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Verfahren und Vorrichtung zum selbsttätigen Regeln des Vorschubes der Werkzeugelektroden von Elektroerosionsvorrichtungen
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum selbsttätigen Regeln des Vorschubes der Werkzeugelektroden von Elektroerosionsvorrichtungen, bei welchem bzw. welcher von der am Erosionsspalt liegenden Spannung und von dem über den Erosionsspalt fliessenden Strom Signale (Spannungssignal bzw. Stromsignal) abgeleitet werden und von diesen das Beibehalten eines eingestellten Wertes für den Vorschub, dessen Vergrösserung oder dessen Umkehrung abgeleitet ist.
Es ist ein selbsttätig wirkendes Steuersystem für die Elektrode von mit Funkenerosion arbeitenden Schneidvorrichtungen bekanntgeworden (USA-Patentschrift Nr. 2, 841, 686), mit dem nicht nur ein Vorschieben, sondern auch ein Zurückziehen des Schneidwerkzeuges bewirkt wird, wenn der Erosionsspalt von Materialteilchen überbrückt ist oder eine Bogenentladung auftritt. Die Bewegung des Elektrodenwerkzeuges ist von einem Nebenschlussmotor abgeleitet, dessen Feld unverändert erregt und dessen Läufer von einem mit gleichbleibender Drehzahl angetriebenen Generator gespeist ist.
Drehgeschwindigkeit und Drehsinn des Nebenschlussmotors hängen demnach von der Polarität und Grösse der Spannung an den Generatorklemmen ab. Das Feld des Generators ist nach Grösse und Richtung von der Differenz zweier Spannungen abhängig gemacht, nämlich der Spannung am Spalt und der Spannung an einer in dem Entladekreis liegenden Impedanz, oder von der letztgenannten und der Speisespannung des Entladestromkreises, oder der letzteren und der Spannung am Spalt.
Bei Vorrichtungen zum elektroerosiven Bearbeiten von Metallen ist es auch bekannt (brit. Patentschrift Nr. 815,041), die Verschiebung der Werkzeugelektrode in beiden Richtungen von einem umsteuerbaren Motor mit konstant erregtem Feld bzw. Läufer abzuleiten. Der Drehsinn des Motors ist mit Hilfe zweier Trioden gesteuert. Die Gitterspannung der einen Triode ist zwischen Werkzeug und Werkstück, die der andern zwischen diesem und einem dem Werkzeug vorgeschalteten Widerstand abgenommen und hiedurch die Stromdurchlässigkeit der Trioden von der Spannung am Elektrodenspalt abhängig gemacht. Die Anoden der beiden Trioden liegen an den Enden eines eine Wicklung des Motors überbrückenden Widerstandes mit einer Mittelanzapfung, der die Anodenspannung zugeführt ist.
Die an den beiden Widerstandsabschnitten auftretenden einander entgegenwirkenden Spannungen bestimmen den Motordrehsinn. Schliesslich ist eine Steuervorrichtung für den Elektrodenvorschub einer Elektroerosionsvorrichtung bekannt (USA-Patentschrift Nr. 3,054, 924), bei welcher der Drehsinn eines umsteuerbaren Motors für den Werkzeugvorschub von der Spannung am Erosionsspalt abhängig gemacht ist. Diese Spannung wird mit einer der gewünschten Spaltweite entsprechenden, festen Bezugsspannung verglichen und die Spannungsdifferenz ist an den Steuerkreis eines Transistorverstärkers gelegt, der seinerseits den Strom der Feldwicklung des Motors nach Grösse und Richtung steuert.
Die bekannten Vorrichtungen bzw. die mit ihrer Hilfe durchgeführten Regelverfahren besitzen keine befriedigende Regelgenauigkeit und führen zum Einstellen einer falschen Vorschubgeschwindigkeit, wenn an den Regler Störungen gelangen, z. B. infolge eines Stromschlusses zwischen der Elektrode und dem Werkstück ausserhalb des Arbeitsspaltes. Sie wirken ausserdem beim Arbeiten mit engerem Elektrodenspalt nicht mit ausreichender Geschwindigkeit und gewährleisten auch nicht die Einstellung jenes Be-
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triebszustandes, welcher der maximalen Arbeitsleis ung entspricht.
