位置決め精度補正機能を備えたワイヤ放電加工機
【課題】機械の設置状態や、加工液重量あるいはワーク重量などの影響で悪化する位置決め精度を向上させる機能を備えたワイヤ放電加工機を提供する。
【解決手段】加工槽３内のテーブル１３に２つの接触検出用治具２０を取り付け、接触検出用治具２０とワイヤ電極１４の接触位置の座標を測定・記憶し、接触検出用治具２０間の距離を求める。次に、テーブル１３上にワーク１５をセットし、加工液１６を加工槽３に実加工を行う状態と同じ液位まで溜め、同様に接触検出用治具２０とワイヤ電極１４の接触位置の座標を測定・記憶し、接触検出用治具２０間の距離を求める。そして２つの距離の誤差から計算により補正量を求め、加工槽３内の加工液１６の重量およびワーク１５の重量による位置決め精度の変化を補正する。
【解決手段】加工槽３内のテーブル１３に２つの接触検出用治具２０を取り付け、接触検出用治具２０とワイヤ電極１４の接触位置の座標を測定・記憶し、接触検出用治具２０間の距離を求める。次に、テーブル１３上にワーク１５をセットし、加工液１６を加工槽３に実加工を行う状態と同じ液位まで溜め、同様に接触検出用治具２０とワイヤ電極１４の接触位置の座標を測定・記憶し、接触検出用治具２０間の距離を求める。そして２つの距離の誤差から計算により補正量を求め、加工槽３内の加工液１６の重量およびワーク１５の重量による位置決め精度の変化を補正する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機械の設置状態や加工液重量、ワーク重量などの影響で悪化する位置決め精度を向上させる機能を備えたワイヤ放電加工機に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、ワイヤ放電加工機は、組立工場においてレーザ干渉測長器（特許文献１参照）やピッチマスター（特許文献２参照）等の高価で高精度な測定機器を用い、各駆動軸の位置決め精度が測定され、ピッチ誤差補正が行われている。
【０００３】
図２１において、（ａ）は組立工場でピッチ誤差補正を行う基準の状態を説明する図、（ｂ）は加工液やワークの影響でベッドが撓んだ状態を説明する図、（ｃ）は床強度が弱く、床が凹みそれに伴いベッドが撓んだ状態を説明する図である。（ｂ）はベッド中央部が凹み、（ａ）に比べ２点間の距離が短くなる。（ｃ）はベッド両脇が凹み、（ａ）に比べて２点間の距離が長くなる。なお、ベッドとはワイヤ放電加工機においてテーブル移動機構を積載保持する機構部である。図２２は図２１の（ａ），（ｂ），（ｃ）におけるピッチ誤差を説明する図である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６２−２７１６３３号公報
【特許文献２】特開平１６１２４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
レーザ干渉測長器やピッチマスター等の高価で高精度な測定機器は加工液中で使用することはできないため、組立工場では加工槽に加工液を溜めない状態で位置決め精度の測定を行っている。
【０００６】
しかし、実際のワークの加工時には、加工液をワーク上面の高さ以上まで溜める必要があり、加工液重量やワーク重量の影響を受け、ワークのピッチ精度が基準値内に収まらないことがある。また、組立工場から出荷されユーザの工場内に機械を納入・設置した際に、組立工場とユーザ工場との床強度の違いや機械のレベル出し状態の差により機械の撓み量が異なるため、位置決め精度が変化することがある。そのため、理想的にはユーザ工場にて機械を設置した後に、レーザ干渉測長器やピッチマスター等の測定機器を用い、再度ピッチ誤差補正を行う必要がある。しかし、高価な測定機器が必要なことや測定機器の設置および使用方法が困難なことなどから、現実的にはユーザが位置決め精度の測定を行うことは困難である。
【０００７】
そこで本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑み、機械の設置状態や、加工液重量あるいはワーク重量などの影響で悪化する位置決め精度を向上させる機能を備えたワイヤ放電加工機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願の請求項１に係る発明は、加工液を貯留する加工槽と、該加工槽に設けられたテーブルに被加工物を載置し、制御装置から出力される指令に基づいてワイヤ電極と前記テーブルを相対移動させて前記被加工物を加工するワイヤ放電加工機において、前記テーブル上に設置した接触検出部を有する第１接触検出用治具と、該第１接触検出用治具と同一軸線上に所定の距離をもって、接触検出部が対向するように設置される接触検出部を有する第２接触検出用治具からなる一対の接触検出用治具と、前記ワイヤ電極と前記第１接触検出用治具および前記第２接触検出用治具との接触を検出する接触検出部と、前記ワイヤ電極が前記第１接触検出用治具および前記第２接触検出用治具との接触した際に移動した軸の座標値を記憶する座標値記憶部と、所望の位置決め精度が得られる第１の状態で、前記ワイヤ電極を前記第１接触検出用治具と前記第２接触検出用治具に接触させ、前記ワイヤ電極が前記第１接触検出用治具と前記第２接触検出用治具に接触した時の座標値から、前記第１接触検出用治具と前記第２接触検出用治具との距離を求めて記憶する基準距離記憶部と、前記第１の状態とは異なる第２の状態で前記ワイヤ電極を第１および第２接触検出用治具に接触させ、前記ワイヤ電極が前記第１，第２接触検出用治具に接触した時の座標値から前記第１接触検出用治具と前記第２接触検出用治具との距離を実距離として記憶する実距離記憶部と、前記基準距離と実距離との差分を計算し、実加工時に前記差分を打ち消すように接触位置座標からの距離に応じて前記指令を補正する補正部と、を備えたことを特徴とするワイヤ放電加工機である。
【０００９】
請求項２に係る発明は、加工液を貯留する加工槽と、該加工槽に設けられたテーブルに被加工物を載置し、制御装置から出力される指令に基づいてワイヤ電極と前記テーブルを相対移動させて前記被加工物を加工するワイヤ放電加工機において、前記テーブル上に設置した接触検出部を有する第１接触検出用治具と、該第１接触検出用治具とは異なる軸線上に所定の距離をもって、接触検出部が対向するように設置される接触検出部を有する第２接触検出用治具からなる一対の接触検出用治具と、前記ワイヤ電極と前記第１及び第２接触検出用治具との接触を検出する接触検出部と、前記ワイヤ電極が前記第１および第２の接触検出用治具と接触した際に移動した軸の座標値を記憶する座標値記憶部と、前記ワイヤ電極が前記第１および第２接触検出用治具と接触した際に移動した軸の座標値を記憶する座標値記憶部と、所望の位置決め精度が得られる第１の状態で、前記ワイヤ電極を第１および第２接触検出用治具に接触させ、前記ワイヤ電極が前記接触検出用治具に接触した時の座標値から前記第１と第２接触検出用治具との各移動軸方向の距離を基準距離として記憶する基準距離記憶部と、前記第１の状態とは異なる第２の状態で前記ワイヤ電極を前記第１および第２の接触検出用治具に接触させ、前記ワイヤ電極が前記第１，第２接触検出用治具に接触した時の座標値から前記第１接触検出用治具と第２接触検出用治具との各移動軸方向の距離を実距離として記憶する実距離記憶部と、前記基準距離と実距離との差分を計算し、実加工時に前記差分を打ち消すように接触位置座標からの移動軸方向の距離に応じて前記指令を補正する補正部と、を備えたことを特徴とするワイヤ放電加工機である。
【００１０】
請求項３に係る発明は、前記第１の状態は、テーブルに被加工物を載置せず、かつ、加工槽に加工液を溜めない状態であり、前記第２の状態は、テーブルに被加工物を載置し、加工槽に所定の加工液高さまで加工液を溜めた状態であることを特徴とする請求項１または２のいずれか一つに記載のワイヤ放電加工機である。
請求項４に係る発明は、前記第２の状態は、前記テーブル上に載置される被加工物の重量に相当する加工液を実加工時の加工液高さに加えて溜め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である。
請求項５に係る発明は、前記第１の状態は、所望の位置決め精度が得られる床強度に前記ワイヤ放電加工機を設置した状態であり、前記第２の状態とは、第１の状態とは床強度の異なる場所に前記ワイヤ放電加工機を設置した状態であることを特徴とする請求項１または２のいずれか一つに記載のワイヤ放電加工機である。
【００１１】
請求項６に係る発明は、前記一対の治具が移動軸の移動方向毎に複数設置されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一つに記載のワイヤ放電加工機である。
請求項７に係る発明は、前記一対の治具が並列に複数設置されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一つに記載のワイヤ放電加工機である。
【００１２】
請求項８に係る発明は、前記接触検出用治具は、板状部材に孔が設けられており、該孔の内面の少なくとも３箇所に前記ワイヤ電極を接触させることにより前記孔の中心の座標を求めて、該座標値を前記接触検出用治具と前記ワイヤ電極が接触した際の移動した軸の座標値とすることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一つに記載のワイヤ放電加工機である。
請求項９に係る発明は、前記一対の接触検出用治具が少なくとも２つのワイヤ電極との接触部を有する単一の接触検出用治具として構成されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一つに記載のワイヤ放電加工機である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明により、機械の設置状態や、加工液重量あるいはワーク重量などの影響で悪化する位置決め精度を向上させる機能を備えたワイヤ放電加工機を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態であるワイヤ放電加工機の概略ブロック図である。
【図２】加工槽の一部の壁面を省略したワイヤ放電加工機の加工槽の外観斜視図である。
【図３】接触検出用治具の一つの例の外観斜視図である。
【図４】組立工場と同じ負荷状態での、接触検出用治具とワイヤの接触位置を測定する様子を示す図である。
【図５】テーブル上にワークをセットし、加工液を溜めた状態での接触検出用治具とワイヤの接触位置の測定の様子を示す図である。
【図６】傾きΘのグラフである。
【図７】Ｘ軸方向の治具間距離の測定例を説明する図である。
【図８】Ｙ軸方向の治具間距離の測定例を説明する図である。
【図９】Ｘ，Ｙ軸方向の距離を同時に測定する例を説明する図である。
【図１０】Ｘ，Ｙ軸方向の距離を同時に測定する例を説明する図である。
【図１１】接触検出用治具に対してワイヤが接触する方向を説明する図である。
【図１２】接触検出部が丸孔になっている接触検出用治具の例を説明する図である。
【図１３】図１２の接触検出用治具を用いた治具間距離の測定例を説明する図である。
【図１４】図１２の接触検出用治具での孔中心位置を求める方法の一例を説明する図である。
【図１５】２箇所に接触検出部を有する接触検出用治具を説明する図である。
【図１６】１枚の板に接触検出を行うことが可能な孔が２箇所開いている接触検出用治具を説明する図である。
【図１７】３個の接触検出用治具が用いられる場合の例を説明する図である。
【図１８】組立工場での治具間距離測定の様子を示す図である。
【図１９】ユーザ工場での治具間距離測定の様子を示す図である。
【図２０】制御装置内の処理の概要を説明するブロック図である。
【図２１】（ａ）組立工場でピッチ誤差補正を行う基準の状態を説明する図、（ｂ）加工液やワークの影響でベッドが撓んだ状態を説明する図、（ｃ）床強度が弱く、床が凹みそれに伴いベッドが撓んだ状態を説明する図である。
【図２２】図２１の（ａ），（ｂ），（ｃ）におけるピッチ誤差を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
図１は、本発明の一実施形態であるワイヤ放電加工機の概略ブロック図である。また、図２は、一部の加工槽の壁面を省略したワイヤ放電加工機の加工槽の外観斜視図である。
ワイヤ放電加工機Ｍは慨略以下のように構成される。機構部１０に設けられたテーブル１３にワーク１５を載置し取り付けられるように構成される。そして、ワーク１５とワイヤ電極１４間に電圧を印加し、放電を発生させながらワーク１５とワイヤ電極１４を相対的に移動させることによってワーク１５に放電加工を行う。また、加工槽３に急速に水溜めする場合は急速水溜め用の加工液供給路１２を介して加工液が供給され溜められる。その後の加工液１６の補給は加工液供給路Ｌ１ａを介して行われる。この加工槽３内の加工液は、放電加工によって生じた加工屑等が混ざり込んでおり、この加工液１６は汚水槽８に流出するように構成されている。
【００１６】
汚水槽８に回収・貯留された加工液１６は、フィルタ用ポンプＰ１で汲み上げられ、フィルタＦに通されて濾過され、加工屑等が取り除かれて清水槽９に供給される。清水槽９に貯留された加工液１６は、加工液供給路Ｌ１ａを介して循環用ポンプＰ３によって汲み上げられる。そして、その吐出口で分岐され、一方は、加工液供給路Ｌ１ａを介して加工槽３に補給水として供給され、他方は、加工液冷却装置１１に供給され、冷却制御されて加工液帰還路Ｌ１ｃを介して清水槽９に戻される。
【００１７】
加工槽３には加工槽３内の加工液の液位を測定するための圧力センサ６が備えられている。圧力センサ６の検出信号を基に加工槽３内の加工液１６を所望の液位に保つことができる。さらに、加工槽３に排水手段が設けられ、加工槽３内の加工液が汚水槽８に流出するように排水口７が設けられている。排水手段には排水口バルブ５および排水口バルブ５の開閉を行うサーボモータ４が設けられている。ワイヤ放電加工機は表示部１０２を有する制御装置１００によって制御される。
【００１８】
図２は、加工槽の一部の壁面を省略したワイヤ放電加工機の加工槽の外観斜視図である。加工液の水位調整システムの水位検出手段に圧力センサ、水位調整機構にサーボモータを用いた加工槽３周辺の概略図である。このワイヤ放電加工機は、扉（図示しない）を閉めて加工槽３内に加工液１６を溜め、圧力センサ６によって水圧を検出する。水圧を検出することにより加工槽３内の水位を測定することができる。そして、サーボモータ４によって排水口バルブ５の開度を調整し、水位を制御する構造となっている。
【００１９】
放電加工中は上ワイヤガイド１及び下ワイヤガイド２から加工液を噴出させながら被加工物を加工するため、通常は加工槽３に流入する量だけ排出するように排水口バルブ５を所定量開いた状態で制御する。なお、排水口バルブ５は全閉の状態においても若干量の加工液が漏れ出すような構造となっている。
【００２０】
次に、本発明に係る誤差補正について説明する。本発明を実施するにおいて、ワーク１５を載置するテーブル１３上に接触検出用治具を複数個取り付け、接触検出用治具にワイヤ電極１４を接触させてその接触位置の座標を用いて、誤差を算出できるようにしたものである。図３は接触検出用治具の一つの例の外観斜視図である。
接触検出用治具２０は、ワイヤ電極接触部２２と該ワイヤ電極接触部２２を支持する支持部材２１を備える。ワイヤ電極接触部２２は導電性を有する円柱形状をなす部材である。ワイヤ電極１４が接触するワイヤ電極接触部２２の表面は、例えば、Ｒｚ５μｍ以下の面粗さがよいものが望ましい。支持部材２１は凹部を有するコの字形状をなし、該凹部に円柱状のワイヤ電極接触部２２が位置するように、その両端が支持部材２１に固定される。円柱形状の導電性を有するワイヤ電極接触部２２により、ワイヤ電極接触部２２とワイヤ電極１４とが点接触となるため、接触検出の精度がよくなる。接触検出用治具２０をテーブル１３に取付けるため、図示しない固定手段が支持部材２１に設けられている。前記固定手段は、例えば、テーブル上，下面を挟持する板状部材と該板状部材を締め付けるボルトからなる。
【００２１】
次に、重量変化による誤差を補正するための方法を説明する。
【００２２】
図４は、組立工場と同じ負荷状態での、接触検出用治具とワイヤの接触位置を測定する様子を示す図である。ここで、組立工場と同じ負荷状態とは、加工槽３内に加工液１６を溜めずさらにテーブル１３上にワーク１５を載置しない状態である。
【００２３】
図５は、テーブル１３上にワーク１５を載置し、加工液１６を溜めた状態での接触検出用治具２０とワイヤ電極１４の接触位置の測定の様子を示す図である。
【００２４】
＜重量変化に対して＞
テーブル１３上に配置した２個以上の接触検出用治具２０に対し、
（１）所望の位置決め精度が得られるテーブル１３への負荷状態及び機械設置状態でワイヤ電極１４の接触検出により、第１の接触検出用治具２０n、第２の接触検出用治具２０n+1とワイヤ電極１４の接触位置の座標ａn，ａn+1を測定・記憶し、接触検出用治具２０n，２０n+1間の距離Ｘａn＝ａn+1−ａnを求める。接触検出用治具は２個以上使用してもよい。図４では第１の接触検出用治具２０n、及び、第２の接触検出用治具２０n+1の２つの接触検出用治具20n，20n+1を、加工槽３内のテーブル１３に対向する辺に、Ｘ軸に平行な同軸上に揃うように配置する。ワイヤ電極１４とテーブル１３とを相対移動させることにより、接触位置の座標ａn，ａn+1を測定することができる。図４では、上，下ワイヤガイド１，２がＸａｎの矢印方向移動し上，下ワイヤガイド１’，２’の位置へ相対移動する。
（２）テーブル１３上にワーク１５をセットし、加工液１６を加工槽３に実加工を行う状態と同じ液位まで溜め、上記（１）同様に、接触検出用治具２０n，２０n+1とワイヤ電極１４の接触位置の座標ｂn，ｂn+1を測定・記憶し、接触検出用治具間の距離Ｘｂn＝ｂn+1−ｂnを求める（図５参照）。ワイヤ電極１４またはテーブル１３を接触検出用治具２０，２０に対して相対移動させることにより、接触位置の座標ｂn，ｂn+1を測定することができる。
（３）Θｎ＝（Ｘｂn−Ｘａn）／Ｘｂnの計算により補正量の傾きΘｎを求める。（図６参照）
（４）ｂnからの距離を（Ｘｂn）’とすると、（Ｘｂn）’−Θn＊（Ｘｂn）’の計算により、加工槽３内の加工液１６の重量およびワーク１５の重量による位置決め精度の変化を補正することができる。ｂnからの距離に応じて補正するということは、ｂnの座標原点とする接触位置座標系に基づいて誤差補正を行うことである。
【００２５】
なお、（１）〜（４）の「ｎ」は１以上の自然数である。また、ワイヤ電極１４と接触検出用治具２０のワイヤ電極接触部２２とワイヤ電極１４の間には図示しない電圧印加手段により微弱な電圧が印加されている。ワイヤ電極１４とワイヤ電極接触部２２を含んで形成される回路において、ワイヤ電極１４とワイヤ電極接触部２２の間の電圧の変化、あるいは、該回路に流れる電流の変化を検知することにより、ワイヤ電極１４とワイヤ電極接触部２２とが接触したか否かを検出することができる。
【００２６】
図５に示されるように、実際のワーク１５の加工と同じテーブル１３の位置にワーク１５を載置すると、ワーク１５による偏荷重の影響も考慮できる。ワーク１５による偏荷重の影響を無視できる場合には、ワーク１５をテーブル１３に載置するのに替えて、加工液１６の量をワーク１５の重量分だけ加工槽３内に増加するだけでもよい。加工槽３内の加工液１６の量は図１，図２を用いて説明したように容易に変更できる。高精度な位置決め精度を得るには、接触検出用治具２０のテーブル１３への設置位置を、なるべく加工を実行する場所付近とすることが望ましい。
【００２７】
ここで、上記（１）の「所望の位置決め精度が得られるテーブル１３への負荷状態及び機械設置状態」について説明する。所望の位置決め精度が得られるテーブル１３への負荷状態及び機械設置状態の具体的例として、＜１＞〜＜３＞が考えられる。
＜１＞
ユーザの工場内にワイヤ放電加工機を設置後、レーザ干渉側長器などにより位置決め精度を測定しピッチ誤差補正を行った時と同じテーブル１３への負荷状態及び機械設置状態。
＜２＞
ワーク１５の加工結果の測定値が要求精度を満たしていた加工時と同じテーブル１３への負荷状態及び機械設置状態。
＜３＞
ワイヤ放電加工機を設置するユーザの工場の床強度がワイヤ放電加工機を組み立てる組立工場と同等で、ワイヤ放電加工機のレベル出し手順も組立工場と同じ手順で行うなど、組立工場でのワイヤ放電加工機の設置状態が再現されている場合には、組立工場で位置決め精度を測定しピッチ誤差補正を行う時と同じテーブル１３への負荷状態及び機械設置状態。
【００２８】
ところで、図４，図５は、接触検出用治具２０によるＸ軸方向の治具間距離の測定についての例であるが、図７，図８，図９，図１０に示されるように、Ｘ軸方向（図７参照）やＹ軸方向（図８参照）やＸＹ軸方向（図９参照）を同時に測定することも可能である。また、実際の加工ピッチがＸＹ軸のストロークに対し短い場合には、ＸＹ軸のストロークに対し短い距離で測定してもよい（図１０参照）。また、精度よく接触検出用治具２０の位置を検出するには、図１１に示されるように、接触検出用治具２０に対してワイヤ電極１４を垂直に接触させることが望ましい。
【００２９】
ここで、図３等に図示される円柱形状を有する導電性の部材により接触検出部を形成した接触検出用治具２０以外の形態を説明する。
図１２は接触検出部が丸孔になっている接触検出用治具の例を説明する図である。接触検出用治具３０は、導電性を有する板状の支持部材３１に適宜な半径を有する円形状の貫通孔のワイヤ電極接触部３２が設けられている。あるいは、貫通孔であるワイヤ電極接触部３２の内面に導電性のリングを取り付けたりあるいは導電性膜を形成したりしてもよい。このようにすることで、板状の支持部材３１を導電性を有しない部材で作成できる。
【００３０】
図１３は、図１２の接触検出用治具を用いた治具間距離の測定例を説明する図である。図１２に示される接触検出用治具３０を２つ用い、これら２つの接触検出用治具３０を図４，図５と同様に加工槽３内のテーブル１３の２箇所に互いに対向するように同軸上に取付ける。接触検出用治具３０のワイヤ電極接触部３２とワイヤ電極１４との接触位置の測定は、図４，図５と同様にワイヤ電極１４と加工槽３内のテーブル１３とを相対移動させることにより行うことができる。ただし、この例では、一方の貫通孔のワイヤ電極接触部３２の接触位置を検出した後、一旦、ワイヤ電極を切断し、他方の貫通孔のワイヤ電極接触部３２で再度結線した後に接触位置の検出を行う必要がある。
【００３１】
ワイヤ電極１４とワイヤ電極接触部３２との接触位置はワイヤ電極接触部３２を形成する貫通孔の壁面の位置としてもよいが、貫通孔の中心位置としてもよい。図１４は、図１２の接触検出用治具での孔中心位置を求める方法の一例を説明する図である。ワイヤ電極接触部３２を形成する貫通孔の異なる３つ任意の壁面位置の座標を測定する。円の中心は、円弧上の任意の弦の垂直２等分線上にあるため、円弧上に重ならない任意の３点で得られる２つの弦から、演算により貫通孔の中心を求めることができる。ワイヤ電極１４がワイヤ電極接触部３２である貫通孔の壁面位置に換えて、演算により求めた貫通孔の中心位置を基に誤差評価の演算を行うようにしてもよい。
【００３２】
以上、図３に示される接触検出用治具２０はワイヤ電極１４と接触するワイヤ電極接触部２２を一つ備えた形態、図１２に示される接触検出用治具３０はワイヤ電極１４と接触するワイヤ電極接触部３２として一つの貫通孔を備えた形態を説明したが、ワイヤ電極接触部を２個以上の該ワイヤ電極接触部を支持する支持部材に設けてもよい。この場合には、接触検出用治具が２個用いられるのと同等になる。
【００３３】
図１５には支持部材４１の２箇所にワイヤ電極接触部４２ａ，４２ｂが取付けられている接触検出用治具４０が図示されている。支持部材４１に取付けられたワイヤ電極接触部４２ａ，４２ｂは、導電性を有する円柱形状をなす部材である。２つのワイヤ電極接触部４２ａ，４２ｂは、支持部材３１の側面から互いに並行に立設して支持部材４１に取付けられている。誤差補正を行う際には、２つのワイヤ電極接触部４２ａと４２ｂの位置を測定すればよい。ワイヤ電極接触部４２ａ，４２ｂとワイヤ電極１４の接触位置の位置検出は図４，図５等と同様にワイヤ電極１４とテーブル１３とを相対移動させることにより行う。
【００３４】
図１６には支持部材５１の２箇所にワイヤ電極１４との接触検出を行うことが可能な貫通孔であるワイヤ電極接触部５２ａ，５２ｂが設けられている接触検出用治具５０が示されている。ワイヤ電極接触部５２ａ，５２ｂとワイヤ電極１４の接触位置の位置検出は図４，図５等と同様にワイヤ電極１４とテーブル１３とを相対移動させることにより行う。なお、この場合には、図１３と同様に、一方の貫通孔のワイヤ電極接触部５２ａの接触位置を検出した後、一旦、ワイヤ電極を切断し、他方の貫通孔のワイヤ電極接触部５２ｂで再度結線した後に接触位置の検出を行う必要がある。
上述した図１５や図１６の形態では一つの支持部材に２つのワイヤ電極接触部を設けられていることから、支持部材を加工槽３内のテーブル１３に固定する作業者の作業を軽減することができる。位置合わせも２つの接触検出用治具を用いるのに比べて容易である。
【００３５】
次に、接触検出用治具を３つ用いる場合を説明する。多数の接触検出用治具を用いることにより、平均値を計算できることなどにより正確に誤差の評価を行うことができる。
図１７は３個の接触検出用治具が用いられる場合の例を説明する図である。各接触検出用治具６０は、支持部材６１と該支持部材６１の側面から立設して設けられたワイヤ電極接触部６２からなる。支持部材６１に取付けられたワイヤ電極接触部６２は、導電性を有する円柱形状をなす部材である。
図１７に示されるようにワイヤ電極１４は、接触検出用治具６０1のワイヤ電極接触部６２、接触検出用治具６０2のワイヤ電極接触部６２、接触検出用治具６０3のワイヤ電極接触部６２に相対的に移動する。各ワイヤ電極接触部６２，６２，６２にワイヤ電極１４が接触した時の位置を検出する。
【００３６】
以上、ワイヤ放電加工機の重量変化について説明した。次に、ワイヤ放電加工機の設置状況（床強度）の変化について説明する。
テーブル１３上に配置した２個以上の接触検出用治具２０に対し、
［１］ワイヤ放電加工機の組立工場において出荷前にワイヤ電極１４の接触検出により、第１の接触検出用治具２０n、第２の接触検出用治具２０n+1とワイヤ電極１４の接触位置の座標ａn，ａn+1を測定・記憶し、接触検出用治具２０n，２０n+1間の距離Ｘａn＝ａn+1−ａnを求める（図１８参照）。接触検出用治具は２個以上使用してもよい。加工槽３内のテーブル１３に対向する辺に、Ｘ軸に平行な同軸上に揃うように配置する。
図１８では第１の接触検出用治具２０n、及び、第２の接触検出用治具２０n+1の２つの接触検出用治具20n，20n+1を加工槽３内のテーブル１３に対向する辺に配置する。ワイヤ電極１４とテーブル１３の第１の接触検出用治具２０n，第２の接触検出用治具２０n+1とを相対移動させることにより、ワイヤ電極１４の接触位置の座標ａn，ａn+1を測定することができる。
［２］組立工場とは床強度の異なるユーザの工場（ユーザ工場）にワイヤ放電加工機を設置した後、組立工場で行った上記［１］と同じ測定を実行し、接触検出用治具２０n，２０n+1とワイヤ電極１４の接触位置の座標ｂn，ｂn+1を測定・記憶し、接触検出用治具間の距離Ｘｂn＝ｂn+1−ｂnを求める（図１９参照）。ワイヤ電極１４とテーブル１３に固定された接触検出用治具２０，２０とを相対移動させることにより、接触位置の座標ｂn，ｂn+1を測定することができる。
［３］Θｎ＝（Ｘｂn−Ｘａn）／Ｘｂnの計算により補正量の傾きΘｎを求める。
［４］ｂnからの距離を（Ｘｂn）’とすると、（Ｘｂn）’―Θn＊（Ｘｂn）’の計算により、ワイヤ放電加工機が設置される床強度の違い、レベル出しの差による位置決め精度の変化を補正することができる。ｂnからの距離に応じて補正するということは、ｂnの座標原点とする接触位置座標系に基づいて誤差補正を行うことである。
【００３７】
図２０は制御装置内の処理の概要を説明するブロック図である。図１，図２を参照しながら説明する。圧力センサ６は加工槽３内の加工液１６の液位を測定するためのセンサであり、圧力センサ６から出力される検出信号はＣＰＵ１０１に入力する。１０９は現在値カウンタであり、Ｘ軸モータ１０５，Ｙ軸モータ１０７に内蔵されるそれぞれの位置検出器１０６，１０８からの位置検出信号を受け、ＣＰＵ１０１にテーブル１３の現在位置情報を伝達する。１０３は本発明に係る補正情報を記憶する記憶部である。あらかじめ本発明の誤差補正に係る基準距離および実距離が上記の方法で測定され、記憶部１０３に基準距離情報および実距離情報として記憶される。１０４はサーボ制御部であり、ＣＰＵ１０１から出力される移動指令に応じた出力を各軸モータ１０５，１０７に送り、テーブル１３または上,下ガイド１，２を駆動する。ＣＰＵ１０１は前記基準距離情報と実距離情報の差分を計算し、実加工時に前記差分を打ち消すように接触位置座標からの距離に応じて前記指令を補正する補正演算を行いサーボ制御部１０４に出力する。
【符号の説明】
【００３８】
Ｍ ワイヤ放電加工機
１，１’ 上ワイヤガイド
２，２’ 下ワイヤガイド
３ 加工槽
４ サーボモータ
５ 排水口バルブ
６ 圧力センサ
７ 排水口
８ 汚水槽
９ 清水槽
１０ 機構部
１１ 加工液冷却装置
１２ 加工液供給路
１３ テーブル
１４ ワイヤ電極
１５ ワーク
１６ 加工液
２０，２０n，２０n+1 接触検出用治具
２１ 支持部材
２２ ワイヤ電極接触部
３０ 接触検出用治具
３１ 支持部材
３２ ワイヤ電極接触部
４０ 接触検出用治具
４１ 支持部材
４２ａ，４２ｂ ワイヤ電極接触部
５０ 接触検出用治具
５１ 支持部材
５２ａ，５２ｂ ワイヤ電極接触部
６０ 接触検出用治具
６１ 支持部材
６２ ワイヤ電極接触部
１００ 制御装置
１０１ ＣＰＵ
１０２ 表示部
１０３ 記憶部
１０４ サーボ制御部
１０５ Ｘ軸モータ
１０６ 位置検出器
１０７ Ｙ軸モータ
１０８ 位置検出器
１０９ 現在値カウンタ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機械の設置状態や加工液重量、ワーク重量などの影響で悪化する位置決め精度を向上させる機能を備えたワイヤ放電加工機に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、ワイヤ放電加工機は、組立工場においてレーザ干渉測長器（特許文献１参照）やピッチマスター（特許文献２参照）等の高価で高精度な測定機器を用い、各駆動軸の位置決め精度が測定され、ピッチ誤差補正が行われている。
【０００３】
図２１において、（ａ）は組立工場でピッチ誤差補正を行う基準の状態を説明する図、（ｂ）は加工液やワークの影響でベッドが撓んだ状態を説明する図、（ｃ）は床強度が弱く、床が凹みそれに伴いベッドが撓んだ状態を説明する図である。（ｂ）はベッド中央部が凹み、（ａ）に比べ２点間の距離が短くなる。（ｃ）はベッド両脇が凹み、（ａ）に比べて２点間の距離が長くなる。なお、ベッドとはワイヤ放電加工機においてテーブル移動機構を積載保持する機構部である。図２２は図２１の（ａ），（ｂ），（ｃ）におけるピッチ誤差を説明する図である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６２−２７１６３３号公報
【特許文献２】特開平１６１２４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
レーザ干渉測長器やピッチマスター等の高価で高精度な測定機器は加工液中で使用することはできないため、組立工場では加工槽に加工液を溜めない状態で位置決め精度の測定を行っている。
【０００６】
しかし、実際のワークの加工時には、加工液をワーク上面の高さ以上まで溜める必要があり、加工液重量やワーク重量の影響を受け、ワークのピッチ精度が基準値内に収まらないことがある。また、組立工場から出荷されユーザの工場内に機械を納入・設置した際に、組立工場とユーザ工場との床強度の違いや機械のレベル出し状態の差により機械の撓み量が異なるため、位置決め精度が変化することがある。そのため、理想的にはユーザ工場にて機械を設置した後に、レーザ干渉測長器やピッチマスター等の測定機器を用い、再度ピッチ誤差補正を行う必要がある。しかし、高価な測定機器が必要なことや測定機器の設置および使用方法が困難なことなどから、現実的にはユーザが位置決め精度の測定を行うことは困難である。
【０００７】
そこで本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑み、機械の設置状態や、加工液重量あるいはワーク重量などの影響で悪化する位置決め精度を向上させる機能を備えたワイヤ放電加工機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願の請求項１に係る発明は、加工液を貯留する加工槽と、該加工槽に設けられたテーブルに被加工物を載置し、制御装置から出力される指令に基づいてワイヤ電極と前記テーブルを相対移動させて前記被加工物を加工するワイヤ放電加工機において、前記テーブル上に設置した接触検出部を有する第１接触検出用治具と、該第１接触検出用治具と同一軸線上に所定の距離をもって、接触検出部が対向するように設置される接触検出部を有する第２接触検出用治具からなる一対の接触検出用治具と、前記ワイヤ電極と前記第１接触検出用治具および前記第２接触検出用治具との接触を検出する接触検出部と、前記ワイヤ電極が前記第１接触検出用治具および前記第２接触検出用治具との接触した際に移動した軸の座標値を記憶する座標値記憶部と、所望の位置決め精度が得られる第１の状態で、前記ワイヤ電極を前記第１接触検出用治具と前記第２接触検出用治具に接触させ、前記ワイヤ電極が前記第１接触検出用治具と前記第２接触検出用治具に接触した時の座標値から、前記第１接触検出用治具と前記第２接触検出用治具との距離を求めて記憶する基準距離記憶部と、前記第１の状態とは異なる第２の状態で前記ワイヤ電極を第１および第２接触検出用治具に接触させ、前記ワイヤ電極が前記第１，第２接触検出用治具に接触した時の座標値から前記第１接触検出用治具と前記第２接触検出用治具との距離を実距離として記憶する実距離記憶部と、前記基準距離と実距離との差分を計算し、実加工時に前記差分を打ち消すように接触位置座標からの距離に応じて前記指令を補正する補正部と、を備えたことを特徴とするワイヤ放電加工機である。
【０００９】
