(57)【要約】【課題】放電休止時間を制御することによって、被加工物の円弧コーナを加工する場合に加工精度を向上させることが可能なワイヤカット放電加工機の制御装置を提供すること。【解決手段】所定時間毎ワイヤ電極４と被加工物５間で生じた放電パルス数を計数装置７で計数する。この計数値Ｐｘと基準放電パルス数記憶装置８に記憶するパルス数Ｐｓを比較し、比率Ｐｘ／Ｐｓを比較判断装置９で求める。この比率に応じて、送りパルス演算装置１３で求める所定時間内の送り量を制御し、加工形状判断装置１９により円弧コーナ部を加工すると判断された時、該円弧コーナ部の円弧半径が前記基準となる円弧の半径より小さい場合には、基準放電休止時間記憶装置２０に記憶された基準放電休止時間を基準として該円弧の半径が小さくなるのに対応して放電休止時間を増加させるように制御する放電休止時間制御装置１６と、を有するワイヤカット放電加工機の制御装置。【選択図】図２
2011031384.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工プログラムに従ってワイヤ電極と被加工物とを相対移動させながら、ワイヤ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カット放電加工機において、
移動指令に基づいて前記ワイヤ電極と前記被加工物を前記加工プログラムに指定された加工経路に沿って相対移動させる移動手段と、
投入した放電パルス電流の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、
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で計数され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比率を求める比較手段と、
前記相対移動のための設定送り速度と前記所定時間とで求まる前記ワイヤ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前記移動指令として前記所定時間毎前記移動手段に出力する送り量制御手段と、
基準となる基準放電休止時間を記憶する基準放電休止時間記憶手段と、
前記加工プログラムに指令される加工形状を判断する加工形状判断手段と、
前記加工形状判断手段により円弧コーナ部を加工すると判断された時、該円弧コーナ部の円弧半径が前記基準となる円弧の半径より小さい場合には、前記基準放電休止時間記憶手段に記憶された基準放電休止時間を基準として該円弧コーナ部の円弧半径が小さくなるのに対応して放電休止時間を増加させるように制御する放電休止時間制御手段と、
を有することを特徴とするワイヤカット放電加工機の制御装置。
【請求項２】
前記放電休止時間制御手段は、前記円弧コーナ部の円弧半径に逆比例するように放電休止時間を制御することを特徴とする請求項１に記載のワイヤカット放電加工機の制御装置。
【請求項３】
前記放電休止時間制御手段は、円弧コーナ部始点の所定距離手前から該円弧コーナ部始点にかけて前記放電休止時間が漸次変化するように制御することを特徴とする請求項１または２のいずれか１つに記載のワイヤカット放電加工機の制御装置。
【請求項４】
前記比率が増加した場合にはワイヤ電極と被加工物の間に供給する冷却液量を増加させ該比率が減少した場合には該冷却液量を減少させるように冷却液量を制御する液量制御手段を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のワイヤカット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、ワイヤカット放電加工機の制御装置に関し、特に、被加工物のコーナ部の加工精度を向上させることが可能なワイヤカット放電加工機の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワイヤカット放電加工機で被加工物の加工を行う場合、加工形状の直線部に比べてコーナ部は加工精度が劣ってしまう。加工精度は、プログラム形状からの寸法誤差のことを意味する。コーナ部の加工精度を悪化させる要因として、コーナ部での加工量の増減、ワイヤ電極の撓みが考えられる。特に、荒加工では、被加工物が無垢な状態であるため、強烈な加工エネルギーと加工液（冷却液）噴流によって放電加工を行うため、冷却液供給上ノズルと冷却液供給下ノズル間のワイヤ電極が振動し撓みが大きくなる。また、荒加工は加工速度を重視しており、速い加工速度で加工するため、更に、ワイヤ電極が撓む（図７参照）。
【０００３】
ワイヤカット放電加工機では、図８に示す放電加工のモデルに示されるように、ワイヤ電極は、ワイヤ電極と被加工物の間隙にパルス電流を投入しながらプログラム加工軌跡に沿って相対的に移動する。ここで、ワイヤ電極の撓みによって、ＮＣ（数値制御装置）で指令する加工経路とワイヤ電極の実際の加工経路にずれが生じてしまうため加工精度が悪化する。
