(57)【要約】【課題】放電加工前の加工準備動作において、ワイヤ電極の断線防止を図る。【解決手段】ワイヤ電極を手で操作して走行経路に配設するとき、スイッチＳＷ１をａ側にして制御部３０から所定トルク指令で、ワークにワイヤ電極を供給するモータＭ１を駆動する。手動操作を容易にしワイヤ電極の断線を防止する。ワイヤ電極を結線し、ワイヤを加工物から送り出すモータＭ２を所定速度で駆動し、ワイヤ電極を走行させる。ＳＷ１をｂ側、ＳＷ２をａ側にして、張力検出装置６で検出されるワイヤ電極の張力が指令張力と一致するように、モータＭ１のトルク制御を行う。ワイヤ電極の張力の変動が収束したとき、ＳＷ１をｂ側、ＳＷ２をｂ側にして、検出張力が指令張力と一致するようにモータＭ１の速度制御を行い放電加工を開始する。ワイヤ走行開始時には、静止摩擦力等でワイヤ電極の張力が変動するが、モータＭ１のトルク制御でワイヤ電極の断線を防止できる。【選択図】図２
2008221343.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物にワイヤ電極を供給する第１のモータと、被加工物からワイヤ電極を送り出す第２のモータと、前記被加工物と前記第１のモータとの間に前記ワイヤ電極の張力を検出する張力検出手段とを備えたワイヤカット放電加工機において、
前記第１のモータ及び前記第２のモータの回転速度を検出する速度検出手段と、
前記第１、第２のモータのいずれか一方のモータの回転速度が設定回転速度になるように制御する第１の制御手段と、
前記張力検出手段で検出したワイヤ電極の張力が設定張力になるように他方のモータの回転トルクを制御する第２の制御手段と、
前記張力検出手段で検出したワイヤ電極の張力が設定張力になるように前記他方のモータの回転速度を制御する第３の制御手段と、
前記第１の制御手段で前記一方のモータを駆動制御し、前記第２の制御手段で他方のモータのトルク制御を行って駆動しワイヤ電極を走行させ、加工開始と共に第２の制御手段から、第３の制御手段に切り換えて、前記他方のモータを速度制御するようにした切換制御手段と、
を有することを特徴とするワイヤカット放電加工機。
【請求項２】
切換制御手段は、ワイヤ電極の走行開始から、予め設定された時間が経過した後に、加工を開始させ前記第２の制御手段から前記第３の制御手段に切り換えることを特徴とする請求項１記載のワイヤカット放電加工機。
【請求項３】
切換制御手段は、ワイヤ電極の走行後、前記張力検出手段で検出したワイヤ電極の張力が所定の範囲に収まる状態が予め設定された時間以上継続した後に、加工を開始させ前記第２の制御手段から前記第３の制御手段に切り換えることを特徴とする請求項１記載のワイヤカット放電加工機。
【請求項４】
前記第１のモータを設定されたトルクで駆動する駆動制御手段を備えた請求項１乃至３の内いずれか１項に記載のワイヤカット放電加工機。
【請求項５】
前記一方のモータは前記第２のモータで、前記他方のモータは前記第１のモータである請求項１乃至４の内いずれか１項に記載のワイヤカット放電加工機。
【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に関し、特に、ワイヤ電極の張力制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワイヤカット放電加工機においては、ワイヤ電極を走行させながら、該ワイヤ電極に張力を付与し、被加工物のワークとワイヤ電極間に電圧を印加して放電を生じせしめ、その放電によって、ワークを加工するものである。このワイヤ電極に張力を付与する手段として、モータにより巻き取りローラを駆動してワイヤ電極を定速度に巻取ると共に、トルクを制御するパウダーブレーキなどのトルクを制御する抵抗付与手段を付随したブレーキローラを用いてワイヤ電極に張力を付与するようにした装置は従来より一般的に知られている。  
また、被加工物のワークにワイヤ電極を供給するモータと、ワークからワイヤ電極を送り出すモータの２個のモータを、ワークに対してワイヤ電極の供給側と、取り出し側に配置すると共に、張力検出装置を用いてワイヤ電極の張力を検出し、該検出張力と設定された所望の張力との差が０になるように、モータの速度を制御するワイヤ電極張力制御方式も知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
