(57)【要約】【課題】ユーザ利便性を向上させるとともに、加工精度をも向上させたワイヤ放電加工装置を提供すること。【解決手段】ワークから中子（被くり抜き部分）を除去するワイヤ放電加工装置に、放電加工後に中子を一方向から（例えば液体を噴射するなどして）押圧する押圧手段と、放電加工後に中子がワークから除去されたか否かを（例えばプローブなどを利用して）確認する確認手段とを備える。被くり抜き形状とイニシャルホールの位置とからコアレス放電加工が選択された場合には、押圧手段による中子への押圧は禁止され、分割放電加工が選択された場合には、複数の中子の各々が生成されるごとに押圧手段による押圧と確認手段による確認が行われる。【選択図】図２
2010155301.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工対象物の一部分を除去するワイヤ放電加工装置であって、
放電加工後に前記一部分を一方向から押圧する押圧手段と、
放電加工後に前記一部分が前記加工対象物から除去されたか否かを確認する確認手段と、
を有することを特徴とするワイヤ放電加工装置。
【請求項２】
請求項１記載のワイヤ放電加工装置であって、
前記一部分がコアレス放電加工により前記加工対象物から除去されるときには、前記押圧手段による前記一部分への押圧を禁止する禁止手段を更に有する、
ことを特徴とするワイヤ放電加工装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載のワイヤ放電加工装置であって、
前記一部分が分割放電加工により前記加工対象物から前記一部分を分割して成る複数の細分化部分ごとに除去されるとき、前記押圧手段に前記複数の細分化部分のうちの一の細分化部分が生成されるたびに当該一の細分化部分を一方向から押圧させるとともに、前記確認手段に前記複数の細分化部分のうちの一の細分化部分が生成されるたびに当該一の細分化部分が前記加工対象物から除去されたか否かを確認させる制御手段を更に有する、
ことを特徴とするワイヤ放電加工装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項記載のワイヤ放電加工装置であって、
前記押圧手段は、前記確認手段により前記一部分又は前記一の細分化部分が前記加工対象物から除去されていないと判断されたときに、前記一部分又は前記一の細分化部分を一方向から押圧する、
ことを特徴とするワイヤ放電加工装置。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれか一項記載のワイヤ放電加工装置であって、
前記確認手段は、前記押圧手段により前記一部分又は前記一の細分化部分が一方向から押圧された後、前記一部分又は前記一の細分化部分が前記加工対象物から除去されたか否かを確認する、
ことを特徴とするワイヤ放電加工装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項記載のワイヤ放電加工装置であって、
前記押圧手段は、前記一部分又は前記一の細分化部分に一方向から液体を噴射することによって前記一部分又は前記一の細分化部分を一方向に押圧する、
ことを特徴とするワイヤ放電加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、ワイヤ放電加工装置に係り、特に、ユーザ利便性を向上させるとともに、加工精度をも向上させたワイヤ放電加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属材料を複雑な形状を有する部品（例えば、金属金型など）に加工する方法としてワイヤ放電加工が知られている。
【０００３】
ワイヤ放電加工では、ワイヤ電極をワークに対して配置し、あらかじめ設定した加工パスに沿ってワイヤ電極を移動させることによって、ワイヤ電極が通過した部分を除去する。
【０００４】
ワイヤ放電加工では、加工パスが除去部分（被くり抜き部分）の輪郭を通過するように設定されている場合には、放電加工後に加工パスで囲まれた部分が中子となり、この中子を、ワークから除去する必要がある。
【０００５】
従来、中子の除去方法としては、自重で落下させる方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１０５２３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１に開示された従来方法では、中子の側面がワークの表面に対して傾斜している場合等には、中子がワークに引っ掛かり、自重で落下しない可能性がある。
