KR940010755B1 - 와이어방전 가공장치의 와이어전극 보내기장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

와이어방전 가공장치의 와이어전극 보내기장치

제 1 도는 본 발명의 실시예 1에 의한 와이어방전 가공장치의 와이어전극 보내기장치를 도시한 사시구성도.

제 2 도는 본 발명의 실시예 1에 관한 제 1의 진동자부를 도시한 분해구성도.

제 3 도는 본 발명의 실시예 1에 관한 제 2의 진동자부를 도시한 분해구성도.

제 4 도는 본 발명의 실시예 1에 관한 제 2의 진동자부를 도시한 단면구성도.

제 5 도는 본 발명의 실시예 1에 관한 와이어전극 구동부재의 진동궤적을 도시한 설명도.

제 6 도는 본 발명의 실시예 1에 관한 구동제어부의 구성을 도시한 블럭도.

제 7 도는 본 발명의 실시예 2에 관한 제 2의 진동자부를 도시한 분해구성도.

제 8 도는 본 발명의 실시예 3에 관한 진동자부의 일부 전개사시도.

제 9 도는 본 발명의 실시예 3에 관한 제 2의 진동자부를 도시한 사시도.

제 10 도는 본 발명의 실시예 4에 관한 제 1의 진동자부의 일부 전개사시도.

제 11 도는 본 발명의 실시예 4에 관한 제 2의 진동자부를 도시한 사시도.

제 12 도는 본 발명의 실시예 5에 관한 제 1 및 제 2의 진동자부에 인가하는 전압파형을 도시한 파형도.

제 13 도는 본 발명의 실시예 5에 관한 와이어전극 구동부재의 진동궤적을 도시한 설명도.

제 14 도는 본 발명의 실시예 6에 의한 와이어방전 가공장치의 와이어전극 보내기장치를 도시한 사시구성도.

제 15 도는 본 발명의 실시예 6에 관한 진동자부를 도시한 분해구성도.

제 16 도는 본 발명의 실시예 6에 관한 진동자부의 확대단면 구성도.

제 17 도는 본 발명의 실시예 6에 관한 진동자부의 동작설명도.

제 18 도는 본 발명의 실시예 7에 관한 제 1 및 제 2의 진동자부의 공진특성을 도시한 파형도.

제 19 도는 본 발명의 실시예 9에 의한 와이어방전 가공장치의 와이어 전극 보내기장치의 와이어 공급기구의 구조를 도시한 정면구성도.

제 20 도는 본 발명의 실시예 9에 의한 와이어방전 가공장치의 와이어전극 보내기장치의 와이어 공급기구의 구조를 도시한 측면구성도.

제 21 도는 본 발명의 실시예 9에 관한 와이어전극 구동부재의 진동궤적을 도시한 설명도.

제 22 도는 본 발명의 실시예 9에 관한 와이어전극 구동부재의 진동궤적을 도시한 설명도.

제 23 도는 종래의 와이어전극 보내기장치의 구성을 도시한 구성도.

제 24 도는 다른 종래의 와이어전극 보내기장치의 구성을 도시한 구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 피가공물 11 : 와이어전극

13 : 상부 와이어전극 가이드 23 : 지지고정부재

24 : 제 1의 진동자부 26 : 부착고정대

27 : 제 2의 진동자부 28 : 구동제어부

본 발명은 와이어방전 가공장치의 와이어전극 보내기장치에 관한 것이다.

제 23 도는 예를들면, 일본국 특허공보 소화63-31333호에 기재된 종래의 와이어전극 보내기장치의 구성을 도시한 도면으로서, (1)은 피가공물, (2)는 피가공물(1)의 가공개시지점에 사전에 뚫어서 마련되어 있는 개시구멍, (3)은 와이어전극의 공급모터,(4)는 공급 모터(3)에 연결된 공급풀리, (5)는 공급풀리(4)와 대향시켜서 마련된 클램프풀리, (6)은 클램프풀리(5)에 연장해서 마련된 제 1의 링크, (7)은 제 1의 링크(6)의 끝부에 연결된 제 2의 링크, (8)은 제 2의 링크(7)을 회전운동이 자유롭게 지지하는 지지핀, (9)는 제 2의 링크(7)과 외부의 고정부 사이에 마련된 코일 스프링, (l0)은 지지핀(8)에 대해서 코일 스프링(9)와의 연결끝과는 반대측에 있는 제 2의 링크(7)의 끝부에 연결된 솔레노이드, (11)은 와이어전극, (12)는 와이어전극(11)의 안내파이프, (13)은 다이아몬드로 형성된 다이형상의 상부 와이어전극 가이드, (14)는 상부 와이어전극 가이드(13)을 안내파이프(12)의 선단부에 유지하는 소결금속체, (15)는 다이아몬드로 형성된 다이형상의 하부 와이어전극 가이드, (16)은 하부 와이어전극 가이드(15)를 유지하는 소결금속체, (17)은 하부의 가이드본체, (18a) 및 (18b)는 와이어전극(11)을 사이에 끼우도록 대향시켜서 마련된 l쌍의 감기롤러,(19)는 감기롤러(18b)에 연결되어 있는 감기모터이다.

다음에 동작에 대해서 설명한다. 피가공물(1)은 수평면내에서 제어명령에 따라 자유자재로 이동가능한 탑재대(도시하지 않음)위에 놓여져 있고, 가공개시시에는 먼저 피가공물(l)에 사전에 뚫어서 마련된 개시구멍(2)와 안내파이프(12)가 동일축상에 위치하도록 피가공물(1)이 세트된다. 다음에, 클램프풀리(5)를 코일스프링(9)의 복원력에 의해서 해방한 상태에서 와이어전극(11)을 와이어 공급풀리(4)의 위치까지 상부에서 삽입하고, 솔레노이드(10)을 작동시켜서 클램프풀리(5)를 와이어전극(11)을 사이에 끼워서 와이어 공급풀리(4)에 눌러 접촉시키고, 와이어 공급모터(3)을 구동시켜서 와이어전극(11)을 상부 와이어전극 가이드(13)방향으로 안내파이프(12)속으로 공급한다. 가공개시시에는 상부 와이어전극 가이드(13)과 하부 와이어전극 가이드(15)는 동일축상에 위치하도록 유지기구(도시하지 않음)에 의해서 유지되어 있으므로, 와이어전극(11)은 상부 와이어전극 가이드(13) 및 하부 와이어전극 가이드(15)을 관통하여 1쌍의 감기롤러(18a)와(18b) 사이에 삽입된다. 감기롤러(18a),(l8b) 및 감기모터(19)에 의해서 와이어전극(11)이 공급가능하게 되면 클램프풀리(5)를 해방하고, 안내파이프(12)를 이동수단(도시하지 않음)에 의해서 피가공물(1)중에서 상승시켜서 빼내고, 와이어전극(l1)을 피가공물(1)중을 관통시켜서 팽팽하게 설치한다.

