(57)【要約】【課題】ワイヤ電極と被加工物との間に形成される複数の電極間隙の各極間電圧情報を他の影響を排除して正確に検出し、それに基づき複数の電極間隙での加工状態に応じた制御が行えるワイヤ放電加工装置を得ること。【解決手段】１本のワイヤ電極５を被加工物２の所定範囲内において複数回互いに離隔して折り返すことにより、被加工物に近接した位置に並列配置される複数の所定長ワイヤ電極部分からなる複数の切断ワイヤ部の全部または一部における各切断ワイヤ部の一端に加工用電源７が接続される複数の給電子９を摺接配置し、他端に複数の検出給電子１２を摺接配置し、複数の検出給電子および被加工物と極間情報検出回路１１との間を極間情報検出線（抵抗線１３、単線１４）で接続する。【選択図】        図１
2012045633.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工用パルス電圧を発生する加工用電源と、
前記加工用電源の一方の出力端が接続される被加工物と、
１本のワイヤ電極を前記被加工物の所定範囲内において複数回互いに離隔して折り返すことにより、前記被加工物に近接した位置に並列配置される複数の所定長ワイヤ電極部分からなる複数の切断ワイヤ部と、
前記複数の切断ワイヤ部の全部または一部における各切断ワイヤ部の一端に電気的に接続される態様で摺接配置され前記加工用電源の対応する他方の出力端が接続される複数の第１の給電子と、
前記複数の切断ワイヤ部の全部または一部における各切断ワイヤ部の他端に電気的に接続される態様で摺接配置される複数の第２の給電子と、
前記被加工物と前記複数の切断ワイヤ部との間の各極間電圧情報を計測するための極間情報検出回路と、
前記複数の第２の給電子および前記被加工物と前記極間情報検出回路の対応する検出入力端との間を接続するための極間情報検出線と
を備えたことを特徴とするワイヤ放電加工装置。
【請求項２】
前記第１の給電子および前記第２の給電子は、
前記複数の切断ワイヤ部の全部に対して配置される場合に、各切断ワイヤ部の一端側と他端側とで交互して配置されている
ことを特徴とする請求項１に記載のワイヤ放電加工装置。
【請求項３】
加工用パルス電圧を発生する加工用電源と、
前記加工用電源の一方の出力端が接続される被加工物と、
１本のワイヤ電極を前記被加工物の所定範囲内において複数回互いに離隔して折り返すことにより、前記被加工物に近接した位置に並列配置される複数の所定長ワイヤ電極部分からなる複数の切断ワイヤ部と、
前記複数の切断ワイヤ部の全部または一部における各切断ワイヤ部の一端または両端に電気的に接続される態様で摺接配置され前記加工用電源の対応する他方の出力端が接続される複数の第１の給電子と、
前記被加工物から離れた場所で折り返す複数のワイヤ電極部分の全部または一部における各ワイヤ電極部分に電気的に接続される態様で摺接配置される複数の第２の給電子と、
前記被加工物と前記複数の切断ワイヤ部との間の各極間電圧情報を計測するための極間情報検出回路と、
前記複数の第２の給電子および前記被加工物と同電位にあるものと前記極間情報検出回路の対応する検出入力端との間を接続するための極間情報検出線と
を備えたことを特徴とするワイヤ放電加工装置。
【請求項４】
前記極間情報検出線は、
高インピーダンスな抵抗線を芯線とした同軸線を備えたものである
ことを特徴とする請求項１または３に記載のワイヤ放電加工装置。
【請求項５】
前記第２の給電子は、前記極間情報検出線を構成する抵抗線の全体抵抗値よりも高い値の第１の抵抗体を備え、
前記第１の抵抗体は、一端が前記第２の給電子における摺接部材に接続され、他端が前記同軸線の芯線となる抵抗線と接続された構成である
ことを特徴とする請求項４に記載のワイヤ放電加工装置。
【請求項６】
前記第１の抵抗体には、それぞれ並列にコンデンサが設けられていることを特徴とする請求項５に記載のワイヤ放電加工装置。
【請求項７】
前記被加工物は、
シリコンまたはシリコンカーバイド、あるいはシリコンまたはシリコンカーバイドを主成分とする半導体ウェハ用素材である
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載のワイヤ放電加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイヤ放電加工装置に関し、特に、柱状の被加工物から一度に複数枚の板状部材を切り出すことができるワイヤ放電加工装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ワイヤ電極と被加工物との間の電極間隙でパルス状の放電を発生させるワイヤ放電加工装置には、１本のワイヤ電極により、被加工物の一箇所にだけ電極間隙を形成するタイプの他に、柱状の被加工物の長手方向に渡る所定範囲内の複数箇所に短手方向に横断する電極間隙を形成するタイプが提案されている（例えば、特許文献１参照）。本発明が対象とするワイヤ放電加工装置は、後者のタイプであり、柱状の被加工物から一度に複数枚の板状部材を切り出すことを目的としたものである。
