DE112018000099B4 - Funkenerosionsvorrichtung und Hubbewegungssteuerungsverfahren - Google Patents

Abstract

Funkenerosionsvorrichtung (1, 1a), die aufweist:eine Materialinformationseingabeeinheit (2) zum Eingeben von Informationen über ein Elektrodenmaterial und ein Werkstückmaterial, wobei es sich bei dem Elektrodenmaterial um ein Material einer bei der Funkenerosion verwendeten Elektrode (131) handelt und wobei es sich bei dem Werkstückmaterial um ein Material eines bei der Funkenerosion verwendeten Werkstücks (132) handelt;eine Bearbeitungsbedingungseingabeeinheit (3) zum Eingeben von Bearbeitungsbedingungen für die Funkenerosion;eine Entladungsimpulserfassungseinheit (8) zum Erfassen von während der Funkenerosion erzeugten Entladungsimpulsen;eine Entladungsimpulsadditionseinheit (9) zum Addieren der Anzahl der Entladungsimpulse und zum Berechnen eines Summenwertes der Entladungsimpulse pro Zeiteinheit;eine Hubbewegungssteuereinheit (7) zum Steuern der Hubbewegung der Elektrode (131) auf Basis von in den Bearbeitungsbedingungen enthaltenen Hubbedingungen der Hubbewegung;eine Speichereinheit (4, 4a) zum Speichern eines aus der Kombination von Elektrodenmaterial und Werkstückmaterial bestimmten geeigneten Wertes für die Anzahl der Entladungsimpulse pro Zeiteinheit während der Funkenerosion;eine Vergleichseinheit (5) zum Vergleichen des geeigneten Wertes mit dem Summenwert; undeine Hubparametereinstelleinheit (6) zum Einstellen der Hubbedingungen basierend auf einem Ergebnis des Vergleichs zwischen dem geeigneten Wert und dem Summenwert,wobei die Hubbewegungssteuereinheit (7) die Hubbewegung entsprechend den durch die Hubparametereinstelleinheit (6) eingestellten Inhalten steuert.

