KR100347468B1 - 와이어방전가공기및가이드헤드의이동방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 가이드 헤드 사이로 뻗은 절삭 와이어(1)에 의해 공작물(5)에 윤곽을 절삭하고, 적어도 하나의 윤곽 곡선(UK)으로 표시된, 절삭할 윤곽에 대해 각각의 와이어 가이드 궤도(TD)를 보정함으로써 절삭 와이어(1)의 휘어짐에 의해 발생하는 실제 콘투어링 에러(S)를 보상하도록 구성된, 와이어 가이드 궤도(TD)를 따라 와이어 방전 가공기의 가이드 헤드(7, 8), 경우에 따라 공작물(5)을 이동시키기 위한 방법에 있어서, 각각의 와이어 가이드 궤도(TD)를 보정하기 위해 콘투어링 에러 보정 벡터
Figure pat00001
가 계산되고, 상기 계산시 상기 벡터의 값
Figure pat00002
은 침식의 기초가 되는 순시 침식 파라메터로 부터 계산되고, 상기 벡터의 방향, 특히 윤곽 곡선(UK)의 한 점(x)에서 계산된 콘투어링 에러 보정 벡터

Description

와이어 방전 가공기 및 가이드 헤드의 이동 방법{WIRE EROSION MACHINE AND METHOD FOR THE OPERATION THEREOF}
본 발명은, 2개의 가이드 헤드 사이로 안내되어 방전 전극으로 작용하는 절단 와이어와; 공작물에 윤곽이 절단될 수 있도록 와이어 안내 궤도를 따라 가이드 헤드 또는 공작물을 이동시키는 조정장치와; 적어도 하나의 윤곽 곡선(UK)으로 표시되는 피 절단 윤곽에 대해 와이어 안내 궤도를 보정함으로써, 절단 와이어의 휘어짐에 의해 발생된 실제 윤곽 오차를 보상하도록 설계된 제 1 장치를 포함하고 있는, 소위 윤곽 오차(drag error)의 보상을 위한 수단을 갖는 와이어 방전 가공기 에 관한 것이다. 또한, 본 발명은, 가이드 헤드 사이로 연장하는 절단 와이어에 의해 공작물에 윤곽을 절단하는 단계와; 현재의 와이어 안내 궤도가 적어도 하나의 윤곽 곡선으로 표시된 절단될 윤곽에 대해 보정되는 방식으로, 절단 와이어의 휘어짐에 의해 발생하는 실제의 윤곽 오차를 보상하는 단계를 포함하는, 와이어 방전 가공기의 가이드 헤드 또는 공작물을 와이어 안내 궤도를 따라 이동시키는 방법에관한 것이다. 이러한 일반적인 유형의 와이어 방전 가공기 및 방법은 유럽 특허 제 0 068 027 B1 호 공보에 공지되어 있다.
방전 가공은 유전체를 거쳐 2개의 전극 사이에서 방전할 때 발생하는 현상이며, 하나의 전극으로부터 재료를 제거하는 작용을 한다. 이 원리는, 매우 정밀한 윤곽을 제조할 수 있기 때문에, 장기간 공지되어 왔고 금속 가공에 널리 적용되고 있다. 당해 공작 기계, 소위 방전 가공기에서, 하나의 전극은 공작물에 의해 형성되고, 다른 전극은 공구(소위 공구 전극)에 의해 형성된다. 각 경우에 소정의 윤곽을 제조하기 위해, 공작물과 공구 전극 사이에는 대체로 수치 제어된 상대 운동이 부여된다. 소정의 조정 가능한 가공액 압력(flushing pressure)으로 방전 영역의 주위를 흐르는 가공액, 통상적으로는 물이 2개의 전극 사이에서 유전체로서의 역할을 한다.
와이어 방전 가공기에서는, 와이어 공급부로부터 계속 풀려지는 절단 와이어가 공구 전극으로서 사용된다. 절단 와이어는 공작물의 상부를 지나 제 1 와이어 가이드를 거쳐 방전 구역으로 이동하고, 거기서부터 제 2 와이어 가이드를 거쳐 공작물의 하부를 지나 배출부 또는 폐기부로 이동한다. 공작물에 예정된 윤곽을 절단하기 위해서는, 절단 와이어와 공작물 사이에 정밀하게 제어되는 상대 운동이 필요하며, 이러한 상대 운동은 일반적으로 공작물 및/또는 와이어 가이드를 지지하는 가이드 헤드의 수치 제어 운동에 의해 실현된다. 이러한 상대 운동은, 제조할 윤곽에 가급적 정확히 따르는 궤도(윤곽 곡선)를 따라 방전 구역이 공작물 내에서 이동하는 것을 보장해야 한다.
절단 와이어가 상부 및 하부 와이어 가이드 사이에서 정확히 직선으로 이동하는 이상적인 경우에 있어서, 예컨대 원통형 절단의 경우에, 와이어 가이드 헤드와 공작물 사이의 상대 운동은 상기 윤곽 곡선을 정확히 따라야 한다. 와이어가 구동 및 제동 롤러에 의해 가이드 헤드에서 기계적으로 인장되지만, 특히 방전 구역에서의 가공액 압력 및 방전 압력으로 인해 절단 와이어가 절단 방향과 반대 방향으로 휘어지는 것이 불가피하다. 이러한 휘어짐은 공작물의 피 절단 윤곽의 방향 변화시에, 특히 윤곽 곡선의 예리한 만곡부 또는 코너의 경우에 문제를 일으키며, 여기서 소위 '윤곽 오차(drag error)'가 나타나, 만곡부를 편평하게 하고 코너를 둥글게 하는 경향이 있다. 이러한 현상은, 대략 좁은 커브 길을 통과할 때 관찰할 수 있는 견인차와 피 견인차의 궤적 사이의 오차에 비교될 수 있다.
궤적 오차를 보상하기 위한 여러 가지 방법이 공지되어 있다. 예컨대, 미국 특허 제 4 546 227 호 및 상기 유럽 특허 공보 제 0 068 027 B1 호에 개시된 상이한 방법에서는, 방전 가공의 중단 중에 와이어의 휘어짐을 측정하고, 이 측정값으로부터 제어값을 계산하며, 이 제어값은 윤곽 오차의 작용을 최소화한다는 면에서 상기 상대 운동을 제어한다. 미국 특허 제 4 546 227 호에는 코너를 절단하기 위해, 절단 와이어와 공작물 사이의 상대 운동을 일시적으로 정지시키고 윤곽 오차를 측정하는 방법이 공지되어 있다. 유럽 특허 공보 제 0 068 027 호에는 측정된 와이어의 휘어짐으로부터 2개의 보정값을 계산하고, 하나는 만곡부에서 윤곽 오차의 접선 성분에 관한 보정값이고, 다른 하나는 윤곽 오차의 반경방향 성분에 관한 보정값이며, 이 보정값들을 윤곽 오차를 보상한다는 면에서 피 절단 윤곽에 따라 도입된 이동 시스템의 상대운동을 보정하기 위해 이용하는 방법이 공지되어 있다. 즉, 이동 시스템에 의해 실제로 실행되는 와이어 가이드 헤드와 공작물 사이의 상대운동의 궤도가 절단될 윤곽 곡선에 대한 와이어 위치 측정값에 따라 변위된다.
전술한 두 방법은 여러 가지 단점을 가지므로 보편적으로 이용할 수 없다. 따라서, 예컨대, 방전 파라미터의 환산에 의해 코너 대책을 실행하는 전술한 제 1 방법은 시간이 매우 많이 걸린다. 여기서는 공작물의 반경 성분에 따라 평균 절단속도가 감소된다. 예컨대, 15%의 반경 성분을 갖는 공작물에서는, 최대 절단속도의 절반만이 달성된다. 전술한 제 2 방법에서는, 지속적인 윤곽 오차 보정으로 인해 방전 가공의 속도 감소가 필요하지 않기 때문에, 최대 절단률은 평균 절단률과 동일할 수 있다.
한편, 원호상에서 궤도 오차의 벡터를 접선 성분과 반경방향 성분으로 분해하는 것은 정적이고, 궤도 요소의 원점에서 궤도 오차의 방향과는 무관하다. 직선 절단으로 복귀할 때와 하나의 직선 절단으로부터 다른 직선 절단으로 이행할 때, 보정은 더 이상 이루어지지 않는다. 특히, 반경이 작고 방향의 변화가 클 때 이러한 정적 계산은 소용이 없다.
유럽 특허 공보 제 0 312 056 호에는 와이어 전극의 변위를 측정하기 위한 "센서 지원" 측정 장치가 공지되어 있다. 이것에 의하면, 와이어 전극의 가이드 헤드와 공작물 사이의 상대 위치를 보정하여, 와이어의 변위에 기인하는 가공 오차를 피할 수 있다. 이 방법에는, 조작자가 고려해야 하는 몇가지 제한이 있다. 특히, 예컨대 피 절단 윤곽이 공작물의 에지에 너무 가까이 접근하거나 또는 너무 근접한절단 궤적을 포함하고 있는 엄격한 작업 조건에서는, 변위의 측정이 불안정하게 될 수 있다.
KOENIG, W.와, HENSGEN, G.의 논문 "Konturgenauigkeit beim funkenerosiven Schneiden(스파크 방전 절단시의 윤곽 정밀도)", Industrieanzeiger, 제 104 호, 1982. 12. 29, 제 104 권 39-41 페이지에는 전기량, 즉 방전 전류 및 방전 전압을 고려해서 예리한 에지 또는 작은 반경의 영역에서 프로그래밍된 궤도를 수정하여, 윤곽 오차를 줄이는 것이 제안되어 있다. 그러나, 이 논문에는 전기량의 변화와 와이어의 전방 변위 사이의 관계만이 나타나 있을 뿐, 궤도 보정에 대한 해결책은 제시되어 있지 않다.
본 발명의 목적은 와이어 방전 가공기에서 윤곽 오차의 보정을 개선시키는 것이다.
상기 목적은 청구항 1 및 13에 제시된 특징에 의해 달성된다.
청구항 1에 따르면, 2개의 가이드 헤드 사이로 안내되어, 방전 전극으로서 작용하는 절단 와이어와, 공작물에 윤곽을 절단할 수 있도록 가이드 헤드와, 경우에 따라서는 공작물을 와이어 안내 궤도를 따라 이동시키기 위한 조정장치와, 적어도 하나의 윤곽 곡선으로 표시된 절단될 윤곽에 대해 대응하는 와이어 안내 궤도를 보정함으로써 절단 와이어의 휘어짐에 의해 발생하는 실제의 윤곽 오차를 보상하도록 설계된 제 1 장치를 포함하는 와이어 방전 가공기에 있어서, 상기 제 1 장치는와이어 안내 궤도의 보정을 위해 윤곽 오차 보정 벡터를 계산하도록 설계되어 있고, 상기 제 1 장치는, 상기 벡터의 값을 방전시의 순시 방전 파라미터(instantaneous erosion parameter)로부터 산출하고, 그것의 방향, 특히 산출된 윤곽 오차 보정 벡터와 윤곽 곡선의 일 점에 대한 접선 사이의 각도를, 방전의 기초를 이루는 순시 방전 파라메터로부터 및/또는 피 절단 윤곽의 기하학적 형태로부터 계산한다.
청구항 13에 따르면, 가이드 헤드 사이에서 연장하는 절단 와이어에 의해 공작물에 윤곽을 절단하고, 현재의 와이어 안내 궤도가 적어도 하나의 윤곽 곡선으로 표시된 피 절단 윤곽에 대해 보정되는 방식으로, 절단 와이어의 휘어짐에 의해 발생하는 실제의 윤곽 오차를 보상하는, 와이어 방전 가공기의 가이드 헤드 또는 공작물을 와이어 안내 궤도를 따라 이동시키는 방법에 있어서, 현재의 와이어 안내 궤도를 보정하기 위해 윤곽 오차 보정 벡터를 산출하고, 상기 윤곽 오차 보정 벡터의 값은 방전의 기초가 되는 순시 방전 파라미터로부터 계산하고, 상기 윤곽 오차 보정 벡터의 방향, 특히 산출된 윤곽 오차 보정 벡터와 윤곽 곡선의 한 점에서의 접선 사이의 각도를 방전의 기초가 되는 순시 방전 파라미터 및/또는 피 절단 윤곽의 기하학적 형태로부터 산출한다.
여기서, 방전 파라미터는, 방전 간극 내의 재료 제거에 물리적 영향을 주는 모든 파라미터를 의미한다.
본 발명의 대상은, 완전히 보편적인 해결책이고 그에 따라 작업 조건에 좌우되지 않는 신규한 동적 "소프트웨어 지원(software-supported)" 윤곽 오차 보정을가능하게 한다.
본 발명에 따른 와이어 방전 가공기 및 본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시예는 청구의 범위의 종속항에 명시되어 있다.
본 발명은, 절단될 윤곽 곡선에 대한 와이어 방전 가공기의 조정 장치가 진행하는 와이어 가이드 궤도의 변위(실존하는 윤곽 오차의 보정을 위해 필요함)가, 윤곽 오차 보정 벡터의 값 및 방향으로 표시될 수 있고, 이들 두 성분을 순시 방전 파라미터 및 절단될 윤곽의 미리 공지된 기하학적 형태로부터 산출할 수 있다는 인식에 입각하고 있다.
벡터 값의 계산은, 순시 작동 전류 및 순시 작동 전압으로부터, 그리고 절단 와이어의 주위를 흐르는 가공액의 순시 압력(가공액 압력)으로부터 행하는 것이 바람직한 한편, 벡터의 방향은, 윤곽 곡선의 궤도 요소의 단부에서 윤곽 오차의 방향과 다음에 절단될 윤곽 곡선의 궤도 요소의 방향 사이에 존재하는 각도로부터 계산한다. 여기에 적용될 계산식은, 상기 값 이외에, 기계의 고정 파라미터 및 공작물의 공지된 파라미터에 의존하며 상기 파라미터로부터 실험 또는 계산에 의해 미리 산정할 수 있고, 또 공작물의 가공준비 중에 예컨대, 와이어 방전 가공기의 전자 수치 제어장치(CNC)용 소프트웨어에 입력될 수 있다.
본 발명에 따른 제 1 장치는 독자적으로 사용될 수 있다. 그러나, 다른 장치가 순시 상태에서 그것의 이용 가능 한계에 도달하거나 또는 이점보다도 더 많은 단점을 가질 때에만 제 1 장치를 활성화시키도록 제 1 장치가 하나 이상의 다른 장치와 함께 와이어 방전 가공기에 조립되는 것이 바람직하다. 또한, 제 1 장치는본 발명에 따라 필요한, 센서 지원 측정장치를 지원하는 기능을 수행할 수 있다.
도 1은 와이어 방전 가공기의 구조를 나타낸 개략도,
도 2는 가공 중의 공작물 및 절단 와이어의 사시도,
도 3은 에지의 절단시 윤곽 오차 보정 벡터의 변화를 나타낸 다이어그램,
도 3a는 절단될 윤곽 곡선을 궤도 요소 및 선분으로 분할한 것을 나타낸 개략도,
도 3b는 절단될 윤곽 곡선상의 접선 및 윤곽 오차 보정 벡터를 나타낸 개략도,
도 4는 절단될 윤곽 곡선에 대한 와이어 안내 궤도의 전형적인 진행을 일례를 기초로 도시한 개략도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 와이어 방전 가공기에서 윤곽 오차를 보정하는 제어 시스템의 블록 선도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 절단 와이어2 : 상부 아암
3, 11 : 전향 롤러4 : 전원 공급부
5 : 공작물6, 9 : 와이어 가이드
7, 8 : 가이드 헤드13 : 와이어 위치 센서
20 : 제 1 장치30 : 제 2 장치
40 : 수치 제어 시스템50 : 데이터 뱅크
60 : 선택장치70 : 보간기
이하, 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
이하의 명세서에서 사용되는 용어는, 명세서의 이해를 용이하게 하는 역할을 하지만, 한정적인 의미로 이해되어서는 안된다. 예컨대, "상부(top)", "하부(bottom)", "수직(vertical)" 등의 표현은, 통상의 작업 위치 및 크기를 갖는 와이어 방전 가공기 및 통상의 방식으로 배치된 공작물에 관계되어 있다. 도면의 축적은 단순한 설명으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명을 설명하는데 있어서 중요한 와이어 방전 가공기 부품의 개략도이다. 가공액 시스템 및 제너레이터와 같은 기본 요소는 자명하고 일반적으로 주지되어 있으므로 도시하지 않았다.
방전 절단시에 전기 펄스가 공급되는 방전 또는 절단 와이어(1)는 화살표(Z)로 도시된 와이어 이송 방향으로 상부로부터 하부로 풀려진다. 공급 롤(도시되지 않음)로부터 풀려진 절단 와이어(1)는 먼저 상부 아암(2)의 몇몇 전향부(deflection)를 경유한다. 상기 전향부 중 단 하나의 전향 롤러(3) 만이 도시되어 있다. 그 다음, 절단 와이어(1)는 전원 공급부(4)를 통과한다. 통상적으로, 상기 전원 공급부(4)는 기계의 발전기로부터 송출되는 전기 펄스를 인가하는 역할을 한다. 또한, 전원 공급부(4)는 절단 절단 와이어(1)에 일정한 예비 장력을 부여한다. 이송 방향(Z)을 기준으로, 전원 공급부(4)의 후방에서 피 절단공작물(5)의 상부에 상부 와이어 가이드(6)가 배치되어 있고, 이 와이어 가이드(6)는 상부 가이드 헤드(7) 내에 있다. 도시되지 않은 대안으로서, 하나의 상부 와이어 가이드(6) 대신에 다수의 상부 와이어 가이드가 제공될 수 있다.
공작물(5)의 후방에 또는 하부에 제 2 가이드 헤드(8)가 배치되며, 추가의 하부 와이어 가이드(9)가 상기 제 2 가이드 헤드(8) 내에 있다. 역시 도시되지 않은 대안으로서, 하나의 하부 와이어 가이드(9) 대신에 다수의 하부 와이어 가이드가 제공될 수 있다. 절단 와이어(1)는 공작물(5)을 통과한 후에 먼저 하부 와이어 가이드(9)를 통과하고, 그 후 상부 전원 공급부(4)에 대응하는 하부 전원 공급부(10)와, 하부 아암(12)에 고정된 전향 롤러(11) 주위를 경유하여 폐기 용기(도시되지 않음)에 공급된다. 도시되지 않은 세정장치는 절단 와이어(1)가 공작물(5) 내에서 가공액에 의한 압력하에서 연속적으로 동축으로 이동하도록 한다.
통상적으로, 공작물(5) 및/또는 하부 가이드 헤드(8)는 와이어 안내 궤도를 따라 2차원으로(소위 X 방향 및 Y 방향으로) 안내되어, 공작물(5)의 특정한 윤곽을 절단한다. 원추형 절단을 달성하기 위해서는, 통상적으로 상부 가이드 헤드(7)는 하부 가이드 헤드(8) 또는 공작물(5)에 대해 U 방향 및 V 방향으로 안내된다. 특히, 특수한 와이어 방전 가공기에서 하부 가이드 헤드(8)는 이동할 수 없지만, 공작물(5) 및 상부 가이드 헤드(7)는 상호 독립적으로 이동할 수 있다. 하기 실시예에서는 상부 및 하부 가이드 헤드는 안내되고, 공작물은 고정되어 있는 와이어 방전 가공기를 기술한다. 따라서, 본 실시예의 설명에서는 개별 가이드 헤드(7, 8)와, 공작물(5) 등을 안내하거나 또는 요동시키는 다른 방법은, 본 발명의 윤곽 오차 보정과 관련해서 추가로 설명하지 않지만, 본 발명은 이것에 한정되어서는 안되고, 단지 설명을 명확하게 하는 역할을 한다. 본 경우에 적용될 윤곽 오차의 보정은, 기본 기하학을 고려하여 이들 방법에 동일하게 적용될 수 있다.
전술한 바와 같이, 전체 폭을 방전 절단할 때, 절단 와이어(1)는 절단 방향과 역방향으로 절곡되거나 휘어지게 된다. 트리밍 가공(trimming)시에도 절단 방향에 대해 수직으로 휘어짐이 발생할 수 있다. 도 1에는, 절단 방향이 도면의 평면에서 우측으로부터 좌측을 향하는 경우에, 절단 방향에 대해 수직인 휘어짐이 도시되어 있다. 이 경우, 절단 와이어(1)는 우측으로 휘어진다. 본 명세서에서, 휘어짐의 폭(S)은, 공작물의 입구 및 출구에서의 실제의 와이어 위치와 와이어 가이드(6, 9)에 대한 절단 와이어(1)의 접촉점을 연결하는 와이어 안내 선(FF) 사이의 거리로서 정의된다. 폭(S)은 실제로 발생되는 윤곽 오차를 나타낸다.
도 2는 공작물(5)에서 이루어지는 절단의 예를 나타낸 것이다. 절단 와이어(1)는 여러 절단 부분을 이미 통과한 상태로 도시되어 있다. 제 1 부분은 원통형으로 절단되고 에지 또는 코너(K1)까지 연장되어 있다. 제 2 부분은 그로부터 만곡부(K2)까지 연장되며 마찬가지로 원통형으로 절단되어 있다. 제 3 부분은 원추형 절단면을 가진 만곡부(K3)까지 연장되며 그것의 원추 곡선이 원통형 절단면으로부터 원추형 절단면으로 변화한다. 원추형 부분을 제외한 모든 부분은 수직으로 정렬되어 있다. 즉, 도 2에서 가는 해치선으로 표시된 그것의 모선(generatrix)은 공작물(5)을 통해 수직으로 연장한다. 원추형 절단된만곡부(K3)에서 모선은 수직선에 대해 경사져 연장한다. 도 2에서 모선을 통해 중앙에 연장하는 화살표를 갖는 굵은 선은 절단 방향을 나타낸다.
원통형 절단시에, 절단 와이어(1)가 휘어지지 않고 와이어 안내선(FF)에 정확히 일치하는 경우, 공작물 표면의 피 절단 윤곽의 윤곽 곡선(UK)에 정확히 일치하는 와이어 안내 궤도를 따라 가이드 헤드가 X 및 Y 방향으로 이동하면, 이상적으로 소망의 윤곽을 얻게될 것이다. 원추형 절단시에, 하부 가이드 헤드(8)에 대한 상부 가이드 헤드(7)의 부가적 U자 및 V자형 상대 운동에 관계 없이, 하부 가이드 헤드(8)의 와이어 안내 궤도는 공작물 하부 표면의 피 절단 윤곽의 윤곽 곡선(UK)과는 다르다.
와이어의 불가피한 휨으로 인해, 와이어 안내선(FF)이 실제 방전 구역의 장소에 위치하지 않고, 휨 폭(S)의 거리만큼 떨어져 위치한다. 이것은 특히 윤곽의 코너 및 만곡부에서 전술한 윤곽 오차를 야기시킨다. 이러한 윤곽 오차를 보상하기 위해, 와이어가 항상 소망의 윤곽에 있도록 와이어 안내 궤도를 하기 식에 따라 보정하여야 한다.
[수학식 1]
Figure pat00004
상기 식에서,
Figure pat00005
는 가이드 헤드(와이어 안내 궤도)의 보정된 위치,
Figure pat00006
는 소망의 원래 윤곽,
Figure pat00007
는 계산된 윤곽 오차 보정 벡터를 의미한다.
Figure pat00008
,
Figure pat00009
및
Figure pat00010
는 수학식 1에서 x 점의 함수로서의 벡터 값을 나타낸다. 그러나, 수학식 1은 시간(t)의 함수로서 나타낼 수도 있다.
윤곽 오차 보정 벡터의 값 및 윤곽 오차 보정 벡터의 방향을 실제 방전 조건의 함수로 계산하고, 가이드 헤드의 위치를 실시간내에 수학식 1에 따라 보정하는 가능성이 특히 바람직하다.
값 S(t), 즉 시간(t)의 함수로서 실제로 발생하는 윤곽 오차는, 항상(즉, 직선 절단에서 뿐만 아니라 코너 및 만곡부 절단의 경우에서도) 보정된 와이어 안내 궤도(TD)와 순시 방전 구역 사이에서 윤곽 곡선(UK)을 따라 유지되어야 하는 거리를 나타내도록 일반적으로 해석될 수 있다. 또한, 윤곽 오차 보정 벡터
Figure pat00011
는 매 시점(t) 마다 제시될 수 있으며, 이것의 순시값
Figure pat00012
은 폭 S(t)에 일치하며 그것의 순시방향은 윤곽 곡선(UK)상의 한 점으로부터 보정된 와이어 안내 궤도(TD)의 관련 점을 향한다. 따라서, 상기 벡터
Figure pat00013
에 의해, 윤곽 곡선(UK)으로부터 보정된 와이어 안내 궤도(TD)를 결정하기 위한 모든 정보를 얻는다.
도 3은 하나의 코너를 원통형으로 절단할 때의 제 1 실시예로서 이 상황을 나타낸 것이다. 공작물 표면에서 절단될 윤곽의 윤곽 곡선(UK)은 굵은 선으로 표시되어 있다. 윤곽 오차 없는 원통형 절단이 가능하다면, 윤곽 곡선(UK)은 가이드 헤드(7, 8)의 와이어 안내 궤도에 일치할 것이다. (불가피한) 윤곽 오차의 발생시, 와이어 안내 궤도(TD)는 적절한 형태로 보정되어야 한다. 가이드 헤드(7, 8)는, 절단 와이어(1)의 휨(S)으로 인해 코너(A) 앞의 직선 부분을 절단할 때 보정된와이어 안내 궤도(TD)를 따라 절단 방향으로 길이(S)만큼 방전 구역의 장소 앞에 놓인다. 확인된 바와 같이, 길이(S)는 방전에 투입되는 전력, 즉 동작 전류의 순시값(즉, 방전 구역 내에서 흐르는 전류의 순시 산술 평균값), 방전 전압의 순시값, 플라즈마 채널 주위에 형성되는 기포의 압력(이하, 방전 압력이라 함), 가공액 압력 및 작업 중에 변화되지 않는 또는 예측 가능한 파라미터(와이어 직경, 와이어의 종류, 공작물의 높이, 재료의 종류 등)에 실질적으로 선형으로 의존한다. 일련의 대응하는 기술적 측정은, 길이(S)와, 와이어 방전 가공기와, 공작물(5)과, 경우에 따라 윤곽 및 주변 조건 사이의 모든 관계를 필요한 정확도로 설정할 수 있다. 이것은 각각의 작업 중에 값(S)을 방전의 순시 동작 전류, 순시 동작 전압 및 가공액 압력을 나타내는 신호에 의해서만 즉시(예컨대, 매 밀리초마다) 계산할 수 있다는 것을 의미한다. 이것에 대해 밝혀진 하기의 수학식 2는 산술된 순시값
Figure pat00014
의 양을 충분히 정확히 나타낸다.
[수학식 2]
Figure pat00015
= a＊i(t) + b＊p(t) + c＊u(t) + d
상기 식에서, 기호＊는 곱셈 표시이며, i(t)는 동작 전류의 순시 값이고, u(t)는 동작 전압의 순시 값이며, p(t)는 가공액의 순시 압력이고, a, b, c 및 d는 본질적으로 전술한 고정 파라미터 또는 예측 가능한 파라미터에 의존하며 또한 방전 과정 중에 질적으로 일정한 인수이다. 상기 인수는 실험에 의해 미리 산정되며 및/또는 상기 파라미터로부터 부분적으로 계산에 의해 산정되어, 공작물의 가공 준비시에 와이어 방전 가공기의 수치 제어용 컴퓨터(CNC)에 입력될 수 있다.
도 3에 도시된 피 절단 윤곽, 보다 정확히 말하면 소망의 윤곽 곡선(UK)은 절단 방향이 각도(α0)만큼 급격히 변하는 코너를 형성한다. 코너(A)에 도달하는 순간에 단수 또는 복수의 와이어 가이드는 와이어 안내 궤도(TD)상의 점(A')에 위치한다. 전술한 바와 같이, 벡터(A-A')는 값(S)을 가지며 코너를 향하는 절단 방향으로 각도(α0)를 형성한다. 상기 각도(α0)는 피 절단 윤곽 곡선의 기하학적 형태에 의해 미리 정해진다. 윤곽 곡선(UK)을 따라 일직선상에 있는 점(A, B, C 등) 을 거쳐 후속 절단을 계속하기 위해서, 벡터는 구 절단 방향으로부터 새로운 절단 방향으로, 기본적으로 그의 값
Figure pat00016
을 변화시키지 않고 서서히 회전한다. 즉, 벡터가 새로운 절단 방향에 의해 형성하는 각도 α(x)는 새로운 절단 길이(x)의 증가에 따라 감소한다. 이것에 의해, 와이어 안내 궤도(TD)가 점(A', B', C') 등을 따른다. 확인된 바와 같이, 벡터 각도 α(x)는 새로운 절단 각도의 위치에 대해 하기 수학식 3에 따라 지수적으로 감소한다
[수학식 3]
α(x) = α0＊ exp(-x/x0)
상기 식에서, x0는 윤곽 오차 벡터의 회전의 "1/2값 거리", 즉 윤곽 오차 벡터가 1/2의 방향 변화를 실행하는 거리이다. "1/2값 거리"는 방전 가공기의 고정 파라미터에 본질적으로 의존한다. 각도 α(x)의 지수적 감소 사실은 절단 와이어의 만곡부에 의해 야기되는 마찰이 벡터 방향의 속도 변화에 비례한다는 것을 확인한다.
파라미터(x0)는 전술한 상수 a, b, c 및 d와 유사하게 방전 가공기의 고정 파라미터로부터 실험 또는 계산에 의해 구하여 장치의 메모리(50)에 입력될 수 있다. α0가 클 때, 즉 피 절단 윤곽의 방향 변화가 클 때, x0의 값은 특히 와이어의 만곡부가 절단 방향 변화에 저항하는 사실의 결과로서, α0에 대한 일정한 의존성을 나타낸다. 이러한 의존성은 마찬가지로 미리 결정되어 장치의 소프트웨어에 입력될 수 있다.