請求項２に係る発明は、加工液を貯留する加工槽と、該加工槽に設けられたテーブルに被加工物を載置し、制御装置から出力される指令に基づいてワイヤ電極と前記テーブルを相対移動させて前記被加工物を加工するワイヤ放電加工機において、前記テーブル上に設置した接触検出部を有する第１接触検出用治具と、該第１接触検出用治具とは異なる軸線上に所定の距離をもって、接触検出部が対向するように設置される接触検出部を有する第２接触検出用治具からなる一対の接触検出用治具と、前記ワイヤ電極と前記第１及び第２接触検出用治具との接触を検出する接触検出部と、前記ワイヤ電極が前記第１および第２の接触検出用治具と接触した際に移動した軸の座標値を記憶する座標値記憶部と、前記ワイヤ電極が前記第１および第２接触検出用治具と接触した際に移動した軸の座標値を記憶する座標値記憶部と、所望の位置決め精度が得られる第１の状態で、前記ワイヤ電極を第１および第２接触検出用治具に接触させ、前記ワイヤ電極が前記接触検出用治具に接触した時の座標値から前記第１と第２接触検出用治具との各移動軸方向の距離を基準距離として記憶する基準距離記憶部と、前記第１の状態とは異なる第２の状態で前記ワイヤ電極を前記第１および第２の接触検出用治具に接触させ、前記ワイヤ電極が前記第１，第２接触検出用治具に接触した時の座標値から前記第１接触検出用治具と第２接触検出用治具との各移動軸方向の距離を実距離として記憶する実距離記憶部と、前記基準距離と実距離との差分を計算し、実加工時に前記差分を打ち消すように接触位置座標からの移動軸方向の距離に応じて前記指令を補正する補正部と、を備えたことを特徴とするワイヤ放電加工機である。
【００１０】
請求項３に係る発明は、前記第１の状態は、テーブルに被加工物を載置せず、かつ、加工槽に加工液を溜めない状態であり、前記第２の状態は、テーブルに被加工物を載置し、加工槽に所定の加工液高さまで加工液を溜めた状態であることを特徴とする請求項１または２のいずれか一つに記載のワイヤ放電加工機である。
請求項４に係る発明は、前記第２の状態は、前記テーブル上に載置される被加工物の重量に相当する加工液を実加工時の加工液高さに加えて溜め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である。
請求項５に係る発明は、前記第１の状態は、所望の位置決め精度が得られる床強度に前記ワイヤ放電加工機を設置した状態であり、前記第２の状態とは、第１の状態とは床強度の異なる場所に前記ワイヤ放電加工機を設置した状態であることを特徴とする請求項１または２のいずれか一つに記載のワイヤ放電加工機である。
【００１１】
請求項６に係る発明は、前記一対の治具が移動軸の移動方向毎に複数設置されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一つに記載のワイヤ放電加工機である。
請求項７に係る発明は、前記一対の治具が並列に複数設置されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一つに記載のワイヤ放電加工機である。
【００１２】
請求項８に係る発明は、前記接触検出用治具は、板状部材に孔が設けられており、該孔の内面の少なくとも３箇所に前記ワイヤ電極を接触させることにより前記孔の中心の座標を求めて、該座標値を前記接触検出用治具と前記ワイヤ電極が接触した際の移動した軸の座標値とすることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一つに記載のワイヤ放電加工機である。
請求項９に係る発明は、前記一対の接触検出用治具が少なくとも２つのワイヤ電極との接触部を有する単一の接触検出用治具として構成されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一つに記載のワイヤ放電加工機である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明により、機械の設置状態や、加工液重量あるいはワーク重量などの影響で悪化する位置決め精度を向上させる機能を備えたワイヤ放電加工機を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態であるワイヤ放電加工機の概略ブロック図である。
【図２】加工槽の一部の壁面を省略したワイヤ放電加工機の加工槽の外観斜視図である。
【図３】接触検出用治具の一つの例の外観斜視図である。
【図４】組立工場と同じ負荷状態での、接触検出用治具とワイヤの接触位置を測定する様子を示す図である。
【図５】テーブル上にワークをセットし、加工液を溜めた状態での接触検出用治具とワイヤの接触位置の測定の様子を示す図である。
【図６】傾きΘのグラフである。
【図７】Ｘ軸方向の治具間距離の測定例を説明する図である。
【図８】Ｙ軸方向の治具間距離の測定例を説明する図である。
【図９】Ｘ，Ｙ軸方向の距離を同時に測定する例を説明する図である。
【図１０】Ｘ，Ｙ軸方向の距離を同時に測定する例を説明する図である。
【図１１】接触検出用治具に対してワイヤが接触する方向を説明する図である。
【図１２】接触検出部が丸孔になっている接触検出用治具の例を説明する図である。
【図１３】図１２の接触検出用治具を用いた治具間距離の測定例を説明する図である。
【図１４】図１２の接触検出用治具での孔中心位置を求める方法の一例を説明する図である。
【図１５】２箇所に接触検出部を有する接触検出用治具を説明する図である。
【図１６】１枚の板に接触検出を行うことが可能な孔が２箇所開いている接触検出用治具を説明する図である。
【図１７】３個の接触検出用治具が用いられる場合の例を説明する図である。
【図１８】組立工場での治具間距離測定の様子を示す図である。
【図１９】ユーザ工場での治具間距離測定の様子を示す図である。
【図２０】制御装置内の処理の概要を説明するブロック図である。
【図２１】（ａ）組立工場でピッチ誤差補正を行う基準の状態を説明する図、（ｂ）加工液やワークの影響でベッドが撓んだ状態を説明する図、（ｃ）床強度が弱く、床が凹みそれに伴いベッドが撓んだ状態を説明する図である。
【図２２】図２１の（ａ），（ｂ），（ｃ）におけるピッチ誤差を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
図１は、本発明の一実施形態であるワイヤ放電加工機の概略ブロック図である。また、図２は、一部の加工槽の壁面を省略したワイヤ放電加工機の加工槽の外観斜視図である。
ワイヤ放電加工機Ｍは慨略以下のように構成される。機構部１０に設けられたテーブル１３にワーク１５を載置し取り付けられるように構成される。そして、ワーク１５とワイヤ電極１４間に電圧を印加し、放電を発生させながらワーク１５とワイヤ電極１４を相対的に移動させることによってワーク１５に放電加工を行う。また、加工槽３に急速に水溜めする場合は急速水溜め用の加工液供給路１２を介して加工液が供給され溜められる。その後の加工液１６の補給は加工液供給路Ｌ１ａを介して行われる。この加工槽３内の加工液は、放電加工によって生じた加工屑等が混ざり込んでおり、この加工液１６は汚水槽８に流出するように構成されている。
【００１６】
汚水槽８に回収・貯留された加工液１６は、フィルタ用ポンプＰ１で汲み上げられ、フィルタＦに通されて濾過され、加工屑等が取り除かれて清水槽９に供給される。清水槽９に貯留された加工液１６は、加工液供給路Ｌ１ａを介して循環用ポンプＰ３によって汲み上げられる。そして、その吐出口で分岐され、一方は、加工液供給路Ｌ１ａを介して加工槽３に補給水として供給され、他方は、加工液冷却装置１１に供給され、冷却制御されて加工液帰還路Ｌ１ｃを介して清水槽９に戻される。
【００１７】
加工槽３には加工槽３内の加工液の液位を測定するための圧力センサ６が備えられている。圧力センサ６の検出信号を基に加工槽３内の加工液１６を所望の液位に保つことができる。さらに、加工槽３に排水手段が設けられ、加工槽３内の加工液が汚水槽８に流出するように排水口７が設けられている。排水手段には排水口バルブ５および排水口バルブ５の開閉を行うサーボモータ４が設けられている。ワイヤ放電加工機は表示部１０２を有する制御装置１００によって制御される。
【００１８】
図２は、加工槽の一部の壁面を省略したワイヤ放電加工機の加工槽の外観斜視図である。加工液の水位調整システムの水位検出手段に圧力センサ、水位調整機構にサーボモータを用いた加工槽３周辺の概略図である。このワイヤ放電加工機は、扉（図示しない）を閉めて加工槽３内に加工液１６を溜め、圧力センサ６によって水圧を検出する。水圧を検出することにより加工槽３内の水位を測定することができる。そして、サーボモータ４によって排水口バルブ５の開度を調整し、水位を制御する構造となっている。
【００１９】
放電加工中は上ワイヤガイド１及び下ワイヤガイド２から加工液を噴出させながら被加工物を加工するため、通常は加工槽３に流入する量だけ排出するように排水口バルブ５を所定量開いた状態で制御する。なお、排水口バルブ５は全閉の状態においても若干量の加工液が漏れ出すような構造となっている。
【００２０】
次に、本発明に係る誤差補正について説明する。本発明を実施するにおいて、ワーク１５を載置するテーブル１３上に接触検出用治具を複数個取り付け、接触検出用治具にワイヤ電極１４を接触させてその接触位置の座標を用いて、誤差を算出できるようにしたものである。図３は接触検出用治具の一つの例の外観斜視図である。
