(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極と被加工物との間に電圧を印加し放電させることで前記被加工物を加工するワイヤ放電加工機の制御装置において、
前記電極と前記被加工物との間の極間平均加工電圧を検出する極間平均加工電圧検出部と、
前記極間平均加工電圧検出部の検出した極間平均加工電圧を補正する極間平均加工電圧補正部と、
前記極間平均加工電圧の目標値である設定電圧を予め記憶した設定電圧記憶部と、
前記設定電圧と前記極間平均加工電圧補正部の出力との差分を演算する電圧演算部と、
前記電圧演算部の算出した差分に基づき前記電極の加工速度を算出する加工速度制御部と、
前記加工速度で前記電極の加工速度を制御する駆動制御装置と、
前記加工速度の目標値である設定速度を予め設定した設定速度記憶部と、
前記加工速度と前記設定速度との差分に基づき極間平均加工電圧補正値を算出する電圧補正値演算部とを備え、
前記極間平均加工電圧補正部は、前記極間平均加工電圧補正値に応じて極間平均加工電圧を補正す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】
電極と被加工物で構成される極間に電圧を印加し放電させることで前記被加工物を加工するワイヤ放電加工機の制御装置において、
前記電極と前記被加工物との間の極間平均加工電圧を検出する極間平均加工電圧検出部と、
前記極間平均加工電圧の目標値である設定電圧を予め記憶した設定電圧記憶部と、
前記設定電圧を補正する設定電圧補正部と、
前記極間平均加工電圧と前記設定電圧補正部の出力との差分を演算する電圧演算部と、
前記電圧演算部の算出した差分に基づき前記電極の加工速度を算出する加工速度制御部と、
前記加工速度で前記電極の加工速度を制御する駆動制御装置と、
前記加工速度の目標値である設定速度を予め設定した設定速度記憶部と、
前記加工速度と前記設定速度との差分に基づき極間平均加工電圧補正値を算出する電圧補正値演算部とを備え、
前記設定電圧補正部は、前記電圧補正値演算部の出力に応じて、前記設定電圧を補正す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３】
前記極間平均加工電圧補正値は、前記加工速度と前記設定速度との差分に、一定もしくは加工条件に応じた値の補正係数を乗算した値であることを特徴とする請求項１，２のいずれか一項に記載のワイヤ放電加工機の制御装置。
【請求項４】
前記極間平均加工電圧の補正値は、前記加工速度と前記設定速度との差分が予め設定された範囲内では、一定値とな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５】
前記設定電圧の補正値は、前記加工速度と前記設定速度との差分が予め設定された範囲内では、一定値となることを特徴とする請求項２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】
この発明はワイヤ放電加工機の制御装置、ワイヤ放電加工機の制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
放電加工装置は、加工用電極と被加工物との間（極間）にアーク放電を発生させることにより被加工物を加工する装置である。放電加工装置には、極間に放電を発生させるための電力源が必要である。極間に高電圧を印加するか、あるいは極間の距離を短くして電界強度を上げると、絶縁破壊により放電が発生し、被加工物が除去加工される。放電が終了し絶縁回復した後再度放電する際は、極間の距離が広くなっているため、極間に高電圧を印加するか、あるいは極間を狭めて電界強度を上げる必要がある。
また、放電加工装置を用いた加工では、目標寸法と面粗さの精度によって、加工条件を変えながら数回繰り返し加工を行う。最初に被加工物から目標形状を加工する工程（１回目の加工、以降１ｓｔ加工）があり、その後、目標に合わせて、形状の精度を上げ、面粗さを細かくしていく工程（形状修正加工）がある。【０００３】
