DE102005001012A1

DE102005001012A1 - Automatische Elektrodenwechselvorrichtung einer Funkenerosionsmaschine

Info

Publication number: DE102005001012A1
Application number: DE102005001012A
Authority: DE
Inventors: Chiao-chin Pu Yen Shih; Yu-Hua Pu Yen Wei
Original assignee: Castek Mechatron Ind Co Ltd
Current assignee: Castek Mechatron Ind Co Ltd
Priority date: 2004-05-13
Filing date: 2005-01-07
Publication date: 2005-12-01
Anticipated expiration: 2025-01-08
Also published as: JP2005324314A; CN100411795C; CN1695860A; DE102005001012B4; US20050252887A1; US7154063B2; JP5030378B2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine automatische Elektrodenwechselvorrichtung einer Funkenerosionsmaschine zur Herstellung kleiner Löcher, die einen automatischen Elektrodenwechsel gestattet. Die Elektrode ist in einem Elektrodenhalter (4) befestigt, der von einem Klemmhalter der Drehspindel (10) festgeklemmt werden kann. Ein Revolver (12) weist umfangsseitig gleichbeabstandete Ausnehmungen (121) und Magnete (122) auf, die jeweils einen Elektrodenhalter (4) aufnehmen und anziehen können. Zum Wechseln des Elektrodenhalters (4) führt ein erster Pneumatikzylinder (2) den Revolver (12) zur Drehspindel (10), um den zu wechselnden Elektrodenhalter (4) aufzunehmen und anzuziehen. Anschließend setzt der Klemmhalter der Drehspindel (10) den Elektrodenhalter (4) frei und die Drehspindel (10) bewegt sich nach oben. Danach wird der Revolver (12) in seine ursprüngliche Lage zurückgebracht und mittels eines zweiten Pneumatikzylinders (3) um einen geeigneten Winkel verdreht. Anschließend führt der erste Pneumatikzylinder (2) den Revolver (12) wieder zur Drehspindel (10), um den neuen Elektrodenhalter (4) unter den Klemmhalter zu bringen. Schließlich bewegt sich die Drehspindel (10) nach unten und der Klemmhalter nimmt den neuen Elektrodenhalter (4) auf. Dadurch erfolgt der Elektrodenwechsel automatisch.

Description

Die Erfindung betrifft eine automatische Elektrodenwechselvorrichtung einer Funkenerosionsmaschine.

Nach dem Stand der Technik weisen Funkenerosionsmaschinen, insbesondere solche zur Erzeugung kleiner Löcher, unter ihrer Drehspindel einen Elektrodenhalter auf, der eine Elektrode festklemmt.

Die Anbringung und Entnahme der Elektrode wird manuell durchgeführt. Diese Erosionssmaschinen weisen folgende Nachteile auf:

– Der Elektrodenhalter kann nicht abgenommen werden. Die Elektrode muß manuell von dem Elektrodenhalter getrennt und in dem Elektrodenhalter befestigt werden. Wenn die Befestigung der Elektrode nicht präzise ist, wird der Bestückungsprozeß beeinflußt.
– Der Elektrodenwechsel kann nur manuell durchgeführt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine automatische Elektrodenwechselvorrichtung einer Funkenerosionsmaschinen zu schaffen, die einen automatischen Elektrodenwechsel gestattet.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 bzw. die Merkmale des Anspruchs 3 gelöst.

Nach Anspruch 1 sind dazu die folgenden Maßnahmen getroffen:

1. Eine Drehspindel ist mit einem Klemmhalter versehen, der einen Elektrodenhalter festklemmen und freisetzen kann, wobei die Elektrode vorher in dem Elektrodenhalter befestigt wird.
2. Ein Revolver weist an der Umfangsseite in gleichmäßigen Abständen Ausnehmungen und Magnete auf, in denen jeweils ein Elektrodenhalter aufgenommen und von den Magneten angezogen wird. Ein erster Pneumatikzylinder bringt einen Elektrodenhalter so unter die Drehspindel, daß der Klemmhalter der Drehspindel diesen Elektrodenhalter festklemmt und auf diese Weise automatisch eine Bestückung mit einer Elektrode möglich ist.
3. Ein zweiter Pneumatikzylinder führt eine Druckstange mit, die gegen eine Speiche drückt, wodurch der Revolver um einen geeigneten Winkel verdreht wird. Dabei tritt eine Stahlkugel aus einem ursprünglichen Positionierloch aus und greift in ein neues Positionierloch ein, wodurch der Revolver in der neuen Stellung positioniert wird. Dadurch wird automatisch ein neuer Elektrodenhalter unter den Klemmhalter der Drehspindel gebracht und ermöglicht so einen automatischen Wechsel der Elektrode.
4. Da die Elektroden präzise in dem Elektrodenhalter befestigt sind, ist nach dem Elektrodenwechsel eine Korrektureinstellung der neuen Elektrode nicht erforderlich. Daher kann die Stillstandzeit bei der Bestückung verkürzt werden.

Für die Elektrodenwechselvorrichtung nach Anspruch 1 ergeben sich die folgenden Vorteile:
Die Anbringung der Elektrode ist einfach.

Der Elektrodenwechsel erfolgt automatisch und geschieht damit präzise und schnell.

Die Kosten werden durch die Automatisierung erheblich reduziert, insbesondere wenn die Erosionsbearbeitung mehrere Elektroden benötigt.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 1 ist im Patentanspruch 2 angegeben. Die Weiterbildung nach Patentanspruch 2 ermöglicht dadurch, daß der Tragerahmen des Revolvers an einer Seite ein Scharnier und an der anderen Seite eine Verriegelung aufweist, daß der Tragerahmen um das Scharnier ausgeschwenkt werden kann und damit der Bediener vor dem Aufnahmetisch leichter arbeiten kann.

Nach Anspruch 3 ist eine andere einfache Lösung der zugrundeliegenden Aufgabe gegeben. Die Ausbildung nach Patentanspruch 3 ermöglicht es, den Revolver direkt unter der Drehspindel anzubringen, so daß die Auswechslung einer Elektrode durch bloßes Drehen des Revolvers um einen geeigneten Winkel erfolgt.

