CH681787A5 - - Google Patents

Description

1

CH 681 787 A5

2

Beschreibung

Diese Erfindung bezieht sich auf ein Funkenero-sionsbearbeitungsverfahren gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Im allgemeinen tritt bei einer Funkenerosionsbearbeitung ein Kurzschluss zwischen der Drahtelektrode und dem Werkstück mit erheblich hoher Wahrscheinlichkeit dann auf, wenn beispielsweise überhöhte Entiadebearbeitungsspuren oder Verbrennungsmaterial, wie während der Bearbeitung gebildeter Schlamm, vorhanden sind.

Wenn ein Kurzschluss im Bereich des Werkstückes auftritt, wo, wie im Falle einer Schrubbear-beitung, Strom mit hohen Impulswerten eingesetzt wird oder wo hochfrequente Bearbeitungsspan-nungsimpulse verwendet werden, dann wird der Mittelwert des Stromes erhöht. Die dadurch erzeugte Joule'sche Wärme kann die Elektrode und das Werkstück beschädigen oder der so erhöhte Mittelwert des Stromes kann die Transistoren in der Funkenerosionsmaschine zerstören.

Um dieser Schwierigkeit beizukommen ist beispielsweise die japanische Patentanmeldung (OPI) Nr. 500/1975 als Stand der Technik offenbart worden (die Abkürzung «OPI» bedeutet eine «ungeprüfte veröffentlichte Anmeldung»).

Beim Stande der Technik werden die Bedingungen des Spaltes zwischen der Elektrode und dem Werkstück festgestellt und eine gewisse Anzahl von Spannungsimpulsen kann gemäss der so festgestellten Konditionen des Spaltes ausgelassen werden.

Ein Beispiel einer konventionellen Funkenerosionsmaschine dieses Typs ist so wie in der Fig. 21 gezeigt ausgeführt. In dieser Figur bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine Gleichspannungsquelle; 2 einen Schalttransistor; 3 einen Emitterwiderstand; 4 eine Werkzeugelektrode; 5 ein Werkstück; 6 eine Kurzschlussfeststellvorrichtung; 7 eine Signalerzeugungsvorrichtung zum Verdünnen von Entladeimpulsen; und 8 eine Steuereinrichtung zum selektiven Anlegen einer Spannung an die Basis des Schalttransistors 2, um den letzteren ein- und auszuschalten. In einem stabilen Funkenerosionsbear-beitungsbetrieb wird der Transistor 2 in Abhängigkeit zu einem Steuersignal von der Steuereinrichtung 8 in den leitenden Zustand versetzt, um dabei einen Entladestrom durch den Transistor 2 und den Emitterwiderstand 3 an den Spalt zwischen der Elektrode 4 und dem Werkstück 5 anzulegen und dabei das letztere zu bearbeiten.

In diesem Falle schreitet die Funkenerosionsbearbeitung so wie in der Fig. 22 gezeigt voran. Eine elektrische Entladung findet zuerst dort statt, wo, wie im Teil (a) der Fig. 22 gezeigt ist, dies für eine Funkenentladung, beispielsweise wegen eines unebenen Bereiches der Werkstückoberfläche oder einer Materialzersetzung, die in der Bearbeitungslösung enthalten ist, am geeignetsten ist. Als Nächstes erfolgt die elektrische Entladung zwischen der Elektrode und dem Werkstück so, dass sich erste-re in die letztere hineinerstreckt. In diesem Falle wird das Werkstück so, wie im Teil (c) der Fig. 22 gezeigt, bearbeitet.

Wenn andererseits Verbrennungsmaterial oder anderes zersetztes Material an Stellen abgelagert ist, so wie dies im Teil (d) der Fig. 22 gezeigt ist, dann erfolgt- die Funkenentladung konzentriert an einer Stelle. Als Resultat davon wird an dieser Stelle eine ausgeprägte Funkenerosionsspur gebildet, was einem Defekt in der bearbeiteten Oberfläche gleichkommt.

Wenn beispielsweise wegen Verbrennungsmaterial zwischen der Elektrode 4 und dem Werkstück 5 ein Kurzschluss erfolgt, dann wird er durch die Kurzschlussfeststellvorrichtung 6, welche ein Feststellsignal an die Signalerzeugungsvorrichtung zum Verdünnen von Entladeimpulsen anlegt, festgestellt. Daraufhin liefert die Vorrichtung 7 das Ent-ladeimpulsverdünnungssignal, welches an die Steuereinrichtung 8 angelegt wird. Als Resultat davon wird der Leitendzustand des Transistors für eine Zeitperiode, die einer Anzahl von festgelegten Spannungsimpulsen entspricht, vom nächsten Impuls an unterdrückt. D.h., wenn ein Kurzschluss zwischen der Elektrode und dem Werkstück erfolgt, dann wird die vorbestimmte Anzahl von Spannungsimpulsen aus dem Spannungsimpulszug entfernt, wobei die Konzentration der elektrischen Entladung an einer Stelle beseitigt wird und wobei dadurch solche Fehler in der Funkenerosionsbearbeitung, wie beschädigte Werkstücke, verhindert werden können.

Eine Funkenerosionsmaschine wendet im allgemeinen ein Verfahren zum im wesentlichen Konstanthalten der Spannung im Bearbeitungsspalt an, wobei auch der Bearbeitungsspalt konstant gehalten wird. In dem Falle, wo bei diesem Verfahren der Bearbeitungsspalt, beispielsweise weil die Bearbeitungslösung im Bearbeitungsspalt sauber ist, einen hohen Isolationsgrad aufweist, wird der Bearbeitungsspalt so gesteuert, dass er eng bleibt, während im Falle, wo der Isolationsgrad beispielsweise wegen einer Anzahl von Verbrennungsrückständen, die im Bearbeitungsspalt angesammelt sind, klein ist, der Bearbeitungsspalt so gesteuert wird, dass er weit ist.

Eine saubere Bearbeitungslösung ist beispielsweise beim Beginn einer Funkenetasionsbearbei-tungsoperation im Bearbeitungsspalt, wobei dadurch der Isolationsgrad im Bearbeitungsspalt beträchtlich hoch ist und der letztere dadurch auf eine enge Abmessung gesteuert ist. Folglich kann während der Initialisierungsperiode einer Funkenero-sionsbearbeitungstätigkeit ein Kurzschluss mit einem hohen Prozentgehalt beim Bearbeitungsspalt durch das Vorstehen einer Entladungsbearbei-tungsspur erfolgen. Dadurch werden in diesem Falle bei der Anwendung von hochfrequenten Spannungsimpulsen häufige elektrische Entladungen veranlasst. Die Entfernung von Spannungsimpulsen als Antwort auf das Auftreten eines Kurzschlusses im Bearbeitungsspalt während der Initialisierungsperiode bei einer Funkenerosionsbearbei-tungstätigkeit vermindert die Wahrscheinlichkeit von Fehlern in der Entladungsbearbeitung. Das Verfahren leidet unter der Schwierigkeit, dass, wenn die Bearbeitungstätigkeit durch das Auslassen von Spannungsimpulsen nach dem Auftreten ei-

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

2

3

CH 681 787 A5

4

nés Kurzschlusses normal wird, die Frequenz der Spannungsimpulse wieder zunimmt, was wieder zu Kurzschlüssen führt. Dies geschieht, wie aus der Fig. 23 ersichtlich ist, in wiederholtem Masse.

