KR20150086669A - 모재의 관통 여부를 확인할 수 있는 방전 가공기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가공 대상물을 올려놓고 방전가공하는 베이스에 전극봉이 관통 홀을 형성함에 따라 가공 대상물을 통과하면서 발생하는 방전 불꽃을 촬영할 수 있도록 적어도 하나의 카메라를 구성함으로써, 방전 불꽃을 촬영한 영상을 통해 간단하면서도 신속하게 홀이 관통하였음을 판단할 수 있게 한 모재의 관통 여부를 확인할 수 있는 방전 가공기를 제공하는 데 그 목적이 있다.
특히, 본 발명은 이런 카메라를 한 대 설치하여 가공 대상물의 전면을 촬영할 수도 있고, 여러 대의 카메라로 구획을 나눠 촬영하여 방전 불꽃을 확인할 수 있는데, 이런 카메라를 돔 형식의 촬영 각도를 조절할 수 있게 함으로써, 원하는 위치에서 더욱 신속하게 방전 불꽃을 촬영할 수 있게 한 모재의 관통 여부를 확인할 수 있는 방전 가공기를 제공하는 데 다른 목적이 있다.
그리고, 본 발명은 상기 카메라가 전극봉의 이동 경로를 따라서 움직일 수 있게 구성함으로써, 방전 불꽃을 촬영할 수 있는 위치를 예측하여 촬영할 수 있게 함으로써, 방전 불꽃을 보다 정확하고 신속하게 촬영할 수 있게 한 모재의 관통 여부를 확인할 수 있는 방전 가공기를 제공하는 데 또 다른 목적이 있다.

Description

모재의 관통 여부를 확인할 수 있는 방전 가공기{ELECTRIC DISCHARGE MACHINE CAPABLE OF VERIFYING WHETHER A THROUGH-HOLE IS MAKED IN THE BASE MATERIAL}

본 발명은 모재의 관통 여부를 확인할 수 있는 방전 가공기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가공 대상물을 올려놓는 베이스에 카메라를 설치하고, 이 카메라로 방전 가공을 할 때에 방전 불꽃을 촬영하여 홀이 모재(가공 대상물)를 관통하여 형성되었는지를 쉽게 판단할 수 있게 한 것이다.

일반적으로 플레이트나 블록 상에 복잡한 형상의 구멍이나 모양 등을 가공하는 기술의 하나로 방전 가공을 예로 들 수 있다. 이런 방전 가공을 이용한 가공기는 가공 대상물에서 불필요한 부분에 미세한 구멍을 뚫는 홀 방전 가공과, 이 홀에 와이어를 끼워 불필요한 부분의 형상을 컷팅하는 와이어 컷팅기로 구분한다. 특허문헌 1과 특허문헌 2에는 이런 방전 가공기의 구성이 개시되어 있다.

특허문헌 1은 미세공(細孔) 방전가공장치로, 와이어 방전가공기의 상(上) 헤드 본체(2)에 간단히 탈·착할 수 있게 설치되며, 별도의 서보(Servo) 기구 등을 설치할 필요가 없고 구조가 심플(Simple) 하여 저 비용으로 제작할 수 있다.

특허문헌 2의 와이어 방전 가공기는 피가공물의 상측에 배치된 상측 급전부만으로부터 와이어 전극에 고주파 펄스 전압을 인가하는 상측 급전 상태와, 피가공물의 하측에 배치된 하측 급전부만으로부터 와이어 전극에 고주파 펄스 전압을 인가하는 하측 급전 상태와, 상측 급전부와 하측 급전부의 양쪽으로부터 서로 동기하여 와이어 전극에 고주파 펄스 전압을 인가하는 양측 급전 상태가 방전 가공의 기간 중에 혼재하도록 급전 제어함으로써, 와이어 전극과 피가공물의 단락 및 와이어 단선을 각각 억제하여 생산성을 향상한다.

한편, 홀을 뚫는 방전 가공기의 경우 가공 대상물을 관통하게 형성할 수도 있고, 체결 구멍과 같이 가공 대상물의 두께보다 작게 형성하여 관통하지 않게 형성하기도 한다.

이때, 관통 홀을 형성하는 경우, 방전 가공기에는 이처럼 가공한 홀이 가공 대상물을 완전하게 관통하여 홀을 형성하였는지가 중요하다. 이에 홀이 완전히 관통하였는가를 판단하는 다양한 방법이 이용된다.

