(57)【要約】  ワイヤ放電加工機（５０）は、ワイヤ電極（１）と、ワイヤ電極（１）を走行させる走行部と、被加工物（５）とワイヤ電極（１）との距離を調節する距離調節部と、被加工物（５）とワイヤ電極（１）との接触および非接触を検出する接触検出部と、被加工物（５）とワイヤ電極（１）の基準位置を決定する基準位置決定部と、を備える。基準位置決定部は、被加工物（５）とワイヤ電極（１）とを近付けていき、第１の接触状態が検出された場合に、被加工物（５）とワイヤ電極（１）とを離していき、接触検出部によって非接触状態が検出された際のワイヤ電極（１）の位置に基づいて初期位置を設定し、初期位置からワイヤ電極（１）と被加工物（５）とを近付けていき、被加工物（５）とワイヤ電極（１）との第２の接触状態が検出された際のワイヤ電極（１）の位置を基準位置に決定する。走行部は、基準位置が決定される間は、ワイヤ電極（１）を走行させる。
2018092196.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤ電極で被加工物を加工するワイヤ放電加工機であって、
前記ワイヤ電極と、
前記ワイヤ電極を前記ワイヤ電極の延びる方向に沿って走行させる走行部と、
前記被加工物と前記ワイヤ電極との距離を調節する距離調節部と、
前記被加工物と前記ワイヤ電極との接触および非接触を検出する接触検出部と、
前記被加工物と前記ワイヤ電極の基準位置を決定する基準位置決定部と、を備え、
前記基準位置決定部は、
第１の期間において前記距離調節部を制御して前記被加工物と前記ワイヤ電極とを近付けていき、前記被加工物と前記ワイヤ電極との第１の接触状態が検出された場合に、第２の期間において前記距離調節部を制御して前記被加工物と前記ワイヤ電極とを離していき、前記被加工物と前記ワイヤ電極との非接触時間に基づいて前記被加工物と前記ワイヤ電極との非接触状態が検出された際の前記ワイヤ電極の位置に基づいて前記ワイヤ電極の初期位置を設定し、第３の期間において前記距離調節部を制御して前記初期位置から前記ワイヤ電極と前記被加工物とを近付けていき、前記被加工物と前記ワイヤ電極との第２の接触状態が検出された際の前記ワイヤ電極の位置を前記基準位置に決定し、
前記走行部は、前記第１の期間、前記第２の期間、および前記第３の期間において前記ワイヤ電極を走行させることを特徴とするワイヤ放電加工機。
【請求項２】
前記非接触状態は、前記接触検出部によって前記被加工物と前記ワイヤ電極との非接触が設定時間継続して検出された状態であることを特徴とする請求項１に記載のワイヤ放電加工機。
【請求項３】
前記第１の接触状態は、前記被加工物と前記ワイヤ電極との接触時間に基づいて検出される状態であることを特徴とする請求項１または２に記載のワイヤ放電加工機。
【請求項４】
前記第２の接触状態は、前記被加工物と前記ワイヤ電極との接触回数に基づいて検出される状態であ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機。
【請求項５】
前記第２の接触状態は、前記接触検出部によって単位時間当たりに前記被加工物と前記ワイヤ電極とが接触する割合が一定以上となったと判断された状態であることを特徴とする請求項４に記載のワイヤ放電加工機。
【請求項６】
前記ワイヤ電極に加工液を供給する加工液供給部をさらに備え、
前記加工液供給部は、前記第１の期間、前記第２の期間、および前記第３の期間において前記ワイヤ電極に前記加工液を供給することを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載のワイヤ放電加工機。
【請求項７】
前記基準位置決定部は、前記第３の期間における前記第２の接触状態の検出を複数回行い、前記第２の接触状態が検出された場合の前記ワイヤ電極の位置を仮基準位置とし、複数の前記仮基準位置を平均した位置を前記基準位置に決定することを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載のワイヤ放電加工機。
【請求項８】
前記走行部は、前記基準位置が決定される間の前記ワイヤ電極の走行速度を、前記被加工物を加工する際の前記ワイヤ電極の走行速度よりも低速にすることを特徴とする請求項１から７のいずれか１つに記載のワイヤ放電加工機。
【請求項９】
ワイヤ電極で被加工物を加工するワイヤ放電加工機における前記被加工物と前記ワイヤ電極の基準位置の決定方法であって、
第１の期間において前記被加工物と前記ワイヤ電極とを近付けていき、前記被加工物と前記ワイヤ電極との第１の接触状態を検出するステップと、
第２の期間において前記第１の接触状態が検出された場合に、前記被加工物と前記ワイヤ電極とを離していき、前記被加工物と前記ワイヤ電極との非接触状態が検出された際の前記ワイヤ電極の位置に基づいて前記ワイヤ電極の初期位置を設定するステップと、
第３の期間において前記初期位置から前記ワイヤ電極と前記被加工物とを近付けていき、前記被加工物と前記ワイヤ電極との第２の接触状態が検出された際の前記ワイヤ電極の位置を前記基準位置に決定するステップと、を備え、
前記第１の期間、前記第２の期間、および前記第３の期間において前記ワイヤ電極を前記ワイヤ電極の延びる方向に沿って走行させることを特徴とする基準位置の決定方法。
【請求項１０】
ワイヤ電極で被加工物を加工するワイヤ放電加工機であって、
前記ワイヤ電極と、
前記ワイヤ電極を前記ワイヤ電極の延びる方向に沿って走行させる走行部と、
前記被加工物と前記ワイヤ電極との距離を調節する距離調節部と、
前記被加工物と前記ワイヤ電極との接触および非接触を検出する接触検出部と、
前記接触検出部による検出結果に基づいて、前記被加工物と前記ワイヤ電極の基準位置を決定する基準位置決定部と、を備え、
