KR100365441B1 - 방전표면처리용 전원장치 - Google Patents

Abstract

방전전극으로 압분체 전극을 사용하고 방전전극과 피가공물 사이에 펄스상의 방전을 발생시켜 그 에너지에 의해 피가공물 표면에 전극재료 또는 전극재료가 방전에너지에 의해 반응한 물질로 된 피막을 형성하는 방전표면처리용의 전원장치에서, (1)전압검출수단에 의해 검출되는 방전전압이 전원전압보다 약간 낮은 값으로 설정된 방전검출전압 설정치 이하가 되면, 전류차단수단에 의해 발진기의 출력을 강제적으로 차단하고, 장시간 펄스방지한다. (2) 발진기의 발진회로에 컨덴서를 병렬로 접속하고 컨덴서방전으로 장시간 펄스방지한다. (3) 타이머제어로 1회의 방전시간을 제한하고 장시간 펄스방지한다.

Description

방전표면처리용 전원장치{POWER SOURCE UNIT FOR DISCHARGE SURFACE TREATMENT}

도 7은, 일본국 공개특허공보(소 54-153743)에 기재된 바와 같은, 종래의 방전피복 가공장치를 표시하고 있다.

방전피복 가공장치는, 가공액을 저장하는 가공조(1)와 가공조(1)내에서 피가공물 W에 소정의 방전갭을 두고 대향배치되는 가공용전극(피복재전극)(2)와, 피가공물 W와 가공용전극(2) 사이에 전압을 펄스상으로 인가하는 전원장치(펄스전원장치)(3)을 갖고 있다.

방전피복 가공장치에 의한 방전표면처리는 가공용전극(2)와 피가공물 W사이에 전압을 펄스상으로 인가함으로써, 가공용전극(2)과 피가공물 W사이에 펄스상의방전을 발생시켜, 그 에너지에 의해 피가공물 W의 표면에 가공용전극(2) 전극재료 또는 전극재료가 방전에너지에 의해 반응한 물질로 된 피막을 형성한다.

전원장치(3)는 직류전원(4)과, 직류전원(4)로부터 직류전류를 부여받아 소정 주파수의 펄스전류를 생성하는 발진기(5)와, 사이리스터등에 의한 전류차단수단(6)과 피가공물 W와 가공용전극(2)와의 사이의 방전전압을 검출하는 전압검출수단(7)을 갖고 있다.

전압검출수단(7)에 의해 검출되는 방전전압은 비교기(8)에 의해 방전검출기( 8)에 의해 방전검출전압 설정기(9)가 설정하는 방전검출전압(임계치 Vth)와 비교되고, 비교기(8)는 방전전압(전압검출치 V)가 방전검출전압의 설정치 Vth이하로 저하한 시점보다 일정시간 △t경과후에 전류차단수단(6)에 강제전류차단 지령을 출력한다. 전류차단수단(6)은 강제전류차단 지령에 의해 개방되어 방전을 강제종료 시킨다.

상술한 바와 같은 구성에 의한 방전피복 가공장치에서는, 소정간격을 둔 피가공물 W와 가공용전극(2)와의 사이에 발진기(5)의 출력에 의해 전압을 억제한다. 그리고 피가공물(W)와 가공용전극(2)의 갭량이 소정간격이 되면, 피가공물(W)와 인가용전극(2)사이에 방전이 발생한다. 이 방전에너지에 의해 피가공물(W)는 가공된다.

방전이 개시되면, 도 8의 점 A에서 표시되어 있는 시점에서 극간전압이 급격히 떨어지므로, 이 전압강화를 전압검출수단(7)이 검출되고 방전이 시작해서 일정시간 △t 경과후에 전류차단수단(6)에 의해 발전기(5)의 출력을 차단하고 방전을강제종료시킨다. 그리고, 방전전류가 완전히 없어지는 것을 기다려, 다시 발전기(5 )의 출력에 의해 피가공물(W)와 가공용전극(2)사이에 전압을 인가한다.

이로써 장시간 펄스가 안되고 적당한 방전시간으로 전압이 차단되므로서, 가공면에 변질층이 발생하는 것이 회피되고, 양호한 가공면을 얻을 수가 있다.

