DD143053A1 - Speisequelle fuer elektroerosive bearbeitung mit einer drahtelektrode - Google Patents

Abstract

Die Speisequelle enthält einen Drahtspannungsgeber, einen Drahtumspulgeschwindigkeitsgeber, eine Freigabeeinheit zur Einschaltung des Speiseteils, einen Steuerteil, einen Speiseteil mit regelbarer Ausgangsspannung, einen Speicherkondensatorblock und einen Bauteil aus gesteuerten Halbleiterschaltern. Der Ausgang dieses Bauteils ist mit dem Elektrodenzwischenraum und sein zweiter Eingang mit dem Ausgang des Steuergenerators verbunden. Ein Eingang des Steuergenerators ist mit dem zweiten Ausgang des Steuerteils und dessen dritter Ausgang mit dem zweiten Eingang des Speicherkondensatorblocks verbunden. Weiter sind eine automatische stufenweise Umschalteinheit von Betriebszuständen, eine Folgeregelungseinheit mit stufenloser Energieregelung und eine Notabschalteinheit der an der Schneidestelle freiwerdenden Energie vorhanden. Der Eingang der Einheit ist am Elektrodenzwischenraum angeschlossen und ihr Ausgang an einem Eingang der Folgeregelungseinheit, deren zweiter Eingang, an die Schneidestelle der Drahtelektrode angeschlossen, als Eingang der 'automatischen stufenweisen Umschalteinheit dient. Der Ausgang der Folgeregelungseinheit ist am Steuergenerator ange.schlossen, der Ausgang der Einheit an einem Eingang des Steuerteils und dessen zweiter Eingang am Ausgang der Freigabeeinheit der Einschaltung des Speiseteils, deren Eingänge mit dem Drahtspannungsgeber und dem Drahtumspulgeschwindigkeitsgeber der Drahtelektrode verbunden sind. - Fig.1 -

Description

2i 2 403 Berlin, den 12. 10. 1979

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Speisequelle für elektroerosive Bearbeitung mit einer Drahtelektrode

Anwendungsgebiet der Erfindung

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Die vorliegende Erfindung betrifft den Maschinenbau und bezieht sich insbesondere auf die elektroerosive Bearbeitung von Werkstoffen.

Am erfolgreichsten kann die Erfindung zur Ausrüstung elektroerosiver Werkzeugmaschinen eingesetzt werden.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bei der elektroerosiven Bearbeitung von Werkstoffen treten verschiedene Erscheinungen auf, durch die der normale Verlauf der Werkstückformung behindert wird. Bei der Bearbeitung auf elektroerosiven Räummaschinen können als Beispiel für derartige Erscheinungen das Verschlacken der Elektroden, die Lichtbogenbildung u. a. dienen. Bei der Bearbeitung auf elektroerosiven Schneidemaschinen stehen der Werkstückforiaung im wesentlichen Risse der Draht elektrode im Wege.

B_ekannt sind adaptive Speisequellen für elektroerosive Räummaschinen (vgl. z. B. japanische Patentschrift Nr. 18915· Kl. 74 N' 6, 1968, CH-Patentschriften Nr. 529607, 529608, 529609, Kl. B23p 1/04, 1971). Die genannten Speisequellen gestatten es, mögliche, im Prozeß der elektroerosiven Räumung auftretende Störungen, z. B. Lichtbogenbildung, Erhöhung der Leitfähigkeit des Erosionsspaltes,

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häufige Kurzschlüsse, Überhitzung der Elektrode u. a. , festzustellen und durch Regelung verschiedener Parameter zu beseitigen.

Am nächsten kommt der vorliegenden technischen Lösung nach ihrem Wesen eine adaptive Speisequelle für elektroerosive Räummaschinen, welche in der USA-PS Nr. 3670136, Kl· 219-69 G beschrieben ist. Durch diese Speisequelle werden Bedingungen, die die Wiederherstellung der dielektri· sehen Festigkeit des Elektrodenzwischenraumes gewährleisten, je nach dem elektrischen Signal, d. h. je nach dem Vorhandensein der Leerlauf Anfangsspitzen in den Entladungsimpulsen (bei Senkung der dielektrischen Festigkeit des Elektrodenzwischenraumes verschwindet die Leerlaufspannung oder sinkt ab), aufrechterhalten. Mit Hilfe der Speisequelle wird die stufenweise Regelung des Betriebs-.. Stroms durch Änderung der Zeitdauer der Impulspause durchgeführt* Die Spannung an der Entladungsstrecke wird durch ö.inen Geber registriert und trifft nach dem Vergleich mit der Bezugsspannung an einer Entscheidungseinheit ein, die mit einem Speicher verbunden ist.

