(57)【要約】【課題】アプローチ経路の設定が容易ではなく、ＮＣプログラム軌跡のデータを作成するのが困難で、作業時間がかかる。【解決手段】作業者は、コンピュータ支援設計システムによって作成された金型の三次元モデルのデータを数値制御装置に付与する（Ｓ１）。数値制御装置は、金型の三次元モデルのデータから加工形状軌跡のデータを求めるとともに、中子の三次元形状のデータを演算して中子の重心の位置のデータを求めて、これらのデータからアプローチ経路のデータを求める（Ｓ２〜Ｓ６）。そして、加工形状軌跡と中子の重心の位置とアプローチ経路のデータから好適なＮＣプログラム軌跡のデータを得る（Ｓ９）。【選択図】　図１
2004122334.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピュータ数値制御装置を用いてワイヤ電極と被加工物とを相対移動させて前記被加工物を所望の加工形状に放電加工するワイヤカット放電加工における前記ワイヤ電極の加工プログラム軌跡のデータを作成する方法において、
前記コンピュータ数値制御装置にコンピュータ支援設計システムによって作成された金型の三次元モデルのデータを含む被加工物の属性データを付与するステップと、
前記コンピュータ数値制御装置に前記金型の三次元モデルのデータに基づいて加工形状軌跡のデータを演算させるステップと、
前記コンピュータ数値制御装置に前記金型の三次元モデルのデータに基づいて中子の三次元モデルを解析し中子の重心の位置を演算させるステップと、
前記コンピュータ数値制御装置に前記加工形状軌跡のデータと前記中子の重心の位置のデータとに基づいて前記加工形状軌跡と前記中子の重心とを接続するアプローチ経路のデータを演算させるステップと、
前記コンピュータ数値制御装置に少なくとも前記加工形状軌跡のデータと前記アプローチ経路のデータとから加工プログラム軌跡のデータを演算させるステップと、
を含んでなるワイヤカット放電加工における加工プログラム軌跡のデータを作成する方法。
【請求項２】
前記金型の三次元モデルのデータが、複数の形状要素から構成され、各形状要素のそれぞれに属性データが与えられ、各形状要素の属性データが階層構造で記憶装置に記憶され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における加工プログラム軌跡のデータを作成する方法。
【請求項３】
前記コンピュータ数値制御装置に前記金型の三次元モデルのデータに基づいて加工形状軌跡のデータを演算させるステップは、前記金型の三次元モデルの属性データから当該三次元モデルの任意の点における基準座標に対する相対的な座標値を計算し、当該三次元モデルのプログラム平面上における輪郭線を構成する微細な点群の前記基準位置に対する各座標値を求めて加工形状軌跡のデータを得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における加工プログラム軌跡のデータを作成する方法。
【請求項４】
前記アプローチ経路は、前記加工形状軌跡と前記中子の重心とを最短で結び前記加工形状軌跡に直角に接続する線分であ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における加工プログラム軌跡のデータを作成する方法。
【請求項５】
コンピュータ支援設計システムによって作成された金型の三次元モデルのデータを含む被加工物の属性データを付与する入力装置と、前記入力装置によって入力された前記被加工物の属性データを記憶する付属記憶装置と、前記付属記憶装置に記憶された前記被加工物の属性データに基づいて加工プログラム軌跡のデータを演算する演算装置と、前記演算装置によって得られたデータを一時的に記憶させる主記憶装置と、を備え、前記演算装置は、次の手段を含んでなるワイヤカット放電加工装置の数値制御装置；
前記入力装置から入力される前記被加工物の属性データを付属記憶装置に記憶させる設定手段；
前記付属記憶装置に記憶された前記金型の三次元モデルの属性データに基づいて所望の加工形状軌跡のデータを演算する第１計算手段；
前記金型の三次元モデルの属性データに基づいて中子の三次元モデルを解析し中子の重心の位置のデータを演算する第２計算手段；
前記加工形状軌跡のデータと前記中子の重心の位置のデータとに基づいて前記中子の重心の位置と前記加工形状軌跡とを接続するアプローチ経路のデータを演算させる第３計算手段；
前記加工形状軌跡のデータと前記アプローチ経路のデータとから加工プログラム軌跡のデータを演算する第４計算手段。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加工プログラム軌跡のデータを作成する方法とその装置に関する。特に、コンピュータ支援システムで作成された金型の三次元モデルのデータを含む被加工物の属性データからＮＣプログラム軌跡のデータを作成する方法およびワイヤカット放電加工装置の数値制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
