KR102661061B1

KR102661061B1 - 와이어 방전 가공기 및 단면 위치 결정 방법

Info

Publication number: KR102661061B1
Application number: KR1020200036149A
Authority: KR
Inventors: 민지에 아이
Original assignee: 화낙 코퍼레이션
Priority date: 2019-03-27
Filing date: 2020-03-25
Publication date: 2024-04-25
Also published as: KR20200115280A; TWI788645B; JP7010872B2; CN111745241B; US11458554B2; TW202039132A; US20200306852A1; CN111745241A; EP3715034A1; JP2020157434A

Abstract

와이어 방전 가공기 및 단면 위치 결정 방법
와이어 방전 가공기 (10) 는, 가공 대상물 (W) 을 향하여 와이어 전극 (14) 을 상대 이동시킴으로써, 가공 대상물 (W) 의 단면의 위치를 결정한다. 와이어 방전 가공기 (10) 는, 와이어 전극 (14) 과 가공 대상물 (W) 사이에 펄스 전압을 연속적으로 인가시키는 인가 전압 제어부 (34) 와, 와이어 전극 (14) 과 가공 대상물 (W) 사이의 전압을 검출하는 전압 검출부 (24) 와, 소정 시간당 인가 전압 제어부 (34) 가 인가한 펄스 전압의 수에 대하여, 전압 검출부 (24) 에 의해서 검출된 펄스 전압의 수의 비율인 펄스 발생 비율을 산출하는 펄스 발생 비율 산출부 (36) 와, 펄스 발생 비율에 기초하여, 가공 대상물 (W) 의 단면의 위치를 결정하는 단면 위치 결정부 (38) 를 구비한다.

Description

와이어 방전 가공기 및 단면 위치 결정 방법{WIRE ELECTRICAL DISCHARGE MACHINE AND ENDFACE POSITION DETERMINING METHOD}

본 발명은 가공 대상물의 단면의 위치를 결정하는 와이어 방전 가공기 및 단면 위치 결정 방법에 관한 것이다.

일본 특허 제3390652호에 기재되어 있는 바와 같이, 와이어 방전 가공기에 있어서, 위치 결정을 행하기 위해서, 와이어 전극을 가공 대상물에 접근시켜 가고, 양자가 전기적으로 접촉한 것을 검지함으로써 가공 대상물의 단면의 위치를 구하고 있다.

그러나, 가공 대상물에 와이어 전극을 접근시킬 때 와이어 전극이 진동하고 있으면, 가공 대상물의 단면의 위치를 적절히 결정할 수 없다. 따라서, 높은 정밀도로 위치 결정을 할 수 없다는 문제가 있었다.

그래서, 본 발명은 가공 대상물의 단면의 위치를 높은 정밀도로 결정할 수 있는 와이어 방전 가공기 및 단면 위치 결정 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 제 1 양태는, 가공 대상물을 향하여 와이어 전극을 상대 이동시킴으로써, 상기 가공 대상물의 단면의 위치를 결정하는 와이어 방전 가공기로서, 상기 와이어 전극과 상기 가공 대상물 사이에 펄스 전압을 연속적으로 인가시키는 인가 전압 제어부와, 상기 와이어 전극과 상기 가공 대상물 사이의 전압을 검출하는 전압 검출부와, 소정 시간당 상기 인가 전압 제어부가 인가한 상기 펄스 전압의 수에 대하여, 상기 전압 검출부에 의해서 검출된 상기 펄스 전압의 수의 비율인 펄스 발생 비율을 산출하는 펄스 발생 비율 산출부와, 상기 펄스 발생 비율에 기초하여, 상기 가공 대상물의 단면의 위치를 결정하는 단면 위치 결정부를 구비한다.

본 발명의 제 2 양태는, 가공 대상물을 향하여 와이어 전극을 상대 이동시킴으로써, 상기 가공 대상물의 단면의 위치를 결정하는 와이어 방전 가공기의 단면 위치 결정 방법으로서, 상기 와이어 전극과 상기 가공 대상물 사이에 펄스 전압을 연속적으로 인가시키는 인가 전압 제어 스텝과, 상기 와이어 전극과 상기 가공 대상물 사이의 전압을 검출하는 전압 검출 스텝과, 소정 시간당 상기 인가 전압 제어 스텝이 인가한 상기 펄스 전압의 수에 대하여, 상기 전압 검출 스텝에 의해서 검출된 상기 펄스 전압의 수의 비율인 펄스 발생 비율을 산출하는 펄스 발생 비율 산출 스텝과, 상기 펄스 발생 비율에 기초하여, 상기 가공 대상물의 단면의 위치를 결정하는 단면 위치 결정 스텝을 포함한다.

본 발명에 의하면, 가공 대상물의 단면의 위치를 높은 정밀도로 결정할 수 있다.

상기의 목적, 특징 및 이점은, 첨부한 도면을 참조하여 설명되는 아래의 실시형태의 설명에서 용이하게 이해될 것이다.

도 1 은, 실시형태에 있어서의 와이어 방전 가공기의 개략 구성도이다.
도 2A 는,「개방」상태에 있어서의 와이어 전극의 위치와, 위치에 따라서 검출되는 펄스 전압의 파형의 관계를 나타낸 도면이다. 도 2B 는,「단면 부근」상태에 있어서의 와이어 전극의 위치와, 위치에 따라서 검출되는 펄스 전압의 파형의 관계를 나타낸 도면이다. 도 2C 는,「단락」상태에 있어서의 와이어 전극의 위치와, 위치에 따라서 검출되는 펄스 전압의 파형의 관계를 나타낸 도면이다.
도 3 은, 스텝 이송에 있어서의 와이어 전극의 가공 대상물에 대한 상대 위치의 변화 및 상대 위치에 대응하는 펄스 발생 비율을 나타낸 도면이다.
도 4 는, 실시형태에 있어서의 스텝 이송에 의한 단면 위치 결정 방법을 설명하는 플로 차트이다.
도 5 는, 변형예 1 에 있어서 펄스 발생 비율을 근사 함수로 근사시키는 양태를 나타내는 도면이다.
도 6 은, 변형예 2 에 있어서의 가공 대상물의 단면의 위치를 결정하는 방법을 설명하는 도면이다.

