KR0161563B1 - 방전가공기의 오프셋 자동변경방법 - Google Patents

방전가공기의 오프셋 자동변경방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 방전가공기의 오프셋 자동변경방법에 관한 것으로, 가공물을 가공하는 도중 오프셋이 변경되는 블록에서 오프셋값을 점진적으로 변경하여 안정된 가공속도를 유지함과 더불어 가공 정밀도를 향상시킬 수 있는 것이다

Description

방전가공기의 오프셋 자동변경방법
제1도는 일반적인 방전가공기의 개략적인 구성도.
제2도는 방전가공기의 오프셋 변경 가공의 예시도로서,
(a)는 직선과 직선 사이에 오프셋이 변경되는 경우중 오프셋 벡터의 교점이 있는 경우.
(b)는 직선과 직선 사이에 오프셋이 변경되는 경우중 교점이 형성되지 않는 경우.
(c)는 직선블록 이후 원호가 지령되는 블록에서 오프셋이 변경되는 경우.
(d)는 원호블록 이후 원호가 지령되는 블록에서 오프셋이 변경되는 경우.
(e)는 테이퍼가 진 상태에서 오프셋이 변경되는 경우.
(f)는 테이퍼가 진 가공물의 단면도.
제3도는 본 발명에 따른 방전가공기의 오프셋 자동변경방법을 설명하기 위한 도면이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 제1메모리 2 : 키보드
3 : 제2메모리 4 : CRT
5 : 주 처리장치 6 : 방전 전압 검출부
7 : 와이어 8 : 추종제어부
9 : 가공물 10 : 모터 구동부
본 발명은 방전가공기의 오프셋 자동변경방법에 관한 것으로, 특히 방전가공기를 사용하여 가공물을 가공하는 도중 오프셋(off set)이 변경되는 블록에서 오프셋값을 점진적으로 변경하여 안정된 가공속도를 유지함과 더불어 가공 정밀도를 향상시키도록 된 방전가공기의 오프셋 자동변경방법에 관한 것이다.
일반적으로, 방전가공기란 방전 현상을 이용해서 공작품을 가공하는 특수공작 기계로서 초경합금, 담금질한 고속도강, 내열강 등과 같이 극히 단단한 재질의 구멍 뚫기, 절삭, 연삭 등을 용이하게 할 수 있는 것이다.
제1도는 일반적인 방전가공기의 개략적인 구성도로서, 방전가공기의 운용 프로그램을 저장하는 제1메모리(1)와; 가공조건 및 기타 조작을 위한 키보드(2); 가공 프로그램, 데이터, 파라메타 등을 저장하는 제2메모리(3); 가공상태를 표시하기 위한 CRT(4); 입력된 프로그램의 해석 및 모터 구동을 위한 보간 데이터를 계산하고 방전가공기 전체를 제어하는 주처리장치(5); 서보전압을 검출하는 방전전압 검출부(6); 상기 서보 전압에 따라 와이어(7)의 전진, 후퇴, 정지를 판단하는 추종제어부(8) 및; 가공물(9)을 이동하는 모터(10)로 구성되어, 상기 와이어전극(7)과 가공물(9) 사이에 전기 방전을 일으켜 가공물(9)을 가공하는 것이다.
상기와 같이 구성된 방전가공기는 단순히 가공물을 직선절단만 하는 것이 아니기 때문에 제2도에 도시된 바와 같이, 가공물을 가공하는 도중 직선과 직선 사이에 오프셋이 변경되는 경우, 직선블록 이후 원호가 지령되는 블록에서 오프셋이 변경되는 경우, 원호블록 이후 원호가 지령되는 블록에서 오프셋이 변경되는 경우, 테이퍼가 진 상태에서 오프셋이 변경되는 경우 등과 같이 오프셋값을 변경해야 하는 것이다.
그러나, 종래에는 상기와 같이 가공물을 가공하는 도중 오프셋값을 변경할 때에는, 오프셋이 변경되는 블록내에서 가공 속도가 일정하지 못하므로 가공면의 정밀도가 떨어지는 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제 문제점을 해소하기 위한 것으로, 가공물을 가공하는 도중 오프셋이 변경되는 블록에서 오프셋값을 점진적으로 변경하여 안정된 가공속도를 유지함과 더불어 가공 정밀도를 향상시키도록 된 방전가공기의 오프셋 자동변경방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 방전가공기의 오프셋 자동변경방법은, 방전가공기를 사용하여 가공물을 가공하는 도중 임의의 위치에서 오프셋을 변경하여 가공하는 가공방법에 있어서, 와이어 진행 방향에 대한 원호 각속도를 구하는 단계와, 상기 원호 각속도로부터 보간 시간마다의 X축 또는 Y축 모터 구동을 위한 X축과 Y축의 이동 증분량을 각각 구하는 단계, 오프셋값의 변환량에 의한 2차 증분량을 구하며, 원호의 방향 및 오프셋의 방향에 따라 X축과 Y축의 2차 증분량을 구한 다음, 상기 X축과 Y축의 2차 증분량으로부터 실제 각 축의 이동량을 구하여 작업구동용 모터를 해당 축 방향으로 이동시키는 단계 및, 다음 이동량을 구하기 위해 1차 오프셋 값에서 2차 오프셋 값으로 점진적으로 변하는 오프셋 값에 대한 원호 반경을 구한 다음, 상기 과정들을 반복하여 점진적으로 작업구동용 모터를 이동시켜 가공물을 가공하는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
제3도는 본 발명에 따른 방전가공기의 오프셋 자동변경방법을 설명하기 위한 도면으로서, 도면부호(R1)은 1차 오프셋 값에 대한 원호 반경이고, 도면부호(R2)는 변경된 2차 오프셋 값에 대한 원호 반경이며, 도면부호(rN)는 1차 오프셋 값에서 2차 오프셋 값으로 점진적으로 변하는 오프셋 값에 대한 원호 반경이고, 도면부호(L1)는 1차 오프셋 값에 의한 종점까지의 원주길이이며, 도면부호(L2)는 2차 오프셋 값에 의한 종점까지의 원주 길이다.
본 발명에 따른 방전가공기의 오프셋 자동변경방법은, 입력 프로그램으로부터
와 같이 입력되면, 먼저 와이어 진행 방향에 대한 원호 각속도(θN)를 하기 식(1), (2)으로부터 구한다.
(lN: rN에 의해 결정되는 L1과 L2 사이로 점진적으로 변화하는 원주 길이, θ : 지령된 원호의 각도, θN: 모터 구동을 위해 각 단계마다 구해지는 보간 점에서의 각도 증분량, CurrSpeed : 입력프로그램 또는 유저가 지정한 가공 속도이다.)
상기 원호 각속도(θN)로부터 보간 시간마다의 X축 또는 Y축 모터 구동을 위한 X축과 Y축의 이동 증분량(QX,N-1PX,N, QY,N-1PY,N)을 하기 식(3)으로부터 각각 구하고,
오프셋값의 변환량에 의한 2차 증분량(PNQN)을 하기 식(4)으로부터 구한다.
(PN: 1차 오프셋 값으로부터 2차 오프셋 값까지 점진적으로 반경 rN이 변하면서 구해지는 원호의 궤적, QN: 변경된 PN의 궤적에 각 구간에서 계산된 오프셋 증분값 PNQN을 더하여 얻은 원호의 궤적이다.) 그리고, 원호의 방향 및 오프셋의 방향에 따라 X축과 Y축의 2차 증분량(PX,NQX,N, PY,NQY,N)을 하기 식(4'), (4'')으로부터 각각 구한 다음,
상기 X축과 Y축의 2차 증분량(Px,NQx,N, PY,NQY,N)을 하기 식(5), (5')에 대입하여 실제 각 축의 이동량(QX,NQX,N-1, QY,NQY,N-1)을 구하여 작업구동용 모터를 해당 축 방향으로 이동시키고,
다음 이동량을 구하기 위해 1차 오프셋 값에서 2차 오프셋 값으로 점진적으로 변하는 오프셋 값에 대한 원호 변경(rN)을 하기 식(6)으로부터 구한 다음, 하기 식(1 내지 6)을 반복하여 점진적으로 작업구동용 모터를 이동시켜 가공물을 가공하는 것이다.
즉, 점진적으로 변하는 원호 반경(rN)을 상기 식(6)에 의해 구하고, 상기 식(1)에 의해 변경된 원호 반경(rN)으로부터 원주 길이(lN)를 구하고 다시 상기 식(2)에 의해 점진적으로 변하는 보간점에서의 각도 증분량(θN)을 구하고, 식(3, 4, 4', 4'', 5, 5')에 의해 2회 분의 각 축의 이동 증분량이 계속적으로 구해진다.
상기와 같이 가변되는 반경, 원주 길이, 각 속도를 계산 식에 도입함으로써, 매 보간 계산마다 가공물의 이동량을 일정하게 유지할 수 있어 가공 속도가 일정하게 유지되고, 가공면 상의 정밀도가 향상되는 것이다.
한편, 제2도의 (f)와 같이 테이퍼 각이 진 형상에서는 입력 프로그램으로부터,
입력되어 가공 도중에 테이퍼 각이 변경되는 경우 제2도의 (f)에서의 원호 반경 증분량(d)은 하기 식(7)로부터 변경된 테이퍼 각에 의한 오프셋 값의 변경으로 환산하여 구한다.
그리고, 하기 식(8)로부터 변경된 각에 의한 2차 원호 반경을 구하여, 상기 식(5)에 이용하는 것이다.
그 다음, 상기 식(2 내지 6)에 의해 계산하여 보간 계산 결과와 독립적으로 모터를 구동하여 각 축 방향으로 가공물을 이동하는 것이다.
한편, 상기와 같은 본 발명을 사용하여 가공 도중 상가이드를 제어하는데 사용할 수 있을 뿐만 아니라 하가이드를 제어할 수도 있는 것이다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따르면, 가공물을 가공하는 도중 오프셋이 변경되는 블록에서 오프셋값을 점진적으로 변경하여 안정된 가공속도를 유지함과 더불어 가공 정밀도를 향상시킬 수 있는 것이다.

Claims (3)

  1. 방전가공기를 사용하여 가공물을 가공하는 도중 임의의 위치에서 오프셋을 변경하여 가공하는 가공방법에 있어서, 와이어 진행 방향에 대한 원호 각속도를 구하는 단계와, 상기 원호 각속도로부터 보간 시간마다의 X축 또는 Y축 모터 구동을 위한 X축과 Y축의 이동 증분량을 각각 구하는 단계, 오프셋값의 변환량에 의한 2차 증분량을 구하며, 원호의 방향 및 오프셋의 방향에 따라 X축과 Y축의 2차 증분량을 구한 다음, 상기 X축과 Y축의 2차 증분량으로부터 실제 각 축의 이동량을 구하여 작업구동용 모터를 해당 축 방향으로 이동시키는 단계 및, 다음 이동량을 구하기 위해 1차 오프셋 값에서 2차 오프셋 값으로 점진적으로 변하는 오프셋 값에 대한 원호 반경을 구한 다음, 상기 과정들을 반복하여 점진적으로 작업구동용 모터를 이동시켜 가공물을 가공하는 것을 특징으로 하는 방전가공기의 오프셋 자동변경방법.
  2. 제1항에 있어서, 원호각속도(θN)를 구하는 방법은 다음식으로 표현되고,
    X축과 Y축의 이동증분량(QX,N-1PX,N, QY,N-1PY,N)을 구하는 방법은 다음식으로 표현되며,
    2차 증분량(PNQN, PX,YQX,N, PY,NQY,N)을 구하는 방법은 다음식으로 표현되고,
    실제 각 축의 이동량(QX,NQX,N-1, QY,NQY,N-1)을 구하는 방법은 다음식으로표현되며,
    원호 반경(rN)을 구하는 방법은 다음식으로
    표현되는 것을 특징으로 하는 방전가공기의 오프셋 자동변경방법.(R1 : 1차 오프셋 값에 대한 원호 반경, R2 : 변경된 2차 오프셋 값에 대한 원호 반경, rN: 1차 오프셋 값에서 2차 오프셋 값으로 점진적으로 변하는 오프셋 값에 대한 원호 반경, L1 : 1차 오프셋 값에 의한 종점까지의 원주길이, L2 : 2차 오프셋 값에 의한 종점까지의 원주 길이, lN: rN에 의해 결정되는 L1과 L2 사이로 점진적으로 변화하는 원주 길이, θ : 지령된 원호의 원호 각도, θN: 모터 구동을 위해 각 단계마다 구해지는 보간점에서의 각도 증분량, PN: 1차 오프셋 값으로부터 2차 오프셋 값까지 점진적으로 반경 rN이 변하면서 구해지는 원호의 궤적, QN: 변경된 PN의 궤적에 각 구간에서 계산된 오프셋 증분값 PNQN을 더하여 얻은 원호의 궤적, CurrSpeed : 입력프로그램 또는 유저가 지정한 가공속도)
  3. 제2항에 있어서, 상기 가공물을 가공하는 도중 테이퍼 각이 변경되는 경우에는 다음 식(7)으로부터,
    변경된 테이퍼 각에 의한 오프셋 값의 변경으로 환산하여 원호 반경 증분량(d)를 구하고, 다음 식(8)으로부터,
    변경된 테이퍼 각에 의한 2차 원호 반경(R2)을 구한 다음, 상기 식(4)에 대입하고 상기 식(1) 내지 (6)을 반복하여 점진적으로 모터를 이동시켜 테이퍼 각이 변경되는 가공물을 가공을 하는 것을 특징으로 하는 방전가공기의 오프셋 자동변경방법.
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