加工工程の中で１ｓｔ加工では、生産性を上げるために高速度化が求められており、高速加工をするのに高エネルギーを投入する過程で、加工形状と目標形状にずれが生じる。その理由としては、高速加工時に断線を防止するため噴射する液圧を上げることや、加工回数によるワイヤテンションの変動、また加工時の残留応力により加工物にひずみが発生することなどが考えられる。このように１ｓｔ加工では、加工中に加工用電極のランダムな動きや、被加工物の予想しにくい膨張、収縮を発生させ、加工後の被加工物の形状が目標形状からずれる問題が生じるため、１ｓｔ加工以降に形状を修正する工程が必要となる。
形状修正加工では、１ｓｔ加工で発生した形状のずれを修正しながら、面粗さの精度を上げることが求められる。しかし、１ｓｔ加工で形状が加工進行方向に対しどの方向にどれぐらいずれているかは、加工サンプルの形状、加工進行方向、加工条件などによって変わる。形状修正加工では、加工場所や加工進行方向に対する方向によって修正する加工量が変わっても目標寸法の通りに加工する能力が要求される。形状修正加工で目標寸法通りに形状を修正できないと、加工場所によって極間距離が変化し、面粗さのバラつきが大きくなる可能性が高くなる。
そこで、形状修正能力を向上させるため、放電加工中の加工状態を検出する手段として極間平均加工電圧をモニタし、極間平均加工電圧が設定電圧になるように相対移動速度を制御する制御方式が一般的に採択されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１１０６４９（第６、７頁、第１，２図）
【特許文献２】特開平１０−１３８０４８（第２頁、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、形状修正加工の加工量は、被加工物の前加工工程で残された度合いによるもので、一つの加工形状の中でも常に一定とは限らない。実際には、加工機の構造、加工液圧、被加工物のひずみにより、加工面（Ｘ＋、Ｙ＋、Ｘ−、Ｙ−）によって加工する量は変化する。図１は、１ｓｔ加工後の被加工物の形状により形状修正加工の加工量が変化する様子を表す図である。点線が１ｓｔ加工の設定形状（１ｓｔ加工用にプログラムされた目標形状）、実線が実際の１ｓｔ加工後の形状、一点鎖線が形状修正加工の設定形状（形状修正加工用にプログラムされた目標形状）である。１ｓｔ加工での設定形状からのずれにより、形状修正加工での加工量は設定値から増減する。このため、形状修正加工で測定した平均電圧を設定した電圧と一致するように加工速度を制御する従来の制御方式を採用しても、寸法通りの加工ができないという問題があった。【０００６】
そこで、発明者らは、形状修正加工で従来の制御方式による制御が不十分な原因として、形状修正加工特有の二つの原因を考えた。まず、一つ目は、サイドギャップとフロントギャップの差を加工中の極間平均加工電圧だけでは測定しきれないことである。ここで、フロントギャップとは、加工用電極の進行方向で行われている放電により生成される加工用電極と被加工物間の距離のことで、サイドギャップとは、加工進行方向に対して垂直の方向に生成される加工用電極と被加工物間の距離を意味する。また、形状修正加工の重要な役割である形状修正は、サイドギャップを一定にすることである。図２は、加工用電極と被加工物との位置関係とフロントギャップ、サイドギャップの定義を示す図である。極間平均加工電圧は、放電が発生したことをモニタすることはできるが、放電がどこで発生しているかはわからない。しかし、実際に極間平均加工電圧を一定とするよう加工しても、加工速度によってサイドギャップが一定にならないということが今回実験により判明し、形状修正加工の精度を向上するためには極間平均加工電圧を一定とするだけでの制御は不十分であることがわかった。【０００７】
