DE19644467C2

DE19644467C2 - Vorrichtung und Verfahren zur funkenerosiven Bearbeitung eines Werkstücks

Info

Publication number: DE19644467C2
Application number: DE19644467A
Authority: DE
Inventors: Mitsuyoshi Wada
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1996-03-05
Filing date: 1996-10-25
Publication date: 2002-04-18
Anticipated expiration: 2016-10-26
Also published as: SG54380A1; JP3528400B2; TW316244B; CN1170648A; JPH09239621A; US5841093A; DE19644467A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur funkenerosiven Bearbeitung eines Werkstücks in mehreren aufeinanderfolgenden Bearbeitungsstufen.

Bei einer aus der DE 41 17 620 A1 bekannten Vorrichtung und einem daraus bekannten Verfahren zur funkenerosiven Bearbeitung eines Werkstücks werden die Breite des Arbeitsspalts aus der jeweiligen Anstiegszeit der Impulsspannung berechnet und Arbeitsbedingungen dementsprechend geändert. Nimmt die Breite des Arbeitsspalts anormal ab, wird durch Einschalten von Rührern angestrebt, dass eine Pulverdichte in einem Arbeitsflüssigkeit gleichförmig wird. Erforderlichenfalls wird neues Pulvermaterial eingespeist.

Aus der DE 30 44 815 C2 ist es bekannt, bei der funkenerosiven Bearbeitung eines Werkstücks die Pulverdichte in einer Arbeitsflüssigkeit in Abhängigkeit von Arbeitsparametern zu steuern. Dabei wird die Breite des Arbeitsspalts konstant gehalten, wobei bei einer Abweichung der Zündverzögerungszeit von einem vorgegebenen Wert eine eine Dosiervorrichtung für die Zuführung von Pulvermaterial in die Arbeitsflüssigkeit aktiviert wird.

Hingegen wird nach der Lehre der CH 536 680 die Pulverdichte der Arbeitsflüssigkeit durch optische Messungen überwacht, um sie konstant zu halten.

Nach der Lehre der DE 33 39 025 C2 werden bei der funkenerosiven Werkstückbearbeitung Daten zur Nachführung der Elektrode in einer bestimmten Bahn berechnet und für die Regelung des Elektrodenantriebs Daten zur Rückkopplung gewonnen.

Eine weitere herkömmliche Vorrichtung zur funkenerosiven Werkstückbeearbeitung unter Verwendung eines der Arbeitsflüssigkeit zugemischten Pulvers wird im folgenden anhand von Fig. 7 der Zeichnungen näher beschrieben. Darin bezeichnet die Bezugszahl 1 eine Elektrode und 2 ein Werkstück. 3 ist ein Bearbeitungsbad, 4 ist eine Steuereinheit, 5 ist eine Bearbeitungs-Energiequelle zum Zuführen eines Entladungsimpulses in den Spalt zwischen der Elektrode 1 und dem Werkstück 2, 6 ist eine Mittelungsschaltung zum Mitteln einer Entladungsspannung, die sich in dem Spalt entwickelt, 7 ist eine Referenzspannungs-Einstelleinheit, die eine Referenzspannung bezüglich der von der Mittelungsschaltung 6 gemittelten Entladungsspannung einstellt, 8 ist ein Servomotor, der unter der Steuerung der Steuereinheit 4 betätigt wird, 9 ist eine Verschiebeeinheit, die die Elektrode 1 festhält und in der Richtung der Z-Achse von dem Servomotor 8 über eine Kugelumlaufspindel 10 betätigt wird, 11 ist eine lineare Skala zum Erfassen der Position der Elektrode 1, 12 ist ein Bearbeitungsflüssigkeitstank, in dem ein gewöhnliches Arbeitsflüssigkeitsöl 14 gespeichert ist, 13 ist ein Arbeitsflüssigkeitstank, in dem eine mit einem Pulver vermischte Arbeitsflüssigkeit 16 mit der Einmischung einer pulverisierten Substanz 15 gespeichert ist, 17 und 18 sind Pumpen, die die Arbeitsflüssigkeit von den Arbeitsflüssigkeitstanks 12 und 13 an das Bearbeitungsbad 3 unter der Steuerung der Steuereinheit 4 pumpen. 19, 20, 21 und 22 sind Steuerventile, die sich in Abhängigkeit von Steuerbefehlen von der Steuereinheit 4 öffnen und schließen.

