JPH071244A - ワイヤカット放電加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被加工体の板厚増加や加工屑の排除効果の悪
化によるワイヤ電極の断線及び加工形状の精度悪化を防
止できるワイヤカット放電加工装置を提供する。 【構成】 ワイヤカット放電加工装置1は、ワイヤ電極3
を走行させるワイヤ駆動装置7、被加工体5を加工送りす
る送りモータ9,11、加工送り速度検出回路15、ＥＣＵ
（電子制御装置）23等を備えている。送りモータ9,11の
回転数を示すタコジェネレータ31,33からの信号が加工
送り速度検出回路15に入力され、この加工送り速度検出
回路15から実際の加工送り速度がＥＣＵ23に入力され
る。ＥＣＵ23では、この加工送り速度を所定回数読み込
んで平均化した後、この平均速度の増加又は減少に応じ
て、逆にワイヤ電極3の走行速度の値を減少又は増加さ
せるように演算して決定し、ワイヤ駆動装置7を制御し
てワイヤ電極3の走行速度を演算された値に変更する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ワイヤ電極と被加工物
との間に電圧を印加して放電を発生させ、被加工物の加
工を行なうワイヤカット放電加工装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のワイヤカット放電加工装
置においては、線方向に一定速度で走行するワイヤ電極
と被加工体との間に加工間隙を形成し、この加工間隙に
所定の周期で電圧を印加して繰り返し放電を発生させる
とともに、被加工体を送りモータなどによって水平移動
させて加工送りを行い、被加工体を所望の形状に加工し
ている。

【０００３】また、この加工送りの速度の制御方法とし
ては、加工間隙の間の距離を一定に保つべく制御する方
式が採用されており、例えば加工間隙に電圧を印加して
から放電が開始するまでの時間（無負荷時間：加工間隙
の距離に比例する）を計数し、この無負荷時間を予め設
定した時間に一致させるように、加工間隙の距離を制御
する方式が用いられている。

【０００４】そして、ワイヤ電極は、巻取り用のモータ
などを備えたワイヤ電極駆動装置によって、各種の加工
条件に応じて予め設定された一定の速度で巻取られて走
行する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のワイヤカット放電加工装置においては、以下に述べ
るような問題が残されていた。即ち、加工中に被加工体
の板厚が変化して厚くなると、その厚みの増加分だけ、
ワイヤ電極の放電を受ける部分が被加工体と対向する時
間が長くなり、その部分が受ける放電の回数が増えるの
で、部分的にワイヤ電極の消耗が増大する。よって、ワ
イヤ電極の断線が生じたり、加工形状の精度が悪化する
という問題が生じる。

【０００６】また、例えば加工形状が複雑に屈曲してい
る場合や被加工体の板厚が増加した場合には、加工屑が
加工間隙から排除されにくくなり、これによって、加工
屑とワイヤ電極との間に好ましくないアーク放電が発生
し、ワイヤ電極が断線するという問題が生じる。

【０００７】本発明は上述した課題を解決するためにな
され、被加工体の板厚の増加や加工屑の排除効果の悪化
に起因するワイヤ電極の断線及び加工形状の精度悪化を
防止することの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。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明のワイヤカット放電加工装置は、ワイヤ駆動
装置Ｍ１により線方向に走行するワイヤ電極と他方の電
極である被加工体との間に所定の周期で電圧を印加して
放電させ、ワイヤ電極と被加工体との間の加工間隙の距
離を略一定に保つべく加工送り速度を制御して、被加工
体を加工するものであり、更に、加工送り速度を検出す
る加工送り速度検出手段と、加工送り速度検出手段Ｍ２
によって検出された加工送り速度の増加又は減少に応じ
て、加工送り速度の変化とは逆にワイヤ電極の走行速度
を減少又は増加させるようにワイヤ駆動装置Ｍ１を制御
するワイヤ駆動装置制御手段Ｍ３とを備えている。

【０００９】

【作用】上記の構成を有する本発明においては、ワイヤ
駆動装置Ｍ１により線方向に走行するワイヤ電極と他方
の電極である被加工体との間に所定の周期で電圧を印加
して放電させるとともに、ワイヤ電極と被加工体との間
の加工間隙の距離を略一定に保つように加工送り速度を
制御して、被加工体を所望の形状に切断などの加工を施
す。

