ワイヤ放電加工装置
【課題】加工可能となる状態に至るまでに要する時間の増大を抑制しつつワイヤ走行開始時の断線を防止する。
【解決手段】ワイヤボビンからワイヤを引き出す回収モータと、回収モータとワイヤボビンとの間のワイヤの経路に配設され、ワイヤに対して回収モータとは逆の向きに力を付与する張力制御モータと、を備えるワイヤ放電加工装置であって、張力制御モータによるワイヤの送り速度または当該送り速度に相当する速度（張力制御モータ速度検出値）を検出し、回収モータの回転を開始してからワイヤの直線状態が実現するまでの間、張力制御モータ速度検出値に予め定められた設定差分値を加算して回収モータの速度指令を生成する。
【解決手段】ワイヤボビンからワイヤを引き出す回収モータと、回収モータとワイヤボビンとの間のワイヤの経路に配設され、ワイヤに対して回収モータとは逆の向きに力を付与する張力制御モータと、を備えるワイヤ放電加工装置であって、張力制御モータによるワイヤの送り速度または当該送り速度に相当する速度（張力制御モータ速度検出値）を検出し、回収モータの回転を開始してからワイヤの直線状態が実現するまでの間、張力制御モータ速度検出値に予め定められた設定差分値を加算して回収モータの速度指令を生成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイヤ放電加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワイヤ放電加工装置は、ワイヤを回収するための回収モータを動作させてワイヤを走行させるとともに、ワイヤの張力を制御するための張力制御モータを動作させて加工中のワイヤの張力を制御している。このようなワイヤ放電加工装置においてワイヤがたわんだ状態でワイヤ走行を開始すると、回収モータによってワイヤを巻き取られるものの、張力制御モータはワイヤのたわみを取るために逆転方向に回転する。そして、ワイヤのたわみが無くなった際、ワイヤボビンや張力制御モータで駆動されるローラの慣性が影響して、ワイヤの張力が意図した値よりも過大になり、ワイヤの断線を引き起こす可能性があった。
【０００３】
これに対し、特許文献１には、一方のモータを一定速度で回転させておき、他方のモータに対しては、ワイヤの張力が安定するまではトルク制御を行い、張力が安定してからは速度制御による張力制御を行う技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２２１３４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１の技術によれば、張力を検出するための機構や、トルク制御および速度制御の両方が可能なモータなど、複雑な構成が必要となるため、製造コストの点で不利となる。
【０００６】
また、単純にワイヤ走行の開始時における回収モータの加速度を緩やかにすることでたわみ解消時の張力を制御する方法も考えられるが、当該方法によれば、ワイヤ走行速度や張力が意図した値に到達して加工可能となる状態に至るまでにかかる時間が長くなってしまうという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、加工可能となる状態に至るまでにかかる時間の増大を抑制しつつワイヤ走行開始直後の断線を防止できるワイヤ放電加工装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、ワイヤ電極を収納するワイヤボビンと、前記ワイヤボビンからワイヤ電極を引き出す第１モータと、前記第１モータと前記ワイヤボビンとの間のワイヤ電極の経路に配設され、ワイヤ電極に対して前記第１モータとは逆の向きに力を付与する第２モータと、を備え、前記第１モータにより設定送り速度で引き出され、前記第２モータにより加工位置におけるワイヤ電極の張力を制御し、直線状態に維持されたワイヤ電極を用いて被加工物を加工するワイヤ放電加工装置であって、前記第２モータによる張力を印加する位置におけるワイヤ電極の走行速度または当該走行速度に相当する速度を検出する速度検出手段と、前記第１モータの回転を開始してからワイヤ電極の直線状態が実現するまでの間、前記速度検出手段による速度検出値に予め定められた設定差分値を加算して前記第１モータの速度指令を生成するモータ速度演算部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、加工可能となる状態に至るまでにかかる時間の増大を抑制しつつワイヤ走行開始直後の断線を防止できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施の形態１のワイヤ放電加工装置の構成を示す図である。
【図２】図２は、実施の形態１のワイヤ放電加工装置の動作を示す図である。
【図３】図３は、比較例１のワイヤ放電加工装置の動作を示す図である。
【図４】図４は、比較例２のワイヤ放電加工装置の動作を示す図である。
【図５】図５は、実施の形態２のワイヤ放電加工装置の構成を示す図である。
【図６】図６は、実施の形態２のワイヤ放電加工装置におけるモータ速度指令演算部の動作を示すフローチャートである。
【図７】図７は、実施の形態３のワイヤ放電加工装置におけるモータ速度指令演算部の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明にかかるワイヤ放電加工装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１２】
実施の形態１．
図１は、本発明にかかる実施の形態１のワイヤ放電加工装置の構成を示す図である。ワイヤ放電加工装置１００は、ワイヤ（ワイヤ電極）１と被加工物８との間で放電を発生させることで被加工物８を加工することができるようになっている。ワイヤ１は、ワイヤ１を収納するワイヤボビン２から２個のプーリ３Ａおよび張力制御ローラ５を経由して被加工物８の加工位置に供給され、更に、プーリ３Ｂ、回収ローラ７を経由して回収されるようになっている。ワイヤ１の走行の駆動力は主として回収ローラ７の回転により生じせしめられる。
【００１３】
ＮＣ装置１０は、電流指令を生成し、モータ電流制御系１１は、当該電流指令に基づいて張力制御モータ（第２モータ）４に供給する駆動電流を制御する。張力制御モータ４は、当該駆動電流により駆動され、張力制御ローラ５を回転させるトルクを発生する。
【００１４】
なお、ここでは、モータ電流制御系１１は、ＮＣ装置１０からの電流指令に基づいて、張力制御モータ４に一定電流を供給し、張力制御モータ４は、ワイヤ１の走行の向きとは反対向きにトルクを発生させるものとする。当該トルクの大きさは供給された電流に応じたものとなるので、ここではトルクの大きさは常に一定となる。すなわち、ワイヤ１がたわんだ状態で走行が開始されると、張力制御モータ４はワイヤ１が走行せしめられる向きとは逆向きに回転する。そして、ワイヤ１のたわみが無くなった瞬間に、張力制御ローラ５がワイヤ１に引っ張られることによって張力制御モータ４の回転の向きが逆転するが、張力制御モータ４は、モータ電流制御系１１からの一定電流の駆動電流により依然として走行の向きとは逆向きのトルクを発生し続ける。この逆向きのトルクにより、張力制御ローラ５と回収ローラ７との間に予め設定された張力が与えられ、被加工物８の加工位置にてワイヤ１の直線状態が維持される。
【００１５】
また、ＮＣ装置１０は、モータ速度指令演算部１２に対してワイヤ１の加工時の送り速度を指定する第１速度指令を供給する。モータ速度指令演算部１２は、現在の送り速度と指令された送り速度との間を補間するように、ＮＣ装置１０からの第１速度指令よりも時間的および空間的に粒度の細かい第２速度指令を生成する。モータ速度制御系１３は、モータ速度指令演算部１２が生成した第２速度指令により指令された速度に回収モータ（第１モータ）６のモータ速度が追従するように回収モータ６を駆動する。すなわち、回収モータ６は、モータ速度を検出する機能を備えており、検出したモータ速度（回収モータ速度検出値）を出力する。モータ速度制御系１３は、当該回収モータ速度検出値がモータ速度指令演算部１２からの第２速度指令に一致するように回収モータ６の駆動電流を制御する。回収モータ６は、回収ローラ７を回転させてワイヤ１を走行させる。
【００１６】
ここで、ワイヤ１がたわんだ状態でワイヤ１の走行が開始されると、前述のように、張力制御モータ４と回収モータ６とは互いに逆方向の回転を開始する。そして、たわみが解消されて（言い換えると加工位置においてワイヤ１の直線状態が実現して）張力制御モータ４の回転の向きが逆転するとき、ワイヤ１に過大な張力が発生し、ワイヤ１が断線する事態を引き起こす。そこで、本発明の実施の形態１では、張力制御モータ４のモータ速度と回収モータ６のモータ速度との間の相対速度がワイヤ１の断線を引き起こすことがない予め設定された値（設定差分値）となるように回収モータ６の速度を制御することとした。
【００１７】
具体的には、張力制御モータ４は、モータ速度を検出する機能（速度検出手段）を具備し、モータ速度の検出値（張力制御モータ速度検出値）を出力する。モータ速度指令演算部１２は、回収モータ６が回転を開始してからＮＣ装置１０から指令された速度に到達するまでの過渡状態において、張力制御モータ４が出力する張力制御モータ速度検出値に設定差分値を加算した値を第２速度指令とする。ここでは、張力制御ローラ５と回収ローラ７の径が同じ場合で説明したが、各モータ速度にローラ径を乗じたワイヤ走行速度に換算して制御してもよい。
【００１８】
図２は、実施の形態１のワイヤ放電加工装置１００の動作を示す図である。なお、本図においては、説明を分かりやすくするために、ワイヤ１が走行する向きを正の向きとし、第２速度指令、張力制御モータ速度検出値、および回収モータ速度検出値をワイヤ１の送り速度に変換して示している。また、一例として、第２速度指令の初期値を１０ｍｍ／ｓ、第２速度指令の最低値を５ｍｍ／ｓ、ＮＣ装置１０からの第１速度指令を１５０ｍｍ／ｓ、設定差分値を送り速度に換算した値を１０ｍｍ／ｓとしている。
【００１９】
図示するように、ワイヤ走行が開始されると、張力制御モータ４は、負の方向に回転を開始する。第２速度指令は、ワイヤ走行の開始直後は１０ｍｍ／ｓであるものの、設定差分値が１０ｍｍ／ｓであるので、張力制御モータ速度検出値が負の方向に絶対値が増加するのに応じて減少し、張力制御モータ速度検出値が−５ｍｍ／ｓ以下となると、最小送り速度の５ｍｍ／ｓで一定となる。回収モータ速度検出値は、０ｍｍ／ｓから加速し始め、やがて第２速度指令と同じ５ｍｍ／ｓで一定となっている。
【００２０】
そして、時刻ｔ１においてワイヤ１のたわみが解消すると、張力制御モータ４はワイヤ１に引っ張られることによって負の向きの回転にブレーキがかけられ、回転の向きが逆転せしめられる。したがって、時刻ｔ１で張力制御モータ速度検出値が−１０ｍｍ／ｓから急激に立ち上がってゼロ値を越えている。第２速度指令は、張力制御モータ速度検出値の立ち上がりに応じて急激に立ち上がる。回収モータ速度検出値は、第２速度指令値の立ち上がりに応答して増加を開始する。そして、第２速度指令は最終的にＮＣ装置１０からの速度指令を１５０ｍｍ／ｓに到達して一定となり、その後、回収モータ速度検出値が速度指令に追従して１５０ｍｍ／ｓで一定となる。
【００２１】
なお、張力制御ローラ５と回収ローラ７との間で直線状態が維持されたワイヤ１は張力制御ローラ５と回収ローラ７との間の張力およびその間で張られるワイヤ１の長さに応じた伸び量で伸びるため、常に回収ローラ７の送り速度は張力制御ローラ５の送り速度よりも速くなっている。したがって、回収モータ速度検出値が１５０ｍｍ／ｓで一定となった後、張力制御モータ速度検出値は、１５０ｍｍ／ｓよりワイヤ１の伸び量に応じた速度だけ小さい速度で一定となる。
【００２２】
図３は、本実施の形態１との比較の一例として、回収モータの速度指令を単純に一定加速度で増加させた場合のワイヤ放電加工装置の動作を示す図である。本図に示す例を比較例１ということとする。図示するように、比較例１によれば、張力制御モータ速度検出値が負の値となっているにも関わらず回収モータに対する第２速度指令が加速し続けているので、ワイヤ走行直後は、回収モータ速度検出値と張力制御モータ速度検出値との差分値が単調増加することとなる。したがって、ワイヤ１のたわみの程度によっては、たわみが解消する時刻（図中時刻ｔ２）においてワイヤボビンや張力制御ローラを急加速させるため、ワイヤ張力が断線差分値を上回り、結果としてワイヤ１の断線が発生する可能性が生じる。
【００２３】
図４は、本実施の形態１との比較の別の例として、図３の例で示したワイヤ１の断線が発生する可能性を低減するために、第２速度指令の加速度を図３に示した例よりも小さくした場合のワイヤ放電加工装置の動作を示す図である。なお、図４に示した例を比較例２ということとする。図示するように、比較例２によれば、比較例１よりも第２速度指令の加速度が小さいので、回収モータ速度検出値と張力制御モータ速度検出値との間の差分値が比較例１よりも小さい。したがって、たわみが解消する時刻（図中時刻ｔ３）が比較例２と同じであったとしても、比較例１に比べてワイヤ張力が断線差分値を上回る可能性が小さいため、断線が発生する可能性が小さくすることができる。しかしながら、回収モータの加速度を比較例１よりも小さくしているため、回収モータのモータ速度が第１速度指令に到達するまでにかかる時間が比較例１に比べて増大し、結果としてユーザが加工を開始できるまでに待たされる時間が長くなってしまう。
【００２４】
これに対して、本発明の実施の形態１によれば、モータ速度指令演算部１２は、張力制御モータ速度検出値に設定差分値を加算した値を第２速度指令とするので、ワイヤ走行が開始されてから回収モータ６のモータ速度が第１速度指令により指令された値に到達するまで、常に、
（第２速度指令）≧（回収モータ速度検出値）＞（張力制御モータ速度検出値）＝（第２速度指令）− 設定差分値
の関係を保ったまま回収モータ６を加速する。すなわち、回収モータ６の速度と張力制御モータ４の速度との差は設定差分値を越えることがない。したがって、ワイヤ１が断線する張力が発生する張力制御モータ４と回収モータ６との間の相対速度の最低値（以下、断線差分値という）を事前に求めておき、設定差分値が当該断線差分値を下回るようにすることで、たわみがどれだけ大きい場合でもワイヤ走行開始直後のワイヤ１の断線を防止することができる。また、比較例２のように回収モータ６の加速度を小さくすることによって断線を防止するようにしているのではないので、断線の防止と引き換えにユーザが加工を開始できるまでの待ち時間をいたずらに長くしてしまうことを防ぐことができる。すなわち、加工可能となる状態に至るまでにかかる時間の増大を抑制しつつワイヤ走行開始時の断線を防止できる。
【００２５】
