を持ったブロックを用い、前記ブロックの上端付近及び下端付近を前記接触子の代わりに用いるワイヤガイドの垂直位置を調整するようにした。
【００１３】
請求項１２に係わる発明は、工作物が固定されている工作物取り付け台を直交する２軸方向にワイヤに対して相対的に駆動する駆動機構と、前記直交する２軸方向で形成される基準平面の両側に配置され前記基準平面に対して直交する方向にワイヤを支持する一対のワイヤガイドと、該ワイヤガイドの一方を前記基準平面と平行な面上で直交する２軸方向に駆動する駆動手段を有するワイヤカット放電加工機に用いられる、ワイヤガイドの垂直位置を調整する装置である。この装置は、工作物取り付け台に取り付けられ、前記基準平面に対して垂直な平面上に間隔をあけて配置された一対の接触子を有する調整治具と、前記接触子が配設された垂直面に対して直交する方向以外の方向に前記ワイヤを傾斜させ前記１対の接触子の内、一方にのみ接触可能な状態に傾斜させる傾斜制御手段と、前記ワイヤが傾斜状態で前記一対の接触子の夫々に前記垂直面に垂直な方向から接触させ、各接触位置を求め、該２つの接触位置の差よりワイヤガイドの垂直ズレ量を求める手段とを備える。
【００１４】
請求項１３に係わるワイヤガイド垂直位置調整装置の発明は、前記求められた垂直ズレ量を前記一方のワイヤガイドを駆動する駆動手段を駆動制御して前記求められた垂直ズレ量を自動的に補正する手段を備えるようにした。また、請求項１４に係わるワイヤガイド垂直位置調整装置の発明は、前記２つの接触位置の差又は前記ズレ量が所定の量以下になるまで、前記ズレ量を求め補正する処理を繰り返し実施させる手段を備えるようにした。
【００１５】
請求項１５に係わるワイヤガイド垂直位置調整装置の発明の前記傾斜制御手段は、前記基準平面に対して垂直な前記一対の接触子が配設された平面と平行な方向にワイヤを傾斜させるようにした。請求項１６に係わるワイヤガイド垂直位置調整装置の発明の前記調整治具は、一対の接触子が配設された基準平面に対して垂直な平面が、工作物取り付け台を駆動する軸方向の垂直平面と平行な平面であるものとした。
請求項１７に係わるワイヤガイド垂直位置調整装置の発明の前記ワイヤガイドの一方を駆動する駆動手段は、工作物取り付け台が駆動される２軸方向と夫々平行な方向に駆動するものとした。請求項１８に係わるワイヤガイド垂直位置調整装置の発明の前記調整治具は、前記接触子のワイヤとの接触する部分が、平面、円筒又は半円筒の母線、若しくは尖った稜線を有するいずれかの形状であり、それぞれの接触子の最端部でのワイヤの接触点を繋げて出来た線が、一対の接触子同士で平行であるか、又、その延長線が鋭角に交差するように構成されている。
【００１６】
請求項１９に係わるワイヤガイド垂直位置調整装置の発明は、前記調整治具に１対以上の接触子を有し、導電性を有する材料で造られ、調整治具全てが同電位とされた。
請求項２０に係わるワイヤガイド垂直位置調整装置の発明は、調整治具の前記基準平面に対する垂直平面に対する一対の接触子の相対ズレ量を測定しておき、前記垂直ズレ量を求める手段で、前記接触位置の差に前記予め測定した相対ズレ量を補正して前記垂直ズレ量を求めるようにした。請求項２１に係わるワイヤガイド垂直位置調整装置の発明における前記調整治具は、構成素材が、耐腐食性を持つ導電性材料であり、ワイヤカット放電加工機の加工液中や、加工液で濡れた状態でも、垂直調整動作を実行するように構成されている。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１に示したように、ワイヤガイド５とワイヤ６間には、間隙αがあり、この間隙αのために、ワイヤ６をほぼ垂直状態に配置したときには、ワイヤ６を接触子に接触させたとき、この間隙α内でワイヤが移動し、垂直だしのための測定誤差が生じる。一方、ワイヤ６を一方方向に傾けたとき、ワイヤ６はワイヤガイド５の特定位置に固定されるようになる。
【００１８】
