KR20110058650A

KR20110058650A - 와이어 컷 방전 가공기 및 방전 가공 방법

Info

Publication number: KR20110058650A
Application number: KR1020100093773A
Authority: KR
Inventors: 마사오 무라이; 마사유키 요시다
Original assignee: 화낙 가부시끼가이샤
Priority date: 2009-11-26
Filing date: 2010-09-28
Publication date: 2011-06-01
Also published as: CN102078990B; CN102078990A; EP2327498B1; EP2327498A3; EP2327498A2; JP4734447B2; TW201124219A; JP2011110649A

Abstract

와이어 컷 방전 가공에 있어서 작업물에 대한 와이어 전극의 상대 이송 속도를 가공 중의 평균 극간 전압에 의해 제어한다. 가공 후에 취득한 작업물의 치수 정보에 기초하여 보정 계수를 구하고, 구한 보정 계수를 가공 중의 평균 극간 전압에 곱하여 평균 극간 전압을 보정한다. 그리고, 이 보정된 평균 극간 전압에 기초하여, 작업물에 대한 와이어 전극의 상대 이송 속도를 제어한다.

Description

와이어 컷 방전 가공기 및 방전 가공 방법{WIRE CUT ELECTRICAL DISCHARGE MACHINE AND ELECTRICAL DISCHARGE METHOD}

본 발명은, 동일 종의 복수의 와이어 컷 방전 가공기 사이에서의 작업물 (가공 대상물) 의 가공 치수나 형상 정밀도의 편차를 보정할 수 있는 기능을 구비한 와이어 컷 방전 가공기 및 방전 가공 방법에 관한 것이다.

와이어 컷 방전 가공에 있어서는, 와이어 전극을 지지하는 와이어 컷 방전 가공기의 메커니컬한 움직임이나 와이어 전극의 진동 거동, 가공 전압 펄스의 파형이나 강도, 가공액의 흐름, 가공 부스러기의 거동 등, 매우 많은 요인이 가공 결과에 영향을 주고 있다. 그 때문에, 동일 종류의 와이어 컷 방전 가공기를 사용하여, 동일한 가공 조건에서 작업물을 가공해도, 그들 와이어 컷 방전 가공기마다, 가공하여 얻어진 작업물의 치수나 형상이 고르지 않아, 완전히 동일한 가공 결과가 얻어지지 않게 되는 경우가 있다.

동일 종류의 복수의 와이어 컷 방전 가공기 사이에서의 작업물의 가공 편차는, 애벌 가공에서는 그다지 문제가 되지 않지만, 정밀도가 요구되는 마무리 가공에 있어서는 불량품을 제조할 우려가 있기 때문에 큰 문제가 된다. 이와 같은 경우, 작업물의 가공 결과를 측정하고 나서, 가공 조건의 일부를 수정하여 대처하는 것이 일반적이다.

마무리 가공에서는, 와이어 전극과 작업물의 상대 이동 속도 (이하, 「가공 속도」라고 한다) 를 변경하면, 작업물의 치수나 형상이 바뀌는 것이 알려져 있다. 가공 속도가 빠른 경우에는, 단위 거리당의 가공량이 감소하여 마무리 치수가 커지고, 작업물은 그 판두께 방향의 중앙부가 부풀어 오른 형상이 된다. 반대로 가공 속도가 느려지면, 단위 거리당의 가공량이 증대되어 마무리 치수가 작아지고, 작업물은 그 판두께 방향 중앙부가 움푹 패인 형상이 된다 (도 7 참조). 도 7 은 종래 기술에 있어서의 가공 속도와 작업물의 마무리 치수 및 형상의 관계를 설명하는 그래프이다.

가공 속도를, 도 8 에 나타내는 바와 같이, 방전 가공 중의 와이어 전극과 작업물 사이 (이하, 「극간 (極間)」이라고 한다) 의 가공 전압의 평균값과 목표 전압의 차이 (이하, 「전압 편차」라고 한다) 에 의해 결정하고, 그 결정한 가공 속도에 따라 와이어 컷 방전 가공기를 제어하는 평균 전압 서보 이송이 일반적이다. 그리고, 이 평균 전압 서보 이송에 있어서, 목표로 하는 치수나 형상 정밀도가 얻어지지 않는 경우에는, 목표 전압을 변경함으로써 (즉, 전압 편차를 변경함으로써) 가공 속도를 조절하는 것이 실시되고 있다.

그러나, 이와 같은 가공 속도의 결정 방법에서는, 변경된 조건을 표준 탑재의 가공 조건과는 별개로 기억하여 보존하는 것이 필요해진다. 그리고, 변경된 조건의 수가 증가되면, 와이어 컷 방전 가공기의 제어 장치의 기억 영역이 여분으로 필요해짐과 함께, 그 변경된 조건을 관리하는 번잡한 작업이 필요해진다. 또한, CAD 나 CAM 을 이용하여 가공 프로그램을 작성하는 경우에는, 가공 조건도 가공 프로그램 중에 일괄하여 기재하는 경우가 많아, 복수의 와이어 컷 방전 가공기를 보유하고 있는 사용자에게는, 그들 와이어 컷 방전 가공기마다 가공 프로그램을 따로 작성할 필요가 있는 등, 사용자에게 있어 사용의 편리성이 매우 나빠진다.

