(57)【要約】【課題】  ワイヤ放電加工機において、加工開始点での加工安定を図ること、また、加工制御による加工効率の低下を減少させること。【解決手段】  連続した短絡を回避するために、加工開始点から加工がスタートした後、放電が確認された位置から加工が不安定である範囲までの間に一度短絡が検出された時点で設定送り速度を小さくして加工量に応じた制御を行い、加工位置が加工が不安定となる範囲を越えてから遅くした設定送り速度を通常の設定送り速度に戻す。ワイヤ放電加工機の制御装置は、加工量制御を行う構成に加えて、放電パルス数によって放電の開始位置を検出する放電開始位置検出手段と、放電開始位置からの加工移動距離を算出する加工移動距離演算手段と、加工移動距離と所定距離を比較する比較手段と、ワイヤとワーク間の短絡を検出する短絡検出手段と、設定送り速度を切り換える設定送り速度切換手段とを備える。【選択図】  図３
2006015478.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤ状電極と被加工物とを相対移動させながら、前記ワイヤ状電極と被加工物との間に放電パルス電流を投入して放電加工を行うワイヤ放電加工機の制御装置において、
投入した放電パルス数を所定時間ごとに計数する放電パルス数計数手段と、
移動指令に基づいて前記ワイヤ状電極と被加工物を加工経路に沿って相対移動させる移動手段と、
基準となる放電パルス数を記憶する基準放電パルス数記憶手段と、
前記放電パルス数計数手段が得た数値と前記基準放電パルス数記憶手段に記憶した数値とを比較して比率を求める放電パルス数比較手段と、
設定送り速度と前記所定時間とで求まる前記ワイヤ状電極と被加工物の相対移動距離に前記比率を乗じて求めた距離を移動指令として前記所定時間毎に前記移動手段に出力する送りパルス演算手段と、
放電の発生を検出することによって放電の開始位置を検出する放電開始位置検出手段と、放電開始位置からの加工移動距離を算出する加工移動距離演算手段と、
前記加工移動距離と所定距離を比較する比較手段と、
ワイヤと被加工物間の短絡を検出する短絡検出手段と、
前記設定送り速度を切り換える設定送り速度切換手段とを備え、
前記設定送り速度切換手段は、前記比較手段の比較結果及び前記短絡検出手段の検出出力に基づいて、加工移動距離が所定距離内で短絡を検出したときに低い設定送り速度に切り換え、加工移動距離が所定距離を越えたときに通常の設定送り速度に切り換えることを特徴とするワイヤ放電加工機の制御装置。
【請求項２】
前記放電開始位置検出手段は放電パルス数によって放電の開始位置を検出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機の制御装置。
【請求項３】
ワイヤ状電極と被加工物とを相対移動させながら、前記ワイヤ状電極と被加工物との間に放電パルス電流を投入して放電加工を行うワイヤ放電加工機の制御装置において、
投入した放電パルス電流を所定時間ごとに積分演算する放電パルス電流積分演算手段と、移動指令に基づいて前記ワイヤ状電極と被加工物を加工経路に沿って相対移動させる移動手段と、
基準となる放電パルス電流の時間積分値を記憶する基準放電パルス電流積分値記憶手段と、
前記放電パルス電流積分値演算手段が得た数値と前記基準放電パルス電流積分値記憶手段に記憶した数値とを比較して比率を求める放電パルス電流積分値比較手段と、
設定送り速度と前記所定時間とで求まる前記ワイヤ状電極と被加工物の相対移動距離に前記比率を乗じて求めた距離を移動指令として前記所定時間毎に前記移動手段に出力する送りパルス演算手段と、
放電の発生を検出することによって放電の開始位置を検出する放電開始位置検出手段と、
放電開始位置からの加工移動距離を算出する加工移動距離演算手段と、
前記加工移動距離と所定距離を比較する比較手段と、
ワイヤとワーク間の短絡を検出する短絡検出手段と、
前記設定送り速度を切り換える設定送り速度切換手段とを備え、
前記設定送り速度切換手段は、前記比較手段の比較結果及び前記短絡検出手段の検出出力に基づいて、加工移動距離が所定距離内で短絡を検出したときに低い設定送り速度に切り換え、加工移動距離が所定距離を越えたときに通常の設定送り速度に切り換えることを特徴とするワイヤ放電加工機の制御装置。
【請求項４】
前記放電開始位置検出手段は放電パルス電流積分値によって放電の開始位置を検出する請求項３に記載のワイヤ放電加工機の制御装置。
【請求項５】
前記放電パルス数比較手段の比較結果に応じて、前記放電パルス数計数手段が所定時間ごとに得た数値が前記基準放電パルス数記憶手段に記憶した数値と一致するように、放電休止時間を制御する放電休止時間制御手段を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のワイヤ放電加工機の制御装置。
【請求項６】
前記放電パルス数比較手段の比較結果に応じて、エネルギーの余剰投入を抑えるよう放電休止時間を制御する放電休止時間制御手段を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のワイヤ放電加工機の制御装置。
【請求項７】
前記放電パルス電流積算値比較手段の比較結果に応じて、エネルギーの余剰投入を抑えるよう放電休止時間を制御する放電休止時間制御手段を備えることを特徴とする請求項３又は４に記載のワイヤ放電加工機の制御装置。
【請求項８】
前記放電パルス数比較手段の比率に応じて、冷却液量を制御することを特徴とする請求項１，２，５，６の何れかに記載のワイヤ放電加工機の制御装置。
【請求項９】
前記放電パルス電流積算値比較手段の比率に応じて、冷却液量を制御することを特徴とする請求項３，４，７の何れかに記載のワイヤ放電加工機の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はワイヤ放電加工機の制御に係わり、特に加工効率を向上させる制御装置及び制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワイヤ放電加工において、被加工物のコーナ部などの断線しやすい加工形状では、予め送り速度や加工電流を落とすなどのコーナ制御処理等を追加しなければならない。そのため、放電加工量を検出して、その変化に応じて加工速度、加工エネルギー、加工液量を制御することによって、ワイヤ断線の回避や、コーナ部の加工精度向上を図るワイヤ放電加工機の制御装置が提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
上記の制御装置によれば、被加工物の端面や加工開始穴からの切込み時にも安定した加工を実現することができる。  
また、加工開始時での加工を安定させるために、加工開始時から一定距離まで加工が進む間、通常の加工条件と異なる加工条件に切り換える技術も提案されている（特許文献２〜６参照）。
【０００４】
上記各技術の内、特許文献２には、加工開始時に通常加工条件から設定送り速度を７０％に減じると共に通常加工条件での休止時間を１８０％に延長し、加工開始時から一定の距離まで加工が進むまでは段階的に加工条件を徐々に戻して行く制御が開示されている。特許文献３には、加工開始点から弱い加工条件に切り換え、加工液の圧力や流量を観測しこれらが適正値になった時点で通常の加工条件を戻し、また、これら圧力や流量が適正値にならなくとも、加工が一定の距離進んだ時点で加工条件を戻す制御が開示されている。特許文献４には、電圧変化を検出することによって開始点を含む被加工物端面を検出し、そこから一定距離の間オン時間、オフ時間を制御すると共に、加工液を切換える制御が開示されている。特許文献５には、加工開始点から一定距離の間、加工条件を切換えて弱い条件で加工を行う制御が開示されている。特許文献６には、加工開始時には通常よりも弱い条件にし、加工の進行に伴って連続的にその加工条件を戻す制御が開示されている。
【０００５】
なお、特許文献７には、加工途中において短絡が繰返されることにより、加工電源内の素子の異常温度上昇を招き、素子の破壊や火災といった危険性を回避するために、短絡検出後に通常よりも弱い条件にし、加工が安定したことを確認した後で再び通常の条件に戻すことによって、加工を継続させ、電源の焼き付きを防ぐことが開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２５４２５０号公報
【特許文献２】特許第２６８９４７２号公報
