特許 7492077 断線位置推定装置および断線位置推定方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-05-20

(45)【発行日】2024-05-28

(54)【発明の名称】断線位置推定装置および断線位置推定方法

(51)【国際特許分類】

   B23H 7/10 20060101AFI20240521BHJP

   B23H 7/02 20060101ALI20240521BHJP

【ＦＩ】

B23H7/10 Z

B23H7/02 R

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2023502287

(86)(22)【出願日】2022-02-14

(86)【国際出願番号】 JP2022005533

(87)【国際公開番号】W WO2022181368

(87)【国際公開日】2022-09-01

【審査請求日】2023-09-12

(31)【優先権主張番号】P 2021030797

(32)【優先日】2021-02-26

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】390008235

【氏名又は名称】ファナック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003683

【氏名又は名称】弁理士法人桐朋

(72)【発明者】

【氏名】渡邊 大輝

【審査官】石田 宏之

(56)【参考文献】

【文献】特許第６７６０９９７（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】特開昭５６－１３９８３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１２／１５７０６８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０００－１７２３４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特許第２５７３５１４（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】国際公開第２０２１／１５３４３０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特許第２９８７３０５（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】特許第２７０５４６０（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】特許第３０７９７３４（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】特許第３０４７５３６（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】実公平６－４５２９６（ＪＰ，Ｙ２）

【文献】特開昭６２－６３０１８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｈ ７／１０

Ｂ２３Ｈ ７／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ワイヤ放電加工機において、加工対象物を通過する所定の送出経路に沿って送出されるワイヤ電極の断線位置を推定する断線位置推定装置であって、
前記ワイヤ放電加工機は、
前記所定の送出経路において前記加工対象物よりも下流に配され、前記加工対象物に向けて送出されて前記加工対象物を通過した前記ワイヤ電極を巻き取る巻取りローラと、
前記巻取りローラを駆動する巻取りモータと、
前記巻取りモータのシャフトの駆動に応じた検出信号を出力するセンサと、
を備え、
前記断線位置推定装置は、
前記検出信号に基づいて前記巻取りモータのトルクを取得するトルク取得部と、
前記ワイヤ電極が断線した場合に、前記巻取りローラによって巻き取られる前記ワイヤ電極の後端が前記巻取りローラを通過したか否かを前記トルクに基づいて判定する判定部と、
前記検出信号に基づいて前記巻取りモータの回転角度を取得する回転角度取得部と、
前記ワイヤ電極が断線してから前記ワイヤ電極の後端が前記巻取りローラを通過したと判定されるまでの前記巻取りモータの回転角度に基づいて、前記ワイヤ電極の断線位置を推定する断線位置推定部と、
を備える、断線位置推定装置。

【請求項2】

請求項１に記載の断線位置推定装置であって、
前記判定部は、前記トルクの単位時間あたりの変化率に基づいて、前記ワイヤ電極の後端が前記巻取りローラを通過したか否かを判定する、断線位置推定装置。

【請求項3】

請求項１に記載の断線位置推定装置であって、
前記判定部は、取得された前記トルクが、前記トルクに関して予め決められた範囲を逸脱したか否かに基づいて、前記ワイヤ電極の後端が前記巻取りローラを通過したか否かを判定する、断線位置推定装置。

【請求項4】

請求項１～３のいずれか１項に記載の断線位置推定装置であって、
前記ワイヤ電極の断線位置と、断線原因および対処方法のうち少なくとも一方とを対応付けたテーブルと、
前記断線位置推定部が推定した断線位置に対応する断線原因および対処方法のうち少なくとも一方を前記テーブルに基づいて特定する原因対処特定部と、
特定された前記断線原因および前記対処方法のうち少なくとも一方を表示部に表示させる表示制御部と、
をさらに備える、断線位置推定装置。

【請求項5】

請求項１～４のいずれか１項に記載の断線位置推定装置であって、
前記ワイヤ放電加工機を制御する制御装置に設けられている、断線位置推定装置。

【請求項6】

ワイヤ放電加工機において、加工対象物を通過する所定の送出経路に沿って送出されるワイヤ電極の断線位置を推定する断線位置推定方法であって、
前記ワイヤ放電加工機は、
前記所定の送出経路において前記加工対象物よりも下流に配され、前記加工対象物に向けて送出されて前記加工対象物を通過した前記ワイヤ電極を巻き取る巻取りローラと、
前記巻取りローラを駆動する巻取りモータと、
前記巻取りモータのシャフトの駆動に応じた検出信号を出力するセンサと、
を備え、
前記断線位置推定方法は、
前記センサの検出信号に基づいて前記巻取りモータの回転角度を取得する回転角度取得ステップと、
前記センサの検出信号に基づいて前記巻取りモータのトルクを取得するトルク取得ステップと、
前記ワイヤ電極が断線した場合に、前記巻取りローラによって巻き取られる前記ワイヤ電極の後端が前記巻取りローラを通過したか否かを前記トルクに基づいて判定する判定ステップと、
前記ワイヤ電極が断線してから前記ワイヤ電極の後端が前記巻取りローラを通過したと判定されるまでの前記巻取りモータの回転角度に基づいて、前記ワイヤ電極の断線位置を推定する断線位置推定ステップと、
を含む、断線位置推定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はワイヤ放電加工機に関し、特に、ワイヤ電極の断線位置を推定する断線位置推定装置および断線位置推定方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特開２０１９－２１７５５９号公報には、ワイヤ放電加工機に係る先行技術が開示されている。先行技術は、ワイヤ電極の断線位置を算出することを目的とする。特開２０１９－２１７５５９号公報には、先行技術に係る先端検出電極が開示される。先端検出電極は、ワイヤ電極の搬送経路中に設置される。先端検出電極は、ワイヤ電極と接触する。先端検出電極の電圧は、先端検出電極とワイヤ電極とが接触しているか否かに応じて、変化する。

【0003】

先行技術に係る先端検出電極は、ワイヤ電極の断線位置よりも上流に設置される。ワイヤ電極は、断線発生時において巻き戻される。ここで、先行技術は、先端検出電極電圧の変化に基づいて、巻き戻されるワイヤ電極が先端検出電極に接触しなくなる位置を検出する。すなわち、先行技術は先端検出電極電圧の変化に基づいて、ワイヤ電極の先端位置を検出する。また、先行技術は、ワイヤ電極の先端位置と、ワイヤ電極の巻き戻し量とに基づいて、ワイヤ電極の断線位置を算出する。

【発明の概要】

【0004】

特開２０１９－２１７５５９号公報に開示される技術は、少なくとも次の問題点を有する。すなわち、オペレータは、ワイヤ電極の搬送経路中に先端検出電極を設置しなければならない。つまり、オペレータの段取り作業の工程数が増える。また、先端検出電極よりも上流においてワイヤ電極が断線した場合、巻き戻しが開始される時点において、ワイヤ電極の先端は、既に先端検出電極よりも上流にある。したがって、巻き戻るワイヤ電極の先端が先端検出電極に到達することは有り得ない。したがって、特開２０１９－２１７５５９号公報の技術によって断線位置を算出することはできない。さらに、ワイヤ電極の先端を検出するためには、送出時とは逆方向にワイヤ電極を巻き戻さ（逆走させ）なければならない。ワイヤ電極を逆走させると、その拍子にワイヤ電極が絡まるおそれがある。

【0005】

本発明は、先端検出電極を省略しつつ、ワイヤ電極の断線位置を信頼性よく推定する断線位置推定装置および断線位置推定方法を提供することを目的とする。

【0006】

本発明の第１の態様は、ワイヤ放電加工機におけるワイヤ電極の断線位置を推定する断線位置推定装置であって、前記ワイヤ放電加工機は、加工対象物に向けて送出されて前記加工対象物を通過した前記ワイヤ電極を巻き取る巻取りローラと、前記巻取りローラを駆動する巻取りモータと、前記巻取りモータのシャフトの駆動に応じた検出信号を出力するセンサと、を備え、前記断線位置推定装置は、前記検出信号に基づいて前記巻取りモータのトルクを取得するトルク取得部と、前記ワイヤ電極が断線した場合に、前記トルクに基づいて前記巻取りローラによって巻き取られる前記ワイヤ電極の後端が前記巻取りローラを通過したか否かを判定する判定部と、前記検出信号に基づいて前記巻取りモータの回転角度を取得する回転角度取得部と、前記ワイヤ電極が断線してから前記ワイヤ電極の後端が前記巻取りローラを通過したと判定されるまでの前記巻取りモータの回転角度に基づいて、前記ワイヤ電極の断線位置を推定する断線位置推定部と、を備える。

【0007】

本発明の第２の態様は、ワイヤ放電加工機におけるワイヤ電極の断線位置を推定する断線位置推定方法であって、前記ワイヤ放電加工機は、加工対象物に向けて送出されて前記加工対象物を通過した前記ワイヤ電極を巻き取る巻取りローラと、前記巻取りローラを駆動する巻取りモータと、前記巻取りモータのシャフトの駆動に応じた検出信号を出力するセンサと、を備え、前記断線位置推定方法は、前記センサの検出信号に基づいて前記巻取りモータの回転角度を取得する回転角度取得ステップと、前記センサの検出信号に基づいて前記巻取りモータのトルクを取得するトルク取得ステップと、前記ワイヤ電極が断線した場合に、前記トルクに基づいて前記巻取りローラによって巻き取られる前記ワイヤ電極の後端が前記巻取りローラを通過したか否かを判定する判定ステップと、前記ワイヤ電極が断線してから前記ワイヤ電極の後端が前記巻取りローラを通過したと判定されるまでの前記巻取りモータの回転角度に基づいて、前記ワイヤ電極の断線位置を推定する断線位置推定ステップと、を含む。

【0008】

本発明の態様によれば、先端検出電極を省略しつつ、ワイヤ電極の断線位置を信頼性よく推定する断線位置推定装置、および断線位置推定方法が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、実施の形態に係るワイヤ放電加工機の構成図である。

【図2】図２は、実施の形態に係る送り機構の構成図である。

【図3】図３は、実施の形態に係る断線位置推定装置の構成図である。

【図4】図４Ａは、ワイヤ電極が断線した場合の送り機構を例示する図である。図４Ｂは、図４Ａから時間が経過し、断線したワイヤ電極が巻取りローラおよびピンチローラを通過した後の送り機構を例示する図である。

【図5】図５は、ワイヤ電極の後端が巻取りローラを通過する前後における巻取りモータのトルクの変化を簡単に例示するグラフである。

【図6】図６は、実施の形態に係る断線位置推定方法の流れを例示するフローチャートである。

【図7】図７は、変形例１に係る断線位置推定装置の構成図である。

【図8】図８は、ワイヤ電極の送出経路上に規定される複数の区間を例示する図である。

【図9】図９は、図８の複数の区間と、その各々の区間内で生じ得る断線原因および対処方法との対応関係が規定されたテーブルを例示する図である。

【図10】図１０は、変形例１に係る断線位置推定方法の流れを例示するフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の断線位置推定装置、および断線位置推定方法について好適な実施の形態が、添付の図面を参照しながら詳細に説明される。

【0011】

［実施の形態］
図１は、実施の形態に係るワイヤ放電加工機１０の構成図である。

【0012】

図１には、ワイヤ放電加工機１０のみならず、Ｘ軸線と、Ｙ軸線と、Ｚ軸線とが図示される。Ｘ軸線と、Ｙ軸線と、Ｚ軸線とは互いに直交する。本実施の形態において、Ｘ軸線と、Ｙ軸線とは水平面に平行な方向軸線である。本実施の形態において水平方向とは、特に断らない限り、ＸＹ方向を指す。また、本実施の形態において、Ｚ軸線は重力方向と平行な方向軸線である。

【0013】

ワイヤ放電加工機１０は、ワイヤ電極１２と加工対象物Ｗとの間に形成される極間ｇ（図２参照）に放電を発生させることにより、加工対象物Ｗに放電加工を施す産業機械である。ワイヤ放電加工機１０は、加工機本体１４と、制御装置１６とを備える。加工機本体１４は、放電加工を行う。制御装置１６は、加工機本体１４を制御する。

【0014】

加工機本体１４は、加工槽１８と、テーブル（移動台座）２０と、送り機構２２と、回収箱２４とを備える。加工槽１８は加工液Ｌｑを貯留する槽である。加工液Ｌｑは誘電性を有する液体である。例えば、加工液Ｌｑは脱イオン水である。

【0015】

テーブル２０は、加工対象物Ｗを支持する台座である。テーブル２０は、加工槽１８内に設置される。テーブル２０は、水平方向に沿って移動可能である。なお、移動可能なテーブル２０は、既知の技術に基づいて実現される。

【0016】

図２は、実施の形態に係る送り機構２２の構成図である。

【0017】

送り機構２２は、所定の送出経路に沿ってワイヤ電極１２を送出する機構である。ワイヤ電極１２の送出経路は、ワイヤボビン３０と、送りローラ３２と、上ワイヤガイド３８Ａと、加工対象物Ｗと、下ワイヤガイド３８Ｂと、巻取りローラ４８とを、この順序で辿る経路である。なお、ワイヤボビン３０と、送りローラ３２と、上ワイヤガイド３８Ａと、加工対象物Ｗと、下ワイヤガイド３８Ｂと、巻取りローラ４８との詳しい説明は、後述される。送り機構２２は、供給系統２６と、回収系統２８とを有する。供給系統２６は、ワイヤ電極１２を加工対象物Ｗに供給する。回収系統２８は、加工対象物Ｗを通過したワイヤ電極１２を回収する。

【0018】

なお、図２において、加工対象物Ｗを支持するテーブル２０の図示は割愛されている。また、図２のワイヤ電極１２と加工対象物Ｗとは、隣り合わせで描かれている。しかし、一般的に、ワイヤ電極１２は、加工対象物Ｗを貫通する孔に通される（図１参照）。

【0019】

供給系統２６は、ワイヤボビン３０と、送りローラ３２と、２つの補助ローラ３４Ａと、上パイプダイス３６Ａと、上ワイヤガイド３８Ａとを備える。ワイヤボビン３０は、回転可能なボビンである。ワイヤボビン３０には、ワイヤ電極１２が引き出し可能に巻かれる。送りローラ３２と、２つの補助ローラ３４Ａとの各々は、回転可能なローラである。送りローラ３２には、ワイヤボビン３０から引き出されたワイヤ電極１２が架け渡される。２つの補助ローラ３４Ａは、ワイヤボビン３０と送りローラ３２との間に設置される。２つの補助ローラ３４Ａは、ワイヤ電極１２の撓みを抑止する。上パイプダイス３６Ａは、送りローラ３２より下流に設置される筒状部材である。上パイプダイス３６Ａは、ワイヤ電極１２を上ワイヤガイド３８Ａの方へと案内する。上ワイヤガイド３８Ａは、送りローラ３２から加工対象物Ｗの方へとワイヤ電極１２を案内するワイヤガイドである。上ワイヤガイド３８Ａは水平方向に移動可能である。上ワイヤガイド３８Ａ（上ワイヤガイド３８Ａの内部）には、上電極ピン４０Ａが設けられる。上電極ピン４０Ａは、不図示の電源に接続される。この電源は、上電極ピン４０Ａを介して、ワイヤ電極１２に電圧パルス（電圧）を印加する。

【0020】

送りローラ３２と補助ローラ３４Ａとは、ワイヤ電極１２を挟持する（図２参照）と好ましい。これにより、ワイヤ電極１２が送りローラ３２から外れるおそれが低減される。なお、補助ローラ３４Ａの数は、図２の例示（２つ）に限定されない。

【0021】

供給系統２６は、トルクモータ４２と、送りモータ４４とをさらに備える。トルクモータ４２は、ワイヤボビン３０に回転トルクをかけるモータである。この回転トルクは、ワイヤ電極１２の送出を妨げる方向のトルクである。この回転トルクにより、送出方向とは逆方向の力（バックテンション）がワイヤ電極１２にかかる。送りモータ４４は、例えばサーボモータである。送りモータ４４は送りローラ３２に接続される。送りモータ４４は、送りローラ３２の回転を制御する。

【0022】

送りモータ４４は、シャフト４４ａを有する。また、送りモータ４４には、センサ４６Ａが設けられている。センサ４６Ａは、例えばロータリエンコーダである。センサ４６Ａは、シャフト４４ａの駆動に応じた検出信号Ｓｉ_Ａを出力する。検出信号Ｓｉ_Ａは制御装置１６に入力される（図１参照）。

【0023】

回収系統２８は、下ワイヤガイド３８Ｂと、補助ローラ３４Ｂと、下パイプダイス３６Ｂと、巻取りローラ４８と、ピンチローラ５０とを備える。下ワイヤガイド３８Ｂは、加工対象物Ｗを通過したワイヤ電極１２を巻取りローラ４８の方へと案内するワイヤガイドである。下ワイヤガイド３８Ｂは水平方向に移動可能である。下ワイヤガイド３８Ｂには下電極ピン４０Ｂが設けられる。下電極ピン４０Ｂは、不図示の電源に接続される。この電源は、下電極ピン４０Ｂを介してワイヤ電極１２に電圧を印加する。なお、下電極ピン４０Ｂと上電極ピン４０Ａとは、同一の電源に接続されてもよい。補助ローラ３４Ｂは、回転可能なローラである。補助ローラ３４Ｂは、下ワイヤガイド３８Ｂと巻取りローラ４８との間に設置される。補助ローラ３４Ｂは、ワイヤ電極１２の撓みを抑止する。補助ローラ３４Ｂの数は、特に限定されない。下パイプダイス３６Ｂは、下ワイヤガイド３８Ｂより下流に設置される筒状部材である。下パイプダイス３６Ｂは、ワイヤ電極１２を巻取りローラ４８へと案内する。巻取りローラ４８と、ピンチローラ５０との各々は、回転可能なローラである。巻取りローラ４８には、下ワイヤガイド３８Ｂを通過したワイヤ電極１２が架け渡される。ピンチローラ５０は、巻取りローラ４８と共にワイヤ電極１２を挟持する。これにより、ワイヤ電極１２が撓むおそれが低減される。

【0024】

回収系統２８は、巻取りモータ５２をさらに備える。巻取りモータ５２は、例えばサーボモータである。巻取りモータ５２は、巻取りローラ４８に接続される。巻取りモータ５２は、巻取りローラ４８の回転を制御する。

【0025】

巻取りモータ５２はシャフト５２ａを有する。また、巻取りモータ５２にはセンサ４６Ｂが設けられている。センサ４６Ｂは、例えばロータリエンコーダである。センサ４６Ｂは、シャフト５２ａの駆動に応じた検出信号Ｓｉ_Ｂを出力する。検出信号Ｓｉ_Ｂは制御装置１６に入力される（図１参照）。

【0026】

制御装置１６は、モータ駆動装置５４と、モータ指令装置５６と、断線位置推定装置５８とを有する（図１参照）。モータ駆動装置５４は、トルクモータ４２と、送りモータ４４と、巻取りモータ５２とを駆動させる。モータ指令装置５６は、モータ駆動装置５４に向けて指令信号Ｓｉ_Ｏを出力する。

【0027】

以下に、モータ駆動装置５４と、モータ指令装置５６と、断線位置推定装置５８とが説明される。ただし、モータ駆動装置５４と、モータ指令装置５６とについては、モータ制御に関する既知の技術が流用されてもよい。したがって、モータ駆動装置５４と、モータ指令装置５６との説明は、以下においては簡単な説明に留められる。

【0028】

モータ指令装置５６は、プロセッサと、メモリとを含む。なお、モータ指令装置５６のプロセッサと、メモリとは、いずれも不図示である。モータ指令装置５６のメモリには、所定のプログラムがインプットされる。モータ指令装置５６のプロセッサは、所定のプログラムを実行する。これにより、モータ指令装置５６は、指令信号Ｓｉ_Ｏを出力する。指令信号Ｓｉ_Ｏは、トルクモータ４２と、送りモータ４４と、巻取りモータ５２との回転速度を指定するための信号である。モータ指令装置５６は、トルクモータ４２の回転速度を指定するための指令信号Ｓｉ_Ｏと、送りモータ４４の回転速度を指定するための指令信号Ｓｉ_Ｏと、巻取りモータ５２の回転速度を指定するための指令信号Ｓｉ_Ｏとを出力可能である。

【0029】

モータ駆動装置５４は、モータアンプ（モータドライバ）を適宜含む。モータ駆動装置５４は、入力される指令信号Ｓｉ_Ｏに基づいて、トルクモータ４２と、送りモータ４４と、巻取りモータ５２とに駆動電流を供給する。トルクモータ４２と、送りモータ４４と、巻取りモータ５２とは、供給される駆動電流に応じて駆動する。

【0030】

モータ駆動装置５４は、検出信号Ｓｉ_Ａと、検出信号Ｓｉ_Ｂとを取得する。モータ駆動装置５４は、検出信号Ｓｉ_Ａと、検出信号Ｓｉ_Ｂとに基づいて、フィードバック制御を行う。例えば、指令信号Ｓｉ_Ｏで指定された送りモータ４４の回転速度と、実際の送りモータ４４の回転速度とが相違する場合がある。この場合、モータ駆動装置５４は、送りモータ４４に供給する駆動電流を検出信号Ｓｉ_Ａに基づいて調整する。これにより、実際の送りモータ４４の回転速度が、指令信号Ｓｉ_Ｏで指定された回転速度に近づけられる。また、例えば、指令信号Ｓｉ_Ｏで指定された巻取りモータ５２の回転速度と、実際の巻取りモータ５２の回転速度とが相違する場合がある。この場合、モータ駆動装置５４は、巻取りモータ５２に供給する駆動電流を検出信号Ｓｉ_Ｂに基づいて調整する。これにより、実際の巻取りモータ５２の回転速度が、指令信号Ｓｉ_Ｏで指定された回転速度に近づけられる。

【0031】

以上のモータ指令装置５６と、モータ駆動装置５４とは、送りモータ４４と巻取りモータ５２とを駆動させることにより、ワイヤ電極１２をワイヤボビン３０から回収箱２４の方へと送る。また、以上のモータ指令装置５６と、モータ駆動装置５４とは、トルクモータ４２を制御することで、ワイヤ電極１２にバックテンションをかける。モータ指令装置５６と、モータ駆動装置５４とは、送りモータ４４と、巻取りモータ５２と、トルクモータ４２とを適宜制御することで、送りローラ３２と巻取りローラ４８との間においてワイヤ電極１２を張架させる。

【0032】

張架したワイヤ電極１２と、加工対象物Ｗとの間には、極間ｇが形成される（図２参照）。ワイヤ放電加工機１０は、上電極ピン４０Ａと、下電極ピン４０Ｂとを介してワイヤ電極１２に電圧を印加することで、極間ｇに放電を発生させる。また、ワイヤ放電加工機１０は、極間ｇに放電を発生させながらワイヤ電極１２と加工対象物Ｗとを相対移動させる。これにより、加工対象物Ｗは、加工品の形状へと加工される。これに関連し、制御装置１６は、テーブル２０と、上ワイヤガイド３８Ａと、下ワイヤガイド３８Ｂとの移動制御と、ワイヤ電極１２に印加される電圧の制御と、を実行する。

【0033】

図３は、実施の形態に係る断線位置推定装置５８の構成図である。

【0034】

断線位置推定装置５８は、表示部６０と、操作部６２と、記憶部６４と、演算部６６とを備える（図３参照）。

【0035】

表示部６０は、情報をオペレータに向けて表示する表示器である。表示部６０は、例えば表示画面を含む。なお、表示部６０は、断線位置推定装置５８に関する情報のみならず、例えばモータ指令装置５６に関する情報を表示してもよい。表示部６０の表示画面は、例えば液晶パネルを有する。ただし、表示部６０の表示画面の材料は液晶に限定されない。例えば表示部６０の表示画面の材料は、有機ＥＬ（OEL：Organic Electro-Luminescence）を含んでもよい。

