(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤ放電加工機におけるモニタ装置であって、所定距離の加工における投入エネルギーの比によって被加工物の厚さの変化率を求め、該変化率と加工開始時に設定された被加工物の厚さから加工中の被加工物の厚さを検出し、加工経路の移動距離または加工時間と検出した被加工物の厚さとの関係を表示装置の表示画面に表示するようにしたワイヤ放電加工機におけるモニタ装置。
【請求項２】
ワイヤ放電加工機におけるモニタ装置であって、加工中における加工電流を検出すると共に、所定距離の加工における投入エネルギーの比によって被加工物の厚さの変化率を求め、該変化率と加工開始時に設定された被加工物の厚さから加工中の被加工物の厚さを検出し、検出加工電流と検出被加工物の厚さより加工中の被加工物の加工面に対する加工電流密度を検出し、加工経路の移動距離または加工時間と検出した加工電流密度との関係を表示装置の表示画面に表示するようにしたワイヤ放電加工機におけるモニタ装置。
【請求項３】
加工経路の移動距離または加工時間と検出した被加工物の厚さとの関係も前記表示装置の表示画面に表示するようにした請求項２に記載のワイヤ放電加工機におけるモニタ装置。
【請求項４】
加工中における加工電流と加工速度の少なくともいずれか１つを検出し、加工経路の移動距離または加工時間と検出した加工電流、加工速度との関係を表示する請求項１乃至３の内いずれか１項に記載のワイヤ放電加工機におけるモニタ装置。
【請求項５】
上記加工経路の移動距離または加工時間を横軸にとって、上記関係をグラフ表示する請求項１乃至４の内いずれか１項に記載のワイヤ放電加工機におけるモニタ装置。
【請求項６】
上記投入エネルギーの比は、放電加工を行なうメインパルス数の比によって求める請求項１乃至５の内いずれか１項に記載のワイヤ放電加工機におけるモニタ装置。
【請求項７】
上記投入エネルギーの比は、放電加工電流の積算値の比によって求める請求項１乃至５の内いずれか１項に記載のワイヤ放電加工機におけるモニタ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワイヤ放電加工機に関するもので、特に、被加工物の板厚変化や加工電流密度の変化をモニタできるワイヤ放電加工機におけるモニタ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１３は、従来のワイヤ放電加工機の概要を示す図である。１は放電加工を行うためワイヤ電極４と被加工物５間の間隙に電圧を印加するメインパルス発生装置で、直流電源、トランジスタ等のスイッチング素子からなる回路やコンデンサの充放電回路などで構成されている。２はワイヤ電極４と被加工物５の間隙が放電可能か否かを検出するためにワイヤ電極４と被加工物５間にパルス電圧（メインパルス電圧より低い電圧）を印加する検出電圧発生装置でトランジスタ等の能動素子と抵抗、コンデンサ等からなる回路、直流電源等で構成されている。
【０００３】
３はワイヤ電極４に通電するための通電ブラシで、メインパルス発生装置１、検出電圧発生装置２の一方の端子に接続されている。また、被加工物５はメインパルス発生装置１、検出電圧発生装置２の他方の端子に接続され、走行するワイヤ電極４と被加工物５間には、メインパルス発生装置１、検出電圧発生装置２から発生するパルス電圧が印加されるようになっている。
【０００４】
６は被加工物５とワイヤ電極４に接続され、検出パルス電圧の低下によって放電間隙が放電可能状態かを判断する回路及び上記間隙の変化によって推移する検出電圧によりサーボ送りのための信号を送りパルス演算装置７に出力する放電間隙検出装置である。送りパルス演算装置７はサーボ送りのための信号に基づいて、放電の繰り返しが最適となるように、通常間隙平均電圧が一定になるように送りパルス間隔を制御したパルス列を生成し、送りパルス分配装置８に出力するものである。送りパルス分配装置８はこのパルス列より加工プログラムに基づいてＸ軸、Ｙ軸の駆動パルスに分配し被加工物５が載置されたテーブルを駆動するＸ軸モータ制御装置９、Ｙ軸モータ制御装置１０に出力する。１１はメインパルス電流を検出し、所定周期間における平均加工電流値を出力する電流検出回路である。１２は表示装置である。該表示装置１２は、電流検出回路１１から出力される平均加工電流、放電間隙検出装置６から出力される平均加工電圧、送りパルス演算装置７から出力される送り速度をそれぞれ数値またはレベル等のデータを受けて表示するものである。
【０００５】
まず、被加工物５とワイヤ電極４との間で放電可能か否かを検出するために、検出電圧発生装置２より検出パルス電圧を発生させて被加工物５とワイヤ電極４との間隙に印加する。被加工物５とワイヤ電極４との間に通電が生じ、被加工物５とワイヤ電極４との間の電圧降下が生じると、放電間隙検出装置６は、この電圧降下を検出し、放電可能と判断し、メインパルス発生装置１にメインパルス投入信号を送り、該メインパルス発生装置１よりメインパルスを発生させて、上記被加工物５とワイヤ電極４との間隙にメインパルス電流（放電加工電流）を流す。しかる後に間隙が冷却する適当な休止時間を経て、再度上記検出パルスを上記間隙に印加する。この動作サイクルを繰り返し実行し放電加工を行う。
【０００６】
この繰り返し行う放電の状況を放電間隙検出装置６と送りパルス演算装置７によって上記間隙の放電の繰り返しが最適となるように、通常、間隙の平均電圧が一定となるように送りパルス間隔を制御したパルス列を送りパルス演算装置７から発生し、送りパルス分配装置８はこのパルス列より加工プログラムに基づいてＸ軸、Ｙ軸の駆動パルスに分配し、それぞれＸ軸モータ制御装置９及びＹ軸モータ制御装置１０出力し、被加工物５が載置されたテーブルを駆動し、被加工物５に対して、加工プログラムで指令された加工を行う。そして、電流検出回路１１で検出された平均加工電流、放電間隙検出装置６で検出された平均加工電圧、送りパルス演算装置７で求められた送り速度を表示装置１２に表示することによって、加工時の状態を表示するようにしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
図１１は図１０に示す断面を持つ被加工物５を、上述した従来のワイヤ放電加工機の制御装置によってスライス加工を行ったとき、平均加工電圧と平均加工電流のモニター波形である。図１０に示されるように被加工物５は板厚が変化するものであるが、この板厚変化に対して平均加工電圧は全体的にみればほぼ一定となるように推移している。同じく平均加工電流もほぼ一定に推移している。
【０００８】
通常、被加工物５の板厚が変化する場合、特に厚い部分から薄い部分に加工が移行した直後にワイヤ電極４の断線が多く発生する。それは板厚の薄い部分ではパルス電流が一カ所に電流が集中しやすいことが原因と考えられている。そのため、従来は板厚の薄い部分でパルス電流が集中しないように、適正な平均加工電流となるように、加工開始から板厚の薄い部分に合わせた加工条件に落として加工することが行われている。このことが加工速度の大幅な低下を招いている。
【０００９】
板厚の変化を前もって知り、例えば板厚が薄くなった時に加工電流を小さく、板厚が厚いときには電流を増やす操作を行なうことができれば、それだけ加工時間を短縮することができる。従来、板厚の変化を知り加工電流を調整する方法としては、図面から厚さ情報を読み取って加工プログラムに加工電流の増減情報を挿入するなどして作成し、これを加工時に指示表示させる方法が考案されている。しかし、厚さ情報は必ずしも図面寸法から直接得られるようには普通はなっていない。そのため、加工プログラムを作る際、予め厚さ情報を特別に計算して指示することが必要になる。その他に、カットモデルのような切断加工や被加工物が既に機械加工で粗取りされた後にワイヤ放電加工を行なうときなどは、予め厚さ情報を特別に計算し指示するようにすればよいが、このような作業自体非常に難しい。
【００１０】
放電加工における放電は、電極と対向する被加工物との間で形成する間隙が数十μｍ以下となるような微小な導電路を検出パルス等の手段にて捜し出した後、メインパルス電流を流し、そこに発生する熱エネルギーによって強制的にその微小導電路又はそれに接する電極や被加工物の微小部分を蒸散又は溶融飛散させることによって始まる。そして電流の休止と加工液の冷却作用によって一連の放電加工サイクルが終わる。
【００１１】
急峻な立上がりを持つメインパルス電流ピーク値の大きさ、電極及び被加工物材料の溶解熱や熱伝導率などの熱的な関連特性、及び絶縁液の蒸発潜熱や粘度などの冷却に関連する特性などの加工環境特性によって、双方の微小部分での蒸散もしくは溶融飛散の度合いが決定される。
【００１２】
上述の被加工物の板厚が薄いときには放電部分近傍での次なる放電の発生に至るまでの期間が板厚が厚いときと比較して短くなるため、この部分が充分に冷却されない内に次なるメインパルス電流が投入されることになる。したがって上述の加工環境特性によっては放電部分は冷えきれないまま熱が集中することになる。そして次なるメインパルス投入時にはまだ溶融状態になっている状態か現出する。このようになると電極や被加工物の微小部分の蒸散又は溶融飛散ができなく、加工効率は極度に低下、これ以上は放電加工できない状態となる。それでも、さらにメインパルスを投入すると電極となるワイヤが加熱損傷して、ついには走行中ワイヤの抗張力に負けて断線に至る。
【００１３】
そこで、本発明の目的は、被加工物の板厚変化に応じて加工電流の調整を可能にするために、被加工物の板厚または加工電流密度をもリアルタイムで表示できるワイヤ放電加工機のモニタ装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、所定距離の加工におけるメインパルス数又は放電加工電流の積算値等の比によって所定距離の加工における投入エネルギーの比を求め、この比によって被加工物の厚さの変化率を求め、該変化率と加工開始時に設定された被加工物の厚さに基づいて加工中の被加工物の厚さを検出し、加工経路の移動距離または加工時間と検出した被加工物の厚さと関係を表示装置の表示画面に表示するようにした。
