KR101867339B1 - Apparatus for preventing disconnection in wire-cut discharge machine - Google Patents
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Abstract
본 발명은 와이어 방전가공기에 관한 것으로, 가공시 방전이 일어나기 전 시간인 무부하 대기 시간 전에 무부하 인가 전압보다 높은 전압의 세폭 펄스를 인가하여 무부하 대기 시간을 단축시키고 극간 상태를 균일하게 하여 극간 불안정한 상태로 인해 발생하는 와이어 단선을 방지하는 와이어 방전가공기의 단선 방지 장치를 제공한다. 이러한 본 발명에 따르면, 단위 시간당 인가되는 펄스의 수를 증가시켜 무부하 대기 시간을 단축시키고, 극간에 부유하고 있는 미세한 칩 등으로 인해 불균일한 극간 상태를 균일하게 해 줌으로써 안정적인 방전을 유도할 수 있다. The present invention relates to a wire electric discharge machine, in which a short pulse of a voltage higher than a no-load applied voltage is applied prior to a no-load wait time, which is a time before a discharge in processing, to shorten the no-load wait time, A wire break preventing apparatus for preventing wire breakage caused by wire breakage caused by a wire breakage. According to the present invention, the number of pulses applied per unit time is increased to shorten the no-load wait time, and uniform discharging can be induced by uniformly varying the gap state due to a minute chip floating in the gap.
Description
본 발명은 와이어 방전가공기의 단선 방지 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가공시 방전이 일어나기 전 시간인 무부하 대기 시간 전에 무부하 대기 인가 전압보다 높은 전압의 세폭 펄스(수십~수백ns)를 인가하여 무부하 대기 시간을 단축시킴으로써 안정적인 방전을 유도하는 와이어 방전가공기의 와이어 단선 방지 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to an apparatus for preventing wire breakage in a wire electric discharge machining apparatus, and more particularly, to a wire breakage preventing apparatus for preventing wire breakage in a wire electric discharge machining apparatus by applying a narrow pulse (several tens to several hundreds ns) And more particularly, to a device for preventing wire breakage in a wire electric discharge machine that induces a stable discharge by shortening the waiting time.
와이어 방전가공기는 유전체(물, 방전유 등) 속에서 가공 소재와 와이어 전극간 수~수십㎛ 간격을 유지하고 전압을 인가하면 유전체의 절연상태가 가공 소재와 와이어 전극 사이에 인가되는 전압에 의해 절연이 파괴되면서 방전이 발생하게 되고 이 방전 에너지로 가공 소재를 용융 절삭하는 가공기이다.The wire electric discharge machine maintains a distance of several tens of micrometers between the workpiece and the wire electrode in a dielectric (water, discharge oil, etc.) and when the voltage is applied, the insulation state of the dielectric is insulated by the voltage applied between the workpiece and the wire electrode And the discharge is generated and the machining material is melt-cut by the discharge energy.
도 1은 종래의 와이어 방전 가공기를 나타내고 있다.1 shows a conventional wire electric discharge machine.
도면부호 1은 와이어 전극, 2는 가공 소재, 3은 와이어 전극(1)과 가공 소재(2)에 의해 형성된 방전 갭, 4는 가공 소재(2)를 고정하는 테이블(워크 스탠드), 5a는 테이블(4)을 X축 방향으로 구동하는 X축 구동모터, 5b는 테이블(4)을 Y축 방향으로 구동하는 Y축 구동모터, 7은 방전 갭(3)에 방전 전압을 공급하는 방전 전압 인가부를 나타내고 있다. 1 is a wire electrode, 2 is a workpiece, 3 is a discharge gap formed by the wire electrode 1 and the
이러한 구성에 의해 종래 와이어 방전 가공기는 와이어의 양측에 (-)전압을 공급하고 가공시 고압의 물을 분사하여 가공 칩을 배출하는 기능을 수행한다.With this configuration, the conventional wire electric discharge machine performs a function of supplying a negative voltage to both sides of the wire and discharging the processed chip by spraying high-pressure water at the time of processing.