【０００３】
ここで、説明を容易にするため、前者をシングルタイプと称し、後者をマルチタイプと称する。ワイヤ放電加工装置においてワイヤ電極と被加工物との間の電極間隙での極間電圧は、放電開始前の開放状態（オープン状態）では無負荷電圧の高値であり、放電が開始するとその高値から低下する。そして、ワイヤ電極と被加工物とが短絡する短絡状態に至れば、極間電圧はさらに低下する。
【０００４】
そこで、シングルタイプのワイヤ放電加工装置では、極間情報検出回路において、検出した極間電圧を整流して一方の極性の電圧に変換し、位置制御装置において、その変換された極間電圧をモニタし、極間電圧の高低によって極間の状態（つまり、ワイヤ電極と被加工物との相対位置）を判断し、判断結果に基づき軸送りの速度調整（いわゆる極間間隙サーボ）を行うことが一般的である。
【０００５】
なお、シングルタイプのワイヤ放電加工装置での極間電圧情報の検出は、極間情報検出回路の一方の検出入力端と加工用パルス電圧を発生する加工用電源の一方の出力をワイヤ電極に電気的に接続するための給電子との間、同じく極間情報検出回路の他方の検出入力端子と被加工物或いは該被加工物と同電位にあるものとの間を、それぞれ低インピーダンス線である極間情報検出線で接続することで行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１０７９４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
シングルタイプのワイヤ放電加工装置にて行われている極間電圧に基づく制御方法は、マルチタイプのワイヤ放電加工装置においても同様に適用可能と考えられる。その場合、複数の電極間隙で同時に放電を発生させるマルチタイプのワイヤ放電加工装置では、隣接する電極間隙の状態に左右されずに、着目する電極間隙の極間状態のみを示す極間電圧情報を正しく検出できることが必要であるが、どのようにして実現するかが問題である。
【０００８】
まず、シングルタイプのワイヤ放電加工装置での極間電圧情報の検出方法をそのままマルチタイプのワイヤ放電加工装置に適用する場合、マルチタイプのワイヤ放電加工装置では、複数個の電極間隙と１対１対応で配置される給電子毎に極間情報検出線を接続することになる。柱状の被加工物が例えば円柱状のインゴットでありウェハを切り出すケースでは、給電子の間隔は、ウェハ厚に依存するため０．５ｍｍ〜１．０ｍｍ程度である。給電子自体も小さいので、加工用パルス電圧を発生する加工用電源から給電子への給電線が各給電子に既に接続されていることを考慮すると、さらに極間情報検出線を給電子に接続する余地はない。
【０００９】
そのため、上記特許文献１に開示された極間電圧情報の検出方法は、加工用電源と給電子との間の給電経路における電位を測定するものである。しかし、この検出方法では、測定点から放電点（電極間）までの給電経路に存在する抵抗成分やリアクトル成分に放電電流が流れて電圧降下が生ずるので、極間の電圧と測定点の電圧とに違いが生じ、極間の間隔制御が不安定になりやすい。
【００１０】
また、マルチタイプのワイヤ放電加工装置では、複数の電極間隙の全てが、オープン状態や放電状態、短絡状態といったように揃っていることが望ましいが、放電現象は、偶発的に発生するものであるから、複数の電極間隙の全てにおいて極間距離や極間状態が揃うことは考えにくく、オープン状態、放電状態、短絡状態のそれぞれが電極間隙毎に混在する状態となる。
【００１１】
したがって、仮に各給電子に極間情報検出線を接続できたとしても極間情報検出線は、低インピーダンス線であるので、隣接する電極間隙の放電ノイズの影響を受けやすい。その上、複数の極間情報検出線を束ねて加工槽外に引き出し、極間電圧検出回路と接続するまでには２〜３ｍは必要である。そうすると、加工用パルス電圧の印加→放電あるいは短絡の発生→加工用パルス電圧の印加、といったサイクルを数百ｋＨｚで繰り返し行う場合には、これらの周波数成分により隣接する極間情報検出線のみならず自分自身の極間情報検出線においても振動、あるいは発振を引き起こすことがある。このため、着目する電極間隙の正しい極間電圧の検出が行いにくい。
