KR102606566B1 - 방전가공 장치를 포함하는 시스템 - Google Patents

Abstract

외관을 형성하는 본체부, 상기 본체부에 구비되며 피가공물이 거치되는 거치부, 상기 거치부의 상면에 돌출 형성되어 상기 피가공물이 지지되며 전류가 흐르는 하부전극부, 상기 거치부의 상면을 마주하도록 배치되며 전류가 흐르는 상부전극부, 상기 상부전극부를 고정하는 전극지그, 상기 전극지그가 결합되며, 상기 전극지그를 이동가능하도록 구비되는 지그이동부 및 상기 지그이동부의 일측에 구비되어 상기 거치부를 향하여 빛을 조사하는 조명부를 포함하며, 상기 상부전극부는 상기 전극지그에 결합되는 상부전극결합부, 상기 상부전극결합부에 연결되는 상부전극본체부 및 상기 상부전극본체부에서 하방으로 돌출 형성되며 상기 하부전극부와 방전가공을 수행하는 상부전극을 포함하며, 상기 상부전극은 복수 개로 구비되어 상기 상부전극본체부에 어긋나게 배치될 수 있다. 이로써, 전극의 마모를 최소화 할 수 있다.

Description

방전가공 장치를 포함하는 시스템{System including electrical discharge machining equipment}

방전가공 장치를 포함하는 시스템에 관한 것이다.

방전가공은 스파크 가공이라고도 불리며, 전기의 양극과 음극이 부딪치면 스파크를 일으키게 되고, 이 스파크로 일어난 열에너지를 이용하여 가공물을 녹이거나 기화시켜 제거하는 방식이 방전가공이다. 금속 가공에서 정밀하고 복잡한 형상을 가진 부품을 생산할 때 주로 이용된다.

방전가공의 장점은 초경합금과 같이 단단한 소재도 가공할 수 있는 등 고경도 소재 가공에 적합한 가공방식으로 강한 강도가 요구되는 금형 등의 제조에 많이 이용되고 있다.

또한, 기계적인 응력을 가하지 않고 가공이 가능하다. 즉, 방전가공기와 가공물 사이에 방전을 일으켜 가공하는 방전 가공은 가공물에 응력이 부하되지 않는다. 이에 따라, 절삭 가공처럼 툴이 직접 닿는 등의 물리적 접촉이 수반되는 가공 방식과 비교한다면 가공물에 가해지는 부하가 적기 때문에 높은 정밀도의 가공이 가능하며 절단면이 깨끗하다.

또한, 고정밀 가공이 가능하다. 방전 가공은 방전 에너지를 조정하면 보다 미세한 가공이나 복잡한 형상이라도 다른 금속 가공 방식에 비해 섬세한 가공이 가능하다.

반대로, 방전가공의 단점은 전문적인 기술과 고가의 장비가 필요하기 때문에 비용이 상대적으로 높고, 전극의 위치를 정확하게 조절하는 것이 어렵다. 이에 따라, 한국 특허등록 제10-2297270호를 참조하면, 방전 가공시 마다 작업자가 전극 세팅 작업 수행을 용이하게 하는 전극 세팅 장치를 개시하고 있다.

다만, 하나의 전극을 지속적으로 사용하는 경우 전극의 마모가 급속도록 진행되어 전극을 자주 교체하고 세팅해야 되는 문제점이 발생하고 있다. 이에 따라, 전극의 수명을 최대화 할 수 있는 장치 및 시스템 설계에 대한 필요성이 증대되고 있다.

한국 등록특허 제10-2297270호

본 발명의 실시예들은 복수 개의 전극을 교번하여 방전가공을 진행하여 전극의 수명을 극대화할 수 있는 방전가공 장치를 포함하는 시스템을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명의 실시예들은 시뮬레이션을 통하여 방전가공을 제어함에 따라 가공 정확도를 극대화할 수 있는 방전가공 장치를 포함하는 시스템을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명의 실시예들은 피가공물이 거치되는 거치부가 효율적으로 고정되고 충격을 용이하게 흡수할 수 있는 방전가공 장치를 포함하는 시스템을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명의 실시예들은 전극의 위치가 정확히 위치하고 있는지 확인할 수 있는 방전가공 장치를 포함하는 시스템을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명의 실시예들은 전극의 마모정도를 파악하여 사용자에게 정보를 제공할 수 있는 방전가공 장치를 포함하는 시스템을 제공하고자 한다.

본 실시예들에 따르면, 방전가공 장치를 포함하는 시스템은 복수 개의 전극이 구비된 상부전극을 포함하여 복수 개의 전극이 교번하여 방전가공을 수행할 수 있다.

구체적으로, 외관을 형성하는 본체부, 상기 본체부에 구비되며 피가공물이 거치되는 거치부, 상기 거치부의 상면에 돌출 형성되어 상기 피가공물이 지지되며 전류가 흐르는 하부전극부, 상기 거치부의 상면을 마주하도록 배치되며 전류가 흐르는 상부전극부, 상기 상부전극부를 고정하는 전극지그, 상기 전극지그가 결합되며, 상기 전극지그를 이동가능하도록 구비되는 지그이동부 및 상기 지그이동부의 일측에 구비되어 상기 거치부를 향하여 빛을 조사하는 조명부를 포함할 수 있다.