Dieser Speicher schaltet über einen mit einem Steuergenerator verbundenen und die Zeitintervalle zwischen den Zeitpunkten der Umschaltung der Regelstufen festlegenden Zeitge-ber und einen Verstärker die Transistorstufen des Leistungsteils ein, so daß sich die Impulspause entsprechend der Abweichung des zu messenden Signals vom Bezugssignal ändert.

Bei dieser adaptiven Speisequelle wird die Senkung der dielektrischen Festigkeit des Elektrodenzwischenraums - . - 3 -

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vermieden. Andere adaptive Speisequellen für elektroerosive Räummaschinen beseitigen weitere Anomalien des Zustandes des Elektrodenzwischenraumes.

Die Haupthindernisse bei der elektroerosiven Bearbeitung von Werkstoffen auf elektroerosiven Schneidemaschinen sind Brüche der Drahtelektrode, die durch eine erhöhte Energieentwicklung an ihrer Schneidestelle infolge einer Verschlechterung der Bedingungen für die Entfernung von Erosionsprodukten, durch ein übermäßiges Schwingen der Drahtelektrode, durch eine unrichtig gewählte Bearbeitungsintensität usw. hervorgerufen werden.

Es sind keine Speisequellen mit adaptiver Steuerung für elektroerosive Schneidemaschinen bekannt, durch welche 'Brüche der Drahtelektrode vermieden werden. Die beschriebene Speisequelle ist nicht zum elektroerosiven Schneiden geeignet, weil ihre Regelglieder von einem Signal gesteuert werden, das die Leitfähigkeit des Elektrodenzwischenraums, aber nicht die Energieentwicklung an der SchneidestelIe der Drahtelektrode erfolgt. Darüber hinaus ist in der genannten Speisequelle' nur die stufenweise Regelung des Betriebsstroms möglich,.was die Möglichkeit bietet, die Wahl der Bearbeitungsintensität zu automatisieren, aber keine schnelle Regelung der Änderungen des Eingangssignals sichert, die zur Erhaltung des einwandfreien Zustandes der Drahtelektrode erforderlich ist. Hierbei ist auch keine Einheit zur Notabschaltung des Betriebsstromes (zur/Sprunghaften Verminderung desselben um einige Größenordnungen) vorhanden, die zur Verhinderung von Brüchen der Drahtelektrode in Notzuständen, z. B. beim Ein-

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treten eines Kurzschlusses und beim Aufhören desselben, benötigt wird. .

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, Brüche der Drahtelektrode zu vermeiden, welche dadurch verursacht werden, daß die Drahtspannung überschritten wird und die Umspulgeschwindigkeit die minimal zulässige unterschreitet, sowie eine Baueinheit zu schaffen, die diese Parameter überwacht und die Speisequelle bei Überschreitung der angegebenen Parameter abschaltet.

Darlegung des \Vesens der Erfindung

Der vorliegenden Erfindung wurde die Aufgabe zugrunde gelegt, eine adaptive Speisequelle für die auf elektroerosiven Schneidemaschinen unter Zuhilfenahme einer Drahtelektrode vorgenommene elektroerosive Bearbeitung zu schaffen, welche eine Leistungssteigerung der Maschine, deren Automatisierung und einen stabilen Betrieb durch Verhinderung von Brüchen der Drahtelektrode und durch automatische Einstellung von optimalen Bearbeitungsintensitäten des Werkstoffes gewährleistet.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Speisequelle für elektroerosive Bearbeitung mit einer Drahtelektrode, welche in Reihe geschaltet einen Drahtspannungsgeber der Drahtelektrode, einen Drahtumspulgeschwindigkeitsgeber der Drahtelektrode, eine Einheit zur Freigabe der Einschaltung des Speiseteils, einen Steuerteil, einen Speise-

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teil mit regelbarer Ausgangsspannung, einen Speicherkondensatorblock, einen aus gesteuerten Halbleiterschaltern aufgebauten Bauteil, dessen Ausgang an den Elektrodenzwischenraum und dessen zweiter Eingang an den Ausgang des Steuergenerators angeschlossen ist, bei dem einer der Eingänge mit dem zweiten Ausgang des Steuerteils verbunden ist, dessen dritter Ausgang an den zweiten Eingang des Speicherkondensatorblocks gelegt ist, enthält, gemäß der Erfindung mit einer Einheit zur automatischen stufenweisen Umschaltung von Betriebszuständen, mit einer Folgeregelungseinheit mit stufenloser Energieregelung und mit einer Einheit zur Notabschaltung der an der Schneidestelle der Drahtelektrode freiwerdenden Energie ausgestattet ist, deren Eingang an den ElektrodenZwischenraum geschaltet und deren Ausgang mit einem der Eingänge der genannte! Folgeregelungseinheit verbunden ist, deren zweiter Eingang mit der Schneidesteile der Drahtelektrode in Verbindung steht und auch als Eingang der Einheit zur automatischen stufenweisen Umschaltung von Betriebszuständen dient und deren Ausgang mit dem Steuergenerator verbunden ist, wobei der Ausgang der Einheit zur automatischen stufenweisen Umschaltung von Betriebszuständen mit einem der Eingänge des Steuerteils verbunden ist, dessen zweiter Eingang an den Ausgang der Einheit zur Freigabe der Einschaltung des Speiseteils gelegt ist, deren Eingänge mit dem Drahtspannung sgeber und dem Drahtumspulgeschwindigkeitsgeber der Drahtelektrode verbunden sind.