接触検出用治具２０は、ワイヤ電極接触部２２と該ワイヤ電極接触部２２を支持する支持部材２１を備える。ワイヤ電極接触部２２は導電性を有する円柱形状をなす部材である。ワイヤ電極１４が接触するワイヤ電極接触部２２の表面は、例えば、Ｒｚ５μｍ以下の面粗さがよいものが望ましい。支持部材２１は凹部を有するコの字形状をなし、該凹部に円柱状のワイヤ電極接触部２２が位置するように、その両端が支持部材２１に固定される。円柱形状の導電性を有するワイヤ電極接触部２２により、ワイヤ電極接触部２２とワイヤ電極１４とが点接触となるため、接触検出の精度がよくなる。接触検出用治具２０をテーブル１３に取付けるため、図示しない固定手段が支持部材２１に設けられている。前記固定手段は、例えば、テーブル上，下面を挟持する板状部材と該板状部材を締め付けるボルトからなる。
【００２１】
次に、重量変化による誤差を補正するための方法を説明する。
【００２２】
図４は、組立工場と同じ負荷状態での、接触検出用治具とワイヤの接触位置を測定する様子を示す図である。ここで、組立工場と同じ負荷状態とは、加工槽３内に加工液１６を溜めずさらにテーブル１３上にワーク１５を載置しない状態である。
【００２３】
図５は、テーブル１３上にワーク１５を載置し、加工液１６を溜めた状態での接触検出用治具２０とワイヤ電極１４の接触位置の測定の様子を示す図である。
【００２４】
＜重量変化に対して＞
テーブル１３上に配置した２個以上の接触検出用治具２０に対し、
（１）所望の位置決め精度が得られるテーブル１３への負荷状態及び機械設置状態でワイヤ電極１４の接触検出により、第１の接触検出用治具２０n、第２の接触検出用治具２０n+1とワイヤ電極１４の接触位置の座標ａn，ａn+1を測定・記憶し、接触検出用治具２０n，２０n+1間の距離Ｘａn＝ａn+1−ａnを求める。接触検出用治具は２個以上使用してもよい。図４では第１の接触検出用治具２０n、及び、第２の接触検出用治具２０n+1の２つの接触検出用治具20n，20n+1を、加工槽３内のテーブル１３に対向する辺に、Ｘ軸に平行な同軸上に揃うように配置する。ワイヤ電極１４とテーブル１３とを相対移動させることにより、接触位置の座標ａn，ａn+1を測定することができる。図４では、上，下ワイヤガイド１，２がＸａｎの矢印方向移動し上，下ワイヤガイド１’，２’の位置へ相対移動する。
（２）テーブル１３上にワーク１５をセットし、加工液１６を加工槽３に実加工を行う状態と同じ液位まで溜め、上記（１）同様に、接触検出用治具２０n，２０n+1とワイヤ電極１４の接触位置の座標ｂn，ｂn+1を測定・記憶し、接触検出用治具間の距離Ｘｂn＝ｂn+1−ｂnを求める（図５参照）。ワイヤ電極１４またはテーブル１３を接触検出用治具２０，２０に対して相対移動させることにより、接触位置の座標ｂn，ｂn+1を測定することができる。
（３）Θｎ＝（Ｘｂn−Ｘａn）／Ｘｂnの計算により補正量の傾きΘｎを求める。（図６参照）
（４）ｂnからの距離を（Ｘｂn）’とすると、（Ｘｂn）’−Θn＊（Ｘｂn）’の計算により、加工槽３内の加工液１６の重量およびワーク１５の重量による位置決め精度の変化を補正することができる。ｂnからの距離に応じて補正するということは、ｂnの座標原点とする接触位置座標系に基づいて誤差補正を行うことである。
【００２５】
なお、（１）〜（４）の「ｎ」は１以上の自然数である。また、ワイヤ電極１４と接触検出用治具２０のワイヤ電極接触部２２とワイヤ電極１４の間には図示しない電圧印加手段により微弱な電圧が印加されている。ワイヤ電極１４とワイヤ電極接触部２２を含んで形成される回路において、ワイヤ電極１４とワイヤ電極接触部２２の間の電圧の変化、あるいは、該回路に流れる電流の変化を検知することにより、ワイヤ電極１４とワイヤ電極接触部２２とが接触したか否かを検出することができる。
【００２６】
図５に示されるように、実際のワーク１５の加工と同じテーブル１３の位置にワーク１５を載置すると、ワーク１５による偏荷重の影響も考慮できる。ワーク１５による偏荷重の影響を無視できる場合には、ワーク１５をテーブル１３に載置するのに替えて、加工液１６の量をワーク１５の重量分だけ加工槽３内に増加するだけでもよい。加工槽３内の加工液１６の量は図１，図２を用いて説明したように容易に変更できる。高精度な位置決め精度を得るには、接触検出用治具２０のテーブル１３への設置位置を、なるべく加工を実行する場所付近とすることが望ましい。
【００２７】
ここで、上記（１）の「所望の位置決め精度が得られるテーブル１３への負荷状態及び機械設置状態」について説明する。所望の位置決め精度が得られるテーブル１３への負荷状態及び機械設置状態の具体的例として、＜１＞〜＜３＞が考えられる。
＜１＞
ユーザの工場内にワイヤ放電加工機を設置後、レーザ干渉側長器などにより位置決め精度を測定しピッチ誤差補正を行った時と同じテーブル１３への負荷状態及び機械設置状態。
＜２＞
ワーク１５の加工結果の測定値が要求精度を満たしていた加工時と同じテーブル１３への負荷状態及び機械設置状態。
＜３＞
ワイヤ放電加工機を設置するユーザの工場の床強度がワイヤ放電加工機を組み立てる組立工場と同等で、ワイヤ放電加工機のレベル出し手順も組立工場と同じ手順で行うなど、組立工場でのワイヤ放電加工機の設置状態が再現されている場合には、組立工場で位置決め精度を測定しピッチ誤差補正を行う時と同じテーブル１３への負荷状態及び機械設置状態。
【００２８】
ところで、図４，図５は、接触検出用治具２０によるＸ軸方向の治具間距離の測定についての例であるが、図７，図８，図９，図１０に示されるように、Ｘ軸方向（図７参照）やＹ軸方向（図８参照）やＸＹ軸方向（図９参照）を同時に測定することも可能である。また、実際の加工ピッチがＸＹ軸のストロークに対し短い場合には、ＸＹ軸のストロークに対し短い距離で測定してもよい（図１０参照）。また、精度よく接触検出用治具２０の位置を検出するには、図１１に示されるように、接触検出用治具２０に対してワイヤ電極１４を垂直に接触させることが望ましい。
【００２９】
ここで、図３等に図示される円柱形状を有する導電性の部材により接触検出部を形成した接触検出用治具２０以外の形態を説明する。
図１２は接触検出部が丸孔になっている接触検出用治具の例を説明する図である。接触検出用治具３０は、導電性を有する板状の支持部材３１に適宜な半径を有する円形状の貫通孔のワイヤ電極接触部３２が設けられている。あるいは、貫通孔であるワイヤ電極接触部３２の内面に導電性のリングを取り付けたりあるいは導電性膜を形成したりしてもよい。このようにすることで、板状の支持部材３１を導電性を有しない部材で作成できる。
【００３０】
図１３は、図１２の接触検出用治具を用いた治具間距離の測定例を説明する図である。図１２に示される接触検出用治具３０を２つ用い、これら２つの接触検出用治具３０を図４，図５と同様に加工槽３内のテーブル１３の２箇所に互いに対向するように同軸上に取付ける。接触検出用治具３０のワイヤ電極接触部３２とワイヤ電極１４との接触位置の測定は、図４，図５と同様にワイヤ電極１４と加工槽３内のテーブル１３とを相対移動させることにより行うことができる。ただし、この例では、一方の貫通孔のワイヤ電極接触部３２の接触位置を検出した後、一旦、ワイヤ電極を切断し、他方の貫通孔のワイヤ電極接触部３２で再度結線した後に接触位置の検出を行う必要がある。
【００３１】
ワイヤ電極１４とワイヤ電極接触部３２との接触位置はワイヤ電極接触部３２を形成する貫通孔の壁面の位置としてもよいが、貫通孔の中心位置としてもよい。図１４は、図１２の接触検出用治具での孔中心位置を求める方法の一例を説明する図である。ワイヤ電極接触部３２を形成する貫通孔の異なる３つ任意の壁面位置の座標を測定する。円の中心は、円弧上の任意の弦の垂直２等分線上にあるため、円弧上に重ならない任意の３点で得られる２つの弦から、演算により貫通孔の中心を求めることができる。ワイヤ電極１４がワイヤ電極接触部３２である貫通孔の壁面位置に換えて、演算により求めた貫通孔の中心位置を基に誤差評価の演算を行うようにしてもよい。
【００３２】
以上、図３に示される接触検出用治具２０はワイヤ電極１４と接触するワイヤ電極接触部２２を一つ備えた形態、図１２に示される接触検出用治具３０はワイヤ電極１４と接触するワイヤ電極接触部３２として一つの貫通孔を備えた形態を説明したが、ワイヤ電極接触部を２個以上の該ワイヤ電極接触部を支持する支持部材に設けてもよい。この場合には、接触検出用治具が２個用いられるのと同等になる。
【００３３】
図１５には支持部材４１の２箇所にワイヤ電極接触部４２ａ，４２ｂが取付けられている接触検出用治具４０が図示されている。支持部材４１に取付けられたワイヤ電極接触部４２ａ，４２ｂは、導電性を有する円柱形状をなす部材である。２つのワイヤ電極接触部４２ａ，４２ｂは、支持部材３１の側面から互いに並行に立設して支持部材４１に取付けられている。誤差補正を行う際には、２つのワイヤ電極接触部４２ａと４２ｂの位置を測定すればよい。ワイヤ電極接触部４２ａ，４２ｂとワイヤ電極１４の接触位置の位置検出は図４，図５等と同様にワイヤ電極１４とテーブル１３とを相対移動させることにより行う。