【０００４】
図９はワイヤカット放電加工によるコーナ部の加工のモデル図である。図９（ａ）に示されるように、円弧コーナ部の曲率半径（以下、「円弧半径」という）Ｒが小さいと、放電反発力や冷却液の対流の影響で、ワイヤ電極はコーナの内側に撓む。このワイヤ電極の撓みによって加工経路のずれが生じ、加工精度が悪化する。図９（ｂ）に示されるように、円弧の円弧半径Ｒが大きい場合には、ワイヤ電極の撓みによって加工精度が悪化することは少ない。
【０００５】
図１０は、従来のワイヤカット放電加工機による加工結果を定性的に説明するグラフである。破線で示す曲線は円弧半径Ｒと加工精度の関係を説明するグラフである。従来のワイヤカット放電加工では、図１０に示されるように、コーナ部の円弧半径Ｒが小さくなればなるほど、加工精度悪化の傾向は顕著になる。逆に、コーナ部の円弧半径Ｒが大きくなると、加工精度の悪化の問題は少ない。なお、図１０に示される加工精度はコーナ部が凹形状の場合である。凸形状のコーナ部の場合にはワイヤ電極の径より小さい場合にも被加工物を加工することができる。
【０００６】
ワイヤカット放電加工において、コーナ部の加工精度を向上させる技術として以下のような技術がある。  
特許文献１には、ワイヤ電極の撓み量をワイヤ電極に流れる電流値をパラメータとして予め実験で求め、円弧の半径を変数とする関数に基づいて加工条件を算出して、円弧コーナの加工精度を向上させる技術が開示されている。
特許文献２や特許文献１１には、パルス数、パルス電流積算値比較結果に応じて、加工速度、加工エネルギー、加工液量を制御して、コーナ部の加工精度の向上および断線を回避する技術が開示されている。  
【０００７】
特許文献３には、荒加工において、コーナ到達までに送り速度を初期設定値よりも次第に小さくし、コーナ部で送り速度をゼロにして所定時間相対移動を停止させた後、可能な限り小さい送り速度にし、コーナ前に放電の休止時間を長くして放電の周波数を減少させる。かつ、コーナ部で加工液噴流の圧力を初期設定値の圧力よりも小さくする技術が開示されている。  
特許文献４には、放電エネルギーを、コーナ部の半径及び角度の大きさ等のコーナ形状により決定される第１の条件と、所望の加工形状精度など要求仕様により決定される第２の条件の中の、少なくともどちらかに応じた所定の割合を低減する技術が開示されている。この文献には、パルス休止時間または平均極間電圧を距離の２次式の関数となるように変化させ、前記第１の条件と第２の条件とを放電エネルギーの時間変化率を略一定とする、放電周波数が所定の基準値以下になるか、又は、平均極間電圧が所定の基準値以上になるか、停止時間が基準時間以上になるか、で選択し、ワイヤ電極の張力の設定値、加工液噴流の圧力、又は、加工液流量の設定値を調整する技術が開示されている。
【０００８】
特許文献５には、コーナ直前の取り量変化が開始する距離を求め、取り量変化開始後、無負荷時の極間電圧、休止時間、ピーク電流値、及び、平均加工電圧の加工電気条件を制御し、また加工速度、ワイヤが移動する位置を補正して、取り量変化開始後のワイヤ電極の側面間隙距離を一定にして加工誤差防止を行う技術が開示されている。  
特許文献６には、コーナ前後の微小距離において加工条件（加工速度、極間電圧、放電時間、放電休止時間、ワイヤ電極張力）を０．００５ｍｍ〜０．１ｍｍ程度の移動距離毎に複数段にわたって段階的に継続して変更する技術が開示されている。
【０００９】
特許文献７には、コーナ部分においては、他の部分と比較して放電休止時間を延長すると共に、該延長した放電休止時間に応じて極間電圧相当電圧値を補正し、これに基づいて速度制御を行う技術が開示されている。  
特許文献８には、内側の曲線部では放電エネルギーのピーク電流を大きく、放電休止時間を短くするように制御し、外側の曲線部では放電エネルギーのピーク電流を小さく、放電休止時間を長くするように制御する。内側の曲線部では移動速度を遅くし、外側の曲線部では移動速度を速くする技術が開示されている。
【００１０】
特許文献９には、レーザ加工機において、移動距離あるいは加工半径に応じてあらかじめ定められた加工出力、加工速度等の加工条件パラメータを加工材質、板厚毎にメモリに読み込ませ、選び出し、書き込み、表示する技術が開示されている。  
【００１１】
特許文献１０には、仕上げ加工時、ギャップ電圧が直線加工時のギャップ電圧と一致するような加工を行うコーナ角度・円弧の半径に応じた電気的加工条件（電流制御用抵抗、直流電源電圧、オンタイム、オフタイム）を記憶させ、コーナ部でこれを読み出し加工を行う技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００１−１６２４４６号公報
【特許文献２】特開２００２−２５４２５０号公報
【特許文献３】特開２０００−８４７４３号公報
【特許文献４】国際公開第２００２／３６２９５号
【特許文献５】特開昭６３−２２９２２８号公報
【特許文献６】特開平１−１２７２２６号公報
