KR20140061977A - 방전 가공(edm) 금형조각 디바이스 및 관련 동작 방법 - Google Patents

방전 가공(edm) 금형조각 디바이스 및 관련 동작 방법 Download PDF

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유펭 루오
윌리엄 에드워드 애디스
마이클 루이스 존스
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제너럴 일렉트릭 캄파니
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Abstract

구성 요소의 제어된 정밀한 EDM 제조를 위한 시스템 및 방법이 개시된다. 일 실시예에서, 시스템은 유체를 유지하기 위한 탱크와, 탱크 내의 제 1 전극 어레이 - 제 1 전극 어레이는 작업편을 성형하도록 구성된 복수의 전극을 포함함 - 와, 작업편을 유체 내에 적어도 부분적으로 침지되게 하고 제 1 전극 어레이에 근접하게 위치설정하기 위한 작업편 고정구와, 작업편으로부터 재료를 제거하기 위해 작업편과 제 1 전극 어레이 사이에 전기 방전을 생성하기 위한 펄스 발생기와, 작업편 및 제 1 전극 어레이에 통신가능하게 접속된 간극 감지 회로 - 간극 감지 회로는 작업편과 제 1 전극 어레이 사이의 전기 방전을 모니터링하도록 구성됨 - 와, 간극 감지 회로 및 작업편 고정구에 통신가능하게 접속된 컴퓨팅 디바이스 - 컴퓨팅 디바이스는 간극 감지 회로로부터 얻어진 데이터에 기초하여 제 1 전극 어레이에 대한 탱크 내의 작업편의 위치를 조작함 - 를 포함한다.

Description

방전 가공(EDM) 금형조각 디바이스 및 관련 동작 방법{ELECTRIC DISCHARGE MACHINING DIE SINKING DEVICE AND RELATED METHOD OF OPERATION}
본 발명은 일반적으로 방전 가공(electric discharge machining: EDM)에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 종래의 EDM 디바이스보다 더 높은 금속 제거율 및 낮은 표면 거칠기를 나타내는 시스템을 갖는 EDM 금형조각(die sinking) 디바이스 및 관련 동작 방법에 관한 것이다.
복잡하고 그리고/또는 대형의 3차원 구성 요소의 전통적인 가공(예를 들어, 5축 가공, 컴퓨터 수치 제어(CNC) 가공 등)은 고가이고, 시간 소모적이고, 응력을 부여하고 부정확하다. 이들 방법은 추가의 마무리 프로세스(예를 들어, 경화, 굽힘, 코팅 등)가 가공된 구성 요소에 적용되고, 공차가 디자인 고려 사항에 포함되어야 하는 것을 요구할 수도 있어, 이에 의해 구성 요소 효율을 제한하고 제조 및 설계 프로세스를 복잡하게 한다.
EDM 금형조각이 소체적의 다양한 금속 구조체를 제조하는데 사용되어 왔다. EDM 금형조각은 통상적으로 탄화수소계 오일과 같은 유체의 탱크 내에 작업편(workpiece)을 배치하는 것을 수반한다. 작업편을 위한 원하는 형상의 미러 이미지(a mirror image)를 갖는 다이 전극이 작업편에 매우 근접하게 램(ram)에 의해 이동되고, 전기적 펄스가 이어서 다이 전극과 작업편 사이의 간극에 반복적으로 인가되어 작업편으로부터 재료를 제거하는 전기 방전을 발생시킨다. EDM 금형조각은 높은 절단력 및 경질의 공구 없이 어려운 금속 또는 합금을 가공하는 능력을 갖는데, 이는 프로세스를 종래의 가공 프로세스보다 비용 효율적이고 덜 복잡하게 한다. EDM 금형조각을 위한 일 가능한 용례는 증기 터빈의 계속 증가하는 온도를 견디는 내열성 니켈계 합금으로 제조된 터빈 블레이드 상에 에어포일 형상의 제조이다. 이들 곤란한 합금들은 요구되는 복잡한 형상이 가공이 어렵기 때문에 부품 제조에 상당한 어려움을 제시하고, 이는 전술된 바와 같이 설비 및 동작의 비용을 더 높아지게 한다. 그러나, EDM 금형조각 중에, 낮은 재료 제거율이 경험될 수 있고, 전극이 마모되어 비선형 형상을 생성할 수도 있고, EDM 금형조각 프로세스는 프로세싱 중에 구성 요소의 회전 및/또는 재배향을 필요로 할 수 있다.
구성 요소의 제어된 정밀한 EDM 제조를 위한 시스템 및 방법이 개시된다. 일 실시예에서, 시스템은 유체를 유지하기 위한 탱크와, 탱크 내의 제 1 전극 어레이 - 제 1 전극 어레이는 작업편을 성형하도록 구성된 복수의 전극을 포함함 - 와, 작업편을 유체 내에 적어도 부분적으로 침지되게 하고 제 1 전극 어레이에 근접하게 위치설정하기 위한 작업편 고정구와, 작업편으로부터 재료를 제거하기 위해 작업편과 제 1 전극 어레이 사이에 전기 방전을 생성하기 위한 펄스 발생기와, 작업편 및 제 1 전극 어레이에 통신가능하게 접속된 간극 감지 회로 - 간극 감지 회로는 작업편과 제 1 전극 어레이 사이의 전기 방전을 모니터링하도록 구성됨 - 와, 간극 감지 회로 및 작업편 고정구에 통신가능하게 접속된 컴퓨팅 디바이스 - 컴퓨팅 디바이스는 간극 감지 회로로부터 얻어진 데이터에 기초하여 제 1 전극 어레이에 대한 탱크 내의 작업편의 위치를 조작함 - 를 포함한다.
본 발명의 제 1 양태는 유체를 유지하기 위한 탱크와, 탱크 내의 제 1 전극 어레이 - 제 1 전극 어레이는 작업편을 성형하도록 구성된 복수의 전극을 포함함 - 와, 작업편을 유체 내에 적어도 부분적으로 침지되게 하고 제 1 전극 어레이에 근접하게 위치설정하기 위한 작업편 고정구와, 작업편으로부터 재료를 제거하기 위해 작업편과 제 1 전극 어레이 사이에 전기 방전을 생성하기 위한 펄스 발생기와, 작업편 및 제 1 전극 어레이에 통신가능하게 접속된 간극 감지 회로 - 간극 감지 회로는 작업편과 제 1 전극 어레이 사이의 전기 방전을 모니터링하도록 구성됨 - 와, 간극 감지 회로 및 작업편 고정구에 통신가능하게 접속된 컴퓨팅 디바이스 - 컴퓨팅 디바이스는 간극 감지 회로로부터 얻어진 데이터에 기초하여 제 1 전극 어레이에 대한 탱크 내의 작업편의 위치를 조작함 - 를 포함하는 방전 가공(EDM) 금형조각 디바이스를 제공한다.
본 발명의 제 2 양태는 복수의 전극 세그먼트를 포함하는 제 1 전극 어레이 - 제 1 전극 어레이는 작업편에 부여하기 위한 제 1 형상을 포함함 - 와, 제 1 전극 어레이의 각각의 전극 세그먼트에 결합된 개별 전기 펄스 발생기와, 작업편으로부터 재료를 제거하기 위해 다른 전극 세그먼트에 독립적으로 각각의 전극 세그먼트 상에 전기 방전을 생성하기 위해 각각의 개별 전기 펄스 발생기에 결합된 펄스 제어기와, 제 1 전극 어레이에 통신가능하게 접속되고 제 1 전극 어레이와 작업편 사이의 전극간 간극을 모니터링하도록 구성된 간극 감지 회로를 포함하는 방전 가공(EDM) 금형조각 디바이스를 제공한다.
본 발명의 제 3 양태는 제 1 전극 어레이에 통신가능하게 접속되고 제 1 전극 어레이와 작업편 사이의 전극간 간극을 모니터링하도록 구성된 전압 분배기와, 전압 분배기 및 기준 전압에 통신가능하게 접속된 전압 적분기 - 전압 적분기는 제 1 전극 어레이로부터 얻어진 데이터를 기준 전압과 비교하여 작업편의 이송 속도를 결정하도록 구성됨 - 를 포함하는 간극 감지 회로를 제공한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 방전 가공(EDM) 금형조각 디바이스의 부분의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 EDM 금형조각 디바이스의 부분의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 EDM 금형조각 디바이스의 부분의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 EDM 금형조각 디바이스의 부분의 개략도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 EDM 금형조각 디바이스의 부분의 개략도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 EDM 금형조각 디바이스의 부분의 개략도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 EDM 금형조각 디바이스의 부분의 개략도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 EDM 금형조각 디바이스의 부분의 개략도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 프로세스를 도시하는 방법 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 EDM 금형조각 디바이스의 부분의 개략도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 EDM 금형조각 디바이스의 부분의 개략도이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 EDM 금형조각 디바이스의 부분의 개략도이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 EDM 금형조각 디바이스의 부분의 개략도이다.
본 발명의 이들 및 다른 특징은 본 발명의 다양한 실시예를 도시하는 첨부 도면과 연계된 본 발명의 다양한 양태에 관한 이하의 상세한 설명으로부터 보다 용이하게 이해될 것이다.
도면은 반드시 축적대로 도시되어 있는 것은 아니라는 것이 주목되어야 한다. 도면은 본 발명의 단지 통상의 양태만을 도시하도록 의도된 것이고, 따라서 본 발명의 범주를 한정하는 것으로서 고려되어서는 안된다. 도면들간의 유사한 도면 부호의 요소는 서로에 관해 설명된 바와 실질적으로 유사하다는 것이 이해된다. 또한, 도 1 내지 도 13을 참조하여 도시되고 설명된 실시예에서, 유사한 도면 부호는 유사한 요소를 표현할 수 있다. 이들 요소의 중복적인 설명은 명료화를 위해 생략되어 있다. 마지막으로, 도 1 내지 도 13의 구성 요소 및 이들의 수반하는 설명은 본 명세서에 설명된 임의의 실시예에 적용될 수 있다.
