(57)【要約】【課題】テーパ加工／垂直加工に応じて、ワーク平行度測定に関連する付帯操作を効率よく行えるようにすること。【解決手段】垂直加工のモード設定の下ではＳ１〜Ｓ４、テーパ加工のモード設定の下ではＳ１１〜Ｓ１６の操作／関連処理を実行する。Ｓ１、Ｓ１１ではワーク上面上の一直線上にない３つの測定点に対応するＰ1〜Ｐ3のＸＹ位置と、ワーク上面より小距離上方に対応するＺ位置を画面入力する。Ｓ１２では、基準面の高さ（ワークの厚さ）を入力する。Ｓ２、Ｓ１３で測定プログラムを起動させる。Ｓ１４では治具を使ってオフセットの各成分Δx、Δy、Δzを求めて記憶する。Ｓ３、Ｓ１５で、タッチプローブを用いて指定した３点Ｐ1〜Ｐ3に対応するワーク上面の接触点Ｑ1〜Ｑ3の３次元位置を計測する。各モードで入力または測定されたデータを用いて、ワイヤ電極の張架方向を調整し、加工プログラムに基づく指令の補正量を計算して（Ｓ４、Ｓ１６）、直線加工あるいはテーパ加工を実行する。【選択図】図８
2008044033.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工ワークをテーブル上に載置し、上ガイドと下ガイドの間で張架されたワイヤ電極をＸ軸及びＸ軸と直交するＹ軸からなるＸＹ平面において前記テーブルに対して相対移動させ、前記ワークに対して加工を行うワイヤカット放電加工機において、
テーパ加工を行うテーパ加工モードと、テーパ加工を行わない垂直加工モードのいずれかを選択する加工モード選択手段と、
前記上ガイドの位置との間で一定のオフセット量を維持して移動可能な測定子を含み、該測定子を用いて前記テーブル上に載置された前記ワークの傾きを測定する傾斜測定手段と、
前記加工モード選択手段によってテーパ加工モードが選択された場合に、前記傾斜測定手段によって測定された前記ワークのＸＹ平面に対する傾きの大きさ及び傾きの方向と、前記ワークの基準面高さと、前記オフセット量に基づいて、前記ワイヤ電極をＸＹ平面に対して垂直な±Ｚ方向に対して傾ける傾斜補正、並びに、加工プログラムで指定された加工経路に関して前記ワイヤ電極のＸＹ位置補正を行う第１の補正手段と、
前記加工モード選択手段によって垂直加工モードが選択された場合に、前記傾斜測定手段によって測定された前記ワークのＸＹ平面に対する傾きの大きさ及び傾きの方向に基づいて、前記ワイヤ電極の傾斜補正、並びに、加工プログラムで指定された加工経路に関して前記ワイヤ電極のＸＹ位置補正を行う第２の補正手段と、
前記第１の補正手段または前記第２の補正手段による、ワイヤ電極の傾斜補正及びＸＹ位置補正の下で加工プログラムに従った加工を実行する実行手段とを備え、
前記基準面高さは、前記テーブル上に水平に載置された前記ワークの下面から見た前記ワークの上面までの高さであることを特徴とする、ワイヤカット放電加工機。
【請求項２】
前記傾斜測定手段は、前記測定子を用いて、前記テーブルに載置された前記ワークの上面における一直線上に並ばない少なくとも３点の３次元相対位置関係を求める手段を含み、該手段によって求められた前記３次元相対位置関係に基づいて前記ワークのＸＹ平面に対する傾きの大きさと傾きの方向を測定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。
【請求項３】
前記オフセット量は、３次元位置が既知である基準位置を前記測定子で測定することによって求められることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のワイヤカット放電加工機。
【請求項４】
被加工ワークをテーブル上に載置し、上ガイドと下ガイドの間で張架されたワイヤ電極をＸ軸及びＸ軸と直交するＹ軸からなるＸＹ平面において前記テーブルに対して相対移動させる手段と、前記上ガイドの位置との間で一定のオフセット量を維持して移動可能な測定子を含み、該測定子を用いて前記テーブル上に載置された前記ワークの傾きを測定する傾斜測定手段とを備えたワイヤカット放電加工機を用いたワイヤカット放電加工方法において、
前記ワークに対してテーパ加工を行うテーパ加工モード及びテーパ加工を行わない垂直加工モードのいずれかを選択するステップと、
前記第１のステップにおける選択結果に応じて第１のステップ群または第２のステップ群のいずれか一方を実行するステップからなり、
前記第１のステップ群は、
前記ワークの基準面高さを前記ワイヤカット放電加工機に入力する入力ステップと、
前記オフセット量を測定するオフセット量測定ステップと、
前記傾斜測定手段を用いて前記ワークのＸＹ平面に対する傾きの大きさと傾きの方向とを測定する傾斜測定ステップと、
前記傾斜測定ステップで測定された、前記テーブルに載置された前記ワークのＸＹ平面に対する傾きの大きさ及び傾きの方向と、前記入力ステップで入力された基準面高さと、前記オフセット量測定ステップで測定されたオフセット量に基づいて、前記ワイヤ電極をＸＹ平面に対して垂直な±Ｚ方向に対して傾斜させるとともに、加工プログラムで指定された加工経路に関して前記ワイヤ電極のＸＹ位置補正を行いながら加工を実行する第１の加工ステップとからなり、
前記第２のステップ群は、
前記傾斜測定手段を用いて前記ワークのＸＹ平面に対する傾きの大きさと傾きの方向とを測定する傾斜測定ステップと、
