CH678929A5

CH678929A5 -

Info

Publication number: CH678929A5
Application number: CH2996/89A
Authority: CH
Inventors: Takeshi Iwasaki; Takuji Magara; Toshio Suzuki; Masahiro Yamamoto
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1988-08-16
Filing date: 1989-08-16
Publication date: 1991-11-29
Also published as: JPH0253529A; KR920006512B1; DE3926972C2; US5001321A; KR900002886A; DE3926972A1

Description

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Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Draht-eiektroden-Zuführeinrichtung zum Gebrauch in einer Funkenentladungs-Erodiermaschine.

Fig. 1 zeigt das Beispiel einer herkömmlichen Drahtelektroden-Zuführeinrichtung, wie sie in der geprüften japanischen Patentanmeldung Nr. 11 111/1985 veröffentlicht ist. In einer solchen Einrichtung wird eine mit einem Strahl der Bearbeitungsflüssigkeit gespannte Drahtelektrode von einer Drahtelektroden-Zuführeinheit (nicht dargestellt) über ein auf der Drahtelektroden-Zuführ-seite gelegenes Mittel zur Führung des Drahtes zu einem auf der Drahtelektroden-Empfangsseite gelegenen Mittel zur Führung des Drahtes gefördert, wobei die Mittel auf beiden Seiten des zu bearbeitenden Werkstückes zur Führung des Drahtes vorgesehen sind.

In Fig. 1 dargestellt sind ein Werkstück 1, ein Startloch 2 für die Bearbeitung, eine Drahtelektrode 3, eine auf der Drahtelektroden-Zuführseite gelegene Drahtführung 4, eine auf der Drahtelektroden-Empfangsseite gelegene Drahtführung 5, eine Strahldüse 6 und ein Flüssigkeitsstrahl 7.

Beim automatischen Zuführen der Drahtelektrode mit der so aufgebauten Drahtelektroden-Zuführ-einrichtung tritt der Flüssigkeitsstrahl 7 aus der auf der Drahtelektroden-Züführungsseite gelegenen Drahtführung 4 und auf diese Weise wird die Draht-etektrode mit Hilfe eines Drahtelektroden-Zufüh-rungsmechanismus (nicht dargestellt) durch das Startloch 2 der Bearbeitung und die auf der Drahtelektroden-Empfangsseite gelegene Drahtführung S hindurchgeführt, während sie von dem Flüssigkeitsstrahl gespannt und von einem Draht-Aufnahmemechanismus (nicht dargestellt) aufgenommen oder in einem dafür bestimmten Behälter empfangen wird. Danach kann die Funkenerosionsbearbeitung begonnen werden.

Die herkömmliche Drahtelektroden-Zuführeinrichtung in einer Funkenentladungs-Erodiermaschi-ne ist wie oben beschrieben aufgebaut. Wenn die Drahtelektrode ausserhalb des FJüssigkeitsstrahls zu liegen kommt und damit nicht gespannt wird, so wird es unmöglich, die Drahfelektrode zuzuführen.

Die Fig. 2a und 2b sind Erklärungshilfen für die Beschreibung der Schwierigkeit, die dann auftritt, wenn die Drahtelektrode während der Elektroden-Zuführoperation aus dem Flüssigkeitsstrahl austritt. In den Fig. 2a und 2b sind die oben bereits mit Bezug auf Fig. 2 beschriebenen Komponenten mit entsprechend gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Fig. 2a zeigt einen solchen Fall, wo der Endbereich der Drahtelektrode vor dem Erreichen der auf der Drahtelektroden-Empfangsseite gelegenen Drahtführung 5 aus dem Flüssigkeitssfrahl austritt. In diesem Fall wird die Drahtelektrode nicht in die Drahtführung 5 eingeführt und deswegen muss der Vorgang der Zuführung der Drahtelektrode unterbrochen werden. Diese Schwierigkeit tritt leicht dann auf, wenn die Drahtelektrode gekrümmt ist.

Im allgemeinen ist eine Drahtelektrode vor dem Gebrauch auf eine Drahtelektroden-Zuführspule aufgewickelt und kann deshalb auch in gewissem

Masse gekrümmt sein. Zusätzlich wird die Drahtelektrode dann gekrümmt, wenn sie gezogen wird. Weiterhin sind üblicherweise in einer Funkenentla-dungs-Erodiermaschine längs des Zuführweges der Drahtelektrode von der Drahtelektroden-Zuführspule zu der auf der Drahtelektroden-Empfangsseite gelegenen Drahtführung Scheiben und Rollen angeordnet, und deswegen wird die Drahtelektrode zusätzlich gekrümmt, während sie längs des Zuführweges der Drahtelektrode gefördert wird. Dies bedeutet, dass es eine Vielzahl von Gründen gibt, dass die Drahtelektrode gekrümmt sein kann. Die Biegung und Richtung der Krümmung der Drahtelektrode kann stark wechseln, während sie längs des Zuführweges gefördert wird.