Es ist zweckmäßig, die Einheit zur automatischen stufenteisen Umschaltung von Betriebszuständen mit einer Reihenschaltung aus einer Einheit zur Kontrolle der mittleren Energiebelastung der Schneidestelle der Drahtelektrode,

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einem Zeitgeber und einem Betriebszustands-Speicher zu versehen·

Es ist möglich, die !Folgeregelungseinheit mit stufenloser Regelung der an der Schneidesteile der Drahtelektrode freiwerdenden Energie so auszuführen, daß sie einen Signalmischteil, einen Tragerfrequenzgenerator, dessen Impuls-Pause-Verhältnis mehr als um das 10-fache das Impuls-Pause-Verhältnis der Grundfrequenz des Steuergenerators übersteigt,· und eine Einheit zur Kontrolle der momentanen Energie- . belastung enthält, deren Ausgang zwei Schwellenwertglieder hat, von denen jedes mit einem von zwei Schaltern des Signalmischteils verbunden ist, an deren zweiten Eingang der Tragerfrequenzgenerator und an deren dritten Eingang der Ausgang der Einheit zur Notabschaltung der Energie angeschlossen ist, wobei an den dritten Eingang eines der Schalter die letztere über einen Negator geschaltet ist.

Zur Sichtkontrolle der Energiebelastung an der Schneidestelle der Drahtelektrode ist es zweckmäßig, an diese SchneidestelIe eine Meßeinrichtung anzuschließen, die Glieder zur Signalgleichrichtung, -mittelung und -anzeige enthält.

Es ist vorteilhaft, daß der Betriebszustands-Speicher als Räversierschieberegister ausgebildet ist, dessen jede Stelle mit einer der Schaltungsvarianten für Kondensatoren, Speisespannungen derselben und Impulfsfolgefrequenzen übereinstimmt.

Dank der Verwendung der adaptiven Speisequelle bei der

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elektroerosiven, auf den Schneidemaschinen vorgenommenen Bearbeitung werden Verluste an Arbeitszeit für das Drahtauflegen durch Verhinderung von Drahtbrüchen verringert, die Bearbeitungsgenauigkeit verbessert, eine zusätzliche Leistungssteigerung durch Inanspruchnahme einer hohen mittleren Energiebelastung der Schneidestelle der Drahtelektrode (Bearbeitungsintensität) gesichert, welche beim Risiko eines Bruches der Drahtelektrode momentan abnimmt, ehe zusätzliche Automatisierung des Bearbeitung svor gang es ermöglicht, was die Möglichkeiten für ' die Mehrmaschinenbedienung erweitert und die Anforderungen an die QieLifikation der Maschinenarbeiter durch automatische Einstellung der Bearbeitungsintensität herabsetzt.

Ausf uhr uns; sb ei spiel

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: ein Blockschema der Speisequelle für die elektroerosive Bearbeitung mit einer Drahtelektrode,

Fig. 2: eine Einheit zur automatischen stufenweisen Umschaltung von Betriebszuständen,

Fig. 3; Verbindungen zwischen der Folgeregelungseinheit mit stufenloser Eegelung der Energie, dem Signalmischteil und der Einheit zur Notabschaltung der Energie,

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Fig. 4: eine Meßeinrichtung zur Sichtkontrolle der Energiebelastung der Schneidestelle der Drahtelektrode»

Die erfindungsgemäße Speisequelle für elektroerosive Bearbeitung mit einer Drahtelektrode (Fig.. 1) enthält einen Speiseteil 1 mit regelbarer Ausgangsspannung, d£r aus einem Transformator, dessen Sekundärwicklung mit Anzapfungen für verschiedene Spannungen ausgeführt ist, einem Gleichrichter und einem Filter besteht, welche jeweils hintereinander geschaltet sind. An den Speiseteil 1 ist ein Speicherkondensatorblock 2 angeschlossen, der eine Parallelreihenschaltung aus Kondensatoren mit verschiedenen Kapazitäts-werten darstellt.

An den Eingang des Speiseteils 1 und den zweiten Eingang des Speicherkondensatorblocks sind die Ausgänge des Steuerteils 3 angeschlossen, der aus mehreren Stufen mit Signalverstärkern und mit durch diese gesteuerten Leistungsschaltern ausgeführt ist. Die Signalverstärker können als Relais mit mehreren Kontaktpaaren ausgebildet sein, durch die mehrere Kreise gleichzeitig steuerbar sind (Einschalten der Schalter für Kondensatorwahl, Einschalten der Schalter für Spannungseinstellung und Einschalten der Schalter, durch die eine diskrete Änderung der Frequenz des Steuergenerätors bewirkt wird). An den Ausgang des Speicherkondensatorblocks 2 ist ein aus gesteuerten Halbleiterschaltern bestehender Bauteil 4 angeschlossen, der mit Thyristoren (Transistoren) ausgeführt ist und als Ausgangsteil der erfindungsgemäßen Speisequelle dient. Der Bauteil 4 ist an die Entladungs-

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strecke zwischen einem zu bearbeitenden Werkstück 5 und einer Drahtelektrode 6 angeschlossen. An den zweiten Eingang des genannten Bauteils 4 ist der Ausgang eines Steuergenerators 7 gelegt, dessen Eingang am dritten Ausgang des Steuerteils 3 anliegt. Der Steuergenerator 7 stellt einen Multivibrator mit stufenweiser Frequenzumschaltung dar. Die Schneidestelle der Drahtelektrode 6 steht mit dem Eingang einer Einheit 8 zur automatischen stufenweisen Umschaltung von Betriebszuständen in Verbindung, deren Ausgang mit dem Eingang des Steuerteils 3 verbunden ist·

Die Einheit 8 zur automatischen stufenweisen Umschaltung von Betriebszuständen enthält eine Reihenschaltung aus einer Einheit 9 zur Kontrolle der mittleren Energiebelastung der Schneidesteile der Drahtelektrode 6, einem Zeitgeber 10 und einem Betriebszustands-Speicher 11. Die genannte Einheit 9 (Pig. 2) besteht aus einem Transformator, einem Gleichrichter 13 und einem Glättungsfilter 14, welche hintereinander geschaltet sind. Die Ausgänge des Filters 14 sind an Schwellenwertglieder 15, 16 (Schmitt-Trigger) angeschlossen, die auf verschiedene Ansprechpegel abgestimmt sind. Das erste Schwellenglied 15 der Einheit 9 zur Kontrolle der mittleren Energiebelastung der Schneidestelle der Drahtelektrode kommt sofort nach Beginn des Schneidens zur Funktion, sobald an der Schneidestelle der Drahtelektroa« eine minimale Energie freigesetzt . ist* Das zweite Schwellenwerglied 16 ist auf einem maximalen Pegel der Energiebelastung abgestimmt, bei dessen Überschreitung ein Bruch der Drahtelektrode 6 geschieht.

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Der Zeitgeber 10 stellt einen gesteuerten Mederfrequenzimpulsgenerator dar, der aus zwei in Reihe geschalteten Relais 17 und 18 aufgebaut ist. Die Impulsfolgezeit wird von 1 bis 20 s eingestellt. Die Ausgänge der Schwellenwertglieder 15 und 16 sind an den zweiten und den dritten Eingang des Relais 18 des Zeitgebers 10 angeschlossen.

Der Betriebszustands-Speicher 11 steht mit dem Ausgang des Zeitgebers 10 in Verbindung und besteht aus einem Schieberegister, das mit Flip-Flops ausgeführt ist. Die Anzahl von Flip-Flops im Register legt eine Zahl möglicher diskreter einzelner Kombinationen von Spannungen, Kapazitätswerten und Frequenzen fest. Die Eingabe eines bestimmten Betriebes in den Speicher kann entweder von Hand d. h. mittels einer Baueinheit mit sogenannten • Schaltstoßknöpfen, von denen jeder ein bestimmtes Flip-Flop einschaltet, oder fernbedient von einem numerisch programmgesteuerten System oder einer elektronischen Digitalrechenanlage vorgenommen werden. Die Ausgänge des Betriebszustands-Speichers 11 sind an die Eingänge des Steuerventils 3 angeschlossen, wobei die Zahl der Ausgänge der Zahl der diskreten Kombinationen von Spannungen, Kapazitätswerten und Frequenzen entspricht. Die Schneidestelle der Drahtelektrode 6 (Fig. 1) steht auch mit dem Eingang der Folgeregelungseinheit 19 mit stufenloser Regelung der Energie in Verbindung, wobei diese Regelung durch Änderung der Frequenz des Steuergenerators 7 erfolgt. Der Eingang der Folgeregelungseinheit 19 ist mit dem Eingang der Einheit 8 zur automatischen stufenweisen Umschaltung von Betriebszuständen vereinigt.