그러나, 방전 상태가 지속되면 아크 방전으로 진행하게 되어 소재가 융착되거나 와이어가 단선되는 문제가 발생하기 때문에 방전 시간은 수백 나노초(㎱)에서 수 마이크로초(㎲)만 유지하고, 이후 방전 전압을 차단하여 방전 오프(OFF) 시간을 유지한다. 방전 오프(OFF) 시간 동안, 방전 에너지에 의해 용융된 소재 부분이 제거되면 다시 가공 소재와 와이어 사이에 방전 전압을 인가하는 것을 반복하여 방전 가공을 하게 된다.However, if the discharge state continues, the discharge proceeds to the arc discharge, causing a problem that the material is fused or the wire is disconnected. Therefore, the discharge time is maintained from several hundred nanoseconds (㎱) to several microseconds (㎲) Thereby maintaining the discharge OFF time. During the discharge OFF time, when the molten material portion is removed by the discharge energy, the discharge voltage is repeatedly applied between the workpiece and the wire to perform the discharge machining.
도 2는 상기에서 설명한 가공 소재와 와이어 사이에 인가되는 전압의 파형을 나타낸 도면이다.2 is a view showing the waveform of the voltage applied between the workpiece and the wire described above.
즉, 가공 소재와 와이어 사이에 인가되는 전압은 무부하 대기 시간, 방전 온(ON) 시간, 방전 오프(OFF) 시간 영역으로 구분할 수 있다. 무부하 대기 시간은 방전이 발생하기 전 극간에 하전 입자를 활성화시키고 에너지를 충전시키는 시간이다. 방전 온(ON) 시간은 가공 소재와 와이어 사이에 방전 채널이 형성되면서 방전이 발생하여 가공 소재가 용융되는 시간이며, 방전 오프(OFF) 시간은 용융되는 소재 부분이 제거되는 시간이다. That is, the voltage applied between the workpiece and the wire can be divided into no-load wait time, discharge ON time, and discharge OFF time. The no-load standby time is the time to activate the charged particles and charge the energy between the electrodes before the discharge occurs. The discharge ON time is a time during which a discharge is generated while a discharge channel is formed between the workpiece and the wire to melt the workpiece, and a discharge OFF time is a time at which the part to be melted is removed.
방전 온(ON) 시간과 방전 오프(OFF) 시간은 가공 소재와 와이어의 직경 및 장비 상태에 따라 사용자가 임의로 설정할 수 있으나, 무부하 대기 시간은 용융된 미세한 칩, 온도, 소재 및 전극 상태, 수압 및 분류 등과 같은 조건에 의해 가공 소재와 와이어 사이(방전 극간)의 상태에 따라 수시로 변동하기 때문에 무부하 대기 시간을 임의로 설정하기가 어렵다. The discharge ON time and discharge OFF time can be arbitrarily set by the user depending on the diameter of the workpiece and the diameter of the wire and the state of the equipment. However, the no-load wait time depends on the fine chip, temperature, material and electrode state, It is difficult to arbitrarily set the no-load wait time because it varies from time to time depending on conditions of the workpiece and the wire (between the discharge gaps) due to conditions such as sorting.
예를 들어, 도 3에 도시한 바와 같이 무부하 대기 시간이 약 2㎲ 이상의 짧은 시간이면 와이어 커팅을 위한 정상적인 방전이라고 간주할 수 있지만, 실제로는 방전 극간 상태에 따라 무부하 대기 시간이 최대 50㎲까지 늘어나는 경우가 발생한다. 이때, 보통 와이어 방전가공기에서는 1펄스가 50㎲라 가정할 때 무부하 대기 시간이 50㎲이상이 되면 방전 온(ON) 시간 없이 펄스를 차단하고 있다. 따라서, 방전을 실패하게 된다. For example, as shown in FIG. 3, if the no-load wait time is shorter than about 2 μs, it can be regarded as a normal discharge for wire cutting. Actually, the no-load wait time increases up to 50 μs A case occurs. At this time, assuming that one pulse is 50 μs in the ordinary wire electric discharge machine, when the no-load wait time becomes 50 μs or more, the pulse is blocked without a discharge ON time. Therefore, the discharge fails.
이처럼, 무부하 대기 시간이 늘어나면 단위 시간당 가공 소재에 인가되는 펄스의 수가 줄어들어 입력 대비 출력 에너지 측면에서 비효율적이며, 결과적으로 방전 횟수의 감소로 가공속도가 떨어지게 된다. 또한 극간의 상태에 따라 방전전류가 균일하지 않는 단점이 있다.As described above, if the no-load wait time is increased, the number of pulses applied to the workpiece per unit time is reduced, which is inefficient in terms of the output energy relative to the input. As a result, the number of discharges decreases and the machining speed decreases. And the discharge current is not uniform according to the state of the gap.
