KR20060022665A - 전기 방전 가공 장치 - Google Patents

Abstract

전기 방전 가공 장치는 가공 간극 (G) 의 극을 형성하는 공구 전극 (F) 및 작업물 전극 (P) 에 연결된 제 1 방전 개시 전압/전류원 (U1) 및 두 개의 스위치 (SW1, SW2) 를 통해 분리될 수 있는 제 2 전압/전류원 (U2) 을 포함한다. 커패시티브 소자 (C1, C5) 는 상기 제 1 원을 가공 간극 (G) 의 극에 연결하는 라인 (10, 11) 에 직렬로 배치된다. 또한, 이들 극들은 조정가능한 DC 원 (Sm) 과 직렬 배치된 셀프 인덕턴스 코일 (Lm) 에 의해 연결될 수 있다. 이들 특질들 덕분에 고품질의 초정밀 표면 마무리 가공을 얻기 위해 가공 간극의 단자에서의 평균 전압을 정밀하게 제어하면서 침식 방전의 에너지를 충분히 감쇠시킬 수 있다.

Description

전기 방전 가공 장치 {DEVICE FOR MACHINING BY ELECTROEROSION}

본 발명은 가공 간극의 극(pole)을 형성하는 공구 전극(tool electrode) 및 작업물 전극, 전기 회로에 의해 이 공구 전극과 작업물 전극에 연결되어 전기적 펄스를 발생시킴으로써 이 공구 전극과 작업물 전극 사이에 전기 방전의 개시를 일으키도록 구성된 적어도 하나의 전압/전류원을 포함하는 전기 방전 가공 장치에 관한 것이다.

특히, 사용된 상기 공구 전극은 두 개의 가이드 사이에 뻗어있는 와이어 일 수 있다. 초정밀 표면 상태를 얻을 수 있는 와이어 전극을 사용하는 전기 방전 가공에 의한 초정밀 표면 마무리가 이후의 주된 논점이다.

와이어를 사용하는 전기 방전 가공에 의해 작업물을 절삭하기 위해서는 통상 몇 차례의 과정을 거치게 된다. 우선, 거친 절삭으로 와이어를 위한 통로를 연다. 얻어진 표면 상태는 매우 거칠다. 또한, 최종 치수에 접근하고 더 부드러운 표면 상태를 얻는 정밀 마무리 및 초정밀 마무리를 위한 후속의 과정을 감안하여 얻어진 작업물의 크기를 의도적으로 더 큰 치수로 한다.

대부분의 전기 방전 가공 공구는 2 개의 전압/전류 제네레이터로 구성되는데, 그 중 하나는 방전의 개시를 촉진하기 위한 것이고, 더 높은 출력의 다른 하나 는 최대 침식 방전을 위한 에너지를 공급하기 위해 설계된 것이다. 초정밀 마무리 모드에서는, 얻어진 표면 거칠기를 전기 방전 가공에 의해 줄이는 것이 바람직하고, 또한 침식 방전의 에너지를 줄이는 것도 바람직하다. 결과적으로, 보통은 '방전 개시' 제네레이터 만이 사용되고, 상기 고출력 제네레이터를 가공 영역으로 연결하는 릴레이는 개방 상태에 있게 된다.

여기서, 상기 제너레이터 또는 제너레이터들을 작업물과 와이어 전극에 연결하는 전류선과 관련된 문제에 부딪히게 된다. 통상적으로, 이들 전류선은 동축 케이블로서, 거친 절삭(rough-cut) 제네레이터가 100만 분의 1초당 1000 암페어의 단위로 매우 급격한 엣지를 가진 전류 펄스를 발생하도록 허용할 수 있는 낮은 인덕턴스가 그 본질적 특성이다. 그러나 표면 마무리 중에는 이들 전류선의 낮은 인덕턴스가 더 이상 확실한 이점이 될 수 없다. 더 바람직하지 못한 점은 상기 동축 케이블이 상기 표면 마무리부와 호환되지 않는 에너지 저장소를 형성하는 고분포(high distributed) 커패시턴스를 포함하는 것이다.

본 기술 분야의 당업자들은 방전 개시 제너레이터는 높은 전류를 전달하지 못하면서 방전 개시를 일으킬 만큼 충분히 높은 전압을 가공 간극에 가할 수 있으며, 반면에 거친 절삭 제너레이터는 방전이 개시되자마자 고전류원의 역할을 한다는 것을 알고 있다. 방전 개시 제너레이터는 이른바 애벌란시(avalanche) 현상이 발생하기 전까지, 예컨대, 80~240V의 전압을 불특정 시간 동안 가한다. 초정밀 표면 마무리 모드에서는, 방전의 총합 에너지는 비록 적으나마 방전 개시 제너레이터에 의해 전달된 전류 펄스에 좌우될 뿐만 아니라 또한 무엇보다도 상기 간 극의 단자에 연결된 분포 커패시턴스에 포함된 에너지의 합계에 따라 좌우된다.

초정밀 표면 마무리 가공에 있어서의 주된 문제는 아크가 발생할 때 상기 간극을 가로질러 그들의 에너지를 방전할 수 있는 스트레이 커패시턴스의 배치 및 이 에너지의 차단 또는 감쇠에 있다. 유럽특허출원 1 193 016 A2 는 어느 전형적인 구성을 도해한다. 주목할만하게, 이 문헌의 도 1 에서는, 도시된 각각의 스트레이 커패시턴스(浮遊靜電容量)에 대하여, 당해 커패시턴스의 에너지가 침식 방전이 일어날 때 이 침식 방전 속으로 전달될 수 있는 상기 간극을 관통하는 전류 루프를 찾아낼 수 있다. 거친 절삭 제네레이터와 상기 간극 사이에 배치된 스위치들을 개방함으로써, 가공 과정상의 여러 개의 스트레이 커패시턴스의 효과를 차단할 수 있다. 동축 케이블을 가진 거친 절삭 제너레이터는 접속이 끊어진다. 방전 개시 제네레이터인 제 2 표면 마무리 제네레이터 만이 상기 간극에 접속되어 모든 라인에 부수된 분포 스트레이 커패시턴스를 최소화한다. 가공할 작업물과 이 작업물의 홀더 사이에 절연판을 삽입함으로써 와이어 전극의 스트레이 커패시턴스의 효과를 감쇠시키는 커패시턴스를 가지는 커패시터가 만들어진다. 와이어와 작업물 사이의, 간극 자체의 커패시턴스만을 포함하는 커패시턴스만이 감쇠되지도 않고 차단되지도 않는다. 유럽특허출원 1 193 106 A2 에 기술된 바와 같은, 이 문제에 대한 설명은 표면 마무리 제네레이터와 간극 사이의 전류선에 부착된 분포 스트레이 커패시턴스 뿐만 아니라, 표면 마무리 제네레이터에 부착된 분포 스트레이 커패시턴스도 여기서는 무시하지 않는 것으로 가정하였음을 분명히 한다.

