KR20160112118A - 이동식 방전가공기 - Google Patents

Abstract

방전 전극 및 방전 전극에 전력을 인가하기 위한 회로, 방전 전극이 결합되는 전극 홀더를 포함하는 가공축 케이스, 가공축 케이스에 대해 별도로 회전가능하게 고정 설치되는 가공축, 가공축을 회전시키는 가공축 회전수단, 가공축이 그 내부에서 회전 가능하게 결합되어 가공축 회전에 따라 가공축을 따라 상대적으로 이동할 수 있도록 결합되는 가공축 홀더, 가공축 홀더를 통해 일 단부가 가공축과 수직하게 고정되며 자체의 축중심을 기준으로 회전가능한 주축, 주축의 다른 일 단부가 회전 가능하게 고정되는 주축 홀더, 주축 홀더를 통해 주축과 서로 수직하게 결합되며 주축 홀더가 그 축(Z축)방향으로 이동하고, 그 축을 중심으로 회전할 수 있도록 결합되는 고정축(컬럼), 고정축 일단(하단)이 고정되어 고정축을 그 축과 수직한 평면(XY평면) 상에서 이동할 수 있도록 하며 한편으로 가공대상물이나 테이블에 고정되는 베이스를 가지는 XY평면 이송부를 구비하여 이루어지는 이동식 방전가공기가 개시된다.
본 발명에 따르면, 여러 형태의 가공 대상에 대해 다양하고 서로 다른 방전 가공 작업이 필요할 때, 설비 비용, 가공물 이송비용 및 노력의 과도한 부담이 없이 상황적응적으로 간편하고 빠르게 가공 대상물에 대해 방전 가공을 실시할 수 있다.

Description

이동식 방전가공기 {movable electric discharge machine}

본 발명은 방전가공기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다양한 가공 대상물에 대해 서로 다른 가공을 할 때에도 대상물 형태나 위치에 큰 영향을 받지 않고 정확한 가공을 할 수 있도록 하는 구성을 가지는 이동식 방전가공기에 관한 것이다.

방전기 혹은 방전가공기는 가공 대상물과 가공기 사이에 틈이 있고, 그 틈을 통해 큰 전압차가 발생할 때 이들 사이에 발생하는 스파크(spark)와 같은 방전 현상을 이용하여 가공 대상물을 부분적으로 용융, 기화시켜 제거함으로써 대상물을 절단, 성형 가공하거나, 문자 마킹 가공 등을 하는 장치이다.

아아크 용접과 같은 것도 용접봉과 모재 사이의 방전 현상을 이용하지만 방전가공기는 대상물을 정교하게 가공할 수 있고, 방전을 이용하는 형태에서 차이를 가진다. 방전 가공이 가능하기 위해 가공 대상물은 전류를 흘릴 수 있는 도체가 되어야 하는 것이 원칙이지만 세라믹에 도전성 물질을 첨가하여 도전성을 일부 가지게 한 상태로 세라믹의 정밀한 방전 가공을 하는 것도 가능하다. 이런 방전 가공은 초경합금과 같은 기계적 가공이 어려운 대상물도 정밀하고 용이하게 가공할 수 있다.

방전 가공에는 통상 절연성의 가공액을 사용하여 용융 기화된 부분이 대상물의 주변 부분에 다시 달라붙지 않도록 하며, 가공액에 가공 대상물을 잠기게 한 상태에서 가공하거나, 전극과 대상물 틈새에 지속적으로 가공액을 뿌려주면서, 정밀 가공에 적합한 환경을 조성하며 작업을 할 수 있다.

방전가공기는 와이어컷팅 방전가공기와 형조방전가공기로 크게 분류할 수 있고, 형조방전가공기는 전극을 이용한 가공기로서 주로 금형의 모형작업 등에 사용된다.

와이어컷팅 방전가공기는 공작물을 사이에 둔 2개의 와이어 전극가이드(와이어드럼)에 의해 걸쳐진 와이어 전극을 대상물에 대하여 상대적으로 이동시키면서 와이어로 대상물을 정밀하게 절단하는 것과 같은 방전 가공을 할 수 있다.

