(57)【要約】【課題】本発明は、ＸとＹの水平軸線及びＺの垂直軸線の３本の軸線を参照して、放電テーパ機械加工中に使用される電極を測定及び調整するための装置及び方法に関する。【解決手段】下部及び上部の２つの幾何学的線形リファレンス7,8とベース素子9を具え、これらリファレンス7,8は、ワイヤによって交差することができ、それらの各々は、ＸＹ平面内にあり、前記リファレンス7,8は、十分な距離でＸＹ方向に互いにオフセットされて、それらのいずれもがワイヤによって交差することなしに２個のリファレンス7,8間に垂直電極を挿入することを可能にし、ベース素子9は、前記リファレンス7,8に対し支持体として、また、前記機械の作業ベッド上における取り付け支柱として機能する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＸとＹの水平軸線及びＺの垂直軸線の３本の軸線を参照して、放電テーパ機械加工中に使用されるワイヤ電極を測定及び調整するための装置であって、
ワイヤと交差することができる、下部（７）及び上部（８）の２つの幾何学的リファレンスと、
前記リファレンスに対する支持体として、かつ前記機械の作業ベッド上への取付け支柱として機能するベース素子とを具え、
前記２つのリファレンスの各々は、ＸＹ平面内に位置し、前記リファレンスは、ＸＹ方向に互いから十分な距離を置いてオフセットされて、前記２個のリファレンスのいずれもワイヤと交差することなく前記２個のリファレンス間に垂直電極の挿入を可能にすることを特徴とする放電テーパ機械加工中に使用されるワイヤ電極を測定及び調整するための装置。
【請求項２】
前記装置が、ＸＹ平面に平行な下面と上面の２つの平面を有し、これらの平面のうちの一方は、前記機械の作業ベッド上への取付け支柱として機能するベース素子と、
ワイヤが接触できる幾何学的リファレンスとして機能する（上部および下部の）２つの線形アバットメントとを具え、
前記第１線形アバットメントが、前記ベースの下面の平面内にあり、かつ前記ベースの外側に向かって延在し、
前記第２線形アバットメントが、前記ベースの上面の平面内にあり、かつ同様に前記ベースの外側に向かって延在することを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記ワイヤが垂直から５度未満、望ましくは１度未満の角度で傾斜し、前記ワイヤを、前記２つの幾何学的リファレンスのいずれとも交差することなく、前記装置の内部に挿入することができることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項４】
放電加工機の軸を移動するため、およびそれらの位置を測定するための手段と、
ワイヤと、上部及び下部の幾何学的リファレンス（７，８）との間の干渉を検出するための手段と、
XY座標平面内で移動可能な下部ワイヤガイド（２）と、
一方では、XY平面と平行なUV座標平面内で移動可能であり、他方では、前記XY平面およびUV平面に対し直交する高さ指標である垂直方向Zに移動可能である上部ワイヤガイド（４）とを用いて、放電加工機上でテーパ機械加工プロセスの間中使用されるワイヤ電極を測定及び調整するための装置及び方法であって、
ほぼ垂直にセットされたワイヤの軸線によって、また、ＵＶ平面内の傾斜ベクトル
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によって定義される平面Ｐと、上部及び下部の幾何学的リファレンス（７、８）と
を具え、これらのリファレンスの各々は、前記平面P内での移動
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中に連続的かつ別個にワイヤによって交差する２つの異なる高さ（ｚ１、ｚ２）でＸＹ平面内にあり、この移動は、一のワイヤガイドにより別個に、または、両ワイヤガイドにより同時に行うことができることを特徴とする装置及び方法。
【請求項５】
ＵＶ平面の全ての方向における電極の傾斜を測定するために使用される前記請求項１〜４のいずれか１項記載の装置であって、
前記装置は、それぞれ２個の異なる高さ（ｚ１、ｚ２）でＸＹ平面内にある前記上部及び下部幾何学的リファレンス（７、８）の垂直軸線（Ｚ´´）の周りの回転によって生じる軸対称体と同様であり、前記垂直軸線は、これら幾何学的リファレンスのいずれか一方に近接して配置されることを特徴とする装置。
【請求項６】
請求項５または６記載の電極を測定及び調整するための方法であって、
前記方法は、前記ＵＶ平面内の全方向において測定されるための装置として機能する軸対称体を生じさせるために使用される垂直軸線（Ｚ´´）の点をまた通るＵＶ平面内の傾斜ベクトル
