DE1615227C - Schaltungsanordnung zum Regeln des Elektrodenvorschubes bei Funkenerosionsvorrichtungen - Google Patents

Description

schneller als im Normalbetrieb wird. . gen. Der Funkenspalt wird gebildet zwischen der

Diese bekannte Anordnung ist schaltungstechnisch Elektrode 10 und dem Werkstück 12: Die Speisung

noch relativ kompliziert und damit auch störanfällig des Funkenspaltes erfolgt aus einer Speisequelle 14 in

und gewährleistet vor allem nicht ein sehr schnelles 60 bekannter Weise mit hochfrequenten Bearbeitungsim-

Ansprechen des Relais auf Kurzschluß bzw. Leerlauf, pulsen. Der Vorschub der Elektrode 10 erfolgt über

so daß die gewünschte schnellere Elektrodenverschie- einen elektrohydraulischen Motor 19, der durch die

bung in diesen Extremfällen nicht in der gewünschten Steuerwicklung 18 eines elektrohydraulischen Ven-

Weise augenblicklich wirksam wird. tils gesteuert wird.

Es ist auch schon eine Schaltungsanordnung zum 65 An den Punkten A und B des Funkenspaltes ist ein

Regeln des Elektrodenvorschubes bei Funkenero- Spitzenspannungsfühler, bestehend aus einer Diode

sion bekannt (britische Patentschrift 896 828), bei 20 und einem Kondensator 22 angeschaltet, wobei die

welcher ein Relais unmittelbar an den Funkenspalt Spannungsspitzen in dem Kondensator 22 gespeichert

3 4

werden. Eine Bezugsspannungsquelle 24 ist durch ein Schaltung beschrieben. Wenn mit dem Bearbeitungs-Potentiometer 26 überbrückt. Ferner sind zwei ver- Vorgang begonnen wird_r wird der Funkenstrecke eine stellbare Widerstände 28 und 30 vorgesehen, die je- Leerlaufspannung vonder Energiequelle 14 aus zugeweils durch eine Diode 29 bzw. 31 überbrückt sind führt; diese Leerlaufspannung kann z.B. die Größen- und zwischen dem Fühlnetzwerk und der Bezugsspan- 5 Ordnung von 70 V haben, wobei die der Funkennungsquelle angeschlossen sind. Die verstellbaren strecke zugeführten Energieimpulse eine solche PoIa-Widerstände 28 und 30 sowie das Potentiometer 36 rität besitzen, daß die Elektrode 10 gegenüber dem sind miteinander gekuppelt, so daß es möglich ist, die Werkstück 12 negativ bleibt. Bei manchen Bearbei-Funkenstrecken-Bezugsspannung einzustellen und im tungsaufgaben .kann es zweckmäßig sein, mit umgereziproken Sinne die Widerstandswerte der verstellba- io kehrten Polaritäten zu arbeiten, doch erweist sich die ren Widerstände entsprechend der Größe der vorher erfindungsgemäße Anordnung als in jeder Beziehung eingestellten Funkenstrecken-Bezugsspannung zu va- brauhbar, wenn die richtige Phasenbeziehung zwiriieren. Zwei weitere Potentiometer 32 und 34 können sehen dem Fühlnetzwerk und den Bezugsspannungen mit der Servowicklung 18 parallel geschaltet werden, besteht. Ist der Lichtbogen unterbrochen, ist die an und sie dienen dazu, die Aufwärts- bzw. Abwärtsge- 15 die Funkenstrecke angelegte Spannung genügend schwindigkeit des Servobetriebs zu regeln. Die Dioden hoch, um die Vierschichtdiode 54 zu zünden, so daß 36 und 38 sind mit den Potentiometern 32 und 34 so sie leitfähig wird. Solange die Vierschichtdiode 54 in Reihe geschaltet, daß einander entgegengesetzte leitfähig ist, wird der Strom um die Relaiswicklung 46 Stromleitungswege vorhanden sind. Die Servowick- herumgeleitet, so daß dieser Wicklung kein Strom zulung 18 ist außerdem durch eine Doppelanodendiode 20 geführt wird und sie im abgeschalteten Zustand ver-21 überbrückt, um die Wicklung gegen Überspannun- bleibt. Wenn die Relaiswicklung 46 stromlos ist, wird gen zu schützen. Um den Übergang zwischen der ho- der bewegliche Kontakt bei 40 geöffnet, um die an der hen und der normalen Vorschubgeschwindigkeit zu- Servowicklung 18 liegende Spannung zu erhöhen; steuern, sind Relaiskontakte 40 zwischen den Punk- diese erhöhte Spannung führt dazu, daß die Elektrode ten X und Y der Schaltung vorgesehen. 25 10 dem Werkstück 12 schnell genähert wird. Wenn

