(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤ電極と被加工物との間に間欠的に放電を生ぜしめつつ前記ワイヤ電極と前記被加工物とを予め設定された送り速度で相対移動させて、ファーストカットにおけるコーナ部に加工を施すワイヤカット放電加工方法において、前記コーナ部に到達するまでに前記送り速度を初期設定値の送り速度よりも次第に小さくして可能な限り小さい送り速度にし、または前記コーナ部がエッジ状コーナであるときは前記コーナ部に到達するまでに前記送り速度を初期設定値の送り速度よりも次第に小さくして前記コーナ部で前記送り速度を零にして所定時間前記相対移動を停止させた後に前記可能な限り小さい送り速度にし、前記コーナ部に到達するまでに放電の休止期間を長くして放電の周波数を減少させることにより前記放電エネルギが初期の電気加工条件で得られる放電エネルギよりも小さくなるようにし、かつ前記コーナ部で加工液噴流の圧力を初期設定値の圧力よりも小さくするようにし、少なくとも前記ワイヤ電極に加わる放電反力が前記ワイヤ電極の前記相対移動の方向に対して反対方向になる所定の位置まで前記ワイヤ電極を相対移動させて後、前記所定の位置から送り速度を次第に前記初期設定値の送り速度に戻すとともに放電の休止期間を次第に短くして放電の周波数を次第に増加させることにより前記放電エネルギを前記初期の電気加工条件で得られる放電のエネルギに復帰するように増加させ、かつ前記加工液噴流の圧力を次第に大きくして前記初期設定値の圧力に復帰するようにしたことを特徴とするワイヤカット放電加工方法。
【請求項２】
前記所定の位置が次の式で表される距離Ｌだけ前記コーナ点から離れた位置である請求項１に記載のワイヤカット放電加工方法。
Ｌ＝（データＣ−コーナＲ）（１／ｓｉｎθ＋１／ｔａｎθ）＋データＤ
ただし、データＣは前記ワイヤ電極の半径と放電ギャップとの和、コーナＲはコーナの半径、θはコーナの角度、データＤはワイヤ電極の遅れ量。
【請求項３】
ワイヤ電極と被加工物との間に加工電圧パルスを間欠的に印加する電源装置と、前記ワイヤ電極と前記被加工物とを予め設定された送り速度で相対移動させる相対移動装置とを備えたワイヤカット放電加工装置において、ファーストカットにおけるコーナ部で前記コーナ部に到達するまでに前記送り速度を初期設定値の送り速度よりも次第に小さくして可能な限り小さい送り速度にし、または前記コーナ部がエッジ状コーナであるときは前記コーナ部に到達するまでに前記送り速度を初期設定値の送り速度よりも次第に小さくして前記コーナ部で前記送り速度を零にして所定時間前記相対移動を停止させた後に前記可能な限り小さい送り速度にし、少なくとも前記ワイヤ電極に加わる放電反力が前記ワイヤ電極の前記相対移動の方向になる所定の位置まで相対移動させて後、前記送り速度を次第に初期設定値の送り速度に戻すように前記相対移動装置を制御する相対移動制御装置と、前記コーナ部に到達するまでにオフ時間を長くすることにより前記加工電圧パルスの周波数を初期の周波数よりも低くなるようにし、少なくとも前記ワイヤ電極に加わる放電反力が前記ワイヤ電極の前記相対移動の方向に対して反対方向になる所定の位置に到達して後、前記オフ時間を短くすることにより加工電圧パルスの周波数を次第に前記初期の周波数まで戻すように前記電源装置を制御するパルス制御装置と、前記コーナ部で加工液噴流の圧力を初期設定値の圧力よりも小さくするようにし、前記ワイヤ電極に加わる放電反力が前記ワイヤ電極の前記相対移動の方向に対して反対方向になる所定の位置に到達して後、前記加工液噴流の圧力を次第に大きくして前記初期設定値の圧力に復帰するように噴流ポンプを駆動制御する噴流制御装置と、を具備し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、ワイヤカット放電加工方法及びワイヤカット放電加工装置に係り、特にコーナ部のカット形状の精度の向上を図るワイヤカット放電加工方法及びワイヤカット放電加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、所望の加工に応じて予め初期に設定された加工電圧パルスのオン時間とオフ時間、平均加工電流値、サーボ電圧値等の電気加工条件下で、走行するワイヤ電極と被加工物との間で微細な放電を間欠的に生ぜしめつつ、その放電エネルギによって加工を行なって金型等を作る装置としてワイヤカット放電加工装置が知られている。
