(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤ電極と被加工物間の加工間隙に電圧を印加しつつ加工を行うワイヤ放電加工方法において、
予想放電ギャップを加工条件に付加すると共にプログラムチェックの際にその量を読み出し、
上記予想放電ギャップをワイヤ電極中心経路と共に表示装置上に描画することを特徴とするワイヤ放電加工方法。
【請求項２】
ワイヤ電極と被加工物間の加工間隙に電圧を印加しつつ加工を行うワイヤ放電加工装置において、
予想放電ギャップを加工条件に付加すると共にプログラムチェックの際にその量を読み出す演算手段と、
上記予想放電ギャップをワイヤ電極中心経路と共に表示装置上に表示する描画手段とを備えることを特徴とするワイヤ放電加工装置。
【請求項３】
上記ワイヤ電極中心経路と共に表示する上記予想放電ギャップを、各加工回数毎に異なる表示色として表示装置上に表示する描画手段を備えることを特徴とする請求項２に記載のワイヤ放電加工装置。
【請求項４】
ワイヤ電極と被加工物間の加工間隙に電圧を印加しつつ加工を行うワイヤ放電加工方法において、
予想放電ギャップを加工条件に付加すると共にプログラムチェックの際にその量を読み出し、
上記予想放電ギャップｇとワイヤ電極径ｄから求められる（ｄ＋２×ｇ）×描画縮尺を描画する線の太さとして、ワイヤ電極中心経路を表示装置上に表示することを特徴とするワイヤ放電加工方法。
【請求項５】
ワイヤ電極と被加工物間の加工間隙に電圧を印加しつつ加工を行うワイヤ放電加工装置において、
予想放電ギャップを加工条件に付加すると共にプログラムチェックの際にその量を読み出す演算手段と、
上記予想放電ギャップｇとワイヤ電極径ｄから求められる（ｄ＋２×ｇ）×描画縮尺を描画する線の太さとして、ワイヤ電極中心経路を表示装置上に表示する描画手段とを備えることを特徴とするワイヤ放電加工装置。
【請求項６】
上記ワイヤ電極中心経路を表示する線を、各加工回数毎に異なる表示色として表示装置に表示する描画手段を備えることを特徴とする請求項５に記載のワイヤ放電加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、被加工物の加工後の形状を予測して表示することができるワイヤ放電加工方法及び装置の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図８は、従来のワイヤ放電加工装置を示すものであり、図において、１は被加工物、２はワイヤ電極、３は定盤、６はＸテーブル、７はＹテーブル、８はＸ軸サーボアンプ、９はＹ軸サーボアンプ、１１は加工液ノズル、１２は加工液、１３は数値制御装置、１４はプログラム解析手段、１５は軌跡移動制御手段、１６はプログラム軌跡描画手段、１７は表示装置、１８は描画軌跡である。
【０００３】
次に動作について説明する。
図８において、ワイヤ電極２と被加工物１の間には、図示しない加工用電源により加工電力が供給され、両者の間に放電を発生させることにより加工が進行する。その際、数値制御装置１３に予め与えられたプログラムに基づいてＸテーブル６及びＹテーブル７が駆動されることにより、所望形状の加工が可能となる。
すなわち、数値制御装置１３からの速度信号によりＸ軸サーボアンプ８及びＹ軸サーボアンプ９を介して図示しないサーボモータを駆動し、Ｘテーブル６及びＹテーブル７を移動せしめ、Ｘテーブル６上の定盤３に固定された被加工物１の移動が行われ、加工が進行する。
【０００４】
図９は、ファーストカット（１回目の加工、１ｓｔ加工）中のワイヤ電極２と被加工物１の位置関係を示したものであり、ワイヤ電極２の中心は、プログラム解析手段１４により求められた加工位置をたどる。
ワイヤ電極中心経路は、与えられたプログラムをオフセット値０で解析した時とは、プログラム中で指令したオフセット値だけ離れている。
また、放電の発生により被加工物が取り除かれることによって、ワイヤ電極と被加工物の間にできる隙間は放電ギャップと呼ばれ、その量は加工条件毎に異なる。
【０００５】
また、同一のプログラムでオフセット値を変えながら加工し、高精度に仕上げることが可能なセカンドカット（２回目の加工、２ｎｄ加工）法が、一般的な加工技術として開示されている。