なお、以上の説明においては、たわみが解消した後も、モータ速度指令演算部１２は、張力制御モータ速度検出値に設定差分値を加算した値を第２速度指令とするとして説明したが、たわみが解消した後はどのように第２速度指令を生成するようにしても構わない。例えば、張力制御モータ速度検出値に所定の定数を乗じて、さらに乗じた値にオフセットを加算して第２速度指令を生成するようにしてもよい。また、たわみが解消したか否かをどのように検出するようにしてもよい。例えば張力制御モータ速度検出値の符号を監視し、符号が負の値から正の値に変わったとき、モータ速度指令演算部１２は、たわみが解消したことを認識するようにしてよい。
【００２６】
また、以上の説明においては、張力制御モータ４はワイヤ１がたわんでいるときはワイヤ１の走行方向とは逆の方向に張力制御ローラ５を回転させ、ワイヤ１のたわみが解消した後、ワイヤ１に引っ張られて張力制御モータ４の回転の向きが逆転するとして説明したので、張力制御モータ速度検出値はワイヤ１の張力制御ローラ５の位置のワイヤ１の送り速度に対応した値となるので、モータ速度指令演算部１２は、張力制御モータ速度検出値に設定差分値を加算した値を第２速度指令とすることによってワイヤ１の断線を防止することができる。張力制御ローラ５がワイヤ１に対してスリップを許容する構成になっている場合には、張力制御モータ速度検出値はワイヤ１の張力制御ローラ５の位置のワイヤ１の送り速度に対応した値とならない。その場合、張力制御ローラ５の近辺に張力制御ローラ５の位置のワイヤ１の送り速度を検出する手段を設け、モータ速度指令演算部１２は、当該手段による速度検出値を張力制御モータ速度検出値の替わりに使用するようにするとよい。
【００２７】
また、以上の説明においては、ワイヤ１がたわんでいるか、直線状態かで説明したが、直線状態を維持していても、ワイヤ張力を大きくするとワイヤ１が伸びるため、この場合にも同様の効果が得られる。
【００２８】
実施の形態２．
図５は、本発明にかかる実施の形態２のワイヤ放電加工装置の構成を示す図である。図示するように、ワイヤ放電加工装置２００は、ワイヤ１と被加工物８との間で放電を行うことで被加工物８を加工することができるようになっている。ワイヤ１は、ワイヤボビン２から２個のプーリ３Ａおよび張力制御ローラ５を経由して被加工物８の加工位置に供給され、更に、プーリ３Ｂ、回収ローラ７を経由して回収されるようになっている。ワイヤ１の走行の駆動力は主として回収ローラ７の回転により生じせしめられる。
【００２９】
ＮＣ装置１０は、電流指令を生成し、モータ電流制御系１１は、当該電流指令に基づいて張力制御モータ９に供給する駆動電流を生成する。張力制御モータ９は、当該駆動電流により駆動され、張力制御ローラ５を回転させるトルクを発生する。なお、モータ電流制御系１１は、ＮＣ装置１０からの電流指令に基づいて、張力制御モータ９に一定電流を供給し、張力制御モータ９は、張力制御ローラ５をワイヤ１の走行の向きとは反対向きに回転させるトルクを発生させるものとする。
【００３０】
また、ＮＣ装置１０は、モータ速度指令演算部２１に対してワイヤ１の加工時の送り速度を指定する速度指令（第１速度指令）を供給する。モータ速度指令演算部２１は、現在の送り速度と指令された送り速度との間を補間するように、ＮＣ装置１０からの第１速度指令よりも時間的および空間的に粒度の細かい速度指令（第２速度指令）を生成する。モータ速度制御系１３は、モータ速度指令演算部２１が生成した第２速度指令により指令された速度に回収モータ６のモータ速度が追従するように回収モータ６を駆動する。すなわち、回収モータ６は、モータ速度を検出する機能を備えており、検出したモータ速度（回収モータ速度検出値）を出力する。モータ速度制御系１３は、当該回収モータ速度検出値がモータ速度指令演算部２１からの第２速度指令に一致するように回収モータ６の駆動電流を発生させる。
【００３１】
実施の形態２においては、ワイヤ１のたわみが解消される際にワイヤ１の断線が発生させることを防止するために、ワイヤ放電加工装置２００は、ワイヤ１のたわみを検出するたわみ検出器（検出器）２０を具備し、モータ速度指令演算部２１は、ワイヤ走行が開始されてから回収モータ６が第１速度指令の速度に到達するまでの過渡状態において、たわみ検出器２０がワイヤ１がたわんでいることを検出している状態（たわみ検出状態）では回収モータ６の速度を上げないようにし、たわみ検出器２０がワイヤ１がたわんでいないことを検出している状態（非たわみ検出状態）では回収モータ６の速度を上げるように第２速度指令を生成する。
【００３２】
なお、たわみ検出器２０の検出方式は特に限定されない。例えば、たわんだワイヤ１がセンサに接触したときに接触を検知してたわみ検出状態を出力し、非接触であるときに非たわみ検出状態を出力する接触式の検出器を採用することができる。また、光学式のセンサでたわみを検出するタイプの検出器を採用することができる。
【００３３】
また、被加工物８の加工位置においてワイヤ１がたわんでいる場合、張力制御ローラ５と回収ローラ７との間に意図した張力がかかっていないため、張力制御ローラ５と回収ローラ７との間のどの位置においてもワイヤ１はたわむ。したがって、たわみ検出器２０のセンサは、張力制御ローラ５と回収ローラ７との間のどの位置に配設するようにしても構わない。
【００３４】
図６は、実施の形態２のワイヤ放電加工装置２００におけるモータ速度指令演算部２１の動作を示すフローチャートである。ＮＣ装置１０が第１速度指令（例えば１５０ｍｍ／ｓ）を出力すると、モータ速度指令演算部２１は、まず、予め設定された初期速度（例えば１０ｍｍ／ｓ）を指令する第２速度指令を出力する（ステップＳ１）。そして、モータ速度指令演算部２１は、たわみ検出器２０がたわみ検出状態であるか否かを判定する（ステップＳ２）。たわみ検出器２０がたわみ検出状態である場合（ステップＳ２、Ｙｅｓ）、モータ速度指令演算部２１は、ステップＳ２の判定処理を再度実行する。
【００３５】
たわみ検出器２０が非たわみ検出状態である場合（ステップＳ２、Ｎｏ）、モータ速度指令演算部２１は、予め設定された加速度（例えば１００ｍｍ／ｓ２）で前回の演算周期で出力された第２速度指令から指令値を増加させた第２速度指令を出力し（ステップＳ３）、第２速度指令が第１速度指令に到達したか否かを判定する（ステップＳ４）。第２速度指令が第１速度指令に到達していない場合（ステップＳ４、Ｎｏ）、モータ速度指令演算部２１は、ステップＳ２の処理を実行する。第２速度指令が第１速度指令に到達した場合（ステップＳ４、Ｙｅｓ）、モータ速度指令演算部２１は、以降の演算周期において第１速度指令の指令値を第２速度指令として出力する（ステップＳ５）。なお、ステップＳ５の処理が開始されると、ユーザは被加工物８の加工が可能となる。
【００３６】
なお、以上の説明においては、回収モータ６の初期速度を１０ｍｍ／ｓなどゼロ値を越える値としたが、初期速度はゼロ値とし、ワイヤ１のたわみは張力制御モータ４によって解消するようにしてもよい。
【００３７】
また、張力制御モータ４はワイヤ１の走行の向きとは逆方向のトルクを発生させるとして説明したが、張力制御モータ４、張力制御ローラ５、モータ電流制御系１１を省略し、替わりにパウダーブレーキなど、抵抗を付与する手段を設けるようにしてもよい。その場合は、ワイヤ１のたわみを解消するために、回収モータ６の初期速度はゼロ値を越える正の値を設定する必要がある。
【００３８】