그런데, 이런 방전가공기는 가공 대상물의 임의의 부분을 가공하는 것을 자동화하고 자유롭게 가공하기 위해 가공 대상물 크기에 상당하는 방전 전극의 이동 범위를 가져야 하고, 따라서 가공 대상물이 차량이나 차량의 도어, 본넷 등 대형 부품과 같이 클 경우, 그 표면 일부 개소에 문자 마킹 등의 단순 가공을 할 때에도 대상물 전체를 커버할 수 있는 입체적 이송 수단을 가진 대형 방전 가공기가 사용되어야 한다.

가령, 대상물을 소형 부품 상태에서 방전 가공을 하고 대량 생산 라인에서는 부품을 조립하여 전체 상품을 만드는 것이 일반적이지만 이미 조립이 이루어진 상태에서 부품의 방전 가공이 되어 있지 않거나, 상태 불량으로 재작업을 하여야 하는 경우, 조립된 상태의 큰 대상물에 대해 기존의 부품용 방전가공기로 재작업을 하는 것은 어렵고, 이를 위해 전극 이동 범위가 매우 큰 대형 방전가공기를 사용해야 하지만 이는 매우 비효율적인 일이 된다.

또한, 가공 전극이 가공 대상물의 대상 표면을 정확히 마주 볼 수 있도록 하는 것이 정밀 정확한 가공을 위해 바람직한데, 범용 방전가공기들은 통상적으로 수직이송 고정형으로 구성되어 대상에 따라서는 용이한 가공이 어려울 수 있고, 혹은, 대상 표면을 정확히 마주보기 위해 전극 축의 평행 이동 및 회전이동이 다양한 방향으로 가능하도록 만들어질 필요가 있으므로, 이를 위해 복잡한 로봇 아암과 같은 기계적 동작 수단이 요청된다.

특히, 자동화된 대량 가공을 위해 자동화된 설비 라인 속에서 CNC 가공이 이루어지는 경우, 가공축의 회전 및 평행이동을 위해 가공 장비 각 부분에 있는 모터에 프로그램에 따라 필요한 전력과 신호를 제공하기 위한 장치 요소와, 전극과 가공 대상물 사이의 가공액 제공을 위한 부대적인 가공액 라인은 이런 설비를 더욱 복잡하게 할 수 있다. 가령, 가공조건을 선택하는 조건설정부, 가공조건이 데이터로 분류되어 저장된 데이터저장부, 가공조건데이터를 활성화시키는 연산제어부를 포함하는 제어 컴퓨터, 가공조건 데이터에 따라 가공을 실행하는 방전가공부, 공작물을 움직이는 X,Y,Z축 이송대, 가공전극, 전원장치, 작업대, 가공액분사장치, 가공조, 지그 등으로 인하여 설비는 커지고 복잡해진다.

그리고 설비가 복잡화될수록 대상 가공물에 맞게 방전가공기를 세팅할 경우, 세팅 작업도 복잡하게 된다. 대량의 대상물 가공을 위해 반복적으로 작업을 하는 경우, 이런 형태의 방전가공기가 가장 유용하게 사용될 수 있지만, 일부에 대한 소량의 작업을 하는 경우, 이러한 세팅의 부담, 설비의 부담은 작업을 오히려 어렵게 하고, 생산성 저하를 가져와 과도한 노력과 비용이 요구될 수 있다.

또한, 가공 대상물이 대형인 경우, 가공 대상물을 설비의 정위치로 이동시켜야 하는 부담과, 큰 공작물 취급에 따른 산업재해도 발생 위험 등의 문제가 추가로 발생할 수 있다.

한편, 실용신안등록 제20-0455903호 등을 참조하면, 기존에 슈퍼드릴이라는 천공용 방전기가 사용되고 있다. 이런 방전기는 방전가공기 가운데 와이어컷팅 방전가공기를 사용하기 위해 가공 대상물에 와이어가 통과하는 구멍을 천공하는 데 주로 사용된다.

그런데, 슈퍼드릴을 와이어컷팅 방전가공기와 별도로 사용할 경우, 가공 대상물을 슈퍼드릴로 일단 옮겨 천공을 하고, 다시 가공 대상물을 와이어컷팅 방전가공기로 옮겨 방전 가공 작업을 해야하는 불편함이 있다.

