DE10061691B4 - Vorrichtung und Verfahren zur Detektion einer Bearbeitungselektrode einer Werkzeugmaschine - Google Patents

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Abstract

Vorrichtung zur berührungslosen Detektion einer stab- oder drahtförmigen Bearbeitungselektrode (1) einer Werkzeugmaschine, insbesondere einer Funkenerosionsmaschine, welche einen Meßbereich (3) aufweist, durch welchen die Bearbeitungselektrode (1) durchführbar ist, wobei der Meßbereich während der Messung mit einem Bearbeitungselektroden-Transportfluid ausgefüllt ist, das eine von der elektrischen Leitfähigkeit der Bearbeitungselektrode (1) verschiedene elektrische Leitfähigkeit aufweist, und zumindest eine Meßelektrode (7, 7', 8, 8') vorgesehen ist, welche eine beim Durchgang der Bearbeitungselektrode (1) durch das Transportfluid verursachte Impedanzänderung im Meßbereich (3) erfaßt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur berührungslosen Detektion einer stab- oder drahtförmigen Bearbeitungselektrode einer Werkzeugmaschine, insbesondere einer Funkenerosionsmaschine.
  • Funkenerosionsmaschinen dienen der Bearbeitung von Werkstücken mittels elektrischer Funkenentladung zwischen einem elektrisch leitenden Werkzeug und einer Bearbeitungselektrode. Insbesondere kann das Werkzeug mittels einer Drahtelektrode zugeschnitten oder mit einer Stabsenkelektrode durch Bohren oder Aushöhlen bearbeitet werden. Dabei wird neben Materialpartikeln des Werkstücks auch die Bearbeitungselektrode selbst abgetragen. Infolgedessen muß fortwährend neues Elektrodenmaterial in die Arbeitszone der Funkenerosionsmaschine zugeführt werden. Bei einer bekannten Drahterodiermaschine verläuft die Transportstrecke der Drahtelektrode zum Beispiel von einer Vorratsrolle über mehrere Umlenkrollen und Transportleitungen zum oberen Drahtführungsarm. Von dort wird die Drahtelektrode über weitere Umlenkrollen und eine Bremsrolle, welche die Zugspannung der Drahtelektrode im Arbeitsraum steuert, zu dem oberen Drahtführungskopf geführt, wo sich eine Stromzufuhreinheit zur Beaufschlagung mit dem Bearbeitungsstrom befindet. Die Drahtelektrode läuft vom oberen Drahtführungskopf weiter durch den Arbeitsraum, in dem ein Werkstück zur Bearbeitung aufgespannt ist, zum unteren Drahtführungskopf und wird von dort unter erneuter Umlenkung in den Entsorgungsbereich geführt. Während der Bearbeitung des Werkstücks durchläuft die Drahtelektrode dieses Drahtlaufsystem mit einer Geschwindigkeit von ca. 100–300 mm/s.
  • Das Einfädeln der Drahtelektrode bzw. das Wiedereinfädeln einer gerissenen Drahtelektrode in das Elektrodenlaufsystem ist eine mühsame und zeitraubende Arbeit. Die Hersteller von Werkzeugmaschinen sind stets bemüht, ihre Produkte bedienungsfreundlich zu gestalten und derartige Tätigkeiten zu automatisieren, damit sich das Bedienpersonal auf die Programmierung und die Überwachung der Anlage konzentrieren kann. Bei modernen Drahterodiermaschinen wird ein zumindest teilweise automatisches Einfädeln angestrebt, beispielsweise unter Verwendung von Düsen, die einen Fluidstrahl in ein Transportrohr einspritzen und hierdurch die Drahtelektrode ansaugen und weitertransportieren.
  • Um das Einführen und den Transport der Drahtelektrode in das Elektrodenlaufsystem möglichst vollständig automatisieren zu können, ist es wünschenswert, ständig die aktuelle Position der Elektrodenspitze zu kennen, damit zum richtigen Zeitpunkt die geeigneten Antriebsmittel aktiviert bzw. deaktiviert und die geeigneten Steuerparameter für das Drahtlaufsystem eingestellt werden können. Außerdem können Fehler beim Einfädeln auf diese Weise einfacher diagnostiziert und behoben werden und die erforderlichen manuellen Eingriffe des Bedienpersonals hierdurch auf ein Minimum reduziert werden. Unter Elektrodenspitze ist sowohl der Anfang wie auch das Ende der Drahtelektrode zu verstehen. Es kann nämlich sehr nützlich sein, zu wissen, wo sich das Reststück der Drahtelektrode nach ei nem Drahtriss oder nach einem Drahtschnitt befindet, z.B. um die Wiedereinfädelung zu beschleunigen und die Ausfallzeit der Anlage zu minimieren.
  • Beim Mikrobohren kann man die Lage des Elektrodenendes erfassen, und daraus die Restlänge der Elektrode bestimmen. Im nachfolgenden wird auch für diese Fälle die Bezeichnung Elektrodenspitze verwendet.
  • Zur Detektion der Elektrodenspitze werden im Stand der Technik diverse Detektionsverfahren eingesetzt:
    Beispielsweise beschreibt die US 4,412,118 eine Vorrichtung zum Detektieren der Position der Drahtspitze nach einem Drahtbruch oder nach einem absichtlichen Drahtschnitt. Hierzu wird die Drahtelektrode nach dem Unterbruch zurückgespult, wobei sie einen Schleifkontakt berührt. Eine Vergleichsschaltung erfaßt den Abbruch des Kontaktes zwischen Schleifkontakt und Drahtelektrode und stoppt den Elektrodenrückzug. Es wird ebenfalls eine Variante offenbart, bei welcher eine berührungslose Detektion des Drahtes mittels eines Fotosensors erfolgt.
  • Ähnliche Verfahren zur Drahtdetektion sind auch in der US 5,019,684 und der US 5,268,551 offenbart, wobei auch hier ein Schleifkontakt bzw. ein Fotosensor für die Drahtdetektion verwendet wird. Die in der US 5,019,684 beschriebene Vorrichtung mißt zudem während des Zurückspulens der Elektrode den Rückzugsweg und errechnet daraus den Ort des Drahtbruchs.
  • Ein weiterer Drahtdetektor, welcher auf der elektrischen Kontaktierung der Drahtelektrode beruht, ist in der US 5,523,545 offenbart.
  • DE 196 45 547 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum automatischen Schneiden und Einfädeln eine Drahtelektrode in einer Funkenerosionsmaschine. Dabei ist vorgesehen, daß Rollen zum Drahttransport der Drahtelektrode in den Arbeitsbereich der Maschine mit mehrfachen Funktionen wie Zug, Bremsung oder Hemmung ausgestattet sind, die Drahttemperatur unter Anwendung des Joule-Effekts an der beabsichtigten Trennstelle des Drahtes zu erhöht und das abgetrennte Drahtstück zu automatisiert abgeführt wird. In diesem Zusammenhang ist auf der Drahttransportstrecke im Bereich nach einer Vorratsspule und einem Zug- und Spannrollenpaar, welche den Drahttransport bewirken, ein "induktiv arbeitender" Draht-Anwesenheitssensor vorgesehen. Es sind keine näheren Details zur Bauweise und Funktionsweise dieses Anwesenheitssensors angegeben.
  • Die Druckschriften US 5,369,239 und US 4,609,803 beschäftigen sich lediglich mit Teilaspekten der vorliegenden Erfindung.
  • Der Vollständigkeit halber sei auch die gattungsfremde DE 28 26 270 C2 genannt, welche nicht die Detektion des Drahtendes betrifft, sondern die Erfassung und Kompensation der durch die funkenerosiven Prozeßkräfte verursachte Drahtauslenkung, d.h. die Auslenkung der Drahtelektrode in einer Ebene senkrecht zur Vorschubrichtung des Drahtes. Der hier vorgeschlagene Drahtlagesensor umfaßt vier Meßelektroden, welche jeweils in einer der vier Achsenrichtungen + x, - x, + y, und - y von der Drahtelektrode beabstandet sind. Die gesamte Anordnung wird von einem Dielektrikum mit einer Leitfähigkeit von 1-100 μS/cm durchströmt. Die Messung der Auslenkung der Drahtelektrode in xy-Richtung erfolgt durch die Detektion der Änderung der Widerstände zwischen den vier Meßelektroden und der Drahtelektrode, die als Gemeinschaftselektrode für alle vier Meßzellen dient.