このように、本発明の実施の形態２によれば、ワイヤ１が被加工物８の加工位置におけるたわみを検出するたわみ検出器２０を備え、モータ速度演算部２１は、回収モータ６の回転を開始してから第２速度指令が第１速度指令に至るまでの間において、たわみ検出器２０が非たわみ検出状態の場合、回収モータ６の速度を増加させず、たわみ検出器２０がたわみ検出状態の場合、回収モータ６の速度を増加させるように第２速度指令を生成するように構成したので、ワイヤ１のたわみがどれだけ大きい場合でもワイヤ走行開始時のワイヤ１の断線を防止することができる。また、比較例２のように回収モータ６の加速度を小さくすることによって断線を防止するようにしているのではないので、断線の防止と引き換えにユーザが加工を開始できるまでの待ち時間をいたずらに長くしてしまうことを防ぐことができる。すなわち、加工可能となる状態に至るまでにかかる時間の増大を抑制しつつワイヤ走行開始時の断線を防止できる。
【００３９】
実施の形態３．
実施の形態３のワイヤ放電加工装置の構成はモータ速度指令演算部を除いて実施の形態２と同等であるので、実施の形態３のワイヤ放電加工装置に符号３００、実施の形態３のワイヤ放電加工装置が備えるモータ速度指令演算部に符号３１を夫々付して、実施の形態２と区別することとし、他の構成要素に関しては実施の形態２と同一の名称および符号を用いて説明する。
【００４０】
実施の形態３のモータ速度指令演算部３１は、たわみ検出器２０がたわみ検出状態では回収モータ６の速度を下げ、たわみ検出器２０が非たわみ検出状態では回収モータ６の速度を上げるように第２速度指令を生成する。
【００４１】
図７は、実施の形態３のワイヤ放電加工装置３００におけるモータ速度指令演算部３１の動作を示すフローチャートである。ＮＣ装置１０が第１速度指令を出力すると、モータ速度指令演算部３１は、まず、予め設定された初期速度を指令する第２速度指令を出力する（ステップＳ１１）。そして、モータ速度指令演算部３１は、たわみ検出器２０がたわみ検出状態であるか否かを判定する（ステップＳ１２）。たわみ検出器２０がたわみ検出状態である場合（ステップＳ１２、Ｙｅｓ）、モータ速度指令演算部３１は、後述するステップＳ１６の処理を実行する。
【００４２】
たわみ検出器２０が非たわみ検出状態である場合（ステップＳ１２、Ｎｏ）、モータ速度指令演算部３１は、予め設定された第１の加速度（例えば１００ｍｍ／ｓ２）で前回の演算周期で出力された第２速度指令から指令値を増加させた第２速度指令を出力し（ステップＳ１３）、第２速度指令が第１速度指令に到達したか否かを判定する（ステップＳ１４）。第２速度指令が第１速度指令に到達していない場合（ステップＳ１４、Ｎｏ）、モータ速度指令演算部３１は、ステップＳ１２の処理を実行する。第２速度指令が第１速度指令に到達した場合（ステップＳ１４、Ｙｅｓ）、モータ速度指令演算部３１は、第１速度指令の指令値を第２速度指令として出力する（ステップＳ１５）。なお、ステップＳ１５の処理が開始されると、ユーザは被加工物８の加工が可能となる。
【００４３】
たわみ検出器２０がたわみ検出状態である場合（ステップＳ１２、Ｙｅｓ）、モータ速度指令演算部３１は、予め設定された第２の加速度（例えば−５０ｍｍ／ｓ２）で前回の演算周期で出力された第２速度指令から指令値を増加させた第２速度指令を出力し（ステップＳ１６）、第２速度指令が初期速度の値に等しいかまたは越える値であるか否かを判定する（ステップＳ１７）。第２速度指令が初期速度の値に等しいかまたは越える値である場合（ステップＳ１７、Ｙｅｓ）、モータ速度指令演算部３１はステップＳ１２の判定処理を実行する。第２速度指令が初期速度の値を下回る場合（ステップＳ１７、Ｎｏ）、モータ速度指令演算部３１はステップＳ１１の処理を実行する。
【００４４】
このように、本発明の実施の形態３によれば、モータ速度指令演算部３１は、たわみ検出器２０がたわみ検出状態では回収モータ６の速度を下げ、たわみ検出器２０が非たわみ検出状態では回収モータ６の速度を上げるように第２速度指令を生成するように構成したので、実施の形態２と同様に、加工可能となる状態に至るまでにかかる時間の増大を抑制しつつワイヤ走行開始時の断線を防止することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１ ワイヤ
２ ワイヤボビン
３Ａ、３Ｂ プーリ
４ 張力制御モータ
５、９ 張力制御ローラ
６ 回収モータ
７ 回収ローラ
８ 被加工物
１０ ＮＣ装置
１１ モータ電流制御系
１２、２１、３１ モータ速度指令演算部
１３ モータ速度制御系
２０ たわみ検出器
１００、２００、３００ ワイヤ放電加工装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイヤ放電加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワイヤ放電加工装置は、ワイヤを回収するための回収モータを動作させてワイヤを走行させるとともに、ワイヤの張力を制御するための張力制御モータを動作させて加工中のワイヤの張力を制御している。このようなワイヤ放電加工装置においてワイヤがたわんだ状態でワイヤ走行を開始すると、回収モータによってワイヤを巻き取られるものの、張力制御モータはワイヤのたわみを取るために逆転方向に回転する。そして、ワイヤのたわみが無くなった際、ワイヤボビンや張力制御モータで駆動されるローラの慣性が影響して、ワイヤの張力が意図した値よりも過大になり、ワイヤの断線を引き起こす可能性があった。
【０００３】
これに対し、特許文献１には、一方のモータを一定速度で回転させておき、他方のモータに対しては、ワイヤの張力が安定するまではトルク制御を行い、張力が安定してからは速度制御による張力制御を行う技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２２１３４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１の技術によれば、張力を検出するための機構や、トルク制御および速度制御の両方が可能なモータなど、複雑な構成が必要となるため、製造コストの点で不利となる。
【０００６】
また、単純にワイヤ走行の開始時における回収モータの加速度を緩やかにすることでたわみ解消時の張力を制御する方法も考えられるが、当該方法によれば、ワイヤ走行速度や張力が意図した値に到達して加工可能となる状態に至るまでにかかる時間が長くなってしまうという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、加工可能となる状態に至るまでにかかる時間の増大を抑制しつつワイヤ走行開始直後の断線を防止できるワイヤ放電加工装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、ワイヤ電極を収納するワイヤボビンと、前記ワイヤボビンからワイヤ電極を引き出す第１モータと、前記第１モータと前記ワイヤボビンとの間のワイヤ電極の経路に配設され、ワイヤ電極に対して前記第１モータとは逆の向きに力を付与する第２モータと、を備え、前記第１モータにより設定送り速度で引き出され、前記第２モータにより加工位置におけるワイヤ電極の張力を制御し、直線状態に維持されたワイヤ電極を用いて被加工物を加工するワイヤ放電加工装置であって、前記第２モータによる張力を印加する位置におけるワイヤ電極の走行速度または当該走行速度に相当する速度を検出する速度検出手段と、前記第１モータの回転を開始してからワイヤ電極の直線状態が実現するまでの間、前記速度検出手段による速度検出値に予め定められた設定差分値を加算して前記第１モータの速度指令を生成するモータ速度演算部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、加工可能となる状態に至るまでにかかる時間の増大を抑制しつつワイヤ走行開始直後の断線を防止できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施の形態１のワイヤ放電加工装置の構成を示す図である。
