KR950002093B1 - 와이어커트 방전가공기 - Google Patents

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내용 없음.

Description

와이어커트 방전가공기

제1도는 본 발명의 원리 구성도.

제2도는 본 발명의 제1회로 실시예.

제3도는 본 발명의 제2회로 실시예.

제4도는 본 발명의 제3회로 실시예.

제5도는 본 발명의 제4회로 실시예.

제6도는 본 발명의 제5회로 실시예.

제7도는 본 발명의 제6회로 실시예.

제8도는 본 발명의 제7회로 실시예.

제9도는 장치의 각부의 제1파형도.

제10도는 장치의 각부의 제2파형도.

제11도는 장치의 각부의 제3파형도.

제12도는 시프트레지스터의 값과 가공진도속도의 관계 표시도.

제13도는 간극전압과 가공진도속도와의 관계 표시도.

제14도는 간극평균전압과 각 메인펄스수와의 관계 표시도.

제15도는 간극평균전압에 대한 메인펄스 2의 발생수의 추이 표시도.

제16도는 방전의 제1계기 설명도.

제17도는 방전의 제2계기 설명도.

제18도는 방전의 제3계기 설명도.

제19도는 세트데이터를 설명한 설명도.

본 발명은 와이어전극과 피가공물과의 간극에 주펄스전압을 인가하는 주펄스발생회로와, 상기 간극에 상기 주펄스보다도 저전압의 검출펄스전압을 인가하는 검출 펄스발생회로를 최소한 구비하고, 검출펄스인가후에 주펄스전압을 인가하여 피가공물을 가공하는 와이어커트 방전가공기에 관한 것이다.

주지한 바와 같이 와이어 방전가공기는 절연액중에서 직류의 전류를 펄스상태로 하여 전극으로서의 가는 와이어(이하, 와이어전극이라고 함)와 피가공물과의 사이에서 방전시켜 피가공물을 방전에 의하여 발생하는 열과 압력과에 의하여 펄스마다에 피가공물을 가공하는 것이다.

따라서 방전에 의한 가공진도속도를 올리기 위하여서는 방전의 빈도를 올릴 것이 필요하다. 그러나 와이어와 피가공물과의 사이에 전압을 인가하면 직시 방전하는 것은 아니고 방전을 일으키는 계기가 되는 조건이 충족되어야 비로서 방전이 생기는 것이다.

즉, 전압인가로부터 방전하기까지에 기대하는 시간이 존재한다. 또, 방전의 계기가 얻기 쉽도록 미세하고도 고응답의 서보이송을 채택하므로서 제어한다. 그러나 가는 와이어전극의 경우에는 당해 가는 와이어전극이 주위의 영향(방전의 압력등)으로 쉽게 진동하기 때문에 현재의 서보가 작용하는 제어를 위한 시정수의 상태하에서는 와이어와 피가공물과의 간격거리를 완전하게 정확히 제어하는 것은 곤란하다.

종래부터, 이러한 상황중에서 방전빈도를 올리기 위한 수단으로서 외부로부터 에너지를 주어서 강제적으로 계기를 만들어, 강제적으로 방전을 발생시키는 방법이 있다. 방전의 계기를 만드는 방법으로 효과적이라고 인정되는 것에 다음의 방법이 있다.

즉, 가공간극에 방전을 생기게 할 수 있지만, 약간 낮은 에너지를 가진 전압을 상시 걸어두고서, 방전을 시작하면 그것에 계속되어, 그것보다도 커다란 에너지를 가진 주펄스전압을 인가하는 방법이 있다. 이것에 의하여 방전의 계기가 존재하면 직시 주펄스전압에 의하여 방전하게 되므로 간극에 펄스전압을 인가한때에만 방전하지 않는 경우보다는 방전의 빈도를 올릴 수가 있다.

그러나, 실제는 방전의 반복속도를 올리기 위하여서는 상시 걸려있는 에너지를 보다 크게 하지 않으면, 방전의 반복속도는 향상되지 아니한다. 또, 상시 걸려있는 에너지가 커지게 되면 방전주가 틀어져 있지 아니한 전류밀도의 낮은 방전이 혼합된 것이 되어 아크방전에 의하여 와이어의 절단이 발생하기 쉽게 된다.

또, 방전가공에서의 방전은 하나하나를 본다면 여러가지의 계기에서 발생된다고 추측된다.

제16도-제18도는 방전의 계기를 설명하는 설명도이다. a-1은, a-2, a-3 검출펄스를 인가한 때의 간극의 전압파형, b-1, b-2, b-3은 검출펄스를 인가하여, 간극의 전압이 저하된 시점에서 주펄스를 인가한 때의 간극전압파형을 표시한 것이다. 더우기 101은 전극, 102는 피가공물, 1103은 방전, 1104는 접촉점, 1105는 협잡물을 표시한다.

제16도는 간극(전극과 피가공물과의 간극)의 거리가 어떠한 장소에 있어서도 대략 동등한 경우를 도시한 것이다. 이 경우 파형 a-1에 표시한 바와 같이 검출펄스를 투입하고부터 조금 늦춘 후에 방전을 개시한다. 그리고 이 방전을 계기로 하여 주펄스가 인가되어서 파형 b-1에 표시한 바와 같은 간극전압파형이 된다.

제17도는 간극사이의 일부로서 부분적으로 접촉하고 있는 경우(1104)를 표시한 것이다. 이 경우 파형 a-2에 표시한 바와 같이 검출펄스 인가후 직시 간극의 전압은 저하한다. 그리하여 주펄스가 인가되게 되지만 이 주펄스를 인가하면 접촉부가 용융 또는 증발하므로서 해방상태가 되고, 방전을 개시한다.

