Verfahren und Einrichtung zum elektroerosiven Schleifen Das Hauptpatent Nr.349717 betrifft ein Ver fahren und eine Einrichtung zum elektroerosiven Schleifen. Das Verfahren gemäss dem Hauptpatent ist dadurch gekennzeichnet, dass relativ gegenüber dem zu bearbeitenden Werkstück eine aus mindestens zwei gegeneinander isolierten Teilelektroden beste hende flächenhafte Gesamtelektrode bewegt wird, wo bei der durch die Teilelektroden fliessende Maximal strom einzeln begrenzt wird.
Die Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens ist gemäss dem Hauptpatent gekennzeichnet durch eine in mehrere Abschnitte unterteilte Elektrode, wobei die einzelnen Abschnitte elektrisch gegeneinander isoliert sind, Mit tel zur getrennten Spannungszuführung zu mindestens zwei Elektrodenabschnitten, sowie durch Mittel, wel che mindestens in einer Richtung eine relative Bewe gung zwischen Werkstück und Elektrode ermöglichen.
Bei vielen Schleifverfahren wird während des Schleifens die relative Bewegung zwischen dem Werkstück und der Elektrode automatisch in Abhän gigkeit von dem Erosionsvorgang verändert. Im ein zelnen wird dabei so vorgegangen, dass bei Verringe rung des Spaltabstandes zwischen Elektrode und Werkstück, d. h. bei Erhöhung der Abtragsleistung, der Vorschubmotor so lange abgeschaltet wird, bis der Abstand zwischen Werkstück und Elektrode infolge des Abbrandes sich so weit vergrössert hat, dass die von der Erosionsstelle aufgenommene Leistung unter einen einstellbaren Grenzwert fällt. Erst zu diesem Zeitpunkt schaltet sich der Vorschubmotor automa tisch wieder ein. Dieses bekannte Prinzip lässt sich jedoch beim Schleifen mittels Mehrfachelektroden, wie diese im Hauptpatent beschrieben wurde, nicht ohne weiteres durchführen.
Das Verfahren gemäss der vorliegenden Erfindung ist nun dadurch gekennzeichnet, dass der die relative Bewegung bewirkende Antrieb dann abgeschaltet wird, wenn der durch eine Teilelektrode fliessende Strom einen vorgegebenen Wert überschreitet. Die Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens kenn zeichnet sich dadurch, dass Mittel vorhanden sind, welche den Motor dann abschalten, wenn der durch eine Teilelektrode fliessende Strom einen einstell baren Grenzwert überschreitet.
In der beiliegenden Zeichnung ist ein Ausfüh rungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes näher er läutert. Im einzelnen zeigen: Fig. 1 eine Mehrfachelektrode, Fig. 2 die schematische Anordnung beim Schlei fen ,einer Fläche mittels der in Fig. 1 gezeigten Elek trode und Fig.3 ein Schaltbild der elektrischen Steuer einrichtung zur Steuerung des Vorschubmotors.
Die in Fig.l gezeigte Elektrode besteht aus vier schräg angeordneten, ringförmigen Elektroden abschnitten 10, welche auf einem Isolierkörper 11 sitzen. Der Isolierkörper ist mit einer Welle 12 ver bunden; welche vier Schleifringe 13 enthält, von wel chen je einer mit einem Elektrodenabschnitt 10 in leitender Verbindung steht. Die Welle 12 wird bei spielsweise durch eine Einspannvorrichtung 14 aus wechselbar gehalten, welche ihrerseits mit einem Antriebsmotor drehverbunden ist.
An die Schleif ringe 13 liegen Bürsten 15 an, welche mittels, den schematisch bei 16 angedeuteten Leitungen über die noch zu erläuternde Steuereinrichtung mit einem Generator für die Erosionsspannung verbunden sind.
Fig. 2 zeigt ein Beispiel eines Schleifvorganges mit der in Fig. 1 gezeigten Elektrode. Die Oberfläche 20 eines Werkstückes 21 soll mittels der Elektrode plan geschliffen werden. Das Werkstück 21 ist beispiels weise in eine Haltevorrichtung 22 eingeschraubt, welche mittels der auf einer Spindel 23 sitzenden Mutter 24 transportiert werden kann. Die Welle 23 ist an einen Motor 25 angeschlossen. Wie ohne wei teres zu ersehen ist, bewirkt eine Drehung des Motors 25 einen Vorschub des Werkstückes 21.
Bei der Verwendung von Mehrfachelektroden ist es in gleicher Weise wie bei der Verwendung von Einfachelektroden erforderlich, die Drehung des Mo tors 25 in Abhängigkeit von dem Erosionsvorgang zu steuern, um einen Kurzschluss in jedem Fall zu vermeiden.