又、ワークに対してワイヤ電極を供給する上流側と下流側に、ワイヤ電極をピンチローラで挟持しながらワイヤ電極を走行させるキャプスタンを設け、上流側のキャプスタンを一定速度で回転させ、下流側のキャプスタンを回転方向と同一方向に作用する一定トルクを与えてワイヤ電極の張力を制御する方法や、下流側のキャプスタンの回転速度を一定とし、上流側のキャプスタンを回転方向とは逆方向に作用する一定トルクを与えてワイヤ電極の張力を制御する方法、さらに、上流側のキャプスタンの周速度を下流側のキャプスタンの周速度に対して遅くすることによって、ワイヤ電極の走行にブレーキをかけ、ワイヤ電極に張力を与える方法も知られている（特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平７−３２８８４９号公報
【特許文献２】特開２００１−３２８０２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ワイヤカット放電加工では、ワイヤボビンから、ガイドローラ、供給ローラ、ワークの加工開始穴又は溝、送り出しローラ等のワイヤ電極の走行経路に沿ってワイヤ電極を配設（この走行経路にワイヤ電極を配設することを「結線」という）し、供給ローラ、送り出しローラを駆動してワイヤ電極を走行させながら、ワイヤ電極とワーク間に電圧を印加して放電加工を行う。  
ワイヤ電極を結線し、加工を開始するためにワイヤ電極の走行を開始するとき、各ガイドローラ等は静止状態にあり、走行開始時には、ワイヤ電極には、各ガイドローラの静止摩擦力や慣性力が張力としてかかり、この張力が不安定になる。そのため、ワイヤ電極の走行を駆動するモータの速度制御により張力制御を行う従来技術を用いても、制御が不安定となりワイヤが断線してしまうことが多い。
【０００６】
又、ワイヤボビン交換時や加工中のワイヤ断線時などに、ワイヤを手で送り出す動作が必要となる場合がある。このワイヤ電極を手で送り出し、結線作業を行うとき、従来は、ワイヤ電極をワーク方向に供給する供給モータは、駆動せず速度制御は無効にされている。又、ワイヤ電極の走行を駆動するモータは、一般的にコストの低減を図り、構造を簡潔にするために減速機構が用いられている。そのため、モータの駆動を停止し、ワイヤ電極を手動で取り出す場合、モータの空転無負荷トルク分の力（Ｆ）×減速比（Ｒ）＝ＦＲの力が余分に必要となり、手で送り出す力が相当必要となる。  
一方、ワイヤ電極の線径の種類は、直径φ０．０２〜φ０．４ｍｍであるので、線径がφ０．１５以下の細いものでは、手で送り出す操作を行うとき、ワイヤ電極に張力がかかり過ぎて切れてしまうことがある。  
そこで、本発明は、放電加工前の加工準備動作において、ワイヤ電極の断線防止を図ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、被加工物にワイヤ電極を供給する第１のモータと、被加工物からワイヤ電極を送り出す第２のモータと、前記被加工物と前記第１のモータとの間に前記ワイヤ電極の張力を検出する張力検出手段とを備えたワイヤカット放電加工機において、前記第１のモータ及び前記第２のモータの回転速度を検出する速度検出手段と、前記第１、第２のモータのいずれか一方のモータの回転速度が設定回転速度になるように制御する第１の制御手段と、前記張力検出手段で検出したワイヤ電極の張力が設定張力になるように他方のモータの回転トルクを制御する第２の制御手段と、前記張力検出手段で検出したワイヤ電極の張力が設定張力になるように前記他方のモータの回転速度を制御する第３の制御手段と、前記第１の制御手段で前記一方のモータを駆動制御し、前記第２の制御手段で他方のモータのトルク制御を行って駆動しワイヤ電極を走行させ、加工開始と共に第２の制御手段から、第３の制御手段に切り換えて、前記他方のモータを速度制御するようにした切換制御手段とを備え、ワイヤ電極の走行開始時でのワイヤ電極にかかる過大な負荷を低減させて、断線を防止するものである。
【０００８】
