KR20010013485A - 전기화학적인 기계가공 방법 및 장치 - Google Patents

전기화학적인 기계가공 방법 및 장치 Download PDF

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KR20010013485A
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알렉산드 엘. 베로고스키
이고르 엘. 아가포노프
리네트 아. 엘림베코프
나시크 제트. 기메이프
알렉산드 엔. 쟈케프
빅토르 엔. 쿠켄코
라펠 알. 무슈트디노프
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요트.게.아. 롤페즈
코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

본 발명은 워크피스상에 패시베이션층을 형성하기 위해 전압 펄스(PP)와 교대로 하나이상의 전기적인 기계가공 펄스(MP)를 워크피스와 전도성 전극 사이에 인가함으로써 전해질에서 전도성 워크피스를 전기화학적으로 기계가공하는 방법에 관한 것이다. 상기 전압 펄스의 전압값은 조정 과정을 통하여 0 에서 워크피스가 전해질에서 용해되기 시작하는 전압값까지 점진적으로 증가하게 된다. 전압이 각각 증가한 이후에, 전극과 워크피스 사이의 갭 저항이 측정된다. 최대 갭 저항에 대한 전압값이 메모리에 저장되고, 또한 기계가공 동안 사용된다. 전압 펄스에 대한 타임 스팬은 타임 슬라이스(Dt)로 분할되고, 각각의 타임 슬라이스에 대한 전압은 타임 슬라이스 동안의 최대 갭 저항에 따라 조정된다.

Description

전기화학적인 기계가공 방법 및 장치{Method of and arrangement for electrochemical machining}
전기화학적 기계가공이란 전해질과 전류가 공급되는 동안 전도성 워크피스가 전극의 위치에서 용해되는 프로세스를 의미한다. 이러한 목적을 위해, 전극은 워크피스와 근접되고, 전해질이 워크피스와 전극 사이의 갭에 공급될 때 강한 전류가 전해질을 경유하여, 전극에 대해 양극성을 가진 워크피스 및 전극을 통해서 흘러간다. 전류가 일정한 크기와 유지시간을 가진 기계가공 펄스 형태로 인가된다. 기계가공 펄스 간격으로, 전해질이 재주입된다. 기계가공 펄스를 인가하는 동안, 전극과 워크피스는 일정한 공급 속도로 서로를 향해 이동되므로, 전극은 워크피스 표면에 공동(cavity) 또는 구멍을 형성하고, 상기 공동 또는 구멍의 형태는 전극 형태에 대응하는 형태를 갖는다. 이러한 프로세스는 예를 들어, 초경합금 또는 합금에 복잡한 공동이나 구멍을 만드는 경우에 사용될 수 있다.
전극의 형상에 따라 워크피스에 공동이나 구멍을 형성하는데 요구되는 복제 정밀도는 최종 제품의 품질에 지대한 영향을 미친다. 한편, 특허 공보 및 정기 간행물 형태의 출판물에는 전기화학적 기계가공의 복제 정밀도를 향상시키고자 하는 개선된 제안이 개시되어 있다.
본 발명은 전해질이 워크피스(workpiece)와 전도성 전극 사이에 공급될때, 전기적인 기계가공 펄스를 인가함으로써 전도성 워크피스를 전기화학적으로 기계가공 처리하는 방법, 장치, 및 전력 공급원에 관한 것이다.
도 1 은 본 발명에 따른 방법을 실행하는 장치의 실시예를 개략적으로 도시한 도면.
도 2 는 본 발명에 따른 방법예 변형에서 나타나는 신호 파형을 도시한 도면.
도 3 은 본 발명에 따른 방법예 변형이 실행될 때 전극과 워크피스 사이에서 전해질 상태 변화를 도시한 도면.
도 4 는 본 발명에 따른 방법예 변형에서 나타나는 신호 파형을 도시한 도면.
도 5 는 본 발명에 따른 방법예 변형을 실행하는 대안적인 전류 펄스 열의 파형을 도시한 도면.
도 6 은 본 발명에 따른 방법예 변형을 실행하는 장치의 실시예를 도시하는 전기적 블록 선도.
도 7 은 본 발명에 따른 방법예 변형이 실행될 때 워크피스 공동을 기계가공하는데 있어서 패시베이션층 형성을 도시한 도면.
도 8 은 본 발명에 따른 방법예 변형이 실행될 때 전극과 워크피스 사이에 걸린 저항 및 전압의 파형을 도시한 도면.
도 9a 및 9b 는 본 발명에 따른 방법예 변형의 프로세스 단계를 도시한 흐름도.
도 10 은 본 발명에 따른 방법예 변형에서 나타나는 부가적인 신호 파형을 도시한 도면.
도 11 은 본 발명에 따른 다른 방법예 변형에서 나타나는 부가적인 신호 파형을 도시한 도면.
그러므로, 본 발명의 목적은 양호한 복제 정밀도를 가진 전기화학적인 방법 및 장치를 제공하는 것이다. 상기 목적을 위해, 서두에서 설명한 유형의 기계가공 방법은 기계가공 펄스가 워크피스와 그 위의 패시베이션 막(passivation film)을 용해하지 않을 정도의 전압 크기를 가진, 기계가공 펄스와 동일한 극성을 가진 전기적인 패시베이션 펄스와 교대로 발생하는 것을 특징으로 한다.
기계가공 펄스 간격으로, 전해질이 재주입되는 동안, 패시베이션 펄스는 금속산화물의 패시베이션층이 워크피스 위의 전극 주위에 형성되는 크기로 신중하게 적용된다. 다음의 기계가공 펄스 동안, 상기 층은 전극의 단부면에서 선택적으로 제거된다. 이런 방식으로, 기계가공 펄스는 공급 방향으로 고효율을 갖게 된다. 그래서, 워크피스 물질이 전극 단부면에서 비교적 많이 용해될수록 워크피스 공동 측면의 엣지나 경사부분에서 워크피스에서 기계가공될 공동의 반지름이 보다 작게 형성되기 때문에, 복제 정밀도를 향상시킨다. 프로세스시에 에너지 소비가 낮아지고, 공급 방향으로의 워크피스의 용해 속도가 높아진다는 부가적인 장점이 있다. 이것은 국부 패시베이션층으로 인해, 기계가공 펄스의 에너지가 워크피스의 공동 측면으로부터 부적절하게 재료를 제거하는데 사용될 필요가 없기 때문이다.