Description

• Gebiet
• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Funkenerosionsvorrichtung zur Durchführung einer Funkenerosionsbearbeitung und ein Hub bewegungssteuerungsverfahren.
• Hintergrund
• Bei einer Funkenerosionsvorrichtung zum Senkerodieren ergibt sich eine geringere Bearbeitungsgeschwindigkeit, wenn die Anzahl der Entladungsimpulse pro Zeiteinheit nicht im optimalen Bereich liegt oder nicht einem so genannten geeigneten Wert entspricht, sodass keine effiziente Funkenerosion möglich ist. Bei einer Funkenerosionsvorrichtung muss die Anzahl der Entladungsimpulse für eine effiziente Funkenerosion einem geeigneten Wert entsprechen. Die Anzahl der Entladungsimpulse wird durch die Konzentration der Bearbeitungsrückstände beeinflusst, die sich in einem Bearbeitungsspalt zwischen einer Elektrode und einem Werkstück ansammeln, zwischen denen sich ein Bearbeitungsfluid befindet. Wenn die Konzentration der Bearbeitungsrückstände zu hoch ist, müssen bei der Funkenerosionsvorrichtung die Bearbeitungsrückstände entfernt werden, damit die Anzahl der Entladungsimpulse auf einem geeigneten Wert gehalten werden.
• Zu den Verfahren zum Entfernen von Bearbeitungsrückständen bei einer Funkenerosionsvorrichtung gehört auch ein Verfahren, bei dem eine Auf- und Abbewegung bzw. eine so genannte Hubbewegung der Elektrode vorgenommen wird. Durch eine Vergrößerung des Hubs (im Folgenden „Hubstrecke“ genannt), um den die Elektrode bei einer Hubbewegung nach oben gezogen wird, lassen sich die Bearbeitungsrückstände bei einer Funkenerosionsvorrichtung effizient entfernen.
• Bei einer Funkenerosionsvorrichtung wird die Bearbeitung beim Anheben der Elektrode leider unterbrochen. Aus diesem Grund nimmt die Bearbeitungseffizienz mit größer werdender Hubstrecke ab. Durch Verkürzen einer „Hubpause“ lässt sich bei der Funkenerosionsvorrichtung die Abtragrate pro Hubpause verringern, worüber die Menge der gebildeten Bearbeitungsrückstände verringert werden kann. Bei der „Hubpause“ handelt es sich um eine Zeitspanne, während der die Elektrode vom Zeitpunkt der Beendigung des Absenkens der Elektrode bis zum Anheben der Elektrode abgesenkt bleibt, d. h. um eine Zeitspanne, während der die Bearbeitung zwischen einer Hubbewegung und einer nächsten Hubbewegung vorgenommen wird. Eine Verkürzung der Hubpause führt jedoch zu einer Zunahme der Zeit, während der die Bearbeitung unterbrochen ist. Daher weist die Funkenerosionsvorrichtung die geringere Bearbeitungseffizienz auf.
• Die Entfernbarkeit der Bearbeitungsrückstände hängt bei einer Funkenerosionsvorrichtung von der Form und Größe der Elektrode, der Bearbeitungstiefe im Werkstück und Anderem ab. Für eine effiziente Bearbeitung müssen bei einer Funkenerosionsvorrichtung daher der Bearbeitungszustand überwacht und die Hubbewegung entsprechend dem Bearbeitungszustand gesteuert werden. In dem Patentdokument 1 wird eine Technik für eine Funkenerosionsvorrichtung offenbart, bei der eine Hubbewegung auf Basis des Ergebnisses eines Vergleichs zwischen der Anzahl der Entladungsimpulse bei einer vorherigen Bearbeitung und der Anzahl der Entladungsimpulse während einer aktuellen Bearbeitung gesteuert wird.
• In der DE 39 43 692 C1 wird eine Anwendungssteuerung für eine Bearbeitungseinheit wie beispielsweise eine Funkenerosionsmaschine offenbart, bei der die Hochziehparameter für die Elektrodenhochziehsteuerung zunächst von einem Bediener festgelegt werden und die Steuerung ausgebildet ist, den Elektrodenhochziehabstand zu vergrößern, wenn eine anormale Bedingung im Zwischenelektrodenraum oder Entladungsspalt erfasst wurde.
• Liste der Zitate
• Patentliteratur
• Patentdokument 1: Japanische Offenlegungsschrift Nr. 2000-153 409 A
• Zusammenfassung
• Technische Problemstellung
• Wenn die Bearbeitung bei einer Funkenerosionsvorrichtung mit einer zu geringen Konzentration an Bearbeitungsrückständen erfolgt, wird das Erzeugen von Entladungsimpulsen erschwert, sodass die Bearbeitungsgeschwindigkeit abnimmt und somit keine effiziente Bearbeitung möglich ist. Das bedeutet, dass es bei einer Funkenerosionsvorrichtung, um die Anzahl der Entladungsimpulse zur Durchführung einer effizienten und hochpräzisen Bearbeitung auf einem geeigneten Wert zu halten, wesentlich ist, die Konzentration der Bearbeitungsrückstände in einem Bearbeitungsspalt auf einem weder zu niedrigen noch zu hohen geeigneten Wert zu halten.
• Die Anzahl der Entladungsimpulse lässt sich jedoch nur schwer auf einem geeigneten Wert halten, wenn wie bei der in Patentdokument 1 beschriebenen Funkenerosionsvorrichtung lediglich die Anzahl der Entladungsimpulse während einer vorherigen Bearbeitung mit der Anzahl der Entladungsimpulse während einer aktuellen Bearbeitung verglichen wird.
• Die vorliegende Erfindung entstand angesichts des oben Ausgeführten, wobei deren Aufgabe in der Angabe einer Funkenerosionsvorrichtung besteht, die eine effiziente Funkenerosion ermöglicht.
• Lösung der Problemstellung
• Zur Lösung der oben beschriebenen Problemstellung und zur Erfüllung der Aufgabe umfasst eine Funkenerosionsvorrichtung der vorliegenden Erfindung: eine Materialinformationseingabeeinheit zum Eingeben von Informationen über ein Elektrodenmaterial und von Informationen über ein Werkstückmaterial, wobei es sich bei dem Elektrodenmaterial um das Material einer bei einer Funkenerosion verwendeten Elektrode und bei dem Werkstückmaterial um das Material eines bei der Funkenerosion verwendeten Werkstücks handelt; eine Bearbeitungsbedingungseingabeeinheit zum Eingeben von Bearbeitungsbedingungen bei der Funkenerosion; eine Entladungsimpulserfassungseinheit zum Erfassen von Entladungsimpulsen, die während der Funkenerosion erzeugt werden; und eine Entladungsimpulsadditionseinheit zum Addieren der Anzahl von Entladungsimpulsen und zum Berechnen der Summe der Entladungsimpulse pro Zeiteinheit. Die Funkenerosionsvorrichtung umfasst ferner eine Hubbewegungssteuereinheit zum Steuern einer Hubbewegung der Elektrode auf Basis von in den Bearbeitungsbedingungen enthaltenen Hubbedingungen der Hubbewegung; eine Speichereinheit, in der ein geeigneter Wert für die Anzahl der Entladungsimpulse pro Zeiteinheit während einer Funkenerosion gespeichert wird, der aus der Kombination von Elektrodenmaterial und Werkstückmaterial bestimmt wird; eine Vergleichseinheit zum Vergleichen des geeigneten Wertes mit dem Summenwert; und eine Hubparametereinstelleinheit zum Einstellen der Hubbedingungen auf Basis des Vergleichsergebnisses zwischen dem geeigneten Wert und dem Summenwert. Die Hubbewegungssteuereinheit steuert die Hubbewegung entsprechend den von der Hubparametereinstelleinheit angepassten Inhalten.
• Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
• Mit der Funkenerosionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine effiziente Funkenerosion erreicht werden.
• Figurenliste
• 1 zeigt ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung eines Beispiels für eine Konfiguration einer Funkenerosionsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform.
• 2 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung geeigneter Werte für die Anzahl von Entladungsimpulsen pro Zeiteinheit, die aus Kombinationen von Elektrodenmaterialien und Werkstückmaterialien bestimmt werden, die in einer Speichereinheit der Funkenerosionsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform gespeichert sind.
• 3 zeigt ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens zum Steuern einer Hubbewegung so, dass die Anzahl der Entladungsimpulse, die während der Funkenerosion erzeugt werden, bei der Funkenerosionsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform auf einem geeigneten Wert gehalten wird.
• 4 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung der Beziehung zwischen der Klasse eines auf dem Verhältnis eines Summenwertes zu einem geeigneten Wert basierenden aktuellen Bearbeitungszustandes und den Multiplikationsfaktoren für Parameter der Hubbedingungen für jede Klasse, bei der Funkenerosionsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform.
• 5 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung eines Beispiels, bei dem eine in der Funkenerosionsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform enthaltene Verarbeitungsschaltung aus einem Prozessor und einem Speicher aufgebaut ist.
• 6 zeigt ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung eines Beispiels für eine Konfiguration einer Funkenerosionsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform.
• 7 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung geeigneter Werte für die Anzahl der Entladungsimpulse pro Zeiteinheit, die aus Kombinationen von Elektrodenmaterialien, Werkstückmaterialien, Bearbeitungsflächen und Bearbeitungsbedingungen bestimmt werden, die in einer Speichereinheit der Funkenerosionsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform gespeichert sind.
• 8 zeigt ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens zum Steuern einer Hubbewegung so, dass die Anzahl der Entladungsimpulse, die während der Funkenerosion erzeugt werden, bei der Funkenerosionsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform auf einem geeigneten Wert gehalten wird.
• Beschreibung von Ausführungsformen
• Im Folgenden werden eine Funkenerosionsvorrichtung und ein Hubbewegungsteuerungsverfahren gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand der Figuren ausführlich beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf die Ausführungsformen beschränkt ist.
• Erste Ausführungsform
• 1 zeigt ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung eines Beispiels für eine Konfiguration einer Funkenerosionsvorrichtung 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Funkenerosionsvorrichtung 1 weist eine Materialinformationseingabeeinheit 2, eine Bearbeitungsbedingungseingabeeinheit 3 und eine Speichereinheit 4 auf. Die Vorrichtung 1 umfasst ferner eine Vergleichseinheit 5, eine Hubparametereinstelleinheit 6 und eine Hubbewegungssteuereinheit 7. Die Vorrichtung 1 umfasst weiterhin eine Entladungsimpulserfassungseinheit 8, eine Entladungsimpulsadditionseinheit 9 und eine Z-Achsen-Motorsteuereinheit 10. Außerdem weist die Vorrichtung 1 einen Z-Achsenmotor 11, eine Bearbeitungsstromversorgungssteuereinheit 12 und eine Bearbeitungseinheit 13 auf. Die Vorrichtung 1 weist zudem eine Bearbeitungsgeschwindigkeitsberechnungseinheit 14, eine Bearbeitungsprotokollspeichereinheit 15 und eine Aktualisierungseinheit 16 auf. Die Bearbeitungseinheit 13 umfasst eine Elektrode 131 für die Funkenerosion und ein Werkstück 132, an dem die Funkenerosion vorgenommen werden soll.
• In die Materialinformationseingabeeinheit 2 erhält von einem Benutzer eingegebene Informationen über das Material der Elektrode 131 und Informationen über das Material des Werkstücks 132. Die Materialinformationseingabeeinheit 2 speichert die erhaltenen Informationen über das Material der Elektrode 131 und die eingegebenen Informationen über das Material des Werkstücks 132 in der Speichereinheit 4. In der nachfolgenden Beschreibung werden das Material der Elektrode 131 bisweilen als Elektrodenmaterial bezeichnet und das Material des Werkstücks 132 als Wer kstückmaterial.
• Die Bearbeitungsbedingungseingabeeinheit 3 erhält von einem Benutzer eingegebene Bearbeitungsbedingungen für die Funkenerosion. Die Bearbeitungsbedingungseingabeeinheit 3 speichert die erhaltenen Bearbeitungsbedingungen in der Speichereinheit 4. Ferner gibt die Bearbeitungsbedingungseingabeeinheit 3 die erhaltenen Bearbeitungsbedingungen an die Bearbeitungsstromversorgungssteuereinheit 12 und die Hubbewegungssteuereinheit 7 aus. Die Bearbeitungsbedingungen für die Funkenerosion umfassen eine Bearbeitungsspannung, einen Bearbeitungsstrom, eine Anwendungszeit, eine Nichtanwendungszeit und Hubbedingungen. Die Bearbeitungsspannung ist eine an die Elektrode 131 angelegte Spannung. Der Bearbeitungsstrom ist ein durch die Elektrode 131 fließender Strom. Bei der Anwendungszeit handelt es sich um eine Zeit, während der die Bearbeitungsspannung anliegt. Die Nichtanwendungszeit ist eine Zeit, während der keine Bearbeitungsspannung anliegt. Die Hubbedingungen sind Bedingungen, die die Bewegungsbedingungen der Hubbewegung der Elektrode 131 angeben.
• In der Speichereinheit 4 werden das Elektrodenmaterial und das Werkstückmaterial, die in die Materialinformationseingabeeinheit 2 eingegeben wurden, sowie die Bearbeitungsbedingungen für die Funkenerosionsbearbeitung gespeichert, die in die Bearbeitungsbedingungseingabeeinheit 3 eingegeben wurden. In der Speichereinheit 4 werden auch geeignete Werte für die Anzahl der Entladungsimpulse pro Zeiteinheit bei der Funkenerosion gespeichert. Die geeigneten Werte für die Anzahl der Entladungsimpulse werden aus Kombinationen von Elektrodenmaterialien und Werkstückmaterialien ermittelt. Bei einem geeigneten Wert für die Anzahl der Entladungsimpulse pro Zeiteinheit handelt es sich um eine vorgegebene Anzahl von Entladungsimpulsen, die zum Erzielen einer effizienten Funkenerosion bei einer bestimmten Kombination aus einem Elektrodenmaterial und einem Werkstückmaterial pro Zeiteinheit erzeugt werden. Die Erzeugbarkeit von Entladungsimpulsen kann im Allgemeinen je nach Kombination aus Elektrodenmaterial und Werkstückmaterial variieren. Das bedeutet, dass die Kombination aus Elektrodenmaterial und Werkstückmaterial den geeigneten Wert der Anzahl der Entladungsimpulse pro Zeiteinheit beeinflusst. 2 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung von geeigneten Werten für die Anzahl von Entladungsimpulsen pro Zeiteinheit, die aus Kombinationen von Elektrodenmaterialien und Werkstückmaterialien bestimmt wurden, die in der in der Speichereinheit 4 der Funkenerosionsvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform gespeichert sind. Die geeigneten Werte, die den Kombinationen der Elektrodenmaterialien und der Werkstückmaterialien entsprechend ermittelt wurden, sind in der Speichereinheit 4 abgelegt. Wenn das Elektrodenmaterial beispielsweise Kupfer und das Werkstückmaterial beispielsweise Eisen ist, speichert die Speichereinheit 4 als geeigneten Wert für die Anzahl der Entladungsimpulse pro Zeiteinheit N1. Informationen über geeignete Werte, die den Kombinationen von Elektrodenmaterialien und Werkstückmaterialien entsprechend bestimmt wurden, können vom Benutzer in der Speichereinheit 4 z. B. mit Hilfe der Materialinformationseingabeeinheit 2 festgelegt werden. Alternativ kann der Benutzer die Informationen über die geeigneten Werte mit einem externen Computer erstellen und die erstellten Informationen mit Hilfe eines (nicht dargestellten) Speichermediums in die Speichereinheit 4 eingeben. Die in 2 dargestellten geeigneten Werte für die Anzahl der Entladungsimpulse pro Zeiteinheit sind Anfangswerte und können während der Funkenerosion mit Hilfe eines später beschriebenen Ablaufs der Funkenerosionsvorrichtung 1 aktualisiert werden. Die Funkenerosionsvorrichtung 1 aktualisiert einen geeigneten Wert für die Anzahl der Entladungsimpulse pro Zeiteinheit zum Maximieren der Bearbeitungseffizienz während der Bearbeitung. In der nachfolgenden Beschreibung wird ein geeigneter Wert für die Anzahl der Entladungsimpulse pro Zeiteinheit zuweilen auch einfach als geeigneter Wert bezeichnet.