불운하게도, 이들 커패시턴스들을 무시할 수는 없는 것으로 밝혀 졌다. 본 발명은 이러한 결함들을 극복하고, 고 품질과 고 신뢰성을 갖으며 에너지 소비가 매우 낮은 정밀 또는 초정밀 표면 마무리 처리의 획득을 가능하게 하는 기계 가공 장치를 제조하는 것을 목적으로 한다. 이 가공 장치는, 가공 헤드의 한쪽 또는 양쪽 내에, 바람직하게는 전기 회로와 공구 전극 사이에 위치된 접점 가까이나 또는 이 접점 내에 배치되고 원과 가공 간극의 극 중 어느 하나 사이에 직렬 연결되는 적어도 하나의 커패시티브(capacitive) 소자를 포함하고, 이 커패시티브 소자는 상기 원으로부터 오는 전기적 펄스의 DC 성분이 상기 가공 간극 (G) 을 가로질러 가해지는 것은 방지하고 상기 원으로부터 오는 가변 전류 성분들은 흐르도록 허용하여 상기 가공 간극에 대한 상기 전기 회로의 총 커패시턴스를 감소시키는 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같은 특성 덕분에 침식 방전에 드는 에너지를 단순한 방법이지만 매우 효율적으로 줄일 수가 있다. 이러한 방법으로, 고품질의 정밀 및 초정밀 표면 마무리 처리를 얻을 수 있다. 또한, 상기 장치의 생산비가 적정하게 되고 그 구성이 그다지 복잡해지지 않게 된다.

본 가공 장치는, 바람직하게는, 제 1 원의 제 1 전극과 공구 전극 사이에 직렬로 연결되는 제 1 커패시티브 소자 및 제 1 원의 제 2 전극과 작업물 전극 사이에 직렬로 연결되는 제 2 커패시티브 소자를 포함한다.

그러므로 방전 에너지의 감소가 현저하다.

바람직한 실시형태에 따르면, 상기 커패시티브 소자는 상기 가공 간극의 극 중 어느 하나에 가능한 가까이 배치되는데, 바람직하게는 상기 전기 회로와 가공 전극 사이에 위치된 접합부 가까이나 또는 그 안에 배치된다

상기와 같은 특징은 월등한 초정밀 표면 마무리 과정을 얻기 위해서 침식 방전의 에너지를 더욱 감소시킬 수 있게 한다.

바람직하게는, 상기 공구 전극은 와이어이고 상기 커패시티브 소자는 와이어 가이드로 형성되고 와이어와 접촉하는 상기 와이어 가이드의 일 부분은 절연 재료로 만들어져 있고, 다른 부분은 도전성 재료로 만들어진다.

그러므로 특히 효율적이면서 전극 와이어에 가까운 커패시티브 소자를 얻을 수가 있으며, 매우 낮은 에너지 수준을 가지는 침식 방전을 확보하게 된다.

바람직하게는, 상기 제 1 원은 급격한 전압 상승 엣지 슬로프(edge slope)를 갖는 전기적 펄스를 발생시키기 위한 회로 단락 장치를 포함한다.

이 상기 제 1 원은 0.1~10 MHz의 주파수와, 60~300V의 전압 진폭(amplitude) 과 0.2~5V/nS의 양 또는 음의 전압 상승 엣지 슬로프를 갖는 전기적 임펄스를 발생시키도록 구성될 수 있다.

이들 특성은 전기 회로 내에 직렬로 설치된 적어도 하나의 커패시티브 소자가 있음에도 불구하고 침식 방전의 효율적 개시를 확보해준다.

바람직한 실시 형태에 따르면, 상기 에너지 감소 장치는 가공 간극의 두 극에 갈바니전기적으로 연결된 셀프 인덕턴스(self-inductance) 소자를 포함한다.

상기와 같은 특성 덕분에 상기 간극의 단자를 가로질러 측정된 평균 전압은 0으로 유지될 수 있다. 그러므로 상기 과정을 방해하는 전기분해 현상을 피할 수 있다.

바람직하게는, 상기 셀프 인덕턴스 소자의 인턱턴스 값은 상기 전기 회로의 공조 주파수가 상기 제 1 원의 전기적 펄스의 주파수에 비해 상대적으로 낮게 되도록 선택된다.

특히 바람직한 실시형태에 따르면, 상기 가공 간극의 두 극 사이에서 상기 셀프 인덕턴스 소자와 직렬 연결되는 조정가능한 DC 전압원을 포함한다.

상기 원은 상기 가공 간극의 단자를 가로질러 측정된 평균 전압이 주어진 값으로 조정가능하게 한다. 그러므로 전기분해 침착물의 제어 및 가공된 작업물의 착색 과정이 가능해진다.

또한, 초정밀 마무리 과정의 품질을 더욱 향상시킬 수 있다.

종속항들에 나타내는 특징 및 이후 첨부한 개략적인 도면의 도움 및 예, 실시 형태, 변형예를 통해 본 발명을 더 상세히 드러내는 설명으로부터 기타의 잇점들도 분명해지게 된다.

도 1 은 제 1 실시형태의 회로 다이어그램을 나타낸다.

도 2a~도 2f 는 회로 다이어그램의 커패시턴스를 점진적으로 조합하는 도 1 의 회로 다이어그램의 점진적 단순화를 도시한다.

도 2g 및 도 2h 는 도 1 의 회로 다이어그램의 변형예의 부분적인 회로 다이어그램이다.

도 3a 및 도 3b 는 방전 개시 제너레이터인 제 1 제너레이터의 출력지점에서의 전류의 다이어그램 및 전압의 다이어그램이다.

도 4a, 도 4b, 그리고 도 4c 는 가공 간극 (G) 에서의 순간 전압, 전류, 평균 전압의 다이어그램을 도시한다.

도 5 는 제 2 의 완성된 실시형태의 회로 다이어그램을 도시한다.

도 6 은 상기 제 2 실시형태의 변형의 부분 회로 다이어그램을 도시한다.

도 7a 및 7b 는 제 2 실시형태에 대한 가공 간극의 단자를 가로지르는 순간 전압 및 평균 전압의 다이어그램을 도시한다.

도 8a, 도 8b, 및 8c 는 제 2 실시형태에 대한 가공 간극의 단자를 가로지르는 순간 전압, 전류, 그리고 평균 전압의 다른 다이어그램을 보여준다.

도 1 에 도시된 가공 장치의 제 1 실시형태는 제 1 가공 제네레이터 (G1) 내에 결합된 제 1 전압/전류원 (U1) 을 포함하는데, 상기 제 1 전압/전류원 (U1) 은 전기 회로 (E) 에 의해 제 1 라인 (10) 을 통해서 공구 전극 (F) 에 연결되고, 제 2 라인 (11) 을 통해서는 작업물 전극 (P) 에 연결된다.

