(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤ電極によって被加工物の直線加工部およびコーナ加工部をワイヤ放電加工する加工装置と、
前記加工装置を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記被加工物をワイヤ放電加工する際に用いられる加工プログラムであるＮＣデータに基づいて、前記コーナ加工部での加工量に応じた前記コーナ加工部でのコーナ加工速度に関する加工速度情報を算出するコーナ速度演算部と、
前記ワイヤ放電加工のフィードバック制御に用いられる加工速度として、前記ワイヤ放電加工中に測定された前記ワイヤ電極と前記被加工物との間の極間状態に応じた加工速度を、フィードバック加工速度として算出するフィードバック演算部と、
前記加工速度情報および前記フィードバック加工速度に基づいて、前記コーナ加工部を加工する際の前記加工装置の制御に用いる制御加工速度を算出する出力速度演算部と、
を有し、
前記加工速度情報は、前記直線加工部での加工量に応じた前記直線加工部での直線加工速度に対する、前記コーナ加工速度の割合である速度割合であり、
前記出力速度演算部は、前記フィードバック加工速度と前記速度割合とを乗算することによって、前記制御加工速度を算出することを特徴とするワイヤ放電加工装置。
【請求項２】
前記制御装置は、
前記ＮＣデータに基づいて、前記コーナ加工速度の上限値である第１の上限速度を設定する速度上限設定部と、
前記制御加工速度が前記第１の上限速度よりも大きくなる期間では、前記第１の上限速度を前記制御装置に出力するとともに、前記制御加工速度が前記第１の上限速度以下となる期間では、前記制御加工速度を前記制御装置に出力する速度制限部と、
をさらに有し、
前記速度上限設定部は、前記コーナ加工部がワイヤ放電加工される期間のうち、前記速度割合が減少する期間に対しては前記第１の上限速度を減少させ、前記速度割合が一定値である期間および前記速度割合が増加する期間に対しては前記第１の上限速度を前記直線加工速度の上限値である第２の上限速度と同じ値に設定することを特徴とする請求項１に記載のワイヤ放電加工装置。
【請求項３】
ワイヤ電極によって被加工物の直線加工部およびコーナ加工部をワイヤ放電加工する加工装置と、
前記加工装置を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記被加工物をワイヤ放電加工する際に用いられる加工プログラムであるＮＣデータに基づいて、前記コーナ加工部での加工量に応じた前記コーナ加工部でのコーナ加工速度に関する加工速度情報を算出するコーナ速度演算部と、
前記ワイヤ放電加工のフィードバック制御に用いられる加工速度として、前記ワイヤ放電加工中に測定された前記ワイヤ電極と前記被加工物との間の極間状態に応じた加工速度を、フィードバック加工速度として算出するフィードバック演算部と、
前記加工速度情報および前記フィードバック加工速度に基づいて、前記コーナ加工部を加工する際の前記加工装置の制御に用いる制御加工速度を算出する出力速度演算部と、
を有し、
前記加工速度情報は、前記直線加工部での加工量に応じた前記直線加工部での直線加工速度に対する、前記コーナ加工速度の変化量であり、
前記出力速度演算部は、前記フィードバック加工速度に前記コーナ加工速度の変化量を加算することによって、前記制御加工速度を算出することを特徴とするワイヤ放電加工装置。
【請求項４】
前記フィードバック演算部は、前記ワイヤ電極と前記被加工物との間の極間に与える電圧を指示する極間電圧指令と、測定された実際の極間電圧とに基づいて、前記フィードバック加工速度を算出することを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載のワイヤ放電加工装置。
【請求項５】
制御装置が、加工装置を制御する制御ステップと、
前記加工装置が、ワイヤ電極によって被加工物の直線加工部およびコーナ加工部をワイヤ放電加工する加工ステップと、
を含み、
前記制御ステップは、
前記被加工物をワイヤ放電加工する際に用いられる加工プログラムであるＮＣデータに基づいて、前記コーナ加工部での加工量に応じた前記コーナ加工部でのコーナ加工速度に関する加工速度情報を算出するコーナ速度演算ステップと、
前記ワイヤ放電加工のフィードバック制御に用いられる加工速度として、前記ワイヤ放電加工中に測定された前記ワイヤ電極と前記被加工物との間の極間状態に応じた加工速度を、フィードバック加工速度として算出するフィードバック演算ステップと、
前記加工速度情報および前記フィードバック加工速度に基づいて、前記コーナ加工部を加工する際の前記加工装置の制御に用いる制御加工速度を算出する出力速度演算ステップと、
を有し、
前記加工速度情報は、前記直線加工部での加工量に応じた前記直線加工部での直線加工速度に対する、前記コーナ加工速度の割合である速度割合であり、