방전가공에서는 가공중에 피가공물(W)와 가공용전극(2)와의 사이에 발생한 방전설이 부유하고, 극간의 저항치가 저하하므로, 방전시의 극간전압이 저하한다. 이로써, 방전검출전압의 설정치 Vth를 높은 값으로 설정하면 정상적으로 방전을 검출하는 것이 곤란해지므로, 방전검출전압의 설정치 Vth는 도 8에 표시된 바와 같이 비교적 낮은 전압에 설정할 필요가 있었다.

방전표면처리에서 금속분말이나 금속화합물을 전극형상에 압축성형한 압분체 전극을 사용하는 경우에는 전극의 전기저항이 통상의 동전극등과 비교해서 대단히 높고 도 7에 표시되어 있는 바와 같이 회로접속된 전압검출수단(7)에서는, 가공용전극(2)의 전기저항에 의해 강하하는 전압분도 판독해 버리므로, 전압검출수단(7)에 의한 검출전압특성은 도 9에 표시되어 있는 바와 같이 되고, 방전후도 충분히 검출전압이 내려가지 않고 방전을 검출할 수가 없다.

이로써, 발진기의 출력차단을 적절히 할 수가 없게 되어 장시간 펄스에 의한 방전이 되어 최적한 방전상태를 유지하는 것이 곤란해진다.

본 발명은, 상술한 바와 같이 문제점을 해소하기 위해 된 것으로 압분체전극을 사용하는 방전표면처리에서, 적당한 방전시간으로 전압차단을 하고 장시간 펄스방전을 방지하는 전원장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명은 방전표면처리용 전원장치에 관해 특히, 방전전극으로 압분체 전극을 사용하고, 방전전극과 피가공물사이에 펄스상의 방전을 발생시켜 그 에너지에 의해, 피가공물 표면에 전극재료 또는 전극재료가 방전에너지에 의해 반응한 물질로 되는 피막을 형성하는 방전표면처리용 전원장치에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 방전표면처리용 전원장치의 실시의 형태 1을 표시하는 블록선도.

도 2는 실시의 형태 1에서의 극간전압 특성과 방전검출전압 설정치를 표시하는 그래프.

도 3은 본 발명에 의한 방전표면처리용 전원장치의 실시의 형태 2를 표시하는 블록선도.

도 4(a)는 실시의 형태 2에서의 극간전압특성을 표시하는 그래프.

도 4(b)는 실시의 형태 2에서의 극간전류특성을 표시하는 그래프.

도 5는 본 발명에 의한 방전표면처리용의 전원장치의 실시의 형태 3을 표시하는 블록선도.

도 6은 실시의 형태 3에서의 극간전압특성을 표시하는 그래프.

도 7은 종래의 방전피복가공 장치의 블록선도.

도 8은 종래의 방전피복가공 장치에서의 극간전압특성과 방전검출전압 설정치를 표시하는 그래프.

도 9는 압분체 전극을 사용한 경우의 극간전압특성과 방전검출전압 설정치를 표시하는 그래프.

본 발명은 방전전극으로서 압분체전극을 사용하고 방전전극과 피가공물 사이에 펄스상의 방전을 발생시켜 그 에너지에 의해 피가공물 표면에 전극재료 또는 전극재료가 방전에너지에 의해만 반응한 물질로 된 피막을 형성하는 방전표면처리용의 전원장치에서, 전원으로부터 전류를 부여받아 소정주파수의 펄스전류를 생성하는 발진기와, 상기 발진기의 출력을 차단하는 전류차단수단과, 피가공물과 가공용전극과의 사이의 방전전압을 검출하는 전압검출수단을 갖고, 상기 전압검출수단에 의해 검출되는 방전전압이 방전검출전압 설정치이하가 되며, 상기 전류차단수단에 의해 상기 발진기의 출력을 강제적으로 차단하도록 구성하고, 상기 방전검출전압 설정치가 전원전압보다 약간 낮은 값에 설정되어 있는 방전표면처리용 전원장치를 제공할 수가 있다.

따라서, 압분체 전극을 사용하는 방전표면처리에서 적당한 방전시간으로 전압차단이 실시되고 장시간 펄스방전이 방지된다.

또, 본 발명은 방전전극으로 압분체전극을 사용하고 방전전극과 피가공물 사이에 펄스상의 방전을 발생시켜 그 에너지에 의해 피가공물 표면에 전극재료 또는 전극재료가 방전에너지에 의해 반응한 물질로 된 피막을 형성하는 방전표면 처리용의 전원장치에서 전원으로부터 전류를 부여받아 소정주파수의 펄스전류를 생성하는 발진기를 갖고 상기 발진기의 발진회로에 컨덴서가 병렬로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 방전표면 처리용의 전원장치를 제공할 수가 있다.