Fig. 3 zeigt die Steuervorrichtung zur Ein- und Ausschaltung des Motors in Abhängigkeit von dem Erosionsstrom durch jeden einzelnen Elektroden abschnitt. Ein schematisch bei 30 eingezeichneter Ge nerator für die Erosionsspannung ist einerseits mit Masse und anderseits über mit Abgriffen versehene Widerstände 31 mit Leitungen 16 verbunden, welche die elektrische Verbindung mit den Bürsten 15 her stellen. Die Widerstände 31 dienen dabei zur Be grenzung des durch die einzelnen Elektroden abschnitte fliessenden Stromes. Die Abgriffe der Wi derstände 31 sind mit Relaiswicklungen 32 der im vorliegenden Falle vier - Relais 35 verbunden.
Die anderen Enden der Relaiswicklungen 32 sind mit einem Ende der Widerstände 31 verbunden, bei spielsweise mit dem nicht geerdeten Ende des Gene- rators 30. Wird nun der Spalt zwischen einem Elek trodenabschnitt 10 und der Oberfläche 20 des mit Masse verbundenen Werkstückes 21 zu klein, so er höht sich der durch diese Elektrode und durch die zugehörige Leitung 16 fliessende Strom. Hierdurch steigt jedoch auch die zwischen dem Abgriff und dem Ende des zugehörigen Widerstandes 31 liegende Spannung, und somit die an der Relaiswicklung lie gende Spannung.
Die Relais 35 weisen je eine weitere Wicklung 33 auf, welche mit einer Gleichspannungsquelle verbun den sind. Diese Gleichspannungsquelle kann aus der Sekundärwicklung 36 eines Transformators 37, einer Gleichrichterschaltung 38, einem Glättungskonden sator 39 und einem Spannungsteiler 40 bestehen. Mittels des Spannungsteilers 40 kann die an den Re laiswicklungen 33 liegende Spannung eingestellt wer den. Die Relais 35 sind somit als Differentialrelais ausgebildet, wobei die betätigten Schalter 41 in Reihe liegen. Der durch die Kontakte 41 gebildete Strom kreis besteht aus einer Sekundärwicklung 42 des Transformators 37, .einem Gleichrichter 43 und einem Relais 44.
Das Relais 44 betätigt einen Schal ter 45, welcher einen Stromkreis schliesst, der als Spannungsquelle beispielsweise einen Transforma tor 46 und den Motor 25 enthält.
Beide Relaiswicklungen 32 und 33 der Differen tialrelais 35 sind im entgegengesetzten Sinne bestrebt, den Schaltarm der Kontakte 41 zu betätigen. Falls die Spannung einer Wicklung 32 einen bestimmten, mit dem Spannungsteiler 40 einstellbaren Wert über schreitet, d. h. wenn die von der Wicklung 32 auf den Schaltkontakt ausgeübte Kraft stärker ist als die entgegengesetzte von der Wicklung 33 ausgehende Kraft, wird der betreffende Kontakt 41 geöffnet, so dass der das Relais 44 enthaltende Stromkreis unter brochen wird.
Wenn anschliessend die Spannung an der Spule 32 infolge einer weiteren Materialabtragung an der Oberfläche 20 des Werkstückes 22 wieder ab nimmt, überwiegt die von der Wicklung 33 ausgeübte Kraft, so dass der das Relais 44 enthaltende Strom kreis wieder geschlossen und der Motor 25 einge schaltet wird. Die Schaltschwellspannung kann dabei durch den Spannungsteiler 40 auch während des Erosionsvorganges beliebig eingestellt bzw. verändert werden.
Durch die beschriebene Schaltanordnung ist es somit möglich, eine Schädigung der Oberfläche des Werkstückes infolge zu geringen Spaltabstandes zu verhindern. Es ist dabei gleichgültig, ob eine Verrin gerung der Spaltbreite an allen oder nur bei einem Elektrodenabschnitt auftritt.
Method and device for electrical discharge machining The main patent No. 349717 relates to a process and a device for electrical discharge machining. The method according to the main patent is characterized in that, relative to the workpiece to be machined, a flat overall electrode consisting of at least two mutually isolated partial electrodes is moved, where the maximum current flowing through the partial electrodes is individually limited.
The device for carrying out this method is characterized according to the main patent by an electrode divided into several sections, the individual sections being electrically insulated from each other, with tel for separate voltage supply to at least two electrode sections, and by means which wel che at least in one direction a relative Allow movement between workpiece and electrode.