【００３４】
図１６には支持部材５１の２箇所にワイヤ電極１４との接触検出を行うことが可能な貫通孔であるワイヤ電極接触部５２ａ，５２ｂが設けられている接触検出用治具５０が示されている。ワイヤ電極接触部５２ａ，５２ｂとワイヤ電極１４の接触位置の位置検出は図４，図５等と同様にワイヤ電極１４とテーブル１３とを相対移動させることにより行う。なお、この場合には、図１３と同様に、一方の貫通孔のワイヤ電極接触部５２ａの接触位置を検出した後、一旦、ワイヤ電極を切断し、他方の貫通孔のワイヤ電極接触部５２ｂで再度結線した後に接触位置の検出を行う必要がある。
上述した図１５や図１６の形態では一つの支持部材に２つのワイヤ電極接触部を設けられていることから、支持部材を加工槽３内のテーブル１３に固定する作業者の作業を軽減することができる。位置合わせも２つの接触検出用治具を用いるのに比べて容易である。
【００３５】
次に、接触検出用治具を３つ用いる場合を説明する。多数の接触検出用治具を用いることにより、平均値を計算できることなどにより正確に誤差の評価を行うことができる。
図１７は３個の接触検出用治具が用いられる場合の例を説明する図である。各接触検出用治具６０は、支持部材６１と該支持部材６１の側面から立設して設けられたワイヤ電極接触部６２からなる。支持部材６１に取付けられたワイヤ電極接触部６２は、導電性を有する円柱形状をなす部材である。
図１７に示されるようにワイヤ電極１４は、接触検出用治具６０1のワイヤ電極接触部６２、接触検出用治具６０2のワイヤ電極接触部６２、接触検出用治具６０3のワイヤ電極接触部６２に相対的に移動する。各ワイヤ電極接触部６２，６２，６２にワイヤ電極１４が接触した時の位置を検出する。
【００３６】
以上、ワイヤ放電加工機の重量変化について説明した。次に、ワイヤ放電加工機の設置状況（床強度）の変化について説明する。
テーブル１３上に配置した２個以上の接触検出用治具２０に対し、
［１］ワイヤ放電加工機の組立工場において出荷前にワイヤ電極１４の接触検出により、第１の接触検出用治具２０n、第２の接触検出用治具２０n+1とワイヤ電極１４の接触位置の座標ａn，ａn+1を測定・記憶し、接触検出用治具２０n，２０n+1間の距離Ｘａn＝ａn+1−ａnを求める（図１８参照）。接触検出用治具は２個以上使用してもよい。加工槽３内のテーブル１３に対向する辺に、Ｘ軸に平行な同軸上に揃うように配置する。
図１８では第１の接触検出用治具２０n、及び、第２の接触検出用治具２０n+1の２つの接触検出用治具20n，20n+1を加工槽３内のテーブル１３に対向する辺に配置する。ワイヤ電極１４とテーブル１３の第１の接触検出用治具２０n，第２の接触検出用治具２０n+1とを相対移動させることにより、ワイヤ電極１４の接触位置の座標ａn，ａn+1を測定することができる。
［２］組立工場とは床強度の異なるユーザの工場（ユーザ工場）にワイヤ放電加工機を設置した後、組立工場で行った上記［１］と同じ測定を実行し、接触検出用治具２０n，２０n+1とワイヤ電極１４の接触位置の座標ｂn，ｂn+1を測定・記憶し、接触検出用治具間の距離Ｘｂn＝ｂn+1−ｂnを求める（図１９参照）。ワイヤ電極１４とテーブル１３に固定された接触検出用治具２０，２０とを相対移動させることにより、接触位置の座標ｂn，ｂn+1を測定することができる。
［３］Θｎ＝（Ｘｂn−Ｘａn）／Ｘｂnの計算により補正量の傾きΘｎを求める。
［４］ｂnからの距離を（Ｘｂn）’とすると、（Ｘｂn）’―Θn＊（Ｘｂn）’の計算により、ワイヤ放電加工機が設置される床強度の違い、レベル出しの差による位置決め精度の変化を補正することができる。ｂnからの距離に応じて補正するということは、ｂnの座標原点とする接触位置座標系に基づいて誤差補正を行うことである。
【００３７】
図２０は制御装置内の処理の概要を説明するブロック図である。図１，図２を参照しながら説明する。圧力センサ６は加工槽３内の加工液１６の液位を測定するためのセンサであり、圧力センサ６から出力される検出信号はＣＰＵ１０１に入力する。１０９は現在値カウンタであり、Ｘ軸モータ１０５，Ｙ軸モータ１０７に内蔵されるそれぞれの位置検出器１０６，１０８からの位置検出信号を受け、ＣＰＵ１０１にテーブル１３の現在位置情報を伝達する。１０３は本発明に係る補正情報を記憶する記憶部である。あらかじめ本発明の誤差補正に係る基準距離および実距離が上記の方法で測定され、記憶部１０３に基準距離情報および実距離情報として記憶される。１０４はサーボ制御部であり、ＣＰＵ１０１から出力される移動指令に応じた出力を各軸モータ１０５，１０７に送り、テーブル１３または上,下ガイド１，２を駆動する。ＣＰＵ１０１は前記基準距離情報と実距離情報の差分を計算し、実加工時に前記差分を打ち消すように接触位置座標からの距離に応じて前記指令を補正する補正演算を行いサーボ制御部１０４に出力する。
【符号の説明】
【００３８】
Ｍ ワイヤ放電加工機
１，１’ 上ワイヤガイド
２，２’ 下ワイヤガイド
３ 加工槽
４ サーボモータ
５ 排水口バルブ
６ 圧力センサ
７ 排水口
８ 汚水槽
９ 清水槽
１０ 機構部
１１ 加工液冷却装置
１２ 加工液供給路
１３ テーブル
１４ ワイヤ電極
１５ ワーク
１６ 加工液
２０，２０n，２０n+1 接触検出用治具
２１ 支持部材
２２ ワイヤ電極接触部
３０ 接触検出用治具
３１ 支持部材
３２ ワイヤ電極接触部
４０ 接触検出用治具
４１ 支持部材
４２ａ，４２ｂ ワイヤ電極接触部
５０ 接触検出用治具
５１ 支持部材
５２ａ，５２ｂ ワイヤ電極接触部
６０ 接触検出用治具
６１ 支持部材
６２ ワイヤ電極接触部
１００ 制御装置
１０１ ＣＰＵ
１０２ 表示部
１０３ 記憶部
１０４ サーボ制御部
１０５ Ｘ軸モータ
１０６ 位置検出器
１０７ Ｙ軸モータ
１０８ 位置検出器
１０９ 現在値カウンタ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工液を貯留する加工槽と、該加工槽に設けられたテーブルに被加工物を載置し、制御装置から出力される指令に基づいてワイヤ電極と前記テーブルを相対移動させて前記被加工物を加工するワイヤ放電加工機において、
前記テーブル上に設置した接触検出部を有する第１接触検出用治具と、該第１接触検出用治具と同一軸線上に所定の距離をもって、接触検出部が対向するように設置される接触検出部を有する第２接触検出用治具からなる一対の接触検出用治具と、
前記ワイヤ電極と前記第１接触検出用治具および前記第２接触検出用治具との接触を検出する接触検出部と、
前記ワイヤ電極が前記第１接触検出用治具および前記第２接触検出用治具との接触した際に移動した軸の座標値を記憶する座標値記憶部と、
所望の位置決め精度が得られる第１の状態で、前記ワイヤ電極を前記第１接触検出用治具と前記第２接触検出用治具に接触させ、前記ワイヤ電極が前記第１接触検出用治具と前記第２接触検出用治具に接触した時の座標値から、前記第１接触検出用治具と前記第２接触検出用治具との距離を求めて記憶する基準距離記憶部と、
前記第１の状態とは異なる第２の状態で前記ワイヤ電極を第１および第２接触検出用治具に接触させ、前記ワイヤ電極が前記第１，第２接触検出用治具に接触した時の座標値から前記第１接触検出用治具と前記第２接触検出用治具との距離を実距離として記憶する実距離記憶部と、
前記基準距離と実距離との差分を計算し、実加工時に前記差分を打ち消すように接触位置座標からの距離に応じて前記指令を補正する補正部と、
を備えたことを特徴とするワイヤ放電加工機。
【請求項２】
加工液を貯留する加工槽と、該加工槽に設けられたテーブルに被加工物を載置し、制御装置から出力される指令に基づいてワイヤ電極と前記テーブルを相対移動させて前記被加工物を加工するワイヤ放電加工機において、
前記テーブル上に設置した接触検出部を有する第１接触検出用治具と、該第１接触検出用治具とは異なる軸線上に所定の距離をもって、接触検出部が対向するように設置される接触検出部を有する第２接触検出用治具からなる一対の接触検出用治具と、
前記ワイヤ電極と前記第１及び第２接触検出用治具との接触を検出する接触検出部と、
前記ワイヤ電極が前記第１および第２接触検出用治具と接触した際に移動した軸の座標値を記憶する座標値記憶部と、
前記ワイヤ電極が前記第１および第２接触検出用治具と接触した際に移動した軸の座標値を記憶する座標値記憶部と、
所望の位置決め精度が得られる第１の状態で、前記ワイヤ電極を第１および第２接触検出用治具に接触させ、前記ワイヤ電極が前記接触検出用治具に接触した時の座標値から前記第１と第２接触検出用治具との各移動軸方向の距離を基準距離として記憶する基準距離記憶部と、
