(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤ電極と被加工物を加工プログラムに従って相対移動させ、
前記ワイヤ電極と前記被加工物の間に発生させる放電によって前記被加工物に対して放電加工を施し、
前記放電加工により生じる加工屑を付着・堆積させることで、前記放電加工により形成される中子を前記被加工物の母材に固定する中子固定機能を有するワイヤ放電加工機であって、
前記中子固定機能により固定された前記中子の位置を認識する中子位置認識手段と、
前記中子位置認識手段により認識された位置にある前記中子を前記被加工物から除去する中子除去手段と、
前記中子位置認識手段により認識された位置にある前記中子が前記中子除去手段により実際に除去されたか否かを判定する中子除去判定手段と、
を備え、
前記中子位置認識手段は、前記被加工物を示す撮像画像を取得する撮像手段を含んで構成され、かつ前記撮像手段により取得された前記撮像画像から前記中子の位置を認識する、ワイヤ放電加工機。
【請求項２】
請求項１に記載のワイヤ放電加工機であって、
前記中子位置認識手段は、前記撮像手段により取得された前記撮像画像の中から、一定の幅又は前記一定の幅に対して許容範囲内に収まる幅を有する加工溝を検出し、該加工溝に囲まれた部位を前記中子の位置として認識する、ワイヤ放電加工機。
【請求項３】
請求項１または２に記載のワイヤ放電加工機であって、
前記中子除去手段は、ロボットを含む、ワイヤ放電加工機。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のワイヤ放電加工機であって、
前記中子除去手段は、前記被加工物の一部分を一方向から押圧して前記中子を除去する、ワイヤ放電加工機。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のワイヤ放電加工機であって、
前記中子除去判定手段は、前記被加工物を示す撮像画像を取得する撮像手段を含んで構成され、かつ前記撮像手段により取得された前記撮像画像から前記中子が除去されたか否かを判定する、ワイヤ放電加工機。
【請求項６】
請求項５に記載のワイヤ放電加工機であって、
前記中子除去判定手段は、前記撮像手段により取得された前記撮像画像のうち、前記中子の位置に対応する画像領域の色と、前記母材を示す画像領域の色の比較により前記中子が除去されたか否かを判定する、ワイヤ放電加工機。
【請求項７】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のワイヤ放電加工機であって、
前記中子除去判定手段は、前記被加工物との接触を検出する接触検出手段を含んで構成され、かつ前記中子位置認識手段により認識された位置における前記接触検出手段の検出状態から前記中子が除去されたか否かを判定する、ワイヤ放電加工機。
【請求項８】
請求項１、２、５、又は、６に記載のワイヤ放電加工機であって、
前記撮像手段は、ロボットに搭載されており、かつ該ロボットと一体的に移動可能に構成される、ワイヤ放電加工機。
【請求項９】
ワイヤ電極と被加工物を加工プログラムに従って相対移動させ、
前記ワイヤ電極と前記被加工物の間に発生させる放電によって前記被加工物に対して放電加工を施し、
前記放電加工により生じる加工屑を付着・堆積させることで、前記放電加工により形成される中子を前記被加工物の母材に固定する中子固定機能を有するワイヤ放電加工機であって、
前記中子固定機能により固定された前記中子の位置を認識する中子位置認識手段と、
前記中子位置認識手段により認識された位置にある前記中子を前記被加工物から除去する中子除去手段と、
前記中子位置認識手段により認識された位置にある前記中子が前記中子除去手段により実際に除去されたか否かを判定する中子除去判定手段と、
を備え、
前記中子除去判定手段は、前記被加工物を示す撮像画像を取得する撮像手段を含んで構成され、かつ前記撮像手段により取得された前記撮像画像から前記中子が除去されたか否かを判定する、ワイヤ放電加工機。
【請求項１０】
請求項９に記載のワイヤ放電加工機であって、
前記中子除去判定手段は、前記撮像手段により取得された前記撮像画像のうち、前記中子の位置に対応する画像領域の色と、前記母材を示す画像領域の色の比較により前記中子が除去されたか否かを判定する、ワイヤ放電加工機。
【請求項１１】
ワイヤ電極と被加工物を加工プログラムに従って相対移動させ、
前記ワイヤ電極と前記被加工物の間に発生させる放電によって前記被加工物に対して放電加工を施し、
前記放電加工により生じる加工屑を付着・堆積させることで、前記放電加工により形成される中子を前記被加工物に固定する中子固定機能を有するワイヤ放電加工機が実行するワイヤ放電加工方法であって、
前記中子固定機能により固定された前記中子の位置を認識する認識工程と、
前記認識工程にて認識された位置にある前記中子を前記被加工物から除去する除去工程と、
前記認識工程にて認識された位置にある前記中子が前記除去工程にて実際に除去されたか否かを判定する判定工程と、
を備え、
前記認識工程は、撮像手段により取得された前記被加工物を示す撮像画像から前記中子の位置を認識する、ワイヤ放電加工方法。
【請求項１２】
ワイヤ電極と被加工物を加工プログラムに従って相対移動させ、
前記ワイヤ電極と前記被加工物の間に発生させる放電によって前記被加工物に対して放電加工を施し、
前記放電加工により生じる加工屑を付着・堆積させることで、前記放電加工により形成される中子を前記被加工物に固定する中子固定機能を有するワイヤ放電加工機が実行するワイヤ放電加工方法であって、