이 때문에, 가공 조건에 따르지 않고, 와이어 컷 방전 가공기측에서, 방전 가공에 의한 가공 결과의 편차를 보정하는 것도 시도되고 있다.

일본 공개특허공보 평10-138048호에는, 가공 전에 비가공시의 무부하 전압을 계측하고, 이 계측값을 미리 정한 기준값과 일치시키도록 전압 보정 계수를 구하여 기억해 두고, 작업물을 실제로 가공할 때에는, 극간의 가공 전압의 측정값에 상기 기억해 둔 전압 보정 계수를 곱하여 얻은 보정 가공 전압에 따라, 가공 이송 속도를 제어한다는 기술이 개시되어 있다. 그러나, 이 기술에서는, 가공 전원이나 통전 경로의 전기 상수의 편차에 의한 변화는 보정할 수 있지만, 그것 이외의 와이어 컷 방전 가공기의 메커니컬한 요인에 의한 편차에 대해서는 효과가 얻어지지 않는다.

일본 공개특허공보 평11-48042호에는, 실제로 가공 중의 가공 전압이나 가공 속도를 계측하고, 그 계측값에 기초하여, 가공 전압이나 가공 속도를 미리 기억하고 있는 규격 범위 내에 들어가도록, 가공 조건을 자동적으로 보정한다는 기술이 개시되어 있다. 이 기술에서는, 와이어 컷 방전 가공기의 전기 상수의 편차 뿐만 아니라, 메커니컬한 요인에 의한 가공 전압이나 가공 속도의 편차도 억제될 가능성이 있다. 그러나, 가공 중의 가공 전압이나 가공 속도는 가공홈 폭의 변화나 와이어 전극의 거동, 가공 부스러기의 밀도 등의 영향으로 항상 변화하고 있어, 방전 가공기는 가공 전압이나 가공 속도를 변화시킴으로써 상기의 영향을 캔슬하여, 형상을 일정하게 유지하도록 수정하고 있다. 따라서, 가공 전압이나 가공 속도를 단순하게 규격 내에 들어가도록 제어해도, 동일한 치수 및 정밀도의 작업물이 얻어진다고는 할 수 없다. 현 상황에서는, 가공 중의 가공 정보만으로부터 가공 결과를 완전히 예측하는 것은 곤란하다.

그래서, 일본 공개특허공보 평6-114637호에 개시되는 바와 같이, 가공 결과를 와이어 컷 방전 가공기의 제어 장치에 입력하고, 그 입력값과 미리 정한 목표값을 비교하고, 그 비교 결과에 기초하여 가공 프로그램이나 가공 조건을 수정하면서 최적 조건을 탐색하는 수법이 제안되어 있다. 이 기술은 가공 결과에 기초하여 가공 조건을 수정한다는 것이므로, 그 수정은 모든 편차의 요인에 대하여 유효하다. 그러나, 이 기술에서는 가공 조건을 직접 변경하는 것이 필요하기 때문에, 동일 기종의 와이어 컷 방전 가공기가 복수 대 있는 경우 등, 전술한 바와 같이 각 기계마다 상이한 가공 조건을 사용하게 되어, 가공 프로그램이나 가공 조건의 관리가 매우 번잡해진다.

본 발명의 목적은, 상기 종래 기술의 문제점을 감안하여, 가공 결과에 따라 가공 특성을 보정하여, 동일 종의 와이어 컷 방전 가공기마다의 가공 결과의 편차를 없앨 수 있는 와이어 컷 방전 가공기 및 그 편차를 없애는 와이어 컷 방전 가공 방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 의한 와이어 컷 방전 가공기의 제 1 형태는, 와이어 전극과 작업물 사이의 간극인 극간에 간헐적으로 전압을 인가하여 방전을 발생시키며 그 작업물을 가공하고, 또 가공 중의 평균 극간 전압에 의해 작업물에 대한 와이어 전극의 상대 이송 속도를 제어한다. 이 와이어 컷 방전 가공기는, 적어도 가공 후의 작업물의 치수 정보를 입력하는 가공 결과 입력 수단과, 상기 가공 결과 입력 수단에 의해 입력된 상기 작업물 치수 정보에 따라, 상기 작업물의 가공 중의 평균 극간 전압을 보정하는 보정 계수를 산출하는 제 1 보정 계수 연산 수단을 갖는다. 그리고, 상기 제 1 보정 계수 연산 수단에 의해 산출된 보정 계수를 상기 가공 중의 평균 극간 전압에 곱하여 얻어지는 보정 평균 극간 전압에 기초하여, 상기 작업물에 대한 상기 와이어 전극의 상대 이송 속도를 제어한다.

