CH655029A5 - Bearbeitungseinrichtung mittels elektrischer entladung, mit einer drahtfoermigen elektrode. - Google Patents

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Bearbeitungseinrichtung gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

In einer Bearbeitungseinrichtung mittels elektrischer Entladung dieser Art, wird ein Metalldraht mit einem Durchmesser von 0,05 bis 0,3 mm als seine Elektrode verwendet. Eine elektrische Entladung tritt zwischen der Elektrode und eines zu bearbeitenden Werkstückes auf, um den entsprechenden Teil des Werkstückes zu schmelzen. Die Elektrode wird in der X-Y-Ebene relativ zum Werkstück verschoben, um so das Werkstück durch elektrisches Schneiden oder Abschneiden in die gewünschte Form zu bringen. In diesem Fall wird die elektrische Entladung im allgemeinen mit einer konstanten Schnellzuführung von 1 Impuls/|xm ausgeführt; d.h. die Entladung wird bei konstanter Spannung im Bearbeitungsspalt ohne Steuerung der Entladungsenergie ausgeführt.

Mit diesem Verfahren mit konstanter Schnellzuführung kann ein Werkstück zufriedenstellend bearbeitet werden, wenn das Werkstück eine konstante Dicke aufweist. Zum Bearbeiten eines Werkstückes unterschiedlicher Dicke ist es notwendig, zuerst die zur Bearbeitung benötigte Vorschubgeschwindigkeit auf einen Wert für die maximale Dicke des Werkstückes (d.h. für den maximalen Bearbeitungsbereich) einzustellen, damit kein Kurzschluss auftritt und die draht-förmige Elektrode nicht brechen kann. Dementsprechend ist beim Verfahren mit konstanter Schnellzuführung die zum Bearbeiten notwendige Vorschubgeschwindigkeit relativ niedrig. Folglich wird die Bearbeitungsvorschubgeschwindigkeit auch zum Bearbeiten eines Teiles des Werkstückes, dessen Dicke geringer ist als andere Teile, ebenfalls klein gehalten. Deshalb ist das Bearbeitungsvermögen des Verfahrens mit konstanter Schnellzuführung recht gering. Andererseits ist es gemäss dem Stand der Technik bekannt, dass es, sogar wenn die Dicke des Werkstückes konstant ist, zum Formen eines Werkstückes mit einer spitzwinkligen Ecke vorteilhaft ist, die Bearbeitungsvorschubgeschwindigkeit zu erhöhen oder die Entladungsenergie zu vermindern, weil das bearbeitete Werkstück scharfe Ecken aufweist, d.h. die erzielte Ecke nicht rund ist. Das Verfahren mit konstanter Schnellzuführung, bei welchem die Entladungsenergie unverändert aufrechtgehalten wird, ergibt jedoch andere Schwierigkeiten, die behoben werden müssen.

Zum Beheben der oben angeführten Schwierigkeiten, welche dem Verfahren mit konstanter Schnellzuführung anhaften, wurden schon Bearbeitungseinrichtungen mittels elektrischer Entladung vorgeschlagen. In den bekannten

3 655 029

Einrichtungen wird eine Spannung über einem Bearbeitungsspalt, d.h. die Bearbeitungsspannung detektiert und die Bearbeitungsvorschubgeschwindigkeit gesteuert, so dass die detektierte Spannung konstant ist. Die Anordnung und die 5 Arbeitsweise der bekannten Einrichtung wird mit Bezug auf die Fig. 1 beschrieben.

Eine elektrische Bearbeitungsquelle 3 liefert einen Bearbeitungsstrom zu einer Drahtelektrode zu einem zu bearbeitenden Werkstück 2. Der durchschnittliche Wert Eg der Be-lo arbeitungsspannung und eine Bezugsspannung Eo werden einem Fehlerspannungsverstärker 4 zugeführt, welcher eine Bearbeitungsvorschubgeschwindigkeit F bestimmt, die proportional zu einer Fehlerspannung ist, welche die Differenz zwischen der Bearbeitungsspannung Eg und der Bezugs-15 Spannung Eo ist. Die so bestimmte Bearbeitungsvorschubgeschwindigkeit F wird durch einen Geschwindigkeitsverteiler 5 in eine X-Achsenkomponente Fx und eine Y-Achsen-komponente Fy aufgeteilt, welcher Geschwindigkeitsverteiler so ausgebildet ist, dass er einen X-Achsenmotor 6 und ei-20 nen Y-Achsenmotor 7 antreibt. In diesem Zusammenhang gilt die folgende Beziehung zwischen der durch den Verstärker 4 gelieferten Bearbeitungsvorschubgeschwindigkeit F und den Ausgangssignalen Fx und Fy des Geschwindigkeitsverteilers 5:

25

Fx2 + Fy2 = F2

Bei der oben beschriebenen Anordnung wird, wenn der Spalt zwischen der drahtförmigen Elektrode 1 und dem 30 Werkstück 2 kleiner wird und dementsprechend die Bearbeitungsspannung Eg kleiner wird als die Bezugsspannung Eo, die Bearbeitungsvorschubgeschwindigkeit F reduziert und der Spalt wird dadurch erweitert, so dass die Bearbeitungsspannung Eg sich der Bezugsspannung Eo annähert. Im 35 Gegensatz dazu wird, wenn die Bearbeitungsspannung Eg grösser wird als die Bezugsspannung Eo, die Bearbeitungsvorschubgeschwindigkeit F erhöht, um zu bewirken, dass die Bearbeitungsspannung Eg sich der Bezugsspannung Eo annähert. Dies ist eine Einrichtung, bei welcher eine Bearbei-40 tungsspannung rückgekoppelt wird, um die Maschinenvor-schubgeschwindigkeit zu verändern. In dieser Einrichtung wird die Bearbeitungsvorschubgeschwindigkeit erhöht, wenn ein relativ dünner Teil des Werkstückes bearbeitet wird, und vermindert, wenn ein relativ dicker Teil des Werkstückes be-45 arbeitet wird.

Die Anwendung der oben beschriebenen Bearbeitungs-vorschubgeschwindigkeitssteuerung, bei welcher die Bearbeitungsspannung unverändert behalten wird, ermöglicht es, einige durch die Bearbeitungsvorschubgeschwindigkeit be-50 dingte Verluste zu beseitigen, die sich durch die konstante Schnellzuführung ergeben.

Die Fig. 2 zeigt die Wellenform des Stromes zum Laden eines Wechselentladungskondensators. In der Fig. 2 ist der Spitzenwert des Ladeimpulsstromes mit Ip, die Impulsbreite 55 mit xp und der zeitliche Abstand zwischen zwei benachbarten Impulsen mit tr bezeichnet. Die Fig. 3 zeigt das Schema der elektrischen Bearbeitungsquelle 3 der Fig. 1. Wie in der Fig. 3 gezeigt, umfasst die elektrische Quelle 3 einen Kondensator 8, welcher die Rauheit der bearbeiteten Oberfläche 60 beeinflusst, einen Strombegrenzungswiderstand 9 zum Bestimmen des Spitzenwertes Ip des Ladestromes, einen Schalttransistor 10, einen Oszillator 11 zum Bestimmen der Impulsbreite xp und des zeitlichen Abstandes xr zwischen zwei benachbarten Impulsen und eine Gleichspannungsquel-65 le 12 zum Liefern einer nicht belasteten Spannung zwischen den Elektroden.

