KR19990046308A - Electro-discharge machining way - Google Patents

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Abstract

본 발명은 피가공물을 가공액에 담아 전극을 근접시켜 방전이 발생되도록 하므로 피가공물이 전극의 형상과 동일하게 가공되도록 하는 방전가공에 관한 것으로서,The present invention relates to an electric discharge machining in which the workpiece is processed in the same manner as the shape of the electrode because the workpiece is placed in the processing liquid so that the electrode is brought close to each other.

3차원 방전가공에서 가공물을 예비가공하지 않고 직접방전가공하는 통방전과 예비가공물체를 방전가공하는 경우에 대하여 최적의 방전가공조건을 결정할 수 있는 방법을 제공하고 이에 따른 방전가공시간을 용이하게 추정할 수 있도록 하므로써 최적의 방전가공조건으로 가공이 가능하도록 하는 것을 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.In the three-dimensional electric discharge machining, it provides a method to determine the optimum electric discharge machining conditions for the case of the direct discharge processing and the electric discharge machining of the pre-processed object without pre-processing the workpiece, and the electric discharge machining time can be easily estimated accordingly. It is an object of the present invention to provide a process capable of processing at an optimum electric discharge machining condition.

따라서, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 것으로서는 3차원 방전가공에서는 가공부위에 따른 방전가공면적이 서로 다르므로 공구전극 곡면으로부터 방전가공면적을 일차적으로 구하는 방법과 공구전극을 가공하기 위한 NC코드로부터 Z-Map 모델링하여 방전가공면적을 구하는 방법 및 공구전극을 3차원 측정기로 측정한 데이터로부터 방전가공면적을 구하는 방법을 제시하는 것이다.Therefore, in order to achieve the above object, in the three-dimensional discharge machining, since the discharge machining areas according to the machining parts are different from each other, the method of first obtaining the discharge machining area from the curved surface of the tool electrode and the NC code for machining the tool electrode Z-Map modeling is to find the discharge machining area and the tooling electrode to calculate the discharge machining area from the data measured by a three-dimensional measuring instrument.

Description

방전가공에서의 최적방전가공조건 결정 및 방전가공시간 추정방법{ELECTRO-DISCHARGE MACHINING WAY}Determination of Optimal Discharge Machining Conditions and Estimation of Discharge Machining Times in Discharge Machining {ELECTRO-DISCHARGE MACHINING WAY}

본 발명은 피가공물을 가공액에 담아 전극을 근접시켜 방전이 발생되도록 하므로써 피가공물이 전극의 형상과 동일하게 가공되도록 하는 방전가공에 관한 것으로서, 특히 가공하고자하는 피가공물의 형상을 3차원방전가공시 최적의 방전가공조건과 방전가공시간을 용이하게 산출하도록 하여 계획적인 생산이 가능하고 생산성을 향상시키며 제품의 품질을 향상시키도록 하는 방전가공에서의 방전가공조건 결정 및 방전가공시간 추정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an electric discharge machining in which the workpiece is processed in the same manner as the electrode shape by disposing the workpiece in the processing liquid so that the electrode is close to each other. In particular, the shape of the workpiece to be processed is three-dimensionally discharged. Method for determining discharge processing conditions and estimating discharge processing time in electric discharge machining, which enables to calculate the optimal electric discharge machining condition and electric discharge machining time easily in order to make planned production, improve productivity and improve product quality. will be.

일반적으로 방전가공을 도 1에 도시된 바와같이 동,그래파이트(Graphite)등과 같은 도전성재료를 공구전극(1)으로 사용하고, 강(Steel), 초경합금 등과 같은 도전성재료를 가공하는데 널리 사용하는 가공방법으로서, 이러한 방전가공은 절연액(2)에 의해 분리되어 있는 공극전극(1)과 가공물(3) 사이에 60V~300V정도의 펄스전압을 인가하면 절연상태가 파괴되어 불꽃방전(Spark)이 발생되는데 이때 발생하는 열에 의하여 전극(1)의 일부가 소모되고 이러한 소모현상을 이용하여 공구전극(1)과 동일한 형상의 제품으로 가공물(3)을 가공하는 것이다.In general, as shown in FIG. 1, the electric discharge machining is performed by using a conductive material such as copper or graphite as the tool electrode 1, and widely used to process conductive materials such as steel and cemented carbide. In this discharge processing, when a pulse voltage of about 60 V to 300 V is applied between the pore electrode 1 and the workpiece 3 separated by the insulating liquid 2, the insulating state is destroyed and spark discharge occurs. In this case, a part of the electrode 1 is consumed by the heat generated and the workpiece 3 is processed into a product having the same shape as the tool electrode 1 by using this consumption phenomenon.

따라서, 이러한 방전가공법은 방전발생 현상을 인위적으로 설정하여 방전발생시 생성되는 열에너지를 이용하는 방법으로 방전가공의 메카니즘은 다음과 같다.Therefore, the discharge machining method is a method of using the thermal energy generated when the discharge is generated by artificially setting the discharge occurrence phenomenon as follows.

1). 방전발생에 의한 아크기둥(Arc column)의 형성과 방전열에너지(약5000K이상)에 의한 국부적 용융.One). Arc column formation by discharge and local melting by discharge heat energy (about 5000K or more).

2). 가공액의 기화 폭발력의 발생과 그에 따른 용융부의 기산.2). Generation of vaporization explosive force of the working liquid and the vaporization of the molten part accordingly.

3). 가공액에 대한 용융부의 냉각, 응고, 극간의 탈 이온화 등에 의한 피가공물상에 미세한 방전흔의 발생.3). The generation of minute discharge traces on the workpiece due to cooling, solidification, deionization between the melt and the like to the processing liquid.

그러므로 상기와 같은 과정을 빠른속도(1 ~ 수 kHz)로 반복하면 방전흔적의 누적에 의하여 가공이 진행되며, 가공진행과 더불어 극간의 간격이 멀어지면 서보기구는 극간의 간격을 일정하게 유지하도록 공구전극을 가공물 쪽으로 이동시켜 연속적인 방전가공을 유발한다.Therefore, if the above process is repeated at a high speed (1 ~ several kHz), processing proceeds by accumulation of discharge traces, and if the distance between the poles increases and the process progresses, the servo mechanism maintains a constant gap between the tools. The electrodes are moved towards the workpiece, causing continuous discharge machining.

그러나, 상기와 같은 종래의 방전가공에 있어서 방전면적은 방전가공성능과 가장 밀접한 관계에 있는 방전가공조건인 피크전류치 Ip와 밀접한 관계를 가지는 것으로, 현재까지 방전면적에 기초하여 최적방전가공조건을 결정할 수 있는 방법에 대한 방법이 제시되지 못하고 있고, 특히 3차원 방전가공을 할 때에는 방전가공면적을 예측하지 못하므로 단순히 장기간 종사한 숙련자의 경험에 의한 가공조건으로 가공하고 있는 실정으로 방전가공시간을 단축하기 위하여 가공물을 예비가공한 후 나머지 형상을 방전가공하는 경우에는 방전가공면적의 계산이 더욱 어려우므로 방전가공조건 결정이 보다 어렵게 되고, 또한 방전가공법은 방전열을 이용한 가공법으로 방전가공법의 특성상 방전가공시간을 추정하기가 대단히 어려워 현재까지 방전가공시간의 추정에 대한 방법이 제시되지 못하고 있는 실정으로 생산계획수립이 불가능한 문제점이 발생되었으며, 단순하게 숙련된 작업자에 의한 경험을 바탕으로 최적방전가공조건을 산출하거나 방전가공시간을 추정하고 있는 실정으로 방전가공조건과 방전가공시간의 산출이 시급한 실정이다.However, in the conventional electric discharge machining as described above, the discharge area has a close relationship with the peak current value I p , which is the discharge processing condition most closely related to the discharge machining performance. The method of deciding how to determine is not presented, and especially in the case of 3D electric discharge machining, the electric discharge machining area cannot be predicted. In the case of discharging the remaining shapes after preliminary processing of the workpiece for shortening, it is more difficult to calculate the discharge machining area, which makes it more difficult to determine the discharge machining conditions.In addition, the discharge machining method is a machining method using discharge heat. It is very difficult to estimate the machining time, so the discharge machining time As a method of estimating has not been suggested, it is impossible to establish a production plan, and based on the experience of a skilled worker, the optimal discharge machining condition is calculated or the discharge machining time is estimated. It is urgent to calculate the conditions and the discharge machining time.