ところで未加工の被加工物に最初に放電により切断加工を施す、いわゆるファーストカットにおいて、加工方向が直線状の場合にはワイヤ電極が、既に被加工物に形成された加工溝に挟まれたような状態であるので、加工形状の精度はそれ程低下することはないが、加工方向が円弧を描くような方向になる曲線状コーナ部を加工する場合や鈍角状または鋭角状に曲がるエッジ状コーナ部を加工する場合には、ワイヤ電極の撓みや加工液噴流によるワイヤ電極の振動等に起因して加工形状の精度が劣化する場合があった。
【０００３】
この点について図面を参照して説明すると、図１０はワイヤ電極と被加工物との加工状態を示す断面図であり、図１１は加工部の拡大平面図である。図１０においてワイヤ電極２は、その上下に配置された上側及び下側ワイヤガイド４、６により支持されつつ下方向へ更新されつつ走行する。そして、このガイド４、６間のワイヤ電極２と被加工物Ｗとの間に間欠的に放電８を生ぜしめて、ワイヤ電極２を加工方向に相対移動させる。この際、ワイヤ電極２は放電反力１０を受け、加工方向に対して逆方向に円弧状に撓むことになる。図１１は、ガイド４と加工中心におけるワイヤ電極２との位置関係を示しており、水平方向において距離Ｌ１だけ両者が位置ずれしている状態を示している。この場合、加工方向が直進の場合には、加工形状に問題は生じないが、例えば図１２に示すように加工方向が今までの加工方向に対して直角に曲がる場合には、距離Ｌ１を維持したままガイド４が直角方向に曲がって進ので、ワイヤ電極４は矢印１２に示すように円弧状の軌跡を通ることになり、実際の加工形状は目的とする直角の加工形状からずれた形状となってしまう。
【０００４】
そこで、この加工形状のずれを防止するために、いわゆるコーナドウェル操作が行なわれるようになった。このコーナドウェル操作は、図１１に示す状態で直ちにガイド４を直角方向へ進めるのではなく、放電を続けた状態でワイヤ電極２の送り速度、すなちガイド４、６の相対移動速度を実質的に零にして所定の時間停止させる。これにより、放電加工は継続しているので図１０に示すように円弧状に撓んでいたワイヤ電極２はある程度撓みが取り除かれ、図１３に示すようにガイド４の位置と加工中心部におけるワイヤ電極２の位置（図中、破線で示す）が略一致し、この状態になったならばガイド４、６を直角方向に曲がった加工方向へ進めるようにする。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
これによれば、ワイヤ電極２の軌跡は、略直角に曲がって進むことになり、目的とする加工形状に近付けることが可能となる。
しかしながら、この場合には、図１４に示すようにコーナ部を曲がった直後の加工方向を実際に放電１４が発生している方向とが僅かにずれているので、発生する放電反力１０は、加工方向に対して正しく逆方向にはならず、僅かに角度的にずれた方向となってしまう。そのため、ワイヤ電極２は一時的に蛇行するように移動し、結果的に図１５に示すようにコーナ部に僅かな屈曲部１６が発生してしまい、破線で示すような目的とする形状からずれた加工形状になってしまうことは避けられなかった。
【０００６】
そこで、特開平８−３９３５６号公報に開示されているように、コーナ部を加工する際に、ワイヤ電極の送り速度を次第に小さくすると共に、パルス放電のオフ時間を初期に設定されていた値より次第に長くし、コーナ点を通過したならば、ワイヤ電極の送り速度とパルス放電のオフ時間を次第に戻すようにした加工方法が提案されている。尚、加工液の噴流による振動を防ぐために、その圧力も同期させて低下させている。
しかしながら、この場合にも、実験の結果、図１５に示す屈曲部１６が僅かに残ってしまう場合が多く、十分な効果を発揮することはできなかった。特に、コーナ部が鋭角に曲がるような加工を施すような場合には、上記した屈曲部１６が顕著に現れてしまうという問題があった。また、このような問題は、上述したように加工方向が鋭角で或いは鈍角で曲がるエッジ状のコーナ部のみならず、加工方向が例えば円弧状に曲がる曲線状のコーナ部においても発生していた。そして、研究の結果、変更された相対送り速度、オフ時間、加工液噴流の圧力を初期値に復帰させる位置（タイミング）が重要であることを見い出した。
本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、エッジ状コーナ部及び曲線状コーナ部の加工形状の精度を一層向上させることができるワイヤカット放電加工方法及びワイヤカット放電加工装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に規定する発明は、ワイヤ電極と被加工物との間に間欠的に放電を生ぜしめつつ前記ワイヤ電極と前記被加工物とを予め設定された送り速度で相対移動させて、ファーストカットにおけるコーナ部に加工を施すワイヤカット放電加工方法において、前記コーナ部に到達するまでに前記送り速度を初期設定値の送り速度よりも次第に小さくして可能な限り小さい送り速度にし、または前記コーナ部がエッジ状コーナであるときは前記コーナ部に到達するまでに前記送り速度を初期設定値の送り速度よりも次第に小さくして前記コーナ部で前記送り速度を零にして所定時間前記相対移動を停止させた後に前記可能な限り小さい送り速度にし、前記コーナ部に到達するまでに放電の休止期間を長くして放電の周波数を減少させることにより前記放電エネルギが初期の電気加工条件で得られる放電エネルギよりも小さくなるようにし、かつ前記コーナ部で加工液噴流の圧力を初期設定値の圧力よりも小さくするようにし、少なくとも前記ワイヤ電極に加わる放電反力が前記ワイヤ電極の前記相対移動の方向に対して反対方向になる所定の位置まで前記ワイヤ電極を相対移動させて後、前記所定の位置から送り速度を次第に前記初期設定値の送り速度に戻すとともに放電の休止期間を次第に短くして放電の周波数を次第に増加させることにより前記放電エネルギを前記初期の電気加工条件で得られる放電のエネルギに復帰するように増加させ、かつ前記加工液噴流の圧力を次第に大きくして前記初期設定値の圧力に復帰するようにしたものである。
【０００８】
このように、コーナ部のコーナ点で、加工電圧パルスを印加して放電加工は継続したままでワイヤ電極の相対送り速度を徐々に初期に設定された相対送り速度より遅くし、或いは一時停止し、また、放電の周波数を低く設定するなどして放電エネルギを初期値より減少させて放電反力を小さくし、更にワイヤ電極の相対送り速度を小さくした状態で放電反力が相対移動方向に対して反対方向になった後に前記相対送り速度と放電エネルギを次第に大きくして初期値に復帰させるように放電加工を行なうようしたので、コーナ部の加工形状にずれがほとんど生ぜず、加工形状の精度を大幅に向上させることが可能となる。
【０００９】
すなわち、曲線状のコーナ部にてパルス放電の周波数を低くしてワイヤ電極の相対送り速度も小さくするようにしたので、曲線状コーナ部の加工形状にずれがほとんど生ぜず、加工形状の精度を大幅に向上させることが可能となる。この場合、前記所定の位置は前記ワイヤ電極が前記被加工物に形成される加工溝に挟まれる位置である。また、請求項２に規定するように、前記所定の位置が次の式で表される距離Ｌだけ前記コーナ点から離れた位置とする。
Ｌ＝（データＣ−コーナＲ） （１／ｓｉｎθ＋１／ｔａｎθ）＋データＤ
ただし、データＣは前記ワイヤ電極の半径と放電ギャップとの和、コーナＲはコーナの半径、θはコーナの角度、データＤはワイヤ電極の遅れ量である。
【００１０】
請求項１に規定するように、放電エネルギに関しては、前記放電の休止期間を長くして放電の周波数を減少させることにより前記放電のエネルギが前記初期の電気加工条件で得られる放電のエネルギよりも小さくなるようにする。また、前記コーナ部がエッジ状のコーナであるときに、前記コーナ点で予め設定された所定時間前記相対移動を停止するようにする。
【００１１】
そして、前記コーナ部で予め設定された加工液噴流の圧力または流量を小さくするようにし、少なくとも前記所定の位置まで到達した後、前記圧力または流量を次第に前記予め設定された圧力または流量に復帰するように大きくするようにしているので、ワイヤ電極の振動も抑制できるので、一層加工形状の精度を向上させることが可能となる。
【００１２】
また、請求項３に規定する発明は、上記方法発明を実施する装置発明であり、ワイヤ電極と被加工物との間に加工電圧パルスを間欠的に印加する電源装置と、前記ワイヤ電極と前記被加工物とを予め設定された送り速度で相対移動させる相対移動装置とを備えたワイヤカット放電加工装置において、ファーストカットにおけるコーナ部で前記コーナ部に到達するまでに前記送り速度を初期設定値の送り速度よりも次第に小さくして可能な限り小さい送り速度にし、または前記コーナ部がエッジ状コーナであるときは前記コーナ部に到達するまでに前記送り速度を初期設定値の送り速度よりも次第に小さくして前記コーナ部で前記送り速度を零にして所定時間前記相対移動を停止させた後に前記可能な限り小さい送り速度にし、少なくとも前記ワイヤ電極に加わる放電反力が前記ワイヤ電極の前記相対移動の方向になる所定の位置まで相対移動させて後、前記送り速度を次第に初期設定値の送り速度に戻すように前記相対移動装置を制御する相対移動制御装置と、前記コーナ部に到達するまでにオフ時間を長くすることにより前記加工電圧パルスの周波数を初期の周波数よりも低くなるようにし、少なくとも前記ワイヤ電極に加わる放電反力が前記ワイヤ電極の前記相対移動の方向に対して反対方向になる所定の位置に到達して後、前記オフ時間を短くすることにより加工電圧パルスの周波数を次第に前記初