ワイヤ放電加工装置
【課題】加工状態が一時的に悪化した場合であっても、適切なタイミングで放電加工の加工制御を行い、ワイヤの断線を防止することができるワイヤ放電加工装置を提供する。
【解決手段】シリコンブロック３と対向する対向部１４で放電を生じさせることにより、シリコンブロック３を放電加工するワイヤ１１と、シリコンブロック３とワイヤ１１との間にパルス電圧を印加するパルス電圧信号を生成するパルス生成部２４と、パルス生成部２４に直流電力を供給する直流電源２３と、シリコンブロック３とワイヤ１１との間の電圧を検出する電圧計２１と、電圧計２１で検出された電圧検出値に基づいてパルス電圧信号の信号波形を設定し、信号波形に対応したパルス波形信号をパルス生成部２４に出力するパルス波形設定部２２とを備え、パルス波形設定部２２は、電圧検出値の絶対値が所定電圧値よりも低い場合に、放電加工の加工エネルギが低下するように信号波形を設定する。
【解決手段】シリコンブロック３と対向する対向部１４で放電を生じさせることにより、シリコンブロック３を放電加工するワイヤ１１と、シリコンブロック３とワイヤ１１との間にパルス電圧を印加するパルス電圧信号を生成するパルス生成部２４と、パルス生成部２４に直流電力を供給する直流電源２３と、シリコンブロック３とワイヤ１１との間の電圧を検出する電圧計２１と、電圧計２１で検出された電圧検出値に基づいてパルス電圧信号の信号波形を設定し、信号波形に対応したパルス波形信号をパルス生成部２４に出力するパルス波形設定部２２とを備え、パルス波形設定部２２は、電圧検出値の絶対値が所定電圧値よりも低い場合に、放電加工の加工エネルギが低下するように信号波形を設定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、被加工物とワイヤとの間で放電を生じさせることにより、例えば被加工物の一部除去や切断等の放電加工を行うワイヤ放電加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の放電式ワイヤソーは、被加工物（ワーク）と各ワイヤ（切断ワイヤ部分）との間の放電電圧を検出し、各電圧検出値に基づいて、被加工物の切断送り動作、すなわち被加工物の位置を制御している（例えば、特許文献１参照）。
具体的には、各電圧検出値のうちの最小値があらかじめ設定された目標値よりも低くなった場合に、被加工物の切断送りが停止される。また、この最小値が目標値よりも高い場合には、この最小値と目標値との差に応じた速度で被加工物の切断送りが行われる。
【０００３】
なお、電圧検出値が低下する原因としては、例えば以下の２つのものが考えられる。第１の原因としては、被加工物の切断送り速度が放電加工の加工速度よりも速く、被加工物とワイヤとが接近するものが考えられる。また、第２の原因としては、ワイヤの振動、または被加工物とワイヤとの間に加工屑等が挟まることにより短時間の短絡が発生し、加工状態が一時的に悪化するものが考えられる。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１０７９４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来技術には、次のような問題点があった。
すなわち、この充電式ワイヤソーでは、ワークと切断ワイヤ部分との相対的な位置関係を、ワークの切断送りを制御することにより機械的に制御している。そのため、ワークの切断送りの制御を行うことができる周波数帯域は、一般的に数十Ｈｚ以下の帯域に限定される。
これに対して、放電加工は、電気的な現象であり、数十ｋＨｚ〜１ＭＨｚ程度の周波数帯域で発生する。
【０００６】
したがって、加工状態が一時的に悪化した場合には、ワークの切断送りの制御が開始されたときに、加工状態が既に改善していることが考えられる。そのため、適切なタイミングで放電加工の加工制御を行うことができず、短絡電流によりワイヤの切断が発生する恐れがあるという問題点があった。
【０００７】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、放電加工の加工状態が一時的に悪化した場合であっても、適切なタイミングで放電加工の加工制御を行い、ワイヤの断線を防止することができるワイヤ放電加工装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係るワイヤ放電加工装置は、被加工物と対向する対向部で放電を生じさせることにより、被加工物を放電加工するワイヤと、被加工物とワイヤとの間にパルス電圧を印加するためのパルス電圧信号を生成するパルス生成手段と、パルス生成手段に直流電力を供給する電源手段と、被加工物とワイヤとの間の電圧を検出する電圧検出手段と、電圧検出手段で検出された電圧検出値に基づいてパルス電圧信号の信号波形を設定し、信号波形に対応したパルス波形信号をパルス生成手段に出力するパルス波形設定手段とを備え、パルス波形設定手段は、電圧検出値の絶対値が所定電圧値よりも低い場合に、放電加工の加工エネルギが低下するように信号波形を設定するものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明のワイヤ放電加工装置によれば、制御可能な周波数帯域の低い機械的制御に代えて、高い周波数帯域で制御可能な電気的制御を行うことにより、放電加工の加工制御を高速に行う。
具体的には、パルス波形設定手段は、電圧検出手段で検出された電圧検出値の絶対値が所定電圧値よりも低い場合に、放電加工の加工エネルギが低下するようにパルス電圧信号の信号波形を設定する。
そのため、放電加工の加工状態が一時的に悪化した場合であっても、適切なタイミングで放電加工の加工制御を行い、ワイヤの断線を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、この発明の各実施の形態について図に基づいて説明するが、各図において同一、または相当する部分については、同一符号を付して説明する。
なお、以下の実施の形態では、被加工物としてシリコンブロックを例に挙げて説明するが、これに限定されず、被加工物は、導電性を有していれば別のものであってもよい。また、被加工物の形状も、直方体形状に限定されず、例えば円柱形状等であってもよい。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係るワイヤ放電加工装置を示すブロック構成図である。
図１において、このワイヤ放電加工装置は、放電加工を行う放電加工部１と、放電加工部１の動作を制御する加工制御部２とを備えている。
【００１２】
まず、放電加工部１の構成について説明する。
２本のワイヤ１１ａ、１１ｂは、２個のワイヤボビン１２ａ、１２ｂからそれぞれ一定の速さで繰り出されている。ワイヤ１１ａは、２個のガイドローラ１３ａ、１３ｂに巻き掛けられている。また、ワイヤ１１ｂは、２個のガイドローラ１３ｃ、１３ｄに巻き掛けられている。
【００１３】
被加工物であるシリコンブロック３は、その一面（加工面）が、ワイヤ１１ａのガイドローラ１３ａ、１３ｂに挟まれた部分、およびワイヤ１１ｂのガイドローラ１３ｃ、１３ｄに挟まれた部分と対向するように配置されている。以下、ワイヤ１１ａ、１１ｂとシリコンブロック３とが対向した部分を、それぞれ対向部１４ａ、１４ｂと称する。
【００１４】
また、シリコンブロック３は、モータ１５（駆動手段）に接続されたテーブル１６（駆動手段）上に固定されている。テーブル１６は、モータ１５の駆動によって移動され、シリコンブロック３をワイヤ１１ａ、１１ｂに対して切断送りする。モータ１５は、加工制御部２からの駆動制御信号によって駆動される。通常時には、シリコンブロック３は、一定の送り速度でワイヤ１１ａ、１１ｂに対して切断送りされている。
【００１５】
また、シリコンブロック３とワイヤ１１ａ、１１ｂの各々との間には、加工制御部２によりパルス電圧が印加される。ワイヤ１１ａ、１１ｂは、それぞれ対向部１４ａ、１４ｂにおいて放電を生じさせることにより、シリコンブロック３を放電加工する。なお、ワイヤ１１ａ、１１ｂには、ワイヤ１１ａ、１１ｂとそれぞれ接触する給電子１７ａ、１７ｂを介して電力が供給される。
【００１６】
続いて、加工制御部２の構成について説明する。
加工制御部２は、電圧計２１ａ、２１ｂ（電圧検出手段）と、パルス波形設定部２２（パルス波形設定手段）と、直流電源２３（電源手段）と、パルス生成部２４ａ、２４ｂ（パルス生成手段）と、駆動制御部２５（駆動制御手段）とを含んでいる。
ここで、パルス波形設定部２２、パルス生成部２４ａ、２４ｂおよび駆動制御部２５は、ＣＰＵとプログラムを格納したメモリとを有するマイクロプロセッサ（図示せず）で構成されている。
【００１７】
次に、加工制御部２の機能について説明する。
電圧計２１ａは、シリコンブロック３とワイヤ１１ａとの間の電圧を検出し、電圧検出値をパルス波形設定部２２に出力する。また、電圧計２１ｂは、シリコンブロック３とワイヤ１１ｂとの間の電圧を検出し、電圧検出値をパルス波形設定部２２に出力する。
【００１８】
パルス波形設定部２２は、電圧計２１ａ、２１ｂからの電圧検出値に基づいて、パルス電圧信号（後述する）の信号波形を設定する。また、パルス波形設定部２２は、設定した信号波形に対応したパルス波形信号をパルス生成部２４ａ、２４ｂの各々に出力する。なお、パルス波形設定部２２の詳細な動作については後述する。
直流電源２３は、パルス生成部２４ａ、２４ｂの各々に直流電力を供給する。
【００１９】
パルス生成部２４ａは、パルス波形設定部２２からのパルス波形信号と直流電源２３からの直流電力とに基づいて、シリコンブロック３とワイヤ１１ａとの間にパルス電圧を印加するためのパルス電圧信号を生成する。また、パルス生成部２４ｂは、パルス波形信号と直流電力とに基づいて、シリコンブロック３とワイヤ１１ｂとの間にパルス電圧を印加するためのパルス電圧信号を生成する。また、パルス生成部２４ａ、２４ｂは、生成したパルス電圧信号をそれぞれワイヤ１１ａ、１１ｂに出力する。
【００２０】
駆動制御部２５は、パルス波形設定部２２に接続されている。また、駆動制御部２５は、モータ１５に対する駆動制御信号を出力して、モータ１５の動作を制御する。なお、駆動制御部２５の詳細な動作については後述する。
【００２１】
以下、図１とともに、図２のフローチャートを参照しながら、パルス波形設定部２２の動作について説明する。パルス波形設定部２２は、所定の周期で図２のフローチャートに示された動作を繰り返し実行する。
まず、パルス波形設定部２２は、電圧計２１ａ、２１ｂでそれぞれ検出された電圧検出値を取り込む（ステップＳ３１）。
【００２２】
このとき、電圧計２１ａ、２１ｂで検出される電圧は、一般的にパルス状に変化する。そこで、電圧計２１ａ、２１ｂは、パルスの１周期以上の平均値、ＯＮ状態の平均値、パルスがＯＮ状態になってから一定時間（例えば、１〜数十μｓｅｃ）が経過した後からパルスがＯＦＦ状態になるまでの平均値、パルス１周期中の電圧の絶対値の最大値、所定時間（例えば数十μｓｅｃから数十ｍｓｅｃ）内の絶対値の最小値等を電圧検出値として出力する。また、電圧計２１ａ、２１ｂは、パルスの周期よりも十分に長い時定数を有するローパスフィルタのフィルタ処理後の値、上記検出値の中で少なくとも２つ以上を組み合わせた処理後の値（例えばパルス１周期中の電圧の絶対値の最大値の所定時間内の最小値）を電圧検出値として出力してもよい。
【００２３】
続いて、パルス波形設定部２２は、取り込んだ電圧検出値から、絶対値が最も低い電圧値Ｖｍｉｎを選択する（ステップＳ３２）。
次に、パルス波形設定部２２は、電圧値Ｖｍｉｎに基づいて、パルス波形テーブルから、パルス電圧信号の信号波形を設定する（ステップＳ３３）。
【００２４】
ここで、パルス波形テーブルは、電圧値とパルス電圧信号の信号波形との関係が記されたテーブルであり、パルス波形設定部２２に記憶されている。
パルス波形テーブルの電圧値側は、被加工物の材質や電源電圧等に応じて設定される所定電圧値を境界として、通常電圧領域と電圧低下領域とに区分されている。電圧低下領域における信号波形は、通常電圧領域の信号波形と比較して、例えばパルスＯＮ時間が短く、かつパルスＯＦＦ時間が長くなっており、放電加工の加工エネルギが低下する波形になっている。
【００２５】
なお、電圧低下領域における信号波形は、パルスＯＮ時間のみが短くなってもよいし、パルスＯＦＦ時間のみが長くなってもよい。また、この信号波形は、ピーク値が通常電圧領域の信号波形よりも低くなっていてもよいし、一定のパルス休止時間を含む波形であってもよい。
また、電圧低下領域は、電圧値に応じてさらに複数の領域に区分され、電圧値が小さくなるにつれてパルスＯＮ時間の割合が減少するような信号波形が設定されていてもよい。
【００２６】
続いて、パルス波形設定部２２は、ステップＳ３３で設定した信号波形に対応したパルス波形信号を、パルス生成部２４ａ、２４ｂの各々に出力し（ステップＳ３４）、図２の処理を終了する。
【００２７】
すなわち、放電加工の加工状態が良好な場合（通常時）には、パルス波形設定部２２は、通常電圧領域の信号波形を設定する。
また、例えばワイヤ１１ａの振動、またはシリコンブロック３とワイヤ１１ａとの間に加工屑等が挟まることにより短時間の短絡が発生し、加工状態が一時的に悪化した場合に、パルス波形設定部２２は、電圧低下領域の信号波形を設定する。これにより、シリコンブロック３とワイヤ１１ａとの間に高い短絡電流が流れることを防止して、ワイヤ１１ａの断線を防止することができる。
また、パルス波形設定部２２は、加工状態が改善した後に通常電圧領域の信号波形を設定することで、放電加工の加工速度の低下を抑制することができる。
【００２８】
次に、駆動制御部２５の動作について説明する。
駆動制御部２５は、例えばワイヤ１１ａとシリコンブロック３とが通常時よりも接近し、電圧値Ｖｍｉｎが所定電圧値よりも低い状態が第１所定時間以上継続した場合に、シリコンブロック３の切断送りの送り速度を低下させる駆動制御信号をモータ１５に出力する。また、駆動制御部２５は、電圧値Ｖｍｉｎが所定電圧値よりも低い状態が、第１所定時間よりも長い第２所定時間以上継続した場合に、シリコンブロック３の切断送りを停止する駆動制御信号をモータ１５に出力する。
これにより、パルス電圧信号の信号波形を変更しただけでは放電加工の加工状態が改善しない場合であっても、切断送りの送り速度を低下、または切断送りを停止することにより、放電加工の加工状態を改善することができる。
【００２９】
なお、駆動制御部２５は、パルス波形設定部２２から、電圧低下領域における信号波形に対応したパルス波形信号が出力されている状態を、電圧値Ｖｍｉｎが所定電圧値よりも低い状態と判断している。
また、駆動制御部２５は、電圧値Ｖｍｉｎが所定電圧値よりも低い状態を検知した場合に、すぐに切断送りの送り速度を低下させる駆動制御信号を出力してもよい。
