JP3719305B2 - ワイヤ放電加工方法およびワイヤ放電加工装置 - Google Patents
ワイヤ放電加工方法およびワイヤ放電加工装置 Download PDFInfo
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、NC制御によりワイヤとワークとを相対的に移動させてワークを加工するワイヤ放電加工方法およびワイヤ放電加工装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
ワイヤ放電加工方法は、隙間を設けて対向させたワイヤとワークとの間に電圧を印加し、発生する放電エネルギによりワークを加工する方法である。このようなワイヤ放電加工方法を図5により説明する。図5は従来のワイヤ放電加工機の系統図である。図で、1は加工対象であるワーク。2はワークの取付台。3は取付台2を固定したテーブル。4X、4Yはそれぞれテーブル3をX軸、Y軸方向に移動させるモータである。5はワイヤで、所定の張力を付加された状態でリール6aから引き出され、リール6bに巻取られる。7a、7bはガイドで、ワイヤ5を位置決めしている。8は加工電源で、ワーク1とワイヤ5との間に電力を供給する。9はNC装置で、演算部9a、記憶部9b、制御部9cを備え、加工を自動的に遂行するための種々の制御を行なう。10はNC装置9に必要な指令や数値を入力するキーボードである。
【0003】
次に、上記従来のワイヤ放電加工加工機の加工手順を説明する。図6はワーク1の正面図である。11は製品で、頂点がA,B,C,Dの実線で示す正方形である。製品11を2回の加工で仕上げる場合、通常、先ず加工面の品質よりも加工速度を重視し、放電エネルギが大きい加工条件で、ワーク1から製品寸法よりも僅かに大きい点線で示す正方形abcdを切り出す(以下、ファーストカットという。)。次に、加工速度よりも加工面の品質を重視し、放電エネルギが小さい加工条件で、正方形abcdを実線で示す正方形ABCDに仕上げる(以下、セカンドカットという。)。
【0004】
上記ファーストカット、セカンドカットのいずれの場合も、加工に先立ち、加工に必要な付帯情報と形状プログラムをNC装置9に入力しておく。上記付帯情報の項目は、ワイヤ5の直径・材質とワーク1の材質・板厚および加工面の面粗さで決まる加工条件、ワイヤ5の直径、進行方向のいずれ側にワイヤ5をオフセットさせるかの指定等である。なお、記憶部9bに加工条件選定のためのデータベースが備えられている場合には、ワイヤ5の直径・材質とワークの材質・板厚および加工面の面粗さをNC装置9に入力すると、適正な加工条件が演算部9aにより選定され、記憶部9bに上記データベースがない場合には、加工条件データブックを参照して作業者が加工条件をNC装置9に入力する。上記いずれの場合も、それぞれの加工条件には固有の加工条件番号が付され、整理されている。そして、加工条件が決まると、電力の供給方法、加工間隙の大きさおよびワイヤ5に付加すべき張力の大きさ等が決まる。また、形状プログラムの内容は、図6におけるファーストカットの場合、頂点a,b,c,d、加工開始点S、加工開始点Sから線分daに下ろした垂線と線分daとの交点tおよび加工終了点の各座標および加工順序等である。
【0005】
ファーストカット時、NC装置9は付帯情報からワイヤ5の半径と加工条件で決まる加工間隙の大きさの和をオフセット量kとし、形状プログラムを解析して正方形abcdからの距離が上記オフセット量kである、図で2点鎖線で示す経路SR−RL−LM−MN−NP−PRを演算し、ワイヤ5の中心が上記経路上を等速度で移動するようにテーブル3をX軸、Y軸方向に移動させ、正方形abcdを加工する。セカンドカット時も上記ファーストカットの同様に、付帯情報と形状プログラムとからワイヤ5の中心を移動させる図示しない経路を演算し、正方形ABCDを仕上げる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、加工時、放電反力によりワイヤ5はガイド7a、7b間で弓形状にたわみ、ワーク1と対向する部分のワイヤ5はガイド7a、7bを結ぶ直線上から外れる。ファーストカットの場合、放電反力はワイヤ5の進行方向の前側半円部にほぼ一様に加わり、その大きさはほとんど変化しない。この結果、ワイヤ5のたわみの大きさはほとんど変化せず、ほぼ所望の加工をすることができる。
【0007】
しかし、セカンドカットの場合、図7に示すように、頂点Aに向かう側では斜線を付して示すワイヤ5と製品11とが対向する長さ、すなわち加工量が徐々に減少するため、矢印で示す放電反力fが徐々に減少し、頂点Aから離れる側では放電反力が徐々に増加する。ワイヤ5の張力は一定であるから、ワイヤ5のたわみ量は頂点Aに向かう側で徐々に減少し、頂点Aから離れる側では徐々に増加する。この結果、1点鎖線で示す演算で求めた経路lでワイヤ5の中心(実際はガイド7a、7b)を移動させても、加工面は同図に実線で示すものとなり、コーナ部にいわゆるだれが発生する。
【0008】
