KR20180025822A - 와이어 방전 가공기 - Google Patents

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Abstract

와이어 방전 가공기
와이어 방전 가공기 (10) 는, 제 1 전압 인가 회로 (54), 제 2 전압 인가 회로 (56), 및, 스위치 제어부 (62) 를 구비한다. 제 1 전압 인가 회로 (54) 는, 정극성 전압을 극간 (EG) 에 인가하기 위한 제 1 직류 전원 (58) 과, 정극성 전압의 인가의 온/오프를 전환하는 제 1 스위치 (SW1) 를 갖는다. 제 2 전압 인가 회로 (56) 는, 역극성 전압을 극간 (EG) 에 인가하기 위한 제 2 직류 전원 (60) 과, 역극성 전압의 인가의 온/오프를 전환하는 제 2 스위치 (SW2) 를 갖는다. 스위치 제어부 (62) 는, 제 1 스위치 (SW1) 와 제 2 스위치 (SW2) 가 동시에 온되지 않도록 제 1 스위치 (SW1) 및 제 2 스위치 (SW2) 를 제어한다. 역극성 전압의 절대치가 정극성 전압의 절대치 미만이 되도록, 제 1 직류 전원 (58) 및 제 2 직류 전원 (60) 이 설정되어 있다.

Description

와이어 방전 가공기{WIRE ELECTRICAL DISCHARGE MACHINE}
본 발명은, 와이어 전극을 사용하여 가공 대상물을 가공하는 와이어 방전 가공기에 관한 것이다.
와이어 방전 가공기에서는, 가공 대상물뿐만 아니라, 와이어 전극 자체도 깎여 소모된다. 또, 가공액 중에서 가공 대상물을 가공하는 경우에는, 주로 전해 작용에 의한 가공 대상물에 대한 전식이나 피막의 부착을 방지하기 위해, 와이어 전극과 가공 대상물 사이 (극간) 에 인가하는 전압을 교류 전압으로 하는 것이 일반적이다.
여기서, 가공 대상물측을 정극으로 하고, 와이어 전극을 부극으로 하는 전압 (정극성 전압) 을 극간에 인가한 경우에는, 가공 대상물이 많이 소모된다. 또, 가공 대상물측을 부극으로 하고, 와이어 전극측을 정극으로 하는 전압 (역극성 전압) 을 극간에 인가한 경우에는, 와이어 전극이 많이 소모된다.
일본 공개특허공보 평03-208520호에는, 방전 가공기의 가공 펄스 제어 방법이 개시되어 있다. 일본 공개특허공보 평03-208520호에 기재된 기술은, 마무리 공정에 있어서, 역극성의 전압을 인가함으로써 와이어 전극의 황동이 용해되어 가공면에 부착되는 것에 의해 기인하는 공면의 외관성 악화를 방지하고, 전해 현상의 발생을 회피하면서 면 조도의 향상을 도모한다는 것이다. 구체적으로는, 역극성의 전압을 방전이 발생하는 크기로 설정하고, 정극성의 전압을 방전이 발생하지 않는 크기로 설정한다는 것이다.
일본 공개특허공보 평03-208520호
여기서, 와이어 전극은 상방으로부터 하방을 향해 이송되기 때문에, 가공 대상물은, 그 상면에 가까울수록 그다지 소모되어 있지 않은 와이어 전극에 의해 가공이 실시되고, 하방이 됨에 따라 소모가 큰 와이어 전극에 의해 가공이 실시되어 버린다. 요컨대, 가공 대상물의 하면에 가까워질수록, 와이어 전극이 가늘어진다. 그 때문에, 가공 대상물은, 상부에 비해 하부 쪽이 비대한 하측 볼록 경향이 되어, 가공 정밀도가 악화된다.
그러나, 일본 공개특허공보 평03-208520호에서는, 역극성의 전압을 방전이 발생하는 크기로 설정하고, 정극성의 전압을 방전이 발생하지 않는 크기로 설정하므로, 와이어 전극의 소모를 억제할 수는 없다.
그래서, 본 발명은, 와이어 전극의 소모를 억제하는 와이어 방전 가공기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 양태는, 와이어 전극과 가공 대상물에 의해 형성되는 극간에 전압을 인가하여 방전을 발생시킴으로써, 상기 가공 대상물에 대해 방전 가공을 실시하는 와이어 방전 가공기로서, 상기 가공 대상물측을 정극, 상기 와이어 전극측을 부극으로 하는 정극성 전압을 인가하도록 상기 극간에 접속된 제 1 직류 전원과, 상기 제 1 직류 전원과 상기 극간 사이에 형성되고, 상기 극간에 대한 상기 정극성 전압의 인가의 온/오프를 전환하는 제 1 스위치를 갖는 제 1 전압 인가 회로와, 상기 와이어 전극측을 정극, 상기 가공 대상물측을 부극으로 하는 역극성 전압을 인가하도록 상기 극간에 접속된 제 2 직류 전원과, 상기 제 2 직류 전원과 상기 극간 사이에 형성되고, 상기 극간에 대한 상기 역극성 전압의 인가의 온/오프를 전환하는 제 2 스위치를 갖는 제 2 전압 인가 회로와, 상기 제 1 스위치 및 상기 제 2 스위치의 온/오프를 제어하며, 또한, 상기 제 1 스위치와 상기 제 2 스위치가 동시에 온되지 않도록 상기 제 1 스위치 및 상기 제 2 스위치를 제어하는 스위치 제어부를 구비하고, 상기 역극성 전압의 절대치가 상기 정극성 전압의 절대치 미만이 되도록, 상기 제 1 직류 전원 및 상기 제 2 직류 전원이 설정되어 있다.
이 구성에 의하면, 와이어 전극의 소모를 억제할 수 있어, 가공 정밀도가 악화되는 것을 방지할 수 있다. 또, 정극성 전압과 역극성 전압을 극간에 인가하므로, 전해 현상의 발생이나 가공 대상물의 전식을 방지할 수 있다.
상기 스위치 제어부는, 상기 제 1 스위치 및 상기 제 2 스위치를 제어함으로써, 상기 극간에 상기 정극성 전압이 인가되는 제 1 기간과, 상기 역극성 전압이 인가되는 제 2 기간을 교대로 전환해도 된다. 이로써, 와이어 전극의 소모를 억제하면서, 가공 정밀도의 악화를 방지할 수 있음과 함께, 전해 현상의 발생이나 가공 대상물의 전식을 방지할 수 있다.
상기 제 2 기간은, 상기 제 1 기간보다 길게 설정되어 있어도 된다. 이로써, 전해 현상의 발생이나 가공 대상물의 전식을 더욱 방지할 수 있다.
상기 와이어 방전 가공기는, 상기 극간의 전압을 검출하는 전압 검출부와, 상기 전압 검출부가 검출한 상기 극간의 전압에 기초하여, 상기 극간의 평균 전압을 계측하는 평균 전압 계측부와, 상기 평균 전압 계측부가 계측한 상기 극간의 평균 전압이 목표 전압이 되도록, 상기 제 1 기간 및 상기 제 2 기간 중 적어도 일방을 변경하는 기간 설정 변경부를 추가로 구비해도 된다.
이로써, 극간의 평균 전압을 목표 전압에 근접시킬 수 있다. 따라서, 와이어 전극의 소모를 더욱 억제하면서, 가공 정밀도의 악화를 방지할 수 있다. 또, 전해 현상의 발생이나 가공 대상물의 전식을 더욱 방지할 수 있다.
상기 제 1 스위치의 1 회의 온 시간인 제 1 계속 온 시간 및 상기 제 2 스위치의 1 회의 온 시간인 제 2 계속 온 시간은 미리 정해져 있어도 된다. 상기 제 1 계속 온 시간은, 상기 제 1 기간 이하의 길이이고, 상기 제 2 계속 온 시간은, 상기 제 2 기간 이하의 길이여도 된다. 상기 스위치 제어부는, 상기 제 1 기간 중에는, 상기 제 1 스위치를 1 회 또는 복수 회 온으로 함으로써, 상기 극간에 상기 정극성 전압을 인가시키고, 상기 제 2 기간 중에는, 상기 제 2 스위치를 1 회 또는 복수 회 온으로 함으로써, 상기 극간에 상기 역극성 전압을 인가시켜도 된다. 상기 제 2 기간 중에 상기 역극성 전압이 실제로 상기 극간에 인가되는 시간이, 상기 제 1 기간 중에 상기 정극성 전압이 실제로 상기 극간에 인가되는 시간보다 길어지도록, 상기 제 1 계속 온 시간 및 상기 제 2 계속 온 시간과, 상기 제 1 기간 중에 상기 제 1 스위치가 온이 되는 횟수 및 상기 제 2 기간 중에 상기 제 2 스위치가 온이 되는 횟수가 정해져 있어도 된다.
이로써, 절대치가 큰 정극성 전압이 실제로 극간에 인가되는 시간보다 절대치가 낮은 역극성 전압이 실제로 극간에 인가되는 시간을 길게 할 수 있어, 와이어 전극의 소모를 더욱 억제하면서, 가공 정밀도의 악화를 방지할 수 있다. 또, 전해 현상의 발생이나 가공 대상물의 전식을 더욱 방지할 수 있다.
상기 제 1 스위치의 1 회의 온 시간은 제 1 기간이고, 상기 제 2 스위치의 1 회의 온 시간은 제 2 기간이어도 된다. 상기 스위치 제어부는, 상기 제 1 기간 중에는, 상기 제 1 스위치를 온 상태로 하고, 상기 제 2 기간 중에는, 상기 제 2 스위치를 온 상태로 해도 된다.
이로써, 절대치가 큰 정극성 전압이 실제로 극간에 인가되는 시간보다 절대치가 낮은 역극성 전압이 실제로 극간에 인가되는 시간을 길게 할 수 있어, 와이어 전극의 소모를 더욱 억제하면서, 가공 정밀도의 악화를 방지할 수 있다. 또, 전해 현상의 발생이나 가공 대상물의 전식을 더욱 방지할 수 있다.
상기 제 1 스위치의 1 회의 온 시간인 제 1 계속 온 시간 및 상기 제 2 스위치의 1 회의 온 시간인 제 2 계속 온 시간은 미리 결정되어 있어도 된다. 상기 와이어 방전 가공기는, 상기 극간의 전압을 검출하는 전압 검출부와, 상기 전압 검출부가 검출한 상기 극간의 전압에 기초하여, 상기 극간의 평균 전압을 계측하는 평균 전압 계측부와, 상기 평균 전압 계측부가 계측한 상기 극간의 평균 전압과 목표 전압을 비교하여, 상기 극간의 평균 전압이 목표 전압에 근접하는 극성을 판별하고, 다음 회에 인가할 전압의 극성을 결정하는 극성 결정부를 추가로 구비해도 된다. 상기 스위치 제어부는, 상기 극성 결정부가 결정한 극성의 전압이 인가되도록, 상기 제 1 스위치 및 상기 제 2 스위치를 제어해도 된다.
