KR102032004B1

KR102032004B1 - 와이어 방전 가공시의 가공부재의 용착부 확인 및 유지 확인 방법

Info

Publication number: KR102032004B1
Application number: KR1020147019640A
Authority: KR
Inventors: 타카시 미츠야스; 마사토시 카와노
Original assignee: 세이부덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2012-04-18
Filing date: 2013-03-28
Publication date: 2019-10-14
Also published as: US9751157B2; EP2839915A1; CN104114310B; WO2013157373A1; JP5883124B2; JPWO2013157373A1; KR20140146053A; EP2839915B1; CN104114310A; US20140203000A1; EP2839915A4

Abstract

가공부재의 공작물에의 유지 상태를 자동적으로 확인하여 가공 공정을 진행시키기 위해, 와이어 방전 가공기가 안정된 무인화 가동을 보장할 수 있어 성인화(省人化)를 도모할 수 있도록, 본 발명에서는, 이 가공부재의 용착부 확인 및 유지 확인 방법은, 공작물(6)을 거친 가공하여 가공부재(26)를 형성하는 거친 가공 공정, 가공부재(26)를 공작물(6)에 용착부(20)로 용착시키는 용착 공정, 공작물(6)의 가공 궤적을 따라 와이어 전극(5)을 이동시켜 와이어 전극(5)이 용착부(20)에 접촉되는지 아닌지를 검출하는 검출 공정, 와이어 전극(5)이 용착부(20)에 접촉되어 가공부재(26)가 공작물(6)에 유지되어 있다는 것을 검출하여 다음의 가공 처리를 실시하는 공정, 및 와이어 전극(5)이 용착부(20)에 접촉되지 않고 가공부재(26)가 공작물(6)에 유지되어 있지 않다는 것을 검출하여 경보를 발하고 와이어 방전 가공을 정지하는 구성으로 하였다.

Description

와이어 방전 가공시의 가공부재의 용착부 확인 및 유지 확인 방법{METHOD FOR VERIFYING WELDED SECTION AND VERIFYING RETENTION OF PROCESSED MATERIAL DURING WIRE ELECTRICAL DISCHARGE MACHINING}

본 발명은, 공작물의 방전 가공에 의해 공작물로부터 분리되는 가공부재를 공작물에 용착에 의해 일시적으로 유지하는 와이어 방전 가공(放電加工) 방법에 있어서, 가공부재의 공작물에 대한 용착 상태를 확인하는 와이어 방전 가공시의 가공부재의 용착부 확인 및 유지 확인 방법에 관한 것이다.

통상, 와이어 방전 가공기는, 금형 부재의 디깅(digging) 가공에 이용되는 경우가 많고, 와이어 방전 가공기로 공작물을 방전 가공할 때에, 통상 코어(core, 中子)라고 불리는 가공부재 측에 스타트 홀(start hole)이 형성되어 있는 다이 플레이트 가공을 실시하는 경우가 있고, 그 다이 플레이트 가공을 설명하면, 다이 플레이트 가공에서는, 거친 가공(荒加工), 중간 마무리 가공, 마무리 가공, 최종 마무리 가공 등의 가공 공정을 거쳐, 공작물의 와이어 방전 가공을 완료하는 것이다. 각 가공 공정 중에서, 거친 가공 공정에 상당하는 퍼스트 가공(이하, 제1 가공이라고 부른다)의 종료 직전의 단계에서는, 가공부재와 공작물 사이에는 가공부재를 탈락시키지 않기 위해, 방전 가공을 실시하지 않고 미가공(未加工) 부분을 남기고 있다. 이 상태로부터 미가공 부분의 방전 가공을 더 진행시키면, 가공부재가 공작물로부터 분리되어, 가공부재는 자신의 무게로 낙하하게 된다. 이와 같은 가공부재의 낙하 상태인 채로 와이어 방전 가공기를 작동하면, 와이어 방전 가공기 자체, 공작물, 혹은 가공부재에 어떠한 손상(damage)을 일으킬 가능성이 매우 높고, 이러한 상태가 일어나지 않게 회피할 필요가 있다. 이 때문에, 다이 플레이트 가공에서는, 가공부재를 공작물로부터 완전하게 잘라내지 않고 공작물의 방전 가공을 일시적으로 유보하고, 후에 작업자에 의해 가공부재를 공작물로부터 떼어내는 처리를 실시하는 제1 가공을 종료하는 것이 일반적이다.

종래, 와이어 방전 가공 방법으로서, 1개의 가공 프로그램으로 1회째의 가공도, 2번째의 잘라내기 가공도 할 수 있는 것이 알려져 있다. 그 와이어 방전 가공 방법은, 각 수형(雄型)을 잘라내는 가공 경로의 프로그램 및 절단 잔재량, 복귀량을 설정 입력해 두고, 1회째의 가공에서는 설정 절단 잔재량만 남겨 방전 가공을 정지하고, 그 위치를 기억한다. 2번째의 잘라내기 가공에서는, 1회째의 가공의 가공 정지 위치로부터 설정 복귀량만큼 가공홈을 따라 복귀한 위치에서, 자동 결선(結線)하고, 그 위치로부터 방전 가공을 실시하여 각 수형을 잘라내는 것이다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).

또한, 본 출원인이 개발한 침지식(浸漬式) 와이어 방전 가공기는, 공작물에 잘라내기 가공을 실시하여 생긴 잘라내기편(切拔片)을 부력체(浮力體)로 지지함으로써, 잘라내기편과 와이어 전극과의 단락을 방지하고, 중량이 있는 잘라내기편을 안전하게 지지하는 것이며, 공작물의 하면에는, 가공액의 비중보다 작은 비중을 가지는 부력체가 배치되고, 가공액에 의해 부력체에 생기는 부력에 의하여, 공작물을 와이어 전극으로 잘라냈을 때에 생기는 잘라내기편이 가공액 중에 침강되지 않도록 지지된다(예를 들면, 특허문헌 2 참조).

특허문헌 1 : 일본특허 제 3366509호 공보 특허문헌 2 : 일본특허 제 4480822호 공보

그러나, 공작물을 미리 결정된 가공 형상으로 방전 가공하는 경우에, 공작물로부터 가공부재를 낙하시키지 않기 위해, 공작물의 가공 형상을 자르다가 남기고, 후에 가공부재를 공작물로부터 잘라내거나, 가공부재의 회수 장치를 필요로 하고, 공작물로부터 코어 등의 가공부재를 분리시키는 노력이 가공 시간으로서 길게 걸려, 와이어 방전 가공기의 가동률을 저하시킨다고 하는 문제가 있었다. 따라서, 본 출원인은, 상기의 문제점을 해결하기 위해, 정성적으로 장간극(長間隙)의 방전 현상이 절연체(기체) 중에 금속 전극을 배치한 절연 파괴를 일으키게 하면, 코로나 방전으로 시작하여, 불꽃 방전, 이어서 아크 방전의 현상을 통하여 절연 파괴가 종료된다는 것에 착안하고, 이러한 현상의 「전압-전류의 특성」을 제어하여, 불꽃 방전으로 방전 가공을 실시하고 아크 방전으로 아크 용접(플라즈마 용접)을 실시하여, 가공부재를 공작물에 소정의 개소(箇所)에서 용착시키고, 가공부재를 공작물에 일시적으로 유지시킨다고 하는 발명을 개발하였다. 즉, 본 출원인은, 와이어 전극을 사용하여 공작물로부터 절단물(cut-out part)의 가공부재를 방전 가공하고, 공작물에 가공부재를 일시적으로 용착시켜 유지한다고 하는 기술적 사상인 「와이어 방전 가공에 있어서의 공작물 절단 잔재 방법」을 개발하여, 먼저 특허 출원하였다(예를 들면, 일본특허공개 특개2012-166332호 공보).

그런데, 상기의 공작물 절단 잔재 가공 방법에 있어서, 와이어 방전 가공에 있어서의 공작물 절단 잔재 가공 방법에서는, 가공 형상의 일부에 공작물과 가공부재를 용착 사이클로 용착시킨다고 하는 가공 방법에서는, 가공부재(코어)가 공작물의 일부에서 용착되므로, 전체 둘레에 걸쳐서 방전 가공하여도, 가공부재가 공작물로부터 낙하되는 경우가 없는 것이 정상적인 상태이지만, 공작물에 대한 가공부재의 용착 상태가 불완전하고 가공액 등의 외력으로 용착부가 파괴되어, 공작물로부터 가공부재가 이탈된 상태에서, 가공부재가 공작물에 용착되어 있는 것으로서, 와이어 방전 가공기를 운전하면, 공작물, 가공부재나 기계 그 자체에 어떠한 손상을 준다고 하는 문제가 발생한다.

상기 공작물 절단 잔재 가공 방법에 있어서, 상기의 문제를 피하기 위해, 공작물에 가공부재가 적정하게 소정의 개소에 용착되어, 가공부재가 공작물에 일시적으로 유지되어 있는지 아닌지는, 어떠한 방법으로 확인하지 않으면, 그 공작물 절단 잔재 방법을 부드럽게 연속하여 실행할 수 없는 것이다. 따라서, 본 출원인은, 이 문제점을 해결하기 위해, 와이어 방전 가공의 가공 도중에, 공작물에 각각의 가공부재를 용착한 용착 상태를 확인하는 방법, 가공부재가 공작물에 용착에 의해 유지되어 있는지의 확인 방법을 개발하였다.

본 발명의 목적은, 상기의 과제를 해결하는 것이며, 공작물과 가공부재를 고정하는 용착부가 수류(水流) 등의 외력에 의해 용착부가 파괴되고, 또는 가공부재의 공작물에 대한 용착 공정이 불완전한 경우에, 그대로 공작물의 방전 가공을 실시하면, 공작물, 가공부재 혹은 기계 그 자체를 손상시키므로, 그러한 손상을 방지하기 위해, 가공부재가 공작물에 용착부에서 적정하게 용착되어 있는 상태를 검지하고, 가공부재가 공작물에 용착되어 있는 것을 확인하여 와이어 방전 가공기를 운전하고, 다음의 방전 가공 등의 가공 처리로 이행하며, 또한, 용착부가 파괴되어 가공부재가 공작물로부터 이탈되어 있는 것을 검출하여 경고 표시나 경보를 발하여 와이어 방전 가공기의 운전을 정지시키고, 그에 따라, 기계, 공작물이나 가공부재에 손상이 발생되는 것을 방지하고, 와이어 방전 가공기의 안전한 운전을 보증하여, 위험을 회피할 수 있는 와이어 방전 가공시의 가공부재의 용착부 확인 및 유지 확인 방법을 제공하는 것이다.

