JPH0722851B2 - ワイヤカット放電加工機におけるワイヤガイドスパン測定方法及びワイヤ電極垂直出し方法 - Google Patents

ワイヤカット放電加工機におけるワイヤガイドスパン測定方法及びワイヤ電極垂直出し方法

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JPH0722851B2
JPH0722851B2 JP25803489A JP25803489A JPH0722851B2 JP H0722851 B2 JPH0722851 B2 JP H0722851B2 JP 25803489 A JP25803489 A JP 25803489A JP 25803489 A JP25803489 A JP 25803489A JP H0722851 B2 JPH0722851 B2 JP H0722851B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はワイヤカット放電加工機に係わるもので、特に
工作物の移動平面に対しワイヤ電極が垂直となるように
ワイヤガイドを迅速正確に位置決めする方法に関するも
のであり、その垂直出しの作業によって、その後に行わ
れるテーパ加工に必要とされる正確なワイヤガイドスパ
ンのデータをも得ようとするものである。
[従来の技術] ワイヤカット放電加工機において、加工の基準面である
工作物の移動平面に対するワイヤ電極の垂直合度は、加
工精度に直接影響を及ぼし、極めて重要な事項であり、
また、上下のワイヤガイド間の距離を正確に測定するこ
とは、テーパ加工を精度よく行うために、この垂直出し
とともに必須の事項である。
従来、この種のワイヤ電極垂直出しの方法として知られ
ているものの代表的なものとして、次の二つの方法があ
る。その第一の方法は、特開昭54−104099号公報に記載
されたもので、互いに直交するX軸、Y軸の二方向に移
動可能な工作物取付け台と、上下一対のワイヤガイドの
一方を前記X軸及びY軸に平行に移動させるための移動
装置とを備え、前記工作物取付け台に前記X軸に垂直な
上下二つの検出片よりなる第一検出面と、Y軸に垂直な
上下二つの検出片よりなる第二検出面とを有する垂直出
しゲージを取付け、まず、工作物取付け台を前記X軸の
一方向に、前記第一検出面の上下いずれかの検出片がワ
イヤ電極と接触するまで移動する。接触が検知されたと
き、その接触が前記検出片の上下いずれかにより、前記
一方のワイヤガイドを前記X軸と平行に、ワイヤ電極が
接触した検出片から離れる方向、または接触を検知しな
かった検出片に接触する方向にあらかじめ設定された微
小距離移動させる。この動作を上下の検出片がワイヤ電
極に同時に接触するまで繰り返す。このことをY軸につ
いても行って垂直出しを完了する方法である。第二の方
法は、特開平1−103229号公報に記載された方法であ
り、前記方法と同一の装置を用い、まず、一方のワイヤ
ガイドを前記X軸と平行に移動させて、ワイヤ電極を傾
斜させた上で、前記垂直出しゲージの上下検出片の一方
がワイヤ電極に接触するまで工作物取付け台をX軸の一
方向に移動させる。ついで、前記の工作物取付け台を、
その取付け台上の垂直出しゲージがワイヤ電極から離れ
る方向に、距離dだけ移動させ、更に、前記一方のワイ
ヤガイドを、そのワイヤガイドにガイドされるワイヤ電
極が、垂直出しゲージから更に離れる方向に、X軸と平
行に距離eだけ移動させる。つぎに、工作物取付け台
を、その取付け台上の垂直出しゲージの上下検出片の他
方がワイヤ電極に接触するまでX軸の一方向に移動さ
せ、その移動距離fを求める。その上で前記の各距離
d、e、fと、機械固有の値として入力してあるところ
の各ワイヤガイドとそれに近い検出片との距離a、b
と、あらかじめ測定してあるところの上下検出片の間の
距離Wとから最初に移動させたワイヤガイド垂直出しに
必要な移動距離を演算によって算出する方法である。
(以上の説明には本発明と対照するために公報記載の用
語を使用せず、実質的に同一の方法を独自の用語で説明
した。但し記号は公報記載の通りとした。) [発明が解決しようとする課題] しかしながら、前記第一の方法はワイヤガイドを微小距
離ずつ移動させて上下二つの検出片にワイヤ電極が同時
に接触するまでワイヤガイドの移動動作を繰り返す方法
であるため、ワイヤ電極を垂直にするまでに多大の時間
を必要とし、作業効率を低下させ、生産性に問題があっ
た。
また、第二の方法は垂直出しゲージの上下検出片の間の
距離W及び各ワイヤガイドとそれに近い検出片との距離
a、bを、あらかじめ測定したものと、機械固有の値と
して入力してあるものとを使用して演算するものであ
る。
しかしながら通常のワイヤカット放電加工機において
は、前記上下のワイヤガイドの消耗が激しく、一定時間
の運転毎に交換の必要があり、この交換を行うと、部品
の形状、寸法のバラツキから前記の距離a、bは微妙に
変化する。従って、このa、bの値を機械固有の値とし
て入力してあるものを使用する上記の方法では正確な垂
直出しを行うことが出来ない。また、これらa、bの正
確な値を測定する方法として従来提案されているものは
ワイヤ電極の垂直出しを完了してから行う方法であっ
て、基本的な矛盾を含み、実用的なものではなかった。
また、従来、この種のワイヤカット放電加工機におい
て、しばしば必要とされるテーパ加工を行う場合は第6
図に示す通り、工作物取付け台10に取付けられた厚さB
の工作物50に対し、加工軌跡が指令されるプログラム面
Sが前記工作物取付け台上面から距離pだけ上方に設定
されている場合、工作物に角度θのテーパ加工を施すた
めには、前記プログラム面Sとワイヤ電極1との交点Q
と上ワイヤガイド2との水平方向における距離SU及び前