Die Steuerschaltung umfaßt ferner ein zweites sich die Elektrode 10 bis in die unmittelbare Nähe des Fühlnetzwerk, das betriebsmäßig mit der Bearbei- Werkstücks bewegt hat, kann sie das Werkstück betungsfunkenstrecke verbunden ist und dazu dient, ein rühren, so daß ein Kurzschluß an der Funkenstrecke den Zustand der Funkenstrecke repräsentierendes eintritt. Hierbei fällt die in dem Kondensator 44 ge-Ausgangssignal zu erzeugen. Dieses Netzwerk umfaßt 30 speicherte Spitzenspannung schnell ab. Die vorher eine Diode 42 und einen damit in Reihe geschalteten in dem ÄC-Netzwerk 50, 52 gespeicherte Spannung Kondensator 44, die zusammen die Funkenstrecke klingt ebenfalls ab, doch kommt sie während einer geüberbrücken. Ferner sind Steuermittel in Form einer nügend langen Zeitspanne zur Wirkung, um die Vier-Relaiswicklung 46 vorgesehen, die dazu dient, die schichtdiode 54 durch Anlegen einer entgegengesetz-Reläiskontakte 40 zu steuern. Die Relaiswicklung 46 35 ten Spannung abzuschalten, so daß sie nicht mehr leitist gemäß der Zeichnung an den .Kondensator 44 des fähig ist. Während sich der normale Schneid- oder Be-Fühlnetzwerkes angeschlossen. In einer Reihenschal- arbeitungsvorgang abspielt, wird das Relais 46 im eintung mit der Relaiswicklung 46 sind ein Stromstoßbe- geschalteten Zustand gehalten, wobei der bewegliche grenzungswiderstand 48 und ein i?C-Netzwerk vor- Kontakt 40 gemäß der Zeichnung seine linke Stellung gesehen, welch letzteres einen durch einen Kondensa- 40 einnimmt, so daß mit der normalen Servogeschwintor 52 überbrückten Widerstand 50 umfaßt. digkeit gearbeitet wird. Solange an der Funkenstrecke

Damit die Betätigung der Relaiswicklung 46 in der normale Arbeitsbedingungen herrschen, wird die in richtigen Weise eingeleitet werden kann, ist sie durch dem Kondensator 44 gespeicherte Spannung einen Peein elektronisches Bauteil mit Durchbruchcharakteri- gel haben, der genügt, um das Relais 46 erregt zu halstik überbrückt, im vorliegenden Fall durch eine Vier- 45 ten, jedoch genügt dieser Spannungspegel nicht, um schichtdiode 54. Es ist jedes elektronische Bauteil mit die Vierschichtdiode 54 zu zünden. Wenn die Funken-Durchbruchcharakteristik geeignet, das beim Über- strecke während einer längeren Zeit kurzgeschlossen schreiten einer vorbestimmten Durchbruchsspannung bleibt, fällt das Relais 46 ab, um ein schnelles Trennen augenblicklich in einem hohen Maße leitfähig wird. der Elektrode und des Werkstücks zu ermöglichen. Der Widerstand 50 und der Kondensator 52 liefern 50 Wird der Stromkreis an der Funkenstrecke unterbroeine voreilende Spannung zum Abschalten der Vier- chen, zündet die Vierschichtdiode 54, um die Relaisschichtdiode. An die Vierschichtdiode 54 wird eine wicklung 46 wirkungslos zu halten, so daß die Servonegative Spannung (—ß) angelegt, durchweiche diese vorschubschaltung erneut mit der hohen Geschwin-Vierschichtdiode abgeschaltet wird. Dieses elektroni- digkeit'arbeitet. Zwar wurde die Erfindung in Verbinsche Bauteil mit Durchbruchcharakteristik ist ein 55 dung mit einer Servovorschubeinrichtung für eine mit wichtiges Merkmal der erfindungsgemäßen Schaltung. elektrischen Entladungen arbeitende Maschine be-Der Spannungsbereich, in welchem Vierschichtdioden schrieben, doch sei bemerkt, daß die Anwendbarkeit leitend werden bzw. sperren, ist bekanntlich relativ der Erfindung nicht auf diesen Fall beschränkt, sonbreit, so daß mit Sicherheit eine Gewähr für die rieh- dem daß sich die Erfindung ebensogut bei jedem antige Betätigung der Relaiswicklung 46 besteht. Außer- 60 deren Servovorschubsystem anwenden läßt, bei dem dem werden die Relaiskontakte phasenmäßig so betä- es sich um ein elektrisches System in Form einer getigt, daß die Stabilität des Bearbeitungsvorgangs ge- schlossenen Schleife handelt. Die Erfindung ist von fördert wird. Mit anderen Worten, die Relaiskontakte besonderer Bedeutung auf dem allgemeinen Gebiet werden während des Ablaufs eines normalen Schneid- der elektrischen Bearbeitung von Werkstücken; dieses Vorgangs eingeschaltet. Somit ziehen die Kontakte 65 Gebiet umfaßt auch das Verfahren der elektrochemischnell an, wenn das Relais eingeschaltet wird, doch sehen Bearbeitung, bei dem ähnlich wie beider Bearfallen sie beim Abschalten des Relais nur langsam ab. bettung durch elektrisches Abfunken Metall von

