CH635019A5 - Verfahren zum elektroerosiven bearbeiten von werkstuecken durch drahtfoermige oder bandfoermige elektroden. - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum elek-troerosiven Bearbeiten von Werkstücken durch drahtförmige oder bandförmige Elektroden, wobei die Bahn der relativen Bewegungen zwischen dem Werkstück und der Elektrode mittels einer elektronischen Steueranlage gesteuert wird und die drahtförmige oder bandförmige Elektrode mittels eines Antriebs- und Führungssystems von der Vorratsseite her in eine im Werkstück angebrachte Startbohrung der Kontur eingefädelt und soweit durch die Startbohrung geschoben oder gezogen wird, bis die Elektrode in Wirkverbindung mit der Ablageseite des Antriebs- und Führungssystems gebracht ist.

Drahterodiermaschinen, insbesondere numerisch gesteuerte, lassen sich sehr vorteilhaft für das Schneiden komplizierter Aussen- oder Innenkonturen an elektrisch leitenden Werkstücken einsetzen. Dabei bewegen sich bekanntlich draht- oder bandförmige Elektroden und die Werkstücke während des Bearbeitungsvorganges relativ zueinander. Die Elektrode wird von einer Vorratsrolle abgezogen, passiert das zu bearbeitende Werkstück und durchläuft eine aus einem Rollenpaar bestehende Antriebsvorrichtung, die der Elektrode eine gleichmässige Vorwärtsbewegung erteilt. Schliesslich wird die Elektrode wieder auf eine Rolle gewik-kelt oder in kurze Stücke zerhackt, die in einen Abfallbehälter fallen. Ein zwischen den Vorratsrollen und dem Werkstück angebrachter Tastfühler prüft das Vorhandensein einer geringen mechanischen Zugspannung der Elektrode. Fällt die Zugspannung infolge einer Störung weg, dann bewirkt der Tastfühler das Abschalten der die Erodierfunken erzeugenden elektrischen Spannung, das Abschalten der numerischen Steuerung sowie das Anhalten der Vorwärtsbewegung der Elektrode.

Trotz der Ausstattung mit einer numerischen Steuerung erfordern die auf dem Markt erhältlichen Erodiermaschinen zu ihrem Betrieb die Anwesenheit einer Bedienungsperson, da das Einfädeln der Elektrode in die Startbohrungen für die Herstellung von Innen- und Aussenkonturen manuelle Eingriffe notwendig macht. Es wurde zur Vermeidung dieses Nachteils bereits vorgeschlagen, eine spezielle Schneide- und Vorschubeinrichtung für die Elektrode sowie eine bewegliche Greifvorrichtung für das Einführen der Elektrode in die für den Normalbetrieb wirksame Transportbahn vorzusehen. Die bekannte Einfädelvorrichtung hat den Nachteil,

dass für den Fädelvorgang ein Eingriff in die Steuereinrichtung erforderlich ist, weil eine grosse Anzahl von Bewegungsabläufen ausgeführt werden muss. Die bekannte Vorrichtung arbeitet nicht zuverlässig, weil die genaue Einstellung und Koordinierung des Festhaltevorganges, des Abschneidevorganges und der Vorschubbewegung schwierig ist. Ausserdem treten Kupferablagerungen am Schneidewerkzeug auf, so dass neben der mangelhaften Arbeitsweise ein starker Verschleiss des Werkzeugs auftritt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum elektroerosiven Bearbeiten von Werkstük-ken mit einer drahtförmigen oder bandförmigen Elektrode anzugeben, wobei der nach der Fertigstellung einer Kontur erforderliche Einfädelvorgang in die Startbohrung der nächsten Kontur vollständig automatisch und zuverlässig ausgeführt wird.

Die Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass beim Erreichen des Endpunktes einer Kontur das Antriebs- und Führungssystem abgeschaltet und, davon abhängig, auf der Vorratsseite der Elektrode vor dem Werkstück eine die Elektrode festklemmende Klemmeinrichtung betätigt wird, dass eine Kerbvorrichtung die Elektrode mit einer Einkerbung zwischen der festgeklemmten Stelle und dem Werkstück versieht, dass nach der Einkerbung der Elektrode das auf der Ablageseite der Elektrode hinter dem Werkstück befindliche Antriebssystem eingeschaltet wird und beim Vorwärtsbewegen die Elektrode an der eingekerbten Stelle ab-reisst, dass die Startbohrung für die nächste Kontur mittels der elektronischen Steueranlage positioniert wird, dass die Klemmeinrichtung die Elektrode freigibt und eine während des Bearbeitungsvorganges des Werkstückes nicht im Eingriff stehende Vorschubeinrichtung den Anfang der Elektrode in die neue Startbohrung einfädelt und bis zu einem vor der Bearbeitung festgelegten Abstand über das Werkstück hinausschiebt, dass hinter dem Werkstück an den herausragenden Teil der Elektrode eine Greifvorrichtung herangeführt wird, die die Elektrode erfasst und dem hinter dem Werkstück befindlichen Antriebssystem zuführt, und dass nach dem Erfassen des Anfangs der Elektrode durch das Antriebssystem die Bearbeitung des Werkstückes in der neuen Kontur fortgesetzt wird.

