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JPH09174339A - ワイヤ電食方法および装置 - Google Patents

ワイヤ電食方法および装置

Info

Publication number
JPH09174339A
JPH09174339A JP8353769A JP35376996A JPH09174339A JP H09174339 A JPH09174339 A JP H09174339A JP 8353769 A JP8353769 A JP 8353769A JP 35376996 A JP35376996 A JP 35376996A JP H09174339 A JPH09174339 A JP H09174339A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wire
electrolytic corrosion
displacement
cutting
machining
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP8353769A
Other languages
English (en)
Inventor
Rene Derighetti
デリゲッティ ルネ
Silvano Dresti
ドレスティー シルヴァーノ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Agie Charmilles SA
Original Assignee
Agie Charmilles SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Agie Charmilles SA filed Critical Agie Charmilles SA
Publication of JPH09174339A publication Critical patent/JPH09174339A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H7/00—Processes or apparatus applicable to both electrical discharge machining and electrochemical machining
    • B23H7/02—Wire-cutting
    • B23H7/06—Control of the travel curve of the relative movement between electrode and workpiece
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H7/00—Processes or apparatus applicable to both electrical discharge machining and electrochemical machining
    • B23H7/02—Wire-cutting
    • B23H7/04—Apparatus for supplying current to working gap; Electric circuits specially adapted therefor

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電食ワイヤによる切断時の変位を改良す
ることにある。 【解決手段】 電食ワイヤ（１０）の変位は、加工動作
の間プリセット値に一定に維持される。ＸＹドライバ
（２４）の前進率、加工パルスの周波数、またはそれら
電食のためのパラメータの組み合わせは、ワイヤ偏位
（ａ）に影響を与えるように調整量に選択される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、加工動作により生
じる電食ワイヤの方向を考慮に入れるワイヤ電食方法お
よびその方法を実行するための自動制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ワイヤ電食においては、パイロットホー
ルまたは基準面から開始され、輪郭（外形）が第１の電
極（電食ワイヤ）により第２の電極（工作物）にまたは
第２の電極から切断される。電食ワイヤは、供給スプー
ルから連続的に引き出され、工作物の上に配置された上
部ワイヤガイドにより加工領域に案内され、加工領域に