前記出力速度演算ステップでは、前記フィードバック加工速度と前記速度割合とを乗算することによって、前記制御加工速度を算出することを特徴とするワイヤ放電加工方法。
【請求項６】
制御装置が、加工装置を制御する制御ステップと、
前記加工装置が、ワイヤ電極によって被加工物の直線加工部およびコーナ加工部をワイヤ放電加工する加工ステップと、
を含み、
前記制御ステップは、
前記被加工物をワイヤ放電加工する際に用いられる加工プログラムであるＮＣデータに基づいて、前記コーナ加工部での加工量に応じた前記コーナ加工部でのコーナ加工速度に関する加工速度情報を算出するコーナ速度演算ステップと、
前記ワイヤ放電加工のフィードバック制御に用いられる加工速度として、前記ワイヤ放電加工中に測定された前記ワイヤ電極と前記被加工物との間の極間状態に応じた加工速度を、フィードバック加工速度として算出するフィードバック演算ステップと、
前記加工速度情報および前記フィードバック加工速度に基づいて、前記コーナ加工部を加工する際の前記加工装置の制御に用いる制御加工速度を算出する出力速度演算ステップと、
を有し、
前記加工速度情報は、前記直線加工部での加工量に応じた前記直線加工部での直線加工速度に対する、前記コーナ加工速度の変化量であり、
前記出力速度演算ステップでは、前記フィードバック加工速度に前記コーナ加工速度の変化量を加算することによって、前記制御加工速度を算出することを特徴とするワイヤ放電加工方法。
【請求項７】
ワイヤ電極によって被加工物の直線加工部およびコーナ加工部をワイヤ放電加工する加工装置を制御する制御装置において、
前記被加工物をワイヤ放電加工する際に用いられる加工プログラムであるＮＣデータに基づいて、前記コーナ加工部での加工量に応じた前記コーナ加工部でのコーナ加工速度に関する加工速度情報を算出するコーナ速度演算部と、
前記ワイヤ放電加工のフィードバック制御に用いられる加工速度として、前記ワイヤ放電加工中に測定された前記ワイヤ電極と前記被加工物との間の極間状態に応じた加工速度を、フィードバック加工速度として算出するフィードバック演算部と、
前記加工速度情報および前記フィードバック加工速度に基づいて、前記コーナ加工部を加工する際の前記加工装置の制御に用いる制御加工速度を算出する出力速度演算部と、
を有し、
前記加工速度情報は、前記直線加工部での加工量に応じた前記直線加工部での直線加工速度に対する、前記コーナ加工速度の割合である速度割合であり、
前記出力速度演算部は、前記フィードバック加工速度と前記速度割合とを乗算することによって、前記制御加工速度を算出することを特徴とする制御装置。
【請求項８】
ワイヤ電極によって被加工物の直線加工部およびコーナ加工部をワイヤ放電加工する加工装置を制御する制御装置において、
前記被加工物をワイヤ放電加工する際に用いられる加工プログラムであるＮＣデータに基づいて、前記コーナ加工部での加工量に応じた前記コーナ加工部でのコーナ加工速度に関する加工速度情報を算出するコーナ速度演算部と、
前記ワイヤ放電加工のフィードバック制御に用いられる加工速度として、前記ワイヤ放電加工中に測定された前記ワイヤ電極と前記被加工物との間の極間状態に応じた加工速度を、フィードバック加工速度として算出するフィードバック演算部と、
前記加工速度情報および前記フィードバック加工速度に基づいて、前記コーナ加工部を加工する際の前記加工装置の制御に用いる制御加工速度を算出する出力速度演算部と、
を有し、
前記加工速度情報は、前記直線加工部での加工量に応じた前記直線加工部での直線加工速度に対する、前記コーナ加工速度の変化量であり、
前記出力速度演算部は、前記フィードバック加工速度に前記コーナ加工速度の変化量を加算することによって、前記制御加工速度を算出することを特徴とする制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加工速度を変更しながら被加工物を加工するワイヤ放電加工装置、ワイヤ放電加工方法および制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワイヤ放電加工装置は、被加工物とワイヤ電極との間の極間状態（例えば、極間電圧、放電周波数）の検出値が一定となるように加工速度を増減させる加工速度制御系を有している。このような極間には高周波の外乱（ノイズ）が多いので、直線加工であっても極間状態の検出値が大きく変動する場合が多い。【０００３】
