KR950006366B1 - 와이어방전가공기의 테이퍼가공장치 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

와이어방전가공기의 테이퍼가공장치
제1도는 와이어방전가공기의 개략구성을 나타낸 사시도.
제2도는 블록도.
제3도는 와이어전극굴절점의 이동범위의 설정을 나타낸 설명도.
제4도는 상와이어전극굴절점(12a)의 이동을 이동범위내 S로 규제하는 처리를 나타낸 플로차트.
제5도는 종래의 스트로크오버의 검출방법의 개략을 나타낸 설명도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
5 : 가공간극 11 : 와이어전극
12,13 : 와이어가이드 12a : 상와이어전극굴절점
13a :하와이어전극굴절점
Figure kpo00001
: 와이어전극의 최대허용경사각
A : 역원추체 S : 이동범위
본 발명은 와이어방전가공기의 테이퍼가공장치에 관한 것이며, 특히 테이퍼가공을 행하기 위하여, 굴절되어 경사로 걸쳐진 와이어전극의 상하의 굴절점중, 어느 한쪽의 와이어전극굴절점을 기준으로 하는 다른쪽의 와이어전극굴절점의 상대적인 이동범위를, 기준으로 되는 와이어전극굴절점을 정점(頂点)으로 하는 소정의 정각(頂角)의 원추체내로 규제한 것이다.
종래, 와이어방전가공기 등과 같은 가공기의 이른바 스트로크오버를 검출하는 장치로서는, 가공에 수반하여 평면이동하는 가공테이블 등의 각 이동축방향의 허용이동단(移動湍)에 리미트스위치를 설치하여 이 리미트스위치의 작동에 의하여 스토로크오버를 검출하고 있었다.
와이어방전가공기에 있어서의 테이퍼가공은 상하의 와이어전극가이드(이하 와이어가이드라고 함)의 한쪽의 와이어가이드를 고정하고, 다른쪽의 와이어가이드를 수평면내에서 이동하여 2개의 와이어가이드 사이에서, 와이어전극을 경사로 걸쳐서 가공을 행하는 것이지만, 이 경우의 와이어가이드의 스트로크오버 검출도 원칙적으로는 상기와 마찬가지로 허용이동단에 리미트스위치를 설치하여 행하고 있었다.
그러나, 상하의 와이어가이드 사이의 고저차(高低差)는 가공물의 크기에 따라서 최적으로 조정되므로, 가공물이 바뀔 때마다 상이하다.
따라서, 제5a도에 나타낸 바와 같이, 상하의 와이어가이드, a,b의 상대적 수평이동에 의하여, 양 와이어가이드 a,b 사이에서 와이어전극 c를 경사로 걸치는 경우의 경사각 θ은 상기 상대적 수평이동량 U이 동일하여도, 상하의 와이어가이드 a,b의 고저차 Z1, Z2에 의하여 θ1, θ2로 변화한다.
그러므로, 상하의 와이어가이드, a,b의 상대적 수평이동량만으로 일률적으로 와이어가이드의 스트로크오버를 검출하려고 하면, 스트로크오버가 검출되지 않아도 설정된 허용경사각을 넘어서 와이어전극 c이 경사지고, 가공액을 분출하는 상하의 노즐 e,f과 간섭을 일으키는 경우가 있다. 또한, 수평이동축의 U, V방향의 허용이동단에서만 스트로크오버를 검출하면, 제5b도에 나타낸 바와 같이 그 사선부(斜線部)에서는 실제로는 와이어전극의 최대허용경사각 α을 넘고 있어도, U, V축 방향에서는 허용경사각내라고 판정되어 스트로크오버가 검출되지 않는다.
또, 방전가공시에는 와이어전극은 상하의 와이어가이드에 걸쳐지는 동시에 이 와이어가이드에 안내되어 일정한 장력에 의하여 조출(繰出)되는 것이며, 와이어전극와 와이어가이드 사이의 슬라이드 접촉부에는 마찰력이 생긴다. 이 마찰력은 와이어전극의 경사각이 커짐에 따라서 증대하므로, 필요이상으로 와이어전극의 경사각이 커지면, 와이어전극에 작용하는 장력이 증대하여 단선(斷線)이 생기는 경우도 있다.
상기와 같은 문제점을 회피하기 위하여는, 테이퍼가공시의 와이어전극의 경사각은 일정한 허용경사각내에 규제되어야 할 것이지만, 개개의 가공물에 따라서 양 와이어가이드 사이의 고저차가 변화하는 경우에는 상기의 허용경사각에 따라서 스트로크오버 검출을 위한 와이어가이드의 허용이동단을 그때마다 재설정할 필요가 있다.
