JP5507024B1 - ワイヤ放電加工装置 - Google Patents
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Abstract
ワイヤ(1)と被加工物(2)との間で放電を発生させて被加工物を加工するワイヤ放電加工装置において、加工プログラムに応じてワイヤ放電加工装置の数値制御を実施する数値制御部であるNC装置(8)と、ワイヤ放電加工装置による被加工物の加工に関する情報を表示する表示部(14)と、を有し、数値制御部は、ワイヤ放電加工装置に取り付けられているワイヤボビン(10)に残るワイヤの長さを算出するワイヤ残り長さ算出部と、被加工物の加工に使用されるワイヤの見積長さを算出するワイヤ消費長さ算出部と、を備え、表示部は、ワイヤ残り長さ算出部での算出結果である残り長さの情報と、ワイヤ消費長さ算出部での算出結果である見積消費長さの情報とを、グラフィックとして表示するとともに、見積消費長さの情報には、加工段階の進行を表す情報を付加する。
Description
本発明は、ワイヤ放電加工装置に関する。
従来、ワイヤ放電加工装置において、ワイヤボビンにおけるワイヤの残量と、放電加工によるワイヤの消費量とを正確に把握するための技術が提案されている。作業者は、ワイヤの残量と消費量とを把握することで、ワイヤの不足によって加工が中断されるより前に、ワイヤボビンを交換することができる。
例えば、特許文献1および2には、ワイヤボビンの重量からワイヤの残量を求めて、被加工物に対し予測される加工長さを計算する技術が提案されている。計算によって得られたデータは、ワイヤボビンの交換指令において利用されるとともに、ディスプレイに表示される。
特許文献3には、ワイヤボビンの回転速度から求めたワイヤの残量と、加工条件ごとのワイヤ消費量から求めたプログラム全体のワイヤ消費量とを比較して、加工経路のうちワイヤの残りがなくなる箇所を特定する技術が提案されている。
特許文献4には、ワイヤ重量の測定結果をワイヤ長さに換算し、得られた結果を表示するワイヤ残量表示装置の技術が提案されている。特許文献5には、各加工形状の加工レベルごとのワイヤ消費量の累積値と、ワイヤの残量とを比較して、加工可能な加工レベルを判断する技術が提案されている。
従来の技術によって得られたワイヤの残量の情報と、ワイヤの消費量の情報とが単にデータとして提示されたとしても、ワイヤを不足させずかつ無駄なく使用するために、どの加工段階のタイミングでワイヤボビンを交換すべきかを判断することが困難となる場合がある。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ワイヤボビンを交換するタイミングを作業者に明確に示すことで、ワイヤの不足によって加工が中断することを防止し、かつワイヤを無駄なく使用可能とするワイヤ放電加工装置を得ることを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、ワイヤと被加工物との間で放電を発生させて前記被加工物を加工するワイヤ放電加工装置において、加工プログラムに応じて前記ワイヤ放電加工装置の数値制御を実施する数値制御部と、前記ワイヤ放電加工装置による前記被加工物の加工に関する情報を表示する表示部と、を有し、前記数値制御部は、前記ワイヤ放電加工装置に取り付けられているワイヤボビンに残る前記ワイヤの長さを算出するワイヤ残り長さ算出部と、前記被加工物の加工に使用される前記ワイヤの見積長さを算出するワイヤ消費長さ算出部と、を備え、前記表示部は、前記ワイヤ残り長さ算出部での算出結果である残り長さの情報と、前記ワイヤ消費長さ算出部での算出結果である見積消費長さの情報とを、グラフィックとして表示するとともに、前記見積消費長さの情報には、加工段階の進行を表す情報を付加することを特徴とする。
本発明にかかるワイヤ放電加工装置は、ワイヤの残り長さの情報と見積消費長さの情報とを、加工段階の進行を表す情報とともに明示する。作業者は、表示部による表示を目視することで、どの加工段階のタイミングでワイヤボビンを交換すべきかを容易に判断することができる。これにより、ワイヤ放電加工装置は、ワイヤボビンを交換するタイミングを作業者に明確に示すことで、ワイヤの不足によって加工が中断することを防止し、かつワイヤを無駄なく使用できるという効果を奏する。
以下に、本発明にかかるワイヤ放電加工装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1にかかるワイヤ放電加工装置の概略構成を示す図である。ワイヤ放電加工装置は、ワイヤ1と被加工物2との間で放電を発生させて、被加工物2を加工する。
図1は、本発明の実施の形態1にかかるワイヤ放電加工装置の概略構成を示す図である。ワイヤ放電加工装置は、ワイヤ1と被加工物2との間で放電を発生させて、被加工物2を加工する。
ワイヤ放電加工装置は、テーブル3、加工用電源4、極間検出回路5、サーボモータ6、サーボアンプ7、NC装置8、張力付加機構(テンションローラ)9、ワイヤ走行装置(回収ローラ)11、ワイヤ回収容器12、加工液ノズル13a,13bおよび表示部14を有する。