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を用いることを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項４〜６のいずれか１項記載の電極を測定及び調整するための方法であって、
前記方法は、ワイヤの第１傾斜ベクトル
2006281439.tif 000012
に関し、下記に示す７つの工程での一連の操作を用いることを特徴とする方法。
記
第１工程：  ほぼ垂直のワイヤを、上部及び下部の幾何学的リファレンス（７、８）の間に持ってくる工程。
第２工程：  両ガイドの同時移動によって、ワイヤを上部リファレンス（８）と接触させ、到達した位置ｘｙ１を測定し、測定したデータを保存する工程。
第３工程：  上部ガイドの個別移動により、ワイヤを、−ΔＵＶだけ移動させて、下部リファレンス（７）の方に傾斜させる工程。
第４工程：  両ガイドの同時移動により、ワイヤを、上部リファレンス（８）と接触するまで戻し、到達した位置ｘｙ２を測定し、測定したデータを保存する工程。
第５工程：  両ガイドの同時移動により、ワイヤを、下部リファレンス（７）と接触させ、到達した位置ｘｙ３を測定し、測定したデータを保存する工程。
第６工程：  上部ガイドの個別移動により、ワイヤを、＋ΔＵＶだけ移動させて、垂直位置に戻す工程。
第７工程：  両ガイドの同時移動により、ワイヤを、下部リファレンス（７）と接触するように戻し、到達した位置ｘｙ４を測定し、測定したデータを保存する工程。
【請求項８】
請求項４〜６のいずれか１項記載の電極を測定及び調整するための方法であって、
前記方法は、ワイヤの第１傾斜ベクトル
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に関し、下記に示す７つの工程での一連の操作を用いることを特徴とする方法。
記
第１工程：  ほぼ垂直のワイヤを、上部及び下部の幾何学的リファレンスの間に持ってくる工程。
第２工程：  両ガイドの同時移動によって、ワイヤを下部リファレンス（７）と接触させ、到達した位置ｘｙ１を測定し、測定したデータを保存する工程。
第３工程：  上部ガイドの個別移動により、ワイヤを、＋ΔＵＶだけ移動させて、上部リファレンス（８）の方に傾斜させる工程。
第４工程：  両ガイドの同時移動により、ワイヤを、下部リファレンス（７）と接触するまで戻し、到達した位置ｘｙ２を測定し、測定したデータを保存する工程。
第５工程：  両ガイドの同時移動により、ワイヤを、上部リファレンス（７）と接触させ、到達した位置ｘｙ３を測定し、測定したデータを保存する工程。
第６工程：  上部ガイドの個別移動により、ワイヤを、−ΔＵＶだけ移動させて、垂直位置に戻す工程。
第７工程：  両ガイドの同時移動により、ワイヤを、上部リファレンス（８）と接触するように戻し、到達した位置ｘｙ４を測定し、測定したデータを保存する工程。
【請求項９】
請求項７または８記載の放電テーパ機械加工中に使用されるワイヤ電極を測定及び調整するための方法であって、その目的は、一方では、ワイヤの下部ピボット点（Ｗ１）と、下部リファレンス（７）の間の高さの差Ｄ１を計算すること、また、他方では、ワイヤの２つのピボット点である下部ピボット点（Ｗ１）および上部ピボット点（Ｗ２）の間の高さの差（Ｄ２）を計算することであり、前記Ｄ１およびＤ２は、ワイヤの傾斜の関数であり、下記の計算式を使用することを特徴とする方法。
Ｄ１＝Ｈ・‖ｘｙ３−ｘｙ４‖／（‖ｘｙ２−ｘｙ１‖−‖ｘｙ３−ｘｙ４‖）
Ｄ２＝（Ｄ１＋Ｈ）・△ＵＶ／‖ｘｙ２−ｘｙ１‖
ここで、Ｈは上部及び下部リファレンス（７、８）の高さの差である。
【請求項１０】
請求項７または９記載の電極を測定及び調整するための方法であって、
前記方法は、ワイヤの傾斜増加の一連のベクトル
2006281439.tif 000014
に関し、循環的な一連の操作、すなわち、両ガイドの同時移動によって、ワイヤを上部リファレンス（８）と接触させる工程と、
上部ガイドの個別移動により、ワイヤを、前記移動よりも大きな移動量−ΔＵＶだけ移動させて、下部リファレンス（７）の方により鋭く傾斜させる工程と、
両ガイドの同時移動により、ワイヤを、上部リファレンス（８）と接触するまで戻し、到達した新しい位置ｘｙ２を測定し、測定したデータを保存する工程と、
両ガイドの同時移動により、ワイヤを、下部リファレンス（７）と接触させ、到達した新しい位置ｘｙ３を測定し、測定したデータを保存する工程と
を有する一連の操作を用い、各新しいサイクルで、値ｘｙ１とｘｙ４は、Ｄ１およびＤ２の計算に対しては不変のまま維持することを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項８または９記載の電極を測定及び調整するための方法であって、