記交点Qと下ワイヤガイド3との距離SLとを求めておか
なければならない。
このために、下ワイヤガイド3から工作物取付け台上面
までの距離eと、上ワイヤガイド2の上下調節量zが0
のときの上ワイヤガイド2から工作物取付け台10の上面
間での距離dと、加工のために上ワイヤガイド2を上下
調節した調節量z、ならびに前記プログラム面Sと工作
物取付け台10の上面との距離pとから次式によって算出
する。
SU=(d+z−p)・tanθ ……(1) SL=(e+p)・tanθ ……(2) 上記の式において、pは作業者が任意に設定する値であ
り、zは工作物の厚さによって変化するが、この値は上
ワイヤガイド上下調節装置によって読みとることが出来
る。しかしながら、前記のdならびにeの値は上下のワ
イヤガイドの使用による寸法変化と、部品のバラツキ等
のため、加工の都度、正確に測定する必要がある。
以後、上記のd,eを真のワイヤガイドスパンとし、dを
真の上ワイヤガイドスパン、eを真の下ワイヤガイドス
パンという。
このワイヤガイドスパンd,eは、以後の垂直出し方法の
説明で用いられる上ワイヤガイド2と垂直出しゲージ40
の上ワイヤガイド2に近い検出面端部との距離a及び下
ワイヤガイド3に近い検出面端部との距離bとは次の関
係にある。
d=a+h+c−z e=b−c ここで、hは垂直出しゲージ40の上下検出面端部間距離
であり、cは工作物取付け台の上面から垂直出しゲージ
40の下ワイヤガイド3に近い検出面端部までの高さであ
り、いずれも使用する垂直出しゲージ40に固有の値であ
る。
従って、前記真のワイヤガイドスパンd,eの値は前記a.b
の値から容易に求めることができる。
このため以後の説明においては、説明を容易にするため
にこれらのa,bの値をもそれぞれ上下ワイヤガイドスパ
ンということとする。
本発明は上記諸問題を解決するためになされたものであ
り、上下ワイヤガイドと垂直出しゲージとの距離a、b
を簡単かつ正確に演算出来、またその演算のために求め
た位置データを垂直出しのためのデータとして利用する
ものであるため、極めて短時間に正確な垂直出しを完了
でき、また、前記a、bの値をその後の加工、特にテー
パ加工のための演算に使用出来る改良された方法を提供
するものである。
[課題を解決するための手段] 上記の目的を達成するために、本発明は、工作物が載置
固定される工作物取付台をワイヤ電極に対して相対的
に、互いに直交するX軸、Y軸の両方向に移動させる工
作物駆動装置と、工作物を挟む上下に配置され、ワイヤ
電極を張架する二個のワイヤガイドと、その一方のワイ
ヤガイドを前記X軸に平行なU軸方向と前記Y軸に平行
なV軸方向とに移動させるワイヤガイド駆動装置と、前
記工作物取付台上に載置固定された互いに直交する二つ
の検出面を有する垂直出しゲージと、前記検出面とワイ
ヤ電極との接触を検出する検出装置とを備えたワイヤ放
電加工機において、前記一方のワイヤガイドを前記ワイ
ヤガイド駆動装置により前記U、V二軸の内の一軸方向
に移動させて、前記他方のワイヤガイドを通る前記工作
物取付台移動平面への垂線uv−oを含み前記ワイヤガイ
ド移動方向に垂直な平面を挟む二位置u2、u3とその二位
置より更に外側の二位置u1、u4とに一方向に順次位置決
めし、その各位置決め時点毎に前記工作物取付台を前記
X、Yの二軸方向の内、ワイヤガイドの移動方向と平行
な方向に前記工作物駆動装置により移動させて、前記垂
直出しゲージの検出面とワイヤ電極との前記各時点にお
ける接触位置x1、x2、x3、x4を求め、前四位置の内u1
u2からその間の距離U1を、u3、u4からその間の距離U
3を、前記四つの接触位置の内x1、x2からその間の距離X
1を、x3、x4からその間の距離X3をそれぞれ求め、それ
らの値と、あらかじめ測定されている前記垂直出しゲー
ジの検出面の上下端部間距離hとによって、前記一方の
ワイヤガイドとそのワイヤガイドに近い垂直出しゲージ
の検出面端部との距離a及び他方のワイヤガイドとその
ワイヤガイドに近い垂直出しゲージの検出面端部との距
離bを演算によって求めることを特徴としている。
第二の発明は、前記の方法を前記一方のワイヤガイドの
前記U、V二軸の内の他の軸方向について実行し、前記
両方向について求められたa、bの各値を算術平均する
ことによって、前記a、bの測定結果とする。
第三の発明は、工作物が載置固定される工作物が載置固
定される工作物取付台をワイヤ電極に対して相対的に、
互いに直交するX軸、Y軸の両方向に移動させる工作物
駆動装置と、工作物を挟む上下に配置され、ワイヤ電極
を張架する二個のワイヤガイドと、その一方のワイヤガ
イドを前記X軸に平行なU軸方向と前記Y軸に平行なV
軸方向とに移動させるワイヤガイド駆動装置と、前記一
方のワイヤガイドが、前記U、V軸によって移動される
移動平面に垂直な方向に位置調節可能とされていること
と、前記工作物取付台上に載置固定でき、互いに直交す
る二つの検出面を有する垂直出しゲージと、前記検出面
とワイヤ電極との接触を検出する検出装置とを備えたワ
イヤカット放電加工機において、前記一方のワイヤガイ
ドを任意の上下調節位置において、前記ワイヤガイド駆
動装置により前記U、V二軸の内の一軸方向に移動させ
て、前記他方のワイヤガイドを通る前記工作物取付台移
動平面への垂線uv−oを含み前記ワイヤガイド移動方向
に垂直な平面を挟む二位置u2、u3とその二位置より更に
外側の二位置u1、u4とに一方向に順次位置決めし、その
各位置決め時点毎に前記工作物取付台を前記X、Yの二
軸方向の内、ワイヤガイドの移動方向と平行な方向に前
記工作物駆動装置により移動させて、前記垂直出しゲー
ジの検出面とワイヤ電極との前記各時点における接触位
置x1、x2、x3、x4を求め、前四位置の内、u1、u2間の距