본 발명에 의한 와이어 컷 방전 가공기의 제 2 형태는 와이어 전극과 작업물 사이의 간극인 극간에 간헐적으로 전압을 인가하여 방전을 발생시키며 그 작업물을 가공하고, 또 가공 중의 평균 극간 전압과 목표 전압의 편차에 의해 작업물에 대한 와이어 전극의 상대 이송 속도를 제어한다. 이 와이어 컷 방전 가공기는, 적어도 가공 후의 작업물의 치수 정보를 입력하는 가공 결과 입력 수단과, 상기 가공 결과 입력 수단에 의해 입력된 상기 작업물 치수 정보에 따라, 상기 목표 전압을 보정하는 보정 계수를 산출하는 제 2 보정 계수 연산 수단을 갖는다. 그리고, 상기 가공 중의 평균 극간 전압과, 상기 제 2 보정 계수 연산 수단에 의해 산출된 보정 계수를 상기 목표 전압에 곱하여 얻어지는 보정 목표 전압의 편차에 기초하여, 상기 작업물에 대한 상기 와이어 전극의 상대 이송 속도를 제어한다.

상기 가공 결과 입력 수단은, 작업물 치수 정보로서의, 가공 후의 작업물의 실측 치수에서 목표 치수를 빼서 구한 치수 오차 데이타에 추가하여, 와이어 전극 직경, 작업물 재질 및, 작업물 판두께의 데이타를 입력할 수 있다.

와이어 컷 방전 가공기는, 추가로, 와이어 전극 직경 및/또는 작업물 재질에 대한 보정 게인을 기억하는 보정 게인 기억 장치를 구비할 수 있다. 그리고, 상기 제 1 보정 계수 연산 수단 또는 상기 제 2 보정 계수 연산 수단은, 상기 치수 오차 데이타를, 상기 보정 게인 기억 장치에 미리 기억해 둔 보정 게인의 값으로 나누는 계산을 하고, 그 계산 결과에 1 을 가산하여 보정 계수를 구한다. 상기 보정 게인 기억 장치는, 몇 개의 작업물의 판두께 크기에 대한 보정 게인을 각각 기억하고, 그리고, 대응하는 보정 게인을 기억하고 있지 않은 판두께에 대한 보정 게인은, 그들 보정 게인의 데이타를 기억하고 있는 판두께에 대한 보정 게인의 직선 보간 (補間) 에 의해 결정하도록 해도 된다.

상기 제 1 보정 계수 연산 수단 또는 상기 제 2 보정 계수 연산 수단은, 복수의 작업물 판두께에 대응하는 작업물 치수 정보가 상기 가공 결과 입력 수단에 의해 입력된 경우, 각 판두께에서의 보정 계수의 최소 이승 직선 근사에 의해 작업물의 임의의 판두께에서의 보정 계수를 구할 수 있다.

상기 보정 게인의 데이타를, 치수 오차가 플러스인 경우와 마이너스인 경우에서 따로 기억해 두어도 된다.

본 발명에 의한 방전 가공 방법의 제 1 형태는, 와이어 전극과 작업물 사이의 간극인 극간에 간헐적으로 전압을 인가하여 방전을 발생시키며 그 작업물을 가공하고, 또 가공 중의 평균 극간 전압에 의해 작업물에 대한 와이어 전극의 상대 이송 속도를 제어하는 와이어 컷 방전 가공기를 사용한다. 그리고, 이 방전 가공 방법은, 가공 후의 작업물의 치수 정보를 취득하는 단계와, 상기 취득한 작업물 치수 정보에 따라, 상기 작업물의 가공 중의 평균 극간 전압을 보정하는 보정 계수를 구하는 단계와, 상기 구한 보정 계수를 상기 가공 중의 평균 극간 전압에 곱하여 보정 평균 극간 전압을 구하는 단계와, 추가로, 상기 구한 보정 평균 극간 전압에 기초하여, 상기 작업물에 대한 상기 와이어 전극의 상대 이송 속도를 제어하는 단계를 포함한다.

본 발명에 의한 방전 가공 방법의 제 2 형태는, 와이어 전극과 작업물 사이의 간극인 극간에 간헐적으로 전압을 인가하여 방전을 발생시키며 그 작업물을 가공하고, 또 가공 중의 평균 극간 전압과 목표 전압의 편차에 의해 작업물에 대한 와이어 전극의 상대 이송 속도를 제어하는 와이어 컷 방전 가공기를 사용한다. 그리고, 이 방전 가공 방법은, 가공 후의 작업물의 치수 정보를 취득하는 단계와, 상기 취득한 작업물 치수 정보에 따라, 상기 목표 전압을 보정하는 보정 계수를 구하는 단계와, 추가로, 상기 가공 중의 평균 극간 전압과, 상기 구한 보정 계수를 상기 목표 전압에 곱하여 얻어지는 보정 목표 전압의 편차에 기초하여, 상기 작업물에 대한 상기 와이어 전극의 상대 이송 속도를 제어하는 단계를 포함한다.

본 발명에 의해, 상기 종래 기술의 문제점을 감안하여, 가공 결과에 따라 가공 특성을 보정하여, 동일 종의 와이어 컷 방전 가공기마다의 가공 결과의 편차를 없앨 수 있는 와이어 컷 방전 가공기 및 그 편차를 없애는 와이어 컷 방전 가공 방법을 제공할 수 있다.