따라서 압분체전극을 사용하는 방전표면처리에서, 컨덴서용량으로 결정되는컨덴서방전으로 방전이 종료하고, 압분체전극을 사용하는 방전표면처리에서 장시간 펄스방전이 방지된다.

또, 본 발명은 상기 발진회로에 리액턴스가 직렬로 접속되어 있는 방전표면처리용 전원장치를 제공할 수가 있다.

따라서 방전전류를 저장할수가 있고 방전전류를 방전표면처리에 최적한 파형으로 할수가 있다.

또, 본 발명은 방전전극으로 압분체전극을 사용하고 방전전극과 피가공물간에 펄스상의 방전을 발생시켜 그 에너지에 의해 피가공물 표면에 전극재료 또는 전극재료가 방전에너지에 의해 반응한 물질로 된 피막을 형성하는 방전표면처리용의 전원장치에서 전원으로부터 전류를 부여받아 소정주파수의 펄스전류를 생성하는 발진기와, 상기 발진기의 출력을 차단하는 전류차단 수단고, 타이머수단을 갖고 상기 전류차단수단은 상기 타이머수단에 의해 계시되는 일정시간 마다에 상기 발진기의 출력을 강제적으로 차단하는 방전표면처리용의 전원장치를 제공할 수가 있다.

따라서, 타이머제어로 1회의 방전시간의 제한되고 압분체 전극을 사용하는 방전표면처리에서 장시간 펄스방전이 방지된다.

본 발명에 관한 적합한 실시의 형태를 첨부도면을 참조해서 설명한다. 또, 아래에 설명하는 본 발명의 실시의 형태에서 상술한 종래예와 같은 구성성분은, 상술한 종래예의 부친부호와 같은 부호를 붇쳐서 설명을 생략한다.

실시의 형태 1

도 1은 본 발명에 의한 방전표면처리용의 전원장치를 표시하여 방전전극(가공용전극)은 금속분말이나 금속화합물을 전극형성으로 압축형성한 압분체 전극이다.

방전검출전압 설정기(11)는 도 2에 표시되어 있는 바와 같이 방전검출전압 설정치 Vth를 방전원전압 Vmax보다 약간 낮은 값 Vmax-△V에 설정하고 있다. 여기서 △V는 Vmax의 5~20%정도에 설정할수가 있다.

이 전원장치(3)에서는 전압검출수단(7)에 의해 검출되는 방전전압 V가 전원전압 Vmax보다 약간 낮은 값 Vmax-△V에 세트된 방전검출전압 설정치 Vth이하가 되면 이로부터 소정시간 △t가 경과한 전류차단수단(6)에 의해 발진기(5)의 출력이 강제적으로 차단된다.

이로써, 압분체전극을 사용하는 방전표면처리에서 적당한 방전시간에서 전압차단이 이루어지고, 장시간 펄스방전이 방지된다.

또, 방전표면처리에서는 극간에 방전 설이 발생하지 않으므로 무부하 상태의 전압이 내려가는 일도 없으므로, 방전검출전압을 전원전압보다 약간 낮은 값에 설정함으로써 방전중의 전압치가 높아도 정상적으로 방전을 검출할수가 있다.

실시의 형태 2

도 3은 본 발명에 의한 방전표면 처리용의 전원장치를 표시하고 있다.

발진기(5)의 발전회로에 컨덴서(20)가 병렬로 접속되고 리엑턴스(21)가 직렬로 접속되어 있다.

발진기(5)의 발진회로는 압분체 전극에 의한 방전전극(10)과 피가공물(W)와의 사이에 전압을 인가하는 회로이므로 이 발진회로에 대한 병렬, 직렬의 접속은방전전극(10)과 피가공물(W)에 대해 병렬, 직렬로 접속한 것과 같게 된다.

이 발진기(5)에서는 컨덴서(20)에 전하가 축적되고 이 전하가 일정량을 초과하면 방전전극(10)과 피가공물(W)와의 극간에 방전이 발생하고 전류가 흐른다. 전류가 흐르면 컨덴서(20)의 전하가 감소하고 곧 방전이 종료한다.

이상과 같이 하면 방전전압을 검출하지 않아도 도 4(a)에 표시되어 있는 것과 같은 극간전압특성을 가지고 정상적인 방전상태를 실현할수가 있다.

이로 인해, 컨덴서 용량에 결정되는 컨덴서방전으로 방전이 종료되고 압분체 전극을 사용하는 방전표면처리에서 장시간 펄스방전이 방지된다.

그러나, 컨덴서(20)만으로는 도 4(b)에 점선으로 표시된 바와 같이 방전전류가 고피크를 가지고 단시간에 끝나는 것이 생각되어 방전표면처리에 최적한 전류파형이 얻어지지 않을때가 있다.

이에 대해 직렬로 리엑턴스(21)가 삽입되어 있음으로 해서 도 4(b)에 실선으로 표시되어 있는 바와 같이 방전전류를 저장할수가 있으므로 컨덴서(20)의 값과 리엑턴스(21)의 값을 합해서 조절함으로써 방전전류를 방전표면처리에 최적한 파형으로 할수가 있다. 이로써 양호한 표면처리면을 얻을 수가 있다.

또, 리엑턴스(21)는 회로내부에 포함되는 내부 리엑턴스로 대용해도 되고 콘덴서(20), 리엑턴스(21)는 가변식의 것으로 구성할수도 있다.

실시의 형태 3

도 5는 본 발명에 의한 방전표면처리용의 전원장치를 표시하고 있다. 이 전원장치는 타이머수단(30)이 설치되어 있다. 전류차단수단(6)은 타이머수단(30)에의해 계시되는 일정시간 Tcon마다에 발진기(5)의 출력을 강제적으로 차단한다.

이 실시의 형태에서는 도 6에 표시되어 있는 바와 같이 인가전압자체를 방전상태에 불구하고 일정시간 Tcon으로 차단함으로서 방전전압을 검출하지 않고 압분체전극을 사용하는 방전표면처리에서 장시간 펄스방지를 실현할수가 있다.

상술한 바와 같이 이 발명에 의한 방전표면처리용의 전원장치는 압분체전극을 사용하는 방전면 처리에서 장시간 펄스방지를 실현하고, 압분체전극을 사용하는 방전표면처리에서 장시간 펄스방지를 실현하고 압분체전극을 사용하는 방전피복 가공장치의 전원장치로 이용할수가 있다.

Claims (3)

1. 방전전극으로 압분체전극을 사용하고 방전전극과 피가공물 사이에 펄스상의 방전을 발생시켜 그 에너지에 의해 피가공물 표면에 전극재료 또는 전극재료가 방전에너지에 의해 반응한 물질로 된 피막을 형성하는 방전표면처리용의 전원장치에서 전원으로부터 전류를 부여받어 소정주파수의 펄스전류를 생성하는 발진기와, 상기 발진기의 출력을 차단하는 전류차단수단과, 피가공물과 가공용전극 사이의 방전전압을 검출하는 전압검출수단을 소유하고 상기 전압검출수단에 의해 검출되는 방전전압이 방전검출전압 설정치 이하가 되면 상기 전류차단수단에 의해 상기 발진기의 출력을 강제적으로 차단하도록 구성되고 상기 방전검출전압 설정치가 전원전압보다 약간 낮은 값으로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 방전표면처리용 전원장치.
2. 방전전극으로서 압분체전극을 사용하고 방전전극과 피가공물 사이에 펄스상의 방전을 발생시켜, 그 에너지에 의해 피가공물 표면에 전극재료 또는 전극재료가 방전에너지에 의해 반응한 물질로 된 피막을 형성하는 방전표면처리용 전원장치에서, 전원으로부터 전류를 공급받어 소정주파수의 펄스전류를 생성하는 발진기를 소유하고 상기 발진기의 발진회로에 컨덴서가 병렬로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 방전표면처리용 전원장치.
3. 방전전극으로 압분체를 사용하고 방전전극과 피가공물간에 펄스상의 방전을 발생시켜 그 에너지에 의해 피가공물 표면에 전극재료 또는 전극재료가 방전에너지에 의해 반응한 물질로 된 피막을 형성하는 방전표면처리용 전원장치에서,

   전원으로부터 전류를 공급받아서 소정주파수의 펄스전류를 생성하는 발진기와, 상기 발진기의 출력을 차단하는 전류차단수단과, 타이머수단을 갖고, 상기 전류차단수단은 상기 타이머수단에 의해 계시되는 일정시간 마다에 상기 발진기의 출력을 강제적으로 차단하는 것을 특징으로 하는 방전표면처리용의 전원장치.