また、駆動制御部２５は、電圧値Ｖｍｉｎが所定電圧値よりも低い状態が第１所定時間以上継続した場合に、時間が長くなるにつれて切断送りの送り速度が低下するような駆動制御信号を出力してもよい。
【００３０】
また、駆動制御部２５は、電圧値Ｖｍｉｎが所定電圧値よりも低い状態が第２所定時間以上継続した場合に、シリコンブロック３をワイヤ１１ａ、１１ｂから遠ざける駆動制御信号を出力してもよい。
また、駆動制御部２５は、電圧値Ｖｍｉｎが所定電圧値よりも高い場合に、これらの電圧値の差に応じて、切断送りの送り速度を通常時よりも速くする駆動制御信号を出力してもよい。
【００３１】
この発明の実施の形態１に係るワイヤ放電加工装置によれば、制御可能な周波数帯域の低い機械的制御に代えて、高い周波数帯域で制御可能な電気的制御を主な制御として行うことにより、放電加工の加工制御を高速に行う。
具体的には、パルス波形設定部２２は、電圧値Ｖｍｉｎが所定電圧値よりも低い場合に、パルス電圧信号の信号波形として、電圧低下領域の信号波形を設定する。
そのため、放電加工の加工状態が一時的に悪化した場合であっても、適切なタイミングで放電加工の加工制御を行い、ワイヤの断線を防止することができる
また、パルス波形設定部２２が電圧値Ｖｍｉｎに基づいてパルス電圧信号の信号波形を設定することにより、最も加工状態が悪い箇所にあわせてパルス電圧信号の信号波形を設定することができる。
【００３２】
また、パルス波形設定部２２は、パルス生成部２４ａ、２４ｂに対して、同一のパルス波形信号を出力する。これにより、例えばパルス生成部２４ａ、２４ｂを一体的に構成して共通化することができる。この実施の形態では、ワイヤが２本の例を示したが、例えば１００本のワイヤを備えた放電加工装置においては、パルス生成部を共通化することにより、放電加工装置を小型化するとともに、製造コストを大幅に削減することができる。
【００３３】
なお、上記実施の形態１では、ワイヤ１１ａ、１１ｂを固定して、シリコンブロック３をワイヤ１１ａ、１１ｂに対して切断送りする場合を例に挙げて説明したが、これに限定されない。
シリコンブロック３を固定して、ワイヤ１１ａ、１１ｂに設けられる駆動手段により、ワイヤ１１ａ、１１ｂをシリコンブロック３に対して切断送りする場合でも、同様の効果を奏することができる。
【００３４】
また、上記実施の形態１では、２本の独立したワイヤ１１ａ、１１ｂが、対向部１４ａ、１４ｂでシリコンブロック３の加工面と対向しているものを例に挙げて説明した。
しかしながら、これに限定されず、１本のワイヤが１つの対向部でシリコンブロック３の加工面と対向する場合でも、同様の効果を奏することができる。
また、３本以上の独立したワイヤが、３箇所以上の対向部でシリコンブロック３と対向する場合や、１本のワイヤをガイドローラに複数回巻き掛けることにより、複数の対向部でシリコンブロック３と対向する場合でも、同様の効果を奏することができる。
【００３５】
なお、３箇所以上の対向部でシリコンブロック３と対向する場合には、少なくとも２箇所の対向部に対応して電圧計が設けられ、これらの電圧計からの検出値のうち、絶対値が最も低い電圧値に基づいて、パルス電圧信号の信号波形が設定される。
このとき、電圧計が設けられる箇所は、任意に設定されてもよいし、シリコンブロック３の形状に応じて設定されてもよい。
【００３６】
以下、図１、図２とともに、図３を参照しながら、シリコンブロック３の形状に応じて電圧計を設ける箇所を設定する方法について説明する。
図３において、ワイヤ１１ａ〜１１ｆは、それぞれ対向部１４ａ〜１４ｆでシリコンブロック３の加工面と対向している。
ここで、シリコンブロック３の加工面と、ワイヤ１１ａ〜１１ｆのなす面とは、平行ではなく傾いている。一般的に、シリコンブロック３をテーブル１６に固定する際に、加工面をワイヤ１１ａ〜１１ｆのなす面と完全に平行に固定することは困難であり、多少の傾きが生じる。このとき、ワイヤ１１ａ〜１１ｆのうち、シリコンブロック３に最も接近し、電圧値が低くなっているのは、ワイヤ１１ａまたはワイヤ１１ｆの何れかになる。
【００３７】
そこで、対向部１４ａおよび対向部１４ｆに対応して電圧計を設ける。
パルス波形設定部２２は、対向部１４ａ、１４ｆに対応して設けられた電圧計からの検出値のうち、絶対値が低い方の電圧値に基づいて、パルス電圧信号の信号波形を設定する。
そのため、加工状態が悪い箇所にあわせてパルス電圧信号の信号波形を設定することができる。また、シリコンブロック３と対向するワイヤの本数と比較して、少ない電圧計で加工制御部２を構成することができるので、放電加工装置を小型化するとともに、製造コストを大幅に削減することができる。
なお、電圧計を設ける箇所を設定する他の方法としては、所定本数のワイヤ毎に電圧計を設ける方法が考えられる。また、シリコンブロック３の加工面の幅がワイヤの幅より狭い場合に、加工面の両端に対応するワイヤに電圧計を設ける方法等が考えられる。
【００３８】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、パルス波形設定部２２は、電圧検出値のうち、絶対値が最も低い電圧値に基づいて、パルス電圧信号の信号波形を設定するとした。
しかしながら、これに限定されず、パルス波形設定部２２は、電圧検出値の絶対値の平均値に基づいて、パルス電圧信号の信号波形を設定してもよい。
【００３９】
以下、図１とともに、図４のフローチャートを参照しながら、パルス波形設定部２２が、電圧検出値の絶対値の平均値に基づいてパルス電圧信号の信号波形を設定する処理について説明する。
なお、実施の形態２に係るワイヤ放電加工装置の構成は、前述の実施の形態１と同様であり、その説明を省略する。
【００４０】
まず、パルス波形設定部２２は、電圧計２１ａ、２１ｂでそれぞれ検出された電圧検出値を取り込む（ステップＳ４１）。
続いて、パルス波形設定部２２は、取り込んだ電圧検出値の絶対値の平均値Ｖｍｅａｎを算出する（ステップＳ４２）。
【００４１】
次に、パルス波形設定部２２は、平均値Ｖｍｅａｎに基づいて、パルス波形テーブルから、パルス電圧信号の信号波形を設定する（ステップＳ４３）。
続いて、パルス波形設定部２２は、ステップＳ４３で設定した信号波形に対応したパルス波形信号を、パルス生成部２４ａ、２４ｂの各々に出力し（ステップＳ４４）、図４の処理を終了する。
【００４２】
このとき、駆動制御部２５は、平均値Ｖｍｅａｎが所定電圧値よりも低い状態が、第１所定時間以上または第２所定時間以上継続した場合に、シリコンブロック３の切断送りの送り速度を低下させるか、または切断送りを停止する。
その他の動作については、前述の実施の形態１と同様であり、その説明を省略する。
【００４３】
この発明の実施の形態２に係るワイヤ放電加工装置によれば、パルス波形設定部２２は、平均値Ｖｍｅａｎが所定電圧値よりも低い場合に、パルス電圧信号の信号波形として、電圧低下領域の信号波形を設定する。
そのため、ノイズ等による検出誤差の影響を抑制することができ、良好な加工状態を維持することができる。
【００４４】
また、前述した実施の形態１と同様に、パルス波形設定部２２は、パルス生成部２４ａ、２４ｂに対して、同一のパルス波形信号を出力する。そのため、多数のワイヤを備えた放電加工装置においては、パルス生成部を共通化することにより、放電加工装置を小型化するとともに、製造コストを大幅に削減することができる。
【００４５】
実施の形態３．
図５は、この発明の実施の形態３に係るワイヤ放電加工装置の加工制御部２Ａを示すブロック構成図である。
図５において、加工制御部２Ａは、図１に示したパルス波形設定部２２に代えて、パルス波形設定部２２ａ、２２ｂ（パルス波形設定手段）を備えている。
その他の構成については、前述の実施の形態１と同様であり、その説明を省略する。
【００４６】
次に、加工制御部２Ａの機能について説明する。
電圧計２１ａは、シリコンブロック３とワイヤ１１ａとの間の電圧を検出し、電圧検出値をパルス波形設定部２２ａに出力する。また、電圧計２１ｂは、シリコンブロック３とワイヤ１１ｂとの間の電圧を検出し、電圧検出値をパルス波形設定部２２ｂに出力する。
【００４７】
パルス波形設定部２２ａは、電圧計２１ａからの電圧検出値に基づいて、ワイヤ１１ａに対するパルス電圧信号の信号波形を設定して出力する。パルス波形設定部２２ｂは、電圧計２１ｂからの電圧検出値に基づいて、ワイヤ１１ｂに対するパルス電圧信号の信号波形を設定して出力する。
【００４８】
パルス生成部２４ａは、パルス波形設定部２２ａからのパルス波形信号と直流電源２３からの直流電力とに基づいて、シリコンブロック３とワイヤ１１ａとの間にパルス電圧を印加するためのパルス電圧信号を生成する。また、パルス生成部２４ｂは、パルス波形設定部２２ｂからのパルス波形信号と直流電力とに基づいて、シリコンブロック３とワイヤ１１ｂとの間にパルス電圧を印加するためのパルス電圧信号を生成する。
その他の動作については、前述の実施の形態１と同様であり、その説明を省略する。
【００４９】
この発明の実施の形態３に係るワイヤ放電加工装置によれば、パルス波形設定部２２ａ、２２ｂは、それぞれワイヤ１１ａ、１１ｂの加工状態に対応したパルス電圧信号の信号波形を設定する。すなわち、パルス波形設定部２２ａ、２２ｂは、加工状態が良好なワイヤにおけるパルス電圧信号を変更することなく、加工状態が悪化したワイヤについてのみパルス電圧信号を変更する。
そのため、加工状態が良好な箇所における加工状態を維持しつつ、ワイヤの断線を防止することができるとともに、放電加工の加工速度の低下を抑制することができる。
【００５０】
なお、上記実施の形態３では、ワイヤが２本である場合について、２本のワイヤそれぞれに電圧計、パルス生成部およびパルス波形設定部を設けた場合について説明したが、これに限定されない。例えば図３のようにワイヤを６本有する場合であって、その両端（１本目および６本目）のワイヤにそれぞれ電圧計、パルス生成部およびパルス波形設定部が設けられていてもよい。
このとき、２本目および３本目のワイヤには、１本目のワイヤに設けられたパルス波形設定部で設定された信号波形に基づいてパルス電圧が印加される。また、４本目および５本目のワイヤには、６本目のワイヤに設けられたパルス波形設定部で設定された信号波形に基づいてパルス電圧が印加される。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】この発明の実施の形態１に係るワイヤ放電加工装置を示すブロック構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係るパルス波形設定部の動作を示すフローチャートである。
【図３】この発明の実施の形態１に係るシリコンブロックとワイヤとの関係を示す断面図である。
【図４】この発明の実施の形態２に係るパルス波形設定部の動作を示すフローチャートである。
【図５】この発明の実施の形態３に係るワイヤ放電加工装置の加工制御部を示すブロック構成図である。
【符号の説明】
【００５２】
１ 放電加工部、２、２Ａ 加工制御部、３ シリコンブロック（被加工物）、１１ａ〜１１ｆ ワイヤ、１４ａ〜１４ｆ 対向部、１５ モータ（駆動手段）、１６ テーブル（駆動手段）、２１ａ、２１ｂ 電圧計（電圧検出手段）、２２、２２ａ、２２ｂ パルス波形設定部（パルス波形設定手段）、２３ 直流電源（電源手段）、２４ａ、２４ｂ パルス生成部（パルス生成手段）、２５ 駆動制御部（駆動制御手段）。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、被加工物とワイヤとの間で放電を生じさせることにより、例えば被加工物の一部除去や切断等の放電加工を行うワイヤ放電加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の放電式ワイヤソーは、被加工物（ワーク）と各ワイヤ（切断ワイヤ部分）との間の放電電圧を検出し、各電圧検出値に基づいて、被加工物の切断送り動作、すなわち被加工物の位置を制御している（例えば、特許文献１参照）。
具体的には、各電圧検出値のうちの最小値があらかじめ設定された目標値よりも低くなった場合に、被加工物の切断送りが停止される。また、この最小値が目標値よりも高い場合には、この最小値と目標値との差に応じた速度で被加工物の切断送りが行われる。
【０００３】
なお、電圧検出値が低下する原因としては、例えば以下の２つのものが考えられる。第１の原因としては、被加工物の切断送り速度が放電加工の加工速度よりも速く、被加工物とワイヤとが接近するものが考えられる。また、第２の原因としては、ワイヤの振動、または被加工物とワイヤとの間に加工屑等が挟まることにより短時間の短絡が発生し、加工状態が一時的に悪化するものが考えられる。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１０７９４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来技術には、次のような問題点があった。
すなわち、この充電式ワイヤソーでは、ワークと切断ワイヤ部分との相対的な位置関係を、ワークの切断送りを制御することにより機械的に制御している。そのため、ワークの切断送りの制御を行うことができる周波数帯域は、一般的に数十Ｈｚ以下の帯域に限定される。
これに対して、放電加工は、電気的な現象であり、数十ｋＨｚ〜１ＭＨｚ程度の周波数帯域で発生する。
【０００６】
したがって、加工状態が一時的に悪化した場合には、ワークの切断送りの制御が開始されたときに、加工状態が既に改善していることが考えられる。そのため、適切なタイミングで放電加工の加工制御を行うことができず、短絡電流によりワイヤの切断が発生する恐れがあるという問題点があった。
【０００７】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、放電加工の加工状態が一時的に悪化した場合であっても、適切なタイミングで放電加工の加工制御を行い、ワイヤの断線を防止することができるワイヤ放電加工装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係るワイヤ放電加工装置は、被加工物と対向する対向部で放電を生じさせることにより、被加工物を放電加工するワイヤと、被加工物とワイヤとの間にパルス電圧を印加するためのパルス電圧信号を生成するパルス生成手段と、パルス生成手段に直流電力を供給する電源手段と、被加工物とワイヤとの間の電圧を検出する電圧検出手段と、電圧検出手段で検出された電圧検出値に基づいてパルス電圧信号の信号波形を設定し、信号波形に対応したパルス波形信号をパルス生成手段に出力するパルス波形設定手段とを備え、パルス波形設定手段は、電圧検出値の絶対値が所定電圧値よりも低い場合に、放電加工の加工エネルギが低下するように信号波形を設定するものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明のワイヤ放電加工装置によれば、制御可能な周波数帯域の低い機械的制御に代えて、高い周波数帯域で制御可能な電気的制御を行うことにより、放電加工の加工制御を高速に行う。
具体的には、パルス波形設定手段は、電圧検出手段で検出された電圧検出値の絶対値が所定電圧値よりも低い場合に、放電加工の加工エネルギが低下するようにパルス電圧信号の信号波形を設定する。
そのため、放電加工の加工状態が一時的に悪化した場合であっても、適切なタイミングで放電加工の加工制御を行い、ワイヤの断線を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、この発明の各実施の形態について図に基づいて説明するが、各図において同一、または相当する部分については、同一符号を付して説明する。
なお、以下の実施の形態では、被加工物としてシリコンブロックを例に挙げて説明するが、これに限定されず、被加工物は、導電性を有していれば別のものであってもよい。また、被加工物の形状も、直方体形状に限定されず、例えば円柱形状等であってもよい。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係るワイヤ放電加工装置を示すブロック構成図である。
図１において、このワイヤ放電加工装置は、放電加工を行う放電加工部１と、放電加工部１の動作を制御する加工制御部２とを備えている。
【００１２】
まず、放電加工部１の構成について説明する。
２本のワイヤ１１ａ、１１ｂは、２個のワイヤボビン１２ａ、１２ｂからそれぞれ一定の速さで繰り出されている。ワイヤ１１ａは、２個のガイドローラ１３ａ、１３ｂに巻き掛けられている。また、ワイヤ１１ｂは、２個のガイドローラ１３ｃ、１３ｄに巻き掛けられている。
【００１３】
被加工物であるシリコンブロック３は、その一面（加工面）が、ワイヤ１１ａのガイドローラ１３ａ、１３ｂに挟まれた部分、およびワイヤ１１ｂのガイドローラ１３ｃ、１３ｄに挟まれた部分と対向するように配置されている。以下、ワイヤ１１ａ、１１ｂとシリコンブロック３とが対向した部分を、それぞれ対向部１４ａ、１４ｂと称する。
【００１４】
また、シリコンブロック３は、モータ１５（駆動手段）に接続されたテーブル１６（駆動手段）上に固定されている。テーブル１６は、モータ１５の駆動によって移動され、シリコンブロック３をワイヤ１１ａ、１１ｂに対して切断送りする。モータ１５は、加工制御部２からの駆動制御信号によって駆動される。通常時には、シリコンブロック３は、一定の送り速度でワイヤ１１ａ、１１ｂに対して切断送りされている。
【００１５】
また、シリコンブロック３とワイヤ１１ａ、１１ｂの各々との間には、加工制御部２によりパルス電圧が印加される。ワイヤ１１ａ、１１ｂは、それぞれ対向部１４ａ、１４ｂにおいて放電を生じさせることにより、シリコンブロック３を放電加工する。なお、ワイヤ１１ａ、１１ｂには、ワイヤ１１ａ、１１ｂとそれぞれ接触する給電子１７ａ、１７ｂを介して電力が供給される。
【００１６】
続いて、加工制御部２の構成について説明する。
加工制御部２は、電圧計２１ａ、２１ｂ（電圧検出手段）と、パルス波形設定部２２（パルス波形設定手段）と、直流電源２３（電源手段）と、パルス生成部２４ａ、２４ｂ（パルス生成手段）と、駆動制御部２５（駆動制御手段）とを含んでいる。
ここで、パルス波形設定部２２、パルス生成部２４ａ、２４ｂおよび駆動制御部２５は、ＣＰＵとプログラムを格納したメモリとを有するマイクロプロセッサ（図示せず）で構成されている。
【００１７】
次に、加工制御部２の機能について説明する。
電圧計２１ａは、シリコンブロック３とワイヤ１１ａとの間の電圧を検出し、電圧検出値をパルス波形設定部２２に出力する。また、電圧計２１ｂは、シリコンブロック３とワイヤ１１ｂとの間の電圧を検出し、電圧検出値をパルス波形設定部２２に出力する。
【００１８】
パルス波形設定部２２は、電圧計２１ａ、２１ｂからの電圧検出値に基づいて、パルス電圧信号（後述する）の信号波形を設定する。また、パルス波形設定部２２は、設定した信号波形に対応したパルス波形信号をパルス生成部２４ａ、２４ｂの各々に出力する。なお、パルス波形設定部２２の詳細な動作については後述する。
直流電源２３は、パルス生成部２４ａ、２４ｂの各々に直流電力を供給する。
【００１９】
パルス生成部２４ａは、パルス波形設定部２２からのパルス波形信号と直流電源２３からの直流電力とに基づいて、シリコンブロック３とワイヤ１１ａとの間にパルス電圧を印加するためのパルス電圧信号を生成する。また、パルス生成部２４ｂは、パルス波形信号と直流電力とに基づいて、シリコンブロック３とワイヤ１１ｂとの間にパルス電圧を印加するためのパルス電圧信号を生成する。また、パルス生成部２４ａ、２４ｂは、生成したパルス電圧信号をそれぞれワイヤ１１ａ、１１ｂに出力する。
【００２０】
駆動制御部２５は、パルス波形設定部２２に接続されている。また、駆動制御部２５は、モータ１５に対する駆動制御信号を出力して、モータ１５の動作を制御する。なお、駆動制御部２５の詳細な動作については後述する。
【００２１】
以下、図１とともに、図２のフローチャートを参照しながら、パルス波形設定部２２の動作について説明する。パルス波形設定部２２は、所定の周期で図２のフローチャートに示された動作を繰り返し実行する。
まず、パルス波形設定部２２は、電圧計２１ａ、２１ｂでそれぞれ検出された電圧検出値を取り込む（ステップＳ３１）。
【００２２】
このとき、電圧計２１ａ、２１ｂで検出される電圧は、一般的にパルス状に変化する。そこで、電圧計２１ａ、２１ｂは、パルスの１周期以上の平均値、ＯＮ状態の平均値、パルスがＯＮ状態になってから一定時間（例えば、１〜数十μｓｅｃ）が経過した後からパルスがＯＦＦ状態になるまでの平均値、パルス１周期中の電圧の絶対値の最大値、所定時間（例えば数十μｓｅｃから数十ｍｓｅｃ）内の絶対値の最小値等を電圧検出値として出力する。また、電圧計２１ａ、２１ｂは、パルスの周期よりも十分に長い時定数を有するローパスフィルタのフィルタ処理後の値、上記検出値の中で少なくとも２つ以上を組み合わせた処理後の値（例えばパルス１周期中の電圧の絶対値の最大値の所定時間内の最小値）を電圧検出値として出力してもよい。
【００２３】
続いて、パルス波形設定部２２は、取り込んだ電圧検出値から、絶対値が最も低い電圧値Ｖｍｉｎを選択する（ステップＳ３２）。
次に、パルス波形設定部２２は、電圧値Ｖｍｉｎに基づいて、パルス波形テーブルから、パルス電圧信号の信号波形を設定する（ステップＳ３３）。
【００２４】
ここで、パルス波形テーブルは、電圧値とパルス電圧信号の信号波形との関係が記されたテーブルであり、パルス波形設定部２２に記憶されている。
パルス波形テーブルの電圧値側は、被加工物の材質や電源電圧等に応じて設定される所定電圧値を境界として、通常電圧領域と電圧低下領域とに区分されている。電圧低下領域における信号波形は、通常電圧領域の信号波形と比較して、例えばパルスＯＮ時間が短く、かつパルスＯＦＦ時間が長くなっており、放電加工の加工エネルギが低下する波形になっている。
【００２５】