【０００８】
そのため、オペレータは、逐一、中子が完全に落下したか、或いは、ワークに引っ掛かって落下していないか、を目視で確認する必要があった。
【０００９】
また、ワークに引っ掛かって自重落下していない場合には、ユーザが手動で中子を取り除く必要があった。
【００１０】
このような確認作業や手動での中子除去作業が毎回のように必要となると、ユーザにとって手間であるとともに、人に依存した判断ミスや作業ミスが発生して加工精度が劣化するおそれもある。
【００１１】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、ユーザ利便性を向上させるとともに、加工精度をも向上させたワイヤ放電加工装置を提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するための本発明の一態様は、加工対象物（例えばワークなど）の一部分（被くり抜き部分、すなわち中子）を除去するワイヤ放電加工装置であって、１）放電加工後に上記一部分を一方向から押圧する押圧手段と、２）放電加工後に上記一部分が上記加工対象物から除去されたか否かを（例えば、弾性部材で形成され上下動可能なプローブなどを利用して）確認する確認手段とを有するワイヤ放電加工装置である。
【００１３】
上記一態様において、上記ワイヤ放電加工装置は、更に、上記一部分がコアレス放電加工により上記加工対象物から除去されるときには、上記押圧手段による上記一部分への押圧を禁止する禁止手段を有することが好ましい。
【００１４】
また、上記一態様において、上記ワイヤ放電加工装置は、更に、上記一部分が分割放電加工により上記加工対象物から上記一部分を分割して成る複数の細分化部分ごとに除去されるとき、上記押圧手段に上記複数の細分化部分のうちの一の細分化部分が生成されるたびに当該一の細分化部分を一方向から押圧させるとともに、上記確認手段に上記複数の細分化部分のうちの一の細分化部分が生成されるたびに当該一の細分化部分が上記加工対象物から除去されたか否かを確認させる制御手段を有することが好ましい。
【００１５】
さらに、上記一態様においては、Ａ）上記押圧手段が、上記確認手段により上記一部分又は上記一の細分化部分が上記加工対象物から除去されていないと判断されたときに、上記一部分又は上記一の細分化部分を一方向から押圧するように構成されてもよく、或いは、Ｂ）上記確認手段が、上記押圧手段により上記一部分又は上記一の細分化部分が一方向から押圧された後、上記一部分又は上記一の細分化部分が上記加工対象物から除去されたか否かを確認するように構成されてもよい。
【００１６】
上記一態様によれば、中子が自重落下しない場合であっても押圧手段により中子を落下させる（加工対象物から分離させる）ことができ、且つ、中子が完全に落下したことを確認手段により確認できるため、ユーザが目視で中子が落下したか否かを確認したり、引っ掛かって自重落下していない中子を手動で取り除いたりする必要がなく、ユーザ利便性が大幅に向上する。
【００１７】
また、上記一態様によれば、中子を完全に落下させるまでに人による判断や作業が入らないことから、ヒューマンエラーの発生によって加工精度が劣化することもなく、精度良い加工を継続的に実施することができる。
【００１８】
なお、上記一態様において、上記押圧手段は、例えば、上記一部分又は上記一の細分化部分に一方向から液体（例えば水など）を噴射することによって上記一部分又は上記一の細分化部分を一方向に押圧するように構成される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ユーザ利便性を向上させるとともに、加工精度をも向上させたワイヤ放電加工装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。
【実施例】
【００２１】
図１は、本発明の一実施例に係るワイヤ放電加工方法を実現するワイヤ放電加工装置１の構成を模式的に示す図面である。
【００２２】
ワイヤ放電加工装置１は、加工槽２と、加工槽２の上方に配置された上ガイド４と、加工槽２の中に配置された下ガイド６と、各部品の作動を制御するためコンピュータ等を有する制御装置（図示せず）を備えている。加工槽２は、脱イオン水又は油が収容されている。加工槽２内の脱イオン水又は油の中に、ワーク８を固定する固定治具１０が配置されている。