前記走行部は、前記基準位置決定部によって前記基準位置が決定される間は、前記被加工物を加工する際の前記ワイヤ電極の走行速度よりも低速に前記ワイヤ電極を走行させることを特徴とするワイヤ放電加工機。
【請求項１１】
ワイヤ電極で被加工物を加工するワイヤ放電加工機における前記被加工物と前記ワイヤ電極の基準位置の決定方法であって、
前記被加工物と前記ワイヤ電極との接触状態に基づいて前記基準位置を決定するステップを備え、
前記基準位置が決定される間は、前記ワイヤ電極を前記ワイヤ電極の延びる方向に沿って走行させ、前記被加工物を加工する際の前記ワイヤ電極の走行速度よりも低速に前記ワイヤ電極を走行させることを特徴とする基準位置の決定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加工物をワイヤ電極で加工するワイヤ放電加工機および基準位置の決定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワイヤ電極を用いて被加工物を加工するワイヤ放電加工機が用いられている。ワイヤ放電加工機では、特許文献１に示すようにワイヤ電極が被加工物の加工を開始する加工開始位置である基準位置の検出が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４０２７８３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
基準位置の検出を行う過程では、ワイヤ電極を走行させながら基準位置の検出を行う場合がある。ワイヤ電極を走行させながら基準位置の検出を行う場合には、基準位置の検出にかかる時間を短縮して、基準位置の検出に用いられるワイヤ電極の使用量を抑えることで、加工コストの抑制を図りたいという要望がある。【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、基準位置の検出に用いられるワイヤ電極の使用量を抑えることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、ワイヤ電極で被加工物を加工するワイヤ放電加工機であって、ワイヤ電極と、ワイヤ電極をワイヤ電極の延びる方向に沿って走行させる走行部と、被加工物とワイヤ電極との距離を調節する距離調節部と、被加工物とワイヤ電極との接触および非接触を検出する接触検出部と、被加工物とワイヤ電極の基準位置を決定する基準位置決定部と、を備える。基準位置決定部は、距離調節部を制御して被加工物とワイヤ電極とを近付けていき、接触検出部によって被加工物とワイヤ電極との第１の接触状態が検出された場合に、距離調節部を制御して被加工物とワイヤ電極とを離していき、接触検出部によって被加工物とワイヤ電極との非接触状態が検出された際のワイヤ電極の位置に基づいてワイヤ電極の初期位置を設定し、距離調節部を制御して初期位置からワイヤ電極と被加工物とを近付けていき、接触検出部によって被加工物とワイヤ電極との第２の接触状態が検出された際のワイヤ電極の位置を基準位置に決定する。走行部は、基準位置決定部によって基準位置が決定される間は、ワイヤ電極を走行させる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明にかかるワイヤ放電加工機は、基準位置の検出に用いられるワイヤ電極の使用量を抑えることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１にかかるワイヤ放電加工機の概略構成を示す図
【図２】接触検出回路とＮＣ装置の機能構成を示すブロック図
【図３】実施の形態１にかかるワイヤ放電加工機において基準位置を決定する手順を示すフローチャート
【図４】実施の形態１にかかるワイヤ放電加工機において基準位置を決定する手順を示すフローチャート
【図５】実施の形態１にかかるワイヤ放電加工機が備えるＮＣ装置のハードウェア構成を示す図
【図６】第１の速度で走行するワイヤ電極の振動と、第２の速度で走行するワイヤ電極の振動を示した図
【図７】孔に貫通させたワイヤ電極で孔の中心位置を検出する一般的な手順を説明するための図
【図８】実施の形態１においてワイヤ電極をクリアランスの少ない孔に挿入した状態を示す図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明の実施の形態にかかるワイヤ放電加工機および基準位置の決定方法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。
【００１０】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかるワイヤ放電加工機の概略構成を示す図である。ワイヤ放電加工機５０は、ワイヤボビン１５から送り出されるワイヤ電極１と、ワイヤ電極１を支持する第１のガイド部である上加工ヘッド４と、上加工ヘッド４の下方に離間して配置されてワイヤ電極１を支持する第２のガイド部である下加工ヘッド７とを備える。ワイヤボビン１５から送り出されたワイヤ電極１は、上加工ヘッド４を通過してから下加工ヘッド７を通過する。
【００１１】
ワイヤ放電加工機５０は、メインテンションローラー２、メインテンションモーター３、ワイヤ回収ローラー１１、およびワイヤ回収モーター１２を備える。メインテンションローラー２、メインテンションモーター３、ワイヤ回収ローラー１１、およびワイヤ回収モーター１２は、ワイヤ電極１を上加工ヘッド４から下加工ヘッド７に向けて走行させる。すなわち、ワイヤ電極１は、ワイヤ電極１の延びる方向に沿って走行する。なお、以下の説明においてワイヤ電極１の走行方向を基準に上流および下流の用語を用いる。
【００１２】