예를 들어서, 방전 가공에 사용하는 전극봉의 길이를 이용할 수 있다. 전극봉은 홀을 가공함에 따라 그 길이가 짧아지는 데, 홀의 가공 깊이와 짧아지는 길이의 비를 계산하여 홀이 관통하였는지 계산한다.

다른 방법으로는 시간을 이용하는 방법이 있다. 즉, 가공 대상물의 재질과 전극봉의 지름 등을 고려하여 미리 평균적으로 홀을 관통하는 데까지 걸리는 시간을 검출한 다음, 이 가공 시간을 방전 가공기에 입력하여 가공하게 하는 것이다.

하지만, 이런 여러 가지 관통 홀의 확인 방법은 다음과 같은 문제점이 발생한다.

(1) 전극봉의 길이는 이 전극봉에 인가하는 방전 조건, 예를 들어 전원의 온(On)과 오프(OFF) 하는 방전 시간·전류량·전극봉과 가공 대상물 사이의 전위차 그리고 가공 속도 등에 따라 마모되는 길이(소모량)가 달라진다.

(2) 특히, 이런 소모량의 차이는 이러한 방전 조건뿐만 아니라 방전 가공을 하는 공장 내의 조건, 즉 현재 온도나 습도 그리고 기후 조건에 따라서도 크게 달라진다.

(3) 이에 전극봉의 길이로 홀이 완전히 뚫렸는지를 판단하는 데에는 오차가 발생한다.

(4) 게다가 이처럼 전극봉의 길이로 관통 홀을 확인하기 위해서는 전극봉의 소모량과 가공 대상물에서의 가공 깊이나 전극봉이 움직이는 거리(Z축 모션 거리) 등을 검출하고, 이들을 변수로 연산하는 과정이 필요하다.

(5) 한편, 가공 대상물의 재질과 전극봉의 지름 등을 고려한 시간을 이용하여 홀의 관통 여부를 판단하는 경우 이런 조건을 얻기 위한 환경과 같거나 유사한 환경에서는 어느 정도 관통 여부를 확인할 수 있다. 하지만, 전원의 공급 불안정과 가공지의 기후 변화 등으로 주변 환경이 바뀌면 관통 여부를 정확하게 판단할 수 없는 문제가 발생한다.

한국공개특허 제10-2003-0084588호(공개일 : 2003.11.01) 한국공개특허 제10-2008-0044200호(공개일 : 2008.05.20)

본 발명은 이러한 점을 고려하여 발명한 것으로, 가공 대상물을 올려놓고 방전가공하는 베이스에 전극봉이 관통 홀을 형성함에 따라 가공 대상물을 통과하면서 발생하는 방전 불꽃을 촬영할 수 있도록 적어도 하나의 카메라를 구성함으로써, 방전 불꽃을 촬영한 영상을 통해 간단하면서도 신속하게 홀이 관통하였음을 판단할 수 있게 한 모재의 관통 여부를 확인할 수 있는 방전 가공기를 제공하는 데 그 목적이 있다.

특히, 본 발명은 이런 카메라를 한 대 설치하여 가공 대상물의 전면을 촬영할 수도 있고, 여러 대의 카메라로 구획을 나눠 촬영하여 방전 불꽃을 확인할 수 있는데, 이런 카메라를 돔 형식의 촬영 각도로 조절할 수 있게 함으로써, 원하는 위치에서 더욱 신속하게 방전 불꽃을 촬영할 수 있게 한 모재의 관통 여부를 확인할 수 있는 방전 가공기를 제공하는 데 다른 목적이 있다.

그리고, 본 발명은 상기 카메라가 전극봉의 이동 경로를 따라서 움직일 수 있게 구성함으로써, 방전 불꽃을 촬영할 수 있는 위치를 예측하여 촬영할 수 있게 함으로써, 방전 불꽃을 보다 정확하고 신속하게 촬영할 수 있게 한 모재의 관통 여부를 확인할 수 있는 방전 가공기를 제공하는 데 또 다른 목적이 있다.

본 발명의 실시예 1에 따른 모재의 관통 여부를 확인할 수 있는 방전 가공기는, 윗면에 가공 대상물(W)을 지지하기 위한 여러 개의 지지 블록(110)을 갖는 베이스(100), 및 상기 가공 대상물(W)에 홀을 관통하기 위한 전극봉(W)을 포함하는 방전 가공기에 있어서, 상기 베이스(100)에는 가공 대상물(W)의 양쪽 면 중에서 상기 전극봉(W)이 위치하지 않는 면 전체를 촬영하여 방전가공을 할 때 발생하는 방전 불꽃을 촬영할 수 있도록 적어도 하나의 카메라(120)를 갖춘 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 카메라(120)는 베이스(100)의 각 모서리 부분에 각각 하나씩 설치한 것을 특징으로 하는 모재의 관통 여부를 확인할 수 있는 방전 가공기.