In der Fig. 23 bezeichnet das Bezugszeichen B einen Spannungsimpulszug für die Erosionsbearbeitung. Beim Auftreten eines Kurzschlusses wird eine vorbestimmte Anzahl von Spannungsimpulsen D aus dem Spannungsimpulszug B entfernt. D.h., das konventionelle Verfahren, in welchem, wenn nach einem aufgetretenen Kurzschluss im Bearbeitungsspalt wegen unbefriedigenden Bedingungen desselben eine gewisse Anzahl von Spannungsimpulsen ausgelassen worden ist und wenn die Bearbeitungstätigkeit, nachdem die Bearbeitungsbedingungen stabil geworden sind, wieder normal ausgeführt wird, beinhaltet die Schwierigkeit, dass, wenn die Bearbeitungstätigkeit im Randbereich zwischen stabiler und unstabiler Bedingung ist, es schwierig ist, die Bearbeitungsbedingung in ihre gewöhnlich stabile Bedingung zu wechseln und dass die Bearbeitungsleistungsfähigkeit durch das wiederholte Weglassen einer gewissen Anzahl von Spannungsimpulsen, wie in der Fig. 23 gezeigt ist, gesenkt wird.

Wenn beim Beginn einer Funkenerosionsbearbei-tungstätigkeit ein Kurzschluss in der oben beschriebenen Art auftritt, dann wird die Stromzufuhr unterbunden und die Elektrode wird mechanisch vom Werkstück wegbewegt, um dabei die zwischen der Elektrode und dem Werkstück vorhandene Berührung zu beseitigen, welche beispielsweise durch das Vorstehen einer Entladebearbeitungsspur veranlasst worden ist und danach wird die Elektrode wieder richtig zum Werkstück eingestellt. Demzufolge ist es mit dem konventionellen Verfahren schwierig, die Bearbeitungsbedingung schnell wieder herzustellen, mit dem Resultat, dass die Wirksamkeit der Bearbeitung entsprechend klein ist.

Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die oben beschriebenen Schwierigkeiten, die ein konventionelles Funkenerosionsbearbei-tungsverfahren begleiten, zu beseitigen. Insbesondere ist es eine Aufgabe dieser Erfindung, ein Fun-kenerosionsbearbeitungsverfahren vorzuschlagen, welches mit stabilen Bearbeitungsbedingungen und mit hoher Bearbeitungswirksamkeit ausgeführt werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe werden in einem er-findungsgemässen Funkenerosionsbearbeitungs-verfahren die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 aufgeführten Verfahrensschritte ausgeführt.

Zusätzlich ist möglich, ein Zustandswert des Spaltes zwischen der Elektrode und dem Werkstück festzustellen, wobei dann das Werkstück mit einer Energie, die gemäss dem festgestellten Zustandswert und Bearbeitungskonditionen für eine vorbestimmte Zeitperiode ausgewählt worden ist, bearbeitet wird. Es ist jedoch ebenfalls möglich, den Zustandswert des Spaltes zwischen der Elektrode und dem Werkstück festzustellen, wobei dann die Entladeenergie schrittweise gesteuert wird, so dass der festgestellte Zustandswert auf einem vorbestimmten Referenzwert gehalten wird.

Beim erfindungsgemässen Funkenerosionsbear-beitungsverfahren wird die Bearbeitungsenergie für die Zeitperiode reduziert, während der die Bedingung, die die Bearbeitungsfunktion veranlasst, dauert.

In einer ersten Weiterbildung des Verfahrens wird ein Bearbeitungstätigkeitszustand festgestellt, wobei dann die Bearbeitungsfunktion mit der elektrischen Entladeenergie ausgeführt wird, welche anhand des so festgestellten Zustandes und dafür vorbestimmten Bearbeitungsbedingungen bestimmt worden ist.

In einer zweiten Weiterbildung des Verfahrens wird die Bearbeitungsenergie schrittweise gesteuert, so dass der Zustand der Bearbeitungstätigkeit so wie verlangt gehalten werden kann.

In den begleitenden Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild, das die Anordnung der ersten erfindungsgemässen Ausführung zeigt;

Fig. 2 ein Flussdiagramm zum Beschreiben der Funktion der ersten in der Fig. 1 gezeigten Ausführung;

Fig. 3 und 4 Darstellungen zum Beschreiben von Teilfunktionen der ersten Ausführung;

Fig. 5 ein Blockschaltbild, das die Anordnung der zweiten erfindungsgemässen Ausführung zeigt;

Fig. 6 eine erklärende Darstellung, welche den Inhalt eines Speichers in der zweiten Ausführung zeigt;

Fig. 7 ein Flussdiagramm zum Beschreiben der Funktion der zweiten Ausführung;

Fig. 8 ein Blockschaltbild, das die Anordnung der dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 9 eine erklärende Darstellung, die den Inhalt eines Speichers der dritten Ausführungsform zeigt;

Fig. 10 ein Flussdiagramm zum Beschreiben der Funktion der dritten Ausführung;

Fig. 11 ein Blockschaltbild, das die Anordnung einer vierten erfindungsgemässen Ausführung zeigt;

Fig. 12 eine erklärende Darstellung, die den Inhalt eines Speichers der dritten Ausführungsform zeigt;

Fig. 13 und 14 Flussdiagramme zum Beschreiben der Funktion der vierten Ausführungsform;

Fig. 15 eine erklärende Darstellung zum Beschreiben eines Teiles des Betriebes der vierten Ausführungsform;

Fig. 16 ein Blockschaltbild, das die Anordnung einer fünften Ausführungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 17 eine erklärende Darstellung, die den Inhalt eines Speichers der fünften Ausführungsform zeigt;

Fig. 18 ein Flussdiagramm zum Beschreiben der Funktion der fünften Ausführung;

Fig. 19 eine graphische Darstellung, die gemäss der Erfindung den Verschmutzungsgrad in bezug auf die elektrische Entladeenergie zeigt;

Fig. 20 die Darstellung einer Wellenform zum Beschreiben eines Beispiels des Verfahrens zum Feststellen des Bearbeitungszustandes gemäss der Erfindung;

Fig. 21 ein Blockschaltbild, das die Anordnung bei einer konventionellen Funkenerosionsmaschine zeigt; und

Fig. 22 und 23 Darstellungen zum Beschreiben

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3

5

CH 681 787 A5

6

der Funktion der konventionellen Funkenerosionsmaschine.

Bevorzugte Ausführungsformen dieser Erfindung sind mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen nachfolgend beispielsweise beschrieben.

Fig. 1 ist eine erklärende Darstellung, teilweise als Blockschaltbild gezeichnet, die die Anordnung einer ersten erfindungsgemässen Ausführungsform zeigt, und Fig. 2 ist ein Flussdiagramm zum Beschreiben der Funktion dieser Ausführungsform.

in der Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine Gleichspannungsquelle; 2 einen Schalttransistor; 4 eine Elektrode; 5 ein Werkstück; 4a eine zwischen der Elektrode 4 und dem Werkstück 5 gehaltene Bearbeitungslösung; 6 eine Kurzschlussfeststellvorrichtung; 7 eine Signalverdünnungserzeugungsvor-richtung; 8 eine Schalttransistorsteuereinrichtung; 9 eine Verdünnungssteuereinheit; 10 einen Verdün-nungszeitzählspeicher; 11 einen Spannungsverdün-nungsbetragspeicher; 12 einen Spannungsverdün-nungszeitspeicher; 13 eine Tastatur und 14 einen Im-pulszähispeicher. Zur Vereinfachung der Beschreibung werden die Speicher 10,11,12 und 14 entsprechend als erster, zweiter, dritter und vierter Speicher bezeichnet.