상기 상부전극부는 상기 전극지그에 결합되는 상부전극결합부, 상기 상부전극결합부에 연결되는 상부전극본체부 및 상기 상부전극본체부에서 하방으로 돌출 형성되며 상기 하부전극부와 방전가공을 수행하는 상부전극을 포함하며, 상기 상부전극은 복수 개로 구비되어 상기 상부전극본체부에 어긋나게 배치될 수 있다.

또한, 상기 본체부, 상기 거치부, 상기 하부전극부, 상기 상부전극부, 상기 전극지그, 상기 지그이동부 및 상기 조명부를 제어하는 제어부를 더 포함하며, 상기 제어부는 복수 개의 상기 상부전극 각각이 동일한 시간 동안 피가공물을 가공하도록 할 수 있다.

또한, 상기 상부전극은 제1형상을 가공하며, 복수 개로 구비되는 제1상부전극 및 제2형상을 가공하며, 복수 개로 구비되는 제2상부전극을 포함하며, 상기 제2상부전극은 상기 제1상부전극보다 단면적이 더 크게 구비되고, 상기 제어부는 복수 개의 상기 제2상부전극 각각이 소정시간 방전가공을 반복 수행하여 제2형상을 가공한 후 복수 개의 상기 제1상부전극 각각이 소정시간 방전가공을 반복 수행하여 제1형상을 가공하도록 할 수 있다.

또한, 상기 피가공물이 완성물이 되도록 방전가공을 시뮬레이션하고 상기 제어부에 의해 제어되는 시뮬레이션부를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 시뮬레이션부를 통해 상기 피가공물이 완성물로 가공되는데 필요한 전류량, 복수 개의 상기 제2상부전극 각각의 가공횟수 및 복수 개의 상기 제1상부전극 각각의 가공횟수를 시뮬레이션하여 결정할 수 있다.

또한, 상기 거치부는 상기 거치부의 하측에 구비되어 상기 본체부에 삽입 결합되며, 상하방향으로 댐핑역할을 수행하는 거치결합부를 포함하며, 상기 거치결합부는 상기 거치부의 내부에 배치되는 거치결합본체부, 상기 본체부에 삽입되는 거치결합삽입부, 상기 거치결합본체부와 상기 거치결합삽입부를 연결하며 상하로 수축 가능하게 구비되는 거치결합탄성부 및 상기 거치결합본체부를 측부에서 선택적으로 가압하는 거치결합가압부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 전극지그는 상기 전극지그의 하면이 함몰 형성되어 상기 상부전극결합부가 삽입되어 결합되는 전극지그수용부, 상기 전극지그수용부를 관통형성하는 전극지그결합홀 및 상기 전극지그결합홀을 통과하여 상기 상부전극결합부와 결합되는 지그체결부재를 포함하며, 상기 상부전극부는 상기 상부전극결합부를 관통 형성하여 상기 지그체결부재가 삽입 결합되는 상부전극결합홀을 더 포함하며, 상기 지그체결부재는 상기 상부전극결합홀을 통해 상기 상부전극결합부에 배치되는 부분이 절연부재로 구비될 수 있다.

또한, 상기 상부전극부의 위치불량을 감지하는 불량감지센서부를 더 포함하며, 상기 불량감지센서부는 상기 전극지그와 상기 지그이동부 사이에 배치되는 제1불량감지센서, 상기 전극지그수용부와 상기 상부전극결합부 사이에 배치되는 제2불량감지센서 및 상기 전극지그의 하면과 상기 상부전극본체부 사이에 배치되는 제3불량감지센서를 더 포함하며, 상기 제1불량감지센서, 상기 제2불량감지센서 및 상기 제3불량감지센서는 압력센서로 구비되며, 상기 제어부는

상기 제1불량감지센서, 상기 제2불량감지센서 및 상기 제3불량감지센서의 압력 값이 소정범위를 벗어나면 상기 상부전극부의 위치를 불량으로 판단할 수 있다.

또한, 상기 제1상부전극과 상기 제2상부전극을 촬영하여 상기 제1상부전극과 상기 제2상부전극의 마모정도를 판단하는 마모판단부 및 외부로 불량을 알리는 알람부를 더 포함하며, 상기 제어부는 복수 개의 상기 제1상부전극 중 1/3 이상이 마모되거나 복수 개의 상기 제2상부전극 중 2/3 이상이 마모되면 상기 알람부를 통해 상기 상부전극부의 교체를 알릴 수 있다.

또한, 상기 피가공물이 가공된 완성물을 촬영하는 완성물촬영부를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 시뮬레이션부를 통하여 시뮬레이션 된 완성물과 가공된 완성물의 이미지를 비교하여 완성물의 불량을 판단할 수 있다.

또한, 상기 거치부를 촬영하여 맵핑하는 맵핑부를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 맵핑부를 통해 상기 거치부에 안착된 상기 피가공물의 위치를 좌표화하며, 기 설정된 상기 피가공물의 좌표와 비교하여 피가공물의 위치를 확인하며, 상기 맵핑부에 의해 맵핑된 좌표와 기 설정된 상기 피가공물의 좌표가 일치할 때까지 상기 피가공물의 위치를 조절하고, 상기 기 설정된 피가공물의 좌표는 상기 시뮬레이션부를 통해 시뮬레이션 될 때의 상기 피가공물의 좌표로 구비될 수 있다.