前記中子固定機能により固定された前記中子の位置を認識する認識工程と、
前記認識工程にて認識された位置にある前記中子を前記被加工物から除去する除去工程と、
前記認識工程にて認識された位置にある前記中子が前記除去工程にて実際に除去されたか否かを判定する判定工程と、
を備え、
前記判定工程は、撮像手段により取得された前記被加工物を示す撮像画像から前記中子が除去されたか否かを判定する、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、放電加工により形成される中子を被加工物に固定する中子固定機能を有するワイヤ放電加工機及びワイヤ放電加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ワイヤ電極と被加工物の間に発生させる放電によって被加工物に対して放電加工を施すワイヤ放電加工機が種々開発されている。例えば、この放電の際にワイヤ電極の成分が被加工物に付着する現象を利用し、形成される中子を被加工物の母材に固定する、いわゆる中子固定機能が知られている（特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１６６３３２号公報
【特許文献２】特開２０１４−０１４９０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般的に言えば、この中子固定機能は、１つ又は複数の被加工物につき多数個の中子を形成する加工の際にきわめて有効である。なぜならば、多数個の中子に対して、［１］被加工物の荒加工、［２］中子の除去、及び［３］被加工物の仕上げ加工、を纏めて実行可能となり、作業全体の効率化が見込めるからである。
【０００５】
しかしながら、中子を除去する際に人の手が必要であり、荒加工の終了時点でワイヤ放電加工機の稼働を一旦停止し、人が中子を除去した後、再び、ワイヤ放電加工機を再稼働させて仕上げ加工を行なわなければならない。そうすると、上記した一連の作業を行う場合では、荒加工から仕上げ加工までの無人での連続運転を行うことができず、作業全体の効率がそれほど向上しないという問題がある。
【０００６】
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、被加工物の荒加工から仕上げ加工までの連続運転を実行可能なワイヤ放電加工機及びワイヤ放電加工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の本発明は、ワイヤ電極と被加工物を加工プログラムに従って相対移動させ、前記ワイヤ電極と前記被加工物の間に発生させる放電によって前記被加工物に対して放電加工を施し、前記放電加工により生じる加工屑を付着・堆積させることで、前記放電加工により形成される中子を前記被加工物の母材に固定する中子固定機能を有するワイヤ放電加工機であって、前記中子固定機能により固定された前記中子の位置を認識する中子位置認識手段と、前記中子位置認識手段により認識された位置にある前記中子を前記被加工物から除去する中子除去手段と、前記中子位置認識手段により認識された位置にある前記中子が前記中子除去手段により実際に除去されたか否かを判定する中子除去判定手段と、を備える。
【０００８】
このように、中子固定機能により固定された中子の位置を認識する中子位置認識手段と、認識された位置にある中子を被加工物から除去する中子除去手段を設けたので、自動制御によって中子を確実に除去可能である。そして、認識された位置にある中子が実際に除去されたか否かを判定する中子除去判定手段を設けたので、中子が除去された状態を保証しながら次の工程である仕上げ加工に移行可能である。これにより、被加工物の荒加工から仕上げ加工までの連続運転を実行できる。
【０００９】
前記中子位置認識手段は、前記被加工物を示す撮像画像を取得する撮像手段を含んで構成され、かつ前記撮像手段により取得された前記撮像画像から前記中子の位置を認識することが好ましい。これにより、中子の位置を認識することができる。
【００１０】
前記中子位置認識手段は、前記撮像手段により取得された前記撮像画像の中から、一定の幅又は前記一定の幅に対して許容範囲内に収まる幅を有する加工溝を検出し、該加工溝に囲まれた部位を前記中子の位置として認識することが好ましい。このような被加工物の外形的特徴に着目することで、中子の認識精度が高くなる。
【００１１】
前記中子位置認識手段は、少なくとも前記加工プログラムの内容から前記中子の位置を認識することが好ましい。これにより、中子の位置を認識するためのセンサ等を設けなくても、中子の位置を認識することができる。
【００１２】
前記中子位置認識手段は、前記中子の位置情報を入力する位置入力手段を含んで構成され、かつ前記位置入力手段により入力された前記位置情報から前記中子の位置を認識することが好ましい。これにより、中子の位置を認識するためのセンサ等を設けなくても、中子の位置を認識することができる。
【００１３】
前記中子除去手段は、ロボットであることが好ましい。
【００１４】
前記中子除去手段は、前記被加工物の一部分を一方向から押圧して前記中子を除去することが好ましい。
【００１５】
前記中子除去判定手段は、前記被加工物を示す撮像画像を取得する撮像手段を含んで構成され、かつ前記撮像手段により取得された前記撮像画像から前記中子が除去されたか否かを判定することが好ましい。これにより、中子が除去されたか否かを判定することができる。
【００１６】