被加工物2は、テーブル3に固定され、テーブル3とともに移動する。極間検出回路5は、加工中の極間平均電圧を検出する。サーボモータ6は、テーブル3を移動させる。サーボアンプ7は、サーボモータ6の駆動を制御する。数値制御部であるNC装置8は、加工プログラムに応じて、ワイヤ放電加工装置の数値制御を実施する。表示部14は、ワイヤ放電加工装置による被加工物2の加工に関する情報を、ディスプレイに表示する。
加工用電源4は、ワイヤ1と被加工物2との間に加工電流を供給する。ワイヤ放電加工装置は、ワイヤ1と被加工物2との間に放電を発生させることにより、被加工物2の加工を進行させる。ワイヤ放電加工装置は、加工プログラムに応じてテーブル3を移動させることで、被加工物2を所望の形状に加工する。
サーボモータ6は、極間検出回路5で検出される極間の状態に応じて、テーブル3の移動速度を変化させる。サーボモータ6は、極間の間隙が広がっている場合には移動速度を速くし、極間の間隙が狭くなっている場合には移動速度を遅くする。これにより、ワイヤ放電加工装置は、ワイヤ1と被加工物2との接触を防ぐとともに、最適な加工のための間隔を維持することができる。NC装置8は、ワイヤ1と被加工物2との間隔を、加工中の平均電圧に基づいて把握する。一般に、NC装置8は、極間平均電圧が所定の目標値に一致するように、テーブル3の移動速度を制御する。
張力付加機構9は、ワイヤボビン10から送り出されたワイヤ1に所定の張力を付加する。加工液ノズル13aは、被加工物2の上側から加工液を噴射する。加工液ノズル13bは、被加工物2の下側から加工液を噴射する。ワイヤ回収容器12は、加工に使われた後のワイヤ1を回収する。ワイヤ走行装置11は、ワイヤ回収容器12の付近にてワイヤ1を牽引することで、ワイヤボビン10からワイヤ回収容器12までのワイヤ経路にてワイヤ1を走行させる。
ワイヤボビン10は、ワイヤ放電加工装置に装着される。ワイヤボビン10に巻き上げられているワイヤ1は、ワイヤ走行装置11の駆動によって、ワイヤボビン10から送り出される。ワイヤ放電加工装置に装着されるワイヤボビン10は、取り換え可能とされている。
図2は、NC装置の概略構成を示すブロック図である。NC装置8は、ワイヤ残り長さ算出部21、加工時間算出部22およびワイヤ消費長さ算出部23を備える。
ワイヤ残り長さ算出部21は、ワイヤ放電加工装置に取り付けられているワイヤボビン10に残るワイヤ1の長さを算出する。加工時間算出部22は、被加工物2の加工に要する時間を算出する。ワイヤ消費長さ算出部23は、被加工物2の加工に使用されるワイヤ1の見積長さを算出する。
図3は、実施の形態1にかかるワイヤ放電加工装置の動作を説明するフローチャートである。ステップS1において、NC装置8は、ワイヤボビン10におけるワイヤ1の残り長さ(W)の情報を取得する。また、NC装置8は、これから実施されるn回加工の各段階について、加工周長(ln)、見積加工速度(sn)、ワイヤ送り速度(wsn)の各情報を取得する。n回加工とは、被加工物2の同一の箇所について、加工条件を変更してn回の加工を施すことを指す。
NC装置8は、ワイヤ残り長さ算出部21において、ワイヤ1の残り長さを算出する。ワイヤ残り長さ算出部21は、いずれの手法を用いて残り長さを算出しても良い。NC装置8は、各段階の加工条件を基に、見積加工速度およびワイヤ送り速度の各情報を取得する。
ステップS2において、加工時間算出部22は、これから実施されるn回加工の加工時間(tn)を計算する。加工時間算出部22は、例えば以下に示す式(1)によってtnを求める。
tn=Σ(ln/sn) ・・・(1)
tn=Σ(ln/sn) ・・・(1)
ステップS3において、ワイヤ消費長さ算出部23は、これから実施されるn回加工のワイヤ消費長さ(Lcn)を計算する。ワイヤ消費長さ算出部23は、例えば以下に示す式(2)によってLcnを求める。なお、ワイヤ消費長さを、適宜「見積消費長さ」とも称する。ワイヤ消費長さ算出部23は、各加工段階における加工周長、見積加工速度およびワイヤ送り速度を基に、見積消費長さを算出する。
Lcn=Σ{(ln/sn)×wsn} ・・・(2)
Lcn=Σ{(ln/sn)×wsn} ・・・(2)
ステップS4において、NC装置8は、以下の式(3)に示す条件を基に、これから実施されるn回加工にてワイヤ1が足りるか否かを判断する。
W−Lcn≧0 ・・・(3)
W−Lcn≧0 ・・・(3)
式(3)を満たす場合(ステップS4、Yes)、NC装置8は、tn,W−Lcnの各データと、ワイヤ1が足りるとの判断結果とを、表示部14へ送る。ステップS5において、表示部14は、tn,W−Lcnの各データと、ワイヤ1が足りる旨のメッセージとを表示する。さらに、ステップS6において、表示部14は、WおよびLcnの各情報を、例えばグラフとして表示する。
式(3)を満たさない場合、すなわちW−Lcn<0である場合(ステップS4、No)、W−Lcnのデータと、ワイヤ1が足りないとの判断結果とを、表示部14へ送る。ステップS7において、表示部14は、W−Lcnのデータと、ワイヤ1が足りない旨のメッセージとを表示する。さらに、ステップS8において、表示部14は、WおよびLcnの各情報を、例えばグラフとして表示する。
図4から図7は、表示部における表示の例を示す図である。表示部14は、ワイヤ残り長さ算出部21での算出結果である残り長さの情報と、ワイヤ消費長さ算出部23での算出結果である見積消費長さの情報とを、グラフィックとして表示する。本実施の形態では、表示部14は、ワイヤ1の残り長さの情報と、見積消費長さの情報とを、数値データの表と、棒グラフとして表示する。
