DE19517370A1

DE19517370A1 - Vorrichtung zum funkenerosiven Bearbeiten von Werkstücken mit einem Elektrodendraht

Info

Publication number: DE19517370A1
Application number: DE19517370A
Authority: DE
Inventors: Norbert Bailer; Peter Bailer
Original assignee: Vollmer Werke Maschinenfabrik GmbH
Current assignee: Vollmer Werke Maschinenfabrik GmbH
Priority date: 1995-05-11
Filing date: 1995-05-11
Publication date: 1996-11-14
Anticipated expiration: 2015-05-12
Also published as: WO1996035545A1; US5861598A; JP3830163B2; DE19517370C2; EP0824390A1; JPH11504573A; TW340428U

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum funkenerosiven Be arbeiten von Werkstücken mit einem Elektrodendraht, der von einer Ablaufspule abgezogen, über Leitrollen zu einer Bearbei tungsstrecke geleitet und schließlich einem Abfallsammler zu geführt wird.

Bei bekannten Vorrichtungen dieser Gattung sind am Elektroden draht auf der Bearbeitungsstrecke Schwingungen beobachtet wor den, deren Ursache bisher unbekannt war, von denen aber fest steht, daß sie sich ungünstig auf Maßhaltigkeit und Ober flächengüte der bearbeiteten Werkstücke auswirken können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, solche Schwingungen des Elektrodendrahts auf der Bearbeitungsstrecke zu vermeiden oder zumindest zu vermindern.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß mit den Merkmalen des An spruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß Schwingungen des Elektrodendrahts auf der Bearbeitungsstrecke in einem von dort verhältnismäßig weit entfernten Bereich einer gattungsgemäßen Vorrichtung, nämlich an der unmittelbar auf die Ablaufspule folgenden Leitrolle, dadurch angeregt werden, daß der auf der Ablaufspule lagenweise angeordnete Elektrodendraht von der Ab laufspule am Anfang jeder Lage unter einem anderen Winkel abläuft als am Ende und von einem bestimmten Winkel an die Tendenz hat, auf Flanken einer ihn aufnehmenden Nut der un mittelbar auf die Ablaufspule folgenden Leitrolle periodisch aufzuklettern und wieder in den Nutgrund zu rutschen.

Eine zusätzliche Störungsquelle kann dann auftreten, wenn der benutzte Elektrodendraht zum Zweck der Entsorgung auf eine Aufwickelspule aufgewickelt wird. Dies ist bisher in unge steuerter Weise geschehen, weil ein Grund, den benutzen Elek trodendraht zum Zwecke der Entsorgung geordnet auf zuwickeln, nicht erkennbar war. Nun ist jedoch herausgefunden worden, daß die beim ungesteuerten Aufwickeln des Elektrodendrahts meist im mittleren Bereich der Aufwickelspule entstehenden Drahtanhäu fungen, sogenannte "Wickelberge" die Gefahr mit sich bringen, daß der benutze Elektrodendraht von Zeit zu Zeit in achsnähere Bereiche der Aufwickelspule abrutscht und auch dadurch Schwin gungen hervorruft, die sich bis zur Bearbeitungsstrecke hin fortpflanzen und dort einen ungünstigen Einfluß auf Maßhal tigkeit und Oberflächengüte des bearbeiteten Werkstücks ausüben können. Mit den Maßnahmen gemäß Anspruch 2 ist auch diese zu sätzliche Störungsquelle beseitigt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen mit weiteren Einzelheiten erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 1,

Fig. 3 den senkrechten Schnitt III-III in Fig. 2,

Fig. 4 den waagerechten Schnitt IV-IV in Fig. 2.

Die dargestellte Vorrichtung hat ein Gehäuse 10, das in einer bei Erodiermaschinen üblichen Weise (z. B. DE 41 15 107 C2), längs einer waagerechten Y-Achse numerisch gesteuert verstell bar ist. Am Gehäuse 10 ist eine Führung 12 ausgebildet, an der ein Schlitten 14 längs einer senkrechten Achse W numerisch ge steuert verschiebbar geführt ist. Der Schlitten 14 trägt einen Werkzeugkopf 16, der um eine senkrechte Achse E, ebenfalls numerisch gesteuert, drehbar ist. Am Werkzeugkopf 16 ist ein gabelförmiger Drahthalter 18 für einen Elektrodendraht 20 be festigt.