슈퍼드릴은 천공 작업만 하므로 비교적 간단한 구조로 만들 수 있고, 따라서, 이동 가능하게 만드는 것도 가능하므로 슈퍼드릴을 이동형으로 만들어 와이어컷팅 방전가공기 일 부분에 부착하여 사용하거나, 와이어컷팅 방전가공기에 놓이는 가공대상물에 대해 이동하면서 별도로 작업을 하기도 한다.

그러나, 이런 슈퍼드릴은 와이어컷팅 방전가공기 작업을 위한 전초작업으로서 간단한 천공의 역할만을 할 뿐이고, 또한, 슈퍼드릴 분야에서도 수직 이송형으로 한 방향으로만 작업이 진행되는 경우가 많아 다른 방전가공은 할 수 없어 사용이 매우 한정되는 측면이 있었다.

실용신안등록 제20-0455903호: 이동식 슈퍼드릴 특허등록 제10-1495118호: 초음파 융착장치 및 초음파 융착방법

본 발명은 상술한 종래의 고정형 방전가공기의 한계와 이동식슈퍼드릴의 한계를 극복하기 위한 것으로, 비교적 소량의 가공 대상에 대해 다양한, 서로 다른 방전 가공 작업이 필요할 때 설비 비용, 가공물 이송비용 및 노력의 과도한 부담이 없이 상황적응적으로 간편하고 빠르게 사용할 수 있는 이동식 방전가공기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 다양한 가공 대상물에 대해 서로 다른 가공을 할 때에도 대상물 형태나 위치에 큰 영향을 받지 않고 정확한 가공을 할 수 있도록 하는 구성을 가지는 이동식 방전가공기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이동식 방전가공기는,

방전 전극 및 방전 전극에 전력을 인가하기 위한 회로,

방전 전극이 결합되는 전극 홀더를 포함하는 가공축 케이스, 가공축 케이스에 대해 별도로 회전가능하게 고정 설치되는 가공축, 가공축을 회전시키는 가공축 회전수단, 가공축이 그 내부에서 회전 가능하게 결합되어 가공축 회전에 따라 가공축을 따라 상대적으로 이동할 수 있도록 결합되는 가공축 홀더,

가공축 홀더를 통해 일 단부가 가공축과 수직하게 고정되며 자체의 축중심을 기준으로 회전가능한 주축,

주축의 다른 일 단부가 회전 가능하게 고정되는 주축 홀더, 주축 홀더를 통해 주축과 서로 수직하게 결합되며 주축 홀더가 그 축(Z축)방향으로 이동하고, 그 축을 중심으로 회전할 수 있도록 결합되는 고정축(컬럼), 고정축 일단(하단)이 고정되어 고정축을 그 축과 수직한 평면(XY평면) 상에서 이동할 수 있도록 하며 한편으로 가공대상물이나 테이블에 고정되는 베이스를 가지는 XY평면 이송부를 구비하여 이루어진다.

본 발명에서 가공축을 회전시키는 가공축 회전수단으로는 가공축 케이스에 고정되며 회전축이 가공축을 회전시키도록 결합되는 가공축 서보모터가 사용될 수 있다. 이때, 가공축 서보모터의 동작을 조절하는 콘트롤러와 이에 접속되며 방전 전극과 가공 대상물 사이의 간격을 유지할 수 있도록 신호를 전달하는 리니어 센서 등의 센서가 더 구비될 수 있으며, 이런 경우, 리니어 센서는 방전 전극과 가공 대상물 사이의 접하는 점의 위치를 파악하고, 그 위치를 기준으로 적정 간격을 자동으로 유지하도록 할 수 있다.

이때, 콘트롤러는 서보모터를 조절하는 동시에 방전 전극에 전력을 인가하는 회로의 일부를 이루어, 서보모터의 조절과 방전 전극에 인가되는 전압, 전류의 세기나 파형을 조절이 연동되도록 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명에서 베이스는 마그네트로 이루어져 가공대상물이 자성체인 경우 가공대상물에 직접 부착되어 사용될 수 있다.