例えば、図１２に示す縦型のワイヤカット放電加工機の例で説明すると、図１２に示すように、ワイヤ６左上から右下へ傾斜させる。このとき、図２（ａ）に示すように、上ワイヤガイド５ａでは、ワイヤ６は傾斜方向のワイヤガイド５ａの中心を通る線とワイヤガイド５ａの内周が交差する点でワイヤ６はワイヤガイド５ａに当接し固定される。一方、下ワイヤガイド５ｂでは、図２（ｂ）に示すように、ワイヤ６の傾斜方向でワイヤガイド５ｂの中心を通る線とワイヤガイド５ｂの内周が交差する点でワイヤ６はワイヤガイド５ｂに当接し固定される。この状態で、このワイヤ６を接触子に接触させても、ワイヤ６はワイヤガイド５内で移動せず、正確に接触位置を検出することができる。本発明は、この現象を利用してワイヤ垂直出しを行うものである。
【００１９】
図３は、本発明のワイヤガイド垂直位置調整方法の動作説明図である。この図３で示す例は、図１２に示す縦型のワイヤカット放電加工機を用いたときのワイヤガイド垂直位置調整方法の動作説明図である。本動作説明図における軸の移動方向は、実際は工作物取り付け台が動くが、相対的にワイヤが移動する方向で説明するものとする。
【００２０】
図３において、符号７は、このワイヤ垂直出しのための調整治具であり、該調整治具７には、接触子８ａ，８ｂが上端隅と下端隅に設けられている。この２つの接触子８ａ，８ｂの先端面で形成される平面は、基準平面に対して垂直平面を形成するように、この調整治具７は工作物取りつけ台４に取りつけられる。また、この図３で示す例では、上ワイヤガイド５ａが駆動されるＵ，Ｖ２軸方向のＵ軸方向が、Ｘ軸方向と平行で、Ｖ軸方向が、Ｙ軸方向と平行としている。また、図３（ａ）、（ｂ）は上面図であり、図３（ｃ）、（ｄ）は正面図である。
▲１▼ まず、図３（ｃ）に示すように、基準平面に対して垂直平面を形成する一対の接触子８ａ，８ｂの先端面が載る垂直平面（以下この平面を基準垂直平面という）に平行な方向にワイヤ６を傾ける。ワイヤ６が一方の接触子８ａ又は８ｂのみ接触可能な位置になるまで傾ける。この傾け方向は、上記基準垂直平面に対して垂直方向以外の方向であればどの方向でもよいが、一方の接触子のみと接触可能な位置まで傾けるのであるから、基準垂直平面に平行な方向に傾けることが最適である。
【００２１】
図３の例では、図３（ｃ）に示すように、基準垂直平面がＸ軸、Ｚ軸で形成されるＸ−Ｚ平面で構成されているから、Ｕ軸を駆動して、上ワイヤガイド５ａをＵ軸プラス方向に傾斜させている。
▲２▼ 次、図３（ａ）に示すように、Ｙ軸を駆動し、取りつけ台４、調整治具７をＹ軸マイナス方向に移動させ（相対的には、ワイヤ６をＹ軸プラス方向に移動させ）、ワイヤ６と下側の接触子８ｂと接触させ、このときの位置（ｘ，ｙ）を記憶する。この図３に示す例では、ワイヤ６を接触子８ａ，８ｂに接触させて調整する方向がＹ軸方向であるから、Ｙ軸の位置のみを記憶すればよい。このときの位置をＹ１（図３では、符号Ｙ１で示す線で示している）とする。
▲３▼ 次に、ワイヤをＹ軸マイナス方向に所定量移動させて、ワイヤ６と下側接触子８ｂとの接触を解除する。
▲４▼ 続いて、図３（ｄ）に示すように、Ｘ軸を駆動し、調整治具７をＸ軸方向（図３の例ではＸプラス方向）に移動させ（相対的には、ワイヤ６をＸ軸マイナス方向に移動させ）、ワイヤ６が他方の上側の接触子８ａのみに接触可能な位置に移動させる。
▲５▼ 次に、図３（ｂ）に示すように、Ｙ軸を駆動し、調整治具７をＹ軸マイナス方向に移動させ（相対的には，ワイヤ６をＹ軸プラス方向に移動させ）、ワイヤ６と上側の接触子８ａと接触させ、このときの位置を記憶する。このときのＹ軸位置がＹ２（図３では、符号Ｙ２で示す線で示している）であったとする。
▲６▼ そして、ワイヤ６をＹ軸マイナス方向に所定量移動させ、退避させる。
▲７▼ 検出したＹ軸位置の誤差ΔＹ（＝Ｙ１−Ｙ２）を求め、この誤差ΔＹが許容範囲内でなければ、この誤差と、２つの接触子８ａ，８ｂ間の距離Ｄ、及び一対のワイヤガイド５ａ，５ｂ間の距離ＨよりＶ軸の垂直位置のズレ量ΔＶを次の１式で求める。
【００２２】
ΔＶ＝（Ｙ１−Ｙ２）×Ｈ／Ｄ・・・・・・（１）
なお，後述するように、接触子の接触面位置誤差βがある場合には、上記ズレ量ΔＶは次の２式となる。
【００２３】
ΔＶ＝（Ｙ１−Ｙ２−β）×Ｈ／Ｄ・・・・・・（２）
▲８▼ このズレ量ΔＶだけＶ軸移動させ補正する。
▲９▼ 検出したＹ軸位置の誤差ΔＹが許容範囲（通常，１μｍ以内）に達するまで、若しくは、前記ズレ量ΔＶが＠許容範囲になるまで、上記▲１▼〜▲８▼の動作を繰り返す。
【００２４】