이로써, 극간의 평균 전압을 목표 전압에 근접시킬 수 있다. 따라서, 와이어 전극의 소모를 더욱 억제하면서, 가공 정밀도의 악화를 방지할 수 있다. 또, 전해 현상의 발생이나 가공 대상물의 전식을 더욱 방지할 수 있다.
상기 제 2 전압 인가 회로는, 상기 제 2 직류 전원과 상기 극간 사이에 삽입된 전류 제한 저항을 추가로 가져도 된다. 이로써, 역극성 전압의 극간에 대한 인가 (제 2 스위치가 온) 에 의해 방전이 발생한 경우라 하더라도, 와이어 전극의 소모를 보다 효과적으로 억제할 수 있다.
상기 제 1 전압 인가 회로는, 상기 제 1 직류 전원과 병렬로 접속된 제 1 콘덴서를 추가로 가져도 된다. 상기 제 2 전압 인가 회로는, 상기 제 2 직류 전원과 병렬로 접속된 제 2 콘덴서를 추가로 가져도 된다. 상기 제 1 콘덴서의 용량을, 상기 제 2 콘덴서의 용량 이상으로 해도 된다.
이로써, 극간에 대한 정극성 전압의 인가에 의해 극간에 흐르는 방전 전류를 증가시켜 가공량을 늘릴 수 있어, 가공 효율을 높일 수 있다. 또, 극간에 대한 역극성 전압의 인가에 의해 극간에 흐르는 방전 전류를 억제할 수 있어, 와이어 전극의 소모를 억제할 수 있다.
상기 와이어 방전 가공기는, 상기 극간의 전압을 검출하는 전압 검출부와, 상기 전압 검출부가 검출한 상기 극간의 전압에 기초하여, 방전이 발생하였는지의 여부를 판단하는 방전 판단부와, 상기 가공 대상물측을 정극, 상기 와이어 전극측을 부극으로 하는 정극성의 주 (主) 가공 전압을 인가하도록 상기 극간에 접속된 제 3 직류 전원과, 상기 제 3 직류 전원과 상기 극간 사이에 형성되고, 상기 극간에 대한 상기 주가공 전압의 인가의 온/오프를 전환하는 제 3 스위치를 갖는 제 3 전압 인가 회로를 추가로 구비해도 된다. 상기 스위치 제어부는, 상기 정극성 전압 또는 상기 역극성 전압의 일방의 인가를 개시하고 나서 그 인가가 종료될 때까지의 동안에, 상기 방전 판단부에 의해 방전이 발생한 것으로 판단된 경우에는, 상기 제 3 스위치를 온으로 함으로써, 상기 극간에 상기 주가공 전압을 인가하여 주가공 전류를 흘려도 된다. 이로써, 와이어 전극의 소모를 억제하면서, 가공 대상물의 가공량을 많게 할 수 있다.
본 발명에 의하면, 와이어 전극의 소모를 억제할 수 있어, 가공 정밀도가 악화되는 것을 방지할 수 있다. 또, 정극성 전압과 역극성 전압을 극간에 인가하므로, 전해 현상의 발생이나 가공 대상물의 전식을 방지할 수 있다.
상기의 목적, 특징 및 이점은, 첨부한 도면을 참조하여 설명되는 이하의 실시형태의 설명으로부터 용이하게 이해될 것이다.
도 1 은, 와이어 방전 가공기의 기계적인 개략 구성도이다.
도 2 는, 와이어 전극과 가공 대상물 사이에서 형성되는 극간에 가공 전압을 인가하기 위한 와이어 방전 가공기의 전기적인 회로 구성도이다.
도 3 은, 제 1 의 스위치 제어 방법에 의해, 도 2 에 나타내는 스위치 제어부가 제 1 스위치 및 제 2 스위치를 제어하였을 때의 극간의 전압을 나타내는 타임 차트이다.
도 4 는, 제 2 의 스위치 제어 방법에 의해, 스위치 제어부가 제 1 스위치 및 제 2 스위치를 제어하였을 때의 극간의 전압을 나타내는 타임 차트이다.
도 5 는, 종래의 극간에 인가시키는 전압의 파형을 나타내는 도면이다.
도 6 은, 도 5 에 나타내는 파형의 전압에 의해 깎이는 가공 대상물 및 와이어 전극의 형상을 나타내는 도면이다.
도 7 은, 도 3 또는 도 4 에 나타내는 파형의 전압에 의해 깎이는 가공 대상물 및 와이어 전극의 형상을 나타내는 도면이다.
도 8 은, 예측한 와이어 전극의 소모량에 따라 와이어 전극을 경사지게 한 경우의 가공 대상물 및 와이어 전극의 형상을 나타내는 도면이다.
도 9 는, 변형예 1 에 있어서의 와이어 방전 가공기의 전기적인 회로 구성도이다.
도 10 은, 변형예 2 에 있어서의 와이어 방전 가공기의 전기적인 회로 구성도이다.
도 11 은, 변형예 3 에 있어서의 와이어 방전 가공기의 전기적인 회로 구성도이다.
도 12 는, 변형예 4 에 있어서의 와이어 방전 가공기의 전기적인 회로 구성도이다.
본 발명에 관련된 와이어 방전 가공기에 대해, 바람직한 실시형태를 들어 첨부된 도면을 참조하면서 이하 상세하게 설명한다.
도 1 은, 와이어 방전 가공기 (10) 의 기계적인 개략 구성도이다. 와이어 방전 가공기 (10) 는, 가공액 중에서, 와이어 전극 (12) 과 가공 대상물 (W) (도 2 참조) 에 의해 형성되는 극간 (간극) (EG) (도 2 참조) 에 전압을 인가하여 방전을 발생시킴으로써, 가공 대상물 (피가공물) (W) 에 대해 가공 (방전 가공) 을 실시하는 공작 기계이다. 와이어 방전 가공기 (10) 는, 가공기 본체 (14), 가공액 처리 장치 (16), 및, 제어 장치 (18) 를 구비한다.
와이어 전극 (12) 의 재질은, 예를 들어, 텅스텐계, 구리 합금계, 황동계 등의 금속 재료이다. 한편, 가공 대상물 (W) 의 재질은, 예를 들어, 철계 재료 또는 초경 재료 등의 금속 재료이다.
가공기 본체 (14) 는, 가공 대상물 (워크, 피가공물) (W) 에 향하게 한 와이어 전극 (12) 을 공급하는 공급 계통 (20a) 과, 가공 대상물 (W) 을 통과한 와이어 전극 (12) 을 회수하는 회수 계통 (20b) 을 구비한다.
공급 계통 (20a) 은, 와이어 전극 (12) 이 감긴 와이어 보빈 (22) 과, 와이어 보빈 (22) 에 대해 토크를 부여하는 토크 모터 (24) 와, 와이어 전극 (12) 에 대해 마찰에 의한 제동력을 부여하는 브레이크 슈 (26) 와, 브레이크 슈 (26) 에 대해 브레이크 토크를 부여하는 브레이크 모터 (28) 와, 와이어 전극 (12) 의 장력의 크기를 검출하는 장력 검출부 (30) 와, 가공 대상물 (W) 의 상방에서 와이어 전극 (12) 을 가이드하는 와이어 가이드 (상 와이어 가이드) (32) 를 구비한다.
회수 계통 (20b) 은, 가공 대상물 (W) 의 하방에서 와이어 전극 (12) 을 가이드하는 와이어 가이드 (하 와이어 가이드) (34) 와, 와이어 전극 (12) 을 협지 (挾持) 가능한 핀치 롤러 (36) 및 피드 롤러 (38) 와, 핀치 롤러 (36) 및 피드 롤러 (38) 에 의해 반송된 와이어 전극 (12) 을 회수하는 와이어 회수 상자 (40) 를 구비한다.
가공기 본체 (14) 는, 방전 가공시에 사용되는 탈이온수 또는 오일 등의 가공액을 저류 가능한 가공조 (42) 를 구비하고, 가공조 (42) 내에 와이어 가이드 (32, 34) 가 배치되어 있다. 이 가공조 (42) 는, 베이스부 (44) 상에 재치 (載置) 되어 있다. 가공 대상물 (W) 은, 와이어 가이드 (32) 와 와이어 가이드 (34) 사이에 형성되어 있다. 와이어 가이드 (32, 34) 는, 와이어 전극 (12) 을 지지하는 다이스 가이드 (32a, 34a) 를 갖는다. 또, 와이어 가이드 (34) 는, 와이어 전극 (12) 의 방향을 바꾸면서 핀치 롤러 (36) 및 피드 롤러 (38) 에 안내하는 가이드 롤러 (34b) 를 구비한다.
또한, 와이어 가이드 (32) 는, 슬러지 (가공 찌꺼기) 를 포함하지 않는 청정한 가공액을 분출한다. 이로써, 와이어 전극 (12) 과 가공 대상물 (W) 의 간극 (극간) (EG) 을, 방전 가공에 적합한 청정한 가공액으로 채울 수 있어, 방전 가공에 의해 발생한 슬러지로 인해 방전 가공의 정밀도가 저하되는 것을 방지할 수 있다. 또, 와이어 가이드 (34) 도, 슬러지를 포함하지 않는 청정한 가공액을 분출해도 된다.
가공 대상물 (W) 은, X 방향 및 Y 방향으로 이동 가능한 테이블 (도시 생략) 에 의해 지지되어 있다. 와이어 가이드 (32, 34), 가공 대상물 (W), 및, 상기 테이블은, 가공조 (42) 에 의해 저류된 가공액에 침지되어 있다.
여기서, 이 가공 대상물 (W) 에는, 방전 가공의 개시점이 되는 개시공 또는 가공홈 (모두 도시 생략) 이 형성되고, 이 개시공 또는 가공홈에 와이어 전극 (12) 이 삽입 통과되어 와이어 전극 (12) 이 결선 (結線) 된다. 이 가공 대상물 (W) 의 개시공 또는 가공홈과 와이어 전극 (12) 의 간극이 극간 (EG) 이 된다. 와이어 방전 가공기 (10) 는, 와이어 전극 (12) 이 개시공 또는 가공홈에 삽입 통과되어 결선된 후에, 와이어 전극 (12) 을 가공 대상물 (W) 에 향하게 하여 하 방향 (-Z 방향) 으로 송출하면서, 상기 테이블 (가공 대상물 (W)) 을 XY 평면과 평행하는 평면 상에서 이동시킴으로써, 가공 대상물 (W) 을 가공한다. 와이어 전극 (12) 의 결선이란, 와이어 보빈 (22) 에 감긴 와이어 전극 (12) 을, 와이어 가이드 (32), 가공 대상물 (W), 및, 와이어 가이드 (34) 에 통과시켜, 핀치 롤러 (36) 및 피드 롤러 (38) 로 협지시키는 것을 말하고, 와이어 전극 (12) 이 결선되면, 와이어 전극 (12) 에는 소정의 장력이 부여되고 있다. 또한, X 방향 및 Y 방향은 서로 직교하고 있고, XY 평면 (수평면) 과 직교하는 방향을 Z 방향 (중력이 작용하는 방향) 으로 한다.