前記傾斜測定ステップで測定された、前記テーブルに載置された前記ワークのＸＹ平面に対する傾きの大きさ及び傾きの方向に基づいて、ＸＹ平面に対して垂直な±Ｚ方向に対して前記ワイヤ電極を傾斜させるとともに、加工プログラムで指定された加工経路を補正して加工を実行する第２の加工ステップからなり、
前記基準面高さは、前記テーブル上に水平に載置された前記ワークの下面から見た前記ワークの上面までの高さであることを特徴とする、ワイヤ放電加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイヤ放電加工機及びワイヤ放電加工方法に関し、更に詳しく言えば、それらワイヤ放電加工機及びワイヤ放電加工方法において、テーパ加工あるいは垂直加工のいずれを実行するかに応じてワーク傾斜の影響除去のための手順を合理化する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ワイヤ放電加工機を用いた加工においては、被加工ワークはテーブル上に載置され、Ｘ軸及びＸ軸と直交するＹ軸からなるＸＹ平面においてワイヤ電極を前記テーブルに対して相対移動させることで、前記ワークに対して加工が行われる。その際、理想的には、ワークの載置姿勢が「基準面（上面または下面）がＸＹ平面に対して完全に平行」となるものであることが前提とされる。そして、ワイヤ電極のテーブルに対する相対移動を定める加工プログラムに従った各軸の移動指令は、この前提の下で希望する加工経路が実現するように出力されることが基本となっている。
【０００３】
しかし、実際の加工においては、そのような「完全に平行」な姿勢からのずれがあり、ワークはＸＹ平面に対していずれかの方向（傾きの方向）に、ある大きさ（傾きの大きさ）をもって傾斜していることが通例である。良く知られているように、この傾斜を無視して加工を実行すると、意図した通りの加工が実現しない。即ち、図１（ａ）に示したように、傾き角Ｅが無視できない場合、ワーク基準面（ここでは上面）における加工距離が指令通りにならず、加工形状にも狂いが生じる。
【０００４】
これを避けるために、図１（ｂ）に示したように、ワイヤ電極（以下、単に「ワイヤ」ともいう）の張架方向をワークの傾斜に対応させて変更するとともに、指令ＣをＣ＋α（α＝要補正量）に補正する手法が既に提案されている（例えば下記特許文献１、２参照）。
【０００５】
このように、ワイヤ放電加工機を用いた加工において、加工するワークの平行度を測定し、３次元方向に傾いたワークに対して垂直となるようワイヤの傾きを補正すると共にワイヤの移動量（加工距離）を補正する。そして、これにより傾いて取り付けられたワークを、指令どおりに加工する技術（以下、ワーク水平補正と称する）は既に確立されている。
【０００６】
ところで、ワーク水平補正を目的とするワークの平行度の測定に際しては、後述する実施形態中で示される如く、昇降式のタッチプローブ（測定子）が上ガイドに取付けられる。これは、制御点となる上ガイドを直接ワークに接触させることができない（ノズルに覆われている）等のために、このような手段が用いられている。タッチプローブは上ガイドから一定量オフセットした位置に取り付けられている。
測定を行うときタッチプローブの先端は上ガイド先端より下へ下降し、測定を行わない（加工時など）ときは上ガイド先端より上へ上昇する。測定時には、タッチプローブが下降した状態で、Ｚ軸（上ガイドの上下移動軸）が下降し、プローブの先端がワーク上面に接触したときのＸＹＺ軸座標値を読み取る。この測定は、一直線上に並ばない３つ以上の点について行われる。そして、下記（１）、（２）のデータが取得される。
【０００７】
（１）ワークの傾き角及び傾きの方向。このデータは、各測定点の座標の相関関係より求められる。
（２）ワーク上面（測定面）の３次元位置。このデータは、各測定点の座標より求められる。但し、各測定点の直接の座標値は、プローブ先端がワーク上面に接触したときの座標値であるため、制御点となる上ガイドからある一定量ずれた座標である。従って、このずれ量（プローブ取付けオフセット量）を測定しておく必要がある。
【０００８】
そして、ワーク水平補正では３次元方向に傾いたワークに対し、ＵＶ軸（ワイヤの傾き移動軸）の位置修正によってワイヤの傾きをワーク上面に垂直となるようにする。この補正に必要なデータは上記の（１）のデータ（傾き角・方向）である。
【０００９】
次にワイヤの移動量補正については、水平及び傾いて設置された両ワークの同じ面の移動量が同じになるように補正される。例えば、水平に設置された（と仮定された）ワーク上面（以下、基準面と称する）と、傾いて設置されたワーク上面（プローブで測定される面。以下、補正対象面）の移動量が同じとなるようＸＹ軸及びＵＶ軸を補正する。
この補正に必要なデータとして先ず基準面があり、このデータはワーク厚さ等の予め機外で測定されたデータを入力する。次に補正対象面で、これは上記の（２）のデータで与えることができる。
【００１０】
【特許文献１】特許第２６６７４７５号公報
【特許文献２】特開平２−１３９１２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