• Die Vergleichseinheit 5 vergleicht den in der Speichereinheit 4 gespeicherten geeigneten Wert mit einem von der Entladungsimpulsadditionseinheit 9 berechneten Summenwert der Entladungsimpulse pro Zeiteinheit.
• Auf Basis des von der Vergleichseinheit 5 bereitgestellten Vergleichsergebnisses stellt die Hubparametereinstelleinheit 6 die Hubbedingungen einer von der Hubbewegungssteuereinheit 7 gesteuerten Hubbewegung ein. Zu den Parametern der Hubbedingungen gehören eine Hubstrecke, eine Hubpause und eine Hubgeschwindigkeit. Bei der Hubstrecke handelt es sich um eine Strecke, die eine Anhebedistanz angibt, um die die Elektrode 131 bei Ausführung einer Hubbewegung angehoben wird. Die Hubpause stellt eine Zeit zur Angabe einer Zeitspanne dar, während der sich die Elektrode 131 dem Werkstück 132 am nächsten ist. Bei der Hubgeschwindigkeit handelt es sich um die Geschwindigkeit, mit der die Elektrode 131 angehoben wird. Konkret erfolgt die auf dem Vergleichsergebnis basierende Anpassung der Hubbedingungen durch die Hubparametereinstelleinheit 6 durch Festlegen von Multiplikationsfaktoren für Parameter wie Hubstrecke, Hubpause und Hubgeschwindigkeit an.
• Die Hubbewegungssteuereinheit 7 steuert die Hubbewegung der Elektrode 131 auf Basis der Hubbedingungen, die in den in die Bearbeitungsbedingungseingabeeinheit 3 eingegebenen Bearbeitungsbedingungen enthalten sind, und der von der Hubparametereinstelleinheit 6 festgelegten Multiplikationsfaktoren für die Parameter der Hubbedingungen. Das bedeutet, dass die Hubbewegungssteuereinheit 7 die Hubbewegung den durch die Hubparametereinstelleinheit 6 eingestellten Inhalten entsprechend steuert.
• Die Entladungsimpulserfassungseinheit 8 erfasst Entladungsimpulse, die von der Bearbeitungseinheit 13 zwischen der Elektrode 131 und dem Werkstück 132 während der Funkenerosion erzeugt werden.
• Die Entladungsimpulsadditionseinheit 9 addiert bzw. summiert die von der Entladungsimpulserfassungseinheit 8 erfassten Entladungsimpulse und berechnet den Summenwert der Entladungsimpulse pro Zeiteinheit.
• Die Z-Achsen-Motorsteuereinheit 10 steuert den Betrieb des Z-Achsenmotors 11, der eine (nicht dargestellte) Hauptwelle antreibt, an der die Elektrode 131 angebracht ist.
• Das Verfahren der an der (nicht dargestellten) Hauptwelle befestigten Elektrode 131 durch den Z-Achsenmotor 11 in Z-Achsenrichtung, d. h. in Richtung nach oben und unten, erfolgt auf Basis der Steuerung durch die Z-Achsen-Motorsteuereinheit 10.
• Die Versorgung der Elektrode 131 mit einem Bearbeitungsstrom erfolgt durch die Bearbeitungsstromversorgungssteuereinheit 12 auf Basis der in die Bearbeitungsbedingungseingabeeinheit 3 eingegebenen Bearbeitungsbedingungen für die Funkenerosion. Wie vorstehend beschrieben umfassen die Bearbeitungsbedingungen für die Funkenerosion die Bearbeitungsspannung, den Bearbeitungsstrom, die Anwendungszeit und die Nichtanwendungszeit.
• Die Funkenerosion an dem Werkstück 132, das der Elektrode gegenüber in einem (nicht dargestellten) Bearbeitungsbecken angeordnet ist, erfolgt durch die Bearbeitungseinheit 13 unter Verwendung der Elektrode 131.
• Die Bearbeitungsgeschwindigkeitsberechnungseinheit 14 berechnet die Bearbeitungsgeschwindigkeit der Funkenerosion in der Bearbeitungseinheit 13.
• In der Bearbeitungsprotokollspeichereinheit 15 werden der von der Entladungsimpulsadditionseinheit 9 berechnete Summenwert und die von der Bearbeitungsgeschwindigkeitsberechnungseinheit 14 berechnete Bearbeitungsgeschwindigkeit gespeichert. In der Bearbeitungsprotokollspeichereinheit 15 werden zumindest ein aktueller oder jüngster Summenwert und eine aktuelle oder jüngste Bearbeitungsgeschwindigkeit sowie ein vorhergehender Summenwert und eine vorhergehende Bearbeitungsgeschwindigkeit gespeichert.
• Zum Maximieren der Bearbeitungseffizienz aktualisiert die Aktualisierungseinheit 16 den in der Speichereinheit 4 gespeicherten geeigneten Wert auf Basis der in der Bearbeitungsprotokollspeichereinheit 15 gespeicherten Summenwerte und der Bearbeitungsgeschwindigkeiten.
• Es wird darauf hingewiesen, dass in 1 nur Komponenten der Funkenerosionsvorrichtung 1 dargestellt sind, die mit der bei der vorliegenden Ausführungsform ausgeführten Hubbewegung in Beziehung stehen. Andere Komponenten der Funkenerosionsvorrichtung 1, wie beispielsweise die X-Achsen- und Y-Achsenmotoren zum Verfahren des Werkstücks 132 in horizontaler Richtung, d. h. entlang einer zweidimensionalen Richtung, eine X-Achsen-Motorsteuereinheit zum Steuern des Betriebs des X-Achsenmotors, eine Y-Achsen-Motorsteuereinheit zum Steuern des Betriebs des Y-Achsenmotors, sind in 1 nicht dargestellt.
• Als Nächstes wird eine Steuerung durch die Funkenerosionsvorrichtung 1 zum Halten der Anzahl der während der Funkenerosion erzeugten Entladungsimpulse auf einem geeigneten Wert beschrieben. Bei der vorliegenden Ausführungsform, steuert die Funkenerosionsvorrichtung 1, wenn der Summenwert der Entladungsimpulse kleiner als der geeigneten Wert ist, die Hubbewegung so, dass die Konzentration von Bearbeitungsrückständen zunimmt, da angenommen wird, dass das Erzeugen von Entladungsimpulse durch eine zu geringe Konzentration an Bearbeitungsrückständen erschwert ist. Wenn der Summenwert der Entladungsimpulse größer als der geeignete Wert ist, steuert die Funkenerosionsvorrichtung 1 die Hubbewegung so, dass die Konzentration von Bearbeitungsrückständen abnimmt, da angenommen wird, dass eine durch eine zu hohe Konzentration an Bearbeitungsrückständen bedingte anormale Erzeugung von Entladungsimpulsen vorliegt. Da eine Korrelation zwischen der Anzahl der Entladungsimpulse und der Konzentration an Bearbeitungsrückständen besteht, kann die Funkenerosionsvorrichtung 1 die Anzahl der Entladungsimpulse auf einem geeigneten Wert halten, indem sie die Hubbewegung so steuert, dass die Konzentration der Bearbeitungsrückstände auf einem geeigneten Wert gehalten wird. Das Flussdiagramm von 3 veranschaulicht ein Verfahren zum Steuern einer Hubbewegung so, dass die Anzahl der Entladungsimpulse, die während der Funkenerosion erzeugt werden, bei der Funkenerosionsvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform auf einem geeigneten Wert gehalten wird.
• Bei der Funkenerosionsvorrichtung 1 erhält die Materialinformationseingabeeinheit 2 von einem Benutzer Eingaben über ein Elektrodenmaterial und ein Werkstückmaterial (Schritt S1). Das eingegebene Elektrodenmaterial und Werkstückmaterial werden von der Materialinformationseingabeeinheit 2 in der Speichereinheit 4 gespeichert.
• Die Bearbeitungsbedingungseingabeeinheit 3 erhält von einem Benutzer eingegebene Bearbeitungsbedingungen für die Funkenerosion, die auf für das Werkstück 132 erforderlichen Spezifikationen basieren (Schritt S2). Die Bearbeitungsbedingungseingabeeinheit 3 speichert die eingegebenen Bearbeitungsbedingungen in der Speichereinheit 4. Die eingegebenen Bearbeitungsbedingungen werden von der Bearbeitungsbedingungseingabeeinheit 3 ferner an die Bearbeitungsstromversorgungssteuereinheit 12 und die Hubbewegungssteuereinheit 7 ausgegeben.
• Die Bearbeitungsstromversorgungssteuereinheit 12 steuert die Funkenerosion der Elektrode 131 am Werkstück 132 entsprechend den Bearbeitungsbedingungen. Zum Steuern der Hubbewegung der Elektrode 131 steuert die Hubbewegungssteuereinheit 7 den Z-Achsenmotor 11 über die Z-Achsen-Motorsteuereinheit 10 entsprechend den Hubbedingungen der Bearbeitungsbedingungen und den von der Hubparametereinstelleinheit 6 festgelegten Multiplikationsfaktoren. Die Bearbeitungseinheit 13 beginnt die Bearbeitung des Werkstücks 132 unter der Steuerung der Bearbeitungsstromversorgungssteuereinheit 12 und der Hubbewegungssteuereinheit 7 (Schritt S3). Zu diesem Zeitpunkt setzt die Bearbeitungsstromversorgungssteuereinheit 12 in der Vergleichseinheit 5 ein Bearbeitungsende-Flag MFLG. Das Bearbeitungsende-Flag MFLG zeigt an, ob eine Bearbeitung durchgeführt wird. Die Bearbeitungsstromversorgungssteuereinheit 12 setzt das Bearbeitungsende-Flag MFLG auf 1, wenn eine Bearbeitung erfolgt. Die Bearbeitungsstromversorgungssteuereinheit 12 setzt das Bearbeitungsende-Flag MFLG auf 0, wenn die Bearbeitung unter den in den Bearbeitungsbedingungen angegebenen Endbedingungen abgeschlossen ist.
• Die Entladungsimpulserfassungseinheit 8 erfasst die zwischen der Elektrode 131 und dem Werkstück 132 ab dem Zeitpunkt unmittelbar nach Beginn der Bearbeitung erzeugten Entladungsimpulse. Die Entladungsimpulsadditionseinheit 9 summiert die Anzahl der von der Entladungsimpulserfassungseinheit 8 erfassten Entladungsimpulse auf und berechnet den Summenwert der Entladungsimpulse pro Zeiteinheit (Schritt S4). Der Ausdruck „pro Zeiteinheit“ bezieht sich beispielsweise auf 100 Millisekunden, in denen sich die Elektrode 131 in einer „Hubpause“-Position befindet, der Ausdruck ist hierauf jedoch nicht beschränkt. Die Entladungsimpulsadditionseinheit 9 speichert den Summenwert in der Bearbeitungsprotokollspeichereinheit 15.
• Die Bearbeitungsgeschwindigkeitsberechnungseinheit 14 berechnet den Vorschub in einer Bearbeitungsrichtung pro Sekunde, d. h. die Bearbeitungsgeschwindigkeit der Funkenerosion in der Bearbeitungseinheit 13 (Schritt S5). Die Bearbeitungsgeschwindigkeitsberechnungseinheit 14 berechnet die Bearbeitungsgeschwindigkeit konkret aus der Differenz zwischen einer Position in Bearbeitungsrichtung, bei der der erste Entladungsimpuls nach Beginn der Bearbeitung erzeugt wird, und einer tiefsten Bearbeitungsposition in Bearbeitungsrichtung nach Ablauf von beispielsweise einer Sekunde ab Erzeugung des ersten Entladungsimpulses nach Beginn der Bearbeitung. Die Bearbeitungsgeschwindigkeitsberechnungseinheit 14 speichert die berechnete Bearbeitungsgeschwindigkeit in der Bearbeitungsprotokollspeichereinheit 15 ab. Es wird darauf hingewiesen, dass es sich bei der oben beschriebenen Sekunde nicht um ein einschränkendes Beispiel handelt.
• Die Aktualisierungseinheit 16 vergleicht die in der Bearbeitungsprotokollspeichereinheit 15 gespeicherte Bearbeitungsgeschwindigkeit bei der Bearbeitung vor der jüngsten oder aktuellen Hubbewegung mit der in der Bearbeitungsprotokollspeichereinheit 15 gespeicherten Bearbeitungsgeschwindigkeit bei der Bearbeitung vor der vorherigen Hubbewegung (Schritt S6). Wenn die Bearbeitungsgeschwindigkeit bei der Bearbeitung vor der aktuellen Hubbewegung höher ist als die Bearbeitungsgeschwindigkeit bei der Bearbeitung vor der vorherigen Hubbewegung (Schritt S6: Ja), aktualisiert die Aktualisierungseinheit 16 zum Maximieren der Bearbeitungseffizienz den in der Speichereinheit 4 gespeicherten geeigneten Wert mit dem bei der Bearbeitung vor der jüngsten oder aktuellen Hubbewegung in der Bearbeitungsprotokollspeichereinheit 15 gespeicherten Summenwert (Schritt S7). Wenn die Aktualisierungseinheit 16 in der Speichereinheit 4 einen neuen Summenwert abspeichert, aktualisiert die Speichereinheit 4 den gespeicherten geeigneten Wert für die Anzahl der Entladungsimpulse mit dem eingegebenen Summenwert und speichert den aktualisierten geeigneten Wert ab. Wenn die Bearbeitungsgeschwindigkeit bei der Bearbeitung vor der aktuellen Hubbewegung gleich oder niedriger ist als die Bearbeitungsgeschwindigkeit bei der Bearbeitung vor der vorherigen Hubbewegung (Schritt S6: Nein), überspringt die Aktualisierungseinheit 16 die Prozedur von Schritt S7. Es wird darauf hingewiesen, dass die Bearbeitungsgeschwindigkeit bei der Bearbeitung vor der aktuellen Hubbewegung manchmal auch einfach als „aktuelle Bearbeitungsgeschwindigkeit“ bezeichnet wird und die Bearbeitungsgeschwindigkeit bei der Bearbeitung vor der vorherigen Hubbewegung manchmal auch einfach als „vorherige Bearbeitungsgeschwindigkeit“ bezeichnet wird.
• Die Vergleichseinheit 5 liest den für die Anzahl der Entladungsimpulse geeigneten Wert aus der Speichereinheit 4 aus (Schritt S8). Ferner liest die Vergleichseinheit 5 den berechneten Summenwert der Entladungsimpulse aus der Entladungsimpulsadditionseinheit 9 aus (Schritt S9). Die Vergleichseinheit 5 überprüft den Wert des Bearbeitungsende-Flags MFLG (Schritt S10). Wenn das Bearbeitungsende-Flag MFLG gleich 0 ist (Schritt S10: Ja), bestimmt die Vergleichseinheit 5, dass der Vorgang abgeschlossen ist, und beendet den Vorgang. Wenn das Bearbeitungsende-Flag MFLG ungleich 0 ist (Schritt S10: Nein), fährt die Vergleichseinheit 5 mit der Prozedur von Schritt S11 fort.
• Die Vergleichseinheit 5 bestimmt, ob der von der Entladungsimpulsadditionseinheit 9 gelesene Summenwert dem aus der Speichereinheit 4 ausgelesenen geeigneten Wert entspricht (Schritt S11). Konkret berechnet die Vergleichseinheit 5 mit Hilfe des Ausdrucks (1) das Verhältnis des Summenwertes zum geeigneten Wert. Wenn das berechnete Verhältnis eine Dezimalstelle umfasst, passt die Vergleichseinheit 5 das berechnete Verhältnis durch Ab- oder Aufrunden an eine ganze Zahl an. $$\begin{array}{l}\text{Verh}\ddot{\text{a}}\text{ltnis des Summenwertes zum geeigneten Wert}=(\text{Summenwert/geeigneter}\\ \text{Wer}\text{t})\times 100\left[\%\right]\end{array}$$