【００１２】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、ワイヤ電極と被加工物との間に形成される複数の電極間隙の各極間電圧情報を他の影響を排除して正確に検出し、それに基づき複数の電極間隙での加工状態に応じた制御が行えるワイヤ放電加工装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述した課題を解決し目的を達成するために、本発明にかかるワイヤ放電加工装置は、加工用パルス電圧を発生する加工用電源と、前記加工用電源の一方の出力端が接続される被加工物と、１本のワイヤ電極を前記被加工物の所定範囲内において複数回互いに離隔して折り返すことにより、前記被加工物に近接した位置に並列配置される複数の所定長ワイヤ電極部分からなる複数の切断ワイヤ部と、前記複数の切断ワイヤ部の全部または一部における各切断ワイヤ部の一端に電気的に接続される態様で摺接配置され前記加工用電源の対応する他方の出力端が接続される複数の第１の給電子と、前記複数の切断ワイヤ部の全部または一部における各切断ワイヤ部の他端に電気的に接続される態様で摺接配置される複数の第２の給電子と、前記被加工物と前記複数の切断ワイヤ部との間の各極間電圧情報を計測するための極間情報検出回路と、前記複数の第２の給電子および前記被加工物と前記極間情報検出回路の対応する検出入力端との間を接続するための極間情報検出線とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、極間電圧の検出路が放電電流経路と分離して形成され、検出した極間電圧情報の伝送路である極間情報検出線を同軸ケーブルで形成するので、ワイヤ電極と被加工物との間に形成される複数の電極間隙の各極間電圧情報を他の影響を排除して正確に検出できる。したがって、極間電圧情報に基づき複数の電極間隙での加工状態に応じた制御が行えるワイヤ放電加工装置が得られるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１によるワイヤ放電加工装置の要部構成を示す斜視図である。
【図２】図２は、極間情報検出線（抵抗線、単線）の接続方法を説明する側面斜視図である。
【図３】図３は、検出給電子の構成例および抵抗線との関係を説明する図である。
【図４】図４は、極間情報検出回路の構成例を示す回路図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態２によるワイヤ放電加工装置の要部構成を示す上面概略図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態３によるワイヤ放電加工装置の要部構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明にかかるワイヤ放電加工装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１７】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１によるワイヤ放電加工装置の要部構成を示す斜視図である。図１において、この実施の形態１によるワイヤ放電加工装置１ａは、柱状の被加工物２から一度に複数の板状部材を切り出す複数の切断ワイヤ部を形成する構成として、被加工物２の配置面の下方に、例えば、４つのガイドローラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄが配置されている。なお、被加工物２とガイドローラ３ａ〜３ｄの全体は、図示しない加工槽内に配置されている。
【００１８】
ガイドローラ３ａ〜３ｄは、それぞれ軸線方向に多数のガイド溝を有し、互いの軸線方向を平行に、所定の間隔を有する断面４角形状に配置されている。被加工物２との関係では、ガイドローラ３ａ，３ｂが被加工物２の配置面に近い方に配置されている。ガイドローラ３ａの下方にガイドローラ３ｄが配置され、ガイドローラ３ｂの下方にガイドローラ３ｃが配置されている。ガイドローラ３ａ側にはワイヤボビン４が配置され、また、ワイヤ排出ローラ６が設けられている。
【００１９】
すなわち、ワイヤボビン４から繰り出されるワイヤ電極５は、図示例では右回り回転するガイドローラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄのそれぞれが有するガイド溝に案内されてガイドローラ３ａ〜３ｄの外周に巻き取られる。これを複数回繰り返すことで、ガイドローラ３ａ〜３ｄの外周に、ワイヤ電極５は、ガイド溝間の間隔で決まる微小な間隔を置いて巻回される。ワイヤ電極５は、ガイドローラ３ａ〜３ｄの外周の軸線方向に所定回数巻回された後に、ワイヤ排出ローラ６により排出される。
【００２０】
