JP5674848B2 - 自動結線機能を有するワイヤ放電加工機 - Google Patents

Description

本発明は、ワイヤ放電加工機の断線修復機能に関する。

ワイヤ放電加工機においては、被加工物を加工中にワイヤ電極が断線することがあり、断線したワイヤ電極を再結線する自動結線機能が知られている（特許文献１、特許文献２参照）。
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。

特開平５−２１２６２３号公報 特開平５−３３７７４３号公報

従来のワイヤ放電加工機によっても自動結線機能によって、テーパ加工時に発生するワイヤ電極の断線を、断線位置近傍において修復可能である。しかし、従来技術では、テーパ角度の増大、及び被加工物上面Ｚ軸高さ位置と上ダイスガイド支点位置Ｚ軸高さ位置との間の距離が大きくなるにつれて、テーパ加工時の断線位置近傍における断線修復の結線成功率が急速に悪化する。そのため、自動結線機能によってテーパ加工時の断線位置近傍において良好に結線を行うことができるテーパ角度が小さいものに制限されていた。
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。

本願の請求項１に係る発明は、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５に係る発明は、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７に係る発明は、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。

本発明により、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できる。

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。 小テーパ角度の場合のダイスガイド支点位置移動補正機能を説明する図である。 大テーパ角度の場合のダイスガイド支点位置移動補正機能を説明する図である（移動前）。 大テーパ角度の場合のダイスガイド支点位置移動補正機能を説明する図である（移動後）。 ワイヤ電極に剛性が生じ、加工溝のテーパ角度に柔軟に追従する事ができずテーパ加工溝の入口で引っ掛ってしまう事があることを説明する図である。 ワイヤ電極に剛性が生じても、ワイヤ電極が加工溝のテーパ角度に柔軟に追従する事ができる制御を説明する図である。 自動結線時に上ノズルを所定距離だけ上昇させ、ワイヤ電極の自動結線を行う実施形態を説明する図である。 本発明に係るワイヤ放電加工機の制御装置のブロック図である。 テーパ加工における断線位置近傍での断線結線動作を説明するフローチャートである。

以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
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。

ここで、まず、従来から用いられているワイヤ電極４の自動結線の工程の概要を説明する。ワイヤ放電加工における自動結線は、そのプロセスとして、断線発生又は次加工のための切断−巻戻し−先端切断−結線動作−失敗の場合リトライ繰り返し−上，下ダイスガイド結線−結線検出板による結線検出により完了となる。

自動結線は大きく２つの工程からなる。その一つの工程であるワイヤ電極４の先端部分の切断は、被加工物の加工中の断線により生じるワイヤ電極４の先端の屈曲や被加工物７の上下でワイヤ電極４を保持する上，下ダイスガイド５，９に引っかかり易いワイヤ電極４の表面の傷を除去し、ワイヤ電極４のスムーズな結線に必要なきれいな（つまり、真直性があり表面が滑らかな）先端を再生するために実施される。

ワイヤ電極４の切断動作は、自動結線ユニット（図示省略）の上下に配した一対の通電電極（上切断電極３０と下切断電極３１）でアニールするワイヤ電極４をクランプ後、アニールトルクを付与しつつ通電し、電気抵抗発熱によりアニールされたワイヤ電極４を、制御装置５０により制御されたブレーキローラ１により、ワイヤ電極巻戻方向２へ切断開始トルクを発生させ、ワイヤ電極４の先端部を切断する。同時期にＡＷＦパイプ（自動ワイヤ送りパイプ）３２内に噴射される切断エアは、ワイヤ電極４の切断位置を確定すると共に、切断したワイヤ電極４の真直性を安定させる重要な役割を持つ。

ワイヤ電極４の先端部の切断が完了したワイヤ電極４の自動結線は、次の工程として、その切断した先端部が、決められたシーケンスに従って、順次、上ダイスガイド５−被加工物７−下ダイスガイド９−ガイドローラ３３−下パイプ１１−フィード部（ピンチローラ３４，フィードローラ１２）−結線検出板１３に到達することにより完了する。

次に、従来のワイヤ電極の自動結線工程を改良した、本発明のワイヤ電極の自動結線機能を説明する。図３は小テーパ角度の場合のダイスガイド支点位置移動補正機能を説明する図である。図４，図５は大テーパ角度の場合のダイスガイド支点位置移動補正機能を説明する図であり、図４は上ノズル３６（上ダイスガイド支点位置６）の移動前を図示し、図５は上ノズル３６（上ダイスガイド支点位置６）の移動後を図示している。

