CH636035A5 - Verfahren und vorrichtung zum steuern der radialen verstellung der elektrode einer funkenerosionsmaschine. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern der Elektrode an Funkenerosionsmaschinen, bei welchen die Elektrode bis zum Erreichen des erforderlichen Arbeitsspaltes zu einem zu bearbeitenden Werkstück innerhalb eines Dielektrikums verstellt wird. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Bei bekannten Funkenerosionsmaschinen erfolgt die Annäherung der Elektrode an das zu bearbeitende Werkstück mit konstanter Geschwindigkeit, bis der gewünschte Arbeitsspalt von einigen Hundertstelmillimetern erreicht und die Elektrode sodann angehalten wird, um mit normaler Bearbeitungsgeschwindigkeit weiterzufahren. Durch diese schnelle Annäherungsbewegung der Elektrode baut sich im Bereich des Arbeitsspaltes ein äusserst hoher Druck im Dielektrikum auf, weil letzteres infolge des kleinen Abstandes zwischen Elektrode und Werkstück nur langsam entweichen kann. Der Druck im Dielektrikum erzeugt eine Kraft, welche der Annäherungsbewegung der Elektrode zum Werkstück entgegenwirkt. Diese Kraft ist in vielen Fällen derartig hoch, dass die Elektrode bzw. der Elektrodensupport beschädigt werden.

Die konstante Annäherungsgeschwindigkeit der Elektrode an das Werkstück führt ferner dazu, das die Elektrode häufig auf das Werkstück aufläuft und somit ein Kurz-schluss entsteht, der nur durch ein nachfolgendes Zurückfahren der Elektrode wieder behoben werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile des Bekannten zu vermeiden, insbesondere also ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, bei deren Anwendung keine Druckspitzen im Dielektrikum entstehen und gleichzeitig die für die Heranführung der Elektrode an das Werkstück erforderlichen Kräfte auf ein Minimum reduziert werden können.

Aufgabe der Erfindung ist es ferner, die Annäherungsbewegung der Elektrode an das Werkstück so zu beeinflussen, dass dabei kein Kurzschluss entstehen kann.

Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen.

Gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren wird dies dadurch erreicht, dass die infolge des Druckes im Dielektrikum auf die Elektrode wirkende Kraft kontinuierlich gemessen wird und dass die Geschwindigkeit der Heranführung der Elektrode an das Werkstück in Abhängigkeit der gemessenen Kraft verändert wird.

Dadurch wird auf optimal einfache Weise erreicht, dass bei Erhöhung des Druckes im Dielektrikum infolge zu hoher Annäherungsgeschwindigkeit eine kontinuierliche Reduktion dieser Annäherungsgeschwindigkeit dahingehend erfolgt, dass der Druck im Dielektrikum einen bestimmten Maximalwert nicht überschreitet, und zwar bis der erforderliche Arbeitsspalt erreicht wird.

Die Vorrichtimg zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens ist an einer Funkenerosionsmaschine angeordnet, die einen als Exzenter wirkenden Elektrodensup- • port aufweist, in dem zumindest ein drehbar gelagertes Exzenterstück angeordnet ist, das gegenüber einer Welle radial verstellbar gelagert ist und mit einer in der Längsachse der Elektrode sich erstreckenden, als schiefe Ebene wirkenden Auflauframpe zwischen dieser Welle und dem Exzenterstück zur radialen Verstellung des Elektrodensupportes vorgesehen ist, wobei der Elektrodensupport eine durch Antriebsmittel bewegbare Steuereinrichtung zur Veränderung der Exzentrizität eines Elektrodenhalters aufweist, die eine drehbar an der Welle angeordnete, vertikal bewegbare Zugstange aufweist.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Antriebsmittel und der Steuereinrichtung eine auf das Antriebsmittel steuernd einwirkende Kraftmesseinrichtung vorgesehen ist.

Die Erfindimg Iässt sich vorteilhaft realisieren, wenn als Kraftmesseinrichtung eine gegen einen Anschlag vorgespannte Feder zwischen Steuereinrichtung und dem Antriebsmittel vorgesehen ist, wobei die Längenveränderung der Feder als Mass für die Steuerwirkung angewendet wird.

In einervorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann die Kraftmesseinrichtung als ein auf der Zugstange angeordneter Dehnungsmessstreifen vorgesehen werden und die Steuerung des Antriebsmittels auf elektrischem bzw. elektronischem Weg erfolgen.

Ersichtlicherweise werden der technische Fortschritt und der erfinderische Inhalt des Anmeldungsgegenstandes sowohl durch die neuen Einzelmerkmale als auch insbesondere durch Kombination aller Verwendung findenden Merkmale gewährleistet.

Die Erfindung ist nachstehend in einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Teilansicht des Elektrodensupportes mit einer ersten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes und

2

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3

636 035

Fig. 2 eine Teilansicht einer weiteren Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes.

Der Elektrodensupport 4 gemäss Fig. 1 weist eine mit der Zugstange 20 verbundene Steuervorrichtung auf. Am unteren Ende der Zugstange 20 ist diese in axialer Richtung spielfrei mittels zwei Axiallagern 62,63 an einer Welle 64 drehbar befestigt. Die Welle 64 ist gegenüber der Zugstange 20 frei drehbar, und die Welle 64 ist als Hohlwelle ausgebildet, und ihre untere Stirnfläche ist gegabelt. Der gabelförmige Unterteil der Welle 64 weist somit die beiden Wangen 66 und 67 auf, welche auf der Innenseite den einen Teil von zwei Geradführungen 68, die unter dem Namen «Schneeber-ger Längsführung» bekannt sind, aufnehmen.

Die beiden Geradführungen 68 liegen in der Darstellung gemäss Fig. 1 deckungsgleich hintereinander. Diese beiden Geradführungen 68 liegen geneigt zur Drehachse der Welle 64. Beim dargestellten Beispiel wurde ein Neigungswinkel von 45° gewählt. Die Welle 64 sitzt in einer Büchse 69, auf der sich eine handelsübliche Kugelbüchse 70 befindet. Letztere ist noch innerhalb des Gehäuses 73 gelagert.

Die Kugelbüchse 70 erlaubt sowohl eine spielfreie axiale Bewegung der Welle 64 mit Büchse 69 als auch eine Drehbewegung der Welle 64 mit der Büchse 69 bezüglich des Gehäuses 73. Die Zugstange 20 durchragt den Deckel 74 des Gehäuses 73 mit Spiel. Der mit dem Elektrodensupport 4 mittels Rollenführungen 48 winkelsteif verbundene Elektrodenhalter 58, der gegenüber dem Support 4 eine translatorische Bewegung ausüben kann, dient zur drehbaren Lagerung eines Exzenterstückes 5. Letzteres weist eine rechtwinklige, dreieckige Platte 76 auf, an die sich nacheinander zwei Wellenzapfen 77 und 78 anschliessen. Die Bauteile 76, 77 und 78 sind einstückig ausgeführt.

Das Exzenterstück 5 ist mittels Nadellagern 79 und 80 radial und axial spielfrei drehbar im Elektrodenhalter 58 gelagert. Am unteren Ende ist der Wellenzapfen 78 mit einer Verzahnung 65 versehen, die mit einem Zwischenrad 51 kämmt. Das Zwischenrad 51 kämmt seinerseits mit einem Ritzel 52. Der Antrieb des Exzenterstückes 5 zur Rotation erfolgt von einem am Elektrodenhalter 58 befestigten Elektromotor 42 über das Ritzel 52, das Zwischenrad 51 auf die Verzahnung 65. Zur axial spielfreien Halterung des Exzenterstückes 5 im Elektrodenhalter 58 sind noch eine Laufscheibe 81, ein Sicherungsblech 82 und eine Sicherungsmutter 83 vorhanden. Das Exzenterstück 5 wird axial von einer Gewindebohrung durchsetzt, in der eine Stellschraube 84 gehalten ist. Eine Schraubenzugfeder greift mit ihrem einen Ende an dieser Stellschraube 84 an und ist mit ihrem anderen Ende auf einem an der Welle 64 abgestützten Zapfen 85 gehalten. Die Feder 87 hat das Bestreben, die Stange 20 mit Welle 64 nach unten gegen das Exzenterstück 5 zu ziehen. Die Hypotenuse der dreieckigen Platte 76 vom 5 Exzenterstück 5 ist mit dem anderen Teil der erwähnten Geradführung 68 versehen. Die zweite Welle 64 steht also mittels dieser Geradführung 68 mit dem Exzenterstück 5 in Verbindung. Das Exzenterstück 5 liegt hierbei mit seinem plat-tenförmigen Teil 76 im Zwischenraum des gegabelten un-lo teren Endes der Welle 64.

Das Exzenterstück 5 liegt also stirnseitig zur Welle 64, und die geneigt zur Drehachse der Welle liegende Geradführung 68 stellt die Auflauframpe zwischen der Welle 64 und dem Exzenterstück 5 dar. Eine axiale Bewegung der Welle 64 i5 bezüglich des Gehäuses 73 hat somit eine radiale Verstellung des Exzenterstückes 5 mit seinem Elektrodenhalter 58 und somit eine Verstellung der Exzentrizität zur Folge.