본 발명의 실시예들은 복수 개의 전극을 교번하여 방전가공을 진행하여 전극의 수명을 극대화할 수 있는 방전가공 장치를 포함하는 시스템을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예들은 시뮬레이션을 통하여 방전가공을 제어함에 따라 가공 정확도를 극대화할 수 있는 방전가공 장치를 포함하는 시스템을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예들은 피가공물이 거치되는 거치부가 효율적으로 고정되고 충격을 용이하게 흡수할 수 있는 방전가공 장치를 포함하는 시스템을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예들은 전극의 위치가 정확히 위치하고 있는지 확인할 수 있는 방전가공 장치를 포함하는 시스템을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예들은 전극의 마모정도를 파악하여 사용자에게 정보를 제공할 수 있는 방전가공 장치를 포함하는 시스템을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방전가공 장치를 포함하는 시스템의 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방전가공 장치의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 방전가공이 이루어 지고 있는 방전가공 장치를 포함하는 시스템을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극지그와 상부전극부를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 거치부의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극지그, 상부전극부 및 지그이동부의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 피가공물과 완성물을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 맵핑부에 의해 피가공물의 위치를 파악하는 것을 나타낸 도면이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.

그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

본 명세서에서, 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.

또한 본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결되어' 있다거나 '접속되어' 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에 본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '직접 연결되어' 있다거나 '직접 접속되어' 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용되는 것으로써, 본 발명을 한정하려는 의도로 사용되는 것이 아니다.

또한 본 명세서에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.

또한 본 명세서에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품, 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것일 뿐, 하나 또는 그 이상의 다른 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

또한 본 명세서에서, '및/또는' 이라는 용어는 복수의 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. 본 명세서에서, 'A 또는 B'는, 'A', 'B', 또는 'A와 B 모두'를 포함할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방전가공 장치를 포함하는 시스템의 모식도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방전가공 장치의 사시도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 방전가공이 이루어 지고 있는 방전가공 장치를 포함하는 시스템을 나타낸 도면이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 방전가공 장치를 포함하는 시스템(S)은 본체부(A), 거치부(1), 하부전극부(2), 전극지그(4), 지그이동부(5) 및 조명부(6)를 포함할 수 있다.

본체부(A)는 외관을 형성할 수 있다. 즉, 본체부(A)는 내부에 구성이 배치되는 공간을 제공할 수 있다. 거치부(1)는 본체부(A)에 구비되며, 피가공물이 거치될 수 있다. 즉, 거치부(1)는 피가공물이 안착되어 방전가공에 의해 완성물로 가공이 진행될 수 있다.

하부전극부(2)는 거치부(1)의 상면에 돌출 형성되어 피가공물이 지지되며 전류가 흐를 수 있다. 즉, 하부전극부(2)는 전류가 흘러 상부전극부(3)와 함께 스파크를 발생시킬 수 있고 방전가공을 직접 수행할 수 있다.

상부전극부(3)는 거치부(1)의 상면을 마주하도록 배치되며 전류가 흐를 수 있다. 상술한 바와 같이, 상부전극부(3)는 하부전극부(2)와 함께 스파크를 발생시키고 이를 통해 발생되는 열에너지를 이용하여 피가공물을 완성물로 가공할 수 있다.

전극지그(4)는 상부전극부(3)를 고정할 수 있다. 즉, 전극지그(4)는 상부전극부(3)를 고정하여 상부전극부(3)가 하부전극부(2)와 함께 정밀한 방전가공을 진행하도록 할 수 있다.

지그이동부(5)는 전극지그(4)가 결합되며, 전극지그(4)를 이동가능하도록 구비될 수 있다. 즉, 지그이동부(5)는 전극지그(4)를 이동시켜, 전극지그(4)에 고정된 상부전극부(3)가 이동시킬 수 있다. 이에 따라, 지그이동부(5)는 정밀한 방전가공이 진행되도록 할 수 있다.

조명부(6)는 지그이동부(5)의 일측에 구비되어 거치부(1)를 향하여 빛을 조사할 수 있다. 조명부(6)는 상부전극부(3)와 하부전극부(2)를 통해 이루어지는 방전가공이 원활히 진행되고 있는지 확인하는데 도움을 줄 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극지그와 상부전극부를 나타낸 도면이다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 상부전극부(3)는 상부전극결합부(31), 상부전극본체부(33) 및 상부전극(35)을 포함할 수 있다.

상부전극결합부(31)는 전극지그(4)에 결합될 수 있다. 즉, 상부전극결합부(31)는 전극지그(4)에 결합되어 고정될 수 있고, 상부전극(35)이 위치가 고정된 상태로 정밀한 방전가공을 수행하도록 할 수 있다.

상부전극본체부(33)는 상부전극결합부(31)에 연결될 수 있다. 또한, 상부전극본체부(33)는 전극지그(4)를 마주하도록 배치될 수 있고, 상부전극결합부(31)보다 단면적이 크게 구비될 수 있다. 이에 따라, 상부전극본체부(33)는 다수의 상부전극(35)이 하면에 배치되도록 공간을 제공할 수 있다.

즉, 상부전극부(3)는 상대적으로 작은 단면적으로 구비되는 상부전극결합부(31)에 의해 강하게 고정되고, 상대적으로 큰 단면적으로 구비되는 상부전극본체부(33)는 다수의 상부전극(35)이 구비될 수 있어 공간활용을 최대화하면서 방전가공을 수행할 수 있다.