Das neue Verfahren erfolgt vollständig automatisch, so dass keine Bedienungsperson für den Einfädelvorgang bei der Bearbeitung von verschiedenen Konturen am Werkstück erforderlich ist. Die Auslastung der Erosionsmaschine ist besonders wirtschaftlich, weil die Bearbeitung der Werkstücke im Tag- und Nachtbetrieb erfolgen kann. Das Verfahren ist besonders einfach. Durch die Einkerbung der Elektrode und den nachfolgenden Abreissvorgang wird der Anfang der Elektrode kalt gestreckt und bleibt steif. Dadurch ist es möglich, durch Vorschieben die Elektrode absolut zuverlässig in die neue Startbohrung zu fädeln. Das neue Verfahren hat den Vorteil, dass nur eine geringe zusätzliche Ergänzung der elektronischen Steuereinrichtungen erforderlich ist. Die für den automatischen Ablauf des Einfädelvorganges erforderlichen elektrischen Impulse werden bei den bekannten Erosionsmaschinen von den dort vorhandenen Funktionen der Maschine abgeleitet und sind in der Steueranlage bereits vorhanden. Durch einige zusätzliche elektronische Baustufen

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wird der automatische Einfädelvorgang gesteuert. Es ist somit auf einfache Weise möglich, nachträglich bei bekannten Erosionsmaschinen das automatische Einfädelverfahren anzuwenden.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens besteht darin, dass beim Erreichen des Endpunktes einer Kontur für die Dauer des Einfadelvorgangs die an sich bekannte Wasserzuführung für die koaxiale Spülung an der Elektrode weggeschwenkt und die Stromzuführung von der Elektrode abgehoben wird. Durch das Abschwenken der Wasser- und Stromzuführung wird ein automatisches Einlegen der eingefädelten Elektrode in die Stromzuführung erreicht.

Einzelheiten der Erfindung werden anhand eines vorteilhaften Ausführungsbeispieles, das in den Figuren dargestellt ist, erläutert. Es zeigen

Fig. 1 und Fig. 2 den Fädelkopf der Einfädelvorrichtung in verschiedenen Ansichten,

Fig. 3 und Fig. 4 die Klemm- und Vorschubeinrichtung in Ruhe- und Arbeitsstellung,

Fig. 5a bis Fig. 5b die prinzipielle Wirkung der Einrichtung beim Klemmen und Vorschieben der Elektrode,

Fig. 6 und Fig. 7 die Kerbvorrichtung in Ruhe- und Arbeitsstellung,

Fig. 8a bis Fig. 8c den Kerb- und Abreissvorgang der Elektrode,

Fig. 9 bis Fig. 12 die Greifvorrichtungen in verschiedenen Arbeitsstellungen,

Fig. 13a bis 13c die Wirkungsweise der Greifvorrichtung beim Einfädeln der Elektrode in die Startbohrung,

Fig. 14 bis Fig. 16 die Wasser- und Stromzuführung in Arbeits-und Ruhestellung und

Fig. 17 im Blockschaltbild die elektronische Einrichtung für das neue Verfahren.

Die Darstellungen in den Figuren sind teilweise vereinfacht. So sind insbesondere konstruktive Einzelheiten, die dem Fachmann ohnehin geläufig sind und nicht in einem engeren Zusammenhang mit der Erfindung stehen, zur Vereinfachung der Zeichnung und zur besseren Übersichtlichkeit und Verständlichkeit ganz weggelassen. Darüber hinaus sind in den Figuren einzelne Teile entfernt oder abgebrochen gezeichnet.

Die Fig. 1 zeigt den Fädelkopf von der Vorderansicht. Die oberhalb des'Werkstücks 52 angeordnete Greifeinrichtung ist in den Fig. 9 bis 13 dargestellt. Der Fädelkopf besteht aus der Klemmeinrichtung, der Vorschubeinrichtung und der Kerbvorrichtung. Die Fig. 2 zeigt die Ansicht von oben, wobei das Werkstück mit der Haltevorrichtung zur besseren Übersichtlichkeit nicht eingezeichnet ist. Nach Fig. 1 und Fig. 2 ist an einer Aufbauplatte 9 ein Getriebeblock 1 befestigt. Seitlich am Getriebeblock führen zwei Blattfederarme 13 und 14 nach vorne und halten die Lagerklötze 20 und 21. In diesen sind die Antriebswellen 15 und 16 gelagert, auf deren vorderen Enden die Vorschubrollen 7 und 8, die auch die Klemmfunktion übernehmen, befestigt sind. Die Antriebswellen 15 und 16 sind über ein Schneckengetriebe im Getriebeblock 1 mit einem Motor 10 verbunden. Hinter dem Getriebeblock sind rechts und links zwei Hubmagnete 4 und 5 angebracht, die durch ihre Vorwärtsbewegung über die Schubstangen 11 und 12 das Zusammendrücken der Vorschubrollen 7 und 8 über einen Hebelmechanismus 6,17,18 und 19 bzw. das Vorschnellen des Kerbhebels 2 mit dem Kerbkeil 22 auf den Amboss 3 bewirken. Die drahtförmige Elektrode 23 wird von der Vorratsseite der Elektrode über die Einführöffnung 56 in der Aufbauplatte 9 und die Führungsdüse 41 durch die Startbohrung der Kontur des Werkstücks 52 gezogen. Das Werkstück 52 ist mit der Haltevorrichtung 54 am Kreuzsupport der Maschine befestigt. Wäh-