Mit der Erfindung werden von diesen Mängel. 1 freie Verfahren und Vorrichtungen angestrebt, mit welchen insbesondere selbsttätig die optimale, d. h. die der grössten Arbeitsleistung entsprechende Vorschubgeschwind : gkeit einhaltbar ist.
Um dieses Ziel zu erreichen ist versucht worden, die Steuerung der Regelvorrichtung für den Motor, der den Vorschub bewirkt, von dem lediglichen Auftreten zweier Signale bzw. nur eines dieser Signale herzuleiten. Ausgehend von dem eingangs umrissener Verfahren wird demnach erfindungsgemäss sowohl das Spannungs- als auch das Stromsignal, zweckmässig nach Begrenzung der Signalamplituden und Umformung der Signaldauer, einem logischen Und-Oder-Netzwerk zugeführt und mittels von diesem Netzwerk abgegebener Steuersignale der Regler eines den Vorschub bewirkenden Motors beim gleichzeitigen Auftreten des Strom- und des Spannungssignals in einer einem vorgegebenen Wert des Vorschubes entsprechenden Stellung erhalten, beim alleinigen Auftreten des Spannungssignals zur Vergrösserung,
beim alleinigen Auftreten des Stromsignals jedoch zum Umsteuern des Motors verstellt und vorzugsweise werden bei auf Nebenschlüsse im Erosionsspalt zurückzuführendem Absinken der Spaltspannungunter ihren Sollwert von dieser Spannung Hilfssignale des Netzwerkes abgeleitet, von welchen der Regler des Motors zum Zurückziehen der Elektrode bis zu einer dem Sollwert der Spaltspannung entsprechenden Wert gesteuert wird. Die Sigiale können von der Spannung am Elektrodenspalt bzw. dem Strom transformatorisch abgeleitet werden, wobei bei ihrer Umformung die Signaldauer bis zum Überlappen aufeinanderfolgender Signale gedehnt wird.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens besteht aus einem Motor zum Vorschieben der Werkzeugelektrode, einer Regeleinrichtung für diesen Motor und mit Einrichtungen zum Abnehmen der am Erosionsspalt liegenden Spannung und zum Abfühlen des Stromes in dem Werkzeug und Werkstück enthaltenden Arbeitskreis, und ist gemäss der Erfindung mit einem Kommandogerät ausgestattet, das ein Und-Oder-Netzwerk mit zwei Eingängen, von denen der eine, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung von die Amplituden begrenzender und die Signaldauer festlegender Schaltkreise, mit der Einrichtung zum Abfühlen des Stromes im Arbeitskreis und der andere, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung von die Amplituden begrenzender und die Signaldauer festlegender Schaltkreise, an die Einrichtung zum Abnehmen der am Erosionsspalt liegenden Spannung verbunden ist,
sowie wenigstens einen Steuersignalgenerator aufweist, von dem ein Schaltwerk zum Beeinflussen der dem Vorschubmotor zugehörigen Regeleinrichtung zum Beibehalten einer bzw. zum Abweichen von einer vorgegebenen Einstellung in Abhängigkeit von dem mittels des Netzwerkes angezeigten gleichzeitigen Auftreten beider Signale bzw. jeweils eines von diesen gesteuert ist.
Die Erfindung ist im folgenden an Hand beispielsweiser Ausführungsformen näher erläutert, die in den Zeichnungen veranschaulicht sind. In den Zeichnungen zeigen Fig. 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemässen Regelungsvorrichtung, Fig. 2 die Blockschaltung einer andern Ausführungsform einer solchen Vorrichtung und Fig. 3 als Beispiel ein genaueres Schaltbild eines Reglers zur Regelung des Elektrodenvorschubes.