상부전극(35)은 상부전극본체부(33)에서 하방으로 돌출 형성되며, 하부전극부(2)와 방전가공을 수행할 수 있다. 또한, 상부전극(35)은 복수 개로 구비되어 상부전극본체부(33)에 어긋나게 배치될 수 있다.

즉, 상부전극(35)은 복수 개로 구비되되 상부전극본체부(33)에 어긋나게 배치되어 상부전극본체부(33)의 공간을 최대한 활용할 수 있다. 또한, 상부전극(35)은 상황에 따라 번갈아 사용되어 하나의 상부전극(35)의 마모가 급속히 진행되는 것을 최대한 방지할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 방전장치를 포함하는 시스템(S)은 제어부(P)를 더 포함할 수 있다. 제어부(P)는 본체부(A), 거치부(1), 하부전극부(2), 상부전극부(3), 전극지그(4), 지그이동부(5) 및 조명부(6)를 제어할 수 있다.

구체적으로, 제어부(P)는 복수 개의 상부전극(35) 각각이 동일한 시간 동안 피가공물을 가공하도록 할 수 있다. 즉, 제어부(P)는 지그이동부(5)를 상하로 반복 이동시킬 수 있고, 지그이동부(5)가 하측에 배치되었을 때 상부전극(35)을 통해 방전가공을 수행할 수 있다.

또한, 제어부(P)는 지그이동부(5)가 상측에 배치되었을 때 지그이동부(5)를 좌측 또는 우측으로 이동시킬 수 있고, 기존 방전가공을 수행한 상부전극(35)이 아닌 신규 상부전극(35)이 방전가공을 수행하도록 할 수 있다.

또한, 제어부(P)는 상부전극(35)의 배치구조에 따라 지그이동부(5)를 전방 또는 후방으로 이동시킬 수 있고, 기존 방전가공을 수행한 상부전극(35)이 아닌 신규 상부전극(35)이 방전가공을 수행하도록 할 수 있다.

나아가, 제어부(P)는 상부전극(35)의 배치구조에 따라 지그이동부(5)를 좌측 또는 우측으로 이동시킬 수 있고, 전방 또는 후방으로도 이동시킬 수 있다. 그 후, 기존 방전가공을 수행한 상부전극(35)이 아닌 신규 상부전극(35)이 방전가공을 수행하도록 할 수 있다.

이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 방전가공 장치를 포함하는 시스템(S)은 복수 개의 상부전극(35)이 동일한 시간으로 방전가공을 수행하여 전체적인 마모정도를 최소화할 수 있다.

또한, 하나의 전극이 방전가공을 수행하는 경우 지속적으로 상승하는 온도 때문에 급속한 마모가 발생되는데, 본 발명의 일 실시예에 따른 방전가공 장치를 포함하는 시스템(S)은 온도가 일정이상 상승하기전에 복수 개의 상부전극(35)을 교번시켜 마모를 최소화할 수 있다.

이로써, 상부전극부(3)의 교체주기를 최소화하여 경제성을 향상 시킬 수 있으며, 전극 교체를 위한 방전가공 장치의 정지시간을 최소화하여 경제성을 향상시킬 수 있다.

한편, 상부전극(35)은 제1상부전극(351) 및 제2상부전극(353)을 포함할 수 있다. 제1상부전극(351)은 제1형상을 가공하며, 복수 개로 구비될 수 있다. 제2상부전극(353)은 제1상부전극(351)과 이격 배치될 수 있고, 제2형상을 가공하며, 복수 개로 구비될 수 있다.

또한, 제2상부전극(353)은 제1상부전극(351)보다 단면적이 더 크게 구비될 수 있다. 즉, 피가공물을 완성물로 가공 시 피가공물에 여러가지 형상이 가공될 수 있고, 이에 따라, 상부전극(35)은 단면적이 다른 제1상부전극(351)과 제2상부전극(353)을 포함할 수 있다.

또한, 상부전극(35)은 피가공물 재질 및 종류, 완성물의 형상에 따라 제3상부전극(미도시), 제4상부전극(미도시) 및 제5상부전극(미도시) 등 다른 종류의 전극을 더 포함할 수도 있다.

제어부(P)는 복수 개의 제2상부전극(353) 각각이 소정시간 방전가공을 반복 수행하여 제2형상을 가공한 후 복수 개의 제1상부전극(351) 각각이 소정시간 방전가공을 반복 수행하여 제1형상을 가공하도록 할 수 있다.

즉, 제어부(P)는 상대적으로 가공이 더 용이한 가공 단면적이 제1형상보다 크게 형성되는 제2형상을 가공하기 위해 복수 개의 제2상부전극(353) 각각을 제2가공시간 동안 교번 운전할 수 있다. 제2가공시간은 제2상부전극(353) 각각이 소정시간 방전가공 수행하는 시간일 수 있다.

또한, 제어부(P)는 상대적으로 가공이 더 어려운 가공 단면적이 제2형상보다 작게 형성되는 제1형상을 가공하기 위해 복수 개의 제1상부전극(351) 각각을 제1가공시간 동안 교번 운전할 수 있다. 제1가공시간은 제1상부전극(351) 각각이 소정시간 방전가공 수행하는 시간일 수 있다.