【００１５】
また、加工中の被加工物の厚さを検出すると共に、加工電流を検出し、検出した被加工物の厚さと検出加工電流より被加工物の加工面に対する加工電流密度求め、加工経路の移動距離または加工時間と検出した加工電流密度、加工電流との関係を表示装置の表示画面に表示するようにした。
さらには、加工速度を検出し、この検出した加工速度を上記表示画面に表示するようにした。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係わるワイヤ放電加工機とそのモニタ装置の一実施形態の機能要部ブロック図である。図１３に示した従来のワイヤ放電加工機と同一の構成のものには同一符号を付している。従来のワイヤ放電加工機と異なる点は、Ｘ軸モータ制御装置９、Ｙ軸モータ制御装置１０に接続され、各軸のモータに取り付けられている位置検出器からのフィードバック信号を入力し加工距離を求め、所定加工距離移動する毎に信号を出力する加工距離演算装置１３、放電間隙検出装置６からのメインパルス印加指令信号を計数するメインパルス数記憶装置１４、基準となるメイパルス数を設定記憶する基準メインパルス数記憶装置１５、後述するようにメインパルス数記憶装置１４の出力と基準メインパルス数記憶装置１５の出力により被加工物の板厚変化率を算出し、板厚を算出する板厚演算装置１６、この算出された板厚、電流検出回路１１から出力される平均加工電流、送りパルス演算装置７から出力される平均加工送り速度を入力し、これらを表示する表示装置１２が設けられている点である。
【００１７】
検出電圧発生装置２より検出パルス電圧を発生させて被加工物５とワイヤ電極４との間隙に印加する。被加工物５とワイヤ電極４との間に通電が生じ、被加工物５とワイヤ電極４との間の電圧降下が生じると、放電間隙検出装置６は、この電圧降下を検出し、放電可能と判断し、メインパルス発生装置１にメインパルス印加指令信号を送り、該メインパルス発生装置１よりメインパルスを発生させて、上記被加工物５とワイヤ電極４との間隙に所定幅のメインパルス電流（放電加工電流）を流す。また、このメインパルス印加指令信号はメインパルス数記憶装置１４に入力され計数される。
【００１８】
その後、間隙が冷却する適当な休止時間を経て、再度検出電圧発生装置２より上記検出パルスを上記間隙に印加する動作サイクルを繰り返し実行する。さらに、放電間隙検出装置６はサーボ送りのための信号を送りパルス演算装置７に出力し、送りパルス演算装置７は、間隙での放電の繰り返しが最適となるように、本実施形態では、加工平均電圧が設定電圧（サーボ電圧）と一致するように送りパルス間隔を制御したパルス列を生成し送りパルス分配装置８に出力する。送りパルス分配装置８はこのパルス列より加工プログラムに基づいてＸ軸、Ｙ軸の駆動パルスに分配して、それぞれＸ軸モータ制御装置９及びＹ軸モータ制御装置１０出力し、被加工物５が載置されたテーブルを駆動し、被加工物５に対して、加工プログラムで指令された加工を行う。
【００１９】
加工距離演算装置１３は、Ｘ軸、Ｙ軸モータに取り付けられている位置検出器からの位置のフィードバック信号によって、ワイヤ電極４の被加工物５に対する相対的移動距離を求め、設定された所定加工距離を移動する毎にメインパルス数記憶装置１４と板厚演算装置１６に信号を出力する。メインパルス数記憶装置１４はこの信号を受けて記憶値をリセットし、再度メインパルス投入信号の計数を開始する。また、板厚演算装置１６は、上記信号を受けて、リセットされる前のメインパルス数記憶装置１４に記憶するメインパルス数と基準メインパルス数記憶装置１５に設定記憶している基準メインパルス数によって板厚を求める。この求めた板厚を表示装置１２に出力し、表示装置１２は加工時間もしくは加工距離の関数としてこの板厚をグラフ表示する。さらに、表示装置１２には、電流検出回路１１からの平均加工電流及び送りパルス演算装置から平均加工速度が入力されており、これらのデータも加工時間もしくは加工距離の関数としてグラフ表示する。
【００２０】
そこで、板厚演算装置１６で行われる板厚を求める方法について説明する。
図２は、板厚がＴ(n) からＴ(n+1) に変化する被加工物に対するワイヤ放電加工における板厚算出方法の説明図である。
ΔＬ：設定されている所定加工距離
ｇ：加工拡大代
Ａ：ワイヤ径
Ｐ：ΔＬ分の加工時に発生する有効放電パルス数
Ｑ：ΔＬ分の加工時に発生する短絡放電パルス数
ｗ1 ：有効放電パルス１発あたりの加工量
ｗ0 ：短絡放電パルス１発あたりの加工量
とすると、設定されている所定加工距離ΔＬだけワイヤ電極４が被加工物５に対して相対的に移動すると、加工された量と加工した量が等しいから次の１式の関係式が得られる。
（２ｇ＋Ａ）×Ｔ×ΔＬ＝Ｐ×ｗ1 ＋Ｑ×ｗ2         …（１）
なお、Ｔは図２におけるＴ(n) またはＴ(n+1) を意味する。
【００２１】