Auf der anderen Seite bewirkt der Flüssigkeitsstrahl, dass die gekrümmte Drahfelektrode begradigt und gespannt wird, so dass sie längs der Mittelachse des Flüssigkeitsstrahles ausgerichtet wird. Diese Spannkraft ist auf die Scherkraft der Flüssigkeit zurückzuführen. Die Strömungsgeschwindigkeit des Flüssigkeitsstrahles ist höher als die Zuführgeschwindigkeit der Drahtelektrode. Infolgedessen wirkt eine Scherkraft der Flüssigkeit gleichförmig auf die einzelnen Teile der Drahtelektrode in Richtung der Zuführung des Drahtes, und an einem Punkt der Drahtelektrode wirkt eine Kraft, welche proportional zu dem Abstand zwischen dem Punkt und dem Ende der Drahtelektrode ist und folglich die Drahtelektrode auf der Zuführseite zieht. Infolgedessen wird die gekrümmte Drahtelektrode begradigt und im Zentrum des Flüssigkeitsstrahles gehalten. Es muss jedoch darauf hingewiesen werden, dass die infolge des Flüssigkeitsstrahles auf die Drahtelektrode wirkende Spannkraft begrenzt ist. Entsprechend einem Experiment des Erfinders des vorliegenden Gegenstandes wird ein Messingdraht mit einem Durchmesser von 0,3 mm, welcher mittels eines Flüssigkeitsstrahles von 1,5 mm Durchmesser und einem Druck von 5 bar zugeführt wird, wobei die Drahtelektrode mit einem Biegungsradius (p) von wenigstens 200 mm gekrümmt ist, wie in Fig. 3 dargestellt, vom Flüssigkeitsstrahl in positiver Weise gespannt, während eine Drahtelektrode, welche mit einem Biegeradius von weniger als 200 mm gekrümmt ist, von dem Flüssigkeitsstrahl nicht gespannt wird, sondern aus dem letzteren austritt. In dem in Fig. 2a dargestellten Fall wird, nachdem der Endbereich der Drahtelektrode durch die auf der Empfangsseite der Drahtelektrode gelegene Drahtführung hindurchgelangt ist, eine Last auf der Drahtführung entwickelt, so dass die Einführung der Drahtelektrode blockiert wird und die zuzuführende Drahtelektrode keinen freien Weg hat und deswegen aus dem Flüssigkeitsstrahl austritt. In diesem Fall muss also auch die Zuführung der Drahtelektrode unterbrochen werden.

Dies bedeutet, dass bei einer konventionellen Drahtelektroden-Zuführeinrichtung, wenn die Drahtelektrode gekrümmt ist, oder wenn eine die Einführung der Drahtelektrode verhindernde Belastung auf die auf der Drahtelektroden-Empfangsseite gelegene Drahtführung einwirkt, die Drahtelektrode nicht von dem Flüssigkeitsstrahl ge5

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spannt wird und infolge dessen aus dem letzteren austritt, mit dem Ergebnis, dass der Vorgang der Zuführung der Drahtelektrode unterbrochen werden muss.

Infolge des oben Gesagten ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die die Einrichtung gemäss dem Stand der Technik begleitenden Nachteile zu vermeiden und diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass eine Drahtelektroden-Zuführeinrichtung für die Anwendung in einer Funkenentladungs-Ero-diermaschine geschaffen wird, welche Mittel zum Erkennen, ob die Drahtelektrode aus dem Strahl der Bearbeitungsflüssigkeit austritt, enthält.

Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Dabei zeigen

Fig. 1 die Prinzipdarstellung einer bekannten Ausführung einer Drahtelektroden-Zuführeinrichtung,

Fig. 2a, 2b Prinzipskizzen für die Beschreibung der Schwierigkeiten bei der Anwendung einer bekannten Ausführung einer Drahtelektroden-Zu-führeinrichtung,

Fig. 3 eine Prinzipskizze für die Beschreibung der Krümmung einer Drahtelektrode,

Fig. 4 eine Prinzipskizze für ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Drahtelektroden-Zuführeinrichtung zum Gebrauch in einer Fun-kenentladungs-Erodiermaschine,

Fig. 5 den Schaltkreis einer Kontakt-Erkennungseinheit in der in Fig. 4 dargestellten Drahtelektroden-Zuführeinrichtung,

Fig. 6a, 6b Prinzipdarstellungen von anderen Ausführungsformen erfindungsgemässer Drahtelektroden-Zuführeinrichtungen.

in Fig. 4 sind die bereits unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschriebenen, in ihrer Funktion den dort dargestellten entsprechenden Teile mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.