하기 미분 방정식
[수학식 4]
dα/dx = -α0/x0＊ exp(-x/x0)
으로부터, 도 3a에 따라 절단될 궤도 요소를 길이(δx)의 선분으로 분할하면, 각각의 선분에 대한 벡터의 방향 변화가 하기 식에 따라 계산될 수 있다는 것을 알 수 있다.
[수학식 5]
δα(x) = -α(x)/x0＊ δx
수학식 5에 의해 각각의 경로 부분(δx)에 대해 벡터의 방향 변화 또는 "회전"이 계산된다. 이 알고리즘은 점(x)에서 윤곽 곡선의 순시 곡률 1/r0(x)을 고려함으로써, 각각의 윤곽 곡선(UK)으로 쉽게 일반화될 수 있다. 이 경우, α(x)는 도 3b에 도시된 바와 같이 x 점에서의 벡터와, x 점에서의 접선에 의해 주어지는절단 방향 사이의 각도이다. 각도 변화 δα(x)의 계산을 위해, 구간(δx)에 걸친 접선의 회전을 나타내는 새로운 항, 즉 δα/r0(x) 이 가산된다. 따라서, 수학식 5의 일반적인 형태는 하기와 같이 된다.
[수학식 6]
δα(x) = (±1/r0(x)-α(x)/x0)＊δx
상기 식에서, 윤곽 곡선이 윤곽 오차의 순시 방향으로부터 멀어지면 "+" 부호가 주어지며, 반대의 경우에는 "-" 부호가 주어진다.
상수(r0) 및 (x0)에 대한 수학식 6의 적분은, 윤곽 곡선이 실제 윤곽 곡선에서 실제로 항상 그러한 바와 같이 일련의 원호(직선은 반경이 r0= ∞인 원호)인 경우에 있어 수학식 3의 일반화된 형태를 제공한다.
[수학식 7]
α(x) = α0+ (α0-α∞) ＊ exp(-x/x0)
상기 식에서, α0는 새로운 궤도 요소(원호)의 원점에서 산출된 윤곽 오차 보정 벡터
Figure pat00017
와 새로운 절단 방향의 접선 사이의 각도이고, α∞는 원호가 충분히 길때 x ≫ x0에 대해 달성되는 점근 각도 α 이다. 상기 정상 상태의 경우, δα = 0 이고 수학식 6으로부터 하기 등식을 얻는다.
[수학식 8]
α∞= x0/r0
상기 등식은 파라미터 x0의 결정을 위해 매우 유용하다.
윤곽 오차 보정 벡터
Figure pat00018
의 값
Figure pat00019
은 전술한 바와 같이, 기본적으로 윤곽 곡선의 기하학적 형태와 무관하다. 그러나, 절단 방향의 변화가 큰 경우에, 즉 α0> 90°일 때 작은 보정이 필요하다. 그 이유는 이러한 상황 하에서는 최후의 절단 방향을 따른 윤곽 오차 보정 벡터 δSB의 방향 변화의 성분이 음이기 때문이다. 와이어가 공작물 내로 너무 깊게 방전 가공되는 것을 피하기 위해, 값
Figure pat00020
을 순시적으로 하기 식에 따라 감소시킬 필요가 있다.
[수학식 9]
Figure pat00021
= S0＊ [1 - f＊sin(g＊x/x0)＊exp(x/x0)]
상기 식에서, S0는 절단 방향 변화 전의 윤곽 오차 보정 벡터의 값을 나타낸다. 파라미터 f 및 g는 절단 방향 변화, 절단 속도, 경우에 따라 방전 파라미터 및 사용된 재료에 의존한다.
수학식 9는 방향 변화가 큰 경우에만 현저하며(또는 측정 가능하며) 1/2값 거리 x0내에서 지수적으로 감소하는 윤곽 오차 값의 진동을 나타낸다.
도 4는 제 2 실시예로서 절단될 윤곽[윤곽 곡선(UK)으로 도시됨]에 대한 상기 알고리즘의 적용을 나타낸 것이다. 여기서 윤곽 곡선(UK) 상의 코너는 분산 지점을 표시하고, 상기 지점의 직각 좌표는 xG및 yG로 표시된다. 둥근 지점은 설정 좌표 xs및 ys에 대응하는, 와이어 가이드 헤드에 대한 보정된 와이어 안내 궤도(TD)를 따른 분산 값을 나타낸다. 좌표축에 표시된 수는 μm 단위이다. 도시된 경우에, 윤곽 오차 보정 벡터 및 실제 윤곽 오차(S)의 값은 400μm 이다.
본 발명에 따른 방법 또는 본 발명에 따른 와이어 방전 가공기는 실제로 임의의 윤곽에 특히, 원추형 절단의 경우에도 적용될 수 있다. 원추형 절단시, 절단 와이어(1)는, 공작물(5)을 통과하는 수직선에 대해 경사지는 것에 부가해서, 윤곽 오차로 인해 대개 절단 방향으로 경사진다. 따라서, 공작물(5)의 상부 및 하부의 절단 와이어(1)는 각각 와이어 안내선(FF)에 대해 일정한 경사각으로 놓인다. 상기 2개의 경사도는 공작물의 상부 및 하부에서 윤곽 오차의 값과 상관이 있고, 또 절단 속도 및 가공액 압력에 실질적으로 비례한다. 따라서, 공작물(5)의 하부 및 상부에서 상기 경사각도 또는 윤곽 오차는 제 1 근사치에 있어서 동일한 크기이지만, 두 가이드 헤드(7, 8)의 상대 속도가 크면, 서로 15% 까지 차이가날 수 있다. 상기 차이는 상기 상대 속도를 고려해서 제 2 근사치로서 보정될 수 있다.
윤곽 곡선(UK)의 각각의 좌표쌍(xG), (yG)에 대해, 상기 방법에 의해서, 하부 가이드 헤드(8)의 위치용의 상응하는 설정 좌표쌍(xs), (ys) 및/또는 상부 가이드 헤드(7) 용의 상응하는 좌표쌍을 계산할 수 있다. 상기 계산에 따라 어떤 와이어 위치 센서의 측정값 없이도, 순시 방전 파라미터 i(t), u(t) 및 p(t)를 고려해서 방전 가공기의 조정 장치를 제어할 수 있다.
또한, 상기 방법의 질은 전술한 파라미터 a, b, c, d, x0를 방전 가공기 파라미터(와이어 직경, 공작물의 높이 등)의 함수로서 산정하는 데이터 뱅크의 완전성을 기초로 한다. 고급 및 고 자동화된 방전 가공기는, 어느 한 방법에 수반되는 사실상 모든 단점을 다른 방법에 의해 극복할 수 있다는 의미에서, 상이한 방법들, 특히 센서 지원 방법 및 "소프트웨어 지원" 방법을 양호하게 조합할 수 있다. 상이한 방법들은 독립적인 해결책임에도 불구하고, 그것들의 조합에 의해 실제적인 모든 제약을 해소할 수 있다.
따라서, 제 1 장치는 바람직하게는 윤곽 오차를 구하기 위한 다른 장치, 특히 하나 이상의 와이어 위치 센서의 신호를 근거로 동작하는 제 2 장치를 포함하는 와이어 방전 가공기내에 조립될 수 있다. 따라서, 적절한 선택에 의해, 최대의 신뢰성 및 최대 가공 속도에 대해 공작물(5)의 가공을 최적화할 수 있다. 또한, 절단하기 어려운 윤곽 곡선(UK)을 갖는 복잡한 기하학적 형태도, 조작자의 개입 없이 최대의 신뢰성 및 정확도로 자동으로 절단할 수 있다.
매우 어려운 방전가공 조건, 예컨대 방전 가공될 윤곽의 내부에 20°이하의 예각이 생기면, 적용되는 방법과 무관하게 절단 속도가 부가적으로 단시간에 감소될 수 있다. 양자의 경우, 윤곽 오차 보정 벡터 또는 그것의 값은 즉시 적합하게 된다.
이하, 도 5를 참조하여 윤곽 오차를 구하기 위한 2가지 장치의 적합한 조합에 대한 실시예를, 각 경우에 이용할 장치의 지적인 선택을 위한 조치과 함께 설명한다. 상기 선택은 작업자의 협력 또는 개입 없이 이루어질 수 있기 때문에, 작업자의 특수한 노하우가 필요치 않다는 이점을 갖는다. 작업자는 실질적으로 최종 형태, 소정의 정확도 및 조도만을 확정하면 된다. 이러한 과정은 도 5에서 도면 부호(110)으로 표시되어 있다. 소망의 최종 기하학적 형태을 얻는 확실성은, 2개의 서로 독립된 제어 부재(20, 30)를 기초로 한 방법, 즉 윤곽 오차 보정 벡터
Figure pat00022
또는
Figure pat00023
의 계산 및 측정에 의한 통상의 가공에 비해 현저히 상승된다.
수치 제어 시스템(40)은 윤곽 곡선을 궤도 요소(대개 원호)로 분해하고 데이터 뱅크(50)에 의해 필요한 모든 파라미터를 제공한다. 수치 제어 시스템은 특히 어려운 작동 조건이 발생하면, 전체 보정 시스템의 어떤 것도 변경시킬 필요 없이 기하학적 형태에 의존하여 소망의 속도를 조정할 수 있다. 보정 시스템은 새로운 윤곽 오차 보정 벡터를 계산하거나 측정한다. 가이드 헤드의 보정된 최종 형태(TD)는 보간기(interpolator)(70)에 의해 계산된다.
동작 신뢰성 및 정확도의 향상은 와이어 위치 센서(13)의 도입에 의해 달성될 수 있다. 이 경우에는, 윤곽 오차를 보정하기 위해 2개의 유사한 윤곽 오차 보정 벡터
Figure pat00024
및
Figure pat00025
를 제공하는 2가지 방법 또는 장치(20, 30)가 이용될 수 있다.
제 1 장치(20)는 시간에 따른 방전 파라미터 i(t), u(t) 및 p(t)를 수신하며, 상기 수학식에 따른 알고리즘에 의해 윤곽 오차 보정 벡터
Figure pat00026
의 값 및 방향을 구하는 연산 수단을 포함한다. 윤곽 오차 보정 벡터의 상기 값은 스위치 기호로 표시된 선택장치(60)의 신호 입력부에 전송된다. 보정값이 선택장치(60)의 관련출력으로부터 보간기(70)의 입력부로 전송되고 거기서 피 절단 윤곽 곡선의 좌표값(xG), (yG)과 조합되어, 가이드 헤드용의 보정된 목표 좌표(x, y)를 구한다.
도 5에 도시된 실시예에서는, 제 1 장치(20)와 더불어 제 2 장치(30)가 설치되어 있다. 상기 제 2 장치(30)는 도 1에서 도면 부호(13)로 표시된 적어도 하나의 와이어 위치 센서의 적어도 하나의 센서 신호(Sd)를 수신한다. 와이어 위치 센서(13)는, 예컨대 유럽 특허 공개 제 0 312 056 A1호에 개시된 장치가 사용될 수 있다. 제 2 장치(30)는 단수 또는 복수의 센서 신호(Sd)로부터 절단 와이어(1)의 휘어짐을 검출하고 이것으로부터 윤곽 오차 보정 벡터
Figure pat00027
의 상응하는 값을 유도한다. 제 2 장치(30)로부터 공급된 윤곽 오차 보정 벡터
Figure pat00028
는 선택적으로 또는 제 1 장치(20)로부터 공급된 윤곽 오차 보정 벡터
Figure pat00029
와 함께 선택장치(60)를 거쳐 보간기(70)에 전송될 수 있고, 여기서 제 1 장치(20)와 관련해서 전술한 바와 유사한 방식으로 처리될 수 있다.
Figure pat00030
및
Figure pat00031
가 공동으로 보간기(70)에 전송되는 경우, 보간기(70)는, 예컨대 평균화 또는 유사한 방법에 의해 평균화 보정값을 유도할 수 있다.
보정된 와이어 안내 궤도(TD)의 최종 결정을 위한 가능한 조치는 하기와 같다:
＊ 측정 조건이 최적이고 측정 정확도가 충분하다고 가정하면, 와이어 위치 센서(30)에 의한 측정으로부터 얻어진 윤곽 오차 보정 벡터
Figure pat00032
에 의해 궤도를 보정한다.
＊ 동시에, 제 1 장치(20)는 순시값 i(t), u(t), p(t)을 이용해서 윤곽 오차 보정 벡터
Figure pat00033
를 계산한다.
＊ 두 신호의 차ΔS = SG- SB가 일정값을 초과하면, 절단 속도가 감소된다.
＊ 제 2 장치(30)는 일정한 시간 간격 동안, 예컨대 분산(variance)을 계산하여 센서 신호의 변화를 감시한다. 이러한 분산이 일정 값을 초과하거나 0과 같으면, 즉 와이어 위치 센서가 동작하지 않으면, 제 2 장치(30)가 이러한 오차 상태를 선택장치(60)에 신호로 표시한다. 이 때, 상기 선택장치는 특정 알고리즘에 의해 신호(SB)의 사용으로 이행한다.
이러한 조치에 대한 대안으로서, 특정한 처리의 경우에는 윤곽 오차 보정 벡터
Figure pat00034
를 주 신호로서 사용하고,
Figure pat00035
를 와이어의 가능한 진동을 감시하기 위한 부가적인 센서로서 이용하는 것이 바람직하다.
선택장치(60)는, 실질적으로 센서에 의존하지 않는 제 1 장치(20)에 의한 제 1 윤곽 오차 검출 또는 보정, 혹은 센서 지원형의 제 2 장치(30)에 의한 제 2 윤곽 오차 검출 또는 보정, 혹은 이러한 두 보정의 조합 중 어떤 방식의 윤곽 오차 검출 또는 보정이 가장 중요한지를 실시간내에 결정해야 한다. 이러한 결정은 다수의 기준, 특히 와이어 위치 센서(13) 또는 제 2 장치(30)의 신호 안정성, 프로세스 안정성 및 윤곽 형태를 근거로 이루어져야 한다.
적어도 하나의 센서 신호(Sd)의 만일의 불안정성을 검출하기 위해, 이 신호가 지속적으로 감시된다. 센서 신호(Sd)가 하기 기준 중 적어도 하나를 충족시키면, 선택장치(60)가 제 1 장치(20)로부터 공급된 윤곽 오차 보정 벡터
Figure pat00036
를 선택한다.
1. 센서 신호(Sd)의 절대값이 미리 주어진 한계치를 초과하거나 또는 미달한다.
2. 센서신호(Sd)의 진동(즉, 절단 와이어(1)의 진동)이 소정의 한계 진폭을 초과하거나 또는 미달한다[상기 한계 진폭은 예컨대 센서 신호(Sd)의 표준 편차 또는 분산에 의해 결정될 수 있음].
3. 단위 시간당 센서 신호(Sd)의 변화가 소정의 한계치를 초과한다.