また、高い加工能率で加工が進んでいるとすると、短絡放電パルス数は少なくＰ>>Ｑであり、かつ、短絡放電パルス１発あたりの加工量ｗ0 は、有効放電パルス１発あたりの加工量ｗ1 に比べ非常に少量であり、ｗ1>> ｗ0 であるから、上記１式を整理すると板厚Ｔは次の２式で近似できる。
Ｔ＝［ｗ1 ／（２ｇ＋Ａ）］×（Ｐ／ΔＬ）          …（２）
上記２式において、ｗ1 及びｇは被加工物とワイヤ電極の材質、パルス電流ピーク値、電流パルス幅によってほぼ決まる値であり、同一条件で加工を進めていく限りでは一定とみなすことができる。かつワイヤ径Ａの値は使用するワイヤ電極によって一律的に決まる値であるから、これらの値を予め設定しておけば、（Ｐ／ΔＬ）を測定することによって上記２式から板厚Ｔを求めることができる。
【００２２】
図２において、位置Ｌn での板厚をＴn 、及び所定加工距離ΔＬだけ加工したとき計数される有効放電パルス数をＰ（n)とし、位置Ｌn+1 の部分の板厚をＴ(n+1) 、有効放電パルス数をＰ(n+1) とすると、上記２式より、
Ｔn ＝［ｗ1 ／（２ｇ＋Ａ）］×（Ｐ（n)／ΔＬ）
Ｔ(n+1) ＝［ｗ1 ／（２ｇ＋Ａ）］×（Ｐ(n+1) ／ΔＬ）
故に、板厚変化率をβとすると、
β＝Ｔ(n+1) ／Ｔn ＝Ｐ(n+1) ／Ｐ（n)
となる。なお、Ｐ(n+1) 、Ｐ（n)は、パルス電流ピーク値、電流パルス幅が一定であれば、所定加工距離ΔＬの加工を行うときの投入エネルギー量を意味する。そこで、基準の板厚Ｔs を上記設定所定加工距離ΔＬだけ加工する際に発生するメインパルス数（有効放電パルス数）を基準パルス数Ｐs として基準メインパルス数記憶装置１５に記憶しておき、加工距離演算装置１３で設定所定加工距離ΔＬ移動したことが検出される毎に、その移動距離間にメインパルス数記憶装置１４で計数し記憶しているメインパルス数Ｐを求め、このメインパルス数Ｐと基準パルス数Ｐs より、即ち、投入エネルギー量（Ｐ）と基準エネルギー投入量（Ｐｓ）より板厚変化率をβ＝Ｐ／Ｐs を求めることができる。
【００２３】
なお、基準板厚に対する板厚変化率はβ＝Ｔ／Ｔ(s) であるから、求められた板厚変化率β（＝Ｐ／Ｐs ）を基準の板厚Ｔs に乗ずれば、加工中の被加工物５の板厚Ｔが分かる。Ｔ＝Ｔs ×（Ｐ／Ｐs ）として求めることができる。
図４は本発明の一実施形態の要部ブロック図である。この実施形態では、制御装置１００として、ＣＮＣ装置を用いており、図１における要素７〜１５の機能動作を該制御装置１００によって、実行するようにしている。なお、図１に示す要素と同一要素は同一符号を付している。
【００２４】
制御装置１００は、放電の監視、サーボ送り量の演算、放電のメインパルス数の監視等を行なうモニタＣＰＵ（モニタ用プロセッサ）１０２、被加工物５をワイヤ電極４に対して相対的に移動させるＸ軸、Ｙ軸のサーボモータを駆動制御するデジタルサーボＣＰＵ（サーボ制御用プロセッサ）１０５、表示データの作成、描画表示の制御、さらにはワイヤ放電加工機をシーケンス制御するＰＭＣＣＰＵ（プログラマブル・マシン・コントローラ用プロセッサ）１０９、加工プログラムに基づいて加工位置を制御するＣＮＣＣＰＵ（数値制御用プロセッサ）１１２を備え、これらのＣＰＵはバス１１６に接続されている。さらに、該バス１１６には、入出力回路１０１及び表示装置＆ＭＩＤ（表示装置付手動入力装置）１０５が接続されている。
【００２５】
モニタＣＰＵ用のシステムプログラムが格納されたＲＯＭ１０３、及び後述する検出モニタデータを記憶するテーブルが設けられるＲＡＭ１０４がバス１０６に接続され、さらに、デジタルサーボＣＰＵ１０５がサーボ制御を行なうためのシステムプログラムを格納するＲＯＭ１０６、各種データの一時記憶に利用されるＲＡＭ１０７及びＸ軸、Ｙ軸のサーボモータを駆動制御するサーボアンプ１０８がバス接続されている。また、サーボアンプ１０８には各軸のサーボモータが接続されているが、図４では１つのサーボモータ２０のみを示している。なお、図示してはいないが、各サーボモータには被加工物５のワイヤ電極４に対する相対位置、速度を検出する位置・速度検出器が取り付けられている。
【００２６】
ＰＭＣＣＰＵ１０９にも、該ＣＰＵ１０９用のシステムプログラムが格納されたＲＯＭ１１０、データ一時記憶等に使用されるＲＡＭ１１１がバス接続され、ＣＮＣＣＰＵ１１２のために、該ＣＰＵ１１２用のシステムプログラムが格納されたＲＯＭ１１３、データ一時記憶等に使用されるＲＡＭ１１４がバス接続されている。上述したＣＮＣ装置で構成される制御装置１００は、従来の制御装置と相違はなく同一である。
【００２７】
従来の制御装置と同様に、ＣＮＣＣＰＵ１１２は、ＲＡＭ１１４に格納された加工プログラムに基づいて、被加工物５とワイヤ電極４との間隙の平均加工電圧が一定になるように送りパルスの間隔を制御して（送り速度を制御して）各軸への移動指令を分配し、デジタルサーボＣＰＵは、分配された移動指令と、各サーボモータに取り付けられ位置・速度検出器からの位置、速度のフィードバック信号に基づいて、位置及び速度のフィードバック制御を行なって、サーボアンプ１０８を介して各軸のサーボモータ２０を駆動制御する。また、放電間隙検出装置６は、従来と同様に、検出パルス電圧の低下によって放電間隙が放電可能状態になったことを検出し、メインパルス発生装置１及び入出力回路１０１にメインパルス印加指令信号を出力し、メインパルス発生装置１は、メインパルスを発生し被加工物５とワイヤ電極４との間隙にメインパルス電流（放電加工電流）を流す。また、電流検出回路１１は、加工電流を検出し所定周期毎その周期間における平均加工電流Ｉを入出力回路１０１に出力している。以上の動作は従来の制御装置と同一である。
【００２８】
本発明は、このような制御装置１００において、被加工物５の板厚等をリアルタイムで表示しモニタできるようにした点に特徴を有するものであり、この点の作用、動作を図５、図６に示すフローチャートと共に説明する。
【００２９】
図５は、モニタＣＰＵ１０２がマルチタスク処理により所定周期毎実行するモニタデータ取込み処理のフローチャートである。まず、オペレータは被加工物５の加工開始時における板厚を基準板厚Ｔｓとして入力し、ＲＡＭ１０４内に設けられた図３に示すようなテーブル３０に格納する。そして、加工指令を入力すると、ＣＮＣＣＰＵ１１２は、加工プログラムに基づいて各軸への移動指令の分配を行ない加工を開始するが、モニタＣＰＵ１０２は、モニタデータを格納するテーブル３０のアドレスを指定する書き込み用指標ｎ、フラグＦ、タイマｔ、及びメインパルス数Ｐを格納するレジスタを「０」にリセットし（ステップＡ１）、放電加工終了かを判断し（ステップＡ２）、終了していなければ、加工距離が設定距離ΔＬ進んだかを判断する（ステップＡ３）。設定距離ΔＬ進んだことが検出されるまで、ステップＡ２，Ａ３の処理を繰り返す。
【００３０】
なお、距離ΔＬの算出については、フローチャートでは示していないが、ディジタルサーボＣＰＵ１０５の処理において、Ｘ軸、Ｙ軸の位置・速度検出器からフィードバックされる位置フィードバック信号を積算し、現在位置を記憶する各軸現在値レジスタがＲＡＭ１０７に設けられている。この各軸現在値レジスタの値を加工開始時及び所定距離ΔＬの移動が検出される毎に記憶しておき、各処理周期ごとに検出される各軸現在値レジスタの値と記憶した値との差より移動量を求め該移動量が設定距離ΔＬ以上かを判断する。
【００３１】
また、モニタＣＰＵ１０２は、この図５に示す処理と平行して同時に放電間隙検出装置６から出力されるメインパルス印加指令信号を監視し、その数、即ちメインパルス数Ｐを計数しＲＡＭ１０４内のレジスタに格納している。
【００３２】
そこで、ステップＡ３で、移動量が設定距離ΔＬ以上になったことが検出されると、モニタＣＰＵ１０２は、その時記憶しているメインパルス数Ｐ、タイマｔの値を読み取ると共に、ＣＮＣＣＰＵ１１２が算出しているこの時点における加工速度（送り速度）Ｖ、及び電流検出回路１１から出力されている平均加工電流Ｉを読み取る（ステップＡ４）。次に、フラグＦが「０」か判断し、該フラグＦが「０」で、加工を開始して最初の設定距離ΔＬの加工が終了したことが検出されると、ステップＡ４で読み取ったメインパルス数Ｐを基準メインパルス数Ｐｓとしてテーブル３０に格納し（ステップＡ６）、フラグＦを「１」にセットすると共にメインパルス数Ｐを格納するレジスタをリセットし（ステップＡ７）、ステップＡ２に移行する。
【００３３】
ステップＡ２，Ａ３の処理を繰り返し実行中に、設定距離ΔＬ移動したことが検出されると、ステップＡ４に移行し、メインパルス数Ｐ、タイマｔの値、加工速度Ｖ、平均加工電流Ｉを読み込み、フラグＦが「１」にセットされているからステップＡ５からステップＡ８に移行する。そして、指標ｎを「１」インクリメントし、ステップＡ４で読み取ったメインパルス数Ｐ、タイマｔの値、加工速度Ｖ、加工電流Ｉをそれぞれ指標ｎで示されるテーブル３０のアドレスにＰｎ、ｔｎ、Ｖｎ、Ｉｎとして格納する（ステップＡ９）。次にメインパルス数Ｐを記憶するレジスタをリセットし（ステップＡ１０）、ステップＡ２に戻る。以下、ステップＡ２〜Ａ５、Ａ８〜Ａ１０の処理を繰り返し実行し、放電加工が終了するまで、設定距離ΔＬの加工が進む毎に、メインパルス数Ｐ、タイマｔの値、加工速度Ｖ、加工電流Ｉが、図３に示すようにテーブル３０に格納される。
【００３４】
図６は、ＰＭＣＣＰＵ１０９が実行するモニタデータ表示処理のフローチャートである。
モニタデータの表示画面が選択されると。ＰＭＣＣＰＵ１０９は図６の処理を開始し、まず、テーブル３０からデータを読み出すためのアドレスを指定する読出し用指標ｉを「１」にセットし（ステップＢ１）、テーブル３０に記憶されている基準板厚Ｔｓ、基準メインパルス数Ｐｓを読み込む（ステップＢ２）。次に、データの読み出し用指標ｉがデータの書き込みアドレスを指定する指標ｎより大きいか判断し（ステップＢ３）、指標ｉの値が指標ｎの値より小さければ、表示画面の横軸が距離に設定されているか否か判断し（ステップＢ４）、横軸が時間に設定されていれば、ステップＢ５に進み、テーブル３０から指標ｉで示されるアドレスに格納されたデータＰｉ、ｔｉ、Ｖｉ、Ｉｉを読み出す。そして、前述したように、読み込んだメインパルス数Ｐｉを基準メインパルス数Ｐｓで割った値（上述したようにこの値は板厚変化率βを意味している）に基準板厚Ｔｓを乗じて板厚Ｔｉを求める（ステップＢ６）。さらに、読み取った平均加工電流ＩｉをステップＢ６で求めた板厚Ｔｉで除して電流密度Ｄｉを求める（ステップＢ７）。