このようにワーク水平補正およびワーク平行度測定においては、基準面高さのデータ入力やプローブ先端ずれ量の測定などの付帯操作が必要であり、煩雑な作業が常に必要であった。本発明は、ワーク加工がテーパ加工か非テーパ加工（垂直加工）かに応じて、これらの付帯操作を無駄なく効率よく行えるようにすることを基本的な目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、被加工ワークをテーブル上に載置し、上ガイドと下ガイドの間で張架されたワイヤ電極をＸ軸及びＸ軸と直交するＹ軸からなるＸＹ平面において前記テーブルに対して相対移動させ、前記ワークに対して加工を行うワイヤカット放電加工機、あるいは、同ワイヤカット放電加工機を用いたワイヤカット放電加工方法において、テーパ加工と非テーパ加工（垂直加工）のモードを選択可能とし、後者の選択時には、基準面高さのデータの入力やプローブの取付けオフセット量の測定、入力などの付帯的な操作の必要量を減ずることで、上記課題を解決したものである。
【００１３】
本発明に従えば、上記ワイヤカット放電加工機は、テーパ加工を行うテーパ加工モードと、テーパ加工を行わない垂直加工モードのいずれかを選択する加工モード選択手段と、前記上ガイドの位置との間で一定のオフセット量を維持して移動可能な測定子を含み、該測定子を用いて前記テーブル上に載置された前記ワークの傾きを測定する傾斜測定手段と、前記加工モード選択手段によってテーパ加工モードが選択された場合に、前記傾斜測定手段によって測定された前記ワークのＸＹ平面に対する傾きの大きさ及び傾きの方向と、前記ワークの基準面高さと、前記オフセット量に基づいて、前記ワイヤ電極をＸＹ平面に対して垂直な±Ｚ方向に対して傾ける傾斜補正、並びに、加工プログラムで指定された加工経路に関して前記ワイヤ電極のＸＹ位置補正を行う第１の補正手段と、前記加工モード選択手段によって垂直加工モードが選択された場合に、前記傾斜測定手段によって測定された前記ワークのＸＹ平面に対する傾きの大きさ及び傾きの方向に基づいて、前記ワイヤ電極の傾斜補正、並びに、加工プログラムで指定された加工経路に関して前記ワイヤ電極のＸＹ位置補正を行う第２の補正手段と、前記第１の補正手段または前記第２の補正手段による、ワイヤ電極の傾斜補正及びＸＹ位置補正の下で加工プログラムに従った加工を実行する実行手段とを備えている。
【００１４】
ここで、前記基準面高さは、前記テーブル上に水平に載置された前記ワークの下面から見た前記ワークの上面までの高さとされる。また、前記傾斜測定手段は、前記測定子を用いて、前記テーブルに載置された前記ワークの上面における一直線上に並ばない少なくとも３点の３次元相対位置関係を求める手段を含み、該手段によって求められた前記３次元相対位置関係に基づいて前記ワークのＸＹ平面に対する傾きの大きさと傾きの方向を測定することができるものを採用して良い。  
また、前記オフセット量は、３次元位置が既知である基準位置を前記測定子で測定することによって求めることができる。  
【００１５】
本発明に従ったワイヤカット放電加工方法は、被加工ワークをテーブル上に載置し、上ガイドと下ガイドの間で張架されたワイヤ電極をＸ軸及びＸ軸と直交するＹ軸からなるＸＹ平面において前記テーブルに対して相対移動させる手段と、前記上ガイドの位置との間で一定のオフセット量を維持して移動可能な測定子を含み、該測定子を用いて前記テーブル上に載置された前記ワークの傾きを測定する傾斜測定手段とを備えたワイヤカット放電加工機を用いたワイヤカット放電加工方法に適用される。
【００１６】
その特徴は、前記ワークに対してテーパ加工を行うテーパ加工モード及びテーパ加工を行わない垂直加工モードのいずれかを選択するステップと、前記第１のステップにおける選択結果に応じて第１のステップ群または第２のステップ群のいずれか一方を実行するステップからなることである。
ここで、前記第１のステップ群は、前記ワークの基準面高さを前記ワイヤカット放電加工機に入力する入力ステップと、前記オフセット量を測定するオフセット量測定ステップと、前記傾斜測定手段を用いて前記ワークのＸＹ平面に対する傾きの大きさと傾きの方向とを測定する傾斜測定ステップと、前記傾斜測定ステップで測定された、前記テーブルに載置された前記ワークのＸＹ平面に対する傾きの大きさ及び傾きの方向と、前記入力ステップで入力された基準面高さと、前記オフセット量測定ステップで測定されたオフセット量に基づいて、前記ワイヤ電極をＸＹ平面に対して垂直な±Ｚ方向に対して傾斜させるとともに、加工プログラムで指定された加工経路に関して前記ワイヤ電極のＸＹ位置補正を行いながら加工を実行する第１の加工ステップとからなる。
【００１７】
一方、前記第２のステップ群は、前記傾斜測定手段を用いて前記ワークのＸＹ平面に対する傾きの大きさと傾きの方向とを測定する傾斜測定ステップと、前記傾斜測定ステップで測定された、前記テーブルに載置された前記ワークのＸＹ平面に対する傾きの大きさ及び傾きの方向に基づいて、ＸＹ平面に対して垂直な±Ｚ方向に対して前記ワイヤ電極を傾斜させるとともに、加工プログラムで指定された加工経路を補正して加工を実行する第２の加工ステップからなる。そして、前記基準面高さは、前記テーブル上に水平に載置された前記ワークの下面から見た前記ワークの上面までの高さとされる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ワーク平行度測定及び水平補正に関連する、基準面高さのデータの入力やプローブの取付けオフセット量の測定などの付帯的な操作の必要性について、ワーク加工がテーパ加工か非テーパ加工（垂直加工）かに応じてこれらの付帯操作を無駄なく効率よく行えるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図２は、本発明の実施形態で採用されるワイヤ放電加工機の概略構成を略示した図で、ワイヤ放電加工機の加工に関わる部分の構成は、従来のものと同様である。即ち、符号１は加工対象とされるワーク３０を設置・固定するワークテーブルで、平坦な載置面２を有している。加工時に、ワーク３０はその下面３２が載置面２に接するようにワークテーブルに設置・固定される。ワーク３０は、上面３１の全体が下面３２と平行な面となっている。ワーク３０としては、下面３２と平行な面（平坦領域）を持つものを想定する。ここではワーク３０として直方形状のものが例示されており、上面３１の全体が下面３２と平行な面となっているが、上面の一部領域のみが下面と平行な面であっても構わない。
【００２０】
符号７はワーク３０に放電加工を施すためにワイヤ供給部１２からガイドローラ１１等を経て供給されるワイヤ電極で、加工時には、結線操作により上下ガイド５、６間に張架され、ワーク３０との間に放電を起こさせるための電圧が印加される。符号１４はワイヤ巻取部で下ガイド６、ガイドローラ１３等を経たワイヤ電極７を所定の張力で引っ張り、巻取る機能を有している。
【００２１】
加工箇所は、ワイヤ電極７がワーク３０を貫く線状部分で、上面３１上の加工点３３で代表される。ワーク３０上で意図した軌跡（加工線とも呼ばれ、通常、加工プログラムで指定される）に沿って加工点３３を移動させるために、ワークテーブル１は、夫々サーボモータを駆動源とするＸ軸駆動機構３及びＹ軸駆動機構４によりＸＹ平面内で動くことができるようになっている。符号３４は、加工点３３の移動軌跡（加工済みの加工線）を例示したものである。
【００２２】
また、上ガイド５はＺ軸駆動機構８、Ｕ軸駆動機構９及びＶ軸駆動機構１０により、そのＸＹＺ位置が調整できるようになっている。一般に、Ｚ位置の調整は加工時に上ガイド５とワーク３０の上面３１との距離を所定の適正値とするために利用されるが、本実施形態ではこの他に、ワーク３０の設置姿勢の水平度計測の際にも利用される。一方、Ｕ軸／Ｖ軸駆動機構９、１０は、一般には、前述したテーパ加工の角度調整のために使用されるものであるが、本実施形態では、上記の計測結果に基づいてワーク３０の設置姿勢誤差を補償するための上ガイド位置調整にも用いられる。
【００２３】
符号１００は、上記のワーク設置姿勢の水平度計測のために、上ガイド５に取り付けられたタッチプローブユニットで、ワーク３０の上面３１に接触するプローブ（測定子）を備えている。タッチプローブユニットの構造と機能、水平度計測の手順及び同計測結果に基づく調整の詳細等については後述する。  
符号２０は電装部で、周知の態様で、ＣＰＵ、ＣＮＣ、メモリ、入出力装置（対外部装置用）を含む制御装置の他、ワイヤ電極を含む電気的要素に所要の電圧／電流を供給するための電源等が組み込まれている。ＣＮＣは、ＸＹＺ各軸及びＵＶ各軸を駆動するサーボモータを制御し、入出力装置（Ｉ／Ｏ）は、放電用の電源の制御（図示省略）、ワイヤの給送制御、ディスプレイ（操作パネル２１に装備）の表示制御等を行なう。
【００２４】
また、電装部２０内には、周知の態様でＸＹＺＵＶ各軸の負荷電流をモニタし、ディスプレイ画面（図示省略）上に表示する機能、ワーク３０に対するワイヤ電極７の電位、放電電流等をモニタする機能等が備わっている。更に、後述するように、ワークの設置姿勢計測のために、上記のタッチプローブユニット１００に備わったプローブがワーク３０の上面３１に接触した時に発せられる接触検出信号（接点信号）を受け、検知する機能を有している。  更に、上記のディスプレイ画面は、本発明の特徴に関連して、加工モードの選択（テーパ加工／垂直加工の別）に関する事項や、テーパ加工選択時に必要となるデータ入力や測定結果の表示等にも使用される（詳細は後述）。
【００２５】
ワイヤ放電加工のされ方自体は周知なので極く簡単に説明すると、制御装置のメモリに記憶された加工プログラムに従って、ＸＹＺＵＶ各軸の位置がＣＮＣでサーボ制御される一方、ワイヤ電極７に所定の放電電圧／電流が供給されてワーク３０に、所定のカットライン乃至カット面に沿った加工がなされる。既述のように、通常、加工点３３のＸＹ位置の移動はＸＹ軸の移動で行なわれるが、Ｕ軸／Ｖ軸で代用される場合もある。Ｘ軸/Ｙ軸/Ｚ軸は、上記の測定用のプローブ（タッチプローブユニット１００）の移動にも利用されること、及び、Ｕ軸／Ｖ軸は同計測結果に基づく上ガイド位置調整にも用いられることについては既述した通りである。
【００２６】
なお、図示は省略したが、周知のように、ワークテーブル１は加工液を満たした加工槽に設置され、ワーク３０に対する放電加工は加工液中で行なわれる。また、加工液を恒温装置、清浄化装置（イオン交換樹脂）等を通るように循環させて加工液の温度や清浄度を管理する装備が付設され、電装部２０によって制御されるが、これらについては本発明と特に関連はないので、詳細説明は省く。