ワイヤ回収ローラー１１およびワイヤ回収モーター１２は、下加工ヘッド７よりも下流側に設けられている。ワイヤ回収ローラー１１は、ワイヤ回収モーター１２の出力軸に連結されており、ワイヤ回収モーター１２の出力軸と連動して回転する。ワイヤ回収モーター１２は、図示しないエンコーダーを有しており、ワイヤ回収ローラー１１を回転させて、ワイヤ電極１を一定の速度で走行させる。ワイヤ回収ローラー１１およびワイヤ回収モーター１２を通過したワイヤ電極１は、回収箱１６に回収される。
【００１３】
メインテンションローラー２およびメインテンションモーター３は、上加工ヘッド４よりも上流側に設けられている。メインテンションローラー２は、メインテンションモーター３の出力軸に連結されており、メインテンションモーター３の出力軸と連動して回転する。メインテンションモーター３は、図示しないエンコーダーを有しており、走行するワイヤ電極１に指定の張力を加える。
【００１４】
すなわち、ワイヤ電極１は、メインテンションモーター３およびワイヤ回収モーター１２によって、指定の張力を加えられながら、上加工ヘッド４から下加工ヘッド７に向けて走行する。ワイヤ電極１のうち上加工ヘッド４と下加工ヘッド７との間にある部分が加工領域となり、この加工領域が被加工物５に近づくことで被加工物５が切断加工される。
【００１５】
ワイヤ放電加工機５０は、ワイヤ電極１によって切断加工される被加工物５が載置される定盤６を備える。定盤６および被加工物５は、導電性の材料で形成される。また、ワイヤ放電加工機５０は、定盤モーター９を備える。定盤モーター９は、定盤６を移動させることで被加工物５とワイヤ電極１との距離を調節する距離調節部である。本実施の形態１では、定盤６を移動させて被加工物５とワイヤ電極１との距離を調節する例を挙げているが、上加工ヘッド４および下加工ヘッド７とともにワイヤ電極１を移動させて被加工物５とワイヤ電極１との距離を調節するように構成してもよい。また、定盤６とワイヤ電極１の両方を移動させて被加工物５とワイヤ電極１との距離を調節するように構成してもよい。
【００１６】
ワイヤ放電加工機５０は、上加工ヘッド４と下加工ヘッド７の間にあるワイヤ電極１に加工液を供給する加工液供給装置１３を備える。加工液は、例えば水である。ワイヤ放電加工機５０は、定盤６とワイヤ電極１との相対的な位置を検出するリニアスケール１７を備える。
【００１７】
ワイヤ放電加工機５０は、接触検出回路８とＮＣ（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  Ｃｏｎｔｒｏｌ；数値制御）装置１０とを備える。図２は、接触検出回路８とＮＣ装置１０の機能構成を示すブロック図である。
【００１８】
接触検出回路８は、電位差付与部２１と電位差検出部２２と接触判断部２３とを備える。電位差付与部２１は、ワイヤ電極１と定盤６との間に電位差を与える。これにより、定盤６に載置された被加工物５とワイヤ電極１との間に電位差が生じる。電位差検出部２２は、被加工物５とワイヤ電極１との間に生じた電位差を検出する。接触判断部２３は、電位差検出部２２が検出した電位差の変化に基づいて、被加工物５とワイヤ電極１との接触および非接触を判断する。接触判断部２３による接触および非接触の判断はサンプリング周期ごとに行われる。サンプリング周期ごとに判断された接触および非接触を示す接触情報は、ＮＣ装置１０に向けて送信される。なお、以下の説明において、接触の検出といった場合には、サンプリング周期の１周期での接触の検出を意味し、非接触の検出といった場合には、サンプリング周期の１周期での非接触の検出を意味する。
【００１９】
ＮＣ装置１０は、駆動制御部３１と記憶部３２と加工制御部３３と接触状態判別部３４とを備える。駆動制御部３１は、メインテンションモーター３およびワイヤ回収モーター１２を駆動させてワイヤ電極１を走行させる。駆動制御部３１は、ワイヤ電極１を走行させる走行部である。また、駆動制御部３１は、定盤モーター９を駆動させて被加工物５とワイヤ電極１との距離を調節する。記憶部３２には、加工プログラムが記憶されている。加工制御部３３は、記憶部３２に記憶された加工プログラムにしたがって駆動制御部３１、電位差付与部２１、および加工液供給装置１３を制御して、被加工物５を加工させる。具体的には、電位差が付与されたワイヤ電極１を第１の速度で走行させながら被加工物５に近づけていき、近づけた際に発生する放電によって被加工物５を切断加工する。加工制御部３３は、ワイヤ電極１で被加工物５を加工している加工工程の間は、加工液供給装置１３からワイヤ電極１に加工液を供給させ続ける。
【００２０】
接触状態判別部３４は、接触判断部２３から送信された接触情報に基づいて基準位置を決定する位置検出工程を行う。接触状態判別部３４は、ワイヤ電極１で被加工物５を加工する際の加工開始位置となる基準位置を決定する基準位置決定部である。接触状態判別部３４は、位置検出工程において、駆動制御部３１、電位差付与部２１、および加工液供給装置１３を制御して基準位置を決定する。接触状態判別部３４は、位置検出工程の間、駆動制御部３１によってメインテンションモーター３およびワイヤ回収モーター１２を駆動させてワイヤ電極１を第１の速度よりも低速の第２の速度で走行させる。また、接触状態判別部３４は、位置検出工程の間は、加工液供給装置１３からワイヤ電極１に加工液を供給させ続ける。また、接触状態判別部３４は、位置検出工程において、駆動制御部３１によって定盤モーター９を制御させて被加工物５とワイヤ電極１との距離を変化させながら基準位置の決定を行う。位置検出工程において被加工物５とワイヤ電極１との距離を変化させながら基準位置を決定する手順について詳説する。
【００２１】