この場合、被加工物２は、被加工物２の配置面に近い位置に配置されているガイドローラ３ａ，３ｂ間において、その長手方向をガイドローラ３ａ〜３ｄの軸線方向と並行させて位置決め配置させられるので、ガイドローラ３ａ，３ｂ間には、被加工物２を短手方向に横断する所定長ワイヤ電極部分が、被加工物２の長手方向の所定範囲内に並列して複数個形成される。このガイドローラ３ａ，３ｂ間に軸線方向に並列する複数の所定長ワイヤ電極部分は、被加工物２と対向し加工放電を行う複数の電極間隙を構成するので、ここでは被加工物２を切断加工するための「切断ワイヤ部」と称する。
【００２１】
被加工物２は、図示しない位置制御装置により、ガイドローラ３ａ，３ｂ間への位置決めと、上下方向への移動とが制御される。そして、ガイドローラ３ａ，３ｂ間の複数の切断ワイヤ部のそれぞれと被加工物２との間（複数の電極間隙）には、加工用電源７から加工用パルス電圧が供給される。
【００２２】
以上の構成により、柱状の被加工物２から一度に複数の板状部材を切り出す動作が行われる。簡単に説明すると、被加工物２を複数の切断ワイヤ部に対して所定間隔だけ離隔させて対向配置した状態で、各切断ワイヤ部と被加工物２との間にそれぞれ加工用パルス電圧を印加しながら、被加工物２を各切断ワイヤ部に対して切断送りを行い、被加工物２を各切断ワイヤ部で放電切断することで、被加工物２から一度に複数枚の板状部材が切り出される。
【００２３】
なお、被加工物２は、素材を複数の薄板にスライスするものであって、例えば、スパッタリングターゲットとなるタングステンやモリブデンなどの金属や、各種構造部材として使われる多結晶シリコンカーバイトなどのセラミックス、半導体デバイスウェハとなる単結晶シリコンや単結晶シリコンカーバイトなどの半導体素材、さらに太陽電池ウェハとなる単結晶および多結晶シリコンなどの太陽電池素材などである。上記半導体素材および太陽電池素材は、比抵抗が概ね０．０００１Ωcm以上であるが、放電加工が可能であるのは比抵抗が概ね１００Ωcm以下、望ましくは１０Ωcm以下である。したがって、この実施の形態によるワイヤ放電加工装置での被加工物２に適用する上記半導体素材および太陽電池素材としては、比抵抗が０．０００１Ωcm以上１０Ωcm以下の素材が好適である。
【００２４】
さて、この実施の形態１に関わる部分、つまり、複数の電極間隙の各極間電圧情報を他の影響を排除して正確に検出する構成について説明する。
【００２５】
まず、複数の電極間隙への加工用パルス電圧の供給について説明する。この実施の形態１による加工用電源７は、直流電源と、該直流電源の一端を複数のスイッチング素子を介して個別に出力するための複数の第１の出力端と、直流電源の他端を外部に取り出す第２の出力端とを備えている。この加工用電源７は、複数のスイッチング素子が当該ワイヤ放電加工装置１ａの制御装置（図示せず、以降「主制御装置」と称する）から個別にオン・オフ制御されて、第２の出力端と複数の第１の出力端との各間に、互いに独立した加工用パルス電圧を出力することができる。
【００２６】
加工用電源７の第２の出力端は、シングルタイプのワイヤ放電加工装置における場合と同様に、被加工物２と接続する。図１に示す例では、説明の便宜から、被加工物２は４角柱状をしているとし、加工を阻害しない上面に接地電極８を配置し、この接地電極８を加工用電源７の第２の出力端に接続している。勿論、給電をより確実に行う観点から接地電極８は、被加工物２の側面に配置してもよい。また、円柱状である場合のように、接地電極８は、被加工物２の周囲を取り囲むように配置し、接地電極８も同時に加工するようにしてもよい。
【００２７】
一方、複数の切断ワイヤ部に対しては、シングルタイプのワイヤ放電加工装置における場合とは異なり、各切断ワイヤ部の一端に給電子（第１の給電子）９を摺接配置し、各切断ワイヤ部と加工用電源の対応する第１の出力端との間を給電子（第１の給電子）９を介して接続する。図１に示す例では、ガイドローラ３ｂの近傍直下に給電子ユニット１０がガイドローラ３ｂと並行に配置されている。給電子ユニット１０には、ガイドローラ３ａ〜３ｄの外周に巻回されるワイヤ電極５の本数と同数の給電子９が該ワイヤ電極５の配置間隔と同じ間隔で固定されている。つまり、給電子ユニット１０は、ガイドローラ３ｂから垂下する各ワイヤ電極５に各給電子９が１対１で摺接するようにガイドローラ３ｂの近傍直下に配置されている。各給電子９は、加工用電源７の対応する第１の出力端に接続されている。
【００２８】
これによって、複数の切断ワイヤ部のそれぞれと被加工物２との間（複数の電極間隙）に、個別に（独立に）加工用パルス電圧が供給される。複数の電極間隙で放電が発生すると、加工用電源７と複数の電極間隙との間に加工電流の経路が形成され、複数の電極間隙において同時に放電加工が実施される。
【００２９】