제18도는 간극에 협잡물(1105)가 존재하는 경우를 도시한 것이다. 이 경우의 방전개시는 제17도에 도시한 부분적인 접촉의 경우와 동일하게 되지만 제18도의 경우에는 협잡물의 용융 또는 증발에 의하여 생긴다.

종래의 방전제어에 있어서는 상기에서 표시한 바와 같이 여러 가지의 계기로 생기는 방전을 동등하게 취급하고 있고, 당해 종래의 방전제어로서는 간극에 상황에 합당된 에너지를 인가하고 있다고는 할 수 없다.

또, 가공전류피크치를 제어할 수 없으므로 당해 피크치가 비소망하게 크게 되는 일이 있어 와이어전극이나 와이어전극에 급전하는 통전자에 주어지는 열적 또는 물리적인 부담이 큰 문제가 있었다.

본 발명의 목적은 와이어전극과 피가공물과의 간극상황에 대응한 에너지로 주펄스를 인가하므로서, 가공이송진도속도를 높여줌과 함께 형상가공정밀도를 향상하고, 와이어 및 통전자의 손모를 억제하고져 한다.

본 발명의 다른 목적은 와이어전극과 피가공물과의 간극상태를 조사하여 간격이 너무 큰 상황일 경우에 비교적 커다란 에너지를 가진 펄스(제1의 메인펄스)를 인가하고, 간격이 적정한 상황에 있을 경우에 적정한 에너지를 가진 펄스(제2의 메인펄스)를 인가하고, 간격이 너무 작어(또는 단락이 생기고 있어서)져 있는 상황에 있을 경우에 적은 에너지를 가진 펄스(제3의 메인펄스)를 인가하도록 하고 가공속도를 향상하면서 가공정밀도를 향상하고자 하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 간극에 있어서 단락이 생기고 있는 경우에 전압인가의 주기를 크게 하여 비소망으로 가공이 이루어지지 않도록 하는 것을 목적으로 한 것이다.

제1도는 본 발명의 원리구성도를 도시한 것이다.

도면중 101은 전극, 102는 피가공물, 103은 주펄스발생회로, 104는 검출펄스발생회로, 105는 간극전압판별부, 106은 간극단락검출부, 107은 개방시간 카운터, 108은 주펄스제어회로, 109는 펄스간격연장회로, 110은 검출펄스제어회로를 표시한다.

I_p는 가공전류, 주펄스발생회로(103)는, 직류전원(64)의 일방의 극을 스위치소자를 통하여 와이어전극(101)에 접속하고, 타방의 극을 스위치소자를 통하여 피가공물(102)과 접속하는 회로이다.

검출발생회로(104)는 직류전원(69)에서 상기 간극에 상기 주펄스전압보다도 낮은 전압의 검출펄스전압을 인가하는 회로이다.

간극전압판별부(105)는 상기 간극전압(V_G)이 미리 정한 역치보다도 큰 값이거나 또는 작은 값인가를 판별한다.

간극단락검출부(106)는 상기 검출펄스인가시의 간극전압이 상기 역치보다도 큰 값으로부터 상기 역치보다도 작은 값으로 변화된 때에 간극단락신호를 개방시간 카운터(107) 및 주펄스제어회로(108)에 알려준다.

개방시간 카운터(107)는 상기 검출펄스전압이 인가되고부터 상기 간극단락신호를 수취할 때까지의 개방시간을 측정하여 그 취지를 주펄스제어회로(108)에 알려준다. 펄스간격연장회로(109)는 상기 검출펄스전압의 인가직후에 상기 간극단락신호를 수취하는 사상(事象)의 빈도를 측정하고, 당해빈도가 미리 정해진 값보다도 높은 때에는 낮은 때보다도 검출펄스간격을 길게 하도록 검출펄스제어회로(110)에 지시한다. 주펄스제어회로(108)는 상기 개방시간의 길이에 대응시켜서 긴 경우에는 주펄스전압 인가시간을 길게, 짧은 경우에는 주펄스전압 인가시간을 짧게 하는 동시에 주펄스전압 인가 개시시에는 상기 2개의 스위치소자를 동시에 온하고 주펄스인가 종료시에는 일방의 스위치소자를 먼저 오프하고 후에 다른 스위치소자를 오프한다.

검출펄스제어회로(110)의 명령을 받아서 검출펄스발생회로(104)가 간극에 검출펄스를 인가한다. 간극전압판별부(105)는 상기 간극의 전압이 미리 결정한 역치보다도 큰지 여부를 판별한다. 간극단락검출부(106)는 검출펄스인가시의 상기 판별결과의 변화에 의하여 간극단락신호를 개방신호카운터(107)에 고지한다. 개방시간카운터(107)는 상기 검출펄스 인가 개시시부터 상기 간극단락신호를 수취하기까지의 시간을 계측하고, 그 결과를 주펄스제어회로(108)에 전달한다. 주펄스제어회로(108)는, 상기 간극단락신호를 수취한 때에 주펄스를 인가하지만, 그 인가시간은 상기 개방시간에 대응시켜서, 개방시간이 긴 때에는 인가시간을 길게, 개방시간이 짧은 때에는 인가시간을 짧게 한다.

또, 검출펄스인가직후에 간극단락신호가 발생하는 사상(事象)의 빈도가 미리 정해진 값보다도 높은 때에는 낮은 때보다도 검출펄스간극을 길게 하도록 제어한다.

본 발명에 의하면 상기 설명과 같이 와이어와 피가공물과의 간극의 상황에 대응한 에너지로 주펄스를 인가하므로서 가공이송 진도속도를 높일 수가 있다. 또, 2개의 스위치소자의 오프의 타이밍을 어긋나게 하므로서 가공전류피크치를 증가하지 않고, 에너지적을 증가할 수 있기 때문에 가공전류피크치의 증가에 의한 와이어로의 열적부담과 방전에 의한 물리적 손모를 낮게 억제하므로서 와이어를 보다 강하게 장설할 수 있게 되므로, 가공속도 및 형상가공정밀도를 향상할 수가 있었다. 또 와이어에 접촉하여 전류를 흘리는 역활의 통전자의 수명도 손모를 낮게 억제하므로서 길게 할 수가 있다. 또, 불량방전의 빈도가 높은 때에는 검출펄스의 간극을 길게하며 간극의 상황의 양화를 도모하도록 하고 있다.

제2도 내지 제8도는 본 발명의 회로실시예를 도시한 것이다. 또, 제3도의 점 a.b.c는 각각 제4도의 점 a.b.c와 접속되고 제5도의 점 d.e.f.g는 각각 제7도의 d.e.f.g와 접속된다. 57 내지 65 및 82,83은 주펄스발생회로(103), 66 내지 70은 검출펄스발생회로(104), 71 내지 80은 간극전류판별부(105), 20 내지 27은 간극단락검출부(106), 28 내지 32 및 40 내지 55 및 84 내지 97은 주펄스제어회로(108), 8 내지 19는 검출펄스제어회로(110), 36 내지 39는 개방시간카운터(107), 1 내지 7, 33 내지 35 및 56은 펄스간격연장회로(109)에 대응한다.

입력되는 데이터로서, 검출펄스폭 데이터(ton-1-data)의 4비트, 검출펄스의 휴지시간데이터(toff-1-data)의 8비트, 개방시간의 역치데이터(open-time-data)의 4비트 메인펄스 1.2.3의 각각의 전류피크치를 결정하는 펄스폭데이터(mainpulse-i-data)(i=1.2.3)의 각 비트.

메인펄스 1.2.3의 각각의 펄스폭을 설정하는 데이터(mainpulse-i-1pulse data)(i=1.2.3)의 각 비트.

메인펄스 1의 휴지시간데이터(toff-2-data)의 8비트, 및 휴지시간 연장데이터(off-delay-data)의 4비트가 주어진다. 이것들을 세트데이터라고 한다.

제19도는 세트데이터를 설명한 설명도이다. 제19도에 있어서는,

(1) 본 발명에서 말하는 메인펄스 1이 인가되는 경우의 간극전압과 가공전류와의 상황.

(2) 본 발명에서 말하는 메인펄스 2가 인가되는 경우의 간극전압과 가공전류와의 상황.

(3) 본 발명에서 말하는 메인펄스 3이 인가되는 경우의 간극전압과 가공전류와의 상황.

(4) 및 메인펄스 3이 인가되도록 된 경우에 있어서의 휴지시간 K를 도시하고 있다.

제19도에 표시한 A.B.C…K의 각 시간은 각각 다음의 세트데이터에 의하여 설정된다.

즉, A 검출펄스폭 데이터(ton-1-data)

B 개방시간의 역치데이터(open-time-data)

C 검출펄스의 휴지시간데이터(toff-1-data)

D 메인펄스 1의 휴지시간데이터(toff-2-data)

E 메인펄스 1의 전류피크치를 설정하는 펄스폭데이터(mainpulse-1-data)

F 메인펄스 1의 펄스폭을 설정하는 데이터(mainpulse-1-1pulse-data)

G 메인펄스 2의 전류피크치를 설정하는 펄스폭데이터(mainpulse-2-data)

H 메인펄스 2의 펄스폭을 설정하는 데이터(mainpulse-2-1pulse data)

I 메인펄스 3의 전류피크치를 설정하는 펄스폭데이터(mainpulse-3-data)

J 메인펄스 3의 펄스폭을 설정하는 데이터(mainpulse-3-1pulse data)

K 검출펄스휴지시간데이터(toff-i-data) × 휴지시간연장데이터(off-delay-

data)에 상당하는 휴지시간.

더욱이 본 발명에서 말하는 메인펄스 1dl 인가되는 상황은 와이어전극과 피가공물과의 사이에서 정상인 경우보다도, 방전이 발생하기 어려운 상황에 있을 경우이고, 와이어전극의 서보이송을 빠르게 하여 방전을 생기기 쉽게 하도록 억제하여야 할 상황에 있을 경우이다.

또, 본 발명에서 말하는 메인펄스 3이 인가되는 상황은 와이어전극과 피가공물과의 사이에서 지속적인 단락이 생기고 있을지도 모르는 경우이고, 다음 회에 전압을 인가하기까지의 시간을 연장하는 것이 바람직한 상황에 있을 경우이다.

또, 본 발명에서 말하는 메인펄스 2가 인가되는 상황은 와이어전극과 피가공물과의 사이에서 정상인 상태에서 방전이 생기고 있는 상황에 있을 경우이다.

주펄스발생회로(103)(제2도 참조)는 인버터(82)(83), 버터(57)(58), FET(전계효과형 트랜지스터)(59)(60), 다이오드(61)(62), 콘덴서(63), 직류전원(64)으로 구성되고, 주펄스제어회로(108)에서의 mainpulse-out 1신호(제5도에서) 및 mainpulse-out 2신호(제6도에서)에 의하여 억제된다. 다이오드(61)(62)는 펄스의 입하를 급격하게 함과 동시에 트랜지스터에 커다란 스위칭 서지전압이 걸리지 않도록 직류전원(64)에 에너지를 반환시키기 위한 고속스위칭 다이오드이다. 65.70은 피이더이다.

검출펄스발생회로(104)(제2도 참조)는 버터(66), FET(67), 저항(68), 직류전원(69)으로 구성되고, 검출펄스제어회로(110)에서의 det,ton1신호(제3도에서)에 의하여 제어된다.

간극전압판별부(105)(제2도 참조)는 저항(71)(72), 다이오드(73)(74), 컴파테이터(75), 저항(76) 내지 (80)으로 구성되고, 간극(81)의 전압이 미리 정해진 전압보다도 높은 때에 『H』를 낮은 때에 『L』를 gapsig 1신호로 하여 출력한다.

간극단락검출부(106)(제3도 참조)는 D플립플롭(22)(23)(24)(27) 인버터(25) 앤드회로(20)(26), 오어회로(21)로 구성된다. D-FF27은 간극전압판정부(105)에서의 gapsig 1신호(제2도에서)를 D단자에 입력되고, 10MH₂의 클록으로 동기를 취하고, 그 결과를 출력한다. 앤드회로(26)에는 상기 D-FF의 출력과 함께 검출펄스제어회로(110)의 det-ton1신호(제3도에서)가 입력된다.

따라서 앤드회로(26)의 출력은 검출펄스 기간중에 있어서의 간극의 상태를 표시한 것이다.

즉, 『H』이면 개방에 가깝게 『L』이면 단락에 가깝다는 것이 된다. 따라서 상기 앤드회로(26)의 출력이『H』에서『L』로 변화된 때는 간극에 전류가 흐르기 시작한 것을 의미한다. 당해『H』에서『L』로의 변화가 생기면 FF24의 출력 및 FF23의 D단자가 그 이전에『H』로 되어 있으므로 FF23의 CLK단자가『L』에서『H』로 되어 Q출력이『H』가 된다. FF23의 -Q출력은 다음의 FF22의 D단자에 들어가 10MH_Z의 클록으로 동기되어 오어회로(21)를 통하여 FF23의 CLR단자에 들어가 리셋한다. 따라서 FF22는 앤드회로(26)의 출력이『H』에서『L』로 변화한 때에 펄스신호(H-L-H)를 출력한다.

검출펄스제어회로(110)(제3도, 제4도 참조)은 카운터(8)(9)(14), 인버터(10)(15), 앤드회로(12)(13)(17), D-FF 11,16,18,19로 구성된다. 앤드회로(17)는 ton1,end0신호(제4도에서) 및 FF22의 Q출력(제3도에서)을 입력하여서 그 논리적치를 출력한다. FF11의 Q출력(제3도에서) 또는 ton1, end0신호(제4도에서) 및 FF22의 Q출력(제3도에서)을 입력하여서, 그 논리적치를 출력한다. FF11의 Q출력(제3도에서) 또는 ton1, end0신호(제4도에서)의 일방이 『H』이며, 타방이 『H』에서 『L』로 변환된 때에 앤드회로(17)의 출력은 FF11의 CLK단자를 『L』에 리세트하고, FF11의 출력 Q(제3도에서)는『L』가 되고, 카운터(8)(9)의 LOAD단자를『 L』로 한다.

그후, 세트데이터인 곳이 검출펄스의 휴지시간데이터(toff-1data)가 카운터(8)(9)에 세트되어 릿풀캐리출력(RCO)이『L』가 되어 FF11의 PRE단자에 입력되고, 재차 FF11의 출력 Q를『H』로 하고, 카운터(8)(9)의 LOAD단자를 『H』로 하여, off CLK(제8도에서)에 의하여 카운트를 시작한다. 즉, 카운터(9)의 RCO는 앤드회로(17)(제4도)가 『H』에서『L』로 변화하고 부터의 시간이 검출펄스의 휴지시간데이터에 대응하는 시간에 도달한 때에 『L』에서 『H』로 변화한다. 상기 카운터(9)(제3도)의 RCO는 주펄스의 휴지시간만료를 고지하는 toff2-end1신호(제5도에서)와 함께 앤드회로(12)에 입력되어 FF18의 출력 Q는 FF19의 D단자에 입력되어 10MH_Z의 CLK로 동기된다.

즉, 검출펄스의 휴지시간 및 메인펄스의 휴지시간이 만료된 때에 FF19의 Q출력은 『H』가 되어 검출펄스가 온된다. 당해 FF19의 Q출력은 FF16(제4도)에 입력되고, 그 출력 Q는 카운터(14)의 LOAD단자에 입력되므로 FF19의 Q출력(det,ton1신호)가 『L』에서 『H』로 변화된 때에 카운터(14)가 카운트를 시작하고 간극이 개방되는 동안 카운트를 계속하고, 검출펄스폭데이터(세트데이터 ton-1-data)에 대응하는 시간이 경과된 때에 RCO가 『L』에서 『H』로 변화한다.

당해 펄스신호(ton1,end1)은 인버터(15)(제4도), 앤드회로(17)(제4도), FF11(제3도)를 통하여 카운터(8)(9)(제3도)를 리세트하여 검출펄스 휴지기간으로 들어간다. 또 검출펄스기간의 도중에서 간극에 단락이 발생한 경우에는 on-contact 0신호(제3도에서)에 의하여 카운터(140)(제4도)는 리세트되어 카운트를 정지하고, FF22(제3도)의 출력이 『H』에서 『L』에로 변화하므로서 앤드회로(17)(제4도) 및 FF11(제3도)를 통하여 카운터(8)(9)가 리세트되어 검출펄스 휴지기간으로 들어간다.

개방시간 카운터(107)(제5도 참조)는 카운터(38), D-FF36,37 인버터(39)등으로 구성된다. 검출펄스가 인가되면 det,ton1신호(제3도에서)가 『L』에서 『H』로 변화하므로서 FF36의 -Q출력이 『H』에서 『L』로 변화하며 FF37은 리세트하며 Q출력이 『L』가 된다. 그리하여 개방시간의 역치데이터(세트데이터 open-time-data)가 카운터(38)에 인입되어 open1신호(제3도에서)가 『H』인 사이, 카운트하여 상기 역치데이터(open-time-data)에 도달한 때에 RCO로 하여 『H』를 출력한다.

또, open1신호가 『H』인 시간이 상기 역치데이터(open-time-data)보다도 짧은 경우에는 카운터(38)의 RCO는 『H』로 되지 않고 『L』인 대로이다.

주펄스제어회로(108)(제4도, 제5도, 제6도, 제7도 참조)는 카운터(30)(40)(45)(47)(480) D-FF29, 43, 44, 52, 인버터(28)(31)(41)(46)(49) 앤드회로(32)(42)(53)(54), 오어회로(55) 및 회로(84)에서 회로(97)까지로 구성된다.

검출펄스가 인가되면 카운터(14)(제4도)의 RCO는 『H』에서『L』에 변화한다. 따라서 그때의 open1신호(제3도에서)가 『L』이면, 즉 간극이 단락상태이면 D-FF29의 D단자는 『H』이고 출력 Q가 『H』로 되어 카운터(30)가 카운트를 시작한다. 앤드회로(32)는 당해 카운트를 시작하고 부터 그 값이 메인펄스(3)의 전류피크치를 경정하는 펄스폭데이터(세트데이터 mainpulse-3-data)와 동등하게 되기까지 mainpulse 3-1신호로 하여 『H』를 출력한다.

또, mainpulse 3-1신호(제4도에서)가 『H』가 되면 카운터(93)(제6도)의 RCO는 『L』FF95(제6도)의 Q단자가 『H』로 되고 OR회로(97)(제6도)를 통하여 mainpulse out2신호를 『H』로 한다. 그런후에 mainpulse 3-1신호(제4도에서)가 『L』로 되어서 카운터(93)는 카운트를 시작하고 그 값이 mainpulse 3-1의 펄스폭데이터(세트데이터 mainpulse 3-1pulse data)와 동등하게 될 때까지 계속한다. 그리고 카운터(93)의 RCO가 『H』로 되고 FF95의 Q단자가 『L』로 되어서, OR회로(97)(제6도)의 출력인 mainpulse out2신호는 『L』로 된다.

검출펄스 인가중에 간극에 단락이 발생하면 ten1-end0(제4도에서)이 『H』로 변화하므로서 카운터 45(제7도)가 카운트를 시작한다. 앤드회로(50)(제7도)는 당해카운트를 시작하고 부터, 그 값이 메인펄스 2의 전류피크치를 결정하는 펄스폭데이터(세트데이터 mainpulse-2data)와 동등하게 되기까지 mainpulse 2-1신호로 하여 『H』를 출력한다.

또, mainpulse 2-1신호가 『H』로 되면 카운터(9)(제6도)의 RCO는 『L』FF91(제6도)의 Q단자가 『H』가 되어 OR회로(96)(97)(제6도)를 통하여 mainpulse out2신호를 『H』로 한다. 그러한 후에 mainpulse 2-1신호(제7도에서)가 『L』로 되어서 카운터(89)(제6도)는 카운트를 시작하고, 그 값이 mainpulse 2-1의 펄스폭데이터(세트데이터 mainpulse 2-1pulse data)와 동등하게 될 때까지 계속한다. 그리고 카운터(89)(제6도)의 RCO가 『H』로 되어서 FF91의 Q단자가 『L』로 되어서 mainpulse out2신호는 『L』로 된다.

검출펄스 기간중에 간극에 단락이 발생하면, FF43(제5도)의 출력이 『L』로부터 『H』로 변화하므로서 카운터 40(제5도)이 카운트를 개시하고, 그 값이 메인펄스 1의 전류피크치를 결정하는 펄스폭데이터(세트데이터 mainpulse-1data)와 동등하게 되기까지 카운터(40)의 RCO가 『L』이고, 인버터(41)가 『H』이다. 그리하여 개방시간 카운터(107)에 있어서의 카운터(38)(제5도)의 RCO출력이 『H』인 때에는 앤드회로(42)(제5도)의 출력은 인버터(41)의 출력과 동일한 값이다. FF43의 Q출력과 앤드회로(42)의 출력과는 앤드회로(53)에 입력되고, mainpulse 1-1으로서 출력된다.

또, mainpulse 1-1신호가 『H』가 되면, 카운터 85(제6도)의 RCO는 『L』, FF87(제6도)의 Q단자가 『H』가 되어 OR회로(96)(97)(제6도)를 통하며 mainpulse out2신호를 『H』로 한다. 그런후에 mainpulse 1-1신호(제5도에서)가 『L』로 되어 카운터(85)(제6도)는 카운트를 시작하고, 그 값이 mainpulse 1-1의 펄스폭데이터(세트데이터 mainpulse-1pulse data)와 동등하게 될 때까지 계속한다. 그리고 카운터(85)의 RCO가 『H』가 되어 FF87의 Q단자가 『L』가 되어서 mainpulse out2신호는 『L』로 된다.

즉, 검출펄스 기간중에 간극에 단락이 발생한 때에 개방시간 카운터(38)(제5도)의 RCO가 『H』라면 당해 단락발생에서 메인펄스(1)의 펄스폭데이터(세트데이터 mainpulse-1pulse data)에 대응한 시간이 만료되기까지 카운터 85의 RCO는 『L』이다.

그리고, 카운터(85)의 RCO가 『L』에서 『H』가 되면 FF44(제5도)의 출력이 『L』에서 『H』로 변화하고, 카운터(47)(48)(제7도)가 카운트를 개시하고 메인펄스(1)의 휴지시간데이터(세트데이터 toff 2-data)에 대응한 카운트치가 되면은 카운터(48)(제7도)의 RCO가 『L』에서 『H』로 변화한다.

당해 RCO는 앤드회로(53)(제5도)의 출력과 함께 앤드회로(54)(제5도)에 입력되더라도 논리적으로 취해지기 때문에 메인펄스(1)이 종료되고부터 다음의 메인펄스(1)가 발생하기까지의 시간은 상기 메인펄스(1)의 휴지시간 데이터(세트데이터 toff2-data)에 대응하는 시간 이상이 된다. mainpulse 1-1(제5도에서) mainpulse 2-1(제7도에서) 및 mainpulse 3-1(제7도에서)의 각 신호는 오알회로(51)(55)에 의하여 논리화를 취해지기 때문에 상기 3신호의 최소 1이 『H』인 때에 주펄스는 온 된다.

펄스 간격연장회로(109)(제7도, 제8도 참조)는 수정발진기(1), 카운터(2)(4) 시프트레지스터(33), 인버터(3)(5)(34)(35) 데이터세렉터(6), D-FF7, 오알회로(56)등으로 구성된다. 수정발진기(1)은 10MH_Z의 클록신호(1MCLK)로 분주된다. 카운터(4)는 휴지시간 연장데이터(세트데이터 off-delay-data)로서 값『5』가 입력되어 있으므로 1MH_Z의 클록을 0.2MH_Z로 분주하여 출력한다. 그리고 데이터 세렉터(6)에 의하여 0.2MH_Z또는 1MH_Z의 일방이 선택되고, 그 출력은 FF7에 의하여 동기되어서 OFF-CLK로서 출력된다.

시프트레지스터(33)(제7도)의 CLR단자에는 mainpulse 1-1(제5도에서) 및 mainpulse 2-1(제7도에서)가 오알회로(56)(제5도) 및 인버터(35)(제5도)를 통하여 입력되고, CLK단자에 메인펄스(3)가 입력되어 있다. 간극이 안정되어 있으면 CLK단자에 mainpulse 1-1 또는 mainpulse 2-1 이 입력되어서 리세트되는 것이 되기 때문에 출력 QE(제5펄스 연속으로 비소망인 메인펄스 3이 발생된때, 『H』가 된다)는 『H』가 되는 일은 없다.

그러나 간극의 상태가 악화되어 오면 메인펄스(3)의 나오는 빈도가 높게 되어 결국에는 연속되게 된다. 이때 시프트레지스터(33)(제7도)의 데이터입력은 『H』이므로 출력 QE는 메인펄스(1) 또는 메인펄스(2)가 발생하기까지 『H』가 된다.

당해 출력 QE는 데이터세렉터(6)(제8도)에 입력되고, 출력 QE가 『H』인 때에는 off-CLK신호(제8도)를 1MH_Z로전환한다. 당해 off-CLK신호는 검출펄스의 휴지시간 카운터(8)(제3도), (9)(제3도) 및 주펄스의 휴지시간 카운터(47)(제7도), 48(제7도)에 크로크신호로서 사용되므로 off-CLK신호의 주파수가 하강되면 검출펄스 및 주펄스의 휴지시간이 연장된다.

제9도 내지 제11도는 제2도 내지 제8도의 장치의 각부의 파형도이다. 더우기 제9도와 제10도에 있어서, (a) 시점 t1 내지 시점 t4의 직전까지의 상황은 방전간극이 오픈상태, 즉, 시점 t1에서 시점 t2까지의 사이에 방전간극에 전압을 인가하여도 방전간극내에서 방전이 생기지 않는 상황을 표시하고 있다. (b) 시점 t4 내지 시점 t7의 직전까지의 상황은 방전간극에서 단락이 발생하고 있는 상황을 표시한 것이다. (c) 시점 t8, t9의 상황은 메인펄스 2가 발생되어지고 있는 상황을 표시하고 있다. (d) 시점 t9의 직후부터 시점 t14의 직전까지의 상황은 메인펄스 1이 발생하고 있는 상황을 표시하고 있다. (e) 시점 t14 내지 시점 t16의 직전까지의 상황은 메인펄스 3의 발생이 5펄스이상 계속하는 경우를 표시하고 있다. (f) 시점 t16 내지 t17까지는 전압인가를 휴지되어지고 있는 상황을 표시하고 있다. (g) 시점 t17이후는 메인펄스 1의 상황으로 복귀한 것을 표시하고 있다.

우선 시점 t1에서 검출펄스 휴지시간이 종료하여 카운터(9)(제3도)의 리플캐리(RCO)출력이 H레벨이 되어 플립플롭(19)(제3도)의 Q출력이 『H』 검출펄스출력 det,ton1(제3도)이 『H』가 되어서, 트랜지스터(67)(제2도)를 구동한다. 이것에 의하여 간극이 개방되어 있으면 직류전원(69)(제2도)에 상당한 전압이 간극에 발생하고, 검출회로의 컴파레이터(75)(제2도)에 의하여 간극신호 gapsig1(제2도)이 얻어진다.

일방 카운터(14)(제4도)의 LOAD단자가 『H』가 되고 카운트를 개시한다. 이어서 검출펄스 시간이 경과되는 시점 t2가 되어 카운터(14)(제4도)의 리플캐리(RCO)출력(ton1,end1)이 『H』가 되어 카운터(9)(제3도)는 카운트를 정지한다. 카운터(검출펄스 휴지기간)(8)(9)(제3도)의 LOAD단자가 『L』가 되어 시점 t3에서 off CLK신호(제8도에서)에 의하여 동기되어서 리플캐리(RCO)출력이 『L』이것에 의하여 재차 LOAD단자가 『H』가 되어 휴지시간의 카운트를 개시한다.

시점 t4에서 표시되는 바와 같이 검출펄스인가 초기에서 간극이 접촉되고 있을 경우에는 t5의 시점에서 플립플롭(29)(제4도)의 D단자는 『H』가 되기 때문에 Q출력이 『H』, 메인펄스 3의 카운터(30)(제4도)의 LOAD단자가 『H』가 되어 카운트를 개시한다. 그리고 메인펄스(3)가 출력하고, 주회로의 FET 59,60(제2도)을 구동하여 간극에 직류전원(64)(제2도)에 상응한 급격한 피크전류가 흐른다. 이 경우에는 t6의 시점에서 카운트를 종료하여, 메인펄스(3)의 출력을 정지한다.

