KR100738344B1 - Ｃａｄ 데이터 입력에 의한 전 가공상태 모니터링 ｃｎｃ세혈방전가공기 - Google Patents

Ｃａｄ 데이터 입력에 의한 전 가공상태 모니터링 ｃｎｃ세혈방전가공기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 CNC 세혈방전가공기에 관한 것으로서, 특히 데이터저장부에 CAD설계 데이터를 NC가공 데이터로 변환하는 데이터변환부가 구비되고 디스플레이부에 공작물 형상 및 전(全)가공상태가 표시됨으로써, 데이터 입력이 간편하고 공작물의 위치가 안정적으로 세팅되며 제품의 불량률을 현저히 감소시키는 CAD 데이터 입력에 의한 전 가공상태 모니터링 CNC 세혈방전가공기에 관한 것이다.
본 발명은 전극종류, 가공전압, 공작물 형상, 가공지점 및 전극이동경로 등의 가공조건을 입력하는 데이터입력부, 가공조건이 세부적인 NC가공 데이터로 분류되어 저장된 데이터저장부, 가공조건 데이터를 데이터저장부로부터 활성화시키는 연산제어부, 가공조건 데이터에 따라 가공을 실행하는 방전가공부 및 가공조건 데이터와 가공상태를 나타내는 디스플레이부 등으로 이루어지는 CNC 세혈방전가공기에 있어서,
상기 데이터저장부에는 데이터입력부에서 입력된 공작물 형상 등의 CAD설계 데이터를 NC가공 데이터로 변환하는 데이터변환부가 구비되고,
상기 디스플레이부에는 공작물 형상, 가공지점 및 전극이동경로가 표시된다.
세혈방전가공기, CNC, CAD설계 데이터, 전가공상태, 모니터링

Description

ＣＡＤ 데이터 입력에 의한 전 가공상태 모니터링 ＣＮＣ 세혈방전가공기{CNC SMALL HOLE ELECTRIC DISCHARGE MACHINE WHICH CAN MONITOR THE WHOLE STATE OF PROCESSING BY INPUTTING CAD DATA}
도 1은 본 발명에 따른 CAD 데이터 입력에 의한 전 가공상태 모니터링 CNC 세혈방전가공기를 나타내는 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 CNC 세혈방전가공기를 나타내는 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 CNC 세혈방전가공기의 가공과정을 나타내는 흐름도,
도 4는 본 발명에 따른 CNC 세혈방전가공기의 가공단계별 디스플레이를 나타내는 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: X, Y, Z축 이송대 2: 가공전극(드릴부재)
3: 작업대 4: 입력부(키보드,마우스)
5: 표시부(모니터) J: 지그(JIG)
W: 공작물
10: 데이터입력부 20: 데이터저장부
21: 데이터변환부 30: 연산제어부
40: 방전가공부 50: 디스플레이부
P1,P2,P3: 가공지점 L: 전극이동경로
본 발명은 CNC 세혈방전가공기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 CAD설계 데이터만 입력하여 가공할 수 있고 공작물의 형상 및 가공상태가 일목요연하게 표시되어 제품의 불량률을 현저히 감소시키는 CAD 데이터 입력에 의한 전 가공상태 모니터링 CNC 세혈방전가공기에 관한 것이다.
일반적으로 방전가공(Electric discharge: 放電加工)은 금속(공작물)을 양극(+)으로 가공전극을 음극(-)으로 하여 절연성의 액에 넣고 전극에 전류를 가하여 펄스성 방전을 반복시켜서 전자충격에 의한 공작물표면의 고온, 침식을 이용한 가공법이다.
그리고, 방전가공기는 와이어컷 방전가공기와 형조 방전가공기로 분류되는데, 이 중 형조 방전가공기는 총형전극을 이용한 가공기로서 주로 금형의 제작에 이용되며, 기본적으로 기계본체, 전원장치, 가공액 공급장치, 서보기구 및 가공기구 등으로 구성된다.
한편, CNC 방전가공기는 컴퓨터에 의해 일련의 가공작업을 메뉴얼화한 것으로서, 가공조건을 입력하는 데이터입력부, 가공조건이 NC가공 데이터로 분류되어 저장된 데이터저장부, 가공조건 데이터를 활성화시키는 연산제어부, 가공상태를 나타내는 디스플레이부 등으로 이루어진다.