또한, 본 발명의 실시예 2에 따른 방전 가공기는, 카메라(120)를 베이스(100) 위에서 위치를 옮길 수 있도록 블록 형태로 형성한 것을 특징으로 한다.

그리고, 본 발명의 실시예 3에 따른 방전 가공기는, 상기 카메라(120)를 돔 카메라 방식의 회전 각도를 조절할 수 있는 카메라를 이용한다.

마지막으로, 본 발명의 실시예 4에 따른 방전 가공기는, 상기 카메라(120)가 전극봉(W)을 따라서 이동하면서 방전 불꽃을 촬영하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 모재의 관통 여부를 확인할 수 있는 방전 가공기에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

(1) 카메라를 이용하여 실제 홀이 관통하여 형성됨에 따라 보이는 방전 불꽃을 촬영하고, 이 방전 불꽃의 촬영 여부를 통해 쉽게 관통 홀의 형성 여부를 판단할 수 있다.

(2) 카메라만 추가하여 관통 홀의 형성 여부를 쉽게 판단할 수 있으므로 구조가 간단하면서 형성 여부를 쉽고 신속하게 판단할 수 있다.

(3) 여러 대의 카메라를 미리 정해진 간격으로 설치하여 방전 불꽃을 촬영할 수 있게 함으로써, 가공 대상물의 크기가 크거나 넓더라도 쉽게 방전 불꽃을 확인할 수 있으며, 여러 개의 카메라로 하나의 방전 불꽃을 확인할 수 있으므로 관통 홀의 형성 여부를 더욱 정확하게 판단할 수 있다.

(4) 또한, 본 발명에 따른 카메라를 돔 카메라 방식의 회전식으로 제작하여 장착하므로 방전 불꽃을 촬영하기 위한 위치로 쉽게 조정하여 촬영할 수 있다.

(5) 카메라를 블록 형태로 제작하여 베이스 위에서 옮겨놓을 수 있게 구성함으로써, 카메라가 방전 불꽃을 촬영하는데 방해될 우려가 있는 경우, 이런 방해를 피해 카메라를 재배치할 수 있으므로 어떠한 경우라도 방전 불꽃을 촬영할 수 있다.

(6) 카메라가 전극봉을 따라서 움직일 수 있게 함으로써, 전극봉의 끝에서 발생할 방전 불꽃의 촬영 위치를 더욱 정확하게 판단할 수 있고, 방전 불꽃이 발생한 것으로 예측하는 위치를 계속 촬영하면서 방전 불꽃을 촬영하므로 그 판단 시간을 줄이면서도 정확한 판단이 가능하다.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따라 카메라를 적용한 방전 가공기의 구성을 개략적으로 보여주기 위한 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 방전 가공기의 구성을 보여주기 위한 그 측면도.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 따라 여러 개의 카메라를 배치한 예를 보여주기 위한 평면도.
도 4는 본 발명의 실시예 4에 따라 돔 카메라 형식의 카메라를 적용한 방전 가공기의 구성을 개략적으로 보여주기 위한 평면.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 최고의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 따라 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형례가 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명의 실시예 1에 따른 모재의 관통 여부를 확인할 수 있는 방전 가공기는, 가공 대상물(W)을 올려놓기 위한 베이스(100) 및 이 가공 대상물(W) 위에서 움직이면서 관통 홀을 형성하기 위한 전극봉(W)을 포함한다.

특히, 본 발명의 실시예 1은 상기 베이스(100)에 적어도 하나의 카메라(120)를 장착하고, 이 카메라(120)로 가공 대상물(W)에 관통 홀을 형성함에 따라 보이는 방전 불꽃을 촬영하여 관통 홀이 정확하게 형성하였음을 쉽게 확인할 수 있게 한 것이다.

이하, 이러한 구성에 대하여 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다. 여기서, 가공 대상물(W)은 관통 홀을 형성하여 제품을 만들기 위한 블록 또는 플레이트를 의미한다.

베이스(100)는, 도 1 및 도 2와 같이, 방전 가공기를 구성하는 기본적인 구성으로서, 그 윗면에는 가공 대상물(W)을 올려놓고 방전 가공이 이루어지는 동안 이 가공 대상물(W)을 지지한다.