또한, 제1가공시간은 제2가공시간보다 작게 구비될 수 있다. 즉, 제2상부전극(353)이 제1상부전극(351)보다 단면적이 크게 구비되어 마모에 더 강하기 때문에 제2가공시간이 제1가공시간보다 크게 설정될 수 있다.

또한, 가공될 단면적이 제2형상이 크기 때문에 제2상부전극(353)을 제1상부전극(351)보다 더 길게 운전하여 전체 가공시간을 최소화하여 가공효율을 증대시킬 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 방전가공 장치를 포함하는 시스템(S)은 시뮬레이션부(E)를 포함할 수 있다. 시뮬레이션부(E)는 피가공물이 완성물이 되도록 방전가공을 시뮬레이션하고 제어부(P)에 의해 제어될 수 있다.

즉, 제어부(P)는 시뮬레이션부(E)를 통해 피가공물이 완성물로 가공되는데 필요한 전류량, 복수 개의 제2상부전극(353) 각각의 가공횟수 및 복수 개의 제1상부전극(351) 각각의 가공횟수를 시뮬레이션하여 결정할 수 있다.

즉, 제어부(P)는 시뮬레이션부(E)를 통해 피가공물이 완성물로 가공되는 전체적인 방전가공 행정을 시뮬레이션 할 수 있고, 해당 시뮬레이션 된 방전가공 행정에 따라 실제 방전가공 행정을 수행할 수 있다.

이에 따라, 직접 피가공물을 완성물로 방전가공하여 방전가공 행정을 결정하는 것 보다 시뮬레이션으로 효율적으로 수행할 방전가공 행정을 결정할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 거치부의 단면도이다. 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 거치부(1)는 거치결합부(11)를 포함할 수 있다. 거치결합부(11)는 거치부(1)의 하측에 구비되어 본체부(A)에 삽입 결합되며, 상하방향으로 댐핑역할을 수행할 수 있다.

구체적으로, 거치결합부(11)는 거치결합본체부(111), 거치결합삽입부(113), 거치결합탄성부(115) 및 거치결합가압부(117)를 포함할 수 있다. 거치결합본체부(111)는 거치부(1)의 내부에 배치될 수 있다. 즉, 거치결합본체부(111)는 거치부(1)의 내부에 형성된 공간에 배치될 수 있다.

거치결합삽입부(113)는 본체부(A)에 삽입될 수 있다. 즉, 본체부(A)의 상면에 형성된 공간에 거치결합삽입부(113)가 삽입되어 결합될 수 있다. 거치결합탄성부(115)는 거치결합본체부(111)와 거치결합삽입부(113)를 연결하며, 상하로 수축 가능하게 구비될 수 있다. 즉, 거치결합탄성부(115)는 스프링으로 구비될 수 있다.

거치결합가압부(117)는 거치결합본체부(111)를 측부에서 선택적으로 가압할 수 있다. 즉, 거치결합가압부(117)는 외부의 동력제공부(미도시)를 통해 거치결합본체부(111)를 측부에서 선택적으로 가압할 수 있다.

보다 구체적으로, 거치부(1)를 본체부(A)에 결합 시 거치결합가압부(117)는 거치결합본체부(111)를 가압하지 않을 수 있다. 즉, 거치결합가압부(117)는 제1위치에 배치되어 거치결합본체부(111)와 위치될 수 있다. 이에 따라, 거치결합탄성부(115)와 거치결합삽입부(113)의 이동이 자유로워 거치결합삽입부(113)가 용이하게 본체부(A)에 삽입될 수 있다.

거치결합삽입부(113)가 본체부(A)에 삽입되고 거치부(1)와 본체부(A)의 위치가 정렬된 상태에서 동력제공부를 통해 거치결합가압부(117)를 이동시킬 수 있고, 거치결합가압부(117)가 거치결합본체부(111)를 가압하도록 할 수 있다. 즉, 거치결합가압부(117)는 제2위치에 배치되어 거치결합본체부(111)와 위치될 수 있다.

이에 따라, 거치결합본체부(111)는 거치부(1)의 내측면과 거치결합삽입부(113)에 의해 위치가 고정될 수 있고, 거치결합탄성부(115)와 거치결합삽입부(113)의 위치도 고정될 수 있다.

이로써, 외부에서 충격이 가해질 경우, 거치결합탄성부(115)에 의해 충격이 흡수될 수 있으며, 거치부(1)와 거치부(1)에 배치된 하부전극부(2)가 최대한 보호될 수 있으며, 방전가공의 불량이 방지될 수 있다.

또한, 거치결합본체부(111)와 거치결합삽입부(113)는 탄성재질로 구비될 수 있고, 거치결합가압부(117)는 강성재질로 구비될 수 있다. 이에 따라, 거치결합본체부(111)와 거치결합삽입부(113)는 외부에 가해지는 충격을 효과적으로 흡수할 수 있고, 거치결합가압부(117)는 거치결합본체부(111)를 효과적으로 고정할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극지그, 상부전극부 및 지그이동부의 단면도이다. 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전극지그(4)는 전극지그수용부(41), 전극지그결합홀(43) 및 지그체결부재(45)를 포함할 수 있다.