図３および図４は、実施の形態１にかかるワイヤ放電加工機５０において基準位置を決定する手順を示すフローチャートである。まず、図３に示すように、加工液供給装置１３から加工液を出してワイヤ電極１に供給する（ステップＳ１）。次に、加工工程時と同じ張力かつ第１の速度よりも低速な第２の速度でワイヤ電極１を走行させる（ステップＳ２）。次に、ユーザーから位置検出工程を行う際の被加工物５とワイヤ電極１とを近付ける方向の入力があった場合に（ステップＳ３，Ｙｅｓ）、入力された近付ける方向に定盤６を移動させて被加工物５とワイヤ電極１とを近付けていく（ステップＳ４）。なお、ユーザーから位置検出工程を行う際の被加工物５とワイヤ電極１とを近付ける方向の入力がない場合には（ステップＳ３，Ｎｏ）、ステップＳ３の判断を繰り返して近付ける方向の入力を待つ。
【００２２】
ここで、ワイヤ電極１が走行している間のワイヤ電極１の振動について説明する。ワイヤ電極１は、上加工ヘッド４内および下加工ヘッド７内の図示を省略したワイヤガイドとの摩擦によって、ワイヤ電極１の延びる方向と垂直な方向に振幅を持って振動する。
【００２３】
被加工物５とワイヤ電極１とを十分に離した状態では、被加工物５とワイヤ電極１との非接触が継続して検出される。そこから被加工物５とワイヤ電極１とをある程度近付けると、ワイヤ電極１の振動によって被加工物５とワイヤ電極１との接触と非接触とが繰り返されるようになる。そこからさらに被加工物５とワイヤ電極１とを近付けていくと、単位時間あたりに被加工物５とワイヤ電極１との接触が検出される回数が増加していき、最終的には継続して接触が検出されるようになる。
【００２４】
このように、ワイヤ電極１が振動しているという前提で、位置検出工程の手順の説明に戻る。被加工物５とワイヤ電極１とを近付けていき、被加工物５とワイヤ電極１との第１の接触状態が検出された場合には（ステップＳ５，Ｙｅｓ）、近付ける方向と逆方向に定盤６を移動させて、被加工物５とワイヤ電極１とを離していく（ステップＳ６）。なお、被加工物５とワイヤ電極１との第１の接触状態が検出されない場合には（ステップＳ５，Ｎｏ）、ステップＳ５の判断を繰り返して第１の接触状態が検出されるまで被加工物５とワイヤ電極１とを近付ける。本実施の形態１における第１の接触状態は、被加工物５とワイヤ電極１との接触が設定時間継続する状態である。
【００２５】
ステップＳ６で被加工物５とワイヤ電極１とを離していく過程で、被加工物５とワイヤ電極１との非接触が検出された場合に（ステップＳ７，Ｙｅｓ）、定盤６を停止させる（ステップＳ８）。
【００２６】
ここで、被加工物５とワイヤ電極１との非接触状態が検出された場合（ステップＳ９，Ｙｅｓ）、記憶部３２に位置決め回数ｎ＝０が記憶され（ステップＳ１１）、その時点での定盤６の座標が記憶部３２に記憶される（ステップＳ１２）。なお、ステップＳ１２で記憶される定盤６の座標を初期位置とする。なお、初期位置を設定する際に、被加工物５とワイヤ電極１との非接触状態が検出された位置から指定の距離だけ定盤６を移動させて被加工物５とワイヤ電極１とを離した位置を初期位置に設定してもよい。また、非接触状態は、非接触が設定時間続いた状態、すなわち被加工物５とワイヤ電極１との非接触が指定されたサンプリング回数続いて検出された状態である。
【００２７】
ステップＳ９において、被加工物５とワイヤ電極１との非接触が設定時間続いて検出されない場合には（ステップＳ９，Ｎｏ）、被加工物５とワイヤ電極１とをさらに離して（ステップＳ１０）、定盤６を停止させ（ステップＳ８）、被加工物５とワイヤ電極１との非接触が設定時間続くかが確認される（ステップＳ９）。すなわち、被加工物５とワイヤ電極１との非接触が設定時間続く状態になるまで、被加工物５とワイヤ電極１とを離すことが繰り返される。例えば、設定時間は１秒である。また、ステップＳ１０において被加工物５とワイヤ電極１とを離す際の定盤６の移動距離は微小距離であることが望ましく、例えばワイヤ放電加工機５０において実現できる最小単位の移動距離であってもよい。または、ワイヤ電極１の直径と同じ距離としてもよい。
【００２８】
ステップＳ１２において初期位置が記憶されると、図４に示すように記憶部３２に接触カウンタ情報ｉ＝０と、非接触カウンタ情報ｊ＝０が記憶される（ステップＳ１３）。次に、被加工物５とワイヤ電極１との接触が検出された場合には（ステップＳ１４，Ｙｅｓ）、接触カウンタ情報ｉをｉ＝ｉ＋１で更新する（ステップＳ１８）。次に、ｉ≧５００となっている場合には（ステップＳ１９，Ｙｅｓ）、その時点での定盤６の座標が仮基準位置Ｐｎとして記憶部３２に記憶される（ステップＳ２０）。ステップＳ１９においてｉ≧５００となっていない場合には（ステップＳ１９，Ｎｏ）、ステップＳ１４に戻る。接触カウンタ情報ｉがｉ≧５００となった状態が第２の接触状態である。
【００２９】
ステップＳ１４において被加工物５とワイヤ電極１との接触が検出されない場合（ステップＳ１４，Ｎｏ）、すなわち被加工物５とワイヤ電極１との非接触が検出された場合には、非接触カウンタ情報ｊをｊ＝ｊ＋１で更新する（ステップＳ１５）。次に、ｊ≧５００となっている場合には（ステップＳ１６，Ｙｅｓ）、被加工物５とワイヤ電極１とを近付けてから（ステップＳ１７）、ステップＳ１３に戻ってｉ＝０，ｊ＝０が記憶される。ステップＳ１６において、ｊ≧５００となっていない場合には（ステップＳ１６，Ｎｏ）、ステップＳ１４に戻る。
【００３０】
上述したステップＳ１３からステップＳ１６では、接触カウンタ情報ｉまたは非接触カウンタ情報ｊが指定数に到達するまでその位置での接触および非接触の検出がなされる。そして、非接触カウンタ情報ｊが接触カウンタ情報ｉよりも先に指定数、本実施の形態１では５００に到達した場合には、被加工物５とワイヤ電極１とを近付けて、接触カウンタ情報ｉおよび非接触カウンタ情報ｊを０にリセットしてから、接触カウンタ情報ｉまたは非接触カウンタ情報ｊが指定数に到達するまでその位置で再度の接触および非接触の検出がなされる。
【００３１】