본 발명은 상기와 같이 종래의 방전가공에 있어서 발생된 문제점을 해결하기 위하여 창출한 발명으로서, 3차원 방전가공에서 가공물을 예비가공하지 않고 직접 방전가공하는 통방전과 예비가공된 물체를 방전가공하는 경우에 대하여 최적의 방전가공조건을 결정할 수 있는 방법을 제공하고 이에 따른 방전가공시간을 용이하게 추정할 수 있도록 하므로써 최적조건으로 방전가공이 가능하도록 하고 계획생산이 가능하도록 하는 것을 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.The present invention was created in order to solve the problems caused in the conventional electric discharge machining as described above, in the case of the discharge discharge and the pre-discharge machining the direct discharge processing without pre-processing the workpiece in the three-dimensional discharge machining The purpose of the present invention is to provide a method for determining the optimum discharge machining conditions and to make it possible to easily estimate the discharge machining time. will be.

따라서, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 것으로서는 3차원 방전가공에서는 가공부위에 따른 방전가공면적이 서로 다르므로 공구전극 곡면으로부터 벙전가공면적을 일차적으로 구하는 방법과 공구전극을 가공하기 위한 NC코드로부터 Z-Map모델링하여 방전가공면적을 구하는 방법 및 공구전극을 3차원 측정기로 측정한 데이터로부터 방전가공면적을 구하는 방법을 제시하는 것이다.Therefore, in order to achieve the above object, in the three-dimensional discharge machining, since the discharge machining areas according to the machining parts are different from each other, the method of first obtaining the free machining area from the tool electrode curved surface and from the NC code for machining the tool electrode are performed. Z-Map modeling to find out the discharge machining area and the tool electrode measuring the discharge machining area from the data measured by a three-dimensional measuring instrument.

도 1은 방전가공기의 구조를 나타낸 개략도.1 is a schematic view showing the structure of an electric discharge machine.

도 2는 본 발명에 적용된 그리드 탐색법을 나타낸 개략도.2 is a schematic diagram showing a grid search method applied to the present invention.

도 3은 본 발명에 의한 곡면과 평면과 생성된 교선커브.3 is a curved curve generated with the curved surface and the plane according to the present invention.

도 4는 교선커브로부터 방전면적을 계산하는 것을 나타낸 그래프.4 is a graph showing the calculation of the discharge area from the cross curve.

도 5는 방전가공면적을 도시한 평단면도.5 is a plan sectional view showing the discharge machining area;

도 6은 도 5에 의한 방전면적 영역을 결정하는 것을 나타낸 그래프.FIG. 6 is a graph illustrating determination of the discharge area region of FIG. 5; FIG.

도 7은 접점의 판정을 나타내는 그래프.7 is a graph showing determination of a contact point.

도 8은 지-맵(Z-map)을 나타낸 그래프.8 is a graph showing a Z-map.

도 9는 볼 엔드밀의 경로를 나타낸 그래프.9 is a graph showing a path of a ball end mill.

도 10은 지-맵(Z-map)의 초기화를 나타낸 그래프.10 is a graph showing initialization of a Z-map.

도 11은 공구이동점의 최대, 최소를 나타낸 그래프.11 is a graph showing the maximum and minimum of the tool moving point.

도 12는 NC코드로부터 모델링된 지-맵(Z-map)을 나타낸 상태도.12 is a state diagram showing a Z-map modeled from an NC code.

도 13은 지-맵(Z-map)에서 방전면적을 계산하기 위한 그래프.FIG. 13 is a graph for calculating a discharge area in a Z-map. FIG.

도 14는 3차원 측정기로 측정된 데이터를 나타낸 상태도.14 is a state diagram showing data measured by a three-dimensional measuring instrument.

도 15는 3차원 측정점을 삼각망으로 형성하는 그래프.15 is a graph for forming a three-dimensional measurement point in a triangular network.

도 16은 측정점이 삼각망으로 형성된 예를 나타낸 상태도.16 is a state diagram showing an example in which a measuring point is formed of a triangular net;

도 17은 다면체에서 그리드점에 대한 Z값을 나타낸 그래프.17 is a graph showing Z values for grid points in a polyhedron.

도 18은 다면체로부터 지-맵(Z-map) 모델링된 상태도.18 is a state map modeled from a polyhedron (Z-map).

도 19는 예비가공물체의 방전가공 개념도.19 is a conceptual view of the discharge machining of a pre-processed object.

도 20은 예비가공물체의 지-맵(Z-map) 모델링결과를 나타낸 상태도.20 is a state diagram showing a Z-map modeling result of a pre-processed object.

도 21은 공구전극의 지-맵(Z-map) 모델링과정을 나타낸 그래프.FIG. 21 is a graph illustrating a Z-map modeling process of tool electrodes. FIG.

도 22는 방전가공의 체적을 계산하기 위한 개략도.22 is a schematic diagram for calculating a volume of electric discharge machining.

이하, 본 발명에서 제시되는 방법에 의하여 3차원 방전가공시 최적의 방전가공조건을 산출하는 방법과 방전가공시간을 추정하는 방법을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the method of calculating the optimum discharge processing conditions and the method of estimating the discharge processing time in the three-dimensional discharge processing by the method proposed in the present invention will be described.

먼저, 3차원 방전가공시 방전가공조건을 산출하는 방법을 설명하면 다음과 같다.First, the method of calculating the discharge processing conditions in the three-dimensional discharge processing is as follows.

3차원 방전가공시 방전가공의 조건을 구할 때 먼저 요구되는 것은 가공하고자하는 형상을 동일한 높이에 따른 교선을 구하는 것으로서, 이와같이 곡면모델링에서 두 곡면간의 교선을 구하는 방법으로서는 대수학적 방법, 그리드 탐색법, 트레이싱(Tracing)법, 서브디비젼(Subdivision)법 등이 있으며 이중에 그리드 탐색법은 일정한 높이를 가지는 수평면과 자유곡면간의 교선을 찾는데 적합한 방법으로 제시되고, 상기 그리드 탐색법에 의한 자유곡면과 수평면간의 교선으로부터 방전면적을 구하거나 공구전극을 가공하기 위한 NC코드로부터 지-맵(Z-map)을 모델링한 후 지-맵(Z-map)으로부터 방적면을 계산하거나, 3차원 측정기(CMM)를 통하여 얻어진 데이터로부터 공구전극의 기하학적 형상을 3각형 다면체로 근사화하며 이러한 3각형 다면체로 근사화한 공구전극의 형상을 삼각 다면체를 나타내는 평면방정식을 이용하여 삼각형 다면체의 XY평면구간을 격자간격으로 나누고 각 상당하는 Z값을 계산하여 지-맵(Z-map)모델링을 하며, 이와같이 지-맵(Z-map) 모델링이 이루어지면 방전깊이에 대한 계산을 산출한다.When calculating the conditions of discharge machining in 3D discharge processing, the first requirement is to find the intersection of the shape to be processed according to the same height. Thus, in the surface modeling, the method of finding the intersection between two surfaces is algebraic method, grid search method, There are tracing method and subdivision method. Among them, the grid search method is proposed as a suitable method for finding the intersection between the horizontal plane and the free curved surface having a constant height, and the free surface and horizontal plane by the grid search method. Model the Z-map from the NC code to obtain the discharge area from the intersection or to process the tool electrodes, and then calculate the spinning surface from the Z-map or use the 3D measuring machine (CMM). The tool geometry is approximated by the triangular polyhedron from the data obtained through the data. Z-map modeling is performed by dividing the XY plane section of triangular polyhedron by lattice spacing using the plane equation representing triangular polyhedron and calculating the corresponding Z values. map) When modeling is done, calculate the depth of discharge.