【００２３】
上ガイド４と下ガイド６の間には、ワイヤ１２がワーク８の表面に対して垂直な方向に延びるように結線される。このため、上ガイド４と下ガイド６には、ワイヤ１２が通る開口部が形成されている。
【００２４】
ワイヤ１２は、例えば、銅、黄銅、タングステン、又は黄銅を亜鉛めっきしたもの、などを材料とし、その直径は、例えば、０．０３〜０．３ミリメートルである。
【００２５】
ワイヤ１２は、図示しない供給リールからワイヤ送り機構によって上ガイド４から下ガイド６に向かって供給される。
【００２６】
ワイヤ放電加工装置１の上ガイド４及び下ガイド６は、後述する加工パスに沿って移動可能に構成されている。上ガイド４及び下ガイド６は、個別に移動させることができるように構成することも可能である。
【００２７】
図２に示すように、ワイヤ放電加工装置１の上ガイド４は、脱イオン水タンクと接続されたノズル１４を備えている。ノズル１４は、水を噴射して中子を下方に押圧し、中子をワーク８から落下させるように構成されている。変形例として、水以外の流体の噴射や、或いはプッシュロッドなどの部材によって、中子を上方から押圧して落下させるように構成することも可能である。
【００２８】
さらに、ワイヤ放電加工装置１の上ガイド４は、弾性部材で形成され上下動可能なプローブ１６を備えている。プローブ１６は、中子がワーク８から落下したかどうかを確認するために使用されるものであり、先端がワーク８の下端より下方の位置まで降下可能であり、さらに、ワーク８の下端より下方の位置まで降下したことが検知可能な構成とされている。
【００２９】
ワイヤ放電加工装置１には、例えばＣＡＭ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ａｉｄｅｄ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）ソフトウェアを利用して生成された加工パスデータが入力される。この入力は、例えば、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）などの通信を利用してＣＡＭが動くコンピュータ装置からワイヤ放電加工装置１へ送信されることによって実現されてもよく、或いは、記憶媒体を通じてユーザの手動で実現されてもよい。
【００３０】
加工パス１８は、図３に例示するようなワーク８の除去する部分の外周（輪郭）を通り、加工時に１つの中子２０が形成されるワンパス加工用のパスや、図４に例示するようなワーク８の除去する部分の外周（輪郭）の途中から一旦、始点（イニシャルホール）２２に戻り、その後、除去する部分の外周（輪郭）を通り、加工時に２以上の中子２０ａ、２０ｂが形成される分割加工用のパスや、更には、図５に例示するような除去する部分の全領域を通るいわゆるコアレス加工用のパス、などの種類が存在する。
【００３１】
次に、本実施例に係るワイヤ放電加工方法について説明する。
ＣＡＤを利用して生成されたワーク８の加工形状データに基づいて、ワイヤ放電加工装置１の制御装置に記憶されている形状識別プログラムで、ワーク８から除去すべき部分（除去部分）を決定する。
【００３２】
次いで、除去する部分の形状に基づいて、中子２０を生じる輪郭加工か或いは中子を生じないコアレス加工のいずれかの加工方法が選択される。具体的には、除去部分の大きさが、基準とする所定の大きさ（例えば、ワイヤ放電加工装置１の下ガイド６の開口部の大きさ、など）よりも小さい場合には、コアレス加工が選択される。他方、除去部分の大きさが上記所定の大きさ以上の場合は、中子２０を生じる輪郭加工が選択される。
【００３３】
中子を生じる輪郭加工が選択されたときには、ワンパス加工又は分割加工のいずれの加工方法を用いるかが選択される。このステップでは、加工パスがイニシャルホールに干渉する場合には分割加工を選択し、それ以外の場合にはワンパス加工を選択する。
【００３４】
