KR930011210B1 - 전해가공에 있어서의 단락예지방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

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Description

전해가공에 있어서의 단락예지방법 및 장치

종래, 전극에 이송을 부여하고, 워크와 미소간극을 유지시키면서 전해가공을 행하고, 전극과 워크상이에 발생하는 스파아크를 검출하는 전해가공에 있어서의 극간이상현상 검출장치로서는, 특공소56-30124호 공보에 개시한 것이 알려지고 있고, 또 세선(細線)을 전극으로하여 펄스전류를 흐르게 하여, 워크를 전해가공하는 전해가공의 단락예지방법으로서는 특공소 57-22690호 공보에 개시한 것이 알려지고 있다. 그런데, 전자의 이상검출장치에 있어서는, 스파아크발생시의 전압강하현상과 전류상승현상과를 검출하므로, 검출한 시점에 있어서, 이미 스파아크에 의해 워크가 소결손상되어 있게 된다. 따라서, 특개소 63-216628호 공보에 개시한 바와같아, 워크의 가공면에서 떨어진 전극면을 보유하는 전극에 의해, 위크를 전해마무리가 공하는 전해가공에 사용한 경우, 심차원 등의 소망형상으로 가공한 워크를 일순간에 소결손실한다는 마무리 가공으로서는 치명적인 문제가 있었다.

또, 후자의 단락예지방법은, 이상현상의 발생 그 자체를 검출하는 것이 아니고, 단락의 발생을 미리 알려주는 것이지만, 이 예지방법에 있어서는, 가공펄스 휴지시간(休止時間)중에 있어서의 극간전압을 검출하여, 정상시에 대략 일정한 값을 표시하지만, 극간전압이 이상저하안 경우에는 단락이 발생하는 것으로서, 그것을 미리 알리는 방법이다. 따라서, 이 방법에서는, 가공펄스의 공급중에 발생하는 단락을 예지할 수 없다. 특히, 상기한 전해마무리가공과 같이, 공급하는 가공펄스의 펄수폭이 비교적 큰 경우에, 가공펄스공급중에, 간극이 생성되는 가공부스러기 등에 의하여 단락이 발생하여, 워크를 소손한다고 하는 전자와 동일한 문제가 있었다. 그래서 본 발명의 목적은, 상술한 문제점을 해결하고, 특히 가공펄스공급중의 아아크발생을 예지하므로서, 단락을 미연에 방지하고, 워크를 소손시킴이 없이 전해가공에 있어서의 단락예지방법을 제공하고저 함에 있다.

발명의 개시

이 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 전해액중에서 소정간극으로 대향설치한 전극과 워크와의 극간에 가공펄스를 공급하여 워크를 전해가공하는 것에 있어서, 상기한 가공펄스 공급중의 극간 전기에너지의 요소의 이상변화를 검출하는 것과, 이 검출에 따라서 전기 펄스의 공급을 차단하는 것을 특징으로 하는 것이다.

발명을 실시하기 위한 최량의 형태

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 상세하고 구체적으로 설명한다. 제1도-제3도는 본발명의 실시에 사용되는 전해마무리가공장치를 표시한다. 제1도에 있어서, 전해마무리가공장치(1)는 전극(2)을 고정하는 전극고정장치(3), 워크(4)를 고정하는 워크고정장치(5), 모우터(6)의 회전운동을 왕복운동으로 변화하는 구동변환부(7), 가공펄스를 발생하는 전원장치(8), 헤드구동제어부(9)와 가공조건제어부(10)와 전해액류제어부(11)등으로 이루어지는 제어장치(12), 각종 데어터 등을 입력하는 입력장치(13), 전해액을 여과하는 전해액여과장치(14), 가공조(15)등으로 구성된다. 전기한 적극고정장치(3)는, 예컨대 그 하부에 설치된 롯드(16)의 하단에, 순동 혹은 글래파이트등으로 이루어진 전극(2)을 그 전극면과 워크(4)의 가공면이 3차원방향으로 동일한 간극(17)을 보유하도록 고정한다. 이 전극고정장치(3)는, 상기한 헤드구동제어부(9)의 제어신호에 의한 모우터(6)의 회전에 의해 상하운동하고, 전극면(2a)과 가공면(4a)을 소정의 간극(17)으로 설정한다. 또 상기한 워크고정장치(5)는, 절연성이 높은 글래나이트 혹은 세라믹스제의 테이블로, 그 상면에 워크(4)를 도시하지 아니한 지그등 에 의해 고정한다. 그리고 제1도 중, 부호(18)은 간극(17)에 청정한 전해액을 분출하기 위한 노즐이다. 상기한 입력장치(13)는, 워크(4)의 재질과 가공면적, 목표로 하는 가공량, 가공펄스의 조건, 초기전극간극 등을 입력하고, 이들의 각 신호를 제어장치(12)의 헤드구동제어부(9) 및 가공조건제어부(10)에 출력한다.

또 전해액여과장치(14)는, 가공에서 생긴 전해생성물 등을 포함하난 전해액을 여과하는 것으로, 상기한 전해액흐름제어부(11)의 제어신호에 따라서, 가공개시시에 가공조(15)에 전해액을 공급함과 아울러, 가공중에 전극(2)과 워크(4)의 간극(17)에 생성한 가공부스러기를 배제하기 위해서, 가공펄스의 공급시 마다 상승동작하는 전극(2)과 동기하여 그 간극(17)에 청정한 전해액을 상기한 노즐(18)을 개재하여 분출한다. 상기한 전극(2)과 워크(4)와의 극간에, 소정의 가공펄스를 공급하는 전원장치(8)는, 직류전원부(19)와 충준방전부(20)로 구성되고, 직류전원부(19)는, 제2도에 도시하는 바와같이, 변압기(21)와 정류기(22)로 이루어지는 축전기(23-1)-(23-n)로 공급한다. 제2도를 참조하면, 충전방전부(20)는 극간에 전하를 방전하는 복수개의 축전기 (23-1)-(23-n)와, 이들의 각 충전기(23-1)-(23-n)에 접속하여 직류전원부(19)측에의 전하의 역류를 지지하는 다이오오드(24-1)-(24-n)와, 방전측으로 전하를 방전시키도록 개폐된 방전스위치(25-1)-(25-n)와, 전기 각 축전기(23-1)-(23-n)를 소정으로 충전하도록 상기한 직류전원부(19)로부터의 전원을 공급, 차단하는 충전스위치(26)등으로 이루어진다.

상기한 가공조건제어부(10)는, 축전기 (23-1)-(23-n)의 충전전압치를 검출하는 전압검출기(27)와 이전압검출기(27)에서 검출한 충전전압치와 D/A 변환기(28)로 부터의 출력치를 비교하는 전압비교기(29)와 극간에 방전되는 전하의 전류치를 검출하는 전류검출기(30)과, 이 전류검출기(30)에서 검출한 전류치의 피크치를 홀드하는 전류피크홀드회로(31)와, 이 전류피크홀드회로(31)에서 홀드한 피크전류치와 D/A 변환기(38)의 출력치를 비교하는 전류비교기(33)와, 전극(2)과 워크(4)의 극간전압을 검출하는 극간전압검출기(34)와, 이 극간전압검출기(34)에서 검출한 극간전압에 따라서, 그 변화를 판별하는 전압변화판별기(35)와, 이 전압변화판별기(35)와 소정시간폭의 펄스를 밸생하는 펄스발생기(38)로 부터의 입력신호에 의해 상기한 각 방전스위치(25-1)-(25-n)에 개폐구동신호를 출력하는 게이트회로(36)와, 상기한 각 축전기(23-1)-(23-n)로 공급하는 충전전압치를 설정하고, 그 신호를 D/A 변환기(28)에 출력하는 충전전압설정기(37)와, 극간에 흐르는 전류치를 설정하고, 그 신호를 상기한 D/A 변환기(32)에 출력하는 전류설정기(39)와, 상기한 각 회로로 부터의 입력신호에 따라, 가공조건 등을 연산, 처리하는 CUP(40)등으로 이루어진다. 제3도는 제2도의 개략구성도를 구체화한 회로구성도이고, 제2도와 동일부위에 동일부호를 부여하고 설명한다.