前記中子除去判定手段は、前記撮像手段により取得された前記撮像画像のうち、前記中子の位置に対応する画像領域の色と、前記母材を示す画像領域の色の比較により前記中子が除去されたか否かを判定することが好ましい。このような撮像画像上での色彩的特徴に着目することで、除去成否の判定精度が高くなる。
【００１７】
前記中子除去判定手段は、前記被加工物との接触を検出する接触検出手段を含んで構成され、かつ前記中子位置認識手段により認識された位置における前記接触検出手段の検出状態から前記中子が除去されたか否かを判定することが好ましい。これにより、中子が除去されたか否かを判定することができる。
【００１８】
前記撮像手段は、ロボットに搭載されており、かつ該ロボットと一体的に移動可能に構成されることが好ましい。撮像手段の撮像範囲を走査させながら中子の位置を探索可能となり、認識工程又は判定工程の所要時間を大幅に短縮できる。
【００１９】
第２の本発明は、ワイヤ電極と被加工物を加工プログラムに従って相対移動させ、前記ワイヤ電極と前記被加工物の間に発生させる放電によって前記被加工物に対して放電加工を施し、前記放電加工により生じる加工屑を付着・堆積させることで、前記放電加工により形成される中子を前記被加工物に固定する中子固定機能を有するワイヤ放電加工機が実行するワイヤ放電加工方法であって、前記中子固定機能により固定された前記中子の位置を認識する認識工程と、前記認識工程にて認識された位置にある前記中子を前記被加工物から除去する除去工程と、前記認識工程にて認識された位置にある前記中子が前記除去工程にて実際に除去されたか否かを判定する判定工程と、を備える。
【００２０】
このように、中子固定機能により固定された中子の位置を認識し、認識された位置にある中子を被加工物から除去するので、自動制御によって中子を確実に除去可能である。そして、認識された位置にある中子が実際に除去されたか否かを判定するので、中子が除去された状態を保証しながら次の工程である仕上げ加工に移行可能である。これにより、被加工物の荒加工から仕上げ加工までの連続運転を実行できる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係るワイヤ放電加工機及びワイヤ放電加工方法によれば、被加工物の荒加工から仕上げ加工までの連続運転を実行できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施形態に係るワイヤ放電加工機の全体構成図である。
【図２】被加工物の完成品を得るための加工プログラムのソースコードを示す図である。
【図３】実施形態に係るワイヤ放電加工方法を実行するためのフローチャートである。
【図４】荒加工工程（図３のステップＳ１）の実行後における被加工物の部分拡大平面図である。
【図５】図１に示す中子位置認識手段の構成図である。
【図６】図６Ａ及び図６Ｂは、図４の被加工物の一部分を示す撮像画像の模式図である。
【図７】図１に示す中子除去手段の構成図である。
【図８】被加工物から中子が除去されていない状態を示す図である。
【図９】図９Ａ〜図９Ｃは、除去工程（図３のステップＳ３）の実行後における被加工物の一部分を示す撮像画像の模式図である。
【図１０】実施形態に係るワイヤ放電加工機の動作に関わる詳細フローチャートである。
【図１１】中子位置認識手段の第１変形例を示す構成図である。
【図１２】中子位置認識手段の第２変形例を示す構成図である。
【図１３】中子除去手段の第１変形例を示す構成図である。
【図１４】中子除去手段の第２変形例を示す構成図である。
【図１５】図１５Ａ及び図１５Ｂは、中子除去判定手段の変形例を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明に係るワイヤ放電加工機について、ワイヤ放電加工方法との関係において好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。
【００２４】
［ワイヤ放電加工機１０の全体構成］
図１は、実施形態に係るワイヤ放電加工機１０の全体構成図である。ワイヤ放電加工機１０は、加工機本体１２と、ロボット１４と、中子位置認識手段１６と、中子除去手段１８と、中子除去判定手段２０と、数値制御装置２２を基本的に備える。
【００２５】
加工機本体１２は、ワイヤ電極３０と被加工物Ｗの間に発生させる放電によって被加工物Ｗに対して放電加工を施す工作機械である。加工機本体１２は、公知の装置構成を採用してもよく、例えば、被加工物Ｗを移動可能に載置するテーブル２４と、テーブル２４を挟んで互いに対向する位置に配された上側ガイド部２６及び下側ガイド部２８を含んで構成される。
【００２６】
上側ガイド部２６と下側ガイド部２８の間には、紐状のワイヤ電極３０がテーブル２４の法線方向に延びて結線されている。ワイヤ電極３０は、図示しないワイヤ送り機構によって、上側ガイド部２６から下側ガイド部２８に向かって供給される。ワイヤ電極３０の材質は、例えば、タングステン系、銅合金系、黄銅系等の金属材料である。一方、被加工物Ｗの材質は、例えば、鉄系材料又は超硬材料である。なお、ワイヤ電極３０と被加工物Ｗとを相対的に移動できればよいので、例えば、被加工物Ｗを載置するテーブル２４を固定し、紐状のワイヤ電極３０を支持する上側ガイド部２６及び下側ガイド部２８を移動させてもよい。
【００２７】
