DE112010005683B4

DE112010005683B4 - Funkenerosionssteuervorrichtung

Info

Publication number: DE112010005683B4
Application number: DE112010005683.8T
Authority: DE
Inventors: Kazunari Morita; Hiroki Hikosaka
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2010-06-22
Filing date: 2010-06-22
Publication date: 2016-09-08
Anticipated expiration: 2030-06-23
Also published as: DE112010005683T8; CN102947039A; JP5372252B2; CN102947039B; JPWO2011161764A1; DE112010005683T5; WO2011161764A1; US20130092660A1

Abstract

Funkenerosionssteuervorrichtung (101) für eine Funkenerosionsvorrichtung, wobei die Funkenerosionsvorrichtung eine Spannung an einen Bearbeitungsspalt zwischen einer Elektrode (23) und einem Werkstück (24), die sich in einem vorbestimmten Abstand gegenüberliegen, anlegt, um eine elektrische Entladung zur Bearbeitung des Werkstücks zu erzeugen, wobei ein Geschwindigkeitsbefehlswert (11) eines Servomechanismus (4), der die Elektrode (23) antreibt, durch Multiplizieren einer Differenz zwischen einer Sollspannung und einer Auswertungsspannung (16) mit einer Proportionalverstärkung (3) bereitgestellt wird, wobei die Funkenerosionssteuervorrichtung (101) umfasst: eine Bearbeitungsstromversorgung (18), die eine gepulste Spannung an den Bearbeitungsspalt anlegt; einen Zustandsdetektor (8), der eine Zwischenelektrodenspannung (9B) an den Bearbeitungsspalt zwischen der Elektrode (23) und dem Werkstück erfasst (24), wobei der Zustandsdetektor (8) einen Tiefpassfilter (8a, 8b) umfasst; eine Amplitudenerfassungseinheit (13), die eine Amplitude der von dem Zustandsdetektor (8) erhaltenen Zwischenelektrodenspannung (9B) erfasst; eine Anpassungsfaktoreinstelleinheit (14), die einen Faktor einstellt, mit dem eine von dem Zustandsdetektor (8) erhaltene Zwischenelektrodendurchschnittsspannung (9A) zu multiplizieren ist, basierend auf einer Amplitude (13A) der von der Amplitudenerfassungseinheit (13) erhaltenen Zwischenelektrodenspannung (9B); und eine Auswertungsspannungseinstelleinheit (15), die eine Auswertungsspannung (16) basierend auf einem von der Anpassungsfaktoreinstelleinheit (14) ausgegebenen Faktor einstellt.

Description

Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Funkenerosionssteuervorrichtung, die eine Funkenerosionsvorrichtung steuert, und spezieller eine optimale Steuerung einer Funkenerosionssteuervorrichtung, die einen Bearbeitungszustand einer Funkerosionsvorrichtung optimal hält.
Hintergrund
Eine Funkenerosionsvorrichtung ist wohl bekannt, die ein leitendes Material, wie zum Beispiel ein Metall, durch Nutzen einer elektrischen Entladung abträgt (schmelzverarbeitet). In dieser Funkenerosionsvorrichtung wird eine vorbestimmte Spannung zwischen einer Elektrode und einem Werkstück angelegt, die einander gegenüberliegend angeordnet sind, und ein gepulster Strom, der zu der Zeit eines dielektrischen Durchbruchs in einem Bearbeitungsspalt (kleinen Abstand) zwischen der – Elektrode und dem Werkstück erzeugt wird, wird verwendet. Um die elektrische Ladung durch den gepulsten Strom aufrecht zu erhalten, ist es wichtig, den oben genannten Bearbeitungsspalt (kleinen Abstand) zwischen der Elektrode und dem Werkstück anzupassen.
Im Allgemeinen wird das Werkstück durch die elektrische Entladung geschmolzen und abgetragen, die in dem Abstand zwischen Elektrode und dem Werkstück erzeugt wird. Wenn eine Distanz zwischen der Elektrode und dem Werkstück fest ist, wenn die Bearbeitung fortschreitet, wird ein Zwischenelektrodenabstand erweitert und ein Zustand schreitet zu einem Zustand fort, in dem die elektrische Entladung kaum auftritt. Wenn eine Erweiterung des Zwischenelektrodenabstands zu einer Distanz vorschreitet, in der die elektrische Entladung nicht aufrechterhalten werden kann, stoppt die Bearbeitung. Um solch eine Situation zu vermeiden, wird allgemein in einer Funkenerosionsbearbeitung eine Steuerung ausgeführt, um den Zwischenelektrodenabstand optimal beizubehalten.
