JP2013163238A - バイト加工を行うワイヤ放電加工機、ワイヤ放電加工機によるバイト加工方法、およびバイト加工を行うワイヤ放電加工機用プログラム作成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】加工前に計測装置を用いてチップ表面の傾きやうねりを測定し、本来の加工軌跡を測定したチップの実表面に合わせた軌跡に変換することで、高精度で使い易い刃物を作成することが可能なワイヤ放電加工機、そのバイト加工方法、バイト加工を行うワイヤ放電加工機のプログラム作成装置を提供すること。
【解決手段】予め作成されたバイトを加工する加工プログラムを読み込み、加工プログラムを基にタッチセンサを用いて測定する測定点を順次測定するための測定プログラムを作成し、各測定点において、スクイ面高さを測定し、スクイ面高さのデータを記憶し、補正量の計算方法を選択し、補正量を算出し、この補正量は規制値より小さいか否か判断し、小さくない場合には補正量を基に加工プログラムを修正し、小さい場合には、選択された方法に従って、補正量を基に加工プログラムを修正するか、または、元の加工プログラムの移動指令に重畳するための補正値データベースを作成する。
【選択図】図１１
【解決手段】予め作成されたバイトを加工する加工プログラムを読み込み、加工プログラムを基にタッチセンサを用いて測定する測定点を順次測定するための測定プログラムを作成し、各測定点において、スクイ面高さを測定し、スクイ面高さのデータを記憶し、補正量の計算方法を選択し、補正量を算出し、この補正量は規制値より小さいか否か判断し、小さくない場合には補正量を基に加工プログラムを修正し、小さい場合には、選択された方法に従って、補正量を基に加工プログラムを修正するか、または、元の加工プログラムの移動指令に重畳するための補正値データベースを作成する。
【選択図】図１１
Description
本発明は、バイト加工を行うワイヤ放電加工機、ワイヤ放電加工機によるバイト加工方法、およびバイト加工を行うワイヤ放電加工機用プログラム作成装置に関する。
近年、ワイヤ放電加工機を用いてバイトを加工する例が増加している（特許文献１参照）。特に、ＰＣＤ（多結晶ダイヤモンド）工具やＰＣＢＮ（多結晶立方晶窒化硼素）工具のような硬度の高い材質の被加工物は放電が可能な材質であるから、従来の研磨機による加工に比べて高速で加工できることや単一形状の工具（つまり、「ワイヤ電極」）で複雑な加工も行えることから、ワイヤ放電加工機を用いてその加工を行うことが増加している。
ＰＣＤ工具やＰＣＢＮ工具は、切削工具の材料としてＰＣＤ材やＰＣＢＮ材をＰＣＤやＰＣＢＮ素材からチップとして切り出し、ロウ付け材を高周波誘導装置により溶融し、切り出したチップを切り刃としてシャンクにロウ付けし（以下、「半完成バイト」という）、それを最終形状に加工して完成品のバイトに仕上げる。
ロウ付け工程においては、溶融したロウを介在させた状態でチップを位置決めして固定するため、チップを誤差無く設計上の理想位置に固定することが困難である。また、ロウ付け時の熱の影響やチップ自体の厚みが不均一であることも影響してスクイ面にはうねりが生じることも多い。これらの結果、半完成バイトのスクイ面形状は設計上の理想形状と比べると少なからず誤差を持った形状（図５参照）となる場合が多い。
スクイ面の形状が理想形状と異なる場合、理想形状を基に作成された加工経路をそのまま用いると、実際のスクイ面と理想的なスクイ面との高さ方向の誤差が加工物の形状精度に悪影響を及ぼし、高精度な加工物の制作において無視できない誤差が生じる。通常、このような誤差を解消するため、傾きを調製できる治具にシャンクを固定し、スクイ面が理想形状に最も近くなるように傾けてから加工を行う。
このようにチップを傾けて調整するための治具、および傾きを調整するための工数が必要となる。また、スクイ面に「うねり」が生じるような場合では、スクイ面の傾きを調整しても誤差が完全には解消できないため、加工した刃物に誤差が生じてしまう。
さらには、チップ表面を傾けることでバイトの基準面（通常は底面）も傾いた状態となり、その状態で最終形状に加工するため、実際に旋盤等に固定して使用する際には、バイト加工時と同様に基準面を傾けて刃物台に固定するといった煩雑な作業が必要となり、バイトを交換する度に同様の調整が必要となる。
このように従来の加工方法ではバイトの製造と使用の両方において工数が増大するとともに、スクイ面の性状によっては精度の良い刃物を作成すること自体が困難であった。
このように従来の加工方法ではバイトの製造と使用の両方において工数が増大するとともに、スクイ面の性状によっては精度の良い刃物を作成すること自体が困難であった。
そこで、本発明は、加工前に計測装置を用いてチップ表面の傾きやうねりを測定し、本来の加工軌跡を測定したチップの実表面に合わせた軌跡に変換することで、高精度で使い易い刃物を作成することが可能なバイト加工を行うワイヤ放電加工機、ワイヤ放電加工機によるバイトの加工方法、およびバイト加工を行うワイヤ放電加工機用プログラム作成装置を提供することを課題とする。
本願の請求項１に係る発明は、加工プログラムに従い、ワイヤ電極と、チップが取り付けられたバイトが載置されたテーブルとを相対移動させて前記バイトのエッジ部の加工を行うワイヤ放電加工機において、前記加工プログラムの経路上の複数の点における基準面からの高さを測定する測定部と、前記測定部により測定した高さから、前記チップ表面のチップ取り付け誤差のない基準スクイ面に対する高さ誤差を算出する誤差算出部と、前記算出された各測定点における誤差、および前記加工プログラムで指令された加工を行う際のワイヤ電極のテーパ角度から、前記バイトのエッジ部の水平面上の位置が基準スクイ面上のエッジ部の水平面上の位置と一致するように各測定点における補正量を算出する補正量算出部と、前記算出された補正量に基づいて前記ワイヤ電極と前記バイトとの相対移動を制御する部とを有することを特徴とするバイト加工を行うワイヤ放電加工機である。
請求項２に係る発明は、前記バイトの加工対象物が回転体である場合、前記補正量算出部は前記誤差、前記加工プログラムで指令された加工を行う際のワイヤ電極のテーパ角度、および前記加工対象物の回転中心軸から前記バイトのエッジ部までの距離から、前記バイトのエッジ部の前記加工対象物の回転中心軸からの距離が、基準スクイ面上のエッジ部の前記加工対象物の回転中心軸からの距離と一致するように各測定点における補正量を算出することを特徴とする請求項１に記載のバイト加工を行うワイヤ放電加工機である。
請求項２に係る発明は、前記バイトの加工対象物が回転体である場合、前記補正量算出部は前記誤差、前記加工プログラムで指令された加工を行う際のワイヤ電極のテーパ角度、および前記加工対象物の回転中心軸から前記バイトのエッジ部までの距離から、前記バイトのエッジ部の前記加工対象物の回転中心軸からの距離が、基準スクイ面上のエッジ部の前記加工対象物の回転中心軸からの距離と一致するように各測定点における補正量を算出することを特徴とする請求項１に記載のバイト加工を行うワイヤ放電加工機である。
請求項３に係る発明は、加工プログラムに従い、ワイヤ電極と、チップが取り付けられたバイトが載置されたテーブルとを相対移動させて前記バイトのエッジ部の加工を行うワイヤ放電加工機の加工方法であって、前記加工プログラムの経路上の複数の点における、基準面からの高さを測定するステップと、前記測定した高さから、前記チップ表面のチップ取り付け誤差のない基準スクイ面に対する高さの誤差を算出するステップと、前記算出された各測定点における誤差、および前記加工プログラムで指令された加工を行う際のワイヤ電極のテーパ角度から、前記バイトのエッジ部の水平面上の位置が基準スクイ面上のエッジ部の水平面上の位置と一致するように各測定点における補正量を算出するステップと、前記算出された補正量に基づいて前記ワイヤ電極と前記バイトとの相対位置を制御するステップからなることを特徴とするワイヤ放電加工機によるバイト加工方法である。
請求項４に係る発明は、前記バイトの加工対象物が回転体である場合、前記補正量を算出するステップは前記誤差、前記加工プログラムで指令された加工を行う際のワイヤ電極のテーパ角度、および前記加工対象物の回転中心軸から前記バイトのエッジ部までの距離から、前記バイトのエッジ部の前記加工対象物の回転中心軸からの距離が、基準スクイ面上のエッジ部の前記加工対象物の回転中心軸からの距離に一致するように各測定点における補正量を算出することを特徴とする請求項３に記載のワイヤ放電加工機によるバイト加工方法である。
請求項４に係る発明は、前記バイトの加工対象物が回転体である場合、前記補正量を算出するステップは前記誤差、前記加工プログラムで指令された加工を行う際のワイヤ電極のテーパ角度、および前記加工対象物の回転中心軸から前記バイトのエッジ部までの距離から、前記バイトのエッジ部の前記加工対象物の回転中心軸からの距離が、基準スクイ面上のエッジ部の前記加工対象物の回転中心軸からの距離に一致するように各測定点における補正量を算出することを特徴とする請求項３に記載のワイヤ放電加工機によるバイト加工方法である。
請求項５に係る発明は、バイトのエッジ部を加工するプログラムを作成するワイヤ放電加工機用プログラム作成装置において、誤差のない基準スクイ面に対する加工経路を作成する部と、前記加工経路上の複数の点における、基準面からの高さを測定した結果を入力する入力部と、前記入力された値から、前記チップ表面のチップ取り付け誤差のない基準スクイ面に対する高さの誤差を算出する誤差算出部と、前記算出された各測定点における誤差、および設計上決められたバイトのスクイ面と逃げ面とのなす角度から、前記バイトのエッジ部の水平面上の位置が基準スクイ面上のエッジ部の水平面上の位置と一致するように各測定点における補正量を算出する補正量算出部と、前記算出された補正量に基づいて前記加工経路を補正した新たな加工経路を算出する部と、前記算出された新たな加工経路に対する加工プログラムを作成する部と、を有することを特徴とするバイト加工を行うワイヤ放電加工機用プログラム作成装置である。
請求項６に係る発明は、バイトのエッジ部を加工するプログラムを作成するワイヤ放電加工機用プログラム作成装置において、前記バイトを加工するための加工プログラムを記憶する記憶部と、前記加工プログラムの経路上の複数の点における、基準面からの高さを測定した結果を入力する入力部と、前記入力された値から、前記チップ表面のチップ取り付け誤差のない基準スクイ面に対する高さの誤差を算出する誤差算出部と、前記算出された各測定点における誤差、および設計上決められたバイトのスクイ面と逃げ面とのなす角度から、前記バイトのエッジ部の水平面上の位置が基準スクイ面上のエッジ部の水平面上の位置と一致するように各測定点における補正量を算出する補正量算出部と、前記算出された補正量に基づいて前記加工プログラムを補正した新たな加工プログラムを作成する部と、を有することを特徴とするバイト加工を行うワイヤ放電加工機用プログラム作成装置である。
請求項７に係る発明は、前記バイトの加工対象物が回転体である場合、前記補正量算出部は前記誤差、設計上決められたバイトのスクイ面と逃げ面とのなす角度、および前記加工対象物の回転中心軸から前記バイトのエッジ部までの距離から、前記バイトのエッジ部の前記加工対象物の回転中心軸からの距離が、基準スクイ面上のエッジ部の前記加工対象物の回転中心軸からの距離に一致するように各測定点における補正量を算出することを特徴とする請求項５または６のいずれか１つに記載のワイヤ放電加工機用プログラム作成装置である。
請求項６に係る発明は、バイトのエッジ部を加工するプログラムを作成するワイヤ放電加工機用プログラム作成装置において、前記バイトを加工するための加工プログラムを記憶する記憶部と、前記加工プログラムの経路上の複数の点における、基準面からの高さを測定した結果を入力する入力部と、前記入力された値から、前記チップ表面のチップ取り付け誤差のない基準スクイ面に対する高さの誤差を算出する誤差算出部と、前記算出された各測定点における誤差、および設計上決められたバイトのスクイ面と逃げ面とのなす角度から、前記バイトのエッジ部の水平面上の位置が基準スクイ面上のエッジ部の水平面上の位置と一致するように各測定点における補正量を算出する補正量算出部と、前記算出された補正量に基づいて前記加工プログラムを補正した新たな加工プログラムを作成する部と、を有することを特徴とするバイト加工を行うワイヤ放電加工機用プログラム作成装置である。
請求項７に係る発明は、前記バイトの加工対象物が回転体である場合、前記補正量算出部は前記誤差、設計上決められたバイトのスクイ面と逃げ面とのなす角度、および前記加工対象物の回転中心軸から前記バイトのエッジ部までの距離から、前記バイトのエッジ部の前記加工対象物の回転中心軸からの距離が、基準スクイ面上のエッジ部の前記加工対象物の回転中心軸からの距離に一致するように各測定点における補正量を算出することを特徴とする請求項５または６のいずれか１つに記載のワイヤ放電加工機用プログラム作成装置である。
本発明により、加工前に計測装置を用いてチップ表面の傾きやうねりを測定し、本来の加工軌跡を測定したチップの実表面に合わせた軌跡に変換することで、高精度で使い易い刃物を作成することが可能なバイト加工を行うワイヤ放電加工機、ワイヤ放電加工機によるバイトの加工方法、およびバイト加工を行うワイヤ放電加工機用プログラム作成装置を提供できる。
以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
図１は本発明に係るワイヤ放電加工機を説明する概要図である。ワイヤ放電加工機はワイヤ放電加工機本体４０とワイヤ放電加工機本体４０を制御する数値制御装置２０を備えている。
図１は本発明に係るワイヤ放電加工機を説明する概要図である。ワイヤ放電加工機はワイヤ放電加工機本体４０とワイヤ放電加工機本体４０を制御する数値制御装置２０を備えている。
タッチセンサ４９は上ワイヤガイド部に取り付けられている。タッチセンサ４９は図示省略した進退機能によって、ワイヤ電極４の走行方向に平行に上下動可能に取り付けられており、測定対象物に接触したときに接触を検知する信号を出力するセンサである。測定時以外には、タッチセンサ４９は退避位置に引き上げられる。本発明の実施形態では、チップ表面のチップ取り付け誤差のない基準スクイ面に対する高さ誤差を算出するためのデータを取得するために、加工プログラムの経路上の複数の点における基準面からの高さを測定する測定手段として用いられる。
図２は、本発明の適用が可能なワイヤカット放電加工機の概略構成と動作について説明する図である。図２に示されるワイヤカット放電加工機の概略構成は、従来のものと同様である。符号１は加工対象とされるワーク３を設置し固定するワーク置き台である。ワーク置き台１は、高精度の平坦度をもつ載置面２を有する。加工時に、ワーク３はその底面が載置面２に接するようにワーク置き台１に設置され固定される。加工時には、ワイヤ電極４は結線操作により上，下ワイヤガイド１１，１２間に張架され、ワーク３との間に放電を起こさせるための電圧が印加される。
通常、ワーク置き台１の載置面２は水平方向（ＸＹ平面に平行な面上）に延在し、ワーク置き台１はＸ，Ｙ軸のサーボモータ５，６により、Ｘ軸およびＹ軸を直交軸とするＸＹ平面に平行な面上で駆動可能となっている。また、上ワイヤガイド１１は、Ｕ，Ｖ軸のサーボモータ８，９により、ＸＹ平面に平行な面上で駆動可能である。また、Ｚ軸サーボモータ７により、ＸＹ平面に垂直な方向に駆動可能となっている。通常、Ｕ軸による移動方向とＸ軸による移動方向は平行、また、Ｖ軸による移動方向とＹ軸による移動方向は平行である。あるいは、ワーク３側を固定しＸ軸サーボモータ５，Ｙ軸サーボモータ６によってワイヤ電極４側を移動させるようにしてもよい。
加工箇所１６を変えるには、ワーク３とワイヤ電極４の相対的な位置を変えればよく、数値制御装置２０から出力される各軸サーボモータへの指令（Ｘ軸指令、Ｙ軸指令、Ｕ軸指令、Ｖ軸指令、Ｚ軸指令）により行われる。その指令内容は、加工プログラムで規定される。加工プログラムは、ワイヤ電極４の移動指令、つまり、各軸サーボモータへの移動指令などを規定するプログラムであり、前述のＸＹ平面に平行な平面に定義される。この定義される平面はＺ軸方向に任意位置に設定することができる。この任意に設定できる平面をプログラム面と称する。
次に、図３に示す形状のバイトを加工する場合を説明する。なお、図中の座標軸は便宜的に配置したものであり図２の座標軸と対応するものである。バイト３０はワーク３としてワーク置き台１（図２参照）に載置され、基準面はバイト底面とする。バイト３０は、シャンク３１にロウ付けされたチップ３２とから構成される。図３には、チップ３２がシャンク３１に理想的な姿勢でロウ付けされた理想形状のバイト３０が図示されており、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図と側面図とを図示している。（ａ）に示されるように、加工経路３３に沿って放電加工がなされる。スクイ面３４はチップ３２の上面である。放電加工されるとき、（ｂ）に示されるようにワイヤ電極４はＺ軸方向に対して傾斜し、（ａ）の加工経路に沿って放電加工がなされる。図３に示されるようにチップ３２がシャンク３１に理想的な状態でロウ付けされた場合、加工プログラムに従って放電加工することにより、図４に示されるように理想形状を有するバイト３０が得られる。この場合の、スクイ面３４をチップ取り付け誤差のない基準スクイ面とする。しかしながら、実際には、バイト３０の加工前の形状は、図５に示されるように、ロウ材３５の厚みムラにより、チップ３２が理想的な姿勢に対して傾いてシャンク３１に固定される。この場合、スクイ面３４は前記チップ取り付け誤差のない基準スクイ面からずれることになる。本発明においては、この傾いて固定されたチップ３２を、タッチセンサ４９（図１参照）などの計測手段を用いて加工経路に沿って測定することによって、理想的な姿勢からのズレ量を測定する。
以下、図面を用いて説明する。
ここでは、図６に示されるように、加工対象物６０の回転中心軸をＹ軸、それに直角な方向をＸ軸、バイトの厚さ方向をＺ軸、基準面はバイト底面とし、バイトの長手方向がＸ軸にあるとする。
ここでは、図６に示されるように、加工対象物６０の回転中心軸をＹ軸、それに直角な方向をＸ軸、バイトの厚さ方向をＺ軸、基準面はバイト底面とし、バイトの長手方向がＸ軸にあるとする。
（１）測定プログラムで指示された加工経路上の複数点において基準面からの実際のスクイ面の高さをタッチセンサ４９を用いて測定する。複数の測定点は、測定プログラムの開始点から、一定の間隔（例えば１ｍｍ）毎に測定点を定める。加工経路の屈曲点や変曲点の間を等分割（例えば１０分割）して測定点に定める。直線は粗く、曲線は細かくというように、加工経路の形状に合わせて加工経路毎に測定間隔を変えて測定点を定めるとよい。
（２）測定した値（基準面からスクイ面までの距離の値）を基に、各測定点における実際のスクイ面と基準スクイ面とＺ軸方向の誤差量を計算する。得られた誤差量を基に、図８，図９に示される関係に従って補正量を計算する。なお、図８において、符号Ａは理想形状での加工点、符号Ｂは実際の加工点、符号Ｃは実際の点、符号Ｄは半径ｒ上の点、符号Ｅは補正前のプログラム面上の点、符号Ｆは補正点１、符号Ｇは補正点２、また、図９において、符号Ｈは理想形状での加工点、符号Ｉは実際の加工点、符号Ｊは実際の点、符号Ｋは補正前のプログラム面上の点、符号Ｌは補正後のプログラム面上の点を表す。
（３）図８，図９のようにプログラム面をＸＹ平面に設定し、理想形状における測定点の座標を（ａ，ｂ，ｃ）、バイト３０の理想形状と実際の形状のＺ方向の誤差をδｚｘ，δｚｙ、測定点でのワイヤ電極のテーパ角度をθ、測定点における被加工物の半径をｒとすると、測定点（ａ，ｂ，ｃ）に対応するプログラム面上の点を（Ｘ，Ｙ，０）として、補正後のプログラム面上のＸＹ平面における座標は、ＸＺ平面において任意の座標点でのＺ方向の誤差δｘｚ、ワイヤ角度θ、Ｙ軸からの距離ｒの３つの値から補正量を求めることができ、ＹＺ平面において任意の座標点でのＺ方向の誤差δｙｚ、ワイヤ角度θの値から補正量を求めることができる。なお、誤差δｘｚ、誤差δｙｚは、チップ表面のチップ取り付け誤差のない基準面に対する加工前の実際のバイトのチップ表面との高さの差異を表す量である。
補正点１：（Ｘ＋δｘｚ・ｔａｎθ、Ｙ＋δｘｚ・ｔａｎθ、Ｚ）
もしくは、
補正点２：（Ｘ―δｘｚ＋δｘｚ・ｔａｎθ＋（（ｒ2―（ｃ＋ｘｚ）2）1/2、Ｙ＋ｘｚ・ｔａｎθ、Ｚ）
と表すことができる。
なお、図８において補正点１はＦ、補正点２はＧに対応する。また、補正点１は汎用のバイトなど、半径ｒが不明な場合に用いる補正点、補正点２は加工物の半径ｒが分かっている総形バイトなどで用いる補正点で、被加工物の形状が判明している場合は補正点１よりも誤差が小さくなる補正点である。
もしくは、
補正点２：（Ｘ―δｘｚ＋δｘｚ・ｔａｎθ＋（（ｒ2―（ｃ＋ｘｚ）2）1/2、Ｙ＋ｘｚ・ｔａｎθ、Ｚ）
と表すことができる。
なお、図８において補正点１はＦ、補正点２はＧに対応する。また、補正点１は汎用のバイトなど、半径ｒが不明な場合に用いる補正点、補正点２は加工物の半径ｒが分かっている総形バイトなどで用いる補正点で、被加工物の形状が判明している場合は補正点１よりも誤差が小さくなる補正点である。
同様に、補正後のプログラム面上のＹＺ平面における座標は、
補正点３：（Ｙ＋δｙｚ・ｔａｎθ、０）
と表すことができる。
なお、図９において補正点３はＬに対応する。
補正点３：（Ｙ＋δｙｚ・ｔａｎθ、０）
と表すことができる。
なお、図９において補正点３はＬに対応する。
（４）ここで、（３）の補正点の座標を現実的な値で計算してみると、補正点１、２の差は理想形状からの誤差が小さい場合はそれ程大きな値にならず、例えば、（ａ，ｂ，ｃ）＝（４９．９６，０，−２）、δｘｚ＝０．０５、θ＝１０o、ｒ＝５０［ｍｍ］とすると、Ｘ座標において、補正点２−補正点１は約２μｍとなり、高精度の工具以外では補正点１，２の差異は無視できる小さな値となる。しかし、補正前の点と比較すると、補正点２―補正前点の値は約１１μｍとなり、補正無しでは誤差が大きいことが分かる。
（５）現実的な例として、図３のバイトの場合、図１０のように円柱に複数の溝を同時加工するような用途が考えられる。例えば、θ＝１０o、先端の刃先で加工する半径ｒ１＝４０［ｍｍ］、次の刃先で加工する半径ｒ２＝４８［ｍｍ］として、刃先高さは同じで、実際のスクイ面の角度が９o（１o理想の角度からずれている）とすると、半径ｒ２を加工する刃先では計算式のδｘｚの値が約０．２となり、最終的な加工物の半径誤差として、
補正無し＝４７．９５９・・・（誤差約４１μｍ）
補正点１＝４７．９９４・・・（誤差約６μｍ）
補正点２＝４８．０００・・・（誤差なし）
と大きな誤差となる。
補正無し＝４７．９５９・・・（誤差約４１μｍ）
補正点１＝４７．９９４・・・（誤差約６μｍ）
補正点２＝４８．０００・・・（誤差なし）
と大きな誤差となる。
図３のバイトの場合は、半径ｒ１と半径ｒ２のピッチ精度が求められる場合が多く、Ｘ軸方向の切り込みを調節してもピッチ精度は変わらないため刃先の補正が重要となる。
（６）（３）の座標の関係に従って各測定点における補正量を求め、その補正量に従って実際の加工におけるワイヤ電極４とバイト３０の相対位置を制御する。相対位置の制御方法としては、補正量を機械の数値制御装置に入力し、機械がある測定点に移動する際には、数値制御装置から機械に対して、測定点までの移動距離に補正量を加味した移動指令を出すようにする。測定点に補正量を加えた点を直線、もしくは曲線で接続して新たな加工経路とする。あるいは、プログラム作成装置において、補正量を加味して加工プログラムを作成しなおしてもよい。
（７）（３）の座標の関係は、被加工物の座標系を変えなければ、ＸＺ面において任意点でのＺ方向の誤差δｘｚ、ワイヤ角度θ、Ｙ軸からの距離ｒの３つの値から補正量を求めることができるため、例えば、図７のようにバイトと被加工物の位置関係が変わった場合においても、（３）の座標の関係はそのまま使用することができる。