Die in Fig. 1 wiedergegebene Schaltung ist zum Anschliessen an einen Impulsgenerator (nicht dargestellt) bestimmt, der an zwei Klemmen 1 anzuschalten ist. Eine der Klemmen ist über einen Widerstand 4, welcher der Strombegrenzung dient, mit einem Elektrodenwerkzeug 2, die andere mit einem Werkstück 3 verbunden. Von den beiden Enden des Widerstandes 4 führen Leitungen zum Eingang eines Schaltkreises 5 (Amplitudenbegrenzer), der dieAmplitude des an dem Widerstand abgegriffenen Signals, das im folgenden als Stromsignal bezeichnet sei, auf einen gewünschten Wert bringt. Dem Amplitudenbegrenzer 5 ist ein Schaltkreis 6 (Signalformer) nachgeschaltet, der die Signaldauer auf einen zweckmässigen Wert einregelt.
Zum Ableiten eines für die zwischen Werkzeug 2 und Werkstück 3 am Spalt herrschende Spannung charakteristischen Signals - im folgenden Spannungssignal genannt, ist diese Spannung am Erosionsspalt galvanisch abgenommen und an den Eingang eines Schaltkreises 7 geführt, der ebenfalls als Amplitudenbegrenzer wirkt und dem ein als Signalformer fungierender Schaltkreis 8 nachgeschaltet ist. Zur Erfüllung der ihnen zugedachten Aufgaben-Änderung der Signalamplituden bzw. der Signaldauer, können die Amplitudenbegrenzer mit Stabilovoltröhren od. dgl., die Signalformer mit Univibratoren od. dgl. ausgestattet sein und einen Verstärker, etwa einen Emitterfolger enthalten.
Die mittels der Schaltkreise 5,6 bzw. 7,8 in vorteilhafter Weise umgeformten Strom- bzw.
Spannungssignale werden in ein Kommandogerät 9 mit einem logischen Und-Oder-Netzwerk eingespeist, von dessen beiden Eingängen der eine mit dem Ausgang des Schaltkreises 6, der andere mit dem Ausgang des Schaltkreises 8 verbunden ist.
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Das Kommandogerät enthält ferner mindestens einen Generator zum Erzeugen und Abgeben von Steuersignalen, die mittels des Netzwerkes in Abhängigkeit von dem mit diesem feststellbaren Einlangen von Strom- bzw. Spannungssignalen zum Regeln des Elektrodenvorschubes herangezogen sind.
Der Vorschub des Werkzeuges 2 ist von einem Motor 13 (Vorschubmotor) mit zugeordneter Regeleinrichtung 12 abgeleitet, die ihrerseits von einem Schaltwerk beeinflusst wird. Dieses Schaltwerk weist einen Stellmotor samt Schalteinrichtung, die gemeinsam mit 10 bezeichnet sind, und ein
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Mit Hilfe des Und-Oder-Netzwerkes ist erkennbar, ob an dem Kommandogerät gleichzeitig Stromsignale und Spannungssignale oder lediglich bzw. überwiegend nur Stromsignale oder Spannungssignale eintreffen. Den von dem Kommandogerät abgegebenen Steuersignalen wird seitens des Netzwerkes eine Beschaffenheit aufgeprägt, die von dem jeweilig herrschenden der drei möglichen Zustände : Stromsignal und Spannungssignal, Stromsignal, Spannungssignal abhängt.
Die Steuersignale können beispielsweise aus zwei Komponenten bestehen, von welchen bei koinzidierendem Auftreten von Strom- und von Spannungssignalen beide, beim Auftreten nur eines dieser beiden Signale lediglich eine vorhanden sind bzw. ist. Die an die Schalteinrichtung des Stellmotors weitergegebenen Steuersignale bewirken kraft ihrer Beschaffenheit, dass der Stellmotor still steht oder sich in dem einen oder andern Sinn dreht bzw. der Schieber des Potentiometers an seiner Stelle verbleibt oder in der einen oder andern Richtung verschoben wird.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Schaltanordnung ist die folgende :
Der Schleifkontakt des Potentiometers 11 ist derart eingestellt, dass der Vorschubmotor 13 von der Regeleinrichtung 12 auf einer vorgegebenen Drehzahl bei vorgegebenem Drehsinn erhalten wird.
