KR20030070090A - 방전가공장치 - Google Patents

Abstract

가공전력 공급수단(13)에 의해 가공액(3)중에 설치된 전극(1)과, 피가공물 (2)과의 극간에 가공전력을 공급하고, 위치결정수단에 의해 전극(1) 및 피가공물 (2)을 상대이동시켜서 피가공물(2)의 가공을 하는 동시에 점프동작을 하는 방전가공장치에서 가공반력을 검출하는 가공반력 검출수단(20,21,22)과, 가공반력의 규정치를 설정해서 된 가공반력 규정치 설정수단(23)과, 가공반력 검출수단(20,21,22)에 의해 검출한 가공반력의 검출치와, 가공반력 규정치 설정수단(23)이 설정한 가공반력의 규정치를 비교하는 가공반력 비교수단(24)과, 가공반력 비교수단(24)에 의한 비교에 의해 상기 검출치가 상기 규정치 보다도 큰 경우에 가공반력을 저감시키도록 상기 점프동작의 궤적변경을 하는 동작궤적 변경수단(25)을 구비하였다.

주축 구동부품 등의 손상 및 가공정도의 저하를 방지할 수가 있는 동시에 가공생산성을 향상할 수가 있다.

Description

방전가공장치{ELECTRICAL DISCHARGE MACHINING APPARATUS}

도 4는 종래의 방전가공장치의 구성도이고, 도면에서 1은 전극, 2는 피가공물, 3은 가공액, 4는 가공조, 5는 전극보존지그, 6은 피가공물(2)을 고정하기 위한 레벨링 블록, 7 및 8은 전극(1)과 피가공물(2)과의 X,Y 평면내의 상대이동을 하기 위한 X축 및 Y축, 9는 전극(1)과 피가공물(2)과의 Z방향의 상대이동을 하기 위한 주축인 Z축, 10, 11 및 12는 X축, Y축 및 Z축을 구동하는 도시하지 않은 서보모터를 구동제어하는 X축 서보앰프, Y축 서보앰프 및 Z축 서보앰프, 13은 가공전력 공급수단, 14는 NC장치이다.

가공조(4)내에 가공액(3)을 충만하고, 전극(1)과 피가공물(2)과의 극간에 가공전력 공급수단(13)에 의해 방전에너지인 가공전력을 공급하고, 위치결정수단인 X축, Y축 및 Z축 등에 의해 전극(1)과 피가공물(2)을 상대이동시켜서 상기 극간에 발생하는 방전에 의해 피가공물(2)의 가공을 한다.

상기 위치결정수단에 의한 전극(1)과 피가공물(2)과의 상대위치 결정제어 및 전기가공조건의 제어 등은 NC장치(14)에 의해 통괄한다.

방전가공장치에서는 방전가공중에서의 전극(1)과 피가공물(2)과의 극간거리의 제어(가공서보)와는 별도로 방전가공으로 발생한 가공층을 극간에 체류하지 않도록 제거할 수단이 필요하게 된다. 이와 같은 수단의 하나로 일정시간마다 가공을 중단해서 전극(1)을 피가공물(2)에 대해 고속으로 왕복운동시키는 소위 점프동작이 사용된다. 이 점프동작에 의한 펌핑작용에 의해 극간에서 가공층이 배제되어 안정한 방전가공을 유지할 수가 있다.

방전가공장치는 점성유체인 가공액중에서 가공프로세스를 실행하기 위해 그극간거리가 변화하면 가공액의 점성에 의한 유체력을 발생한다. 이 가공반력(F)의 크기는 다음식(스테판의 식)으로 표시한다.

F = (3ㆍㆍvㆍS²)/(2ㆍㆍG³) (1)

여기서는 가공액의 점성계수, V는 전극과 피가공물의 상대이동속도, S는 전극면적, G는 극간거리이다.

식(1)에서 전극면적(S)이 큰 경우 점프동작 등에 의한 전극과 피가공물의 상대이동속도(V)가 큰 경우 및 극간거리(G)가 작은 경우에 특히 강한 가공반력(F)이 발생하는 것을 알 수 있다.

도 5는 전극과 피가공물의 극간거리(G)가 변화한 경우에 발생하는 가공반력 (F)을 유압서보 방전가공장치를 사용해서 측정한 것이고, 전극면적(S)이 9.6㎠, 전극과 피가공물의 상대이동속도(V)가 4mm/s의 경우를 표시하고 있다.

극간거리(G)가 약 7㎛ 정도가 되는 가공조건에서 발생하는 가공반력(F)의 크기는 약 440N(약 45㎏f, 가공응력은 약 46N/㎠(약 4.7㎏f/㎠))이다. 이 경우의 전극과 피가공물의 상대이동속도(V)는 유압서보를 위해 4mm/s와, 예를들면 리니어 모터서버에 비해 2자리 정도 작으나, 그래도 아직 약 440N의 가공반력(약 46N/㎠의 가공응력)을 발생하고 있다.

도 5의 결과를 사용하면 식(1)의 관계에서 전극과 피가공물의 상대이동속도 (V)나 전극면적(S)이 변화한 경우에 발생하는 가공반력(F)의 크기를 계산할 수가 있다. 도 6의 (a)는 전극면적(S)이 9.6㎠으로 전극과 피가공물의 상대이동속도(V)가 400mm/s인 경우에 발생하는 가공반력(F)의 크기를 표시한 것이다.

이것은 리니어 모터서버이면 실현할 수 있는 전극과 피가공물의 상대이동속도이다. 또, 도 6의(b)는 전극면적(S)가 100㎠이고, 전극과 피가공물의 상대이동속도(V)가 4mm/s인 경우에 발생하는 가공반력(F)의 크기를 표시한 것이다.

도 6의 (a) 및 (b)의 어느 경우에도 발생하는 가공반력(F)의 크기는 최대 44000N(4500㎏f)정도로까지 증대하는 것을 알 수 있다.

이와 같은 가공액중에서 방전가공을 하는 방전가공장치에서는 점프동작에 의해 극간거리가 변화하면 반드시 가공반력이 발생하고, 이와 같은 강한 가공반력이 반복해서 극간에 걸리므로 NC장치내의 보호회로가 작동해서 가공도중에서 정지하거나 최악의 경우에는 전극이나 주축구동부품의 손상이 생기게 된다.

또, 가공반력에 비례해서 전극을 지지하는 주축부 전체의 변형도 커지므로 피가공물의 최종가공정밀도를 악화시키게 된다

특히, 면적이 큰 전극을 사용하는 경우 점프동작 속도가 빠를 경우 및 좁은 극간거리를 유지하는 것과 같은 다듬질 가공의 경우에는 가공반력이 커지므로 가공조건 설정시에 미리 주축의 점프동작시의 속도를 억제하는 등의 대책을 강구할 필요가 있다.

예를들면, 일본국 특개평 7-124821호 공보에는 점프동작의 1공정중에서의 모터토크의 피크치의 검출치와, 소정의 기준치를 비교해서 이 비교결과에 의해 미리 기억해둔 보정데이터를 사용해서 다음 점프동작의 가감속도를 결정하는 방전가공장치의 주축부하 경감장치의 개시가 있다.

이와 같은 종래 기술은 스테판의 식(1)의 관계에서 전극과 피가공물의 상대이동속도(V)를 작게 해서 가공반력(F)를 억제하는 생각에 따른 것으로 이동속도(V)를 작게 하는 것은 가공에 기여하지 않는 불필요한 시간인 점프시간의 비율이 증대하고, 따라서 전체의 가공시간이 증대해서 가공생산성이 저하한다는 문제점이 있었다.

또, 점프동작시의 가공반력에 의해 방전가공장치의 진동이 여기되고, 이 진동에 의해 가공정밀도가 저하하는 동시에 가공시간이 증대해서 가공생산성이 저하 한다는 문제점이 있었다.

본 발명은 가공액중에서 전극과 피가공물과의 극간에 방전을 발생시켜서 피가공물을 가공하는 방전가공장치의 개량에 관한 것으로 보다 상세하게는 상기 극간거리의 변화에 의해 발생하는 가공반력(反力)을 규정치 이하로 억제할 수 있는 방전가공장치의 개량에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 실시의 형태에 관한 방전가공장치의 구성도,

도 2는 본 발명의 실시의 형태에 관한 방전가공장치의 점프동작을 설명하기 위한 블록도,

도 3은 본 발명의 실시의 형태에 관한 방전가공장치에서의 가공반력 비교수단의 비교결과에 의해 실시하는 점프동작제어의 설명도,

도 4는 종래의 방전가공장치의 구성도,

도 5는 전극과 피가공물의 극간거리가 변화한 경우에 발생하는 가공반력의 측정예를 표시하는 도면,

도 6은 가공반력과 극간거리와의 관계를 표시하는 도면.

(발명을 실시하기 위한 최량의 형태)

도 1은 본 발명의 실시의 형태에 관한 방전가공장치의 구성도이고, 도면에서 1은 전극, 2는 피가공물, 3은 가공액, 4는 가공조, 5는 전극보존지그, 6은 피가공물(2)를 고정하기 위한 레벨링 블록 7 및 8은 전극(1)과 피가공물(2)과의 X,Y 평면내의 상대이동을하기 위한 X축 및 Y축, 9는 전극(1)과 피가공물(2)과의 Z축 방향의 상대이동을 하기 위한 주축인 Z축, 10,11 및 12는 X축, Y축 및 Z축을 구동하는 도시하지 않은 서보모터를 구동제어하는 X축 서보앰프, Y축 서보앰프 및 Z축 서보앰프, 13은 가공전력 공급수단, 15는 NC장치이다.

가공조(4) 내부에 가공액(3)을 충만하고, 전극(1)과 피가공물(2)과의 극간에 가공전력 공급수단(13)에 의해 방전에너지인 가공전력을 공급하고, 위치결정수단인 X축, Y축 및 Z축 등에 의해 전극(1)과 피가공물(2)을 상대이동시켜서 상기 극간에 발생하는 방전에 의해 피가공물(2)의 가공을 한다.

상기 위치결정수단에 의한 전극(1)과 피가공물(2)과의 상대위치 결정제어 및 전기가공조건의 제어 등은 NC장치(15)에 의해 통괄되고, NC장치(15)에 의해 가공서보동작 및 가공설을 배출하기 위한 소정의 점프동작의 제어가 실시된다.

도 2는 본 발명의 실시의 형태에 관한 방전가공장치의 점프동작을 설명하기 위한 블록도이고, 도 1과 동일부호는 동일 또는 상당부분을 표시하고 있다. 도 2에서 9a는 Z축 구동용 서보모터, 9b는 위치검출기, 9c는 속도검출기, 9d는 볼나사, 16은 전기조건 및 점프동작 조건등의 가공조건설정부, 17은 가공조건설정부(16)에 설정된 가공조건에 대응한 동작궤적을 만들기 위한 동작궤적 초기 파라미터기억부, 18은 가공조건설정부(16)에 설정된 가공조건 및 이 가공조건에 대응하는 동작궤적 초기 파라미터기억부(17)의 파라미터를 사용해서 동작궤적을 연산하는 초기동작 궤적연산부, 19는 백러슈보정 등의 보정량을 더해 서보지령 주기마다의 지령치의 데이터를 서보앰프(12)에 송신하는 동작제어 파라미터연산부, 20은 Z축 구동용 서보모터(9a)의 전류검지부, 21은 모터정수기억부, 22는 가공반력 및 변형량연산부, 23은 가공반력 규정치 설정수단, 24는 가공반력 비교수단, 25는 동작궤적 변경수단, 26은 동작궤적 변경 파라미터기억부이다.

주축인 Z축(9)의 위치데이터는 위치검출기(9b)에 의해 검출된 Z축 서보앰프 (12)에 입력된다. 또, Z축 구동용 서보모터(9a)의 회전속도는 속도검출기(9c)에 의해 검출된 Z축 서보앰프(12)에 입력된다.

Z축 구동용 서보모터(9a) 및 볼나사(9d) 등으로 된 Z축(9)의 구동장치에서는구동력과 모터전류는 비례하므로 Z축 구동용 서보모터(9a)의 모터정수를 사용해서 가공반력을 구할 수가 있다. 즉, Z축 구동용 서보모터(9a)에 관한 정수일식을 기억한 모터정수기억부(21)의 데이터와, 전류검지부(20)에서 검지한 모터전류치를 기준으로 가공반력 및 변형량연산부(22)가 구동부하를 계산하고, 이 구동부하로부터 Z축 동작에 따른 가동부의 관성력을 빼고, 가공반력을 구할 수가 있다. 또, 가공반력 및 변형량연산부(22)는 힘과 변형을 환산하는 테이블을 구비하고 있으므로 가공반력으로부터 방전가공장치 본체의 변형량을 구할 수가 있다.

도 2에 표시한 블록도의 구성에서는 전류검지부(20), 모터정수기억부(21) 및 가공반력 및 변형량연산부(22)가 가공반력 검출수단 및 변형량 검출수단에 상당한다.

가공반력 규정치 설정수단(23)에 설정하는 가공전력의 규정치는 예를들면 주축구동부품의 허용부하 및 전극과 전극보존지그의 부착강도에 의한 허용부하 등을 종합적으로 감안해서 가장 허용부하가 작은 값을 설정하면 된다.

