(57)【要約】放電加工機用ＣＡＤ／ＣＡＭ装置において、実加工前において、被加工物図面データ（１９）を基にして被加工物（Ｗ）の上面高さに所定安全距離を足した高さ（加工液面の安全高さＨＬＳ）を求めると共に電極図面データ（１８）を基にして前記被加工物の加工終了位置の前記所定基準位置に対する高さに電極（Ｅ）の長さを足した高さ（クランプ高さＨＣ）を求め、ＨＬＳとＨＣとの比較を行い、ＨＣがＨＬＳ以下のときに異常判定を行うチェック手段手段（３２）を備えた。実加工時に必要な安全高さＨＬＳを認識して加工液面高さＨＬを安全高さＨＬＳに設定するための加工槽（７）の駆動を自動的に行うことができ、実加工前において、実加工時にクランプ装置（５）等が加工液（８）に浸かるかどうかのチェックを行うことができる。
2003049891.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工液を貯留する加工槽と、この加工槽内の定盤に固定された被加工物と電極とを相対移動させる位置決め手段と、前記被加工物と前記電極との極間に加工電力を供給する加工電力供給手段と、前記加工槽を駆動することにより前記被加工物に対する前記加工液の液面高さを変化させる加工槽駆動手段とを備えた放電加工機に用いる放電加工機用ＣＡＤ／ＣＡＭ装置において、
実加工前において、前記被加工物の所定位置の所定基準位置に対する高さに所定安全距離を足した高さ（加工液面の安全高さ）と前記加工液の浸漬から保護すべき装置の所定位置の前記所定基準位置に対する高さとの比較を行い、前記保護すべき装置の所定位置の高さが前記加工液面の安全高さ以下のときに異常判定を行うチェック手段を備えたことを特徴とする放電加工機用ＣＡＤ／ＣＡＭ装置。
【請求項２】
加工液を貯留する加工槽と、この加工槽内の定盤に固定された被加工物と電極とを相対移動させる位置決め手段と、前記被加工物と前記電極との極間に加工電力を供給する加工電力供給手段と、前記加工槽を駆動することにより前記被加工物に対する前記加工液の液面高さを変化させる加工槽駆動手段とを備えた放電加工機に用いる放電加工機用ＣＡＤ／ＣＡＭ装置において、
実加工前において、前記被加工物の所定位置の所定基準位置に対する高さに所定安全距離を足した高さ（加工液面の安全高さ）と前記被加工物の加工終了位置の前記所定基準位置に対する高さに前記電極の長さを足した高さ（クランプ高さ）との比較を行い、前記クランプ高さが前記加工液面の安全高さ以下のときに異常判定を行うチェック手段を備えたことを特徴とする放電加工機用ＣＡＤ／ＣＡＭ装置。
【請求項３】
加工液を貯留する加工槽と、この加工槽内の定盤に固定された被加工物と電極とを相対移動させる位置決め手段と、前記被加工物と前記電極との極間に加工電力を供給する加工電力供給手段と、前記加工槽を駆動することにより前記被加工物に対する前記加工液の液面高さを変化させる加工槽駆動手段とを備えた放電加工機に用いる放電加工機用ＣＡＤ／ＣＡＭ装置において、
実加工前において、前記被加工物の図面データを基にして前記被加工物の所定位置の所定基準位置に対する高さに所定安全距離を足した高さ（加工液面の安全高さ）を求めると共に前記電極の図面データを基にして前記被加工物の加工終了位置の前記所定基準位置に対する高さに前記電極の長さを足した高さ（クランプ高さ）を求め、前記加工液面の安全高さと前記クランプ高さとの比較を行い、前記クランプ高さが前記加工液面の安全高さ以下のときに異常判定を行うチェック手段を備えたことを特徴とする放電加工機用ＣＡＤ／ＣＡＭ装置。
【請求項４】
加工液を貯留する加工槽と、この加工槽内の定盤に固定された被加工物と電極とを相対移動させる位置決め手段と、前記被加工物と前記電極との極間に加工電力を供給する加工電力供給手段と、前記加工槽を駆動することにより前記被加工物に対する前記加工液の液面高さを変化させる加工槽駆動手段とを備えた放電加工機に用いる放電加工機用ＣＡＤ／ＣＡＭ装置において、
