DD204059A1

DD204059A1 - Schaltungsanordnung zur erzeugung der zuendspannung fuer die elektroerosion

Info

Publication number: DD204059A1
Application number: DD23763282A
Authority: DD
Inventors: Rudi Hoffmann; Klaus Finner
Original assignee: Steremat Veb
Priority date: 1982-02-24
Filing date: 1982-02-24
Publication date: 1983-11-16

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung der Zuendspannung fuer die Elektroerosion, bei der der Aufladevorgang Elektrode-Werkstueck-Kapazitaet und der Zuendvorgang des Funkenspaltes Elektrode-Werkstueck mit unterschiedlichen Impedanzen erfolgt. Der Zuendgenerator besteht aus einem dynamischen Teilgenerator fuer das Aufladen der Elektrode-Werkstueck-Kapazitaet und einem statischem Teilgenerator fuer das Aufrechterhalten des Zuendvorganges bis zum Einsetzen des Leistungsimpulses. Beide Teilgeneratoren sind durch ein gemeinsames Signal eintastbar.

Description

Titel der Srfindung

Schaltungsanordnung zur Erzeugung der Zündspannung für die Elektroerosion

Anwendung der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung der Zündspannung innerhalb eines Impulsgenerators für die elektroerosive Metallbearbeitung.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

3ei den statischen Generatoren für die Elektroerosion hat sich in den letzten Jahren ganz deutlich der Trend zum Einsatz höherer Zündspannungen zur Erhöhung der Bearbeitungsgeschwindigkeit bei gleichzeitiger Verringerung der Spannungen für den Leistungsimpuls zur Verringerung der Verlustleistung des Generators durchgesetzt.

Dabei wird dem elektrischen Leistungsimpuls für die eigentliche elektroerosive Bearbeitung ein Zündspannungsimpuls im Bereich von 100 7 bis 300 7 zur Erzeugung des Sntladungskanal3 zwischen der Bearbeitungselektrode und dem zu bearbeitenden Werkstück vorgeschaltet. Das Entstehen des Entladungskanals ist hierbei abhängig von der Höhe und der Zeitdauer der anliegenden Spannung sowie dem Spannungsanstieg der Zündspannung von der Impedanz der Spannung und von der Elektroden-Vferkstück-Kapazität abhängig ist, muß, um einerseits einen möglichst kurzen Spannungsanstieg zu erhalten, die Impedanz der Spannungsquelle klein sein,

andererseits darf der Zündstrom nicht so groß sein, daß dadurch die technologischen Ergebnisse des Leistungsimpulses verfälscht werden oder die Stabilität der Regelung des Funkenspaltes vermindert wird. Aus diesem Grunde mu3 die Impedanz der Z und spannung squelle, der Elektroden-Werkstuekflache und den Spaltbedingungen wie Geometrie, Spülung, angepaßt werden, was unter Umständen eine ständige Korrektur der Impedanzwerte notwendig macht.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die Nachteile der bekannten Ausführungen zu vermeiden und eine technische Lösung zu finden, die die Spannungsanstiegszeit der Zündspannung an der Funkenstrekke verringert mit dem Ergebnis, eine Vergrößerung der Bearbeitungsfrequenz und der AbtragsIeistung zu erreichen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die erfindungsgemäße Anordnung sieht einen Lösungsweg vor, den Aufladevorgang der Kapazität Elektrode-Werkstück und den Zündvorgang des Punkenspaltes Elektrode-Werkstück mit unterschiedlichen Impedanzen zu realisieren. Die Erfindung ist gekennzeichnet durch einen Zündgenerator, der aus einem dynamischen Teilgenerator für das schnelle Aufladen der Elektroden-Werkstück-Kapazität und einem statischen Teilgenerator für das Halten der Ladungsmenge bis zum Einsetzen der Zündung und Aufrechterhaltung der Zündentladung bis zum beginnenden Leistungsimpuls, besteht und beide Teilgeneratoren durch ein gemeinsames Startsignal eintastbar sind. Das Startsignal wird über eine Impedanzmeßeinrichtung aus dem positiven überschreiten eines Meßspannungswertes durch eine an der Funkenstrecke anliegende hochohmige Hilfsspannung abgeleitet, wobei die Meßspannung wesentlich unter der Zündspannung liegt und das Impulsende des dynamischen Zündimpulses bei sofortiger Zündung durch negatives Unterschreiten des MeSspannungswertes bestimmt wird.