なお、電圧低下領域における信号波形は、パルスＯＮ時間のみが短くなってもよいし、パルスＯＦＦ時間のみが長くなってもよい。また、この信号波形は、ピーク値が通常電圧領域の信号波形よりも低くなっていてもよいし、一定のパルス休止時間を含む波形であってもよい。
また、電圧低下領域は、電圧値に応じてさらに複数の領域に区分され、電圧値が小さくなるにつれてパルスＯＮ時間の割合が減少するような信号波形が設定されていてもよい。
【００２６】
続いて、パルス波形設定部２２は、ステップＳ３３で設定した信号波形に対応したパルス波形信号を、パルス生成部２４ａ、２４ｂの各々に出力し（ステップＳ３４）、図２の処理を終了する。
【００２７】
すなわち、放電加工の加工状態が良好な場合（通常時）には、パルス波形設定部２２は、通常電圧領域の信号波形を設定する。
また、例えばワイヤ１１ａの振動、またはシリコンブロック３とワイヤ１１ａとの間に加工屑等が挟まることにより短時間の短絡が発生し、加工状態が一時的に悪化した場合に、パルス波形設定部２２は、電圧低下領域の信号波形を設定する。これにより、シリコンブロック３とワイヤ１１ａとの間に高い短絡電流が流れることを防止して、ワイヤ１１ａの断線を防止することができる。
また、パルス波形設定部２２は、加工状態が改善した後に通常電圧領域の信号波形を設定することで、放電加工の加工速度の低下を抑制することができる。
【００２８】
次に、駆動制御部２５の動作について説明する。
駆動制御部２５は、例えばワイヤ１１ａとシリコンブロック３とが通常時よりも接近し、電圧値Ｖｍｉｎが所定電圧値よりも低い状態が第１所定時間以上継続した場合に、シリコンブロック３の切断送りの送り速度を低下させる駆動制御信号をモータ１５に出力する。また、駆動制御部２５は、電圧値Ｖｍｉｎが所定電圧値よりも低い状態が、第１所定時間よりも長い第２所定時間以上継続した場合に、シリコンブロック３の切断送りを停止する駆動制御信号をモータ１５に出力する。
これにより、パルス電圧信号の信号波形を変更しただけでは放電加工の加工状態が改善しない場合であっても、切断送りの送り速度を低下、または切断送りを停止することにより、放電加工の加工状態を改善することができる。
【００２９】
なお、駆動制御部２５は、パルス波形設定部２２から、電圧低下領域における信号波形に対応したパルス波形信号が出力されている状態を、電圧値Ｖｍｉｎが所定電圧値よりも低い状態と判断している。
また、駆動制御部２５は、電圧値Ｖｍｉｎが所定電圧値よりも低い状態を検知した場合に、すぐに切断送りの送り速度を低下させる駆動制御信号を出力してもよい。
また、駆動制御部２５は、電圧値Ｖｍｉｎが所定電圧値よりも低い状態が第１所定時間以上継続した場合に、時間が長くなるにつれて切断送りの送り速度が低下するような駆動制御信号を出力してもよい。
【００３０】
また、駆動制御部２５は、電圧値Ｖｍｉｎが所定電圧値よりも低い状態が第２所定時間以上継続した場合に、シリコンブロック３をワイヤ１１ａ、１１ｂから遠ざける駆動制御信号を出力してもよい。
また、駆動制御部２５は、電圧値Ｖｍｉｎが所定電圧値よりも高い場合に、これらの電圧値の差に応じて、切断送りの送り速度を通常時よりも速くする駆動制御信号を出力してもよい。
【００３１】
この発明の実施の形態１に係るワイヤ放電加工装置によれば、制御可能な周波数帯域の低い機械的制御に代えて、高い周波数帯域で制御可能な電気的制御を主な制御として行うことにより、放電加工の加工制御を高速に行う。
具体的には、パルス波形設定部２２は、電圧値Ｖｍｉｎが所定電圧値よりも低い場合に、パルス電圧信号の信号波形として、電圧低下領域の信号波形を設定する。
そのため、放電加工の加工状態が一時的に悪化した場合であっても、適切なタイミングで放電加工の加工制御を行い、ワイヤの断線を防止することができる
また、パルス波形設定部２２が電圧値Ｖｍｉｎに基づいてパルス電圧信号の信号波形を設定することにより、最も加工状態が悪い箇所にあわせてパルス電圧信号の信号波形を設定することができる。
【００３２】
また、パルス波形設定部２２は、パルス生成部２４ａ、２４ｂに対して、同一のパルス波形信号を出力する。これにより、例えばパルス生成部２４ａ、２４ｂを一体的に構成して共通化することができる。この実施の形態では、ワイヤが２本の例を示したが、例えば１００本のワイヤを備えた放電加工装置においては、パルス生成部を共通化することにより、放電加工装置を小型化するとともに、製造コストを大幅に削減することができる。
【００３３】
なお、上記実施の形態１では、ワイヤ１１ａ、１１ｂを固定して、シリコンブロック３をワイヤ１１ａ、１１ｂに対して切断送りする場合を例に挙げて説明したが、これに限定されない。
シリコンブロック３を固定して、ワイヤ１１ａ、１１ｂに設けられる駆動手段により、ワイヤ１１ａ、１１ｂをシリコンブロック３に対して切断送りする場合でも、同様の効果を奏することができる。
【００３４】
また、上記実施の形態１では、２本の独立したワイヤ１１ａ、１１ｂが、対向部１４ａ、１４ｂでシリコンブロック３の加工面と対向しているものを例に挙げて説明した。
しかしながら、これに限定されず、１本のワイヤが１つの対向部でシリコンブロック３の加工面と対向する場合でも、同様の効果を奏することができる。
また、３本以上の独立したワイヤが、３箇所以上の対向部でシリコンブロック３と対向する場合や、１本のワイヤをガイドローラに複数回巻き掛けることにより、複数の対向部でシリコンブロック３と対向する場合でも、同様の効果を奏することができる。
【００３５】
なお、３箇所以上の対向部でシリコンブロック３と対向する場合には、少なくとも２箇所の対向部に対応して電圧計が設けられ、これらの電圧計からの検出値のうち、絶対値が最も低い電圧値に基づいて、パルス電圧信号の信号波形が設定される。
このとき、電圧計が設けられる箇所は、任意に設定されてもよいし、シリコンブロック３の形状に応じて設定されてもよい。
【００３６】
以下、図１、図２とともに、図３を参照しながら、シリコンブロック３の形状に応じて電圧計を設ける箇所を設定する方法について説明する。
図３において、ワイヤ１１ａ〜１１ｆは、それぞれ対向部１４ａ〜１４ｆでシリコンブロック３の加工面と対向している。
ここで、シリコンブロック３の加工面と、ワイヤ１１ａ〜１１ｆのなす面とは、平行ではなく傾いている。一般的に、シリコンブロック３をテーブル１６に固定する際に、加工面をワイヤ１１ａ〜１１ｆのなす面と完全に平行に固定することは困難であり、多少の傾きが生じる。このとき、ワイヤ１１ａ〜１１ｆのうち、シリコンブロック３に最も接近し、電圧値が低くなっているのは、ワイヤ１１ａまたはワイヤ１１ｆの何れかになる。
【００３７】
そこで、対向部１４ａおよび対向部１４ｆに対応して電圧計を設ける。
パルス波形設定部２２は、対向部１４ａ、１４ｆに対応して設けられた電圧計からの検出値のうち、絶対値が低い方の電圧値に基づいて、パルス電圧信号の信号波形を設定する。
そのため、加工状態が悪い箇所にあわせてパルス電圧信号の信号波形を設定することができる。また、シリコンブロック３と対向するワイヤの本数と比較して、少ない電圧計で加工制御部２を構成することができるので、放電加工装置を小型化するとともに、製造コストを大幅に削減することができる。
なお、電圧計を設ける箇所を設定する他の方法としては、所定本数のワイヤ毎に電圧計を設ける方法が考えられる。また、シリコンブロック３の加工面の幅がワイヤの幅より狭い場合に、加工面の両端に対応するワイヤに電圧計を設ける方法等が考えられる。