도 1 은 작업물 판두께와 치수 오차의 관계를 설명하는 도면이다.
도 2 는 가공 전압을 보정하는 경우의, 작업물 판두께와 보정 게인의 관계를 설명하는 도면이다.
도 3 은 작업물 판두께와 보정 계수의 관계를 설명하는 도면이다.
도 4 는 목표 전압을 보정하는 경우의, 작업물 판두께와 보정 게인의 관계를 설명하는 도면이다.
도 5 는 본 발명에 관련된 와이어 컷 방전 가공기의 주요부 구성도이다.
도 6a - 도 6c 는 도 5 의 와이어 컷 방전 가공기에 있어서의 제어 장치 내의 메모리에 기억되어 있는 보정 게인의 테이블을 설명하는 도면이다.
도 7 은 종래 기술에 있어서의 가공 속도와 작업물의 마무리 치수 및 형상의 관계를 설명하는 그래프이다.
도 8 은 종래 기술에 있어서의 평균 전압 서보 이송을 설명하는 그래프이다.

도 1 은 임의의 와이어 전극 직경이고 임의의 작업물 재질하에서의, 작업물 판두께와 치수 오차의 관계를 나타내는 도면으로, 횡축은 작업물 판두께이고, 종축은 목표 치수와 실측 치수의 치수차이다.

동일 종의 3 대의 와이어 컷 방전 가공기 (A, B, C) 에는, NC 가공 프로그램에 의해 가공하고자 하는 작업물의 설계 데이타 (목표값) 와 그 작업물을 가공함으로써 얻어진 작업물의 형상 데이타 (실측값) 사이의 편차 (즉, 치수 오차) 에 각각 편차는 있지만, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 대체로 작업물 판두께가 커짐에 따라 치수 오차 (절대값) 가 직선적으로 증대된다는 경향이 관찰된다. 또, 그 치수 오차의 절대값은 와이어 전극의 직경이나 작업물의 재질에 따라 변하지만, 작업물 판두께에 대한 치수 오차의 절대값의 변화 경향은, 그들 와이어 컷 방전 가공기 (A, B, C) 사이에서 동일하다는 것을 실험에 의해 알 수 있다.

도 2 는 작업물 판두께에 대한 보정 효과 (보정 게인) 의 관계를 나타낸다. 여기서, 보정 게인이란, 가공 전압의 1 ％ 의 변동 (증가 또는 감소) 이 일으키는 작업물의 가공 치수 변동량 (㎛) 을 말한다.

도 2 에 나타내는 바와 같이, 작업물의 판두께가 커질수록, 보정 게인 (절대값) 은 거의 직선적으로 증가하는 경향을 나타내고 있다. 또, 보정 게인은, 동일 종의 복수의 와이어 컷 방전 가공기에서는 대체로 동일한 값이 되어, 방전 가공기마다 상이하지는 않다는 것을 실험의 결과 알 수 있었다.

이들 결과로부터, 어느 판두께의 작업물의 가공 결과로부터 그 판두께에서의 치수 오차를 구하고, 구한 치수 오차를 그 판두께에서의 보정 게인으로 나누고, 그 결과에 ＋1 을 더하여 보정 계수를 구한다. 그리고, 실제로 상기 판두께의 작업물을 가공할 때에는, 측정한 극간의 전압의 평균값 (즉, 평균 극간 전압) 에 이 보정 계수를 곱함으로써, 가공 전압의 보정 (전압 보정) 을 실시한다. 그리고, 이와 같이 전압 보정된 가공 전압에 따라 가공 이송 속도를 제어함으로써, 와이어 컷 방전 가공기마다의 가공의 편차를 축소시키고, 따라서 목표 치수에 가까운 결과를 얻을 수 있게 한다.

예를 들어, 판두께 60 ㎜ 에서의 작업물의 가공 치수 오차가 ＋3 ㎛ 이고, 또한 판두께 60 ㎜ 에서의 보정 게인 (가공 전압의 ―1 ％ 의 변동이 일으키는 작업물의 가공 치수 변동량 (㎛)) 이 ―1 ㎛ 인 것으로 한다. 이 경우, 작업물의 가공 치수를 3 ㎛ 감소시켜 상기 가공 치수의 오차분을 해소하기 위해서는, 가공 전압을 3 ％ 감소 (마이너스 변동) 시킬 필요가 있다. 즉, 판두께 60 ㎜ 의 작업물의 가공 전압의 보정 계수를 (100 － 3)/100 ＝ 0.97 로 결정한다.

그리고, 다음의 가공을 실시하는 경우에는, 평균 극간 전압의 측정값이 100 V 이면, 이 측정값 (100 V) 에 상기의 보정 계수 0.97 을 곱하여 얻은 97 V 를 가공 전압으로 하여 이송 속도를 결정한다. 이 전압 보정에 의해 가공 전압과 목표 전압의 편차가 작아지고, 가공 속도가 보정 전보다 저하되므로, 가공 치수가 작아져, 가공에 의해 얻어지는 작업물의 치수가 목표값에 가까워지게 된다.