ロボット１４は、垂直多関節型の産業用ロボットであり、複数の関節を有するアーム１４ａ及び基台１４ｂを備える。なお、ロボット１４のアーム１４ａの先端部には、例えば、カメラ４０（図５）又は押圧部５０（図７）等のパーツを着脱可能に装着することができる。中子位置認識手段１６、中子除去手段１８、及び、中子除去判定手段２０の少なくとも１つは、ロボット１４をその構成要素に含んでもよい。
【００２８】
中子位置認識手段１６は、中子固定機能により固定された中子Ｐｃの位置を認識する。中子除去手段１８は、固定された中子Ｐｃを被加工物Ｗから除去する。中子除去判定手段２０は、中子Ｐｃが実際に除去されたか否かを判定する。なお、加工機本体１２は、放電の際にワイヤ電極３０の成分が被加工物Ｗに付着する現象を利用し、形成される中子Ｐｃを被加工物Ｗの母材Ｐｂに固定する中子固定機能を有する。
【００２９】
数値制御装置２２は、加工機本体１２及びロボット１４等のワイヤ放電加工機１０の各部を統括的に制御する上位装置である。数値制御装置２２は、記憶媒体２２ａを有し、記憶媒体２２ａに記憶された加工プログラムに従って、ワイヤ放電加工機１０の各部を制御するコンピュータである。
【００３０】
［ワイヤ放電加工機１０の動作］
本実施形態に係るワイヤ放電加工機１０は以上のように構成される。続いて、このワイヤ放電加工機１０の動作について、図２のソースコード及び図３のフローチャートを主に参照しながら説明する。
【００３１】
図２は、被加工物Ｗの完成品を得るための加工プログラムのソースコードを示す図である。このソースコードは、「メインプログラム」、「サブプログラム１」及び「サブプログラム２」の３つで構成される。
【００３２】
メインプログラムは、［１］加工機本体１２の加工条件設定（１回目）、［２］サブプログラム１（荒加工工程）の実行、［３］除去工程の実行、［４］加工機本体１２の加工条件設定（２回目）、［５］サブプログラム１（仕上げ加工工程Ａ）の実行、［６］加工機本体１２の加工条件設定（３回目）、［７］サブプログラム１（仕上げ加工工程Ｂ）の実行、の指令を行うためのプログラムである。
【００３３】
サブプログラム１は、［１］中子Ｐｃ１の位置での放電加工、［２］中子Ｐｃ２の位置での放電加工、［３］中子Ｐｃ３の位置での放電加工、［４］中子Ｐｃ４の位置での放電加工、の指令を行うためのプログラムである。なお、各々の放電加工の直前にはワイヤ電極３０の結線が行われると共に、各々の放電加工の直後にはワイヤ電極３０の切断が行われる。
【００３４】
サブプログラム２は、放電加工を行う区間の指定及びその区間での切削送りの指令を行うためのプログラムである。なお、荒加工工程の実行中に限り、所定の規則に従って中子固定機能を使用する点に留意する。
【００３５】
＜１．荒加工工程＞
先ず、荒加工工程（図３のステップＳ１）において、数値制御装置２２は、加工プログラムに従って、加工機本体１２のワイヤ電極３０と被加工物Ｗを相対移動させ、ワイヤ電極３０と被加工物Ｗの間にてアーク放電を繰り返し発生させることで、被加工物Ｗの荒加工を行う。ここでは、加工機本体１２の中子固定機能を用いて、放電加工により生じる加工屑を付着・堆積させることで、形成される中子Ｐｃを被加工物Ｗの母材Ｐｂに固定する。
【００３６】
図４は、荒加工工程（図３のステップＳ１）の実行後における被加工物Ｗの部分拡大平面図である。本図では、同一の形状を有する複数（ここでは、４つ）の中子Ｐｃが一方向に並んで形成される。各々の中子Ｐｃは、加工開始孔Ｐ１を重心とするＵ字の形状を有する。中子Ｐｃの周囲には、１つの長方形及び１本の線分を結合した形状であり、略一定の幅を有する加工溝Ｐ２が形成されている。加工溝Ｐ２がなす長方形の２つの隅部には、付着物からなる固定箇所Ｐｆが形成されている。これにより、４つの中子Ｐｃはそれぞれ、被加工物Ｗの母材Ｐｂに固定されている。
【００３７】
この荒加工工程によって、図４に示すような中子Ｐｃ（Ｐｃ１〜Ｐｃ４）が、Ｐｃ１〜Ｐｃ４の順で被加工物Ｗに形成される。加工機本体１２は、１回目の放電加工（荒加工工程）がすべて終了した後、数値制御装置２２からの「Ｍ５０」指令（図２）に応じてワイヤ電極３０を切断する。そして、加工機本体１２は、数値制御装置２２からの「Ｍ１２３」指令（図２）に応じて、テーブル２４を移動させて、上側ガイド部２６及び下側ガイド部２８を離間・退避させた上で、次の工程（ステップＳ２）に進む。
【００３８】
＜２．認識工程＞
次いで、認識工程（図３のステップＳ２）において、中子位置認識手段１６は、ステップＳ１で固定された中子Ｐｃの位置を認識する。ここでは、被加工物Ｗを示す撮像画像４４から中子Ｐｃの位置を認識する方法について具体的に説明する。
【００３９】
図５は、図１に示す中子位置認識手段１６の構成図である。中子位置認識手段１６は、加工機本体１２の近くに配置されたロボット１４と、ロボット１４のアーム１４ａの先端部に装着されたカメラ４０（撮像手段）と、カメラ４０から取得した画像データが示す撮像画像４４（図６Ａ及び図６Ｂ）に対して所望の画像処理を実行可能な画像処理装置４２とから構成される。カメラ４０及び画像処理装置４２は、数値制御装置２２の指令に従って撮像処理及び画像処理を実行する。
【００４０】
カメラ４０は、ロボット１４に搭載されており、かつロボット１４と一体的に移動可能に構成されている。数値制御装置２２は、ロボット１４を制御することで、カメラ４０の撮像範囲を走査させながら中子Ｐｃの位置を探索する。これにより、認識工程の所要時間を大幅に短縮できる。
【００４１】
図６Ａ及び図６Ｂは、図４の被加工物Ｗの一部分を示す撮像画像４４の模式図である。この撮像画像４４は、２つ以上のカラーチャンネル（例えば、ＲＧＢ）を有するカラー画像であってもよいし、１つのカラーチャンネルを有するモノクロ画像であってもよい。