제 2 가공 제네레이터 (G2) 내에 결합 된 제 2 원 (U2) 은 제 3 라인 (12) 을 통해서 공구 전극 (F) 에 연결되고, 제 4 라인 (13) 을 통해서는 작업물 전극 (P) 에 연결된다.

제 1 가공 제네레이터 (G1) 는 공구 전극 (F) 과 작업물 전극 (P) 사이에 방전의 개시를 일으키도록 설계되어 있으며, 가장 침식성이 높은 방전의 출력을 전달 하는 제 2 제너레이터 (G2) 보다는 낮은 출력을 전달하고 이러한 후자를 유지한다.

두 개의 스위치 (SW1, SW2) 가 라인 (12, 13) 에 있어서, 정밀 또는 초정밀 표면 마무리 과정의 실시가 요망될 경우에는 제 2 제너레이터 (G2) 가 공구 전극 (F) 및 작업물 전극 (P) 으로부터 분리되도록 한다.

여기서, 공구 전극은 도시되지 않은 공급 릴(feeder reel)로부터 풀어지고,도시되지는 않지만 공지되어 있는 회수 장치 내로 감겨지는 와이어 (F) 이다. 그러므로 가공 영역 (15) 내에는 와이어 전극과 작업물 전극 사이에 가공 간격, 즉, 간극 (G) 이 존재하며, 이 간극 (G) 을 가로질러서 침식 방전이 개시된다. 와이어 (F) 는 제 1 접점 (W1) 과 제 2 접점 (W2) 덕분에 라인 (10, 11) 과 갈바니전기적(galvanically)으로 접촉하고 있다.

요소 (L1, L2) 는 라인 (10, 11) 의 셀프 인덕턴스를 나타낸다.

작업물 전극 (P) 은 예컨대, 가소성 재료로 만들어진 지지판인 절연 소자 (J) 를 통해 홀더 (T) 에 고정된다. 와이어 (F) 와 홀더 (T) 는 전기 방전 가공에 의해 주어진 기하학적 구성에 따라 작업물 (P) 을 절단하기 위해 서로에 대해 상대적 변위 운동이 가능하다.

본 발명에 의하자면, 정밀 가공을 위해 상기 가공 장치는 침식 방전의 에너지를 감소시키도록 고안된 에너지 감소 장치 (RE) 를 포함한다.

이 장치 (RE) 는, 제 1 제네레이터 (G1) 와 가공 간극 (G) 사이에 연결된 적어도 하나의 커패시티브 소자 (C1) 를 포함하는데, 이 커패시티브 소자는 제 1 제네레이터 (G1) 로부터 오는 전기적 펄스들의 DC 성분이 가공 간극 (G) 에 가해지는 것은 방지하고 제 1 제네레이터 (G1) 로부터 오는 가변 전류 성분이 상기 가공 간극을 가로질러 흐르도록 하는 특성을 갖는다. 그러므로 간극 (G) 에 대한 전기 회로 (E) 의 총합 커패시턴스는 크게 감소 된다.

제 1 실시 형태에 있어서, 이 커패시티브 소자는 높게는 0.1 ㎌의 값을 가질 수 있으나, 통상은 0.1 ㎋에서 1 ㎋의 범위 내의 값을 가지고 제 1 라인 (10) 에 배치된 커패시터 (C1) 에 의해 형성된다. 스위치 (SW3) 는 침식 방전의 에너지를 증가시킬 필요가 있을 때 커패시터 (C1) 가 단락될 수 있도록 한다.

낮은 값을 갖는 제 2 커패시터 (C5) 형태의 다른 커패시티브 소자는, 침식 방전의 에너지를 한층 더 줄이기 위해 제 2 라인 (12) 에 배치될 수 있다. 이 제 2 커패시터 (C5) 는 스위치 (SW4) 를 통해 단락될 수 있다. 이 제 2 커패시터의 값은 0.1 ㎋에서 1 ㎋의 범위 내에 있는 것이 유리하다.

그러므로 상기 가공 장치는 다음의 스트레이 커패시턴스를 발현한다.

- 두 개의 스위치 (SW1, SW2) 가 열렸을 때 간극으로부터 분리되고 제 2 거친 절삭(rough-cut) 제네레이터 (G2), 그리고 라인 (12, 13) 과 관련되고, 총합으로는 (C G2) 로 표시되는 스트레이 커패시턴스,

- C2는 그라운드 (Te) 에 대한 제 1 라인 (10) 의 스트레이 커패시턴스,

- C3는 라인 (10, 11) 사이의 스트레이 커패시턴스,

- C4는 그라운드 (Te) 에 대한 제 2 라인 (11) 의 스트레이 커패시턴스,

- C6 는 제 1 제네레이터 (G1) 의 내부 스트레이 커패시턴스,

- C7 은 그라운드 (Te) 에 대한 제 1 원 (U1) 의 제 1 극 (P1) 의 스트레이 커패시턴스,

- C8 은 그라운드 (Te) 에 대한 제 1 원 (U1) 의 제 2 극 (P2) 의 스트레이 커패시턴스,

- CW1 은 그라운드에 대한 제 1 접점 (W1) 부근의 스트레이 커패시턴스,

- CW2 는 그라운드에 대한 제 2 접점 (W2) 부근의 스트레이 커패시턴스,

- Cj 는 작업물 전극 (P) 과 홀더 (T) 사이의 커패시턴스,

- Cf 는 와이어와 그라운드 사이의 스트레이 커패시턴스, 그리고

- Cg 는 공구 전극 (F) 과 작업물 전극 (P) 사이의 간극 (G) 의 커패시턴스이다.

도 1 에서 제네레이터 (G1) 의 두 라인 중 어느 하나에 직렬 연결된 값이 낮은 커패시터 (C1) 는 가공 과정에서 스트레이 커패시턴스 (C3) 와 (C6) 의 영향을 감쇠시키는 간단한 수단이다. (C3) 에 축적된 전하는 경로 (C3, C1, L1, W1) 및 (W2, F, P, L2, SW4, C3) 를 따름으로써 가공 과정에 관여한다. 등가 커패시턴스는

C1*C3 / (C1+C3)〈 C1 이다. 동일한 추론을 스트레이 커패시턴스 (C6) 에 적용할 수 있다.

스트레이 커패시턴스 CW1+CW2+Cf+C2+C7 의 전하는 서로 더해질 수 있고 침식 방전에 관여하지만, 커패시턴스 (Cj) 에 의해서 감쇠된다. (Cj) 와 절연판 (J) 은 특히 상기 와이어 및 그 풀림 및 회수 시스템 전체에 부착된 스트레이 커패시턴스인 (Cf) 의 효과를 제한할 수 있는 가장 간단한 장치를 형성한다. 마모된 와 이어가 가공 컨테이너(bin) 내에 직접 보관되는 몇몇 가공기의 경우에는 (Cf) 가 높은 값에 이를 수 있다.

만일 스위치 (SW4) 가 작동하면, 스트레이 커패시턴스 (C8+C4+Cj) 는 (CW1+CW2+Cf+C2+C7) 에 상당하는 커패시턴스를 통해 그라운드 (Te) 로의 경로를 찾음으로써 상기 간극을 가로지를 수 있는 그들의 전하를 합치게 된다. 제네레이터 (G1) 의 다른 라인 (11) 에 직렬 연결된 낮은 값의 커패시터 (C5) 는 이 후자의 방전 에너지를 감소시키도록 설계되며, 이후 더 상세히 설명한다. 도 1 은 본 실시예에 있어서, 스위치 (SW4) 에 의해 단락되어 비활성화된 커패시터 (C5) 를 보여준다.

대응(matching) 간극 내에 분포된 커패시턴스 (Cg) 의 효과는 그들의 전하가 가능한 최단 경로에 의해 상기 간극을 뛰어넘기 때문에 방전 회로 내에 어떤 종류의 커패시터를 두더라도 감쇠시킬 수 없다. 이들 분포 커패시턴스들의 값에 영향을 미칠 수 있는 유일한 공지의 수단은, 에어(air) 간극, 즉, 가공 간극의 형상을 수정하기 위해 예컨대, 물을 대신하여 오일 등의 상이한 유전액을 사용하는 것이 있다.

도 2a, 2b, 2c, 2d, 2e 그리고 2f 는 도 1 의 각 커패시턴스들이 가공 간극 (G) 에 대해서 어떻게 다른 커패시턴스들과 서로 결합하는지를 분명히 한다.

도 2a 는 도 1 의 제 1 단순화로서, 가공 과정에 관여할 수 있는 가공 간극과 각종 커패시턴스의 그룹 및 그들의 그라운드로의 연결만을 나타낸다.

도 2b 는 그라운드로의 연결을 하나의 지점 (Te) 으로 하고, 모든 분포 스트 레이 커패시턴스들의 에너지를 감소시키기 위해 사용되는 커패시턴스 (Cj, C1 그리고 C5) 가 맡은 각각의 역할을 보여준다.

도 2c 는 간단한 변형을 도시한다.

A=C1

B=CW1+CW2+Cf

C=C2+C7

D=C3+C6

E=C4+C8

F=Cj

G=C5

도 2d 는 커패시턴스 ABC 의 그룹 및 커패시턴스 EFG 의 그룹에 대하여 커패시턴스가 삼각형 구조로부터 별모양 구조로 바뀐 것을 나타내며, 등가 커패시턴스는 다음과 같다.

H=(A*B+A*C+B*C)/C

I=(A*B+A*C+B*C)/B

J=(A*B+A*C+B*C)/A

K=(E*F+E*G+F*G)/G

L=(E*F+E*G+F*G)/F

M=(E*F+E*G+F*G)/E

도 2e 에 의하면,

1/N=(1/H)+(1/M)

1/O=(1/I)+(1/D)+(1/L)

1/P=(1/J)+(1/K)

그리고 도 2f 에 의하면, 모든 가공 장치의 총 등가 커패시턴스 (Ceq) 는 다음 식으로 결정할 수 있다.

Ceq=Cg+(N+O+P)/(O*N+P*N)

커패시턴스 (C1, C5) 는 커패시턴스 (Cj) 에 의해 일어나는 감쇠를 완료한다. (C1, C5 및 Cj) 의 각각의 역할을 이해하기 위해, 고려해야만 하는 각종 스트레이 커패시턴스의 통상의 값을 이하 기술한다. 대략 500 nH 정도인 라인 (10, 11) 의 셀프 인턱턴스 (L1, L2) 는 다음의 값을 사용하는 본 평가 중 무시하기로 한다. :

C1 또는 C5 : 0.5 nF

Cj: 가공할 작업물의 치수에 따라 0.1~10 nF

C2+C7 : 5 nF

C4+C8 : 5 nF

C3+C6 : 100 nF

CW1+CW2+Cf: 1~5 nF

Cg : 0.5 nF

상기 계산은 Cj=10 nF 으로 하고, CW1+CW2+Cf=5 nF 로 하여 계산한 것이다.

상기 표 1의 제 7 행에 의하면, 제 8 행과 비교하였을 때, 작업물 (P) 과 그 홀더 (T) 사이에 절연판 (J) 만을 도입하는 것으로는 커패시터 (C1) 만의 주목할만한 효과가 분명한 제 4 행과 비교하였을 때 실질적인 향상을 제공하지 못함을 알 수 있다. 이제 가공 간극에 가해지는 등가 커패시턴스를 18로 나눈다(제 4 행 및 제 8 행 참조).

제 6 행은 커패시터 (C5) 단독인 것은 커패시터 (C1) 단독(제 4 행)인 것보다 덜 효과적임을 보여준다. 여기서는 등가 커패시턴스를 7로 나눈다.

이전의 표에서의 100 nF 대신에, C3+C6=20 nF 을 가진 회로를 사용한 하기 8개의 다른 변형예로부터 알 수 있듯이, 스트레이 커패시턴스 C3+C6 의 값이 더 높을수록 커패시터 (C1) 의 효과는 더 결정적이다.

그러나 제 4a 행과 제 7a 행을 비교하면, 커패시턴스 (Cj) 단독으로 만의 효과보다 커패시터 (C1) 단독으로 만의 효과가 클수록, 특히 어떤 경우에 있어서는 가공할 작업물의 치수 때문에, 커패시턴스 (Cj) 의 값을 감소시키기 어렵게 된다. 물론 상기 자세히 설명한 방법을 적용함으로써 상기 비교 계산을 원하는 만큼 더 할 수도 있다.

와이어 전극 (Cf) 의 스트레이 커패시턴스가 매우 높은 경우에는(예컨대 20 nF 초과), 커패시턴스 (Cj) 단독으로 하는 것보다 커패시터 (C1) 와 함께 커패시턴스 (Cj) 를 도입하는 것이 재차 유리해진다.

도 1 을 상술하자면, 도 1 에는 커패시터 (C1, C5) 가, 연결된 스위치 (SW3, SW4) 와 함께, 제 1 제네레이터를 가공 간극 (G) 에 연결하는 각각의 두 라인에 도 1 의 중앙에서 도시된다. 상기 도해 후에는, 이들 두 커패시터 (C1, C5) 가 가공 영역 (15) 에 가능한 근접 하게, 즉, 커패시터 (C1) 는 가공 접점 (W1, W2) 에 가능한 근접하도록 하고 커패시턴스 (C5) 는 가공할 작업물 (P) 에 가능한 근접하도록 설치될 수 있다면 이들이 효과를 얻을 것이라는 것이 분명하여 진다.

예를 들어, 커패시터 (C1) 는 상부 가공 헤드 안에 (CW1) 과 (W1) 사이에 설치가능하고(도 2), 후퇴한 상태에 있는 하부 가공 헤드 안에 있는 가공 접점 (W2) 은 와이어와 더 이상 접촉하지 않는다. 그러므로 이렇게 하여, 스트레이 커패시턴스 (CW1) 및 (CW2) 에 들어있는 에너지도 감소한다.

상기 원리를 그 한계까지 밀어부치는 경우, 접점 (W1) 을 제 1 제네레이터 (G1) 에서 간극 (G) 에 이르는 라인에서 직렬 연결된 커패시턴스의 역할을 하는 절연 재료로 된 실린더형 고리(collar)로 대체함으로써 커패시터 (C1) 의 최대 효율이 얻어진다. 전극 와이어 (F) 는 상기 실린더형 고리 내에서 안내된다. 도 2h 는 와이어의 인입을 용이하게 하기 위해, 위에는 콘(cone)이 장착된 절연 세라믹 실린더 (WG) 내에서 안내된 전극 와이어 (F) 를 도시한다. 상기 실린더의 외부는 예를 들어 구리로 된 도전성 표면으로 피복되어 있고, 제네레이터 (G1) 의 극 중 어느 하나에 갈바니전기적으로 연결된다. 후퇴한 위치에 있는 하부 가공 접점 (W2) 은 와이어와 접촉하지 않는다. 이 후자의 실시형태에 있어서는, 실린더형의 커패시터 (C1) 가 전극 와이어 (F) 둘레에 놓인다.

전자 부품 제조사들은 절연 강도가 1 MHz의 주파수, 25℃에서 20 kV/mm 인 산업용 세라믹을 흔히 사용한다. 이들 세라믹의 유전율(εr)은 통상 20~100이다. 특별한 적용을 위해서, 100 보다 크고 12000까지에 이르는 유전율의 값을 찾아볼 수 있다. 예를 들어, 스트론튬(strontium), 바륨(barium)의 티탄산계의 세라믹 등을 들 수 있고, 이들은 50~300 V/㎜ 의 절연 강도를 갖는다.

직경이 0.250㎜인 전극 와이어에 있어서, 유전율 εr=100인 세라믹으로 된 내경 0.260㎜의 절연용 원통형 가이드를 설계할 수 있다. 세라믹 두께가 0.1 ㎜ 인 길이가 약 50㎜인 이러한 원통형 가이드는 0.5 nF 의 커패시턴스를 나타내면 2 kV 의 과전압에 견딜 수 있다.

이러한 종류의 커패시티브 소자에 있어서, 커패시티브 소자는 가공 간극 (G) 의 극 중 어느 하나에 가능한 근접하게, 바람직하게는 전기 회로 (E) 와 공구 전극 사이에 놓인 접점 (W1) 또는 (W2) 가까이나 또는 이 접점 내에 배치된다. 이들 커패시티브 소자는 와이어 가이드 (WG) 로 형성되고, 와이어 (F) 와 접촉하는 상기 와이어 가이드의 일부분은 절연 재료로 만들어져 있고 전기 회로에 연결되는 다른 부분은 도전성 재료로 만들어진다.

요약해서, 커패시터 (C1) 및(또는) (C5) 를 제네레이터 (G1) 로부터 방전 라인 (10, 11) 에 직렬로 도입하는 것과 가공 간극 (G) 에 가능한 근접하게 도입하는 것은, EP 1 193 016 A2 에 기술된 바와 같이, 절연판을 단독으로 작업물과 그 홀더 사이에 도입시키는 해결 방안과 거친-절삭 제네레이터 (G2) 로부터의 전류 공급 라인을 분리하는 해결방안과 비교해서 결과적으로 초정밀 표면 마무리 모드에서의 방전 에너지의 감소를 허용한다.

그러나 이 경우는 값이 낮은 커패시터 (C1) 또는 (C5) 를 전기 회로에 직렬로 두는 것은 방전 개시 제네레이터 (G1) 에 의해 전달된 전압의 DC 성분을 간극 내에서 소멸시킨다는 사실을 고려할 필요가 있다. 이렇게 하여, 초정밀 표면 마무리 모드에 있어서 가공 효율을 감소시키는 방전 개시의 가능성은 상당히 줄어든다.

이러한 특성을 교정하기 위해, 본 발명은 방전 개시 제네레이터 (G1) 의 운용을 변경하는 것을 제안한다. 종래의 방전 개시 제네레이터는 방전의 개시가 일어날 때까지 비교적 장시간 충분히 높은 전압을 가한다. 그러나, 경험상 전기 방전 가공에 있어서는 상기 방전의 개시는 가공 간극의 단자를 가로지르는 전기장의 매우 급격한 상승에 의해서도 일어날 수 있음을 알 수 있다. 본 가공의 경우에는, 간극 단자에 가해진 약간의, 즉 0.1~5V/nS 정도의 양 또는 음의 전압 상승이 방전 개시 현상의 확률적 특성이 주어지는 침식 방전과 동기할 높은 가능성을 가져온다.

본 발명에 의해 급격한 전압 상승에 의해 동기된 상기 방전 개시 현상을 이용하기 위해서는 제네레이터 (G1) 가 바람직하게는 0.1~10 MHz의 반복 주파수를 선택함으로써 공격적인 전압/전류 펄스를 발생시켜야만 한다. 도 3a 및 도 3b 에 의해 도시된 경우에는 예를 통하여 1 MHz의 값을 취하였다.

도 3a 는 제네레이터 (G1) 의 출력지점에서 시간(nS)의 함수로서의 전류 i1 의 다이어그램이다. 도 3b 는 C2, C3, C4 (도 1) 로 표상되고 이후 라인 커패시턴스로 부르는 제네레이터 (G1) 의 출력지점에서 라인의 분포 스트레이 커패시턴스에 가해진 전압 (V) 의 다이어그램이다.

제네레이터 (G1) 는 60~300V의 진폭을 가진 신호를 전달할 수 있으며, 예컨대 여기에 도시된 실시예에서는 200V 이다.

도 3a 및 도 3b 에서 볼 수 있듯이 신호의 시작에서 라인 커패시턴스의 단자를 가로지르는 전압은 0이다. 상기 신호는 이들 라인 커패시턴스를 충전하기 시작하는 4 A의 전류 스텝에서 시작한다. 제네레이터 (G1) 의 출력지점에서의 전압이 200 V 미만인 한, 전류는 4 A 로 유지된다. 만일 출력 전압이 200 V 를 초과하게 되면 전류가 중단되고나서 200 V 의 전압을 유지하기 위해 다시 형성된다. 시작부터 계산해서 제 1 소정 기간 후, 여기서는 400 nS 후, 라인 커패시턴스는, 본 예에서는 20 Ohms 이고 라인 커패시턴스를 갑자기 방전하는 10 A의 음의 전류 피크의 출현을 초래하는 옴 저항에 의해 단락된다. 기술된 실시형태에 있어서, 도 1 에는 도시되지 않는 상기 단락 장치는 '인터내셔널 렉티파이어(international rectifier)' 사가 제조한 4 개의 모스팻(MOSFET) 트랜지스터 IRFP 22N 50A 를 사용한 브릿지(bridge) 에 의해 형성된다.

그러므로 라인 커패시턴스는 급격히 방전하고 +4A 전류는 여기서는 1000nS 지속되는 제 2 소정 기간 후, 다음 신호의 시작에서 재전달된다.

여기서 기술된 전류/전압 특성은 예로써만 주어진다. 물론 가공 간극의 단자를 가로질러 전압의 급격한 상승을 발생시킬 수 있는 다른 장치도 설계될 수 있다.

도 4a, 4b, 4c 에서 볼 수 있듯이, 이러한 여기 상태는 제네레이터에 의해 전달된 급격한 전류/전압 신호의 급격한 천이에 의해 초래되는 짧고, 보정되지 않은 100nS 정도의 방전을 간극 (G) 에 일으킨다. 도 4a 는 간극의 단자를 가로지르는 순간 전압 Ug (Volts) 을 시간의 함수로써 (nS) 나타낸다. 도 4b 는 가공 간극 (G) 을 가로지르는 전류 i2 이다. 방전 개시 시점은 약 1A 이상이고 약 -1A 이하인 i2 의 피크와 일치한다.

방전 회로에서 커패시터 (C1) 를 직렬로 두었기 때문에, 상기 간극에 전달된 전류 i2 의 평균은 0이 된다. 결과적으로, 만일 상기 간극을 간단한 옴 임피던스로 줄일 수 있다면 그 단자를 가로지르는 평균 전압 또한 0으로 될 것이다. 대응하는 도 4c 에 도시되는 바와 같이, 10㎲의 RC 필터를 가지고 실시된 전압으로 칼리브레이션 된 측정은 이 같은 경우가 아니다. 도 4c 에서는 방전 개시 과정의 불균일성 때문에 이 특별한 경우에 평균 전압 (Um) 이 예컨대, +2V 로부터 -6V 까지 동요하는 것을 볼 수 있다.

주지하는 바와 같이 방전 개시는 랜덤 과정이기 때문에, 평균 전압은 예를 들어 여기서는 10 피리오드 미만의 시간 간격 내에서 + 또는 -8V 의 범위에 걸쳐서 변동할 수 있다. 여기서 제네레이터 (G1) 의 방전 회로에서 직렬인 커패시터의 존재와 관련된 다른 특성을 분명히 알 수 있다. 이것은 와이어를 사용하는 전기 방전 가공 시스템에 현재 흔히 실시되는 바와 같이, 간극의 단자를 가로질러 0의 평균 전압을 더 이상 가할 수 없음을 의미한다.

평균 전압 (Um) 에서의 변동은 본 기술 분야의 당업자들에게 공지된 전기분해 현상을 일으킬 수 있다. 가공할 작업물에 있어서 어떤 금속 또는 합금의 결정계 일체성은 간극의 단자를 가로지르는 평균 전압이 0 볼트 가까이 유지되지 않는다면 변경될 수 있다. 이는 특히 전기분해 전류의 효과 하에서 붕괴될 수 있는 각종의 텅스텐 카바이드의 경우이다.

본 발명은 도 5 에 도시된 실시형태를 참조하여 상기 단점을 제거하기 위한 수단을 제안한다. 이 해결 방안은 예를 들어 높은 값을 가진 인덕턴스 코일 형태로 된 셀프 인덕턴스 소자 (Lm) 를 간극의 단자를 가로지르는 조정가능한 DC 전압원 (Sm) 과 직렬 연결하는 것으로 구성된다.

도 5 의 실시형태는 도 1 과 동일한 그 다른 형상이다. 따라서 동일한 구성부품 및 소자는 동일한 참조 부호로 표시한다.

새로운 소자는 상기 인덕턴스 코일 (Lm) 과 전압원 (Sm) 을 간극으로부터 분리할 수 있는 스위치 (SW5) 와 함께, 즉, 간극의 단자를 가로질러 가공 접점 (W1, W2) 에 연결되어 간극의 단자를 가로지르는 평균 전압 (Um) 이 자유롭게 동요하도록 되는 인덕턴스 코일로서 조정가능한 DC 전압원 (Sm) 과 직렬이다.

홀더 (T) 는 그라운드에 연결되고, 작업물 (P) 은 작업물과 홀더 사이에 커패시턴스 (Cj) 를 발생시키는 절연판 (J) 때문에 플로팅 포텐샬(floating potencial)에 있게 된다. 본 발명에 있어서 이렇게 상세한 설명은 불필요하다. 간극의 단자를 가로질러 일정한 평균 전압 (Um) 을 가하기 위해서는 작업물 (P) 이 그라운드에 연결되었는지의 여부, 즉, 상기 절연판 (J) 이 존재하는지의 여부에 따라, 전압원 (Sm) 과 직렬의 상기 인덕턴스 코일 (Lm) 이 한편으론 작업물 (P) 에 다른 한편으로 공구 전극 또는 가공 접점 (W1, W2) 에 갈바니전기적으로 연결되어야한다. 커패시터 (C1) 가 절연 재료로 된 와이어 둘레에 놓인 도 2h 에 도시된 장치에도 동일한 설명이 적용된다. 만일 전압원 (Sm) 과 직렬의 인덕턴스 코일 (Lm) 이 상기 후자의 구성에 연결된다면, 도 2h 에서 후퇴한 위치로 도시된 접점 (W2) 은 전극 와이어 (F) 와 다시 접촉해야만 하지만, 이 점접 (W2) 은 라인 (10) 에 연결되어야만 하는 것이 아니고, 도 6 에 도시되는 바와 같이, 상기 소자 (Lm), (Sm), 그리고 (SW5) 를 통해 작업물 (P) 에 연결되어야만 한다.

전기회로의 공진 주파수 Fo=1/2π*(Lm*Ceq)^1/2 가 방전 개시 제네레이터 (G1) 로부터의 전기적 펄스의 여기 주파수에 대해서 통상 100배 더 낮도록 셀프 인덕턴스 소자 (Lm) 는 충분히 높은 값을 가진 것이어야만 한다.

이 셀프 인덕턴스 소자 (Lm) 의 값은 제네레이터 (G1) 의 여기 주파수와 전기 회로의 주파수 사이의 비가 10~500, 바람직하게는 50~150 사이가 되도록 선택된다.

예를 들어, 상기 선택된, 제네레이터 (G1) 에 대한 1MHz 의 여기 주파수와 Ceq=5nF 을 가지고서 5μH의 인덕턴스를 갖는 공진 주파수가 얻어진다. 그러므로 이 경우에는 하한값은 500 μH 이고 상한값은 10 μH 의 셀프 인덕턴스를 사용할 것이 권장된다.

높은 인덕턴스 코일 (Lm) 의 값이 상대적으로 높다는 것은 간극의 단자를 가로지르는 평균 전압이 매우 급격히 변할 수 없음을 의미한다. 만일 인덕턴스 코일 (Lm) 이 간극의 저항(ohmic) 임피던스에 비하여, 예를 들어 Lm=5 mH 이고 Ceq=5 nF 인 더 낮은 저항 임피던스를 포함하면 조정가능한 DC 전압원 (Sm) 은 상기 코일 (Lm) 이 간극 (G) 에 연결된 순간부터 약 30 ㎲의 시간이 지난 후, 그 전압을 간극의 단자를 가로지르도록 가할 것이다. 순차적으로, 만일 예를 들어 방전 개시 주파수 또는 간극의 저항에 있어서의 변동에 따라서 가공 조건이 급격히 변한다면, 상기 평균 전압은, 전압 (Um) (Volt) 이 조정가능한 DC 전압원 (Sm) 으로부터 회복되기 전에 짧게, 즉 30 ㎲ 이하의 기간 동안, 동요할 것이다.

도 7a 및 도 7b 는 순간 전압 (Ug) 과 -4V 로 조정된 Sm 의 평균 전압 (Um) 을 도시한다. 산발적인 방전의 개시가 일어남에도 불구하고 -4V 에 가까운 전압이 가공 간극의 단자를 가로질러 유지된다.

간극의 단자를 가로지르는 인덕턴스 코일 (Lm) 은 침식 방전을 개시할 수 있는 전압의 급격한 천이를 일으키지 않는다. 이 장치로, 간극 (G) 의 단자를 가로지르는 수 볼트의 양 또는 음의 평균 전압을 가함으로써 제공된 전극의 재료에 따르는 표면 처리가 실시된다. 따라서 작업물 (P) 의 표면은 전기분해에 의해서 금속의 얇은 필름으로 코팅될 수 있으며 착색 과정에 의해 처리될 수 있다.

상기 해결방안은 특히 간단하다. 인덕턴스 코일 (Lm) 을 예를 들어, 10 Kohm 의 차순을 가지는 높은 값의 저항으로 대체하는 것을 가상할 수 있다. 상기 간극의 저항이 0.5~2 Kohm 이면, 간극의 단자를 가로질러 전압 (Um) 의 일부를 전달하는 잠재적인 디바이더(divider) 가 형성된다. 이러한 장치의 단점은 조정(regulation) 제어 루프가 그 장치 내에 설치되어야만 한다는 것이다. 즉, 간극의 단자를 가로지르는 전압을 끊임없이 감시하고 가공 과정에서 랜덤 변동의 함수인 원 (Sm) 의 출력 전압을 제어한다. 이와는 달리, 인덕턴스 코일 (Lm) 은 조정 루프가 필요하지 않다.

평균 전압 (Um) 을 조정(regulation)하기 위한 이 장치를 분리하기 위해, 스위치 (SW5) 가 개방된다. 이로써 시스템은 단자를 가로지르는 평균 전압이 자유롭게 변동할 수 있게 되는 상태로 복귀할 수 있게 한다.

최종적으로, 상기 간극의 단자를 가로지르는 평균 전압의 미제어는 상기 방전이 양 또는 음의 어떤 극성으로 일어날지를 예측할 수 없게 한다. 실제로 만일 양극성 모드에서의 방전의 개시가 향상되거나 또는, 음극성 모드에서 일어나는 방전의 에너지가 아주 조금이라도 줄어들 수 있다면 일정한 출력에서 표면 상태를 향상시킬 수 있다.

셀프 인덕턴스 소자 (Lm) 와 결합된 조정가능한 전압원 (Sm) 은 적용에 따라서 그리고 특히, 전기분해(electrosis) 현상이 문제되지 않으면, 도 8a, 도 8b, 도 8c 에 도시되는 바와 같이, 양극성 모드로 되었든 음극성 모드로 되었든 방전 개시의 가능성을 크게 증가시킨다. 본 특정예에서는, +20 볼트의 DC 전압 (Um) 에 원 (Sm) 을 조정함으로써 상기 간극 (G) 을 양극화하는 것을 택하였다(도 8c). 상기 간극을 가로지르는 전류 (i2) 의 다이어그램(도 8b)에서, +1A 를 초과하는 전류 피크와 함께 도 8a 에서 볼 수 있는 방전 개시에 대응하는 양극성 방전의 우세함을 볼 수 있다.

DC 전압원 (Sm) 이 꺼지거나 또는 0으로 조정되는 경우에는, 간극 (P) 의 단자를 가로지르는 평균 전압 (Um) 은 0이 된다.

도 5 및 도 6 에 나타낸 간략화된 변형 실시형태에 의하면, 상기 DC 전압원 (Sm) 이 이제 제거될 수 있다. 간극 (G) 의 단자를 가로지르는 평균 전압 (Um) 은 인덕턴스 코일 (Lm) 이 존재하기 때문에 이제 0으로 일정하게 유지되지만, 이 전압은 원 (Sm) 덕분에 가능한 표면 처리 조작, 착색 처리(coloration process)를 얻거나 또는 표면 상태를 개선하기 위해서는 더 이상 조정이 불가하다.

상기 실시형태들은 결코 제한적인 것이 아니고, 청구항 제 1 항에 의해 한정되는 바와 같은 범위 내에서 원하는 변경을 가할 수 있음을 이해해야만 한다. 특히, 상기 에너지 감소 장치 (RE) 는 제 1 제네레이터 (G1) 의 제 1 극 (P1) 에서부터 가공 간극 (G) 의 제 1 극을 형성하는 공구 전극 (F) 에 이르는 전기적 연결 상에 놓이는 커패시티브 소자 (C1) 만을 포함할 수 있다.

다르게는, 에너지 감소 장치 (RE) 는 제 1 제네레이터 (G1) 의 제 2 극 (P2) 에서부터 가공 간극 (G) 의 제 2 극을 형성하는 작업물 전극 (P) 에 이르는 전기적 연결 상에 놓이는 커패시티브 소자 (C5) 만을 포함할 수 있다.