Nachstehend wird die Wirkungsweise der gezeigten einem Werkstück duch einen elektrischen Bearbei-

tungsprozeß abgetragen wird, der sich in einem Spalt abspielt.; Die elektrochemische Bearbeitung unterscheidet sich vom elektrischen Abfunken dadurch, daß die Energie gewöhnlich in Form eines stetigen Stroms und nicht in Form von Impulsen zugeführt wird und dnß in dem Spalt an Stelle eines Dielektrikums ein Elektrolyt verwendet wird. Man erkennt somit, daß es das verbesserte erfindungsgemäße Servosteuersystem ermöglicht, mit einer hohen Geschwindigkeit zu arbeiten, wenn dies erforderlich ist, daß es jedoch außerdem einen Übergang zwischen dem Betrieb mit hoher Geschwindigkeit und dem Betrieb mit der normalen Geschwindigkeit ermöglicht, ohne daß die Stabilität des Betriebs beeinträchtigt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1 ■ '■■"'■■■ 2 ■'■■'■" Patentansprüche· angeschaltet ist, das zusammen mit einem zusätzlichen Relais die Kriterien für Leerlauf, Normalbetrieb und

1. Schaltungsanordnung zum Regeln des Elek- Kurzschluß gibt. Bei dieser bekannten Schaltung ist trodenvorschubs bei Funkenerosionsvorrichtun- zwar ein relativ schnelles Ansprechen gewährleistet, gen mit einem die elektrische Steuereinrichtung 5 jedoch ist hierbei nicht an eine schnellere Verschiefür die Elektrodenvorschubvorrichtung steuernden bung der Elektrode bei Leerlauf und Kurzschluß geRelais, das in Abhängigkeit von der Spaltspan- genüber dem Normalbetrieb gedacht. Schließlich ist es nung derart betätigbar ist, daß bei Überschreiten bei Funkenerosionsvorrichtungen mit rotierender eines vorbestimmten Spaltspannungswertes (Leer- Elektrode (Flächenschleifen) bekannt, parallel zum lauf) und/oder bei Unterschreiten eines vorbe- io Schleifspalt einen Speicherkondensator zu schalten, stimmten Spaltspannungswertes (Kurzschluß) zum der über einen Schalter vor jedem Schleifhub kurzzeischnelleren Verschieben der Elektrode die der tig mit der Leerlauf spannung des Schleifspaltes auf geelektrischen Steuereinrichtung zugeführte Steuer- laden wird und welchem mehrere Relais mit gestaffelspannung erhöht wird, dadurch gekenn- ter Ansprechempfindüchkeit parallel geschaltet sind, zeichnet, daß das Relais (46) an den Funken- 15 die je nach Höhe der Restladung dieses Speicherkonspalt (10, 12) angeschaltet ist und parallel zum densators das Maß der Beistellung der Schleifscheibe Relais (46) ein bei Überschreiten eines vorbe- bestimmen (deutsche Patentschrift 1 126 048). '..;·
stimmten Spannungswertes sofort leitendes Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Schaltungsan-Schaltelement (54) angeordnet ist. >- Ordnung zum Regeln des Elektrodenvorschubes bei

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, da- 30 Funkenerosionsvorrichtungen zu schaffen, die sowohl durch gekennzeichnet, daß das bei Überschreiten bei Leerlauf als auch bei Kurzschluß der Elektroden eines vorbestimmten Spannungswertes sofort'-lei- eine schnellere Elektrodenverschiebung als bei Nortende Schaltelement eine Vierschichtdiode ist. malbetrieb erzeugt und die darüber hinaus sehr ein-

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch! oder fach aufgebaut ist und trotzdem ein extrem schnelles 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Parallelschal- 25 Ansprechen auf diese Spaltspannung-Extremwerte tung von Relais (46) und dem bei Überschreiten und somit ein schnelles Ausregeln dieser Werte geeines vorbestimmten Spannungswertes sofort lei- währleistet. '

tenden Schaltelement (54) über ein RC-GYi&d (48, Diese Aufgabe wird ausgehend von einer. Schal-

50, 52) an den Funkenspalt (10, 12) angeschaltet tungsanordnung der eingangs erwähnten Art erfin-

ist. 30 dungsgemäß dadurch gelöst, daß das Relais an den

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, da- Funkenspalt angeschaltet ist und parallel zum Relais . .- durch gekennzeichnet, daß zwischen /?C-Glied ein bei Überschreiten eines vorbestimmten Span-

(48, 50, 52) und Funkenspalt (10,12) ein Spitzen- nungswertes sofort leitendes Schaltelement, insbeson-

spannüngsgleichrichter (42, 44) angeordnet ist. dere eine Vierschichtdiode, angeordnet ist.

"'"'■·■·^: 35 Eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung er-

möglicht einerseits das sehr schnelle Einstellen der

richtigen Spaltbreite, beginnend von ganz abgehobener

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsan- Elektrode, und andererseits verhindert sie eine Überordnung zum Regeln des Elektrodenvorschubs bei lastung der Vorrichtung durch allzu lang andauernden Funkenerosionsvorrichtungen mit einem die elektri- 40 Kurzschluß der Elektroden, denn das unmittelbar am sehe Steuereinrichtung für die Elektrodenvorschub- Funkenspalt anliegende Relais mit dem parallelgevorrichtung steuernden Relais;-das in Abhängigkeit schalteten sehr schnell ansprechenden Schwellwertvon der Spaltspannung derart betätigbar ist, daß bei schaltelement spricht sehr schnell und augenblicküberschreiten eines vorbestimmten Spaltspannungs- lieh auf entsprechende Spaltspannungswertänderungen wertes (Leerlauf);,und/oder bei Unterschreiten eines 45 an und ermöglicht über die Steuereinrichtung ein vorbestimmten ., Spaltspannungswertes (Kurzschluß) schnelles Ausregeln der Kurzschlüsse und allzu grozum schnelleren Verschieben der Elektrode die der ßer Spaltbreiten. Der Bau der erfindungsgemäßen elektrischen Steuereinrichtung zugeführte Steuerspan- Schaltung ist außerdem sehr einfach und besteht praknung erhöht wird. ,,. tisch nur in dem Zuschalten einiger weniger Schaltele-

Es ist bereits eine Schaltungsanordnung dieser Art 50 mente in den Spaltkreis.

bekannt (USA.-Patentschrift 2 903 555), bei welcher Die Erfindung wird im folgenden an Hand einer

im Kurzschlußfall das den Elektrodenvorschub steu- schematischen Zeichnung an einem Ausführungsbei-

ernde Relais betätigt und so die Elektrode schnell zu- spiel näher erläutert.

rückgezogen wird und bei welcher im Leerlauf die . Die Figur zeigt das Blockschaltbild einer erfin-

Zeitkonstante eines Integratorkreises automatisch 55 dungsgemäßen Schaltungsanordnung zum Regeln des

verändert wird und hierdurch der Vorschub ebenfalls Elektrodenvorschubes bei Funkenerosionsvorrichtun-