２ｎｄ加工でのワイヤ電極と被加工物の位置関係を示したのが図１０であり、２ｎｄ加工に使用する加工条件として、放電ギャップ及びオフセット値を１ｓｔ加工よりも小さい値に設定し、２ｎｄ加工での取り量を確保する。
ｎ回目の加工のオフセット値と（ｎ−１）回目の加工のオフセット値の差分をｎ回目の寄せ量と呼ぶが、寄せ量として適切な値を選択しないと、放電が全く行われなかったり、逆に短絡が発生して加工が進まないという状況が発生する。
【０００６】
加工を行う前のワイヤ電極表面と被加工物の距離をＬとし、その時の放電ギャップをＧ、短絡を回避できる被加工物とワイヤ電極間の最小隙間をＧｍａｘとする。
加工が正常に行われる場合を示したものが図１１である。
図１１において、Ｌ、Ｇ、Ｇｍａｘの関係は次式のようになっている。
なお、以下において、括弧内の数字ｎはｎ回目の加工であることを示す。
Ｇｍａｘ（２）＜Ｌ＜Ｇ（２）
【０００７】
一方、加工を行う前のワイヤ電極表面と被加工物の距離Ｌが大きすぎて放電が行われない場合を示したものが図１２である。
この場合のＬとＧの関係は次式のようになっている。
Ｇ（２）＜Ｌ
【０００８】
また、加工を行う前のワイヤ電極表面と被加工物の距離Ｌが小さすぎて短絡が発生し放電が行われない場合を示したものが図１３である。
この場合のＬとＧｍａｘの関係は次式のようになっている。
Ｌ＜Ｇｍａｘ（２）
【０００９】
ここで、実際に加工を行う前に、プログラム解析手段１４によりワイヤ電極中心経路を求め、表示装置１７上に表示させる方法について説明する。
図１４は、従来のワイヤ放電加工装置の数値制御装置１３の内部に設けられたプログラムチェックの描画方法を示すフロー図であり、２１は指定したプログラム内容から指令内容を読み込む解析手段、２２は読み込まれた指令内容が終了指令かどうかを判別する判別手段、２３はプログラム内容から加工位置を計算するプログラム解析手段、２４はプログラム解析手段２３で解析した位置を、表示装置上に描画させるための描画手段である。
【００１０】
次に動作について説明する。
まず、図１４において解析手段２１によって指定したプログラム中の指令が１つずつ順に読み込まれる。読み込まれた指令が終了指令であると判別手段２２により判断された場合は、描画処理は終了する。
読み込まれた指令が終了指令ではないと判別手段２２により判断された場合は、プログラム解析手段２３によってワイヤ電極の中心がたどる加工位置を計算し、描画手段２４によって、表示装置上に一定の線の太さでその軌跡を描画する。
【００１１】
この方法で描画を行った例が、図１５及び図１６である。
図１５は、加工を１回行う場合のワイヤ電極中心経路を示し、図１６は、加工を３回行う場合のワイヤ電極中心経路を示す。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従来のワイヤ放電加工方法及び装置は、上記のように構成されており、ワイヤ電極中心経路による描画だけであるため、仕上げ加工面の予測ができないという問題点があった。
また、同じプログラムでオフセット値を変えながら複数回の加工を行う場合、設定した寄せ量により、各加工において十分な放電が行えるかどうか判断することができないという問題点もあった。
【００１３】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、加工後の仕上げ形状が意図したとおりになるかどうかの判断を、各加工回数毎に視覚的に行うことができるワイヤ放電加工方法及び装置を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
第１の発明に係るワイヤ放電加工方法は、予想放電ギャップを加工条件に付加すると共にプログラムチェックの際にその量を読み出し、予想放電ギャップをワイヤ電極中心経路と共に表示装置上に描画するものである。
第２の発明に係るワイヤ放電加工装置は、予想放電ギャップを加工条件に付加すると共にプログラムチェックの際にその量を読み出す演算手段と、予想放電ギャップをワイヤ電極中心経路と共に表示装置上に表示する描画手段とを備えたものである。