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rend der Bearbeitung wird die Elektrode koaxial mit einem flüssigen Dielektrikum umspült. Am Ende der Bearbeitung einer Kontur wird die Drahterosionsmaschine durch die elektronische Steueranlage abgeschaltet, d.h. die Zufuhr des

5 Dielektrikums wird gesperrt, die Stromzuführung zwischen Elektrode und Werkstück unterbunden und das Antriebssystem für die Elektrode abgeschaltet. Es soll dann die nächste Kontur bearbeitet werden. Das neue Verfahren setzt in diesem Augenblick ein, wobei von der Steueranlage lediglich io die Signale für Konturende, Positionieren des Werkstückes und Erreichen der neuen Startbohrung abgenommen werden müssen. Es ist also kein Eingriff in die Steueranlage erforderlich. Es werden nur vorhandene Funktionen der Maschine für die Steuerung des Einfadelvorganges verwendet.

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Nach dem Erreichen des Endpunktes mit der langsamen relativen Vorschubbewegung zwischen Werkstück und Elektrode und dem Erkennen der Steuersignale wird die Elektrode unterhalb des Werkstückes durch die Klemmeinrich-20 tung festgeklemmt. Nach der Klemmeinrichtung wird die Kerbvorrichtung ausgelöst, die die Elektrode einkerbt und ihrerseits das ober dem Werkstück auf der Ablageseite der Elektrode angeordnete Antriebssystem wieder einschaltet. Durch die Weiterbewegung der Elektrode reisst diese an der 25 Kerbstelle ab. Das Antriebssystem befördert den Rest der Elektrode auf die Ablageseite, wo sie auf einer Spule aufgewickelt oder mit einer Zerstückelungsinrichtung in kleine Stücke zerschnitten und in einen Abfallbehälter gefüllt wird. Beim Abreissvorgang wird durch die Kerbeinrichtung oder 30 einen elektronischen Kontakt, der beim Abreissen der Elektrode anspricht, das Positionieren des Werkstückes für die nächste Kontur ausgelöst. Dies erfolgt so, dass die Steueranlage auf Eilgang umschaltet. Der Positioniervorgang ist beendet, wenn die Startbohrung über der unteren Führungs-35 düse angelangt ist. Zu diesem Zeitpunkt gibt die Steueranlage der Maschine den Befehl, mit langsamer Vorschubbewegung zu arbeiten. Dieses elektronische Signal startet die Greifvorrichtung, die an die Startbohrung oberhalb des Werkstückes herangeführt wird. Beim Aufsetzen auf dem 40 Werkstück wird die Greifvorrichtung elektrisch gestoppt. Das Stoppsignal der Greifvorrichtung löst die Vorschubeinrichtung für die Elektrode aus, so dass diese durch die Führungsdüse und die Startbohrung gefädelt wird.

45 Mit Hilfe einer optischen Abtasteinrichtung und einem elektronischen Zähler wird die Strecke für den Vorschub der Elektrode, die abhängig ist von der Werkstückdicke, gemessen. Beim Erreichen des eingestellten Zählerstandes wird der Vorschub beendet und die Vorschubeinrichtung ausser Ein-50 griff gebracht. Beim Durchschieben hat die Greifvorrichtung die Elektrode erfasst, und durch das Zählersignal beim Erreichen des eingestellten Zählerstandes wird die Bewegung der Greifvorrichtung in Richtung auf das obere Antriebssystem gestartet und dabei die Klemmung durch die Klemm-55 Vorrichtung aufgehoben. Beim Erreichen des oberen Endpunktes wird der Elektrodenanfang von dem sich bewegenden oberen Antriebssystem erfasst und auf die Ablageseite befördert. Ausgelöst durch einen ersten elektrischen Kontakt, wird eine Schwenkbewegung der Greifvorrichtung aus 60 der Bahn der Elektrode um eine Elektrodenführung ausgeführt, und durch einen weiteren elektrischen Kontakt, der durch die gespannte Elektrode betätigt wird, wird die Dielektrikumzufuhr freigegeben und die Stromzuführung eingeschaltet. Als Dielektrikum wird vorteilhaft entionisiertes 65 Wasser verwendet. Es erfolgt dann die Bearbeitung der neuen Kontur, deren Verlauf in einem Lochstreifen programmiert ist, der der elektronischen Steueranlage eingegeben wird.

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In den nachfolgend beschriebenen und in den Figuren dargestellten vorteilhaften Vorrichtungen wird die Realisierung des Verfahrens erläutert.

In Fig. 3 und Fig. 4 ist die Klemm- und Vorschubeinrich-tung in Ruhe und Arbeitsstellung dargestellt, wobei eine Einrichtung beide Funktionen erfüllt. Die Fig. 3 zeigt die Einrichtung in Ruhestellung während des Erodiervorganges. Die Fig. 4 zeigt die Einrichtung in der Arbeitsstellung während des automatischen Einfädelvorganges. Nach Beendigung des Erodiervorganges, d.h. nach fertig erodierter Werkstückkontur, muss die Drahtelektrode 23 geklemmt und nach dem Abtrennen, auf das noch näher eingegangen wird, nach oben durch die Startbohrung des Werkstückes für die nächste zu schneidende Kontur geschoben werden. Aus dem Lochstreifen für das Werkstück wird aus einer bestimmten aufeinanderfolgenden Reihenfolge von Codezeichen logisch der Zeitpunkt für das Einsetzen des Fädelvorganges erkannt. Dieser Fädelvorgang beginnt mit dem Klemmen der Elektrode 23 und dem anschliessenden Kerben und Abreissen. Dies ist auch durch Schalterbetätigung manuell auszulösen. Als erstes wird der Hubmagnet 5 erregt und dadurch die Vorschubbewegung der Schubstange 12 in Pfeilrichtung ausgelöst. Der an ihr drehbar befestigte Hebelarm 6 wird um seinen durch einen Stift 17 fixierten Drehpunkt geschoben. Am anderen Ende des Hebelarms zieht eine Verbindungsstange 42 die beiden Schenkel 18 und 19 an ihrem Scheitelpunkt zurück und drückt die damit verbundenen Lagerklötze 20 und 21 mit den darin gelagerten Antriebswellen 15 und 16 gegeneinander. Die Schwenkbewegung der Antriebswellen wird von den Kugellagern im Getriebeblock 1 mitgemacht, da das Spiel in den Kugellagern bei. einem Schwenkwinkel von 1° völlig ausreicht. Die Elektrode 23 wird dabei von den fest auf den Antriebswellen 15 und 16 aufgesteckten Vorschubrollen 7 und 8 festgehalten. Diese weisen ein leicht gezahntes Profil auf, das den Vorteil hat, dass ein Durchgleiten der Elektrode während des Abreissvorganges verhindert wird und Ablagerungen des Abriebs nur in den Vertiefungen zwischen den Zähnen entstehen. Nach dem Abtrennen der Elektrode 23 und dem maschinellen Vorschieben des Werkstückes zur nächsten Startbohrung (Positionieren) wird die Elektrode durch die neue Startbohrung nach oben vorgeschoben. Dabei treibt ein Motor 10 über eine Schnecke 25 ein Schneckenrad 24 an, das fest mit der Welle 15 verbunden ist. Mit Hilfe von zwei gleichen Zahnrädern 26 und 27 erhält die Welle 16 und damit die Vorschubrolle 8 die entgegengesetzte Drehrichtung zur Welle 15 bzw. zur Vorschubrolle 7. Die Fig. 5b zeigt die Vorschubrollen 7 und 8 nach dem Klemmvorgang beim Vorschub der Elektrode 23. Die Fig. 5a zeigt die Vorschubrollen 7 und 8, die vor und nach dem Einfädelvorgang mit der Elektrode nicht in Eingriff stehen.

Die zueinander laufenden Vorschubrollen 7 und 8, die noch durch den Hebelmechanismus gegeneinander gedrückt sind, schieben die Elektrode 23 nach oben zunächst durch eine Führungsdüse 41 und weiter in die Startbohrung des Werkstückes. Das Hochschieben erfolgt solange, bis eine vorher entsprechend der Werkstückdicke an einem Dekadenschalter eingestellte Elektrodenlänge über ein Umlenkrad mit Zählvorrichtung gezogen und der Motor 10 ausgeschaltet wird. Die Länge der vorgeschobenen Elektrode wird mittels einer Lichtquelle, einer Fotodiode und einer am Umlenkrad fest angeordneten Schlitzlochscheibe optisch gemessen. Beim Vorschieben der Elektrode wird das Umlenkrad bewegt und durch die Schlitzlöcher der Lichtstrahl kurzzeitig unterbrochen, so dass am Ausgang der Fotodiode Impulse entstehen, die dem elektronischen Zähler zugeführt werden. Beim Erreichen des eingestellten Zählerendwertes wird der Motor abgeschaltet, die Greifvorrichtung oberhalb des Werkstücks erfasst die Elektrode, der Hubmagnet 5 fallt ab und die Vorschubrollen 7 und 8 gehen durch die Vorspannung der Blattfederarme 13 und 14 in ihre Ruhestellung zurück, wobei die Elektrode 23 wieder freigegeben wird (Fig. 5 3, Fig. 5a). Der Zählerendwert wird abhängig von der Werkstückdicke eingestellt, beispielsweise so, dass die Elektrode 16 mm über das Werkstück hinausragt.

Das Einkerben zum anschliessenden Abreissen der Elektrode wird durch die in Fig. 6 und Fig. 7 gezeigte Kerbvor-lo richtung erzielt. Fig. 6 zeigt die Kerbvorrichtung im Ruhezustand und Fig. 7 im Arbeitszustand. Die Fig. 8a bis Fig. 8c zeigen den Einkerb- und Abreissvorgang der Elektrode.

Sofort nach dem Klemmen der Elektrode durch die Vorschubrollen wird der Hubmagnet 4 stromdurchflossen. Der i5 Anker bewegt die Schubstange 11 in Pfeilrichtung nach vorne, wobei der Kerbhebel 2 sich um seinen Drehstift 28 in Pfeilrichtung bewegt. Der eingesetzte Kerbkeil 22 trifft auf die Drahtelektrode 23, schlägt sie auf den Amboss 3 und fügt ihr eine Kerbe zu (Fig. 8b). Die Tiefe der Kerbe soll im 20 günstigsten Fall etwa 4/5 des Elektrodendurchmessers betragen. Da die Vorschubrollen 7 und 8 (Fig. 4) die Elektrode festhalten und die oben an der Maschine angebrachten Transportrollen des Antriebssystems weiterlaufen, wird die Elektrode abgerissen (Fig. 8c) und das obere Ende zur Ab-25 lageseite, beispielsweise zu einem Zerhacker, weitergeleitet.