본 발명에 관련된 와이어 방전 가공기 및 단면 위치 결정 방법에 대하여, 바람직한 실시형태를 들어 첨부한 도면을 참조하면서, 아래에서 상세하게 설명한다.

[실시형태]

도 1 은, 실시형태에 있어서의 와이어 방전 가공기 (10) 의 개략 구성도이다. 와이어 방전 가공기 (10) 는, 가공 프로그램에 따라서 테이블 (12) 에 지지된 가공 대상물 (W) 에 대해서 와이어 전극 (14) 을 상대 이동시키면서, 와이어 전극 (14) 과 가공 대상물 (W) 로 형성되는 극간에 전압을 인가하여 방전을 시킴으로써, 가공 대상물 (W) 을 방전 가공한다.

아래에 설명하는 바와 같이, 본 실시형태의 와이어 방전 가공기 (10) 는, 와이어 전극 (14) 을 주행 방향으로 주행시키면서, 주행 방향과 교차하는 평면상에서 가공 대상물 (W) 을 향하여 와이어 전극 (14) 을 상대 이동시킴으로써, 가공 대상물 (W) 의 단면의 위치를 결정한다.

와이어 방전 가공기 (10) 는, 가공 대상물 (W) 의 상방측 (＋Z 방향측) 에서, 와이어 전극 (14) 을 지지하는 상측 와이어 가이드 (16a) 와, 가공 대상물 (W) 의 하방측 (-Z 방향측) 에서, 와이어 전극 (14) 을 지지하는 하측 와이어 가이드 (16b) 와, 위치 변위 구동부 (20) 과, 주행 구동부 (22) 와, 전압 검출부 (24) 와, 가공 전원 (26) 과, 수치 제어 장치 (30) 를 갖고 있다. 아래에서는, 상측 와이어 가이드 (16a) 및 하측 와이어 가이드 (16b) 를 합하여 상하측 와이어 가이드 (16) 라고 부른다. 도 1 에 나타낸 X 방향, Y 방향 및 Z 방향은 서로 직교하고 있다. -Z 방향이 중력 방향으로 되어 있다.

위치 변위 구동부 (20) 는, 가공 대상물 (W) 을 지지하는 테이블 (12) 에 대해서 상하측 와이어 가이드 (16) 를 상대 이동시킨다. 위치 변위 구동부 (20) 는, 가공 대상물 (W) 에 대해서 와이어 전극 (14) 을 X 방향 및 Y 방향으로 상대 이동시키기 위해서 상하측 와이어 가이드 (16) 를 구동시킨다.

위치 변위 구동부 (20) 는, 모터 (도시 생략), 모터의 회전 위치를 검출하는 인코더 (도시 생략), 및 구동 전달 기구 (도시 생략) 를 구비한다. 모터는, 상하측 와이어 가이드 (16) 의 각각을 X 방향 및 Y 방향으로 움직이게 하기 위해서 각각 형성되어 있다. 구동 전달 기구는, X 방향용 및 Y 방향용의 모터의 각각의 회전 운동을 상하측 와이어 가이드 (16) 의 X 방향 및 Y 방향의 직선 운동으로 변환하기 위한 볼 나사 및 너트 등에 의해서 구성된다. 또한, 본 실시형태에 있어서는, 상측 와이어 가이드 (16a) 및 하측 와이어 가이드 (16b) 는 X 방향 및 Y 방향에 있어서의 위치가 동일해지도록 움직인다. 그리고, 가공 대상물 (W) 의 단면의 위치를 결정하기 위한 상대 이동의 방향을 X 방향으로 한다.

또한, 가공 대상물 (W) 을 지지하는 테이블 (12) 에 대해서 상하측 와이어 가이드 (16) 를 상대 이동시킬 수 있으면 되기 때문에, 위치 변위 구동부 (20) 는, 상하측 와이어 가이드 (16) 대신에 테이블 (12) 을 구동시켜도 된다. 또, 위치 변위 구동부 (20) 는, 상하측 와이어 가이드 (16) 및 테이블 (12) 의 양방을 구동시켜도 된다.

주행 구동부 (22) 는, 와이어 전극 (14) 을 송출하는 롤러 (도시 생략) 및 롤러를 구동시키는 모터 (도시 생략) 를 갖고 있고, 와이어 보빈 (도시 생략) 으로부터 미리 정해진 속도로 와이어 전극 (14) 을 송출하여, 와이어 전극 (14) 을 상측 와이어 가이드 (16a) 와 하측 와이어 가이드 (16b) 사이를 주행시킨다. 즉, 주행 구동부 (22) 는, 상측 와이어 가이드 (16a) 로부터 하측 와이어 가이드 (16b) 를 향하여 주행 방향인 -Z 방향으로 와이어 전극 (14) 을 주행시킨다.

가공 전원 (26) 은, 와이어 전극 (14) 및 테이블 (12) 에 접속되어 있고, 와이어 전극 (14) 과 가공 대상물 (W) 사이에 펄스 전압을 공급한다. 본 실시형태에 있어서 와이어 전극 (14) 과 가공 대상물 (W) 사이에 인가되는 펄스 전압은, 가공용의 펄스 전압보다 작은 값의 전압으로서, 가공을 일으키지 않는 펄스 전압이다. 전압 검출부 (24) 는, 와이어 전극 (14) 및 테이블 (12) 에 접속되어 있고, 와이어 전극 (14) 과 가공 대상물 (W) 사이의 전압을 검출한다.

수치 제어 장치 (30) 는, 구동 제어부 (32) 와, 주행 제어부 (33) 와, 인가 전압 제어부 (34) 와, 펄스 발생 비율 산출부 (36) 와, 단면 위치 결정부 (38) 를 구비한다. 수치 제어 장치 (30) 는, CPU 등의 프로세서와 메모리를 갖고, 메모리에 기억된 프로그램을 실행함으로써, 본 실시형태의 수치 제어 장치 (30) 로서 기능한다. 단면 위치 결정부 (38) 가 본 실시형태의 단면 위치 결정 방법의 전체를 제어를 행한다.

