図1、2および3を参照して、本発明のプログ ラム生成装置を備えた複合加工装置が説明さ れる。ウォータジェット加工とワイヤ放電加 工が可能な複合加工装置1は、ジェットノズ� �2と上下ガイドアッセンブリ3、4を含んでい� �。ワーク9に向けてウォータジェットを形成� ��るほぼ円筒形状のジェットノズル2が垂直に 設けられている。ワイヤ電極8を精密に支持� �る上下ワイヤガイドがそれぞれ上下ガイド� �ッセンブリ3、4中に収容されている。上下ガ イドアッセンブリ3、4はワーク9へ誘電性液を 噴射するそれぞれのノズルを備えている。ワ ーク9を載置するワークスタンド7が加工槽6中 に固定されている。

ジェットノズル2は直交する3軸の方向に移� ��可能である。更に、向きを変えるためジェ� ��トノズル2は直交するA軸とB軸に関して回転� ��能である。上下ガイドアッセンブリ3、4は� �交する3軸の方向に移動可能である。ジェッ� ��ノズル2と上下ガイドアッセンブリ3、4の移� ��はNC装置13によって制御される。高圧水を発 生しジェットノズル2へ供給する高圧水発生� �置11が設けられている。加工槽6と上下ガイ� �アッセンブリ3、4の中へ誘電性液を供給する 誘電性液供給装置10が設けられている。ワイ� ��電極8とワーク9との間に形成されるギャッ� �18に放電を発生させるため電流パルスを発生 する電源装置12が設けられている。NC装置13は 電源装置12、誘電性液供給装置10および電源� �置12も制御している。

複合加工装置1の動作が簡単に説明される� �ウォータジェット加工に先立って、ジェッ� �ノズル2はその待避位置からワーク9に接近し た動作位置へ移動させられ、高圧水発生装置 11が起動させられる。ウォータジェット加工� ��、ウォータジェット、言い換えればジェッ� ��ノズル2が所定の経路に沿って移動させられ る。ワイヤ放電加工に先立って、ジェットノ ズル2はその待避位置へ移動させられる。上� �ガイドアッセンブリ3、4がそれらの待避位置 からワーク9に接近した動作位置へ移動させ� �れる。ワイヤ電極8は上下ガイドアッセンブ� ��3、4間に張架され、誘電性液供給装置10およ び電源装置12が起動させられる。ワイヤ放電� ��工中、ワイヤ電極8、言い換えれば上下ワイ ヤガイドが所定の経路に沿って移動させられ る。

図3中に示されるように、NC装置13はプログ� ��ム生成装置30としての機能も有しており、� �ログラム生成装置30は入力装置31、表示装置3 2、記憶部33および処理部34から構成されてい� ��。入力装置31は、例えば、キーボード、マ� �ス、或いはタッチパネル等で構成されてお� �、ウォータジェット加工プログラム、ワイ� �放電加工プログラムおよび切り落としプロ� �ラムの生成に際して必要となる各種情報を� �定する共通の手段として機能する。

各種情報20~29は図3の入力装置31に示され、� ��4を参照して説明される。「ウォータジェッ ト加工仕様」20は、ウォータジェット加工に� ��求される仕様、例えば寸法精度や面粗さを� ��している。「ウォータジェット加工仕様」2 0は、ワークと工具に関する情報、例えばワ� �ク9の材質と厚さ、ジェットノズル2の径等を 含んでもよい。「加工形状」21は、ワーク9に 形成される加工形状を特定する情報である。 図4では、点P、Q、RおよびSによって囲まれた� ��方形が加工形状である。製品は、ワーク9の うち加工形状の外側である。「分割点」22は� ��加工形状を部分形状へ分割する点を表して� ��る。加工形状は分割点O、P、Q、RおよびSに� �って5つの部分形状OP、PQ、QR、RSおよびSOへ分 割されている。

「加工方向」23は、加工形状の形成のため� ��工具が移動する方向を表している。「加工� ��向」23は「時計回り」と「反時計回り」か� �選択される。「開始点」24は、加工形状の形 成が開始される点を表している。図4中の加� �形状に対し「開始点」24は点Oである。

「加工方法」25は、各部分形状に適用され� ��加工方法を表している。加工方法は、少な� ��とも、「ウォータジェット加工のみ」、「� ��イヤ放電加工のみ」および「ウォータジェ� ��ト加工とワイヤ放電加工」から選ばれる。� ��般に、ワイヤ放電加工は高速ワイヤ放電加� ��とカットワイヤ放電加工(以下、単に「セカ ンドカット」と言う)に分けられる。高速ワ� �ヤ放電加工はファーストカットとも言う。� �速ワイヤ放電加工では、大きな電気エネル� �ーによってワーク9に形状が形成される。セ� ��ンドカットはウォータジェット加工又は高� ��ワイヤ放電加工の後に行われる。ほとんど� ��場合、セカンドカットは、切断面を所望の� ��さに仕上げるための複数のステップを含む� ��セカンドカットでは、電気エネルギーが段� ��的に減少させられる。好ましくは、加工方� ��は「ウォータジェット加工のみ」、「高速� ��イヤ放電加工のみ」、「高速ワイヤ放電加� ��とセカンドカット」および「ウォータジェ� ��ト加工とセカンドカット」から選ばれる。� ��分形状OP、QRおよびSOはウォータジェット加� ��だけで形成される。部分形状PQはウォータ� �ェット加工とセカンドカットによって形成� �れる。部分形状RSは高速ワイヤ放電加工とセ カンドカットによって形成される。

「アプローチ点」26は、ジェットノズル2又 はワイヤ電極8が部分形状に接近するための� �を表し、分割点ごとに指定される。例えば� �分割点Pのアプローチ点は点Kであり、直線KP� ��アプローチ経路と呼ばれる。アプローチ経� ��はジェットノズル2又はワイヤ電極8が部分� �状から待避するためにも使用される。「橋� �部」27は、製品をワーク9の残部へ接続する� �絡部に相当する部分形状を表している。図4� ��の橋絡部は部分形状SOである。「優先度」28 は、ウォータジェット加工、ワイヤ放電加工 および切り落としに優先度を定めている。「 ワイヤ放電加工仕様」29はワイヤ放電加工に� ��求される仕様、例えば寸法精度や面粗さを� ��している。「ワイヤ放電加工仕様」29は、� �ークと工具に関する情報、例えばワーク材� �、ワイヤ径等を含んでもよい。

表示装置32は、例えば、CRTディスプレイや� ��晶ディスプレイ等で構成されており、入力� ��置31中に入力された各種情報を表示するよ� �機能する。入力情報は、図5に示されるよう� ��、図形や数値の形で表示される。

記憶部33は、例えば、ハードディスク、CD-R OM等で構成されており、ウォータジェット加� ��条件データベース42を記憶している。デー� �ベース42は、「ウォータジェット加工仕様」 20に関連付けられたデータ、例えばノズル移� ��速度Tおよびノズル傾斜角θを含んでいる。� ��ズル移動速度Tはジェットノズル2がXY平面を 移動する速度であり、言い換えれば工具とし てのウォータジェットの移動速度である。図 6中に示されるように、ウォータジェット5に� ��ってワーク9中に形成された切り口14は、先� ��りの壁を有することが知られている。この� ��うなテーパに因り、テーパ距離Dに相当する 材料がワーク9の底面上に残ってしまう。テ� �パ距離Dは、ノズル移動速度Tとワーク9の厚� �に左右される。ノズル移動速度Tが大きくな� ��とテーパ距離Dは大きくなる。図7中に示さ� �るように、切り口14の壁を垂直にするためジ ェットノズル2をA軸およびB軸のような回転軸 16を中心に角度θ傾斜させる必要がある。

更に、記憶部33は、ワイヤ放電加工条件デ� ��タベース44を記憶している。データベース44 は、電源装置12がギャップ18に供給する電流� �ルスに関する情報、例えば、電流パルスのON 時間(μs)、OFF時間(μs)および電流ピーク(A)を� �んでいる。更に、データベース44は、ギャッ プ18のサイズG(μm)を含んでいる。ギャップサ� ��ズGは電流パルスのエネルギーによって左右 される。

処理部34はCPUから構成されている。入力装� ��31に入力された各種情報は処理部34へ提供さ れ、処理部34は加工プログラムを生成する。� ��理部34は、部分形状抽出部51、ノズル経路抽 出部52、ワイヤ経路抽出部54および切り落と� �経路抽出部56を含んでいる。「加工形状」21� ��「分割点」22が部分形状抽出部51へ提供され ている。「加工方向」23、「開始点」24、「� �工方法」25、「アプローチ点」26および「橋� ��部」27が、ノズル経路抽出部52およびワイヤ 経路抽出部54へ提供されている。「開始点」2 4、「加工方法」25、「アプローチ点」26およ� ��「橋絡部」27が、切り落とし経路抽出部56へ 提供されている。部分形状抽出部51は、ノズ� ��経路抽出部52、ワイヤ経路抽出部54および切 り落とし経路抽出部56へ接続されている。

処理部34は、ウォータジェット加工条件設� ��部58とノズルオフセット演算部59を含んでい る。「ウォータジェット加工仕様」20がウォ� ��タジェット加工条件設定部58へ提供されて� �る。ウォータジェット加工条件設定部58は、 ウォータジェット加工条件、例えば、ノズル 移動速度Tとノズル傾斜角θを検索するため、 ウォータジェット加工条件データベース42へ� ��続されている。ノズルオフセット演算部59� �、ジェットノズル2の径とノズル傾斜角θに� �づいてノズルオフセットeを演算するため、� ��ォータジェット加工条件設定部58へ接続さ� �ている。