In Abhängigkeit von diesen elektrischen Bedingungen ist die zur Bearbeitung notwendige Entladungsenergie verän

655 029

derlich, auch wenn die durchschnittliche Bearbeitungsspannung Eg unveränderlich gehalten wird. Im allgemeinen neigt beim Bearbeiten eines Werkstückes mit relativ geringer Dik-ke die zum Bearbeiten notwendige Entladungsenergie dazu, sich an einer Stelle zu konzentrieren, und deshalb ist es notwendig, die oben beschriebenen elektrischen Bedingungen herabzusetzen, um die Entladungsenergie zu verkleinern, ansonsten die Drahtelektrode brechen würde.

Die Bearbeitungsvorschubgeschwindigkeit F wird so ge-steeuert, dass die Bearbeitungsspannung unverändert beibehalten wird und beim Bearbeiten eines Werkstückes unterschiedlicher Dicke werden die elektrischen Bedingungen so gewählt, dass die Drahtelektrode 1 beim Bearbeiten der kleinsten Dicke des Werkstückes nicht bricht. Deshalb sind beim Bearbeiten jener Teile des Werkstückes, die grössere Dicken aufweisen, die elektrischen Bedingungen nicht ausreichend und dementsprechend wird die Bearbeitungsgeschwindigkeit reduziert. Zusätzlich ist es bekannt, dass die Bearbeitungsgenauigkeit durch Verschärfen der elektrischen Bedingungen bei der Bearbeitung von relativ grossen dicken Teilen des Werkstückes verbessert wird.

Wenn beim Bearbeiten einer Ecke die Bearbeitungsrichtung geändert wird, so wird die Entladungsfläche vergrös-sert, d.h. es tritt die gleiche Wirkung auf, wie wenn die Dicke zugenommen hätte. Folglich tritt ein Überschneiden auf, wenn die elektrischen Bedingungen unverändert beibehalten werden, woraus resultiert, dass die Genauigkeit der bearbeiteten Dicke vermindert wird. Dementsprechend ist es in diesem Fall notwendig, die elektrischen Bedingungen zu reduzieren, um das Werkstück an den Ecken mit hoher Genauigkeit zu bearbeiten.

Aus den obigen Darlegungen ist ersichtlich, dass das bekannte Verfahren mit konstanter Schnellzuführung und die bekannte Steuerung der Bearbeitungsgeschwindigkeit bei unveränderter Bearbeitungsspannung nachteilig sind, indem beim Bearbeiten eines Werkstückes die Bearbeitungsentladefläche verändert wird, d.h. in Abhängigkeit der Dicke oder dem Bearbeiten eines Werkstückes mit Ecken, wobei die Bearbeitungsvorschubgeschwindigkeit und die Bearbeitungsgenauigkeit nicht zufriedenstellend sind. Darüber hinaus ist die Zuverlässigkeit der bekannten Verfahren gering, weil die elektrischen Bedingungen manuell eingestellt werden müssen, mit dem Resultat, dass der Bearbeitungsvorgang in grossem Ausmass von der Erfahrung der Bedienungsperson abhängig ist und weil das Einstellen der elektrischen Bedingungen ziemlich schwierig ist, und mit dem Resultat, dass die drahtförmige Elektrode öfters bricht.

Dementsprechend ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Bearbeitungseinrichtung mittels elektrischer Entladung mit einer drahtförmigen Elektrode zu schaffen, bei welcher die oben beschriebenen Schwierigkeiten, die den bekannten Einrichtungen anhaften, beseitigt sind und die Operationsverstärkermittel zum automatischen Einstellen der elektrischen Bedingungen, wie Spitzenwert des Ladestromes Ip, Impulsbreite xp, zeitlicher Abstand xr zwischen zwei benachbarten Impulsen und Kondensator C auf optimale Werte entsprechend den Schwankungen der Bearbeitungsentladefläche eines Werkstückes, aufweisen.

Die erfindungsgemässe Einrichtung ist durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angeführten Merkmale gekennzeichnet.

Entsprechend der Erfindung werden die bisher manuell eingestellten Bedingungen vollständig automatisch eingestellt und dadurch wird die drahtförmige Elektrode nicht mehr in Folge unsorgfaltiger Einstellung brechen. Weiter werden beim Bearbeiten eines Werkstückes mit unterschiedlicher Dicke die optimalen elektrischen Bedingungen automatisch an die Schwankungen der Dicke angepasst. Entsprechend der Erfindung wird im Gegensatz zum bekannten Bearbeitungsverfahren nicht unter verringerten und an die dünnste Dicke des Werkstückes angepasste elektrische Bedingungen gearbeitet und deshalb kann die Bearbeitungsge-5 schwindigkeit beträchtlich erhöht und die Bearbeitungsgenauigkeit ebenfalls beachtlich verbessert werden.

Eine andere Aufgabe der Erfindung ist, eine Bearbeitungseinrichtung mittels elektrischer Entladung mit einer drahtförmigen Elektrode zu schaffen, welche Einrichtung in io Abhängigkeit der Schwankungen der Bearbeitungsentlade-fläche eines Werkstückes die elektrischen Bedingungen wie Spitzenwert des Ladestromes Ip, Impulsbreite xp, zeitlicher Abstand xr zwischen zwei benachbarten Impulsen, Kondensator C und die nicht belastete Spannung vollständig auto-ls matisch einzeln oder kombiniert auf optimale Werte einstellt.

Bei der erfindungsgemässen Einrichtung werden die elektrischen Bedingungen unterschiedlicher Energie, welche Bedingungen in Form von Datentabellen mit Bezug auf die 20 dicken Schwankungen eines Werkstückes und den Schwankungen der Bearbeitungsentladefläche des Werkstückes beim Bearbeiten desselben in entsprechenden Richtungen zum Formen der Ecken vorbereitet wurden, aufeinanderfolgend ausgelesen und dem Vergleich unterworfen, um so je-25 derzeit optimale elektrische Bedingungen zu erhalten. Um die Schwankungen der Bearbeitungsentladefläche festzustellen, wird eine durchschnittliche Bearbeitungsvorschubgeschwindigkeit (für eine bestimmte Zeit) benützt und die elektrischen Bedingungen werden zu jeder vorbestimmten Zeit 30 geändert. Folglich werden die elektrischen Bedingungen in exakter Übereinstimmung mit den Schwankungen der Bear-beitungsentladefläche gesteuert.

Dementsprechend ist das sich gegenüber dem Stand der Technik unterscheidende Steuern der elektrischen Bedingun-35 gen frei von der Unzulänglichkeit der Schwierigkeit zum entsprechenden Einstellen der elektrischen Bedingungen in Abhängigkeit der dicken Schwankungen eines Werkstückes. Daher ist die Betriebsfähigkeit der erfindungsgemässen Einrichtung verbessert und von den Problemen, die durch das 40 Brechen der Elektrode, hervorgerufen durch falsches Einstellen der elektrischen Bedingungen, befreit. Der grösste Vorteil der Erfindung ist, dass die Nachteile der bekannten Einrichtungen, wie das Verlangsamen der Bearbeitungsgeschwindigkeit, weitgehend beseitigt sind. Zusätzlich ist durch 45 das Vermindern der elektrischen Bedingungen beim Formen einer Ecke während dem Bearbeiten eines Werkstückes, die resultierende Ecke viel schärfer als jene Ecke, die mit bekannten Einrichtungen geformt werden. Daher sind die Reproduktion, die Zuverlässigkeit und die Bearbeitungscharak-50 teristiken beim Bearbeiten eines Werkstückes unterschiedlicher Dicke mit der erfindungsgemässen Einrichtung, bemerkenswert hoch.