상기에 지시된 바와 같이, 본 발명의 양태들은 EDM 프로세스의 정밀도, 효율 및 제어를 향상시키기 위한 시스템 및 방법을 제공한다. 동작/프로세싱 중에, 작업편은 유체를 포함하는 시스템의 탱크 내에 배치될 수 있다. 작업편 홀더가 작업편을 유체 내로 하강시켜, 전극의 세트에 근접하여 유체 내에 적어도 부분적으로 작업편을 위치설정할 수 있다. 전극의 세트는 특정 형상을 형성하도록 구성될 수 있고 펄스 발생기의 세트에 접속될 수 있다. 작업편이 프로세싱됨에 따라, 펄스 발생기의 세트는 작업편과 전극의 세트 사이에 일련의 전기 방전을 생성할 수 있어, 이에 의해 제어된 방식으로 작업편으로부터 재료를 제거하고 작업편으로부터 원하는 구성 요소를 형성한다. 전극의 세트는 전극의 세트 내의 각각의 전극에 대한 위치, 주파수 및/또는 방전의 기간을 조정하는 컴퓨팅 디바이스에 의해 제어될 수 있다. 실시예에서, 컴퓨팅 디바이스는 작업편과 전극의 세트 사이의 방전을 모니터링하고 이에 따라 동작을 조정할 수 있다.
도면을 참조하면, 구성 요소 프로세싱 및 품질을 향상시키도록 구성된 시스템, 디바이스 및 방법의 실시예가 도시되어 있다. 도면의 각각의 구성 요소는 통상의 수단을 경유하여, 예를 들어 도 1 내지 도 13에 지시된 바와 같이 공통 콘딧(a common conduit), 단자 또는 다른 공지의 수단을 경유하여 접속될 수 있다. 구체적으로, 도 1을 참조하면, 방전 가공(EDM) 금형조각 디바이스(100)가 실시예에 따라 도시되어 있다. EDM 금형조각 디바이스(100)는 작업편으로부터 재료를 제거하기 위해 후방 리브(88)에 의해 강화되는 전극 세트(86)(가상선으로 도시됨)의 하나 이상의 전극에 의해 작업편(102)에 전기 방전을 인가한다. 작업편(102)은 전극 세트(86)에 근접하게 위치되고 작업편 고정구(90)에 의해 적소에 유지된다. 전극 세트(86) 및 작업편(102)은 도전성 재료로 제조된다. 작업편(102)은 임의의 도전성 재료로 제조될 수 있지만, EDM 금형조각 디바이스(100)는 종래의 가공을 사용하여 가공이 곤란한 인코넬(Inconel)과 같은 내열성 니켈계 합금과 같은 더 경질의 재료에 특히 적용 가능하다. 도 1에 도시된 바와 같이, 일 실시예에서, EDM 금형조각 디바이스(100)는 유체(112)를 유지하기 위한 탱크(110)를 포함한다. 유체(112)는 무엇보다도, 각각의 전기 방전 전에 매체 절연을 유지하고, 작업편(102)으로부터 제거된 입자를 포획하고, 열을 소산하는데 사용된 탄화수소계 오일 또는 다른 유전성 액체를 포함할 수 있다.
도 2를 참조하면, 작업편 고정구(90)의 부분이 실시예에 따라 도시되어 있다. 작업편 고정구(90)는 플랜지(92, 94)의 세트를 경유하여 작업편(102)에 연결될 수 있다. 실시예에서, 플랜지(92, 94)의 세트는 말단 단부에서 작업편(102)에 접촉할 수 있어, 이에 의해 작업편(102)의 표면적 노출 및 성형을 증가시킨다. 플랜지(92, 94)는 제어 로드(96)에 연결하도록 구성된 지지 바아(98)에 연결될 수 있다. 제어 로드(96)는 작업편 고정구(90) 및/또는 작업편(102)을 조작할 수 있어, 이에 의해 EDM 금형조각 디바이스(100)에 대해 작업편(102)을 조정하고, 로케이팅하고, 이동시키고, 위치설정한다.
일 실시예에서, 작업편 고정구(90)는 작업편(102)을 적어도 부분적으로 유체(112)(도 1에 도시됨)에 침지되게 위치설정한다. 작업편 고정구(90)는 EDM 금형조각 디바이스(100)(예를 들어, 유압식 또는 전기식 구동 램)에서의 사용을 위해 적절한 배향으로 작업편(102)을 유지하는 것이 가능한 임의의 구조체를 포함할 수 있다. 가동 작업편 고정구(90) 상의 작업편(102) 및 탱크(110) 내의 전극(들)을 갖는 이 배열은 탱크 내에 작업편을 고정 배치하고 작업편에 근접하여 단일 전극을 이동시키는 종래의 EDM 금형조각 기술로부터의 이탈을 표현한다. 현재의 배열은 하나 초과의 전극의 사용을 허용하고, 작업편의 다수의 측면으로부터 더 고속의 가공을 야기한다. 도시된 예에서, 작업편(102)은 터빈 버켓 또는 노즐 내로 성형되고, 이와 같이 작업편 고정구(90)는 전극(들)으로의 적용을 위해 외팔보 방식으로 작업편(102)을 지지하는 것이 가능해야 한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 작업편(102)은 제 1 세트의 전극(222, 224, 226, 228, 229)과 제 2 세트의 전극(242, 244, 246, 248, 249) 사이에서 제 1 전극 어레이(104)에 위치설정될 수 있다. 제 1 세트의 전극(222, 224, 226, 228, 229)은 제 1 펄스 발생기(230)에 접속될 수 있고, 제 2 세트의 전극(242, 244, 246, 248, 249)은 제 2 펄스 발생기(231)에 접속될 수 있다. 동작 중에, 제 1 펄스 발생기(230)는 작업편(102)과 제 1 세트의 전극(222, 224, 226, 228, 229) 사이에 전기 방전(142)의 세트를 생성할 수 있고, 제 2 펄스 발생기(231)는 작업편(102)과 제 2 세트의 전극(242, 244, 246, 248, 249) 사이에 전기 방전(142)의 세트를 생성할 수 있어, 작업편(102)으로부터 재료를 제거한다. 펄스 발생기(230, 231)는 작업편(102)으로부터 재료의 제거를 야기하기에 충분한 전기 방전(142)을 제 1 전극 어레이(104)와 작업편(102) 사이에 야기하기 위한 임의의 현재 공지된 또는 이후에 개발될 메커니즘을 포함할 수 있다. 당 기술 분야에 공지된 바와 같이, 전기 방전(142)은 제 1 세트의 전극(222, 224, 226, 228, 229)과 제 2 세트의 전극(242, 244, 246, 248, 249) 사이의 공간을 따라 이동할 수 있어 작업편(102)의 표면으로부터 재료를 제거하고 여기서 그 사이의 공간은 전기 방전(142)을 지속할 정도로 충분히 작다. 종래의 EDM에 대조적으로, 펄스 발생기(230, 231)는 제 1 세트의 전극(222, 224, 226, 228, 229) 및 제 2 세트의 전극(242, 244, 246, 248, 249)이 양의 극성을 갖게 하고 작업편 고정구(90)가 음의 극성을 갖게 할 수도 있다. 펄스 발생기(230, 231)는 본 명세서에 설명된 목적으로 작업편 홀더 제어기(132)에 방전 신호로서 전압 피드백을 제공할 수 있는 작업편 고정구 제어기(132)와 접속될 수 있다.
실시예에서, EDM 디바이스(100)는 제 2 전극 어레이(106)(도 4에 도시됨)를 포함할 수 있다. 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 작업편(102)은 제 3 세트의 전극(252, 254, 256, 258, 259)과 제 4 세트의 전극(282, 284, 286, 288, 289) 사이에서 제 2 전극 어레이(106) 내에 위치설정될 수 있다. 제 3 세트의 전극(252, 254, 256, 258, 259)은 제 3 펄스 발생기(234)에 접속될 수 있고, 제 4 세트의 전극(282, 284, 286, 288, 289)은 제 4 펄스 발생기(233)에 접속될 수 있다. 동작 중에, 제 3 펄스 발생기(234)는 작업편(102)과 제 3 세트의 전극(252, 254, 256, 258, 259) 사이에 전기 방전(142)의 세트를 생성할 수 있고, 제 4 펄스 발생기(233)는 작업편(102)과 제 4 세트의 전극(282, 284, 286, 288, 289) 사이에 전기 방전(142)의 세트를 생성할 수 있어, 작업편(102)으로부터 재료를 제거한다. 펄스 발생기(233, 234)는 작업편(102)으로부터 재료의 제거를 야기하기에 충분한 전기 방전(142)을 제 2 전극 어레이(106)와 작업편(102) 사이에 야기하기 위한 임의의 현재 공지된 또는 이후에 개발될 메커니즘을 포함할 수 있다. 당 기술 분야에 공지된 바와 같이, 전기 방전(142)은 제 3 세트의 전극(252, 254, 256, 258, 259)과 제 4 세트의 전극(282, 284, 286, 288, 289) 사이의 공간을 따라 이동할 수 있어 작업편(102)의 표면으로부터 재료를 제거하고, 여기서 그 사이의 공간은 전기 방전(142)을 지속할 정도로 충분히 작다. 종래의 EDM에 대조적으로, 펄스 발생기(233, 234)는 제 3 세트의 전극(252, 254, 256, 258, 259) 및 제 4 세트의 전극(282, 284, 286, 288, 289)이 양의 극성을 갖게 하고 작업편 고정구(90)가 음의 극성을 갖게 할 수 있다. 펄스 발생기(233, 234)는 본 명세서에 설명된 목적으로 작업편 고정구 제어기(132)와 접속될 수 있고, 작업편 홀더 제어기(132)에 방전 신호로서 전압 피드백을 제공할 수 있다. 전극과 전극의 어레이의 임의의 수, 배향 및/또는 조합이 본 발명의 실시예에 따라 사용될 수 있고, 본 명세서에 설명된 실시예는 단지 예시적인 것이라는 것이 이해된다.