【００３５】
次に、横軸に時間、縦軸に板厚、電流密度、加工速度、加工電流を取り（図７参照）、横軸に読み取ったタイマーの値ｔｉに対応する位置、縦軸に求めた板厚Ｔｉ、電流密度Ｄｉ、加工速度Ｖｉ、加工電流Ｉｉにそれぞれ対応する位置を求め、この横軸と縦軸の求めた位置が交差する位置に板厚Ｔｉ、電流密度Ｄｉ、加工速度Ｖｉ、加工電流Ｉｉを表示装置＆ＭＤＩ１０５の表示画面上に表示する（ステップＢ８）。その後、指標ｉを「１」インクリメントし（ステップＢ９）、画面が切換えられたか判断し（ステップＢ１０）、モニタ画面から切換えられてなければ、横軸が切換えられ、距離に設定されたかを判断し（ステップＢ１６）、切換えられず、横軸が時間を示すものであれば、（ステップＢ３に移行する。以下、画面切換え、及び横軸切換えがなければ、読み出し用の指標ｉが書き込み用の指標ｎを越えるまで、ステップＢ３〜Ｂ１０、Ｂ１６の処理を繰り返し実行し、表示装置＆ＭＤＩ１０５の表示画面には図７に示すように、横軸を時間軸として、板厚、電流密度、加工速度、加工電流が表示される。
【００３６】
そして、指標ｉが指標ｎを越えると、ステップＢ３からステップＢ１０に移行し、新たな描画処理は停止する。一方、図５に示すステップＡ８の処理によって指標ｎが「１」インクリメントされ、新たなモニタデータがテーブル３０に書き加えられると、ステップＢ３で指標ｉと指標ｎの値が一致するから、ステップＢ４、ステップＢ５と処理し、前述した表示処理を行ない板厚、電流密度、加工速度、加工電流が表示画面上に追加して表示されることになる（ステップＢ６〜Ｂ８）。即ち、加工距離がΔＬ進む毎にモニタデータＰｉ、ｔｉ、Ｖｉ、Ｉｉが増加し、この増加したモニタデータに基づいて、板厚Ｔｉ、電流密度Ｄｉ、加工速度Ｖｉ、加工電流Ｉｉが求められ表示画面に追加表示されることになり、リアルタイムでこれらのデータが表示されることになる。
【００３７】
また、横軸が距離に設定されていた場合には、ステップＢ４から、ステップＢ１１に移行し、前述したステップＢ５〜Ｂ７と同一処理であるステップＢ１１〜Ｂ１３の処理を行なって、板厚Ｔｉ、電流密度Ｄｉを求め、横軸を距離として、指標ｉにΔＬを乗じた位置に対応する横軸位置における縦軸の板厚Ｔｉ、電流密度Ｄｉ、加工速度Ｖｉ、加工電流Ｉｉに対応する位置にこれらのデータをグラフ表示する（ステップＢ１４）。そして、指標ｉを「１」インクリメントしてステップＢ１０に移行し、画面切換え、及び横軸の切換えがなければ、指標ｉが指標ｎの値を越えるまでステップＢ３，Ｂ４，Ｂ１１〜Ｂ１５，Ｂ１０、Ｂ１６の処理を繰り返し、図８に示すように、横軸を距離として板厚Ｔｉ、電流密度Ｄｉ、加工速度Ｖｉ、加工電流Ｉｉを表示する。
【００３８】
なお、この場合においても、読み込み用指標ｉが書き込み用指標ｎの値を越えた時点で表示が停止するが、書き込み用指標ｎがインクリメントされ、新たなモニタデータがテーブル３０に書き込まれると、直ちにステップＢ３、Ｂ４、Ｂ１１〜Ｂ１５の処理が実行されて、新たな板厚Ｔｉ、電流密度Ｄｉ、加工速度Ｖｉ、加工電流Ｉｉが表示され、リアルタイムで表示されることになる。
【００３９】
さらに、オペレータが横軸を時間から距離、もしくは距離から時間に変更設定した場合、ＰＭＣＣＰＵ１０９は、ステップＢ１６でこれを検出し、ステップＢ１に戻り、表示処理を最初から実行し、時間または距離に設定された横軸に合わせて描画を再実行する。
【００４０】
以上のようにして、表示画面上にリアルタイムで板厚Ｔｉ、電流密度Ｄｉ、加工速度Ｖｉ、加工電流Ｉｉが表示されることになるが、加工途中で、被加工物５の板厚が変化すると表示画面における板厚も変化する。図７，図８は、図１０に示すような板厚が変化する被加工物５を加工する際に、得られたモニタ表示画面を示すもので、板厚が減少した場合、図７，図８に示されるように、表示板厚も減少する。また、図１１から明らかのように、平均加工電流はほぼ一定で変化がない、そのため、平均加工電流Ｉｉを求めた板厚Ｔｉで除した電流密度Ｄｉは増大することになる（図７，図８では、この増大した電流密度Ｄｉは表示していない）。そこで、オペレータは、この板厚が変化したことを表示画面上で確認し、被加工物５とワイヤ電極４間の間隙に印加するパルスの休止時間、または送り速度（被加工物５とワイヤ電極４間の間隙の平均加工電圧が設定サーボ電圧になるように送り速度を制御するサーボ送り制御におけるサーボ電圧）、もしくは、印加するパルスの電圧を調整し、表示されている電流密度Ｄｉが一定で、板厚変化前後で変りがないように加工電流を調整する。図７，図８は、この調整後の電流密度Ｄｉを表示している。
【００４１】
この図７，図８から、板厚が変化しても電流密度Ｄｉが変化しないように調整され、板厚が減少すれば、平均加工電流の値も減少し、逆に加工速度は増大していることがわかる。また図１２は、図１０に示す板厚の変化する被加工物５を加工したとき、本発明の板厚変化時に加工電流の調整を行い、板厚変化に合わせ、板厚が５０％減少する時点で加工電流を５０％減少させたときの加工平均電圧、加工平均電流をグラフ表示したものであるが、この図１２と従来の方法による加工を行なったときの図１１と比較して、図１２に示す本発明の方が、板厚に適した加工条件（加工電流）を用いることができるから、加工時間が短く約１４分で加工を終了している。しかし、従来の方法であると、板厚が小さい時に合わせて加工条件（加工電流）を決めていることから、板厚が大きい時に加工時間が長くなり、約２０分の加工時間を要している。
【００４２】
なお、図１０に示すように板厚が３段に変化する際、最初に加工する板厚が基準板厚としてＴｓ、その時の基準メインパルス数がＰｓ、第２段の板厚がＴ１、第３段の板厚がＴ２とし、板厚がＴｓからＴ１に変化した時のメインパルス数がＰ１であったとすると、第２段の板厚Ｔ１は、
Ｔ１＝Ｔｓ・（Ｐ１／Ｐｓ）        …（３）
そこで、加工電流を調整し、第２段の板厚を加工する時のメインパルス数がＰ２であるとする。しかし、加工電流を調整する前と後では、加工速度は変化するが、板厚が一定で移動距離ΔＬの加工するものであるから加工量は一定であり、投入エネルギーも一定であることからＰ１＝Ｐ２の関係が成立する。また、第２段の板厚から第３の板厚に変化した時のメインパルス数がＰ３であったとすると、第２段から第３段の板厚の関係からすると、基準板厚がＴ１、基準メインパルス数がＰ２となり、上記３式より第３段の板厚Ｔ３は、
Ｔ３＝Ｔ１・（Ｐ３／Ｐ２）＝Ｔｓ・（Ｐ１／Ｐｓ）・（Ｐ３／Ｐ２）
上述したように、Ｐ２＝Ｐ１であるから、結局、
Ｔ３＝Ｔｓ・（Ｐ３／Ｐｓ）      …（４）
となり、板厚が何度も変化し、その都度加工電流を調整しても、最初に設定及び求めた基準板厚Ｔｓと基準メインパルス数Ｐｓ及びΔＬ加工が進む毎のメインパルス数Ｐｉによって板厚Ｔｉを求めることができるものである。
＜第２の実施形態＞
上述した実施形態では、検出電圧発生装置２よりメインパルス電圧よりも低い電圧を被加工物５とワイヤ電極４間の間隙に印加し、この間隙の電圧が低下することにより、放電可能を判断してメインパルスを印加する電源を用いた。これにより、１回のメインパルスによる放電のエネルギーは一定である。そのため、被加工物５とワイヤ電極４間に印加するメインパルス数を計数することによって、放電加工のための投入エネルギー量を求めることができた。このメインパルス数を計数する代わりに、放電電流を積算して、投入エネルギー量を求めることもできる。そして、加工がΔＬ進む毎の放電電流の積算値を求めこの積算値により板厚を求めることもできる。
【００４３】
とくに、この放電電流の積算値によって投入エネルギー量を求めこの投入エネルギー量（放電電流の積算値）によって板厚を検出する方法は、上述した実施形態のようなメインパルスによる放電電流の値と時間幅が一定である場合にも適用できるが、むしろ各放電電流の値や時間幅が異なるような場合に適している。例えば、電源として、従来から公知のコンデンサ放電を用いた放電加工電源や、単にスイッチング素子等により直流電圧を被加工物５とワイヤ電極４間に印加して、放電を待つような場合放電加工電源を用いる場合に適している。例えば、図９に示すように被加工物５とワイヤ電極４間にスイッチング素子等により、設定ＯＮ時間だけゲートを開いてコンデンサの充電電圧や、直流電源電圧を印加し、このＯＮ時間の間に被加工物５とワイヤ電極４間に放電が生じた場合に放電電流が流れ、放電加工を行なう放電加工電源の場合、この放電電流のピークは及び時間幅は、放電開始時間によって変動し、図９に示すように、１回の放電による放電電流のエネルギー量は異なることになる。そのため、この放電パルスを計数するのではなく、放電電流の積算値を求めることにより、放電加工に費やされる投入エネルギー量を求め、上述した実施形態のメインパルス数Ｐの代わりに使用する。
【００４４】
この場合、制御装置１００のモニタＣＰＵ１０２が実行する処理が、放電間隙検出装置からのメインパルス印加指令数、即ちメインパルス数Ｐを計数するのではなく、電流検出回路１１から出力される平均加工電流を所定周期毎読み取り、レジスタに積算し、この電流積算値をメインパルス数Ｐの代わりに用いる点が相違するのみで他は上述した実施形態と同一である。
図５に示すモニタデータ取得処理においても、Ｐを電流積算値とすればよいだけのものである。また、図６に示すモニタデータ表示処理においても、Ｐを電流積算値とすればよいものである。
＜第３の実施形態＞
上述した第１、第２の実施形態では、板厚を求める方法として、図６のステップＢ６，Ｂ１２で示されるように、基準板厚Ｔｓと該基準板厚に対応する基準投入エネルギー量Ｐｓ（メインパルス数又は放電電流積算値）を用いたが、この基準板厚Ｔｓと基準投入エネルギー量Ｐｓの代わりに、加工が設定距離ΔＬ進む毎に、前回求めた板厚Ｔi-1 と投入エネルギー量Ｐi-1 によって当該回の板厚Ｔｉを求めてもよい。この場合、図５に示す処理は、加工開始前に設定される板厚を初期値として、前回の板厚を記憶するレジスタに、また、ステップＡ６では、求められた投入エネルギー量Ｐ（メインパルス数又は放電電流積算値）を、前回の投入エネルギー量を記憶するレジスタに格納するようにする。それ以外は図５に示した処理と同様の処理を行ない図３に示すようなテーブル６０を作成する。
【００４５】
一方、図６の処理では、ステップＢ２の処理は行なわず、ステップＢ１からステップＢ３に移行し、ステップＢ５、Ｂ１１の処理では、テーブル３０に記憶されたデータＰｉ、ｔｉ、Ｖｉ、Ｉｉを読み出すと共に、上記前回の板厚、投入エネルギー量に記憶するレジスタより板厚、投入エネルギー量を読み出す。この読み出した板厚、投入エネルギー量を前回のものとしてＴi-1 、Ｐi-1 とする。そして、ステップＢ６、Ｂ１２での板厚算出処理では、
Ｔｉ＝Ｔi-1 ・（Ｐｉ／Ｐi-1 ）      …（５）
の演算を行なって、板厚Ｔi を求める。
【００４６】
そして、この求められた板厚Ｔｉ及び当該回の投入エネルギー量Ｐｉを前回の板厚、投入エネルギー量に記憶するレジスタに格納し、ステップＢ７、Ｂ１３に移行する。以降は図６の処理と同一である。
【００４７】
以上の処理により、被加工物５の板厚が変化なければ、加工距離ΔＬの加工量に変化がなく、投入エネルギー量も変化がないことになるから、前回の投入エネルギー量Ｐi-1 と当該回の投入エネルギー量Ｐｉはほぼ等しくなり、上記式より求められる板厚Ｔｉは、前回の板厚Ｔi-1 と同一なる。一方板厚が変化すると、加工距離ΔＬだけ加工した際の加工量に板厚の変化に応じて差異が生じる。そして、加工量の相違により、投入エネルギー量も差異が生じるから、ＰｉとＰi-1 とでは差異が生じる。その結果、上記５式で変化した板厚Ｔｉが求められ、この板厚が前回の板厚を記憶するレジスタに格納されることになる。
このようにして、前回の板厚、及び投入エネルギーに基づいて板厚を順次求めることもできる。
【００４８】
【発明の効果】
本発明においては、板厚または電流密度を検出し表示するから、板厚変化を直ちに知ることができ、加工条件を調整することができる。これにより、板厚変化時のワイヤ断線を防止することができる。さらに、板厚以外にも送り速度、加工電流を表示することにより、加工状態をリアルタイムで把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わるワイヤ放電加工機とそのモニタ装置の一実施形態の機能要部ブロック図である。
【図２】本発明の板厚検出の方法を説明するための説明図である。
【図３】本発明の第１の実施形態におけるモニタデータを記憶するテーブルの説明図である。
【図４】本発明の第１の実施形態の要部ブロック図である。
【図５】同第１の実施形態におけるモニタデータ取得のフローチャートである。
【図６】同第１の実施形態におけるモニタデータ表示処理のフローチャートである。
【図７】同第１の実施形態における横軸を時間としたモニタデータの表示例を示す図である。
【図８】同第１の実施形態における横軸を距離としたモニタデータの表示例を示す図である。
【図９】放電電流のピーク値、幅が一定とならない放電加工電源における放電電流の説明図である。
【図１０】板厚が変化する被加工物の説明図である。
【図１１】図１０に示す被加工物を従来の方法で加工したときの加工平均電流、加工平均電圧等のモニタ図である。
【図１２】図１０に示す被加工物を本発明により加工したときの加工平均電流、加工平均電圧等のモニタ図である。
【図１３】従来の放電加工制御装置の機能構成を示す説明図である。
【符号の説明】
１  メインパルス発生装置
２  検出電圧発生装置
３  通電ブラシ
４  ワイヤ電極
５  被加工物
６  放電間隙検出装置
７  送りパルス演算装置
８  送りパルス分配装置
９  Ｘ軸モータ制御装置
１０  Ｙ軸モータ制御装置
１１  電流検出回路
１２  表示装置
１３  加工距離演算装置
１４  メインパルス数記憶装置
１５  基準メインパルス数記憶装置
１６  板厚演算装置
２０  サーボモータ
３０  テーブル
１００  制御装置
【図１】
0003753865.tif 000002
【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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【図９】
0003753865.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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