【図２】図２は、実施の形態１のワイヤ放電加工装置の動作を示す図である。
【図３】図３は、比較例１のワイヤ放電加工装置の動作を示す図である。
【図４】図４は、比較例２のワイヤ放電加工装置の動作を示す図である。
【図５】図５は、実施の形態２のワイヤ放電加工装置の構成を示す図である。
【図６】図６は、実施の形態２のワイヤ放電加工装置におけるモータ速度指令演算部の動作を示すフローチャートである。
【図７】図７は、実施の形態３のワイヤ放電加工装置におけるモータ速度指令演算部の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明にかかるワイヤ放電加工装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１２】
実施の形態１．
図１は、本発明にかかる実施の形態１のワイヤ放電加工装置の構成を示す図である。ワイヤ放電加工装置１００は、ワイヤ（ワイヤ電極）１と被加工物８との間で放電を発生させることで被加工物８を加工することができるようになっている。ワイヤ１は、ワイヤ１を収納するワイヤボビン２から２個のプーリ３Ａおよび張力制御ローラ５を経由して被加工物８の加工位置に供給され、更に、プーリ３Ｂ、回収ローラ７を経由して回収されるようになっている。ワイヤ１の走行の駆動力は主として回収ローラ７の回転により生じせしめられる。
【００１３】
ＮＣ装置１０は、電流指令を生成し、モータ電流制御系１１は、当該電流指令に基づいて張力制御モータ（第２モータ）４に供給する駆動電流を制御する。張力制御モータ４は、当該駆動電流により駆動され、張力制御ローラ５を回転させるトルクを発生する。
【００１４】
なお、ここでは、モータ電流制御系１１は、ＮＣ装置１０からの電流指令に基づいて、張力制御モータ４に一定電流を供給し、張力制御モータ４は、ワイヤ１の走行の向きとは反対向きにトルクを発生させるものとする。当該トルクの大きさは供給された電流に応じたものとなるので、ここではトルクの大きさは常に一定となる。すなわち、ワイヤ１がたわんだ状態で走行が開始されると、張力制御モータ４はワイヤ１が走行せしめられる向きとは逆向きに回転する。そして、ワイヤ１のたわみが無くなった瞬間に、張力制御ローラ５がワイヤ１に引っ張られることによって張力制御モータ４の回転の向きが逆転するが、張力制御モータ４は、モータ電流制御系１１からの一定電流の駆動電流により依然として走行の向きとは逆向きのトルクを発生し続ける。この逆向きのトルクにより、張力制御ローラ５と回収ローラ７との間に予め設定された張力が与えられ、被加工物８の加工位置にてワイヤ１の直線状態が維持される。
【００１５】
また、ＮＣ装置１０は、モータ速度指令演算部１２に対してワイヤ１の加工時の送り速度を指定する第１速度指令を供給する。モータ速度指令演算部１２は、現在の送り速度と指令された送り速度との間を補間するように、ＮＣ装置１０からの第１速度指令よりも時間的および空間的に粒度の細かい第２速度指令を生成する。モータ速度制御系１３は、モータ速度指令演算部１２が生成した第２速度指令により指令された速度に回収モータ（第１モータ）６のモータ速度が追従するように回収モータ６を駆動する。すなわち、回収モータ６は、モータ速度を検出する機能を備えており、検出したモータ速度（回収モータ速度検出値）を出力する。モータ速度制御系１３は、当該回収モータ速度検出値がモータ速度指令演算部１２からの第２速度指令に一致するように回収モータ６の駆動電流を制御する。回収モータ６は、回収ローラ７を回転させてワイヤ１を走行させる。
【００１６】
ここで、ワイヤ１がたわんだ状態でワイヤ１の走行が開始されると、前述のように、張力制御モータ４と回収モータ６とは互いに逆方向の回転を開始する。そして、たわみが解消されて（言い換えると加工位置においてワイヤ１の直線状態が実現して）張力制御モータ４の回転の向きが逆転するとき、ワイヤ１に過大な張力が発生し、ワイヤ１が断線する事態を引き起こす。そこで、本発明の実施の形態１では、張力制御モータ４のモータ速度と回収モータ６のモータ速度との間の相対速度がワイヤ１の断線を引き起こすことがない予め設定された値（設定差分値）となるように回収モータ６の速度を制御することとした。
【００１７】
具体的には、張力制御モータ４は、モータ速度を検出する機能（速度検出手段）を具備し、モータ速度の検出値（張力制御モータ速度検出値）を出力する。モータ速度指令演算部１２は、回収モータ６が回転を開始してからＮＣ装置１０から指令された速度に到達するまでの過渡状態において、張力制御モータ４が出力する張力制御モータ速度検出値に設定差分値を加算した値を第２速度指令とする。ここでは、張力制御ローラ５と回収ローラ７の径が同じ場合で説明したが、各モータ速度にローラ径を乗じたワイヤ走行速度に換算して制御してもよい。
【００１８】
図２は、実施の形態１のワイヤ放電加工装置１００の動作を示す図である。なお、本図においては、説明を分かりやすくするために、ワイヤ１が走行する向きを正の向きとし、第２速度指令、張力制御モータ速度検出値、および回収モータ速度検出値をワイヤ１の送り速度に変換して示している。また、一例として、第２速度指令の初期値を１０ｍｍ／ｓ、第２速度指令の最低値を５ｍｍ／ｓ、ＮＣ装置１０からの第１速度指令を１５０ｍｍ／ｓ、設定差分値を送り速度に換算した値を１０ｍｍ／ｓとしている。
【００１９】
図示するように、ワイヤ走行が開始されると、張力制御モータ４は、負の方向に回転を開始する。第２速度指令は、ワイヤ走行の開始直後は１０ｍｍ／ｓであるものの、設定差分値が１０ｍｍ／ｓであるので、張力制御モータ速度検出値が負の方向に絶対値が増加するのに応じて減少し、張力制御モータ速度検出値が−５ｍｍ／ｓ以下となると、最小送り速度の５ｍｍ／ｓで一定となる。回収モータ速度検出値は、０ｍｍ／ｓから加速し始め、やがて第２速度指令と同じ５ｍｍ／ｓで一定となっている。
【００２０】
そして、時刻ｔ１においてワイヤ１のたわみが解消すると、張力制御モータ４はワイヤ１に引っ張られることによって負の向きの回転にブレーキがかけられ、回転の向きが逆転せしめられる。したがって、時刻ｔ１で張力制御モータ速度検出値が−１０ｍｍ／ｓから急激に立ち上がってゼロ値を越えている。第２速度指令は、張力制御モータ速度検出値の立ち上がりに応じて急激に立ち上がる。回収モータ速度検出値は、第２速度指令値の立ち上がりに応答して増加を開始する。そして、第２速度指令は最終的にＮＣ装置１０からの速度指令を１５０ｍｍ／ｓに到達して一定となり、その後、回収モータ速度検出値が速度指令に追従して１５０ｍｍ／ｓで一定となる。
【００２１】
なお、張力制御ローラ５と回収ローラ７との間で直線状態が維持されたワイヤ１は張力制御ローラ５と回収ローラ７との間の張力およびその間で張られるワイヤ１の長さに応じた伸び量で伸びるため、常に回収ローラ７の送り速度は張力制御ローラ５の送り速度よりも速くなっている。したがって、回収モータ速度検出値が１５０ｍｍ／ｓで一定となった後、張力制御モータ速度検出値は、１５０ｍｍ／ｓよりワイヤ１の伸び量に応じた速度だけ小さい速度で一定となる。
【００２２】
図３は、本実施の形態１との比較の一例として、回収モータの速度指令を単純に一定加速度で増加させた場合のワイヤ放電加工装置の動作を示す図である。本図に示す例を比較例１ということとする。図示するように、比較例１によれば、張力制御モータ速度検出値が負の値となっているにも関わらず回収モータに対する第２速度指令が加速し続けているので、ワイヤ走行直後は、回収モータ速度検出値と張力制御モータ速度検出値との差分値が単調増加することとなる。したがって、ワイヤ１のたわみの程度によっては、たわみが解消する時刻（図中時刻ｔ２）においてワイヤボビンや張力制御ローラを急加速させるため、ワイヤ張力が断線差分値を上回り、結果としてワイヤ１の断線が発生する可能性が生じる。
【００２３】
図４は、本実施の形態１との比較の別の例として、図３の例で示したワイヤ１の断線が発生する可能性を低減するために、第２速度指令の加速度を図３に示した例よりも小さくした場合のワイヤ放電加工装置の動作を示す図である。なお、図４に示した例を比較例２ということとする。図示するように、比較例２によれば、比較例１よりも第２速度指令の加速度が小さいので、回収モータ速度検出値と張力制御モータ速度検出値との間の差分値が比較例１よりも小さい。したがって、たわみが解消する時刻（図中時刻ｔ３）が比較例２と同じであったとしても、比較例１に比べてワイヤ張力が断線差分値を上回る可能性が小さいため、断線が発生する可能性が小さくすることができる。しかしながら、回収モータの加速度を比較例１よりも小さくしているため、回収モータのモータ速度が第１速度指令に到達するまでにかかる時間が比較例１に比べて増大し、結果としてユーザが加工を開始できるまでに待たされる時間が長くなってしまう。
【００２４】
これに対して、本発明の実施の形態１によれば、モータ速度指令演算部１２は、張力制御モータ速度検出値に設定差分値を加算した値を第２速度指令とするので、ワイヤ走行が開始されてから回収モータ６のモータ速度が第１速度指令により指令された値に到達するまで、常に、
（第２速度指令）≧（回収モータ速度検出値）＞（張力制御モータ速度検出値）＝（第２速度指令）− 設定差分値
の関係を保ったまま回収モータ６を加速する。すなわち、回収モータ６の速度と張力制御モータ４の速度との差は設定差分値を越えることがない。したがって、ワイヤ１が断線する張力が発生する張力制御モータ４と回収モータ６との間の相対速度の最低値（以下、断線差分値という）を事前に求めておき、設定差分値が当該断線差分値を下回るようにすることで、たわみがどれだけ大きい場合でもワイヤ走行開始直後のワイヤ１の断線を防止することができる。また、比較例２のように回収モータ６の加速度を小さくすることによって断線を防止するようにしているのではないので、断線の防止と引き換えにユーザが加工を開始できるまでの待ち時間をいたずらに長くしてしまうことを防ぐことができる。すなわち、加工可能となる状態に至るまでにかかる時間の増大を抑制しつつワイヤ走行開始時の断線を防止できる。
【００２５】
なお、以上の説明においては、たわみが解消した後も、モータ速度指令演算部１２は、張力制御モータ速度検出値に設定差分値を加算した値を第２速度指令とするとして説明したが、たわみが解消した後はどのように第２速度指令を生成するようにしても構わない。例えば、張力制御モータ速度検出値に所定の定数を乗じて、さらに乗じた値にオフセットを加算して第２速度指令を生成するようにしてもよい。また、たわみが解消したか否かをどのように検出するようにしてもよい。例えば張力制御モータ速度検出値の符号を監視し、符号が負の値から正の値に変わったとき、モータ速度指令演算部１２は、たわみが解消したことを認識するようにしてよい。
【００２６】
また、以上の説明においては、張力制御モータ４はワイヤ１がたわんでいるときはワイヤ１の走行方向とは逆の方向に張力制御ローラ５を回転させ、ワイヤ１のたわみが解消した後、ワイヤ１に引っ張られて張力制御モータ４の回転の向きが逆転するとして説明したので、張力制御モータ速度検出値はワイヤ１の張力制御ローラ５の位置のワイヤ１の送り速度に対応した値となるので、モータ速度指令演算部１２は、張力制御モータ速度検出値に設定差分値を加算した値を第２速度指令とすることによってワイヤ１の断線を防止することができる。張力制御ローラ５がワイヤ１に対してスリップを許容する構成になっている場合には、張力制御モータ速度検出値はワイヤ１の張力制御ローラ５の位置のワイヤ１の送り速度に対応した値とならない。その場合、張力制御ローラ５の近辺に張力制御ローラ５の位置のワイヤ１の送り速度を検出する手段を設け、モータ速度指令演算部１２は、当該手段による速度検出値を張力制御モータ速度検出値の替わりに使用するようにするとよい。
【００２７】
また、以上の説明においては、ワイヤ１がたわんでいるか、直線状態かで説明したが、直線状態を維持していても、ワイヤ張力を大きくするとワイヤ１が伸びるため、この場合にも同様の効果が得られる。
【００２８】
実施の形態２．
図５は、本発明にかかる実施の形態２のワイヤ放電加工装置の構成を示す図である。図示するように、ワイヤ放電加工装置２００は、ワイヤ１と被加工物８との間で放電を行うことで被加工物８を加工することができるようになっている。ワイヤ１は、ワイヤボビン２から２個のプーリ３Ａおよび張力制御ローラ５を経由して被加工物８の加工位置に供給され、更に、プーリ３Ｂ、回収ローラ７を経由して回収されるようになっている。ワイヤ１の走行の駆動力は主として回収ローラ７の回転により生じせしめられる。
【００２９】
ＮＣ装置１０は、電流指令を生成し、モータ電流制御系１１は、当該電流指令に基づいて張力制御モータ９に供給する駆動電流を生成する。張力制御モータ９は、当該駆動電流により駆動され、張力制御ローラ５を回転させるトルクを発生する。なお、モータ電流制御系１１は、ＮＣ装置１０からの電流指令に基づいて、張力制御モータ９に一定電流を供給し、張力制御モータ９は、張力制御ローラ５をワイヤ１の走行の向きとは反対向きに回転させるトルクを発生させるものとする。
【００３０】
また、ＮＣ装置１０は、モータ速度指令演算部２１に対してワイヤ１の加工時の送り速度を指定する速度指令（第１速度指令）を供給する。モータ速度指令演算部２１は、現在の送り速度と指令された送り速度との間を補間するように、ＮＣ装置１０からの第１速度指令よりも時間的および空間的に粒度の細かい速度指令（第２速度指令）を生成する。モータ速度制御系１３は、モータ速度指令演算部２１が生成した第２速度指令により指令された速度に回収モータ６のモータ速度が追従するように回収モータ６を駆動する。すなわち、回収モータ６は、モータ速度を検出する機能を備えており、検出したモータ速度（回収モータ速度検出値）を出力する。モータ速度制御系１３は、当該回収モータ速度検出値がモータ速度指令演算部２１からの第２速度指令に一致するように回収モータ６の駆動電流を発生させる。
【００３１】
実施の形態２においては、ワイヤ１のたわみが解消される際にワイヤ１の断線が発生させることを防止するために、ワイヤ放電加工装置２００は、ワイヤ１のたわみを検出するたわみ検出器（検出器）２０を具備し、モータ速度指令演算部２１は、ワイヤ走行が開始されてから回収モータ６が第１速度指令の速度に到達するまでの過渡状態において、たわみ検出器２０がワイヤ１がたわんでいることを検出している状態（たわみ検出状態）では回収モータ６の速度を上げないようにし、たわみ検出器２０がワイヤ１がたわんでいないことを検出している状態（非たわみ検出状態）では回収モータ６の速度を上げるように第２速度指令を生成する。
