DE1615089A1 - Verfahren und Einrichtung zur Regelung der Generatorzuendspannung in Abhaengigkeit vom Bearbeitungsspalt bei Elektroerosionsmaschinen - Google Patents

Description

AEG-Elotherm GmbH
Remscheid-Hasten
Hammesberger Str. 31

Remscheid-Hasten, den 23« Januar I967 /

Verfahren und Einrichtung zur Regelung der GeneratorZündspannung in Abhängigkeit vom Bearbeitungsspalt bei Elektroerosionsmaschinen

Die Anmeldung bezieht sich auf die Anpassung der Generatorspannung bei Elektroerosionsmaschinen, insbesondere: bei Funken- '■'■ erosionsmaschinen, an die jeweilige Größe des Bearbeitungs— . Spaltes um die genaue Einhaltung enger Erosionsspalt-Toleranzen bei gleichzeitiger Beibehaltung einer gebräuchlichen» schon weitgehend optimalen Abtragung zu gewährleisten·

Die Aufgabe kann von einer der bekannten und bisher gebräuchlichen Vorschubregelungen nicht.gelöst werden* denn diese halten während der Bearbeitungszeit den Bearbeitungsspalt innerhalb gewisser Toleranzen nicht auf einem festen Wert sondern jeweils auf dem Wert, der für den Fortschritt der elektrischen Be- ' arbeitung nötig ist« Für den Arbeitsfortschritt ist aber bekanntlich je nach Art und Umfang der im Arbeitsspalt auftretenden mechanischen und/oder elektrischen Störgrößen in zeitlicher 'Aufeinanderfolge jeweils eine andere Größe des Bearbeitungsapaltes .bei unveränderter Generatorspannung optimal· Die für den jeweiligen Arbeitsforts'chritt optimale Erosions spalt-Größe hängt demnach ab von Störgrößen, wie z.B. die unterschiedliche geometrische Form der bearbeiteten Oberfläche oder die unterschiedliche Verschmutzung und Änderung der Durchschlagsfestigkeit des. Arbeitsmediums, die außer den elektrischen Ent! aelungspar ame tern

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die Größe des Bearbeitung» spalt es beeinflussen. Biese Stör·· größen bewirken, daß zu verschiedenen Zeiten der Bearbeitung der Vorschub auch verschiedene Bearbeitungespaltwerte einstellen muß, um den besten Arbsitsfortschritt und die gewünschte Arbeitequalit&t su erreichen. Deshalb let ein· Beeinflussung der Vorschubregelung nicht geeignet, die Toleranzen des Bearbeitungsspaltes gegenüber einem festen Wert zu verkleinern.

Bei den bekannten und gebräuchlichen Vorschubregelungen wird die Regelgröße für die Regelung des Bearbeitungsspaltes von dafür geeigneten elektrischen Kennwerten abgeleitet. Infolgedessen werden diese, beispielsweise die Spannung u~, an der Entladestrecke auf der Sollhöh· gehalten, der Bearbeitungespalt aber nur insoweit, wie er eine eindeutige Funktion dieser Kennwerte ist. Die oben erwähnten weiteren Störgrößen bewirken jedoch, daß mit den gleichen elektrischen Kennwerten unterschiedliche Werte des Bearbeitungsspaltes korrespondieren können.

Eine genaue Regelung des BearbeitungespaXtea müßte also von einer mechanischen Messung des Spaltes ausgehen und deren Ergebnis müßte mit einem vorgegebenen Sollwert verglichen werden. Es ist nun aber auch nach geeigneter Umformung nicht möglich, das Ergebnis diasea Vergleiches als Signal nur der Vorschubregelung zuzuführen,.-"da diese mit Rücksicht auf den Portschritt der Bearbeitung nicht die Größe des Bearbeitungsspalte» konstanthalten soll, sondern die elektrischen Eigenschaften des Spaltes auf einen optimalen Wert einzustallen hat*

Die Messung der Grö$e des Bearbeitungsspaltes ist mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden. Es wurde zwar schon bekannt (DBP 970 696), das Werkstück su diesem Zweck in der Nähe der Bearbeitungszone mit" Hilfe eines isolierenden Meßfühlers abzutasten; es ist aber keine Einrichtung bekanntge-

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worden* eit der es mSglioh wäre, auf diese Weise die Grtfße * des Bearheitungsspaltes an der Arbeitsstelle selbst zu messen,

Bs 1st much schon vorgeschlagen worden, als Haß für den Bearbeltungaspalt den Staudruck der Arbeitsflüssigkeit eu ■essen. Jedoch ist dieser ebenfalls keine eindeutig reproduzierbare Funktion dee Bearbeitungsepaltes· .

