KR20070091377A

KR20070091377A - 방전 가공 장치

Info

Publication number: KR20070091377A
Application number: KR1020077019521A
Authority: KR
Inventors: 히데타카 미야케; 다카유키 나카가와; 요시히토 이마이
Original assignee: 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2005-02-28
Filing date: 2005-02-28
Publication date: 2007-09-10
Also published as: US20080197115A1; EP1857212B1; CN100503115C; EP1857212A4; EP1857212A1; KR100933395B1; JP4572232B2; US8664559B2; WO2006092837A1; JPWO2006092837A1; CN101132879A

Abstract

가이드 튜브(70)에 수용되어 있는 와이어 전극(W)을 피가공물(13)의 가공 영역에 공급하는 방전 가공장치(10)는, 와이어 전극을 수용한 가이드 튜브를 상하방향의 중심축(Z)을 따라 수용하기 위한 공간을 갖는, 수직 방향으로 배치된 중공 원통형의 구동축(40)을 구비하고 있다. 헤드(50)는, 가이드 튜브를 유지하는 제1 유지부(54)와, 가이드 튜브의 하단개구로부터 돌출한 와이어 전극을 유지하는 제2 유지부(62)를 구비하고 있고, 구동축의 하단에 착달 가능하게 마련되어 있다. 따라서, 헤드를 교환하는 것에 의해 와이어 전극이 교환될 수 있다.

Description

방전 가공 장치{ELECTRICAL DISCHARGE MACHINE}

본 발명은, 비도전성의 액체에 침지되거나 또는 비도전성의 액체가 분사된 방전 와이어와 피가공물의 사이에 전압을 인가함으로써 양자간에 방전을 형성하여, 해당 피가공물을 용융하여 가공하는 방전 가공장치에 관한 것이다.

비도전성의 액체에 침지되거나 또는 비도전성의 액체가 분사된 방전 와이어와 피가공물의 사이에 형성되는 방전을 이용하여 금속제의 피가공물을 가공하는 방전 가공장치에서는, 피가공물을 소정 형상으로 가공하기 위해서, 방전 와이어의 선단과 피가공물이 대향하는 방전 가공영역에 해당 방전 와이어를 끊임없이 공급하여 방전을 안정적으로 유지해야 한다. 그 때문에, 종래, 방전 와이어 또는 피가공물을 이동하여 그들의 사이에 안정한 방전거리를 유지하는 XYZ 구동 장치가 제안되어 있다. 이 구동장치는, 방전 와이어 또는 피가공물을 이동하여, 이들 2개의 부재의 상대 위치를 나타내는 양자간의 전위차를 미리 결정된 값으로 조정한다. 그런데, 통상, 피가공물에 부여되는 최종형상이 복잡하거나, 가공중인 2개의 부재가 약 10㎛ 정도까지 접근하는 것이 있다. 이러한 상황에서, 전위차를 목표값이 되도록 상대 위치를 조정하기 위해서, XYZ 구동장치에는 고속 응답성이 요구된다.

이러한 요구를 만족하기 위해서, WO02/024389 A1에는, 고속 응답성의 XYZ 구동장치를 갖는 방전 가공방법 및 장치가 개시되어 있다. 그 구성에 의하면, 특히 약 0.2 mm 이하의 직경을 갖는 미세한 텅스텐 전극 와이어를 사용하는 경우, 이 와이어는 단시간에 소비된다. 또한, 피가공물에 예컨대 깊은 가공을 실시하는 경우, 방전가공 중에 소비되는 와이어는 그 장래적 소비를 예측하여 미리 돌출되거나, 또는 소비에 따라 단속적으로 공급될 필요가 있다. 그러나, 그 문헌에서는, 미세한 와이어의 자동 공급에 대하여 아무런 언급되어 있지 않다. 따라서, 고속의 와이어 공급기구와 조합하여 이용되는 경우를 제외하고, 소모하여 쉬운 미세한 와이어의 보충 제어에 장시간이 필요하기 때문에, 해당 문헌에 개시된 장치를 이용하여 고속가공성은 실현할 수 없다.

일본 특허공개 평성 제8-290332호 공보에는 와이어 공급기구가 개시되어 있는데, 거기서는 와이어 전극의 상단부가 홀더에 지지되어 있고, 이 홀더가 가공장치의 주축에 마련한 척에 지지되어 있다. 이 구성에 의하면, 거의 대부분이 방전가공시에 용융하여 소비된 와이어의 나머지 부분이, 홀더와 함께 미사용 와이어와 교환된다. 또한, 와이어가 빈번한 교환이나 또한 그것에 기인하는 방전의 빈번한 중단을 방지하기 위해서, 약 30cm의 길이를 갖는 와이어가 사용되고 있다. 그러나, 그 미세한 와이어는 강성이 낮고, 게다가 그 상단부에서 지지되어 있다. 그 때문에, 이 긴 와이어가 탄성적으로 동작하여, 이에 따라 피가공물에 대향하는 하단부가 피가공물에 대하여 상하좌우로 진동함으로써, 고속이고 신뢰성 있는 와이어 공급를 할 수 없다고 하는 문제가 있다. 또한, 이방식에서는, 와이어의 탄성에 의해, XYZ 구동장치를 고속응답 구동시키더라도, 와이어 선단부로서는 고속응답이 감쇠해 버린다고 하는 문제가 있다. 그 때문에, 일본 특허공개 평성 제8-290332호 공보에 기재된 와이어 공급기구는, WO02/024389 A1에 개시된 방전 가공장치에 적용할 수 없다.

일본 특허공개 2001-38532 호 공보에는, 한쌍의 롤러로부터 와이어를 연속적으로 공급하는 와이어 공급기구가 개시되어 있다. 그러나, 이 기구는 몇가지의 결점을 갖는다. 예컨대, 롤러의 압접 영역에서 와이어가 변형 또는 편평화되거나, 와이어는 롤러에 의해서 유지되어 있기 때문에 해당 와이어의 중심축을 중심으로 하여 회전 가능하지 않은 것으로부터, 원통형의 구멍을 편심 없이 형성할 수가 없다고 하는 문제가 있다.

유럽 특허 0826455 B1에는, 별도의 와이어 공급기구가 개시되어 있는데, 거기에서는, 와이어가 그 중심설정을 위해서, 필요에 따라 해방되도록 하고 있다. 그러나, 이 문헌도, 와이어 자동 공급에 관해서 아무런 언급도 하지 않고 있다.

특허문헌 1 : WO02/024389 A1 공보

특허문헌 2 : 일본 특허 공개 평성 제8-290332호 공보

특허문헌 3 : 일본 특허공개 2001-38532호 공보

특허문헌 4 : 유럽 특허 O826455 B1 공보

본 발명은, 취급이 용이하지 않은 미세한 와이어 전극을 사용하는 방전 가공장치에 있어서, 와이어 전극의 교환을 용이하게 할 수 있는 기술을 제공하는 것이다.

그 목적을 달성하기 위해서 이루어진 본 발명의 방전 가공장치는, 와이어 전극을 수용한 가이드 튜브를 상하방향의 중심축을 따라 수용하기 위한 공간을 갖는, 수직방향에 배치된 중공 원통형의 구동축과, 구동축의 하단에 착탈 가능하게 마련된 헤드를 갖추고 있다. 그리고, 헤드는, 가이드 튜브를 유지하는 제 1 유지부와, 가이드 튜브의 하단 개구로부터 돌출한 와이어 전극을 유지하는 제 2 유지부를 갖추고 있다.

발명의 효과

이와 같이 구성된 방전 가공장치에 의하면, 와이어 전극은 헤드와 동시에 교환할 수 있기 때문에, 교환작업을 간략화 또한 자동화할 수 있다.

도 1은 본 발명에 대하는 방전 가공장치의 일부를 절단한 측면도,

도 2a는 도 1에 나타내는 방전 가공장치의 헤드부의 구성을 나타내는 종단면도,

도 2b는 도 2a에 나타내는 방전 가공장치에 있어서의 헤드부의 구성을 도시한 도면,

도 3a는 와이어 자동 교환장치를 포함하는 방전 가공장치의 일부를 절단한 측면도,

도 3b는 도 3a에 나타내는 자동 교환장치의 평면도,

도 4a는, 헤드부와 구동축의 다른 연결 방법을 나타내는, 헤드부의 구동축의 단면도,

도 4b는 도 4a에 나타내는 헤드부의 저면도,

도 4c는 헤드 홀더의 평면도,

도 4d는 헤드 홀더의 종단면도,

도 4e는 도 4a에 나타내는 헤드에 헤드 홀더를 장착한 상태를 나타내는 종단면도,

도 5a는 3개의 아암을 갖는 펠릿의 평면도,

도 5b는 4개의 아암을 갖는 펠릿의 평면도,

도 6은 나사 구멍에 스토퍼를 짜 넣은 구동축과 이것에 연결된 헤드부를 나타내는 종단면도,

도 7a는 구동축을 소정의 위치로 정지시키는 기구를 도시한 도면,

도 7b는 도 7a와 동시에 구동축을 소정의 위치로 정지시키는 기구를 도시한 도면,

도 7c는 도 7a 와 동시에 구동축을 소정의 위치로 정지시키는 기구를 도시한 도면,

도 7d는 도 7a와 동시에 구동축을 소정의 위치로 정지시키는 기구를 도시한 도면,

도 8은 와이어 가이드에 끼워 관통된 와이어를 도시한 도면,

도 9는 와이어 가이드에 이물이 존재했을 때의 와이어의 동작을 설명하는 도면,

도 10은 와이어의 변위를 측정하는 장치를 모식적으로 도시한 도면,

도 11은 하부 와이어 가이드에 헤드부와 동일한 구성을 채용한 방전 가공장치의 단면도,

도 12는 가이드 튜브에 공기를 공급하는 다른 형태를 나타내는 종단면도,

도 13은 긴 와이어 및 와이어 가이드를 사용하는 방전 가공장치의 단면도,

도 14는 와이어 파지부의 해제기구의 다른 형태를 나타내는 종단면도,

도 15는 구동축의 회전을 규제하는 기구를 나타내는 사시도,

도 16은 도 15에 나타내는 검출기와 작동부의 위치관계를 도시한 도면.

부호의 설명

10: 방전가공장치, 11: 지지구조, 12: 와이어 공급부, 13: 워크(피가공물), 14: 승강기구, 15: 모터, 16: 나사 축, 17: 상부 지지부, 18: 하부 지지부, 19: 수평 아암, 20: 내부 나사, 21; 수직 가이드, 22: 수직 통로, 23: 하부, 24: 용기, 25: 비도전성의 액체, 26: 지지부, 30: 하우징, 31∼34: 하우징 부분, 35: 내부 공간, 40: 구동축, 41: 베어링, 42: 베어링, 43: 디스크, 44: 상부 전자석장치, 45: 하부 전자석장치, 46: 로터, 47: 스테이터, 48:모터, 50: 헤드부, 51: 연결기구, 52: 생크, 53: 수직구멍, 54: 원통 부쉬, 55: 하우징, 56: 바닥부, 57: 상부 플레 이트, 58: 하부 플레이트, 59: 와이어 관통 구멍, 60: 원통형 공실, 61: 상부 와이아 가이드, 62: 와이어 파지부, 63: 척부, 64: 가이드용 채널, 65: 채널, 66: 돌기, 67: 작동부, 68: 헬리컬 스프링, 69: 해제기구, 70: 와이어 가이드튜브, 71: 구동축 내부, 72: 홀더, 73: 콜리트, 74: 원추부, 75: 원추부, 76: 너트, 77: 내부 나사, 78: 외부 나사, 79: 개구부, 80: 환상 프레임, 81: 코일, 82: 타겟 링, 83: 스토퍼, 84: 프레임 부분, 85: 링, 86: 헬리컬 스프링, 87: 내측 표면(원추면), 88: 구동축 승강 제어기구, 89: 내측 커버 플레이트, 90: 외측 커버 플레이트, 91: 간극(갭), 92: 갭 검출기, 93: 상부 와이어 가이드구멍, 94: 공기 공급기구, 95: 공기 공급관, 96: 공기 공급원, 97: 공기필터, 98: 공기 건조기, 99: 전자 밸브, 100: 하부 와이어 가이드, 101: 와이어 가이드구멍, 102: 수평 아암, 120: 자동 교환장치, 121:지지 프레임, 122: 팔레트, 123: 아암, 124: 헤드 홀더, 125: 채널, 126: 돌기, 127: 구멍, 128: 외부 나사, 129: 내부 나사

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

도면을 참조하여 본 발명에 대하는 방전 가공장치에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 관한 방전 가공 장치(10)를 나타낸다. 방전 가공 장치(10)는, 와이어 공급부(12)와 워크(피가공물)(13)를 지지하기 위한 지지 구조(11)를 갖는다. 지지 구조(11)는, 와이어 공급부(12)를 상하로 이동시키는 승강부(제 1 승강부)(14)를 갖는다. 승강부(14)는, 바람직하게는 서보 모터로 이루어 지는 모터(15)를 갖는다. 모터(15)는 지지 구조(11)에 고정되어 있고, 수직 나사 축(16)에 연결되어 있다. 나사 축(16)은, 상하의 지지부(17, 18)에 의해서, 해당 나사 축(16)의 종축을 중심으로 하여 회전 가능하게 지지되어 있고, 와이어 공급부(12)의 수평 아암(19)에 형성되어 있는 내부 나사(20)에 결합하고 있다. 수평 아암(19)의 양측에는 상하 방향으로 신장하는 한 쌍의 수직 가이드(21)(도면에는 한쪽만이 도시되어 있음)가 배치되어 있고, 이들 한 쌍의 수직 가이드(21)의 사이에 형성된 수직통로(22)를 따라 수평 아암(19)이 상하로 이동할 수 있도록 하고 있다. 이러한 구성에 의해, 모터(15)를 회전하면, 수직 가이드(21)에 안내되면서, 와이어 공급부(12)가 상하로 이동한다. 한편, 워크(13)를 지지하는 하부(23)는 용기(24)를 지지하고 있다. 용기(24)는, 비도전성의 액체(예컨대, 물)(25)을 수용하고 있고, 이 액체 내에서 워크(13)가 지지부(26)에 지지되어 있다.

와이어 공급부(12)는, 워크(13)의 가공영역(가공 스테이션)(M)에 와이어(W)를 공급하는 것으로, 대략 원통형의 외측 하우징(30)을 갖는다. 하우징(30)은, 복수의 하우징 부분으로 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 하우징(30)은, 4개의 하우징 부분(31, 32, 33, 34)을 적당한 체결구(예컨대, 볼트)로 연결하고 조립하여 구성되어 있다. 하우징(30)의 내측에는 내부 공간(35)이 형성되어 있고, 거기에는 원통 관형상의 구동축(내측 하우징)(40)이 수용되어 있다.

구동축(40)은 상하의 베어링(41, 42)에 지지되어 있고, 그 수직 종축(Z)을 중심으로 하여 회전하는 동시에 약간 상하로 이동할 수 있도록 하고 있다. 베어링(41, 42)에는, 로터리 스트로크 부쉬(rotary strike bush) 및 공기 베어 링(pneumatic bearing)을 이용하는 것이 바람직하다. 구동축(40)은, 해당 구동축(40)의 외주에 동축으로 고정된, 자성재료로 이루어지는 원반 디스크(43)를 지지하고 있다. 디스크(43)의 상하에는, 디스크(43)와 동시에 승강부(제 2 승강부)를 구성하는 상부 전자석 장치(44)와 하부 전자석 장치(45)가, 내부 공간(35) 내에서 하우징(30)에 고정되어 있다. 따라서, 전자석 장치(44, 45)의 코일에 전압을 인가하는 전류 및 그것에 의하여 전자석 장치로 형성되는 자기흡인을 변경함으로써 디스크(43)는 구동축(40)과 동시에 상하 이동할 수 있다. 구동축(40)은 또, 구동축(40)에 고정된 로터(46)를 지지하고 있다. 또한, 로터(46)는 하우징(30)에 고정된 스테이터(47)와 동시에 모터(회전기구)(48)를 형성하고 있다. 따라서, 스테이터(48)에 지지된 코일(49)에 전압을 인가하면, 로터(47)와 동시에 구동축(40)이 회전한다.

