KR100370853B1 - 방전가공기의 위치결정장치 및 그 방법 - Google Patents

방전가공기의 위치결정장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

전극(101)과 피거공물(102) 사이에 펄스전압을 인가하는 전원(106)과 전극 (101)과 피가공물(102) 사이에서 방전이 발생한 것을 검출하는 방전 검출수단(108)과 이 방전검출수단(1108)의 검출신호에 따라 위치결정 완료신호를 발생하는 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 방전가공기의 위치결정장치

Description

방전가공기의 위치결정장치 및 그 방법{DEVICE AND METHOD FOR POSITIONING ELECTRIC DISCHARGE MACHINE}
지령에 따라 전극과 피가공물의 상태위치를 변화시키면서 전극과 피가공물 사이(이하 적의 극간이라 함)에 생기는 방전에 의해 피가공물을 가공하는 방전가공기에 있어서, 고정밀도의 형상 정밀도를 얻기 위해 상대적인 위치를 정확하게 파악하는 기준치를 설정하는 것이 실시되고 있다.
종래 이런 기준치의 설정에는 전극과 피가공물을 직접 접촉시키고 이 접촉위치를 기준으로 하는 위치결정장치가 있다.
이 위치결정장치를 도 10으로 설명한다. 도 10은 종래의 방전가공기의 전체를 표시하는 블록도이다. 도 10에서 방전가공기는 가공용 전극(101)과, 전극(101)에 대해 피가공물(102)을 상대적으로 이동시키기 위한 X축 이동수단(103), Y축 이동수단(104), Z축 이동수단(105)과 전극(101)과 피가공물(102)사이에 전압펄스를 인가시키는 가공용 전원(106)과 X축 이동수단(103), Y축 이동수단(104), Z축 이동수단(105)에 위치지령을 부여하는 NC 제어수단(107)과 전극(101)과 피가공물(102)의 접촉상태를 검지하기 위한 위치결정 장치로서의 접촉검출수단(108)을 주요한 요소로 하여 구성되어 있다.
상기와 같이 구성된 방전가공기의 위치결정을 도 10에 의해 설명한다. 우선, 가공전의 준비작업에서 NC 제어수단(107)으로 부터의 위치지령에 의해 X축 이동수단(103), Y축 이동수단(104), Z축 이동수단(105)을 동작하고, 전극(101)을 피가공물(102)에 접촉한 것을 접촉 검출수단(108)이 검출해서 기준치를 설정하고 있다.
전극(101)과 피가공물(102)의 상대위치 좌표를 검출할 수 있으므로 고정밀도의 가공이 가능하게 되어 있다.
그로나, 전극(101)의 접촉부가 대단히 미세한 경우 전극(101)과 피가공물 (102)을 접촉 시키기 위해 전극(101)의 선단이 충격에 의해 파손될 염려가 있다는 제1의 문제점이 있었다.
또, 대단히 미세한 가공을 하기 위해 블록전극, 와이어 전극을 사용해서 전극 (101)의 직경이 수십 ㎛ 정도의 로드전극을, 역방전에 의해 드레싱 성형하고, 성형한 성형전극(101)에 의해 미세한 가공을 하는 방법이 실시되어 있으나, 제1의 문제점과 같은 문제가 있었다.
또, 위치결정을 한 후 실제의 가공후의 깊이는 도 11에 표시하는 바와 같이 가공시의 축의 이송량에 방전갭량을 더한것이 된다.
따라서, 이송량은 가공후의 깊이로 부터 방전갭량을 감한 값이 되나 방전갭량을 미리 전기적인 조건마다에 데이터를 취득해 두어야 하며 또, 극간으로의 가공액 분출압 극간 슬러지 상황등에 의해 값이 흐트러지므로 고정밀도의 가공에는 부적합하다는 제 2의 문제점이 있었다.
[발명의 개시]
본 발명은 상기한 과제를 해결하기 위해 하게 된 것으로 간이한 전극과 피가공물의 방전가공기의 위치결정장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.
이 목적을 달성하기 위해 제 1의 국면의 방전가공기의 위치 결정장치에 의하면 전극과 피가공물과의 사이에 펄스전압을 인가하는 전원과, 상기 전극과 피가공물 사이에서 방전이 발생한 것을 검출하는 방전 검출수단과 이 방전 검출수단의 검출신호에 따라 위치 결정신호를 발생하는 수단을 구비한 것을 특징으로 한다.
제 2의 국면의 방전가공기의 위치결정장치에 의하면 전극과 피가공물 사이에 펄스전압을 인가하는 전원과, 상기 전극과 피가공물 사이에서 방전이 발생한 것ㅇ르 검출하는 방전검출수단과, 이 방전검출수단의 검출신호를 미리 정해진 소정회수 카운트 하는 동시에 카운트의 종료신호를 발생하는 카운트 수단과, 이 카운트 수단의 종료신호에 따라 위치결정 완료신호를 발생하는 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 것이다.
제 3의 국면의 방전가공기 전극의 위치 결정장치에 의하면 위치결정 완료신호의 검출에 따라 전원의 펄스를 정지하는 동시에 전극의 이동을 정지하는 신호를발생하는 수단을 구비한 것을 특징으로 한다
제 4의 국면의 방전가공기의 위치결정장치에 의하면 전극과 피가공물 사이에 펄스전압을 인가하는 전원과, 상기 전극과 상기 피가공물 사이에 평균전압을 취득하는 평균전압 취득수단을 구비하고, 이 평균전압 취득수단의 평균전압치에 따라 전극과 피가공물의 간극을 제어하는 방전가공기의 위치결정장치로서 전극과 피가공물 사이에서 방전이 발생한 것을 검출하는 방전검출수단과 이 방전검출수단의 검출신호를 미리 정해진 소정 회수 카운트하는 동시에 카운트의 종료신호를 발생하는 카운트 수단과, 이 카운트 수단의 종료신호에 따라 전극과 피가공물을 임의의 전압에서 단락하는 단락수단을 구비한 것을 특징으로 하는 것이다.
제 5의 국면의 방전가공기의 위치결정장치에 의하면 전극을 피가공물에 대해 상대적인 이동에 따라 평균압 취득수단의 평균전압치와 기준전압치를 비교하는 비교수단과, 이 비교수단에 의해 평균전압치가 기준전압치이하인 겨우 전극의 이동을 정지하는 정지신호를 발생하는 동시에 전원의 출력을 정지시키는 정지수단을 구비한 것을 특징으로 하는 것이다.
제 6의 국면의 방전가공기의 위치결정방법에 의하면 전극과 피가공물 사이에 펄스전압을 인가하고 전극과 피가공물 사이에서 방전이 발생한 것을 방전검출수단에 의해 검출하고, 이 방전검출수단의 검출신호에 따라 위치결정 완료신호를 발생한 것을 특징으로 하는 것이다.
제 7의 국면의 방전기공기의 위치결정방법에 의하면 전극과 피가공물 사이의 전원에 의해 펄스전압을 인가하고, 전극과 피가공물 사이에서 방전이 발생한 것을 방전검출수단에 의해 검출하고, 이 방전검출수단의 검출신호를 카운트 수단에 의해 미리 정해진 소정회수를 카운트하는 동시에 카운트 종료신호를 발생하고 이 카운트 수단의 종료신호에 따라 위치결정의 완료신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 것이다.
제 8의 국면의 방전기공기의 위치결정방법에 의하면 전극과 피가공물 사이의 전원에 의해 펄스전압을 인가하고, 전극과 피가공물 사이의 평균전압 취득수단에 의해 평균전압을 취득함으로써 평균전압 취득수단의 평균전압치에 따라 전극과 피가공물의 간극을 제어하는 방전가공기의 위치결정방법으로서 전극과 피가공물 사이에서 방전이 발생한 것을 방전검출수단에 의해 검출하고, 이 방전검출수단의 검출신호를 미리 정해진 소정회수를 카운트수단에 의해 카운트하는 동시에 카운트 종료 신호를 발생하고, 이 카운트수단의 종료신호에 따라 전극과 피가공물을 단락수단에 의해 임의의 전압으로 단락하는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명은 방전가공기에서의 전극과 피가공물과의 사이의 간극을 검출하는 위치검출장치 및 그 방법의 개량에 관한 것으로 전극과 피가공물을 상대적으로 이동 시켜서 간극의 검출을 전극과 피가공물 사이에서 생기는 방전을 사용해서 실시하는 것이다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 의한 방전가공장치의 전체를 표시하는 블록도,
도 2는 도 1의 방전펄스 검출회로를 표시하는 결선도,
도 3은 도 1의 카운트 수단을 표시하는 결선도,
도 4는 도 1의 동작을 표시하는 플로차트,
도 5는 도 1의 동작을 표시하는 타임차트,
도 6은 단순전극을 사용해서 피가공물의 가공을 표시하는 사시도,
도 7은 도 6과 같이 피가공물을 가공하기 위한 순서를 표시하는 측면도,
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 의한 방전가공기의 전체를 표시하는 블록도,
도 9는 도 8의 동작을 표시하는 플로차트,
도 10은 종래의 방전가공장치의 전체구성을 표시하는 블록도,
도 11은 도 10에 표시하는 위치결정장치를 사용해서 위치결정한 전극과 피가공물의 측면도.
[발명을 실시하기 위한 최량의 형태]
다음은 본 발명에 대해 아래와 같이 실시예를 설명한다.
실시예 1
본 발명의 한 실시예를 도 1 ~ 도 3에 의하여 설명한다.
도 1은 방전가공기 전체를 표시하는 블록도, 도 2는 도 1에 표시한 방전검출수단을 표시하는 결선도, 도 3은 도 1의 카운트 수단을 표시하는 결선도이다. 도면중 종래와 같은 부호는 동일 또는 상단 부분을 표시하고 설명을 생략한다.
도 1 ~ 도 3에서 방전가공기의 위치결정장치는 전극(101)의 X축 이동수단(103), Y축 이동수단(104), Z축 이동수단(105)에 대해 위치의 지령 및 위치결정의 종료판정을 하는 제어수단(1107)과 전극(101)과 피가공물(102) 사이에서의 방전의 발생을 검출하는 방전검출수단(1108)과, 이 방전검출수단(1108)의 검출한 펄스검출신호를 미리 설정된 회수에 도달하는 것을 카운트하는 동시에 카운트 종료의 신호를 발생하는 카운트수단(1109)와 이 카운트수단(1109)의 종료신호에 의해 위치결정의 완료신호를 발생하고 전원(106)의 출력 및 X축 이동수단(103), Y축 이동수단(104), Z축 이동수단(105)을 정지시키는 정지신호를 발생하는 정지수단(1110)을 구비하고 있다.
방전검출수단(1108)은 전극(101)과 피가공물(102)과의 간극의 전압을 분압하는 저항(302)과 이 저항(302)을 통해서 전압비교기(301)의 입력단자에 접속되어 있다.
또, 302는 기준전압치를 설정하는 저항이다. 카운트수단(1109) 및 정지수단(1110)은 방전검출수단(1108)의 출력펄스를 카운트하고, 펄스의 수를 출력하는 카운터(501)와, 이 카운터(501)의 출력으로 부터의 신호를 입력하고, 미리 설정된 회수인지의 여부를 비교하는 비교기(502)와, 비교기(502)의 상기 회수를 저항 R1 ~ R4를 통해서 설정하는 선택스위치(503)와 비교기(502)의 출력신호를 입력하고 위치결정의 완료신호 Py를 발생하는 동시에 카운터(501)에 리세트하는 플립플롭(504)을 구비하고 있다.
다음 상기와 같이 구성된 위치결정 장치의 동작을 도 1에서 도3 및 도 4의 플로차트, 도 5의 타임차트를 참조해서 설명한다.
우선, 위치결정 개시에 의해 전극(101)과 피가공물(102)에 전원(106)에서 펄스전압을 인가하고(스텝 S101), 제어수단(1107)이 위치결정방향에 대해 X축 이동수단(103), Y축 이동수단(104), Z축 이동수단(105)을 동작하며 전극(101)을 일정한 단위로 이송한다(스텝 S103). 또, 단위 당의 전극 이송량은 일반적으로 NC제어장치의 최소 지령단위로 실시된다.
전원(106)이 극간에 전압을 인가하고 곧 극간에 방전이 발생한다. 따라서 극간 전압 V가 도 5에 표시하는 바와 같이 급격히 저하하고, 전압비교기(301)의 기준전압치와 극간 전압치를 비교를 하며 기준전압치보다 낮아지고 전압비교기 (301)의 출력에는 방전을 검출하는 신호로서의 방전펄스 Pa가 발생한다(스텝 S105).
카운터(501)가 방전펄스 Pa를 카운트하고(스텝 S107), 비교기(502)가 미리 정해진 설정회수「3」에 도달 하였는지의 여부를 판단하며(스텝 S109), 도달한 경우 플립플롭(504)이 위치결정의 완료신호 Py를 발생한다(스텝 S111).
한편, 도달하지 않었으면 스텝 S105로 되돌아가게 된다.
여기서, 일정한 단위 이송중 또는 단위 이동후에 정지수단(1110)은 완료신호 Py가 발생 하였는지의 여부를 판단해서(스텝 S113) 발생한 경우 전원(106)의 출력을 오프해서 극간의 방전을 정지하고(스텝 S111), X축 이동수단 (103), Y축 이동수단(104), Z축 이동수단(105)의 동작을 정지신호에 의해 정지하며 (스텝 S113) 위치결정을 완료한다.
한편, 스텝 S113에서 이 완료신호가 출력되지 않은 경우 스텝 S110 으로 되돌아간다.
위치결정의 종료판정은 다수 회수의 방전펄스신호의 Pa의 검출로 종료되어 있으므로 위치결정의 흐트러짐을 억제할 수가 있다.
또, 종래의 접촉에 의한 위치결정과는 다르고, 방전은 극간에 일정한 거리를 두고 발생하므로 비접촉으로 위치결정이 될 수 있다.
또, 위치결정 종료후의 극간의 거리는 방전갭에 의해 결정되므로 극간에 인가하는 방전펄스의 전기 조건등에 의해 임의로 설정할 수가 있다.
다음, 상기한 위치결정장치를 사용하고 도 6a에 표시하는 섬(island)형상을 단순 전극에 의해 도 6b에 표시하는 경사가공으로 하는 경우를 도 7을 참조해서 설명한다. 도 7a에 표시하는 바와 같이 전극(101)을 미리 기준면과의 위치결정을 상기와 같이 실시한후 전극(101)이 점선으로 표시하는 사면 형상에 따른 궤적을 이동한다. 그러나 이동중의 전극(101)은 전극소모에 의해 도중에서 방전이 끊겨서 형성되는 형상이 도 7b와 같이 된다.
그래서 다시 기준면에서 위치결정을 해서 전극(101)의 소모량을 보정하고 상기와 같은 궤적에 의한 가공을 반복함으로써 서서히 목적하는 형상으로 할 수가 있다(도 7b ~ 도 7e).
실시예 2.
종래 극간의 전압파형에서 얻어지는 극간 전압의 평균치를 극간 거리와 등가로 볼 수있는 다른 상태량으로 사용하고 있다.
이는 평균전압 서보방식이라 불리는 것으로 극간에 방전이 생겨서 평균전압이 일정치 이하가 된 경우에 위치결정의 종료를 생각할 수 있다.
그러나, 이 검출에서는 방전이 다수 발생한 후에 종료신호가 발생하므로 피가공물을 가공후에 위치결정을 하므로 적당치가 않다. 그래서, 이 발명의 다른 실시예는 평균전압 서보방식을 사용해서 상기 과제를 해결하는 것이다.