【００２７】
さて、背景技術の欄で既に述べたように、放電加工を行なうためにワーク３０のワークテーブル１への設置姿勢が水平（上面３１及び下面３２がＸＹ平面内にあること）にならず、誤差が生じることがある。図３はその様子を例示したもので、ワークテーブル１の載置面２上にスラッジ４０が存在し、同スラッジ４０上にワーク３０の右端部が乗っているケースが描かれている。このような場合、ワーク３０の下面３２は右端部周辺で載置面２から僅かではあるが浮き上がり、密着することができなくなる。そのため、上面３１及び下面３２がＸＹ平面内に対して少角度傾斜する。
【００２８】
同様の事態は、ワークテーブル１の載置面２の加工誤差等によって起こり得る。いずれにしろ、本来ＸＹ面と平行であるべき上面３１／下面３２の傾斜に気付かず、あるいは気付いても無視して加工を行なうと、前述した通り、加工精度が劣化する。例えば、垂直加工を意図して上下ガイド５、６のＸＹ位置を正確に一致させた状態とした場合、ワイヤ電極７はＺ軸に平行（ＸＹ平面に垂直）に張架されるが、ワーク３０の上面３１及び下面３２に対しては垂直とならない加工が実行されてしまう。テーパ加工の場合は、意図したテーパ角の加工が実現できない。また、垂直加工、テーパ加工いずれの場合も、加工プログラムに基づく指令による移動距離がワーク３０の基準面上で実現されない。
【００２９】
従って、垂直加工、テーパ加工いずれの場合であっても、加工精度を低下させないために、ワイヤ電極７の張架方向をワーク３０の傾斜を補償するように傾斜させる必要があり、そのために、上ガイド５に取付けられたタッチプローブユニット１００が用いられる。図４（ａ）〜（ｄ）は、タッチプローブユニット１００について説明する図で、図４（ａ）は上ガイド５への取付け態様を示す概観図である。また、図４（ｂ）〜図４（ｄ）は、タッチプローブユニット１００の上ガイド５への取付けにおけるオフセットについて説明するための正面図と２つの側面図１、２であり、各々オフセットのＸ成分、Ｙ成分、Ｚ成分を表わしている。
【００３０】
図４（ａ）に示したように、タッチプローブユニット１００は先端点１０１を持つタッチプローブ１０２を備えたもので、上ガイド５の側部（または前部）に取付けられている。タッチプローブ１０２は図示を省略した進退機能によって、下降位置と退避位置（破線で表示）の間で進退可能であり、測定時以外は退避位置に引き上げられ、加工の邪魔にならないようになっている。なお、進退機構には例えばエアシリンダの機構が利用でき、それの進退制御は、電装部２０からの信号によって行われる。
【００３１】
タッチプローブユニット１００が取付けられる上ガイド５（制御点）の３次元位置（ＸＹＺ位置）は、Ｘ軸/Ｙ軸/Ｚ軸の位置として電装部２０のＣＰＵで認識可能である。ところで先端点１０１がワーク上面３１に接触したときのＸＹＺ座標値を、そのまま制御点の座標値として利用することはできない。即ち、上ガイド５の位置と先端点１０１の位置（接触位置）との間には、取り付け時の状態で決まる一定のずれが存在する。これが「オフセット」で、図４（ｂ）の正面図、図４（ｃ）の側面図１、図４（ｄ）の側面図２は順に、オフセットのＸ成分、Ｙ成分及びＺ成分を表わしている。
【００３２】
さて、本実施形態では、ワークテーブル１の載置面２上に設置・固定されたワーク３０に対して、上記したタッチプローブユニット１００を取付けた状態のワイヤカット放電加工機を用いて、加工に先立つ準備（いわゆる“  段取り”）並びにそれに基づく加工を実行しようとする際には、先ず、図５に示す如きモード設定画面が前述のディスプレイに表示される。オペレータは、これから実行する加工が「垂直加工」か、「テーパ加工」かに応じていずれか（□欄）を指定（例えばマウスでクリック）する。
【００３３】
図５の設定画面で「垂直加工」を指定した場合、図６に示した「画面１」が表示される。また、「テーパ加工」を指定すると、図７に示した「画面２」が表示される。なお、図６、図７では、画面１あるいは画面２に諸数値が入力された状態を示した。
【００３４】
次に、モード設定結果に応じて、画面１の表示の下で図８の左側のフロー（ステップＳ１〜Ｓ４）に従って、あるいは、画面２の表示の下で図８の右側のフロー（ステップＳ１１〜Ｓ１６）に従って、操作並びに関連処理が進められる。図８から明らかなように、左右のフローの違いは、テーパ加工選択時には「基準面高さの入力」（ステップＳ１２）と「オフセット量測定」（ステップＳ１４）があるが、垂直加工選択時にはそれらが無いことである（その理由は後述する）。
【００３５】
以下、各ステップについて簡単に説明すれば、次のようになる。  
●ステップＳ１、Ｓ１１について；
タッチプローブユニット１００を用いて測定を行う３点Ｐ1、Ｐ2、Ｐ3のＸＹ位置を画面１上（ステップＳ１）、あるいは、画面２上（ステップＳ１１）で行う。また、Ｐ1、Ｐ2、Ｐ3に対応させてＺ位置の入力も併せて行う。Ｚ位置を入力する理由は、測定時にプローブの降下を高速／低速の２段階で行うためである。
【００３６】
従って、Ｚ位置は、ワーク３０の上面３１よりも適当な小距離（例えば１cm程度）だけ上方にプローブが来るようなＺ軸の位置とする。後述するように、測定時にプローブは、入力されたＺ位置まで高速で下降し、そこから低速に切り替わり、接触が検知されるまでワーク３０の上面３１に向かって下降する。