또한, 상기 와이어전극을 팽팽하게 설치하는 공정에서 와이어전극(1l)의 선단은 절단정형수단(도시하지 않음)에 의해서 다이형상의 상하부 와이어전극 가이드(l3), (15)를 관통할 수 있는 끝이 가는 형상으로 정형된다.

또, 제 24 도는 다른 종래의 와이어전극 보내기장치를 도시한 도면으로서, 와이어전극의 공급에 종이보내기의 구동원등에 사용되는 초음파진동자를 사용한 것이다.

동일 도면에서, (100)은 와이어전극 공급풀리, (101)은 와이어전극 가이드, (102)는 탑재대, (103)은 와이어방전 가공기의 본체, (104)는 장방형 평판형상의 탄성체, (105a), (105b)는 탄성체(104)에 부착해서 마련된 압전소자, (106)은 탄성체(104)와 압전소자(105a),(105b)로 구성되는 초음파진동자, (107)은 초음파진동자(106)의 지 지고정부, (108) 은 예압스프링, (109)는 압착판, (110)은 급전롤러 이다.

이 종래예에서는 먼저 와이어전극 가이드(101)과 사전에 피가공물(l)에 마련된 개시구멍(도시하지 않음)에 와이어전극(11)을 순차 삽입하고, 압착판(109)를 해방기구(도시하지 않음)에 의해 초음파진동자(106)에서 해방하여 압착판(109)와 초음파진동자(106) 사이에 와이어전극(11)을 인도하고, 그후 압착판(109)의 해방기구를 해제해서 예압스프링(108)에 의해 와이어전극(11)을 초음파진동자(106)에 눌러서 접촉시킨다. 상기와 같은 와이어전극(11)의 설치동작이 완료된 시점에서, 초음파진동자(106)에서 탄성체(104)가 갖는 양단자유의 기수차종 진동모드와 양단자유의 우수차굴곡진동 모드를 압전소자(105a),(105b)에 의해서 진동위상이 π/2위상 어굿나도록 여진하면, 주지한 바와같이 탄성체(104)의 양단부는 동일 회전방향의 타원궤적을 그리면서 진동하여 와이어전극(11)을 소정의 방향으로 마찰구동한다. 또한, 초음파진동자(106)을 구성하는 탄성체(104)는 상술한 2종류의 진동모드가 동일한 공진주파수로 되도록 미리 형상설계되어 있다.

종래의 와이어전극 보내기장치는 이상과 같이 구성되어 있으므로 와이어전극이 감기롤러에 이르기까지는 와이어전극을 와이어 공급풀리가 클램프풀리 사이에 끼워서 와이어공급 모터에 의해 공급할 필요가 있고, 이 풀리의 미소한 회전속도차나 부착위치오차에 의해서 와이어전극에 컬이 발생하거나 와이어전극이 전극가이드를 통과할때 공급풀리에서 전극가이드에 이르는 공급경로 도중에서 구부러지는 등의 문제점이 있었다. 또, 와이어전극의 구동원이 초음파진동자로 구성된 다른 종래예에서는 와이어전극을 자동적으로 팽팽하게 설치할 수 없으며, 또 와이어전극을 팽팽하게 설치한 후에도, 압착판과 와이어전극 사이에 와이어전극의 구동을 방해하는 마찰이 발생하는 일이나 진동자와 압착판의 형상이 평면적인 것으로 와이어전극의 변형이나 비어져 나오는 일이 발생한다는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 와이어전극에 컬이나 구부러짐이 발생하는 일 없이 공급할 수 있는 신뢰성이 높은 와이어전극 보내기장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 관한 와이어전극 보내기장치는 진동방향이 다른 여러개의 진동자부, 이들 여러개의 진동자부를 연결지지하는 연결 및 지지부재, 상기 진동자부중 적어도 1개의 진동자부에 마련된 와이어전극 구동부재 및 이 와이어전극 구동부재가 와이어전극 공급방향의 진동성분을 갖는 순환궤도를 그려서 상기 와이어전극의 끼움과 해제를 반복하면서 진동하도록 상기 진동자부를 구동하는 구동제어부를 구비한 것이다.

또, 본 발명에 관한 와이어전극 보내기장치는 진동자부와 상기 진동자부의 진동방향과 다른 방향에서 상기 와이어전극을 상기 진동자부로 밀어 붙이는 누름부를 구비하고, 상기 진동자부의 진동과 상기 누름부의 누르는 힘에 의해 상기 와이어전극에 대하여 그 공급방향으로 진동성분을 발생시키도록 구성한 것이다.

또, 본 발명에 관한 와이어전극 보내기장치는 와이어전극을 공급하는 여러개의 진동자가 공진주파수와 반공진주파수의 주파수차가 다르며, 또한 상기 주파수차가 큰 진동자부의 공진주파수와 반공진주파수 사이의 영역에 상기 주파수차가 작은 진동자부의 공진주파수가 반공진주파수가 순차 위치하는 공진특성을 갖는 여러개의 진동자부로 구성되고, 상기 주파수차가 최소의 진동자부의 공진주파수에 동기해서 다른 진동자부를 구동하도록 구성한 것이다.

또, 본 발명에 관한 와이어전극 보내기장치는 여러개의 진동자부가 와이어 공급축 방향의 진동성분을 갖는 제 1의 진동자부와 와이어 공급축 방향과 직교하는 진동성분을 갖는 제 2의 진동자부를 포함하고, 제 1의 진동자부는 가진원(加振源)으로 구성되는 전기기계 변환소자의 양측에 마련된 제 1의 공진블럭 및 제 2의 공진블럭을 구비하며, 제 2의 공진블럭은 상기 제 2의 진동자부와 연결되고, 상기 제 1의 공진블럭을 형성하는 재료는 상기 제 2의 공진블럭을 형성하는 재료보다도 음속이 작은 재료로 구성되는 것이다.

또, 본 발명에 관한 와이어전극 보내기장치는 여러개의 진동자부가 와이어전극 공급축방향의 진동을 발생하는 제 1의 진동자부와 제 1의 진동자부의 일부에 연결되고, 또, 와이어전극 공급축방향과 거의 직교하는 방향의 진동을 발생하는 1쌍의 진동자로 구성되는 제 2의 진동자부를 포함하며, 와이어전극 구동부재는 상기 와이어전극을 사이에 위치시켜서 대향 배치되고, 또 상기 제 2의 진동자부의 상기 1쌍의 진동자의 진동의 파복(波腹) 위치에 배치되며, 상기 와이어전극 구동부재의 간극이 상기 와이어전극의 직경과 상기 1쌍의 진동자의 진동진폭의 합보다도 크게 설정되고, 상기 와이어전극 구동부재는 와이어전극 공급축에 대하여 회전가능하게 하는 부재를 구비한 것이다.

본 발명에서의 진동자는 진동자의 일부에 마련된 와이어전극 구동부재가 와이어전극 공급방향의 진동성분을 갖는 순환궤적을 그리도록 진동하고, 상기 와이어전극 구동부재를 거쳐서 와이어전극의 공급방향의 진동성분을 와이어전극의 끼움과 해제를 반복하면서 와이어전극에 전달하고, 와이어전극을 소정의 방향으로 공급한다.

또, 와이어전극의 공급방향의 진동성분을 누르기 구동부재를 거쳐서 와이어전극에 전달하고, 마찰력에 의해 소정의 방향으로 와이어전극을 공급한다.

이하, 본 발명의 구성을 실시예와 함께 설명한다.

[실시예 1]

제 1 도는 본 발명의 1실시예를 도시한 도면으로서, (20a), (20b)는 공진블럭, (21a), (21b)는 가진원으로 되는 압전소자, (22a), (22b)는 전극판, (23)은 지지고정부재,(24)는 공진블럭, 압전소자, 전극판, 지지고정부재의 주요부품에 의해서 구성되는 제 1의 진동자부, (25a), (25b)는 진동자쌍, (26)은 진동자쌍(25a), (25b)의 부착고정대, (27)은 진동자쌍, 부착고정대의 주요부품으로 구성되는 제 2의 진동자부, (28)은 2조의 진동자부(24), (27)의 구동제어부이다. 또, 제 2 도 및 제 3 도는 제 1 도에 도시된 제 1의 진동자부(24)와 제 2의 진동자부(27)의 구조를 보다 상세하게 설명하기 위한 분해구성도로서, (29)는 2개의 공진블럭(20a)와 (20b)를 연결하는 볼트, (30)은 압전소자(21a), (21b) 및 전극판(22a), (22b)가 볼트(29) 사이를 전기적으로 절연분리하는 절연파이프,(31a), (31b) 는 진동자쌍(25a), (25b) 의 진동판, (32a), (32b)는 진동판(25a)와 (25b)의 중앙부에 마련된 돌기형상의 와이어전극 구동부재, (33a), (33b)는 진동판(31a)와 (31b)의 가진원으로 되는 압전소자, (34a), (34b)와 (35a), (35b)는 진동자쌍(25a)와 (25b)를 부착고정대(26)에 체결하는 볼트 및 너트,(36a), (36b), (36c)는 부착고정대(26)에 매입된 와이어전극(11)의 가이드용 부시이다.

이상과 같이 본 실시예 1에서의 와이어전극 보내기장치는 상술한 종래예에서 와이어공급모터(3), 와이어공급풀리(4), 클램프풀리(5)등의 주요부품에 의해서 구성된 와이어전극(11)의 공급수단을 제 1의 진동자부(24), 제 2의 진동자부(27) 및 진동자부(24),(27)의 구동제어부(28)에 의해서 구성한 것이다.

다음에 본 실시예의 동작에 대해서 설명하지만, 피가공물(1)의 가공개시부분에 와이어전극(11)을 팽팽하게 설치하는 순서에 대해서는 상술한 종래예와 마찬가지이므로 설명은 생략하고, 2조의 진동자부(24), (27) 및 진동자부(24), (27)의 구동제어부(28)에 의해서 구성되는 와이어전극(11)의 공급수단에 대해서만 동작을설명한다.

제 1의 진동자부(24)는 압전소자(21a), (21b) 및 전극판(22a), (22b)를 사이에 끼워서 2개의 공진블럭(20a)와 (20b)를 볼트(29)에 의해서 견고하게 체결한 것으로서, 이것은 주지된 볼트조임 랑즈뱅(Langevin) 진동자이다. 제 1의 진동자부(24)에서 제 1 도의 화살표 A로 나타낸 종방향의 진동자 길이는 소정의 주파수에 있어서 발생하는 종방향의 공진진동의 1/2파장으로 되도록 설계되어 있다. 따라서, 압전소자(21a), (21b)에 전극판(22a), (22b)를 거쳐서 상기 주파수의 교류전압을 인가하면 제 1의 진동자부(24)는 양단부가 진동의 파복부로 되고, 지지고정부재(23) 근방의 중앙부가 진동의 마디로 되는 종방향 진동을 발생한다. 또, 공진블럭(20a), (20b) 및 볼트(29)의 직경방향의 중심에는 와이어전극(11)의 직경에 비해서 충분하게 큰 직경을갖는 종방향의 관통구멍이 마련되어 있고, 와이어전극(11)은 제 1의 진동자부(24)의 진동동작에 영향을 받는 일없이 이 진동자부(24)중을 통과할 수가 있다.

제 2의 진동자부(27)은 진동자쌍(25a), (25b)를 주요부품으로 해서 구성되어 있지만, 진동자쌍(25a), (25b)는 각각 동일한 것이므로, 주로 한쪽의 진동자(25a)에 대해서 동작을 설명한다. 진동자(25a)는 진동판(31a)와 진동판(31a)의 중앙부에 마련된 와이어전극 구동부재(32a)와 진동자(25a)의 가진원으로 되는 압전소자(33a)로 구성되어 있고, 진동판(31a)는 양단부를 부착볼브(34a), (34b) 및 너트(35a), (35b)에 의해서부착고정대(26)에 고정되어 있고, 평판형상의 압전소자(33a)는 진동판(31a)의 얇은 평판형상의 진동부에 납땜이나 도전성 접착제등 도전성을 갖는 수단에 의해서 부착되어 있다. 진동판(31a)의 진동부 치수는 상기 제 1의 진동자부(24)의 종진동 주파수와 거의 같은 주파수에서 양단부 고정의 1차 굴곡진동이 발생하도록 설계되어 있다. 따라서, 압전소자(33a)에 상기 주파수의 교류전압을 인가하면 와이어전극 구동부재(32a)가 마련되어 있는 진동판(31a)의 중앙부는 굴곡진동의 파복부로 되고, 제 1 도의 화살표 B에 의해 나타낸 방향으로 진동한다.

진동자쌍(25a), (25b)는 제 4 도의 단면도에 도시한 바와 같이 상호간의 와이어전극 구동부재(32a), (32b)를 와이어전극(11)이 통과하는 간극을 마련해서 대향 배치되어 있다. 따라서 진동자쌍(25a), (25b)에 동일한 교류전압을 인가하면 와이어전극 구동부재(32a), (32b)는 이 부재(32a), (32b) 사이에 있는 와이어전극(11)의 끼움과 해제를 반복하면서 진동한다. 또, 진동자쌍(25a), (25b)의 부착고정대(26)은 제 1의 진동자부(24)의 한쪽의 공진블럭(20b)에 연결되어 있으므로, 동일 주파수에서 상기 진동모드로 공진진동 하도록 설계된 제 1의 진동자부(24)와 제 2의 진동자부(27)을 진동위상이 약 π/2위상만큼 어긋나도록 구동제어부(28)에 의해서 구동하면 와이어전극 구동부재(32a), (32b)는 제 5 도에 도시한 바와같은 타원궤적을 그려서 진동한다. 동일 도면에서 점선 CD 및 점선 EF에 의해서 표시되어 있는 것은 와이어전극 구동부재(32a), (32b) 사이에 와이어전극(11)이 존재하는 경우의 진동궤적을 나타내고 있으며, C에서 D(E에서 F)로 이르는 진동구간에서 와이어전극(11)은 와이어전극 구동부재(32a), (32b)에 의해서 끼워져서 소정의 방향으로 구동된다.

제 6 도는 제 1의 진동자부(24)와 제 2의 진동자부(27)을 상술한 바와같이 구동하는 구동제어부(28)의 구성을 도시한 블럭도로서, (37)은 발진회로, (38)은 발진회로(37)의 출력신호에 따라서 제 1의 진동자부(24)를 정현파 구동하는 앰프회로, (39)는 발진회로(37)의 출력신호의 위상을 시프트하는 이상회로, (40)은 이상회로(39)의 출력신호에 따라서 제 2의 진동자부(27)을 정현파 구동하는 앰프회로이다. 발진회로(37)의 발진주파수는 미리 상술한 제 1 및 제 2의 진동자부(24), (27)의 공진주파수로 설정되어 있고, 제 1의 진동자부(24)의 진동위상에 비하여 제 2의 진동자부(27)의 진동위상이 약 π/2위상 어긋나도록 이상회로(39)에 의해서 제 2의 진동자부(27)의 구동신호의 위상을 시프트한다. 이때, 위상을 진행방향으로 시프트하던가 또는 지연방향으로 시프트하던가에 의해서 상기 와이어전극 구동부재(32a), (32b)의 타원진동궤적상에서의 운동방향이 반전하여 와이어전극(11)의 구동방향을 가역으로 제어할 수 있다.

[실시예 2]

상기 실시예 1에서는 제 2의 진동자부(27)을 구성하는 진동자쌍(25a), (25b)의 진동판(31a), (31b)의 가진원으로 되는 평판형상의 압전소자(33a), (33b)를 진동간(31a),(31b)의 얇은 평판형상의 진동부에 부착해서 사용했지만, 가진원으로 되는 압전소자를 다음과 같이 배치할 수 있다.

제 7 도는 실시예 1에서의 제 2의 진동자부(27)에 해당하는 부분을 상기 실시예와는 다른 압전소자의 배치에 의해서 구성한 다른 실시예의 구성을 도시한 분해구성도로서, (70a) 내지 (70d), (71a) 내지 (71d)는 압전소자, (72a), (72b), (73a), (73b), (74)는 전극판, (75a), (75b)는 절연파이프,(76a), (76b)는 진동판(31a), (3lb)등으로 구성되는 진동자쌍, (77)은 진동자쌍(76a), (76b)등으로 구성되는 제 2의 진동자부이다.

제 7 도에서 알 수 있는 바와같이, 이 실시예에서는 제 2의 진동자부(77)을 구성하는 진동자쌍(76a), (76b)의 진동판(3la), (31b)의 가진원은 상기 실시예 1에서의 제 1의 진동자부(24)에 사용된 볼트조임 랑즈뱅진동자에 유사한 구조로서, 부착고정대(26) 및 전극판(74)의 접지전극측과 전극판(72a), (72b), (73a), (73b)의 구동전극측 사이에 진동판(31a), (31b)의 진동부가 갖는 양단부 고정의 1차 굴곡 고유진동 주파수의 교류전압을 인가하면 상술한 실시예 1의 경우와 마찬가지로 진동판(31a), (31b)의 중앙부는 굴곡진동의 파복부로 되고, 도면의 화살표 B에 의해서 나타낸 방향으로 진동한다. 또한, 이 실시예에서는 제 1의 진동자부(24)의 구조와 동작 및 와이어전극(11)의 공급동작에 대해서는 상술한 실시예 1의 경우와 같으므로 설명을 생략한다.