Diese Vorrichtung arbeitet folgendermaßen. Soll eine Oberfläche eines Werkstücks bearbeitet werden, bis sie eine gewünschte Oberflächenrauhigkeit und eine gewünschte Gestalt aufweist, während Bearbeitungsanforderungen und die Elektrodenposition in mehreren Arbeitsstufen verändert werden, wird die reguläre Arbeitsflüssigkeit 14 in dem Arbeitsflüssigkeitstank 12 von der Pumpe 17 heraufgepumpt. Das so heraufgepumpte Arbeitsflüssigkeitsöl wird über das Steuerventil 20 an das Bearbeitungsbad 3 geführt. Nachdem eine ausreichende Menge der gewöhnlichen Arbeitsflüssigkeit 14 dem Bearbeitungsbad 3 zugeführt worden ist, gibt die Steuereinheit 4 einen Befehl an die Bearbeitungsenergiequelle 5 aus, worauf die Bearbeitungs- Energiequelle 5 die Arbeitsanforderungen auf diejenigen einer ersten Stufe umschaltet. Daraufhin beginnt einen Elektroerosions-Bearbeitungsbetrieb zum Zuführen eines elektrischen Entladungsimpulses an den Spalt zwischen der Elektrode 1 und dem Werkstück 2. Zu dieser Zeit gibt die Steuereinheit 4 einen Befehl an den Servomotor 8 aus, wodurch die Elektrode 1 in Richtung auf das Werkstück 2 hin in der Z-Richtung bewegt wird. Wenn mittels der linearen Skala 11 erfasst wird, dass die Elektrode 1 eine vorgegebene Bearbeitungstiefe 22 in der ersten Stufe erreicht, gibt die Steuereinheit 4 einen Befehl an die Bearbeitungs-Energiequelle 5 aus, wodurch die Bearbeitungs- Anforderungen auf diejenigen der zweiten Stufe umgeschaltet werden. Das Werkstück wird in der zweiten Stufe auf eine vorgegebene Bearbeitungstiefe 22 bearbeitet. Eine Folge solcher Bearbeitungsschritte werden bis zu einer letzten Bearbeitungsstufe "n" wiederholt.

Die Steuerung der Spaltbreite zwischen der Elektrode 1 und dem Werkstück 2 wird nachstehend beschrieben. Wenn von der Bearbeitungsenergiequelle 5 an den Spalt eine Impulsspannung angelegt wird, tritt eine Auslösespannung Vo nur für eine Verzögerungszeit To auf, bevor sich die elektrische Entladung entwickelt. Dann entwickelt sich eine elektrische Entladung und eine Entladungsspannung Vg tritt während einer Impulsbreite T_ein auf und die nächste Impulsspannung wird nach dem Ablauf einer Ruhezeit T_aus angelegt. Wenn der Spalt unter einen geeigneten Wert abnimmt, entwickelt sich eine elektrische Entladung sofort, wie in Fig. 8B gezeigt ist. Infolgedessen erscheint die Auslösespannung Vg ohne die Zeit To, in der sich die Auslösespannung Vo entwickelt. Wenn der Bearbeitungsbetrieb in diesem Zustand fortgesetzt wird, entsteht eine elektrische Bogenentladung, wodurch die Elektrode und das Werkstück beschädigt werden. Wenn andererseits Spaltbreite größer als ein geeigneter Wert wird, nimmt die Neigung zur elektrischen Entladung ab, wie in Fig. 8C gezeigt ist. Dies macht wiederum die Zeit To der Auslösespannung Vo sehr lang. Infolge dessen verringert sich die Anzahl der elektrische Entladungen pro Einheitszeit, was dazu führt, daß die Bearbeitungsefffizienz wesentlich verschlechtert wird. Um Veränderungen in der Spaltbreite zu verhindern, wird eine durchschnittliche Entladungsspannung gemessen und der Freiraum wird gesteuert, indem die gemessene Auslösespannung mit der Referenzspannung verglichen wird. Insbesondere und wie in Fig. 8A gezeigt ist, kann ein gemittelter oder Durchschnittswert V_ave, der als Folge einer Mittelung der sich in dem Spalt ergebenden Entladungsspannung unter Verwendung der Mittelungsschaltung 6 erhalten wird, folgendermaßen approximiert werden:

V_ave = (Vo.To + Vg.T_ein)/(To + T_ein + T_aus) (1)

Die Spannung V_ave, die bei geeigneter Spaltbreite erhalten wird, wird vorher als die Referenzspannung V_ref in der Referenzspannungs-Einstelleinheit 7 eingestellt. Wenn sich die Spaltbreite von dem geeigneten Wert abweicht, wird die Entladungs-Verzögerungszeit To größer. Der Wert V_ave wird größer als die Referenzspannung V_ref aus Gleichung (1). Auf die Erfassung dieses Anstieges hin, gibt die Steuereinheit 4 einen Befehl an den Servomotor 8 aus. Die Elektrode 1 wird so gesteuert, daß sie nahe an das Werkstück 2 herankommt.

Wenn im Gegensatz dazu die Spaltbreite wesentlich kleiner als der gespeicherte Wert ist, wird die Spannung V_ave kleiner als die Referenzspannung V_ref aus Gleichung (1), nämlich als Folge davon, daß die Entladungs- Verzögerungszeit To verringert wird. Auf eine Erfassung dieser Verringerung hin gibt die Steuereinheit 4 einen Befehl an den Servomotor 8 aus, wodurch die Elektrode 1 von dem Werkstück 2 weg bewegt wird. Die Länge des Spalts wird konstant in dem Bereich von mehreren Mikrometern bis zu mehreren 10 Mikrometern während des Elektroerosions- Bearbeitungsbetriebs gesteuert.

Der Elektroerosions-Bearbeitungsbetrieb mit zugemischtem Pulver, der von der k-ten Stufe oder dem k-ten Schritt ausgeführt wird, wird nachstehend beschrieben. Der Bearbeitungsbetrieb wird vorübergehend zu dem Zeitpunkt aufgehoben, wenn der Bearbeitungsbetrieb in der (k - 1)-ten Stufe beendet worden ist. Die gewöhnliche Arbeitsflüssigkeit 14 wird aus dem Bearbeitungsbad 3 in den Arbeitsflüssigkeitstank 12 über das Steuerventil 19 entleert. Beim Abschluss der Entleerung der Arbeitsflüssigkeit wird die mit dem Pulver gemischte Arbeitsflüssigkeit 16 von dem Arbeitsflüssigkeitstank 13 durch die Pumpe 18 heraufgepumpt. Die so heraufgepumpte Arbeitsflüssigkeit wird über das Steuerventil 2 an das Bearbeitungsbad 3 geführt. Nachdem eine ausreichende Mange an der mit einem Pulver vermischten Arbeitsflüssigkeit 16 in das Bearbeitungsbad 3 hinein geführt worden ist, gibt die Steuereinheit 4 einen Befehl an die Bearbeitungs- Energiequelle 5 aus. Die gegenwärtigen Bearbeitungsbedingungen werden auf diejenigen der k-ten Stufe umgeschaltet und der Elektroerosions- Bearbeitungsbetrieb wird wieder aufgenommen. Gleichzeitig gibt die Steuereinheit 4 den Befehl an den Servomotor 8 aus und die Elektrode 1 wird auf eine zu bearbeitende Tiefe Zk bewegt. Der unter Verwendung von zugemischtem Pulver ablaufende Elektroerosions-Bearbeitungsbetrieb wird in dem Augenblick beendet, wenn die Elektrode 1 an der zu bearbeitenden Tiefe Zk ankommt.

Die offengelegte Anmeldung JP 4-63623 A offenbart ein Verfahren zum Steuern von Bearbeitungsbedingungen oder -anforderungen in Abhängigkeit vom Betriebszustand in dem Arbeitsspalt.

Vom Erfinder wurde erkannt, dass die Spiegeleigenschaft einer bearbeiteten Oberfläche als einem Hauptcharakteristikum eines mit einem Pulverzumischung ablaufenden Elektroerosions-Bearbeitungsbetriebs wesentlich von der Konzentration des Pulvers, welches in eine Arbeitsflüssigkeit eingemischt wird, beeinflußt wird. Bei einem allgemein üblichen, unter Verwendung eines Pulvers ablaufenden Elektroerosions-Bearbeitungsbetrieb wird die Dichte des zugemischten Pulvers auf 20-30 (g/l) eingestellt, so dass ein Spiegel-Endbearbeitungsbetrieb stabil ausgeführt werden kann. Es ist bekannt, daß die endbearbeitete Oberfläche rauher werden wird, wenn die Konzentration des gemischten Pulvers unter 10 (g/l) fällt. Infolgedessen wird die bearbeitete Oberfläche nicht auf Hochglanz poliert.