離U1と、u3、u4間の距離U3と、前記四つの接触位置の
内、x1、x2間の距離X1と、x3、x4間の距離X3と、あらか
じめ測定されている前記垂直出しゲージの検出面の上下
端部間距離hとによって、前記一方のワイヤガイドとそ
のワイヤガイドに近い垂直出しゲージの検出面端部との
距離a及び他方のワイヤガイドとそのワイヤガイドに近
い垂直出しゲージの検出面端部との距離bを演算によっ
て求めた後、ワイヤ電極の垂直出しに必要な前記一方の
ワイヤガイドの移動距離すなわち他方のワイヤガイドを
通る前記工作物取付台移動平面への垂線uv−oを含む前
記ワイヤガイド移動方向に垂直な平面への前記各位置
u1、u2、u3、u4の内の一位置uiからの距離tiまたはその
一位置uiから前記垂線uv−oを含む平面を挟み、かつ距
離Uiを隔てた他の一位置ujからの距離tj=(Ui−ti)
を、前記数値a、b、h及び前記距離Uiならびに前記各
接触位置間距離の内、前記Uiに対応する距離Xiとにより
演算し、その演算結果に基づき前記ワイヤガイド駆動装
置を駆動して、前記U、V二軸の内の一軸方向の垂直出
しを行い、以上の工程と実質的に同一の工程を前記U、
V二軸の内の他の軸方向について実行することによって
ワイヤ電極の垂直出しを完了するようにしたものが第三
の発明である。
本発明の第四の発明は前記の方法を少なくとも二回繰り
返すことによって垂直出しの精度を上げることを特徴と
している。
第五の発明は前記第三または第四の発明において、全て
の垂直出し作業の完了後、直前に行われたU軸方向なら
びにV軸方向のそれぞれの垂直出しにおいて、計測、算
出、使用された前記一方のワイヤガイドとそのワイヤガ
イドに近い垂直出しゲージの検出面端部との距離a及び
他方のワイヤガイドとそのワイヤガイドに近い垂直出し
ゲージの検出面端部との距離bのそれぞれ二つの値の算
術平均を求め、この算術平均値を以後の加工のための計
算のデータとして使用することを特徴とするものであ
る。
次に第六の発明は第三の発明と同じワイヤカット放電加
工機において、前記一方のワイヤガイドを任意の上下位
置において、前記ワイヤガイド駆動装置によって前記
U、V二軸の内の一軸方向に移動させて、前記他方のワ
イヤガイドを通る前記工作物取付台移動平面への垂線uv
−oを含む前記ワイヤガイド移動方向に垂直な平面から
充分離れた第一の位置u1に位置決めする第一のステップ
と、前記工作物駆動装置により工作物取付台を前記X、
Yの二軸方向の内、ワイヤガイドの移動方向と平行な方
向に移動させ、前記検出装置により前記垂直出しゲージ
の検出面とワイヤ電極との第一の接触位置x1を求める第
二のステップと、前記ワイヤガイド駆動装置によって前
記一方のワイヤガイドを前記と同方向に移動させて、前
記第一の位置u1よりも前記平面に近い第二の位置u2に位
置決めする第三のステップと、前記工作物駆動装置によ
り工作物取付台を前記と同方向に移動させ、前記検出装
置により前記垂直出しゲージの検出面とワイヤ電極との
第二の接触位置x2を求める第四のステップと、前記一方
のワイヤガイドを前記垂線uv−oを含む前記ワイヤガイ
ド移動方向に垂直な平面から前記第二の位置u2と逆の側
に離れた第三の位置u3に位置決めする第五のステップ
と、前記工作物駆動装置によって工作物取付台を前記と
同方向に移動させ、前記検出装置により前記垂直出しゲ
ージの検出面とワイヤ電極との第三の接触位置x3を求め
る第六のステップと、前記ワイヤガイド駆動装置によっ
て前記一方のワイヤガイドを前記と同方向に移動させ
て、前記第三の位置u3よりも前記平面から遠い第四の位
置u4に位置決めする第七のステップと、前記工作物駆動
装置により工作物取付台を前記と同方向に移動させ、前
記検出装置により前記垂直出しゲージの検出面とワイヤ
電極との第四の接触位置x4を求める第八のステップと、
前記四位置の内、u1、u2間の距離U1と、u3、u4間の距離
U3と、前記四つの接触位置の内、x1、x2間の距離X1と、
x3、x4間の距離X3と、あらかじめ測定されている前記垂
直出しゲージの検出面の上下端部間距離hとによって、
前記上下ワイヤガイドのそれぞれと各ワイヤガイドに近
い前記垂直出しゲージの検出面端部との距離a、bを演
算する第九のステップとよりなる第一の工程と、前記
U、V二軸の内の前記と同一の軸方向についてワイヤ電
極の垂直出しに必要な前記一方のワイヤガイドの移動距
離すなわち他方のワイヤガイドを通る前記工作物取付台
移動平面への垂線uv−oを含む前記ワイヤガイド移動方
向に垂直な平面への前記各位置u1、u2、u3、u4の内の一
位置uiからの距離tiまたはその一位置uiから前記垂線uv
−oを含む平面を挟み、かつ距離Uiを隔てた他の一位置
ujからの距離tj=(Ui−ti)を、前記第一の工程によっ
て得られた数値a、bならびに、あらかじめ測定されて
いる測定値h、及び前記距離Uiならびに前記各接触位置
間距離の内、前記距離Uiに対応する距離Xiとにより演算
する第一のステップと、その演算結果に基づき前記ワイ
ヤガイド駆動装置を駆動して、前記U、V二軸の内の一
軸方向の垂直出しを行う第二のステップとからなる第二
の工程と、前記第一、第二の工程と実質的に同一の工程
を前記U、V二軸の内の他の軸方向について実行する第
三、第四の工程とからなることを特徴とするものであ
る。
本発明の第七の発明は第六の発明における前記第一乃至
第四の工程を少なくとも二度繰り返すことによって垂直
出しの精度向上を計ったものである。
更に第八の発明は前記第六、または第七の発明におい
て、垂直出しの全工程の完了後、直前に行われたU軸方
向ならびにV軸方向のそれぞれの垂直出し工程におい
て、計測、算出、使用された前記一方のワイヤガイドと