また、表示部14は、見積消費長さの情報に、加工段階の進行を表す情報を付加する。本実施の形態では、表示部14は、見積消費長さを表す棒グラフに、何回目の加工であるかを示す区分けを表示する。表示部14は、何回目の加工であるかを、例えば色分けを施して示しても良い。なお、図4から図7に示す「ワイヤボビンID」は、ワイヤボビン10ごとに付与された識別情報とする。
図4および図5には、ある単一の形状について、1回目(1st)から6回目(6th)までの6回加工を施す場合の表示例を示している。図4に示す例では、残り長さが250m、6回加工における見積消費長さの合計が230mである。この例では、上記の式(3)を満足し、これから実施される6回加工おいてワイヤ1は足りている。
図5に示す例では、残り長さが200m、6回加工における見積消費長さの合計が230mである。この例では、上記の式(3)を満足せず、これから実施される6回加工においてワイヤ1は足りていない。また、図5に示す表示からは、ワイヤ1が、5回目(5th)の加工の最中に無くなることがわかる。かかる表示から、作業者は、4回目の加工が終了した時点でワイヤボビン10を交換すれば、ワイヤ1の不足による加工の中断を回避でき、かつワイヤ1の無駄が最も少なくなることを認識できる。
図6および図7は、複数形状の加工についての例とする。図6および図7には、ある3つの形状について、1回目(1st)から3回目(3rd)までの3回加工をそれぞれ施す場合の表示例を示している。ワイヤ放電加工装置は、1回目の加工を全ての形状に対して実施してから、形状ごとに2回目および3回目の加工を連続して実施するものとする。
図6に示す例では、残り長さが600m、各形状への3回加工における見積消費長さの合計が510mである。この例では、上記の式(3)を満足し、これから実施される3回加工おいてワイヤ1は足りている。
図7に示す例では、残り長さが400m、各形状への3回加工における見積消費長さの合計が510mである。この例では、上記の式(3)を満足せず、これから実施される3回加工においてワイヤ1は足りていない。また、図7に示す表示からは、ワイヤ1が、加工順が2番目である形状への2回目(2nd)の加工の最中に無くなることがわかる。かかる表示から、作業者は、加工順が1番目である形状への3回目(3rd)の加工が終了した時点でワイヤボビン10を交換すれば、ワイヤ1の不足による加工の中断を回避でき、かつワイヤ1の無駄が最も少なくなることを認識できる。
NC装置8は、式(3)を満たさないとステップS4で判断すると、加工段階ごとの見積消費長さを基に、ワイヤ1が無くなる加工段階を特定する。NC装置8は、ワイヤ1が無くなる加工段階の1つ前の加工段階が終了した時点、もしくはワイヤ1が足りなくなる加工段階の開始直前の時点で加工を停止するための加工停止コードを、加工プログラムに挿入する。
このように、NC装置8は、ワイヤ1の見積消費長さが残り長さを超えると判断した場合に、被加工物2の加工を停止させる加工停止コードを加工プログラムに挿入する動作を自動的に行う。加工停止コードは、例えば、Mコード「M01」または「M00」とする。NC装置8が加工停止コードを挿入することで、ワイヤ放電加工装置は、ワイヤ1の不足によって加工が中断される事態を事前に防ぐことができる。
表示部14は、ワイヤ1が無くなる加工段階をNC装置8が特定してから、加工停止コードを挿入する旨のメッセージを表示する(ステップS9)。ステップS6またはS9における表示をすると、ワイヤ放電加工装置は、ワイヤ1が足りるか否かを判断するための動作を終了する。
なお、各ステップにおける表示の順序は本実施の形態で説明する順序に限られず任意であって、同時であっても良い。NC装置8は、加工停止コードの挿入を自動的に行うほか、作業者の操作に応じて行うこととしても良い。この場合、表示部14は、加工停止コードの挿入を作業者に促すメッセージを、ワイヤ1が無くなる加工段階とともに表示しても良い。
図8は、ワイヤが無くなる加工段階を特定する手順を説明する図である。NC装置8は、式(3)を満たさない、すなわちW−Lcn<0を満たすとの判断から、n回目の加工が終了するまでにワイヤ1が無くなることを把握する。
次に、NC装置8は、n−1回目の加工まではワイヤ1が足りるか否かを判断する。W−Lcn−1≧0を満たす場合、NC装置8は、ワイヤ1がn−1回目の加工の終了までは足り、かつn回目の加工の最中に無くなることを把握する。NC装置8は、ワイヤ1が無くなる加工段階を、n回目の加工と特定する。
NC装置8は、n−1回目の加工が終了した時点、もしくはn回目の加工の開始直前の時点で加工を停止するための加工停止コードを、加工プログラムに挿入する。NC装置8は、tn−1,W−Lcn−1の各データと、n−1回目の加工まではワイヤ1が足りるとの判断結果とを、表示部14へ送る。表示部14は、tn−1,W−Lcn−1の各データと、n−1回目の加工まではワイヤ1が足りる旨のメッセージを表示する。
W−Lcn−1≧0を満たさない場合、NC装置8は、n−1回目の加工が終了するまでにワイヤ1が無くなることを把握する。次に、NC装置8は、n−2回目の加工まではワイヤ1が足りるか否かを判断する。W−Lcn−2≧0を満たす場合、NC装置8は、ワイヤ1がn−2回目の加工の終了までは足り、かつn−1回目の加工の最中に無くなることを把握する。NC装置8は、ワイヤ1が無くなる加工段階を、n−1回目の加工と特定する。