【００３７】
図６、図７に記した諸数値はあくまで例示であり、画面１、２における数値が同じになっているが、違っていても良いことは言うまでもない。一般に、タッチプローブユニット１００の可動範囲を逸脱しない範囲で、ＸＹ平面上で一直線上に並ばない３点を選べば良い。
【００３８】
数値を入力したら、「入力完了」のキーをクリックする。なお、指定した３点が一直線上に並んでいないことをソフトウェアで確認できるようにしておき、もしも一直線上に並ぶ３点が指定された場合には再入力を促すアラームメッセージを表示するようにしても良い。また、指定する測定点は４点以上としても良い。その場合には、Ｐ4, Ｐ5・・・等の数値を入力する。
【００３９】
●ステップＳ１２について；
このステップは、テーパ加工モード選択時のみ実行される。「基準面の高さ」とは、テーブル１の載置面２から測った「基準面」の高さである。ここで、基準面はワーク３０の上面３１である。従って、「基準面高さ」はワーク３０の厚さということになる。このデータには、別途計測された厚さの値を採用することができ、これを図７に示した画面２上で行う。なお、ｈ＝２４．５mmは、１つの例示に過ぎない。
【００４０】
●ステップＳ２、Ｓ１３について；
画面１あるいは画面２で所要のデータを行い、入力完了キーをクリックすると、測定プログラムが起動可能な状態となる。そして、安全確認等行った上で起動キーをクリックすると、測定プログラムが起動される。  
測定プログラムによって実行される測定は、「垂直加工モード」選択時には「ワーク上面の３点の位置計測」（ステップＳ３）であり、「テーパ加工モード」選択時には「オフセット量の測定」（ステップＳ１４）と「ワーク上面の３点の位置計測」（ステップＳ１５）である。
【００４１】
●ステップＳ１４について；
このステップは、テーパ加工モード選択時のみ実行される。オフセット量測定の手順を図９（ａ）〜図９（ｃ）を参照して説明すれば次のようになる。ワークテーブル１の載置面２上でワーク３０（図９（ａ）〜図９（ｃ）では図示省略）で占拠されていない部分（予め用意された空き領域）に治具５０を設置する。治具５０はタッチプローブの先端点１０１よりも大きな径を持つ穴５１を有している。  
なおここでは、ワイヤ電極７はＺ軸に平行（ＸＹ平面に垂直）に張架されるよう予め調整されているものとする。
【００４２】
まず、上下ガイド５、６が冶具５０の穴５１の位置へ移動し、この穴５１にワイヤ電極７を通す（図９（ａ）参照）。なお、ここで移動する穴５１の位置は、ワイヤ電極７を穴５１へ通すのに支障のないおおよその位置が、予めメモリに記憶されている。次に＋Ｘ（または−Ｘ）方向にガイド５、６を移動させ冶具５０とワイヤ電極７が接触した位置を記憶する。次に反対方向、つまり−Ｘ（または＋Ｘ）方向に移動し、同様に冶具５０とワイヤ電極７が接触した位置を記憶する。この記憶された２つの位置データの中心、つまり穴５１のＸ方向の中心位置を求める。同様の手順で穴５１のＹ方向の中心を求める。ここで求められた穴５１の中心座標位置（x1，y1）を電装部２０のメモリに記憶する。
なお測定精度を高めるために、これらの手順を複数回行い、得られた中心座標位置の平均値をとっても良い。
【００４３】
次いで、ワイヤ電極７を一旦上下ガイドから外し、タッチプローブユニット１００に制御信号を送り、プローブ１０２の先端点１０１を下降させる（図４（ａ）参照）。そして図９（ｂ）に示したように、穴５１の中へ先端点１０１が入る位置へ上下ガイド５、６を移動する。なおここで移動する位置は、先端点１０１が穴５１の中へ入るのに支障のないおおよその位置が、予めメモリに記憶されている。
【００４４】
次に＋Ｘ（または−Ｘ）方向にガイド５、６を移動、つまりタッチブローブを移動させ冶具５０と先端点１０１が接触した位置を記憶する。次に反対方向、つまり−Ｘ（または＋Ｘ）方向に移動し、同様に冶具５０と先端点１０１が接触した位置を記憶する。この記憶された２つの位置データの中心、つまり穴５１のＸ方向の中心位置を求める。同様の手順で穴５１のＹ方向の中心を求める。ここで求められた穴５１の中心座標位置（x2，y2）を電装部２０のメモリに記憶する。
【００４５】
なお、測定精度を高めるために、これらの手順を複数回行い、得られた中心座標位置の平均値をとっても良い。またここでは、冶具５０の穴５１を基準位置としたが、冶具５０のコーナ部を基準位置とし、そのための測定シーケンスを用いても良い。
これらの両測定結果の差分からオフセット量ΔのＸ成分Δx、Ｙ成分Δyを求めることができる。Δx＝ｘ2-ｘ1、Δy＝ｙ2-ｙ1となる。これらを電装部２０のメモリに記憶する。
【００４６】
オフセット量ΔのＺ成分Δzを求めるには、図９（ｃ）に示したように、ワイヤ電極７を上ガイド５から取り外し、タッチプローブユニット１００は退避させた状態で、例えばワークテーブル１の載置面２または治具５０の上面に、上ガイド５を手動操作して接触さた時のＺ座標値を求めて予め記憶しておく。これをｚ0とする。そして、タッチプローブユニット１００を測定用の位置まで下降させた状態で、同じ面（ワークテーブル１の載置面２または治具５０の上面）に接触させた時のＺ座標値を求める。これをｚ3とすれば、オフセット量ΔのＺ成分Δｚは、Δｚ＝ｚ0−ｚ3となる。これを電装部２０のメモリに記憶する。以上でオフセット量の測定は完了する。