この対策として、平均化処理またはローパスフィルタ（高周波成分のみを除去するフィルタ）処理によって加工速度の安定化を図る方法がある。ところが、コーナ加工部では、加工量が急激に変化するので、平均化処理およびローパスフィルタ処理では加工速度制御の応答性を確保することができない。このため、特許文献１に記載のワイヤ放電加工装置は、加工量の変化を事前に予測し、この予測値に応じてコーナ加工部の加工速度を制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５０７７４３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来技術では、事前の予測値のみに基づいて加工速度を制御するので、被加工物内の残留応力によって被加工物が変形する場合には加工速度を修正することができなかった。また、上記従来技術では、加工屑の排出または温度などの状況によって加工に変化が生じた場合には、加工速度を修正することができなかった。また、上記従来技術では、個々の加工状況に応じて加工速度を調整する場合、熟練した作業者でなければ対応できないといった問題、および調整工数が多数になるといった問題などがあった。【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、極間状態に応じた加工速度で容易に加工を実行することができるワイヤ放電加工装置、ワイヤ放電加工方法および制御装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、ワイヤ電極によって被加工物の直線加工部およびコーナ加工部をワイヤ放電加工する加工装置と、前記加工装置を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記被加工物をワイヤ放電加工する際に用いられる加工プログラムであるＮＣデータに基づいて、前記コーナ加工部での加工量に応じた前記コーナ加工部でのコーナ加工速度に関する加工速度情報を算出するコーナ速度演算部と、前記ワイヤ放電加工のフィードバック制御に用いられる加工速度として、前記ワイヤ放電加工中に測定された前記ワイヤ電極と前記被加工物との間の極間状態に応じた加工速度を、フィードバック加工速度として算出するフィードバック演算部と、前記加工速度情報および前記フィードバック加工速度に基づいて、前記コーナ加工部を加工する際の前記加工装置の制御に用いる制御加工速度を算出する出力速度演算部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、極間状態に応じた加工速度で容易に加工を実行することが可能になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施の形態１に係るワイヤ放電加工装置の構成を示す図である。
【図２】図２は、実施の形態１に係る制御装置の構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、寄せ量を説明するための図である。
【図４】図４は、被加工物のインコーナを円弧軌跡で加工する際の加工量を説明する図である。
【図５】図５は、速度割合および加工速度の一例を示す図である。
【図６】図６は、無負荷時間を説明するための図である。
【図７】図７は、実施の形態２に係る制御装置の構成を示すブロック図である。
【図８】図８は、算出された速度変化量と実際の加工速度との関係の一例を示す図である。
【図９】図９は、実施の形態３に係る制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】図１０は、上限速度の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の実施の形態に係るワイヤ放電加工装置、ワイヤ放電加工方法および制御装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、これら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。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係るワイヤ放電加工装置の構成を示す図である。本実施の形態のワイヤ放電加工装置１は、加工量の変化に関する情報（事前情報）と、極間状態（放電状態）とに基づいて、被加工物への加工速度を変更する。ワイヤ放電加工装置１は、被加工物４とワイヤ電極３との間の極間状態の状態量（後述する極間電圧Ｖ１など）が、指令値（後述する極間電圧指令Ｃ１）と一致するように加工速度を制御する。
【００１２】
ワイヤ放電加工装置１は、被加工物４を加工する加工装置５を有している。加工装置５は、ワイヤ電極３と、ワイヤボビン３１と、送出ローラ３２と、巻き取りローラ３３と、給電子７とを備えている。ワイヤボビン３１は、ワイヤ電極３を送出ローラ３２に送り出す。
【００１３】
送出ローラ３２は、ワイヤボビン３１から送り出されてくるワイヤ電極３を、被加工物４側へ送り出すことによって、ワイヤ電極３の張力を制御する。送出ローラ３２は、ワイヤボビン３１と被加工物４との間に設置され、主にワイヤ電極３の走行方向に対して逆方向に張力を与える。