또, 가공물을 재치한 가공테이블과, 와이어가이드와를 별개의 궤적을 그리게 하여, 복잡한 경사가공면을 생성가공하는 경우에는 와이어가이드의 스트로크오버 검출을 위한 허용이동단을 정확하게 설정하는 것은 실질적으로 곤란하다는 등의 문제점이 있었다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로서, 굴절되어 경사로 걸쳐진 와이어전극의 상하의 굴절 중, 어느 한쪽의 와이어전극굴절점을 기준으로 하는 다른쪽의 와이어전극굴절점의 상대적인 이동 범위를, 기준으로 되는 와이어전극굴절점을 정점으로 하는 소정의 정각의 원추체내로 규제한 와이어방전가공기의 테이퍼가공장치를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 구체적수단은, 상하의 와이어전극가이드의 최소한 한쪽의 수평이동에 의하여, 각 가이드에 의하여 굴절되어 경사로 걸쳐진 와이어전극에 대하여, 공작물을 가공간극을 유지하면서 상대적으로 이동시켜서, 이 가공물에 테이퍼가공을 실시하는 와이어방전가공기의 테이퍼가공장치에 있어서, 상와이어전극굴절점과 하와이어전극굴절점과의 상대적인 이동범위를, 한쪽의 와이어전극굴절점을 정점(頂点)으로 하여 와이어전극의 최대허용경사각의 2배의 정각(頂角)의 원추체내로 규제하고, 와이어전극의 최대허용 경사각을 α로 한 경우, 하와이어전극굴절점을 기준으로 하는 상와이어전극굴절점의 이동가능범위 S는 다음식에 의하여 구하는 것을 특징으로 하는 것이다.
Figure kpo00002
단, U : U축 방향위치
V : V축 방향위치
Z : 테이블의 상면을 기준으로 하는 Z축 방향위치(Z축 위치검출기의 검출치)
a : 테이블의 상면과 하와이어전극굴절점 사이의 거리
b : Z축 방향위치와 상와이어전극굴절점 사이의 거리
상기 구체적수단에 의하면, 한쪽의 와이어전극굴절점을 정점으로 하는 와이어전극의 최대허용경사각의 2배의 정각의 원추체내로 양 와이어전극굴절점의 상대적 이동범위가 규제되고, 양 와이어전극굴절점의 고저차가 가공물의 높이에 따라서 조정된 경우에도, 자동적으로 상기 상대적 이동범위가 설정된다.
본 발명의 실시예에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 제1도는 와이어방전가공기의 개략구성을 나타낸 사시도이다.
공작물(1)이 재치고정되는 테이블(2)은 도시하지 않은 안내구조에 안내되어, 수평면내에서 이동가능하다. 테이블(2)은 X축 서보머터(3) 및 Y축 서보모터(4)에 의하여 와이어전극(11)에 대하여 상대적으로 이동한다.
와이어전극(11)은 상하로 배설된 다이스형의 와이어가이드(12),(13)에 의하여 안내된다. 상측의 와이어가이드(12)는 슬라이더(14)에 고착된다. 그 슬라이더(14)는 슬라이더베이스(15)의 안내구조에 의하여 안내되어, 수평의 U, V평면내에서 이동가능하고, 그 이동은 U축 서보모터(16)의 V축 서보모터(17)에 의하여 제어된다. U축 및 V축 서보모터(16),(17)에는 U축 및 V축 방향의 이동위치를 검출하는 U축 및 V축 위치검출기(18), (19)를 장착한다. 그 위치검출기(18),(19)는 로타리엔코더를 사용한다. 슬라이더(14)의 U,V 평면내의 이동에 의하여, 와이어전극(11)은 와이어가이드(12)와 고정된 하측의 와이어가이드(13)와의 사이에서 굴절되어 경사로 걸쳐진다. 상와이어전극굴절점(12a)과 하와이어전극굴절점(13a) 사이에서 와이어전극(11)이 이루는 최대허용경사각은 15°정도이다. 상기 슬라이더베이스(15)에는, 수직방향의 이른바 Z축 슬라이더(20)를 접속고정하고, Z축 슬라이드가이드(21)에 의하여 그 Z축 슬라이드(20)를 안내하여, 슬라이드(14)에 고착한 상측의 와이어가이드(12)의 위치를 가공할 공작물의 높이에 따라서 조절한다. Z축 슬라이더가이드(21)에는, Z축 방향의 이동위치를 검출하는 Z축 위치검출기(22)를 설치한다. Z축 위치검출기(22)는 부척(副尺)을 구비한 스케일 또는 리니어엔코더를 사용한다. (23)은 일단이 슬라이더베이스(15)의 상면에 접촉된 측정자(測定子)인 플런저이다. 상하의 와이어가이드(12),(13)에는 각각 일체로, 가공액을 분사하는 노즐(24),(25)이 배성되어 있다. 상하의 각 노즐(24),(25)은 각각 와이어전극(11)의 축방향으로 가공액을 분사하고, 가공간극(5)에 강한 가공액류(加工液流)를 만든다. 와이어전극(11)에는 급전자(給電子)(26)가 슬라이드접촉하고, 도시하지 않은 전원장치로부터 펄스형의 전압이 인가된다. 이 펄스형의 전압에 의하여 경사로 걸쳐진 와이어전극(11)과 공작물(1)과의 사이에 방전을 발생하여 테이퍼가공을 행한다.