구동축(40)은 헤드부(헤드 조립체)(50)를 지지하고 있다. 헤드부(50)는, 연결기구(51)에 의해서 구동축(40)의 하단부에 착탈 가능하게 연결되어 있다. 도 2a와 도 2b에 도시하는 바와 같이, 헤드부(50)는 상부에 섕크(52)를 갖는다. 섕크(52)는, 와이어(W)를 안내하기 위한 중앙 수직구멍(53)을 갖는다. 수직구멍(53)의 하단 내경은 계단형상으로 확대되어 있고, 바람직하게는 고무로 이루어지는 원통 부쉬(제 1 유지부)(54)가 삽입되어 장착되어 있다. 섕크(52)는, 원통 하우징(55)과, 해당 하우징(55)의 하단부에 붙여진 바닥부(56)를 매어 달도록 지지하고 있다. 섕크(52), 하우징(55) 및 바닥부(56)는, 예컨대 볼트를 이용하여 확실히 연결된다. 바닥부(56)는, 복수의 환상부재, 예컨대 상부 플레이트(57)와 하부 플레이 트(58)로 형성되어 있고, 중앙에 와이어 관통 구멍(59)을 형성하고 있다. 또한, 하부 플레이트(58)는 원통형 공실(60)을 갖추고 있고, 이 원통형 공실(60)에 상부 와이어 가이드(61)가 수용되어 있다. 상부 와이어 가이드(61)는, 구동축(40)의 종축(Z)상에, 와이어(W)의 직경보다도 약간 큰 내경을 갖는 와이어 가이드 구멍(93)이 형성되어 있다.

하우징(55)의 내부에는, 와이어 파지부(제 2 유지부)(62)가 마련하여 있다. 본 실시예에서는, 와이어 파지부(62)는, 대향하는 한 쌍의 척부(63)로 구성되어 있다. 와이어 파지부(62)에는, 역 원추형의 가이드용 채널(64)를 형성하여, 그 중심축을 와이어 공급부(12)의 종축(Z)에 일치시키는 것이 바람직하고, 채널(64)의 절반이 한쪽의 척부(63)에 형성되고, 나머지의 절반이 다른쪽의 척부(63)에 형성되어 있다. 척부(63)는 또 저면에 채널(65)을 구비하고 있다. 또한, 상부 플레이트(58)의 상면에는 한 쌍의 돌기(66)가 형성되어 있고, 이들 돌기(66)가 채널(65)에 삽입되어 있다. 도시하는 바와 같이, 도면상에서 좌측의 돌기(66)가 좌측의 척부(63)의 이동을 규제하고 있어, 이 척(63)이 돌기(66)에 접촉하여 규제된 상태로, 척(63)끼리가 대향하는 수직면이 구동축(40)의 종축(Z)에 일치하도록 하고 있다. 척부(63)는 각각, 다른쪽의 척부에 대향하는 수직측면과 직교하는 수평 방향으로 신장하는 막대 형상 작동부(67)를 구비하고 있다. 도 2b에 도시하는 바와 같이 작동부(67)의 양측은, 하우징(55)을 관통하는 수평 구멍에 삽입되어 있고, 척부(63)가 도시하는 폐쇄위치(파지상태)와 도시하지 않는 개방위치(해방상태)의 사이를 수평 역방향으로 이동할 수 있도록 하고 있다. 척부(63)의 배후에 위치하는 작동 부(67)의 부분에는 헬리컬 스프링(68)이 마련되어 있고, 척부(63)를 폐쇄위치로 가압하도록 하고 있다. 또, 도면상에서 좌측의 척부(63)를 가압하는 스프링의 가압력이 우측의 척부(63)를 가압하는 스프링의 가압력보다도 크게 하고 있고, 이에 따라척부(63)가 폐쇄위치에 있을 때, 양자의 접촉면이 구동축(40)의 종축(Z)에 일치하 도록 하고 있다. 또, 도 2b에 도시하는 바와 같이 반대측의 척부의 배후에 위치하는 각 작동부(67)의 한쪽 단부는 하우징(55)의 외주로부터 돌출하고 있어, 이에 따라, 후술하는 해제기구(전환 수단)(69)를 이용하여 작동부(67)의 돌출부를 누름으로써 척(63)을 스프링(68)에 대항하여 개방위치로 밀어붙일 수 있도록 하고 있다.

얇은 전극 와이어(W)를 수용하는 와이어 가이드 튜브(70)는, 예컨대 동제 파이프로 이루어지고, 섕크(52)에 삽입되어, 부쉬(54)에 의해서 견고하게 유지되어 있다. 예컨대, 와이어(W)의 직경이 100㎛ 이하인 경우, 가이드 튜브(70)에는 외경이 약 1mm, 내경이 약 0.5 mm인 동 파이프가 사용된다. 가이드 튜브(70)의 하단부는, 섕크(52)의 하단으로부터 와이어 파지부(62)의 바로 위의 소정위치에 돌출하고 있다. 가이드 튜브(70)의 내부에 수용된 와이어(W)는, 가이드 튜브(70)의 하단개구부로부터 돌출하여, 대향하는 척부(63)의 사이에 유지되어 있다. 도 1에 도시하는 바와 같이 헤드부(50)를 구동축(40)에 연결한 상태로, 가이드 튜브(70)는 구동축(40)의 내부(71)에 위치하고 있다. 그리고, 가이드 튜브(70)의 상단부가, 내부(71)의 상단 근방에 삽입되어 고정된 원통형 홀더(72)에 의해서, 구동축(40)의 종축(Z)에 따라 유지되어 있다. 이에 따라, 구동축(40)의 회전시에, 가이드 튜 브(70)는 종축(Z) 상에 유지된다.

도 2a에 도시하는 바와 같이 헤드부(50)를 구동축(40)에 착탈 가능하게 연결하는 연결기구(51)는 콜레트(collet)(73)를 갖는다. 콜레트(73)는, 윗쪽을 향하여 끝이 가늘어지는 원추부(74)를 갖고, 섕크(52)의 상부 원통부의 주위에 외장되어 있다. 그리고, 콜레트(73)는, 원추부(74)를 구동축(40)의 하단 내면에 형성된 윗쪽을 향하여 끝이 가늘어지는 원추부(75)에 눌러져 결합된다. 계속해서, 내부 나사(77)를 갖는 너트(76)가, 구동축(40)의 하단 외면에 형성된 외부 나사(78)에 결합되어, 콜레트(73)와 헤드부(50)가 구동축(40)에 고정된다. 너트(76)의 결합시에, 도시하지 않은 렌치 등의 적당한 공구가, 하우징부(34)에 형성된 개구부(79)로부터, 해당 하우징부(34)의 내부에 삽입되어, 너트(76)가 유지된다. 다음에, 모터(48)를 구동하여 구동축(40)을 회전하여, 너트(76)와 구동축(40)의 나사(77, 78)를 결합한다.

도 2a와 도 2b에 도시하는 바와 같이 해제기구(69)는, 헤드부(50)를 둘러싸 도록 하부 하우징부(34)의 내측에 지지되어 있고, 헤드부(50)의 주위에 신장하는 코일(81)을 유지하는 환상 프레임(80)을 구비하고 있다. 자성 재료로 이루어지는 환상 타겟 링(annular target ring)(82)은 코일(81)의 위에 마련하여 놓아, 타겟 링(82)의 윗쪽에 고정된 스토퍼(상부 규제부)(83)와 링(82)의 아래쪽에 배치된 프레임 부분(하부 규제부)(84)의 사이를 수직 방향으로 이동할 수 있도록 하고 있다. 링(85)은, 코일(81)의 내측에 배치되어, 헬리컬 스프링(86)에 의해서 윗쪽의 타겟 링(82)에 가압되어 있고, 타겟 링(82)과 동시에 도시하는 상승위치에 유지된다. 링(85)은, 위쪽을 향하여 끝이 가늘어지는 내측 표면(원추 결합부, 원추 결합면)(87)을 갖는다. 따라서, 코일(81)에 전류를 전압을 가하면, 타겟 링(82)과 링(85)이 아래쪽으로 흡인되어, 위쪽을 향해서 끝이 가늘어지는 링 내측 표면(87)이 작동부(67)에 접촉하여, 해당 작동부(67)와 척부(63)가 폐쇄 위치로부터 개방위치로 가압되어, 와이어 파지부(62)로부터 와이어(W)가 해방된다.

도 1에 있어서, 구동축 승강 제어기구(88)는, 하우징(30)의 상단부에 마련해 놓고, 구동축(40)의 상단부에 고정되어 해당 구동축(40)의 상단 개구부를 폐쇄하는 내측 커버 플레이트(89)와, 하우징(30)의 상단부에 고정되어 해당 하우징(30)의 상단 개구부를 폐쇄하는 외측 커버 플레이트(90)를 갖는다. 내측 커버 플레이트(89)와 외측 커버 플레이트(90)는 상하방향으로 이격하고 있고, 그들의 사이에, 예컨대 약 0.5 mm의 간극(갭)(91)을 형성하고 있다. 이 갭(91)을 측정하기 위해서, 갭 검출기(92)가 외측 커버 플레이트(90)에 마련되어 있다. 따라서, 갭 검출기(92)의 출력에 근거하여 전자석 장치(44, 45)에 공급하는 전류를 조정하는 것으로, 하우징(30)에 대한 구동축(40)의 상승량 및 하강량, 즉 상하진동의 진폭을 제어할 수 있다.