【００１４】
巻き取りローラ３３は、ワイヤ電極３を回収する側に配置されている。巻き取りローラ３３は、送出ローラ３２を介してワイヤボビン３１から送り出されてくるワイヤ電極３を略一定の回収速度で巻き取る。この構成により、ワイヤ電極３は、送出ローラ３２と巻き取りローラ３３との間に張架される。そして、張架されたワイヤ電極３によって被加工物４への加工が行われる。
【００１５】
また、ワイヤ放電加工装置１は、制御装置２Ｘと、加工電源３０とを備えている。加工電源３０は、制御装置２Ｘ、被加工物４および給電子７に接続されている。加工電源３０は、制御装置２Ｘからの指示に従って給電子７に電流を給電することによって、ワイヤ電極３と被加工物４との間に電圧を印加する電源装置である。
【００１６】
ワイヤ放電加工装置１は、被加工物４とワイヤ電極３との相対位置を制御することによって加工経路を制御する。したがって、ワイヤ放電加工装置１は、ワイヤ電極３の位置を制御することによって加工経路を制御してもよいし、被加工物４の位置を制御することによって加工経路を制御してもよい。
【００１７】
ワイヤ電極３の位置を制御する場合、制御装置２Ｘは、ワイヤボビン３１と、送出ローラ３２と、巻き取りローラ３３と、給電子７とを含む加工装置５の位置を制御する。また、被加工物４の位置を制御する場合、制御装置２Ｘは、被加工物４を載置する定盤（図示せず）の位置を制御する。以下では、ワイヤ放電加工装置１が、ワイヤ電極３の位置（加工装置５）を制御することによって加工経路を制御する場合について説明する。
【００１８】
図２は、実施の形態１に係る制御装置の構成を示すブロック図である。制御装置２Ｘは、速度割合演算器２１と、減算器２２と、フィードバック加工速度演算器２３と、乗算器２４とを具備している。
【００１９】
速度割合演算器（コーナ速度演算部）２１は、事前に取得した事前情報に基づいて、基準値に対する加工速度の割合を算出する。事前情報は、例えば、加工形状（半径など）、寄せ量、放電ギャップなどである。基準値（基準加工速度）は、例えば、直線加工部の加工速度である。
【００２０】
速度割合演算器２１は、被加工物４のコーナ加工部での加工速度に関する加工速度情報を算出する。本実施の形態の速度割合演算器２１は、直線加工部の加工速度（直線加工速度）に対するコーナ加工部の最適な加工速度（コーナ加工速度）の割合（以下、速度割合という）を算出する。
【００２１】
図３は、寄せ量を説明するための図である。ここでは、ワイヤ電極３がＸ方向（図内の右方向）に移動しながら被加工物４を加工する場合について説明する。ワイヤ放電加工装置１は、被加工物４に対してワイヤ電極３を複数回移動（往復加工または同一方向への繰り返し加工など）させることによって被加工物４に複数回の加工を行なう。ワイヤ放電加工装置１は、例えば、被加工物４への荒加工と、１回目の仕上げ加工〜Ｎ回目（Ｎは自然数）の仕上げ加工とを行う。
【００２２】
図３では、１回目の仕上げ加工と２回目の仕上げ加工を行う際の被加工物４に対するワイヤ電極３の位置を断面図で示している。ワイヤ電極３は、１回目の仕上げ加工を行う際には、１回目の加工面５１との間の距離が放電ギャップＧ１となる位置Ｐ１に移動させられる。また、ワイヤ電極３は、２回目の仕上げ加工を行う際には、２回目の加工面５２との間の距離が放電ギャップＧ２となる位置Ｐ２に移動させられる。
【００２３】
この場合において、１回目の仕上げ加工と２回目の仕上げ加工における、ワイヤ電極３から被加工物４へのＹ方向の距離（ワイヤ電極３から被加工物４への最短距離）の差が、寄せ量６０である。換言すると、ワイヤ電極３の位置Ｐ１のＹ座標と位置Ｐ２のＹ座標の差（距離）が寄せ量６０である。
【００２４】
なお、１回目の仕上げ加工と２回目の仕上げ加工とで放電ギャップＧ１，Ｇ２の大きさが異なる場合があるので、寄せ量６０は、放電ギャップＧ１，Ｇ２に対応しているとは限らない。２回目の仕上げ加工が完了した後、Ｎ回目までの仕上げ加工が行われることによって、最終加工面５３まで被加工物４が加工されることとなる。
【００２５】
図４は、被加工物のインコーナを円弧軌跡で加工する際の加工量を説明する図である。直線加工部（直線区間）およびコーナ加工部（コーナ区間）の両方において加工速度Ｖ１で被加工物４を加工する場合であっても、直線加工部とコーナ加工部とで加工量が異なる。
【００２６】
図４に示す領域３０Ｓが、直線加工部での加工量であり、領域３０Ｃがコーナ加工部での加工量である。図４に示すように、コーナ加工部での加工量の方が、直線加工部での加工量よりも大きくなる。このため、制御装置２Ｘは、コーナ加工部での加工速度が、直線加工部での加工速度よりも小さくなるよう加工速度を制御する。
【００２７】
