JP4925481B2 - ワイヤカット放電加工装置 - Google Patents

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Description

本発明は、ワイヤカット放電加工装置に関し、特に加工条件を適宜選択する構成を備えたワイヤカット放電加工装置に関する。
加工電極とワーク間の間歇放電による放電加工を、板状等のワークに対するワイヤ電極による糸鋸状の切断加工に適用したワイヤカット放電加工は広く知られ普及してきており、かかるワイヤカット放電加工においては、例えば特許文献1または特許文献2に開示されるように所定の加工速度が得られるように加工条件が適宜選択される。
特開平05−16025号公報 特開平08−155744号公報
ところで、ワイヤカット放電加工においては、加工速度と加工の安定度はトレードオフの関係にあり、加工速度が大きいとワイヤ電極が断線し易くなり、一方加工速度が小さいとワイヤ電極が断線し難くなる。
そこで、作業者が装置の周囲に居るときつまりワイヤ電極が断線してもすぐに結線できるときは、大きな加工速度を与える加工条件を選択して加工時間の短縮を図り、夜間など作業者が装置の周囲に居ないときつまりワイヤ電極が断線したときにすぐに結線できないときは、ワイヤ電極が断線し難い小さな加工速度を与える加工条件を選択して無人運転を行う等する。
しかしながら、このような加工条件の選択は作業者が手作業で行っており、作業者の選択の誤りから装置の周囲に作業者が居るにも拘わらず小さな加工速度で加工を行ったり、装置の周囲に作業者が居ないときに大きな加工速度で加工を行う等、従来は装置の周囲における作業者(以下、作業者は単に人とする場合がある)の有無により加工条件が適切に選択されないことがあった。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、人の有無により適切に加工条件を選択してワイヤ電極の断線を防止しつつ加工時間の短縮を図ることができるワイヤカット放電加工装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、ワークとワイヤ電極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ワークの放電加工を行うワイヤカット放電加工装置において、所定の領域内における人の有無を検知する人検知手段と、人検知手段により人が居ると検知されたときに相対的に大きな加工速度を与える加工条件を選択し、人検知手段により人が居ないと検知されたときに相対的に小さい加工速度を与える加工条件を選択する加工条件選択手段と、を有することを特徴とする。
本発明によれば、所定の領域内における人の有無を検知する人検知手段と、人検知手段により人が居ると検知されたときに相対的に大きな加工速度を与える加工条件を選択し、人検知手段により人が居ないと検知されたときに相対的に小さい加工速度を与える加工条件を選択する加工条件選択手段と、を有することとしたので、ワイヤカット放電加工装置において人の有無により適切に加工条件を選択してワイヤ電極の断線を防止しつつ加工時間の短縮を図ることができる。
ここで、所定のベース加工条件と該ベース加工条件を増減させるための増減データとを記憶する記憶手段と、ベース加工条件を増減データにより増減させて相対的に大きな加工速度を与える加工条件および相対的に小さい加工速度を与える加工条件を生成する加工条件生成手段と、を有することとすれば、各加工条件を効率よく生成することができる(請求項2)。
また、記憶手段は、増減データによりベース加工条件を増減させたときの電気的エネルギーの強弱を示す数値データを増減データと関連させて記憶することとすれば、該数値データを指標として適切な増減データを効率よく選択することができる(請求項3)。
更に、上記人検知手段は、所定の領域内における人の有無を検知するセンサーを備え(請求項4)、該センサーを、赤外線センサーまたは超音波センサーとすることとしたり(請求項5)、現在時刻を検知するタイマーを備え、現在時刻が予め設定された作業時間内にあるときは所定の領域内に人が居ると判断し、現在時刻が予め設定された作業時間内にないときは所定の領域内に人が居ないと判断して、人の有無を検知することができる(請求項6)。
