WO2012067078A1 - ワイヤ電極アニール処理方法及びワイヤ放電加工機 - Google Patents

ワイヤ電極アニール処理方法及びワイヤ放電加工機 Download PDF

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value
wire
temperature
resistance value
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林太郎 長岡
正勇 劉
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三菱電機株式会社
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    • H—ELECTRICITY
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    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23H7/02—Wire-cutting
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    • B23H7/02—Wire-cutting
    • B23H7/08—Wire electrodes

Definitions

  • the present invention relates to a wire electric discharge machine for machining a workpiece by generating an electric discharge phenomenon between the workpiece and a wire electrode, and in particular, a pair of electrodes are arranged at two predetermined points of the wire electrode, and the wire electrode
  • the present invention relates to an annealing method for a wire electric discharge machine that corrects a bending wrinkle between two points by passing a current through the electrode while applying tension to the wire to heat the wire electrode.
  • Patent Document 1 proposes to heat a wire electrode and perform an annealing treatment in order to reduce bending wrinkles generated in the wire electrode for the purpose of improving the processing capability of the wire electric discharge machine.
  • Patent Document 2 discloses that the thermal elongation of the wire electrode is measured and used for the purpose of controlling the temperature of the wire electrode to a predetermined temperature during the annealing process.
  • Patent Document 3 describes a method for estimating the temperature of a wire electrode during processing from a current value and a resistance value. Further, as shown in FIGS. 51 and 53 of Non-Patent Document 1, it is known that the mechanical properties of brass, which is a material often used as a wire electrode of an electric discharge machine, vary with temperature.
  • JP 54-141490 A page 462, lower left 15-20 lines
  • JP2003-94253A paragraph [0008] on page 3
  • JP 6-31536 A paragraphs [0015] to [0025] on page 3)
  • Patent Document 1 describes means for measuring the wire temperature and controlling the current flowing to the wire electrode according to the measurement result in order to set the heating temperature of the wire electrode to the recrystallization temperature or less.
  • no specific means or method for measuring the temperature of the wire electrode is described.
  • the wire diameter used for electric discharge machining is 0.02 to Since the wire temperature changes due to heat transfer to the contacted object in the contact type, it is difficult to accurately measure the temperature. Even in the non-contact type, the temperature is actually measured because the wire is thin and sufficient sensitivity cannot be obtained, or the device becomes complicated and difficult to mount on an electric discharge machine easily. Difficult to do.
  • a temperature measuring method using a resistance temperature detector that detects the temperature by a resistance value change with respect to the temperature of a platinum wire or the like is applied, and during annealing of the wire electrode, between the annealing electrodes connected to the wire electrode. It is assumed that the wire temperature is estimated from the temperature coefficient of the resistance value of a known wire electrode material by measuring the voltage directly or via a bridge circuit. Although the method disclosed in Patent Document 3 does not mention the use of the temperature coefficient, it is described that the resistance value is obtained from the current value and the voltage value, and the temperature is estimated from this value. It is thought that this principle is used.
  • the resistance value of the wiring portion to the resistance temperature detector becomes a measurement error, and therefore a three-wire or four-wire wiring method is used so that the resistance value of the wiring portion does not become a problem.
  • the wire electrode is disposable, and a new wire electrode is always drawn out, and an annealing electrode is connected thereto.
  • the annealing electrode is movable so that it does not become an obstacle when the wire travels other than annealing, so the wire electrode when the wire is moved or the annealing electrode is connected Depending on the contact condition, the contact resistance between the annealing electrode and the wire electrode varies.
  • the wire electrode is stretched during the annealing process.
  • the fluctuation of the contact resistance and the wire electrode stretching are not considered in the conventional temperature measuring method using a resistance temperature detector or the method disclosed in Patent Document 3, and thus have a great influence on the estimated temperature. It was difficult to apply to an electric discharge machine.
  • Patent Document 3 there is a reference to a method of measuring a voltage using a non-contact electrode.
  • the resistance value of the wire electrode is minute unless it has an extremely thin diameter, it is difficult to accurately measure the resistance value of the wire. It is.
  • An object of the present invention is to provide a wire electrode annealing method and a wire electric discharge machine capable of improving the straightening treatment of the wire by annealing by keeping the temperature of the wire electrode at a predetermined temperature during the annealing of the wire electrode. To do.
  • a wire electrode annealing method is a wire electric discharge machine that processes a workpiece by generating an electric discharge phenomenon between the workpiece and the wire electrode.
  • a pair of annealing electrodes are arranged at two predetermined points of the wire electrode, and a current is passed through the annealing electrode in a state where tension is applied to the wire electrode to heat the wire electrode, thereby bending between the two points.
  • the annealing method of wire electric discharge machine that corrects the load, measure the current value and voltage value from the heating power supply that heats by energizing the wire electrode, and divide the voltage value by the measured current value.
  • Calculate the resistance value calculate the increment of the resistance value of the wire electrode from the amount of increase in the load resistance value based on the load resistance value immediately after the start of heating, and the resistance value of the wire electrode itself at room temperature, Estimating a temperature rise value of the wire electrode based on the temperature coefficient of the specific resistance of and specific resistance, and controlling the turn-on states of the wire electrode based on the estimated temperature rise value.
  • the wire electric discharge machine processes a workpiece by generating an electric discharge phenomenon between the workpiece and the wire electrode, and arranges a pair of annealing electrodes at two predetermined points of the wire electrode. Then, in a wire electric discharge machine that corrects the bending wrinkle between two points of the wire electrode by supplying a current through the annealing electrode with tension applied to the wire electrode and heating the wire electrode, power is applied to the wire electrode.
  • a heating power supply that heats by supplying power
  • a current-voltage measuring unit that measures the current value and voltage value from the heating power supply that energizes the wire electrode, and a load by dividing the voltage value by the measured current value
  • Calculate the resistance value calculate the increase in the resistance value of the wire electrode from the amount of increase in the load resistance value based on the load resistance value immediately after the start of heating, and the resistance value at normal temperature of the wire electrode itself, and set the preset wire Electric
  • an estimation unit that estimates a temperature increase value of the wire electrode based on the specific resistance and a temperature coefficient of the specific resistance, and a control unit that controls the energization state of the wire electrode based on the estimated temperature increase value.
  • the processing result is greatly influenced by the temperature at the time of the processing, but the wire temperature during the annealing process is set by a simple method based on the sensing of the current value and voltage value of the power source for heating. Because it is possible to detect the heat, it is possible to control the heating appropriately according to the temperature condition of the wire, and the ability to bend and bend the wire by annealing treatment and the straightness of the wire are improved. There is an effect of improving.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a first embodiment of a wire electric discharge machine according to the present invention.
  • FIG. 2 is a sequence diagram showing an example of the procedure of the annealing process of the present embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of an annealing process sequence in the case of performing correction by wire elongation.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a first embodiment of a wire electric discharge machine according to the present invention.
  • the wire electric discharge machine 100 has a tension setting roller 1, a first annealing electrode 2, a first cutting electrode 3, a second annealing electrode (second annealing) along the path of the wire electrode 6. (Also serving as a cutting electrode) 4, a pinch roller 5, an upper guide block 7, a lower guide block 8, a lower roller 9, and a collection unit roller 10 are provided in this order.
  • the wire electric discharge machine 100 includes a control device 80 that controls the operation of each of the above devices, and a heating power supply device 85 that supplies power to the wire electrode 6 when performing the annealing process.
  • the heating power supply device 85 is provided with a current voltage measuring unit 75 that measures and outputs a current value and a voltage value to be passed through the wire electrode 6.
  • the control device 80 includes an estimation unit 65 that estimates the temperature rise value of the wire electrode 6, a control unit 70 that controls the energization state of the wire electrode 6 based on the estimated temperature rise value, and a storage unit that stores various settings. 60.
  • the estimation unit 65 calculates the load resistance value by dividing the voltage value by the current value based on the current value and the voltage value measured by the current / voltage measurement unit 75, and uses the load resistance value immediately after the start of the annealing process as a reference.
  • the increase in the resistance value of the wire electrode 6 is calculated from the increase amount of the load resistance value and the resistance value of the wire electrode 6 itself at room temperature, and based on the specific resistance of the wire electrode 6 and the temperature coefficient of the specific resistance set in advance. Thus, the temperature rise value of the wire electrode 6 is estimated.
  • FIG. 1 there are predetermined electrical connections between the devices around the wire electrode 6 shown on the left side of the drawing, the control device 80, and the heating power supply device 85, but they are omitted because they are complicated.
  • the wire electric discharge machine 100 is a processing machine that intermittently generates electric discharge between the traveling wire electrode 6 and the object to be processed, and processes the object to be processed by energy at the time of discharge.
  • the wire electrode 6 is supplied in a state of being wound around a wire hobbin (not shown), reaches the lower roller 9 from the tension setting roller 1 through the upper guide block 7 and the lower guide block 8, changes the direction in the lower roller 9, and then recovers. It is discharged through the roller 10.
  • the object to be processed is disposed between the upper guide block 7 and the lower guide block 8, and is processed by an electric discharge phenomenon.
  • the wire electrode 6 In order to start processing, the wire electrode 6 needs to be connected to the collecting unit roller 10, and this connection operation is performed by a human hand or an automatic connection (not shown) provided in the wire electric discharge machine 100. Done by the device.
  • the automatic wire connection device is a device for automatically connecting the wire electrode 6 passed to near the front of the upper guide block 7 to the collecting portion roller 10 through the lower guide block 8 and the lower roller 9.
  • the wire electrode 6 can be automatically connected when the wire electrode 6 is disconnected, and the operation can be continuously performed even if the operator is not always in front of the machine.
  • the automatic connection device During the operation of the automatic connection device, it is necessary to feed the wire electrode 6 by the tension setting roller 1 or the like and insert the tip of the wire electrode 6 coming out of the upper guide block 7 into the entrance of the lower guide block 8.
  • the wire electrode 6 wound and supplied to the wire hobbin is bent, that is, curled, so-called curl, and the tip of the wire electrode 6 is deviated from the outlet of the upper guide block 7 as it is. It is difficult to lead to 8 entrances. Therefore, in order to reliably guide the curled wire electrode 6 to the entrance of the lower guide block 8, a jet of fluid is ejected from the exit of the upper guide block 7 to straighten the wire electrode 6 or is called annealing treatment.