前記方法は、ワイヤの傾斜増加の一連のベクトル
2006281439.tif 000015
に関し、循環的な一連の操作、すなわち、両ガイドの同時移動によって、ワイヤを下部リファレンス（７）と接触させる工程と、
上部ガイドの個別移動により、ワイヤを、前記移動よりも大きな移動量＋ΔＵＶだけ移動させて、上部リファレンス（８）の方により鋭く傾斜させる工程と、
両ガイドの同時移動により、ワイヤを、下部リファレンス（７）と接触するまで戻し、到達した新しい位置ｘｙ２を測定し、測定したデータを保存する工程と、
両ガイドの同時移動により、ワイヤを、上部リファレンス（８）と接触させ、到達した新しい位置ｘｙ３を測定し、測定したデータを保存する工程と
を有する一連の操作を使用し、各新しいサイクルで、値ｘｙ１とｘｙ４は、Ｄ１およびＤ２の計算に対しては不変のまま維持することを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電加工機において主方向に対して傾斜したワイヤベースの工具電極に適用される測定及び調整するための装置及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
このような機械加工法は、一般にテーパ機械加工と呼ばれ、ワイヤ放電加工機の分野で広く使用されている。これらの加工機には、通常、被加工物が取り付けられる面、すなわち作業テーブル面と、この作業台面に平行なＸＹ平面内で移動可能な下部ワイヤガイドと、、作業テーブル面とまた平行なＵＶ平面内で移動可能な上部ワイヤガイドとが取り付けられている。前記上部ガイドは、更に作業テーブル面に対して直交する第５の軸であるＺ軸に沿って移動することができる。電極は、２つのワイヤガイド間で十分な機械的負荷で引っ張られ、放電加工部はアクティブ部分でほぼ直線形状になる。２つのワイヤガイドは、最も基本的なものから複雑なものまでの規定された表面を構成するためプログラミングされた誘導数値制御下で移動し、前記加工機は、数ミクロンのオーダーの精度で製造することができる。ワイヤ電極のアクティブ部分は、一例として、およそ０．０１〜０．３ｍｍの直径と、２〜３ｍｍから５０ｃｍまでの長さをもつ直円柱とほぼ等しい。
【０００３】
米国特許第4,559,601号公報には、テーパ機械加工プロセスによって扱われるべき典型的な問題の記載がある。機械加工中にテーパ角度が変化する場合、下部ガイドに従うＸＹ平面内の軌跡が、上部ガイドに従うＵＶ平面内の軌跡とは異なり、一方が、他方からは単純には推定されない。要約すれば、これら２つの軌跡のいずれか一方における運動相関管理は、作業テーブル面に対するガイドの各々の位置Ｚの正確な認識が必要になる。この文献では、ワイヤの軸線が、２つのピンポイントガイド間で引っ張られた線分と同様であると仮定する。精密な機械加工に関して、このような単純化が不適切であることは直ちにわかる。以下に説明されるように、実際に機械加工に使用できる直線状のアクティブ部分の範囲を画定するように、ガイドの近傍でワイヤを変形させる機械的応力を考慮しなければならない。
【０００４】
米国特許第4,736,086号公報は、機械加工品の最終的な形状が正確であるようにするため、数値制御による２つのガイドの各々上に付与される軌跡が、どのように補正されなければならないかを理解する上で役に立つ。このため、機械加工ギャップ、ワイヤの半径及びその傾斜、出力部でガイドの丸みのある形状によって生じるワイヤの静止（接触）点の動作などを顕著に考慮したオフセット量が、加工品の所望な最終形状に適用される。特に、その傾斜の関数として、ガイド上のワイヤの静止（接触）点の動作は、ガイドが、ワイヤを零に近いクリアランスでトラップし、完全な軸方向結合構造からなり、そして、周知の出力半径を有するという前提の下に計算される。これら全てのことは、サファイヤやダイヤモンドにおいて、これらの小さな寸法のガイド部材の製造時の厳しい公差を確保するための困難性と高コストに起因して、実際に得るのは容易ではない。
【０００５】
一方、同文献は、ワイヤが、剛性によってガイドの丸みに完全には従わない理由を記載するとともに、追加補正の計算の仕方を、特にワイヤに作用する機械的負荷、慣性モーメント、弾性率が生じるところの弾性領域に、ワイヤの曲げモデルを用いて解説している。このようなモデルの欠点は、ワイヤの傾斜や巻き戻し速度の変化にも拘らず、機械的荷重を一定と仮定していることである。さらに、ガイドのクリアランスは、事前に知っていなければならず、また、摩耗するにも拘らず、一定を維持しなければならない。
【０００６】