구동 제어부 (32) 는, 위치 변위 구동부 (20) 의 인코더로부터의 위치 정보에 기초하여 모터를 피드백 제어하여, 와이어 전극 (14) 의 주행 방향과 교차하는 평면 (XY 평면) 상에서 가공 대상물 (W) 을 향하여 와이어 전극 (14) 을 상대 이동시킨다. 구체적으로는, 구동 제어부 (32) 는, 단면 위치 결정부 (38) 로부터의 지령 신호에 기초하여 위치 변위 구동부 (20) 를 제어하고, 테이블 (12) 을 향하여 상하측 와이어 가이드 (16) 를 이동과 정지를 반복하는 스텝 이송으로 상대 이동시킨다. 스텝 이송이란, 소정 거리만큼 이동하는 이동 상태와 미리 정한 정지 시간만큼 정지하는 정지 상태를 반복하는 동작이다.

또한, 와이어 전극 (14) 은 주행에 수반하여 주행 방향과 수직인 방향으로 진동한다. 따라서, 후술하는 펄스 발생 비율의 산출 정밀도를 높이기 위해서, 스텝 이송에 있어서의 정지 시간은 주행 중인 와이어 전극 (14) 의 진동 주기 이상의 시간인 것이 바람직하다. 또, 와이어 전극 (14) 의 진동의 원인으로는, 와이어 전극 (14) 의 주행 이외에, 가공액과의 상호 작용, 외부로부터의 진동 등도 생각할 수 있다.

주행 제어부 (33) 는, 단면 위치 결정부 (38) 로부터의 지령 신호에 기초하여, 주행 구동부 (22) 에 와이어 전극 (14) 을 주행 방향으로 주행시킨다.

인가 전압 제어부 (34) 는, 단면 위치 결정부 (38) 에 제어되고, 가공 전원 (26) 을 제어하여, 와이어 전극 (14) 과 가공 대상물 (W) 사이에 펄스 전압을 연속적으로 인가시킨다.

펄스 발생 비율 산출부 (36) 는, 와이어 전극 (14) 을 주행 방향으로 주행시킨 상태에서, 미리 정한 소정 시간당 인가 전압 제어부 (34) 가 와이어 전극 (14) 과 가공 대상물 (W) 사이에 인가한 펄스 전압의 수에 대하여, 전압 검출부 (24) 에 의해서 검출된 펄스 전압의 수의 비율인 펄스 발생 비율을 산출한다. 펄스 발생 비율 산출부 (36) 는, 스텝 이송이 실행되고 있을 경우, 단면 위치 결정부 (38) 에 제어되어, 적어도 정지 시간에 펄스 발생 비율을 산출한다. 정지 시간은 상기 소정 시간 이상이다. 또한, 소정 시간은 주행 중인 와이어 전극 (14) 의 진동 주기 이상의 시간인 것이 바람직하다.

단면 위치 결정부 (38) 는, 펄스 발생 비율 산출부 (36) 가 산출한 펄스 발생 비율에 기초하여, 가공 대상물 (W) 의 단면의 위치를 결정한다.

도 2A ∼ 도 2C 는, 가공 대상물 (W) 에 대한 와이어 전극 (14) 의 위치와, 위치에 따라서 검출되는 펄스 전압의 파형의 관계를 나타낸 도면이다. 도 2A 는,「개방」상태에 있어서의 와이어 전극 (14) 의 위치와, 위치에 따라서 검출되는 펄스 전압의 파형의 관계를 나타낸 도면이다. 도 2B 는,「단면 부근」상태에 있어서의 와이어 전극 (14) 의 위치와, 위치에 따라서 검출되는 펄스 전압의 파형의 관계를 나타낸 도면이다. 도 2C 는,「단락」상태에 있어서의 와이어 전극 (14) 의 위치와, 위치에 따라서 검출되는 펄스 전압의 파형의 관계를 나타낸 도면이다.

또한, 본 실시형태에 있어서는, 와이어 전극 (14) 은 주행 방향의 수직 방향으로 진동하고 있지만, 도 2A ∼ 도 2C 에서는, 와이어 전극 (14) 의 상기 진동의 중심 위치를 나타내고 있다. 따라서, 도 2A ∼ 도 2C 에 있어서의 가공 대상물 (W) 에 대한 와이어 전극 (14) 의 위치는 상하측 와이어 가이드 (16) 의 위치로 간주해도 된다.

도 2A 에 나타내는 바와 같이, 와이어 전극 (14) 이 가공 대상물 (W) 로부터 떨어져 있어 양자가 전기적으로 개방된 상태인 경우에는, 와이어 전극 (14) 이 주행하여 주행 방향과 수직인 방향으로 진동한 상태여도, 와이어 전극 (14) 과 가공 대상물 (W) 의 절연 상태가 유지된다. 그 결과, 인가 전압 제어부 (34) 가 연속적으로 인가한 펄스 전압이 그대로 전압 검출부 (24) 에 의해서 검출된다.

도 2B 에 나타내는 바와 같이, 와이어 전극 (14) 이 가공 대상물 (W) 의 단면 부근에 접근한 상태인 경우에는, 주행 상태의 와이어 전극 (14) 의 진동에 의해서, 와이어 전극 (14) 과 가공 대상물 (W) 의 전기적인 접촉이 불안정해진다. 그 결과, 인가 전압 제어부 (34) 가 연속적으로 인가한 펄스 전압의 일부의 펄스 전압이 전압 검출부 (24) 에 의해서 검출되고, 전압 검출부 (24) 에 의한 펄스 전압의 검출은 간헐적이 된다.

도 2C 에 나타내는 바와 같이, 와이어 전극 (14) 이 가공 대상물 (W) 에 완전히 접촉하여 양자가 전기적으로 단락된 상태인 경우에는, 인가 전압 제어부 (34) 가 연속적으로 인가한 펄스 전압은 전압 검출부 (24) 에 의해서 전혀 검출되지 않게 된다.