Der Kerbkeil 22 ist seitlich versetzt, um ihn bei Abnützung umgedreht wieder verwenden zu können. Dies trifft auch für den Amboss 3 zu, der in der Höhe versetzt ist und auf Umschlag verwendet werden kann. Ausserdem kann der 30 Kerbkeil 22 mittels einer gekonterten Schraube nachgestellt werden, wenn eine Verkürzung durch das Nachschleifen eingetreten ist. Nach der Einkerbung und dem Abreissen der Elektrode 23 wird der Hubmagnet 4 abgeschaltet und die Schubstange mit dem Kerbhebel 2, evtl. unterstützt durch 35 eine Zugfeder, in ihre Ausgangsstellung zurückgezogen (Fig. 6, Fig. 8a).

Die Fig. 9 bis 12 zeigen die Greifvorrichtung in verschiedenen Arbeitsstellungen. Nach dem Abreissen der Elektrode und dem Herausziehen des Restes der Elektrode aus 40 dem Werkstück läuft der Support mit dem Werkstück im Eilgang zur Startbohrung der neuen Kontur. Wenn diese Startposition erreicht ist, wird der Eilgang abgeschaltet und die Greifvorrichtung gestartet. Die Greifvorrichtung besteht aus einem Gleitrohr 43, das am oberen Ende auf der Ablage-45 seite der Elektrode befestigt ist. Im Gleitrohr ist verschiebbar eine Buchse 44 mit einem Klemmarm 47 und eine Klaue 48 angeordnet. Die Buchse 44 wird mit Hilfe einer Laufrolle 45 in einer am Umfang in Längsrichtung verlaufenden Kulisse 46 geführt. Dadurch ist die Bewegung des Klemmarmes so 47 genau bestimmt.

Nach dem Start der Greifvorrichtung gleitet der Klemmarm 47 in der Kulisse 46 nach unten zur Startbohrung 53 in der neuen Kontur (Fig. 13a). Beim Auftreffen der Klaue 48 auf dem Werkstück 52 wird die Abwärtsbewegung über ei-55 nen nichtdargestellten elektrischen Schalter gestoppt. Beim Hochschieben der Elektrode 23 mittels der Vorschubeinrich-tung (Fig. 4, Fig. 5a) durch die Führungsdüse 41 und die Startbohrung 53 wird der Anfang der Elektrode von der Klaue 48 gefasst. Die Fig. 13a bis 13c zeigen das Erfassen 60 und Befördern der Elektrode durch die Klaue 48 nach dem an sich bekannten Prinzip der Rollenklemmung. Die Klaue besteht aus einer Ausnehmung, in der auf einer schrägen Seitenwand eine Klemmrolle 49 beweglich eingesetzt ist. Die Elektrode 23 wird über die Führungsdüse 41 durch die Start-65 bohrung 53 in die Klaue 48 geschoben (Fig. 13a). Beim Hochschieben in die Klaue 48 wird die bewegliche Klemmrolle 49 von der Elektrode in einer schrägen Fläche hochgeschoben, wobei ein Spalt für die sich durchschiebende Elek

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trode entsteht (Fig. 13b). Hat die Elektrode 23 die durch die Zählereinstellung festgelegte Höhe über dem Werkstück 52 erreicht, wird der Vorschub gestoppt, und der Klemmarm 47 hebt in Pfeilrichtung vom Werkstück ab (Fig. 13c). Bedingt durch die schräge Fläche, wird die Elektrode mit der Klemmrolle 49 eingekeilt und somit am Durchgleiten gehindert.

Die Fig. 9 zeigt die Greifvorrichtung in der Stellung nach dem Abheben des Klemmarmes 47 vom Werkstück 52. Während des Hochziehens der Elektrode 23 macht der Klemmarm 47 und somit auch die Elektrode 23 bedingt durch die Kulissenführung eine Schwenkbewegung um die Elektrodenführung 40, in die die Elektrode danach in die V-förmige Prismenführung eingelegt wird. Die Fig. 10 zeigt gestrichelt den Bewegungsablauf des Klemmarmes beim Hochgleiten am Gleitrohr. Beim Hochgleiten des Klemmarmes 47 wird das aus der Klaue 48 herausragende Ende der Elektrode 23 von den Transportrollen 50 des oberen Antriebssystems erfasst und hochgegzogen. Die Stellung der Greifvorrichtung in diesem Zeitpunkt zeigt die Fig. 11. Durch die Ziehbewegung der Transportrollen wird die Klemmrolle 49 nach oben geschoben, und die Elektrode 23 kann durch die Klaue 48 gleiten. Danach wird der Klemmarm in seine Ruhestellung, die er während des Erodiervorganges einnimmt, zurückgeführt. Die Ruhestellung wird vorteilhaft im Schwenkbereich der Klemmarmbewegung festgelegt. Dazu wird der Klemmarm wieder abwärts bewegt. Da beim Abwärtsbewegen die Klemmwirkung der Klaue 48 mit der Klemmrolle 49 nicht mehr vorhanden ist, wird im Schwenkbereich der Klemmarm 47 über die in der Draufsicht der Greifvorrichtung in Fig. 12 dargestellte seitliche Öffnung 51 der Klaue 48 aus der Bewegungsrichtung der Elektrode 23 herausgeschwenkt. Die Greifvorrichtung behindert daher zuverlässig den Erodiervorgang am Werkstück nicht.