この発明は、モデルの特定のパラメーターの較正及び再較正するため、測定サイクルの提供がさらに必要である。加えて、十分に規則的な軸対称形状のワイヤガイドを得ることは容易であることは経験上わかった。一方、一定のワイヤガイド出力半径を得ることははるかに難しい。従って、ワイヤの傾斜角が変化する場合、ピボット点の実際の高さを、モデルを用いて予測することは不可能である。
【０００７】
スイス国特許第690 420号公報は、軸対称性をもち、ワイヤの大きなテーパ角度で機械加工するために用いられる閉鎖ガイドの使用を扱っている。本文献は、ワイヤが上部ガイドを離れ、不意に、方向を変えるときの、ワイヤに加わる応力について記載する。これらの応力は、ワイヤが塑性変形領域に入る原因になる。
【０００８】
この発明は、ワイヤのアクティブ部分でいかなる塑性変形に移動しないように、ガイドに付与する最小半径を教示する。ワイヤが上部から下部へ巻き戻される場合、下部ガイドによる塑性変形は、考慮する必要はない。本文献で推奨する予防策は、ワイヤ１が、２個のピボット点Ｗ１とＷ２の間で引っ張られた小さな直径の直円柱部６と同様であることを確かめるために用いられ（図1参照）、前記ピボットの一方は、下部ガイド２に近接してあり、他方は、上部ガイド４に近接してある。その結果、問題は、前記ピボット点の高さＺＷ１とＺＷ２をを識別することに限定され、このようにして、ガイド２と４の描く軌道に適用できる補正を、周知の計算手法を用いて決定することは可能である。
【０００９】
より詳細には、スイス国特許第690 420号公報は、、接眼レンズ８（図２参照）を用いて、高さＺＷ１とＺＷ２の高さを決めるため、自動測定サイクルの使用法を教示する。ワイヤは、上部ワイヤガイドの２つの高さＺｍｉｎとＺｍａｘ位置で前記接眼レンズの中心を探索する。高さＺｍｉｎ位置で、ワイヤは、角度βまで第１の方向に傾斜し、次いで、高さＺｍａｘ位置で、ワイヤは、角度αまで第２の反対方向に傾斜し、角度αは、提案された式が、正確な結果を与えるため、βと等しいことが必要となるであろう。不幸にも、この方法でα＝βであることを確かめるため、ガイドとピボット点の正確な高さを知ることが必要であろう。図２では、ピボット点の高さがガイドと一致するように示されている。この不十分な情報のため、処理が、それゆえ、数回の繰り返し計算の間中、徐々に補正される近似データとともに始まる。補正この時間ロスは、ワイヤの１または２の傾斜が、較正されるのであれば容認できる。しかしながら、多数のテーパ角度の値を有する機械加工プロセスを準備することが必要ならば、繰り返し全サイクルを、各ワイヤの傾斜の値のために繰り返さなければならないため、かなりの時間ロスとなる。
【００１０】
マルチ角度較正のための方法の有効性の欠如にに加えて以下のような不都合がある。
‐測定用接眼レンズのベース面を、まず作業テーブル作業テーブル面と平行にセットしなければならない。
‐ワイヤを、まず作業テーブル作業テーブル面に対し直交してセットしなければならない。
‐各ステップで、接眼レンズの中心を、交差方向に一連のアプローチによって特定しなければならない。
‐アプローチが、接眼レンズの上端縁で起こるか、あるいはその下端縁で起こるかを決定することが必要である。
‐まず最初に、ガイドとピボット点の正確な高さの不十分な知識は、Ｚ軸上の垂直移動に関連して接眼レンズとの衝突が起こる危険がある。
【００１１】
これらの要因の全ては、測定方法が、あまり信頼性がなく、不必要に複雑であり、そして、実行時間の浪費も多いことを暗示する。
【００１２】
最終的に、問題になっている方法が許容されるためには、ガイドが完全に軸対称形状をもち、かつ、それらの対称軸がＺ軸方向に平行であると仮定されなければならない。ある特定レベル以上の精度で、このような仮定は、少なくとも２つの理由のため断念しなければならない。第１に、ガイドの対称軸３と５は、Ｚ軸に平行であるという保証はない（図３参照）。図３のＺ′軸は、作業テーブル作業テーブル面に対し直交し、すなわち軸Zと平行に理想的にセットされるワイヤ位置を表わす。。２個の機械加工コンタクト１５と１６は、ワイヤのアクティブ部分の配置から外へワイヤをずらす傾向がある欠陥を、ガイドを通じて伝達し、このようにして、ピボット点Ｗ１、Ｗ２の位置を変化させる。このことは、ワイヤの傾斜ΔＵＶの関数としてのみならず、ΔＵＶの各値に対して、前記傾斜のＵＶ平面内における方向の関数として、ピボット点を特定することの意義を示している。以下では、用語
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は、ＵＶ平面内で方向付けられたワイヤの傾斜を指定するために使用されるであろう。
【００１３】
