(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のワイヤガイド間に張架されたワイヤ電極と被加工物を相対移動して放電加工を行なうワイヤ放電加工装置の基準接触位置の位置決め方法において、
前記ワイヤ電極と前記被加工物との間に検出電圧を印加して前記ワイヤ電極と前記被加工物との間の電圧に基づいて前記ワイヤ電極と前記被加工物との接触を検出して接触信号を出力する検出ステップと、
前記接触信号に基づいて所定の張力下で走行される前記ワイヤ電極と前記被加工物とを接触させるべく両者を相対移動させると共に接触後に両者が付かず離れずのサーボ動作を行なう相対移動ステップと、
前記接触信号に基づいて前記ワイヤ電極と前記被加工物とが接触した時の位置を示す座標データを連続的に取り込む収集ステップと、
前記連続的に取り込まれる前記座標データを有効座標データと無効座標データとに分類する分類ステップと、
前記連続的に取り込まれた前記全ての座標データの標準偏差と前記有効座標データの数とに基づいて座標データの収集を停止するか否かを判断する停止判断ステップと、
前記座標データの収集が停止された時の全ての前記有効座標データに基づいて基準接触位置を決定する接触位置決定ステップと、
前記停止判断ステップにより位置決めプログラムの実行を終了させる実行終了信号が出力され位置決め動作が終了するステップと、
を備えたことを特徴とするワイヤ放電加工装置の基準接触位置の位置決め方法。
【請求項２】
前記分類ステップは、前記ワイヤ電極と前記被加工物とが最初に接触した座標データを基準データとして前記ワイヤ電極の前進方向に所定の範囲内に入っているか否かにより前記座標データを分類し、前記最初の接触時の座標データよりも後退方向の座標データが検出された時には、この座標データが前記基準データとして置き換えられ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の基準接触位置の位置決め方法。
【請求項３】
前記停止判断ステップは、前記標準偏差と前記有効座標データの数とに基づいてファジィ推論を用いて有効座標データ率を求め、前記有効座標データ率が所定の値に達した時に座標データの収集の停止を決定することを特徴とする請求項１記載のワイヤ放電加工装置の基準接触位置の位置決め方法。
【請求項４】
一対のワイヤガイド間に張架されて所定の張力下で走行されるワイヤ電極と被加工物を移動機構により相対移動して放電加工を行なうワイヤ放電加工装置の基準接触位置の位置決め装置において、
前記ワイヤ電極と前記被加工物との間に所定の検出電圧を印加しつつ前記ワイヤ電極と前記被加工物との接触を検出して接触信号を出力する接触検出部と、  前記接触検出部からの接触信号に基づいて前記ワイヤ電極と前記被加工物との接触・離反を繰り返しつつこれらを付かず離れずのサーボ動作で相対移動させる移動機構制御部と、
前記ワイヤ電極と前記被加工物とが最初に接触した時の座標データを基準データとして記憶する基準データ記憶部と、
最初の接触後の連続的に取り込まれる座標データを前記基準データに基づいて有効座標データと無効座標データとに分類するデータ判断部と、
前記有効座標データと前記無効座標データを記憶するデータ記憶部と、
前記連続的に取り込まれる全ての座標データに基づいて標準偏差を求める標準偏差算出部と、
前記有効座標データの数と前記標準偏差とに基づいて座標データの収集を停止するか否かを判断する停止判断部と、
前記停止判断部が前記座標データの収集の停止を決定した時に前記有効座標データに基づいて基準接触位置を決定すると共に位置決めプログラムの実行終了信号を出力する基準接触位置決定部と、
を備えるように構成したことを特徴とするワイヤ放電加工装置の基準接触位置の位置決め装置。
【請求項５】
前記ワイヤ電極と前記被加工物とが最初に接触した後に前記最初の接触時の座標データよりも後退方向の座標データが検出された時には、前記基準データ記憶部に記憶されている前記基準データをこの後退方向の座標データに置き換えるための基準データ更新部を有することを特徴とする請求項４記載のワイヤ放電加工装置の基準接触位置の位置決め装置。
【請求項６】
前記データ判断部は、座標データが前記基準データに対して所定の許容範囲内に入っているか否かにより有効座標データと無効座標データとに分類することを特徴とする請求項４に記載のワイヤ放電加工装置の基準接触位置の位置決め装置。
【請求項７】
前記停止判断部は、前記標準偏差と前記有効座標データの数とに基づいてファジィ推論を用いて有効座標データ率を求め、前記有効座標データ率が所定の値に達した時に座標データの収集を停止させることを特徴とする請求項４に記載のワイヤ放電加工装置の基準接触位置の位置決め装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワイヤ放電加工装置の基準接触位置の位置決め方法及びその装置、特に、ワイヤ電極の振動やワイヤ電極に付着物が存在しても高精度かつ短時間で位置を決定することができるワイヤ放電加工装置の基準接触位置の位置決め方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、略垂直方向に上下ワイヤガイド間に張架されたワイヤ電極を更新送りしつつこれと被加工物との間に放電現象を発生させて、あたかも糸ノコのように被加工物に所望の場所に所望の輪郭形状で加工を施すようにした装置として、ワイヤ放電加工装置が知られている。この種のワイヤ放電加工装置は、非常に加工精度が高く、精密機械加工に適している。
加工を行なうに際しては、被加工物の決められた箇所に所望の加工形状を加工するため、ワイヤ電極と被加工物の位置関係を正確に決定する所謂位置決め作業や被加工物を載置したＸＹテーブルの移動平面に対し、ワイヤ電極が垂直に張架されるための上下ワイヤガイドの位置関係を決定するワイヤ電極垂直出し作業が高い精度で行われることが非常に重要となる。
【０００３】
前者の位置決め作業は加工の位置に対する基準となる被加工物の基準面または基準孔とワイヤ電極を接触させて基準位置（基準接触位置）を求め、その基準位置を基準として被加工物上の加工位置が相対的に決定される。また、後者の垂直出し作業の場合は、例えば、被加工物を載置する加工テーブル上に垂直出し用の測定治具を設置して該治具にワイヤ電極を接触させて垂直にワイヤ電極が張架される上下のワイヤガイド位置を決定する。これらの作業は、ワイヤ電極と被加工物或いは治具間に接触検出用の数Ｖから十数Ｖの直流または交流電圧を印加しておき、両者が接触した際の電圧変化を検出して接触位置を決定する所謂接触検出機能を使用して行われる。従って、この接触検出の検出精度は、ワイヤ電極と被加工物の位置と加工精度に大きな影響を与える。つまり、接触検出における誤差がそのまま加工位置ズレや加工孔の側面傾斜の誤差となって現れることになる。
【０００４】
ここで、図１７に基づいて従来のワイヤ放電加工装置の基準接触位置の位置決め方法について説明する。
図示するように被加工物Ｗは、Ｘ・Ｙテーブル２上に設けたワークスタンド４に固定されており、この被加工物Ｗに臨ませてワイヤ電極６を走行させるためのワイヤ供給移送手段８は、ワイヤボビン９に巻回されたワイヤ電極６を、最下流の回収ローラ１０とピンチローラ１２で挟み込んで一定の力で引っ張ることにより送り出すようになっており、途中にプーリ１４や、プーリ１６、パウダーブレーキ１８及びピンチローラ２０よりなるテンション付与機構２２やプーリ２１、２３を介している。また、被加工物Ｗを挟み込むような形で、この上下にはワイヤ電極６の走行方向を案内する上ワイヤガイド２４及び下ワイヤガイド２６が配置されている。
【０００５】
更に、上ワイヤガイド２４の上方には、ワイヤ電極６と接触してこれに給電を可能とするための給電子２８が配置されており、この給電子２８とワークスタンド４との間にパルス状の加工電圧を供給する加工電圧供給部３０及びワイヤ電極と被加工物の接触を検出するため両者間に検出電圧を印加し印加した電圧の変化を検出する接触検出部３２が接続されている。
そして、マイクロコンピュータ等よりなる数値制御装置（以下、単にＮＣ装置と称す）３３は、ワイヤ放電加工システム全体の動作を制御するものである。ＮＣ装置３３は、テーブル移動指令がドライバ３８を介してＸ・Ｙテーブル２に設けられた送り駆動モータ３６を駆動させると共にエンコーダ３４から駆動量のフィードバック情報を受け取り、ＮＣ装置３３の内部の演算処理部３３ａにより位置座標を演算し、ワイヤ電極と被加工物の相対位置を制御している。また、ＮＣ装置３３は、一連の位置決め動作を行なうための接触位置検出用の位置決め動作プログラムを内部記憶装置に有しており、位置決め動作を行なう際は、このプログラムを実行することにより行われる。このような構成においての接触位置決め動作の一例を図１８に基づき以下に説明する。
【０００６】
本件の説明をする前に、前進移動する対象物が機械の構造によってワイヤ電極が被加工物に対して接近の前進移動するのか、被加工物がワイヤ電極に対して前進移動するのか２通りの様式があるが、本件では後者の方で説明を進めることとする。まず、位置決め動作のプログラムを呼出し実行する。するとＮＣ装置３３は、ワイヤ電極と被加工物を接触させるべく被加工物側を移動させる前進指令の処理が行われる（Ｓ１０）。両者はＳ１０の前進指令に基づき、接近の相対移動をする。そして接触したか否かが判断される（Ｓ１１）。そこで両者間に印加されている電圧が設定値以下（例えば０Ｖ）になり、接触と判断される（Ｙ）と直ちにワイヤ電極と被加工物の前進を停止する。接触しないと判断される（Ｎ）とＳ１０へ戻ってＳ１０の処理が行われることとなり、前進毎に接触の有無の処理が行われ接触するまで繰り返される（Ｓ１１）。Ｓ１１で接触判断されるとその接触位置の情報はドライバー３８を介して演算処理部３３ａで演算可能な座標データとして置換されると共に図示しない演算処理部３３ａ内の記憶部へ記憶する（Ｓ１３）。そして接触回数、又は座標データの数を１つカウントアップし（Ｓ１４）被加工物を離反する方向に所定量後退（Ｓ１５）させる。Ｓ１４の接触回数と所定の接触回数とを比較し（Ｓ１６）、もし所定の接触回数に達しているならば、今まで記憶した座標データの平均を演算する。その平均の位置座標データが接触基準位置として決定する（Ｓ１７）。最終的に決定した接触基準位置座標データは、言うまでもなく、放電加工の実行に先だってＮＣ装置３３に設けてある表示装置に表示することとなる。Ｓ１６の比較で所定の接触回数に達していない場合は、Ｓ１０に戻って所定の接触回数に達するまで繰り返し行われることとなる。ここで、上述のように複数回の接触検出を行わなければならない理由と原因について以下に説明する。
【０００７】
まず、第１の理由として次の点が挙げられる。ワイヤ電極のテンションはワイヤ供給側とワイヤ電極巻取り側の間に設けたテンション付与機構２２により与えられるが、ワイヤ電極の供給移送手段８で送られるワイヤ電極が一対の上下のガイド２４、２６間で僅かに振動することは避けられない。
この振動の原因は、テンションが加えられることによるワイヤ電極の伸びや、給電子２８及び上下のワイヤガイド２４，２５とワイヤ電極６間の摩擦抵抗や、テンション制御によるテンションの変動等に起因して発生するが、この振動をできる限り少なくするよう設計しても無振動状態にできない。ワイヤ電極の振動周波数は複数の周波数が混在した状態であるが、約数Ｈｚ〜数ＫＨｚの振動が位置決め精度に大きく影響する。上述の従来の様なワイヤ電極と被加工物を接触させ電圧変化を検出して接触位置を決定する方法ではワイヤ電極の振動周期と振動幅及び両者の相対送り速度との関係で振動しているワイヤ電極のどの振幅位置で被加工物と接触したものなのか全く不明である。
従って、何度も接触検出動作を繰り返し、数多くの位置座標データを収集して平均値を取ることによりワイヤ電極の中心位置を決定する必要がある。
【０００８】
第２の理由として次の点が挙げられる。ワイヤ電極製作の工程でパラフィン、界面活性剤や潤滑剤等の絶縁性物質が使用されている場合があり、市販されているワイヤ電極の中には、ワイヤ電極表面からこれらが完全に除去されていないものもある。このために被加工物との接触点が絶縁状態となって良好な電気的接触が行われず、接触検出動作の際にワイヤ電極が被加工物に過剰に突っ込んでしまう。この結果、接触検出点が大きくばらつくことになり、一回どころか多数回の接触検出動作でも接触位置座標の信頼性がない。また、これらの付着物を使用前に目視検査でチェックすることは非常に困難である。
【０００９】
そこで、第１の理由として上げた、ワイヤ電極の振動を考慮して、一例として以下のような種々の位置決め方法が提案されている。
特開昭６３−９３５２４号公報では、上下の各接触検出電極を有する治具を用いて、検出しようとする上下の溝幅を対称に設けてあり、そこにワイヤ電極の走行を止めた状態の接触検出位置と、ワイヤ電極を走行させた状態で接触検出位置と、ワイヤ電極と走行させた状態で接触検出位置の差から振動幅を求め、真の垂直座標に補正しようと言うのである。
また、特開平２−１６０４２３号公報では、ワイヤ電極を走行させながら位置決めを行うと、走行によってワイヤ電極に微少振動が発生し、精度及び再現性を低下させてしまうので、ワイヤ電極の走行を停止させて所定の張力を与えた状態にしつつ位置決めを行なうようにしている構成が提案されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した各従来装置には、次のような問題点があった。まず、第１の特開昭６３−９３５２４号公報に示す技術にあっては、ワイヤ電極の走行状態と停止状態で接触させ、これらの差を以ってワイヤ電極の振動幅と見なし差分を補正しようとしている。しかしながら、ワイヤ電極を停止して位置決めすると、ワイヤ電極を停止させた位置が常に同じ位置で停止せず振動幅のどこかで止まるので停止位置が安定しない。この理由は、ワイヤガイドの孔径とワイヤ電極の径に差（クリアランス）があること及び、給電子はワイヤ電極軸線上に張り出しているためにワイヤ電極は常に給電子によりしごかれている状態下におかれることにある。また、ゴミ等の不着物に起因する場合も少なくない。従って、ワイヤ電極が被加工物と接触したときの位置が振動幅のどの位置で接触したのか確定することができない。すなわちワイヤ電極が振動していない場合にあるべき位置までワイヤ電極と被加工物を相対移動させ位置決めするものであるが、振動しているワイヤ電極のどの振動位置で接触したのか不明である。そのため、接触位置の信頼性を上げるには、やはり多数回接触検出動作を行なう必要がある。
【００１１】
しかし、所定回数の接触検出動作で得られた位置座標が、信頼性のある有効データであるかどうか、また基準位置として決定するのに充分なデータが含まれているかどうかについては最終的に作業者が得られた位置座標の信頼性を判断することが必要である。更に、第２の理由として上げた問題点については、解決されておらず検出された基準位置の信頼性を向上させるためには一連の接触検出動作を複数回行わなければならない。
【００１２】
また、第２の特開平２−１６０４２３号公報では、ワイヤ電極を停止させて振動のない状態で位置決めしているが、この場合にも上記第１の公報にて説明したように、ワイヤ電極は振動幅のどの位置で停止するか判らないので停止位置が安定せず、第１の公報の場合と同様な問題点を有する。