NC装置8は、n−2回目の加工が終了した時点、もしくはn−1回目の加工の開始直前の時点で加工を停止するための加工停止コードを、加工プログラムに挿入する。NC装置8は、tn−2,W−Lcn−2の各データと、n−2回目の加工まではワイヤ1が足りるとの判断結果とを、表示部14へ送る。表示部14は、tn−2,W−Lcn−2の各データと、n−2回目の加工まではワイヤ1が足りる旨のメッセージを表示する。
W−Lcn−2≧0を満たさないとの判断以降も、NC装置8は、上述と同様の手順による動作を続ける。W−Lcn−m≧0かつn−m>1を満たす場合、NC装置8は、ワイヤ1がn−m回目の加工の終了までは足り、かつn―m+1回目の加工の最中に無くなることを把握する。NC装置8は、ワイヤ1が無くなる加工段階を、n―m+1回目の加工と特定する。
NC装置8は、n−m回目の加工が終了した時点、もしくはn―m+1回目の加工の開始直前の時点で加工を停止するための加工停止コードを、加工プログラムに挿入する。NC装置8は、tn−m,W−Lcn−mの各データと、n−m回目の加工まではワイヤ1が足りるとの判断結果とを、表示部14へ送る。表示部14は、tn−m,W−Lcn−mの各データと、n−m回目の加工まではワイヤ1が足りる旨のメッセージを表示する。
W−Lcn−m≧0およびn−m>1の少なくとも一方を満たさない場合、NC装置8は、1回目の加工が終了するまでにワイヤ1が無くなることを把握する(W−Lcn−m<0、かつn−m=1)。NC装置8は、ワイヤ1が無くなる加工段階を、1回目の加工と特定する。
NC装置8は、t1(=W/ws1)またはW,W−Lc1の各データと、1回目の加工でワイヤ1が足りないとの判断結果とを、表示部14へ送る。表示部14は、t1またはW,W−Lc1の各データと、1回目の加工でワイヤ1が足りない旨のメッセージを表示する。
図4から図7に例示するように、ワイヤ放電加工装置は、ワイヤの残り長さの情報と見積消費長さの情報とを、加工段階の進行を表す情報とともに明示する。作業者は、表示部14によるグラフィック表示を目視することで、どの加工段階のタイミングでワイヤボビン10を交換すべきかを容易に判断することができる。
これにより、ワイヤ放電加工装置は、ワイヤボビン10を交換するタイミングを作業者に明確に示すことで、ワイヤ1の不足によって加工が中断することを防止し、かつワイヤ1を無駄なく使用できるという効果を奏する。
ワイヤ放電加工装置は、ワイヤ1の不足による加工の中断があった場合、被加工物2に加工筋を生じさせることがある。ワイヤ放電加工装置は、ワイヤ1の不足によって加工が中断される事態を事前に防ぐことで、加工筋による加工品の品質劣化を抑制させることができる。
ワイヤ放電加工装置は、ワイヤ1の不足による加工の中断を事前に防ぐことで、加工の中断による時間の損失を軽減することもできる。ピッチ加工などの、温度変化の影響が及ぶ加工においては、ワイヤ放電加工装置は、加工の中断を事前に防ぐことで、温度変化による加工不良を抑制させることもできる。
今後の加工においてワイヤ1が足りるか否かの判断が難しい場合、作業者は、ワイヤ1が十分に残存しているにもかかわらずワイヤボビン10を取り外してしまうことがある。この場合、ワイヤ1を無駄なく使い切ることが困難となることで、コストが余計にかかってしまうこととなる。本発明によれば、ワイヤ放電加工装置は、今後の加工においてワイヤ1が足りるか否かを作業者が明確に判断できることで、ワイヤ1を無駄なく使い切ることが可能となる。作業者は、ワイヤ1が足りるか否かを、自身の手で計算する手間をかけなくても、表示部14の表示から簡単に判断することができる。
なお、ワイヤ放電加工装置は、表示部14における表示に関して、本実施の形態の場合とは適宜変更しても良い。表示部14は、残り長さおよび見積消費長さの各情報を、グラフ以外に、視覚から認識可能ないずれの態様によって表示しても良い。表示部14は、残り長さおよび見積消費長さの各情報を、グラフ以外のグラフィック、例えば、加工プログラムに示される加工軌跡に沿った図形などとして表示することとしても良い。
表示部14は、残り長さおよび見積消費長さの各情報を、加工段階の進行を表す情報とともにグラフィック表示するものであれば良く、それ以外のデータについては表示を適宜省略しても良い。
実施の形態2.
実施の形態2は、ワイヤの残り長さを算出する例の1つを説明する。図9は、本発明の実施の形態2にかかるワイヤ放電加工装置においてワイヤの残り長さを算出する手順を示すフローチャートである。本実施の形態にかかるワイヤ放電加工装置は、実施の形態1にかかるワイヤ放電加工装置(図1参照)と同様の構成を備える。
実施の形態2は、ワイヤの残り長さを算出する例の1つを説明する。図9は、本発明の実施の形態2にかかるワイヤ放電加工装置においてワイヤの残り長さを算出する手順を示すフローチャートである。本実施の形態にかかるワイヤ放電加工装置は、実施の形態1にかかるワイヤ放電加工装置(図1参照)と同様の構成を備える。
本実施の形態では、ワイヤ残り長さ算出部21は、ワイヤボビン10からのワイヤ1の送り出しを停止しているときと、ワイヤ走行装置11の駆動によりワイヤボビン10からワイヤ1を送り出しているときとにおいて、ワイヤ1の残り長さを算出する。