  • Bei den im Stand der Technik bekannten Detektoren, die auf Schleifkontakten beruhen, erweist sich als nachteilig, daß der Detektor die Bearbeitungselektrode ständig berührt, was zu Behinderungen des Elektrodenlaufsystems führen kann. Die Schleifkontakte sind zudem korrosionsanfällig, sowie einem Verschleiß unterworfen und neigen zur Bildung von isolierenden Oxidschichten. Aus diesem Grund sind Schleifkontakte im Naßbereich einer Erosionsmaschine für kleine Sensorspannungen ungeeignet. Auch bei z.B. weitgehend automatisierter Drahtführung einer Drahterodiermaschine, bei der eine Drahtelektrode über Drahtführungsrohre und Umlenkeinheiten transportiert wird, ist eine berührungslose Detektion von Vorteil. Im Stand der Technik werden zwar Fotosensoranordnungen zur berührungslosen Drahtdetektion beschrieben. Je nach konstruktiver Ausbildung dieser Fotosensoren wird die berührungslose Detektion hierbei aber durch diverse andere Nachteile erkauft: Durch den dauernden Durchlauf des Elektrodendrahtes ist mit Schmutz-, Paraffin, Metall- und Metalloxidab lagerungen zu rechnen, welche den Fotosensor verunreinigen und hierdurch Störungen verursachen. Weiterhin ist bekannt, daß beim Drahttransport mit einem Fluid über ein im wesentlichen geschlossenes Rohrleitungssystem Luftblasen auftreten können. Optische Sensoren lassen sich durch diese Luftblasen beirren, so daß unter Umständen Fehlmessungen auftreten können. Außerdem ist ein Drahtdetektor häufig dem unter Druck stehenden Transportfluid ausgesetzt, so daß die Fotosensoren besonderen Anforderungen bezüglich Dichtigkeit genügen müssen. Insgesamt sind optische Detektoren also relativ störungsanfällig. Eine ideale Drahtdetektionsvorrichtung soll das ganze Spektrum der auf dem Markt erhältlichen Draht- und Stabelektroden erkennen können, muss daher sehr empfindlich sein und einen beachtlichen Messbereich haben, weil diese über den gesamten Querschnitt der Transportstrecke funktionieren müssen. Optische Sensoren, welche diesen Anforderungen genügen, sind sehr teuer.
    •
  • Es ist daher ein Ziel der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Detektion einer Bearbeitungselektrode mit höherer Meßgenauigkeit bereitzustellen, welche aber dennoch kompakt und kostengünstig realisierbar sind.
  • Die Erfindung erreicht dieses Ziel durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche 1, 17, 18 und 20.
  • Nach einem Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zur berührungslosen Detektion einer stab- oder drahtförmigen Bearbeitungselektrode einer Werkzeugmaschine bereitgestellt, welche einen Meßbereich aufweist, durch welchen die Bearbeitungselektrode durchführbar ist, wobei der Meßbereich während der Messung mit einem Bearbeitungselektroden-Transportfluid ausgefüllt ist, das eine von der elektrischen Leitfähigkeit der Bearbeitungselektrode verschiedene elektrische Leitfähigkeit aufweist, und zumindest eine Meßelektrode vorgesehen ist, welche eine beim Durchgang der Bearbeitungselektrode durch das Transportfluid verursachte Impedanzänderung im Meßbereich erfaßt.
  • Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Verwendung der erfindungsgemäßen Detektionsvorrichtung zur Überwachung des Bearbeitungselektrodentransportes einer Drahterodiermaschine oder einer Senkerodiermaschine, insbesondere Bohrerodiermaschine, Fräserodiermaschine oder Mikrosenkerodiermaschine vorgeschlagen.
  • Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Drahterodiermaschine vorgeschlagen, welche zur Überwachung des Drahtlaufsystems an mehreren Stellen entlang der Transportstrecke der Drahtelektrode mit erfindungsgemäßen Detektionsvorrichtungen ausgestattet ist.
  • Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur berührungslosen Detektion einer stab- oder drahtförmigen Bearbeitungselektrode einer Werkzeugmaschine, insbesondere einer Funkenerosionsmaschine, vorgeschlagen, wobei die Bearbeitungselektrode einen Meßbereich durchläuft, der während der Messung mit einem Bearbeitungselektroden-Transportfluid ausgefüllt ist, wobei das Transportfluid eine von der elektrischen Leitfähigkeit der Bearbeitungselektrode verschiedene elektrische Leitfähigkeit aufweist, und eine beim Durchgang der Bearbeitungselektrode durch das Transportfluid verursachte Impedanzänderung im Meßbereich erfaßt wird.
  • Hierbei wird unter „Detektion" nicht nur die Unterscheidung zwischen den Zuständen „Bearbeitungselektrode vorhanden" und „Bearbeitungselektrode nicht vorhanden", sondern vorzugsweise auch die Messung der genauen Position und/oder sonstiger Eigenschaften der Bearbeitungselektrode verstanden.
  • Die Erfindung ermöglicht somit die Detektion eines breiten Spektrums von Bearbeitungselektroden unterschiedlichen Durchmessers, Querschnitts und aus verschiedenen Werkstoffen, ohne eine problematische Berührung mit der Bearbeitungselektrode zu erfordern. Das beschriebene Detektionsverfahren eignet sich bevorzugt für die Überwachung des Drahtlaufsystems von Drahterodiermaschinen. Das Verfahren kann aber genauso vorteilhaft in Senkerodiermaschinen, insbesondere Bohrerodiermaschinen, Fräserodier maschinen oder Mikrosenkerodiermaschinen eingesetzt werden, denn die auf diesen Anlagetypen verwendeten Bearbeitungselektroden sind im wesentlichen stabförmig. Die bevorzugte Hauptanwendung ist somit die Detektion elektrisch leitender Drähte oder Stäbe. Grundsätzlich eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren jedoch für jedes Meßobjekt, auch für nichtleitende Objekte, welche eine erfaßbare Änderung der Impedanz, z.B. der resistiven und/oder kapazitiven Komponente, innerhalb des Messbereichs bewirken. Zudem ist die erfindungsgemäße Vorrichtung kostengünstig herstellbar und zeichnet sich durch einen geringen Platzbedarf im Meßbereich aus.
  • Die abhängigen Ansprüche haben vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtungen und des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Gegenstand.
  • Bevorzugt ist der Meßbereich mit einem Bearbeitungselektroden-Transportfluid ausgefüllt, das eine von der elektrischen Leitfähigkeit der Bearbeitungselektrode verschiedene elektrische Leitfähigkeit aufweist. Daher ändert sich die Impedanz im Meßbereich beim Durchgang der Bearbeitungselektrode dadurch, daß ein Teil des Fluids verdrängt und durch das Material der Bearbeitungselektrode mit unterschiedlicher Leitfähigkeit ersetzt wird. Insbesondere bei Drahterodiermaschinen wird in der Regel ein Transportfluid verwendet, um die Bearbeitungselektrode in das Elektrodenlaufsystem einzuführen. Zumindest während des Einfädelns, also bei einem Vorgang, bei dem die Bearbeitungselektrode leicht anstehen, haften oder sonstwie fehlgeleitet werden kann und eine Überwachung des Elektrodenlaufsystems daher besonders zweckmäßig ist, ist die Transportstrecke der Bearbeitungselektrode daher stets mit dem Transportfluid ausgefüllt, welches dann gleichzeitig bei der erfindungsgemäßen Messung verwendet werden kann.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird im wesentlichen die resistive Komponente (im folgenden Widerstand genannt) der Impedanzänderung im Meßbereich ausgewertet. Der Meßbereich ist hierbei bevorzugt mit einem Transportfluid ausgefüllt, dessen elektrische Leitfähigkeit zwar bedeutend geringer als die der Bearbeitungselektrode ist, aber eine gewisse Mindestleitfähigkeit von z.B. 1 μS/cm aufweist. Der Widerstand im fluiddurchströmten Meßbereich ist also relativ groß, solange die Bearbeitungselektrode abwesend ist. Wird eine Bearbeitungselektrode mit einer hohen elektrischen Leitfähigkeit durch den Meßbereich geführt, nimmt der Gesamtwiderstand des Meßbereichs deutlich ab, da nun in der Bearbeitungselektrode ein Leitweg mit geringerem Widerstand durch einen Teil des Meßbereichs vorhanden ist.
  • Zwei oder mehrere Meßelektroden sind hierbei bevorzugt in der Vorschubrichtung der Bearbeitungselektrode voneinander beabstandet angeordnet, um eine möglichst genaue Messung der Position der Bearbeitungselektrode entlang der Vorschubstrecke zu ermöglichen. Alternativ ist im Meßbereich eine Meßelektrode angeordnet, während eine zweite Meßelektrode von der Bearbeitungselektrode selbst gebildet wird.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die Meßelektroden ringförmig ausgebildet. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt dann bevorzugt zwei in Vorschubrichtung der Bearbeitungselektrode voneinander beabstandete ringförmige Meßelektroden, die einen zylindrischen Meßbereich definieren, durch den die Bearbeitungselektrode in Axialrichtung hindurchgeführt werden kann. Die ringförmige Ausgestaltung der Elektroden ist besonders vorteilhaft, da die gemessene Impedanz von der radialen Position der Bearbeitungselektrode innerhalb der Ringe weitgehend unabhängig ist. Die Messelektroden können jedoch auch anders, zum Beispiel stiftförmig, U-förmig oder zusammengesetzt, aus mehreren Teil-Messelektroden bestehend ausgebildet sein. Ist die Transportstrecke offen, z.B. als U-förmiger Transportkanal ausgebildet, so werden vorteilhaft U-förmige Messelektroden eingesetzt, damit der Zugang zum Transportkanal unbehindert bleibt. Besonders gegenüber optischen Detektoren besteht der Vorteil, dass die Messelektroden mit geringem Aufwand dem Querschnitt des Transportkanals angepasst werden können.
  • Nach einem anderen Aspekt der Erfindung wird nicht die resistive, sondern im wesentlichen die kapazitive Komponente der Impedanzänderung im Meßbereich ausgewertet. Bei dieser Ausführungsform bedecken z.B. zwei Meßelektroden einen Großteil des Meßbereichs und bilden so eine Art Kondensator, dessen Kapazität sich beim Durchgang der Bearbeitungselektrode ändert. Hierbei ist vorteilhaft, daß zwischen der Bearbeitungselektrode und der/den Meßelektrode(n) auch ein isolierendes Transportfluid vorhanden sein darf, zum Beispiel Luft oder ein Kohlenwasserstoff. Zudem müssen die Meßelektroden nicht direkt in Kontakt mit dem Fluid im Meßbereich stehen, sondern sind bevorzugt an der Außenseite einer den Meßbereich umschließenden isolierenden Schutzhülle angebracht.
  • Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung beruht die Messung im wesentlichen auf der Detektion der Änderung der induktiven Komponente der Impedanz im Meßbereich. Eine leitende Bearbeitungselektrode weist eine – wenn auch geringe – Leitungsinduktivität auf, welche z.B. anhand einer präzisen Strommessung im Meßbereich erfaßbar ist. Bei einer alternativen Variante bildet die Drahtelektrode zusammen mit dem über einen Bypass fliessenden Transportfluid eine kurzgeschlossene Sekundärwindung eines Trans formators, wobei je nach Anteil der Drahtelektrode vom Stromkreis der induzierte Sekundärstrom verändert wird. Die Übertragung der Messung auf die Primärseite erfolgt rein induktiv. Diese Variante ist elektrisch und mechanisch sehr robust, und eignet sich auch zur Detektion während der Erosionsbearbeitung.
  • Die Detektion der Bearbeitungselektrode kann bevorzugt auch auf der Auswertung einer Kombination aus der resistiven, der kapazitiven und/oder der induktiven Komponente der Impedanzänderung beruhen. Vorteilhaft ist z.B. eine Kombination des induktiven mit dem resistiven Detektionsverfahren.
  • Bevorzugt wird während der Messung an eine oder mehrere der Meßelektrode(n) eine Wechselspannung angelegt und die kapazitive, induktive und/oder resistive Komponente der Impedanz im Meßbereich aus dem Meßstrom ermittelt. Eine Wechselspannungsquelle hat den Vorteil, daß auch bei Dauerbetrieb keine Schädigung der Meßelektroden durch Elektrolyse-, Elektrophorese- oder Korrosionseffekte auftritt.
  • Vorzugsweise ist der Innendurchmesser der erfindungsgemäßen Vorrichtung im wesentlichen gleich groß wie der Innendurchmesser des restlichen Elektrodenlaufsystems in der Werkzeugmaschine. Die erfindungsgemäße Vorrichtung soll nämlich kein Hindernis beim Einführen der Bearbeitungselektrode darstellen. Gerade bei Drahterodiermaschinen ist das Einführen der Elektrode äußerst heikel, da diese von einem nur 10-350 μm breiten Draht gebildet wird und beim Einfädeln daher leicht Fehler auftreten. Auch das Transportfluid, mit dem die Drahtelektrode typischerweise durch das Drahtlaufsystem transportiert wird, sollte ohne Behinderung durch die erfindungsgemäße Detekti onsvorrichtung fließen, so daß sich keine Turbulenzen bilden und kein Druckabfall im Meßbereich entsteht.
  • Andererseits nimmt die Meßempfindlichkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit kleinerem Innendurchmesser der Detektionsvorrichtung zu. Zur Lösung dieses Interessenkonfliktes wird vorgeschlagen, vorzugsweise den Innendurchmesser einer erfindungsgemäßen Detektionsvorrichtung wesentlich kleiner auszubilden als den Innendurchmesser des restlichen Elektrodenlaufsystems, dabei aber einen Teil des Transportfluids auf einem Bypass um den Meßbereich herumzuleiten.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die von einer ersten Detektionsvorrichtung in einem ersten Meßbereich gemessene Impedanz mit der Impedanz im Meßbereich einer zweiten Vorrichtung verglichen, die nicht von der Bearbeitungselektrode passiert wird, aber von dem gleichen Fluid ausgefüllt ist wie die erste Vorrichtung. Solange keine Bearbeitungselektrode vorhanden ist, liefern also beide Meßvorrichtungen den gleichen Impedanzwert. Beim Durchgang der Bearbeitungselektrode durch den ersten Meßbereich detektiert die erste Vorrichtung eine Impedanzänderung, während die Impedanz im zweiten Meßbereich stets konstant bleibt. Für die Detektion wird also keine absolute Impedanzmessung benötigt, sondern nur eine Vergleichsmessung. Die Impedanzmessung braucht also nicht mit einer großen absoluten Genauigkeit zu erfolgen, und es entfällt die Notwendigkeit der periodischen Kalibrierung der Detektionsvorrichtung. Dieses Verfahren kann auch angewendet werden, wenn die zweite Detektionsvorrichtung außerhalb der Elektrodentransportstrecke nicht exakt baugleich mit der ersten Detektionsvorrichtung ist. Die unterschiedlichen Charakteristika der beiden Detektionsvorrichtungen müssen nur einmal erfaßt werden und bei der Messung durch einen Um rechnungsfaktor berücksichtigt werden. Dieses sogenannte Vergleichssensor-Verfahren zeichnet sich durch eine besonders hohe Stabilität gegenüber störenden äußeren Einflüssen aus.
  • Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann nicht nur die Position der Bearbeitungselektrode mit hoher Genauigkeit von z.B wenigen Millimetern erkannt werden, es ist auch möglich, andere Eigenschaften der Bearbeitungselektrode zu messen. Zum Beispiel wird vorzugsweise aus der Impedanzänderung beim Durchgang der Bearbeitungselektrode durch den Meßbereich der Durchmesser der Bearbeitungselektrode ermittelt. Bei bekannten geometrischen Abmessungen der Detektionsvorrichtung kann nämlich aus der Leitfähigkeit des Transportfluids und der Leitfähigkeit des Elektrodenmaterials auf den einzigen unbekannten Parameter, nämlich dem Durchmesser der Bearbeitungselektrode geschlossen werden.
  • Ist auch der Durchmesser der Bearbeitungselektrode bekannt, kann fernerhin aus der Impedanzänderung beim Durchgang der Bearbeitungselektrode durch den Meßbereich die Oberflächenqualität der Bearbeitungselektrode ermittelt werden. Die Oberflächenqualität, insbesondere eine Verunreinigung der Bearbeitungselektrode, zum Beispiel mit Wachs, kann sich nämlich sehr ungünstig auf den Funkenerosionsprozeß auswirken. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann eine derartige Verschmutzung deshalb detektiert werden, weil sie die Bearbeitungselektrode nach außen isoliert. Eine Messung der resistiven Komponente der Impedanzänderung ergäbe also nur einen geringen Widerstandsabfall beim Durchgang der Bearbeitungselektrode durch den Meßbereich.
  • Sind erfindungsgemäß an mehreren Stellen des Drahtlaufsystems einer Drahterodiermaschine erfindungsgemäße Detek tionsvorrichtungen positioniert, so kann der gesamte Drahtlauf überwacht werden und in Abhängigkeit von der gemessenen Position der Drahtelektrode können vorbestimmte Drahtantriebs-Strategien ausgelöst werden.
    •
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen und der beigefügten schematischen Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
  • 1 einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
  • 2 ein vereinfachtes Ersatzschaltbild für die resistive Detektionsvorrichtung in 1;
  • 3 einen Längsschnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
  • 4a einen Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
  • 4b einen Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
  • 5 einen Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
  • 6 eine graphische Darstellung der Abhängigkeit des im Meßbereich gemessenen Widerstands vom Leitwert des Transportfluids;
  • 7 ein Flußdiagramm eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Vergleichssensorverfahrens;
  • 8 einen Längsschnitt einer Funkenerosionsmaschine, in welcher die erfindungsgemäße Vorrichtung an mehreren Stellen des Drahtlaufsystems integriert ist;
  • 9 ein Flußdiagramm eines Ausführungsbeispiels einer Drahtantriebs-Strategie;
  • 10a ein elektrisches Schaltungsdiagramm als Beispiel für die Auswertelektronik bei resistiver/induktiver Betriebsart;
  • 10b ein elektrisches Schaltungsdiagramm als Beispiel für die Auswertelektronik bei kapazitiver Betriebsart.
  • Im folgen wird das erfindungsgemäße Detektionsprinzip für die Detektion einer drahtförmigen Bearbeitungselektrode einer Drahterodiermaschine beschrieben. Das Prinzip findet aber ebenso für die Detektion einer band- oder stabförmigen Bearbeitungselektrode Verwendung. Die Beschreibung und die Figuren beschränken sich auf eine Darstellung der wesentlichen zum Verständnis der Erfindung dienenden Komponenten einer Funkenerosionsmaschine. Eine genauere Beschreibung eines Drahtlaufsystems findet sich in der DE 196 07 705 A1 der Anmelderin, dessen Offenbarungsgehalt hiermit in diese Anmeldung aufgenommen wird. Desweiteren sind in den verschiedenen Beispielen einander entsprechende Bauteile mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.