Bearbeitungsstäube (Abtrag), die in einem Abstand zwischen Elektroden während einer Bearbeitung erzeugt werden, werden im Allgemeinen von einer isolierenden Bearbeitungsflüssigkeit weggewaschen. Wenn die Bearbeitungsflüssigkeit nicht ausreichend an eine elektrische Entladungsposition geliefert werden kann oder wenn der Zwischenelektrodenabstand klein ist, kann die Bearbeitungsstäube eine Isolation des Zwischenelektrodenabstands lokal reduzieren, was in einem elektrisch leitenden Zustand resultiert. In diesem Fall kann eine zum Erzeugen einer elektrischen Ladung ausreichende Spannung nicht an den Abstand angelegt werden, und somit kann die elektrische Entladung gestoppt werden oder ein übermäßiger Strom kann lokal fließen, wodurch die Elektrode und das Werkstück beschädigt werden. In solch einem Fall kann ein Isolationsabstand durch Vergrößern des Zwischenelektrodenabstands wiederhergestellt werden oder ein Fließpfad für die Bearbeitungsflüssigkeit wird sichergestellt.
In Kürze wird eine durchschnittlich optimale Distanz in der Funkenerosionsbearbeitung beibehalten durch Ausführen einer Steuerung zum kontinuierlichen Verengen und Ausweiten des Zwischenelektrodenabstands. Diese Fähigkeit zum Steuern des Zwischenelektrodenabstands ist eine Grundfähigkeit, die das Bearbeitungsergebnis der Elektrode und des Werkstücks wesentlich beeinflusst.
Auf diese Weise sind Steuern und Beibehalten des Zwischenelektrodenabstands grundlegende und wichtige Steuerinhalte bei der Funkenerosionsbearbeitung. Es ist jedoch nicht einfach, den Zwischenelektrodenabstand direkt während einer elektrischen Entladung zu messen und ist praktisch unmöglich.
Im Allgemeinen wird durch Erfassen eines einer Distanz zwischen den Elektroden entsprechenden Zustands, der als Äquivalent zu der Zwischenelektrodendistanz betrachtet werden kann, der Zwischenelektrodenabstand geschätzt und mit einem beliebigen Einstellbetrag im Hinblick auf eine Größe verglichen, um die Steuerung auszuführen (siehe zum Beispiel Patentdokumente 1 bis 3).
8 ist ein Blockdiagram einer konventionellen Funkenerosionssteuervorrichtung, die zum Beispiel im Patentdokument 3 beschrieben ist. 9 ist ein elektrisches Schaltkreisdiagram eines Beispiels einer Konfiguration der in dem Blockdiagram der 8 vermittelten Lehre in Form einer richtigen elektrischen Schaltung. In einer konventionellen Funkenerosionssteuervorrichtung 201 wird eine Zwischenelektrodendurchschnittsspannung 9, die aus einem Zustand (Zwischenelektrodenspannungswellenform) 7 erhalten wird, zum Schätzen eines Zwischenelektrodenabstands verwendet. Dieses Verfahren wurde konventionell durchgeführt und wird als „Durchschnittsspannungsservosystem” bezeichnet. Die Zwischenelektrodendurchschnittsspannung 9 ist proportional zu dem Zwischenelektrodenabstand. Durch Ausführen einer Steuerung zum Verringern des Zwischenelektrodenabstands, um eine elektrische Entladung einfach zu erzeugen, wenn die Durchschnittsspannung größer als eine Zwischenelektrodeneinstellspannung 1, die erreicht werden, soll, und zum Vergrößern des Zwischenelektrodenabstands, um die elektrische Entladung zu unterdrücken, wenn die Durchschnittsspannung niedriger als die Zwischenelektrodeneinstellspannung 1 ist, wird ein zufriedenstellender elektrischer Entladungszustand beibehalten.
Hier gibt es einen Versuch, den Fall zu betrachten, wo eine Antriebsvorrichtung betrieben wird, um eine Elektrode zu versorgen, um den Zwischenelektrodenabstand konstant zu halten, in der Situation, dass von einer Bearbeitungsgeschwindigkeit 5 verursachte Störungen dieses System beeinflussen und der Zwischenelektrodenabstand vergrößert wird.
Die Tatsache, dass der Zwischenelektrodenzustand durch eine Bearbeitung vergrößert wird, führt zu einem Zwischenelektrodenzustand 6, bei dem in der Zwischenelektrodenspannungswellenform kaum eine elektrische Entladung auftritt. Wenn die elektrische Entladung kaum auftritt, wird die Zwischenelektrodendurchschnittsspannung 9 erhöht. Ein Komparator 2 erfasst einen Fehlerbetrag 10, der eine Differenz zwischen der Zwischenelektrodendurchschnittsspannung 9 und der Zwischenelektrodeneinstellspannung 1 darstellt. Dieser Fehlerbetrag 10 wird mit einer Proportionalverstärkung 3 multipliziert und das Produkt wird als ein Geschwindigkeitsbefehl 11 zum Antreiben eines Servomechanismus 4 gesendet. Wenn der Servomechanismus 4 die Elektrode um die Distanz vorschiebt, um welche die Zwischenelektrodendistanz in Folge einer Bearbeitung vergrößert wurde, wird der Zwischenelektrodenzustand wieder die ursprüngliche Distanz, die für eine elektrische Entladung geeignet ist, die Zwischenelektrodendurchschnittsspannung wird wieder die Spannung 9 und stimmt erneut mit der Zwischenelektrodeneinstellspannung 1 überein.