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Die genannte Folgeregelungseinheit 19 schließt eine Reihenkette aus einer Einheit 20 zur Kontrolle der momentanen Energiebelastung der Schneidestelle der Drahtelektrode, einem Signalmischungsteil 21 und einem Trägerfrequenzgenerator 22 ein.

Die Einheit 20 zur Kontrolle der momentanen Energiebelastung der Schneidestelle der Drahtelektrode ist analog der Einheit 9 zur Kontrolle der mittleren Energiebelastung der Schneidestelle der Drahtelektrode ausgeführt.

Diese Einheit 20 enthält eine Reihenschaltung aus einem Impulstransformator 23 (Fig. 3)» einem Gleichrichter 24 und einem Glättungsfilter 25» dessen Ausgänge mit zwei Schwellenwertgliedern 26 und 27 in Verbindung stehen. Das eine Schwellenwertglied 26 ist auf einen maximalen Ansprechpegel, der der maximalen Energiebelastung der Drahtelektrode 6 entspricht, und das andere auf einen mittleren Ansprechpegel, der einer geringeren Energiebelastung der Drahtelektrode 6 entspricht, die die Beseitigung eines (mehr als 0,1 s) langdauernden Kurzschlusses ohne Drahtbruch gewährleistet, abgestimmt.

Die Einheiten 9 und 20 (Fig. 1) unterscheiden sich voneinander durch den Glätcungsfaktor des Filters und dessen Zeitkonstante.

Der Signalmischteil 21 besteht aus zwei Schaltern 28; (Fig. 3), die aus UND-Schaltungen mit 'je drei Eingängen und einem Negator aufgebaut sind. Jeder der Eingänge der Schalter 28 und 29 ist mit den Ausgängen der Schwellen-

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wertglieder 26 und 27 der Einheit 20 zur Kontrolle der momentanen Energiebelastung der Drahtelektrode 6 und dem Ausgang des Trägerfrequenzgenerators 22 verbunden.

Der dritte Eingang eines der Schalter 29 der Folgeregslungseinheit 21 steht mit dem Ausgang der Einheit 30 zur Notabschaltung der 'an der Schneidestelle der "Djäitelektrode 6 freiwerdenden Energie in Verbindung. Der dritte Eingang des zweiten Schalters 28 des Signalmischteils 21 ist mit dem Ausgang des Negators 31 verbunden, dessen Eingang auch mit dem Ausgang der genannten Einheit 30 in Verbindung steht. Die Ausgänge der beiden Schalter 28 und 29 des Signalmischteils sind an den Eingang des Steuergenerators 7 angeschlossen.

Der Trägerfrequenzgenerator 22 ist als Niederfrequenzimpulsgenerator ausgebildet, dessen Impuls-Pause-Verhältnis nicht weniger als 10 beträgt.

Die Einheit zur Notabschaltung der>an der Schneidesteile der Drahtelektrode 6 freiwerdenden Energie ist an den Elektrodenzwischenraum zwischen Werkstück 5 und Drahtelektrode 6 geschaltet. Diese Einheit 30 enthält einen Impulstransformator 32, einen Gleichrichter 33, ein Glättungsfilter 34 und ein Schwellenwertglied 35, welche jeweils hintereinander geschaltet sind. Die Ausgänge des Schwellenwertgliedes 35 sind an die Schalter des Signalmischteils 21 gelegt.

Durch die Einheit 20 zur Notabschaltung der an der Schneidestelle der Drahtelektrode 6 freiwerdenden Energie wer-

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den langdauernde Kurzschlüsse zwischen dem Werkstück 5 und der Draht elektrode 6 (mehr als 0,1 s) überwacht. Die Einheit 30, ausgeführt ähnlich den Einheiten 9 und 20 (Pig. 1) , unterscheidet sich von diesen durch den Glättungsfaktor und die Z_eitkonstante des Filters. Das Schwellenwertglied 35 (Fig. 3) der Einheit 30 wird bei langdauernden Kurzschlüssen eingeschaltet.

Der Drahtspannungsgeber 36 der Drahtelektrode (Fig. 1) kann als Hebel ausgebildet werden, auf dessen einen Arm die Drahtelektrode 6 einwirkt. Der Schwenkwinkel des Hebels ist proportional der Drahtspannung. Der andere Arm beeinflußt zwei Kontaktgruppen, mit deren Hilfe der Schwenkwinkel in ein elektrisches Signal umgewandelt wird. Die erste Kontaktgruppe gibt, sobald sie durch den Hebel bei der -gespannten Drahtelektrode 6 geschlossen wird, ein Signal an einen der Eingänge einer Einheit 37 zur Freigabe der Einschaltung des Speiseteils 1 ab, mit der diese Kontaktgruppe verbunden ist. Die zweite Kontaktgruppe spricht bei einer übermäßigen Drahtspannung der Drahtelektrode 6 an, und das Sigaal von dieser Kontaktgruppe wird an den anderen Eingang der Einheit 37 geführt.