본 발명은, 와이어 전극과 그 와이어 전극에 대향하는 공작물 사이에 극간 (極間)전압을 인가하여 발생하는 방전 에너지에 의해 상기 공작물로부터 분리되는 가공부재를 방전 가공하고, 상기 가공부재의 미리 결정된 가공 형상의 적어도 한 개소에서 상기 와이어 전극과 상기 공작물 사이에 인가하는 전기가공조건을 가공 사이클로부터 용착 사이클로 변경하여 적어도 상기 와이어 전극의 일부를 용융하여, 상기 가공부재를 상기 공작물의 미리 결정된 소정 개소의 용착부에서 용착시켜 상기 가공부재를 상기 공작물에 유지시키는 가공부재 용착 방법에 있어서,

상기 전기가공조건을 상기 가공 사이클로 하여 상기 공작물을 용착 영역을 남기고 거친 가공을 실시하여 상기 가공부재를 형성하는 거친 가공 공정,

상기 전기가공조건을 상기 가공 사이클로부터 상기 용착 사이클로 변경하여 상기 용착 영역에서 상기 용착부를 형성하여 상기 가공부재를 상기 공작물에 용착시키는 용착 공정,

상기 전기가공조건을 위치결정 전원으로 전환하여 적어도 상기 거친 가공의 가공 궤적을 따라 상기 와이어 전극을 이동 또는 역행시키고, 상기 와이어 전극이 상기 공작물 또는 상기 가공부재에 접촉되지 않고 상기 용착부에 접촉되는지 아닌지를 검출하는 검출 공정, 상기 와이어 전극이 상기 용착부에 접촉되고 상기 가공부재가 상기 공작물에 유지되어 있다는 것에 응답하여 상기 가공부재 또는 상기 공작물에 대한 다음의 가공 처리를 실시하는 공정, 및

상기 와이어 전극이 상기 용착부에 접촉되지 않고 상기 가공부재가 상기 공작물에 유지되어 있지 않다는 것에 응답하여 경보를 발하고 와이어 방전 가공을 정지하는 공정

을 가지는 것을 특징으로 하는 와이어 방전 가공시의 가공부재의 용착부 확인 및 유지 확인 방법에 관한 것이다.

또한, 이 가공부재의 용착부 확인 및 유지 확인 방법에 있어서, 상기 공작물에 대한 상기 다음의 가공 처리는, 상기 공작물 또는 상기 가공부재의 상기 거친 가공된 가공면의 마무리 가공, 상기 공작물의 상기 가공 궤적의 다른 영역에서 상기 공작물에 상기 가공부재를 용착시키는 용착 공정, 혹은 상기 공작물에 대한 다른 영역의 거친 가공이다.

또한, 이 가공부재의 용착부 확인 및 유지 확인 방법은, 상기 와이어 전극을 관통하는 스타트 홀이 상기 가공부재의 영역 이외의 상기 공작물의 영역에 형성된 펀치 가공 또는 상기 공작물의 영역 바깥으로부터 방전 가공을 개시(開始)하는 펀치 가공에서는, 상기 공작물에 상기 거친 가공을 실시한 후에, 상기 와이어 전극을 상기 거친 가공의 상기 가공 궤적을 따라 역행시키거나 또는 상기 와이어 전극을 상기 거친 가공의 개시 위치로 복귀시켜 상기 와이어 전극에 의해 상기 가공부재의 상기 거친 가공의 벽면에 대하여 마무리 가공을 실시하는 공정을 가지는 것이다.

혹은, 이 가공부재의 용착부 확인 및 유지 확인 방법은, 상기 와이어 전극이 관통하는 스타트 홀이 상기 가공부재의 영역에 형성된 다이 플레이트 가공에서는, 상기 공작물에 대한 상기 거친 가공에 이어서 상기 용착 공정을 실시한 후에, 상기 와이어 전극을 상기 용착부로부터 분리하기 위해, 상기 전기가공조건을 상기 가공 사이클로 하여 상기 공작물에 대하여 미리 결정된 거리를 거친 가공하고, 이어서 상기 전기가공조건을 상기 위치결정 전원으로 전환하고, 상기 와이어 전극을 상기 공작물의 상기 거친 가공의 상기 가공 궤적을 따라 역행시키고, 상기 와이어 전극이 상기 용착부에 접촉되는지 아닌지의 상기 검출 공정을 실시하여, 상기 가공부재가 상기 공작물에 용착되어 있는 상태를 검출 응답하여 상기 전기가공조건을 상기 가공 사이클로 하여 상기 공작물에 대한 다른 가공부재의 방전 가공을 계속 실시하고, 또한, 상기 와이어 전극이 상기 용착부에 접촉되어 있지 않는 상태를 검출 응답하여 상기 전기가공조건을 상기 용착 사이클로 하여 상기 공작물의 상기 가공 형상의 다른 장소에 상기 가공부재를 용착시키기 위해 상기 공작물에의 상기 가공부재를 용착시키는 상기 용착 공정을 재차 실행하는 기능을 가지는 것이다.

또한, 이 가공부재의 용착부 확인 및 유지 확인 방법은, 상기 검출 공정에 있어서, 상기 공작물의 방전 가공에 의해 발생한 버어(burr), 가루 등의 이물(異物)에 의한 검출 영향을 피하기 위해, 상기 용착 개소로부터 일단 멀어지도록 상기 공작물을 상기 거친 가공을 실시한 후에 또는 상기 가공 형상의 상기 거친 가공을 실시한 지점에서 미리 결정된 시간만큼 정지하여 가공액의 분류(噴流)로 상기 이물을 배제하고, 이어서, 상기 가공 궤적을 따라 역행하여 상기 와이어 전극의 상기 용착부에의 접촉 상태를 확인하는 것이다.

또한, 상기 공작물에 대한 상기 용착부에 의한 상기 가공부재의 유지 상태는, 상기 공작물에 미리 형성된 스타트 홀 또는 가공이 끝난 상기 가공 궤적에 상기 와이어 전극을 통과시킴으로써, 상기 와이어 전극이 상기 가공부재에 접촉되지 않고 상기 공작물에 대한 상기 가공부재의 기울기가 없다는 것에 의해 검출되는 것이다. 또는, 상기 공작물에 대한 상기 용착부에 의한 상기 가공부재의 유지 상태는, 상기 공작물에 미리 형성된 스타트 홀이 상기 공작물에 존재하는 것에 응답하여, 상기 와이어 전극에 의한 상기 공작물에 대한 거친 가공의 방전 가공 전과 방전 가공 후의 상기 스타트 홀의 상기 와이어 방전 가공기의 기계 좌표를 상기 와이어 전극의 접촉 검지에 의해 측정하고, 그 결과로부터 코어 좌표나 크기를 연산하고, 양쪽의 상기 기계 좌표나 연산 결과를 비교하여 변화 상태를 검출할 수 있는 것이다.

혹은, 상기 공작물에 대한 상기 용착부에 의한 상기 가공부재의 유지 상태는, 상기 공작물에 미리 형성된 스타트 홀이 상기 공작물에 존재하는 것에 응답하여, 상기 와이어 전극에 의한 상기 공작물에 대한 거친 가공의 방전 가공 전과 방전 가공 후의 상기 스타트 홀의 직경을, 상기 와이어 전극의 접촉 검지를 이용하여 3점 이상 좌표를 측정하여 콘트롤러로 연산함으로써 구하고, 양쪽의 상기 스타트 홀의 상기 직경을 비교하여 변화 상태로 검출되는 것이다. 또는, 상기 공작물에 대한 상기 용착부에 의한 상기 가공부재의 유지 상태는, 상기 공작물의 가공이 끝난 경로의 상기 가공 궤적에 있어서의 임의의 위치에서 와이어 자동 결선을 실시하고, 상기 와이어 전극의 접촉 감지를 이용하여 상기 가공 궤적의 가공홈 폭을 측정하고, 상기 와이어 방전 가공기의 방전 가공의 가공 조건으로부터 정해지는 규격치를 비교하고, 또는 상기 가공 궤적의 경로의 복수의 가공홈 폭의 상호의 비교를 실시하여 변화 상태로 검출되는 것이다. 구체적으로 설명하면, 최종의 용착 공정 종료 후, 먼저 마무리 가공을 실시한 가공의 궤적을 따라가서 와이어가 접촉 검지되지 않으면, 가공 경로에서 공작물과 가공물이 분리되어 있음과 함께 용착부로 유지되어 있다고 판단하고 있다. 이는, 가공이 끝난 가공 경로의 가공폭을 확인하는 것과 같다. 가공부재가 공작물에 유지되어 있는 상태를 확인하는 것은, 용착부 이외에서 공작물과 가공물이 가공 경로를 따라 거의 일정량 안정적으로 떨어져 있는 것을 확인할 수 있으면 좋게 된다. 1개의 공작물에 대한 모든 용착 가공이 끝난 후, 가공이 끝난 경로의 임의의 개소의 폭을 측정하고, 기준치나 상호의 측정치와 비교하는 것에 의하여, 공작물이 기울어 있는지 아닌지를 추측할 수 있어, 유지 상태를 확인할 수 있는 것이다.

본 발명에 의한 와이어 방전 가공시의 가공부재의 용착부 확인 및 유지 확인 방법은, 상기와 같이 구성되어 있으므로, 공작물에 대한 펀치 가공에서는, 스타트 홀은 코어 등의 가공부재의 가공 형상 영역 이외에 형성되어 있고, 용착 영역을 제외하여 공작물의 가공 형상에 따라 거친 가공의 방전 가공을 실시하고, 이어서, 거친 가공의 가공 궤적을 따라 와이어 전극을 역행시키거나 또는 거친 가공의 개시점(開始点)으로 복귀하여 가공부재의 마무리 가공을 실시하고, 마지막으로 용착 영역에 있어서 가공부재를 공작물에 용착하고, 거기에서, 먼저 마무리 가공되어 있는 공작물의 가공 궤적을 따라 와이어 전극을 이동시켜, 와이어 전극이 가공부재 또는 공작물에 접촉되는지 아닌지를 확인하고, 와이어 전극이 가공부재 또는 공작물에 접촉되지 않은 경우에는, 가공부재가 공작물에 용착부에서 고정되어 있다는 것이 확인된다. 와이어 전극이 가공부재 또는 공작물에 접촉되었을 경우에는, 용착부가 불충분하고, 가공부재가 공작물로부터 이탈 상태라고 하여 표시 램프나 소리에 의한 경보를 발하여 와이어 방전 가공을 정지한다.

또한, 공작물에 대한 다이 플레이트 가공에서는, 스타트 홀은 코어 등의 가공부재의 가공 형상 영역에 형성되어 있고, 공작물의 가공 형상에 따라 거친 가공의 방전 가공을 실시하고, 미리 결정된 거리의 용착 영역에 이르면, 전기가공조건을 용착 사이클로 하여 가공부재를 공작물에 용착하고, 용착 영역의 용착이 끝나면, 미리 결정된 거리만큼 거친 가공을 실시한 후에 와이어 전극을 역행시켜 와이어 전극이 용착부에 접촉되는지 아닌지로, 용착부가 적정하게 형성되어 있는지 아닌지를 확인한다. 와이어 전극이 용착부 단면에 접촉되지 않은 경우에는, 용착부의 거리 이상으로 역행시키고, 거기에서도 와이어 전극이 용착부에 접촉되지 않은 경우에는, 용착부가 형성되어 있지 않다고 하여, 공작물의 가공 형상의 신규 위치에서, 전기가공조건을 용착 사이클로 하여 가공부재를 공작물에 용착한다. 공작물에 대한 소정의 거친 가공과 용착 가공이 종료되면, 공작물의 가공 형상에 따라 마무리 가공을 행하기 위해, 다음의 처리로 진행되는 것으로 한다.