Der Erfindungsgegenstand ist nachstehend mit Bezugnahme auf die Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. 55 Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Anordnung einer bekannten Einrichtung,

Fig. 2 eine graphische Darstellung der Wellenform eines an die Elektroden der Einrichtung angelegten Stromimpul-60 ses,

Fig. 3 das Schema einer elektrischen Bearbeitungsquelle,

Fig. 4a das Schema eines Ausführungsbeispieles der erfindungsgemässen Bearbeitungseinrichtung mittels elektrischer Entladung mit einer drahtförmigen Elektrode, 65 Fig. 4b ein exemplarischer Stromkreis zur Beschreibung eines Verfahrens zum Ändern der elektrischen Bedingungen in Abhängigkeit eines Bearbeitungsvorschubgeschwindig-keitssignales,

Fig. 5 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Bearbeitungsvorschubgeschwindigkeit F und der Dicke t bei einer bekannten Bearbeitungseinrichtung mittels elektrischer Entladung, wobei die Bedingungen, dass die Bearbeitungsspannung konstant ist und die elektrische Bedingung konstant gehalten wird,

Fig. 6 eine graphische Darstellung der Beziehungen der elektrischen Bedingungen und der Bearbeitungsvorschubgeschwindigkeit in Abhängigkeit der Dicke eines Werkstückes, wobei erfindungsgemäss optimale Bedingungen vorausgesetzt sind,

Fig. 7 ein Schema eines anderen Ausführungsbeispieles der erfindungsgemässen Einrichtung, bei welchem die Bearbeitungsvorschubgeschwindigkeit durch einen Tiefpassfilter gemittelt und elektrische Bedingungen eingestellt sind,

Fig. 8 das Schema eines weiteren Ausführungsbeispieles der erfindungsgemässen Einrichtung, welche durch Hinzufügen des Stromkreises gemäss der Fig. 4a modifiziert ist, wobei dieser Stromkreis zum Abtasten der Vorschubgeschwindigkeit zu vorbestimmten Zeiten dient,

Fig. 9 das Schema eines weiteren Ausführungsbeispieles der erfindungsgemässen Einrichtung, welches das Tiefpassfilter gemäss der Fig. 7 und den Stromkreis gemäss der Fig. 8 aufweist,

Fig. 10 eine graphische Darstellung der Beziehungen zwischen den Schwankungen der Bearbeitungsentladefläche eines Werkstückes und den Schwankungen der Dicke des Werkstückes,

Fig. 11 die schematische Darstellung der Einrichtung gemäss der Erfindung,

Fig. 12 ein Beispiel einer Tabelle mit den elektrischen Bedingungen,

Fig. 13 die graphische Darstellung zur Erläuterung der automatischen Einstellung der elektrischen Bedingungen gemäss der Erfindung,

Fig. 14 ein Blockschema eines Operationsverstärkers und einer Steuervorrichtung zum Steuern der elektrischen Bedingungen,

Fig. 15 die graphische Darstellung der Wellenform eines von einem Oszillator erzeugten Taktimpulssignales und

Fig. 16 ein Blockschema eines Teiles der Steuervorrichtung für die elektrischen Bedingungen.

Die Fig. 4a zeigt ein Ausführungsbeispiel der Bearbeitungseinrichtung mittels elektrischer Entladung mit einer drahtförmigen Elektrode gemäss der Erfindung, welche Ausführungsform durch Hinzufügen eines Operationsverstärkers 13 zur Einrichtung gemäss der Fig. 1 erhalten wurde. Einer Bearbeitungsvorschubgeschwindigkeit F und einer Bezugsvorschubgeschwindigkeit Fo entsprechende Daten werden an den Operationsverstärker 13 angelegt, so dass die Ausgangsspannungen Ki(Fo-F), die proportional zur Differenz zwischen den Geschwindigkeiten F und Fo sind, an die Impulsquelle 3 angelegt werden und zur Differenz zwischen den Geschwindigkeiten F und Fo proportionale Bearbeitungsenergie, d.h. eine elektrische Bedingung, gesetzt wird. In den oben angeführten Ausgangsspannungen Ki(Fo-F) ist Ki die proportionale Konstante (wobei i = 1 bis 4 ist). Kj bis K4 sind Koeffizienten, die anstelle der elektrischen Daten Ip, -rp, xr und C eingesetzt sind.

Nachstehend wird die Arbeitsweise der Einrichtung gemäss den Fig. 4a und b beschrieben. In ähnlicher Weise wie in der bekannten Einrichtung gemäss der Fig. 1 wird die Bearbeitungsspannung Eg mit der Bezugsspannung Eo verglichen und die Bearbeitungsvorschubgeschwindigkeit F so gesteuert, dass die Bearbeitungsspannung Eg sich der Bezugsspannung Eo zu jeder Zeit angleicht.

Wenn eine Steuerung erzielt wird, so dass trotz der Dik-kenschwankungen des Werkstückes 2 die Spaltspannung

5 655 029

zwischen der drahtförmigen Elektrode 1 und dem Werkstück 2 konstant gehalten wird und die elektrischen Bedingungen die gleichen sind, so bleibt die Bearbeitungsenergie im wesentlichen konstant und die Bearbeitungsvorschubge-s schwindigkeit ist ebenfalls im wesentlichen konstant, darum ist die Bearbeitungsvorschubgeschwindigkeit F umgekehrt proportional zur Dicke des Werkstückes.

Unter dieser Voraussetzung wird die Bearbeitungsvorschubgeschwindigkeit F an den Operationsverstärker 13 an-io gelegt. In dem Mass, wie die Bearbeitungsvorschubgeschwindigkeit F abnimmt, werden die Ausgangsspannungen Ki bis K4 der Operationsverstärker 13 erhöht; d.h., die vier elektrischen Daten Ip, xp, xr und C nehmen zu, so dass die Bearbeitungsvorschubgeschwindigkeit F nicht so stark réduis ziert wird.

Die Fig. 5 zeigt die graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Bearbeitungsvorschubgeschwindigkeit F und der Dicke t unter der Voraussetzung, dass bei bekannten Einrichtungen die Bearbeitungsenergie EC so eingestellt ist, 20 dass die drahtförmige Elektrode 1 nicht bricht, während dem Bearbeiten der dünnsten Stelle des Werkstückes. In diesem Fall werden die elektrischen Bedingungen EC unverändert beibehalten und deshalb nimmt die Bearbeitungsvorschubgeschwindigkeit im wesentlichen umgekehrt proportional 2s zur Dicke t ab.

Die Fig. 6 zeigt eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Bearbeitungsgeschwindigkeit F und der Dicke t der erfindungsgemässen Einrichtung unter der Voraussetzung, dass die optimale elektrische Bedingung EC au-30 tomatisch eingestellt wird, in diesem Fall steigt die elektrische Bedingung EC an, mit zunehmender Dicke t, d.h., die elektrischen Daten Ip, xp und C nehmen zu, während die elektrischen Daten tr abnehmen. Dementsprechend wird die Bearbeitungsvorschubgeschwindigkeit F bezogen auf die Be-35 zugsvorschubgeschwindigkeit Fo nicht in dem Mass reduziert; immerhin hat sie eine negative Neigung, weil der zeitliche Abstand xr zwischen benachbarten Impulsen abnimmt, die Bearbeitungsenergie ansteigt.

Im allgemeinen ist es schwierig, während einem Bearbei-40 tungsvorgang die Dicke t festzustellen und daher kann die elektrische Bedingung EC durch Auswerten der Tatsache, dass die Dicke t im wesentlichen proportional zur Bearbeitungsvorschubgeschwindigkeit F ist, ausgenützt werden. Wenn die Bearbeitungsvorschubgeschwindigkeit F und die 45 elektrische Bedingung EC, die in der Fig. 6 approximativ durch gestreckte Linien dargestellt sind, so ist

F = Fo—at, wobei a >0 (1)

Ip = bjt, xp = b2t, xr = b3t, und C = b4t (2)

50

wobei a und bl5 b2, b3 und B4 (dargestellt durch «bi»), Konstanten sind, die die Neigung der gestreckten Linien F, Ip, xp, xr und C (siehe Fig. 6) und t die Dicke ist.