Unterhalb des Werkzeugkopfes 16 ist in z. B. aus der DE 41 15 107 C2 bekannter und deshalb nicht dargestellter Weise ein Werkstück träger senkrecht verstellbar und um eine waagerechte Achse dreh bar angeordnet.

Der Elektrodendraht 20 wird von einer Ablaufspule 22 geliefert, auf der er wie üblich lagenweise gewickelt ist. Achsparallel zur Ablaufspule 22 sind am Gehäuse Leitrollen 24 und 26 gela gert. Der Elektrodendraht 20 läuft zunächst über die Leitrollen 24 und 26, sodann über am Schlitten 14 gelagerte Leitrollen 28 und 30, anschließend im wesentlichen senkrecht nach unten zum Drahthalter 18, wo der Elektrodendraht 20, von weiteren Leit rollen geführt, eine Bearbeitungsstrecke 32 durchläuft, in de ren Mitte er von der Drehachse E gekreuzt wird. Von der Bear beitungsstrecke 32 läuft der Elektrodendraht 20 über eine wei tere am Schlitten 14 gelagerte Leitrolle 34 und schließlich über am Gehäuse 10 achsparallel zu den Leitrollen 24 und 26 gelagerte Leitrollen 36 und 38 zu einer Aufwickelspule 40, die unterhalb der Ablaufspule 22, achsparallel zu dieser, gelagert ist.

Die Ablaufspule 22 und die Aufwickelspule 40 sind auf je einem Achsbolzen 42 bzw. 44 frei drehbar gelagert, jedoch durch eine Verschlußschraube 46 bzw. 48 im Betrieb daran gehindert, sich in bezug auf den zugehörigen Achsbolzen axial zu verschieben. Die Verschlußschrauben 46 und 48 werden nur zum Auswechseln der Ablaufspule 22 bzw. Aufwickelspule 40 gelöst. Die beiden Achs bolzen 42 und 44 sind waagerecht und parallel zueinander an einem Träger 50 befestigt, der die Form einer senkrechten Plat te hat und mittels einer an ihm befestigten Führungsbüchse 52 auf einer waagerechten Führungsstange 54 geführt ist, welche am Gehäuse 10 befestigt ist. Damit der Träger 50 sich nicht um die Führungsstange 54 drehen kann, sind in größtmöglicher Entfer nung von ihr am Träger zwei Führungsrollen 56 um je eine senk rechte Achse drehbar gelagert, zwischen denen eine am Gehäuse 10 befestigte, zur Führungsstange 54 parallele Führungsleiste 58 angeordnet ist.

Dem Träger 50 ist ein Verschiebeantrieb 60 zugeordnet, der so gesteuert ist, daß der Elektrodendraht 20 den Leitrollen 24 und 26 immer rechtwinklig zu deren Drehachsen zugeführt wird und auf die Aufwickelspule 40 ebenso lagenweise aufgewickelt wird, wie er von der Ablaufspule 22 abgewickelt worden ist. Zum Ver schiebeantrieb 60 gehört ein Servomotor 62, der über einen Rie mentrieb 64 mit einer im Gehäuse 10 gelagerten, zu den Dreh achsen der Ablaufspule 22 und der Aufwickelspule 40 parallelen Gewindespindel 66 verbunden ist. Die Gewindespindel 66 bildet mit einer am Träger 50 ausgebildeten Gewindemutter 68 einen spielfreien Gewindetrieb, so daß die Lage des Trägers 50, und somit auch der Ablaufspule 22 und der Aufwickelspule 44, über den Servomotor 62 mit hoher Genauigkeit regelbar ist.

Der Verschiebeantrieb 60 ist Bestandteil eines Regelkreises, zu dem eine Meßanordnung 70 mit einer Meßrolle 72 gehört. Die Meßrolle 72 ist auf einem am Gehäuse 10 befestigten, zu den Achsbolzen 42 und 44 parallelen Achsbolzen 74 frei drehbar und frei axial verschiebbar gelagert. Axiale Verschiebungen der Meßrolle 72 auf dem Achsbolzen 74 werden von Sensoren 76 und 78 überwacht, die am Gehäuse 10 befestigt sind.