【００４２】
ところで、中子Ｐｃが母材Ｐｂに固定された状態では、被加工物Ｗは、平面視にて、中子Ｐｃが加工溝Ｐ２によって囲まれる外形を有する。そこで、中子位置認識手段１６（具体的には、画像処理装置４２）は、カメラ４０により取得された撮像画像４４の中から、一定の幅又はこの一定の幅に対して許容範囲内に収まる幅を有する加工溝Ｐ２を検出し、加工溝Ｐ２に囲まれた部位を中子Ｐｃの位置として認識する。上記した被加工物Ｗの外形的特徴に着目することで、中子Ｐｃの認識精度が高くなる。
【００４３】
図６Ａに示す撮像画像４４の中に、輝度が相対的に高い画像領域を示す明領域４６と、輝度が相対的に低い画像領域を示す暗領域４８が含まれる。ここで、明領域４６は、母材Ｐｂ及び中子Ｐｃの集合体に相当する。その一方、暗領域４８は、加工開始孔Ｐ１、加工溝Ｐ２及び固定箇所Ｐｆの集合体に相当する。このような撮像画像４４が得られた場合、画像処理装置４２は、中子Ｐｃの存在及び位置を認識する。
【００４４】
図６Ｂに示す撮像画像４４の中に、輝度が相対的に高い画像領域を示す明領域４６と、輝度が相対的に低い画像領域を示す暗領域４８が含まれる。ここで、明領域４６は母材Ｐｂに相当すると共に、暗領域４８は加工開始孔Ｐ１に相当する。このような撮像画像４４が得られた場合、画像処理装置４２は、中子Ｐｃの存在を認識しない。
【００４５】
なお、中子Ｐｃの存否及び位置を認識する手法として、公知の画像認識処理を種々適用してもよい。例えば、２値化処理及びラベリング処理を用いて明領域４６の孤立部分を強調してもよいし、中子Ｐｃの形状が既知である場合はテンプレートマッチング処理を用いてもよい。
【００４６】
このように、中子位置認識手段１６（具体的には、画像処理装置４２）は、図４の例では、４つの中子Ｐｃの位置を認識する。中子位置認識手段１６（具体的には、画像処理装置４２）は、認識した４つの中子Ｐｃの位置情報を数値制御装置２２に出力し、次の工程（ステップＳ３）に進む。
【００４７】
＜３．除去工程＞
次いで、除去工程（図３のステップＳ３）において、中子除去手段１８は、ステップＳ２で認識された位置にある中子Ｐｃを被加工物Ｗから除去する。ここでは、ロボット１４を用いて中子Ｐｃを除去する方法について具体的に説明する。
【００４８】
図７は、図１に示す中子除去手段１８の構成図である。中子除去手段１８は、加工機本体１２の近くに配置されたロボット１４と、ロボット１４のアーム１４ａの先端部に装着された押圧部５０から構成される。また、下側ガイド部２８の側面には、除去された中子Ｐｃを回収するための回収かご５２が設けられている。
【００４９】
ロボット１４は、数値制御装置２２からの指令に応じて押圧部５０を中子Ｐｃの位置に移動させた後、中子Ｐｃの上側から押圧する。そうすると、中子Ｐｃは、被加工物Ｗから切り離され、自重により鉛直方向に落下した後、回収かご５２により回収される。
【００５０】
このように、中子除去手段１８は、図４の例では、被加工物Ｗから４つの中子Ｐｃを除去する。数値制御装置２２は、除去工程がすべて終了した後、次の工程（ステップＳ４）に進む。
【００５１】
＜４．判定工程＞
次いで、判定工程（図３のステップＳ４）において、中子除去判定手段２０は、ステップＳ２で認識された位置にある中子Ｐｃが実際に除去されたか否かを判定する。以下、この判定工程を行う理由について述べる。
【００５２】
図８に示すように、被加工物Ｗから中子Ｐｃが除去されていない状態のまま加工プログラムの実行を継続する場合、固定箇所Ｐｆによって保持される中子Ｐｃと、加工機本体１２の可動部（例えば、下側ガイド部２８）とが干渉することが起こり得る。この干渉によって可動部が破損してしまうと、ラインを一旦停止した上で、加工機本体１２を修理する必要があるため、長時間のマシンダウンを生むこととなる。そこで、本実施形態では、中子Ｐｃが除去されない被加工物Ｗの対策として、人的な作業を伴わない自動判定を行う点に留意する。
【００５３】
ここでは、被加工物Ｗを示す撮像画像６０（図９Ａ〜図９Ｃ）から除去工程の成否を判定する方法について具体的に説明する。中子除去判定手段２０は、図５に示す中子位置認識手段１６の構成を共用することができる。この場合、中子除去判定手段２０は、加工機本体１２の近くに配置されたロボット１４と、ロボット１４のアーム１４ａの先端部に装着されたカメラ４０と、カメラ４０から取得した画像データが示す撮像画像６０に対して所望の画像処理を実行可能な画像処理装置４２とから構成される。
【００５４】
カメラ４０は、ロボット１４に搭載されており、かつロボット１４と一体的に移動可能に構成されている。中子位置認識手段１６の場合と同様に、カメラ４０の撮像範囲を走査させながら中子Ｐｃの位置を探索可能となり、判定工程の所要時間を大幅に短縮できる。
【００５５】
図９Ａ〜図９Ｃは、除去工程（図３のステップＳ３）の実行後における被加工物Ｗの一部分を示す撮像画像６０の模式図である。この撮像画像６０は、２つ以上のカラーチャンネル（例えば、ＲＧＢ）を有するカラー画像であってもよいし、１つのカラーチャンネルを有するモノクロ画像であってもよい。
【００５６】
ところで、被加工物Ｗから中子Ｐｃが除去されている場合には図示しない加工槽の底部が映り込み、中子Ｐｃが除去されていない場合には中子Ｐｃが映り込むと考えられる。そこで、中子除去判定手段２０（画像処理装置４２）は、カメラ４０により取得された撮像画像６０のうち、中子Ｐｃの位置に対応する画像領域の色と、母材Ｐｂを示す画像領域の色の比較により中子Ｐｃが除去されたか否かを判定する。上記した撮像画像６０上での色彩的特徴に着目することで、除去成否の判定精度が高くなる。
【００５７】
図９Ａに示す撮像画像６０の中に、明度が相対的に高い画像領域を示す明領域６２と、明度が相対的に低い画像領域を示す暗領域６４が含まれる。ここで、明領域６２は母材Ｐｂに相当すると共に、暗領域６４は加工槽の底部に相当する。中子Ｐｃの位置に対応する暗領域６４と、母材Ｐｂを示す明領域６２の明度の差が閾値よりも大きいとする。このような撮像画像６０が得られた場合、画像処理装置４２は、中子Ｐｃが実際に除去されたと判定する。
【００５８】
図９Ｂ及び図９Ｃに示す撮像画像６０の中に、明度が相対的に高い画像領域を示す明領域６２と、明度が相対的に低い画像領域を示す暗領域６４と、中間的な明度の画像領域を示す中間領域６６が含まれる。ここで、明領域６２は母材Ｐｂに、暗領域６４は加工槽の底部にそれぞれ相当すると共に、中間領域６６は中子Ｐｃに相当する。中子Ｐｃの位置に対応する中間領域６６と、母材Ｐｂを示す明領域６２の明度の差が閾値よりも小さいとする。このような撮像画像６０が得られた場合、画像処理装置４２は、中子Ｐｃが実際に除去されなかったと判定する。
【００５９】
ここで言う「色」とは、輝度のみならず、明度、彩度、色相を含む広い概念である。また、上記した例では、母材Ｐｂを示す画像領域の色を参照しているが、中子Ｐｃの位置周辺における色の分布又は統計量から除去成否の判定を行ってもよい。具体的には、中子Ｐｃに対応する画像領域（ここでは、矩形状領域）内における色値の標準偏差が閾値以下である場合に「除去された」と判定すると共に、標準偏差が閾値を上回る場合に「除去されなかった」と判定してもよい。
【００６０】
このように、中子除去判定手段２０は、図４の例では、４つの中子Ｐｃが実際に除去されたか否かを判定する。数値制御装置２２は、画像処理装置４２による判定結果に応じて異なる動作を行う。すべての中子Ｐｃが除去された旨の判定結果を得た場合（ステップＳ５：ＹＥＳ）、ステップＳ７に進む。
【００６１】
一方、少なくとも１つの中子Ｐｃが除去されなかった旨の判定結果を得た場合（ステップＳ５：ＮＯ）、数値制御装置２２は、被加工物Ｗに対する処置を行う処置工程（図３のステップＳ６）に関わる動作を行う。例えば、数値制御装置２２は、中子除去手段１８による除去工程を再度行わせてもよい。或いは、数値制御装置２２は、中子Ｐｃが除去されなかった旨をアラーム表示により作業者に報知し、必要に応じて加工プログラムの実行を中断してもよい。
【００６２】
加工機本体１２は、中子Ｐｃの除去がすべて終了した後はステップＳ７に進む前に、テーブル２４、上側ガイド部２６及び下側ガイド部２８を元の位置に戻す。そして、加工機本体１２は、数値制御装置２２からの次の指令（図２の「Ｇ００」「Ｍ６０」指令）に応じて、テーブル２４を移動し、ワイヤ電極３０を結線した上で、次の工程（ステップＳ７）に進む。
【００６３】
＜５．仕上げ加工工程＞
最後に、仕上げ加工工程（図３のステップＳ７）において、加工機本体１２は、ワイヤ電極３０と被加工物Ｗを加工プログラムに従って相対移動させ、ワイヤ電極３０と被加工物Ｗの間にてアーク放電を繰り返し発生させることで、被加工物Ｗの仕上げ加工を行う。
【００６４】
加工機本体１２は、２回目、３回目の放電加工（仕上げ工程）の各々が終了する度に、数値制御装置２２からの「Ｍ５０」指令（図２）に応じてワイヤ電極３０を切断する。そして、加工機本体１２は、数値制御装置２２からの「Ｍ３０」指令（図２）に応じて、荒加工から仕上げ加工までの一連の動作を終了する。
【００６５】
［詳細フローチャート］
図１０は、本実施形態に係るワイヤ放電加工機１０の動作、具体的には「Ｍ１２３」指令時（図３のステップＳ２〜Ｓ６）の動作に関わる詳細フローチャートである。
【００６６】
（Ｓ１１）数値制御装置２２による加工プログラムの解析
（Ｓ１２）加工プログラムの終了判定
（Ｓ１３）「Ｍ１２３」指令の有無判定
ただし、加工プログラムの実行が終了した場合は、ワイヤ放電加工機１０の動作を終了する。また、「Ｍ１２３」指令がない場合は、加工プログラムの解析を継続する。
（Ｓ１４）上側ガイド部２６、下側ガイド部２８の退避
（Ｓ１５）カメラ４０を撮像位置に移動
（Ｓ１６）被加工物Ｗを示す画像データの取得
（Ｓ１７）中子Ｐｃがある位置の認識
（Ｓ１８）中子Ｐｃの除去
（Ｓ１９）被加工物Ｗを示す画像データの取得
（Ｓ２０）中子Ｐｃの除去の成否判定
ただし、少なくとも１つの中子Ｐｃが除去されなかった場合は、すべての中子Ｐｃが除去されるまで繰り返す。
（Ｓ２１）カメラ４０を撮像位置から退避
（Ｓ２２）上側ガイド部２６、下側ガイド部２８を元の位置に戻す。
その後、加工プログラムの解析（Ｓ１１）を継続する。
【００６７】
［ワイヤ放電加工機１０による効果］
以上のように、このワイヤ放電加工機１０は、［１］ワイヤ電極３０と被加工物Ｗを加工プログラムに従って相対移動させ、ワイヤ電極３０と被加工物Ｗの間に発生させる放電によって被加工物Ｗに対して放電加工を施し、この放電加工により生じる加工屑を付着・堆積させることで、放電加工により形成される中子Ｐｃを被加工物Ｗの母材Ｐｂに固定する中子固定機能を有する加工機である。そして、ワイヤ放電加工機１０は、［２］中子固定機能により固定された中子Ｐｃの位置を認識する中子位置認識手段１６と、［３］中子位置認識手段１６により認識された位置にある中子Ｐｃを被加工物Ｗから除去する中子除去手段１８と、［４］中子位置認識手段１６により認識された位置にある中子Ｐｃが中子除去手段１８により実際に除去されたか否かを判定する中子除去判定手段２０と、を備える。