도 3 은, 스텝 이송에 있어서의 와이어 전극 (14) 의 가공 대상물 (W) 에 대한 상대 위치의 변화 및 상대 위치에 대응하는 펄스 발생 비율을 나타낸 도면이다. 본 실시형태에서는, 가공 대상물 (W) 은 고정되어 있는 것으로 하고 있기 때문에, 가공 대상물 (W) 에 대한 와이어 전극 (14) 의 상대 위치는, 와이어 전극 (14) 의 X 방향에 있어서의 위치로 되어 있다. 도 3 에 나타낸 와이어 전극 (14) 은, 스텝 이송의 도중에 테이블 (12) 을 향하여 상하측 와이어 가이드 (16) 가 정지되어 있는 상태에서의 와이어 전극 (14) 의 진동의 중심 위치를 나타내고 있다. 따라서, 도 3 에 나타낸 와이어 전극 (14) 의 위치는, 상하측 와이어 가이드 (16) 의 위치로 간주해도 된다.

도 3 에 나타낸 와이어 전극 (14) 의 상대 위치에 대한 펄스 발생 비율의 그래프에 있어서, 세로축은 펄스 발생 비율이고, 가로축은 상대 위치 (㎛) 이다. 가로축의 상대 위치의 값 0 (㎛) 이 가공 대상물 (W) 의 단면의 위치를 나타내고, 정의 방향이 도 1 의 ＋X 방향이다. 상기 그래프에 있어서, 가공 대상물 (W) 을 향하여 와이어 전극 (14) (상하측 와이어 가이드 (16)) 을 이동시켜 상대 위치의 값이 부 (負) 에서 정 (正) 이 됨에 따라서, 펄스 발생 비율은 100 ％ 에서 0 ％ 가 될 때까지 저하되어 간다.

단면 위치 결정부 (38) 는, 구동 제어부 (32) 에 위치 변위 구동부 (20) 를 제어시켜 스텝 이송을 행하게 하고, 정지 상태에 있어서의 테이블 (12) 에 대한 상하측 와이어 가이드 (16) 의 상대 위치를 구동 제어부 (32) 로부터 취득한다. 그와 함께, 단면 위치 결정부 (38) 는, 각 정지 상태에 있어서, 펄스 발생 비율 산출부 (36) 가 산출한 펄스 발생 비율을 취득한다. 테이블 (12) 에 대한 가공 대상물 (W) 의 위치의 오프셋은 미리 알고 있기 때문에, 상기한 데이터의 취득에 의하여, 단면 위치 결정부 (38) 는, 도 3 에 나타낸, 가공 대상물 (W) 에 대한 와이어 전극 (14) 의 상대 위치 (상하측 와이어 가이드 (16) 의 상대 위치) 와 펄스 발생 비율의 관계를 취득할 수 있다.

도 3 에 있어서, 가공 대상물 (W) 에 와이어 전극 (14) (상하측 와이어 가이드 (16)) 을 접근시켜, 상대 위치의 값을 정의 방향으로 증가시켜 가고, 펄스 발생 비율이 임계값 이하로 되는 최초의 상대 위치의 값의 점은 점 A 이다. 단면 위치 결정부 (38) 는, 점 A 의 상대 위치에 기초하여, 가공 대상물 (W) 의 단면의 위치를 결정한다. 여기서는, 점 A 의 상대 위치가 가공 대상물 (W) 의 단면의 위치라고 결정하여, 그 값을 0 (㎛) 으로 해 놓는다. 또한, 펄스 발생 비율과 임계값의 비교로 가공 대상물 (W) 의 단면의 위치를 결정하면 되기 때문에, 펄스 발생 비율이 임계값 이하로 되기 직전의 점의 상대 위치를 가공 대상물 (W) 의 단면의 위치로 결정해도 된다.

도 4 는, 실시형태에 있어서의 스텝 이송에 의한 단면 위치 결정 방법을 설명하는 플로 차트이다.

먼저, 단면 위치 결정부 (38) 로부터의 지령 신호에 기초하여, 주행 제어부 (33) 가 와이어 전극 (14) 의 주행 방향 (-Z 방향) 으로의 주행을 개시시킨다 (스텝 S1).

다음으로, 인가 전압 제어부 (34) 는, 와이어 전극 (14) 과 가공 대상물 (W) 사이에 펄스 전압을 연속적으로 인가하는 것을 개시한다 (스텝 S2).

그리고, 전압 검출부 (24) 는, 와이어 전극 (14) 과 가공 대상물 (W) 사이의 펄스 전압의 검출을 개시한다 (스텝 S3).

다음으로, 구동 제어부 (32) 는, 주행 방향과 교차하는 XY 평면 상에서 가공 대상물 (W) 을 향하여 소정 거리만큼 상하측 와이어 가이드 (16) 를 이동시킴으로써, 와이어 전극 (14) 을 이동시킨다 (스텝 S4).

스텝 S4 이후, 구동 제어부 (32) 가 상하측 와이어 가이드 (16) 의 이동을 정지 시간 동안 정지시켜 정지 상태로 한다 (스텝 S5).

그리고, 단면 위치 결정부 (38) 로부터의 지령 신호에 기초하여, 펄스 발생 비율 산출부 (36) 는, 정지 상태에서, 소정 시간당 인가 전압 제어부 (34) 가 인가한 펄스 전압의 수에 대하여, 전압 검출부 (24) 에 의해서 검출된 펄스 전압의 수의 비율인 펄스 발생 비율을 산출한다 (스텝 S6).

스텝 S6 이후, 단면 위치 결정부 (38) 는, 스텝 S6 에서 펄스 발생 비율 산출부 (36) 에 의해서 산출된 펄스 발생 비율이 임계값 이하로 되었는지의 여부를 판정한다 (스텝 S7). 펄스 발생 비율이 임계값보다 클 경우 (스텝 S7 : 아니오), 스텝 S4 로 되돌아온다. 펄스 발생 비율이 임계값 이하일 경우 (스텝 S7 : 예), 스텝 S8 로 진행된다.

그리고, 단면 위치 결정부 (38) 는, 펄스 발생 비율이 임계값 이하로 되었을 경우의 가공 대상물 (W) (테이블 (12)) 에 대한 와이어 전극 (14) (상하측 와이어 가이드 (16)) 의 상대 위치에 기초하여, 가공 대상물 (W) 의 단면의 위치를 결정한다 (스텝 S8).