공기 공급기구(94)에 있어서, 공기 공급관(공기 공급부)(95)은, 하우징(30)의 종축(Z)에 따라 외측 커버 플레이트(92)에 유지되어, 그 토출구가 가이드 튜브(70)의 상부 개방단에 대향시켜 놓고, 해당 토출구로부터 토출하는 공기가 와이어 가이드 튜브(70)에 공급되도록 하고 있다. 또, 공기 공급관(95)은 공기 공급원(96)과, 공기필터(97), 공기 건조기(98), 전자밸브(99)를 거쳐서 접속되어 있다.

하부 와이어 가이드(100)는, 와이어(W)의 직경보다도 약간 큰 내경을 갖는 수직 와이어 가이드 구멍(101)을 갖추고 있고, 구동축(40)의 하방에서, 가이드 구멍(l01)을 구동축(40)의 종축(Z)에 일치시킨 상태로, 지지구조(11)의 수평 아암(102)에 지지되어 있다.

구동축(40)에 유지되어 있는 와이어(W)에 전력을 공급하기 위해서, 전원(110)이 하우징부(33)에 접속되어 있다. 하우징부(33)는 브러쉬(111)를 수용하고 있다. 브러쉬(111)는 스프링(112)에 의해서, 구동축(40)의 주위에 고정된 도전 디스크(113)에 압접되어 있다. 따라서, 전원(110)으로부터 공급된 전력은, 하우징부(33), 브러쉬(33) 및 구동축(40)을 통하여 공급된다. 그 후, 전력은, 구동축(40)으로부터 헤드부(50)의 콜레트(73)를 거쳐서, 척부(63)에 유지된 와이어(W)에 공급된다. 전자석 장치(44, 45)와 모터(48)에 전력이 흐르는 것을 방지하기 위해서, 제1 및 제 2하우징부(32, 33)의 사이에 절연체(114)가 배치되고, 모터(15)의 아래쪽에 위치하는 구동축(40)의 중간부분에 절연체(115)가 마련되어 있다.

이와 같이 구성되어 조립된 방전 가공 장치(10)는, 다음과 같이 동작한다. 와이어 가이드 튜브(70)에 수용되어 있는 와이어(W)는, 헤드부(62)의 와이어 파지부(62)에 파지되어 있다. 와이어(W)의 선단(하단)은, 상부 와이어 가이드(61)와 하부 와이어 가이드(100)의 와이어 가이드구멍(93, 101)을 거쳐서 유전액(25)중의 가공 영역(가공 스테이션)(M)에 신장하고 있고, 거기서 워크(13)와 근소한 방전 갭을 거쳐서 대향하고 있다. 이 상태로, 전원(110)으로부터 공급된 전력은 와이어(W)에 공급되어, 와이어(W)의 선단과 워크(13)가 대향하는 영역에 방전을 형성한 다. 이에 따라, 와이어(W)의 선단에 대향하는 워크(13)의 부분이 용융하여 가공된다. 방전에 의해, 와이어(W)는 그 선단이 용융하여 소비된다. 따라서, 와이어(W)와 워크(13)의 사이에 안정한 방전을 형성하기 위해서, 방전영역에 와이어(W)를 순차적으로 공급해야 한다. 그 때문에, 와이어(W)와 워크(l3)의 사이에 형성되어 있는 방전 갭의 치수를 나타내는 양자 사이의 전위차를 소정의 값에 유지하도록, 와이어(W)가 연속적 또는 단속적으로 공급된다.

방전 스테이션에 대한 와이어의 공급은, 이하에 설명하는 여러 가지 방법에 의해 또는 그것들을 임의로 조합하여 실행할 수 있다. 우선, 공기 공급기구(94)를 이용한 와이어(W)의 공급을 설명한다. 공기 공급기구(94)는, 공기 공급원(96)으로부터 송출된 공기를, 공기 공급관(95)을 통하여, 와이어 가이드 튜브(70)에 그 상단 개구부로부터 공급한다. 와이어 가이드 튜브(70)에 공급된 공기는, 해당 와이어 가이드 튜브(70)의 내부공간을 아래쪽으로 이동하는 공기의 흐름을 형성하여, 거기에 수용되어 있는 와이어(W)에 접촉하여 해당 와이어(W)를 아래쪽으로 반송하는 반송력을 부여한다. 또한, 해제기구(69)의 코일(81)에 전류를 인가하여, 타겟 링(82)을 아래쪽으로 흡인하고, 스프링(86)의 가압력에 대항하여 링(85)을 하강시킨다. 이에 따라, 링(85)의 내측 원추면(87)이 작동부(67)를 내측으로 기입하고, 척부(63) 및 와이어 파지부(62)를 개방 위치로 이동하여, 와이어(W)를 개방한다. 그 결과, 와이어 가이드 튜브(70)를 흐르는 공기에 의해서 아래쪽으로 가압되어 있는 와이어(W)가 아래쪽으로 이동하여, 방전 스테이션에 대하여 와이어(W)가 공급된다. 또, 와이어(W)의 공급 량은, 척부의 개방시간에 의존하기 때문에, 도시하지 않는 제어부에 의해서 코일(81)에 전류를 인가하는 시간에 의해서 제어된다.

와이어(W)의 공급을 정지하는 경우, 코일(81)에 인가되어 있는 전류를 차단한다. 이에 따라, 링(85)은 스프링(86)의 가압력으로 상승하여, 작동부(67)로부터 이격된다. 이에 따라, 작동부(67) 및 척부(63)가 스프링(68)의 가압력에 의해서 폐쇄 위치로 복귀하여, 와이어(W)를 파지한다. 이 때, 상술한 채널(65)과 돌기(66)의 작용에 의해, 좌우의 척부(63)의 경계면(와이어 파지면)이 구동축(40)의 종축(Z)에 일치하는 위치에 유지된다.

또, 공기 공급원(96)으로부터 공기 공급관(95)으로의 공기의 공급은, 연속적으로 행하여도 좋고, 간헐적으로 하더라도 좋다.

또한, 와이어 가이드 튜브(70)에 공급되는 공기가 습기를 포함하고 있으면, 와이어 가이드 튜브(70)의 내면이나 와이어(W)의 외면에 발생하는 물방울에 의해서 와이어(W)가 와이어 가이드 튜브(70)의 내면에 부착하는 일이 생길 수 있다. 그래서, 본 실시예에서는, 공기 공급관(95)에 공기 건조기(98)가 마련되어 있고, 이에 따라 공기에 포함되는 수분이 회수되도록 하고 있다. 따라서, 와이어 가이드 튜브(70)에 공급되는 공기는 건조 상태에 있기 때문에, 와이어 가이드 튜브(70)의 중을 흐르는 공기에 의해서 용이하게 와이어(W)가 풀어진다. 또한, 공기 공급관(95)에 마련한 공기필터(97)는, 공기에 포함되는 진애, 수분 및 기름성분을 사전에 회수하고 있어, 이에 따라 와이어(W)의 원활한 공급이 더욱 보증된다. 또한, 와이어 가이드 튜브(70)의 내면에 발수성이 높은 불소계 수지(예컨대, 폴리 테트라플루오로에틸렌)를 도포하더라도 좋다. 또는, 와이어 가이드 튜브(70)를 불소수지로 형 성하더라도 좋다. 이 경우, 와이어 가이드 튜브(70)의 내면이 물방울을 튀겨내서, 와이어(W)의 양호한 공급이 보증된다.

다음에, 승강부(14)를 이용한 와이어의 공급을 설명한다. 우선, 해제기구(69)의 코일(81)에 전류를 인가하여 타겟 링(82)과 링(85)을 하강시켜, 척부(63)를 개방위치에 이동한다. 이 상태로, 승강부(14)의 모터(15)를 기동하여, 와이어 공급부(12)를 상승시킨다. 이 때, 와이어 파지부(62)로부터 해방되어 있는 와이어(W)는 하부 와이어 가이드구멍(101)과의 마찰접촉에 의해 상승이 금지된다. 다음에, 와이어 공급부(12)가 소정의 높이까지 이동했을 때, 코일(81)에 공급하고 있는 전류를 차단하여, 와이어 파지부(62)의 척부(63)를 폐쇄위치에 복귀시킨다. 그 후, 필요에 따라서 모터(15)를 기동하여, 와이어(W)의 소비에 적당한 양만큼 와이어 공급부(12)및 와이어(W)를 하강하여 방전 스테이션(M)에 와이어를 보충한다.