また、人検知手段は、所定の領域内における人の有無を検知するセンサーと現在時刻を検知するタイマーを備え、現在時刻が予め設定された作業時間内にあるときはセンサーからの検知信号の有無にかかわらず所定の領域内に人が居ると判断し、タイマーにより検知された現在時刻が予め設定された作業時間内にないときはセンサーにより検知信号が出力されない場合に所定の領域内に人が居ないと判断しセンサーにより検知信号が出力された場合に所定の領域内に人が居ると判断して、人の有無を検知することとすれば、ワイヤ電極の断線を防止しつつより一層加工時間の短縮を図ることができる(請求項7)。
本発明によれば、ワイヤカット放電加工装置において人の有無により適切に加工条件を選択してワイヤ電極の断線を防止しつつ加工時間の短縮を図ることができる。
本発明の第1実施形態に係るワイヤカット放電加工装置の全体構成の概略を示す正面図である 同ワイヤカット放電加工装置に設けられたNC制御装置の構成を示すブロック図である。 ベース加工条件を説明するための図である。 EPAレベルデータを説明するための図である。 NC制御装置による加工条件の選択方法を説明するためのフローチャートである。 第1の加工条件の生成方法を説明するための図である。 第2の加工条件の生成方法を説明するための図である。 本発明の第2実施形態に係るNC制御装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第3実施形態に係るNC制御装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第4実施形態に係るNC制御装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第4実施形態に係る人の有無の検知方法を説明するための図である。 本発明の第5実施形態に係るNC制御装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第5実施形態に係る人の有無の検知方法を説明するための図である。
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は本発明の第1実施形態を示すワイヤカット放電加工装置の全体構成の概要を示す正面図である。図1を参照してワイヤカット放電加工装置1の概要を説明すると、ワイヤカット放電加工装置1は加工室1a内に備えられており、ベース2と、ベース2の後部から立設するコラム3と、コラム3の前面上部に装着される加工ヘッド4と、ベース2の前部に載置される加工槽5と、加工槽5に収容されワークWを載置するワークテーブル6と、を有している。そして、ワイヤカット放電加工装置1は、加工ヘッド4に上ガイド組体7を、コラム3の前面下部に下ガイド組体8を、ワークWを挟むように備えており、これら上下ガイド組体7,8間に工具電極としてのワイヤ電極Eを連続的に供給しつつ極間に所定の電圧を印加して放電を発生させワークWの放電加工を行う構成となっている。
このワイヤカット放電加工装置1には人検知センサー10が備えられており、人検知センサー10には赤外線センサー11より詳しくは焦電型赤外線センサー11が採用されている。すなわち、赤外線センサー11は、加工室1a内においてより詳しくはワイヤカット放電加工装置1の周囲における所定の領域内(以下、ワイヤカット放電加工装置1の周囲における所定の領域内は単に所定の領域内とする)において、人の体温相当の赤外線を検知し、該検知した赤外線の強度が所要に変化したときに所定の領域内に人が居ると判断して人検知信号を出力する構成となっている。
ワイヤカット放電加工装置1にはNC制御装置20が設けられており、このNC制御装置20の上面に上記した人検知センサー10つまり赤外線センサー11が備えられている。図2に示すように、NC制御装置20は、赤外線センサー11から出力される人検知信号に基づいて所定の領域内における人の有無を検知するとともに、該人の有無の検知結果に対応して加工条件を適宜に選択する機能を果たすべく、入力手段21、記憶手段22、処理手段23からなる。
入力手段21は、例えば、キーボード、マウス等で構成されており、作業者が入力手段21を介して処理手段23における各種処理に必要な情報を入力する。
記憶手段22は、ハードディスク等で構成されており、ベース加工条件221、EPAレベルデータ222、加工プログラムとしてのNCプログラム223を記憶する機能を有している。