  • 1 zeigt, wie gesagt, einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem Meßbereich 3, durch welchen eine Bearbeitungselektrode 1 hindurchgeführt werden kann. Bei der in der Zeichnung dargestellten Bearbeitungselektrode 1 handelt es sich um eine feine Drahtelektrode mit einem Durchmesser von z.B. 10-350 μm, die z.B. im wesentlichen aus Messing oder aus Wolfram besteht. Die Vorrichtung ist aber auch zur Detektion einer Stabmikroelektrode für eine Mikrosenkerosionsanlage mit zylindrischem oder rohrförmigem Querschnitt oder mit einem besonderem Mikrosenkprofil geeignet. Die Vorrichtung umfaßt zwei in Vorschubrichtung der Bearbeitungselektrode 1 voneinander beabstandete ringförmige Meßelektroden 7 und 7', welche dazwischenliegend einen zylindrischen Meßbereich 3 definieren, auf dessen Achse die Drahtelektrode 1 den Meßbereich 3 in Pfeilrichtung durchläuft. Der Meßbereich 3 ist mit einem nicht dargestellten Transportfluid gefüllt, mit welchem die Drahtelektrode 1 zumindest während des Einfädelns durch das Elektrodenlaufsystem der Funkenerosionsmaschine transportiert wird. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird als Transportfluid deionisiertes Wasser mit einer niedrigen elektrischen Leitfähigkeit verwendet. Um das Einfädeln der Drahtelektrode 1 nicht zu behindern, weist die Vorrichtung einen Innendurchmesser auf, der im wesentlichen mit dem Innendurchmesser der übrigen Elektrodentransportstrecke, z.B. eines Drahtführungsrohrs, übereinstimmt.
  • Der Meßbereich 3 ist von einer zylindrischen Schutzhülle 5 aus elektrisch isolierendem Kunststoff umgeben. Im vorliegenden Beispiel sind die Meßelektroden 7, 7' in die Innenseite der Schutzhülle eingelassen, stehen aber mit ihren ringförmigen Innenflächen 17 direkt in leitendem Kontakt mit dem Transportfluid im Meßbereich 3. Über die Anschlüsse 10 sind die Meßelektroden 7, 7' an eine Wechselspannungsquelle 9 angeschlossen. Während einer Messung wird an die Meßelektroden 7, 7' eine Wechselspannung angelegt und der zwischen den Elektroden 7, 7' fließende Strom durch einen Stromsensor 11 gemessen. Die angelegte Spannung und die gemessene Stromstärke werden an eine Auswertungseinheit 13 weitergeleitet, welche aus diesen Werten den Widerstand, d.h. die resistive Komponente der Impedanz im Meßbereich ermittelt. Durch eine vorherige Messung der Charakteristik der Detektionsvorrichtung kann das Ausgangssignal derart linearisiert werden, daß es direkt die axiale Position der Bearbeitungselektrodenspitze im Meßbereich angibt.
  • Bei dieser Konstruktion ist darauf zu achten, daß das Transportfluid im Meßbereich 3 nicht bis zu den elektrischen Anschlüssen 10, oder sogar bis zum Stromsensor 11 oder der Spannungsquelle 9 eindringt, da eine solche Infiltration die Charakteristik der Detektionsvorrichtung verändern und die Messung verfälschen würde. Die ringförmigen Meßelektroden 7, 7' sind daher gegen das durch Kapillarwirkung eindringende Transportfluid abgedichtet. Hierzu können zum Beispiel kostengünstige O-Ring-Dichtungen eingesetzt werden.
  • Im folgenden soll der zeitliche Verlauf des gemessen Widerstands beim Durchgang einer Bearbeitungselektrode 1 durch den Meßbereich 3 erläutert werden. Bevor die Spitze 15 der Bearbeitungselektrode 1 den Meßbereich 3 erreicht, ist der gemessene Widerstand hoch, da der Widerstand des Fluidzylinders zwischen den ringförmigen Meßelektroden 7, 7' gemessen wird. Bei dem Transportfluid handelt es sich, wie gesagt, um deionisiertes Wasser mit einer niedrigen Leitfähigkeit. Sobald die Spitze 15 der Bearbeitungselektrode 1 in den Abschnitt zwischen den beiden ringförmigen Meßelektroden 7, 7' gelangt, fällt der elektrische Widerstand merklich ab. Dies liegt daran, daß die Bearbeitungselektrode 1 im Vergleich zum Fluid eine hohe elektrische Leitfähigkeit aufweist und der Strom bei Anwesenheit der Bearbeitungselektrode 1 streckenweise durch diese fließt. Beispielsweise erreicht der gemessene Widerstand ein Minimum von ca. 50% des Anfangswertes, wenn die Spitze 15 der Bearbeitungselektrode 1 die Höhe der zweiten ringförmigen Meßelektrode 7' erreicht. Im dargestellten Zustand, in dem die Spitze 15 der Bearbeitungselektrode 1 den Meßbereich 3 bereits vollständig durchquert hat, fließt – gemäß einem vereinfachten Modell – ein Strom von der ersten ringförmigen Meßelektrode 7 durch das Fluid radial nach innen zur Bearbeitungselektrode 1, von dort entlang der gut leitenden Bearbeitungselektrode 1 bis auf die Höhe der zweiten ringförmigen Meßelektrode 7', und dann radial nach außen durch das Fluid bis zur zweiten ringförmigen Kontaktfläche 17'.
  • Dieses vereinfachte Modell für die Widerstände der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in einem Ersatzschaltbild in 2 dargestellt. Demnach sind bei durchgeführter Bearbeitungselektrode 1 zwei Leitwege durch den Meßbereich parallel geschaltet: Zum einen fließt ein Strom durch das Transportfluid direkt von einer ringförmigen Meßelektrode 7 zu der zweiten Meßelektrode 7'. Dieser Leitweg weist den mit RW1 gekennzeichneten Widerstand des Fluidzylinders zwischen den beiden Meßelektroden 7, 7' auf. Andererseits fließt ein Strom, wie oben beschrieben, von der ersten ringförmigen Meßelektrode 7 auf einer Fluidscheibe mit dem Widerstand RW2 zur Bearbeitungselektrode, daraufhin auf einem Abschnitt der Bearbeitungselektrode 1 mit dem Widerstand RD und durch eine weitere Fluidscheibe mit dem Widerstand RW2 von der Bearbeitungselektrode 1 zur zweiten ringförmigen Meßelektrode 7'. Der Gesamtwiderstand im Meßbereich RGes errechnet sich daher aus:
    Figure 00190001
  • Wenn sich keine Bearbeitungselektrode 1 im Meßbereich befindet, ist der Gesamtwiderstand RGes gleich dem Widerstand des Fluidzylinders zwischen den beiden Ringen RW1.
  • Die genannten Widerstände
    RW1: Widerstand des Fluidzylinders zwischen den beiden ringförmigen Meßelektroden,
    RW2: Widerstand einer Fluidscheibe zwischen Bearbeitungselektrode und ringförmiger Meßelektrode, und
    RD: Widerstand der Bearbeitungselektrode
    errechnen sich aus dem Innendurchmesser DS und der Breite (der Abmessung in Axialrichtung) S der Meßelektroden, dem Abstand L zwischen den beiden Meßelektroden, dem Durchmesser DD der Bearbeitungselektrode und den Leitfähigkeiten des Fluids γW und der Bearbeitungselektrode γD nach den folgenden Gleichungen:
    Figure 00200001
  • Die Detektionsvorrichtung weist eine hohe Meßempfindlichkeit (Sensitivität) auf, wenn die Widerstandsänderung beim Durchgang des zu erkennenden Gegenstandes möglichst hoch ist. Aus den obigen Gleichungen ergibt sich, daß die Empfindlichkeit vom Durchmesser, der Breite und der Beabstandung der ringförmigen Meßelektroden abhängt. Diese Abmessungen der Vorrichtung sind demnach so zu wählen, daß eine maximale Empfindlichkeit bei möglichst geringer Baugröße und ohne eine Behinderung des Drahtlaufs durch zu kleinen Innendurchmesser der Meßelektroden erreicht wird. Weiterhin ist bei der Wahl der Beabstandung der Meßelektroden zu beachten, daß das elektrische Feld zwi schen den beiden Elektroden bei zu geringer Beabstandung inhomogen wird, was zu großen Nichtlinearitäten führen kann.
  • Die Meßempfindlichkeit hängt außerdem von dem Unterschied zwischen der Leitfähigkeit der Bearbeitungselektrode und der des Transportfluids ab. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Leitfähigkeit des Fluids γW relativ klein und die Leitfähigkeit der Bearbeitungselektrode γD im Vergleich dazu hoch. Denkbar wäre aber auch die Verwendung eines gut leitenden Transportfluids zur Detektion eines nicht leitenden Gegenstands.