계속해서, 구동축(40)에 마련된 전자석장치(44, 45)를 이용한 와이어의 공급을 설명한다. 이 경우, 전자석장치(44, 45)의 코일에 인가하는 전류를 조정하여, 전자석 장치(44, 45)에 대하여 가장 하강한 위치에 구동축(40)을 설정한다. 다음에, 해제기구(69)의 코일(81)에 전류를 공급하여 와이어 파지부(62)의 척부(63)를 개방위치에 설정한다. 다음에, 전자석 장치(44, 45)의 코일에 인가하는 전류를 변경하여, 전자석 장치(44, 45)에 대하여 가장 상승한 위치에 구동축(40)을 이동시킨다. 이 때, 와이어(W)는 하부 와이어 가이드 구멍(101)과의 마찰 접촉에 의해서 상승이 금지된다. 다음에, 해제기구(69)의 코일(81)에 인가하고 있는 전류를 차단하여, 와이어 파지부(62)의 척부(63)를 폐쇄위치에 복귀시킨다. 최후에, 전자석장 치(44, 45)의 코일에 인가하는 전류를 조정하여, 전자석 장치(44, 45)에 대하여 가장 하강한 위치까지 구동축(40)을 와이어(W)와 동시에 이동하여, 와이어(W)를 방전스테이션에 공급한다. 전자석 장치(44, 45)에 의해서 구동축(40)은 예컨대 약 0.5 mm 인출할 수 있다. 이 값은, 내측 커버 플레이트(89)와 외측 커버 플레이트(90)의 간극(갭)(91)의 크기에 상당한다. 따라서, 상술한 일련의 동작을 반복하는 것에 따라, 필요량(0.5 Nmm: N은 반복 회수)의 와이어를 공급할 수 있다.

와이어(W)를 교환하는 경우, 헤드부(50)를 구동축(40)으로부 분리한다. 이 때, 하부 하우징(34)의 개구부(79)로부터 공구(도시하지 않음)를 삽입하여 너트(76)를 파지한다. 다음에, 모터(48)를 구동하여 구동축(40)을 저속 회전하여, 너트(76)의 내부 나사(77)와 구동축(40)의 외부 나사(78)의 결합을 해제하여, 헤드(50)를 구동축(40)으로부터 분리한다. 계속해서, 분리된 헤드(50)에 있어서, 하우징(55)으로부터 돌출하고 있는 작동부(67)를 눌러 와이어 파지부(62)의 척부(63)를 개방 위치로 가압한다. 다음에, 와이어 가이드 튜브(70)중에 남아 있는 와이어를 취출하고, 새로운 와이어를 와이어 가이드 튜브(70)에 삽입한다. 또한, 와이어의 한쪽 단부측을 와이어 파지부(62)의 척부(63)사이에 끼워 관통하는 동시에 상부 와이어 가이드(61)에 끼워 관통시킨다. 최후에, 작동부(67)에 추가하고 있는 힘을 해제하여, 와이어 파지부(62)의 척부(63)를 폐쇄 위치로 복귀한다. 이렇게 하여 새로운 와이어가 삽입된 헤드부(50)는, 와이어 가이드 튜브(70)를 구동축(40)의 내부에 삽입하여, 구동축(40)의 하단부에 고정된다. 이 때, 섕크(52)에 외장된 콜레트(73)가 구동축(40)의 하단부에 삽입된 후, 너트(76)를 조아서 헤드(50)가 구동 축(40)에 고정된다. 또, 헤드부(50)를 구동축(40)에 장착한 상태로, 하우징(55)으로부터 돌출하고 있는 작동부(67)는, 해제기구(69)에 있어서의 링(85)으로부터 소정의 거리를 두고 이격되어야만 한다. 그 때문에, 섕크(52)의 구동축(40)에 대한 삽입량을, 예컨대, 해제기구(69)의 하단으로부터 돌출하는 헤드부(50)의 길이에 의해서 관리한다.

와이어의 교환은, 도 3에 나타내는 자동 교환장치를 이용하여 자동적으로 실행할 수 있다. 와이어 자동 교환장치(120)는, 도시하지 않는 고정부에 고정된 지지 프레임(121)과, 수직축(Z')을 중심으로 하여 지지 프레임(121)에 회전 가능하게 지지된 수평 이동부재의 팔레트(122)를 갖는다. 실시예에 있어서, 팔레트(122)는 L자 형상의 부재로 이루어지고, 중앙부분이 지지 프레임(121)에 지지되어 있다. 또한, 팔레트(122)는 수직축(Z')으로부터 등거리의 위치에 있는 각 아암(이동부)(123)의 선단부분에 헤드 홀더(124)를 구비하고 있다. 도 4a∼도 4e에 도시하는 바와 같이 헤드 홀더(124)는, 원통형의 부재로 이루어지고, 헤드부(50)의 하단부 형상에 대응하는 형상의 채널(125)을 상부에 구비하고 있고, 채널(125)중에 헤드부(50)의 하단부가 삽입할 수 있도록 하고 있다. 또, 헤드 홀더(124)는, 그 중심축(Z')에 대하여 대칭으로 한 쌍의 돌기(126)를 갖추고 있고, 헤드(50)를 헤드 홀더(124)에 장착한 상태로, 헤드(50)의 하면에 형성된 구멍(127)에 돌기(126)가 결합하도록 하고 있다. 또한, 수직축(121)으로부터 헤드 홀더(124)의 중심축(Z') 까지의 거리는, 수직축(121)으로부터 구동축(40)의 중심축(Z)까지의 거리와 동일하게 하고 있다. 한편, 헤드부(50)의 섕크(52)에는 외부 나사(128)가 형성되어 있 고, 이밖에 나사(128)가 구동축(40)의 하단에 형성한 내부 나사(129)와 결합하도록 하고 있다.

이러한 구성을 갖는 자동 교환장치(120)를 이용하여 헤드부(50)를 교환하는 경우, 미사용의 와이어를 수용한 교환용 헤드부(50)를 한쪽의 아암(123)의 헤드 홀더(124)에 장착한다. 이 때, 헤드부(50)의 보어(125)에 헤드 홀더(125)의 돌기(126)를 결합해 둔다. 그 다음에, 다른쪽의 아암(123)의 헤드 홀더(124)를 구동축(40)의 바로 아래의 교환위치에 배치한다. 이 상태로, 헤드 홀더(124)의 중심축(Z)이 구동축(40)의 중심축(Z)에 일치하고 있다. 또한, 한쪽의 아암(123)의 헤드 홀더(124)는, 교환위치로부터 옆쪽으로 후퇴한 후퇴위치에 있다. 계속해서, 승강장치(14)를 구동하여, 와이어 공급부(12)를 하강시킨다. 또한, 모터(48)를 저속 구동하여, 구동축(40)을 저속 회전시킨다. 이 때의 회전방향은, 나사(128, 129)가 느슨해지는 방향이다. 그 결과, 구동축(40)에 장착되어 있는 헤드부(50)가, 바로 아래에 배치된 헤드 홀더(124)에 끼워 넣어지면, 헤드부(50)의 보어(125)에 헤드 홀더(124)의 돌기(126)가 결합한다. 이 때, 헤드 홀더(124)는 아암(123)에 고정되어 있기 때문에, 구동축(40)의 회전과 동시에, 구동축(40) 내부 나사(129)가 헤드 홀더(124)의 외부 나사(128)로부터 해제되기 시작한다.

헤드부(50)의 보어(125)가 헤드 홀더(124)의 돌기(126)에 결합하면, 모터(15)에 토크 부하가 걸린다. 이 때의 토크 부하는, 모터(48)에 부설된 토크 검출기(도시하지 않음)로 검출되어 있고, 토크 검출기가 토크 부하를 검출하면 승강 장치(14)에 의한 하강 동작을 정지한 후, 모터(15)를 역회전하여 승강장치(14)를 상승시킨다. 그러나, 구동축(40)을 회전하는 모터(48)의 회전은 유지한다. 그 결과, 헤드 홀더(124)에 유지된 헤드부(50)를 남기고 구동축(40)은 회전하면서 상승하여, 나사(128, l29)의 결합이 제거되어 구동축(40)으로부터 헤드부(50)가 분리되어 회수된다. 이 때, 와이어 공급부(12)의 상하 전자석장치(44, 45)에 인가하는 전류를 주기적으로 변화시켜, 구동시(40)을 상하로 진동시킴으로써 나사(128, 129)의 분리를 용이하게 실행하도록 하더라도 좋다. 또한, 승강장치(14)의 상승 속도와 나사(128, 129)의 분리속도(중심축 방향의 분리속도)는 거의 동일하게 조정하여, 구동축(40)으로부터 분리되는 헤드부(50)가 헤드 홀더(124)나 아암(123)에 과대한 힘을 가하거나, 반대로, 헤드부(50)가 헤드 홀더(124)로부터 빠져 나오지 않도록 하는 것이 필요하다.