（８）被加工物が回転しない、プレーナ等で用いるバイトの場合は、被加工物が回転しないので補正点１の式を用いることで補正量を計算することができる。
（９）補正量は、通常の場合は小さい値に収まるため、補正後の点は測定点の近傍にあり、その範囲においては近似的な基準面と平行（高さが同じ）とみなせるため、再度の測定は不要と考えられる。しかし、補正量が多い場合には高さ誤差が生じる可能性があるため、補正後の点を新しい加工経路に沿って測定する必要が生じる。
（９）補正量は、通常の場合は小さい値に収まるため、補正後の点は測定点の近傍にあり、その範囲においては近似的な基準面と平行（高さが同じ）とみなせるため、再度の測定は不要と考えられる。しかし、補正量が多い場合には高さ誤差が生じる可能性があるため、補正後の点を新しい加工経路に沿って測定する必要が生じる。
（１０）上記例では底面を基準面としたが、実際に運用する上では、底面と対向する他の面やシャンクを固定する治具の面などで代用することも可能である。また、シャンクが丸棒などで平面を求められない場合でも、棒の適当な位置（通常は上下端）を測定して仮想的な基準面を算出、採用することが可能である。
（１１）バイト先端に装着するスローアウェイチップを加工する場合も、上記例と同様にスクイ面を測定して補正を行うことで高精度の加工が可能になる。
（１１）バイト先端に装着するスローアウェイチップを加工する場合も、上記例と同様にスクイ面を測定して補正を行うことで高精度の加工が可能になる。
以上のように、実際のスクイ面と基準スクイ面との高さの誤差を求め、加工する際のワイヤ電極のテーパ角度、理想的な加工軌跡、およびバイトの被加工物の回転中心軸から刃先までの距離を勘案して実際の加工におけるワイヤ電極とバイトの相対位置を制御することで、高精度で使い易いバイトを作成することができる。
（１２）次に、バイトの加工プログラムを作成する例を説明する。
放電加工機のテーブル上、および３次元測定機テーブル上に刃物固定治具を設置し、３次元測定機の治具に半完成バイトを固定する。両治具はバイトを同じように固定できるように作成されているとする。
放電加工機のテーブル上、および３次元測定機テーブル上に刃物固定治具を設置し、３次元測定機の治具に半完成バイトを固定する。両治具はバイトを同じように固定できるように作成されているとする。
（１３）（１）〜（３）と同様に、３次元測定機上で、予め作成した基準スクイ面に対する加工経路上の複数点において実際のスクイ面の高さを測定し、バイト基準面についても測定を行い、その寸法結果を、加工プログラムが記憶されたプログラム作成装置に入力し、入力された測定結果、およびバイト設計上の寸法から、チップ表面のチップ取り付け誤差のない基準スクイ面に対する高さ誤差を算出し、算出された誤差、設計上決められたバイトのスクイ面と逃げ面とのなす角度から、バイトのエッジ部の水平面上の位置が基準スクイ面上のエッジ部の水平面上の位置と一致するように各測定点における補正量を算出し、算出された補正量を用いて半完成バイトに適した加工プログラムをプログラム作成装置によって作成してもよい。
このとき、バイト３０の加工対象物が図６や図７に示されるように回転体である場合、前述の補正点１や補正点２と同様にして、補正量は、チップ表面のチップ取り付け誤差のない基準スクイ面に対する高さ誤差、設計上決められたバイトのスクイ面と逃げ面とのなす角度、および前記加工対象物６０の回転中心軸からバイト３０のエッジ部までの距離から、バイト３０のエッジ部の加工対象物６０の回転中心軸からの距離が、基準スクイ面上のエッジ部の加工対象物６０の回転中心からの距離に一致するように、各測定点における補正量を算出し、算出された補正量を用いて半完成バイトに適した加工プログラムをプログラム作成装置によって作成してもよい。
（１４）バイトを放電加工機テーブル上の治具に固定し、作成したプログラムに従って加工を行う。この場合はすでに誤差を考慮したプログラムになっているため、放電加工機でさらに測定や補正を行う必要はない。
以上のように、機外での測定、およびプログラムの作成を行うことで、高精度バイト加工や取り時間を短縮させることが可能となる。
以上のように、機外での測定、およびプログラムの作成を行うことで、高精度バイト加工や取り時間を短縮させることが可能となる。
図１１はワイヤ放電加工機の制御装置５０が実行する本発明に係る処理を説明するフローチャートである。以下、各ステップに従って説明する。
●［ステップＳＡ０１］予め作成されたバイトを加工する加工プログラムを読み込む。
●［ステップＳＡ０２］加工プログラムを基にタッチセンサを用いて測定する測定点を順次測定するための測定プログラムを作成する。
●［ステップＳＡ０３］各測定点において、スクイ面高さを測定し、スクイ面高さのデータを記憶する。