본 발명에서 이동하기 편리하도록 바퀴를 설치한 테이블이 더 구비되어 베이스가 이 테이블에 고정되어 쉽게 이동하면서 사용될 수 있으며, 이때, 테이블에는 방전 전극에 인가되는 전력을 조절하기 위한 회로, 콘트롤러 등이 설치되어 이용될 수 있다.

본 발명에 따르면, 특히 소량의 가공 대상에 대해 다양한, 서로 다른 방전 가공 작업이 필요할 때, 설비 비용, 가공물 이송비용 및 노력의 과도한 부담이 없이 상황적응적으로 간편하고 빠르게 가공 대상물에 대해 방전 가공을 실시할 수 있다.

본 발명에 따르면, 다양한 가공 대상물에 대해 서로 다른 가공을 할 때에도 대상물 형태나 위치에 큰 영향을 받지 않고 정확한 가공을 할 수 있고, 특히 대형의 가공 대상물의 특정 부위에 대한 부분적 방전 가공을 빠르고 편리하게 실시할 수 있다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동식방전가공기를 나타내는 사시도,
도2는 도1의 방전가공기에서 일정 부분을 제외한 상태의 측면도,
도3은 본 발명의 이동식 방전가공기로서 이동형 테이블을 더 구비하는 경우의 결합 및 분리 가능함을 나타내는 개념도이다.

이하 도면을 참조하면서 실시예를 통해 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방전가공기의 개략적 사시도이며, 도2는 도1의 실시예에서 가공축 케이스를 제거한 상태로 측면에서 보는 측면도이다.

이 실시예에서 방전가공기는 가공축 부분과 주축, 고정축 부분으로 대략 구분될 수 있다.

가공축 부분에는 표면에 나선 가공이 되어 있는 가공축(11)과 가공축 일단부(하단)에 위치하여 가공축(11)과 자유회전(공회전) 가능하게 결합되는 전극 심내기 홀더(17), 전극 심내기 홀더(17)에 설치되는 방전 전극(미도시), 가공축 다른 일단부(상단)에 위치하여 그 축이 가공축(11)과 함께 회전하는 가공축 서버모터(13), 가공축(11)의 일부 구간에서 가공축 나선과 결합하는 내면을 가지는 가공축 홀더(15)가 구비되고, 가공축 외측에는 가공축(11)을 전반적으로 커버하며, 가공축 서보모터(13)와 전극 심내기 홀더(17)가 고정되는 가공축 케이스(19)가 구비된다.

전극 심내기 홀더(17)는 방전 전극을 고정할 때 전극이 지향하는 방향을 일정 범위에서 조절할 수 있고, 대개 가공축(11)과 방전 전극이 같은 방향을 지향하도록 한다. 가공축 서보모터(13)가 회전하면 가공축(11)도 가공축 홀더(15) 내에서 회전하면서 가공축 회전 방향에 따라 가공축 방향으로 이동할 수 있다. 그런데, 가공축 홀더(15)는 주축(21)에 고정되어 있는 상태이므로 결국, 가공축 홀더(15)를 제외하고 나머지 가공축 부분 전체가 이 도면에서는 가공축 방향으로 상승, 하강하게 된다.

도2에서 명시되지 않지만 방전 전극과 연결된 리니어 센서가 있어서 가공축 부분의 방전 전극이 서보모터(13)의 회전에 따라 가공 대상물에 접근하고 접촉하면 리니어 센서는 이를 감지한다. 그리고, 서보모터(13)에 전력을 공급하는 것을 조절하는 콘트롤러(미도시)는 그 위치로부터 방전 전극과 가공 대상물 표면이 일정 간격(gap)을 이루도록 서보모터(13)를 역회전시키고, 정지시킬 수 있다.

그리고, 방전 가공 준비가 이루어지면 방전 전극과 가공대상물에 방전 가공을 위한 전위차(전압)를 인가한다. 방전이 이루어지면서 가공 대상물 표면이 전극 형상에 대응하여 제거되도록 서보모터(13)는 미리 프로그램으로 정해진 속도 혹은 임의의 속도로 가공 대상물 쪽으로 이동하고, 가공 대상물에 원하는 형상이 만들어지거나 원하는 가공이 이루어지면 방전 가공은 완료된다.