시점 t7에서 표시된 바와 같이 검출펄스 인가시에 간극이 개방으로 되어 있어, 시점 t8에서 간극이 접촉하였다고 한다. 이 경우에는 간극이 접촉하는 시점 t8에서 플립플롭(제3도)의 -Q출력은 『H』에서 『L』에 그리고 플립플롭(22)(제3도)의 Q출력이 『H』에서 『L』가 되는 것에 의하여 플립플롭(3)(제3도)가 크리어되어 플립플롭(23)(제3도)의 -Q출력이 재차 『H』가 된다(시점 t9), 이 신호에 의하여 카운터(14)(제4도)의 LOAD단자는 『L』가 되어서 카운트를 정지한다. 동시에 메인펄스(2)의 카운터(45)(제7도)가 카운트를 개시하여 메인펄스(2)가 출력된다.

메인펄스(1)는 시점 t7에서 플립플롭(37)(제5도)의 클록단자가 『L』에서 『H』, Q출력이 『L』에서 『H』에 개방시간 카운터(38)(제5도)의 LOAD단자가 『L』에서 『H』가 되어 카운트를 개시한다. 그리고 시점 t10에서 소정의 카운트가 되어서 카운트 정지하여 플립플롭(43)(제5도)의 CLR단자를 『L』에서 『H』로 한다. 그러나 그전의 시점 t9에서 플립플롭(43)(제5도)의 CLK단자에 기히 on.contact 1펄스(제3도에서)가 출력하고 있으므로 Q출력에는 변화는 없다.

검출펄스 인가후 잠시 있다가 간극이 접촉하는 상태에 대응하는 시점 t12에서는 그전의 시점 t11에서 개방시간 카운터(38)(제5도)의 리플캐리(RCO)출력이 기히 『L』에 『H』로 되어 있으므로 플립플롭(43)(제5도)의 CLK단자에 ON.contact 1펄스(제3도에서)가 입력하여 Q출력이 『L』에서 『H』가 되어, 메인펄스(1)의 카운터(40)(제5도)가 카운트 개시하고, 시점 t13에서 리플캐리(RCO)출력에 의하여 정지한다.

그리고 플립플롭(44)(제5도)의 Q출력을 『L』에서 『H』로 하여 휴지시간 카운터(47)(48)(제7도)의 카운트를 개시한다. 시점 t14에서 휴지시간 카운터(48)(제7도)의 리플캐리(RCO)출력이 『L』에서 『H』가 되어 휴지시간을 종료하고, 앤드회로(12)(제3도)를 경유 재차 플립플롭(18)(제3도)의 CLK단자를 『L』에서 『H』로 하고 검출펄스 det,ton1(제3도)을 『L』에서 『H』로 입상시킨다.

더우기 시점 t14에서 t16까지에 표시한 바와 같은 상태가 생긴 때, 즉 간극에서 검출펄스수로서 5회 계속된 때, 시점 t15에서는 시프트레지스터(33)(제7도)의 크리어 단자에는 그 사이 펄스가 입력되어 있지 않으므로 QE출력은 『L』에서 『H』가 된다. 이것에 의하여 데이터세렉터(6)(제8도)에 의하여 off CLK신호가 1MH_Z에서 0.2MH_Z에 전환된다. 이 상태는 도시시점 t16에서와 같이 간극의 상태가 좋아져서 메인펄스(1)가 출력되기까지 계속된다(시점 t17까지).

제11도는 각 부의 파형도를 도시한 것이다. 도시한 시점 t21 내지 t23은 메인펄스(1)가 인가되는 때의 파형을 도시한 것이다. t21에 mainpulse out1 및 mainpulse out2가 『H』가 되어 메인펄스가 인가되므로 가공전류가 증가하기 시작한다. t22에 mainpulse out1이 『L』가 되어 가공전류가 감소를 시작하지만 아직 mainpulse out2가 『H』대로 있어서 그 감소속도는 낮다. t23에 mainpulse out2가 『L』가 되므로서 가공전류는 급속하게 감소한다. 가공전류의 피크치는 mainpulse out1이 『H』인 시간의 폭 및 mainpulse out2가 『H』인 시간의 폭의 배런스에 의하여 억제할 수가 있다. t24 내지 t26은 메인펄스(2)가 인가될 때의 파형이고, t27 내지 t29는 메인펄스(3)가 인가되는 때의 파형을 표시하고 그 가공전류의 파형은 상기 메인펄스(1)의 파형과 동일한 형이다. 제12도는 시프트레지스터의 값과 가공진도속도의 관계를 도시한 것이다.

이 실시예에서의 시프트레지스터(4)(제8도)의 값은 QE, 즉 5펄스 연속으로 메인펄스(3)가 발생한 때에 검출펄스의 휴지시간은 off delay data(5H)의 공급에 의하여 5배로 연장되고 있다. 제12도는 다음의 것을 표시한 것이다. 즉, 시프트레지스터(4)(제8도)의 값을 크게 하면 단락을 인식하는데 지면을 생기게 하기 때문에 와이어전극이 절단되는 것이 생기기 쉽게 되어 메인펄스(3)의 에너지를 상승시킬 수 없게 되어 가공진도속도가 떨어진다.

또 값을 작게 하면 에너지를 올릴 수 있게는 되지만 간극의 상황에 대하여 보다 먼감하게 응동하는 것이 되어 휴지시간이 연장되어 전압인가의 반복회수가 떨어지고, 가공진도속도도 하락하는 일이 생긴다.

제13도 간극전압과 가공진도속도와의 관계, 제14도는 간극평균저압과 각 메인펄스수와의 관계를 도시한 것이다.