Durch Eliminierung der Dicke t aus der oben angegebe-55 nen Gleichung wird die nachstehende Gleichung erhalten

TP/ Tr oder C =

60 bix = Ki(Fo-F) (3)

b.

wobei Ki die Konstante und Ki = ì ist.

a

Dies bedeutet, dass, wenn die vom Operationsverstärker 65 13 erzeugten Ausgangsspannungen Ki(Fo-F), welche proportional zu den elektrischen Daten sind, der Impulsquelle 3 zugeführt werden, dass dann die elektrische Bedingung EC •automatisch bezüglich der Dicke t gesetzt wird.

655 029

Dies wird nachstehend mit mehr Einzelheiten beschrieben. In Fig. 4b zeigt das technische Konzept, dass der Spitzenwert des Impulsstromes Ip verändert wird. Es sei bemerkt, dass das technische Konzept in ähnlicher Weise zur Veränderung der anderen elektrischen Bedingungen wie Impulsbreite xp, zeitlicher Abstand Tr zwischen benachbarten Impulsen und der Kapazität C angewendet werden kann.

Wenn während dem Bearbeitungsvorgang die Dicke t ansteigt, dann wird Eg < Eo und deshalb ist E(F)' = K(Eg-Eo) < 0 und |E(F)| < |E(F)'|, wobei K die Konstante, E(F) der der Bearbeitungsvorschubgeschwindigkeit F entsprechende Spannungswert, wenn die Dicke ansteigt, und E(F)' der der Bearbeitungsvorschubgeschwindigkeit entsprechende Spannungswert nach dem Zunehmen der Dicke ist. Der Spannungswert E(F)' wird zur Spannung E(Fo) die der Bezugsvorschubgeschwindigkeit entspricht, hinzugezählt. In diesem Fall ist E(Fo) —E(F) < E(Fo)—E(F)' wobei E(F) der der Bearbeitungsvorschubgeschwindigkeit entsprechende Spannungswert ist, bevor die Dicke zunimmt. Die angestiegene Spannung E(Fo)-E(F)' wird dem Operationsverstärker 13 zugeführt, so dass eine dem Betrag der Zunahme entsprechender Spannungswert E(Ip)' (der ein dem Spitzenstrom-wert entsprechender Spannungswert ist) am Ausgang des Vertärkers 13 abgegeben wird. Ein Wert E(Ipo) (welcher der Wert des EC-Achsensegmentes in der Fig. 6 ist) wird zum Wert E(Ip) addiert und der resultierende Wert wird an die Bearbeitungsquelle 3 angelegt und Ip wird entsprechend-E(Ip') + E(Ipo) ausgewählt. Die analogen Daten von E(Ip)' + E(Ipo) werden, wenn notwendig, durch einen Analog/Digitalumsetzer (A/D) in digitale Daten umgesetzt, bevor sie der Bearbeitungsquelle 3 zugeführt werden.

In dem Falle, wo die Dicke des Werkstückes abnimmt, ist Eg > Eo, E(F)" > 0 und |E(F)| < E(F)"|. Daraus resultiert, dass E(Fo)-E(F) > E(Fo) > E(Fo)-E(F)". Der Wert E(F)" ist der der Bearbeitungsvorschubgeschwindigkeit entsprechende Spannungswert, wenn die Dicke abnimmt.

Die elektrischen Daten können wie oben beschrieben umgesetzt werden.

Weil die elektrischen Bedingungen EC im Parameter, nämlich den Spitzenwert des Ladestromes Ip, den zeitlichen Abstand xr zwischen zwei Impulsen, die Impulsbreite Tp, die Kapazität C und ähnliches aufweisen, kann ein Schwanken von elektrischen Bedingungen bei gleicher Bearbeitungsenergie stattfinden. Dennoch sollten im allgemeinen die stabilsten Parameter mittels Versuche ausgewählt werden.

Im oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wird ein Operationsverstärker verwendet, so dass der Widerstand proportional zur Ausgangsspannung des Operationsverstärkers geändert wird, um die Daten Ip einzustellen und der Oszillator 11 wird zum Variieren der Impulsbreite Tp und des zeitlichen Abstandes Tr zwischen zwei benachbarten Impulsen gesteuert, während die Kapazität automatisch eingestellt wird. Anstelle des Operationsverstärkers 13 können eine Anzahl Komparatoren in einer solchen Weise angeschlossen sein, dass verschiedene Daten an die ersten Eingänge der Komparatoren zugeführt werden. In diesem Fall liefern die Komparatoren digitale Ausgangssignale. Wenn die digitalen Ausgangssignale zum (ein und aus) Schalten von Schaltern benützt werden um relevante elektrische Daten zu erhalten, so können die gleichen oben beschriebenen, Wirkungen erzielt werden.

Im, in der Fig. 4 dargestellten Stromkreis werden die elektrischen Daten in Abhängigkeit zur Vorschubgeschwindigkeit F unverzüglich gesetzt, es sei bemerkt, dass wenn die Vorschubgeschwindigkeit F während der Bearbeitung etwas ändert, die elektrischen Daten ebenso geändert werden.

Die Änderungen der elektrischen Daten ergeben Bearbeitungsenergieschwankungen, welche die Vorschubgeschwindigkeit F beeinflussen. Folglich wird das ganze Steuersystem unstabil mit dem Ergebnis, dass die elektrischen Daten grösseren Schwankungen ausgesetzt sind und die drahtförmige Elektrode durch momentan überschüssige Energie unterworfen werden kann.

Diese Schwierigkeit kann durch ein anderes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Einrichtung, das in der Fig. 7 dargestellt ist, beseitigt werden. In diesem Ausführungsbeispiel wird ein aus einem Widerstand 14 und einem Kondensator 15 bestehendes Jiefpassfilter verwendet, um einen durchschnittlichen Wert F der Vorschubgeschwindigkeit F an den Verstärker 13 anzulegen, so dass eine konstante Spannung an den Verstärker 13 angelegt ist und die erzeugten elektrischen Daten für die Impulsquelle 3 stabilisiert werden.

Der in der Fig. 8 dargestellte Stromkreis dient ebenso zur Stabilisierung des Steuersystems. Der Stromkreis umfasst einen Abtast- und Halteschalter 16, einen Abtast- und Haltekondensator 17 und ein Zeitglied 18 zum momentanen Schliessen des Schalters 16 während vorbestimmten Zeitintervallen. Das heisst eine Vorschubgeschwindigkeit zu einem Zeitmoment wird in dem Kondensator 17 gespeichert und der Kondensator 17 hält kontinuierlich einen konstanten Wert, bis der Schalter 16 durch das Zeitglied 18 wieder geschlossen wird. Mit anderen Worten, die an den Operationsverstärker 13 angelegte Spannung wird für eine Zeitperiode, während welcher die elektrischen Bedingungen unverändert erhalten bleiben, aufrechterhalten.

Ein in der Fig. 9 dargestellter Stromkreis wird erhalten durch Hinzufügen eines Abtast- und Halteschalters 16, eines Abtast- und Haltekondensators 17 und eines Zeitgliedes 18 zum in der Fig. 6 dargestellten Tiefpassfilter. In diesem Fall kann ein bemerkenswert stabiles Steuersystem erreicht werden, weil auch dann, wenn der Schalter 16 durch das Zeitglied 18 geschlossen ist, die Spannung über dem Kondensator 17 nicht wesentlich ändert und dementsprechend die elektrischen Daten bei jeder vorgesehenen Zeit nur leicht ändern.

