(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤ電極を走行させるとともに前記ワイヤ電極とワークとを相対移動させて前記ワークに所望形状を加工するワイヤ電極加工機において、
前記ワイヤ電極と前記ワークとを相対移動させる相対移動手段と、
前記ワイヤ電極の電極径、前記ワイヤ電極の電極径及び放電間隙に応じたオフセット量、前記所望形状に応じた加工形状プログラムからなる放電加工プログラムを読み込む放電加工プログラム読込手段と、
前記放電加工プログラムの前記加工形状プログラムに前記オフセット量を加味し、前記ワイヤ電極と前記ワークとの相対移動量を演算し、前記相対移動手段へ送出する移動量演算手段と、
前記ワイヤ電極と前記ワークとの放電加工部の前段に設けられ、前記ワイヤ電極の放電加工前の電極径を測定するため、測定部を前記ワイヤ電極の中心軸周りに割出、回転させる割出回転手段を備え、加工進行方向に対して常に垂直な方向からの前記ワイヤ電極の電極径を測定する電極径測定手段と、
前記読み込んだワイヤ電極の電極径及び前記測定したワイヤ電極の電極径から前記ワイヤ電極の電極径の誤差を演算し、前記オフセット量の補正量として前記移動量演算手段へ送出するオフセット補正量演算手段と、
を具備し、前記ワイヤ電極と前記ワークとの相対移動時に放電加工前の前記ワイヤ電極の形状誤差を補正することを特徴としたワイヤ電極加工機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワイヤ電極とワークとを相対移動させてワークに所望形状を加工するワイヤ放電加工機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ワイヤ放電加工機では、ワークに加工すべき所望形状に応じてワイヤ電極の中心位置の移動軌跡である加工軌跡プログラムを作成して、使用するワイヤ電極の半径と荒加工や仕上加工の加工条件等に応じた放電ギャップ（加工間隙）とを合せた量をオフセット量とし、ワイヤ電極またはワークの加工軌跡プログラムに応じた移動量に前記オフセット量を加味した移動量をワイヤ電極またはワークの移動手段に指令するようにしている。
【０００３】
しかし、ワイヤ電極の電極径には製作誤差があるばかりでなく、各箇所でバラツキがあり、これがワイヤ電極のオフセット量の指令時に悪影響を与えてしまい、ひいては加工精度の低下をまねいてしまう。また、要求されているワークの加工精度が高い場合には、寸法精度の高いワイヤ電極を使用すればよいが、こうした寸法精度の高いワイヤ電極を製作することにはかなりのコストアップを伴ってしまう。また、ワイヤ電極の走行中の張力により延伸され、線径に変化を生ずる可能性もある。
【０００４】
こうした問題を解決する従来技術として、所望の放電加工後に測定した放電加工後のワイヤ電極の電極径と、予め記憶された最適加工条件における放電加工後のワイヤ電極の電極径とを比較することにより、所望の加工条件を最適加工条件の放電電圧または放電電流、ワーク移動速度に調整するようにしたものが、特開平７−６０５５１号公報に開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ワイヤ電極は放電加工により均一に消耗するとは限らず、その断面形状は不均一な形状となることが多く、上記の従来技術のように放電加工後のワイヤ電極の電極径を測定しても測定する位置によりその電極径には形状寸法差があり、正確なワイヤ電極の電極径が得られず、ワイヤ電極の電極径の誤差としてオフセット量に取り込むことが困難である。
【０００６】
そこで、本発明は、放電加工前のワイヤ電極の電極径を測定して電極径の形状誤差をオフセット量に反映させることにより加工精度の向上を図ることができるワイヤ放電加工機を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、
ワイヤ電極の放電加工前の電極径を測定する電極径測定手段、好ましくは、測定部がワイヤ電極の中心軸線回りに３６０°割出、回転可能であり、加工進行方向に対して垂直方向からワイヤ電極の電極径を測定できる電極径測定手段と、加工プログラムに記憶したワイヤ電極の電極径と前記電極径測定手段で測定したワイヤ電極の電極径とからオフセット量の補正量であるワイヤ電極の電極径の誤差を演算するオフセット補正量演算手段と、を設けるようにしたもので、下記のような構成を備えている。