따라서, 본 발명은 방전이 불안정한 상태를 감지하여 와이어가 단선되지 않도록 사전에 방전을 적절히 제어할 필요가 있다.
Therefore, the present invention needs to appropriately control the discharge in advance so as to prevent the wire from being disconnected by sensing a state of unstable discharge.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로, 가공시 방전이 일어나기 전 시간인 무부하 대기 시간 전에 무부하 인가 전압보다 높은 전압의 세폭 펄스를 인가하여 무부하 대기 시간을 단축시키고 극간 상태를 균일하게 하여 극간 불안정한 상태로 인해 발생하는 와이어 단선을 방지하는 와이어 방전가공기의 단선 방지 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above problems, and it is an object of the present invention to reduce the no-load wait time and uniform the gap state by applying a narrow pulse with a voltage higher than the no- And it is an object of the present invention to provide an apparatus for preventing wire breakage of a wire electric discharge machine which prevents wire breakage caused by an unstable state between poles.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 와이어 단선 방지 장치는, 와이어 방전 가공기에 있어서, 가공 소재와 와이어 사이에 방전을 일으킬 방전 전압을 발생시키는 방전전압 발생부; 방전 전에 상기 가공 소재와 와이어 사이에 인가할 무부하 전압을 발생시키는 무부하 전압 발생부; 상기 가공 소재와 와이어 사이에 상기 무부하 전압보다 높은 세폭 펄스를 발생시키는 세폭 전압 발생부; 및 상기 세폭 전압 발생부와 상기 무부하 전압 발생부 및 상기 방전전압 발생부를 발생시킨 세폭 펄스, 무부하 전압, 방전 전압을 순차적으로 상기 가공 소재와 와이어 사이에 인가하는 방전전압 인가부를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a wire breakage prevention apparatus comprising: a discharge voltage generator for generating a discharge voltage to cause a discharge between a workpiece and a wire; A no-load voltage generator for generating a no-load voltage to be applied between the workpiece and the wire before discharging; A narrow voltage generator for generating a narrow pulse higher than the no-load voltage between the workpiece and the wire; And a discharge voltage application unit for sequentially applying a narrow pulse, a no-load voltage, and a discharge voltage generated between the narrow voltage generator, the no-load voltage generator and the discharge voltage generator, between the workpiece and the wire .
또한, 상기 세폭 펄스는 방전이 일어날 수 있는 최소한의 펄스폭 보다 작은 폭을 갖는 것을 특징으로 한다.Further, the narrow pulse has a width smaller than a minimum pulse width at which discharge can occur.
또한, 상기 방전전압 인가부(510)는 상기 무부하 전압이 인가되기 전에 상기 가공 소재와 와이어 사이에 세폭 펄스를 인가하는 것을 특징으로 한다. In addition, the discharge
또한, 상기 방전전압 인가부(510)는 상기 무부하 전압이 인가됨과 동시에 상기 가공 소재와 와이어 사이에 세폭 펄스를 인가하는 것을 특징으로 한다.
In addition, the discharge
본 발명에 따르면, 무부하 대기 시간 전에 무부하 인가 전압보다 높은 전압의 세폭 펄스를 인가함으로써 단위 시간당 인가되는 펄스의 수를 증가시켜 무부하 대기 시간을 단축시키고, 극간에 부유하고 있는 미세한 칩 등으로 인해 불균일한 극간 상태를 균일하게 해 줌으로써 안정적인 방전을 유도할 수 있다. 이로써, 와이어 단선 개선으로 인한 가공 속도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
According to the present invention, the number of pulses applied per unit time is increased by applying a narrow pulse with a voltage higher than the no-load applied voltage before the no-load wait time, thereby shortening the no-load wait time, Stable discharge can be induced by making the gap state uniform. This has the effect of improving the machining speed due to the wire breakage improvement.
도 1은 종래 와이어 방전 가공기를 나타낸 도면이다.
도 2는 종래 와이어 방전에 인가되는 펄스전압을 나타내는 도면이다.
도 3은 극간 불안정 상태에 따라 무부하 대기 시간이 변하는 펄스의 형태를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 와이어 방전가공기의 와이어 단선 방지 장치를 나타내는 구성도이다.