곡선 100은 메인펄스(1)의 발생빈도, 곡선 200은 메인펄스(2)의 발생빈도, 곡선 300은 메인펄스(3)의 발생빈도, 곡선 400은 무효펄스(개방)의 발생빈도를 표시한 것이다. 간극평균전압하에서 전극의 서보이송을 한 결과, 간극을 접근시키도록 평균전압을 내려가면 메인펄스(3)의 발생빈도가 증가되고, 무효펄스의 빈도가 감소되기 때문에 가공속도가 증가하지만, 다시 내리게 되면 메인펄스(3)의 빈도가 급격히 증가된다. 계기를 만들기 위하여 에너지를 상승시켜야만 하는 경우가 되어도 메인펄스(3)만이 에너지를 떨어뜨리므로서 와이어전극의 절단을 방지하고 있다.

제15도는 간극평균전압에 대한 메인펄스(2)의 발생수의 추의를 도시한 것이다. 제13도에 도시된 바 있는 가공진도속도의 최대치를 표시한 간극평균전압으로 메인펄스(2)(적정한 메인펄스이다)의 발생수도 최대에 가까운 값을 표시하고 있다. 이것은 단락시에는 발생하지 않는 메인펄스(2)의 가공반복을 달성하는 역활이 크다는 것을 표시하고 있다.

Claims (2)

1. 와이어전극(101)과 피가공물(102)와의 간극에 주펄스전압을 인가하는 주펄스발생회로(103)와,상기 주펄스발생회로를 제어하는 주펄스제어회로(108)와, 상기 간극에 상기 주펄스보다도 저전압의 검출펄스전압을 인가하는 검출펄스발생회로(104)와, 상기 검출펄스발생회로를 제어하는 검출펄스제어회로(110)와를 최소 구비하고, 검출펄스를 인가하여 방전이 개시한 때에 주펄스전압을 인가하여 피가공물을 가공하는 와이어커트 방전가공기에 있어서, 상기 검출펄스 인가시의 간극전압이 미리 결정된 역치보다도 큰가 여부를 판별하는 간극전압판별부(105)와, 상기 간극전압이 상기 역치보다도 높은 값에서 상기 역치보다도 낮은 값으로 변화된때에 간극단락신호를 개방시간 카운터(107) 및 주펄스제어회로(108)에 고지하는 간극단락검출부(106)와, 상기 검출펄스전압이 인가되고 부터 상기 간극단락신호를 수취하기까지의 개방시간을 측정하여 그 취지를 주펄스제어회로(108)에 고지하는 개방시간 카운터(107)와, 상기 검출펄스전압의 인가직후에 상기 간극단락신호를 수취하는 사상(事象)의 빈도를 측정하고, 당해 빈도가 미리 정해논 값보다도 높은 때에는 낮은 때보다도 검출펄스의 펄스간격을 길게 하도록 검출펄스제어회로(110)에 지시를 발신하는 펄스간격연장회로(109)와를 설치하여, 주펄스제어회로(108)가 상기 개방시간의 길이에 대응시켜서 길 경우에는 주펄스전압 인가시간을 길게, 짧은 경우에는 주펄스전압 인가시간을 짧게함과 동시에 상기 펄스간격연장회로(109)가 검출펄스전압인가 직후에 간극단락이 발생하는 빈도가 높은 때에 상기 검출펄스의 펄스간격을 길게 하도록 하는 것을 특징으로 한 와이어커트 방전가공기.
2. 직류전원(64)의 일방의 극을 스위치소자를 개재하여 와이어전극(101)에 접속하고, 타방의 극을 스위치소자를 개재하여 피가공물(102)와 접속함과 함께 상기 일방의 극과 피가공물(102)과를 다이오드를 개재하여 접속하고, 상기 타방의 극과 와이어전극(101)과를 다이오드를 개재하여 접속한 주펄스발생회로(103)와, 상기 주펄스발생회로를 제어하는 주펄스제어회로(108)와, 상기 간극에 상기 주펄스보다도 저전압의 검출펄스전압을 인가하는 검출펄스발생회로(104)와, 상기 검출펄스발생회로를 제어하는 검출펄스제어회로(110)를 최소구비하고, 검출펄스를 인가하여 방전을 개시한 때에 주펄스전압을 인가하여 피가공물을 가공하는 와이어커트 방전가공기에 있어서, 상기 검출펄스 인가시의 간극전압이 미리 결정된 역치보다도 큰가 여부를 판별하는 간극전압판별부(105)와, 상기 간극전압이 상기 역치보다도 높은 값에서 상기 역치보다도 낮은 값으로 변화된 때에 간극단락신호를 개방시간 카운터(107) 및 주펄스제어회로(108)에 고지하는 간극단락 검출부(106)과, 상기 검출펄스전압이 인가되고부터 상기 간극단락신호를 수취하기까지의 개방시간을 측정하여 그 취지를 주펄스제어회로(108)에 고지하는 개방시간 카운터(107)와, 상기 검출펄스전압의 인가의 직후에 상기 간극단락신호를 수취하는 사상의 빈도를 측정하고, 당해빈도가 미리 정해진 값보다도 높은 때에는 낮은 때보다도 검출펄스의 펄스간극을 길게 하도록 검출펄스제어회로(110)에 지시를 발산하는 펄스간격연장회로(109)와를 설치하여, 주펄스제어회로(108)가 상기 개방시간의 길이에 대응시켜서 긴 경우에는 주펄스전압 인가시간을 길게, 짧은 경우에는 주펄스전압 인가시간을 짧게 함과 동시에 상기 펄스간격연장회로(109)가 검출펄스전압인가 직후에 간극을 길게 함과 동시에 주펄스전압 인가 개시시에는 상기 2개의 스위치소자를 동시에 온하고, 주펄스 인가 종료시에는 일방의 스위치소자를 먼저 오프하고, 후에 타의 스위치소자를 오프하도록 한 것을 특징으로 하는 와이어커트 방전가공기.