【０００８】
（１）  ワイヤ電極を走行させるとともに前記ワイヤ電極とワークとを相対移動させて前記ワークに所望形状を加工するワイヤ電極加工機において、
前記ワイヤ電極と前記ワークとを相対移動させる相対移動手段と、
前記ワイヤ電極の電極径、前記ワイヤ電極の電極径及び放電間隙に応じたオフセット量、前記所望形状に応じた加工形状プログラムからなる放電加工プログラムを読み込む放電加工プログラム読込手段と、
前記放電加工プログラムの前記加工形状プログラムに前記オフセット量を加味し、前記
ワイヤ電極と前記ワークとの相対移動量を演算し、前記相対移動手段へ送出する移動量演算手段と、
前記ワイヤ電極と前記ワークとの放電加工部の前段に設けられ、前記ワイヤ電極の放電加工前の電極径を測定するため、測定部を前記ワイヤ電極の中心軸周りに割出、回転させる割出回転手段を備え、加工進行方向に対して常に垂直な方向からの前記ワイヤ電極の電極径を測定する電極径測定手段と、
前記読み込んだワイヤ電極の電極径及び前記測定したワイヤ電極の電極径から前記ワイヤ電極の電極径の誤差を演算し、前記オフセット量の補正量として前記移動量演算手段へ送出するオフセット補正量演算手段と、
を具備し、前記ワイヤ電極と前記ワークとの相対移動時に放電加工前の前記ワイヤ電極の形状誤差を補正するワイヤ電極加工機。
【０００９】
【作用】
ワイヤ放電加工機によりワークに所望形状を加工するにあたって、放電加工プログラム読込手段に、ワイヤ電極の電極径、ワイヤ電極の電極径及び放電間隙に応じたオフセット量、前記所望形状に応じた加工形状プログラム等からなる放電加工プログラムを読み込む。移動量演算手段で放電加工プログラムの加工形状プログラムにオフセット量を加味し、ワイヤ電極とワークとの相対移動量を演算して、ワイヤ電極とワークとの相対移動手段へ送出する。
【００１０】
そして、ワイヤ電極とワークとを相対移動させながらワーク加工すると同時に、ワイヤ電極とワークとの放電加工部の前段に設けられた電極径測定手段でワイヤ電極の放電加工前の電極径を測定し、オフセット補正量演算手段で放電加工プログラム読込手段に読み込んだワイヤ電極の電極径との差からワイヤ電極の電極径の誤差を演算し、オフセット量の補正量として移動量演算手段へ送出するようにしたので、加工に用いられるワイヤ電極の形状寸法誤差をオフセット量の補正量として取り込むことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明による実施形態を示す加工制御ブロック図を含むワイヤ放電加工機の要部拡大図、図２は本発明のワイヤ放電加工機のワイヤ電極径測定手段を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）はそのＡ−Ａ断面図、図３は本発明のワイヤ放電加工機におけるワイヤ電極の形状寸法に対するオフセット量補正制御方法を示すフローチャートである。
【００１２】
図１に示すように、ワイヤボビン等のワイヤ供給手段（図示せず）から供給されたワイヤ電極（以下ワイヤと云う）１は、ワイヤ張力発生手段（図示せず）で所望の張力が付与され、上ガイドローラ３で方向転換され、ワーク５に対する放電加工部７を通過して、下ガイドローラ９で方向転換され、ワイヤ回収手段（図示せず）で回収される。なお、ワーク５の上下には、給電子１１、上ワイヤガイド１３を備えた上ヘッド１５、及び、給電子１７、下ワイヤガイド１９を備えた下ヘッド２１が設けられており、上ヘッド１５の給電子１１と下ヘッド２１の給電子１７を介してワイヤ１に給電するよう構成されている。また、ワーク５に対してはワイヤ１と逆の電圧が供給され、上ワイヤガイド１３と下ワイヤガイド１９とにより経路を規制されたワイヤ１とワーク５との間で放電加工が行われる。
【００１３】