특히, 이 베이스(100)는 윗면에 여러 개의 지지 블록(110)을 갖춘다. 지지 블록(110)은 가공 대상물(W)을 지지하며, 방전 가공을 할 때 전극봉(W)의 중심부를 통해 분사하는 냉각수와 같은 작동수로 가공 대상물(W)이 쇼트를 일으키지 않게 한다. 즉, 지지 블록(110)은 가공 대상물(W)이 베이스(100)와 미리 정해진 간격만큼 떨어지게 하여 안정적으로 방전 가공이 이루어지게 한다. 그리고, 이 지지 블록(110)은 베이스(100)에 고정하여 사용할 수도 있으나, 이동식으로 제작하여 가공 대상물(W)의 넓이에 따라 위치를 이동해 가면서 지지할 수 있게 하는 것이 바람직하다.

전극봉(W)은, 도 1 및 도 2와 같이, 베이스(100) 면과 수직으로 위치하여 이 가공 대상물(W)과 미리 정해진 간격만큼 떨어지게 하여 방전을 일으켜 관통 홀을 형성하는 통상의 기술로 제작한 것을 이용한다.

카메라(120)는, 도 1 및 도 2와 같이, 베이스(100)에 장착한다. 이때, 카메라(120)는 가공 대상물(W)의 한 면을 촬영할 수 있도록 설치한다. 이때, 촬영하는 면은 상기 전극봉(W)과 마주하지 않는 면을 촬영한다. 이는 전극봉(W)이 방전 불꽃을 이용하여 가공 대상물(W)에 홀을 가공하여 이 가공 대상물(W)을 관통함에 따라 이 방전 불꽃을 촬영할 수 있게 하기 위한 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 카메라(120)는 도 1과 도 2에서 2개를 서로 마주보게 배치한 예를 보여주고 있으나, 하나의 카메라로 가공 대상물(W)의 전면(全面)을 촬영하게 할 수도 있다.

하지만, 하나의 카메라를 이용하는 경우 방전 불꽃을 촬영하는데 사각지대가 발생할 수 있으므로 적어도 2개, 바람직하게는 도 3과 같이 4개의 카메라(120)를 베이스(100)의 각 모서리 부분에 장착하여 약간의 중첩 구간을 두어 사각지대를 없앨 수 있게 하는 것이 바람직하다.

이처럼 이루어진 본 발명의 실시예 1에 따른 방전 가공기는, 카메라(120)로 촬영한 영상을 입력받은 방전 가공기의 제어기에서 이 영상을 기준으로 방전 불꽃이 촬영된 것으로 판단하면 홀이 제대로 관통하여 형성된 것으로 판단한다.

이에 주변 환경이나 방전 조건이 달라지더라도 이에 상관없이 실제 홀이 관통됨에 따라 일어나는 현상인 방전 불꽃을 이용하여 홀의 관통 여부를 쉽게 파악할 수 있다.

본 발명의 실시예 2에 따른 모재의 관통 여부를 확인할 수 있는 방전 가공기는, 실시예 1과 비교할 때, 카메라의 구성을 변형한 것이다. 이에 여기서는 이 카메라의 구성에 대해서만 설명한다.

실시예 2에 따른 카메라는, 카메라를 블록 형태로 제작하고 베이스 위에서 임의의 위치로 옮길 수 있게 구성한 것이다.

이는, 카메라의 위치를 고정하면, 가공 대상물의 크기나 넓이에 따라 이를 지지하는 지지 블록의 위치를 바꾸다 보면 카메라가 방전 불꽃을 촬영할 수 없는 사각지대가 생길 수 있다.

이에, 본 발명의 실시예 2는 카메라를 블록 형태로 제작하고, 이처럼 지지 블록의 위치를 바꿈에 따라 사각지대가 발생하더라도 카메라의 위치를 바꿔 이러한 사각지대를 없애면서 방전 불꽃을 촬영할 수 있는 지점으로 옮겨 놓고 사용할 수 있게 한 것이다.

따라서, 실시예 2에 따른 방전 가공기는 가공 대상물이나 지지 블록 때문에 생길 수 있는 사각지대를 없애면서 정확하고 신속하게 방전 불꽃을 촬영할 수 있게 되는 것이다.

본 발명의 실시예 3에 따른 모재의 관통 여부를 확인할 수 있는 방전 가공기는, 실시예 1 및 실시예 2와 비교할 때, 카메라의 구성을 변형한 것이다. 이에 여기서는 이 카메라의 구성에 대해서만 설명한다.

