KR20090044629A - 와이어 방전 가공기 - Google Patents

Abstract

직류 전원용 방전 가공기에 인덕터 삽입부를 추가하여 교류 전원을 제공할 수 있는 와이어 방전 가공기가 개시된다. 본 발명에 따른 와이어 방전 가공기는 1차 펄스제어부(100)와; 1차 방전전압 공급부(300)와; 상기 1차 방전전압 공급부(300)의 출력단에 연결되고 상기 1차 방전전압 공급부(300)로부터의 직류 전원을 교류 전원으로 바꾸어 주는 인덕터 삽입부(1000)와; 2차 방전전압 공급부 (500)와; 방전시작점 검출부(600)와; 방전전압 검출부(700)와; 2차 펄스 제어부(200)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

와이어, 방전 가공

Description

와이어 방전 가공기{WIRE ELECTRICAL DISCHARGE MACHINE}

본 발명은 직류 전압을 이용한 와이어 방전 가공기에 관한 것으로, 특히 방전 가공기의 직류 전압을 방전 회로에 삽입된 인덕터를 사용하여 교류로 전환한 와이어 방전 가공기에 관한 것이다.

와이어 방전 가공기(Wire Electrical Discharge Machine, WEDM)는 와이어와 공작물 사이에서 전기 스파크에 의하여 생긴 열에너지를 이용하여 공작물을 용해하거나 기화시켜 제거함으로서 공작물을 가공하는 장치이다. 와이어는 음(-)의 전극으로 사용되며 공작물은 양(+)의 전극으로 사용된다. 와이어는 마치 줄톱과 같이 공작물을 절단하는데 사용된다.

도 1은 종래의 직류 전원을 이용한 와이어 방전 가공기를 도시한 도면이다.

도시한 바와 같이 와이어 방전 가공기는 1차 펄스제어부(100)와, 2차 펄스 제어부(200)와, 1차 방전전압 공급부(300)와, 2차 방전전압 공급부(500)와, 방전시작점 검출부(600)와, 방전전압 검출부(700)로 이루어진다.

상기 1차 펄스제어부(100)는 전류량 선택부(110)를 포함하고, 상기 전류량 선택부(110)는 와이어(800)에 인가할 전압값을 선택하여 출력한다.

상기 1차 방전전압 공급부(300)는 2개의 트랜지스터로 이루어지며, 베이스단에 전류량 선택단자가 연결되어 와이어(800)에 제공할 전압값을 결정하여 출력한다.

상기 2차 방전전압 공급부(500)는 와이어(800)의 출력단에 연결되며 와이어의 방전 타임을 결정한다.

상기 방전시작점 검출부(600)는 1차 방전전압 공급부(300)의 에미터단에 접속되어 방전 시작점을 검출하고, 방전전압 검출부(700)는 와이어(800) 일단에 접속되어 와이어에 제공되는 방전전압을 검출한다.

상기 2차 펄스 제어부(200)는 2차 방전전압 공급부(500)를 제어하여 방전 타임을 결정한다.

그러나, 상기와 같이 이루어지는 종래의 방전가공기는 직류전원 공급방식을 채택하고 있기 때문에 도 4와 같이 일방향 높이의 펄스가 제공되며, 이로 인하여 오랜시간 소재에 직류전압을 인가하게 되어 소재의 전해부식이 발생되는 문제점이 있었다.

이러한 문제를 해결하기 위해 공개특허 10-2007-0068711호에서는 도 2와 같이 1차 펄스제어부(100) 내에 교류 전압 발생부(120)와 교류 전원 공급부(400)를 추가하여 피가공물(900)에 인가되는 전압 파형을 교번하도록 교류 형태로 제공하는 기술이 제안되었다.

도 2의 교류 전원 장치를 갖는 와이어 방전 가공기에서는 교류전압 발생부(120)에서 교류전압 인가 신호를 생성하여 출력한다. 또한, 교류전원 공급 부(400)는 4개의 트랜지스터로 이루어지며 베이스단에 교류전압 발생부가 연결되어 상기 베이스단을 적절히 스위칭하여 교류전압을 생성한후 와이어에 공급한다.