Zum Beispiel wird, wenn die Proportionalverstärkung 3 auf einen übertrieben großen Wert eingestellt wird, eine sich ergebende Phasendifferenz zwischen einem von der Proportionalverstärkung 3 zu dem Servomechanismus 4 gesendeten Antriebssignal und einer mechanischen Struktur und einem Servomechanismus größer, und wird die Antriebsvorrichtung dadurch für eine Distanz gleich oder größer als dem durch eine Bearbeitung vergrößerten Zwischenelektrodenabstand betrieben, so dass der Zwischenelektrodenabstand im Gegenzug verringert wird. In diesem Fall wird die Zwischenelektrodendurchschnittsspannung im Gegenzug kleiner und wird ein Signal zum Vergrößern des Zwischenelektrodenabstands an den Servomechanismus 4 gesendet, so dass der Zwischenelektrodenabstand wieder vergrößert wird. Die Zwischenelektrodendurchschnittsspannung 9 und der Servomechanismus 4 sind jedoch in einem Oszillationszustand, und in Abhängigkeit von den Umständen fallen diese in einen Pendelzustand, in dem Kurzschlusszustand und ein Freigabezustand in dem Zwischenelektrodenabstand wiederholt werden. Umgekehrt, wenn die Proportionalverstärkung 3 zu klein ist, wird eine zum Zurücksetzen des Systems benötigte Verzögerungszeit groß, es ist nicht möglich, auf eine bei der Bearbeitungsgeschwindigkeit 5 in das System eintretende Störung mit einer ausreichend hohen Geschwindigkeit zu antworten, und ein Einstellen eines idealen Abstands wird schwierig, wodurch Probleme verursacht werden, die eine Verringerung der Bearbeitungsgeschwindigkeit beinhalten.
Wie oben beschrieben, muss die Proportionalverstärkung 3 auf einen optimalen Wert eingestellt werden. 9 zeigt ein Beispiel des Falls einer Konfiguration der in dem Blockdiagram der 8 vermittelten Lehre in Form einer richtigen elektrischen Schaltung. Komponenten, die durch die gleichen Bezugszeichen wie diejenigen in 8 bezeichnet sind, stellen Äquivalente zu denjenigen in Letzterer dar. Tiefpassfilter 8a und 8b bilden eine Zwischenelektrodenspannungserfassungseinheit 8B und geben die Zwischenelektrodendurchschnittsspannung 9 aus. Zusätzlich zeigt 9 Bestandteile, die allgemein in einer Funkenerosionsvorrichtung enthalten sind. Das heißt die Funkenerosionsvorrichtung enthält eine Bearbeitungsleistungsversorgung 18 zum Liefern einer elektrischen Entladungsenergie, einen Widerstand 17 zum Spezifizieren einer elektrischen Entladungsenergie als einen Stromwert, ein Schaltelement 19 zum Bilden einer gepulsten Stromwellenform, einem Oszillator 20 für das Schalten, eine Elektrode 23, ein Werkstück 24, einen Bearbeitungstank 21 und eine Bearbeitungsflüssigkeit 22.
Zitatliste
Patentdokumente

Patentdokument 1: JP S63-312 020 A
Patentdokument 2: JP H01-301 019 A
Patentdokument 3: JP H02-36 018 A

Zusammenfassung
Technisches Problem
In solch einer Funkenerosionsbearbeitung kann eine effiziente Bearbeitung jedoch nicht erwartet werden, es sei denn eine Steuerung wird immer ausgeführt gegen Störungen wie zum Beispiel den Verlauf einer Bearbeitung und Erzeugen von Bearbeitungsstäuben und eine für eine elektrische Entladung geeigneter Zwischenelektrodenabstand wird beibehalten. Zu diesem Zweck muss eine Proportionalverstärkung für einen Servomechanismus, der den Zwischenelektrodenabstand ändert, optimal eingestellt werden.
In einer Funkenerosionsbearbeitung wird jedoch ein optimaler Wert einer Proportionalverstärkung nicht bloß durch die mechanische Stabilität und Charakteristiken des Servomechanismus bestimmt, sondern ändert sich von Zeit zu Zeit. Deshalb ist es für einen Betreiber schwierig, Proportionalverstärkung manuell auf einen optimalen Wert über die gesamte Zeitperiode während einer Bearbeitung einzustellen.
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die oben genannten Umstände gemacht und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Funkenerosionssteuervorrichtung bereitzustellen, in der die Optimierung realisiert wird durch Bestimmen eines Zwischenelektrodenzustands basierend auf elektrischer Signalinformation einer Zwischenelektrodenspannung, wie zum Beispiel einer Amplitude der Zwischenelektrodenspannung, und automatisches Einstellen eines Faktors für eine Auswertungsspannung, mit der eine Proportionalstärkung zu multiplizieren ist, damit eine Änderung eines Zustands während einer Bearbeitung flexible gehandhabt werden kann und eine optimale Funkenerosionsbearbeitung auf eine bedienerlose Weise durchgeführt wird, ohne von der Erfahrung eines Betreibers abhängig zu sein.
Lösung des Problems
Um die oben genannte Probleme zu lösen und die Aufgabe zu erreichen, stellt ein Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Steuervorrichtung bereit für eine Funkenerosionsbearbeitungsvorrichtung, die eine Funkenerosionsbearbeitungsvorrichtung steuert, die eine Spannung an einem Bearbeitungsspalt (kleinen Abstand) zwischen einer Elektrode und einem Werkstück anlegt, die einander gegenüberliegend mit einem vorbestimmten Abstand dazwischen angeordnet sind, um eine elektrische Entladung zu erzeugen, und eine Bearbeitung durchführt unter Verwendung der elektrischen Entladung, mit Einheitsbefehlswert eines Servomechanismus, der die Elektrode antreibt, bereitgestellt durch Multiplizieren einer Differenz zwischen einer Sollspannung und einer Auswertungsspannung mit einer Proportionalverstärkung, wobei die Steuervorrichtung umfasst: eine Bearbeitungsstromversorgung, die eine gepulste Spannung an dem Bearbeitungsspalt (kleinen Abstand) anlegt; einen Zustandsdetektor (Zustandsbetragsdetektor), der eine Zwischenelektrodenspannung in einem Bearbeitungsspalt (kleinen Abstand) zwischen der Elektrode und dem Werkstück erfasst; eine Amplitudenerfassungseinheit (Elektrodenvibrationszustandserfassungseinheit), die eine Amplitude der von dem Zustandsdetektor erhaltenen Zwischenelektrodenspannung erfasst; eine Anpassungsfaktoreinstelleinheit, die einen Faktor einstellt, mit dem eine von dem Zustandsdetektor erhaltene Zwischenelektrodendurchschnittsspannung zu multiplizieren ist, basierend auf einer Amplitude einer von der Amplitudenerfassungseinheit erhaltenen Zwischenelektrodenspannung; und eine Auswertungsspannungseinstelleinheit, die eine Auswertungsspannung einstellt basierend auf einem von der Anpassungsfaktoreinstelleinheit ausgegebenen Faktor.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Gemäß der Funkenerosionssteuervorrichtung der vorliegenden Erfindung wird eine Amplitude einer Zwischenelektrodenspannung erfasst und eine Auswertungsspannung wird basierend auf dem erfassten Ergebnis geändert. Deshalb ist es als vorteilhafte Effekte möglich, eine Funkenerosionssteuervorrichtung kostengünstig zu realisieren, die eine Bearbeitung mit einem optimalen Bearbeitungsergebnis immer durchführen kann gegen Variationen eines Gewichts einer verwendeten Elektrode, Bearbeitungsbereich, Bearbeitungsform, Bearbeitungsgeschwindigkeit und Bearbeitungsstrom.
Kurze Beschreibung der Abbildungen
1 ist eine Abbildung, die eine Funkenerosionssteuervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform einer Funkenerosionssteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist eine Parametertabelle, die einen Zusammenhang zwischen Elektrodenspannungsamplituden und dementsprechenden Faktoren darstellt, die verwendet wird, wenn eine Anpassungsfaktoreinstelleinheit den Faktor einstellt.
3 ist eine Abbildung, die eine Funkenerosionssteuervorrichtung gemäß eines ersten Vergleichsbeispiels der Funkenerosionssteuervorrichtung zeigt.
4 ist eine Parametertabelle, die einen Zusammenhang zwischen Zwischenelektrodenspannungsfrequenzen und dementsprechenden Faktoren zeigt, die verwendet werden, wenn eine Anpassungsfaktoreinstelleinheit den Faktor einstellt.
5 ist eine Abbildung, die eine Funkenerosionssteuervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Funkenerosionssteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
6 ist eine Abbildung, die eine Funkenerosionssteuervorrichtung gemäß eines zweiten Vergleichsbeispiels der Funkenerosionssteuervorrichtung zeigt.
7 ist eine Parametertabelle, die einen Zusammenhang zwischen Amplituden eines Positionsfeedbackbetrags und dementsprechenden Faktoren zeigt, die verwendet werden, wenn eine Anpassungsfaktoreinstelleinheit den Faktor einstellt.
8 ist ein Blockdiagramm einer konventionellen Funkenerosionssteuervorrichtung.
9 ist ein Diagramm, das ein Beispiel zeigt in einem Fall von Konfigurationsinhalten, die in dem Blockdiagram der 8 erklärt werden, als eine tatsächliche elektrische Schaltung.
Beschreibung von Ausführungsformen
Ausführungsformen einer Funkenerosionssteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung werden nachstehend detailliert mit Bezug auf die Abbildungen beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Ausführungsformen eingeschränkt.
Erste Ausführungsform
1 ist eine Abbildung, die eine Funkenerosionssteuervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Funkenerosionssteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. 2 ist eine Parametertabelle, die einen Zusammenhang zwischen Zwischenelektrodenspannungsamplituden und dementsprechenden Faktoren darstellt, die verwendet werden, wenn eine Anpassungsfaktoreinstelleinheit den Faktor einstellt. Eine Funkenerosionssteuervorrichtung 101 gemäß der ersten Ausführungsform enthält, wie in 1 gezeigt, den Komparator 2, die Proportionalverstärkung 3, den Servomechanismus 4, einen Zustandsdetektor 8, eine Amplitudenerfassungseinheit 13, eine Anpassungsfaktoreinstelleinheit 14 und eine Auswertungsspannungseinstelleinheit 15. Der Komparator 2, die Proportionalverstärkung 3 und der Servomechanismus 4 sind die gleichen wie diejenigen der konventionellen Funkenerosionssteuervorrichtung 201, die in 8 gezeigt ist.
Eine Funkenerosionsvorrichtung legt eine Spannung an einem Bearbeitungsspalt (kleinen Abstand) zwischen der Elektrode 23 und dem Werkstück 24 an, die einander gegenüberliegend mit einem vorbestimmten Abstand dazwischen angeordnet sind, um eine elektrische Entladung zu erzeugen (8) und führt eine Bearbeitung unter Verwendung der elektrischen Entladung durch.
Die Funkenerosionssteuervorrichtung 101 steuert solch eine Funkenerosionsvorrichtung mit einem Geschwindigkeitsbefehlswert 11 des Servomechanismus 4, der die Elektrode 23 antreibt, erhalten durch Multiplizieren einer Differenz zwischen einer Zwischenelektrodeneinstellspannung (Sollspannung) und einer Auswertungsspannung 16 mit einer Proportionalverstärkung 3.
Weiterhin, verglichen mit der konventionellen Funkenerosionssteuervorrichtung 201, enthält die Funkenerosionssteuervorrichtung 101 gemäß der vorliegenden Ausführungsform, wie in 1 gezeigt, die folgenden Komponenten anstelle der Zwischenelektrodenspannungserfassungseinheit 8B. Das heißt die Funkenerosionssteuervorrichtung 101 enthält den Zustandsdetektor 8, der eine Zwischenelektrodenspannung in dem Bearbeitungsspalt (kleinen Abstand) zwischen der Elektrode 23 und dem Werkstück 24 erfasst, die Amplitudenerfassungseinheit 13, die eine Amplitude der von dem Zustandsdetektor 8 erhaltenen Zwischenelektrodenspannung erfasst, die Anpassungsfaktoreinstelleinheit 14, die einen Faktor einstellt, mit dem eine von dem Zustandsdetektor 8 erhaltene Zwischenelektrodendurchschnittsspannung 9A zu multiplizieren ist, basierend auf der Amplitude der von der Amplitudenerfassungseinheit 13 erhaltenen Zwischenelektrodenspannung, und die Auswertungsspannungseinstelleinheit 15, die die Auswertungsspannung 16 einstellt, basierend auf dem von der Anpassungsfaktoreinstelleinheit 14 ausgegebenen Faktor. Die weitere Konfiguration, enthaltend den Teil, der von der elektrischen Schaltung in 9 gezeigt ist, ist die gleiche, wie diejenige der konventionellen Funkenerosionssteuervorrichtung 201. Der Zustandsdetektor 8 ist ein Tiefpassfilter, wie die in 8 gezeigte Zwischenelektrodenspannungserfassungseinheit 8B (Tiefpassfilter 8a und 8b).
In der Funkenerosionssteuervorrichtung 101 gemäß der vorliegenden Ausführungsform erfasst der Zustandsdetektor 8 die Zwischenelektrodenspannung in einem Bearbeitungsspalt (kleinen Abstand) zwischen einer Elektrode der Funkenerosionsvorrichtung und einem Werkstück. Der Zustandsdetektor 8 gibt dann die Zwischenelektrodendurchschnittsspannung 9A an die Auswertungsspannungseinstelleinheit 15 und eine Zwischenelektrodenspannung 9B an die Auswertungsspannungseinstelleinheit 15 aus. Die Amplitudenerfassungseinheit 13 erfasst eine Amplitude 13A der von dem Zustandsdetektor 8 erhaltenen Zwischenelektrodenspannung.
Die Amplitudenerfassungseinheit 13 weist eine Speichervorrichtung (nicht gezeigt) auf, die darin die von dem Zustandsdetektor 8 ausgegebenen Zwischenelektrodenspannung 9B temporär speichert, und erfasst die Amplitude 13A der Zwischenelektrodenspannung von der in der Speichervorrichtung gespeicherten Zwischenelektrodenspannung 9B.
Im Folgenden wird der Betrieb der Funkenerosionssteuervorrichtung 101 gemäß der vorliegenden Ausführungsform erklärt. Als erstes wird ein Zwischenelektrodenabstand optimal eingestellt und eine gepulste Spannung wird von der Bearbeitungsstromversorgung 18 an einem Abstand zwischen Elektroden angelegt. Wenn die Funkenerosionsbearbeitung fortschreitet, wird die Position der bearbeiteten Oberfläche verändert. Der Zustandsdetektor 8 erfasst den Zustand (die Zwischenelektrodenspannungswellenform) 7, die sich gemäß einer Änderung in dem Zwischenelektrodenabstand ändert. Die Amplitude der Zwischenelektrodenspannung des Zustands (die Zwischenelektrodenspannungswellenform) 7, die oben genannt wird, wird dann von der Amplitudenerfassungseinheit 13 gemessen, ein Wert wird in der Anpassungsfaktoreinstelleinheit 14 aus einer Parametertabelle von Faktoren, die im Voraus eingestellt werden, wie in 2 gezeigt, basierend auf der Amplitude der in der Amplitudenerfassungseinheit 13 eingestellten Spannung ausgewählt, und ein Anpassungsfaktor wird bestimmt. Der bestimmte Anpassungsfaktor wird mit der von dem oben beschriebenen Zustandsdetektor 8 ausgegebenen Zwischenelektrodendurchschnittsspannung 9A multipliziert, um eine Auswertungsspannung 16 herzustellen. Eine Differenz zwischen der Auswertungsspannung 16 und der Zwischenelektrodeneinstellspannung (Sollspannung) 1 wird mit der Proportionalverstärkung 3 multipliziert und das Produkt wird als Geschwindigkeitsbefehlswert 11 an den Servomechanismus 4 ausgegeben. Der Servomechanismus 4 führt eine Steuerung aus, so dass eine Position oder Geschwindigkeit der Elektrode einem Befehlswert entspricht basierend auf dem Geschwindigkeitsbefehlswert 11.
Wie oben beschrieben, erfasst die Amplitudenerfassungseinheit 13 gemäß der Funkenerosionssteuervorrichtung 101 der vorliegenden Erfindung die Amplitude der Zwischenelektrodenspannung 9B durch den Zustandsdetektor 8, um einen Vibrationszustand des Abstands zwischen Elektroden zu erfassen, um die Auswertungsspannung 16 zu ändern. Dementsprechend ist es möglich, eine Funkenerosionsvorrichtung kostengünstig zu realisieren, die eine Bearbeitung mit optimalem Bearbeitungsergebnis immer durchführen kann gegen Variationen eines Gewichts einer verwendeten Elektrode, Bearbeitungsfläche, Bearbeitungsform, Bearbeitungsgeschwindigkeit, Bearbeitungsstrom.
In der in 2 gezeigten Parametertabelle werden Referenzwerte im Voraus für jedes Modell einer Funkenerosionsvorrichtung durch einen Test eingestellt. Wenn ein Produkt ausgeliefert wird und dann die Funkenerosionsvorrichtung an einem Installationsstandort installiert wird, werden die Werte erneut angepasst. Der Faktor ist ein ungefährer Proportionalwert, der erhöht wird, wenn die Amplitude erhöht wird.
Erstes Vergleichsbeispiel
3 ist eine Abbildung, die eine Funkenerosionssteuervorrichtung gemäß eines ersten Vergleichsbeispiels der Funkenerosionssteuervorrichtung zeigt. 4 ist eine Parametertabelle, die einen Zusammenhang zwischen Frequenzen der Zwischenelektrodenspannung und dementsprechenden Faktoren zeigt, die verwendet werden, wenn eine Anpassungsfaktoreinstelleinheit den Faktor einstellt. In einer Funkenerosionsbearbeitungssteuervorrichtung 102 gemäß dem vorliegenden Vergleichsbeispiel erfasst die Frequenzerfassungseinheit 13 eine Frequenz 13B der von der Zustandsdetektor 8 erhaltenen Zwischenelektrodenspannung 9B zu der Zeit eines Kurzschlusses. Die Anpassungsfaktoreinstelleinheit 14 stellt einen Faktor ein, mit dem die von dem Zustandsdetektor 8 erhaltene Zwischenelektrodendurchschnittsspannung 9A zu multiplizieren ist, aus der Parametertabelle der 4 basierend auf der Frequenz 13B der von der Frequenzerfassungseinheit 13 erhaltenen Zwischenelektrodenspannung. Die Auswertungsspannungseinstelleinheit 15 stellt die Auswertungsspannung 16 basierend auf dem von der Anpassungsfaktoreinstelleinheit 14 ausgegebenen Faktor ein. Die weitere Konfiguration des ersten Vergleichsbeispiels ist identisch mit derjenigen der ersten Ausführungsform.
Die Frequenzerfassungseinheit 13 weist eine Speichervorrichtung (nicht gezeigt) auf, die darin die von dem Zustandsdetektor 8 ausgegebene Zwischenelektrodenspannung 9B speichert und die Frequenz 13B der Zwischenelektrodenspannung zu der Zeit eines Kurzschlusses von der in der Speichervorrichtung gespeicherten Zwischenelektrodenspannung 9B temporär erfasst.
In der in 4 gezeigten Parametertabelle werden Referenzwerte im Voraus für jedes Modell einer Funkenerosionsvorrichtung durch einen Test eingestellt. Wenn ein Produkt ausgeliefert wird und dann die Funkenerosionsvorrichtung an einem Installationsstandort installiert wird, werden die Werte erneut angepasst. Der Faktor ist ein ungefährer Inversproportionalwert, der reduziert vergrößert wird, wenn die Frequenz der Zwischenelektrodenspannung vergrößert wird.
Zweite Ausführungsform
5 ist eine Abbildung, die eine Funkenerosionssteuervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Funkenerosionssteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Eine Anpassungsfaktoreinstelleinheit 29 einer Funkenerosionssteuervorrichtung 103 gemäß der vorliegenden Ausführungsform berechnend einen Faktor unter Verwendung einer Formel anstelle einer Parametertabelle, wie in 2 gezeigt. Der Faktor ist ein Proportionalwert, der, wenn sich die Zwischenelektrodenspannungsamplitude vergrößert, um einen Wert vergrößert, wie oben beschrieben. Deshalb kann ein ungefährer Wert des Faktors aus einer vorbestimmten Formel erhalten werden. Die weitere Konfiguration der zweiten Ausführungsform ist identisch mit denjenigen der ersten Ausführungsform.
Es wird angemerkt, dass die vorliegende Ausführungsform in ersten Vergleichsbeispiel angewandt werden kann und der Faktor aus der Frequenz der Zwischenelektrodenspannung unter Verwendung der vorbestimmten Formel anstelle der Parametertabelle berechnet werden kann. Wie oben beschrieben, weil der Faktor einen ungefähren Inversproportionalzusammenhang aufweist, der die Frequenz der Zwischenelektrodenspannung vergrößert, wird sein Wert vergrößert. Deshalb kann ein ungefährer Wert des Faktors aus der vorbestimmten Formel erhalten werden. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann eine feinere Optimierungssteuerung verglichen mit einem Parametertabellenparametersystem der ersten Ausführungsform oder des ersten Vergleichsbeispiels realisiert werden.
Zweites Vergleichsbeispiel
6 ist eine Abbildung, die eine Funkenerosionssteuervorrichtung gemäß eines weiteren Vergleichsbeispiels der Funkenerosionssteuervorrichtung zeigt. 7 ist eine Parametertabelle, die einen Zusammenhang zwischen Amplituden eines Positionsfeedbackbetrags und dementsprechenden Faktoren darstellt, die verwendet werden, wenn eine Anpassungsfaktoreinstelleinheit den Faktor einstellt. Eine Funkenerosionssteuervorrichtung 104 gemäß dem vorliegenden Vergleichsbeispiel enthält den Zustandsdetektor 8, eine Anpassungsfaktoreinstelleinheit 39 und eine Auswertungsspannungseinstelleinheit 15. Der Zustandsdetektor 8 erfasst die Zwischenelektrodenspannung in einem Bearbeitungsspalt (kleinen Abstand) zwischen einer Elektrode und einem Werkstück in einer Funkenerosionsvorrichtung. Der Zustandsdetektor 8 gibt dann die Zwischenelektrodendurchschnittsspannung 9 an die Auswertungsspannungseinstelleinheit 15 aus. Die Anpassungsfaktoreinstelleinheit 39 empfängt einen Positionsfeedbackbetrag 30, der als ein von dem Zwischenelektrodenabstandszustand 6 erhaltener zweiter Zustand dient, berechnet dessen Amplitude und wählt einen Faktor aus der in 7 gezeigten Parametertabelle aus. Dieser Faktor wird als ein Multiplikator verwendet, mit dem die von dem Zustandsdetektor 8 erhaltene Zwischenelektrodendurchschnittsspannung 9 multipliziert wird, von der Auswertungsspannungseinstelleinheit 15. Die Auswertungsspannungseinstelleinheit 15 stellt eine Auswertungsspannung basierend auf dem von der Anpassungsfaktoreinstelleinheit 39 ausgegebenen Faktor ein. Die weitere Konfiguration des zweiten Vergleichsbeispiels ist identische mit derjenigen der ersten Ausführungsform.
Gemäß der ersten und zweiten Ausführungsform kann die Steuerung sogar durch Software realisiert werden. Wenn die Frequenz der Optimierung ungefähr der Frequenz der Kommunikation mit einem Servosystem entspricht (d. h. die Optimierungsfrequenz entspricht ungefähr der Servoansteuerungsfrequenz), ist es somit möglich, eine Funkenerosionsvorrichtung kostengünstig zu realisieren, die eine Bearbeitung immer durchführen kann mit einem optimalen Bearbeitungsergebnis gegen Störelemente, wie zum Beispiel die Bearbeitungsinhalte und Bearbeitungsbedingungen.
Wie oben beschrieben, wird gemäß den Funkenerosionssteuervorrichtungen der ersten und zweiten Ausführungsformen eine Amplitude einer Zwischenelektrodenspannung erfasst und eine Auswertungsspannung wird basierend auf dem Erfassungsergebnis geändert. Dementsprechend ist es möglich, eine Funkenerosionsvorrichtung kostengünstig zu realisieren, die eine Bearbeitung immer durchführen kann mit einem optimalen Bearbeitungsergebnis gegen Variationen eines Gewichts einer verwendeten Elektrode, Bearbeitungsfläche, Bearbeitungsform, Bearbeitungsgeschwindigkeit, Bearbeitungsstrom.
Bezugszeichenliste

1: Zwischenelektrodeneinstellspannung (Sollspannung)
2: Komparator
3: Proportionalverstärkung
4: Servomechanismus
5: Bearbeitungsgeschwindigkeit
6: Zwischenelektrodenzustand
7: Zustand (Zwischenelektrodenspannungswellenform)
8: Zustandsdetektor
8B: Zwischenelektrodenspannungserfassungseinheit
8a, 8b: Tiefpassfilter
9, 9A: Zwischenelektrodendurchschnittsspannung
9B: Zwischenelektrodenspannung
9: Fehlerbetrag (Differenz)
10: Geschwindigkeitsbefehlswert
13: Amplitudenerfassungseinheit/Frequenzerfassungseinheit (Elektrodenvibrationszustandserfassungseinheit)
13A: Amplitude von Zwischenelektrodenspannung
13B: Frequenz von Zwischenelektrodenspannung zur Zeit eines Kurzschlusses
14, 29, 39: Anpassungsfaktoreinstelleinheit
11: Auswertungsspannungseinstelleinheit
12: Auswertungsspannung
13: Widerstand
14: Bearbeitungsstromversorgung
15: Schaltelement
16: Oszillator
17: Bearbeitungstank
18: Bearbeitungsflüssigkeit
19: Elektrode
20: Werkstück
101, 102, 103, 104, 201: Funkenerosionssteuervorrichtung

Claims

Funkenerosionssteuervorrichtung (101) für eine Funkenerosionsvorrichtung, wobei die Funkenerosionsvorrichtung eine Spannung an einen Bearbeitungsspalt zwischen einer Elektrode (23) und einem Werkstück (24), die sich in einem vorbestimmten Abstand gegenüberliegen, anlegt, um eine elektrische Entladung zur Bearbeitung des Werkstücks zu erzeugen, wobei ein Geschwindigkeitsbefehlswert (11) eines Servomechanismus (4), der die Elektrode (23) antreibt, durch Multiplizieren einer Differenz zwischen einer Sollspannung und einer Auswertungsspannung (16) mit einer Proportionalverstärkung (3) bereitgestellt wird, wobei die Funkenerosionssteuervorrichtung (101) umfasst: eine Bearbeitungsstromversorgung (18), die eine gepulste Spannung an den Bearbeitungsspalt anlegt; einen Zustandsdetektor (8), der eine Zwischenelektrodenspannung (9B) an den Bearbeitungsspalt zwischen der Elektrode (23) und dem Werkstück erfasst (24), wobei der Zustandsdetektor (8) einen Tiefpassfilter (8a, 8b) umfasst; eine Amplitudenerfassungseinheit (13), die eine Amplitude der von dem Zustandsdetektor (8) erhaltenen Zwischenelektrodenspannung (9B) erfasst; eine Anpassungsfaktoreinstelleinheit (14), die einen Faktor einstellt, mit dem eine von dem Zustandsdetektor (8) erhaltene Zwischenelektrodendurchschnittsspannung (9A) zu multiplizieren ist, basierend auf einer Amplitude (13A) der von der Amplitudenerfassungseinheit (13) erhaltenen Zwischenelektrodenspannung (9B); und eine Auswertungsspannungseinstelleinheit (15), die eine Auswertungsspannung (16) basierend auf einem von der Anpassungsfaktoreinstelleinheit (14) ausgegebenen Faktor einstellt.
Funkenerosionssteuervorrichtung (101) nach Anspruch 1, wobei die Anpassungsfaktoreinstelleinheit (14) aus einer im Voraus eingestellten Parametertabelle einen Faktor auswählt, mit dem die Zwischenelektrodendurchschnittsspannung (9A) zu multiplizieren ist.
Funkenerosionssteuervorrichtung (103) nach Anspruch 1, wobei die Anpassungsfaktoreinstelleinheit (29) mittels einer Berechnungsformel einen Faktor berechnet, mit dem die Zwischenelektrodendurchschnittsspannung (9A) zu multiplizieren ist.
Funkenerosionssteuervorrichtung (101) nach Anspruch 1, wobei die Amplitudenerfassungseinheit (13) eine Speichereinheit enthält, die eine Amplitude einer Zwischenelektrodenspannung temporär speichert.