또한 상기와 같은 방법에 의하여 방전가공 위치에 대한 방전가공면적이 산출되면 최적의 방전가공 조건을 결정하여야 하는바, 이러한 최적의 방전가공 조건을 결정하기 위하여서는 전극과 가공물의 재질에 적합한 전류밀도를 일정하게 유지할 수 있도록 방전가공 조건을 결정하는 것이다.In addition, when the electric discharge machining area for the electric discharge machining position is calculated by the above method, the optimum electric discharge machining condition should be determined. In order to determine the optimum electric discharge machining condition, a current density suitable for the material of the electrode and the workpiece is determined. It is to determine the discharge machining condition so that it can be kept constant.

이때, 방전가공은 가공속도가 느리므로 가공시간을 단축하고 생산성을 향상시키기 위하여 가공물을 절삭가공 등과 같은 방법으로 예비가공을 한 후 나머지 부분을 방전가공에 의하여 가공하는 것이 일반적으로 수행하고 있는바, 이와같이 예비가공된 물체를 방전가공하는 경우에 대하여 효율적이고 체계적인 방법으로 최적의 방전가공 조건을 결정하기 위하여 가공물을 예비가공하기 위한 NC 코드로부터 가공물의 기하학적형상을 지-맵 모델링하고 공구전극을 가공하기 위한 NC 코드나 공구전극의 기하학적 형상을 모델링한 곡면식으로부터 공구전극의 기하학적 형상을 지-맵 모델링한 후 모델링된 두 개의 지-맵을 기초로 방전면적에 적절한 방전가공조건을 결정하며, 가공물을 예비가공하기 위한 NC 코드나 공구전극을 모델링한 곡면식으로부터 공구전극의 기하학적 형상을 지-맵 모델링하여 방전면적을 계산하면 3차원 방전가공조건을 결정한 방법과 동일하게 방전가공조건을 결정할 수 있는 것이다.In this case, since the discharge machining process is slow, in order to shorten the processing time and improve productivity, after the preliminary processing of the workpiece by the method such as cutting process, the remaining parts are generally processed by the discharge machining. To geo-map the geometry of the workpiece and to process the tool electrodes from the NC code for pre-machining the workpiece to determine the optimum discharge machining conditions in an efficient and systematic way in the case of the discharge machining of the pre-processed object. After geo-modeling the geometry of the tool electrode from the NC code or the curve modeling the geometry of the tool electrode, we determine the discharge processing conditions appropriate for the discharge area based on the two modeled G-maps. Tool from surface modeling NC code or tool electrode for preliminary processing If the discharge area is calculated by geo-map modeling the geometry of the electrode, the discharge machining conditions can be determined in the same way as the three-dimensional discharge machining conditions.

따라서, 상기와 같은 방법들에 의한 가공물에 대한 최적의 방전가공조건을 산출하기 위한 방법으로는 다음의 실시예와 같은 것이다.Therefore, the method for calculating the optimum discharge machining conditions for the workpiece by the above methods is as follows.

[실시예 1]Example 1

실시예 1에서는 공구전극을 곡면식으로 모델링한 후 두 곡면 간의 교선을 구하는 방법인 그리드 탐색법에 의한 면적을 산출하는 것으로서,In Example 1, the tool electrode is modeled as a curved surface, and then the area is calculated by a grid search method, which is a method of obtaining an intersection between two curved surfaces.

자유곡면 r(u,v)=x(u,v),y(u,v),z(u,v)와 수평면 z=h 간의 교선을 구하는 방법으로서는 곡면 r(u,v)의 매개변수(parameter) 영역에서 사각그리드를 형성한 후 (ui, vj)를 그리드 점이라 하였을 때 임의의 그리드 셀은 도 2에 도시된 바와같이 4개의 그리드점(ui,vj),(ui+1,vj),(ui,vj+1),(ui+1,vj+1)로부터 정의되며, 수평면과 곡면간의 교선이 그리드셀을 통과하는지의 여부를 조사한 후 만일 교선이 두점(ui,vj),(ui+1,vj+1)을 양끝점으로 하는 모서리를 지나는 경우 다음식을 만족하게 된다.As a method of finding the intersection between the free surface r (u, v) = x (u, v), y (u, v), z (u, v) and the horizontal surface z = h, the parameter of the surface r (u, v) When (u i , v j ) is a grid point after forming a square grid in the (parameter) region, any grid cell has four grid points (u i , v j ), (u as shown in FIG. i + 1 , v j ), (u i , v j + 1 ), (u i + 1 , v j + 1 ), and after examining whether the intersection of the horizontal and curved surfaces passes through the grid cell, If the intersection crosses the corner of two points (u i , v j ) and (u i + 1 , v j + 1 ) at both ends, the following equation is satisfied.

[식 1][Equation 1]

상기 식 1에 의하여 모서리상에 존재하는 교점은 수치적인 방법에 의하여 쉽게 얻어지는 것이며, 교선이 그리드셀을 통과하는 경우 모서리와의 교점은 두 개가 존재하므로 유사한 방법으로 다른교점을 찾는다.The intersection point on the edge by Equation 1 is easily obtained by the numerical method. When the intersection line passes through the grid cell, the intersection point with the edge exists so that another intersection point is found in a similar manner.

이와같이 하나의 그리드셀에서 진입교점과 퇴각교점이 존재하며, 얻어진 퇴각교점은 이웃한 그리드셀의 진입교점이 되므로 연속적으로 이웃한 그리드 셀에 대한 교점들을 얻을 수 있고 처음 출발점에 도달하거나 자유곡면의 경계선에 도달하였을 때까지 계속하며 하나의 교선을 발견한 다음에는 나머지 그리드셀에 대하여 동일한 방법으로 교선을 찾는다.In this way, the entry intersection point and the retreat intersection point exist in one grid cell, and the obtained retreat intersection point becomes the entry intersection point of the neighboring grid cell, so that intersection points for neighboring grid cells can be obtained continuously and the first starting point is reached or the boundary of the free curve Continue until you reach one, and after finding one bridge, find the bridge in the same way for the remaining grid cells.

따라서, 상기와 같은 방법을 이용하여 공구전극의 곡면식과 방전가공깊이에 해당하는 XY평면과의 교선을 구하고 교선으로부터 방전가공면적을 구하면 공구전극곡면과 방전가공위치에 해당하는 평면에 의해 생성된 교선은 도 3에 도시한 바와같이 폐곡선을 이루는 것이며, 이러한 폐곡선을 이루고 있는 교선 내부의 면적을 구하여 방전가공면적을 구할 수 있으며, 폐곡선을 이루고 있는 교선은 다수의 교점으로 연결되어 있으므로 교선으로 이루어진 폐다각형을 첨부된 도면 도 4에 도시된 바와같이 구하고, 이러한 폐다각형의 면적은 삼각형 OAB에서 다각형의 한변을 구성하고 있는 선분의 위치벡터를 각각,라하면 삼각형 △OAB의 벡터면적은와 같이 계산할 수 있으므로 다각형 전체의 면적은 식 2와 같다.Therefore, by using the method described above, the intersection between the curved surface of the tool electrode and the XY plane corresponding to the discharge machining depth is obtained, and the discharge machining area is obtained from the intersection, the intersection generated by the tool electrode curved surface and the plane corresponding to the discharge machining position. As shown in FIG. 3, a closed curve is formed, and the discharge processing area can be obtained by obtaining an area inside the bridge that forms such a closed curve, and the bridges forming the closed curve are connected to a plurality of intersections, and thus a closed polygon made of bridges. As shown in FIG. 4, the area of the closed polygon is a position vector of a line segment constituting one side of the polygon in the triangle OAB. , In other words, the vector area of triangle △ OAB is The area of the entire polygon is given by Eq.

[식 2][Equation 2]

그리고, 전극곡면과 방전위치에 대한 평면과의 교선이 다수인 경우 각 교선커브로 이루어져 있는 폐곡선의 면적을 모두 합하면 방전가공 위치에서의 방전면적이 산출되는 것이며, 첨부된 도면 도 5에 도시된 바와같이 방전가공면의 내부에 교선 CV2로 둘러싸인 폐곡선의 내부는 가공되지 않는 한 오목한 영역이므로 실제방전면적은 교선 CV1로 둘러싸인 면적 S1에서 오목한 영역의 면적 S2를 제외한 나머지가 되는 것이고, 따라서 정확한 방전가공면적을 계산하기 위해서는 전체교선들로부터 방전이 이루어지지않는 오목한 영역에 해당하는 교선을 구별해내야 하며, 방전가공이 되지않는 오목한 영역에 해당하는 교선을 판정하기 위하여서는 첨부된 도면 도 6에 도시된 바와같이 ''로 표시된 교선상의 한 점에서 임의의 한 방향으로 설정한 직선(판정직선)과 나머지 다른 교선들과의 교점(판정교점)을 찾은 후 판정직선과 교선들간의 판정교점들은 도 6과 같이 '×'로 표시하여 판정교점의 수가 짝수개이면 해당된 교선에 둘러싸인 영역은 방전이 일어나는 영역이고, 홀수개이면 해당교선에 의하여 둘러싸인 영역은 방전이 일어나지 않는 오목한 영역으로 판정하며, 이러한 판정직선은 계산의 편의를 위하여 X 축이나 Y 축에 평행하게 정하고 판정직선이 교선으로 이루어진 폐다각형과 접할 때, 접점은 교선 다각형의 꼭지점에서 발생하게 되며 이 경우 2개의 판정교점이 존재하는 것으로 설정한다.In addition, in the case where there are a plurality of intersections between the electrode curved surface and the plane of the discharge position, the sum of the areas of the closed curves formed by the intersection curves calculates the discharge area at the discharge machining position, as shown in FIG. 5. Similarly, since the inside of the closed curve surrounded by the intersection CV 2 inside the discharge machining surface is a concave area unless it is processed, the actual discharge area is the area S 1 surrounded by the intersection CV 1 except the area S 2 of the concave area. In order to calculate the accurate discharge machining area, it is necessary to distinguish the bridges corresponding to the concave areas where the discharge is not performed from the entire bridges, and to determine the bridges corresponding to the concave areas where the discharge is not processed. As shown in After finding the intersection point of the straight line (decision line) set in one direction and the other intersections (decision point) at one point on the intersection line indicated by ', the decision points between the decision line and the intersection points are shown as' ×. If the number of intersections is even, the area surrounded by the corresponding intersection is discharged area, and if it is odd, the area surrounded by the intersection is determined as a concave area where discharge is not generated. For convenience, the contact is generated at the vertices of the intersection polygon when the judgment line is in contact with the closed polygon consisting of intersections.

그러므로, 첨부된 도면 도 7에 도시된 바와같이 교선다각형의 연속한 세 꼭지점을 P1, P2, P3라고 하면 여기서 가운데 점 P2를 판정교점이라 할 때 P2를 지나게 되며 판정직선의 단위 방향벡터를 'u'라고 할 때 판정교점은 식 3의 조건을 만족하면 도 7과 같이 접점이 된다.Therefore, if three consecutive vertices of the cross polygon are P 1 , P 2 , and P 3 as shown in FIG. 7, the center point P 2 passes through P 2 when the center point P 2 is the judgment intersection. When the direction vector is 'u', the decision intersection becomes a contact point as shown in FIG. 7 when the condition of Equation 3 is satisfied.

[식 3][Equation 3]

혹은,or,

여기서,here,

[실시예 2]Example 2

상기 실시예1과 같이 방전면적의 계산이 완료되면 그에 따른 X,Y평면에 정의된 일정한 간격의 격자점(i,j)에서 곡면 Z값을 구하여야 하는바, 이러한 Z값을 구하는 방법으로는 지-맵(Z-map)을 이용하여 구할 수 있는 것으로 지-맵(Z-map)은 3축 NC 가공절차를 컴퓨터에서 모의 가공하고 검증하기 위해 각 격자점에서의 높이값만을 가지도록 한 것으로서, 첨부된 도면 도 8에 도시된 바와같이 각 격자점에서 한변이 그리드(Grid)간격의 크기인 'g'이고 높이가 격자점에서의 높이(z)에 상당하는 솔리드(Solid) 사각 기둥으로 지-맵(Z-map)의 개념을 확장하면 방전가공위치에 대한 방전가공면적을 쉽게 계산할 수 있는 것으로서, 공구전극을 가공하기 위하여 볼 엔드밀이 움직일 때 형성되는 궤적면은 구(sphere)를 움직여서 형성되는 면이므로 원기둥(cylinder)면이 되고, 볼 엔드밀의 궤적면에서 격자점(xp,yp)의 높이 값 zp를 구하기 위한 개념도는 도 9에 도시된 바와같은 것이며, 도 9에서 표현된 단면도에서 w는 평면도에서 미리 구해진 w(평면도상에서 격자점과 공구중심선과의 수직거리)와 같으며, 단면도에서 간단한 삼각함수를 적용하면 측면도에서 높이 값 zp를 구할 수 있는 것으로서, 이와같은 변수의 값들은 식 4와 같다.When the calculation of the discharge area is completed as in Example 1, the curved surface Z value must be obtained at grid points (i, j) at regular intervals defined in the X and Y planes. The Z-map can be obtained by using the Z-map. The Z-map has only a height value at each lattice point to simulate and verify the 3-axis NC machining procedure on a computer. As shown in FIG. 8, at each lattice point, one side of the lattice point is a solid rectangular column whose height is the size of the grid spacing and whose height corresponds to the height z at the lattice point. By extending the concept of Z-map, it is possible to easily calculate the discharge machining area for the discharge machining position.The track surface formed when the ball end mill moves to process the tool electrode moves the sphere. Since it is a formed surface, it becomes a cylinder surface, and a ball end Grid on the height value z p a will schematic diagram is as shown in Figure 9 and finding, w (plan view from the sectional view represented in Fig. 9 w are obtained in advance in the plan view of a grid point (x p, y p) in the trajectory plane of The vertical distance between the point and the tool center line) is obtained. By applying a simple trigonometric function in the cross section, the height value z p can be obtained from the side view.

[식 4][Equation 4]

[실시예 3]Example 3

방전깊이에 대한 방전면적을 계산하기 위해서는 NC코드로부터 공구전극의 기하학적 형상을 지-맵(Z-map) 모델링하여야 하는바, 이러한 모데링절차는 다음과 같다.In order to calculate the discharge area with respect to the discharge depth, Z-map modeling of the geometry of the tool electrode from the NC code is performed. This modeling procedure is as follows.

1 단계 : 공구전극을 가공하기 위한 NC 코드로부터 공구의 이동경로에 대한 최대점(Max.x, Max.Y, Max.z)과 최소점(Min.x, Min.y, Min.x)를 구한다.Step 1: From the NC code for machining the tool electrodes, the maximum (Max.x, Max.Y, Max.z) and minimum (Min.x, Min.y, Min.x) points for the tool's movement path Obtain

2단계 : 1단계에서 계산된 최대점과 최소점이 이루는 XY 평면상의 구간을 일정한 격자간격(g)으로 분할하여 도 10과 같이 X 방향의 격자수(gxNo)와 Y방향의 격자수(gyNo)를 구한 후 각 격자점(Xp, Yp)에서의 각 zp값에 1단계에서 계산된 최대점(Max.z)으로 초기화 한다.Step 2: Divide the section on the XY plane formed by the maximum point and the minimum point calculated in step 1 by a certain lattice spacing (g), and calculate the number of gratings in the X direction (gxNo) and the number of gratings in the Y direction (gyNo) as shown in FIG. After retrieval, we initialize each z p value at each lattice point (X p , Y p ) to the maximum point (Max.z) calculated in step 1.