양호하게는, 워크피스와 전극 사이의 거리는 패시베이션 펄스 동안보다 기계가공 펄스 동안 더욱 가깝게 유지된다. 패시베이션 펄스 동안 워크피스와 전극 사이의 거리가 증가함으로, 패시베이션 펄스의 전기적 필드는 워크피스 공동의 측벽에서보다 전극 단부면에서 약화된다. 그러므로, 패시베이션층은 공동의 어느 부분부분보다 전극 단부면에 대향하는 지점, 예를 들면 워크피스 공동의 바닥에서, 더욱 얇게 형성되거나 심지어 형성되지 않는다. 상기 거리가 기계가공 펄스 동안 가깝게 유지되는 경우에만 기계가공될 표면이 활성화되어, 기계가공 펄스의 크기, 유지시간 및 파형이 선택된다. 이런 경우에, 기계가공 펄스 동안 갭이 임계 거리 이하가 되면 양극이 워크피스의 위치에서 용해된다. 패시베이션층으로 인해 워크피스가 보호되어 용해되지 않는다. 그 결과, 매우 높은 복제 정밀도를 유기하게 된다. 본 발명에 따른 방법예 변형에서, 워크피스와 전극이 서로에 대해 공진 운동하며, 워크피스와 전극 사이의 거리는 기계가공 펄스 동안 최소값에 도달한다.
패시베이션 펄스의 전압 크기는 매우 중요한 역할을 한다. 전압이 너무 낮으면, 패시베이션층이 너무 얇아져 효과가 약해진다. 반대로, 전압이 너무 높으면, 이전의 패시베이션층이 공동 측면에서 사라지고, 복제 정밀도가 떨어지게 된다. 전압이 더욱 높아지면, 통상적인 기계가공 펄스에서와 같은 효과를 내며, 기계가공되는 공동의 바람직하지 않는 위치에서 워크피스가 용해되게 된다. 패시베이션 펄스의 크기를 최적화하기 위해서, 본 발명에 따른 방법예 변형은 상기 패시베이션 펄스의 전압 크기가 전기화학적인 기계가공 중에 한번 이상 조정되고, 일련의 연속되는 패시베이션 펄스에서 패시베이션 펄스의 크기가 워크피스와 전극 사이에서 측정된 저항이 최대값에 도달할 때까지 변경되며, 그 후 전기화학적인 기계가공이 최대 저항값에 대응하는 패시베이션 펄스의 크기로 계속 실행되는 것을 특징으로 한다.
일련의 연속되는 패시베이션 펄스 동안, 패시베이션 펄스의 전압 크기는 예를 들어, 제로에서 워크피스의 용해가 시작되는 일정한 최대값까지 점진적으로 변한다. 각각의 순차적인 패시베이션 펄스마다, 조금씩 더 높은 전압이 인가되고, 갭 사이의 저항이 측정되고 저장된다. 측정된 저항값으로부터 최대 저항값이 선택되고, 이에 대응하는 전압값이 워크피스를 순차적으로 기계가공하는 동안 고정 유지된다. 그러므로 패시베이션 펄스의 전압 크기는 최대 갭 저항에 대해 최적화된다. 이것은 측면에 패시베이션층 형성이 또한 최대가 되고, 복제 정밀도가 최적화된다는 것을 의미한다.
이런 목적을 위해, 본 발명에 따른 장치는
전극;
전극과 워크피스 사이의 갭을 유지하기 위해 공간적인 관련성을 갖도록 전극 및 워크피스의 위치를 결정하는 수단;
전해질을 갭에 공급하는 수단;
기계가공 펄스를 워크피스와 전극에 공급하기 위해 전극과 워크피스에 전기적으로 접속된 제 1 전력 공급원;
패시베이션 펄스를 워크피스와 전극에 공급하기 위해 전극과 워크피스에 전기적으로 접속되고, 제 1 전력 공급원과 동일한 극성을 가지고, 제어신호에 의해 제어가능한 출력 전압을 가진 제 2 전력 공급원;
제 1 및 제 2 전력 공급원을 워크피스와 전극에 교대로 접속시키는 수단;
연속적인 패시베이션 펄스 동안 제 2 전력 공급원의 출력 전압을 변화시키는 다양한 제어신호를 발생하는 수단;
연속되는 패시베이션 펄스 동안 패시베이션 펄스의 한 순간에서 워크피스와 전극 사이의 갭의 전기 저항을 측정하고, 상기 순간에서 갭의 저항을 나타내는 저항 정보값을 저장하고, 상기 순간에서 제어신호에 대응하는 제어신호값을 저장하는 수단; 및
상기 저항 정보값으로부터 최대값을 계산하는 수단 및, 제 2 전력 공급원에 대해 상기 제어신호를 상기 최대값에 대응하는 상기 제어신호값으로 유지하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
제 2 전력 공급원은 제어가능하여, 전력 공급원의 전압은 측정된 갭 저항이 최대인 동안의 전압값으로 점진적으로 증가한다.
다양한 갭 거리에 따라, 워크피스와 전극 사이의 거리값이 패시베이션 펄스의 최적화된 또다른 전압 크기에 대응하게 될 것이다. 이런 경우는 특히 워크피스와 전극이 서로에 대해 공진 운동할 때 둘 사이 거리가 실제 상수가 되지 않는 경우이다. 이런 문제를 막기 위해서, 본 발명에 따른 다른 방법예의 변형은 패시베이션 펄스가 타임 슬라이스로 분할되고, 워크피스와 전극 사이의 측정된 저항값이 개별적인 타임 슬라이스 동안 최대값에 도달할 때까지 각각의 개별적인 타임 슬라이스에 대한 패시베이션 펄스의 순간적인 전압 크기가 변화되고, 그 후 전기화학적인 기계가공이 각각의 타임 슬라이스에서 발견된 최대 저항값에 대응하는 크기에 따라 순간적인 크기 변화를 보이는 패시베이션 펄스로 계속 실행는 것을 특징으로 한다.
패시베이션 펄스의 각각의 타임 스팬(span)은 다수의 슬라이스로 분할되고, 연속되는 패시베이션 펄스 동안 각각의 슬라이스에서의 전압 크기는 상기 슬라이스에서 최대 저항값이 발견될 때까지 변한다. 이런 슬라이스에서 패시베이션 펄스의 대응하는 최적화된 슬라이스 전압이 저장된다. 이러한 조정 과정이 끝나자마자, 모든 저장된 최적화된 슬라이스 전압들이 결과적으로, 패시베이션 펄스의 전압 크기가 갭 거리의 변화에 따라 최적화된 파형을 갖도록, 패시베이션 펄스의 타임 스팬내에서 정정된 시퀀스로 계속 발생된다.
상기 목적을 위해, 본 발명에 따른 장치의 일실시예는
다양한 제어신호를 발생하는 수단이 하나의 패시베이션 펄스 타임 스팬내의 다른 순간에서 제 2 전력 공급원의 출력 전압을 변화시키는 수단을 구비하고;
측정 및 저장하는 수단은 패시베이션 펄스내의 상기 다른 순간마다 상기 순간적인 갭의 저항을 나타내는 저항 정보값을 저장하고, 상기 다른 순간마다 상기 제어신호의 대응하는 제어신호값을 저장하고;
계산하는 수단은 연속되는 패시베이션 펄스내에서 대응하는 순간의 저항 정보들로부터 각각의 최대값을 계산하고, 상기 다른 순간마다 각각 최대값에 대응하는 제어신호값과 동일한 순간적인 값을 가진 제어 신호를 발생시키는 것을 특징으로 한다.
제 2 전력 공급원의 전압은 파형이 패시베이션 펄스 동안 다양한 갭 크기에 적합하도록 패시베이션 펄스의 타임 스팬내에서 변화한다.
패시베이션 펄스의 전압 파형이 최적화된 크기로 결정되고 유지되는 상술된 조정 과정은 또한 워크피스를 전기화학적으로 기계가공하는 동안 필요한 횟수만큼 반복될 수 있다.
본 발명에 따른 방법예 변형은 연속되는 기계가공 펄스들 사이의 시간간격으로, 전극이 전해질에 용해되기 시작하는 크기이하의 전압을 가진 반대 극의 전기적 펄스가 부가적으로 워크피스와 전극 사이에 인가되고, 또는 연속되는 기계가공 펄스들 사이의 시간간격으로, 패시베이션 펄스가 전극이 전해질에 용해되기 시작하는 크기이하의 전압을 가진 반대 극의 전기적 펄스와 교대로 발생하는 것을 특징으로 한다.
상기 프로세스에 기계가공 펄스 사이마다 반대 극을 가진 전기적 펄스가 교대로 발생되거나 보충된다. 반대 극을 가진 펄스의 전압 크기를 설정하는 목적, 효과, 방법은 국제 출원 WO 97/03781 에 개시되어 있다. 상기 출원은 반대 극을 가진 펄스의 전압 크기가 전극의 용해로 기계가공의 정확성 낮아지지 않도록, 예를 들어 광택나는 어떤 형태로 표면이 잘 정돈되어 고효율을 획득하도록 어느 한도까지 최적화되어 조정될 수 있는가를 설명한다. 크롬-니켈 강철 기계가공될 때, 이러한 작업 상태 아래에서는 독성 6가 크롬의 농도가 낮아져 잔재 전해물 용액에 남게되고, 결과적으로 환경 오염에 관련된 필요 조건을 충족하기 쉽게 된다.
갭 저항은 통과 전류 및 전극과 워크피스 사이의 갭에 걸린 전압을 측정하고, 측정 데이터를 메모리에 저장함으로써 계산된다. 전류 및 전압은 데이터가 저장된 컴퓨터에 결합되어 있는 AD 컨버터 수단에 의해 양호하게 측정된다. 컴퓨터는 측정 데이터를 분석하여 최대 갭 저항값을 계산한다. 컴퓨터는 또한 제 2 전력 공급원의 출력 전압을 제어하는 제어신호를 발생한다. 조정 과정 동안, 제 2 전력 공급원의 출력 전압은 컴퓨터의 제어신호 명령에 따라 점진적으로 변한다. 컴퓨터가 최대 저항값을 찾아낸 후에, 대응하는 제어신호를 일정한 시간 동안 계속 발생한다.
도 1 은 워크피스(2)를 전기화학적으로 기계가공하는 장치를 도시한다. 모터(10)로 구동되는 크랭크축(crankshaft)에 의해 영향을 받는 워크피스(2)는 워크피스(2)에 대해 공진 운동하는 전극(6)을 향해 공급 속도 Vk로 움직이는 테이블(4) 위에 배치된다. 예를 들어, 워크피스는 크롬을 함유한 강철류로 만들어진다. 예를 들면, 알카리 금속 질산염 수용액인 전해질은 저장소(3)로부터 압력 P1으로 순환되고 워크피스(2)와 전극(6) 사이의 갭(5)으로 흘러들어 간다. 워크피스(2), 테이블(4) 및 전극(6)은 전도성을 지닌다. 전극(6) 및 테이블(4)은 전기적 펄스를 전극(6)에 공급하는 전력 공급원에 연결된다. 전기적 펄스는 테이블(4) 및 워크피스(2)가 전극(6)에 대해 양극성을 갖는 기계가공 펄스, 곧 이하에 설명될 전압과 파형을 가진 패시베이션 펄스와 교대로 발생되는 동일한 극의 기계가공 펄스를 포함한다. 기계가공 펄스 동안 워크피스(2)의 금속은 전해질에서 양극 용해 상태에 들어간다. 패시베이션 펄스 동안 워크피스(2)의 표면은 국부적으로 패시베이션된다.
도 2 에서 곡선Ⅰ은 전극(6)과 워크피스(2) 사이의 갭(5)의 크기(S(t))의 변화를 나타낸다. 도 2 에서 곡선Ⅱ는 이하에 설명될 조정 과정 중에 갭(5)에 걸린 전압(U)의 변화를 나타내고, 곡선Ⅲ는 연속되는 기계가공 펄스 동안 갭(5)에 걸린 전압의 변화를 나타낸다. 기계가공 펄스(MP)는 도 2 의 곡선Ⅳ에 도시된 시간 간격(ti) 동안 공급되고, 이 시간 동안 전극(6)과 워크피스는 최단거리에 있다. 이런 기계가공 펄스 동안 갭(5)에 걸린 전압은 도 2 의 곡선Ⅱ에 도시된 바와 같은 글로벌 최소값(global minimum)을 갖는 파형을 보여준다. 기계가공 펄스는 도 2 의 곡선Ⅴ에 도시된 패시베이션 펄스(PP)와 시간 간격(tu)을 갖고 교대로 발생한다. 도시된 갭(5)에 걸린 전압(U)의 파형은 실제 전압 파형을 단순화한 것이다.
도 3 은 갭(5)에서 발생하는 프로세스를 도시한다. 전극(6)에서 워크피스(2)로 접근하는 초기 단계에서, 비교적 큰 갭(Smax)이 있는 경우에, 전해질은 난류(turbulent) 성질을 보이며, 증기와 기포를 포함한다. 이런 상태에서, 전극(6)과 워크피스(2) 사이의 공간은 도 2 의 곡선Ⅱ의 전압(U)에서 제 1 최대값에 해당하는 비교적 큰 전기적 저항값을 가진다. 전극(6)이 접근할 때, 전해질 압력이 증가하고 증기와 기포는 용해되고, 그 결과 전해질은 갭에서 균일하고 고른 성질을 보이게 되고 갭 크기가 작아 고밀도 전류가 얻어진다. 그러므로, 도 2 의 곡선Ⅱ에 도시된 전압(U)에서 글로벌 최소값의 발생으로부터 확실하게 알 수 있듯이 전기적 저항이 감소한다. 전극(6)과 워크피스(2) 사이의 거리가 증가해서 증기와 기포가 재발생하면, 전기적 저항은 도 2 의 곡선Ⅱ에서 도시된 바와 같이 제 2 최대값까지 다시 증가한다. 전력 공급이 과하면 전해질이 격렬하게 끊기 시작하고 결과적으로 갭에서 공동화 현상이 일어난다. 공동화 현상은 전해질의 전기적 저항을 일시적으로 증가시키고, 기계가공 펄스 동안 전극과 워크피스 사이의 전압(U) 변화에서 국부적 최대값으로 나타난다. 도 4 는 글로벌 최소값(Umin)이후에 기계가공 펄스 동안 나타나게 된 국부적 최대값(Umax)을 갖는 전압(U) 변화를 자세히 도시한다.
패시베이션 펄스와 교대로 발생되는 기계가공 펄스 그룹을 인가함으로써 격렬한 공동화 현상을 막을 수 있다. 이런 펄스 열은 도 5 에 도시된다. 그러므로, 갭 크기를 동일하게 최소가 되게 하면, 프로세스가 더욱 면밀히 진행되어 더욱 정확한 결과가 얻어진다.
도 6 은 본 발명에 따른 전력 공급원(12)을 포함하는 전기화학적인 기계가공 장치를 도시한 전기적 블록 선도이다. 전력 공급원(12)은 전류의 크기가 제어신호(CSI)에 의해 제어될 수 있는 전류(I)를 공급하는 전류원(14), 및 제어신호(CSU)에 의해 제어될 수 있는 출력 전압(Up)을 공급하는 전압원(16)을 포함한다. 전류원(14)의 마이너스 단자와 제어가능한 전압원(16)의 마이너스 단자는 직렬 저항(18)을 통해 전극(6)에 연결된다. 전류원(14)의 플러스 단자는 스위치(20)을 통해 워크피스(2)에 연결되어 있다. 스위치(20)는 동기화 유니트(22)에 의해 공급된 신호(Si)의 제어하에서 시간 간격(ti)(도 2 참조)동안 폐쇄된다. 제어가능한 전압원(16)의 플러스 단자는 스위치(24)를 통해 워크피스(2)에 연결되어 있다. 스위치(24)는 동기화 유니트(22)에 의해 공급된 신호(Su)의 제어하에서 시간 간격(tu)(도 2 참조)동안 폐쇄되고, 상기 유니트는 또한 모터(10)를 동기화한다. 전극(6)과 워크시트(2) 사이 아날로그 전압은 AD 컨버터에 의해 단자(32, 34)에서 측정되고, 디지털 신호(DU)로 변환되어 컴퓨터(28)에 저장되어 분석 처리된다. 갭 통과 전류(I)는 제 2 AD 컨버터(30)에 의하여 단자(36, 38)에서 병렬 저항(18)에 걸리는 전압 강하를 측정함으로써 얻어지고, 상기 컨버터는 아날로그 전압 강하를 디지털 신호(DI)로 변환하고, 상기 디지털 신호는 컴퓨터(28)에서 디지털 신호(DU)와 유사하게 처리된다. 병렬 저항(18)을 대신하여 변류기 또는 다른 적당한 인터페이스가 선택될 수 있다. 적절한 순간에 AD 컨버터(26)의 입력 단자가 단자(32, 34)를 통한 전압 측정에서 단자(36, 38)를 통한 전류 측정으로 스위치된다면 AD 컨버터(30)를 생략할 수 있다. 동기화 유니트(22), AD 컨버터(26, 30), 및 컴퓨터(28)는 클럭 펄스(도 6 참조)에 맞추어 작동하며, 클럭 펄스로 인해 데이터의 정확한 처리가 기계가공 펄스와 패시베이션 펄스 발생시와 전극 공진시 동기화하여 일어난다. 테이블(4)의 위치 이동을 측정한 신호(DS)를 공급하는 위치 센서기(40)에 의해 테이블(4)의 위치가 감시된다. 컴퓨터(28)는 예를 들어 AD 컨버터로 구성된 적당한 인터페이스(42, 44)를 통해 전류원(14)을 위한 제어신호(CSI) 및 전압원(16)을 위한 제어신호(CSU)를 발생한다. 크랭크축(8)의 회전 각도는 전극(6)과 워크피스(2) 사이의 거리의 상대적 측정값인 신호(DP)를 컴퓨터에 공급하는 센서(46)에 의해서 측정된다.
테이블(4)의 공급 속도(Vk)를 제어하는 방식으로, 갭(5)이 조정될 수 있어 도 4 에 도시된 바와 같이 국부적 최대값이 발생한다. 이런 국부적 최대값은 AD 컨버터(26) 및 컴퓨터에 의해서 혹은 오실로스코프에 의해서 전압(U)을 분석하여 검색된 값이다. 그러나, 원한다면 전압(U)에 국부적 최대값(U3max)이 발생하지 않도록 갭(5)크기에서 동작점을 선택할 수 있다.
도 7 은 패시베이션 펄스의 효과를 도시한다. 제어가능한 전압원(16)의 전압 크기(Up)는 패시베이션층(PL)을 워크피스(2)의 기계가공한 공동에 형성하도록 선택된다. 그러나, 전압 크기(Up)는 워크피스가 용해될 정도로 높아서도 안되고, 패시베이션 펄스가 다시 용해될 정도로 높아서도 안된다. 공진 운동 때문에 전극의 단부간 거리(d2)는 기계가공 펄스 동안 전극(6)과 기계가공되는 공동의 측벽 사이 거리(d1)보다 작게 된다. 기계가공 펄스의 크기와 유지시간 정확하게 선택하는 경우에, 워크피스(2)는 공급 방향에 있어서 앞쪽, 즉 전극(6)의 단부면에 대향하는 지점에서 용해되고, 패시베이션층(PL)에서는 용해되지 않는다. 그리하여 높은 복제 정밀도를 가지고, 워크피스(2) 공동의 형태는 전극(6)의 형태를 매우 정확하게 모방한다. 10 minutes of arc 의 정밀도를 가진 구멍난 경사면 또는 복잡한 윤곽을 획득할 수 있다. 국부적으로 배치된 패시베이션층(PL)은 기계가공의 정밀성을 높일 뿐 아니라, 기계가공 속도와 에너지 효율성을 높일 수 있다. 이것은 기계가공 공동의 측벽에서 재료가 제거될 때 소모되었던 에너지를 절약할 수 있기 때문이다.