【0036】

操作部６２は、オペレータが断線位置推定装置５８に指示を出すために設けられる。操作部６２は、例えばキーボード（複数の操作キー）と、マウスと、タッチパネルとを含む。タッチパネルは、例えば表示部６０に設置される。なお、操作部６２は、断線位置推定装置５８に関するオペレータの指示のみならず、モータ指令装置５６に関するオペレータの指示を受け付けてもよい。

【0037】

記憶部６４は、メモリを含む。例えば記憶部６４は、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）とを含む。記憶部６４のメモリと、モータ指令装置５６のメモリ（不図示）とは、重複してもよい。

【0038】

記憶部６４は、断線位置推定プログラム６８を記憶する。断線位置推定プログラム６８は、ワイヤ電極１２の断線位置Ｐ_ＢＲ（図４Ａ参照）を信頼性よく推定する断線位置推定方法を断線位置推定装置５８に実行させるためのプログラムである。

【0039】

演算部６６は、プロセッサを含む。例えば演算部６６は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）とを含む。演算部６６のプロセッサと、モータ指令装置５６のプロセッサ（不図示）とは、重複してもよい。

【0040】

演算部６６は、トルク取得部７０と、判定部７２と、回転角度取得部７４と、断線位置推定部７６と、表示制御部７８とを有する。トルク取得部７０と、判定部７２と、回転角度取得部７４と、断線位置推定部７６と、表示制御部７８とは、演算部６６が断線位置推定プログラム６８を実行することにより実現される。

【0041】

トルク取得部７０は、巻取りモータ５２のシャフト５２ａの回転トルクＴｑ（以下、単にトルクＴｑ）を取得する。トルクＴｑは、例えばモータ駆動装置５４またはモータ指令装置５６により、センサ４６Ｂの検出信号Ｓｉ_Ｂに基づいて算出される。この場合、トルク取得部７０は、モータ駆動装置５４またはモータ指令装置５６から、トルクＴｑを取得する。ただし、トルク取得部７０は、検出信号Ｓｉ_Ｂに基づいてトルクＴｑを算出してもよい。この場合、トルク取得部７０は、検出信号Ｓｉ_Ｂを取得する。検出信号Ｓｉ_Ｂは、例えばモータ駆動装置５４から取得される。

【0042】

トルク取得部７０は、取得したトルクＴｑを判定部７２に入力する。

【0043】

判定部７２は、トルクＴｑに基づいて、ワイヤ電極１２の後端１２ａ（図４Ａ）が巻取りローラ４８を通過したか否かを判定する。以下、この判定に関連して、ワイヤ電極１２の断線とトルクＴｑとの関係性が説明される。

【0044】

図４Ａは、ワイヤ電極１２が断線した場合の送り機構２２を例示する図である。

【0045】

ワイヤ電極１２の送出中において、ワイヤ電極１２と巻取りローラ４８とは互いに擦れ合う。したがって、ワイヤ電極１２に摩擦力Ｆが作用する（図２参照）。摩擦力Ｆは、シャフト５２ａの回転を妨げる力（負荷）である。したがって、指定された回転速度で巻取りローラ４８を回転させるために必要な巻取りモータ５２の駆動電流は、摩擦力Ｆがワイヤ電極１２に作用する場合と、作用しない場合とでは、摩擦力Ｆがワイヤ電極１２に作用する場合の方が大きくなる。モータ駆動装置５４は、巻取りモータ５２を指令信号Ｓｉ_Ｏの通りに駆動させるために、摩擦力Ｆがワイヤ電極１２に作用しない場合よりも大きな駆動電流を巻取りモータ５２に供給する。すなわち、モータ駆動装置５４は、巻取りモータ５２の回転速度とトルクＴｑとを所定範囲内に維持するために、摩擦力Ｆが作用しない場合よりも大きな駆動電流を巻取りモータ５２に供給する。摩擦力Ｆは、ワイヤ電極１２が巻取りローラ４８により巻き取られている間であれば、ワイヤ電極１２が断線した後であっても発生する（図４Ａ参照）。

【0046】

図４Ｂは、図４Ａから時間が経過し、断線したワイヤ電極１２が巻取りローラ４８およびピンチローラ５０を通過した後の送り機構２２を例示する図である。

【0047】

ワイヤ電極１２の後端１２ａが巻取りローラ４８を通過することにより、摩擦力Ｆは消失する（図４Ｂ参照）。これにより、巻取りローラ４８にかかる負荷が低下する。これ以降は、負荷が低下した分に応じて、指定された回転速度で巻取りローラ４８を回転させるために必要な巻取りモータ５２の駆動電流は小さくなる。したがって、モータ駆動装置５４は、巻取りモータ５２に供給する駆動電流を小さくする。ここで、摩擦力Ｆが消失してから、巻取りモータ５２の駆動電流が変更されるまでには時間差がある。その時間帯においては、摩擦力Ｆを加味した大きな駆動電流が、摩擦力Ｆが作用していない巻取りモータ５２に供給される。

【0048】

図５は、ワイヤ電極１２の後端１２ａが巻取りローラ４８を通過する前後における巻取りモータ５２のトルクＴｑの変化を簡単に例示するグラフ（縦軸：トルクＴｑ、横軸：時間）である。図５中の時点（以下、ワイヤ通過時点）ｔは、ワイヤ電極１２の後端１２ａが巻取りローラ４８（巻取りローラ４８とピンチローラ５０との間）を通過した時点を示す。

【0049】

図５のグラフには、図４Ａ～図４Ｂの間におけるトルクＴｑの変化が簡単に例示される。トルクＴｑは、ワイヤ通過時点ｔから急激に上昇する。これは摩擦力Ｆを加味した大きな駆動電流が、摩擦力Ｆが作用していない巻取りローラ４８に供給されるためである。

