JP5813517B2 - ワイヤ放電加工機の加工プログラム生成装置 - Google Patents

Description

本発明は、中子の任意の領域にワイヤ電極の成分を付着させ、ワークの落下を防止することができるワイヤ放電加工機の加工プログラム生成装置に関する。

加工電極とワークとの間に形成される極間に放電を発生させて行う放電加工を、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放電加工は広く知られ普及してきている。このワイヤ放電加工では、加工中において、加工溝により切り離されるワークの内側部分をなす中子の落下を防止すべく、中子の任意の領域にワイヤ電極の成分を付着させる技術が採用されている。このような技術は例えば特許文献１および特許文献２に開示されている。

特公昭６１−０４１６９０号公報 特開昭６２−２１８０２４号公報

ところで、上述の如く中子の落下を防止すべくワイヤ電極の成分を付着させる場合にあっては、付着させる領域や数を所要に設定する必要がある。しかしながら、このようなワイヤ電極の成分を付着させる領域や数は、加工毎に作業者がその経験に基づいて加工プログラムを修正しながらその都度設定しているのが実情であり、作業が極めて煩雑となる。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、煩雑な作業を介することなくワイヤ電極の成分の付着領域を中子に設定することができるワイヤ放電加工機の加工プログラム生成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、ワイヤ放電加工機の加工プログラム生成装置に係る請求項１の発明は、放電加工で加工溝が形成されることによって切り離されるワークの内側部分をなす中子の周長のうちの任意の領域にワイヤ電極の成分を付着させながら前記放電加工を行うようにしてワークの落下を防止するワイヤ放電加工機の加工プログラム生成装置において、中子の形状データを生成する中子形状データ生成手段と、前記加工溝を形成する放電加工を行なう第１の加工条件および前記ワイヤ電極の成分を付着させる第２の加工条件とを記憶する記憶手段と、中子形状データ生成手段により生成された中子の形状データに基づいて中子の重量を演算する重量演算手段と、重量演算手段により演算された中子の重量に基づいて中子の付着領域数を演算する付着領域数演算手段と、付着領域数演算手段により演算された中子の付着領域数に基づいて中子の付着領域を設定する付着領域設定手段と、中子形状データ生成手段により生成された中子の形状データ、付着領域設定手段により設定された中子の付着領域、第１の加工条件および第２の加工条件に基づいて、中子の付着領域に前記ワイヤ電極の成分を付着させながら放電加工を行うための加工プログラムを生成する加工プログラム生成手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、上記各手段を有することにより、中子の形状データに基づいて中子の重量を演算しつつ中子の付着領域数および付着領域を設定し、加工プログラムを生成することができ、煩雑な作業を介することなく中子にワイヤ電極の成分の付着領域を設定することができる。

ここで、前記記憶手段は、中子の周長のうちで加工中に中子が落下しない前記ワイヤ電極の成分の全付着長さと中子の重量との相関関係を示すデータおよび付着領域１箇所当たりの中子の付着長さを記憶し、付着領域数演算手段は、中子の重量と中子の全付着長さとの相関関係を示すデータ、付着領域１箇所当たりの中子の付着長さ、および重量演算手段により演算された中子の重量に基づいて中子の付着領域数を演算するとともに、付着領域設定手段は、付着領域数演算手段により演算された中子の付着領域数に基づいて中子の付着領域を等間隔で設定することとすれば、中子の重量に基づいて中子の付着領域数を演算することができるとともに、中子の付着領域数に基づいて中子の付着領域を等間隔で設定しつつ、加工プログラムを生成することができ、中子の付着領域を適正な箇所に設定することができる（請求項２）。

ワイヤ電極の成分を付着させない中子の非付着領域を設定する非付着領域設定手段と、非付着領域設定手段により設定された中子の非付着領域に基づいて、付着領域設定手段により設定された中子の付着領域を変更する付着変更手段と、を有することとすれば、コーナー部等、ワイヤ電極の成分の付着が難しい領域を、容易にワイヤ電極の成分を付着させない非付着領域とすることができる（請求項３）。

付着変更手段は、例えば、付着領域と非付着領域との重複距離を演算し、付着領域設定手段により設定された中子の付着領域を重複距離ずらすことにより、中子の付着領域の変更を行うことができる（請求項４）。

本発明によれば、煩雑な作業を介することなくワイヤ電極の成分の付着領域を中子に設定することができる。

本発明のワイヤ放電加工機における全体構成の概容を示す模式図である。 本発明における中子に対するワイヤ電極の成分の付着方法を説明するための平面図である。 ワイヤ放電加工機における加工プログラム生成装置の構成を示すブロック図である。 加工プログラム生成装置による加工プログラムの生成方法を説明するためのフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係る加工プログラム生成装置の構成を示すブロック図である。 同第２実施形態に係る中子に対するワイヤ電極の成分の付着方法を説明するための平面図である。 同第２実施形態に係る中子に対するワイヤ電極の成分の付着方法を説明するための図６に続く平面図である。 同第２実施形態に係る中子に対するワイヤ電極の成分の付着方法を説明するための図７の一部を拡大して示す平面図である。 同第２実施形態に係る中子に対するワイヤ電極の成分の付着方法を説明するための図７および図８に続く平面図である。

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。
[第１実施形態]
図１は本発明の第１実施形態を示すワイヤ放電加工機１の全体構成の概略を示す図である。同図を参照してワイヤ放電加工機１の概要を説明すると、ワイヤ放電加工機１は、上側ガイド組体２と下側ガイド組体３との間に工具電極としての黄銅製のワイヤ電極Ｅを連続的に供給し、ワークＷを加工槽４内のワークスタンド５に載置した状態で水系加工液（以下、水系加工液を単に加工液とする）に浸漬し、各軸モータ６によりワイヤ電極ＥとワークＷとの極間の距離を所定に設定しつつ電源装置７により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。

ワイヤ放電加工機１はＮＣ制御装置１０を備えており、このＮＣ制御装置１０により加工プログラムを解読しつつ所定の制御信号が生成される。すなわち、ワイヤ放電加工機１は、ＮＣ制御装置１０が生成した制御信号に基づいて各軸モータ６および電源装置７を動作させ、中子の任意の箇所にワイヤ電極Ｅの真鍮成分を付着させながら放電加工を行うことができる。

このワイヤ放電加工機１による中子に対する真鍮成分の付着方法を説明すると次のようになる。
つまり、図２に示すように、平板状で厚みが一定のワークＷに矩形状の中子Ａを形成する場合は、まず中子Ａの形状から中子Ａの重心Ｏを求める。この場合、中子Ａの重心Ｏは対角線αの交点となる。そして、中子Ａの重量から加工中に中子Ａが落下しない真鍮成分の全付着長さを求めるとともに、付着領域１箇所当たりの長さを設定して付着領域数を求める。続いて、重心Ｏを通る任意の線分Ｊより詳しくは重心Ｏを通り４５°の角度をなす線分Ｊを引き、線分Ｊと中子Ａの輪郭Ｏ´との交点Ｋを得る。次に、交点Ｋが中央となるように付着領域Ｂの初期設定領域Ｃを設定する。そして、初期設定領域Ｃから中子Ａの周長の等間隔で他の残りの付着領域Ｂを設定し、加工中、付着領域Ｂにおいて真鍮成分の付着を行う。

本発明においては、加工中にこのような中子Ａの真鍮成分の付着が可能なように加工プログラムを生成すべく、加工プログラム生成装置２０を備えている。加工プログラム生成装置２０は、図３に示すように、入力手段３０、表示手段４０、記憶手段５０、および処理手段６０からなる。

入力手段３０は、例えば、キーボード、マウス、或いはタッチパネル等で構成されており、入力手段３０から処理手段６０における各種処理に必要な情報が入力される。入力手段３０からは、例えばワークＷの加工形状データすなわち中子Ａの形状データおよび記憶手段５０に記憶されたデータ５１，５２，５３および加工条件５４，５５を読み出すための情報が入力される。なお、入力手段３０は、ＵＳＢおよびＬＡＮを介して他の装置から各種情報を入力する構成も含む。