図４には、通常使われる同様な方法が示され、この方法は、例えば米国特許第5,003,147または米国特許第5,006,691号公報に記載され、そして、2個のリファレンスアバットメント（reference abutments）７、８の一方を他方の上方においた状態で有し、作業テーブル面に対し直交する面内に正確に整列させ、そして、正確な高低差Ｈは既知であるところの機械的ゲージ装置を使用する。ワイヤを一方向に傾斜させ、また、その後、その垂直位置に対しワイヤを他方向に傾斜させることにより、これらのリファレンスアバットメントのいずれか一方がワイヤと接触する。
【００１４】
操作は、通常、図４に示す＜１ａ＞から＜７ａ＞の記号を付した７つの工程で進行する。
【００１５】
工程＜１ａ＞：  ワイヤを作業テーブル作業テーブル面と完全に直交させてセットする。
【００１６】
工程＜２ａ＞：  ワイヤを２つのアバットメント７と８と接触させる。このとき、到達した位置ｘｙ１を測定しかつその測定したデータを保存する。
【００１７】
工程＜３ａ＞：  ワイヤを、衝突の危険なしに傾斜することができるようにするため、ほぼ前記位置＜１ａ＞まで戻す。
【００１８】
工程＜４ａ＞：  ワイヤを、−△ＵＶだけ移動させることによって左の方へ傾斜させる。
【００１９】
工程＜５ａ＞：  ワイヤをアバットメント８と接触させる。このとき、到達した位置ｘｙ３を測定しかつその測定したデータを保存する。
【００２０】
工程＜６ａ＞：  ワイヤを、その垂直位置から＋△ＵＶだけ移動させることによって右の方へ傾斜させる。
【００２１】
工程＜７ａ＞：  ワイヤをアバットメント７と接触させる。このとき、到達した位置ｘｙ２を測定しかつその測定したデータを保存する。
【００２２】
ワイヤが操作の最初で垂直であれば、そのとき、三角形ＪＫＬとＩＫＭは相似であり、作業テーブル面に対する２つのピボット点の各高さを確認するために使用されるであろう距離Ｄ１とＤ２を計算することは可能である。作業テーブル。工程＜２ａ＞、＜５ａ＞および＜７ａ＞の位置での３つのアプローチによって得られるこれらの結果である距離Ｄ１、Ｄ２は、先天的に、２つのリファレンスアバットメントに接触するアプローチの精度及び寸法Ｈの精度のみに依存する。これらの精度は、通常１ミクロン程度である。しかしながら、ワイヤが垂直に近い場合には、２つのリファレンスアバットメントが同時にワイヤと接触するか、あるいはいずれか一方のみに接触するかどうかを確実に決めることは可能ではない。従って、作業テーブル作業テーブル面に対して正確に直交する測定装置を取り付けて、ワイヤを、作業テーブル作業テーブル面に垂直であるだけでなく、２つのリファレンスアバットメントに平行にセットすることが必要である。これらの操作は、依然として時間がかかりかつ扱いにくい。従って、後者に関連する不確実さを考慮して、結果の精度を評価し、それらをていせいすることが再度必要である。最終的に、先行する装置及び方法などの場合、傾斜の値△ＵＶに関連するピボット点の高さを計算するため、ワイヤを２つの反対方向に傾斜させなければならない。このことは、２つのガイドの各々が、上記で既に述べたように、完全な軸対称を有することを条件としてのみ許容できる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
本発明の目的は、使用することが比較的容易で、ＵＶ平面内の複数の方向における一連のワイヤ傾斜測定値を迅速に記録することを可能とする方法及び装置を提案することにより、上記で説明した既知の弱点を克服し、不都合を回避することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本発明は次の２つの観察結果に基づいている。
【００２５】
第一に、ワイヤが垂直位置に近い場合、ピボット点Ｗ１、Ｗ２は、２つのワイヤガイドの中心を結ぶ仮想線と一致し、この場合、図６に示す相似三角形ＡＢＣ、ＱＲＵおよびＱＳＴの特徴を用いた演算処理が正当化される。前記近似は、比較的剛体のスチールワイヤに関しては、垂直から１度までのは有効である。、例えば、比較的軟質の銅基ワイヤに関しては、この限定は、５度である。この方法では、完全に垂直ワイヤで測定を始める必要をなしにすることは可能になり、この結果、最初にワイヤの垂直の不確実性に鈍感になる。
【００２６】
そのとき、ピボット点Ｗ１、Ｗ２の高さを知ることは、テーパ角度がゼロに向かう傾向があるとき、実際上平行になる２直線間の交点を決定することに相当する。例えば、図１の線分６の軸線と垂直線５の間の交点Ｗ２の高さを決定することである。線分６の傾斜が約２度で、ピボット点Ｗ１、Ｗ２の高さの情報に関する不確実さは、１０分の１ミリメータのオーダーである。原理的には、この不確実性は、角度がゼロに向かう傾向があるとき、無限大に向かう傾向がある。しかしながら、１．７度未満の角度に関しては、この不確実性によって、作業テーブル面に平行に測定される３ミクロン未満の不正確さが生じる原因となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