Der Drahtumspulgeschwindigkeitsgeber 38 der ^rahfcelektrode 6 kann einen Tachogenerator darstellen, der vom Elektromotor des Drahtlaufgeschwindigkeitswerkes angetrieben wird. Das durch das Schwellenwertglied (z. B. als Schmitt-Trigger) verstärkte Signal trifft an einem der Eingänge der Einheit 37 zur Freigabe der Einschaltung des Speiseteils 1 ein, mit der der Ausgang des Drahtumspulgeschwindigkeit sgebers der Drahtelektrode 6 verbunden ist.

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Der Ausgang der Einheit 37 steht mit dem Eingang des Steuerteils 3 in Verbindung,

Der Steuerteil 3, von dem die Speisequeile bei Erreichung der Grenzbedingungen der Bearbeitung eingeschaltet v;ird, stellt einen Schalter dar, der aus einer UND-Schaltung aufgebaut ist. -

An der Schneidestelle der Drahtelektrode 6 ist eine Meßeinrichtung 39 angeschlossen, die in Reihe geschaltet einen Transformator 40 (Fig. 4), einen Gleichrichter 41, ein Glättungsfilter 42 (Mittelungsglied) und ein Signalanzeigegerät 431 z. B. ein Voltmeter, enthält. Die Meßeinrichtung dient zur Sichtkontrolle der Energiebelastung an der Schneidestelle der Drahtelektrode 6.

Die Speisequeile arbeitet in Verbindung mit einer Elektroerosionsmaschine« Nach der Einspannung des zu bearbeitenden Werkstückes 5 (Fig. 1), der Einstellung der Drahtelektode 6 und der Einschaltung des Drahtumspulwerkes geben der Draht spannungsgeber 36 und der Draht umspul geschwindigkeit sgeber 38 der Drahtelektrode 6 ein Freigabesignal an die Einheit 27 zur Freigabe der Einschaltung des Speiseteils 1 ab. Durch Einschaltung eines der Flip-Flops der Betriebszustand -Speicher 11 wird ein Betrieb vorgegeben, der absichtlich die erforderliehe Energiebelastung der Schneidestelle der Drahtelektrode 6 nicht sichert.

Das eingeschaltete Flip-Flop 11 des Betriebzustand-Speiche rs 11 beeinflußt den Steuerteil 3. Das Signal des Flip-Flops wird vom Steuerteil 3 verstärkt, vervielfältigt und

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wirkt über die Leistungsschalter des Steuerteils 3 auf den Speiseteil ein, und durch den Speicherkondensatorblock 2 des Steuergenerators werden die Schalter (Thyristoren) des Bauteils 4· abwechselnd gesperrt und durchgesteuert. Auf solche Weise wird dem Werkstück 5 und der Drahtelektrode periodisch eine Spannung mit der Frequenz des Steuergeneratofs zugeführt. Nach der Zuführung der Draht elektrode 6 zu dem zu bearbeitenden Werkstück 5 und nach Beginn des Bearbeitungsvorganges wird die minimal mittlere Energiebelastung der Drahtelektrode 6 von der Einheit 8 zur automatischen stufenweisen Umschaltung von Betriebs zuständen ausgewertet, die mit ihrem minimalen Signalpegel den Zeitgeber 10 einschaltet. Erreicht die Energiebelastung der Drahtelektrode 6 während einer durch den Zeitgeber bestimmten Zeitspanne seinen maxi- ., malen Wert nicht, dann wird vom Zeitgeber ein L (eine in das eingeschaltete Flip-Flop des Betriebszustand-Speichers gespeicherte Eins) derart verschoben, daß ein leistungsfähigerer Betrieb eingestellt wird, der zu einer wirtschaftlicheren Benutzung der Drahtelektrode 6 und einer Erhöhung der Bearbeitungsleistung beiträgt. Durch das neue eingeschaltete Flip-Flop des Betriebszustand-Speichers 11 werden über den Steuerteil 3 entsprechende Umschaltungen im Speiseteil 1 und im Speicherkondensat orblock 2 durchgeführt, worauf über die Schalter des aus gesteuerten Halbleiterschaltern bestehenden Bauteils 4 an die Elektroden 5 und 6 eine größere Energieleistung angelegt wird. Nach dem nach Ablauf der vom Zeitgeber 10 festgelegten Zeit die Belastung an der Drahtelektrode 6 ihren maximalen Wert erreicht hat, schaltet der Ausgang der Einheit 8 zur Kontrolle der