表示手段４０は、ＣＲＴディスプレーや液晶ディスプレー等で構成されており、入力手段３０から入力された情報や処理手段６０により処理された情報を表示する。表示手段４０は、例えば作業者が入力手段３０を介して入力した中子Ａの形状データに基づいて描画情報が表示される。

記憶手段５０は、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ等で構成されており真鍮成分の付着を行うための各種データが記憶される。記憶手段５０には、例えば、中子Ａの重量と加工中に中子Ａが落下しない真鍮成分の全付着長さとの相関関係を示すデータ５１、付着領域１箇所当たりの中子Ａの付着長さデータ５２、およびワークＷの密度データ５３が記憶される。また、記憶手段５０には、付着領域Ｂ以外の加工すなわち通常の加工を行う際の第１の加工条件５４および付着領域Ｂに真鍮成分を付着させる際の第２の加工条件５５が記憶される。

処理手段６０は、入力手段３０から入力された各種情報と記憶手段５０に記憶された各種データ５１，５２，５３および加工条件５４，５５に基づいて、真鍮成分の付着を行うためのデータを生成しつつ加工プログラムを生成すべく、記憶データ取得手段６１、中子形状データ生成手段６２、重量演算手段６３、付着領域数演算手段６４、重心演算手段６５、付着領域設定手段６６、および加工プログラム生成手段６７として機能する。

記憶データ取得手段６１は、入力手段３０から入力された情報に基づいて記憶手段５０から中子Ａの重量と全付着長さとの相関関係を示すデータ５１、付着領域１箇所当たりの中子Ａの付着長さデータ５２、ワークＷの密度データ５３、加工条件５４，５５を読み出して取得する機能を有している。

中子形状データ生成手段６２は、入力手段３０から入力された情報に基づいて中子Ａの形状データを生成する機能を有している。
重量演算手段６３は、中子形状データ生成手段６２により生成された中子Ａの形状データから中子Ａの体積を演算するとともに、記憶データ取得手段６１が取得したワークＷの密度データ５３に基づいて中子Ａの重量を演算する機能を有している。

付着領域数演算手段６４は、記憶データ取得手段６１により取得された中子Ａの重量と全付着長さとの相関関係を示すデータ５１と重量演算手段６３により演算された中子Ａの重量に基づいて全付着長さを演算し、更に記憶データ取得手段６１により取得された付着領域１箇所当たりの中子Ａの付着長さデータ５２に基づいて付着領域数を演算する。
重心演算手段６５は、中子形状データ生成手段６２により生成された中子Ａの形状データに基づいて中子Ａの重心Ｏを演算する機能を有している。

付着領域設定手段６６は、付着領域数演算手段６４により演算された付着領域数と重心演算手段６５により演算された重心Ｏに基づいて付着領域Ｂを設定する。より詳しくは、付着領域設定手段６６は、重心Ｏを通る任意の線分Ｊと中子Ａの輪郭Ｏ´との交点Ｋを得て、交点Ｋが中央となるように付着領域Ｂの初期設定領域Ｃを設定するとともに、初期設定領域Ｃから他の残りの付着領域Ｂを中子Ａの周長の等間隔で設定する機能を有している。

加工プログラム生成手段６７は、記憶データ取得手段６１により取得された第１の加工条件５４および第２の加工条件５５、中子形状データ生成手段６２により生成された中子Ａの形状データ、付着領域設定手段６６により設定された付着領域Ｂに基づいて加工プログラムを生成する機能を有している。なお、処理手段６０はＣＰＵおよびメモリが協働でその機能を果たす。

次に、加工プログラム生成装置２０による加工プログラムの生成方法について図４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３０から所定の情報を入力し、該入力した情報に基づいて、記憶データ取得手段６１が記憶手段５０から中子Ａの重量と全付着長さの相関関係を示すデータ５１、付着領域１箇所当たりの中子Ａの付着長さデータ５２、ワークＷの密度データ５３、および加工条件５４，５５を読み出して取得する。

次いで、ステップＳ２０において、作業者が入力手段３０から表示手段４０に表示させながら中子Ａの形状データを入力し、この入力したデータに基づいて、中子形状データ生成手段６２が中子Ａの形状データを生成する。
次に、ステップＳ３０において、重量演算手段６３がステップＳ１０で取得されたワークＷの密度データ５３とステップＳ２０で生成された中子Ａの形状データに基づいて中子Ａの重量を演算する。