【００６８】
また、このワイヤ放電加工機１０が実行するワイヤ放電加工方法は、［１］中子固定機能により固定された中子Ｐｃの位置を認識する認識工程（Ｓ２）と、［２］認識工程にて認識された位置にある中子Ｐｃを被加工物Ｗから除去する除去工程（Ｓ３）と、［３］認識工程にて認識された位置にある中子Ｐｃが除去工程にて実際に除去されたか否かを判定する判定工程（Ｓ４）と、を備える。
【００６９】
このように、中子固定機能により固定された中子Ｐｃの位置を認識する中子位置認識手段１６と、認識された位置にある中子Ｐｃを被加工物Ｗから除去する中子除去手段１８を設けたので、自動制御によって中子Ｐｃを確実に除去可能である。そして、認識された位置にある中子Ｐｃが実際に除去されたか否かを判定する中子除去判定手段２０を設けたので、中子Ｐｃが除去された状態を保証しながら次の工程である仕上げ加工に移行可能である。これにより、被加工物Ｗの荒加工から仕上げ加工までの連続運転を実行できる。
【００７０】
特に、複数の中子Ｐｃを有する被加工物Ｗを取り扱う場合、及び／又は、複数の被加工物Ｗを纏めて取り扱う場合においてその効果が顕著に現われる。複数個の中子Ｐｃに対して、［１］被加工物Ｗの荒加工、［２］中子Ｐｃの除去、及び［３］被加工物Ｗの仕上げ加工、を纏めて実行可能となり、作業全体の効率化が可能だからである。
【００７１】
［中子位置認識手段１６の変形例］
ところで、中子位置認識手段１６は、上記実施形態に示す構成例（図５）に限られることなく、他の構成を採用してもよい。なお、上記実施形態と同様の構成要素については、同一の参照符号を付すると共にその説明を省略する場合がある。
【００７２】
＜第１変形例＞
図１１は、中子位置認識手段１６の第１変形例を示す構成図である。本図から理解されるように、この中子位置認識手段１６Ａは、［１］テーブル７０を備える点、［２］カメラ４０の代わりに第１把持部７２が装着される点、［３］カメラ４０がテーブル７０を指向する位置・姿勢下に配置される点、で上記実施形態（中子位置認識手段１６）と異なっている。
【００７３】
上記した構成を採用する場合、ロボット１４は、数値制御装置２２の指令に従って、認識工程を行う前に、テーブル２４の上にある被加工物Ｗを第１把持部７２により把持し、テーブル７０の上に移動させる。このように、荒加工工程を行った位置とは異なる位置に被加工物Ｗを移動させてから認識工程を行ってもよい。ステーションの分離により、作業全体の効率化が図り易くなる。
【００７４】
＜第２変形例＞
図１２は、中子位置認識手段１６の第２変形例を示す構成図である。本図から理解されるように、この中子位置認識手段１６Ｂは、［１］カメラ４０を支持・固定するための支持板７４が加工機本体１２に取り付けられる点、［２］カメラ４０がテーブル２４（被加工物Ｗ）を指向する位置・姿勢下に配置される点、で上記実施形態（中子位置認識手段１６）と異なっている。
【００７５】
上記した構成を採用する場合、中子位置認識手段１６Ｂは、荒加工工程が終了した後、被加工物Ｗを移動させずに撮像し、取得された撮像画像４４から中子Ｐｃの位置を認識する。このように、加工機本体１２にカメラ４０を設けることで、被加工物Ｗの搬送時間を省略することができる。
【００７６】
＜第３変形例＞
上記した上記実施形態、第１変形例及び第２変形例では、荒加工が施された被加工物Ｗの外形から中子Ｐｃの位置を認識しているが、この手法に限られない。例えば、中子位置認識手段１６は、ワイヤ放電加工機１０の制御情報を解析することで、中子Ｐｃの位置を認識してもよい。
【００７７】
［１］例えば、中子位置認識手段は、少なくとも加工プログラムの内容から中子Ｐｃの位置を認識することができる。図２の例では、１回目（荒加工）の加工条件を設定する「Ｓ１Ｄ１」指令、基準点（相対座標系の原点）を設定する「Ｇ９２」指令、切削送りを指示する「Ｇ０１」指令を含むソースコードを解析することで、中子Ｐｃの加工形状及び相対位置を特定できる。この場合、中子位置認識手段は、中子固定機能が動作した位置（絶対座標系上での位置）を更に取得することで、中子Ｐｃの位置を認識可能である。
【００７８】
［２］また、中子位置認識手段は、中子Ｐｃの位置情報を入力する位置入力手段を含んで構成され、この位置入力手段により入力された位置情報から中子Ｐｃの位置を認識することができる。例えば、作業者は、数値制御装置２２又は他の端末装置が備えるＧＵＩ（グラフィカルユーザインターフェース）機能を用いて、「Ｇ９２」指令に含まれる基準点の位置情報を入力しておく。この場合、中子位置認識手段は、予め入力された位置情報から中子Ｐｃの位置を認識可能である。
【００７９】
［中子除去手段１８の変形例］
また、中子除去手段１８は、上記実施形態に示す構成例（図７）に限られることなく、他の構成を採用してもよい。なお、上記実施形態と同様の構成要素については、同一の参照符号を付すると共にその説明を省略する場合がある。
【００８０】
＜第１変形例＞
図１３は、中子除去手段１８の第１変形例を示す構成図である。本図から理解されるように、この中子除去手段１８Ｃは、［１］押圧部５０の代わりに第２把持部８０が装着される点、［２］回収かご５２が設けられていない点、で上記実施形態（中子除去手段１８）と異なっている。
【００８１】
上記した構成を採用する場合、ロボット１４は、認識工程を行った後に、第２把持部８０を中子Ｐｃの位置に移動させた後、中子Ｐｃの上側から吸引動作を開始する。そして、ロボット１４は、被加工物Ｗから切り離された中子Ｐｃを把持したまま、加工機本体１２から搬出する。このように、中子Ｐｃに対する外力の付与方向は、上側から下側（図７）に限られず、その反対方向（下側から上側）であってもよい。