전극지그수용부(41)는 전극지그(4)의 하면이 함몰 형성되어 상부전극결합부(31)가 삽입되어 결합될 수 있다. 즉, 전극지그수용부(41)는 상부전극결합부(31)와 접촉면적을 최대화하여 고정력을 극대화할 수 있다.

전극지그결합홀(43)은 전극지그수용부(41)를 관통형성할 수 있다. 지그체결부재(45)는 전극지그결합홀(43)을 통과하여 상부전극결합부(31)와 결합될 수 있다. 즉, 지그체결부재(45)와 전극지그결합홀(43)은 전극지그(4)와 상부전극부(3)의 고정력을 극대화할 수 있다.

또한, 상부전극부(3)는 상부전극결합홀(37)을 더 포함할 수 있다. 상부전극결합홀(37)은 상부전극결합부(31)를 관통 형성하여 지그체결부재(45)가 삽입 결합될 수 있다. 즉, 상부전극결합홀(37)은 지그체결부재(45) 및 전극지그결합홀(43)과 함께 전극지그(4)와 상부전극부(3)의 고정력을 극대화할 수 있다.

또한, 지그체결부재(45)는 상부전극결합홀(37)을 통해 상부전극결합부(31)에 배치되는 부분이 절연부재로 구비될 수 있다. 즉, 지그체결부재(45)는 지그체결본체부(451)와 지그체결절연부(453)를 포함할 수 있다. 지그체결본체부(451)는 전극지그(4)에 배치되고, 지그체결절연부(453)는 상부전극결합부(31)에 배치될 수 있다.

이에 따라, 방전가공을 위해 전류가 상부전극부(3)에 흐를 때 지그체결부재(45)를 통해 외부로 전류가 방전되어 비상상황이 발생되는 것을 최대한 방지할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 방전가공 장치를 포함하는 시스템(S)은 불량감지센서부(7)를 더 포함할 수 있다. 불량감지센서부(7)는 제1불량감지센서(71), 제2불량감지센서(73) 및 제3불량감지센서(75)를 포함할 수 있다.

제1불량감지센서(71)는 전극지그(4)와 지그이동부(5) 사이에 배치될 수 있고, 제2불량감지센서(73)는 전극지그수용부(41)와 상부전극결합부(31) 사이에 배치될 수 있으며, 제3불량감지센서(75)는 전극지그(4)의 하면과 상부전극본체부(33) 사이에 배치될 수 있다. 또한, 제1불량감지센서(71), 제2불량감지센서(73) 및 제3불량감지센서(75)는 압력센서로 구비될 수 있다.

제어부(P)는 제1불량감지센서(71), 제2불량감지센서(73) 및 제3불량감지센서(75)의 압력 값이 소정범위를 벗어나면 상부전극부(3)의 위치를 불량으로 판단할 수 있다.

상기 소정범위란 제어부(P)가 시뮬레이션부(E)를 통해 시뮬레이션하여 피가공물이 완성물로 방전가공시 불량이 발생되는 범위와 실제 방전가공시 불량이 발생되는 중복범위로 설정될 수 있다. 이에 따라, 전극지그(4)의 위치불량을 즉각적으로 확인할 수 있고, 불필요한 전극의 마모와 피가공물의 사용을 최대한 방지하여 경제성을 향상시킬 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른, 방전가공 장치를 포함하는 시스템(S)은 마모판단부(F) 및 알람부(G)를 더 포함할 수 있다. 마모판단부(F)는 제1상부전극(351)과 제2상부전극(353)을 촬영하여 제1상부전극(351)과 제2상부전극(353)의 마모정도를 판단할 수 있다.

구체적으로, 마모판단부(F)는 가공 전 제1상부전극(351)의 이미지와 마모판단부(F)가 촬영한 제1상부전극(351)의 이미지를 비교하여 마모정도를 판단할 수 있다. 즉, 하나의 제1상부전극(351)을 기준으로 전체 면적의 7%이상 마모가 이루어 졌다면 마모판단부(F)는 하나의 제1상부전극(351)을 불량으로 판단할 수 있다.

또한, 마모판단부(F)는 가공 전 제2상부전극(353)의 이미지와 마모판단부(F)가 촬영한 제2상부전극(353)의 이미지를 비교하여 마모정도를 판단할 수 있다. 즉, 하나의 제2상부전극(353)을 기준으로 전체 면적의 7%이상 마모가 이루어 졌다면 마모판단부(F)는 하나의 제2상부전극(353)을 불량으로 판단할 수 있다.

또한, 마모판단부(F)는 제1상부전극(351)에 흐르는 전류를 지속적으로 감지할 수 있고, 제1상부전극(351)에 흐르는 전류가 초기전류에 비해 5%이상 증가하여 5초이상 지속되는 경우 마모에 의해 제1상부전극(351)에 불량이 발생한 것으로 판단할 수 있다.

또한, 마모판단부(F)는 제2상부전극(353)에 흐르는 전류를 지속적으로 감지할 수 있고, 제2상부전극(353)에 흐르는 전류가 초기전류에 비해 5%이상 증가하여 5초이상 지속되는 경우 마모에 의해 제2상부전극(353)에 불량이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 마모판단부(F)는 이미지의 비교값과 전류값 모두 비정상인 경우 불량으로 판단할 수 있고, 마모의 판단은 제어부(P)가 수행할 수도 있다. 이에 따라, 마모판단부(F)는 전극의 마모 정도를 복합적으로 판단하여 정확도를 향상시킬 수 있다.