本発明に係る自動結線の１つのプロセスでは、上，下ダイスガイドを断線位置近傍へ移動した後、ワイヤ先端処理動作が実施される。

次に、ワイヤ電極４の送給、巻き戻し動作を制御するサーボ制御されたブレーキローラ１により、ワイヤ電極４がワイヤ電極巻戻方向２に巻戻される。

次に、ワイヤ電極４の先端部の切断処理を行う。ワイヤ電極４の断線時の加工張力による弾性反力によって先端付近が屈曲又は先端部が破断している。ワイヤ電極４に対するアニールによる真直化、前記ブレーキローラ１の巻取動作により発生する最適な切断トルクによって、ワイヤ電極４の先端部の切断処理が実施される。これによって、ワイヤ電極４に高い真直性、結線性を備えた先端形状が形成され、ワイヤ電極４の切断が完了する。 次に、加工槽（図示しない）内の水位が被加工物上面１５の断線位置近傍の加工溝上端１４の高さになるまで、加工液を加工槽（図示せず）から排水する。この排水処理によって、上ノズル３６に備わったジェットノズル２１（図３，図４，図５参照）により生成される上ジェット水流２２によるワイヤ電極４の加工溝上端１４への誘導が有効に行われる。

続いて、被加工物上面１５の断線位置近傍において、ワイヤ電極４を自動的に結線する結線プロセスが以下の順に実施される。
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。

ワイヤ電極４の先端が、加工溝上端１４よりテーパ加工溝２３内へ挿入され、前記切断処理によるワイヤ電極４の真直性とワイヤ電極４の真直性と進行方向を保持する上ジェット水流２２の併用により下ダイスガイド支点位置８通過以降、ワイヤ電極４は下ジェット１０の水流効果で下パイプ１１内を誘導され、ブレーキローラ１と同期作動する事でワイヤ電極４に適正な加工張力を付与するサーボモータ（図示せず）により駆動されるフィードローラ１２の通過を結線検出板１３により検出し、結線プロセスが終了すると共に、ワイヤ電極４が断線時の上，下ダイスガイド支点位置６，８に復帰後、加工槽注水が完了し、放電加工を再開ができる状態となり、断線点近傍での断線修復は完了し、ワイヤ電極４の自動結線の動作が終了する。

なお、自動結線の実行位置について説明する。放電加工中にワイヤ電極４が断線した場合、（ａ）加工開始孔で自動結線する方法（図１０のステップＳＡ０５〜ＳＡ０８が対応）、（ｂ）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などで自動結線する方法、（ｃ）ワイヤ電極の断線位置、あるいは、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で自動結線する方法、がある。

上述したワイヤ電極の自動結線の動作は従来の自動結線と同様である。ここで、テーパ加工時の断線修復の際発生する、加工のテーパ角度２０の増大および被加工物上面Ｚ軸高さ１９から上ダイスガイド支点位置Ｚ軸高さ１７までの上ダイスガイド５の解放距離（図５の被加工物上面上からダイスガイド支点位置までの高さ２６）が大きくなるにつれて結線成功率が急速に悪化する現象についてその原因を説明する。

テーパ加工時の自動結線動作における断線修復成功率の急速な悪化の原因は、次のように考えられる。テーパ加工ではプログラム指令によって上，下ダイスガイド５，９の上，下ダイスガイド支点位置６，８を移動し、ワイヤ電極４を鉛直方向に対して任意の角度となるように傾斜させて被加工物７を加工する。

そのため、（ａ）被加工物７の加工溝上端１４と、テーパ角度２０により傾斜したワイヤ電極４の延長線上に位置する上ダイスガイド支点位置６は、テーパ角度２０が大きくなるにつれて、ワイヤ電極垂下位置１８の被加工物上面１５上でのずれ量３５（図２，図３，図４参照）が大きくなる。または、（ｂ）被加工物７と上ダイスガイド５のノズル開放距離２９（図８）が大きくなるにつれて、被加工物上面１５の加工溝上端１４とテーパ角度２０により傾斜したワイヤ電極４の延長線上に位置する上ダイスガイド支点位置６からのワイヤ電極垂下位置１８の被加工物上面１５上でのずれ量３５が大きくなる。または、（ｃ）前記（ａ），前記（ｂ）の複合作用により、ワイヤ電極垂下位置１８の被加工物上面１５上でのずれ量３５が大きくなる。

上記（ａ）〜（ｃ）のいずれかを原因として、ワイヤ電極４の固有の柔軟性と上ジェット水流２２（図３，図４参照）によるテーパ加工溝２３への誘導挿入効果が序々に減少する。最終的に、ずれ量３５がある値を超えた時点で、ワイヤ電極４の線径に拘わりなく、ワイヤ電極４の固有の柔軟性と上ジェット水流２２によるテーパ加工溝２３への誘導効果が完全に失われる。これによって、上ダイスガイド支点位置６より垂下したワイヤ電極４は被加工物上面１５に突き当り、加工溝上端１４でのワイヤ電極４の挿入が困難となっていた。