실시예 3에 따른 카메라는, 돔 카메라 방식과 같이 회전 각도를 조절할 수 있는 카메라를 이용한다. 이는 고정식 카메라와 비교하여 촬영 범위를 넓혀 방전 불꽃을 촬영할 수 있다.

이에, 본 발명의 실시예 3에 따른 방전 가공기는, 한 곳에 놓인 카메라의 촬영 범위를 넓혀 방전 불꽃을 촬영할 수 있을 뿐만 아니라 사각지대를 피하려는 카메라의 위치 변경을 최소화할 수 있어 방전 가공을 더욱 신속하고 편리하게 수행할 수 있다.

본 발명의 실시예 4에 따른 모재의 관통 여부를 확인할 수 있는 방전 가공기는, 실시예 3과 비교할 때, 카메라의 구성을 변형한 것이다. 이에 여기서는 이 카메라의 구성에 대해서만 설명한다.

실시예 4에 따른 카메라는, 도 4와 같이, 카메라(120)가 전극봉(W)을 따라가면서 방전 불꽃을 촬영할 수 있게 한 것이다. 이는, 방전 불꽃이 전극봉(W)의 끝, 즉 가공 대상물(W)과 접하는 부분에서 생기므로 전극봉(W)을 따라 카메라(110)가 이동하게 함으로써, 방전 불꽃이 생기는 위치를 예측할 수 있어 더욱 정확하고 신속하게 방전 불꽃을 촬영할 수 있기 때문이다.

여기서, 전극봉(W)의 이동 경로는, 가공 대상물(W)에 미리 관통 홀을 형성할 위치, 도 4에서는 "E1", "E2" 그리고 "E3"로 이들을 연결한 선을 말하며, 이 이동 경로는 방전 가공기에 통상적으로 미리 입력되어 있다. 게다가 이런 관통 홀(E1,E2,E3)의 위치 또한 미리 방전 가공기에 입력되어 있다.

이에, 본 발명의 실시예 4에서는, 이런 전극봉(W)의 이동 경로와 관통 홀의 위치를 기반으로 하여 전극봉(W)을 따라 움직이면서 방전 불꽃을 촬영하게 되는 것이다.

도 4에서, 카메라(120)의 조사 범위를 나타내는 실선은 첫 번째 관통 홀(E1)의 위치로 조사한 상태를, 점선은 두 번째 관통 홀(E2)의 위치로 조사한 상태를, 중심선은 세 번째 관통 홀(E3)의 위치로 조사한 상태를 각각 나타낸다.

이에 본 발명의 실시예 4에 따른 방전 가공기는 미리 관통 홀을 형성할 부분에 카메라를 조사하므로 방전 불꽃이 생길 지점을 촬영하므로 홀이 관통됨에 따라 바로 방전 불꽃을 촬영할 수 있는 것이다.

100 : 베이스
110 : 지지 블록
120 : 카메라

Claims (5)

1. 윗면에 가공 대상물(W)을 지지하기 위한 여러 개의 지지 블록(110)을 갖는 베이스(100), 및 상기 가공 대상물(W)에 홀을 관통하기 위한 전극봉(W)을 포함하는 방전 가공기에 있어서,
   상기 베이스(100)에는 가공 대상물(W)의 양쪽 면 중에서 상기 전극봉(W)이 위치하지 않는 면 전체를 촬영하여 방전가공을 할 때 발생하는 방전 불꽃을 촬영할 수 있도록 적어도 하나의 카메라(120)를 갖춘 것을 특징으로 하는 모재의 관통 여부를 확인할 수 있는 방전 가공기.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 카메라(120)는 베이스(100)의 각 모서리 부분에 각각 하나씩 설치한 것을 특징으로 하는 모재의 관통 여부를 확인할 수 있는 방전 가공기.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 카메라(120)는 베이스(100) 위에서 위치를 옮길 수 있도록 블록 형태로 형성한 것을 특징으로 하는 모재의 관통 여부를 확인할 수 있는 방전 가공기.
   
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 카메라(120)는 돔 카메라 방식의 회전 각도를 조절할 수 있는 카메라인 것을 특징으로 하는 모재의 관통 여부를 확인할 수 있는 방전 가공기.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 카메라(120)는 전극봉(W)을 따라서 이동하면서 방전 불꽃을 촬영하는 것을 특징으로 하는 모재의 관통 여부를 확인할 수 있는 방전 가공기.

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