Diese Drehzahl, von der die Vorschubgeschwindigkeit unmittelbar abhängt, entspricht der aus der Erfahrung bekannten optimalen, d. h. jener Vorschubgeschwindigkeit, bei der die Elektroerosionsvorrichtung am besten arbeitet.
Das richtige Fortschreiten des mit dieser Vorrichtung durchgeführten elektroerosiven Bearbeitungsvorganges ist durch das gleichzeitige Auftreten von Strom- und von Spannungssignalen gekennzeichnet und solange dieser Zustand andauert gibt der Steuersignalgenerator das Gmndsteuersignal ab. Es ist dabei bedeutungslos, wenn hin und wieder einschichtige Signale auftreten. Da keine Ursache besteht, in diesen Ablauf einzugreifen. bleibt der Stellmotor in allen Zeiträumen abgeschaltet, in deren Verlauf das Steuersignal die diesem Zustand entsprechende Beschaffenheit aufweist.
Wird das Werkzeug zu schnell vorgeschoben, so stellt sich ein Kurzschluss ein, was daraus erkennbar ist, dass ausschliesslich Stromsignale und unmittelbar vor dessen Auftreten überwiegend Stromsignale entstehen. Zufolge dieser von dem Und-Oder-Netzwerk festgestellten Erscheinung bewirkt das letztere eine Änderung der Beschaffenheit des Steuersignals, das an die Schalteinrichtung des Stellmotors gelangt.
Die Schalteinrichtung veranlasst ein Anlaufen des Motors in jenem Drehsinn, der eine Verschiebung des Schleifkontaktes des Potentiometers 11 in der Richtung nach sich zieht, welche die Regeleinrichtung 12 und über diesen den Vorschubmotor 13 zu einer Verringerung des Vorschubes, zum Stillhalten oder zum Umkehren beeinflusst.
Wird die Vorschubgeschwindigkeit kleiner als einer ordnungsgemässenArbeit der Elektroerosionsvorrichtung entspricht, so entstehen zunächst vorwiegend und später ausschliesslich Spannungssignale. Diesen Umstand entdeckt das Und-Oder-Netzwerk und bewirkt eine Änderung des Steuersignals. Beim Auftreten dieser Änderung veranlasst die Schalteinrichtung des Stellmotors dessen Anlaufen in entgegengesetztem Drehsinn und hiedurch ein Verschieben des Potentiometerschleifkontaktes in jener Richtung, in welcher die Regeleinrichtung 12 zum Vergrössern des Vorschubes beeinflusst wird.
Es sei erwähnt, dass die automatische Regelung der Elektroerosionsvorrichtung abgeschaltet werden kann. Zu diesem Zweck braucht lediglich die Übertragung von Strom- und Spannungssignalen an das Und-Oder-Netzwerk unterbunden zu werden.
DieSchaltkreise 5,7 und 6,8 zum Begrenzen bzw. Formen der Strom- und der Spannungssignale sind nicht unbedingt erforderlich. Sie gestatten aber den Aufbau des logischen Netzwerkes als Trigger, welcher von dem über den Erosionsspalt fliessenden Strom bzw. der am Erosionsspalt liegenden Spannung proportionalen Signalen in Form von Impulsen gesteuert wird, deren Amplitude bzw. Dauer festgelegt ist.