接触カウンタ情報ｉが非接触カウンタ情報ｊよりも先に指定数、本実施の形態１では５００に到達した場合には、その位置の座標が仮基準位置として記憶される。すなわち、ステップＳ１３からステップＳ２０では、初期位置から被加工物５とワイヤ電極１とを段階的に近付けていきながら、接触カウンタ情報ｉが指定数に到達する位置の検出が行われる。ここで、ステップＳ９からステップＳ１２に示すように、被加工物５とワイヤ電極１との非接触が設定時間続いた位置が初期位置であり、初期位置において接触カウンタ情報ｉが先に指定数を超えることは考えにくい。そこから被加工物５とワイヤ電極１とを段階的に近付けていく過程で、最初に接触カウンタ情報ｉが先に指定数を超えた場所では、非接触カウンタ情報ｊも指定数に近い値となっていると考えられる。すなわち、本実施の形態１では、単位時間あたりに接触と非接触とがほぼ同じ割合で検出される位置を、仮基準位置としている。なお、ステップＳ１９においてｉ≧５００となっている場合に（ステップＳ１９，Ｙｅｓ）、非接触カウンタ情報ｊが一定の値、例えばｊ≧４９０であるかを確認するステップを加えることで、より確実に単位時間あたりに接触と非接触とがほぼ同じ割合で検出される位置を、仮基準位置とするようにしても構わない。ここでｊ≧４９０とならない場合には、被加工物５とワイヤ電極１とを近付けすぎていると判断して、初期位置に戻してから仮基準位置の検出を再度行うようにすればよい。
【００３２】
ステップＳ２０において仮基準位置Ｐｎが記憶されると、位置決め回数ｎがｎ＝ｎ＋１で更新される（ステップＳ２１）。ｎ≧Ｎとなった場合には（ステップＳ２２，Ｙｅｓ）、規定の仮基準位置が検出されたとして、Ｐ１からＰｎを平均した座標を算出し（ステップＳ２４）、算出された座標が基準位置として記憶され、定盤６が基準位置に移動される（ステップＳ２５）。なお、ステップＳ２２においてｎ≧Ｎとならなかった場合には（ステップＳ２２，Ｎｏ）、定盤６を初期位置に移動させてから（ステップＳ２３）、ステップＳ１３に戻ってｎ≧Ｎとなるまで仮基準位置の検出が繰り返される。なお、位置検出工程の手順の説明では、定盤６を移動させる例を挙げて説明しているが、ワイヤ電極１を移動させる機構も備えている場合には、定盤６とワイヤ電極１の少なくとも一方を移動させればよい。また、定盤６を移動させる機構を備えておらず、ワイヤ電極１を移動させる機構を備えている場合には、ワイヤ電極１を移動させればよい。上記手順では、ステップＳ１からステップＳ５までが被加工物５とワイヤ電極１とを近付けていく第１の期間であり、ステップＳ６からステップＳ１２までが被加工物５とワイヤ電極１とを離していく第２の期間であり、ステップＳ１３からステップＳ２５までが被加工物５とワイヤ電極１とを近付けていく第３の期間である。
【００３３】
上記手順で決定された基準位置は、単位時間あたりに接触と非接触とがほぼ同じ割合で検出される位置を基準位置としているため、振動するワイヤ電極１の振幅の中心と、被加工物５の端面とを一致させた位置が基準位置であると換言できる。したがって、基準位置を加工開始位置とすることで、ワイヤ電極１が被加工物５の加工を開始する位置の適正化を図り、加工によって得られる製品の品質向上を図ることができる。
【００３４】
図５は、実施の形態１にかかるワイヤ放電加工機５０が備えるＮＣ装置１０のハードウェア構成を示す図である。ＮＣ装置１０は、演算装置４１および記憶装置４２を備える。演算装置４１には、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）が例示される。上述した駆動制御部３１、加工制御部３３、および接触状態判別部３４の機能は、演算装置４１によって実現される。記憶装置４２には、半導体メモリ、磁気ディスク、光ディスクが例示される。上述した記憶部３２の機能は、記憶装置４２によって実現される。また、記憶装置４２には、演算装置４１に上記機能を発揮させるプログラムが記憶されている。記憶装置４２は、演算装置４１がプログラムを実行する際の一次記憶領域としても使用される。プログラムには、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせが例示される。
【００３５】
以上説明したワイヤ放電加工機５０によれば、基準位置の検出を行う位置検出工程において、加工工程でのワイヤ電極１の走行速度である第１の速度よりも低速の第２の速度でワイヤ電極１を走行させている。そのため、位置検出工程でのワイヤ電極の消費を抑えて、加工コストの抑制を図ることができる。また、加工工程中のワイヤ電極１の状態に近い状態で位置検出を行っている、すなわちワイヤ電極１を走行させるとともに、加工液もワイヤ電極１に供給して位置検出を行っているので、位置検出の精度向上を図ることができる。
【００３６】
また、位置検出工程において初期位置を決定するまでは、被加工物５とワイヤ電極１とを近付けていく過程では段階的に近づけることは行っていないため、短時間で被加工物５とワイヤ電極１とが接触する位置に定盤６を移動させることができる。そのため、初期位置を決定するまでの時間の短縮化、すなわち位置検出工程にかかる時間の短縮化を図ることができる。これにより、位置検出工程において使用されるワイヤ電極１の消費を抑えて、加工コストの抑制を図ることができる。
【００３７】
また、ステップＳ１２において初期位置を決定し、仮基準位置が決定されるたびに初期位置に戻しているため、初期位置を決定する工程を繰り返す必要がなく、位置検出工程にかかる時間の短縮化を図ることができる。これにより、位置検出工程において使用されるワイヤ電極１の消費を抑えて、加工コストの抑制を図ることができる。
【００３８】
また、図３および図４で示したような被加工物５とワイヤ電極１とを第１の期間において近付けていき、第２の期間において離していき、第３の期間で近付けていって基準位置を決定する手順でない場合であっても、第１の速度よりも低速度である第２の速度でワイヤ電極１を走行させながら基準位置の決定を行えば、ワイヤ電極の消費量を抑えて加工コストの抑制を図ることができる。すなわち、本実施の形態で用いる基準位置の用語は、図３および図４に示した手順に決定される位置のみを示すものではない。