このため、速度割合演算器２１は、被加工物４をワイヤ放電加工する際に用いられる加工プログラムであるＮＣデータＤ１に基づいて、コーナ加工部での速度割合を算出する。このとき、速度割合演算器２１は、前段階の放電加工時の加工条件、実験結果およびＮＣデータＤ１内の加工軌跡（加工経路）などの少なくとも１つを用いて速度割合を算出する。放電加工時の加工条件は、例えば、加工位置、放電ギャップなどの電気条件などであり、実験結果は、加工条件と、この加工条件に適した速度割合との対応関係などである。
【００２８】
速度割合演算器２１が算出する速度割合は、直線加工部での加工体積（加工量）とコーナ加工部での加工体積との加工体積比に応じた値である。ここでの加工体積は、ワイヤ電極３によって加工される被加工物４の加工量であり、加工体積比＝（コーナ加工部での加工体積）／（直線加工部での加工体積）である。速度割合演算器２１は、例えば、加工体積比の逆数を、直線加工部とコーナ加工部との加工送り速度比である速度割合として算出する。加工体積比の逆数を速度割合とした場合、加工送り速度は、加工体積に反比例する。速度割合演算器２１は、インコーナ加工部に対しては、１以下の速度割合を算出し、アウトコーナ加工部に対しては、１以上の速度割合を算出する。速度割合演算器２１は、算出した速度割合を乗算器２４に送る。
【００２９】
減算器２２は、被加工物４とワイヤ電極３との間の極間に対する極間電圧指令Ｃ１と、実際の極間電圧Ｖ１との差分を算出する。極間電圧指令Ｃ１は、極間に与える電圧を示す指令であり、実際の極間電圧Ｖ１は、加工の際にフィードバックされる極間電圧である。減算器２２は、実際の極間電圧Ｖ１から極間電圧指令Ｃ１で示される電圧を減算した値（電圧値）を、フィードバック加工速度演算器２３に送る。
【００３０】
フィードバック加工速度演算器（フィードバック演算部）２３は、減算器２２からの電圧値に基づいて、ワイヤ放電加工のフィードバック制御に用いられる加工速度（フィードバック加工速度）を算出する。フィードバック加工速度演算器２３は、減算器２２からの電圧値が所定値よりも高い場合には、被加工物４とワイヤ電極３との間の距離（ギャップ）が長いので、ワイヤ電極３の移動速度（加工速度）を速くする。一方、フィードバック加工速度演算器２３は、減算器２２からの電圧値が所定値未満の場合には、被加工物４とワイヤ電極３との間の距離（ギャップ）が短いので、ワイヤ電極３の移動速度（加工速度）を遅くする。フィードバック加工速度演算器２３は、算出した加工速度を乗算器２４に送る。
【００３１】
乗算器（出力速度演算部）２４は、加工装置５の制御に用いる加工速度を算出する。具体的には、乗算器２４は、フィードバック加工速度演算器２３からの加工速度と、速度割合演算器２１が算出した速度割合とを乗算することによって、コーナ加工部での加工速度（制御加工速度）Ｓｘを算出する。乗算器２４は、乗算結果である加工速度Ｓｘを加工装置５に出力する。
【００３２】
つぎに、制御装置２Ｘによる制御処理手順について説明する。コーナ加工部を加工する際には、速度割合演算器２１に、事前情報であるＮＣデータＤ１と、前段階の放電加工時の加工条件と、実験結果とが入力される。速度割合演算器２１は、これらの情報を用いて、次段階の放電加工時に用いる速度割合を算出し、算出結果をフィードバック加工速度演算器２３に送る。
【００３３】
また、減算器２２へは、前段階において実際に測定された極間電圧Ｖ１と、次段階の電圧指令である極間電圧指令Ｃ１とが入力される。減算器２２は、極間電圧Ｖ１から極間電圧指令Ｃ１を減算し、減算結果（電圧値）をフィードバック加工速度演算器２３に送る。
【００３４】
フィードバック加工速度演算器２３は、減算器２２からの電圧値に基づいて、フィードバック加工に用いる加工速度を算出する。減算器２２は、算出した加工速度を乗算器２４に送る。
【００３５】
乗算器２４は、フィードバック加工速度演算器２３からの加工速度と、速度割合演算器２１が算出した速度割合とを乗算する。乗算器２４は、乗算結果である加工速度Ｓｘを加工装置５に出力する。これにより、加工装置５は、加工速度Ｓｘに応じた速度でワイヤ電極３を移動させる。
【００３６】
制御装置２Ｘは、コーナ加工部を加工する際には、フィードバックされた電圧に基づいて算出された加工速度と、事前情報に基づいて算出された速度割合とを乗算する処理と、乗算結果である加工速度で被加工物４を加工する処理とを繰り返す。
【００３７】
なお、速度割合演算器２１は、直線加工部を加工する際には、乗算器２４に１を出力する。これにより、直線加工部を加工する際には、直線加工部に設定された加工速度が乗算器２４に入力されることとなる。
【００３８】
図５は、速度割合および加工速度の一例を示す図である。図５の横軸は時間であり、上段側の縦軸は速度割合であり、下段側の縦軸は実際の加工速度である。上段側に示すように、コーナ加工部ｔ２では、速度割合が１から０．１まで下降した後に、所定の区間だけ一定値（０．１）となり、その後、元の値である１まで上昇する。なお、直線加工部ｔ１，ｔ３では、速度割合演算器２１が乗算器２４に１を出力する。