  • a method of taking the wire electrode 6 to be straightened by applying a heat treatment to the wire electrode 6 is adopted.
  • Annealing is a process also called annealing.
  • the wire electrode 6 is wound around the wire hobbin or bent while being fed by a roller, so that strain is accumulated inside the wire electrode 6, thereby causing bending wrinkles.
  • the material of the wire electrode 6 that is often used is brass.
  • the distortion accumulated in the brass is corrected by heating and straightened.
  • a current is passed from the heating power supply device 85 to the wire electrode 6 between the first annealing electrode 2 and the second annealing electrode 4 brought into contact with the wire electrode 6 to generate Joule heat due to the resistance value of the wire electrode 6. Is heated. During heating, the wire electrode 6 is stretched due to thermal expansion of the brass.
  • the wire electrode 6 is sandwiched and fixed by the pinch roller 5 so that the wire electrode 6 does not bend due to this elongation.
  • the tension is set by the tension setting roller 1. Further, in order to make the wire electrode 6 thin and facilitate insertion, the wire electrode 6 being heated is tensioned and stretched.
  • a current is supplied to the wire electrode 6 between the first cutting electrode 3 and the second annealing electrode 4 (also serving as the second cutting electrode) 4 to melt the wire electrode 6.
  • the wire straightened by the annealing process in this manner is processed after the upper guide block 7 through the upper guide block 7 after the tip of the cut wire electrode 6 remaining in the upper guide block 7 is removed by a wire recovery mechanism (not shown). It passes through the hole or groove in the object and is inserted into the lower guide block 8.
  • the amount of current and the time to be energized during the annealing process are determined depending on what temperature the wire electrode 6 is heated to. If the temperature rise of the wire electrode 6 due to heating is not sufficient, the distortion is not sufficiently removed, and the straightness of the resulting wire is not good. Also, if the temperature is too high, the elastic limit, hardness, and mechanical strength of the wire electrode 6 are reduced, so that the force to send out the wire electrode 6 cannot be sufficiently transmitted, or when the wire electrode 6 is caught during insertion. This causes a problem that the wire electrode 6 is bent. Further, if the amount of current is excessive, the wire electrode 6 may be melted.
  • the value of the amount of heat Q [J] supplied to the wire electrode 6 represents the specific resistance of the wire electrode 6 as ⁇ [ ⁇ ⁇ m], the cross-sectional area is A [m 2 ], the length is L [m], the energization current amount is i [A], and the energization time is t [s].
  • the temperature rise T [K] of the wire electrode 6 due to heating is based on the relationship between the amount of heat and the specific heat.
  • the value of the temperature rise obtained from this equation is based on the relationship between the amount of heat and the specific heat.
  • the heat of the wire electrode 6 is heat conduction to the contact portion of the first annealing electrode 2 and the second annealing electrode 4, heat transfer to the atmosphere, and heat radiation that is heat dissipation by electromagnetic waves. Because it will be lost.
  • the diameter of the wire electrode 6 that is generally used is as thin as 0.3 [mm] or less, the ratio of the surface area to the volume is large and the degree of heat dissipation is large. The dissipation of heat is also affected by the temperature and wind in the surrounding environment where the wire electrode 6 is heated. For these reasons, it is difficult to accurately estimate the temperature rise of the wire electrode 6 from the relationship between the amount of heat applied to the wire electrode 6 and the heat capacity.
  • the temperature of the wire electrode 6 increases in proportion to the time, but in reality, the amount of heat supplied to the wire electrode 6 and the escape from the wire electrode 6.
  • the rise in the temperature of the wire electrode 6 stops at a temperature at which the amount of heat generated is balanced. If this is used, an excessive temperature rise can be prevented by setting a constant current value during annealing, but it takes time for the temperature to rise and become constant, so it is necessary for the annealing process. It will take a long time.
  • a method for directly measuring the temperature of the wire electrode 6 is required in order to keep the temperature of the wire electrode 6 appropriately during annealing.
  • a contact-type temperature sensor such as a thermocouple or a non-contact temperature sensor such as a radiation temperature sensor is used.
  • a contact-type temperature sensor since the heat capacity of the wire electrode 6 itself is very small, an increase in temperature is affected by the heat capacity of the temperature sensor, and it is difficult to accurately measure the temperature.
  • a non-contact type temperature sensor when used, the temperature can be measured without affecting the wire electrode 6, but the apparatus is relatively expensive and the wire electrode 6 has a small diameter. For this reason, it is difficult to use it by incorporating it into an electric discharge machine because a sufficient amount of heat radiation cannot be obtained.
  • the annealing method of the present embodiment proposes a method that can easily estimate the temperature rise of the wire electrode 6.
  • the heating power supply device 85 that heats the wire electrode 6 includes a current value energized to the wire electrode 6 during the annealing process and a current-voltage measuring unit 75 for measuring the voltage value at that time. Is provided.
  • the measured information can be sent to the control device 80.
  • the control device 80 calculates the load resistance value r [ ⁇ ] of the power supply device from the obtained voltage value v [V] and current value i [A] by the following calculation.
  • the calculation of the resistance value can be performed at any time. However, when the current is not flowing, the resistance value is divided by 0, and the value becomes infinite.
  • the temperature rise and the increase in the resistance value may not coincide with the temperature coefficient specific to the material of the wire. Many. This is because, in addition to the resistance value of the wire, the load resistance value obtained by the equation (3) includes the contact resistance between the wire and the wire electrode, the wiring of the current voltage measuring unit and the heating power supply device. This is thought to be due to the inclusion of resistance.
  • the resistance of a brass wire with a wire length of about several tens of centimeters and a diameter of 0.1 to 0.33 mm is 0.1 to several ⁇ , so contact resistance and wiring resistance are 0.1 to It can be seen that even a value of about 1 ⁇ has a greater effect than the resistance value of the wire.
  • the contact state is not constant. Further, since the wire diameter may change or dirt or oxide may adhere to the surface of the wire or heating electrode, the contact state is considered to change every time annealing is performed.
  • the temperature coefficient ⁇ 0 is different from the value of R C and R L included in the denominator. Furthermore, R W is changed each time the annealing, since the value is large, it is difficult to eliminate the influence by the like to correct the predetermined value is in the estimation result of the temperature.
  • an accurate wire temperature rise value is calculated by the following method.
  • FIG. 2 is a sequence diagram showing an example of the procedure of the annealing process of the present embodiment.
  • the theoretical resistance value Rideal [ ⁇ ] of the wire electrode 6 stretched between the annealing electrodes 2 and 4 is calculated (step S11). This can be calculated from the material of the wire electrode 6 to be used, the wire diameter, and the length between the annealing electrodes. For example, when the material of the wire electrode 6 is brass, the specific resistance value is about 6.3 ⁇ 10 ⁇ 8 [ ⁇ ⁇ m]. If the wire diameter is 0.2 [mm] and the length is 250 [mm], the theoretical resistance value is about 0.5 [ ⁇ ].
  • the theoretical resistance value of the wire electrode 6 is not calculated every time, and the wire target temperature may be selected from a list of values calculated or measured in advance (step S12). Similarly, the value of the specific resistance may be selected from a list according to the type of the wire electrode 6. This calculation is equivalent to obtaining the value of the resistance RW of the wire electrode itself described in the above explanation.
  • Rinit [ ⁇ ] is recorded from the current and voltage values immediately after the start of energization (at the start of heating) (step S13). Since the contact resistance value of the wire seems to change every time annealing is performed, Rinit is calculated and recorded every time annealing is performed. Since the temperature of the wire electrode 6 is considered to be almost the same as the room temperature immediately after the start of energization, this is the resistance value at room temperature. Subsequently, the current resistance value R [ ⁇ ] is calculated from the current and voltage values (step S14), and the resistance value increment dR [%] is calculated from these values using the following equation (step S14). S15). Rinit and R include the resistance value of the wire to the annealing electrodes 2 and 4 and the contact resistance between the annealing electrodes 2 and 4 and the wire electrode 6 in addition to the resistance value of the wire electrode.
  • R-Rinit represents a resistance value increase amount in the wire electrode 6 among the calculated resistance values.
  • the resistance value R calculated from the current and voltage values includes the power supply voltage other than the resistance value of the wire electrode 6 itself. This is to prevent the value of dR from accurately representing the temperature rise of the wire electrode 6 because the wiring from the electrode to the electrode, the contact resistance between the wire electrode 6 and the electrode, and the like are included.
  • the resistance value Rbase from the power source to the wire electrode is measured in advance, You may calculate using.
  • the contact resistance includes the influence that varies depending on the wire diameter, wire type, and annealing treatment trial of the wire electrode, the accuracy is lowered.
  • the specific resistance of the conductor varies with temperature and increases. For this reason, the calculated value of dR also increases as the temperature of the wire electrode 6 rises due to energization.
  • the specific resistance of 65/35 brass as cold-worked 22.4% is a temperature of about 7.5 ⁇ 10 ⁇ 11 [ ⁇ ⁇ m / ° C.].
  • the coefficient ⁇ has a value of 7.4 ⁇ 10 ⁇ 8 + ⁇ (T ⁇ 20) with respect to the temperature T ° C. when the value is about 20 ° C. Accordingly, the resistance value changes by about 0.1 [% / ° C.].
  • the value of dR / 0.1 + room temperature can be regarded as the wire temperature.
  • the specific resistance and the temperature coefficient of the specific resistance can be selected in accordance with the type of the wire electrode 6, so that the temperature can be estimated for various wire electrodes 6 (step S16). Then, for example, the current or voltage is adjusted from the difference between the target temperature and the estimated temperature (step S17). This is repeated until the annealing process (heating process) is completed (step S18).
  • the energization is terminated when the target temperature is reached to prevent the temperature from rising excessively, or conversely during the annealing process. It becomes possible to detect that the wire electrode 6 has not reached the target temperature due to insufficient current amount or excessive cooling from the surroundings. Further, by changing the current amount during the annealing process, for example, immediately after the start of energization, a large amount of current is passed to increase the heating amount, and the time required for the wire electrode 6 to reach the target temperature can be shortened. As shown in the annealing processing sequence shown in FIG.
  • the current amount is adjusted and the constant temperature is maintained for a predetermined time. It becomes possible. As a result, reliable annealing can be performed even under conditions where there is disturbance from the surrounding environment such as wind, and the strength of the wire electrode 6 can be improved by improving the straightness of the wire electrode 6 and excessively increasing the temperature. Effects such as prevention of loss of heat and shortening of annealing time can be achieved.
  • the current value and voltage value from the heating power supply device 85 that heats the wire electrode 6 by energization are measured, and the measured current value is used.
  • the load resistance value is calculated by dividing the voltage value, and the resistance of the wire electrode is calculated from the amount of increase in the load resistance value based on the load resistance value immediately after the start of heating and the estimated resistance value of the wire electrode itself at room temperature.
  • the value increment is calculated, the temperature increase value of the wire electrode is estimated based on the preset specific resistance of the wire electrode and the temperature coefficient of the specific resistance, and the energization state to the wire electrode is controlled based on the estimated temperature increase value .
  • the heating power supply device 85 that heats the wire electrode 6 by supplying power, and the current value and voltage value that are passed through the wire electrode 6 are measured.
  • the load resistance value is calculated by dividing the voltage value by the measured current value and the measured current value, and the increase amount of the load resistance value based on the load resistance value immediately after the start of heating is estimated.
  • the resistance value increment of the wire electrode 6 is calculated from the resistance value of the wire electrode 6 itself at normal temperature, and the temperature rise value of the wire electrode 6 is estimated based on the specific resistance of the wire electrode 6 and the temperature coefficient of the specific resistance set in advance.
  • a control unit 70 that controls the energization state of the wire electrode 6 based on the estimated temperature rise value.
  • the temperature of the wire electrode 6 during the annealing process can be accurately detected, and the annealing process is performed at an appropriate temperature. Therefore, the wire electrode with a bent crease can be easily straightened, and the time required for the annealing process can be reduced. It becomes possible to shorten.
  • Embodiment 2 When the wire electrode 6 is annealed, thermal expansion occurs as the temperature of the wire electrode 6 rises, and the wire electrode 6 extends and sagging occurs. When annealing is performed in a slack state, sufficient straightening is not achieved. Therefore, when annealing is performed, it is necessary to apply tension to the wire electrode 6 and pull the wire electrode 6 to keep it straight. For example, in FIG. 1, the wire electrode 6 is sandwiched and fixed by a pinch roller 5 and tension is applied to the wire electrode 6 by the tension setting roller 1. Further, the wire electrode 6 is pulled and extended to improve straightness, or to make it thin so that the hole can be easily passed through.
  • the resistance value R ′ of the wire electrode 6 after stretching is expressed by the following equation.
  • the length of the wire electrode 6 is extended to ⁇ L, but the resistance value in question here is the resistance value of the wire electrode 6 between the first and second annealing electrodes 2, 4.
  • the length used for is still L.
  • the resistance value R before stretching is Therefore, R ′ is expressed as follows using R.
  • the resistance value is also increased by a factor of ⁇ .
  • how much the wire electrode 6 has been extended can be measured by how much the tension setting roller 1 has rotated.
  • the increase in resistance of the wire electrode 6 calculated from the current and voltage values of the heating power source includes an increase in resistance corresponding to the amount of elongation in addition to an increase in specific resistance. .
  • the temperature rise can be detected more accurately. it can.
  • the temperature may be estimated using a value obtained by dividing dR by 1.05.
  • the tension is set for the wire electrode 6 during the annealing process, the elongation of the wire electrode 6 during the annealing process is detected, and the detected elongation is detected.
  • the reduction of the cross-sectional area of the wire electrode 6 is estimated based on the amount, the increase amount of the resistance value of the wire electrode 6 is calculated based on this, and the estimated value of the temperature of the wire electrode 6 is corrected using this increase amount. I do. Therefore, by estimating the increase in the resistance value due to the elongation of the wire electrode 6 and removing this increase from the increase due to the temperature, the temperature estimation due to the increase in the resistance value can be performed more accurately.
  • Embodiment 3 Although the wire electrode 6 is thermally stretched due to thermal expansion during heating, this value can be calculated from the expansion coefficient.
  • the expansion coefficient of brass is about 1.8 ⁇ 10 ⁇ 5 [1 / ° C.]
  • the thermal elongation is about 0.18% per 100 ° C. temperature rise.
  • the amount of elongation of the wire electrode 6 when the wire electrode 6 is pulled by the tension setting roller 1 so that the wire electrode 6 does not sag during the annealing process, the amount of elongation of the wire electrode 6 from the rotation amount of the tension setting roller 1
  • the amount of elongation is the heat generated as a result of the temperature rise of the wire electrode 6 due to heating. Elongation is included.
  • the amount of elongation that has occurred is all handled as plastic deformation caused by stretching, but in reality, the amount of thermal elongation is also included, and if all are treated as plastic deformation by stretching, the wire diameter becomes excessively thin. Under such an assumption, there is a possibility that the resistance value R ′ is calculated to be larger.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of an annealing process sequence in the case of performing correction based on wire elongation.
  • symbol is attached
  • the resistance value R ′ is calculated as plastic deformation caused by stretching all the measured elongation, and the estimated value of temperature is calculated from dR based on this value.
  • step S21 the amount of thermal elongation at the estimated temperature is calculated (step S21), and the elongation value obtained by subtracting the amount of thermal elongation from the measured amount of elongation of the wire electrode 6 is used (step S22).
  • step S23 calculates dR based on this value, and recalculate the estimated temperature value (step S24). This calculation may be repeated until the estimated temperature value does not change to some extent (step S25). This enables more accurate temperature estimation.
  • the elongation due to the thermal expansion of the wire electrode 6 is calculated from the estimated temperature of the wire electrode 6, the length of the elongation due to the thermal expansion is reduced from the amount of elongation during the annealing treatment, and then the wire electrode Since the resistance increase due to the elongation of the wire electrode 6 is corrected, when the resistance value increase due to the elongation of the wire electrode 6 is corrected, only the elongation due to the tension is used to correct the temperature increase except for the thermal elongation of the wire electrode 6. As a result, the accuracy of temperature rise estimation can be increased.
  • Embodiment 4 The specific resistance and the value of the temperature coefficient of the specific resistance represent the resistance value of an object under a certain temperature and how much the resistance value changes with temperature. Since this is a value for an object having a certain volume, it is considered to be a value including a shape change such as expansion and elongation due to a temperature change.
  • the wire electrode 6 to be heated expands by heating, but the distance between the electrodes for supplying the current for heating to the wire electrode 6 is fixed to the machine body. For this reason, it is general that it is constant and does not follow the elongation due to heating.
  • the end of the wire electrode 6 gradually deviates from the section where current is applied.
  • the resistance value of the wire electrode is measured from the voltage and current between the electrodes, the length of the wire electrode 6 measured after the temperature rises is almost close to normal temperature immediately after heating. That is, the length shorter than the wire electrode 6 measured in step 1 by the amount of thermal elongation is measured. If the fact that the length of the wire electrode 6 actually measured due to thermal elongation is not taken into consideration is taken into account is taken into account, the increase in the resistance value is calculated to be small, and as a result, the temperature rise is estimated to be small.
  • the thermal elongation amount of the wire electrode 6 is estimated from the temperature and the expansion coefficient of the wire electrode material, and this thermal elongation amount is used.
  • the resistance value R of the wire electrode 6 may be corrected. For example, in the case of a brass wire electrode, if the temperature rises by 200 ° C., the wire length is considered to increase by about 0.36%, so the value obtained by adding the resistance value for 0.36% to the calculated resistance value R is the original value. It is considered to be a resistance value.
  • the dR may be calculated using the resistance value Rideal of the reference wire electrode 6 or a value obtained by subtracting the Rinit-Rbase value by the amount of elongation.
  • Rinit includes a contact resistance and a wiring resistance in addition to the resistance value of the wire electrode 6, it is not possible to correct the amount corresponding to the elongation.
  • the amount of thermal elongation due to the temperature rise of the wire electrode 6 is estimated based on the estimated temperature of the wire electrode 6 and a preset expansion coefficient, and the wire estimated based on the value of this thermal elongation amount Since the increment of the resistance value of the electrode 6 is corrected, it is possible to estimate the temperature more accurately by correcting that the length of the wire electrode for measuring the resistance is substantially shortened due to the thermal elongation of the wire electrode 6.
  • Embodiment 5 FIG.
  • the brass wire electrode includes a relatively soft material called a soft wire in addition to a commonly used wire (hard wire). The difference between the two is caused by the difference in heat treatment after wire drawing.
  • FIG. 53 of the said nonpatent literature 1 is seen, in the brass which annealed as it was cold processing, even if it is the same composition, it is shown that an electrical resistance (specific resistance) differs.
  • the value of the annealed material is almost the same, but in the case of cold working, the electrical resistance value is larger than that of the annealed material, and the temperature coefficient value is small.
  • both values approach as the temperature rises and are expected to match around 400 ° C. The reason why both values approach is that it is considered that raising the temperature of the cold worked product has a meaning close to that of annealing.
  • the values of specific resistance and temperature coefficient to be used are different, and in the case of a hard wire, the cold working remains
  • the value after annealing is used, and the temperature can be estimated as described above.
  • the annealing method according to the present invention is useful for the annealing method of a wire electric discharge machine for processing a workpiece by generating an electric discharge phenomenon between the workpiece and the wire electrode, Wire electrical discharge machining that arranges a pair of electrodes at two predetermined points of the wire electrode and applies a current through the electrode in a state where tension is applied to the wire electrode to heat the wire electrode to correct the bending wrinkle between the two points. Suitable for machine annealing method.