【0050】

以上を踏まえ、判定部７２が改めて説明される。判定部７２は、ワイヤ電極１２が断線した場合に、トルクＴｑの単位時間あたりの変化率に基づいて、巻取りローラ４８に巻き取られるワイヤ電極１２の後端１２ａが巻取りローラ４８を通過したか否かを判定する。例えば判定部７２は、断線の発生後において上記変化率が予め決められた閾値を超過した場合に、後端１２ａが巻取りローラ４８を通過したと判定する。なお、閾値は、例えば実験に基づいて予め決められる。

【0051】

なお、巻取りローラ４８によるワイヤ電極１２の巻き取りとは、巻取りローラ４８の回転に応じてワイヤ電極１２を回収箱２４の方に送出することを指す。ワイヤ電極１２を逆走させることは不要である。巻取り最中の巻取りモータ５２の制御はモータ駆動装置５４とモータ指令装置５６とが行う。

【0052】

上記判定を行うために、判定部７２は、ワイヤ電極１２の断線タイミングを取得する。ここで、ワイヤ電極１２の断線タイミングは、断線検出に関する既知の技術を流用して取得される。例えば特開２０１９－２１７５５９号公報に開示される断線検出手段（張力センサ）が流用される。

【0053】

回転角度取得部７４は、巻取りモータ５２の回転角度Ａ_ＲＯを取得する。回転角度Ａ_ＲＯは、検出信号Ｓｉ_Ｂに基づいて算出可能である。なお、モータ駆動装置５４またはモータ指令装置５６が検出信号Ｓｉ_Ｂに基づいて回転角度Ａ_ＲＯを算出してもよい。図３の回転角度取得部７４は、モータ駆動装置５４またはモータ指令装置５６から回転角度Ａ_ＲＯを取得する。

【0054】

回転角度取得部７４は、特に、ワイヤ電極１２が断線してから後端１２ａが巻取りローラ４８を通過したと判定されるまでの間の回転角度（回転量）Ａ_ＲＯを取得する。ワイヤ電極１２が断線してから後端１２ａが巻取りローラ４８を通過したと判定されるまでの間の回転角度Ａ_ＲＯは、断線位置推定部７６に入力される。

【0055】

断線位置推定部７６は、ワイヤ電極１２が断線してから後端１２ａが巻取りローラ４８を通過するまでに巻取りローラ４８を通過したワイヤ電極１２のワイヤ長Ｌ_Ｗを算出する。ワイヤ長Ｌ_Ｗは、回転角度取得部７４から入力された回転角度Ａ_ＲＯと、巻取りローラ４８の径とに基づいて算出可能である。ここで、巻取りローラ４８は既知の情報である。また、巻取りローラ４８の径は、巻取りローラ４８の半径でもよい。次いで、断線位置推定部７６は、送出経路中におけるワイヤ電極１２の断線位置Ｐ_ＢＲを、ワイヤ長Ｌ_Ｗに基づいて推定する。断線位置推定部７６は、ワイヤ電極１２の送出経路のうち、巻取りローラ４８の位置からワイヤ長Ｌ_Ｗの長さだけ上流に戻った位置を、断線位置Ｐ_ＢＲであると推定する（図４Ａ参照）。

【0056】

断線位置推定部７６は、推定結果（断線位置Ｐ_ＢＲ）を表示制御部７８に出力する。

【0057】

表示制御部７８は、表示部６０を制御する。表示制御部７８は、断線位置推定部７６から入力された推定結果を、表示部６０に表示させる。これにより、オペレータは、表示部６０を通じて、推定された断線位置Ｐ_ＢＲを把握する。表示制御部７８は、例えば断線位置Ｐ_ＢＲを示すメッセージを表示させる。ただし、表示制御部７８は、例えば送り機構２２の構成を表す図面を用いて、その図面中のうち断線位置Ｐ_ＢＲに相当する箇所に所定のアイコンを表示させてもよい。

【0058】

本実施の形態の断線位置推定装置５８は、センサ４６Ｂから得られる巻取りモータ５２の駆動情報に基づいて、ワイヤ電極１２の断線位置Ｐ_ＢＲを推定する。したがって、断線位置推定装置５８は、送出経路のうち巻取りローラ４８よりも上流の全範囲に関して、断線位置Ｐ_ＢＲを推定可能である。また、断線位置推定装置５８は、ワイヤ電極１２の後端１２ａの位置を検出信号Ｓｉ_Ｂに基づいて検出する。したがって、先端検出電極を別途設けることと、断線後にワイヤ電極１２を逆走させることとは、いずれも本実施の形態において不要である。ワイヤ電極１２を逆走させる必要がないので、ワイヤ電極１２の逆走によってワイヤ電極１２が絡まるおそれもない。

【0059】

図６は、実施の形態に係る断線位置推定方法の流れを例示するフローチャートである。

【0060】

断線位置推定方法が以下に説明される。断線位置推定方法は、断線位置推定装置５８により実行される。断線位置推定方法は、回転角度取得ステップＳ１と、トルク取得ステップＳ２と、判定ステップＳ３と、断線位置推定ステップＳ４と、表示ステップＳ５とを含む（図６参照）。

【0061】

断線位置推定方法は、例えばワイヤ電極１２の断線が発生した場合に、自動的に開始される（ＳＴＡＲＴ）。

【0062】

回転角度取得ステップＳ１では、回転角度取得部７４が、センサ４６Ｂの検出信号Ｓｉ_Ｂに基づいて巻取りモータ５２の回転角度Ａ_ＲＯを取得する。ここで、巻取りモータ５２は、回収箱２４に向かってワイヤ電極１２を送出するための回転を続行する。なお、送りモータ４４は停止させてもよい。

【0063】

トルク取得ステップＳ２では、トルク取得部７０が、センサ４６Ｂの検出信号Ｓｉ_Ｂに基づいて巻取りモータ５２のトルクＴｑを取得する。

【0064】

判定ステップＳ３では、判定部７２が、巻取りローラ４８によって巻き取られるワイヤ電極１２の後端１２ａが巻取りローラ４８を通過したか否かを、トルクＴｑに基づいて判定する。

【0065】

判定の結果、後端１２ａが巻取りローラ４８を通過したと判定された場合（Ｓ３：ＹＥＳ）には、断線位置推定ステップＳ４に進む。一方、後端１２ａが巻取りローラ４８を通過していないと判定された場合（Ｓ３：ＮＯ）には、回転角度取得ステップＳ１およびトルク取得ステップＳ２を再び実行する。これにより、断線が発生してからワイヤ電極１２の後端１２ａが巻取りローラ４８を通過するまでの間の回転角度Ａ_ＲＯが取得される。

【0066】

断線位置推定ステップＳ４では、断線位置推定部７６が、ワイヤ電極１２の断線位置Ｐ_ＢＲを推定する。

【0067】

表示ステップＳ５では、断線位置推定ステップＳ４で行われた断線位置Ｐ_ＢＲの推定結果に基づき、表示制御部７８が表示部６０に断線位置Ｐ_ＢＲを表示させる。本実施の形態の断線位置推定方法の説明は以上である。

【0068】

［変形例］
以上、本発明の一例として実施の形態が説明された。上記実施の形態には、多様な変更または改良を加えることが可能である。また、その様な変更または改良を加えた形態が本発明の技術的範囲に含まれ得ることは、請求の範囲の記載から明らかである。

【0069】

実施の形態に係る変形例が以下に説明される。ただし、実施の形態と重複する説明は、以下の説明では可能な限り省略される。以下の説明において、実施の形態で説明済みの構成要素には、特に断らない限り、実施の形態と同一の参照符号が付される。

【0070】

（変形例１）
図７は、変形例１に係る断線位置推定装置５８Ａ（５８）の構成図である。

【0071】

断線位置推定装置５８Ａは、テーブル８０と、原因対処特定部８２とをさらに有する。

【0072】

テーブル８０は、ワイヤ電極１２の断線位置Ｐ_ＢＲと、断線原因と、対処方法とが対応付けられた対応表である。テーブル８０は、予め記憶部６４に記憶される。

【0073】

図８は、ワイヤ電極１２の送出経路上に規定される複数の区間を例示する図である。

【0074】

ワイヤ電極１２の送出経路は、複数の区間に区分される。図８には、送出経路を区分する６つの区間［１］～［６］が例示される。区間［１］は、送りローラ３２から上ワイヤガイド３８Ａまでを含む区間である。区間［２］は、上ワイヤガイド３８Ａを含む区間である。区間［３］は、加工対象物Ｗの上面または下面を含む区間である。区間［４］は、加工対象物Ｗの上面および下面を除いた部分（中央部分）を含む区間である。区間［５］は、下ワイヤガイド３８Ｂを含む区間である。区間［６］は、下ワイヤガイド３８Ｂよりも下流を含む区間である。なお、上記区分は説明のための例示である。したがって、送出経路の区分の仕方と、区間数とは、図８の例示に限定されない。

【0075】

図９は、図８の複数の区間と、その各々の区間内で生じ得る断線原因および対処方法との対応関係が規定されたテーブル８０を例示する図である。

【0076】

ワイヤ電極１２の断線原因の候補は、断線位置Ｐ_ＢＲに基づいて絞り込まれる。例えば区間［１］で生じる断線原因の候補としては、上ワイヤガイド３８Ａ（上電極ピン４０Ａ）の摩耗と、上パイプダイス３６Ａの清掃不良と、送りローラ３２付近の異常とが挙げられる。また、区間［１］で断線が生じた場合の対処方法としては、上ワイヤガイド３８Ａ（上電極ピン４０Ａ）の点検と、上ワイヤガイド３８Ａの交換と、上パイプダイス３６Ａの清掃と、送りローラ３２の点検と、送りローラ３２の交換とが挙げられる。

【0077】

図９のテーブル８０において、複数の区間［１］～区間［６］は、最も左欄に規定される。図９のテーブル８０において、各区間に対応する断線原因は、中央欄に規定される。図９のテーブル８０において、各区間に対応する対処方法は、最も右欄に規定される。ただし、図９のテーブル８０は例示である。したがって、テーブル８０の具体的な内容は、図９の例示に限定されない。

【0078】

原因対処特定部８２は、例えばトルク取得部７０と同様に、演算部６６が所定のプログラムを実行することによって仮想的に実現可能である。

【0079】

原因対処特定部８２は、断線位置推定部７６により推定された断線位置Ｐ_ＢＲが区間［１］～区間［６］のうちのどれに属しているかを判定する。また、原因対処特定部８２は、その判定結果に基づいて、断線位置Ｐ_ＢＲに対応する断線原因および対処方法を特定する。ここで、原因対処特定部８２は、テーブル８０を必要に応じて参照する。

【0080】

本変形例の表示制御部７８は、断線位置Ｐ_ＢＲのみならず、原因対処特定部８２により特定された原因と対処方法とを表示部６０に表示させる。これにより、オペレータは、ワイヤ電極１２の断線に効率よく対処することができる。

【0081】

図１０は、変形例１に係る断線位置推定方法の流れを例示するフローチャートである。

【0082】

断線位置推定装置５８Ａは、図１０の断線位置推定方法を実現可能である。図１０の断線位置推定方法は、回転角度取得ステップＳ１と、トルク取得ステップＳ２と、判定ステップＳ３と、断線位置推定ステップＳ４と、原因対処特定ステップＳ６と、表示ステップＳ７とを含む。

【0083】

以下において、原因対処特定ステップＳ６と、表示ステップＳ７とが説明される。なお、回転角度取得ステップＳ１～断線位置推定ステップＳ４の説明は、割愛される（実施の形態参照）。

【0084】

原因対処特定ステップＳ６は、断線位置推定ステップＳ４の後に実行される。原因対処特定ステップＳ６では、原因対処特定部８２が、断線位置推定ステップＳ４で推定された断線位置Ｐ_ＢＲに対応する断線原因と対処方法とをテーブル８０に基づいて特定する。ここで、原因対処特定部８２は、断線原因と対処方法とのうち一方のみを特定してもよい。

【0085】

表示ステップＳ７は、原因対処特定ステップＳ６の後に実行される。表示ステップＳ７では、表示制御部７８が、断線位置Ｐ_ＢＲと、断線原因と、対処方法とを表示部６０に表示させる。以上により、本変形例の断線位置推定方法は完了（ＲＥＴＵＲＮ）する。