임의의 와이어 전극 직경 또는 임의의 작업물 재질에 대하여, 작업물의 가공 치수의 오차 및 보정 게인은 양자 모두 작업물 판두께에 대하여 거의 직선적으로 변화하는 것을 도 1 및 도 2 를 참조하여 이상에 설명하였다. 또한, 보정 계수는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 작업물 판두께가 상이해도 그 값에 큰 변동은 없어, 거의 일정값을 유지하고 있음을 실험에 의해 알 수 있었다. 따라서, 임의의 작업물 판두께에서의 가공 결과로부터 산출한 보정 계수를, 판두께를 달리하는 작업물의 가공에 적용해도, 어느 정도의 보정 효과는 얻어진다.

각 작업물 판두께에서의 보정 게인은, 미리 제어 장치 (1) (도 5 참조) 의 메모리 (12) 에 기억해 둘 필요가 있지만, 와이어 컷 방전 가공기마다의 편차는 거의 없어, 한 번 조사해 두면, 동일 기종의 모든 와이어 컷 방전 가공기에 적용할 수 있다.

또, 상이한 몇 개의 작업물 판두께에 대한 보정 게인만 메모리 (12) 에 기억되어 있는 경우, 대응하는 보정 게인을 기억하고 있지 않은 판두께에 대한 보정 게인은, 그들 보정 게인의 데이타를 기억하고 있는 판두께에 대한 보정 게인의 직선 보간에 의해 근사적으로 산출할 수 있다.

또한, 보정 게인으로서의, 가공 전압의 ―1 ％ 의 변동 (1 ％ 의 감소) 이 일으키는 작업물의 가공 치수 변동량과, 가공 전압의 ＋1 ％ 의 변동 (1 ％ 의 증가) 이 일으키는 작업물의 가공 치수 변동량은, 그들 절대값에 큰 차이는 없지만, 따로 구해 두는 것이 가공 전압의 보정 정밀도가 향상된다.

또한, 작업물의 복수의 판두께에 대하여 보정 계수가 각각 얻어진 경우에는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 그들 보정 계수의 데이타를 기초로, 작업물 판두께와 보정 계수의 관계를 나타내는 직선식을 최소 이승법에 의해 구해 두면, 임의의 작업물 판두께에 대한 보정 계수를 그 직선식에 의해 얻을 수 있으므로, 판두께에 대하여 일정한 보정 계수를 사용하는 경우에 비해, 정밀도가 높은 가공 전압의 보정이 가능해진다.

지금까지는, 가공 전압을 보정함으로써, 작업물의 가공 결과 (가공된 작업물의 치수) 의 편차를 축소시킬 수 있는 것을 설명해 왔다. 그러나, 가공 전압과 목표 전압의 편차에 의해 가공 속도를 제어하는 와이어 컷 방전 가공기에서는, 가공 전압 대신에 목표 전압 쪽을 보정해도 동일한 효과가 얻어진다.

도 4 는 목표 전압을 보정하는 경우의 작업물 판두께에 대한 보정 게인의 관계를 나타낸 것이다. 여기서, 보정 게인이란, 목표 전압의 1 ％ 의 변동 (증가 또는 감소) 이 일으키는 작업물의 가공 치수 변동량 (㎛) 을 말한다.

도 4 와 도 2 를 대비하면 알 수 있는 바와 같이, 가공 전압을 증가하도록 보정하는 경우에는 보정 게인이 플러스의 값이 되고, 감소하도록 보정하는 경우에는 보정 게인이 마이너스의 값이 되지만, 한편, 목표 전압을 증가하도록 보정하는 경우에는 보정 게인이 마이너스의 값이 되고, 감소하도록 보정하는 경우에는 보정 게인이 플러스의 값이 된다. 요컨대, 가공 전압을 보정하는 경우와 목표 전압을 보정하는 경우는, 보정 효과 (보정 게인) 는 반대가 되고, 또한 보정 게인의 값 (절대값) 도 약간 상이해진다. 그러나, 작업물 판두께에 대한 보정 게인의 변화 경향은 거의 동일하다. 따라서, 목표 전압 쪽을 보정해도, 가공 전압을 보정하는 경우와 동등한 보정 효과가 얻어지게 된다.

도 5 는 본 발명에 관련된 와이어 컷 방전 가공기의 주요부 구성도이다. 와이어 컷 방전 가공기는, 제어 장치 (1) 와 가공기 (2) 로 구성된다.

제어 장치 (1) 는, 와이어 컷 방전 가공기 전체를 제어한다. 제어 장치 (1) 는, 프로세서 (CPU) (10) 와 입력 장치 (11) 와 메모리 (12) 를 구비하고 있다. 메모리 (12) 는 ROM 및 RAM 으로 구성되어 있고, 프로세서 (CPU) (10) 는, ROM 에 저장된 시스템 소프트웨어에 의해 와이어 컷 방전 가공기 전체를 제어한다. 입력 장치 (11) 는 키보드 등으로 구성되어 있고, 오퍼레이터는 그 입력 장치 (11) 를 사용하여 가공 조건, 예를 들어, 가공 전압의 목표값, 방전 주기, 방전 전류값, 와이어 이송 속도, 가공액량 등의 각종 데이타를 입력할 수 있고, 또 후술하는 바와 같이, 본 발명을 실행하기 위해 필요한 데이타를 입력할 수 있다.