알람부(G)는 외부로 불량을 알릴 수 있다. 즉, 알람부(G)는 소리를 발생시키거나 사용자의 외부단말로 불량이 발생함을 알릴 수 있다.

제어부(P)는 복수 개의 제1상부전극(351) 중 1/3 이상 마모되거나 복수 개의 제2상부전극(353) 중 2/3이상이 마모되면 알람부(G)를 통해 상부전극부(3)의 교체를 알릴 수 있다.

제2상부전극(353)의 경우 제1상부전극(351)보다 단면적이 더 크게 구비되며, 제1형상보다 덜 정교한 제2형상을 가공함에 따라 마모판단 기준을 제1상부전극(351)보다 약하게 설정할 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 피가공물과 완성물을 나타낸 도면이다. 구체적으로, 도 7(a)는 방전가공 전의 피가공물을 나타낸 것이고, 도 7(b)는 방전가공 후의 완성물을 나타낸 것이다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 방전가공 장치를 포함하는 시스템(S)은 완성물촬영부(8)를 더 포함할 수 있다. 완성물촬영부(8)는 피가공물이 가공된 완성물을 촬영할 수 있다.

제어부(P)는 시뮬레이션부(E)를 통하여 시뮬레이션 된 완성물과 가공된 완성물의 이미지를 비교하여 완성물의 불량을 판단할 수 있다. 구체적으로, 제어부(P)는 도 7(b)와 같이 시뮬레이션 된 완성물의 이미지와 완성물촬영부(8)에 의해 촬영된 완성물의 이미지를 겹칠 수 있고, 그 이미지의 오차범위가 2% 이상일 때 완성물을 불량으로 판단할 수 있다. 이는, 정밀한 가공을 필요로 하는 방전가공의 엄격한 기준에 따라 설정될 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 맵핑부에 의해 피가공물의 위치를 파악하는 것을 나타낸 도면이다. 구체적으로, 도 8(a)는 시뮬레이션부에 의해 시뮬레이션 된 피가공물의 위치를 좌표화 하여 나타낸 것이고, 도 8(b)는 맵핑부에 의해 피가공물의 위치를 좌표화 하여 나타낸 것이다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 방전가공 장치를 포함하는 시스템(S)은 맵핑부(9)를 포함할 수 있다. 맵핑부(9)는 거치부(1)를 촬영하여 맵핑할 수 있다. 또한, 제어부(P)는 마모판단부(F), 알람부(G), 불량감지센서부(7), 완성물촬영부(8) 및 맵핑부(9)를 제어할 수 있다.

제어부(P)는 맵핑부(9)를 통해 거치부(1)에 안착된 피가공물의 위치를 좌표?l하며, 기 설정된 피가공물의 좌표와 비교하여 피가공물의 위치를 확인하며, 맵핑부(9)에 의해 맵핑된 좌표와 기 설정된 피가공물의 좌표가 일치할 때까지 피가공물의 위치를 조절할 수 있다.

기 설정된 피가공물의 좌표는 시뮬레이션부(E)를 통해 시뮬레이션 될 때의 피가공물의 좌표로 구비될 수 있다. 이에 따라, 거치부(1)에서 피가공물의 위치를 정교하게 위치하여 시뮬레이션 된 완성물과 같이 실제 방전가공을 거친 완성물의 완성도를 극대화할 수 있다.

이상에서 본 발명의 대표적인 실시예들을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

1: 거치부 2: 하부전극부
3: 상부전극부 4: 전극지그
5: 지그이동부 6: 조명부
7: 불량감지센서부 8: 완성물촬영부
9: 맵핑부

Claims (10)