가공액 처리 장치 (16) 는, 가공조 (42) 에 발생한 가공 찌꺼기 (슬러지) 를 제거함과 함께, 전기 저항률·온도의 조정 등을 실시함으로써 가공액의 액질을 관리하는 장치이다. 이 가공액 처리 장치 (16) 에 의해 액질이 관리된 가공액이 다시 가공조 (42) 로 되돌려진다. 제어 장치 (18) 는, 가공기 본체 (14) 및 가공액 처리 장치 (16) 를 제어한다.
도 2 는, 와이어 전극 (12) 과 가공 대상물 (W) 사이에서 형성되는 극간 (EG) 에 가공 전압을 인가하기 위한 와이어 방전 가공기 (10) 의 전기적인 회로 구성도이다. 와이어 방전 가공기 (10) 는, 가공 전원 (50) 과, 전압 검출부 (52) 를 구비한다. 가공 전원 (50) 은, 극간 (EG) 에 전압을 인가하기 위한 전원이다. 가공 전원 (50) 은, 제어 장치 (18) 에 의해 제어된다. 가공 전원 (50) 은, 제 1 전압 인가 회로 (54) 와, 제 2 전압 인가 회로 (56) 를 갖는다.
제 1 전압 인가 회로 (54) 는, 가공 대상물 (W) 측을 정극, 와이어 전극 (12) 측을 부극으로 하는 정극성 전압을 인가하도록, 극간 (EG) 에 접속된 제 1 직류 전원 (58) 과, 제 1 직류 전원 (58) 과 극간 (EG) 사이에 형성되고, 극간 (EG) 에 대한 정극성 전압의 인가의 온/오프를 전환하는 제 1 스위치 (SW1) 를 갖는다. 도 2 에서는, 제 1 직류 전원 (58) 의 정극과 가공 대상물 (W) 사이, 및, 제 1 직류 전원 (58) 의 부극과 와이어 전극 (12) 사이에, 제 1 스위치 (SW1) 를 각각 형성하였지만, 일방뿐이어도 된다.
제 2 전압 인가 회로 (56) 는, 가공 대상물 (W) 측을 부극, 와이어 전극 (12) 측을 정극으로 하는 역극성 전압을 인가하도록, 극간 (EG) 에 접속된 제 2 직류 전원 (60) 과, 제 2 직류 전원 (60) 과 극간 (EG) 사이에 형성되고, 극간 (EG) 에 대한 역극성 전압의 인가를 온/오프로 전환하는 제 2 스위치 (SW2) 를 갖는다. 도 2 에서는, 제 2 직류 전원 (60) 의 정극과 와이어 전극 (12) 사이, 및, 제 2 직류 전원 (60) 의 부극과 가공 대상물 (W) 사이에, 제 2 스위치 (SW2) 를 각각 형성하였지만, 일방뿐이어도 된다.
여기서, 제 2 직류 전원 (60) 의 역극성 전압의 절대치 (크기) 가, 제 1 직류 전원 (58) 의 정극성 전압의 절대치 (크기) 미만이 되도록, 제 1 직류 전원 (58) 및 제 2 직류 전원 (60) 이 설정되어 있다. 정극성 전압 및 역극성 전압은 모두, 극간 (EG) 에 방전을 발생시켜 방전 전류 (가공 전류) 를 흘릴 수 있는 전압이다. 또한, 극간 (EG) 의 전압 (Veg) 은, 가공 대상물 (W) 을 기준으로 한 와이어 전극 (12) 의 전압값으로 하고 있으므로, 정극성 전압은 부 (－) 의 전압이 되고, 역극성 전압은 정 (＋) 의 전압이 된다.
전압 검출부 (52) 는, 극간 (EG) 의 전압 (Veg) 을 검출하는 전압 센서이다.
제어 장치 (18) 는, CPU 등의 프로세서와 프로그램이 기억된 메모리 칩을 갖고, 프로세서가 이 프로그램을 실행함으로써, 본 실시형태의 제어 장치 (18) 로서 기능한다.
제어 장치 (18) 는, 스위치 제어부 (62), 평균 전압 계측부 (64), 및, 기간 설정 변경부 (66) 를 구비한다. 스위치 제어부 (62) 는, 제 1 스위치 (SW1) 및 제 2 스위치 (SW2) 의 온/오프를 제어한다. 스위치 제어부 (62) 는, 제 1 스위치 (SW1) 와 제 2 스위치 (SW2) 가 동시에 온되지 않도록, 제 1 스위치 (SW1) 및 제 2 스위치 (SW2) 를 제어한다. 제 1 스위치 (SW1) 및 제 2 스위치 (SW2) 는, 트랜지스터 등으로 구성되는 반도체의 스위칭 소자여도 된다. 제 1 스위치 (SW1) 가 온이 됨으로써 제 1 직류 전원 (58) 의 정극성 전압 (부의 전압) 이 극간 (EG) 에 인가되고, 제 2 스위치 (SW2) 가 온이 됨으로써 제 2 직류 전원 (60) 의 역극성 전압 (정의 전압) 이 극간 (EG) 에 인가된다.
여기서, 정극성 전압이 극간 (EG) 에 인가되는 기간을 제 1 기간 (T1) 으로 부르고, 역극성 전압이 인가되는 기간을 제 2 기간 (T2) 으로 부른다. 스위치 제어부 (62) 는, 제 1 기간 (T1) 과 제 2 기간 (T2) 이 교대로 전환되도록, 제 1 스위치 (SW1) 및 제 2 스위치 (SW2) 를 제어한다. 또한, 제 1 기간 (T1) 은, 적어도 정극성 전압이 극간 (EG) 에 인가되는 시간을 포함하는 기간이고, 제 2 기간 (T2) 은, 적어도 역극성 전압이 극간 (EG) 에 인가되는 시간을 포함하는 기간이다.
제 1 기간 (T1) 및 제 2 기간 (T2) 은, 미리 설정되어 있다. 제 2 기간 (T2) 은, 제 1 기간 (T1) 보다 길게 설정되어 있어도 된다. 예를 들어, 제 1 기간 (T1) 에 극간 (EG) 에 인가되는 정극성 전압의 절대치 (크기) 는, 제 2 기간 (T2) 에 극간 (EG) 에 인가되는 역극성 전압의 절대치 (크기) 보다 높기 때문에, 극간 (EG) 의 평균 전압 (Va) 을 정극성 전압보다 높은 목표 전압 (예를 들어, 0 V) 으로 하기 위해서, 제 2 기간 (T2) 을 제 1 기간 (T1) 보다 길게 할 필요가 있다. 또한, 본 실시형태에서는 목표 전압을 0 V 로 하였지만, 와이어 전극 (12) 및 가공 대상물 (워크) (W) 의 재질이나 극간 (EG) 에 인가하는 전압의 크기에 따라, 와이어 전극 (12) 의 전식 방지를 위해서 평균 전압 (Va) 을 부측 (＝ 정극성측) 에 편향시켜도 되고, 반대로 가공 대상물 (워크) (W) 의 전식 방지를 위해서 정측 (＝ 역극성측) 에 편향시켜도 된다.
평균 전압 계측부 (64) 는, 전압 검출부 (52) 가 검출한 극간 (EG) 의 전압 (Veg) 에 기초하여, 극간 (EG) 의 평균 전압 (Va) 을 계측한다. 평균 전압 계측부 (64) 는, 전압 검출부 (52) 가 검출한 극간 (EG) 의 전압 (Veg) 을 순차적으로 기억해 나가고, 그 기억한 복수의 전압 (Veg) 을 평균냄으로써, 극간 (EG) 의 평균 전압 (Va) 을 산출 (계측) 한다.
기간 설정 변경부 (66) 는, 제 1 기간 (T1) 및 제 2 기간 (T2) 중 적어도 일방의 설정을 변경한다. 기간 설정 변경부 (66) 는, 평균 전압 계측부 (64) 가 측정한 극간 (EG) 의 평균 전압 (Va) 이 목표 전압이 되도록, 제 1 기간 (T1) 및 제 2 기간 (T2) 중 적어도 일방의 설정을 변경한다. 본 실시형태에서는, 전해 현상의 발생이나 가공 대상물 (W) 의 전식을 확실하게 방지하기 위하여, 목표 전압을 0 V 로 하므로, 제 2 기간 (T2) 은, 제 1 기간 (T1) 보다 길어지도록 설정되어 있다.
스위치 제어부 (62) 는, 기간 설정 변경부 (66) 가 변경한 제 1 기간 (T1) 및 제 2 기간 (T2) 에 기초하여, 제 1 스위치 (SW1) 및 제 2 스위치 (SW2) 의 온/오프를 제어한다. 또한, 기간 설정 변경부 (66) 를 형성하지 않아도 된다. 이 경우에는, 스위치 제어부 (62) 는, 미리 설정된 제 1 기간 (T1) 및 제 2 기간 (T2) 에 기초하여, 제 1 스위치 (SW1) 및 제 2 스위치 (SW2) 를 제어하면 된다.
이하, 스위치 제어부 (62) 에 의한 제 1 스위치 (SW1) 및 제 2 스위치 (SW2) 의 제어에 대해 상세하게 설명한다. 제 1 스위치 (SW1) 및 제 2 스위치 (SW2) 의 제어 방법으로서 2 가지 예를 들어 설명한다.
＜제 1 의 스위치 제어 방법＞
제 1 의 스위치 제어 방법에서는, 제 1 스위치 (SW1) 의 1 회의 온 시간 (이하, 제 1 계속 온 시간으로 부른다) (To1) 및 제 2 스위치 (SW2) 의 1 회의 온 시간 (이하, 제 2 계속 온 시간) (To2) 은 미리 정해져 있다. 이 제 1 계속 온 시간 (To1) 은, 제 1 기간 (T1) 이하의 길이이고, 제 2 계속 온 시간 (To2) 은, 제 2 기간 (T2) 이하의 길이이다. 제 2 계속 온 시간 (To2) 은, 제 1 계속 온 시간 (To1) 이상의 길이여도 된다.
스위치 제어부 (62) 는, 제 1 기간 (T1) 중에는, 제 1 스위치 (SW1) 를 1 회 또는 복수 회 온으로 함으로써, 극간 (EG) 에 정극성 전압을 인가시키고, 제 2 기간 (T2) 중에는, 제 2 스위치 (SW2) 를 1 회 또는 복수 회 온으로 함으로써, 극간 (EG) 에 역극성 전압을 인가시킨다. 제 1 기간 (T1) 중에 제 1 스위치 (SW1) 가 온이 되는 횟수 (제 1 소정 횟수) 를 N1, 제 2 기간 (T2) 중에 제 2 스위치 (SW2) 가 온이 되는 횟수 (제 2 소정 횟수) 를 N2 로 하면, 실제로 역극성 전압이 극간 (EG) 에 인가되는 시간 (＝ To2 × N2) 은, 실제로 정극성 전압이 극간 (EG) 에 인가되는 시간 (＝ To1 × N1) 보다 길어지도록, 제 1 계속 온 시간 (To1), 제 2 계속 온 시간 (To2), 및, 횟수 (N1, N2) 가 결정되어 있다.
제 1 기간 (T1), 제 1 계속 온 시간 (To1), 및, 횟수 (N1) 는, T1 ≥ To1 × N1 의 관계를 갖고, 제 2 기간 (T2), 제 2 계속 온 시간 (To2), 및, 횟수 (N2) 는, T2 ≥ To2 × N2 의 관계를 갖는다. 이 때, 제 1 계속 온 시간 (To1) 및 횟수 (N1) 와 제 2 계속 온 시간 (To2) 및 횟수 (N2) 는, (To1 × N1)/(To2 × N2) ＝ 역극성 전압/정극성 전압의 관계를 갖는 것이 바람직하다.
도 3 은, 제 1 의 스위치 제어 방법에 의해, 스위치 제어부 (62) 가 제 1 스위치 (SW1) 및 제 2 스위치 (SW2) 를 제어하였을 때의 극간 (EG) 의 전압 (Veg) 을 나타내는 타임 차트이다. 도 3 에 나타내는 예에서는, To1 ＝ To2, N1 ＝ 1, N2 ＝ 3, 정극성 전압의 절대치와 역극성 전압의 절대치의 비를 약 3 대 1 로 하고 있다.
도 3 에서는, 제 1 스위치 (SW1) 및 제 2 스위치 (SW2) 의 전환에 의해 극간 (EG) 에 인가되는 전압 상태를 알기 쉽게 하기 위해서, 정극성 전압 및 역극성 전압이 극간 (EG) 에 인가되어도, 극간 (EG) 에 방전이 발생하고 있지 않은 상태를 나타내는 것으로 한다. 또한, 방전이 발생한 경우에는, 극간 (EG) 에 인가된 전압의 절대치는, 아크 전압까지 저하된다. 이 방전이 발생함으로써 극간 (EG) 에 방전 전류 (가공 전류) 가 흘러 가공 대상물 (W) 이 가공된다. 요컨대, 방전이 발생하지 않으면, 가공 대상물 (W) 이 가공되는 경우도 없고, 와이어 전극 (12) 도 소모되지 않는다.
도 3 을 보면 알 수 있는 바와 같이, 스위치 제어부 (62) 는, 정극성 전압이 인가되는 제 1 기간 (T1) 과, 역극성 전압이 인가되는 제 2 기간 (T2) 이 교대로 전환되도록, 제 1 스위치 (SW1) 및 제 2 스위치 (SW2) 를 제어하고 있다. 도 3 에 나타내는 예에서는, 제 1 스위치 (SW1) 가 1 회의 온에 대해, 제 2 스위치 (SW2) 를 3 회 온으로 시킨다. 그 이유는, 정극성 전압의 절대치와 역극성 전압의 절대치의 비가 약 3 대 1 로 되어 있고, 그 경우라 하더라도 극간 (EG) 의 평균 전압 (Va) 을 약 0 V (목표 전압) 로 하기 위함이다.
따라서, 제 1 기간 (T1) 은, 제 1 계속 온 시간 (To1) 과 동등해진다 (T1 ＝ To1). 제 2 기간 (T2) 은, 제 2 스위치 (SW2) 가 3 회 온이 되는 기간이므로, 제 2 스위치 (SW2) 가 1 회째에 온이 되는 타이밍으로부터 3 회째의 온이 오프가 되는 타이밍까지의 기간을 제 2 기간 (T2) 으로 한다. 또, 1 회째의 온과 2 회째의 온 사이, 2 회째와 3 회째의 온 사이에는, 제 2 스위치 (SW2) 가 오프가 되는 오프 시간을 형성하고 있다. 따라서, 제 2 기간 (T2) 은, 제 2 계속 온 시간 (To2) 의 3 배보다 긴 기간이 된다 (T2 ＞ 3 × To2).
또한, 제 2 기간 (T2) 중에, 제 2 스위치 (SW2) 가 온이 되는 제 2 계속 온 시간 (To2) 과 제 2 계속 온 시간 (To2) 사이에 제 2 스위치 (SW2) 가 오프가 되는 오프 시간을 형성하였지만, 이 오프 시간을 형성하지 않아도 된다. 이 경우에는, 제 2 기간 (T2) 은, 제 2 계속 온 시간 (To2) 의 3 배의 길이가 된다 (T2 ＝ 3 × To2).
마찬가지로, 제 1 기간 (T1) 에 제 1 스위치 (SW1) 가 온이 되는 횟수를 복수 회로 하는 경우에는, 제 1 기간 (T1) 중에, 제 1 스위치 (SW1) 가 온이 되는 제 1 계속 온 시간 (To1) 과 제 1 계속 온 시간 (To1) 사이에, 제 1 스위치 (SW1) 가 오프가 되는 오프 시간을 형성해도 되고, 형성하지 않아도 된다.
제 1 스위치 (SW1) 가 온이 되면, 극간 (EG) 에 정극성 전압 (부의 전압) 이 인가되고, 제 2 스위치 (SW2) 가 온이 되면, 극간 (EG) 에 역극성 전압 (정의 전압) 이 인가된다. 제 1 기간 (T1) 에 제 1 스위치 (SW1) 가 온이 되고, 제 2 기간 (T2) 에 제 2 스위치 (SW2) 가 온이 되므로, 제 1 기간 (T1) 중에는, 극간 (EG) 에 정극성 전압이 인가되고, 제 2 기간 (T2) 중에는, 극간 (EG) 에 역극성 전압이 인가된다.
또한, 제 1 기간 (T1) 과 제 2 기간 (T2) 사이에, 극간 (EG) 에 전압이 인가되지 않는 오프 기간 (제 1 스위치 (SW1) 및 제 2 스위치 (SW2) 가 모두 오프가 되는 기간) 을 형성하였지만, 이 오프 기간은 형성하지 않아도 된다.
스위치 제어부 (62) 는, 기간 설정 변경부 (66) 에 의해 제 1 기간 (T1) 이 변경된 경우에는, 그것에 따라, 제 1 계속 온 시간 (To1) 을 변경해도 되고, 제 1 스위치 (SW1) 를 온으로 하는 횟수 (N1) 를 변경해도 된다. 또, 스위치 제어부 (62) 는, 기간 설정 변경부 (66) 에 의해 제 2 기간 (T2) 이 변경된 경우에는, 그것에 따라, 제 2 계속 온 시간 (To2) 을 변경해도 되고, 제 2 스위치 (SW2) 를 온으로 하는 횟수 (N2) 를 변경해도 된다.
＜제 2 의 스위치 제어 방법＞
제 2 의 스위치 제어 방법에서는, 제 1 스위치 (SW1) 의 1 회의 온 시간 (제 1 계속 온 시간) (To1) 은 제 1 기간 (T1) 과 동등하고 (To1 ＝ T1), 제 2 스위치 (SW2) 의 1 회의 온 시간 (제 2 계속 온 시간) (To2) 은 제 2 기간 (T2) 과 동등하다 (To2 ＝ T2). 이 때, 제 1 기간 (T1) (＝ 제 1 계속 온 시간 (To1)) 과 제 2 기간 (T2) (＝ 제 2 계속 온 시간 (To2)) 의 관계는, 제 1 기간 (T1)/제 2 기간 (T2) ＝ 역극성 전압/정극성 전압의 관계를 갖는 것이 바람직하다.
도 4 는, 제 2 의 스위치 제어 방법에 의해 스위치 제어부 (62) 가 제 1 스위치 (SW1) 및 제 2 스위치 (SW2) 를 제어하였을 때의 극간 (EG) 의 전압 (Veg) 을 나타내는 타임 차트이다. 도 4 에 나타내는 예에서는, 제 1 기간 (T1) (＝ 제 1 계속 온 시간 (To1)) 과 제 2 기간 (T2) (＝ 제 2 계속 온 시간 (To2)) 의 비를 약 1 대 3, 정극성 전압의 절대치와 역극성 전압의 절대치의 비를 약 3 대 1 로 하고 있다.
도 4 에 있어서도, 제 1 스위치 (SW1) 및 제 2 스위치 (SW2) 의 전환에 의해 극간 (EG) 에 인가되는 전압 상태를 알기 쉽게 하기 위해서, 정극성 전압 및 역극성 전압이 극간 (EG) 에 인가되어도, 극간 (EG) 에 방전이 발생하고 있지 않은 상태를 나타내는 것으로 한다.
도 4 를 보면 알 수 있는 바와 같이, 스위치 제어부 (62) 는, 정극성 전압이 인가되는 제 1 기간 (T1) 과, 역극성 전압이 인가되는 제 2 기간 (T2) 이 교대로 전환되도록, 제 1 스위치 (SW1) 및 제 2 스위치 (SW2) 를 제어하고 있다. 도 4 에 나타내는 예에서는, 제 1 스위치 (SW1) 가 온 상태가 되는 제 1 기간 (T1) (제 1 계속 온 시간 (To1)) 에 대해, 제 2 스위치 (SW2) 가 온 상태가 되는 제 2 기간 (T2) (제 2 계속 온 시간 (To2)) 의 길이를 약 3 배로 하고 있다. 그 이유는, 정극성 전압의 절대치와 역극성 전압의 절대치의 비가 약 3 대 1 로 되어 있고, 그 경우라 하더라도 극간 (EG) 의 평균 전압 (Va) 을 약 0 V (목표 전압) 로 하기 위함이다.
제 1 스위치 (SW1) 가 온이 되면, 극간 (EG) 에 정극성 전압 (부의 전압) 이 인가되고, 제 2 스위치 (SW2) 가 온이 되면, 극간 (EG) 에 역극성 전압 (정의 전압) 이 인가된다. 제 1 기간 (T1) 에 제 1 스위치 (SW1) 가 온 상태가 되고, 제 2 기간 (T2) 에 제 2 스위치 (SW2) 가 온 상태가 되므로, 제 1 기간 (T1) 중에는, 극간 (EG) 에 정극성 전압이 인가되고, 제 2 기간 (T2) 중에는, 극간 (EG) 에 역극성 전압이 인가된다.
또한, 제 1 기간 (T1) 과 제 2 기간 (T2) 사이에, 극간 (EG) 에 전압이 인가되지 않는 오프 기간 (제 1 스위치 (SW1) 및 제 2 스위치 (SW2) 가 모두 오프가 되는 기간) 을 형성하였지만, 이 오프 기간은 형성하지 않아도 된다.