【0086】

なお、テーブル８０には、断線位置Ｐ_ＢＲに対応する断線原因と対処方法とのうち、いずれか一方のみが含まれてもよい。その場合、原因対処特定部８２は、断線原因または対処方法を特定する。

【0087】

（変形例２）
判定部７２は、取得されたトルクＴｑが、トルクＴｑに関して予め決められた範囲を逸脱したか否かに基づいて、ワイヤ電極１２の後端１２ａが巻取りローラ４８を通過したか否かを判定してもよい。

【0088】

（変形例３）
トルク取得部７０は、トルクＴｑに応じて変化する物理量を取得することで、実質的にトルクＴｑを取得してもよい。トルクＴｑに応じて変化する物理量とは、トルクＴｑに応じて変化する限りにおいて特に限定されないが、例えば巻取りモータ５２の駆動電流、または巻取りモータ５２の回転速度である。

【0089】

（変形例４）
断線位置推定装置５８は、制御装置１６（モータ指令装置５６、モータ駆動装置５４）とは別個の電子装置でもよい。この場合、断線位置推定装置５８は、例えばネットワーク（有線／無線を問わない）を介して、制御装置１６からトルクＴｑまたは回転角度Ａ_ＲＯを取得する。

【0090】

（変形例５）
前述の各変形例は、矛盾しない範囲内であれば、適宜組み合わされてよい。

【0091】

［実施の形態から得られる発明］
上記実施の形態および変形例から把握しうる発明について、以下に記載する。

【0092】

＜第１の発明＞
第１の発明は、ワイヤ放電加工機（１０）におけるワイヤ電極（１２）の断線位置（Ｐ_ＢＲ）を推定する断線位置推定装置（５８）であって、前記ワイヤ放電加工機は、加工対象物（Ｗ）に向けて送出されて前記加工対象物を通過した前記ワイヤ電極を巻き取る巻取りローラ（４８）と、前記巻取りローラを駆動する巻取りモータ（５２）と、前記巻取りモータのシャフト（５２ａ）の駆動に応じた検出信号（Ｓｉ_Ｂ）を出力するセンサ（４６Ｂ）と、を備え、前記断線位置推定装置は、前記検出信号に基づいて前記巻取りモータのトルク（Ｔｑ）を取得するトルク取得部（７０）と、前記ワイヤ電極が断線した場合に、前記トルクに基づいて前記巻取りローラによって巻き取られる前記ワイヤ電極の後端（１２ａ）が前記巻取りローラを通過したか否かを判定する判定部（７２）と、前記検出信号に基づいて前記巻取りモータの回転角度（Ａ_ＲＯ）を取得する回転角度取得部（７４）と、前記ワイヤ電極が断線してから前記ワイヤ電極の後端が前記巻取りローラを通過したと判定されるまでの前記巻取りモータの回転角度に基づいて、前記ワイヤ電極の断線位置を推定する断線位置推定部（７６）と、を備える。

【0093】

これにより、先端検出電極を省略しつつ、ワイヤ電極の断線位置を信頼性よく推定する断線位置推定装置が提供される。

【0094】

前記判定部は、前記トルクの単位時間あたりの変化率に基づいて、前記ワイヤ電極の後端が前記巻取りローラを通過したか否かを判定してもよい。これにより、先端検出電極によらず、且つワイヤ電極の逆走を必要とせず、後端を検出することができる。

【0095】

前記判定部は、取得された前記トルクが、前記トルクに関して予め決められた範囲を逸脱したか否かに基づいて、前記ワイヤ電極の後端が前記巻取りローラを通過したか否かを判定してもよい。これにより、先端検出電極によらず、且つワイヤ電極の逆走を必要とせず、後端を検出することができる。

【0096】

前記ワイヤ電極の断線位置と、断線原因および対処方法のうち少なくとも一方とを対応付けたテーブル（８０）と、前記断線位置推定部が推定した断線位置に対応する断線原因および対処方法のうち少なくとも一方を前記テーブルに基づいて特定する原因対処特定部（８２）と、特定された前記断線原因および前記対処方法のうち少なくとも一方を表示部（６０）に表示させる表示制御部（７８）と、をさらに備えてもよい。これにより、オペレータは、ワイヤ電極が断線した場合に効率的に対処できる。

【0097】

前記断線位置推定装置は、前記ワイヤ放電加工機を制御する制御装置（１６）に設けられてもよい。

【0098】

＜第２の発明＞
ワイヤ放電加工機（１０）におけるワイヤ電極（１２）の断線位置（Ｐ_ＢＲ）を推定する断線位置推定方法であって、前記ワイヤ放電加工機は、加工対象物（Ｗ）に向けて送出されて前記加工対象物を通過した前記ワイヤ電極を巻き取る巻取りローラ（４８）と、前記巻取りローラを駆動する巻取りモータ（５２）と、前記巻取りモータのシャフト（５２ａ）の駆動に応じた検出信号（Ｓｉ_Ｂ）を出力するセンサ（４６Ｂ）と、を備え、前記断線位置推定方法は、前記センサの検出信号（Ｓｉ_Ｂ）に基づいて前記巻取りモータの回転角度（Ａ_ＲＯ）を取得する回転角度取得ステップ（Ｓ１）と、前記センサの検出信号に基づいて前記巻取りモータのトルク（Ｔｑ）を取得するトルク取得ステップ（Ｓ２）と、前記ワイヤ電極が断線した場合に、前記トルクに基づいて前記巻取りローラによって巻き取られる前記ワイヤ電極の後端（１２ａ）が前記巻取りローラを通過したか否かを判定する判定ステップ（Ｓ３）と、前記ワイヤ電極が断線してから前記ワイヤ電極の後端が前記巻取りローラを通過したと判定されるまでの前記巻取りモータの回転角度に基づいて、前記ワイヤ電極の断線位置を推定する断線位置推定ステップ（Ｓ４）と、を含む。

【0099】

これにより、先端検出電極を省略しつつ、ワイヤ電極の断線位置を信頼性よく推定する断線位置推定方法が提供される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】