일 실시예에서, 2개의 전극 어레이(104, 106)가 제공되는 경우에, 작업편 고정구(90)(도 2에 도시됨)는 작업편 홀더 제어기(132)를 경유하여, 제 1 세트의 전극(222, 224, 226, 228, 229) 및 제 2 세트의 전극(242, 244, 246, 248, 249)에 의해 규정된 바와 같은 제 1 패턴으로 작업편(102) 상에 방전 가공이 발생하는 제 1 전극 어레이(104)(도 3에 도시됨)와, 제 1 전극 어레이(104)의 프로세싱에 상보적인 패턴(예를 들어, 제 3 세트의 전극(252, 254, 256, 258, 259) 및 제 4 세트의 전극(282, 284, 286, 288, 289)에 의해 규정된 바와 같은)으로 작업편(102) 상에 전기 발생 가공이 발생하는 제 2 전극 어레이(106) 사이에서 작업편(102)을 교번적으로 이동시킬 수 있다. 교번적인 이동은 작업편(102)이 구성 요소 디자인에 의해 지시된 치수적 용도/형상에 도달할 때까지 계속된다. 따라서, 작업편(102)은 2개의 상보형 전극 어레이(104, 106) 사이의 작업편의 교번적인 이동에 의해 에어포일 내로 성형될 수 있고, 펄스 발생기(230, 231, 233, 234)에 의해 생성된 전기 방전을 조화시킬 수 있다. 일 실시예에서, 작업편(102)은 탱크(110) 내에 고정 유지될 수 있고, 반면 제 1 및 제 2 전극 어레이(104, 106)는 프로세싱을 위해 작업편(102)에 대해 조작/교번될 수도 있다. 일 실시예에서, 종래의 EDM에 대조적으로, 펄스 발생기(230 및/또는 231)는 탱크(110)가 양의 극성을 갖게 하고, 작업편 고정구(90)가 음성 극성을 갖게 할 수 있다.
필수적인 것은 아니지만, 도시된 바와 같이, 제 1 전극 어레이(104) 및 제 2 전극 어레이(106)는 작업편(102) 상에 보충하도록(예를 들어, 방해받지 않은 표면을 형성하도록) 구성될 수 있다. 도시된 예에서, 제 1 전극 어레이(104) 및 제 2 전극 어레이(106)는 블레이드용 에어포일 형상 또는 터빈용 노즐을 형성하도록 구성된다. 이 방식으로, 작업편(102)은 EDM 금형조각 디바이스(100)를 사용하여 실제적으로 간단한 또는 복잡한 임의의 형상으로 성형될 수 있다. 그러나, 1개, 2개 또는 2개 초과의 전극 어레이(104, 106)는 모두 제조될 구조체에 따라 사용될 수 있다는 것이 이해된다. 예를 들어, 몇몇 경우에, 제조된 구성 요소가 단지 1개의 영역에서 가공을 필요로 하는 경우에, 단지 1개의 전극만이 사용될 수도 있다. 유사하게, 제조된 부품이 동일한 특징을 갖는(예를 들어, 대칭임) 표면을 포함하는 경우에, 1개의 전극이 필수 영역의 가공을 수용하기 위해 충분한 작업편(102) 조작을 제공하는 작업편 고정구(90)로 각각의 표면을 가공하도록 채용될 수도 있다. 유사하게, 더 복잡한 제조된 구성 요소가 요구되는 경우에, 상이한 형상을 갖는 임의의 수의 전극이 채용될 수 있고, 작업편 고정구(90)는 하나 이상의 탱크(110) 내에서 이들 사이에 이동하도록 구성된다.
도 1, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, EDM은 그 내부에 현탁된(suspended) 작업편(102)의 입자를 포함하는 입자 함유 유체(112)(예를 들어, 유전성 오일)(화살표 내에 도시됨)를 생성한다. 종래의 EDM 금형조각을 사용하여 가공 속도를 증가시키는 것에 관련된 일 문제점은 작업편(102) 부근으로부터 입자를 제거하는 것이다. 도시된 실시예에서, 작업편(102)과 전극 어레이(104 또는 106) 사이의 공간(108)은 높은 온도를 갖는 입자 함유 유체(112)를 포함한다. 작업편(102)과 전극 어레이(104 또는 106) 사이의 계면은 수직으로 위치되기 때문에, 고온 유체(112)는 자연적으로 상향으로 유동하고 공간 외부로 몇몇 입자를 운반한다(예를 들어, 대류에 의해). 전극 어레이(104, 106)는 제 1 세트의 전극(222, 224, 226, 228, 229)과 제 2 세트의 전극(242, 244, 246, 248, 249) 사이에 채널(203)의 세트를 더 형성하고, 이 채널의 세트는 입자 및 유체(112)를 작업편(102)으로부터 더 흡인할 수 있다. 부가적으로, EDM 금형조각 디바이스(100)는 도 3 및 도 4에 도시된 작업편(102) 및/또는 전극 어레이(104, 106)의 이동을 통해, 입자 함유 유체(112)가 채널(203) 및 공간(108) 외로 적어도 부분적으로 흡인되게 할 수 있다. 즉, 작업편 고정구(90) 및/또는 전극 어레이(104, 106)를 경유하는 작업편(102)의 이동은 입자 함유 유체(112)를 공간(108) 및/또는 채널(203)로부터 플러싱하기에 충분한 공간(108) 및/또는 채널(203) 내에 유체 배출(예를 들어, 유체 압력 구배, 저압 영역, 펌핑 효과 등)을 야기하고, 이를 더 청결한 유체(112)로 교체한다. 따라서, 작업편(102) 및/또는 전극 어레이(104, 106)가 교번적으로 이동될 때마다, 더 청결한 유체(112)가 전극 어레이(104, 106)와 작업편(102) 사이의 공간(108) 및 채널(203) 내에 도입되고, 이는 더 고속의 더 양호한 가공을 허용한다.
실시예에서, 유체(112)는 임의의 제 1 세트의 전극(222, 224, 226, 228, 229)과 제 2 세트의 전극(242, 244, 246, 248, 249) 사이의 절연체로서 작용할 수 있다. 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 세트의 전극(222, 224, 226, 228, 229) 및 제 2 세트의 전극(242, 244, 246, 248, 249)은 이 경우에 표면의 완전한 가공을 보장하기 위해 이용될 수 있다. 즉, 도 3의 제 1 세트의 전극(222, 224, 226, 228, 229)은 소정의 세트의 위치를 가공하고, 도 4의 제 3 세트의 전극(252, 254, 256, 258, 259)은 전체 표면이 가공되는 것을 보장하도록 도 3의 제 1 세트의 전극(222, 224, 226, 228, 229) 사이의 공간에 의해 생성된 다른 소정의 세트의 위치를 가공한다. 다르게는, EDM 금형조각 디바이스(100)는 실질적으로 전술된 바와 같이 동작한다.
도 5를 참조하면, 정밀한 제조된 부분 및 대량 생산을 위한 사용에 대한 종래의 EDM 금형조각 기계에 대한 다른 과제는, 이것이 너무 낮은 금속 제거율(MRR)을 갖는 것 또는 대형 방전 흔적(discharge crater) 또는 거친 표면에 기인하여 불충분한 균일성의 가공을 생성한다는 것이다. 도 5는 종래의 다중 세그먼트 전극(590)에 대한 과제를 도시하고 있다. 당 기술 분야에 공지된 바와 같이, 다중 분할된 전극(590)은 그 사이에 절연층(594)(단지 하나만이 명료화를 위해 도면 부호로 나타내고 있음)에 의해 각각 분리된 다수의 전극 세그먼트(592)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 단일 펄스 발생기(596)가 단일 전압 펄스를 전달하기 위해 모든 다중 전극 세그먼트(592)에 결합되고, 이는 점화 지연 또는 간극 응력 부여 후에, 통상적으로 크기가 성장할 수 있는 전기 방전(599L)을 생성한다. 이 단일 방전 펄스 중에, 다른 세그먼트 상의 다른 더 작은 전기 방전(599S)은 방전(599L)에 의해 전극(592)과 작업편(502) 사이의 강하된 전압에 기인하여 발생하지 않을 수 있다. 매우 낮은 확률의 다른 전기 방전(599S)이 실질적으로 낮은 전류를 갖는 초기 방전(599L)보다 이후의 시간에 점화할 수 있는데, 이는 단축된 방전 주기 및 더 적은 제거량을 야기한다. 특정 펄스 주기 후에, 펄스는 턴오프되어 방전 에너지를 제어하고 다음의 방전 라운드에 대해 전극과 작업편 사이의 간극을 탈이온화한다. 전기 방전(599L, 599S)은 통상적으로 강도(전류) 및 방전 주기가 동일하지 않다. 더 구체적으로, 전기 방전의 강도 및 주기는 전극 세그먼트(592)와 작업편(102) 사이의 간격 및 작업편 및 전극의 표면들을 따라 다양할 수 있는 로컬 입자 밀도/온도에 의존한다. 전기 방전(599L)은 비교적 강하고 주기가 길고(방전의 우측에 대해 그래프의 'J'에 의해 도시된 바와 같이), 큰 금속 제거율 및 큰 흔적을 갖는 열악한 표면 품질을 야기한다. 대조적으로, 다른 전기 방전(599S)은 비교적 약하고 주기가 짧을 수 있고(방전의 우측에 그래프 'K'에 의해 도시된 바와 같이), 낮은 내지는 무시할만한(예를 들어, 비존재) 금속 제거율을 야기할 수 있다. 또한, 더 짧은 전기 방전(599S)은 전극을 마모시키는 경향이 있다. 따라서, 가공은 매우 불균일하고 일 위치에서 피팅(pitting) 및 다른 위치에서 불충분 가공(under-machining)을 야기할 수 있다. 이 상황은 정밀도가 요구되는 부분에 효과가 없고, 만곡된 표면이 생성되는 경우에 특히 심각할 수 있다. 다중 균일 전기 방전의 확률은, 상이한 위치들 및 오일 상황이 단일 펄스 소스에 의한 방전 균일성을 억제하기 때문에 매우 낮다. 그 결과, 높은 재료 제거율을 성취하기 위해, 다중 작은 방전보다는 단일의 큰 방전이 인가되어야 한다. 이는 큰 방전에 기인하는 표면 거칠기를 야기할 수 있다. 따라서, 다중 펄스 전극의 원래 목적은 다중 전극 세그먼트에 의해서도 실현되지 않는다.