주축(21)은 가공축 부분과 고정축 부분을 연결하며, 가공축 홀더(15)를 통해 가공축(11)과는 서로 직교하는 형태로 연결되고, 주축 홀더(33)를 통해 고정축(31: 컬럼)과도 직교하는 형태로 결합된다. 주축(21)은 또한 미도시된 주축회전핸들을 통해 주축 중심선을 기준으로 360도 회전 가능하고 이때 주축 홀더(33)는 고정된 상태를 유지한다. 따라서 주축(21)과 결합된 가공축(11) 및 가공축 케이스(19) 등은 주축(21)과 수직한 평면 내에서 360도 회전하며 어떤 방향도 지향할 수 있게 된다.

주축(21)은 고정축(31) 상에 설치되는 주축 홀더(33)를 통해 고정축(31)에 결합된다. 고정축(31)은 이 실시예에서 도면과 같이 상하 방향으로 설치되며, 그 하단은 XY 평면 이송장치(XY평면 이송부)에 고정된다.

주축 홀더(33)에는 주축(21)을 고정축(31)을 따라 상하 방향으로 승강시킬 수 있는 상하 승강핸들(35)이 설치되어 있고, 도시되지 않지만 상하 승강핸들(35)의 반대쪽에 있는 홀더 측면(36)에는 주축 홀더 회전핸들이 있어서 이를 통해 고정축(31)을 중심으로 주축(21)과 주축 홀더(33)를 360도 회전시킬 수 있다.

고정축(31)을 따라 주축 홀더(33)를 상하 승강시키는 구성이나 고정축(31)을 중심으로 주축(주축 홀더)를 회전시키는 구성은 일반적인 기계 장치를 통해 다양한 방법으로 이루어질 수 있는 것이므로 그 구체적 구성은 여기서는 생략하기로 한다.

XY평면 이송장치는 X방향 이송장치를 이루는 플레이트(41)와 Y방향 이송장치를 이루는 플레이트(43) 및 컬럼 고정용 베이스(45)의 세 부분으로 상하로 구분된다. 이때, X방향 이송장치를 이루는 플레이트(41)는 Y방향 이송장치를 이루는 플레이트(43) 위에, Y방향 이송장치를 이루는 플레이트(43)는 컬럼 고정용 베이스(45)에 상대적으로 평행 이동 가능하게 고정되어 있다. X방향 이송장치를 이루는 플레이트(41)는 측면에 설치된 X방향 이송 조절 핸들(42)을 통해 수동으로 X방향으로 이동할 수 있고, Y방향 이송장치를 이루는 플레이트(43)는 측면에 설치된 Y방향 이송 조절 핸들(44)을 통해 수동으로 Y방향으로 이동할 수 있다.

이러한 XY 평면 이송장치도 여러 가지 방식으로 구성될 수 있으며, 가령, X방향 이송장치를 이루는 플레이트(41) 내부에는 X방향 이송 조절 핸들(42)에 직접 혹은 기어 박스를 통해 피니언(미도시)을 결합하여 회전시키고, X방향 이송장치를 이루는 플레이트(41)의 하면 선형 돌기에 결합되는 Y축 이송장치를 이루는 플레이트(43)의 상면에 형성된 X축 방향 선형 홈의 한 측면에는 그 선형 홈의 길이 방향을 따라 다수의 톱니를 래크처럼 배열 형성하여 핸들(42)을 돌리면 피니언이 돌고, 피니언은 래크와 같은 톱니와 맞물리면서 선형 홈을 따라 이동할 수 있다. XY 평면 이송 장치를 이루는 여러 구성예도 기존에 잘 알려져 있으므로 여기서는 더 이상의 구체적 구성에 대한 설명은 생략하기로 한다.