従来の制御方式が不十分な理由として二つ目は、放電する範囲を表す放電ギャップが時間とともに成長する現象が考えられる。ここで放電ギャップは、加工用電極と被加工物間に放電が発生できる距離と解釈してもいい。放電ギャップの成長とは、加工用電極を被加工物に短絡しない程度で十分に近づけて放電させると、時間とともに被加工物との距離が広がっていく現象である。放電発生可能な極間距離は数十マイクロメートル以下で、一回の放電では放電ギャップは数マイクロメートルまで広がる。形状修正加工では、加工用電極と被加工物の位置関係は図２のようである。加工用電極が被加工物に対し移動している場合、速度が大きい場合にはサイドギャップが広がる前に加工が進むが、速度が小さい場合には、サイドギャップが放電発生可能な極間距離の最大値近くまで広がりながら加工が進む。従来の制御方式では、放電ギャップの成長まで考慮してないので、サイドギャップを一定にするには不十分である。【０００８】
例えば特許文献１では、加工用電極と被加工物の間の極間平均加工電圧を設定電圧になるように相対移動速度を制御する方式において、加工条件（加工用電極の直径、被加工物の材質、被加工物の板厚）に応じた補正係数のテーブルがあり、補正係数を用いて、極間平均加工電圧を補正する。つまり、極間平均加工電圧を一定の係数により一定の補正値の増減で補正しているので、一つの加工条件では、一定の補正値を有する。【０００９】
また、特許文献２では、複数台の同一構成の装置で、同一条件下での加工精度の再現性を向上させるため極間平均加工電圧値を補正する技術を提案している。極間平均加工電圧値の補正値は、電極と被加工物間に電圧を印加させ開放状態の平均開放電圧を計測し、所定の基準電圧値によって設定する。特許文献２の制御は、加工で計測される極間平均加工電圧値を前記の補正係数を持って補正し、設定電圧になるように相対移動速度を制御する。
しかし、特許文献１及び２では、事前に加工した結果に基づき一律に補正する方法を提示しており、この方法では一つの加工形状の加工中で一定の補正値しか有さないため、一つの加工形状のなかで生じる加工量のバラつきに対応して、形状修正することはできないという問題があった。【００１０】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、加工しながら加工状態を検出し、その状態に応じてサイドギャップを一定とするように設定電圧または極間平均加工電圧の少なくとも何れか一方を補正することで、加工精度を向上させることのできるワイヤ放電加工機を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明に係るワイヤ放電加工機の制御装置においては、設定電圧と極間平均加工電圧との差分に応じて加工速度を制御する制御装置を備えたワイヤ放電加工機において、制御装置は、加工速度の変化に応じて、設定電圧または極間平均加工電圧の少なくとも何れか一方を補正することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
この発明は、加工速度制御部の算出した加工速度と、予め設定した設定速度との差分に応じて設定電圧または極間平均加工電圧の少なくとも何れか一方を補正したので、サイドギャップを一定とすることができ加工精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】１ｓｔ加工後の被加工物の形状により形状修正加工の加工量が変化する様子を表す図である。
【図２】加工用電極と被加工物との位置関係とフロントギャップ、サイドギャップの定義を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１におけるワイヤ放電加工機を示すブロック図である。
【図４】従来の制御を行うワイヤ放電加工機を示すブロック図である。
【図５】形状修正加工時に測定した極間平均加工電圧とサイドギャップの関係の一例を示すグラフである。
【図６】形状修正加工時に測定した極間平均加工電圧、加工速度、サイドギャップの関係を示すグラフである。
【図７】本発明の実施の形態１におけるワイヤ放電加工機での制御のプロセスを示すブロック図である。
【図８】本発明の実施の形態１におけるワイヤ放電加工機での制御による加工速度と従来制御による加工速度の比較を示したグラフである。
【図９】本発明の実施の形態２におけるワイヤ放電加工機の構造と制御構成を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態２におけるワイヤ放電加工機での制御のプロセスを示すブロック図である。
【図１１】本発明の実施の形態２におけるワイヤ放電加工機での制御による加工速度と従来制御による加工速度の比較を示したグラフである。
【図１２】本発明の実施の形態３におけるワイヤ放電加工機での制御による加工速度と従来制御による加工速度の比較を示したグラフである。
【図１３】本発明の実施の形態４におけるワイヤ放電加工機での制御による加工速度と従来制御による加工速度の比較を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
実施の形態１．
図３は、本発明の実施の形態１におけるワイヤ放電加工機を示すブロック図である。本発明のワイヤ放電加工機は、まず、加工用電極３、電源部９０、制御部１０１によって構成されている。電源部９０は、加工用電極３と被加工物４との間に電圧を印加する加工用電源２、そして加工用電源２のオン、オフを制御する加工用電源制御部１によって構成される。ここでは電源部９０や機械構造の詳細（電気回路上存在するスイッチ、インダクタンス、抵抗、コンダクタンスの数と配置）の説明は、本発明の趣旨とは異なるため省略する。
制御部１０１では、加工用電極３と被加工物４の間の極間平均加工電圧から加工速度（加工用電極３と被加工物４の相対速度）を制御する。制御部１０１は、極間平均加工電圧を検出する極間平均加工電圧検出部５、測定した極間平均加工電圧と設定電圧の差を演算する電圧演算部７、所定の平均電圧で加工するための設定電圧を記憶する設定電圧記憶部６、加工速度制御部８、駆動制御装置９に加え、所定の加工速度で加工するための設定速度を記憶する設定速度記憶部１０、電圧補正値演算部１１、極間平均加工電圧補正部１２で構成される。
なお、本発明で新しく提案しているのは、設定速度記憶部１０と、電圧補正値演算部１１と、極間平均加工電圧補正部１２である。
【００１５】
ここで、従来の制御について説明しておく。図４は、従来の制御を行うワイヤ放電加工機を示すブロック図である。図３と同じ構成部については同一の符号を付した。従来の制御部１００は、極間平均加工電圧検出部５、電圧演算部７、設定電圧記憶部６、加工速度制御部８、駆動制御装置９から成る。
従来のワイヤ放電加工機における、加工中の制御の動作について説明する。放電を連続発生させ加工するため、電源部９０から極間に電圧を印加し、極間平均加工電圧検出部５では、所定時間毎の極間平均加工電圧を測定する。所定時間毎の極間平均加工電圧から放電周波数や加工量など、放電状況を推定することができる。加工条件によって適切と思われる放電周波数、加工量などは異なっており、目的によって適切な極間平均加工電圧が決まってくる。設定電圧記憶部６では、目的に応じて適切と思われる電圧が設定電圧として予め設定されている。電圧演算部７では、測定した極間平均加工電圧と設定電圧の差分を算出する。加工速度制御部８では、測定される所定時間内の極間平均加工電圧が設定電圧になるよう（電圧演算部７の算出した差分が０になるよう）、加工速度（加工用電極３と被加工物４の相対速度）を算出し、駆動装置１３が加工速度制御部８の算出した加工速度に基づき加工用電極３を制御する。
【００１６】
ここで、本実施の形態における制御部１０１の話に戻る。図３を図４と比較してもわかるように、本発明の実施の形態１におけるワイヤ放電加工機で新しく導入したのは、電圧補正値演算部１１、極間平均加工電圧補正部１２、設定速度記憶部１０である。本実施の形態における制御部１０１の動作を説明する。極間平均加工電圧検出部５は、極間平均加工電圧を従来の制御部１００と同様に検出し、詳細は後述する極間平均加工電圧補正部１２に出力する。電圧演算部７は、極間平均加工電圧補正部１２からの出力と設定電圧記憶部６に予め記憶された設定電圧との差分を演算する。加工速度制御部８は、従来と同様に電圧演算部７の算出した差分が０になるよう、加工速度を算出し、駆動装置１３が加工速度制御部８の算出した加工速度に基づき加工用電極３を制御する。