Der Zweok der Erfindung ist at, die geschilderten grundsät sliohen Schwierigkeiten zu Überwinden. Sie betrifft ein Verfahren zur Messung «lie Bearbeitungsspaltes und Regelung der Generatorsündspannung in Abhängigkeit rom MeOergebnis bei Elektroerosionsmäschinen, an denen der Vorschub der Verkxeugelektröde in Abhängigkeit voa elektrischen Zustand lot Bearbeitungsspäit Stetig geregelt wirda Erfindungsgeeftß wird während periodisch in den Arbeitsvorgang eingeschobener Ab fragepausen die Größe des Bearbeitungsspaltes durch Zusas«enfahr*n der Elektroden aus der Arbeitsstellung bin zur ■eöhanisöhen Berührung bzw. bis zu einen definierten ttbergangswideretand der Streck· Werkstück - Verlcxeug gesieisen und iü Abhängigkeit von der Meßgröße die Zündspannung des Generators überprüft und gegebenenfalls ia Sinne einer Aufreontirnaitüng des gewünschten Bearbeitungsspaltes nachge- '

Die in der Zeit der Erosionebearbeitung wirksam· Vorschubregelung arbeitet bis auf die Abfragepause in üblicher Weise weiter und kann gegebenenfalls 'zusätzlich von den für die iiniiliiung IÜr Gen*rator*tindspanming ermittelten Stellwerten flit beeinflußt werden, beiepielsweise dadurch, daß . ; die Vorschub-Sollwertspannung mn ein· verstellt· Zündspannung

Dadurch wird erreicht« daß die Vorschubregelung in üblicher Welse for einen optimalen Bearbeituhgsfortechritt sorgt, während ein Sntladungspärameter, der einen großen Binfluß

auf den Bearbeitungsspalt und nur einen geringeren Einfluß auf andere, unverändert gewünschte Arbeitskennwerte, z.B. die Rauhtiefe, hat, als Stellgröße zur Regelung des Bearbeitungsspaltes herangezogen wird. Auf diese Weise können auch erhöhte Anforderungen an die Toleranzen des Bearbei-

tungeepaltee erfüllt werden.

Anhand der beigefügten Abb. 1 und 2 soll die Erfindung nachstehend näher erläutert werden.

Dabei ist in Abb. 1 schematisch. eine bisher zur Vorschubregelung benutzte Einrichtung dargestellt, während an

Abb. 2 gleichfalls in einer schematisehen Darstellung das Prinzip der Erfindung erläutert ist.

In Abb. 1 ist der Impulsgenerator 1 zu erkennen, dessen Ausgang mit dem Werkstück 3 und der Werkzeugelektrode 2 verbunden ist. Die Elektrode 1st in der Vorschubeinrichtung k gehaltert und kann somit in Richtung des Pfeiles 5 vor- oder zurückbewegt werden. Die zur selbsttätigen Regelung des Elektrodenvorschubes erforderliche Stellgröße U . wird in dem Regelverstärker 6 aus dem Vergleich der Sollspannung U mit der am Bearbeitungespalt abgegriffenen letspannung U. erzeugt. Die Sollspannung wird dabei mit Hilfe eines einstellbaren Spannungsteilers 7 aus dem Generator gewonnen.

Aus Abb. 2 ist dagegen das Grundprinzip einer Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrene zu erkennen. Der Generatorschrank 1, der auch die üblichen . Einrichtungen zur Erzeugung des Vorechuhregelsignale enthalten soll, speist in gewöhnlicher Weise den Erosionsspalt zwischen Werkzeug 2 und Werkstück 3 und die Vorschubeinrichtung k. Werkzeug xaid Werkstück werden von der Vorschubeinrichtung relativ zueinander bewegt. Der Taktgeber 8 be—

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tätigt periodisch mit seinem Abfrageimpuls die Umachalteinrichtung 10 und unterbricht dadurch die Bearbeitung· Während dieser Zeit fährt das Werkzeug mit Hilfe des Vorschubes aus der im Umschaltaugenblick eingenommenen Stellung solange herunter^ bis der Berührungsmesser 11 Kontakt anzeigt· Die Anzeige des Berührungemessers kann auch' bei einem bestimmten Mindestwiderstand zwischen Werkzeug und Werkstück erfolgen. Die Wegmeßeinrichtung 12 mißt den von der Elektrode verfahrenen Weg und meldet ihn an dem Auswerter 9, Dieser verstellt, falls erforderlich, daraufhin die Zündspannung des Generators im Sinne einer Aufrechterhaltung der gewünschten Größe des BearbeitungsSpaltes.