【００３８】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、パルス波形設定部２２は、電圧検出値のうち、絶対値が最も低い電圧値に基づいて、パルス電圧信号の信号波形を設定するとした。
しかしながら、これに限定されず、パルス波形設定部２２は、電圧検出値の絶対値の平均値に基づいて、パルス電圧信号の信号波形を設定してもよい。
【００３９】
以下、図１とともに、図４のフローチャートを参照しながら、パルス波形設定部２２が、電圧検出値の絶対値の平均値に基づいてパルス電圧信号の信号波形を設定する処理について説明する。
なお、実施の形態２に係るワイヤ放電加工装置の構成は、前述の実施の形態１と同様であり、その説明を省略する。
【００４０】
まず、パルス波形設定部２２は、電圧計２１ａ、２１ｂでそれぞれ検出された電圧検出値を取り込む（ステップＳ４１）。
続いて、パルス波形設定部２２は、取り込んだ電圧検出値の絶対値の平均値Ｖｍｅａｎを算出する（ステップＳ４２）。
【００４１】
次に、パルス波形設定部２２は、平均値Ｖｍｅａｎに基づいて、パルス波形テーブルから、パルス電圧信号の信号波形を設定する（ステップＳ４３）。
続いて、パルス波形設定部２２は、ステップＳ４３で設定した信号波形に対応したパルス波形信号を、パルス生成部２４ａ、２４ｂの各々に出力し（ステップＳ４４）、図４の処理を終了する。
【００４２】
このとき、駆動制御部２５は、平均値Ｖｍｅａｎが所定電圧値よりも低い状態が、第１所定時間以上または第２所定時間以上継続した場合に、シリコンブロック３の切断送りの送り速度を低下させるか、または切断送りを停止する。
その他の動作については、前述の実施の形態１と同様であり、その説明を省略する。
【００４３】
この発明の実施の形態２に係るワイヤ放電加工装置によれば、パルス波形設定部２２は、平均値Ｖｍｅａｎが所定電圧値よりも低い場合に、パルス電圧信号の信号波形として、電圧低下領域の信号波形を設定する。
そのため、ノイズ等による検出誤差の影響を抑制することができ、良好な加工状態を維持することができる。
【００４４】
また、前述した実施の形態１と同様に、パルス波形設定部２２は、パルス生成部２４ａ、２４ｂに対して、同一のパルス波形信号を出力する。そのため、多数のワイヤを備えた放電加工装置においては、パルス生成部を共通化することにより、放電加工装置を小型化するとともに、製造コストを大幅に削減することができる。
【００４５】
実施の形態３．
図５は、この発明の実施の形態３に係るワイヤ放電加工装置の加工制御部２Ａを示すブロック構成図である。
図５において、加工制御部２Ａは、図１に示したパルス波形設定部２２に代えて、パルス波形設定部２２ａ、２２ｂ（パルス波形設定手段）を備えている。
その他の構成については、前述の実施の形態１と同様であり、その説明を省略する。
【００４６】
次に、加工制御部２Ａの機能について説明する。
電圧計２１ａは、シリコンブロック３とワイヤ１１ａとの間の電圧を検出し、電圧検出値をパルス波形設定部２２ａに出力する。また、電圧計２１ｂは、シリコンブロック３とワイヤ１１ｂとの間の電圧を検出し、電圧検出値をパルス波形設定部２２ｂに出力する。
【００４７】
パルス波形設定部２２ａは、電圧計２１ａからの電圧検出値に基づいて、ワイヤ１１ａに対するパルス電圧信号の信号波形を設定して出力する。パルス波形設定部２２ｂは、電圧計２１ｂからの電圧検出値に基づいて、ワイヤ１１ｂに対するパルス電圧信号の信号波形を設定して出力する。
【００４８】
パルス生成部２４ａは、パルス波形設定部２２ａからのパルス波形信号と直流電源２３からの直流電力とに基づいて、シリコンブロック３とワイヤ１１ａとの間にパルス電圧を印加するためのパルス電圧信号を生成する。また、パルス生成部２４ｂは、パルス波形設定部２２ｂからのパルス波形信号と直流電力とに基づいて、シリコンブロック３とワイヤ１１ｂとの間にパルス電圧を印加するためのパルス電圧信号を生成する。
その他の動作については、前述の実施の形態１と同様であり、その説明を省略する。
【００４９】
この発明の実施の形態３に係るワイヤ放電加工装置によれば、パルス波形設定部２２ａ、２２ｂは、それぞれワイヤ１１ａ、１１ｂの加工状態に対応したパルス電圧信号の信号波形を設定する。すなわち、パルス波形設定部２２ａ、２２ｂは、加工状態が良好なワイヤにおけるパルス電圧信号を変更することなく、加工状態が悪化したワイヤについてのみパルス電圧信号を変更する。
そのため、加工状態が良好な箇所における加工状態を維持しつつ、ワイヤの断線を防止することができるとともに、放電加工の加工速度の低下を抑制することができる。
【００５０】
なお、上記実施の形態３では、ワイヤが２本である場合について、２本のワイヤそれぞれに電圧計、パルス生成部およびパルス波形設定部を設けた場合について説明したが、これに限定されない。例えば図３のようにワイヤを６本有する場合であって、その両端（１本目および６本目）のワイヤにそれぞれ電圧計、パルス生成部およびパルス波形設定部が設けられていてもよい。
このとき、２本目および３本目のワイヤには、１本目のワイヤに設けられたパルス波形設定部で設定された信号波形に基づいてパルス電圧が印加される。また、４本目および５本目のワイヤには、６本目のワイヤに設けられたパルス波形設定部で設定された信号波形に基づいてパルス電圧が印加される。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】この発明の実施の形態１に係るワイヤ放電加工装置を示すブロック構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係るパルス波形設定部の動作を示すフローチャートである。
【図３】この発明の実施の形態１に係るシリコンブロックとワイヤとの関係を示す断面図である。
【図４】この発明の実施の形態２に係るパルス波形設定部の動作を示すフローチャートである。
【図５】この発明の実施の形態３に係るワイヤ放電加工装置の加工制御部を示すブロック構成図である。
【符号の説明】
【００５２】
１ 放電加工部、２、２Ａ 加工制御部、３ シリコンブロック（被加工物）、１１ａ〜１１ｆ ワイヤ、１４ａ〜１４ｆ 対向部、１５ モータ（駆動手段）、１６ テーブル（駆動手段）、２１ａ、２１ｂ 電圧計（電圧検出手段）、２２、２２ａ、２２ｂ パルス波形設定部（パルス波形設定手段）、２３ 直流電源（電源手段）、２４ａ、２４ｂ パルス生成部（パルス生成手段）、２５ 駆動制御部（駆動制御手段）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物と対向する対向部で放電を生じさせることにより、前記被加工物を放電加工するワイヤと、
前記被加工物と前記ワイヤとの間にパルス電圧を印加するためのパルス電圧信号を生成するパルス生成手段と、
前記パルス生成手段に直流電力を供給する電源手段と、
前記被加工物と前記ワイヤとの間の電圧を検出する電圧検出手段と、
前記電圧検出手段で検出された電圧検出値に基づいて前記パルス電圧信号の信号波形を設定し、前記信号波形に対応したパルス波形信号を前記パルス生成手段に出力するパルス波形設定手段と、を備え、
前記パルス波形設定手段は、前記電圧検出値の絶対値が所定電圧値よりも低い場合に、前記放電加工の加工エネルギが低下するように前記信号波形を設定することを特徴とするワイヤ放電加工装置。