【００１０】そして、この加工の際に、加工送り速度検
出手段Ｍ２によって加工送り速度を検出し、検出された
加工送り速度の増加又は減少に応じて、ワイヤ駆動装置
制御手段Ｍ３によってワイヤ駆動装置Ｍ１を制御して、
加工送り速度の変化とは逆にワイヤ電極の走行速度を減
少又は増加させる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図２に示す実施例のワイヤカット放電加工装置
１は、ワイヤ電極３と被加工体５との間に所定の周期で
電圧を印加して放電を発生させて被加工体５を所望の形
状に加工するものであり、ワイヤ電極３を線方向に走行
させるワイヤ駆動装置７、被加工体５を加工送りする送
りモータ９，１１及びモータ駆動回路１３、加工送り速
度を検出する加工送り速度検出回路１５、放電発生用の
加工電源１７及びスイッチング素子１８、加工送り速度
を制御するための放電検出回路１９及び無負荷時間計数
回路２１、装置全体の動作を制御するＥＣＵ（電子制御
装置）２３等を備えている。

【００１２】ここで、ワイヤ電極３は、プーリー２５，
２７によって張設され、被加工体５と加工間隙Ｇを介し
て対向している。被加工体５の加工中は、このワイヤ電
極３が巻取り用のモータ７ａを備えるワイヤ駆動装置７
によって巻取られながら、線方向（矢印Ｚ方向）に走行
移動する。

【００１３】送りモータ９，１１は、各々被加工体５を
互いに直交するＸ軸方向又はＹ軸方向に移動させて被加
工体５を水平方向に加工送りするものであり、その動作
はモータ駆動回路１３を介してＥＣＵ２３によって制御
される。また、送りモータ９，１１には、各々回転数を
検出するタコジェネレータ３１，３３が備えられてお
り、これらは加工送り速度検出回路１５に接続されてい
る。

【００１４】放電発生用の加工電源１７は、その正極が
被加工体５に接続され、更に接地されている。一方、加
工電源１７の負極は、スイッチング素子１８及び給電子
３５を経由してワイヤ電極３に接続されており、ワイヤ
電極３と被加工体５との間に所定の周期で電圧を印加し
て、放電を発生させる。また、スイッチング素子１８及
び給電子３５の間には、放電の発生を検出する前述の放
電検出回路１９及び後述する無負荷時間を計数する無負
荷時間計数回路２１が接続されており、加工間隙Ｇの距
離を一定に保つべく加工送り速度を制御する。

【００１５】ＥＣＵ２３は、周知のＣＰＵ３５，ＲＯＭ
３７，ＲＡＭ３９、入出力ポート４１及びバスライン４
３等からなり、入出力ポート４１には、上述のワイヤ駆
動装置７、モータ駆動回路１３、加工送り速度検出回路
１５などが接続されている。尚、ＲＯＭ３７及びＲＡＭ
３９には、装置の各種動作を制御するプログラムや、加
工条件などの各種データが記憶される。また、ＥＣＵ２
３には、上述のプログラムやデータなどを入力するため
のキーボード４５が接続されている。

【００１６】次に、上述のワイヤカット放電加工装置１
における加工送り速度の制御動作について説明する。本
実施例の加工装置１においては、加工間隙Ｇに電圧を印
加してから放電が開始するまでの時間（無負荷時間Ｔ）
を無負荷時間計数回路２１によって計数し、その計数値
ＴをＥＣＵ２３に出力する。そして、ＥＣＵ２３はこの
無負荷時間Ｔを予め設定した時間Ｔｃに一致させるよう
に、モータ駆動回路１３ひいては送りモータ９，１１を
制御して、加工間隙Ｇの距離を略一定に保つべく加工送
り速度を調節する。