또한, 이 가공부재의 용착부 확인 및 유지 확인 방법은, 절단물인 가공부재가 공작물에 유지되어 있다는 것을 자동으로 확인하여, 가공 공정이 진행되므로, 와이어 방전 가공기가 안정된 무인화 가동을 보장할 수 있어, 성인화(省人化)를 도모할 수 있다. 또한, 이 가공부재의 용착부 확인 및 유지 확인 방법은, 와이어 방전 가공기의 가동률 향상에 따른 원가 저감이나 단납기(短納期) 대응이 가능해지고, 이러한 효과가 복합적으로 얻어져 산업상의 공헌은 큰 것이 된다.

도 1은 본 발명에 의한 와이어 방전 가공에 있어서의 공작물 절단 잔재 방법을 달성할 수 있는 와이어 방전 가공기를 나타내는 설명도이다.
도 2는 본 발명에 의한 와이어 방전 가공에 있어서의 공작물 절단 잔재 방법을 달성하기 위한 기본 회로를 나타내는 전기회로도이다.
도 3은 도 2의 전기회로에 있어서, 스위치(S1) 및 스위치(S2)의 온·오프(ON·OFF) 제어에 의한 위쪽에 전압 파형과 아래쪽에 전류 파형을 나타내는 파형도이며, (A)는 도 2의 기본 회로에 의한 통상 가공인 가공 사이클의 전압 전류 파형을 나타내고, 또한, (B)는 도 2의 기본 회로에 의한 공작물과 절단물을 용착시키는 용착 사이클의 전압 전류 파형을 나타내고 있다.
도 4는 본 발명에 의한 와이어 방전 가공에 있어서의 공작물 절단 잔재 방법을 달성하기 위한 기본적인 기술적 사상을 구현하는 전기회로를 나타내는 전기회로도이다.
도 5는 도 4의 전기회로에 있어서, 스위치(S1), 스위치(S2) 및 스위치(S3)의 온·오프(ON·OFF) 제어에 의한 위쪽에 전압 파형과 아래쪽에 전류 파형을 나타내는 파형도이고, (A)는 도 4의 전기회로에 의한 통상 가공인 가공 사이클의 전압 전류 파형을 나타내고, 또한, (B)는 도 4의 전기회로에 의한 공작물과 절단물을 용착시키는 용착 사이클의 전압 전류 파형을 나타내고 있다.
도 6은 본 발명에 의한 와이어 방전 가공에 있어서의 공작물 절단 잔재 방법을 달성하기 위한 구체적인 전기회로의 하나의 실시예를 나타내는 전기회로도이다.
도 7은 이 와이어 방전 가공에 있어서의 공작물 절단 잔재 방법에 있어서의 공작물과 절단물과의 관계를 나타내고, (A)는 공작물을 스타트 홀로부터 사각형의 가공 형상으로 가공하여 절단물을 2개소에서 용착한 상태를 나타내고, (B)는 (A)에서의 공작물의 방전 가공의 가공 궤적을 점선으로 나타낸 과장한 확대 사시도이다.
도 8은 본 발명에 의한 와이어 방전 가공에 있어서의 공작물 절단 잔재 방법에 있어서, 공작물과 절단물과의 용착부를 파괴하는 내하중(耐荷重)의 결과를 나타내는 그래프이다.
도 9는 본 발명에 의한 공작물에 펀치 가공을 실시하는 경우의 와이어 방전 가공시의 가공부재의 용착부 확인 및 유지 확인 방법을 설명하는 처리 플로우도이다.
도 10은 본 발명에 의한 공작물에 다이 플레이트 가공을 실시하는 경우의 와이어 방전 가공시의 가공부재의 용착부 확인 및 유지 확인 방법에 있어서의 거친 가공 및 최종 용착 공정을 설명하는 처리 플로우도이다.
도 11은 본 발명에 의한 공작물에 다이 플레이트 가공을 실시하는 경우의 와이어 방전 가공시의 가공부재의 용착부 확인 및 유지 확인 방법에 있어서의 통상 용착 공정을 설명하는 처리 플로우도이다.
도 12는 본 발명에 의한 공작물에 다이 플레이트 가공을 실시하는 경우로서, 팔각형의 다이 플레이트를 만들기 위해, 소재(素材)가 되는 공작물을 와이어 방전 가공기의 워크 테이블에 세팅한 상태를 나타내는 평면도이다.
도 13은 도 12의 공작물을 와이어 방전 가공기의 워크 테이블에 세팅한 상태를 나타내는 일부 단면의 측면도이다.

발명을 실시하기 위한 형태

이하, 도 1을 참조하여, 본 발명에 의한 와이어 방전 가공시의 가공부재의 용착부 확인 및 유지 확인 방법을 달성하기 위한 와이어 방전 가공기에 관하여 설명한다. 이 와이어 방전 가공기는, 대체로, 기계 본체(15)에 장착되고 또한 와이어 전극(5)을 감아 올리는 소스보빈(7), 소스보빈(7)으로부터 송출되는 와이어 이송계에서의 와이어 전극(5)의 방향을 전환하는 복수의 방향전환롤러(8), 와이어 전극(5)이 양호하게 조출(繰出)되도록 와이어 전극(5)에 브레이크를 거는 브레이크롤러(9), 송출되는 와이어 전극(5)에 텐션(tension)을 부여하는 텐션롤러(12), 와이어 전극(5)을 공급파이프(13)로 가이드하는 가이드롤러(32) 등을 구비하고 있다. 와이어 전극(5)은, 와이어 공급계에 있어서의 방향전환롤러(8), 가이드롤러(32)를 통과하여, 본체 헤드(1)에 설치된 한쌍의 어닐(anneal)롤러인 와이어 공급롤러(10), 와이어 전극 이송유닛(24)에 지지된 공급파이프(13) 내를 통하여 한쌍의 공통(common)롤러(11)를 통과한 후에, 거기에서, 와이어 전극(5)은 한쌍의 와이어 공급롤러(10)와 한쌍의 코먼롤러(11)로 협지되고, 그들 사이에서 급전자(給電子)(18)(도 2, 도 4)를 통하여 가공 전원으로부터의 전류가 와이어 공급롤러(10), 와이어 전극(5), 및 코먼롤러(11)에 통전되고, 와이어 공급롤러(10)와 코먼롤러(11) 사이의 와이어 전극(5)이 어닐링되어 구부려짐 등의 경향이 생기고, 이어서, 와이어 전극(5)의 어닐링되어 있지 않은 선단부(先端部)가 커터(14)로 절단하여 배제된다. 그 후, 어닐링된 와이어 전극(5)은, 와이어 공급롤러(10)의 송출에 따라 와이어 전극 이송유닛(24)인 공급파이프 홀더에 지지된 공급파이프(13)의 강하에 따라 공급파이프(13)에 안내되어 상부 헤드(2)로 도달하여 삽입 통과된다. 또한, 방전 가공되는 공작물(6)은, 가공조(加工槽) 등에 설치된 워크 테이블(23)에 클램프(25)로 고정되어 있다.

또한, 어닐롤러(10)와 코먼롤러(11) 사이에는, 와이어 전극(5)의 선단을 양호하게 할 때, 와이어 전극(5)의 단선시, 어닐링 처리시 등에, 와이어 전극(5)의 선단부를 절단하기 위한 커터(14)가 설치되어 있음과 함께, 커터(14)로 절단된 와이어 전극(5)을 폐기하기 위한 폐와이어 클램프(도시하지 않음)가 설치되어 있다. 커터(14)는, 커터 유닛을 작동함으로써 와이어 전극(5)을 절단하도록 구성되어 있다. 와이어 전극(5)의 결선시는, 공급파이프(13)를 통한 와이어 전극(5)은, 와이어 공급롤러(10)의 저속 회전에 따라, 우선, 상부 헤드(2)에 공급되고, 상부 헤드(2)를 통과하여 공작물(6)의 스타트 홀이나 가공 궤적의 구멍(19)에 삽입 통과된 후에, 상부 헤드(2)의 아래쪽에 대향된 하부 헤드(4)에 수취(受取)되고, 와이어 전극(5)이 하부 헤드(4)를 통과한 후에는, 와이어 공급롤러(10)는 고속 회전으로 전환되고, 하부 헤드(4)로부터 조출된 와이어 전극(5)은, 하부 아암(3)에 설치된 방향전환롤러로부터 와이어 가이드 파이프(37), 와이어 가이드 파이프(37)의 출구에 설치된 수분리부(水分離部), 및 수분리부의 하류에 설치된 권취롤러(35)를 순차적으로 통과하여, 권취롤러(35)로 인출(引出)되고, 또한, 권취롤러(35)의 후류(後流)에 설치된 흡인 장치 등에 의해 흡인되고, 마지막으로 폐와이어 호퍼(36)에 회수된다. 또한, 브레이크롤러(9)에는, 회전수를 검출하기 위한 엔코더(16)가 설치되어 있다. 센서(17)는, 와이어 전극(5)의 휨, 구부려짐, 삽입 통과 상태 등을 검출하기 위해, 본체 헤드(1)의 하부의 지지체(도시하지 않음)에 장착되어 있다.

이 와이어 방전 가공기에서는, 공작물(6)의 재질은, 예를 들면, 철계 재료 또는 초경(超硬) 재료이다. 또한, 와이어 전극(5)의 재질은, 예를 들면, 텅스텐계, 구리 합금계(황동계), 피아노선계 등의 금속 재료이며, 또한, 그것들을 심재(芯材)로 하여 표면을 피복한 금속 재료, 예를 들면, 심재가 구리 합금계 이외에서는 구리 합금의 피복층, 심재가 구리 합금계에서는 아연 등의 피복층의 재료로 제작되고 있다. 이 실시예에서는, 공작물(6)은, 특히, 도 7에 나타내는 바와 같이 평평한 플레이트형의 형상이며, 복수의 스타트 홀, 가공 궤적 등의 구멍(19)에 삽입 통과된 후에, 와이어 전극(5)에는 급전자(18)로부터 전류가 공급되어, 와이어 전극(5)과 공작물(6) 사이에 전압을 인가하여 공작물(6)의 방전 가공이 실시되지만, 그때, 플레이트 등의 절단물인 가공부재(26)가 발생된다. 또한, 와이어 전극(5)의 선단이 상부 헤드(2)로부터 공작물(6)을 통하여 하부 헤드(4)로 순차적으로 삽입 통과하는 도중에, 와이어 전극(5)의 선단이 상부 헤드(2), 공작물(6), 하부 헤드(4) 등의 어떠한 장애물에 맞닿아, 와이어 전극(5)이 휘거나 굴절되어 구부러지면, 센서(17)가 그 상태를 검출할 수 있다. 와이어 전극(5)의 휨의 검출은, 와이어 공급롤러(10)와 공급파이프 홀더의 홀더 상부, 즉, 센서(17)와의 사이에 전압이 인가되어 있으므로, 와이어 전극(5)의 휨은 센서(17)에 접촉됨으로써 검출된다. 와이어 공급롤러(10)에는, 급전자를 통해 급전되고, 와이어 공급롤러(10)가 닫혀서 와이어 전극(5)을 협지한 상태에서, 와이어 전극(5)에 전압이 인가되므로, 센서(17)에 의해 와이어 전극(5)의 맞닿음 상태가 검출된다.