Ausführungsbeispiel

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 Blockschaltbild eines Zündpulsgenerators mit Impedanzmeß einrichtung und dynamischem und statischem Teilgenerator

Pig. 2 Impulsdiagramm der möglichen Sρannungsverlaufe an der Funkenstrec ke

Fig. 3 Teilausschnitt (?ig. 1)

eines dynamischen Teilgenerator 3 b, eines statischen Teilgenerator 3 a

In der Fig. 1 sind folgende Funktionseinheiten dargestellt.

- die Funkenstrecke 1

- die Impedanzmeßeinrichtung mit den Hilfsspannungsquellen Ug (2) und U₂ (3), der Konstantstromschaltung 4, für den einstellbaren Meßstrom und der Entkopplungsdiode 7

- dynamischer Teilgenerator 5

- statischer Teilgenerator 6

- Leistungsimpulsgenerator 8, mit Entkopplungsdiode 9

Die Wirkungsweise ist folgende. Zunächst sei die Funktionsweise der Impedanzeinrichtung erläutert.

Am Ende eines Leistungsimpulses hat die Funkenstrecke Elektrode-Werkstück Impedanzwerte, die sich aus der Funkenspaltspannung (15...30 V) und dem vorangegangenen Impulsarbeitsstrom (I...3OO A) mit der entsprechenden Hange von Plasmaladungsträgern unterschiedlicher Polaritäten ergeben.

In Abhängigkeit von den äußeren Parametern wie Temperatur, Dielektrikumsdurchsatz und -art, Elektroden- und Werkstückmaterial findet eine Rekombination der Ladungsträger statt, womit sich der Impedanzwert des Funkenspaltes vergrößert· Diese Impedanzvergrößerung wird als Spannungsvergrößerung über dem Arbeitsspalt ermittelt, wobei durch die Restfunkenstrecke ein konstanter Meßstrom I₀ fließt. Erreicht die Spannung einen Wert, der die Wiederüberschlagsfähigkeit des Funkenspaltes Elektrode-Werkstück garantiert, erfolgt der Start der dynamischen und statischen Teilgeneratoren.

In Pig. 2 sind die sich ergebenden Sparuungs- und Stromverläufe dargestellt. Heben der Soannung über dem Funkenspalt U_x, und dem

Je

dazugehörenden Stromverlauf I^ sind die sich bei einer Auswertung ergebenden Regelsignale Up zur Korrektur des Funkenspaltes und des Zündpulsstromes 1„ veranschaulicht. Das Ende des vorangegangenen Leistungsimpulses ist mit dem Zeitpunkt O gekennzeichnet. Zu diesem Zeitpunkt beginnt die Rekombination der Ladungsträger in der vorangegangenen Funkenstrecke, die zum Zeitpunkt t„ soweit abgeschlossen ist, daß sich die Änderung der Ladungsträgeranzahl als Widerstands- und damit Spannungserhöhung bemerkbar macht, die zum Zeitpunkt t^ den Wert IL erreicht hat. Durch Ändern des Meßstromes Iq ist das Zeitintervall ("О - t₂ einstellbar. Dieses Zeitintervall entspricht in etwa der bisher üblichen Pause zwischen zwei Arbeitsimpulsen und ist neben dem Meßstrom I_Q von der Slektroden-Werkstück-Kapazität O^ abhängig. Mit dem überschreiten von U- durch die lleßspannung (positive Planke) erfolgt der Start sowohl des dynamischen als auch des statischen Generators. Erreicht die von beiden Teilgeneratorea auf die Funkenstrecke geschaltete Spannung den Wert U«, wird der dynamische Teilgenerator abgeschaltet. Ebenfalls wird der dynamische Teilgenerator bei einem vorzeitigen Überschlag im Funkenspalt vor Erreichen der Spannung U« abgeschaltet, da in diesem Fall der Spannungswert U. mit negativer Flanke durchschritten wird, wodurch in der Impedanzmeßeinrichtung ein entsprechendes Stoppsignal abgegeben wird. Mit dem Start der Zündimpulse (Spannungswert U₁ positive Flanke) erfolgt gleichzeitig der Start eines monostabilen Multivibrators als maximale Zeitbegrenzung für den dynamischen Zündimpuls, nach dessen Ablauf der dynamische Zündimpuls abgeschaltet wird. Dieser Fall tritt dann auf, wenn die momentane Elektroden-Werkstück-Kapazität der vorangegangenen Funkenstrecke so groß ist, daß für den eingestellten Meßstrom Iq die Aufladedauer vom Spannungswert U. auf den Spannungswert U₂ größer ist als die vom monostabilen Multivibrator vorgegebenen Zeit. Unter Umständen tritt dieser Fall auch derart auf, daß die Verschmutzung des Dielektrikums au groß ist, oder ein zu großer Entladestrom fließt, der die vollständige Aufladung der Elektroden-Werkstück-Kapazität in dem vorgegebenen Zeitintervall auf die Spannung Up verbinder