【００４７】
●ステップＳ３、Ｓ１５について；
画面１あるいは画面２で入力された位置Ｐ1へ上ガイド５を移動させる（位置Ｐ1に一旦位置決め）。既述の通り、Ｐ1のＺ位置はこの移動でプローブがワーク３０の上面３１に接触（衝突）してしまわないように指定（入力）されているので、この移動は高速で行うことができる。  
【００４８】
この移動後、Ｚ軸に沿ってタッチプローブユニット１００を徐々に降下させ（低速降下）、その先端点１０１をワーク上面３１に接触させる。前述した通り、この接触により接点信号が電装部２０に送られ、接触が検出されることになる。なお、接触検出と同時にＺ軸（プローブ）は自動的に移動停止する。そして、この接触検出時のＸＹＺ位置を記憶する。位置Ｐ2、Ｐ3についても同様の手順で、ワーク上面３１への接触時のＸＹＺ位置を記憶する。
【００４９】
ここで記憶された接触検出時のＸＹＺ位置は、タッチプローブの先端点１０１がワークに接触したときの位置なので、前述のオフセット量ΔｘΔｙΔｚを用いて、上ガイド位置（制御点）を求める。
測定点ｎの上ガイド位置（制御点）の座標（Xn,Yn,Zn）
＝接触検出時の座標（xn,yn,zn）＋オフセット量（Δｘ,Δｙ,Δｚ）  （n=1,2,3）
【００５０】
●ステップＳ４、Ｓ１６について；
これら補正のステップでは、まずステップＳ３、Ｓ１５で求められた測定点の上ガイド位置（制御点）の座標（Xn,Yn,Zn）より、ワークの傾きとワーク上面の３次元位置を求める。図１０は、その求め方の例を説明する図である。ここでは説明を簡単にするために、ワークがＸＺ平面に対してのみ傾いているとしている。そのため、以下の説明では測定された２点のデータのみで傾きを求めることができるがこれは一例である。
【００５１】
ワーク傾きθは  θ=tan-1[(z2-z1)/(x2-x1)]で求めることができる。また、傾いたワーク上面のＺ位置は  Ｚ＝tanθ＊Ｘ＋b  となる。
ｂの値は、下記の連立方程式を解くことにより求められる。
z1= tanθ＊x1＋b
z2= tanθ＊x2＋b
【００５２】
また、基準面と傾いたワーク上面の交点Ｐのガイド位置は  Px=(t-b)/ tanθ となる。  ここでｔは入力された基準面高さにおけるZ座標である。（既値として登録されているテーブル面のZ座標と基準面高さの値から求めることができる。）
図１１〜図１３は、補正の流れを示す。先ず図１１は、補正が行われた瞬間を表したものである。ワイヤ位置Ａ（破線）は補正前のワイヤ位置である。補正が起動されると、まずワイヤ位置Ａと基準面の交点座標Ｐａを得る。これによりＰｘからの距離Ｄａを求めることができる。次にＰｘを始点として傾いたワーク上面を距離Ｄａだけ離れたワイヤ位置ＱとＰａの差△１を求めると、△１＝Ｄａ−Ｄａ＊cosθとなる。
【００５３】
次にワイヤ位置Ｑと傾いたワーク上面の交点を中心としてワイヤを傾ける（傾いたワークに対してワイヤが垂直になるようにする）ための上ガイド移動量△２Ｕと下ガイド移動量△２Ｌを求めると、△２Ｕ＝（Ｌ−Ｄａ＊ｓｉｎθ−Ｌ１−Ｌ２）＊ｔａｎθ、△２Ｌ＝（Ｄａ＊ｓｉｎθ＋Ｌ１＋Ｌ２）＊ｔａｎ−θとなる。ここでＬ１は入力された基準面高さ、Ｌ２はテーブル−下ガイド間の距離（予め登録されている既値）。従って補正が行われた瞬間の上ガイド移動量△Ｕと下ガイド移動量△Ｌは、△Ｕ＝△１＋△２Ｕ、△Ｌ＝△１＋△２Ｌとなり、ワイヤはＡ‘の位置へ移動する。
【００５４】
次に、図１２は、ワイヤ位置Ａからワイヤ位置Ｂへ垂直加工を行う場合である。先ず、Ｐａと移動指令ＤよりＰｘからの距離Ｄｂを求める。
Ｐｘを始点として傾いたワーク上面を距離Ｄｂだけ離れたワイヤ位置Ｑのガイド位置ＧはＧ＝Ｐｘ＋Ｄｂ＊cosθとなる。ワイヤを傾けるための上ガイド移動量△２Ｕと下ガイド移動量△２Ｌは△２Ｕ＝（Ｌ−Ｄｂ＊ｓｉｎθ−Ｌ１−Ｌ２）＊ｔａｎθ、△２Ｌ＝（Ｄｂ＊ｓｉｎθ＋Ｌ１＋Ｌ２）＊ｔａｎ−θとなる。従って、ワイヤ位置Ｂ‘での上ガイド位置ＢＵと下ガイド位置ＢＬは、ＢＵ＝Ｇ＋△２Ｕ、ＢＬ＝Ｇ＋△２Ｌとなる。
【００５５】
次に、図１３は、ワイヤ位置Ａからワイヤ位置Ｂへテーパ加工を行う場合である。  
一般的に移動指令Ｄはプログラム面における指令であり、基準面（ワーク上面）の指令ではない。基準面での移動量Ｄuを求めるとＤu＝Ｄ＋（Ｌ１−Ｌ３）＊ｔａｎΦとなり、Ｐａと基準面の移動指令Ｄuより、Ｐｘからの距離Ｄｂを求める。  
【００５６】
前述の垂直加工と比べて指令されたΦの角度だけワイヤが傾くので、ワイヤを傾けるための上ガイド移動量△２Ｕと下ガイド移動量△２Ｌは△２Ｕ＝（Ｌ−Ｄｂ＊ｓｉｎθ−Ｌ１−Ｌ２）＊ｔａｎ（θ＋Φ）、△２Ｌ＝（Ｄｂ＊ｓｉｎθ＋Ｌ１＋Ｌ２）＊ｔａｎ−（θ＋Φ）となる。従って、ワイヤ位置Ｂ‘での上ガイド位置ＢＵと下ガイド位置ＢＬは、ＢＵ＝Ｇ＋△２Ｕ、ＢＬ＝Ｇ＋△２Ｌとなる。
【００５７】
図１４は、垂直加工の場合に、誤った基準面の値が設定（例えばオペレータの入力ミスや外部装置でのワーク厚さ測定ミス等）された場合の例である。垂直加工の場合、移動指令に対するワーク上のどの高さの移動量も同じであるので、距離Ｄｂを求めるのには影響がない。従って本補正方法においては垂直加工の場合、基準面の値に関係なく正しく補正を行うことができる。