Die Rückführung des Klemmarmes in die Ruhestellung wird durch in den Figuren nichtdargestellte elektrische Schalter gesteuert. Die Verwendung und Anordnung derartiger Schalter ist an sich bekannt. Dazu ist erforderlich, dass im oberen Endpunkt der Aufwärtsbewegung im Bereich der Kulisse ein Schalter angeordnet ist, der die Aufwärtsbewegung stoppt und wieder eine Abwärtsbewegung auslöst. Für das Stoppen der Abwärtsbewegung ist im Schwenkbereich der Kulisse ein weiterer elektrischer Schalter angeordnet, der nur bei der Abwärtsbewegung des Klemmarmes aus der oberen Lage betätigbar ist und der die Klemmarmbewegung stoppt. Aus dieser Ruhestellung heraus wird der Klemmarm beim nächsten Einfädelvorgang gestartet. Über einen zusätzlichen elektrischen Kontakt, der durch die gespannte Elektrode betätigt wird, erfolgt die Auslösung eines neuen Erodiervorganges.

Die Fig. 14 bis 16 zeigen eine hydraulisch betätigbare an-und abschwenkbare Wasser- und Stromzuführung. Dabei zeigt die Fig. 14 die Schwenkeinrichtung für die Wasser- und Stromzuführung in der Vorderansicht im Betriebszustand, d.h. während des Erodiervorganges. Die Fig. 15 und 16 zeigen in der Draufsicht die Schwenkeinrichtung während des Einfädelvorganges und im Betriebszustand. Die eigentlichen Arbeitsführungen der Elektrode sind v-förmige Prismenführungen, in die sich der Draht durch Zugspannung einlegt und über Schleifen mit Strom versorgt wird. Andruckrollen sorgen für eine gute Kontaktgabe. Zum Einfädeln der Elektrode ist ein Herausklappen bzw. Hereinklappen des Gegenhalters mit Andruckrollen, Stromzuführung und Dielektrikumzuführung besonders vorteilhaft, weil dadurch das Einlegen einfach und zuverlässig erfolgen kann. Nachdem die Elektrode durch die Startbohrung im Werkstück gefädelt und durch die Transportrollen des oberen Transportsystems gespannt ist, muss die Stromzuführung und die koaxiale Wasserspülung an die Elektrode angedrückt werden. Dabei wird bei einem in den Fig. 14,15 und 16 dargestellten vorteilhaften Ausführungsbeispiel eine hydraulische Andrük-5 kung der Zuführungen durch den Druck des Dielektrikums beim Einschalten der Pumpe ausgenutzt. Sobald die Elektrode gespannt ist, wird über einen elektrischen Kontakt und die Maschinensteuerung der Elektrodentransport und die Wasserpumpe eingeschaltet. Einem Druckzylinder 34 wird io durch die Öffnung 33 über einen Schlauch das von der Pumpe kommende Dielektrikum zugeleitet. Beim Füllen des Zylinders mit Dielektrikum wird der Kolben 35 mit seiner Schubstange 36 in Pfeilrichtung (Fig. 16) vorwärtsg schoben. Der Andrückwinkel 37, der mit dem Ende der Schubstange 15 36 beweglich verbunden ist, kippt um seinen Drehpunktbolzen 38. Mit dem Andrückwinkel werden die Dielektrikumzuführung 32 und die Stromzuführung 31 an die Elektrode gedrückt. Zusätzlich wird die Elektrode zwischen der Segmentführung 40 und dem Leitrad 39 gespannt. Diese Draht-2o umlenkung bewirkt eine präzise Auflage der Elektrode in der Führung 40 und einen guten Kontaktandruck an der Stromzuführung 40 und einen guten Kontaktandruck an der Stromzuführung. Das Stromkabel 29 und der Wasserschlauch 30 sind flexibel und machen die Schwenkbewegung 25 des Andrückwinkels 37 mit. Ist der Erodiervorgang beendet, so schaltet die Steuerung die Wasserpumpe ab. Der Wasserdruck fällt, und der Kolben 35 wird durch eine Feder 55 zurückgeschoben, wobei der Andrückwinkel 37 über die Schubstange 36 wieder abgeschwenkt wird.

30 Bei einem neu gestarteten Einfädelvorgang wird die Elektrode wieder von der Greifvorrichtung, unbehindert von der Führung 40 und dem abgeschwenkten Andrückwinkel 37, nach oben bis zwischen die Transportrollen des Antriebssystems gezogen. Diese erfassen die angebotene Elektrode, 35 schieben sie über ein Umlenkstück, beispielsweise zu einer Zerhackereinrichtung, die die Elektrode in kleine Drahtstük-ke zerschneidet und einem Auffangbehälter zuführt.

Die Fig. 17 zeigt im Prinzip das Blockschaltbild für das neue Verfahren. Es ist eine zusätzliche elektronische Steuer-40 stufe ST mit einer eigenen Stromversorgung SV angeordnet. Die dafür erforderlichen elektronischen Bauteile sowie deren Zusammenwirken ist dem Durchschnittsfachmann hinreichend bekannt. Von der elektronischen Steuereinrichtung ES für die Erosionsmaschine wird über die Leitung 1 nach 45 der Beendigung des Erodiervorgangs an einer Kontur des Werkstückes ein Stoppsignal an die Steuerstufe abgegeben. Gleichzeitig mit diesem Signal werden das Antriebssystem, die Wasserpumpe und die Stromzuführung abgeschaltet. Vom Stoppsignal wird die magnetische Steuerung MK1 der so Klemmvorrichtung ausgelöst. Nach einer kurzen Verzögerungszeit wird die magnetische Steuerung MK2 für die Kerbvorrichtung und der Antrieb für das hinter dem Werkstück befindliche Antriebssystem eingeschaltet. Nach dem Kerbvorgang schaltet sich die Kerbvorrichtung ab. Das 55 Werkstück wird für die nächste Kontur positioniert und dann die Motorsteuerung GM für die Greifvorrichtung ausgelöst. Danach wird die Vorschubeinrichtung für das Einfädeln der Elektrode in die Startbohrung freigegeben. Der von Hand einstellbare Elektrodenlängenzähler LZ misst die 6o Länge der vorgeschobenen Elektrode, stoppt beim Erreichen des eingestellten Zählwertes den Vorschub und steuert den Greifermotor mit der Greifvorrichtung in die Ruhelage zurück. Dabei wird die Elektrode vom Antriebssystem erfasst und ein Kontakt durch die gespannte Elektrode ausgelöst, 65 der bewirkt, dass die Steuerstufe ST über die Leitung 2 ein Startsignal an die Steuereinrichtung ES abgibt. Durch das Startsignal wird die Erosionsmaschine für den Erodiervorgang eingeschaltet und der neue Arbeitsvorgang begonnen.

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4 Blatt Zeichnungen

Claims (17)

635 019 PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zum elektroerosiven Bearbeiten von Werkstücken durch drahtförmige oder bandförmige Elektroden, wobei die Bahn der relativen Bewegungen zwischen dem Werkstück und der Elektrode mittels einer elektronischen Steueranlage gesteuert wird und die drahtförmige oder bandförmige Elektrode mittels eines Antriebs- und Führungssystems von der Vorratsseite her in eine im Werkstück angebrachte Startbohrung der Kontur eingefädelt und soweit durch die Startbohrung geschoben oder gezogen wird, bis die Elektrode in Wirkverbindung mit der Ablageseite des Antriebs- und Führungssystems gebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass beim Erreichen des Endpunktes einer Kontur das Antriebs- und Führungssystem abgeschaltet und davon abhängig auf der Vorratsseite der Elektrode vor dem Werkstück eine die Elektrode festklemmende Klemmeinrichtung betätigt wird, dass eine Kerbvorrichtung die Elektrode mit einer Einkerbung zwischen der festgeklemmten Stelle und dem Werkstück versieht, dass nach der Einkerbung der Elektrode das auf der Ablageseite der Elektrode hinter dem Werkstück befindliche Antriebssystem eingeschaltet wird und beim Vorwärtsbewegen die Elektrode an der eingekerbten Stelle abreisst, dass die Startbohrung für die nächste Kontur mittels der elektronischen Steueranlage positioniert wird, dass die Klemmeinrichtung die Elektrode freigibt und eine während des Bearbeitungsvorganges des Werkstückes nicht in Eingriff stehende Vorschubeinrichtung den Anfang der Elektrode in die neue Startbohrung einfädelt und bis zu einem vor der Bearbeitung festgelegten Abstand über das Werkstück hinausschiebt, dass hinter dem Werkstück an den herausragenden Teil der Elektrode eine Greifvorrichtung herangeführt wird, die die Elektrode erfasst und dem hinter dem Werkstück befindlichen Antriebssystem zuführt, und dass nach dem Erfassen des Anfangs der Elektrode durch das Antriebssystem die Bearbeitung des Werkstückes in der neuen Kontur fortgesetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Erreichen des Endpunkes einer Kontur für die Dauer des Einfädelvorganges die Wasserzuführung für die koaxiale Spülung an der Elektrode weggeschwenkt und die Stromzuführung von der Elektrode abgehoben wird.

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zögerungszeit der Klemmarm in Richtung auf das hinter dem Werkstück befindliche Antriebssystem zurückgleitet.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an den freien Enden von zwei einseitig auf einer Aufbauplatte (9) befestigten und annähernd parallel verlaufenden federnden Armen (13, 14) Lagerklötze (20,21) angebracht sind, in denen die Antriebswellen (15,16) für zwei einander gegenüberstehende und gegensinnig antreibbare Vorschubrollen (7, 8) gelagert sind, wobei die Vorschubrollen (7, 8) in einem solchen Abstand voneinander angeordnet sind, dass die dazwischen durchbewegte Elektrode (23) nicht beeinflusst wird, dass eine in Längsrichtung betätigbare und längs der Arme verlaufende Schubstange (12) angeordnet ist, bei deren Betätigung über eine Hebelanordnung (6,17,18,19,42) die beiden Vorschubrollen (7, 8) gegeneinander drückbar und die Elektrode (23) festklemmbar ist und dass nach dem Loslassen der Schubstange (12) die Lagerklötze (20, 21) mit den Vorschubrollen (7, 8) in die Ausgangsstellung zurückkehren.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswellen (15,16) für die beiden Vorschubrollen (7, 8) über zwei gleiche Zahnräder (26, 27), ein Schneckenrad (24) und eine Schnecke (25) mit einem Motor (10) verbunden sind.