前記被加工物の図面データを基にして前記被加工物の所定位置の高さを求め、前記加工液の液面高さが前記被加工物の所定位置の高さに所定安全距離を足した高さとなる前記加工槽の高さを求める加工槽高さ決定手段を備え、この加工槽高さ決定手段により求めた加工槽高さとなるように前記加工槽駆動手段を駆動するＮＣプログラムを出力することを特徴とする放電加工機用ＣＡＤ／ＣＡＭ装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
この発明は、電極と被加工物との極間に加工電力を供給して前記被加工物の加工を行う放電加工機用のＣＡＤ／ＣＡＭ装置の改良に関するものである。
背景技術
第４図は、放電加工機の構成図であり、図において、１は放電加工機の機械本体、２は放電加工機の制御部、３はＺ軸モータ、４はヘッド、５はクランプ装置、６は定盤、７は加工槽、８は加工槽７内に貯留された絶縁性の加工液、９は加工槽駆動モータ、１０は加工槽昇降用手動スイッチ、１１は自動電極交換装置、１２は加工電力供給手段、１３はＮＣプログラムを格納するメモリ、１４はＮＣプログラム解析部、１５は軸駆動部、１６は加工槽駆動部、Ｅは電極、Ｗは被加工物、ＨＬは加工液面高さである。
軸駆動部１５、並びに、Ｚ軸モータ３、図示しないＸ軸モータ及びＹ軸モータ等が位置決め手段に相当する。また、加工槽駆動部１６及び加工槽駆動モータ９等が、加工槽７を駆動して昇降させることにより加工液面高さＨＬを被加工物Ｗに対して変化させる加工槽駆動手段に相当する。
電極Ｅは、自動電極交換装置１１によりヘッド４のクランプ装置５に取り付け又は取り外しができる。電極Ｅをヘッド４のクランプ装置５に取り付け、被加工物Ｗを加工槽７内の定盤６に載置し固定する。この状態で、前記位置決め手段により電極Ｅと被加工物Ｗとを相対位置決めし、加工電力供給手段１２により電極Ｅと被加工物Ｗとの極間に電圧を印加しながら加工液８中で放電を生じさせ、被加工物Ｗを溶融除去することにより、放電加工が進行する。
メモリ１３には放電加工機の動作を指令するＮＣプログラムが格納されており、このＮＣプログラムはＮＣプログラム解析部１４により解析される。ＮＣプログラム解析部１４から軸駆動部１５及び加工槽駆動部１６へ移動指令が出力される。
加工槽駆動部１６により駆動される加工槽駆動モータ９の動作により、加工槽７の昇降動作が実行される。加工槽駆動モータ９により加工槽７が昇降すると、被加工物Ｗの位置に対して加工液面高さＨＬが上下する。加工液面高さＨＬは、例えば日本国特開平５−２６１６２０号公報に開示されているように、被加工物Ｗの高さより５０ｍｍ以上上方に、例えば１００ｍｍ程度の安全距離分上方に設定される。加工液面高さＨＬが被加工物Ｗの高さに対して低すぎると空気中での放電加工となり火災の危険性が生じ、また、加工液面高さＨＬが被加工物Ｗの高さに対して高すぎると放電加工状態の観察がし難くなると共にクランプ装置５が加工液８に浸漬されるため故障を招く危険性が生じるためである。
このような加工液面高さＨＬの被加工物Ｗの高さに安全距離を足した高さ（以下、「安全高さ」ＨＬＳと呼ぶ）への設定は、作業者が加工槽７の高さを加工槽昇降用手動スイッチ１０により調節、又は、作業者が安全高さ又は安全距離をＮＣプログラムにより指令する必要があった。安全高さＨＬＳは、被加工物Ｗの高さが変わるたびに調節する必要があり、常に作業者が介在する必要があるという問題点があった。
第５図は、従来のＣＡＤ／ＣＡＭ装置１７のシステム構成図であり、図において、１８は電極図面データ、１９は被加工物図面データ、２０は経路パス決定部、２１はＮＣプログラム、２２は経路パスチェック手段、２３はＣＲＴ等の表示手段である。