Im folgenden wird eine Ausführungsform der Elektrodenwechselvorrichtung in bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
1 eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung zeigt,
2 und 2A–2C die schematischen Darstellungen der Bewegung der Ausführungsform der Erfindung zeigen,
3 und 3-A die Schnittdarstellungen des Revolvers zeigen,
4 und 4-A die Sichten von oben gemäß 3 und 3A zeigen,
5 eine perspektivische Darstellung des Elektrodenhalters zeigt,
6 eine perspektivische Darstellung der Ausführungsform der Erfindung im ausgeschwenktem Zustand zeigt,
6-A und 6-B die vergrößerten Darstellungen der Verriegelung zeigen.
Wie aus 1 ersichtlich ist, weist die Elektrodenwechselvorrichtung einen Aufnahmetisch B für das Werkzeug A auf, hinter dem ein Antrieb für die Drehspindel 10 vorgesehen ist, der einen Servomotor (nicht dargestellt) enthält, um die Drehspindel 10 auf und ab zu bewegen. Durch eine Steuervorrichtung (nicht zum Gegenstand der Erfindung gehörend) kann die Drehspindel 10 auf eine vorbestimmte höchste bzw. niedrigste Stellung positioniert werden.
Wie aus den 1 und 2 ersichtlich, ist unter der Drehspindel 10 ein Klemmhalter 11 und vor der Drehspindel 10 ein Revolver 12 vorgesehen. Wie aus 3 ersichtlich ist, weist der Revolver 12 umfangsseitig gleichbeabstandete Ausnehmungen 121 auf, für die jeweils ein Magnet 122 vorgesehen ist. Wie aus den 3 und 4 ersichtlich, ist in der Mitte des Revolvers 12 eine Scheibe 123 vorgesehen, die am Rand gleichbeabstandete Positionierlöcher 1231 und umfangsseitig Speichen 1232 besitzt. Die Drehachse des Revolvers 12 ist unter einem Achshalter 13 befestigt, der auf der Unterseite eine Feder 131 und eine Stahlkugel 132 besitzt, wobei die Stahlkugel 132 in die Positionierlöcher 1231 eingreift. Wenn der Revolver 12 um einen Winkel verdreht wird, greift die Stahlkugel 132 in das entsprechende Positionierloch 1231 ein, wodurch der Revolver 12 in dieser Stellung positioniert wird. Daher ist ein teurer Winkelteiler nicht erforderlich.
Wie aus den 1 und 2 ersichtlich ist, weist der Achshalter 13 in der Längsrichtung erste Schienen 14 auf, die an den beiden Enden jeweils mit einem Balken 15 verbunden sind, der durch die Tragestangen 16, die mit einem Tragerahmen 17 verbunden sind, stabil über dem Revolver 12 hängt. Der Achshalter 13 weist in der Längsrichtung noch einen ersten Pneumatikzylinder 2 auf, deren Kolbenstange 21 an dem der Drehspindel 10 zugewandten Balken 15 befestigt ist, wodurch der erste Pneumatikzylinder 2 den Achshalter 13 und den Revolver 12 entlang den ersten Schienen 14 verschieben kann.
Wie aus den 3, 4, 3A und 4A ersichtlich, ist an einer geeigneten Stelle auf dem Achshalter 13 ein zweiter Pneumatikzylinder 3 vorgesehen, dessen Kolbenstange 31 mit einer Pleuelstange 32 verbunden ist, die durch den Achshalter 13 hindurch geführt und mit einem Druckteil 33 unter dem Achshalter 13 verbunden ist, durch das eine zweite Schiene 34 hindurch geführt ist, wodurch der zweite Pneumatikzylinder 3 das Druckteil 33 entlang der zweiten Schiene 34 verschieben kann. Das Druckteil 33 besitzt eine Druckstange 35 mit einem Freiheitsgrad, die sich zwischen den Speichen 1232 befindet. Wenn die Kolbenstange 31 des Pneumatikzylinders 3 durch die Pleuelstange 32 das Druckteil 33 nach links schieben, drückt die Druckstange 35 gegen die Speiche 1232, wodurch der Revolver 12 um einen geeigneten Winkel verdreht wird. Wenn sich der Pneumatikzylinder 3 zurückstellt, kehrt die Druckstange 35 in seine ursprüngliche Lage zurück und wartet auf den nächsten Elektrodenwechsel.
Wie aus 5 ersichtlich ist, weist der Elektrodenhalter 4 einen kegelstumpfförmigen Dichtgummi 41, eine Klemmnut 42 für den Klemmhalter 11, eine Aufnahmenut 43 und eine Klammer 44 für eine Elektrode C auf. Wie aus 1 ersichtlich ist, greift die Innenwand der Ausnehmung 121 in die Aufnahmenut 43 des Elektrodenhalters 4 ein, der somit von dem Magnet 122 angezogen wird, so daß der Elektrodenhalter 4 stabil in der Ausnehmung 121 aufgenommen ist.
Wie aus den 6, 6A und 6B ersichtlich ist, weist der Tragerahmen 17 für den Revolver 12 an einer Seite ein Scharnier 171 und an der anderen Seite eine Verriegelung 172 auf. Wenn der Bediener vor dem Aufnahmetisch arbeiten muß, löst er den Haken 1721 aus der Verriegelung 172, wodurch der Tragerahmen 17 und somit der Revolver 12 um das Scharnier 171 ausgeschwenkt werden können. Nach der Arbeit wird der Tragerahmen 17 um das Scharnier zurückgeschwenkt, wodurch der Haken 1722 automatisch an den Vorsprung 1722 hakt, so daß der Tragerahmen 17 verriegelt ist.
Die Elektroden werden wie folgt befestigt:

1. Wie in 2 dargestellt, wird zwischen die Klammern 44 der Elektrodenhalter 4 jeweils eine Elektrode C geklemmt (5). Die Elektrodenhalter 4 sind durch ihre Aufnahmenut 43 in den Ausnehmungen 121 des Revolvers 12 aufgenommen, wodurch die Elektrodenhalter 4 gleichmäßig an der Umfangsseite des Revolvers 12 verteilt sind und jeweils von einem Magneten 122 angezogen werden.
2. Die Drehspindel 10 wird in eine geeignete Höhe bewegt.
3. Wie in 2A dargestellt, führt der erste Pneumatikzylinder 2 den Achshalter 13 und den Revolver 12 zu einer vorbestimmten Position mit, wobei einer der Elektrodenhalter 4 gerade unter dem Klemmhalter 11 steht.
4. Wie in 2B dargestellt, wird die Drehspindel 10 nach unten bewegt, damit der Klemmhalter 11 das Dichtgummi 41 umschließt und in die Klemmnut 42 eingreift.
5. Wie in 2C dargestellt, führt der erste Pneumatikzylinder 2 den Achshalter 13 und den Revolver 12 in die ursprüngliche Lage zurück, wodurch der von dem Klemmhalter 11 gehaltene Elektrodenhalter 4 von der Ausnehmung 121 und dem Magneten 122 des Revolvers 12 getrennt wird.

Die Elektroden werden wie folgt gewechselt:

1. Wie in 2C erkennbar, wird die Drehspindel 10 bewegt, bis der festgeklemmte Elektrodenhalter 4 eine geeignete Höhe erreicht.
2. Der erste Pneumatikzylinder 2 führt den Revolver 12 zu der vorbestimmten Position mit, in der der festgeklemmte Elektrodenhalter 4 wieder durch seine Aufnahmenut 43 in der Ausnehmung 121 aufgenommen und von dem Magneten 122 angezogen wird (2-B).
3. Der Klemmhalter 11 setzt den Elektrodenhalter 4 frei.
4. Die Drehspindel 10 wird in eine geeignete Höhe bewegt, damit der Klemmhalter 11 von dem Elektrodenhalter 4 getrennt wird (2-A).
5. Wie in 3 und 4 führt der zweite Pneumatikzylinder 3 über die Kolbenstange 31 die Pleuelstange 32 mit, wodurch das Druckteil 33 entlang der zweiten Schiene nach links verschoben wird, so daß die Druckstange 35 die Speiche 1232 drückt, die somit um einen geeigneten Winkel verdreht wird. Gleichzeitig tritt die Stahlkugel 132 durch Drehen des Revolvers 12 aus dem ursprünglichen Positionierloch 1321 aus und greift in ein neues Positionierloch 1321 ein, wodurch der Revolver 12 in der neuen Stellung positioniert wird. Da der Revolver 12 um einen geeigneten Winkel gedreht wird, verläßt der ursprüngliche Elektrodenhalter 4 die Stellung für den Klemmhalter 11 und tritt ein neuer Elektrodenhalter 4' in dieser Stellung ein (2-C zu 2-A).
6. Wie in 2-B dargestellt, wird die Drehspindel 12 nach unten bewegt, damit der Klemmhalter 11 den neuen Elektrodenhalter 4' festklemmt.
7. Wie in 2C dargestellt, führt der erste Pneumatikzylinder 2 den Achshalter 13 und den Revolver 12 in die ursprüngliche Lage zurück, wodurch der Elektrodenhalter 4', der von dem Klemmhalter 11 festgeklemmt wird, von der Ausnehmung 121 und dem Magneten 122 des Revolvers 12 getrennt wird.
8. Der obengenannte Vorgang kann wiederholt werden, wenn der Elektrodenhalter 4' gegen einen anderen Elektrodenhalter ausgetauscht werden soll.

A: Werkstück
B: Aufnahmetisch
10: Drehspindel
11: Klemmhalter
12: Revolver
121: Ausnehmung
122: Magnet
123: Scheibe
1231: Positionierloch
1232: Speiche
13: Achshalter
131: Feder
132: Stahlkugel
14: erste Schiene
15: Balken
16: Tragestange
17: Tragerahmen
2: erster Pneumatikzylinder
21: Kolbenstange
3: zweiter Pneumatikzylinder
31: Kolbenstange
32: Pleuelstange
33: Druckteil
34: Zweite Schiene
35: Druckstange
4: Elektrodenhalter
41: Dichtgummi
42: Klemmnut
43: Aufnahmenut
44: Klammer
C: Elektrode
171: Scharnier
172: Verriegelung
1721: Haken
1722: Vorsprung