【００３２】
なお、たわみ検出器２０の検出方式は特に限定されない。例えば、たわんだワイヤ１がセンサに接触したときに接触を検知してたわみ検出状態を出力し、非接触であるときに非たわみ検出状態を出力する接触式の検出器を採用することができる。また、光学式のセンサでたわみを検出するタイプの検出器を採用することができる。
【００３３】
また、被加工物８の加工位置においてワイヤ１がたわんでいる場合、張力制御ローラ５と回収ローラ７との間に意図した張力がかかっていないため、張力制御ローラ５と回収ローラ７との間のどの位置においてもワイヤ１はたわむ。したがって、たわみ検出器２０のセンサは、張力制御ローラ５と回収ローラ７との間のどの位置に配設するようにしても構わない。
【００３４】
図６は、実施の形態２のワイヤ放電加工装置２００におけるモータ速度指令演算部２１の動作を示すフローチャートである。ＮＣ装置１０が第１速度指令（例えば１５０ｍｍ／ｓ）を出力すると、モータ速度指令演算部２１は、まず、予め設定された初期速度（例えば１０ｍｍ／ｓ）を指令する第２速度指令を出力する（ステップＳ１）。そして、モータ速度指令演算部２１は、たわみ検出器２０がたわみ検出状態であるか否かを判定する（ステップＳ２）。たわみ検出器２０がたわみ検出状態である場合（ステップＳ２、Ｙｅｓ）、モータ速度指令演算部２１は、ステップＳ２の判定処理を再度実行する。
【００３５】
たわみ検出器２０が非たわみ検出状態である場合（ステップＳ２、Ｎｏ）、モータ速度指令演算部２１は、予め設定された加速度（例えば１００ｍｍ／ｓ２）で前回の演算周期で出力された第２速度指令から指令値を増加させた第２速度指令を出力し（ステップＳ３）、第２速度指令が第１速度指令に到達したか否かを判定する（ステップＳ４）。第２速度指令が第１速度指令に到達していない場合（ステップＳ４、Ｎｏ）、モータ速度指令演算部２１は、ステップＳ２の処理を実行する。第２速度指令が第１速度指令に到達した場合（ステップＳ４、Ｙｅｓ）、モータ速度指令演算部２１は、以降の演算周期において第１速度指令の指令値を第２速度指令として出力する（ステップＳ５）。なお、ステップＳ５の処理が開始されると、ユーザは被加工物８の加工が可能となる。
【００３６】
なお、以上の説明においては、回収モータ６の初期速度を１０ｍｍ／ｓなどゼロ値を越える値としたが、初期速度はゼロ値とし、ワイヤ１のたわみは張力制御モータ４によって解消するようにしてもよい。
【００３７】
また、張力制御モータ４はワイヤ１の走行の向きとは逆方向のトルクを発生させるとして説明したが、張力制御モータ４、張力制御ローラ５、モータ電流制御系１１を省略し、替わりにパウダーブレーキなど、抵抗を付与する手段を設けるようにしてもよい。その場合は、ワイヤ１のたわみを解消するために、回収モータ６の初期速度はゼロ値を越える正の値を設定する必要がある。
【００３８】
このように、本発明の実施の形態２によれば、ワイヤ１が被加工物８の加工位置におけるたわみを検出するたわみ検出器２０を備え、モータ速度演算部２１は、回収モータ６の回転を開始してから第２速度指令が第１速度指令に至るまでの間において、たわみ検出器２０が非たわみ検出状態の場合、回収モータ６の速度を増加させず、たわみ検出器２０がたわみ検出状態の場合、回収モータ６の速度を増加させるように第２速度指令を生成するように構成したので、ワイヤ１のたわみがどれだけ大きい場合でもワイヤ走行開始時のワイヤ１の断線を防止することができる。また、比較例２のように回収モータ６の加速度を小さくすることによって断線を防止するようにしているのではないので、断線の防止と引き換えにユーザが加工を開始できるまでの待ち時間をいたずらに長くしてしまうことを防ぐことができる。すなわち、加工可能となる状態に至るまでにかかる時間の増大を抑制しつつワイヤ走行開始時の断線を防止できる。
【００３９】
実施の形態３．
実施の形態３のワイヤ放電加工装置の構成はモータ速度指令演算部を除いて実施の形態２と同等であるので、実施の形態３のワイヤ放電加工装置に符号３００、実施の形態３のワイヤ放電加工装置が備えるモータ速度指令演算部に符号３１を夫々付して、実施の形態２と区別することとし、他の構成要素に関しては実施の形態２と同一の名称および符号を用いて説明する。
【００４０】
実施の形態３のモータ速度指令演算部３１は、たわみ検出器２０がたわみ検出状態では回収モータ６の速度を下げ、たわみ検出器２０が非たわみ検出状態では回収モータ６の速度を上げるように第２速度指令を生成する。
【００４１】
図７は、実施の形態３のワイヤ放電加工装置３００におけるモータ速度指令演算部３１の動作を示すフローチャートである。ＮＣ装置１０が第１速度指令を出力すると、モータ速度指令演算部３１は、まず、予め設定された初期速度を指令する第２速度指令を出力する（ステップＳ１１）。そして、モータ速度指令演算部３１は、たわみ検出器２０がたわみ検出状態であるか否かを判定する（ステップＳ１２）。たわみ検出器２０がたわみ検出状態である場合（ステップＳ１２、Ｙｅｓ）、モータ速度指令演算部３１は、後述するステップＳ１６の処理を実行する。
【００４２】
たわみ検出器２０が非たわみ検出状態である場合（ステップＳ１２、Ｎｏ）、モータ速度指令演算部３１は、予め設定された第１の加速度（例えば１００ｍｍ／ｓ２）で前回の演算周期で出力された第２速度指令から指令値を増加させた第２速度指令を出力し（ステップＳ１３）、第２速度指令が第１速度指令に到達したか否かを判定する（ステップＳ１４）。第２速度指令が第１速度指令に到達していない場合（ステップＳ１４、Ｎｏ）、モータ速度指令演算部３１は、ステップＳ１２の処理を実行する。第２速度指令が第１速度指令に到達した場合（ステップＳ１４、Ｙｅｓ）、モータ速度指令演算部３１は、第１速度指令の指令値を第２速度指令として出力する（ステップＳ１５）。なお、ステップＳ１５の処理が開始されると、ユーザは被加工物８の加工が可能となる。
【００４３】
たわみ検出器２０がたわみ検出状態である場合（ステップＳ１２、Ｙｅｓ）、モータ速度指令演算部３１は、予め設定された第２の加速度（例えば−５０ｍｍ／ｓ２）で前回の演算周期で出力された第２速度指令から指令値を増加させた第２速度指令を出力し（ステップＳ１６）、第２速度指令が初期速度の値に等しいかまたは越える値であるか否かを判定する（ステップＳ１７）。第２速度指令が初期速度の値に等しいかまたは越える値である場合（ステップＳ１７、Ｙｅｓ）、モータ速度指令演算部３１はステップＳ１２の判定処理を実行する。第２速度指令が初期速度の値を下回る場合（ステップＳ１７、Ｎｏ）、モータ速度指令演算部３１はステップＳ１１の処理を実行する。
【００４４】
このように、本発明の実施の形態３によれば、モータ速度指令演算部３１は、たわみ検出器２０がたわみ検出状態では回収モータ６の速度を下げ、たわみ検出器２０が非たわみ検出状態では回収モータ６の速度を上げるように第２速度指令を生成するように構成したので、実施の形態２と同様に、加工可能となる状態に至るまでにかかる時間の増大を抑制しつつワイヤ走行開始時の断線を防止することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１ ワイヤ
２ ワイヤボビン
３Ａ、３Ｂ プーリ
４ 張力制御モータ
５、９ 張力制御ローラ
６ 回収モータ
７ 回収ローラ
８ 被加工物
１０ ＮＣ装置
１１ モータ電流制御系
１２、２１、３１ モータ速度指令演算部
１３ モータ速度制御系