第３の発明に係るワイヤ放電加工装置は、第２の発明に係るワイヤ放電加工装置において、ワイヤ電極中心経路と共に表示する予想放電ギャップを、各加工回数毎に異なる表示色として表示装置上に表示する描画手段を備えたものである。
第４の発明に係るワイヤ放電加工方法は、予想放電ギャップを加工条件に付加すると共にプログラムチェックの際にその量を読み出し、予想放電ギャップｇとワイヤ電極径ｄから求められる（ｄ＋２×ｇ）×描画縮尺を描画する線の太さとして、ワイヤ電極中心経路を表示装置上に表示するものである。
第５の発明に係るワイヤ放電加工装置は、予想放電ギャップを加工条件に付加すると共にプログラムチェックの際にその量を読み出す演算手段と、予想放電ギャップｇとワイヤ電極径ｄから求められる（ｄ＋２×ｇ）×描画縮尺を描画する線の太さとして、ワイヤ電極中心経路を表示装置上に表示する描画手段とを備えたものである。
第６の発明に係るワイヤ放電加工装置は、第５の発明に係るワイヤ放電加工装置において、ワイヤ電極中心経路を表示する線を、各加工回数毎に異なる表示色として表示装置に表示する描画手段を備えたものである。
【発明の効果】
【００１５】
第１の発明に係るワイヤ放電加工方法は、予想放電ギャップをワイヤ電極中心経路と共に表示装置上に表示するため、加工後の仕上げ形状が意図したとおりになるかどうかの判断を各加工回数毎に視覚的に行えるようになる。
第２の発明に係るワイヤ放電加工装置は、予想放電ギャップをワイヤ電極中心経路と共に表示装置上に表示する描画手段を備えたため、加工後の仕上げ形状が意図したとおりになるかどうかの判断を各加工回数毎に視覚的に行えるようになる。
第３の発明に係るワイヤ放電加工装置は、第２の発明に係るワイヤ放電加工装置において、ワイヤ電極中心経路と共に表示する予想放電ギャップを各加工回数毎に異なる表示色として表示装置に表示するため、加工後の仕上げ形状が意図したとおりになるかどうかの判断を各加工回数毎にさらに視覚的に行いやすくなる。
第４の発明に係るワイヤ放電加工方法は、予想放電ギャップｇとワイヤ電極径ｄから求められる（ｄ＋２×ｇ）×描画縮尺を描画する線の太さとして、ワイヤ電極中心経路を表示装置上に表示するため、第１の発明と同様の効果を奏する。
第５の発明に係るワイヤ放電加工装置は、予想放電ギャップｇとワイヤ電極径ｄから求められる（ｄ＋２×ｇ）×描画縮尺を描画する線の太さとして、ワイヤ電極中心経路を表示装置上に表示する描画手段を備えたため、第２の発明と同様の効果を奏する。
第６の発明に係るワイヤ放電加工装置は、第５の発明に係るワイヤ放電加工装置において、ワイヤ電極中心経路を表示する線を、各加工回数毎に異なる表示色として表示装置に表示する描画手段を備えたため、第３の発明と同様の効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１のワイヤ放電加工装置における描画方法を示すフロー図である。
図において、２１〜２３は従来の技術である図１４の説明と同じであり、２１は指定したプログラム内容から指令内容を読み込む解析手段、２２は指定したプログラム中から読み込まれた指令内容が終了指令かどうかを判別する判別手段、２３はプログラム中の移動指令から加工位置を計算するプログラム解析手段である。
また、２５は指定したプログラム中から読み込まれた指令内容が加工条件指令かどうかを判別する判別手段、２６はプログラムで指定した加工条件に付加されている予想放電ギャップｇを読み出す演算手段、２７は２６で読み出した予想放電ギャップｇと使用中のワイヤ電極径ｄから描画に用いる線の太さを求める演算手段、２８はプログラム解析手段２３で求めた加工位置を演算手段２７で求めた線の太さで描く描画手段である。
【００１７】
ここで、加工条件に付加する予想放電ギャップｇの決定方法について説明する。
同一加工条件では放電ギャップは加工速度によって決まり、ワイヤ放電加工においては加工中のワイヤ電極と被加工物間の平均加工電圧が一定となるように加工速度の制御を行うため、実際の加工においては、加工面形状の凹凸によって加工速度にばらつきが発生するものの、予め各加工条件毎に目標加工速度が決定される。