  • Ist die Leitfähigkeit des Transportfluids bekannt, so kann der Widerstand bei An- bzw. Abwesenheit der Bearbeitungselektrode im Meßbereich aus den vorstehenden Gleichungen 1-4 errechnet werden. Im vorhinein sollte diese Größe bevorzugt so genau wie möglich ermittelt werden. Zur Messung der Leitfähigkeit eines Fluids sind verschiedene Verfahren und entsprechende Leitwertsonden aus dem Stand der Technik bekannt. Zur Bestimmung der Leitfähigkeit des Transportfluids kann aber auch die erfindungsgemäße Detektionsvorrichtung selbst verwendet werden. Bei bekannten Abmessungen der ringförmigen Meßelektroden 7, 7' und ihrer Beabstandung kann aus dem gemessenen Widerstand zwischen den Meßelektroden bei Abwesenheit der Bearbeitungselektrode auf die Leitfähigkeit des Transportfluids geschlossen werden, wie dies aus Gleichung 2 hervorgeht. Zur Erhöhung der Meßgenauigkeit kann diese Kalibrierung periodisch wiederholt werden.
  • In 3 ist ein anderes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Detektionsvorrichtung dargestellt. Die Vorrichtung der 3 ist insofern gleich aufgebaut wie die in 1, als ebenfalls eine Bearbeitungselektrode 1 in einen Meßbereich 3, der von einer zylinderförmigen Schutzhülle aus isolierendem Kunststoff 5 umgeben ist, entlang der Pfeilrichtung eingeführt wird.
  • Im Beispiel der 3 ist aber nur eine ringförmige Meßelektrode 7 vorgesehen, während eine zweite Meßelektrode von der Bearbeitungselektrode 1 selbst gebildet wird. Die Bearbeitungselektrode 1 ist zu diesem Zweck an einer im Drahtlaufsystem aufwärts von der Detektionsvorrichtung gelegenen Stelle kontaktiert und an den Stromkreis der Meßelektrode 7 angeschlossen. Die Kontaktierung der Drahtelektrode kann beispielsweise an der Vorratsrolle oder an beliebiger Stelle im Drahtlaufsystem durch einen Bürstenkontakt erfolgen. Aus dem zwischen Bearbeitungselektrode 1 und Meßelektrode 7 fließenden Strom wird von der Auswertungseinheit 13 der Widerstand ermittelt und somit auf die Anwesenheit der Drahtspitze 15 im Meßbereich geschlossen. Wenn durch den Meßbereich 3 keine Bearbeitungselektrode 1 verläuft, fließt praktisch kein Strom durch den Stromsensor 11. Bei Eintritt der Spitze 15 der Drahtelektrode 1 im Meßbereich 3 nimmt der Strom zu und erreicht sein Maximum, wenn die Spitze 15 die ringförmige Meßelektrode 7 passiert hat. Auch in diesem Ausführungsbeispiel ist der Meßbereich 3 von einem schwach leitenden Transportfluid ausgefüllt.
  • 4a zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei welcher der Innendurchmesser der Meßelektroden 7, 7' möglichst eng ausgebildet ist, um eine hohe Empfindlichkeit der Messung zu erreichen (vgl. obige Gleichung). Damit im Drahtlaufsystem bei der Detektionsvorrichtung kein „Flaschenhals" entsteht, in dem sich das Transportfluid staut und somit das Einführen einer Drahtelektrode 1 behindert wird, wird bei dieser Lösung ein Teil des Transportfluids in einem Bypass 19 um den Meßbereich 3 herumgeleitet. Im dargestellten Beispiel ist der Durchmesser d der Meßelektroden 7, 7' und somit der Innendurchmesser des Meßbereichs halb so groß wie der Innendurchmesser D der restlichen Drahtlaufleitung. Um den Fluß des Transportfluids nicht zu behindern, zweigt kurz vor dem Meßbereich 3 der Bypass 19 ab, und mündet kurz hinter dem Meßbereich 3 wieder in den Drahtlauf ein, so daß dem Fluidfluß im Meßbereich 3 eine ausreichend große Querschnittsfläche zur Verfügung steht. Durch eine geeignete geometrische Ausbildung der Detektionsvorrichtung wird gewährleistet, daß die Drahtelektrode 1 nicht in der Vorrichtung anstößt und beim Einfädeln den Weg durch den Meßbereich 3 einschlägt.
  • 4b zeigt eine baugleiche Variante wie 4a, mit dem Unterschied, dass die Messelektroden 7, 7' durch einen integrierten Transformator 6 ersetzt sind. Über die Anschlüsse 7'' und 7''' wird eine Wechselspannungsquelle angelegt, und mit einem Stromsensor der Primärstrom Ip gemessen. Es kann hier – ebenso wie bei der Vorrichtung der 4a – eine Auswertelektronik nach 10a verwendet werden (umfassend eine Spannungsquelle, einen Stromsensor und eine Auswertungseinheit) denn die Anschlüsse 7'', 7''' verhalten sich sehr ähnlich wie die Messelektroden 7, 7'. Der einzige Unterschied besteht in einer kleinen zusätzlichen induktiven Komponente des Primärstromes Ip, welche durch den Transformator 6 verursacht wird. Der Messbereich 3 wird zu einer Sekundärwindung des Transformators 6, und über den Bypass 19 kann ein Sekundärstrom Is fliessen. Wenn sich nun die Elektrodenspitze 15 in den Messbereich 3 bewegt, wird der Widerstand der Sekundärwindung stark herabgesetzt, der Sekundärstrom Is wird erhöht, und entsprechend dem Übersetzungsverhältnis des Transformators 6 wird auch der Primärstrom Ip erhöht. Als Beispiel kann für den Transformator 6 ein hochpermeabler Ferritringkern mit etwa 10 Primärwindungen eingesetzt werden. Da der Durchmesser d des Messbereichs 3 klein gewählt wird, der Bypass 19 aber einen grossen Querschnitt aufweist, ergibt sich auch hier eine sehr gute Messauflösung. Durch diesen Aufbau erhält man eine ausgezeichnete Langzeitstabilität, da sich keine Sensorteile im Nassbereich befinden. Dank der galvanischen Trennung ergibt sich auch eine hohe Störsicherheit. Diese Variante arbeitet nur mit einem Leitwert des Transportfluids von höher als etwa 1 μS/cm, und die Drahtelektrode 1 darf natürlich im Messbereich 3 keinen Fremdstrom führen, und kann somit beispielsweise nicht zwischen einem Stromkontakt des Generators und dem Werkstück angebracht werden.
  • In 5 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt, in welcher im Gegensatz zu den 1-4 nicht die resistive Komponente, sondern die kapazitive Komponente der Impedanzänderung für die Detektion der Bearbeitungselektrode 1 ausgewertet wird. Hierbei umschließt wie in 1 eine zylindrische Schutzhülle 5 aus isolierendem Material einen Meßbereich 3, durch den eine Drahtelektrode 1 in Axialrichtung durchgeführt wird. Im Gegensatz zu den vorstehenden Beispielen sind die Meßelektroden 8, 8' auf der Außenseite der Schutzhülle 5 angebracht, wobei sie einen Großteil des Meßbereichs bedecken. Die Messelektroden 8, 8' bestehen hier aus zwei Röhrchen, welche je etwa zur Hälfte den Messbereich 3 überdecken. Beim Anlegen einer hochfrequenten Wechselspannung wird ein elektrisches Feld zwischen Elektrode 8 und Drahtelektrode 1 sowie zwischen Drahtelektrode 1 und Elektrode 8' erzeugt. Die Kapazität dieser Anordnung variiert fast linear mit der Position der Drahtspitze 15. Ein leitfähiges Transportfluid stört hier natürlich die Messung, denn eine Auswertelektronik nach dem Beispiel in 10b (umfassend eine Spannungsquelle, einen Stromsensor und eine Auswertungseinheit) würde durch einen zu tiefen Wert für den Sensorwiderstand Rs dauernd blockiert. Somit ist diese Ausführungsform nur für einen Leitwert des Transportfluids von kleiner als etwa 1μS/cm geeignet. Für gasförmige oder kohlenwasserstoffartige Transportfluide ist diese Ausführung jedoch hervorragend geeignet.
  • Im Stand der Technik sind verschiedene Methoden zur Messung einer Kapazität bekannt. Beispielsweise kann zusammen mit dem Kondensator ein Schwingkreis gebildet werden, bei welchem die Kapazität das frequenzbestimmende Element ist, und somit eine einfache und robuste Auswertung mit digitalen Mitteln wie Mikroprozessoren oder dergleichen erfolgen. Alternativ kann man den Verschiebungsstrom als Meßgröße verwenden, wie dies z . B. in der DE 28 26 270 C2 der Anmelderin offenbart ist.
  • Die Frequenz der Wechselspannungsquelle 9 wird bei der kapazitiven Detektion bedeutet höher gewählt als bei dem vorstehend erwähnten resistiven Verfahren.
  • Das auf der Kapazitätsänderung beruhende Detektionsverfahren hat gegenüber dem resistiven Verfahren den Vorteil, daß die Meßelektroden völlig vom Transportfluid isoliert werden können, und daß das Transportfluid keine Leitfähigkeit aufzuweisen braucht. Dies Verfahren ist daher besonders bei Luft oder bei Kohlenwasserstoffen als Transportfluid geeignet.