ところで、ワイヤ放電加工機の電極となるワイヤ１には、例えば、０．１  ｍｍ、０．２  ｍｍ、０．２５ｍｍ、０．３  ｍｍ等各種径のものが用いられるが、ワイヤ径には製作誤差があり、その誤差を少なくしようとすると、コストアップが避けられず、それでもワイヤ全長にわたって誤差のない均一なものが得られ難い。
【００１４】
前記した従来の技術についての記載部分で、ワイヤ放電加工機では、ワークに加工すべき所望形状に応じてワイヤ電極の中心位置の移動軌跡である加工軌跡プログラムを作成して、使用するワイヤ電極の半径と荒加工や仕上加工の加工条件等に応じた放電ギャップ（加工間隙）とを合せた量をオフセット量とし、ワイヤ電極またはワークの加工軌跡プログラムに応じた移動量に前記オフセット量を加味した移動量をワイヤ電極またはワークの移動手段に指令するようにしている旨述べたが、ワイヤ電極径に誤差があれば、加工製品に加工誤差として現われることになり、精密な加工ができなくなる。
【００１５】
そこで本発明においては、ワーク５に対する放電加工部７の前段に、放電加工前のワイヤ１の電極径を測定するワイヤ径測定装置２３を設け、ワイヤ１の電極径を測定し、その測定結果をワイヤ１またはワーク５の加工軌跡プログラムに応じた移動量に反映させることにより、加工精度の向上を図るよう構成させてある。
【００１６】
なお、ワイヤ１の電極径の測定は、一定時間ごとに行うようにしてもよく、また、ワイヤ径測定装置２３をワイヤ１の中心軸線回りに３６０°割り出し、回転可能に構成し、常にワイヤ１によるワーク５に対する加工進行方向とワイヤ走行方向とに対して垂直方向のワイヤ１の電極径を測定できるようにすることにより、ワイヤ電極断面が真円となっていない場合でも正確な加工を行うことができる。
【００１７】
次に、ワイヤ径測定装置２３の構成について図２に従って説明する。
図２において、（ａ）は正面図、（ｂ）はそのＡ−Ａ断面図で、適宜支承板２５により回転自在に支承された歯車２７には、歯車２７中心軸部を貫通するワイヤ１のワイヤ通孔２９が設けられており、そのワイヤ１の走行方向に対し垂直平面上に、多数本の光線３１を投光する投光素子群３３とこれにワイヤ１を挾んで対面する受光素子群３５が同歯車２７上のベース３７に設けられている。
【００１８】
受光素子群３５は、投光素子群３３の投光する多数本の光線に対応した状態で多数の受光素子が配列されており、（ｂ）図に示すように、ワイヤ１によりその受光素子を幾つ遮ったかを数えることでワイヤ１の電極径を測定する。もっとも、受光数によらずに受光量を測定するようにしてもよい。このようにして測定されたワイヤ径は、ワイヤ断面が真円となっていなくても、その光の投光された線幅を測定したことになる。なお、本実施形態では、電極径の測定に投影する光線の影を利用しているが、投影光以外の測定手段を用いてもよい。
【００１９】
それ故、その線幅の半分を放電ギャップ量に加えたものを放電加工におけるオフセット量とすれば、ワイヤ電極径に誤差があっても常に正確な加工が行えることになる。
【００２０】
しかし、図１に示すように、放電加工による加工形状軌跡３９は常に一定方向にあるのではないので、ワイヤ１の加工仕上面に対面する場所は変化することになる。そこで、ワイヤ径測定装置２３により測定された線幅の半分を放電ギャップ量に常に加えることにより正確な仕上げ面が得られるよう、ワーク５の加工形状軌跡３９に対応してワイヤ径測定装置２３をワイヤ１の周りに回動するようにすることにより、加工仕上面に対向する側を一側とするワイヤ１の線幅を測定し、その結果を利用して、ワイヤ径の誤差によるオフセット量を常に正確な値とすることができるようにする。
【００２１】
すなわち、図２に示すように、支承板２５に回転自在に支承されたワイヤ径測定装置２３の歯車２７は、同じく支承板２５に支承されたサーボモータ４１の歯車４３と噛み合っていて、サーボモータ４１の制御回転によりワイヤ径測定装置２３が回動されるよう構成されている。そして、予め設定された加工形状軌跡３９のＸＹ方向移動量からその加工進行方向を求め、常に加工進行方向に対し垂直な方向からのワイヤ径を測定
する。例えば、円を加工するのであれば、ワイヤ径測定装置２３は回転することになる。
【００２２】
なお、放電加工機のワイヤ径測定装置２３による検出値を放電加工機の加工に利用するブロック図は図１に記載されているので、これについて簡単に説明する。