이 와이어 방전 가공기를 사용하여 공작물 절단 잔재 방법은, 공작물(6)로부터 소정의 가공 형상(21)의 가공부재(26)를 분리하는 것이지만, 가공부재(26)를 와이어 전극(5)의 일부를 용융시켜 공작물(6)에 가공 궤적상의 용착부(20)로 용착시켜 일시 유지하는 것이다. 여기서, 용융되는 와이어 전극(5)의 일부는, 와이어 전극(5)의 미리 결정된 길이의 와이어 주위부이며, 와이어 전극 용융물로 가공부재(26)를 공작물(6)에 용착시킬 때에, 와이어 전극(5)은 단선되지 않고, 와이어 전극(5)의 공급 상태가 유지되는 것이다. 이 공작물 절단 잔재 방법에서는, 와이어 전극(5) 중에 구리 합금계를 포함하고 있는 것이 공작물(6)과 가공부재(26)와의 용착이 양호하게 실시된다. 이 공작물 절단 잔재 방법은, 본체 헤드(1)에 설치된 와이어 공급롤러(10)로 기계 본체(15)에 설치된 소스보빈(7)으로부터 송출되는 와이어 전극(5)을 협지하고, 와이어 공급롤러(10)를 구동하여 와이어 전극(5)을 공급파이프(13)를 통하여 상부 헤드(2), 상부 헤드(2)의 아래쪽에 장착되는 공작물(6), 및 공작물(6)의 아래쪽에서 상부 헤드(2)에 대향하여 배치된 하부 헤드(4)에 공급하고, 이어서, 와이어 전극(5)을 하부 헤드(4)의 아래쪽에 배치된 가이드 부재를 거쳐 권취롤러(35)로 인출하여 폐기하는 것으로 이루어진다. 또한, 이 공작물 절단 잔재 방법은, 공작물(6)의 미리 결정된 가공 형상(21)의 적어도 한 개소(실시예에서는 2개소)에 있어서, 와이어 전극(5)과 공작물(6) 사이에 인가되는 전기가공조건을 가공 사이클로부터 용착 사이클로 변경하고, 와이어 전극(5)의 일부를 용융시켜 공작물(6)과 가공부재(26)를 미리 결정된 소정의 위치의 용착부(20)로 용착시키고, 용착부(20)로 가공부재(26)를 공작물(6)에 유지하고, 공작물(6)로부터 가공부재(26)가 탈락되는 것을 방지하는 것이다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 공작물(6)과 가공부재(26)의 용착부(20)는 대향 위치에서 2개소에 존재하므로, 가공부재(26)는 공작물(6)에 균형있게 유지되는 것으로 이루어진다. 또한, 이 공작물 절단 잔재 방법은, 가공부재(26)와 공작물(6)을 와이어 전극(5)의 일부를 용융시켜 용착시키는 공정에 있어서, 와이어 전극(5)이 단선되었을 때에는, 와이어 전극(5)을 와이어 전극 단선점에서의 가공 슬릿(22)에 공급하고, 이어서, 공작물(6)과 가공부재(26)를 용착시키거나 또는 와이어 전극(5)에 의해 공작물(6)의 방전 가공을 실시하는 가공 공정을 계속하여 실시할 수 있도록 구성되어 있다. 또한, 가공부재(26)는, 경우에 따라서는, 제품이 되거나 또는 불필요한 스크랩이 되거나 하는 것이다.

이 공작물 절단 잔재 방법에 있어서, 전기가공조건을 가공 사이클로부터 용착 사이클로 변경하기 때문에, 와이어 전극(5)에 흐르는 전류(A)는, 도 3 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 공작물(6)을 와이어 방전 가공하는 전류와 비교하여, 고전압 부하(HV)로부터 와이어 전극(5)에 흐르는 전류 피크를, 예를 들면, 약 1/4배 정도로 낮게 하고, 와이어 전극(5)과 공작물(6)과의 극간(極間)에 인가되는 전압(V)을, 예를 들면, 약 1/4배 정도로 낮게 하고, 또한, 와이어 전극(5)에 흐르는 전류의 펄스를, 예를 들면, 약 2배 정도로 길게 하고, 가공 방전으로부터 아크 방전으로 이행시켜, 와이어 전극(5)에 의한 아크 용접에 의해 가공부재(26)를 공작물(6)에 용착부(20)로 용착시키는 것이다. 또한, 용착 사이클에 있어서의 가공 조건은, 공작물(6)을 절단하면서 동시에 공작물(6)과 가공부재(26)와의 대향 부분의 일부분을 용착부(20)로서 용착시키는 것이다. 여기서, 대향 부분의 일부분이란, 공작물(6)과 가공부재(26)가 마주 대하는 부분의 일부분이다. 예를 들면, 와이어 전극(5)의 용착 부분은, 공작물(6)의 가공 형상의 상부 헤드(2)측의 일부분의 경우도 있고, 공작물(6)의 하부 헤드(4)측의 일부분의 경우도 있다. 또한, 공작물(6)과 가공부재(26)의 용착부(20)는, 엣지(edge)부(도 7에서는 상부만)에서 존재하기 때문에, 약간의 외력으로 파괴할 수 있는 정도이므로, 공작물(6)의 방전 가공 종료 후에, 용착부(20)를 외력으로 파괴하여, 예를 들면, 가공부재(26)를 공작물(6)로부터 외력에 의한 충격력을 가하여, 가공부재(26)를 공작물(6)로부터 용이하게 떼어낼 수 있는 것이다. 또한, 공작물(6)과 가공부재(26)의 용착부(20)는, 약한 외력으로 파괴될 수 있지만, 공작물(6)과 가공부재(26)의 용착부(20)의 파괴 내하중은, 도 7에 나타내는 바와 같이 되어 있다. 도 7에는, 공작물(6)에 대하여 8mm 각(角)의 가공을 실시했을 경우를 나타내고 있고, 분리되는 가공부재(26)는, 8mm 각재(角材)이고, 가공부재(26)의 대향하는 2변(邊)에서 용착부(20)는 길이 2mm이며, 용착부(20)의 지정 거리 mm(횡축)에 대한 내정하중(耐靜荷重) kgf(종축)를 나타내고 있다.

다음으로, 도 2 및 도 3을 참조하여, 이 공작물 절단 잔재 방법에 대한 기본적인 원리를 설명한다.

도 2에 나타내는 전기회로는, 와이어 전극(5)과 공작물(6)과의 극간에 대하여 극간 상황 확인용의 저항 저전압 부하(LV)와 제1 스위치(S1)가 직렬로 결선된 제1 회로, 및 방전 가공용의 고전압 부하(HV)와 제2 스위치(S2)가 직렬로 결선된 제2 회로가 병렬로 결선되어 있다. 제1 회로는, 주로 와이어 전극(5)과 공작물(6) 사이의 극간 상황을 확인하는 회로이고, 공작물(6)을 방전 가공하기 위해 공작물(6)과 와이어 전극(5)이 적정한 위치 관계에 있는지 아닌지를 검출하는 수단이며, 저항 R는 제1 회로를 흐르는 전류를 조정하는 기능을 가지고 있다. 따라서, 스위치(S1)는, 타이밍적으로는 공작물(6)의 방전 가공의 전에 온·오프(ON·OFF) 제어되는 것이다. 또한, 제2 회로는, 방전 가공용이고, 공작물(6)을 방전 가공하는 경우에는, 대전류를 짧은 시간에 흘릴 필요가 있고, 저항 등은 조립되어 있지 않은 회로이다. 다음으로, 이 와이어 방전 가공에 있어서의 공작물 절단 잔재 방법에 대한 가공 사이클 및 용착 사이클에 관하여 설명한다.

도 3의 (A)에 나타내는 통상 가공인 가공 사이클에서는, 제1 스위치(S1)가 온(ON)하여 펄스를 발생시키면, 와이어 전극(5)과 공작물(6)과의 극간에, 예를 들면, 저전압 부하(LV)의 80V 정도가 2μsec 정도 발생하여 와이어 전극(5)과 공작물(6)과의 극간 상황이 적정한 위치인지 여부를 확인하고, 극간 상황이 적정이면, 거기에서 극간에 방전이 개시된다. 이어서, 제1 스위치(S1)를 오프(OFF)하고 제2 스위치(S2)가 온(ON)하여, 펄스를 발생시키면, 와이어 전극(5)에, 예를 들면, 400A 정도의 전류를 0.8μsec 정도 흘려서, 와이어 전극(5)과 공작물(6)과의 극간에 고전압 부하(HV)로부터 240V 정도가 인가되어, 와이어 전극(5)으로서 공작물(6)이 방전 가공되게 된다.

또한, 도 3의 (B)에 나타내는 공작물(6)과 가공부재(26)의 용착 사이클에서는, 제1 스위치(S1)를 온(ON)하여 펄스를 발생시키면, 와이어 전극(5)과 공작물(6)과의 극간에, 예를 들면, 저전압 부하(LV)의 80V 정도가 2μsec 정도 발생하여 와이어 전극(5)과 공작물(6)과의 극간 상황이 적정한 위치인지 여부를 확인하고, 극간 상황이 적정이면, 거기에서 방전이 개시된다. 이어서, 제1 스위치(S1)를 오프(OFF)하고 제2 스위치(S2)를 온(ON)하여, 펄스를 발생시키면, 와이어 전극(5)에, 예를 들면, 110A 정도의 전류가 3μsec 정도 흘려서, 와이어 전극(5)과 공작물(6)과의 극간에 고전압 부하(HV)로부터 가공시의 약 1/4의 70V 정도가 인가되고, 아크 방전이 되어 와이어 전극(5)이 용융되어, 가공부재(26)가 공작물(6)에 와이어 전극 용융물로 용착된다.

다음으로, 도 4 및 도 5를 참조하여, 이 공작물 절단 잔재 방법에 대한 기술적 사상의 기본적인 구성에 관하여 설명한다. 이 와이어 방전 가공에 있어서의 공작물 절단 잔재 방법을 달성하는 기본적인 전기회로는, 와이어 전극(5)과 공작물(6)과의 극간에 대하여, 극간 상황 확인용의 저항 R부착 저전압 부하(LV)와 제1 스위치(S1)가 직렬로 결선된 제1 회로, 방전 가공용의 고전압 부하와 제2 스위치(S2)가 직렬로 결선된 제2 회로, 및 제1 다이오드(D1)와 제3 스위치(S3)가 직렬로 결선된 제3 회로를, 각각 병렬로 결선한 것이다. 이 전기회로에 있어서, 가공 사이클로부터 용착 사이클로의 전기가공조건의 변경은, 제1 스위치(S1), 제2 스위치(S2), 및 제3 스위치(S3)의 온·오프(ON·OFF) 제어에 의해 실행되는 것이다.