또. 가공반력 규정치의 설정은 수동에 의해 입력해도 되고, 전극형상 데이터등을 기초로 한 계산치를 설정해도 된다. 이와 같은 규정치는 가공면적 및 가공조건 등에 의해 변화하므로 가공진행중에서도 상기 규정치의 설정을 변경할 수 있는 구성으로 한다.

가공반력 비교수단(24)은 가공반력 규정치 설정수단(23)이 설정된 규정치와 가공반력 및 변형량연산부(22)에 의해 구한 가공반력을 리얼타임과 비교한다.

동작궤적 변경수단(25)은 가공반력 비교수단(24)의 판정결과에 의해 가공반력이 규정 이상인 경우에 동작궤적의 변경을 하기 위한 연산을 한다

동작궤적 변경 파라미터기억부(26)는 동작궤적 변경수단(25)이 동작할 때의 동작궤적 변경 파라미터를 기억한다.

동작궤적 변경수단(25)의 연산에 의해 확정된 동작궤적에 대한 제어파라미터는 동작궤적 변경 파라미터기억부(26)에 보존되고, 다음의 점프동작에서 동작궤적을 변경할 필요가 없는 경우에 동작제어 파라미터연산부(19)가 동작궤적 변경 파라미터기억부(26)로부터 제어파라미터를 인출보정량을 더해 서보지령 주기마다의 지령치의 데이터를 서보앰프(12)에 송신한다.

도 3은 가공반력 비교수단(24)의 비교결과에 의해 점프동작제어의 설명도이고, 도 3의 (a) 내지 (c)는 각각 극간거리(G), 가공반력(F) 및 전극과 피가공물의 상대이동속도(V)의 시간변화의 예를 표시하고 있다. 또, 도 3에서 LG1는 초기동작궤적, LG2는 궤적변경후의 동작궤적(이하 변경동작 궤적), LF1는 초기동작궤적의 동작으로 검출되는 가공반력, LF2는 변경동작궤적의 동작으로 검출되는 가공반력, LV1는 초기동작궤적에서의 전극과 피가공물의 상대이동속도, LV2는 변경동작 궤적에서의 전극과 피가공물의 상대이동속도를 표시하고 있다.

도 3에서 초기동작궤적(LG1)에서 동작해서 가공반력 비교수단(24)의 비교결과에 의해 가공반력(F)의 절대치가 규정치(f)를 초과한 경우(시각 t1)에는 동작궤적 변경수단(25)에 의해 상대이동속도(V)를 예를들면 대략 일정하게 해서 동작시킨다,

이와 같이 동작시키는 이유는 시각(t1)의 시점은 극간거리(G)를 증대시키는 방향에의 동작중이고, 이 상태에서는 극간거리(G) 및 상대이동속도(V)가 증대하고 있으나, 스테판의 식(1)으로부터 가공반력(F)는 상대이동속도(V)에 비례한 극간거리(G)의 3승에 반비례하므로 상대이동속도(V)를 대략 일정하게 해두면 극간거리 (G)의 증대에 따라 가공반력(F)가 감소하기 때문이다.

그후 극간거리(G)가 증대해서 가공반력 비교수단(24)의 비교결과에 의해 가공반력(F)의 절대치가 규정치(f) 이하가 된 경우(시각 t2)에 동작궤적 변경수단 (25)에 의해 동작궤적을 초기동작궤적(LV1)과 같은 형상의 동작궤적으로 한다.

극간거리(G)를 감소시키는 방향으로 동작중(시각t3)에 가공반력 비교수단 (24)의 비교결과에 의해 가공반력(F)의 절대치가 규정치(f)를 초과한 경우에는 동작궤적 변경수단(25)에 의해 상대이동속도(V)의 절대치를 설정속도(Vs) 이하로 내려서 동작시킨다.

이 설정속도(Vs)는 스테판의 식(1)을 변형한 식 Vmax = (fㆍ2ㆍㆍG³) / (3ㆍㆍS²)에 의해 가공반력(F)의 규정치(f)를 기초로 가능최대 도달속도 Vmax가 구해지므로 이 가능최대 도달속도 Vmax에 소정이 계수를 곱해서 구하면 된다.

즉, 상대이동속도(V)를 설정속도 Vs(Vs = kㆍVmax(0 < k < 1)) 이하로 해서 동작시킨다.

이와 같이 동작시키는 이유는 시각(t3)의 시점을 극간거리(G)를 감소시키는 방향으로 동작중이고, 이 상태에서는 스테판의 식(1)으로부터 가공반력(F)는 극간거리(G)의 3승에 반비례하므로 극간거리(G)의 감소에 따라 증대하는 경향에 있는 가공반력(F)를 감소시키기 위해서는 상기한 바와 같이 상대이동속도(V)를 설정속도 (Vs) 이하로 할 필요가 있기 때문이다.

그후 극간거리(G)가 더욱 감소해서 가공반력(F)의 절대치가 다시 규정치(f) 이상이 된 경우(시각 t4)에는 상기 시각(t3)에서의 제어와 같은 연산을 동작궤적변경수단(25)이 시행되고, 상대이동속도(V)를 설정속도(Vs) 이하로 해서 더욱 상대이동속도(V)의 절대치를 내려서 동작시킨다.

이상과 같은 동작궤적의 제어에 의해 변경동작궤적(LG2)에서 검출하는 가공반력(LF2)을 대략 가공반력의 규정치(f) 이하로 할 수가 있다.

이상과 같은 가공반력과 규정치를 리얼타임에 비교해서 실시하는 섬세한 제어에 의해 점프동작 전체로써 가감속도를 단순히 변경하는 것이 아니므로 가공반력을 규정치 이하로 할 수 있는 동시에 점프동작시간을 감소 시킬 수가 있고, 따라서 가공생산성을 향상 할 수가 있다.

또, 실제의 방전가공에서 사용하는 복잡한 전극형상을 사용하는 경우에는 적용할 수가 있다.

이상과 같은 점프동작을 하는 경우에 전극과 피가공물의 상대이동속도의 지령치V(t)를 다음식과 같이 푸리에급수로써 합성함으로써 더욱 가공시간의 증대를 억제할 수가 있다.

V(t) = ∑(Akㆍsin(ωkㆍt + θ) + Bkㆍcos(ωkㆍt + θ) (2)

여기서, k = 1, 2 ....t는 시간, θ는 초기위상이고, 식(2)에서 n번째의 주파수 성분이 방전가공장치의 기계계의 공진주파수와 일치 또는 근사하는 경우에는 전극과 피가공물의 상대이동속도의 지령치V(t)의 푸리에급수 성분의 n번째의 성분을 제거해서 합성, 또는 n번째 이상의 고차성분을 제거하고 합성한다.

또는 상기 푸리에급수 성분의 n번째의 성분의 진폭을 미소하게 해서 합성, 또는 n번째 이상의 고차성분의 진폭을 미소하게 해서 합성한다.

방전가공장치의 기계계의 공진주파수는 진동모드 해석 등의 실험에 의해 미리 파악할 수가 있고, 상기한 바와 같이 방전가공장치의 기계계의 공진주파수와 일치 또는 근사한 주파수 성분을 제거하거나 또는 미소로한 푸리에급수등에 의해 합성한 속도지령을 사용함으로써 가공반력의 증가에 따라 점프동작중의 궤적을 급격하게 변경하는 경우에도 기계공진의 여기에 의한 가공정도의 저하 및 잔류진동에 의한 가공시간의 증대를 억제할 수가 있다.

이상의 설명에서는 가공반력 규정치 설정수단(23)에 가공반력의 규정치를 설정해서 이 가공반력의 규정치와 가공반력의 검출치를 비교하였으나, 가공반력 및 변형량연산부(22)는 힘과 변형을 환산할 수 있으므로 가공반력 규정치 설정수단 (23)의 가공반력의 규정치 대신에 변형량의 규정치를 설정해서 이 변형량의 규정치와 가공반력 및 변형량연산부(22)에서 검출한 변형량을 비교해서 이 비교결과에 따라 제어를 하여도 된다.

또는 가공반력(F)과 전극면적(S)에 의해 가공응력 F/S를 구해서 가공반력 규정치 설정수단(23)의 가공반력의 규정치 대신에 가공응력의 규정치를 설정해서 이 가공응력의 규정치와, 상기 가공응력 F/S를 비교해서 이 비교결과에 따라 제어를 해도 된다.

또, 이상의 설명에서는 가공반력 및 변형량의 검출을 Z축 구동용 서보모터의 전류검지 및 모터정수에 의해 연산에 의해 구하였으나 센서에 의해 직접 검출해도 된다.

예를들면 힘센서 및 압력센서 등을 사용해서 가공반력을 레이저 변위계 및정전용량형 변위센서 등을 사용해서 변형량을 검출할 수 있다.

또, 이상의 설명에서는 도 2와 같이 볼나사(9d)를 통해서 구동력을 전달하는 방전가공장치의 예에 대해 설명하였으나, 볼나사(9d)를 사용하지 않는 리니어모터 구동의 방전가공장치라도 된다.

(발명의 개시)

본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위해 된 것으로 가공반력을 대략 규정치 이하로 할 수 있는 동시에 점프동작 시간을 감소할 수가 있고, 따라서 주축 구동부품 등의 손상 및 가공 정밀도의 저하를 방지할 수가 있는 동시에 가공생산성을 향상할 수가 있는 방전가공장치를 얻는 것을 목적으로 한다.

또, 점프동작에 따라 발생하는 진동을 억제할 수 있고, 따라서, 또 가공정도의 저하를 방지할 수가 있을 동시에 가공생산성을 향상할 수가 있는 방전가공장치를 얻는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 관한 방전가공장치는 가공전력 공급수단에 의해 가공액중에 설치된 전극과, 피가공물과의 극간에 가공전력을 공급하고, 위치결정수단에 의해 상기 전극 및 피가공물을 상대이동시켜서 상기 피가공물의 가공을 실시하는 동시에 상기 위치결정수단에 의해 상기 전극을 상기 피가공물에 대해 상기 극간거리를 일시적으로 증대시키도록 상대이동시키는 점프동작을 행하는 방전가공장치에서 가공반력을 검출하는 가공반력 검출수단과, 가공반력의 규정치를 설정해서 된 가공반력 규정치 설정수단과, 상기 가공반력 검출수단에 의해 검출된 가공반력의 검출치와, 상기 가공반력 규정치 설정수단에 설정된 가공반력의 규정치를 비교하는 가공반력 비교수단과, 상기 가공반력 비교수단에 의한 비교에 의해 상기 가공반력의 검출치가 상기 가공반력의 규정치 보다도 큰 경우에 상기 가공반력을 저감시키도록 상기 점프동작의 궤적변경을 하는 동작궤적 변경수단을 구비한 것이다.

또, 본 발명에 관한 방전가공장치는 상기 동작궤적 변경수단이 상기 극간이 증대하는 방향으로의 동작중에 상기 가공반력 비교수단에 의한 비교에 의해 상기 가공반력의 검출치가 상기 가공반력의 규정치 보다도 큰 경우에는 상기 전극과 피가공물의 상대이동속도(V)를 대략 일정하게 해서 동작시켜 상기 극간이 감소하는 방향으로의 동작중에 상기 가공반력 비교수단에 의한 비교에 의해 상기 가공반력의 검출치가 상기 가공반력의 규정치보다 큰 경우에는 상기 상대이동속도(V)의 절대치를 설정속도 Vs = kㆍVmax (0 < k < 1,Vmax 은 가능최대 도달속도이고 Vmax = (fㆍ2ㆍㆍG³) /(3ㆍㆍS²),f는 상기 가공반력의 규정치, G는 상기 극간거리,는 상기 가공액의 점성계수, S는 상기 전극면적) 이하로 내려서 동작시키도록 상기 점프동작의 궤적변경을 하는 것이다.

또, 본 발명에 의한 방전가공장치는 가공전력 공급수단에 의해 가공액중에 설치된 전극과 피가공물 사이의 극간에 가공전력을 공급하고, 위치결정수단에 의해 상기 전극 및 피가공물을 상대이동시켜서 상기 피가공물의 가공을 하는 동시에 상기 위치결정수단에 의해 상기 전극을 상기 피가공물에 대해 상기 극간거리를 일시적으로 증대시키도록 상대이동시키는 점프동작을 하는 방전가공장치에서 방전가공장치 본체의 변형량을 검출하는 변형량 검출수단과, 방전가공장치 본체의 변형량의 규정치를 설정해서 되는 변형량 규정치 설정수단과, 상기 변형량 검출수단에 의해 검출한 변형량의 검출치와, 상기 변형량 규정치 설정수단에 설정한 변형량의 규정치를 비교하는 변형량 비교수단과, 상기 변형량 비교수단에 의한 비교에 의해 상기변형량의 검출치가 상기 변형량의 규정치 보다도 큰 경우에 상기 변형량을 저감시키도록 상기 점프동작의 궤적변경을 하는 동작궤적 변경수단을 구비한 것이다.