そのワイヤガイドに近い垂直出しゲージの検出面端部と
の距離a及び他方のワイヤガイドとそのワイヤガイドに
近い垂直出しゲージの検出面端部との距離bのそれぞれ
二つの値の算術平均を求める工程を設け、この工程によ
って得られた算術平均値を以後の加工のための計算のデ
ータとして使用出来るようにしたことを特徴とするもの
である。
[作用] 本発明によれば、垂直出しゲージを工作物取付け台に取
付け、上下のワイヤガイドと前記垂直出しゲージの各ワ
イヤガイドに近い端部との距離a、bを、一方のワイヤ
ガイドを前記の四位置に順次位置決めし、その各位置決
め毎に工作物取付け台を移動させて、垂直出しゲージと
ワイヤ電極との接触位置を求め、これらの位置データす
なわち一方のワイヤガイドの前記四位置のデータ及びそ
の四位置毎の垂直出しゲージとワイヤ電極との接触位置
のデータを利用し、これに、あらかじめ測定してある垂
直出しゲージの検出面の上下端部間距離hを加えて演算
することで算出し、更に、これらの得られたデータを利
用して垂直出しに必要なワイヤガイドの移動量を演算に
よって算出し、その算出結果に従って、ワイヤガイドを
移動させるだけであるため、短時間に高精度の垂直出し
を行うことが出来る。また、この方法によればワイヤガ
イドの形状や寸法のバラツキに影響されず、常に正確な
垂直出しが可能となった。
次に本発明の演算方法について、第4図及び第5図を参
照して説明する。
第4図において、前記一方のワイヤガイドの前記四つの
位置決め位置u1、u2、u3、u4及び垂直出しゲージとワイ
ヤ電極との接触位置x1、x2、x3、x4に対し他方のワイヤ
ガイドの位置をOとし、前記u1を通り、u2とOとを結ぶ
線分u2−Oに平行な補助線を引き、この補助線と前記点
Oを通り前記u1〜u4を結ぶ線に平行な線との交点を
O′、また、この補助線と前記x1〜x4の延長線との交点
をx′として、そこに形成された△u1−O−O′と△u1
−x′−x1とを比較すると次の等式が成立する。
U1:(a+h+b)=(U1−X1):a また、△u3−O−u4と△x3−O−x4とより次の等式が成
立する。
U3:(a+h+b)=X3:b これらから、次の二つの式が導かれる。
a・U1=(U1−X1)・(a+h+b) ……(11) U3・b=X3・(a+h+b) ……(12) 上記(11)式から次の式が導かれる。
a={(U1−X1)・(h+b)}/X1 ……(13) この(13)を(12)へ代入すると、 U3・b={X3・U1・(h+b)}/X1 また、この式から次の式が導かれる。
b=U1・h・X3/(U3X1−U1X3) ……(14) 上記(13)式と(14)式とから、次の式が成り立つ。
a=U3・h・(U1−X1)/(U3X1−U1X3) ……(15) これらの式から明らかなように、aならびにbの値はh
とU1、U3ならびにX1、X3の五つの値から演算によって算
出することが出来る。
また、第5図を参照して、垂直出しに必要な一方のワイ
ヤガイドの移動量の演算方法について説明する。
一方のワイヤガイドの移動面とその移動面への他方のワ
イヤガイドOからの垂線との交点uvを挟む二位置ui、uj
と、その各位置における垂直出しゲージとワイヤ電極と
の接触位置をxi,xjとし、∠ui−O−uvをαとし∠uj−
O−uvをβとすると、前記点uvまでのuiからの距離t
と、前記ui、uj間の距離Ui及び前記xi、xj間の距離Xiは
次の式によつて表すことが出来る。
t=(a+h+b)・tanα ……(a) Ui=(a+h+b)・tanα+(a+h+b)・tanβ…
…(b) Xi=(h+b)・tanα+b・tanβ ……(c) 上記の(c)式から、 tanβ=[Xi−(h+b)・tanα]/b これを(b)式に代入すると、 Ui=(a+h+b)(tanα+Xi/b−htanα/b−tanα) となり、これから更に次の式を導くことが出来る。
tanα =[(a+h+b)・Xi−b・Ui]/(a+h+b)・
h このtanαを前記(a)式に代入して次の(d)式が得
られる。
ti=b(Xi−Ui)/h+a・Xi/h+Xi ……(d) すなわち、ワイヤ電極の垂直出しに必要な一方のワイヤ
ガイドの前記四つの位置決め位置、u1、u2、u3、u4の任
意の一つのuiから前記点uvまでの距離tは、前記位置ui
から前記点uvを挟む他の一つの位置ujまでの距離Uiと、
前記ui、ujに対応する接触位置Xi、Xi間の距離Xi及び前
段の演算によって算出されたa、bならびにあらかじめ
測定されている垂直出しゲージ検出面の上下端距離hに
よって、算出することが出来る。
本発明は上述の説明から明らかなように、あらかじめワ
イヤ電極の垂直出しが行われていなくても、一方のワイ
ヤガイドをその任意の上下調節位置で、ほぼ垂直と予想
される位置を挟む左右の二位置、合計四位置に順次位置
決めし、その各位置決め毎に、ワイヤ電極と垂直出しゲ
ージとの接触位置を求めるだけで、上下のワイヤガイド
と、各ワイヤガイドに近い垂直出しゲージの検出面端部
との距離を極めて正確に測定することが出来、また、そ
の測定によって得られたデータが逆にワイヤ電極の垂直
出しに必要なデータの算出のために使用できる。このた
め比較的簡単に、しかも正確な垂直出しを遂行すること
が出来る。また、ワイヤガイドを交換してもその交換さ
れたワイヤガイドのバラツキに何等影響されない正確な
垂直出しを行うことが出来る。
[実施例] 以下、本発明を具体化した一実施例を図面を参照して説
明する。
第1図及び第2図は、互いに直交するX軸、Y軸とを備
えた工作物駆動装置と、一方のワイヤガイド(この実施
例では上ワイヤガイド2)がその上下位置を調節可能と
され(図においてはこの上下位置調節装置は省略されて
いる。)、かつ、その上ワイヤガイド2のための、前記