In many grinding processes, the relative movement between the workpiece and the electrode is automatically changed as a function of the erosion process during the grinding. In particular, the procedure is such that when reducing the gap distance between the electrode and the workpiece, i. H. When the removal rate increases, the feed motor is switched off until the distance between the workpiece and the electrode has increased as a result of the erosion so that the power consumed by the erosion point falls below an adjustable limit value. Only at this point does the feed motor switch on again automatically. However, this known principle cannot easily be carried out when grinding using multiple electrodes, as described in the main patent.
The method according to the present invention is characterized in that the drive causing the relative movement is switched off when the current flowing through a partial electrode exceeds a predetermined value. The device for performing the method is characterized in that means are present which switch off the motor when the current flowing through a partial electrode exceeds an adjustable limit value.
In the accompanying drawing, an exemplary embodiment of the subject invention is explained in more detail. In detail: Fig. 1 shows a multiple electrode, Fig. 2 shows the schematic arrangement during grinding, a surface by means of the electrode shown in Fig. 1 and Fig. 3 is a circuit diagram of the electrical control device for controlling the feed motor.
The electrode shown in Fig.l consists of four obliquely arranged, ring-shaped electrode sections 10 which sit on an insulating body 11. The insulating body is ver with a shaft 12 connected; which contains four slip rings 13, one of which is in conductive connection with an electrode section 10. The shaft 12 is held interchangeably for example by a jig 14, which in turn is rotatably connected to a drive motor.
On the slip rings 13 are brushes 15 which are connected by means of the lines indicated schematically at 16 via the control device to be explained with a generator for the erosion voltage.
FIG. 2 shows an example of a grinding process with the electrode shown in FIG. The surface 20 of a workpiece 21 is to be ground flat by means of the electrode. The workpiece 21 is screwed into a holding device 22, for example, which can be transported by means of the nut 24 seated on a spindle 23. The shaft 23 is connected to a motor 25. As can be seen without further explanation, a rotation of the motor 25 causes the workpiece 21 to be advanced.
When using multiple electrodes, in the same way as when using single electrodes, it is necessary to control the rotation of the Mo tor 25 as a function of the erosion process in order to avoid a short circuit in any case.
Fig. 3 shows the control device for switching the motor on and off as a function of the erosion current through each individual electrode section. A schematically shown at 30 Ge generator for the erosion voltage is connected on the one hand to ground and on the other hand via resistors 31 provided with taps to lines 16, which make the electrical connection with the brushes 15 ago. The resistors 31 serve to limit the current flowing through the individual electrode sections. The taps of the Wi resistors 31 are connected to relay windings 32 of the four in the present case - relays 35.
The other ends of the relay windings 32 are connected to one end of the resistors 31, for example to the ungrounded end of the generator 30. If the gap between an electrode section 10 and the surface 20 of the workpiece 21 connected to ground is too small, so it increases the current flowing through this electrode and through the associated line 16. However, this also increases the voltage between the tap and the end of the associated resistor 31, and thus the voltage across the relay winding.
The relays 35 each have a further winding 33, which are verbun with a DC voltage source. This DC voltage source can consist of the secondary winding 36 of a transformer 37, a rectifier circuit 38, a smoothing capacitor 39 and a voltage divider 40. By means of the voltage divider 40, the voltage applied to the relay windings 33 can be set to whoever. The relays 35 are thus designed as differential relays, the actuated switches 41 being in series. The circuit formed by the contacts 41 consists of a secondary winding 42 of the transformer 37, a rectifier 43 and a relay 44.
The relay 44 actuates a switch 45, which closes a circuit containing, for example, a transformer 46 and the motor 25 as a voltage source.
Both relay windings 32 and 33 of the Differen tialrelais 35 are trying in the opposite sense to operate the switching arm of the contacts 41. If the voltage of a winding 32 exceeds a certain value that can be set with the voltage divider 40, i. H. if the force exerted by the winding 32 on the switching contact is stronger than the opposite force emanating from the winding 33, the relevant contact 41 is opened so that the circuit containing the relay 44 is interrupted.
When the voltage on the coil 32 then decreases again as a result of further material removal from the surface 20 of the workpiece 22, the force exerted by the winding 33 predominates, so that the circuit containing the relay 44 is closed again and the motor 25 is switched on . The switching threshold voltage can be set or changed as desired by the voltage divider 40 even during the erosion process.
The switching arrangement described makes it possible to prevent damage to the surface of the workpiece as a result of the gap being too small. It does not matter whether a reduction in the gap width occurs at all or only in one electrode section.