최적의 효과를 위해, 패시베이션 펄스의 전압(Up)이 패시베이션층(PL) 이나 심지어 워크피스(2)가 용해될 정도로 높지 않고, 패시베이션층이 충분히 형성되지 않거나 어려울 정도로 낮지 않게 유지되는 것이 바람직하다. 이런 두가지 경우에, 기계가공 펄스는 워크피스를 용해시키거나 상대적으로 큰 기계가공 공동을 모든 방향에 만들어 정밀한 복제를 방해한다. 패시베이션 펄스의 최적화된 크기는 갭(5)의 저항이 최대일 때의 크기이다. 전도성이 낮은 패시베이션층(PL)이 최대로 성장하고, 복제 정밀도가 또한 최대로 된다.
패시베이션 펄스의 전압 크기를 최적화되게 조정하기 위해서, 전기화학적인 기계가공 장치(도 6)가 전극(6)의 연속적인 공진이 발생하는 동안에 패시베이션 펄스의 전압(Up)이 스텝형태로 0에서 워크피스(2)의 양극 용해가 일어나는 전압(Up)으로 증가하는 조정 과정에 영향을 끼친다. 상기 목적을 위해, 컴퓨터(28)는 인터페이스(44)를 통해 적당한 제어신호(CSU)를 제어가능한 전압원(16)에 인가한다. 전압(U)을 각각 증가한 이후 갭(5)의 저항은 AD 컨버터(26, 30)에 의해 측정된다. 측정된 저항값과 대응하는 제어신호(CSU)는 수치적인 값으로 컴퓨터(28) 주메모리에 저장된다. 발견된 모든 저항값으로부터, 컴퓨터는 최대값을 결정하고, 연관된 전압(Up)의 크기를 결정한다. 조정 과정은 이제 종료되고 기계가공 프로세스가 정해진 시간(TM)동안 발견된 전압(Up)을 사용하여 계속된다. 전극(6)의 공진 운동의 결과로서, 워크피스(2)와 전극(6) 사이의 거리는 패시베이션 펄스가 동안 공급 방향으로 계속 변화한다. 워크피스와 전극 사이의 거리는 패시베이션 펄스의 최적화된 최대 전압 크기에 대응한다. 이렇게 되기 위해서, 패시베이션 타임 스팬은 타임 슬라이스로 분할된다. 각각의 타임 슬라이스의 최적 크기는 이제 결정되고, 이런 타임 슬라이스에서 갭 저항이 최대가 된다. 조정 과정이 완료되자마자, 변화되는 갭 크기에 따라 변화되는 펄스 크기를 갖는 패시베이션 펄스의 타임 스팬 동안 컴퓨터(28)는 일련의 제어신호를 제어가능한 전압원(16)에 공급한다. 패시베이션 펄스의 크기 변화의 예가 도 2 의 곡선Ⅲ으로 도시되어 있다. 복잡한 조정 과정이 도 8 의 도표 및 도 9a 및 9b 의 흐름도를 참조로 더욱 자세히 설명된다.
도 8 에서 곡선Ⅰ는 워크피스(2)와 전극(6) 사이의 거리(S)를 도시한다. 크랭크축(8)의 회전으로 거리가 정현파 변화를 보이며, 기계가공 펄스(MP) 동안 최소값(Smin)에 도달한다. 각각의 크랭크축(8)의 회전은 주기(T)를 갖는 공진에 대응한다. 조정 과정은 m개 공진 그룹을 포함하며, 결과적으로 유지 시간(mT)을 가진다. 조정 과정, 즉 m개 공진 그룹은 기계가공 주기(TM) 전에 일어나고, 기계가공 주기 동안 워크피스는 선행하는 조정 과정 중에 결정된 가변 크기의 패시베이션 펄스(PP) 및 기계가공 펄스(MP)에 의해서 기계가공된다. 기계가공 주기(TM)는 동작 상태에 의존하며, 필요에 따라 설정될 수 있다. 기계가공 주기(TM)가 종료되자마자, m개 공진을 포함하는 조정 과정이 재개된다. 조정 과정이 반복되는 시간은 동작 상태 및 원하는 결과에 의존하여 결정된다. 가장 간단한 경우, 조정 과정은 단 한번 일어나고, 워크피스는 한번의 기계가공 펄스 동안이나 연속되는 기계가공 펄스 동안 전기화학적으로 기계가공된다. 각각의 그룹은 1에서 시작하여 기계가공 총 프로세싱 시간에 의해 정해지는 값까지 변하는 시퀀스수(i)를 가지고 있다. 그룹(i)의 각각의 공진은 1에서 시작하여 m 까지 변하는 시퀀스수(j)를 가지고 있다. 또한, 각각의 공진, 즉 기계가공 주기(TM)에서의 공진은 길이(Dt)를 가진 타임 슬라이스로 분할된다. 각각의 타임 슬라이스는 1에서 시작하여 n 까지 변하는 시퀀스수(k)를 가지고 있다. 도 8 에서, 각각의 패시베이션 펄스(PP)는 8개의 슬라이스로 분할되고, 즉 n=8이고, 슬라이스수는 크거나 작아질 수 있다. 요구되는 슬라이스수 워크피스와 전극사이의 상대적인 이동 시간의 크기 및 변화에 의존한다. 슬라이스가 더욱 세분화되면, 패시베이션 펄스의 전압 크기 파형이 더욱 최적화되어 결정되고, 정밀한 복제를 할 수 있게 된다.