【００３９】
また、第１の速度よりも低速の第２の速度でワイヤ電極１を走行させて位置検出を行っているので、ワイヤ電極１の振幅を抑えることができる。図６は、第１の速度で走行するワイヤ電極１の振動と、第２の速度で走行するワイヤ電極１の振動を示した図である。図６では、縦軸がワイヤ電極１の位置を示し、横軸が時間を示す。図６に示すように、低速な第２の速度でワイヤ電極１を走行させたほうがワイヤ電極１の振幅を抑えることができるため、位置検出の精度の向上を図ることができる。
【００４０】
また、ワイヤ放電加工機５０では、初期位置から被加工物５とワイヤ電極１とを近付ける方向に移動させながら基準位置の決定を行っている。ここで、位置検出工程においてワイヤ電極１には加工液が供給されている。ワイヤ電極１に供給された加工液は、ワイヤ電極１の周囲を伝わって流れ落ちて行く。
【００４１】
本実施の形態１のように被加工物５とワイヤ電極１とを近付ける方向に移動させながら基準位置の決定を行う場合には、ワイヤ電極１が被加工物５に接触するまでは、ワイヤ電極１の周囲全体に加工液が流れ落ちている状態であるため、ワイヤ電極１が加工液の流れ落ちる力によってワイヤ電極１に余計な変形が生じにくい。
【００４２】
一方、被加工物５とワイヤ電極１とが接触した状態から、被加工物５とワイヤ電極１とを離す方向に移動させながら基準位置の決定を行う場合には、被加工物５とワイヤ電極１とが接触した状態ではその接触部分には加工液が入り込めない。そして、被加工物５とワイヤ電極１とを離していく過程で被加工物５にワイヤ電極１が接触しようとする力が弱まった場合に、被加工物５とワイヤ電極とが接触する部分に加工液が流れ込む。そのため、流れ込んだ加工液によってワイヤ電極１が押しのけられて余分に変形が生じやすくなる。したがって、本実施の形態１のように被加工物５とワイヤ電極１とを近付ける方向に移動させながら基準位置の決定を行うほうが、ワイヤ電極１の変形による基準位置の誤差の発生を抑えることができる。
【００４３】
また、ワイヤ放電加工機５０では、被加工物５に形成された微小な孔の中心位置の検出を行うことができる。図７は、孔に貫通させたワイヤ電極１で孔の中心位置を検出する一般的な手順を説明するための図である。被加工物５に形成された孔２５の中心位置を検出する場合には、図７に示す工程（１）から（６）が行われる。工程（１）では、＋Ｙ方向の端面を測定し、工程（２）では、−Ｙ方向の端面を測定する。工程（３）では、工程（１）で測定した端面と工程（２）で測定した端面の中央位置にワイヤ電極１を移動させる。工程（４）では、＋Ｘ方向の端面を測定し、工程（５）では、−Ｘ方向の端面を測定する。工程（６）では、（４）で測定した端面と（５）で測定した端面との中央位置にワイヤ電極１を移動させる。工程（６）を経てワイヤ電極１がある位置が、孔２５の中心位置となる。ここで、工程（１），（２），（４），（５）では、図３および図４で示した基準位置の検出が行われ、検出された基準位置が孔２５の端面の位置となる。
【００４４】
図８は、実施の形態１においてワイヤ電極１をクリアランスの少ない孔に挿入した状態を示す図である。被加工物５に形成された孔２５の径は７０μｍであり、孔２５に挿入されたワイヤ電極１の径は５０μｍである。したがって、ワイヤ電極１と孔２５との隙間は最大で１０μｍとなる。このような場合であっても、本実施の形態１にかかるワイヤ放電加工機５０では、図３に示すステップＳ１０で被加工物５とワイヤ電極１とを離す距離をワイヤ放電加工機５０において実現できる最小単位の移動距離等の微小距離としておけば、ステップＳ１０においてワイヤ電極１を被加工物５に衝突させずに孔２５の中心位置を検出することができる。
【００４５】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００４６】
１  ワイヤ電極、２  メインテンションローラー、３  メインテンションモーター、４  上加工ヘッド、５  被加工物、６  定盤、７  下加工ヘッド、８  接触検出回路、９  定盤モーター、１０  ＮＣ装置、１１  ワイヤ回収ローラー、１２  ワイヤ回収モーター、１３  加工液供給装置、１５  ワイヤボビン、１６  回収箱、１７  リニアスケール、２１  電位差付与部、２２  電位差検出部、２３  接触判断部、２５  孔、３１  駆動制御部、３２  記憶部、３３  加工制御部、３４  接触状態判別部、５０  ワイヤ放電加工機。
【図１】
2018092196.tif 000003
【図２】
2018092196.tif 000004
【図３】
2018092196.tif 000005
【図４】
2018092196.tif 000006
【図５】
2018092196.tif 000007
【図６】
2018092196.tif 000008
【図７】
2018092196.tif 000009
【図８】
2018092196.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成29年9月1日(2017.9.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤ電極で被加工物を加工するワイヤ放電加工機であって、
前記ワイヤ電極と、
前記ワイヤ電極を前記ワイヤ電極の延びる方向に沿って走行させる走行部と、
前記被加工物と前記ワイヤ電極との距離を調節する距離調節部と、
前記被加工物と前記ワイヤ電極との接触および非接触を検出する接触検出部と、
前記被加工物と前記ワイヤ電極の基準位置を決定する基準位置決定部と、を備え、