또한, 상기 에너지 감소 장치 (RE) 는 두 개의 커패시티브 소자 (C1) 및 (C5) 를 라인 (10) 및 (11) 상에 구비할 수 있다.

이들 커패시티브 소자 (C1) 및 (C5) 는 어떠한 종류더라도 상관없다. 커패시터, 접점 (W1) 및/또는 (W2) 내에 결합 된 커패시티브 전극, 예를 들어, 세라믹과 같은 절연 재료로 코팅된 금속성 도체 형태로 되어 커패시티브 소자를 형성하는 와이어 가이드, 또는 특수 형상의 와이어 가이드, 도 6 에 도시된 바와 같은 필터-펀넬(funnel) 형상의 와이어 가이드.

선택적으로, 상기 에너지 감소 장치 (RE) 는, 간극의 단자를 가로지르는 평균 전압 (Um) 의 변동 및 드리프트(drift)를 피하기 위해, 간극의 두 극, 즉 공구 전극과 작업물 전극에 전기적으로 연결된 인덕턴스 코일 (Lm) 과 같은 셀프 인덕턴스 소자에 의해 보완될 수 있다.

또한, 선택적으로 조정가능한 DC 전압원 (Sm) 은 간극의 극 사이에서 상기 인덕턴스 코일과 직렬 연결될 수 있다.

제 1 전압/전류원 (U1) 은 어떠한 종류더라도 상관없으나 전류 상승 dI/dt 에 대해서 유리하게는 0.1~5 V/nS 가 되는 높은 값의 슬로프를 허용해야만 한다.

절연판 (J) 과 같은 작업물 전극 (P) 과 그 홀더 사이에 제공된 절연 소자는 어떤 적용에 있어서는 제거될 수 있다.

공구 전극 (F) 은 예컨대, 회전하거나 또는 고정된 중공의 또는 속이 찬(solid) 막대의 와이어로부터,서로 다른 종류의 공구 또는 금속 호빙 마스터(metal hobbing master)에 의해 형성될 수 있다.

침식 방전을 개시하고 지속하기 위한 두 전압/전류원 (U1) 및 (U2) 는 두 가지의 서로 다른 작동 상태가 가능한 단수의 전압 및/또는 전류 제네레이터로 결합 될 수 있다.

Claims (12)

1. 가공 간극 (G) 의 극(pole)을 형성하는 공구 전극 (F) 및 작업물 전극 (P), 전기 회로 (E) 에 의해 이 공구 전극 (F) 과 작업물 전극 (P) 에 연결되어 전기적 펄스를 발생시킴으로써 이 공구 전극 (F) 과 작업물 전극 사이에 전기 방전의 개시를 일으키도록 구성된 적어도 하나의 전압/전류원 (U1) 을 포함하는 전기 방전 가공 장치에 있어서,

   상기 전기 방전 가공 장치는, 가공 헤드의 한쪽 또는 양쪽 내에, 바람직하게는 전기 회로 (E) 와 공구 전극 (F) 사이에 위치된 접점 (W1, W2) 가까이나 또는 이 접점 내에 배치되고 상기 원 (U1) 과 상기 가공 간극 (G) 의 극 중 어느 하나 사이에 직렬 연결되는 적어도 하나의 커패시티브(capacitive) 소자 (C1) 를 포함하고, 이 커패시티브 소자 (C1) 는 원 (U1) 으로부터 오는 전기적 펄스의 DC 성분이 상기 가공 간극 (G) 을 가로질러 가해지는 것은 방지하고 원 (U1) 으로부터 오는 가변 전류 성분들은 흐르도록 허용하여 가공 간극 (G) 에 대한 상기 전기 회로 (E) 의 총 커패시턴스 (Ceq) 를 감소시키는 것을 특징으로 하는 전기 방전 가공 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 원 (U1) 의 제 2 극 (P2) 사이에 직렬 연결되고, 상기 작업물 전극 (P) 에 가까이 배치되는 제 2 커패시티브 소자 (C5) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 방전 가공 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 작업물 전극 (P) 이 절연체 (J) 를 통해서 홀더 (T) 에 장착되는 것을 특징으로 하는 전기 방전 가공 장치.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 커패시티브 소자, 즉 소자 (C1, C5) 의 단자를 가로질러서 장착되는 적어도 하나의 스위치 (SW3, SW4) 를 포함하고 이 스위치는 그가 가로질러 장착된 단자를 갖는 커패시티브 소자를 단락시키거나 활성화시키는 것을 특징으로 하는 전기 방전 가공 장치.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 공구 전극은 와이어(wire) (F) 이고, 상기 커패시티브 소자 (C1) 는 와이어 가이드 (WG) 로 형성되고, 와이어 (F) 와 접촉하는 상기 와이어 가이드의 일부분은 절연 재료로 만들어져 있고 다른 부분은 도전성 재료로 만들어지는 것을 특징으로 하는 전기 방전 가공 장치.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 원 (U1) 은 급격한 전압 상승 엣지 슬로프(edge slope)를 갖는 전기적 펄스를 발생시키기 위한 단락 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 방전 가공 장치.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 원 (U1) 은 0.1~10 MHz의 주파수와, 60~300V의 전압 진폭(amplitude)과, 0.1~5V/nS의 양 또는 음의 전압 상승 엣지 슬로프를 갖는 전기적 임펄스를 발생시키는 것을 특징으로 하는 전기 방 전 가공 장치.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가공 간극 (G) 의 두 극에 갈바니전기적(galvanically)으로 연결되는 셀프 인덕턴스 소자 (Lm) 를 갖는 것을 특징으로 하는 전기 방전 가공 장치.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 셀프 인덕턴스 소자 (Lm) 의 인덕턴스 값은 상기 전기 회로의 공진 주파수 (Fo) 가 상기 제 1 원 (U1) 의 전기적 펄스의 주파수에 비해 낮도록 선택되는 것을 특징으로 하는 전기 방전 가공 장치.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 인덕턴스 (Lm) 의 값은 상기 공진 주파수 (Fo) 에 대한 상기 전기적 펄스의 주파수의 비가 10~500, 바람직하게는 50~150이 되도록 선택되는 것을 특징으로 하는 전기 방전 가공 장치.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 가공 간극 (G) 의 두 극 사이에서 상기 셀프 인덕턴스 소자 (Lm) 와 직렬 연결되는 조정가능한 DC 전압원 (Sm) 을 갖는 것을 특징으로 하는 전기 방전 가공 장치.
12. 제 10 항 또는 11 항에 있어서, 상기 가공 간극 (G) 의 두 극 사이에서 상기 셀프 인덕턴스 소자 (Lm) 와 직렬 연결되는 스위치 (SW5) 를 갖는 것을 특징으로 하는 전기 방전 가공 장치.

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