【００１３】
また、加工は所定のワイヤ電極送り速度と所定のテンション下で行われるので、加工を行なうときの走行状態で位置検出しないと加工中の真の中心位置として位置決めできない。
そこで、本発明者は、先の出願（特願平７−１２９１９０号）にて、加工を行なう時の走行状態でワイヤ電極と被加工物を相対的に移動制御して、ワイヤ電極の振動中心位置で付かず離れずの状態を維持するように制御して、この時に得られた接触位置データを例えば平均化することにより基準接触位置を決定するようした技術等を開示した。そして、これにより振動による影響を受けず高い精度での基準接触位置を決定することができた。
【００１４】
しかしながら、前述の第２の理由として上げた原因による接触検出精度の低下或いは検出位置での信頼性の低下の問題も加味した有効な解決方法は未だ提案されていなかった。従来技術によれば、このような場合位置決め精度を向上させるため接触位置データの数を多くして平均化処理をし、基準接触位置精度を向上させるか、一連の位置検出動作を複数回行って基準接触位置座標が再現性のある位置であるかどうかをチェックして信頼性を向上させることも考えられるが、位置操作とはいえ、放電加工時の印加電圧程ではないにしても、十数Ｖの電圧が印加された状態で接触と離反を繰り返すため微弱放電が発生し接触回数を増すほど放電回数が多くなって被加工物の基準面を損傷したり、微細放電により発生したチップが基準面に付着し、接触検出精度を低下させるばかりか位置出し操作に時間がかかりすぎてしまうという新たな問題が発生する。また、パラフィン等の付着物の少ない場合には、位置決め操作時に必要以上の接触検出回数の動作が行われることになり上述のような同様の問題を生ずる。
【００１５】
本発明は、上記問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものであり、第１の目的は、基準位置決め操作やワイヤ電極垂直出し操作時に使用する接触位置検出動作で予期せぬ外乱による不都合な接触位置データを含んで収集される複数の接触位置データから信頼性のある基準位置を決定するのに充分な有効データが収集された時点を推論判断して高精度且つ短時間で信頼性のある位置決めを可能にするワイヤ放電加工装置の基準接触位置の位置決め方法と装置を提供することにある。また、本発明の第２の目的は、不定周期に発生するワイヤ電極の振動があってもワイヤ電極の振動中心位置へ収束することができると共にワイヤ電極に異常があった場合でも短時間に再現性が高い基準接触位置を決定することができる基準接触位置の位置決め方法とその装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明のワイヤ放電加工装置の基準接触位置の位置決め方法は、一対のワイヤガイド間に張架されたワイヤ電極と被加工物を相対移動して放電加工を行なうワイヤ放電加工装置の基準接触位置の位置決め方法において、前記ワイヤ電極と前記被加工物との間に検出電圧を印加して前記ワイヤ電極と前記被加工物との間の電圧に基づいて前記ワイヤ電極と前記被加工物との接触を検出して接触信号を出力する検出ステップと、前記接触信号に基づいて所定の張力下で走行される前記ワイヤ電極と前記被加工物とを接触させるべく両者を相対移動させると共に接触後に両者が付かず離れずのサーボ動作を行なう相対移動ステップと、前記接触信号に基づいて前記ワイヤ電極と前記被加工物とが接触した時の位置を示す座標データを連続的に取り込む収集ステップと、前記連続的に取り込まれる前記座標データを有効座標データと無効座標データとに分類する分類ステップと、前記連続的に取り込まれた前記全ての座標データの標準偏差と前記有効座標データの数とに基づいて座標データの収集を停止するか否かを判断する停止判断ステップと、前記座標データの収集が停止された時の全ての前記有効座標データに基づいて基準接触位置を決定する接触位置決定ステップと、前記停止判断ステップにより位置決めプログラムの実行を終了させる実行終了信号が出力され位置決め動作が終了するステップとを備えるように構成したものである。
【００１７】
また、本発明のワイヤ放電加工装置の基準接触位置の位置決め装置は、一対のワイヤガイド間に張架されて所定の張力下で走行されるワイヤ電極と被加工物を移動機構により相対移動して放電加工を行なうワイヤ放電加工装置の基準接触位置の位置決め装置において、前記ワイヤ電極と前記被加工物との間に所定の検出電圧を印加しつつ前記ワイヤ電極と前記被加工物との接触を検出して接触信号を出力する接触検出部と、前記接触検出部からの接触信号に基づいて前記ワイヤ電極と前記被加工物との接触・離反を繰り返しつつこれらを付かず離れずのサーボ動作で相対移動させる移動機構制御部と、前記ワイヤ電極と前記被加工物とが最初に接触した時の座標データを基準データとして記憶する基準データ記憶部と、最初の接触後の連続的に取り込まれる座標データを前記基準データに基づいて有効座標データと無効座標データとに分類するデータ判断部と、前記有効座標データと前記無効座標データを記憶するデータ記憶部と、前記連続的に取り込まれる全ての座標データに基づいて標準偏差を求める標準偏差算出部と、前記有効座標データの数と前記標準偏差とに基づいて座標データの収集を停止するか否かを判断する停止判断部と、前記停止判断部が前記座標データの収集の停止を決定した時に前記有効座標データに基づいて基準接触位置を決定すると共に位置決めプログラムの実行終了信号を出力する基準接触位置決定部とを備えるように構成したものである。
【００１８】
本発明の構成によれば、次のように動作する。ワイヤ電極は一対のワイヤガイド間の張架されて所定の張力下で走行され、この状態でワイヤ電極と被加工物との接触・離反の相対移動を複数回行って、その都度、両者の接触位置座標をデータ記憶部に記憶する。尚、以下被加工物とは垂直位置出し用の治具も含む概念としてここでは用いる。そして、接触位置座標データが新たに入力される毎に、例えばファジイ推論を用いて接触検出動作の終了時期に至ったか否かを検証し、終了時期に至っていない時には上述した接触・離反を更に繰り返し行い、終了時期に至った場合には数値制御装置に実行終了信号を出力して位置決め動作を終了すると共に、上記データ記憶部の記憶データに基づいて基準接触位置を求める。
【００１９】
より具体的には、ワイヤ電極は所定の張力下で走行して常に更新されており、この状態でワイヤ電極と被加工物とが移動機構制御部のサーボ動作制御により接触し、付かず離れずの状態を維持するように相対移動される。接触検出部は、両者の接触を検出し、最初に接触が検出された時から接触毎の座標データが順次取り込まれて記憶される。最初の接触時の座標データは、まず、基準データとして基準データ記憶部に記憶され、そして、順次取り込まれる接触時の座標データはデータ判断部にて上記基準データに基づいて有効座標データであるか、無効座標データであるか判断されて分類される。判断時には、上記基準データの座標値に対して所定の許容範囲（有効データ範囲）を設け、この範囲内に収まっているか否かで判断する。この判断の結果、各座標データは、有効と無効が対応付けされてデータ記憶部に記憶される。
【００２０】
一方、標準偏差算出部は、有効、無効に関係なく、最初の接触後に取り込まれた接触毎に全ての座標データの標準偏差を座標データを取り込む毎に求めており、停止判断部は、この標準偏差とその時の有効座標データの数とに基づいて座標データの収集を停止するか否かの判断を行なう。そして、停止すべき旨の決定をした時には、基準接触位置決定部は、今まで記憶した有効座標データに基づいてワイヤ電極の基準接触位置を決定する。ここで、好ましくは、停止判断の判断に際しては、上記標準偏差と有効座標データの数とに基づいてファジィ推論により有効座標データ率を求め、これが一定の値に達した時に、十分に有効座標データを収集したと見做してそれ以後の座標データの収集を停止するようになっている。
【００２１】
これにより、有効座標データの収集効率に応じて位置決め操作に要する時間が長くなったり或いは短くなったりし、突っ込み等が生じても基準接触位置を迅速に、且つ高精度に求めることができる。
また、基準データ記憶部の内容は、最初の接触後に、基準データの座標値よりもワイヤ電極の後退方向の座標データを検出した時には、基準データ更新部によりその後退した座標データに置き換えられ、更新される。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係るワイヤ放電加工装置の基準接触位置の位置決め方法及びその装置の一実施例としてここでは本出願人が先に出願した特願平７−１２９１９０号の基準接触位置決め装置に本発明を適用した構成の装置について添付図面に基づき説明する。
図１は本発明の係るワイヤ放電加工装置の基準接触位置の位置決め装置を示す概略構成図、図２は図１に示す位置決め装置の制御ユニットを示すブロック構成図である。尚、図１７にて示した部分と同一符号部分については説明を省略する。
【００２３】
図１において、マイクロコンピュータ等よりなるＮＣ装置３３は、Ｘ・Ｙテーブル２に設けたエンコーダ３４からの位置情報を基にドライバ３８を介して駆動モータ３６を制御して、ワイヤ電極６と被加工物との相対位置を制御する。また、ＮＣ装置３３は後述する位置決め動作の実行を指令する。更に位置決め装置４２は本発明の一部を構成する位置決め動作制御部４１と基準接触位置を求める演算ユニット５０を有する。
この位置決め動作制御部４１は、接触検出部３２からの信号を受けてワイヤ電極６と被加工物Ｗとの接触をカウントする接触状態カウント部４４とこれらの非接触状態をカウントする非接触状態カウント部４６と、それぞれのカウント値が所定時間に達する毎に、前進或いは後退させる指令信号をＮＣ装置３３の演算処理部３３ａへ出力する移動制御部４８とにより主に構成されており、両者が接触しない時は前進の指令信号を出力し、接触した時には後退の指令信号を出力して両者が付かず離れずの関係を維持するように制御している。
上記した制御系は、機械部の制御系であるが、演算ユニット５０は基準接触位置を求める本発明の特徴とする構成である。
【００２４】
演算ユニット５０の演算の概要について説明すると、まず、ＮＣ装置３３の位置決め動作の開始指令により位置決め動作制御部４１が動作し、被加工物がワイヤ電極に接近して位置決め動作制御部４１から演算ユニット５０に最初の接触信号が送られる。その信号を受け取ると演算ユニット５０は接触信号に基づき、ＮＣ装置３３から接触した位置での座標を読み込む。（例えば所定のタイミングで取り込む。）その後、連続的に取り込んだ座標値を有効座標データと無効座標データに分類して記憶する。この間は、移動制御部４８によりワイヤ電極と被加工物は付かず離れずの相対移動制御が行われている。そして、ファジィ推論によって所定の有効座標データ率に達したならば、今まで記憶していた有効座標データの平均値を求めて、目的とする基準接触位置の座標を求める。上述の移動制御部４８と演算ユニット５０はＣＰＵのマルチタスク処理により図３に示すフローにより並列に処理が行われている。尚、本図では位置決め動作制御部４１と演算ユニット５０とは別々に示されているが、位置決め動作制御部４１と演算ユニット５０はＮＣ装置の一部として共有しても良い。
【００２５】
まず、初めに処理プログラムのＳＴ−ＦＬＧ（接触フラグ）及びＥＮＤ−ＦＬＧ（終了フラグ）を共に［０］にすることにより、初期設定する。すると、両者の移動制御（Ｓ２００）及び接触位置演算処理（Ｓ４００）は、上記ＥＮＤ−ＦＬＧが［１］でない限りは繰り返し行なわれる。そして、ＥＮＤ−ＦＬＧに［１］が立つと、Ｓ３００及びＳ５００の判断がＮＯとなり、動作が終了することになる。
【００２６】
次に、図４乃至図６に基づいて、移動制御部４８の上記Ｓ２００にて行われる移動制御について詳しく説明する。図４はこの移動制御を示すフロー、図５はワイヤ電極の振動と接触検出信号との関係を示す図、図６はワイヤ電極の振動と各カウンタ部のカウント値との関係を示すグラフである。
前述のようにここではワイヤ電極６と被加工物Ｗとが最初に接触すると、それ以後は、両者が付かず離れずの状態となるように制御される。
【００２７】
まず、Ｓ２０１では、内部カウンタとして図１に示す接触状態カウント部４４（以下、ＣＮＴ−ＢＫと称す）と非接触状態カウント部４６（以下、ＣＮＴ−ＧＯと称す）とを［０］として初期設定する。
また、Ｆ値を例えば１００に設定する。ここで、Ｆ値は、駆動モータの送り速度を意味しており、１分間にモータへの出力パルスをどれだけの周期で出力するかが決定される。この場合、Ｆ値を１００に設定すると、２ｍｍ／ｍｉｎの速度となるような間隔でパルスが出力される。
【００２８】
Ｓ２０２ではＥＮＤ−ＦＬＧが［０］か否か判断され、この場合［０］とする処理がなされているので［Ｙ］の方に実行される。尚、ここでＳ２０２の判断処理は、詳細なフローの流れを示すものであって、先に述べた図３のＳ３００に相当する処理であり、Ｓ３００又はＳ２０２のどちらか一方にあれば良いものである。
Ｓ２０３では接触検出部３２から接触信号が出力されているのか否かの判断処理をするところである。ここで、接触信号が出ていない場合（ＮＯ）には、Ｓ２０４ではＣＮＴ−ＧＯカウンタ４６に１をカウントする処理がなされる。
【００２９】
Ｓ２０５では、前記カウンタ４６のカウント値と設定値とを移動制御部４８にて比較判断処理するところである。この場合、設定値Ｆとして、上述のように例えば１００が入力されているとすると、設定値１００になるまでＳ２０２〜Ｓ２０５の処理を繰り返す。尚、本実施例ではＳ２０２〜Ｓ２０５までの１ループに要する時間は３００μｓｅｃであり、次のステップＳ２０６において、１μｍの単位で前進パルスを出力するように設定しておくと、例えばワイヤ電極と被加工物が全く非接触の時には、１分間にＳ２０２〜Ｓ２０５のループを２０００回実行することになり、２ｍｍ／ｍｉｎの前進移動が行われることになる。
【００３０】
Ｓ２０６では、ＣＮＴ−ＧＯが１００になった時点（Ｙ）で演算処理部３３ａを介して駆動モータへ前進パルスを１パルス発信させる処理であり、この処理が実行されるまでは同じ位置を維持しつづけることになる。
ここでは、移動制御部４８から演算処理部３３ａに１パルスの前進指令が送られ、演算処理部３３ａはドライバ３８を介して駆動モータ３６へ実際に前進パルスが１つ出力される。ここで１前進パルス当たり１μｍの移動が行われるが、この設定が０．１μｍの設定にしておくと、更に高精度の位置決めが可能になる。Ｓ２０７では、ＣＮＴ−ＧＯカウンタ４６をクリアする処理を行っている。尚、ここで、ＣＮＴ−ＢＫカウンタ４４もクリアするようにしてもよい。
【００３１】
Ｓ２０８では、前記接触検出部３２からの接触信号があった場合、すなわちＳ２０３にてＹＥＳの場合、ＳＴ−ＦＬＧが［０］であるか否かを判断する。Ｓ２０８でＹＥＳの場合には、Ｓ２０９に行き、Ｓ２０９では、ＳＴ−ＦＬＧを［１］とする処理をしている。これにより、ワイヤ電極と被加工物とが初めて接触した事を示す。
Ｓ２１０ではＣＮＴ−ＢＫカウンタに１をカウントする。
Ｓ２１１ではＳ２０５での処理と同様に実行するが、この処理では後退用の処理をするものである。すなわち、カウンタ４４のカウント値が所定値１００に達したか否を判断する。
【００３２】
Ｓ２１２ではＳ２０６と同様な処理を実行するが、ここでは後退の処理をするものである。すなわち、カウント値が１００に達すると、後退パルスを１つ出してモータを後退させ、両者を離す方向へ移動する。
Ｓ２１３ではＳ２０７と同様な処理を実行し、ＣＮＴ−ＢＫカウンタをクリアする。尚、ここでＣＮＴ−ＧＯカウンタもクリアするようにしてもよい。すなわち、上記の一連の処理における動作をまとめて説明すると、Ｓ２０３の接触検出の判断により、前進側ループ回数頻度が高い場合は、モータへの前進出力用パルス数が増加し，接触検出しようとするものに対して接近し、逆に後退側ループ回数頻度が高い場合は、モータへの後退出力用パルス数が増加し、接触検出しようとするものに対して離れるような動作となる。このような動作を繰り返すことによって、ワイヤ電極と被加工物とは、一旦接触した後は、付かず離れずの状態となるようにそれらの相対移動が制御されることになる。つまり、ワイヤ電極の振動による接触回数が前進または後退を左右し、結果として、ワイヤ電極の振動中心位置へ収束し最終的にはその位置でワイヤ電極と被加工物はとどまるように動作する。
【００３３】
図５にこの時のワイヤ電極６の振動状態と接触検出信号の状態との関係を示す。図示するように、図中右側よりワイヤ電極６に対して被加工物Ｗが次第に接近していくと、Ａ地点などのように接触初期の段階では、接触検出用の印加電圧の状態がほとんど無負荷状態であり、たまにワイヤ電極の振動により、両者が接触してショート状態となる。更に、被加工物Ｗの移動が進んで例えばＢ地点に達すると、無負荷状態とショート状態が時間的に略同じとなる。そして、更に被加工物Ｗの位置が進んで例えばＣ地点に達すると、Ａ地点の場合と逆になり、ショート状態の時間が非常に長くなる。
【００３４】
さて、このような接触状態の時の各カウンタ部のカウンタ値の変化について図６を参照して説明する。ここでは、更に別の例として検出分解能を前述より高く設定した場合に付いてワイヤ電極の振動周波数を約２ＫＨｚ、サーボ動作周波数を１００Ｈｚ、接触検出周波数（サンプリング周波数）を１００ＫＨｚとした時の各地点のタイミングチャートを表している。尚、タイミングチャート中、略右半分のエリアは、時間を圧縮して記載している。また、ここでは、図４のフローチャートのＦ値を１０００とし、Ｓ２０３〜Ｓ２０５のループ処理速度を１０μｓｅｃとした場合に相当し、ワイヤ電極と被加工物が非接触の時、Ｓ２０６の１つの前進出力当たり１μｍに設定しておくと６ｍｍ／ｍｉｎの送り速度となる。
【００３５】
図から明らかなように両カウンタ部４４、４６のカウント値は、相補的に増加し、相互に一方のカウント値が増加する時は他方のカウント値は停止する関係にある。Ａ地点に示す場合には、前述の図５で説明したように両者は僅かな時点でしか接触しないので、ＣＮＴ−ＧＯカウンタ部（非接触状態カウント部）４６のカウンタ値は急激に増加するのに対して、ＣＮＴ−ＢＫカウンタ部（接触状態カウント部）４４のカウンタ値の増加は遅い。そして、早く設定値１０００に到達した方のカウンタ部、この場合は、ＣＮＴ−ＧＯカウンタ部４６に対応したパルス、すなわちここでは前進パルスが１発、演算処理部３３ａに出力される。
【００３６】
また、Ｂ地点に示す場合には、ワイヤ電極と被加工物との接触・非接触の時間は略同等なので、両カウンタ部４４、４６の値は略同じ速度で増加している。すなわち、このＢ地点では、被加工物Ｗの先端はワイヤ電極の略振動中心位置なので、両者が接触状態となる時間と非接触状態となる時間が略同じとなる。換言すれば接触状態の検出回数の増加量と非接触状態の検出回数が略同じとなる。すなわち、このＢ地点の座標が、加工に先立って求めるべき基準接触位置（基準位置）である。
更に、Ｃ地点に示す場合には、先のＡ地点の場合と、逆のカウント状態を示し、ＣＮＴ−ＢＫのカウント値が急激に増加することになる。
このような動作を行うことにより、ワイヤ電極と被加工物とが付かず離れずの状態となり、ワイヤ電極の振動中心位置を維持するように相対移動が制御される。
【００３７】
次に、上記したような移動制御と並列的に処理される基準接触位置を求めるための動作を行なう演算ユニット５０について図２を用いて説明する。
【００３８】
図２は演算ユニット５０を示すブロック構成図である。この演算の概要について説明すると、まず、ワイヤ電極と被加工物とが接近して最初に接触するとその位置の座標値を演算処理部３３ａ中の座標演算部３３ｂより取り込み、その後所定の時間毎に現在の位置座標を連続的に取り込み有効座標データと無効座標データに分類して記憶する。この間は、前述のようにワイヤ電極と被加工物は付かず離れずの相対移動制御が行われている。そして、ファジィ推論によって所定の有効座標データ率に達したならば、即座に座標データの収集を停止すると共に今まで記憶していた有効座標データの平均値を求めて、目的とする基準接触位置の座標を求める。
【００３９】
この演算ユニット５０は、例えばマイクロコンピュータ等により全体が構成されており、図中、演算制御部５２は予め記憶されたプログラムに基づいてこのユニット全体の動作を制御するものである。
基準データ記憶部５４は、ワイヤ電極と被加工物とが最初に接触した時に、その時の座標データを基準データとして記憶するメモリであり、演算制御部５２が初めての接触信号を受けたとき、即ちＳＴ−ＦＬＧ＝１となった時に現在の座標データをＮＣ装置３３中の座標演算部３３ｂより受け取り所定の時間毎、例えば１００ｍｓ毎に取り込んで上記基準データ記憶部５４に記憶させる。尚、この基準データは、後述するように一定の条件下、例えば被加工物が基準データの座標よりも後退した時には更新される。
【００４０】
データ判断部５６は、上記した最初の接触以後に、演算制御部５２より所定時間毎に取り込まれる座標データを、上記基準データに基づいて有効な座標データであるか或いは無効な座標データであるかを判断して分類する。判断に際しては、基準データの座標に対してワイヤ電極へ向かう前進方向に所定の範囲内、例えば７μｍ以内に収まっているものを有効座標データとし、７μｍを越えた座標データは無効座標データとする。この時、有効座標データとなる許容範囲の値、例えば７μｍは、許容範囲値記憶部５８に予め可変な値として記憶されている。この７μｍの値は、初期設定時に、必要に応じて最適な値に変更することができる。
【００４１】
データ記憶部６０は、上記データ判断部５６の判断の結果の座標データを記憶するメモリであり、有効座標データを記憶する有効座標データ記憶部６０Ａと無効座標データを記憶する無効座標データ記憶部６０Ｂと有す。有効座標データ記憶部６０Ａに記憶されている有効座標データの数は、カウンタ６２により常時カウントされており、有効座標データとして記憶されたデータは、後述するように一定の条件下、例えばワイヤ電極が基準データの座標よりも後退して基準データが更新された場合には、無効座標データに変更される場合もある。尚、基準接触位置を求めるには、後述のように有効座標データのみが用いられる。
【００４２】
標準偏差算出部６４は、全ての有効座標データ及び全ての無効座標データ、すなわち最初の接触以降に取り込まれた全座標データに基づいてそれまでの座標の標準偏差を求めるものである。この座標偏差の演算は、データが新たに取り込まれる毎に行われる。
停止判断部６６は、上記標準偏差と有効座標データの数とに基づいて、ファジィ推論を用いて座標データの収集を停止するか否かを判定する本発明の特徴的部分である。具体的には、ファジィ推論を用いて有効座標データをどの程度効率的に収集しているかを示す有効座標データ率を求め、このデータ率が予め設定した基準データ率に達したか否かで座標データの収集の停止か否かを判断する。
【００４３】