そこで、従来技術の1は、演算で求めた経路には手を付けず、コーナ部における加工条件(例えば加工速度、ワイヤの張力、加工液圧等)を変更していた。また、従来技術の2は、加工条件には手を付けず、コーナ部における経路を形状プログラムで変更することにより、形状精度を向上させていた。
【0009】
しかし、上記従来技術のいずれも、加工に当たり、別のワークで実際の加工を行なってデータを採取する必要があった。通常、適切な加工条件または経路を1回のテスト加工で見出すことはできないから、作業能率が低下した。さらに、適切な加工条件あるいは経路を短時間で選定するためには、経験に富む作業者を必要とした。
【0010】
本発明の目的は、上記従来技術における課題を解決し、作業能率を向上させることがことができ、かつ経験の少ない作業者でも形状精度の優れた加工を行なうことができるワイヤ放電加工方法およびワイヤ放電加工装置を提供するにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、請求項1の発明は、仕上げ形状に対しオフセット量の距離にある経路を演算し、ワイヤの中心を前記経路で移動させるワイヤ放電加工方法において、加工条件ごとに適用する30°以上170°以下のコーナ角度とコーナ部の経路補正式とパラメータとを準備しておき、加工に先立ち、前記経路補正式と前記パラメータに基づいて前記コーナ部の移動方向手前側で一旦予め設定した第1の角度で加工部側から離間し、前記コーナ部を越えた後、転回して前記コーナ部に続く加工部に予め設定した第2の角度で戻って加工する補正経路を演算し、コーナ部はワイヤの中心を前記経路に代えて前記補正経路で移動させることを特徴とする。
【0012】
また、請求項2の発明は、仕上げ形状に対しオフセット量の距離にある経路を演算し、ワイヤの中心を前記経路で移動させるワイヤ放電加工装置において、加工条件ごとに適用する30°以上170°以下のコーナ角度とコーナ部の経路補正式とパラメータとが格納されたデータ保存手段と、このデータ保存手段に格納された前記経路補正式と前記パラメータに基づいて前記コーナ部の移動方向手前側で一旦予め設定した第1の角度で加工部側から離間し、前記コーナ部を越えた後、転回して前記コーナ部に続く加工部に予め設定した第2の角度で戻って加工する補正経路を演算し、コーナ部はワイヤの中心を前記経路に代えて前記補正経路で移動させる制御手段とを設けたことを特徴とする。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
図1は本発明の実施の形態に係るワイヤ放電加工機の系統図で、図5と同じものあるいは同一の機能のものは同一符号を付してある。21はデータ保存装置で、図2に示すように、加工条件ごとに適用するコーナ角度θと、入口側の経路補正式f(X,Y)と出口側の経路補正式g(X,Y)と、パラメータである入口距離p、出口距離qと、入り口角度αおよび出口角度βが登録されている。なお、入り口角度αおよび出口角度βは、オフセットの方向により符号が逆になる。
【0014】
次に、本実施の形態の動作を、図2の加工条件番号1001によりセカンドカットを行う場合について、図3、図4により説明する。図3は制御手順を示すフローチャートであり、図4はコーナ部の平面図で、図6における頂点A部を拡大して示している。加工に先立ち、付帯情報と形状プログラムをNC装置9に入力してから(図3に示す手順S10)、コーナ部の経路補正を行なうことをNC装置9に入力する(手順S20)。経路の演算開始ボタンがオンされると(手順S30)、NC装置9は従来と同様にワイヤ5中心の経路SE−EF−FG……を演算し(手順S40)、その結果を記憶する(手順S50)。なお、手順S50までは従来と同一である。
【0015】
次に、コーナ部の経路補正の要否を確認し(手順S60)、要の場合は手順S70の処理を行ない、否の場合は処理を終了する(手順S200)。手順S70では加工開始点Sから終点に向けて経路のコーナ部の有無をサーチし、コーナ部があるときには手順S80の処理を行ない、コーナ部がないときには処理を終了する(手順S200)。手順S80では、加工開始点Sから加工終了点に向けて、i番目(iは1,2,3…)の経路とi+1番目の経路が接続点で交差する角度θを演算し、30≦θか否かを判定する(手順S90)。そして、30≦θの場合には手順S100の処理を行ない、θ<30の場合にはアラームを表示して動作を終了する(手順S110)。手順S100ではθ≦170か否かを判定し、θ≦170の場合は手順S120の処理を行ない、170<θの場合は当該コーナ部における補正を行なわず、手順70の処理を行う。図4の場合、先ず、手順S80において1番目の経路SEと2番目の経路EFの角度がθE=270度であることを演算し、手順S90、100を経て手順70に戻る。すなわち、経路SEと経路EFの接続点Eにおいては、経路の補正をしない。
【0016】