【００１７】つまり、無負荷時間Ｔは加工間隙Ｇの距離
に比例して長くなるので、被加工体５の板厚の増加や加
工屑の排除効果の悪化によって加工速度が低下して、加
工間隙の距離が短くなった場合は、無負荷時間Ｔが短く
なるので、設定時間Ｔｃに一致するように加工送り速度
を遅くして加工間隙の距離を一定に保つ。また、逆に板
厚が比較的薄く加工速度が速い場合には、加工間隙の距
離が長くなるので、加工送り速度を速くして距離を一定
に保つ。

【００１８】次に、ワイヤ電極３の走行速度の制御動作
について詳細に説明する。本実施例では、送りモータ
９，１１の回転数を示すタコジェネレータ３１，３３か
らの信号（即ち、Ｘ軸又はＹ軸方向の加工送り速度を示
す信号）が加工送り速度検出回路１５に入力され、この
加工送り速度検出回路１５から、実際の加工送り速度Ｆ
（Ｘ軸及びＹ軸方向の加工送り速度のベクトル和）を示
す信号がＥＣＵ２３に入力される。

【００１９】そして、ＥＣＵ２３では、この加工送り速
度Ｆを一定周期で読み込み、所定回数積算して平均化し
た後、この速度（平均加工送り速度Ｆａ）の増加又は減
少に応じて、ワイヤ電極３の走行速度を減少又は増加さ
せるように演算して決定し、ワイヤ駆動装置７を制御し
て、実際のワイヤ電極３の走行速度を演算された値に変
更する。

【００２０】ここで、図３のフローチャートなどに基づ
いて、上述の動作を具体的に説明する。まず、被加工体
５の加工に先立って、ステップ１（以下ステップをＳと
略記する）にて予め加工送り速度のサンプリング時間Ｔ
ｓおよびサンプリングの合計回数Ｎを設定しておく。

【００２１】次に、加工が開始されると、Ｓ２にて、加
工送り速度の和Ｆｐ及びサンプリング回数の和ｎの値を
一旦リセットし、サンプリング時間の計数を開始する。
次に、Ｓ３に進んで、サンプリング時間がＳ１にて設定
されたサンプリング時間Ｔｓを経過したか否かを判断
し、経過していなければ再びＳ３に戻るが、経過してい
ればＳ４に進む。

【００２２】Ｓ４においては、加工送り速度検出回路１
５から出力される加工送り速度ＦをＥＣＵ２３に読み込
み、加工送り速度の和Ｆｐに加算するとともに（即ち、
Ｆｐ＝Ｆｐ＋Ｆ）、サンプリング回数の和ｎに１を加算
する（即ち、ｎ＝ｎ＋１）。次に、Ｓ５に進んで、サン
プリング回数の和ｎがＳ１にて設定した値Ｎに等しいか
否かを判断し、等しくなければ再びＳ３に戻るが、等し
い場合はＳ６に進む。

【００２３】そしてＳ６にて、上述のＳ３〜Ｓ５の繰り
返しによって加算されたＦｐをＮで除して平均加工送り
速度Ｆａ（＝Ｆｐ／Ｎ）を演算する。次に、Ｓ７に進
み、上述のＳ６にて求められた平均加工速度Ｆａに応じ
て、ワイヤ電極走行速度Ｗｓを次のように演算する。即
ち、ＥＣＵ２３のＲＯＭ３７又はＲＡＭ３９には、例え
ば図４のグラフに示すように、平均加工送り速度Ｆａと
ワイヤ電極走行速度Ｗｓとの相関関係を示すデータが記
憶されており、このデータに基づいてワイヤ電極走行速
度Ｗｓを求める。よって、例えば図４に示すように、被
加工体５の板厚の増加などによって平均加工送り速度が
Ｆａ０からＦａ１に減少すると、ワイヤ電極走行速度の
演算値はＷｓ０からＷｓ１に増加する。