期の周波数まで戻すように前記電源装置を制御するパルス制御装置と、前記コーナ部で加工液噴流の圧力を初期設定値の圧力よりも小さくするようにし、前記ワイヤ電極に加わる放電反力が前記ワイヤ電極の前記相対移動の方向に対して反対方向になる所定の位置に到達して後、前記加工液噴流の圧力を次第に大きくして前記初期設定値の圧力に復帰するように噴流ポンプを駆動制御する噴流制御装置と、を具備するようになっている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係るワイヤカット放電加工方法及びワイヤカット放電加工装置の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。
図１は本発明方法を実施するためのワイヤカット放電加工装置を示すブロック構成図である。
図１において、Ｗは被加工物であり、これは超硬鋼、鉄、アルミニウム、ステンレス等の導電性材料よりなる。２はワイヤ電極であり、これは主成分が黄銅、タングステン、鉄等の導電性材料よりなる。
【００１４】
４は上側ワイヤガイドであり、実施例装置の場合には、ワイヤ電極２は図面上側から供給されて上側ワイヤガイド４に位置決め案内されつつ、被加工物Ｗの加工部を通過し、下側ワイヤガイド６（図１０参照）を経て回収される。ワイヤ電極２の供給及び排出の機構は従来公知の装置が利用できる。ワイヤ電極２は、これら少なくとも上下一対のワイヤガイド４、６に位置決め案内されながら、上方から下方へ走行してワイヤ電極２の新しい部分が常に加工部に供給されて使用した部分が回収される。また、これらのワイヤガイドは、Ｘ、Ｙ軸方向へ移動可能になされている。
２０は通電体であり、電源装置２２の一方の端子に接続されており、これがワイヤ電極２と電気的に接触してワイヤ電極にパルス状の電圧を給電する。尚、図示しないが、通電体は下側ワイヤガイドの近傍にも設置されている。
【００１５】
次に、相対移動装置２４について説明する。この相対移動装置２４は、加工テーブル２６Ｘ、２６Ｙと、サーボモータ２８Ｘ、２８Ｙとよりなる。
一方の、例えばＹ方向へ移動する加工テーブル２６Ｙは、ベッド３０上にＹ軸方向に移動可能に載置されて、更にこの加工テーブル２６Ｙの上部にＸ軸方向に移動可能に他方の加工テーブル２６Ｘが搭載されている。このような構造以外に、例えば図示しないコラム上部に設けられた加工ヘッド部を移動可能にする構造など種々のタイプがあり、何れの構造であってもよい。
上記電源装置２２は、その一端子を上記通電体２０に、他の端子を被加工物Ｗに接続する。この電源装置２２中に少なくとも１つのスイッチング素子と、必要に応じて電流制限抵抗やインダクタンス素子などの部材を設ける。５２は上記スイッチング素子をオンオフ制御するゲート信号を供給するパルス制御装置であり、例えば、上記スイッチング素子のオフ時間（加工電圧パルスのオフ時間）を変更することで放電周波数を変えることができる。
放電検出装置３２はワイヤ電極２と被加工物Ｗとの間の加工間隙の電圧を検出する。これは従来公知の構成の装置が利用できる。実施例では、例えば検出した間隙電圧をサンプルホールドしてＡ／Ｄ変換し、これを平均加工電圧の信号としてサーボ制御装置３４に出力している。
【００１６】
制御装置１００は、サーボ制御装置３４と、指令装置３６と、相対移動制御装置５０と、パルス制御装置５２とを含んで構成される。
サーボ制御装置３４は放電検出装置３２からの平均加工電圧を入力し、これと予め設定された基準電圧との差を求める。求めた偏差電圧値に基づいて所定のゲインを付与された偏差電圧信号を得る。この偏差電圧信号は、平均加工電圧と基準電圧との差に応じて連続的に出力される。ある検出期間において出力された信号は、次の検出期間において信号が出力されるまではその信号を出力し続けるので、サーボの応答性が高すぎる場合には、次の検出期間の信号が出力されるまでに目的の位置を通り過ぎてしまい、いわゆるハンチングを発生させる恐れがある。このため、サーボゲインと基準電圧は、間隙の距離を決定する加工条件に応じて適切な値が設定される。
【００１７】
指令装置３６は加工プログラム（ＮＣプログラム）の解読、解読されたＮＣデータやその他電気加工条件等の加工パラメータの設定データ（変更可能な内部の設定データや入力装置３８のスイッチ等を介して入力された所定値を含む）に基づく各手段への指令信号の出力、図示しない表示手段への信号の出力、所要の計算を行う機能などを有する。少なくとも１つのＣＰＵやＲＯＭなどの電子部品で構成される回路で成り、制御プログラムにしたがって駆動する。
上記入力装置３８は、各種スイッチやセンサの他、例えばフロッピーディスクドライブ装置のような外部データを読み取る装置を含む。
記憶装置４８はそれぞれの加工に必要なデータを一時的に記憶させておく装置である。
【００１８】
相対移動制御装置５０は、上記サーボ制御装置３４からのサーボ制御信号と指令装置３６からの速度指令信号とに従って相対移動指令信号をＸ・Ｙモータドライバ４０へ出力して各軸のモータ２８Ｘ，２８Ｙを駆動制御する。これらのモータの回転位置は、図示しないエンコーダに検出され、それらの信号をフィードパックして位置決め制御を行なっている。
噴流制御装置４２は、指令装置３６からの指令に応じて噴流ポンプ４４の動作を制御するものであり、噴流ポンプ４４を駆動制御することによって噴流ノズル４６から加工部に噴射する加工液噴流の圧力を制御し得るようになっている。
【００１９】
次に、以上のように構成された装置に基づいて行なわれる本発明方法を説明する。
まず、一般的な動作について説明すると、入力部３８から取り込まれた加工プログラムは、指令装置３６にて解読され、これに基づいて相対移動軌跡のデータを得て、所定の分割単位毎に移動方向と移動量のデータを含む軌跡信号を出力する。サーボ制御装置３４は、加工間隙の状態に応じたサーボ制御信号を相対移動制御装置５０に出力する。そして、このＸ・Ｙモータドライバ４０を介して、各サーボモータ２８Ｘ、２８Ｙにそれぞれ駆動信号が出力され、加工テーブル２６Ｘ、２６Ｙをワイヤ電極２に対して相対移動させる。これと同時に、電源装置２２からの例えば１ＭＨｚ以上の高周波の加工電圧パルスがワイヤ電極２と被加工物Ｗとの間に印加される。これにより、ワイヤ電極２は、被加工物Ｗに対して、予め設定された加工経路に沿って相対移動しつつ、放電加工が行なわれる。尚、加工テーブル２６Ｘ、２６Ｙと同時に、或いはこれに代えてワイヤガイド４、６を動かすようにしてもよい。
【００２０】
すなわち、被加工物Ｗと更新されつつ走行するワイヤ電極２との間隙の電圧は、放電検出装置３２によって常時検出されており、この検出値に基づいてワイヤ電極２は所定の加工間隙を維持するように、ワイヤ電極は加工方向へ所定の速度で相対移動しつつワイヤ電極が過度に加工面に接近したり、或いは過度に加工面から遠ざかったりしないようにサーボ制御される。ここでワイヤ電極を相対的に移動させるには、ワイヤ電極２と加工テーブル２６Ｘ、２６Ｙのいずれか一方、或いは双方を動かす場合がある。結果的に、外乱や静電気力等により間隙の距離が所定の値よりもずれようとしても、上記したサーボ制御によりこの間隙の距離を略一定に維持するように動作する。
【００２１】
以上のようなワイヤカット放電加工装置において、ワイヤ電極２の加工軌跡が例えば鋭角にエッジ状に変化するエッジ状コーナ部を加工する場合の本発明方法について既述した本発明装置を適宜引用して説明する。
図２はこのようなエッジ状コーナ部を加工する時の加工工程を説明するための図であり、エッジ状コーナ部５４においてワイヤ電極２が被加工物Ｗに対して点Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４の順序で相対移動していく場合を示している。コーナ部５０の角度θは例えば３５度であり、加工進行方向がこのコーナ部５４で１４５度だけ変わることを意味する。
【００２２】
本発明方法では、まず、指令装置３６からの指令に基づき相対移動制御装置５０を介してワイヤ電極２がエッジ状コーナ部５４の近傍に達した時から、例えば点Ｘ１に到達した時から、コーナ点Ｘ２に到るまでにワイヤ電極２の相対送り速度を設定値から次第に小さくして実質的に零にする。この間、指令装置３６からの指令に基づきパルス制御装置５２を介して間隙に印加する電圧パルスの繰返しの周波数を初期設定値に維持してもよいし、初期設定値から次第に小さくするようにしてもよい。
そして、ガイド４、６がコーナ点Ｘ２に到達したならば、電圧パルスの周波数を初期の設定値よりも低く設定すると共にワイヤ電極２の相対送り速度を実質的に零の状態にして所定の時間継続する。すなわち、この操作は前述したコーナドウェル操作に相当するものである。尚、この操作は必ずしも全ての場合で必要であるとは言えないが、コーナエッジの場合、既述したワイヤ電極の遅れを完全に取り除くには有効である。また、上記周波数を変更するには種々の方法が考えられるが、ここでは電圧パルスのオフ時間を変更することで上記周波数を制御するものとする。
【００２３】
次に、電圧パルスの周波数を低くした状態で、且つワイヤ電極２の相対送り速度を小さくした状態でコーナ点Ｘ２を折り返す。そして、ワイヤ電極２が点Ｘ３に到達したならば、ワイヤ電極２の相対送り速度を初期設定値に向けて次第に上昇させると共に電圧パルスの周波数も初期設定値に向けて次第に上昇させて高くして行き、点Ｘ４において相対送り速度も電圧パルスの周波数も共に初期設定値に復帰するように制御する。上記点Ｘ３は、ワイヤ電極２に加わる放電反力がワイヤ電極２の相対送り方向に対して略反対方向になる点である。
上記動作を図３及び図４も参照して具体的に説明する。図３はエッジ状コーナ部を加工する時の加工液の噴流圧力と、ワイヤ電極の相対送り速度と、電圧パルスの周波数との関係を示す図、図４は周波数の異なる電圧パルスのパルス波形を示す波形図である。図４に示すようにｆ１はゲート信号のパルス波の初期設定周波数を示し、ｆ２、ｆ３、ｆ４の順序でそれぞれ１／２ずつ周波数は小さくなっており、加工エネルギもこの順序で小さくなっていく。尚、ｆ４は予め設定される下限値である。
【００２４】
当然のこととして、電圧パルスの周波数の減少に従って、オフ時間（休止期間）Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４は上記した順序で次第に大きくなって行く。尚、加工エネルギを減少させるには、パルス幅Ｈ（オン時間）を変えたり、加工電流値を変えたりする方式も考えられるが、パルス幅Ｈなどを変化させると、他の加工条件も変化させなければならなくなることから、ここでは他の加工条件に影響を与えないようにオフ時間を変更して繰返し周波数を変化させることによって加工エネルギを変化させている。
さて、通常の予め設定された加工条件で放電加工が行われて、ワイヤ電極２が点Ｘ１に到達したならば、ガイド４、６（図１０参照）が点Ｘ２に到るまでにワイヤ電極２の相対送り速度（図３（Ｂ）参照）を次第に小さくして実質的に零にする。この間は、加工液の噴流圧力（図３（Ａ）参照）及び電圧パルスの周波数（図３（Ｃ）参照）は共に設定値を維持させておく。
【００２５】
次に、ガイド４、６がコーナ点Ｘ２に到達してワイヤ電極２の相対送り速度が零になったならば（時刻ｔ１）、加工液の噴流圧力を低く設定すると共に周波数を最小のｆ４まで小さく設定し、この状態を所定の時間Ｔ１だけ維持する。ここでは、ワイヤ電極２に不要な振動が発生することを防止するために噴流圧力も最小値に設定している。これにより、加工エネルギは最小値に落とされ、この所定の時間Ｔ１の期間で、図１２及び図１３を参照して説明したようにワイヤ電極２と被加工物Ｗとの間は放電が行われてワイヤ電極２の撓みが取り除かれ、加工中心部のワイヤ電極２はガイド４の直下に位置する（図１３参照）。すなわち、図２においては加工中心部のワイヤ電極２は撓みが取り除かれて点Ｘ２に到達することになる。
【００２６】
次に、時刻ｔ２にてワイヤ電極２の相対送り速度を少しだけ増加してワイヤ電極２の送りを再度開始し、これを所定の時間Ｔ２だけ維持し、ワイヤ電極２は点Ｘ３に到達させる。この間は、ワイヤ電極２は非常に遅い送り速度で少しずつ進みながら、且つ最低の加工エネルギで放電加工が行なわれるので、放電に伴って発生する放電反力１０（図１０及び図１４参照）は非常に小さくなっており、従って、ワイヤ電極２を撓めるように作用する放電反力１０のベクトルは非常に小さいので、ワイヤ電極２の加工中心は略プログラム通りの加工軌跡に沿って相対移動して行くことになる。従って、エッジ状コーナ部５４の加工形状の精度を大幅に向上させることができる。この時に、加工液の噴流圧力も最小値に設定しているので、ワイヤ電極２自体の振動も極力抑制されることになり、一層、加工形状の精度を向上させることができる。
【００２７】
そして、ワイヤ電極２が点Ｘ３に到達したならば、点Ｘ４に到達するまでの間に、ワイヤ電極２の相対送り速度を次第に初期設定値まで上昇させ、また、電圧パルスの周波数もｆ４からｆ３、ｆ２へと次第に増加させて設定値ｆ１まで大きくする。そして、点Ｘ４にて噴流圧力、相対送り速度、パルス放電の周波数を全てそれぞれの初期設定値に戻すことにより元の状態に復帰することになる。この時、加工精度への悪影響を避けるため、放電周波数とそれに合った相対送り速度は徐々に変更される。
ここで点Ｘ３は、ワイヤ電極２の加工進行方向における断面円形状の前半分が被加工物Ｗの中に喰い込んだ状態となる位置であり、ここは放電反力の方向が加工進行方向に対して略逆方向になる位置である（図１４参照）。すなわち、この地点よりワイヤ電極２が放電反力により横方向にブレることがなくなる。
【００２８】
このような点Ｘ３は、次の式のようにして算出することができる。すなわち、点Ｘ２と点Ｘ３との間の距離をＬとすると、次のような式１となる。
Ｌ＝（データＣ−コーナＲ）（１／ｓｉｎθ＋１／ｔａｎθ）＋データＤ…  式１