放電加工は、工具電極と被加工物とを所定の加工間隙を隔てて対向配置し、加工間隙に加工に適する所定の電圧パルスを繰返し印加して放電を発生させるとともに、その繰返し発生する放電エネルギにより被加工物を所望の加工形状に加工する加工方法である。ワイヤカット放電加工は、工具電極として線状のワイヤ電極を使用し、被加工物を所望の加工形状に輪郭加工する放電加工方法として知られている。
【０００３】
ワイヤカット放電加工装置の本機は、ワイヤ電極と被加工物を相対移動させる移動機構を備え、加工電源装置からワイヤ電極と被加工物とを通して加工間隙に放電エネルギを供給する。移動機構は、ワイヤ電極と被加工物とを複数の軸方向に相対移動できるように複数の移動装置から構成される。ワイヤ電極は、テンション機構によって所定の張力が付与された状態で少なくとも１対のワイヤガイド間に張架されるとともに、放電加工をしている間、ワイヤ送り機構によって所定の方向に走行し、常に新しい箇所が加工間隙に位置するように更新されている。
【０００４】
図４に、典型的なワイヤカット放電加工装置の本機の概略の構成が示されている。図４に示されるワイヤカット放電加工装置の本機１は、ワークスタンド２に設置された被加工物ＷＰにワイヤ電極ＷＥが対向するように、ワイヤ電極ＷＥを加工に必要な所定の張力を付与した状態で一対のノズルアッセンブリ３，４にそれぞれ収納された一対のワイヤガイド間に張架するテンション機構５を備える。また、ワイヤ電極ＷＥを更新送りするワイヤ送出機構６と、本機１の背部にあって図示されないワイヤ巻取機構を備える。
【０００５】
図４に示されるワイヤカット放電加工装置の移動システム７は、Ｘ軸移動装置として加工テーブル７Ｘ、Ｙ軸移動装置としてサドル７Ｙ、Ｕ軸移動装置としてテーパテーブル７Ｕ、Ｖ軸移動装置としてテーパテーブル７Ｖ、Ｚ軸移動装置として加工ヘッド７Ｚを備えている。これらの移動装置は、図示しない制御装置であるコンピュータ数値制御装置（ＣＮＣ，Ｃｏｍｐｕｔｅｒｉｚｅｄ　Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）から出力される移動指令データに基づいてモータ制御装置を通して各移動装置のサーボモータ７ＸＭ、７ＹＭ、７ＵＭ、７ＶＭ、７ＺＭに供給される制御信号に従って駆動する。
【０００６】
モータ制御装置に出力する移動指令データを得るためには、作業者によって予め加工プログラム軌跡のデータを含む加工プログラムが作成され、ＣＮＣに与えられる必要がある。現在のＣＮＣの多くは、数値制御プログラム（ＮＣプログラム）の方式が採用されており、ＮＣプログラムの方式における加工プログラム軌跡は、特にＮＣプログラム軌跡と称される。ＮＣプログラムのデータは、作業者がワイヤカット放電加工用の自動プログラミング装置（ＡＰＴ，Ａｕｔｏ　Ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ　Ｔｏｏｌ）を利用し、あるいは金型設計用のコンピュータ支援設計システム（ＣＡＤ，Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　Ａｉｄｅｄ　Ｄｅｓｉｇｎ　Ｓｙｓｔｅｍ）で作成された加工形状データを基にコンピュータ支援製造システム（ＣＡＭ，Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　Ａｉｄｅｄ　Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ）を利用して作成している。
【０００７】
広く実施されている金型を製作するプロセスでは、例えば、最終製品の設計者がＣＡＤで作成したデータに基づいて金型の設計者がＣＡＤで最終製品を得るための金型を設計し、金型の設計者またはワイヤカット放電加工装置の作業者がＡＰＴやＣＡＭを使ってＮＣプログラムを作成する。そして、作業者は、ＣＮＣを操作して、ＮＣプログラムを解析させワイヤカット放電加工装置の本機を動作させて被加工物を放電加工する。なお、１つの金型を得るためには、しばしば、ワイヤカット放電加工以外の金属加工方法を組み合わせて加工することがあるが、以下では、ワイヤカット放電加工だけで金型を製作する場合を例に説明する。
【０００８】
図５に、被加工物からコアを除去する“切抜き加工”のある加工形状の一例が示されている。ワイヤカット放電加工で加工される典型的な金型は、プレスのパンチとダイや押出しダイスなどであり、切り落とされるコアの側が必要な被加工品（金型）となるケースがあるが、以下の説明では、コアの側が被加工品であるかないかに関わらず、コアの側を中子と称する。なお、加工形状軌跡は加工によって切断される輪郭形状を表わし、ＮＣプログラム軌跡はＮＣプログラムによって定義される相対移動軌跡であり、ワイヤ電極のパスはワイヤ電極の中心が実際に相対移動する軌跡であるから、それぞれのラインは、正確には完全に一致するものではないが、以下の説明では、それらのラインが一致するときは、同義で使用されることがある。
【０００９】
中子が不要になる切抜き加工では、被加工物ＷＰの外側から切り込むわけにはいかないので、中子１１に下穴をあけ、この下穴にワイヤ電極ＷＥを挿通して上側ワイヤガイド４１と下側ワイヤガイド５１との間に張架し、この下穴をイニシャルホール（加工開始孔）１２として放電加工を開始する。そして、ワイヤ電極ＷＥをイニシャルホール１２と加工形状軌跡１３とを結ぶアプローチ経路１４を通って加工形状軌跡１３を所定補正量シフトさせたオフセット経路１５に沿って相対移動させ、中子１１を被加工物４から切り抜くように放電加工する。
【００１０】
この場合、輪郭形状をすべて放電加工すると中子１１が自重によって傾くから、中子１１のサイズが比較的大きいときは、中子１１を一気に切り落とすのではなく、例えば、中子１１の一部分を切り残しておき、中子１１を治具３１などで支持してから放電加工して完全に切断するようにされる。しかしながら、中子１１の傾き方によっては、放電加工後に中子１１を円滑に落下させること、あるいは引き抜くことができなくなったりする。このとき、中子１１が傾く状態は中子１１の輪郭線１６とその中子１１を切断しているときの状況によって異なるから、中子１１の傾斜が可能な限り中子の除去の妨げにならないようにするためには、結果的には、加工形状軌跡１３のどこから切り始めるかに依存する。言い換えれば、アプローチ経路の設定が不適切であると、中子１１がバランスを崩して傾きやすくなる。同時に、アプローチ経路１４は、加工時間を短くするためにイニシャルホール１２と加工形状軌跡１３とをできるだけ短く結ぶ軌跡であることが望ましい。
【００１１】
中子を切り落とすときに、中子の傾きを想定してアプローチ経路を設定することは、作業者にとって容易なことではない。そこで、中子の重心に近い加工軌跡上の位置から放電加工を開始すれば中子のバランスが維持されやすいことから、１つの方法として、主プログラム平面における加工形状軌跡を輪郭とする二次元幾何学形状の中心または重心を求めて、その中心または重心の位置と加工形状軌跡とをアプローチ経路で接続している。例えば、特許文献１ないし特許文献３に示されるような方法がある。
【００１２】
【特許文献１】
特許第２９８５５６９号公報（第３頁〜第５頁、図２〜図３）
【特許文献２】
特開平２−１９５４０５号公報（第３頁、図１）
【特許文献３】
特許第２６３３６２４号公報（第３頁、図１および図４）
【特許文献４】
特開２００１−２８２８７８号公報（第８頁〜第９頁、図２）
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、中子の形状が単純でない場合、二次元幾何学形状とはいえども中子の重心を計算することは大変な作業である。特に、いわゆる多数個取りのように、複数の中子があるときは、極めて困難な作業になる。また、当然に、重量バランスが保たれる真の中子の重心の位置と二次元幾何学形状での中子の重心の位置とはかなりの誤差がある虞れがある。したがって、相当の手間をかけて二次元幾何学形状での中子の重心を求めるメリットが小さく、結局、作業者は、経験を頼りにアプローチ経路を設定しているのが実情である。このようなことから、この種のワイヤカット放電加工におけるＮＣプログラム軌跡のデータをより適切かつ容易に得られるとともに、ＮＣプログラム軌跡を作成する作業時間の短縮が望まれている。
【００１４】
本発明は、このような点に鑑みて、より適切かつ容易に加工プログラム軌跡のデータを得ることができ、作業時間の短縮を図ることができるワイヤカット放電加工におけるデータの作成方法および装置を提供することを主たる目的とする。その他の本発明におけるいくつかの利点は、本発明の実施の形態の説明において適宜明らかにされる。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明のワイヤカット放電加工における加工プログラム軌跡のデータを作成する方法は、上記課題を解決するために、コンピュータ数値制御装置を用いてワイヤ電極と被加工物とを相対移動させて前記被加工物を所望の加工形状に放電加工するワイヤカット放電加工における前記ワイヤ電極の加工プログラム軌跡のデータを作成する方法において、前記コンピュータ数値制御装置にコンピュータ支援設計システムによって作成された金型の三次元モデルのデータを含む被加工物の属性データを付与するステップと、前記コンピュータ数値制御装置に前記金型の三次元モデルのデータに基づいて加工形状軌跡のデータを演算させるステップと、　前記コンピュータ数値制御装置に前記金型の三次元モデルのデータに基づいて中子の三次元モデルを解析し中子の重心の位置を演算させるステップと、前記コンピュータ数値制御装置に前記加工形状軌跡のデータと前記中子の重心の位置のデータとに基づいて前記加工形状軌跡と前記中子の重心とを接続するアプローチ経路のデータを演算させるステップと、前記コンピュータ数値制御装置に少なくとも前記加工形状軌跡のデータと前記アプローチ経路のデータとから加工プログラム軌跡のデータを演算させるステップと、を含んでなる。
【００１６】
また、本発明のワイヤカット放電加工装置の数値制御装置は、ＣＡＤによって作成された金型の三次元モデルのデータを含む被加工物の属性データを付与する入力装置（８４）と、入力装置（８４）によって入力された被加工物の属性データを記憶する付属記憶装置（８３）と、付属記憶装置（８３）に記憶された被加工物の属性データに基づいて加工プログラム軌跡のデータを演算する演算装置（８１）と、演算装置（８１）によって得られたデータを一時的に記憶させる主記憶装置（８２）と、を備え、演算装置（８１）は、入力装置（８４）から入力される被加工物の属性データを付属記憶装置（８３）に記憶させる設定手段（５００）と、付属記憶装置（８３）に記憶された金型の三次元モデルの属性データに基づいて所望の加工形状軌跡のデータを演算する第１計算手段（１００）と、金型の三次元モデルの属性データに基づいて中子の三次元モデルを解析し中子の重心の位置のデータを演算する第２計算手段（２００）と、加工形状軌跡のデータと前記中子の重心の位置のデータとに基づいて中子の重心の位置と加工形状軌跡とを接続するアプローチ経路のデータを演算させる第３計算手段（３００）と、加工形状軌跡のデータとアプローチ経路のデータとから加工プログラム軌跡のデータを演算する第４計算手段（４００）とを含んでなるものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１のフローチャートは、本発明の方法におけるＣＮＣの主要な処理を示している。以下、図１を参照して、本発明のワイヤカット放電加工における加工プログラム軌跡のデータの作成方法を説明する。なお、ワイヤカット放電加工装置の本機の構成と切抜き加工の具体的な実施の形態は、図４に示されたワイヤカット放電加工装置および図５に示された加工例が参照される。
【００１８】
まず、作業者は、予め設計者によって金型設計ができるＣＡＤで作成された金型の三次元モデルの属性データを含む被加工物の属性データをＣＮＣに与える（Ｓ１）。より具体的には、作業者は、ＣＮＣを操作して、ＣＡＤで作成された金型の三次元モデルなどを解析処理するプロセスがプログラムされた所定のアプリケーションソフトウェアを起動して、被加工物の属性データを記憶媒体またはデータ通信を通して取得し、ＣＮＣの記憶装置に記憶させる。
【００１９】
ＣＡＤで作成された被加工物の属性データは、被加工物の三次元モデルのデータ、金型の三次元モデルのデータ、被加工物における必要部位と不要部位とを区別する加工部位のデータを含む加工情報のデータ、名称やコメントなどの識別データのような、被加工品を三次元で定義し特定するためのデータを含む。金型の三次元モデルの属性データは、頂点、形状、面、境界、輪郭線、材質、質量など金型の三次元モデルの特徴を決定するために与えられたデータを含む。
【００２０】
また、金型の三次元モデルのデータは、１つの金型の三次元モデルを表現する上で、いくつかの形状要素を合成して構成されることがあり、各形状要素のそれぞれに属性データが与えられる。形状要素が合成された金型の三次元モデルの属性データは、階層構造で記憶装置に記憶され、金型の三次元モデルをいくつかのパートに分割して表現することが可能である。三次元モデルを定義し表示できるこの種の技術は、例えば、特許文献４に開示された技術が参照される。
【００２１】
そして、作業者は、ＣＮＣを操作してＣＮＣに主プログラム平面上の加工形状軌跡のデータを計算させる（Ｓ２）。主プログラム平面の被加工物の板厚の方向の位置は、特に作業者によって指定されている場合を除いて被加工物の上面とする。なお、被加工物の板厚の方向に複雑な形状を有する、いわゆる段差のある被加工物の場合における二次元の加工形状軌跡は、図５に示されるように、仮想の平面に投影されたラインである。
【００２２】
三次元モデルの属性データからプログラム平面上の加工形状軌跡のデータを計算する手法はいくつか考えられるが、任意に選択的に採用される。例えば、金型の三次元モデルの属性データから三次元モデル中の任意の点における基準座標に対する相対的な座標値を計算することができるので、金型の三次元モデルのプログラム平面上における輪郭線を構成する微細な点群の基準位置に対する各座標値を求めることによって加工形状軌跡を定義することができる。
【００２３】
得られた加工形状軌跡を構成する点と形状要素のデータは、多ければ多いほど正確な加工形状軌跡を表現するが、規定の最小単位を小さくすればするほど演算に必要な時間が長くなるから、ワイヤカット放電加工装置の移動装置の移動制御における最小駆動単位のレベルよりも高い精度であれば十分である。得られた加工形状軌跡のデータは適当な識別データが与えられて、一旦記憶装置に記憶される。
【００２４】
次に、ＣＮＣは、与えられている金型の三次元モデルの属性データから中子の三次元モデルの属性データを得る（Ｓ３）。金型の三次元モデルの属性データは、既に述べられているように、階層構造に記憶装置に記憶され複数の形状要素を合成させて表現させることができるとともに加工部位のデータが含まれているので、複数のワイヤカット放電加工以外の加工方法と組み合わせる複合加工の場合、複数回のワイヤカット放電加工で形状を出す加工の場合、あるいは１つの被加工物から複数の切抜き加工を行なう多数個取りのような場合であっても、ＣＮＣは、ワイヤカット放電加工で切断するときの中子の輪郭線を計算して求めることができ、中子の三次元モデルのデータを得ることができる。なお、金型の三次元モデルと中子の三次元モデルが同一の形状であるときは、金型の三次元モデルの属性データを中子の三次元モデルの属性データとすることができる。
【００２５】
そして、ＣＮＣは、この中子の三次元モデルの属性データから中子の重心を計算する（Ｓ４）。中子の三次元モデルの重心を計算する手法は、いくつかの計算の手法が知られており、演算装置の演算処理能力、計算時間、計算される値の精度などを考慮して選択的に任意に採用される。このとき、中子は静止しており、中子を構成し点として表される微小な単位体積素片の材質と密度が同じと考える。
【００２６】
例えば、ある手法として、単位体積素片を集合させた仮想の薄板で中子を分割すると、中子は異なる形状の薄板で構成されていると仮定できるから、中子の所定の両端部から順次薄板の重量を計算し薄板の重量の総和と平均によって中心に位置する薄板のデータを得て、中心に位置すると推定される薄板の重量の中心の座標値を計算することによって、中子の重心の位置のデータを得ることができる。また、中子の三次元モデルを形成する多数の単位体積素片の位置データが膨大に存在する場合は、いくつかの近似値を求める計算手法を採用するなどして計算時間を短縮する手法が適宜採用される。
【００２７】
計算された中子の重心を主プログラム平面に投影するときは、主プログラム平面の位置を決定している１軸方向の座標値、図４のようなワイヤカット放電加工装置の場合は、座標値（ｘ，ｙ，ｚｌ）のうちのＺ軸方向の座標値（ｚｌ）を、先に計算された中子の重心の座標値（ｘｋ，ｙｋ，ｚｋ）の座標値（ｚｋ）に代入する（Ｓ５）。中子の重心の座標値は、識別データとともに、一旦記憶装置に記憶される。この計算プロセスによって得られる中子の重心の位置データは、ＣＡＤで作成された金型の三次元モデルのデータから得られることから、二次元の幾何学的輪郭形状から得られる中心または重心のデータに比べて、より適切であることが理解できる。また、この重心の計算は、ＣＮＣの演算装置が行なうものであるから、作業者に負担が殆どかからない。
【００２８】
次に、ＣＮＣは、既に計算され記憶装置に記憶されている主プログラム平面上に投影された中子の重心の位置のデータと加工形状軌跡を構成する点と形状要素のデータを読み出して加工形状軌跡に接続するアプローチ経路を計算させる（Ｓ６）。具体的には、まず、中子の重心の位置を始点とし加工形状軌跡に最短で直角に接続する線分のデータを求めて加工形状軌跡とこの線分との接続点を終点としてその終点の位置データを計算する。
【００２９】
次に、金型の属性データの加工部位のデータから不要部分を判断する。そして、中子が不要部分である場合は先に得られた線分をアプローチ経路とする。一方、中子が金型であり必要部分である場合は、先に計算されている加工形状軌跡に直角に接続し端面に到達する線分のデータを求めてアプローチ経路とする。得られたアプローチ経路のデータは、形状要素と始点および終点の座標値を含む位置要素にアプローチ経路であることを識別できるデータが加えられた属性データを与えられて記憶装置に記憶される。
【００３０】
中子が不要である加工の場合は中子の重心の位置をイニシャルホールの位置とし、中子が必要である加工の場合は被加工物の端面を加工開始位置とする。ただし、金型の形状によって必ずしも中子の重心にイニシャルホールを設けることができるとは限らないので、この実施の形態では、被加工物の属性データに既に金型の設計者によって加工開始位置が設定されデータが与えられている場合や作業者によって別に任意の位置に加工開始位置が設けられる場合は（Ｓ７）、その加工開始位置とアプローチ経路とを最短で接続する１以上の形状要素の軌跡で構成される経路を別に計算して、先に得られた経路を補正して最終的なアプローチ経路のデータを得るようにしている（Ｓ８）。
【００３１】
加工形状軌跡のデータとアプローチ経路のデータが得られたら、ＮＣプログラム軌跡のデータを計算する（Ｓ９）。このような加工プログラム軌跡のデータの形式は、大きく分けて、ＮＣデータ（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｄａｔａ）の形式とＰＶＴデータ（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ　Ｖｅｌｏｃｉｔｙ　ａｎｄ　Ｔｉｍｅ　Ｄａｔａ）の形式がある。実施の形態では、広く実施されているＮＣデータの形式で計算する場合で説明しているが、データの形式は、ＣＮＣが採用する解析プロセスに依存して決定され、加工プログラム軌跡をＰＶＴデータで表わすことも可能である。
【００３２】
具体的には、ＣＮＣは、加工形状軌跡のデータと加工部位のデータから加工進行方向を設定し、加工形状軌跡を直線形状要素と同心の円弧形状要素とに分別し、各形状要素で区分されるプログラムブロック毎に形状要素と移動方向に従うＮＣコードと移動距離または移動位置を表わすデータを与えて加工順序に従って配列する。次に、アプローチ経路のデータを直線補間を表わすＮＣコードを含むプログラムブロックのＮＣデータに置き換える。そして、既に得られている加工形状軌跡におけるＮＣデータ列の適切な場所に配置される。演算されたＮＣプログラム軌跡のデータは、一旦、記憶装置に記憶される。
【００３３】
以上の演算プロセスによって得られたＮＣプログラム軌跡のデータは、一旦ＮＣプログラムの形式で配列された順番に表示装置に表示されるとともに記憶装置に記憶される（Ｓ１０）。また、先に計算して得られている加工形状軌跡のデータとアプローチ経路のデータ、および中子の形状のデータを解析処理して画像データに変換し、表示装置に表示させることができる。
【００３４】
最終的なＮＣプログラムを得るためには、必要な加工情報がデータとしてプログラムに含まれている必要がある。そのため、作業者は、別に加工パラメータのデータを入力して設定する。加工パラメータのデータは、ワイヤ電極の径や材質などの加工前提条件、加工時間などの加工特性、放電電流パルスや電源電圧などの電気的加工条件、カット数、テーパ角度、オフセット、テーパ角度、従プログラム面の位置などの設定条件を含む一連のパラメータを含む。具体的には、作業者は、表示装置にＮＣプログラムの形式で表示されているＮＣプログラム軌跡のデータを編集して入力するか、加工パラメータを選定するプロセスがプログラムされた所定のアプリケーションソフトウェアを操作して対話形式で必要な数値を順番に入力する。これらの加工パラメータは、金型の設計データを元にＣＡＤで予め作成されたデータを記憶媒体またはデータ通信を通して取得することができる（Ｓ１１）。
【００３５】
このとき、必ずしも全ての加工パラメータについて、作業者自身が計算して設定する必要はない。例えば、従プログラム面の位置は、特に作業者が指定しなければ、被加工物の下面としている。また、テーパ角度は、既に解析されている中子の形状のデータと従プログラム面の位置から得られる従プログラム面におけるワイヤ電極のパスとから計算して付与することができる。あるいは、オフセット値は、電気的加工条件が設定されれば、ＣＮＣに計算させて設定することができる。
【００３６】
ＣＮＣは、設定された加工パラメータのデータがＮＣデータで入力されていない場合は、必要なデータを公知のＮＣデータに置換する。ＮＣプログラムに必要な加工パラメータのデータとして、例えば加工条件のデータがある。具体的には、電気的加工条件はＣコードと呼ばれるＮＣコードとデータベースにおけるアドレスを示す数字とで形成されるＮＣデータに、オフセットデータはＧコードと呼ばれるＮＣコードと方向を示す数字とで形成されるＮＣデータに置きかえられる（Ｓ１２）。このようにして作成された最終的なＮＣプログラムに従うＮＣプログラム軌跡は、作業者の要求によって、選択的に表示装置の画面上に三次元グラフィックスで表示させ、確認することができる。
【００３７】
このように、本発明のワイヤカット放電加工における加工プログラム軌跡のデータを作成する方法によれば、中子が引っ掛かりにくい好適な位置で加工軌跡に接続する適切なアプローチ経路が計算され、加工プログラム軌跡が作成されるから、適切かつ容易にワイヤカット放電加工における加工プログラム軌跡のデータが得られるとともに、計算や入力において作業者に殆ど負担を課すことなく、比較的短時間で加工プログラム軌跡のデータが得られる。
【００３８】
図２および図３は、本発明のワイヤカット放電加工装置の好ましい実施の形態を示している。なお、ワイヤカット放電加工装置の本機は、図４に示されたものと同じである。この実施の形態はコンピュータ数値制御装置（ＣＮＣ）８で構成される。ＣＮＣ８は、演算装置８１、主記憶装置８２、付属記憶装置８３、入力装置８４、ドライブ装置８５、通信装置８６、表示装置８７を含んでなる。モーションコントローラ９は、加工プログラム軌跡のデータを基にワイヤ電極のパスを補間するとともに各軸のモータの移動を制御する。加工用の加工電源装置１０は、加工間隙に所定の加工に必要な電圧パルスを間欠的に繰返し印加し所要の放電電流パルスを供給することにより放電エネルギを供給する。
【００３９】
演算装置８１は、基板上に配設された主要な演算プロセスを実行するマイクロプロセッサ、レジスタ、クロックなどからなる中央演算処理装置（ＣＰＵ）と演算プロセスのプログラムが記憶された１以上の記憶装置（ＲＯＭ）を含んで成る。演算装置８１は、少なくとも、加工形状軌跡のデータを演算する第１計算手段１００と、中子の重心の位置のデータを演算する第２計算手段２００と、アプローチ経路のデータを演算する第３計算手段３００と、ＮＣプログラム軌跡のデータを演算する第４計算手段４００と、入力装置８４を通して入力されてくる設定データを付属記憶装置８３に記憶させる設定手段５００と、軌跡のデータを画像データに変換して表示装置８７に相対移動データまたは加工形状を三次元グラフィックスで表示可能な表示装置８７に表示させる表示手段６００と、相対移動データをモーションコントローラ９に出力する出力手段７００を有する。