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Abstract

　ワイヤ電極（６）に通電して加熱させる加熱用電源装置（８５）からの電流値と電圧値を計測し、電流値で電圧値を除して負荷抵抗値を計算し、負荷抵抗値を基準とした負荷抵抗値の増加量と、推定した抵抗値からワイヤ電極の抵抗値増分を計算し、ワイヤ電極（６）の比抵抗及び比抵抗の温度係数に基づいてワイヤ電極（６）の温度上昇値を推定し、温度上昇値に基づいてワイヤ電極（６）への通電状態を制御することにより、ワイヤ電極（６）の温度状況による適切な加熱制御が可能になり、アニール処理によるワイヤ電極（６）の曲がり癖取り能力が高まりワイヤ電極（６）の真直性が向上するため、自動結線装置による結線性能を向上させることができる。

Description

ワイヤ電極アニール処理方法及びワイヤ放電加工機
　この発明は、工作物とワイヤ電極との間に放電現象を発生させて、工作物の加工を行うワイヤ放電加工機に関し、特にワイヤ電極の所定の２点に一対の電極を配置し、ワイヤ電極に張力を与えた状態で電極を介して電流を流しワイヤ電極を加熱して、２点間の曲がり癖を矯正するワイヤ放電加工機のアニール処理方法に関するものである。
　ワイヤ放電加工機のワイヤ電極の自動結線装置では、曲がり癖のついたワイヤをアニール（焼き鈍し）処理し、真直化することで結線性能を高める処理が行われる。従来、例えば、特許文献１においては、ワイヤ放電加工機の加工能力を向上させる目的で、ワイヤ電極に生じた曲がり癖を軽減するため、ワイヤ電極を加熱し、アニール処理を行うことについて提案している。また、特許文献２においては、アニール処理中にワイヤ電極の温度を所定温度に制御する目的で、ワイヤ電極の熱伸びを測定してこれを利用することについて開示している。特許文献３では、加工中のワイヤ電極の温度を、電流値と抵抗値から推定する方法について述べている。また、放電加工機のワイヤ電極としてよく用いられる素材である黄銅の機械的性質は、非特許文献１の図５１、図５３に示すように、温度に対して変化することが知られている。
特開昭５４－１４１４９０号公報（４６２頁左下１５～２０行） 特開２００３－９４２５３号公報（３頁段落［０００８］） 特開平６－３１５３６号公報（３頁段落［００１５］～［００２５］）
機械工学便覧新版第６刷（Ｂ４編材料学工業材料第６章非鉄金属材料　Ｂ４－６９、７０）
　特許文献１に開示された方法では、ワイヤ電極の加熱温度を再結晶温度以下にするため、ワイヤ温度を測定する手段と、その測定結果によってワイヤ電極へ流す電流を制御することについて述べている。しかしながら、ワイヤ電極の温度を測定する具体的手段、方法については述べられていない。一般的に、物体の温度を計測する方法には熱電対などを用いる接触式と、熱放射量を測定する非接触式の方法が有るが、放電加工に用いられるワイヤ径は直径０．０２～直径０．３［ｍｍ］程度と非常に細く、接触式では接触した物体への伝熱によりワイヤ温度が変化するため、正確な温度を測定することは難しい。また、非接触式でも、ワイヤが細いために十分な感度が得られなかったり、装置が複雑になってしまい放電加工機に簡単に搭載することが困難であったりするため、実際に温度を計測することは難しい。
　また、特許文献２に開示された方法では、ワイヤの素材の熱による膨張に注目し、膨張による長さ変化を計測することで温度の上昇を検知しようと試みている。しかし、自動結線装置の挿入性を向上させるためにワイヤの真直化を行う際には、加熱中にテンションをかけてワイヤの引き延ばしを行い、真直性を高めると共に線径を細くする処理を行うことがある。例えば、ワイヤの温度が３００℃上昇したとすれば、ワイヤの伸びは長さの０．６％程度であるが、引っ張りによる伸びは数％に及ぶ。このため、引っ張りによる伸びの考慮がされておらず、正確に伸びから温度を知ることは難しい。
　ここで、白金線などの温度に対する抵抗値変化によって温度を検知する、測温抵抗体を用いた温度計測方法を応用し、ワイヤ電極の加熱処理時に、ワイヤ電極に接続されたアニール用電極間の電圧を直接もしくはブリッジ回路を経て測定することで、既知のワイヤ電極素材の抵抗値の温度係数からワイヤ温度を推定することを考える。特許文献３に開示された方法では、温度係数を用いることまでは言及していないものの、電流値と電圧値から抵抗値を求め、これから温度を推定すると述べているため、測温抵抗体と同様の原理を用いていると考えられる。測温抵抗体を用いた温度センサでは、測温抵抗体までの配線部分の抵抗値が測定誤差となるため、配線部分の抵抗値が問題とならないよう３線式もしくは４線式の配線方法が採られる。しかしながら、ワイヤ放電加工機ではワイヤ電極は使い捨てで有り、常に新しいワイヤ電極が繰り出され、これに対してアニール処理用電極が接続される。アニール処理用電極はアニール処理以外にワイヤが走行する際には障害とならない様、可動式となっていることも多い、このため、ワイヤの移動やアニール処理用電極が接続した際のワイヤ電極との接触状況により、アニール処理用電極とワイヤ電極間の接触抵抗は変動する。
　また、前述したように、アニール処理中はワイヤ電極の引き伸ばしが行われる。この接触抵抗の変動やワイヤ電極引き伸ばしは従来の測温抵抗体を用いた温度測定方法や特許文献３に開示された方法では考慮されていない為に推定温度に大きな影響を及ぼし、この方法をワイヤ放電加工機へ適用することは難しかった。また、特許文献３に開示された方法においては、非接触の電極を用いて電圧を計測する方法についても言及があるが、非接触であるが故に接触抵抗がなく、精度良く電圧や抵抗が測定できるとは言えない。これは、非接触であるが故の低感度性の問題が生じ、特にワイヤ電極の抵抗値は極端に細い径でなければ微小であるため、正確なワイヤの抵抗値を測定することは難しいためである。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、簡単な方法でワイヤ電極の温度を検知することが可能であり、また、同時にワイヤ電極の引き延ばしなどの影響を考慮することが可能であって、ワイヤ電極のアニール処理時にワイヤ電極の温度を所定温度に保つことでアニール処理によるワイヤの真直化処理を向上させることができるワイヤ電極アニール処理方法及びワイヤ放電加工機を提供することを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるワイヤ電極アニール処理方法は、工作物とワイヤ電極との間に放電現象を発生させて工作物の加工を行うワイヤ放電加工機の、ワイヤ電極の所定の２点に一対のアニール用電極を配置し、ワイヤ電極に張力を与えた状態でアニール用電極を介して電流を流しワイヤ電極を加熱して、２点間の曲がり癖を矯正するワイヤ放電加工機のアニール処理方法において、ワイヤ電極に通電することによって加熱する加熱用電源装置からの電流値と電圧値を計測し、計測した電流値で電圧値を除することで負荷抵抗値を計算し、加熱開始直後の負荷抵抗値を基準とした負荷抵抗値の増加量と、ワイヤ電極自体の常温での抵抗値からワイヤ電極の抵抗値増分を計算し、予め設定したワイヤ電極の比抵抗及び比抵抗の温度係数に基づいてワイヤ電極の温度上昇値を推定し、推定した温度上昇値に基づいてワイヤ電極への通電状態を制御することを特徴とする。
　また、本発明にかかるワイヤ放電加工機は、工作物とワイヤ電極との間に放電現象を発生させて工作物の加工を行うとともに、ワイヤ電極の所定の２点に一対のアニール用電極を配置し、ワイヤ電極に張力を与えた状態でアニール用電極を介して電流を流しワイヤ電極を加熱して、ワイヤ電極の２点間の曲がり癖を矯正するワイヤ放電加工機において、ワイヤ電極に電力を供給することによって加熱する加熱用電源装置と、ワイヤ電極に通電する加熱用電源装置からの電流値と電圧値を計測する電流電圧測定部と、計測した電流値で電圧値を除することで負荷抵抗値を計算し、加熱開始直後の負荷抵抗値を基準とした負荷抵抗値の増加量と、ワイヤ電極自体の常温での抵抗値とからワイヤ電極の抵抗値増分を計算し、予め設定したワイヤ電極の比抵抗及び比抵抗の温度係数に基づいてワイヤ電極の温度上昇値を推定する推定部と、推定した温度上昇値に基づいてワイヤ電極への通電状態を制御する制御部とを備えたことを特徴とする。
　本発明によれば、アニール処理では、処理時の温度によりその処理結果が大きな影響を受けるが、加熱用電源の電流値、電圧値のセンシングに基づく簡易な方法により、アニール処理中のワイヤ温度を検知することが可能となるため、ワイヤの温度状況による適切な加熱制御が可能になり、アニール処理によるワイヤの曲がり癖取り能力が高まりワイヤの真直性が向上するため、自動結線装置による結線性能を向上させるという効果を奏する。
図１は、本発明にかかるワイヤ放電加工機の実施の形態１の構成を示す図である。 図２は、本実施の形態のアニール処理の手順の一例を示すシーケンスの図である。 図３は、ワイヤの伸びによる補正を行う場合のアニール処理のシーケンスの一例を示した図である。
　以下に、本発明にかかるワイヤ放電加工機のワイヤ電極アニール処理方法及びワイヤ放電加工機の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態１．
　図１は、本発明にかかるワイヤ放電加工機の実施の形態１の構成を示す図である。ワイヤ放電加工機１００は、図１に示すように、ワイヤ電極６の経路に沿って、テンション設定ローラ１、第１アニール用電極２、第１切断用電極３、第２アニール用電極（第２切断用電極を兼ねる）４、ピンチローラ５、上部ガイドブロック７、下部ガイドブロック８、下部ローラ９、及び回収部ローラ１０がこの順序で装備されている。