구동축(40)으로부터 헤드부(50)를 회수한 후, 와이어 가이드 튜브(70)가 와이어 공급부(12)의 하우징(30)으로부터 완전히 빠질 때까지, 와이어 공급부(12)를 상승시킨다. 이렇게 하여 헤드부(50)가 분리하면, 자동 교환장치(120)는 팔레트(122)를 90도 또는 270도 회전하여, 다른 쪽의 아암(123)에 유지되어 있는 교환용 헤드부(50)를 헤드(40)의 하방 위치로 이동한다. 이 상태로, 새로운 교환용 헤드부(50)의 중심축(Z')은, 구동축(40)의 중심축(Z)에 일치하고 있다. 다음에, 승강장치(14)의 모터(15)를 구동하여 와이어 공급부(12)를 아래쪽으로 이동하는 동시에, 모터(48)를 구동하여 구동축(40)을 저속 회전한다. 이 때의 구동축(40)의 회전방향은, 나사(128, 129)가 조여지는 방향이다. 또한, 모터(15)의 구동에 의한 승강 속도는, 모터(48)의 회전에 의한 나사(128, 129)의 결합 속도(중심축 방향의 결합속도)와 같이 해 놓는다. 이에 따라, 구동축(40)의 내부 나사(129)가 헤드부(50)의 외부 나사(128)에 결합한다. 그리고, 나사(128, 129)가 완전히 결합하면 모터(48)에 이러한 부하가 급격히 증가한다. 이 상태는, 상술한 토크 검출기(130)로 검출되어 있고, 토크 검출기(130)가 토크상승을 검출하면, 모터(48)의 구동을 정지하여 구동축(40)의 회전을 정지하고, 모터(15)의 구동을 정지하여 와이어 공급부(12)의 하강을 정지한다.

이렇게 하여 새로운 헤드부(50)가 장착된 와이어 공급부(12)는, 승강장치(14)에 의해서 상승되어, 헤드 홀더(124)로부터 헤드부(50)가 분리된다.

또, 이상의 설명에서는, L자형 팔레트(122)에 2개의 헤드 홀더(124)를 부착했지만, 도 5a에 도시하는 바와 같이 3개의 헤드 홀더를 갖춘 T자형 팔레트(l22')나, 도 5b에 도시하는 바와 같이 4개의 헤드 홀더를 갖춘 십자형 팔레트(122")를 이용하는 것으로도 할 수 있고, 또한 많은 헤드 홀더를 갖는 팔레트를 이용하는 것도 가능하다. 이와 같이, 복수의 헤드 홀더를 갖는 팔레트를 채용함으로써, 보다 간단히 헤드의 교환작업을 실행할 수 있다. 또한, 팔레트는 수동으로 회전하여도 무방하고, 모터(131)에 연결하여, 이 모터에 의해서 팔레트를 필요한 각도만큼 회전시키도록 하더라도 무방하다.

또한, 이상의 설명에서는, 모터(48)에 토크 검출기(130)를 부착하고, 소정의 토크가 검출된 때에 모터(48)의 회전을 정지하여, 나사(128, 129)를 소정의 조임어 상태까지 조이는 것으로 했지만, 예컨대, 도 6에 도시하는 바와 같이 구동축(40)의 내부 나사(129)중에 스토퍼(131)를 부착하고, 이에 따라 헤드부(50)의 비틀어 넣기 량을 일정하게 하더라도 무방하다. 또는, 나사(128, 129)를 테이퍼 나사로함으로써 밀어 넣는 량을 일정하게 하더라도 무방하다.

또한, 이상의 설명에서는, 나사(128, 129)를 결합하기 위해서 구동축(40)을 회전했지만, 각 헤드 홀더(124)를 그 종축(Z')을 중심으로 회전 가능하게 팔레트(122)에 부착함과 동시에, 각 회전 가능한 헤드 홀더(124)를 벨트 또는 기어 등의 구동 연결기구를 거쳐서 모터에 연결하여, 이 모터의 구동에 근거하여 헤드 홀더(124)를 회전하더라도 좋다. 이 경우, 구동축(40)은 회전할 수 없도록 유지해 놓아야 한다. 구동축(40)의 회전을 금지하는 기구(록 기구)는, 예컨대, 도 7에 도시하는 바와 같이 구동축(40)의 외주면에 홈(132)을 형성하는 한편, 하우징(30)에, 홈(l32)을 검출하는 검출기(133)와, 해당 검출기(l33)가 홈(132)을 검출한 때에 출력하는 신호에 근거하여 구동하는 모터 또는 솔레노이드 등의 구동장치(134)와, 구동장치(134)의 구동에 근거하여 홈(132)에 대하여 결합하는 로킹 핀(lock pin)(135)을 마련하는 것에 의해 달성할 수 있다. 구동축(40)의 회전을 금지하는 방법은 이것에 한정되는 것이 아니라, 검출기(133)가 홈(132)을 검출한 때에 출력되는 신호에 근거하여 전자석(44, 45)중 어느 한쪽을 구동하여, 이에 따라 디스크(43)를 흡인하여 유지하여, 구동축(40)의 회전을 금지하더라도 무방하다. 또, 검출기(133)가 검출하는 대상은 채널일 필요는 없고, 구동축(40)에 부착한 돌기, 반사부, 자석이더라도 무방하다. 또한, 검출기(133)에는, 피검출부의 성질에 따라서, 기계식, 자기식, 또는 광학식의 검출장치가 이용된다.

도 8을 참조하면 , 구동축(40)의 아래쪽에 배치되어 있는 하부 와이어 가이 드(100)는, 와이어(W)를 중심축(Z) 상에 유지하는 것이다. 그 때문에, 하부 와이어 가이드(100)의 와이어 가이드 구멍(101)은 될 수 있는 한 가늘게 형성되어 있고, 와이어(W)와의 간극은 약 1∼2㎛로 설계되어 있다. 따라서, 도 9에 모식적으로 나타내는 바와 같이, 와이어 가이드 구멍(101)에 가공 쓰레기 등의 이물(134)이 들어 가거나, 와이어(W)에 이물(135)이 부착하고 있으면 , 와이어 가이드 구멍(101)에 와이어를 통과시키는 것이 매우 어렵게 된다. 또한, 와이어의 외면과 와이어 가이드 구멍(101)의 내면의 접촉에 의해서, 와이어의 삽입이 어렵게 되는 일도 있다. 그리고, 이러한 상태로 와이어를 무리하게 밀어 넣으면, 와이어가 좌굴한다. 따라서, 와이어(W)를 와이어 가이드 구멍(101)에 끼워 관통할 때는, 구동축(40)을 회전하면서, 전자석(44, 45)에 인가하는 전류를 주기적으로 변화시킴으로써 와이어(W)를 상하로 진동한다. 이에 따라, 와이어 가이드구멍(101)에 존재하는 이물이나 와이어(W)에 부착하고 있는 이물이 용이하게 제거될 수 있어, 그 결과, 와이어(W)를 용이하게 와이어 가이드구멍(101)에 끼워 통과시킬 수 있다. 구체적으로, 와이어(W)에 직경 60㎛의 텅스텐 전극와이어를 사용하는 경우, 구동축(40)의 회전수를 약 500 내지 약 l000 rpm의 범위로 설정하여, 전자석(44, 45)에 의해서 발생하는 진동의 주파수가 500 Hz, 진폭이 2∼5㎛ 가 되도록 조정한다.