[실시예 3]

또한, 상기 실시예 l 및 2에서는 제 1 및 제 2의 진동자부(24), (27), (77)의 가진원으로서 압전소자를 사용했지만, 본 발명에 관한 와이어전극 보내기장치의 공급수단을 구성하는 진동자의 가진원은 이것을 한정하는 것은 아니고, 예를 들면 다음에 기술하는 바와 같이 자왜소자를 사용해도 좋다.

제 8 도는 실시예 1에서의 제 1의 진동자부(24)에 해당하는 부분을 자왜소자를 사용해서 구성한 1예를 도시한 도면(일부 단면도)으로서, (41)은 링형상의 자왜소자,(42)는 자왜소자(41)주위 마련된 여진용 코일,(43)은 자왜소자(41)을 가진원으로서 구성된 제 1의 진동자부이다.

또, 제 9 도는 마찬가지로 실시예 1에서의 제 2의 진동자부(27)에 해당하는 부분을 가진원으로 자왜소자를 사용해서 구성한 1예를 도시한 도면으로서,(80a), (80b)는 진동판(31a), (31b)에 부착해서 마련된 자왜소자, (81a), (8lb) 는 자왜소자(80a), (80b)주위에 마련된 여진용코일, (82)는 자왜소자(80a), (80b)를 가진원으로서 구성된 제 2의 진동자부이다.

자왜소자(41)의 바이어스자계를 발생시키기 위한 직류전류와 진동자부(43)의 가진(加振)성분으로 되는 소정 주파수의 교류전류를 중첩시켜서 여진용코일(42)에 유통시키면 제 1의 진동자부(43)에는 상기 실시예 1의 경우와 마찬가지로 제 8 도의 화살표 A로 나타내는 방향의 공진 진동이 발생한다. 또, 마찬가지로 자왜소자(80a), (80b)의 바이어스 자계를 발생시키기 위한 직류전류와 진동판(31a), (3lb)의 가진 성분으로 되는 소정주파수의 교류전류를 중첩시켜서 여진용 코일(81a), (81b)에 통류시키면 제 2의 진동자부(82)에는 상기 실시예 1의 경우와 마찬가지로 제 9 도의 화살표 B로 나타내는 방향의 공진 진동이 발생한다.

[실시예 4]

또, 상기 실시예 1에서는 와이어전극(11)의 공급수단으로 되는 진동자로 공진진동하는 진동자를 사용했지만, 본 발명에 관한 와이어 전극 보내기장치의 공급수단을 구성하는 진동자는 공진진동자에 한정된 것은 아니고, 다음에 기술한 바와 같이 비공진 구동되는 진동자에 의해서도 와이어전극 보내기장치의 공급수단을 구성할 수 있다.

제 10 도는 실시예 1에서의 제 1의 진동자부(24)에 해당하는 부분을 비공진 구동되는 진동자를 사용해서 구성한 1실시예를 도시한 일부 단면도로서, (44)는 지지고정부재, (45)는 파이프 형상의 적층 압전소자, (46)은 적층 압전소자(45)를 지지고정부재(44)에 부착하는 체결부재, (47)은 적층 압전소자(45)를 구동원으로서 구성된 제 1의 진동자부이다. 또, 제 11 도는 마찬가지로 실시예 1에서의 제 2의 진동자부(27)에 해당하는 부분을 적층 압전소자에 의한 비공진 진동자를 사용해서 구성한 1예를 도시한 도면으로서, (83a), (83b)는 진동판(31a), (31b)를 비공진 구동하는 적층압전소자, (84a), (84b)는 적층압전소자(83a), (83b)의 고정판, (85)는 적층압전소자(83a), (83b)를 구동원으로서 구성된 제 2의 진동자부이다.

적층압전소자(45)는 인가 전압에 대략 비례한 제 10 도의 화살표 A로 나타내는 방향의 왜곡변위를 발생하므로, 바이어스 전위를 발생시키기 위한 직류전압과 진동자부(47)의 구동성분으로 되는 교류전압을 중첩시켜서 적층압전소자(45)에 인가하면 제 1의 진동자부(47)에 인가된 교류전압성분의 주파수에 동기해서 비공진 진동을 발생시킬 수가 있다. 또, 마찬가지로 바이어스 전위를 발생시키기 위한 직류전압과 진동판(31a), (3lb)의 구동성분으로 되는 교류전압을 중첩시켜서 적층압전소자(83a), (83b)에 인가하면 제 2의 진동자부(85)에는 제 11 도의 화살표 B로 나타내는 방향의 비공진 진동을 발생시킬 수가 있다.

[실시예 5]

또한, 상기 실시예 1의 경우는 제 1 및 제 2의 진동자부(24), (27)에 공진진동자를 사용했기 때문에 각각의 진동자의 진동변위가 정현파적인 진동으로 되어 와이어전극 구동부재(32a), (32b)의 진동궤적이 타원형상으로 되었지만, 상기 실시예 4와 같이 제 1의 진동자부(47)과 제 2의 진동자부(85)에 비공진 구동되는 진동자를 사용한 경우는 진동자의 진동변위 파형이 인가전압 파형과 거의 같은 형상으로 되기 때문에 와이어전극 구동부재(32a), (32b)의 진동궤적은 인가전압의 파형에 따라서 임의의 형상을 취할 수가 있다. 예를 들면, 제 12 도에서의 G,H로 나타낸 바와 같이 진동위상이 약 π/2위상만큼 어긋난 사다리꼴의 파형상의 교류성분을 갖는 전압을 제 1의 진동자부(47)과 제 2의 진동자부(85)에 인가하면 와이어전극 구동부재(32a), (32b)의 진동궤적은 제 13 도에 도시한 바와 같은 사각형상의 궤적으로 된다. 또한, 제 13 도에서 점선 CD 및 점선 EF에 의해서 나타내고 있는 것은 와이어전극 구동부재(32a), (32b)사이에 와이어전극(11)이 존재하는 경우의 진동궤적을 나타내고 있고, C에서 D(E에서 F)로 이르는 진동구간에서 와이어전극(11)은 와이어전극 구동부재(32a), (32b)에 의해 끼워져서 소정의 방향으로 구동된다.