ここで、データＣは図５にて示すようにワイヤ半径とギャップとの和を示し、コーナＲはコーナ部５４の半径を示し、θはコーナ部５４の角度（図２参照）を示し、データＤは図１０に示すようにワイヤの遅れ量を示す。尚、ここではコーナＲは鋭角なので０である。この式の意味するところは、ワイヤ電極の進行方向の全面が常に被加工物と当接しているか否かを判断するものであり、コーナＲが大きい場合はＬは存在せず、コーナＲが小さい場合、或いは零の時にはＬは存在することになる。更に、ワイヤ電極の送りには遅れが存在するので、その遅れ量もデータＤとして加味している。これらの全ての値は、加工プログラムより、或いは加工条件より求められる値であるので、上記動作は指令装置３６によって制御されることになる。
【００２９】
また、この制御を行なう角度θの範囲は０〜１８０度であって、求められる加工の形状精度と加工時間とのバランスにもよるが、特に上限を１２０〜１５０度程度にしておけばよい。
このように、本発明によれば、エッジ状コーナ部において加工エネルギを最小にし、且つワイヤ電極の相対送り速度も最小にした状態を一定時間或いは一定の距離Ｌだけ継続するようにしたので、加工形状の精度を大幅に向上させることができる。
また、上記した操作に加えて加工液の噴流圧力も最小にしてワイヤ電極の振動を極力抑制するようにしたので、加工形状の精度を一層向上させることができる。
上記実施例では、オフ時間を変更して放電の繰返し周波数を変化させることで放電エネルギを増減し、放電反力をコーナにおいて小さくするようにしたが、本発明の技術思想を逸脱しない範囲で変更が可能である。また、放電エネルギを増減する場合、段階的であるか連続的にリニアであるかに限定されない。
【００３０】
次に、本発明方法による加工と従来方法による加工を実際に施して評価を行なったので、その評価結果について説明する。
従来の加工方法として、図６（Ａ）に示すように、噴流圧力、相対送り速度、パルス放電の周波数の全てを何ら低下させることなく行なった制御無し加工方法と、図６（Ｂ）に示すように点Ｘ２においてワイヤ電極の相対送り速度を一定時間零にしたコーナドウェル操作のみを行なったコーナドウェル加工方法を行なった。
その結果は、図７に示されており、図７（Ａ）は本発明方法の加工形状を示し、図７（Ｂ）は従来の制御無し加工方法の加工形状を示し、図７（Ｃ）は従来のコーナドウェル加工方法の加工形状を示す。図７から明らかなように、従来の加工方法（図７（Ｂ）、図７（Ｃ））にあっては、コーナドウェル加工方法の場合には少ないが、共にコーナ部に屈曲部５８が現れていて加工精度があまり高くない。これに対して、図７（Ａ）に示す本発明方法の場合には、屈曲部がほとんど見られず、形状加工精度が非常に高いことが判明した。尚、ここでの本発明の加工条件は、パルス幅は０．４８μｓで固定とし、パルスオフ時間を８μｓ（周波数１２２ＫＨｚに相当）〜２３μｓ（周波数４４ＫＨｚに相当）まで変化させ、加工液噴流は５０Ｈｚ〜１０Ｈｚ（ポンプインバータの周波数）で変化させている。更に、ドウエル操作は７．５秒行っている。また、加工速度はパルスオフ時間が８μｓの時は４ｍｍ／ｍｉｎであり、２３μｓの時は０．８ｍｍ／ｍｉｎである。
【００３１】
上記実施例では加工進行方向が鋭角状、直角状或いは鈍角状に屈曲するエッジ状コーナ部５４を加工する場合を例にとって説明したが、例えば加工軌跡が半径Ｒの円弧形状となる曲線状コーナ部を加工する場合にも適用することができる。図８は半径Ｒの曲線状コーナ部５６を加工する時の加工軌跡を示す図、図９は図８に示すコーナ部を加工する時の加工液の噴流圧力と、ワイヤ電極２の相対送り速度と、電圧パルスの周波数の関係を示す図である。図８に示すように点Ｘ１１〜点Ｘ１３が半径Ｒの円弧形状となっており（エッジ状のコーナと異なり、加工プログラムで形成される）、ここでは加工軌跡に角部が存在しないことから、図３中の時刻ｔ１〜ｔ２間の相対移動を停止する状態が存在しない加工方法が採用されることになる。すなわち、ワイヤ電極２の位置が、曲線状コーナ部５６に進入する直前の点Ｘ１０に到達したならば、ワイヤ電極２の相対送り速度（図９（Ｂ）参照）を次第に低下させて点Ｘ１１まで到る。ただし、この実施例の場合には、図３に示す場合と異なり、上述の通り相対送り速度を零にはしないし、また、加工液の噴流圧力を設定値に維持し、更に電圧パルスの周波数を設定値ｆ０に維持する。
【００３２】
そして、点Ｘ１１から点Ｘ１３までは、上記低下した相対送り速度を維持したまま、加工液の噴流圧力を所定値まで低下させ、また、電圧パルスの周波数をｆ４まで低下させた状態で、すなわち最小の放電エネルギで、しかも最小の送り速度で放電加工を行なう。
そして、ワイヤ電極２がその加工進行方向における断面円形状の前半分が被加工物Ｗの中に食い込んだ状態になる位置Ｘ１３（式１参照）に到達したならば、点Ｘ１４に到るまでの間に、噴流圧力と相対送り速度と電圧パルスの周波数をそれぞれの初期設定値まで増加させて復帰させる。これにより、加工の形状精度が劣化し易くなる曲線状コーナ部５６を加工する場合にも、その形状精度を大幅に向上させることが可能となる。