また、以下が従来の制御部１００から追加の処理となる。
加工速度制御部８は、算出した加工速度を駆動制御装置９以外に電圧補正値演算部１１に送信する。電圧補正値演算部１１は、設定速度記憶部１０に予め記憶された設定速度と、加工速度制御部８の算出した加工速度との差分を演算し、差分に補正係数を乗じて極間平均加工電圧の補正値を算出する。極間平均加工電圧補正部１２では、極間平均加工電圧検出部５からの極間平均加工電圧と、電圧補正値演算部１１の算出した極間平均加工電圧補正値を演算し、結果を電圧演算部７に送信する。
【００１７】
なお、加工速度制御部８で、極間平均加工電圧を設定電圧と一致させるため、加工速度を制御する方式は従来と同様であり本発明の本質ではない。例えば、極間平均加工電圧を設定電圧に一致させる制御方式については比例項のみの式や、微分、積分項をさらに持つ式等に基づき加工速度を算出しても、或いは最適制御でも良いとする。
【００１８】
次に、本発明の実施の形態１におけるワイヤ放電加工機では、加工速度に応じて極間平均加工電圧を補正するが、その根拠となる実験データを図５と図６に示す。図５と図６のデータは、加工用電極直径φ０．２、被加工物がスチールの板厚６０ｍｍのものを加工した際のデータである。図５と図６は同じデータを示しており、図６を加工電圧、サイドギャップで表した図が図５である。図５は、極間平均加工電圧（Ｘ軸）とサイドギャップ（Ｚ軸）との関係の一例を示しており、この図から極間平均加工電圧が一定でも、サイドギャップは一定ではないことがわかる。つまり、極間平均加工電圧を設定電圧と一致するように従来の制御をしても、形状修正加工で必要な精度が実現できるレベルにサイドギャップを一定にすることはできないことがわかる。
【００１９】
図５に加工速度の指標を追加した図６は、極間平均加工電圧（Ｘ軸）、加工速度（Ｙ軸）、サイドギャップ（Ｚ軸）の関係の一例を示すグラフである。図６に示すように、同じ極間平均加工電圧でもサイドギャップが異なる現象は、加工速度と密接に関係している。具体的には、加工速度が遅くなるほど同じ極間平均加工電圧でもサイドギャップは大きくなる。すなわち、図５、図６で示すように、形状修正加工の精度を向上させるためには、極間平均加工電圧を設定電圧に近づける制御以外に、加工速度を取り入れた制御方式が必要である。なお詳細は後述するが、図５、図６について、加工用電極径や被加工物などの加工条件が変わっても傾向（後述する式（４））が変わらないことは確認済みである。
【００２０】
このような実験の結果から、サイドギャップと極間平均加工電圧、加工速度の相関を１次の近似で求めると、式（１）の関係式を得る。ここでＳｉｄｅＧａｐはサイドギャップの測定値を、ＦＣは加工速度の測定値を、ＶＧは極間平均加工電圧の測定値を、ｉは実験データの番号（ｉ  ＝  １…Ｎ）を意味する。
ＳｉｄｅＧａｐ（ｉ）  ＝  Ａ×ＦＣ（ｉ）  ＋  Ｂ×ＶＧ（ｉ）  ＋  Ｏｆｆｓｅｔ    ・・・（１）
式（１）に表すように加工速度と極間平均加工電圧とサイドギャップは実験値で、ポイント毎に違う値を持つが、Ａ、Ｂ、Ｏｆｆｓｅｔは固定値である。式（１）より、（ｉ）番目の実験データと（ｉ＋１）番目の実験データの差から式（２）の関係式を得ることができる。
ＳｉｄｅＧａｐ  （ｉ＋１）  −  ＳｉｄｅＧａｐ  （ｉ）  ＝  Ａ×（ＦＣ（ｉ＋１）  −  ＦＣ（ｉ））  ＋  Ｂ×（ＶＧ（ｉ＋１）  −  ＶＧ（ｉ））    ・・・（２）
形状修正加工におけるサイドギャップを一定にすることが目的であるため、同じサイドギャップの際に加工速度と極間平均加工電圧間の関係を求めると、式（３）のようになる。ここでΔＦＣは（ｉ＋１）番目の速度と（ｉ）番目の速度の差であり、ΔＶＧは（ｉ＋１）番目の電圧と（ｉ）番目の電圧の差である。
０  ＝    Ａ×（ＦＣ（ｉ＋１）  −  ＦＣ（ｉ））  ＋  Ｂ×（ＶＧ（ｉ＋１）  −  ＶＧ（ｉ））  ＝  Ａ×ΔＦＣ  ＋  Ｂ×ΔＶＧ    ・・・（３）
サイドギャップが一定の場合、極間平均加工電圧と加工速度の間には式（４）の関係があることがわかる。