　さらに、ワイヤ放電加工機１００は、上記各機器の動作を制御する制御装置８０と、アニール処理を行うにあたりワイヤ電極６に電力を供給する加熱用電源装置８５とを備えている。加熱用電源装置８５には、ワイヤ電極６に通電する電流値と電圧値を計測して出力する電流電圧測定部７５が設けられている。制御装置８０は、ワイヤ電極６の温度上昇値を推定する推定部６５と、推定した温度上昇値に基づいてワイヤ電極６への通電状態を制御する制御部７０と、各種設定を記憶する記憶部６０とを含んで構成されている。推定部６５は、電流電圧測定部７５が計測した電流値と電圧値に基づいて、電流値で電圧値を除することで負荷抵抗値を計算し、アニール処理開始直後からの負荷抵抗値を基準とした負荷抵抗値の増加量と、ワイヤ電極６自体の常温での抵抗値とからワイヤ電極６の抵抗値増分を計算し、予め設定したワイヤ電極６の比抵抗及び比抵抗の温度係数に基づいてワイヤ電極６の温度上昇値を推定する。なお、図１において、図中左側に示すワイヤ電極６回りの各機器と制御装置８０及び加熱用電源装置８５との間には所定の電気的接続があるが煩雑になるので省略している。
　ワイヤ放電加工機１００は、走行するワイヤ電極６と加工対象物の間に放電を断続的に発生させ、放電時のエネルギーによって加工対象物の加工を行う加工機械である。ワイヤ電極６は図示しないワイヤホビンに巻かれた状態で供給され、テンション設定ローラ１から上部ガイドブロック７、下部ガイドブロック８を経て下部ローラ９に至り、下部ローラ９において方向転換をした後、回収部ローラ１０を通り排出される。加工対象物は上部ガイドブロック７と下部ガイドブロック８の間に配置され、放電現象による加工が行われる。
　加工を開始するためには、ワイヤ電極６が回収部ローラ１０まで通線されている必要が有るが、この通線作業は人の手か、ワイヤ放電加工機１００に備えられた図示しない自動結線装置によって行われる。自動結線装置とは、上部ガイドブロック７の手前付近まで通線されたワイヤ電極６を、自動的に下部ガイドブロック８、下部ローラ９を経て回収部ローラ１０まで通線させる装置であり、これにより、ワイヤ電極６の断線時に結線を自動的に行うことができ、作業者が常に機械前にいなくても、連続して運転を行うことが可能となる。
　自動結線装置の動作時には、テンション設定ローラ１などによってワイヤ電極６を送り、上部ガイドブロック７から出たワイヤ電極６の先端を、下部ガイドブロック８の入り口へと挿入する必要がある。しかし、ワイヤホビンに巻かれて供給されたワイヤ電極６には巻き癖と呼ばれる撓み、つまりカールがついており、そのままではワイヤ電極６の先端は上部ガイドブロック７の出口からそれてしまうため、下部ガイドブロック８の入り口へと導くことは難しい。そのため、カールしたワイヤ電極６を下部ガイドブロック８の入り口へと確実に導くために、上部ガイドブロック７の出口から流体のジェットを噴出してワイヤ電極６を直線に矯正したり、アニール処理と呼ばれるワイヤ電極６への加熱処理を施すことでワイヤ電極６の撓みをとって真っ直ぐにしたりするなどの方法が採られる。
　アニール処理は焼き鈍しとも言われる処理である。ワイヤ電極６には、ワイヤホビンに巻かれたり、ローラによって送られる途中に曲げられたりすることによって、ワイヤ電極６内部に歪みが蓄積し、これによって曲がり癖が生じている。一般的によく用いられるワイヤ電極６の材質は黄銅であるが、この黄銅の内部に蓄積された歪みを、加熱によって矯正し、真直化を行う。加熱用電源装置８５からワイヤ電極６に接触させた第１アニール用電極２及び第２アニール用電極４間のワイヤ電極６へ電流を流し、ワイヤ電極６の持つ抵抗値によるジュール熱を発生させることによって加熱が行われる。加熱の際には、黄銅が熱膨張することによるワイヤ電極６の伸びが発生するが、この伸びによってワイヤ電極６がたわまない様、ピンチローラ５でワイヤ電極６を挟んで固定した上でテンション設定ローラ１によって伸びを巻き取る。さらには、ワイヤ電極６を細くして挿入時を容易にすることを目的として、加熱中のワイヤ電極６にテンションを与えて引き延ばすことが行われる。アニール処理が行われた後、さらに、第１切断用電極３と第２アニール用電極（第２切断用電極を兼ねる）４と間のワイヤ電極６へ電流を流し、ワイヤ電極６を溶断させる。こうしてアニール処理によって真直化されたワイヤは、上部ガイドブロック７中に残っている切断されたワイヤ電極６の先端部が図示しないワイヤ回収機構によって取り除かれた後、上部ガイドブロック７を経て図示しない加工対象中の穴や溝を通り、下部ガイドブロック８へと挿入されていく。
　アニール処理時に通電する電流量、時間については、ワイヤ電極６をどれだけの温度まで加熱するかによって決定される。加熱によるワイヤ電極６の温度上昇が十分でなければ、歪みは十分に除去されず、得られるワイヤの真直性も良くない。また、温度が高すぎると、ワイヤ電極６の弾性限界、硬さ、機械的強度が低下するため、ワイヤ電極６を送り出す力を十分に伝えることができなかったり、挿入中に引っかかりが生じた際にワイヤ電極６が曲がったりするという不具合が生じる。更に電流量が過大であれば、ワイヤ電極６の溶断が生じたりする。特に黄銅では、再結晶温度と呼ばれる温度帯付近において機械的強度が急変する事が知られており、歪みの除去とワイヤ電極６の強度の両方を念頭に置いたアニール処理を行う上で、加熱時の温度を目的の温度帯に保つことは非常に重要である。
　一方で、上述のように、ワイヤ電極６の加熱は通電によるジュール熱によって行われるため、ワイヤ電極６に供給された熱量Ｑ［Ｊ］の値は、ワイヤ電極６の比抵抗をρ［Ω・ｍ］、断面積をＡ［ｍ２］、長さをＬ［ｍ］とし、通電電流量をｉ［Ａ］、通電時間をｔ［ｓ］とすると、以下の式で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　ワイヤ電極６の熱容量Ｃ［Ｊ／Ｋ］が分かっていると、加熱によるワイヤ電極６の温度上昇Ｔ［Ｋ］は、熱量と比熱の関係から、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 で求められそうであるが、この式から求めた温度上昇の値とワイヤ電極６の実際の温度上昇の値には実際には大きな差異が見られる。なぜならば、加熱中にはワイヤ電極６の熱は第１アニール用電極２及び第２アニール用電極４の接触部分への熱伝導、大気中への熱伝達、電磁波による熱の散逸である熱輻射によって失われていくからである。しかも、一般的に使用されているワイヤ電極６の直径は、直径０．３［ｍｍ］以下と細いため、その体積に対する表面積の割合が大きく、熱の散逸の度合いが大きい。また、ワイヤ電極６が加熱される周囲環境の、温度や風などにも熱の散逸は影響される。このような理由から、ワイヤ電極６へ与えた熱量と熱容量の関係からワイヤ電極６の温度上昇を正確に推定することは難しい。
　また、熱容量とジュール熱を用いた温度推定では、時間に比例してワイヤ電極６の温度は上昇することになってしまうが、実際にはワイヤ電極６へ供給される熱量とワイヤ電極６から逃げていく熱量が釣り合った温度でワイヤ電極６の温度の上昇は止まる。これを利用すれば、アニール時に一定の電流値を設定しておくことで過度の温度上昇を防ぐことはできるが、温度が上昇して一定になるまでには時間がかかるため、アニール処理に必要な時間が長くなってしまう。さらに、実際には、環境などの影響で温度がどこまで上昇するのかは変化する。このような理由から、アニール時にワイヤ電極６の温度を適切に保つためには、直接ワイヤ電極６の温度を計測する方法が求められる。
　一般的に温度を検知する際には、熱電対といった接触式の温度センサか、放射温度センサといった非接触の温度センサが用いられる。しかしながら、接触式の温度センサでは、ワイヤ電極６そのものの熱容量が非常に小さいため、温度センサの熱容量に温度上昇が影響され、正確な温度を計測することは難しい。一方、非接触式の温度センサを用いる場合は、ワイヤ電極６へ影響を与えることなく温度の計測が可能であるが、装置が比較的高価であることや、ワイヤ電極６の径が微小であることから十分な熱放射量が得られない等の理由から、放電加工機に組み込んで利用するのは難しい。
　これに対し本実施の形態のアニール処理方法では、簡易にワイヤ電極６の温度上昇を推定することが可能な方法を提案する。提案する構成では、ワイヤ電極６の加熱を行う加熱用電源装置８５に、アニール処理中にワイヤ電極６へ通電された電流値と、その際の電圧値を計測するための電流電圧測定部７５が設けられている。また、測定されたこれらの情報は、制御装置８０へと送ることができる様になっている。制御装置８０では、得られた電圧値ｖ［Ｖ］と電流値ｉ［Ａ］から、以下の演算によって電源装置の負荷抵抗値ｒ［Ω］を計算する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
 　抵抗値の計算は随時行うことが可能であるが、電流を流していない状態では０で除する事になり値が無限大となることから、主に通電中に限られる。
　一方、物体の抵抗値と温度には以下の式で示される関係が有ることが知られている。
　　R　=　R0{1+α0(t-t0)}
ここで、RおよびR0はそれぞれ温度tおよびt0での抵抗値、α0[1/℃]は抵抗値に対する温度係数である。この式を変形すると以下の数式(a)のようになる。
　　(R-R0)/R0　=　α0(t-t0)　…数式(a)
即ち、抵抗値RとR0、および温度係数α0が分かれば、温度の変化　t-t0　が分かることになる。
　しかし、上記した数式（３）で求めた抵抗の値を用いてワイヤの温度上昇を算出しようとする場合、温度上昇と抵抗値の増加が、ワイヤの材質固有の温度係数とは一致しないことが多い。この理由としては、数式（３）により求められた負荷抵抗値には、ワイヤの抵抗値の他に、ワイヤとワイヤ電極との間の接触抵抗や、電流電圧測定部や加熱用電源装置の配線抵抗が含まれている為であると考えられる。アニールをおこなうワイヤの長さが数１０ｃｍ程度で直径が０．１～０．３３ｍｍの黄銅のワイヤの抵抗値は０．１～数Ωであるため、例え接触抵抗や配線抵抗が０．１～１Ω程度の値でも、ワイヤの抵抗値と比較して大きな影響を持つことが分かる。さらに、新しく繰り出されるワイヤに対してアニール処理をおこなう度に加熱用電極はワイヤに対して着脱をくり返すため、接触状態は一定とはならない。また、ワイヤの線径が変わったり、ワイヤや加熱用電極の表面に汚れや酸化物などが付着する場合もあるため、接触状態はアニールをおこなう度に変化すると考えられる。