【特許文献７】特開２００３−１６５０３０号公報
【特許文献８】特開２００６−１２３０３６号公報
【特許文献９】特開昭６３−１１３６０７号公報
【特許文献１０】特開昭６３−６８３２３号公報
【特許文献１１】特開２００６−１３０６５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
特許文献１に開示された技術は、円弧の半径を変数とする関数を基に、いくつも制御対象（加工速度、放電エネルギー、電流・位置フィードバックの制御ゲイン）を設けており、また、パラメータに応じて関数を実験的に求める必要があり、想定する状況（被加工物の板厚、ワイヤ径、材質など）が多ければ多いほど、制御方法を確定するために莫大な手間が掛ってしまう。そのため、制御性の観点から現実的ではない。
【００１４】
また、ワイヤ電極の撓みを考慮して加工経路を変更するものもあるが、コーナ部（円弧）の大きさ（半径）や電気的な加工条件等のさまざまな要因によってどの程度調節すべきなのかを明確にすることは難しく、いくつかのパラメータを設けていろいろな状況にも対応しようとする試みもあるが、制御性を向上させるために想定する状況を多くすればするほどこれらのパラメータを確定するために莫大な手間が掛ってしまう。
【００１５】
これらの作業量を減らし、加工速度、加工エネルギー、冷却液量を自動的に制御する技術が求められる。特許文献２や特許文献１１に開示された技術は、放電パルス数に応じて放電休止時間を制御し、放電休止時間を制御することで放電パルス数を変化させることができる。そして、その変化した放電パルス数によって、加工速度、加工液量を制御する。
例えば、加工量の減少に応じて放電パルス数が減少するが、その減少した放電パルス数によって、加工速度が低減し、加工エネルギーも低減し、冷却液量も低減する。これによって、ワイヤ電極の撓みを軽減することができコーナ部の加工精度を向上させることができる。
【００１６】
しかし、円弧コーナ部の円弧の半径が小さくなるにつれてワイヤ電極の撓みが大きくなり、ワイヤ電極が撓んでいる状態では放電パルス数が円弧コーナ部で十分に減少せず、十分な減速、加工エネルギー低減、冷却液量低減が行われない場合があることがわかってきた。
【００１７】
そこで本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑み、放電休止時間を制御することによって、被加工物の円弧コーナ部を加工する場合に加工精度を向上させることが可能なワイヤカット放電加工機の制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本願の請求項１に係る発明は、加工プログラムに従ってワイヤ電極と被加工物とを相対移動させながら、ワイヤ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カット放電加工機において、移動指令に基づいて前記ワイヤ電極と前記被加工物を前記加工プログラムに指定された加工経路に沿って相対移動させる移動手段と、投入した放電パルス電流の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、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で計数され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比率を求める比較手段と、前記相対移動のための設定送り速度と前記所定時間とで求まる前記ワイヤ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前記移動指令として前記所定時間毎前記移動手段に出力する送り量制御手段と、基準となる基準放電休止時間を記憶する基準放電休止時間記憶手段と、前記加工プログラムに指令される加工形状を判断する加工形状判断手段と、前記加工形状判断手段により円弧コーナ部を加工すると判断された時、該円弧コーナ部の円弧半径が前記基準となる円弧の半径より小さい場合には、前記基準放電休止時間記憶手段に記憶された基準放電休止時間を基準として該円弧コーナ部の円弧半径が小さくなるのに対応して放電休止時間を増加させるように制御する放電休止時間制御手段と、を有することを特徴とするワイヤカット放電加工機の制御装置である。
【００１９】
請求項２に係る発明は、前記放電休止時間制御手段は、前記円弧コーナ部の円弧半径に逆比例するように放電休止時間を制御することを特徴とする請求項１に記載のワイヤカット放電加工機の制御装置である。  
請求項３に係る発明は、前記放電休止時間制御手段は、円弧コーナ部始点の所定距離手前から該円弧コーナ部始点にかけて前記放電休止時間が漸次変化するように制御することを特徴とする請求項１または２のいずれか１つに記載のワイヤカット放電加工機の制御装置である。
【００２０】