Da der Einfluß der mitunter verwickelten räumlichen Gestalt von Werkzeug und Werkstück auf den Bearbeitungespalt auch von dem neuen Meßverfahren nur teilweise erfaßtwird, kann es in besonderen Fallen zweckmäßig sein« in Abänderung dee erfindungsgemäßen Verfahrens nicht den Abstand, zwischen Werkstück und Werkzeugelektrode selbst zu messen, sondern während der Bearbeitung ein Blindwerkzeug, z#B* einen zusätzlichen an der Werkzeugelektrode angebrachten Zapfen, auf einen Teil des Werkstückes, oder* auf ein besonderes Blindwerkstück möglichst nahe am eigentlichen Werkstück arbeiten zu lassen und den Abstand dieser Blindelektroden zu messen. Sei geeigneter Formgebung der Blindelektrode kann dieses Meßergebnis repräsentativer für die Ermittlung der Spaltgröße sein, als der kleinste Abstand von Werkstück und Werkzeug in VörSchubriefctung« Dies ist ^.B. der Fall bei der Herstellung ¹VOn Dur^hbsÜ^hen« wo die Messung dus*eh Zusamioenf ehren von Ii estfcötücfc und lierfczeug au effheMiehen fehlmeesungen gegen Ende des? Bearbeitung führen kann.

Me in. der Art eines Relais in Abb. % dargestellte Um-Sehalteinrichtung 10 wird zweckmaßigerweisö bei der Ver- · wirklichüng der Erfindung als elektronischer schälter ausge-

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führt* Der zur Durchführung des erfindungsgemäßen Ver- * fahrene benutzte Impulsgenerator braucht keine Besonderheiten zu enthalten, außer einer getrennt von den übrigen Entladungsparametern einstellbaren Zündspannung. Besonders geeignet sind die bekannten "transistor- oder tyrlstorgesteuerten .. Generatoren mit einer besonderen Zündspannungsquelle·

Der Elektrodenvorschub kann in der im Zusammenhang mit Abb· I ge schildert en Weise durchgeführt sein* Berührungemesser, Vo gießeinrichtung, Taktgeber und Auswerter können in der bekannten Technik elektrischer Meß- und Auswertegeräte für mechanische Größen ausgeführt sein« Besonders zweckmäßig ist es, woEta der Vorschub mit einem Schrittmotor arbeitet, dann brauchen zur Wegmessung nur die Motorechrittβ vom Beginn des Abfrageimpulses bis zum Ansprechen des Berührungsmessers, beispielsweise mit Hilfe eine elektrischen Zählers abgezählt zu werden·

Es ist ersichtlich, daß die praktische Ausführung der Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens weitgehend geändert und speziellen Bearbeitungsaufgaben angepaßt werden kann, ohne das Prinzip der Erfindung zu verlassen· .

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Claims (1)

1. ■-*-.■■■"■

   Patentansprüche . ,-* p. * j- λ ο _c

   1· Verfahren zur Messung des Bearbeitungespaltes und Regelung der Generatorzündspannung in Abhängigkeit vom Meßergebnis bei Elektroerosionsmaschinen, an denen der Vorschub der Werkzeugelektrode in Abhängigkeit vom elektrischen Zustand im Bearbeitungβspalt stetig geregelt wird, dadurch gekenn-

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   zeichnet, daß während periodisch in den Arbeitsvorgang eingeschobener Abfr&gepausen die Größe des Bearheitungsspaltes durch Zusammenfahren der Elektroden auf der Arbeitsstellung bis zur mechanischen Berührung bzw· bis zu •inen definierten übergangswiderstand der Strecke Werkstück - Werkzeug gemessen wird und in Abhängigkeit von der Meßgröße die Zündspannung des Generators überprüft und gegebenenfalls im Sinne einer Aufrechterhaltung des gewünschten Bearbeitungespaltes nachgestellt: wird«

   2· Abgeändertes Verfahren gemSe Anspruch 1, dadurch, gekennzeichnet, daß anstatt der GrSBe des Bearbeitungsspaltes der Spalt zwischen einer in unmittelbarer Hfihe der Merkzeugelektrode angeordneten Blindelektrode und dem Werkstück oder einem Blindwerkstück gemessen wird·

   3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet _t daß außer dem Stellwert für die Einstellung der GeneratorZündspannung auch eine solche zur Korrektur der Vorschubregelung erzeugt wird.

   4· Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, bei welcher in bekannter Weise eine Werkzeugelektrode, ein Werkstück und eine regelbare Vorschubeinrichtung mit einem Generator zusammengeschaltet sind, gekennzeichnet ,durch einen von einem unabhängigen Taktgeber (8) durch Impulse gesteuertes Umschalter (1O), der während der Abfragepausen den mit einer Wegraeßein— richtung (12) gekoppelten Vorschub in Tätigkeit setzt und

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   i einen, mit einer Auswerteinrichtung (9) gekoppelten Berührungsmesser (ll) parallel zum Arbeitsspalt, wobei der Auswerter aufgrund des Ergebnisses der Wegmessung die Generatorzündspannung überwacht und 'gegebenenfalls nachstellt.

   5· Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Vorschubeinrichtung ein Schrittmotor und zur Wegmessung ein Zähler für die Motorschritte vorgesehen ist·

   6« Einrichtung nach Anspruch k und 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Umschalteinrichtung (lO) als elektronischer Schalter ausgebildet ist.

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