DE1033821B - Elektroerosive Drahtsaege mit Koordinatenvorschub des Werkzeuges oder Werkstueckes - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft eine elektroerosive Drahtsäge, bei der das von der Drahtsäge zu bearbeitende, auf einen Werktisch aufgespannte Werkstück relativ zur Drahtsäge über Koordinatenantriebe in wenigstens einer Ebene verschiebbar ist.

Die elektroerosive Metallbearbeitung kommt vor allem bei Werkstücken aus hartem oder hartzähem Material in Frage, bei denen die üblichen, in der Metallbearbeitung verwendeten Schneidwerkzeuge wegen der Härte des Metalls keine genügenden Schnittleistungen erzielen oder überhaupt versagen. Besonders vorteilhaft ist die Anwendung elektroerosiver Bearbeitungsverfahren, wenn an dem zu bearbeitenden Werkstück verwickelte Formen herzustellen sind.

Ein Hauptanwendungsigebiet der elektroerosiven und der elektroabrasiven Metallbearbeitung ist daher die Anfertigung von Werkzeugen, wie Stanzformen, Stanzstempeln, Blechschnittten od. dgl., zu deren Herstellung naturhartes oder hochgehärtetes Material verwendet wird.

Man kann zwar ein härtbares Material vor seiner Härtung mit üblichen Mitteln bearbeiten; es ist aber sehr schwer, bei hochgehärtetem Material nachträglich Fehler zu korrigieren, die durch Verziehen während des Härtungsprozesses entstanden sind. Da auch bei verhältnismäßig verwickelten Formen von Stanzschnitten usw. ein Schleifen nur selten möglich ist, werden derartige Werkzeuge oder Teile mit Hilfe einer elektroerosiven Drahtsäge hergestellt bzw. nachgearbeitet, mit der man selbst sehr komplizierte Formen aus Metallplatten begrenzter Dicke ausschneiden kann.

Die Wirkungsweise einer elektroerosiven Drahtsäge ist an sich bekannt. Ein meist endloser, umlaufender Draht wird mit dem einen Pol eines Stromerzeugers verbunden, während das zu bearbeitende Werkstück den anderen Pol bildet. Durch den konzentrierten Stromübergang zwischen dem Werkstück und dem schnell umlaufenden Draht der Drahtsäge wird das Werkstückmaterial im Bereich der korrespondierenden Flächen des Drahtes der Drahtsäge und des Werkstückes entfernt, so* daß bei einer Bewegung des Werkstückes quer zur Drahtachse der Draht in das Werkstückmaterial eindringt und dabei die Werkstoffteilchen aus dem gebildeten Schnitt herausschleudert. Da der Draht mit hoher Geschwindigkeit umläuft und während seines Umlaufes gekühlt wird, bleibt er relativ kalt.

Bei den bekannten elektroerosiven Drahtsägen wird die Relativbewegung zwischen Werkstück und Drahtsäge meist von Hand gesteuert. Dabei ist es beim Bearbeiten von Werkstücken komplizierter Form nicht zu vermeiden, daß die Vorschubgeschwindigkeit in Elektroerosive Drahtsäge

mit Koordinatenvorschub des Werkzeuges

oder Werkstückes

Anmelder:

Vyskumny ustav pre mechanizäciu

a automatizäciu, Nove Mesto nad Vähom

(Tschechoslowakei)

Vertreter: Dipl.-Ing. R. Beetz, Patentanwalt, München 22, Steinsdorfstr. 10

Beanspruchte Priorität: Tschechoslowakei vom 16. Dezember 1955

Ladislav Benes, Bohuslav Bohus und Josef Kunc, Nove Mesto nad Vähom

(Tschechoslowakei), sind als Erfinder genannt worden

weiten Grenzen schwankt. Durch die Änderungen des jeweiligen Schneiddruckes, mit dem der Draht an das Werkstück angepreßt wird, ergeben sich wiederum große Stromschwankungen, die zu Ungenauigkeiten in der Bearbeitung führen. Sehr leicht wird auch ein zu großer Vorschub eingestellt, der durch den hohen Druck zwischen dem Werkstück und dem Draht der Drahtsäge zu einer Überbeanspruchung und damit zu einem Reißen des Drahtes führt. Derartige, häufig auftretende Störungen standen bisher der Anwendung elektroerosiver Drahtsägen entgegen.

Es ist bereits bekannt, bei Erosionsbearbeitungsverfahren die relative Vorschubgeschwindigkeit zwisehen Werkstück und Werkzeug und/oder den gegenseitigen Andruck zwischen diesen in Abhängigkeit von der Stromstärke automatisch zu regeln. Derartige Regelvorrichtungen sind aber bisher nur bei Sägen angewendet worden, die einen geraden Schnitt ausführen, also nur eine Vorschubkomponente haben, die sich auf einfache Weise beeinflussen läßt.

Ein weiterer Grund, der das Arbeiten mit elektroerosiven Drahtsägen beeinträchtigt, liegt in der Schwierigkeit, die richtige Lage des Schnittes zu ver-

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folgen, da der die Maschine Steuernde ständig auf die In der Darstellung gemäß Fig. 1 ist der zu bearbei-

Arbeitsstelle und die dort auftretenden Entladungen tende Gegenstand 2 auf einen Werktisch 1 befestigt,

bzw. auf eine Vorlage oder Vorzeichnung sehen muß, der zwei Kreuzführungen 3, 4 aufweist. Der Draht 15

was für die Augen sehr anstrengend ist und leicht zu der elektroerosiven Drahtsäge führt über eine Reihe nicht wiedergutzumachenden Fehlern in der Bearbei- 5 von FührungsroUen 6, 7, 8, 9, von denen wenigstens

tung führt. eine zwangläufig durch einen nicht dargestellten An-

Diese ständige Überwachung der richtigen Lage des trieb angetrieben wird, so daß der Draht 15 eine geSchnittes läßt sich vermeiden, wenn man eine Steue- wisse fortlaufende Geschwindigkeit besitzt. Ein Pol rungsvorrichtung in Gestalt eines als Linienfolger einer elektrischen Stromquelle 5 ist mit dem zu bearausgebildeten photoelektrischen Gerätes verwendet, io beitenden Gegenstand, der andere Pol mit dem Draht das die in einer Zeichnung dargestellte, auszuführende 15 der Drahtsäge, z. B. über Schleifbürsten 16, verSchnittlinie abtastet. bunden.

Die bekannten Linienfolgersteuerungen sind aber für Beim Schneiden muß zwischen Draht 15 und diem

die Steuerung einer elektroerosiven Drahtsäge wenig zu bearbeitenden Gegenstand^ ein bestimmter Druck

geeignet, da sie meist über mechanische Zwischen- 15 vorhanden sein und ein gegenseitiger Vorschub erzielt

organe, beispielsweise Reibkörper, auf die Koordi- werden, was durch entsprechenden Antrieb der Kreuz-

natenantriebe für den Vorschub einwirken, wodurch führungen 3, 4 des Tiscbes> 1 bewerkstelligt wird,

eine gewisse Übertragungsträgheit bzw. eine Unge- Fig. 2 zeigt schematisch ein Beispiel der ganzen

nauigkeit in der Relativbewegung zwischen Werk- Anordnung gemäß vorliegender Erfindung,

stück und Werkzeug auftritt und die zusammenge- 20 Die wesentlichen Bestandteile haben hier dieselben

setzte Bewegung nicht ohne weiteres in Abhängigkeit Bezugsziftern wie in Fig. 1. Mit dem Tisch 1 ist je-

von dem Andruck zwischen Werkstück und Werkzeug doch ein weiterer Tisch 10 verbunden, auf welchem

bzw. dem zwischen diesem übergehenden Strom ge- sich eine Vorlage der zu schneidenden Linie befindet,

regelt werden kann. Diese Zeichnung wird möglichst kontrastreich ge-

Die Erfindung hat den Zweck, die geschilderten 25 halten, säe kann z. B. schwarz auf weißer Unterlage

Nachteile der bisher benutzten elektroerosiven Draht- oder umgekehrt ausgeführt sein, oder es kann eine ge-

sägen zu vermeiden und das Arbeiten mit einer solchen eignete Kopie einer Zeichnung verwendet werden.

Drahtsäge einfach, betriebssicher und wirtschaftlich Die Zeichnung wird von einer Lichtquelle 11 be-

zu machen. leuchtet und das Bald der Linie durch die Optik 12 in

Die Erfindung besteht nun in der Kombination 30 eine elektrooptische, als Linienfolger 13 ausgeführte

dreier Merkmale a), b), c), von denen die Merkmale a) Abtastvorrichtung projiziert, in der die Lichtimpulse

und c) an sich bekannt sind: in elektrische Impulse auf eine der bekannten Weisen

a) Es wird eine Steuervorrichtung in Gestalt eines übergeführt werden. Es kann in der Abtastvorrichals Linienfolger ausgebildeten photoelektrischen tung z. B. ein exzentrisch angeordneter Schlitz in einer Gerätes verwendet, das die in einer Zeichnung 35 rotierenden Scheibe vorgesehen sein, der das auf eine dargestellte, auszuführende Schnittlinie abtastet; Photozella auffallende Licht moduliert, oder es können

b) das Linienfolgergerät erzeugt elektrische Impulse, Steuerröhren verwendet werden, die durch die elekdie über eine elektronische Steuerung für die Re- trooptisch gesteuerten Impulse gezündet werden, um lätivbewegung zwischen elektroerosiver Drahtsäge einige Beispiele zu nennen.