【特許文献３】特許第２７２２１４６号公報
【特許文献４】特開平７−２６６１３９号公報
【特許文献５】特開平４−２０１１２０号公報
【特許文献６】特開平５−１１１８２２号公報
【特許文献７】特許第２９３２８８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ノズルが加工開始穴に密着状態にあり、加工開始穴がノズル径よりも小さい場合には、加工開始穴の近傍で短絡が繰返し発生し、加工が不安定となるケースがあることが確認された。この現象は、ノズルが加工開始穴を完全に覆い隠してしまうためにノズルから噴射された加工液の排出が妨げられ、加工屑や気泡の排出不良が発生することや、加工液の乱流によりワイヤの振動がより増幅されるような状況になることが原因になっていると考えられる。この現象は、ノズルが開始穴から外れて加工液の排出が十分行われるようになるまで連続する。
【０００８】
この加工開始穴の近傍において、短絡が繰返して発生する現象を回避する手段として、上記特許文献２〜６で示されるような、加工開始時から一定距離まで加工が進む間、通常の加工条件と異なる加工条件に切り換える技術を適用した場合、加工時間が長くなり加工効率が低下するという問題がある。
【０００９】
例えば、特許文献２では、速度の初期レベル、休止時間の初期レベル、制御距離の３つの要素の組合せで性能が決まるため、様々な加工に対して効率の良い加工を行うためには、これらの各要素を個々に細かく設定しておく必要があるため、かなりの手間がかかるという問題がある。この設定に要する手間を省くために安全マージンを大きくして各要素を設定すると加工効率が落ちることになる。また、加工の状態による制御の要不要に係わらず、必ず弱い条件で加工するため加工効率が低下するという問題がある。
【００１０】
また、特許文献３においても、様々な加工に対する切込み条件を用意するために手間がかかり、この手間を省くために大きな安全マージンを設定すると、加工効率が落ちるという問題がある。また、加工液の圧力や流量を観測することによって加工効率を高めているが、これらは加工の安定性を直接示すものではなく、制御の要不要に係わらず必ず弱い条件で加工を始めることに変わりはなく、前記と同様の問題点がある。
【００１１】
また、特許文献４では、加工開始点とは関係なく、加工の途中で電圧変化が検出されれば動作するため、加工途中で溝幅が変わってしまうなどの不都合が生じる可能性がある。
また、電圧変化を検出してから動作させるということは、それを検出するまでは通常状態の強い条件で加工することを意味しており、加工開始点や被加工物端面での現象を考えた場合、放電した直後に、すなわち電圧変化による異常放電を検出する前に、断線してしまうという危険性がある。このため、加工開始点や被加工物端面では、予め安定して加工できる条件を設定して、断線を回避する必要がある。
また、前記したと同様に、安定して加工できる条件を用意するには手間がかかるという問題がある。プログラム指令または画面設定でこの機能の有効／無効を切換えることが開示されているが、オペレータの手間が必要となる。また、このような制御の要不要を的確に判断するのは困難である。
【００１２】
また、特許文献５においても、様々な加工に対する切込み条件を用意するには手間がかかり、手間を省くために安全マージンを大きく設定すると加工効率が落ちるという問題がある。また、制御の要不要に係わらず必ず弱い条件で加工するため、加工効率がよくないという問題がある。
また、特許文献６においても、様々な加工に対する切り込み条件を用意するには手間がかかり、手間を省くために安全マージンを大きく設定すると加工効率が落ちるという問題がある。
【００１３】
また、特許文献７は、加工を継続させて、短絡の繰り返しによる電源の焼き付きを防ぐことを目的とするものであって、加工開始点とは関係なく、加工の途中で短絡が検出されれば動作するため、加工途中で溝幅が変わってしまうなどの不都合が生じる可能性がある。したがって、加工開始点で発生する短絡の繰り返しを防ぐという問題点を解決する技術に関するものではない。
【００１４】
特許文献７に開示する技術を加工開始点に適用した場合、被加工物端面や開始点近傍の場合、一定の距離の間は加工が不安定になる環境にあるため、一度加工が安定したからと言って条件を戻してしまうと再び不安定となる。そのため、本願が所望する効果を期待することはできない。また、様々な加工に対する安定条件を用意するには手間がかかるという問題もある。
また、特許文献７では、特許文献４と同様に、短絡を検出してから動作させるということは、それを検出するまでは通常状態の強い条件で加工することを意味しており、加工開始点や被加工物端面での現象を考えた場合、放電した直後に、すなわち短絡による異常放電を検出する前に、断線してしまうという危険性がある。このため、加工開始点や被加工物端面では、予め安定して加工できる条件を設定して、断線を回避する必要がある。
このように、特許文献７は電源の焼き付けを防ぐことを目的としているため、加工開始点に適用することには無理がある。
さらに、様々な加工に対する安定条件を用意するには手間がかかるという問題もある。
【００１５】
上記した特許文献２〜６のように、加工開始点での安定加工を目的とするものは、いずれも通常の加工条件で開始した場合に加工が安定するかしないかに拘わらず、初期状態で必ず動作させるようになっている。一般に、高速加工などのように、エネルギーや加工液を強い条件で加工する場合には、これらの加工開始点から行う動作により効果が期待できるが、精密仕上加工時の１次加工などのようにエネルギーや加工液が元来それほど強くない場合には、これらのような制御をしなくとも安定した加工が実行されることが少なくない。そのような場合にはこれらの制御が逆に仇となり、加工時間が余計にかかるために加工効率が落ちることになる。
【００１６】
図９（ａ），（ｂ）は、加工開始点から所定距離進むまでの間に短絡が発生しない場合の加工の進行状態を説明するための図である。ここで、所定距離は加工開始時において加工が不安定となる範囲を表している。図９（ａ），（ｂ）では、設定送り速度を通常の設定送り速度ｖ１としたとき、所定距離に達するまでの時間は例えばＴ１０で表される。
【００１７】
一方、図１０（ａ），（ｂ）は加工開始点から所定距離進むまでの間に短絡が発生した場合の加工の進行状態を説明するための図である。通常、ワイヤ電極とワークとの間で短絡が発生すると、電源をオフとした後に放電を再開させる処理を行う。そのため、設定送り速度が通常の設定送り速度ｖ１において短絡が繰り返して発生すると、その短絡毎に加工の進行が停止するため所定距離に達するまでに要する時間Ｔ１１はＴ１０よりも長くなる。
【００１８】
また、図１１（ａ），（ｂ）は、加工開始から所定距離進んだ位置で、設定送り速度を切り換える加工を説明するための図である。ここでは、上記した文献に示すように、加工開始点から所定距離進むまでの間の設定送り速度を通常の設定送り速度ｖ１よりも低速の設定送り速度ｖ２に設定することで、短絡の発生を抑制している。設定送り速度ｖ２は通常の設定送り速度ｖ１よりも低速であるため、所定距離に達するまでに要する時間Ｔ１２は図９（ａ）の時間Ｔ１０よりも長くかかることになる。
【００１９】
また、様々な加工の中でこのような制御の要不要を判断するのは非常に難しい上、必要となる場合の適切な加工開始条件を用意することはかなりの手間がかかる。手間を省くとすれば、種々の加工に対応できるように安全のマージンを大きく設定する必要があり、加工効率がより低下することになる。  
そこで、本発明は、ワイヤ放電加工機において、加工開始点での加工安定を図ることを目的とし、また、加工制御による加工効率の低下を減少させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明は、この連続した短絡を回避するために、加工開始点から加工がスタートした後、放電が確認された位置から加工が不安定である範囲までの間に一度短絡が検出された時点で設定送り速度を小さくして加工量に応じた制御を行い、加工位置が加工が不安定となる範囲を越えてから遅くした設定送り速度を通常の設定送り速度に戻す。
【００２１】
放電加工量を検出して、その変化に応じて加工速度、加工エネルギー、加工液量等の制御を行う加工量制御においては、加工開始直後の加工量が少ない状態では、加工エネルギーや加工液量が通常の加工状態よりも低く抑えられており、加工が不安定になってもワイヤが断線する心配がないので、短絡を確実に検出することが可能となる。そして、設定送り速度を小さくすることによって加工速度を遅くすることができるようになり、検出される加工量がさらに減少するため、加工エネルギーや加工液量もさらに低く抑えられ、加工が安定して進行するようになる。
【００２２】
なお、加工が不安定となる範囲において短絡が発生しなかった場合には、設定送り速度を小さくすることなく、通常の送り制御で加工される。
【００２３】
したがって、設定送り速度が小さく設定されるのは、加工が不安定となる範囲において短絡が発生した後のみであって、短絡が発生しない場合や加工が安定する範囲では設定送り速度の切り換えは行わないため、設定送り速度の切り換えによる加工効率の低下を抑え、効率よく加工を進めることができる。
【００２４】
なお、加工が不安定となる範囲は、例えば、放電が確認された位置からおよそノズルの半径分の距離とすることができる。加工が放電開始位置からノズルが半径分進んだところで、設定送り速度を元の状態に戻し、その後は通常加工に移行する。また、放電が確認された位置からノズルの半径分進む間に短絡が発生しなかった場合には、通常の送り速度で加工を行う。 
本発明のワイヤ放電加工機の制御装置は、ワイヤ状電極と被加工物とを相対移動させながら、前記ワイヤ状電極と被加工物との間に放電パルス電流を投入して放電加工を行うワイヤ放電加工機の制御装置であって、前記したように、放電加工量を検出して、その変化に応じて加工速度、加工エネルギー、加工液量等の制御を行う加工量制御を行う。
【００２５】
この加工量制御は、投入した放電パルス数の計数値によって放電加工量を検出して加工量制御を行う第一の態様、あるいは、投入した放電パルス電流の積分値によって放電加工量を検出して加工量制御を行う第二の態様とすることができる。
【００２６】
投入した放電パルス数の計数値によって放電加工量を検出して加工量制御を行う第一の態様では、ワイヤ放電加工機の制御装置は、加工量制御を行う構成として、投入した放電パルス数を所定時間ごとに計数する放電パルス数計数手段と、移動指令に基づいて前記ワイヤ状電極と被加工物を加工経路に沿って相対移動させる移動手段と、単位時間当たりの基準放電パルス数を記憶する基準放電パルス数記憶手段と、放電パルス数計数手段が得た数値と前記基準放電パルス数記憶手段に記憶した数値とを比較して比率を求める放電パルス数比較手段とを備える。
【００２７】
本発明のワイヤ放電加工機の制御装置は、上記の加工量制御を行う構成に加えて、加工位置が放電の確認位置から所定距離の間に短絡が検出された時点で設定送り速度を小さくし、加工位置が所定距離の範囲を越えてから通常の設定送り速度に戻すという設定送り速度を切り換る構成として、放電の発生を検出することによって放電の開始位置を検出する放電開始位置検出手段と、放電開始位置からの加工移動距離を算出する加工移動距離演算手段と、前記加工移動距離と所定距離を比較する比較手段と、ワイヤ電極と被加工物間の短絡を検出する短絡検出手段と、設定送り速度を切り換える設定送り速度切換手段とを備える。
【００２８】
ここで、設定送り速度切換手段は、比較手段の比較結果及び短絡検出手段の検出出力に基づいて、加工移動距離が所定距離内で短絡を検出したときに低い設定送り速度に切り換え、加工移動距離が所定距離を越えたときに通常の設定送り速度に切り換える。
【００２９】
次に、投入した放電パルス電流の積分値によって放電加工量を検出して加工量制御を行う第二の態様では、ワイヤ放電加工機の制御装置は、加工量制御を行う構成として、投入した放電パルス電流を所定時間ごとに積分演算する放電パルス電流積分演算手段と、移動指令に基づいて前記ワイヤ状電極と被加工物を加工経路に沿って相対移動させる移動手段と、基準となる放電パルス電流の時間積分値を記憶する基準放電パルス電流積分値記憶手段と、前記放電パルス電流積分値演算手段が得た数値と前記基準放電パルス電流積分値記憶手段に記憶した数値とを比較して比率を求める放電パルス電流積算値比較判断手段と、設定送り速度と所定時間とで求まるワイヤ状電極と被加工物の相対移動距離に、前記比率を乗じて求めた距離を移動指令として前記所定時間毎に前記移動手段に出力する送りパルス演算手段とを備える。
【００３０】
本発明のワイヤ放電加工機の制御装置は、上記の加工量制御を行う構成に加えて、加工位置が放電の確認位置から所定距離の間に短絡が検出された時点で設定送り速度を小さくし、加工位置が所定距離の範囲を越えてから通常の設定送り速度に戻すという設定送り速度を切り換る構成として、放電の発生を検出することによって放電の開始位置を検出する放電開始位置検出手段と、放電開始位置からの加工移動距離を算出する加工移動距離演算手段と、前記加工移動距離と所定距離を比較する比較手段と、ワイヤ電極と被加工物間の短絡を検出する短絡検出手段と、前記設定送り速度を切り換える設定送り速度切換手段とを備える。
【００３１】
設定送り速度切換手段は、比較手段の比較結果及び短絡検出手段の検出出力に基づいて、加工移動距離が所定距離内で短絡を検出したときに低い設定送り速度に切り換え、加工移動距離が所定距離を越えたときに通常の設定送り速度に切り換える。
【００３２】
上記した投入した放電パルス数の計数値によって放電加工量を検出して加工量制御を行う第一の態様において、加工量制御は放電休止時間や冷却液量を制御対象とすることができる。
【００３３】
第一の態様において、放電休止時間を制御対象とする構成として放電休止時間制御手段を備える。放電休止時間制御手段は、放電パルス数比較判断手段の比較結果に応じて、放電パルス数計数手段が所定時間ごとに得た数値が基準放電パルス数記憶手段に記憶した数値と一致するように放電休止時間を制御する。または、放電休止時間制御手段は、放電パルス数比較手段の比較結果に応じて、エネルギーの余剰投入を抑えるよう放電休止時間を制御する。また、冷却液量の制御は、放電パルス数比較手段の比率に応じて行うことができる。
【００３４】
また、上記した投入した放電電流積算値によって放電加工量を検出して加工量制御を行う第二の態様においても、加工量制御は放電休止時間や冷却液量を制御対象とすることができる。
【００３５】
第二の態様において、放電休止時間を制御対象とする構成として放電休止時間制御手段を備える。放電休止時間制御手段は、放電パルス電流積分値比較手段の比較結果に応じて、エネルギーの余剰投入を抑えるよう放電休止時間を制御する。また、冷却液量の制御は、放電パルス電流積分値比較判断手段の比率に応じて行うことができる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、ワイヤ放電加工機において、加工開始点での加工安定を図ることができる。また、加工制御による加工効率の低下を減少させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、本発明の実施の形態について、図を参照しながら詳細に説明する。  
はじめに、本発明のワイヤ放電加工機の制御で行う加工量制御について説明する。
ワイヤ放電加工における投入加工エネルギーと加工量の関係は、以下の式で表わされる。以下の式でｔを被加工物の板厚とし、Ｐｓ及びＰｘをそれぞれの単位時間Ｔに発生する放電パルス数とし、ｗを放電パルス１発当たりの加工量とし、△ｓを放電パルス数Ｐｓ（すなわち、単位時間Ｔで）で移動できる距離とし、△ｘを放電パルス数Ｐｘで移動できる距離とし、ｇを加工溝幅とする。
【００３８】
Ｐｓ＊ｗ＝△ｓ＊ｔ＊ｇ
Ｐｘ＊ｗ＝△ｘ＊ｔ＊ｇ      （１）
すなわち、
Ｐｓ／△ｓ＝Ｐｘ／△ｘ＝ｔ＊ｇ／ｗ    （２）
となる。なお、放電パルス１発当たりの加工量ｗが一定であれば、単位時間Ｔに発生する放電パルス数Ｐｓ及びＰｘは単位時間Ｔに発生する加工量に比例する値を示している。
【００３９】
板厚ｔに変化がないことを条件として加工溝幅ｇを一定とすれば次式を得る。
Ｐｓ／Ｐｘ＝△ｓ／△ｘ      （３）
すなわち、式（３）は、単位時間Ｔ当たりの放電パルス数の変化（Ｐｓ／Ｐｘ）と、それによる送り移動量の変化（△ｓ／△ｘ）をそれぞれ等しくなるように送ることができれば、加工溝幅ｇは一定になることを意味している。
【００４０】
単位時間Ｔ当たりの基準移動量△ｓは設定入力される基準設定送り速度ＳＰＤから次式により得る。
△ｓ＝ＳＰＤ＊Ｔ            （４）
式（３）と式（４）から移動量△ｘは次式より得る。
【００４１】
△ｘ＝ＳＰＤ＊Ｔ＊（Ｐｘ／Ｐｓ）      （５）
なお、上記式（５）は、設定送り速度ＳＰＤから、ＳＰＤ＊（Ｐｘ／Ｐｓ）に変更されたことを意味する。
【００４２】
単位時間Ｔ当たりの基準放電パルス数Ｐｓと基準送り速度ＳＰＤとの関係を予め設定すると、加工中の時々刻々変化する単位時間Ｔ当たりの放電パルス数Ｐｘを計数することによって移動量△ｘを算出することができる。この移動量△ｘは、式（１）式から、
△ｘ＝（Ｐｘ＊ｗ）／（ｔ＊ｇ）
と表わすことができる。この式のＰｘ＊ｗは、放電パルスがＰｘだけ発生した時の加工量である。移動量△ｘはこの加工量（Ｐｘ＊ｗ）を被加工物の板厚ｔと加工溝幅ｇとの積（ｔ＊ｇ）で除したものであるから、移動量△ｘだけワイヤ電極を移動させるということは、Ｐｘの放電パルスによって加工された量だけワイヤ電極を移動させることとなる。
【００４３】
すなわち、式（５）は、単位時間Ｔ当たりの基準放電パルス数Ｐｓと放電パルス数計数値Ｐｘとから、放電パルスによる加工量に対応するワイヤ電極の移動量△ｘが算出される。
【００４４】
一般的に、移動量△と単位時間当たりの放電パルス数Ｐとの関係は、被加工物の材質、被加工物の板厚ｔ、加工溝幅ｇなどによって変化する。例えば、被加工物の板厚ｔと加工溝幅ｇを一定とした場合、移動量△と放電パルス数Ｐは比例関係を示す。この比例係数は、式（２）の（ｔ＊ｇ／ｗ）に相当するが、ｔとｇが一定とすると、比例係数は式（２）の（１／ｗ）に依存する。例えば、超硬ＷＣの比例係数はダイス鋼の比例係数よりも大きく、これは、超硬ＷＣの方がダイス鋼よりも放電パルス１発当たりの加工量ｗが小さいことを意味している。これは、超硬ＷＣの方がダイス鋼よりも放電加工がしにくいことと一致している。
【００４５】
また、加工溝幅ｇを一定とし、同じ材質の被加工物で板厚ｔを変化させた場合、移動量△と放電加工パルス数Ｐは比例関係を示す。この場合、式（２）におけるｇとｗが一定なので、比例係数は被加工物の板厚ｔをに依存する。
【００４６】
さらに、加工溝幅ｇを一定とし、放電パルス数Ｐと移動量△との比（Ｐ／△）と、被加工物の板厚ｔとの関係を示す式（２）式から、
ｔ＝（ｗ／ｇ）＊（Ｐ／△）
なので、（Ｐ／△）とｔとの比例係数は（ｗ／ｇ）となる。ここで、加工溝幅ｇを一定としているので、比例係数は放電パルス１発当たりの加工量ｗに依存する。例えば、アルミの比例係数が大きく、超硬ＷＣの比例係数が小さいということは、放電パルス１発当たりの加工量ｗが、アルミは大きく、超硬ＷＣでは小さいことを意味している。これは、一般に、アルミは放電加工がしやすく、超硬ＷＣは放電加工がしにくいことと一致する。
【００４７】
上記したように、移動量△と放電パルス数Ｐとの関係は、被加工物の材質、被加工物の板厚ｔ、加工溝幅ｇなどによって変化するため、式（５）に基づいてワイヤ電極の移動量△ｘを制御するに当たっては、単位時間当たりの基準放電パルス数Ｐｓと基準設定送り速度ＳＰＤ（＝△ｓ／Ｔ）との関係を予め求めておく。すなわち、種々の材質の被加工物について、被加工物の板厚とワイヤ電極の径（加工溝幅）を種々変化させて、単位時間Ｔ当たりの放電パルス数Ｐ／Ｔ（＝Ｐｓ）と単位時間Ｔ当たりの移動量△／Ｔ（＝△ｓ）との関係を求め、放電パルス数Ｐと移動量△との比、
κ＝Ｐ／△            （６）
を求めておく。なお、求めておいた比κに設定送り速度ＳＰＤを乗じれば、単位時間当たりの基準放電パルス数Ｐｓ（＝κ＊ＳＰＤ）を求めることができる。
【００４８】
放電加工を始めるに当たり、加工条件として設定された被加工物の材質・被加工物の板厚・ワイヤ電極の径に基づいて比κを読み出し、読み出した比κに設定送り速度ＳＰＤを乗じて単位時間当たりの基準放電パルス数Ｐｓ（κ＊ＳＰＤ）を求める。そして、放電加工を行っている際は、単位時間当たりの放電パルス数Ｐｘを検出しながら式（５）に基づいて被加工物に対する単位時間当たりのワイヤ電極の移動量（相対移動量）を制御する。
【００４９】
なお、加工条件として設定された板厚のデータが予め用意されているとは限らない。そのような場合は、比例配分や近似曲線などの方法によって、設定板厚に対応する比κを求めることができる。
【００５０】
また、実際に放電加工しようとする被加工物の材質のデータが用意されていない場合も、以下のような考え方で比κを設定することができる。式（６）に示すように、比κが大きいことは同じ距離を加工するに必要な放電パルス数が多いということ、すなわち、放電パルス１発当たりの加工量ｗが小さいということを意味する。
【００５１】
逆に、比κが小さいということは同じ距離を加工するに必要な放電パルス数が少ないということ、すなわち、放電パルス１発当たりの加工量ｗが大きいということを意味する。このことから、放電加工が容易だとされる材質では比κが小さくなり、放電加工が難しいとされる材質では比κが大きくなる。
【００５２】
従って、実際に放電加工しようとする被加工物の材質のデータが予め用意されていない場合でも、過去の経験等から、その材質の加工難易度がわかる場合は、その材質の加工難易度と同じ位の加工難易度の材質を探して、被加工物の材質として設定すればよい。あるいは、実際に放電加工しようとする被加工物の加工難易度が、比κの値が用意された２つの材質の加工難易度の中間位であるということが分かる場合は、２つの材質の比κの中間の値を手動で設定してもよい。
【００５３】
次に、休止時間の制御について説明する。  
被加工物とワイヤ状電極間における加工電圧、電流の関係は以下の式で表わされる。以下の式で、Ｐｘ及びＰx+1を△ｘ及び△x+1の位置での単位時間Ｔ当たりの放電パルス数とし、Ｖｘ，Ｖx+1をそれぞれの平均加工電圧とし、Ｖｐを無負荷電圧とし、Ｔonを電流パルス幅とし、Ｔoffを休止時間とし、Ｔｗ（ｘ）及びＴｗ（x+1）をそれぞれ単位時間Ｔ当たりの平均無負荷時間とする。また、Ｐｓ，Ｖｓ，Ｔｗ（ｓ）を単位時間Ｔ当たりの基準放電パルス数，基準平均加工電圧，基準平均無負荷時間とする。
【００５４】
Ｐｘ＝Ｔ／（Ｔｗ（ｘ）＋Ｔon＋Ｔoff）
Ｐx+1＝Ｔ／（Ｔｗ（x+1）＋Ｔon＋Ｔoff）
Ｐｓ＝Ｔ／（Ｔｗ（ｓ）＋Ｔon＋Ｔoff）
Ｖｘ＝Ｖｐ＊Ｔｗ（ｘ）／（Ｔｗ（ｘ）＋Ｔon＋Ｔoff）
Ｖx+1＝Ｖｐ＊Ｔｗ（x+1）／（Ｔｗ（x+1）＋Ｔon＋Ｔoff）
Ｖｓ＝Ｖｐ＊Ｔｗ（ｓ）／（Ｔｗ（ｓ）＋Ｔon＋Ｔoff）
さらに、Ｔon＜＜Ｔｗ＋Ｔoffとして、それぞれのＴｗ＋Ｔon＋Ｔoffを実質の休止時間τに置き換えて上式を整理する。
【００５５】
Ｔｗ（ｘ）＋Ｔoff＝τｘ           （７）
Ｔｗ（x+1）＋Ｔoff＝τx+1         （８）
Ｔｗ（ｓ）＋Ｔoff＝τｓ           （９）
Ｐｘ＝Ｔ／τｘ                    （１０）
Ｐx+1＝Ｔ／τx+1                  （１１）
Ｐｓ＝Ｔ／τｓ                    （１２）
Ｖｘ＝Ｖｐ＊（τｘ−Ｔoff）／τｘ＝Ｖｐ＊（１−Ｔoff／τｘ）  （１３）
Ｖx+1＝Ｖｐ＊（τx+1−Ｔoff）／τx+1
＝Ｖｐ＊（１−Ｔoff／τx+1）      （１４）
Ｖｓ＝Ｖｐ＊（τｓ−Ｔoff）／τｓ
＝Ｖｐ＊（１−Ｔoff／τｓ）        （１５）
また、それぞれの単位時間Ｔ当たりの平均加工電流Ｉｍ（ｓ），Ｉｍ（ｘ），Ｉｍ（x+1）、及び平均加工電流密度Ｉｄ（ｓ），Ｉｄ（ｘ），Ｉｄ（x+1）は次式により得られる。なお、ｔは板厚、ｇは加工溝幅である。
【００５６】
Ｉｍ（ｓ）＝Ｉｐ＊Ｔon＊Ｐｓ        （１６）
Ｉｄ（ｓ）＝Ｉｍ（ｓ）／（ｔ＊ｇ）  （１７）
Ｉｍ（ｘ）＝Ｉｐ＊Ｔon＊Ｐｘ        （１８）
Ｉｄ（ｘ）＝Ｉｍ（ｘ）／（ｔ＊ｇ）  （１９）
Ｉｍ（x+1）＝Ｉｐ＊Ｔon＊Ｐx+1      （２０）
Ｉｄ（x+1）＝Ｉｍ（x+1）／（ｔ＊ｇ）（２１）
前記式（５）と上式により次式を得る。
【００５７】
△ｓ／△ｘ＝Ｐｓ／Ｐｘ＝Ｉｄ（ｓ）／Ｉｄ（ｘ）      （２２）
△ｓ／△x+1＝Ｐｓ／Ｐx+1＝Ｉｄ（ｓ）／Ｉｄ（x+1）   （２３）
すなわち、この式（２２）、式（２３）は、前記式（５）に基づいて加工送りすると、単位時間Ｔ当たりの平均加工電流密度も増減することを意味している。
【００５８】
この点を、放電加工時の放電間隙内のスラッジ濃度Ｓｃと平均加工電圧Ｖｍの推移により説明する。スラッジ濃度Ｓｃが高くなり始めるとスラッジを介した微小導電路が放電のきっかけとして数多く検出されて平均加工電圧Ｖｍは曲線を辿ると考えられる。
【００５９】