컬럼 고정용 베이스(45)의 재질을 마그네트로 하면 대개의 자성체 금속에 고정하기 편리하게 되고, 가공 대상물이 자성체인 경우, 가공 대상물 표면에도 간단히 부착할 수 있어서 가공이 편리하게 진행될 수 있다. 이렇게 마그네트를 이용한 부착이 가능하고 안정적으로 이루어질 수 있는 것은 방전 가공에서는 방전 전극과 가공 대상물 사이에 실질적인 접촉이 없어서 기계적인 척력이 상호간에 작용하지 않는 것에 큰 관련이 있다.

가공 대상물에 컬럼 고정용 베이스(45)를 직접 고정하기 어려운 경우, 도3과 같은 이동형 테이블(100) 평면에 베이스(45)를 고정하고, 가공 대상물에 방전 전극을 접근시켜 방전 가공을 실시할 수도 있다. 이동형 테이블(100)은 하단에 바퀴(101)를 달아 테이블 자체와 테이블에 안착되는 방전가공기를 쉽게 이동할 수 있도록 하였다. 안정적 평면을 가진 바닥에서는 이동형 테이블(100) 자체나 테이블 바퀴(101)를 고정하지 않아도 테이블 및 방전가공기가 움직이지 않으므로 별도의 고정장치를 설치하지 않아도 되지만 경사진 평면에 놓이는 경우를 고려하고, 보다 안정적으로 작업이 이루어지는 것을 위해 바람직하게는 테이블 하단이나 바퀴에 바닥과의 고정수단을 구비할 수 있다. 전력 회로나 서보모터를 조절하기 위한 콘트롤러의 역할을 하는 컴퓨터 장치(105)가 이러한 이동형 테이블(100) 내에 구비되고 신호선을 통해 방전 가공기의 해당 부분(가령, 방전 전극, 가공 대상물, 서보모터 등)에 연결될 수 있다.

이상의 구성에 따르면 4개의 축방향의 평행 이동과 2개의 축 중심 회전 이동이 가능하여 방전 전극은 가공 대상물의 형태가 복잡한 경우에도 대부분 그 표면에 수직으로 접근하고 접할 수 있게 된다.

이런 방전가공기를 이용하는 예를 들면, 가령, 방전 가공으로 가공 대상물의 수직하게 설치된 표면에 어떤 문자 마킹을 하는 경우를 생각할 수 있다.

이런 경우, 마킹할 문자 가운데 하나 혹은 여럿이 새겨진, 돌출 패턴을 가진 방전 전극을 가공축(11) 아래쪽의 전극 심내기 홀더(17)에 장착한다. 이때, 전극 심내기 홀더(17)를 조절하여 방전 전극이 가공축(11) 길이 방향과 같은 방향으로 향하도록 한다.

방전 전극의 돌출 패턴면이 가공 대상물과 정확히 마주보도록 만들기 위해 방전가공기(1)가 장착된 이동형 테이블(100)을 바퀴(101)를 이용하여 가공 대상물로 이동시키고, 일단 테이블을 작업장 바닥에 고정시킨다.

주축홀더회전핸들을 이용하여 수동으로 고정축(컬럼: 31) 주위로 주축(21)을 회전시켜 주축(21)이 가공 대상물 방향과 90도를 이루는 방향을 바라보도록 한다. 상하(수직) 방향으로 길게 위치한 가공축(11)을 주축회전핸들을 이용하여 90도 회전시켜 수평을 이루도록 한다. 이로써, 전극 심내기 홀더(17)에 결합된 방전 전극의 돌출 패턴이 새겨진 면이 가공 대상물을 향하게 된다.

이때, 방전 전극의 돌출 패턴이 새겨진 면이 정확히 문자 마킹이 이루어질 부분과 맞지 않으면 XY평면 이송장치와 주축홀더(33)의 상하 승강핸들(35)을 통해 결과적으로 방전 전극의 X, Y, Z축 이동을 실시함으로써 방전 전극과 가공대상물의 마킹이 필요한 위치를 맞추고, 가공축(11)이 마킹이 필요한 위치를 정면으로 바라보지 않으면 이미 조절했던 주축 홀더 회전핸들과 주축회전핸들의 회전변위를 미세 조절하여 가공축(11)이 마킹이 필요한 표면과 수직을 이루도록 한다.

