DE19504507A1 - Vorrichtung zum automatischen Einfädeln von Draht für eine Elektro-Erodiermaschine - Google Patents

Description

Grundsätzlich kann ein Bruch oder Abriß eines Drahtes in zwei Fällen eintreten: entweder reißt oder bricht der Draht zufäl­ lig, oder er wird absichtlich durchtrennt, wenn die Schneidar­ beiten in einem bestimmten Bereich oder an einem bestimmten Werkstück beendet sind und mit der Bearbeitung eines anderen Bereichs bzw. eines anderen Werkstücks begonnen werden soll.

Ein einmal abgerissener oder durchtrennter Draht kann durch manuelles Eingreifen vollständig oder teilweise eingefädelt werden; jedoch hat sich bei für einen Tag- und Nachtbetrieb programmierten Maschinen zum elektro-erosiven Schneiden mit Draht die Notwendigkeit gezeigt, einen Mechanismus zu ent­ wickeln, der den Draht auf automatische Weise und ohne manuel­ len Eingriff einfädelt.

Gemäß der Erfindung ist eine Vorrichtung zum automatischen Ein­ fädeln von Draht für eine Elektro-Erodiermaschine gekennzeich­ net durch einen Antriebs- oder Zugmechanismus zum Einfädeln, bestehend aus

• a) einem ersten und einem zweiten freien Rad, die jeweils mit einer inneren Zugfläche/Zugkraftübertragungsfläche und einer äußeren freien Umfangsfläche versehen sind,
• b) einem das zweite Rad tragenden, durch fluidische und/oder mechanische Mittel angetriebenen Schwenkarm, der unter Normal­ bedingungen (während des Erodierbetriebs) das zweite Rad vom ersten Rad abgehoben/getrennt hält und während des Einfädelbe­ triebs die Räder aneinanderliegend hält, um dabei den Draht einzuziehen,
• c) einem Einfädel-Motor, der im Fall eines Draht-Abrisses über einen Getriebezug das erste und zweite Rad antreibt,
• d) und außerdem aus einem Schneidmechanismus sowie einem der Drahtführung dienenden Wasser-Kreislauf zur Erzeugung eines dünnen Wasserstrahls, wobei sämtliche Betätigungsmittel durch einen zentralen Mikroprozessor (CPU) gesteuert sind.

Anhand der Zeichnungen wird nachfolgend ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigen, jeweils schematisch,

Fig. 1 eine Ansicht des Drahtverlaufes durch einen oberen und einen unteren Arbeitskopf der Maschine,

Fig. 2 eine Schnittansicht des oberen Arbeitskopfes, der einen Bestandteil der erfindungsgemäßen Einfädelvor­ richtung bildet,

Fig. 3 eine perspektivische Detailansicht der obenliegenden Komponenten des oberen Arbeitskopfes aus Fig. 2 und

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht des in zwei senkrecht zueinander stehenden Ebenen teilgeschnittenen unteren Abschnitts des oberen Arbeitskopfes aus Fig. 2.

Ein zum elektro-erosiven Schneiden dienender Draht 1 läuft ge­ mäß Fig. 1 vor der Zuführung von oben zu einem oberen Kopf 2 über eine Rolle oder ein Rad 3 und treibt über diese eine zuge­ ordnete Spule oder einen Dynamo (nicht gezeigt) an, dessen Strom von einem zentralen Mikroprozessor (CPU) 4 abgenommen wird (Fig. 1), der sämtliche Betätigungsabläufe des nachfolgend beschriebenen Einfädelmechanismus steuert.

Entsprechend Fig. 2 läuft der Draht 1 in den oberen Kopf 2 durch eine beispielsweise aus keramischem Material bestehende, trichterförmig verjüngte Führung 5, die an einem Stromanschluß­ glied 6 mündet, das vorzugsweise aus Wolframcarbid besteht und eine polygonale Form mit konvexen Außen-/Kontaktseiten auf­ weist, um den elektrischen Kontakt zu verbessern.

Der polygonale Querschnitt dient zur Erhöhung der Lebensdauer des Stromanschlußglieds 6, das nach Abnutzung einer Kontaktsei­ te 7 gedreht werden kann und eine andere Seitenfläche als Füh­ rung und Schleifkontakt verfügbar macht.