前記第１の状態とは異なる第２の状態で前記ワイヤ電極を前記第１および第２接触検出用治具に接触させ、前記ワイヤ電極が前記第１，第２接触検出用治具に接触した時の座標値から前記第１接触検出用治具と第２接触検出用治具との各移動軸方向の距離を実距離として記憶する実距離記憶部と、
前記基準距離と実距離との差分を計算し、実加工時に前記差分を打ち消すように接触位置座標からの移動軸方向の距離に応じて前記指令を補正する補正部と、
を備えたことを特徴とするワイヤ放電加工機。
【請求項３】
前記第１の状態は、テーブルに被加工物を載置せず、かつ、加工槽に加工液を溜めない状態であり、前記第２の状態は、テーブルに被加工物を載置し、加工槽に所定の加工液高さまで加工液を溜めた状態であることを特徴とする請求項１または２のいずれか一つに記載のワイヤ放電加工機。
【請求項４】
前記第２の状態は、前記テーブル上に載置される被加工物の重量に相当する加工液を実加工時の加工液高さに加えて溜め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。
【請求項５】
前記第１の状態は、所望の位置決め精度が得られる床強度に前記ワイヤ放電加工機を設置した状態であり、
前記第２の状態とは、第１の状態とは床強度の異なる場所に前記ワイヤ放電加工機を設置した状態であることを特徴とする請求項１または２のいずれか一つに記載のワイヤ放電加工機。
【請求項６】
前記一対の治具が移動軸の移動方向毎に複数設置されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一つに記載のワイヤ放電加工機。
【請求項７】
前記一対の治具が並列に複数設置されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一つに記載のワイヤ放電加工機。
【請求項８】
前記接触検出用治具は、板状部材に孔が設けられており、該孔の内面の少なくとも３箇所に前記ワイヤ電極を接触させることにより前記孔の中心の座標を求めて、該座標値を前記接触検出用治具と前記ワイヤ電極が接触した際の移動した軸の座標値とすることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一つに記載のワイヤ放電加工機。
【請求項９】
前記一対の接触検出用治具が少なくとも２つのワイヤ電極との接触部を有する単一の接触検出用治具として構成されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一つに記載のワイヤ放電加工機。
【請求項１】
加工液を貯留する加工槽と、該加工槽に設けられたテーブルに被加工物を載置し、制御装置から出力される指令に基づいてワイヤ電極と前記テーブルを相対移動させて前記被加工物を加工するワイヤ放電加工機において、
前記テーブル上に設置した接触検出部を有する第１接触検出用治具と、該第１接触検出用治具と同一軸線上に所定の距離をもって、接触検出部が対向するように設置される接触検出部を有する第２接触検出用治具からなる一対の接触検出用治具と、
前記ワイヤ電極と前記第１接触検出用治具および前記第２接触検出用治具との接触を検出する接触検出部と、
前記ワイヤ電極が前記第１接触検出用治具および前記第２接触検出用治具との接触した際に移動した軸の座標値を記憶する座標値記憶部と、
所望の位置決め精度が得られる第１の状態で、前記ワイヤ電極を前記第１接触検出用治具と前記第２接触検出用治具に接触させ、前記ワイヤ電極が前記第１接触検出用治具と前記第２接触検出用治具に接触した時の座標値から、前記第１接触検出用治具と前記第２接触検出用治具との距離を求めて記憶する基準距離記憶部と、
前記第１の状態とは異なる第２の状態で前記ワイヤ電極を第１および第２接触検出用治具に接触させ、前記ワイヤ電極が前記第１，第２接触検出用治具に接触した時の座標値から前記第１接触検出用治具と前記第２接触検出用治具との距離を実距離として記憶する実距離記憶部と、
前記基準距離と実距離との差分を計算し、実加工時に前記差分を打ち消すように接触位置座標からの距離に応じて前記指令を補正する補正部と、
を備えたことを特徴とするワイヤ放電加工機。
【請求項２】
加工液を貯留する加工槽と、該加工槽に設けられたテーブルに被加工物を載置し、制御装置から出力される指令に基づいてワイヤ電極と前記テーブルを相対移動させて前記被加工物を加工するワイヤ放電加工機において、
前記テーブル上に設置した接触検出部を有する第１接触検出用治具と、該第１接触検出用治具とは異なる軸線上に所定の距離をもって、接触検出部が対向するように設置される接触検出部を有する第２接触検出用治具からなる一対の接触検出用治具と、
前記ワイヤ電極と前記第１及び第２接触検出用治具との接触を検出する接触検出部と、
前記ワイヤ電極が前記第１および第２接触検出用治具と接触した際に移動した軸の座標値を記憶する座標値記憶部と、
前記ワイヤ電極が前記第１および第２接触検出用治具と接触した際に移動した軸の座標値を記憶する座標値記憶部と、
所望の位置決め精度が得られる第１の状態で、前記ワイヤ電極を第１および第２接触検出用治具に接触させ、前記ワイヤ電極が前記接触検出用治具に接触した時の座標値から前記第１と第２接触検出用治具との各移動軸方向の距離を基準距離として記憶する基準距離記憶部と、
前記第１の状態とは異なる第２の状態で前記ワイヤ電極を前記第１および第２接触検出用治具に接触させ、前記ワイヤ電極が前記第１，第２接触検出用治具に接触した時の座標値から前記第１接触検出用治具と第２接触検出用治具との各移動軸方向の距離を実距離として記憶する実距離記憶部と、
前記基準距離と実距離との差分を計算し、実加工時に前記差分を打ち消すように接触位置座標からの移動軸方向の距離に応じて前記指令を補正する補正部と、
を備えたことを特徴とするワイヤ放電加工機。
【請求項３】
前記第１の状態は、テーブルに被加工物を載置せず、かつ、加工槽に加工液を溜めない状態であり、前記第２の状態は、テーブルに被加工物を載置し、加工槽に所定の加工液高さまで加工液を溜めた状態であることを特徴とする請求項１または２のいずれか一つに記載のワイヤ放電加工機。
【請求項４】
前記第２の状態は、前記テーブル上に載置される被加工物の重量に相当する加工液を実加工時の加工液高さに加えて溜め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。
【請求項５】
前記第１の状態は、所望の位置決め精度が得られる床強度に前記ワイヤ放電加工機を設置した状態であり、
前記第２の状態とは、第１の状態とは床強度の異なる場所に前記ワイヤ放電加工機を設置した状態であることを特徴とする請求項１または２のいずれか一つに記載のワイヤ放電加工機。
【請求項６】
前記一対の治具が移動軸の移動方向毎に複数設置されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一つに記載のワイヤ放電加工機。
【請求項７】
前記一対の治具が並列に複数設置されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一つに記載のワイヤ放電加工機。
【請求項８】
前記接触検出用治具は、板状部材に孔が設けられており、該孔の内面の少なくとも３箇所に前記ワイヤ電極を接触させることにより前記孔の中心の座標を求めて、該座標値を前記接触検出用治具と前記ワイヤ電極が接触した際の移動した軸の座標値とすることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一つに記載のワイヤ放電加工機。
【請求項９】
前記一対の接触検出用治具が少なくとも２つのワイヤ電極との接触部を有する単一の接触検出用治具として構成されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一つに記載のワイヤ放電加工機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【公開番号】特開２０１３−３９６４０（Ｐ２０１３−３９６４０Ａ）
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７８５３０（Ｐ２０１１−１７８５３０）
【出願日】平成２３年８月１７日（２０１１．８．１７）
【出願人】（３９０００８２３５）ファナック株式会社 (1,110)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月１７日（２０１１．８．１７）
【出願人】（３９０００８２３５）ファナック株式会社 (1,110)
【Ｆターム（参考）】
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