【００２４】次に、Ｓ８に進んで、上述のＳ７にて求め
られたワイヤ電極走行速度Ｗｓに応じてワイヤ駆動装置
７を制御して、ワイヤ電極３の実際の走行速度をＷｓに
変更する。つまり、上述の図４の例では、走行速度がＷ
ｓ０からＷｓ１に増加する。そして、Ｓ９に進んで、ワ
イヤ電極３の走行を終了するか否かを判断し、終了しな
い場合（即ち被加工体の加工を続ける場合など）は、上
述のＳ２に戻って各パラメータをリセットし、Ｓ３〜Ｓ
８の動作を繰り返してワイヤ電極走行速度Ｗｓを制御す
る。一方、Ｓ９にてワイヤ電極の走行を終了すると判断
された場合（即ち加工を停止する場合など）は、一旦処
理を終了する。

【００２５】以上詳述したように、本実施例のワイヤカ
ット放電加工装置１においては、平均加工送り速度Ｆａ
の増加又は減少に応じて、このＦａの変化とは逆にワイ
ヤ電極３の走行速度を減少又は増加させるようにワイヤ
駆動装置７を制御することができる。

【００２６】よって、加工中に被加工体５の板厚が増加
したり加工屑の排除効果が悪化して加工送り速度が減少
した場合、その加工送り速度の減少の度合に応じてワイ
ヤ電極３の走行速度を増加させることができ、ワイヤ電
極３の断線を防止するとともに加工精度を向上させるこ
とができるという効果がある。

【００２７】以上実施例について説明したが、本発明は
上記実施例に限定されるものではなく、種々の態様で実
施し得る。例えば、実施例では、図４に示すように加工
送り速度に対してワイヤ電極走行速度を直線的に変化さ
せたが、変化の方法はこれに限らず、曲線的に変化させ
たり段階的に変化させることもできる。

【００２８】また、ワイヤ電極走行速度を制御する区間
を限定してもよい。即ち、ワイヤ電極走行速度を無制限
に増加又は減少させるのではなく、上限値や下限値を設
定し、走行速度がこれらの設定値を越えないように制御
することもできる。更に、加工送りは、被加工体５を移
動させずに、ワイヤ電極３を水平方向に移動させること
もできる。

【００２９】その上、加工送り速度の検出は上記実施例
に限らず様々な方法で行うことができ、例えば送りモー
タ９，１１の送り速度を制御するためのＥＣＵ２３の内
部データを利用して検出することもできる。

【００３０】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明のワイヤカ
ット放電加工装置においては、加工送り速度検出手段に
よって加工送り速度を検出し、検出された速度の増加又
は減少に応じてワイヤ駆動装置制御手段によってワイヤ
駆動装置を制御して、加工送り速度の変化とは逆にワイ
ヤ電極の走行速度を減少又は増加させることができる。

【００３１】よって、加工中に被加工体の板厚が厚くな
ったり加工屑の排除効果が悪化した場合でも、ワイヤ電
極の走行速度を増加させることによって、ワイヤ電極の
断線を防止するとともに加工形状の精度を向上させるこ
とができるという顕著な効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本的構成を例示したブロック図であ
る。

【図２】実施例のワイヤカット放電加工装置のブロック
図である。

【図３】実施例のワイヤカット放電加工装置の動作を示
すフローチャートである。

【図４】実施例の平均加工送り速度とワイヤ電極走行速
度との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１…ワイヤカット放電加工装置 ３…ワイヤ電
極 ５…被加工体 ７…ワイヤ駆
動装置 １３…モータ駆動回路 １５…加工送
り速度検出回路 １７…加工電源 １９…放電検
出回路 ２１…無負荷時間計数回路 ２３…ＥＣＵ
（電子制御装置） Ｇ…加工間隙

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワイヤ駆動装置により線方向に走行する
   ワイヤ電極と他方の電極である被加工体との間に所定の
   周期で電圧を印加して放電させ、該ワイヤ電極と該被加
   工体との間の加工間隙の距離を略一定に保つべく加工送
   り速度を制御して、該被加工体を加工するワイヤカット
   放電加工装置において、 上記加工送り速度を検出する加工送り速度検出手段と、 該加工送り速度検出手段によって検出された加工送り速
   度の増加又は減少に応じて、該加工送り速度の変化とは
   逆に上記ワイヤ電極の走行速度を減少又は増加させるよ
   うに上記ワイヤ駆動装置を制御するワイヤ駆動装置制御
   手段とを備えることを特徴とするワイヤカット放電加工
   装置。