und Werkstück auf die Koordinatenantriebe ein- 40 In einer Vorrichtung 14 werden die Impulse weiterwirken; behandelt, z.B. verstärkt und gleichgerichtet, um die

c) durch die Koordinatenantriebe wird die relative Antriebsorgane der Kreuzführungen 3, 4 zu steuern. Vorschubgeschwindigkeit zwischen Werkstück und Die Geschwindigkeit des Vorschubes und der gegen-Drahtsäge und/oder der gegenseitige Andruck seitige Druck zwischen Draht 15 und Gegenstand 2 zwischen diesen in Abhängigkeit von der Strom- 45 werden gleichzeitig durch z. B. in Abhängigkeit von stärke automatisch geregelt. der Stromstärke arbeitende Steuerorgane so einge-

Mit einer in dieser Weise ausgeführten elektroero- stellt, daß sie den Anforderungen der elektroerosiven

siven Drahtsäge lassen sich selbst sehr komplizierte Säge weitgehendst entsprechen und die richtige

Werkstücke schnell und genau maßhaltig bearbeiten. Stromstärke beibehalten wird.

Die elektronische Steuerung der Relativbewegung 50 Durch die soeben beschriebene Ausbildung einer zwischen elektroerosiver Drahtsäge und Werkstück elektroerosiven Drahtsäge ist die Gewähr dafür gegearbeitet bis zu den Koordinatenantrieben trägheitslos; ben, daß ein Schnitt ganz beliebiger Form gemäß der die automatische Regelung in Abhängigkeit von der jeweiligen Vorlage zügig und unter Einhaltung des Stromstärke wirkt sich beim Eingreifen in die elek- richtigen Andrucks zwischen Säge und dem zu betronische Steuerung ohne Verzögerung auf die geome- 55 arbeitenden Werkstück ausgeführt wird. Die Säge irische Summe der Vorschübe der beiden Koordi- arbeitet stets besonders vorteilhaft mit der günstigsten natenantriebe, d. h. auf die tatsächliche Relativbewe- Schineidgeschwindigkeit und dem zweckmäßigsten gung zwischen der Drahtsäge und dem Werkstück aus, Schneiddruck. Eine Überlastung des Sägedrahtes selbst wenn die einzelnen Koordinatenvorschübe sich wird auf jeden Fall verhindert. Die der Stromstärke beim Nachfahren komplizierter Werkstückformen 60 angepaßte Schnittgeschwindigkeit bzw. die dadurch schnell und sprunghaft ändern. ■ erreichte Stromstärkenkonstanz verhindert das bisher

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise . sehr störend empfundene »Ausfressen« des Werkveranschaulicht; es zeigt Stückes an denjenigen Stellen, an denen die Vorschub-

Fig. 1 eine schematische und schaubildliche Dar- geschwindigkeit sehr gering war oder der Sägedraht

stellung der grundsätzlichen Anordnung einer elektro- 65 gegebenenfalls sogar kurzweilig stehenblieb, um einen

erosiven Drahtsäge, Richtungswechsel durchzuführen.

Fig. 2 eine ähnliche Ansicht, in der als Ausfüh- Die elektroerosive Säge gemäß der vorliegenden rungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung sehe- Erfindung arbeitet nach richtiger Einstellung der Bematisch die Schaltung der zusätzlichen Steuermittel triebsbedingungen praktisch selbsttätig ohne beangegeben ist. 70 sondere Aufsicht; durch das Einhalten der einge-

stellten Betriebswerte werden Betriebsstörungen vermieden; das zügige Durchführen der Schnitte ergibt gleichzeitig eine hohe Wirtschaftlichkeit.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH:

   Elektroerosive Drahtsäge, bei der das von der Drahtsäge zu bearbeitende, auf einen Werktisch aufgespannte Werkstück relativ zur Drahtsäge über Koordinatenantriebe in wenigstens einer Ebene verschiebbar ist, gekennzeichnet durch die Kombination der an sich bekannten Merkmale a) und c) und des neuen Merkmals b):
   a) Es wird eine Steuervorrichtung in Gestalt eines als Linienfolger ausgebildeten photoelektrischen Gerätes (13) verwendet, das die in einer Zeichnung dargestellte, auszuführende Schnittlinie abtastet;

   b) das Linienfolgergerät (13) erzeugt elektrische Impulse, die über eine elektronische Steuerung (14) der Relativbewegung zwischen elektroerosiver Drahtsäge (Draht 15) und Werkstück (2) auf Koordinatenantriebe (3, 4) einwirken;

   c) durch die Koordinatenantriebe (3, 4) werden die relative Vorschubgesohwindigkeit zwischen Werkstück (2) und Drahtsäge (Draht 15) und/ oder der gegenseitige Andruck zwischen diesen

   ίο in Abhängigkeit von der Stromstärke automatisch geregelt.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschrift Nr. 925 565;
   schweizerische Patentschrift Nr. 273 469;

   »Schriftenreihe des Verlages Technik«, SVT 94,
   S. 74, 96, 97; SVT 186, S. 36 bis 42.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen