(57)【要約】【課題】ガイドパイプの取付公差や経年劣化などによるガイドパイプの先端の位置ずれが原因で自動結線の成功率が低下する。【解決手段】ガイドパイプ式の自動結線装置４による自動結線方法であって、ワイヤ電極の垂直出しをしておき、真円孔を有する測定治具を用いて第１の座標系においてワイヤ電極による真円孔の中心出しをするとともに第２の座標系においてパイプガイドによる真円孔の中心出しを行ない、本来一致するはずの第１の座標系と第２の座標系のそれぞれにおけるパイプガイドの位置の誤差から補正量を計算し、自動結線するときには計算された補正量でＵＶ軸を補正してパイプガイドの先端を下穴に位置決めする。【選択図】  図１
2004160570.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガイドパイプによってワイヤ電極を案内しながら被加工物に穿孔された下穴にワイヤ電極を挿通するようにしたワイヤ電極の結線方法において、第１の座標系においてワークスタンドに取り付けられた測定治具の真円孔を貫通し上下ワイヤガイド間に垂直に張架された前記ワイヤ電極による前記真円孔の中心出しを行なう工程と、第２の座標系において前記真円孔に少なくとも先端が挿入された前記ガイドパイプによる前記真円孔の中心出しを行なう工程と、前記真円孔の中心の位置に前記ガイドパイプがある状態で前記第１の座標系におけるＸＹ座標値を得る工程と、前記ＸＹ座標値に基づいて前記第１の座標系におけるＵＶ座標値を補正する工程と、前記第１の座標系に従って前記ガイドパイプを前記下穴に位置決めし前記ワイヤ電極を前記下穴に挿通させる工程と、を含んでなるワイヤカット放電加工におけるワイヤ電極の結線方法。
【請求項２】
前記ＸＹ座標値に基づいて前記第１の座標系におけるＵＶ座標値を補正する工程において、前記ＵＶ座標値に代えて前記第１の座標系におけるＸＹ座標値を補正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におけるワイヤ電極の結線方法。
【請求項３】
前記ガイドパイプを下降させて前記被加工物の上面に接触させ前記第１の座標系における前記ガイドパイプの前記被加工物に対する鉛直方向の原点を設定する工程を含んでなる請求項１に記載のワイヤカット放電加工におけるワイヤ電極の結線方法。
【請求項４】
前記ＸＹ座標値に基づいて前記第１の座標系のＵＶ座標値を補正する工程において、前記ＸＹ座標値を前記第１の座標系におけるＵＶ座標値に加算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方法。
【請求項５】
ガイドパイプによってワイヤ電極を案内しながらワークスタンドに取り付けられる被加工物に予め設けられた下穴にワイヤ電極を自動的に挿通するようにした自動結線装置を備えたワイヤカット放電加工装置において、
前記被加工物を挟んで上下に設けられる上側ワイヤガイドおよび下側ワイヤガイドと、
前記上側ワイヤガイドと前記下側ワイヤガイドとの間に位置するように前記ワークスタンドに取り付けられる真円孔を有する測定治具と、
前記ワイヤ電極または前記ガイドパイプと前記測定治具または前記被加工物とを相対移動させる複数の移動装置と、
予め設定された第１の座標系において前記真円孔を貫通して前記上側ワイヤガイドと前記下側ワイヤガイド間に垂直に張架されたワイヤ電極と前記測定治具とを前記ワイヤ電極が前記真円孔の中心に位置するように前記移動装置を移動制御するとともに、予め設定された第２の座標系において前記真円孔に挿入された前記ガイドパイプと前記測定治具とを前記ガイドパイプが前記真円孔の中心に位置するように前記移動装置を移動制御し、前記ガイドパイプが前記真円孔の中心の位置にあるときの前記第１の座標系におけるＸＹ座標値を得て前記第１の座標系におけるＵＶ座標値の補正量を演算し、前記下穴にワイヤ電極を挿通するとき前記補正量に基づいて前記第１の座標系において前記ガイドパイプと前記被加工物とが相対移動するように前記移動装置を位置決め制御する制御装置と、
を含んでなる自動結線装置を備えたワイヤカット放電加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガイドパイプによってワイヤ電極を案内しながら被加工物に穿孔された下穴にワイヤ電極を自動的に挿通するようにしたワイヤカット放電加工におけるワイヤ電極の結線方法および自動結線装置を備えたワイヤカット放電加工装置に関する。特に、ガイドパイプ内に高圧の加工液噴流を供給してワイヤ電極をジェットで拘束しながらワイヤ電極を下穴に挿通するようにしたワイヤ電極の結線方法および自動結線装置を備えたワイヤカット放電加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ワイヤカット放電加工は、被加工物を挟んで上下に設けられたワイヤガイド間にワイヤ電極を張架して、ワイヤ電極と被加工物とで形成される加工間隙に所定の加工電圧を印加し、加工間隙に発生する放電のエネルギによって被加工物を糸鋸のように所望の形状に切断加工する加工方法として知られている。そのため、ワイヤカット放電加工では、しばしば、被加工物に予め設けられた下穴にワイヤ電極を挿通し、ワイヤ電極を上下ワイヤガイド間に結線張架する必要が生じる。
【０００３】
近年の工作機械は、自動化が推し進められ、可能な限り人手を排して作業効率を向上させるようにされているが、ワイヤカット放電加工装置もその例外ではない。そのため、上述したワイヤ電極を下穴に挿通する作業工程においても、多くのワイヤカット放電加工装置には、ワイヤ電極を自動的に下穴に挿通させてワイヤ電極を上下ワイヤガイド間に結線張架する自動結線装置（ＡＷＴ，Ａｕｔｏ
Ｗｉｒｅ  Ｔｈｒｅａｄｉｎｇ  Ｄｅｖｉｃｅ）が設けられている。
【０００４】
現在、広く知られているワイヤカット放電加工装置の自動結線装置は、ワイヤ電極を下穴に導く手段の観点から、大きく２つのタイプに分けることができる。１つは、加工液の噴流を加工間隙に噴出供給するノズルとワイヤ電極を位置決め案内するワイヤガイドとワイヤ電極に電流を供給する通電体が１つに収められたガイドアッセンブリ（ノズルアッセンブリ）からワイヤ電極を下穴に向けて送り出すとともにノズルから加工液噴流を同軸に供給してワイヤ電極を鉛直方向に拘束しつつワイヤ電極を下穴に挿通させる、いわゆるジェット方式の自動結線装置である。
【０００５】
もう１つは、特許文献１に示されるようなガイドパイプ内にワイヤ電極を通しておき、ガイドパイプで案内しつつワイヤ電極を下穴に送り出してガイドパイプによってワイヤ電極を案内しながら被加工物に予め設けられた下穴にワイヤ電極を挿通させる、いわゆるパイプ方式の自動結線装置である。特に、ガイドパイプ内にワイヤ電極が引っ掛かることを防止し、あるいはガイドパイプから抜けたワイヤ電極を拘束するために、特許文献２に示されるようなガイドパイプ内に高圧の加工液噴流を供給する、いわゆるパイプジェット方式の自動結線装置が広く実施されている。
【０００６】
この２つのタイプの自動結線装置にはそれぞれ一長一短があるので、単純に比較することはできないが、パイプジェット方式の自動結線装置は、比較的構造が複雑である反面、ガイドパイプで少なくとも下穴の近傍までワイヤ電極を案内するとともに、ジェット方式のように高圧の加工液噴流でワイヤ電極を拘束しているので、線径がφ０．１ｍｍ以下の剛性が非常に小さいワイヤ電極を挿通するときでも、結線に失敗する確率を低くすることができる利点を有している。
【０００７】
【特許文献１】
特開昭５７−１４９１２５号公報
【特許文献２】
特公平７−２９２４６号公報（第２頁−第３頁）
【特許文献３】
特開昭５５−３１５２９号公報（第２頁、第４図）
【０００８】
【発明が解決するべき課題】
ところで、パイプジェット方式の自動結線装置は、ガイドパイプでワイヤ電極を下穴に案内している構成のため、設計上避けることのできないガイドパイプの取付公差や周辺部材あるいはガイドパイプ自体の経年劣化などによるガイドパイプの取付状態の変化によって、設計図面上で示される水平面上におけるガイドパイプの先端の位置に対して実際の先端の位置が僅かにずれていることがある。最近は、線径がφ０．１ｍｍ以下のワイヤ電極を用いた精密加工の需要が増加しており、ガイドパイプの僅かな位置ずれによってワイヤ電極が下穴に挿通できなくなることが多くなってきている。したがって、パイプジェット方式の自動結線装置における結線の成功率を向上させるためには、許容されるガイドパイプの先端の位置の誤差をより小さくする必要がある。
【０００９】
しかしながら、±数十μｍという僅かな位置ずれが結線の成功率に影響するので、ガイドパイプの取付公差を±数十μｍで製造しそれを維持できる構成としなければならないが、ガイドパイプの取付公差が非常に小さい自動結線装置を安定して製造することは難しい。また、環境の変化や部品もしくはガイドパイプ自体の経年劣化の影響を受けてガイドパイプの取付状態が変化した場合は、このような位置ずれを発生させないようにすることは極めて困難である。
【００１０】
本発明は、このような課題に鑑みて、ガイドパイプの設計上の取付公差や取付状態の変化による位置ずれがあってもガイドパイプを常に下穴に対して正確に位置させることができるワイヤ電極の結線方法を提供することを目的とする。また、本発明は、より容易にガイドパイプを下穴に対して正確に位置させることができる自動結線装置を備えたワイヤカット放電加工装置を提供することを目的とする。本発明の自動結線方法および自動結線装置を備えたワイヤカット放電加工装置のより具体的な利点は、実施の形態の説明において、より詳細に記述される。
【００１１】
【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ワイヤ電極の結線方法は、ガイドパイプ（５）によってワイヤ電極（１）を案内しながら被加工物に予め設けられた下穴にワイヤ電極（１）を挿通するようにしたワイヤ電極（１）の結線方法において、第１の座標系においてワークスタンドに取り付けられた測定治具（３）の真円孔（３１）を貫通し上下ワイヤガイド（６１），（７１）間に垂直に張架されたワイヤ電極（１）による真円孔（３１）の中心出しを行なう工程と、第２の座標系において真円孔（３１）に少なくとも先端が挿入されたガイドパイプ（５）による真円孔（３１）の中心出しを行なう工程と、真円孔（３１）の中心の位置にガイドパイプ（５）がある状態で第１の座標系におけるＸＹ座標値を得る工程と、得られたＸＹ座標値に基づいて第１の座標系におけるＵＶ座標値を補正する工程と、第１の座標系に従ってガイドパイプ（５）を下穴に位置決めしワイヤ電極（１）を下穴に挿通させる工程と、を含んでなる。
【００１２】
また、上記ワイヤカット放電加工における自動結線方法は、真円孔（３１）の中心の位置にガイドパイプ（５）がある状態における上記ＸＹ座標値に基づいて第１の座標系におけるＵＶ座標値を補正する工程において、ＵＶ座標値に代えて第１の座標系におけるＸＹ座標値を補正する。好ましくは、ガイドパイプ（５）を下降させて被加工物の上面に接触させ第１の座標系におけるガイドパイプ（５）の被加工物に対する鉛直方向の原点を設定する工程を含んでなる。また、好ましくは、ガイドパイプ（５）が真円孔（３１）の中心の位置にあるときの第１の座標系におけるＸＹ座標値を、第１の座標系におけるＵＶ座標値に加算することによって補正する。
【００１３】
また、本発明の自動結線装置を備えたワイヤカット放電加工装置は、被加工物を挟んで上下に設けられる上側ワイヤガイド（６１）および下側ワイヤガイド（７１）と、上側ワイヤガイド（６１）と下側ワイヤガイド（７１）との間に位置するようにワークスタンド（２）に取り付けられる真円孔（３１）を有する測定治具（３）と、ワイヤ電極（１）またはガイドパイプ（５）と測定治具（３）または被加工物とを相対移動させる複数の移動装置（１０），（２０），（３０），（４０）と、予め設定された第１の座標系において真円孔（３１）を貫通して上側ワイヤガイド（６１）と下側ワイヤガイド（７１）間に垂直に張架されたワイヤ電極（１）と測定治具（３１）とをワイヤ電極（１）が真円孔（３１）の中心に位置するように移動装置（１０），（２０）を移動制御するとともに、予め設定された第２の座標系において真円孔（３１）に挿入されたガイドパイプ（５）と測定治具（３１）とをガイドパイプ（５）が真円孔（３１）の中心に位置するように移動装置（４０）を移動制御し、ガイドパイプ（５）が真円孔（３１）の中心の位置にあるときの第１の座標系におけるＸＹ座標値を求め第１の座標系におけるＵＶ座標値の補正量を演算し、下穴にワイヤ電極（１）を挿通するとき演算された補正量に基づいてガイドパイプ（５）と被加工物とが相対移動するように移動装置（１０），（２０），（４０）を位置決め制御する制御装置と、
を含んでなるものである。なお、上記符号は、便宜上付したものであり、発明を実施の形態に限定するものではない。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１に、本発明のワイヤ電極の結線方法の実施の形態のプロセスが示されている。また、図２および図３に、本発明のワイヤ電極の結線方法で使用される真円孔を有する測定治具の実施の形態とワイヤ電極およびガイドパイプの相対位置関係が示されている。また、図４に、本発明のワイヤ電極の結線方法で使用されるパイプジェット方式の自動結線装置の概略の構成が示されている。以下、図１ないし図４を用いて、本発明のワイヤ電極の結線方法の１つの実施の形態を詳細に説明する。なお、図３に示されるように、実施の形態は、装置の構成上、ガイドパイプの中心軸がワイヤガイドの案内孔に案内されているときのワイヤ電極の中心軸に対してＸ軸方向（Ｕ軸方向）に１．５ｍｍオフセットして設けられている。
【００１５】
まず、作業者は、段取作業として、図示しない垂直出し治具をセットして、ワイヤ電極１の垂直出しを実施する（Ｓ１）。ワイヤ電極１の垂直出しは、従来から周知ないしは公知の方法が採用し得る。図４に示されるワイヤカット放電加工装置の場合、図２に示されるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、Ｕ軸、Ｖ軸の各移動軸方向の移動装置は、テーブル１０（Ｘ軸）、サドル２０（Ｙ軸）、加工ヘッド３０（Ｚ軸）、テーパテーブル４０（ＵＶ軸）である。したがって、図４に示されるワイヤカット放電加工装置の場合は、テーパテーブル４０によって上側ワイヤガイド６１を下側ワイヤガイド７１に対して移動させることにより、ワイヤ電極１を傾けることができる。
【００１６】
また、作業者は、ワークスタンド２に被加工物を取り付けるとともに、被加工物に電源装置５０からの給電線を接続して電気的に導通させ、ワイヤ電極１と被加工物との位置決めを行なう（Ｓ２）。ワイヤ電極１の位置決めは、従来から周知ないしは公知の方法が採用し得る。図４に示されるワイヤカット放電加工装置の場合は、テーブル１０とサドル２０を移動させることによって被加工物をワイヤ電極１に対して移動させ、ワイヤ電極１を被加工物に相対的に近接離反できる。この位置決めにおける座標系の原点は、数値制御上のワイヤカット放電加工の原点である。
【００１７】
また、真円孔３１を有する導電性の測定治具３を取り付け、電源装置５０とを給電線で接続して電気的に導通させる（Ｓ３）。さらに、自動結線装置４のガイドパイプ５のリミット４３を所定の位置に設定する（Ｓ４）。リミット４３の設定位置は、ガイドパイプ５の先端が測定治具３の真円孔３１に挿入する程度にノズルから突出する位置である。この設定位置は、好ましくは、測定誤差を小さくする上で、ガイドパイプ５の先端が真円孔３１に３ｍｍ〜５ｍｍ程度挿入される位置が適当である。
【００１８】
段取作業を終えたら、最初に、上下ワイヤガイド６１，７１が測定治具３の真円孔３１の上下に位置するように、テーブル１０とサドル２０を移動させる。実施の形態では、真円孔３１のサイズはφ１０ｍｍである。したがって、ワイヤ電極は外径がφ０．３ｍｍ以下でガイドパイプの内径がφ１ｍｍ以下とすると、ワイヤ電極１とガイドパイプ５に対して真円孔３１のサイズは比較的大きなものである。そこで、実施の形態では、作業者が目視で操作ペンダントを操作して測定治具３を移動させ位置決めさせるようにしている。当然、測定治具３に対してワイヤ電極１が位置決めされているときは、この工程を制御装置１００に実行させることができる。上下ワイヤガイド６１，７１が真円孔３１の上下に位置したら、作業者は、制御装置１００を操作し自動結線装置４を作動させる。そして、ワイヤ電極１を真円孔３１に通して結線し、ワイヤ電極１を上下ワイヤガイド６１，７１間に張架する（Ｓ５）。
【００１９】
ワイヤ電極１が張架されたら、ワイヤ電極１に電源装置５０から通電体６２と通電体７２を介してワイヤ電極１に所要の電圧を供給する。そして、上下ワイヤガイド６１，７１間に垂直に張架されたワイヤ電極１と測定治具３とを相対移動させ、測定治具３の真円孔３１の内壁面にワイヤ電極１を接触させ、ワイヤ電極１が真円孔３１に接触したときの位置を検出する、いわゆる接触感知を行なう。このときワイヤ電極１に供給される電流は接触感知に必要十分な小さい電流値である。真円孔３１に対して異なる方向から複数回の接触感知を行なうことによって、ワイヤ電極１を真円孔３１の中心の位置に位置させる、いわゆる中心出しを行なう（Ｓ６）。
【００２０】
ワイヤ電極による真円孔３１の中心出しの具体的なプロセスは、周知あるいは公知の方法が採用される（特許文献３参照）。ワイヤ電極１を真円孔３１の中心に位置させたら、予め設定されている第１の座標系における水平２軸方向の座標値であるＸＹ座標値を０とする。第１の座標系は、数値制御におけるソフトウェア上の位置決め制御系の１つであり、ＮＣコードによって予め設定される。このとき、既にワイヤ電極の垂直出しが行なわれているから、第１の座標系におけるＵＶ座標値も０とする。ワイヤ電極１による真円孔３１の中心出しが終了したら、ワイヤ電極１を先端処理装置４４のカッタで一旦切断してワイヤ電極１の切断片を排出処理する（Ｓ７）。
【００２１】
次に、各移動装置を移動させない状態で、ガイドパイプ５を予めリミット４３で設定してある下限位置まで下降させ、ガイドパイプ５の先端を測定治具３の真円孔３１に数ｍｍ挿入させる（Ｓ８）。ガイドパイプ５の先端を真円孔３１に挿入させた後、ガイドパイプ５に電源装置５０から接触感知に必要十分な大きさの電圧を供給するとともに、テーブル１０とサドル２０によって測定治具３をガイドパイプ５に対して相対移動させる。そして、ガイドパイプ５と測定治具３との接触感知を行ない、予め設定されている第２座標系においてガイドパイプ５による真円孔３１の中心出しを行なう（Ｓ９）。
【００２２】
ガイドパイプ５による中心出しの最も簡単な制御装置のプロセスを以下に具体的に説明する。まず、ガイドパイプ５を測定治具３と接触するまでＸ−方向に移動させる。ガイドパイプ５と測定治具３との接触が検出されたらそのときのＸ軸方向の位置を０とする。次に、ガイドパイプ５を測定治具３と接触するまでＸ＋の方向に移動させる。ガイドパイプ５と測定治具３との接触が検出されたらそのときのＸ座標値から真円孔３１に対するＸ軸方向の中間位置の座標値を計算して記憶装置に記憶させる。
【００２３】
次に、ガイドパイプ５を上記記憶装置に記憶させたＸ軸方向の中間位置までＸ−方向に移動させる。そして、ガイドパイプ５を測定治具３と接触するまでＹ−方向に移動させる。ガイドパイプ５と測定治具３との接触が検出されたらそのときのＹ軸方向の位置を０とする。次に、ガイドパイプ５を測定治具３と接触するまでＹ＋方向に移動させる。ガイドパイプ５と測定治具３との接触が検出されたらそのときのＹ軸の座標値から真円孔３１に対するＹ軸方向の中間位置の座標値を計算して記憶装置に記憶させる。
【００２４】
このような接触感知を複数回繰り返して、いくつかのＸ軸方向の中間位置とＹ軸方向の中間位置のデータを得る。そして、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の各々の中間位置のデータからそれぞれ平均値を求める。平均値で得られた中心の位置の第２の座標系における水平２軸方向の座標値であるＸＹ座標値を０とする。第２の座標系は、数値制御におけるソフトウェア上の位置決め制御系の１つであり、ＮＣコードによって予め設定される。このとき、テーパテーブル４０は、全く移動させておらず、テーブル１０およびサドル２０とテーパテーブル４０との相対位置関係は変わっていない。
【００２５】
次に、ガイドパイプ５による中心出しで得られた第２の座標系におけるＸＹ座標値が０の位置、換言すれば、真円孔３１の中心の位置にガイドパイプ５を移動させる。そして、ガイドパイプ５が第２の座標系における真円孔３１の中心の位置にあるときの第１の座標系におけるＸＹ座標値を得て図示しない記憶装置に記憶させる（Ｓ１０）。
【００２６】
実施の形態の上側ワイヤガイド６１は、移動しない固定ガイド体６１Ｌとスライドする移動ガイド体６１Ｒで構成されている。ガイドパイプ５が上側ワイヤガイド６１を通過するときは、移動ガイド体６１Ｒがスライドして上側ワイヤガイド６１の案内孔を開く。このような構成上、図３に示されるように、ガイドパイプ５は、上側ワイヤガイド６１の案内孔の中心からＸ軸方向に１．５ｍｍオフセットして設けられている。したがって、設計上は、ガイドパイプ５の中心軸とワイヤ電極１が垂直に張架されているときの中心軸とはＸ軸方向に１．５ｍｍずれている。
【００２７】
このことから、ガイドパイプ５の先端に位置ずれがないならば、第１の座標系におけるＸ座標値と第２の座標系におけるＸ座標値とは１．５ｍｍの差があり、Ｙ座標値は差がない筈である。また、テーパテーブル４０は、ワイヤ電極１の垂直出しを行なってから後は全く移動させていないから、第１の座標系のＵＶ座標値と第２の座標系のＵＶ座標値は一致している筈である。
【００２８】
したがって、ガイドパイプ５の先端の位置ずれを修正するには、ガイドパイプ５の取付端側、すなわちテーパテーブル４０を位置ずれの量だけ移動させればよい。言い換えれば、ガイドパイプ５が真円孔３１の中心の位置あるときのガイドパイプ５とワイヤ電極１との位置の差だけ第１の座標系のＵＶ座標値を補正すれば、ガイドパイプ５の先端の位置ずれを修正できる。そこで、ワイヤ電極１による中心出しで得られたワイヤ電極１が真円孔３１の中心の位置にあるときの第１の座標系のＵＶ座標値に、真円孔３１の中心の位置にガイドパイプ５があるときの第１のＸＹ座標値を加算することによって、第１の座標系におけるＵＶ座標値の補正量を求める（Ｓ１１）。
【００２９】
具体的には、例えば、ガイドパイプ５が第２の座標系における真円孔３１の中心にあるときに第１の座標系のＸＹ座標値が（−１．５４３２，０．１２３４）であるときは、第１の座標系において上側ワイヤガイド６１の案内孔が真円孔３１の中心にあるときに、ガイドパイプ５の先端は、第１座標系のＸＹ座標値が（１．５４３２，−０．１２３４）の位置に存在している。したがって、第１の座標系におけるＵ軸の補正量は−１．５４３２、Ｖ軸の補正量は０．１２３４である。補正量が求められたらガイドパイプ５を初期位置まで上昇させる（Ｓ１２）。
【００３０】
次に、作業者は、一旦加工ヘッド３０（Ｚ軸）を上昇させてから自動結線装置４を操作して、ガイドパイプ５をリミット４３で設定した下限位置まで下降させる。そして、ガイドパイプ５の先端が被加工物の上面と接触するまで加工ヘッド３０を下降させる。ガイドパイプ５と被加工物との接触が接触感知によって検出されたら、一旦、加工ヘッド３０の下降を停止させ、予め設定された距離だけＺ＋方向に上昇させて停止させる。この位置を自動結線をするときの第１の座標系におけるＺ軸方向のソフトウェア上のリミットとする（Ｓ１３）。そして、ガイドパイプ５を再び初期位置に上昇させて放電加工を待つ。
【００３１】
加工ヘッド３０を上昇させる距離は、換言すれば、加工ヘッド３０を移動してガイドパイプ５を被加工物に接近させたときのガイドパイプ５の先端と被加工物の上面との間隙である。この距離は、自動結線を行うときにワイヤ電極１がこの間隙から逸脱しない程度、数μｍ〜数十μｍに設定するとよい。実施の形態は、５０μｍとしている。もちろん、ワイヤ電極１と被加工物との位置決めがされている場合は、この工程を自動的に実施することができる。
【００３２】
作業者が、制御装置１００を操作して予め作成されたＮＣプログラムに従ったワイヤカット放電加工を開始させると、ＮＣプログラムに規定された加工開始位置に上側ワイヤガイド６１と下側ワイヤガイド７１とが位置するように被加工物を相対移動させる。言い換えれば、被加工物に予め穿孔されている下穴（イニシャルホール）に垂直に張架されるワイヤ電極が位置するようにテーブル１０とサドル２０を移動させる。このとき、第１の座標系で位置決め制御されているから、ガイドパイプ５の先端の位置は、下穴の位置に対して水平方向にずれている。
【００３３】
制御装置１００は、予め定められた制御プロセスに従って、加工ヘッド３０を先に設定されたＺ軸のソフトウェア上のリミットの位置まで移動させる。また、既に得られているＵＶ軸の補正量に従ってテーパテーブル４０を移動制御して、第１の座標系におけるガイドパイプ５の先端の位置ずれを補正する（Ｓ１４）。そして、制御装置１００は、図示しないパイプ駆動装置を作動させてガイドパイプ５を設定されたリミットまで下降させるとともに、自動結線装置４を作動させてローラ４１を回動しワイヤ電極１の先端がガイドパイプ５の先端から僅かに突出する位置までワイヤ電極１を送り出す。
【００３４】
制御装置１００は、ジェット供給装置７０を作動させてガイドパイプ５内に所定の圧力の加工液を供給する。ガイドパイプ５の先端は、下穴に一致するとともに被加工物の上面から数μｍ〜数十μｍ離れた位置にあるから、ローラ４１を回動させてワイヤ電極を送り出すことによって、ワイヤ電極１は、下穴を確実に挿通する（Ｓ１５）。
【００３５】
このとき、測定し得る範囲で、ガイドパイプの先端の位置ずれがないときは、ガイドパイプの位置の補正量は、設計上の初期値とする。例えば、実施の形態の場合は、構成上、Ｘ軸方向に１．５ｍｍオフセットされているので、設計上の初期値は−１．５ｍｍである。また、上側ワイヤガイドの案内孔とガイドパイプの中心軸とが一致している構成の機械の場合、ガイドパイプの先端に位置ずれがないときは、ガイドパイプの位置の補正を行なわないことは当然である。
【００３６】
なお、下側ワイヤガイド７１が割りダイスガイドの構成であるワイヤカット放電加工装置では、その構成上、ガイドパイプ５の先端を下穴に対して移動させるのではなく、被加工物の方をガイドパイプ５の先端に対して相対的に移動させることが好ましい。したがって、このようなワイヤカット放電加工装置の場合、ＵＶ軸を補正することに代えて、パイプガイド５が第２の座標系において真円孔３１の中心の位置にあるときの第１の座標系におけるＸＹ座標値に基づいて、ワイヤ電極１が真円孔３１の中心の位置にあるときの第１の座標系におけるＸＹ座標値を補正する。
【００３７】
以上に説明される実施の形態では、ガイドパイプの位置ずれを測定して補正量を求め、得られた補正量に基づいてガイドパイプの先端の位置を補正して自動結線を行なう。したがって、ガイドパイプに避けられない位置ずれがあっても、ワイヤ電極の先端を確実に下穴に案内することができるから、自動結線に失敗する確率が大幅に減少することが期待できる。同時にガイドパイプは被加工物から所定の距離離れた位置で下降が停止されるから、ガイドパイプの設計上の長さと実際の長さに誤差があっても自動結線のときにガイドパイプが被加工物に衝突したり、ワイヤ電極がガイドパイプと被加工物との隙間から逸脱することが防止される。
【００３８】
本発明の自動結線方法によって、φ０．０５ｍｍのタングステン製のワイヤ電極を用いて板厚０．５ｍｍの被加工物に０．２５ｍｍピッチで設けられた５個のφ０．０８ｍｍの下穴に連続的に自動結線を試みたところ、失敗なく結線することができた。また、φ０．０３ｍｍの極細のタングステン製のワイヤ電極をφ０．０４５ｍｍ〜φ０．０６ｍｍの下穴に失敗なく通すことが確認できた。
