KR860000619B1 - 와이어-킷 방전가공 전원장치 - Google Patents

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하루끼 오바라
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이나바 세이우에몽
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H7/00—Processes or apparatus applicable to both electrical discharge machining and electrochemical machining
    • B23H7/02—Wire-cutting
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Abstract

내용 없음.

Description

와이어-킷 방전가공 전원장치
제1도는 종래의 와이어-킷(wire-cut) 방전 가공 전원장치의 요부 회로도.
제2도는 갭전압(gap voltage)의 일레의 파형도.
제3도는 본 발명의 실시예의 요부 회로도.
제4도는 제3도에 있어의 갭 전압의 일레의 파형도.
제5도는 본 발명의 실시예의 펄스 발생회로의 블록도.
제6도는 레벨설정의 설명도.
본 발명은 와이어-킷 방전가공의 가공속도를 향상할 수 있는 와이어 킷 방전가공 전원장치에 관한 것이다.
와이어-킷 방전가공에 있어는 제1도에 예시한 바와 같이 펄스 발생기(4)로부터의 펄스에 의하여 트랜지스터(3)를 "온(on)", "오프(off)" 제어하고 트랜지스터(3)가 "온"일 때에는 직류 전원(1)으로부터 저항(2)을 통하여 콘덴서(5)에 충전하고 이 콘덴서(5)의 충전 전압을 와이어 전극(7)과 와이어(6) 사이에 인가하여 방전가공을 행하는 것으로서 예시부호8 은 접촉자이고, 9, 10은 가이드를 나타낸 것이다.
와이어 전극(7)과 와이어(6) 사이의 전압, 즉 갭전압은 제2도에 예시한 바와같이 변화한다. 즉, 콘덴서(5)의 충전완료후 방전이 생기거나 충전도중에 방전이 생기는 것이다. 실험 결과에 의하면 콘덴서의 충전전압이 낮을수록 가공속도가 빨라짐을 발견하였다. 이 이유에 대하여는 충분히 해명되어 있지 않으나 콘덴서의 충전 전압이 높으면 와이어 전극과 와이어 사이의 갭이 방전 가공에 의하여 확대하여 다음의 일점에서 생긴 방전이 다른점에 이행하기 어려운 상태로 되기 때문이라는 설이 있다.
또 콘덴서(5)의 충전전압을 낮게하기 위하여 직류전원(1)의 전압을 낮게함도 고려되지만 콘덴서(5)의 충전 에너지가 저하함으로써 가공속도를 향상할 수 없게 된다. 또 저항(2)을 크게함도 고려되지만 이 경우도 충전속도가 저하하며, 또한 전력손실이 커지는 결점이 있다.
본 발명은 전술과 같은 종래의 결점을 개선한 것으로서 콘덴서의 충전 전압을 제어하고 이에 의하여 가공속도를 향상할 수 있도록함을 목적으로 한 것이다.
본 발명은 콘덴서의 충전 전압을 와이어 전극과 와이어 사이에 인가시켜 그 워크를 방전가공하기 위한 와이어 킷 방전 가공전원장치에 있어서, 전기 콘덴서의 충전 제어를 행하는 스위칭 소자에 병렬로 보조스위칭 소자를 접촉하고 전기 콘덴서의 단자 전압에 따라서 전지 보조스위칭 소자를 제어하고 전기 콘덴서의 단자 전압을 방전 가공에 최적의 값이 되도록 한 것이다.
이하 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
제3도는 본 발명의 실시예의 요부회로를 예시한 것으로 직류 전원(11), 저항(12), 트랜지스터(13), 콘덴서(15) 워크(16), 와이어전극(17), 접촉자(18), 가이드(19), (20)에 대하여는 제1도에 나타내는 종래예와 같은 구성이지만 저항(21, 22)에 의하여 분압한 갭전압을 펄스 발생회로(14)에 인가하여 펄스 발생회로(14)로 부터의 제어펄스 a에 의하여 트랜지스터(13)를 제어함과 동시에 제어펄스 b에 의하여 트랜지스터(24)를 제어하고 저항(23)을 통하여 콘덴서(15)의 충전제어를 행하도록 구성되어 있다.