従来のＣＡＤ／ＣＡＭ装置１７は、電極図面データ１８及び被加工物図面データ１９を読み込み、これらのデータから経路パス決定部２０が加工動作の経路パスを決定してＮＣプログラム２１を生成し、ＮＣプログラム２１を第４図に示した放電加工機の制御部２内のメモリ１３に格納する。また、経路パスチェック手段２２は、電極Ｅと被加工物Ｗとの経路パスの確認を行う。
ＮＣプログラム２１のチェックを行う方法として、表示手段２３の表示画面上でのグラフィックチェック及び放電加工機の図示しない表示画面上でのグラフィックチェック並びに空運転によるドライランチェックがある。グラフィックチェックは、実際に機械を動作させずに、表示手段２３又は放電加工機の表示画面上でＮＣプログラム２１を動作させ、各軸の動作チェック等を行うものであり、表示手段２３又は放電加工機の表示画面上に経路パスがグラフィック表示され、表示画面上の座標表示値により各軸の動作チェックを行うことができるものである。ドライランチェックは、実際に機械を動作させて各軸の動作チェック等を行うものであり、加工液８がない状態で実際に加工を行わない空運転を行い、各軸の動作チェック等を高速に行うことができるものである。
前記のように加工液面高さＨＬの安全高さＨＬＳへの設定は作業者に依存しており、従来のグラフィックチェック及びドライランチェックでは、電極Ｅと加工液面高さＨＬＳの位置関係のチェックを行うことはできなかった。したがって、従来のグラフィックチェック及びドライランチェックを行ったとしても、使用する電極Ｅが短いために加工時にクランプ装置５が加工液８に浸かってしまう場合、又は、深い位置まで加工を続けるにしたがってクランプ装置５が加工液８に浸かってしまう場合等が生じることがある。
このように、実加工後にクランプ装置５が加工液８に浸かってしまい、この段階で電極Ｅが使用不可となることが判明するのでは、電極Ｅの再製作等の後戻り作業が多く発生し、生産性の低下及びコスト上昇を招来するという問題点があった。
特に、被加工物Ｗの形状が複雑な場合又は高さが異なる複数の被加工物Ｗが存在する場合等においては、また、更に複数の電極Ｅを自動電極交換装置１１により交換しながら加工を行う場合等においては、実加工時に必要な安全高さＨＬＳを認識して加工液面高さＨＬを安全高さＨＬＳに設定するための加工槽７の駆動を自動的に行うことができるようにすることが自動化の観点から非常に重要である。更に前記被加工物Ｗの形状が複雑な場合等において、電極Ｅの長さのチェック等を実加工前に的確に行えるようにする必要がある。
発明の開示
この発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、実加工時に必要な安全高さを認識して加工液面高さを安全高さに設定するための加工槽駆動を自動的に行うことができ、被加工物の形状が複雑な場合等においても、実加工時にクランプ装置等が加工液に浸かるかどうかのチェックを行うことができる放電加工機用ＣＡＤ／ＣＡＭ装置を得ることを目的とする。
この発明に係る放電加工機用ＣＡＤ／ＣＡＭ装置は、加工液を貯留する加工槽と、この加工槽内の定盤に固定された被加工物と電極とを相対移動させる位置決め手段と、前記被加工物と前記電極との極間に加工電力を供給する加工電力供給手段と、前記加工槽を駆動することにより前記被加工物に対する前記加工液の液面高さを変化させる加工槽駆動手段とを備えた放電加工機に用いる放電加工機用ＣＡＤ／ＣＡＭ装置において、実加工前において、前記被加工物の所定位置の所定基準位置に対する高さに所定安全距離を足した高さ（加工液面の安全高さ）と前記加工液の浸漬から保護すべき装置の所定位置の前記所定基準位置に対する高さとの比較を行い、前記保護すべき装置の所定位置の高さが前記加工液面の安全高さ以下のときに異常判定を行うチェック手段を備えたものである。