도 5는 본 발명에 따른 세폭 펄스를 인가하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 6은 세폭 펄스를 포함하여 와이어 방전가공기에 인가하는 펄스전압을 나타낸 도면이다.1 is a view showing a conventional wire electric discharge machine.
2 is a diagram showing a pulse voltage applied to a conventional wire discharge.
3 is a diagram showing a pulse shape in which the no-load wait time varies according to the inter-pole instability state.
Fig. 4 is a configuration diagram showing a wire breakage preventing device of a wire electric discharge machine according to the present invention.
5 is a diagram illustrating a method of applying a narrow pulse according to the present invention.
6 is a diagram showing a pulse voltage applied to a wire electric discharge machine including a narrow pulse.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세하게 설명한다. 본 발명의 구성 및 그에 따른 작용 효과는 이하의 상세한 설명을 통해 명확하게 이해될 것이다. 본 발명의 상세한 설명에 앞서, 동일한 구성요소에 대해서는 다른 도면 상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호로 표시하며, 공지된 구성에 대해서는 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 구체적인 설명은 생략하기로 함에 유의한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The configuration of the present invention and the operation and effect thereof will be clearly understood through the following detailed description. Before describing the present invention in detail, the same components are denoted by the same reference symbols as possible even if they are displayed on different drawings. In the case where it is judged that the gist of the present invention may be blurred to a known configuration, do.
도 4는 본 발명에 따른 와이어 방전기의 단선 방지 장치를 나타내는 구성도이다. 4 is a configuration diagram showing a wire break preventing apparatus for a wire discharger according to the present invention.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 와이어 단선 방지 장치는 방전전압 인가부(510), 방전전압 발생부(520), 무부하 전압 발생부(530), 세폭 전압 발생부(540) 및 방전 제어부(550)를 포함한다.4, the wire breakage prevention apparatus of the present invention includes a discharge
방전전압 인가부(510)는 방전 전압, 무부하 전압, 세폭 펄스를 가공 소재와 방전 와이어(500) 사이에 인가한다. 여기에 인가되는 세폭 펄스는 무부하 대기 시간 전 또는 무부하 대기 시간과 동시에 인가되며, 무부하 전압보다 높은 전압을 가지고 방전이 발생하지 않을 정도의 좁은 폭을 갖는다. The discharge
이처럼, 무부하 대기 시간 전 또는 무부하 대기 시간과 동시에 세폭 펄스를 인가할 경우, 방전 극간(가공 소재와 방전 와이어 사이)에 하전 입자를 활성화시키고 에너지를 충전시키게 되므로 무부하 대기 시간을 기존보다 최소화할 수 있다. 또한, 방전 극간에 부유하고 있는 미세한 칩 등으로 인해 불균일한 극간 상태를 균일하게 해줌으로써 일정한 무부하 대기 시간과 방전 전류를 얻을 수 있다.As described above, when a narrow pulse is applied before or during the no-load wait time, the charged particles are activated and charged with energy between the discharge gaps (between the workpiece and the discharge wire), so that the no-load wait time can be minimized . In addition, a uniform no-load standby time and a discharge current can be obtained by uniformly providing a non-uniform inter-pole state due to a minute chip floating in the discharge gap.
방전전압 발생부(520)는 가공 소재와 와이어 사이에 방전을 일으킬 방전 전압을 발생시킨다.The discharge
무부하 전압 발생부(530)는 방전 전에 상기 가공 소재와 와이어 사이에 인가할 무부하 전압을 발생시킨다.The no-load voltage generating
세폭 전압 발생부(540)는 상기 무부하 전압을 인가하기 전에 상기 가공 소재와 와이어 사이에 상기 무부하 전압보다 높은 세폭 펄스를 발생시킨다.The
방전 제어부(550)는 방전전압 발생부(520), 무부하 전압 발생부(530), 세폭 전압 발생부(540)에 방전에 필요한 전압 및 펄스를 발생시키도록 제어하며, 특히 무부하 전압을 발생하기 전에 무부하 전압보다 높은 전압의 세폭 펄스를 발생하여 방전전압 인가부(510)로 인가하도록 제어한다. The
따라서, 방전전압 인가부(510)는 방전 제어부(550)의 제어에 따라 무부하 전압 발생부(530), 방전전압 발생부(520)에서 발생시킨 무부하 전압, 방전 전압을 각각 가공 소재와 와이어 사이에 인가하고, 무부하 전압을 인가하기 전에 또는 인가와 동시에 세폭 전압 발생부(540)에서 발생시킨 세폭 전압을 인가하여 도 6에 도시한 바와 같이 일정한 무부하 대기 시간과 방전 전류를 얻을 수 있다.
Accordingly, the discharge
도 5는 본 발명에 따른 세폭 펄스를 인가하는 도면이다. 5 is a diagram for applying a narrow pulse according to the present invention.
도 5의 (a)는 무부하 대기 시간 전에 무부하 전압보다 높은 전압을 갖고 방전이 일어날 수 있는 최소한의 펄스폭 보다 작은 폭을 갖는 세폭 펄스를 인가하는 파형을 도시하고 있다. FIG. 5A shows a waveform for applying a narrow pulse having a voltage higher than a no-load voltage before the no-load wait time and having a width smaller than a minimum pulse width at which discharge can occur.
도 5의 (b)는 (a)와 마찬가지로 무부하 전압보다 높은 전압이고 방전이 일어날 수 있는 최소한의 펄스폭 보다 작은 폭을 갖는 세폭 펄스를 무부하 대기 시간에 무부하 전압의 인가와 동시에인가하는 파형을 도시하고 있다. 5B is a waveform diagram showing a waveform that applies a no-load voltage at the same time as a no-load standby time with a narrow pulse having a voltage higher than a no-load voltage and a width smaller than a minimum pulse width at which discharge can occur, .
본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation, Various changes and modifications will be possible.
500 : 방전 와이어 510 : 방전전압 인가부
520 : 방전전압 발생부 530 : 무부하 전압 발생부
540 : 세폭 전압 발생부 550 : 방전 제어부500: discharge wire 510: discharge voltage applying unit
520: discharge voltage generating unit 530: no-load voltage generating unit
540: Narrow width voltage generator 550: Discharge controller
Claims (4)
가공 소재와 와이어 사이에 방전을 일으킬 방전 전압을 발생시키는 방전전압 발생부(520);
방전 전에 상기 가공 소재와 와이어 사이에 인가할 무부하 전압을 발생시키는 무부하 전압 발생부(530);
상기 가공 소재와 와이어 사이에 상기 무부하 전압보다 높은 전압을 갖고 방전이 일어날 수 있는 최소한의 펄스폭 보다 작은 폭을 갖는 세폭 펄스를 발생시키는 세폭 전압 발생부(540); 및
상기 세폭 전압 발생부(540)와 상기 무부하 전압 발생부(530) 및 상기 방전전압 발생부(520)를 통해 발생시킨 세폭 펄스, 무부하 전압, 방전 전압을 순차적으로 상기 가공 소재와 와이어 사이에 인가하는 방전전압 인가부(510)
를 포함하는 것을 특징으로 하는 와이어 방전가공기의 와이어 단선 방지 장치.In a wire electric discharge machine,
A discharge voltage generator 520 for generating a discharge voltage to cause a discharge between the workpiece and the wire;
A no-load voltage generating unit (530) for generating a no-load voltage to be applied between the workpiece and the wire before discharging;
A narrow voltage generator (540) generating a narrow pulse having a voltage higher than the no-load voltage between the workpiece and the wire and having a width smaller than a minimum pulse width at which discharge can occur; And
A no-load voltage, and a discharge voltage generated through the narrow voltage generator 540, the no-load voltage generator 530, and the discharge voltage generator 520 are sequentially applied between the workpiece and the wire The discharge voltage application unit 510
And a wire breakage preventing device for preventing wire breakage in the wire electric discharge machine.
상기 방전전압 인가부(510)는 상기 무부하 전압이 인가되기 전에 상기 가공 소재와 와이어 사이에 세폭 펄스를 인가하는 것을 특징으로 하는 와이어 방전가공기의 와이어 단선 방지 장치.The method according to claim 1,
Wherein the discharge voltage applying unit (510) applies a narrow pulse between the workpiece and the wire before the no-load voltage is applied.
상기 방전전압 인가부(510)는 상기 무부하 전압이 인가됨과 동시에 상기 가공 소재와 와이어 사이에 세폭 펄스를 인가하는 것을 특징으로 하는 와이어 방전가공기의 와이어 단선 방지 장치.The method according to claim 1,
Wherein the discharge voltage applying unit (510) applies a narrow pulse between the workpiece and the wire simultaneously with the application of the no-load voltage.
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