Das Verstellen der Exzentrizität des Elektrodenhalters 58 und somit das Annähern der nichtdargestellten Elektrode an 20 das zu bearbeitende Werkstück erfolgt über eine axiale Bewegung der Zugstange 20 mittels Antriebsmittel 6. Die Annäherung der Elektrode an das Werkstück erfolgt mit konstanter hoher Geschwindigkeit so lange, bis der Druck im Dielektrikum im Bereich des Arbeitsspaltes und dadurch die 25 Zugkraft an der Zugstange 20 einen maximalen vorbestimmbaren Grenzwert erreicht. Beim Überschreiten dieses Grenzwertes spricht eine aus einer Hohlwelle 9 und einer zwischen einem Anschlag 1 der Hohlwelle und einer Scheibe 7a der Zugstange 20 vorgespannten Feder 3 bestehende Kraftmess-3o einrichtung derart an, dass die Feder 3 zusammengedrückt wird und dadurch die Geschwindigkeit der Zugstange 20 und damit auch die Geschwindigkeit der Exzentrizitätsveränderung vermindert wird.

Fig. 2 zeigt eine Teilansicht der Kraftmesseinrichtung 2, 35 die aus einem an der Zugstange 20 angeordneten Dehnungsmessstreifen 10 besteht, dessen Anschlüsse mittels der Zuleitung 11 auf das Antriebsmittel 6 derart rückgekoppelt werden, dass beim Überschreiten einer maximalen vorbestimmbaren Zugkraft an der Zugstange 20 die Geschwindigkeit der 40 Vertikalbewegung der Zugstange reduziert wird. Dadurch wird die Zugkraft an der Zugstange und damit die auf die Elektrode wirkende Kraft ebenfalls reduziert.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist ersichtlicherweise zahlreichen Änderungen zugänglich. So ist beispielsweise 45 jede bekannte und zum Stand der Technik gehörende Kraftmesseinrichtung ohne weiteres einsetzbar, ohne dass dadurch der Rahmen der Erfindung verlassen wird.

s

1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

636035 PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zum Steuern der Elektrode an Funkenerosionsmaschinen, bei welchen die Elektrode bis zum Erreichen des erforderlichen Arbeitsspaltes zu einem zu bearbeitenden Werkstück innerhalb eines Dielektrikums verstellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die infolge des Druckes im Dielektrikum auf die Elektrode wirkende Kraft kontinuierlich gemessen wird und dass die Geschwindigkeit der Heranführung der Elektrode an das Werkstück in Abhängigkeit der gemessenen Kraft verändert wird.

(2) vorgesehen ist.

2. Verfahren nach Patentanspruch 1, bei welchem die Elektrode nach Erreichen der gewünschten Bearbeitungstiefe durch Bildung einer Kurbel mit veränderlicher Exzentrizität bis zum Erreichen des erforderlichen Arbeitsspaltes verstellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die infolge des Druckes im Dielektrikum auf die Elektrode wirkende Kraft kontinuierlich gemessen wird und dass die Geschwindigkeit der Exzentrizitätsveränderung in Abhängigkeit der gemessenen Kraft verändert wird.

(3) besteht.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch 1 an einer Funkenerosionsmaschine mit einem als Exzenter wirkenden Elektrodensupport (4), in dem zumindest ein drehbar gelagertes Exzenterstück (5) angeordnet ist, das gegenüber einer Welle (64) radial verstellbar gelagert ist und mit einer in der Längsachse der Elektrode sich erstreckenden, als schiefe Ebene wirkenden Auflauframpe (68) zwischen dieser Welle und dem Exzenterstück zur radialen Verstellung des Elektrodenhalters (58) vorgesehen ist, wobei der Elektrodensupport eine durch Antriebsmittel (6) bewegbare Steuereinrichtung zur Veränderung der Exzentrizität des Elektrodenhalters aufweist, die eine drehbar an der Welle angeordnete, vertikal bewegbare Zugstange aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Antriebsmittel (6) und der Steuereinrichtung (8) eine auf das Antriebsmittel (6) steuernd einwirkende Kraftmesseinrichtung

4. Vorrichtung nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftmesseinrichtung (2) aus einer gegen einen Anschlag (1) einer Hohlwelle (9) vorgespannten Feder

5. Vorrichtung nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftmesseinrichtung (2) aus Dehnungsmessstreifen besteht.