請求項４に係る発明は、前記比率が増加した場合にはワイヤ電極と被加工物の間に供給する冷却液量を増加させ該比率が減少した場合には該冷却液量を減少させるように冷却液量を制御する液量制御手段を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のワイヤカット放電加工機の制御装置である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明により、上記従来技術の問題点に鑑み、放電休止時間を制御することによって、被加工物の円弧コーナ部を加工する場合に加工精度を向上させることが可能なワイヤカット放電加工機の制御装置を提供することができる。換言すれば、本発明により、コーナ部の円弧の半径によって、最適なエネルギー（放電休止時間）、加工速度、冷却液量での加工が可能となり、ワイヤ電極の真直性も向上し、円弧コーナ部の加工精度を向上させることができるワイヤカット放電加工機を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】コーナ部の放電加工のモデル図である。
【図２】本発明のワイヤカット放電加工機の制御装置の要部ブロック図である。
【図３】従来のワイヤカット放電加工機で円弧コーナ部の加工を行ったときと、本発明のワイヤカット放電加工機で円弧コーナ部の加工を行ったときの加工精度を比較した図である。
【図４】円弧コーナ部の円弧半径と放電休止時間の長さとの関係を説明するグラフである。
【図５】円弧コーナ部の加工を説明する図である。
【図６】円弧コーナ部の放電休止時間（オフ時間）制御を説明する図である。
【図７】ワイヤ電極の撓みについて説明する図である。
【図８】ワイヤ電極を用いる放電加工を説明するモデル図である。
【図９】従来技術における円弧コーナ部におけるワイヤの撓みによる加工経路のズレを説明する図である。
【図１０】従来技術におけるワイヤカット放電加工機による円弧コーナ部の円弧半径と加工精度との関係を説明するグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
まず、本発明のワイヤカット放電加工機の制御装置による円弧コーナ部における加工方法の原理の概要を説明する。
【００２４】
ワイヤカット放電加工機を用いて被加工物の放電加工を行う場合、加工形状の直線部に比べて円弧コーナ部は加工精度が劣ってしまう。その要因として背景技術で説明したように、円弧コーナ部での加工量の増減やワイヤ電極の撓みが考えられる。直線部と比べて円弧コーナ部ではコーナの形状および大きさによって加工量が増減してしまう。例えば、荒加工においては、円弧コーナ部の内側ではコーナ中の加工経路の微小区間前において加工済みの部分が存在し、加工量が減少し、またワイヤ電極と被加工物の間隙が広くなる（図１参照）。
【００２５】
この加工量の減少を正確に捉え加工量の変化に応じた制御を行わないと、ワイヤ電極と被加工物の間隙が広いままで均一な加工面（間隙が均一なこと）を得ることができず、加工精度が悪化する。そこで、加工精度を向上させるため、加工量やワイヤ電極と被加工物の間隙を検出して、加工量やワイヤ電極の被加工物の間隙に応じた制御を行う。具体的には、加工量の変化を放電パルス数の変化で捉えることができることに着目し、放電パルス数に応じて、加工速度、加工エネルギー（放電休止時間）、冷却液量を制御する。
【００２６】
そして、被加工物の円弧コーナ部を加工する場合に、円弧コーナ部の円弧半径が小さくなれば小さくなるほど、加工精度が悪化するという加工特性に注目し、基準半径に対して加工する円弧コーナ部の円弧半径が小さくなるほど放電休止時間を増加させ、加工エネルギーを十分に低減させることで、放電パルス数が減少し、放電パルス数が意味する加工量に応じて適切に加工速度、冷却液量を制御することが可能となる。そうすると、十分な加工速度減速、加工エネルギー低減、冷却液量低減がなされることから、結果として、ワイヤ電極の撓みも軽減することができ、ワイヤ電極の真直性が増すことから、加工精度を向上させることができる。
【００２７】
以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。  
図２は、本発明の一実施形態であるワイヤカット放電加工機の制御装置の要部ブロック図である。放電パルス発生装置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される。放電パルス発生装置１からの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、走行するワイヤ電極４と被加工物５の間に放電パルス電流を供給する。
【００２８】
検出電圧発生装置２は、間隙の状況を検出するための検出電圧を生成する装置である。
検出電圧発生装置２の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。加工槽２１内にある被加工物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（図示せず）、Ｙ軸駆動モータ（図示せず）、Ｘ軸駆動モータ制御装置１０、Ｙ軸駆動モータ制御装置１１によって駆動制御される。