X軸に平行なU軸と、Y軸に平行なV軸とを備えたワイ
ヤガイド駆動装置とを有するワイヤカット放電加工機の
概略構成図を示す図である。
工作物取付け台10はX軸モータ11及びY軸モータ12によ
り、互いに直交するX軸方向及びY軸方向に送られ、水
平なX−Y平面内で移動可能とされている。X、Y軸モ
ータ11、12を含む送り機構は工作物駆動装置を構成して
いる。ワイヤ電極1は上下のワイヤガイド2、3により
位置決めされ、このワイヤ電極1は、図示されないブレ
ーキローラと駆動ローラとによって所定の張力を与えら
れながら、前記上下のワイヤガイド2、3に案内されて
上下方向に走行する。下ワイヤガイド3は所定の位置に
固定されており、上ワイヤガイド2は上下位置調節装置
(図示せず)によって、上下方向(後述のU−V平面に
垂直な方向)の位置を任意に調節可能とされるととも
に、U軸モータ13及びV軸モータ14とによって、前記X
−Y平面に平行な水平面、U−V平面内で移動可能とさ
れ、これらU、V軸モータ13、14を含む送り機構はワイ
ヤガイド駆動装置を構成している。上ワイヤガイド2の
U−V平面上の位置によりワイヤ電極の傾斜角度が制御
される。
前記U、V軸はそれぞれ機械原点を有し、それぞれの機
械原点位置でNC装置に対して原点信号を送出する。尚、
符号6は検出装置、符号7、8はそれぞれU軸移動装置
とV軸移動装置とを示し、それらには、入力された所定
の設定値に従って、同一種類の動作を繰り返し行わせる
ための繰り返し装置9が接続されている。
前記X、Y、U、Vの各軸のモータ11〜14はNC装置20に
接続され、そのNC装置はCPU21及びメモリ22を有し、コ
ントローラ23〜26及びドライバ27〜30を介して各軸モー
タ11〜14を制御する。
一方、工作物取付け台10には、垂直出し作業の開始に先
立って、互いに直交する第一、第二の検出面P1、P2を有
する垂直出しゲージ40が載置固定され、前記検出面P1、
P2がそれぞれ前記X軸、Y軸に直交するようにされる。
前記垂直出しゲージ40の各検出面P1、P2には、それぞれ
上下一組の検出端面45、46及び47、48が形成されてい
る。
この垂直出しゲージ40とワイヤ電極1との接触を検出す
る検出装置6は、給電子15を介してワイヤ電極1と、垂
直出しゲージ40の各出力端面45、46、47、48、との間に
5〜10V程度の低電圧を印加することによって、それら
の接触を検出回路31によって電気的に検出するようにさ
れている。
前記CPU21はメモリ22にあらかじめ記憶されたNCプログ
ラムと、計算プログラムとを実行するもので、NCプログ
ラムならびに入力情報に従って前記U、V軸モータ及び
X、Y軸モータを駆動し、その位置情報及び前記検出回
路からの検出信号に基づく接触位置情報をメモリ22に格
納するとともに、前記計算プログラムに従って、これら
位置情報及びあらかじめ測定されている前記垂直出しゲ
ージの上下検出端部間の距離に基づき各ワイヤガイドと
その各ワイヤガイドに近い垂直出しゲージの検出端面と
の距離を演算し、この演算結果をメモリ22に格納する。
続いて、これらの情報ならびに演算結果を利用して、垂
直出しに必要な上方ワイヤガイドの移動距離を演算し、
その演算結果に従ってワイヤガイド駆動装置を駆動する
ことで、垂直出しを完了する。
このとき、上記のようにU軸方向についてワイヤガイド
とそれに近い垂直出しゲージの検出端面との距離(以
下、単にワイヤガイドスパンと云う)の測定、演算に引
き続き、そのU軸方向の垂直出しを行い、その後にV軸
方向のワイヤガイドスパンの測定、演算をして後に、V
軸方向の垂直出しを実行するようにするか、U軸ならび
にV軸両方向の垂直出しは、V軸方向のワイヤガイドス
パンの演算後、これらのU、V両軸について測定したワ
イヤガイドスパンの平均値を求めた上で、その平均値に
基づいて行うかは必要に応じて任意に選択できるもので
ある。
第3図は、上記の制御ならびに演算を説明するためのフ
ローチャートであり、このフローチャートと、前記第4
図、第5図及び第6図に基づいて本発明のワイヤカット
放電加工機の垂直出しの動作及び演算を説明する。
NC装置20にワイヤガイドスンパン測定指令が与えられる
と(ステップ100)、U、V軸がすでに機械の原点に復
帰されているかどうかを判定する(ステップ101)。機
械原点に復帰されていない場合には警告を表示し操作者
に対し原点復帰モードの選択を促すか、あるいは自動的
にU、V軸の機械原点復帰モードに移行し、ワイヤガイ
ド駆動装置を附勢して上ワイヤガイド2を機械原点に位
置決めする。機械原点への復帰が終わると、アイテムi
に0が代入される(ステップ102)。そして前記U、V
軸の一方、たとえばU軸の駆動装置を附勢して上ワイヤ
ガイド2をui+1の位置、すなわち、その機械原点uoから
距離Uoだけ離れたu1点に上ワイヤガイド2を位置決めす
る(ステップ103)。その位置決めが終わると、工作物
取付け台10をX軸+方向(第4図にて右方向)に駆動し
て、ワイヤ電極1が工作物取付け台に取付けられた垂直
出しゲージ40の検出端面に接触した位置x1で工作物取付
け台10を停止させると共に、その位置を記憶させる(ス
テップ106)。そこでアイテムiが1とイコールまたは
1より大か否かを判定し、(ステップ107)、イコール
または1より大でなければアイテムiに1を加算し(ス
テップ109)、ステップ110でアイテムiが4とイコール
か否かを判定し、イコールでなければステップ103に戻
り、ステップ103乃至ステップ106を再度実行する。ここ
で、上ワイヤガイド2はu1からu2の位置に、また工作物
取付け台10はx1からx2の位置に移動する。ふたたびステ
ップ107でiと1とイコールまたは1より大か否かを判
定し、iが1または1以上であれば、ステップ108に移
行する。ここで次の演算を行って、Ui、Xiを求める。
Ui=|ui+1−ui| Xi=|xi+1−xi| 以上の操作をステップ110でアイテムi=4と判定され
るまで繰り返す。i=4と判定されると、ステップ111
に移行し、それまでにステップ108にて算出された次の
データ U1=|u2−u1| X1=|x2−x1| U2=|u3−u2| X2=|x3−x2| U3=|u4−u3| X3=|x4−x3| の内、U1、U3、X1、X3と、あらかじめ計測され、入力さ
れている垂直出しゲージ40の上側検出端面45の上面から
下側検出端面46の下面までの距離hとによって、上ワイ
ヤガイド2から垂直出しゲージ40の前記上側検出端面45
の上面までの距離aと、下ワイヤガイド3から前記下側
検出端面の下面までの距離bとを前述の(14)式及び
(15)式、すなわち、 b=U1・h・X3/(U3X1−U1X3) ……(14) a=U3・h・(U1−X1)/(U3X1−U1X3) ……(15) の二つの式に基づく演算を実行し、その演算結果である
a、bの値をメモリ22に格納する。
次いで、本発明とは直接の関係がないが、本発明の垂直
出しが完了した後に工作物取付け台10に厚さBの工作物
を取付けて、第6図に示すようなテーパ加工を施すため
に必要なデータとして、上ワイヤガイド2の上下調節量
zが0のときの上ワイヤガイド2から工作物50の上面ま
での距離dと、下ワイヤガイド3から工作物50の下面ま
での距離eとを、あらかじめ計測されて入力されている
上ワイヤガイドの上下位置調節量z、工作物の下面から
前記下側検出端面46の下面までの距離cならびにステッ
プ111で算出された前記a、bの値から下記の式により
算出する(ステップ112)。
d=a+h+c−z e=b−c 次に、垂直出しのために上ワイヤガイド2を前記の四位
置u1、u2、u3、u4の内の任意の一つuiからの移動すべき
移動量tiまたは、tj=(Ui−ti)を演算するステップ11
3に移行する。このステップでは、先に第5図について
説明したところの(d)式の演算を実行する。
ti=b・(Xi−Ui)/h+a・Xi/h+Xi……(d) また、上記の上ワイヤガイドの任意の位置が第5図にお
けるu1、u2の内の一つでなくu3、u4の内の一つから選ば
れた場合にはこのtiの算出に引き続きtj=(Ui−ti)の
値を算出する。
次にステップ114に移り、上ワイヤガイド2を前記uiの
位置に移行させ、または前記u4の位置のまま、その位置
から前記演算結果のtiまたはtj=(Ui−ti)の距離の移
動を行わせるために、前記のワイヤガイド駆動装置を附
勢する。
以上で上ワイヤガイド2のU軸方向の垂直出しは完了す
る。次いで以上と同様の工程をV軸方向について行うこ
とでU、V両軸の垂直出しが完了する。
上記の例では、U軸方向のワイヤガイドスパンa、bの
測定に引き続き、その方向の垂直出しを行う方法を示し
たが、前述のように、U軸方向の前記a、bの測定に引
き続き、V軸方向にもa、bの測定を行って、これらの
a、bの値の算術平均を求めた上で、U、V各軸方向の
垂直出しを行うようにしても良いことは勿論である。
また、上記a、bの値の算術平均からd、eを演算し、
そのd、eを以後のテーパ加工のためのデータとして利
用するようにしてもよい。
更に、以上の垂直出しが正確に行われたかどうかをチェ
ックするために、上記の実施例ではステップ115を設
け、垂直出しの完了したワイヤ電極に向けて、工作物駆
動装置によって工作物取付け台を移動させ垂直出しゲー
ジ40の上下の検出端面45、46にワイヤ電極が同時に接触
するか否かを確認することが行われる。ここでワイヤ電
極が上下の検出端面が同時に接触しなかった場合、再
度、ステップ102に戻り、以後u1、u2、u3、u4に前記と
異なる値を与えて同一の工程を繰り返すようにすること
も出来る。しかしながら、本発明によればかなり正確な
垂直出しが可能であるため、実際上はこの工程を必ずし
も必要としないので、フローチャートによる説明は省略
した。
[発明の効果] 本発明によれば、上下のワイヤガイドのそれぞれと、使
用する垂直出しゲージの上下の検出面の端部と各ワイヤ
ガイドに近いものとの距離の測定、すなわち、ガイドス
パンの測定を短時間で行い、かつその測定によって得ら
れたデータを利用して垂直出しに必要な上ワイヤガイド
の移動量を算出し、その結果に従って、ワイヤガイド駆
動装置を作動させるものであるため、極めて短時間に正
確、高精度な垂直出しを遂行することが出来、一般の加
工は勿論、特にテーパー加工の際の前工程として有用な
ものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のワイヤカット放電加工機の構成を示す
概略構成図、第2図は主としてその制御装置の構成を示
すブロック図、第3図は本発明の方法をCPUでの処理手
順として示すフローチャート、第4図は下ワイヤガイド
3に対する上ワイヤガイド2の動作によって本発明のワ
イヤガイドスパンの測定の原理を説明する説明図、第5
図は垂直出しに必要な上ワイヤガイドの移動量の計算の
原理を説明する説明図、第6図は厚さBの工作物50にテ
ーパー加工を施す場合の関係図である。 図中、1はワイヤ電極、2は上ワイヤガイド、3は下ワ
イヤガイド、4は工作物駆動装置、5はワイヤガイド駆
動装置、10は工作物取付け台、11はX軸モータ、12はY
軸モータ、13はU軸モータ、14はV軸モータ、20はNC装
置、21はCPU、22はメモリであり、40は垂直出しゲー
ジ、50は厚さBの工作物である。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】工作物が載置固定される工作物取付台をワ
    イヤ電極に対して相対的に、互いに直交するX軸、Y軸
    の両方向に移動させる工作物駆動装置と、工作物を挟む
    上下に配置され、ワイヤ電極を張架する二個のワイヤガ
    イドと、その一方のワイヤガイドを前記X軸に平行なU
    軸方向と前記Y軸に平行なV軸方向とに移動させるワイ
    ヤガイド駆動装置と、前記工作物取付台上に載置固定さ
    れた互いに直交する二つの検出面を有する垂直出しゲー
    ジと、前記検出面とワイヤ電極との接触を検出する検出
    装置とを備えたワイヤカット放電加工機において、 前記一方のワイヤガイドを前記ワイヤガイド駆動装置に
    より前記U、V二軸の内の一軸方向に移動させて、前記
    他方のワイヤガイドを通る前記工作物取付台移動平面へ
    の垂線uv−oを含み前記ワイヤガイド移動方向に垂直な
    平面を挟む二位置u2、u3とその二位置より更に外側の二
    位置u1、u4とに一方向に順次位置決めし、その各位置決
    め時点毎に前記工作物取付台を前記X、Yの二軸方向の
    内、ワイヤガイドの移動方向と平行な方向に前記工作物
    駆動装置により移動させて、前記垂直出しゲージの検出
    面とワイヤ電極との前記各時点における接触位置x1
    x2、x3、x4を求め、前四位置の内u1、u2からその間の距
    離U1を、u3、u4からその間の距離U3を、前記四つの接触
    位置の内x1、x2からその間の距離X1を、x3、x4からその
    間の距離X3をそれぞれ求め、それらの値と、あらかじめ
    測定されている前記垂直出しゲージの検出面の上下端部
    間距離hとによって、前記一方のワイヤガイドとそのワ
    イヤガイドに近い垂直出しゲージの検出面端部との距離
    a及び他方のワイヤガイドとそのワイヤガイドに近い垂
    直出しゲージの検出面端部との距離bを演算によって求
    めることを特徴とするワイヤカット放電加工機における
    ワイヤガイドスパン測定方法。
  2. 【請求項2】前記の方法を前記一方のワイヤガイドの前
    記U、V二軸の内の他の軸方向について実行し、前記両
    方向について求められたa、bの各値を算術平均するこ
    とによって、前記a、bの測定結果とすることを特徴と
    する請求項(1)に記載のワイヤカット放電加工機にお
    けるワイヤガイドスパン測定方法。
  3. 【請求項3】工作物が載置固定される工作物取付台をワ
    イヤ電極に対して相対的に、互いに直交するX軸、Y軸
    の両方向に移動させる工作物駆動装置と、工作物を挟む
    上下に配置され、ワイヤ電極を張架する二個のワイヤガ
    イドと、その一方のワイヤガイドを前記X軸に平行なU
    軸方向と前記Y軸に平行なV軸方向とに移動させるワイ
    ヤガイド駆動装置と、前記一方のワイヤガイドが、前記
    U、V軸によって移動される移動平面に垂直な方向に位
    置調節可能とされていることと、前記工作物取付台上に
    載置固定でき、互いに直交する二つの検出面を有する垂
    直出しゲージと、前記検出面とワイヤ電極との接触を検
    出する検出装置とを備えたワイヤカット放電加工機にお
    いて、 前記一方のワイヤガイドを任意の上下調節位置におい
    て、前記ワイヤガイド駆動装置により前記U、V二軸の
    内の一軸方向に移動させて、前記他方のワイヤガイドを
    通る前記工作物取付台移動平面への垂線uv−oを含み前
    記ワイヤガイド移動方向に垂直な平面を挟む二位置u2
    u3とその二位置より更に外側の二位置u1、u4とに一方向
    に順次位置決めし、その各位置決め時点毎に前記工作物
    取付台を前記X、Yの二軸方向の内、ワイヤガイドの移
    動方向と平行な方向に前記工作物駆動装置により移動さ
    せて、前記垂直出しゲージの検出面とワイヤ電極との前
    記各時点における接触位置x1、x2、x3、x4を求め、前四
    位置の内、u1、u2間の距離U1と、u3、u4間の距離U3と、
    前記四つの接触位置の内、x1、x2間の距離X1と、x3、x4
    間の距離X3と、あらかじめ測定されている前記垂直出し
    ゲージの検出面の上下端部間距離hとによって、前記一
    方のワイヤガイドとそのワイヤガイドに近い垂直出しゲ
    ージの検出面端部との距離a及び他方のワイヤガイドと
    そのワイヤガイドに近い垂直出しゲージの検出面端部と
    の距離bを演算によって求めた後、ワイヤ電極の垂直出
    しに必要な前記一方のワイヤガイドの移動距離すなわち
    他方のワイヤガイドを通る前記工作物取付台移動平面へ
    の垂線uv−oを含む前記ワイヤガイド移動方向に垂直な
    平面への前記各位置u1、u2、u3、u4の内の一位置uiから
    の距離tiまたはその一位置uiから前記垂線uv−oを含む
    平面を挟み、かつ距離Uiを隔てた他の一位置ujからの距
    離tj=(Ui−ti)を、前記数値a、b、h及び前記距離
    Uiならびに前記各接触位置間距離の内、前記Uiに対応す
    る距離Xiとにより演算し、その演算結果に基づき前記ワ
    イヤガイド駆動装置を駆動して、前記U、V二軸の内の
    一軸方向の垂直出しを行い、以上の工程と実質的に同一
    の工程を前記U、V二軸の内の他の軸方向について実行
    することによってワイヤ電極の垂直出しを完了すること
    を特徴とするワイヤカット放電加工機におけるワイヤ電
    極垂直出し方法。
  4. 【請求項4】前記の方法を少なくとも二回繰り返すこと