ΔＶＧ  ＝  −  （Ａ  ／  Ｂ）×ΔＦＣ    ・・・（４）
以上の形状修正加工の実験解析からサイドギャップは、極間平均加工電圧だけではなく、加工速度によって変化しており、その関係式は式（１）のように表すことができることがわかった。このような知見のもと、サイドギャップを一定にするためには、極間平均加工電圧を式（４）の右辺のように加工速度の変化に応じて補正する必要がある。
【００２１】
なお、本実施の形態では、式（４）の左辺は設定電圧記憶部６に記憶された設定電圧からの差分、右辺は設定速度記憶部１０に記憶された設定速度からの差分とする。また、図５、及び図６は加工用電極径がＢＳφ０．２、被加工物がＳｔ６０ｔの場合でのデータであるが、任意の加工条件でサイドギャップ、加工速度、極間平均加工電圧の関係が（４）式を満たすことは実験により確認済みである。
したがって、設定速度および係数Ａ／Ｂについては、システムの中で決めても、ＮＣ上の加工条件で任意に設定しても良い。ここで設定速度の決め方は、加工条件によって変更しても良く、一律な値にしても良い。設定速度の例として、例えば、１．０ｍｍ／ｍｉｎと一律に設定しても良い。
システムの中で設定速度を決める場合、加工用電極の径や材質、また被加工物の板厚や材質によって違う値を設定するためにテーブルを持ってもよいし、加工条件に応じて決める場合には、固定値にしてもよい。求められる形状修正精度によって、適切な設定速度の決定方法にすればよい。
ここで示す設定速度や係数は制御のゲインとオフセットの意味であり、本発明の制御方式は、１回の加工の中で加工場所、加工進行方向に対する方向によって加工状況に合わせてリアルタイムで補正するものである。
【００２２】
式（１）から式（４）までの関係式のもと、本発明の実施の形態１におけるワイヤ放電加工機での制御のプロセスを図７に示す。図７は、図４の、従来の制御を行うワイヤ放電加工機における極間平均加工電圧を設定電圧に一致させる制御をベースに、式（４）の加工速度に起因する電圧補正を極間平均加工電圧に演算する制御を示している。
設定電圧ＶＲは、図３の設定電圧記憶部６に予め設定された設定電圧であり、極間平均加工電圧ＶＧは、図３の極間平均加工電圧検出部５が検出した測定値であり、補正係数Ｃは式（４）のＡ／Ｂであり、加工速度ＦＣは図３の加工速度制御部８から出力される加工速度である。
【００２３】
なお、ここでは簡単に電源と速度の関係を一次式に表しているが、より精度を上げるためには、高次元にしても良い。高次元の場合、式（４）は次のように表せる。
ΔＶＧ  ＝  Ｃ１×ΔＦＣ＋Ｃ２×ΔＦＣ２＋Ｃ３×ΔＦＣ３＋…    （５）
ここでのＣ１、Ｃ２、Ｃ３…は各次元の係数である。例えば式（４）の一次元の係数「−  （Ａ  ／  Ｂ）」はＣ１に当てはまる。本発明での特徴は速度変動分をフィードバックし電圧を補正するところであるため、速度変動分のフィードバック時の次元はいくらであってもよい。
【００２４】
以下、図７の処理について説明する。まず、極間平均加工電圧検出部５の検出した値ＶＧに、加工速度ＦＣと設定速度ＦＡとの差分に補正係数Ｃを乗じた値を減算する。減算後の値を設定電圧ＶＲから減算し、従来と同様に極間加工電圧から加工速度ＦＣへの変換（制御ボックス）を行う。この変換は図３でも説明したように、本発明の本質ではないため省略する。その結果算出された加工速度ＦＣで図３の駆動制御装置９が駆動制御を行い、加工速度ＦＣと設定速度ＦＡとの差分は補正係数Ｃに乗算されるべく電圧補正値演算部１１に入力される。
【００２５】
図８は、本発明の実施の形態１におけるワイヤ放電加工機での制御による加工速度と従来の制御による加工速度の比較を示したグラフである。横軸は極間平均加工電圧、縦軸が加工速度で、実線が本発明の実施の形態１におけるワイヤ放電加工機での制御のグラフであり、点線が従来の制御のグラフである。従来の制御も、本発明でも、極間平均加工電圧と設定電圧との差がプラス方向に大きくなればなるほど加工速度は速く、極間平均加工電圧と設定電圧との差がマイナス方向に大きくなればなるほど加工速度は遅くなる。ただし本発明では、式（４）または（５）で表される加工速度と設定速度との差分による極間平均加工電圧の補正がされ、加工速度が速くなればなるほど極間平均加工電圧補正値はマイナス方向に大きくなるため、結果的に従来の制御より加工速度は遅くなる。また加工速度が遅くなればなるほど極間平均加工電圧補正値はプラス方向に大きくなるため、結果的に従来の制御より加工速度は速くなることになる。