Ein Verdünnungsspannungsbetrag und eine Ver-dünnungsspannungszeit sind im voraus im zweiten Speicher 11 bzw. im dritten Speicher 12 mit derTasta-tur eingegeben und abgespeichert worden. Der Spannungsverdünnungsbetrag ist durch die Anzahl von Impulsen, die wegzulassen sind (Verdünnung) und durch eine Referenzanzahl von Impulsen bestimmt. Beispielsweise bedeutet ein Spannungsverdünnungsbetrag von 3, 5, dass drei Impulse von fünf Impulsen weggelassen werden. Eine Span-nungsverdünnungszeit bedeutet die Zeit, während welcher die obgenannte Impulsauslassungstätigkeit ausgeführt und wiederholt wird. Wie in der Fig. 2 gezeigt ist, arbeitet nach dem Beginn einer Funkenero-sionsbearbeitungstätigkeit (ST 1) die Verdünnungssteuereinheit 9 in dem Sinne, dass die Inhalte des ersten Speichers 10 und des vierten Speichers 14 (ST 2 und ST 3) gelöscht werden und dass ein Anweisungssignal an die Signalverdünnungserzeu-gungsvorrichtung 7 angelegt wird (ST 4). Gemäss dem Anweisungssignal gibt die Vorrichtung 7 ein Verdünnungssignal aus, welches an die Steuereinrichtung 8 angelegt wird. Als Reaktion auf das Verdünnungssignal versetzt die Steuereinrichtung 8 den Transistor 1 für eine Zeitperiode, die der Anzahl Impulse, die auszulassen sind, beginnend mit dem nächsten Impuls in den nicht leitenden Zustand. Gleichzeitig summiert die Verdünnungssteuereinheit 9 den Zählwert des Impuiszählerspeichers 14, bis dieser die Referenzanzahl von Impulsen übersteigt, um so die Vollendung eines Zyklus dieses Betriebes zu bestimmen (ST 5 und ST 6). Dieser eine Betriebszyklus wird wiederholt ausgeführt, bis der Inhalt des Verdünnungszeitzählspeichers 10 denjenigen des Zeitverdünnungsspeichers 12 übersteigt. Wenn dies der Fall ist (ST 7 und ST 8), dann ist die Impulsauslasstätigkeit beendet, d.h. das Werkstück 5 wird gemäss dem normalen Bearbeitungsprogramm, welches ohne das Auslassen von Spannungsimpulsen eingesetzt worden ist, bearbeitet. Danach arbeitet, ähnlich wie dies im konventionellen Verfahren der Fall ist, die Kurzschlussfeststellvorrichtung 6, um beim Auftreten eines Kurzschlusses eine Impulsauslasstätigkeit auszuführen.

In der vorgängig beschriebenen Ausführung werden der Spannungsverdünnungsbetrag 11 und die Spannungsverdünnungszeit 12 unter Venwendung der Tastatur 13 eingegeben. Die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. D.h. die Eingabe dieser Daten kann allgemein unter Verwendung einer externen Vorrichtung durchgeführt werden. Im weiteren sollen auch die Art und die Anzahl der Speicher innerhalb des Bereiches dieser Erfindung frei änderbar sein.

Im ersten und zweiten erfindungsgemässen Ausführungsbeispiel wird die Impulsauslassungstätigkeit beim Beginn einer Funkenerosionsbearbeitung gewaltsam ausgeführt.

Fig. 3 ist eine erklärende Darstellung, die den Zustand der Elektrode und des Werkstückes bei einer Funkenerosionsbearbeitung zeigt. Wie im Teil (a) der Fig. 3 gezeigt ist, ist beim Start der Bearbeitungstätigkeit kein Verbrennungsmaterial, wie Verbrennungspartikel, gebildet und der Spalt zwischen der Elektrode 4 und dem Werkstück 5 ist, wie durch E angegeben, eng. Andererseits ist, wie im Teil (c) der Fig. 3 gezeigt ist, während der Bearbeitungstätigkeit der Spalt, wie mit F angegeben, weit. Es braucht nicht besonders erwähnt zu werden, dass die Bear beitungslösung im Spalt gehalten bleibt. Beim Beginn der Bearbeitungstätigkeit ist noch kein Verbrennungsmaterial im Spalt zwischen der Elektrode 4 und dem Werkstück vorhanden und die Bearbeitungslösung ist im Spalt so gehalten, dass die Elektrode und das Werkstück im positiven Sinne elektrisch isoliert voneinander sind. Um eine elektrische Entladung zwischen der Elektrode und dem Werkstück zu veranlassen, muss die Distanz zwischen der Elektrode und dem Werkstück auf 10 bis 50 um reduziert werden.

Beim Anlegen einer Spannung von 60 bis 150 Volt über der Elektrode und dem Werkstück werden dielektrische Durchbrüche der Bearbeitungslösung 4a veranlasst, wobei die Funkenerosion dazwischen stattfindet.

Die elektrische Entladung ereignet sich an der Stelle zwischen der Elektrode und dem Werkstück, wo der dielektrische Durchbruch durch die Spannung am geeignetsten erfolgen kann; mit anderen Worten, die elektrische Entladung ereignet sich immer nur an einer Stelle. In diesem Falle wird die elektrische Entladung örtlich veranlasst und ist so zum Bilden von stetigen Bogen verantwortlich. Während der fortgesetzten Funkenerosion (während der Bearbeitung) erfolgen die elektrischen Entladungen so, dass sie sich wegen Unebenheiten in der Oberfläche des Werkstückes oder der Elektrode und wegen des Verbrennungsmaterials, das in der Bearbeitungslösung enthalten ist, in den Spalt hinein ausbreiten.

Im allgemeinen ist beim Beginn einer Funkenerosionsbearbeitung die Oberfläche des Werkstückes oder der Elektrode eben und es ist kein Verbrennungsmaterial in der Bearbeitungslösung im Spalt

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

4

7

CH 681 787 A5

8

enthalten. Dadurch breitet sich die elektrische Entladung im wesentlichen nicht im Spalt aus (vgl. Teil (b) der Fig. 3).

Wie aus der obgenannten Beschreibung hervorgeht, wird beim Beginn der Funkenerosionsbearbeitung die Auslasstätigkeit der Bearbeitungsspan-nungsimpulse gewaltsam ausgeführt, so dass die Anzahl Funkenentladungen pro Zeiteinheit vermindert wird, wobei die erzeugte Joule'sche Wärme pro Zeiteinheit kleiner ist und die Menge des Verbrennungsmaterials, das während der Bearbeitung gebildet wird, ebenfalls vermindert wird. Folglich nimmt die Wahrscheinlichkeit, dass sich ein Kurzschluss im Spalt zwischen der Elektrode und dem Werkstück (in der folgenden Beschreibung als Bearbeitungsspalt bezeichnet) ereignet ab und die elektrische Entladung, die sich an einer Stelle ereignet, kann sich ruhig ausbreiten, so dass wirksame und stabile Bearbeitungsbedingungen ohne weiteres erhalten werden können.

In der obigen Beschreibung kann die Bearbeitungstätigkeit wegen dem Spalt zwischen der Elektrode 4 und dem Werkstück 5 unstabil werden. Während der Bearbeitung kann jedoch die Elektrode durch eine neue mit einer glatten Oberfläche ersetzt werden, oder kann die Bearbeitungsiösung durch eine neue, ohne Verbrennungsmaterial und ohne Fremdmaterial ersetzt werden. In diesem Falle versteht es sich von selbst, dass die Schritte, die im Flussdiagramm der Fig. 2 aufgeführt sind, genau gleich ausgeführt werden können.