【００３９】
また、実際の加工速度は、速度割合に応じて変化する。これは、乗算器２４から出力される加工速度Ｓｘに応じた加工速度で実際の加工が行なわれるからである。具体的には、直線加工部ｔ１では、略一定の加工速度となり、コーナ加工部ｔ２では、加工速度が下がった後、元の加工速度まで戻り、直線加工部ｔ３では、直線加工部ｔ１と同様の略一定の加工速度となる。
【００４０】
本実施の形態では、事前情報に基づいた速度割合と、極間電圧指令Ｃ１と、実際の極間電圧Ｖ１とに応じた加工速度Ｓｘで加工が行なわれることとなる。このように、加工量変化に関する事前情報に基づいて加工が行われることよって、直線加工部とコーナ加工部の加工量の急激な変化にも対応可能な応答性を確保することができる。また、極間状態量が極間電圧指令Ｃ１と一致するようなフィードバック制御によって加工速度を変更するので、パラメータ調整の熟練度が不要となり、かつ、パラメータ調整の時間が短くなる。これは、極間状態量が常に一定になるのでコーナ加工独自のパラメータ調整が不要となり、直線加工と同様にコーナ加工のパラメータを調整することが可能となるからである。
【００４１】
なお、本実施の形態では、極間状態量が、極間電圧Ｖ１である場合について説明したが、極間状態量は、極間電圧Ｖ１以外であってもよい。例えば、極間状態量は、加工速度、放電周波数または無負荷時間であってもよい。また、極間状態量は、極間電圧、加工速度、放電周波数、無負荷時間のうちの２つ以上から算出される値であってもよい。
【００４２】
図６は、無負荷時間を説明するための図である。ワイヤ放電加工装置１では、加工電源３０がＯＮにされることによって、ワイヤ電極３と被加工物４との間に電圧が発生する。この場合において、加工電源３０がＯＮになったタイミングで電圧はＶ２まで上昇し、その後、ワイヤ電極３と被加工物４との間で放電が発生すると、電圧はＶ３まで下降する。ワイヤ電極３と被加工物４との間の電圧がＶ２からＶ３になるまでの間の時間が、無負荷時間Ｔｎである。
【００４３】
また、本実施の形態では、加工速度を制御する場合について説明したが、制御装置２Ｘは、事前情報に基づいた速度割合と、極間電圧指令Ｃ１と、実際の極間電圧Ｖ１とに基づいて、休止時間を制御してもよい。休止時間は、ワイヤ電極３と被加工物４との間に与えられるパルス電圧を休止させるパルスオフ時間である。
【００４４】
このように実施の形態１によれば、事前情報に基づいた速度割合と極間状態とに基づいてコーナ加工部での加工速度Ｓｘを算出するので、極間状態に応じた加工速度で容易に高精度な加工を実行することが可能になるという効果を奏する。
【００４５】
実施の形態２．
つぎに、図７および図８を用いてこの発明の実施の形態２について説明する。実施の形態２では、事前情報に基づいて、コーナ加工部での最適な加工速度を算出し、この最適な加工速度と、極間状態とに基づいて加工速度を算出する。
【００４６】
図７は、実施の形態２に係る制御装置の構成を示すブロック図である。図７の各構成要素のうち図２に示す実施の形態１の制御装置２Ｘと同一機能を達成する構成要素については同一番号を付しており、重複する説明は省略する。
【００４７】
制御装置２Ｙは、減算器２２と、フィードバック加工速度演算器２３と、速度変化量演算器２５と、加算器２６とを具備している。速度変化量演算器２５は、事前に取得した事前情報（ＮＣデータＤ１など）に基づいて、コーナ加工部の最適な加工速度を算出する。
【００４８】
速度変化量演算器２５が算出する加工速度は、直線加工部の加工速度に対するコーナ加工部での加工速度の変化量である。換言すると、速度変化量演算器２５は、直線加工部の加工速度と、コーナ加工部での加工速度との差分を、コーナ加工部での加工速度（以下、速度変化量Ｓ１という）として算出する。この速度変化量Ｓ１は、直線加工部での加工体積とコーナ加工部での加工体積との加工体積比に応じた値である。速度割合演算器２１は、算出した速度変化量Ｓ１を加算器２６に送る。
【００４９】
なお、速度変化量演算器２５は、直線加工部を加工する際には、加算器２６に０を出力する。これにより、直線加工部を加工する際には、直線加工部に設定された加工速度が加算器２６に入力されることとなる。
【００５０】
また、速度変化量演算器２５は、インコーナ加工部を加工する際には、加算器２６に負の値を出力する。また、速度変化量演算器２５は、アウトコーナ加工部を加工する際には、加算器２６に正の値を出力する。これにより、インコーナ加工部を加工する際には、インコーナ加工部に設定された加工速度が加算器２６に入力され、アウトコーナ加工部を加工する際には、アウトコーナ加工部に設定された加工速度が加算器２６に入力されることとなる。
【００５１】