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mittleren Energiebelastung den Zeitgerber 10 ab und der Speicher 11 speichert den Betrieb, in dem die Speisequelle zu arbeiten hat. Falls die Belastung der ^rahtelektrode 6 ihren maximalen Wert nicht erreicht, erfolgt eine neue Umschaltung des Speichers, so daß eine höhere Spannung an die Entladungsstrecke angelegt und ein Kondensator mit einem größeren Kapazitätswert geschaltet wird. Gleichzeitig mit der Einschaltung der Speisequelle wird die Verfolgung der Momentangröße der Energiebelastung der Drahtelektrode 6 durch die Einheit 20 zur Kontrolle der momentanen Energiebelastung der Schneidestelle der Drahtelektrode 6 der Einheit 19 vorgenommen. Wenn die Energiebelastung an der SchneidestelIe 6 die vorgegebene überschreitet, gibt das auf den maximalen Ansprechpegel des Signalmischteils 21 abgestimmte Schwellenwertglied eine Freigabe für das Durchlassen der Impulse des Träger£requenzgenerators 22 ab, wobei die Trägerfrequenz des letzteren der Grundfrequenz des Steuergenerators 7 (bzw. diese ) überlagert wird (bzw. moduliert), so daß die Ausgangsfrequenz der Impulse der Speisequelle abnimmt und damit die Belastung der Drahtelektrode 6 herabgesetzt wird.

Dabei wird die Freigabe für das Entsperren der Schalter 29 (Fig. 3) des Signalmischteils, der mit dem maximalen Ansprechpegel arbeitet, auf den das Schwellenwertglied 26 der Einheit 20 abgestimmt ist, von der Einheit 30 zur Notabschaltung der Energie beim Fehlen von (mehr als 0,1 s) langöauernden Kurzschlüssen zwischen der Drahtelektrode 6 und dem Werkstück 5 geliefert. Der am Eingang des zweiten Schalters 28 der Einheit 21 geschal-

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tete Negator formt das Freigabesignal der Einheit 30 in ein Verbotssignal um, so daß der zweite Schalter 28 der Einheit 21 gesperrt wird.

Bei einem langdauernden Kurzschluß gibt die Einheit 30 zur Kotabschaltung der Energie ein Verbotssignal an die Einheit 21 ab, das durch den Negator des zweiten Schalters 28 in ein Freigabesignal verwandelt wird. Dabei wird der erste Schalter 29 gesperrt und der zweite Schalter 28 durchgesteuert, durch den die Impulse des Trägerfrequenzgenerators 22 zum Steuergenerator 7 durchgelassen werden, wo die Modulation der Grundfrequenz der Speisequelle erfolgt, bis der langdauernde Kurzschluß zwischen den Elektroden beseitigt wird. Hierbei wird der Schalter 28 des Signalmischungsteils 21 von dem mittleren Pegel der Energiebelastung der Schneidestelle der Drahtelektrode betätigt, auf den das Schwellenwertglied 27 der Einheit 20 abgestimmt ist und dar längeren Kurzschlüssen (mehr als 0,1 s) zwischen der Drahtelektrode 6 und dem Werkstück 5 entspricht. '

Wenn kein langdauernder Kurzschluß vorliegt und die Energiebelastung an der Drahtelektrode 6 (Fig. 1) die vorgegebene nicht übersteigt, erlaubt der maximale Pegel des Schwellenwertgliedes 26 der Einheit 20 kein Durchlassen der Impulse des Trägerfrequenzgenerators 22 zum Steu'ergenerator 7, so daß keine Modulation (Herabsetzung) der Grundfrequanz der Speisequelle erfolgt.

Somit sind bei der Arbeit der Speisequelle des Betriebsstroms drei Betriebsarten zu unterscheiden:

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1· Automatische Einstellung der Betriebsart durch die fortlaufende diskrete Umschaltung von Spannungen und Kapazität swerten, bis die Einheit 9 zur Kontrolle der mittleren der Energiebelastung der Drahtelektrode 6 einen Befehl für die Speicherung des Betriebszustandes gibt.

2· Betrieb, bei dem die Verfolgung der Momentangröße der Belastung an der Drahtelektrode 6 vorgenommen wird und sich entsprechend diesen Stößen die Frequenzen der Impulse durch Beeinflussung des Steuergenerators 7 ändern.

3· Betrieb, bei dem ein langdauernder Kurzschluß die Enerigie der Impulse der Speisequelle um mindestens das 2-fache vermindert, bis er beseitigt wird.