おいて放電し、工作物の下に配置された下部ワイヤガイ
ドを通る。
【０００３】ワイヤ電食おいては、機械的および電気的
な力が屈曲しやすい電食ワイヤの静止位置からの凸状湾
曲または永久変位を電食プロセスの間に発生する、とい
う独特の問題がある。このワイヤ屈曲は、特定の電食状
態に依存し、加工方向または前進供給方向と同じ方向ま
たは反対方向へ向けられ、特に曲がった切断輪郭（切断
形状）を有するプログラムされた基準路からの不所望の
逸脱すなわち偏位を生じる。
【０００４】最も知られたワイヤ電食機においては、加
工動作により生じる変位は、測定されず、また制御器に
より制御されない。切断輪郭がプログラムされていると
きだけ、ワイヤ変位により生じる輪郭のエラーを考慮し
て、全切断(fill cutting)またはトリム切断(trim cutt
ing)のような加工の種類に応じて経験的に得た値を使用
して調整した幾何学的値が用いられる。これら経験的に
得た訂正パラメータは全く反復不能であるから、訂正値
を再調整することが常に必要であり、また新たな切断状
態の基で生じる輪郭エラーは長い実験の後に得られるだ
けである。
【０００５】上記の方法は、ＤＥ−ＰＳ２８２６２７０
Ｃ２にて知られている。このケースにおいては、静止位
置からの電食ワイヤの変位を連続的に測定し、ワイヤガ
イドの基準路を電食ワイヤにより移る通路が基準路に対
応するように前記変位情報を基に訂正する。この通路訂
正は、前進供給制御と低速で比較する自動制御システム
を通して行われる。この自動制御システムが最高に設計
されているにもかかわらず、浸食面は望まない欠陥を呈
する。この欠陥は、切断幾何形状が複雑であるために特
に生じる。この欠陥を回避するために、予めプログラム
された輪郭追従速度減速法は、一般に、制御不能のファ
クタ数に依存する手法を導入している。
【０００６】
【解決しようとする課題】本発明の目的は、電食ワイヤ
による切断時の変位を改良することにある。
【０００７】
【解決手段、作用、効果】本発明の、加工動作により生
じる電食ワイヤの変位を考慮するワイヤ電食方法は、ワ
イヤ変位を加工動作の間一定に維持するように１以上の
電食パラメータを修正することを含む。
【０００８】プログラムされた切断輪郭を、電極ワイヤ
が予め設定された切断路に沿って変位するように、ワイ
ヤ変位により訂正することができる。また、加工パルス
のパルス周波数または電食ワイヤの前進供給速度を電食
パラメータとして選択してもよい。
【０００９】ワイヤ変位を、切断速度の関数として予め
設定されたパルス周波数で、パルス周波数の関数として
切断速度で、または、パルス周波数および切断速度の関
数として制御することができる。
【００１０】変位が切断の種類およびまたは加工電流に
依存して切断路に対する接線方向および垂直方向の両プ
リセット値を有するように、電食パラメータを制御して
もよい。
【００１１】基準変位の方向を、ａ）直線的な全切断の
ための切断方向に対して反対に、ｂ）曲線的な全切断の
ための切断方向に関して接線方向の要素の目標値および
垂直方向の要素の目標値として、または、仕上げ切断の
ための切断方向に対して十字状に選択することができ
る。
【００１２】測定したワイヤ変位が予め設定された最小
値以下に誤ったとき、プロセスの低下を防止するための
測定、特に短絡またはワイヤ断線を防止するための測定
を自動的に開始することができる。また、電食ワイヤの
静止位置を、各加工動作の前に測定し、ワイヤ変位のた
めの基準値として記憶することができる。
【００１３】加工空隙の抵抗値を連続的に監視し、また
フラッシング圧を増大することにより基準値からの偏位
を相殺することができる。さらに、ワイヤ偏位のための
制御より速い速度を有する内部制御ループを使用するこ
とにより、点火遅延、平均加工電圧、無負荷パルス数、
およびまたは、短絡の発生を基に、加工動作を監視する
ことができる。
【００１４】上記のいずれかの電食方法を実施するため
の電食機用制御装置は、ａ）電食ワイヤのワイヤ変位を
連続的に測定する少なくとも１つのワイヤ位置センサ
と、ｂ）ワイヤ変位が加工動作の間一定になるように、
１以上の電食パラメータに影響を与える制御手段とを含
む。
【００１５】前記制御手段は、コンピュータと、加工パ
ルスのパルス数、およびまたは、電食ワイヤの前進供給
速度を制御偏差として修正する制御器出力トランスミッ
タとを含むことができる。さらに、前記ワイヤ位置セン
サからの信号を受け、加工動作の開始前に静止位置にお
ける電食ワイヤの位置を記憶するメモりを含むことがで
きる。
【００１６】上記の種類のワイヤ電食方法において、静
止位置からの電食ワイヤの変位が一定になるように、１
以上の電食パラメータが加工の間修正される。好適な自
動制御装置は、そのようなワイヤ変位を連続して測定す
る１以上のワイヤ位置センサと、測定されたワイヤ変位
および予め設定された基準変位の比較を基にワイヤ変位
が加工の間一定に持続するように１以上の電食パラメー
タに影響を与える制御器とを含む。
【００１７】本発明の１つの概念によれば、確実な制御
計画を用いることによりワイヤ電食間の不確実性要素の
ようなある程度知られておりかつある程度完全には理解
さないファクタ数に依存する不可避的なワイヤ変位を除
去することにある。加工の間、ワイヤ変位は、切断方向
に対し接線方向の変位要素、また必要に応じて垂直方向
の変位要素を連続的に監視され、切断方向に対し接線方
向の予め設定された固定の変位基準、また必要に応じて
垂直方向の予め設定された固定の変位基準と比較され
る。基準変位からの偏位が検出されると、ワイヤ変位に
応答可能の電食パラメータは、ワイヤ変位が一定値を持
続するように、修正される。この方法においては、電食
ワイヤ等の機械的安定性を変更することにより、たとえ
ば材料の均一性の結果として電食状態における瞬間的な
変化により生じるワイヤ変位の変動の可能性、および、
それに関連する切断精度の低下を除去する。
【００１８】ワイヤ変位は、ワイヤ電食機の配置の間固
定パラメータとして含むことができる。これにより、プ
ログラムされた切断幾何学形状は、好ましくは、電食ワ
イヤが予め設定された基準の輪郭（外形）に沿って移る
ように、ワイヤ変位により導入される輪郭エラーのため
に訂正される。
【００１９】ＤＥ−ＰＳ２８２６２７０Ｃ２の方法を越
える改良として、ワイヤ変位は制御される。本発明で達
成されるワイヤ変位の安定性は、たとえば本出願人によ
り使用されたいわゆるＤＬＳ（パイロット）訂正におい
て実行されるプログラムされた切断輪郭（切断形状）を
修正する理想的なものである。加工動作により生じるワ
イヤ変位を含むプログラムされた切断輪郭の訂正の組み
合わせによってだけ、本発明で提案する制御計画で、任
意の電食状態のための切断幾何学形状の再現性と精密さ
とに関する最適な結果が得られる。
【００２０】調整に適した量は、たとえば、誘電体のフ
ラッシング量、フラッシング圧、前進供給制御の方向お
よび速度、加工パルス間の静止期間、パルス期間、なら
びに、パルス電流に依存して、加工の間電食ワイヤに作
用しかつワイヤ変位を生じる電気的および機械的な力か
ら全ての電食パラメータを基本とする。加工パルスのパ
ルス周波数と、切断方向に対し接線方向への電食ワイヤ
の前進供給率（前進率）とは、特に有利な調整量である
として証明されている。これらの電食機は、化学堆積
物、加工間隙寸法等の他のファクタに影響を与えること
なしに、電食ワイヤの変位に影響を与えるように使用さ
れる。
【００２１】パルス周波数と電食ワイヤの前進供給率と
は、好ましくは、以下のように修正される。
【００２２】１．予め設定された切断速度では、加工パ
ルス（いわゆる、等エネルギーパルス）のパルス周波数
を変更することによりワイヤ変位を一定に維持する。
【００２３】２．予め設定されたパルス周波数では、電
食ワイヤによる切断速度を変更することによりワイヤ変
位を一定に維持する。
【００２４】３．予め設定されたパルス周波数（また
は、場合によっては、予め設定された切断速度）では、
前進供給率を修正することにより、および、必要ならば
引き続く制御サイクルの間パルス周波数（または、場合
によっては、切断速度）を修正することにより、ワイヤ
変位を一定に維持する。
【００２５】基準偏位からのワイヤ変位の起こり得る偏
位に対向する自動制御装置の速度は、電食ワイヤの位置
を実際に変化させる速度に適合されねばならない。加工
パルスのパルス周波数を調整する場合のパルス発生器の
制御の速度のために、前記と同じ速度は、前進供給率が
変更される場合におけるワイヤガイド用ドライバの速度
に適用される。
【００２６】電食プロセスの間、電食ワイヤに適用され
る張力の結果としての機械的回復力のような機械的力、
フラッシング力、電食プロセスにより生じる電食力（い
わゆる、浸食圧力）、電食ワイヤと工作物との間の磁気
的および電気的な力等が電食ワイヤに作用する。電食ワ
イヤの機械的張力および機械的慣性が、電気的な力、電
食圧力およびフラッシング力を無効にすることが知られ
ている。しかし、それぞれの力の方向および大きさは、
特定の電食状態、特に曲線的なまたは直線的な全切断ま