도 6 및 도 7을 참조하면, EDM 금형조각 디바이스(100)의 전극 어레이(104 및/또는 106)는 복수의 전극 세그먼트(602)를 포함할 수 있다. 전극 어레이(104, 106)와 관련하여, 전극 세그먼트(602)는 작업편(102)에 부여하기 위한 형상(여기서, 평면형)을 포함할 수 있다. 그러나, 종래의 EDM 금형조각 디바이스에 대조적으로, 펄스 발생기(604)는 전극 어레이의 각각의 전극 세그먼트(602)에 결합된 개별 전기 펄스 발생기(606)를 포함한다. 각각의 전극 세그먼트(602)는 절연체(612)(예를 들어, 폴리머층, 유체 공간 등)에 의해 인접한 세그먼트로부터 전기적으로 절연될 수 있다. 게다가, 동일한 방전 주기 및 전류를 명령하는 펄스 제어기(608)가 각각의 개별 펄스 발생기(606)에 결합된다. 각각의 펄스 발생기(606)는 작업편(102)으로부터 재료를 제거하기 위해, 다른 전극 세그먼트(602)에 독립적으로 각각의 전극 세그먼트(602) 상에 동일한 방전 에너지를 갖는 전기 방전(610)을 생성하기 위한 독립적인 발진기를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 펄스 제어기(608)는 지정된 금속 제거율 및 표면 거칠기에 따라, 모든 펄스 발생기(606)에 동일한 방전 주기, 방전 전류 및 펄스 간격을 명령한다. 각각의 펄스 발생기(606)는 동일한 전압 진폭에서 전압 펄스를 런칭하고, 상이한 시간에 발생하는 로컬 유체(오일) 파괴를 대기한다. 로컬 파괴시에, 각각의 펄스 발생기(606)는 펄스 제어기(608)에 의해, 즉 카운터(도시 생략)를 경유하여 명령된 방전 주기를 카운트 다운하기 시작한다. 펄스 제어기(608)에 의해 명령된 동일한 방전 전류가 전자식으로 유지된다. 지정된 방전이 만료하자마자, 각각의 펄스 발생기(606)는 전압 펄스를 정지하여, 펄스 제어기(608)에 의해 명령된 바와 같이 모든 전극 세그먼트에 대해 동일한 펄스 주기를 생성한다. 각각의 펄스 발생기(606) 내의 카운터는 또한 명령된 펄스 간격을 유지할 수도 있다. 로컬 파괴는 상이한 로컬 간극 상태(예를 들어, 상이한 입자 밀도, 간극 크기 및 온도)에 의존하고 상이한 시간에 랜덤하게 점화하기 때문에, 각각의 독립적인 펄스 발생기(606)는 균일한 전기 방전을 성취하기 위해 그 각각의 전극 세그먼트(602)의 특정 로컬 상황에 전용된다. 이들 독립적인 펄스 발생기(606)는 서로 통신하지 않을 수도 있지만, 특정 전극 세그먼트(602)에 개별적으로 대응하는 그 자신의 로컬 간극 상황에 적응한다. 도 7에서, 전기 방전(210)은 독립적으로 방전한다(예를 들어, 상이한 시간에, 상이한 전력으로 등). 동일한 펄스 간격이 상이한 세그먼트(602)에 대해 상이한 시간 인스턴스에 제공될 수도 있다. 그러나, 시스템은 동일한 방전 에너지, 즉 동일한 방전 주기 및 전류를 유지한다. 즉, 전극 세그먼트와 동수의 전기 방전이 존재하지만, 방전은 동일한 주기를 지속하지만, 상이한 시간에 시작되고 정지한다. 독립적인 전용 펄스 발생기(606)는 이들을 균일하게 하지만 비동기화된 방전을 가능하게 한다. 세그먼트(602)는 다른 전기 방전과 강도 및 주기가 실질적으로 동일하게 된 각각의 전기 방전(610)을 갖기 위해 동일한 방전 주기/전류를 구비할 수 있기 때문에, 가공 결과는 MRR 방법으로부터 향상될 수도 있고, 균일한 흔적을 갖는 향상된 표면 품질이 생성된다. 더욱이, 전극 어레이(104, 106)의 수명 사이클은 더 양호하게 제어될 수 있다. 본 명세서의 실시예를 참조하여 설명된 구성 요소들의 배향, 배치 및/또는 구성은 단지 예시적인 것이고, 임의의 배향, 배치 및/또는 수직 구성을 포함하는 구성이 본 발명의 실시예에 포함될 수도 있다는 것이 이해된다.
전극 어레이(104 및/또는 106)는 도 7에 도시된 바와 같이, 도 1 내지 도 4의 EDM 금형조각 디바이스(100)를 포함하는 임의의 EDM 금형조각 기계와 함께 사용될 수도 있다. 이 경우에, 제 1 전극 어레이(104) 및 제 2 전극 어레이(106)는 도 7에 도시된 바와 같이 구성된 복수의 전극 세그먼트(602)를 각각 포함할 수 있다.
전극 어레이(104, 106)를 갖는 EDM 금형조각 디바이스(100)의 동작이 이제 설명될 것이다. 작업편 홀더 제어기(132)는 작업편 고정구(90) 및 따라서 작업편(102)의 이동을 제어한다. 기계 컴퓨터 수지 제어(CNC) 하에서, 작업편 홀더 제어기(132)는 탱크(110) 내의 그리고 전극 어레이(104, 106) 사이의 위치로 작업편(102)을 구동한다. EDM 프로세스 중에, 작업편 홀더 제어기(132)는 작업편(102)과 전극 어레이(104 및/또는 106)(및 제공되면, 각각의 세그먼트(602)) 사이의 (간극) 전압을 검출하고, 검출된 전압에 기초하여 전극 어레이(104 및/또는 106)를 향한 작업편(102)의 이송 속도를 제어한다. 높은 간극 전압은 높은 이송 속도를 유도하고, 반면 낮은 간극 전압은 단락 또는 아크 발생을 탈출하기 위한 낮은 이송 속도 또는 심지어 작업편 후퇴를 유도한다. 작업편 홀더 제어기(132)는 임계치보다 낮은 간극 전압을 갖는 복수의 전극 세그먼트(602) 중 하나로부터 전기 방전에 응답하여 전극 어레이(104 및/또는 106)로부터의 거리 또는 작업편(102) 이송을 감소시킬 수 있다. 이 상황은 단락 또는 아크 발생이 소정의 위치에서 발생할 수도 있다는 것을 나타낸다. 임계치는 예를 들어 피팅 또는 다른 형태의 잠재적인 손상을 발생하는 이러한 크기의 간극 상태를 표현하는 소정의 간극 전압으로 설정될 수도 있다. 유사하게, 작업편 홀더 제어기(132)는 복수의 전극 세그먼트 중 어느 것도 작업편으로 방전하지 않는다는 것에 응답하여 전극 어레이(104 및/또는 106)를 향한 작업편(102)의 이송 속도를 증가시킬 수 있다. 이 상황은 전극 세그먼트(602)가 작업편(102)으로부터 충분한 재료를 각각 가공하여 전극 어레이(104 및/또는 106)와 작업편(102) 사이의 간격이 추가의 간극 파괴를 위해 너무 멀리 있게 되는 경우에 발생한다. 더욱이, 작업편 홀더 제어기(132)는 복수의 전극 세그먼트(602) 모두가 예측된 방전 전압 레벨에서 작업편에 방전하는 것에 응답하여 전극 어레이(104 및/또는 106)를 향한 작업편(102)의 이송 속도를 유지한다. 이 상황은 전극 세그먼트(602)가 동일한 증분으로 가공되어 전극 어레이(104, 106)와 작업편(102) 사이의 간격이 추가의 균일한 가공을 위해 충분하게 되는 경우에 발생한다. 이러한 것은 종종 작업편(102)이 실질적으로 원하는 형상을 취하는 가공의 마무리 부근에 해당한다. 대안적으로, 하나 또는 다수의 전극 세그먼트(602)가 예측된 방전 전압 레벨에서 작업편(102)에 방전하면, 이송 속도가 또한 유지된다. 이는 만곡된 전극 표면의 일부 돌출부가 전극의 다른 전극 세그먼트(들)(602)가 결합하기 전에 작업편(102)에 결합될 때 발생할 수도 있고, 이들 돌출부는 공간이 너무 커서 파괴 및 방전을 일으키게 된다.