이러한 방전 전극의 가공 대상물 대상 표면에 대한 위치 조절이 이루어지며, 다음으로 가공축 서보모터(13)를 구동하여 방전 전극의 돌출 패턴이 새겨진 면을 가공 대상물 대상 표면으로 접근시켜 닿도록 한다.

닿는 순간 가공축에 설치된 리니어 센서가 콘트롤러로 신호를 보내 그 위치를 기억하고, 콘트롤러는 서보모터(13)에 전기신호를 보내 그 위치로부터 일정 간격 방전 전극을 후퇴시켜 방전 전극과 가공 대상물 표면 사이에 방전이 이루어지기 좋은 간격을 유지하도록 한다. 접점을 감지하고, 이 위치를 기준으로 전극 단부를 이동시키는 등의 이런 동작을 위한 리니어 센서 및 모터 구성은 대한민국 특허등록 제10-1495118호 등에 이미 개시되어 잘 알려진 것이므로 구체적 설명은 생략하기로 한다.

간격이 확보되면 자동으로 혹은 작업자의 스타트 신호에 의해 전극과 가공 대상물 사이에는 방전 가공에 필요한 전위차가 인가되고, 둘 사이에 스파크가 생기면서 전류의 열작용에 의해 전극과 마주한 가공 대상물 부분이 가열되면서 제거된다. 앞서 설명하지 않지만 전위차가 인가될 때에는 전극과 가공 대상물 사이에는 물이나 기타 절연성 가공액이 공급되도록 한다. 이를 위해 방전가공기에는 가공액 공급을 위한 튜브 및 노즐이 고정되고, 가공액 탱크에서 모터를 이용하여 가공액이 방전 가공 부위로 공급되도록 한다. 가공액은 가공 대상 부위 아래 설치된 수집함을 통해 필터를 거쳐 가공액 탱크로 다시 회수되고, 순환적으로 사용될 수 있다.

가공축 서보모터에 의한 가공축 방향으로의 전극의 이동 길이는 가공 대상물에 새겨져야할 문자 패턴 깊이에 따라 정할 수 있고, 프로그램을 통해 콘트롤러가 가공축 서보모터에 전력을 인가하는 양이나 시간을 통해 조절될 수 있다. 물론, 전극과 가공 대상물 사이에는 서보모터 속도에 맞는 충분한 방전 가공용 전력이 공급되어야 한다.

일단, 하나의 문자 패턴이 새겨지고, 그와 일정 간격 떨어진 곳에 제2의 문자 패턴이 새겨질 필요가 있다면 먼저 전극 심내기 홀더에서 제1 문자 패턴이 새겨진 방전 전극을 제거하고, 제2 문자 패턴이 형성된 방전 전극을 대신 장착한다. 그리고, 앞서 제1 문자 패턴을 새길 때와 같은 과정을 필요한 범위 내에서 조절하면서 반복한다.

가령, 제1 문자 패턴이 새겨진 전극을 전극 심내기 홀더에서 제거할 때 방전가공기의 모드 세팅을 해소할 필요는 없으며 최소한도로 움직여 가령 주축회전핸들을 돌려 방전 전극이 아래를 향하도록 하고, 전극 심내기 홀더의 조임을 풀어 처음 전극을 제거하고, 제2 방전 전극을 장착하고, 전극 심내기 홀더의 조임을 죄고, 주축회전핸들을 역으로 돌려 전극의 돌출패턴 표면이 가공 대상물을 향하게 하고, X, Y, Z 축으로 일정한 이동을 한 뒤에 가공축 서보모터를 구동하여 방전 전극의 돌출 패턴이 새겨진 면을 가공 대상물 대상 표면으로 접근시켜 닿도록 한다.

센서 및 콘트롤러는 서보모터에 전기신호를 보내 닿는 위치로부터 일정 간격 방전 전극을 후퇴시켜 방전 전극과 가공 대상물 표면 사이의 적정 간격(gap)을 유지하도록 하고, 간격이 확보되면 전극과 가공 대상물 사이에는 방전 가공에 필요한 전위차가 인가되어 방전 가공이 진행된다.