3단계 : 첨부된 도면 도 11와 같이 NC 코드로부터 공구이동점 Pi-1, Pi가 실린더의 중심점이 되고 실린더의 반경이 공구전극에 사용된 볼 엔드밀의 반경과 같은 실린더면의 범위에 상당하는 최소, 최대를 결정한다.Step 3: Attached drawings As shown in Fig. 11, the tool moving point P i-1 , P i is the center point of the cylinder from the NC code, and the radius of the cylinder corresponds to the range of the cylinder surface equal to the radius of the ball end mill used for the tool electrode. To determine the minimum and maximum.

4단계 : 3단계에서 결정된 격자영역의 각 격자점에서 도 9에서 도시된 높이W를 구하고 공구반경 R보다 작은 격자점은 격자점에 대한 높이 Zp를 구하여 기존의 Z값보다 작으면 해당 격자점의 z값을 계산된 Zp로 갱신한다.Step 4: At each grid point of the grid area determined in step 3, obtain the height W shown in FIG. 9, and the grid point smaller than the tool radius R is obtained by obtaining the height Z p of the grid point. Update the z value of to the calculated Z p .

5단계 : 상기 3단계와 4단계를 반복한다.Step 5: Repeat steps 3 and 4 above.

상기와 같은 모델링절차를 걸쳐 얻어지는 NC코드로부터 공구전극의 기하학적 형상을 첨부된 도면 도 12와 같이 얻을 수 있는 것이다.The geometric shape of the tool electrode can be obtained as shown in FIG. 12 from the NC code obtained through the modeling procedure as described above.

[실시예 4]Example 4

따라서, 상기 실시예 3에 의하여 지-맵(Z-map)에 의한 모델링이 완성되면 임의의 방전가공위치(Cz)에서의 방전면적은 도 13에 도시된 바와같이 지-맵(Z-map)모델로부터 각 격자점에서의 높이(Z)가 방전가공위치(Cz)보다 큰 격자수를 계산하여 식 5와 같이 한 변이 격자의 길이(g)인 정사각의 면적을 곱하면 된다.Therefore, when the modeling by the Z-map is completed according to the third embodiment, the discharge area at an arbitrary discharge machining position C z is Z-map as shown in FIG. 13. Calculate the number of grids whose height Z at each lattice point is larger than the discharge machining position C z from the model and multiply the area of the square whose length (g) is the one side as shown in Equation 5.

[식 5][Equation 5]

여기서 g : 그리드 격자의 크기.Where g: the size of the grid grid.

Cz: 임의의 방전가공위치.C z : Random discharge machining position.

N ; 격자점의 높이 Z[i][j]가 방전가공위치 Cz보다 큰 격자의 수.N; The number of grids in which the height Z [i] [j] of the grid points is larger than the discharge machining position C z .

또한, 공구전극에 대한 기하학적 정보나 전극을 가공하기 위한 NC 코드가 없고 공구전극의 실물만 있을 경우 공구전극을 3차원 측정기(CMM)로 측정하여 측정된 점데이터를 기초로 삼각형 다면체로 근사화 하고, 근사화된 다면체를 지-맵(Z-map) 모델링한 결과로부터 방전면적을 계산한 후 계산된 방전면적을 기초로 최적의 방전조건을 결정할 수 있는 방법은 다음의 실시예에 의하여 방전조건을 구할 수 있는 것이다.In addition, if there is no geometric information about the tool electrode or NC code for machining the electrode, and only the actual object of the tool electrode, the tool electrode is measured by a three-dimensional measuring device (CMM) and approximated to a triangular polyhedron based on the measured point data. After calculating the discharge area from the Z-map model of the approximate polyhedron, the optimal discharge condition can be determined based on the calculated discharge area. It is.

[실시예 5]Example 5

첨부된 도면 도 14에 도시된 바와같이 공구전극의 실물을 3차원 측정기로 측정된 점 데이터가 있으면 측정된 두 열의 점데이터로부터 가장 근접한 점들로 이루어진 4 점을 판별하여 3각형 망을 형성하고 도 15에 도시된 바와같이 상기 측정된 점들로부터 삼각형 형성이 가능한 OAB와 OAC의 대각선 길이 d1 과 d2를 비교하여 길이가 짧은 대각선을 포함한 삼각형을 선택하며 이와 같은 방법으로 전체 측정점들을 삼각망으로 형성하면 도 16에 도시된 바와 같이 측정점이 삼각망으로 형성된 것을 얻을 수 있는 것이다.As shown in FIG. 14, if there is point data measured by a 3D measuring device in real, the four points consisting of the closest points are determined from the measured two points of data to form a triangular network. As shown in FIG. 16, a triangle including a short diagonal line is selected by comparing the diagonal lengths d1 and d2 of the OAB and the OAC that can form a triangle from the measured points. As shown in FIG. 1, it is possible to obtain a measurement point formed of a triangular net.

[실시예 6]Example 6

지-맵(Z-map)은 X Y 평면에 정의된 일정한 간격의 격자점(i,j)에서만 곡면을 Z값을 표현한 것이므로 3각형 다면체로 근사화된 공구전극의 형상을 첨부된 도면 도 17과 같이 삼각형 다면체를 나타내는 평면방정식을 이용하여 삼각형 다면체의 XY 평면구간을 격자간격으로 나누고 각 격자점에 상당하는 Z값을 계산하여 지-맵(Z-map) 모델링할 수 있으며, 도 18은 도 17의 삼각형 다면체로 근사화된 공구전극의 기하학적 형상을 지-맵(Z-map) 모델링한 결과이다.Since the Z-map expresses the Z value of the curved surface only at regular intervals of grid points (i, j) defined in the XY plane, the shape of the tool electrode approximated by a triangular polyhedron is shown in FIG. 17. Z-map modeling is possible by dividing the XY plane section of the triangular polyhedron by the lattice spacing and calculating the Z value corresponding to each lattice point using the plane equation representing the triangular polyhedron. This is the result of Z-map modeling the geometric shape of tool electrode approximated by triangular polyhedron.

상기와 같이 실물로만 있는 공구전극을 3차원 측정기로 측정한 데이터를 바탕으로 지-맵(Z-map)이 모델링되면 지-맵(Z-map)에서 방전면적을 구한 실시예 4의 방법에 의하여 방전깊이에 대한 방전면적을 구할 수 있는 것이다.When the Z-map is modeled on the basis of the data measured with the real tool electrode using the 3D measuring device as described above, the discharge area is obtained from the Z-map by the method of Example 4 The discharge area for the discharge depth can be obtained.

따라서, 상기의 실시예들로부터 얻어진 방전면적이 구하여지면 방전가공조건을 결정하여야 하는바, 최적 방전가공조건을 결정하기 위해서는 전극과 가공물의 재질에 적합한 전류밀도를 일정하게 유지할 수 있도록 방전가공조건을 결정하여야 하며 이러한 방전가공조건의 결정은 아래 실시예인 실시예 7에 의하여 얻을 수 있는 것이다.Therefore, when the discharge area obtained from the above embodiments is obtained, the discharge machining conditions must be determined. In order to determine the optimum discharge machining conditions, the discharge machining conditions are maintained so that the current density suitable for the material of the electrode and the workpiece can be kept constant. Determination of the discharge processing conditions can be obtained by the seventh embodiment.

[실시예 7]Example 7

전류밀도는 단위면적당 평균가공전류의 크기로 피크전류(Ip)와 펄스 온타임(τp)에 의해 결정되는바, 식 6은 단발방전에 대한 전류밀도를 나타낸 것으로 실제 방전가공에서 방전가공면적의 변화에 따라 적응적으로 가공하기 위해서는 식 6의 평균 가공전류밀도(Jm)가 일정하도록 방전가공조건이 결정되어야 한다.The current density is the average processing current per unit area, which is determined by the peak current (I p ) and the pulse on time (τ p ) .Equation 6 shows the current density for single discharge. In order to process adaptively according to the change of, the electric discharge machining condition should be determined so that the average processing current density (Jm) of Equation 6 is constant.

[식 6][Equation 6]

여기서, τp: 펄스 온타임(μs)Where τ p : pulse on time (μs)

τr: 휴지시간(μs)τ r : rest time (μs)

τw: 지연시간(μs)τ w : delay time (μs)

S : 방전가공면적(cm2)S: discharge processing area (cm 2 )

Ip: 피크전류(A)I p : peak current (A)

D : 충격계수(Duty factor)D: Duty factor

이때, 상기 충격계수인 D를 아래의 식 7과 같이 표기할 수 있는 것으로, 이러한 충격계수에서 지연시간(τW)은 펄스 온타임(τp)과 휴지시간(τr)에 비하여 매우 작은 값이므로 식 7에 표기된 충격계수(D)을 식 8과 같이 단순화 할 수 있는 것이다.In this case, the impact coefficient D can be expressed as shown in Equation 7 below, and the delay time τ W in the impact coefficient is a very small value compared to the pulse on time τ p and the rest time τ r . Therefore, the impact coefficient (D) shown in Equation 7 can be simplified as shown in Equation 8.

[식 7][Equation 7]

[식 8][Equation 8]

그리고, 본 발명에서는 방전가공의 생산성을 향상시키기 위하여 전극의 손상이 없는 범위에서 방전가공속도를 최대로 할 수 있는 방전가공조건을 결정할 수 있도록 상기에서 제시된 3가지 방법중의 하나로 방전가공위치에 대한 방전가공 면적이 결정되면 평균 전류밀도를 일정하게 유지할 수 있도록 식 6을 만족할 수 있는 피크전류치(Ip)를 식 9에 의하여 구할 수 있는 것이다.In the present invention, in order to improve the productivity of the discharge machining in one of the three methods presented above to determine the discharge machining conditions that can maximize the discharge machining speed in the range of no damage to the electrode When the discharge processing area is determined, the peak current value I p that satisfies Equation 6 can be obtained by Equation 9 so that the average current density can be kept constant.

[식 9][Equation 9]

이때, 방전면적과 최적전류밀도는 알고있는 값이나 충격계수(D)는 알수 없으므로 방정식을 풀수 없고, 따라서 식 9에서 충격계수(D)를 일정한 값으로 고정하면 방전면적에 적절한 피크전류치(Ip)를 구할 수 있는 것이며, 피크전류치(Ip)가 결정되면 펄스 온타임(τp)과 휴지시간(τr)을 결정하여야 하는바, 피크전류치(Ip)와 펄스 온타임(τp)에 따라 식 10과 같이 전극소모비(ε)가 결정되므로 전극소모비를 적절한 값으로 고정하면 식 11과 같이 펄스 온타임(τp)을 구할 수 있는 것이며, 펄스 온타임(τp)이 결정되면 충격계수(D)가 고정되어 있으므로 식 8의 충격계수(D)로부터 식 12와 같이 절연회복을 위해 필요한 휴지시간(τr)을 결정할 수 있는 것이다.At this time, the discharge area and the optimal current density are not known, but the impact coefficient (D) is unknown, so the equation cannot be solved. Therefore, if the impact coefficient (D) is fixed at a constant value in Equation 9, the peak current value (I p) appropriate for the discharge area is obtained. If the peak current value (I p ) is determined, the pulse on time (τ p ) and the pause time (τ r ) should be determined.The peak current value (I p ) and the pulse on time (τ p ) according to the so electrode somobi (ε) is determined as shown in equation 10 will, which is available for the electrode somobi pulse on-time (τ p), such as when formula 11 fixed to the appropriate value, the impact when the determined pulse-on time (τ p) Since the coefficient D is fixed, the idle time τ r required for insulation recovery can be determined from the impact coefficient D of Equation 8 as shown in Equation 12.

[식 10][Equation 10]

[식 11][Equation 11]

[식 12][Equation 12]

그리고, 본 발명의 또다른 조건으로서는 방전가공은 일반 절삭가공법에 비하여 가공시간이 많이 소요되므로 가공시간을 단축하여 생산성을 향상시키기 위한 방안으로 도 19 에 도시된 바와같이 가공물을 절삭가공 등에 의하여 예비가공을 한 후 나머지 부분을 방전가공하는 것이 일반적으로 수행되어 지는 것으로, 이러한 예비가공을 한 물체를 방전가공을 하는 경우에 대하여 효율적이고 체계적인 방법으로 최적 방전가공조건을 결정하기 위하여 가공물을 예비가공하기 위한 NC 코드로부터 가공물의 기하학적 형상을 지-맵(Z-map) 모델링하고 공구전극을 가공하기 위한 NC 코드나 공구전극의 기하학적 형상을 모델링한 곡면식으로부터 공구전극의 기하학적 형상을 지-맵(Z-map) 모델링한 후 모델링된 두 개의 지-맵(Z-map)을 기초로 방전면적에 대한 적절한 방전가공조건을 결정할 수 있는 방법을 다음의 실시예에 의하여 실시할 수 있는 것으로서, 모델링된 두 지-맵(Z-map)으로부터 방전가공위치에 대한 방전면적을 계산하여 3차원 방전가공과 동일한 방전가공조건을 결정할 수 있는 것이다.As another condition of the present invention, the electric discharge machining takes much more processing time than the general cutting method, so as to reduce the processing time and improve productivity, as shown in FIG. After discharging the remaining parts, it is generally carried out. In order to determine the optimum discharge machining conditions in an efficient and systematic manner for discharging the object subjected to the preliminary processing, Z-map modeling of the geometry of the workpiece from the NC code, and Z-map modeling of the geometry of the tool electrode from a curve modeling the geometry of the NC electrode or tool electrode for machining the tool electrode. After modeling, based on the two modeled Z-maps, The method of determining the pre-processing conditions can be carried out by the following example, and the discharge area for the discharge machining position is calculated from the modeled two Z-maps and the same discharge as the three-dimensional discharge machining. The processing conditions can be determined.

[실시예 8]Example 8

가공되지 않은 원소재를 직접 방전가공하는 3차원 방전은 공구전극의 형상정보만으로 방전면적을 계산할 수 있으나 예비가공된 가공물은 가공부위의 높이가 다르므로 방전면적을 계산하기 위하여서는 예비가공된 가공물과 공구전극의 기하학적 형상정보가 필요한 것으로서 예비 가공된 가공물의 지-맵(Z-map) 모델링과 공구전극의 지-맵(Z-map) 모델링을 수행하여 이를 기초로 방전면적에 대한 가공조건을 결정하여야 하는바,In the three-dimensional discharge, which directly discharge-processes raw raw materials, the discharge area can be calculated only by the shape information of the tool electrode. However, the pre-processed workpieces have different heights in the machining area. The geometric shape information of the tool electrode is required, and Z-map modeling of the preprocessed workpiece and Z-map modeling of the tool electrode are performed to determine the machining conditions for the discharge area. Should

먼저, 예비가공된 가공물의 지-맵(Z-map)을 모델링하기 위해서는 가공물을 예비가공하기 위한 NC코드로부터 가공물의 형상을 지-맵(Z-map)모델링하고 이러한 모델링절차는 실시예 3과 동일한 절차를 거쳐 구할 수 있는 것이며, 첨부된 도면 도 20은 NC코드로부터 얻어진 지-맵(Z-map)모델링을 도시한 것이다.First, in order to model the Z-map of the pre-processed workpiece, Z-map modeling of the shape of the workpiece from the NC code for pre-processing the workpiece is performed. It can be obtained through the same procedure, the accompanying drawings Figure 20 shows the Z-map modeling obtained from the NC code.

그리고, 공구전극의 기하학적 형상을 표현하는 지-맵(Z-map)모델링은 공구전극을 모델링한 곡면식이나 공구전극을 가공하기 위한 NC코드로부터 생성할 수 있는 것으로, 공구전극을 가공하기 위한 NC코드로부터 지-맵(Z-map)모델링절차는 가공물의 형상을 지-맵(Z-map)모델링하는 절차와 동일하나 방전가공에서 공구전극은 램(Ram)에 거꾸로 장착되어 아랫방향으로 이동하며 가공하므로 첨부된 도면 도 21과 같이 공구전극의 형상을 지-맵(Z-map)모델링하고 각 격자점의 Z값을 기준선(Base Line)에 대하여 대향(Mirror image)시킨 후 격자점에서의 Z값을 공구전극의 높이만큼 +Z방향으로 이동시킨 것이 공구전극의 형상을 나타낸 지-맵(Z-map)이 된다.In addition, the Z-map modeling representing the geometry of the tool electrode can be generated from a curved surface modeling the tool electrode or an NC code for processing the tool electrode. The Z-map modeling procedure from the code is the same as the Z-map modeling of the shape of the workpiece, but in the discharge machining, the tool electrodes are mounted upside down on the ram and move downwards. Z-map modeling of the shape of the tool electrode as shown in FIG. 21 and processing the Z value of each lattice point with respect to the base line, then Z at the lattice point. The value moved in the + Z direction by the height of the tool electrode is a Z-map representing the shape of the tool electrode.

이러한 예비가공된 가공물의 방전가공에서 적절한 방전가공조건을 결정하는 과정은 다음과 같다.The process of determining suitable discharge machining conditions in the discharge machining of the pre-processed workpiece is as follows.

1 단계 : 가공물을 예비가공하기 위한 NC코드로부터 가공물의 형상을 지-맵(Z-map)모델링한다.Step 1: Z-map model the shape of the workpiece from the NC code for pre-machining the workpiece.

2 단계 : 공구전극을 가공하기 위한 NC코드나 공구전극을 모델링한 곡면식으로부터 공구전극의 형상을 지-맵(Z-map) 모델링한다.Step 2: Z-map modeling of the shape of tool electrode from NC code for tool electrode or curved surface modeling tool electrode.

3 단계 : 공구전극을 일정한 높이(dz)만큼 아래로 이동시키고 공구전극 지-맵(Z-map)을 각 격자점의 높이를 상기의 높이(dz)만큼 작게 저장한다.Step 3: Move the tool electrode downward by a certain height (dz) and store the tool electrode Z-map as small as the height (dz) of each grid point.

4 단계 : 예비가공물(WZ)의 각 격자점의 높이가 공구전극(TZ)의 각 격자점의 높이보다 큰 격자의 수(N)를 판별하여 방전면적 S=N*g2을 계산한다.Step 4: Calculate the discharge area S = N * g 2 by determining the number of lattice N whose height of each lattice point of the preliminary workpiece WZ is larger than the height of each lattice point of the tool electrode TZ.

5 단계 : 계산된 방전면적에 기초하여 방전가공조건을 결정한다.Step 5: Determine the discharge processing condition based on the calculated discharge area.

6 단계 : 전체격자점에 대하여 공구전극(TZ)의 높이보다 큰 예비가공물(WZ)은 공구전극의 높이로 갱신한다.Step 6: The preliminary workpiece WZ larger than the height of the tool electrode TZ with respect to the entire lattice point is updated to the height of the tool electrode.

7 단계 : 3단계에서 6단계의 과정을 전체방전구간에 대하여 반복한다.Step 7: Repeat the steps 3 to 6 for the entire discharge section.

상기 실시예 1 내지 실시예 8 등에 의하여 방전가공에 대한 조건들이 산출되면 이를 기초로하여 가공시간을 추정하므로써 생산계획을 수립하여 생산성을 높일 수 있는 것으로서, 체계적인 가공시간을 추정하기 위하여 공구전극의 기하학적 형상을 모델링한 곡면식을 이용하여 방전가공시간을 추정하는 방법과, 공구전극을 가공하기 위한 NC코드로부터 공구전극의 기하학적 형상을 지-맵(Z-map) 모델링하여 이를 기초로 방전가공시간을 추정하는 방법을 제시하는바 이러한 방전가공시간은 방전가공속도(방전가공중량)에 따라 결정되며 방전가공속도는 공구전극의 재질과 가공물의 재질 및 적용된 방전가공조건에 따라 각기 다른 것으로 이와 같이 방전가공시간을 추정하는 방법에서 본 발명에서는 다수의 방전가공조건중 방전가공에 가장 큰 영향을미치는 인자인 피크전류치(Ip),펄스 온타임(τp), 펄스 오프타임(τr)과 방전가공중량과의 관계식으로부터 방전가공시간을 추정하는 방법은 실시예 9와 같다.When the conditions for electric discharge machining are calculated according to Examples 1 to 8, the production time can be increased by estimating the machining time based on this, and the productivity of the tool electrode can be estimated in order to estimate the systematic machining time. The method of estimating the discharge machining time using a curved surface modeling the shape, and the Z-map modeling of the geometry of the tool electrode from the NC code for machining the tool electrode. The discharge machining time is determined by the discharge machining speed (discharge machining weight), and the discharge machining speed is different depending on the material of the tool electrode, the material of the workpiece, and the applied discharge machining conditions. In the method of estimating time, the present invention has the greatest influence on the discharge machining among the plurality of discharge machining conditions. Factor of the peak current (I p), the pulse-on time (τ p), pulse off-time method for estimating a processing time from the relationship between the discharge (τ r) and electrical discharge machining by weight are as described in Example 9.

[실시예 9]Example 9

방전가공속도 W(g/min)는 식 13과 같이 피크전류(Ip)와 충격계수(D)의 함수이므로 방전가공중량과 적용된 방전가공조건을 알면 용이하게 방전가공시간을 추정할 수 있는 것이다.The discharge machining speed W (g / min) is a function of the peak current (I p ) and the impact coefficient (D) as shown in Equation 13, so that the discharge machining time can be easily estimated by knowing the discharge machining weight and the applied discharge machining conditions. .

[식 13][Equation 13]

여기서, α와 β는 방전가공 속도계수로 공구전극의 재질과 가공물의 재질에 따라 다르다.Here, α and β are discharge rate coefficients, which depend on the material of the tool electrode and the material of the workpiece.

그리고, 방전가공시간의 추정은 가공되지 않은 물체를 방전가공하는 통방전을 할 때 소요되는 방전가공시간의 추정과 예비가공된 물체를 방전가공할 때 소요되는 시간을 추정하는 것이 각기 다른 것으로, 상기와 같이 방전가공시 방전가공중량을 계산할 수 있는 방법으로는 공구전극을 모델링한 곡면식으로부터 방전가공중량을 계산하는 방법과 공구전극을 가공하기 위한 NC코드로부터 공구전극의 기하학적 형상을 지-맵(Z-map)모델링하여 방전가공중량을 계산하는 방법이 있는 것으로서, 상기 전자와 같이 공구전극의 곡면식으로부터 방전면적을 계산하여 방전가공중량을 계산하는 방법은 첨부된 도면 도 22에 도시된 바와같이 공구전극의 단면 형상정보로부터 식 2를 이용하여 방전면적이 계산되면 방전가공위치에서 방전가공에 의해 제거될 방전가공중량 W는 식 14와 같다.In addition, the estimation of the discharge machining time is different from the estimation of the discharge machining time required for discharge and discharge of the unprocessed object and the estimation of the time required for discharge machining the preprocessed object. As a method of calculating the discharge machining weight during discharge machining, the discharge machining weight can be calculated from a curved surface modeling the tool electrode, and the geometry of the tool electrode from the NC code for machining the tool electrode. Z-map) is a method of calculating the discharge processing weight by modeling, the method of calculating the discharge processing weight by calculating the discharge area from the curved surface of the tool electrode as shown in the former as shown in FIG. When the discharge area is calculated using Equation 2 from the cross-sectional shape information of the tool electrode, the discharge to be removed by the discharge machining at the discharge machining position Weight W is shown in Equation 14.

[식 14][Equation 14]

여기서, Si는 임의의 방전가공위치에서 공구전극의 단면적이고, dz는 방전가공 구간 깊이이며, γ는 가공물의 비중량이다.Here, S i is the cross section of the tool electrode at an arbitrary discharge machining position, dz is the depth of the discharge machining section, and γ is the specific weight of the workpiece.

그리고, 상기 후자와 같이 지-맵(Z-map)으로부터 식 5와 같이 방전면적이 계산되면 식 14와 같이 방전가공중량을 계산할 수 있는 것이다.In addition, when the discharge area is calculated as shown in Equation 5 from the Z-map, the discharge processing weight can be calculated as shown in Equation 14.

상기와 같이 방전가공중량이 계산되면 방전가공시간을 산출할 수 있는 것으로 방전가공시간을 방전가공에 적용된 방전가공조건과 계산된 방전가공중량의 정보로부터 방전가공조건과 방전가공속도와 의 관계를 계산할 수 있고, 방전가공중량이 계산되면 방전가공속도계수 및 식 13의 방전가공속도에 대한 이론실험식으로부터 방전가공시간 TEDM를 식 15와 같이 구할 수 있다.As described above, when the discharge machining weight is calculated, the discharge machining time can be calculated. The relationship between the discharge machining condition and the discharge machining speed can be calculated from the information of the discharge machining conditions applied to the discharge machining and the calculated discharge machining weight. When the discharge machining weight is calculated, the discharge machining time T EDM can be obtained from the theoretical experimental formula for the discharge machining rate coefficient and the discharge machining rate of Equation 13.

[식 15][Equation 15]

여기서, W(EDM)는 방전가공중량이고, Ip는 방전가공조건인 피크전류이다.Here, W (EDM) is the discharge processing weight, and I p is the peak current which is the discharge processing condition.

그러므로 3차원 방전가공에서 가공시간을 추정하기 위해서는 먼저 전체방전깊이를 일정한 간격으로 다수의 구간으로 분할하고 공구전극의 기하학적 정보가 곡면식으로 주어지는 경우 구간별로 전극곡면과 구간깊이에 상당하는 절단평면과의 교선을 구한 후 교선으로 이루어진 다각형의 면적을 식 2로 계산하고, 공구전극의 기하학적 정보가 NC코드인 경우에는 모델링된 지-맵(Z-map)으로부터 식 5를 이용하여 계산하며, 방전면적이 계산되면 방전면적에 구간 방전깊이와 가공물의 비중량을 곱하여 방전가공중량을 계산하고 방전가공에 적용된 가공조건과의 관계식으로부터 구간별 방전가공시간을 구하며, 이와 같은 방법으로 3차원 방전가공에서 구간별 가공시간을 모두 합하면 식 16과 같이 총 방전가공시간을 산출할 수 있는 것이다.Therefore, in order to estimate the machining time in three-dimensional discharge machining, first, the total discharge depth is divided into a plurality of sections at regular intervals, and when the geometric information of the tool electrode is given as a curved surface, the cutting plane corresponding to the electrode curved surface and the section depth for each section and After calculating the intersection of, calculate the area of the polygon consisting of the intersection with Equation 2, and if the geometric information of the tool electrode is NC code, calculate it using Equation 5 from the modeled Z-map and discharge area. Calculate the discharge processing weight by multiplying the discharge area by the area discharge depth and the specific weight of the workpiece, and then calculate the discharge processing time for each section from the relationship with the processing conditions applied to the discharge processing. The sum of the processing times for each star yields the total discharge processing time as shown in Eq.

[식 16][Equation 16]

이와같이 본발명은 방전가공에 있어서 단순히 숙련자의 경험등에 의하여 가공조건을 결정하거나 가공시간을 추정하는 것이 아니라 정확한 산출근거를 제시하므로써 3차원 방전가공에서 가공물을 예비가공하지 않고 직접방전가공하는 통방전과 예비가공물체를 방전가공하는 경우에 대하여 최적의 방전가공조건을 결정할 수 있는 방법을 제공하고 이에 따른 방전가공시간을 용이하게 추정할 수 있도록 하므로써 계획된 가공조건과 계획생산이 가능하도록 하는 것이다.As such, the present invention does not simply determine the processing conditions or estimate the processing time based on the expert's experience in electric discharge machining, but rather presents the exact basis of the calculation. By providing a method to determine the optimum discharge machining conditions for the discharge machining of the workpiece and to easily estimate the discharge machining time accordingly, the planned machining conditions and planned production is possible.

Claims (7)

3차원 방전가공시 공구전극과 수평면적과의 교선을 구한 후 교선으로부터 공구전극의 단면적을 계산하여 방전가공면적을 산출하여 추정하는 것을 특징으로 하는 방전가공에서의 최적방전가공조건 결정 방법.A method for determining an optimum discharge machining condition for electric discharge machining, characterized in that after calculating an intersection between a tool electrode and a horizontal area during a three-dimensional electric discharge machining, calculating a discharge machining area by calculating a cross sectional area of the tool electrode from the intersection. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 공구전극의 단면적을 그리드 탐색법에 의하여 방전위치에 대한 방전가공면적을 결정하는 것을 특징으로 하는 방전가공에서의 최적방전가공조건 결정 방법.A method for determining an optimum discharge machining condition in electric discharge machining, wherein the electric discharge machining area for the discharge position is determined by using a grid search method for the cross-sectional area of the tool electrode. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 공구전극의 단면적을 지-맵(Z-map)을 이용하여 방전위치에 대한 방전가공면적을 결정하는 것을 특징으로 하는 방전가공에서의 최적방전가공조건 결정 방법.Method for determining the optimum discharge processing conditions in the discharge machining, characterized in that for determining the discharge machining area for the discharge position using a Z-map cross-sectional area of the tool electrode. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,The method according to claim 1 or 3, 공구전극에 대한 곡면식이 없고 공구전극을 가공하기 위한 NC코드가 있는 경우 NC코드로부터 공구전극의 형상을 지-맵(Z-map) 모델링하여 이를 기초로 하여 방전위치에 대한 방전가공면적을 결정하는 것을 특징으로 하는 방전가공에서의 최적방전가공조건 결정 방법.If there is no curve for the tool electrode and there is an NC code for machining the tool electrode, Z-map modeling of the shape of the tool electrode from the NC code is used to determine the discharge machining area for the discharge position. Method for determining the optimum discharge processing conditions in the electrical discharge machining. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,The method according to claim 1 or 3, 공구전극에 대한 곡면식과 이를 가공하기 위한 NC코드가 없는 경우 공구전극의 실물을 3차원 측정기로 측정한 데이터로부터 공구전극의 형상을 삼각형의 다면체로 근사화하고 근사화된 삼각형 다면체를 지-맵(Z-map) 모델링하여 이를 기초로 하여 방전위치에 대한 방전가공면적을 결정하는 것을 특징으로 하는 방전가공에서의 최적방전가공조건 결정 방법.If there is no curved surface for the tool electrode and the NC code for processing it, the shape of the tool electrode is approximated to a triangular polyhedron from the data of the actual measurement of the tool electrode with a three-dimensional measuring instrument, and the approximate triangular polyhedron A method for determining an optimum discharge machining condition in electric discharge machining, characterized in that the electric discharge machining area for the discharge position is determined based on the modeling. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,The method according to claim 1 or 3, 예비가공된 물체를 방전가공할 때 공구전극과 가공물의 형상을 지-맵(Z-map)모델링하여 이를 기초로 하여 방전위치에 대한 방전가공면적을 결정하는 것을 특징으로 하는 방전가공에서의 방전가공조건 결정 방법.When discharging a pre-processed object, the shape of the tool electrode and the workpiece is Z-map modeled to determine the discharge machining area for the discharge position based on this. How to determine the condition. 방전가공에 적용된 방전가공조건과 계산된 방전가공중량정보로부터 방전가공조건과 방전가공속도와의 관계로부터 방전가공시간을 계산하는 것을 특징으로 하는 방전가공에서의 방전가공시간 추정 방법.A method for estimating the discharge machining time in the discharge machining, characterized by calculating the discharge machining time from the relationship between the discharge machining condition and the discharge machining speed from the discharge machining conditions applied to the discharge machining and the calculated discharge machining weight information.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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