続いて、ステップＳ４０において、付着領域数演算手段６４がステップＳ１０で入力された中子Ａの重量と全付着長さの相関関係を示すデータ５１および付着領域１箇所当たりの中子Ａの付着長さデータ５２とステップＳ３０で演算された中子Ａの重量に基づいて付着領域数を演算する。
そして、ステップＳ５０において、重心演算手段６５がステップＳ２０で生成された中子Ａの形状データに基づいて、中子Ａの重心Ｏを演算する。

次に、ステップＳ６０において、付着領域設定手段６６がステップＳ４０で演算された付着領域数およびステップＳ５０で演算された中子Ａの重心Ｏに基づいて付着領域Ｂの初期設定領域Ｃを設定するとともに、初期設定領域Ｃから他の残り付着領域Ｂを等間隔で設定する。

次いで、ステップＳ７０において、加工プログラム生成手段６７がステップＳ１０で取得された加工条件５４，５５、ステップＳ２０で生成された中子Ａの形状データ、およびステップＳ６０で設定された付着領域Ｂに基づいて、加工プログラムを生成し、加工プログラム生成装置２０による動作を終了する。

以上説明したように本第１実施形態によれば、上記加工プログラム生成装置２０を有することとしたので、中子Ａの形状データに基づいて中子Ａの重量を演算しつつ中子Ａの付着領域数および付着領域を設定し、加工プログラムを生成することができ、煩雑な作業を介することなく中子Ａにワイヤ電極Ｅの真鍮成分の付着領域を設定することができる。これにより、人為的ミスの軽減、人件費の削減を図ることができる。また、中子Ａの切り落とし時に起こるワークＷの異常放電による食い込みダメージも軽減することができる。

[第２実施形態]
次に本発明の第２実施形態について説明する。図５に示すように、本第２実施形態は上述した第１実施形態に対し加工プログラム生成装置２０に非付着領域設定手段６８および付着変更手段６９を追加した構成を示している。なお、第１実施形態と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略するものとする。

すなわち、中子Ａの真鍮付着を行う場合にあっては、コーナー部等、真鍮成分の付着が難しい領域があるが、本第２実施形態においては、図６に示すように、このような付着の難しい領域を、作業者が入力手段３０を所要に操作して、非付着領域設定手段６８により付着の難しい領域を真鍮成分を付着させない非付着領域Ｄとして予め設定する。そして、図７に示すように、付着領域Ｂと非付着領域Ｄとが重なる場合には、図８に示すように、付着変更手段６９により付着領域Ｂと非付着領域Ｄとの重複領域を求めて重複領域の加工方向における始点Ｌおよび終点Ｍを得るとともに、始点Ｌと終点Ｍの距離つまり重複距離Δｚを演算する。次いで、図９に示すように、付着変更手段６９が付着領域Ｂと非付着領域Ｄとが重ならないように、中子Ａの全ての付着領域Ｂを加工方向に沿って重複距離Δｚずらして設定する。なお、各重複領域において重複距離Δｚが異なる場合は、重複距離の最大値Δｚｍａｘずらして設定する。

このように非付着領域設定手段６８および付着変更手段６９を有することとすれば、コーナー部等、ワイヤ電極Ｅの真鍮成分の付着が難しい領域を、容易にワイヤ電極Ｅの真鍮成分を付着させない非付着領域Ｄとしつつ付着領域Ｂの設定をすることができる。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の応用実施または変形実施が可能であることは勿論である。すなわち、例えば、上述した実施形態にあっては、加工液を水系加工液としているが、油系加工液としても本発明の真鍮付着方法を実施することができる。また、真鍮成分の付着領域Ｂを、初期設定領域Ｃから中子の周長の等間隔で設定することとしているが、ワークＷの厚みが変化する場合には、重量の分布に応じた間隔、例えば重量分布が等間隔となるように付着領域Ｂを設定することとしてもよい。

本発明のワイヤ放電加工機は、加工中に中子の落下を防止することができ、加工効率の飛躍的な向上に貢献する。

Ａ：中子
Ｂ：付着領域
Ｃ：付着領域の初期設定領域
Ｄ：非付着領域
Ｅ：ワイヤ電極
Ｊ：線分
Ｋ：交点
Ｌ：重複領域の始点
Ｍ：重複領域の終点
Ｏ：重心
Ｏ´：中子の輪郭
Ｗ：ワーク
Δｚ：重複距離
Δｚｍａｘ：重複距離の最大値
α：対角線
１：ワイヤ放電加工機
２：上側ガイド組体
３：下側ガイド組体
４：加工槽
５：ワークスタンド
６：各軸モータ
７：電源装置
１０：ＮＣ制御装置
２０：加工プログラム生成装置
３０：入力手段
４０：表示手段
５０：記憶手段
５１：中子の重量と全付着長さとの相関関係を示すデータ
５２：付着領域１箇所当たりの付着長さデータ
５３：ワークの密度データ
５４：第１の加工条件
５５：第２の加工条件
６０：処理手段
６１：記憶データ取得手段
６２：中子形状データ生成手段
６３：重量演算手段
６４：重心演算手段
６５：付着領域数演算手段
６６：付着領域設定手段
６７：加工プログラム生成手段
６８：非付着領域設定手段
６９：付着変更手段

Claims (4)

1. 放電加工で加工溝が形成されることによって切り離されるワークの内側部分をなす中子の周長のうちの任意の領域にワイヤ電極の成分を付着させながら前記放電加工を行うようにして前記ワークの落下を防止するワイヤ放電加工機の加工プログラム生成装置において、
   前記中子の形状データを生成する中子形状データ生成手段と、
   前記加工溝を形成する放電加工を行なう第１の加工条件および前記ワイヤ電極の成分を付着させる第２の加工条件とを記憶する記憶手段と、
   前記中子形状データ生成手段により生成された前記中子の形状データに基づいて前記中子の重量を演算する重量演算手段と、
   前記重量演算手段により演算された前記中子の重量に基づいて前記中子の付着領域数を演算する付着領域数演算手段と、
   前記付着領域数演算手段により演算された中子の付着領域数に基づいて前記中子の付着領域を設定する付着領域設定手段と、
   前記中子形状データ生成手段により生成された前記中子の形状データ、前記付着領域設定手段により設定された前記中子の付着領域、前記第１の加工条件および前記第２の加工条件に基づいて、前記中子の付着領域に前記ワイヤ電極の成分を付着させながら放電加工を行うための加工プログラムを生成する加工プログラム生成手段と、
   を有することを特徴とするワイヤ放電加工機の加工プログラム生成装置。
2. 前記記憶手段は、前記中子の周長のうちで加工中に前記中子が落下しない前記ワイヤ電極の成分の全付着長さと前記中子の重量との相関関係を示すデータおよび前記付着領域１箇所当たりの前記中子の付着長さを記憶し、
   前記付着領域数演算手段は、前記中子の重量と前記中子の全付着長さとの相関関係を示すデータ、前記付着領域１箇所当たりの前記中子の付着長さ、および前記重量演算手段により演算された前記中子の重量に基づいて前記中子の付着領域数を演算するとともに、
   前記付着領域設定手段は、前記付着領域数演算手段により演算された前記中子の付着領域数に基づいて前記中子の付着領域を等間隔で設定することを特徴とする請求項１に記載のワイヤ放電加工機の加工プログラム生成装置。
3. 前記ワイヤ電極の成分を付着させない前記中子の非付着領域を設定する非付着領域設定手段と、
   前記非付着領域設定手段により設定された前記中子の非付着領域に基づいて、前記付着領域設定手段により設定された中子の付着領域を変更する付着変更手段と、
   を有することを特徴とする請求項２に記載のワイヤ放電加工機の加工プログラム生成装置。
4. 前記付着変更手段は、前記付着領域と前記非付着領域との重複距離を演算し、前記付着領域設定手段により設定された中子の付着領域を前記重複距離ずらすことにより、前記中子の付着領域の変更を行うことを特徴とする請求項３に記載のワイヤ放電加工機のプログラム生成装置。

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