In der oben beschriebenen Ausführungsform ist die Zeit, wo die Bearbeitungstätigkeit dazu neigt, unstabil zu werden, so ausgewählt, dass das Auftreten einer unstabilen Bearbeitungstätigkeit eliminiert ist. Die Gründe dafür sowie ein Verfahren zum Auswählen der Zeit, werden nachstehend beschrieben.

Mit der Impulsauslasstätigkeit, die beim Beginn einer Funkenerosionsbearbeitung ausgeführt wird, wird beabsichtigt, dass sich die elektrischen Ladungen ruhig von einer Stelle aus ausbreiten können. Dadurch wird, wenn die Impulsauslasstätigkeit, nachdem die Bearbeitungskondition mit einer Funkenerosion, die sich in einer Ausbreitungsart ereignet, ausgeführt wird, die Bearbeitungseffizienz kleiner. Mit anderen Worten heisst das, dass unmittelbar, nachdem sich eine stabile Bearbeitungsbedingung eingestellt hat, die Pulsauslasstätigkeit suspendiert werden sollte, um die Bearbeitung unter den normalen elektrischen Bedingungen weiterzuführen und so die beste Bearbeitungswirkung zu erhalten.

Die Zeitperiode, die zu Beginn einer Bearbeitung verlangt wird, um die unstabile Bearbeitungsbedingung (die Neigung, dass sich ein Kurzschluss ereignet ist vorhanden), in eine stabile Bedingung (die Funkenerosion ereignet sich in einem Ausbreitungsmodus) überzuführen, hängt von den elektrischen Bedingungen ab. Dies, weil die Erhöhungen der bearbeiteten Oberfläche durch elektrische Entladungen und die Grösse und Menge von Verbrennungsmaterial, das dabei gebildet wird, von der Bearbeitungsbedingung abhängt.

Beispielsweise hängt die Grösse des Verbrennungsmaterials, das durch die elektrische Entladung gebildet wird, von der elektrischen Entiade-energie ab und die Menge des Verbrennungsmaterials, die pro Zeiteinheit gebildet wird, ist von der Frequenz der Spannungsimpulse abhängig, im weiteren hängen die Erhöhungen der bearbeiteten Oberfläche von der elektrischen Entladeenergie ab. Dies leitet zu der Tatsache hin, dass die elektrische Entladeenergie die Rauhheit der Oberfläche eines Werkstückes bestimmt und dass die Erhöhung der bearbeiteten Oberfläche in der Grössenordnung eines Drittels (1/3) der Oberflächenrauhheit ist.

Die Teile (a) und (b) der Fig. 4 sind graphische Darstellungen, die eine vorbestimmte Zeitperiode, in welcher die Impulsauslassungstätigkeit beim Beginn einer Bearbeitung in bezug auf die elektrische Entladeenergie und in bezug auf die Spannungsimpulsfrequenz angeben. Wie aus diesen graphischen Darstellungen ersichtlich ist, sollte die Impulsauslassungszeit erhöht werden, wenn die elektrische Entladeenergie erhöht wird und wenn die Spannungsimpulsfrequenz erhöht wird.

Weitere Ausführungsformen der Erfindung werden mit Bezug auf die Fig. 5 bis 8 und Fig. 9 bis 11 beschrieben.

Insbesondere ist in der Fig. 5 ein Blockschaltbild dargestellt, das die Anordnung einer zweiten erfindungsgemässen Ausführungsform zeigt. Die Fig. 6 ist eine erklärende Darstellung, welche den Inhalt eines Speichers zeigt. Fig. 7 ist ein Flussdiagramm zum Beschreiben der Funktion der zweiten Ausführungsform.

In der Fig. 5 bezeichnet das Bezugszeichen 2 einen Schalttransistor; 4 eine Werkzeugelektrode; 4a eine Bearbeitungslösung; 5 ein zu bearbeitendes Werkstück; 7 eine Verdünnungssignalerzeugungs-vorrichtung; 8 eine Schalttransistorsteuereinrichtung; 9 Verdünnungssteuermittei; 10 einen Verdün-nungszeitzählspeicher; 11a einen Bearbeitungsbe-dingungs- und Spannungsverdünnungsbetragspei-cher; 12a einen Verdünnungszeitspeicher; 13 eine Tastatur; 14 einen Impulszählspeicher; und 15 ein Mittel zum Setzen der Startbearbeitungsbedingungen. Wie aus der Fig. 6 ersichtlich ist, sind die Elek-trodenspannungsverdünnungsbeträge im Speicher 11a einer Reihe von Bearbeitungsbedingungen zugeordnet gespeichert.

Die Folge der Bearbeitungsbedingungen und der Spannungsverdünnungsbeträge sowie der Span-nungsverdünnungszeiten sind mit der Tastatur 13 in die Speicher 11a bzw. 12a eingegeben und gespeichert worden.

Jeder Spannungsverdünnungsbetrag wird durch die Anzahl der Impulse, die ausgelassen werden sollen, und die Referenzanzahl der Impulse bestimmt. Beispielsweise bedeutet ein Spannungsverdünnungsbetrag von (3, 5), dass drei Impulse von fünf Impulsen ausgelassen werden. Die Spannungsver-dünnungszeit bedeutet die Zeit, während welcher die oben beschriebene Impulsauslasstätigkeit wiederholt ausgeführt wird.

In der zweiten Ausführungsform der Erfindung wird, wie in der Fig. 7 gezeigt ist, beim Beginn der Funkenerosionsbearbeitung (ST 11) durch das Verdünnungssteuermittel 9 der am besten geeignete Spannungsverdünnungsbetrag aus dem Inhalt des

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

5

9

CH 681 787 A5

10

Speichers 11a in bezug auf die Daten, die durch das Mittel 15 zum Setzen der Startbearbeitungsbedingungen vorgesehen sind, ausgegeben (ST 12). Das Verdünnungssteuermittel löscht den Inhalt des Ver-dünnungszeitzählspeichers 10 und des Impulszählspeichers 14 (ST 13 und ST 14) und legt ein Anweisungssignal an die Verdünnungssignalerzeugungs-vorrichtung 7 an (ST 15), welche dann ein Verdünnungssignal ausgibt. Das so ausgegebene Verdünnungssignal wird an die Steuereinrichtung 8 angelegt. In Abhängigkeit des Verdünnungssignales führt die Steuereinrichtung 8 den Transistor 2 für eine Zeitperiode, die der Anzahl Impulse, die ausgelassen werden sollen, entspricht, beginnend mit dem nächsten Impuls in den nichtleitenden Zustand. Gleichzeitig summiert das Verdünnungssteuermittel 9 den Zählwert des Impulszählerspeichers 14, bis dieser die Referenzanzahl von Impulsen übersteigt, um so die Vollbringung eines Tätigkeitszyklus zu bestimmen (ST 16 und ST 17). Dieser eine Tätigkeitszyklus wird sich wiederholend ausgeführt, bis der Inhalt des Verdünnungszeitzählspei-chers 10 denjenigen des Verdünnungszeitspeichers 12 übersteigt. Wenn dies der Fall ist (ST 18 und ST 19) dann ist die Impulsauslasstätigkeit beendet; d.h. das Werkstück 5 wird gemäss dem normalen Bearbeitungsprogramm (ST 20) bearbeitet.

In der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform werden die Daten unter Verwendung der Tastatur 13 in die Speicher 11a und 12a abgelegt. Die Erfindung soll jedoch nicht darauf beschränkt sein; d.h. die Ausgabe dieser Daten kann durch irgendeine externe Einrichtung erfolgen. Im weiteren kann innerhalb des Bereiches der Erfindung die Art und die Anzahl der Speicher auch frei veränderbar sein.