ここで、図3に示すように、ベース加工条件221はワイヤカット放電加工を行うためのベースとなる電気加工条件であり、(ON)B(ベースON時間)、(OFF)B(ベースOFF時間)、(SV)B(ベースサーボ基準電圧値)、…等の複数のベース加工条件要素(以下、ベース加工条件要素は単に要素とする)から構成され、各種のワイヤカット放電加工に対応すべく「ベース加工条件B1」、…、「ベース加工条件Bn」の如く記憶手段22に複数種類記憶されている。
また、図4に示すように、EPAレベルデータ222はベース加工条件221の各要素をそれぞれ個別に増減させるための(ON)E、(OFF)E、…の如き増減係数データを含んで構成される。
このEPAレベルデータ222は、増減係数データにより各要素をそれぞれ個別に増減させたときのベース加工条件全体における電気的エネルギーの強弱の変化を…,「−2」,…,「+2」,…の如く示す数値データ(以下、数値データをEPAレベル値とする)を更に含んでいる。
つまり、ベース加工条件221の各要素は、EPAレベル値を0とするといずれも増減されず、EPAレベル値をプラス側とすると電気的なエネルギーを強くして加工速度が大きくなるように増減され、EPAレベル値をマイナス側とすると電気的なエネルギーを弱くして加工速度が小さくなるように増減される。
EPAレベル値と該EPAレベル値に対応する増減係数データとは記憶手段22において関連させて記憶されており、ワイヤカット放電加工を行う際には作業者により入力手段21を介して所定の領域内に人が居る場合に対応したEPAレベル値つまり加工速度を大きくして加工時間の短縮が図られるプラス側のEPAレベル値と、所定の領域内に人が居ない場合に対応したEPAレベル値つまり加工速度を小さくしてワイヤ電極Eの断線が所要に防止されるマイナス側のEPAレベル値と、がそれぞれ入力され各EPAレベル値に対応する増減係数データが抽出される。
処理手段23は、所定の領域内における人の有無に対応した加工条件の選択に際し主要な役割を果たすべく、第1の加工条件生成手段231、第2の加工条件生成手段232、放電加工実行手段233、判断検知手段234、加工条件選択手段235として機能する。
第1の加工条件生成手段231は、入力手段21から入力された所定の領域内に人が居る場合に対応したEPAレベル値と、記憶手段22に記憶されたベース加工条件221およびEPAレベルデータ222と、に基づいて第1の加工条件を生成する機能を有している。
第2の加工条件生成手段232は、入力手段21から入力された所定の領域内に人が居ない場合に対応したEPAレベル値と、記憶手段22に記憶されたベース加工条件221およびEPAレベルデータ222と、に基づいて第2の加工条件を生成する機能を有している。
放電加工実行手段233は、記憶手段22に記憶されたNCプログラム223を解読しつつ所定の制御信号を生成しかつ出力して図示せぬ各駆動軸のモータおよび電源装置を所要に制御しワークWの放電加工を実行する機能を有している。
判断検知手段234は、放電加工実行手段233によるNCプログラム223の実行状況に基づいて放電加工が実行中か終了したかを判断するとともに、赤外線センサー11と協働して放電加工の実行中に所定の領域内における人の有無を検知する機能を有している。この判断検知手段234は赤外線センサー11とともに人検知手段の一構成をなす。
加工条件選択手段235は、人検知手段による検知結果に基づいて、第1の加工条件生成手段231により生成された第1の加工条件および第2の加工条件生成手段232により生成された第2の加工条件のいずれか一方を選択する機能を有している。なお、処理手段23は、CPUおよびメモリが協働してその機能を果たす。
次にNC制御装置20による加工条件の選択方法を図5のフローチャートに基づいて詳細に説明する。
まず、ステップS10において、作業者が入力手段21を介してEPAレベル値を入力するとともに、記憶手段22に記憶されているベース加工条件221を読み出すための情報を入力する。具体的には、所定の領域内に人が居る場合に対応したプラス側のEPAレベル値と、所定の領域内に人が居ない場合に対応したマイナス側のEPAレベル値と、を入力する。また、ベース加工条件221を例えばベース加工条件Bnの如く入力する。
次いで、ステップS20において、第1の加工条件生成手段231がEPAレベルデータ222およびベース加工条件Bnを記憶手段22から読み出すとともに、ステップS10で入力された所定の領域内に人が居る場合のEPAレベル値に対応する増減係数データを抽出し、かつ、抽出した増減係数データとベース加工条件Bnの各要素とを掛け合わせて図6の如く第1の加工条件を生成する。
続いて、ステップS30において、第2の加工条件生成手段232がステップS10で入力された所定の領域内に人が居ない場合のEPAレベル値に対応する増減係数データを抽出し、かつ、抽出した増減係数データとベース加工条件Bnの各要素とを掛け合わせて図7の如く第2の加工条件を生成する。
そして、ステップS40において、作業者が入力手段21を介して記憶手段22からNCプログラム223を読み出すための情報を入力するとともに、該入力された情報に基づいて放電加工実行手段233が記憶手段22からNCプログラム223を読み出しつつ所定の制御信号を生成しかつ出力して図示せぬ各駆動軸のモータおよび電源装置を所要に制御し放電加工の実行を開始する。
この放電加工の実行中においては人検知手段が所定の領域内において人の有無を検知する。すなわち、ステップS50において判断検知手段234が放電加工の実行中であることを確認し、かつ、ステップS60において判断検知手段234が赤外線センサー11から人検知信号が出力されていることを確認したときつまり判断検知手段234が所定の領域内に人が居ると判断したときは、ステップS70Aにおいて、加工条件選択手段235がステップS20で生成された大きい加工速度を与える第1の加工条件を選択し放電加工が行われる。
一方、ステップS50において判断検知手段234が放電加工の実行中であることを確認し、かつ、ステップS60において判断検知手段234が赤外線センサー11から人検知信号が出力されていないことを確認したときつまり判断検知手段234が所定の領域内に人が居ないと判断したときは、ステップS70Bにおいて、加工条件選択手段235がステップS30で生成された小さい加工速度を与える第2の加工条件を選択し放電加工が行われる。以下、ステップS80において、判断検知手段234が放電加工の終了を確認するまでステップS60およびステップS70の動作を繰り返す。
以上説明したように本発明によれば、所定の領域内における人の有無を検知する人検知手段と、人検知手段により人が居ると検知されたときに相対的に大きな加工速度を与える第1の加工条件を選択し、人検知手段により人が居ないと検知されたときに相対的に小さい加工速度を与える第2の加工条件を選択する加工条件選択手段と、を有することとしたので、ワイヤカット放電加工装置において人の有無により適切に加工条件を選択してワイヤ電極の断線を防止しつつ加工時間の短縮を図ることができる。
更に、所定のベース加工条件と該ベース加工条件を増減させるための増減係数データを記憶する記憶手段と、ベース加工条件を増減係数データにより増減させて第1の加工条件および第2の加工条件を生成する加工条件生成手段と、を有することとしたので、各加工条件を効率よく生成することもできる。
また、記憶手段は、増減係数データによりベース加工条件を増減させたときの電気的エネルギーの強弱を示すEPAレベル値(数値データ)を対応する増減係数データと関連させて記憶することとしたので、該EPAレベル値(数値データ)を指標として適切な増減係数データを効率よく選択することができる。
次に本発明の第2実施形態乃至第5実施形態について図8乃至図13に基づいて説明する。なお、第2実施形態乃至第5実施形態において第1実施形態の構成と同一の符号は、第1実施形態の構成と同一箇所あるいは相当箇所を示すものとする。
本発明の第2実施形態は図8に示すように人検知センサー10として赤外線センサー11に代えて超音波センサー12を備えた例を示している。
すなわち、第2実施形態においては、超音波センサー12は、所定の領域内において超音波を送波するとともに反射波を受波し、送波から受波までの時間の変化つまり超音波センサー12から反射対象までの距離の変化に基づいて人の有無を検知し、所定の領域内に人が居ると検知したときに所定の人検知信号を出力する構成となっている。
つまり、第2実施形態においては、放電加工の実行中において超音波センサー12が人検知信号を出力した場合には判断検知手段234が所定の領域内に人が居ると判断し、次いで、加工条件選択手段235が第1の加工条件を選択する。