２０ たわみ検出器
１００、２００、３００ ワイヤ放電加工装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤ電極を収納するワイヤボビンと、前記ワイヤボビンからワイヤ電極を引き出す第１モータと、前記第１モータと前記ワイヤ収納部との間のワイヤ電極の経路に配設され、ワイヤ電極に対して前記第１モータとは逆の向きに力を付与する第２モータと、を備え、前記第１モータにより設定送り速度で引き出され、前記第１モータと前記第２モータにより印加された張力により加工位置において直線状態に維持されたワイヤ電極を用いて被加工物を加工するワイヤ放電加工装置であって、
前記第２モータがワイヤ電極に張力を印加する位置におけるワイヤ電極の走行速度または当該走行速度に相当する速度を検出する速度検出手段と、
前記第１モータの回転を開始してからワイヤ電極の直線状態が実現するまでの間、前記速度検出手段による速度検出値に予め定められた設定差分値を加算して前記第１モータの速度指令を生成するモータ速度演算部と、
を備えることを特徴とするワイヤ放電加工装置。
【請求項２】
前記モータ速度演算部は、前記ワイヤ電極の直線状態が実現してから前記第１モータの速度指令が前記設定送り速度に至るまでの間、前記速度検出手段による速度検出値に前記設定差分値を加算して前記第１モータの速度指令を生成する、
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】
前記モータ速度演算部は、前記ワイヤ電極の直線状態が実現してから前記第１モータの速度指令が前記設定送り速度に相当する速度に至るまでの間、前記速度検出手段による速度検出値を定数倍し、前記定数倍された速度検出値にオフセットを加算して前記第１モータの速度指令を生成する、
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】
前記送り速度に相当する速度は前記第２モータのモータ速度である、ことを特徴とする請求項２または３に記載のワイヤ放電加工装置。
【請求項５】
ワイヤ電極を収納するワイヤ収納部と、前記ワイヤ収納部からワイヤ電極を引き出す第１モータと、前記モータと前記ワイヤ収納部との間のワイヤ電極の経路に配設され、ワイヤ電極の走行に対して抵抗を与える抵抗付与手段と、を備え、前記モータにより設定送り速度で引き出され、前記抵抗付与手段により加工位置において直線状態に維持されたワイヤ電極を用いて被加工物を加工するワイヤ放電加工装置であって、
前記抵抗付与手段と前記モータとの間のワイヤ電極の経路に配設され、ワイヤ電極が前記加工位置において直線状態であるか非直線状態であるかを検出する検出器と、
前記モータの回転を開始してから前記モータの速度指令が前記設定送り速度に相当する速度に至るまでの間において、前記検出器が非直線状態を検出している場合、前記モータの速度を増加させず、前記検出器が直線状態を検出している場合、前記モータの速度を増加させるように前記モータの速度指令を生成するモータ速度演算部と、
を備えることを特徴とするワイヤ放電加工装置。
【請求項６】
前記モータ速度演算部は、前記検出器が非直線状態を検出している場合、前記モータの速度を減少させるように前記モータの速度指令を生成する、
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１】
ワイヤ電極を収納するワイヤボビンと、前記ワイヤボビンからワイヤ電極を引き出す第１モータと、前記第１モータと前記ワイヤ収納部との間のワイヤ電極の経路に配設され、ワイヤ電極に対して前記第１モータとは逆の向きに力を付与する第２モータと、を備え、前記第１モータにより設定送り速度で引き出され、前記第１モータと前記第２モータにより印加された張力により加工位置において直線状態に維持されたワイヤ電極を用いて被加工物を加工するワイヤ放電加工装置であって、
前記第２モータがワイヤ電極に張力を印加する位置におけるワイヤ電極の走行速度または当該走行速度に相当する速度を検出する速度検出手段と、
前記第１モータの回転を開始してからワイヤ電極の直線状態が実現するまでの間、前記速度検出手段による速度検出値に予め定められた設定差分値を加算して前記第１モータの速度指令を生成するモータ速度演算部と、
を備えることを特徴とするワイヤ放電加工装置。
【請求項２】
前記モータ速度演算部は、前記ワイヤ電極の直線状態が実現してから前記第１モータの速度指令が前記設定送り速度に至るまでの間、前記速度検出手段による速度検出値に前記設定差分値を加算して前記第１モータの速度指令を生成する、
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】
前記モータ速度演算部は、前記ワイヤ電極の直線状態が実現してから前記第１モータの速度指令が前記設定送り速度に相当する速度に至るまでの間、前記速度検出手段による速度検出値を定数倍し、前記定数倍された速度検出値にオフセットを加算して前記第１モータの速度指令を生成する、
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】
前記送り速度に相当する速度は前記第２モータのモータ速度である、ことを特徴とする請求項２または３に記載のワイヤ放電加工装置。
【請求項５】
ワイヤ電極を収納するワイヤ収納部と、前記ワイヤ収納部からワイヤ電極を引き出す第１モータと、前記モータと前記ワイヤ収納部との間のワイヤ電極の経路に配設され、ワイヤ電極の走行に対して抵抗を与える抵抗付与手段と、を備え、前記モータにより設定送り速度で引き出され、前記抵抗付与手段により加工位置において直線状態に維持されたワイヤ電極を用いて被加工物を加工するワイヤ放電加工装置であって、
前記抵抗付与手段と前記モータとの間のワイヤ電極の経路に配設され、ワイヤ電極が前記加工位置において直線状態であるか非直線状態であるかを検出する検出器と、
前記モータの回転を開始してから前記モータの速度指令が前記設定送り速度に相当する速度に至るまでの間において、前記検出器が非直線状態を検出している場合、前記モータの速度を増加させず、前記検出器が直線状態を検出している場合、前記モータの速度を増加させるように前記モータの速度指令を生成するモータ速度演算部と、
を備えることを特徴とするワイヤ放電加工装置。
【請求項６】
前記モータ速度演算部は、前記検出器が非直線状態を検出している場合、前記モータの速度を減少させるように前記モータの速度指令を生成する、
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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−２２７１６（Ｐ２０１３−２２７１６Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６２３４７（Ｐ２０１１−１６２３４７）
【出願日】平成２３年７月２５日（２０１１．７．２５）
【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２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２５日（２０１１．７．２５）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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