本実施の形態のフィードバック加工速度演算器２３は、算出した加工速度（加工速度Ｓ２）を加算器２６に送る。加算器（出力速度演算部）２６は、加工装置５の制御に用いる加工速度を算出する。具体的には、加算器２６は、速度変化量Ｓ１に加工速度Ｓ２を加算することによって加工速度Ｓｙを算出する。加算器２６は、加算結果である加工速度Ｓｙを加工装置５に出力する。
【００５２】
つぎに、制御装置２Ｙによる制御処理手順について説明する。速度変化量演算器２５へは、事前情報であるＮＣデータＤ１と、前段階の放電加工時の加工条件と、実験結果とが入力される。速度変化量演算器２５は、これらの情報を用いて、次段階の放電加工時に用いる速度変化量Ｓ１を算出し、算出結果をフィードバック加工速度演算器２３に送る。
【００５３】
また、減算器２２は、極間電圧Ｖ１から極間電圧指令Ｃ１を減算し、減算結果（電圧値）をフィードバック加工速度演算器２３に送る。フィードバック加工速度演算器２３は、減算器２２からの電圧値に基づいて、フィードバック加工に用いる加工速度（加工速度Ｓ２）を算出する。減算器２２は、算出した加工速度Ｓ２を加算器２６に送る。
【００５４】
加算器２６は、フィードバック加工速度演算器２３からの加工速度Ｓ２に、速度変化量演算器２５が算出した速度変化量Ｓ１を加算する。加算器２６は、加算結果である加工速度Ｓｙを加工装置５に出力する。これにより、加工装置５は、加工速度Ｓｙに応じた速度でワイヤ電極３を移動させる。
【００５５】
制御装置２Ｙは、フィードバックされた電圧に基づいて算出された加工速度Ｓ２に、事前情報に基づいて算出された速度変化量Ｓ１を加算する処理と、加算結果である加工速度Ｓｙで被加工物４を加工する処理とを繰り返す。
【００５６】
図８は、算出された速度変化量と実際の加工速度との関係の一例を示す図である。図８の横軸は時間であり、縦軸は加工速度である。図８に示すように、速度変化量Ｓ１は、コーナ加工部ｔ２において、一度下降した後に、所定の区間だけ一定値となり、その後、元の値まで上昇する。なお、直線加工部ｔ１，ｔ３では、速度変化量は０である。
【００５７】
フィードバック加工速度演算器２３で算出される加工速度Ｓ２は、直線加工部ｔ１では略０である。また、加工速度Ｓ２は、コーナ加工部ｔ２のうち、入口から中央部近傍までは０よりも大きな値となり、中央部近傍では、０よりも小さな値となり、中央部近傍から出口までは０よりも大きな値となる。そして、加工速度Ｓ２は、直線加工部ｔ３では略０となる。なお、加工速度Ｓ２は、コーナ加工部の前半に０よりも大きくなるとは限らない。また、加工速度Ｓ２は、コーナ加工部の後半に０よりもと小さくなるとは限らない。すなわち、図８に示した加工速度Ｓ２は一例であり、加工速度Ｓ２は加工状態に応じて正になるタイミングと負になるタイミングとがある。
【００５８】
加算器２６から出力される加工速度Ｓｙは、速度変化量Ｓ１に加工速度Ｓ２を加算したものである。加工速度Ｓｙは、直線加工部ｔ１では略一定値であり、コーナ加工部ｔ２では一度下降した後に元の加工速度まで上昇する。そして、加工速度Ｓｙは、直線加工部ｔ３では、直線加工部ｔ１と同様の略一定値となる。
【００５９】
このように実施の形態２によれば、事前情報に基づいた速度変化量Ｓ１と極間状態とに基づいてコーナ加工部ｔ２での加工速度Ｓｙを算出するので、極間状態に応じた加工速度で容易に加工を実行することが可能になるという効果を奏する。
【００６０】
実施の形態３．
つぎに、図９および図１０を用いてこの発明の実施の形態３について説明する。実施の形態３では、コーナ加工部ｔ２のうち、速度割合が減少する期間は、設定する上限速度を減少させ、速度割合が一定値である期間または増加する期間は、直線加工部ｔ１，ｔ３と同様の上限速度を設定する。
【００６１】
図９は、実施の形態３に係る制御装置の構成を示すブロック図である。図９の各構成要素のうち図２に示す実施の形態１の制御装置２Ｘと同一機能を達成する構成要素については同一番号を付しており、重複する説明は省略する。
【００６２】
制御装置２Ｚは、速度割合演算器２１と、減算器２２と、フィードバック加工速度演算器２３と、乗算器２４と、速度上限演算器２７と、速度制限部２８とを具備している。速度上限演算器２７へは、速度割合演算器２１と同様の情報が入力される。具体的には、速度上限演算器２７へは、ＮＣデータＤ１と、前段階の放電加工時の加工条件と、実験結果とが入力される。
【００６３】
速度上限演算器２７は、入力された情報に基づいて、直線加工部ｔ１，ｔ３およびコーナ加工部ｔ２での上限速度Ｓｍａｘを算出する。換言すると、速度上限演算器２７は、被加工物４への加工位置毎に、加工条件などに応じた上限速度Ｓｍａｘを算出する。速度上限演算器２７は、算出した上限速度Ｓｍａｘを速度制限部２８に送る。
【００６４】