放電加工時の時々刻々変化するスラッジ濃度Ｓｃと単位時間当たりの放電パルス数Ｐ及び実質休止時間τの推移について見ると、スラッジ濃度Ｓｃが高くなり始めるとスラッジを介した微小導電路が放電のきっかけとして数多く検出されて放電パルスの投入が増加し、実質休止時間τが最小になるような曲線を辿る。その結果、無負荷時間Ｔｗも短くなり、前述した放電生成の特殊性から集中放電に移行して、ワイヤ断線や面荒さの悪化及び溝幅の不均一の原因となる。
加工量制御では、かかる問題に対し放電パルス数が限度を越えて増加しないよう自動的に休止時間（Ｔoff）を変えることで解決する。
【００６０】
前記（５）式に基づいて加工すると、単位時間Ｔ当たりの放電パルス数Ｐと実質休止時間τは加工量とスラッジ濃度Ｓｃに応じて式（１１），式（１２）式に従って変化する。いま最適な放電パルス密度が得られる単位時間当たりの基準放電パルス数Ｐｓとその時の実質休止時間τｓを線上に設定して、単位時間当たりの基準放電パルス数Ｐｓを越える放電パルス数Ｐx+1が発生する時の休止時間制御について見ると、Ｐx+1＞Ｐｓなる点の放電パルス数Ｐx+1を単位時間当たりの基準放電パルス数Ｐｓに近づけるようにするためには、実質休止時間τx+1とτｓの差だけ、すなわち、無負荷休止時間Ｔｗが短くなった分だけ、設定基準休止時間Ｔoff（ｓ）を延長すればよい。
【００６１】
制御する休止時間をＴoff（x+1）とすれば次式を得る。
τｓ−τx+1＝Ｔoff（x+1）−Ｔoff（ｓ）      （２４）
Ｔoff（x+1）＝τｓ−τx+1＋Ｔoff（ｓ）      （２５）
式（１１），式（１２）式より次式を得る。
【００６２】
Ｔoff（x+1）＝（１／Ｐｓ−１／Ｐx+1）＊Ｔ＋Ｔoff（ｓ）      （２６）
すなわち、最適な放電パルス密度を得る点に一致させるよう休止時間を制御するには、その最適点の基準放電パルス数Ｐｓの逆数と、Ｐx+1＞Ｐｓなる点における放電パルス数Ｐx+1の逆数との差分を単位時間Ｔごとに求め、その差分だけ基準休止時間Ｔoff（ｓ）から延長することにより達成される。
【００６３】
次に、単位時間当たりの基準放電パルス数Ｐｓを下回る点、すなわち放電パルス数Ｐｘが発生する時の休止時間制御について説明する。前記した例と同様に、実質の休止時間τ及び放電パルス数Ｐ及び平均加工電圧Ｖｍは、式（１０），式（１２）、及び式（１３），式（１５）式に基づいて変化する。通常、上記の基準放電パルス数Ｐｓを下回る点は加工量が少ないために、長い無負荷時間Ｔｗ（ｘ）をもつ実質休止時間の長い放電パルスが発生する。
【００６４】
しかし、前述の放電生成の特殊性からスラッジを介する無負荷時間Ｔｗ（ｘ）の短い放電パルスの連続する可能性も内包してワイヤ断線の原因となっている。すなわち、平均加工電圧は瞬時に電圧が低下し、無負荷時間Ｔｗ（ｘ）の短い放電パルスが間隙に投入される現象をよく観察する。
【００６５】
したがって、この短い放電パルスが間隙に投入されないようにするには、平均加工電圧が加工中に実質休止時間τｓに相当する平均加工電圧の点を越えて低下しても実質休止時間τｘがτｓを越えてそれ以下にならないように、予め休止時間を延長しておけばよい。
【００６６】
すなわち、実質休止時間τｘでの平均加工電圧と実質休止時間τｓでの平均加工電圧とを等しくすることから、制御する休止時間をＴoff（ｘ）とすれば式（１３），式（１５）式より次式を得る。
Ｖｐ＊（τｘ−Ｔoff（ｘ））／τｘ＝Ｖｐ＊（τｓ−Ｔoff（ｓ））／τｓ  （２７）  Ｔoff（ｘ）＝Ｔoff（ｓ）＊τｘ／τｓ        （２８）
式（１０），式（１２）式より整理して次式を得る。
【００６７】
Ｔoff（ｘ）＝Ｔoff（ｓ）＊（Ｐｓ／Ｐｘ）    （２９）
すなわち、基準休止時間Ｔoff（ｓ）に単位時間当たりの基準放電パルス数Ｐｓと放電パルス数Ｐｘの比率の逆数を乗じた値に休止時間Ｔoff（ｘ）を変更することにより達成される。このように式（２６），式（２９）に基づく評価関数に基づいて、予めエネルギーの余剰投入を抑えるように放電休止時間を制御する。
【００６８】
なお、式（２６），式（２９）に基づいて放電休止時間を制御するに当たっては、上述したのと同様に、種々の材質、板厚、ワイヤ電極の径について予め求めておいた比κを用いることができる。この場合、求めた比κに設定送り速度ＳＰＤを乗じて単位時間当たりの基準放電パルス数Ｐｓ（＝κ＊ＳＰＤ）を求め、この基準放電パルス数Ｐｓを用いて、式（２６），式（２９）の演算を行う。
【００６９】
加工開始時やコーナ部での空送りが生じる時は、ワイヤ状電極と被加工物間に電圧を印加しても放電が発生しにくく（無負荷休止時間Ｔｗが大きい）、放電パルス数Ｐｘは基準放電パルス数Ｐｓよりも小さい。そのため、式（２９）で求められる休止時間Ｔoff（ｘ）は、基準の休止時間Ｔoff（ｓ）よりも大きなものとなる。しかし、その間、被加工物に対してワイヤ電極は相対的に移動してそのギャップは小さくなることから、無負荷休止時間Ｔｗが小さくなり放電が早く生じ、単位時間Ｔ当たりの放電パルス数Ｐｘは増加することになる。放電パルス数Ｐｘが増加すれば、式（２９）で求められる休止時間Ｔoff（ｘ）は短くなり、基準の休止時間Ｔoff（ｓ）に近づいてくる。
【００７０】
放電パルス数Ｐｘが基準放電パルス数Ｐｓを越えると、式（２６）式の演算によって、休止時間Ｔoff（x+1）が求められる。この休止時間Ｔoff（x+1）は、基準の休止時間Ｔoff（ｓ）より長くなる。休止時間Ｔoff（x+1）が長くなればなるほど放電パルス数Ｐx+1は小さくなる方向に作用する（無負荷休止時間Ｔｗが一定であるとすると、休止時間Ｔoff（x+1）が長くなれば放電パルス数Ｐx+1は小さくなる）。このようにして、放電パルス数Ｐｘが基準放電パルス数Ｐｓに一致するように休止時間Ｔoff（ｘ）が制御されることになる。
【００７１】
一方、放電パルス数が変動すれば、その放電によって加工される加工量、及び温度上昇が変動することになる。そこで、単位時間Ｔ当たりの放電パルス数の増減に伴う間隙の温度上昇を制御し、加工によって生じるスラッジを排出するための冷却液（加工液）の液量（流量）を制御する。すなわち、単位時間Ｔ当たりの放電パルス数が増大し加工量が多い時には間隙の温度上昇を抑えるために冷却液量を増大し、スムーズにスラッジを排除する。また加工量が小さく単位時間Ｔ当たりの放電パルス数が少ない時は冷却液量を少なくして過冷却を防ぎ、ワイヤの振動を抑制して放電を安定させる。
【００７２】
加工状態と冷却液量の関係において、ｗを放電パルス１発当たりのスラッジ量とし、Ｑｓ，Ｑｘを単位時間当たりの放電パルス数Ｐｓ，Ｐｘで除去されるスラッジ量とし、ＦＲｓ，ＦＲｘはそれぞれの冷却液量として、次の関係を得る。
Ｐｓ∝Ｑｓ／ｗ      （３０）
Ｐｘ∝Ｑｘ／ｗ      （３１）
Ｑｘ／ＦＲｘ∝Ｑｓ／ＦＲｓ       （３２）
上記式（３０），（３１），（３２）より次式（３３）を得る。
【００７３】
ＦＲｘ∝ＦＲｓ＊（Ｐｘ／Ｐｓ）  （３３）
すなわち、スラッジの量に応じて液量を制御するには基準冷却液量ＦＲｓに単位時間当たりの基準放電パルス数Ｐｓと変化時の放電パルス数Ｐｘの比率を乗じた値になるような評価関数を作成して液量ＦＲを変更することにより達成される。
【００７４】
式（３３）に基づいて冷却液量ＦＲを変更するに当たっては、上述したのと同様に、種々の材質、板厚、ワイヤ電極の径について予め求めておいた比κを用いることができる。すなわち、求めた比κに設定送り速度ＳＰＤを乗じて単位時間当たりの基準放電パルス数Ｐｓ（＝κ＊ＳＰＤ）を求め、この基準放電パルス数Ｐｓを用いて式（３３）の演算を行う。
【００７５】
上記した加工量制御において、本発明による制御は、加工開始点において発生する連続した短絡を回避するために、加工開始点から加工がスタートした後、放電が確認された位置から加工が不安定である範囲までの間に短絡が検出された時点で設定送り速度を小さくして加工量に応じた制御を行い、加工位置が、加工が不安定となる範囲を越えてから通常の設定送り速度に戻す制御を行う。この加工が不安定となる範囲内で、短絡が発生した時に加工速度を遅くすることによって、短絡の発生を抑え、その後の短絡発生を抑制する。したがって、この加工の不安定である範囲では、短絡が発生したとしても一回のみに抑えることができ、連続して短絡は発生しない。
【００７６】
また、この制御の間においても前記した加工量制御が行われる。加工量制御では、加工速度を遅くすることによって加工量を減少させるため、加工エネルギーや加工液量も低く抑えられ、加工が安定して進行するようになる。
【００７７】
図１は、本発明によるワイヤ放電加工機の制御装置を用いて、加工開始点において短絡の連続発生を抑制する制御を説明するための図である。図２は、放電後の加工距離と加工速度との関係を示すグラフである。以下、この加工開始点において短絡の連続発生を抑制する制御を「切り込み制御」という。
【００７８】
図１（ａ）は加工開始の時点の状態を示している。図１（ａ）中において、小径の破線で示すワイヤ電極及び大径の破線で示すノズルはそれぞれ加工開始時における被加工物に対する位置を示し、小径の実線で表すワイヤ電極及び大径の実線で表すノズルは、それぞれ放電開始時点の被加工物に対する位置を示している。
【００７９】
図１（ａ）に示す「Ｇ９２」は被加工物座標系を設定するＧコードであり、これでもって被加工物上の加工開始位置が設定される。なお、このＧコードはＮＣ装置のプログラムに記述しておくことができる。放電加工は、このＧ９２により設定された被加工物上の位置を加工開始位置とし、プログラムに定められた経路に従って行われる。
【００８０】
加工開始位置から加工が始まった後に、放電は開始する。図１（ａ）は、加工開始位置と、加工開始後の移動中に開始する放電の開始位置（放電開始位置）との関係を示している。なお、加工開始位置と放電開始位置との間の距離は、放電条件や被加工物条件等によって放電毎に異なる。
【００８１】
本発明の切り込み制御は、（５）式における基準送り速度を通常制御に定める設定送り速度より小さな設定送り速度とすることによって、加工の安定を図るものである。そして、本発明は、切り込み制御を加工開始時において常に行うのではなく、放電開始位置から所定距離の間に短絡が発生したときのみに行うものであり、これによって、加工速度を低下させることによる加工効率の低下を防ぐことを特徴とする。
【００８２】
本発明は、切り込み制御を行うか否かの判定を行う判定区間を、放電開始位置を始点とする所定距離内としている。この所定距離はノズルと加工開始穴との相対的な位置関係により定めることができ、例えば、ノズルの半径の長さで定めることができる。なお、所定距離としてノズルの半径を用いるのは一例であり、ノズルの径に対して他の比率で定めたり、あるいは、ノズルと加工開始穴の径の比率により定めてもよい。また、実験値から定めるようにしてもよい。
図２において、ＳＰＤは通常制御における設定送り速度であり、ＳＰＤ／２は切り込み制御で用いる設定送り速度である。ここでは、切り込み制御での設定送り速度を通常の設定送り速度ＳＰＤの１／２の大きさとしているが、切り込み制御での設定送り速度は必ずしも１／２であることに限らず、他の１以下の比率とすることができる。
【００８３】
図１（ｂ）は、所定距離を２ｍｍとして例を示している。この２ｍｍの寸法は、例えばノズル半径２ｍｍから定められる。基準送り速度を通常の設定送り速度ＳＰＤとするか、あるいは切り込み制御での設定送り速度とするかの判定は、この加工開始位置から所定距離（ここでは２ｍｍ）の間で行い、ワイヤ電極と被加工物との距離がこの所定距離の間にあるときに短絡が発生した場合には、切り込み制御によって加工速度を通常制御よりも小さな速度に低下させる。
【００８４】
図２において、縦軸は加工速度を示し、横軸は放電開始の位置（０ｍｍ）からの距離を示している。加工速度は、放電開始後は設定送り速度ＳＰＤで制御される。この放電開始時における位置を基準位置（０ｍｍ）として、所定距離（ここでは２ｍｍ）の間に短絡あるいは電圧低下が発生すると、通常制御から切り込み制御に切り換えて、加工速度は基準送り速度を通常の設定送り速度ＳＰＤから切り込み制御での設定送り速度ＳＰＤ／２に切り換えて制御される。切り込み制御は所定距離を越えるまで行われる。図２では、切り込み制御の区間を破線の矩形で示している。
この切り込み制御は、ワイヤ電極と被加工物との距離がこの所定距離を越えた時点で解除し、その後は通常制御として元の設定送り速度に戻して加工を継続する。
【００８５】
図１（ｃ）は、ワイヤ電極と被加工物との距離が加工開始位置から所定距離（ここでは２ｍｍ）を越えた状態を示しており、この状態では通常の設定送り速度による通常制御を行う。図２では、設定送り速度をＳＰＤ／２とする切り込み制御から設定送り速度をＳＰＤとする通常制御に切り換わる。この基準送り速度の切り換えは、単に移動距離が所定距離を越えたことによって自動で制御することができ、オペレータ等による何らかの設定を要するものではない。
また、図１（ｂ）の間において、所定距離内において短絡が発生しない場合には、基準送り速度は通常の設定送り速度を維持する。
【００８６】
以下本発明の実施形態を説明する。図３は本発明の一実施形態のワイヤ放電加工機の制御装置の要部を示すブロック図である。
図３において符号１は放電パルス電流を生成するトランジスタなどの能動素子からなる回路、コンデンサの充放電回路、直流電源等から構成する放電パルス発生装置であり、出力の一方は上下にある通電ブラシ３に接続され、他方は被加工物５に接続され、走行するワイヤ状電極４と被加工物５の間に放電パルス電流を供給する。
【００８７】
符号２は間隙の状況を検出するための検出電圧を生成するトランジスタなどの能動素子と抵抗、コンデンサ等からなる回路、直流電源等から構成する検出電圧発生装置である。出力の一方は被加工物５に接続され、他方は上下にある通電ブラシ３に接続されている。被加工物５を搭載したテーブル（図示せず）は、移動手段を構成するＸ軸モータ駆動装置１０，Ｙ軸モータ駆動装置１１、及び送りパルス分配装置１２によって駆動制御される。
【００８８】
符号６は検出電圧によって間隙が放電可能か否かを判別する放電間隙検出装置であり、入力の一方は被加工物５に接続され、他方は上下にある通電ブラシ３に接続されている。放電間隙検出装置６は、放電可能と判断したとき放電パルス投入信号を放電パルス発生装置１に出力する。同時に放電パルス数計数装置７にも出力する。
また、この放電間隙検出装置６は、加工中のワイヤと被加工物間の電圧を加工条件中の設定電圧と比較する等の方法によって、短絡を検出する手段を備える。
【００８９】
放電パルス数計数装置７は、演算クロック１４から出力される単位時間（所定周期）Ｔ毎の信号に基づいて、該周期間の放電パルス投入信号を計数するし、実質的にワイヤ状電極４と被加工物５間に生じる放電パルスを計数する。
【００９０】
符号８は予め入力する単位時間当たりの基準放電パルス数Ｐｓを記憶しておく基準放電パルス数記憶装置である。
放電パルス数比較装置９は、放電パルス数計数装置７で単位時間（所定周期）Ｔ毎計数し記憶した放電パルス数Ｐｘと基準放電パルス数記憶装置８から入力される予め記憶している単位時間当たりの基準放電パルス数Ｐｓとを前記単位時間（所定周期）Ｔ毎に比較し、放電パルス数Ｐｘと基準放電パルス数Ｐｓとの比率（Ｐｘ／Ｐｓ）を算出して、送りパルス演算装置１３、放電休止時間制御装置１６及び液量制御装置１７に出力する。
【００９１】
送りパルス演算装置１３は、演算クロック１４からの所定周期Ｔの信号ごとに、送り速度設定手段１５から送られてくる基準送り速度ＳＰＤと所定周期Ｔとによって求められる距離（ＳＰＤ＊Ｔ）に、放電パルス数比較判断装置９から送られてくる放電パルス数Ｐｘと基準放電パルス数Ｐｓとの比率（Ｐｘ／Ｐｓ）を乗じて移動量（距離）△ｘを求める。すなわち前記（５）式の演算を行って移動量△ｘを求める。求めた移動量△ｘに基づくパルス列を送りパルス分配装置１２に出力する。送りパルス分配装置１２は、このパルス列より加エプログラムに従ってＸ軸、Ｙ軸の駆動パルスをＸ軸モータ駆動装置１０，Ｙ軸モータ駆動装置１１に分配し、被加工物を搭載したテーブルを駆動するＸ軸モータ、Ｙ軸モータをそれぞれ駆動する。
【００９２】
放電休止時間制御装置１６は放電パルス数比較装置９から出力される比率（Ｐｘ／Ｐｓ）に応じて、Ｐｘ≦Ｐｓの場合には、（２９）式の演算を行い、Ｐｘ＞Ｐｓの場合には、（２６）式の演算を行って休止時間Ｔoffを求め、検出電圧発生装置２に出力する。
検出電圧発生装置２は、この休止時間Ｔoffだけ休止した後に、ワイヤ状電極４と被加工物５間に電圧を印加する。このようにして、予めエネルギーの余剰投入を抑えるように設定した評価関数に基づき放電休止時間を制御する。
【００９３】
また、液量制御装置１７は放電パルス数比較装置９から出力される放電パルス数Ｐｘと基準放電パルス数Ｐｓとの比率（Ｐｘ／Ｐｓ）を用いて、（３３）式で示されるような評価関数に基づいて液量を制御する。
【００９４】
以上のようにして、所定時間毎に、放電パルス数Ｐｘと基準放電パルス数Ｐｓとの比率（Ｐｘ／Ｐｓ）等に基づいて、移動距離、休止時間、冷却液量が制御され、エネルギーの過剰投入を抑え、加工速度を向上させると共に加工精度をも向上させることができる。
【００９５】
ワイヤ放電加工機は、切り込み制御を行う構成として、加工位置検出装置２１，放電開始位置検出装置２２，放電開始位置記憶装置２３，加工移動距離演算装置２４，所定距離記憶装置２５，比較手段２６，設定送り速度切換装置２７を備える。
【００９６】
加工位置検出装置２１は、送りパルス演算装置１３で算出した移動量（距離）を入力して加工位置を求める。放電開始位置検出装置２２は、放電が開始した時点における加工位置検出装置２１の加工位置を求めることによって放電開始位置を取得する。ここで、放電開始の時点は、放電パルス数計数装置７から放電パルス数Ｐｘの検出により行うことができる。
【００９７】
放電開始位置検出装置２２で検出した放電開始位置は放電開始位置記憶装置２３に記憶する。この放電開始位置記憶装置２３に記憶される放電開始位置は、切り込み制御を行うか否かの判定を行う所定距離の基準位置となる。
【００９８】
加工移動距離演算装置２４は、加工位置検出装置２１で検出する加工位置を入力し、この加工位置と放電開始位置記憶装置２３に記憶される放電開始位置とから、放電開始位置を始点とする加工移動距離を演算する。
【００９９】
比較手段２６は、加工移動距離演算装置２４で求めた加工移動距離と所定距離とを比較し、加工移動距離が所定距離内であるか否かを判定する。
比較手段２６は、加工移動距離が所定距離以内である場合には、放電開始位置から所定距離以内という条件を満たしていることを設定送り速度切換装置２７に報告する。本発明は、加工移動距離が所定距離以内であるという条件と短絡発生という条件の両方が成立した場合に、送り速度の切換えを行うことを特徴としている。
そこで、設定送り速度切換装置２７は、比較手段２６からの比較結果に基づいて加工移動距離が所定距離以内であるという条件が満たされ、且つ、短絡検出手段である放電間隙検出装置６からの検出出力に基づいて短絡が発生したという条件が満たされた場合に、送り速度設定手段１５から送りパルス演算装置１３に送られる設定送り速度を切り換える。その送り速度設定手段１５は切り換えられた設定送り速度（例えば、ＳＰＤ／２）を送りパルス演算装置１３に送る。
送りパルス演算装置１３は、送られた設定送り速度（例えば、ＳＰＤ／２）に基づいて送りパルス数を演算する。演算される送りパルス数は、基準となる設定送り速度が切り換えられることによって減速される。
【０１００】
また、本発明は、前記したように所定距離の中で短絡が発生し、設定送り速度が切り換えられていた場合にのみ、所定距離を超えた時点で設定送り速度を通常の送り速度に戻すという速度制御を行うことをもう一つの特徴としている。
そこで、短絡が発生して設定送り速度の切り換えが行われている場合において、加工が進み、加工移動距離が所定距離を越えた場合には、比較手段２６は放電開始位置から所定距離の範囲を越えたと判断して、設定送り速度切換装置２７に信号を送る。設定送り速度切換装置２７は比較手段２６からの信号を受け、短絡発生によって設定送り速度の切り換えを行っていた場合には、設定送り速度を元の設定送り速度（例えば、ＳＰＤ）に切り換えて、送りパルス演算装置１３に送る。送りパルス演算装置１３は、送られた設定送り速度（例えば、ＳＰＤ）に基づいて送りパルス数を演算する。演算される送りパルス数は、基準送り速度が元に戻されることによって通常制御における送りパルス数となる。
【０１０１】
図４は、切り込み制御を説明するためのフローチャートである。この切り込み制御は前記した加工量制御において行う制御の一態様として行われる。
加工量制御である場合（ステップＳ１）、加工プログラム中で加工開始位置が確定されていることを確認する。この開始位置の確定は、例えば、「Ｇ９２」等の位置設定のコードの実行によって確認することができる。なお、加工開始穴への位置移動は、上記「Ｇ９２」等のコードに限らず他の指令によって判断してもよい（ステップＳ２）。
【０１０２】
加工開始位置が確定された場合には、通常その後に加工開始の制御が行われる。本発明は、この加工開始制御において短絡の繰り返しを防ぐために切り込み制御を行う。この切り込み制御を行うか否かの判定は、加工位置が切り込み制御設定区間内にあるときのみに行うため、切り込み制御設定区間を設定する判定用のフラグＡを設け、この切り込み制御設定区間判定用のフラグＡに“１”を設定する（ステップＳ３）。
【０１０３】
ステップＳ２において、加工開始位置が確定されていない場合や、切り込み制御設定区間判定用のフラグＡに“１”が設定されていない場合には、切り込み制御を行わないと判断して（ステップＳ４）、通常の加工量制御を行う（ステップＳ９）。この通常の加工量制御では、設定送り速度は予め定められた通常の設定送り速度ＳＰＤが採用される。
【０１０４】
前記ステップＳ４において、切り込み制御設定区間判定用のフラグＡに“１”が設定されている場合には、切り込み制御を行うと判断し、放電の有無を判定する。
【０１０５】
放電が検出された場合には（ステップＳ５）、その放電が開始された位置を基準位置とし、この基準位置からの移動距離を所定距離と比較する。これは、例えば図３において、放電開始位置を放電開始位置記憶装置２３に取り込み、この位置からの移動距離を加工移動距離演算装置２４で演算し、比較手段２６によって所定距離と比較することで行う。前記所定距離は、切り込み制御を行う切り込み制御設定区間に相当する距離である。移動距離がこの所定距離を越えている場合には（ステップＳ６）、切り込み制御設定区間を外れているため、切り込み制御設定区間判定用のフラグＡに“０”を設定すると共に、短絡判定用フラグＢに“０”を設定する（ステップＳ７）。
【０１０６】
一方、移動距離が所定距離内である場合には（ステップＳ６）、切り込み制御設定区間内であるため、短絡判定用フラグＢに“１”を設定する。なお、このとき、切り込み制御設定区間判定用のフラグＡは既に“１”に設定されている（ステップＳ８）。
【０１０７】
ステップＳ７で切り込み制御設定区間判定用のフラグＡ、及び短絡判定用フラグＢに “０”が設定された状態、及びステップＳ８で切り込み制御設定区間判定用のフラグＡ、及び短絡判定用フラグＢに“１”が設定された状態において、加工量制御が行われる。
なお、ステップＳ５において放電が発生しない場合には、ステップＳ７と同様に、切り込み制御設定区間判定用のフラグＡ、及び短絡判定用フラグＢに“０”が設定された状態で（ステップＳ５）、加工量制御が行われる。
【０１０８】
また、ステップＳ１において、加工量制御を行わない場合には、各フラグＡ，Ｂに“０”を設定すると共に、短絡検出フラグＣに“０”を設定して、非加工量制御を行う（ステップＳ１１）。
【０１０９】
上記フローチャートの動作は、オペレータによる設定や専用プログラム指令等のための設定動作を要さず、それぞれソフトウエアによって判断し自動処理を行うことができる。
次に、前記ステップＳ９の加工量制御について図５のフローチャートを用いて説明する。
【０１１０】
この加工量制御では、図４のフローチャートで示した切り込み制御において設定したフラグＢに従って加工速度の切り換えを行い、加工開始時において短絡が繰り返して行われることを防ぐ。
【０１１１】
短絡判定用フラグＢに“１”が設定されているかを判定する（ステップＳ２１）。短絡判定用フラグＢに“１”が設定されている場合において、短絡が検出された場合には（ステップＳ２２）、短絡検出フラグＣに“１”を設定する（ステップＳ２３）。
【０１１２】
また、短絡判定用フラグＢに“０”が設定されている場合において、短絡検出フラグＣに“０”を設定する（ステップＳ２４）。
ここで、短絡検出フラグＣの設定状態を判定して（ステップＳ２５）、その設定状態に基づいて送り速度の設定を切り換える。
【０１１３】
ステップＳ２５において、短絡検出フラグＣに“１”が設定されている場合には、短絡が発生しているため、基準送り速度を通常の設定送り速度よりも小さな速度に設定する。例えば、通常の設定送り速度ＳＰＤの１／２のＳＰＤ／２を送り速度ＳＰＤ´として設定する（ステップＳ２６）。
【０１１４】
一方、ステップＳ２５において、短絡検出フラグＣに“０”が設定されている場合には、短絡が発生していないため、送り速度ＳＰＤ´を通常の設定送り速度に設定する（ステップＳ２７）。
前記ステップＳ２６，２７で設定した送り速度ＳＰＤ´によって加工量制御を行う（ステップＳ２８）。
【０１１５】
上記のように、移動距離が所定距離範囲内にある間において短絡を検出したときのみに基準送り速度を切り換えることによって、短絡の有無を判断し、通常の加工量制御の動作範囲を超えたときに限って減速を行うことができる。
また、減速の作用により放電パルス数が減少するため、エネルギーの制御効果及び加工液の制御による効果が増し、加工条件の面においても自動的に安定する方向に向かわせることができる。  
つまり、加工量制御を行った場合、加工量が減少すると、それに連動して自動的にエネルギーや液量といった加工条件が低く抑えられるようになり、加工が安定するようになる。したがって、ワイヤの断線は自動的に回避され、先行技術のように弱い加工条件を前もって用意しておく必要がないという効果を奏することができる。
【０１１６】
以下、図６（ａ）〜（ｃ），図７（ａ）〜（ｃ）によって、本発明による制御装置を用いて行う動作例について説明する。なお、図６（ａ）及び７（ａ）は加工開始からの経過時間を示し、図６（ｂ）及び７（ｂ）は設定送り速度を示し、図６（ｃ）及び７（ｃ）は制御態様を示している。
【０１１７】
図６（ａ）〜（ｃ）は、放電開始位置から所定距離内で短絡が発生したために、送り速度を低下させる動作を本発明による制御装置を用いて行うことを説明するための図である。図６（ａ）において、加工開始後に放電が開始されてから所定距離の計測が始められる。加工開始時には、通常制御により（図６（ｃ））設定送り速度は通常の設定送り速度ｖ１に設定される（図６（ｂ））。
【０１１８】
この所定距離の区間内において短絡が検出されると、この短絡が検出された時点で、切り込み制御に切り換えられ（図６（ｃ））、設定送り速度は通常の設定の送り速度ｖ１から低速の設定送り速度ｖ２に切り換えられる（図６（ｂ））。所定距離に達した後は、切り込み制御から通常制御に戻し、設定送り速度も通常の設定送り速度ｖ１に戻される。
【０１１９】
ここで、加工処理に要する時間を、放電開始から所定距離に達するまでの時間によって比較すると、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように短絡が発生するまでは通常の設定送り速度ｖ１で移動し、短絡が発生した後所定距離に達するまでの間を低速の設定送り速度ｖ２で移動することによって、所定距離を移動するに要する時間はＴ１となり、短絡を繰り返す場合に要する時間Ｔ１１（図１０（ａ））や、所定距離の全区間を低速の設定送り速度で移動する場合に要する時間Ｔ１２（図１１（ａ））と比較して短時間とすることができる。
【０１２０】
また、図７（ａ）〜（ｃ）は、本発明による動作状態において、所定距離内において短絡が発生しない場合の状態を示している。図７（ａ）において、加工開始後に放電が開始されてから所定距離の計測が始められる。加工開始時には、通常制御により（図７（ｃ））設定送り速度は通常の設定送り速度ｖ１に設定される（図７（ｂ））。
【０１２１】
この所定距離の区間内において短絡が検出されない場合には、切り込み制御への切り換えは行われず（図７（ｃ））、設定送り速度は通常の設定送り速度ｖ１のままである（図７（ｂ））。したがって、所定距離内外に係わらず通常制御が行われ、設定送り速度も通常の設定送り速度ｖ１のままである。
【０１２２】
ここで、加工処理に要する時間を、放電開始から所定距離に達するまでの時間によって比較すると、図７（ａ）〜（ｃ）に示すように短絡が発生しないため、全ての所定距離区間において通常の設定送り速度ｖ１で移動し、所定距離を移動するに要する時間はＴ２となり、短絡を繰り返す場合に要する時間Ｔ１１（図１０（ａ））や、所定距離の全区間を低速の設定送り速度で移動する場合に要する時間Ｔ１２（図１１（ａ））と比較して短時間とすることができ、さらに、図６（ａ）の短絡が発生した場合の時間Ｔ１よりも短時間となる。
【０１２３】
加工開始の処理を複数回行う場合には、各加工の開始時において必ずしも短絡が発生するとは限らず、図７（ａ）〜（ｃ）に示すように短絡が発生しない場合もあるが、短絡の有無にかかわらず何れの場合であっても、所定距離を移動するのに要する時間は、本発明の切り込み制御を行わない場合と比較して短時間となる。
【０１２４】
図８は本発明によるワイヤ放電加工機の制御装置の第二の実施形態の要部を示すブロック図である。以下、図３に示す第一の実施形態と異なる部分のみを説明する。  
この第二の実施形態では、放電パルス数を計数記憶する代わりに放電パルス電流の積分値を電流検出回路１８と放電パルス電流積分値演算記憶装置３７とから求め、基準放電パルス数の代わりに基準放電パルス電流積分値記憶装置３８を設け、そして比較する放電パルス電流積分値比較装置３９によって送りパルス、放電休止時間、液量制御のための比率を演算出力する。
【０１２５】
すなわち、図３に示す第一の実施形態において用いた単位時間当たりの基準となる放電パルス数Ｐｓの代わりに、基準放電パルス電流積分値を設定し、加工中の時々刻々変化する単位時間Ｔ当たりの放電パルス数Ｐｘを計数する代わりに、加工中の放電パルス電流積分値を演算する。また、比κを求めたのと同様に、種々の材質、板厚、ワイヤ状電極の径について基準値を求めておき、これを利用することもできる。
【０１２６】
この第二の実施形態では、放電パルス数の代わりに、放電パルス電流積分値を用いる点で相違するものであり、他は第一の実施形態と同一であり、動作作用、効果も同一である。
また、切り込み制御においても同様とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２７】
【図１】本発明によるワイヤ放電加工機の制御装置を用いて、加工開始点において短絡の連続発生を抑制する制御を説明するための図である。
【図２】本発明において、放電後の加工距離と加工速度の関係を示すグラフである。
【図３】本発明によるワイヤ放電加工機の制御装置の第一の実施形態の要部を示すブロック図である。
【図４】本発明による制御装置を用いて行う切り込み制御のフローチャートである。
【図５】本発明による制御装置を用いて行う加工量制御のフローチャートである。
【図６】放電開始位置から所定距離内で短絡が発生したために送り速度を低下させる動作を、本発明による制御装置を用いて行うことを説明するための図である。
【図７】放電開始位置から所定距離内に短絡が発生しない場合の動作を説明するための図である。
【図８】本発明によるワイヤ放電加工機の制御装置の第二の実施形態の要部を示すブロック図である。
【図９】加工開始点から所定距離に達するまでの間で、短絡が発生しない場合の加工の進行状態を説明するための図である。
【図１０】加工開始点から所定距離に達するまでの間に短絡が発生した場合の加工の進行状態を説明するための図である。
【図１１】加工開始点から所定距離進んだ位置で、設定送り速度を切り換える加工を説明するための図である。
【符号の説明】
【０１２８】
１  放電パルス発生装置
２  検出電圧発生装置
３  通電ブラシ
４  ワイヤ状電極
５  被加工物
６  放電間隙検出装置
７  放電パルス数計数装置
８  基準放電パルス数記憶装置
９  放電パルス数比較装置
１０  Ｘ軸モータ駆動装置
１１  Ｙ軸モータ駆動装置
１２  送りパルス分配装置
１３  送りパルス演算装置
１４  演算クロック
１５  送り速度設定手段
１６  放電休止時間制御装置
１７  液量制御装置
１８  電流検出回路
２１  加工位置検出装置
２２  放電開始位置検出装置
２３  放電開始位置記憶装置
２４  加工移動距離演算装置
２５  所定距離記憶装置
２６  比較手段
２７  設定送り速度切換装置
３７  放電パルス電流積分値演算記憶装置
３８  基準放電パルス電流積分値記憶装置
３９  放電パルス電流積分値比較装置
【図１】
2006015478.tif 000003
【図２】
2006015478.tif 000004
【図３】
2006015478.tif 000005
【図４】
2006015478.tif 000006
【図５】
2006015478.tif 000007
【図６】
2006015478.tif 000008
【図７】
2006015478.tif 000009
【図８】
2006015478.tif 000010
【図９】
2006015478.tif 000011
【図１０】
2006015478.tif 000012
【図１１】
2006015478.tif 000013