発明の実施形態は、図面を参照して説明するであろう。
【００２８】
本発明を理解するため、図５で説明される、現実又は仮想のした主な素子が考慮されなければならない。それらは、
ＸＹ座標平面内で移動可能な下部ワイヤガイド２と、一方では、ＸＹ平面に平行なＵＶ座標平面内で移動可能であり、他方では、高さの指標であり、ＸＹ平面とＵＶ平面に垂直である垂直方向Ｚに移動することができる上部ワイヤガイド４と、
垂直に近い当初のワイヤの現実位置を記号で表わす軸線Ｆによって、また、傾斜ベクトル
2006281439.tif 000004
によって定義され、異なるテーパ角度の値での機械加工向きのワイヤの傾斜線分６（アクティブ部分）の軸線を含むことを目的とする平面Ｐと、
２つの異なる既知の高さｚ１及びｚ２でＸＹ平面内に各々あり、いずれか一方接触することなしにそれらの間に垂直ワイヤを挿入することを可能にするため、互いからオフセットされる２つのリファレンスアバットメント（７，８）とである。
【００２９】
そのとき、ワイヤは、平面Ｐ内における単一移動
2006281439.tif 000005
の間、いずれか一方の線形アバットメントに連続的かつ別個に接触することができる。この移動は、一のワイヤガイドによって別個に行ってもよく、あるいは、両ワイヤガイドによって同時に行ってもよい。両ガイドの同時移動によって、それらの各々は、同じ動作でかつ同時に行うことを理解されるにちがいない。
【００３０】
２つの線形アバットメント間にワイヤを置くことは、後でわかるであろうが、従来技術で知られている方法では達成できない速度で、種々の操作ステップを通じて行うことを可能にする。この性能は、移動を最小限に短縮することを可能にし、それゆえ、実行時間を節約することを可能にするＸＹ方向で、これらの線形アバットメントを互いに近接させるようにする能力を生じさせる結果となる。
【００３１】
図６を使用して、本発明の第１実施形態を、詳細に説明するであろう。図６は、測定及び調整操作中のワイヤの移動を平面Ｐ上に投影した図である。使用される装置は、正確に知られている高さＨの単純な調整された金属ブロック９からなっている。このブロックの上下面は平行であり、、かつブロックは、作業テーブル面上でクリアランスなしで把持されていることが不可欠である。２つの線形アバットメント７と８は、一方がブロック９の下面の高さ位置に、他方が上面の高さ位置にそれぞれ設置され、ブロック９に取り付けられた２つの傾斜した剛体ベースによって支持され、前記線形アバットメント７と８は、ブロック９の外側に図６の前方に向かって延びている。これらのアバットメント７と８の設置については、ワイヤが、２つの線形アバットメントのいずれとも接触しないように、また、ワイヤが、単一の移動によって別個にいずれかのアバットメントと接触させることができようにするため、これらアバットメントの間にほぼ垂直なワイヤを挿入することが可能でなければならないこと、および、接触点が、ブロック９の２つの平行面のいずれか1方の高さ位置であることを除いて、特に予防策は必要ない。
【００３２】
操作は、図６の＜１ｂ＞〜＜７ｂ＞で示した７つの工程で進行する。
【００３３】
工程＜１ｂ＞：  ほぼ垂直なワイヤを、２つの線形アバットメント(linear abutments)のいずれとも接触しないように、線形アバットメント間に持ってくる。
【００３４】
工程＜２ｂ＞：両ガイドの同時移動により、ワイヤを上部線形アバットメント８と接触させる。到達した位置ｘｙ１を測定しかつこの測定したデータを保存する。
【００３５】
工程＜３ｂ＞：  上部ガイド４の個別移動により、ワイヤを、−△ＵＶだけ移動させることによって、下部線形アバットメント７の方に傾斜させる。
【００３６】
工程＜４ｂ＞：  両ガイドの同時移動により、ワイヤを上部線形アバットメント８に接触する状態に戻す。到達した位置ｘｙ２を測定しかつ測定されたデータを保存する。
【００３７】
工程＜５ｂ＞：  両ガイドの同時移動により、ワイヤを下部線形アバットメント７と接触する状態にする。到達した位置ｘｙ３を測定しかつ測定したデータを保存する。
【００３８】
工程＜６ｂ＞：  上部ガイド４の個別移動により、ワイヤを、＋△ＵＶだけ移動させることにより、垂直位置の方に戻す。
【００３９】
工程＜７ｂ＞：  両ガイドの同時移動により、ワイヤを下部線形アバットメント７と接触する状態に戻す。到達した位置ｘｙ４を測定しかつ測定したデータを保存する。
【００４０】
以上で述べた準備段階中は、４回のアプローチが行われている。これは、図４に示された方法では3回のアプローチで済むのと比べると効率が悪いように見えるかもしれない。一連の傾斜増加の実行時に、２回のアプローチが、傾斜の各値にとって十分であることは後で分かるであろう。
【００４１】
前記操作の目的は、作業テーブル面に対する２つのピボット点Ｗ１及びＷ２の各々の高さＺＷ１及びＺＷ２を確かめるために用いられるであろう距離Ｄ１およびＤ２を計算することである。
【００４２】
相似三角形ＡＢＣ及びＱＲＵと、平行四辺形ＡＢＣＤ及びＱＵＲＶの観察によって、次の関係式が成立する。
ＢＣ／Ｄ１＝ＵＲ／（Ｄ１＋Ｈ）は、‖ｘｙ３−ｘｙ４‖／Ｄ１＝‖ｘｙ２−ｘｙ１‖／（Ｄ１＋Ｈ）に等しい。以上より、次の式が導かれる。
Ｄ１＝Ｈ・‖ｘｙ３−ｘｙ４‖／（‖ｘｙ２−ｘｙ１‖−‖ｘｙ３−ｘｙ４‖）
【００４３】
ここで、このような操作は、工程＜２ｂ＞、＜６ｂ＞、＜７ｂ＞において、ワイヤがほとんど垂直位置にあり、ピボット点Ｗ１、Ｗ２が、２つのワイヤガイド中心を結ぶ仮想線と一致するため可能であるということをここで思い出すべきである。
【００４４】
また、相似三角形ＱＲＵとＱＳＴの観察によって、次の関係式が成立する。
ＵＲ／（Ｄ１＋Ｈ）＝ＴＳ／Ｄ２は  ‖ｘｙ２−ｘｙ１‖／（Ｄ１＋Ｈ）＝△ＵＶ／Ｄ２に等しい。以上より、次の式が導かれる。
Ｄ２＝（Ｄ１＋Ｈ）△ＵＶ／‖ｘｙ２−ｘｙ１‖
【００４５】
そのとき、プロセスは、以下のような簡略化されたモデルに従う工程＜２ｂ＞、＜３ｂ＞、＜４ｂ＞、＜５ｂ＞だけを繰り返すことによって、一連の傾斜増加を続行し、前記位置ｘｙ1及びｘｙ２は不変のままである。
【００４６】
工程＜２ｂ＞：  両ガイドの同時移動により、ワイヤを上部線形アバットメント８と接触する状態にする。
【００４７】
工程＜３ｂ＞：  ガイド４の個別移動によって、ワイヤを、前回より大きく−△ＵＶ移動させることによって、下部線形アバットメント７に向かってより鋭く傾斜させる。
【００４８】
工程＜４ｂ＞：  両ガイドの同時移動により、ワイヤを上部線形アバットメント８と接触する状態に戻す。到達した新しい位置ｘｙ２を測定しかつ測定したデータを保存する。
【００４９】
工程＜５ｂ＞：  両ガイドの同時移動により、ワイヤを下部線形アバットメント７と接触する状態にする。到達した新しい位置ｘｙ３を測定しかつ測定したデータを保存する。
【００５０】
各新しい傾斜の値△ＵＶに対応して、Ｄ１とＤ２の計算が、上記式に従って行なわれる。
【００５１】
読者は、ステップ＜２ｂ＞において、最初に、両ガイド同時移動によって、選択が、ワイヤを上部線形アバットメント８と接触させ、かつ、下部線形アバットメント７には接触させないことであることに気づくであろう。この選択は、明らかに必要ではない。ステップ＜２ｂ＞下部線形アバットメントを接触させることは、説明を簡単にするため詳細には説明していない一連の同様な移動に導かれるのは明らかである。
【００５２】
下記の結果表は、１０分未満で得られたものであり、直径０．２５ｍｍの軟質の真鍮ワイヤを使用し、機械的荷重１．３ｄａＮ、巻き戻し速度８ｍｍ／ｍｉｎという条件の下で一連の測定を示したものである。ワイヤガイド２と４の距離は約７５ｍｍに設定され、線形アバットメント７と８巻の高さの差は４０ｍｍである。一連の傾斜増加△ＵＶが適用され、距離Ｄ１とＤ２が上記の式に従って計算され、ワイヤのアクティブ部分の有効テーパ角度は下記の式を用いて得られる。
角度＝（１８０／π）・Ａｒｃｔａｎ（△ＵＶ／Ｄ２）
【００５３】
【表１】
2006281439.tif 000006
【００５４】
上記で提案した方法においては、測定装置は、極めて単純で設置も迅速である。作業テーブル面を使って垂直性の調整を行なう必要もない。両線形アバットメントのベースは、調整されたブロックの上下面上のいずれの場所に取り付けることができ、それらが互いに平行である必要さえない。なぜなら、この設置において関連する唯一の寸法は、２つのワイヤ接触点間の高さの差Ｈであるからである。前記設置自体は、調整されたブロックの平行誤差だけで、結果における不確実性が生じる。
【００５５】
上記で述べた操作の間中、ワイヤは、リファレンスとして使用される線形アバットメントと接触する。ワイヤと線形アバットメントは、共に導電体であるため、一般に、ワイヤと線形アバットメントの干渉または接触を検出するための装置が利用される。電圧や電流の閾値の検出する「電気接触」として当業者によって知られているこの種の手法は、、到達位置の保存を指示し、及び必要ならば、即時移動停止を指示する。ワイヤといずれかの幾何学的リファレンスの間の干渉は、利用できる他の既知の手段によって明らかに達成することができる。例えば、金属製の線形アバットメントは、シート状光、レーザ光の狭いビーム、可視光線の視域などに置き換えることができる。これらの場合、移動停止はオプションで行い、より一般的には、ワイヤと、ＸＹ平面内に含まれる幾何学的リファレンスとの間の交差が検出されるであろう。