또, 프로세서 (CPU) (10) 는, 메모리 (12) 의 RAM 내에 기억된 가공 프로그램에 따라, X 축용 축 제어 회로 (13) 및 Y 축용 축 제어 회로 (15) 에, 가공 조건에 따른 이동 지령을 각각 출력한다. 또, 이들 X 축용 축 제어 회로 (13) 및 Y 축용 축 제어 회로 (15) 는, X 축의 서보 앰프 (14) 및 Y 축의 서보 앰프 (16) 에 X 축용 서보 모터 (20) 및 Y 축용 서보 모터 (22) 를 구동시키기 위한 구동 지령을 각각 출력한다.

가공기 (2) 는, 제어 장치 (1) 에서 지정된 가공 조건에 기초하여 가공 대상물인 작업물 (25) 을 가공한다. 구체적으로는, 가공기 (2) 는, X 축용 서보 모터 (20) 및 Y 축용 서보 모터 (22) 를 구비하고 있다. 또, 가공기 (2) 는, 와이어 전극 (24) 과 작업물 (25) 사이 (극간) 에 방전 에너지를 공급하는 직류 전원 (28) 과, 그 직류 전원 (28) 으로부터 출력되는 전류를 제한하는 전류 제한 저항기 (26) 와, 스위칭 소자 (27) 와, 그 스위칭 소자 (27) 를 온·오프 제어하는 스위칭 구동 회로 (29) 를 구비하고 있다.

와이어 전극 (24), 작업물 (25), 전류 제한 저항기 (26), 스위칭 소자 (27) 및 직류 전원 (28) 으로 이루어지는 회로는, 와이어 전극 (24) 과 작업물 (25) 사이 (극간) 에 펄스 전압/펄스 전류를 부가하는 와이어 컷 방전 가공용 전원 회로를 구성하고 있다.

극간 전압 검출 수단 (도시 생략) 은, 와이어 전극 (24) 과 작업물 (25) 사이 (극간) 에 부가되는 전압 (극간 전압) 을 검출한다. 검출된 극간 전압은, 차동 증폭기 (30) 에 의해 적당한 전압으로 감쇠된 후, A/D 변환기 (31) 에서 소정 주기마다 디지털값으로 변환되어 제어 장치 (1) 에 출력된다. 제어 장치 (1) 는, 제어 장치 (1) 에 입력된 극간 전압 (디지털값) 에 기초하여 극간의 평균 극간 전압값을 구한다.

제어 장치 (1) 는, 극간의 평균 극간 전압에 따른 가공 속도로 작업물 (25) 을 가공하도록 가공기 (2) 를 구동 제어한다. 또는, 평균 극간 전압과 목표 전압의 차이인 전압 편차에 따른 가공 속도로 작업물 (25) 을 가공하도록 가공기 (2) 를 구동 제어한다.

또, X 축용 서보 모터 (20) 에는 X 축용 인코더 (21) 가, 또 Y 축용 서보 모터 (22) 에는 Y 축용 인코더 (23) 가 장착되어 있고, 그들 X 축용 인코더 (21) 및 Y 축용 인코더 (23) 에서 검출한 양을 벡터 합계함으로써, 실 (實) 가공 속도를 얻는다.

또한, 와이어 전극 (24) 은, 소정의 간격으로 배치된 1 세트의 와이어 가이드 (도시 생략) 사이에 의해 소정의 장력으로 장설 (張設) 되어 있다. 와이어 전극 (24) 이, 도시되지 않은 공급 장치에 의해 소정의 속도로 공급되도록 구성되어 있다.

본 발명의 실시형태에서는, 제어 장치 (1) 의 메모리 (12) 에는, 도 2 ∼ 도 4 에 나타내는 작업물 판두께와 보정 게인 또는 보정 계수의 관계를 나타내는 테이블이 기억되어 있다.

와이어 컷 방전 가공기의 제어 장치 (1) 에는, 통상적으로 작업물의 가공에 사용되는 와이어 전극 (24) 의 직경 데이타, 가공하고자 하는 작업물의 재질 데이타 및, 작업물 판두께의 데이타가 들어가 있고, 이들 데이타를 판독 출력하여 와이어 컷 방전 가공을 실시할 수 있다. 또는, 이들 값을 입력 장치 (11) 로부터 오퍼레이터가 제어 장치 (1) 에 입력하도록 해도 된다.

도 6a - 도 6c 는 제어 장치 (1) 의 메모리 (12) 에 기억되어 있는 보정 게인의 테이블을 설명하는 도면이다.