なお、放電加工処理時では、加工液を吹きかけ或いは浸漬により、被加工物２と複数の切断ワイヤ部との間に供給する機構が加工槽内に設けられる点は、シングルタイプのワイヤ放電加工装置と同様である。
【００３０】
次に、極間電圧情報を取り出して極間情報検出回路１１（図４参照）に伝達する構成について説明する。まず、ワイヤ電極５の電位変化を取り出すために、各切断ワイヤ部の他端に１対１に検出給電子（第２の給電子）１２を摺接させて配置する。図１に示す例では、複数の検出給電子１２は、ガイドローラ３ａ，３ｄの間において、ガイドローラ３ａ，３ｄの軸線方向に並行して配置され、それぞれガイドローラ３ａを垂下するワイヤ電極５に１対１に摺接してワイヤ電極５の電位変化を取り出せる構成になっている（図２、図３参照）。なお、複数の検出給電子１２は、ガイドローラ３ａに並行に配置される検出給電子ユニット（図示せず）内に、ガイドローラ３ａ〜３ｄの外周に巻回されるワイヤ電極５の離隔間隔（ピッチ）と同じ間隔で固定されている。
【００３１】
これら複数の検出給電子１２には、それぞれ高インピーダンスの抵抗線１３の一端が接続される。抵抗線１３は、マンガニン線や銅・ニッケル線、ニクロム線など抵抗値を有する線材で構成されている。また、被加工物２には、低インピーダンスの複数の単線１４の一端が接続される。具体的には、複数の単線１４の一端は、例えば図２に示すように、接地電極８に接続される。
【００３２】
そして、複数の抵抗線１３の他端側および複数の単線１４の他端側は、芯線が抵抗線１３で、被覆線が単線１４と同等程度のインピーダンス値を持つ同軸ケーブル部１５として加工槽外に引き出され、極間情報検出回路１１の対応する検出入力端に接続される。同軸ケーブル部１５の内部は、抵抗線１３が絶縁物を介して被覆線により覆われている。これが、この実施の形態１で言う「極間情報検出線」の一つの構成例である。なお、同軸ケーブル部１５の被覆線を単線１４の代わりとして使用し、接地電極８に接続してもよい。
【００３３】
図２〜図４を参照して具体的に説明する。なお、図２は、極間情報検出線（抵抗線、単線）の接続方法を説明する側面斜視図である。図３は、検出給電子の構成例および抵抗線との関係を示す図である。図４は、極間情報検出回路の構成例を示す回路図である。
【００３４】
図２では、ガイドローラ３ａ，３ｂ間に形成される複数の切断ワイヤ部１６が具体的に示されている。図２において、複数の単線１４の各一端は、複数の検出給電子１２と１対１に対応して個別に接地電極８に接続される。その接地電極８における接続箇所は、対応する検出給電子１２の配置位置に近い場所となっている。そして、図１に示す同軸ケーブル部１５では、或る検出給電子１２に接続される抵抗線１３の近くを、その検出給電子１２に対応する単線１４が這うように配置されている。図２では、そのことを説明するために、同軸ケーブル部１５は、複数本示してある。これによって、隣接する電極間隙での状態に左右されずに、極間電圧情報の検出が行えるようになる。
【００３５】
図３において、検出給電子１２は、例えば、摺接部材（例えば超硬材）１７に加えて、第１の抵抗体１８とコンデンサ１９とを備えている。超硬材１７は、ワイヤ電極５に電気的に接続される形で摺接配置されている。第１の抵抗体１８を介して、超硬材１７と抵抗線１３の一端とが接続される。コンデンサ１９は、第１の抵抗体１８に並列に接続されている。第１の抵抗体１８は、抵抗線１３の全体抵抗値よりも高い抵抗値（例えば１ＭΩ〜１０ＭΩ程度）を有している。コンデンサ１９は、例えば１ｐＦ〜１０ｐＦ程度の容量値を有している。
【００３６】
図４において、極間情報検出回路１１は、一対の極間情報検出線（抵抗線および単線）についての構成として、例えば、検出入力端子２０ａ，２０ｂと出力端子２４ａ，２４ｂとの間に、終端部２１と整流回路２２と平滑回路２３とが配置されている。検出入力端子２０ａには、抵抗線１３が接続され、検出入力端子２０ｂには、単線１４と接続された同軸ケーブル部１５の被覆線が接続される。出力端子２４ａ，２４ｂは、図示しない主制御装置および位置制御装置が並列に接続される。
【００３７】
終端部２１は、検出入力端子２０ａ，２０ｂ間に接続された第２の抵抗体２１ａと、第２の抵抗体２１ａに並列接続されるコンデンサ２１ｂとで構成されている。第２の抵抗体２１ａの抵抗値は、検出給電子１２における第１の抵抗体１８の１／９程度（例えば１００ｋΩ〜１ＭΩ程度）に設定されている。第２の抵抗体２１ａに並列なコンデンサ２１ｂは、例えば２ｐＦ〜５０ｐＦ程度の容量値を有している。
【００３８】