Darüberhinaus sind in Fig. 4 zu sehen: eine Antriebsrolle 8; eine Gegenrolle 9; ein mit der Antriebsrolle gekoppelter Antriebsmotor 10; eine Schneideinrichtung 11; ein Schneideinrichtungs-Gegenstück 12, welche beiden Einzelteile 11,12 an einer konventionellen Drahtelektroden-Schneideinrichtung angebracht sind, die beispielsweise in der veröffentlichten ungeprüften japanischen Patentanmeldung (OPI) Nr. 80 528/1985 beschrieben worden ist; eine Führungsbuchse 13 zum Führen der Drahtelektrode

3 zur auf der Zuführseite der Drahtelektrode gelegenen Drahtführung 4 (im folgenden als «obere Drahtführung 4» bezeichnet); eine Führungsbuchse 14 zum Unterstützen der Drahtelektrode, wobei die Führungsbuchse 14 mit der oberen Drahtführung 4 verbunden ist. Die obere Drahtführung 4 ist zylindrisch und es ist eine elektrische Stromzuführung 15 eingebaut. Die Drahtelektrode 3 wird mittels der Führungsbuchse 13 und der Führungsbuchse 14 längs der Mittelachse der oberen Drahtführung

4 auf beiden Seiten der elektrischen Stromzuführung 15 unterstützt, so dass sie mit dem Schlitz der elektrischen Stromzuführung 15 reibt.

Weiter sind in der Fig. 4 ein Flüssigkeitseintritt 16 in die Strahldüse 6 sowie eine numerische Regeleinrichtung 17 zu erkennen. Die numerische Regeleinrichtung 17 enthält, wie in Fig. 5 dargestellt, einen Schaltkreis 20 zum Ermitteln von Kontakt. Der eine Eingang des Schaltkreises 20 ist mit dem Werkstück 1 verbunden und der andere Eingang ist über die obere Drahtführung 4 und die elektrische Stromzuführung 15 mit der Drahtelektrode 3 verbunden. In dem Schaltkreis vergleicht ein Kompara-tor 23 die von einer Gleichstromquelle 21 stammende, über das Werkstück 1 und die Drahtelektrode 3 geleitete Elektrodenspannung Eo mit einer von einer Vergleichsspannungsquelle 22 stammenden Vergieichsspannung Ec. Wenn die Drahtelektrode 3 mit dem Werkstück in Kontakt gebracht ist, so dass die Elektrodenspannung Eo geringer wird als die Vergleichsspannung Ec, gibt der Komparator 23 ein Signal ab, welches der CPU in der numerischen Regeleinrichtung 17 zugeführt wird.

Im Folgenden wird der Betrieb der in Fig. 4 dargestellten Ausführung beschrieben. Es wird angenommen, dass die Schneideeinrichtung 11 vom Drahtelektroden-Schneidmechanismus (nicht dargestellt) vor dem Beginn des Vorganges der Zuführung der Drahtelektrode zu ihrem Gegenstück 12 bewegt wird; d.h. die Drahtelektrode wird mittels der Schneidvorrichtung geschnitten. Beim Start des Vorganges der Zuführung der Drahtelektrode läuft der Antriebsmotor 10 auf ein von der numerischen Regeleinrichtung 17 abgegebenes Signal an und die Antriebsrolle 8 und die Gegenrolle 9 beginnen zu rotieren und die Drahtelektrode 3 zu fördern. Die Drahtelektrode 3 wird dann durch die Führungsbuchse 13 der Drahtführung 4 hindurchgeführt und tritt dann durch die Führungsbuchse 14 hindurch zur Strahldüse 6. Der Strom der Bearbeitungsflüssigkeit 7 wird wie folgt gesteuert: Gleichzeitig mit der Betätigung des Antriebsmotors für die Drahtelektrode oder nach Ablauf einer von der numerischen Steuereinrichtung 17 vorgegebenen Zeitverzögerung wird eine Bearbeitungsflüssigkeit durch den Flüssigkeitseintritt 16 mittels einer Flüssigkeitszuführeinrichtung (nicht dargestellt) in die Strahldüse 6 eingeleitet und auf diese Weise der vorher beschriebene Flüssigkeitsstrahl ausgebildet. Auf diese Weise wird die Drahtelektrode 3 zu der unteren Drahtführung 5 zugeführt und gleichzeitig mittels des Flüssigkeitsstrahles gespannt.