処理部34は、ワイヤ放電加工条件設定部68� �ワイヤオフセット演算部69を含んでいる。「 加工方法」25と「ワイヤ放電加工仕様」29が� �イヤ放電加工条件設定部68へ提供されている 。ワイヤ放電加工条件設定部68は、ギャップ� ��イズGを含むワイヤ放電加工条件を検索する ため、ワイヤ放電加工条件データベース44へ� ��続されている。ワイヤオフセット演算部69� �、図8中に示されるようにワイヤ電極8の径d� �ギャップサイズGに基づいてワイヤオフセッ� ��を演算するため、ワイヤ放電加工条件設定� ��68へ接続されている。

更に、処理部34は、ウォータジェット加工� ��ログラム生成部62、ワイヤ放電加工プログ� �ム生成部64、切り落としプログラム生成部66� ��よび部分プログラム合成部70を含んでいる� �ウォータジェット加工プログラム生成部62は ノズル経路抽出部52へ接続され、ワイヤ放電� ��工プログラム生成部64はワイヤ経路抽出部54 へ接続されている。切り落としプログラム生 成部66は切り落とし条件を記憶しており、切� ��落とし経路抽出部56へ接続されている。プ� �グラム生成部62、64および66は部分プログラ� �を生成するために設けられている。部分プ� �グラムを合成して加工プログラムを生成す� �ため、部分プログラム合成部70はプログラム 生成部62、64および66へ接続され、「優先度」 28が部分プログラム合成部70へ提供されてい� �。部分プログラム合成部70が生成した加工プ ログラムは記憶部33に格納される。

図9を参照してプログラム生成装置30が図4� �加工形状を形成するプログラムを生成する� �ロセスが説明される。ステップS1で、作業者 が「加工形状」21と「分割点」22を入力装置31 に入力する。例えば、「加工形状」21として� ��端点S、P、QおよびRのXY平面における座標と� ��辺の形状、すなわち「直線」が入力される� ��「分割点」22として、加工形状の上の点O、P 、Q、RおよびSのXY平面における座標が入力さ� ��る。ステップS2で、部分形状抽出部51は、5� �の直線OP、PQ、QR、RSおよびSOを部分形状とし� ��抽出する。

ステップS3で、作業者は、「加工方向」23� �「開始点」24、「加工方法」25、「アプロー� ��点」26、「橋絡部」27および「優先度」28を� ��力装置31に入力する。「加工方向」23として 、加工形状に対し「時計回り」が選択される 。加えて、「加工方向」23として、複数のワ� ��ヤ放電加工ステップが行われる一つの部分� ��状に対し「時計回りと反時計回りを交互に� ��う」の指定が選択される。「開始点」24と� �て点Oが指定される。「加工方法」25として� �部分形状OPとQRに対し「ウォータジェット加� ��のみ」が指定される。ワーク9から切り落と された材料が下ガイドアッセンブリ4に衝突� �ないよう、橋絡部SOに対しては「ウォータジ ェット加工のみ」が指定されることが好まし い。部分形状SOに対し「加工しない」の指定� ��選択することもできる。部分形状PQに対し� �ウォータジェット加工とセカンドカット」� �指定される。部分形状RSに対し「高速ワイヤ 放電加工とセカンドカット」が指定される。

「アプローチ点」26として、分割点O、P、Q� ��RおよびSに対し、点J、K、L、MおよびNのXY平� ��における座標が入力される。「橋絡部」27� �して部分形状SOが選択される。「優先度」28� ��して「ワイヤ放電加工に対しウォータジェ� ��ト加工を優先する」および「切り落としは� ��の全ての加工の終了後に行う」の規則が選� ��される。

ステップS41で、作業者は「ウォータジェッ ト加工仕様」20を入力装置31に入力する。「� �ォータジェット加工仕様」20として、面粗さ 等が部分形状OP、PQおよびQRに対し指定される 。各ステップS42で、ウォータジェット加工条 件設定部58は一組のウォータジェット加工条� ��を設定する。ウォータジェット加工条件は� ��ズル移動速度Tとノズル傾斜角θを含む。ス� ��ップS43で、ノズル経路抽出部52は、部分形� �OP、PQ、QR、RSおよびSOと、各種情報23、24、25� ��26および27に基づいて、ジェットノズル2の� �路を抽出する。ノズル経路は「J→O→P→K→P →Q→L→Q→R→M」である。部分形状SOは橋絡� �として指定されているので、ノズル経路か� �除外されている。

ステップS44で、ノズルオフセット演算部58� ��ノズルオフセットeを演算する。ステップS45 で、ウォータジェット加工プログラム生成部 62が、ノズル経路とウォータジェット加工条� ��に基づいて、ウォータジェット加工プログ� ��ム40を生成する。部分プログラム40の一例が 図10中に示されている。ノズル経路「J→O→P� ��K→P→Q→L→Q→R→M」は、ノズルオフセット e分、加工形状の内側へ補正される。ウォー� �ジェット加工プログラム40は、ジェットノズ ル2の移動の他に、段取りプログラムを含む� �うにしてもよい。プログラム40は、例えば、 上下ガイドアッセンブリ3、4の退避位置への� ��動を含んでもよい。また、部分プログラム4 0は、例えば、高圧水発生装置11の起動および 停止を含んでもよい。

ステップS51で、作業者は「ワイヤ放電加工 仕様」29を入力装置31に入力する。「ワイヤ� �電加工仕様」29として、面粗さ等が部分形状 PQとRSに対し指定される。ステップS52で、ワ� �ヤ放電加工条件設定部68は複数組のワイヤ放 電加工条件を設定する。レコードの数は、「 加工方法」25と「ワイヤ放電加工仕様」29に� �右される。部分形状RSに対するセカンドカッ トが5つのステップを必要とする場合、6つの� ��コードが部分形状RSに対して必要となる。� �レコードはギャップサイズGを含んでいる。� ��テップS53で、ワイヤ経路抽出部54は、加工� �件と、部分形状OP、PQ、QR、RSおよびSOと、各� ��情報23、24、25、26および27に基づいて、ワイ ヤ電極8の経路を抽出する。ワイヤ経路は「K� ��P→Q→L(セカンドカット・ステップ1)→Q→P� �K(ステップ2)→P→Q→L(ステップ3)→Q→P→K(ス テップ4)→P→Q→L(ステップ5)→…、M→R→S→N (高速ワイヤ放電加工)→S→R→M(セカンドカッ ト・ステップ1)→R→S→N(ステップ2)→…」で� ��る。

ステップS54で、ワイヤオフセット演算部68� ��ワイヤオフセットを演算する。ステップS55� ��、ワイヤ放電加工プログラム生成部64が、� �イヤ経路とワイヤ放電加工条件に基づいて� �ワイヤ放電加工プログラム50を生成する。ワ イヤ経路は、ワイヤオフセット分、加工形状 の内側へ補正される。部分プログラム50の一� ��が図10中に示されている。「C102」と「H102」 は、それぞれ、セカンドカットのステップ1� �おけるワイヤ放電加工条件とワイヤオフセ� �トを示している。「C101」と「H101」は、それ ぞれ、高速ワイヤ放電加工におけるワイヤ放 電加工条件とワイヤオフセットを示している 。ワイヤ放電加工プログラム50は、ワイヤ電� ��8の移動の他に、段取りプログラムを含むよ うにしてもよい。プログラム50は、例えば、� ��ェットノズル2の退避位置への移動を含んで もよい。また、部分プログラム50は、例えば� ��誘電性液供給装置10の起動および停止を含� �でもよい。

ステップS61で、切り落とし経路抽出部56は� ��加工条件と、部分形状OP、PQ、QR、RSおよびSO と、各種情報24、25、26および27に基づいて、� ��り落とし経路を抽出する。切り落とし経路� ��、開始点Oのアプローチ点Jから始まる最短� �路である。ジェットノズル2の切り落とし経� ��は「J→O→S→N」である。

ステップS62で、切り落としプログラム生成 部66が、切り落とし経路と切り落とし条件に� ��づいて、切り落としプログラム60を生成す� �。切り落とし経路は、ノズルオフセット分� �加工形状の内側へ補正される。部分プログ� �ム60の一例が図10中に示されている。切り落� ��しプログラム60は、ジェットノズル2の移動� ��他に、上下ガイドアッセンブリ3、4の退避� �置への移動、高圧水発生装置11の起動および 停止を含んでもよい。

ステップS9で、部分プログラム合成部70は� �「優先度」28に基づいて、ウォータジェット 加工プログラム40、ワイヤ放電加工プログラ� ��50および切り落としプログラム60を順に合成 する。合成された加工プログラムはプログラ ムファイルとして記憶部33中に格納される。

なお、本発明は上述した実施例に限定され るものではなく、種々の変形が可能であるこ とは勿論である。例えば、図11中に示される� ��うに、各種情報を入力するための入力装置7 1がネットワーク回線72等を介して複数のプロ グラム生成装置74、76および78へ接続されても よい。また、ウォータジェット加工条件設定 部58とワイヤ放電加工条件設定部68は、デー� �ベースに替えて、数式を利用して加工条件� �設定するようにしてもよい。