【００３３】
この場合、曲線状コーナ部５６の半径Ｒが小さくてカーブがきつかったり、或いは半径Ｒがカーブの途中で小さい方に変化するなどして、先の式１にて表されるＬが存在する場合には（Ｌ＞０または（データＣ−コーナＲ）（１／ｓｉｎθ＋１／ｔａｎθ）＞０）、図９中の一点鎖線に示すように、その距離Ｌに相当する距離だけ、ワイヤ電極の相対送り速度等を低下させた状態の制御を継続して行なうようにする。つまりＬが存在しない円弧コーナは上記制御を行なう必要性が極めて低いからである。
尚、本発明は実施例に限定されず、特許請求の範囲に記載された趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のワイヤカット放電加工方法及びワイヤカット放電加工装置によれば、次のように優れた作用効果を発揮することができる。
エッジ状或いは曲線状コーナ部を加工するに際して、加工エネルギを最小にし、且つワイヤ電極の相対送り速度も最小にした状態で、少なくとも放電反力が略反対方向になる位置まで一定の距離だけ継続するようにしたので、加工形状の精度（形状精度）を大幅に改善することができる。
また、加工エネルギの増減に合わせて加工液の噴流圧力も増減させることにより、ワイヤ電極自体の振動も抑制することができるので、加工形状の精度を一層向上させることができる。
更に、コーナがエッジ状の場合、所定時間相対移動を停止させれば、より確実に加工形状の精度の向上が図られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明方法を実施するためのワイヤカット放電加工装置を示すブロック構成図である。
【図２】エッジ状コーナ部を加工する時の加工工程を説明するための図である。
【図３】エッジ状コーナ部を加工する時の加工流の噴流圧力と、ワイヤ電極の相対送り速度と、電圧パルスの周波数との関係を示す図である。
【図４】周波数の異なるゲート信号のパルス波形を示す波形図である。
【図５】ワイヤ半径とギャップとの和を示す図である。
【図６】従来の制御無し加工方法とコーナドウェル加工方法を行なったときの波形図である。
【図７】本発明方法の加工形状と従来の加工方法の加工形状を示す図である。
【図８】半径Ｒの曲線状コーナ部を加工する時の加工軌跡を示す図である。
【図９】図８に示すコーナ部を加工する時の加工液の噴流圧力と、ワイヤ電極の相対送り速度と、パルス放電の周波数の関係を示す図である。
【図１０】ワイヤ電極と被加工物との加工状態を示す断面図である。
【図１１】加工部の拡大平面図である。
【図１２】加工方向が今までの加工方向に対して直角に曲がるときの状態を示す図である。
【図１３】従来のコーナドウェル操作を行なったときの状態を示す図である。
【図１４】加工時における放電反力の方向を示す図である。
【図１５】コーナ部に僅かな屈曲部が発生した加工形状を示す図である。
【符号の説明】
２  ワイヤ電極
４，６  ガイド
２０  通電体
２２  電源装置
３２  放電検出装置
３４  サーボ制御装置
３６  指令装置
４２  噴流制御装置
４６  噴流ノズル
４８  記憶装置
５０  相対移動制御装置
５２  パルス制御装置
５４  エッジ状コーナ部
５６  曲線状コーナ部
Ｗ  被加工物
Ｘ２  コーナ点
【図１】
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【図２】
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【図８】
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【図３】
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【図４】
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【図９】
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【図５】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図６】
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【図７】
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