●［ステップＳＡ０４］補正量の計算方法を選択する。計算方法は、補正点１を求めるか補正点２を求めるかを選択することを意味する。
●［ステップＳＡ０５］ステップＳＡ０４で選択された補正量の計算方法によって補正量を算出する。補正量の算出過程で、チップ取り付け誤差のない基準スクイ面に対する高さ誤差の算出（特許請求の範囲の「誤差算出部」に対応）し、算出された各測定点における誤差、および加工プログラムで指令された加工を行う際のワイヤ電極のテーパ角度から、バイトのエッジ部の水平面の位置が基準スクイ面上のエッジ部の水平面上の位置と一致するように各測定点における補正量を算出する（特許請求の範囲の「補正量算出部」に対応）する。
●［ステップＳＡ０６］補正量は規制値より小さいか否か判断し、規制値より小さい場合にはステップＳＡ８へ移行し、小さくない場合にはステップＳＡ０７へ移行する。
●［ステップＳＡ０７］補正量を基に加工プログラムを修正し、ステップＳＡ０２に戻る。
●［ステップＳＡ０８］補正方法を選択する。
●［ステップＳＡ０９］選択された方法に従って、補正量を基に加工プログラムを修正するか、または、元の加工プログラムの移動指令に重畳するための補正値データベースを作成し、処理を終了する。
●［ステップＳＡ０１］予め作成されたバイトを加工する加工プログラムを読み込む。
●［ステップＳＡ０２］加工プログラムを基にタッチセンサを用いて測定する測定点を順次測定するための測定プログラムを作成する。
●［ステップＳＡ０３］各測定点において、スクイ面高さを測定し、スクイ面高さのデータを記憶する。
●［ステップＳＡ０４］補正量の計算方法を選択する。計算方法は、補正点１を求めるか補正点２を求めるかを選択することを意味する。
●［ステップＳＡ０５］ステップＳＡ０４で選択された補正量の計算方法によって補正量を算出する。補正量の算出過程で、チップ取り付け誤差のない基準スクイ面に対する高さ誤差の算出（特許請求の範囲の「誤差算出部」に対応）し、算出された各測定点における誤差、および加工プログラムで指令された加工を行う際のワイヤ電極のテーパ角度から、バイトのエッジ部の水平面の位置が基準スクイ面上のエッジ部の水平面上の位置と一致するように各測定点における補正量を算出する（特許請求の範囲の「補正量算出部」に対応）する。
●［ステップＳＡ０６］補正量は規制値より小さいか否か判断し、規制値より小さい場合にはステップＳＡ８へ移行し、小さくない場合にはステップＳＡ０７へ移行する。
●［ステップＳＡ０７］補正量を基に加工プログラムを修正し、ステップＳＡ０２に戻る。
●［ステップＳＡ０８］補正方法を選択する。
●［ステップＳＡ０９］選択された方法に従って、補正量を基に加工プログラムを修正するか、または、元の加工プログラムの移動指令に重畳するための補正値データベースを作成し、処理を終了する。
１ ワーク置き台
２ 載置面
３ ワーク
４ ワイヤ電極
５ Ｘ軸サーボモータ
６ Ｙ軸サーボモータ
７ Ｚ軸サーボモータ
８ Ｕ軸サーボモータ
９ Ｖ軸サーボモータ
１１ 上ワイヤガイド
１２ 下ワイヤガイド
１６ 加工箇所
２０ 数値制御装置
３０ バイト
３１ シャンク
３２ チップ
３３ 加工経路
３４ スクイ面
３５ ロウ材
３６ 逃げ面
４０ ワイヤ放電加工機本体
４９ タッチセンサ
６０ 加工対象物
Ａ 理想形状での加工点
Ｂ 実際の加工点
Ｃ 実際の点
Ｄ 半径ｒ上の点
Ｅ 補正前のプログラム面上の点
Ｆ 補正点１
Ｇ 補正点２
Ｈ 理想形状での加工点
Ｉ 実際の加工点
Ｊ 実際の点
Ｋ 補正前のプログラム面上の点
Ｌ 補正後のプログラム面上の点
２ 載置面
３ ワーク
４ ワイヤ電極
５ Ｘ軸サーボモータ
６ Ｙ軸サーボモータ
７ Ｚ軸サーボモータ
８ Ｕ軸サーボモータ
９ Ｖ軸サーボモータ
１１ 上ワイヤガイド
１２ 下ワイヤガイド
１６ 加工箇所
２０ 数値制御装置
３０ バイト
３１ シャンク
３２ チップ
３３ 加工経路
３４ スクイ面
３５ ロウ材
３６ 逃げ面
４０ ワイヤ放電加工機本体
４９ タッチセンサ
６０ 加工対象物
Ａ 理想形状での加工点
Ｂ 実際の加工点
Ｃ 実際の点
Ｄ 半径ｒ上の点
Ｅ 補正前のプログラム面上の点
Ｆ 補正点１
Ｇ 補正点２
Ｈ 理想形状での加工点
Ｉ 実際の加工点
Ｊ 実際の点
Ｋ 補正前のプログラム面上の点
Ｌ 補正後のプログラム面上の点
Claims (7)
- 加工プログラムに従い、ワイヤ電極と、チップが取り付けられたバイトが載置されたテーブルとを相対移動させて前記バイトのエッジ部の加工を行うワイヤ放電加工機において、
前記加工プログラムの経路上の複数の点における基準面からの高さを測定する測定部と、
前記測定部により測定した高さから、前記チップ表面のチップ取り付け誤差のない基準スクイ面に対する高さ誤差を算出する誤差算出部と、