ワンパス加工と分割加工の選択ステップにおいては、まず、除去部分（中子２０）領域内にイニシャルホール２２を設定する。次いで、図６に示すようにイニシャルホール２２の中心又は重心を点Ｏとし、点Ｏを通る直線１1と加工パス１８の辺又は頂点との交点のうち、直線ｌ1の半径方向ＯＲ1又はＯＲ2に向って最も近い辺又は頂点との交点をそれぞれＰ1、Ｐ2とする。次いで、イニシャルホール１の直径Ｒ1Ｒ2に「ワイヤ加工代分とワイヤ半径分」ａを加えた「Ｒ1Ｒ2＋２ａ」の大きさと、距離Ｐ1Ｐ2との大きさを比較する。別の直線ｌ3についても同様に、「Ｒ3Ｒ4＋２ａ」の大きさと、距離Ｐ3Ｐ4の大きさとを比較し、全ての直線ｌmについてイニシャルホールの直径「ＲmＲm+1＋２ａ」と、最近接の辺又は頂点との交点間の距離ＰmＰm+1との大きさを比較し、全ての直線ｌmについてＲmＲm+1＋２ａ＜ＰmＰm+1が成立する場合にはワンパス加工が選択され、ＲmＲm+1＋２ａ≧ＰmＰm+1となる直線ｌmが存在する場合には、分割加工が選択される。図６に示した一例においては、Ｒ1Ｒ2＋２ａ≧Ｐ1Ｐ2、且つ、Ｒ3Ｒ4＋２ａ＜Ｐ3Ｐ4であるため、分割加工が選択される。
【００３５】
上記はイニシャルホールが円である場合、すなわちＲ1Ｒ2＝Ｒ3Ｒ4の場合について述べたが、Ｒ1Ｒ2とＲ3Ｒ4が異なる（Ｒ1Ｒ2≠Ｒ3Ｒ4）場合も上記と同様の方法で加工パスの選択判断を行うことができる。また、全ての直線ｌmについて「ＲmＲm+1＋２ａ」と「ＰmＰm+1」との大きさの比較を行わずに、ユーザ又はプログラムによって予め選択された直線についてのみ比較を行ってもよい。
【００３６】
分割加工が選択された場合、各点Ｐm（ｍ＝１、２、…）について、「ワイヤ加工代分とワイヤ半径分」ａを考慮に入れたイニシャルホール１の半径「（ＲmＲm+1＋２ａ）／２」（ｍが奇数のとき）又は「（ＲmＲm-1＋２ａ）／２」（ｍが偶数のとき）と、距離ＯＰmの大きさを比較し、ＯＰm≦（ＲmＲm+1＋２ａ）／２（ｍが奇数のとき）又はＯＰm≦（ＲmＲm-1＋２ａ）／２（ｍが偶数のとき）となる点Ｐmを選択し、選択された点Ｐmのうち、加工パス２０上で隣接する２点、例えば図６のＰ1及びＰ3間、Ｐ3及びＰ2間、Ｐ2及びＰ1間で１つのパスを形成するように加工パスを分割する。
【００３７】
分割設定した加工パスに沿って加工を行うと、Ｐ1及びＰ3間、Ｐ3及びＰ2間、Ｐ2及びＰ1間でそれぞれ１つの中子を生じるので、図６に一例として示した形状からは３つの中子が生じることになる。
【００３８】
次いで、設定された位置にイニシャルホール２２が穿孔されたワーク８を、脱イオン水等が入れられた加工槽２内の固定治具１０に固定する。さらに、イニシャルホール２２内をワイヤ１２が通るようにして、上ガイド４と下ガイド６の間をワイヤ１２で結線する。
【００３９】
次いで、設定された加工パスに沿って上下ガイド４、６を移動させることによって、ワーク８内で通電されたワイヤ１２を加工パスに沿って移動させ、ワイヤ放電加工を行う。
【００４０】
コアレス加工が選択されていたときには、ワイヤ１２が除去する部分の全領域を通り、中子が形成されることなくワイヤ放電加工が終了する。
【００４１】
また、ワンパス加工が選択されたときには、ワイヤ１２がワーク８の除去する部分の外周（輪郭）を通り、１つの中子２０が形成されてワイヤ放電加工が終了する。
【００４２】
さらに、分割加工が選択されたときには、ワイヤ１２が、ワーク８の除去する部分の外周（輪郭）の途中から一旦、始点（イニシャルホール）２２に戻り、その後、除去する部分の外周（輪郭）を通る。すなわち、加工時に２以上の中子２０が形成されてワイヤ放電加工が終了する。
【００４３】
また、ワンパス加工が選択された内、斜め穴の加工パスは、中子を自由落下させるための斜めアプローチ／リトラクトパスを選択する。
【００４４】
次いで、上ガイド４と下ガイド６の間に結線されていたワイヤ１２を切断する。
【００４５】
さらに、ワンパス加工及び分割加工の場合には、下ガイド６を、中子２０の下方からずれた位置に、移動させる。次いで、上ガイドのノズル１４から水を中子２０に向けて噴射して中子２０を下方に押圧し、中子２０をワーク８から落下させる。
【００４６】
さらに、プローブ１６を中子２０が除去されて形成された孔部分２０ｃ内に降下させ、中子２０が除去されたか否かを確認する。本実施例では、一例として、プローブ１６の先端が、ワーク８の下端より下方の位置まで降下したことが検知されると、中子が完全に除去されたものと判定する。また、本実施例では、一例として、一穴ごとの位置をＣＡＤから取得してプローブ１６を該当の位置まで移動させた後に動作させている。
【００４７】