Claims

Automatische Elektrodenwechselvorrichtung einer Funkenerosionsmaschine, die einen Aufnahmetisch (B) für das Werkzeug (A) aufweist, hinter dem ein Antrieb für die Drehspindel (10) vorgesehen ist, der einen Servomotor enthält und die Drehspindel (10) auf und ab bewegen kann, dadurch gekennzeichnet, daß die automatische Elektrodenwechselvorrichtung folgende Bestandteile aufweist: einen Klemmhalter (11), der unter der Drehspindel (10) vorgesehen ist, einen Revolver (12), der umfangsseitig gleichbeabstandete Ausnehmungen (121) aufweist, für die jeweils ein Magnet (122) vorgesehen ist, eine Scheibe (123), die zu dem Revolver (12) koaxial ausgerichtet ist und entsprechend den Ausnehmungen (121) des Revolvers (12) am Rand gleichbeabstandete Positionierlöcher (1231) und umfangsseitig Speichen (1232) besitzt, einen Achshalter (13), unter dem die Drehachse des Revolvers (12) befestigt ist und der in seiner Längsrichtung erste Schienen (14) aufweist, die an den beiden Enden jeweils mit einem Balken (15) verbunden sind, der durch Tragestangen (16), die mit einem Tragerahmen (17) verbunden sind, stabil über dem Revolver (12) hängt, einen ersten Pneumatikzylinder (2), dessen Kolbenstange (21) an dem der Drehspindel (10) zugewandten Balken (15) befestigt ist, wodurch der erste Pneumatikzylinder (2) eine Verschiebung des Achshalters (13) und des Revolvers (12) entlang der ersten Schienen (14) ermöglicht, einen zweiten Pneumatikzylinder (3), der an einer geeigneten Stelle auf dem Achshalter (13) vorgesehen ist, dessen Kolbenstange (31) mit einem Druckteil (33) unter dem Achshalter (13) verbunden ist, durch das eine zweite Schiene (34) hindurchgeführt ist, wodurch der zweite Pneumatikzylinder (3) eine Verschiebung des Druckteiles (33) entlang der zweiten Schiene (34) ermöglicht, eine Druckstange (35), die mit dem Druckteil (33) verbunden ist und sich zwischen den Speichen (1232) befindet, eine Stahlkugel (132), die auf der Unterseite des Achshalters (13) vorgesehen ist und durch eine Feder (131) in ein Positionierloch (1231) eingreift, wodurch der Revolver (12) positioniert wird, und einen Elektrodenhalter (4), der einen kegelstumpfförmigen Dichtgummi (41), eine Klemmnut (42) für den Klemmhalter (11), eine Aufnahmenut (43) und eine Klammer (44) für eine Elektrode (C) aufweist, wobei die Innenwand der Ausnehmung (121) in die Aufnahmenut (43) des Elektrodenhalters (4) eingreift, der somit von dem Magneten (122) angezogen wird, so daß der Elektrodenhalter (4) stabil in der Ausnehmung (121) aufgenommen ist.
Automatische Elektrodenwechselvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragerahmen (17) für den Revolver (12) an einer Seite ein Scharnier (171) und an der anderen Seite eine Verriegelung (172) aufweist, wodurch der Revolver (12) ausschwenkbar ist.
Automatische Elektrodenwechselvorrichtung einer Funkenerosionsmaschine, die vor der Drehspindel (10) angeordnet ist und aus einem Revolver (12), mehreren Elektrodenhaltern (4) und einem Pneumatikzylinder (3) besteht, dadurch gekennzeichnet, daß eine Scheibe (123) mit dem Revolver (12) koaxial ist und entsprechend den Ausnehmungen (121) des Revolvers (12) am Rand gleichbeabstandete Positionierlöcher (1231) besitzt, daß eine Stahlkugel (132) durch eine Feder (131) in ein Positionierloch (1231) eingreift, wodurch der Revolver (12) positioniert wird, und daß durch Drehen des Revolvers (12) ein neuer Elektrodenhalter (4) unter den Klemmhalter (11) der Drehspindel (10) gebracht wird und durch die Stahlkugel (132) der Revolver (12) in dieser Stellung positioniert wird.