KR100594857B1 - 방전가공형 드릴장치의 공작물 세팅 오차 측정방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 방전가공형 드릴장치의 공작대 상에 공작물을 세팅할 경우에 공작물의 각 측면 또는 그 상부면 상에서 발생할 수 있는 각종 세팅오차를 미연에 방지하여 공작물의 세팅불량으로 인한 가공의 정밀도가 저하됨을 방지하기 위한 방전가공형 드릴장치의 공작물 세팅오차 측정방법에 관한 것이다.

본 발명은, 드릴부재를 공작물 표면의 제n지점에 접촉시켜 그 접촉된 지점의 위치정보를 측정하여 제어부의 메모리에 저장하는 제1단계와; 드릴부재를 공작물 표면의 제n+1지점에 접촉시켜 그 접촉된 지점의 위치정보를 측정하여 제어부의 메모리에 저장하는 제2단계와; 측정된 제n지점 및 제n+1지점 위치정보 사이의 위치편차를 연산하는 제3단계와; 제3단계에서 연산된 위치편차를 설정된 세팅오차 범위 내인지를 비교 및 판단하여, 위치편차가 세팅오차 범위를 초과하게 되면 n을 1씩 증분시켜 상기 제2단계로 리턴하고, 위치편차가 세팅오차 범위 이내이면 다음 공정으로 진행시키는 제4단계로 이루어진다.

방전가공, 공작물, 세팅오차, 드릴부재, 위치편차

Description

방전가공형 드릴장치의 공작물 세팅 오차 측정방법{Method for measuring the setting error of the work piece of electric discharge machine drill apparatus}

도 1은 일반적인 방전가공형 드릴장치를 예시적으로 도시한 사시도.

도 2는 본 발명의 공작물 세팅 오차 측정방법을 도시한 알고리즘.

도 3은 본 발명의 공작물 세팅 오차 측정방법을 도시한 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명 *

W : 공작물 100 : 공작대

102, 103, 104 : X, Y, Z축 이송대

105 : 드릴부재 106 : 회전스핀들

107 : 제어부 B : 버

본 발명은 방전가공형 드릴장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 방전가공형 드릴장치의 공작대 상에 공작물을 세팅할 경우에 공작물의 각 측면 또는 그 상부면 상에서 발생할 수 있는 각종 세팅오차를 미연에 방지하여 공작물의 세팅불량으로 인한 가공의 정밀도가 저하됨을 방지하기 위한 방전가공형 드릴장치의 공작물 세팅오차 측정방법에 관한 것이다.

널리 주지된 바와 같이, 방전가공이라 함은 두 전극 사이에 방전을 일으켰을 때 발생하는 물리적, 기계적, 전기적 작용을 이용하여 가공하는 방법으로, 절연성이 있는 가공액에 공구전극과 공작물을 넣고 펄스성 방전을 반복시키면 전자 충격에 의해 공작물의 일부를 녹이거나 비산시켜 소정의 형상으로 가공하는 방식의 일종이다.

이와 같은 방전가공 방식을 적용한 방전가공기에는, 총형전극을 이용한 형방전가공기와 와이어전극을 이용한 와이어방전가공기 등과 같이 다양한 제품이 있다.

이러한 방전가공기 중에서, 공작물에 아주 미세한 구멍 또는 홈을 가공하는 방전가공형 드릴장치(Electric Discharge Machine Drill : EDM Drill)는 도 1에 도시된 바와 같이, 공작물(W)이 지그(J)를 매개로 거치되는 공작대(100)와, 이 공작대(100)의 상부 측에 배치된 드릴부재(105)와, 이 드릴부재(105)를 X, Y, Z 축을 따라 3차원적으로 이동시키는 X, Y, Z축 이송대(102, 103, 104)와, Z축 이송대(104) 일측에 Z축 방향으로 이동됨과 동시에 회전가능하게 연결되어 드릴부재(105)가 척킹되는 회전스핀들(106)과, 전체 작동을 제어하는 제어부(미도시)로 이루어지고, 드릴부재(105) 및 공작물(W) 측에는 직류전원이 인가되며, 이 직류전원의 음극에는 드릴부재(105)가 접속되고, 직류전원의 양극에는 공작물(W)이 접속되도록 구성된다.

이러한 구성에 의해, 회전스핀들(106)에 의해 회전작동하는 드릴부재(105) 및 공작대(100)에 직류전원이 인가되면, 드릴부재(105) 및 공작물(W) 사이에는 소정의 방전 펄스가 반복적으로 발생되어, 공작물(W)에는 구멍 또는 홈 등이 가공된다.

이러한 방전가공형 드릴장치는 그 공작대(100)의 지그(J) 상에 소정의 공작물(W)을 세팅시킴에 있어 공작물(W)의 각 측면의 수평도 또는 직진도, 공작물(W) 상부면의 평활도 등을 다양하게 고려하여 세팅시키고, 이렇게 세팅된 공작물(W)의 세팅오차를 측정하여 그 허용된 오차 범위를 이탈하게 되면 다시 공작물(W)을 적절히 세팅하여 그 방전가공을 수행하게 된다.