　例えば、仮に接触抵抗を　R-C　、配線抵抗を　RL　、ワイヤの温度上昇による抵抗値の増加を　dr　とおき、ワイヤ自体の常温での抵抗値を　RW　とおく。このとき、
　R0　=　RW　+　RC+　RL、R　=　RW　+　dr　+　RC+　RL　　…数式(b)
と考えられるから、負荷抵抗を用いて温度上昇を推定する場合、数式(a)の左辺は、{(RW　+　dr　+　RC　+　RL)　-　(RW+　RC　+　RL)}　/　(RW　+　RC　+　RL)=　dr　/　(RW　+　RC　+　RL)　となる。即ち、分母に含まれる　RC　や　RL　の値の分だけ温度係数α0と差異が生じることになる。さらに、RWはアニールをおこなう度に変化し、値も大きいため、温度の推定結果に有る一定値の補正をおこなうなどをして影響を取り除くことは難しい。
　このように、変化する接触抵抗や配線抵抗の影響によって温度の推定値が不正確になることを防止するため、以下に述べる方法で演算をおこなって正確なワイヤ温度の上昇値を算出する。
　図２は、本実施の形態のアニール処理の手順の一例を示すシーケンスの図である。アニール処理を開始する前に、まず、アニール用電極２、４間に張られているワイヤ電極６の理論抵抗値Ｒｉｄｅａｌ［Ω］を計算する（ステップＳ１１）。これは、使用するワイヤ電極６の材質、線径、アニール用電極間の長さから計算する事ができる。例えば、ワイヤ電極６の材質が黄銅の場合、その比抵抗の値を約６．３×１０－８［Ω・ｍ］であるとする。仮に線径が直径０．２［ｍｍ］で、長さが２５０［ｍｍ］であるとすると、理論抵抗値は約０．５［Ω］となる。なお、ワイヤ電極６の理論抵抗値の計算は毎回行わず、予め計算もしくは実測しておいた値をリストからワイヤ目標温度を選択するなどしても良い（ステップＳ１２）。また、比抵抗の値も同様に、ワイヤ電極６の種類に応じてリストから選択可能としておくと良い。この計算は、先の説明で述べたワイヤ電極自身の抵抗　RW　の値を求める事に相当する。
　次に、アニール処理を開始し、電流の通電を開始する。このとき、通電開始直後（加熱開始時）の電流、電圧の値から抵抗値Ｒｉｎｉｔ［Ω］を記録する（ステップＳ１３）。なお、ワイヤの接触抵抗値はアニールをおこなう度に変化すると思われるため、Ｒｉｎｉｔの算出および記録はアニールをおこなう度に実施する。通電開始直後であれば、ワイヤ電極６の温度は室温とほとんど同じと考えられることから、これが室温での抵抗値となる。続けて、電流、電圧の値からその時点での抵抗値Ｒ［Ω］を計算し（ステップＳ１４）、これらの値から以下の式を用いて抵抗値の増分ｄＲ［％］を計算する（ステップＳ１５）。Ｒｉｎｉｔ、Ｒにはワイヤ電極の抵抗値に加え、アニール用電極２、４までの配線の抵抗値と、アニール用電極２、４とワイヤ電極６間の接触抵抗が含まれることになる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　Ｒ－Ｒｉｎｉｔが、計算された抵抗値の内のワイヤ電極６における抵抗値増加量を表している。Ｒｉｎｉｔの値を保持し計算に用いることで、アニール処理毎に変動が見こまれる接触抵抗の影響を排除することが出来る。ここで、ｄＲの計算式に於いて、分母にＲｉｄｅａｌを用い、Ｒｉｎｉｔを用いないのは、電流と電圧の値から計算した抵抗値Ｒには、ワイヤ電極６自身の抵抗値以外の他、電源から電極への配線やワイヤ電極６と電極間の接触抵抗などが含まれるため、ｄＲの値がワイヤ電極６の温度上昇を正確に表さなくなることを避けるためである。配線や接触部の抵抗値の大きさは小さいが、ワイヤ電極６の抵抗値も線径が太くなるにつれて小さくなって行くため無視できなくなる。このため、抵抗増分の分母となるワイヤ電極６の抵抗値には理論抵抗値Ｒｉｄｅａｌを用いる。ＲおよびＲｉｎｉｔを数式(b)におけるRおよびR0と考え、ＲｉｄｅａｌをRWと考えると、数式（４）は、ｄＲ　=　{(RW+　dr　+　RC　+　RL)　-　(RW　+　RC　+　RL)}　/　RW　×１００　=　dr　/　RW×１００　で表され、ワイヤ電極自身の抵抗値の増加を算出する事が可能になる。これにより、配線抵抗や、変動する接触抵抗の影響を取り除いて正確にワイヤの抵抗値の増加割合を算出することが可能になる。なお、Ｒｉｄｅａｌを用いる代わりに、電源からワイヤ電極までの抵抗値Ｒｂａｓｅを予め計測しておき、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
 を用いて計算を行っても良い。ただし、この際は接触抵抗が、ワイヤ電極の線径、線種や、アニール処理試行毎にばらつく影響が含まれることになる為、精度は落ちることになる。
　導体の比抵抗は温度によって変化し、増加する。このため、計算したｄＲの値も、通電によりワイヤ電極６の温度が上昇するにつれて増加していく。例えば、上記非特許文献１の図５３によれば、２２．４％冷間加工のままの６５／３５黄銅の比抵抗は、約７．５×１０－１１［Ω・ｍ／℃］の温度係数αをもっており、その値は約２０℃を基準とすると、温度Ｔ℃に対して７．４×１０－８＋α　(　Ｔ－２０　)で表される。これから、抵抗値は約０．１［％／℃］変化する事になる。つまり、ｄＲ／０．１＋室温の値をワイヤ温度とみなすことができる。比抵抗及び、比抵抗の温度係数は、ワイヤ電極６の種類に応じて選択可能にしておくことで、多種多様なワイヤ電極６に対して温度を推定することが可能になる（ステップＳ１６）。そして、例えば、目標温度と推定温度との差から電流もしくは電圧を調整し（ステップＳ１７）。これを、アニール処理（加熱処理）が終了するまで繰り返す（ステップＳ１８）。なお、理論抵抗値Ｒｉｄｅａｌの値を用いて数式(a)からワイヤ温度上昇を算出する際に、単純に実測した負荷抵抗値R0の代わりにＲｉｄｅａｌを用い、
（Ｒ-Ｒｉｄｅａｌ)/Ｒｉｄｅａｌ
によって数式(a)の左辺を算出することも考えられる。しかし、実際にはこの方法では十分に精度を高めることは出来ない。なぜならば、Ｒ=　RW　+　dr　+　RC　+　RL　であり、Ｒｉｄｅａｌ　=　RW　とすると、
（Ｒ-Ｒｉｄｅａｌ)/Ｒｉｄｅａｌ=　(dr　+　RC　+　RL)/　RW
となるため、数式(a)からワイヤ温度上昇を算出する際に接触抵抗や配線抵抗の影響を受けることになるためである。
　以上の説明した手順により、通電中のワイヤ電極６の温度を推定することが可能となる。この方法を用いれば、例えば、一定の電流値でワイヤ電極６を加熱する際に、目標温度に到達した時点で通電を終了させて温度の上がりすぎを防ぐことや、逆に、アニール処理中に電流量の不足や周囲からの過度の冷却によってワイヤ電極６が目標の温度に到達できなかったことなどを検知することが可能となる。また、電流量をアニール処理中に変えることで、例えば、通電開始直後は大電流を流して加熱量を増し、ワイヤ電極６が目標温度に到達するまでの所要時間を短縮したり、図２に示すアニール処理シーケンスのように、目標温度に到達後は電流量を調整して一定温度を所定時間保持したりすることで、ワイヤ電極６に対して均一なアニール処理を行うなど、様々な制御が可能になる。これによって、風等の周囲環境からの外乱がある条件下に於いても、確実なアニール処理を行うことができ、ワイヤ電極６の真直性の向上や、温度の上がりすぎによりワイヤ電極６の強度の損失の防止、アニール処理時間の短縮といった効果を図ることができる。
　以上にように、本実施の形態のワイヤ電極アニール処理方法によれば、ワイヤ電極６を通電することによって加熱させる加熱用電源装置８５からの電流値と電圧値を計測し、計測した電流値で電圧値を除することで負荷抵抗値を計算し、加熱開始直後からの負荷抵抗値を基準とした負荷抵抗値の増加量と、推定したワイヤ電極自体の常温での抵抗値からワイヤ電極の抵抗値増分を計算し、予め設定したワイヤ電極の比抵抗及び比抵抗の温度係数に基づいてワイヤ電極の温度上昇値を推定し、推定した温度上昇値に基づいてワイヤ電極への通電状態を制御する。これにより、加熱用電源装置８５からの電流値と電圧値の計測と、それに基づく演算という簡単な方法によって、アニール処理中のワイヤ電極６の温度を正確に検知することが可能になり、アニール処理を適切な温度で行うことが可能になるので、曲がり癖のついたワイヤ電極の真直性を向上させたり、アニール処理に要する時間を短縮させたりすることが可能になる。
　また、本実施の形態のワイヤ放電加工機１００によれば、ワイヤ電極６に電力を供給することによって加熱する加熱用電源装置８５と、ワイヤ電極６に通電する電流値と電圧値を計測して出力する電流電圧測定部７５と、計測した電流値で電圧値を除することで負荷抵抗値を計算し、加熱開始直後からの負荷抵抗値を基準とした負荷抵抗値の増加量と、推定したワイヤ電極６自体の常温での抵抗値とからワイヤ電極６の抵抗値増分を計算し、予め設定したワイヤ電極６の比抵抗及び比抵抗の温度係数に基づいてワイヤ電極６の温度上昇値を推定する推定部６５と、推定した温度上昇値に基づいてワイヤ電極６への通電状態を制御する制御部７０と含んで構成されている。そのため、アニール処理中のワイヤ電極６の温度を正確に検知でき、アニール処理を適切な温度で行うので、曲がり癖のついたワイヤ電極を容易に真直にすることができ、アニール処理に要する時間を短縮することが可能になる。
実施の形態２．
　ワイヤ電極６のアニール処理の際には、ワイヤ電極６の温度上昇に伴って熱膨張が生じ、ワイヤ電極６が伸びてたるみが生じる。たるんだ状態でアニール処理を行うと十分な真直化が為されないため、アニールを行う際にはワイヤ電極６にテンションを与えて引っ張り、常に真っ直ぐな状態に保つ必要がある。これは、例えば図１中で、ワイヤ電極６をピンチローラ５で挟んで固定し、テンション設定ローラ１によってワイヤ電極６へテンションをかけることによって行われる。更に、ワイヤ電極６を引っ張って延ばし、真直性を高めたり、細くして穴を通しやすくしたりする等の処理が行われる。