    を特徴とする請求項(3)に記載のワイヤ放電加工機に
    おけるワイヤ電極垂直出し方法。
  5. 【請求項5】全ての垂直出し作業の完了後、直前に行わ
    れたU軸方向ならびにV軸方向のそれぞれの垂直出しに
    おいて、計測、算出、使用された前記一方のワイヤガイ
    ドとそのワイヤガイドに近い垂直出しゲージの検出面端
    部との距離a及び他方のワイヤガイドとそのワイヤガイ
    ドに近い垂直出しゲージの検出面端部との距離bのそれ
    ぞれ二つの値の算術平均を求め、この算術平均値を以後
    の加工のための計算のデータとして使用することを特徴
    とする請求項(3)または(4)に記載されたワイヤカ
    ット放電加工機におけるワイヤ電極垂直出し方法。
  6. 【請求項6】請求項(3)に記載されたワイヤカット放
    電加工機において、 前記一方のワイヤガイドを任意の上下位置において、前
    記ワイヤガイド駆動装置によって前記U、V二軸の内の
    一軸方向に移動させて、前記他方のワイヤガイドを通る
    前記工作物取付台移動平面への垂線uv−oを含む前記ワ
    イヤガイド移動方向に垂直な平面から充分離れた第一の
    位置u1に位置決めする第一のステップと、前記工作物駆
    動装置により工作物取付台を前記X、Yの二軸方向の
    内、ワイヤガイドの移動方向と平行な方向に移動させ、
    前記検出装置により前記垂直出しゲージの検出面とワイ
    ヤ電極との第一の接触位置x1を求める第二のステップ
    と、前記ワイヤガイド駆動装置によって前記一方のワイ
    ヤガイドを前記と同方向に移動させて、前記第一の位置
    u1よりも前記平面に近い第二の位置u2に位置決めする第
    三のステップと、前記工作物駆動装置により工作物取付
    台を前記と同方向に移動させ、前記検出装置により前記
    垂直出しゲージの検出面とワイヤ電極との第二の接触位
    置x2を求める第四のステップと、前記一方のワイヤガイ
    ドを前記垂線uv−oを含む前記ワイヤガイド移動方向に
    垂直な平面から前記第二の位置u2と逆の側に離れた第三
    の位置u3に位置決めする第五のステップと、前記工作物
    駆動装置によって工作物取付台を前記と同方向に移動さ
    せ、前記検出装置により前記垂直出しゲージの検出面と
    ワイヤ電極との第三の接触位置x3を求める第六のステッ
    プと、前記ワイヤガイド駆動装置によって前記一方のワ
    イヤガイドを前記と同方向に移動させて、前記第三の位
    置u3よりも前記平面から遠い第四の位置u4に位置決めす
    る第七のステップと、前記工作物駆動装置により工作物
    取付台を前記と同方向に移動させ、前記検出装置により
    前記垂直出しゲージの検出面とワイヤ電極との第四の接
    触位置x4を求める第八のステップと、前記四位置の内、
    u1、u2間の距離U1と、u3、u4間の距離U3と、前記四つの
    接触位置の内、x1、x2間の距離X1と、x3、x4間の距離X3
    と、あらかじめ測定されている前記垂直出しゲージの検
    出面の上下端部間距離hとによって、前記一方のワイヤ
    ガイドのそれぞれと各ワイヤガイドに近い前記垂直出し
    ゲージの検出面端部との距離a、bを演算する第九のス
    テップとよりなる第一の工程と、 前記U、V二軸の内の前記と同一の軸方向についてワイ
    ヤ電極の垂直出しに必要な前記一方のワイヤガイドの移
    動距離すなわち他方のワイヤガイドを通る前記工作物取
    付台移動平面への垂線uv−oを含む前記ワイヤガイド移
    動方向に垂直な平面への前記各位置u1、u2、u3、u4の内
    の一位置uiからの距離tiまたはその一位置uiから前記垂
    線uv−oを含む平面を挟み、かつ距離Uiを隔てた他の一
    位置ujからの距離tj=(Ui−ti)を、前記第一の工程に
    よって得られた数値a、bならびに、あらかじめ測定さ
    れている測定値h、及び前記距離Uiならびに前記各接触
    位置間距離の内、前記距離Uiに対応する距離Xiとにより
    演算する第一のステップと、その演算結果に基づき前記
    ワイヤガイド駆動装置を駆動して、前記U、V二軸の内
    の一軸方向の垂直出しを行う第二のステップとからなる
    第二の工程と、 前記第一、第二の工程と実質的に同一の工程を前記U、
    V二軸の内の他の軸方向について実行する第三、第四の
    工程とからなることを特徴とするワイヤカット放電加工
    機におけるワイヤ電極垂直出し方法。
  7. 【請求項7】前記第一乃至第四の工程を少なくとも二度
    繰り返すことを特徴とする請求項(6)に記載のワイヤ
    カット放電加工機におけるワイヤ電極垂直出し方法。
  8. 【請求項8】垂直出しの全工程の完了後、直前に行われ
    たU軸方向ならびにV軸方向のそれぞれの垂直出し工程
    において、計測、算出、使用された前記一方のワイヤガ
    イドとそのワイヤガイドに近い垂直出しゲージの検出面
    端部との距離a及び他方のワイヤガイドとそのワイヤガ
    イドに近い垂直出しゲージの検出面端部との距離bのそ
    れぞれ二つの値の算術平均を求める工程を設け、この工
    程によって得られた算術平均値を以後の加工のための計
    算のデータとして使用出来るようにしたことを特徴とす
    る請求項(6)または(7)に記載されたワイヤカット
    放電加工機におけるワイヤ電極垂直出し方法。
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