첫번째 및 세번째 기준의 충족은 와이어 위치 센서(13)의 바람직하지 못한 상태를 암시하므로, 제 1 장치(20)가 재앤터링(re-entering)되어야 한다. 그러나, 와이어 위치 센서(13)는 처음부터 응답할 수 없다. 이러한 경우를 고려하기 위해, 제 1 장치(20)는 제 4 기준에 의해 선택된다.
4. 방전가공 개시 전의 테스트 단계 동안, 가공액 압력의 상승(예컨대 0으로부터 18 bar)에 의해 센서 신호(Sd)의 변화가 검출된다.
압력 상승시에 와이어 위치 센서(13)의 신호 변화는, 예컨대 와이어 방전 가공기의 선행 오작동(충돌)에 의해 생기며, 이러한 오작동은 센서의 손상을 야기시킨다.
장치(20, 30)의 기능은 선택장치(60) 및 보간기(70)의 기능과 마찬가지로, 적어도 부분적으로 하나의 공통 컴퓨터 또는 별도의 프로세서에 의해 충족될 수 있다.
설명된 장치에 의해, 공작물의 가공 중에 윤곽 오차 검출의 방식을 변경하고, 따라서 윤곽 오차 보정도 변경될 가능성이 있다. 하나의 장치를 다른 장치로[예컨대, 제 2 장치(30)로부터 제 1 장치(20)로 또는 그 역으로] 교체하는 것은 절단의 소정의 윤곽 공차내에서의 이행에 의해 실행된다.
이하, 상이한 윤곽 오차 검출 방식 사이의 변화에 의해 와이어 방전 가공기를 작동할 수 있는 2가지 실시예를 이하에 설명한다.
실시예 1 : 소프트웨어 지원 보정
선택장치(60)는 계산된 윤곽 오차 보정 벡터 SB를 보간기(70)에 전송한다. 와이어 위치 센서 또는 제 2 장치(30)는 와이어의 이동을 감시하기 위해 사용된다.
＊ 만약 와이어의 진동(센서 신호 Sd의 표준 편차)이 일정 값을 초과하거나 또는
＊ 두 신호의 차
Figure pat00037
가 소정 값을 초과하면,
전술한 기준이 충족될 때까지 절단 속도가 감소된다.
실시예 2 : 센서 지원 보정
와이어 위치 센서에 의한 측정으로부터 얻은 윤곽 오차 보정 벡터
Figure pat00038
가 주 신호로서 이용되고 선택장치(60)로부터 보간기에 전송된다.
＊ 와이어의 진동(센서 신호 Sd의 표준 편차)이 소정 값을 초과하거나 또는
＊ 두 신호의 차
Figure pat00039
가 소정 값을 초과하면, 제어 시스템(40)은 이러한 오차 상태를 선택장치(60)에 신호로 전송한다. 그러면, 상기 선택 장치(60)는 계산된 윤곽 오차 보정 벡터
Figure pat00040
를 사용하기 위한 일정한 알고리즘을 선택하여 적용한다.
본 발명의 와이어 방전 가공기는 가이드 헤드 사이로 연장하는 절단 와이어에 의해 공작물에 윤곽을 절단하고, 적어도 하나의 윤곽 곡선으로 표시된 절단할 윤곽에 대해 각각의 와이어 안내 궤도를 보정함으로써 절단 와이어의 휘어짐에 의해 발생하는 실제 윤곽 오차를 보상한다.

Claims (22)

  1. a) 2개의 가이드 헤드(7, 8) 사이로 안내되어 방전 전극으로서 작용하는 절단 와이어와(1),
    b) 공작물(5)에 윤곽이 절단될 수 있도록 와이어 안내 궤도(TD)를 따라 가이드 헤드(7, 8) 또는 공작물(5)을 이동시키는 조정장치(90)와,
    c) 적어도 하나의 윤곽 곡선(UK)으로 표시되는 피 절단 윤곽에 대해 현재의 와이어 안내 궤도(TD)를 보정함으로써, 절단 와이어(1)의 휘어짐에 의해 발생하는 실제의 윤곽 오차(S)를 보상하도록 설계된 제 1 장치(20)를 포함하는 와이어 방전 가공기에 있어서,
    d) 상기 제 1 장치(20)는 현재의 와이어 안내 궤도(TD)의 보정을 위해 윤곽 오차 보정 벡터
    Figure pat00041
    를 산출하도록 설계되어 있고, 상기 계산시 제 1 장치가
    d1) 상기 윤곽 오차 보정 벡터의 값
    Figure pat00042
    을 방전의 기초를 이루는 순시 방전 파라미터로부터 산출하고,
    d2) 방전의 기초를 이루는 순시 방전 파라미터로부터 및/또는 피 절단 윤곽의 기하학적 형태로부터, 상기 벡터의 방향, 특히 산출된 윤곽 오차 보정 벡터
    Figure pat00043
    와 윤곽 곡선(UK)의 한 점(x)의 접선 사이의 각도(α(x))를 계산하는 것을 특징으로 하는
    와이어 방전 가공기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    계산된 윤곽 오차 보정 벡터
    Figure pat00044
    의 값
    Figure pat00045
    및/또는 방향(α(x))이 방전 전류(i(t)), 방전 전압(u(t)) 및/또는 가공액 압력(p(t))의 방전 파라미터로부터 계산되는 것을 특징으로 하는
    와이어 방전 가공기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    제 1 장치(20)는 계산된 윤곽 오차 보정 벡터
    Figure pat00046
    의 값
    Figure pat00047
    을 순시 동작 전류 i(t), 순시 동작 전압 u(t) 및 순시 세척 압력 p(t)으로부터 간소화된 하기 식에 따라 계산하도록 설계되어 있고,
    Figure pat00048
    = a＊i(t) + b＊p(t) + c＊u(t) + d
    여기서, a, b, c 및 d는 와이어 방전 가공기 및 공작물(5)의 고정 파라미터로부터 실험 또는 계산에 의해 미리 결정 가능한 인수, 특히 일정한 인수인 것을 특징으로 하는
    와이어 방전 가공기.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 1 장치(20)는 윤곽 곡선(UK)의 궤도 요소를 복수의 선분으로 분할하고, 길이 δx의 연속하는 선분 중 새로운 각각의 선분에 대해 각도 δα(x)를 하기 식에 따라 계산하도록 설계되어 있고,
    δα(x) = (±1/r0(x)-α(x)/x0)＊δx
    여기서, x 는 절단될 다음 선분의 길이이고, x0는 와이어 방전 가공기의 고정 파라미터로부터 실험 또는 계산에 의해 미리 결정 가능한 파라미터이며, 1/r0는 윤곽 곡선의 곡률이고, r0및 x0는 이전의 궤도 요소로부터 현재의 궤도 요소로의 전이에 기초하여 계산되는 것을 특징으로 하는
    와이어 방전 가공기.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 1 장치(20)는, 윤곽 곡선(UK)이 일련의 원호일 때, 산출된 윤곽 오차 보정 벡터
    Figure pat00049
    와 윤곽 곡선(UK)의 한 지점(x)에서의 접선 사이의 각도(α(x))를 하기 식에 따라 근사적으로 산출하도록 설계되어 있고,
    α(x) = α0+ (α0-α∞) ＊ exp(-x/x0)
    여기서, α0는 계산된 윤곽 오차 보정 벡터
    Figure pat00050
    와 새로운 절단 방향의 접선 사이의 각도이고, α∞는 x ≫ x0에 도달하는 점근 각도인 것을 특징으로 하는
    와이어 방전 가공기.
  6. 제 5 항에 있어서,
    제 1 장치(20)가 파라미터 x0를 등식 α∞= x0/r0으로부터 결정하도록 설계되어 있는 것을 특징으로 하는
    와이어 방전 가공기.
  7. 제 1 항에 있어서,
    a) 실제 윤곽 오차(S)의 측정으로부터 윤곽 오차 보정 벡터
    Figure pat00051
    를 결정하기 위한 제 2 장치(30)와,
    b) 하나의 장치(20, 30)의 윤곽 오차 보정 벡터
    Figure pat00052
    또는 복수의 장치(20, 30)의 윤곽 오차 보정 벡터의 조합을 선택하는 선택장치(60)를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는
    와이어 방전 가공기.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 2 장치(30)가, 가이드 헤드(7, 8)에 대한 절단 와이어(1)의 상대 위치를 결정하고, 또 적어도 하나의 대응 센서 신호(Sd)를 발생하는 센서 장치(13, 30)를 갖는 것을 특징으로 하는
    와이어 방전 가공기.
  9. 제 7 항에 있어서,
    a) 상기 선택 장치(60)가 선택된 윤곽 오차 보정 벡터
    Figure pat00053
    를 보간기(70)에 공급하고,
    b) 상기 윤곽 오차 보정 벡터
    Figure pat00054
    및/또는 윤곽 곡선(UK)의 기하학적 형태에 의해, 상기 보간기(70)가 각각의 경우에 있어서 와이어 가이드의 보정된 궤도를 결정하는 것을 특징으로 하는
    와이어 방전 가공기.
  10. 제 1 항 내지 제 3 항 및 제 6 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    어려운 동작 조건이 발생할 때, 절단 속도를 감소시키는 수치 제어시스템(40)을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는
    와이어 방전 가공기.
  11. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    센서신호(Sd)가 어떤 기준을 충족시키면, 특히 센서신호(Sd)의 진동 또는 분산 또는 표준 편차, 단위 시간당 변화 및/또는 절대값이 미리 정해진 한계값에 도달하면, 선택장치(60)가 제 1 장치(20)에 의해 발생된 윤곽 오차(SB)를 절환하도록 선택장치(60)와 제 2 장치(30)에 접속되는 것을 특징으로 하는
    와이어 방전 가공기.
  12. a) 가이드 헤드 사이로 연장하는 절단 와이어(1)에 의해 공작물(5)에 윤곽을 절단하고,
    b) 현재의 와이어 안내 궤도(TD)가 적어도 하나의 윤곽 곡선(UK)으로 표시된 절단될 윤곽에 대해 보정되는 방식으로, 절단 와이어(1)의 휘어짐에 의해 발생하는 실제의 윤곽 오차(S)를 보상하는, 와이어 방전 가공기의 가이드 헤드(7, 8) 또는 공작물(5)을 와이어 안내 궤도(TD)를 따라 이동시키는 방법에 있어서,
    c) 현재의 와이어 안내 궤도(TD)를 보정하기 위해 윤곽 오차 보정 벡터
    Figure pat00055
    를 산출하고, 상기 계산시
    c1) 상기 윤곽 오차 보정 벡터의 값
    Figure pat00056
    은 방전의 기초가 되는 순시 방전 파라미터로부터 계산되고,
    c2) 상기 윤곽 오차 보정 벡터의 방향, 특히 산출된 윤곽 오차 보정 벡터
    Figure pat00057
    와 윤곽 곡선(UK)의 한 점(x)에서의 접선 사이의 각도(α(x))를 방전의 기초를 이루는 순시 방전 파라미터로부터 및/또는 피 절단 윤곽의 기하학적 형태로부터 산출하는 것을 특징으로 하는
    이동 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    산출된 윤곽 오차 보정 벡터
    Figure pat00058
    의 값
    Figure pat00059
    및/또는 방향(α(x))이 방전 전류(i(t)), 방전 전압(u(t)) 및/또는 가공액 압력(p(t))의 방전 파라미터로부터 계산되는 것을 특징으로 하는
    이동 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    계산된 윤곽 오차 보정 벡터
    Figure pat00060
    의 값
    Figure pat00061
    이 순시 동작 전류 i(t),순시 동작 전압 u(t) 및 순시 가공액 압력 p(t)으로부터 간소화된 하기 식에 따라 계산되고,
    Figure pat00062
    = a＊i(t) + b＊p(t) + c＊u(t) + d
    여기서, a, b, c 및 d는 와이어 방전 가공기 및 공작물(5)의 고정 파라미터로부터 실험 또는 계산에 의해 사전 결정 가능한 일정한 인자인 것을 특징으로 하는
    이동 방법.
  15. 제 12 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    윤곽 곡선(UK)의 궤도 요소가 선분으로 분할되고, 연속하는 선분 중 길이 δx를 가진 각각의 선분에 대해 각도 δα(x)가 하기 식에 따라 계산되며,
    δα(x) = (±1/r0(x)-α(x)/x0)＊δx
    여기서, x 는 절단될 다음 부분의 연속 길이이고, x0는 와이어 방전 가공기의 고정 파라미터로부터 실험 또는 계산에 의해 미리 결정 가능한 파라미터이며, 1/r0는 윤곽 곡선의 곡률이고, r0및 x0는 이전의 궤도 요소로부터 현재의 궤도 요소로의 전이시에 산출되는 것을 특징으로 하는
    이동 방법.
  16. 제 12 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    윤곽 곡선(UK)이 일련의 원호일 때, 계산된 윤곽 오차 보정 벡터
    Figure pat00063
    와 윤곽 곡선(UK)상의 한 점(x)에 있는 접선 사이의 각도[α(x)]가 하기 식에 따라 근사적으로 계산되고,
    α(x) = α0+ (α0-α∞) ＊ exp(-x/x0)
    여기서, α0는 계산된 윤곽 오차 보정 벡터
    Figure pat00064
    와 새로운 절단 방향의 접선 사이의 각도이고, α∞는 x ≫ x0에 도달하는 점근 각도인 것을 특징으로 하는
    이동 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    파라미터 x0가 식 α∞= x0/r0으로부터 결정되는 것을 특징으로 하는
    이동 방법.
  18. 제 12 항에 있어서,
    a) 윤곽 오차 보정 벡터
    Figure pat00065
    가 실제 윤곽 오차(S)의 측정에 의해 결정되고,
    b) 윤곽 오차 보정 벡터
    Figure pat00066
    또는 복수의 윤곽 오차 보정 벡터의 조합
    Figure pat00067
    이 선택되는 것을 특징으로 하는
    이동 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 가이드 헤드(7, 8)에 대한 절단 와이어(1)의 상대 위치가 측정에 의해 결정되고 적어도 하나의 대응 센서 신호(Sd)가 발생되는 것을 특징으로 하는
    이동 방법.
  20. 제 18 항에 있어서,
    와이어 가이드의 보정된 궤도가 선택된 윤곽 오차 보정 벡터
    Figure pat00068
    또는 선택된 윤곽 오차 보정 벡터의 조합
    Figure pat00069
    및/또는 윤곽 곡선(UK)의 기하학적 형태에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는
    이동 방법.
  21. 제 12 항 내지 제 14 항 및 제 17 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    어려운 작동 조건이 발생할 때, 절단 속도가 감소되는 것을 특징으로 하는
    이동 방법.
  22. 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,
    센서신호(Sd)가 어떤 기준을 충족시킬 때, 그리고 센서신호(Sd)의 진동 또는 분산 또는 표준 편차의 미리결정된 한계값, 단위 시간당 변화 및/또는 절대값의 미리 결정된 한계값에 이를 때, 계산된 윤곽 오차 보정 벡터
    Figure pat00070
    가 선택되는 것을 특징으로 하는
    이동 방법.
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