(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作物情報と、ワイヤ電極情報と、仕上げ面の面粗さ情報とから加工条件を決定するワイヤ放電加工における加工条件決定方法において、予め加工条件毎に加工面粗さと、前記加工条件により加工した場合の加工表面からの変質層またはクラック深さの最大値と加工面粗さとの差に等しいかそれよりも僅かに大きい値に設定されている実切り込み量のデータを求めておき、複数のｎ段で加工するときは、第（ｎ−１）段から最終第ｎ段への切り込み量を前記第（ｎ−１）段を加工する加工条件における加工面粗さと実切り込み量の和にすることを特徴とするワイヤ放電加工における加工条件決定方法。
【請求項２】
工作物情報と、ワイヤ電極情報と、仕上げ面の面粗さ情報を入力する入力手段と、加工条件データベースと、加工条件決定手段とを備え、前記入力手段から入力される前記各情報に基づいて前記加工条件データベースから加工に適した加工条件を決定するワイヤ放電加工における加工条件決定装置において、前記加工条件データベースに記憶させる加工条件毎に加工面粗さと、前記加工条件により加工した場合の加工表面からの変質層またはクラック深さの最大値と加工面粗さとの差に等しいかそれよりも僅かに大きい値に設定されている実切り込み量のデータを記憶させると共に演算手段を設け、複数のｎ段で加工するときは、第（ｎ−１）段から最終第ｎ段への切り込み量Ｋｎを前記第（ｎ−１）段を加工する加工条件における加工面粗さと前記実切り込み量の和として演算することを特徴とするワイヤ放電加工における加工条件決定装置。
【請求項３】
第（ｎ−１）段のオフセット量Ｆ（ｎ−１）を、ワイヤ電極の半径Ｒと、前記切り込み量Ｋｎと、第（ｎ−１）段を加工するための加工間隙Ｇ（ｎ−１）との和として演算することを特徴とする請求項２に記載のワイヤ放電加工における加工条件決定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作物とワイヤ電極との間に放電を発生させて当該工作物を加工するワイヤ放電加工における加工条件決定方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ワイヤ放電加工では、加工条件の設定が適切でないと、加工速度が遅くなったり、ワイヤ電極の断線が多発して加工能率が低下する。また、所望の精度が得られず工作物を廃棄しなければならないときには、金銭的にも精神的にも多大な損失を被る。そこで、作業者は加工条件例が記載されている加工技術データ集を参照して加工条件を決定する。
【０００３】
図５は従来の加工技術データ集の記載例を示す図である。同図に示すように、加工技術データ集は、工作物の材質と板厚およびワイヤ電極の材質と径毎に分類され、加工区分と加工条件および加工面の面粗さ等が記載されている。作業者は、工作物の材質・板厚およびワイヤ電極の材質・径から加工条件が記載されている個所を探し、加工面粗さ等に基づいて加工条件を決定していた。
【０００４】
図６はワイヤ放電加工における平面図である。図で、１は工作物で、表面と底面を平行に仕上げられている。２は製品で、実線で示す四角の輪郭Ｍが最終の仕上げ形状である。ｍは輪郭Ｍの加工面である。ワイヤ放電加工により製品２を切り出す場合、小さなエネルギで加工をすると形状精度が高く粗さの小さい加工面が得られるが、加工時間は長くなる。このため、通常は、複数段の加工を行う。例えば３回の加工で仕上げる場合、先ず（第１段）加工エネルギが大きい条件により輪郭Ｍよりも二回り大きい点線で示す加工面がｐの輪郭Ｐに加工する。この場合、加工面ｐの面粗さは大きくなるが、加工速度を速くできる。次に（第２段）加工エネルギが第１段よりも小さい条件により輪郭Ｍよりも一回り大きい１点鎖線で示す加工面がｑの輪郭Ｑに加工する。この場合、一方の面を加工するだけであるから、加工速度はそれほど低下しない。最後（第３段）に加工エネルギが小さい条件により輪郭Ｍに仕上げる。この場合、表面を仕上げるだけであるから、加工速度は速い。このように、エネルギの大きさを変えながら複数段の加工をすると、総てを小さなエネルギで加工をするよりも全体としての加工時間を短くでき、作業性が向上する。また、加工面ｍの面粗さを小さなものとすることができる。なお、加工条件決定装置が備えられている場合、工作物情報とワイヤ電極情報と仕上げ面の面粗さ情報等のデータを加工条件決定装置に入力すると、加工条件決定装置は入力された各情報に基づき、作業者に代って適切な加工条件を決定し、その結果をプリンタあるいは画面等に出力する。そこで、作業者は出力された結果を参照してワイヤ放電加工機のＣＮＣ装置に加工条件データを入力する。