펄스 발생회로(14)는 저항(21), (22)에 의하여 갭 전압에 비례한 전압이 가해짐으로써 콘덴서(15)의 충전전압이 소정값에 도달했음을 식별하여 트랜지스터(13)를 "오프"하고, 와이어 전극(17)과 워크(16) 사이에 방전이 생기지 않을 때 갭 사이의 누설 전류에 의하여 콘덴서(15)의 단자전압이 저하한다. 이 단자 전압이 어떤 값까지 저하하면 트랜지스터(24)를 "온"하고 누설 전류에 상당하는 전류를 저항(23)을 통하여 직규 전원(11)으로부터 공급하여 콘덴서(15)의 단자전압을 어떤 값으로 유지시킨다. 그리고 방전이 생겨서 콘덴서(1)의 단자 전압이 더 저하했을 때 트랜지스터(24)는 "오프"가 되도록 제어된다.
제4도는 본 발명 실시예의 갭 전압의 설명도로써 영역 Ⅰ에서는 트랜지스터(13)가 "온"이 되어서 콘덴서(15)의 충전이 행해지며, 영역 Ⅱ에서는 트랜지스터(13)가 "오프"가 되어 갭 사이의 누설 전류에 의하여 갭 전압은 자하하며, 영역 Ⅲ에서는 트랜지스터(24)가 "온"이 되어 누설전류에 상당하는 전류가 공급됨으로써 갭전압은 어떤 값으로 유지된다. 방전은 영역 Ⅰ의 충전 도중에 생기는 경우, 영역 Ⅱ의 충전후에 생기는 경우,, 영역 Ⅲ의 저전압 유지상태에서 생기는 경우가 있다. 따라서 영역 Ⅲ과 같이 저전압유지 상태에서 방전이 생기는 경우를 포함하므로 평균 가공 전압을 낮게할 수가 있으므로 가공속도를 향상시킬 수가 있다. 이는 실험에 의하여도 확인되어 있다.
제5도는 펄스 발생회로(14)의 요부 블록도로서 예시부호 41~43은 비교기, 44는 하강에 의하여 트리거되는 단 안정회로, 45는 기립에 의하여 트리거되는 단 안정회로 46은 초기 치설정회로, 47, 48은 플립플롭을 구성하는 NAND회로, 49, 50은 NOR회로, 51~53은 기준전압, 54는 소정의 주기의 충전용 펄스이다. 또 예시부호 15, 16, 17, 21, 22는 제3도에 예시된 콘덴서, 워크, 와이어 전극, 저항을 각각 나타낸 것이다. 비교기(41~43)의 기준전압(51~53)은 제6도에 예시한 바와같이 갭 전압, 즉, 콘덴서(15)의 단자 전압은 중간레벨H1, 저레벨 L1, 고레벨 H2를 검출할 수 있도록 선정되어 있다.
콘덴서(15)의 단자 전압이 제로(0)의 경우 저항(21), (22)에 의하여 분합된 전압도 "0"이 되며 비교기(41~43)의 출력도 "0"이 된다. 이 상태에서 초기치 설정회로(46)에 의하여 플립-플롭을 세트하고 Q="1", Q="0"의 출력으로 한다. 따라서 NOR회로(49)의 출력의 제어펄스 b는 "0"이 되며, NOR회로(50)의 출력의 제어펄스 a는 펄스(54)에 따라서 "1", "0"이 된다. 트랜지스터(24)(제3도 참조)는 제어펄스 b가 "0"이므로 "오프"로 되며, 트랜지스터(13)는 제어펄스 a에 따라서 "온", "오프"의 반복이 된다. 따라서 트랜지스터(13)가 "온"인때 콘덴서(15)의 충전이 행해져서 그 단자 전압이 상승한다.
콘덴서(15)의 단자전압이 저레벨 L1이상으로 되면 비교기(42)의 출력은 "1"이 되지만 단 안정회로(44)는 트리거되지 않는다. 또 콘덴서(15)의 단자 전압이 중간레벨 H1으로 상승하면 비교기(41)의 출력이 "1"이 되어 제어펄스 b는 "0" 그대로이다.
콘덴서(15)의 단자 전압이 더 상승하여 고레벨 H2에 달하면 비교기(43)의 출력이 "1"이 되어 "0"으로부터 "1"에의 기립에 의하여 단 안정회로(45)가 트리거되며 그 출력에 의하여 플립-플롭이 리세트되어 Q="0", Q="1"의 상태로 된다. 따라서 NOR회로(50)의 출력의 제어펄스 a는 "0"이 되며, 트랜지스터(13)는 "오프"로 된다. 이에 의하여 콘덴서(15)의 충전은 정지되며, 와이어 전극(17)과 워크(16) 사이에 누설전류가 흘러서 콘덴서(15)의 단자 전압은 점차로 저하한다.