次に、2番目の経路EFと3番目の経路FGの接続点Fにおける角度θFを演算し、θF=90度であるから、手順S120の処理を行う。すなわち、経路EF上で点Fからデータ保存装置21に登録された距離pとオフセット量kだけ離れた位置を補正開始点Iとし、補正開始点Iの座標XI,YIとXY座標系における経路EFの傾きγをデータ保存装置21に登録された入口側補正式f(X,Y)に代入してf(X,Y)を確定する(手順S130)。また、経路FG上で点Fからデータ保存装置21に登録された距離qとオフセット量kだけ離れた位置を補正終了点Kとし(手順S140)、補正終了点Kの座標XK,YKとXY座標系における経路FGの傾きδをデータ保存装置21に登録された出口側補正式g(X,Y)に代入してg(X,Y)を確定する(手順S150)。次に、入口側補正式f(X,Y)と出口側補正式g(X,Y)の交点Qを求め(手順S160)、交点Qが存在するときは、手順S50で記憶した経路EF−FGを補正経路EI−IQ−QK−KGに置き換えてから(手順S170)、手順S70の処理を行う。また、交点Qが存在しない場合、すなわち、入口側補正式f(X,Y)と出口側補正式g(X,Y)が平行の場合は手順S110の処理を行う。以下、同様にしてコーナ部の補正経路を演算し、手順S50で記憶した経路を補正経路に置き換える。
【0017】
加工時、NC装置9は、記憶した経路をワイヤ中心が移動するようにテーブル3をX軸、Y軸方向に移動させるから、コーナ部は上記補正経路を通ることになり、形状精度の優れる加工をすることができる。
【0018】
上記実施の形態では、加工に先立ち、予めワイヤ5が通る経路を演算するようにしたから、例えばコーナ部の角度θが30度未満あるいは交点Qがない場合でも加工が中断することはなく、形状精度の優れた加工をすることができる。
【0019】
なお、上記では、総ての経路が直線の場合を説明したが、経路の一方が直線、他方が曲線の場合は、接続点における曲線の接線と直線が交差する角度を求めるようにすれば良い。また、入口側および出口側の補正経路を算出する関数式は1次式に限らず、n次式あるいはその他の関数式としても良いし、角度θは30≦θ≦170の範囲に限らず、さらに広げるようにしても良い。また、手順S90においてθ<30の場合にはアラームの表示(手順S110)に代えて、手順S70の処理を行なうようにしても良い。同様に、手順S160において交点が無い場合もアラームの表示(手順S110)に代えて、手順S70の処理を行なうようにしても良い。さらに、補正制御の選択をプログラム上で行っても良いし、データ保存装置21を設けず、NC装置9の記憶部9bにデータテーブルを保存させても良い。また、加工をしながらこれから加工をするコーナ部の補正経路を演算するようにしても良い。
【0020】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、コーナ部の移動方向手前側で一旦予め設定した第1の角度で加工部側から離間し、前記コーナ部を越えた後、転回して前記コーナ部に続く加工部に予め設定した第2の角度で戻って加工するので、コーナ部のだれの発生を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係るワイヤ放電加工機の系統図である。
【図2】データ保存装置に記憶されたデータを示す図である。
【図3】制御手順を示すフローチャートである。
【図4】コーナ部の平面図である。
【図5】従来のワイヤ放電加工機の系統図である。
【図6】ワークの正面図である。
【図7】コーナ部における放電反力の大きさと加工結果を示す図である。
【符号の説明】
5 ワイヤ
21 データ保存装置
Claims (2)
- 仕上げ形状に対しオフセット量の距離にある経路を演算し、ワイヤの中心を前記経路で移動させるワイヤ放電加工方法において、
加工条件ごとに適用する30°以上170°以下のコーナ角度とコーナ部の経路補正式とパラメータとを準備しておき、
加工に先立ち、前記経路補正式と前記パラメータに基づいて前記コーナ部の移動方向手前側で一旦予め設定した第1の角度で加工部側から離間し、前記コーナ部を越えた後、転回して前記コーナ部に続く加工部に予め設定した第2の角度で戻って加工する補正経路を演算し、
コーナ部はワイヤの中心を前記経路に代えて前記補正経路で移動させることを特徴とするワイヤ放電加工方法。 - 仕上げ形状に対しオフセット量の距離にある経路を演算し、ワイヤの中心を前記経路で移動させるワイヤ放電加工装置において、
加工条件ごとに適用する30°以上170°以下のコーナ角度とコーナ部の経路補正式とパラメータとが格納されたデータ保存手段と、
このデータ保存手段に格納された前記経路補正式と前記パラメータに基づいて前記コーナ部の移動方向手前側で一旦予め設定した第1の角度で加工部側から離間し、前記コーナ部を越えた後、転回して前記コーナ部に続く加工部に予め設定した第2の角度で戻って加工する補正経路を演算し、コーナ部はワイヤの中心を前記経路に代えて前記補正経路で移動させる制御手段と、
を設けたことを特徴とするワイヤ放電加工装置。
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1997
- 1997-03-24 JP JP06990297A patent/JP3719305B2/ja not_active Expired - Fee Related
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