【００５６】
一対の結果を得るために、ワイヤは、２つの反対方向に傾斜させる必要はない。これにより、２つの反対方向を除いて同一傾斜に関し、異なる対のピボット点（Ｗ１、Ｗ２）を区別するための装置及び方法を設計することが可能になる。
【００５７】
一般に、本発明では、図３を参照して、ＵＶ平面内のいずれかの方位の傾斜ベクトル
2006281439.tif 000007
に関係する対をなすピボット点（Ｗ１、Ｗ２）を特定化するための装置を設計するために使用することができる。
【００５８】
図７は、本発明の第２実施形態を構成するこのような多方向測定装置を概念的に説明するために使用することができる。これに関して、２つの剛体アバットメント７と８のいずれか一方を通ってＺ軸線に平行なＺ´´軸線を想定する。例えば図７では、Ｚ´´軸線は、下部線形アバットメント７を支持するベースを通って置かれている。上部アバットメント８と下部アバットメント７をこのＺ´´軸のまわりに回転させることにより、軸対称体は、２つの２次元状ベース１０および１１が描かれているところの図８に示されるものと同様なものが生じる。下部ベース１０は、アーム１２によってブロック９の下面に取り付けられる。リング状の上部ベース１１は、ブロック９の上面に幅広のフラットアタッチメント１３によって延在する。ワイヤは、狭い開口部１４を通じて装置内に挿入できる。前記開口部はオプションで設けられる。なぜなら、ワイヤはまた、マニュアルで、または、自動糸通しサイクルによって装置内に挿入できるからである。
【００５９】
図８は、本発明を説明するための概念図であり、ベース素子１０および１１は、２つの線形アバットメントが、装置のベース９を構成する２つの平行な面の平面内にそれぞれが依然としてあるように、十分に剛体としなければならないことが明白に理解される。
【００６０】
図６に示されるような一連の同様な移動を実行することができるためには、いずれの方位に対し、傾斜ベクトル
2006281439.tif 000008
（以下ΔＵＶと記載する）
がＺ´´軸線の点Ｍを通るように配置しなければならない。この点Ｍは、高精度で定義される必要はなく、アプローチが、線形アバットメントに対して、±１５度でおよそ直交させることが目的であることに気づくべきである。
【００６１】
図８で一例として選択された装置は、リファレンスアバットメントのためのベースとして機能する正方形断面を有し、言い換えれば、図５および図６に見られたアバットメント７及び８を支持するベースの傾斜断面は存在していないことに気づくべきである。このような単純化は、結果の正確さに悪影響を与えない。なぜなら、図６で表示された一連の工程に従うならば、アプローチは、上部ベース１１の下側隆起部または下部ベース１０の上側隆起部上で行われ、それゆえ、ブロック９の上面または下面にそれぞれ対応する高さｚ２、ｚ１位置で行なわれるからである。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】アクティブ部分が２つのピボット点Ｗ１、Ｗ２間に位置するところの急傾斜したワイヤで機械加工するために用いられる、軸対称の２つのガイドの概略斜視図である。
【図２】接眼レンズを具え、２つの反対方向αおよびβにワイヤを傾斜させることによって測定サイクルを行うために使用される従来技術の装置の説明図である。
【図３】図１と同様、本発明が、ガイドの軸対称の欠陥、ガイドの軸の垂直性の欠陥、ワイヤのアクティブ部分における機械加工接触の影響を補正することを提案するところの欠点を示したものであって、ＵＶ平面のあらゆる方向にワイヤを傾斜させる方法を示す。
【図４】測定当初に完全に垂直なワイヤを必要とする従来技術の別の方法及びその機械的ゲージ装置の説明図である。
【図５】図１及び図３と同様、本発明を構成する素子の簡略説明図である。
【図６】本発明の第１実施形態の部分である測定及び調整の操作の間中、ワイヤの全動作の平面投影図である。
【図７】本発明の第１装置から多方向測定装置まで続けるために用いられる幾何学的変化を仮想表示した斜視図である。
【図８】ＵＶ平面内のいずれの方位ΔＵＶの測定を講じるために使用される本発明の多方向装置の原理を説明する図である。
【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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