一方、放電加工の実行中において超音波センサー12が人検知信号を出力しない場合には判断検知手段234が所定の領域内に人が居ないと判断し、次いで、加工条件選択手段235が第2の加工条件を選択する。
本発明の第3実施形態は図9に示すように人検知センサー10として赤外線センサー11および超音波センサー12を備えた例を示している。
すなわち、第3実施形態においては、放電加工の実行中において赤外線センサー11および超音波センサー12のいずれのセンサーも人検知信号を出力した場合にのみ判断検知手段234が所定の領域内に人が居ると判断し、次いで、加工条件選択手段235が第1の加工条件を選択する。
一方、放電加工の実行中において赤外線センサー11および超音波センサー12のうちいずれか一方のみが人検知信号を出力した場合およびいずれのセンサーも人検知信号を出力しない場合には判断検知手段234が所定の領域内に人が居ないと判断し、次いで、加工条件選択手段235が第2の加工条件を選択する。
これにより、第3実施形態にあっては所定の領域内における人の有無の検知をより一層確実に行うことができ、更に適切に加工条件を選択することが可能となる。
本発明の第4実施形態は図10に示すように人検知手段の一構成として人検知センサー10に代えてNC制御装置20に内蔵されたタイマー10´を用いた例を示しており、タイマー10´により検知された現在時刻に基づいて所定の領域内における人の有無を検知する構成としている。
すなわち、かかる場合においてはまず作業者が入力手段21を介して作業開始予定時刻および作業終了予定時刻を入力して設定するとともに、タイマー10´により現在時刻を検知する。この作業者による作業開始予定時刻および作業終了予定時刻の設定は、作業開始予定時刻から作業終了予定時刻に至るまでの時間帯つまり作業予定時間の時間帯が、休憩等により一時的な不在を除いて作業者が加工室1a内に常時居る時間帯となるように行う。
そして、判断検知手段234が予め設定された作業開始予定時刻および作業終了予定時刻とタイマー10´により検知され出力された現在時刻データとを比較し、図11に示すように、放電加工の実行中であって、現在時刻が作業予定時間内にあるときは判断検知手段234が所定の領域内に人が居ると判断し、次いで、加工条件選択手段235が第1の加工条件を選択する。
一方、放電加工の実行中であって、現在時刻が作業予定時間内にないときは判断検知手段234が所定の領域内に人が居ないと判断し、次いで、加工条件選択手段235が第2の加工条件を選択する。
本発明の第5実施形態は図12および図13に示すように人検知センサー10およびNC制御装置20に内蔵されたタイマー10´のいずれも人検知手段に含めて所定の領域内における人の有無を検知する構成としている。
すなわち、かかる場合においては、判断検知手段234が予め設定された作業開始予定時刻および作業終了予定時刻とタイマー10´により検知され出力された現在時刻データとを比較し、放電加工の実行中であって、現在時刻が作業予定時間内(第4実施形態と同様に第5実施形態においても作業開始予定時刻および作業終了予定時刻の設定は、作業予定時間の時間帯が、休憩等により一時的な不在を除いて作業者が加工室1a内に常時居る時間帯となるように行う)にあるときは、判断検知手段234が人検知センサー10からの人検知信号の出力の有無にかかわらず所定の領域内に人が居ると判断し、加工条件選択手段235が第1の加工条件を選択する。
つまり、現在時刻が作業予定時間内にあるときは、所定の領域内に実際に人が居ない場合であってもそれは一時的な不在であり、ワイヤ電極が断線してもすぐに結線することができるので、人検知センサー10から人検知信号が出力されない場合であっても所定の領域内に人が居ると見做して第1の加工条件を選択し加工時間の短縮を優先することとする。
一方、放電加工の実行中であって、現在時刻が作業予定時間内にないときは、人検知センサー10により人検知信号が出力されない場合は当然に判断検知手段234が所定の領域内に人が居ないと判断して第2の加工条件が選択されるものの、人検知センサー10により人検知信号が出力された場合は実際に人が居るので現在時刻が作業予定時間内になくとも判断検知手段234が所定の領域内に人が居ると判断して第1の加工条件が選択される。