>r-h

In allen drei Fällen - positiver Anstieg bei Up, negative Planke bei U₁, Ablauf der maximalen Zeitbegrenzung - erfolgt kein Start für den monostabilen Multivibrator des Leistungsimpulses. Dieser wird nur gestartet, wenn vom vollen Zündspannungswert Un. Up ein Überschlag erfolgt, das heißt eine negative Planke am Spannungswert Up vorhanden ist. Mit dem Ende des Leistungsimpulses wird gleichzeitig der statische Teilgenerator ausgeschaltet.

Claims

Erfindungsaneprüohe

1· Schaltungsanordnung zur Erzeugung der Zündspannung für die Elektroerosion, gekennzeichnet durch einen Zündgenerator, der aus einem dynamischen Teilgenerator (5) für das schnelle Aufladen der Elektroden-Werkstück-Kapazität und einem statischen Teilgenerator (6) für das Halten der Ladungsmenge bis zum Einsetzer), der Zündung und Au fr echt haltung der Zündentladung bis zum beginnenden Leistungsimpuls, besteht und beide Teilgeneratoren durch ein gemeinsames Startsignal einschaltbar sind, das über eine Impedanzmeßeinrichtung (2; 3; 4; 7) aus dem positiven Überschreiten eines Meßspannungswertes durch eine an der Funkenstrecke anliegende hochohmige Hilfsspaunung abgeleitet wird, wobei die Meßspannung wesentlich unter der Zündspannung liegt und das Impulsende des dynamischen Zündimpulses bei sofortiger Zündung durch negatives Unterschreiten dee Meßspannungswertes bestimmt wird.

2· Schaltungsanordnung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Stromwert des dynamischen Zündimpulses von dem für die maximale Bearbeitungsfrequenz erforderlichen Spannungsanstieg aus der Kapazität Elektrode-Werkstück bestimmt wird.

3. Schaltungsanordnung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Impulsende des dynamischen Zündimpulses vom Erreichen der maximalen Zündleerlaufspannung bestimmt wird»

4» Schaltungsanordnung nach Punkt 1 und 3 gekennzeichnet dadurch, daß die maximale Impulsdauer der dynamischen Zündimpulse durch ein Zeitglied vorgegeben ist·

5· Schaltungsanordnung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Stromwert des statischen Teilgenerators (6) im Bereich des für das zeitlich begrenzte Aufrechterhalten eines gezündeten Entladungsvorganges notwendigen minimalen Stromes liegt.

6. Schaltungsanordnung nach Punkt 1 und 5» gekennzeichnet dadurch, daß das Impulsende des statischen Zündimpulses bei erfolgter Zündung mit anschließendem Leistungsimpuls durch das Ende des Leistungsimpulses vorgegeben ist·

7· Schaltungsanordnung nach Punkt 1,5 und 6, gekennzeichnet dadurch, daß das Impulsende des statischen Zündimpulses bei nicht erfolgter Zündung unendlich ist und bei Überschreiten von vorgegebenen Zündverzugsbereichen Regelsignale für das Vorschubsystem der Elektroerosionsanlage ableitbar sind.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen