KR100416485B1 - Method for setting vertical position of wire of cnc wire electric discharge machine - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 CNC 와이어 방전가공기로 공작물을 가공하는데 있어 와이어의 수직 상태를 정확하게 설정하기 위한 것이다.The present invention is to accurately set the vertical state of the wire in the machining of the workpiece with the CNC wire discharge machine.
본 발명은 CNC 와이어 방전가공기에 관한 것으로, 수직내기치구를 이용해서 와이어의 접촉 좌표를 피드백 받아 이를 토대로 와이어의 정확한 수직을 잡아주는 좌표를 산출해서, 공작물의 가공시 와이어가 정확한 수직 상태를 유지하도록 한 것이다.The present invention relates to a CNC wire electric discharge machine, and receives the contact coordinates of the wire by using a vertical tool jig to calculate the coordinates to hold the exact vertical of the wire based on this, so that the wire to maintain the correct vertical state when processing the workpiece It is.
CNC(Computer Numerical Control) 와이어 방전가공기(이하 방전가공기라 함)는 대전된 와이어를 공작물에 접촉시켜, 이 때 발생하는 방전 에너지를 이용해서 공작물을 절삭 가공하는 기기이다. 와이어의 이동은 컴퓨터수치제어를 통해 제어한다.The CNC (Computer Numerical Control) wire electric discharge machine (hereinafter referred to as electric discharge machine) is a device that contacts a charged wire with a work and cuts the work using discharge energy generated at this time. The movement of the wire is controlled by computer numerical control.
도 1은 방전가공기의 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of an electric discharge machine.
공작물설치대(3)를 부착하고 있는 테이블(4)과, 상부가이드(1), 하부가이드(2)가 있고, 상부다이스(10)와 하부다이스(20)를 통해 와이어(5)가 연결된다.There is a table (4) to which the work mounting table (3) is attached, an upper guide (1), a lower guide (2), and a wire (5) is connected through the upper die (10) and the lower die (20).
테이블(4)은 평면상에서 움직일 수 있고, 상부가이드(1)는 상하 축방향 및 평면상의 이동이 모두 가능하며, 하부가이드(2)는 컬럼(6)에 고정되어 움직이지 않는다.The table 4 can move in a plane, the upper guide 1 can move in both the up and down axial direction and the plane, and the lower guide 2 is fixed to the column 6 and does not move.
공작물의 가공 전에 와이어(5)의 수직을 잡아 줄 필요가 있는데, 일반적으로 수직내기치구(7)를 이용하여 수직을 잡아 준다.Before machining the workpiece, it is necessary to hold the wire 5 vertically. In general, the vertical holding jig 7 is used to hold the vertical.
직각도가 아주 치밀한 수직내기치구(7)를 공작물설치대(3)에 고정하고, 와이어(5)를 접촉시켜 치구의 표면에 약한 방전을 일으켜서, 작업자가 육안으로 이를 확인하여 직접 수직을 맞춘다.The vertically straight jig 7 having a very perpendicular angle is fixed to the worktable 3, and the wire 5 is contacted to generate a weak discharge on the surface of the jig.
하지만 이런 방법은 작업자에 따라 각기 다른 수직내기를 하여 오차를 발생시킴과 동시에, 수직내기치구의 표면이 방전되어 한번 실행한 표면 영역은 다시 사용할 수 없어, 보관 상태가 양호하더라도 어느 시기에서는 교환이 불가피하다.However, this method causes errors due to different vertical betting according to the operator, and the surface area of the vertical jig is discharged and the surface area once executed cannot be used again, so even if the storage condition is good, replacement is inevitable at some time. Do.
상기의 단점을 보완하기 위해 와이어 수직내기 장치가 별도로 고안되어 사용되기도 하지만, 이는 고가인 관계로 실용성이 없고 별도의 장치를 보관 유지하는데 따르는 번거로움이 있다.In order to compensate for the above disadvantages, the wire vertical alignment device may be designed and used separately, but it is not practical due to the high cost, and it is cumbersome to maintain a separate device.
또한 상기의 두 방법은 공작물의 두께에 맞는 최적의 수직내기를 할 수 없다. 수직내기치구를 사용하여 방전을 일으키는 방법은 소재가 얇을 경우에 그에 맞는 치구를 만든다고 해도 육안으로 확인하기 어렵고, 별도의 와이어 수직내기장치를 이용하는 방법은 소재의 두께에 맞는 장치를 만드는 경우에 그 수가 많아져서 고가인 장비가 더욱 고가로 되어 사용에 어려움이 있다.In addition, the above two methods are not able to achieve the optimum vertical cutting for the thickness of the workpiece. The method of generating electric discharge by using a vertical measuring jig is difficult to check with the naked eye even if a jig suitable for thin material is made.However, the method of using a separate wire vertical measuring device can be used to make a device suitable for the thickness of the material. More expensive equipment is more expensive and difficult to use.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 정확한 수직내기가 가능하면서 용이하게 이용할 수 있는 새로운 와이어 수직내기 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a new wire vertical aligning method that can be used easily and accurately.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 수직내기치구를 이용해서 와이어의 접촉 좌표를 피드백 받고, 이를 토대로 와이어의 정확한 수직을 잡아주는 좌표를 산출해서, 이에 따라 와이어의 위치를 조정해서 정확한 수직 상태를 유지하도록 한 것이다.In order to achieve the above object, the present invention receives feedback of the contact coordinates of the wire by using a vertical positioning jig, and calculates the coordinates that hold the exact verticalness of the wires based on the feedback, and adjusts the position of the wire accordingly to the correct vertical state To keep it.
도 1은 CNC 와이어 방전가공기의 개략적인 구성도1 is a schematic configuration diagram of a CNC wire electric discharge machine
도 2는 와이어와 수직축과의 이격거리를 나타내는 설명도2 is an explanatory diagram showing a separation distance between a wire and a vertical axis;
도 3 내지 도 4D는 접촉점 좌표 결정 방법을 나타내는 설명도3 to 4D are explanatory diagrams showing a method for determining contact point coordinates
도 5 내지 도 6O는 수직이격거리 산출방법을 나타내는 설명도5 to 6O are explanatory diagrams showing a method of calculating the vertical separation distance
도 7은 산출된 수직이격거리에 의거하여 수직내기를 하는 방법을 나타내는 설명도7 is an explanatory diagram showing a method of performing a vertical bevel based on the calculated vertical separation distance;
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
1 : 상부가이드1: Upper guide
5 : 와이어5: wire
7 : 수직내기치구7: vertical fixture
X₁,X₂,X₃,X₄: 접촉점의 좌표X₁, X₂, X₃, X₄: Coordinates of the contact points
이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 설명에서 종래와 동일 또는 동등한 부분은 같은 도면 부호로 표기하여 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the present invention, the same or equivalent parts as in the prior art will be described with the same reference numerals.
도 2는 본 발명의 개요를 나타내는 설명도이다.2 is an explanatory diagram showing an outline of the present invention.
임의의 각도를 가지고 있는 와이어(5)를 실제의 수직축에 정확하게 맞추기 위해서는 수직축과의 이격거리 s₁및 s₂를 정확하게 알고, 동일한 거리 s₁, s₂만큼 이동시켜야 한다. 그러나 통상적으로는 수직축의 정확한 위치를 알 수 없으므로 이격거리 s₁, s₂도 알 수 없다.In order to accurately fit the wire 5 having any angle to the actual vertical axis, the distance s and s₂ from the vertical axis must be accurately known and moved by the same distance s₁, s₂. However, since the exact position of the vertical axis is usually unknown, the separation distances s₁ and s₂ are also unknown.
본 발명의 개요는 와이어(5)의 위치를 임의로 4개 선정해서, 각 위치에서의 정확한 좌표를 수직내기치구(7)를 이용해 읽고, 이를 토대로 수직축과의 이격거리 s₁및 s₂를 산출해서 정확한 수직을 맞추도록 하는 것이다.The outline of the present invention selects four positions of the wire 5 arbitrarily, reads the exact coordinates at each position using the vertical positioning jig 7, and calculates the separation distances s and s₂ from the vertical axis based on the exact vertical position. To match.
이를 상술하면 다음과 같다.This will be described below.
도 3에 나타난 바와 같이 상부가이드를 동일한 간격 u 만큼 이동시키면서, 4 곳의 위치 ⓐ, ⓑ, ⓒ, ⓓ에서 각각 좌표 X₁, X₂, X₃, X₄를 읽는다.As shown in FIG. 3, the coordinates X 이동, X₂, X₃, and X₄ are read at four positions ⓐ, ⓑ, ⓒ, ⓓ while the upper guide is moved by the same distance u.
좌표를 읽는 방법은, 도 4A와 같이 먼저 ⓐ의 위치에서 테이블을 이동해 수직내기치구(7)를 와이어(5)에 접촉시켜 접촉점의 좌표 X₁을 읽는다. 방전가공기의 특성상 와이어 및 수직내기치구는 대전되어 있으므로 방전가공기 자체가 접촉센서의 작용을 한다. 다음, 수직내기치구를 원래의 위치로 이동시키고 상부가이드를 u만큼 움직여 ⓑ의 위치에 놓고 도 4B와 같이 다시 상기 방법으로 좌표 X₂를 읽는다. 상기와 동일한 방법으로 도 4C 및 도 4D 에 나타난 것처럼 C와 D의 위치에서좌표 X₃, X₄를 읽는다.In the method of reading the coordinates, as shown in Fig. 4A, the table is first moved at the position ⓐ, the vertical positioning jig 7 is brought into contact with the wire 5, and the coordinate X 'of the contact point is read. Due to the characteristics of the electric discharge machine, since the wire and the vertical tool jig are charged, the electric discharge machine itself acts as a contact sensor. Next, move the vertical positioning jig to the original position and move the upper guide u by u to the position of ⓑ and read the coordinate X₂ in the same manner as in FIG. 4B. In the same manner as above, the coordinates X 3 and X 에서 are read at positions C and D as shown in FIGS. 4C and 4D.
상기 방법으로 얻어진 4개의 좌표로부터 수직축과의 이격거리 s₁및 s₂를 구하는 방법은 다음과 같다.From the four coordinates obtained by the above method, the separation distances s₁ and s₂ from the vertical axis are as follows.
도 5에서 b 내지 n으로 표시된 것은 원래의 위치에서 와이어와 각 선이 교차하는 점이고, A 내지 O로 표시된 것은 수직내기치구와 접촉하는 위치에서 와이어와 각 선이 교차하는 점이다. u는 상부가이드의 이동 간격이고, Z는 수직내기치구의 높이를 나타낸다.In FIG. 5, b to n are points at which the wires and each line intersect at their original positions, and A to O are points at which the wires and each line cross each other at positions where they are in contact with the vertical positioning jig. u is the movement interval of the upper guide, Z is the height of the vertical fixture.
도 6A 내지 도 6O는 도 5의 각 부분도이다. 이하 도면에 의거하여 계산 과정을 나타낸다.6A-6O are respective partial views of FIG. 5. A calculation process is shown below based on drawing.
도 6A에서,In Figure 6A,
NO = fg = X₂- X₁= H015NO = fg = X₂- X₁ = H015
도 6B에서,In Figure 6B,
JK = lm = X₄- X₃= H017JK = lm = X₄- X₃ = H017
도 6C에서,In Figure 6C,
NO + AB = bcNO + AB = bc
AB = bc - NO = u - H015 = H016AB = bc-NO = u-H015 = H016
도 6D에서,In Figure 6D,
EF + JK = deEF + JK = de
EF = de - JK = u - H017 = H018EF = de-JK = u-H017 = H018
도 6E에서,In Figure 6E,
QR = fg - jk = H015 - H017 = H019QR = fg-jk = H015-H017 = H019
도 6F에서,In Figure 6F,
bc = cd = debc = cd = de
fg = gh = hifg = gh = hi
jk = kl = lmjk = kl = lm
도 6G에서,In Figure 6G,
HI + JK = hiHI + JK = hi
HI = hi - JK = H015 - H017 = H019HI = hi-JK = H015-H017 = H019
도 6H에서,In Figure 6H,
HI : Z = JK : H020HI: Z = JK: H020
H020 = Z × JK / HI = Z × H017 / H019H020 = Z × JK / HI = Z × H017 / H019
도 6I에서,In Figure 6I,
QR : Z = AB : H021QR: Z = AB: H021
H021 = Z × AB / QR = Z × H016 / H019H021 = Z × AB / QR = Z × H016 / H019
도 6J에서,In Figure 6J,
BE + KN = cdBE + KN = cd
BE = cd - KN = H023BE = cd-KN = H023
H023 = u - H022H023 = u-H022