そこで本発明に係る自動結線機能を有する放電加工機は、例えば、断線位置近傍での断線修復の際、加工溝上端１４での結線困難の原因となるワイヤ電極垂下位置１８と被加工物上面１５の加工溝上端１４の被加工物上面１５上でのずれ量３５を求め、そのずれ量３５をテーパ加工における断線位置近傍での断線修復時の結線開始位置移動補正量として、上ノズル３６の上ダイスガイド支点位置６を加工溝上端１４の上方（Ｚ軸方向）に移動し、移動した位置でワイヤ電極４を垂下するダイスガイド支点位置移動補正機能を有する事で、加工テーパ角度２０の増加による結線性の悪化を抑制する事が出来る（図４，図５参照）。

ここで、断線位置近傍での断線修復の際、ワイヤ電極垂下位置１８と被加工物上面１５の加工溝上端１４の被加工物上面１５上でのずれ量３５の求め方を説明する。
（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。

なお、ワイヤ放電加工機のメモリに、指令テーパ角度および被加工物上面１５から前記上ダイスガイド支点位置６までの距離に対応した前記ずれ量を予め記憶し、前記指令テーパ角度および前記被加工物上面１５から前記上ダイスガイド支点位置６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によりずれ量３５を取得してもよい。

（２）ワイヤ電極４の送り出し量を計測する機能をワイヤ放電加工機は備えている。ワイヤ電極４の先端が被加工物７に接触した時点を検出する機能も備えている。この機能を用いて、ワイヤ電極４の上ダイスガイド支点位置６から被加工物上面１５に到達するまでのワイヤ電極４の送り出し量を求める。この送り出し量（前記被加工物上面１５から前記上ダイスガイド支点位置６までの距離）とテーパ角度とを用いてずれ量３５を算出することができる。前記（１）のメモリに記憶されたデータにもとづいてずれ量３５取得してもよい。

（３）上ダイスガイド５の上ダイスガイド支点位置６と下ダイスガイド９の下ダイスガイド支点位置８とを結ぶ仮想線を被加工物７の上面に投影した投影線上を、ワイヤ電極４を断続的に昇降させながら、上ノズル３６（上ダイスガイド支点位置６）を移動させる。ワイヤ電極４の送り量に変化があったときの位置と、上ダイスガイド支点位置６を被加工物７の上面に投影した対応する位置との間の距離を、ずれ量３５として求める。

（４）上ノズル３６から加工液をジェット水流２２として噴射する（図３参照）。ジェット水流２２を噴射する圧力を検出する圧力検出器（図示せず）を、加工液供給管路に配置する。上ダイスガイド５の上ダイスガイド支点位置６と下ダイスガイド９の下ダイスガイド支点位置８とを結ぶ仮想線を被加工物７の上面（被加工物上面１５）に投影した投影線上に沿って、上ノズル３６（上ダイスガイド支点位置６）を移動させる。テーパ加工溝２３の加工溝上端１４の上方に上ノズル３６が到達すると、ジェット水流２２がテーパ加工溝２３内に浸入することから、ジェット水流２２の噴射に圧力がかからなくなり、圧力検出器で検出される圧力が低下する。圧力検出器で検出される上ジェット水流２２の圧力が変化したときの位置と、上ダイスガイド支点位置６を被加工物７の上面に投影した対応する位置との間の距離を、ずれ量３５として求める。なお、前記圧力検出器からの検出信号は制御装置５０に入力する。

上述したように、本発明により大きなテーパ角度２０による断線位置近傍での断線修復が可能となる。ところが、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を垂下することになり、ワイヤ電極４に剛性が生じる。このワイヤ電極４の剛性のため、テーパ加工溝２３のテーパ角度２０にワイヤ電極４が柔軟に追従する事ができず、テーパ加工溝２３の入口で引っ掛ってしまうという問題が発生する場合がある（図６のエッジ部２７を参照）。

この問題の解決策として２つの方法を説明する。
＜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。

この問題を回避するため、ワイヤ電極４の加工溝上端１４からテーパ加工溝２３への挿入と同時にワイヤ電極４のワイヤ送給速度と同期動作２８しながら上ダイスガイド支点位置６を、テーパ角度２０の指令によるダイスガイド支点位置へ移動する事で、ワイヤ電極４が加工溝エッジ部２７に強く接触することを抑制する（図７参照）。

＜上ノズルを所定距離だけ上昇させる方法＞
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。

そこで、被加工物７の加工溝上端１４と上ダイスガイド支点位置６の開放距離が短く設定された場合、大きなテーパ角度２０を有する被加工物７のテーパ加工溝２３に対し、結線開始位置である上ダイスガイド支点位置６の開放距離を、ワイヤ電極４が十分な柔軟性をもって、加工溝上端１４より挿入可能な適正な垂直方向への移動距離を確保するように、上ダイスガイド支点位置６の昇降動作を有することで、本発明のダイスガイド支点位置移動補正機能による結線成功率と、テーパ加工時の断線位置近傍での断線修復の信頼性とが更に高まる（図６，図８参照）。

