(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤ電極と被加工物間に放電を発生させ、所定の加工プログラムに基き荒加工から仕上げ加工までの複数回にわたって、被加工物を仕上げ加工するワイヤ放電加工装置において、
上記被加工物と上記ワイヤ電極との放電間隙または放電状態に応じてワイヤ電極の加工速度を決定し制御する加工制御手段と、
上記加工プログラムによる加工の実行過程において、所定距離の移動毎に、加工電圧などの加工状態検出情報を検出する加工状態検出手段と、
上記加工状態検出手段による検出情報と、上記加工制御手段が生成する加工速度と、上記所定距離の移動毎の加工位置情報とを関連付け、加工状態検出情報レコードとして記憶装置に保存する情報レコード保存手段と、
上記記憶装置から保存済みの加工状態検出情報レコードを読み出す情報レコード読み出し手段と、
読み出された加工状態検出情報レコードの加工状態検出情報および加工速度を、２次元グラフにおける二軸のうちの一方の軸要素とし、上記加工プログラムの加工位置情報を他方の軸要素として、上記荒加工から仕上げ加工までの複数回加工の各段階における加工状態及び加工速度をグラフ表示する２次元グラフ表示手段と、
を備えたことを特徴とするワイヤ放電加工機用の数値制御装置。
【請求項２】
請求項１において、加工プログラムの加工位置情報として、加工プログラムのブロックに関連付けて表示することを特徴とするワイヤ放電加工機用の数値制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
この発明は、ワイヤ放電加工機の加工状態を表示する数値制御装置に関するものである。
【０００２】
【背景技術】
ワイヤ放電加工装置とは被加工物に対してワイヤ電極を所定間隔おいて配置し、これら被加工物及びワイヤ電極を加工槽の中に浸漬し、この状態に被加工物とワイヤ電極との間に電圧を印加する。
そしてワイヤ電極と被加工物を接近させ、ワイヤ電極と被加工物とのギャップ量が所定量になるとワイヤ電極と被加工物との間に放電が発生する。これにより、この放電エネルギーによって被加工物は加工される。
このようなワイヤ放電加工では常に最適な放電状態を保つために、そのワイヤ電極と被加工物とのギャップ量を最適に保つことが必要となる。しかしながら被加工物は加工され、ギャップ量は常に変化する上に電極間には加工屑が発生するため直接そのギャップ量を計測することは困難である。
一方ワイヤ放電加工では、ワイヤ電極と被加工物とのギャップ量と、その加工電圧を平滑化した平均加工電圧との間にはほぼ線形な関係が成り立っており、平均加工電圧を一定に保つことはギャップ量を一定に保つことと等価である。よって加工速度またはワイヤ電極位置を操作することにより平均加工電圧を一定に保つことが必要となる。
以上のようにワイヤ放電加工において、ワイヤ電極と被加工物とのギャップ量と、加工速度及び加工電圧の間には緊密な関係が成り立っており、加工を解析し、その良否を判断する際に加工速度や加工電圧の傾向や動きをその判断材料として用いることは非常に重要なこととなっている。
従来のこの種の技術として特開平３−２６４２１５に開示されたものがあった。
図７は従来の実施例を説明する図である。図の左部分には、あらかじめ加工プログラムによる加工形状の表示を行い（破線部分）、その上にワイヤ電極位置に対応した現在位置（太線部分）を重ねて表示する。図右部分には加工中の加工電圧を縦軸、時間軸を横軸としてグラフ表示するものである。さらに加工形状の一部分を選択し拡大表示と連動して、対応した部分の加工電圧を拡大表示する開示がある。
図８は従来の実施例において加工時間の経過と加工速度の関係を示す図である。しかし同一形状に対する、荒加工から仕上げ加工に至る複数回加工を行う場合、各段階における加工速度と電圧の関係は重ね書きされるので、各段階の加工が適切に行われているか、あるいは、どの段階の加工に問題があるか、などの判断ができない問題点を有する。
【０００４】
【発明の開示】
本発明は、上述のような従来の技術の欠点を補うものであり、荒加工から複数回の仕上げ加工における加工段階の加工状態検出情報を、対比してひとつの２次元グラフに表示する表示手段を有する数値制御装置を提供することを目的としている。
【０００５】
第１の発明のワイヤ放電加工機用数値制御装置は、ワイヤ電極と被加工物間に放電を発生させ、所定の加工プログラムに基き荒加工から仕上げ加工までの複数回にわたって、被加工物を仕上げ加工するワイヤ放電加工装置において、被加工物とワイヤ電極との放電間隙または放電状態に応じてワイヤ電極の加工速度を決定し制御する加工制御手段と、加工プログラムによる加工の実行過程において、所定距離の移動毎に、加工電圧などの加工状態検出情報を検出する加工状態検出手段と、加工状態検出手段による検出情報と、加工制御手段が生成する加工速度と、所定距離の移動毎の加工位置情報とを関連付け、加工状態検出情報レコードとして記憶装置に保存する情報レコード保存手段と、記憶装置から保存済みの加工状態検出情報レコードを読み出す情報レコード読み出し手段と、読み出された加工状態検出情報レコードの加工状態検出情報および加工速度を、２次元グラフにおける二軸のうちの一方の軸要素とし、上記加工プログラムの加工位置情報を他方の軸要素として、上記荒加工から仕上げ加工までの複数回加工の各段階における加工状態及び加工速度をグラフ表示する２次元グラフ表示手段と、を備えたものである。
【０００６】
【発明を実施するための最良の形態】
実施の形態１．
本発明の一実施例を図について説明する。
図１はワイヤ放電加工装置の数値制御装置の本発明に係わる部分の構成を示す図である。
１は加工状態検出手段で、ワイヤ放電加工装置の放電回路に接続された加工電圧を検出するものであり、数値制御装置はこれを通じて加工中の電圧を取り込むことができる。この場合、加工電圧が加工状態検出情報２となる。なお、加工電流・加工反力・加工液温・周囲温度などの他のパラメータを加工電圧以外の加工状態検出情報２として併せて表示したり、加工状態検出情報レコード８として情報レコード保存手段６に取り込むことも可能である。
３は加工制御手段で、周知の如く数値制御装置の基本的な機能であり、ワイヤ放電加工装置においては、前述の如く、平均加工電圧を一定に保つようにワイヤ電極とワークの相対移動を制御するものである。平均加工電圧を一定に保つために加工制御手段３が生成した４の速度データは、ワイヤ電極とワークの相対移動を行わせる５の駆動装置に与えられる。また、その速度データ４は加工制御手段３から加工実績データとして、言い換えれば加工状態検出情報レコード８として、情報レコード保存手段６に出力される。
加工制御手段３は更に７の実行箇所情報も生成する。数値制御装置による加工は周知の如く、加工プログラム（ＮＣプログラム）を順次解釈実行することによって行われるが、加工プログラムの単位であるブロックを識別するためのシーケンス番号およびブロック番号が存在する。これらは、加工制御手段３が加工プログラムの実行に際して認識できるため、加工状態検出情報レコード８として、情報レコード保存手段６に出力できる。また、加工開始地点からの累積移動距離も、数値制御装置により、加工プログラムの実行に際して生成される移動距離データを累積することによって生成することができ、情報レコード保存手段６に与えることができる。
同一形状に対する、荒加工から仕上げ加工に至る複数回加工の各段階における加工速度と電圧の関係を対比して表示するためには、これらの実行箇所情報７として、その他、加工開始穴番号、仕上げ加工回数を用いることができる。一つの被加工物に複数の加工開始穴を有し、複数の形状加工を行う場合は、加工箇所を識別することが必要となるため、加工開始穴番号を用いることは重要である。
加工開始穴番号は加工プログラムでは指令方法が定められていないが、加工プログラムの変数を加工開始穴のカウンタとして利用するか、あるいは専用のＮＣコードを割り当てて加工開始穴番号を加工制御手段３に認識させることも可能である。
情報レコード保存手段６は、加工状態検出手段１から与えられる加工状態検出情報２であるところの加工電圧と、加工制御手段３から与えられる速度データ４、および実行箇所情報７であるところのシーケンス番号・ブロック番号・累積移動距離・加工開始穴番号・仕上げ加工回数を加工状態検出情報レコード８として、記憶装置９に保存する。
加工状態検出情報レコード８の構造の例を図２に示す。加工状態検出情報２である加工電圧と、加工速度データ４と、実行箇所情報７であるシーケンス番号・ブロック番号・累積移動距離・開始穴番号・仕上げ加工回数とが、所定の検出間隔で記憶装置９に保存される。
上記の一組の加工状態検出情報レコード８の生成保存は、荒加工のみの実行過程、あるいは荒加工から仕上げ加工までを順次実行する複数回加工の実行過程において、所定の検出間隔または一定距離の移動毎に実行される。
情報レコード読出手段１０は記憶装置９から加工状態検出情報レコード８を読み出して、１１の２次元グラフ表示手段に与える。
グラフ表示手段１１が、同一形状に対する、荒加工から仕上げ加工に至る複数回加工の各段階における加工速度と加工電圧の関係を対比して表示する方法について図３、図４、図５を用いて以下に説明する。ただし、荒加工から仕上げ加工の各段階の加工軌跡の方向は全て同一であるとする。
加工に使用される加工プログラムをグラフィックシミュレーション表示させるため、作業者が画面上で範囲指定のための矩形によって範囲指定するステップを、図３を用いて説明する。また図４は、上述した情報レコード保存手段６により記憶装置９に記憶した加工状態検出情報レコード８を示す図である。
範囲指定の矩形内にどの描画要素が含まれるかは、周知のグラフィック表示技術によって加工プログラムから検出することができる。例えば、全体形状を再描画する過程において、描画要素が範囲指定の矩形内に含まれるか否かを逐一判定する。
含まれると判定された場合は、予め描画要素に付加された識別番号によって、該当する描画要素を生成した元となる加工プログラムの該当箇所を特定することができる。この識別番号は、加工プログラムのグラフィックシミュレーションの過程で生成される実行箇所情報７（シーケンス番号・ブロック番号・累積移動距離・加工開始穴番号・仕上げ加工回数）を順次データベースに保存していった場合のレコード番号（図４の行番号に相当）であればよい。
次に複数回加工の対応部分を抽出するステップについて説明する。
荒加工から仕上げ加工に至る複数回加工の各段階における加工速度と加工電圧の関係を対比して表示するためには、各段階の対応する加工状態検出レコードを抽出する必要がある。通常、被加工物を荒加工から仕上げ加工に至るまで、同じ軌跡をもつ加工プログラムのオフセット値を変更してワイヤ電極の位置を制御して加工を実行するため、円弧コーナーにおける各加工の段階のそれぞれの移動距離は完全には一致しない。従って、各加工段階の累積移動距離のみでは各加工段階を対応づけるためには不十分な場合がある。
一方、シーケンス番号・ブロック番号は同じ加工プログラムを呼び出して使用する限り、各加工段階で同一となるはずである。
従って、まず、シーケンス番号・ブロック番号によって、対応するブロックを特定し、次に対応するブロック毎に累積移動距離で対応づけるという方法も採用できる。
対応ブロックを抽出するステップについて説明する。
ここでは、説明を簡単にするために、範囲指定の矩形内には複数の加工開始穴に対応する描画要素は含まれないものとする。即ち、図３の左部分破線枠内のように、範囲の指定は一つの形状に対してのみ行われるものとする。
範囲指定を行った場合の矩形内に含まれる描画要素には、荒加工から仕上げ加工までの複数の実行箇所情報レコードが混在して特定されることになる。ここでは、荒加工の実行箇所情報レコードを基準としてこれに対応する仕上げ加工の実行箇所を抽出する場合を説明する。
図３左部分破線枠内のように、範囲指定により特定された実行箇所情報レコードの中から、荒加工である（仕上げ加工回数データが１の場合で１ｓｔＣｕｔとも呼ばれる）最初のレコードを探す。これをレコードＡ（１）とする。なおＡの添え字の括弧内は加工回数を表わす。次に、全レコードの中から、荒加工であってかつレコードＡ（１）のシーケンス番号・ブロック番号と同じ値をもつ最初のレコードを探す。これをレコードＢ１（１）とする。以下Ｂの次の数値は範囲指定内におけるブロック数（ｍ番目）、次の括弧内の数値は荒加工から仕上げ加工までの加工回数（ｎ番目）としてＢｍ（ｎ）のように表わす。すなわちレコードＢ１（１）は範囲指定された矩形内に含まれる荒加工の箇所の加工プログラムのブロックが始まる部分の実行箇所情報レコードである。レコードＢ１（１）は図３右部分実線枠内のように範囲指定された矩形内には含まれないこともある。
さらに範囲指定された矩形内に異なるブロックが含まれていた場合は、これをレコードＢ２（１）、Ｂ３（１）と順次決定する。次に、全レコードの中から、仕上げ加工回数データが２（２ｎｄカットと呼ばれる）であって、レコードＢ１（１）と同じシーケンス番号・ブロック番号をもつ最初のレコードを探し、これをレコードＢ１（２）とし、続けてＢ２（２）、Ｂ３（２）とする。
以下同様に、仕上げ加工回数３、４に対応するレコードＢｍ（３）、Ｂｍ（４）を探し、探索できなくなった時点で抽出を終了する。
次に横軸を決定するステップについて説明する。
前述したようにレコードＢｍ（ｎ）の表すブロックの移動距離は必ずしも一致しない。したがって次の式にしたがって、各ブロックごとの先頭からの実際の移動距離を変換する。