図１５は、垂直加工の場合に、ワーク上面の位置が正しく測定されていなかった（ステップ１４のプローブの取り付けオフセット量測定のミス等）場合の例である。
【００５８】
垂直加工の場合、移動指令に対するワーク上のどの高さの移動量も同じであるので、補正対象面（傾いたワーク上面）の位置が違っても、正しい加工を行うことができる。
図１６は、テーパ加工の場合に、誤った基準面の値が設定された場合の例である。テーパ加工の場合、ワークの高さ位置によって移動指令に対する移動量が変わるので、間違った基準面が指定されると、距離Ｄｂの値が正しい基準面での移動量と異なり、正しい補正を行うことができない。
図１７は、テーパ加工の場合に、ワーク上面の位置が正しく測定されていなかった場合の例である。
【００５９】
この場合、誤ったワーク上面上に対して正しい補正を行うため、実際のワーク上面では正しい補正が行われない。  
このように垂直加工においては、入力された基準面のデータ及び測定されたワーク上面の位置（測定されたプローブの取付けオフセット量の影響）は補正に影響を与えないので
これらを省略することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】ワイヤ放電加工において、ワークが傾斜している場合にワイヤを傾斜させて加工を行うことを説明する図で、（ａ）はワーク傾斜時にワイヤを傾斜させないで加工を行った場合を表わし、（ｂ）はワーク傾斜時にワイヤを適正に傾斜させて加工を行った場合を表わしている。
【図２】本発明の実施形態で採用されるワイヤ放電加工機の概略構成を略示した図である。
【図３】ワークの設置姿勢が傾斜する様子を例示した図である。
【図４】タッチプローブとそのオフセットについて説明する図で、（ａ）は上ガイド５への取付け態様を示す概観図、（ｂ）〜（ｄ）は、それぞれタッチプローブユニット１００の上ガイド５への取付けにおけるオフセットのＸ成分、Ｙ成分、Ｚ成分について説明するための正面図と２つの側面図１、２である。
【図５】モード設定画面を例示したものである。
【図６】垂直加工モード選択のデータ入力画面を例示したものである。
【図７】テーパ加工モード選択のデータ入力画面を例示したものである。
【図８】垂直加工モード選択時及びテーパ加工モード選択時のフローを示した図である。
【図９】タッチプローブのオフセット量の計測手順について説明する図で、（ａ）・（ｂ）はオフセット量のＸＹ成分の計測手順、（ｃ）はオフセット量のＺ成分の計測手順をそれぞれ表わしている。
【図１０】ワークの傾きとワーク上面の３次元位置の求め方の例を説明する図である。
【図１１】入力された基準面高さに基づいて補正が行われた瞬間を表しす図である。
【図１２】ワイヤ位置Ａからワイヤ位置Ｂへ垂直加工を行う場合における補正について説明する図である。
【図１３】ワイヤ位置Ａからワイヤ位置Ｂへテーパ加工を行う場合における補正について説明する図である。
【図１４】垂直加工の場合に、誤った基準面の値が設定（例えばオペレータの入力ミスや外部装置でのワーク厚さ測定ミス等）された場合の例について、説明する図である。
【図１５】垂直加工の場合に、ワーク上面の位置が正しく測定されていなかった（ステップ１４のプローブの取り付けオフセット量測定のミス等）場合の例について説明する図である。
【図１６】テーパ加工の場合に、誤った基準面の値が設定された場合の例について説明する図である。
【図１７】テーパ加工の場合に、ワーク上面の位置が正しく測定されていなかった場合の例について説明する図である。
【符号の説明】
【００６１】
１  ワークテーブル
２  載置面
３  Ｘ軸駆動機構
４  Ｙ軸駆動機構
５  上ガイド
６  下ガイド
７  ワイヤ電極
８  Ｚ軸駆動機構
９  Ｕ軸駆動機構
１０  Ｖ軸駆動機構
１１、１３  ガイドローラ
１２  ワイヤ供給部
１４  ワイヤ巻取部
２０  電装部
２１  操作パネル
３０  ワーク
３１  上面（下面と平行な面ワーク面）
３２  下面
３３  加工点
３４  加工線（加工済み）
４０  スラッジ
５０  治具
５１  穴
１００  タッチプローブユニット
１０１  タッチプローブの先端点
１０２  タッチプローブ
【図１】
2008044033.tif 000003
【図２】
2008044033.tif 000004
【図３】
2008044033.tif 000005
【図４】
2008044033.tif 000006
【図５】
2008044033.tif 000007
【図６】
2008044033.tif 000008
【図７】
2008044033.tif 000009
【図８】
2008044033.tif 000010
【図９】
2008044033.tif 000011
【図１０】
2008044033.tif 000012
【図１１】
2008044033.tif 000013
【図１２】
2008044033.tif 000014
【図１３】
2008044033.tif 000015
【図１４】
2008044033.tif 000016
【図１５】
2008044033.tif 000017
【図１６】
2008044033.tif 000018
【図１７】
2008044033.tif 000019