【０００５】
ところで、加工条件は加工技術データ集や加工条件決定装置（以下、両者を合わせて加工条件決定装置という。）を参照すればよいが、オフセット量Ｆは作業者または加工プログラムの作成者が決定しなければならない。以下、オフセット量Ｆの決定手順を説明する。
【０００６】
図７は、図６におけるＡ部を拡大した図である。３はワイヤ電極で、半径はＲである。いま、加工段数が第ｉ段における各要素を添字ｉで表示するとき、Ｇｉは加工間隙（放電ギャップともいう。）で、その大きさは加工条件に応じて決まる。したがって、実際の加工に先立って使用する加工条件でテスト加工を行い、ワイヤ電極３を移動させた経路と加工された工作物１の寸法とを比較することにより当該加工条件における加工間隙Ｇｉを求めることができる。そして、第ｉ段に関するオフセット量Ｆｉ（最終仕上げ面に対するワイヤ電極３の中心位置。）はワイヤ電極の半径Ｒと加工間隙Ｇｉと加工残量Ｚｉとから式１で表される。
【０００７】
Ｆｉ＝Ｒ＋Ｇｉ＋Ｚｉ……式１
ここでオフセット量Ｆ３に注目すると、表面ｍは仕上げ面であるから、Ｚ３＝０であり、オフセット量Ｆ３はＲとＧ３の和として直ちに決まる。同様にして、オフセット量Ｆ２は加工残量Ｚ２を、またオフセット量Ｆ１は加工残量Ｚ１をそれぞれ適当に設定することにより決まる。なお、加工残量Ｚｉの代わりに各段の加工面間の距離である切り込み量Ｋｉ（ただし、ｉ≧２）あるいはワイヤ電極３の位置の移動量である寄せ量Ｙｉ（ただし、ｉ≧２）を用いることもある。このように、各段のオフセット量Ｆｉは最終段から第１段に逆順で計算して求める。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、オフセット量Ｆｉを決めるときに用いる上記加工残量Ｚｉ、切り込み量Ｋｉあるいは寄せ量Ｙｉについては、明確な目安がなかった。このため、寄せ量を加工条件に関係なく、板厚に応じて決めた寄せ量Ｙｔにより加工をすることがあった。上記したように、オフセット量Ｆｉは最終段を基準にして決めるから、寄せ量Ｙｔを板厚に応じて決めても、仕上げ寸法は予定通りのものとなる。しかし、寄せ量Ｙｔを一定にすると以下に述べる問題があった。
【０００９】
図８は寄せ量Ｙｔを小さい値にした場合の加工過程を示す図で、図６、図７における第３段の加工結果を示すものである。なお、図中の波線は第２段と第３段の加工面粗さを表している。同図から明らかなように、選定した加工条件に対して寄せ量Ｙｔが小さいと、加工面粗さがαである加工面ｍに加工面ｑの凹部が残り、実際の加工面粗さβが加工面粗さαよりも大きくなることがあった。また、α≧βであっても、加工面ｑの凹部よりも内部の斜線で示す加工変質層４ａや微細なクラック４ｂの除去が不十分となり、良好な加工品質を得ることができないことがあった。一方、選定した加工条件に対して寄せ量Ｙｔが大きいと、第３段で除去される加工量が増大して加工速度が低下する。
【００１０】
本発明の目的は、上記従来技術における課題を解決し、仕上げ面の品質を良好なものとすると共に、加工精度が優れるワイヤ放電加工における加工条件決定方法および装置を提供するにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、第１の手段は、工作物情報と、ワイヤ電極情報と、仕上げ面の面粗さ情報とから加工条件を決定するワイヤ放電加工における加工条件決定方法において、予め加工条件毎に加工面粗さと、前記加工条件により加工した場合の加工表面からの変質層またはクラック深さの最大値と加工面粗さとの差に等しいかそれよりも僅かに大きい値に設定されている実切り込み量のデータを求めておき、複数のｎ段で加工するときは、第（ｎ−１）段から最終第ｎ段への切り込み量を前記第（ｎ−１）段を加工する加工条件における加工面粗さと実切り込み量の和にすることを特徴とする。
【００１２】
また、第２の手段は、工作物情報と、ワイヤ電極情報と、仕上げ面の面粗さ情報を入力する入力手段と、加工条件データベースと、加工条件決定手段とを備え、前記入力手段から入力される前記各情報に基づいて前記加工条件データベースから加工に適した加工条件を決定するワイヤ放電加工における加工条件決定装置において、前記加工条件データベースに記憶させる加工条件毎に加工面粗さと、前記加工条件により加工した場合の加工表面からの変質層またはクラック深さの最大値と加工面粗さとの差に等しいかそれよりも僅かに大きい値に設定されている実切り込み量のデータを記憶させると共に演算手段を設け、複数のｎ段で加工するときは、第（ｎ−１）段から最終第ｎ段への切り込み量Ｋｎを前記第（ｎ−１）段を加工する加工条件における加工面粗さと前記実切り込み量の和として演算することを特徴とする。
【００１３】
さらに、第３の手段は、第２の手段において、第（ｎ−１）段のオフセット量Ｆ（ｎ−１）を、ワイヤ電極の半径Ｒと、前記切り込み量Ｋｎと、第（ｎ−１）段を加工するための加工間隙Ｇ（ｎ−１）との和として演算することを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
図１は本発明の実施の形態に係るワイヤ放電加工における加工条件決定装置のブロック図、図２は加工条件データベースの内容の一部を示す図である。図で、５は入力部で、工作物情報、ワイヤ電極情報、仕上げ面の面粗さを入力するためのキーボード等で構成されている。６は加工条件データベースで、従来の場合と同様に、工作物の材質と板厚およびワイヤ電極の材質と径により分類されている。そして、図２に示すように、各加工条件には、従来のデータに加えて、加工間隙Ｇｉと実切込量Ｊｉのデータが記憶されている。なお、実切込量Ｊｉは当該加工条件により加工した場合の加工表面からの変質層またはクラック深さの最大値と加工面粗さとの差に等しいかそれよりも僅かに（２０％程度）大きい値になっている。７は加工データ記憶部で、決定された加工条件の各データと、切り込み量Ｋｉあるいはオフセット量Ｆｉを記憶する。８は演算処理部で、入力部５に入力されたデータに基づき、加工条件データベース６を参照して切り込み量Ｋｉあるいはオフセット量Ｆｉを演算する。９は出力・表示部で、ＣＲＴなどの表示器やプリンタなどで構成され、入力部５にデータを入力する際に対話形式で入力するための入力項目の表示や入力データを選択するための表示、および演算処理部８で決定された加工条件の出力・表示をする。また出力・表示部９はワイヤ放電加工機のＣＮＣ装置１０にデータを出力する。
【００１５】
次に、本実施の形態の動作を説明する。
図３は動作を示すフローチャートである。作業者は、工作物情報、ワイヤ電極情報および最終仕上げ面粗さを順次入力部５に入力する（図３に示す手順Ｓ１０、Ｓ１１、Ｓ１２）。演算処理部８は、入力されたデータとデータベース６のデータとを照合し、要求された仕上げ面粗さからまず加工段数ｎを決定し（手順Ｓ１３）、引き続き各段の加工条件を決定する（手順Ｓ１４）。そして、加工段数ｎが複数の時には、第（ｉ−１）段（ただし、ｉ≧２）から第ｉ段への切り込み量Ｋｉを後述する式２により演算し（手順Ｓ１５）、その結果を後述する式３、４に代入してオフセット量Ｆｉを求め（手順Ｓ１６）、各段の加工条件と共に加工データ記憶部７に記憶させる（手順Ｓ１７）。最後に、各段の設定加工条件を出力・表示部９に表示する（手順Ｓ１８）。作業者は出力・表示部９に表示内容に従って手動でＣＮＣ装置に入力するか、あるいは磁気記憶媒体やテープなどを介してデータをＣＮＣ装置に入力する。なお、本加工条件決定装置とワイヤ放電加工機のＣＮＣ装置１０とを接続してデータ転送可能に構成するか、あるいは本加工条件決定装置をワイヤ放電加工機に内蔵させた場合は、決定内容がワイヤ放電加工機の表示部に表示される。
Ｋｉ＝Δ（ｉ−１）＋Ｊ（ｉ−１）……式２
Ｆｎ＝Ｒ＋Ｇｎ……式３
