KR20170121405A - 와이어 방전가공용 pcd가공 전원장치 - Google Patents

Abstract

와이어 방전을 사용하여 PCD가공시 먼저 극간에 전압을 인가한 후, 극간의 전압 및 전류를 검지하는 검지 수단 1과 이 검지수단 1로 부터의 정보를 이용하여 방전이 발생하였는지 여부를 판별하는 판별부 2와 이 판별부 2의 결과를 이용하여 방전 에너지를 공급 또는 차단하는 차단 스위치 3을 구비한 PCD전용의 와이어 방전 가공기.
또한 위 차단하는 시간을 위 검지수단 1로 부터 검지된 피크전류를 사용하여 이에 비례하여 설정하는 스위치 차단시간 설정기능을 구비한 PCD전용의 와이어 방전가공기

Description

와이어 방전가공용 PCD가공 전원장치{PCD machining power supply for wire cut elctric dischare machine.}

와이어컷 방전가공기는 금속 와이어 및 금속 재료 사이에 전기를 인가하여 그 사이에 방전을 일으키고, 그때 발생하는 방전열을 이용하여 재료를 가공하는 특수 가공기의 일종이다. 보통 황삭 가공시에는 가공용으로 사용하는 전기 에너지를 높임으로써 가공속도를 올리며, 마무리 가공시에는 이 에너지를 줄여서 가공품의 표면 거칠기를 좋게 한다.

가공용 전기에너지는 가공용 전원장치로부터 공급이 되며, 전원장치로부터 부하로 공급되는 전기에너지를 올리거나 줄이기 위해서는 고속의 전자스위치(주로 MOSFET)를 사용하여 부하로의 전기 공급 시간을 조정하는 방식을 사용한다.(그림1) 즉 황삭가공 등의 경우에는 큰 에너지를 보내기 위해서는 스위치 ON시간을 더 늘려 주고, 마무리 가공시에는 스위치 ON시간을 줄여 주어 에너지를 제한한다. 이때 스위치를 끄는 시간 OFF는 부하의 절연이 회복되도록 시간을 벌어 주는 역할을 수행하며. 만약 이 시간이 적절치 않으면 집중 방전등이 발생해 가공이 불안해지고 단선이 잘 발생한다.

일반적으로 가공에 필요한 가공에너지는 가공 찻수, 재료의 재질, 크기 등 가공 상황에 따라 제각각 다르며 따라서 각각의 경우에 따라 가공에너지를 각각 제어해서 사용해야만 한다. 그러나 이는 현실적으로 매우 어려운 일이므로 각 장비 업체에서는 여러 가공 상황에 따른 표준 가공조건표를 준비해 놓고 있고서 작업자는 가공 상황에 따라 해당하는 가공조건표를 찾아 그 값을 사용하기만 하면 된다.

예를 들면 ㈜서울정기의 기계의 경우 위 ON간 및 OFF시간을 최대 16단계로 선택할 수 있고, 60t, SKD-11의 황삭 가공의 경우 대개 ON 9단 OFF 11단을 선택하여 사용한다.

그러나 위와 같이 가공 조건표를 사용하여 가공을 수행해도 가공 속도가 차이가 나는 경우가 많다. 이는 부하의 상태가 일정치 않아서 생기는 문제로 보통 전기선의 연결을 하는 접촉부 불량 등의 원인부터, 재료의 테이블에서의 세팅 위치 차이등에 의해서도 발생한다. 이것은 특히 대형기계의 경우 최종 가공에너지가 재료를 통해 가는 경로가 차이가 발생하여 이 때 흐르는 전류가 각각 달라지기 때문이다.

따라서 위와 같이 똑 같은 가공조건으로 가공을 하여도 가공 상황에 따라 가공 속도에 편차가 발생하게 되어, 가공 능률이 떨어질 뿐 아니라, 가공속도 차이의 발생으로 방전갭이 변하여 가공 칫수도 차이가 생겨, 가공물의 품질의 저하를 가져오게 된다.

종래에는 가공에너지 제어용 전자스위치 ON, OFF시간을 일정하게 고정하여 사용하였지만, 제안된 방법에서는 이 시간을 고정하지 않고, 부하에 흐르는 전류의 순시치를 검출 한 후 이 값이 일정한 값이 되도록 ON시간을 제어한다. 또한 OFF시간도 기준값으로 부터 ON시간의 변화에 비례해서 가변시킨다. 이렇게 함으로써, 가공의 평균에너지는 물론 순시 단발 가공에너지까지 항상 일정하게 제어를 할 수 있게 되어 종래의 방식에서의 문제점인 부하 상태나 가공 위치 등에 따른 가공 속도의 편차를 없애고 항상 균일한 가공 속도를 얻을 수 있게 되어 가공효율 및 가공 품질의 향상을 기할 뿐만 아니라, 단선 등의 방지도 가능하게 된다.

와이어 방전가공을 사용하여 PCD가공을 효과적으로 수행한다.

극간의 전압 전류를 동시에 검출하여 PCD가공과 같이 방전이 일어 나기 힘든 소재의 방전을 효과적으로 검출하여 방전을 제어한다.

와이어 방전가공용 PCD가공 전원장치를 사용하여 PCD가공의 품질(속도, 조도)를 올릴 수 있다.

그림1은 와이어 방전가공을 사용하여 PCD가공을 수행하는 전원장치 및 제어회로에 대한 것이다.

[그림1] PCD가공용 전원 및 제어장치

종래에는 그림2와 같이 전자스위치의 ON시간을 일정하게 제어한다. 보통 부하의 순시 전류는 부하의 인덕턴스 성분에 의해 그림2와 같이 삼각파 형태로 흐르고, 이 삼각파 전류의 크기(피크치)는 비록 ON시간이 같다고 해도 부하의 임피던스에 의해 차이가 날 수 있다. 부하 인덕턴스의 크기에 따라 그림2의 a,b,c와 같이 전류의 피크치가 변한다.

먼저 그림3와 같이 스위치를 ON하여 부하에 전류를 흐르게 한 후, 전류기준값과 비교해서 현재 전류의 값이 기준값보다 작으면 전자스위치를 계속해서 ON한다. 그러다가 전류의 피크치가 기준값에 도달하면 전자스위치를 OFF 한다. 따라서 위와 같은 부하 임피던스의 차이에 의해 ON시간이 그림3와 같이 각각 다르게 된다.

스위치를 OFF하는 순간 이 때까지의 ON시간을 계측하여 이 값에 따라 OFF시간의 크기를 비례하여 조정한다.

전류검출 방법은 홀센서를 사용하거나 검출저항을 사용하여 전압으로 변환한 후 절연 증폭하여 사용할 수 있다.

금속 봉을 사용하여 이 사이의 저항값을 읽어 들여서 침수 여부를 판단한다.

Claims (1)

1. 와이어 방전 가공을 사용하여 PCD가공을 함에 있어서
   가공전압을 검출하는 방법1과 가공전류를 검출하는 방법2를 사용하여 최종적으로 방전 발생여부를 판단하는 방전 판별부와 이 판별부의 결과에 따라 전원 인가 스위치 1과 2를 제어하는 제어회로를 구비하고 있는 와이어컷 방전가공기용 PCD가공 전원장치

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