그렇지만, 도 2의 와이어 방전 가공기는 교류 전원을 발생시키기 위하여 교류 전압 발생부(120) 및 교류 전원 공급부(400)와 같은 추가적인 회로를 개발하여야 하므로, 종래의 직류 전원을 이용한 와이어 방전 가공기에 채용하기 위해서는 많은 수고가 필요하며 품질에 대한 검증이 요구되므로, 개발에 많은 시간이 소요된다는 문제점이 있었다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해서 도출된 것으로서, 직류 전원을 이용한 종래의 와이어 방전기에 간단한 구성만을 추가함으로써 교류 전원을 발생시킴으로써, 방전기의 가공 품질을 개선할 수 있도록 하는 것을 기술적 과제로 한다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 와이어 방전 가공기는 직류 전원을 이용한 와이어 방전 가공기에 인덕터 삽입부(1000)라는 회로의 추가만으로 교류 전압을 발생시켜 방전 가공시의 표면 조도 개선을 도모한다.

더 구체적으로, 본 발명은 1차 펄스를 발생시키며 와이어에 인가될 전원을 제어하는 1차 펄스 제어부(100)와; 상기 1차 펄스 제어부(100)에서 발생하는 펄스에 의해 와이어에 인가할 전압값을 선택하여 출력하는 전류량 선택부(110)와; 상기 전류량 선택부(110)의 제어에 따라 상기 1차 펄스 제어부(100)가 온타임일 때 와이어와 소재에 전원을 공급하는 1차 방전 전압 공급부(300)와; 상기 1차 방전전압 공급부(300)의 출력단에 연결되고 상기 1차 방전전압 공급부(300)로부터의 직류 전원을 교류 전원으로 바꾸어 주는 인덕터 삽입부(1000)와; 와이어의 출력단에 연결되어 와이어의 방전 시작 타임을 결정하는 방전시작 전원 공급부(500)와; 1차 방전전압 공급부(300)의 일단에 접속되어 방전 시작점을 검출하는 방전시작점 검출부(600)와; 와이어의 일단에 접속되어 와이어에 제공되는 방전전압을 검출하는 방전전압 검출부(700)와; 상기 방전시작점 검출부(600)로부터 전압 신호를 받아서 상 기 2차 방전전압 공급부(500)로 2차 펄스를 출력하여 방전이 시작되는 개시점을 제공하는 2차 펄스 제어부(200)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 인덕터 삽입부(1000)는 소정의 인덕턴스를 발생시키는 인덕턴스부(1010)와, 상기 인덕터 삽입부(1000)의 작동을 개시하기 위한 회로 연결부, 바람직하게는 릴레이 스위치(1020)를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명은 직류 전원을 이용한 종래의 와이어 방전 가공기에서 교류전원 공급부와 같은 별도의 회로 또는 장치를 부가적으로 설치함 없이, 인덕터 삽입부라는 간단한 회로의 추가만으로 파형이 상하로 역전되는 교류 전압을 와이어 및 피가공물에 전달할 수 있다.

이에 따라 기존의 직류 전원용 와이어 방전 가공기의 구성을 그대로 사용하면서도, 교류 전원의 장점인 소재에 인가되는 전원을 교란시킴으로서 전기에 의한 산화를 방지토록하여, 가공후 소재의 화학적인 변화를 막고 침적식의 가공 특성을 유지하여 와이어 방전가공기의 가공영역을 확대하는 장점을 향유할 수 있다. 이는 종래의 직류 전원 방식의 문제점인 과도 아크 방전과 전해 부식 현상으로 인한 표면 조도의 질 저하를 간단하고 저렴한 구성으로써 개선한 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 구체적으로 설명한다. 이하의 설명에서 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