도 8 에서 곡선Ⅱ는 계단식으로 증가하는 패시베이션 펄스의 크기를 도시한다. 공진시, 최초의 단계(j=1)가 적용되고, 0 volt에서 시작한다. 모든 슬라이스에 대해 단계(k=1 내지 k=n)가 일어난다. 또한, 시퀀스수(j=m-1)를 갖는 제 2 공진과 시퀀스수(j=m)를 갖는 최종 공진이 도시되어 있다. 시퀀스수(j=m)를 갖는 최종 공진에서, 전압 크기는 워크피스가 양극 용해되기 시작하는 전압(Up)과 같아진다. 각각의 타임 슬라이스(k=1..n)가 소멸되자마자, 갭 저항(R)은 측정되고 컴퓨터 주메모리에 저장된다. 또한, 제어신호(CSU)에 대응하는 값이 수치적인값으로 저장된다. 이러한 저항 측정(n)이 각각의 공진(j)(j=1..m)에 대해 반복되고, 결과는 곡선Ⅲ에 도시되어 있다. 각각의 슬라이스에 대해 일련의 측정값에서 최대 저항값(Rmax)이 결정된다. 예를 들어, 시퀀스수(j=m-1)를 갖는 제 2 공진에서 측정된 슬라이스의 저항값은 또한 각각의 슬라이스에 대하여 최대 저항값(Rmax(j=m-1, k=1) 내지 Rmax(j=m-1, k=n))이 된다고 가정한다. 그러나, 이것은 불필요하다. 각각의 슬라이스(k)마다 최대 갭 저항값이 다른 시퀀스수(j)를 갖는 공진에서 발견될 수 있다. 컴퓨터는 발견된 최대 저항값(Rmax)에 대한 제어신호(CSU)에 대응하는 값을 알고 있다. 조정 과정, 즉 기계가공 주기가 종료되자, 컴퓨터(28)는 제어신호(CSU)에 대응하는 값을 각각의 패시베이션 펄스의 타임 스팬내에서 정정된 도 8 에서 곡선Ⅳ는 기계가공 주기(TM)동안 갭에 걸린 전압(U) 변화의 예를 도시한다.
기계가공 프로세스 및 조정 과정은 도 9a 및 9b 의 흐름도로 도시된다. 도면의 블록에는 다음의 단계가 기입된다.
블록 B1에서 그룹의 시퀀스수(i)는 시작값이 1로 설정된다. 블록 B2에서 모근 슬라이스(k)에 대한 개별적인 최적 전압값(U*)은 시작값이 0으로 설정된다. 블록 B3에서 모든 슬라이스(k)에 대한 개별적인 최대 저항값(R*)은 시작값이 0으로 설정된다. 블록 B4에서 패시베이션 펄스의 최초 크기는 0으로 설정되고 모든 슬라이스(k)에 대해 증가한다. 블록 B5에서 발생했던 공진 횟수를 기록하는 카운터(j)는 시작값이 1로 설정된다.
상기 초기화 이후에 기계가공 프로세스가 시작된다. 블록 B6에서 전극의 위치를 나타내는 신호(DP)가 검사된다. 올바른 위치에 있을 경우 전류원(14)은 스위치(20)를 개방함으로써 단락되고, 제어가능한 전압원(16)은 스위치(24)를 개방함으로써 개방된다. 연속적으로, 기계가공 펄스가 인가된다. 상기 기계가공 펄스는 컴퓨터에 의해 결정된 일정한 유지시간을 갖는다. 기계가공 펄스가 인가된 후, 슬라이스 카운터(k)는 블록 B7에서 1로 설정된다.
블록 B8에서 패시베이션 펄스의 ith그룹의 jth공진에서 kth슬라이스의 전압 크기(Ukji)는 단계값(dU) 만큼씩 증가한다. 결과로 나타난 크기는 전압(Uap)을 초과하지 않아야 한다. 또한, 전류원(14)은 스위치(20)를 개방함으로써 단락되고, 제어가능한 전압원(16)은 스위치(24)를 개방함으로써 개방된다. 연속적으로, 하나의 슬라이스 주기(Dt) 동안의 지연 시간은 블록 B9에 나타난다. 이후에, 블록 B10에서 ith그룹의 jth공진에서 kth슬라이스의 순간 전류(Ikji)는 측정되고 저장된다. 블록 B11에서 순간 저항값(Rkji)은 순간 전압(Ukji)를 순간 전류(Ikji)로 나누어 얻어진다.
블록 B12에서 발견된 순간 저항값(Rkji)이 개별적인 슬라이스의 최대 저항값(R* k)보다 큰지 검사하게 된다. 상기 순간 저항값(Rkji)이 최대 저항값(R* k)보다 크지 않으면, 블록 B15로 넘어가서 계속 실행된다. 상기 순간 저항값이 최대 저항값보다 크면, 블록 B13에서 개별적인 저항값(R* k)은 순간 저항값(Rkji)과 동일하게 된다. 또한, 블록 14B에서 상기 슬라이스에 대응하는 개별적인 최적 전압(U*)은 순간 전압(Ukji)과 동일하게 된다. 블록 15B에서 슬라이스 카운터(k)가 n보다 큰지 검사하게 된다. 상기 k가 n보다 크지 않으면, 모든 슬라이스에 대해 처리되지 않았으므로 프로그램은 블록 B8로 복귀하고, 다음 슬라이스에 대한 전압이 한단계 증가하고, 전류가 측정되고, 저항이 계산되고, 순간 전압값과 연관된 최대 저항값이 저장된다. 모든 슬라이스가 처리될 때까지 이런 과정이 계속된다.
모든 슬라이스가 처리 완료되면, 공진 카운터(j)가 블록 17B에서 하나 증가하고, 블록 18B에서 m과 비교된다. 경과된 공진수가 m과 이하이면, 프로그램은 블록 B8로 복귀하고 다음의 기계가공 펄스가 인가되고 연속적인 패시베이션 펄스의 전압이 한단계 증가한다. 이런 과정이 공진(m)에 대해 계속된다. 연속적으로, 블록 B20에서 전기화학적인 기계가공 프로세스가 주기(TM)동안 개별적인 최적 슬라이스 전압(U* k)(k=1..n)에서 계속된다. 이후에, 블록 B20에서 그룹 카운터(i)는 1 증가한다. 블록 B21에서 기계가공 프로세스가 충분히 오랫동안 지속되었는지 결정한다. 기계가공 프로세스가 충분히 오랜 시간동안 계속되었다면, 그룹 카운터(i)는 중지 결정을 내리기 전에 1 증가되어야 한다. 기계가공 프로세스를 중지하는 기준은 예를 들어, 위치 센서(40)의 제어신호(DS)에 의한 테이블(4)의 위치 이동 또는 처리 시간의 경과가 될 수 있다. 기계가공 프로세스가 아직 완료되지 않으면, 블록 B2로의 복귀가 일어나 다음의 다른 기계가공 주기(TM)동안 새로운 조정 처리가 시작된다. 최종값에 도달하면, 기계가공 프로세스는 블록 B22에서 종료된다.
상술된 방법 및 장치는 검사 샘플을 기계가공하는데 사용되었다. 샘플의 재료 및 전극의 재료는 달구어진 상태의 강철 40X13이고, 기계가공 지역은 2 cm2이며, 전해질은 8% 의 NaNO3이다. 기계가공 프로세스 동안, 기계가공 펄스의 전압은 7V이고, 기계가공 펄스 유지시간은 2ms이고, 갭 사이에 삽입된 전해질의 압력은 350kPa이고, 전해질의 온도는 18℃이고, 전극의 공진 주파수는 47Hz이고, 공진 크기는 0.2 mm이다. 패시베이션 펄스의 전압은 최소 갭을 가질 경우에 +2.8V이고, 최대 갭을 가질 경우에 +3.8V이다.
기계가공 결과에 대한 분석해보면 종래의 기계가공 방법에 비해 본 발명에 따른 전기화학적인 기계가공 방법은 기계가공 생산성을 1.25 팩터 만큼 향상시키고, 전력 소모를 1.2 팩터 만큼 감소시킨다. 기계가공되는 표면에 대한 전극의 복제 에러는 0.01mm보다 크지 않다.
도 2 의 곡선Ⅲ과 도 8 의 곡선Ⅳ으로 도시된 패시베이션 펄스는 반대 극을 가진 전기적 펄스와 교대로 보충되어 발생하게 된다. 반대 극을 가진 펄스의 전압 크기를 설정하는 목적, 효과, 방법은 국제 출원 WO 97/03781 에 개시되어 있다. 상기 출원은 반대 극을 가진 펄스의 전압 크기가 전극의 용해로 기계가공의 정확성 낮아지지 않도록, 예를 들어 광택나는 어떤 형태로 표면이 잘 정돈되어 고효율을 획득하도록 어느 한도까지 최적화되어 조정될 수 있는가를 설명한다. 상기 출원에서 설명된 장치는 여러 면에서 도 1 및 6 에 도시된 장치와 유사하다. 그러나, 반대 극을 가진 전압 펄스를 기계가공 펄스 사이마다 발생시키기 위해서는 제어가능한 전압원(16)(도 6 참조)의 극이 일시적으로 전환되거나, 반대 극을 가진 추가적인 전압원 및 스위치(24)에 필적하는 추가적인 스위치가 제공되어야 한다.
도 10 에서 곡선Ⅱ는 기계가공 펄스가 음극성의 펄스와 어떻게 교대로 발생하는지를 도시한다. 양극성의 패시베이션 펄스를 대신에 음극성의 펄스가 인가되면, 워크피스는 높은 광택을 지니게 된다. 상술한 기계가공 방법이 완료되는 동안이나 이후에 음극의 전압 펄스가 인가된다.
또한, 도 11 은 기계가공 펄스마다, 음극의 전압 펄스를 인가하고, 연속해서 상술된 조정 과정에 따라 결정된 파형과 크기를 갖는 양극의 패시베이션 펄스를 인가하는 방법을 도시한다.
지금까지, 전극과 워크피스는 서로에 대해 공진 운동하고, 기계가공 펄스가 워크피스와 전극 사이가 최소거리에 있을 때 인가된다. 거리가 증가하면, 전해질 주입이 용이해진다. 그러나, 엄밀히 말해서, 원하는 동작 상태와 결과를 얻을 수 있다면 이러한 거리 변화는 불필요해진다.
크랭크축을 회전하는 대신에 다른 구동 메커니즘을 사용하여 전극(6)과 워크피스(2) 사이의 거리를 변화시키는 공진 운동 혹은 다른 운동이 일어나게 할 수 있다. 상기 목적을 위해, 톱니바퀴의 래크를 가진 전기적으로 혹은 수압에 의해 구동되는 구조가 사용되거나, 전기적으로 혹은 수압에 의해 구동되는 리드 스크류(lead screw)가 사용된다. 갭 크기가 조정된 이후에 전극(6)은 워크피스(2)와 인접하게 된다. 기계가공 프로세스 동안, 갭 크기는 워크피스(2)가 용해되는 속도와 실질적으로 같게 되는 일정한 평균 공급 속도를 획득하기 위해 조정된다.

Claims (13)

  1. 전해질이 워크피스(2:workpiece)와 전극(6) 사이에 공급될 때 전기적인 기계가공 펄스를 워크피스(2)와 전도성 전극(6) 사이에 인가함으로써 전도성 워크피스(2)를 전기화학적으로 기계가공하는 기계가공 방법에 있어서,
    상기 기계가공 펄스가 워크피스(2)와 그 위의 패시베이션 막(passivation film)을 용해하지 않을 정도의 전압 크기를 가진, 기계가공 펄스와 동일한 극성의 전기적 패시베이션 (passivation) 펄스와 교대로 발생하는 것을 특징으로 하는 기계가공 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 패시베이션 펄스의 전압 크기가 전기화학적인 기계가공 중에 한번 이상 조정되고, 일련의 연속되는 패시베이션 펄스에서 패시베이션 펄스의 크기가 워크피스(2)와 전극(6) 사이에서 측정된 저항이 최대값에 도달할 때까지 변경되며, 그 후 전기화학적인 기계가공이 최대 저항값에 대응하는 패시베이션 펄스의 크기로 계속 실행되는 것을 특징으로 하는 기계가공 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 패시베이션 펄스가 타임 슬라이스(time slices)로 분할되고, 워크피스(2)와 전극(6) 사이의 측정된 저항값이 개별적인 타임 슬라이스 동안 최대값에 도달할 때까지 각각의 개별적인 타임 슬라이스에 대한 패시베이션 펄스의 순간적인 전압 크기가 변화되고, 그 후 전기화학적인 기계가공이 각각의 타임 슬라이스에서 발견된 최대 저항값에 대응하는 크기에 따라 순간적인 크기 변화를 보이는 패시베이션 펄스로 계속 실행되는 것을 특징으로 하는 기계가공 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 워크피스(2)와 전극(6) 사이의 거리는 패시베이션 펄스 동안보다 기계가공 펄스 동안 더 가깝게 유지되는 것을 특징으로 하는 기계가공 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 워크피스(2)와 전극(6)이 서로에 대해 공진 운동하며, 워크피스(2)와 전극(6) 사이의 거리는 기계가공 펄스 동안 최소값에 도달하는 것을 특징으로 하는 기계가공 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 연속되는 기계가공 펄스들 사이의 시간간격으로, 전극(6)이 전해질에 용해되기 시작하는 전압값을 크기 이하의 전압을 가진 반대 극의 전기적 펄스가 부가적으로 워크피스(2)와 전극(6) 사이에 인가되는 것을 특징으로 하는 기계가공 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 연속되는 기계가공 펄스들 사이의 시간간격으로, 패시베이션 펄스가 전극이 전해질에 용해되기 시작하는 크기 이하의 전압을 가진 반대 극의 전기적 펄스와 교대로 발생하는 것을 특징으로 하는 기계가공 방법.