Bc = Gg = X₂= NnBc = Gg = X₂ = Nn
Kn = Pl = X₃Kn = Pl = X₃
Kn - Nn = KNKn-Nn = KN
X₃- X₂= H022X₃- X₂ = H022
도 6K에서,In Figure 6K,
BE : (H030 - H024) = KN : H024BE: (H030-H024) = KN: H024
BE × H024 = (H030 - H024) × KNBE × H024 = (H030-H024) × KN
(BE + KN) × H024 = KN × H030(BE + KN) × H024 = KN × H030
H024 = KN × H030 / (BE + KN) = H022 × H030 / (H023 + H022)H024 = KN × H030 / (BE + KN) = H022 × H030 / (H023 + H022)
도 6L에서,In Figure 6L,
BE : H031 = GH : (H031 - H021)BE: H031 = GH: (H031-H021)
GH = BE × (H031 - H021) / H031GH = BE × (H031-H021) / H031
H025 = H023 × (H031 - H021) / H031H025 = H023 × (H031-H021) / H031
KN : H024 = PQ : (H024 - H020)KN: H024 = PQ: (H024-H020)
PQ = KN × (H024 - H020) / H024 = H026PQ = KN × (H024-H020) / H024 = H026
H026 = H022 ×(H024 - H020) / H024H026 = H022 × (H024-H020) / H024
도 6M에서,In Figure 6M,
PQ ×Z / 2 = (Z ×H027 + PQ ×(H024 - H020)) / 2PQ × Z / 2 = (Z × H027 + PQ × (H024-H020)) / 2
H027 = PQ ×(Z - H024 + H020) / Z = H026 ×(Z - H024 + H020) / ZH027 = PQ × (Z-H024 + H020) / Z = H026 × (Z-H024 + H020) / Z
도 6N에서,In Figure 6N,
H024 : KM = H020 : (KM - LM)H024: KM = H020: (KM-LM)
H020 ×KM = H024 ×(KM - LM)H020 × KM = H024 × (KM-LM)
H024 ×LM = (H024 - H020) ×KMH024 × LM = (H024-H020) × KM
KM = H024 ×LM / (H024 - H020) = H024 ×H027 / (H024 - H020) = H028KM = H024 × LM / (H024-H020) = H024 × H027 / (H024-H020) = H028
도 6O에서,In Figure 6O,
BD : H031 = (BD - CD) : H021BD: H031 = (BD-CD): H021
BD × H021 = (BD - CD) ×H031BD × H021 = (BD-CD) × H031
H031 ×CD = (H031 - H021) ×BDH031 × CD = (H031-H021) × BD
BD = H031 ×CD / (H031 - H021) = H031 ×H027 / (H031 - H021) = H029BD = H031 × CD / (H031-H021) = H031 × H027 / (H031-H021) = H029
이격거리 s₁와 s₂는 각각 DF와 JM이다. 이것은 다음과 같이 나타낼 수 있다.The separation distances s₁ and s₂ are DF and JM, respectively. This can be expressed as
s₁= DF = H023 + H018 - H029 = H033s₁ = DF = H023 + H018-H029 = H033
s₂= JM = H017 + H028 = H032s₂ = JM = H017 + H028 = H032
이상 얻어진 결과에 따라 도 7과 같이 와이어(5) 위치를 FJ에서 TM으로 H032 만큼 평행 이동하고, 상부가이드를 T에서 D로 H032 + H033 만큼 이동시키면 정확한 와이어의 수직이 얻어진다.According to the result obtained above, as shown in FIG. 7, the position of the wire 5 is moved in parallel from FJ to TM by H032, and the upper guide is moved from T to D by H032 + H033 to obtain the correct vertical line.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 수직내기치구를 접촉센서로 활용하여 수치제어 프로그램에 의해 와이어의 수직 위치를 정확하게 산출하여, 직각도가 정확한 수직내기치구만 있으면 정확하게 와이어의 수직을 잡아 줄 수 있다.As described above, the present invention accurately calculates the vertical position of the wire by a numerical control program by using the vertical positioning jig as a contact sensor, and it is possible to accurately hold the verticality of the wire as long as the perpendicular jig has the correct perpendicularity.
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