Der Ausdruck «Startbearbeitungsbedingungen», wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf die Bedeutung der Bearbeitungsbedingungen, die beim Beginn einer Funkenerosionsbearbeitung für ein Werkstück eingesetzt und vorgesehen sind - dies betrifft hauptsächlich den Entladestrom (eingeschlossen die Impulsbreite, die Polarität, die «Ein»-Zeit und die «Aus»-Zeit).

Eine Mehrzahl von Bearbeitungsbedingungen und eine Mehrzahl von Spannungsimpuisverdün-nungsbeträgen, die den Bearbeitungsbedingungen zugeordnet sind, sind paarweise im Speicher gespeichert. Dadurch kann ein Spannungsimpulsver-dünnungsbetrag, der sich auf die Startbearbeitungsbedingungen bezieht, unter Bezugnahme auf die Bearbeitungsbedingungen bestimmt und beim Beginn der Bearbeitung eingesetzt werden, ebenso wie die Verdünnungszeit in bezug auf die Anzahl der Bearbeitungsbedingungen, die im Speicher gespeichert sind, gesetzt werden kann.

Dies geschieht darum, weil die Häufigkeit des Auftretens von Kurzschlüssen von den Bearbeitungsbedingungen abhängt.

Beispielsweise ist die Häufigkeit des Auftretens eines Kurzschlusses gross, wenn die elektrische Entladeenergie gross ist oder wenn die angelegten Spannungsimpulse von hoher Frequenz sind.

Wenn die elektrische Entladeenergie hoch ist weisen die durch die elektrische Entladung gebildeten

Partikel grosse Abmessungen auf und die bei der Entladung erzeugte Joule'sche Wärme ist ebenfalls hoch, mit dem Resultat, dass die Elektrode und das Werkstück grosse Erhöhungen aufweisen.

Wenn die angelegten Spannungsimpulse in ihrer Frequenz hoch sind, erfolgen die elektrischen Entladungen in kurzen Zeitabständen. Als Resultat davon ist die Menge des pro Zeiteinheit erzeugten Verbrennungsmaterials gross und die durch die elektrischen Entladungen erzeugte Joule'sche Wärme ist wegen der hohen Frequenz ebenfalls gross.

Folglich muss der Impulsverdünnungsbetrag um-somehr erhöht werden, wenn die Bearbeitungsbedingungen auf eine hohe elektrische Entladeenergie hinweisen, was ebenfalls der Fall ist, wenn die angelegte Spannungsimpulsrate hoch ist (die Impulsverdünnungszeit wird erhöht).

Wenn die elektrische Entladeenergie klein ist oder die Spannungsimpulse von kleinerer Frequenz sind, dann wird der Impulsverdünnungsbetrag erhöht (die Impulsverdünnungszeit kann kurz sein).

So reduziert die gemäss den Startbearbeitungsbedingungen am geeignetsten ausgeführte Impulsauslasstätigkeit die Häufigkeit des Auftretens eines Kurzschlusses und erlaubt, dass sich die elektrische Entladung von einer Stelle aus mit hoher Wirksamkeit einheitlich ausbreitet.

In der Fig. 8 ist ein Blockschaltbild der Anordnung einer dritten erfindungsgemässen Ausführung gezeigt. Fig. 9 ist eine erklärende Darstellung, die den Inhalt eines Speichers der dritten Ausführungsform zeigt. Fig. 10 ist ein Flussdiagramm zum Beschreiben der Funktion dieser Ausführung. In der Fig. 8 bezeichnen die Bezugszeichen 1 bis 10 und 13 bis 15 die gleichen Teile wie diejenigen in der Fig. 5. Im weiteren bezeichnet in der Fig. 8 das Bezugszeichen 11b einen Spannungsverdünnungsbe-tragspeicher; und 12b einen Bearbeitungsbedin-gungs- und Verdünnungszeitfolgespeicher.

Wie in der Fig. 9 gezeigt ist, sind im Bearbeitungs-bedingungs- und Verdünnungszeitfolgespeicher 12b eine Anzahl von Bearbeitungsbedingungen und eine Anzahl von Elektrodenspannungsverdün-nungszeiten entsprechend wie bereits vorgängig beschrieben, abgespeichert worden.

Die dritte erfindungsgemässe Ausführung funktioniert so, wie dies im Flussdiagramm der Fig. 10 angegeben ist. Beim Beginn der Funkenerosionsbearbeitung (ST 22) gibt das Verdünnungssteuermittel 9 den am besten geeigneten Spannungsverdünnungsbetrag aus dem Inhalt des Speichers 12b aus. Dies gemäss den Daten, welche durch das Mittel 15 zum Setzen der Startbearbeitungsbedingungen vorgesehen sind (ST 23). Das Verdünnungssteuermittel 9 löscht den Inhalt des Verdünnungszeitzählspei-chers 10 und des Impulszählspeichers 14 (ST 24 und ST 25) und legt ein Anweisungssignal an die Verdün-nungssignalerzeugungsvorrichtung 7 an (ST 26).

In Abhängigkeit von diesem Signal wird die Impulsverdünnungstätigkeit ausgeführt. Gleichzeitig summiert das Verdünnungssteuermittel 9 den Zählwert des Impulszählspeichers 14, bis dieser die Referenzanzahl von Impulsen übersteigt (ST 27 und ST 28), um so die Vollbringung eines Tätigkeitszyklus zu bestimmen.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

6

11

CH 681 787 A5

12

Dieser eine Tätigkeitszyklus wird wiederholt ausgeführt, bis der Inhalt des Verdünnungszeitzähl-speichers 10 die Verdünnungszeit übersteigt. Wenn dies der Fall ist, ist die Impulsauslasstätigkeit beendet (ST 29 und ST 30). D.h., das Werkstück wird gemäss dem normalen Bearbeitungsprogramm weiterbearbeitet (ST 31).

Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, sind im Speicher paarweise eine Anzahl von Bearbeitungskonditionen und eine Anzahl von Span-nungsimpulsverdünnungsbeträgen, die den Bearbeitungskonditionen entsprechen, abgespeichert worden. Dadurch kann ein Spannungsimpulsver-dünnungsbetrag, der den Startbearbeitungsbedingungen entspricht, unter Bezugnahme auf die beim Beginn der Funkenerosionsbearbeitung gesetzten Bearbeitungsbedingungen bestimmt werden, oder es kann auch die Verdünnungszeit entsprechend der Anzahl der im Speicher gespeicherten Bearbeitungsbedingungen gesetzt werden.

In der oben beschriebenen Ausführung wird das Spannungsimpulsverdünnungsverfahren angewendet, um die elektrische Entladeenergie zu reduzieren. Im Verfahren bedeutet beispielsweise ein angelegter Spannungsimpulsverdünnungsbetrag von (3,5), dass die elektrische Entladeenergie während der Bearbeitung zu 3/5 reduziert wird. Diese Energie kann dadurch reduziert werden, indem die Einschaltdauer verkleinert wird (Ein/(Ein + Aus)). Die Reduktion der Energie kann ebenfalls durch andere Verfahren erreicht werden, wie durch das Auslassen des Anlegens der Spannungsimpulse für eine gewisse Zeitperiode, Vermindern der Frequenz der Spannungsimpulse oder des physikalischen Erhöhens der Intervalle der Spannungsimpulse.