본 발명의 다른 실시예를 도 8로 설명한다. 도 8은 방전위치결정장치의 전체를 표시하는 블록도이다. 도면중 도 1과 같은 부호는 동일 또는 상당부분을 표시하고 설명을 생략한다.
도 8에서 위치결정장치는 카운트수단(1109)의 종료신호에 의해 극간을 임의의 전압으로 단락하는 단락수단(1401)과 극간의 평균전압을 취득하는 평균전압 취득수단(1402)과 평균전압 취득수단(1402)의 평균전압치와 전압치를 비교하는 비교수단(1403)과 평균전압치가 기준 전압치 보다도 낮은 경우 전원(106)의 출력 및 X축 이동수단(103),Y축 이동수단(104),Z축 이동수단(105)을 정지 시키는 정지신호를 발생하는 정지수단(1410)을 구비하고 있다.
상기와 같이 구성된 위치결정의 동작을 도 8 및 도 9의 플로차트로 설명한다.
우선, 위치결정의 개시에 의해 전극(101)과 피가공물(102)에 전원(106)에서 펄스전압을 인가하고(스텝 S201),제어수단(1107)이 위치결정의 방향에 대해 X축 이동수단(103),Y축 이동수단(104), Z축 이동수단(105)을 동작하고 전극(101)을 일정한 단위로 이송한다(스텝 S203).
또, 단위당의 전극 이송량은 일반적으로 NC 제어장치의 최소지령 단위로 실시된다. 전원(106)이 극간에 전압을 인가하고, 곧 극간에 방전이 발생한다.
따라서, 극간 전압 V가 도 5에 표시하는 바와 같이 급격히 저하하고, 전압비교기(301)의 기준전압치와 극간 전압치의 비교를 하며 기준전압치보다도 낮아지고 전압비교기(301)의 출력에는 방전을 검출하는 신호로서의 방전펄스 Pa가 발생한다(스텝 S205).
카운터(501)가 벙전펄스를 Pa를 카운트하고(스텝 S207), 비교기(502)가 미리 정해진 설정회수「3」에 도달 하였는지 여부를 판단하며 (스텝 S209), 도달한 경우, 단락수단(1401)이 전극(101)을 피가공물(102)에 접촉해서 임의의 전압으로 단락한다(스텝 S211).
한편, 도달해 있지 않으면 스텝 S205로 되돌아 가게 된다.
다음, 평균전압 취득수단(1402)이 일정한 단위 이송중에 극간의 평균전압치를 취입해서(스텝 S215), 비교수단(1403)은 평균전압치가 기준전압치이하인지를 판단해서(스텝 S217) 이하인 경우, 전원(106)의 출력을 오프해서 극간의 방전을 정지하고(스텝 S219), X축 이동수단(103), Y축 이동수단(104), Z축 이동수단(105)의 동작을 정지신호에 의해 정지하며(스텝 S221), 위치결정을 완료한다.
한편, 스텝 S217에서 기준치쪽이 높은 경우, 스텝 S203으로 되돌아 간다.
이상과 같이, 제 1 또는 제 6의 발명에 의하면 전극과 피가공물의 극간을 임의의 거리에 위치결정할 수 있고, 또, 비접촉으로 위치결정할 수 있으므로 전극의 선단이 파손되기 힘들고 전극의 드레싱 성형이 쉽다는 효과가 있다.
제 2 또는 제 7의 발명에 의하면 제 1 또는 제 6의 발명의 효과에 더해 위치결정의 흐트러짐을 억제할 수 있다는 효과가 있다.
제 3의 발명에 의하면 제 1 또는 제 2의 발명의 효과에 더해 전극과 피가공물의 간극을 임의의 거리로 할 수 있다는 효과가 있다.
제 4 또는 제 8의 발명에 의하면 전극과 피가공물을 단락 시킴으로써 강제적으로 위치결정을 완료할 수 있다는 효과가 있다.
제 5의 발명에 의하면 제 4의 발명의 효과에 더해 극간을 단락해도 약간의 시간 가공을 계측할 수 있으므로 일반적으로 설정단위의 전극 이송이 종료한후에 위치결정이 완료된다는 효과가 있다.