たはトリム切断のような切断の種類に依存し、また電食
ワイヤと工作物との間の間隔にも依存する。電食ワイヤ
の位置上でこれらの力の衝撃を評価することは困難であ
る。
【００２７】多くのケースにおいては、これらの力は、
静止位置からの電食ワイヤの変位を導く。本発明で提供
する制御計画は、パルス周波数およびまたは前進供給率
を主として修正することにより、ワイヤ変位が除去され
るということだけではなく、それらの大きさが一定に維
持されるということを含む全体としてこれら全ての力を
考慮に入れている。この方法においては、ワイヤ電食の
間の望まないワイヤ変位は、処理しやすい技術量に変換
される。これまでワイヤ電食における変動の結果として
生じていた切断輪郭の不正確さの多くが本発明により除
去される。
【００２８】提供する調整量、すなわち電食ワイヤの変
位は、また、加工プロセスの間の電食状態の変化を示
す。逆にいえば、たとえば、電食ワイヤの機械的エネル
ギーの変化、電食ワイヤと工作物とにより形成されるキ
ャパシタの電気的エネルギーの変化、電食ワイヤにより
形成されるインダクタの磁気的エネルギーの変化等、処
理ゾーンにおけるエネルギー変化に関する結果（情報）
を提供する。本発明で提供するワイヤ変位監視方法は、
全体の電食プロセスを監視するために用いることができ
る、という利点がある。予め設定された基準変位からの
多くの偏位は、たとえば、加工空隙の瞬間的な汚染、短
絡またはワイヤの断線、フラッシング状態、ワイヤガイ
ドの不完全さ等に関する結果（情報）を提供する。測定
したワイヤ変位が予め設定された最小値以下に間違う
と、プロセスの低下を防止するための測定が自動的に開
始される。そのような測定は、次のように行われる。
【００２９】１．横の短絡が発生したときは、切断速度
とともに加工パルスのパルス周波数を減少させることに
より電食プロセスを維持する。
【００３０】２．−ワイヤの断線なしに短絡が生じたと
きは、加工電流および切断速度を減少させ、必要に応じ
てワイヤの供給を反対にする。
【００３１】３．ワイヤの断線により短絡したときは、
加工動作を突然に中断し、必要に応じて自動ワイヤ通し
を実行する。
【００３２】加えて、本発明のワイヤ変位制御は、工作
物の幾何学形状の監視にも使用することができる。点火
の遅延、点火電圧、平均加工電流のような電気量を制御
してそれらを一定に維持するだけの公知の方法に比べ、
本発明では量を電食ワイヤと工作物との間の距離（間
隔）に応じて制御する。前記の電気量は、実際上、方向
に依存せず、それゆえに工作物の幾何学的形状に関する
情報を提供する能力がない。特に、内側および外側の角
部を工作物の基準幾何学形状から逸脱する外形部のトリ
ム切断または全切断により切断する場合に、ワイヤ変位
をその方向と大きさの両者に関して分析するときに高切
断精度が達成されるだけである。
【００３３】切断の種類およびまたは加工電流に依存す
る場合、電食パラメータは、好ましくは、切断路に対す
る縦方向または接線方向および垂直方向のワイヤ変位が
予め設定された値を有するように、制御される。ワイヤ
変位に影響を与えるように使用する調整量を決定するた
めには、基準変位からの接線方向および垂直方向の変位
が別々に重み付けをされ、その結果接線方向および垂直
方向のワイヤ変位の要素は互いに異なる。
【００３４】特殊な電食状態の基においては、ゼロの値
が基準変位として選択され、これは電食ワイヤが加工の
間その静止位置にとどまることを意味する。これは、一
方では機械的回復力が、また他方では電気的な力、電食
圧力およびフラッシング力が丁度相殺されるケースであ
る。最高のケースにおいては、この状態は満足されな
い。その結果、基準変位の方向は、直線的全切断のため
に切断方向に対し反対方向、曲線的全切断のためには切
断方向に関して接線方向および垂直方向、トリム切断の
ためには切断方向に対し横方向の要素として一般的に選
択される。基準変位の大きさは、希望する電食力、ワイ
ヤの種類およびワイヤの直径に応じて選択される。
【００３５】トリム切断においては、対応する幾何学的
エラーのためのトリム切断（訂正切断）と、表面粗さの
ためのトリム切断（仕上げ切断）との間で区別される。
訂正切断および全切断の両者のために、電食力はワイヤ
変位の方向を決定し、その結果切断方向に対し十字状の
ワイヤ変位が選択される。訂正切断においては、横のワ
イヤ変位の変動の多くがトリム動作の間切断すべき材料
の量の変化に起因して電食力の方向および大きさの変化
に主として依存する。輪郭の切断を安全に訂正するため
には、電食ワイヤの横方向および接線方向の変位を一定
に維持することで足りる。これは、好ましくは、多量の
材料を除去すべきときは前進供給率を減少させ、少量の
材料を除去するときは前進供給率を増大させるように、
前進供給率を調整することにより、達成される。多くの
場合、ワイヤの曲率は一定であり、したがってトリム切
断の正確さは維持される。最大トリム切断速度は、ワイ
ヤ変位の予め定められた基準値により決定される。
【００３６】仕上げ切断においては、また、電食ワイヤ
を工作物に向けて偏向する静電力が支配する。この場
合、横のワイヤ変位の最大許容値は切断方向に対して十
字状のに選択される。
【００３７】提供する自動制御装置においては、ワイヤ
変位のための基準または校正を決定することが好まし
い。この場合、電食ワイヤの静止位置は加工開始前にワ
イヤ位置センサにより自動的に決定され、ワイヤ電食機
のコンピュータに校正値として取り込まれる。
【００３８】加工パルスのパルス周波数が有意に増大す
ると、加工空隙は変化し、それにより電食結果に影響を
与える。この影響は、加工空隙の抵抗値を測定して加工
空隙の各種の変化を監視することにより平衡させ、必要
に応じて電食空隙を安定させるためのフラッシング圧力
を高めることにより減殺することが好ましい。加工プロ
セスは、好ましくは、ワイヤ変位のための制御速度より
高い速度を有する内部制御ループを使用することによ
り、点火遅延、平均加工電圧、無負荷パルス数および／
または短絡の発生等を基に監視される。
【００３９】本発明の他の利点および適用例は、以下に
続く本発明の好ましい実施例の説明から明らかになろ
う。
【００４０】
【発明の実施の形態】図１は、本発明を理解するために
必要なワイヤ電食機の主要部の純粋な概略図である。機
械のフレーム、駆動機構、ワイヤ供給システム、フラッ
シング・システムのような基本要素は、それら自体が自
明であるので、示していない。
【００４１】図１において、電食ワイヤ１０は、第１の
ワイヤスプール（図示せず）から既知の手法により張力
を付与された状態で解き放たれ、電流供給ユニット１２
および上部ワイヤガイド１４を通って移動され、工作物
１６の処理ゾーンを移動され、さらに下部ワイヤガイド
１８および他の電流供給ユニット２０を通り越してワイ
ヤ巻取り機すなわちワイヤ引寄せ機（図示せず）により
引き寄せられる。処理ゾーンにおいて、工作物１６は、
ワイヤ電食のために鉱物を除去した水を通常含む誘電体
フラッシング剤により取り囲まれる。パルス発生器２２
から供給される処理パルスＩFS，ＵFSは、電流供給ユニ
ット１２，２０により工作物１６と電食ワイヤ１０との
間に供給される。
【００４２】ワイヤガイド１４，１８は、ワイヤ１０を
工作物１６に関して制限された位置に支持する作用をす
る。工作物１６は、図１に概略的に示すように、目的と
する切断輪郭（切断形状）にしたがって主軸線Ｘおよび
Ｙの方向へ工作物１６を電食ワイヤ１０に対して前進移
動させるためのＸＹドライバ２４を備えたワークテーブ
ルに載置または配置される。
【００４３】たとえ最大許容張力が電食ワイヤ１０に加
えられても、電食ワイヤ１０は、加工動作の間に発生す
る電気的および機械的な力のために、図示のようにその
静止位置Ｒ（図に太い線で示す）から所定量逸脱する。
この変位の大きさおよび方向は、上部ワイヤガイド１４
の近く（直後）に配置されたワイヤ位置センサ３０によ
り測定される。この種のワイヤ位置センサは、本出願人
により公知とされてており、たとえばＤＥ−ＰＳ２８２
６２７０Ｃ２またはＥＰ０３１２０５６Ｂ１に記載され
ている。また、既存のソフトウエアは、わずかな日時で
有利におよび容易に入手することができる。
【００４４】図１に示すワイヤ位置センサ３０は、主軸
線ＸおよびＹに沿う方向へのワイヤ変位要素δX および
δY を連続的に測定するために電食ワイヤ１０の周りの
対向する対の形に配置された４つ（２対）のセンサヘッ
ドを含む。
【００４５】本発明にしたがえば、電食ワイヤ１０の変
位は、加工の間予め設定された一定範囲の値に維持され
る。好ましくは、ＸＹドライバ２４の前進供給率、加工
パルスの周波数、またはこれら２つの電食パラメータの
組み合わせをワイヤ変位に影響を与える制御変数として
選択することが好ましい。
【００４６】ＸおよびＹ方向におけるワイヤ変位の要素
δX(実際値) およびδY(実際値) はワイヤ位置センサ３
０により連続して測定され、それによりワイヤ変位の起
こり得る変動を検出し、適宜な測定回路を開始して制御
コンピュータ３２に伝送される。ここではワイヤ変位を
固定の主軸線ＸおよびＹに関して測定するから、実際の
要素δX およびδY は、先ず、座標変換により切断方向
に対する接線方向および垂直線方向の要素δtan および
δsen に変換され、次いで切断方向に対する接線方向お
よび垂直線方向の予め設定された許容の基準変位δ
tan(目標値) およびδsen(目標値) と比較される。
【００４７】プリセット基準変位δtan からの逸脱すな
わち偏位（制御偏差）が検出されると、制御コンピュー
タ３２の出力に接続された制御器出力トランスミッタ３
４は、ＸＹドライバ２４をその作動モータにより調整す
るための調整量ＶX ，ＶY を発生する。調整量は、プリ
セット基準変位からの偏位がＸＹドライバ２４の前進供
給率を変化させることにより相殺されるように、選択さ
れる。これの代わりにまたはこれと組み合わせて、上記
の制御偏差は、制御コンピュータ３２の出力に接続され
た発生器コントローラ３６に伝送される。パルス発生器
２２からの加工パルスのパルス周波数は、基準ワイヤ変
位からの実際のワイヤ変位の偏位すなわち偏差が補正さ
れるように発生器コントローラ３６により変更される。
【００４８】切断の種類および加工電流を基に、切断路
に対する接線方向および垂直方向（横方向）のワイヤ変
位は、プリセット値δtan(目標値) ，δsen(目標値) に
制御される。ワイヤ変位に影響する上記の調整量で駆動
されると、対応するプリセット変位からの変位要素δ
tan ，δsen の各偏位は特異的かつ必然的に重み付けを
され、制御されたワイヤ変位の接線方向および垂直方向
の変位要素は異なることができる。偏位の大きさＡは、
切断路に対し接線方向および垂直方向の変位のためにＫ
tanセおよびＫsen 以下のように重み付けをされる。
【００４９】Ａ＝｛Ｋtan ・（δtan ）2 ＋Ｋsen ・
（δsen ）｝1/2
【００５０】係数Ｋtan ，Ｋsen の選択値は、所望の結
果、特に希望する切断精度に依存する。トリム切断の間
に起こり得る切断方向に対するワイヤ変位をできるだけ
小さい十字状に維持することを希望するならば、Ｋsen
＞Ｋtan とすることことが重要である。
【００５１】図１における発生器コントローラ３６は、
さらに、電食プロセスの劣化の起こり得るサインを監視
して加工パルスの電流および電圧ＩFS，ＵFSを制御する
ために、ワイヤ変位の制御のための速度より速い速度を
有する内部制御ループを有する。
【００５２】切断の種類を基に、図１の電食装置は以下
のように説明することができる。
【００５３】静止位置において、すなわち、実際の電食
プロセスの開始前に、フラッシング圧がなくかつ電食ワ
イヤが静止した状態で、ワイヤ１０はその静止位置にお
かれる。その静止位置においても、電食ワイヤ１０は、
その屈曲強さおよびワイヤガイド１４，１８による方向
変更の結果として、理想的な中立のゼロ位置に配置され
ない。それにもかかわらず、電食ワイヤ１０の静止位置
は、自動校正の実行に適している。各加工動作の前に、
電食ワイヤ１０の静止位置は、ワイヤ位置センサ３０の
助けにより自動的に測定され、ワイヤ変位の引き続く制
御のための基準値として制御コンピュータ３２に記憶さ
れる。他の基準値は、たとえばフラッシングが励起され
る間に供給電流がないときの開始位置にワイヤが移動す
るときのワイヤ位置を測定することにより得ることがで
きる。ここでも、ワイヤの位置は、電食ワイヤ１０の屈
曲強さにより決定され、また誘電体水内でパルス周波数
よりほぼ５０のファクタだけ低い共鳴周波数を有するポ
テンシャルワイヤ振動(potential wire oscillation)お
よびフラッシングにより、決定される。
【００５４】電食の間、電食ワイヤ１０の変位は、切断
の種類に応じてより強いまたはより弱い異なる電気的お
よび機械的な力により影響される。全切断の間、それ自
身の材料の除去により生じる電食圧は優勢であり、電食
ワイヤ１０は切断方向と反対の方向へ顕著に変更されて
工作物１６から離れる。この場合、ワイヤ電食装置は高
い加工電流と高いパルス周波数とで作動されることが好
ましく、ワイヤ変位の揺らぎは、ワイヤ変位が増大する
ときＸＹドライバ２４により前進供給率を増大すること
により、および、ワイヤ変位が減少するときＸＹドライ
バ２４により前進供給率を減少することにより相殺され
る。
【００５５】幾何学的エラーを修正するトリム切断（い
わゆる、修正切断）のためには、位置は全切断と同様で
ある。精密面トリム切断（いわゆる、仕上げ切断）のた