【００８２】
＜第２変形例＞
図１４は、中子除去手段１８の第２変形例を示す構成図である。本図から理解されるように、この中子除去手段１８Ｄは、テーブル８２を備える点で上記実施形態（中子除去手段１８）と異なっている。
【００８３】
上記した構成を採用する場合、図示しない別のロボットは、数値制御装置２２の指令に従って、除去工程を行う前に、テーブル２４の上にある被加工物Ｗを把持し、テーブル８２の上に移動させる。このように、荒加工工程を行った位置とは異なる位置に被加工物Ｗを移動させてから除去工程を行ってもよい。図１１の場合と同様に、ステーションの分離により、作業全体の効率化が図り易くなる。
【００８４】
＜第３変形例＞
上記実施形態、第１変形例及び第２変形例では、被加工物Ｗに接触した状態にて被加工物Ｗの一部分を一方向から押圧して中子Ｐｃを除去しているが、押圧方法はこの形態に限られない。例えば、中子除去手段は、被加工物Ｗに向けて液体（例えば、水）又は気体（例えば、空気）を噴射可能な流体噴射部であってもよい。
【００８５】
［中子除去判定手段２０の変形例］
また、中子除去判定手段２０は、上記実施形態に示す構成例（図５）に限られることなく、他の構成を採用してもよい。なお、上記実施形態と同様の構成要素については、同一の参照符号を付すると共にその説明を省略する場合がある。
【００８６】
＜変形例＞
図１５Ａ及び図１５Ｂは、中子除去判定手段２０の変形例を示す構成図である。本図から理解されるように、この中子除去判定手段２０Ｅは、図５に示すカメラ４０の代わりに接触センサ９０（接触検出手段）がロボット１４のアーム１４ａの先端部に装着される点で上記実施形態（中子除去判定手段２０）と異なっている。
【００８７】
つまり、中子除去判定手段２０Ｅは、被加工物Ｗとの接触を検出する接触センサ９０を含んで構成され、かつ中子位置認識手段１６により認識された位置における接触センサ９０の検出状態から中子Ｐｃが除去されたか否かを判定する。
【００８８】
図１５Ａに示すように、ロボット１４は、数値制御装置２２からの指令に応じて、中子Ｐｃの位置に対して上方から接触センサ９０を降下移動させる。そして、中子除去判定手段２０Ｅは、接触センサ９０のプローブ９２が母材Ｐｂの下面よりも低い位置に到達するまでに、被加工物Ｗとの接触があるか否かを検出する。本図の例では、中子除去判定手段２０Ｅは、被加工物Ｗとの接触を検出しなかったので、中子Ｐｃが実際に除去されたと判定する。一方、図１５Ｂに示す例では、中子除去判定手段２０Ｅは、接触センサ９０のプローブ９２が母材Ｐｂの下面よりも低い位置に到達する前に、被加工物Ｗとの接触を検出したので、中子Ｐｃが実際に除去されなかったと判定する。
【００８９】
このように、この判定工程（図３のステップＳ４）に用いるセンサは、非接触式センサ（カメラ４０）に限られず、接触センサ９０であってもよい。また、中子Ｐｃの状態を判定可能であれば、センサの種類は問わない。
【００９０】
［備考］
なお、この発明は、上述した上記実施形態及び変形例に限定されるものではなく、この発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できる。或いは、技術的に矛盾が生じない範囲で各構成を任意に組み合わせてもよいことは勿論である。
【符号の説明】
【００９１】
１０…ワイヤ放電加工機                  １２…加工機本体
１４…ロボット                          １６（１６Ａ、１６Ｂ）…中子位置認識手段
１８（１８Ｃ、１８Ｄ）…中子除去手段    ２０（２０Ｅ）…中子除去判定手段
２２…数値制御装置                      ２４、７０、８２…テーブル
２６…上側ガイド部                      ２８…下側ガイド部
３０…ワイヤ電極                        ３２…プログラム実行部
３４…中子固定機能設定部                ４０…カメラ（撮像手段）
４２…画像処理装置                      ４４、６０…撮像画像
４６、６２…明領域                      ４８、６４…暗領域
６６…中間領域                          ７２…第１把持部
７４…支持板                            ８０…第２把持部
９０…接触センサ（接触検出手段）        ９２…プローブ
Ｐ１…加工開始孔                        Ｐ２…加工溝
Ｐｂ…母材                              Ｐｃ…中子
Ｐｆ…固定箇所                          Ｗ…被加工物
【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】
0006346216.tif 000008
【図８】
0006346216.tif 000009
【図９】
0006346216.tif 000010
【図１０】
0006346216.tif 000011
【図１１】
0006346216.tif 000012
【図１２】
0006346216.tif 000013
【図１３】
0006346216.tif 000014
【図１４】
0006346216.tif 000015
【図１５】
0006346216.tif 000016