  
• Wenn das mit Hilfe des Ausdrucks (1) berechnete Verhältnis 96 bis 105 [%] beträgt, bestimmt die Vergleichseinheit 5, dass der Summenwert dem geeigneten Wert entspricht (Schritt S11: Ja), und stuft den aktuellen Bearbeitungszustand in Klasse 5 ein (Schritt S12). Einzelheiten über die Klasse eines aktuellen Bearbeitungszustandes werden später beschrieben. Da der aktuelle Bearbeitungszustand der Klasse 5 entspricht, weist die Vergleichseinheit 5 die Hubparametereinstelleinheit 6 an, die aktuellen Hubbedingungen beizubehalten (Schritt S13). Die Funkenerosionsvorrichtung 1 kehrt zur Prozedur von Schritt S4 zurück, um den oben beschriebenen Ablauf durchzuführen. Wenn der mit Hilfe des Ausdrucks (1) berechnete Wert nicht 96 bis 105 [%] beträgt, bestimmt die Vergleichseinheit 5, dass der Summenwert nicht dem geeigneten Wert entspricht (Schritt S11: Nein), und fährt mit der Prozedur von Schritt S14 fort.
• Wenn das mit Hilfe des den Ausdrucks (1) berechnete Verhältnis größer oder gleich 106 [%] ist, bestimmt die Vergleichseinheit 5, dass der Summenwert größer als der geeigneten Wert ist (Schritt S14: Ja), und stuft den aktuellen Bearbeitungszustand in eine der Klassen 6 bis 10 ein (Schritt S15). Da der aktuelle Bearbeitungszustand zu einer der Klassen 6 bis 10 gehört, weist die Vergleichseinheit 5 die Hubparametereinstelleinheit 6 an, die Hubbedingungen gemäß der Prozedur, die später beschrieben wird, zu ändern (Schritt S16). Die Funkenerosionsvorrichtung 1 kehrt zur Prozedur von Schritt S4 zurück, um den oben beschriebenen Ablauf durchzuführen.
• Wenn der mit Hilfe des Ausdrucks (1) berechnete Wert 95 % oder weniger beträgt, bestimmt die Vergleichseinheit 5, dass der Summenwert kleiner als der geeigneten Wert ist (Schritt S14: Nein), und stuft den aktuellen Bearbeitungszustand in eine der Klassen 0 bis 4 ein (Schritt S17). Da der aktuelle Bearbeitungszustand zu einer der Klassen 0 bis 4 gehört, weist die Vergleichseinheit 5 die Hubparametereinstelleinheit 6 an, die Hubbedingungen gemäß der Prozedur, die später beschrieben wird, zu ändern (Schritt S18). Die Funkenerosionsvorrichtung 1 kehrt zur Prozedur von Schritt S4 zurück, um den oben beschriebenen Ablauf durchzuführen.
• Die Funkenerosionsvorrichtung 1 wiederholt den Ablauf von Schritt S4 bis Schritt S18 für jede Hubbewegung bis zur Beendigung der Funkenerosion.
• Anschließend werden die Klasse des aktuellen Bearbeitungszustandes und der Ablauf zur Anpassung der Hubbedingungen in der Hubparametereinstelleinheit 6 beschrieben. Die Darstellung von 4 veranschaulicht für jede Klasse die Beziehung zwischen der Klasse des dem Verhältnis des Summenwertes zum geeigneten Wert entsprechenden aktuellen Bearbeitungszustandes und den Multiplikationsfaktoren für die Parameter der Hubbedingungen bei der Funkenerosionsvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform. Wie vorstehend beschrieben umfassen die Parameter der Hubbedingungen die Hubstrecke, die Hubpause und die Hubgeschwindigkeit. Wenn der Summenwert der Entladungsimpulse in 4 kleiner als der geeignete Wert ist, d. h. bei den Klassen 0 bis 4, ist anzunehmen, dass die Erzeugung von Entladungsimpulsen aufgrund einer zu geringen Konzentration an Bearbeitungsrückständen erschwert ist. Daher werden die Multiplikationsfaktoren für die Parameter der Hubbedingungen so eingestellt, dass die Konzentration der Bearbeitungsrückstände zunimmt. Wenn der Summenwert der Entladungsimpulse in 4 größer als der geeignete Wert ist, d. h. bei den Klassen 6 bis 10, ist anzunehmen, dass aufgrund einer zu hohen Konzentration an Bearbeitungsrückständen eine anormale Erzeugung der Entladungsimpulse vorliegt. Die Multiplikationsfaktoren für die Parameter der Hubbedingungen werden daher so eingestellt, dass die Konzentration der Bearbeitungsrückstände abnimmt. Wenn das Elektrodenmaterial beispielsweise Kupfer und das Werkstückmaterial beispielsweise Eisen ist, ist aus der in 2 veranschaulichten Beziehung ersichtlich, dass der geeignete Wert der Anzahl der Entladungsimpulse pro Zeiteinheit N1 entspricht. Die Vergleichseinheit 5 berechnet das Verhältnis des Summenwertes zum geeigneten Wert mit Hilfe des Ausdrucks (2), wobei Nx den Summenwert darstellt. $$\text{Verh}\ddot{\text{a}}\text{ltnis des Summenwertes zum geeigneten Wert }=\left(\text{Nx/N1}\right)\times 100\left[\%\right]$$