　このワイヤ電極６の引き延ばしが行われてワイヤ電極６の長さが伸びても、第１、第２アニール用電極２、４間の距離は変わらないが、ワイヤ電極６の断面積が減少するとその分抵抗が増加する。例えば、引き延ばしによってワイヤ電極６の長さＬがα倍のαＬになったとする。このとき、引き延ばした際にもワイヤ電極６の体積は一定であるはずなので、ワイヤ電極６の引き延ばす前の半径をｒ、引き延ばし後の半径をｒ’とすると、次の関係が成り立つ。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
 　次に、引き延ばし後のワイヤ電極６の抵抗値Ｒ’は次の式の様になる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
　ワイヤ電極６の長さは引き延ばされてαＬになっているが、ここで問題にしている抵抗値は第１、第２アニール用電極２、４間のワイヤ電極６の抵抗値なので、計算に用いる長さはＬのままである。引き延ばし前の抵抗値Ｒは、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
 であるから、Ｒ’はＲを用いて次の様に表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000010
　このことから、ワイヤ電極６の引き延ばしによってワイヤ電極６の長さがβ倍になった際には、抵抗値もβ倍になることが分かる。ワイヤ電極６がどれだけ伸びたのかについては、例えばテンション設定ローラ１がどれだけ回転したかによって測ることが可能である。このことから、加熱用電源の電流と電圧の値から計算されるワイヤ電極６の抵抗増加には、比抵抗の増加に加えて、伸び量に相当する抵抗の増加が含まれていることが分かる。このため、ワイヤ電極６の引き延ばしを行う際には、その際の伸び量を同時に計測し、その値を元に抵抗値の増分に補正をかけると、温度の上昇をより正確に検知することができる。例えば、ワイヤ電極６に５％の伸びが生じた際には、ｄＲを１．０５で除した値を用いて温度の推定を行うなどすれば良い。
　以上のように、この実施の形態のワイヤ電極アニール処理方法によれば、アニール処理中のワイヤ電極６に対して張力を設定し、アニール処理時のワイヤ電極６の伸びを検知し、検知した伸び量に基づいてワイヤ電極６の断面積の減少を推定し、これに基づいたワイヤ電極６の抵抗値の増加量を算出し、この増加量を用いて、ワイヤ電極６の温度の推定値の補正を行う。そのため、ワイヤ電極６の伸びによる抵抗値の増加を推定し、この増加分を温度による増加分から除くことで、抵抗値増加による温度推定をより正確に行うことができる。
実施の形態３．
　加熱時には熱膨張によってワイヤ電極６に熱伸びが生じているが、この値は膨張率から算出できる。例えば黄銅の膨張率は約１．８×１０－５［１／℃］であり、１００℃の温度上昇につき約０．１８％の熱伸びとなる。実施の形態２において、アニール処理中にワイヤ電極６のたるみを生じない様にテンション設定ローラ１でワイヤ電極６を引っ張っている際に、テンション設定ローラ１の回転量からワイヤ電極６の伸びの量を知ることができるが、この伸びの量にはワイヤ電極６への張力によってワイヤ電極６を引き伸ばし、塑性変形をさせた伸び量の他に、ワイヤ電極６が加熱によって温度上昇した結果生じた熱伸びが含まれている。実施の形態２では、生じた伸びの量をすべて引き伸ばしによって生じた塑性変形として扱ったが、実際には熱伸び量も含まれており、すべて引き伸ばしによる塑性変形として扱うと過剰に線径が細くなったという仮定の下で、より抵抗値Ｒ’を大きく算出してしまう可能性がある。
　図３は、ワイヤの伸びによる補正を行う場合のアニール処理のシーケンスの一例を示した図である。なお、図２に示す実施の形態１のシーケンスと同様な場合の部分には、同様の符号を付し、その説明を省略する。本実施の形態は、上記問題を解消するために、例えばまず、測定した伸びをすべて引き伸ばしによる塑性変形として抵抗値Ｒ’を算出し、この値を基にｄＲから温度の推定値を算出する。次に、推定した温度の時の熱伸び量を算出して（ステップＳ２１）、計測したワイヤ電極６の伸び量から熱伸び量を除いた伸びの値を用い（ステップＳ２２）、再度Ｒ’を計算し（ステップＳ２３）、この値を基にｄＲを算出し、温度の推定値を再度計算し直す（ステップＳ２４）。この計算は温度推定値がある程度変化しなくなるまで繰り返し行う（ステップＳ２５）ようにしても良い。これによって、より精度の高い温度推定が可能になる。
　本実施の形態によれば、推定したワイヤ電極６の温度からワイヤ電極６の熱膨張による伸びを算出し、その熱膨張による伸びの長さをアニール処理時の伸び量より減じてから、ワイヤ電極６の伸びによる抵抗増加の補正を行うので、ワイヤ電極６の伸びによる抵抗値増加の補正を行う際に、ワイヤ電極６の熱伸びの分は除いて引っ張りによる伸びだけを温度上昇の補正に用いることで、温度上昇の推定の精度を上げることができる。
実施の形態４．
　比抵抗や比抵抗の温度係数の値は、ある温度下の物体の抵抗値や、その抵抗値が温度に対してどれだけ変化するかということを表している。これは、ある体積をもった物体に対しての値であるので、温度変化による膨張、伸びといった形状変化を含んだ値と考えられる。一方、ワイヤ放電加工機１００においては、加熱対象であるワイヤ電極６は加熱によって伸張するが、加熱を行うための電流をワイヤ電極６へ通電する電極間の距離は加工機本体に固定されているために一定で、加熱による伸びには追従しないことが一般的である。このため、加熱の際にワイヤ電極６に熱伸びが生じると、ワイヤ電極６の端部は通電を行う区間から徐々に外れていく事になる。実施の形態１で述べた様に、電極間の電圧と電流からワイヤ電極の抵抗値を測る場合、温度が上昇してから計測したワイヤ電極６の長さは、加熱直後のほぼ常温に近い状態で計測したワイヤ電極６よりも熱伸びの分だけ短い長さを計測した事になる。もし熱伸びによって実際に計測しているワイヤ電極６の長さが短くなることを考慮しない場合、抵抗値の増加が少なめに算出され、結果、温度上昇が少なく見積もられる。
　これを避けるためには、実施の形態１～３で述べた方法によって温度を推定後、その温度とワイヤ電極材質の膨張率からワイヤ電極６の熱伸び量を推定し、この熱伸び量を用いてワイヤ電極６の抵抗値Ｒを補正すればよい。例えば、黄銅ワイヤ電極の場合、温度が２００℃上昇すると、ワイヤ長は約０．３６％伸びると考えられるから、算出した抵抗値Ｒに０．３６％分の抵抗値を加えた値が本来の抵抗値であると考えられる。もしくは、基準となるワイヤ電極６の抵抗値Ｒｉｄｅａｌか、Ｒｉｎｉｔ－Ｒｂａｓｅの値を伸びの分だけ減じた値を用いてｄＲを計算する事も考えられる。ただし、Ｒｉｎｉｔにはワイヤ電極６の抵抗値の他に、接触抵抗や配線抵抗も含まれていると考えられるので、これについて伸びの分の補正を行うことは出来ない。
　本実施の形態によれば、推定したワイヤ電極６の温度と予め設定した膨張率を基にワイヤ電極６の温度上昇による熱伸び量を推定し、この熱伸び量の値を基に推定したワイヤ電極６の抵抗値増分を補正するので、ワイヤ電極６の熱伸びにより抵抗を測定するワイヤ電極長が実質的に短くなっていることを補正することで、より正確な温度推定が可能になる。
実施の形態５．
　黄銅ワイヤ電極には一般的によく使用されるワイヤ（ハードワイヤ）の他に、ソフトワイヤと呼ばれる比較的柔らかいものがある。両者の差は伸線加工後の熱処理の差によって生じる。上記非特許文献１の図５３をみると、冷間加工のままと焼き鈍しをおこなった黄銅では、同一組成でも電気抵抗（比抵抗）が異なることが示されている。また、焼き鈍しを行ったものの値はほぼ同じであるのに対し、冷間加工のままの場合には、電気抵抗の値は焼き鈍しされたものより大きく、かつ、温度係数の値は小さいことが分かる。さらに、両者の値は温度が上昇するにつれて近づいて行き、およそ４００℃付近で一致すると予想される。両者の値が近づくのは、冷間加工のままのものの温度を上げることは、焼き鈍しを施していることに近い意味を持つためと考えられる。
　このように本実施の形態によれば、黄銅ワイヤの場合、ハードワイヤの場合とソフトワイヤの場合では、用いる比抵抗と温度係数の値を別にし、ハードワイヤの場合は冷間加工のままの場合の値を、ソフトワイヤの場合は焼き鈍し後の値を用いることで、上述した様な温度の推定が可能になる。また、ハードワイヤの場合は、温度が４００℃前後で比抵抗の温度係数の値を焼き鈍し後の値に切り替えることで、それ以上での温度での温度の推定をより正確にすることが可能になる。
　以上のように、本発明にかかるアニール処理方法は、工作物とワイヤ電極との間に放電現象を発生させて、工作物の加工を行うワイヤ放電加工機のアニール処理方法に有用であり、特にワイヤ電極の所定の２点に一対の電極を配置し、ワイヤ電極に張力を与えた状態で電極を介して電流を流しワイヤ電極を加熱して、２点間の曲がり癖を矯正するワイヤ放電加工機のアニール処理方法に適している。
　１　テンション設定ローラ
　２　第１アニール用電極
　３　第１切断用電極
　４　第２アニール用電極（第２切断用電極を兼ねる）
　５　ピンチローラ
　６　ワイヤ電極
　７　上部ガイドブロック
　８　下部ガイドブロック
　９　下部ローラ
　１０　回収部ローラ
　６０　記憶部
　６５　推定部
　７０　制御部
　７５　電流電圧測定部
　８０　制御装置
　８５　加熱用電源装置
　１００　ワイヤ放電加工機

Claims (8)

  1. 　工作物とワイヤ電極との間に放電現象を発生させて工作物の加工を行うワイヤ放電加工機の、前記ワイヤ電極の所定の２点に一対のアニール用電極を配置し、前記ワイヤ電極に張力を与えた状態で前記アニール用電極を介して電流を流し前記ワイヤ電極を加熱して、前記２点間の曲がり癖を矯正するワイヤ放電加工機のアニール処理方法において、
    　前記ワイヤ電極に通電することによって加熱する加熱用電源装置からの電流値と電圧値を計測し、計測した電流値で電圧値を除することで負荷抵抗値を計算し、加熱開始直後の負荷抵抗値を基準とした負荷抵抗値の増加量と、前記ワイヤ電極自体の常温での抵抗値から前記ワイヤ電極の抵抗値増分を計算し、予め設定した前記ワイヤ電極の比抵抗及び比抵抗の温度係数に基づいて前記ワイヤ電極の温度上昇値を推定し、
    　推定した温度上昇値に基づいて前記ワイヤ電極への通電状態を制御する