【００２６】
このように、加工速度と設定速度の差分に応じて、極間平均加工電圧を補正することで、変化する加工量に対して対応することもできるし、放電ギャップの成長によるサイドギャップのバラつきを抑制することができるため、形状修正加工において加工精度を向上させることができる。
【００２７】
実施の形態２．
図９は、本発明の実施の形態２におけるワイヤ放電加工機の構造と制御構成を示す図である。実施の形態２で提示する技術の特徴は、実施の形態１と同様、加工速度に基づき電圧を補正することにあるが、実施の形態１（図３）と異なる点は、加工速度によって求めた極間平均加工電圧補正値を、極間平均加工電圧検出部５の検出した電圧に対してではなく、設定電圧に対して補正をする点である。
図９において図３から異なる箇所は、極間平均加工電圧補正部１２の代わりに設定電圧補正部１３があり、電圧演算部７では、設定電圧補正部１３の補正した設定電圧と極間平均加工電圧検出部５が検出した極間平均加工電圧との差を演算する点である。なお、図３と同一の箇所については同一の符号を付した。
本実施の形態では、極間平均加工電圧ではなく設定電圧を補正するため、極間平均加工電圧を補正する補正式と符号が逆になる。すなわち式（４）を以下の式（６）にし、制御に使用する必要がある。
ΔＶＧ´  ＝  （Ａ  ／  Ｂ）×ΔＦＣ    （６）
図１０は、本発明の実施の形態２におけるワイヤ放電加工機での制御のプロセスを示すブロック図である。図７との差異は、設定速度ＦＡと加工速度ＦＣとの差分に補正係数Ｃをかけたものが設定電圧ＶＲから減算される点である。設定電圧からの補正値の減算は図９の設定電圧補正部１３で行う。その他は図７と同様なので説明は省略する。
図１１は、実施の形態２におけるワイヤ放電加工機での制御による加工速度と従来制御による加工速度の比較を示したグラフである。横軸は極間平均加工電圧、縦軸が加工速度で、点線が従来の制御のグラフであり、実線が本発明の実施の形態２における制御による設定電圧である。極間平均加工電圧と設定電圧の差の大きさと符号によって加工速度を制御することは実施の形態１と同じである。加工速度が早くなるときは、設定電圧はプラスの方に補正され補正後の設定電圧は高くなり、加工速度が遅くなるときは、設定電圧はマイナスの方に補正され、補正後の設定電圧は低くなる。このように実施の形態２では、極間平均加工電圧は従来通り測定した結果と、補正後の設定電圧を用いΔＶＧ’を算出する。（そのため、図１０の極間平均加工電圧と設定電圧の差であるΔＶＧ’は、実施例１のΔＶＧと同じ値であり、補正によるサーボ速度の変化も同等である。）
実施の形態２による効果は、実施の形態１と同様、加工速度に基づく設定電圧の補正により、必要な加工量に応じた加工や、放電ギャップの成長を考慮することができ、サイドギャップを一定にすることができる。すなわち、形状修正加工において加工精度を向上させることができる。
【００２８】
実施の形態３．
実施の形態３は、実施の形態１のワイヤ放電加工機と同様、図３の構造を有する。実施の形態１では、加工速度が設定速度とずれた場合、加工速度の差分をフィードバックし、極間平均加工電圧の補正を行うのに対して、実施の形態３では、加工速度がある程度ずれた後、加工速度と設定速度の差分が所定値になった場合に極間平均加工電圧の補正を行う。