  8. 전해질이 워크피스(2)와 전극(6) 사이에 공급될 때 전기적인 기계가공 펄스를 워크피스(2)와 전도성 전극(6) 사이에 인가함으로써 전도성 워크피스(2)를 전기화학적으로 기계가공하는 기계가공 장치에 있어서,
    전극(6);
    전극(6)과 워크피스(2) 사이의 갭(5)을 유지하기 위해 공간적인 관련성을 갖도록 전극(6) 및 워크피스(2)의 위치를 결정하는 수단(4, 40);
    전해질을 갭(5)에 공급하는 수단(3);
    기계가공 펄스를 워크피스(2)와 전극(6)에 공급하기 위해 전극(6)과 워크피스(2)에 전기적으로 접속된 제 1 전력 공급원(14);
    패시베이션 펄스를 워크피스(2)와 전극(6)에 공급하기 위해 전극(6)과 워크피스(2)에 전기적으로 접속되고, 제 1 전력 공급원(14)과 동일한 극성을 가지며, 제어신호(CSU)에 의해 제어가능한 출력 전압을 가진 제 2 전력 공급원(16);
    제 1 및 제 2 전력 공급원(14, 16)을 워크피스(6)와 전극(6)에 교대로 접속시키는 수단(20, 24);
    연속적인 패시베이션 펄스 동안 제 2 전력 공급원(16)의 출력 전압을 변화시키는 다양한 제어신호를 발생하는 수단(28, 44);
    연속되는 패시베이션 펄스 동안 패시베이션 펄스의 한 순간에서 워크피스(2)와 전극(6) 사이의 갭(5)의 전기 저항을 측정하여, 상기 순간에서 갭(5)의 저항을 나타내는 저항 정보값을 저장하고, 상기 순간에서 제어신호(CSU)에 대응하는 제어신호값을 저장하는 수단; 및
    상기 저항 정보값으로부터 최대값을 계산하는 수단(28), 및 제 2 전력 공급원(16)에 대해 상기 제어신호(CSU)를 상기 최대값에 대응하는 상기 제어신호값으로 유지하는 수단(28, 44)을 포함하는 것을 특징으로 하는 기계가공 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 다양한 제어신호를 발생하는 수단(28, 44)이 하나의 패시베이션 펄스 타임 스팬(time span)내의 다른 순간에서 제 2 전력 공급원(16)의 출력 전압을 변화시키는 수단을 구비하고;
    상기 측정 및 저장하는 수단(18, 30, 26, 28)은 패시베이션 펄스내의 상기 다른 순간마다 상기 순간적인 갭(5)의 저항을 나타내는 저항 정보값을 저장하고, 상기 다른 순간마다 상기 제어신호의 대응하는 제어신호값을 저장하며;
    상기 계산하는 수단(28)은 연속되는 패시베이션 펄스내에서 대응하는 순간의 저항 정보들로부터 각각의 최대값을 계산하고, 상기 다른 순간마다 각각 최대값에 대응하는 제어신호값과 동일한 순간적인 값을 가진 제어 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 기계가공 장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 패시베이션 펄스를 공급하는 동안보다 기계가공 펄스를 공급하는 동안 전극(6)과 워크피스(2) 사이 거리를 더욱 가깝게 조정하는 수단(8, 10)을 부가로 구비하는 것을 특징으로 하는 기계가공 장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 워크피스(2)와 전극(6) 사이에서 공진 운동을 제공하는 수단(8, 10) 및, 제 1 및 제 2 전력 공급원(14, 16)을 공진 운동하는 워크피스(2)와 교대로 접속시키는 수단(20, 24)을 동기화하는 수단(22)를 구비하는 것을 특징으로 하는 기계가공 장치.
  12. 전해질이 워크피스(2)와 전극(6) 사이에 공급될 때 전기적인 기계가공 펄스를 워크피스(2)와 전도성 전극(6) 사이에 인가함으로써 전도성 워크피스(2)를 전기화학적으로 기계가공하는 방법에서 사용되는 전력 공급원에 있어서,
    기계가공 펄스를 워크피스(2)와 전극(6)에 공급하기 위해 전극(6)과 워크피스(2)에 전기적으로 연결된 제 1 전력 공급원(14);
    패시베이션 펄스를 워크피스(2)와 전극(6)에 공급하기 위해 전극(6)과 워크피스(2)에 전기적으로 연결되고, 제 1 전력 공급원(14)과 동일한 극성을 기지며, 제어신호(CSU)에 의해 제어가능한 출력 전압을 가진 제 2 전력 공급원(16);
    제 1 및 제 2 전력 공급원을 워크피스(6)와 전극(6)에 교대로 연결하는 수단(20, 24);
    패시베이션 펄스 동안 제 2 전력 공급원(16)의 출력 전압을 변화시키는 다양한 제어신호(CSU)를 발생시키는 수단(28, 44);
    연속되는 패시베이션 펄스 동안 패시베이션 펄스의 한 순간에서 워크피스(2)와 전극(6) 사이의 갭(5)의 저항을 측정하여, 상기 순간에서 갭(5)의 저항을 나타내는 저항 정보값을 저장하고, 상기 순간에서 제어신호에 대응하는 제어신호값을 저장하는 수단; 및
    상기 저항 정보값으로부터 최대값을 계산하는 수단(28), 및 제 2 전력 공급원(16)에 대해 상기 제어신호(CSU)를 상기 최대값에 대응하는 상기 제어신호값으로 유지하는 수단(28, 44)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 공급원.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 다양한 제어신호를 발생하는 수단(28, 44)이 하나의 패시베이션 펄스 타임 스팬내의 다른 순간에서 제 2 전력 공급원(16)의 출력 전압을 변화시키는 수단을 구비하고;
    상기 측정 및 저장하는 수단(18, 30, 26, 28)은 패시베이션 펄스내의 상기 다른 순간마다 상기 순간적인 갭(5)의 저항을 나타내는 저항 정보값을 저장하고, 상기 다른 순간마다 상기 제어신호의 대응하는 상기 제어신호값을 저장하며;
    상기 계산하는 수단(28)은 연속되는 패시베이션 펄스내에서 대응하는 순간의 저항 정보들로부터 각각의 최대값을 계산하고, 상기 다른 순간마다 각각 최대값에 대응하는 제어신호값과 동일한 순간적인 값을 가진 제어 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 전력 공급원.
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