切換制御手段は、ワイヤ電極の走行開始から、予め設定された時間が経過した後に、もしくは、前記張力検出手段で検出したワイヤ電極の張力が所定の範囲に収まる状態が予め設定された時間以上継続した後に、加工を開始させ前記第２の制御手段から前記第３の制御手段に切り換えるようにする。  
さらに、前記第１のモータを設定されたトルクで駆動する駆動制御手段を設け、ワイヤ電極を走行経路に配設するために、手作業でワイヤ電極を引き出す際に、この駆動制御手段によりワイヤボビンが回り出さない程度の所定のトルクで前記第１のモータを駆動し、ワイヤ電極を手作業で引き出す作業を容易にし、ワイヤ電極の断線を防止する。  
特に、前記一方のモータを前記第２のモータとし、他方のモータを前記第１のモータとする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、ワイヤ電極の走行開始時にワイヤ電極に過大な張力が付加されることを防止し、ワイヤ電極の断線を防止することができる。又、ワイヤ電極を手動で送り出すときに、作業者に大きな負荷を与えることがなく、かつ、ワイヤ電極の断線を防止して、ワイヤ電極の配設、結線の作業を容易にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態について図面と共に説明する。  
図１は、本発明の一実施形態におけるワイヤカット放電加工機の要部説明図であり、ワイヤ電極１の走行経路を中心に示したものである。  
ワイヤ電極１は、ワイヤボビン３から取り出され、ガイドローラ１２を介して、ワイヤの走行を駆動する供給ローラ４に通され、該供給ローラ４とピンチローラ５で挟持され、自動結線装置７を介して、上ワイヤガイド８を通り、被加工物のワーク２を通り（初めて放電加工を開始するときはワーク２に加工されている加工開始穴を通る）、下ワイヤガイド９、ガイドローラ１２、ガイド管１３を通り、２つの送り出しローラ１０ａ、１０ｂで挟持されて、廃ワイヤ回収箱１１に回収されるよう、走行経路に沿って配設されて結線される。
【００１１】
ワイヤ電極１をワーク２側に供給する供給ローラ４は、第１のモータである供給モータＭ１で駆動され、送り出しローラ１０ａ、１０ｂは、ワイヤ電極１をワークから取り出す第２のモータである送り出しモータＭ２で駆動される。ワイヤ電極１がワーク２に対して放電加工を行う領域のワイヤ電極１の張力を検出する張力検出装置６が、供給ローラ４と送り出しローラ１０ａ、１０ｂ間に配置されている。図１の例では、ワーク２と供給ローラ４の間に張力検出装置６が配置されている。又、供給モータＭ１、送り出しモータＭ２には、その回転速度を検出する速度検出器Ｐ１、Ｐ２がそれぞれ取り付けられている。
【００１２】
この実施形態では、供給モータＭ１と送り出しモータＭ２の速度又はトルクを制御することによって、加工領域のワイヤ電極１に張力を付与するものであり、張力検出装置６で検出した張力が設定張力になるように、供給モータＭ１又は送り出しモータＭ２の速度を制御しながら放電加工を行うものである。この実施形態では、送り出しモータＭ２の回転速度を一定速度に制御し、供給モータＭ１の回転速度を張力検出装置で検出した張力が設定張力となるように制御するようにしている。
【００１３】
ワイヤ電極１を結線し、加工を開始するためにワイヤ電極１の走行を起動するとき、供給モータＭ１、送り出しモータＭ２の速度制御を開始しても、ピンチローラ５等の静止摩擦力や慣性力により、ワイヤ電極１の張力が不安定となり断線する場合がある。特に、ワイヤ電極１の走行開始時に、ワイヤ電極１がたるんでいる場合、走行開始から速度制御で制御すると、ワイヤ電極１を巻き取る側の送り出しモータＭ２が回転し始めたとき、ワイヤ電極１の張力が「０」であり、ブレーキをかける側の供給モータＭ１は動作しないことから、ワイヤ電極に大きな負荷が加わることになり断線する場合がある。そこで、本実施形態では、このワイヤ電極走行開始時には、通常の放電加工中の速度制御によりワイヤ電極１の張力を制御する方法とは異なる制御を適用し、ワイヤ電極１の送りをトルク制御によって行うことによりワイヤ電極１の断線を防止するようにしている。一方、ワイヤ電極１の走行が安定し、張力がほぼ安定した状態で、張力を一定に保持するには、トルク制御よりも速度制御の方がより安定した張力が得られることが実験等により判明した。そのため、本実施形態では、ワイヤ電極走行開始時でワイヤ電極１の張力が安定するまではトルク制御を行い、ワイヤ張力が安定すると、速度制御による張力制御を行い加工を開始するようにした。
【００１４】
又、ワイヤボビン３を交換するときや加工中にワイヤ電極が断線したときには、上述したように、ワイヤ電極をその走行経路に沿って結線する必要がある。このとき、作業者の手作業でワイヤ電極１を引き出し走行経路に沿って配設し、自動結線装置７を用いて結線する必要がある。又、自動結線装置７を備えていないワイヤ放電加工機においては、作業者の手動作によって結線作業を行う必要がある。  
この場合、ワイヤボビン３からワイヤ電極１を引き出し、供給ローラ４とピンチローラ５間にワイヤ電極１を挟み、そこから引き出し、自動結線装置７でワイヤ電極の結線動作を開始するまで、手作業で作業を進めなくてはならない。又、自動結線装置７を備えないワイヤカット放電加工機では、結線終了まで、手作業で作業を進めなくてはならない。この結線作業中、従来は、供給モータＭ１、送り出しモータＭ２の速度制御はＯＦＦとされ、駆動されておらず、ワイヤ電極１を供給ローラ４とピンチローラ５間に通し、さらに、ワイヤ電極１を手動で引き出そうとするとき、ワイヤ電極１にガイドローラ１２や供給ローラ４、ピンチローラ５等の静止摩擦力や慣性力が作用してワイヤ電極に過張力がかかり断線する場合がある。そこで、本発明は、この結線動作中において、ワイヤ電極に過張力が加わらないように制御するようにしている。
【００１５】
図２は、本実施形態におけ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り、ワイヤ電極１の走行を駆動する供給モータＭ１、送り出しモータＭ２の駆動制御系を中心としたブロック図である。  
制御装置としては、プログラマブルコントローラや数値制御装置等のプロセッサで構成された制御装置が使用され、この実施形態では数値制御装置を使用した例を示している。そして、制御装置は、大きくわけて、全体を制御する制御部（数値制御部）３０と各モータを制御するモータ制御部２０−１、２０−２…とに分かれている。  
制御部３０には、供給モータＭ１を制御するモータ制御部２０−１、送り出しモータＭ２を制御するモータ制御部２０−２が接続されているが、さらに、ワイヤ電極１をワーク２に対して相対的に移動させるＸ、Ｙ、Ｚ軸モータ、さらには、Ｕ、Ｖ軸モータ等が接続されるが、これらのモータは本発明と直接関係ないので、図２では省略している。なお、この実施形態では、モータ制御部２０−１、２０−２は、従来と同じようにプロセッサとメモリ等で構成され、図２における各要素は、このプロセッサが実行する機能を表すブロックであり、図２では機能ブロック図として表している。又、制御部３０は、ワーク２とワイヤ電極１間に電圧を印加するための電源装置や自動結線装置７等にも接続されているが、この点も本発明と直接関係がないので図２では省略している。
【００１６】
供給モータＭ１のモータ制御部２０−１は、速度制御部２１、電流制御部２２を従来のモータ制御部と同じように備えており、さらに、本実施形態では、制御部３０から出力される張力指令と張力検出装置６からの検出張力との差である張力偏差εを求め出力する比較手段２３、スイッチＳＷ１、ＳＷ２、張力偏差に比例ゲインＫ１、Ｋ２を乗じて出力する手段２４、２５を備えている。
【００１７】
スイッチＳＷ１は、速度制御部２１又は比例ゲインＫ２を乗じる手段２５から出力されるトルク指令側（ｂ側）か、制御部３０から出力されるトルク指令側（ａ側）かを選択するスイッチである。電流制御部２２は、トルク指令（電流指令）と、アンプ１５−１に設けられた駆動電流を検出する電流検出器からフィードバックされてくる電流フィードバック値とにより、従来と同じように電流のフィードバック制御を行い、供給モータＭ１への電圧指令を求めるもので、該電圧指令によりアンプ１５−１を介して供給モータＭ１を駆動する。  
比較手段２３は、制御部３０から出力される張力指令と張力検出装置６からの検出張力との差である張力偏差εを求め出力する。スイッチＳＷ２は、比較手段２３で求めた張力偏差εを、比例ゲインＫ２の手段２５側（ａ側）か、比例ゲインＫ１の手段２４側（ｂ側）かに切り換えて出力する。比例ゲインＫ２の手段２５は、張力偏差εに比例ゲインＫ２を乗じてトルク指令としてスイッチＳＷ１のｂ側に出力する。比例ゲインＫ１の手段２４は、張力偏差εに比例ゲインＫ１を乗じて速度指令として速度制御部２１に出力する。