  
• Die Vergleichseinheit 5 sortiert bzw. klassifiziert den aktuellen Bearbeitungszustand in eine der Klassen 0 bis 10 entsprechend des mit Hilfe des Ausdrucks (2) berechneten Verhältnisses und der Inhalte von 4. Wenn das Verhältnis des Summenwertes zum geeigneten Wert beispielsweise 70 [%] beträgt, stuft die Vergleichseinheit 5 den aktuellen Bearbeitungszustand in Klasse 2 ein. Auf Basis der Klasse des durch die Vergleichseinheit 5 eingestuften aktuellen Bearbeitungszustandes legt die Hubparametereinstelleinheit 6 die Multiplikationsfaktoren für die Parameter der Hubbedingungen gemäß den Inhalten von 4 fest. Wenn der aktuelle Bearbeitungszustand beispielsweise Klasse 2 entspricht, legt die Hubparametereinstelleinheit 6 die Multiplikationsfaktoren den Inhalten von 4 gemäß so fest, dass: die in den Hubbedingungen festgelegte Hubstrecke um das 0,7-fache verkürzt, die in den Hubbedingungen festgelegte Hubpause verdoppelt und die in den Hubbedingungen festgelegte Hubgeschwindigkeit um das 0,7-fache erhöht wird. Folglich bewirkt die Hubparametereinstelleinheit 6 eine Änderung der Hubbedingungen der Bearbeitungsbedingungen durch die Hubbewegungssteuereinheit 7 zum Zeitpunkt der nächsten Hubbewegung, konkret eine wie in den folgenden Ausdrücken (3) bis (5) dargestellte Änderung der Hubstrecke L1, der Hubpause T1 und der Hubgeschwindigkeit V1. $$\text{Hubstrecke der n}\ddot{\text{a}}\text{chsten Hubbewegung}=\text{L1}\times \text{0},\text{7}$$

  

  $$\text{Hubpause der n}\ddot{\text{a}}\text{chsten Hubbewegung}=\text{T1}\times \mathrm{2,0}$$

  

  $$\text{Hubgeschwindigkeit der n}\ddot{\text{a}}\text{chsten Hubbewegung}=\text{V1}\times \text{0},\text{7}$$