前記算出された各測定点における誤差、および前記加工プログラムで指令された加工を行う際のワイヤ電極のテーパ角度から、前記バイトのエッジ部の水平面上の位置が基準スクイ面上のエッジ部の水平面上の位置と一致するように各測定点における補正量を算出する補正量算出部と、
前記算出された補正量に基づいて前記ワイヤ電極と前記バイトとの相対移動を制御する部とを有することを特徴とするバイト加工を行うワイヤ放電加工機。 - 前記バイトの加工対象物が回転体である場合、前記補正量算出部は、前記誤差、前記加工プログラムで指令された加工を行う際のワイヤ電極のテーパ角度、および前記加工対象物の回転中心軸から前記バイトのエッジ部までの距離から、前記バイトのエッジ部の前記加工対象物の回転中心軸からの距離が、基準スクイ面上のエッジ部の前記加工対象物の回転中心軸からの距離と一致するように各測定点における補正量を算出することを特徴とする請求項１に記載のバイト加工を行うワイヤ放電加工機。
- 加工プログラムに従い、ワイヤ電極と、チップが取り付けられたバイトが載置されたテーブルとを相対移動させて前記バイトのエッジ部の加工を行うワイヤ放電加工機の加工方法であって、
前記加工プログラムの経路上の複数の点における、基準面からの高さを測定するステップと、
前記測定した高さから、前記チップ表面のチップ取り付け誤差のない基準スクイ面に対する高さの誤差を算出するステップと、
前記算出された各測定点における誤差、および前記加工プログラムで指令された加工を行う際のワイヤ電極のテーパ角度から、前記バイトのエッジ部の水平面上の位置が基準スクイ面上のエッジ部の水平面上の位置と一致するように各測定点における補正量を算出するステップと、
前記算出された補正量に基づいて前記ワイヤ電極と前記バイトとの相対位置を制御するステップからなることを特徴とするワイヤ放電加工機によるバイト加工方法。 - 前記バイトの加工対象物が回転体である場合、前記補正量を算出するステップは、前記誤差、前記加工プログラムで指令された加工を行う際のワイヤ電極のテーパ角度、および前記加工対象物の回転中心軸から前記バイトのエッジ部までの距離から、前記バイトのエッジ部の前記加工対象物の回転中心軸からの距離が、基準スクイ面上のエッジ部の前記加工対象物の回転中心軸からの距離に一致するように各測定点における補正量を算出することを特徴とする請求項３に記載のワイヤ放電加工機によるバイト加工方法。
- バイトのエッジ部を加工するプログラムを作成するワイヤ放電加工機用プログラム作成装置において、
誤差のない基準スクイ面に対する加工経路を作成する部と、
前記加工経路上の複数の点における、基準面からの高さを測定した結果を入力する入力部と、
前記入力された値から、前記チップ表面のチップ取り付け誤差のない基準スクイ面に対する高さの誤差を算出する誤差算出部と、
前記算出された各測定点における誤差、および設計上決められたバイトのスクイ面と逃げ面とのなす角度から、前記バイトのエッジ部の水平面上の位置が基準スクイ面上のエッジ部の水平面上の位置と一致するように各測定点における補正量を算出する補正量算出部と、
前記算出された補正量に基づいて前記加工経路を補正した新たな加工経路を算出する部と、
前記算出された新たな加工経路に対する加工プログラムを作成する部と、
を有することを特徴とするバイト加工を行うワイヤ放電加工機用プログラム作成装置。 - バイトのエッジ部を加工するプログラムを作成するワイヤ放電加工機用プログラム作成装置において、
前記バイトを加工するための加工プログラムを記憶する記憶部と、
前記加工プログラムの経路上の複数の点における、基準面からの高さを測定した結果を入力する入力部と、
前記入力された値から、前記チップ表面のチップ取り付け誤差のない基準スクイ面に対する高さの誤差を算出する誤差算出部と、
前記算出された各測定点における誤差、および設計上決められたバイトのスクイ面と逃げ面とのなす角度から、前記バイトのエッジ部の水平面上の位置が基準スクイ面上のエッジ部の水平面上の位置と一致するように各測定点における補正量を算出する補正量算出部と、
前記算出された補正量に基づいて前記加工プログラムを補正した新たな加工プログラムを作成する部と、
を有することを特徴とするバイト加工を行うワイヤ放電加工機用プログラム作成装置。 - 前記バイトの加工対象物が回転体である場合、前記補正量算出部は前記誤差、設計上決められたバイトのスクイ面と逃げ面とのなす角度、および前記加工対象物の回転中心軸から前記バイトのエッジ部までの距離から、前記バイトのエッジ部の前記加工対象物の回転中心軸からの距離が、基準スクイ面上のエッジ部の前記加工対象物の回転中心軸からの距離に一致するように各測定点における補正量を算出することを特徴とする請求項５または６のいずれか１つに記載のワイヤ放電加工機用プログラム作成装置。
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