[실시예 6]

제 14 도는 또 다른 실시예를 도시한 도면으로서, (20a), (20b)는 공진블럭, (21a), (21b)는 가진원으로 되는 압전소자, (22a), (22b)는 전극판, (23)은 지지부재, (24)는 공진블럭, 압전소자, 전극판, 지지부재에 의해서 구성되는 진동자부, (50)은 누르기부재, 누르기 구동부, 구동제어부에 의해서 구성되는 누르기부, (54)는 진공확대부의 혼이다. 또한, 그밖의 부분에 대해서는 제 1 도에 도시한 것과 마찬가지로서, 그 설명은 생략한다.

제 15 도 및 제 16 도는 제 14 도에 도시된 진동자부(24)와 누르기부(53)의 구조를 보다 상세하게 설명하기 위한 분해구성도, 제 17 도는 제 16 도의 R부분의 확대도로서, 누르기부재(50)은 탄성재(55)를 거쳐서 누르기 구동부(51)에 연결되어 있고, 누르기부재(50)의 선단부는 혼(54)의 진동방향인 화살표 A의 방향과 직교하는 방향으로 형성된 구멍(56)내를 화살표 B의 방향으로 드나들 수 있도록 위치결정되어 있다.

또한, 진동자부(24)의 밀어붙임부인 혼(54)의 길이는 제 14 도의 화살표 A로 나타낸 종방향으로 소정의 주파수에서 발생하는 종진동의 공진파장의 1/2파장으로 되도록 설계되어 있다. 따라서, 압전소자(21a), (21b)에 전극판(22a), (22b)를 거쳐서 상기 주파수의 교류전압을 인가하면 혼(54)에서의 누르기부재(50)이 드나드는 구멍(56)의 위치는 진동의 파복부로 되고 지지부재(23)근방의 중앙부가 진동의 마디로 되는 종방향 진동을 발생한다. 또, 공진블럭(20a), (20b) 및 볼트(29)의 직경방향의 중심에는 와이어전극(11)의 직경에 비해서 충분히 큰 직경을 갖는 종방향의 관통구멍(57)이 마련되어 있고, 와이어전극(11)은 진동자부(24)의 진동동작의 영향을 받는 일없이 이 진동자부(24)등을 통과할 수가 있다.

다음에 본 실시예의 동작으로서 와이어전극(11)의 공급수단에 대해서만 설명한다.

혼(54)가 공진진동하면 혼(54)는 제 17 도의 점선과 같이 종방향으로 신장함과 동시에 직경방향으로는 수축한다. 즉, 제 17 도의 부분확대도와 같이 누르기부재(50)에 의해 와이어전극(11)이 눌려진 혼(54)의 P점은 P₁점으로 이동하고, 그후 원래의 P점의 위치로 되돌아가는 대략 직선적인 왕복진동 궤적을 이루고 있고, 화살표 C의 방향으로 혼(54)가 진동할때에는 누르기부재(50)의 선단과 혼(54)의 P점에는 간극이 생겨서 누르는 힘은 약해지기 때문에 와이어전극(1l)은 공급되지 않는다. 그러나, 화살표 D의 방향으로 원래의 위치로 되돌아갈 때에는 탄성체(55)를 거쳐서 밀려져 있으므로, P점이 와이어전극(11)에 작용하는 힘으로서는 제 17 도의 벡터로 되어 E방향의 합성력에 의해서 와이어전극(11)에 마찰력을 부여하고, 그 결과로서 와이어전극(11)을 제 16 도의 화살표 F방향으로 공급 구동할 수가 있다.

[실시예 7]

제 18 도는 본 발명의 실시예 1과 같은 구성의 와이어전극 보내기 장치를 예로 본 실시예를 설명하는 것으로서, 실시예 1에서의 와이어 전극 공급용의 제 1 및 제 2의 진동자부(24), (27)의 공진특성을 도시한 그래프이다. 동일도면에서 종축은 임피던스, 횡축은 주파수로서, 도면중의 부호 J는 제 1의 진동자부(24)의, 또부호 K는 제 2의 진동자부(27)의 공진특성을 나타내고, 부호 f_r1, f_a1은 제 1의 진동자부(24)의 공진주파수와 반공진주파수를, 부호 f_r2, f_a2는 제 2의 진동자부(27)의 공진주파수와 반공진주파수를 나타내고 있다.

이 실시예에서는 제 1의 진동자부(24)의 공진 주파수와 반공진주파수의 주파수차｜f_a1-f_r1｜는 제 2의 진동자부(27)의 같은 주파수차 f_a2-f_r2｜에 비해서 작게 되도록 구성되어 있으며, 또한 제 2의 진동자부(27)의 공진주파수 f_r2와 반공진주파수 f_a2사이의 영역에 제 1의 진동자부(24)의 공진주파수 f_r1과 반공진주파수 f_a1이 위치하도록 구성되어 있다.

또, 이 실시예의 구동제어는 상기 실시예 1과 마찬가지로 실행할 수 있고, 제 6 도에 구성블럭도를 도시한 구동제어부(28)에서 발진회로(37)의 발진주파수는 공진주파수와 반공진주파수의 주파수차가 작은 제 1의 진동자부(24)의 공진주파수 f_r1근방의 주파수로 되도록 설정된다. 또한, 와이어전극(11)의 구동동작등에 대해서는 상기 실시예 1과 동일하다.

[실시예 8]

이 실시예에 관한 와이어방전 가공장치의 와이어전극 보내기장치는 제 1 도에 도시한 실시예 1에 의한 장치와 마찬가지로 구성할 수 있다. 동일 도면에 도시한 실시예에서는 와이어공급측 방향의 진동 성분을 갖는 제 1의 진동자부(24)는 원주형상의 볼트조임 랑즈뱅진동자로서, 공진블럭(20a), (20b), 압전소자(21a), (21b), 지지고정부재(23), 볼트(29)라고 하는 주요부품으로 구성된다. 이 실시예에 의하면 제 1의 진동자부(24)의 공진블럭(20a), (20b)중 제 2의 진동자부(27)이 연결되어 있지 않는 공진블럭(20a)를 구성하는 부재가 제 2의 진동자부(27)이 연결되어 있는 공진블럭(20b)를 구성하는 부재에 비해서 음속이 작은 부재로 구성된다.