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5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die über einen Hubmagneten (5) betätigbare Schubstange (12) beweglich mit einem Hebelarm (6) verbunden ist, der um einen fixierten Stift (17) schwenkbar ist, dass der Hebelarm (6) beweglich mit einer Verbindungsstange

(42) verbunden ist, deren anderes Ende beweglich mit dem Scheitelpunkt zweier an den Lagerklötzen (20,21) beweglich befestigten Schenkeln (18,19) verbunden ist, wobei bei Betätigung der Schubstange (12) durch eine Bewegung des Scheitelpunktes der Schenkel (18,19) die Lagerklötze (20, 21) gegeneinander drückbar sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorschubrollen (7, 8) am Umfang ein gezahntes Profil aufweisen, das ein Durchgleiten der Elektrode beim Festklemmen und beim Vorschub verhindert.

7. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die über einen Hubmagneten (4) und eine Schubstange (11) betätigbare Kerbeinrichtung einen bei Betätigung der Schubstange (11) um einen fixierten Drehstift (28) in Richtung auf die Elektrode (23) schwenkbaren Kerbhebel (2) mit eingesetztem Kerblceil (22) aufweist und dass hinter der Elektrode (23) ein Amboss (3) angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kerbkeil (22) und der Amboss (3) so angeordnet sind, dass beim Einkerbvorgang die dazwischenliegende Elektrode (23) ausserhalb der Mitte des Kerbkeiles und des Ambosses zu liegen kommt.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Vorratsseite an einem Umlenkrad des Antriebs- und Führungssystems eine abhängig von der Werkstückdicke manuell einstellbare Zähleinrichtung angeordnet ist, die die Wegstrecke der vorgeschobenen Elektrode auszählt und beim Erreichen des eingestellten Zählerstandes die Vorschubeinrichtung in den Ruhestand steuert.

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10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Umlenkrad eine mit Hilfe einer Lichtquelle und einer Lichtdiode abtastbare Schlitzlochscheibe fest angeordnet ist, dass die beim Vorschub der Elektrode entstehenden Abtastimpulse mittels eines einstellbaren elektronischen Zählers zählbar sind und dass der Zähler beim Erreichen des eingestellten Zählerstandes den die Vorschubeinrichtung steuernden Hubmagneten abschaltet.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Greifvorrichtung aus einem einseitig befestigten und am Umfang eine Kulissenführung aufweisenden Gleitrohr besteht, auf dem eine Buchse mit einem längs des Gleitrohres verlaufenden Klemmarm, an dessen Ende für die Rollenklemmung der Elektrode eine Klaue mit einer Klemmrolle angebracht ist, entlang gleitet, und dass die Gleitbewegung der Buchse in einer Laufrolle in der Kulisse erfolgt, wobei eine Schwenkbewegung um die Elektrodenführung erfolgt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Klemmarm nach der Beendigung des Positioniervorganges an die Startbohrung des Werkstückes hingleitet und beim Berühren des Werkstückes mittels eines elektrischen Kontaktes gestoppt wird, dass nach dem Durchschieben der Elektrode hinter die Klemmrolle der Klaue die in den Ruhestand zurückgestellte Vorschubeinrichtung die Klemmarmbewegung in Richtung auf das hinter dem Werkstück befindliche Antriebssystem der Elektrode auslöst und dass der Klemmarm in der Kulissenführung in seine Ruhestellung zurückgleitet.

13. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähleinrichtung beim Erreichen des eingestellten Zählerstandes die Bewegung des Klemmarmes in Richtung auf das hinter dem Werkstück befindliche Antriebssystem startet.

14. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass beim Beginn der Vorschubbewegung der Elektrode ein Zeitglied ausgelöst wird und dass nach der Ver2

15. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass am Ende der Kulisse in der Nähe des Antriebssystems ein erster elektrischer Schalter angeordnet ist, bei dessen Betätigung durch den zurückgleitenden Klemmarm die Bewegungsrichtung des Klemmarms sich umkehrt, und dass im Schwenkbereich der Kulisse um die Elektrodenführung ein zweiter elektrischer Schalter angeordnet ist, bei dessen Betätigung nach der Betätigung des ersten Schalters der Klemmarm im Schwenkbereich stoppt.

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16. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Erfassen der Elektrode durch das Antriebs- und Führungssystem die straff gespannte Elektrode über einen weiteren elektrischen Kontakt und die Steueranlage nach einer Verzögerungszeit den Beginn der Bearbeitung in der neuen Kontur auslöst.

17. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dielektrikumzuführung und die Stromzuführung an die Elektrode über einen an- und abschwenkbaren Andrückwinkel bewirkt ist, dass der Andrückwinkel über eine Schubstange betätigbar ist, die am anderen Ende als Kolben ausgebildet und in einem Druckzylinder verschiebbar gelagert ist, und dass der Kolben durch die Zuführung des Dielektrikums in den Druckzylinder in der einen Richtung und bei gesperrtem Dielektrikum durch Federwirkung in die andere Richtung verschiebbar ist.