그 밖에, (27)은 상안내롤러, (28)은 하안내롤러이고, 일정한 장력을 부여하여 조출(繰出)되는 와이어전극(11)을 안내한다.
와이어전극(11)의 조출 및 권취기구에 대하여는, 본 발명의 요지밖이므로 설명을 생략한다.
제2도는 본 발명 장치의 슬라이더(14) 및 슬라이드베이스(15)의 이동을 제어하기 위한 구성을 나타낸 개략의 블록도이다.
프로세서유니트(CPU)(30)에는, 각종 메모리(ROM, RAM),(31),(32)를 구비하고, 데이터입력수단으로서의 키보드(33), 각종 표시수단으로서의 CRT 디스플레이(34)가 접속되는 동시에, 상기 U축 서보모터(16)를 구동하는 U축 드라이버(35)가 U축 콘트롤러(36)를 통하여, 또한 V축 서보모터(17)를 구동하는 V축 드라이버(37)가 V축 콘트롤러(38)를 통하여 각각 접속된다. 또 U축 및 V축의 위치검출기(18),(19)는 상기 U축 및 V축 콘트롤러(36),(38)에 접속되어서, 각각의 검출신홀르 피드백한다. Z축 슬라이더(20)의 Z축 방향의 위치검출기(22)는 Z축 카운터(39)에 접속되고, 이 카운터(39)는 상기 CPU에 접속된다. 상기 프로세서유니트(30), 각종 메모리(31),(32)등은 와이어방전가공기의 전체를 총괄적으로 제어하는 수치제어장치내에 격납되어도, 또는 단독의 유니트로서 데이터버스 등에 의하여 가공기측의 프로세서유니트와 접속하는 구성으로 해도 된다.
다음에, 와이어전극(11)의 최대허용경사각을 α로 한 경우, 하와이어전극굴절점(13a)을 기준으로 하는 상와이어전극굴절점(12a)의 이동가능범위(U, V축의 이동가능범위) S는 다음 식에 의하여 구할 수 있다.
Figure kpo00003
단, U : U축 방향위치
V : V축 방향위치
Z : 테이블(2)의 상면을 기준으로 하는 Z축 방향위치(Z축 위치검출기(22)의 검출치)
a : 테이블(2)의 상면과 하와이어전극굴절점(13a) 사이의 거리
b : Z축 방향위치와 상와이어전극굴절점(12a) 사이의 거리
이다.
따라서, 하와이어전극굴절점(13a)의 위치(U=V=O)를 기준으로 하는 상와이어전극굴절점(12a)의 이동범위가 상기 (1)식을 만족시키는 한, 양 와이어가이드(12),(13) 사이에서의 와이어전극(11)의 경사각 θ은 상기 최대허용경사각 α을 넘는 일이 없다.
제3도는 상기 (1)식에 의하여 산출되는 상와이어전극굴절점(12a)의 이동가능범위 S가 이동평면(UV평면)의 Z축 위치검출기(22)로 검출되는 Z축 위치에 따라서 변화하는 양태를 나타낸 것으로서, 실질적으로는 하와이어전극굴절점(13a)을 정점(頂点)으로 하는 정각(頂角) 2α의 역원추체내 A로 규제된다.
제4도는 본 발명 장치의 프로그램운전에 따른 테이퍼가공시의 상와이어전극굴절점(1a)의 이동을 상기(1)식에서 산출되는 이동가능범위 S내로 규제하는 처리를 나타낸 플로차트이다.