  • In 6 und 7 wird ein Beispiel für das erfindungsgemäße Vergleichssensor-Verfahren in einer Drahterodiermaschine dargestellt. Dieses Verfahren ist unempfindlich gegenüber Variationen des Leitwertes des Transportfluids und stellt somit eine Lösung zu dem oben bereits angesprochenen Interessenkonflikt zwischen Meßempfindlichkeit und Baugröße der erfindungsgemäßen Vorrichtung bereit, denn sie ermöglicht die Detektion einer Bearbeitungselektrode mit höchster Empfindlichkeit mittels einer Detekti onsvorrichtung, dessen Abmessungen den Anforderungen des Elektrodenlaufsystems optimal angepaßt sind.
  • Wie vorstehend bereits erwähnt, ist es günstig, den Innendurchmesser einer Drahtdetektionsvorrichtung an den Innendurchmesser des restlichen Drahtlaufsystems anzupassen, da Querschnittsveränderungen im Drahtlaufsystem zu Druckverlust im Transportfluid und zu Unsicherheit bei der Einführung der Drahtelektrode führen. Der Innendurchmesser eines normalen Drahtlaufsystems ist aber relativ groß. Bei einem großen Innendurchmesser DS der Drahtdetektionsvorrichtung ist der Widerstand eines Fluidzylinders zwischen zwei ringförmigen Meßelektroden RW1 wegen seiner großen Querschnittsfläche π DS 2 relativ klein (vgl. Gleichung 2). Ist aber der Widerstand RW1 des Fluidzylinders zwischen den Meßelektroden ohnehin schon klein, so ist der prozentuale Rückgang des Widerstandes beim Durchgang der Drahtelektrode durch den Meßbereich ebenfalls klein und die Meßempfindlichkeit gering. Dem kann zwar in gewissen Maßen entgegengewirkt werden, indem der Abstand zwischen den beiden Meßelektroden L vergrößert wird, um damit wiederum den Widerstand RW1 des Fluidzylinders zu erhöhen, dies führt allerdings zu einer ungünstigen größeren Baugröße der Detektionsvorrichtung insgesamt.
  • Der oben erläuterte Zusammenhang zwischen Meßempfindlichkeit und dem Widerstand RW1 des Fluidzylinders zwischen den Meßelektroden ist schematisch in 6 dargestellt. Hier ist der gemessene Widerstand im Meßbereich bei nicht vorhandener Drahtelektrode (gestrichelte Linie) und bei vorhandener Drahtelektrode (durchgezogene Linie) gegen den Leitwert, also das Reziproke des Widerstands des Fluidzylinders aufgetragen. Die gestrichelte Linie beschreibt im wesentlichen eine Hyperbel, da der im Meßbereich gemessene Widerstand bei nicht vorhandener Drahtelektrode dem Widerstand des Fluidzylinders entspricht.
  • Der gemessene Widerstand bei vorhandener Drahtelektrode ist stets geringer, wobei die Differenz ΔR zwischen dem Widerstand bei vorhandener und bei nicht vorhandener Drahtelektrode geringer wird, je größer der Leitwert des Fluidzylinders ist. Die Meßempfindlichkeit ist also bei geringem Leitwert des Fluidzylinders, d.h. bei einem Detektor mit kleinem Innendurchmesser und großem Abstand zwischen den Meßelektroden, am größten. Etwa bis zu Punkt B, der etwa einem Leitwert von 4 μS/cm entspricht, ist der Widerstandsabfall ΔR beim Einführen der Drahtelektrode in den Meßbereich groß genug, um eine sichere Drahtdetektion zu gewährleisten. Optimale Leitwerte des Fluidzylinders liegen zwischen Punkt A und Punkt B.
  • Eine sichere Detektion der Drahtelektrode kann dadurch erschwert werden, daß die auf Drahterodiermaschinen üblicherweise eingesetzten Leitwertsonden nur mit einer Genauigkeit von ± 1 μS/cm arbeiten. Wählt man also ein Detektionsvorrichtung mit dem übrigen Drahtlaufsystem angepaßten großen Innendurchmesser und geringer Beabstandung der Meßelektroden und eine übliche Leitwertsonde, so besteht die Gefahr, daß nicht mehr zwischen „Drahtelektrode vorhanden" und „Drahtelektrode nicht vorhanden" unterschieden werden kann, zumindest ist die Unterscheidung erschwert.
  • Daher setzt man besonders bevorzugt ein erfindungsgemäßes Vergleichssensor-Verfahren ein, welches unabhängig von der absoluten Größe des gemessenen Leitwerts arbeitet. Hierbei wird gemäß einem Ausführungsbeispiel außerhalb des Drahtlaufsystems ein Vergleichsensor eingesetzt, der baugleich oder ähnlich wie die im Drahtlaufsystem angeordnete erfindungsgemäße Detektionsvorrichtung ausgebildet ist. Dieser Vergleichssensor ist vom selben Transportfluid durchströmt wie die Detektionsvorrichtungen im Drahtlaufsystem, wird jedoch nicht von der Drahtelektrode durchquert. Hierdurch ist der Sollwiderstand einer Detektionsvorrichtung bei nicht vorhandener Bearbeitungselektrode zu jeder Zeit bekannt. Sind Vergleichssensor und Detektionsvorrichtung baugleich ausgebildet, so ist die Impedanz der beiden – ohne Drahtdurchgang – bis auf wenige Prozente gleich. Eine massive Reduktion der Impedanz in der Detektionsvorrichtung gegenüber der Impedanz im Vergleichssensor (z.B. minus 30 %) wird somit eindeutig als Drahtdurchgang interpretiert.
  • Der Vergleichssensor kann alternativ in Kombination mit zwar nicht baugleichen, aber ähnlichen, d.h. lediglich in den geometrischen Abmessungen modifizierten Detektionsvorrichtungen eingesetzt werden. Die Charakteristika der Detektionsvorrichtungen, die nicht identisch zum Vergleichssensor sind, werden meßtechnisch erfaßt und mittels eines Umrechnungsfaktors berücksichtigt.
  • Ein Beispiel des Vergleichssensor-Verfahrens ist als Flußdiagramm in 7 dargestellt. Nach dem Start der Detektion wird zunächst der Impedanz-Vergleichswert XA des Vergleichssensors gemessen, der hier die geometrischen Abmessungen eines Detektortyps A hat. Im nächsten Schritt wird die Impedanz XM der Drahtdetektionsvorrichtung (Drahtdetektor) gemessen und daraufhin bestimmt, ob der Drahtdetektor vom gleichen Typ wie der Vergleichssensor ist oder ob er andere geometrischen Abmessungen, zum Beispiel die eines Typs B aufweist. Ist der Drahtdetektor von Typ B, wird der gemessene Impedanzwert XM mit einem entsprechenden Kompensationsfaktor C multipliziert, andernfalls wird direkt die im Drahtdetektor gemessene Impedanz XM mit der Impedanz im Vergleichssensor verglichen. Gleichen sich die Impedanzen im Vergleichssensor und im Drahtdetektor in einem Rahmen von ± 10%, wird gemeldet, daß der Drahtdetektor im Zustand „ohne Draht(elektrode)" ist. Sind die beiden Impedanzen um mehr als 10% verschie den, wird in einem nächsten Schritt geprüft, ob die – gegebenenfalls mit dem Kompensationsfaktor korrigierte – Impedanz des Drahtdetektors XMK um mehr als 30% kleiner ist als die Impedanz im Vergleichssensor. Ist dies der Fall, wird gemeldet, daß sich der Drahtdetektor im Zustand „Draht(elektrode) vorhanden" befindet. Andernfalls wird eine Fehlermeldung generiert. Durch dieses Vergleichssensor-Verfahren wird eine äußerst zuverlässige Detektion der Drahtelektrode im Drahtlaufsystem ermöglicht.
  • 8 zeigt einen Querschnitt durch eine Drahterodiermaschine, an der an mehreren Stellen des Drahtlaufsystems Detektionsvorrichtungen der oben beschriebenen Art eingesetzt sind.
  • Das Maschinengestell der Drahterodiermaschine besteht im wesentlichen aus einem zentralen Maschinenkörper 32, der hier auf drei aufrechten Säulen 30 abgestützt ist. An der vorderen (zum Arbeitsraum der Maschine gewandten) Seite des Maschinenkörpers ist eine verschiebbar gelagerte X-Konsole 33 angeordnet. Auf der Konsole 33 ist eine in 8 schematisch dargestellte balkenartige Werkstücksauflage 34 befestigt, auf welcher ein Werkstück 36 mit geeigneten Spannmitteln montiert wird. Für eine weitere Erläuterung der in 8 dargestellten Drahterosionsmaschine wird auf eine deutsche Patentanmeldung der Anmelderin mit dem Aktenzeichen 199 32 645.2-34 verwiesen. Im folgenden wird im wesentlichen nur das Drahtlaufsystem der dargestellten Drahterosionsmaschine beschrieben.
  • Die – schematisch dargestellte – Drahtelektrode 1 wird von einer Vorratsrolle 38 an der Rückseite des Maschinenkörpers 32 in bekannter Weise unter Zugspannung abgewickelt und über mehrere Umlenkrollen 40, 42 zu der sogenannten Tänzerrolle 44 geführt. Die Tänzerrolle 44 ist über Federmittel elastisch nach oben beaufschlagt, um die Schwankungen in der Drahtlänge, die beim Abwickeln von der Vorratsrolle 38 entstehen, auszugleichen. Über eine weitere Umlenkrolle 46 wird die Drahtelektrode 1 in eine Drahtaufbereitungseinrichtung 48 geführt, welche den Zweck hat, eine Drahtelektrode anzusaugen und für den weiteren Einfädelvorgang vorzubereiten. Diese Komponenten des Drahtlaufsystems sind auf der Funkenerosionsmaschine in 8 jeweils doppelt vorhanden, um zwei Typen von Drahtelektroden für einen automatisierten Wechsel bereitzuhalten.
  • Im Ausgangsbereich der Drahtaufbereitungseinrichtung 48 sind die ersten erfindungsgemäßen Drahtdetektionsvorrichtungen 50 angeordnet, welche eine Kontrolle des ersten Einfuhrschrittes und eine Überprüfung des Ladezustands in der Drahtaufbereitungseinrichtung 48 ermöglichen. Von der Drahtaufbereitungseinrichtung 48 wird die Drahtelektrode 1 an einem weiteren Drahtdetektor 50 am Äußeren eines als Drahtführungsarm wirkenden Querträgers vorbei in ein Drahtführungsrohr 52 gespeist. Dies geschieht typischerweise unter Einwirkung einer nicht dargestellten Injektordüse, die einen Fluidstrahl erzeugt, mit dem die Drahtelektrode 1 durch das Rohr 52 transportiert wird. Am Ende des Drahtführungsrohres 52 wird die Drahtelektrode 1 über eine Umlenkrolle 56 in Richtung Werkstück 36 umgelenkt und in ein weiteres Drahtführungsrohr 58 gespeist. Da Drahtumlenkungen besonders kritische Stellen des Drahtlaufsystems darstellen, an denen beim Einfädeln und Wiedereinfädeln nach einem Drahtbruch oder Drahtschnitt vermehrt Fehler auftreten, sind weitere Drahtdetektionsvorrichtungen 50 vor und nach der Umlenkrolle 56 angeordnet. Von dem Drahtführungsrohr 58 läuft die Drahtelektrode 1 zu der Bremsrolle 60, die sie einmal umschlingt. Die Bremsrolle 60 erzeugt die für den Funkenerosionsvorgang erforderliche Zugspannung auf der Drahtelektrode 1 im Ar beitsraum. Von der Bremsrolle 60 durchläuft die Drahtelektrode 1 den oberen Drahtführungskopf 62, wo sich eine Stromzufuhreinheit zur Beaufschlagung mit dem Bearbeitungsstrom befindet. In die Stromzufuhreinheit integriert ist ein weiterer Drahtdetektor 50. Die Drahtelektrode 1 läuft weiter vom oberen Drahtführungskopf 62 durch den Arbeitsraum, in dem ein Werkstück 36 zur Bearbeitung aufgespannt ist, hindurch zum unteren Drahtführungskopf 64 und wird dort unter erneuter Umlenkung durch die Umlenkrolle 66 vorbei an einem weiteren Drahtdetektor 50 in das Drahtführungsrohr 68 geführt. Das Rohr 68 führt an einem weiteren Drahtdetektor 50 vorbei zu einer Drahtziehvorrichtung 72, welche die Drahtspannung aufrechterhält. Von dort fällt die Drahtelektrode 1 in einen Entsorgungsbehälter 74.
  • Das dargestellte Beispiel einer Drahterosionsmaschine zeigt, daß der erfindungsgemäße Drahtdetektor an vielen Stellen des Drahtlaufsystems eingesetzt werden kann, nicht zuletzt wegen seiner äußerst kompakten Bauweise. Insbesondere in den Drahtführungsköpfen, vor und nach Umlenkrollen und an der Drahtaufbereitungseinrichtung ist eine Erfassung der Drahtposition sinnvoll, z.B nach einem Drahtbruch oder absichtlichen Drahtschnitt. Um das Einsetzen der erfindungsgemäßen Detektionsvorrichtung weiter zu erleichtern, ist es möglich, den Drahtdetektor in andere Komponenten des Drahtlaufsystems, zum Beispiel eine Antriebsdüse oder einen Drahtführungskopf einzubauen. Alternativ kann die Detektionsvorrichtung als modulares Bauelement ausgebildet sein, welche direkt an bestimmte Stellen des Drahtlaufsystems eingebaut werden kann. Durch die große Stückzahl können hierbei geringe Herstellkosten pro Stück erreicht werden.
  • Durch die oben gezeigte Anordnung von mehreren Drahtdetektionsvorrichtungen entlang des Drahtlaufsystems wird eine umfassende Überwachung des Drahttransportes ermöglicht. Die Signale der Drahtdetektionsvorrichtungen werden von einer Steuerung ausgewertet und mit weiteren Informationen über den Drahtlauf kombiniert. Zu den weiteren Informationsquellen über das Drahtlaufsystem zählen insbesondere: der Generator, der die für die Funkenerosion erforderliche Arbeitsspannung erzeugt und einen Drahtriß im Arbeitsbereich an dem Abfallen des Arbeitsstromes erkennt; ein Drahtlagesensor zum Messen der Auslenkung der Drahtelektrode in der Ebene senkrecht zu ihrer Vorschubrichtung; eine Vorrichtung zur Erfassung der Drahtzugkraft; sowie die Winkeldrehgeber auf der Vorratsrolle, der Bremsrolle, den Zugrollen etc. Aus der Gesamtheit dieser Informationen kann die Steuerung ein umfassendes Bild der Situation im Drahtlaufsystem erstellen, eventuelle Fehlfunktionen diagnostizieren und entsprechende Maßnahmen zur Wiederherstellung eines ordnungsgemäßen Drahttransports ergreifen. Insbesondere kann die Steuerung auf der Basis der Drahtdetektionssignale geeignete Antriebsmittel, z.B. Absaug- oder Injektordüsen im Drahtlaufsystem aktivieren, um die Drahtelektrode sicher einzufädeln und zu transportieren. Hierfür können Strategien entwickelt werden, die die Steuerung des Drahtantriebs in verschiedenen Situationen definieren. Derartige Strategien sollen insbesondere Pannen beim Einführen, Transportieren und bei der weiteren Handhabung der Drahtelektrode verhindern.
  • Ein Beispiel für eine derartige erfindungsgemäße Drahtantriebs-Strategie ist in 9 dargestellt. Hierbei errechnet die Steuerung bei Beginn des Einfädelns die Ablaufgeschwindigkeit der Drahtelektrode aufgrund der Drahtrestmenge auf der Vorratsrolle und der Drehzahl der Vorratsrolle. Aus der Ablaufgeschwindigkeit errechnet sie die Zeit Δt, in der die Drahtspitze bei ordnungsgemäßem Einfädeln beim nächsten Drahtdetektor eintreffen sollte und erwartet von dieser Drahtdetektionsvorrichtung nach Ablauf der Zeit Δt ein Detektionssignal. Trifft dieses innerhalb der festgelegten Zeit nicht ein, so können automatisch bestimmte Maßnahmen oder Sequenzen von Maßnahmen ergriffen werden, um den Fehler zu beheben.
  • 10a zeigt ein Schaltungsbeispiel für eine Auswertelektronik bei induktiver und/oder resistiver Messwerterfassung. Die Schaltung beinhaltet alle notwendigen Komponenten für den Sensor: nämlich eine Wechselspannungsquelle 9 mit INV bezeichnet, den Stromsensor 11 gebildet aus der Kapazität Co und den Komparatoren CP1 und CP2, sowie die Auswertungseinheit 13, das bistabile Kippglied FF. Es muss nur eine bipolare Speisespannung V+, V- von zum Beispiel +/- 15 VDC bereitgestellt werden. Die Funktion ist analog einem handelsüblichen CMOS-Timer-Bauelement vom Typ TLC555 beschrieben im Datenblatt D2784, Nov.1991, von der Firma TEXAS INSTRUMENTS, Dallas, USA.
  • Die Widerstände R1, R2 und R3 dienen zur Festlegung einer positiven +Ref, und einer symmetrischen negativen -Ref Referenzspannung von zum Beispiel +1V und -1V.
  • Der Kondensator Co wird durch den Sensorstrom Is abwechslungsweise positiv und negativ bis zu diesen Referenzspannungen aufgeladen. Die Ladezeit wird somit proportional zum Sensorwiderstand Rs und die Frequenz wird proportional zum Sensorstrom Is. Die Sensorinduktivität Ls hat durch ihre frequenzabhängige Impedanz ein ähnliches Verhalten und stört die lineare Funktion nur unwesentlich. Das Kippglied FF wandelt die Setz- und Rücksetzimpulse der Komparatoren CP1 und CP2 in ein Logiksignal FM welches seinerseits den Inverter INV auf die Spannungen V- und V+ umschaltet. Der Widerstand R4 dient zur Begrenzung des maximalen Sensorstromes Is, und somit der maximalen Frequenz des Sensors. Der Sensorausgang wird direkt durch das Logiksignal FM gebildet. Dieses frequenzmodulierte Signal kann gut über weite Distanz übertragen, und sehr einfach von einem Mikroprozessor ausgewertet werden. Diese Schaltung ist für alle Messanordnungen, außer jener der 5 geeignet.