이러한 공작물의 세팅오차를 측정하는 종래의 방법은, 공작물(W)의 일부 표면의 두개 지점에 드릴부재(105)를 접촉시켜, 각 접촉된 두개의 지점 위치값을 측정하고, 이렇게 측정된 두개의 지점 위치값을 이용하여 위치편차를 연산하며, 이렇게 연산된 위치편차를 기설정된 오차범위와 비교 및 판단하여 왔었다.

하지만, 이러한 종래의 공작물 세팅오차 측정방법은 공작물(W)의 표면에 버(Burr) 등에 의해 일부 표면이 불균일할 경우에, 두개 지점의 위치값만을 이용하여 공작물의 세팅작업을 실시함에 따라 그 세팅오차가 정확하게 측정되지 못하게 되고, 이로 인해 공작물의 정확한 세팅이 이루어지지 못하게 되어 공작물의 가공정밀도가 저하되는 단점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 방전가공형 드릴장치의 공작대 상에 공작물을 세팅할 경우에 공작물의 각 측면 또는 그 상부면 상에서 발생할 수 있는 각종 세팅오차를 미연에 방지하여 공작물의 세팅불량으로 인한 가공의 정밀도가 저하됨을 방지할 수 있는 방전가공형 드릴장치의 공작물 세팅오차 측정방법를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 본 발명은,

드릴부재를 공작물 표면의 제n지점에 접촉시켜 그 접촉된 지점의 위치정보를 측정하여 제어부의 메모리에 저장하는 제1단계와;

드릴부재를 공작물 표면의 제n+1지점에 접촉시켜 그 접촉된 지점의 위치정보를 측정하여 제어부의 메모리에 저장하는 제2단계와;

측정된 제n지점 및 제n+1지점 위치정보 사이의 위치편차를 연산하는 제3단계와;

제3단계에서 연산된 위치편차가 설정된 세팅오차 범위 내인지를 비교 및 판단하여, 위치편차가 세팅오차 범위를 초과하게 되면 n을 1씩 증분시켜 상기 제2단계로 리턴하고, 위치편차가 세팅오차 범위 이내이면 다음 공정으로 진행시키는 제4단계로 이루어진다.

바람직하게는, 위치편차는 제n지점의 위치정보와 제n+1지점의 위치정보 사이의 차이값이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공작물 세팅오차 측정방법을 도 시한다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 공작물 세팅오차 측정방법은 공작물(W)이 지그(J)를 매개로 거치되는 공작대(100)와, 이 공작대(100)의 상부 측에 배치된 드릴부재(105)와, 이 드릴부재(105)를 X, Y, Z 축을 따라 3차원적으로 이동시키는 X, Y, Z축 이송대(102, 103, 104)와, Z축 이송대(104)의 일측에 Z축 방향으로 이동됨과 동시에 회전가능하게 연결되어 드릴부재(105)가 척킹된 회전스핀들(106)과, 장치 전체의 작동을 제어하는 제어부(미도시)로 이루어지고, 드릴부재(105) 및 공작물(W) 측에 직류전원(107)이 인가되고, 직류전원(107)의 음극에는 드릴부재(105)가 접속되며 직류전원(107)의 양극에는 공작물(W)이 접속되어 이루어진 방전가공형 드릴장치(도 1 참조)에 있어서,

드릴부재(105)를 공작물(W) 일측 표면에 여러번에 걸쳐 접촉시킨 후에 이렇게 접촉된 지점의 위치정보를 위치편차로 변환하고, 이러한 위치편차가 설정된 오차범위 내인지를 판단함으로써 공작물(W)의 세팅오차를 보다 정밀하게 측정할 수 있게 한다.

이러한 본 발명의 공작물 세팅오차 측정방법을 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 도 3(a)에 도시된 바와 같이, 드릴부재(105)를 공작물(W) 표면의 제n지점에 접촉시키고, 이렇게 드릴부재(105)가 공작물(W)의 일측표면에 접촉되면 제어부(미도시)는 소정의 기준선(P)으로부터 그 접촉된 지점까지의 거리를 측정함으로써 제n지점의 위치정보(Xn)을 산출하여 메모리(미도시)에 저장하게 된다(S1). 여 기서, n의 초기값은 1로 한다.

다음, 도 3(a)에 도시된 바와 같이, 드릴부재(105)를 공작물(W) 표면의 제n+1지점에 접촉시키고, 이렇게 드릴부재(105)가 공작물(W)의 일측표면에 접촉되면 제어부(미도시)는 소정의 기준선(P)으로부터 그 접촉된 지점(n+1)까지의 거리를 측정함으로써 n+1지점의 위치정보(X_{n +1})을 산출하여 메모리(미도시)에 저장하게 된다(S2).

제어부(미도시)는 이렇게 측정된 제n 및 n+1 지점의 위치정보(X_n, X_{n +1}) 사이의 차이값을 위치편차(X_{n +1}-X_n)로서 연산하여 메모리에 저장하게 된다(S3).