ステップS11では、作業者は、ワイヤ放電加工装置にワイヤボビン10を取り付ける。作業者は、ワイヤ1をワイヤ経路にセットする。ステップS12において、作業者は、ワイヤ1の取り付けが完了したことを、例えば取り付け完了スイッチ(図示省略)の押下によってワイヤ放電加工装置へ入力する。
取り付け完了スイッチの押下による信号をワイヤ放電加工装置が検知すると、ワイヤ放電加工装置は、ワイヤ放電加工装置に取り付けられているワイヤボビン10の重量を計測する。かかる計測により、ワイヤ放電加工装置は、ワイヤ1の送り出しを停止しているときにおけるワイヤボビン10の重量を取得する(ステップS3)。ワイヤ放電加工装置は、例えば、ワイヤボビン取り付け部(図示省略)に備えられた重量計測機能を使用して、ワイヤボビン10の重量を計測する。
ステップS14において、ワイヤ残り長さ算出部21は、ワイヤボビン10の重量を使用して、ワイヤ1の残り長さを算出する。ワイヤ残り長さ算出部21は、例えば以下に示す式(4)によって、残り長さ(W)を求める。
W=(BW−Bb)/Ww ・・・(4)
W=(BW−Bb)/Ww ・・・(4)
このように、ワイヤ1の送り出しを停止しているとき、ワイヤ残り長さ算出部21は、ワイヤボビン10の重量を計測した結果を使用して、残り長さを算出する。
なお、式(4)において、BWはステップS13で取得されたワイヤボビン10の重量とする。Bbはワイヤ1を空とした場合のワイヤボビン10の重量とする。Wwは単位長さ当たりのワイヤ1の重量とする。BbおよびWwは、例えば、ワイヤ放電加工装置があらかじめ保持する。BbおよびWwは、ステップS11におけるワイヤボビン10の取り付けの際に、作業者がワイヤ放電加工装置に入力することとしても良い。
ステップS15において、ワイヤ残り長さ算出部21は、算出された残り長さを、プーリー(図示省略)の回転数に換算する。プーリーは、ワイヤ1が送り出されることによって回転し、回転数をカウントする。プーリーは、例えば、ワイヤボビン10と張力付加機構9との間のワイヤ経路上に設けられている。
ワイヤ残り長さ算出部21は、ワイヤ1の残り長さをプーリーの周長Dπ(Dはプーリーの直径とする)で除算することで、残り長さに対応する回転数を求める。ワイヤ放電加工装置は、ステップS13からステップS15までの動作を、ワイヤボビン10の取り付け時のみならず、ワイヤ1の走行を停止させる停止信号を受信するごとに実施する。
ステップS16において、ワイヤ走行装置11は、ワイヤ1の走行を開始させる。ワイヤ走行装置11がワイヤ1を走行させている間、プーリーは、回転数をカウントする(ステップS17)。
ステップS18において、ワイヤ残り長さ算出部21は、走行中におけるワイヤ1の残り長さを算出する。ワイヤ残り長さ算出部21は、ステップS15で求めた回転数と、ワイヤ1の走行を開始させてからのプーリーの回転数との差分を求める。ワイヤ残り長さ算出部21は、かかる差分にプーリーの周長Dπを乗算することで、ワイヤ1の残り長さを算出する。なお、ワイヤ1の走行を開始させてからのプーリーの回転数に周長Dπを乗算した長さが、ワイヤ1の走行を開始させてからのワイヤ1の使用量に相当する。
このように、ワイヤ1を送り出しているとき、ワイヤ残り長さ算出部21は、ワイヤ1が送り出される経路上に設けられたプーリーの回転数をカウントした結果を使用して、残り長さを算出する。
ワイヤ放電加工装置は、ワイヤボビン10からワイヤ1を送り出している最中は、ワイヤボビン10の重量を正確に計測することが困難である。ワイヤ残り長さ算出部21は、プーリーの回転数をカウントした結果を残り長さの算出に使用することで、ワイヤ1の走行中における残り長さを正確に求めることができる。ワイヤ残り長さ算出部21は、ワイヤ走行装置11がワイヤ1の走行を停止させるまで、ワイヤ1の残り長さの算出を繰り返す。
従来、ワイヤ放電加工装置は、ワイヤ走行装置11に設けられた回転ローラの回転数をカウントした結果を基に、ワイヤ1の使用量を算出することがある。この回転ローラは、ワイヤ回収容器12に回収される段階のワイヤ1を牽引している。放電により消耗したワイヤ1は、回転ローラにて滑ることがある。放電により消耗したワイヤ1が断線した場合は、断線を検知してから回転ローラが停止するまでの間に、回転ローラが余分に回転することもある。このように、ワイヤ走行装置11に設けられた回転ローラの回転数をカウントする場合、ワイヤ1の使用量の算出に誤差が生じやすくなることが問題となる。
本実施の形態では、ワイヤ放電加工装置は、放電により消耗する以前のワイヤ1が通過する位置にプーリーを設けて、プーリーの回転数をカウントする。これにより、ワイヤ放電加工装置は、ワイヤ1の使用量を正確に求めることができる。
ワイヤ走行装置11は、停止信号に応じて、ワイヤ1の走行を停止させる(ステップS19)。ワイヤ放電加工装置は、プーリーの回転数をリセットする(ステップS20)。加工を停止させると判断した場合(ステップS21、Yes)、ワイヤ放電加工装置は、ワイヤの残り長さを算出するための動作を終了する。加工を継続する場合(ステップS21、No)、ワイヤ放電加工装置は、ステップS13からの動作を繰り返す。
本実施の形態によると、ワイヤ放電加工装置は、ワイヤ1の走行を停止させているときと、ワイヤ1を走行させている間とのいずれにおいても、ワイヤ1の残り長さを正確に算出することができる。
実施の形態3.