Ｆ（ｉ−１）−Ｇ（ｉ−１）−Ｋｉ＝Ｆｉ−Ｇｉ……式４
図４は第（ｉ−１）段と第ｉ段における加工間隙Ｇｉ、Ｇｉ（ｉ−１）、切り込み量Ｋｉ、オフセット量Ｆｉ、Ｆ（ｉ−１）の関係を示す図である。図で、例えば、第１段〜第３段の条件として、図２における条件１００１、２００１、３００１が選択された条件であるとすると、第２段の切り込み量Ｋ２はＫ２＝４０〜４２μｍであり、第３段のオフセット量Ｆ３はＦ３＝０．１３４ｍｍとして求められる。
【００１６】
本実施の形態では、データベース６に加工間隙Ｇｉを記憶させたから、テスト加工を行わなくても第ｉ段のオフセット量Ｆｉが直ちに求められる。
【００１７】
なお、複数のｎ段で加工する場合、第ｉ段のオフセット量を式２〜４で求めるようにしたが、（ｎ−１）段から最終第ｎ段への切り込み量Ｋｎに適用するだけでもよい。また、従来と同様に、加工間隙Ｇｉを実際の加工に先立って使用する加工条件でテスト加工を行い、ワイヤ電極３を移動させた経路と加工された工作物１の寸法とを比較することにより当該加工条件における加工間隙Ｇｉを求めて手動で入力するようにしてもよい。
【００１８】
また、本実施の形態では、加工条件毎に実切り込み量Ｊｉのデータを設けるようにしたが、例えば、加工後の加工面粗さ毎に変質層あるいはクラックの深さを求めておき、加工面粗さ毎に実切り込み量Ｊｉをまとめたデータベースを設け、加工面粗さから、実切り込み量Ｊｉを決定するようにしてもよい。なお、この場合、１回加工と複数回加工とを分けておくことが望ましい。このようにすると、それほど加工速度を低下させることなく仕上げ面の品質を良好なものにすることができる。
【００１９】
なお、本発明はワイヤ放電加工だけでなく形彫り放電加工にも適用することができる。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、工作物情報と、ワイヤ電極情報と、仕上げ面の面粗さ情報とから加工条件を決定するワイヤ放電加工における加工条件決定方法において、予め加工条件毎に加工面粗さと実切り込み量のデータを求めておき、複数のｎ段で加工するときは、第（ｎ−１）段から最終第ｎ段への切り込み量を前記第（ｎ−１）段を加工する加工条件における加工面粗さと実切り込み量の和として求め、また、第（ｎ−１）段のオフセット量Ｆ（ｎ−１）を、ワイヤ電極の半径Ｒと、前記切り込み量Ｋｎと、第（ｎ−１）段を加工するための加工間隙Ｇ（ｎ−１）との和として演算するから、仕上げ面の品質を良好なものとすることができ、結果として精度が優れる加工をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るワイヤ放電加工における加工条件決定装置のブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る加工条件データベースの内容を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る動作を示すフローチャートである。
【図４】第（ｉ−１）段と第ｉ段における加工間隙Ｇｉ、Ｇｉ（ｉ−１）、切り込み量Ｋｉ、オフセット量Ｆｉ、Ｆ（ｉ−１）の関係を示す図である。
【図５】従来の加工技術データ集の一部を示す図である。
【図６】ワイヤ放電加工における平面図である。
【図７】図６におけるＡ部を拡大した図である。
【図８】寄せ量Ｙｉを一定にした場合の加工結果を示す図である。
【符号の説明】
Ｋｉ  切り込み量
Δｉ、Δ（ｉ−１）  加工面粗さ
Ｊｉ、Ｊ（ｉ−１）  実切り込み量
Ｆｉ、Ｆ（ｉ−１）  オフセット量
Ｇｉ、Ｇ（ｉ−１）  加工間隙
Ｒ  ワイヤ電極の半径
【図１】
0003736825.tif 000002
【図２】
0003736825.tif 000003
【図３】
0003736825.tif 000004
【図４】
0003736825.tif 000005
【図５】
0003736825.tif 000006
【図６】
0003736825.tif 000007
【図７】
0003736825.tif 000008
【図８】
0003736825.tif 000009