Bei der Ausführungsvariante der Regeleinrichtung für den Elektrodenvorschub nach Fig. 2 sind die Strom- bzw. Spannungssignale nicht galvanisch, sondern mittels eines Stromwandlers 17 bzw. eines
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Spannungswandlers 18 abgenommen, nichtsdestoweniger jedoch der Stromstärke im Arbeitskreis bzw. der Spannung am Erosionsspalt proportional. Die Dauer der Signale ist in diesem Fall mittels Filtern 15 bzw. 16 festgelegt, mit deren Hilfe sie derart gesiebt werden, dass die Signaldauer bis zum Überlappen aufeinanderfolgender Signale gedehnt wird und sich eine annähernd konstante Ausgangsspannung einstellt.
Die Schaltanordnungen nach den Fig. 1 und 2 können wie gezeigt, mit einer Einrichtung versehen sein, die immer dann anspricht, wenn die Spannung am Erosionsspalt unter einen bestimmten Sollwert absinkt, der einem mit der Abtragung von Material verbundenen Strom entspricht. Eine solche Einrichtung kann aus einem nichtlinearen Schaltelement 14, z. B. einem polarisierten Dreiwegrelais bestehen, das an der am Erosior. sspalt herrschenden Spannung liegt. Dieses Relais ist mit der Kommandoeinrichtung verbunden und veranlasst beim Ansprechen die Abgabe eines Signals an die Schalteinrichtung des Stellmotors, das diesen zum Verschieben des Schleifkontaktes des Potentiometers 11 im Sinne einer Steuerung des Vorschubmotors 13 zum Zurückziehen des Werkzeuges 2 einschaltet.
Steigt die Erosionsspaltspannung über den Sollwert hinaus wieder an, so schaltet das nichtlineare Element 14 den Stellmotor des automatischen Potentiometers 11 ab, so dass dessen weiteres Funktionieren von den Strom-und Spannungssignalen beeinflusst wird, welche die logische Einrichtung 9 empfängt.
In Fig. 3 ist ein genaueres, grundsätzliches Schaltbild einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens gegeben. Diese Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem Arbeitsstromkreis I, einer Blockeinheit II zur Umformung der Stromsignale, einer Blockeinheit III zur Umformung der Spannungssignale, einer Blockeinheit IV, welche zur Korrektur des Spaltes zwischen der Elektrode und dem Werkstück dient, einer Blockeinheit V, welche das Und-Oder-Netzwerk enthält und aus einer Blockeinheit VI mit dem automatischen Potentiometer. Die Zusammenfassung der einzelnen Schaltelemente in diese Einheiten ist lediglich deswegen gewählt, weil sie der praktischen Verwirklichung besser entspricht als die Aufteilung in den Fig. 1 und 2.
Die Anschlussklemmen 1 des Arbeitsstromkreises 1 dienen zum Anschliessen an einen unabhängigen Impulsgenerator, dessen Spannung über den Strombegrenzungswiderstand 4 an den Erosionsspalt zwischen der Elektrode 2 und dem Werkstück 3 gelegt ist, innerhalb dessen der Arbeitsvorgang vor sich geht, d. h. Material abgetragen wird.
Die am Erosionsspalt herrschende Spannung gelangt über einen ohmschen Spannungsteiler 19 zur Blockeinheit III zur Bildung der umgeformten Spannungssignale, wogegen die am Strombegrenzungswiderstand 4 abgegriffene Spannung über einen ohmschen Spannungsteiler 20 der Blockeinheit II zur Herstellung der umgeformten Stromsignale zugeführt ist. Mit Hilfe der Spannungsteiler 19 und 20 werden die Mindestwerte der Amplituden der eingehenden Strom- und Spannungssignale eingestellt, bei welchen es noch zu umgeformten Strom- bzw. Spannungssignalen kommen soll.
Die Blockeinheiten II und III gleichen sich im Aufbau und in der Wirkungsweise. Jede dieser Blockeinheiten besteht aus einem Univibrator und einem Emitterfolger.
Die Blockeinheit II funktioniert folgenderweise. Das Eingangssignal gelangt vom Spannungsteiler 20 über eine Kapazität 21 zur Basis eines Transistors 22, welcher zusammen mit einem Transistor 23 einen Univibrator (monostabilen Trigger) bildet. Widerstände 24,25 und 26 dienen als Belastungwiderstände für die Transistoren 22,23 und einen Transistor 27. Den Transistoren 22,23 und 27 sind Basisableitungswiderstände 28,29 und 30 zugeordnet. Die Triggerschaltung enthält ferner Stabilisatoren 31 bzw. 32 mit parallelgeschalteten Kapazitäten 33 bzw. 34, die als Übergangsglieder und Amplitudenbegrenzer dienen. Über Widerstände 35 und 29 ist an die Basis des Transistors 23 eine Vorspannung gelegt.
Im Ausgangszustand ist der Transistor 23 geöffnet und der Transistor 22 geschlossen. Ein positiver Eingangsimpuls öffnet den Transistor 22, an dessen Kollektor ein negatives Signal entsteht, welches über einen Begrenzungskreis 32,34 der Basis des Transistors 23 zugeführt wird. Am Kollektor dieses Transistors entsteht ein positives Signal, welches über einen zweiten Begrenzungskreis 31,32 an die Basis des Transistors 22 gelangt. Die positive Rückkopplung bleibt bestehen, bis die Kapazitäten 33 und 34 aufgeladen sind, wonach die Schaltung den Ausgangszustand einnimmt und zum Empfang des nächsten Eingangssignals bereit ist.
Die Signaldauer wird von der Grösse der Übergangskapazitäten 33 und 34, die Signalamplitude von den Stabilisatoren 31 und 32 bestimmt,
Das umgeformte Signal gelangt vom Univibrator über eine Kapazität 36 und einen Spannungsteiler 37 an den Eingang des als Emitterfolger geschalteten Transistors 27. Das Signal am Eingang des
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letzteren, durch den Spannungsteiler 37 geregelt, erreicht über eine Übergangskapazität 38 den Widerstand 30 und die Transistorbasis. Eine Diode 39 glättet negative Stromstösse an der hinteren Front des Signals, welche bei Übergangsvorgängen im Trigger entstehen.
Die Blockeinheit III funktioniert ähnlich wie die Blockeinheit II. Vom Spannungsteiler 19 erreicht das Eingangssignal über eine Kapazität 40 die Basis eines Transistors 41, welche zusammen mit einen Transistor 42 einen Univibrator bildet. Widerstände 43,44 uno 45 stellen Belastungen der Transistoren 41,42 und eines Transistors 46 dar. An die Basen der Transistoren sind Ableitungswiderstände 47 bzw. 48 bzw. 49 angeschlossen. Stabilisatorröhren 50und51 mit parallelgeschalteten Kapazitäten 52 und 53 dienen in der Triggerschaltung zur Begrenzung der Signalamplitude. Über Widerstände 54 und 48 ist an die Basis des Transistors 42 eine Vorspannung gelegt.
Im Ausgangszustand ist der Transistor 42 geöffnet und der Transistor 41 geschlossen. Ein positiver Eingangsimpuls öffnet den Transistor 41 und an seinem Kollektor entsteht Ein negatives Signal, welches über einen Begrenzungskreis 51,53 der Basis des Transistors 42 zugeiührt wird. Am Kollektor des letzteren entsteht ein positives Signal, welches über einen zweiten Begrenzungskreis 50,52 an die Basis des Transistors 41 übertragen wird. Die positive Rückkopplung bleibt erhalten, bis die Kapazitäten 52 und 53 aufgeladen sind, wonach die Schaltung in den Ausgangszustand zurückkehrt und zum Empfang des nächsten Eingangssignals bereit ist. Die Signaldauer wird von der Grösse der Übergangskapazitäten 52 und 53, die Amplitude von den Stabilisatorröhren 50 und 51 bestimmt.
Das geformte Signal gelangt vom Univibrator über eine Kapazität 55 und einen Spannungsteiler 56 zum Eingang des als Emitterfolger geschalteten Transistors 46, u. zw. wird es mittels des Spannungsteilers 56 eingeregelt, erreicht über eine Übergangskapazität 57 den Widerstand 49 und die Basis des Transistors. Eine Diode 58 glättet negative Stromstösse an der hinteren Signalfront, welche sich bei Übergangsvorgängen im Trigger einstellen können.
Die Elemente des logischen Netzwerkes in der Blockeinheit V sind ein polarisiertes Dreiwegrelais mit Wicklungen 3Pl und 3 und Kontakten 59,60, 62 sowie zwei Vorrelais 1P und 2P.
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Ausgang der Blockeinheit III angeschlossen.
Bei kurzgeschlossenem Erosionsspalt entsteht nur ein Stromsignal, das dem Eingang der Blockeinheit II und nach Umformung in dieser der Relaiswicklung 3P zugeführt wird. Der Anker des Relais wird angezogen und schliesst Kontakte 59 und 60. Dabei spricht das Vorrelais 1P an, dessen Kontakt den Speisekreis des Stellmotors D schliesst, welcher mittels einer Erregerwicklung fremd erregt ist. Der Stellmotor D bewegt den Laufkontakt eines Potentiometers 61, welcher in den Kreis der Regeleinrichtung für den Vorschubmotor eingeschaltet ist, in einer Richtung, die mit einer Verringerung der Elektrodenvorschubgeschwindigkeit und Vergrösserung des Erosionsspaltes verbunden ist.
Bei Leerlauf sind nur am Eingang der Blockeinheit 1lI Signale vorhanden.
In diesem Falle wird die Wicklung 3Pz des Relais mit Strom gespeist, der Relaisanker schliesst die Relaiskontakte 59 und 62 und schaltet die Wicklung des Vorrelais 2P" Die Kontakte des Relais 2P schalten den Stellmotor D, welcher den Schleifkontakt des Potentiometers in einer Richtung bewegt, die eine Erhöhung der Elektrodenvorschubgeschwindigkeit und Verringerung des Abstandes zwischen der Elektrode und dem Werkstück nach sich zieht.
Bei ordnungsgemässem Betrieb mit optimalem Spalt zwischen der Elektrode und dem Werkstück werden beiden Blockeinheiten II und III Eingangssignale zugeführt und demnach auch beide Wicklungen 3p, und 3P des Relais mit Strom gespeist, so dass der Kontakt 59 in seiner Neutralstellung verbleibt, d. h. an keinem der Kontakte 60 oder 62 anliegt. Der Schleifkontakt des Potentiometers 61 beharrt in der Stellung, die der optimalen Vorschubgeschwindigkeit des Elektrodenwerkzeuges entspricht.
Die Blockeinheit IV für die Spaltkorrektur soll den dauernden Betrieb der Elektroerosionsvorrichtung mit zu geringer Spaltgrösse verhindern. Bei geringen Spaltgrössen können die Blockeinheiten II und ni parasitäre Strom- und Spannungssignale empfangen, die auf einen über den Erosionsspalt fliessenden Strom zurückzuführen sind, der keine Materialabtragung bewirkt.
In der den Spalt erfüllenden Arbeitsflüssigkeit können nämlich durch Pyrolyse Kohlenstoffteilchen entstehen, aus denen sich leitende Brücken bilden. Auch in diesem Falle entstehen parasitäre Stromund Spannungssignale, so dass sowohl die Blockeinheit II als auch die Blockeinheit III Signale an das Netzwerk abgibt und die Vorschubgeschwindigkeit der Elektrode unverändert bleibt. Ein solcher Betriebszustand ist als unerwünscht anzusehen-, er ist am Absinken der Spannung am Erosionsspaltauf einen
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den Sollwert unterschreitenden Wert, z. B. auf 10 V erkennbar.