【００３９】
次に、本発明の自動結線装置を備えたワイヤカット放電加工装置の実施の形態の構成について、図２および図４を用いて説明する。なお、同一の符号が付されているものは、同一の部材であることを意味する。
【００４０】
移動装置は、図２に示されるＸ軸方向に往復移動可能なテーブル１０と、Ｙ軸方向に往復移動可能なサドル２０と、Ｚ軸方向に往復移動可能な加工ヘッド３０と、ＵＶ軸方向にそれぞれ往復移動可能な２つの移動体で構成されるテーパテーブル４０を含む。移動装置は、それぞれの移動体を駆動する図示しない回転型もしくはリニア型のサーボモータを位置決め制御するモーションコントローラを通してモータに移動指令信号を出力する制御装置１００によって移動制御される。
【００４１】
被加工物、ワイヤ電極１、ガイドパイプ５は、それぞれ導電性の材料でなる。被加工物は、例えば、炭素鋼（ＳＫＤ）、鉄（Ｆｅ）、ステンレス（ＳＵＳ）などである。ワイヤ電極１は、例えば、銅（Ｃｕ）、真鍮（ＣｕＺｎ）、タングステン（Ｗ）などである。ガイドパイプ５は、例えば、ステンレスである。ワークスタンド２に取り付けられる図示しない被加工物、ワイヤ電極１、およびガイドパイプ５と電源装置５０とはそれぞれケーブルで接続され給電される。電源装置５０の出力は、制御装置１００によって制御される。
【００４２】
この実施の形態は、ワークスタンド２に取り付けられる測定治具３を含む。実施の形態の測定治具３には、通常の精密測定装置で計測される範囲で誤差のない、例えばφ１０ｍｍの真円孔が設けられている。測定治具３は導電性、好ましくは変形が小さい材料でなる。そして、測定装置３は、ケーブルによって電源装置５０と接続されている。
【００４３】
被加工物、ワイヤ電極１、測定装置３、またはガイドパイプ５と、電源装置５０とを接続しているケーブルは、接触検出装置６０に接続される。接触検出装置６０は、電気的な導通状態を検出することによって、被加工物または測定装置３と、ワイヤ電極１またはガイドパイプ５との接触を検出する、いわゆる接触感知を行なう装置である。接触検出装置６０は制御装置１００に接続し、制御装置１００に接触検出信号を出力する。
【００４４】
自動結線装置４は、ワイヤ電極１を送り出したり巻き上げたりするローラ４１と、ローラ４１を駆動するモータ４２と、ガイドパイプ５の下限を設定するリミット４３と、ガイドパイプ５を自動結線装置４の本体に対して鉛直方向に往復移動させる図示しないアクチュエータなどのパイプ駆動装置と、ワイヤ電極１を適宜切断するカッタを含む先端処理装置４４と、を含んでなる。ガイドパイプ５は、図示しないストッパで制止される上限とリミット４３で設定された下限との間を鉛直方向に往復移動する。
【００４５】
自動結線装置４の下側には、上側ワイヤガイド６１と通電体６２と上側ノズルが一体に組み込まれた上側ガイドアッセンブリ６が設けられる。下側アーム８の先端には、被加工物を挟んで上側ガイドアッセンブリ６に対向配置されるように下側ガイドアッセンブリ７が設けられる。下側ガイドアッセンブリ７は、下側ワイヤガイド７１と通電体７２と下側ノズルが一体に組み込まれている。上側ワイヤガイド６１と下側ワイヤガイド７１は、走行するワイヤ電極１を位置決め案内する。上側ワイヤガイド６１は、固定ガイド体６１Ｌと移動ガイド体６１Ｒとで構成される、いわゆる割りダイスガイドである。上側ワイヤガイド６１は、移動ガイド体６１Ｒをスライドさせて上側ワイヤガイド６１の案内孔を開き、ガイドパイプ５の通路を形成させることができる。
【００４６】
自動結線装置４の噴流供給口とジェット供給装置７０とはホースで接続され、ジェット供給装置７０からの所定の圧力の加工液噴流をガイドパイプ５の中空孔内に供給する。ジェット供給装置７０は、制御装置１００で制御され、自動結線を行うときに所定のタイミングで自動結線装置４に所定の圧力の加工液を供給する。
【００４７】
制御装置１００は、実施の形態では、コンピュータ数値制御装置である。制御装置１００は、移動装置、自動結線装置４、電源装置５０、ジェット供給装置７０、ワイヤ電極送給装置、ワイヤ電極回収装置を含むワイヤカット放電加工装置を制御する。制御装置１００は、上記各装置を制御して、既に説明された本発明のワイヤカット放電加工におけるワイヤ電極の自動結線方法のプロセスを連続的に実施させることができる。また、制御装置１００は、予め作成されているＮＣプログラムに従って所定のワイヤカット放電加工を制御することができる。制御装置１００は、各移動装置に出力する制御信号に基づいて位置を認識しているが、各移動装置に並設されている図示しないスケールやエンコーダなどの位置検出装置からの信号を入力して直接位置を認識できるように構成させることができる。