【００２９】
放電間隙検出装置６は、検出電圧発生装置２から出力される検出電圧によって間隙が放電可能か否かを判別する装置である。放電間隙検出装置６の入力の一方は被加工物に接続され、もう一方は上下にある通電ブラシ３に接続されている。そして、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Ｓ１を放電パルス発生装置１に出力する。
【００３０】
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、該所定周期間の放電パルス投入信号を計数するものであり、実質的にワイヤ電極４と被加工物５間に生じる放電パルス電流の放電パルス数を計数するものである。
【００３１】
基準放電パルス数記憶装置８は、予め入力して設定する基準となる放電パルス数Ｐｓを記憶しておく装置である。放電パルス数比較判断装置９は、放電パルス数計数装置７で単位時間（所定周期）Ｔ毎に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基準放電パルス数Ｐｓとを前記単位時間（所定周期毎）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、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。
【００３２】
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毎の信号ごとに、送り速度設定装置１５から送られてくる設定送り速度ＳＰＤと所定周期Ｔより求められる距離（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）Δｘを求める（Δｘ＝ＳＰＤ＊Ｔ＊（Ｐｘ／Ｐｓ））装置である。送りパルス演算装置１３は、この移動量Δｘだけのパルス列を移動指令として送りパルス分配装置１２に出力する。
【００３３】
ここで、基準となる放電パルス数Ｐｓの設定方法について説明する。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）と単位時間当たりの移動速度Δ／Ｔ（＝Δｓ）との関係を求め、放電パルス数Ｐと移動量Δとの比、κ＝Ｐ／Δを種々の材質および厚さについて求めておく。そして、求めておいたκに設定送り速度ＳＰＤを乗じれば、基準となる放電パルス数Ｐｓ（＝κ＊ＳＰＤ）を求めることができる。詳細は特許文献２や特許文献１１に記載されている。
【００３４】
送りパルス分配装置１２は、加工形状判断装置１９から出力される加工プログラムに記述される加工形状データに従ってこのパルス列を、Ｘ軸、Ｙ軸の駆動パルスをＸ軸駆動モータ制御装置１０、Ｙ軸駆動モータ制御装置１１に分配し、被加工物５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。なお、Δｘは、Ｘ軸駆動軸の移動量を意味するものではなく、全ての駆動軸の合成した移動量を意味する。
【００３５】
液量制御装置１７は、ワイヤ電極４と被加工物５との間に供給される冷却液の量を制御する装置である。液量制御装置１７は、放電パルス数比較判断装置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の比率（Ｐｘ／Ｐｓ）に基づいて、評価関数を用いて液量を制御する。即ち、スラッジ量に応じて冷却液量を制御するには、基準となる設定ＦＲｓに基準となる放電パルス数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冷却液量を変更する。
【００３６】
加工形状指令装置１８は、加工プログラムに記述された加工形状データを加工形状判断装置１９に出力する。加工形状判断装置１９は円弧コーナや円弧コーナ以外（直線部など）の形状を認識し、加工形状データを送りパルス分配装置１２に出力するとともに、加工形状が円弧コーナである場合には、加工形状データを更に放電休止時間制御装置１６に出力する。
【００３７】
送りパルス分配装置１２は、Ｘ軸、Ｙ軸の駆動パルスをＸ軸駆動モータ制御装置１０、Ｙ軸駆動モータ制御装置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。加工形状判断装置１９は更に放電休止時間制御装置１６に出力する。
【００３８】
基準放電休止時間記憶装置２０は、基準放電休止時間ＯＦＦｓを記憶する装置である。
放電休止時間制御装置１６は、円弧コーナ部において（換言すれば、加工形状判断装置１９から円弧コーナ部である旨の信号を受け取り、その円弧半径Ｒが基準の円弧半径よりも小さいと判断すると）、基準放電休止時間記憶装置２０から基準放電休止時間ＯＦＦｓを読み込み、円弧半径Ｒに応じた放電休止時間ＯＦＦｒを演算し、放電休止時間ＯＦＦｒを検出電圧発生装置２に出力する。放電休止時間ＯＦＦｒの演算の例については数１式として後述する。
なお、放電休止時間ＯＦＦｒを数１式のような関係式によって求めることに替えて、円弧半径Ｒと放電休止時間ＯＦＦｒとを予めテーブルとして記憶手段（図示せず）に記憶しておく。そして、放電休止時間制御装置１６は、加工形状判断装置１９から入力した円弧半径Ｒに対応する放電休止時間ＯＦＦｒをテーブルとして記憶する前記記憶手段から呼び出す。この呼び出した放電休止時間ＯＦＦｒを検出電圧発生装置２に出力するようにしてもよい。
【００３９】
検出電圧発生装置２は、この放電休止時間ＯＦＦｒだけ休止した後に、ワイヤ電極４と被加工物５間に電圧を印加することになる。このようにして、円弧コーナ部の円弧半径に応じて放電パルス数Ｐｘが変化する。
【００４０】
したがって、円弧コーナ部において、円弧半径に応じて放電休止時間を制御することで、放電パルス数Ｐｘを変化させ、変化した放電パルス数Ｐｘと基準放電パルス数Ｐｓとの比率（Ｐｘ／Ｐｓ）等に基づいて、所定時間当たりの移動距離（加工速度）や冷却液量が制御されるので、円弧コーナ部での加工精度を向上させることができる。
【００４１】
図３は、従来のワイヤカット放電加工機で円弧コーナ部の加工を行ったときと、本発明のワイヤカット放電加工機で円弧コーナ部の加工を行ったときの加工精度を比較した図である。本発明による制御の加工精度（実線で示す曲線）と従来技術による制御の加工精度（破線で示す曲線）を比較すると、本発明による制御のほうが、加工精度が大幅に向上していることがわかる。なお、このグラフは加工する円弧が凹形状の場合の関係を示しており、ワイヤカット放電加工では、加工経路のオフセット（ワイヤ半径と放電ギャップ分加工経路をずらすこと）を行うため、加工精度を表すグラフはオフセット位置から始まる。
【００４２】
次に、本発明により円弧コーナ部の放電加工を行う際の放電休止時間ＯＦＦｒの計算式について説明する。  
＜放電休止時間ＯＦＦｒの計算式について＞  
本発明において、放電休止時間ＯＦＦｒのうち、円弧コーナ部での放電休止時間をＯＦＦｒとする。本発明のワイヤカット放電加工機の制御装置において、円弧コーナ部を加工する際の放電休止時間ＯＦＦｒを数１式によって制御する。  
ＯＦＦｒ＝ＯＦＦｓ＊Ｒ0／Ｒ      （数１）
ただし、Ｒ≦Ｒ0
（円弧コーナ部での放電休止時間）＝（基準とする放電休止時間）＊（円弧コーナ制御用基準半径）／（円弧半径）
ワイヤカット放電加工では、加工経路のオフセット（ワイヤ半径と放電ギャップ分加工経路をずらすこと）を行うため、計算式にはオフセットも加味するとより加工精度が高まる。  
（加工経路の半径Ｒ’）＝（プログラム形状の半径Ｒ）＋（オフセット）
ここで、円弧コーナ部での放電休止時間ＯＦＦｒを円弧半径Ｒの逆数の関数で計算するのは、円弧半径Ｒに対して被加工物の加工体積（ｍ3）、加工部へ供給する加工液（冷却液）の圧力（Ｎ／ｍ2）が対数的に変化するためである。
【００４３】
前記式によると、基準とする放電休止時間ＯＦＦｓを円弧半径Ｒが大きい場合には減少させ、円弧半径Ｒが小さい場合には増加させるように円弧コーナ部での放電休止時間ＯＦＦｒを制御することが可能であり、大小複数の円弧半径Ｒを有する加工形状を加工する場合にも対応できる。
【００４４】
なお、加工形状判断装置１９において、円弧コーナ部ではないと判断された場合、または円弧半径Ｒが円弧コーナ制御用の基準半径Ｒ0より大きい円弧コーナの場合には、放電休止時間制御装置１６は、円弧コーナ部を加工する際の放電休止時間ＯＦＦｒの演算を行わず、基準となる放電休止時間ＯＦＦｓに基準となる放電パルス数Ｐｓと放電パルス数Ｐｘの比率の逆数を乗じた値（ＯＦＦｓ＊（Ｐｓ／Ｐｘ））で放電休止時間を制御する。
【００４５】
図４は、円弧半径に対する放電休止時間（オフ時間）の関係を説明する図である。横軸は加工する円弧半径、縦軸は放電休止時間を表している。上記式の関係から、放電休止時間ＯＦＦｒと円弧半径Ｒとは逆比例の関係にある。円弧コーナ部の円弧半径Ｒが所定値以下では、ＯＦＦｒｍａｘと放電休止時間の長さに制限が設けられている。
【００４６】
また、円弧半径が円弧コーナ制御用基準半径Ｒ0より大きくなると、放電休止時間は（ＯＦＦｓ＊（Ｐｓ／Ｐｘ））で制御される。円弧半径Ｒが大きくなってくるにつれて、直線部と同じ加工状態へと近付き、前述した円弧コーナ部の加工の問題が起きなくなるためである。
【００４７】
また、円弧コーナ制御用基準半径Ｒ0を関数の係数と捉えることも可能であり、円弧コーナ部での放電休止時間ＯＦＦｒの調節が可能である。円弧コーナ制御用基準半径Ｒ0は任意に設定可能であり、また実験的に求めることも可能なため、加工の要求精度や様々な加工形態（被加工物の板厚・材質・ワイヤ径・材質等）にも対応可能である。更に、調節した放電休止時間ＯＦＦｒによって変化する加工量に応じて加工速度、冷却液量が自動的に制御されることになるので、これらの制御のための調節作業に労力を要しない。