또, 본 발명에 관한 방전가공장치는 가공전력 공급수단에 의해 가공액중에 설치된 전극과 피가공물과의 극간에 가공전력을 공급하고, 위치결정수단에 의해 상기 전극 및 피가공물을 상대이동시켜서 상기 피가공물의 가공을 하는 동시에 상기 위치결정수단에 의해 상기 전극을 상기 피가공물에 대해 상기 극간거리를 일시적으로 증대시키도록 상대이동시키는 점프동작을 하는 방전가공장치에서 가공응력을 검출하는 가공응력 검출수단과, 가공응력의 규정치를 설정해서 된 가공응력 규정치 설정수단과, 상기 가공응력 검출수단에 의해 검출한 가공응력의 검출치와, 상기 가공응력 규정치 설정수단에 설정한 가공응력의 규정치를 비교하는 가공응력 비교수단과, 상기 가공응력 비교수단에 의한 비교에 의해 상기 가공응력의 검출치가 상기 가공응력의 규정치 보다도 큰 경우에 상기 가공응력을 저감시키도록 상기 점프동작의 궤적변경을 하는 동작궤적 변경수단을 구비한 것이다.

또, 본 발명에 관한 방전가공장치는 상기 규정치를 가공면적 및 가공조건등에 따라 변경하는 것이다.

또, 본 발명에 관한 방전가공장치는 상기 점프동작에서의 상기 전극과 피가공물의 상대이동속도의 지령치를 푸리에급수로 해서 합성하고, 이 푸리에급수를 n번째의 주파수 성분이 기계계의 공진주파수와 일치 또는 근사하는 경우에는 상기 푸리에급수 성분의 n번째의 성분을 제거해서 합성 또는 n번째 이상의 고차성분을 제거해서 합성하는 것이다.

또, 본 발명에 관한 방전가공장치는 상기 점프동작에서의 상기 전극과 피가공물의 상대이동속도의 지령치를 푸리에급수로서 합성하고, 이 푸리에급수를 n번째의 주파수 성분이 기계계의 공진주파수와 일치 또는 근사하는 경우에는 상기 푸리에급수 성분의 n번째의 성분의 진폭을 미소하게 해서 합성 또는 n번째 이상의 고차성분의 진폭을 미소하게 해서 합성하는 것이다.

본 발명에 관한 방전가공장치는 이상과 같이 구성되어 있으므로 가공반력 등과 규정치를 리얼타임에 비교해서 실시하는 셈세한 제어에 의해 가공반력 등을 대략 규정치 이하로 할 수 있는 동시에 점프동작 시간을 감소시킬 수가 있고, 따라서 주축구동부품 등의 손상 및 가공정밀도의 저하를 방지할 수가 있는 동시에 가공생산성을 향상할 수가 있는 효과를 나타낸다.

또, 가공반력 등의 증가에 따라 점프동작중의 궤적을 급격하게 변경하는 경우에도 기계공진의 여기에 의한 가공정도의 저하 및 잔류진동에 의한 가공시간의 증대를 억제할 수가 있다는 효과를 나타낸다.

이상과 같이 본 발명에 관한 방전가공장치는 가공액중에서 전극과 피가공물과의 극간에 방전을 발생시켜 이 방전에너지에 의해 피가공물을 가공하는 방전가공작업에 사용되는데 적합하다.

Claims (7)