Die erfindungsgemäße Speisequelle ermöglicht eine Erhöhung der Leistung der elektroerosiven Bearbeitung durch Vermeidung von Brüchen der Drahtelektrode und durch Verwendung von optimalen Bearbeitungsintensitäten und gewährleistet die Automatisierung der Aus?;ahl und der Einstellung von erforderlichen Bearbeitungsintensitäten. Die erwähnten Vorteile der vorliegenden Speisequelle werden durch die Einheit 8 zur automatischen stufenweisen Umschaltung von Betriebszuständen und die Folgeregelungseinheit 19 mit stufenloser Regelung der an der Schneidstelle der Drahtelektrode freiwerdenden Energie und durch die Verbindungen zwischen diesen Baueinheiten siehergestellt·

Durch die erfindungsgemäße adaptive Speisequelle kann

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die ζ. Z, in der Industrie verwendeten Speisequelle ersetzt werden, die keine Unversehrtheit der Drahtelektrode bei hochleistungsfähigen Ausschnittintensitäten si· chert.

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Claims (5)

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Erfindungsanspruch

Speisequelle für elektroerosive Bearbeitung mit einer Drahtelektrode, welche in Reihe geschaltet einen Drahtspannungsgeber, einen Drahtumspulgeschwindigkeitsgeber der Drahtelektrode, eine Einheit zur Freigabe der Einschaltung des Speiseteils, einen Steuerteil, einen Speiseteil mit regelbarer Ausgangsspannung, einen Speicherkondensatorblock, einen aus gesteuerten Halbleiterschaltern aufgebauten Bauteil, dessen Ausgang an den Elektrodenzwischenraum und dessen zweiter Eingang an den Ausgang des Steuergenerators angeschlossen ist, bei dem einer der Eingänge mit dem zweiten Ausgang des Steuerteils verbunden ist, dessen dritter Ausgang an den zweiten Eingang des Speicherkondensatorblocks gelegt ist, enthält, gekennzeichnet dadurch, daß sie mit einer Einheit (8) zur automatischen stufenweisen Umschaltung von Betriebs zuständen, mit einer F.olgeregelungseinheit 19 mit stufenloser Energieregelung und mit einer Einheit (30) zur Notabschaltung der an der SchneidestelIe der Drahtelektrode (6) freiwerdenden Energie ausgestattet ist, deren Eingang an den Elektrodenzwischenraum geschaltet und deren Ausgang mit einem der Eingänge der Polgeregelungseinheit (19) verbunden ist, deren zweiter Eingang mit der Schneidestelle der Drahtelektrode (6) in Verbindung steht und als Eingang der Einheit (8) zur automatischen stufenweisen Umschaltung von Betriebszuständen dient und deren Ausgang mit dem Steuergenerator (7) verbunden ist, wobei der Ausgang der Ein-

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heit (8) mit einem der Eingänge des Steuerteils verbunden wird, dessen zweiter Eingang an den Ausgang der Einheit (37) zur Freigabe der Einschaltung des Speiseteils gelegt ist, deren Eingänge mit dem Drahtspannungsgeber (36) und dem Drahtumspulgeschwindigkeit sgeber (38) der Drahtelektrode (6) verbunden sind.

2· Speisequelle nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Einheit (8) zur automatischen stufenweisen Umschaltung von Betriebszuständen eine Reihenschaltung aus einer Einheit (9) zur Kontrolle der mittleren Energiebelastung der Schneidestelle der Drahtelektrode (6), einem Zeitgeber (10) und einem Betriebszustand-Speicher (11) enthält.

3· Speisequelle nah Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Folgeregelungseinheit (19) mit stufenloser Regelung der an der Schneidestelle der Drahtelektrode (6) freiwerdenden Energie einen Signalmischteil (21), einen Trägerfrequenzgenerator (22), dessen Impuls-Pause-Verhältnis mehr als um das 10-fache das Impuls-Pause-Verhältnis der Grundfrequenz des Steuergenerators (7) übersteigt, und eine Einheit (20) zur Kontrolle der momentanen Energiebelastung enthält, deren Ausgang zwei Schwellenwertglieder hat, von denen jedes mit einem von zwei Schaltern (28; 29) des Signalmischteils (21) verbunden ist, an deren zweiten Eingang der Trägerfrequenzgenerator (22) und an deren dritten Eingang der Ausgang der Einheit (30) zur Notabschaltung der Energie angeschlos· . sen ist, wobei an den dritten Eingang eines der Schal -

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ter die letztere über einen Negator geschaltet ist.

4·. Speisequelle nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß an die Schneidestelle der Drahtelektrode (6) eine Meßeinrichtung (39) angeschlossen ist, die Glieder zur Signalgleichrichtung, -mittelung und -anzeige enthält.

5· Speisequelle nach Punkt 2, gekennzeichnet dadurch, daß der Betriebszustand-Speicher (11) als Reversierschieberegister ausgebildet ist,, dessen jede Stelle

_: mit einer der Schaltungsvarianten für Kondensatoren, Speisespannungen derselben und Impulsfolgefrequenzen übereinstimmt.

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