【００４０】
設定手段１００は、作業者が入力装置８４を操作して入力されてくる数値データやドライブ装置８５または通信装置８６から入力されてくるＣＡＤで作成された被加工物の属性データなど付属記憶装置８３に記憶させる。被加工物の属性データと加工パラメータについては既に述べた通りである。本発明の演算プロセスが実行できるものであれば、これらのデータの種類は限定されないが、少なくとも中子の三次元モデルを特定できるデータが必要である。
【００４１】
第１計算手段１００は、設定手段５００で設定された金型の三次元モデルの属性データを付属記憶装置８３から読み込んで、加工形状軌跡上の各位置の座標値と形状要素を計算し加工形状軌跡のデータを求める。演算によって得られた加工形状軌跡の属性データは、主記憶装置８２に記憶される。
【００４２】
第２計算手段２００は、設定手段５００で設定された金型の三次元モデルのデータを付属記憶装置８３から読み込んで、中子の三次元モデルを解析し、解析された中子の三次元モデルのデータから中子の重心を計算する。そして、中子の重心を主プログラム平面に投影した座標値を計算して中子の重心の位置のデータを求める。演算によって得られた中子の重心の位置の属性データは、主記憶装置８２に記憶される。また、中子の三次元モデルの輪郭線のデータを主記憶装置８２に記憶させる。
【００４３】
第３計算手段３００は、設定手段５００で設定され付属記憶装置８３に記憶されている金型の属性データと第１計算手段１００および第２計算手段２００によってそれぞれ得られ主記憶装置８２に記憶されている加工形状軌跡と中子の重心の位置のデータからアプローチ経路の座標値を計算し、アプローチ経路のデータを求める。演算されたアプローチ経路の属性データは、主記憶装置８２に記憶される。なお、加工開始位置は、作業者または設計者によって任意に設定されている場合を除き、中子の重心の位置または被加工物の端面とする。
【００４４】
第４計算手段４００は、第１計算手段１００で得られた加工形状軌跡のデータと第３計算手段３００で得られたアプローチ経路のデータを含む加工プログラム軌跡のデータに変換する。得られた加工プログラム軌跡のデータは、加工順序に従って整列されたデータ列の形態で付属記憶装置８３に記憶される。例えば、加工プログラムがＮＣプログラムの形式であるときは、各形状要素毎にプログラムブロックが形成され、加工順序に従って配列される。また、第４計算手段４００は、作成された加工プログラム軌跡が作業者によって修正されたときに、作業者が入力装置８４を通して提供されるデータに基づいて、該当する箇所のデータを変更して付属記憶装置８３に記憶させる。
【００４５】
この実施の形態における第４計算手段４００は、さらに、加工プログラムを生成する機能を含んでいる。設定手段１００によって付与された被加工物の属性データおよび加工パラメータのデータのうち、加工プログラム上に表わされるべき必要なデータを変換して、既に変換されている加工プログラム軌跡のデータの加工順序に従う適切な位置に配分する。生成された加工プログラムは、付属記憶装置８３に記憶される。
【００４６】
表示手段６００は、第４計算手段４００で得られたデータをその加工プログラムの形式で表示装置８７に表示させる。また、表示手段６００は、入力装置８３を通して操作者からの要求があったときには、第２計算手段２００によって得られている中子の三次元モデルの属性データに基づく中子の輪郭線のデータと、第１計算手段１００および第３計算手段３００によってそれぞれ得られている加工形状軌跡およびアプローチ経路データ、もしくは第４計算手段４００によって計算される加工プログラム軌跡のデータを画像データに変換して、加工プログラム軌跡を表示装置８７にグラフィック表示させる。
【００４７】
出力手段７００は、加工プログラムによって得られる相対移動のためのデータをモーションコントローラ９に出力する。また、オフセットデータなど、ワイヤ電極を被加工物に対して相対移動させる移動指令データを得る上で必要なデータを出力する。
【００４８】
主記憶装置８２は、データの読書きが自在なメモリモジュール（ＤＩＭＭ）であり、基板に設けられた専用のバススロットに装着される。主記憶装置８２は、本発明における演算プロセスを実行するときに一時的に演算プログラムや計算で得られたデータを保持する。付属記憶装置８３はハードディスク（ＨＤＤ）であり、専用のインターフェースを通して接続される。付属記憶装置８３には、入力装置８４を通して取得されるＣＡＤで作成された金型の三次元モデルなどの属性データ、文字や数値のデータ、演算装置８１によって演算されたＮＣプログラム軌跡のデータ、演算プロセスを実行する演算プログラムを含むアプリケーションソフトウェアのデータが記憶される。
【００４９】
入出力装置は、キーボード、スイッチ、ボタンなどの入力装置８４と、ドライブ装置８５と、または通信装置８６で構成される。ドライブ装置８５は、コンパクトディスクドライブ（ＣＤ−ＲＯＭ）と磁気ディスクドライブ（ＦＤＤ）であり、それぞれ専用のインターフェースを通して接続される。キーボードからは加工パラメータなどの設定データが作業者により入力される。コンパクトディスクドライブは、作業者が金型の三次元モデルの属性データをＣＮＣに付与するために用いられる。また、磁気ディスクドライブは、ＮＣプログラムを磁気ディスクに記録保存するために用いられる。通信装置８６は、ローカルエリアネットワークアダブタであり、汎用のバススロット（ＰＣＩ）に装着され、ＣＮＣの外部の機器との間でデータの送受信を可能にする付属の装置である。
【００５０】
表示装置８７は、グラフィックボード８８と液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）８９を含んでなる。演算装置８１から送られる画像データは、グラフィックアクセレータを内蔵したグラフィックボード８８のメモリに一旦記憶され順次表示画面に表示するためのデータに変換処理されてＬＣＤ８９に送られ、画面上にはＮＣプログラムが表示され、あるいは所定のスケールで加工形状軌跡がグラフィック表示される。
【００５１】
モーションコントローラ９は、加工プログラム軌跡を補間演算する機能と、演算された移動指令データを所定の計算手法で補正あるいは補償する機能と、フィードバックされた信号によって移動指令データを補正あるいは補償する機能と、を含んでなる。モーションコントローラ９は、ＣＮＣ８から出力される相対移動に関するデータを取得して、上側ワイヤガイド４１と下側ワイヤガイド５１の相対移動値を計算して移動指令データを得る。この移動指令データに基づいて各軸のモータを駆動し各軸の移動装置を制御する。
【００５２】
以上に説明された本発明の実施の形態は、好ましい実施の形態を示すものであるから、本発明の技術思想を逸脱しない範囲で、プロセス、演算の手法、パーツの変更や追加が可能である。もちろん、他のワイヤカット放電加工のプロセスと同時に使用することができる。また、プロセスの順序を適宜変更することができる。例えば、実施の形態では加工パラメータをＮＣプログラム軌跡のＮＣデータを得てから作業者が入力設定するようにしているが、ＮＣプログラム軌跡のＮＣデータを得る前に入力設定するように構成することができる。あるいは、実施の形態では、加工形状軌跡のデータを得てから中子の三次元モデルの属性データを得るようにしているが、先に中子の三次元モデルのデータを演算させるように構成することができる。
【００５３】
また、いくつかのユニット、手段、パーツの配置や構成は、適宜設計的に変更できる。さらに、実施の形態のワイヤカット放電加工装置の数値制御装置は、金型の三次元モデルのデータから加工形状軌跡のデータを得るようにしているが、既に作成された加工プログラムを編集し、加工プログラムに適切なアプローチ経路を付加して加工プログラムを変更するように既存の加工プログラムに利用することも可能である。
【００５４】
【発明の効果】
本発明のワイヤカット放電加工における加工プログラム軌跡のデータを作成する方法およびワイヤカット放電加工装置の数値制御装置によれば、ＣＡＤで作成された金型の三次元モデルの属性データに基づいて解析される中子の三次元モデルのデータに基づいて加工形状軌跡と中子の重心の位置を計算させるので、より適切かつ容易にアプローチ経路を求めることができる。また、作業者が設定するべきデータは比較的少なくなり作業者の負担が軽減される。そして、この種のワイヤカット放電加工における加工プログラム軌跡のデータの作成において、作業時間が大幅に短縮されることが期待される。特に、多数個取り加工においては、本発明の効果は顕著である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のワイヤカット放電加工における加工プログラム軌跡のデータを作成する方法の好ましいプロセスの一例を示すフローチャート。
【図２】本発明のワイヤカット放電加工装置の数値制御装置の主要な部品の構成を示す斜視図。
【図３】本発明のワイヤカット放電加工装置の数値制御装置の好ましい実施の形態の構成を示すブロック図。
【図４】典型的なワイヤカット放電加工装置の本機を正面から見た概略の構成を示す平面図。
【図５】切抜き加工の一例におけるワイヤ電極と被加工物とを示す斜視図。
【符号の説明】
８　　　コンピュータ数値制御装置
８１　　演算装置
８２　　主記憶装置
８３　　付属記憶装置
８４　　入力装置
８５　　ドライブ装置
８６　　通信装置
８７　　表示装置
８８　　グラフィックボード
８９　　液晶ディスプレイ
１００　第１計算手段
２００　第２計算手段
３００　第３計算手段
４００　第４計算手段
５００　設定手段
６００　表示手段
７００　出力手段
９　　　モーションコントローラ
【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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