そのため、各加工条件において、１ｓｔ加工の加工条件では図９に示す状態で、２ｎｄ加工以降の加工条件では図１０に示す状態で、それぞれの目標加工速度を使って捨て加工を行い、加工溝幅を測定して放電ギャップＧを求め、この値を各加工条件の予想放電ギャップｇとすればよい。
【００１８】
次に動作について説明する。
図１において、解析手段２１によってプログラム中の指令が１つずつ順に読み込まれる。
読み込まれた指令が判別手段２２により終了指令であった場合には、描画処理は終了する。
読み込まれた指令が終了指令ではない場合には、判別手段２５によって加工条件指令かどうか判別が行われ、加工条件指令であると判別された場合には、該当する加工条件データから、演算手段２６によって予想放電ギャップが読み出される。
演算手段２７では、描画に使用する線の太さを、演算手段２６で読み出した予想放電ギャップｇと使用しているワイヤ電極径ｄから、次式に基づいて計算する。
（描画に用いる線の太さ）＝（ｄ＋２×ｇ）×描画縮尺
【００１９】
次に、解析手段２１に戻り、次の指令が読み込まれる。
解析手段２１で読み込まれた指令が判別手段２５で加工条件指令であると判別されなかった場合には、プログラム解析手段２３において指令内容に応じた加工位置の計算が行われ、描画手段２８により、演算手段２７で求めた線の太さを用いて表示装置上に加工位置の描画が行われる。
【００２０】
この方法で描画を行った例が、図２及び図３であり、図２は加工を１回行う場合の例、図３は加工を３回行う場合の例である。
【００２１】
実施の形態２．
図４は、この発明の実施の形態におけるワイヤ放電加工装置における描画方法を示すフロー図であり、図において、３１は、ｎ回の加工の加工プログラムで使用する加工条件から、加工条件に付加されている予想放電ギャップｇ（ｎ）及び短絡を回避できる被加工物とワイヤ電極間の予想最小隙間ｇｍａｘ（ｎ）を読み出す演算手段、３２は１回目の加工における取り量を表示する演算手段、３３は２回目の加工における取り量を表示する演算手段、３４はｎ回目の加工における取り量を表示する演算手段である。
【００２２】
ここで、加工条件に付加する予想放電ギャップｇ及び短絡を回避できる被加工物とワイヤ電極間の予想最小隙間ｇｍａｘの決定方法について説明する。
加工条件に付加する予想放電ギャップｇは、実施の形態１と同様に決定する。
また、加工条件に付加する短絡を回避できる被加工物とワイヤ電極間の予想最小隙間ｇｍａｘは、実施の形態１と同様に目標加工速度を使って捨て加工を行い放電ギャップＧを求める際に、放電ギャップＧのオフセット値を少しずつ小さくしながら加工を行い、初めて短絡が発生する時の被加工物とワイヤ電極の距離を求め、この値をｇｍａｘとすればよい。
【００２３】
次に、動作について説明する。
まず、演算手段３１により、ｎ回目の加工の加工プログラムで使用する加工条件から予想放電ギャップｇ（ｎ）、短絡を回避できる被加工物とワイヤ電極間の予想最小隙間ｇｍａｘ（ｎ）を読み出す。
演算手段３２において、演算手段３１で求められたデータのうち、１ｓｔ加工時の予想放電ギャップｇ（１）を用い、１ｓｔ加工での予想取り量ｍ（１）は次式で求められる。
ｍ（１）＝ｄ＋２×ｇ（１）
【００２４】
表示装置上に予想取り量を表示する際の色は、各加工回数毎に区別できるようにｎ回の加工の予想取り量毎に帯の色を変え、それぞれ異なった色ｃ（ｎ）で表示を行うものとする。
１ｓｔ加工での予想取り量は１ｓｔ加工での予想放電箇所と等しいことから、１ｓｔ加工での予想放電箇所を示す帯は、ｃ（１）を赤と仮定すると、赤でｍ（１）×描画縮尺の幅（図５〜図７のＸ１）で表示を行えばよい。
ここで、２ｎｄ加工以降の予想取り量を示す帯の位置を求める基準は、例えば図５〜図７に示すように、１ｓｔ加工の予想取り量を描く帯の幅の起点（ｏ）を用いればよい。
【００２５】
次に、図４の演算手段３３において、演算手段３１で読み出されたデータのうち、２ｎｄ加工時の予想放電ギャップｇ（２）を用い、２ｎｄ加工での予想取り量ｍ（２）は次式により求めることができる。
ｍ（２）＝｛ｇ（２）＋ｄ＋ｙ（２）＋ｇ（１）｝−ｍ（１）
＝｛ｇ（２）＋ｄ＋ｙ（２）＋ｇ（１）｝−｛ｄ＋２×ｇ（１）｝