여기서, 종래와 비교하여, 본 실시형태의 와이어 방전 가공기 (10) 에 의해 얻어지는 효과를 설명한다. 도 5 는, 종래의 극간 (EG) 에 인가시키는 전압의 파형을 나타내는 도면, 도 6 은, 도 5 에 나타내는 파형의 전압 (Veg) 에 의해 깎이는 가공 대상물 (W) 및 와이어 전극 (12) 의 형상을 나타내는 도면이다. 또, 도 7 은, 도 3 또는 도 4 에 나타내는 파형의 전압 (Veg) 에 의해 깎이는 가공 대상물 (W) 및 와이어 전극 (12) 의 형상을 나타내는 도면이다. 또한, 도 6, 도 7 중의 가공 대상물 (W) 에 부여된 점선은, 가공에 의해 형성되는 설계상의 가공면을 나타내고 있고, 와이어 전극 (12) 에 부여된 점선은, 와이어 전극 (12) 의 소모 부분을 나타내고 있다.
종래에 있어서는, 예를 들어, 절대치 (크기) 가 동일한 정극성 전압과 역극성 전압을 교대로 극간 (EG) 에 인가하고 있었다 (도 5 참조). 그 때문에, 이와 같은 전압이 극간 (EG) 에 인가되어 방전이 발생하면, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 가공 대상물 (W) 은, 그 상면에 가까울수록 그다지 소모되어 있지 않은 와이어 전극 (12) 에 의해 가공이 실시되고, 하방이 됨에 따라 소모가 큰 와이어 전극 (12) 에 의해 가공이 실시되어 버린다. 그 때문에, 가공 대상물 (W) 의 상부에 대해서는, 와이어 전극 (12) 에 의해 원하는 가공이 실시되지만, 하부에 대해서는 원하는 가공이 실시되지 않아, 깎이지 않고 남는 부분이 많아져 버린다. 그 때문에, 가공 대상물 (W) 의 상부에 대해 하부가 비대해진다는 하측 볼록 상태가 되어, 가공 정밀도가 악화된다.
이에 반하여, 본 실시형태의 와이어 방전 가공기 (10) 에서는, 역극성 전압의 절대치 (크기) 를 정극성 전압의 절대치 (크기) 보다 작게 하고 있으므로, 역극성 전압이 극간 (EG) 에 인가되었을 때에 발생하는 방전 횟수를, 정극성 전압이 극간 (EG) 에 인가되었을 때에 발생하는 방전 횟수보다 줄일 수 있다. 또, 역극성 전압이 극간 (EG) 에 인가되었을 때에 방전이 발생한 경우라 하더라도, 작은 가공 에너지가 되므로, 와이어 전극 (12) 의 소모를 억제할 수 있다. 따라서, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 가공 대상물 (W) 의 하부에 있어서도 와이어 전극 (12) 의 소모는 작아지기 때문에, 가공 대상물 (W) 의 하부에 대해서도 양호한 정밀도로 가공을 실시할 수 있어, 가공 정밀도의 악화를 방지할 수 있다. 또, 전해 현상의 발생이나 가공 대상물 (W) 의 전식을 확실하게 방지할 수 있다.
또, 도 5 와 같은 종래의 전압 인가 방식을 사용하는 경우, 가공 정밀도의 향상을 위해, 와이어 전극 (12) 의 소모량을 예측하고, 예측한 와이어 전극 (12) 의 소모량에 따라 와이어 전극 (12) 을, 그 진행 방향 (이송 방향) 에 대해 경사지게 하는 것을 생각할 수 있다. 이로써, 도 8 에 나타내는 바와 같이, 와이어 전극 (12) 의 가공 대상물 (W) 과 대향하는 측면과 가공 대상물 (W) 의 설계상의 가공면을 대략 평행하게 할 수 있다. 그러나, 와이어 전극 (12) 의 소모량을 예측하는 것은 곤란하고, 또, 가공 조건을 변경할 때마다 와이어 전극 (12) 의 경사량도 다시 조정할 필요가 있어, 수고스럽다. 또, 판 두께가 변화되는 가공 대상물 (워크) (W) 의 경우, 가장 판 두께가 두꺼운 지점 (＝ 와이어 전극 (12) 의 소모량이 가장 많은 지점) 에 맞추어 와이어 전극 (12) 의 경사량을 결정하면, 가공 대상물 (워크) (W) 의 판 두께가 절반 이하가 되는 것과 같은 얇은 지점에서는, 경사량이 과다가 되어, 정밀도를 악화시켜 버린다. 이와 같이, 실제 가공에 있어서 최적의 경사량을 구하는 것은 매우 곤란하다. 이에 반하여, 본 실시형태에 의하면, 와이어 전극 (12) 의 소모량을 예측하여 와이어 전극 (12) 을 경사지게 할 필요가 없어, 수고스럽지도 않다. 또한, 도 8 중의 가공 대상물 (W) 및 와이어 전극 (12) 에 부여된 점선의 의미는, 도 6, 도 7 과 동일하다.
［변형예］
상기 실시형태는, 이하와 같이 변형해도 된다.
(변형예 1) 도 9 는, 변형예 1 에 있어서의 와이어 방전 가공기 (10) 의 전기적인 회로 구성도이다. 또한, 상기 실시형태와 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 상이한 부분만을 설명한다.
변형예 1 에 있어서는, 극간 (EG) 에 역극성 전압을 인가하는 제 2 전압 인가 회로 (56) 는, 제 2 직류 전원 (60) 과 극간 (EG) 사이에 삽입된 전류 제한 저항 (R2) 을 추가로 갖는다. 구체적으로는, 전류 제한 저항 (R2) 은, 제 2 스위치 (SW2) 와 극간 (EG) 사이에 삽입되어 있다. 요컨대, 제 2 직류 전원 (60) 의 정극에 접속된 제 2 스위치 (SW2) 와 와이어 전극 (12) 사이, 및, 제 2 직류 전원 (60) 의 부극에 접속된 제 2 스위치 (SW2) 와 가공 대상물 (W) 사이에 전류 제한 저항 (R2) 이 삽입되어 있다.
또한, 전류 제한 저항 (R2) 을, 제 2 스위치 (SW2) 와 제 2 직류 전원 (60) 사이에 형성해도 된다. 요컨대, 제 2 직류 전원 (60) 의 정극에 접속되는 제 2 스위치 (SW2) 와 제 2 직류 전원 (60) 의 정극 사이, 및, 제 2 직류 전원 (60) 의 부극에 접속되는 제 2 스위치 (SW2) 와 제 2 직류 전원 (60) 의 부극 사이에 전류 제한 저항 (R2) 을 삽입해도 된다. 또, 도 9 에 나타내는 예에서는, 제 2 직류 전원 (60) 의 정극과 와이어 전극 (12) 사이, 및, 제 2 직류 전원 (60) 의 부극과 가공 대상물 (W) 사이에, 전류 제한 저항 (R2) 을 각각 형성하였지만, 일방뿐이어도 된다.
이 전류 제한 저항 (R2) 을 삽입함으로써, 역극성 전압의 극간 (EG) 에 대한 인가 (제 2 스위치 (SW2) 가 온) 에 의해 방전이 발생한 경우라 하더라도, 와이어 전극 (12) 의 소모를 보다 효과적으로 억제할 수 있다. 요컨대, 전류 제한 저항 (R2) 을 형성함으로써, 방전에 의해 극간 (EG) 에 흐르는 방전 전류가 감소되므로 (제한되므로), 와이어 전극 (12) 의 소모를 억제할 수 있다.
또한, 극간 (EG) 에 정극성 전압을 인가하는 제 1 전압 인가 회로 (54) 도, 마찬가지로, 제 1 직류 전원 (58) 과 극간 (EG) 사이에 삽입된 전류 제한 저항 (R1) (도시 생략) 을 추가로 가져도 된다. 전류 제한 저항 (R1) 은, 제 1 스위치 (SW1) 와 극간 (EG) 사이에 삽입되어 있어도 되고, 제 1 스위치 (SW1) 와 제 1 직류 전원 (58) 사이에 삽입되어 있어도 된다. 또, 제 1 직류 전원 (58) 의 정극과 와이어 전극 (12) 사이, 및, 제 1 직류 전원 (58) 의 부극과 가공 대상물 (W) 사이에, 전류 제한 저항 (R1) 을 각각 형성해도 되고, 일방뿐이어도 된다. 이 경우에는, 전류 제한 저항 (R1) 의 저항값을, 전류 제한 저항 (R2) 의 저항값 이하로 한다. 전류 제한 저항 (R1) 에 의해, 정극성 전압의 극간 (EG) 에 대한 인가 (제 1 스위치 (SW1) 가 온) 에 의해 극간 (EG) 에 흐르는 전류를 과도하게 제한하면, 가공 대상물 (W) 의 가공 속도가 저하되기 때문이다.
(변형예 2) 도 10 은, 변형예 2 에 있어서의 와이어 방전 가공기 (10) 의 전기적인 회로 구성도이다. 또한, 상기 실시형태와 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 상이한 부분만을 설명한다.
변형예 2 에 있어서는, 극간 (EG) 에 정극성 전압을 인가하는 제 1 전압 인가 회로 (54) 는, 제 1 직류 전원 (58) 과 병렬로 접속된 제 1 콘덴서 (C1) 를 추가로 갖는다. 또, 극간 (EG) 에 역극성 전압을 인가하는 제 2 전압 인가 회로 (56) 는, 제 2 직류 전원 (60) 과 병렬로 접속된 제 2 콘덴서 (C2) 를 추가로 갖는다. 구체적으로는, 제 1 콘덴서 (C1) 는, 제 1 스위치 (SW1) 와 제 1 직류 전원 (58) 사이에 형성되어 있고, 제 2 콘덴서 (C2) 는, 제 2 스위치 (SW2) 와 제 2 직류 전원 (60) 사이에 형성되어 있다. 통상적으로, 제 1 스위치 (SW1) 와 제 1 직류 전원 (58) 은 어느 정도 떨어진 위치에 설치되기 때문에, 제 1 스위치 (SW1) 근처에 제 1 콘덴서 (C1) 를 형성하면 된다. 마찬가지로, 제 2 스위치 (SW2) 와 제 2 직류 전원 (60) 은 어느 정도 떨어진 위치에 설치되기 때문에, 제 2 스위치 (SW2) 근처에 제 2 콘덴서 (C2) 를 형성하면 된다.
제 1 콘덴서 (C1) 는, 극간 (EG) 에 인가되는 정극성 전압을 안정화시키기 위한 것이고, 제 2 콘덴서 (C2) 는, 극간 (EG) 에 인가되는 역극성 전압을 안정화시키기 위한 것이다. 제 1 콘덴서 (C1) 의 용량은, 제 2 콘덴서 (C2) 의 용량 이상이다. 제 1 콘덴서 (C1) 의 용량은, 정극성 전압의 안정화에 필요한 용량보다 크다. 이로써, 극간 (EG) 에 대한 정극성 전압의 인가에 의해 극간 (EG) 에 흐르는 방전 전류 (가공 전류) 를 증가시켜 가공량을 늘릴 수 있어, 가공 효율을 높일 수 있다. 또, 제 2 콘덴서 (C2) 의 용량을, 역극성 전압의 안정화에 필요한 최저한의 용량으로 하는 것이 바람직하다. 이로써, 극간 (EG) 에 대한 역극성 전압의 인가에 의해 극간 (EG) 에 흐르는 방전 전류를 억제할 수 있어, 와이어 전극 (12) 의 소모를 억제할 수 있다. 또한, 제 1 콘덴서 (C1) 및 제 2 콘덴서 (C2) 중, 일방만을 형성해도 된다.