이상 설명한 바와 같이, 와이어 방전 가공기 (10) 에 의하면, 펄스 발생 비율에 기초하여, 상기 가공 대상물 (W) 의 단면의 위치를 결정하고 있다. 따라서, 와이어 전극 (14) 이 진동한 상태에서 가공 대상물 (W) 의 단면에 접근하여 가공 대상물 (W) 과의 전기적인 접촉이 불안정해졌다고 해도, 가공 대상물 (W) 의 단면의 위치를 높은 정밀도로 결정할 수 있다.

또, 테이블 (12) 을 향하여 상하측 와이어 가이드 (16) 를 스텝 이송으로 상대 이동시키고, 정지시킨 상태에서 펄스 발생 비율을 산출함으로써, 펄스 발생 비율의 산출 정밀도를 높일 수 있다. 그리고, 정지 상태를 주행 중인 와이어 전극 (14) 의 진동 주기 이상의 시간 유지하여 펄스 발생 비율을 통계적인 정밀도를 높여 산출함으로써, 가공 대상물 (W) 의 단면의 위치를 더욱 높은 정밀도로 결정할 수 있다.

또, 도 4 의 플로 차트에서는, 스텝 이송의 이동 상태에 있어서도, 인가 전압 제어부 (34) 가 펄스 전압을 연속적으로 인가하는 것으로 설명하였다. 그러나, 스텝 이송의 이동 상태에 있어서는, 인가 전압 제어부 (34) 가 펄스 전압을 인가시키지 않고, 정지 상태에서 정지 시간 중에 펄스 전압을 연속적으로 인가시켜, 펄스 발생 비율 산출부 (36) 에 펄스 발생 비율을 산출하도록 해도 상관 없다.

또한, 상기 실시형태에 있어서는, 와이어 전극 (14) 을 주행 방향 (-Z 방향) 으로 주행시키면서, 펄스 발생 비율 산출부 (36) 가 펄스 발생 비율을 산출하는 것으로 했지만, 와이어 전극 (14) 을 주행시키지 않고, 펄스 발생 비율 산출부 (36) 가 펄스 발생 비율을 산출하도록 해도 상관 없다.

[변형예]

상기 실시형태는, 아래와 같이 변형시켜도 된다.

(변형예 1)

도 5 는, 변형예 1 에 있어서 펄스 발생 비율을 근사 함수로 근사시키는 양태를 나타내는 도면이다. 도 5 는, 가공 대상물 (W) (테이블 (12)) 에 대한 와이어 전극 (14) (상하측 와이어 가이드 (16)) 의 상대 위치와 펄스 발생 비율의 관계를 나타낸다. 세로축은 펄스 발생 비율이고, 가로축은 가공 대상물 (W) 에 대한 와이어 전극 (14) 의 상대 위치를 나타내고, 상대 위치의 값이 ＋ 인 방향이 도 1 의 ＋X 방향으로 되어 있다. 단면 위치 결정부 (38) 가 스텝 이송의 정지 상태에서 취득한 각 상대 위치의 펄스 발생 비율을 나타내는 데이터를 흑색 동그라미의 점으로 나타내고 있다.

상기 실시형태에 있어서는, 단면 위치 결정부 (38) 가 정지 상태에서 취득한 유한 개의 상대 위치에 대한 펄스 발생 비율의 데이터에 기초하여, 가공 대상물 (W) 의 단면의 위치를 결정하였지만, 변형예 1 에서는, 상기 유한 개의 데이터를 근사 함수로 근사시킨다. 즉, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 테이블 (12) 에 대한 상하측 와이어 가이드 (16) 의 상대 위치에 대한 펄스 발생 비율의 관계를, 상대 위치를 변수로 하는 근사 함수 (40) 로 근사시킨다.

근사 함수 (40) 는, 직선 (일차 함수), 곡선 (이차 이상의 함수), 또는 그 밖의 함수여도 되고, 한정되지 않는다. 또, 근사 정밀도를 높이기 위해서, 펄스 발생 비율이 제 1 설정치보다 작아지기 직전에 취득된 데이터인 점 B1 로부터 펄스 발생 비율이 제 2 설정치보다 작아진 직후에 취득된 데이터인 점 B2 까지의 데이터만을 사용하고, 최소 이승법 등을 이용하여 근사 함수로 근사시켜도 된다. 또한, 제 1 설정치는 아래에서 사용하는 임계값보다 큰 값으로 설정하고, 제 2 설정치는 당해 임계값보다 작은 값으로 설정해 놓는다.

그리고, 근사 함수 (40) 의 값이 임계값이 되는 상대 위치 L0 에 기초하여, 가공 대상물 (W) 의 단면의 위치를 결정한다. 예를 들어, 단면 위치 결정부 (38) 는, 상대 위치 L0 을 가공 대상물 (W) 의 단면의 위치로 결정한다. 단면 위치 결정부 (38) 가 취득한 유한 개의 데이터를 근사 함수 (40) 로 근사시키고 나서, 임계값을 사용하여 가공 대상물 (W) 의 단면의 위치를 결정하고 있기 때문에, 가공 대상물 (W) 의 단면의 위치를 더욱 높은 정밀도로 결정할 수 있다.

(변형예 2)

도 6 은, 변형예 2 에 있어서의 가공 대상물 (W) 의 단면의 위치를 결정하는 방법을 설명하는 도면이다. 상기 실시형태에 있어서는, 단면 위치 결정부 (38) 는, 펄스 발생 비율과 임계값의 비교에 의해서, 가공 대상물 (W) 의 단면의 위치를 결정했었지만, 스텝 이송의 전후의 정지 상태에 있어서의 펄스 발생 비율의 차와 당해 스텝 이송에 의한 상대 위치의 변화량의 비를 구하고, 구해진 비와, 비에 대한 임계값과의 대소 관계의 비교에 기초하여, 가공 대상물 (W) 의 단면의 위치를 결정해도 된다.