＝｛ｇ（２）＋ｙ（２）−ｇ（１）｝
ここで、ｙ（ｎ）はｎ回目の寄せ量を示す。
【００２６】
以上で求めた２ｎｄ加工での予想取り量ｍ（２）から２ｎｄ加工での放電箇所を推測する。
ｍ（２）≦０の場合は、２ｎｄ加工の予想取り量は、１ｓｔ加工の予想取り量と全く重なってしまうことを示しており、２ｎｄ加工では被加工物に対する寄せ量が不足しているため放電は行われないことを示している。
この場合の２ｎｄ加工でのワイヤ電極と被加工物の関係は図１２の状態に相当する。
また、ｍ（２）＞０の場合は、２ｎｄ加工時の短絡を回避できる被加工物とワイヤ電極間の予想最小隙間ｇｍａｘ（２）とｍ（２）の比較を行い、ｍ（２）＞ｇｍａｘ（２）の場合、被加工物に対するワイヤ電極の寄せ量が大きすぎて、短絡が発生することを示している。
この場合の２ｎｄ加工でのワイヤ電極と被加工物の関係は図１３の状態に相当する。
一方、０＜ｍ（２）≦ｇｍａｘ（２）の場合、被加工物に対する寄せ量は適切であり、ｇｍａｘ（２）−ｍ（２）だけワイヤ電極を被加工物に余分に寄せても短絡を回避できることを示している。
この場合の２ｎｄ加工でのワイヤ電極と被加工物の関係は図１１の状態に相当する。
【００２７】
これらの３つの状態の区別を行うために、次のように表示装置上に帯表示を行う。
表示装置上に２ｎｄ加工の予想取り量を表示する際には、起点（ｏ）から｛ｇ（１）＋ｙ（２）＋ｄ＋ｇ（２）｝×描画縮尺の位置から起点に向かって、ｇｍａｘ（２）×描画縮尺の幅で帯表示を行う。
Ｘ１と重ならない部分はＸ２とし、表示色はｃ（２）（例えば青色）とする。
Ｘ１と重なる部分は、Ｘ２’とし、Ｘ２’の部分は元々１ｓｔ加工によって取り除かれた部分なので表示色はＸ１の色を優先させたいが、Ｘ１とも区別させるためにＸ１とＸ２の合成色（例えば赤紫色）とする。
Ｘ２’の幅が２ｎｄ加工の寄せ量に対する余裕しろであり、その幅は｛ｇｍａｘ（２）−ｍ（２）｝×描画縮尺となる。Ｘ２’の領域はＸ１の領域に含まれる。
【００２８】
同様にして、ｎ回目の加工の予想取り量ｍ（ｎ）は、演算手段３４において、３１で読み出されたデータのうちｎ回目の加工の予想放電ギャップｇ（ｎ）を用いて次式で求められる。
ｍ（ｎ）＝｛ｇ（１）＋ｙ（２）＋ｙ（３）＋
…＋ｙ（ｎ）＋ｄ＋ｇ（ｎ）｝−ｍ（ｎ−１）
【００２９】
表示装置上に帯表示は、起点（ｏ）から｛ｇ（１）＋ｙ（２）＋ｙ（３）＋…ｙ（ｎ）＋ｄ＋ｇ（ｎ）｝×描画縮尺の位置から起点（ｏ）に向かってｇｍａｘ（ｎ）×描画縮尺の幅で行う。
Ｘ１〜Ｘｎ−１と重ならない部分はＸｎとし、表示色はｃ（ｎ）とする。
Ｘ１〜Ｘｎ−１と重なる部分はｃ（ｎ）と変えた表示色とする。
【００３０】
以上のような表示装置上の帯表示の例を示したのが図５〜図７である。
図５は、２ｎｄ加工でのワイヤ電極と被加工物の図１２の関係に対応しており、２ｎｄ加工で被加工物に対するワイヤ電極の寄せ量が不足していて放電が行われない場合の表示例である。
また、図６は、２ｎｄ加工でのワイヤ電極と被加工物の図１１の関係に対応しており、２ｎｄ加工で被加工物に対するワイヤ電極の寄せ量が適切である場合の表示例である。
図６のＸ２が予想放電箇所を表している。
さらに、図７は、２ｎｄ加工でのワイヤ電極と被加工物の図１３の関係に対応しており、２ｎｄ加工での被加工物に対するワイヤ電極の寄せ量が大きすぎるため短絡が発生する場合の表示例である。
図７においては、Ｘ２とＸ１の間に間隔が空いており、寄せ量が大きすぎることが識別できる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
以上のように、この発明に係るワイヤ放電加工装置は、加工後の仕上げ形状が意図したとおりになるかどうかの判断や寄せ量の決定を行うワイヤ放電加工作業に用いられるのに適している。
【図１】
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【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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