DE1615234A1

DE1615234A1 - Vorrichtung zum Einstellen des Elektrodenvorschubes und des Elektrodenrueckzuges bei Funkenerosionseinrichtungen

Info

Publication number: DE1615234A1
Application number: DE19671615234
Authority: DE
Inventors: Ellis Rollo Gilson
Original assignee: Elox Inc
Current assignee: Elox Inc
Priority date: 1966-06-03
Filing date: 1967-05-18
Publication date: 1970-08-06
Also published as: CH456800A; GB1177822A; ES337056A1; AT275688B; DE1615234B2; US3462576A; FR1511930A

Description

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DIt.E,v.PEOIIMANN ' telmo» ssaesi PATENTANWÄLTE * TEiEOHAMMADnKSSEr PBOTECTPATENT U

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Beschreibung zu der Patentanmeldung

EIOX CORPORATION
Troy, Michigan

betreffend

Vorrichtung zum Einstellen des Elektrodenvorschubes und des Elektrodenrückzuges bei Funkenerosionseinriehtungen,

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Einstellen des durch einen Motor erfolgenden Elektrodenvorschubes und des Elektrodenrückzuges bei Funkenerosionseinrichtungen unter Berücksichtigung des jeweiligen Elektrodenabnützungsgrades.

Es sind bereits die verschiedenartigsten Vorrichtungen und Regeleinrichtungen für den Motorantrieb zum Verschieben der Elektroden bei Funkenerosionseinrichtungen bekannt, die beispielsweise in Abhängigkeit von der am Funkenspalt auftretenden Spannung oder Stromstärke den Elektrodenvorschub

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auf konstante Spaltbreite regelt. Es ist auch bereits bekannt, auf diese Weise den Elektrodenrückzug zur Verhinderung von Kurzschlüssen oder dgl. zu steuern.

Während des Bearbeitungsvorganges wird bei Funkenerosionseinrichtungen nicht nur das Werkstück, sondern auch die Elektrode abgenutzt. Der Abnützungsgrad hängt dabei sowohl vom Material der Elektrode als auch von dem des Werkstückes und noch von anderen Paktoren ab. Vor allem bei tiefen Bearbeitungsvorgängen, z.B. beim Durchlochen eines Werkstückes, ist es notwendig, einen ausreichenden Elektrodenvorschub zu gewährleisten, um einen Ausgleich für die Elektrodenabnutzung zu schaffen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine einfache Vorrichtung für den Elektrodenantriebsmechanismus von Funkenerosionseinrichtungen zu schaffen, mit welcher der Elektrodenvorschub und der Elektrodenrückzug je nach dem jeweils zu bearbeitenden Werkstück und des verwendeten Elektrodenmaterials eingestellt werden kann und mit welcher gleichzeitig der jeweilige Elektrodenabnutzungsgrad berücksichtigt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen durch den Motor nachgiebig angetriebenen ersten Anzeigearm

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und einen diesem zugeordneten, auf einen vorbestimmten Elektrodenvorschubwert einstellbaren ersten Anschlagarm sowie einen'ebenfalls durch den Motor nachgiebig angetriebenen zweiten Anzeigearm und einen diesem zugeordneten und unabhängig vom ersten Anschlagarm auf einen anderen vorbestimmten Elektrodenvorschubwert einstellbaren zweiten Anr schlagarm, derart, daß beim Elektrodenvorschub zunächst der erste Anzeigearm am ersten Anschlagarm zum Anschlag kommt und daraufhin nur noch der andere zweite Anzeigearm bis zum Anschlag am zweiten Anschlagarm weiterbewegt wird und durch dieses Anschlagen die Motordrehrichtung umgesteuert und der Elektrodenrückzug eingeleitet und so lange aufrecht erhalten wird, bis der zurückgedrehte erste Anzeigearm wieder seine Ausgangsstellung erreicht. Am zweiten Anschlag ist dabei vorzugsweise ein durch das Anschlagen des zweiten Anzeigearraes betätigbarer Motorsteuerschalter angebracht. Ebenso kann an der Ausgangsstelle des ersten Anzeigearmes ein durch das Anschlagen dieses ersten Anzeigearmes betätigbarer Steuerschalter zum Unterbrechen des Elektrodenrückzuges angebracht sein. Ferner hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn ein mit dem zweiten Anzeigearm zusammenwirkender Elektrodmagnet vorgesehen ist, der durch den mit dem ersten Anzeigearra in der Ausgangsstellung zusammenwirkenden Steuerschalter derart steuerbar ist, daß nach dem Unterbrechen des Elektrodenrückzuges der zweite

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Anzeigearm durch diesen Elektrodmagneten in die Ausgangestellung zurückgedreht wird. Zum leichteren Einstellen ist es schließlich noch zweckmäßig, wenn die Anschlag- und Anzeigearme um eine gemeinsame Achse schwenkbar auf einer Platte angebracht sind, die mit einer den Elektrodenweg anzeigenden Skala versehen ist.

Mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung kann auf einfache Weise jeder beliebige Abnutzungsgrad, der bekanntlich abhängig ist vom Material der Elektrode und des Werkstückes und von anderen Faktoren, eingestellt werden. Soll z.B. ein Werkstück von 7,5 mm Dicke durchlocht werden, und setzt man einen Abnutzungsgrad von 1:1 voraus, so wird der erste Anschlagarm auf einen Wert von 7»5 mm eingestellt und der zweite Anschlagarm auf einen Wert von 15 mm. Wird daraufhin die Elektrode insgesamt durch den Motor um 15 mm verschoben und kommt damit der zweite Anzeigearm am zweiten Anschlagarm zur Anlage, so wird der Motorantrieb umgepolt und der Elektrodenrückzug wird eingeleitet. Die Länge dieses Bückzugweges wird nun bestimmt durch den beim Vorschub auf 7»5 mm festgelegten ersten Anzeigearm, denn dieser kommt bereits nach dem Zurückschieben der Elektrode um 7,5 mm wieder in seine Ausgangsstellung und löst damit den Stillstand des Motors aus. Auf diese Weise wird unter Berücksichtigung

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jedes beliebigen Abnutzungsgrades die richtige Elektrodenstellung für den nächsten Bearbeitungsvorgang wieder eingestellt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. ,

Fig. 1 zeigt perspektivisch die Anwendung einer erfindungsgemäSen Vorrichtung bei einer üblichen Elektrodenvorschubeinrichtung von Funkenerosionseinrichtungen.

Fig. 2 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung in Sicht des Teiles A nach Fig, I.

Fig, 3 zeigt einen Teilquerschnitt der Vorrichtung nach Fig. i. -^

Fig. k zeigt einen Teilschnitt entlang der Linie 4-4 in Fig. 3.

Fig. 5 zeigt ein Block-Schaltbild, anhand dessen die Arbeitsweise der erfindungsgemäSen Vorrichtung erläutert wird»

Am oberen Ende der Säule 10, die auf einer nicht gezeigten Bodenplatte befestigt ist, ist eine senkrechte Spulen halterplatte 32 mit Hilfe" einer Klesune'l^ und eines Haltebolzens 15 befestigt. Di© Spulenhalter?latte 12 ist sowohl

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senkrecht wie radial an der Säule 10 verschiebbar. An dieser Spulenhalterp latte 12 ist eine Spule 16 drehbar angebracht, die eine nach unten abziehbare Drahtelektrode 18 trägt. An der Säule 10 ist ferner ein Gehäuse 20 mit einem Antriebsmotor 22 zum Verschieben der Elektrode: vorgesehen.

Die nach unten abgeführte Elektrode 18 wird durch die mit Öffnungen versehene Platte 19 und die Leerlaufrollen 2^, 26, 28 geführt. Die Öffnung der Platte 19 besitzt gemäß Fig. 3 einen Carboloy-Einsatz 19a. Der Druck, der durch die Rolle 26 gegen die Elektrode 18 ausgeübt wird, kann mit Hilfe einer Schraube 30 seitlich verändert werden. Eine Anzeigejrplatte 3^ ist am vorderen Ende des Gehäuses 20 angebracht. Eine untere Leitrohreinheit 36 erstreckt sich nach unten und umfaßt ein Isolierrohr 38, eine Mutter *Κ> und eine Haltehülse h>2» Das untere Ende der.Elektrode 18 erstreckt sich unter die Mutter kO, Die negative Anschlußklemme der elektrischen Stromquelle ist normalerweise durch die Mutter ^O mit der Elektrode 18 verbunden.

An der Antriebswelle 4·8 sind zwei Anzeigearme Ml·,. *J-6 gelagert. Verschiebbare obere Stoppteile 50 und 51 sind für die Arme *J4 bzw. k6 vorgesehen. Ferner ist ein Stoppschalter SW 2 auf der Platte 3¹*· vorgesehen, dessen Betätigungsteil mit der rechten Kante des Armes k6 in seiner senkrechten

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ORIGINAL mSFEGTEO

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Stellung in Eingriff zusammenwirken kann. Ein erster Anschlag- oder Begrenzungsarm 56 ist auf der Platte 3^ radial eine teilbar auf der WeIIe¹JS angebracht. Der Begrenzungsarm 56 trägt einen sich seitlich erstreckenden Ansatz 581 der mit dem Arm 46 in Eingriff treten kann, um dessen nach links gerichtete Bewegung anzuhalten. Ein zweiter Anschlagarm 60 ist in ähnlicher Weise angebracht und um die Welle 48 auf der Platte 34 radial verschiebbar. Der Arm 60 trägt einen unteren Stoppteil 52 in Form einer Stellschraube für die Bewegung des Armes 44. Auf dem Anschlagarm 60 ist ferner ein Motorumkehrschalter SW 1 angebracht, dessen Betätigungsteil mit der linken Kante des Armes Mi- zusammenwirken kann» Die unterste Stellung des Armes Mi- ist in strichpunktierten Linien in Fig, 2 gezeigt. Es 1st ferner ersichtlich, daß der-Arm 44 einen sich nach unten erstreckenden Arm 62 aufweist, der einen um die Welle 48 drehbaren Kurbelhebel bildet. Der Arm 62 ist mit dem Kolben 6? des Solenoids 65 durch ein Verbindungsglied verbunden. Durch dieses Solenoid 65, das auf die Betätigung des Schalters SW 2 über das Verbindungsglied 68 anspricht, kann der Arm 44 nach rechts und in seine obere rechte Stellung gegen den Anschlag 50 gedreht werden; die Elektrode wird durch die Rändel-Antriebsrolle 61 nach unten bewegt, die an der Triebwelle 48 des Motors 22 angebracht ist.

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Zwischen dem Motor 22 und der die Anzeigearme 44 und 46 tragenden Welle 48 ist ein spielfreies Gestänge 64 vorgesehen. Die Welle 48 erstreckt sich durch die Platte und ist in einem Lager 66 eingesetzt. Die Arme 44 und 46 sind auf dem äußeren Teil der Welle 48 in nachgiebiger Reibungsverbindung zwecks Antrieb sowohl mit der Welle wie miteinander angebracht. Zu diesem Zweck sind mehrere nachgiebige Dichtungsringe 69 zwischen einer Haltekappe 70, einer Halteklemme 72 und einem einstellbaren Druckknopf 74 P vorgesehen. Zxfei Dichtungsringe 76,78 aus Reibungswerkstoff sind zwischen den Armen 44, 46 und ihren Haltevorrichtungen eingesetzt. Die Hülse 80 ist an der Welle 48 wie gezeigt festgemacht. Fig. 3 zeigt auch den unteren Teil eines Halters 4l, an dem die Hülse 42 befestigt ist, um das Rohr 38 und die sich durch das Rohr erstreckende Elektrode 18 zu halten.

Fig. 4 geigt weitere Einzelheiten der Antriebsvorrichtung k für die Elektrode 16. Die Bändel-Antriebsrolle 61 ist auf der Welle h& angebracht imcl i'ilrü von dem Kotor 22 angetrieben. Eine Druckrolle 84 wird von einem drehbaren Arm 86 getragen. Dieser Arm kann so eingestellt werden, daß er gegen die Elektrode 16 drückt, wenn sie zwischen der Rolle 84 und der Antriebsrolle 61 hindurchgeht. Die Einstellung erfolgt durch einen Rändel-Khoof 88. Auf die obere Händel-Rolle 26 wirkt

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eine Druckfeder 82. Durch die ^^Stellschraube ■ 32 wird dl© Holle 2β in Richtung der Elektrode 18 und der Rollen Zk■, 28 gedrückt* Die Bolle 26 ist drehbar» auf einem verstellbaren Block 27 angebracht. Der Blook 2? ist durch die Schraube 30 seitlieh

Fig, 5 ist eine sehematiseh© Darstellung xL©b -.©laktrisehen Steuersystems, das im Zusammenwirken mit der evtinäungsgsmäien Elefctrodaa-Abtragausgleiohsvorriohtiang ^©rtfea« . det wird₀'Die Speisespa2mungsq.u©ll© 89 der Funkenerosion^« . einrichtung, ZoB, ©in "bekasiiiter Impuls generator, die mit dem leitenden Werkstiiofe 90 und dsi⁵ Elektrode 18 verbunden " . und die Steuerschaltung 101. sum Feststellen des? Spalt«

durch welche des³ Motor 22 in bekannter Weis© gesteuert wird, sind nur s©hefflatiscii angedeutete Die Jki©2»d«» nraig ist in bekannter Weise so getroffen, daß stets ©in© optimale Spaltbreite zwischen der !Elektrode und dem Werkstück während der Materialabtragung aufrecht erhalten wird» Die von der Steuerschaltung 101-gelieferte-Steuerspasmisng "" wird der linken Anschlußklemme des Motoranlcers 98 zugeführt.

Eine Bezugsgleiehspannungs<iuelle 100 kann mit der rechten Anschlußklemme des Ankers 98 verbunden werden. Die Sichtung des Stromflusses durch den Anker 98 bestimmt, ob die Elektrode nach unten vorgeschoben oder nach oben zurückgezogen wird»

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Der Schalter SW 1 wird durch den Anzeigearm **4 in seiner niedrigsten Stellung betätigt. Der Schalter SW 1 dient zur Betätigung des Steuerrelais 1 GR, das durch seine beweglichen Kontakte 1 GRa und 1 GRb den Anker 9β umpolt und damit die Drehrichtung des Motors 22 umkehrt, um ein Zurückziehen der Elektrode vom Werkstück au bewirken.

Bei Betätigung des Relais 1 GR wird der Kondensator 9^ durch den Widerstand 93 und die Diode 95 aufgeladen. Der Schalter SW 2 wird durch das Zurückgehen des Armes h-6 in seine obere rechte Stellung betätigt. Der Schalter SW hat die Aufgabe, die Steuerschaltung 101 vom Anker 93 bei Beendigung des Arbeitsvorganges zu trennen und den Lauf des Anträebsmotors 22 anzuhalten. Das wird durch Betätigung des Relais 2 GR erreicht, um- den vorher von Hand geschlossenen Schalter SvJ 3 zu öffnen.

ί Der Schalter SW Z hat die zusätzliche Aufgabe, das

Solenoid 6$ zu betätigen, um eine Rückwärtsbewegung des Armes kb bei Beendigung des Arbeitsvorganges zu bewirken. Das wird durch die Kontakte 2 CRa und 2 GRb erreicht, die eine Entladung des Kondensators 9k durch die Steuerspule des Solenoids 65 ermöglichen.

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I- b I 5 IJ h

Eine geeignete Wechselstromquelle 97 ist für die ^Relais 1 GE und 2 CE vorgesehen.

Der Arbeitsvorgang vollzieht sieh wie folgt.» -Am Anfang wird die Stromquelle 89 mit der Elektrode 18 und dem Werkstüok 90 verbunden und es werden Arbeiteimpulse dem Arbeitsspalt zugeführt₀ Der Schalter SW 3 ^ird von Hand geschlossen, um den Beginn des Arbeitsvorganges auszulösen. Der Schalter SVi 2 ist in seiner normalen^ d„h„ offenen Stellung«, Bin Spaltspannungssignal liegt an der linken Anschlußklemme des Ankers 98 an» Ein Begugsspannungssignal liegt an der rechten Anschlußklemme des Ankers 98 mit derartiger Polarität an_t daß ein Strom in einer den Beginn der Abwärtsbetregung· der Elektrode 18 auslosenden Richtung fließt.

Sollte der Arbeitsspalt gerade kurzgeschlossen sein_s so gewährt die Steuerschaltung auf bekannte V/eise eine zeitweilige Rückwärtsbewegung der- Elektrode_r um den Kurzschluß su beseitigen.

Der Antrieb ψμτ Abviährtsbewegun<? der Elektrode wird durch die Antriebsrolle 6I₅ die auf der Welle 46 des Motors 22 angebracht istf bewirkt. Der Begrenzungsarm 56 wird so eingestellt» daß er die Bewe.eung des Armes Λ6

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BAD

bestimmt. Diese Einstellung erfolgt entsprechend der gewünschten Arbeitstiefe. Wenn ein durchgehendes Loch geschnitten werden soll, so zeigt die Nummernskala an, wie dick das Werkstück 90 einschließlich eines erlaubten Spielraumes ist.

Der Begrenzungsarm 56 wird z.B. auf eine Elektrodenbewegung von 7,5 mm eingestellt. Für ein Abtragungeverhältnis von 1:1 muß der Begrenzungsarm 60 dann auf 15 mm eingestellt werden. Bei der Elektrodenabsenkung bewegen sich die Anzeigearme 44 und 46 gleichzeitig. Der Anzeigearm 46 wird nach unten gedreht, bis er durch den Ansatz auf dem Begrenzungsarm ^6 gestoppt wird. Der Anzeigearm Mibewegt sich weiter, bei er sich am Anschlag 52 des Begrenzungsarras 60 anlegt und den darauf befindlichen Schalter SW 1 betätigt. Wenn der Schalter SW 1 geschlossen wird, so

betätigt er das Relais 1 CR, das den Anker 98 durch die Kontakte 1 CRa und 1 CRb umpolt. Dadurch wird der Motor auf Rückwärtsbewegung geschaltet, und die Elektrode wird vom Werkstück weggeführt. Wenn die Welle 48 ihre Drehrichtung ändert, so werden die Anzeigearme 44 und 46 nach oben in ihre normale senkrechte Stellung gebracht. Da der Anzeigearm 46 eine kürzere Entfernung zurückzulegen hat, erreicht er zuerst seine Ausgangsstellung und schließt den Schalter SW 2.

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Durch Schließen des Schalters SW 2 wird das Relais 2 CH betätigt und der vorher geschlossene Schalter SW 3 geöffnet, wodurch die Verbindung zwischen Steuerschaltung 101 und An-• ker 98 unterbrochen und der Motor 22 gestoppt wird. Zur gleichen Zeit werden die normalerweise offinen Kontakte 2 CRb geschlossen und die Kontakte 2 CRa geöffnet. Dadurch erfolgt eine Entladung des Kondensators 9*J- durch die S teuer spule des Solenoids 65. Dadurch wird.das Solenoid 65 betätigt und der Anzeigearm Ml· in die Normalstellung gebracht, wodurch ein weiterer Arbeitsvorgang durch den Schalter SW 3 vorbereitet werden kann.

Patentansprüche

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Claims

SCHWEIQERSTRAS.SE 3 TKLElOW 28 OS 81 ' TBI1EOBAUMaDBKBBK : PBOTXCTPATBMT MCWOItBM /JU 1 1A-32 929 Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Einstellen des durch einen Motor erfolgenden Elektrodenvorschubes und des Elektrodenrückzuges bei Funkenerosionseinrichtungen unter Berücksichtigung des jeweiligen Elektrodenabnützungsgrades, gekennzeichnet durch einen durch den Motor (22) nachgiebig angetriebenen ersten Anzeigearm (46) und einen diesem zugeordneten, auf einen vorbestimmten Elektrodenvor-« schubwert einstellbaren ersten Anschlagarm (56) sowie einen ebenfalls durch den Motor (22) nachgiebig angetriebenen zweiten Anzeigearm (Mj-) und einen diesem zugeordneten und unabhängig vom ersten Anschlagarm ($6) auf einen anderen vorbestimmten Elektrodenvorschubwert einstellbaren zweiten Anschlagarm (60), derart, daß beim Elektrodenvorschub zunächst der erste Anzeigearm (46) am ersten Anschlagarm (56) zum Anschlag kommt und daraufhin nur noch der andere zweite Anzeigearm (44) bis zum Anschlag am zweiten Anschlagarm (60) weiterbewegt wird und durch dieses Anschlagen die Motordrehrichtung umgesteuert und der Elektrodenrückzug eingeleitet und so lange aufrecht erhalten wird, bis der zurückgedrehte erste Anzeigearm (46) wieder seine Ausgangsstellung erreicht.

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η -■ zeichnet, daß am zweiten Anschlagarm (60) ein durch das Anschlagen des zweiten Anzeigearmes (*&) t>etätigbarer Motorsteuerschalter (SWl) angebracht ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e -kennzeichnet, daß an der Ausgangs stelle des ersten Anzeigearmes (46) ein durch das Anschlagen dieses ersten Anzeigearmes (46) betätigbarer Steuerschalter (SW2) " zum Unterbrechen des Elektrodenrückzuges angebracht ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3» gekennzeichnet durch einen mit dem zweiten Anzeigearm zusammenwirkenden Elektromagneten (65), der durch den mit dem ersten Anzeigearm (46) in der Ausgangsstellung zusammenwirkenden Steuerschalter (SW2) derart steuerbar ist, daß nach dem Unterbrechen des ElektrodenrUckzuges der zweite Anzeigearm (44) durch diesen Elektromagneten (65) in die i Ausgangsstellung zurückgedreht wird,

5« Vorrichtung nach Anspruch 1 bis k, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlag- und Anzeigearme um eine gemeinsame Achse (48) schwenkbar auf einer Plsfcfce (3*0 angebracht sind, die mit einer den Elektrodenvieg anzeigenden Skala versehen ist.

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