도 6 의, 세로축, 가로축, 및 각 상대 위치의 펄스 발생 비율을 나타내는 데이터의 흑색 동그라미의 점은, 도 5 와 동일하다. 가공 대상물 (W) 에 상하측 와이어 가이드 (16) (와이어 전극 (14)) 를 스텝 이송으로 접근시켜 가고, 정지 상태에서 축차적으로 취득된 펄스 발생 비율 및 상대 위치의 데이터가 점 C1, …, C7 이다. 단면 위치 결정부 (38) 는, 축차적으로 취득된 점 C1, …, C7 에 대하여, 펄스 발생 비율의 차 P12 ∼ P67 및 스텝 이송에 의한 상대 위치의 변화량 L12 ∼ L67, 그리고 펄스 발생 비율의 차와 상대 위치의 변화량의 비 R12 ∼ 비 R67 을 축차적으로 구해간다. 비 R12 ∼ 비 R67 은 인접하는 데이터 간을 연결한 선분의 기울기를 나타낸다. 구체적으로는, R12 = P12/L12, R23 = P23/L23, … 과 같이 구한다. 또한, P12 ∼ P67 은 부의 값이고, L12 ∼ L67 은 스텝 이송의 소정 거리로서 정의 값이기 때문에, 비 R12 ∼ 비 R67 은 부의 값이 된다. 아래에 설명하는 바와 같이, 단면 위치 결정부 (38) 가 가공 대상물 (W) 의 단면의 위치를 결정한 시점에서, 펄스 발생 비율 및 상대 위치의 데이터의 취득은 종료한다.

단면 위치 결정부 (38) 는, 축차적으로 구한 비 R12, R23, … 과, 비에 대한 임계값 R 과 대소 관계를 비교한다. 예를 들어, 비 R12 ∼ R34 까지는 임계값 R 보다 크지만, 비 R45 가 임계값 R 보다 작아지면, 대소 관계가 변화되었기 때문에, 비 R45 의 산출의 기초가 된 데이터점인 점 C4 의 상대 위치의 값 L4 또는 점 C5 의 상대 위치의 값 L5 를 가공 대상물 (W) 의 단면의 위치로서 결정한다. 또한, 값 L4 와 값 L5 와 평균치, 또는 임의의 비로 내분 (內分) 하는 값을 가공 대상물 (W) 의 단면의 위치로서 결정해도 된다.

또한, 상기와 같이 비를 축차적으로 산출하고 임계값 R 을 사용하여 단면의 위치로서 결정하는 것이 아니라, 비 R12 ∼ 비 R67 을 모두 취득해 놓고 나서, 취득된 2 개의 데이터 간의 기울기를 나타내는 비 R12 ∼ 비 R67 중에서 값이 최소치가 된 위치의 전후의 점의 상대 위치의 값을 사용하여 가공 대상물 (W) 의 단면의 위치를 결정하도록 해도 된다.

(변형예 3)

상기 실시형태에 있어서는, 위치 변위 구동부 (20) 는, 테이블 (12) 을 향하여 상하측 와이어 가이드 (16) 를 스텝 이송시키는 것으로 했지만, 스텝 이송을 행하지 않고, 매우 천천히 축 이송을 행하여 연속적으로 상대 이동시켜도 된다. 이 경우, 위치 변위 구동부 (20) 가 연속적인 상대 이동을 행하면서, 인가 전압 제어부 (34) 에 의한 펄스 전압의 연속적인 인가와, 전압 검출부 (24) 에 의한 펄스 전압의 검출을 실행하여, 소정 시간마다 펄스 발생 비율 산출부 (36) 가 펄스 발생 비율을 산출한다. 그리고, 단면 위치 결정부 (38) 는, 산출된 펄스 발생 비율에 기초하여, 가공 대상물 (W) 의 단면의 위치를 결정한다.

(변형예 4)

상기 실시형태 및 변형예 1 ∼ 3 은, 모순이 발생되지 않는 범위에서 임의로 조합되어도 된다.

[실시형태로부터 얻어지는 발명]

상기 실시형태로부터 파악할 수 있는 발명에 대하여, 아래에 기재한다.

(제 1 발명)

와이어 방전 가공기 (10) 는, 가공 대상물 (W) 을 향하여 와이어 전극 (14) 을 상대 이동시킴으로써, 가공 대상물 (W) 의 단면의 위치를 결정한다. 와이어 방전 가공기 (10) 는, 와이어 전극 (14) 과 가공 대상물 (W) 사이에 펄스 전압을 연속적으로 인가시키는 인가 전압 제어부 (34) 와, 와이어 전극 (14) 과 가공 대상물 (W) 사이의 전압을 검출하는 전압 검출부 (24) 와, 소정 시간당 인가 전압 제어부 (34) 가 인가한 펄스 전압의 수에 대하여, 전압 검출부 (24) 에 의해서 검출된 펄스 전압의 수의 비율인 펄스 발생 비율을 산출하는 펄스 발생 비율 산출부 (36) 와, 펄스 발생 비율에 기초하여, 가공 대상물 (W) 의 단면의 위치를 결정하는 단면 위치 결정부 (38) 를 구비한다.

이로써, 가공 대상물 (W) 의 단면의 위치를 높은 정밀도로 결정할 수 있다.

와이어 방전 가공기 (10) 는, 가공 대상물 (W) 의 상방측에서, 와이어 전극 (14) 을 지지하는 상측 와이어 가이드 (16a) 와, 가공 대상물 (W) 의 하방측에서, 와이어 전극 (14) 을 지지하는 하측 와이어 가이드 (16b) 와, 가공 대상물 (W) 을 지지하는 테이블 (12) 에 대해서 상측 와이어 가이드 (16a) 및 하측 와이어 가이드 (16b) 를 상대 이동시키는 위치 변위 구동부 (20) 를 구비해도 된다.

위치 변위 구동부 (20) 는, 테이블 (12) 을 향하여 상측 와이어 가이드 (16a) 및 하측 와이어 가이드 (16b) 를 이동과 정지를 반복하는 스텝 이송으로 상대 이동시켜도 된다. 펄스 발생 비율 산출부 (36) 는, 정지 상태에서 펄스 발생 비율을 산출해도 된다. 이로써, 펄스 발생 비율의 산출 정밀도를 높일 수 있다.

위치 변위 구동부 (20) 는, 정지 상태를 주행 중인 와이어 전극 (14) 의 진동 주기 이상의 시간 유지해도 된다. 이로써, 가공 대상물 (W) 의 단면의 위치를 더욱 높은 정밀도로 결정할 수 있다.