도 5 에 나타내는 제어 장치 (1) 의 메모리 (12) 에는, 와이어 전극의 직경 (예를 들어, 0.2 ㎜, 0.25 ㎜, 0.3 ㎜), 작업물 재질 (예를 들어, 철, 스테인레스, 구리, 알루미늄), 및 작업물 판두께 (예를 들어, 20 ㎜, 60 ㎜, 90 ㎜) 에 의해 정해지는 각각의 보정 게인의 데이타가 기억되어 있다. 도 6a 는 와이어 전극의 직경이 0.2 ㎜ 인 경우의, 도 6b 는 와이어 전극의 직경이 0.25 ㎜ 인 경우의, 도 6c 는 와이어 전극의 직경이 0.3 ㎜ 인 경우의, 작업물 재질마다 및 작업물 판두께마다의 보정 게인이 테이블 형식으로 메모리 (12) 에 기억되어 있는 것을 나타낸다.

도 5 에 나타내는 제어 장치의 입력 장치 (11) 로부터 와이어 전극의 직경, 작업물 재질, 작업물 판두께 및 치수 오차의 데이타가 각각 입력되면, 제어 장치 (1) 는, 대응하는 테이블로부터 보정 게인을 추출하고, 그 추출된 보정 게인에 기초하여 보정 계수를 산출한다. 또한, 와이어 전극 직경, 작업물 재질 및 작업물 판두께의 각 데이타는, 가공 프로그램에 의해 작업물을 가공할 때에 통상적으로 입력되는 데이타이므로, 그들 데이타는, 입력 장치로 입력하는 대신, 가공 프로그램으로부터 취출하도록 해도 된다.

상기 서술한 설명에서는, 보정 계수의 산출을 제어 장치 (1) 내에서 실행하고 있지만, 그것 대신에 제어 장치 (1) 밖의 퍼스널 컴퓨터에서 보정 계수를 구하고, 구한 보정 계수를 제어 장치 (1) 의 메모리 (12) 에 저장하고, 와이어 컷 방전 가공을 실행할 때에는 그 보정 계수를 사용하도록 해도 된다.

이상과 같이, 본 발명은, 가공 결과에 기초하여 가공 특성을 보정하므로, 와이어 컷 방전 가공기의 전기 상수의 편차 뿐만 아니라, 메커니컬한 요인도 포함하여 토탈 보정을 할 수 있어, 작업물을 가공하였을 때에 발생하는 편차를 유효하게 보정할 수 있다. 또, 와이어 컷 방전 가공기의 제어 장치로 가공 특성을 보정하는 점에서, 가공 조건을 변경할 필요가 없고, 동일 기종의 기계가 복수 있어도, 완전히 동일한 프로그램이나 가공 조건을 사용할 수 있어, 관리하기 쉬운 특징을 구비하고 있다.

Claims

와이어 전극과 작업물 사이의 간극인 극간 (極間) 에 간헐적으로 전압을 인가하여 방전을 발생시키며 그 작업물을 가공하고, 또 가공 중의 평균 극간 전압에 의해 작업물에 대한 와이어 전극의 상대 이송 속도를 제어하는 와이어 컷 방전 가공기에 있어서,
적어도 가공 후의 작업물의 치수 정보를 입력하는 가공 결과 입력 수단과,
상기 가공 결과 입력 수단에 의해 입력된 상기 작업물 치수 정보에 따라, 상기 작업물의 가공 중의 평균 극간 전압을 보정하는 보정 계수를 산출하는 제 1 보정 계수 연산 수단을 갖고,
상기 제 1 보정 계수 연산 수단에 의해 산출된 보정 계수를 상기 가공 중의 평균 극간 전압에 곱하여 얻어지는 보정 평균 극간 전압에 기초하여, 상기 작업물에 대한 상기 와이어 전극의 상대 이송 속도를 제어하는 상기 와이어 컷 방전 가공기.
제 1 항에 있어서,
상기 가공 결과 입력 수단은, 작업물 치수 정보로서의, 가공 후의 작업물의 실측 치수에서 목표 치수를 빼서 구한 치수 오차 데이타에 추가하여, 와이어 전극 직경, 작업물 재질 및, 작업물 판두께의 데이타를 입력하는 것을 특징으로 하는 와이어 컷 방전 가공기.
제 2 항에 있어서,
추가로, 와이어 전극 직경 및/또는 작업물 재질에 대한 보정 게인을 기억하는 보정 게인 기억 장치를 구비하고,
상기 제 1 보정 계수 연산 수단은, 상기 치수 오차 데이타를, 상기 보정 게인 기억 장치에 미리 기억해 둔 보정 게인의 값으로 나누는 계산을 하고, 그 계산 결과에 1 을 가산하여 보정 계수를 구하는 와이어 컷 방전 가공기.
제 3 항에 있어서,
상기 보정 게인 기억 장치는, 몇 개의 작업물의 판두께 크기에 대한 보정 게인을 각각 기억하고, 그리고, 대응하는 보정 게인을 기억하고 있지 않은 판두께에 대한 보정 게인은, 그들 보정 게인의 데이타를 기억하고 있는 판두께에 대한 보정 게인의 직선 보간 (補間) 에 의해 결정하도록 한 와이어 컷 방전 가공기.
제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
상기 보정 게인을, 치수 오차가 플러스인 경우와 마이너스인 경우로 나누어 따로 기억해 두는 와이어 컷 방전 가공기.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 보정 계수 연산 수단은, 복수의 작업물 판두께에 대응하는 작업물 치수 정보가 상기 가공 결과 입력 수단에 의해 입력된 경우, 각 판두께에서의 보정 계수의 최소 이승 직선 근사에 의해 작업물의 임의의 판두께에서의 보정 계수를 구하는 와이어 컷 방전 가공기.
와이어 전극과 작업물 사이의 간극인 극간에 간헐적으로 전압을 인가하여 방전을 발생시키며 그 작업물을 가공하고, 또 가공 중의 평균 극간 전압과 목표 전압의 편차에 의해 작업물에 대한 와이어 전극의 상대 이송 속도를 제어하는 와이어 컷 방전 가공기에 있어서,
적어도 가공 후의 작업물의 치수 정보를 입력하는 가공 결과 입력 수단과,
상기 가공 결과 입력 수단에 의해 입력된 상기 작업물 치수 정보에 따라, 상기 목표 전압을 보정하는 보정 계수를 산출하는 제 2 보정 계수 연산 수단을 갖고,
상기 가공 중의 평균 극간 전압과, 상기 제 2 보정 계수 연산 수단에 의해 산출된 보정 계수를 상기 목표 전압에 곱하여 얻어지는 보정 목표 전압의 편차에 기초하여, 상기 작업물에 대한 상기 와이어 전극의 상대 이송 속도를 제어하는 상기 와이어 컷 방전 가공기.
제 7 항에 있어서,
상기 가공 결과 입력 수단은, 작업물 치수 정보로서의, 가공 후의 작업물의 실측 치수에서 목표 치수를 빼서 구한 치수 오차 데이타에 추가하여, 와이어 전극 직경, 작업물 재질 및, 작업물 판두께의 데이타를 입력하는 것을 특징으로 하는 와이어 컷 방전 가공기.
제 8 항에 있어서,
추가로, 와이어 전극 직경 및/또는 작업물 재질에 대한 보정 게인을 기억하는 보정 게인 기억 장치를 구비하고,
상기 제 2 보정 계수 연산 수단은, 상기 치수 오차 데이타를, 상기 보정 게인 기억 장치에 미리 기억해 둔 보정 게인의 값으로 나누는 계산을 하고, 그 계산 결과에 1 을 가산하여 보정 계수를 구하는 와이어 컷 방전 가공기.
제 9 항에 있어서,
상기 보정 게인 기억 장치는, 몇 개의 작업물의 판두께 크기에 대한 보정 게인을 각각 기억하고, 그리고, 대응하는 보정 게인을 기억하고 있지 않은 판두께에 대한 보정 게인은, 그들 보정 게인의 데이타를 기억하고 있는 판두께에 대한 보정 게인의 직선 보간에 의해 결정하도록 한 와이어 컷 방전 가공기.
제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
상기 보정 게인을, 치수 오차가 플러스인 경우와 마이너스인 경우로 나누어 따로 기억해 두는 와이어 컷 방전 가공기.
제 7 항에 있어서,
상기 제 2 보정 계수 연산 수단은, 복수의 작업물 판두께에 대응하는 작업물 치수 정보가 상기 가공 결과 입력 수단에 의해 입력된 경우, 각 판두께에서의 보정 계수의 최소 이승 직선 근사에 의해 작업물의 임의의 판두께에서의 보정 계수를 구하는 와이어 컷 방전 가공기.
와이어 전극과 작업물 사이의 간극인 극간에 간헐적으로 전압을 인가하여 방전을 발생시키며 그 작업물을 가공하고, 또 가공 중의 평균 극간 전압에 의해 작업물에 대한 와이어 전극의 상대 이송 속도를 제어하는 와이어 컷 방전 가공기를 사용한 방전 가공 방법으로서,
가공 후의 작업물의 치수 정보를 취득하는 것,
상기 취득한 작업물 치수 정보에 따라, 상기 작업물의 가공 중의 평균 극간 전압을 보정하는 보정 계수를 구하는 것,
상기 구한 보정 계수를 상기 가공 중의 평균 극간 전압에 곱하여 보정 평균 극간 전압을 구하는 것, 및
상기 구한 보정 평균 극간 전압에 기초하여, 상기 작업물에 대한 상기 와이어 전극의 상대 이송 속도를 제어하는 것을 포함하는 상기 방전 가공 방법.
와이어 전극과 작업물 사이의 간극인 극간에 간헐적으로 전압을 인가하여 방전을 발생시키며 그 작업물을 가공하고, 또 가공 중의 평균 극간 전압과 목표 전압의 편차에 의해 작업물에 대한 와이어 전극의 상대 이송 속도를 제어하는 와이어 컷 방전 가공기를 사용한 방전 가공 방법으로서,
가공 후의 작업물의 치수 정보를 취득하는 것,
상기 취득한 작업물 치수 정보에 따라, 상기 목표 전압을 보정하는 보정 계수를 구하는 것, 및
상기 가공 중의 평균 극간 전압과, 상기 구한 보정 계수를 상기 목표 전압에 곱하여 얻어지는 보정 목표 전압의 편차에 기초하여, 상기 작업물에 대한 상기 와이어 전극의 상대 이송 속도를 제어하는 것을 포함하는 상기 방전 가공 방법.