도 3은 본 발명의 구성도로서, 도시한 바와 같이 1차 펄스 제어부(100)와, 2차 펄스 제어부(200)와, 1차 방전전압 공급부(300)와, 2차 방전전압 공급부(500)와, 방전시작점 검출부(600)와, 방전전압 검출부(700)로 이루어지며, 이는 도 1에 도시된 종래의 직류 전원을 이용한 와이어 방전 가공기와 동일한 구성이다. 한편, 본 발명의 와이어 방전 가공기에서는 상기 구성에 교류 전원을 발생시키기 위한 인덕터 삽입부(1000)가 추가되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 1차 펄스 제어부(100)는 전류량 선택부(110)로 이루어지고 와이어에 인가될 전원을 제어하는 1차 펄스를 발생시켜 1차 방전 전압 공급부(300)에 전달한다. 그리고 전류량 선택부(110)는 와이어(800)에 인가할 전압값을 선택하여 출력한다.

상기 1차 방전전압 공급부(300)는 2개의 트랜지스터로 이루어지며, 베이스단에 전류량 선택 단자가 연결되어 와이어에 제공할 전압값을 결정하여 출력한다.

상기 2차 방전전압 공급부(500)는 와이어(800)의 출력단에 연결되며 와이어의 방전 타임을 결정한다.

상기 방전시작점 검출부(600)는 1차 방전전압 공급부(300)의 에미터단에 접속되어 방전 시작점을 검출하고, 방전전압 검출부(700)는 와이어(800) 일단에 접속되어 와이어에 제공되는 방전전압을 검출한다.

상기 2차 펄스 제어부(200)는 2차 방전전압 공급부(500)를 제어하여 방전 타임을 결정한다.

상기 인덕터 삽입부(1000)는 인덕턴스를 발생시키기 위한 코일 또는 인덕턴스부(1010)와, 인덕터 삽입부(1000)의 작동을 개시하기 위한 회로 연결부 또는 릴레이 스위치(1020)로 구성되며, 1차 방전전압 공급부(300)로부터 제공된 직류 전원을 전압 부호가 교대로 역전되는 교류 전원으로 바꾸어 주는 역할을 수행한다.

이하에서 본 발명의 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 1차 펄스 제어부(100)는 전류량 선택부(110)를 통해 1차 방전전압 공급부(300)의 베이스단을 적절히 활성화함으로서 필요로 하는 전류 공급량을 선택할 수 있도록 한다.

즉, 상기 전류량 선택부(110)에 의해서 1차 방전 전압 공급부(300)에 제어 신호가 인가되면 직류 전원이 형성된다.

상기 1차 방전전압 공급부(300)로부터 출력된 직류 전압은 와이어(800) 및 피가공물(900)과 1차 방전전압 공급부(300) 사이에 병렬로 배치된 인덕터 삽입부(1000)에 의해 교류 전압으로 변화한다.

즉, 인덕터 삽입부(1000)의 릴레이 스위치(1020)가 온(ON)되면, 인덕터 삽입부(1000)의 코일 또는 인덕턴스부(1010)가 작용하여 피가공물(900) 및 와이어(800) 사이의 가공 말단부에 작용하던 직류 전압을 도 5에 도시된 것과 같이 파형이 상하로 교번하는 교류 전압으로 바꾸어 준다.

그리고, 여기서 발생된 교류 전압이 와이어(800)와 피가공물(900)을 통해 인 가되어 와이어(800)로부터 피가공물(900)에 방전 전압이 출력되면서 방전가공이 시작된다.

그러면, 상기 2차 펄스 제어부(200)는 상기 방전시작점 검출부(600)로부터 방전시작 신호를 검출하여 동기 신호를 출력하며 이에 따라 2차 방전전압 공급부(500)로 2차 펄스를 출력하여 방전이 시작되는 개시점을 제공한다.

그리고, 상기 2차 펄스 제어부(200)는 상기 와이어(800)의 연결라인으로부터 방전전압 검출부(700)를 통해 방전전압을 검출하여 무부하 대기 시간을 처리한다.