도 10은, 와이어 가이드구멍(1O1)에 와이어(W)를 끼워 통과시키는 다른 방법을 도시한 도면으로, 거기에는, 헤드부(50)와 하부 와이어 가이드(100)의 사이에, 와이어(W)의 변위를 그 옆쪽으로부터 관찰하는 광학식의 측정기(140)가 마련되어 있다. 측정기(140)는, 촬상관을 이용한 카메라와 광학 렌즈(optical lens)를 조합 시켜, 피측정물의 명암의 콘트라스트를 촬영하는 것으로, 예컨대 짐머 재팬 부식회사(Jimmer Jacpan Corporation)로부터「MODELl00H 일축 변위측정기」의 상품명으로 제공되고 있는 장치를 이용할 수 있다. 측정기(140)는 컨트롤러(141)의 입력부에 접속되어 있다. 또한, 컨트롤러(141)의 출력부에는, 증폭기(amplifier)(142)를 거쳐서 모터(15)에 접속되어 있다. 이러한 구성에 의하면, 구동축(40)의 구동에 근거하여 회전하고 있는 와이어(W)의 변형(휨)상태가 측정기(140)에 의해서 촬영된다. 측정기(140)의 측정 데이터는 컨트롤러(141)에 출력된다. 컨트롤러(141)는, 측정 데이터로부터 와이어(W)의 변형량(휨량)을 구하여, 그 크기에 따라 증폭기(142)의 출력을 조정하여, 모터(15)에 의한 하강속도를 조정한다. 구체적으로는, 컨트롤러(141)는, 와이어(W)의 변형량이 소정의 값을 초과하면 모터(15)의 회전수를 떨어뜨리고, 반대로, 와이어(W)의 변형량이 제로 또는 그것에 가까운 값일 때는 모터(15)의 회전수를 유지한다. 또는, 컨트롤러(141)는, 와이어(W)의 변형량이 소정의 값을 초과하거나 또는 소정량을 초과하는 변형량이 소정시간을 넘어서 검출되면, 와이어 공급부(12)와 와이어(W)를 상승시키고, 와이어(W)의 변형이 없어지면 다시 와이어 공급부(12)와 와이어(W)를 하강시킨다. 이와 같이, 측정기(140)의 측정 결과에 따라 와이어(W)를 상승 및 하강시키기 때문에, 와이어(W)는 좌굴하는 일 없이 안전히 와이어 가이드 구멍(101)에 끼워 통과된다. 또한, 와이어(W)의 변형량이 소정의 값 이하인 경우, 모터(l5)의 회전수를 올려, 와이어(W)의 이송 속도를 높이도록 하여도 무방하다. 이와 같이 하면, 단시간에 와이어(W)를 와이어 가이드 구멍(101)에 끼워 통과시킬 수 있다.

도 11은, 방전 가공장치의 다른 형태를 나타낸다. 도시하는 방전 가공장치로는, 헤드부(50)로부터 송출된 와이어(W)를 안내하는 하부 와이어 가이드(150)가 헤드부(50)와 같이 구성되어 있다. 따라서, 이하의 설명에서는, 하부 와이어 가이드(150)에 관한 구성부분은, 헤드부(50)의 대응하는 구성부분에 첨부된 부호에 100를 추가한 부호를 이용한다. 또한, 본 실시예에서는, 하부 와이어 가이드(150)의 측부에 솔레노이드(170)가 배치되어 있고, 그 플런저(171)가 하우징(155)으로부터 돌출한 작동부(167)를 밀어 넣어, 와이어 파지부(162)의 척부(chuck)(163)를 폐쇄 위치로부터 해방 위치로 가압할 수 있도록 하고 있다.

이와 같이 구성된 와이어 공급부의 동작을 설명한다. 워크 가공중, 플런저(171)는 돌출 상태에 유지되고, 하부 와이어 가이드(150)의 척부(163)는 해방위치에 유지된다. 이 상태로, 와이어 공급부(12)는, 상술한 3개의 와이어 공급방법 중 어느 하나 또는 그들의 임의의 조합에 의해서, 와이어(W)를 가공영역으로 보내기 시작한다. 와이어(W)를 현재의 위치에 유지한 상태로, 와이어(W)에 대하여 구동축(40)을 상승하는 경우, 솔레노이드(170)의 플런저(171)를 후퇴시켜 와이어 파지부(162)로 와이어(W)를 파지한다. 또한, 해제기구(69)를 작동하여 헤드부(50)에 있어서의 와이어 파지부(62)를 해방위치에 설정한다. 다음에, 승강장치(14)의 모터(15)를 구동하여, 와이어 공급부(12)를 상승시킨다. 이에 따라, 와이어 공급부(12)로부터 와이어(W)가 풀어진다. 또, 이때 와이어(W)의 하단부가 하부 와이어 가이드(150)의 와이어 파지부(162)에 파지되어 있기 때문에, 와이어 공급부(12)의 상승과 동시에 와이어(W)가 상승하는 일은 없다. 그 후, 와이어(W)를 방전위치에 공급하는 경우, 하부 와이어 가이드(150)에 있어서의 솔레노이드(170)의 플런저(171)를 돌출하고, 와이어 파지부(162)의 척부(163)를 폐쇄위치로부터 해방위치로 이동한다. 이에 따라, 이후, 다시 상술한 와이어 공급방법에 의해 와이어가 방전위치에 공급된다.

또, 이 실시형태에 있어서, 하부 와이어 가이드(150)를 와이어 파지상태와 와이어 해방상태로 전환하는 구동장치는 솔레노이드일 필요는 없고, 모터와, 해당모터의 회전에 의해서 동작하는 부재의 조합이더라도 무방하다.

도 12는, 방전 가공장치의 다른 형태를 나타낸다. 도시하는 바와 같이, 본 실시예에 있어서, 내측 커버 플레이트(89)와 외측 커버 플레이트(90)의 거리를 측정하는 검출기(92)는, 구동축(40)의 중심축(Z) 상에 배치되어 있다. 한편, 와이어 가이드 튜브(70)에 공기를 공급하기 위해서, 내측 커버 플레이트(89)에는 2개 또는 그 이상의 수의 공기통로(180)가 종축(Z)에 대하여 대칭으로 또한 종축(Z)을 향하여 윗쪽으로부터 아래쪽으로 비스듬히 형성되어 있고, 공기 공급관(95)으로부터 각 공기통로(180)를 통하여 공급되는 공기가 와이어 가이드 튜브(70)의 상단 개구부를 향해서 분사되고, 와이어 가이드 튜브(70)의 내부에 공급되어 와이어 공급류를 형성한다. 이러한 구성에 의하면, 검출기(92)를 중심축(Z) 상에 배치할 수 있기 때문에, 내측 커버 플레이트(89)의 경사에 기인하는 계측 오차가 없어진다.

도 13은 방전 가공장치의 다른 형태를 나타낸다. 도시하는 바와 같이, 본 실시예에 있어서, 내측 커버 플레이트(89)와 외측 커버 플레이트(90)에는 각각, 중심축(Z) 상에 관통 구멍(191, 192)이 형성되어 있고, 거기에 긴 와이어 가이드 튜 브(70)가 관통하여 배치되어 있다. 이것에 따라, 갭 검출기(92)는 중심축(Z)으로부터 분리되고, 중심축(Z)에 대칭으로 배치되어 있다. 이 실시예에 의하면, 상술한 실시예에서 이용되는 와이어보다도 더 긴 와이어를 사용할 수 있기 때문에, 와이어의 교환 사이클이 대폭 길게되어, 생산효율이 대폭 향상한다. 또한, 2개의 검출기(92)의 검출값을 평균하여 갭이 계산되기 때문에, 보다 정확히 갭의 크기, 즉, 구동축(40)의 진폭을 계측할 수 있다.

도 14는, 방전 가공장치의 다른 형태를 나타낸다. 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 해제기구 대신에, 하우징(30)에 부착된 지지부(201)에 실린더(구동부)(202)가 고정되어 있고, 이 실린더(202)의 플런저(203)가 헤드부(50)의 작동부(67)에 대향하여 배치되고, 실린더(202)의 구동에 근거하여 플런저(203)가 작동부(67)를 밀어 넣다, 와이어 파지부(62)를 폐쇄위치로부터 개방위치로 전환하도록 하고 있다. 또, 헤드부(50)와 하부 와이어 가이드(100)의 사이에는, 와이어 파지장치(204)가 배치되어 있고, 이에 따라 와이어(W)가 파지되도록 하고 있다.

실린더(202)의 플런저(203)에 작동부(67)를 대향시킨 상태로 구동축(40)을 정지시키기 위해서, 하우징(30)의 상부에는 정지위치 규제부(210)가 마련되어 있다. 도 15에 도시하는 바와 같이 정지위치 규제부(210)는, 상부 베어링(41)의 윗쪽에서 구동축(40)에 고정된 기어(211)와, 하우징(30)에 고정된 검출기(212)를 구비하고 있고, 작동부(67)에 대응하는 기어(211)의 특정한 위치에 마련된 피 검출부(213)를 검출기(212)가 검출하도록 하고 있다. 검출기(212)와 피 검출부(213)의 조합은 임의이며, 예컨대, 자기센서와 자석, 포토센서와 차광판의 조합을 이용할 수 있다. 한편, 도 16에 도시하는 바와 같이 헤드부(50)의 외주에는 돌기(206)가 형성되어, 이것에 대응하여 헤드부(50)와 구동축(40)의 사이에 삽입되는 콜레트(73)에는 돌기 결합홈(도시하지 않음)이 형성되어 있고, 구동축(40)에 대하여 특정한 관계, 즉 검출기(212)가 피 검출부(213)에 대향한 관계에 있는 경우에만, 헤드부(50)는 구동축(40)에 연결할 수 있도록 하고 있다.

또한, 구동축(40)은 사각 형태의 횡단면 형상부(214)를 갖는다. 또, 이 횡단면 형상부(214)는, 사각형태일 필요는 없고, 육각형태 또는 팔각 형태이어도 무방하다. 한편, 하우징(30)에는, 규제 부재(215)가 구동축(40)에 대하여 수평방향으로서 진퇴 가능하게 마련하고 있다. 규제 부재(215)는, 구동축(40)에 대향하는 위치에, 사각형태 횡단면 형상부(214)의 최소 폭 보다도 약간 큰 폭의 개구를 갖는 홈(216)을 갖고 있고, 구동축(40)을 향하여 진출한 상태로, 홈(216)으로 사각형태 횡단면 형상부(214)를 파지할 수 있도록 하고 있다. 통상, 규제 부재(215)는, 하우징(30)에 수용되어 있는 스프링(217)에 의해서, 구동축(40)으로부터 후퇴한 위치에 유지되어 있다. 또한, 규제 부재(215)는, 하우징(30)에 고정된 솔레노이드(218)에 연결되어 있고, 솔레노이드(2l8)를 구동함으로써, 스프링(217)의 가압력에 대항하여, 규제 부재(215)를 해당규제 부재(215)가 구동축(40)에 결합하여 이것을 파지하는 돌출 위치로 이동할 수 있도록 하고 있다.

이러한 구성을 갖는 방전 가공장치에 의하면, 구동축(40)으로부터 와이어(W)를 송출하는 경우, 검출기(212)의 출력에 근거하여 솔레노이드(218)를 구동하여 규제 부재(215)를 퇴피 위치로부터 돌출 위치로 이동하여, 규제 부재(215)의 선단 홈(216)으로 구동축(40)의 사각형태 횡단면 형상부(214)를 파지하여 구동축(40)을 소망하는 위치로 정지시킨다. 다음에, 와이어 파지장치(204)로 와이어(W)를 파지한다. 계속해서, 솔레노이드(202)를 구동하고, 그 플런저(203)로 와이어 파지부(62)의 작동부(67)를 눌러, 와이어 파지부(62)를 폐쇄위치로부터 해방위치로 전환한다. 그리고, 승강장치(14)를 구동하여 와이어 공급부(12)를 상승시킨다. 이 때, 와이어(W)는 와이어 파지장치(204)에 파지되어 있기 때문에, 와이어 공급부(12)와 동시에 상승하는 일은 없다. 와이어(W)가 소정길이 보내면, 실린더(202)를 오프하여 와이어 파지부(62)의 작동부(67)를 해방하고, 와이어 파지부(62)에 와이어(W)를 파지시킨다. 또한, 와이어 파지장치(204)를 오프하여 와이어(W)를 해방한다. 또한, 솔레노이드(218)를 오프하여 규제 부재(215)를 후퇴시켜, 구동축(40)의 회전을 허가한다.

와이어(W)를 헤드(50)와 동시에 교환하는 경우, 승강부(14)로 와이어 공급부(12)를 상승시켜 규제 부재(215)를 구동축(40)에 결합하여 구동축(40)의 회전을 금지한다. 다음에, 너트(76)를 늦춰 헤드부(50)와 와이어 가이드 튜브(70)를 구동축(40)으로부터 분리한다. 새로운 와이어(W)를 장착하는 경우, 콜레트(73)를 구동축(40)에 장착하고, 계속해서 너트(76)를 조인다. 이 때, 구동축(40)의 회전은 규제부재(215)에 의해 금지되어 있기 때문에, 조임이 용이하게 수행된다. 최후에, 너트(76)의 조임 부착이 완료하면, 규제 부재(215)가 후퇴위치로 이동하여, 구동축(40)의 회전을 허가한다.

Claims

가이드 튜브에 수용되어 있는 와이어 전극을 피가공물의 가공영역에 공급하는 방전 가공장치에 있어서,

와이어 전극을 수용한 가이드 튜브를 상하 방향의 중심축을 따라 수용하기 위한 공간을 갖는, 수직방향으로 배치된 중공 원통형의 구동축과,

상기 가이드 튜브를 유지하는 제 1 유지부와, 상기 가이드 튜브의 하단 개구로부터 돌출한 와이어 전극을 유지하는 제 2 유지부를 구비하고, 상기 구동축의 하단에 착탈 가능하게 마련된 헤드를 구비한 것을 특징으로 하는

방전 가공장치.
제 1 항에 있어서,

상기 중심축을 중심으로서 상기 구동축을 회전 가능하게 지지하는 하우징과,

상기 하우징을 상하 방향으로 이동시키는 제 1 승강부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는

방전 가공장치.
제 2 항에 있어서,

상기 하우징에 대하여 상기 구동축을 승강하는 제 2 승강부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는

방전 가공장치.
제 2 항에 있어서,

상기 구동축을 상기 하우징에 대하여 회전시키는 회전기구를 구비하는 것을 특징으로 하는

방전 가공장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 하우징이, 상기 제 2 유지부를, 상기 와이어 전극을 파지하는 파지상태와, 상기 와이어 전극을 해방하는 해방 상태의 사이에서 전환하는 전환 수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는

방전 가공장치.
제 5 항에 있어서,

상기 제 2 유지부는, 상기 와이어 전극을 사이에 두고 대향하는 한 쌍의 척부(chuck portion)와, 상기 한 쌍의 척부를 대향방향으로 가압하는 스프링을 구비하고 있고, 상기 전환 수단은 상기 스프링의 가압력에 대향하여 상기 한 쌍의 척부에 결합하여 상기 한 쌍의 척부를 이격시키는 결합부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는

방전 가공장치.
제 1 항에 있어서,

상기 가이드 튜브의 상단 개구에 유체 접속된 공기 공급부를 갖고, 상기 공기 공급부로부터 공급된 공기가 상기 가이드 튜브의 상단 개구로부터 상기 가이드튜브의 내부에 공급되어, 상기 와이어를 아래쪽으로 보내는 하강 공기류를 상기 가이드 튜브의 내부에 형성하도록 한 것을 특징으로 하는

방전 가공장치.
제 7 항에 있어서,

상기 가이드튜브의 내주면이 발수성 재료(water-repellent material)로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는

방전 가공장치.
제 1 항에 있어서,

상기 구동축의 아래쪽에 위치하는 교환 위치와, 상기 교환 위치로부터 옆쪽으로 후퇴한 후퇴 위치의 사이를 이동하는 복수의 이동부와,

상기 복수의 이동부의 각각 마련되어, 상기 교환 위치에 있어서 상기 구동축에 장착되어 있는 헤드와 결합하여 해당 헤드를 회전할 수 없는 상태로 유지하는 헤드 홀더를 구비하는 것을 특징으로 하는

방전 가공장치.
제 9 항에 있어서,

상기 구동축은 내부 나사 또는 외부 나사를 갖고, 상기 헤드는 상기 내부 나사 또는 외부 나사에 결합하는 외부 나사 또는 내부 나사를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는

방전 가공장치.
제 10 항에 있어서,

상기 교환 위치에 있어서 상기 헤드 홀더가 상기 헤드를 유지한 상태로 상기 구동축을 회전하여, 상기 내부 나사와 외부 나사를 상대적으로 회전시켜 상기 구동축에 상기 헤드를 착탈하도록 한 것을 특징으로 하는

방전 가공장치.
제 10 항에 있어서,

상기 교환 위치에 있어서 상기 헤드 홀더가 상기 헤드를 유지한 상태로 상기 헤드 홀더를 회전하여, 상기 내부 나사와 외부 나사를 상대적으로 회전시켜 상기 구동축에 상기 헤드를 착탈하도록 한 것을 특징으로 하는

방전 가공장치.
제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,

상기 중심축 방향에 관한 상기 내부 나사와 외부 나사의 분리속도와, 상기 제 1 승강부에 의한 상기 하우징의 상승 속도가 동일한 것을 특징으로 하는

방전 가공장치.
제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,

상기 중심축 방향에 관한 상기 내부 나사와 외부 나사의 결합속도와, 상기 제 1 승강부에 의한 상기 하우징의 하강속도가 동일한 것을 특징으로 하는

방전 가공장치.