예를 들면, 상기 실시예에서 제 1의 진동자부(24)의 공진블럭(20a)를 황동재료(음속 : 약 4700m/s)로 구성하고, 공진블럭(20b)를 듀랄루민 재료(음속 : 약 6320m/s)로 구성한 경우는 다음과 같이 된다.

일반적으로 막대의 종진동의 공진주파수는 공진 주파수를 f, 막대의 길이를 ℓ, 막대의 재료의 음속을 v, 경계조건과 진농모드로 결정되는 계수를 k로 하면,

f= kㆍv/ ℓ

로 되어 막대부재의 음속 v에 비례하고, 막대의 길이 ℓ 에 반비례한다. 제 1의 진동자부(24)가 단순한 막대로서 근사하면 진동자부(24)의 공진주파수를 f_r0으로 하고, 황동재료의 음속을 v_a, 듀랄루민재료의 음속을 V_b로 하면 공진블럭(20a) 및 (20b)를 모두 황동재료, 듀랄루민재료로 구성한 경우의 제 1의 진동자부(24)의 길이를 각각 ℓ a,ℓ b로 하면,

ℓ_a= k ㆍv_a/f_r0

ℓ_b= kㆍv_b/f_r0

와 같이 된다, 공진블럭(20a)를 황동재료로 구성하고, 공진블럭(20b)를 듀랄루민재료로 구성한 경우의 제 1의 진동자부(24)의 길이를 ℓ_ab로 하면,

ℓ_ab=(1/2)ㆍ(ℓ_a+ℓ_b)

와 같이 근사된다. 따라서 공진블럭(20a)를 황동재료로 구성하고, 공진블럭(20b)를 듀랄루민재료로 구성한 경우는 공진블럭(20a), (20b)를 모두 듀랄루민재료로 구성한 경우에 비해서 제 1의 진동자부(24)의 길이가 다음식으로 나타낸 바와 같이 0.87배 정도로 축소된다.

ℓ ab/ ℓ a = 1/2(V_a+V_b)/V_a≒0.87

상기 축소율은 제 1의 진동자부(24)를 단순한 막대로서 생각한 경우의 수치이지만, 실제 구성에서는 공진블럭(20b)의 선단에는 제 2의 진동자부(27)이 연결되어 있다. 이 때문에 공진블럭(20b)의 길이는 제 2의 진동자부(27)의 부가질량의 효과만큼 짧게 되어 제 1의 진동자부(24)의 길이에 차지하는 공진블럭(20a)의 길이의 비율이 상술한 가정의 경우보다 크게 되기 때문에 제 1의 진동자부(24)의 길이는 더욱 축소된다.

또한, 상술한 실시예에서 제 1의 진동자부(24)의 길이가 최소로 되는 것은 공진블럭(20a) 및 (20b)를 모두 황동재료로 구성한 경우이지만, 이 경우는 공진블럭(20b)의 길이가 듀랄루민재료로 구성한 경우에 비해서 짧게 되기 때문에 와이어전극 공급측 방향의 종진동 진폭이 작게되어 와이어전극의 공급속도가 저하한다.

또, 본 실시예에서도 와이어전극(11)의 구동동작등에 대해서는 상기 실시예 1과 같다.

[실시예 9]

제 19 도, 제 20 도는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 와이어방전 가공장치의 와이어전극 보내기장치에서의 와이어 공급기구의 구조를 도시한 정면구성도와 측면구성도로서, (90)은 제 1의 진동자부(24)의 부착고정부재, (91)은 부착고정부재(90)을 회전이 자유롭게 지지하는 지지핀, (92)는 부착고정부재(90)을 회전시키는 회전기어,(93)은 고정부, (94a), (94b), (94c), (94d), (94e)는 제 1의 진동자부(24)의 지지고정부재(23)을 부착고정부재(90)에 고정하는 볼트이다.

이 실시예에서 와이어전극(11)을 공급하는 2개의 진동자부(24), (27)은 제 1 도에 도시한 실시예 1의 동일부와 마찬가지의 구성으로 되지만, 제 2의 진동자부(27)의 1쌍의 진동자(25a), (25b)에 와이어전극(11)을 사이에 위치시켜서 양측에 대향하도록 마련된 와이어전극 구동부재(32a), (32b)의 간극이 와이어전극(11)의 직경과 진동자쌍(25a), (25b)의 진동진폭의 합보다 크게 설정되어 있다.

이때문에 도시하지 않은 구동모터에 의해서 회전기어(92)를 작동시켜 와이어전극 구동부재(32a), (32b)를 와이어 공급축 방향과 평행하게 하면 와이어전극 구동부재(32a), (32b)의 진동궤적과 와이어전극(11)의 위치관계는 제 21 도와 같이되고, 와이어전극(11)은 와이어전극 구동부재(32a), (32b)와의 접촉이 없어 구동되지 않는다. 다음에 도시하지 않은 구동모터에 의해서 회전기어(92)를 작동시켜 와이어전극 구동부재(32a), (32b)를 와이어전극 공급축 방향에 대해서 적당한 각도로 경사지게 하면 제 22 도에 도시한 바와 같이 와이어전극 구동부재(32a), (32b)의 진동궤적과 와이어전극(11)의 공급통로에 중첩이 발생하고, 동일 도면에서 점선 CD 및 점선 EF에 의해서 표시되어 있는 진동구간에서 와이어전극(11)은 와이어전극 구동부재(32a), (32b)에 의해서 끼워져 소정의 방향으로 구동된다.