  • 10b zeigt dieselbe Schaltung, die jedoch für die Erfassung einer Sensorkapazität Cs konfiguriert ist, und sich für die Messanordnung nach 5 eignet. Die Kapazität Co wird möglichst klein oder Null gewählt, um eine hohe Auflösung zu erreichen. Die Ladezeit wird hier nämlich proportional zur Summe der variablen Sensorkapazität Cs und Co, somit ergäbe sich bei einer grossen Kapazität Co nur eine kleine Frequenzänderung. Der Widerstand R4 dient hier zur Festlegung des Frequenzbereiches. Die Funktion und Eigenschaften sind sonst gleich wie jene der Schaltung nach 10a.

Claims (29)

  1. Vorrichtung zur berührungslosen Detektion einer stab- oder drahtförmigen Bearbeitungselektrode (1) einer Werkzeugmaschine, insbesondere einer Funkenerosionsmaschine, welche einen Meßbereich (3) aufweist, durch welchen die Bearbeitungselektrode (1) durchführbar ist, wobei der Meßbereich während der Messung mit einem Bearbeitungselektroden-Transportfluid ausgefüllt ist, das eine von der elektrischen Leitfähigkeit der Bearbeitungselektrode (1) verschiedene elektrische Leitfähigkeit aufweist, und zumindest eine Meßelektrode (7, 7', 8, 8') vorgesehen ist, welche eine beim Durchgang der Bearbeitungselektrode (1) durch das Transportfluid verursachte Impedanzänderung im Meßbereich (3) erfaßt.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Meßbereich (3) zwei oder mehrere Meßelektroden (7, 7') in der Vorschubrichtung der Bearbeitungselektrode (1) voneinander beabstandet angeordnet sind.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Meßbereich (3) eine Meßelektrode (7) angeordnet ist und eine zweite Meßelektrode von der Bearbeitungselektrode (1) selbst gebildet wird.
  4. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung im wesentlichen auf der Detektion der Änderung der resistiven, kapazitiven und/oder der induktiven Komponente der Impedanz im Meßbereich (3) beruht.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Auswertelektronik (13), welche im wesentlichen die resistive Komponente der Impedanzänderung auswertet, wobei während der Messung zwischen der Bearbeitungselektrode (1) und der/den Meßelektrode(n) (7, 7') ein Transportfluid mit einer elektrischen Mindestleitfähigkeit vorhanden ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Auswertelektronik (13), welche im wesentlichen die kapazitive Komponente der Impedanzänderung auswertet, wobei zwischen der Bearbeitungselektrode (1) und der/den Meßelektrode(n) (8, 8') ein isolierendes oder sehr schwach leitendes Transportfluid vorhanden ist.
  7. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertelektronik eine Schaltung zur Messung der Impedanzänderung umfaßt, wobei die Impedanzänderung die Ladezeit eine Kondensators (Co) beeinflußt, welcher abwechslungsweise positiv und negativ geladen wird, wobei zwei Komparatoren (CP1, CP2) anhand von zwei Referenzspannungen (+Ref, -Ref) die Ladung begrenzen, und über eine bistabile Kippstufe (FF) und einen Inverter (INV) die Ladung jeweils in die entgegengesetzte Polarität überführen, und daß der logische Ausgang (FM) der bistabilen Kippstufe (FF) ein zur Impedanzänderung proportionales Zeitsignal zur Weiterverarbeitung ausgibt.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Transportfluid eine Mindestleitfähigkeit von 1 μS/cm aufweist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Transportfluid eine Leitfähigkeit von höchstens 1 μS/cm aufweist.
  10. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßelektrode(n) (7, 7', 8, 8') U-förmig ausgebildet ist/sind.
  11. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßelektrode(n) (7, 7') als Ring(e) ausgebildet ist/sind.
  12. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßelektroden (7, 7') gegen das Eindringen des Transportfluids in die Vorrichtung abgedichtet sind.
  13. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß während der Messung an eine oder mehrere der Meßelektrode(n) (7, 7', 8, 8') eine Wechselspannung angelegt wird.
  14. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Innendurchmesser (d), der im wesentlichen gleich groß ist wie der Innendurchmesser (D) der restlichen Transportstrecke der Bearbeitungselektrode (1).
  15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, gekennzeichnet durch einen Innendurchmesser (d), der wesentlich kleiner ist als der Innendurchmesser (D) der restlichen Transportstrecke der Bearbeitungselektrode (1), wobei ein Teil des Transportfluids auf einem Bypass (19) um den Meßbereich (3) herum geleitet wird.
  16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Fluß eines Transformators (6) den Messbereich (3), aber nicht den Bypass (19) umschliesst, derart, daß sich durch die Bearbeitungselektrode (1), den Messbereich (3) und den Bypass (19) eine Sekundärwindung bildet, und daß an der Primärwicklung eine Wechselspannung anliegt, und daß ein Stromsensor (A) anhand des Primärstromes (Ip) die Im pedanz der Sekundärwindung und damit die Lage der Bearbeitungselektrodenspitze (15) ermittelt.
  17. Verwendung der Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche zur Überwachung des Bearbeitungselektrodentransportes einer Drahterodiermaschine oder einer Senkerodiermaschine, insbesondere Bohrerodiermaschine, Fräserodiermaschine oder Mikrosenkerodiermaschine.
  18. Drahterodiermaschine, welche zur Überwachung des Transports der Drahtelektrode (1) an mehreren Stellen des Drahtlaufsystems mit Detektionsvorrichtungen (50) nach einem der Ansprüche 1-16 ausgestattet ist.
  19. Drahterodiermaschine nach Anspruch 18, bei welcher eine Detektionsvorrichtung (50) in einen Drahtführungskopf oder in eine Antriebsdüse im Drahtlaufsystem baulich integriert ist.
  20. Verfahren zur berührungslosen Detektion einer stab- oder drahtförmigen Bearbeitungselektrode (1) einer Werkzeugmaschine, insbesondere einer Funkenerosionsmaschine, wobei die Bearbeitungselektrode (1) einen Meßbereich durchläuft, der während der Messung mit einem Bearbeitungselektroden-Transportfluid ausgefüllt ist, wobei das Transportfluid eine von der elektrischen Leitfähigkeit der Bearbeitungselektrode (1) verschiedene elektrische Leitfähigkeit aufweist, und eine beim Durchgang der Bearbeitungselektrode (1) durch das Transportfluid verursachte Impedanzänderung im Meßbereich (3) erfaßt wird.
  21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanzänderung durch einen Vergleich der Impedanz in einem ersten Meßbereich (3), durch den die Elektrodentransportstrecke verläuft, gegenüber der Impedanz in einem zweiten Meßbereich (19) ermittelt wird, der nicht von der Bearbeitungselektrode (1) passiert wird und der mit dem gleichen Fluid ausgefüllt ist wie der erste Meßbereich (3).
  22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Messungen im ersten und im zweiten Meßbereich (3, 19) mit baugleichen oder bauähnlichen Detektionsvorrichtungen nach einem der Ansprüche 1-16 durchgeführt werden.
  23. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß im wesentlichen eine Änderung der resistiven, der kapazitiven und/oder der induktiven Komponente der Impedanz im Meßbereich (3) detektiert wird.
  24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß im wesentlichen eine Änderung der resistiven Komponente der Impedanz im Meßbereich (3) detektiert wird, wobei der Meßbereich (3) mit einem Transportfluid mit einer elektrischen Mindestleitfähigkeit ausgefüllt ist.
  25. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß im wesentlichen eine Änderung der kapazitiven Komponente der Impedanz im Meßbereich (3) detektiert wird, wobei der Meßbereich (3) mit einem isolierenden oder sehr schwach leitenden Transportfluid ausgefüllt ist.
  26. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Fluß eines Transformators (6) den ersten Meßbereich (3), aber nicht den zweiten Meßbereich (19) umschliesst, und bei Anlegen einer Wechselspannung an die Primärwicklung des Transformators (6) über die Bearbeitungselektrode (1), den ersten Meßbereich (3) und den zweiten Meßbereich (19) ein von der Position der Drahtspitze (15) abhängiger Sekundärstrom (Is) induziert wird, und daß anhand der proportionalen Änderung des Primärstromes (Ip) die Lage der Bearbeitungsspitze (15) bestimmt wird, und daß das Transportfluid eine elektrische Mindestleitfähigkeit aufweist.
  27. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Impedanzänderung beim Durchgang der Bearbeitungselektrode (1) durch den Meßbereich (3) der Durchmesser der Bearbeitungselektrode (1) ermittelt wird.
  28. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Impedanzänderung beim Durchgang der Bearbeitungselektrode (1) durch den Meßbereich (3) bei bekanntem Durchmesser der Bearbeitungselektrode (1) die Oberflächenqualität, insbesondere der Grad der Verunreinigung, der Bearbeitungselektrode (1) beurteilt wird.
  29. verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 28, zur Messung der Drahtposition in einer Funkenerosionsmaschine an mehreren Stellen des Drahtlaufsystems, wobei in Abhängigkeit von der gemessenen Position der Drahtelektrode (1) im Drahtlaufsystem vorbestimmte Drahtantriebs-Strategien ausgelöst werden.
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