【００２３】
ワイヤ電極径測定装置を備えていない従来の放電加工機においては、放電加工プログラム読込手段４５からの信号（ワイヤ電極径の数値も考慮済）が、鎖線で示すように、ワイヤ１とワーク５との移動量演算手段４７に伝えられ、これよりワイヤ１とワーク５との相対移動手段４９を作動させてワーク５の放電加工が行われている。勿論、相対移動は、ワイヤ１を移動させてもよいし、ワーク５を移動させるようにしてもよい。
【００２４】
本発明においては、ワイヤ径測定装置２３を設けて、その測定値を、放電加工プログラム読込手段４５と移動量演算手段４７との間に設けたオフセット量演算手段５３において、放電加工プログラム読込手段４５よりの信号とを掛け合わせることにより、ワイヤ径の誤差に基づくオフセット補正量を演算し、その結果を従来よりある移動量演算手段４７に伝え、さらに相対移動手段４９を作動させるよう構成されている。なお、ワイヤ放電加工機におけるワイヤ１の形状寸法に対するオフセット量補正制御方法は、フローチャートとして図３に示してあるので参照されたい。
【００２５】
さらに、ワイヤ径測定装置２３をワイヤ１の走行方向を軸心として回動可能とすることにより、ワイヤ１の真円度誤差を排除するよう構成することもできる。すなわち、図２に示すように、ワイヤ径測定装置２３に対するサーボモータ４１、歯車４３よりなる回転駆動手段を設け、図１にブロック図として示す割出回転手段５１として、放電加工プログラム読込手段４５よりの信号を利用して、ワーク５の加工形状軌跡３９に沿って移動する加工仕上面に対面する方向のワイヤ１の線幅を測定し、ワイヤ電極径の真円誤差によるオフセット補正量を考慮できるよう、オフセット補正量演算手段５３に測定結果を入力するようにする。
【００２６】
また、ワーク５の加工形状軌跡３９に対応してワイヤ径測定装置２３をワイヤ１の周りに回動するようにすることにより、加工仕上面に対面する方向のワイヤ１の線幅を測定し、その結果を利用して、ワイヤ電極径誤差及び真円誤差によるオフセット補正量を常に正確な値とすることができる
【００２７】
すなわち、ワイヤ径測定手段２３によるワイヤ１の電極径の測定位置が、ワーク５との間の放電加工位置と一致するように制御されることになる。
【００２８】
【発明の効果】
上記したように、放電加工前のワイヤ電極の電極径を測定するようにしたので、ワークの加工時における正確なワイヤ電極の電極径を得ることができ、その測定値を利用して正確な放電加工を行うことができる。すなわち、測定したワイヤ電極の放電加工前の電極径と放電加工プログラムのワイヤ電極の電極径との差からオフセット量の補正量を演算し、取り込み、移動量を演算するようにしたので、ワイヤ電極の電極径にバラツキがあっても、また、寸法精度の高いワイヤ電極を使用することなく、加工精度の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による実施形態を示す加工制御ブロック図を含むワイヤ放電加工機の要部拡大図である。
【図２】本発明のワイヤ放電加工機のワイヤ径測定手段を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）はそのＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明のワイヤ放電加工機におけるワイヤ電極の形状寸法に対するオフセット量補正制御方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１  ワイヤ電極
３  上ガイドローラ
５  ワーク
７  放電加工部
９  下ガイドローラ
２３  ワイヤ径測定装置
２７  歯車
２９  ワイヤ通孔
３１  光線
３３  投光素子
３５  受光素子
３９  加工形状軌跡
４１  サーボモータ
４３  歯車
４５  放電加工プログラム読込手段
４７  移動量演算手段
４９  相対移動手段
５３  オフセット補正量演算手段
【図１】
0003582953.tif 000002
【図２】
0003582953.tif 000003
【図３】
0003582953.tif 000004