상기한 직류전원부(19)는, 변압기(21)의 각 코일(21-1)-(21-3)에 의해 소정의 전압을 강하시켜, 각 다이오오드 저항(41)을 개재하여 출력한다. 상기한 방전스위치(25-1)-(방전스위치25-1-25-n는 모두 동일구성이므로 방전스위치 25-1에 대해서만 설명한다)는, 5개의 트랜지스터(42-1)-(46-1)와 6개의 저항(47-1)-(52-1)과 다이오오드(53-1)로 구성하고, 상기한 게이트회로(36)의 AND 게이트(54-1)로부터 입력되는 개폐구동신호에 의해, 각 트랜지스터(42-1)-(46-1)을 순차로 ON으로하여 축전기(23-1)의 전하를 방전한다. 그리고, 상기한 축전기(23-1)는, 예컨대 정전용량이 0.22F(파라드)의 5개의 축전기(23a)-(23e)를 병렬접촉해서 구성되고, 이들을 다시 병렬시켜 전원장치(8) 전체로서는, 10-20F의 정전용량을 가진다. 이 축전기(23-1)는 저항(55-1)을 병렬 접속한다. 또 상기한 충전스위치(26)는, 방전스위치(25-1)와 거의 동일하게, 5개의 트랜지스터(56)-(60)과, 7개의 저항(61)-(67)과 다이오도드(68)로 구성하고, 상기한 전압비교기(29)의 출력에 의해 각 트랜지스터(56)-(60)이 ON,OFF하여 직류전원부로 부터의 전원을 공급, 차단하고, 각 축전기(23-1)-(23-n)를 소정으로 충전한다. 상기한 전압검출기(27)는, 일단을 접지한 콘덴서(69)를 보유하고, 이 콘덴서(69)와 병렬접속한 2개의 직렬저항(70)(71)에 의해 분압해서 얻은 충전전압치를 출력한다. 이 전압검출기(27)의 출력측은 저항(72)을 개재하여 전압비교기(29)의 비교기(73)한쪽의 입력측에 접속한다. 또 비교기(73)의 다른쪽 입력측은, 상기한 D/A 변환기(28)의 출력측을 저항(74)을 개재하여 접속한다.

저항(72)(74)과 비교기(73)의 사이에는, 다이오오드(75)(76)를 접속한다. 이 비교기(73)의 출력측은, 상기한 저항(61)을 개재하여 충전스위치(26)의 트랜지스터(56)의 베이스에 접속한다. 상기한 전류검출기(30)는, 전극(2)의 접지측에 저항(77)을 설치하고, 이 저항(77)의 전극(2)측을 저항(78)을 개재하여 증폭기(79)의 한쪽의 입력측에 접속함과 아울러, 이 증폭기(79)의 다른쪽의 입력측을 저항(80)을 개재하여 접지한다. 이 증폭기(79)는 출력측을 상기한 저항(78)을 접속한 입력측에 저항(81)을 개재하여 접속함과 아울러, 출력측을 증폭기(82)한쪽의 입력측에 접속한다. 이 증폭기(82)는, 다른쪽의 입력측을 출력측에 접속하고, 출력측으로부터 극간전류치를 출력한다. 상기한 전류피크홀드회로(31)은, 상기한 전류검출기(30)의 증폭기(82)의 출력측을 증폭기(83)의 다른쪽 입력측에 접속함과 아울러, 이 증폭기(83)한쪽의 입력측을 다이오오드(84)를 개재하여 출력측에 접속한다. 또, 증폭기(83)의 한쪽의 입력측은 저한(85)을 개재하여 증폭기(86)의 한쪽의 입력측과 출력측에 각각 접속함과 아울러, 증폭기(83)의 한쪽의 입력측은 저항(85)을 개재하여 증폭기(86)의 한쪽의 입력측과 출력측에 각각 접속함과 아울러, 증폭기(83)의 출력측은, 다이오오드(87)를 개재하여 증폭기(86)의 다른쪽의 입력측에 접속한다. 상기한 증폭기(86)의 다른쪽 입력측은 콘덴서(88)를 개재하여 접지하고, 이 콘덴서(88)의 양단에 아날로그스위치(89)를 접속한다. 아날로그스위치(89)는 상기한 펄스발생기(88)에 접속한다. 이 전류피크홀드회로(31)는, 상기한 전류검출기(30)로 검출한 전류치의 피크치를 홀드하고, 이값을 후술하는 전류비교기(33)에 출력함과 아울러, 상기한 펄스발생기(38)의 리세트펄스에 의해 리세트한다. 상기한 (D/A)변화기(32)의 출력측과 상기한 전류피크홀드회로(31)의 증폭기(86)의 출력측은, 각각 저항(90)(91)과의 사이에는, 가각 다이오오드(903)(94)를 접속한다.

비교기(92)의 출력측에는 저항(95)을 접속하고, 이 저항(95)의 일단을 접지한 다이오오드(96)에 접속함과 아울러, 상기한 CUP(40)의 단자(97)에 접속한다. 이 단자(97)의 신호에 의해, 극간전류치가 소정의 전류치로 되도록 제어된다. 상기한 극간전압검출기(34)는, 전극(2) 및 워크(4)에 직렬접속한 2개의 코일(100)(101) 및(102)(103)과, 콘덴서(104)(105)로 이루어지는 노이즈캇트용의 필터를 접속하고, 코일(103)은 저항(106)을 개재하여 증폭기(107)의 한쪽 입력측에 접속한다. 이 증폭기(107)의 다른쪽 입력측에는, 상기한 코일(101)을 저항(108)을 개재하여 접속함과 아울러, 저항(109)을 개재하여 저지한다. 또, 증폭기(107)의 한쪽 출력측은, 저항(110)을 개재하여 한쪽의 입력측에 접속함과 아울러, 저항(111)을 개재하여 증폭기(112)의 한쪽 입력측에 접속한다. 증폭기(112)의 다른쪽 입력측은 저항(113)을 개재하여 접지함과 아울러, 그 출력측은 저항(114)을 개재하여 한쪽으의 입력측에 접속하고, 극간전압을 검출증폭하여, 후술하는 전압변화판별기(35)에 출력한다. 상기한 게이트회로(36)은, AND 게이트(54-1)-(54-n)을 보유하며, 상기한 펄스발생기(38) 및 전압변화판별기(35)로 부터의 신호에 의해 ON OFF한다. 즉, 상기한펄스발생기(38)의 가공지렁펄스의 ON신호(H 레벨)와, 상기한 전압변화판별기(35)의 ON신호(H)와에 의해, 상기한 각 축전기(23-1)-(23-n)의 전하를 방전측으로 소망스럽게 방전시키도록, 각 AND게이트(54-1)-(54-n)가 ON하고, 방전스위치(25-1)-(25-n)의 각 트랜지스터(42-1)-(42-n)를 ON시켜서, 각 축전기(23-1)-(23-n)를 방전시킴과 아울러, 펄스발생기(38) 또는 전압변화판별기(35)로 부터의 적어도 하나의 OFF신호(L레벨)에 의해, 상기한 각 축전기(23-1)-(23-n)의 전하의 방전을 정지하도록, 상기한 AND 게이트(54-1)-(54-n)가 OFF하고, 각 방전스위치(25-1)-(25-n)의 각 트랜지스터(42-1)-(42-n)를 OFF시켜서, 각 축전기(23-1)-(23-n)의 방전을 정지시킨다.

이 경우, 각 AND 게이트(54-1)-(54-n)의 개폐저어는, 필요로 하는 가공펄스의 전류밀도에 따라서, 펄스발생기(38)에 의해 선택적으로 개폐제어할 수 있다. 그리고, 제3도중 부호(115)는 역기전력에 의해 방전스위치(25-1)-(25-n)가 파괴하는 것을 방지하는 다이오오드이다. 이상이 본 발명을 실시할 수 있는 전해마무리가공장치(1)의 설명이다. 다음에, 본 발명에 관한 기본원리에 대하여, 4제도 및 5제도에 따라 설명한다. 제4도(a)는, 상기한 전해마무리가공장치(1)의 전극(2)과 워크(4)와의 전극간극을 일정하게 하고, 그 극간에 동도(c)에 표시하는 것 같은 펄스폭(t)의 가공펄스를 공급한 경우의, 극간전압의 파형(가)-(라)을 실험에 의하여 구한 것이며, 도면중의 파형는 극간이 정상적인 안정영역에 있는 상태에서, 상기한 충전전압설정기(37)의 설정전압을 상승, 즉 축전기(23-1)-(23-n)의 충전전압을 올릴(충전전압이 가〈나〈다〈라의 관계)경우의 파형이다. 이 도면에서 극간전압의 변화를 관찰하면, 가공펄스에 ON과 동시에, 극간전압은 상승하여 피크에 이르고, 그후 극간이 정상인 경우(가)는 단독으로 감속하지만, 극간에서의 가공상태가 이상으로 됨(전압을 상승시키는)에 따라서 극간정밥이 진동적으로 되고, 파형(라)와 같이 극간에 아아크가 발생하면, 극간의 전압이 이상으로 상승하여, 피크치를 대폭 넘는 현상이 발생한다. 이 현상의 원인으로서는, 다음과 같은 것을 생각할 수 있다. 즉, 5제도의 동가회로에 도시하는 바와같이 축전기(23), 방전스위치(25), 전극(2) 및 워크(4)로부터 이루어지는 회로중에는, 배선이 갖는 저항(R)과 인닥턴스(L)가 존재하여, 축전기의 충전전압(V₁)과, 극간전압(V₂)의 관계는 상기한 전해마무리가공장치(1)에 의한 정상인 전해마무리가공의 경우, 실험적으로으로, V₁-3〉V₂되고, 극간이 이상상태로 되면, 급격한 전류변화가 일어나서, 배선의 인닥턴스(L)에 의하여 극간전압(V₂)이 상승한다.

이때, 극간전압(V₂)은 정상시의 극간전압에, 전류변화에 의한 Ldi/di 분이 중첩하여, 아아크 발생직전에는 이 di/dt가 크고, V₂≒2V₁에도 달하기 때문에 극간전압(V₂)이 급격하게 상승하게 된다. 그리고, 제4도(b)는, 아아크가 발생하는 전압파형(라)에 대응하는 전류파형이지만, 이 도면에서 단락에 이르기까지의 경우에 대하여는 다음의 것이 추찰된다. 즉, 극간전류치가 이상으로 저하할 때까지의 도면의 A가 통상의 가공이 행하여지는 부분이고, 극간전류치가 피크치로부터 기포나 가공잔유물 등의 발생에 의해 서서히 저하한다. 그리고, 기포 등의 대량발생에 의해, 극간이 일시적으로 절연상태가 되어서, 극간전류치가 이상으로 저하하고, 그후 일단 절연상태가 해소되어서 극간전류치가 상승하지만, 극간이 극히 불안정생태에 있고, 재차 극간이 일시적으로 절연상태가 되어서 극간전류치가 이상저하하여, 극간에 방전현상(아아크)이 발생한다. 이 아아크의 발생하는 부분이 도면의 (B)이다. 그리고 아아크의 발생에 의해, 전극(2)와, 워크(4)가 부분적으로 용착(단락)하고, 극간전류치가 이상상승한다. 이것이 도면의 (C)이다. 그리고, 실험에 의하면 원크(4)에 형성되는 방전흔적의 크기는, 부분(B)의 전기량의 크기에 비레하는 것이 확인되고 있다. 또, 제4도는 공급하는 가공펄스의 펄스폭(t)이 20m.sec의 경우를 표시하지만, 예컨대, 펄스폭(t)을 5m.sec로 짧게한 경우는, 제6도(a)(b)에 표시하는 전압 및 전류파형으로 되고, 극간전압의 이상상승현상 및 극간전류치의 이상저하현상은 한 번에 아아크가 발생하는 것이 확인되고 있다. 이와같이, 펄스폭(t)의 대소에 의해 극간전압의 파형형상에 약간의 차이는 인정할 수 있지만, 아아크가 발생하여 단락에 이르는 직전에는 반드시 극간 전압이 이상으로 상승하다는 현상이 발생한다. 본 발명은 실험에 의해 얻어진 현상에 착안하여, 극간전압의 이상상승현상을 검출하는 것에 의하여, 아아크발생을 예지하여 극간의 단락을 미연에 방지하는 것이다.

다음에 본발명의 제1 및 제2실시예에 대하여 제7-9도에 의해 설명한다. 제7도는 상기한 전압변화판별기(35)를 표시하고, 이 전압변화판별기(35)는, 피크홀드회로(35a)등으로 이루어진다. 상기한 피크홀드회로(35a)는 상기한 극간전압검출기(34)의 출력측을 아날로그스위치(120)를 개재하여 접속한 증폭기(121)와, 이 증폭기(121)의 출력측을 다이오오드(112)와 저항(123)을 개재하여 접속한 증폭기(124)를 보유하며, 증폭기(121)의 입력측은 저항(125)을 개재해서 접지함과 아울러, 다른쪽 입력측은, 다이오오드(122)의 출력측에 접속한다. 또 증폭기(124)의 입력으,ㄴ 콘덴서(126)를 개재하여 접지하고, 이 콘덴서(126)의 양단에는, 직렬접속한 저항(127)과 아날로그스위치(128)을 좁속함과 아울러, 증폭기(124)의 다른쪽 입력은 그 출력측에 접속한다. 또, 상기한 비교회로(35b)는, 증폭기(124)의 출력측이 저항(129)을 개재하여 한쪽 입력측에 접속되는 비교기(130)를 보유하며, 이 비교기(130)의 다른쪽 입력측은 저항(131)을 개재하여 후술하는 가산기(143)의 출력측에 접속한다. 또 비교기(130)의 출력측은 저항(132)에 접속하여, 다이오오드(133)를 개재하여 접지한다. 상기한 피크통과기억회로(35c)는 후리프후로프(이하 FF라 한다)(134)를 보유하며, 이 FF(134)의 트리거단자에 상기한 비교기(130)의 출력측을 저항(132)을 개재하여 접속한다. 이 FF(134)의 출력단자(Q)는 게이트(135)를 개재하여 상기한 아날로그스위치(120)에 접속함과 아울러, 다른쪽의 입력측이 FF(134)의 트리거단자에 접속된 NAND 게이트(136)의 한쪽 입력측에 접속한다. 또, FF(134)의 D단자는 저항(137)을 개재하여 전원에 풀압하여, S단자를 접지함과 아울러, R단자는 게이트(138)를 개재하여 상기한 펄스발생기(38)에 접속한다.

상기한 차단보지회로(35d)는, FF(139)를 보유하고, 이 FF(139)의 트리거단자에는 상기한 NAND 게이트(136)의 출력측이 접속되고, 그 다른쪽의 출력(Q)는 NAND 게이트(140)한쪽의 입력측에 접속한다. 그리고 NAND 게이트(140)의 다른쪽의 입력측은 펄스발생기(38)에 좁속하며, 그의 출력측은 게이트(141)를 개재하여 상기한 게이트회로(36)에 접속한다. 도면부호(142)는 FF(139)를 전원에 풀압하기 위한 저항이다. 상기한 옵셋가산회로(35e)는 가산기(143)를 보유하고, 이 가산기(143)의 다른쪽 입력측은 저항(144)을 개재하여 상기한 극간전압검출기(34)에 접속함과 아울러 저항(145)-(147)(다만, 저항(146)은 일단을 접지한 가변저항)을 개재하여 전원에 접속한다. 또 가산기(143)의 한쪽 입력측은 저항(148)을 개재하여 출력측에 접속함과 아울러, 저항(149)을 개재하여 접지한다. 그리고, 상기한 아날로그스위치(128)는 상기한 게이트(138)에 접속한다. 여기에서, 이 전압변화판별기(35)의 작동에 대하여 설명한다. 먼저, 펄스발생기(38)로 부터, 가공지령펄스가 출력되면, 아날로그스위치(128), FF(134),(139)의 리세트상태가 해ㅔ되어 세트상태로 됨과 아울러, 방전스위치(25-1)-(25-n)가 ON하여 가공펄스가 공급되고, 극간전압검출기(34)에 의해 극간전압이 검출된다. 이 그간전압은 옵셋가산회로(35e)를 개재하여, 비교회로(35b)에 입력됨과 아울러, 피크홀드회로(35a)에 입력되어서 그 ㅣ크치가 홀드된다. 극간전압이 상승하여 피크치에 달하고, 옵셋가산회로(35e)를 통한 극간전압이, 피크홀드회로(35)에서 홀드되어 있는 피크치 이하로 되면, 비교기(130)의 출력이 반전(L→H)하고, FF(134)의 트리거단자에 ON신호(H)가 입력되어서, FF(134)를 ON상태로 하고, 극간전압의 피크가 지난 것을 기억함과 아울러, FF(134)의 출력단자(Q)의 ON신호(H)가 게이트(135)에 의해 OFF신호(L)로 되어서, 아날로그스위치(120)를 OFF시켜, 피크홀드회로(35a)에의 극간전압검출기(34)로 부터의 입력을 금지한다.

극간의 상태가 정상이고 단락의 발생이 없는 경우는, 피크치 이하의 전압이 가공펄스의 펄스폭에 상당하는 시간(t) 만큼 검출되며, 가공펄스의 OFF 이후에 극간전압은 OV로 되나, 극간에 이상이 생겨 극간전압이 상승하여 피크치 Vp(제4도 a)이상이 되면, 비교기(130)의 출력이 반전(L→H)하여, FF(134)를 OFF 상태로 함과 아울러 NAND 게이트(136)의 출력을 반전(L→H)시켜, FF(134)를 ON시킨다. 이 FF(139)의 ON에 의해 그 출력(Q)으로부터 OFF신호(L)가 NAND 게이트(140)에 입력되고, 그 NAND 게이트(140)의 출력을 반전(L→H) 시킨다. 이 NAND 게이트(140)의 ON신호(H)에 의해, 게이트(141)로부터 OFF신호(L)가 출력된어, 게이트회로(36)의 각 게이트(54-1)-(54-n)가 OFF하고 방전스위치(25-1)-(25-n)를 OFF시켜서, 가공펄스의 공급을 차단한다. 그리고 이 OFF상태는 펄스발생기(38)로 부터의 펄스가 FF(139)의 리세트단자에 입력될 때까지 보지된다. 그리고, 이 실시예에 있어서의 각 게이트는, 상기한 실시예에 하등한정되는 것이 아니고, 적당한 게이트에 사용되는 것은 말할 것도 없다. 또 구분한 각 회로를 예컨대 하나의 부품으로 구성하는 등 적당히 변경할 수 있는 것이다. 다음에, 상기의 전압변화판별기(35)를 사용한 경우의 전해마무리가공방법의 이례에 대하여, 제8도의 후로우챠아트에 따라서 설명한다.

마무리가공에 있어서는, 전극고정장치(3)의 롯드(16)의 하단에 워크(4)을 형조방전가공(刑曹放電加工)하는 때에 사용한 전극(2)을 또는 와이어카트 방전가공한 때의 잔재를 전극(2)으로서 고정함과 아울러, 워크고정장치(5)에 워크(4)를 각각 고정(스텝 S1)하고 전극 (2)의 중심과 워트(4)의 중심을 일치시켜서 센터링(centering)(스텝S2)후에, 상기한 입력장치(13)에 의해, 워크(4)에 관한 데이터 및 가공조건 등의 데이터를 입력(스켑 S3)한다. 그리고, 가공조(15)에 초산나트륨 등의 전해액을 공급(스텝 S4)함과 아울러, 전극(2)을 초기전극간각을 유지하는 위치에 설정(스텝 S5)하고, 마무리가공의 자동운전이 개시되면, 간극(17)의 전해액이 정지(스텝 S6)한 상태(전해액의 흐름, 움직임이 거의 정지한 상태를 말한다)로, 상기한 전원장치(8)로 부터의 소정의 가공펄스를 공급(스탭 S7)한다. 그리고, 이 가공펄스 공급중의 극간전압이 이상상승하는 여부를 판단(스텝 S8)한다. 이 판단(스텝 S8)은, 전술한 바와같이, 극간전압검출기(34)에서 검출한 극간전압에 따라서, 전압변화판별기(35)가 행하는 것이며, 극간전압이 이상상승하는 경우는, 가공펄스의 공급을 차단(스텝 S9)한다.

상기한 가공펄스가 OFF한 후에 전극(2)을 상승(스텝 S10)시킴과 아울러, 간극(17)에 상기한 노즐(18)로 부터의 전해액의 분출흐름을 공급(스텝 S11)하여 가공펄스의 공급에 의해 생성한 전해생성물등으로 이루어진 가공잔재를 간극(17)에서 배제한다.

그리고 전극(2)를 하강(스텝 S12)시켜서, 가공회수가 상기한 스텝 S3에서 설정한 회수인지의 여부를 판단(스텝 S13)하고 이 판단(스텝 S13)에서 NO의 경우는 상기한 스탭 S5로 되돌아가고, 초기전극간을 설정한 위치로 전극(2)을 재차 설정(따라서, 전극(2)의 설정위치는 항상 동일위치에 있기 때문에 가공의 진행에 의해 전극간극은 크게 된다)하고, 판단(스텝 S13)에서 YES의 경우는, 마무리가공을 종료한다. 또 가공종료후 수동에 의하여 전극을 들어올려서 워크를 집어낸다.

이와같이, 본 실시예에 있어서는, 가공펄스공급중의 아아크발생직전에 생기는 극간전압의 이상상승현상을 극간전압이 피크치(Vp)이상으로 된것에 의하여 검출하고, 아아크가 발생하는 B점의 앞에서 가공펄스의 공급을 차단(펄스폭 t1)할 수 있고, 극간에 피크치 이상의 고전압을 공급하는 일없이 가공펄스 공급중에 있는 전극과 워크의 단락발생을 방지할 수 있다. 따라서, 특히 소정형상으로 가공된 워크와, 이 워크의 가공며에 따르는 전극면을 보유하는 전극에 의해, 전해액 중에서 비교적 펄스폭이 큰, 예컨대, 단일의 가공펄스를 공급해서, 위크를 마무리가공하는 전해마무리가공으로 사용한 경우, 3차원 등의 소망형상으로 가공한 고가의 워크를 가공펄스의 공급에 의해서 소손하는 일없이 워크릴 고정밀도를 단시간에 마무리할 수 있다.

그런데, 상기한 실시예에 있어서는, 극간전압의 이상상승현상의 예컨대 제4도에 표시하는 바와같이, 2개소 이상발생하는 경우, 최초의 이상상승효과에 있어서, 가공펄스의 공급을 차단하는 것이 되나, 극간전압이 이상상승한다고 하는 것은, 극간에 무언인가의 이상상태가 생기고 있는 것으로 생각되며, 최초의 이상상승에서 조기에 가공펄스를 차단하여도, 실질적으로 아무런 문제가 없고, 이히려 안정성이 ㄴ아지는 것이 실험에 의해서 확인되고 있다. 그리고, 상기한 실시예에 있어서는, 극간전압의 이상상승을 검출하는 기준치를 피크치(Vp)로 하였으나, 상기한 각 회로저항의 정수의 설정 등에 의해서, 기준치를 Vp±α로 하던가 Vp×β로 할수 있다.(다만, α,β는 소정치). 제10,11도는, 본 발명의 제2의 실시예를 표시하는 것이며, 그 특징은 가공펄스공급중의 극간전압의 피크치 아래의 보텀치를 검출하고, 그 보텀치에 따라서 극간전압의 이상상승현상을 검출하도록 한 점에 있다. 이하, 제7도와 동일부위에는 동일부호를 붙여서 설명한다.

제10도에 표시하는 전압변화판별기(35)는, 상기한 피크홀드회로(35a), 비교회로(35b), 피크통과기억회로(35c), 차단보지회로(35d), 옵셋가산회로(35e)(이상의 각 회로는 제7도와 동일구성이므로 그 설명은 생략한다)외에, 보텀홀드회로(35f)와 비교회로(35g) 등을 보유한다. 이 보텀홀드회로(35f)는, 옵셋가산회로(35e)의 출력측이 아날로그스위치(150)을 개재하여 한쪽의 입력측에 접속되는 증폭기(151)와, 이 증폭기(151)의 출력측이 다이오오드(152)를 개재하여 한쪽의 입력측에 접속된 증폭기(153)을 보유한다. 증폭기9151)의 다른쪽 입력측은 그 출력측에 접속한다. 또 증폭기(153)의 다른쪽 입력측은 그 출력측에 접속함과 아울러, 한쪽의 입력측에 콘덴서(154)를 개재하여 전원에 접속한다. 이 콘덴서(154)의 양단에는 직력접속한 저항(155)과 아날로그스위치(156)를 접속하고, 아날로그스위치(156)는 상기한 게이트(138)에 접속한다. 또, 비교회로(35g)는, 상기한 증폭기(153)의 출력측에 저항(157)을 개재하여 한쪽의 입력측에 접속된 비교기(158)를 보유하며, 이 비교기(158)의 다른쪽 입력측은, 저항(159)를 개재하여 상가한 옵셋가산회로(35e)의 출력측에 접속함과 아울러, 저항(160)을 개재하여 그 출력측에 접속한다. 비교기(158)의 출력측은 저항(161)을 개재하여 상기한 NAND 게이트(136)의 다른쪽 입력측에 접속함과 아울러, 저항(161)은 다이오오드(162)를 개재하여 접지한다. 그리고, 상기한 보텀홀드회로(35f)의 아날로그스위치(150)는, 피크통과기억회로(35c)의 FF(134)의 한쪽의 출력단자(Q)에 접속한다. 도면부호(163)은 상기한 증폭기(151)의 다른쪽 입력측을 전원에 접속하는 저항이다.

이 전압변화판별기(35)는, 다음과 같이 작동한다. 즉, 피크홀드회로(35a) 및 비교회로(35b)에 의해, 극간전압의 피크치가 검출되고, 피크통과기억회로(35c)에서 피크의 통과가 기억, 즉, FF(134)의 ON상태로되면, FF(134)의 ON신호(H)에 의해, 아날로그스위치(150)가 ON하여, 옵셋가산회로(35e)로부터 극간전압이 보텀홀도회로(35f)에 입력된다(이 경우, 아날로그스위치(120)는 OFF하여 피크홀드회로(35a)로의 입력은 금지된다). 그리고, 보텀홀드회로(35f)에서 보텀치(Vo)(제11도 참조)가 홀드되고, 이 보텀치(Vo)와 옵셋가산회로(35e)로 부터의 전압, 즉, 극간전압이, 비고회로(35g)에서 비교되고, 극간전압이 보텀치(Vo)이상으로 된 때에, 비교기(158)의 출력이 반전(L→H)하여, NAND 게이트(136)에 ON신호(H)를 출력한다.

NAND 게이트(136)는 이 ON신호(H)와 FF(134)의 출력신호(H)와에 의해, 출력이 반전(L→H)하여, FF(139)를 ON상태로 하고, 그 출력신호(Q)(L)가 NAND 게이트(140)(L→H), 게이트(141)(L→H)을 개재하여, 게이트회로(36)에 OFF신호(L)를 출력하고, 방전스위치(25-1)-(25-n)를 OFF시킨다. 그리고, 이 오프상태는, FF(139)에 리셋트펄스가 공급될때까지 보전유지된다. 그리고, 상기한 NAND 게이트(136)는, 비교회로(35g)의 출력만으로, ON,OFF하는 구성으로 하여도 된다. 이와같이, 본 실시예에 있어서는, 극간 전압의 피크치아래의 보텀치(Vo)를 검출하고, 극간전압과 이 보텀치(Vo)와를 비교하여 극간전압이 보텀치 현상의 입상시점을 검출할 수가 있고, 보다 빠른 시점에서 가공펄스의 공급을 차단(제11도의 펄스폭t2)하여, 워크의 소결손실을 방지할 수가 있다. 또, 이상검출로부터 가공펄스의 차단에 이르기까지에, 회로적으로 시간지연이 발생하여서, 극간전압이 이상상승하기 전에, 가공펄스를 차단할 수 있고, 워크의 소결손실을 확실하게 방지할 수 있다.

그리고, 본 실시예에 있어서의 기준치도, 제1실시예와 동일하게 보텀치 Vo에 대하여 소정의 폭을 갖게 할 수 있음은 말할 것도 없다. 제12-제14도는 본 발명의 제3실시예를 표시하고, 그 특징은, 가공펄스 공급중의 극간전압을, 상기한 축전기(23-1)-(23-n)의 설정전압과 비교하고, 그 비교결과에 따라서 극간전압의 상승현상을 검출하도록 한 것이다. 이하, 이에 따라서 제2도 및 제3도와 동일부위에는 동일부호를 붙여서 설명한다. 제12도에 있어서, 전압변화판별기(25)는, 극간전압검출기(34)에서 검출한 극간전압과, D/A 변환기(28)로 부터의 출력신호와를 비교해서, 그 결과를 게이트회로(36)에 출력한다. 즉, 상기한 충전전압설정기(37)는 축전기(23-1)-(23-n)의 충전전압을 설정하는 것이나, 이 설정전압을 D/A 변환한값과, 극간전압검출기(34)에서 검출한 극간전압과를 비교하여, 극간전압의 이상상승현상을 검출하는 것이다. 그리고, 이 전압변화판별기(35)는, 제13도에 표시하는 바와같이 비교기(170)의 다른쪽 입력측에 저항(171)을 개재하여 극간전압검출기(34)의 출력측을 접속하고, 비교기(170)의 한쪽의 입력측에는 저항(172)을 개재하여 일단을 접지한 저항(173)과, 일단을 상기한 D/A변환기(28)에 접속한 저항(174)과를 접속한다.

이 비교기(170)의 출력측은 저항(175)을 개재하여 FF(175)의 트리거단자에 접속함과 아울러, 트리거단자는 다이오오드(176)를 개재하여 접지한다. FF(177)의 한쪽 출력단자(Q)는 게이트회로(36)의 각 AND게이트(54-1)-(54-n)의 한쪽의 입력측에 접속한다.

그리고, FF(177)의 D단자는 저항(178)을 개재하여 전원에 풀압하고, S단자는 접지, R단자는 펄스발생기(38)에 접속한다.

이 전압변화판별기(35)는, 극간전압검출기(34)로 검출한 전압이, 충전전압 설정기(37)에서 설정한 D/A변환기(28)로 D/A변환된 전압이상으로 된때에, 비교기(170)의 출력이 반전(L→H)하여 FF(177)를 ON상태로 하고, 그 출력단자(Q)로부터 게이트회로(36)에 OFF신호(L)를 출력하여, 각 AND게이트(54-1)-(54-n)를 OFF하고, 가공펄스의 공급을 차단한다. 그리고, 이 차단상태는 FF(177)에 의해서, 그 FF(177)의 R단자에 리세트 펄스가 입력될때까지 유지보전된다.

이와 같이, 본실시예에 있어서는, 극간전압과 축전기(23-1)-(23-n)의 설정전압(Vt)과를 비교하여, 극간전압이 설정전압(Vt)이상인 때에, 방전스위치(25-1)-(25-n)를 OFFGK여 축전기(23-1)-(23-n)로 부터의 전하의 공급을 차단(제14도 참조)하기 위해서, 극간에 축전기(23-1)-(23-n)의 설정전압(Vt)이상의 고전압을 공급하는 일없이, 아아크발생직전에 일어나는 전압의 이상상승현상을 검출할 수 있고, 단락발생을 미연에 방지할 수 있다.

또, 전압변화판별기(35)는, 축전기(23-1)-(23-n)의 충전전압을 설정하는 충전전압설정기(37)의 출력신호를 이용할 수 있어서, 회로구성을 간략화 할 수 있다.

그리고, 본 발명에 있어서의 극간전압의 이상상승현상을 검출하는 수단으로서는, 상기한 각 실시예의 전압변화판별기의 구성을 한정하지 않고, 각 실시예를 조합하던가, 전압의 상승현상을 검출할 수 있는 다른 적당한 판별기를 사용할 수도 있다.

또, 상기한 실시예에 있어서는, 단락예고를 극간전압의 이상상승현상만을 검출해서 행하였으나, 예컨대 극간전압의 이상상승현상과 더불어 발생하고, 극간전류치의 이상저하현상도 검출하여, 이 두가지 현상이 동시에 발생한 경우에, 가공펄스의 공급을 차단하여, 아아크의 발생을 예고하도록 구성하여도 된다.

또한, 제8도에 표시하는 후로우챠아트도 일예로서, 다른 전해마무리가공 및 전해형조가공 등에 적용할 수 있는 것은 말하 수도 없다.

제5도는, 본 발명의 제4실시예가 작용되는 전해가공장치의 요부를 표시한다. 본 실시예는 전류의 이상저하를 검출하는 것으로, 전류변화판별기(35h)를 보유한다. 이 전류변화판별기(35h)는 비교기(98)를 보유하며, 이 비교기(98)의 다른쪽 입력측에는, 상기한 피크홀드회로(31)의 증폭기(86)의 출력측을 저항(99)를 개재하여 접속함과 아룰러, 저항(100)을 개재하여 접지한다.

상기한 비교기(98)의 출력측은 저항(101)을 개재하여 상기한 게이트회로(36)의 각 AND게이트(54-1)-(54-n)의 한쪽의 입력측에 접속한다.

그리고, 저항(100)의 저항치는 저항(99)의 2개로 설정한다. 이 전류변화판별기(35h)는, 전류검출기(30)에서 검출한 극간전류치(i)가, 그때까지 검출한 극간전류치의 피크치(ip)의 2/3가 된 시점에서 비교기(98)의 출력이 반전(H→L)하여, 게이트회로(36)에 OFF신호(L)를 출력하여, 방전스위치(25-1)-(25-n)을 OFF시킨다.

상기한 게이트회로(36)의 각 AND게이트(54-1)-(54-n)에는, 상기한 전류변화판별기(34)와 펄스발생기(35)를 접속하여, 입력신호에 따라서 상기한 각 방전스위치(25-1)-(25-n)을 개폐제어한다.

즉, 상기한 펄스발생기(35)의 가공지렁펄스의 ON신호(H)와, 상기한 전류변화판별기(35h)의 ON신호(H)에 의해, 상기한 각 축전기(23-1)-(23-n)의 전하를 방전측에 소망스럽게 방전하도록, 각 AND케이트(54-1)-(54-n)가 ON하고, 방전스위치(25-1)-(25-n)의 각 트랜지스터(42-1)-(42-n)를 동시 혹은 선택적으로 ON시켜서 각 측전기(23-1)-(23-n)를 방전시킴과 아울러, 펄스발생기(35) 또는 전류변환판별기(35h)로부터의 적어도 하나의 OFF신호(L)에 의해, 상기한 각 측전기(23-1)-(23-n)의 전하의 방전을 정전시키도록, 상기한 각 AND케이트(54-1)-(54-n)가 OFF하여, 각 방전스위치(25-1)-(25-n)의 각 트랜지스터(42-1)-(42-n)를 OFF시켜서 각 측전기(23-1)-(23-n)의 방전을 정지시킨다.

다른 구성은 제3도와 같다.

제16도에 표시하는 바와 같이, 단락이 발생하는 경우는, 극간 전류치(i)가 이상저하한다.

즉, 극간전류치(i)가 이상저할때까지의 도면의(A')는, 통상의 가공이 행하여지는 부분으로, 극간 전류치(i)는 피크치(ip)로부터 기포나 가공잔재 등의 발생에 의하여 서서히 내려가고, 기포 등의 대량발생에 의하여, 극간이 일시적으로 절연상태가 되어서, 극간 전류치(i)의 이상저하에 의해, 극간전압이 이상상승하여 방전현상(마아크)가 발생한다.

이것이 도면의(B')이다.

그리고 아아크의 발생에 의해, 전극(2)과 워크(4)가 부분적으로 용착(단락)하여, 극간전류치(i)가 이상상승한다.

이것이 도면의 (C')로 된다.

그리고, 펄스폭이 큰 경우는, 극간전류치(i)의 이상저항현상이 두 번발생하는 일도 있다.

이와 같이, 펄스폭의 대소에 의해 극간전류치의 파형형상에 약간의 차이는 인정되지만, 아아크가 발생하여 단락에 이르기전에 반드시 극간절류가 이상저하하는 현상이 발생한다.

제4실시예는 극간 전류치의 이상저하현상을 검출하므로서, 아아크의 발생을 미리알고 극간의 단락을 미인에 방지하는 것이다.

다음에, 이와 같은 단락예지방법을 적용한 전해마무리가공방법의 일예에 대하여 제17도의 후로우챠아트에의 극간전류치가 이상저하하는 가의 여부를 판단한다.

이 판단은, 전술한 전류변화판별기(35h)에 의해 가공펄스 공급중의 극간전류치(i)와, 상기한 전류검출기(30)에서 검출되어, 피크홀드회로(31)에서 홀드된 피크치(ip)와를 비교하고, 극간전류치(i)가 피크치(ip)의 2/3이하일때에, 상기한 게이트회로(36)에 신호를 출력해서 가공펄스를 차단(스텝S29)한다.

그리고, 이 경우의 기준치로 되는 ip×2/3는, 상기한 전류변화판별기(35h)의 저항(99)(100)에 의해 미리 설정되는 것이며, 기준치는 적당하게 설정변경할 수 있다.

상기한 가공펄스가 공급되고 있는 사이, 극간전류치의 이상저하현상은 검출되지 않고, 판다(스텝 S28)으로 NO의 경우는 가공펄스가 OFF한 후에, 전극(2)을 상승(스텝 S30)시킴과 아울러, 간극(17)에 상기한 노즐(18)로부터 청정한 전해액의 분류를 공급(스텝 S31)하여, 가공펄스의 공급에 의해 생성한 전해생성물 등으로 이루어지는 가공잔재를 그 간극에서 배제한다.

또, 이후의 스텝은 제8도와 동일하다.

그리고, 스텝(S29)에서 공급펄스를 차단한 경우는, 극간전류치가 이상저하한 원인을 제거한 후에 마무리 가공을 속행한다.

이와같이, 본 실시예에 의하면, 제18도에 표시하는 바와 같이 가공펄스 공급중의 극간전류치(i)가 피크치에 따른 소정치, 예컨대, 피크치(ip)의 2/3이하인 때에 (제8도의 ＂바＂점), 극간전류치(i)의 이상저하현상으로서 검출하고, 전류변화판별회로(35h)로부터의 게이트회로(36)에 신호를 출력하고, 방전스위치(25-1)-(25-n)를 OFF하기 위해서 아아크발생 전에 가공펄스의 공급을 차단(펄스폭 t₄)할 수 있어서, 아아크를 발생시키는 일없이, 아아크에 의한 단락을 미연에 방지할 수 있다.

제19-제21도는 제5실시예를 표시한다.

제19도에 있어서, 상기한 제15도와 다른점은 전류변화판별기(85i)가, 전류검출기(30)로부터이 입력신호만으로 극간전류치의 변화를 판별하도록 한 점에 있다.

즉, 전화변화판별기(35i)는 제20도에 표시하는 바와 같이, 상기한 검출기(30)의 출력측을 한쪽의 입력측에 접속하고, 다른쪽의 입력측을 그 출력측에 접속한 증폭기(110)와, 이 증폭기(110)의 출력측을 직력접속한 다이오오드(111)와, 저항(112)을 개재하여 한쪽의 입력측에 접속하고, 다른쪽의 입력측에 전류검출기(30)의 출력측에 접속한 비교기(115)를 보유하며, 비교기(115)의 한쪽 입력측은 콘덴서(113)와 저항(114)으로 접지한다.

이 전류변화판별기(35i)는, 상기한 전류검출기(30)에서 검출한 극간전류치(i)와, 상기한 콘덴서(113)와 저항(114) 등에서 설정되는 전류치곡선의 전류치(ik)와를 비교하므로서, 극간전류치(i)의 이상저하현상을 검출하는데. 이하 그 작용에 대하여 설명한다.

전류변화판별기(35i)는, 상기한 증폭기(110)에 입력된 극간전류치가, 그 피크치(p)까지는, 제21도(a)에 표시하는 파향(사)와 같이 입상되도록, 상기한 저항(112)과 콘덴서(113)를 설정하고, 또, 피크치(p) 이후의 전류치의 감쇠곡선(이하 ＂전류치곡선＂이라한다)이, 동일도면의 파형(라)과 같이, 콘덴서(113)와 저항(114)를 설정한다.

그리고, 상기한 저항(114)의 저항치는 저항(112)보다 충분히 크게 설정하지만, 저항(112)는 생략할 수도 있다.

이와 같이 설정된 전류변화판별기(35a)에 있어서, 가공펄스가 공급되어, 상기한 전류검출기(30)에서 극간전류치(i)가 검출되면, 그 극간전류치(i)는 증폭기(110)와 비교기(115)의 다른쪽 입력측에 각각 입력된다.

이 증폭기(110)에 입력된 극간전류치(i)는 증폭되어서, 상기한 파향(사)에 표시하는 전류치가 피크치(p)를 통과하면, 상기한 콘덴서(113)에 충전된 저하가 상기한 다이오오드(111)에 의해 역류가 저지되면서, 저항(114)를 개재하여 방류된다.

이 곡선의 전류치(ik)와 극간전류치(i)가 비교적(115)에서 비교되게 된다. 극간전류치(i)가 전류치(ik)보다 큰 즉, 전류치곡선보다 윗쪽에 있는 경우는, 비교기(115)의 출력은 H레벨을 유지하지만, 제21도의 도면 이후와 같이 극간전류치(i)가 저하하여, 전류치(ik) 이하로 되면, 비교기(115)의 출력이 반전(H→L)하여, 상기한 게이트회로(36)에 OFF신호(L)를 출력하고, 방전스위치(25-1)-(25-n)를 OFF하여 가공펄스를 차단(펄스폭 t₅)한다.

이와 같이, 본 실시예에 있어서는, 전류변화판별기(35i)에 의해, 예컨대 피크치 이후의 전류곡선을 미리 설정하고, 이 전류치곡선의 전류치(ik)와 극간전류치(i)를 비교해서 극간전류치(i)의 이상저하현상을 검출하기 때문에, 상기한 실시예와 마찬가지로 아아크의 발생전에 가공펄스의 공급을 차단할 수 있고, 아아크에 의한 단락방생을 미연에 방지할 수 있다.

제22도, 24도는 제6실시예를 표시하고, 이 실시예의 특징은, 피크치 이후의 극간전류치의 변화율이, 미리 설정한 소정치 이상인때에, 극간전류치의 이상저하 현상으로서 검출하도록 한 점에 있다.

전류변화판별리(180)는 제22도에 표시하는 바와 같이, 비교회로(135A)와, 차단보지회로(135B)를 보유한다.

이 증폭기(116)의 출력은, 콘덴서(117)와 저항(118)을 개재하여 비교기(121)의 한쪽 입력측에 접속하고, 콘덴서(117)의 출력측은 저항(119)을 개재하여 또, 비교기(121)의 한쪽이 입력측은 다이오오드(120)를 개재하여 각각 접속한다.

상기한 비교기(121)의 다른쪽 입력측은 저항(122)을 개재하여 전원에 접속함과 아울러, 저항(123)을 개재하여 접지한다.

그리고, 비교기(121)의 출력측에 저항(124)을 접속하여, 다이오오드(125)를 개제하여 접지한다.

그리고, 저항(119)의 저항치는 저항(118)에 대하여 충분히 크게 설정한다.

상기한 차단보지회로(135B)는 FF(126)를 보유하며, 이 FF(126)의 트리거단자에 상기한 비교회로의 출력측을 접속하고, 한쪽의 출력(Q)을 AND게이트(128)의 한쪽의 입력측에 접속한다. FF(126)의 D단자는 저항(127)을 개재하여 전원에 접속함과 아울러, S단자를 접지하고, 리셋트단자(R)는 게이트(129)에 접속한다.

또, AND게이트(128)의 다른쪽 입력측도 펄스발생기(38)에 접속한다.

다음에, 이 전류변화판별기(180)의 작용에 대하여, 제23도를 참조하여 설명한다.

극간전류처(i)가 전류검출기(30)로부터 입력되면, 상기한 비교기(121)의 한쪽 입력측에는, 도면의 (C)에 표시하는 전류치(ic)가 입력된다.

그리고, 이 비교기(121)의 H신호에 의해, FF(126)가 ON상태로 되고, 그의 출력(Q)로부터 OFF신호(L)가 AND게이트(128)에 입력되고, 이 AND게이트(128)로부터 OFF신호(L)가 게이트회로(36)에 출력된다.

이에의해, 게이트회로(36)의 각 AND게이트(54-1)-(54-n)가 OFF하여, 방전스위치(25-1)-(25-n)를 OFF시켜서, 가공펄스의 공급을 펄스폭(t₆)으로 차단(도면의 ＂F＂)한다.