整流回路２２は、ダイオードを用いた半波または全波の整流回路であり、検出入力端子２０ａ，２０ｂから入力される高周波電圧を整流する。平滑回路２３は、抵抗体２３ａとコンデンサ２３ｂとによるローパスフィルタである。抵抗体２３ａは、整流回路２２の正極出力端と出力端子２４ａとの間に設けられている。コンデンサ２３ｂは、整流回路２２の負極出力端と出力端子２４ｂとの接続ラインと、抵抗体２３ａの出力側端との間に設けられている。コンデンサ２３ｂの充電電圧が、検出された極間電圧として出力端子２４ａ，２４ｂから図示しない主制御装置および位置制御装置に並列に出力される。
【００３９】
これによって、主制御装置は、検出された極間電圧が示す極間状態に応じて、加工用電源７に出力させる加工用パルス電圧の発生方法を制御する。位置制御装置は、検出された極間電圧が示す極間状態に応じて、被加工物２と各切断ワイヤ部における各ワイヤ電極５との相対位置を制御する。
【００４０】
両装置の動作を具体的に説明する。位置制御装置は、極間状態が、放電開始前の開放状態（オープン状態）と、短絡状態と、放電が開始して短絡状態に至るまでの放電中状態とのいずれであるかを判別し、被加工物２と各切断ワイヤ部における各ワイヤ電極５との相対的な位置移動である軸送りの速度調整（いわゆる極間間隙サーボ）を行う。
【００４１】
また、主制御装置は、著しく極間電圧が低下する場合は、極間状態が短絡状態と判断して、加工用電源７の出力周波数を低下もしくは印加電圧を低下させる。短絡状態で不必要に被加工物２に電流を流すと、ワイヤ電極５が断線しやすくなるが、このように極間電圧から判断した極間状態に基づき、印加周波数あるいは印加パルス電圧のパルス幅や振幅値を調整すれば、安定した加工を行うことができる。
【００４２】
ここで、検出給電子１２では、超硬材１７をワイヤ電極５に接触させることで、極間電圧を抽出する。第１の抵抗体１８によって信号を減衰することで、極間への影響を排除する。
【００４３】
また、第１の抵抗体１８に並列なコンデンサ１９は、高周波信号を第１の抵抗体１８を介さずにバイパスし、抽出するために用いており、これによって高周波信号でも波形形状をほぼ正確に抵抗線１３に送り出すことができる。
【００４４】
但し、極間波形の忠実な再現のためには、放電したときの周波数の成分に合うように、コンデンサ１９，２１ｂの容量値をそれぞれ調整する必要があるものの、開放状態、放電状態、短絡状態のそれぞれを判別するだけであれば、コンデンサ１９，２１ｂが無くても動作は十分行うことができる。その意味で、コンデンサ１９，２１ｂは、必ずしも設ける必要は無いと言える。
【００４５】
次に、特許文献１に提案されている「極間電圧の検出を放電電流経路で行う」場合は、放電電流による電圧降下が発生し、正確な極間電圧の測定が困難である。しかし、この実施の形態１では、給電子９と検出給電子１２は、切断ワイヤ部を挟んで対向する位置に配置してあるので、放電電流経路を介した極間電圧の検出は無い。また、検出給電子１２と加工用電源７からの出力先である給電子９との間は、切断ワイヤ部の抵抗成分により分離される形となる。
【００４６】
これによって、極間での放電現象は、詳細には、加工電源７→給電子９→給電子９から極間を構成するワイヤ電極までの抵抗体→極間→被加工物２→接地電極８→加工用電源７の経路で生じる。一方、この放電現象の検出は、極間→被加工物２→接地電極８→単線１４→同軸ケーブル部１５→極間情報検出回路１１→同軸ケーブル部１５→抵抗線１３→検出給電子１２→検出給電子１２から極間を構成するワイヤ電極までの抵抗体→極間の経路で行われる。
【００４７】
このように、それぞれの経路は独立しているとともに、加工用電源７と極間情報検出回路１１とが、切断ワイヤ部が有する抵抗成分により切り離されているので、極間情報検出回路１１が加工用電源７に与える影響は無いし、加工用電源７が極間情報検出回路１１に与える影響も無い。
【００４８】
そして、抵抗線１３は、経路のＱ値を下げるので、同軸ケーブル部１５で発生する高周波パルスによる共振を抑制でき、高周波波形の形状を忠実に極間情報検出回路１１に伝達することができる。このとき、抵抗線１３の抵抗値を大きくしすぎると、極間情報検出回路１１の感度が小さくなりすぎる。一方、抵抗値が小さいと、極間情報検出回路１１の入力段に表れる信号波形が極間波形とは別のものになってしまう。実験によれば、抵抗線１３全体の抵抗値を数百Ω〜数ｋΩになるように設定することで、信頼性の高い極間電圧の検出・伝送が可能となった。
【００４９】
以上のように、この実施の形態１によれば、複数の切断ワイヤ部のそれぞれにおいて各切断ワイヤ部の一端に加工用電源の一方の出力を接続する給電子を配置し、他端に極間電圧情報を検出する検出給電子を配置するので、極間電圧情報の検出経路は、放電電流経路から分離独立して形成される。そして、検出した極間電圧情報の伝送路を、複数の検出給電子に１対１に接続される複数の抵抗線を、複数の検出給電子と同数で被加工物に接続される複数の単線で同軸状に覆われた同軸ケーブルとして形成するので、極間情報検出回路では、ワイヤ電極と被加工物との間に形成される複数の電極間隙の各極間電圧情報を他の影響を排除して正確に検出できる。したがって、極間電圧情報に基づき複数の電極間隙での加工状態に応じた制御が行えるワイヤ放電加工装置を実現することができる。
【００５０】
実施の形態２．
図５は、本発明の実施の形態２によるワイヤ放電加工装置の要部構成を示す上面概略図である。この実施の形態２では、図１に示すように、複数の切断ワイヤ部の全部に対して給電子９と検出給電子１２とを配置する場合に、複数の給電子９と複数の検出給電子１２との配置関係を変更した例を示す。
【００５１】
すなわち、図５に示すように、この実施の形態２によるワイヤ放電加工装置１ｂでは、ガイドローラ３ａ，３ｂ間に該ガイドローラ３ａ，３ｂの軸線方向に並列して配置される複数の切断ワイヤ部１６に対して、図１（実施の形態１）とは異なり、給電子９と検出給電子１２とが、切断ワイヤ部毎に一端と他端とで交互して配置されている。図５では示してないが、各給電子９には、加工用電源７が接続され、各検出給電子１２には抵抗線１３が接続され、接地電極８には加工用電源７と単線１４とが接続される。その他の構成は実施の形態１と同様である。
【００５２】
実施の形態１では、複数の切断ワイヤ部１６の全部において一端側に給電子９を他端側に検出給電子１２を配置する構成である。この構成では、並列放電が発生した場合、全ての放電電流の向きは同一方向となる。この場合、複数の切断ワイヤ部１６のそれぞれに流れる電流により発生する磁界は、お互いに強めあうように働くため、ＥＭＩなどの放射ノイズが大きくなる。したがって、極間電圧を検出する検出経路にも悪影響を及ぼし、精度の高い極間電圧情報が得られにくくなる。
【００５３】
これに対して、図５に示すように、複数の切断ワイヤ部１６のそれぞれにおいて、給電子９と検出給電子１２とを交互に配列すれば、複数の切断ワイヤ部１６では、各切断ワイヤ部のワイヤ電極ラインに流れる電流は、お互いに逆向きになるため、電流により発生する磁界は打ち消しあうように働き、放射ノイズ量が低減される。
【００５４】
このように、この実施の形態２によれば、放射ノイズ量を低減できるので、極間電圧の検出精度を高めることができる。
【００５５】
実施の形態３．
図６は、本発明の実施の形態３によるワイヤ放電加工装置の要部構成を示す斜視図である。図６では、シングルタイプのワイヤ放電加工装置で採用されている「ワイヤ電極の２箇所から給電する」構成をマルチタイプのワイヤ放電加工装置に適用する場合の構成例が示されている。なお、図６では、図１（実施の形態１）に示した構成要素と同一ないしは同等である構成要素には同一の符号が付されている。ここでは、この実施の形態３に関わる部分を中心に説明する。
【００５６】
図６に示すように、この実施の形態３によるワイヤ放電加工装置１ｃでは、複数の給電子９が、ガイドローラ３ａ，３ｂ間に該ガイドローラ３ａ，３ｂの軸線方向に並列して配置される複数の切断ワイヤ部１６の両端に、つまり、ガイドローラ３ａ，３ｄの間のガイドローラ３ａの近傍直下と、ガイドローラ３ｂ，３ｃの間のガイドローラ３ｂの近傍直下とに設けられている。
【００５７】
この構成によれば、複数の切断ワイヤ部１６のそれぞれでは、２箇所から給電することで加工電流を並列回路として供給することになるので、高ピーク電流を電極間隙に供給できる。また、２箇所から給電することにより、切断ワイヤ部１６の電気的な抵抗値は、実施の形態１，２のように１箇所の給電に比べて半分に削減することができるので、切断ワイヤ部１６が加熱されにくく断線が防止できる。
【００５８】
しかし、加工用電源７との間の給電線が２倍に増えるのと同時に、ガイドローラ３ａ，３ｄ間、或いは、ガイドローラ３ｂ，３ｃ間には、検出給電子１２を配置し、極間情報検出線を接続する余地がなくなる。
【００５９】
ここで、加工電流を電極間に供給するという目的から給電子９は電極間近傍に配置することが望ましい。給電子９の配置箇所が電極間から離れれば、電極間に流れる電流はワイヤ電極５をも不用意にジュール加熱するため加工効率が低下してしまう。一方、電極間電圧の検出は放電電流経路と分離して行うことができるので、検出給電子１２は、電極間から離れていてもよい。
【００６０】
そこで、この実施の形態３では、電極間から離れた箇所に在るワイヤ電極部分に検出給電子１２を配置するようにした。具体的には、図６に示すように、複数の検出給電子１２は、ガイドローラ３ａ，３ｂの下方に配置されるガイドローラ３ｃ，３ｄ間に該ガイドローラ３ｃ，３ｄの軸線方向に並列して配置される複数のワイヤ電極部分２８に設けられている。この複数のワイヤ電極部分２８は、実施の形態１，２では使用していないワイヤ電極部分であるので、実施の形態３では、それを有効に活用していることになる。
