KR840000628B1 - 가공조건 자동 절환장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

가공조건 자동 절환장치

제1도는 와이어 절단 방전 가공기용 전원 회로도.

제2도는 본 발명의 가공 조건 자동 절환장치의 실시예의 주요부를 예시한 블럭도.

본 발명은 와이어 절단방전 가공기의 전기적 가공조건을 공작물의 두께에 따라 자동적으로 절환하는 가공조건 자동 절환장치에 관한 것이다.

가공 전원의 피크전류 I_p, 또는 무부하 전압 V_s, 또는 펄스 전류의 "온"시간 τ_on과 "오프"시간 τ_off에 의존하는 와이어 절단 방전 가공기의 전기적 가공조건이 사용하는 공작물의 두께에 따라 예리하게 변하지 않으면 공작물의 최적가공을 이룩할 수 없다. 예를 들어 피크 전류 I_p가 공작물 두께에 따라 변하지 않는 경우 얇은 공작물이 두꺼운 공작물에 대한 가공조건과 동일하게 가공되면 충분한 가공속도로 이루지 못한다. 그러나 이러한 상기 문제점을 각각의 특수한 공작물에 대해 전기적 가공조건을 일일히 수동으로 변화시켜 작동하면, 조작자에게는 대단히 성가신000000일이며 연속적 가공이 불가능하게 될 뿐만 아니라 두께가 변해도 전기적 가공조건을 자동적으로 가변할 수 있는 가공조건 자동 절환장치가 이미 제안되어 실용화 되어 왔다.

예컨데 종래의 가공 조건자동 절환장치는 최적 가공조건에 대응하는 미리 설정된 피크전류 I_p의 값과 가공속도를 각 공작물 두께에 대해 적산화시켜 미리 기억시킨 다음 이것을 실제 계산기의 사용을 통해 가공될 공작물의 두께에 따른 실제 가공속도와 가공조건을 비교한 후피크전류 I_p가 최적값으로 전환하는 기술인데 이러한 종래의 장치는 전산기를 이용함과 함께 계산기내에 사전에 기억될 정보를 얻기 위해 많은 실험을 해야할 뿐만 아니라 수집된 모든 정보는 미리 기억되어야 하기 때문에 이들의 처리가 대단히 성가시게 되는 결점이 있다.

본 발명의 목적은 상술한 종래기술에서와 같이 전산화할 필요가 없으면 조작이 간편한 가공조건 자동절환장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 전극의 파손을 방지하도록 가공이 불안정한 장소에서 가공조건을 경감시키도록 설계된 가공조건 자동 절환장치를 제공하는데 있다.

간단히 말해서, 본 발명의 가공조건 자동 절환장치는 전극과 공작물 사이의 주 가공전압이 일정하도록 가공속도를 제어하는 이송 제어회로와, 가공속도, 와이어 절단방전 가공기전원의 피크전류 또는 주 가공전류, 상기 조건이 아닌 다른 가공조건으로부터 결정된 일정치를 입력하여 소정의 최적 가공조건 공식을 계산하는 논리 연산장치와, 상기 논리 연산 장치의 출력이 영으로 감소되도록 피크전류를 절환하는 전기적 가공조건 절환장치를 구비하고 있다. 공작물의 두께가 증가해도 피크 전류가 변하지 않는 경우에는 가공속도가 저하하여 상기 논리 연산장치의 최적 가공조건 공식의 계산 결과는 음이되어 피크 전류는 전기적 가공조건절환 수단에 의해 증가된다. 역으로 공작물의 두께의 감소에 관계없이 피크 전류가 일정하면 가공속도는 증가하기 때문에 상기 논리 연산장치의 공식의 계산결과는 양이되어 피크 전류는 전기적 가공조건 절환수단에 의해 감소된다. 더우기 본 발명은 주가공전압의 변화를 검출하기 위해 검출기가 구비되고 가공이 불안정한 장소에서 전극의 파손을 방지하기 위해 주가공 전압의 변화에 따라 최적 가공 조건공식의 일정치가 변경된다.

제1도는 본 발명에서 사용되는 최적 가공조건 공식을 얻는데 사용되는 와이어 절단 방전 가공기의 전원 회로도로써, 예시문자 V_s는 무부하 전압, R_s는 충전 저항, I_p는 피크전류, Q는 트랜지스터, p는 상기 트랜지스터(Q)를 구동하는 펄스신호, τ_on과 τ_off는 상기 펄스신호 p의 "온" 시간과 "오프"시간, c는 콘덴서, WR은 전극, WK는 공작물을 각각 나타낸다. 전극(WR)과 작공물(WK) 사이의 단락이나 또는 전극(WR)의 파손을 야기하지 않는 최대가공 속도 F_m과 최대 피크 전류I_pm은 사용되는 공작물(WK)의 재료, 와이어(WR)의 재료, 직경, 무부하전압(Vs), "온"시간τ_on, "오프"시간 τ_off콘덴서(c)의 용량등을 일정하게 유지한 제1도의 전원회로를 사용하여, 동일한 재료 이외에도 다른 두께의 공작물 각각에 대해 얻은 본 발병자의 실험에 따라서 하기와 같은 식이 가공범위가 됨을 알게 되었다.

……………………………(1)

………………………………(2)

여기서 h는 공작물 두께, k₁, k_2o및 F_o는 피크 전류 Ip, 이외의 공작물의 재료, 전극의 재료 및 전극의 직경이 다른 전기적 가공 조건에 따른 일정한 상수이다. 상기식(1)(2)에서 피크전류 이외의 가공조건이 변경된다 할지라도 k₁,k₂상수가 변하여도 식의 형태는 변하지 않는다.

상기 식(1)과 (2)에서 공작물의 두께 h를 소거하면 하기와 같은 식이 얻어진다.

……………………………(3)

여기서 k=k₁k₂이고, 두께,k는 공작물의 재료가 가공이 쉬우냐에 따라 큰 값 또는 작은 값을 갖는 상수이다. 상수Fe는 실험에따라 상수 k의 값과 함께 변하나 하기식에 의해 대략 계산될 수 있다.

……………………………(4)

여기서 F₁은 사용된 회로에 의해 결정된 상수이고, α는 충분히 작은 상수이다. 따라서 상수 F_o는 실질적으로 일정하게 간주될 수 있고 각 공작기계에 대해 고정된 값이다.

본 발명은 상기 식(3)과 (4)를 써서 하기의 원리를 토대로 하여 공작물의 두께에 따라서 가공조건을 자동적으로 절환하는 것을 시도하고 있다. 우선, 전극과 공작물의 상대적 이송은 이들 사이의 주가공 전압이 일정하도록 제어된다. 가공 통로의 홈의 간격이 공작물의 두께와 함께 변하고 가공 정확도를 저하하는 것을 방지하기 위해 이러한 이송제어가 수행되어 왔고 여러 방법이 공지되어 있다. 따라서 이 공지방법 중 임의의 하나를 써서 실시한다.

상기 주 가공 전압을 일정하게 유지하기 위해 이송제어를 하는 동안 제(3)식으로 주어지는 최대 가공속도 조건 I_pm의 보다더 작은 피크 전류 I_p가 제공되면, 즉 피크 전류 I_p가 공작물 두께의 증가에도 불구하고 일정하면, 가공속도 F는 감소하고, (F + F_o)I_p는 (3)식의 최대가공 속도에서 상수 k보다 더 작게 된다. 역으로 피크 전류 I_p가 너무 크면 가공속도 F는 증가하고 그 결과 (F + F_o)I_p>k가 된다. 따라서 주가공 전압을 일정하게 유지하기 위해 이송을 제어하고 또 동시에 가공 속도 F와 피크 전류 I_p를 검출하고 이들이 식(3)을 만족하는가를 검사하므로써 공작물의 두께가 결정될 수 있다. 피크 전류 I_p가 식(3)에 충족되도록 증가 또는 감소 시킴므로서 전기적 가공 조건이 공작물의 두께에 따라 자동적으로 절환된다.

제2도는 본 발명의 실시예의 주요부의 블럭도이다. 예시문자 CNT₁과 CNT₂는 계수기이고, REG₁-REG₃는 레지스터, ART는 논리 연산장치, CMP₁과 CMP₂는 판정회로, DET는 검출기, G, G₁과 G₂는 AND게이트, I_p는 피크전류, f_p는 이송펄스, c_p는 이송율지령값, s_p는 표본펄스 g_p는 게이트 펄스이다.

제2도에서 현재의 가공속도 F는 가공테이블의 단위 이송양에 따라 이송펄스 f_p를 계수기(CNT₁)에서 계수하거나 또는 수치제어장치의 이송율 속도 지령값 c_p를 카운터(CNT₁)에 세트하여 검출된다. 그후 이렇게 검출된 가공속도 F는 논리 연상장치(ART)로 입력한다. 이와 마찬가지로 현재의 피크 전류 I_p는 레지스터(SEG₁)에 세트한 다음 논리 연산장치(ART)에 입력된다. 레지스터(REG₂)에는 실험적으로 얻은 값 k가 세트되고, 레지스터(REG₃)에는 와이어 절단방전 가공기의 전원에서 사용되는 방전회로의 시스템에 의해 결정되는 값 F_o가 설정되며, 이 값들은 또한 논리 연산장치(ART)에 입력된다.

논리 연산장치(ART)는 상기 가공속도 F, 피크 전류 I_p, 주전류 이외의 가공조건에 의해 결정되는 상수 k 및 F_o의 값으로부터 식(F-F_o)I_p-k를 계산하고 이 계산 결과를 판정회로(CMP₁)와 판정회로(CMP₂)에 각각 입력한다. 그러면 판정회로(CMP₁)는 계산 결과가 양이냐 음이나를 판단하고 양인 경우에는 계수기(CNT₂)의 값을 감소시킨다. 판정회로(CMP₂)는 계산결과가 -δ보다 더 작으냐를 판정하고 더 작다면 계수기(CNT₂)의 값을 증가시킨다. δ는 계수기(CNT₂)의 값이 자주 변하지 않도록 히스테리시스 동작(hysteresis operation)을 제공하기 위해 사용되며 k값보다 충분히 더 작은 값에 설정된다.

계수기(CNT₂)의 각 단위 출력은 AND게이트(G)를 통해 피크 전류 절환수단(도시되지 않았음)에 입력하고, 계수기(CNT₂)의 내용에 비계하는 피크 전류 값을 얻기 위해 제어된다. 피크 전류 절환 수단으로서 예를들면 제1도에 보인 수개의 트랜지스터(Q)를 병렬로 접속하고 이들의 작동수가 계수기(CNT₂)의 출력에 의해 변경되도록 설치하거나 충전 저항기(R_s)의 값이 계수기(CNT₂)의 출력에 의해 변경되도록한 설치를 이용할 수 있다.

상기의 구성과 함께 피크 전류 I_p는 자동적으로 공작물 두께에 따라 절환될 수 있다. 제2도에 보인회로는 주 가공전압 V_W가 검출기(DET)에 의해 검출되고, k값의 변화에 따라 감소하도록 구성되어 있다. 검출기(DET)는 전압 V_W-표준 레벨의 변화와 검출기(DET)의 설정레벨과를 비교하며 만약 변화가 너무 크면 감소신호를 V_s레벨이 세트 가공전압 레벨인 레지스터(REG₂)에 입력한다. 그 이유는 하기와 같다. 와이어 절단방전 가공기에서 구석 또는 작은 반경, 공작물의 미세부분에서는 가공이 불안정하게 되고 전극이 파괴되기 쉬우므로 피크 전류 I_p와 다른 가공조건이 공작물의 상기 부분에서 경감되고 주 가공 전압은 가공이 불안정한 부분에서 변경되기 때문에 k값이 평균 가공전압의 변경을 이용하여 감소된다. 이렇게 하여 구석에서 공작물의 가공이 안정하게 된다.

상기 실시예에서 피크 전류 I_p가 측정되나 이는 식(2)에 유사한 관계가 주 작동 전류 I_w에 유지된다는 것이 실험에 의해 발견되었기 때문에 제2도의 피크 전류 I_p대신에 주 가공전류 I_w를 측정하는 것이 또한 가능하며 (F-F_o)I_w-k=o가 되도록 공작물의 두께에 따라 피크 전류 I_p를 자동적으로 절환할 수 있다.

상기 설명과 같이 본 발명은 최적 가공조건에 대한 실험식에 근거를 두고 구성되었기 ㄸㅒ문에 전자계산기가 필요없으며, Fe값은 각 공작기계에 따라 설정되기 때문에 간단한 실험에 의해 얻을수 있는 k값을 입력하는 것만으로 충분하다. 따라서 본 발명은 종래의 기술보다 조작이 편리하다 일반적으로 k값은 공작기계제작자측에서 각종 가공조건 마다 실험적으로 얻어지며 사용자가 이 시렇ㅁ적값에 근거를 두고 k값을 설정하는 것으로 충분하다. 특히 공작물의 재료, 콘댄서의 용량등과 같은 가공조선이 변하는 경우에도 한개의 공작물을 실험 가공함으로서 새로운 k값이 결정되며 피크전류가 자동적으로 새로은 k값을 사용하여 절환될 수 있다. 따라서 공작물이 특수재질로 될어 있고 k값의 정보가 공작기계재작자로부터 제공되지 않더라도 쉽게 가공될 수 있다.

본 발명은 본 발명의 새로운 개념의 범위를 이탈하지 않고 여러 수정과 변형이 있을수 있음은 명백하다.

Claims (1)

1. 전극과 공작물 사이의 주 가공 전압이 일정하도록 가공속도를 제어하는 이송제어 회로와, 소정의 최적 가공 조건공식을 계산한 논리 연산 장치와, 이 논리 연산 장치의 출력이 영까지 감소되도록 전원의 피크 전류를 절환하는 전기적 가공 조건 절환수단을 구비하여, 와이어 절단방전 가공기의 전기적 가공조건이 공작물의 두께에 따라 전기적 가공 조건 절환 수단에 의해 자동적으로 절환되는 것을 특징으로 하는 가공조건 자동 절환장치.

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