도 8을 참조하면, EDM 디바이스 제어 시스템(907)을 포함하는 예시적인 실시예(900)가 본 발명에 따라 도시되어 있다. 실시예(900)는 본 명세서에 설명된 다양한 프로세스를 수행할 수 있는 컴퓨터 인프라구조(902)를 포함한다. 특히, 컴퓨팅 디바이스(910)가 본 발명의 프로세스 단계를 수행함으로써 EDM 디바이스의 동작을 분석하는 것을 가능하게 하는 EDM 디바이스 제어 시스템(907)을 포함하는 컴퓨터 인프라구조(902)가 도시되어 있다. 일 실시예에서, 컴퓨팅 디바이스(910)는 전극 세그먼트(602), 전극 어레이(104, 106) 및 작업편(102) 사이의 효율 및/또는 간극의 세트를 결정할 수 있다.
일 실시예에서, 컴퓨팅 디바이스(910) 및/또는 EDM 디바이스 제어 시스템(907)은 EDM 프로세스의 분석을 위해 전극 세그먼트(602), 전극 어레이(104, 106) 및/또는 작업편(102) 사이의 일련의 전기 펄스를 모니터링할 수 있다. 이들 펄스의 모니터링은 EDM 프로세스의 통계적 모델을 생성한다. 일 실시예에서, 복수의 펄스는 어느 것이 가장 활성 전극/채널(예를 들어, 스파크 또는 단락 전류를 트리거링하는 최고 백분율의 상호 작용하는 펄스 또는 활성 펄스를 갖는 전극 및/또는 채널)인지를 발견/결정하기 위해 각각의 전극 및/또는 채널로부터 모니터링될 수도 있다. 일단 컴퓨팅 디바이스(910) 및/또는 EDM 디바이스 제어 시스템(907)이 이러한 결정을 행하면, 간극 감지 회로는 새로운 더 활성 채널(예를 들어, 발견된 전극에서 최소인 간극 크기를 갖는 채널)이 컴퓨팅 디바이스(910) 및/또는 EDM 디바이스 제어 시스템(907)에 의해 발견될 때까지 이 전극/채널의 간극 전압을 따를 수도 있다. 동작 중에, 다른 채널은 작업편과 간극을 통해 통과하는 랜덤 입자에 기인하여 최저 전압 판독치를 산발적으로/주기적으로 제공할 수 있지만, 이들 격리된 사건들은 최소 간극을 갖는 전극이 아니라 컴퓨팅 디바이스(910) 및/또는 EDM 디바이스 제어 시스템(907)에 의해 검출되고 식별될 수 있다. 일 실시예에서, 간극 감지 회로는 가장 활성 간극을 모니터링하고, 이들 더 큰 간극으로부터의 낮은 전압이 단명하는 랜덤 입자 또는 브리지에 의해 발생될 수 있기 때문에, 다른 채널에서 검출된 임의의 더 낮은 전압을 무시한다. 따라서, 간극 감지 회로 및/또는 알고리즘은 더 안정한 이송 속도 및 더 높은 효율을 유도할 수도 있다.
전술된 바와 같이 그리고 이하에 더 설명되는 바와 같이, EDM 디바이스 제어 시스템(907)은 컴퓨팅 디바이스(910)가 무엇보다도, 본 명세서에 설명된 EDM 프로세스 분석 및 제어 특징을 수행하는 것을 가능하게 하는 기술적 효과를 갖는다. 도 8에 도시된 다양한 구성 요소의 일부는 컴퓨팅 디바이스(910) 내에 포함된 하나 이상의 컴퓨팅 디바이스에 대해 독립적으로 구현되고, 조합되고 그리고/또는 메모리에 저장될 수 있다는 것이 이해된다. 또한, 구성 요소들 및/또는 기능성의 일부는 구현되지 않을 수도 있고 또는 부가의 방안들 및/또는 기능성이 EDM 디바이스 제어 시스템(907)의 부분으로서 포함될 수 있다는 것이 이해된다.
메모리(912), 프로세서 유닛(PU)(914), 입출력(I/O) 인터페이스(916) 및 버스(918)를 포함하는 컴퓨팅 디바이스(910)가 도시되어 있다. 또한, 외부 I/O 디바이스/리소스(920) 및 저장 시스템(922)과 통신하는 컴퓨팅 디바이스(910)가 도시되어 있다. 당 기술 분야에 공지된 바와 같이, PU(914)는 메모리(912) 및/또는 저장 시스템(922)에 저장된 EDM 디바이스 제어 시스템(907)과 같은 컴퓨터 프로그램 코드를 실행한다. 컴퓨터 프로그램 코드를 실행하는 동안, PU(914)는 메모리(912), 저장 시스템(922) 및/또는 I/O 인터페이스(916)로/로부터 그래픽 사용자 인터페이스(930) 및/또는 운영 데이터(934)와 같은 데이터를 판독하고 그리고/또는 기록할 수 있다. 버스(918)는 컴퓨팅 디바이스(910) 내의 각각의 구성 요소 사이에 통신 링크를 제공한다. I/O 디바이스(920)는 사용자가 컴퓨팅 디바이스(910)와 상호 작용하는 것을 가능하게 하는 임의의 디바이스 또는 컴퓨팅 디바이스(910)가 하나 이상의 다른 컴퓨팅 디바이스와 통신하는 것을 가능하게 하는 임의의 디바이스를 포함할 수 있다. 입출력 디바이스(이들에 한정되는 것은 아니지만, 키보드, 디스플레이, 포인팅 디바이스 등을 포함함)가 직접적으로 또는 개입하는 I/O 제어기를 통해 시스템에 결합될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 도 8에 도시된 바와 같이, 환경(900)은 작업편(102) 및 컴퓨팅 디바이스(910)에 통신가능하게 접속된(예를 들어, 무선 또는 유선 수단을 경유하여) 제 1 전극 어레이(104) 및 제 2 전극 어레이(106)를 선택적으로 포함할 수도 있다. 제 1 전극 어레이(104) 및 제 2 전극 어레이(106)는 전압계 등을 포함하는, 공지된 바와 같은 임의의 수의 센서를 포함할 수 있다.
어느 경우든, 컴퓨팅 디바이스(910)는 사용자에 의해 설치된 컴퓨터 프로그램 코드를 실행하는 것이 가능한 임의의 범용 컴퓨팅 제조 물품(예를 들어, 퍼스널 컴퓨터, 서버, 휴대형 디바이스 등)을 포함할 수 있다. 그러나, 컴퓨팅 디바이스(910)는 단지 본 명세서의 다양한 프로세스 단계를 수행할 수도 있는 다양한 가능한 등가의 컴퓨팅 디바이스 및/또는 기술자를 표현한다는 것이 이해된다. 이 정도로, 다른 실시예에서, 컴퓨팅 디바이스(910)는 특정 기능을 수행하기 위한 하드웨어 및/또는 컴퓨터 프로그램 코드를 포함하는 임의의 특정 용도 컴퓨팅 제조 물품, 특정 용도 및 범용 하드웨어/소프트웨어의 조합을 포함하는 임의의 컴퓨팅 제조 물품 등을 포함할 수 있다. 각각의 경우에, 프로그램 코드 및 하드웨어는 각각 표준 프로그래밍 및 엔지니어링 기술을 사용하여 생성될 수 있다. 일 실시예에서, 컴퓨팅 디바이스(910)는 분산형 제어 시스템일 수 있고/포함할 수 있다.
도 9를 참조하면, 예시적인 방법 흐름도가 본 발명의 실시예에 따라 도시되어 있다. 프로세스 P1에서, 작업편(102)은 EDM 디바이스(100)에 의한 가공/프로세싱을 위해 탱크(110) 내에 배치된다. 이는 작업편 고정구(90)로의 접속 및/또는 조작을 포함할 수 있다. 프로세스 P1 후에, 프로세스 P2에, 기술자 및/또는 컴퓨팅 디바이스(910)는 EDM 가공을 위해 적절한 거리(예를 들어, 안전하고 효율적인 전기 방전 및 재료 제거를 가능하게 하는 거리에서 각각의 전극이 작업편의 표면에 근접한 거리)에서 제 1 전극 어레이(104)에 근접하여 작업편(102)을 배치한다. 프로세스 P2 후에, 프로세스 P3에서, 기술자 및/또는 컴퓨팅 디바이스(910)는 재료 제거를 위해 작업편(102)과 제 1 전극 어레이(104) 사이에 전기 방전을 생성하는 펄스 발생기(606)의 세트를 활성화한다. 일 실시예에서, 작업편 고정구(90)는 작업편 홀더 제어기 및/또는 컴퓨팅 디바이스(910)로부터 수신된 명령에 기초하여 가공 중에 작업편(102)을 이동/조작할 수도 있다.
일 실시예에서, 기술자, 컴퓨팅 디바이스(910) 및/또는 PU(214)는 기하학적 테이블, 작업편(102) 및 제 1 전극 어레이(104)에 통신가능하게 접속된 간극 감지 회로, 전압계, 방전 전압 타이밍 메커니즘 등 중 임의의 하나에 액세스할 수 있다. 기술자, 컴퓨팅 디바이스(910) 및/또는 PU(214)는 작업편(102)의 적절한 배치 및/또는 조작 및/또는 제 1 전극 어레이(104) 내의 각각의 전극을 위한 방전 주파수 또는 전압을 결정하기 위해 이들 디바이스(예를 들어, 간극 감지 회로)로부터 얻어진 데이터를 비교할 수 있다. 프로세스 P3 후에, 프로세스 P4에서, 기술자, 컴퓨팅 디바이스(910) 및/또는 PU(214)는 제 1 전극 어레이(104) 및 작업편(102)을 분리하고, 작업편(102)과 제 2 전극 어레이(106)를 EDM 가공을 위해 적절한 거리에서 서로 근접하여 배치할 수 있다.