次に、本発明のワイヤ放電加工機の制御装置を説明する。図９は、本発明に係るワイヤ放電加工機の制御装置のブロック図である。ワイヤ放電加工機の制御装置５０は、マイクロプロセッサからなる中央演算処理装置（以下、単に「ＣＰＵ」という）５１を備えており、ＣＰＵ５１にはプログラムメモリ５２，データメモリ５３、液晶ディスプレイＬＣＤを備えた操作盤５４及び入出力回路５５が各々バス５６を介して接続されている。

プログラムメモリ５２には、ワイヤ放電加工機の各部及びワイヤ放電加工機の制御装置５０自身を制御するための種々のプログラムが格納されている。また、データメモリには加工プログラムに付随した位置データ、その他の加工条件を定める各種設定データが格納されると共に、ＣＰＵ５１が行う各種計算のためのデータの一時記憶用のメモリとしても利用される。また、エンコーダ７１の出力パルスを計算するレジスタ領域および障害発生位置データを記憶するレジスタ領域を有している。

入出力回路５５には、ワークテーブル駆動部６０、加工電源部６１、ワイヤ切断電源部６２、ワイヤ巻上／巻取制御部６３、ワイヤ電極送り制御部６４、エンコーダ７１、ワイヤ断線検出部６５、電極機能切換部６６、ワイヤ撓み検出部６７、ワイヤ通過検出部６８、表示装置６９、およびその他のワイヤ放電加工各部を制御する各部移動制御部７０が各々接続されている。

ワークテーブル駆動部６０及び加工電源部６１は周知の構成を有するものであり、加工実行時には通常の方式に従って各々制御される。ワイヤ切断電源部６２は、結線時にワイヤ電極４をＡＷＦパイプ３２内の加熱領域で切断する為に、上切断電極３０と下切断電極３１に必要な電力を供給するものである。ワイヤ巻上／巻取制御部６３はワイヤ巻取りロールを駆動するモータ及び巻上げモータを駆動するものである（図示省略）。

ワイヤ電極送り制御部６４はワイヤ送りロールを駆動するモータの駆動制御を行なう部分であり、該モータの回転量がエンコーダ７１によって検出される。ワイヤ断線検出部６５は、加工実行中に断線が発生した際にこれを検知するもので、従来方式（例えば、ワイヤに流れる電流を検知する方式や巻き取りロールのテンションを検出する方式等）の機構が利用される。

電極機能切換部６６は、上，下切断電極３０，３１の機能をワイヤ切断電極とワイヤ通過検出電極のいずれかに切換選択する為のもので、ワイヤ通過検出部６８は、ワイヤ電極４がワイヤ通過検出用電源（図示せず）に接続された際に、ワイヤ電極４の電位を検出するものである。一方、ワイヤ撓み検出部６７は、前述したワイヤ撓み検出電極（図示せず）に接続され、該電極の電位を検出するもので、該電極とワイヤとの接触／非接触を該電極の電位の変化で判別する。

表示装置６９は種々の形態でワイヤ障害位置情報を表示する為の表示装置であり、プログラムメモリ５２に格納される表示プログラムに応じて、例えばワイヤ障害発生箇所をリアルタイムに警告表示したり、区間別の障害発生頻度をグラフで表わしたりする際に用い
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。

ワイヤ放電加工機の制御装置５０のメモリ内には、図１０に示す自動結線処理を行なう為のプログラム等が格納されている。これによってワイヤ放電加工機は自動結線装置を備えているといえる。

図１０はテーパ加工における断線位置近傍での断線結線動作を説明するフローチャートである。以下、各ステップに従って説明する。
●［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。

ここで、上記のフローチャートを補足して説明する。
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。

従来のテーパ加工時の段線修復では、適用可能なテーパ角度２０の範囲が狭く、より大きな加工テーパ角度２０での断線修復では加工開始点に戻り結線完了後、加工溝を断線点まで戻る必要があったため、往復するのに時間が掛かること、テーパ加工した加工溝のエッジなどで、復帰途中の再断線発生の可能性があるため、長時間連続して高度な自動運転の阻害要因となっていた。

上述したように、上ダイスガイド支点位置６を移動する移動補正機能を有する本発明により、より大きな加工テーパ角度２０を適用したテーパ加工時の断線位置近傍での断線修復が可能となる。これによって、テーパ加工分野でのワイヤ放電加工機の自動運転の信頼性が向上すると共に、断線修復に要する時間が短縮され、トータルでの加工時間の短縮が可能となり、ワイヤ放電加工機の応用分野を広げることができる。

１ ブレーキローラ
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)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
6. 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。
7. 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。
8. 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。
9. 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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