実施の形態3は、見積加工速度の算出についての第1の例を説明する。図10は、実施の形態3にかかるワイヤ放電加工装置における見積加工速度の算出について説明する図である。本実施の形態にかかるワイヤ放電加工装置は、実施の形態1にかかるワイヤ放電加工装置(図1参照)と同様の構成を備える。
実施の形態3は、見積加工速度の算出についての第1の例を説明する。図10は、実施の形態3にかかるワイヤ放電加工装置における見積加工速度の算出について説明する図である。本実施の形態にかかるワイヤ放電加工装置は、実施の形態1にかかるワイヤ放電加工装置(図1参照)と同様の構成を備える。
NC装置8は、過去の加工において取得された加工実績データD1,D2・・・D(N−1),DNを保持する。D1は、1回目に実施された加工における加工実績データとする。D1は、n回加工の各加工段階における実績加工速度s1_1,s2_1・・・s(n−1)_1,sn_1を含む。D2は、2回目に実施された加工における加工実績データとする。D2は、n回加工の各加工段階における実績加工速度s1_2,s2_2・・・s(n−1)_2,sn_2を含む。
D(N−1)は、N−1回目に実施された加工における加工実績データとする。D(N−1)は、n回加工の各加工段階における実績加工速度s1_N−1,s2_N−1・・・s(n−1)_N−1,sn_N−1を含む。DNは、N回目に実施された加工における加工実績データとする。DNは、n回加工の各加工段階における実績加工速度s1_N,s2_N・・・s(n−1)_N,sn_Nを含む。
ワイヤ消費長さ算出部23は、加工実績データD1,D2・・・D(N−1),DNの加工実績平均データDadを求める。加工実績平均データDadは、n回加工の各加工段階における実績加工速度の平均値s1_ad,s2_ad・・・s(n−1)_ad,sn_adを含む。
ワイヤ消費長さ算出部23は、例えば、n回目の加工における実績加工速度の平均値sn_adを、以下の式(5)によって求める。
sn_ad=(sn_1+sn_2+・・・+sn_N−1+sn_N)/N ・・・(5)
sn_ad=(sn_1+sn_2+・・・+sn_N−1+sn_N)/N ・・・(5)
ワイヤ消費長さ算出部23は、1回目からn−1回目の各加工段階についても、n回目の場合と同様にして、実績加工速度s1_ad〜s(n−1)_adを求める。このようにして、ワイヤ消費長さ算出部23は、ワイヤ1の見積消費長さの算出に使用する見積加工速度として、過去の加工において取得された実績加工速度の平均値を使用する。ワイヤ消費長さ算出部23は、加工実績データを蓄積するごとに、見積加工速度とする平均値を更新する。
複数回加工について、ワイヤ消費長さ算出部23が算出する見積消費長さは、実際の消費長さに対して誤差が生じることがある。誤差の要因としては、作業者による加工の段取り、被加工物2の状態、作業環境等のさまざま条件が考えられる。
本実施の形態によると、ワイヤ放電加工装置は、過去に実施された加工による履歴を基に、複数回加工の各段階の見積加工速度を更新する。ワイヤ消費長さ算出部23は、過去の実績を基に更新された見積加工速度を、見積消費長さの算出に使用することで、実際の消費長さに対して誤差が少ない見積消費長さを得ることができる。ワイヤ放電加工装置は、ワイヤ1の消費長さを正確に見積もることで、ワイヤ1が足りなくなる加工段階を正確に把握することができる。
加工時間算出部22は、ワイヤ消費長さ算出部23における見積消費長さの算出と同様に、過去の加工において取得された実績加工速度の平均値を、加工時間の算出に使用することとしても良い。これにより、ワイヤ放電加工装置は、加工時間を正確に見積もることができる。
実施の形態4.
実施の形態4は、見積加工速度の算出についての第2の例を説明する。図11は、実施の形態4にかかるワイヤ放電加工装置における見積加工速度の算出について説明する図である。本実施の形態にかかるワイヤ放電加工装置は、実施の形態1にかかるワイヤ放電加工装置(図1参照)と同様の構成を備える。
実施の形態4は、見積加工速度の算出についての第2の例を説明する。図11は、実施の形態4にかかるワイヤ放電加工装置における見積加工速度の算出について説明する図である。本実施の形態にかかるワイヤ放電加工装置は、実施の形態1にかかるワイヤ放電加工装置(図1参照)と同様の構成を備える。
ワイヤ消費長さ算出部23は、加工周長にインコーナ(内角部分)が占める割合を求める。図11に示す例は、ワイヤ消費長さ算出部23が、インコーナが占める割合を、加工周長の全体のうち10%と算出したことを表す。
ワイヤ消費長さ算出部23は、インコーナの割合が大きいほど見積加工速度が小さくなるように、見積加工速度を補正する。このように、ワイヤ消費長さ算出部23は、加工周長にインコーナが占める割合に応じて補正された見積加工速度を、見積消費長さの算出に使用する。
複数回加工において、加工周長が同一であっても、加工形状に応じて加工時間が異なることとなる。特に、加工形状にインコーナが多いほど、コーナ部で加工方向が制御されることで、加工速度が低下することとなる。加工形状に関わらず一律の見積加工速度を使用してワイヤ1の消費長さを見積もると、実際の加工速度の低下が顕著であるほど、ワイヤ1の実際の消費長さは見積に比べて長くなることになる。
本実施の形態によると、ワイヤ消費長さ算出部23は、加工周長にインコーナが占める割合に応じて見積加工速度を補正することで、加工速度の低下分を見込んだ見積消費長さを求めることができる。ワイヤ放電加工装置は、ワイヤ1の消費長さを正確に見積もることで、ワイヤ1が足りなくなる加工段階を正確に把握することができる。
加工時間算出部22は、ワイヤ消費長さ算出部23における見積消費長さの算出と同様に、加工周長にインコーナが占める割合に応じて補正された見積加工速度を、加工時間の算出に使用することとしても良い。これにより、ワイヤ放電加工装置は、加工時間を正確に見積もることができる。
実施の形態5.
実施の形態5は、ワイヤ放電加工装置を含むシステムにおいてワイヤボビンを管理する例を説明する。図12および図13は、本発明の実施の形態5にかかるワイヤ放電加工装置を含むシステムにおけるワイヤボビンの管理について説明する図である。本実施の形態にかかるワイヤ放電加工装置31−1,31−2,31−3は、実施の形態1にかかるワイヤ放電加工装置(図1参照)と同様の構成を備える。
実施の形態5は、ワイヤ放電加工装置を含むシステムにおいてワイヤボビンを管理する例を説明する。図12および図13は、本発明の実施の形態5にかかるワイヤ放電加工装置を含むシステムにおけるワイヤボビンの管理について説明する図である。本実施の形態にかかるワイヤ放電加工装置31−1,31−2,31−3は、実施の形態1にかかるワイヤ放電加工装置(図1参照)と同様の構成を備える。
図12は、ワイヤボビンとワイヤボビン取り付け部とを示す図である。ワイヤボビン10には、ID保持部34が取り付けられている。ID保持部34は、ワイヤボビンIDを保持する。ワイヤボビンIDは、ワイヤボビン10ごとに付与された識別情報である。
ワイヤボビン取り付け部32は、各ワイヤ放電加工装置31−1,31−2,31−3に設けられている。ワイヤボビン取り付け部32は、ID読み取り部33を備える。ID読み取り部33は、ワイヤボビン取り付け部32にワイヤボビン10が取り付けられると、ID保持部34からワイヤボビンIDを読み取る。
図13は、ワイヤ放電加工装置を含むシステムの概略構成と、当該システムで管理されるワイヤボビンとを示す図である。本システムは、ワイヤ放電加工装置31−1,31−2,31−3と、コンピュータ30とを含む。コンピュータ30は、各ワイヤ放電加工装置31−1,31−2,31−3を管理する。
コンピュータ30は、各ワイヤ放電加工装置31−1,31−2,31−3と、通信可能に接続されている。コンピュータ30と各ワイヤ放電加工装置31−1,31−2,31−3とは、例えば、ネットワークを介して接続されている。
コンピュータ30は、複数のワイヤボビン10について、ワイヤボビンID(ID:1〜ID:n)と、各ワイヤボビン10におけるワイヤ1の残り長さの情報とを、対応付けて保持する。コンピュータ30は、ワイヤ放電加工装置31−1,31−2,31−3においてワイヤ1の残り長さが算出されるごとに、保持している残り長さの情報を更新する。
このように、コンピュータ30は、各ワイヤ放電加工装置31−1,31−2,31−3のワイヤ残り長さ算出部21で算出された残り長さの情報を、ワイヤボビン10ごとに付与されたワイヤボビンIDに対応付けて管理する。
図13に示す例では、ワイヤ放電加工装置31−1は、ID:1のワイヤボビン10が取り付けられている。ワイヤ放電加工装置31−2は、ID:3のワイヤボビン10が取り付けられている。ワイヤ放電加工装置31−1のワイヤ残り長さ算出部21でワイヤ1の残り長さが算出されると、コンピュータ30は、ID:1について保持している残り長さの情報を更新する。ワイヤ放電加工装置31−2のワイヤ残り長さ算出部21でワイヤ1の残り長さが算出されると、コンピュータ30は、ID:3について保持している残り長さの情報を更新する。
コンピュータ30が保持しているワイヤボビンIDとワイヤ1の残り長さの情報は、例えば、コンピュータ30のディスプレイで表示される。また、各ワイヤ放電加工装置31−1,31−2,31−3の表示部14は、ネットワーク等を介してコンピュータ30から取得したこれらの情報を表示する。作業者は、コンピュータ30のディスプレイや各ワイヤ放電加工装置31−1,31−2,31−3の表示部14での表示から、各ワイヤボビン10におけるワイヤ1の残り長さの情報を把握する。
本実施の形態によると、ワイヤ放電加工装置31−1,31−2,31−3は、他の実施の形態の場合と同様に、現在取り付けられているワイヤボビン10におけるワイヤ1の残り長さと見積消費長さとの比較が可能である。さらに、本実施の形態によると、ワイヤ放電加工装置31−1,31−2,31−3は、システムで管理している全てのワイヤボビン10におけるワイヤ1の残り長さと、今後の加工における見積消費長さとを比較することもできる。
これにより、ワイヤ放電加工装置31−1,31−2,31−3は、今後の加工においてワイヤ1が不足せずかつ無駄なく使用できるワイヤボビン10を、システムで管理しているワイヤボビン10の中から容易に選択することができる。ワイヤ放電加工装置31−1,31−2,31−3は、見積消費長さに応じて、今後の加工に最も適した残り長さのワイヤボビン10を特定して、当該ワイヤボビンIDを表示部14に表示することとしても良い。
作業者は、複数のワイヤボビン10の中から、各ワイヤ放電加工装置31−1,31−2,31−3における今後の加工に適したワイヤボビン10を探す手間を省くことができる。作業者は、例えば工場全体のシステムにおいて管理している各ワイヤボビン10の状況を容易に把握できることで、ワイヤボビン10の管理の容易化を図れる。
なお、各ワイヤボビン10におけるワイヤ1の残り長さの情報は、コンピュータ30が保持する以外に、ワイヤボビン10ごとのID保持部34が保持することとしても良い。ワイヤ残り長さ算出部21でワイヤ1の残り長さが算出されると、ワイヤ放電加工装置31−1,31−2,31−3は、ID保持部34が保持している残り長さの情報を更新する。
実施の形態6.
実施の形態6は、ワイヤ放電加工装置に取り付けられているワイヤボビン10におけるワイヤ1の残存状態を検知する例を説明する。図14は、本発明の実施の形態6にかかるワイヤ放電加工装置のうち、ワイヤの残存状態を検知するための構成について説明する図である。
実施の形態6は、ワイヤ放電加工装置に取り付けられているワイヤボビン10におけるワイヤ1の残存状態を検知する例を説明する。図14は、本発明の実施の形態6にかかるワイヤ放電加工装置のうち、ワイヤの残存状態を検知するための構成について説明する図である。
本実施の形態にかかるワイヤ放電加工装置は、実施の形態1にかかるワイヤ放電加工装置(図1参照)と同様の構成を備える。ワイヤ放電加工装置は、さらに、ワイヤ1の残存状態を検知するための構成として、光センサ41および導通センサ42のいずれかを備える。
光センサ41は、ワイヤ放電加工装置に取り付けられているワイヤボビン10へ光を照射させる。光センサ41は、ワイヤボビン10で反射した光を検知する。光センサ41は、ワイヤボビン10からの反射光の変化に応じて、ワイヤボビン10におけるワイヤ1の残存状態を検知する。
ワイヤボビン10は、ワイヤ1が徐々に減少していくことで、ワイヤ1が巻かれている芯の部分が現れてくる。ワイヤボビン10に十分な量のワイヤ1が巻かれているときにワイヤ1で反射していた光の一部が、芯の部分で反射するようになることで、光センサ41に進行する反射光の量が変化する。例えば、芯の部分の反射率がワイヤ1の反射率より低い場合、芯の部分が現れることにより光センサ41で検知される光量は減少する。
光センサ41は、ワイヤボビン10からの反射光に顕著な変化があったとき、ワイヤボビン10に残存するワイヤ1がわずかとなったことを検知する。このように、光センサ41は、ワイヤボビン10からの反射光の変化に応じてワイヤ1の残存状態を検知する。
ワイヤボビン10に残存するワイヤ1がわずかとなったことを光センサ41が検知すると、ワイヤ放電加工装置は、例えば、現在の加工段階から次の加工段階へ切り換わるタイミングにおいて、ワイヤ走行装置11の駆動を停止する。これにより、ワイヤ放電加工装置は、ワイヤ1の実際の消費長さが見積より長かった場合であっても、ワイヤボビン10から完全にワイヤ1が無くなるより前に、加工を停止することができる。
導通センサ42は、ワイヤ1との接触にて生じた導通を検知する。導通センサ42は、ワイヤ放電加工装置に取り付けられているワイヤボビン10に巻かれているワイヤ1と接触可能な位置に取り付けられている。
導通センサ42は、導通の有無に応じて、ワイヤボビン10におけるワイヤ1の残存状態を検知する。ワイヤボビン10に巻かれているワイヤ1が徐々に減少していき、導通が途絶えたとき、導通センサ42は、ワイヤボビン10に残存するワイヤ1がわずかとなったことを検知する。
ワイヤボビン10に残存するワイヤ1がわずかとなったことを導通センサ42が検知すると、ワイヤ放電加工装置は、例えば、現在の加工段階から次の加工段階へ切り換わるタイミングにおいて、ワイヤ走行装置11の駆動を停止する。これにより、ワイヤ放電加工装置は、ワイヤ1の実際の消費長さが見積より長かった場合であっても、ワイヤボビン10から完全にワイヤ1が無くなるより前に、加工を停止することができる。
なお、ワイヤ放電加工装置は、実施の形態1から6に示す構成を適宜組み合わせることとしても良い。
1 ワイヤ、2 被加工物、3 テーブル、4 加工用電源、5 極間検出回路、6 サーボモータ、7 サーボアンプ、8 NC装置、9 張力付加機構、10 ワイヤボビン、11 ワイヤ走行装置、12 ワイヤ回収容器、13a,13b 加工液ノズル、14 表示部、21 ワイヤ残り長さ算出部、22 加工時間算出部、23 ワイヤ消費長さ算出部、30 コンピュータ、31−1,31−2,31−3 ワイヤ放電加工装置、32 ワイヤボビン取り付け部、33 ID読み取り部、34 ID保持部、41 光センサ、42 導通センサ。
Claims (3)
- ワイヤと被加工物との間で放電を発生させて前記被加工物を加工するワイヤ放電加工装置において、
加工プログラムに応じて前記ワイヤ放電加工装置の数値制御を実施する数値制御部と、
前記ワイヤ放電加工装置による前記被加工物の加工に関する情報を表示する表示部と、を有し、
前記数値制御部は、
前記ワイヤ放電加工装置に取り付けられているワイヤボビンに残る前記ワイヤの長さを算出するワイヤ残り長さ算出部と、
前記被加工物の加工に使用される前記ワイヤの見積長さを算出するワイヤ消費長さ算出部と、を備え、
前記表示部は、前記ワイヤ残り長さ算出部での算出結果である残り長さの情報と、前記ワイヤ消費長さ算出部での算出結果である見積消費長さの情報とを、グラフィックとして表示するとともに、前記見積消費長さの情報には、加工段階の進行を表す情報を付加し、
前記ワイヤ消費長さ算出部は、各加工段階における加工周長、見積加工速度およびワイヤ送り速度を基に、前記見積消費長さを算出し、かつ、前記見積消費長さの算出に使用する前記見積加工速度として、過去の加工において取得された実績加工速度の平均値を使用することを特徴とするワイヤ放電加工装置。 - ワイヤと被加工物との間で放電を発生させて前記被加工物を加工するワイヤ放電加工装置において、
加工プログラムに応じて前記ワイヤ放電加工装置の数値制御を実施する数値制御部と、
前記ワイヤ放電加工装置による前記被加工物の加工に関する情報を表示する表示部と、を有し、
前記数値制御部は、
前記ワイヤ放電加工装置に取り付けられているワイヤボビンに残る前記ワイヤの長さを算出するワイヤ残り長さ算出部と、
前記被加工物の加工に使用される前記ワイヤの見積長さを算出するワイヤ消費長さ算出部と、を備え、
前記表示部は、前記ワイヤ残り長さ算出部での算出結果である残り長さの情報と、前記ワイヤ消費長さ算出部での算出結果である見積消費長さの情報とを、グラフィックとして表示するとともに、前記見積消費長さの情報には、加工段階の進行を表す情報を付加し、
前記ワイヤ消費長さ算出部は、各加工段階における加工周長、見積加工速度およびワイヤ送り速度を基に、前記見積消費長さを算出し、かつ、前記加工周長にインコーナが占める割合に応じて補正された前記見積加工速度を、前記見積消費長さの算出に使用することを特徴とするワイヤ放電加工装置。 - ワイヤと被加工物との間で放電を発生させて前記被加工物を加工するワイヤ放電加工装置において、
加工プログラムに応じて前記ワイヤ放電加工装置の数値制御を実施する数値制御部と、
前記ワイヤ放電加工装置による前記被加工物の加工に関する情報を表示する表示部と、
前記ワイヤとの接触にて生じた導通を検知する導通センサと、を有し、
前記数値制御部は、
前記ワイヤ放電加工装置に取り付けられているワイヤボビンに残る前記ワイヤの長さを算出するワイヤ残り長さ算出部と、
前記被加工物の加工に使用される前記ワイヤの見積長さを算出するワイヤ消費長さ算出部と、を備え、
前記表示部は、前記ワイヤ残り長さ算出部での算出結果である残り長さの情報と、前記ワイヤ消費長さ算出部での算出結果である見積消費長さの情報とを、グラフィックとして表示するとともに、前記見積消費長さの情報には、加工段階の進行を表す情報を付加し、
前記導通センサは、前記ワイヤ放電加工装置に取り付けられている前記ワイヤボビンに巻かれている前記ワイヤと接触可能な位置に取り付けられていることを特徴とするワイヤ放電加工装置。
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