도 5에서는, 제1 스위치(S1), 제2 스위치(S2), 제3 스위치(S3), 전압 파형(V), 및 전류 파형(A)에 대하여, 구체적으로 수치를 기재하고 있지만, 이러한 수치는 이해하기 쉽게 하기 위한 예시이며, 또한, 전압 파형(V) 및 전류 파형(A)에 대하여도, 예시의 파형인 것은 물론이다. 즉, 제1 스위치(S1)를 온(ON)하는 시간은, 와이어 전극(5)과 공작물(6)과의 극간 상태(예를 들면, 가공 전원, 와이어 전극(5)의 재질, 선경(線徑) 등의 조건, 및 공작물(6)의 재질, 두께 등의 조건으로 변화하는 파라미터)로 결정되는 것으로, 가공 조건 등에 따라 달라지는 것이며, 수μsec, 수십μsec 정도이지만, 하기의 같은 가공 사이클 및 용착 사이클에서의 설명에서는 예시로서, 2μsec을 기재하고 있다. 또한, 제2 스위치(S2)를 온(ON)하는 시간은, 가공 조건(파라미터 입력)으로 결정되는 온(ON)시간이지만, 하기의 가공 사이클 및 용착 사이클에서의 설명에서는, 예시로서, 0.8μsec을 기재하고 있다. 또한, 도 5의 (B)에 있어서의 전류 파형의 전류가 흐르는 시간 및 전압 파형의 인가 시간은, 가공 조건 등에 따라 달라지는 것이지만, 하기의 가공 사이클 및 용착 사이클에서의 설명에서는, 예시로서 3μsec을 기재하고 있다.

이 와이어 방전 가공기에서는, 기본적인 구성에 대하여, 공작물(6)에 대한 와이어 전극(5)에 의한 가공 사이클은, 와이어 전극(5)과 공작물(6)과의 극간에 대하여, 제1 스위치(S1)를 온(ON)하여 저전압 부하(LV)를 부세(付勢)하고, 이어서, 제1 스위치(S1)를 오프(OFF)하고 제2 스위치(S2)를 온(ON)하여 고전압 부하(HV)를 부세하는 제어에 의해 실행되는 것이다. 또한, 공작물(6)과 가공부재(26)의 용착 사이클은, 와이어 전극(5)과 공작물(6)과의 극간에 대하여, 제3 스위치(S3)의 온(ON)을 지속하고, 제1 스위치(S1)가 온(ON)하여 저전압 부하(LV)를 부세하고, 이어서, 제1 스위치(S1)를 오프(OFF)하고 제2 스위치(S2)를 온(ON)하여 고전압 부하(HV)를 부세하고, 마지막으로, 제2 스위치(S2)를 오프(OFF)하는 제어에 의해 실행되는 것이다. 여기서, 공작물(6)에 대한 와이어 전극(5)에 의한 가공 사이클의 전압 전류 파형으로부터 공작물(6)과 가공부재(26)의 용착 사이클의 전압 전류 파형으로 전기가공조건을 전환함으로써, 제2 스위치(S2)를 일정시간 후에 오프(OFF)로 하지만, 제3 스위치(S3)가 온(ON)하여 있기 때문에, 공작물(6)과 와이어 전극(5)과의 극간에 제1 다이오드(D1) 및 제3 스위치(S3)를 통과하는 순환 전류가 흘러, 펄스폭이 긴 전류를 생성할 수 있고, 방전 상태가 아크 방전이 되고, 와이어 전극(5)의 일부가 공작물(6)과 가공부재(26) 사이에 용착되고, 결과적으로 공작물(6)과 가공부재(26)가 용착된다.

이 공작물 절단 잔재 방법에 있어서의 가공 사이클, 및 용착 사이클의 상세에 관하여는, 본 출원인에 의한 특허출원인 일본특허 출원 2011-212221호에 개시되어 있고, 동일한 가공 사이클과 용착 사이클이므로, 여기서는 간단하게 설명한다.

이 와이어 방전 가공에 있어서의 공작물 절단 잔재 방법에 있어서의 가공 사이클의 일례를, 도 4 및 도 5의 (A)를 참조하여 설명하면, 다음과 같다.

제1 공정: 제1 스위치(S1)를 온(ON)하여 저전압 부하(LV)를, 어느 시간, 예를 들면, 2μsec 정도가 경과하면, 와이어 전극(5)과 공작물(6)과의 극간에 방전이 개시된다.

제2 공정: 제2 스위치(S2)를 온(ON)하여, 전압강하를 트리거로 하여 고전압 부하(HV)가 인가되어 전류가 상승되고, 와이어 전극(5)에 의한 공작물(6)의 방전 가공이 실시된다.

제3 공정: 와이어 전극(5)과 공작물(6)과의 극간의 방전 시간은, 공작물(6)의 가공 조건으로 결정되어 있지만, 예를 들면, 0.8μsec 정도가 방전된다.

제4 공정: 일단, 제1 스위치(S1), 제2 스위치(S2), 및 제3 스위치(S3)를 오프(OFF)하여, 와이어 전극(5)과 공작물(6)과의 극간에 걸리는 전압을 무부하로 하여, 휴지(休止) 시간을 갖는다. 와이어 전극(5)에 의한 공작물(6)의 가공 형상(21)의 가공시는, 상기의 사이클을 125k∼2000kHz의 주기로 반복함으로써 달성된다.

이 와이어 방전 가공에 있어서의 공작물 절단 잔재 방법에 있어서의 가공 사이클의 다른 예를, 도 6을 참조하여 설명하면, 다음과 같다.

제1 공정: 제1 스위치(S1)를 온(ON)하여 저전압 부하(LV)를 소정 시간, 예를 들면 2μsec 정도가 경과하면, 와이어 전극(5)과 공작물(6)과의 극간에 방전이 개시된다.

제2 공정: 제1 스위치(S1)를 오프(OFF)하고, 제4 스위치(S4)와 제5 스위치(S5)를 온(ON)하여, 전압강하를 트리거로 하여 고전압 부하(HV)가 인가되어 전류가 상승되고, 와이어 전극(5)에 의한 공작물(6)의 방전 가공이 실시된다.

제3 공정: 제4 스위치(S4)와 제5 스위치(S5)가 온(ON)상태를 지속하고, 와이어 전극(5)과 공작물(6)과의 극간의 방전 시간은, 공작물(6)의 가공 조건으로 결정되어 있지만, 예를 들면, 0.8μsec 정도가 방전된다.

제4 공정: 제5 스위치(S5)가 온(ON)상태를 지속하고, 제4 스위치(S4)를 오프(OFF)로 한 후, 서브μsec만큼 제5 스위치(S5)를 온(ON)하여 고전압 부하(HV)의 부세 상태를 해방하고, 전류 파형을 사다리꼴에 가깝게 한다.

제5 공정: 일단, 제1 스위치(S1), 제4 스위치(S4), 및 제5 스위치(S5)를 오프(OFF)하여, 와이어 전극(5)과 공작물(6)과의 극간에 걸리는 전압을 무부하로 하여 휴지 시간을 갖는다. 와이어 전극(5)에 의한 공작물(6)의 가공 형상(21)의 가공시는, 상기의 사이클을 125k∼2000kHz의 주기로 반복함으로써 달성된다.

이 와이어 방전 가공에 있어서의 공작물 절단 잔재 방법에 있어서의 용착 사이클의 일례를, 도 4 및 도 5의 (B)를 참조하여 설명하면, 다음과 같다.

제2 공정: 제2 스위치(S2)를 온(ON)하여, 전압강하를 트리거로 하여 고전압 부하(HV)가 인가된 전류가 상승되고, 와이어 전극(5)에 의한 공작물(6)의 방전 가공을 실시한다.

제3 공정: 가공 사이클인 통상 사이클로부터 용착 사이클로 전환될 때에, 제2 스위치(S2)의 온(ON)을 일정시간 경과 후에 오프(OFF)로 하지만, 제3 스위치(S3)가 온(ON)하여 있기 때문에, 공작물(6)과 와이어 전극(5) 사이에 순환 전류가 흘러, 펄스폭이 긴 전류를 생성할 수 있고, 이때, 와이어 전극(5)이 용융되어 공작물(6)과 가공부재(26)에 용착되고, 결과적으로 공작물(6)에 가공부재(26)가 용착된다.

제4 공정: 순환 전류가 단절된 시점에서, 제3 스위치(S3)를 오프(OFF)하여 휴지 시간을 가지게 된다.

이 와이어 방전 가공에 있어서의 공작물 절단 잔재 방법에 있어서의 용착 사이클의 다른 예를, 도 6을 참조하여 설명하면, 다음과 같다.

제2 공정: 제4 스위치(S4)와 제5 스위치(S5)를 온(ON)하여, 전압강하를 트리거로 하여 고전압 부하(HV)가 인가된 전류가 상승되고, 와이어 전극(5)에 의한 공작물(6)의 방전 가공을 실시한다.

제3 공정: 제4 스위치(S4)와 제5 스위치(S5)가 온(ON)상태를 지속하여, 방전 시간은 가공 조건으로 결정하고 예를 들면, 0.8μsec 정도만큼 방치한다.

제4 공정: 제4 스위치(S4)를 일정시간 후 오프(OFF)로 하지만, 제5 스위치(S5)가 온(ON)하여 있기 때문에, 와이어 전극(5)과 공작물(6)과의 극간에 순환 전류가 흘러, 고전압 부하(HV)의 부세가 해방되고, 펄스폭이 긴 전류를 생성할 수 있기 때문에, 이때, 공작물(6)과 가공부재(26) 사이에 아크 용접이 발생하여 양쪽이 용착된다.

제5 공정: 순환 전류가 단절된 시점에서, 제5 스위치(S5)를 오프(OFF)하여 휴지 시간을 가지게 된다.

이 와이어 방전 가공에 있어서의 공작물 절단 잔재 방법에서는, 공작물(6)에 대한 가공부재(26)의 용착 공정에서는, 가공부재(26)의 사이즈에 따라 용착부(20)는 1개소 또는 복수 개소에 실시하면 되고, 가공부재(26)가 공작물(6)로부터 분리되지 않으면 충분하고, 가공부재(26)의 미소한 기울기 정도에서는 무시할 수 있다. 예를 들면, 가공부재(26)가 작고 가벼운 것이면, 공작물(6)과 가공부재(26)의 용착부(20)는 1개소에서 공작물(6)에 가공부재(26)를 유지할 수 있다. 또한, 가공부재(26)의 크기나 중량이 무거운 것이면, 공작물(6)과 가공부재(26)의 용착부(20)는 복수 개소에서 형성시켜 공작물(6)에 가공부재(26)를 균형있게 유지하면 좋다.

이 와이어 방전 가공에 있어서의 공작물 절단 잔재 방법은, 가공부재(26)를 불필요물로 하여 공작물(6)을 제품으로 하는 다이측의 가공, 또는 공작물(6)을 불필요물로 하여 가공부재(26)를 제품으로 하는 펀치측의 가공에 적용할 수 있는 것이다. 도 7에서는, 가공부재(26)측에 스타트 홀 등의 구멍(19)이 형성되어 있으므로, 가공부재(26)가 코어가 되어 불필요물로 되고 다이측의 가공이 된다. 도시하지 않았지만, 공작물(6)에 대하여 펀치측의 가공을 실시하는 경우에는, 가공부재(26)가 제품이 되므로, 스타트 홀 등의 구멍(19)은, 가공부재(26)가 되는 측에는 형성되지 않고, 불용품이 되는 공작물(6)측에 형성되게 된다.

다음으로, 도 6을 참조하여, 이 와이어 방전 가공에 있어서의 공작물 절단 잔재 방법에 대한 구체적인 전기회로도에 관하여 설명한다. 또한, 여기서는, 도 6의 전기회로도에 관하여, 제1 스위치(S1), 제4 스위치(S4), 및 제5 스위치(S5)의 온·오프(ON·OFF) 제어에 의해 발생하는 전압 파형 및 전류 파형의 도면에 관하여는 생략하는 것으로 한다.