めに、静電力は、優勢であり、電食ワイヤ１０を工作物
１６に対して押圧する。この発明においては、両ワイヤ
変位は、工作物１６に指向されるまたは工作物１６から
指向される空気に関係なしに、加工動作の間一定に維持
される。
【００５６】トリム切断の間電食ワイヤに作用する力と
その結果としてのワイヤ変位とを図２に関連して説明す
る。これに鑑み、連続線で示す静電力Ｆelと、破線で示
す電食力Ｆer（または、浸食圧力）との分布を、工作物
１６と電食ワイヤ１０との間の間隔ｄの関数として示
す。電食力Ｆerは工作物１６から離れる負方向（切断方
向と反対方向）に示されるのに対し、静電力Ｆelは工作
物１６に向けて正方向（切断方向と反対方向）に指向さ
れることに注意すべきである。図示した力の分布は、静
電力Ｆelが間隔ｄに比例して間隔の増大にともなって減
少することを示す。これに対し、電食力Ｆerは、間隔の
増大にとともにいくぶんより急勾配で減少する。電食力
Ｆerと静電力Ｆelとは、破線と連続線とが交差する点で
ある位置ｄ0 で互いに打ち消しあう。トリム加工の間に
現れる他の電気的および機械的な力を無視するならば、
この場合のワイヤ変位はゼロの値を有する。
【００５７】換言すれば、電食ワイヤ１０は、電食プロ
セスが開始する前と仮定する位置すなわち静止位置Ｒに
ある。間隔ｄをｄ0 より小さくするためには、電食力Ｆ
erは、ワイヤが工作物１６から離れた正変位＋ａを経る
ように支配する。間隔ｄをｄ0 より大きくするために
は、静電力Ｆelは、ワイヤ変位が負の値−ａを有しかつ
工作物１６に向けて押されるように支配する。
【００５８】切断の種類に依存して、直線または曲線に
され、修正切断または仕上げ切断であり、またワイヤの
種類と希望する加工力とに依存して、このモデルに従え
ば、材料の除去により生じる電食力Ｆer、静電力Ｆelの
いずれかが支配する（優勢になる）。したがって、正ま
たは負のワイヤ変位は、本発明の方法のために基準値と
して算出される。
【００５９】図３の（Ａ）および（Ｂ）において、電食
ワイヤ１０は、図３（Ａ）に示す直線輪郭および図３
（Ｂ）に示す曲線輪郭を切断するときの拡大断面図とし
て示されている。破線の輪郭は電食ワイヤ１０の静止位
置Ｒを示し、連続線の輪郭は加工動作により電食ワイヤ
１０に作用する各種の力の影響の基での電食ワイヤの位
置を示す。これらの力は、切断方向および前進供給方向
に対して接線方向の要素Ｆt と、切断方向に対して直角
方向の力Ｆs とを含む。電食ワイヤ１０は、量ａだけ静
止位置から偏位される。主軸線Ｘ，Ｙ方向におけるワイ
ヤ変位の要素δｘ，δｙは、図１に示すワイヤ位置セン
サ３０の助けにより連続的に測定され、プリセット基準
変位からの偏位のために制御回路によりチェックされ、
必要ならば修正される。
【００６０】図４は、２つの連続位置ｔ1 ，ｔ2 のため
に、生じたエラーを修正するためにトリム切断の間の電
食ワイヤ１０の変位を概略的に示す。加えて、電食ワイ
ヤ１０は、拡大断面として示される。破線で示す輪郭線
は電食ワイヤ１０の対応する静止位置Ｒを示す、連続線
で示す輪郭線は加工力による負荷の基での位置を示す。
Ｆは加工動作の間電食ワイヤ１０に作用する変位力を示
す。変位力Ｆは、切断方向と直角の要素Ｆt と、切断方
向に対し接線方向の要素Ｆs とを含む。これらの各要素
は、切断方向（δsen ）と直角方向の変位要素と、切断
方向（δtan ）に対し接線方向の変位要素とを生じる。
【００６１】時刻Ｔ1 において、電食ワイヤ１０は、図
４に示すワイヤ変位で、工作物から適宜な距離に配置さ
れる。電食ワイヤ１０が工作物の輪郭に沿って移動する
と、電食ワイヤ１０に作用する総力Ｆの大きさと方向
は、地形的な変化面４０の結果として変化する。これ
は、ワイヤ変位をやむ終えず変化させる。本発明の好ま
しい実施例にしたがえば、ワイヤ変位の変化は、前進供
給率を修正することにより相殺される。この場合、ＸＹ
運動の前進供給率を減少させることにより、切断方向に
対する接線方向および垂直方向ならびに大きさが一定に
維持される。その結果、状態ｔ2 における変位要素δ
tan ，δsen の値は、状態ｔ1 における変位要素δ
tan ，δsen の値に対応する。
【図面の簡単な説明】
【図１】自動制御装置を含む本発明の電食ワイヤによる
切断設備の一実施例を示す概略図である。
【図２】トリム切断時に電食ワイヤに作用する力の分布
状態を加工空隙の関数として示す図である。
【図３】偏位されたトリム切断時の電食ワイヤの断面図
であって、（Ａ）は直線プロファイル部を示し、（Ｂ）
は曲線プロファイル部を示す。
【図４】欠点を生じるように偏位されたトリム切断時の
電食ワイヤの断面図である。
【符号の説明】
１０ 電食ワイヤ １２，２０ 電流供給ユニット １４，１８ ワイヤガイド １６ 工作物 ２４ ＸＹドライバ ３０ センサヘッド

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 加工動作により生じる電食ワイヤの変位
    を考慮するワイヤ電食方法であって、ワイヤ変位（ａ）
    を加工動作の間一定に維持するように１以上の電食パラ
    メータを修正することを含む、ワイヤ電食方法。
  2. 【請求項２】 プログラムされた切断輪郭を、電極ワイ
    ヤが予め設定された切断路に沿って変位するように、ワ
    イヤ変位（ａ）により訂正する、請求項１に記載のワイ
    ヤ電食方法。
  3. 【請求項３】 加工パルスのパルス周波数または電食ワ
    イヤ（１０）の前進供給速度（Ｖｘ，Ｖｙ）を電食パラ
    メータとして選択する、請求項１または２に記載のワイ
    ヤ電食方法。
  4. 【請求項４】 ワイヤ変位（ａ）を、切断速度（Ｖｘ，
    Ｖｙ）の関数として予め設定されたパルス周波数で、パ
    ルス周波数の関数として切断速度（Ｖｘ，Ｖｙ）で、ま
    たは、パルス周波数および切断速度（Ｖｘ，Ｖｙ）の関
    数として制御する、請求項３に記載のワイヤ電食方法。
  5. 【請求項５】 変位（ａ）が切断の種類およびまたは加
    工電流に依存して切断路に対する接線方向および垂直方
    法の両プリセット値δsen ，δtan を有するように、電
    食パラメータを制御する、請求項１，２，３または４に
    記載のワイヤ電食方法。
  6. 【請求項６】 基準変位の方向を、ａ）直線的な全切断
    のための切断方向に対して反対に、ｂ）曲線的な全切断
    のための切断方向に関して接線方向の要素δtan （目標
    値）および垂直方向の要素δsen （目標値）で、また
    は、ｃ）仕上げ切断のための切断方向に対して横に選択
    する、請求項５に記載のワイヤ電食方法。
  7. 【請求項７】 測定したワイヤ変位が予め設定された最
    小値以下に誤ったとき、プロセスの低下を防止するため
    の測定、特に短絡またはワイヤ開路を防止するための測
    定を自動的に開始する、請求項１〜６のいずれか１項に
    記載のワイヤ電食方法。
  8. 【請求項８】 電食ワイヤ（１０）の静止位置（Ｒ）
    を、各加工動作の前に測定し、ワイヤ変位（ａ）のため
    の基準値として記憶する、請求項１〜７のいずれか１項
    に記載のワイヤ電食方法。
  9. 【請求項９】 加工空隙の抵抗値を連続的に監視し、ま
    たフラッシング圧を増大することにより基準値からの偏
    位を相殺する、請求項１〜８のいずれか１項に記載のワ
    イヤ電食方法。
  10. 【請求項１０】 さらに、ワイヤ偏位のための制御より
    速い速度を有する内部制御ループを使用することによ
    り、点火遅延、平均加工電圧、無負荷パルス数、および
    または、短絡の発生を基に、加工動作を監視する、請求
    項１〜９のいずれか１項に記載のワイヤ電食方法。
  11. 【請求項１１】 ａ）電食ワイヤ（１０）のワイヤ変位
    （ａ）を連続的に測定する少なくとも１つのワイヤ位置
    センサ（３０）と、ｂ）ワイヤ変位（ａ）が加工動作の
    間一定になるように、１以上の電食パラメータに影響を
    与える制御手段（３２，３４，３６）とを含む、電食機
    用制御装置。
  12. 【請求項１２】 前記制御手段は、コンピュータ（３
    ２）と、加工パルスのパルス数、およびまたは、電食ワ
    イヤ（１０）の前進供給速度（Ｖｘ，Ｖｙ）を制御偏差
    として修正する制御器出力トランスミッタ（３４，３
    ６）とを含む、請求項１１に記載の制御装置。
  13. 【請求項１３】 さらに、前記ワイヤ位置センサ（３
    ０）からの信号を受け、加工動作の開始前に静止位置
    （Ｒ）における電食ワイヤ（１０）の位置を記憶するメ
    モりを含む、請求項１１または１２に記載の制御装置。
JP8353769A 1995-12-19 1996-12-18 ワイヤ電食方法および装置 Pending JPH09174339A (ja)

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