【請求項２】
前記被加工物を支持するとともに、前記被加工物を前記ワイヤに対して切断送りする駆動手段と、
前記駆動手段の動作を制御する駆動制御手段と、を備え、
前記駆動制御手段は、前記電圧検出値の絶対値が前記所定電圧値よりも低い状態が第１所定時間以上継続した場合に、前記切断送りの送り速度を低下させることを特徴とする請求項１に記載のワイヤ放電加工装置。
【請求項３】
前記ワイヤに設けられ、前記ワイヤを前記被加工物に対して切断送りする駆動手段と、
前記駆動手段の動作を制御する駆動制御手段と、を備え、
前記駆動制御手段は、前記電圧検出値の絶対値が前記所定電圧値よりも低い状態が第１所定時間以上継続した場合に、前記切断送りの送り速度を低下させることを特徴とする請求項１に記載のワイヤ放電加工装置。
【請求項４】
前記駆動制御手段は、前記電圧検出値の絶対値が前記所定電圧値よりも低い状態が、前記第１所定時間よりも長い第２所定時間以上継続した場合に、前記切断送りを停止することを特徴とする請求項２または請求項３に記載のワイヤ放電加工装置。
【請求項５】
前記被加工物と前記ワイヤとは、複数の前記対向部で対向し、
前記複数の対向部の少なくとも２箇所に対応して前記電圧検出手段を備え、
前記パルス波形設定手段は、前記電圧検出手段で検出された複数の電圧検出値のうち、絶対値が最も低い電圧値に基づいて、前記信号波形を設定することを特徴とする請求項１から請求項４までの何れか１項に記載のワイヤ放電加工装置。
【請求項６】
前記電圧検出手段が設けられる箇所は、前記被加工物の形状に応じて設定されることを特徴とする請求項５に記載のワイヤ放電加工装置。
【請求項７】
前記被加工物と前記ワイヤとは、複数の前記対向部で対向し、
前記複数の対向部の少なくとも２箇所に対応して前記電圧検出手段を備え、
前記パルス波形設定手段は、前記電圧検出手段で検出された複数の電圧検出値の絶対値の平均値に基づいて、前記信号波形を設定することを特徴とする請求項１から請求項４までの何れか１項に記載のワイヤ放電加工装置。
【請求項８】
前記被加工物と前記ワイヤとは、複数の前記対向部で対向し、
前記複数の対向部の少なくとも２箇所に対応して前記電圧検出手段、前記パルス生成手段および前記パルス波形設定手段をそれぞれ備えたことを特徴とする請求項１から請求項４までの何れか１項に記載のワイヤ放電加工装置。
【請求項１】
被加工物と対向する対向部で放電を生じさせることにより、前記被加工物を放電加工するワイヤと、
前記被加工物と前記ワイヤとの間にパルス電圧を印加するためのパルス電圧信号を生成するパルス生成手段と、
前記パルス生成手段に直流電力を供給する電源手段と、
前記被加工物と前記ワイヤとの間の電圧を検出する電圧検出手段と、
前記電圧検出手段で検出された電圧検出値に基づいて前記パルス電圧信号の信号波形を設定し、前記信号波形に対応したパルス波形信号を前記パルス生成手段に出力するパルス波形設定手段と、を備え、
前記パルス波形設定手段は、前記電圧検出値の絶対値が所定電圧値よりも低い場合に、前記放電加工の加工エネルギが低下するように前記信号波形を設定することを特徴とするワイヤ放電加工装置。
【請求項２】
前記被加工物を支持するとともに、前記被加工物を前記ワイヤに対して切断送りする駆動手段と、
前記駆動手段の動作を制御する駆動制御手段と、を備え、
前記駆動制御手段は、前記電圧検出値の絶対値が前記所定電圧値よりも低い状態が第１所定時間以上継続した場合に、前記切断送りの送り速度を低下させることを特徴とする請求項１に記載のワイヤ放電加工装置。
【請求項３】
前記ワイヤに設けられ、前記ワイヤを前記被加工物に対して切断送りする駆動手段と、
前記駆動手段の動作を制御する駆動制御手段と、を備え、
前記駆動制御手段は、前記電圧検出値の絶対値が前記所定電圧値よりも低い状態が第１所定時間以上継続した場合に、前記切断送りの送り速度を低下させることを特徴とする請求項１に記載のワイヤ放電加工装置。
【請求項４】
前記駆動制御手段は、前記電圧検出値の絶対値が前記所定電圧値よりも低い状態が、前記第１所定時間よりも長い第２所定時間以上継続した場合に、前記切断送りを停止することを特徴とする請求項２または請求項３に記載のワイヤ放電加工装置。
【請求項５】
前記被加工物と前記ワイヤとは、複数の前記対向部で対向し、
前記複数の対向部の少なくとも２箇所に対応して前記電圧検出手段を備え、
前記パルス波形設定手段は、前記電圧検出手段で検出された複数の電圧検出値のうち、絶対値が最も低い電圧値に基づいて、前記信号波形を設定することを特徴とする請求項１から請求項４までの何れか１項に記載のワイヤ放電加工装置。
【請求項６】
前記電圧検出手段が設けられる箇所は、前記被加工物の形状に応じて設定されることを特徴とする請求項５に記載のワイヤ放電加工装置。
【請求項７】
前記被加工物と前記ワイヤとは、複数の前記対向部で対向し、
前記複数の対向部の少なくとも２箇所に対応して前記電圧検出手段を備え、
前記パルス波形設定手段は、前記電圧検出手段で検出された複数の電圧検出値の絶対値の平均値に基づいて、前記信号波形を設定することを特徴とする請求項１から請求項４までの何れか１項に記載のワイヤ放電加工装置。
【請求項８】
前記被加工物と前記ワイヤとは、複数の前記対向部で対向し、
前記複数の対向部の少なくとも２箇所に対応して前記電圧検出手段、前記パルス生成手段および前記パルス波形設定手段をそれぞれ備えたことを特徴とする請求項１から請求項４までの何れか１項に記載のワイヤ放電加工装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００９−２２６５０４（Ｐ２００９−２２６５０４Ａ）
【公開日】平成２１年１０月８日（２００９．１０．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−７１８２８（Ｐ２００８−７１８２８）
【出願日】平成２０年３月１９日（２００８．３．１９）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成１９年度、独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構、「新エネルギー技術研究開発 太陽光発電システム未来技術研究開発 未来型超薄型多結晶シリコン太陽電池の研究開発（放電加工スライス、セルプロセス）」委託契約、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月８日（２００９．１０．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月１９日（２００８．３．１９）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成１９年度、独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構、「新エネルギー技術研究開発 太陽光発電システム未来技術研究開発 未来型超薄型多結晶シリコン太陽電池の研究開発（放電加工スライス、セルプロセス）」委託契約、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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