【００１８】
速度制御部２１は、従来と同じように、入力された速度指令と供給モータＭ１に取り付けられた速度検出器Ｐ１で検出しフィードバックされる速度フィードバック値とにより速度のフィードバック制御を行いトルク指令（電流指令）を求めスイッチＳＷ１のｂ側に出力する。
【００１９】
送り出しモータＭ２を制御するモータ制御部２０−２は、速度制御部２１と電流制御部２２で構成され、制御部３０から出力される速度指令と送り出しモータＭ２に取り付けられた速度検出器Ｐ２からの速度フィードバック値とにより速度のフィードバック制御を行いトルク指令（電流指令）を求め、電流制御部２２がこのトルク指令と電流フィードバック値より電流のフィードバック制御を行い、送り出しモータＭ２への電圧指令を求めアンプ１５−２を介して送り出しモータＭ２を駆動する。なお、モータ制御部２０−２の速度制御部２１と電流制御部２２は、モータ制御部２０−１の速度制御部２１と電流制御部２２と同じ構成、作用であることから、同一の符号を付している。
【００２０】
次に、本実施形態の動作について説明する。  
ワイヤボビン３を交換するときや、ワイヤ電極１の断線でワイヤ電極１を結線する際に、作業者がワイヤボビン３から供給ローラ４まで、ワイヤ電極１を配設し、ワイヤ電極１を配設するために供給モータＭ１の駆動指令を制御装置に入力する。この駆動指令を受けて、制御装置の制御部３０のプロセッサは、供給モータＭ１のトルク制御への切換指令（図２においてスイッチＳＷ１のａ側への切り換え指令）と所定値のトルク指令（電流指令）を出力する。供給モータＭ１のモータ制御部２０−１のプロセッサは、トルク制御への切換指令を受けて、指令された所定値のトルク指令（電流指令）とアンプ１５−１に設けられた駆動電流を検出する電流検出器からフィードバックされてくる電流フィードバック値とにより、従来と同じように電流のフィードバック制御を行い（電流制御部２２の処理）、供給モータＭ１への電圧指令を求めアンプ１５−１を介して供給モータＭ１を駆動する。その結果、供給モータＭ１は指令された所定トルクで駆動されることになる。
【００２１】
この動作は、ワイヤ走行の停止時における動作であり、この指令されるトルクは、ワイヤ電極１が手動で引き出される方向に、前述した「モータの空転無負荷トルク分の力（Ｆ）×減速比（Ｒ）＝ＦＲの力」より少し小さな力（ワイヤボビンが勝手に回りださない程度の力）に設定しておく。これによって、作業者は小さな力でワイヤ電極１を断線させることなく容易に送り出すことが可能となる。なお、この手動によるワイヤ電極の送り出しを容易にしワイヤ電極１の断線を防止するために供給モータＭ１を所定トルクで駆動するための処理フローチャートは、上述した動作で簡単な処理であることから省略する。
【００２２】
こうして、ワイヤ電極１の結線作業が終了し、加工指令が入力されると、制御部３０のプロセッサは図３に示す処理を開始し、供給モータＭ１のモータ制御部２０−１のプロセッサは、図４に示す処理を開始する。
【００２３】
図３は、制御部３０のプロセッサが実施するワイヤ電極１を走行させたときに行われるワイヤ電極１の張力制御処理のアルゴリズムを示すフローチャートであり、図４は、供給モータＭ１のモータ制御部２０−１のプロセッサが、ワイヤ電極を走行させるときに行うワイヤ電極の張力制御処理のアルゴリズムを示すフローチャートである。
【００２４】
制御装置に加工開始指令が入力されると、制御部３０のプロセッサは、まず、トルク制御による張力制御指令を供給モータＭ１のモータ制御部２０−１に出力し（ステップａ１）、第１の張力指令Ｔ１をモータ制御部２０−１に指令すると共に、送り出しモータＭ２のモータ制御部２０−２に設定された加工時のワイヤ電極１の走行速度に対応する速度指令を出力し（ステップａ２）、ワイヤ電極１の走行を開始させると共に、タイマをリセットしてスタートさせる（ステップａ３）。
【００２５】