단면 위치 결정부 (38) 는, 펄스 발생 비율이 임계값 이하로 되었을 경우의 테이블 (12) 에 대한 상측 와이어 가이드 (16a) 및 하측 와이어 가이드 (16b) 의 상대 위치에 기초하여, 가공 대상물 (W) 의 단면의 위치를 결정해도 된다.

단면 위치 결정부 (38) 는, 테이블 (12) 에 대한 상측 와이어 가이드 (16a) 및 하측 와이어 가이드 (16b) 의 상대 위치에 대한 펄스 발생 비율의 관계를, 상대 위치를 변수로 하는 근사 함수 (40) 로 근사시키고, 근사 함수 (40) 의 값이 임계값이 되는 상대 위치에 기초하여, 가공 대상물 (W) 의 단면의 위치를 결정해도 된다. 이로써, 가공 대상물 (W) 의 단면의 위치를 더욱 높은 정밀도로 결정할 수 있다.

단면 위치 결정부 (38) 는, 스텝 이송 전후의 정지 상태에 있어서의 펄스 발생 비율의 차와 스텝 이송에 의한 상대 위치의 변화량의 비와, 비에 대한 임계값과의 대소 관계에 기초하여, 가공 대상물 (W) 의 단면의 위치를 결정해도 된다.

인가 전압 제어부 (34) 는, 테이블 (12) 을 향하여 상측 와이어 가이드 (16a) 및 하측 와이어 가이드 (16b) 가 이동하고 있는 경우에는 펄스 전압을 인가시키지 않고, 정지 상태에서 펄스 전압을 연속적으로 인가시켜도 된다.

(제 2 발명)

와이어 방전 가공기 (10) 의 단면 위치 결정 방법은, 가공 대상물 (W) 을 향하여 와이어 전극 (14) 을 상대 이동시킴으로써, 가공 대상물 (W) 의 단면의 위치를 결정한다. 단면 위치 결정 방법은, 와이어 전극 (14) 과 가공 대상물 (W) 사이에 펄스 전압을 연속적으로 인가시키는 인가 전압 제어 스텝과, 와이어 전극 (14) 과 가공 대상물 (W) 사이의 전압을 검출하는 전압 검출 스텝과, 소정 시간당 인가 전압 제어 스텝이 인가한 펄스 전압의 수에 대하여, 전압 검출 스텝에 의해서 검출된 펄스 전압의 수의 비율인 펄스 발생 비율을 산출하는 펄스 발생 비율 산출 스텝과, 펄스 발생 비율에 기초하여, 가공 대상물 (W) 의 단면의 위치를 결정하는 단면 위치 결정 스텝을 포함한다.

와이어 방전 가공기 (10) 는, 가공 대상물 (W) 의 상방측에서, 와이어 전극 (14) 을 지지하는 상측 와이어 가이드 (16a) 와, 가공 대상물 (W) 의 하방측에서, 와이어 전극 (14) 을 지지하는 하측 와이어 가이드 (16b) 를 구비해도 된다. 단면 위치 결정 방법은, 가공 대상물 (W) 을 지지하는 테이블 (12) 에 대해서 상측 와이어 가이드 (16a) 및 하측 와이어 가이드 (16b) 를 상대 이동시키는 위치 변위 구동 스텝을 포함해도 된다.

위치 변위 구동 스텝은, 테이블 (12) 을 향하여 상측 와이어 가이드 (16a) 및 하측 와이어 가이드 (16b) 를 이동과 정지를 반복하는 스텝 이송으로 상대 이동시켜도 된다. 펄스 발생 비율 산출 스텝은, 정지 상태에서 펄스 발생 비율을 산출해도 된다. 이로써, 펄스 발생 비율의 산출 정밀도를 높일 수 있다.

위치 변위 구동 스텝은, 정지 상태를 주행 중인 와이어 전극 (14) 의 진동 주기 이상의 시간 유지해도 된다. 이로써, 가공 대상물 (W) 의 단면의 위치를 더욱 높은 정밀도로 결정할 수 있다.

단면 위치 결정 스텝은, 펄스 발생 비율이 임계값 이하로 되었을 경우의 테이블 (12) 에 대한 상측 와이어 가이드 (16a) 및 하측 와이어 가이드 (16b) 의 상대 위치에 기초하여, 가공 대상물 (W) 의 단면의 위치를 결정해도 된다.

단면 위치 결정 스텝은, 테이블 (12) 에 대한 상측 와이어 가이드 (16a) 및 하측 와이어 가이드 (16b) 의 상대 위치에 대한 펄스 발생 비율의 관계를, 상대 위치를 변수로 하는 근사 함수 (40) 로 근사시키고, 근사 함수 (40) 의 값이 임계값이 되는 상대 위치에 기초하여, 가공 대상물 (W) 의 단면의 위치를 결정해도 된다. 이로써, 가공 대상물 (W) 의 단면의 위치를 더욱 높은 정밀도로 결정할 수 있다.

단면 위치 결정 스텝은, 스텝 이송의 전후의 정지 상태에 있어서의 펄스 발생 비율의 차와 스텝 이송에 의한 상대 위치의 변화량의 비와, 비에 대한 임계값과의 대소 관계에 기초하여, 가공 대상물 (W) 의 단면의 위치를 결정해도 된다.

인가 전압 제어 스텝은, 테이블 (12) 을 향하여 상측 와이어 가이드 (16a) 및 하측 와이어 가이드 (16b) 가 이동하고 있는 경우에는 펄스 전압을 인가시키지 않고, 정지 상태에서 펄스 전압을 연속적으로 인가시켜도 된다.