なお、分割加工が選択された場合、分割された各パスについてワイヤ放電加工処理により中子が形成されるごとに、上述のワンパス加工が選択された場合と同様の中子除去処理及び中子除去確認処理が逐一実行される。これにより、加工途中で生成された中子が、残りの部分に対するワイヤ放電加工に対して悪影響（例えば、二次放電や、断線など）を与えることが防止される。また、予期せぬタイミングで予期せぬ大きさの中子が生成されてしまうことが防止される。そのような予期せぬ中子が生成されてしまうと、例えば、ワイヤ放電加工装置１の下ガイド６の開口部内に落下してしまう、といった事故が発生し得る。なお、このような事故の発生を、分割加工を選択せず、コアレス加工を選択することによって回避しようとすると、加工時間が大幅に増加することになる。
【００４８】
このように、本実施例によれば、中子が自重落下しない場合であっても、中子に水を噴射することによって中子を落下させ、且つ、中子が完全に落下したことをプローブを用いて確認することができるため、ユーザが目視で中子が落下したか否かを確認したり、引っ掛かって自重落下していない中子を手動で取り除いたりする必要がなく、ユーザ利便性が大幅に向上する。
【００４９】
また、本実施例によれば、被くり抜き形状（中子形状）やイニシャルホールの位置などを自動的に認識して、適切なワイヤ放電加工種類（ワンパス加工、分割加工、又はコアレス加工）を選択し、選択されたワイヤ放電加工種類に応じて適切な中子除去処理及び中子確認処理が自動的に選択され、実行される。より具体的には、分割加工が選択・実行された場合（換言すれば、中子が複数生じる場合）には、１つの中子が生成されるたびに当該中子に対してワンパス加工が選択された場合と同様の中子除去処理及び中子除去確認処理が実行されるとともに、コアレス加工が選択された場合には、中子除去処理及び中子除去確認処理が実行されないように制御される。これにより、本実施例によれば、あらゆる中子形状に対して、人間による判断・作業を介在させることなく、適切なワイヤ放電加工、中子除去処理、及び中子除去確認処理を実行することができる。
【００５０】
さらに、本実施例によれば、中子を完全に落下させるまでに人による判断や作業が入らないことから、人の判断ミスや作業ミスなどのいわゆるヒューマンエラーの発生によって加工精度が劣化することがなく、精度良い加工を継続的に実施することができる。
【００５１】
なお、上記一実施例においては、一例として、中子が完全に除去されたか否かをプローブを用いて確認するものとしたが、当業者には明らかなように、本発明はそのような実施形態に限定されるものではない。
【００５２】
例えば、図７に一例を示すように、上ガイド４に発光部／受光部２４、下ガイド６にリフレクタ２６をそれぞれ配設し、発光部からの光が孔部分２０ｃを通ってリフレクタ２６により反射され、受光部により受光されるように構成することによって、発光部からの光を受光部が受光できたか否かによって中子が完全に除去された否かの判定を行うようにすることも可能である。
【００５３】
また、上記一実施例においては、一例として、ノズルから水を噴射して中子を下方へ落下させてからプローブで中子が除去されたことを確認するものとしたが、当業者には明らかなように、ノズルから水を噴射する前にもプローブによって中子が自重で落下しているか否かを確認するようにしてもよい。
【００５４】
換言すれば、本発明において、中子除去確認処理は、中子除去処理の前後で実行されてもよく、或いは、中子除去処理後のみ実行されてもよく、或いは、中子除去処理前のみ実行されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の一実施例に係るワイヤ放電加工方法を実現するワイヤ放電加工装置の構成を模式的に示す図面である。
【図２】本発明の一実施例に係るワイヤ放電加工装置の上ガイド及び下ガイドの構成を示す模式的な図面である。
【図３】ワンパス加工の加工パスの一例を示す模式的な図面である。
【図４】分割加工パスの一例を示す模式的な図面である。
【図５】コアレス加工の加工パスの一例を示す模式的な図面である。
【図６】ワンパス加工と分割加工の選択ステップを説明する模式的な図面である。
【図７】中子除去の確認を行う他の構成を示す模式的な図面である。
【符号の説明】
【００５６】
１  ワイヤ放電加工装置
２  加工槽
４  上ガイド
６  下ガイド
８  ワーク
１０固定治具
１２  ワイヤ
１６  プローブ
【図１】
2010155301.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2010155301.tif 000008
【図７】
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