Die einem Betriebe mit zu kleinem Spalt entgegenwirkende Blockeinheit IV enthält ein polari-
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Wicklung 4P dieses Relais werden die am Erosionsspalt ent3tehenden Spannungssignale über einen regelbaren Widerstand 64 zugeführt.
Wenn bei geringen Abständen zwischen der Elektrode und dem Werkstück sich die Spannung am
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absinkt,kontakt des Potentiometers 61 in einer Richtung zu verschieben, welche der Verminderung der Elektrodenvorschutgeschwindigkeit entspricht. Infolgedessen vergrössert sich der Spalt zwischen der Elektrode und dem W xrkstück und die Erosionsspaltspann mg nimmt zu.
Beim Erreichen des Sollwertes der Erosionsspaltspannung werden die Amperewindungen der Wicklung 4P grösser als die der Wicklung 4P und der bewegliche Kontakt 65 kommt zum Anliegen an den Kontakt 67, womit die Verbindung mit dem Kontakt 66 gelöst wird und das Hilfssignal erlischt. Der Stellmotor D ist demnach wieder an die Blockeinheit V angeschlossen und seine Betätigung wird von den Blockeinheiten II und III und das logische Netzwerk gesteuert.
Die Anschlussklemmen 68,69 und 70 der Blockeinheiten II bzw. III bzw. VI werden an Gleichstromquellen angeschlossen.
Das Potentiometer ist mit der Regeleinrichtung des Vorschubmotors elektrisch verbunden, der die Vorschubgeschw : ndigkeit der Elektrode steuert.
Kapazitäten 71,72 und 73 dienen zur Welligkeitsglättung an den jeweiligen Relaiswicklungen.
Das Verfahren und die Vorrichtung zum selbsttätigen Regeln des Elektrodenvorschubes von Werkzeugelektroden gestatten die Erzielung höchster Arbeitsleistungen und sind dementsprechend von grosser Bedeutung für die Fertigungstechnik.
Es sei darauf hingewiesen, dass die praktische Ausführung einer Vorrichtung für das erfindungsgemässe Regelverfahren, etwa nach Fig. 3, weder besonders kostspielig noch umfangreich ist. Der Platzbedarf entspricht dem eines grösseren Rundfunkgerätes. Die Vorrichtungen lassen sich aus bewährten Schaltelementen aufbauen und sind betriebssicher. Erwähnt sei, dass in den Schaltkreisen z. B. nach Fig. 3 an Stelle von Transistoren selbstverständlich auch Röhren verwendet werden können.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum selbsttätigen Regeln des Vorschubes der Werkzeugelektrode von Elektroerosionsvorrichtungen, bei welchem von der am Erosionsspalt liegenden Spannung und von dem über den Erosionsspalt fliessenden Strom Signale (Spannungssignal bzw. Stromsignal) abgeleitet werden und von diesen das Beibehalten eines eingestellten Wertes für den Vorschub, dessen Vergrösserung oder dessen Umkehrung abgeleitet ist, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl das Spannungs- als auch das Stromsignal, zweckmässig nach Begrenzung der Signalamplituden und Umformung der Signaldauer,
einem logischen Und-Oder-Netzwerk zugeführt und mittels von diesem Netzwerk abgegebener Steuersignale der Regler eines den Vorschub bewirkenden Motors beim gleichzeitigen Auftreten des Strom- und des Spannungssignals in einer einem vorgegebenen Wert des Vorschubes entsprechenden Stellung erhalten, beim alleinigen Auftreten des Spannungssignals zur Vergrösserung, beim alleinigen Auftreten des Stromsignals jedoch zum Umsteuern des Motors verstellt und vorzugsweise werden bei auf Nebenschlüsse im Erosionsspalt zurückzuführendem Absinken der Spaltspannung unter ihren Sollwert von dieser Spannung Hilfssignale des Netzwerkes abgeleitet, von welchen der Regler des Motors zum Zurückziehen der Elektrode bis zu einer dem Sollwert der Spaltspannung entsprechenden Wert gesteuert wird.