이상과 같이 본 발명에 관한 방전가공기의 위치결정장치 및 그 방법은 위치결정에 적합하고 있다.

Claims (8)

  1. 전극과 피가공물 사이에 펄스전압을 인가하는 전원과, 전극과 피가공물 사이에서 방전이 발생한 것을 검출하는 방전검출수단과, 이 방전검출수단의 검출신호에 따라 위치결정 완료신호를 발생하는 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 방전가공기의 위치결정장치.
  2. 전극과 피가공물 사이에 펄스전압을 인가하는 전원과, 전극과 피가공물 사이에서 방전이 발생한 것을 검출하는 방전검출수단과, 이 방전검출수단의 검출신호를 미리 정해진 일정한 회수 카운트하는 동시에 카운트의 종료신호를 발생하는 카운트수단과, 이 카운트수단의 종료신호에 따라 위치결정의 완료신호를 발생하는 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 방전가공기의 위치결정장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 위치결정 완료신호의 검출에 따라 전원의 펄스를 정지하는 동시에 전극의 이동을 정지하는 신호를 발생하는 정지수단을 구비한 것을 특징으로 하는 방전가공기의 위치결정장치.
  4. 전극과 피가공물과의 사이에 펄스전압을 인가하는 전원과, 전극과 피가공물과의 사이의 평균전압을 취득하는 평균전압 취득수단을 구비하고, 이 평균전압 취득수단의 평균전압치에 따라 전극과 피가공물의 전극을 제어하는 방전가공기의 위치결정장치로서, 전극과 피가공물 사이에서 방전이 발생한 것을 검출하는 방전검출수단과 이 방전검출수단의 검출신호를 미리 정해진 일정한 회수 카운트하는 동시에 카운트의 종료신호를 발생하는 카운트수단과, 이 카운트수단의 종료신호에 따라 전극과 피가공물을 임의의 전압으로 단락하는 단락수단을 구비한 것을 특징으로 하는 방전가공기의 위치결정장치.
  5. 제 4항에 있어서, 전극을 피가공물에 대해 상대적인 이동에 따라 평균취득수단의 평균전압치와 기준전압치를 비교하는 비교수단과, 비교수단에 의해 평균전압치가 기준전압치이하의 경우 전극의 이동을 정지하는 정지신호를 발생하는 동시에 전원의 출력을 정지시키는 정지수단을 구비한 것을 특징으로 하는 방전가공기의 위치결정장치.
  6. 전극과 피가공물과의 사이에 펄스전압을 인가하고, 전극과 피가공물과의 사이에서 방전이 발생한 것을 방전검출수단으로 검출하고, 이 방전검출수단의 검출신호에 따라 위치결정 완료신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 방전가공기의 위치결정방법.
  7. 전극과 피가공물 사이의 전원에 의해 펄스전압을 인가하고, 전극과 피가공물 사이에서 방전이 발생한 것을 방전검출수단으로 검출하고, 이 방전검출수단의 검출신호를 카운트수단에 의해 미리 정해진 일정한 회수를 카운트하는 동시에 카운트의 종료신호를 발생하고, 이 카운트수단의 종료신호에 따라 위치결정의 완료신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 방전가공기의 위치결정방법.
  8. 전극과 피가공물 사이의 전원에 의하여 펄스전압을 인가하고, 전극과 피가공물 사이의 평균전압 취득수단에 의해 평균전압을 취득함으로써 이 평균전압 취득수단의 평균전압치에 따라 전극과 피가공물 사이의 간극을 제어하는 방전가공기의 위치결정방법으로, 전극과 피가공물 사이에서 방전이 발생한 것을 방전검출수단으로 검출하고, 이 방전검출수단의 검출신호를 미리 정해진 일정한 회수를 카운트 수단에 의해 카운트하는 동시에 카운트의 종료신호를 발생하며 이 카운트수단의 종료신호에 따라 전극과 피가공물을 단락수단에 의해 임의의 전압에서 단락하는 것을 특징으로 하는 방전가공기의 위치결정방법.
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