【００４８】
制御装置１００は、より具体的には、上側ワイヤガイド６１と下側ワイヤガイド７１間に張架されたワイヤ電極１の垂直出しをするように電源装置５０を制御し移動装置を移動制御すること、垂直に張架されたワイヤ電極１と測定治具３とをワイヤ電極１が真円孔３１の中心に位置するように電源装置５０を制御し移動装置を移動制御すること、真円孔３１に挿入されたガイドパイプ５と測定治具３とをガイドパイプ５が真円孔３１の中心に位置するように電源装置５０を制御し移動装置を移動制御すること、ガイドパイプ５が真円孔３１の中心の位置にあるときの第１の座標系におけるＸＹ座標値を求めて第１の座標系におけるＵＶ座標値の補正量を演算すること、下穴にワイヤ電極１を挿通するとき、演算された補正量に基づいてガイドパイプ５と被加工物とを相対移動するように移動装置を位置決め制御することを連続的に行なって、ガイドパイプ５の先端の位置ずれの補正を自動的に行なうことができる。
【００４９】
このように、実施の形態のワイヤカット放電加工装置は、移動装置、自動結線装置、電源装置、ジェット供給装置を所定のシーケンスで制御してワイヤ電極およびガイドパイプによる中心出しを自動で行なうとともに、ガイドパイプの補正量を求めて自動結線に際してガイドパイプの位置ずれを補正することができる。したがって、ガイドパイプの避けることのできない位置ずれを補正することができ、作業者の負担を軽減することができる。
【００５０】
以上に説明された実施の形態は、本発明の技術思想から逸脱しない範囲内で、他の作業との組合せ、各工程の順番の入換え、一連のプロセスにおける工程の置換や変更など、種々の変形が可能である。例えば、本発明のプロセスを１つのＮＣコードで実行できるようにし、作業者がＮＣプログラムで本発明のプロセスを実行させるようにすることができる。また、実施の形態で使用された部材と同等の機能を有する部材を使用することができる。あるいは、例えば、被加工物とワイヤ電極の相対位置決めをガイドパイプによる中心出しと位置決めの後に行なうようにすることができる。
【００５１】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明のワイヤカット放電加工におけるワイヤ電極の結線方法によれば、製造上の取付公差や経年劣化などによる取付状態の変化によって発生する誤差などの避けることが困難なガイドパイプの位置ずれを補正して自動結線作業を行なうことができるので、パイプジェット方式の自動結線装置における結線の成功率を向上させ、作業効率が向上するとともに、より安定した自動運転が提供されるという効果を奏する。特に、線径が比較的小さく剛性の小さいワイヤ電極において同種の自動結線装置に対して飛躍的に結線の成功率が向上し、従来のパイプジェット式の自動結線装置を備えたワイヤカット放電加工装置に比べて加工時間を大幅に短縮することができる。
【００５２】
また、本発明の自動結線装置を備えたワイヤカット放電加工装置によれば、作業者は所要の測定治具を取り付けてスイッチなどを操作するだけでガイドパイプの位置ずれの補正を行なって自動結線装置を動作させることができるので、取付誤差や取付状態による位置ずれがあってもパイプジェット方式の自動結線装置における結線の成功率を向上させ、より安定した自動運転が提供されるとともに、作業効率を向上させ、作業者の負担も少ないという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のワイヤ電極の結線方法のある実施の形態を示すフローチャートである。
【図２】本発明のワイヤ電極の結線方法における測定治具とその取付状態およびガイドパイプとの相対位置関係を示す斜視図である。
【図３】第１の座標系におけるワイヤ電極とガイドパイプとの相対位置関係を簡略して示すＸＺ平面およびＸＹ平面図である。
【図４】本発明のワイヤ電極の結線方法に用いられるワイヤカット放電加工装置の概略の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１，ワイヤ電極
２，ワークスタンド
３，測定治具
３１，真円孔
４，自動結線装置
５，ガイドパイプ
６，上側ガイドアッセンブリ
６１，上側ワイヤガイド
７，下側ガイドアッセンブリ
７１，下側ワイヤガイド
１０，テーブル
２０，サドル
３０，加工ヘッド
４０，テーパテーブル
５０，電源装置
６０，接触検出装置
７０，ジェット供給装置
１００，制御装置
【図１】
2004160570.tif 000003
【図２】
2004160570.tif 000004
【図３】
2004160570.tif 000005
【図４】
2004160570.tif 000006