특히, 상기 데이터입력부에서 입력되는 가공조건으로는 가공전압, 전극종류, 펄스폭, 가공공정, 공작물 형상, 가공지점, 전극이동경로 및 기타 특수 사양이 있으며, 이러한 가공조건은 공작물의 크기나 재질, 공작물의 용도 등에 따라 적절하게 설정된다.
상기 CNC 방전가공기를 이용한 가공은 공작물이 전도성을 갖고 있으면 경도, 점도 등의 제약을 받지 않고, 원하는 형상을 비교적 좋은 정도로 가공할 수 있으며, 전극과 공작물에 기계적인 힘을 가하지 않고도 가공이 되는 장점이 있다.
또한, 무인운전이 가능하고 가공면이 균일하며 불가능한 가공이 거의 없어서 미세한 구멍(細穴), 홈, 나사구멍 및 굽은 가공도 가능하므로, 금형, 전자, 원자력 공업 등에서 정밀가공의 대명사처럼 불려지고 있다.
그런데, 이러한 종래의 CNC 방전가공기는 CAD 시스템에서 도면을 설계한 후 반드시 NC 가공용 프로그래밍 장치를 이용해서 공작물의 형상, 가공지점 및 전극이동경로 등을 입력하여 구체적인 NC가공 데이터로 변환한 후 CNC 방전가공기에서 사용해야 하는 불편함이 있었다.
그리고, 디스플레이부에 가공지점과 전극이동경로만 표시되기 때문에 이미 가공된 공작물의 형상 및 다음 가공이 완료된 후의 공작물의 형상 등은 제대로 파악할 수가 없어서 공작물의 세팅을 잘못하는 등으로 인해 결국 완성된 제품의 불량률이 높아지게 되었다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로 서, CNC 세혈방전가공기에 CAD설계 데이터만 직접 입력하면 가공이 가능하고 디스플레이부에 공작물의 전(全) 가공상태를 표시하는 CAD 데이터 입력에 의한 전 가공상태 모니터링 CNC 세혈방전가공기를 제공하는데 그 목적이 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 CAD 데이터 입력에 의한 전 가공상태 모니터링 CNC 세혈방전가공기는 전극종류, 가공전압, 공작물 형상, 가공지점 및 전극이동경로 등의 가공조건을 입력하는 데이터입력부, 가공조건이 세부적인 NC가공 데이터로 분류되어 저장된 데이터저장부, 가공조건 데이터를 데이터저장부로부터 활성화시키는 연산제어부, 가공조건 데이터에 따라 가공을 실행하는 방전가공부 및 가공조건 데이터와 가공상태를 나타내는 디스플레이부 등으로 이루어지는 CNC 세혈방전가공기에 있어서,
상기 데이터저장부에는 데이터입력부에서 입력된 공작물 형상 등의 CAD설계 데이터를 NC가공 데이터로 변환하는 데이터변환부가 구비되고,
상기 디스플레이부에는 공작물 형상, 가공지점 및 전극이동경로가 표시되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 데이터변환부에는 입력된 CAD설계 데이터를 분석하고 데이터저장부에 저장되어 있는 가공조건을 참조하여 가공순서나 가공경로 등을 추출하여 NC가공 데이터를 생성하는 CAM 시스템이 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 디스플레이부에서 표시되는 공작물 형상은 가공전 형상, 가공중 형상 및 가공후 형상을 포함하는 것을 특징으로 하고, 상기 디스플레이부에서 표시 되는 공작물의 가공전 형상, 가공중 형상 및 가공후 형상은 각각 다른 색상으로 표시되는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 CAD 데이터 입력에 의한 전 가공상태 모니터링 CNC 세혈방전가공기를 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 CNC 세혈방전가공기를 나타내는 구성도이며, 도 3은 본 발명에 따른 CNC 세혈방전가공기의 가공과정을 나타내는 흐름도이고, 도 4는 본 발명에 따른 CNC 세혈방전가공기의 가공단계별 디스플레이를 나타내는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 CAD 데이터 입력에 의한 전 가공상태 모니터링 CNC 세혈방전가공기는 일반적인 CNC 방전기와 같이 기본적으로 X, Y, Z축 이송대(1), 가공전극(드릴부재)(2), 전원장치(미도시), 작업대(3), 입력부(키보드,마우스)(4), 표시부(모니터)(5) 등이 구비된다.
그리고, 도면에서 미설명부호 J와 W는 각각 지그(JIG)와 피가공물인 공작물이다.
구체적으로 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 CNC 세혈방전기는 데이터입력부(10), 데이터저장부(20), 연산제어부(30), 방전가공부(40) 및 디스플레이부(50)로 구성된다.
데이터입력부(10)는 공작물(W)의 종류나 용도 등에 맞추어 가공전압, 전극(드릴부재)종류, 펄스폭, 가공공정, 점프, 공작물 형상, 가공지점, 전극이동경로 및 기타 특수 사양을 선택하여 입력한다.
이 때, 상기 공작물 형상, 가공지점 및 전극이동경로 등은 이미 CAD 시스템에서 설계한 도면 데이터(CAD설계 데이터)의 형태로 입력된다.
데이터저장부(20)는 상기 데이터입력부(10)에서 설정된 가공조건인 가공전압, 전극(드릴부재)종류, 펄스폭, 가공공정, 점프 및 기타 특수 사양 등이 체계적으로 분류되어 저장된다.
상기 데이터저장부(20)에는 데이터입력부(10)에서 입력된 공작물 형상 등의 CAD설계 데이터를 NC가공 데이터로 변환하는 데이터변환부(21)가 구비된다.
상기 데이터변환부(21)에는 입력된 CAD설계 데이터를 분석하고 데이터저장부(20)에 저장되어 있는 가공조건을 참조하여 가공순서나 가공경로 등을 추출하여 NC가공 데이터를 생성하는 CAM(Computer-aided Manufacturing: 컴퓨터 원용 생산) 시스템이 구비된다.
연산제어부(30)는 상기 데이터저장부(20)에 분류되어 저장된 가공조건, 공작물 형상 및 NC가공 데이터를 순차적으로 활성화시켜 방전가공부(40) 및 디스플레이부(50)를 제어해서 가공 및 디스플레이시킨다.
방전가공부(40)는 상기 연산제어부(30)의 제어에 의해 데이터저장부(20)에 저장된 가공조건에 따라 가공전극(드릴부재) 및 공작물(W)에 직류전원을 인가하여 실질적인 방전가공을 수행한다.
디스플레이부(50)는 기본적으로 상기 데이터입력부(10)에서 가공조건을 입력할 수 있도록 선택메뉴가 표시되고, 연산제어부(30)의 제어에 의해 가공조건 및 실 제 가공시 가공경로와 가공상태 등 방전가공에 관한 전반적인 내용이 디스플레이된다.
상기 디스플레이부(50)는 가공전(前) 공작물의 형상, 실제 가공할 지점, 전극(드릴부재)의 이동경로, 가공중 공작물의 형상, 가공후 공작물의 형상이 누적적으로 표시됨으로써, 한눈에 가공의 전(全) 과정 및 상태를 모니터링할 수 있도록 한다.
이 때, 디스플레이부(50)는 누적된 가공의 전(全) 과정 데이터를 참조하여 특정 가공단계에서의 공작물의 형상, 가공지점이나 전극(드릴부재)의 이동경로만을 표시할 수도 있다.
본 발명의 CAD 데이터 입력에 의한 전 가공상태 모니터링 CNC 세혈방전가공기의 가공과정을 살펴보면, 도 3에서 보는 바와 같이 먼저 데이터입력부(10)에 가공전압, 전극(드릴부재)종류 등의 가공조건 및 공작물 형상 등의 CAD설계 데이터를 입력한다(S100).
이 때, 사용자는 NC 가공용 프로그래밍 장치를 이용해서 공작물의 형상, 가공지점 및 전극이동경로 등을 입력하여 구체적인 NC가공 데이터로 변환하는 작업없이, CAD 시스템에서 도면을 설계한 후 그 CAD설계 데이터를 직접 데이터입력부(10)에 입력하기만 하면 된다.
그러면, 데이터저장부(20)의 데이터변환부(21)에 구비된 CAM시스템에서 입력된 공작물 형상 등의 CAD설계 데이터를 분석하고 데이터저장부(20)에 이미 저장되어 있는 여러 가지 가공조건을 참조하여 가공순서나 가공경로 등을 추출하여 NC가 공 데이터를 생성한다(S200).
그리고, 구체적인 NC가공 데이터가 생성되면 도 4에서 보는 바와 같이, 디스플레이부(50)는 연산제어부(30)의 제어에 의해 가공전 공작물의 형상(이미 가공된 지점(P1) 포함)을 표시한다(S300)(도 4a).