ここで、有効座標データ率の値は、例えば基準データ率記憶部６８に可変的に予め記憶させておく。この停止判断部６６にて上述のように座標データの収集の停止を判断した時には、後述のように収集ストップ信号を基準接触位置決定部７０へ向けて出力されるが、この信号は実行終了信号としてＮＣ装置３３へも送られ、位置決め動作の終了を知らせる。
基準接触位置決定部７０は、上記停止判断部６６が、座標データの収集の停止を決定した時に、それまで上記有効座標データ記憶部６０Ａに記憶されていた全ての有効座標データに基づいて、例えばこのデータを平均化することにより、目的とする基準接触位置を求めるものである。ここで、上記カウンタ６２、標準偏差算出部６４、停止判断部６６、基準データ率記憶部６８及び基準接触位置決定部７０により、基準接触位置を求めるための接触検出動作の終了時期を推論するための動作終了時期決定部７１を構成することになる。
【００４４】
ここで求められた基準接触位置の座標値は、図１に示すようにＮＣ装置３３へ送出され、この座標値を基準として実際のワイヤ放電加工に際してはこの座標値を基準として作業が進められる。その加工に先立ちディスプレイ７２等にその座標値が表示されてオペレータに知らせるようになっている。
【００４５】
図２に戻って、基準データ更新部７４は、基準データ記憶部５４と所定の時間毎に取り込まれてくる現在の座標データとを逐次比較し、取り込まれてくる座標データが、基準データの座標よりも被加工物に対して後退する方向の座標を示している時には、その取り込まれてきた座標データで上記基準データを置き換えて更新させるものである。すなわち、被加工物がワイヤ電極に対して、最初の接触位置よりも後退した場合には、その後退した位置が新たな基準データとなる。尚、この場合には、前述のように今まで有効座標データとされていたものが、無効座標データに変更される場合も生ずる。
【００４６】
上記した演算ユニット５０にて行われる基準接触位置を求めるための演算処理（図３中のＳ４００）のフローについて図７乃至図８を参照して説明する。次に、図７及び図８に基づいて基準接触位置を求めるための具体的な流れについて説明する。
このフローは、概略的には、ワイヤ電極と被加工物の両者が接触、非接触にかかわらず位置決め動作期間中の座標データを記憶する工程、取り込まれた座標データを有効と無効に分類する工程、記憶された座標データに基づいてデータのばらつきを判断するための標準偏差を求める工程、標準偏差と有効座標データ数によりファジィ推論を用いて座標データ収集の停止を判断する工程とよりなる。
【００４７】
まず、図７に於いて処理が開始されたならば、記憶した座標データの数を示す値ｎ、その内の有効座標データの数を示す値Ｋ及び最終的な基準接触位置の座標値Σをともに０にセットする（Ｓ４０１）。  そして、ＥＮＤ−ＦＬＧが０であれば（Ｓ４０２）、移動制御により両者の相対前進操作が開始され、両者が最初に接触したことを表すＳＴ−ＦＬＧが１であるか否かを判断する（Ｓ４０３）。尚、このＳ４０２の判断処理は、図３のＳ５００に相当するものであって、フローの流れを詳細に述べる上で加えたものであり、Ｓ５００又はＳ４０２のどちらか一方があれば良いものである。
ここで両者の接触が検出されると、これは最初の接触なので、その時の座標データは、座標演算部３３ｂから基準データとして取り込み、基準データ記憶部５４（図２参照）へ記憶し（Ｓ４０４）、これと共にこの座標データは当然のこととして有効座標データなので有効座標データ記憶部６０Ａにも記憶する（Ｓ４０５）。
【００４８】
そして、有効座標データ数Ｋ及び取り込んで記憶した座標データ数ｎをともに１つインクリメントする（Ｓ４０６、Ｓ４０７）。次に、また、所定の時間が経過すると例えば、駆動モータへの前進或いは後退パルスの出力毎（Ｓ４０８）、前述のように現在の座標データ（Ｓ４０９）が再び取り込まれる。そして、データ判断部５６にてこの取り込まれた座標データが、先の基準データの座標に対し許容範囲記憶部５８に予め記憶してあった許容範囲値、例えば７μｍを加えた値よりも大きな値か否かを判断する（Ｓ４１０）。ここで、ＮＯの場合、すなわち例えばワイヤ電極が基準データの座標よりも大きく前進し過ぎた場合には、突っ込み現象等が発生していることを意味しているので、これを無効座標データであると判断し、第ｎ番目の座標値を無効座標データ記憶部６０Ｂに記憶する（Ｓ４１１）。
【００４９】
これに対して、Ｓ４１０にてＹＥＳの場合には、突っ込み現象等が起きていないことを意味しているので、これを有効座標データであると判断し、第ｎ番目の座標値を有効座標データ記憶部６０Ａに記憶し（Ｓ４１２）、そして、有効座標データの数を１つ増加させるためにカウンタ６２の値Ｋを１つインクリメントする（Ｓ４１３）。
次に、基準データ更新部７４は、この第ｎ番目の座標値を先の基準データ記憶部５４に記憶されている基準データ（ここでは最初の接触時の座標データ）と比較し、ＮＯの場合、すなわち基準データよりも第ｎ番目の座標値が小さい場合には、この第ｎ番目の座標値により、基準データ記憶部５４の内容を置き換えて基準データを更新する（Ｓ４１５）。このような更新処理は、最初の接触時の座標位置よりも、被加工物が後退方向（両者が離れる方向）へ移動した時に接触が検出された時に行なわれる。
【００５０】
そして、基準データが更新された時には、この新たな基準データに基づいて先の有効座標データがＳ４１０に示すような判断にさらされて見直されることになる（Ｓ４１６）。見直しの結果、無効座標データとなれば、無効座標データ記憶部６０Ｂに移され、且つカウンタ６２の数もその数に対応してデクリメントされる。
また、第ｎ番目の座標値がＳ４１４にてＹＥＳの場合には、基準データの更新操作は行なわれず、次に、今まで取り込まれて記憶された全座標データ、すなわち有効座標データと無効座標データに基づいて、座標偏差算出部６４にてこれらのデータの座標偏差Ｓを求める（Ｓ４１７）。
この座標偏差Ｓは、全座標データの平均値と各座標データとの差の２乗の値を合計し、これをデータ数で割って平方根をとればよい。例えば、下記数１のように表すことができる。
【００５１】
【数１】
0003540474.tif 000002
【００５２】
尚、ｉは０からｎまでの整数である。
次に、停止判断部６６にて、上記標準偏差とカウンタ６２のカウンタ値Ｋである有効座標データの数とに基づいて、ファジィ推論によって有効座標データ率Ｙを求める（Ｓ４１８）。
【００５３】
この有効座標データ率Ｙは、有効座標データが効率的に短時間で得られているか否かの度合いを示す数値であり、この値が所定の値、すなわち基準有効データ率に達したかがＳ４１９で判断され、所定の値に達しない場合（ＮＯ）には、上記Ｓ４０７に戻って同じステップが繰り返し行なわれ、位置決めの動作期間中、座標が取り込まれて記憶される毎に、また有効座標データ或いは無効座標データが順次記憶されて行き、上記したように有効座標データ率Ｙも求められて比較される。尚、ここでは基準有効座標データ率として例えば５０を用い、この値は基準データ率記憶部６８に予め可変的に記憶されている。
そして、Ｓ４１９にてＹＥＳの場合、すなわち有効座標データ率Ｙが基準有効データ率に達したならば、収集ストップ信号は、ＮＣ装置３３へ接触検出動作の終了を知らせる。
【００５４】
このストップ信号を受けた基準接触位置決定部７０は、今まで記憶された有効座標データをその記憶部６０Ａから取り込み、例えばその平均値を求めることによって基準接触位置の座標を決定し（Ｓ４２０）、そしてＥＮＤ−ＦＬＧを１にすることにより（Ｓ４２１）、ＥＮＤ−ＦＬＧが１となることにより前述の図３の動作が終了し、基準接触位置の演算処理を終了する。ここで得られた基準接触位置の座標はＮＣ装置３３等へ送られるなどして、ディスプレイ７２に表示され、オペレータに知らせられると同時に、この基準接触位置を基準として、以後のワイヤ放電加工が実施される。
【００５５】