상기에서 시간에 따른 전압파형을 살펴보면 방전 타임과 무부하 타임으로 구분할 수 있는바, 방전 타임은 2차 방전전압 공급부(500)를 통해 결정하고, 무부하 타임은 2차 펄스 제어부(200)에서 결정하며, 전압값의 높이는 1차 방전전압 공급부(300)에서 결정한다.

결국, 본 발명은 직류 전원을 이용한 종래의 와이어 방전 가공기에서 교류전원 공급부와 같은 별도의 회로 또는 장치를 부가적으로 설치함 없이, 인덕터 삽입부라는 간단한 회로의 추가만으로 파형이 상하로 역전되는 교류 전압을 와이어 및 피가공물에 전달할 수 있다.

이에 따라 기존의 직류 전원용 와이어 방전 가공기의 구성을 그대로 사용하면서도, 교류 전원의 장점인 소재에 인가되는 전원을 교란시킴으로서 전기에 의한 산화를 방지토록하여, 가공후 소재의 화학적인 변화를 막고 침적식의 가공 특성을 유지하여 와이어 방전가공기의 가공영역을 확대하는 장점을 향유할 수 있다.

이상, 본 발명의 특정 실시 예에 대하여 상술하였지만, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 것이다.

따라서, 이상에서 기술한 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

도 1 및 도 2는 종래의 와이어 방전 가공기의 구성도.

도 3은 본 발명에 따른 와이어 방전 가공기의 구성도.

도 4는 도 1의 장치 구성에 따른 방전 파형도.

도 5는 본 발명의 장치 구성에 따른 방전 파형도.

<도면의 주요 참조 부호에 대한 설명>

100: 1차 펄스제어부 200: 2차 펄스 제어부

300: 1차 방전전압 공급부 400: 교류 전원 공급부

500: 2차 방전전압 공급부 600: 방전시작점 검출부

700: 방전전압 검출부 800: 와이어

900: 피가공물

Claims (3)

1차 펄스를 발생시키며 온타임과 오프타임에 따라 와이어에 인가될 전원을 제어하는 1차 펄스 제어부(100)와;

상기 1차 펄스 제어부(100)에서 발생하는 펄스에 의해 와이어에 인가할 전압값을 선택하여 출력하는 전류량 선택부(110)와;

상기 전류량 선택부(110)의 제어에 따라 상기 1차 펄스 제어부(100)가 온타임일 때 와이어와 소재에 전원을 공급하는 1차 방전 전압 공급부(300)와;

상기 1차 방전전압 공급부(300)의 출력단에 연결되고 상기 1차 방전전압 공급부(300)로부터의 직류 전원을 교류 전원으로 바꾸어 주는 인덕터 삽입부(1000)와;

와이어의 출력단에 연결되어 와이어의 방전 시작 타임을 결정하는 방전시작 전원 공급부(500)와;

1차 방전전압 공급부(300)의 일단에 접속되어 방전 시작점을 검출하는 방전시작점 검출부(600)와;

와이어의 일단에 접속되어 와이어에 제공되는 방전전압을 검출하는 방전전압 검출부(700)와;

상기 방전시작점 검출부(600)로부터 전압 신호를 받아서 상기 2차 방전전압 공급부(500)로 2차 펄스를 출력하여 방전이 시작되는 개시점을 제공하는 2차 펄스 제어부(200)를 포함하는 것을 특징으로 하는 와이어 방전 가공기.

제1항에 있어서, 상기 인덕터 삽입부(1000)는

소정의 인덕턴스를 발생시키는 인덕턴스부(1010)와,

상기 인덕터 삽입부(1000)의 작동을 개시하기 위한 회로 연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 와이어 방전 가공기.

제2항에 있어서, 상기 회로 연결부는 릴레이 스위치(1020)인 것을 특징으로하는 와이어 방전 가공기.

Images