(변형예 3) 상기 실시형태에서는, 스위치 제어부 (62) 는, 미리 설정된 제 1 기간 (T1) 과 제 2 기간 (T2) 이 교대로 전환되도록, 제 1 스위치 (SW1) 및 제 2 스위치 (SW2) 를 제어하였다. 그러나, 변형예 3 에서는, 정극성 전압이 인가되는 제 1 기간 (T1) 및 역극성 전압이 인가되는 제 2 기간 (T2) 은 설정되어 있지 않고, 극간 (EG) 의 평균 전압 (Va) 에 기초하여, 다음에 인가할 전압의 극성을 결정한다는 것이다. 또한, 제 1 스위치 (SW1) 의 제 1 계속 온 시간 (To1) 및 제 2 스위치 (SW2) 의 제 2 계속 온 시간 (To2) 은 미리 정해져 있는 것으로 한다.
도 11 은, 변형예 3 에 있어서의 와이어 방전 가공기 (10) 의 전기적인 회로 구성도이다. 또한, 상기 실시형태와 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 상이한 부분만을 설명한다.
제어 장치 (18) 는, 스위치 제어부 (62), 평균 전압 계측부 (64), 및, 극성 결정부 (70) 를 구비한다. 극성 결정부 (70) 는, 평균 전압 계측부 (64) 가 계측한 평균 전압 (Va) 과 목표 전압을 비교한다. 극성 결정부 (70) 는, 비교 결과에 기초하여, 평균 전압 (Va) 이 목표 전압에 근접하는 극성을 판별하고, 다음 회에 극간 (EG) 에 인가할 극성을 결정한다. 예를 들어, 평균 전압 (Va) 이 목표 전압보다 낮은 경우에는, 평균 전압 (Va) 이 목표 전압에 근접하는 (상승하는) 극성은 역극성이 되므로, 극성 결정부 (70) 는, 역극성을 다음 회에 극간 (EG) 에 인가할 극성으로서 결정한다. 또, 평균 전압 (Va) 이 목표 전압보다 높은 경우에는, 평균 전압 (Va) 이 목표 전압에 근접하는 (저하되는) 극성은 정극성이 되므로, 극성 결정부 (70) 는, 정극성을 다음 회에 극간 (EG) 에 인가할 극성으로서 결정한다.
스위치 제어부 (62) 는, 극성 결정부 (70) 가 결정한 극성의 전압을 극간 (EG) 에 인가한다. 요컨대, 현재 극간 (EG) 에 인가하고 있는 전압의 인가가 종료되면, 극성 결정부 (70) 가 결정한 극성의 전압을 극간 (EG) 에 인가한다. 예를 들어, 극성 결정부 (70) 가 결정한 극성이 정극성인 경우에는, 스위치 제어부 (62) 는, 제 1 스위치 (SW1) 를 제 1 계속 온 시간 (To1) 동안만큼 온으로 함으로써, 극간 (EG) 에 정극성 전압을 인가한다. 또, 극성 결정부 (70) 가 결정한 극성이 역극성인 경우에는, 스위치 제어부 (62) 는, 제 2 스위치 (SW2) 를 제 2 계속 온 시간 (To2) 동안만큼 온으로 함으로써, 극간 (EG) 에 역극성 전압을 인가한다.
이와 같이, 극성 결정부 (70) 가, 현재의 극간 (EG) 의 평균 전압 (Va) 과 목표 전압의 비교 결과에 기초하여, 다음에 극간 (EG) 에 인가할 전압의 극성을 결정하므로, 극간 (EG) 의 평균 전압 (Va) 을 목표 전압으로 할 수 있다. 따라서, 목표 전압을 예를 들어 0 V 로 함으로써, 전해 현상의 발생이나 가공 대상물 (W) 의 전식을 확실하게 방지할 수 있다.
(변형예 4) 도 12 는, 변형예 4 에 있어서의 와이어 방전 가공기 (10) 의 전기적인 회로 구성도이다. 또한, 상기 실시형태와 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 상이한 부분만을 설명한다.
변형예 4 에서는, 제어 장치 (18) 는, 스위치 제어부 (62), 평균 전압 계측부 (64), 및, 기간 설정 변경부 (66) 외에 추가로 방전 판단부 (80) 를 구비한다. 방전 판단부 (80) 는, 제 1 전압 인가 회로 (54) 및 제 2 전압 인가 회로 (56) 의 일방이, 극간 (EG) 에 전압 (정극성 전압 또는 역극성 전압) 을 한창 인가하고 있을 때에, 극간 (EG) 에 방전이 발생하였는지의 여부를 판단한다. 방전 판단부 (80) 는, 전압 검출부 (52) 가 검출한 전압 (Veg) 에 기초하여 방전이 발생하였는지의 여부를 판단한다. 구체적으로는, 방전 판단부 (80) 는, 제 1 전압 인가 회로 (54) 및 제 2 전압 인가 회로 (56) 의 일방이, 극간 (EG) 에 전압 (정극성 전압 또는 역극성 전압) 을 한창 인가하고 있을 때에, 전압 검출부 (52) 가 검출한 전압 (Veg) 의 절대치가 소정치까지 저하되면, 방전이 발생한 것으로 판단한다. 또한, 방전이 발생하면, 극간 (EG) 의 전압 (절대치) 은 저하되고, 극간 (EG) 의 전압은 아크 전압이 된다.
또, 변형예 4 에서는, 가공 전원 (50) 은, 제 1 전압 인가 회로 (54) 및 제 2 전압 인가 회로 (56) 외에, 추가로 제 3 전압 인가 회로 (82) 를 구비한다. 제 3 전압 인가 회로 (82) 는, 가공 대상물 (W) 측을 정극, 와이어 전극 (12) 측을 부극으로 하는 정극성의 주가공 전압을 인가하도록, 극간 (EG) 에 접속된 제 3 직류 전원 (84) 과, 제 3 직류 전원 (84) 과 극간 (EG) 사이에 형성되고, 극간 (EG) 에 대한 주가공 전압의 인가의 온/오프를 전환하는 제 3 스위치 (SW3) 를 갖는다. 도 12 에서는, 제 3 직류 전원 (84) 의 정극과 가공 대상물 (W) 사이, 및, 제 3 직류 전원 (84) 의 부극과 와이어 전극 (12) 사이에, 제 3 스위치 (SW3) 를 각각 형성하였지만, 일방뿐이어도 된다.
제 3 직류 전원 (84) 은, 극간 (EG) 에 대전류의 방전 전류 (가공 전류) 인 주가공 전류를 흘리기 때문에, 제 1 직류 전원 (58) 및 제 2 직류 전원 (60) 이 극간 (EG) 에 인가하는 전압 (절대치) 보다 큰 전압 (절대치) 을 극간 (EG) 에 인가한다. 이로써, 가공 대상물 (W) 의 가공량을 많게 할 수 있다.
스위치 제어부 (62) 는, 정극성 전압 또는 역극성 전압의 일방의 인가를 개시하고 나서 (제 1 스위치 (SW1) 또는 제 2 스위치 (SW2) 가 온되고 나서), 그 인가가 종료될 (제 1 스위치 (SW1) 또는 제 2 스위치 (SW2) 가 오프가 될) 때까지의 동안에, 방전 판단부 (80) 에 의해 방전이 발생한 것으로 판단된 경우에는, 제 3 스위치 (SW3) 를 온으로 함으로써, 극간 (EG) 에 주가공 전압 (정극성의 전압) 을 인가하여 주가공 전류를 흘린다.
황 (荒) 가공 (1st 가공, 최초의 가공) 시, 가공 속도가 빠른 2nd 가공 (2 회째의 가공) 시에는, 가공 대상물 (W) 의 가공량을 많게 할 필요가 있다. 그 때문에, 스위치 제어부 (62) 는, 황가공 및 가공 속도가 빠른 2nd 가공시에는, 정극성 전압 또는 역극성 전압의 인가 중에 방전이 발생하면, 제 3 스위치 (SW3) 를 온으로 하여, 아크 방전 중의 극간 (EG) 에 주가공 전압을 인가하여 주가공 전류를 흘린다. 주가공 전압은, 정극성의 전압으로 되어 있으므로, 요컨대, 가공 대상물 (W) 이 정극, 와이어 전극 (12) 이 부극이 되는 전압이므로, 와이어 전극 (12) 의 소모를 억제하면서, 종래대로의 황가공이나 2nd 가공을 실시할 수 있다.
스위치 제어부 (62) 는, 미리 결정된 제 3 계속 온 시간 (To3) 만큼 제 3 스위치 (SW3) 를 온으로 하여, 주가공 전압을 극간 (EG) 에 인가한다. 스위치 제어부 (62) 는, 제 3 스위치 (SW3) 를 온으로 하여, 주가공 전압을 극간 (EG) 에 인가하여 주가공 전류를 흘린 후에는, 제 1 스위치 (SW1) ∼ 제 3 스위치 (SW3) 모두가 오프가 되는 휴지 시간을 형성한다. 요컨대, 스위치 제어부 (62) 는, 제 3 계속 온 시간 (To3) 이 경과되면, 제 3 스위치 (SW3) 를 오프로 함과 함게, 제 1 스위치 (SW1) 및 제 2 스위치 (SW2) 도 오프 상태로 한다. 그리고, 제 1 스위치 (SW1) ∼ 제 3 스위치 (SW3) 가 오프 상태로 되고 나서 휴지 시간이 경과되면, 제 1 스위치 (SW1) 및 제 2 스위치 (SW2) 의 일방을 온으로 하여, 극간 (EG) 에 정극성 전압 또는 역극성 전압을 인가한다.
예를 들어, 상기 실시형태 및 변형예 1, 2 의 경우에는, 스위치 제어부 (62) 는, 휴지 시간이 경과된 후에는, 다시, 제 1 기간 (T1) 과 제 2 기간 (T2) 이 교대로 전환되도록, 제 1 스위치 (SW1) 및 제 2 스위치 (SW2) 를 제어한다. 또, 상기 변형예 3 의 경우에는, 스위치 제어부 (62) 는, 휴지 시간이 경과된 후에는, 다시, 극간 (EG) 의 평균 전압 (Va) 과 목표 전압에 따라, 제 1 스위치 (SW1) 및 제 2 스위치 (SW2) 를 제어한다.
또한, 마무리 가공시에는, 상기 실시형태 또는 변형예 1 ∼ 3 에서 설명한 바와 같이, 제 1 전압 인가 회로 (54) 에 의한 정극성 전압의 인가와 제 2 전압 인가 회로 (56) 에 의한 역극성 전압의 인가만을 사용하여 실시해도 된다.
(변형예 5) 모순이 생기지 않는 범위 내에서, 상기 변형예 1 ∼ 변형예 4 의 어느 2 이상을 임의로 조합한 양태여도 된다.
이상과 같이, 상기 실시형태 및 변형예 1 ∼ 5 에서 설명한 와이어 방전 가공기 (10) 는, 와이어 전극 (12) 과 가공 대상물 (W) 에 의해 형성되는 극간 (EG) 에 전압을 인가하여 방전을 발생시킴으로써, 가공 대상물 (W) 에 대해 방전 가공을 실시한다.
와이어 방전 가공기 (10) 는, 제 1 전압 인가 회로 (54), 제 2 전압 인가 회로 (56), 및, 스위치 제어부 (62) 를 구비한다. 제 1 전압 인가 회로 (54) 는, 가공 대상물 (W) 측을 정극, 와이어 전극 (12) 측을 부극으로 하는 정극성 전압을 인가하도록 극간 (EG) 에 접속된 제 1 직류 전원 (58) 과, 제 1 직류 전원 (58) 과 극간 (EG) 사이에 형성되고, 극간 (EG) 에 대한 정극성 전압의 인가의 온/오프를 전환하는 제 1 스위치 (SW1) 를 갖는다. 제 2 전압 인가 회로 (56) 는, 와이어 전극 (12) 측을 정극, 가공 대상물 (W) 측을 부극으로 하는 역극성 전압을 인가하도록 극간 (EG) 에 접속된 제 2 직류 전원 (60) 과, 제 2 직류 전원 (60) 과 극간 (EG) 사이에 형성되고, 극간 (EG) 에 대한 역극성 전압의 인가의 온/오프를 전환하는 제 2 스위치 (SW2) 를 갖는다. 스위치 제어부 (62) 는, 제 1 스위치 (SW1) 및 제 2 스위치 (SW2) 의 온/오프를 제어하며, 또한, 제 1 스위치 (SW1) 와 제 2 스위치 (SW2) 가 동시에 온되지 않도록 제 1 스위치 (SW1) 및 제 2 스위치 (SW2) 를 제어한다. 역극성 전압의 절대치가 정극성 전압의 절대치 미만이 되도록, 제 1 직류 전원 (58) 및 제 2 직류 전원 (60) 이 설정되어 있다.
이와 같이, 역극성 전압의 절대치가 정극성 전압의 절대치 미만이 되도록, 제 1 직류 전원 (58) 및 제 2 직류 전원 (60) 이 설정되어 있으므로, 와이어 전극 (12) 의 소모를 억제할 수 있어, 가공 정밀도가 악화되는 것을 방지할 수 있다. 또, 정극성 전압과 역극성 전압을 극간 (EG) 에 인가하므로, 전해 현상의 발생이나 가공 대상물 (W) 의 전식을 방지할 수 있다.
스위치 제어부 (62) 는, 제 1 스위치 (SW1) 및 제 2 스위치 (SW2) 를 제어함으로써, 극간 (EG) 에 정극성 전압이 인가되는 제 1 기간 (T1) 과, 역극성 전압이 인가되는 제 2 기간 (T2) 을 교대로 전환해도 된다.
이로써, 와이어 전극 (12) 의 소모를 억제하면서, 가공 정밀도의 악화를 방지할 수 있음과 함께, 전해 현상의 발생이나 가공 대상물 (W) 의 전식을 방지할 수 있다.
제 2 기간 (T2) 은, 제 1 기간 (T1) 보다 길게 설정되어 있어도 된다. 이로써, 전해 현상의 발생이나 가공 대상물 (W) 의 전식을 더욱 방지할 수 있다.
와이어 방전 가공기 (10) 는, 전압 검출부 (52), 평균 전압 계측부 (64), 및, 기간 설정 변경부 (66) 를 구비해도 된다. 전압 검출부 (52) 는, 극간 (EG) 의 전압 (Veg) 을 검출한다. 평균 전압 계측부 (64) 는, 전압 검출부 (52) 가 검출한 극간 (EG) 의 전압 (Veg) 에 기초하여, 극간 (EG) 의 평균 전압 (Va) 을 계측한다. 기간 설정 변경부 (66) 는, 평균 전압 계측부 (64) 가 계측한 극간 (EG) 의 평균 전압 (Va) 이 목표 전압이 되도록, 제 1 기간 (T1) 및 제 2 기간 (T2) 중 적어도 일방을 변경한다.
이로써, 극간 (EG) 의 평균 전압 (Va) 을 목표 전압에 근접시킬 수 있다. 따라서, 와이어 전극 (12) 의 소모를 더욱 억제하면서, 가공 정밀도의 악화를 방지할 수 있다. 또, 전해 현상의 발생이나 가공 대상물 (W) 의 전식을 더욱 방지할 수 있다.
제 1 스위치 (SW1) 의 1 회의 온 시간인 제 1 계속 온 시간 (To1) 및 제 2 스위치 (SW2) 의 1 회의 온 시간인 제 2 계속 온 시간 (To2) 은 미리 정해져 있고, 제 1 계속 온 시간 (To1) 은, 제 1 기간 (T1) 이하의 길이이고, 제 2 계속 온 시간 (To2) 은, 제 2 기간 (T2) 이하의 길이여도 된다. 그리고, 스위치 제어부 (62) 는, 제 1 기간 (T1) 중에는, 제 1 스위치 (SW1) 를 1 회 또는 복수 회 온으로 함으로써, 극간 (EG) 에 정극성 전압을 인가시키고, 제 2 기간 (T2) 중에는, 제 2 스위치 (SW2) 를 1 회 또는 복수 회 온으로 함으로써, 극간 (EG) 에 역극성 전압을 인가시켜도 된다. 그리고, 제 2 기간 (T2) 중에 역극성 전압이 실제로 극간 (EG) 에 인가되는 시간이, 제 1 기간 (T1) 중에 정극성 전압이 실제로 극간 (EG) 에 인가되는 시간보다 길어지도록, 제 1 계속 온 시간 (To1) 및 제 2 계속 온 시간 (To2) 과, 제 1 기간 (T1) 중에 제 1 스위치 (SW1) 가 온이 되는 횟수 (N1) 및 제 2 기간 (T2) 중에 제 2 스위치 (SW2) 가 온이 되는 횟수 (N2) 가 정해져 있어도 된다.
이로써, 절대치가 큰 정극성 전압이 실제로 극간 (EG) 에 인가되는 시간보다 절대치가 낮은 역극성 전압이 실제로 극간 (EG) 에 인가되는 시간을 길게 할 수 있어, 와이어 전극 (12) 의 소모를 더욱 억제하면서, 가공 정밀도의 악화를 방지할 수 있다. 또, 전해 현상의 발생이나 가공 대상물 (W) 의 전식을 더욱 방지할 수 있다.
또, 제 1 스위치 (SW1) 의 1 회의 온 시간은 제 1 기간 (T1) 이고, 제 2 스위치 (SW2) 의 1 회의 온 시간은 제 2 기간 (T2) 이어도 된다. 그리고, 스위치 제어부 (62) 는, 제 1 기간 (T1) 중에는, 제 1 스위치 (SW1) 를 온 상태로 하고, 제 2 기간 (T2) 중에는, 제 2 스위치 (SW2) 를 온 상태로 해도 된다.
이로써, 절대치가 큰 정극성 전압이 실제로 극간 (EG) 에 인가되는 시간보다 절대치가 낮은 역극성 전압이 실제로 극간 (EG) 에 인가되는 시간을 길게 할 수 있어, 와이어 전극 (12) 의 소모를 더욱 억제하면서, 가공 정밀도의 악화를 방지할 수 있다. 또, 전해 현상의 발생이나 가공 대상물 (W) 의 전식을 더욱 방지할 수 있다.
제 1 스위치 (SW1) 의 1 회의 온 시간인 제 1 계속 온 시간 (To1) 및 제 2 스위치 (SW2) 의 1 회의 온 시간인 제 2 계속 온 시간 (To2) 은 미리 결정되어 있어도 된다. 그리고, 와이어 방전 가공기 (10) 는, 전압 검출부 (52), 평균 전압 계측부 (64), 및, 극성 결정부 (70) 를 구비해도 된다. 극성 결정부 (70) 는, 평균 전압 계측부 (64) 가 계측한 극간 (EG) 의 평균 전압 (Va) 과 목표 전압을 비교하여, 극간 (EG) 의 평균 전압 (Va) 이 목표 전압에 근접하는 극성을 판별하고, 다음 회에 인가할 전압의 극성을 결정한다. 그리고, 스위치 제어부 (62) 는, 극성 결정부 (70) 가 결정한 극성의 전압이 인가되도록, 제 1 스위치 (SW1) 및 제 2 스위치 (SW2) 를 제어해도 된다.
이로써, 극간 (EG) 의 평균 전압 (Va) 을 목표 전압에 근접시킬 수 있다. 따라서, 와이어 전극 (12) 의 소모를 더욱 억제하면서, 가공 정밀도의 악화를 방지할 수 있다. 또, 전해 현상의 발생이나 가공 대상물 (W) 의 전식을 더욱 방지할 수 있다.
제 2 전압 인가 회로 (56) 는, 제 2 직류 전원 (60) 과 극간 (EG) 사이에 삽입된 전류 제한 저항 (R2) 을 가져도 된다. 이로써, 역극성 전압의 극간 (EG) 에 대한 인가 (제 2 스위치 (SW2) 가 온) 에 의해 방전이 발생한 경우라 하더라도, 와이어 전극 (12) 의 소모를 보다 효과적으로 억제할 수 있다.
제 1 전압 인가 회로 (54) 는, 제 1 직류 전원 (58) 과 병렬로 접속된 제 1 콘덴서 (C1) 를 갖고, 제 2 전압 인가 회로 (56) 는, 제 2 직류 전원 (60) 과 병렬로 접속된 제 2 콘덴서 (C2) 를 가져도 된다. 이 경우에는, 제 1 콘덴서 (C1) 의 용량을, 제 2 콘덴서 (C2) 의 용량 이상으로 해도 된다. 이로써, 극간 (EG) 에 대한 정극성 전압의 인가에 의해 극간 (EG) 에 흐르는 방전 전류 (가공 전류) 를 증가시켜 가공량을 늘릴 수 있어, 가공 효율을 높일 수 있다. 또, 극간 (EG) 에 대한 역극성 전압의 인가에 의해 극간 (EG) 에 흐르는 방전 전류를 억제할 수 있어, 와이어 전극 (12) 의 소모를 억제할 수 있다.