Claims

가공 대상물을 향하여 와이어 전극을 상대 이동시킴으로써, 상기 가공 대상물의 단면의 위치를 결정하는 와이어 방전 가공기로서,
상기 와이어 전극과 상기 가공 대상물 사이에 펄스 전압을 연속적으로 인가시키는 인가 전압 제어부와,
상기 와이어 전극과 상기 가공 대상물 사이의 전압을 검출하는 전압 검출부와,
소정 시간당 상기 인가 전압 제어부가 인가한 상기 펄스 전압의 수에 대하여, 상기 전압 검출부에 의해서 검출된 상기 펄스 전압의 수의 비율인 펄스 발생 비율을 산출하는 펄스 발생 비율 산출부와,
상기 펄스 발생 비율에 기초하여, 상기 가공 대상물의 단면의 위치를 결정하는 단면 위치 결정부와,
상기 가공 대상물의 상방측에서, 상기 와이어 전극을 지지하는 상측 와이어 가이드와,
상기 가공 대상물의 하방측에서, 상기 와이어 전극을 지지하는 하측 와이어 가이드와,
상기 가공 대상물을 지지하는 테이블을 향하여 상기 상측 와이어 가이드 및 상기 하측 와이어 가이드를 이동과 정지를 반복하는 스텝 이송으로 상대 이동시키는 위치 변위 구동부를 구비하고,
상기 펄스 발생 비율 산출부는, 상기 정지의 상태에서 상기 펄스 발생 비율을 산출하는, 와이어 방전 가공기.
제 1 항에 있어서,
상기 위치 변위 구동부는, 상기 정지의 상태를 주행 중인 상기 와이어 전극의 진동 주기 이상의 시간 유지하는, 와이어 방전 가공기.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 단면 위치 결정부는, 상기 펄스 발생 비율이 임계값 이하로 되었을 경우의 상기 테이블에 대한 상기 상측 와이어 가이드 및 상기 하측 와이어 가이드의 상대 위치에 기초하여, 상기 가공 대상물의 단면의 위치를 결정하는, 와이어 방전 가공기.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 단면 위치 결정부는, 상기 테이블에 대한 상기 상측 와이어 가이드 및 상기 하측 와이어 가이드의 상대 위치에 대한 상기 펄스 발생 비율의 관계를, 상기 상대 위치를 변수로 하는 근사 함수로 근사시키고, 상기 근사 함수의 값이 임계값이 되는 상기 상대 위치에 기초하여, 상기 가공 대상물의 단면의 위치를 결정하는, 와이어 방전 가공기.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 단면 위치 결정부는, 상기 스텝 이송의 전후의 상기 정지의 상태에 있어서의 상기 펄스 발생 비율의 차와 상기 스텝 이송에 의한 상대 위치의 변화량의 비와, 상기 비에 대한 임계값과의 대소 관계에 기초하여, 상기 가공 대상물의 단면의 위치를 결정하는, 와이어 방전 가공기.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 인가 전압 제어부는, 상기 테이블을 향하여 상기 상측 와이어 가이드 및 상기 하측 와이어 가이드가 이동하고 있는 경우에는 상기 펄스 전압을 인가시키지 않고, 상기 정지의 상태에서 상기 펄스 전압을 연속적으로 인가시키는, 와이어 방전 가공기.
가공 대상물을 향하여 와이어 전극을 상대 이동시킴으로써, 상기 가공 대상물의 단면의 위치를 결정하는 와이어 방전 가공기의 단면 위치 결정 방법으로서,
상기 와이어 전극과 상기 가공 대상물 사이에 펄스 전압을 연속적으로 인가시키는 인가 전압 제어 스텝과,
상기 와이어 전극과 상기 가공 대상물 사이의 전압을 검출하는 전압 검출 스텝과,
소정 시간당 상기 인가 전압 제어 스텝이 인가한 상기 펄스 전압의 수에 대하여, 상기 전압 검출 스텝에 의해서 검출된 상기 펄스 전압의 수의 비율인 펄스 발생 비율을 산출하는 펄스 발생 비율 산출 스텝과,
상기 펄스 발생 비율에 기초하여, 상기 가공 대상물의 단면의 위치를 결정하는 단면 위치 결정 스텝과,
상기 가공 대상물을 지지하는 테이블을 향하여, 상기 가공 대상물의 상방측에서 상기 와이어 전극을 지지하는 상측 와이어 가이드, 및 상기 가공 대상물의 하방측에서 상기 와이어 전극을 지지하는 하측 와이어 가이드를 이동과 정지를 반복하는 스텝 이송으로 상대 이동시키는 위치 변위 구동 스텝을 포함하고,
상기 펄스 발생 비율 산출 스텝은, 상기 정지의 상태에서 상기 펄스 발생 비율을 산출하는, 단면 위치 결정 방법.
제 7 항에 있어서,
상기 위치 변위 구동 스텝은, 상기 정지의 상태를 주행 중인 상기 와이어 전극의 진동 주기 이상의 시간 유지하는, 단면 위치 결정 방법.
제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
상기 단면 위치 결정 스텝은, 상기 펄스 발생 비율이 임계값 이하로 되었을 경우의 상기 테이블에 대한 상기 상측 와이어 가이드 및 상기 하측 와이어 가이드의 상대 위치에 기초하여, 상기 가공 대상물의 단면의 위치를 결정하는, 단면 위치 결정 방법.
제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
상기 단면 위치 결정 스텝은, 상기 테이블에 대한 상기 상측 와이어 가이드 및 상기 하측 와이어 가이드의 상대 위치에 대한 상기 펄스 발생 비율의 관계를, 상기 상대 위치를 변수로 하는 근사 함수로 근사시키고, 상기 근사 함수의 값이 임계값이 되는 상기 상대 위치에 기초하여, 상기 가공 대상물의 단면의 위치를 결정하는, 단면 위치 결정 방법.
제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
상기 단면 위치 결정 스텝은, 상기 스텝 이송의 전후의 상기 정지의 상태에 있어서의 상기 펄스 발생 비율의 차와 상기 스텝 이송에 의한 상대 위치의 변화량의 비와, 상기 비에 대한 임계값과의 대소 관계에 기초하여, 상기 가공 대상물의 단면의 위치를 결정하는, 단면 위치 결정 방법.
제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
상기 인가 전압 제어 스텝은, 상기 테이블을 향하여 상기 상측 와이어 가이드 및 상기 하측 와이어 가이드가 이동하고 있는 경우에는 상기 펄스 전압을 인가시키지 않고, 상기 정지의 상태에서 상기 펄스 전압을 연속적으로 인가시키는, 단면 위치 결정 방법.
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