따라서, 공작물의 형상이 디스플레이부(50)에 미리 표시됨으로써, 사용자가 공작물의 위치를 안정적으로 세팅할 수 있게 된다.
디스플레이부(50)에 공작물의 형상이 표시되고 나면 실제 가공할 지점(P2) 및 전극의 이동경로(L)가 표시된다(S400)(도 4b).
이 때, 실제 가공할 지점(아직 가공되지 않은 지점)(P2) 및 전극의 이동경로(아직 이동되지 않은 경로)(L)는 점선이나 다른 색상으로 표시하여 공작물의 형상이나 이미 가공된 지점(P1)과 구분이 되도록 하는 것이 바람직하다.
다음에, 방전가공부(40)는 디스플레이부(50)에 표시된 전극이동경로(L)를 따라 가공전극(드릴부재)을 실제 가공지점(P2)으로 이동시킨 후 방전가공을 수행한다(S500)(도 4c).
디스플레이부(50)는 방전가공이 수행되는 동안 실제 가공지점(P2)을 공작물의 형상 등과 다른 색상으로 표시하거나 기타 깜박이게 하는 등 가공진행 중임이 명확하게 구분되도록 한다(S600).
그리고, 가공지점(P2)에서의 세혈(細穴)방전가공이 완료되면 디스플레이부(50)는 가공전(前) 공작물 형상 및 가공후(後) 공작물 형상을 함께 표시한다(S700).
이 때, 디스플레이부(50)에 표시되는 가공전(前) 공작물 형상 및 가공후(後) 공작물 형상은 서로 다른 색상으로 표시하여 서로 구분되도록 하는 것이 바람직하다.
상기 과정들은 다음 가공지점(P3)에서의 세혈방전가공에서도 동일한 절차에 의해 이루어진다(도 4d).
따라서, 디스플레이부(50)가 가공전(前) 공작물의 형상 뿐만 아니라 가공중(中) 공작물의 형상 및 가공(완료)후(後) 공작물의 형상도 함께 표시함으로써, 단계별 가공상태를 시각적으로 용이하게 모니터링할 수 있기 때문에 제품의 불량률을 감소시키게 된다.
이와 같이 구성된 본 발명의 CAD 데이터 입력에 의한 전 가공상태 모니터링 CNC 세혈방전가공기는 CAD 데이터에 의해 입력이 간편하고 가공의 전과정을 모니터링할 수 있어서 공작물의 위치가 안정적으로 세팅될 뿐만 아니라 완성된 제품의 불량률을 현저히 감소시키는 유용한 효과를 발휘한다.
본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 사상과 범위내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게는 자명한 것이며, 따라서 그러한 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

Claims (4)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 전극종류, 가공전압, 공작물 형상, 가공지점 및 전극이동경로를 포함하는 가공조건을 입력하는 데이터입력부, 가공조건이 세부적인 NC가공 데이터로 분류되어 저장된 데어터저장부, 가공조건 데이터를 데이터저장부로부터 활성화시키는 연산제어부, 가공조건 데이터에 따라 가공을 실행하는 방전가공부 및 가공조건 데이터와 가공상태를 나타내는 디스플레이부를 포함하는 CNC 세혈방전가공기에 있어서,
    상기 데이터저장부에는 데이터입력부에서 입력된 공작물 형상을 포함하는 CAD설계 데이터를 NC가공 데이터로 변환하는 데이터변환부가 구비되며,
    상기 디스플레이부에는 공작물 형상, 가공지점 및 전극이동경로가 표시되며,
    상기 데이터변환부에는 입력된 CAD설계 데이터를 분석하고 데이터저장부에 저장되어 있는 가공조건을 참조하여 가공순서나 가공경로를 추출하여 NC가공 데이터를 생성하는 CAM 시스템이 구비되며,
    상기 디스플레이부에서 표시되는 공작물 형상은 가공전 형상, 가공중 형상, 가공후 형상을 포함하여 누적적으로 표시되는 것을 특징으로 하는 CAD데이터 입력에 의한 전 가공상태 모니터링 CNC 세혈방전가공기.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 디스플레이부에서 표시되는 공작물의 가공전 형상, 가공중 형상 및 가공후 형상은 각각 다른 색상으로 표시되는 것을 특징으로 하는 CAD 데이터 입력에 의한 전 가공상태 모니터링 CNC 세혈방전가공기.
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