Der von der Ablaufspule 22 kommende Elektrodendraht 20 läuft, ehe er die Leitrollen 24 und 26 erreicht, über eine im Quer schnitt V-förmige Ringrille der Meßrolle 72, so daß deren Lage auf dem Achsbolzen 74 durch eine vom Elektrodendraht 20 auf die Meßrolle 72 ausgeübte Axialkraft veränderbar ist. Die Axial kraft hat nur dann den Betrag Null, wenn der Elektrodendraht 20 in einer zu den Drehachsen der Ablaufspule 22 sowie der beiden Leitrollen 24 und 26 normalen, im dargestellten Beispiel senk rechten, Ebene läuft. Jede Abweichung von diesem Sollzustand bewirkt, daß die Meßrolle 72 sich auf ihrem Achsbolzen 74 axial verschiebt, und dies hat zur Folge, daß je nach Richtung der Axialverschiebung der eine oder andere Sensor 76 oder 78 ein Signal an den Servomotor 62 abgibt und diesen veranlaßt, sich in der einen oder anderen Richtung zu drehen, um den beschrie benen Sollzustand wiederherzustellen. Aus Fig. 3 und 4 ist er sichtlich, daß der Träger 50 längs der Führungsstange 54 in dem Maß hin- und hergeschoben wird, in dem die einzelnen vom Elek trodendraht 20 auf der Ablaufspule 22 gebildeten Drahtlagen verbraucht werden. Die Strecke, um die der Träger 50 samt Ab laufspule 22 und Aufwickelspule 40 hin- und hergeschoben wird, stimmt mit der Breite des Wickelraumes dieser Spulen überein.

Durch die gemeinsame Verschiebung der beiden Spulen 22 und 40 wird also erreicht, daß der Elektrodendraht 20 sowohl beim Ablaufen von der Ablaufspule 22 wie auch beim Aufwickeln auf die Aufwickelspule 40 immer in derselben, im dargestellten Beispiel senkrechten, Ebene läuft. Damit wird einerseits jegliche Tendenz des Elektrodendrahts 20 vermieden, auf eine seitliche Begrenzung der ihn führenden Rille der Leitrolle 24 oder der folgenden Leitrollen aufzuklettern; andererseits wird der Elektrodendraht 20 auf der Aufwickelspule 40 lagenweise in eng nebeneinander liegenden Windungen aufgewickelt, so daß er dort keinen Wickelberg bildet, von dem er abrutschen könnte.

Abweichend von dem gezeichneten Ausführungsbeispiel kann der Aufwickelspule 40 ein eigener Verschiebeantrieb zugeordnet sein, der - insoweit übereinstimmend mit dem gezeichneten Verschiebeantrieb 60 - dafür sorgt, daß der verbrauchte Elektrodendraht 20 lagenweise, ohne daß sich ein Wickelberg bildet, aufgewickelt wird.

Claims

1. Vorrichtung zum funkenerosiven Bearbeiten von Werkstücken mit einem Elektrodendraht (20), der von einer Ablaufspule (22) abgezogen, über Leitrollen (24-30) zu einer Bearbeitungsstrecke (32) geleitet und schließlich einem Abfallsammler zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß

- die Ablaufspule (22) axial verschiebbar gelagert ist,
- zwischen der Ablaufspule (22) und der ersten Leitrolle (24) eine Meßeinrichtung (70) angeordnet ist, die Abweichungen der Lage des Elektrodendrahts (20) von einer vorgegebenen Lage feststellt, und
- der Ablaufspule (22) ein Verschiebeantrieb (60) zugeordnet ist, der festgestellte Abweichungen der Lage des Elektrodendrahts (20) durch axiales Verschieben der Ablaufspule (22) korrigiert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abfallsammler eine Aufwickel spule (40) ist, die in entsprechender Weise wie die Ablaufspule (22) axial verschiebbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide Spulen (22, 40) an einem vom Verschiebeantrieb (60) axial verschiebbaren Träger (50), gegen über diesem axial unverschiebbar, gelagert sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufwickelspule (40) ein eigener Verschiebeantrieb (60) zugeordnet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß

- die Meßeinrichtung (70) eine Meßrolle (72) aufweist, die achsparallel zur Ablaufspule (22) axial freiverschiebbar gelagert ist und eine den Elektrodendraht (20) führende Ringrille aufweist, und
- die Meßeinrichtung (70) ferner Sensoren (76, 78) aufweist, die bei Auslenkungen der Meßrolle (72) von einer normalen Axial stellung Korrektursignale an den Verschiebeantrieb (60) abgibt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (76, 78) induktive Näherungsschalter sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschiebeantrieb (60) einen Servomotor (62) und eine Gewindespindel (66) aufweist.