【００６１】
そして、この複数のワイヤ電極部分２８は、加工槽３０の底部側に位置しているので、極間電圧情報の検出では、接地電極８と同電位にある加工槽３０の底部側に配線される同軸ケーブル部１５の一端側にバラバラにした各抵抗線１３を複数の検出給電子１２の対応するものに接続され、複数の単線１４は一括して加工槽３０の底部に接続されている。
【００６２】
この構成によれば、厳密には、ワイヤ電極５のｎライン目とｎ＋１ライン目の境界に検出給電子１２を配置することから、検出する電圧値もまた、ｎライン目の現象かｎ＋１ライン目の現象かは判別が困難であるが、２ラインの電極間現象を空間的に平均化処理して計測することができる利点もある。これによって、フィルタリング処理をしたのと同様にノイズなどの外乱に強い検出系を形成することができる。
【００６３】
したがって、この実施の形態３でも、実施の形態１と同様に、極間情報検出回路では、ワイヤ電極と被加工物との間に形成される複数の電極間隙の各極間電圧情報を他の影響を排除して正確に検出できるので、極間電圧情報に基づき複数の電極間隙での加工状態に応じた制御が行えるワイヤ放電加工装置を実現することができる。
【００６４】
以下に、変形例を示す。
（１）実施の形態１〜３において、複数の切断ワイヤ部を形成する構成として、１本のワイヤ電極を断面が４角形配置となる４つのガイドローラの外周に巻回する例を示しているが、この場合に限らず、１本のワイヤ電極を複数回折り返すことにより、被加工物の配置面に近接した位置に複数の切断ワイヤ部を形成できる構成であればよく、種々の形態が考えられるので、その具体的な構成については特に限定しないものとする。
【００６５】
（２）実施の形態３では、給電子は、複数の切断ワイヤ部の各両端に設けてあるが、実施の形態１，２と同様に、複数の切断ワイヤ部の各片端に配置してよい。
【００６６】
（３）実施の形態１〜３において、給電子は、複数の切断ワイヤ部の全部に対して１対１に配置してあるが、複数の切断ワイヤ部は、１本のワイヤ電極で構成され導通しているので、複数の切断ワイヤ部の一部に対して配置してもよい場合がある。
【００６７】
（４）実施の形態１〜３において、検出給電子は、複数の切断ワイヤ部の全部に対して１対１に配置してあるが、必ずしもこの必要はない。特に、極間間隙サーボは、ワイヤ電極毎に独立して行うことはできず、全体的な挙動、或いは特異的なワイヤ電極の情報をもとに、複数の切断ワイヤ部全体に対する被加工物の移動制御を行うようにしている。この観点に立てば、複数の切断ワイヤ部において、２つのワイヤ電極毎に１つ、３つのワイヤ電極毎に１つというように、検出給電子の数を減らし、極間電圧情報をサンプル的に取得することも可能である。
【００６８】
（５）実施の形態１，２では、被加工物に設けた接地電極と単線１４とを接続していたが、接続点を接地電極では無く、実施の形態３に示すように、被加工物と同電位にある加工槽などに一括してもよい。
【００６９】
（６）実施の形態１でも述べたように，単線１４を用いず、同軸ケーブル部の被覆線を束ね、片端を単線化して被加工物の接地電極または該被加工物と同電位にある加工槽などに接続してもよい。この構成は、実施の形態２、３においても適用できる。
【００７０】
（７）実施の形態１乃至３においては、被加工物に設けた接地電極または被加工物と同電位にあるものと同軸ケーブル部の被覆線とを単線１４を介して接続しているが、低インピーダンスな単線に変えて、抵抗線を用いても良い。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
以上のように、本発明にかかるワイヤ放電加工装置は、ワイヤ電極と被加工物との間に形成される複数の電極間隙の各極間電圧情報を他の影響を排除して正確に検出し、それに基づき複数の電極間隙での加工状態に応じた制御が行えるワイヤ放電加工装置として有用である。
【符号の説明】
【００７２】
１ａ，１ｂ，１ｃ  ワイヤ放電加工装置
２  被加工物
３ａ〜３ｄ  ガイドローラ
５  ワイヤ電極
７  加工用電源
８  接地電極
９  給電子（第１の給電子）
１１  極間情報検出回路
１２  検出給電子（第１の給電子）
１３  抵抗線
１４  単線
１５  同軸ケーブル部
１６  切断ワイヤ部
１７  摺接部材
１８  第１の抵抗体
２０ａ，２０ｂ  検出入力端子
２１  終端部
２１ａ  第２の抵抗体
２２  整流回路
２３  平滑回路
２４ａ，２４ｂ  出力端子
【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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