이 와이어 방전 가공에 있어서의 공작물 절단 잔재 방법을 달성하는 구체적인 전기회로는, 와이어 전극(5)과 공작물(6)과의 극간에 대하여, 극간 상황 확인용의 저항 저전압 부하와 제1 스위치(S1)가 직렬로 결선된 제1 회로, 방전 가공용의 고전압 부하와 제4 스위치(S4)와 제5 스위치(S5)가 직렬로 결선된 제2 회로, 제2 다이오드(D2)와 제5 스위치(S5)가 직렬로 결선된 제3 회로, 및 제3 다이오드(D3)와 제4 스위치(S4)가 직렬로 결선된 제4 회로를, 각각 병렬로 결선한 것이다. 이 전기회로에 있어서, 제4 스위치(S4) 및 제5 스위치(S5)를 온(ON)하면, 와이어 전극(5)과 공작물(6) 사이의 극간에 대하여 고전압 부하(HV)를 부세할 수 있다.

이 전기회로에 있어서, 가공 사이클로부터 용착 사이클로의 전기가공조건의 변경은, 제1 스위치(S1), 제4 스위치(S4), 및 제5 스위치(S5)의 온·오프(ON·OFF) 제어에 의해 실행되는 것이다. 제5 스위치(S5)가 온(ON)일 때, 제4 스위치(S4)를 오프(OFF)한 후에는, 와이어 전극(5)과 공작물(6) 사이의 극간에 대하여 제2 다이오드(D2)와 제5 스위치(S5)를 통과하는 제1 순환 전류가 흐른다. 또한, 제4 스위치(S4)가 온(ON)일 때, 제5 스위치(S5)를 오프(OFF)한 후에는, 와이어 전극(5)과 공작물(6) 사이의 극간에 대하여 제3 다이오드(D3)와 제4 스위치(S4)를 통과하는 제2 순환 전류가 흐른다. 즉, 이 전기회로에서는, 제1 스위치(S1), 제4 스위치(S4), 및 제5 스위치(S5)의 온·오프(ON·OFF) 제어에 의하여, 제1 순환 전류와 제2 순환 전류가 교대로 흐르게 된다. 본 발명에 의한 와이어 방전 가공에 있어서의 공작물 절단 잔재 가공 방법은, 다이오드(D2) 및 다이오드(D3)를 조립한 구체적인 전기회로를 사용하여 실시하면, 2개의 순환 전류를 발생시키므로, 방전 가공의 전류 파형이 사다리꼴 형상에 가깝게 되고, 교대로 순환 전류를 발생시킴으로써 스위칭에 의한 발열의 문제를 완화할 수 있다. 이 와이어 방전 가공에 있어서의 공작물 절단 잔재 방법은, 순환 전류를 이용하여 공작물(6)과 가공부재(26)를 용착시키기 때문에, 공작물(6)의 방전 가공과 비교하여, 전류 파형을 서서히 낮출 수 있다. 또한, 제4 스위치(S4)와 제5 스위치(S5)는, 온(ON), 오프(OFF) 타이밍은, 역이어도 된다는 것은 물론이다.

이 와이어 방전 가공시의 가공부재의 용착부 확인 및 유지 확인 방법에 관하여, 공작물(6)에 대하여 금형 제조시로서, 펀치 가공을 실시하는 경우와 다이 플레이트 가공을 실시하는 경우에 관하여 설명한다. 여기서, 이 공작물 절단 잔재 방법에 있어서의 가공 사이클, 및 용착 사이클의 상세에 관하여는, 본 출원인에 의한 특허출원인 일본특허공개 2012-166332호 공보에 개시되어 있으므로, 필요에 따라 참조할 수 있으므로, 여기서는 간단하게 설명한다. 이 와이어 방전 가공시의 가공부재의 용착부 확인 및 유지 확인 방법에 관하여, 공작물(6)에 대하여 펀치 가공을 실시하는 경우와 다이 플레이트 가공을 실시하는 경우에서는, 기본적인 구성, 즉, 와이어 전극(5)이 용착부(20)에 접촉됨으로써 가공부재(26)가 공작물(6)에 유지되어 있다는 것을 검출하는 것에 관하여는 동일하지만, 그것을 위한 공정이 다르므로, 여기서는, 2개의 경우로 나누어 설명한다. 또한, 와이어 방전 가공기에 있어서의 펀치 가공에서는, 공작물(6)로부터 소정의 형상의 가공부재(26)를 잘라내는 경우로서 가공부재(26)가 제품으로서의 소재가 되는 것이며, 스타트 홀(19)는, 가공 형상(26) 이외의 공작물(6)에 천공되어 있거나, 또는 그 장소에 새롭게 천공되는 경우나, 공작물(6)의 외측으로부터 가공을 개시하는 경우가 있다. 이에 대하여, 다이 플레이트 가공은, 공작물(6)에 소정의 형상의 가공부재(26)를 잘라내기 가공하여, 잘라내진 가공부재(26)를 코어라고 불러 불용품이 되고, 잘라내진 공작물(6)이 제품으로서의 소재가 되는 것이며, 스타트 홀(19)은 코어인 가공 형상(26)으로 천공되어 있거나, 또는 그 장소에 새롭게 천공된다.

우선, 도 9의 플로우차트를 참조하여, 공작물(6)에 대하여 펀치 가공을 실시하는 경우의 와이어 방전 가공시의 가공부재의 용착부 확인 및 유지 확인 방법의 하나의 실시예에 관하여 설명한다. 공작물(6)에 대한 펀치 가공에서는, 가공 형상(21)에 있어서의 마지막 영역의 1개소에 용착부(20)를 형성하는 실시예에 관하여 설명한다. 공작물(6)에 대한 방전 가공을 개시하기 위해, 공작물(6)의 가공부재(26)가 되는 영역 이외의 미리 결정된 위치에 스타트 홀(19)이 형성되어 있거나, 또는 그 장소에 새롭게 천공된다. 스타트 홀(19)에 와이어 전극(5)을 삽입 통과하고, 와이어 전극(5)과 공작물(6)과의 극간에 가공 전압을 부세하고, 공작물(6)을 가공 형상(21)에 따라 종단(終端) 영역에 있는 용착 영역을 남겨서 거친 가공의 방전 가공을 행한다(단계 S1). 공작물(6)에 대한 소정의 가공 형상(21)의 방전 가공이 종료되었을 때에, 거친 가공의 가공 궤적을 따라 와이어 전극(5)을 뒤로 가게하거나 또는 와이어 전극(5)을 스타트 홀(19)로 복귀시키고, 공작물(6)의 거친 가공면에 대하여 통상의 마무리 가공의 방전 가공을 행한다(단계 S2). 공작물(6)에 대하여 마무리 가공이 완료되면, 와이어 전극(5)이 거친 가공의 개시 위치로 복귀되어 있거나 또는 마무리 가공의 종단에 위치되어 있고, 또한, 용착부(20)가 되는 영역의 가공이 되어 있지 않으므로, 공작물(6)과 가공 형상(26)을 용착하기 위해, 전기가공조건을 가공 사이클로부터 용착 사이클로 전환하여, 용착부(20)가 되는 용착 영역의 공작물(6)을, 가공 형상에 따라 공작물(6)에 가공부재(26)를 용착한다(단계 S3). 이어서, 용착부(20)의 영역에 있어서의 공작물(6)에 대한 가공부재(26)의 용착이 완료되었는지 아닌지를 판단하고(단계 S4), 와이어 전극(5)이 먼저 마무리 가공을 한 영역에 도달되지 않은 경우에는, 용착 사이클을 계속하고, 와이어 전극(5)이 먼저 마무리 가공을 한 영역에 도달된 경우에는, 공작물(6)에 대한 가공부재(26)의 용착이 완료되어 있으므로, 용착 사이클로부터 위치결정 전원으로 전환하고, 공작물(6)의 마무리 가공을 행한 가공 형상에 따라 와이어 전극(5)을 이동시킨다(단계 S5). 가공부재(26)가 공작물(6)에 정상적으로 용착되어 있는 상태에서는, 마무리 가공한 가공 형상에는 틈새가 존재하므로, 와이어 전극(5)은 가공부재(26)나 공작물(6)에 접촉되는 일 없이 이동할 수 있고, 또한, 와이어 전극(5)이 가공부재(26)나 공작물(6)에 접촉되었을 경우에는, 용착부(20)의 용착 상태가 불완전하여, 가공부재(26)가 공작물(6)로부터 이탈되어 있을 가능성이 있다. 따라서, 와이어 전극(5)이 가공부재(26)나 공작물(6)에 접촉되는지 아닌지를 판단한다(단계 S6). 와이어 전극(5)이 가공부재(26)나 공작물(6)에 접촉되었을 경우에는, 용착이 불완전하여 가공부재(26)가 공작물(6)로부터 이탈되어 낙하되어 있다고 판단하여, 경보를 발하고 와이어 방전 가공기를 정지하여, 점검한다(단계 S7). 또한, 와이어 전극(5)이 가공부재(26)나 공작물(6)에 접촉되지 않은 경우에는, 공작물(6)에 대한 가공부재(26)의 용착이 양호하게 되어 있어 가공부재(26)가 공작물(6)에 유지되어 있다고 하여, 공작물(6)의 다음의 가공 형상의 방전 가공을 실시하는 공정으로 진행된다(단계 S8).