    　ことを特徴とするワイヤ電極アニール処理方法。
  2. 　加熱開始直後の負荷抵抗値Ｒｉｎｉｔ、加熱中の負荷抵抗値Ｒ、およびワイヤ電極自体の常温での理論抵抗値Ｒｉｄｅａｌに基づいて、（Ｒ－Ｒｉｎｉｔ）をＲｉｄｅａｌで除した比率を前記ワイヤ電極の抵抗値増分として用いる
    　ことを特徴とする請求項１に記載のワイヤ電極アニール処理方法。
  3. 　加熱開始直後の負荷抵抗値Ｒｉｎｉｔ、加熱中の負荷抵抗値Ｒ、および予め決定しておいた配線の抵抗値Ｒｂａｓｅに基づいて、（Ｒ－Ｒｉｎｉｔ）を（Ｒｉｎｉｔ－Ｒｂａｓｅ）で除した比率を前記ワイヤ電極の抵抗値増分として用いる
    　ことを特徴とする請求項１に記載のワイヤ電極アニール処理方法。
  4. 　アニール処理中の前記ワイヤ電極に対して張力を設定し、アニール処理時の前記ワイヤ電極の伸びを検知し、検知した伸び量に基づいてワイヤ電極の断面積の減少を推定し、これに基づいた前記ワイヤ電極の抵抗値の増加量を算出し、この増加量を用いて、ワイヤ電極の温度の推定値の補正を行う
    　ことを特徴とする請求項１に記載のワイヤ電極アニール処理方法。
  5. 　推定した前記ワイヤ電極の温度からワイヤ電極の熱膨張による伸びを算出し、その熱膨張による伸びの長さをアニール処理時の伸び量より減じてから、ワイヤ電極の伸びによる抵抗増加の補正を行う
    　ことを特徴とする請求項４に記載のワイヤ電極アニール処理方法。
  6. 　推定した前記ワイヤ電極の温度と予め設定した膨張率を基にワイヤ電極の温度上昇による熱伸び量を推定し、この熱伸び量の値を基に推定した前記ワイヤ電極の抵抗値増分を補正する
    　ことを特徴とした請求項１に記載のワイヤ電極アニール処理方法。
  7. 　前記ワイヤ電極として黄銅を用いる際、ハードワイヤとソフトワイヤとで用いる比抵抗と温度係数の値を別にし、ハードワイヤの場合は冷間加工のままの場合の値を用い、ソフトワイヤの場合は焼き鈍し後の値を用いるとともに、ハードワイヤを使用する際は、推定温度が３５０℃～４５０℃の範囲のいずれかで、用いる比抵抗の温度係数の値を焼き鈍し後の値に切り替える
    　ことを特徴とした請求項１から６のいずれか１項に記載のワイヤ電極アニール処理方法。
  8. 　工作物とワイヤ電極との間に放電現象を発生させて工作物の加工を行うとともに、前記ワイヤ電極の所定の２点に一対のアニール用電極を配置し、前記ワイヤ電極に張力を与えた状態で前記アニール用電極を介して電流を流し前記ワイヤ電極を加熱して、前記ワイヤ電極の前記２点間の曲がり癖を矯正するワイヤ放電加工機において、
    　前記ワイヤ電極に電力を供給することによって加熱する加熱用電源装置と、
    　前記ワイヤ電極に通電する前記加熱用電源装置からの電流値と電圧値を計測する電流電圧測定部と、
    　計測した電流値で電圧値を除することで負荷抵抗値を計算し、加熱開始直後の負荷抵抗値を基準とした負荷抵抗値の増加量と、前記ワイヤ電極自体の常温での抵抗値とから前記ワイヤ電極の抵抗値増分を計算し、予め設定したワイヤ電極の比抵抗及び比抵抗の温度係数に基づいて前記ワイヤ電極の温度上昇値を推定する推定部と、
    　推定した温度上昇値に基づいて前記ワイヤ電極への通電状態を制御する制御部と、
    　を備えたことを特徴とするワイヤ放電加工機。
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US13/885,716 US9433035B2 (en) 2010-11-19 2011-11-14 Wire electrode annealing processing method and wire electric discharge machining device
DE112011103824.0T DE112011103824B4 (de) 2010-11-19 2011-11-14 Drahtelektrodenanlassbearbeitungsverfahren und Drahtelektroerodierbearbeitungsvorrichtung
JP2012544243A JP5474214B2 (ja) 2010-11-19 2011-11-14 ワイヤ電極アニール処理方法及びワイヤ放電加工機
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5950265B1 (ja) * 2015-10-11 2016-07-13 マグネデザイン株式会社 磁性ワイヤ熱処理装置および磁性ワイヤ熱処理方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10018660B2 (en) 2014-06-12 2018-07-10 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Output resistance testing structure
JP5783653B1 (ja) * 2014-07-25 2015-09-24 株式会社ソディック ワイヤカット放電加工装置
CN109471405B (zh) * 2018-12-13 2024-03-19 重庆龙煜精密铜管有限公司 退火炉加热管电流监控改造装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54141490A (en) * 1978-04-27 1979-11-02 Mitsubishi Electric Corp Wire-cut electric discharge machining method and device
JPH054125A (ja) * 1991-06-28 1993-01-14 Furukawa Electric Co Ltd:The ワイヤ放電加工機
JPH05177443A (ja) * 1991-12-27 1993-07-20 Sumiden Fine Kondakuta Kk 放電加工用電極線の製造方法
JP2000094225A (ja) * 1998-09-22 2000-04-04 Seibu Electric & Mach Co Ltd ワイヤ放電加工機
JP2003094253A (ja) * 2001-09-27 2003-04-03 Brother Ind Ltd ワイヤ放電加工機、ワイヤ放電加工機の制御方法およびワイヤ放電加工機制御用プログラム
JP2003094254A (ja) * 2001-09-27 2003-04-03 Brother Ind Ltd ワイヤ放電加工機およびアニール処理方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5721230A (en) * 1980-07-04 1982-02-03 Inoue Japax Res Inc Positioning method in wire cut electric discharge processing
US4474825A (en) 1982-03-08 1984-10-02 Northern Telecom Limited Monitoring temperature of wire during heating
JPH0357953A (ja) 1989-07-26 1991-03-13 Sumitomo Metal Ind Ltd 超音波探傷装置の回転体スケール取除き方法
JPH0631536A (ja) 1992-07-21 1994-02-08 Fanuc Ltd ワイヤ放電加工機のワイヤ温度計測方法
JP3057953B2 (ja) 1993-02-25 2000-07-04 株式会社ソディック ワイヤカット放電加工装置
JPH0741472A (ja) 1993-07-29 1995-02-10 New Japan Chem Co Ltd フェノール類のトリメリット酸エステル酸無水物の製造方法
JP2003285227A (ja) * 2002-03-28 2003-10-07 Brother Ind Ltd ワイヤ放電加工機及びその制御方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54141490A (en) * 1978-04-27 1979-11-02 Mitsubishi Electric Corp Wire-cut electric discharge machining method and device
JPH054125A (ja) * 1991-06-28 1993-01-14 Furukawa Electric Co Ltd:The ワイヤ放電加工機
JPH05177443A (ja) * 1991-12-27 1993-07-20 Sumiden Fine Kondakuta Kk 放電加工用電極線の製造方法
JP2000094225A (ja) * 1998-09-22 2000-04-04 Seibu Electric & Mach Co Ltd ワイヤ放電加工機
JP2003094253A (ja) * 2001-09-27 2003-04-03 Brother Ind Ltd ワイヤ放電加工機、ワイヤ放電加工機の制御方法およびワイヤ放電加工機制御用プログラム
JP2003094254A (ja) * 2001-09-27 2003-04-03 Brother Ind Ltd ワイヤ放電加工機およびアニール処理方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5950265B1 (ja) * 2015-10-11 2016-07-13 マグネデザイン株式会社 磁性ワイヤ熱処理装置および磁性ワイヤ熱処理方法
JP2017071846A (ja) * 2015-10-11 2017-04-13 マグネデザイン株式会社 磁性ワイヤ熱処理装置および磁性ワイヤ熱処理方法

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