一方、送り出しモータＭ２のモータ制御部２０−２のプロセッサは、この速度指令を受けて、速度制御部２１の処理、すなわち、この速度指令と速度検出器Ｐ２からフィードバックされる速度フィードバックに基づいて、比例積分等の速度のフィードバック制御を行いトルク指令（電流指令）を求め（速度制御部２１の処理）、該トルク指令（電流指令）と電流フィードバック値とにより電流フィードバック制御（電流制御部２２の処理）を行い、電圧指令を求め、アンプ１５−２を介して送り出しモータＭ２を駆動する。これによって、送り出しモータＭ２は、指令された速度で駆動制御され、ワイヤ電極１を所定速度で走行させることになる。なお、この送り出しモータＭ２を駆動制御するモータ制御部２０−２のプロセッサが行う処理のフローチャートは省略する。
【００２６】
又、供給モータＭ１のモータ制御部２０−１は、制御部３０からのトルク制御による張力制御指令が検出されると（ステップｂ１）、トルク制御モードに切り換え（図２におけるスイッチＳＷ１をｂ側、スイッチＳＷ２をａ側にしたときの制御）、指令された第１の張力指令Ｔ１を読み込むと共に張力検出装置６の出力である検出張力Ｔｓを読み込む（ステップｂ２、ｂ３）。
【００２７】
次に、張力指令Ｔ１より検出張力Ｔｓを減じて張力偏差εを求め（ステップｂ４）、該張力偏差εにトルク制御による張力制御における比例ゲインＫ２を乗じてトルク指令（電流指令）Ｉｃを求める（ステップｂ５）。この求めたトルク指令（電流指令）Ｉｃで電流フィードバック制御を行い、供給モータＭ１への指令電圧をアンプ１５−１に出力し、供給モータＭ１を駆動する（ステップｂ６）。この制御は、供給モータＭ１のトルクを張力フィードバック制御によって制御して該供給モータＭ１を駆動制御するものである。  
そして、速度制御による張力制御の指令が入力されたか判断し（ステップｂ７）、この指令が入力されるまでステップｂ３からステップｂ７の処理を繰り返し実行し、供給モータＭ１のトルクを制御することによって、ワイヤ電極１の張力が設定張力となるように制御される。
【００２８】
一方、制御部３０のプロセッサは、タイマをリセットしてスタートさせた後（ステップａ３）、張力検出装置６から出力される検出張力Ｔｓを読み出し（ステップａ４）、該検出張力Ｔｓが予め設定されている張力範囲内（ＴＬ〜ＴＵ）か判断し（ステップａ５）、検出張力Ｔｓが設定張力範囲を超えていれば、ステップａ３に戻りタイマをリセットしてスタートさせステップａ４以下の処理を実行させる。又、検出張力Ｔｓが設定張力範囲内であれば、タイマがタイムアップして所定時間が経過したかを判断し（ステップａ６）、タイマがタイムアップしていなければ、ステップａ４に戻り、ステップａ４以下の処理を繰り返し実行し、タイマがタイムアップするとステップａ７に移行する。すなわち、ステップａ３からステップａ６の処理は、張力検出装置６で検出される張力Ｔｓが、タイマに設定される所定時間の間継続して、設定された張力範囲内にあったか判断する処理である。そして、このタイマがタイムアップするまでの間は、供給モータＭ１のモータ制御部２０−１のプロセッサはステップｂ３〜ステップｂ７の処理を繰り返し実行し、トルク制御による張力のフィードバック制御を実行する。
【００２９】
タイマがタイムアップすると、制御部３０のプロセッサは加工開始指令を出力し、図示していない加工電源よりワーク２とワイヤ電極１間に電圧を印加し、加工プログラムに基づいてワーク２に対して放電加工を開始させる。さらに、供給モータＭ１のモータ制御部２０−１に対しては、速度制御による張力制御指令を出力すると共に、第２の張力指令Ｔ２を供給モータＭ１のモータ制御部２０−１に出力し（ステップａ７、ａ８）、加工が終了するまで待つ（ステップａ９）。  
供給モータＭ１のモータ制御部２０−１のプロセッサは、速度制御による張力制御指令が検出されると（ステップｂ７）、第２の張力指令Ｔ２を読み出し（ステップｂ８）、張力検出装置６からの検出張力Ｔｓを読み込み（ステップｂ９）、張力指令Ｔ２より検出張力値Ｔｓを減じて張力偏差εを求め（ステップｂ１０）、該張力偏差εに速度制御による張力制御における比例ゲインＫ１を乗じて速度指令Ｖｃを求める（ステップｂ１１）。この求めた速度指令Ｖｃと速度検出器Ｐ１で検出されフィードバックされる速度に基づいて速度のフィードバック制御処理を行いトルク指令を求める（ステップｂ１２）。この速度制御処理により求めたトルク指令（電流指令）Ｉｃとフィードバックされる駆動電流値に基づいて電流フィードバック制御処理を行い、供給モータＭ１への指令電圧をアンプ１５−１に出力し供給モータＭ１を駆動する（ステップｂ１３）。そして加工終了か判断し（ステップｂ１４）、加工が終了するまで、ステップｂ９からｂ１４の速度制御による張力制御を実行する。すなわち、放電加工中は、供給モータＭ１の回転速度を制御することによって張力のフィードバック制御が実行されることになる。