이렇게 연산된 위치편차(X_{n +1}-X_n)를 기 설정된 세팅오차(Y) 보다 작거나 같은 지를 비교 및 판단하고, 이 위치편차(X_{n +1}-X_n)가 설정된 세팅오차(Y) 보다 작거나 같으면 다음의 방전가공 또는 그외의 전처리 공정 등으로 진행시키고, 이 위치편차(X_n+1-X_n)가 설정된 세팅오차(Y)를 초과하게 되면 n을 1씩 증분하여(S5) 상술한 S2단계로 리턴시킨 후에(S4), 상술한 단계를 반복시킨다.

이와 같은 본 발명의 세팅오차 측정방법을 도 3(b)를 참조하여 예시적으로 설명하면 다음과 같다.

n=1일 경우에, n지점은 첫번째 지점(1)이 되고, n+1지점은 두번째 지점(2)이 된다.

도 3(b)에서 첫번째 지점(1)은 버(B, burr)가 형성된 부분일 경우에, 드릴부 재(105)가 이 부분에 접촉하여 그 첫번째 지점(1)에 대한 위치정보(X₁) 및 두번째 지점(2)에 대한 위치정보(X₂)의 위치편차(X₂-X₁)를 설정된 세팅오차(Y)와 비교하여 그 위치편차(X_2-X₁)가 설정된 세팅오차(Y)를 초과하게 되면, n=2로 증분시켜 세번째 지점(3)에 대한 위치정보(X₃)를 측정하게 된다.

그런 다음에, 이러한 세번째 지점의 위치정보(X₃) 및 그 전의 두번째 지점(X₂)의 위치편차(X₃-X₂)를 연산하고, 이 연산된 위치편차(X₃-X ₂)를 설정된 세팅오차(Y)와 비교하여 그 위치편차(X₃-X₂)가 세팅오차(Y)를 초과하게 되면 다시 네번째 지점의 위치편차를 측정하여 상술한 과정을 반복하고, 그 위치편차(X₃-X₂)가 세팅오차(Y) 범위 내이면 다음의 공정으로 진행시키도록 한다.

이상과 같이, 본 발명의 공작물 세팅오차 측정방법은 공작물(W)의 표면에 드릴부재(105)를 여러지점(또는 여러번)에 걸쳐 접촉시켜 각 지점에 대한 위치정보를 측정한 후에 각 지점의 위치정보 사이의 위치편차를 연산하여 이 위치편차를 설정된 세팅오차와 비교하는 단계를 반복함으로써, 종래 기술과 같이 두 지점에 대한 위치편차만을 계산함으로써 버(B,burr) 등과 같은 이물질에 의해 공작물(W)의 세팅오차가 잘못 측정됨을 미연에 방지하여 공작물(W)의 세팅오차를 보다 정밀하게 측정할 수 있는 장점이 있다.

상기와 같은 본 발명은, 방전가공형 드릴장치의 공작대 상에 공작물을 세팅 할 경우에 공작물의 각 측면 또는 그 상부면 상에서 발생할 수 있는 각종 세팅오차를 미연에 방지하여 공작물의 세팅불량으로 인한 가공의 정밀도가 저하됨을 방지할 수 있는 효과가 있다.

이상에서는, 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경실시할 수 있을 것이다.

Claims (2)

1. 공작물이 지그를 매개로 거치되는 공작대와, 이 공작대의 상부 측에 배치된 드릴부재와, 이 드릴부재를 X, Y, Z 축을 따라 3차원적으로 이동시키는 X, Y, Z축 이송대와, Z축 이송대 일측에 Z축을 따라 이동됨과 동시에 회전가능하게 연결되어 드릴부재가 척킹되는 회전스핀들과, 장치 전체의 작동을 제어하는 제어부를 포함하고, 드릴부재 및 공작물 측에는 직류전원이 인가되며, 직류전원의 음극에 드릴부재가 접속되며, 직류전원의 양극에 공작물이 접속된 방전가공형 드릴장치에 있어서,

   상기 드릴부재를 공작물 표면의 제n지점에 접촉시켜 그 접촉된 지점의 위치정보를 측정하여 상기 제어부의 메모리에 저장하는 제1단계와;

   상기 드릴부재를 공작물 표면의 제n+1지점에 접촉시켜 그 접촉된 지점의 위치정보를 측정하여 상기 제어부의 메모리에 저장하는 제2단계와;

   측정된 제n지점 및 제n+1지점 위치정보 사이의 위치편차를 연산하는 제3단계와;

   제3단계에서 연산된 위치편차를 설정된 세팅오차 범위 내인지를 비교 및 판단하여, 위치편차가 세팅오차 범위를 초과하게 되면 n을 1씩 증분시켜 상기 제2단계로 리턴하고, 위치편차가 세팅오차 범위 이내이면 다음 공정으로 진행시키는 제4단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방전가공형 드릴장치의 공작물 세팅 오차 측정방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 위치편차는 제n지점의 위치정보와 제n+1지점의 위치정보 사이의 차이값인 것을 특징으로 하는 방전가공형 드릴장치의 공작물 세팅 오차 측정방법.

Images