前記基準位置決定部は、
第１の期間において前記距離調節部を制御して前記被加工物と前記ワイヤ電極とを近付けていき、前記被加工物と前記ワイヤ電極との第１の接触状態が検出された場合に、第２の期間において前記距離調節部を制御して前記被加工物と前記ワイヤ電極とを離していき、前記被加工物と前記ワイヤ電極との非接触時間に基づいて前記被加工物と前記ワイヤ電極との非接触状態が検出された際の前記ワイヤ電極の位置に基づいて前記ワイヤ電極の初期位置を設定し、第３の期間において前記距離調節部を制御して前記初期位置から前記ワイヤ電極と前記被加工物とを近付けていき、前記被加工物と前記ワイヤ電極との第２の接触状態が検出された際の前記ワイヤ電極の位置を前記基準位置に決定し、
前記走行部は、前記第１の期間、前記第２の期間、および前記第３の期間において前記ワイヤ電極を走行させ、
前記非接触状態は、前記接触検出部によって前記被加工物と前記ワイヤ電極との非接触が設定時間継続して検出された状態であり、
前記基準位置決定部は、前記第３の期間における前記初期位置から前記ワイヤ電極を前記被加工物に近づけて前記第２の接触状態を検出することを複数回行い、前記第２の接触状態が検出された場合の前記ワイヤ電極の位置を仮基準位置とし、複数の前記仮基準位置を平均した位置を前記基準位置に決定することを特徴とするワイヤ放電加工機。
【請求項２】
前記第１の接触状態は、前記被加工物と前記ワイヤ電極との接触時間に基づいて検出される状態であることを特徴とする請求項１に記載のワイヤ放電加工機。
【請求項３】
前記第２の接触状態は、前記被加工物と前記ワイヤ電極との接触回数に基づいて検出される状態であることを特徴とする請求項１または２に記載のワイヤ放電加工機。
【請求項４】
前記第２の接触状態は、前記接触検出部によって単位時間当たりに前記被加工物と前記ワイヤ電極とが接触する割合が一定以上となったと判断された状態であることを特徴とする請求項３に記載のワイヤ放電加工機。
【請求項５】
前記ワイヤ電極に加工液を供給する加工液供給部をさらに備え、
前記加工液供給部は、前記第１の期間、前記第２の期間、および前記第３の期間において前記ワイヤ電極に前記加工液を供給することを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載のワイヤ放電加工機。
【請求項６】
前記走行部は、前記基準位置が決定される間の前記ワイヤ電極の走行速度を、前記被加工物を加工する際の前記ワイヤ電極の走行速度よりも低速にすることを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載のワイヤ放電加工機。
【請求項７】
ワイヤ電極で被加工物を加工するワイヤ放電加工機における前記被加工物と前記ワイヤ電極の基準位置の決定方法であって、
第１の期間において前記被加工物と前記ワイヤ電極とを近付けていき、前記被加工物と前記ワイヤ電極との第１の接触状態を検出するステップと、
第２の期間において前記第１の接触状態が検出された場合に、前記被加工物と前記ワイヤ電極とを離していき、前記被加工物と前記ワイヤ電極との非接触状態が検出された際の前記ワイヤ電極の位置に基づいて前記ワイヤ電極の初期位置を設定するステップと、
第３の期間において前記初期位置から前記ワイヤ電極と前記被加工物とを近付けていき、前記被加工物と前記ワイヤ電極との第２の接触状態が検出された際の前記ワイヤ電極の位置を前記基準位置に決定するステップと、を備え、
前記第１の期間、前記第２の期間、および前記第３の期間において前記ワイヤ電極を前記ワイヤ電極の延びる方向に沿って走行させ、
前記非接触状態は、前記被加工物と前記ワイヤ電極との非接触が設定時間継続して検出された状態であり、
前記基準位置を決定するステップにおいて、前記第３の期間における前記初期位置から前記ワイヤ電極を前記被加工物に近づけて前記第２の接触状態を検出することを複数回行い、前記第２の接触状態が検出された場合の前記ワイヤ電極の位置を仮基準位置とし、複数の前記仮基準位置を平均した位置を前記基準位置に決定することを特徴とする基準位置の決定方法。
【請求項８】
ワイヤ電極で被加工物を加工するワイヤ放電加工機であって、
前記ワイヤ電極と、
前記ワイヤ電極を前記ワイヤ電極の延びる方向に沿って走行させる走行部と、
前記被加工物と前記ワイヤ電極との距離を調節する距離調節部と、
前記被加工物と前記ワイヤ電極との接触および非接触を検出する接触検出部と、
前記接触検出部による検出結果に基づいて、前記被加工物と前記ワイヤ電極の基準位置を決定する基準位置決定部と、を備え、
前記走行部は、前記基準位置決定部によって前記基準位置が決定される間は、前記被加工物を加工する際の前記ワイヤ電極の走行速度よりも低速に前記ワイヤ電極を走行させることを特徴とするワイヤ放電加工機。
【請求項９】
ワイヤ電極で被加工物を加工するワイヤ放電加工機における前記被加工物と前記ワイヤ電極の基準位置の決定方法であって、
前記被加工物と前記ワイヤ電極との接触状態に基づいて前記基準位置を決定するステップを備え、
前記基準位置が決定される間は、前記ワイヤ電極を前記ワイヤ電極の延びる方向に沿って走行させ、前記被加工物を加工する際の前記ワイヤ電極の走行速度よりも低速に前記ワイヤ電極を走行させることを特徴とする基準位置の決定方法。
【手続補正書】
【提出日】平成30年2月2日(2018.2.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤ電極で被加工物を加工するワイヤ放電加工機であって、
前記ワイヤ電極と、
前記ワイヤ電極を前記ワイヤ電極の延びる方向に沿って走行させる走行部と、
前記被加工物と前記ワイヤ電極との距離を調節する距離調節部と、
前記被加工物と前記ワイヤ電極との接触および非接触を検出する接触検出部と、