In der oben beschriebenen Ausführung liegen die Bedingungen, die die Bearbeitung unstabil machen, in den Bearbeitungsstartbedingungen: d.h., die Bearbeitung wird beim Beginn der Funkenerosionsentladung unstabil. In diesem Zusammenhang werden die Elektrodenbedingungen, welches die Bedingungen sind, die im Zwischenraum zwischen der Elektrode und dem Werkstück vorhanden sind, benutzt. Dies wird als vierte erfindungsgemässe Ausführung, mit Bezug auf die Fig. 11 bis 15 im Detail beschrieben.

Fig. 11 ist ein Blockschaltbild, das die Anordnung der vierten Ausführungsform zeigt. Fig. 12 ist eine erklärende Darstellung, die den Inhalt eines Speichers dieser Ausführungsform zeigt. Die Fig. 13 und 14 sind Flussdiagramme zum Beschreiben der Funktion dieser Ausführung.

In der Fig. 11 bezeichnen die Bezugszeichen 1 bis 5,7 bis 10,13 und 14 gleiche Komponenten wie diejenigen in der Fig. 5. Im weiteren bezeichnen in der Fig. 11 das Bezugszeichen 6a ein Verschmutzungsgradfeststellmittel; 16 ein Mittel zum Setzen der Bearbeitungsbedingung; 17 einen Verdünnungsdaten-folgespeicher; und 18 einen Verdünnungsbetragspeicher. Die Elektrodenabstandsbedingungen, die Bearbeitungsbedingungen und Verdünnungszeiten sind im Verdünnungsbetragspeicher 18 abgespeichert worden.

Das Fiussdiagramm in der Fig. 13 zeigt die Steuertätigkeit des Verdünnungssteuermittels 9. Wie in dieser Fig. 13 ersichtlich ist, wird im Schritt 34 (ST 34) ein Verschmutzungsgrad erhalten. Dies wird nachstehend im Detail beschrieben (Fig. 15).

Um zu bestimmen, ob ein Elektrodenabstandszu-stand eine Funkenerosionsbearbeitung unstabil macht oder nicht, gibt es ein Verfahren zum Feststellen des Elektrodenabstandstatus. Ein Beispiel des Verfahrens ist im Feststellen des Verschmutzungsbetrages gegeben. Dieses Verfahren wird nachfolgend beschrieben. Während der Bearbeitung wird der Spalt zwischen der Elektrode und dem Werkstück so gesteuert, um die dazwischenliegende Spannung im wesentlichen gleichbleibend zu halten, was in grossem Masse von der Menge des angesammelten Schlammes zwischen der Elektrode und dem Werkstück abhängt. Wenn die Menge des Schlammes zunimmt, können ohne weiteres sekundäre elektrische Entladungen erfolgen, was dazu führt, dass es notwendig ist, den Spalt zwischen der Elektrode 4 und dem Werkstück 5 anzupassen, um die Spannung über dem Werkstück und der Elektrode konstant zu halten.

Im Falle des Teiles (a) der Fig. 15 ist die Menge des Schlammes relativ klein und der Abstand (Spalt) zwischen der Elektrode und dem Werkstück ist xi. Im Falle des Teiles (b) ist die Menge des Schlammes relativ gross und die zwischen der Elektrode und dem Werkstück liegende Distanz ist X2. Wie aus dem Vergleich der Teile (a) und (b) der Fig. 15 hervorgeht, ist (X2 - xi) ein Betrag des Zurückziehens der Elektrode, was dem vorgenannten «Verschmutzungsgrad» gleich kommt.

Verdünnungszeiten, die zu bestimmten Verschmutzungsgraden und Bearbeitungsbedingungen korrespondieren, sind im voraus im Speicher 17 und Verdünnungsbeträge im Speicher 18 abgespeichert worden. Es wird angenommen, dass die Verdünnungsbeträge und die Verdünnungszeiten spezifiziert worden sind. Beim Beginn einer Bearbeitung (ST 33) arbeitet das Verschmutzungsgradfeststellmittel 6a, um den Verschmutzungsgrad festzustellen (ST 34).

Gemäss dem so festgestellten Verschmutzungsgrad liest das Verdünnungssteuermittel 9 eine Verdünnungszeit aus dem Verdünnungsdatenfolgespei-cher 17 aus (ST 35). Wenn die Anzahl der Impulse, die auszulassen ist, Null ist (0) (ST 36), wird bestimmt, dass keine Impulse ausgelassen werden und dass die Bearbeitungstätigkeit normal ausgeführt wird. Wenn andererseits die Anzahl der Impulse, die auszulassen sind, nicht Null (0) ist, dann wird der Inhalt des Verdünnungszeitzählspeichers 10 und des Impulszählers 14 durch das Verdünnungssteuermittel gelöscht (ST 37 und ST 38), welches letztere ein Signal an die Verdünnungssignalerzeu-gungsvorrichtung 7 liefert (ST 39), die dann ein Verdünnungssignal ausgibt. Das Verdünnungssignal wird an die Steuereinrichtung (8) angelegt. Als Resultat davon wird der Transistor 2 für eine Zeitperiode, die der Anzahl der Impulse, die auszulassen sind, beginnend vom nächsten Impuls in den nicht leitenden Zustand versetzt, wobei dabei die Impulsauslasstätigkeit ausgeführt wird. Gleichzeitig summiert das Verdünnungssteuermittel 9 den Zählwert des Impulszählspeichers 14, bis dieser die Re5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

7

13

CH 681 787 A5

14

ferenzanzahl von Impulsen übersteigt (ST 40 und ST 41). Auf diese Weise wird die Vollbringung eines Tätigkeitszyklus bestimmt. Dieser eine Tätigkeitszyklus wird wiederholt ausgeführt, bis der Inhalt des Verdünnungszeitzählspeichers 10 die Verdünnungszeit übersteigt. Wenn dies der Fall ist (ST 42 und ST 43) ist die Impulsauslasstätigkeit beendet. D.h. das Werkstück 5 wird gemäss dem normalen Bearbeitungsprogramm (ST 44) weiter bearbeitet. Die Verschmutzungsgradfeststelltätigkeit wird wieder ausgeführt.

Wie oben beschrieben worden ist, wird der Verschmutzungsgrad dazu verwendet, um die Bearbeitungsbedingung festzustellen, wobei die Bedingungen, welche die Bearbeitungstätigkeit unstabil machen können, vor dem Eintreten von abnormalen Bedingungen, wie Kurzschlüssen, festgestellt werden. Insbesondere wird festgestellt, wenn die Menge des Schlammes einen gewissen Wert übersteigt, wobei dann die Spannungsverdünnungstätigkeit ausgeführt wird; dies während einer Verdünnungszeit, die gemäss den Bedingungen, welche die Bearbeitungstätigkeit unstabil machen können, voreingestellt worden ist.

In der oben beschriebenen Ausführungsform sind die Verdünnungszeiten im Speicher 17 gespeichert. Es kann ohne weiteres angenommen werden, dass zusätzlich zu den Verdünnungszeiten die Verdünnungsbeträge oder andere relevante Bedingungen im Speicher gespeichert werden können.

Das Verfahren zum Extrahieren einer Verdünnungszeit (ST 35) wird unter Bezugnahme auf die Fig. 14 im einzelnen beschrieben.

Der Verschmutzungsgrad, welcher eine Bedingung des Elektrodenabstandes darstellt (ST 34) und die zum voraus bestimmten Bearbeitungsbedingungen werden erhalten (ST 341). Danach wird die erste Adresse des Verdünnungsdatenfolgespei-chers 17 in einem Zeiger festgehalten, z.B. eine andere Adresse, die zum Speichern von Adressendaten vorgesehen ist (ST 342).