이상에서는 한정된 실시예를 통해 본 발명을 설명하고 있으나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위해 예시적으로 설명된 것일 뿐 본원 발명은 이들 특정의 실시예에 한정되지 아니한다. 가령, 가공 대상물이 수직면이 아니고 수평면이라면 주축회전핸들을 조작하여 주축을 회전시키고, 따라서 그에 결합된 가공축을 회전시키는 조작을 할 필요가 없어지며, 주축 홀더의 승강 핸들 대신에 가공축 서보모터로 가공축의 Z축 방향 이동을 통해 방전 전극의 Z축 이동이 이루어지게 할 수도 있다.

즉, 당해 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명을 토대로 다양한 변경이나 응용예를 실시할 수 있을 것이며 이러한 변형례나 응용예는 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

11: 가공축 13: 서보모터 (가공축 서보모터)
15: 가공축 홀더 17: 전극 심내기 홀더
19: 가공축 케이스 21: 주축
31: 고정축 (컬럼) 33: 주축 홀더
35: 상하 승강핸들 41, 43: 플레이트(이송장치를 이루는 플레이트)
42, 44: 핸들(이송 조절 핸들) 45: 베이스(컬럼 고정용 베이스)
100: 이동형 테이블 101: 바퀴
105: 컨트롤러

Claims (4)

1. 방전 전극 및 상기 방전 전극에 전력을 인가하기 위한 회로,
   상기 방전 전극이 결합되는 전극 홀더를 포함하는 가공축 케이스,
   상기 가공축 케이스에 대해 회전가능하게 고정 설치되는 가공축,
   상기 가공축을 회전시키는 가공축 회전수단,
   상기 가공축이 내부에서 회전 가능하게 결합되어 상기 가공축이 회전하면 상기 가공축에 대해 상기 가공축 방향으로 상대적으로 이동할 수 있도록 결합되는 가공축 홀더,
   상기 가공축 홀더를 통해 일 단부가 상기 가공축과 수직하게 고정되며 자체의 축중심을 기준으로 회전가능한 주축,
   상기 주축의 다른 일 단부가 회전 가능하게 고정되는 주축 홀더,
   상기 주축 홀더를 통해 상기 주축과 서로 수직하게 결합되는 축으로서, 상기 주축 홀더가 상기 축 방향(Z축방향)으로 평행 이동하거나, 상기 축을 중심으로 회전할 수 있도록 결합되는 고정축,
   상기 고정축 일단이 고정되어 상기 고정축을 상기 고정축과 수직한 평면(XY평면) 상에서 이동할 수 있도록 하며 가공대상물이나 테이블에 고정되는 베이스를 가지는 XY평면 이송부를 구비하여 이루어지는 이동식 방전가공기.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 가공축을 회전시키는 가공축 회전수단으로 상기 가공축 케이스에 고정되며 회전축이 상기 가공축을 회전시키도록 결합되는 가공축 서보모터가 구비되고,
   상기 가공축 서보모터의 동작을 조절하는 콘트롤러와 상기 콘트롤러에 접속되며 상기 방전 전극과 가공 대상물 사이의 간격을 유지할 수 있도록 신호를 전달하는 센서가 더 구비되어,
   상기 센서는 상기 방전 전극과 가공 대상물 사이의 접하는 점의 위치를 파악하고, 상기 위치를 기준으로 방전에 적합하도록 정해지는 적정 간격을 자동으로 유지하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 이동식 방전가공기.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 콘트롤러는 상기 가공축 서보모터를 조절하는 동시에 상기 방전 전극에 전력을 인가하는 회로의 일부를 이루어, 상기 가공축 서보모터의 조절과 상기 방전 전극에 인가되는 전압, 전류의 세기 및 파형을 조절이 연동되도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 이동식 방전가공기.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
   바퀴를 설치한 이동형 테이블이 더 구비되고,
   상기 베이스는 마그네트로 이루어져 상기 베이스가 상기 이동형 테이블의 자성체 평면에 고정될 수 있도록 이루어지며, 상기 콘트롤러 및 상기 회로는 상기 이동형 테이블에 설치되는 것을 특징으로 하는 이동식 방전가공기.

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