Im folgenden wird derjenige Vorgang beschrieben, welcher ausgeführt wird, wenn sich die Drahtelektrode vom Flüssigkeitsstrahl löst und dadurch aus dem letzteren austritt. Auch wenn die Drahtelektrode aus dem Flüssigkeitsstrahl austritt, wird die Rotation des Antriebsmotors aufrechterhalten. Infolgedessen gelangt die Drahtelektrode an die Aussenseite der unteren Drahtführung 5 oder sie wird im Startloch der Bearbeitung gebogen und tritt auf diese Weise mit dem Werkstück in Kontakt, Dieser Kontakt wird über ein Signal an die numerische Steuereinrichtung 17 geleitet, woraufhin die numerische Steuereinrichtung die Drehung des Antriebs-motors 10 unterbricht. Danach wird die Drahtelektrode 3 mittels des Drahtschneidemechanismus durch die Bewegung der Schneideinrichtung 11 gegen ihr Gegenstück 12 abgeschnitten und der abgetrennte Endbereich entfernt. Schliesslich wird der

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Vorgang der Zuführung der Drahtelektrode von Anfang an erneut ausgeführt.

Folglich wird der gekrümmte Bereich der Drahtelektrode, welcher die Unterbrechung des Vorganges der Zuführung der Drahtelektrode. bewirkt hat, entfernt, d.h. es wird ein erneuter Vorgang ausgeführt. tn diesem Zustand wird die verbliebene Drahtelektrode zugeführt, so dass der Vorgang der Zuführung der Drahtelektrode fortgesetzt werden kann. Die Einführung der Drahtelektrode in die untere Drahtführung 5 wird dann blockiert, wenn die Drahtelektrode 3 eingeführt wird und ihr Gleitwiderstand durch die Krümmung des gebogenen Bereiches der Drahtelektrode vergrössert wird. In derartigen Fällen wird also die oben beschriebene Wiederholung des Vorganges ausgeführt, um den Vorgang der Zuführung der Drahtelektrode fortzusetzen.

In der oben beschriebenen Drahtelektroden-Zu-führeinrichtung können die Mittel zum Entdecken eines Austretens der Drahtelektrode aus dem Flüssigkeitsstrahl auch wie in Fig. 6a und 6b dargestellt beschaffen sein. In dem in Rg. 6a dargestellten Fall ist eine Detektorelektrode 18 auf dem dem Werkstück zugeneigten Teil der unteren Drahtführung 5 vorgesehen, um einen Kontakt der Drahtelektrode mit wenigstens einem Teil eines an die untere Drahtführung 5 angefügten Mitgliedes zu erkennen. In dem in Fig. 6b dargestellten Fall sind Sensoren 19, wie beispielsweise optische Sensoren oder Näherungssensoren nahe des Flüssigkeitsstrahles fest oder beweglich angeordnet, um die aus diesem austretende Drahtelektrode zu entdecken.

Wie oben beschrieben ist die erfindungsgemässe Drahtelektroden-Zuführeinrichtung so beschaffen, dass die aus dem Flüssigkeitsstrahl sich befreiende und daraus austretende Drahtelektrode erkannt wird. Deswegen wird, wenn die Drahtelektrode aus dem Flüssigkeitsstrahl austritt, der Vorgang der Zuführung der Drahtelektrode unterbrochen und der Vorgang erneut ausgeführt. Folglich wird der Vorgang der Zuführung der Drahtelektrode auf vorteilhafte Weise ausgeführt und ein unbemannter Betrieb der Funkenentladungs-Erodierma-schine kann mit hoher Wirtschaftlichkeit ausgeführt werden.

Claims

Patentansprüche

1. Drahtelektroden-Zuführeinrichtung zum Gebrauch in einer Funkenentladungs-Erodiermaschi-ne, in welcher eine Drahtelektrode (3) mittels einer Vorschubeinrichtung von einer auf der Drahtelek-troden-Zuführseite gelegenen Drahtführung (4) zu einer auf der Drahtelektroden-Empfangsseite gelegenen Drahtführung (5) fördert, wobei die Drahtelektrode gleichzeitig im Strahl (7) der Bearbei-tungsfiüssigkeit gespannt wird, dadurch gekennzeichnet, dass Detektormittel (20) zum Erkennen, ob die Drahtelektrode aus dem Strahl der Bearbeitungsflüssigkeit austritt und Mittel (17) zum Steuern des Ablaufes der Drahtelektroden-Vorschubeinrichtung in Abhängigkeit des Ausgangssignals des Detektormittels (20) vorhanden sind.

2. Drahtelektroden-Zuführeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Detektormittel (20) das Austreten der Drahtelektrode aus dem Flüssigkeitsstrahl (7) durch Ermittlung von elektrischem Kontakt der Drahtelektrode (3) mit dem zu bearbeitenden Werkstück (1) erkennt.

3. Drahtelektroden-Zuführeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Detektormittel (20) das Austreten der Drahtelektrode aus dem Flüssigkeitsstrahl (7) durch Ermittlung von elektrischem Kontakt der Drahtelektrode (3) mit der auf der Drahtelektroden-Empfangsseite gelegenen Drahtführung (5) erkennt.

4. Drahtelektroden-Zuführeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Detektormittel ein Paar von optischen Sensoren umfasst.

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