콘덴서(15)의 단자 전압이 중간레벨 H1보다 저하하면 비교기(41)의 출력이 "0"이 된다. 따라서 NOR회로(49)의 출력의 제어펄스 b는 "1"이 되며, 트랜지스터(24)가 "온"이 되며, 직류전원(11)으로부터 누설전류에 상당하는 전류가 공급되어 콘덴서(15)의 단자 전압은 중간레벨 H1근방으로 유지된다. 이트랜지스터(24)를 통하여 공급되는 전류에 의하여 콘덴서(15)의 단자 전압이 중간레벨 H1이상이 되면 비교기(41)의 출력이 "1"이 되며 제어펄스 b는 "0"이 되므로 트랜지스터(24)는 "오프"로 된다. 비교기(41~43)는 주지의 히스테리시스 특성을 갖는 구성으로서 중간레벨 H1을 중심으로한 상태에서 콘덴서(15)의 단자 전압이 제4도의 영역 Ⅲ으로서 나타내는 바와같이 거의 일정하게 유지되게 된다.
와이어 전극(17)과 월크(16) 사이에 방전이 생기면 콘덴서(15)의 단자 전압은 급속하게 저하하며, 저 레벨 L1이하로 되면 비교기(41~43)의 출력은 "0"이 되며, 단 안정회로(44)는 "1"로부터 "0"에의 하강에 의하여 트리거되며 그 출력이 세트펄스로 되어서 츨립-플롭이 세트되어 초기 상태로 되돌아가게 된다.
전술의 동작은 중간레벨 H1에서 방전이 생기는 경우에 대한 설명이지만 고레벨 H2로 상승중의 영역 Ⅰ에 있어의 방전의 경우는 플립-플롭은 세트 상태대로 저레벨 L1이하로 콘덴서(15)의 단자 전압이 저하하여 단 안정회로(44)가 트리거 되어서 세트펄스가 출력되어 플립-플롭의 출력상태는 변화하지 않으므로 계스하여 제어펄스 a가 트랜지스터(13)에 가해져서 콘덴서(15)의 충전이 개시된다.
또 고레벨 H2로부터 중간레벨 H1으로 저하하는 도중의 영역 Ⅱ에 있어서 방전의 경우는 플립-플롭이 리세트 상태이며, 제어펄스 a, b는 "0"으로 트랜지스터(13), (24)는 "오프"이며, 방전에 의하여 저레벨 L1이하로 되면 플립-플롭이 세트되어 초기 상태로 되돌아가게 된다.
전술의 동작 설명으로부터 알 수 있는 바와같이 비교기(43)와 단안정회로(45)에 의하여 방전이 생긴 사실을 검출하고 비교기(42)와 단 안정회로(44)에 의하여 콘덴서(15)가 소정의 값으로 충전을 검출하고 비교기(41)에 의하여 콘덴서(15)의 단자 전압이 중간레벨 H1임을 검출하고 이들에 의하여 트랜지스터(13, 24)를 제어하여 평균가공 전압을 낮추어서 가공 속도를 향상시키는 것이다. 또 트랜지스터(13), (24)는 FET나 다이리스터등의 스위칭 소자를 사용할 수도 있으며, NAND회로나 NOR회로는 다른 논리회로에 의하여 구성할 수도 있다.
이상 설명한 바와같이 본 발명은 트랜지스터(13) 등의 스위칭 소장의 "온", "오프"제어에 의하여 "온" 상태인 때 콘덴서(15)에 충전하고 그 콘덴서(15)의 단자 전압을 와이어 전극(17)과 워크(16) 사이에 인가하여 방전가공을 행함과 동시에 스위칭소자에 병렬적으로 트랜지스터(24) 등의 보조스위칭 소자를 접속하여 콘덴서(15)의 단자 전압이 고레벨 H2로 되었음을 비교기(43), 단 안정회로(45) 등으로써 되는 수단에 의하여 검출하였을 때 스위칭 소자를 "오프"로 하고 그후 와이어 전극(17)과 워크(16) 사이의 누설 전류에 의하여 콘덴서(15)의 단자 전압이 중간레벨 H1으로 전하하였음을 비교기(41)등의 수단에 의하여 검출하였을 때 보조스위칭 소자를 "온" 상태로 하여 누설 전류에 상당하는 전류를 공급하여 방전이 생겨서 콘덴서(15)의 단자 전압이 저레벨 L1로 저하하였음을 비교기(42), 단 안정회로(44) 등으로써 되는 수단에 의하여 검출하였을때 보조스위칭 소자를 "오프"상태로 함과 동시에 스위칭 소자의 "온", "오프"제어를 개시시키는 것으로서 직류전원(11)의 전압을 높이하여 콘덴서(15)의 고속 충전을 가능하게 하여 도중간 레벨 H1에 콘덴서(15)의 단자 전압을 유지할 수 있으므로 평균 가공전압을 낮게 할 수가 있다. 따라서 가공속도를 향상시킬수가 있다.