このように現在時刻が作業予定時間内にないときに更に実際の人の有無により第1の加工条件および第2の加工条件を適宜選択することによりワイヤ電極の段線を防止しつつより一層加工時間の短縮を図ることができる。
なお、本第5実施形態において人検知センサー10には、上述した第1実施形態および第2実施形態の如く赤外線センサー11および超音波センサー12のいずれか一方のみを備えることとしてもよく、上述した第3実施形態の如く赤外線センサー11および超音波センサー12のいずれも備えることとしてもよい。
本発明は、ワイヤカット放電加工装置に利用できる。具体的にはワイヤカット放電加工装置において加工条件を適宜選択する場合に役立つ。
E:ワイヤ電極
W:ワーク
1:ワイヤカット放電加工装置
2:ベース
3:コラム
4:加工ヘッド
5:加工槽
6:ワークテーブル
7:上ガイド組体
8:下ガイド組体
10:人検知センサー
10´:タイマー
11:赤外線センサー(焦電型赤外線センサー)
12:超音波センサー
20:NC制御装置
21:入力手段
22:記憶手段
23:処理手段
221:ベース加工条件
222:EPAレベルデータ
231:第1の加工条件生成手段
232:第2の加工条件生成手段
233:放電加工実行手段
234:判断検知手段
235:加工条件選択手段

Claims (7)

  1. ワークとワイヤ電極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前記ワークの放電加工を行うワイヤカット放電加工装置において、
    所定の領域内における人の有無を検知する人検知手段と、
    前記人検知手段により前記人が居ると検知されたときに相対的に大きな加工速度を与える加工条件を選択し、前記人検知手段により前記人が居ないと検知されたときに相対的に小さい加工速度を与える加工条件を選択する加工条件選択手段と、
    を有することを特徴とするワイヤカット放電加工装置。
  2. 所定のベース加工条件と該ベース加工条件を増減させるための増減データとを記憶する記憶手段と、
    前記ベース加工条件を前記増減データにより増減させて前記相対的に大きな加工速度を与える加工条件および前記相対的に小さい加工速度を与える加工条件を生成する加工条件生成手段と、
    を有することを特徴とする請求項1に記載のワイヤカット放電加工装置。
  3. 前記記憶手段は、前記増減データにより前記ベース加工条件を増減させたときの電気的エネルギーの強弱を示す数値データを前記増減データと関連させて記憶することを特徴とする請求項2に記載のワイヤカット放電加工装置。
  4. 前記人検知手段は、前記所定の領域内における人の有無を検知するセンサーを備えることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載のワイヤカット放電加工装置。
  5. 前記センサーを、赤外線センサーまたは超音波センサーとすることを特徴とする請求項4に記載のワイヤカット放電加工装置。
  6. 前記人検知手段は、現在時刻を検知するタイマーを備え、前記現在時刻が予め設定された作業時間内にあるときは前記所定の領域内に人が居ると判断し、前記現在時刻が予め設定された作業時間内にないときは前記所定の領域内に人が居ないと判断して、前記人の有無を検知することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載のワイヤカット放電加工装置。
  7. 前記人検知手段は、前記所定の領域内における人の有無を検知するセンサーと現在時刻を検知するタイマーを備え、前記現在時刻が予め設定された作業時間内にあるときは前記センサーからの検知信号の有無にかかわらず前記所定の領域内に人が居ると判断し、前記タイマーにより検知された現在時刻が予め設定された作業時間内にないときは前記センサーにより検知信号が出力されない場合に前記所定の領域内に人が居ないと判断し前記センサーにより検知信号が出力された場合に前記所定の領域内に人が居ると判断して、前記人の有無を検知することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載のワイヤカット放電加工装置。
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