ブロック内の移動距離ＬＥＮＧは、荒加工の場合ＬＥＮＧｍ（１）、仕上げ加工の場合ＬＥＮＧｍ（ｎ）、ブロック先頭からの実際の移動距離をＰｏｓｍ（ｎ）、横軸に用いる値をＰｏｓＹｍ（ｎ）とするとすると、表示手段１１上の横軸距離ＰｏｓＹの換算は、ＰｏｓＹｍ（ｎ）＝Ｐｏｓｍ（ｎ）＊（ＬＥＮＧｍ（１）／ＬＥＮＧｍ（ｎ））となる。
以上のようにブロック先頭からの実際の移動距離Ｐｏｓｍ（ｎ）を横軸に用いる値ＰｏｓＹｍ（ｎ）に変換することにより、実移動距離がオフセット値により異なっていても、グラフ表示上は、ほぼ各加工の段階のそれぞれの移動距離を一致させることが可能となる。
縦軸データを描画するステップについて説明する。
上記横軸を決定するステップで変換したデータを横軸に、対応する加工電圧・加工速度を縦軸にとって図４のデータを読み出して図５に示すように２次元グラフ表示を行う。このとき異なる加工回数の加工情報を同じグラフに重ねて表示することにより、それぞれの加工の相関関係を読み取ることが可能となり、どの回数の加工の影響が大きかったのか、あるいはどこまでの加工が良好であったかなどの判断が可能となる。
以上のような表示行うに当たり、２次元表示する範囲指定を行う方法として、矩形内に含まれるものを選択することとしたが、始めの点と終わりの点をシミュレーション画面で直接ポイントすることにより選択したり、加工状態検出情報データを直接選択することもできる。
また、荒加工と仕上げ加工の加工軌跡をたどる向きは全ての加工において同一であるとしたが、ワイヤ放電加工においては荒加工を終了した後、仕上げ加工の加工軌跡を逆の方向にたどることもある。このような場合は奇数回目の加工情報を前から読み込むが、偶数回目の加工情報を後ろから読み込み、同一方向にプロットし、加工情報内のブロック番号によって加工位置の整合性をとりながら２次元のグラフに同位置の加工情報を表示することができるので、加工軌跡をたどる向きは同一方向でなくともよい。
また、横軸の表示に用いる値は、荒加工の移動距離ＬＥＮＧｍ（１）を基準にしたが、仕上げ加工の移動距離ＬＥＮＧｍ（ｎ）を用いてもグラフ全体の幅が変化するだけで、相関関係が変わることはない。更に、オフセット無しの仮想移動距離をＬＥＮＧｍ（０）とすると、このＬＥＮＧｍ（０）を基準として実際の移動距離ＰｏｓＹを計算して表示してもよい。
また、横軸に用いる移動距離の値を、オフセットの値に関係なく実移動距離として表示するとともに、ブロックの先頭を線で結ぶことにより加工部分の加工状態を推測することができる。
【０００７】
【発明の効果】
この発明は上記のように構成されているため、以下に示すような効果を奏する。
加工状態検出情報と、加工制御手段が生成する加工速度と、加工プログラムの実行箇所情報とを組にして、加工状態検出情報レコードとして記憶装置に保存し、記憶装置から保存済みの加工状態検出情報レコードを読み出して、２次元グラフとして表示するようにしたので、荒加工あるいは各段階の仕上げ加工が適切に行われているか、あるいは、途中の加工段階において加工速度、加工電圧などの変動から、どの加工に問題があるかを検出・判断をすることができる。
【０００８】
【産業上の利用可能性】
以上のように、この発明にかかるワイヤ放電加工装置は、荒加工から仕上げ加工までの間の加工状態の変化を加工プログラムの位置に関連付けて検出できるので、加工状態の改善が容易で、能率の高いワイヤ放電加工作業に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の構成を示す図である。
【図２】記憶装置に保存された加工状態検出情報レコードの値および表示例である。
【図３】グラフィックシミュレーション表示した加工プログラムの１部を矩形で範囲指定した図である。
【図４】加工状態検出情報レコードの中で範囲指定された情報の分布を示す図である。
【図５】異なる加工回数の加工情報を２次元で重ねてグラフ化した図である。
【図６】横軸の移動距離を換算せずに各ブロックの先頭位置を破線で結び関連付けて表示した図である。
【図７】従来例の加工状態表示を示す図である。
【図８】従来例において加工経路と加工速度の関係を示す図である。
【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】
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【図８】
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