Claims (1)

  1. 트랜지스터 스위칭 소자의 "온", "오프" 제어를 행하여 "온" 상태인 때 콘덴서에 충전하고 그 콘덴서의 단자전압을 와이어 전류와 워크 사이에 인가하여 전기 워크의 방전가공을 행하는 와이어-킷 방전가공 전원장치에 있어서, 전기 스위칭 소자에 병렬적으로 접속되고 전기 와이어 전극과 워크사이의 누설전류에 상당하는 전류를 공급하기 위한 보조 스위칭 소자와 전기 콘덴서의 단자 전압의 고레벨과 중간레벨 및 저레벨을 검출하는 수단과, 그 수단에 의하여 전기 콘덴서의 단자 전압이 고레벨로 되었음을 검출하였을 때 전기스위칭소자를 "오프"상태로 하는 수단과, 전기콘덴서의 단자 전압이 고레벨로부터 중간레벨로 저하 하였음을 검출하였을때 전기 보조 스위칭 소자를 "온"상태로 하는 수단과, 전기 콘덴서의 단자 전압이 저레벨로 저하하였음을 검출하였을 때 전기 보조 스위칭 소자를 "오프" 상태로 함과 동시에 전기 스위칭 소자의 "온", "오프" 제어를 개시시키는 수단으로 구성되었음을 특징으로 하는 와이어-킷 방전가공 전원장치.
KR8202101A 1981-05-14 1982-05-14 와이어-킷 방전가공 전원장치 KR860000619B1 (ko)

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