Es wird dann bestimmt, ob die abgespeicherte Elektrodenabstandbedingung, die durch den genannten Zeiger spezifiziert ist, mit dem festgestellten Verschmutzungsgrad übereinstimmt oder nicht (ST 343). Wenn bestimmt ist, dass der vorgenannte mit dem letzteren übereinstimmt (oder «Ja»), dann werden die abgespeicherten Bearbeitungsbedingungen mit den wirklichen verglichen (ST 344), um dabei die bei der genannten Adresse gespeicherte Verdünnungszeit der übereinstimmenden Bedingungen auszuwählen (ST 35).

Wenn die Elektrodenabstandbedingungen nicht mit mindestens einer der Bearbeitungsbedingungen übereinstimmen, wird der Zeiger vorgerückt, um die Adresse weiterzuschalten, um den Vergleich mit den nächsten Daten durchzuführen.

In dieser Ausführungsform wird, wie oben beschrieben worden ist, vor dem Auftreten von abnormalen Bedingungen, die elektrische Entladeenergie gemäss der Elektrodenabstandsbedingung und den Bearbeitungsbedingungen zwangsläufig reduziert. Dadurch kann die Bearbeitung in jeder Zeit in einem stabilen Zustand ausgeführt werden, wodurch die Bearbeitungszeit entsprechend reduziert wird.

Nun wird eine fünfte Ausführungsform der Erfindung mit Bezug auf die Fig. 16,17 und 18 beschrieben.

In der Fig. 16 bezeichnen die Bezugszeichen 1 bis 5,7 bis 10,13 und 14 gleiche Komponenten wie diejenigen in der Fig. 5. Im weiteren bezeichnen in der Fig. 16 das Bezugszeichen 6a ein Verschmutzungsgradfeststellmittel; 6b eine Vergleichsschaltung; 6c einen Verschmutzungsgradgrenzwertspeicher; 19 einen Verdünnungsbetragfolgespeicher; und 20 einen Verdünnungszeitspeicher. Verdünnungsbeträge sind im Speicher 19 schrittweise gespeichert. Verdünnungszeiten sind im Speicher 20 gespeichert.

Die Funktion der so konstruierten fünften Ausführungsform wird mit Bezug auf die Fig. 18 beschrieben. Beim Beginn der Bearbeitung (ST 45) ist das Verdünnungssteuermittel 9 in Betrieb, um einen Initialwert des Verdünnungsbetrages zu setzen (ST 46). Wenn die Anzahl Impulse, die auszulassen sind, auf Null gesetzt worden sind (0), dann wird die Bearbeitung in normaler Weise ausgeführt. Wenn andererseits die Anzahl Impulse, die auszulassen sind, nicht Null ist, dann werden die Inhalte des Verdünnungszeitzählers 10 und des Impulszählers 14 durch das Verdünnungssteuermittel gelöscht (ST 53 und ST 54). Das letztere legt ein Signal an die Verdünnungssignalerzeugungsvorrichtung 7 an (ST 55), welche ein Verdünnungssignal ausgibt. Als Antwort auf dieses Verdünnungssignal steuert die Steuereinrichtung 8 den Transistor 2, um die Impulsauslasstätigkeit auszuführen. Gleichzeitig summiert das Verdünnungssteuermittel 9 den Zählwert des Impulszählspeichers 14, bis dieser die Referenzanzahl Impulse übersteigt (ST 56 und ST 57), um dadurch die Vollendung eines Tätigkeitszyklus festzustellen. Dieser eine Tätigkeitszyklus wird wiederholt ausgeführt, bis der Inhalt des Verdünnungszeitzählspeichers 10 die Verdünnungszeit 20 übersteigt. Wenn dies der Fall ist (ST 58 und ST 59) ist die Impulsauslasstätigkeit beendet; d.h. das Werkstück 5 wird gemäss dem normalen Bearbeitungsprogramm weiterbearbeitet (ST 60). Dann stellt das Verschmutzungsgradfeststellmittel 6a den Verschmutzungsgrad fest und die Vergleichsschaltung 6b vergleicht den Verschmutzungsgrad mit einem Referenzverschmutzungsgrad (ST 46 und ST 47). Wenn der Verschmutzungsgrad grösser ist als der Referenzwert bestimmt die Vergleichsschaltung, dass die Bearbeitungstätigkeit unbefriedigend ist oder dass eine grosse Schlammenge abgelagert ist und legt ein «1 »-Signal an das Verdünnungssteuermittel 9 an. Wenn der Verschmutzungsgrad gleich oder kleiner als der Referenzverschmutzungsgrad ist, dann bestimmt die Vergleichsschaltung 6b, dass die Bearbeitungsbedingung zufriedenstellend ist und legt ein «-1 »-Signal an das Verdünnungssteuermittel 9 an. Nach dem Erhalt des «1 »-Signales gibt das Verdünnungssteuermittel 9 den Wert (kj + 1), welcher im Verdünnungsbetrag um einen Schritt höher ist aus dem Verdünnungsbetragfolgespeicher 19 aus (ST 49), um dann die Impulsverdünnungstätigkeit auszuführen. Wenn nach dem Erhalt des Si-

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

8

15

CH 681 787 A5

16

gnales «-1 » die Anzahl der auszulassenden Impulse nicht Null (0) ist, dann gibt das Verdünnungssteuermittel den Wert (kj -1), welcher im Verdünnungsbetrag um einen Schritt kleiner ist aus (ST 50 und ST 51), um die Impulsverdünnungstätigkeit durchzuführen.

Die oben beschriebene Tätigkeit wird bis zum Ende der Bearbeitung wiederholt ausgeführt. In dieser Ausführung wird festgestellt, wenn der Verschmutzungsgrad beispielsweise die Menge des Schlammes erhöht, um den Bearbeitungsbetrieb unstabil zu machen. Die Bildung von Schlamm wird durch die Verkleinerung der elektrischen Entladeenergie unterdrückt. Wenn die Menge des Schlammes vermindert ist, dann kann die elektrische Entladeenergie schrittweise bis zu dem Grad erhöht werden, bei dem durch die spezifizierte Bearbeitungsbedingung die Bearbeitungstätigkeit stabil ausgeführt werden kann.

Beim Überwachen des Verschmutzungsgrades kann die Bearbeitungstätigkeit mit der Grösse der Schlammbildung und mit dem Abbaubetrag von Schlamm im Gleichgewicht gehalten werden. Die Bearbeitungstätigkeit wird dadurch mit reduzierter Bearbeitungszeit immer stabil ausgeführt. Im weiteren wird, wie oben beschrieben worden ist, die elektrische Entladeenergie schrittweise gesteuert, wodurch die Bearbeitungstätigkeit nicht unter abrupten Änderungen leidet.

Die Bildung von Schlamm hängt in grossem Masse von den Bearbeitungsbedingungen ab. Die Schlammenge im Elektrodenspalt, welche noch eine stabile Bearbeitungstätigkeit erlaubt, hängt ebenfalls von den Bearbeitungsbedingungen ab.