프로세스 P4 후에, 프로세스 P5에서, 기술자, 컴퓨팅 디바이스(910) 및/또는 PU(214)는 재료 제거를 위해 작업편(102)과 제 2 전극 어레이(106) 사이에 전기 방전을 생성하는 펄스 발생기(606)의 세트를 활성화한다. 일 실시예에서, 작업편 고정구(90)는 작업편 홀더 제어기 및/또는 컴퓨팅 디바이스(910)로부터 수신된 명령에 기초하여 가공 중에 작업편(102)을 이동/조작할 수 있다.
일 실시예에서, 기술자, 컴퓨팅 디바이스(910) 및/또는 PU(214)는 기하학적 테이블, 작업편(102) 및 제 2 전극 어레이(106)에 통신가능하게 접속된 간극 감지 회로, 전압계, 방전 전압 타이밍 메커니즘 등 중 임의의 하나에 액세스할 수 있다. 기술자, 컴퓨팅 디바이스(910) 및/또는 PU(214)는 작업편(102)의 적절한 배치 및/또는 조작 및/또는 제 2 전극 어레이(106) 내의 각각의 전극을 위한 방전의 주파수 또는 전압을 결정하기 위해 이들 디바이스(예를 들어, 간극 감지 회로)로부터 얻어진 데이터를 비교할 수 있다. 프로세스 P5 후에, 프로세스 P6에서, 작업편(102)은 원하는 형상 및/또는 마무리를 얻을 때까지 제 1 전극 어레이(104) 및 제 2 전극 어레이(106) 내의 가공 사이에 교번된다. 프로세스 P6 후에, 프로세스 P7에서, 작업편(102)은 일단 원하는 형상을 얻고/원하는 구성 요소가 되면 탱크(110)로부터 제거된다.
도면의 데이터 흐름도 및 블록도는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 시스템, 방법 및 컴퓨터 프로그램 제품의 가능한 구현예의 아키텍처, 기능성 및 동작을 도시한다. 이와 관련하여, 흐름도 또는 블록도의 각각의 블록은 지정된 논리 기능(들)을 구현하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 명령을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 부분을 표현할 수도 있다. 몇몇 대안적인 구현예에서, 블록 내에 언급된 기능은 도면에 언급된 순서 이외로 실행될 수 있다는 것이 또한 주목되어야 한다. 예를 들어, 연속적으로 도시된 2개의 블록은 실제로 실질적으로 동시에 실행될 수도 있고, 또는 블록들은 때때로 수반된 기능성에 따라 반대 순서로 실행될 수도 있다. 블록도 및/또는 흐름도의 각각의 블록 및 블록도 및/또는 흐름도의 블록의 조합은 지정된 기능 또는 동작 또는 특정 용도 하드웨어 및 컴퓨터 명령의 조합을 수행하는 특정 용도 하드웨어 기반 시스템에 의해 구현될 수 있다는 것이 또한 주목될 것이다.
도 10을 참조하면, 실시예에 따른 간극 감지 회로(802)를 포함하는 EDM 디바이스(100)의 부분이 도시되어 있다. 간극 감지 회로(802)는 전압 방전 피크를 감지하고, 얼마나 많은 재료가 단일 전극 및/또는 복수의 전극으로부터 제거되는지를 결정할 수 있다. 일 실시예에서, 간극 감지 회로(802)는 EDM 디바이스(100)가 방전되는 시간만을 고려할 수 있다. 일 실시예에서, 간극 감지 회로(802)는 컴퓨팅 디바이스(910)의 명령에 기초하여 동작할 수 있다. 간극 감지 회로(802)는 작업편(102)과 제 1 전극 어레이(104) 및/또는 제 2 전극 어레이(106)의 각각의 전극 사이의 공간을 감지할 수 있다. 컴퓨팅 디바이스(910)는 간극 감지 회로(802)에 통신가능하게 접속될 수 있고, 펄스 발생기(606)의 활성화 및 사용 및/또는 작업편(102)의 조작 및/또는 이송을 결정하기 위해 그로부터 얻어진 데이터를 프로세싱할 수 있다.
도 10에 도시된 실시예에서, 간극 감지 회로(802)는 서로 접속된 전압 분배기(830) 및 전압 적분기(840), 접지(850) 및/또는 작업편(102) 및 전극(222)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 접지(850)는 기계 탱크 및/또는 본체를 포함할 수 있다. 전압 적분기(840)는 또한 조작자, 컴퓨팅 디바이스(910) 등에 의해 결정될 수 있는 기준 전압(870)에 접속될 수도 있다. 컴퓨팅 디바이스(910) 및/또는 간극 감지 회로(802)는 전압 분배기(830) 및 전압 적분기(840)에 의해 얻어지고 비교된 측정치에 기초하여 작업편(102)의 이송 제어를 결정할 수 있다. 도 11에 도시된 일 실시예에서, 샘플 및 유지 회로(880)는 전압 분배기(830)와 전압 적분기(840) 사이에 배치될 수 있다. 평균 간극 전압은 간극 전압 감소의 시간 적분을 경유하여 결정될 수 있다. 그러나, 평균 간극 전압은 펄스들 사이의 간극 전압을 계속 모니터링함으로써 스큐잉될 수 있고, 이 오프-타임 모니터링은 간극 감소(예를 들어, 순간 단락, 순간 터칭 등)로서 펄스들 사이의 간극을 잘못 감지한다. 샘플 및 유지 회로(880)는 오프-타임 중에 임의의 제로 간극 전압을 무시하기 위해 컴퓨팅 디바이스(910) 및/또는 간극 감지 회로(802)를 트리거링함으로써 간극 전압으로부터 오프-시간을 결합 해제한다. 일 실시예에서, 샘플 및 유지 회로(880)는 펄스가 턴오프되기 직전에 등가인 간극 전압 레벨을 유지할 수도 있다. 샘플 및 유지 회로(880)는 펄스가 다음 사이클에 턴온될 때까지 이 레벨로 간극 전압을 유지한다. 따라서, 샘플링 및/또는 감지는 전압 펄스가 재시작/재턴온되자마자 재개되고, 오프 타임 중의 간극 신호 왜곡에 기인하는 정보 왜곡은 제거되고 제어 성능이 향상된다.
유지 모드에서, 전압 감지는 일단 전압 펄스가 펄스 간격 또는 오프 타임에 대해 턴오프되면 전압 신호 레벨을 유지함으로써 중지된다. 전압이 다른 펄스를 온-타임에 시작하도록 턴온될 때, 간극 감지 회로(802)는 펄스 오프-타임에서 유지 모드로부터 샘플 모드로 복귀된다. 펄스 오프-타임에, 펄스 발생기가 유전성 탈이온화를 위해 전압을 턴오프하기 때문에 방전 및 간극 정보가 존재하지 않는다. 간극 감지 회로(802)는 평균 간극 전압을 검출한다. 높은 간극 전압은 큰 간극을 지시하고, 간극을 폐쇄하기 위해 높은 이송 속도를 명령한다. 다르게는, 낮은 간극 전압은 낮은 간극을 지시한다. 그러나, 긴 펄스 오프-타임은 또한 간극 전압 또는 평균 전압을 낮추지만, 더 작은 간극 크기를 지시하지 않는다. 간극 전압에 대한 펄스 오프-타임의 효과는 간극 전압이 펄스 오프-타임이 아니라 단지 간극 크기 및 방전 상태에만 의존하도록 배제된다. 배제는 샘플 및 유지 회로(880)에 의해 행해진다. 이는 가변 오프-타임이 간극 감지 전압으로부터 개별적으로 배제될 수 있는 다중 독립 펄스 발생기(660)에 특히 유용하다.
실시예에서, 타이밍 디바이스(884)(예를 들어, 온-앤-오프 타임 발진기, 펄스 발생기(606)용 클럭)가 샘플 및 유지 회로(880)에 또한 접속될 수 있어, 이에 의해 단지 전압 펄스가 턴온될 때에만 간극 감지 회로(802)에 의한 감지 및 계산을 가능하게 한다. 이 타이밍 디바이스(884) 및 그 후속의 시기 적절한 측정은 방전이 발생하지 않고 또한 간극 전압이 인가되지 않는 기간 중에 감지를 감소함으로써 측정 및 계산의 간섭 및 노이즈를 감소시킨다. 도 12에 도시된 바와 같이, 전압 분배기(830)는 타이밍 디바이스(884)로부터 논리 입력을 또한 수신할 수 있는 샘플 및 유지 회로(880)에 아날로그 입력을 제공할 수 있다. 일단 샘플 및 유지 회로(880)가 이들 입력을 수신하여 프로세싱하면, 샘플 및 유지 회로(880)는 작업편(102)을 위한 적절한 이송 속도의 추가의 프로세싱(예를 들어, 평균 간극 전압의 결정) 및 결정을 위해 전압 적분기(840)에 데이터를 출력할 수 있다.