かくして、Ｖ軸の垂直位置出しは終了する。同様に、Ｕ軸に対しても行うことにより、Ｕ軸も垂直位置を調整する。Ｕ軸の垂直位置調整の場合、一対の接触子で形成される基準垂直平面はＹ−Ｚ軸平面となり、ワイヤ６を傾ける方向は、該基準垂直平面と平行な方向であり、Ｖ軸方向に上ワイヤガイド５ａを移動させることになる。また、接触子８ａ，８ｂと接触させるためにＸ軸方向に調整治具７を移動させ、接触した位置Ｘ１，Ｘ２を求め、この位置誤差ΔＸと、よりズレ量ΔＵを求めればよいものである。
【００２５】
図４は本発明を適用した一実施形態のワイヤカット放電加工機の制御装置としての数値制御装置１０の要部を示すブロック図である。
【００２６】
プロセッサ１１は数値制御装置１０を全体的に制御するプロセッサであり、バス２１を介してＲＯＭ１２に格納されたシステムプログラムを読み出し、このシステムプログラムに従って、数値制御装置１０を全体的に制御する。ＲＡＭ１３には一時的な計算データ、表示データ等が格納される。ＣＭＯＳメモリ１４は図示しないバッテリでバックアップされ、数値制御装置１０の電源がオフにされても記憶状態が保持される不揮発性メモリとして構成されている。
【００２７】
インターフェイス１５は外部機器用のインターフェイスであり、紙テープリーダ，紙テープパンチャー，フレキシブルディスクドライブ装置等の外部機器が接続される。外部機器からは加工プログラムが読み込まれ、また、数値制御装置１０内で編集された加工プログラムを外部機器に出力することもできる。
【００２８】
ＰＭＣ（プログラマブル・マシン・コントローラ）１６は数値制御装置１０に内蔵されたシーケンスプログラムでワイヤ放電加工機を制御する。即ち、加工プログラムで指令された機能に従って、これらシーケンスプログラムでワイヤ放電加工機側で必要な信号に変換し、Ｉ／Ｏユニット１７からワイヤ放電加工機側に出力する。特に本願発明と関係して、Ｉ／Ｏユニット１７には、接触検知回路８０が接続されている。
【００２９】
各軸の現在位置、アラーム、パラメータ、画像データ等の画像信号は表示器／ＭＤＩユニット７０の表示装置に送られ、表示装置に表示される。インターフェイス１８は表示器／ＭＤＩユニット７０のキーボードからのデータを受けてプロセッサ１１に渡す。インターフェイス１９は放電加工電源７１に接続され、放電加工電源７１からの速度指令を受ける。放電加工電源７１はワイヤとワークの放電状態を監視し、前進・後退を含む速度指令をプロセッサ１１に通知する。
【００３０】
軸制御回路３０〜３３はプロセッサ１１からの各軸の移動指令を受けて、各軸の指令をサーボアンプ４０〜４３に出力する。サーボアンプ４０〜４３はこの指令を受けて各軸のサーボモータＭｘ，Ｍｙ，Ｍｕ，Ｍｖを駆動する。Ｘ，Ｙ，およびＵ，Ｖ各軸のサーボモータＭｘ，Ｍｙ，Ｍｕ，Ｍｖには位置速度検出用のパルスコーダ６０〜６３が内蔵されており、このパルスコーダ６０〜６３からのフィードバック信号が軸制御回路３０〜３３にフィードバックされる。軸制御回路３０〜３３に内蔵されたサーボ制御ＣＰＵの各々はこれらのフィードバック信号と前述の移動指令とに基いて位置ループ、速度ループ、電流ループの各処理を行い、最終的な駆動制御のためのトルク指令を各軸毎に求めて各軸のサーボモータＭｘ，Ｍｙ，Ｍｕ，Ｍｖの位置、速度を制御する。
【００３１】
図５は、接触検知回路８０の一例である。電源（＋５Ｖ）８１の一方の端子は、スイッチ８２、抵抗８３、通電子８７を介してワイヤ６に接続され、電源８１の他方の端子は工作物取り付け台４に取りつけられた調整治具７に接続されアースされている。また、比較器８５には、通電子８８を介して、ワイヤ６の電位が入力され、他方の端子には、調整治具７より判定電圧（＋２Ｖ）８４だけ電位をあげた電位が入力されている。なお符号８６は抵抗である。
【００３２】
図６は，この接触検知回路８０の動作信号説明図である。ワイヤガイド垂直位置調整指令が数値制御装置１０から出力されると、スイッチ８２がオンとなる。ワイヤ６が接触子８ａ，８ｂと接触しない状態では、通電子８８で検出されるワイヤ６の電位は、電源８１の電圧の５Ｖであり、比較器８５からの判定信号出力はＬレベル信号である。一方、ワイヤ６が接触子８ａ，８ｂのどちらか一方に接触すると、その接触子及び導電性材料で形成されている調整治具７を介して、ワイヤ６はアースされほとんど０Ｖに近い電位となる。これを通電子８８を介して検出し、この電位と判定電圧８４の２Ｖとが比較器８５で比較され、判定電圧８４の２Ｖの方が高くなるから、比較器８５からの判定信号はＨレベル信号となり出力される。これを数値制御装置１０のプロセッサは検出してワイヤ６と接触子１１ａ，又は１１ｂが接触したことを検出する。
なお，上述したような接触検知回路８０は、通常のワイヤカット放電加工機が備える、ワーク（工作物）の端面をワイヤとの接触で検出するワーク端面検出回路を利用すればよく、特別に設ける必要は格別ない。
【００３３】
そこで、このような制御装置１０、接触検出回路８０を用いて、例えば図１２に示すような縦型のワイヤカット放電加工機におけるワイヤガイド垂直位置調整動作を以下説明する。
まず、工作物取り付け台４に取り付け具９等により調整治具７を取りつける。調整治具７としては、一対の接触子（この一対の接触子によって、２つの基準垂直平面が得られる）を備えていればよいが、加工上の問題等より複数対の接触子を備えた調整治具７を用意するとよい。図７は，直方体の８頂点に接触子を備えた調整治具７を工作物取り付け台４に取りつけた時の例の上面図を示している。調整治具７の８頂点には、一対となる接触子８ａ，８ｂ、８ｃ，８ｄ、８ｅ，８ｆ、８ｇ，８ｈが設けられている。ワイヤガイドの垂直位置調整には、このうち１対若しくは２対の接触子が利用される。また、調整治具７のすべての構成要素は導電性材料で形成され、加工液等がかかる恐れがあることから、耐腐食性の材料が使用される。
【００３４】
さらに、前述したように，一対の接触子（例えば８ａ，８ｂ）のワイヤ６との接触面で基準垂直平面を構成するものであるが、調整治具７の製造誤差等によって、基準垂直平面が基準平面に対して垂直間平面とならない場合があるので、予め接触子の接触面の位置ズレを測定し数値制御装置１０に設定記憶しておく。図８は、この調整治具７の形状誤差、すなわち一対の接触子８ａ，８ｂの接触面の位置ズレの説明図である。調整治具７を工作物取り付け台４に取り付け、基準平面に対して各接触子８ａ，８ｂの接触面が載る垂直な平面との誤差βを測定し、数値制御装置１０に入力設定しておく（この誤差においてＹ軸方向をβ１、Ｘ軸方向をβ２とする。すなわち，垂直平面で一対となる接触子ごとにこの誤差βがある）。この接触面位置誤差βは、垂直調整時に使用する２つの基準垂直平面を形成する各一対の接触子の接触平面に対して求め，設定記憶させておく。
【００３５】
図９は、制御装置１０のプロセッサ１１が実行するワイヤガイド垂直位置調整処理のフローチャートである。
まず、調整治具７の接触子接触面位置誤差βを設定しておく（ステップＳ１）。次に、まず、Ｙ−Ｖ方向調整（基準垂直平面がＸ−Ｚ軸平面）のためにＵ軸サーボモータＭｕを駆動し、基準垂直平面のＸ−Ｚ軸平面に平行にワイヤ６を傾斜させ、且つ、調整開始位置へ移動させ、ワイヤ６が下方の接触子８ｂとのみ接触可能位置に位置決めする（図３（ｃ）参照）（ステップＳ２）。次に、Ｙ軸サーボモータＭｙを駆動し、工作物取り付け台４及び調整治具７をＹ軸方向に移動させワイヤ６を下側接触子８ｂに接触させる（図３（ａ）参照）。すなわち、接触検出回路８０の比較器８５からの判定信号がＨレベルになるまで、Ｙ軸サーボモータＭｙを駆動し、Ｈレベルが検出されると，その駆動を停止し，そのときのＹ軸位置Ｙ１を記憶する（ステップＳ３）。
【００３６】
所定量Ｙ軸方向に退避（Ｙ軸サーボモータＭｙを接触子から離れる方向に駆動）すると共に、Ｘ軸サーボモータＭｘを駆動し、調整治具７をＸ軸方向に所定量移動させ、ワイヤ６が上側の接触子８ａのみに接触する位置に位置決めする（図３（ｄ）参照）（ステップＳ４）。そして、Ｙ軸サーボモータＭｙを比較器８５からの判定信号がＨレベルになるまで駆動し、工作物取り付け台４及び調整治具７をＹ軸方向に移動させワイヤ６を上側接触子８ａに接触させて停止させ、このときのＹ軸位置Ｙ２を記憶する（図３（ｂ）参照）（ステップＳ５）。
【００３７】
Ｙ軸サーボモータＭｙを所定量逆方向に駆動し、ワイヤから調整治具７を退避させると共に、求めたＹ軸位置Ｙ１，Ｙ２の差ΔＹを求める（ステップＳ６）この誤差ΔＹが設定許容範囲以下か判断し（ステップＳ７）、許容範囲内でないならば、この誤差ΔＹと設定されている接触子接触面位置誤差β１、２つの接触子８ａ，８ｂ間の距離Ｄ、及び一対のワイヤガイド５ａ，５ｂ間の距離Ｈより，上述した２式の演算を行うことにより、Ｖ軸の垂直位置からのズレ量ΔＶを求め（ステップＳ８）、Ｖ軸サーボモータＭｖを駆動し求めたズレ量ΔＶだけ上ワイヤガイドをＶ軸方向に移動させ（ステップＳ９）、再びステップＳ３以下の処理を行う。
以下、誤差ΔＹが許容範囲になるまで、ステップＳ３からステップＳ９までの処理を繰り返し実行する。そして、ステップＳ７で、誤差ΔＹが許容範囲になったことが検出されると、Ｖ軸の垂直出しは終了し、次にＵ軸の垂直位置出しを実行する。
【００３８】
まず、ステップＳ２で傾斜させていたＵ軸方向への傾斜を元に戻し、Ｘ−Ｕ方向調整（基準垂直平面がＹ−Ｚ軸平面）のためにＶ軸サーボモータＭｖを駆動し、Ｙ−Ｚ軸平面に平行にワイヤ６を傾斜させ、調整開始位置へ移動させ、ワイヤ６が下方の接触子８ｂとのみ接触可能位置に位置決めする（ステップＳ１１）。そして以下のステップＳ１２からステップＳ１８の処理は、上述したステップＳ３からステップＳ９の処理と同様な処理を行う。相違する点は、Ｙ軸とＸ軸が入れ替わり、ズレ量がＵ軸の垂直位置からのズレ量ΔＵとして求められる点である。
【００３９】
すなわち、調整治具７を下側Ｙ軸方向に比較器８５からの判定信号がＨレベルになるまで移動させワイヤ６を接触子８ｂに接触させ、そのときのＸ軸位置Ｘ１を記憶する（ステップＳ１２）。所定量Ｘ軸方向に退避し、調整治具７をＹ軸方向に所定量移動させ、ワイヤ６が上側の接触子８ａのみに接触する位置に位置決めする（ステップＳ１３）。そして、比較器８５からの判定信号がＨレベルになるまで駆動し、調整治具７をＸ軸方向に移動させワイヤ６を上側接触子８ａに接触させて停止させ、このときのＸ軸位置Ｘ２を記憶する（ステップＳ１４）。
【００４０】
Ｘ軸サーボモータＭｘを所定量逆方向に駆動し、ワイヤから調整治具７を退避させると共に、求めたＸ軸位置Ｘ１，Ｘ２の差ΔＸを求める（ステップＳ１５）この誤差ΔＸが設定許容範囲以下か判断し（ステップＳ１６）、許容範囲内でないならば、この誤差ΔＸ、接触子接触面位置誤差β、２つの接触子８ａ，８ｂ間の距離Ｄ、及び一対のワイヤガイド５ａ，５ｂ間の距離Ｈより，上述した２式と同よな演算を行うことにより、Ｕ軸の垂直位置からのズレ量ΔＵを求め（ステップＳ１７）、Ｕ軸サーボモータＭｕを駆動し求めたズレ量ΔＵだけ上ワイヤガイドをＵ軸方向に移動させ（ステップＳ１８）、再びステップＳ１２以下の処理を行う。
以下、誤差ΔＸが許容範囲になるまで、ステップＳ１２からステップＳ１８までの処理を繰り返し実行する。そして、ステップＳ１６で、誤差ΔＸが許容範囲になったことが検出されると、Ｖ軸方向への傾斜を元に戻し（ステップＳ１９）、ワイヤの垂直位置出しは終了する。なお、ステップＳ７，Ｓ１６では、誤差ΔＹ，ΔＸが許容範囲か否かを判断したが、この誤差ΔＹ，ΔＸの代わりに、ズレ量ΔＶ，ΔＵが許容範囲か否かで判断してもよい。
【００４１】
図１０は、調整治具７における接触子８の形状の各種態様を示す図である。図１０（ａ）に示す例は、接触子８（８ａ，８ｂ）が直方体で形成され，ワイヤとの接触面が平面形状で構成された例である。図１０（ｂ）は、接触子８（８ａ，８ｂ）が円柱で構成されワイヤとの接触面は、該円柱の母線８Ｌとなる。なお、接触子８（８ａ，８ｂ）は円柱でなくても、半円柱、断面が山形でその山形の頂点からなる母線の直線が基準平面と平行になるように接触子８が配置されていればよい。図１０（ｃ）に示す例は、接触子８（８ａ，８ｂ）が三角柱のように、とがった先端の稜線をワイヤとの接触線とするものである。
【００４２】
また、図１０（ｄ）に示す例は、他の例と異なり、一対の接触子８ａ，８ｂのワイヤとの接触線８Ｌ，８Ｌが平行ではない点である。この例は、接触子８ａ，８ｂのワイヤとの接触線８Ｌ，８Ｌが基準垂直平面に載ればよいもので、接触線８Ｌ，８Ｌが平行でないものである。この接触線８Ｌ，８Ｌが平行でない場合には、ワイヤの接触位置によって、１式，２式で用いる２つの接触子間の距離Ｄが変化することになるが、図９のフローチャートで述べたように、繰り返し垂直位置の修正処理がなされることから、そのズレ量は収斂することから、必ずしも、接触線８Ｌ，８Ｌが平行でなくてもよいものである。
【００４３】
以上述べたワイヤガイド垂直位置調整方法は、接触子８ａ，８ｂ等を有する調整治具７を用いた調整であったが、接触子を備えない導電体の直方体のブロックでもよい。また、工作物Ｗが直方体等で、基準垂直平面を形成するワイヤとの接触位置を備える工作物Ｗであれば、その工作物Ｗを利用してワイヤガイドの垂直位置調整を行うこともできる。
【００４４】
図１１は、工作物Ｗが直方体の場合のとき、この工作物Ｗを使用して、ワイヤガイドの垂直位置の調整を行う方法の説明図である。工作物Ｗが直方体であるから、工作物取り付け台４に取りつけたとき、この工作物Ｗは、基準平面に対して垂直平面を備える。この垂直平面を基準垂直平面として、この平面を形成する辺（直方体の稜線）をワイヤの接触点として利用し、ワイヤの垂直出しを行うものである。
【００４５】
図１１に示す例では、Ｖ軸方向の垂直出し方法を説明する。移動方向については、Ｕ，Ｖ軸はワイヤ６を傾ける方向であり、Ｘ，Ｙ軸は工作物が移動する方向を指す。ここでは下ワイヤガイド５ｂは移動しない。まず、工作物Ｗの直交する平面が、基準平面のＸ軸，Ｙ軸とそれぞれ平行に沿った垂直平面（基準垂直平面）となるように、工作物取り付け台４に工作物Ｗを取り付ける。基準垂直平面のＸ−Ｚ軸平面と平行な方向にＵ軸サーボモータＭｕを駆動し、Ｕ軸の一方の方向（図１１（ａ）ではマイナス方向）にワイヤ６を傾け、工作物Ｗの上端部付近のみに，ワイヤ６が接触可能な状態にする。このときのＵ軸位置を「−Ｕ１」とする。Ｙ軸サーボモータＭｙを駆動し、工作物ＷをＹ軸方向に移動させ、工作物Ｗの上端部とワイヤ６を接触させる。接触したときのＹ軸位置Ｙ１を記憶する。Ｙ軸サーボモータＭｙを逆方向に駆動し、工作物Ｗをワイヤ６との接触位置から退避させたあと、Ｕ軸を逆方向に駆動し（図１１（ｂ）で示すようにプラス方向）、ワイヤ６を逆方向に傾けＸ軸サーボモータＭｘを駆動し、工作物Ｗの下端部付近と，ワイヤ６が接触可能な状態にする。このときのＵ軸位置を「＋Ｕ２」とする。Ｙ軸サーボモータＭｙを駆動し、工作物ＷをＹ軸方向に移動させ、工作物Ｗの下端部とワイヤ６を接触させる。接触したときのＹ軸位置Ｙ２を記憶し、工作物Ｗを退避させ、ワイヤ６と工作物Ｗとの接触を解く。こうして求めたＹ軸位置Ｙ１，Ｙ２の誤差ΔＹ＝Ｙ１−Ｙ２が許容範囲内でなければ、この誤差を用いて上述した１式の演算を行って、Ｖ軸方向の垂直ズレ量ΔＶを求め、Ｖ軸を補正する。以下この動作を誤差ΔＹが許容範囲になるまで繰り返し実行し、Ｖ軸方向の垂直出しを行う。
【００４６】
なお、図１１において、上ワイヤガイド５ａが、例えば下ワイヤガイド５ｂに対して紙面裏方向にずれ、ワイヤ６が傾いているとすると、図１１（ａ）では、ワイヤ６は工作物Ｗの基準垂直平面を構成する長方形の垂直平面の上辺である水平線（基準平面と平行な線）と接触するが、図１１（ｂ）では、該長方形の垂直辺と接する。そのため、１式における接触位置間の距離Ｄは前記長方形の上下の変間の距離とはならないが、上記ワイヤ６の傾きを決めるＵ軸の移動位置＋Ｕ２が一定であれば、接触位置は変わらず、接触位置間の距離Ｄは変化しない。極力接触位置が上下の水平線位置になるように、１式に用いる距離Ｄを上限水平線の間としても、誤差ΔＹが許容範囲になるまで繰り返し実行するものであるから、格別問題とはならない。
同様にＵ軸方向の垂直出しも行うことにより、ワイヤ６の垂直出し終了する。
【００４７】
上述した各実施形態は、縦型のワイヤカット放電加工機の例で説明したが、当然、横型のワイヤカット放電加工機にも適用できるものである。また、上述した実施形態では、基準垂直平面が直交する２つの平面として、ワイヤの垂直出しを行ったが、必ずしも、基準垂直平面は直交する必要はなく、２つの垂直平面が交差すれば、その交差線は垂直となることから、基準垂直平面は２つの異なる方向の垂直平面であればよい。
【００４８】
【発明の効果】
ワイヤを傾けることによって、ワイヤはワイヤガイドに固定され、この状態でワイヤと接触子との接触を検出することから、この接触によりワイヤはワイヤガイド内で移動せず、正確な接触位置を検出できる。これにより、正確に，且つ簡単容易にワイヤの垂直出しができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ワイヤガイドとワイヤとの関係を示す図である。
【図２】ワイヤを傾けたときのワイヤとワイヤガイドの関係を示す図である。
【図３】本発明のワイヤガイド垂直位置調整方法の動作説明図である。
【図４】本発明を実施するワイヤカット放電加工機の制御装置の一実施形態の要部ブロック図である。
【図５】同実施形態における接触検知回路の詳細説明図である。
【図６】同接触検知回路の動作説明図である。
【図７】同実施形態における調整治具の説明図である。
【図８】同実施形態における調整治具の形状誤差の説明図である。
【図９】同実施形態におけるワイヤガイド垂直位置調整処理のフローチャートである。
【図１０】調整治具における接触子の形状の各種態様を示す図である。
【図１１】工作物を調整治具として用いたときの本発明の一実施形態の説明図である。
【図１２】縦型のワイヤカット放電加工機の概要図である。
【図１３】横型のワイヤカット放電加工機の概要図である。
【符号の説明】
１ベース
２垂直コラム
３水平コラム
４工作物取り付け台
５ａ上ワイヤガイド
５ｂ下ワイヤガイド
５Ｌ左ワイヤガイド
５Ｒ右ワイヤガイド
６ワイヤ
７調整治具
８ａ，８ｂ接触子
Ｗ工作物

Claims

工作物が固定されている工作物取り付け台を直交する２軸方向にワイヤに対して相対的に駆動する駆動機構と、前記直交する２軸方向で形成される基準平面の両側に配置され前記基準平面に対して直交する方向にワイヤを支持する一対のワイヤガイドと、該ワイヤガイドの一方を前記基準平面と平行な面上で直交する２軸方向に駆動する駆動手段を有するワイヤカット放電加工機において、工作物取り付け台に取り付けられ、前記基準平面に対して垂直な平面上に間隔をあけて配置された一対の接触子を有する調整治具によるワイヤ放電加工機のワイヤガイド垂直位置調整方法であって、
１）前記ワイヤを前記接触子が配設された垂直平面に対して直交する方向以外の方向に、前記１対の接触子の内一方にのみ接触可能な所定角度だけ傾けるステップと、
２）前記調整治具を前記垂直平面に垂直な方向に移動させ前記ワイヤが前記一対の接触子のうち一方のみ接触させ、該接触位置を求めるステップと、
３）前記調整治具を移動させて、前記ワイヤが前記１対の接触子の内他方にのみに接触可能な位置に移動させるステップと、
４）前記調整治具を前記垂直平面に垂直な方向に移動させ前記ワイヤが前記一対の接触子の内他方のみ接触させ、該接触位置を求めるステップと、
５）前記ステップ２）及び４）で求められた接触位置の差に基づき前記ワイヤの前記接触子が配設された垂直面方向の垂直ズレ量を求めるステップと、
６）求めたズレ量に応じ、該ズレ量を補正する方向に一方のワイヤガイドを移動させることでワイヤガイドの垂直を調整するステップと、
７）前記接触子が配設された垂直平面の方向を変えて、前記ステップ１）からステップ６）を行い、方向が変えられた垂直面方向のワイヤガイドの垂直を調整するステップと、
からなる前記ワイヤ放電加工機のワイヤガイド垂直位置調整方法。
前記ステップ１）からステップ６）を、前記接触位置の差又はズレ量が所定の量以下になるまで繰り返す請求項１記載のワイヤガイド垂直位置調整方法。
前記ステップ１）のワイヤを傾ける方向は、前記一対の接触子が配設された基準平面に対して垂直な平面と平行な方向である請求項１又は請求項２記載のワイヤガイド垂直位置調整方法。
前記一対の接触子が配設された基準平面に対して垂直な平面は、工作物取り付け台を駆動する軸方向の垂直平面と平行な平面である請求項１乃至３の内いずれか１項に記載のワイヤガイド垂直位置調整方法。
前記ワイヤガイドの一方を駆動する駆動手段は、工作物取り付け台が駆動される２軸方向と夫々平行な方向に駆動する請求項１乃至４の内いずれか１項に記載のワイヤガイド垂直位置調整方法。
前記調整治具は、前記接触子のワイヤとの接触する部分が、平面、円筒又は半円筒の母線、若しくは尖った稜線を有するいずれかの形状であり、それぞれの接触子の最端部でのワイヤの接触点を繋げて出来た線が、一対の接触子同士で平行であるか、又、その延長線が鋭角に交差するように構成されている請求項１乃至５の内いずれか１項に記載のワイヤガイド垂直位置調整方法。
前記ワイヤと接触子との接触検知は、ワイヤと工作物が接触することを検出するワーク端面検出回路を用いて行われる請求項１乃至６の内いずれか１項に記載のワイヤガイド垂直位置調整方法。
前記調整治具は１対以上の接触子を有し、導電性を有する材料で造られ、調整治具の全てが同電位とされた請求項１乃至７のうちいずれか１項に記載のワイヤガイド垂直位置調整方法。
調整治具の前記基準平面に対する垂直平面に対する一対の接触子の相対ズレ量を予め測定しておき、前記接触位置の差を補正して前記垂直ズレ量を求める請求項１乃至８の内いずれか１項に記載のワイヤガイド垂直位置調整方法。
前記調整治具は、構成素材が、耐腐食性を持つ導電性材料であり、ワイヤカット放電加工機の加工液中や、加工液で濡れた状態でも、垂直調整動作を実行するように構成されている請求項１乃至９の内いずれか１項に記載のワイヤガイド垂直位置調整方法。
前記一対の接触子を持った調整治具の代わりに前記基準平面に垂直な平面を持ったブロックを用い、前記ブロックの上端付近及び下端付近を前記接触子の代わりに用いる請求項１乃至１０の内いずれか１項に記載のワイヤガイド垂直位置調整方法。
工作物が固定されている工作物取り付け台を直交する２軸方向にワイヤに対して相対的に駆動する駆動機構と、前記直交する２軸方向で形成される基準平面の両側に配置され前記基準平面に対して直交する方向にワイヤを支持する一対のワイヤガイドと、該ワイヤガイドの一方を前記基準平面と平行な面上で直交する２軸方向に駆動する駆動手段を有するワイヤカット放電加工機において、
工作物取り付け台に取り付けられ、前記基準平面に対して垂直な平面上に間隔をあけて配置された一対の接触子を有する調整治具と、
前記接触子が配設された垂直面に対して直交する方向以外の方向に前記ワイヤを傾斜させ前記１対の接触子の内の一方にのみ接触可能な状態に傾斜させる傾斜制御手段と、
前記ワイヤが傾斜状態で前記一対の接触子の夫々に前記垂直面に垂直な方向から接触させ、各接触位置を求め、該２つの接触位置の差よりワイヤガイドの垂直ズレ量を求める手段と、
を備えたことを特徴とするワイヤガイド垂直位置調整装置。
前記求められた垂直ズレ量を前記一方のワイヤガイドを駆動する駆動手段を駆動制御して前記求められた垂直ズレ量を自動的に補正する手段を備えた請求項１２記載のワイヤガイド垂直位置調整装置。
前記２つの接触位置の差又は前記ズレ量が所定の量以下になるまで、前記ズレ量を求め補正する処理を繰り返し実施させる手段を備える請求項１３記載のワイヤガイド垂直位置調整装置。
前記傾斜制御手段は、前記基準平面に対して垂直な前記一対の接触子が配設された平面と平行な方向にワイヤを傾斜させる請求項１２乃至１４の内いずれか１項に記載のワイヤガイド垂直位置調整装置。
前記調整治具は、一対の接触子が配設された基準平面に対して垂直な平面が、工作物取り付け台を駆動する軸方向の垂直平面と平行な平面である請求項１２又は請求項１５記載のワイヤガイド垂直位置調整装置。
前記ワイヤガイドの一方を駆動する駆動手段は、工作物取り付け台が駆動される２軸方向と夫々平行な方向に駆動する請求項１２乃至１６の内いずれか１項に記載のワイヤガイド垂直位置調整装置。
前記調整治具は、前記接触子のワイヤとの接触する部分が、平面、円筒又は半円筒の母線、若しくは尖った稜線を有するいずれかの形状であり、それぞれの接触子の最端部でのワイヤの接触点を繋げて出来た線が、一対の接触子同士で平行であるか、又、その延長線が鋭角に交差するように構成されている請求項１２乃至１７の内いずれか１項に記載のワイヤガイド垂直位置調整装置。
前記調整治具は１対以上の接触子を有し、導電性を有する材料で造られ、調整治具全てが同電位とされた請求項１２乃至１８の内いずれか１項に記載のワイヤガイド垂直位置調整装置。
予め測定した調整治具の前記基準平面に対する垂直平面に対する一対の接触子の相対ズレ量を予め測定しておき、前記垂直ズレ量を求める手段は、前記接触位置の差に前記予め測定した相対ズレ量を補正して前記垂直ズレ量を求める請求項１２乃至１９の内いずれか１項に記載のワイヤガイド垂直位置調整装置。
前記調整治具は、構成素材が、耐腐食性を持つ導電性材料であり、ワイヤカット放電加工機の加工液中や、加工液で濡れた状態でも、垂直調整動作を実行するように構成されている請求項１２乃至２０の内いずれか１項に記載のワイヤガイド垂直位置調整装置。