Wenn jedoch eine mit einem Pulver gemischte Arbeitsflüssigkeit verwendet wird, setzt sich die pulverartige Substanz aus der Arbeitsflüssigkeit als Folge einer Stagnation des Arbeitsflüssigkeitstroms, die von einem Umrühren der Arbeitsflüssigkeit verursacht wird, ab, weil das spezifische Gewicht der pulverisierten Metall- oder Halbmetall-Substanz, die in dem Arbeitsflüssigkeitsöl enthalten ist, größer als dasjenige des Arbeitsflüssigkeitsöls ist. Wenn die Zeit, die von dem mit einem Pulver arbeitenden Elektroerosions- Bearbeitungsbetrieb benötigt wird, länger wird, wird die Konzentration der pulverisierten Substanz 15, die in der mit einem Pulver gemischten Arbeitsflüssigkeit 16 enthalten ist, verringert. Demzufolge wird die Konzentration des zugemischten Pulvers in dem Spalt, der zwischen der Elektrode 1 und dem Werkstück 2 gebildet ist, verringert. Wenn die Konzentration des gemischten Pulvers unter 10 (g/l) fällt, wird eine gewünschte Spiegeloberfläche nicht erhalten werden.

Die pulverisierte Substanz 15, die in dem mit einem Pulver gemischten Elektroerosions-Bearbeitungsbetrieb verwendet wird, wird mit dem Arbeitsflüssigkeitsöl 14 gemischt, weil das gewöhnliche Arbeitsflüssigkeitsöl 14 in das Bearbeitungsbad 3 während des nächsten Ölbearbeitungsbetriebs geführt wird, und die so gemischte Flüssigkeit wird an den Arbeitsflüssigkeitstank 12 geliefert. Deshalb wird die Konzentration des gemischten Pulvers in dem Tank 13 für die mit einem Pulver gemischte Arbeitsflüssigkeit verringert. Wenn die Konzentration des gemischten Pulvers unter 10 (g/l) fällt, wird eine gewünschte Spiegeloberfläche nicht erhalten werden.

Wenn die Elektrode 1 ein kompliziertes Profil aufweist und wenn die zu bearbeitende Tiefe groß ist, wird die pulverisierte Substanz 15 unzureichend an den Spalt zwischen der Elektrode 1 und dem Werkstück 2 zugeführt. Selbst wenn die Konzentration des gemischten Pulvers in dem Spalt unter 10 (g/l) fällt, wird infolge dessen eine gewünschte Spiegeloberfläche nicht erhalten werden.

Die Technik, die in der offengelegten Anmeldung JP 4-63623 A offenbart ist, bezieht sich auf die stabile Steuerung des Zustands eines Ölbearbeitungsbetriebs mittels einer Arbeitsflüssigkeit. Deshalb ist es unmöglich, den Bearbeitungszustand infolge eines Abfalls in der Konzentration des gemischten Pulvers zu identifizieren.

Zur Überwindung der oben beschriebenen Nachteile des Standes der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, zu vermeiden, dass die Spiegeleigenschaft einer bearbeiteten Oberfläche als Folge eines Absinkens der Konzentration von Pulver in der Arbeitsflüssigkeit in einem Bearbeitungsspalt zwischen einer Elektrode und einem Werkstück verschlechtert wird; vielmehr soll eine gewünschte Spiegeloberfläche, d. h. eine gewünschte Oberflächenrauhigkeit, zuverlässig erhalten werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Vorrichtung nach dem Patentanspruch 1 oder 4 bzw. mit einem Verfahren nach dem Patentanspruch 10 bzw. 14 gelöst.

Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den diesen Patentansprüchen jeweils nachgeordneten Unteransprüchen.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand von Fig. 1 bis 6 der Zeichnungen näher beschrieben.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild der Konfiguration einer Vorrichtung zur funkenerosiven Bearbeitung eines Werkstücks gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 ein Diagramm zur Darstellung der Abhängigkeit der Länge eines Bearbeitunsspalts von der Pulverkontentration in der Arbeitsflüssigkeit;

Fig. 3 eine schematische Darstellung des Zusammenhangs zwischen der Position einer Elektrode und der Länge des Bearbeitungsspalts bei mehrstufiger funkenerosiver Werkstückbearbeitung;

Fig. 4 ein Blockschaltbild der Konfiguration einer Vorrichtung zur funkenerosiven Bearbeitung eines Werkstücks gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5 ein Diagramm zur Darstellung der Abhängigkeit des Bewegungsabstandes der Elektrode von der Bearbeitungszeit für verschiedene Pulverkonzentrationen;

Fig. 6 eine Tabelle, die eine Übersicht bei mehrstufigem Bearbeitungssbetrieb zeigt;

Fig. 7 ein Blockschaltbild der Konfiguration einer herkömmlichen Vorrichtung zur funkenerosiven Bearbeitung eines Werkstücks; und

Fig. 8A bis 8C Diagramme zur Darstellung des Zusammenhangs zwischen der Länge des Bearbeitungsspalts und einer Entladungsspannung in zeitlicher Abhängigkeit.

Zur nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung wird vorab bemerkt, dass darin Bauteile, welche Bauteilen der in Fig. 7 dargestellten herkömmlichen Vorrichtung im wesentlichen entsprechen, mit den entsprechenden Bezugszahlen aus Fig. 7 bezeichnet sind und nicht mehr näher erläutert werden.

ERSTE AUSFÜHRUNGSFORM

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis 3 wird nachstehend eine funkenerosive Bearbeitungsvorrichtung und ein funkenerosives Bearbeitungsverfahren gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild, welches die Konfiguration der Elektroerosions-Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, umfasst die Elektroerosions-Vorrichtung eine erste Detektor-Einheit 30 zum Erfassen der Startposition für einen Bearbeitungsbetrieb in jeder Bearbeitungsstufe, eine zweite Detektor-Einheit 31 zum Erfassen der Endposition für den Bearbeitungsbetrieb in jeder Bearbeitgungsstufe, eine Vergleichs-Einheit 32 zum Vergleichen der von der zweiten Detektoreinheit 31 in einer bestimmten Bearbeitungsstufe erfassten Endposition mit der von der ersten Detektor-Einheit 30 erfassten Startposition für die Bearbeitung des Werkstücks in der nächsten Bearbeitungsstufe, eine Änderungs-Einheit 33 zum Steuern von Änderungen von Bearbeitungsbedingungen in Abhängigkeit vom Ergebnis des Vergleichs, der von der Vergleichseinheit 32 ausgeführt wird, und eine Zuführ-Einheit 34, die eine pulverisierte Substanz 15 in eine in einem Arbeitsflüssigkeitstank 13 enthaltene, mit Pulver vermischte Arbeitsflüssigkeit zuführt.

Der Betrieb der Elektroerosions-Vorrichtung wird nachstehend beschrieben. Wie voranstehend erwähnt, wird in den Fällen, in denen die in das Bearbeitungsbad 3 eingebrachte pulverisierte Substanz 15 aus dem Arbeitsflüssigkeitstank 12 ausgespült wird, während sie mit einer gewöhnlichen Arbeitslflüssigkeit 14 gemischt wird, die Elektrode 1 ein kompliziertes Profil aufweist und die zu bearbeitende Tiefe groß ist, eine Spiegeloberfläche nicht erhalten, wenn die Konzentration des gemischten Pulvers in dem Spalt auf weniger als 10 (g/l) absinkt. Fig. 2 zeigt den Zusammenhang zwischen der Konzentration des gemischten Pulvers und der Länge des Spalts. Je geringer die Konzentration des gemischten Pulvers wird, desto kürzer wird die Länge des Spalts selbst unter identischen Bearbeitungsbedingungen. Demzufolge kann verhindert werden, dass die Spiegeleigenschaft einer bearbeiteten Oberfläche verschlechtert wird, indem die Abnahme der Länge des Spalts, die sich aus einem Abfall in der Konzentration des gemischten Pulvers ergibt, erfasst wird und indem die Konzentration des gemischten Pulvers gemäß dem Ergebnis der Erfassung erhöht wird.