도 13을 참조하면, 복수의 간극 감지 회로(802)를 포함하는 EDM 디바이스(100)의 부분이 실시예에 따라 도시되어 있다. 이 실시예에서, 각각의 전극(예를 들어, 222, 224, 226 등)은 간극 감지 회로(802)에 접속된다. 복수의 간극 감지 회로(802)는 서로 그리고/또는 병렬 광 분리기(850) 및 다중 채널 신호 프로세서(870)의 세트를 경유하여 컴퓨팅 디바이스(910)에 통신가능하게 접속된다. EDM 디바이스(100)의 동작 중에, 각각의 간극 감지 회로(802)는 특정 전극(222, 224 및/또는 226)을 감지/모니터링할 수 있어, 작업편(102)을 위한 일반 이송 신호(890)를 결정하기 위해 범용 기준 전압에 데이터를 비교하는 다중 채널 신호 프로세서(870)에 모니터링 및 릴레이 결과를 프로세싱한다.
본 발명의 EDM 금형조각 디바이스, 시스템 및 방법은 임의의 하나의 제조 시스템, 프로세싱 시스템 또는 다른 시스템에 한정되는 것은 아니고, 다른 제조 시스템과 함께 사용될 수도 있다. 부가적으로, 본 발명의 시스템은 본 명세서에 설명된 제어, 품질 및 효율로부터 이득을 얻을 수 있는 본 명세서에 설명되지 않은 다른 시스템과 함께 사용될 수 있다.
당 기술 분야의 숙련자에 의해 이해될 수 있는 바와 같이, 본 명세서에 설명된 시스템은 시스템(들), 방법(들), 조작자 디스플레이(들) 또는 컴퓨터 프로그램 제품(들)으로서, 예를 들어 파워 플랜트 시스템, 전력 발전 시스템, 터빈 시스템 등의 부분으로서 실시될 수도 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 전적으로 하드웨어 실시예, 전적으로 소프트웨어 실시예(펌웨어, 상주 소프트웨어, 마이크로-코드 등을 포함함) 또는 "회로", "모듈", "네트워크" 또는 "시스템"으로서 본 명세서에 모두 일반적으로 칭할 수도 있는 소프트웨어 및 하드웨어 양태를 조합하는 실시예의 형태를 취할 수도 있다. 더욱이, 본 발명은 매체 내에 구체화된 컴퓨터 사용 가능 프로그램 코드를 갖는 임의의 탠저블 표현 매체로 구체화된 컴퓨터 프로그램 제품의 형태를 취할 수도 있다.
하나 이상의 컴퓨터 사용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 매체(들)의 임의의 조합이 이용될 수도 있다. 컴퓨터 사용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 매체는 예를 들어, 전자, 자기, 광학, 전자기, 적외선 또는 반도체 시스템, 장치 또는 디바이스를 포함할 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 컴퓨터 판독 가능 매체의 더 특정예(비배제적인 리스트)는 이하의 것, 즉 하나 이상의 와이어를 갖는 전기 접속부, 휴대용 컴퓨터 디스켓, 하드 디스크, 랜덤 액세스 메모리(RAM), 판독 전용 메모리(ROM), 소거 가능 프로그램 가능 판독 전용 메모리(EPROM 또는 플래시 메모리), 광 파이버, 휴대용 컴퓨터 디스크 판독 전용 메모리(CD-ROM), 광학 저장 디바이스, 인터넷 또는 인트라넷을 지원하는 것들과 같은 전송 매체, 또는 자기 저장 디바이스를 포함할 것이다. 컴퓨터 사용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 매체는, 프로그램이 예를 들어 페이퍼 또는 다른 매체의 광학 스캐닝을 경유하여 전자식으로 캡처되고, 이어서 컴파일링되고, 해석되거나 적합한 방식으로 다른 방식으로 프로세싱되고, 필요하다면 이어서 컴퓨터 메모리에 저장될 수 있기 때문에, 프로그램이 인쇄되는 페이퍼 또는 다른 적합한 매체일 수도 있다는 것을 주목하라. 본 명세서의 문맥에서, 컴퓨터 사용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 매체는 명령 실행 시스템, 장치 또는 디바이스에 의해 또는 그와 관련하여 사용을 위한 프로그램을 포함하고, 저장하고, 통신하거나 전송할 수 있는 임의의 매체일 수도 있다. 컴퓨터 사용 가능 매체는 기저대역 또는 반송파의 부분으로서 그와 함께 구체화된 컴퓨터 사용 가능 프로그램 코드를 갖는 전파된 데이터 신호를 포함할 수 있다. 컴퓨터 사용 가능 프로그램 코드는 이들에 한정되는 것은 아니지만, 무선, 유선, 광 파이버 케이블, RF 등을 포함하는 임의의 적절한 매체를 사용하여 전송될 수도 있다.
본 발명의 동작을 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램 코드는 자바, 스몰토크, C++ 등과 같은 객체 지향성 프로그래밍 언어 및 "C" 프로그래밍 언어 또는 유사한 프로그래밍 언어와 같은 종래의 절차적 프로그래밍 언어를 포함하는 하나 이상의 프로그래밍 언어의 임의의 조합으로 기록될 수도 있다. 프로그램 코드는 사용자의 컴퓨터 상에 전적으로, 사용자의 컴퓨터 상에 부분적으로, 자립식 소프트웨어 패키지로서, 사용자의 컴퓨터 상에 부분적으로 그리고 원격 컴퓨터 상에 부분적으로 또는 원격 컴퓨터 또는 서버 상에 전적으로 실행될 수 있다. 후자의 시나리오에서, 원격 컴퓨터는 근거리 통신망(LAN) 또는 원거리 통신망(WAN)을 포함하는 임의의 유형의 네트워크를 통해 사용자의 컴퓨터에 접속될 수 있고, 또는 접속은 외부 컴퓨터로 행해질 수도 있다(예를 들어, 인터넷 서비스 공급자를 사용하여 인터넷을 통해).
이들 컴퓨터 프로그램 명령은 또한 컴퓨터 또는 다른 프로그램 가능 데이터 프로세싱 장치가 특정 방식으로 기능하게 명령할 수 있는 컴퓨터 판독 가능 매체 내에 저장될 수도 있어, 컴퓨터 판독 가능 매체 내에 저장된 명령이 블록도 블록 또는 블록들에 지정된 기능/동작을 구현하는 명령 수단을 포함하는 제조 물품을 생성하게 된다.
컴퓨터 프로그램 명령은 또한 컴퓨터 또는 다른 프로그램가능 데이터 처리 장치에 로딩될 수 있어, 일련의 동작 단계들로 하여금 컴퓨터 또는 다른 프로그램 가능 장치에서 수행되도록 하여 컴퓨터 구현된 프로세스를 생성하고, 이로써 컴퓨터 또는 다른 프로그램가능 장치상에서 실행되는 명령은 흐름도 및/또는 블록도의 블록 또는 블록들에 지정된 기능/동작을 구현하기 위한 프로세스를 제공한다.
본 명세서에 설명된 바와 같이, 다양한 시스템 및 구성 요소가 데이터(예를 들어, 동작 데이터, 구성 요소 온도, 시스템 사양 등)를 "얻는 것" 및/또는 "전송하는 것"으로서 설명되어 있다. 대응 데이터가 임의의 해결책을 사용하여 얻어질 수 있다는 것이 이해된다. 예를 들어, 대응 시스템/구성 요소는 데이터를 생성하고 그리고/또는 생성하는데 사용되고, 하나 이상의 데이터 저장부 또는 센서(예를 들어, 데이터베이스)로부터 데이터를 검색하고, 다른 시스템/구성 요소로부터 데이터를 수신하고 그리고/또는 유사한 것을 행할 수 있다. 데이터가 특정 시스템/구성 요소에 의해 생성되지 않을 때, 다른 시스템/구성 요소가 도시된 시스템/구성 요소로부터 별도로 구현될 수 있고, 이는 데이터를 생성하고 이를 시스템/구성 요소에 의한 액세스를 위해 시스템/구성 요소 및/또는 저장부에 제공한다는 것이 이해된다.
본 명세서에 사용된 용어는 단지 특정 실시예를 설명하기 위한 것이고, 본 발명의 한정이 되도록 의도된 것은 아니다. 본 명세서에 사용될 때, 단수 형태의 용어("일(a, an)" 및 "상기(the)")는, 문맥상 명백히 달리 지시되지 않으면, 복수의 형태를 마찬가지로 포함하도록 의도된다. 용어 "포함한다" 및/또는 "포함하는"은 본 명세서에 사용될 때, 언급된 특징, 완전체, 단계, 동작, 요소 및/또는 구성 요소의 존재를 설명하지만, 하나 이상의 다른 특징, 완전체, 단계, 동작, 요소, 구성 요소 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하는 것은 아니라는 것이 또한 이해될 것이다.
이 기록된 설명은 최선의 모드를 포함하여 본 발명을 개시하고, 또한 당 기술 분야의 임의의 숙련자가 임의의 디바이스 또는 시스템을 제조하고 사용하는 것과 임의의 합체된 방법을 수행하는 것을 포함하여, 본 발명을 실시하게 할 수 있도록 예를 사용하고 있다. 본 발명의 특허 가능한 범주는 청구범위에 의해 규정되고, 당 기술 분야의 숙련자들에 발생하는 다른 예를 포함할 수도 있다. 이러한 다른 예는, 이들이 청구범위의 문자 언어와 상이하지 않은 구조적 요소를 가지면, 또는 이들이 청구범위의 문자 언어와 비실질적인 차이를 갖는 등가의 구조적 요소를 포함하면, 청구범위의 범주 내에 있는 것으로 의도된다.