  
• Die Hubparametereinstelleinheit 6 bestimmt auf diese Weise die auf dem Verhältnis des Summenwertes zu dem geeigneten Wert basierenden Multiplikationsfaktoren für die Anpassung der Hubbedingungsparameter. 4 veranschaulicht ein konkretes Beispiel für die Klassifizierung der Verhältnisse des Summenwertes zum geeigneten Wert sowie die Parameter oder Multiplikationsfaktoren, wobei die Klassifizierung der Verhältnisse und der Multiplikationsfaktoren nicht einschränkend zu verstehen ist. Die Hubparametereinstelleinheit 6 kann die Einstellung unter Verwendung der Multiplikationsfaktoren für die Hubstrecke L1 und/oder Hubpause T1 und/oder Hubgeschwindigkeit V1 vornehmen. Wenn der aktuelle Bearbeitungszustand bei einem Summenwert, der kleiner als der geeignete Wert ist, in beispielsweise eine der Klassen 0 bis 4 fällt, legt die Hubparametereinstelleinheit 6 den Multiplikationsfaktor zum Einstellen der Hubbedingung so fest, dass zumindest eines von Folgendem ermöglicht wird: eine bei der nächsten Hubbewegung im Vergleich zur aktuellen Hubbewegung kürzere Hubstrecke, längere Hubpause oder niedrigere Hubgeschwindigkeit. Wenn der aktuelle Bearbeitungszustand bei einem Summenwert, der größer als der geeignete Wert ist, in eine der Klassen 6 bis 10 fällt, legt die Hubparametereinstelleinheit 6 den Multiplikationsfaktor zum Einstellen der Hubbedingung so fest, dass zumindest eines von Folgendem ermöglicht wird: eine bei der nächsten Hubbewegung im Vergleich zur aktuellen Hubbewegung längere Hubstrecke, kürzere Hubpause oder höhere Hubgeschwindigkeit. Wenn der aktuelle Bearbeitungszustand bei einem Summenwert, der dem geeigneten Wert entspricht, in die Klasse 5 fällt, behält die Hubparametereinstelleinheit 6 bei der nächsten Hubbewegung die aktuellen Einstellungen der Multiplikationsfaktoren für die Hubbedingungen bei. Sowohl die Vergleichseinheit 5 als auch die Hubparametereinstelleinheit 6 können die in 4 dargestellten Informationen speichern. Alternativ kann die Hubparametereinstelleinheit 6 die in 4 dargestellten Informationen speichern, wobei die Vergleichseinheit 5 von den in 4 dargestellten Informationen nur die Informationen über die Klasse und das Verhältnis des Summenwertes zum geeigneten Wert speichern kann.
• Als Nächstes wird die Hardwarekonfiguration der Funkenerosionsvorrichtung 1 beschrieben. Bei der Funkenerosionsvorrichtung 1 werden die Materialinformationseingabeeinheit 2 und die Bearbeitungsbedingungseingabeeinheit 3 von einer Tastatur, einer Maus oder dergleichen, die mit einem Computer verwendet werden, gebildet. Bei der Speichereinheit 4 und der Bearbeitungsprotokollspeichereinheit 15 handelt es sich um einen Speicher. Die Vergleichseinheit 5, die Hubparametereinstelleinheit 6, die Hubbewegungssteuereinheit 7, die Entladungsimpulserfassungseinheit 8, die Entladungsimpulsadditionseinheit 9, die Z-Achsen-Motorsteuereinheit 10, die Bearbeitungsstromversorgungssteuereinheit 12, die Bearbeitungsgeschwindigkeitsberechnungseinheit 14 und die Aktualisierungseinheit 16 werden mit Hilfe einer Verarbeitungsschaltung implementiert. Bei der Verarbeitungsschaltung kann es sich um einen Prozessor zum Ausführen von in einem Speicher gespeicherten Programmen und den Speicher, oder um eine spezielle Hardware handeln.
• 5 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung eines Beispiels für einen Fall, bei dem die in der Funkenerosionsvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform enthaltene Verarbeitungsschaltung aus einem Prozessor und einem Speicher gebildet ist. Wenn die Verarbeitungsschaltung aus einem Prozessor 91 und einem Speicher 92 gebildet ist, werden die Funktionen der Verarbeitungsschaltung der Funkenerosionsvorrichtung 1 mittels Software, Firmware oder einer Kombination aus Software und Firmware implementiert. Software oder Firmware liegen in Form von Programmen vor und sind im Speicher 92 abgelegt. Bei der Verarbeitungsschaltung liest der Prozessor 91 die im Speicher 92 gespeicherten Programme und führt diese aus, wodurch die Funktionen implementiert werden. Dies bedeutet, dass die Verarbeitungsschaltung den Speicher 92 zum Speichern der Programme umfasst, die zur Ausführung der Prozeduren der Komponenten der Funkenerosionsvorrichtung 1 führen. Man kann über die Programme sagen, dass sie einen Computer zur Durchführung von Prozeduren und Verfahren der Komponenten der Funkenerosionsvorrichtung 1 verlassen.
• Bei dem vorliegenden Prozessor 91 kann es sich um eine Zentraleinheit (CPU), eine Verarbeitungseinheit, eine arithmetische Einheit, einen Mikroprozessor, einen Mikrocomputer, einen digitalen Signalprozessor (DSP) oder dergleichen handeln. Der Speicher 92 entspricht beispielsweise nichtflüchtigen oder flüchtigen Halbleiterspeichern wie einem Direktzugriffsspeicher (RAM), einem Festwertspeicher (ROM), einem Flash-Speicher, einem löschbaren programmierbaren ROM (EPROM) oder einem elektrisch löschbaren programmierbaren ROM (EEPROM) (eingetragene Marke) oder einer Magnetplatte, einer Diskette, einer optischen Disk, einer Compactdisk, einer Minidisk, einer Digital Versatile Disc (DVD) oder dergleichen.
• Wenn die Verarbeitungsschaltung als spezielle Hardware ausgebildet ist, entspricht die Verarbeitungsschaltung beispielsweise einer einzelnen Schaltung, einer kombinierten Schaltung, einem programmierten Prozessor, einem parallel programmierten Prozessor, einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC), einem Field Programmable Gate Array (FPGA) oder einer Kombination dieser. Die Funktionen der Komponenten der Funkenerosionsvorrichtung 1 können durch Verarbeitungsschaltungen auf Einzelfunktionsbasis realisiert werden, die Funktionen können aber auch durch eine Verarbeitungsschaltung kollektiv implementiert sein.
• Es wird darauf hingewiesen, dass die Funktionen der Komponenten der Funkenerosionsvorrichtung 1 teilweise durch eine spezielle Hardware und teilweise durch Software oder Firmware realisiert sein können. Somit kann die Verarbeitungsschaltung die oben beschriebenen Funktionen durch spezielle Hardware, Software, Firmware oder eine Kombination dieser implementieren.
• Wie vorstehend beschrieben berechnet die Funkenerosionsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform den Summenwert der Entladungsimpulse pro Zeiteinheit während der Bearbeitung. Die Funkenerosionsvorrichtung 1 vergleicht den Summenwert mit dem geeigneten Wert für die aus der Kombination des Elektrodenmaterials und des Werkstückmaterials bestimmten Anzahl von Entladungsimpulsen und steuert die Hubbewegung der Elektrode 131 auf Basis des Vergleichsergebnisses. Wenn eine Notwendigkeit zur Änderung der Hubbewegung vorliegt, legt die Funkenerosionsvorrichtung 1 die Multiplikationsfaktoren für die Parameter der Hubbedingungen der Bearbeitungsbedingungen zum Einstellen der Hubbedingungen fest. Folglich kann die Funkenerosionsvorrichtung 1 die Anzahl der Entladungsimpulse pro Zeiteinheit während der Bearbeitung auf dem geeigneten Wert halten und so eine effiziente und stabile Funkenerosion ermöglichen. Darüber hinaus muss die Funkenerosionsvorrichtung 1 die bei der vorherigen Hubbewegung eingestellten Hubbedingungen nicht speichern und kann so durch einfache Steuerung eine effiziente und stabile Funkenerosion erreichen.
• Es wird darauf hingewiesen, dass bei der Funkenerosionsvorrichtung 1 anstelle des geeigneten Wertes ein erster berechneter Wert, der durch eine vorgeschriebene arithmetische Prozedur mit einem geeigneten Wert erhalten wird, in der Speichereinheit 4 gespeichert werden kann. In diesem Fall führt die Entladungsimpulsadditionseinheit 9 der Funkenerosionsvorrichtung 1 zur Berechnung eines zweiten Werts die oben beschriebene vorgeschriebene arithmetische Prozedur an einem Summenwert aus. Anstatt eine Prozedur zum Vergleichen des geeigneten Wertes mit dem Summenwert durchzuführen, führt die Funkenerosionsvorrichtung 1 eine Prozedur zum Vergleichen des auf dem geeigneten Wert basierenden ersten berechneten Werts mit dem auf dem Summenwert basierenden zweiten berechneten Wert aus. Wenn der in der Speichereinheit 4 gespeicherte erste berechnete Wert auf Basis der Bearbeitungsgeschwindigkeit aktualisiert wird, aktualisiert die Funkenerosionsvorrichtung 1 diesen Wert mit dem zweiten berechneten Wert. Bei der vorgeschriebenen arithmetischen Prozedur handelt es sich beispielsweise um eine mit einem bestimmten Koeffizienten vorgenommene Addition, Subtraktion, Multiplikation oder Division eines geeigneten Wertes oder Summenwertes, ohne darauf beschränkt zu sein.
• Zweite Ausführungsform
• Bei der ersten Ausführungsform speichert die Funkenerosionsvorrichtung 1 einen geeigneten Wert, der aus einer Kombination eines Elektrodenmaterials und eines Werkstückmaterials bestimmt wird, und aktualisiert den geeigneten Wert als zur Maximierung der Bearbeitungseffizienz geeigneten Wert. Der geeignete Wert wird jedoch nicht nur durch die Kombination aus Elektrodenmaterial und Werkstückmaterial, sondern auch von der Bearbeitungsfläche, den Bearbeitungsbedingungen und anderen Faktoren beeinflusst. Bei der zweiten Ausführungsform speichert eine Funkenerosionsvorrichtung einen geeigneten Wert, der aus einer Kombination aus einem Elektrodenmaterial und einem Werkstückmaterial, einer Bearbeitungsfläche und den Bearbeitungsbedingungen bestimmt wird, und aktualisiert den geeigneten Wert als zur Maximierung der Bearbeitungseffizienz geeigneten Wert. Im Folgenden werden die Unterschiede zwischen der zweiten Ausführungsform und der ersten Ausführungsform beschrieben.
• Das Blockschaltbild von 6 veranschaulicht ein Beispiel für die Konfiguration einer Funkenerosionsvorrichtung 1a gemäß der zweiten Ausführungsform. Im Vergleich zu einer Funkenerosionsvorrichtung 1 gemäß der in 1 dargestellten ersten Ausführungsform weist die Funkenerosionsvorrichtung 1a anstelle der Speichereinheit 4, der Bearbeitungsprotokollspeichereinheit 15 und der Aktualisierungseinheit 16 eine Speichereinheit 4a, eine Bearbeitungsprotokollspeichereinheit 15a und eine Aktualisierungseinheit 16a auf. Die Funkenerosionsvorrichtung 1a weist zudem eine Bearbeitungsflächenberechnungseinheit 17 auf.
• Die Bearbeitungsflächenberechnungseinheit 17 berechnet eine Funkenerosionsbearbeitungsfläche am Werkstück 132. Ein konkretes Berechnungsverfahren der Bearbeitungsflächenberechnungseinheit 17 wird später beschrieben.
• Die Speichereinheit 4a speichert ein Elektrodenmaterial und ein Werkstückmaterial, die in die Materialinformationseingabeeinheit 2 eingegeben wurden, und die in die Bearbeitungsbedingungseingabeeinheit 3 eingegebenen Bearbeitungsbedingungen für die Funkenerosion. In der Speichereinheit 4a werden auch geeignete Werte für die Anzahl der Entladungsimpulse pro Zeiteinheit gespeichert, die sich aus Kombinationen von Elektrodenmaterialien, Werkstückmaterialien, Bearbeitungsflächen und Bearbeitungsbedingungen ergeben. 7 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung geeigneter Werte für die Anzahl der Entladungsimpulse pro Zeiteinheit, die aus den Kombinationen der Elektrodenmaterialien, der Werkstückmaterialien, der Bearbeitungsflächen und der Bearbeitungsbedingungen bestimmt werden und in der Speichereinheit 4a der Funkenerosionsvorrichtung 1a gemäß der zweiten Ausführungsform gespeichert sind. In der Speichereinheit 4a werden die den Kombinationen der Elektrodenmaterialien, der Werkstückmaterialien, der Bearbeitungsflächen und der Bearbeitungsbedingungen entsprechenden geeigneten Werte gespeichert. Wenn zum Beispiel das Elektrodenmaterial Kupfer, das Werkstückmaterial Eisen, eine Bearbeitungsfläche S1, ein Bearbeitungsstrom 11, eine Bearbeitungsspannungsanwendungszeit ON1 und eine Bearbeitungsspannung V1 ist, speichert die Speichereinheit 4a als geeigneten Wert für die Anzahl der Entladungsimpulse pro Zeiteinheit N111. Die Bearbeitungsbedingungen umfassen zusätzlich zum Bearbeitungsstrom, der Bearbeitungsspannungsanwendungszeit und der Bearbeitungsspannung, die oben beschrieben wurden, die Nichtanwendungszeit, während der die Bearbeitungsspannung nicht anliegt. Somit können 7 Informationen über die Nichtanwendungszeit hinzugefügt werden. Die geeigneten Werte der in 7 dargestellten Anzahl der Entladungsimpulse pro Zeiteinheit sind Anfangswerte und können während der Funkenerosion der Funkenerosionsvorrichtung 1a durch einen Ablauf aktualisiert werden, der später beschrieben wird. Der geeignete Wert für die Anzahl der Entladungsimpulse pro Zeiteinheit wird von der Funkenerosionsvorrichtung 1a aktualisiert, um die Bearbeitungseffizienz während der Bearbeitung zu maximieren.
• Die Bearbeitungsprotokollspeichereinheit 15a speichert einen von der Entladungsimpulsadditionseinheit 9 berechneten Summenwert, eine von der Bearbeitungsgeschwindigkeitsberechnungseinheit 14 berechnete Bearbeitungsgeschwindigkeit und eine von der Bearbeitungsflächenberechnungseinheit 17 berechnete Bearbeitungsfläche. Die Bearbeitungsprotokollspeichereinheit 15a speichert zumindest den aktuellen oder jüngsten Summenwert, die aktuelle oder jüngste Bearbeitungsgeschwindigkeit und die aktuelle oder jüngste Bearbeitungsfläche sowie den vorherigen Summenwert, die vorherige Bearbeitungsgeschwindigkeit und die vorherige Bearbeitungsfläche.
• Auf Basis der Summenwerte, der Bearbeitungsgeschwindigkeiten und der Bearbeitungsflächen, die alle in der Bearbeitungsprotokollspeichereinheit 15a gespeichert sind, aktualisiert die Aktualisierungseinheit 16a zur Maximierung die Bearbeitungseffizienz den in der Speichereinheit 4a gespeicherten geeigneten Wert.
• Als Nächstes wird die Steuerung durch die Funkenerosionsvorrichtung 1a beschrieben, um die Anzahl der während der Funkenerosion erzeugten Entladungsimpulse auf einem geeigneten Wert zu halten. Das Flussdiagramm von 8 veranschaulicht ein Verfahren zum Steuern einer Hubbewegung so, dass bei der Funkenerosionsvorrichtung 1a gemäß der zweiten Ausführungsform die Anzahl der während der Funkenerosion erzeugten Entladungsimpulse auf einem geeigneten Wert gehalten wird. Bei dem in 8 dargestellten Flussdiagramm entspricht der Ablauf von Schritt S1 bis Schritt S5 dem Ablauf von Schritt S1 bis Schritt S5 des in 3 dargestellten Flussdiagramms der ersten Ausführungsform.
• Bei der Funkenerosionsvorrichtung 1a berechnet die Bearbeitungsflächenberechnungseinheit 17 die Bearbeitungsfläche unter Verwendung des Ausdrucks (6) (Schritt S21). $$\begin{array}{l}\text{Bearbeitungsfl}\ddot{\text{a}}\text{che}=\text{Entladungsimpulsanzahl}\times (\text{Abtragsmenge pro}\\ \text{Entladungsimpuls}/\text{Verfahrweg in B}\text{earbeitungsrichtung})\end{array}$$