In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wird der Schalter 16 durch das Zeitglied bei jeder vorbestimmten Zeit kurzzeitig geschlossen. Der gleiche oben beschriebene Effekt kann erzielt werden, wenn ein Detektor zum Feststellen der bearbeiteten Strecke an Stelle des Zeitgliedes verwendet wird, wobei der Schalter 16 jedesmal geschlossen wird, wenn das Werkstück auf eine vorgeschriebene Strecke bearbeitet worden ist.

In den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen sind die elektrische Bedingung und die Bearbeitungsvorschubgeschwindigkeit annäherungsweise mit geraden Linien bezüglich der Dicke t eines Werkstückes dargestellt. Eine noch genauere Steuerung kann erreicht werden durch Ausführen der in der Fig. 6 dargestellten Annäherung mittels Operationsverstärkern, die nichtlineare Stromkreise aufweisen.

Die Erfindung bezweckt ferner die Steuerung der Daten vollständig in Abhängigkeit mit einer Entladefläche durchzuführen. Dem vollen Verständnis dieser Sachlage dienend sind nachstehend Schwankungen der Entladefläche mit Bezug auf Änderungen der Dicke des Werkstückes beschrieben. In der Fig. 10 sind auf der horizontalen Achse die Stellen der das Werkstück 2 bearbeitenden drahtförmigen Elektrode 1 dargestellt, wobei die Dicke des Werkstückes von tj bis t5 variiert, und die vertikale Achse die Werte Sj-S5 der Entladefläche S anzeigt, welche Werte den Dicken tj-t5 entsprechen. In dieser Figur ist die Bearbeitungsrichtung durch einen Pfeil Q angegeben.

Aus der Fig. 10 ist ersichtlich, dass, wenn die Dicke des Werkstückes von tj bis ts zunimmt, dass dann, wenn die drahtförmige Elektrode die Stellung A erreicht, eine elektri-

6

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

7

655 029

sehe Entladung zwischen der Elektrode 1 und der Endseite desjenigen Teiles des Werkstückes auftritt, welcher Teil die Dicke ts besitzt. Mit anderen Worten, es vergrössert sich die Entladefläche, auch wenn die Dicke abrupt von tj bis t5 zunimmt, nicht plötzlich von Sj auf S5. Das heisst, die Entladefläche nimmt allmählich von Sj über S2, S3 und S4 bis S5 zu. Die Strecke AB in der Fig. 10 ist theoretisch die aus dem Radius der drahtförmigen Elektrode 1 und dem Entladungsspalt gebildete Summe.

Wenn die Dicke von t5 zu tj abnimmt, so verringert sich, ähnlich wie im oben beschriebenen Fall, die Entladefläche nicht plötzlich von S 5 bis S j an der Stelle D. Das heisst, die Abnahme beginnt an der Stelle C um dann allmählich und schliesslich den Wert S ! an der Stelle D zu erreichen.

Es ist nicht notwendig zu erwähnen, dass, wenn die auf der drahtförmigen Elektrode basierende Entladefläche und der Entladespalt unter der Voraussetzung, dass theoretisch der Entladespalt unverändert gehalten wird, auch wenn die Dicke ändert, berechnet und graphisch dargestellt werden, wie in der Fig. 10 gezeigt, so ist AB gleich CD.

Für den Fall, dass die Dicke von tj bis ts ansteigt oder von t5 bis tj abnimmt (insbesondere wenn die Dicke abrupt ändert, wie dies der Fall ist, wenn die Form rechtwinklig ausgebildet ist), so sind die Zwischendicken t2, t3 und t4 mit eingeschlossen und es ist deshalb notwendig, die elektrischen Daten in Abhängigkeit der unterschiedlichen Dicken zu ändern.

Wenn die elektrischen Daten plötzlich ändern weil ein abrupter Wechsel in der Dicke an den Stellen B und D auftreten, welche Stellen den beiden Stirnflächen des Werkstük-kes beim Übergang zur Dicke t5 entsprechen, kann das folgende Problem auftreten. Es sei angenommen, dass die Dik-ke von tj bis t5 zunimmt. Wenn die elektrischen Daten für die Dicke t, in jene für die Dicke t5 an der Stelle B wechseln, so wird das Teilstück AB des Werkstückes mit den reduzierten elektrischen Daten für die Dicke tt bearbeitet. Deshalb wird, weil die Entladefläche allmählich zunimmt, die Bearbeitungsgeschwindigkeit reduziert, woraus sich erhebliche Verluste ergeben. Im Gegensatz dazu wird nun angenommen, dass die Dicke von t5 bis tx abnimmt. Wenn die elektrischen Daten für die Dicke ts sich ändern für die Daten, welche der Dicke tj an der Stelle D entsprechen, wo wird die Bearbeitung mit jenen elektrischen Daten für die Dicke t5 ausgeführt, auch wenn die Dicke für den Teil CD kleiner ist als die Dicke t5. In diesem Fall wird dementsprechend die Stromdichte vergrössert bzw. die Entladeenergie ist auf einen Punkt konzentriert, und deshalb ist die drahtförmige Elektrode der Bruchgefahr ausgesetzt. Versuche haben gezeigt, dass der Wert AB ( = CD) im allgemeinen 0,15 bis 0,2 mm ist (wenn der Durchmesser der drahtförmigen Elektrode 0,2 mm beträgt). Dieser Wert entspricht einer genügend langen Strecke, um die Drahtelektrode zu brechen.

Die Fig. 11 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Einrichtung. Die Einrichtung gemäss der Fig. 11 ist ähnlich jener Einrichtung, die in der Fig. 1 dargestellt ist. Die Bearbeitungsspannung Eg wird mit der Bezugsspannung Eo verglichen und die Bearbeitungsvorschubgeschwindigkeit F wird so gesteuert, dass die Bearbeitungsspannung Eg sich der Bezugsspannung Eo jederzeit angleicht. Wie dies mit Bezug auf die Fig. 1 beschrieben ist, wird die Bearbeitungsvorschubgeschwindigkeit F, die proportional zur Fehlerspannung ist, in einem arithmetischen Stromkreis 14' gemittelt, so dass dessen Ausgangssignal in jeder vorbestimmten Zeit einem Bearbeitungsvorschubge-schwindigkeitsdurchschnittswert F entspricht.

Der Durchschnittswert F wird an eine die elektrischen Bedingungen steuernde Vorrichtung 15' geliefert, in welcher für den eingegebenen Durchschnittswert F eine sich am besten geeignete elektrische Bedingungen Ec für eine zu bearbeitende Dicke aus einer Datentabelle ausgelesen, in welcher elektrische Bedingungen Ec für verschiedene Bearbeitungs-vorschubgeschwindigkeitsdurchschnittswerte F enthalten sind, und die ausgewählte elektrische Bedingung Ec wird der elektrischen Bearbeitungsquelle 3 zugeführt.

Die Fig. 12 zeigt ein Beispiel der Datentabelle, die in Speichermitteln in der die elektrischen Bedingungen steuernden Vorrichtung 15' gespeichert ist. Die in der Fig. 12 dargestellte Datentabelle enthält den verschiedenen Dicken eines Werkstückes_zugeordnete elektrische Bedingungen wie obere Grenzwerte Fu und untere Grenzwerte Fd von Bearbei-tungsvorschubgeschwindigkeitsdurchschnittswerten F.