이와 같이, 이 실시예에 있어서는, 콘덴서(117)와 저항(119)의 시정수(時定數)로 결정되는 소정시간내에 극간전류(i)가 저항(122)과 저항(123)으로 결정되는 소정치 D이상 변화하였는지의 여부, 즉, 극간전류치의 변화율이 소정치 이상인때에, 이상저하현상으로서 검출하는 것이며, 극간전류치의 급격한 변화를 검출할 수 있다.

따라서, 이상저하현상의 개시시점을 검출할 수 있고, 아아크발생의 보다 빠른 시점에서 가공펄스의 공급을 차단하므로, 각 회로 등에 시간적인 지연이 있어도, 아아크발생전에, 가공펄스의 공급을 확실하게 차단할 수 있다.

제24도는, 본 발명의 제7실시예의 전압변화판별기(235)를 표시한다. 또 다른구성은 제3도와 동일하다. 이 전압변화판별기(235)는, 피크홀드회로(235a), WP1비교회로(235b), 피크통과기억회로(235c), 차단회로(235d), 옵셋가산회로(235e), 기준전압회로(235f), 제2비교기(235g) 등으로 이루어진다.

상기한 피크홀드회로(235a)는, 제3도의 극간전압검출기(34)의 출력측을 아날ㄹ로그스위치(241)를 개재하여 한쪽으 ㅣ입력측에 접속한 증폭기(242)와, 이 증폭기(242)의 출력측을 다이오오드(243)와 저항(244)을 개재하여 한쪽의 입력측에 접속한 증폭기(245)를 보유하며, 증폭기(242)한쪽의 입력측은 저항(246)을 개재하여 접지함과 아울러, 다른쪽의 입력측은 다이오오드(243)의 출력측에 접속한다.

또, 증폭기(245) 한쪽의 입력측은, 콘덴서(247)를 개재하여 접지하고, 이 큰덴서(247)의 양단에, 직렬접속한 저항(248)과 아날로그스위치(249)를 접속함과 아울러, 증폭기(245)의 다른쪽 입력측을 그 출력측에 접속한다.

그리고, 아날로그스위치(249)는 게이트(280)에 접속한다. 또, 상기한 제1비교회로(235b)는, 상기한 증폭기(245)의 출력측이 저항(250)을 개재하여 한쪽의 입력측에 접속되는 비교기(251)를 보유하고, 이 비ㄱ기(251)의 다른쪽의 입력측은 저항(252)을 개재하여 후술하는 가산기(265)의 출력측에 접속한다.

또, 비교기(251) 한쪽의 출력측은 저항(253)을 개재하여 그 출력측에 접속함과 아울려, 출력측에는 저항(254)을 접속하고 다이오오드(255)를 개재하여 접속한다.

상기한 피크통과기억회로(235c)는, FF(256)를 보유하며, 이 FF(256)의 트리거단자에 상기한 비교기(251)의 출력측은 저항(254)을 개재하여 접속한다. 이 FF(256)의 트리거단자는, 콘덴서(257)를 개제하여 접지함과 아울러, 게이트(258)를 개재하여 상기한 아날로그스위치(241)에 접속한다.

또, FF(256)의 트리거단자는, 게이트(259)의 한쪽의 입력측에 접속하고, 이 게이트(259)의 다른쪽입력측에는 FF(256)의 한쪽의 출력축(Q)를 좁속한다. FF(256)의 D단자는 저항(260)을 개재하여 전원에 풀압하여 S단자를 접지함과 아울러, R단자는 게이트(280)를 개재하여 제3도의 펄스발생(38)에 접속한다.

상기한 차단회로(235d)는 FF(261)를 보유하며, 이 FF(261)의 트리거단자에는 상기한 게이트(259)의 출력측을 접속함과 아울러, 콘덴서(262)를 개재하여 접지한다.

또, FF(261)의 다른쪽을 출력(Q)은, 그 출력측이 단자(281)에 접속된 게이트(264)의 한쪽의 입력측에 접속한다.

그리고 게이트(264)의 다른쪽 입력측은 후술하는 제2비교회로(235g)에 접속한다. 도면부호(263)은 FF(261)를 전원에풀압하기 위한 저항이다.

전기한 OFF셋트 간회로(235e)는 가산기(265)를 보유하며, 이 가산기(265)의 다른쪽 입력측은, 저항(266)을 개재하여 상기한 극간전압검출기(34)에 접속함과 아울러, 저항(267)-(269)(다만, 저항(268)은 일단을 접지한 가변저항)을 개재하여 전원에 접속한다.

또, 가산가(265)의 다른쪽 입력측은, 저항(270)을 개재하여 그 출력측에 접속함과 아울러, 저항(271)을 개재하여 접지한다.

상기한 기준전압회로(235f)는, 한쪽의 입력측을 그 출력측에 접지한 증폭기(272)를 보유하며, 이 증폭기(272)의 다른쪽 입력측에 가변저항기(273)를 접속한다. 가변저항기(273)의 양단에는 단자(277),(278)에 각각 접속된 저항(274),(275)을 접속한다.

또, 단자(277),(278)사이에는 콘덴서(276)를 접속한다.

상기한 제2비교기(253g)는 비교기(279)를 보유하며, 이 비교기(279)의 한쪽의 입력측에 상기한 기준전압회로(235f)의 증폭기(272)의 출력측을 접속하고, 다른쪽 입력측에는, 상기한 피크홀드회로(235a)의 증폭기(245)의 출력측을 접속한다.

그리고, 이 비교기(279)의 출력측은 상기한 차단회로(235d)의 게이트(264)의 다른쪽 입력측에 접속한다.

다음에 전압변화판별기(235)의 작동에 대하여 설명한다. 펄스발생기(38)로부터 가공지령펄스가 출력되면, 아날로그스위치(249), FF(256),(261)의 리셋트 상태가 해제되어서 셋트상태로 됨과 아울러, 방전스위치(25-1)-(25-n)가 ON하여, 가공펄수가 공급되어, 극간전압검출기(34)에 의해 극간전압이 검출된다.

이 극간전압은 옵셋가산회로(235e)를 개재하여 제1비교회로(235b)에 입력됨과, 아울러, 피크홀드회로(235a)에 입력되어서 그 피크치가 홀드된다. 극간전압이 상승해서 피크치(Vp)에 달하고, 옵셋가산회로(235e)를 통한 극간전압이, 피크홀드회론(235a)에서 홀드되고 있는 피크치(Vp)이하로 되면, 비교기(251)의 출력이 반저(L→H)하여, FF(256)의 트리거단자에 ON신호(H)가 입력되어서, 그 FF(256)를 ON상태로 하고, 극간전압의 피크치가 지난 것을 기억함과 아울러, 비교기(251)의 반전신호(H)가 게이트(258)에서 OFF신호(L)로 되어서, 아날로그스위치(241)을 OFF시켜, 피크홀드회로(235a)로의 극간전압검출기(34)로부터의 입력을 금지한다.

극간상태가 정상이고 단락의 발생이 없는 경우는, 피크치(Vp) 이하으 ㅣ전압이 가공펄스의 펄스폭에 상당하는 시간(t)만큼 검출되고, 가공펄스의 OFF후에 극간전압은 0V로 되지만, 극간에 이상이 발생하여 극간 전압이 상승해서 피크치(Vp)이상으로 되면, 비교기(251)의 출력이 반전(H→L)하여, FF(256)를 OFF상태로 함과 아울러, 게이트(259)의 출력을 반전(L→H)시켜, FF(261)을 ON시킨다.

이 FF(261)의 ON에 의해, 그 출력(Q)으로부터 OFF신호(L)가 게이트(264)에 입력되어, 그 게이트(264)의 출력을 반전(L→H)시킨다.

이 게이트(264)의 ON신호(H)가 단자(281)로부터 게이트회로(36)에 입력되어, 그 게이트회로(36)의 각 게이트(54-1)-(54-n)가 OFF하고, 방전스위치(25-1)-(25-n)를 OFF시켜서, 가공펄스의 공급을펄스폭(t₇)을 가지고 차단한다.

그리고, 이 OFF상태는, 펄스발생기(38)로부터의 펄스가 FF(261)의 리셋트단자에 입력될 때까지 보전지지된다.

이상이 피크치(Vp) 이후의 극간전압의 이상상승현상을 검출하는 동작이다.

다음에, 제25도에 표시하는 바와 같이, 극간전압이 피크치(Vp)에 달하기 이전에, 어떠한 원인에 의해, 그간전압이 이상상승한ㄴ 경우, 상기한 전압변화판별기(235)는 다음과 같이 작동한다.

즉, 상기한 기준전압회로(235f)의 단자(277),(278)를 축전기(23-1)-(23-n)에 접속하고, 그 기준전압회로(235f)에 의해, 축전기(23-1)-(23-n)의 충전전압치(Vc)를 검출한다.

그리고, 이 전압치(Vc)와, 상기한 피크홀드회로(235a)에서 검출되는 전압치(Vp)(서서히 상승하여 가는 값)과를 제2비교회로(235g)로 비교하고, Vp≥Vc로 된 시점(차)점)에서, 비교기(279)의 출력이 반전(L→H)하여 상기한 차단회로(235D)의 게이트(264)를 ON시켜서 전술한 바와 동일하게 가공펄스를 펄스폭(t₇)을 가지고 차단한다.

이상과 같이, 상기한 실시예에 있어서는, 극간전압이 피크치(Vp)를 지나고나서 이상상승한 경우는, 이 현상을 피크홀드회로(235a), WP2비교기(235b), 피크통과기억회로(235c) 등으로 이루어지는 제1의 검출회로에 의하여 검출해서, 차단회로(235d)에서 가공펄스의 공급을 차단한다.

또, 극간전압이 피크치(Vp에 달하기 이전에 이상상승한 경우는, 기준전압회로(235f), 제2비교회로(235g)등으로 이루어지는 제2의 검출회로에 의해서 이 현상을 검출하고, 차단회러(235d)에 의해서 가공펄스의 공급을 차단한다.

따라서, 극간전압의 피크치(Vp)이후의 아아크발생직전의 이상상승과, 피크치(Vp) 이전의 이상상승현상을 검출할 수 있고, 가공펄스 공급중에 있어서의 아아크발생 등을 미리 알 수 있어서, 예컨대 3차웜워 소망 형상으로 가공된 워크, 전극 등의 소손을 방지할 수 있다. 또, 제1 및 제2의 검출회로가 병렬사용되기 때문에 제1의 검출회로의 고장시에도, 제2의 검출회로에 의해서, 극간전압이 축전기(23-1)-(23-n)의 충전전압 이상으로 되는 것을 방지할 수 있고, 극간으로의 이상전압의 공급을 확실하게 바지할 수 있다.

또한, 상기한 실시예에 있어서는, 기준전압회로(235f)에서 축전기(23-1)-(23-n)의 충전전압치를 검출하였으나, 본 발명은 하등이에 한정되는 것이 아니고, 미리 소정의 기준전압을 설정하도록 하여도 된다.

산업상의 이용가능성

본 발명은, 상술한 바와 같이 구성하였으므로 다음에 기재하는 효과를 거둘 수 있다. 단락의 전조인 아아크발생을 미리 알 수 있고, 아아크의 발생에 의한 단락을 미연에 방지하여, 단락에 의한 워크의 소손 등을 방지할 수 있다.

따라서, 특히 전해마무리가공에 사용하는 경우, 3차원 등의 소망형으로 가공한 고가의 워크를 소손하는 일 없이, 워크를 단시간에 고정밀도로 마무리할 수 있다.

검출하는 극간전압(전류)과 그 피크치화를 비교해서, 극간전압(전류)의 이상상승(저하)현상을 검출하기 때문에, 예컨대, 극간전압이 피크치를 넘기직전에 가공펄스의 공급을 차단할 수 있고, 아아크발생을 빠른 시점에서 미리 알 수 있어서, 아아크발생에 의한 단락을 미연에 방지할 수 있다.

본 발명은, 전해가공에 있어서의 단락예지방법에 관하며, 특히 가공펄스 공급중의 아아크의 발생을 예지하여 단락을 미연에 방지하고, 워크(work, 피가공체)의 소결손실 등을 방지할 수 있는 전해가공에 있어서의 단락예지방법에 관한 것이다.

제1도는 본 발명을 실시하기 위한 전해마무리가공장치의 개략구성도.

제2도는 동 요부의 블록도.

제3도는 동 요부의 회로도.

제4도는 본 발명의 기본적인 원리를 설명하기 위한 파형도.

제5도는 동 등가회로도.

제6도는 다른예를 표시하는 제4도와 동일한 파형도.

제7도는 본 발명의 제1실시예를 표시하는 전압변화판별기의 회로도.

제8도는 마무리가공방법의 일예를 표시하는 후로우챠아트.

제9도는 동 타이밍챠아트.

제10도는 제2실시예를 표시하는 전압변화판별기의 회로도.

제11도는 동 타이밍챠아트.

제12도는 제3실시예를 표시하는 전해마무리가공장치의 요부블럭도.

제13도는 동 전압변화판별기의 회로도.

제14도는 동 타이밍챠아트.

제15도는 제4 실시예를 표시하는 회로도.

제16도는 극간에 단락이 발생한 경우의 극간전류치파형을 표시하는 도면.

제17도는 동 마무리가공방법에 일예를 표시하는 후로우챠아트.

제18도는 동 작용을 설명하기 위한 제16도에 대응하는 타이밍챠아트.

제19도는 제5실시예를 표시하는 요부의 블록도.

제20도는 전류변화판별기의 회로도.

제21도는 동 작용을 설명하기 위한 타이밍챠아트.

제22도는 제6실시예를 표시하는 전류변화판별기의 회로도.

제23도는 동 작용을 설명하기 위한 타이밍챠아트.

제24도는 제7실시예를 표시하는 전압변화판별기의 회로도.

제25도는 동 작용을 설명하기 위한 타이밍챠아트.

Claims (10)

1. 전해액 중에서 소정간격으로 대향설치한 전극과 워크와의 극간에 가공펄스를 공급해서 워크를 전해가공하는 것에 있어서, 상기한 가공펄스 공급중의 극간전기에너지 요소의 이상변화를 검출하는 열이, 이 검출에 따라서 상기한 가공펄스의 공급을 차단하는 일로 이루어진 전해가공에 있어서의 단락예지방법.
2. 제1항에 있어서, 상기한 에너지의 요소의 이상변화가 전압의 이상상승인 것을 특징으로 하는 전해가 공에 있어서의 단락예지방법
3. 제1항에 있어서, 상기한 에너지의 요소의 이상변화가 전류의 이상저하인 것을 특징으로 하는 전해가 공에 있어서의 단락에지방법.
4. 제1항에 있어서, 상기한 극간전압의 이상현상을 검출하는 수텝이, 상기한 가공펄스공급중의 극간전압을 검출하는 스텝과, 이 피크치와 상기한 극간전압과를 비교하는 스텝을 구비하는 전해가공에 있어서의 단락예지방법.
5. 제2항에 있어서, 상기한 극간전압의 이상상승현상을 검출하는 스텝이, 상기한 가공펄스 공급중의 극간전압을 검출하는 스텝과, 이 극간전압의 피크치 이후의 보텀치를 검출하는 스텝과, 이 보텀치와 상기한극간전압과를 비교하는 시텝을 구비하는 전해가공에 있어서의 단락예지방법.
6. 전해액중에서 소정간격으로 대설한 전극과 워크와의 극간에, 축전기의 전하 방전에 의한 가공펄스를 공급해서 워크를 전해가공함에 있어서, 상기한 축전기의 충전전압을 설정하는 스텝과, 상기한 가공펄스 공급중의 즉간전압을 검출하는 스텝과, 이 극간전압과 상기한 축전기의 설정전압과를 비교하고, 그 비교결과에 따라서 가공펄스의 공급의 차단하는 스텝을 구비하는 전해가공에 있어서의 단락예지방법.
7. 제3항에 있어서, 상기한 극간전류의 이상저하현상을 검출하는 스텝이, 상기한 가공펄스 공급중의 극간전류치를 검출하는 스텝과, 상기한 가공펄스의 입상직후의 극간전류치의 피크치를 검출하는 스텝과, 이 피크치에 따락서 정하여지는 소정치와, 그 피크치 이후의 극간전류치를 비교하는 스텝을 구비한 전해가공에 있어서의 단락예지방법.
8. 제3항에 있어서, 상기한 극간전류의 이상저하현상을 검출하는 스텝이, 상기한 가공펄스 공급중의 극간전류치를 검출하는 스텝과, 이 극간전류치의 피크와, 미리 설정한 소정의 전류치곡선의 전류치와를 비교하는 스텝을 구비하는 전해가공에 있어서의 단락예지방법.
9. 제3항에 있어서, 상기한 극간전류의 이상저하현상을 검출하는 스텝이, 상기한 가공펄스 공급중의 극간전류치를 검출하는 스텝과, 상기한 가공펄스의 입상직후의 극간전류치의 피크치를 검출하는 스텝과, 이피크치 이후의 극간전류치의 변화율을 검출해서 기준치를 비교하는 스텝을 구비하는 전해가공에 있어서의 단락예지방법.
10. 워크와 이 워크의 가공면에 따르는 전극면을 보유하는 전극과를, 전해액 중에서 소정간격으로 대향설치시키고, 그 극간에 펄스를 공급헤서 워크를 전해가공하는 장치에 있엇, 상기한 극간의 전압을 검출하는 극간전압검출회로와, 이 극간전압검출회로에서 검출한 극간전압의 피크치를 검출함과 아울러, 그 피크치 이후의 이상상승현상을 검출하는 제1의 검출회로와, 상기한 극간전압과 소정의 기준전압과를 비교하여, 극간전압의 이상상승을 검출하는 제2의 검출회로와, 상기한 제1 및 제2의 검출회로의 적어도 한쪽으로부터의 신호에 의해 상기한 가공펄스의 공급을 차단하는 차단회로를 구비하는 전해가공장치의 이상검출회로.