와이어 방전 가공기 (10) 는, 전압 검출부 (52), 방전 판단부 (80), 및, 제 3 전압 인가 회로 (82) 를 구비해도 된다. 방전 판단부 (80) 는, 전압 검출부 (52) 가 검출한 극간 (EG) 의 전압 (Veg) 에 기초하여, 방전이 발생하였는지의 여부를 판단한다. 제 3 전압 인가 회로 (82) 는, 가공 대상물 (W) 측을 정극, 와이어 전극 (12) 측을 부극으로 하는 정극성의 주가공 전압을 인가하도록 극간 (EG) 에 접속된 제 3 직류 전원 (84) 과, 제 3 직류 전원 (84) 과 극간 (EG) 사이에 형성되고, 극간 (EG) 에 대한 주가공 전압의 인가의 온/오프를 전환하는 제 3 스위치 (SW3) 를 갖는다. 그리고, 스위치 제어부 (62) 는, 정극성 전압 또는 역극성 전압의 일방의 인가를 개시하고 나서 그 인가가 종료될 때까지의 동안에, 방전 판단부 (80) 에 의해 방전이 발생한 것으로 판단된 경우에는, 제 3 스위치 (SW3) 를 온으로 함으로써, 극간 (EG) 에 주가공 전압을 인가하여 주가공 전류를 흘려도 된다. 이로써, 와이어 전극 (12) 의 소모를 억제하면서, 가공 대상물 (W) 의 가공량을 많게 할 수 있다.
10 : 와이어 방전 가공기 12 : 와이어 전극
18 : 제어 장치 32, 34 : 와이어 가이드
50 : 가공 전원 52 : 전압 검출부
54 : 제 1 전압 인가 회로 56 : 제 2 전압 인가 회로
58 : 제 1 직류 전원 60 : 제 2 직류 전원
62 : 스위치 제어부 64 : 평균 전압 계측부
66 : 기간 설정 변경부 70 : 극성 결정부
80 : 방전 판단부 82 : 제 3 전압 인가 회로
84 : 제 3 직류 전원 C1 : 제 1 콘덴서
C2 : 제 2 콘덴서 EG : 극간
R1, R2 : 전류 제한 저항 SW1 : 제 1 스위치
SW2 : 제 2 스위치 SW3 : 제 3 스위치
T1 : 제 1 기간 T2 : 제 2 기간
To1 : 제 1 계속 온 시간 To2 : 제 2 계속 온 시간
To3 : 제 3 계속 온 시간 Va : 평균 전압
Veg : 전압 W : 가공 대상물

Claims (10)

  1. 와이어 전극 (12) 과 가공 대상물 (W) 에 의해 형성되는 극간 (EG) 에 전압을 인가하여 방전을 발생시킴으로써, 상기 가공 대상물 (W) 에 대해 방전 가공을 실시하는 와이어 방전 가공기 (10) 로서,
    상기 가공 대상물 (W) 측을 정극, 상기 와이어 전극 (12) 측을 부극으로 하는 정극성 전압을 인가하도록 상기 극간 (EG) 에 접속된 제 1 직류 전원 (58) 과, 상기 제 1 직류 전원 (58) 과 상기 극간 (EG) 사이에 형성되고, 상기 극간 (EG) 에 대한 상기 정극성 전압의 인가의 온/오프를 전환하는 제 1 스위치 (SW1) 를 갖는 제 1 전압 인가 회로 (54) 와,
    상기 와이어 전극 (12) 측을 정극, 상기 가공 대상물 (W) 측을 부극으로 하는 역극성 전압을 인가하도록 상기 극간 (EG) 에 접속된 제 2 직류 전원 (60) 과, 상기 제 2 직류 전원 (60) 과 상기 극간 (EG) 사이에 형성되고, 상기 극간 (EG) 에 대한 상기 역극성 전압의 인가의 온/오프를 전환하는 제 2 스위치 (SW2) 를 갖는 제 2 전압 인가 회로 (56) 와,
    상기 제 1 스위치 (SW1) 및 상기 제 2 스위치 (SW2) 의 온/오프를 제어하며, 또한, 상기 제 1 스위치 (SW1) 와 상기 제 2 스위치 (SW2) 가 동시에 온되지 않도록 상기 제 1 스위치 (SW1) 및 상기 제 2 스위치 (SW2) 를 제어하는 스위치 제어부 (62) 를 구비하고,
    상기 역극성 전압의 절대치가 상기 정극성 전압의 절대치 미만이 되도록, 상기 제 1 직류 전원 (58) 및 상기 제 2 직류 전원 (60) 이 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 와이어 방전 가공기 (10).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위치 제어부 (62) 는, 상기 제 1 스위치 (SW1) 및 상기 제 2 스위치 (SW2) 를 제어함으로써, 상기 극간 (EG) 에 상기 정극성 전압이 인가되는 제 1 기간 (T1) 과, 상기 역극성 전압이 인가되는 제 2 기간 (T2) 을 교대로 전환하는 것을 특징으로 하는 와이어 방전 가공기 (10).
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 기간 (T2) 은, 상기 제 1 기간 (T1) 보다 길게 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 와이어 방전 가공기 (10).
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 극간 (EG) 의 전압 (Veg) 을 검출하는 전압 검출부 (52) 와,
    상기 전압 검출부 (52) 가 검출한 상기 극간 (EG) 의 전압 (Veg) 에 기초하여, 상기 극간 (EG) 의 평균 전압 (Va) 을 계측하는 평균 전압 계측부 (64) 와,
    상기 평균 전압 계측부 (64) 가 계측한 상기 극간 (EG) 의 평균 전압 (Va) 이 목표 전압이 되도록, 상기 제 1 기간 (T1) 및 상기 제 2 기간 (T2) 중 적어도 일방을 변경하는 기간 설정 변경부 (66) 를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 와이어 방전 가공기 (10).
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 스위치 (SW1) 의 1 회의 온 시간인 제 1 계속 온 시간 (To1) 및 상기 제 2 스위치 (SW2) 의 1 회의 온 시간인 제 2 계속 온 시간 (To2) 은 미리 정해져 있고,
    상기 제 1 계속 온 시간 (To1) 은, 상기 제 1 기간 (T1) 이하의 길이이고, 상기 제 2 계속 온 시간 (To2) 은, 상기 제 2 기간 (T2) 이하의 길이이고,
    상기 스위치 제어부 (62) 는, 상기 제 1 기간 (T1) 중에는, 상기 제 1 스위치 (SW1) 를 1 회 또는 복수 회 온으로 함으로써, 상기 극간 (EG) 에 상기 정극성 전압을 인가시키고, 상기 제 2 기간 (T2) 중에는, 상기 제 2 스위치 (SW2) 를 1 회 또는 복수 회 온으로 함으로써, 상기 극간 (EG) 에 상기 역극성 전압을 인가시키고,
    상기 제 2 기간 (T2) 중에 상기 역극성 전압이 실제로 상기 극간 (EG) 에 인가되는 시간이, 상기 제 1 기간 (T1) 중에 상기 정극성 전압이 실제로 상기 극간 (EG) 에 인가되는 시간보다 길어지도록, 상기 제 1 계속 온 시간 (To1) 및 상기 제 2 계속 온 시간 (To2) 과, 상기 제 1 기간 (T1) 중에 상기 제 1 스위치 (SW1) 가 온이 되는 횟수 (N1) 및 상기 제 2 기간 (T2) 중에 상기 제 2 스위치 (SW2) 가 온이 되는 횟수 (N2) 가 정해져 있는 것을 특징으로 하는 와이어 방전 가공기 (10).
  6. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 스위치 (SW1) 의 1 회의 온 시간은 제 1 기간 (T1) 이고, 상기 제 2 스위치 (SW2) 의 1 회의 온 시간은 제 2 기간 (T2) 이고,
    상기 스위치 제어부 (62) 는, 상기 제 1 기간 (T1) 중에는, 상기 제 1 스위치 (SW1) 를 온 상태로 하고, 상기 제 2 기간 (T2) 중에는, 상기 제 2 스위치 (SW2) 를 온 상태로 하는 것을 특징으로 하는 와이어 방전 가공기 (10).
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 극간 (EG) 의 전압 (Veg) 을 검출하는 전압 검출부 (52) 와,
    상기 전압 검출부 (52) 가 검출한 상기 극간 (EG) 의 전압 (Veg) 에 기초하여, 상기 극간 (EG) 의 평균 전압 (Va) 을 계측하는 평균 전압 계측부 (64) 와,
    상기 평균 전압 계측부 (64) 가 계측한 상기 극간 (EG) 의 평균 전압 (Va) 과 목표 전압을 비교하여, 상기 극간의 평균 전압이 목표 전압에 근접하는 극성을 판별하고, 다음 회에 인가할 전압의 극성을 결정하는 극성 결정부 (70) 를 추가로 구비하고,
    상기 제 1 스위치 (SW1) 의 1 회의 온 시간인 제 1 계속 온 시간 (To1) 및 상기 제 2 스위치 (SW2) 의 1 회의 온 시간인 제 2 계속 온 시간 (To2) 은 미리 결정되어 있고,
    상기 스위치 제어부 (62) 는, 상기 극성 결정부 (70) 가 결정한 극성의 전압이 인가되도록, 상기 제 1 스위치 (SW1) 및 상기 제 2 스위치 (SW2) 를 제어하는 것을 특징으로 하는 와이어 방전 가공기 (10).
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 전압 인가 회로 (56) 는, 상기 제 2 직류 전원 (60) 과 상기 극간 (EG) 사이에 삽입된 전류 제한 저항 (R2) 을 추가로 갖는 것을 특징으로 하는 와이어 방전 가공기 (10).
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 전압 인가 회로 (54) 는, 상기 제 1 직류 전원 (58) 과 병렬로 접속된 제 1 콘덴서 (C1) 를 추가로 갖고
    상기 제 2 전압 인가 회로 (56) 는, 상기 제 2 직류 전원 (60) 과 병렬로 접속된 제 2 콘덴서 (C2) 를 추가로 갖고
    상기 제 1 콘덴서 (C1) 의 용량을, 상기 제 2 콘덴서 (C2) 의 용량 이상으로 한 것을 특징으로 하는 와이어 방전 가공기 (10).
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 극간 (EG) 의 전압 (Veg) 을 검출하는 전압 검출부 (52) 와,
    상기 전압 검출부 (52) 가 검출한 상기 극간 (EG) 의 전압 (Veg) 에 기초하여, 방전이 발생하였는지의 여부를 판단하는 방전 판단부 (80) 와,
    상기 가공 대상물 (W) 측을 정극, 상기 와이어 전극 (12) 측을 부극으로 하는 정극성의 주가공 전압을 인가하도록 상기 극간 (EG) 에 접속된 제 3 직류 전원 (84) 과, 상기 제 3 직류 전원 (84) 과 상기 극간 (EG) 사이에 형성되고, 상기 극간 (EG) 에 대한 상기 주가공 전압의 인가의 온/오프를 전환하는 제 3 스위치 (SW3) 를 갖는 제 3 전압 인가 회로 (82) 를 추가로 구비하고,
    상기 스위치 제어부 (62) 는, 상기 정극성 전압 또는 상기 역극성 전압의 일방의 인가를 개시하고 나서 그 인가가 종료될 때까지의 동안에, 상기 방전 판단부 (80) 에 의해 방전이 발생한 것으로 판단된 경우에는, 상기 제 3 스위치 (SW3) 를 온으로 함으로써, 상기 극간 (EG) 에 상기 주가공 전압을 인가하여 주가공 전류를 흘리는 것을 특징으로 하는 와이어 방전 가공기 (10).
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