本実施の形態の乗算器２４は、乗算結果である加工速度Ｓｘを速度制限部２８に送る。したがって、速度制限部２８へは、上限速度Ｓｍａｘと加工速度Ｓｘとが入力される。速度制限部２８は、加工速度Ｓｘが上限速度Ｓｍａｘを超えない範囲の加工速度Ｓｚを出力する。具体的には、速度制限部２８は、加工速度Ｓｘが上限速度Ｓｍａｘを超えない場合は、加工速度Ｓｘをそのまま加工速度Ｓｚとして出力する。そして、速度制限部２８は、加工速度Ｓｘが上限速度Ｓｍａｘを超える場合は、上限速度Ｓｍａｘを加工速度Ｓｚとして出力する。
【００６５】
図１０は、上限速度の一例を示す図である。速度上限演算器２７は、直線加工部ｔ１，ｔ３に対して略一定の上限速度Ｓｍａｘ（例えば、１０ｍｍ／ｍｉｎ）を設定する。また、速度上限演算器２７は、コーナ加工部ｔ２のうち、速度割合が減少する期間（期間Ｔ１）に対しては、上限速度Ｓｍａｘを減少させる。速度上限演算器２７は、例えば、期間Ｔ１の間に、上限速度Ｓｍａｘを１０ｍｍ／ｍｉｎから２ｍｍ／ｍｉｎまで減少させる。
【００６６】
また、速度上限演算器２７は、コーナ加工部ｔ２のうち、速度割合が一定値である期間（期間Ｔ２）および速度割合が増加する期間（期間Ｔ３）に対しては、上限速度Ｓｍａｘを略一定値とする。速度上限演算器２７は、例えば、期間Ｔ２，Ｔ３に対する上限速度Ｓｍａｘとして、直線加工部ｔ１，ｔ３と同じ１０ｍｍ／ｍｉｎを設定する。
【００６７】
なお、速度上限演算器２７は、直線加工部ｔ１，ｔ３およびコーナ加工部ｔ２の期間Ｔ２，Ｔ３に対して、上限速度Ｓｍａｘを設けなくてもよい。また、速度上限演算器２７および速度制限部２８を、制御装置２Ｙに配置してもよい。この場合、制御装置２Ｙでは、ＮＣデータＤ１などが、速度上限演算器２７および速度変化量演算器２５に入力される。また、速度制限部２８へは、速度上限演算器２７からの上限速度Ｓｍａｘと加算器２６からの加工速度Ｓｙとが入力される。そして、速度制限部２８は、加工速度Ｓｙが上限速度Ｓｍａｘを超えない場合は、加工速度Ｓｙをそのまま加工速度Ｓｚとして出力する。そして、速度制限部２８は、加工速度Ｓｙが上限速度Ｓｍａｘを超える場合は、上限速度Ｓｍａｘを加工速度Ｓｚとして出力する。
【００６８】
このように実施の形態３によれば、速度上限演算器２７が、コーナ加工部ｔ２のうち、速度割合が減少する期間Ｔ１に対しては、上限速度Ｓｍａｘを減少させるので、コーナ加工部ｔ２において急減速が必要な場合には急減速させることが可能となる。これにより、コーナ加工部ｔ２を加工する際の短絡を防止することができる。
【００６９】
また、速度上限演算器２７が、コーナ加工部ｔ２の期間Ｔ２，Ｔ３に対して、直線加工部ｔ１，ｔ３と同じ上限速度Ｓｍａｘを設定するので、コーナ加工部ｔ２において速度割合が一定値の間または増加している間は、被加工物４とワイヤ電極３との間が大きく離れることを防止できる。したがって、加工時の短絡を防止しつつ良好な加工を実行することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
以上のように、本発明に係るワイヤ放電加工装置、ワイヤ放電加工方法および制御装置は、加工速度を変更しながらの被加工物の加工に適している。
【符号の説明】
【００７１】
１  ワイヤ放電加工装置、２Ｘ〜２Ｚ  制御装置、３  ワイヤ電極、４  被加工物、５  加工装置、２１  速度割合演算器、２２  減算器、２３  フィードバック加工速度演算器、２４  乗算器、２５  速度変化量演算器、２６  加算器、２７  速度上限演算器、２８  速度制限部、ｔ１，ｔ３  直線加工部、ｔ２  コーナ加工部。
【要約】
本発明は、極間状態に応じた加工速度で容易に加工を実行することができるワイヤ放電加工装置、ワイヤ放電加工方法および制御装置を得ることを目的とし、ワイヤ放電加工装置の制御装置（２Ｘ）において、制御装置（２Ｘ）は、ＮＣデータ（Ｄ１）に基づいて、コーナ加工部での加工量に応じたコーナ加工部でのコーナ加工速度に関する加工速度情報を算出する速度割合演算器（２１）と、ワイヤ放電加工のフィードバック制御に用いられる加工速度として、ワイヤ放電加工中に測定されたワイヤ電極と被加工物との間の極間状態に応じた加工速度を、フィードバック加工速度として算出するフィードバック加工速度演算部（２３）と、加工速度情報およびフィードバック加工速度に基づいて、コーナ加工部を加工する際の加工装置の制御に用いる加工速度（Ｓｘ）を算出する乗算器（２４）と、を有する構成とした。【図１】
0005602331.tif 000002
【図２】
0005602331.tif 000003
【図３】
0005602331.tif 000004
【図４】
0005602331.tif 000005
【図５】
0005602331.tif 000006
【図６】
0005602331.tif 000007
【図７】
0005602331.tif 000008
【図８】
0005602331.tif 000009
【図９】
0005602331.tif 000010
【図１０】
0005602331.tif 000011