Die Fig. 13 zeigt die graphische Darstellung zur Beschreibung einer die elektrischen Bedingungen automatisch einstellenden Einrichtung gemäss der Erfindung. In der Fig. 13 sind auf der horizontalen Achse Dicken t (t„ < tj <... < t4 <...) aufgetragen, während auf der vertikalen Achse _ Bearbeitungsvorschubgeschwindigkeitsdurchschnittswerte F und elektrische Bedingungen Ec aufgetragen sind. Wie aus der Fig. 13 ersichtlich, ist für eine Dicke zwischen 0 und t0 eine elektrische Bedingung Ec0 zugeordnet, und der^Bearbei-tungsvorschubgeschwindigkeitsdurchschnittswert F liegt zwischen F0 und F0'; und für eine Dicke zwischen t0 und t! ist eine elektrische Bedingung Ec, zugeordnet und derBear-beitungsvorschubgeschwindigkeitsdurchschnittswert F liegt zwischen Ft und F,'.

Mit Bezug auf die Fig. 12 und 13 ist nachstehend das Prinzip der Arbeitsweise näher beschrieben. Es sei angenommen, dass ein Werkstück, dessen Teile eine Dicke t, die zwischen t3 und t4 liegt (t3 < t < t4), unter der elektrischen Bedingung Ec4 bearbeitet wird. In diesem Fall liegt der Bear-beitungsvorschubgeschwindigkeitsdurchschnittswert F zwischen F4 und F4'. Es sei weiter angenommen, dass unter dieser Voraussetzung der Bearbeitungsvorgang zu einem anderen Teil, dessen Dicke t zwischen t, und t2 (tj < t < t2) liegt, vorrückt. In diesem Fall wird die elektrische Bedingung Ec4 weiter aufrechterhalten und deshalb steigt derBearbeitungs-vorschubgeschwindigkeitsdurchschnittswert F an, wobeijF grösser F4 ist; d.h., er übersteigt den oberen Grenzwert F4, welcher der elektrischen Bedingung Ec4 zugeordnet ist. Dementsprechend reduziert die die elektrischen Bedingungen steuernde Vorrichtung 15 die elektrische Bedingung um einen Schritt, d.h. es liefert die elektrische Bedingung Ec3 zur elektrischen Bearbeitungsquelle 3. Der obere Grenzwert Fu entsprechend der elektrischen Bedingung Ec3 ist F3. Die wirkliche Dicke t liegt jedoch wie oben beschrieben zwischen t1 und t2 (tj < t < t2), d.h. sie ist kleiner als die Dicke (t2 < t < t3), welche der elektrischen Bedingung Ec3 entspricht, so dass deshalb der_Bearbeitungsvorschubgeschwin-digkeitsdurchschnittswert F den oberen Grenzwert F3 überschreitet.

Dementsprechend wird durch die die elektrischen Bedingungen steuernde Vorrichtung 15 die elektrische Bedingung Ec3 um einen Schritt entsprechend der Datentabelle verkleinert, d.h. es wird die elektrische Bedingung Ec2 ausgegeben. Da die Dicken der Werkstücksteile zwischen t! und t2 liegen, ist der Bearbeitungsvorschubgeschwindigkeits-durchschnittswert F zwischen F2 und F2' und die die elektrischen Bedingungen steuernde Vorrichtung 15' liefert andauernd die elektrische Bedingung Ec2.

Für den Fall, dass die Dicke zunimmt, wird in ähnlicher Weise wie oben beschrieben, eine geeignete elektrische Bedingung ausgewählt, so dass der vorliegende Bearbeitungs-vorschubgeschwindigkeitsdurchschnittswert F zwischen dem oberen Grenzwert Fu und dem unteren Grenzwert Fd liegt.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

655 029

Die Auswahl einer geeigneten elektrischen Bedingung ist nachstehend beispielsweise mit Bezug auf den Spitzenstrom Ip beschrieben.

In einem in der Fig. 14 gezeigten arithmetischen Stromkreis wird eine Spannung E(F) (die einen Spannungswert entsprechend einer Bearbeitungsvorschubgeschwindigkeit F entspricht) zu einer Bezugsspannung Eo(+) addiert. Der daraus resultierende Wert E(F) + Eo wird mittels einem Tiefpassfilter 141 zu einem Wert E(F) + Eo gemittelt und danach durch einen Analog/Digitalumsetzer 142 in digitale Daten umgesetzt. Die digitalen Daten werden einem Auffangstromkreis 143 zugeführt. Der Auffangstromkreis 143 speichert die digitalen Daten und gibt sie, gesteuert durch die Anstiegsflanke eines von einem Oszillator 144 erzeugten Taktimpulses Wiederaus; d.h., der Auffangstromkreis 143 speichert die digitalen Daten bis die Anstiegsflanke des nächstfolgenden Taktimpulses erscheint. Der Oszillator 114 erzeugt alle 0,5 bis 1 Sekunden einen Taktimpuls, wie dies in der Fig. 15 gezeigt ist.

Die Ausgangssignale des Auffangstromkreises 143 werden einem Decoder 151 einer elektrischen Steuervorrichtung 15' zugeführt, wo die den Daten entsprechenden ausgegebenen Bit von «0» bis «1» angehoben werden. Der in der Fig. 14 dargestellte A/D-Umsetzer 142 ist ein 4-Bit A/D-Umsetzer. Deshalb kann der Decoder 151 sechzehn unterschiedliche Ausgangssignale abgeben. Die 2-Bit-Daten des Spitzenstromes Ip wurden schon vorher in einem Speicher 152 gespeichert. Deshalb kann der Speicher 152 vier verschiedene Spitzenstromdaten Ip liefern. Wenn das Ausgangssignal des Decoders 151 über eine Leitung Ipx geliefert wird, werden der Leitung Ipt entsprechende 2-Bit-Daten über ein UND-Tor 153 als binär codierte Dezimalzahl BCD der elektrischen Betätigungsquelle 3 zugeführt. Ansprechend auf die binär codierte Dezimalzahl beeinflusst die elektrische Bearbeitungsquelle 3 ein nicht dargestelltes Relais oder etwas ähnliches zum Steuern des in der Fig. 3 gezeigten Widerstandes 9.

Die Auswahl einer entsprechenden elektrischen Bedingung wurde mit Bezug auf Ip beschrieben; dieses technische Konzept kann in ähnlicher Weise auch zur Auswahl der elektrischen Daten tp und Tr benützt werden.

Wenn, wie in der Fig. 16 gezeigt, die Ausgangsdatenbit Ip! des Decoders 151 einem anderen UND-Tor 153 zum Erzeugen der elektrischen Daten Tp! und Trx zugeführt werden, so kann eine Kombination der elektrischen Daten Ipl5 Tp! und Tr! der elektrischen Bearbeitungsquelle 3 zugeführt werden. Gemäss der Fig. 16 werden andere Daten (sechzehn unterschiedliche Daten) ähnlich wie die elektrischen Daten Ipl5 Tpi und tr, auf Leitungen Ip„, Tp„ und Tr„ gegeben. Diese Daten werden in Abhängigkeit zu den anderen Ausgangsdatenbit der Decoders 151 ausgewählt.

Wenn beispielsweise in einem Fall die Dicke ansteigt, so ist im allgemeinen Eg < Eo und deshalb steigt der Wert Eo + AE an. Dementsprechend sind die Ausgangsdatenbit des Analog/Digital-Umsetzers 142 weniger gewichtig. Deshalb sollte in diesem Fall der Ausgang des Decoders 151 mit dem Speicher 152 gekoppelt werden, damit eine hochener-gieelektrische Bedingung Speicher 142 ausgewählt wird. Es ist nicht notwendig, zu sagen, dass in dem Fall, wenn die Dicke abnimmt, ein dem oben beschriebenen entgegengesetztes Verfahren angewendet werden sollte.