  
• Im Ausdruck (6) wird angenommen, dass die Abtragsmenge pro Entladungsimpuls aus einer Kombination von Bearbeitungsbedingungen wie der eingestellten Bearbeitungsspannung und dem eingestellten Bearbeitungsstrom, der Elektrode 131 und dem Werkstück 132 bestimmt wird und in einer (nicht dargestellten) Abtragsmengenspeichereinheit der Funkenerosionsvorrichtung 1a gespeichert ist. Die Bearbeitungsflächenberechnungseinheit 17 speichert die berechnete Bearbeitungsfläche in der Bearbeitungsprotokollspeichereinheit 15a.
• Die Aktualisierungseinheit 16a vergleicht die in der Bearbeitungsprotokollspeichereinheit 15a gespeicherte Bearbeitungsgeschwindigkeit bei der Bearbeitung vor der jüngsten oder aktuellen Hubbewegung mit der in der Bearbeitungsprotokollspeichereinheit 15a gespeicherten Bearbeitungsgeschwindigkeit bei der Bearbeitung vor der vorherigen Hubbewegung, (Schritt S6). Wenn die Bearbeitungsgeschwindigkeit bei der Bearbeitung vor der aktuellen Hubbewegung höher ist als die Bearbeitungsgeschwindigkeit bei der Bearbeitung vor der vorherigen Hubbewegung (Schritt S6: Ja), aktualisiert die Aktualisierungseinheit 16a den geeigneten Wert, um die Bearbeitungseffizienz zu maximieren (Schritt S7). Insbesondere wird von den in der Speichereinheit 4a gespeicherten geeigneten Werten der dem Elektrodenmaterial, dem Werkstückmaterial, der Bearbeitungsfläche und den Bearbeitungsbedingungen bei der Bearbeitung vor der aktuellen Hubbewegung entsprechende geeignete Wert von der Aktualisierungseinheit 16a mit dem in der Bearbeitungsprotokollspeichereinheit 15a gespeicherten Summenwert bei der Bearbeitung vor der jüngsten oder aktuellen Hubbewegung aktualisiert. Wenn von der Aktualisierungseinheit 16a eine Bearbeitungsfläche, Bearbeitungsbedingungen und ein Summenwert neu in die Speichereinheit 4a eingegeben werden, aktualisiert die Speichereinheit 4a den der eingegebenen Bearbeitungsfläche und den eingegebenen Bearbeitungsbedingungen entsprechenden geeigneten Wert mit dem eingegebenen Summenwert. Die Speichereinheit 4a speichert den aktualisierten geeigneten Wert. Wenn die Bearbeitungsgeschwindigkeit bei der Bearbeitung vor der aktuellen Hubbewegung kleiner oder gleich der Bearbeitungsgeschwindigkeit bei der Bearbeitung vor der vorherigen Hubbewegung ist (Schritt S6: Nein), überspringt die Aktualisierungseinheit 16a die Prozedur von Schritt S7.
• Der anschließende Ablauf von Schritt S8 bis zu Schritt S18 des in 8 dargestellten Flussdiagramms entspricht dem Ablauf von Schritt S8 bis zu Schritt S18 des in dem in 3 dargestellten Flussdiagramms der ersten Ausführungsform. Bei der Prozedur von Schritt S11 der zweiten Ausführungsform vergleicht die Vergleichseinheit 5 den Summenwert mit dem dem Elektrodenmaterial, dem Werkstückmaterial, der Bearbeitungsfläche und den Bearbeitungsbedingungen der aktuellen Funkenerosion entsprechenden geeigneten Wert.
• Der geeignete Wert der Anzahl der Entladungsimpulse bei der Bearbeitung variiert in nicht geringem Umfang abhängig von der Kombination aus Elektrodenmaterial und Werkstückmaterial, aber auch abhängig von der Bearbeitungsfläche, den Bearbeitungsbedingungen und Anderem. So ist beispielsweise die Anzahl der Entladungsimpulse bei einer größeren Bearbeitungsfläche größer als bei einer kleineren Bearbeitungsfläche. Außerdem nimmt die Anzahl der Entladungsimpulse mit steigender Bearbeitungsspannung und mit steigendem Bearbeitungsstrom zu. Daher können, wie in 7 dargestellt ist, geeignete Werte für die Anzahl der Entladungsimpulse bei der Bearbeitung untergliedert werden, indem Informationen über die Bearbeitungsbedingungen, wie beispielsweise die Bearbeitungsspannung und die Bearbeitungsfläche, angegeben werden. Durch die Verwendung des im Vergleich zur ersten Ausführungsform weiter unterteilten geeigneten Wertes kann die Funkenerosionsvorrichtung 1a den Summenwert, d. h. die Anzahl der Entladungsimpulse während der Bearbeitung, präzise steuern.
• Es wird darauf hingewiesen, dass der Benutzer bei der Funkenerosionsvorrichtung 1a, wenn die Bearbeitungsfläche bei der Bearbeitung einer viereckigen Form oder dergleichen vorab bestimmt werden kann, die Bearbeitungsfläche über eine (nicht dargestellte) Bearbeitungsflächeneingabeeinheit direkt in die Funkenerosionsvorrichtung 1a eingeben kann. Dadurch entfällt bei der Funkenerosionsvorrichtung 1a die Notwendigkeit zum Schätzen der Bearbeitungsfläche, sodass die Anzahl der Entladungsimpulse gleich nach Beginn der Bearbeitung auf einem geeigneten Wert gehalten werden kann. In diesem Fall ist bei der Funkenerosionsvorrichtung 1a die Prozedur von Schritt S21 des in 8 dargestellten Flussdiagramms zur Berechnung der Bearbeitungsfläche nicht erforderlich.
• Wie vorstehend beschrieben speichert die Funkenerosionsvorrichtung 1a gemäß der vorliegenden Ausführungsform die den Kombinationen der Elektrodenmaterialien, der Werkstückmaterialien, der Bearbeitungsflächen und der Bearbeitungsbedingungen entsprechenden geeigneten Werte ab. Die Funkenerosionsvorrichtung 1a steuert die Hubbewegung der Elektrode 131 mit einem auf dem Status der aktuellen Funkenerosion basierenden geeigneten Wert, d. h. einem dem Elektrodenmaterial, dem Werkstückmaterial, der Bearbeitungsfläche und den Bearbeitungsbedingungen der aktuellen Funkenerosion entsprechenden geeigneten Wert. Folglich kann die Funkenerosionsvorrichtung 1a unter Verwendung eines im Vergleich zur ersten Ausführungsform weiter unterteilten geeigneten Wertes den Summenwert, d. h. die Anzahl der Entladungsimpulse bei der Bearbeitung, präzise steuern.
• Bezugszeichenliste

1, 1a

Funkenerosionsvorrichtung;

2

Materialinformationseingabeeinheit;

3

Bearbeitungsbedingungseingabeeinheit;

4, 4a

Speichereinheit;

5

Vergleichseinheit;

6

Hubparametereinstelleinheit;

7

Hubbewegungssteuereinheit;

8

Entladungsimpulserfassungseinheit;

9

Entladungsimpulsadditionseinheit;

10

Z-Achsen-Motorsteuereinheit;

11

Z-Achsenmotor;

12

Bearbeitungsstromversorgungssteuereinheit;

13

Bearbeitungseinheit;

14

Bearbeitungsgeschwindigkeitsberechnungseinheit;

15, 15a

Bearbeitungsprotokollspeichereinheit;

16, 16a

Aktualisierungseinheit;

17

Bearbeitungsflächenberechnungseinheit;

131

Elektrode;

132

Werkstück.

Claims (5)

1. Funkenerosionsvorrichtung (1, 1a), die aufweist: eine Materialinformationseingabeeinheit (2) zum Eingeben von Informationen über ein Elektrodenmaterial und ein Werkstückmaterial, wobei es sich bei dem Elektrodenmaterial um ein Material einer bei der Funkenerosion verwendeten Elektrode (131) handelt und wobei es sich bei dem Werkstückmaterial um ein Material eines bei der Funkenerosion verwendeten Werkstücks (132) handelt; eine Bearbeitungsbedingungseingabeeinheit (3) zum Eingeben von Bearbeitungsbedingungen für die Funkenerosion; eine Entladungsimpulserfassungseinheit (8) zum Erfassen von während der Funkenerosion erzeugten Entladungsimpulsen; eine Entladungsimpulsadditionseinheit (9) zum Addieren der Anzahl der Entladungsimpulse und zum Berechnen eines Summenwertes der Entladungsimpulse pro Zeiteinheit; eine Hubbewegungssteuereinheit (7) zum Steuern der Hubbewegung der Elektrode (131) auf Basis von in den Bearbeitungsbedingungen enthaltenen Hubbedingungen der Hubbewegung; eine Speichereinheit (4, 4a) zum Speichern eines aus der Kombination von Elektrodenmaterial und Werkstückmaterial bestimmten geeigneten Wertes für die Anzahl der Entladungsimpulse pro Zeiteinheit während der Funkenerosion; eine Vergleichseinheit (5) zum Vergleichen des geeigneten Wertes mit dem Summenwert; und eine Hubparametereinstelleinheit (6) zum Einstellen der Hubbedingungen basierend auf einem Ergebnis des Vergleichs zwischen dem geeigneten Wert und dem Summenwert, wobei die Hubbewegungssteuereinheit (7) die Hubbewegung entsprechend den durch die Hubparametereinstelleinheit (6) eingestellten Inhalten steuert.
2. Funkenerosionsvorrichtung nach Anspruch 1, die ferner aufweist: eine Bearbeitungsgeschwindigkeitsberechnungseinheit (14) zum Berechnen der Bearbeitungsgeschwindigkeit bei der Funkenerosion; eine Bearbeitungsprotokollspeichereinheit (15) zum Speichern der Bearbeitungsgeschwindigkeit und des Summenwertes; und eine Aktualisierungseinheit (16) zum Aktualisieren des in der Speichereinheit gespeicherten geeigneten Wertes mit dem Summenwert bei der Bearbeitung vor einer aktuellen Hubbewegung, wenn die Bearbeitungsgeschwindigkeit bei der Bearbeitung vor der aktuellen Hubbewegung höher ist als die Bearbeitungsgeschwindigkeit bei der Bearbeitung vor einer vorherigen Hubbewegung.
3. Funkenerosionsvorrichtung nach Anspruch 1, die ferner aufweist: eine Bearbeitungsflächenberechnungseinheit (17) zum Berechnen einer Bearbeitungsfläche der Funkenerosion, wobei die Speichereinheit (4a) einen geeigneten Wert gemäß einer Kombination aus dem Elektrodenmaterial, dem Werkstückmaterial, den Bearbeitungsbedingungen und der Bearbeitungsfläche speichert, und die Vergleichseinheit (5) den Summenwert mit dem dem Elektrodenmaterial, dem Werkstückmaterial, den Bearbeitungsbedingungen und der Bearbeitungsfläche bei der aktuellen Funkenerosion entsprechenden geeigneten Wert vergleicht, so dass die Funkenerosionsvorrichtung (1a) einen geeigneten Wert basierend auf einem Status der aktuellen Funkenerosion verwendet.
4. Funkenerosionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Hubparametereinstelleinheit (6) auf Basis eines Verhältnisses des Summenwertes zum geeigneten Wert Multiplikationsfaktoren für die jeweiligen Einstellparameter der Hubbedingungen festlegt.
5. Hubbewegungssteuerungsverfahren, das umfasst: einen von einer Vergleichseinheit (5) ausgeführten Vergleichsschritt, bei dem ein geeigneter Wert für eine Anzahl von Entladungsimpulsen pro Zeiteinheit bei der Funkenerosion mit einem Summenwert von Entladungsimpulsen pro Zeiteinheit verglichen wird, wobei der geeignete Wert aus einer Kombination eines Elektrodenmaterials und eines Werkstückmaterials bestimmt wird, wobei es sich bei dem Elektrodenmaterial um ein Material einer bei der Funkenerosion verwendeten Elektrode (131) handelt und wobei es sich bei dem Werkstückmaterial um ein Material eines bei der Funkenerosion verwendeten Werkstücks (132) handelt, wobei der Summenwert der Entladungsimpulse pro Zeiteinheit aus einer Gesamtzahl von Entladungsimpulsen erhalten wird, die während der Funkenerosion erzeugt werden; und einen von einer Hubparametereinstelleinheit (6) ausgeführten Einstellschritt, bei dem die Hubbedingungen einer Hubbewegung der Elektrode (131) auf Basis eines Ergebnisses des Vergleichs zwischen dem geeigneten Wert und dem Summenwert eingestellt werden; wobei in dem Einstellschritt die Hubparametereinstelleinheit (6), wenn der Summenwert kleiner als der geeignete Wert ist, die Hubbedingungen so anpasst, dass zumindest eines von Folgendem ermöglicht wird: bei der nächsten Hubbewegung eine im Vergleich mit der aktuellen Hubbewegung kürzere Hubstrecke, längere Hubpause oder niedrigere Hubgeschwindigkeit, die Hubparametereinstelleinheit (6), wenn der Summenwert größer als der geeignete Wert ist, die Hubbedingungen so anpasst, dass zumindest eines von Folgendem ermöglicht wird: bei der nächsten Hubbewegung eine im Vergleich mit der aktuellen Hubbewegung längere Hubstrecke, kürzere Hubpause oder höhere Hubgeschwindigkeit, und die Hubparametereinstelleinheit (6), wenn der Summenwert dem geeigneten Wert entspricht, bei der nächsten Hubbewegung die Einstellungen der Hubbedingungen der aktuellen Hubbewegung beibehält.

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