また、この発明に係る放電加工機用ＣＡＤ／ＣＡＭ装置は、加工液を貯留する加工槽と、この加工槽内の定盤に固定された被加工物と電極とを相対移動させる位置決め手段と、前記被加工物と前記電極との極間に加工電力を供給する加工電力供給手段と、前記加工槽を駆動することにより前記被加工物に対する前記加工液の液面高さを変化させる加工槽駆動手段とを備えた放電加工機に用いる放電加工機用ＣＡＤ／ＣＡＭ装置において、実加工前において、前記被加工物の所定位置の所定基準位置に対する高さに所定安全距離を足した高さ（加工液面の安全高さ）と前記被加工物の加工終了位置の前記所定基準位置に対する高さに前記電極の長さを足した高さ（クランプ高さ）との比較を行い、前記クランプ高さが前記加工液面の安全高さ以下のときに異常判定を行うチェック手段を備えたものである。
また、この発明に係る放電加工機用ＣＡＤ／ＣＡＭ装置は、加工液を貯留する加工槽と、この加工槽内の定盤に固定された被加工物と電極とを相対移動させる位置決め手段と、前記被加工物と前記電極との極間に加工電力を供給する加工電力供給手段と、前記加工槽を駆動することにより前記被加工物に対する前記加工液の液面高さを変化させる加工槽駆動手段とを備えた放電加工機に用いる放電加工機用ＣＡＤ／ＣＡＭ装置において、実加工前において、前記被加工物の図面データを基にして前記被加工物の所定位置の所定基準位置に対する高さに所定安全距離を足した高さ（加工液面の安全高さ）を求めると共に前記電極の図面データを基にして前記被加工物の加工終了位置の前記所定基準位置に対する高さに前記電極の長さを足した高さ（クランプ高さ）を求め、前記加工液面の安全高さと前記クランプ高さとの比較を行い、前記クランプ高さが前記加工液面の安全高さ以下のときに異常判定を行うチェック手段を備えたものである。
また、この発明に係る放電加工機用ＣＡＤ／ＣＡＭ装置は、加工液を貯留する加工槽と、この加工槽内の定盤に固定された被加工物と電極とを相対移動させる位置決め手段と、前記被加工物と前記電極との極間に加工電力を供給する加工電力供給手段と、前記加工槽を駆動することにより前記被加工物に対する前記加工液の液面高さを変化させる加工槽駆動手段とを備えた放電加工機に用いる放電加工機用ＣＡＤ／ＣＡＭ装置において、前記被加工物の図面データを基にして前記被加工物の所定位置の高さを求め、前記加工液の液面高さが前記被加工物の所定位置の高さに所定安全距離を足した高さとなる前記加工槽の高さを求める加工槽高さ決定手段を備え、この加工槽高さ決定手段により求めた加工槽高さとなるように前記加工槽駆動手段を駆動するＮＣプログラムを出力するものである。
この発明に係る放電加工機用ＣＡＤ／ＣＡＭ装置は以上のように構成されているため、実加工時に必要な安全高さを認識して加工液面高さを安全高さに設定するための加工槽駆動を自動的に行うことができる。また、実加工前において、実加工時にクランプ装置等が加工液に浸かるかどうかのチェックを行うことができる。
発明を実施するための最良の形態
第１図は、この発明の実施の形態に係る放電加工機用ＣＡＤ／ＣＡＭ装置２４の構成図であり、図において、１８は電極図面データ、１９は被加工物図面データ、２０は経路パス決定部、２１はＮＣプログラム、２２は経路パスチェック手段、２３はＣＲＴ等の表示手段、２５は機械パラメータ、２６は加工槽パラメータ、２７は電極長さ解析部、２８は被加工物高さ解析部、２９は被加工物実加工高さ決定部、３０は電極交換時加工槽高さ決定手段、３１は加工槽高さ決定手段、３２は電極の長さをチェックするチェック手段である。第１図において、背景技術の第５図に示した従来のＣＡＤ／ＣＡＭ装置１７と同一符号は同一又は相当部分を示している。