먼저, 스텝 S100(이하, 스텝을 생략함)에서 본 루틴이 개시되며, S101에서 슬라이드베이스(15)의 Z축 위치를 Z축 슬라이드가이드(21)에 설치한 Z축 위치검출기(22)에 의하여 자동적으로 검출하거나 또는 그 검출치가 키보드(33)에 의하여 수동으로 입력되어, 메모리(32)에 격납된다. 이어서, S102로 이행하여 입력된 상기 Z축 위치의 검출치에 따라서, 상하의 와이어가이드(12,13) 사이의 스팬, 즉 (1)식의 (a+b+Z)를 계산한다. S103에서는, 아이템 ⅰ에 1이 초기설정되어 S104로 이행하고, 머신프로그램으로 부터 블록번호 i의 U, V축 방향의 이동지령에 의하여 구체적으로는 (1)식의
Figure kpo00004
의 값을 산출한다. 계속되는 S105에서는, 상기
Figure kpo00005
의 산출치에 따라서, 머신 프로그램의 블록번호 i에 있어서의 가공시의 와이어전극(11)의 경사각
Figure kpo00006
의 최대치 θmaxθ은 (1)식을 변형하여,
Figure kpo00009
에서 산출된다.
이어서, S106으로 이행하여, 상기 θmax와 와이어전극(11)의 최대허용경사각 α을 비교하고, θmax＜α이면 S107에서 머신프로그램에 따라서 U, V축 이동을 실행하여 가공물에 대하여 소정의 테이퍼가공을 실시하는 동시에 S108로 이행하여, 아이템번호ⅰ와 설정된 아이템번호 imax를 비교하여, i=imax로 되기까지 아이템번호를 인크리멘트하는 동시에(S109), 상기 S104로 복귀하여 머신프로그램의 블록번호마다 상기 104~S107의 처리를 반복하여 실행한다. S106에서 θmax＞α이면 S110, S111에서, U, V축 이동을 정지하고, 경고표시를 행하고, 본 루틴을 종료한다.
상기의 처리는 프로그램운전에 의한 테이퍼가공시만이 아니고, 수동운전에 의한 테이퍼가공시에도 실행된다.
또, 상기 실시예는 하와이어전극굴절점(13a)을 기준으로 하는 상와이어전극굴절점의 이동범위를 규제하는 양태로 설명하였으나, 상와이어전극굴절점을 기준으로 하여 하와이어전극굴절점의 이동범위를 규제하도록 해도 된다.
본 발명은 상기 구체적수단 및 작용의 설명에서 명백히 한 바와 같이, 한쪽의 와이어전극굴절점을 정점으로 하는 와이어전극의 최대허용경사각의 2배의 정각의 원추체내로 양 와이어전극굴절점의 상대적 이동범위가 규제되므로, 와이어전극의 최대허용경사각을 설정하면, 상하의 와이어전극굴절점 사이의 고저차에 불구하고 자동적으로 양자의 상대적 이동범위가 결정되므로, 항상 최대허용경사각을 넘지 않고 테이퍼가공이 실시되어, 와이어전극이 가공액분사노즐과 간섭하거나, 와이어전극과 상하와이어 가이드 사이의 슬라이드접촉부의 마찰력이 증대하여 와이어장력의 이상(異狀)상승에 의한 와이어단선(斷線)시 생길 염려가 없다.

Claims (1)

  1. 상하의 와이어전극가이드의 최소한 한쪽의 수평이동에 의하여, 각 가이드에 의하여 굴절되어 경사로 걸쳐진 와이어전극에 대하여, 공작물을 가공간극을 유지하면서 상대적으로 이동시켜서, 이 가공물에 테이퍼가공을 실시하는 와이어방전가공기의 테이퍼가공장치에 있어서, 상와이어전극굴절점과 하와이어전극굴절점과의 상대적인 이동범위를, 한쪽의 와이어전극굴절점을 정점(頂点)으로 하여 와이어전극의 최대허용경사각의 2배의 정각(頂角)의 원추체내로 규제하고, 와이어전극의 최대허용경사각을 α로 한 경우, 하와이어전극굴절점을 기준으로 하는 상와이어전극굴절점의 이동가능범위 S는 다음 식에 의하여 구하는 것을 특징으로 하는 와이어방전가공기의 테이퍼가공장치.
    Figure kpo00015
    단, U : U축 방향위치
    V : V축 방향위치
    Z : 테이블의 상면을 기준으로 하는 Z축 방향위치(Z축 위치검출기의 검출치)
    a : 테이블의 상면과 하와이어전극굴절점 사이의 거리
    b : Z축 방향위치와 상와이어전극굴절점 사이의 거리.
KR1019890011261A 1988-10-05 1989-08-08 와이어방전가공기의 테이퍼가공장치 KR950006366B1 (ko)

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