前記被加工物と前記ワイヤ電極の基準位置を決定する基準位置決定部と、を備え、
前記基準位置決定部は、
第１の期間において前記距離調節部を制御して前記被加工物と前記ワイヤ電極とを近付けていき、前記被加工物と前記ワイヤ電極との第１の接触状態が検出された場合に、第２の期間において前記距離調節部を制御して前記被加工物と前記ワイヤ電極とを離していき、前記被加工物と前記ワイヤ電極との非接触時間に基づいて前記被加工物と前記ワイヤ電極との非接触状態が検出された際の前記ワイヤ電極の位置に基づいて前記ワイヤ電極の初期位置を設定し、第３の期間において前記距離調節部を制御して前記初期位置から前記ワイヤ電極と前記被加工物とを近付けていき、前記被加工物と前記ワイヤ電極との第２の接触状態が検出された際の前記ワイヤ電極の位置を前記基準位置に決定し、
前記走行部は、前記第１の期間、前記第２の期間、および前記第３の期間において前記ワイヤ電極を走行させ、
前記非接触状態は、前記接触検出部によって前記被加工物と前記ワイヤ電極との非接触が設定時間継続して検出された状態であり、
前記基準位置決定部は、前記第３の期間における前記初期位置から前記ワイヤ電極を前記被加工物に近づけて前記第２の接触状態を検出することを複数回行い、前記第２の接触状態が検出された場合の前記ワイヤ電極の位置を仮基準位置とし、複数の前記仮基準位置を平均した位置を前記基準位置に決定することを特徴とするワイヤ放電加工機。
【請求項２】
前記第１の接触状態は、前記被加工物と前記ワイヤ電極との接触時間に基づいて検出される状態であることを特徴とする請求項１に記載のワイヤ放電加工機。
【請求項３】
前記第２の接触状態は、前記被加工物と前記ワイヤ電極との接触回数に基づいて検出される状態であることを特徴とする請求項１または２に記載のワイヤ放電加工機。
【請求項４】
前記第２の接触状態は、前記接触検出部によって単位時間当たりに前記被加工物と前記ワイヤ電極とが接触する割合が一定以上となったと判断された状態であることを特徴とする請求項３に記載のワイヤ放電加工機。
【請求項５】
前記ワイヤ電極に加工液を供給する加工液供給部をさらに備え、
前記加工液供給部は、前記第１の期間、前記第２の期間、および前記第３の期間において前記ワイヤ電極に前記加工液を供給することを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載のワイヤ放電加工機。
【請求項６】
前記走行部は、前記基準位置が決定される間の前記ワイヤ電極の走行速度を、前記被加工物を加工する際の前記ワイヤ電極の走行速度よりも低速にすることを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載のワイヤ放電加工機。
【請求項７】
ワイヤ電極で被加工物を加工するワイヤ放電加工機における前記被加工物と前記ワイヤ電極の基準位置の決定方法であって、
第１の期間において前記被加工物と前記ワイヤ電極とを近付けていき、前記被加工物と前記ワイヤ電極との第１の接触状態を検出するステップと、
第２の期間において前記第１の接触状態が検出された場合に、前記被加工物と前記ワイヤ電極とを離していき、前記被加工物と前記ワイヤ電極との非接触状態が検出された際の前記ワイヤ電極の位置に基づいて前記ワイヤ電極の初期位置を設定するステップと、
第３の期間において前記初期位置から前記ワイヤ電極と前記被加工物とを近付けていき、前記被加工物と前記ワイヤ電極との第２の接触状態が検出された際の前記ワイヤ電極の位置を前記基準位置に決定するステップと、を備え、
前記第１の期間、前記第２の期間、および前記第３の期間において前記ワイヤ電極を前記ワイヤ電極の延びる方向に沿って走行させ、
前記非接触状態は、前記被加工物と前記ワイヤ電極との非接触が設定時間継続して検出された状態であり、
前記基準位置を決定するステップにおいて、前記第３の期間における前記初期位置から前記ワイヤ電極を前記被加工物に近づけて前記第２の接触状態を検出することを複数回行い、前記第２の接触状態が検出された場合の前記ワイヤ電極の位置を仮基準位置とし、複数の前記仮基準位置を平均した位置を前記基準位置に決定することを特徴とする基準位置の決定方法。
【請求項８】
ワイヤ電極で被加工物を加工するワイヤ放電加工機であって、
前記ワイヤ電極と、
前記ワイヤ電極を前記ワイヤ電極の延びる方向に沿って走行させる走行部と、
前記被加工物と前記ワイヤ電極との距離を調節する距離調節部と、
前記被加工物と前記ワイヤ電極との間に電位差を生じさせる電位差付与部と、
前記電位差の変化に基づいて前記被加工物と前記ワイヤ電極との接触および非接触を検出する接触検出部と、
前記接触検出部による検出結果に基づいて、前記被加工物と前記ワイヤ電極の基準位置を決定する基準位置決定部と、を備え、
前記走行部は、前記基準位置決定部によって前記基準位置が決定される間は、前記被加工物を加工する際の前記ワイヤ電極の走行速度よりも低速に前記ワイヤ電極を走行させることを特徴とするワイヤ放電加工機。
【請求項９】
ワイヤ電極で被加工物を加工するワイヤ放電加工機における前記被加工物と前記ワイヤ電極の基準位置の決定方法であって、
前記被加工物と前記ワイヤ電極との間に電位差を生じさせ、前記電位差の変化に基づいて前記被加工物と前記ワイヤ電極との接触状態を検出し、検出された接触状態に基づいて前記基準位置を決定するステップを備え、
前記基準位置が決定される間は、前記ワイヤ電極を前記ワイヤ電極の延びる方向に沿って走行させ、前記被加工物を加工する際の前記ワイヤ電極の走行速度よりも低速に前記ワイヤ電極を走行させることを特徴とする基準位置の決定方法。
【国際調査報告】
2018092196.tif 000011
2018092196.tif 000012
2018092196.tif 000013
2018092196.tif 000014