다음으로, 도 10 및 도 11의 플로우차트를 참조하여, 공작물(6)에 대하여 다이 플레이트 가공을 실시하는 경우의 와이어 방전 가공시의 가공부재의 용착부 확인 및 유지 확인 방법의 하나의 실시예에 관하여 설명한다. 공작물(6)에 대한 다이 플레이트 가공에서는, 가공 형상(21)에 있어서의 마지막 영역의 개소와 공작물(6)에 가공 형상(26)을 용착부(20)로 지지하기 위해 중량적으로 균형이 잡히는 영역의 개소의 복수 개소의 영역에 용착부(20)를 형성하는 실시예에 관하여 설명한다. 공작물(6)에 대한 방전 가공을 개시하기 위해, 공작물(6)의 가공부재(26)가 되는 영역의 미리 결정된 위치에 스타트 홀(19)이 형성되어 있거나, 또는 그 장소에 새롭게 천공된다. 공작물(6)의 다이 플레이트 가공에서는, 불필요하게 되는 코어의 가공부재(26)에 스타트 홀(19)이 형성되어 있거나, 또는 그 장소에 새롭게 천공된다. 이어서, 와이어 방전 가공기에, 와이어 방전 가공을 실시할 공작물(6)을 1개 또는 복수개 세팅하고, 와이어 전극(5)을 공작물(6)의 스타트 홀(19)에 공급하고, 스타트 홀(19)에서 와이어 전극(5)을 자동 결선하고, 공작물(6)에 형성되어 있는 스타트 홀(19)의 기계 좌표를 와이어 전극(5)에 의한 3점 접촉법 등으로 확인하여 그 정보를 컴퓨터인 콘트롤러에 도입한다. 따라서, 공작물(6)에 대하여 다이 플레이트 가공을 실시하는 경우에는, 공작물(6)에 복수의 가공부재(26)를 잘라내는 경우가 대부분이다. 공작물(6)에 대한 통상 거친 가공의 방전 가공을 개시하기 위해, 와이어 방전 가공기에 관하여, 가공 사이클이 되는 와이어 전극(5)과 공작물(6)과의 극간에 가공 전압을 부세하고, 공작물(6)을 가공 형상(21)에 따라 용착부(20)가 되는 영역에 이를 때까지 거친 가공의 방전 가공을 행한다(단계 S10). 공작물(6)에 대한 방전 가공이 가공 형상(21)의 용착부(20)가 되는 지점에 이르렀을 때에, 콘트롤러는, 용착 지령이 있는지 없는지를 판단하고(단계 S11), 용착 지령이 없는 경우에는 통상 거친 가공을 계속하고, 용착 지령이 있는 경우에는, 콘트롤러는 용착이 최종 용착 지령인지 아닌지를 판단하고(단계 S12), 최종 용착 지령이 아닌 경우에는, 통상 용착부 지령의 처리의 단계 S22의 통상 용착 지령의 처리로 진행되고, 최종 용착 지령인 경우에는, 가공부재(26)의 공작물(6)에 대한 최종의 용착 가공을 실시한다(단계 S13). 이어서, 콘트롤러는, 가공부재(26)의 공작물(6)에 대한 최종 용착 가공이 완료되었는지 아닌지를 판단하고, 가공부재(26)의 공작물(6)에 대한 용착 가공이 완료되지 않은 경우에는 최종 용착 가공을 속행하고, 최종 용착 가공이 완료되었을 경우에는, 가공용의 상하 분류압(噴流壓)을 저하시켜, 와이어 전극(5)을 거친 가공 완료점인 가공 개시 위치까지 이동시키고, 거친 가공의 가공 개시점으로부터 스타트 홀까지의 사이의 어프로치(approach) 부분의 가공 궤적을 따라 와이어 전극(5)을 이동시키고, 와이어 전극(5)을 이동경로 중에 가공부재(26)에 접촉된 경우나 가공부재(26)에 형성되어 있는 스타트 홀(19)의 벽면에 접촉되는지 아닌지를 검지하고(단계 S17), 와이어 전극(5)이 이동경로 중에 가공부재(26) 또는 가공부재(26)의 스타트 홀(19)에 접촉된 경우에는 가공부재(26)가 공작물(6)로부터 떼어놓아져 가공부재(26)가 공작물(6)에 대하여 기울어질 가능성이 있으므로, 정지 표시나 경보를 발함과 함께 와이어 방전 가공기에 의한 방전 가공을 정지한다(단계 S18). 또한, 단계 S17의 처리 공정에 있어서, 와이어 전극(5)이 가공부재(26)의 스타트 홀(19)의 벽면에 접촉되지 않은 경우에는, 용착부(20)가 형성되어 가공부재(26)가 공작물(6)에 유지되어 있으므로, 와이어 전극(5)을 단선함과 함께, 공작물(6)에 대한 다음의 가공 처리가 있는지 아닌지를 판단하고(단계 S19), 공작물(6)에 대한 다음의 가공 처리가 있는 경우에는, 와이어 전극(5)을 다음의 가공 형상의 스타트 홀(19)의 위치로 이동시키고, 공작물(6)에 대한 가공 처리는, 단계 S10의 통상 거친 가공으로 진행되어 다이 플레이트 가공을 실시한다(단계 S20). 공작물(6)에 대한 다음의 가공 처리가 없는 경우에는, 다이 플레이트 가공의 거친 가공과 용착이 종료된다(단계 S21). 이어서, 공작물(6)에 용착되어 있는 코어인 가공부재(26)를 공작물(6)로부터 이탈시켜, 공작물(6)에 방전 가공된 가공 형상(21)의 가공면의 마무리 가공으로 이행한다.

또한, 최종 용착 지령의 단계 S12에 있어서, 최종 용착 지령이 아닌 경우에는, 통상 용착 지령으로 진행된다(단계 S22). 단계 S22의 통상 용착 지령으로 진행되어 용착을 속행하고, 가공부재(26)를 공작물(6)에 용착한다(단계 S23). 이어서, 공작물(6)에의 가공부재(26)의 미리 결정된 소정의 길이의 용착부(20)가 형성되면, 통상 가공 지령인지 아닌지를 판단하고, 통상 가공 지령이 아닌 경우에는, 공작물(6)에 대한 가공부재(26)의 용착 공정을 속행하고, 용착 공정이 완료되면, 와이어 전극(5)이 용착부(20)로부터 멀어지기 위해 통상 가공 지령이 실시되고, 공작물(6)에 대하여 미리 결정된 거리의 통상 거친 가공을 실시하여 와이어 전극(5)은 용착부(20)로부터 멀어지는 처리를 실시하고(단계 S25), 지정 거리의 통상 거친 가공이 종료되었는지 아닌지를 판단하고(단계 S26), 지정 거리의 통상 거친 가공이 종료되어 있지 않은 경우에는, 공작물(6)에 대한 통상 거친 가공을 속행한다. 와이어 전극(5)에 의한 공작물(6)의 지정 거리의 통상 거친 가공이 종료되었을 경우에는, 거기에서, 와이어 방전 가공기의 전원을 위치결정 전원으로 전환하여, 와이어 전극(5)을 공작물(6)의 가공 궤적의 가공 형상(21)에 따라 복귀시키고(단계 S27), 그때에, 와이어 전극(5)이 용착부(20)에 접촉되는지 아닌지를 판단하고, 와이어 전극(5)이 용착부(20)에 접촉되면, 가공부재(26)가 공작물(6)에 용착부(20)로 유지되어 있다는 것을 확인할 수 있었다고 하여, 와이어 전극(5)을 거친 가공이 완료된 점에서 가공 궤적의 가공 형상(21)에 따라 복귀시키고, 처리는 단계 S10의 통상 거친 가공으로 진행된다(단계 S29). 와이어 전극(5)이 용착부(20)에 접촉을 확인할 수 없는 경우에는, 공작물(6)에의 가공부재(26)의 용착 거리 이상으로 와이어 전극(5)을 역행하였는지 아닌지를 판단하고(단계 S30), 용착 거리 이상으로 역행하여 있지 않은 경우에는, 와이어 전극(5)을 용착부(20)로 더 역행시키고, 와이어 전극(5)이 용착 거리 이상으로 진행되어도 와이어 전극(5)의 용착부(20)에의 접촉 확인을 할 수 없는 경우에는, 처리 공정을 단계 S31로 진행되어 신규의 장소에서 가공부재(26)를 공작물(6)에 용착하기 위해, 처리 공정을 단계 S23으로 진행하고, 와이어 전극(5)을 가공 형상(21)의 다른 장소로 진행시키고, 거기에서 공작물(6)에 가공부재(26)를 용착하는 용착 가공을 실시한다.

또한, 다이 플레이트 가공에 있어서의 용착부 검출 및 가공부재의 용착부 확인 및 유지 확인 방법에 관하여 도 12 및 도 13을 참조하여 설명한다. 도 12에는, 팔각형의 다이 플레이트(6P)를 만들기 위해, 소재가 되는 공작물(6)을 와이어 방전 가공기(WEDM)의 워크 테이블(23)에 세팅하여 클램프(25)로 고정된 상태가 도시되어 있다. 스타트 홀(19)은, 와이어 방전 가공기의 워크 테이블(23)에 세팅되기 전에, 공작물(6)을 관통하는 구멍(19)으로서 뚫어 둔다. 와이어 방전 가공에서는, 가공 공정은, 거친 가공(대략적인 형상을 만드는 공정), 중간 마무리 가공(형상 치수를 완성하는 공정), 마무리 가공(면 거침을 완성하는 공정) 등으로 크게 나누어져 있다. 공작물(6)에 가공부재(26)를 용착 개소의 용착부(20)로 유지하는 기능은, 거친 가공시에 이용된다. 다이 플레이트 가공시에서는, 거친 가공 후 불필요하게 되는 가공부재(26)인 코어를, 거친 가공 종료시까지 유지하기 위해 이용한다. 공작물(6)은 워크 테이블(23)에 세팅된 후, 스타트 홀(19)에 와이어 전극(5)을 통하여 결선한다. 스타트 홀(19)의 위치 어긋남의 확인으로, 최종적으로 코어인 가공부재(26)가, 용착부(20)로 유지되어 있는지 아닌지의 판단을 실시하기 위해, 와이어 전극(5)에 의한 스타트 홀(19)의 검출을 실시한다. 어프로치 방향을 제외한 임의의 3 방향으로, 와이어 전극(5)의 스타트 홀(19)에 대한 접촉 검지를 실시하고, 접촉한 기계 좌표를 제어장치 즉 콘트롤러의 메모리상에 기록해 둔다.

이어서, 와이어 방전 가공기에 의하여, 컴퓨터에 미리 프로그램된 가공 형상(21)의 경로를 따라 공작물(6)을 방전 가공한다. 콘트롤러에 프로그램된 최초의 용착 개소의 용착부(20)에 이르면 가공 조건을, 가공의 프로그램의 설정에 따라 가공 사이클로부터 용착 사이클로 전환하여, 용착 개소를 용착한다. 용착 개소 가공 종료 후, 확실히 용착부(20)가 공작물(6)인 다이 플레이트(6P)와 가공부재(26)인 코어를 용착부(20)에 의해 연결되어 있는지 아닌지를 검사하기 위해, 와이어 전극(5)에 의한 상기와 같은 접촉 확인을 실시한다. 용착 사이클 종료 후에, 가공 슬러지 등에 의해 와이어 전극(5)의 접촉 확인의 정밀도가 떨어지지 않도록 용착 개소로부터 일단 멀어지기 위해, 프로그램된 경로를 가공 사이클로 공작물(6)을 약간거친 가공한다. 공작물(6)의 지정 길이 거친 가공 후, 가공 사이클로부터 검출 사이클로 전환하여, 와이어 전극(5)을 직전에 거친 가공한 가공 궤적의 가공 슬릿(22)의 경로를 따라 복귀시키고, 가공 궤적의 가공 슬릿(22)의 경로상의 용착부(20)의 용착 개소로 진행한다. 거기에서, 용착부(20)가, 가공된 다이 플레이트(6P)와 코어의 사이에 존재하면, 와이어 전극(5)과 용착부(20)의 접촉으로 검출된다. 검출되었을 경우는 직전의 검출 사이클 개시점까지 복귀되고, 프로그램에 따라 가공을 계속한다. 용착부(20)가 검출되지 않은 경우는, 사전에 지정되어 있는 순서를 따라, 직전의 가공 사이클 종료점 근방에서의 용착 사이클, 검출 사이클을동일하게 실시한다. 또한, 사전에 결정된 회수, 재용착 재검출 사이클을 실시해도, 용착부(20)를 검출할 수 없는 경우는, 조건 불량이라고 판단하고, 알람 발생 등의 처치로 이행한다. 최후의 용착 개소에 도달할 때까지, 가공 사이클과 용착 사이클을 반복하고, 필요하게 되는 개소에는, 검출 사이클을 실시한다.

공작물(6)에 대한 최후의 용착 개소는, 프로그램된 경로의 종단 근방에 만들어진다. 최후의 용착 개소를 검출한 후에, 와이어 전극(5)은 어프로치부를 통하여 스타트 홀(19)로 복귀된다. 와이어 전극(5)이 스타트 홀(19)로 복귀되는 도중에, 코어인 가공부재(26)에 접촉된 경우는, 코어인 가공부재(26)가 유지되지 않고 기울어질 가능성이 높다고 판단할 수 있다. 이 경우는, 코어인 가공부재(26)의 탈락에 의해, 와이어 방전 가공기의 기계 장치에 대한 장해 발생의 가능성이 높기 때문에, 알람을 발생시켜 와이어 방전 가공기의 구동을 정지한다. 와이어 전극(5)이 스타트 홀(19)로 복귀되었다면, 스타트 홀(19)의 기계 좌표 검출을 가공 개시전 시점과 동일한 방법으로 실시하고, 스타트 홀(19)의 위치 어긋남이 규정치보다 큰 경우에는, 코어가 기울어질 가능성이 크기 때문에, 알람을 발생시켜 와이어 방전 가공기를 정지한다. 또한, 와이어 전극(5)이 가공부재(26)인 코어나 공작물(6)인 다이 플레이트(6P)에 접촉되지 않고, 와이어 전극(5)이 스타트 홀(19)로 복귀되고, 와이어 전극(5)에 의한 접촉 검출에서도, 스타트 홀(19)의 위치 어긋남이 검출되지 않은 경우, 코어는 용착 개소에 의해 다이 플레이트(6P)에 유지되어 있다고 판단하고, 이 프로그램의 거친 가공이 완료된 것으로 된다. 또한, 공작물(6)에 대하여 그 밖에 거친 가공하는 개소가 있는 경우는, 와이어 전극(5)을 단선하고, 와이어 전극(5)을 다음이 되는 다른 스타트 홀(19) 등으로 이동시켜, 동일한 처치 공정을 반복한다. 또한, 공작물(6)에 거친 가공이 끝나고, 다음의 가공 공정으로 진행되기 전에, 코어를 공작물(6)로부터 떼어낸다.

산업상의 이용 가능성

이 와이어 방전 가공시의 가공부재의 용착부 확인 및 유지 확인 방법은, 예를 들면, 방전 에너지로 공작물을 방전 가공하고 공작물의 절단물을 공작물로부터 낙하시키지 않도록 유지하기 위한 와이어 방전 가공기에 적용하는데 바람직한 것이다.

1 본체 헤드
2 상부 헤드
4 하부 헤드
5 와이어 전극
6 공작물
7 소스보빈
10 와이어 공급롤러
13 공급파이프
15 기계 본체
20 용착부
21 가공 형상
22 가공 슬릿
26 가공부재
35 권취롤러
D1 제1 다이오드
D2 제2 다이오드
D3 제3 다이오드
HV 고전압 부하
LV 저전압 부하
S1 제1 스위치
S2 제2 스위치
S3 제3 스위치
S4 제4 스위치
S5 제5 스위치

Claims

와이어 전극과 그 와이어 전극에 대향하는 공작물 사이에 극간 전압을 인가하여 발생하는 방전 에너지에 의해 상기 공작물로부터 분리되는 가공부재를 방전 가공하고, 상기 가공부재의 미리 결정된 가공 형상의 적어도 한 개소(箇所)에서 상기 와이어 전극과 상기 공작물 사이에 인가하는 전기가공조건을 가공 사이클로부터 용착 사이클로 변경하여 적어도 상기 와이어 전극의 일부를 용융하여, 상기 가공부재를 상기 공작물의 미리 결정된 소정 개소의 용착부에서 용착시켜 상기 가공부재를 상기 공작물에 유지시키는 가공부재의 용착부 확인 및 유지 확인 방법에 있어서,
상기 전기가공조건을 상기 가공 사이클로 하여 상기 공작물을 용착 영역을 남기고 거친 가공을 실시하여 상기 가공부재를 형성하는 거친 가공(荒加工) 공정,
상기 전기가공조건을 상기 가공 사이클로부터 상기 용착 사이클로 변경하여 상기 용착 영역에서 상기 용착부를 형성하여 상기 가공부재를 상기 공작물에 용착시키는 용착 공정,
상기 전기가공조건을 위치결정 전원으로 전환하여 적어도 상기 거친 가공의 가공 궤적을 따라 상기 와이어 전극을 이동 또는 역행시키고, 상기 와이어 전극이 상기 공작물 또는 상기 가공부재에 접촉되지 않고 상기 용착부에 접촉되는지 아닌지를 검출하는 검출 공정,
상기 와이어 전극이 상기 용착부에 접촉되고 상기 가공부재가 상기 공작물에 유지되어 있다는 것에 응답하여 상기 가공부재 또는 상기 공작물에 대한 다음의 가공 처리를 실시하는 공정, 및
상기 와이어 전극이 상기 용착부에 접촉되지 않고 상기 가공부재가 상기 공작물에 유지되어 있지 않다는 것에 응답하여 경보를 발하고 와이어 방전 가공을 정지하는 공정
을 가지는 것을 특징으로 하는 와이어 방전 가공시의 가공부재의 용착부 확인 및 유지 확인 방법.
제1항에 있어서,
상기 공작물에 대한 상기 다음의 가공 처리는, 상기 공작물 또는 상기 가공부재의 상기 거친 가공된 가공면의 마무리 가공, 상기 공작물의 상기 가공 궤적의 다른 영역에서 상기 공작물에 상기 가공부재를 용착시키는 용착 공정, 혹은 상기 공작물에 대한 다른 영역의 거친 가공인 것을 특징으로 하는 와이어 방전 가공시의 가공부재의 용착부 확인 및 유지 확인 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 와이어 전극이 관통하는 스타트 홀이 상기 가공부재의 영역 이외의 상기 공작물의 영역에 형성된 펀치 가공 또는 상기 공작물의 영역 바깥으로부터 방전 가공을 개시하는 펀치 가공에서는, 상기 공작물에 상기 거친 가공을 실시한 후에, 상기 와이어 전극을 상기 거친 가공의 상기 가공 궤적을 따라 역행시키거나 또는 상기 와이어 전극을 상기 거친 가공의 개시 위치로 되돌려 상기 와이어 전극에 의해 상기 가공부재의 상기 거친 가공의 벽면에 대하여 마무리 가공을 실시하는 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 와이어 방전 가공시의 가공부재의 용착부 확인 및 유지 확인 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 와이어 전극이 관통하는 스타트 홀이 상기 가공부재의 영역에 형성된 다이 플레이트 가공에서는, 상기 공작물에 대한 상기 거친 가공에 이어 상기 용착 공정을 실시한 후에, 상기 와이어 전극을 상기 용착부로부터 분리하기 위해, 상기 전기가공조건을 상기 가공 사이클로 하여 상기 공작물에 대하여 미리 결정된 거리를 거친 가공하고, 이어서 상기 전기가공조건을 상기 위치결정 전원으로 전환하고, 상기 와이어 전극을 상기 공작물의 상기 거친 가공의 상기 가공 궤적을 따라 역행시키고, 상기 와이어 전극이 상기 용착부에 접촉되는지 아닌지의 상기 검출 공정을 실시하여, 상기 가공부재가 상기 공작물에 용착되어 있는 상태를 검출 응답하여 상기 전기가공조건을 상기 가공 사이클로 하여 상기 공작물에 대한 다른 가공부재의 방전 가공을 계속 실시하고, 또한, 상기 와이어 전극이 상기 용착부에 접촉되어 있지 않는 상태를 검출 응답하여 상기 전기가공조건을 상기 용착 사이클로 하여 상기 공작물의 상기 가공 형상의 다른 장소에 상기 가공부재를 용착시키기 위해 상기 공작물에의 상기 가공부재를 용착시키는 상기 용착 공정을 재차 실행하는 기능을 가지는 것을 특징으로 하는 와이어 방전 가공시의 가공부재의 용착부 확인 및 유지 확인 방법.
제4항에 있어서,
상기 검출 공정에 있어서, 상기 공작물의 방전 가공에 의해 발생한 버어(burr), 가루 등의 이물(異物)에 의한 검출 영향을 피하기 위해, 상기 가공 형상 이상으로 상기 공작물에 대하여 상기 거친 가공을 실시한 후에 또는 상기 가공 형상의 상기 거친 가공을 실시한 지점에서 미리 결정된 시간만큼 정지하여 가공액의 분류(噴流)로 상기 이물을 배제하고, 이어서, 상기 가공 궤적을 따라 역행하여 상기 와이어 전극의 상기 용착부에의 접촉 상태를 확인하는 것을 특징으로 하는 와이어 방전 가공시의 가공부재의 용착부 확인 및 유지 확인 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 공작물에 대한 상기 용착부에 의한 상기 가공부재의 유지 상태는, 상기 공작물에 미리 형성된 스타트 홀 또는 가공이 끝난 상기 가공 궤적에 상기 와이어 전극을 통과시킴으로써, 상기 와이어 전극이 상기 가공부재에 접촉되지 않고 상기 공작물에 대한 상기 가공부재의 기울기가 없다는 것에 따라 검출되는 것을 특징으로 하는 와이어 방전 가공시의 가공부재의 용착부 확인 및 유지 확인 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 공작물에 대한 상기 용착부에 의한 상기 가공부재의 유지 상태는, 상기 공작물에 미리 형성된 스타트 홀이 상기 공작물에 존재하는 것에 응답하여, 상기 와이어 전극에 의한 상기 공작물에 대한 거친 가공의 방전 가공 전과 방전 가공 후의 상기 스타트 홀의 상기 와이어 방전 가공기의 기계 좌표를 상기 와이어 전극의 접촉 검지에 의해 측정하고, 양쪽의 상기 기계 좌표를 비교하여 변화 상태로 검출되는 것을 특징으로 하는 와이어 방전 가공시의 가공부재의 용착부 확인 및 유지 확인 방법.
제7항에 있어서,
상기 공작물에 대한 상기 용착부에 의한 상기 가공부재의 유지 상태는, 상기 공작물에 미리 형성된 스타트 홀이 상기 공작물에 존재하는 것에 응답하여, 상기 와이어 전극에 의한 상기 공작물에 대한 거친 가공의 방전 가공 전과 방전 가공 후의 상기 스타트 홀의 직경을, 상기 와이어 전극의 접촉 검지를 이용하고 3점 이상 좌표를 측정하여 콘트롤러로 연산함으로써 구하고, 양쪽의 상기 스타트 홀의 상기 직경을 비교하여 변화 상태로 검출되는 것을 특징으로 하는 와이어 방전 가공시의 가공부재의 용착부 확인 및 유지 확인 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 공작물에 대한 상기 용착부에 의한 상기 가공부재의 유지 상태는, 상기 공작물의 가공이 끝난 경로의 상기 가공 궤적에서의 임의의 위치에 있어서 와이어 자동 결선을 실시하고, 상기 와이어 전극의 접촉 감지를 이용하여 상기 가공 궤적의 가공홈 폭을 측정하고, 상기 와이어 방전 가공기의 방전 가공의 가공 조건으로부터 정해지는 규격치를 비교하고, 또는 상기 가공 궤적의 경로의 복수의 가공홈 폭의 상호의 비교를 실시하여 변화 상태로 검출되는 것을 특징으로 하는 와이어 방전 가공시의 가공부재의 용착부 확인 및 유지 확인 방법.