이상과 같이 본 발명에 의하면 와이어전극의 끼움과 해제를 반복하는 것에 의해 상기 와이어전극에 대하여 공급방향의 진동성분을 부여하는 수단에 의해서 와이어전극 보내기장치의 공급수단을 구성했으므로, 와이어전극에 컬이 발생하는 일없이 공급할 수 있으며, 또 와이어 공급시에 기계적인 진동에너지가 와이어전극에 전달되는 것으로 와이어전극의 전극가이드 통과가 용이하게 되기 때문에 종래와 기본 구성을 거의 변경하는 일없이 와이어전극 공급기능의 신뢰성이 높은 와이어전극 보내기 장치가 얻어지는 효과가 있다.

또, 본 발명에 의하면 단일의 진동자에 의해서 상술한 효과가 얻어지고, 진동자부분이 간략화됨과 동시에 여러가지 직경의 와이어전극에 대해서도 그대로 구동할 수 있는 효과가 있다.

일반적으로 2개의 진동자부의 공진주파수를 일치시키는 데는 고정밀도의 설계 및 가공이 필요하지만, 본 발명과 같이 공진주파수와 반공진주파수의 주파수차가 큰 진동자부의 양 주파수 사이의 영역에 상기 주파수차가 작은 진동자부의 공진 주파수와 반공진주파수가 위치하도록 2개의 진동자부의 공진특성을 설정하고, 상기 주파수차가 작은 진동자부의 공진주파수에 동기해서 다른 진동자부를 구동하면 2개의 진동자부의 공진주파수를 완전히 일치시키는 고정밀도의 가공을 실시하는 일없이 양쪽의 진동자부를 거의 공진 구동시킬 수가 있다.

또, 본 발명과 같이 제 1의 진동자부의 공진블럭중 제 2의 진동자부가 연결되어 있지 않는 공진블럭을 구성하는 부재의 음속을 제 2의 진동자부가 연결되어 있는 공진블럭을 구성하는 부재의 음속에 비해서 작게하는 것으로 와이어전극의 공급특성을 저하시키는 일없이 제 1의 진동자부의 길이치수를 축소할 수가 있어 와이어전극 공급장치를 소형화할 수 있다.

또, 본 발명에 의하면 와이어전극 구동부재간의 간극을 크게 설정할 수 있기 때문에 제 2의 진동자부의 가공정밀도를 완화할 수 있는 것 이외에 와이어전극의 구동시에 실린더등의 특별한 누르기 기구를 사용하지않고, 와이어전극을 공급용 진동자에 눌러서 접촉시킬 수가 있다. 게다가 와이어전극 구동부재에 마모가 발생해도 공급용 진동자의 경사를 크게하면 충분한 구동력이 재차 얻어지기 때문에 공급용 진동자의 긴 수명화를 도모할 수가 있다.

Claims (5)

1. 공구전극으로서 공급되는 와이어전극을 전극가이드나 피가공물에 마련된 개시구멍으로 인도하여 팽팽하게 설치하는 와이어방전 가공장치의 와이어전극 보내기장치에 있어서, 진동방향이 다른 여러개의 진동자부, 이들 여러개의 진동자부를 연결 지지하는 연결 및 지지부재, 상기 진동자부중 적어도 1개의 진동자부에 마련된 와이어전극 구동부재 및 이 와이어 전극 구동부재가 와이어전극 공급방향의 진동성분을 갖는 순환궤적을 그려서 상기 와이어전극의 끼움과 해제를 반복하면서 진동하도록 상기 진동자부를 구동하는 구동제어부를 구비한 와이어방전 가공장치의 와이어전극 보내기장치.
2. 공구전극으로서 공급되는 와이어전극을 전극 가이드나 피가공물에 마련된 개시구멍으로 인도하여 팽팽하게 설치하는 와이어방전 가공장치의 와이어전극 보내기장치에 있어서, 진동자부와 상기 진동자부의 진동방향과 다른 방향에서 상기 와이어전극을 상기 진동자부로 밀어붙이는 누르기부를 구비하고, 상기 진동자부의 진동과 상기 누르기부의 누르는 힘에 의해 상기 와이어전극에 대하여 그 공급방향으로 진동성분을 발생시키는 와이어방전 가공장치의 와이어전극 보내기장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 여러개의 진동자부는 공진주파수와 반진공주파수의 주파수차가 다르고, 또 상기 주파수차가 큰 진동자부의 공진주파수와 반공진주파수의 사이의 영역에 상기 주파수차가 작은 진동자부의 공진주파수와 반공진주파수가 순차위치하는 공진특성을 갖는 진동자를 포함하고, 상기 구동제어부는 상기 주파수차가 최소의 진동자부의 공진주파수에 동기하여 다른 진동자부를 구동하는 와이어 방전가공장치의와이어전극 보내기장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 여러개의 진동자부는 와이어 공급축 방향의 진동성분을 갖는 제 1의 진동자부와 와이어 공급축 방향과 직교하는 진동성분을 갖는 제 2의 진동자부를 포함하고, 상기 제 1의 진동자부는 가진원으로 구성되는 전기기계 변환소자의 양측에 마련된 제 1의 공진블럭 및 제 2의 공진블럭을 구비하고, 상기 제 2의 공진블럭은 상기 제 2의 진동자부와 연결되고, 상기 제 1의 공진블럭을 형성하는 재료는 상기 제 2의 공진블럭을 형성하는 재료보다도 음속이 작은 재료로 구성되는 와이어 방전가공장치의 와이어전극 보내기장치.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 여러개의 진동자부는 와이어전극 공급축 방향의 진동을 발생하는 제 1의 진동자부와 상기 제 1의 진동자부의 일부에 연결되고, 또, 와이어전극 공급축 방향과 거의 직교하는 방향의 진동을 발생하는 l쌍의 진동자로 구성되는 제 2의 진동자부를 포함하며, 상기 와이어전극 구동부재는 상기 와이어전극을 사이에 위치시켜서 대향 배치되고, 또 상기 제 2의 진동자부의 상기 1쌍의 진동자의 진동의 파복위치에 배치되고, 상기 와이어전극 구동부재의 간극이 상기 와이어전극의 직경과 상기 1쌍의 진동자의 진동진폭의 합보다도 크게 설정되고, 상기 와이어전극 구동부재는 와이어전극 공급축에 대하여 회전가능하게하는 부재를 구비한 와이어 방전가공 장치의 와이어전극 보내기장치.