【００３０】
そして、加工が終了すると、制御部３０のプロセッサは加工終了指令を各モータ制御部２０−１、２０−２に出力し、モータ制御部２０−１への張力指令Ｔ２の出力及びモータ制御部２０−２への速度指令も停止し（ステップａ１０）、この処理を終了する。
【００３１】
図５は、本実施形態におけるワイヤ電極１が走行しているときに、該ワイヤ電極１にかかる張力の検出値のグラフである。  
ワイヤ電極１の走行開始時には、ガイドローラ１２や供給ローラ４、ピンチローラ５等の静止摩擦力や慣性力により、ワイヤ電極１には大きな張力が作用する。しかし、供給ローラ４を駆動する供給モータＭ１の出力トルクが、ワイヤ電極１の検出張力と指令張力とが一致するように、張力のフィードバック制御により制御されるから、ワイヤ電極１の張力は、供給モータＭ１がトルク制御されない場合と比較し、大きくはならず、ワイヤ電極１の断線が発生することを防止できる。そして、ワイヤ電極１の走行開始時には、上述したようにガイドローラ等の静止摩擦力や慣性力が作用して、不安定であり、ワイヤ電極１の張力は変動するが、時間が経過すると、その変動は収束する。本実施形態では、この張力の変動を所定時間継続して検出張力が所定範囲（ＴＬ〜ＴＵ）内であったとき、供給モータＭ１をトルク制御から速度制御による張力のフィードバック制御に切り換えて、放電加工を行うようにしている。ワイヤ電極１の走行開始時には、ワイヤ電極１がたるんでいても、ブレーキをかける側の供給モータＭ１をトルク制御して、ワイヤ電極１の張力制御が行われることから、ワイヤ電極１の張力は過大とならず、断線を防止できる。一方、ワイヤ電極１の張力の変動が一定範囲内に安定した後は、より安定した張力制御ができる速度制御でワイヤ電極１の張力を制御し、放電加工を行うようにしている。
【００３２】
なお、上述したように、ワイヤ電極１の張力変動は、ワイヤ電極１が走行を開始してから、時間が経過するにつれて収束するものであることから、上述した実施形態のように、所定時間継続して検出張力が所定範囲内となったとき、速度制御による張力制御に切り換えるのではなく、ワイヤ電極１の走行開始から所定時間経過するとトルク制御から速度制御による張力制御に切り換えるようにしてもよいものである。  
この場合、図３に示す処理において、ステップａ４、ａ５の処理をなくし、送り出しモータＭ２へ速度指令を出してワイヤ電極１を走行開始した後、タイマリセットしてスタートさせ（ステップａ３）、該タイマが設定時間を計時しタイムアップするまで待ち（ステップａ６）、タイムアップすると、ステップａ７に移行するようにすればよいものである。
【００３３】
又、上述した実施形態では、送り出しモータＭ２を一定の所定速度で回転させてワイヤ電極を走行させ、供給モータＭ１のトルク又は速度を、張力検出装置６で検出したワイヤ電極の張力が指令値と一致するように張力フィードバック制御により制御したが、逆に、供給モータＭ１を一定の所定速度で駆動しておき、送り出しモータＭ２のトルク又は速度を、張力検出装置６で検出したワイヤ電極の張力が指令値と一致するように張力フィードバック制御により制御してもよいものである。さらには、供給モータＭ１、送り出しモータＭ２を共にトルク又は速度を制御してワイヤ電極１の張力フィードバック制御により制御してもよい。
【００３４】
さらに、ワイヤカット放電加工機の機能として自動結線機能が一般的であるが、この自動結線機能には、ワイヤ電極１の切断と自動挿通がある。ワイヤ電極１の切断方式には概ね以下の２通りの方法がある。  
Ａ：ワイヤ電極１を刃物により機械的に切断する方法。  
Ｂ：ワイヤ電極１に電流を印加し、ワイヤ電極１のある一部分を熱し、ワイヤ電極１を巻き戻すことにより引きちぎる熱溶断方式。  
上記Ｂの熱溶断方式によるワイヤ電極の切断の場合、ワイヤ電極にある所定の張力を付与して切断する必要がある。その際に、上述したトルク制御による張力制御を行い、張力検出器で検出される張力が所定値となるように制御し、ワイヤ電極を所定の位置で熱溶断させるとき、トルク制御を利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施形態であるワイヤカット放電加工機の要部説明図である。
【図２】同実施形態の制御装置の要部ブロック図である。
【図３】同実施形態における制御部のプロセッサが実施するワイヤ電極の張力制御処理のアルゴリズムを示すフローチャートである。
【図４】同実施形態における供給モータのモータ制御部のプロセッサが行うワイヤ電極の張力制御処理のアルゴリズムを示すフローチャートである。
【図５】同実施形態におけるワイヤ電極が走行しているときに、該ワイヤ電極１にかかる張力の検出値のグラフである。
【符号の説明】
【００３６】
１  ワイヤ電極
２  被加工物（ワーク）
３  ワイヤボビン
４  供給ローラ
５  ピンチローラ
６  張力検出装置
７  自動結線装置
８  上ワイヤガイド
９  下ワイヤガイド
１０ａ、１０ｂ  送り出しローラ
１１  廃ワイヤ回収箱
１２  ガイドローラ
Ｍ１  供給モータ（第１のモータ）
Ｍ２  送り出しモータ（第２のモータ）
Ｐ１、Ｐ２  速度検出器
３０  制御部
２０−１  供給モータのモータ制御部
２０−２  送り出しモータのモータ制御部
【図１】
2008221343.tif 000003
【図２】
2008221343.tif 000004
【図３】
2008221343.tif 000005
【図４】
2008221343.tif 000006
【図５】
2008221343.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成19年12月20日(2007.12.20)
【手続補正１】
【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】
被加工物にワイヤ電極を供給する第１のモータと、被加工物からワイヤ電極を送り出す第２のモータと、前記被加工物と前記第１のモータとの間に前記ワイヤ電極の張力を検出する張力検出手段とを備えたワイヤカット放電加工機において、
前記第１のモータ及び前記第２のモータの回転速度を検出する速度検出手段と、
前記第１、第２のモータのいずれか一方のモータの回転速度が設定回転速度になるように制御する第１の制御手段と、
前記張力検出手段で検出したワイヤ電極の張力が設定張力になるように他方のモータの回転トルクを制御する第２の制御手段と、
前記張力検出手段で検出したワイヤ電極の張力が設定張力になるように前記他方のモータの回転速度を制御する第３の制御手段と、
前記第１の制御手段で前記一方のモータを駆動制御し、前記第２の制御手段で他方のモータのトルク制御を行って駆動しワイヤ電極を走行させ、加工開始と共に第２の制御手段から、第３の制御手段に切り換えて、前記他方のモータを速度制御するようにした切換制御手段と、
を有することを特徴とするワイヤ電極張力制御機能を有するワイヤカット放電加工機。
【請求項２】
切換制御手段は、ワイヤ電極の走行開始から、予め設定された時間が経過した後に、加工を開始させ前記第２の制御手段から前記第３の制御手段に切り換えることを特徴とする請求項１記載のワイヤ電極張力制御機能を有するワイヤカット放電加工機。
【請求項３】
切換制御手段は、ワイヤ電極の走行後、前記張力検出手段で検出したワイヤ電極の張力が所定の範囲に収まる状態が予め設定された時間以上継続した後に、加工を開始させ前記第２の制御手段から前記第３の制御手段に切り換えることを特徴とする請求項１記載のワイヤ電極張力制御機能を有するワイヤカット放電加工機。
【請求項４】
前記第１のモータを設定されたトルクで駆動する駆動制御手段を備えた請求項１乃至３の内いずれか１項に記載のワイヤ電極張力制御機能を有するワイヤカット放電加工機。
【請求項５】
前記一方のモータは前記第２のモータで、前記他方のモータは前記第１のモータである請求項１乃至４の内いずれか１項に記載のワイヤ電極張力制御機能を有するワイヤカット放電加工機。