1. 외관을 형성하는 본체부;
   상기 본체부에 구비되며 피가공물이 거치되는 거치부;
   상기 거치부의 상면에 돌출 형성되어 상기 피가공물이 지지되며 전류가 흐르는 하부전극부;
   상기 거치부의 상면을 마주하도록 배치되며 전류가 흐르는 상부전극부;
   상기 상부전극부를 고정하는 전극지그;
   상기 전극지그가 결합되며, 상기 전극지그를 이동가능하도록 구비되는 지그이동부; 및
   상기 지그이동부의 일측에 구비되어 상기 거치부를 향하여 빛을 조사하는 조명부;를 포함하며,
   상기 상부전극부는
   상기 전극지그에 결합되는 상부전극결합부;
   상기 상부전극결합부에 연결되는 상부전극본체부; 및
   상기 상부전극본체부에서 하방으로 돌출 형성되며 상기 하부전극부와 방전가공을 수행하는 상부전극;을 포함하며,
   상기 상부전극은 복수 개로 구비되어 상기 상부전극본체부에 어긋나게 배치되며,
   상기 거치부는
   상기 거치부의 하측에 구비되어 상기 본체부에 삽입 결합되며, 상하방향으로 댐핑역할을 수행하는 거치결합부;를 포함하며,
   상기 거치결합부는
   상기 거치부의 내부에 배치되는 거치결합본체부;
   상기 본체부에 삽입되는 거치결합삽입부;
   상기 거치결합본체부와 상기 거치결합삽입부를 연결하며 상하로 수축 가능하게 구비되는 거치결합탄성부; 및
   상기 거치결합본체부를 측부에서 선택적으로 가압하는 거치결합가압부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방전가공 장치를 포함하는 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 본체부, 상기 거치부, 상기 하부전극부, 상기 상부전극부, 상기 전극지그, 상기 지그이동부 및 상기 조명부를 제어하는 제어부;를 더 포함하며,
   상기 제어부는
   복수 개의 상기 상부전극 각각이 동일한 시간 동안 피가공물을 가공하도록 하는 것을 특징으로 하는 방전가공 장치를 포함하는 시스템.
3. 제2항에 있어서,
   상기 상부전극은
   제1형상을 가공하며, 복수 개로 구비되는 제1상부전극; 및
   제2형상을 가공하며, 복수 개로 구비되는 제2상부전극;을 포함하며,
   상기 제2상부전극은 상기 제1상부전극보다 단면적이 더 크게 구비되고,
   상기 제어부는
   복수 개의 상기 제2상부전극 각각이 소정시간 방전가공을 반복 수행하여 제2형상을 가공한 후 복수 개의 상기 제1상부전극 각각이 소정시간 방전가공을 반복 수행하여 제1형상을 가공하도록 하는 것을 특징으로 하는 방전가공 장치를 포함하는 시스템.
4. 제3항에 있어서,
   상기 피가공물이 완성물이 되도록 방전가공을 시뮬레이션하고 상기 제어부에 의해 제어되는 시뮬레이션부;를 더 포함하며,
   상기 제어부는
   상기 시뮬레이션부를 통해 상기 피가공물이 완성물로 가공되는데 필요한 전류량, 복수 개의 상기 제2상부전극 각각의 가공횟수 및 복수 개의 상기 제1상부전극 각각의 가공횟수를 시뮬레이션하여 결정하는 것을 특징으로 하는 방전가공 장치를 포함하는 시스템.
5. 삭제
6. 제4항에 있어서,
   상기 전극지그는
   상기 전극지그의 하면이 함몰 형성되어 상기 상부전극결합부가 삽입되어 결합되는 전극지그수용부;
   상기 전극지그수용부를 관통형성하는 전극지그결합홀; 및
   상기 전극지그결합홀을 통과하여 상기 상부전극결합부와 결합되는 지그체결부재;를 포함하며,
   상기 상부전극부는
   상기 상부전극결합부를 관통 형성하여 상기 지그체결부재가 삽입 결합되는 상부전극결합홀;을 더 포함하며,
   상기 지그체결부재는 상기 상부전극결합홀을 통해 상기 상부전극결합부에 배치되는 부분이 절연부재로 구비되는 것을 특징으로 하는 방전가공 장치를 포함하는 시스템.
7. 제6항에 있어서,
   상기 상부전극부의 위치불량을 감지하는 불량감지센서부;를 더 포함하며,
   상기 불량감지센서부는
   상기 전극지그와 상기 지그이동부 사이에 배치되는 제1불량감지센서;
   상기 전극지그수용부와 상기 상부전극결합부 사이에 배치되는 제2불량감지센서; 및
   상기 전극지그의 하면과 상기 상부전극본체부 사이에 배치되는 제3불량감지센서;를 포함하며,
   상기 제1불량감지센서, 상기 제2불량감지센서 및 상기 제3불량감지센서는 압력센서로 구비되며,
   상기 제어부는
   상기 제1불량감지센서, 상기 제2불량감지센서 및 상기 제3불량감지센서의 압력 값이 소정범위를 벗어나면 상기 상부전극부의 위치를 불량으로 판단하는 것을 특징으로 하는 방전가공 장치를 포함하는 시스템.
8. 제7항에 있어서,
   상기 제1상부전극과 상기 제2상부전극을 촬영하여 상기 제1상부전극과 상기 제2상부전극의 마모정도를 판단하는 마모판단부; 및
   외부로 불량을 알리는 알람부;를 더 포함하며,
   상기 제어부는
   복수 개의 상기 제1상부전극 중 1/3 이상이 마모되거나 복수 개의 상기 제2상부전극 중 2/3 이상이 마모되면 상기 알람부를 통해 상기 상부전극부의 교체를 알리는 것을 특징으로 하는 방전가공 장치를 포함하는 시스템.
9. 제8항에 있어서,
   상기 피가공물이 가공된 완성물을 촬영하는 완성물촬영부;를 더 포함하며,
   상기 제어부는
   상기 시뮬레이션부를 통하여 시뮬레이션 된 완성물과 가공된 완성물의 이미지를 비교하여 완성물의 불량을 판단하는 것을 특징으로 하는 방전가공 장치를 포함하는 시스템.
10. 제9항에 있어서,
    상기 거치부를 촬영하여 맵핑하는 맵핑부;를 더 포함하며,
    상기 제어부는
    상기 맵핑부를 통해 상기 거치부에 안착된 상기 피가공물의 위치를 좌표화하며, 기 설정된 상기 피가공물의 좌표와 비교하여 피가공물의 위치를 확인하며, 상기 맵핑부에 의해 맵핑된 좌표와 기 설정된 상기 피가공물의 좌표가 일치할 때까지 상기 피가공물의 위치를 조절하고,
    상기 기 설정된 피가공물의 좌표는 상기 시뮬레이션부를 통해 시뮬레이션 될 때의 상기 피가공물의 좌표로 구비되는 것을 특징으로 하는 방전가공 장치를 포함하는 시스템.

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