1. 가공전력 공급수단에 의해 가공액중에 설치된 전극과, 피가공물과의 극간에 가공전력을 공급하고, 위치결정수단에 의해 상기 전극 및 피가공물을 상대이동시켜서 상기 피가공물의 가공을 하는 동시에 상기 위치결정수단에 의해 상기 전극을 상기 피가공물에 대해 상기 극간거리를 일시적으로 증대시키도록 상대이동시키는 점프동작을 하는 방전가공장치에서 가공반력을 검출하는 가공반력 검출수단과, 가공반력의 규정치를 설정해서 되는 가공반력 규정치 설정수단과, 상기 가공반력 검출수단에 의해 검출된 가공반력의 검출치와, 상기 가공반력 규정치 설정수단에 설정한 가공반력의 규정치를 비교하는 가공반력 비교수단과, 상기 가공반력 비교수단에 의한 비교에 의해 상기 가공반력의 검출치가 상기 가공반력의 규정치 보다도 큰 경우에 상기 가공반력을 저감시키도록 상기 점프동작의 궤적변경을 하는 동작궤적변경수단을 구비한 것을 특징으로 하는 방전가공장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 동작궤적 변경수단이 상기 극간이 증대하는 방향으로의 동작중에 상기 가공반력 비교수단에 의한 비교에 의해 상기 가공반력의 검출치가 상기 가공반력의 규정치 보다도 큰 경우에는 상기 전극과 피가공물의 상대이동속도(V)를 대략 일정하게 해서 동작시켜 상기 극간이 감소하는 방향으로의 동작중에 상기 가공반력 비교수단에 의한 비교에 의해 상기 가공반력의 검출치가 상기 가공반력의 규정치 보다 큰 경우에는 상기 상대이동속도(V)의 절대치를 설정속도 Vs = kㆍVmax(0 < k < 1Vmax는 가능 최대 도달속도이고, Vmax = (fㆍ2ㆍㆍG³)/(3ㆍㆍS²), f는 상기 가공반력의 규정치, G는 상기 극간거리,는 상기 가공액의 점성계수, S 는 상기 전극면적) 이하로 내려서 동작시키도록 상기 점프동작의 궤적변경을 하는것을 특징으로 하는 방전가공장치.
3. 가공전력 공급수단에 의해 가공액중에 설치된 전극과, 피가공물과의 극간에 가공전력을 공급하고, 위치결정수단에 의해 상기 전극 및 피가공물을 상대이동시켜서 상기 피가공물의 가공을 하는 동시에 상기 위치결정수단에 의해 상기 전극을 상기 피가공물에 대해 상기 극간거리를 일시적으로 증대시키도록 상대이동시키는 점프동작을 하는 방전가공장치에서 방전가공장치 본체의 변형량을 검출하는 변형량 검출수단과, 방전가공장치 본체의 변형량의 규정치를 설정해서 된 변형량 규정치 설정수단과, 상기 변형량 검출수단에 의해 검출한 변형량의 검출치와, 상기 변형량 규정치 설정수단에 설정한 변형량의 규정치를 비교하는 변형량 비교수단과, 상기 변형량 비교수단에 의한 비교에 의해 상기 변형량의 검출치가 상기 변형량의 규정치 보다도 큰 경우에 상기 변형량을 저감시키도록 상기 점프동작의 궤적변경을 하는 동작궤적 변경수단을 구비한 것을 특징으로 하는 방전가공장치.
4. 가공전력 공급수단에 의해 가공액중에 설치된 전극과, 피가공물과의 극간에 가공전력을 공급하고, 위치결정수단에 의해 상기 전극 및 피가공물을 상대이동시켜서 상기 피가공물의 가공을 실시하는 동시에 상기 위치결정수단에 의해 상기 전극을 상기 피가공물에 대해 상기 극간거리를 일시적으로 증대시키도록 상대이동시키는 점프동작을 하는 방전가공장치에 있어서 가공응력을 검출하는 가공응력 검출수단과, 가공응력의 규정치를 설정해서 된 가공응력 규정치 설정수단과, 상기 가공응력 검출수단에 의해 검출된 가공응력의 검출치와, 상기 가공응력 규정치 설정수단에 설정한 가공응력의 규정치를 비교하는 가공응력 비교수단과, 상기 가공응력 비교수단에 의한 비교에 의해 상기 가공응력의 검출치가 상기 가공응력의 규정치 보다도 큰 경우에 상기 가공응력을 저감시키도록 상기 점프동작의 궤적변경을 하는 동작궤적 변경수단을 구비한 것을 특징으로 하는 방전가공장치.
5. 제 1항 내지 제 4항의 어느 한 항에서, 상기 규정치를 가공면적 및 가공조건등에 따라 변경하는 것을 특징으로 하는 방전가공장치.
6. 제 1항 내지 제 5항의 어느 한 항에서 상기 점프동작에서의 상기 전극과 피가공물의 상대이동속도의 지령치를 푸리에급수로 해서 합성하고, 이 푸리에급수를n번째의 주파수 성분이 기계계의 공진주파수와 일치 또는 근사한 경우에는 상기 푸리에급수 성분의 n번째의 성분을 제외하고, 합성 또는 n번째 이상의 고차성분을 제거해서 합성하는 것을 특징으로 하는 방전가공장치.
7. 제 1항 내지 제 5항의 어느 한 항에 있어서, 상기 점프동작에서의 상기 전극과 피가공물의 상대이동속도의 지령치를 푸리에급수로서 합성하고, 이 푸리에급수를 n번째의 주파수 성분이 기계계의 공진주파수와 일치 또는 근사하는 경우에는 상기 푸리에급수 성분의 n번째의 성분의 진폭을 미소로 해서 합성 또는 n번째 이상의 고차성분의 진폭을 미소로해서 합성하는 것을 특징으로 하는 방전가공장치.