Gegenüber dem Anschlußglied 6 ist eine die Bewegungsfreiheit des Drahtes 1 eingrenzende Führungsplatte 8 angeordnet, deren Führungs-Wandung 9 der Form der gegenüberliegenden Kontaktseite 7 des Anschlußglieds 6 angepaßt, d. h. konkav ist.

Wenn der Draht 1 normal arbeitet, gelangt er vom Anschlußglied 6 kommend, in sich in Laufrichtung verjüngende Trichteröffnun­ gen 12, verläßt durch geeignete entsprechende Führungen den oberen Kopf 2, durchquert das Werkstück t und wird zum unteren Kopf 20 geführt. Im Falle eines Bruches/Abrisses des Drahtes 1 wird die Einfädelvorrichtung betätigt, die den Antriebs- oder Zugmechanismus für den Einfädelvorgang startet.

Dieser Antriebs- oder Zugmechanismus verfügt über zwei freie oder freilaufende Räder 10, 11 mit der Eigenschaft, daß sie je eine innere Umfangsfläche für den Zugantrieb und eine äußere freie oder freilaufende Umfangsfläche aufweisen. Unter normalen Arbeits-/Schneidbedingungen sind beide Räder 10, 11 voneinander getrennt.

Im Falle eines meistens im Arbeitsbereich t, d. h. zwischen dem oberen Kopf 2 und dem unteren Kopf 20 (Fig. 1) auftretenden Bruches/Abrisses des Drahtes 1 zieht jetzt das im unteren Kopf 20 angeordnete Hauptzugrad 21 den Draht 1 nicht mehr nach. Weil sich daraufhin die Rolle 3 nicht mehr dreht, erzeugt der daran angeschlossene Dynamo auch keinen Strom, was von der CPU 4 festgestellt wird. In diesem Fall steuert die CPU 4 die Betäti­ gung eines Pneumatikzylinders 25 (Fig. 3) entgegen der Wirkung einer die freien Räder 10, 11 (Fig. 2) voneinander trennenden Spannfeder 22, so daß mittels eines um eine Achse 24 schwenk­ baren Armes 23 das auf ihm gelagerte Rad 11 gegen das andere freie Rad 10 angedrückt wird.

Außerdem steuert die CPU 4 die Betätigung eines Einfädel- Mo­ tors m₁. Der als Antrieb für beide freie Räder 10, 11 vorge­ sehene. Einfädel-Motor m₁ treibt diese mittels eines Unterset­ zungsgetriebes an, um auf diese Weise zu vermeiden, daß der Draht beim Austritt aus den Rädern 10, 11 Verformungen annimmt, die sein elektrisches Kontakt-/Leitvermögen und/oder seine Einführbarkeit in die verschiedenen in Vorschubrichtung nach­ folgenden Komponenten beeinträchtigen. Der Antrieb kann z. B. so beschaffen sein, daß zwischen der inneren Umfangsfläche jedes der Räder 10, 11 und dem zugeordneten Ausgang aus dem Unterset­ zungsgetriebe eine Freilaufkupplung wirksam ist, so daß der beim Erodierbetrieb schneller vorschreitende Draht aufgrund seiner Anlageführung am äußeren Umfang des Rades 10 sich dieses freilaufend mitbewegen kann.

Ein von der CPU 4 gesteuerter Schneidmechanismus zerschneidet den Draht 1 und erzeugt dadurch zwischen dem Schneid-Mechanis­ mus und der Bruchzone einen Drahtrest, der entfernt werden muß.

Der Schneidmechanismus verfügt über eine obere, feststehende Schneide 13 und eine untere Schneide 14, die von einem Pneuma­ tikzylinder 15 mit einer geführten Kolbenstange 16 entgegen der Wirkung einer an der unteren Schneide 14 anliegenden Rückstell­ feder 17 (Fig. 2 und 4) betätigt wird. Desweiteren verfügt der Schneidmechanismus über eine Klemm- oder Spannscheibe 18 mit einer ringförmigen Ausnehmung 19, die von unten an der Schneide 14 anliegt und durch die Druckluft zugeführt wird, um ein die untere Schneide 14 gegen die obere Schneide 13 andrückendes Kissen zu bilden und dadurch den Schneidvorgang zu verbessern.

Die Einführ- oder Durchlaßöffnungen für den Draht 1 sind je­ weils trichterförmig verjüngt, bis auf die der unteren Schneide 14, die, um den Schnitt zu erleichtern, zylindrisch ist.

Am Ausgang des Schneidmechanismus ist ein Führungsstutzen 27 angeordnet, der eine innere Wasserleitung 28 mit einer Veren­ gung 29 an ihrer Einmündung in den allgemeinen Drahtführungs­ kanal enthält, so daß dort ein dünner Wasserstrahl 30 entsteht, der den Draht 1 gegen eine Austrittsöffnung 26 des oberen Kopfes 2 führt.

Im Innern des oberen Kopfes 2 ist zwischen den Drahtführungs­ einrichtungen und seinem Außenumfang eine Wasserleitung 32 angeordnet, die in die Austrittsöffnung 26 mündet und dessen Flüssigkeit zur Reinigung und Kühlung dient.

Desweiteren ist in Bezug auf die Drahtvorschubrichtung hinter dem Zugrad 21 ein die Gegenwart des Drahtes 1 überprüfender Fühler 33 angeordnet.

Wenn nach einem Bruch des Drahtes 1 die CPU 4, nachdem sie ein­ mal die Signale, die die Einfädelvorrichtung in Gang setzen, abgegeben hat, vom Fühler 33 kein den Draht 1 bestätigendes Signal empfängt, wird sie den Beginn der beschriebenen Abläufe von neuem einleiten.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum automatischen Einfädeln von Draht für eine Elektro-Erodiermaschine,
gekennzeichnet durch einen Einfädel-Antriebsmechanismus, beste­ hend aus

• a) einem ersten und einem zweiten freien Rad (10, 11) mit je einer inneren Zugantriebsfläche und einer äußeren freien Um­ fangsfläche,
• b) einem das zweite Rad (11) tragenden, durch fluidische oder mechanische Mittel (25) betätigbaren Schwenkarm (23), der wäh­ rend des normalen Arbeitsbetriebs das zweite Rad (11) vom ersten Rad (10) getrennt hält und beim Einfädelbetrieb die Rä­ der (10, 11) zum Mitnehmen des Drahtes (1) gegeneinander drückt,
• c) einem Einfädel-Motor (m₁), der im Fall eines Draht-Abrisses über einen Getriebezug das erste und zweite Rad (10, 11) an­ treibt, und
• d) aus einer Draht-Schneideinrichtung (13-16) sowie einem die Drahtführung unterstützenden Wasserkreislauf (28) zur Erzeugung eines dünnen Wasserstrahls (30), wobei sämtliche Betätigungs­ mittel durch einen zentralen Mikroprozessor (CPU) (4) gesteuert sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneideinrichtung eine obere, feststehenden Schneide (13), eine fluidisch und/oder mechanisch betätigbare bewegliche unte­ re Schneide (14) und eine Andrückscheibe (18) mit einer ring­ förmigen obenliegenden Nut (19) aufweist, die unter der unteren Schneide (14) angeordnet ist, um darin ein beide Schneiden (13, 14) gegeneinander drückendes Druckluftkissen zu erzeugen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Stromanschlußglied (6) von polygonaler Form mit konvexen Außenseiten (7) aufweist, das einer den Weg des des Drahtes (1) eingrenzenden Führung (8) mit dem Anschlußglied (6) gegenüberliegender konkaver Vorderseite (9) gegenüberliegt.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß hinter der Schneideinrichtung (13-16) ein zur Führung dienender Wasserkreislauf in Vorschubrichtung ange­ ordnet ist, der eine nahe der Austrittsöffnung (26) des oberen Kopfes (2) in den Hauptführungskanal des Drahtes (1) einmünden­ de Verengung oder Ringdüse (29) aufweist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei normalem Arbeitsbetrieb in Drahtvor­ schubrichtung hinter einem Hauptzugrad (21) ein die Gegenwart von Draht (1) anzeigender Fühler (33) und in Drahtvorschubrich­ tung vor dem oberen Kopf (2) eine von den Drahtbewegungen ange­ triebene Spule vorgesehen ist, wobei der Fühler (33) und die Spule der zentralen CPU (4) als Sensoren dienen.