図１２は実施の形態３におけるワイヤ放電加工機での制御による加工速度と従来制御による加工速度の比較を示したグラフである。点線は、従来の制御による極間平均加工電圧、実線は、本実施の形態による極間平均加工電圧である。例えば、設定加工速度が６．０ｍｍ／ｍｉｎ、所定値が１．０ｍｍ／ｍｉｎの場合、極間電圧と設定電圧との差により計算される加工速度が６．１ｍｍ／ｍｉｎ、６．２ｍｍ／ｍｉｎ…６．９ｍｍ／ｍｉｎの間は通常の制御に従い、制御を行うが、加工速度が７．０ｍｍ／ｍｉｎになったら、設定加工速度との差分である（７．０  −  ６．０）ｍｍ／ｍｉｎに補正係数を乗じた値で極間平均加工電圧を補正し、新しく補正された極間平均加工電圧により制御を行う。加工速度が設定加工速度より遅くなっても、同じく加工速度の差分が所定値より大きくなるまでは極間平均加工電圧は補正せず、加工速度差分が大きくなると、極間平均加工電圧を補正する。
本実施の形態では、形状修正加工工程において、前加工の加工面粗さによって加工電圧が急に変動する場合でも、ある程度の加工面粗さによる変動を極間平均加工電圧によって対応し、平均的に加工面の取り量が変動する場合には、極間平均加工電圧を補正できるので、サイドギャップの一定な加工を実現することができる。
なお、図３の電圧補正値演算部１１において、加工速度の差分が所定値より大きくなるまで極間平均加工電圧補正値を０として極間平均加工電圧補正部１２に出力するようにしてもよいし、または、極間平均加工電圧補正部１２において、加工速度の差分が所定値より大きくなるまで極間平均加工電圧との差分を算出しないようにしてもよい。
ここで、加工速度の差分の絶対値による補正係数のテーブルを予め持たせ、補正係数を差分の絶対値に応じて変化させてもよい。そうすることで、補正係数を一定とするよりも形状修正精度の向上効果が大きくなる。
【００２９】
実施の形態４．
実施の形態４は、実施の形態２のワイヤ放電加工機と同様、図９の構造を有する。実施の形態４では、設定電圧の補正を行う際に、実施の形態３と同様、極間平均加工電圧と設定電圧との差で計算される加工速度と設定加工速度の差分がある程度以上になると、設定電圧を補正し、新しく補正された電圧を基準に、極間平均加工電圧との差分で加工速度を決定する制御を行う。図１３は実施の形態４におけるワイヤ放電加工機での制御による加工速度と従来制御による加工速度の比較を示したグラフである。ｘ＝設定電圧のラインは、従来の制御による極間平均加工電圧、実線は、本実施の形態による設定電圧である。
この場合、実施の形態３と同様に形状修正加工工程において、前加工の加工面粗さによって加工電圧が急に変動する場合でも、ある程度の加工面粗さによる変動を極間平均加工電圧によって対応し、平均的に加工面の取り量が変動する場合には、極間平均加工電圧を補正できるので、サイドギャップの一定な加工を実現することができる。
なお、実施の形態４では実施の形態３と同様、加工速度の差分の絶対値による補正係数のテーブルを予め持たせ、補正係数を差分の絶対値に応じて変化させてもよい。そうすることで、補正係数を一定とするよりも形状修正精度の向上効果が大きくなる。
【符号の説明】
【００３０】
３  電極
４  被加工物
５  極間平均加工電圧検出部
６  設定電圧記憶部
７  電圧演算部
８  加工速度制御部
９  駆動制御装置
１０  設定速度記憶部
１１  電圧補正値演算部
１２  極間平均加工電圧補正部
【要約】
電極３と記被加工物４との間の極間平均加工電圧を検出する極間平均加工電圧検出部５と、極間平均加工電圧検出部の検出した極間平均加工電圧を補正する極間平均加工電圧補正部１２と、極間平均加工電圧の目標値である設定電圧を予め記憶した設定電圧記憶部６と、設定電圧と極間平均加工電圧補正部１２の出力との差分を演算する電圧演算部７と、電圧演算部７の算出した差分に基づき電極の加工速度を算出する加工速度制御部８と、加工速度で電極の加工速度を制御する駆動制御装置９と、加工速度の目標値である設定速度を予め設定した設定速度記憶部１０と、加工速度と設定速度との差分に基づき極間平均加工電圧補正値を算出する電圧補正値演算部１２とを備え、極間平均加工電圧補正部１２は、極間平均加工電圧補正値に応じて極間平均加工電圧を補正することを特徴とするワイヤ放電加工機の制御装置。【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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