【００４８】
また、図４や図６に示されるように、制御する円弧コーナ部の放電休止時間ＯＦＦｒに上限値ＯＦＦｒｍａｘを設け、直線部の放電休止時間の上限値ＯＦＦｍａｘから切り替えることで、微小円弧（ワイヤ電極４のワイヤ径よりも小さい円弧等）加工時の放電休止時間が極端に長くなることを抑止することもできる。
【００４９】
図６は、図５に示される円弧コーナ部を放電加工する際の、円弧コーナ部における放電休止時間（オフ時間）制御の一例を説明する図である。放電休止時間の急激な切り替えは、ワイヤ放電加工の制御性として好ましくない。その理由は、ワイヤカット放電加工機の制御装置で指令する加工経路よりも先に円弧コーナ部へと加工進入し、徐々に加工状態が変化するためである。換言すると、ワイヤ電極４のワイヤ形状は円柱状で、ワイヤ半径＋放電ギャップ分手前から徐々に変化するからである。
【００５０】
そこで、図５や図６に示すように、ワイヤ電極４が円弧コーナ部へ加工進入する所定距離手前Ａから円弧コーナ部入口Ｂまでは、放電休止時間（ＯＦＦｓ＊（Ｐｓ／Ｐｘ））から円弧コーナ部での放電休止時間ＯＦＦｒ（＝ＯＦＦｓ＊Ｒ0／Ｒ）へと漸次滑らかに変更するよう制御することで、放電休止時間の連続性を保つことができる。
【００５１】
距離Ｌは事前に設定されていることから、単位距離移動する間の放電休止時間の変化分は、円弧コーナ部入口Ｂでの放電休止時間と所定距離手前での放電休止時間との差分を距離Ｌで除算し変化率を算出することで求めることができる。なお、ワイヤ電極４の位置はＸ軸駆動モータ，Ｙ軸駆動モータに内蔵される位置検出器からのフィードバック情報により特定され、円弧コーナ部の加工を行うか否かは加工プログラムに記述されているブロックを解析することにより知ることができる。
【００５２】
円弧コーナ部入口Ｂから円弧コーナ部出口Ｃまでは、円弧コーナ部の放電休止時間ＯＦＦｒで加工が行われ、円弧コーナ部出口Ｃからは放電休止時間（ＯＦＦｓ＊（Ｐｓ／Ｐｘ））で加工が行われる。このように、円弧コーナ部での放電休止時間が長くなることにより、ワイヤ電極４の撓みや振動を低減することができる。
【００５３】
なお、上述の説明ではコーナ部が凹型の円弧コーナ部を例として説明したが、凸型の円弧コーナ部にも適用することができる。
【符号の説明】
【００５４】
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  放電パルス数比較判断装置
１０  Ｘ軸駆動モータ制御装置
１１  Ｙ軸駆動モータ制御装置
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  送り速度設定装置
１６  放電休止時間制御装置
１７  液量制御装置
１８  加工形状指令装置
１９  加工形状判断装置
２０  基準放電休止時間記憶装置
２１  加工槽
Ｐｓ  単位時間（所定周期）Ｔあたりの基準放電パルス数
Ｐｘ  単位時間（所定周期）Ｔあたりの放電パルス数
Ｒ  円弧半径
Ｒ0  円弧コーナ制御用基準半径
ＯＦＦｓ  基準放電休止時間
ＯＦＦｒ  円弧コーナ部の放電休止時間
ＯＦＦｒｍａｘ  円弧コーナ部の放電休止時間の上限値
ＯＦＦｍａｘ  直線部の放電休止時間の上限値
ＳＰＤ  設定送り速度
Ｔ  単位時間（所定周期）
Ａ  円弧半径手前入口
Ｂ  円弧コーナー部入口
Ｃ  円弧コーナー部出口
Ｌ  コーナ手前距離
【図１】
2011031384.tif 000003
【図２】
2011031384.tif 000004
【図３】
2011031384.tif 000005
【図４】
2011031384.tif 000006
【図５】
2011031384.tif 000007
【図６】
2011031384.tif 000008
【図７】
2011031384.tif 000009
【図８】
2011031384.tif 000010
【図９】
2011031384.tif 000011
【図１０】
2011031384.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成22年10月22日(2010.10.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
これらの作業量を減らし、加工速度、加工エネルギー、冷却液量を自動的に制御する技術が求められる。特許文献２や特許文献１１に開示された技術は、放電パルス数に応じて放電休止時間、加工速度、冷却液量を制御する。
例えば、加工量の減少に応じて放電パルス数が減少するが、その減少した放電パルス数によって、加工速度が低減し、加工エネルギーも低減し、冷却液量も低減する。これによって、ワイヤ電極の撓みを軽減することができコーナ部の加工精度を向上させることができる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
本願の請求項１に係る発明は、加工プログラムに従ってワイヤ電極と被加工物とを相対移動させながら、ワイヤ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カット放電加工機において、移動指令に基づいて前記ワイヤ電極と前記被加工物を前記加工プログラムに指定された加工経路に沿って相対移動させる移動手段と、投入した放電パルス電流の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、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で計数され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比率を求める比較手段と、前記相対移動のための設定送り速度と前記所定時間とで求まる前記ワイヤ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前記移動指令として前記所定時間毎前記移動手段に出力する送り量制御手段と、前記比率が増加した場合にはワイヤ電極と被加工物の間に供給する冷却液量を増加させ該比率が減少した場合には該冷却液量を減少させるように冷却液量を制御する液量制御手段と、基準となる基準放電休止時間を記憶する基準放電休止時間記憶手段と、前記加工プログラムに指令される加工形状を判断する加工形状判断手段と、前記加工形状判断手段により円弧コーナ部を加工すると判断された時、該円弧コーナ部の円弧半径が前記基準となる円弧の半径より小さい場合には、前記基準放電休止時間記憶手段に記憶された基準放電休止時間を基準として該円弧コーナ部の円弧半径が小さくなるのに対応して放電休止時間を増加させるように制御する放電休止時間制御手段と、を有することを特徴とするワイヤカット放電加工機の制御装置である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
本発明により、放電休止時間を制御することによって、被加工物の円弧コーナ部を加工する場合に加工精度を向上させることが可能なワイヤカット放電加工機の制御装置を提供することができる。換言すれば、本発明により、コーナ部の円弧の半径によって、最適なエネルギー（放電休止時間）、加工速度、冷却液量での加工が可能となり、ワイヤ電極の真直性も向上し、円弧コーナ部の加工精度を向上させることができるワイヤカット放電加工機を提供できる。
【手続補正５】
【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】
加工プログラムに従ってワイヤ電極と被加工物とを相対移動させながら、ワイヤ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カット放電加工機において、
移動指令に基づいて前記ワイヤ電極と前記被加工物を前記加工プログラムに指定された加工経路に沿って相対移動させる移動手段と、
投入した放電パルス電流の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、
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で計数され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比率を求める比較手段と、
前記相対移動のための設定送り速度と前記所定時間とで求まる前記ワイヤ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前記移動指令として前記所定時間毎前記移動手段に出力する送り量制御手段と、
前記比率が増加した場合にはワイヤ電極と被加工物の間に供給する冷却液量を増加させ該比率が減少した場合には該冷却液量を減少させるように冷却液量を制御する液量制御手段と、
基準となる基準放電休止時間を記憶する基準放電休止時間記憶手段と、
前記加工プログラムに指令される加工形状を判断する加工形状判断手段と、
前記加工形状判断手段により円弧コーナ部を加工すると判断された時、該円弧コーナ部の円弧半径が前記基準となる円弧の半径より小さい場合には、前記基準放電休止時間記憶手段に記憶された基準放電休止時間を基準として該円弧コーナ部の円弧半径が小さくなるのに対応して放電休止時間を増加させるように制御する放電休止時間制御手段と、
を有することを特徴とするワイヤカット放電加工機の制御装置。
【請求項２】
前記放電休止時間制御手段は、前記円弧コーナ部の円弧半径に逆比例するように放電休止時間を制御することを特徴とする請求項１に記載のワイヤカット放電加工機の制御装置。
【請求項３】
前記放電休止時間制御手段は、円弧コーナ部始点の所定距離手前から該円弧コーナ部始点にかけて前記放電休止時間が漸次変化するように制御することを特徴とする請求項１または２のいずれか１つに記載のワイヤカット放電加工機の制御装置。