上記停止判断部６６におけるファジィ推論の工程を詳しく説明する。
ここでは、前件部のメンバーシップ関数として座標偏差Ｓについての関数と、有効座標データの数Ｋについての関数を考え、それぞれのメンバーシップ関数の一例を図９及び図１０に示す。各横軸は、それぞれ係数を乗算してスケール調整を行なっており、縦軸は度合いすなわち、適合度（メンバーシップ関数）の値を示している。これらの横軸の値は、各値を直接に用いてもよいのは勿論である。
【００５６】
２つの上記ファジィ集合Ｓ、Ｋのメンバーシップ関数は、例えば図示例のように三角形になっており、極めて簡単化されているが、この形態に限らない。
図示例においては、座標偏差Ｓに関しては、ＳａからＳｅまでのメンバーシップ関数を定義し、有効座標データ数Ｋに関してはＫａからＫｄのメンバーシップ関数を定義している。
座標偏差Ｓ及び有効座標データ数Ｋが与えられたら、それに対応する各メンバーシップ関数より得られる値（度合）を求める。
そして、ここで、求めた値に対して、図１１に示すように予め定義したルールを適用し、対応する有効座標データ率の大きさを選択する。ここで大きさを示す記号は、ｓｍａｌｌ→ｍｉｄ１→ｍｉｄ２→ｂｉｇの順に内容が大きくなっている。
図１２は後件部のメンバーシップ関数の一例を示すグラフであり、上記選択された有効データ率と各メンバーシップ関数より得られた値を対応づけ、全体を加算することにより有効座標データ率を求める。
【００５７】
ここで、上記したファジィ推論の手順を具体的数値を用いて更に詳しく説明する。
まず、標準偏差Ｓの入力値（横軸）として例えば”３８”が入力されたとする。図９において、”３８”に対して各メンバーシップ関数Ｓａ〜Ｓｅの全ての関数に付き照合してその度合を見る。すると以下のようになる。
Ｓａ＝０、
Ｓｂ＝０．４５、
Ｓｃ＝０．６、
Ｓｄ＝０、
Ｓｅ＝０、
【００５８】
次に、上記同様な手順で有効座標データ数Ｋについて考えると、図１０において、有効座標データ数Ｋの入力値として例えば”６８”が入力されたとする。”６８”に対して各
メンバーシップ関数Ｋａ〜Ｋｄと照合してその度合を見る。すると以下のようになる。
Ｋａ＝０、
Ｋｂ＝０．２、
Ｋｃ＝０．７、
Ｋｄ＝０、
ここで図１１のルールをｉｆ  ｔｈｅｎの形式で表現すると、次の表１のようになる。
【００５９】
【表１】
0003540474.tif 000003
【００６０】
ここで、上記図９及び図１０で得た結果を、表１のルールに従って照合すると、図１１中において網掛けを施した部分に相当することになる。
この網掛けの結果を、図１２に示す後件部のメンバーシップ関数の図と照合し、且つ図９及び図１０で得た値をプロットする。尚、図示例では、ｓｍａｌｌ、ｍｉｄ１、ｍｉｄ２、ｂｉｇは有効データ率、５、１５、５５、６５にそれぞれ予め対応させているが、これらは、初期設定により可変である。
【００６１】
ここでプロットの条件としては、例えばＳｂとＫｂの重なった所を見ると、Ｓｂ＝０．４５とＫｂ＝０．２とになり、この場合は与えられたルールがファジィ集合の積集合であることから小さい方の値を採用する。従って、プロット点は０．２の方を取ってこれを図１２に示す後件部のグラフの当てはまる所にプロットする。
以下同様にして各点をプロットして行くが、同じ線上に複数のプロット点が位置する場合には、ファジィ集合の和集合として大きい方の値を採用する。
そして、プロットされた各メンバーシップ関数の有効データ率を以下の通りの数２、３、４によって求める。
【００６２】
【数２】
0003540474.tif 000004
【００６３】
【数３】
0003540474.tif 000005
【００６４】
【数４】
0003540474.tif 000006
【００６５】
尚、ここでＫｃについて求められていないのは、図１２にてプロットする時に、ファジィ集合の和集合或いは積集合の結果、消去されたからである。
そして、目的とする有効座標データ率Ｙは上記各数を加算することにより求めることができる。これは、数５に示されている。
【００６６】
【数５】
0003540474.tif 000007
【００６７】
このようにして得られた有効座標データ率Ｙが、前述のように基準データ率と比較され、更に座標データの収集を継続するのか或いはここで停止するか判断することになる。
ここでは、基準データ率として”５０”を設定してあるため、これより有効座標データ率”３９．０”は低く、更に座標データの収集が行なわれることになる。
尚、上記後件部メンバーシップ関数として棒グラフにして表した理由は、通常良く用いられている後件部が前件部と同様な形式の関数表であった場合には、複数に重なった面積の重心を求める演算が面倒である。つまり、位置座標のデータを収集毎に推論計算してリアルタイムに結果を出力することが容易にできるから棒グラフにして表したものである。
【００６８】
図１２におけるｓｍａｌｌ、ｍｉｄ１、ｍｉｄ２、ｂｉｇの各有効データ率は、ここで規定したものに限定されず、試験等を予め繰り返すことにより、経験的に最適な値を設定すればよい。
このように、ファジィ推論を用いて有効座標データ率を求め、これにより有効座標データを十分に収集したか否かを知ることによって接触感知動作の終了の最適時点を判断できるので、目的とする基準接触位置の座標を高速に信頼性が高く且つ精度が高く決定することができる。
【００６９】
図１３はワイヤ電極の相対移動量の変化を示した図であり、図１３（Ａ）はワイヤ電極の突っ込みが無い時の相対移動量を示し、図１３（Ｂ）はワイヤ電極の突っ込みが有る時の相対移動量を示している。
許容範囲値（有効データ範囲）は、前述のように７μｍに設定しており、図中斜線部分が有効座標データである。また、横軸の数字は、対応する部分の有効座標データ数である。
図１３（Ａ）に示す場合には、ワイヤ電極の突っ込み現象等が全くなく、取り込まれる座標データは全て有効座標データなので前述のファジィ推論による有効座標データ率は短時間で所定値に達することになり、従って、比較的短時間で目的とする基準接触位置が求められる。この場合は、有効座標データ数は１１２である。
【００７０】
これに対して、図１３（Ｂ）に示す場合には、点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の部分で過度にワイヤ電極と被加工物が接近し過ぎており、突っ込み現象が生じていると思われる。このため、有効座標データの収率が劣る結果、有効座標データ率が所定の値に達するまでの時間は、図１３（Ａ）の場合と比較して少し長くなっている。この場合は、収集した有効座標データ数は１６６となり、図１３（Ａ）の場合よりも少し多くなっている。
このように、突っ込み現象等が生じていない場合には、座標データの収集を早めに終了させ、また、突っ込み現象等が生じている場合は、その分、座標データの収集時間を長くしている。
【００７１】
従って、パラフィンや海綿活性剤などがワイヤ電極に付着しているか、否かに係わらず、最適な時期に座標データの収集を終了させることができ、しかも、精度の高い基準接触位置を求めることが可能となる。
図１３に示す場合は、基準データは固定であるが、実際には基準データよりも更に小さい座標データ、すなわちワイヤ電極が相対的に最初の接触位置よりも後退した時の座標データが収集される場合もあり、その場合には、前述のように基準データがこの後退座標データにより更新されて置き換えるのが好ましい。また、この置き換えが行なわれると、これに伴って有効座標データの座標範囲も変動する。
図１４は基準データが変動するときの状態を示す図であり、図中波線で囲まれたエリアは幅７μｍの最終的な有効座標データの範囲であり、一点鎖線の部分は途中の有効座標データの範囲である。図示例では、ｎ＝０からｎ＝２２までの２３点の座標データを示している。
【００７２】
当初は最初に接触した時点、ｎ＝０の座標データが基準データとなるが、その後、ｎ＝１１にて基準データよりも小さい座標データが検出されたのでその値が基準データに変更されて第２の基準データとなり、更にｎ＝１２にて第２の基準データよりも更に小さな座標データが検出されたので、更にその値に基準データが変更されて第３の基準データとなる。
【００７３】
この基準データの変更にともなって、有効座標データの範囲も変動して行くが、各有効座標データは、最終的には、最後の基準データ、この場合には、第３の基準データを基準とする有効データ範囲（７μｍ）のチェックがかけられる。従って、ｎ＝７に示される座標データは、途中では有効座標データであったが、最終的には有効データ範囲から逸脱しており、無効座標データとなる。この場合、実際には、前述したように座標データを取り込む毎に、過去の全ての有効座標データのチェックがソフトウエア的に行なわれる。
【００７４】
上記実施例では、ワイヤ電極と被加工物とが接触と離反を繰り返しつつ付かず離れずの動作を自動的に実行しながら、その時の得られた各接触位置座標データをもとにして基準接触位置を求めているが、これに限定されず、前述した一般的な位置決め方法の時、或いはワイヤ電極垂直出し作業の時において本発明の演算ユニットを採用したファジイ推論の処理工程の説明を以下図１５及び図１６より簡単に説明する。
まず、位置決め動作のプログラムを呼出して実行する。それぞれ記憶した座標データの数を示す値ｎ、その内の有効座標データの数を示す値Ｋ、及び最終的に演算によって決定した基準接触位置座標を示す値Σをともに０とする（Ｓ３０）。そしてＳ３１〜Ｓ３３迄は前述した図１８のＳ１０〜Ｓ１２に対応する。次に最初に接触した位置を基準座標データとして記憶すると共に有効座標データとしても記憶される（Ｓ３４）。有効座標データ数Ｋ及び記憶した座標データ数ｎをそれぞれ１つインクリメントする（Ｓ３５，Ｓ３６）。次に所定量後退（Ｓ３７）し、その後、Ｓ３８及びＳ３９は上述のＳ３１及びＳ３２と同様な処理が行われ、Ｓ３９以降の処理は図８で説明したＳ４０９〜Ｓ４２０迄の内容と同じなので説明を省略する。最後にＳ４２０で決定した基準接触位置の座標がＮＣ装置３３へ出力され、周知の手段によりオペレータに知らせる（Ｓ４２２）。
【００７５】
このように一般的に行われている接触位置決め方法をも含め接触を繰り返して行い、複数の接触位置座標を求めるべく本発明のファジイ推論を適用して接触検出動作の終了時期を決定すればよく短時間で、外乱による不都合な接触位置座標データであっても、データそのもが信頼性のある接触基準位置として高精度に求めることができる。
また、ワイヤ電極垂直出し作業の時は、上記被加工物に換えて垂直出し用の測定治具を設ければよい。
尚、上記実施例にて用いた各数値例は単に一例を示したに過ぎず、実際には、個々の装置の特性を予め求めて適切な値となるように初期設定するのは勿論である。
また、上記実施例では、有効座標データ率を求めるためにファジィ推論を用いたが、これに限定されないのは勿論である。
【００７６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のワイヤ放電加工装置の基準接触位置の位置決め方法及びその装置によれば次のように優れた作用効果を発揮することができる。本発明は、ワイヤ電極と被加工物或いは垂直位置出し測定治具とが接触したときの接触位置座標データを取り込みつつ、データを取り込む毎に接触検出動作の終了時期であるか否かを推論するようにしたので、短時間で精度の高い基準接触位置を求めることができる。従って、正確にワイヤ電極の基準接触位置の位置決めができ、かつ過度に接触検出動作を行なうことなく、ワイヤ電極の振動幅の中心位置を被加工物或いは垂直位置出し用の治具に与える影響も最小限にすることができる。また、垂直位置出し作業の場合にも、高い精度で垂直位置出しを行なうことができる。
【００７７】
特に、ワイヤ電極と被加工物との接触時の座標データを取り込んで、これを有効なものと無効なものとに分類し、そして、有効座標データの収集効率を示す有効座標データ率を求め、これが所定値に達した時に座標データの収集を終了すると同時に位置決めの動作をその収集が終了した時点、つまりワイヤ電極の不定周期の振動中心へ収束した位置で停止させるための停止信号を出力するようにしているので、時間を無駄にすることなく高速に且つ精度の高い基準接触位置の座標を決定することができる。従って、ワイヤ電極にパラフィンや界面活性剤等が付着しているか否かによって位置精度等が影響された従来の装置と異なり、パラフィン等の影響を受けることがない。また、ファジィ推論を用いて有効座標データ率を求めることにより、座標データの収集の終了時期を的確に判断することができ、より一層高速で且つ精度の高い位置決めを行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るワイヤ放電加工装置の基準接触位置の位置決め装置を示す概略構成図である。
【図２】図１に示す位置決め装置の制御ユニットを示すブロック構成図である。
【図３】位置決め装置が行なう並列処理を示すフローである。
【図４】移動制御を示すフローである。
【図５】ワイヤ電極の振動と接触検出信号との関係を示す図である。
【図６】ワイヤ電極の振動と各カウント部のカウント値との関係を示すグラフである。
【図７】基準接触位置の演算処理のフローを示す図である。
【図８】基準接触位置の演算処理のフローを示す図である。
【図９】座標偏差の前件部メンバーシップ関数を示す図である。
【図１０】有効座標データの数の前件部メンバーシップ関数を示す図である。
【図１１】ファジィ推論のルールを示す図である。
【図１２】後件部のメンバーシップ関数を示す図である。
【図１３】ワイヤ電極の相対移動量の変化を示す図である。
【図１４】基準データが変動する時の状態を示す図である。
【図１５】一般的に行われている接触位置決め動作に本発明の演算処理フローを採用したフローである。
【図１６】一般的に行われている接触位置決め動作に本発明の演算処理フローを採用したフローである。
【図１７】従来のワイヤ放電加工装置を示す概略構成図である。
【図１８】従来の接触位置決め動作のフローを示す図である。
【符号の説明】
２  Ｘ・Ｙテーブル
６  ワイヤ電極
８  ワイヤ移送供給手段
２６，２８  ワイヤガイド
３０  加工電圧供給部
３２  接触検出部
３３  ＮＣ装置
３３ａ  演算処理部
３３ｂ  座標演算部
３４  エンコーダ
４１  位置決め動作制御部
４２  位置決め装置
４４  接触状態カウント部
４６  非接触状態カウント部
４８  移動制御部
５０  演算ユニット
５２  演算制御部
５４  基準データ記憶部
５６  データ判断部
５８  許容範囲値記憶部
６０  データ記憶部
６０Ａ  有効座標データ記憶部
６０Ｂ  無効座標データ記憶部
６２  カウンタ
６４  標準偏差算出部
６６  停止判断部
６８  基準データ率記憶部
７０  基準接触位置決定部
７１  動作終了時期決定部
７４  基準データ更新部
Ｗ  被加工物
【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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【図１７】
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【図１８】
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