Im allgemeinen ist, wenn die elektrische Entladeenergie hoch ist, die Spannung über der Elektrode und dem Werkstück kleiner als im Fall, wo die elektrische Entladeenergie klein ist. Folglich ist in diesem vorangegangenen Fall der Elektrodenabstand ebenfalls kleiner und dadurch ist es notwendig, die Änderung im Verschmutzungsgrad zu reduzieren. Es ist ebenfalls notwendig, die Spannungsimpuls-auslasstätigkeit feiner zu steuern. Bei der Span-nungsimpulsauslasstätigkeit wird eine bestimmte Anzahl von Spannungsimpulsen aus einem Spannungsimpulszug entfernt, um dabei die Häufigkeit von elektrischen Entladungen pro Zeiteinheit zu vermindern. Wenn andererseits die elektrische Entladeenergie hoch ist, dann ist die Spannung über der Elektrode und dem Werkstück ebenfalls hoch und dadurch ist der Elektrodenabstand breit und der Verschmutzungsgrad ändert in hohem Masse.

So hängt ein zu setzender Verschmutzungsgrad (im Bereich, der eine stabile Bearbeitungstätigkeit erlaubt) ebenfalls von den vorbestimmten Bearbeitungsbedingungen ab. Dies soll unter Bezugnahme auf die Fig. 19 beispielsweise beschrieben werden. Bei kleiner elektrischer Entladeenergie ist der Verschmutzungsgrad in einem Bereich von maximal 15 bis 25 um bei einem Spitzenstromwert von 5 Ampere, einer Leerlaufspannung von 80 Volt und einem Elektrodenabstand von 30 bis 50 um. Andererseits, wenn die elektrische Entladeenergie hoch ist, ist der Verschmutzungsgrad in der Grössenordnung von maximal 50 bis 75 um bei einem Spitzenstrom-

wert von 25 Ampere, einer Leerlaufspannung von 80 Volt und einem Elektrodenabstand von 100 bis 150 (im. Diese Daten sind in einer graphischen Darstellung der Fig. 19 aufgezeichnet. Wenn gemäss dieser Figur ein zu setzender Verschmutzungsgrad im Bereich «stabile Bedingung» und in der Nähe des Grenzwertes für den Verschmutzungsgrad ausgewählt wird, dann kann die Bearbeitungszeit minimali-siert werden.

In der oben beschriebenen Ausführung können die Elektrodenspannungsverdünnungsbetragfolge

19 und die Elektrodenspannungsverdünnungszeiten

20 durch die Verwendung der Tastatur 13 oder durch die Verwendung einer anderen externen Einrichtung eingegeben werden oder sie können zum voraus in den Speichern abgespeichert werden. Die Arten und die Anzahl der Speicher können innerhalb des Bereiches dieser Erfindung frei geändert werden.

Im weiteren wird in dieser Ausführung der Verschmutzungsgrad dazu verwendet, um festzustellen, ob die Bearbeitungstätigkeit zufriedenstellend erfolgt oder nicht. Es braucht nicht besonders erwähnt zu werden, dass dazu auch andere Daten verwendet werden könnten.

Ein Beispiel eines solchen Feststellverfahrens wird unter Bezugnahme auf die Fig. 20 beschrieben, in welcher eine Wellenform dargestellt ist. Bei diesem Verfahren wird aus der Wellenform des Stromes oder der Spannung bestimmt, ob die ausgeführte Bearbeitungstätigkeit zufriedenstellend ist oder nicht. In der Fig. 20 bezeichnet das Bezugszeichen Eo eine Leerlaufspannung; tn die Zeitdauer des Vorhandenseins der Leerlaufspannung; lp einen Spitzenstromwert; und -tp die Zeitdauer des Vorhandenseins des Spitzenstromwertes. Wenn gemäss der Fig. 20 die Leerlaufspannung Eo kleiner als 75 Volt ist oder ihre Zeitdauer tn kürzer als 20 (isec ist, dann kann bestimmt werden, dass die Funkenerosion dazu neigt, unstabil zu werden. Je nach Bearbeitungsbedingungen können eine Mehrzahl von solchen Pegelschwellen vorgesehen werden. Das oben beschriebene Feststellmittei ist vorteilhaft, weil es keine speziellen Vorrichtungen braucht.

Wie oben ebenfalls beschrieben worden ist, wird erfindungsgemäss die Bearbeitungsenergie solange reduziert, wie Bedingungen vorhanden sind, die die Bearbeitungstätigkeit unstabil machen. Im weiteren wird der Bearbeitungszustand festgestellt, so dass die Bearbeitungstätigkeit mit derjenigen Bearbeitungsenergie ausgeführt werden kann, die dem so festgestellten Bearbeitungszustand und den vorbestimmten Bearbeitungsbedingungen entspricht. Im weiteren kann erfindungsgemäss die Bearbeitungsenergie so eingestellt werden, um einen verlangten Bearbeitungszustand zu erhalten. Dadurch wird mit dem erfindungsgemässen Funkenero-sionsbearbeitungsverfahren eine stabile Bearbeitung mit andauernd hoher Leistungsfähigkeit erreicht.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

9

17

CH 681 787 A5

18

Claims (9)

Patentansprüche

1. Funkenerosionsbearbeitungsverfahren, in welchem eine elektrische Entladung in einem Spalt zwischen einer Elektrode und einem Werkstück durch das Anlegen einer Impulsspannung über den Spalt erzeugt wird, um dabei das genannte Werkstück zu bearbeiten, wobei der Spalt mit einer Bearbeitungslösung gefüllt wird, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

Auswählen einer Bedingung, die dazu neigt, im Spalt zwischen der Elektrode und dem Werkstück beim Bearbeiten des Werkstückes einen unstabilen Zustand zu erzeugen;

Setzen einer Zeitperiode während der die ausgewählte Bedingung dauert; und

Reduzieren der vorgesehenen Entladeenergie durch die Impulsspannung für die gesetzte Zeitperiode.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedingung, die dazu neigt, den Spalt zwischen der Elektrode und dem Werkstück beim Bearbeiten des Werkstückes in einen unstabilen Zustand zu setzen, beim Beginn einer Bearbeitungstätigkeit auftritt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitung mit der sich in einem Initialzustand befindlichen Elektrode begonnen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitung mit einer erneuerten Bearbeitungslösung begonnen wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Reduktionsbetrag für die elektrische Entladeenergie der Impulsspannung entsprechend den für die Bearbeitung des Werkstückes gesetzten Bearbeitungsbedingungen bestimmt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Reduktionsbetrag für die elektrische Entladeenergie durch das Auslassen einer vorbestimmten Anzahl von Impulsen für jede Zeiteinheit erhalten wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die weiteren Verfahrensschritte:

Setzen, wenn ein Zustandswert, der den Zustand des Spaltes zwischen der Elektrode und dem Werkstück während der Bearbeitung und die Bearbeitungsbedingungen zum Bearbeiten des Werkstückes darstellt, ändert, einer Mehrzahl von Bedingungen für die Funkenerosionsbearbei-tungsenergie, getrennt nach den Änderungen des Zustandswertes und den Bearbeitungsbedingungen; Feststellen des Zustandes des Spaltes und der Bearbeitungsbedingungen, um aus der Mehrzahl von Bedingungen, die für die elektrische Entladeenergie im ersten Schritt gesetzt worden sind, eine auszuwählen, und das Werkstück unter Verwendung dieser ausgewählten Bedingung zu bearbeiten.

8. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die weiteren Verfahrensschritte:

Feststellen eines Zustandswertes des Spaltes zwischen der Elektrode und dem Werkstück; und schrittweises Ändern der elektrischen Entladungsenergie der Impulsspannung, so dass der festgestellte Zustandswert zu einem Referenzzu-standswert, welcher zum stabilen Bearbeiten des

Werkstückes gesetzt worden ist, gleichgehalten wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzzustandswert im wesentlichen in der Nähe eines Schwellwertes zwischen einem stabilen Bearbeitungszustand und einem unstabilen Bearbeitungszustand ausgewählt wird.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

10