용어 "제 1", "제 2" 등은 임의의 순서, 양 또는 중요도를 나타내는 것은 아니고, 오히려 일 요소를 다른 요소로부터 구별하는데 사용되고, 단수표현의 용어는 양의 제한을 나타내는 것은 아니고, 오히려 언급된 아이템 중 적어도 하나의 존재를 나타낸다. 양과 관련하여 사용된 수식어 "약"은 언급된 값을 포함하고, 문맥에 의해 지시된 의미를 갖는다(예를 들어, 특정 양의 측정과 연관된 에러의 정도를 포함함). 접미사 "(들)"은 본 명세서에 사용될 때, 이것이 수식하는 용어의 단수 및 복수의 모두를 포함하여, 이에 의해 그 용어의 하나 이상을 포함하는 것으로 의도된다(예를 들어, 금속(들)은 하나 이상의 금속을 포함함). 본 명세서에 개시된 범위는 포함적인 것이고 독립적으로 조합 가능하다(예를 들어, "최대 약 25 wt% 또는 더 구체적으로 약 5 wt% 내지 약 20 wt%의 범위는 종점 및 "약 5 wt% 내지 약 25 wt%"의 범위의 모든 중간값을 포함하는 등이다).
다양한 실시예가 본 명세서에 설명되었지만, 요소, 변경 또는 개량의 다양한 조합이 당 기술 분야의 숙련자들에 의해 행해질 수도 있고, 본 발명의 범주 내에 있다는 것이 명세서로부터 이해될 수 있을 것이다. 게다가, 다수의 수정이 그 본질적인 범주로부터 벗어나지 않고 본 발명의 교시에 특정 상황 또는 재료를 적응하도록 행해질 수도 있다. 따라서, 본 발명은 본 발명을 수행하기 위해 고려되는 최선의 모드로서 개시된 특정 실시예에 한정되는 것은 아니라, 본 발명은 첨부된 청구범위의 범주 내에 있는 모든 실시예를 포함할 것으로 의도된다.
100: EDM 금형조각 디바이스 102: 작업편
104: 제 1 전극 어레이 106: 제 2 전극 어레이
110: 탱크 112: 유체
203: 채널 230, 231, 233, 234: 펄스 발생기

Claims (20)

  1. 방전 가공(electric discharge machining: EDM) 금형조각 디바이스에 있어서,
    유체를 유지하기 위한 탱크와,
    상기 탱크 내의 제 1 전극 어레이 - 상기 제 1 전극 어레이는 작업편을 성형하도록 구성된 복수의 전극을 포함함 - 와,
    상기 작업편을 유체 내에 적어도 부분적으로 침지되게 하고 상기 제 1 전극 어레이에 근접하게 위치설정하기 위한 작업편 고정구와,
    상기 작업편으로부터 재료를 제거하기 위해 상기 작업편과 상기 제 1 전극 어레이 사이에 전기 방전을 생성하기 위한 펄스 발생기와,
    상기 작업편 및 상기 제 1 전극 어레이에 통신가능하게 접속된 간극 감지 회로 - 상기 간극 감지 회로는 상기 작업편과 상기 제 1 전극 어레이 사이의 전기 방전을 모니터링하도록 구성됨 - 와,
    상기 간극 감지 회로 및 상기 작업편 고정구에 통신가능하게 접속된 컴퓨팅 디바이스 - 상기 컴퓨팅 디바이스는 간극 감지 회로로부터 얻어진 데이터에 기초하여 상기 제 1 전극 어레이에 대한 탱크 내의 작업편의 위치를 조작함 - 를 포함하는
    EDM 금형조각 디바이스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 탱크 내의 제 2 전극 어레이 - 상기 제 2 전극 어레이는 상기 작업편에 설계된 형상을 부여하기 위해 상기 제 1 전극 어레이의 제 1 형상에 상보적인 제 2 형상을 가짐 - 를 더 포함하되,
    상기 컴퓨팅 디바이스는 상기 작업편 고정구를 경유하여 상기 제 1 전극 어레이와 상기 제 2 전극 어레이 사이에 작업편을 교번적으로 이동시키는
    EDM 금형조각 디바이스.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 전극 어레이 및 제 2 전극 어레이의 상호 교환은 작업편에 근접하여 부스러기를 플러싱하는
    EDM 금형조각 디바이스.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 컴퓨팅 디바이스는 제 1 스파크, 전극과 작업편 사이의 최단 거리 및 오프-타임을 배제하는 평균 전압 계산 중 적어도 하나에 기초하여 상기 작업편과 상기 제 1 전극 어레이 사이의 전극간 간극을 제어하는
    EDM 금형조각 디바이스.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 전극 어레이 내의 각각의 전극은 상기 작업편에 노출되는 실질적으로 선형 표면을 갖는
    EDM 금형조각 디바이스.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 펄스 발생기는 상기 제 1 전극 어레이가 양의 극성을 갖게 하고 상기 작업편이 음의 극성을 갖게 하는
    EDM 금형조각 디바이스.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 간극 감지 회로는 복수의 간극 감지 회로를 포함하고, 각각의 간극 감지 회로는 상기 제 1 전극 어레이의 전극에 통신가능하게 접속되는
    EDM 금형조각 디바이스.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 간극 감지 회로는 타이밍 디바이스를 포함하고, 상기 타이밍 디바이스는 방전이 상기 제 1 전극 어레이와 상기 작업편 사이에 발생할 때를 결정하도록 구성되는
    EDM 금형조각 디바이스.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 간극 감지 회로는 상기 제 1 전극 어레이와 상기 작업편 사이의 방전 중에만 전극간 간극을 모니터링하도록 구성되는
    EDM 금형조각 디바이스.
  10. 방전 가공(EDM) 금형조각 디바이스에 있어서,
    복수의 전극 세그먼트를 포함하는 제 1 전극 어레이 - 상기 제 1 전극 어레이는 작업편에 부여하기 위한 제 1 형상을 포함함 - 와,
    상기 제 1 전극 어레이의 각각의 전극 세그먼트에 결합된 개별 전기 펄스 발생기와,
    상기 작업편으로부터 재료를 제거하기 위해 다른 전극 세그먼트에 독립적으로 각각의 전극 세그먼트 상에 전기 방전을 생성하기 위해 각각의 개별 전기 펄스 발생기에 결합된 펄스 제어기와,
    상기 제 1 전극 어레이에 통신가능하게 접속되고 상기 제 1 전극 어레이와 상기 작업편 사이의 전극간 간극을 모니터링하도록 구성된 간극 감지 회로를 포함하는
    EDM 금형조각 디바이스.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 간극 감지 회로에 통신가능하게 접속된 컴퓨팅 디바이스를 더 포함하되, 상기 컴퓨팅 디바이스는 상기 간극 감지 회로로부터 얻어진 데이터에 기초하여 상기 제 1 전극 어레이에 대한 작업편의 위치를 조작하도록 구성되는
    EDM 금형조각 디바이스.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 작업편에 설계된 형상을 부여하기 위해 상기 제 1 전극 어레이의 제 1 형상에 상보적인 제 2 형상을 갖는 제 2 전극 어레이를 더 포함하되,
    상기 컴퓨팅 디바이스는 작업편 고정구를 경유하여 상기 제 1 전극 어레이와 상기 제 2 전극 어레이 사이에 작업편을 교번적으로 이동시키도록 구성되는
    EDM 금형조각 디바이스.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 컴퓨팅 디바이스는 제 1 스파크, 방전 또는 단락 전류를 갖는 대부분의 펄스를 생성하는 전극, 상기 전극과 작업편 사이의 최단 거리 및 펄스 오프-타임을 배제하는 평균 전압 계산 중 적어도 하나에 기초하여 상기 작업편과 상기 제 1 전극 어레이 사이의 전극간 간극을 제어하는
    EDM 금형조각 디바이스.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 전극 어레이 내의 각각의 전극은 상기 작업편에 노출되는 실질적으로 선형 표면을 갖는
    EDM 금형조각 디바이스.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 간극 감지 회로는 복수의 간극 감지 회로를 포함하고, 각각의 간극 감지 회로는 상기 제 1 전극 어레이의 별개의 전극 세그먼트에 통신가능하게 접속되는
    EDM 금형조각 디바이스.
  16. 제 10 항에 있어서,
    상기 간극 감지 회로는 타이밍 디바이스를 포함하고, 상기 타이밍 디바이스는 방전이 상기 제 1 전극 어레이와 상기 작업편 사이에 발생할 때를 결정하도록 구성되는
    EDM 금형조각 디바이스.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 간극 감지 회로는 상기 제 1 전극 어레이와 상기 작업편 사이의 방전 중에만 전극간 간극을 모니터링하도록 구성되는
    EDM 금형조각 디바이스.
  18. 간극 감지 회로에 있어서,
    제 1 전극 어레이에 통신가능하게 접속되고 상기 제 1 전극 어레이와 작업편 사이의 전극간 간극을 모니터링하도록 구성된 전압 분배기와,
    상기 전압 분배기 및 기준 전압에 통신가능하게 접속된 전압 적분기 - 상기 전압 적분기는 상기 제 1 전극 어레이로부터 얻어진 데이터를 기준 전압과 비교하여 상기 작업편의 이송 속도를 결정하도록 구성되고, 상기 이송 속도는 방전 또는 단락 전류를 갖는 최고 수의 펄스를 생성하는 방전 채널에 기초함 - 를 포함하는
    간극 감지 회로.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 간극 감지 회로는 복수의 간극 감지 회로를 포함하고, 각각의 간극 감지 회로는 상기 제 1 전극 어레이의 별개의 전극 세그먼트에 통신가능하게 접속되는
    간극 감지 회로.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 간극 감지 회로는 타이밍 디바이스를 포함하고, 상기 타이밍 디바이스는 방전이 상기 제 1 전극 어레이와 상기 작업편 사이에 발생할 때를 결정하도록 구성되고, 상기 간극 감지 회로는 상기 제 1 전극 어레이와 상기 작업편 사이의 방전 중에만 전극간 간극을 모니터링하도록 구성되는
    간극 감지 회로.
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