Fig. 3 zeigt den Zusammenhang zwischen der Position der Elektrode 1 und der Länge des Spalts, wenn eine mit gemischtem Pulever ablaufende Elektroerosions-Bearbeitung in mehreren Stufen ausgeführt wird. Wie sich Fig. 2 entnehmen läßt, ist die Länge des Spalts, der erhalten wird, wenn die Konzentration des gemischten Pulvers 20-30 (g/l) ist, größer als die Spaltlänge, die erhalten wird, wenn die Konzentration des gemischten Pulvers kleiner als 10 (g/l) ist. Deshalb ist die Startposition der mit einem gemischten Pulver durchgeführten Elektroerosions- Bearbeitung in der k-ten Stufe, die ermittelt wird, wenn die Konzentration des gemischten Pulvers kleiner als 10 (g/l) ist, geringfügig vorgerückt in Richtung der Weiterbewegung der Elektrode, bezogen auf die Startposition, verglichen mit einer Startposition, die erhalten wird, wenn die Konzentration des gemischten Pulvers unter 20-30 (g/l) ist, und zwar nur um die Differenz in der Länge zwischen den Spalten.

Wird davon ausgegangen, dass

- Z_k-1 die Endposition der Elektrode 1 für die Elektroerosions-Bearbeitung in der (k - 1)-ten Stufe bedeutet,
- Z_k die Startposition der Elektrode 1 für den mit einem zugemischten Pulver ablaufenden Elektroerosions- Bearbeitungsbetrieb in der k-ten Stufe bei einer Konzentration des gemischten Pulvers von 10 (g/l) bedeutet, wobei anstelle des Ausdruckes Zk in den folgenden Beschreibungsteilen auch nur der Ausdruck Z und in Fig. 3 der Zeichnungen auch der Ausdruck Za verwendet wird,
- Ga die Länge des Spaltes bedeutet, die erhalten wird, wenn die Konzentration des zugemischten Pulvers 10 (g/l) ist,
- Zb die Startposition der Elektrode 1 bei einer mit einem zugemischten Pulver ablaufenden Elektroerosions- Bearbeitung in der k-ten Stufe bei einer Konzentration des zugemischten Pulvers von 20-30 (g/l) bedeutet, und
- Gb die Länge des Spalts bedeutet, die erhalten wird, wenn die Konzentration des zugemischten Pulvers 20-30 (g/l) beträgt,

dann gilt folgende Gleichung (2):

Zb - Z = (Zb - Z_k-1) - (Z - Z_k-1) = Gb - Ga (2)

Die Gleichung (2) kann folgendermaßen umformuliert werden:

Z - Z_k-1 = (Zb - Z_k-1) - (Gb - Ga) (3)

Ein Wert, der von der Differenz Gb - Ga erhalten wird, ist aus Fig. 2 ersichtlich. Der Wert, der durch die Differenz Zb - Z_k-1 erhalten wird, ist unabhängig von der zu bearbeitenden Gestalt des Werkstücks und der Bearbeitungstiefe konstant. Deshalb wird Z_k-1 vorher berechnet und die Endposition Z_k-1 für die Bearbeitung der (k - 1)-ten Stufe und die Startposition Z für die mit einem zugemischten Pulver durchgeführte Erosionsbearbeitung in der k-ten Stufe werden erfasst. Wenn die Differenz zwischen Z_k-1 und Z die mit der nachfolgenden Gleichung (4) ausgedrückten Bedingungen erfüllt:

Z - Z_k-1 ≦ (Zb - Z_k-1) - (Gb - Ga) = α, (4)

(wobei α eine Konstante ist),
wird bestimmt, dass die Konzentration des zugemischten Pulvers kleiner als 10 (g/l) ist. Infolge dessen ist es möglich, eine Verschlechterung der Spiegeleigenschaft einer bearbeiteten Oberfläche des Werkstücks durch Erhöhen der Konzentration des zugemischten Pulvers zu verhindern.

