JP5674848B2 - 自動結線機能を有するワイヤ放電加工機 - Google Patents
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Description
ワイヤ電極を用いて被加工物を傾斜した角度で加工するワイヤ放電加工によるテーパ加工では、加工形状の難易性、加工条件、加工物素材の物性等により、予期せぬワイヤ電極の断線が断続的に発生する事がある。
そのため、ワイヤ放電加工機は、断線位置近傍での断線修復プログラムをその制御装置に付随する記憶装置に格納し、自動結線機能として備えている。自動結線機能によって、予め設定されたプログラムに従い、加工中断線→ワイヤ電極巻戻し→先端切断→断線位置近傍での結線動作→結線完了→加工再開の順に断線修復プロセスが実施され、加工開始点に戻る事なく断線位置近傍での断線修復を行える。
そこで、本発明の目的は、上記従来技術の問題点を鑑み、より大きなテーパ角度においても、断線修復機能によって断線位置近傍において断線修復することが可能な自動結線機能を有するワイヤ放電加工機を提供することである。
請求項2に係る発明は、前記上ダイスガイド支点位置取得手段は、距離測定器による測定により前記被加工物の上面から前記上ダイスガイド支点位置までの距離を取得することを特徴とする請求項1に記載の自動結線機能を有するワイヤ放電加工機である。
請求項3に係る発明は、前記上ダイスガイド支点位置取得手段は、前記ワイヤ電極を前記上ダイスガイド支点位置より前記被加工物の上面に向けて垂下し、前記ワイヤ電極が前記被加工物に接触した時の前記ワイヤ電極の送出し量から前記被加工物の上面から上ダイスガイド支点位置までの距離を取得することを特徴とする請求項1に記載の自動結線機能を有するワイヤ放電加工機である。
請求項4に係る発明は、指令テーパ角度および被加工物上面から前記上ダイスガイド支点位置までの距離に対応した前記ずれ量を予め記憶した記憶手段を有し、前記指令テーパ角度および前記被加工物上面から前記上ダイスガイド支点位置までの距離から前記記憶手段に記憶されたずれ量を読み出すことにより前記ずれ量を取得することを特徴とする請求項1乃至3の何れか1つに記載の自動結線機能を有するワイヤ放電加工機である。
請求項6に係る発明は、前記ずれ量取得手段は、前記上ノズルから噴射されるジェット水流の圧力を検出する圧力検出手段を有し、前記上ノズルを、前記上ダイスガイドの上ダイスガイド支点位置と前記下ダイスガイドの下ダイスガイド支点位置を結ぶ仮想線を前記被加工物の上面に投影した線上を移動させ、前記圧力検出手段の圧力の変化があった位置と前記被加工物の上面に投影した線上の前記上ダイスガイド支点位置に対応する位置との距離をずれ量として取得することを特徴とする請求項5に記載の自動結線機能を有するワイヤ放電加工機である。
請求項8に係る発明は、前記自動結線を行う際に、前記上ノズルを所定距離だけ上昇させた後、前記ワイヤ電極の自動結線を行うことを特徴とする請求項1乃至7の何れか1つに記載の自動結線機能を有するワイヤ放電加工機である。
請求項9に係る発明は、前記自動結線は、前記ワイヤ電極の断線位置、あるいは、ワイヤ電極の断線位置より加工軌跡に沿って僅かな距離戻った位置で行うことを特徴とする請求項1乃至8の何れか1つに記載の自動結線機能を有するワイヤ放電加工機である。
図1はテーパ加工における断線位置近傍での断線したワイヤ電極を結線する動作の概要を説明する図である。図2は図1に示される破線で囲まれた部分を詳細に説明する図である。テーパ加工が可能なワイヤ放電加工機は、被加工物7を載置するテーブル(図示しない)を水平方向のX軸方向およびY軸方向にワイヤ電極4に対して相対的に移動可能であり、上ダイスガイド5を内包する上ノズル36を備えた上アーム(図示せず)をU軸方向(X軸方向と平行)およびV軸方向(Y軸方向に平行)に移動可能である。また、ある実施形態では、前記上アームをZ軸方向に移動し上ダイスガイド5を鉛直方向のZ軸方向に移動できる。上記のワイヤ放電加工機の構成は公知のものである。
本発明に係る断線位置近傍での断線修復は、上ダイスガイド5の上ダイスガイド支点位置6から、被加工物7のテーパ加工溝23内を通過して、下ダイスガイド9の下ダイスガイド支点位置8での結線に至る結線動作のため、ワイヤ電極4をサーボ制御されたブレーキローラ1が発生する適正な回転速度でワイヤ電極送給方向3(図1参照)に送給する事で、被加工物上面15の加工溝上端14の周辺へ前記切断処理により真直化したワイヤ電極4を結線のため加工溝上端14の周辺に垂下する。
(1)レーザ距離計のような距離測定器を、上ノズル36を装着する上部構造部(図示せず)に取り付け、前記距離測定装置により被加工物上面15とダイスガイド支点位置6との距離を計測する。求めた距離と加工プログラムなどにより指令されたテーパ角度からずれ量35を算出する。
<同期制御による方法>
自動結線時にワイヤ電極4のテーパ加工溝23への挿入と同期して、上ノズル36(上ダイスガイド支点位置6)を断線位置に移動させる制御を行う。
ダイスガイド支点位置補正時に加工溝上端14へ挿入されたワイヤ電極4が、テーパ角度20を有するテーパ加工溝23の内部へ送給された場合、ワイヤ電極4の進延に従い、加工溝上端14のエッジ部27にワイヤ電極4が強接触し、過剰な屈曲による曲がり癖、こすれによるワイヤ電極4の断面変形、表面傷等が発生し、結線性を悪化させる。
自動結線時に上ノズル36を所定距離だけ上昇させた後、ワイヤ電極4の自動結線を行う。被加工物上面15と上ダイスガイド支点位置6の開放距離が短い場合では、大きなテーパ角度20を持った被加工物上面15の加工溝上端14周辺に、短い長さのワイヤ電極4を垂下するためワイヤ電極4に剛性が生じ、テーパ加工溝23のテーパ角度20に柔軟に追従する事ができず、テーパ加工溝23のエッジ部27で引っ掛ってしまう事がある。
られる。そして、各部移動制御部70は、切断用電極である上,下切断電極30,31の開閉、ワイヤ電極4の結線時のAWFパイプ32の降下移動等を制御する部分を一括して表わしたものである。本発明に係るワイヤ放電加工機では、被加工物7をワイヤ電極4に対して相対的に水平面(X−Y平面)で2軸方向に移動させる移動軸、上ノズル36(上ダイスガイド5)をU軸(X軸と平行)、V軸(Y軸と平行)な移動軸を少なくとも備える。ある実施形態では、上ノズル36(上ダイスガイド5)を水平面に垂直な方向(Z軸)に昇降させる移動軸を備えている。
●[ステップSA01]テーパ加工を開始する。
●[ステップSA02]断線発生を監視し、断線発生の場合(YES)ステップSA03へ移行する。
●[ステップSA03]加工を中断する。
●[ステップSA04]ワイヤ電極断線位置近傍での断線修復と設定とされているか否か判断し、ワイヤ電極断線位置近傍での断線修復と設定とされている場合(YES)ステップSA11へ移行し、ワイヤ電極断線修復設定とされていない場合(NO)ステップSA05へ移行する。ワイヤ電極断線位置近傍での断線修復を行うか否かは加工プログラムにより指定してもよいし、予めワイヤ放電加工機に設定しておいてもよい。
●[ステップSA05]加工開始点での断線修復か否か判断し、加工開始点での修復が設定されている場合(YES)ステップSA06へ移行し、加工開始点での修復が設定されていない場合(NO)処理を終了する。
●[ステップSA06]上,下ダイスガイドを加工開始点へ移動する。
●[ステップSA07]上,下ダイスガイドを垂直位置で結線する。つまり、ワイヤ電極が垂直方向となるように上,下ダイスガイドを位置決めしてワイヤ電極を結線する。
●[ステップSA08]ワイヤ電極の結線完了を待ってステップSA09へ移行する。
●[ステップSA09]ワイヤ電極を断線位置へ移動させ、ステップSA10へ移行する。つまり、ワイヤ放電加工機の各軸を駆動し、ワイヤ電極の(上ダイスガイド)上ダイスガイド支持位置と(下ダイスガイド)下ダイスガイド支持位置を断線した時の位置に移動する。
●[ステップSA10]テーパ加工を再開する。
●[ステップSA11]ワイヤ電極を断線位置の近傍へ移動させる。つまり、ワイヤ電極の断線位置(ワイヤ電極が加工経路上で断線した位置)より加工軌跡に沿って僅かな距離戻った位置に上,下ダイスガイドが位置するようにワイヤ放電加工機の各軸を駆動制御する。
●[ステップSA12]ワイヤ電極を巻き戻す。
●[ステップSA13]ワイヤ電極の先端部の切断処理を行う。
●[ステップSA14]加工槽内の加工液が断線位置高さになるように排水する。
●[ステップSA15]ダイスガイド支点位置の移動補正値を取得する。
●[ステップSA16]上ダイスガイドを補正位置へ移動する。
●[ステップSA17]結線動作を行う。
●[ステップSA18]結線完了か否か判断し、結線完了の場合(YES)ステップSA09へ移行し、結線完了ではない場合(NO)ステップSA17へ戻る。
ステップSA11を補足して説明する。ワイヤ電極4の自動結線は、ワイヤ電極4の断線位置で行う、あるいは、ワイヤ電極4の断線位置とワイヤ電極4の断線が生じた加工ブロックの開始点との中間位置で行う、あるいは、ワイヤ電極4の断線位置より加工軌跡に沿って僅かな距離戻った位置で行うことでもよい。ステップSA11における上,下ダイスガイド5,9の移動制御は、ワイヤ電極4の断線位置から加工軌跡に沿って僅かな距離を戻る制御である。なお、この戻り制御は公知の制御である。
ステップSA16を補足して説明する。明細書に開示した手段により、ワイヤ電極4の上ダイスガイド支点位置6を被加工物上面15に投影した位置から加工溝上端14の位置(より具体的にはテーパ加工溝23の加工溝上端14の中央の位置)までの上ダイスガイド5の移動は、上ダイスガイド支点位置6と下ダイスガイド支点位置8とを結ぶ仮想線を被加工物上面15に投影した投影線上を、上ノズル36(上ダイスガイド支点位置6)が、被加工物7に対して相対的に移動することで、上ノズル36(上ダイスガイド支点位置6)がテーパ加工溝23の加工溝上端14に相対的に移動する。
なお、段落「0027」の(3),(4)に記載したずれ量35を取得する手段では、加工溝上端14を検出した時点で、上ノズル36(上ダイスガイド支点位置6)の位置の補正がなされた状態となり、結線動作に移行する。
2 ワイヤ電極巻戻方向
3 ワイヤ電極送給方向
4 ワイヤ電極
5 上ダイスガイド
6 上ダイスガイド支点位置
7 被加工物
8 下ダイスガイド支点位置
9 下ダイスガイド
10 下ジェット
11 下パイプ
12 フィードローラ
13 結線検出板
14 加工溝上端
15 被加工物上面
16 ピンチローラ
17 上ダイスガイド支点位置Z軸高さ
18 ワイヤ電極垂下位置
19 被加工物上面Z軸高さ
20 テーパ角度
21 ジェットノズル
22 上ジェット水流
23 テーパ加工溝
25 結線開始位置移動補正量
26 被加工物上面上からダイスガイド支点位置までの高さ
27 エッジ部
28 同期動作
29 ノズル開放距離
30 上切断電極
31 下切断電極
32 AWFパイプ
33 ガイドローラ
34 ピンチローラ
35 ずれ量
36 上ノズル
37 下ノズル
50 制御装置
51 プロセッサ(CPU)
52 プログラムメモリ
53 データメモリ
54 操作盤
55 入出力回路
56 バス
60 ワークテーブル駆動部
61 加工電源部
62 ワイヤ切断電源部
63 ワイヤ巻上/巻取制御部
64 ワイヤ電極送り制御部
65 ワイヤ断線検出部
66 電極機能切換部
67 ワイヤ撓み検出部
68 ワイヤ通過検出部
69 表示装置
70 各部移動制御部
71 エンコーダ
Claims (9)
- ワイヤ電極を支持する上,下ダイスガイドをそれぞれ内包する上ノズルおよび下ノズルと、前記ワイヤ電極と被加工物を相対移動させて前記被加工物を加工すると共に、加工中に前記ワイヤ電極が断線した時、前記上ノズルのノズル孔から噴射される加工流液によって前記ワイヤ電極を誘導して自動結線する機能を有するワイヤ放電加工機において、
前記被加工物の上面から前記上ダイスガイドの上ダイスガイド支点位置までの距離を取得する上ダイスガイド支点位置取得手段と、
指令テーパ角度、および前記被加工物の上面から前記上ダイスガイド支点位置までの距離を元に、前記上ダイスガイドから前記ワイヤ電極を垂下し、前記被加工物の上面のワイヤ電極を垂下した位置から加工によって形成された加工溝の上端位置までの距離をずれ量として算出するずれ量算出手段と、
前記算出したずれ量分だけ前記上ノズルを移動して自動結線を行う自動結線実行手段を有することを特徴とする自動結線機能を有するワイヤ放電加工機。 - 前記上ダイスガイド支点位置取得手段は、距離測定器による測定により前記被加工物の上面から前記上ダイスガイド支点位置までの距離を取得することを特徴とする請求項1に記載の自動結線機能を有するワイヤ放電加工機。
- 前記上ダイスガイド支点位置取得手段は、前記ワイヤ電極を前記上ダイスガイド支点位置より前記被加工物の上面に向けて垂下し、前記ワイヤ電極が前記被加工物に接触した時の前記ワイヤ電極の送出し量から前記被加工物の上面から上ダイスガイド支点位置までの距離を取得することを特徴とする請求項1に記載の自動結線機能を有するワイヤ放電加工機。
- 指令テーパ角度および被加工物上面から前記上ダイスガイド支点位置までの距離に対応した前記ずれ量を予め記憶した記憶手段を有し、
前記指令テーパ角度および前記被加工物上面から前記上ダイスガイド支点位置までの距離から前記記憶手段に記憶されたずれ量を読み出すことにより前記ずれ量を取得することを特徴とする請求項1乃至3の何れか1つに記載の自動結線機能を有するワイヤ放電加工機。 - ワイヤ電極を支持する上,下ダイスガイドをそれぞれ内包する上ノズルおよび下ノズルと、前記ワイヤ電極と被加工物を相対移動させて前記被加工物を加工すると共に、加工中に前記ワイヤ電極が断線した時、前記上ノズルのノズル孔から噴射されるジェット水流によって前記ワイヤ電極を誘導して自動結線する機能を有するワイヤ放電加工機において、前記上ダイスガイドから前記ワイヤ電極を前記被加工物の上面に垂下した位置から前記加工によって形成された加工溝の上端位置までの距離をずれ量として取得するずれ量取得手段と、
前記取得したずれ量分だけ前記上ノズルを移動して自動結線を行う自動結線実行手段、
とを有し、
前記ずれ量取得手段は、前記ワイヤ電極を断続的に昇降させながら、前記上ノズルを、前記上ダイスガイドの上ダイスガイド支点位置と前記下ダイスガイドの下ダイスガイド支点位置を結ぶ仮想線を前記被加工物の上面に投影した投影線上を移動させ、前記ワイヤ電極の送り量の変化があったときの位置と前記被加工物の上面に投影した線上の前記上ダイスガイド支点位置に対応する位置との距離をずれ量として取得することを特徴とする自動結線機能を有するワイヤ放電加工機。 - 前記ずれ量取得手段は、前記上ノズルから噴射されるジェット水流の圧力を検出する圧力検出手段を有し、前記上ノズルを、前記上ダイスガイドの上ダイスガイド支点位置と前記下ダイスガイドの下ダイスガイド支点位置を結ぶ仮想線を前記被加工物の上面に投影した線上を移動させ、前記圧力検出手段の圧力の変化があった位置と前記被加工物の上面に投影した線上の前記上ダイスガイド支点位置に対応する位置との距離をずれ量として取得することを特徴とする請求項5に記載の自動結線機能を有するワイヤ放電加工機。
- 前記自動結線を行う際に、ワイヤ電極の前記加工溝への挿入と同期して前記上ノズルと前記被加工物とを前記加工溝の傾斜方向に整合するように相対的に移動させることを特徴とする請求項1乃至6の何れか1つに記載の自動結線機能を有するワイヤ放電加工機。
- 前記自動結線を行う際に、前記上ノズルを所定距離だけ上昇させた後、前記ワイヤ電極の自動結線を行うことを特徴とする請求項1乃至7の何れか1つに記載の自動結線機能を有するワイヤ放電加工機。
- 前記自動結線は、前記ワイヤ電極の断線位置、あるいは、ワイヤ電極の断線位置より加工軌跡に沿って僅かな距離戻った位置で行うことを特徴とする請求項1乃至8の何れか1つに記載の自動結線機能を有するワイヤ放電加工機。
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