また、この発明の実施の形態に係る放電加工機用ＣＡＤ／ＣＡＭ装置２４が使用される放電加工機の構成は背景技術で説明した第４図と同様であるため、放電加工機についての説明は省略する。
第２図は、電極図面データ１８及び被加工物図面データ１９の例を示す説明図である。第２図の（ａ）の電極図面データ１８は電極Ｅの長さＬ等の情報を持っており、１８ａは電極Ｅ本体、１８ｂはシャンク、１８ｃはシャンククロスピンである。第２図の（ｂ）の被加工物図面データ１９は被加工物Ｗの形状及び高さ等の情報を持っている。また、被加工物図面データ１９の斜線部が加工領域を示している。
第１図において、機械パラメータ２５は定盤６の高さ及び安全距離等の情報を持っており、加工槽パラメータ２６は加工槽７の高さ位置等の情報を持っている。被加工物高さ解析部２８は、被加工物図面データ１９から、被加工物Ｗの高さを求める。ここでは、被加工物Ｗごとの高さ及び１度の加工における被加工物Ｗの中で最大の被加工物Ｗの高さ等を求めることができる。求められた被加工物Ｗの高さは、被加工物実加工高さ決定部２９において定盤６の高さ等、実際に加工を行う上での高さに関して考慮すべき高さ方向（Ｚ軸方向）の機械パラメータが考慮され、所定基準位置に対する被加工物Ｗの実加工高さが決定される。
第３図は、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置２４が、被加工物Ｗの加工終了時の高さ方向の位置に電極Ｅの長さＬ分を足した高さ方向の位置の所定基準位置に対する高さ（以下、「クランプ高さ」ＨＣと呼ぶ）が安全高さＨＬＳ、即ち被加工物Ｗ上面の高さに安全距離を足した高さを保てるかどうかを実加工前に予めチェックする方法を示すフローチャートであり、以下において各ステップ（Ｓ１乃至Ｓ５）を説明する。
Ｓ１：被加工物図面データ１９の読み込み
被加工物高さ解析部２８に被加工物図面データ１９を読み込む。
Ｓ２：安全高さＨＬＳの演算
被加工物高さ解析部２８で被加工物Ｗの高さを求め、この被加工物Ｗの高さ及び機械パラメータ２５の定盤６の高さ等、被加工物Ｗの高さに関係する情報を基に、被加工物実加工高さ決定部２９により被加工物Ｗの所定基準位置に対する被加工物Ｗ上面の高さを求める。
次に、チェック手段３２により、前記被加工物Ｗ上面の高さ及び機械パラメータ２５の安全距離の情報から安全高さＨＬＳを求める。
Ｓ３：電極図面データ１８の読み込み
電極長さ解析部２７に電極図面データ１８を読み込む。
Ｓ４：クランプ高さＨＣの演算
被加工物高さ解析部２８で被加工物Ｗの高さを求め、この被加工物Ｗの高さ及び機械パラメータ２５の定盤６の高さ等、被加工物Ｗの高さに関係する情報を基に、被加工物実加工高さ決定部２９により被加工物Ｗの所定基準位置に対する実加工高さを求める。また、ＮＣプログラム２１より、チェック手段３２にて加工終了位置（高さ方向位置）を求める。
次に、チェック手段３２により、電極長さ解析部２７で求めた電極Ｅの長さＬ及び前記加工終了位置（高さ方向位置）からクランプ高さＨＣを求める。
Ｓ５：クランプ装置５が加工液８に浸かるかどうかの判定
チェック手段３２にて、ステップＳ２で求められた安全高さＨＬＳ及びステップＳ４で求められたクランプ高さＨＣから、クランプ装置５が加工液に浸かるかどうかを以下のように判定する。
即ち、ＨＣ＞ＨＬＳのときは、クランプ装置５が加工液８に浸からないため、正常と判定する。ＨＣ≦ＨＬＳのときは、クランプ装置５が加工液８に浸かるため、異常と判定し、表示手段２３にエラー出力を行い、作業者に警告する。
以上のように、チェック手段３２により、クランプ装置５が加工液８に浸かる可能性があるか否かを実加工前にチェックすることができる。
また、前記ステップＳ２において被加工物実加工高さ決定部２９により被加工物Ｗの所定基準位置に対する被加工物Ｗ上面の高さが求まっているため、加工槽高さ決定手段３１にて、被加工物実加工高さ決定部２９からの被加工物Ｗ上面の高さ及び機械パラメータ２５の安全距離の情報から安全高さＨＬＳを求め、更に加工槽パラメータ２６の情報から加工液面高さＨＬが安全高さＨＬＳになる加工槽７の位置を求めることができる。
したがって、加工液面高さＨＬが安全高さＨＬＳになるように加工槽７を移動するためのＮＣコードを加工槽高さ決定手段３１からＮＣプログラム２１に出力でき、これにより、安全高さＨＬＳを実現するための加工槽７の位置は、ＮＣプログラム２１として、第４図の放電加工機の制御部２のメモリ１３に出力され、メモリ１３内のＮＣプログラム２１をＮＣプログラム解析部１４が解析して加工槽駆動部１６に移動指令を送ることにより、加工液面高さＨＬが安全高さＨＬＳになる加工槽７の位置に加工槽７を移動させることができる。
このように加工槽駆動部１６に移動指令を与えるためのＮＣプログラム２１が作成されるため、実加工時において、自動的に加工液面高さＨＬを安全高さＨＬＳに設定することができ、作業者の負担を大幅に軽減することができる。
また、第４図の自動電極交換装置１１により電極Ｅを交換する場合は、電極交換時加工槽高さ決定手段３０にて電極Ｅと加工槽７が干渉しないように、加工槽７の位置を決定し、この加工槽７の位置に移動するためのＮＣコードをＮＣプログラム２１に出力しておけばよい。
また、被加工物の高さが異なる複数の被加工物が存在する場合は、被加工物の高さが一番高い被加工物を基準に加工槽７の位置を制御してもよいし、加工する被加工物ごとに加工槽７の位置を制御してもよい。
以上の説明においては、加工液面高さＨＬを被加工物Ｗ上面の高さに安全距離を足した高さである安全高さＨＬＳに設定する場合について説明したが、例えば被加工物Ｗの形状が複雑な場合等において被加工物Ｗの上面から加工を行わない場合には、加工液面高さＨＬを被加工物Ｗの加工開始点の高さに安全距離を足した高さに設定する等、安全高さＨＬＳとして被加工物Ｗの所定位置の高さに安全距離を足した高さを設定してもよい。
また、以上の説明においては、クランプ装置５が加工液８に浸からないように安全高さＨＬＳとクランプ高さＨＣとを比較して異常判定を行う場合を説明したが、放電加工機の構成によってはクランプ高さＨＣではなく、加工液８の浸漬から保護すべき他の装置の高さを用いてもよい。
産業上の利用可能性
以上のように、この発明に係る放電加工機用ＣＡＤ／ＣＡＭ装置は、電極と被加工物との極間に加工電力を供給して前記被加工物の加工を行う放電加工機に用いられるのに適している。特に放電加工作業の自動化に適している。
【図面の簡単な説明】
第１図は、この発明の実施の形態に係る放電加工機用ＣＡＤ／ＣＡＭ装置の構成図である。
第２図は、電極図面データ及び被加工物図面データの例を示す説明図である。
第３図は、クランプ高さＨＣが安全高さＨＬＳを保てるかどうかをチェックする方法を示すフローチャートである。
第４図は、放電加工機の構成図である。
第５図は、従来の放電加工機用ＣＡＤ／ＣＡＭ装置の構成図である。
【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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【国際調査報告】
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2003049891.tif 000009
2003049891.tif 000010