Wie oben beschrieben können unterschiedliche Daten dadurch erhalten werden, indem die Verbindung zwischen dem Ausgang des Decoders und dem Speicher oder der Inhalt des Speichers gewechselt wird.

Bei der erfindungsgemässen Einrichtung gemäss der Fig. 11 wird die durch den Fehlerverstärker 4 ermittelte Bearbeitungsvorschubgeschwindigkeit F einmal an den arithmetischen Stromkreis 14' angelegt, wo jede vorbestimmte Zeit gemittelt wird. Der Grund hiezu ist nachstehend beschrieben.

In einem aktuellen Bearbeitungsvorgang erfolgt die Steuerung mit einer Bearbeitungsvorschubgeschwindigkeit F, wobei sich die durchschnittliche Bearbeitungsspannung Eg der Bezugsspannung Eo annähert, und deshalb ist die Bearbeitungsvorschubgeschwindigkeit F variabel. Zusätzlich ist die Bearbeitungsvorschubgeschwindigkeit F manchmal grossen Schwankungen unterworfen, wenn die Entladung zwischen den Elektroden ändert, oder wenn die Spannung der drahtförmigen Elektrode ändert, oder weil die drahtförmige Elektrode einen ungleichmässigen Durchmesser aufweist, oder wegen externen Einwirkungen. Für den Fall, dass die elektrische Bedingung in Abhängigkeit mit der Bearbeitungszuführgeschwindigkeit F geändert wird, welche wie oben beschrieben zeitlich variiert, dann ist die elektrische Bedingung unstabil, auch wenn die Dicke konstant ist. Wenn weiter die elektrische Bedingung in Richtung höherer elektrischer Energie geändert wird, so bricht im schlimmsten Fall die drahtförmige Elektrode. Beim Bearbeiten eines Werkstückes unterschiedlicher Dicke oder eines Werkstückes mit einer Ecke ist es schwierig, elektrische Bedingungen zu erhalten, die genau der Entladefläche entsprechen und die drahtförmige Elektrode bricht aus diesem Grunde oder es ist ein Verlust inbezug auf die Bearbeitungsvorschubgeschwindigkeit hinzunehmen. Insbesondere beim Bearbeiten einer Ecke ändert die Bearbeitungsrichtung öfters abrupt und daher ist zu Beginn der Bearbeitung die drahtförmige Elektrode der Gefahr ausgesetzt, auf die Stirnfläche des entsprechenden Teiles des Werkstückes aufzuprallen. Dies führt zu einer grossen Änderung der Bearbeitungsvorschubgeschwindigkeit F und das Resultat ist, dass die elektrische Bedingung ebenfalls stark ändert, so dass ein Pendeln oder Schwingen auftreten oder die Drahtelektrode brechen kann.

Aus den oben beschriebenen verschiedenen Gründen wird erfindungsgemäss anstelle der Bearbeitungszuführgeschwindigkeit F, die zeitlich variiert, die über ein gewisses Ausmass gemittelte Bearbeitungsvorschubgeschwindigkeit F benützt. Dieser Bearbeitungsvorschubgeschwindigkeits-durchschnittswert F ist nicht abhängig von momentanen externen Einwirkungen oder anderen Schwankungen. Deshalb können mit Hilfe des Bearbeitungsvorschubgeschwindig-keitsdurchschnittswertes F Ecken und unterschiedliche Dik-ken aufweisende Werkstücke genau bearbeitet werden. Da erfindungsgemäss der Durchschnittswert jeder vorbestimmten Zeit ermittelt wird, kann weiter ein aktueller Bearbeitungsvorgang getrennt ausgeführt werden an einem Teil eines Werkstückes, für welchen der_Bearbeitungsvorschubge-schwindigkeitsdurchschnittswert F verändert und an einem Teil des Werkstückes, für welchen der Durchschnittswert konstant beibehalten werden soll. Entsprechend von dem Erfinder durchgeführten Versuchen liegt die oben beschriebene vorbestimmte Zeit zwischen 0,5 Sekunden bis 1 Sekunde. Mit diesem Zeitbereich kann nicht nur ein gewöhnlicher Bearbeitungsvorgang durchgeführt, sondern auch ein Teil eines Werkstückes mit unterschiedlicher Dicke oder mit Ecken zufriedenstellend bearbeitet werden. Das heisst, die erfin-dungsgemässe Einrichtung kann auf vorübergehend auftretende Phänomene, die bei der Bearbeitung von Werkstücken auftreten können, zufriedenstellend reagieren.

Bei der erfindungsgemässen Einrichtung sind die Zeitintervalle zum Ändern der elektrischen Bedingung gleich wie die oben beschriebenen Zeitintervalle; d.h., die Zeitintervalle sind ebenfalls zwischen 0,5 bis 1 Sekunde gesetzt, wobei das Ansprechen der Bearbeitungsvorschubgeschwindigkeit auf die Änderung der elektrischen Bedingung ausreichend in Betracht gezogen worden ist. Es ist nicht nötig zu erwähnen,

8

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

9

655 029

dass, wenn für die Zeitintervalle ein übermässig grosser Wert gewählt wurde, dass dann eine Störung auftritt, in dem, obwohl eine Dickenänderung festgestellt wurde, die elektrische Bedingung nicht geändert wird. Wenn diese Störung auftritt, wenn die Dicke abnimmt, so kann die Drahtelektrode brechen.

Bei der oben beschriebenen erfindungsgemässen Einrichtung können der arithmetische Stromkreis und die die elektrischen Bedingungen steuernde Vorrichtung oder ähnliche Dinge durch einen Computer ersetzt werden, so dass eine Mehrzahl von Daten in einem weiteren Bereich gespeichert und verarbeitet werden können. In diesem Fall wird das Anwendungsgebiet der erfindungsgemässen Einrichtung weiter vergrössert. Die elektrischen Daten, nämlich der Ladespitzenstrom Ip, die Impulsbreite tp, der zeitliche Abstand tr zwischen zwei benachbarten Impulsen, die Kapazität und die s unbelastete Spannung können individuell oder in Kombination gesteuert werden. In diesem Zusammenhang, wenn in Abhängigkeit von dem wichtigsten unter der Bearbeitungsvorschubgeschwindigkeit, Bearbeitungsgenauigkeit und Rauheit der bearbeiteten Oberfläche, die Datentabelle durch io Versuche im voraus erstellt wird, dann kann eine Vielzahl von Bearbeitungsvorgängen mit der erfindungsgemässen Einrichtung durchgeführt werden.

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

s

7 Blatt Zeichnungen

Claims (16)

655 029 PATENTANSPRÜCHE

1. Bearbeitungseinrichtung mittels elektrischer Entladung, mit einer drahtförmigen Elektrode (1) zum Bearbeiten eines Werkstückes (2) durch Erzeugen einer elektrischen Entladung in einem Spalt zwischen der drahtförmigen Elektrode und dem Werkstück, einer mechanischen Vorrichtung (6, 7) zum Steuern einer Bearbeitungsvorschubgeschwindigkeit, so dass eine Spannung über dem Spalt konstant ist und einer elektrischen Bearbeitungsstromquelle (3) zum Liefern eines Bearbeitungsstromes, dadurch gekennzeichnet, dass Operationsverstärker (13) oder ein arithmetischer Stromkreis (14') vorhanden sind zbw. ist zum Bilden des Durchschnittswertes der Bearbeitungsvorschubgeschwindigkeit (F) während dem Bearbeiten des Werkstückes (2) und zum Erzeugen von Ausgangssignalen (Ki~K4), die in Abhängigkeit von festgestellten Änderungen zu- bzw. abnehmen, und dass die genannte elektrische Bearbeitungsstromquelle (3) durch die Ausgangssignale des genannten arithmetischen Mittels (13; 14') steuerbar ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Operationsverstärker (13) oder der arithmetische Stromkreis (14') so ausgebildet sind bzw. ist, dass der genannte Durchschnittswert der Bearbeitungsvorschubgeschwindigkeit (F) während der Bearbeitung mit einer Bezugsbearbeitungsgeschwindigkeit (Fo) vergleichbar ist, um einen Betrag der Änderung der Bearbeitungsentladefläche des genannten Werkstückes festzustellen.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Operationsverstärker (13) als Komparator ausgebildet ist und dass ein Analog/Digitalumsetzer zum Umsetzen des Ausgangssignals des genannten Komparators in die digitale Form vorhanden ist (Fig. 4b).

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektrische Steuervorrichtung (15') zum Steuern der elektrischen Bedingungen vorhanden ist, dass die Steuervorrichtung (15') einen Speicher (152) zum Speichern wenigstens einer von zur Bearbeitung mittels elektrischer Entladungen geeigneten elektrischen Bedingung für eine Mehrzahl von Bearbeitungsentladeflächen des genannten Werkstückes geeigneten Daten und Mittel (153) zum Erzeugen von elektrischen Bedingungsbefehlssignalen vorbereitete Daten in Abhängigkeit der Ausgangssignale des genannten arithmetischen Stromkreises (14') aufweist, wobei die von der elektrischen Bedingungssteuervorrichtung erzeugten Bedingungsbefehlssignale der Bearbeitungsstromquelle (3) zugeführt werden (Fig. 14).

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (153) zum Erzeugen der Bedienungsbefehlssignale so ausgebildet sind, dass sie die genannten Signale zu vorbestimmten Zeitperioden in Abhängigkeit von dem Durchschnittswert der Bearbeitungsvorschubgeschwindigkeit ausgeben.

6. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte arithmetische Stromkreis (14') um-fasst, Mittel zum Bilden des Durchschnittswertes der genannten Bearbeitungsvorschubgeschwindigkeit während dem Bearbeiten des Werkstückes und Mittel zum Feststellen des Durchschnittswertes der Bearbeitungsvorschubgeschwindigkeit zu jeder vorbestimmten Zeitperiode und zum Erzeugen eines Ausgangssignals gemäss dem festgestellten Signal für die vorbestimmte Zeitperiode.

7. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Speicher (152) die elektrischen Bedingungen in Abhängigkeit der Bearbeitungsvorschubgeschwindigkeiten, die Bearbeitungsentladeflächen darstellen, gespeichert sind.

8. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Speicher (152) mehrere Arten von elektrischen Bedingungen wie Spitzenstrom, Impulsbreite, zeitlicher Abstand zwischen zwei benachbarten Impulsen, Kapazität und unbelastete Spannung gespeichert sind, dass die einzelnen elektrischen Bedingungen aus dem Speicher gemäss der genannten Bearbeitungsvorschubgeschwindigkeit auslesbar s sind.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Bedingungen der genannten Bearbeitungsspannung gemäss den aktuellen Bearbeitungsvorschubgeschwindigkeiten zu jeder vorbestimmten Zeitperiode io aus dem genannten Speicher (152) auslesbar sind.

10. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Speicher (152) mehrere Arten von optimalen elektrischen Bedingungsbefehlssignalen und mehrere Arten von Bearbeitungsgeschwindigkeiten, die einander entspre-

11. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Speicher (152) mehrere Arten von optimalen elektrischen Bedingungsbefehlssignalen und mehrere Arten von Bearbeitungsvorschubgeschwindigkeiten, von denen

25 jede einen oberen Grenzwert und einen unteren Grenzwert aufweist und die den genannten Arten von optimalen elektrischen Bedingungsbefehlssignalen entsprechen, gespeichert sind, und dass die Steuervorrichtung (15') ein elektrisches Bedingungsbefehlssignal in Abhängigkeit einer der genann-30 ten Bearbeitungsvorschubgeschwindigkeiten, welche mit einem Bearbeitungsgeschwindigkeitssignal von dem genannten arithmetischen Stromkreis (14') übereinstimmt, erzeugt.

12. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Speicher (152) mehrere Arten von optimalen

35 elektrischen Bedingungsbefehlssignalen entsprechend der Zunahme und der Abnahme der Bearbeitungsentladungs-energie und mehrere Arten von Bearbeitungsvorschubgeschwindigkeiten, von denen jede einen oberen Grenzwert und einen unteren Grenzwert aufweist, und welche den meh-40 reren Arten von optimalen elektrischen Bedingungsbefehlssignalen entsprechen, gespeichert sind und dass die Steuervorrichtung ein elektrisches Bedingungsbefehlssignal in Abhängigkeit einer der genannten Bearbeitungsgeschwindigkeiten, welche einem Bearbeitungsgeschwindigkeitssignal von dem 45 genannten arithmetischen Stromkreis (14') entspricht, erzeugt; wobei die Inhalte der genannten elektrischen Bedingungsbefehlssignale Anweisungen zum Verkleinern der genannten Bearbeitungsentladeenergie geben, wenn die Bearbeitungsgeschwindigkeit erhöht wird und Anweisungen zum so Vergrössern der genannten Bearbeitungsentladungsenergie geben, wenn die genannte Bearbeitungsgeschwindigkeit verkleinert wird.

13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten elektrischen Bedingungen

55 steuerbar sind, und dass die elektrischen Bedingungen für die genannte elektrische Bearbeitungsquelle durch den genannten Speicher (152) nacheinander angeordnet nach Prioritäten gemäss den aktuellen Bearbeitungsvorschubgeschwindigkeiten ausgebbar sind.

60

14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Steuervorrichtung (15') so ausgebildet ist, dass sie die genannten elektrischen Bedingungsbefehlssignale selektiv erzeugt, so dass die genannte Bearbeitungsentladungsenergie vergrössert oder verkleinert wird, bis 65 das genannte Bearbeitungsgeschwindigkeitssignal von dem genannten arithmetischen Stromkreis (14') stabil ist.

15. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Arten von optimalen elektrischen Bedin

gungen zum Bestimmen der Bearbeitungsgeschwindigkeit, Bearbeitungsgenauigkeit, Rauheit der bearbeiteten Oberfläche und Bearbeitungsstabilität, und Bearbeitungsvorschubgeschwindigkeiten gemäss den genannten optimalen elektrischen Bedingungen in dem genannten Speicher (152) gespeichert sind, und dass in Abhängigkeit von extern gesetzten Bedingungen die genannten elektrischen Bedingungen selektiv und in Übereinstimmung mit Bearbeitungszielen zum Bearbeiten des genannten Werkstückes auslesbar sind.

15 chen, gespeichert sind und dass die Steuervorrichtung (15') elektrische Bedingungsbefehlssignale in Abhängigkeit einer der genannten gespeicherten Geschwindigkeiten erzeugt, welche mit dem von dem genannten arithmetischen Stromkreis (14') erzeugten Bearbeitungsgeschwindigkeitssignal 20 übereinstimmt.

16. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass optimale elektrische Bedingungen entsprechend den Materialien der Werkstücke und Bearbeitungsvorschubgeschwindigkeiten, die den genannten optimalen elektrischen Bedingungen entsprechen, in dem genannten Speicher (152) gespeichert sind, und dass in Abhängigkeit von extern gesetzten Bedingungen die genannten elektrischen Bedingungen selektiv in Übereinstimmung mit den genannten Materialien der Werkstücke zum Bearbeiten dieser Werkstücke auslesbar sind.