Bei Empfang eines Bearbeitungs-Endsignals für die (k - 1)-te Bearbeitungsstufe durch die Steuereinheit 4 und eines Elektrodenpositions-Signals, welches von einer linearen Skala 11 zur Zeit einer Beendigung der (k - 1)-ten Stufe ausgegeben wird, erfasst die Detektor-Einheit 31, welche die Endposition des Bearbeitungsbetriebs erfasst, die Position Z_k-1 der Elektrode, wenn die (k - 1)-te Stufe abgeschlossen ist. Die so erfasste Position wird an die Bearbeitungspositions-Vergleichseinheit 32 ausgegeben. Bei Empfang eines Bearbeitungs-Startsignals für die k-te Stufe, in der ein mit einem zugemischten Pulver ablaufender Elektroerosions-Bearbeitungsbetrieb ausgeführt wird, durch die Steuereinheit 4 und eines Elektroden-Positionssignals von der linearen Skala 11, welches zur Zeit des Starts der k-ten Bearbeitungsstufe erhalten wird, erfasst die Detektor-Einheit 30, welche die Startposition der Elektrode 1 beim Bearbeitungsbetrieb erfasst, eine Startposition Z für einen Bearbeitungsbetrieb in der k-ten Bearbeitungsstufe. Die so erfasste Position wird an die Bearbeitungspositions-Vergleichseinheit 32 ausgegeben.

Bei Empfang von Z_k-1 und Z berechnet die Bearbeitungspositions-Vergleichseinheit 32 die Differenz zwischen Z und Z_k-1. Wenn die Differenz kleiner als die Vorgegebene Konstante α ist, nämlich wenn die mit Gleichung (4) ausgedrückte Beziehung erfüllt wird, bestimmt die Bearbeitungspositions-Vergleichseinheit 32, dass die Konzentration des zugemischten Pulvers in dem Spalt abgesunken ist. Signale werden dann an das Steuerventil 35 und die Bearbeitungsbedingungs-Änderungseinrichtung 33 gesendet. Auf den Empfang des Signals hin wird das Steuerventil 35 für eine vorgegebene Zeitperiode geöffnet, so dass pulversierte Substanz 15, die in der Pulverzuführungs-Einheit 34 gespeichert ist, dem Arbeitsflüssigkeitstank 13 zugeführt wird. Demzufolge wird die Konzentration des Pulvers in der mit einem Pulver gemischten Arbeitsflüssigkeit 16 erhöht.

Auf einen Empfang des Signals von der Bearbeitungspositions-Vergleichseinheit 32 hin, gibt die Bearbeitungsbedingungs-Änderungseinheit 33 ein Signal an die Steuereinheit 4 aus, um den Wert der Referenzspannung V_ref der in der Referenzspannungs-Einstelleinheit 7 eingestellt ist, zu erhöhen. Auf einen Empfang des Signals hin sendet die Steuereinheit 4 ein Signal an die Referenzspannung-Einstelleinheit 7, wodurch der Wert der Referenzspannung V_ref auf einen höheren Pegel gesetzt wird. Wenn beispielsweise die Referenzspannung zunächst auf 40 (V) eingestellt ist, wird dann die Referenzspannung so eingestellt, daß sie um ungefähr 10 (V) ansteigt. Wenn die Referenzspannung V_ref angestiegen ist, wird die Länge des Spalts so gesteuert, daß V_ave in Gleichung (1) erhöht werden kann. Es ist nur notwendig, eine Entladungs- Verzögerungszeit To zu vergrößern, um V_ave zu erhöhen. Deshalb wird durch Vergrößern der Länge des Spalts das Auftreten der elektrischen Entladung so gesteuert, dass es verzögert wird. Infolge dessen wird die Länge des Spalts vergrößert und pulverisierte Substanz 15 kann in den Spalt leichter eintreten, wodurch die Konzentration des zugemischten Pulvers in dem Spalt ansteigt.

Auf einen Empfang des Signals von der Bearbeitungspositions-Vergleichseinheit 32 hin gibt die Bearbeitungsbedingungs-Änderungseinheit 33 das Signal an die Steuereinheit 4 aus, um so die Ruhezeit T_aus zu erhöhen, die bei den Bearbeitungsbedingungen zu dieser Zeit eingestellt ist. Auf einen Empfang dieses Signals hin gibt die Steuereinheit 4 ein Signal an die Bearbeitungsenergiequelle 5. Die Bearbeitungsenergiequelle 5 stellt die Ruhezeit T_aus so ein, dass sie höher werden kann, und ein elektrischer Entladungsimpuls wird an den Spalt angelegt. Wenn beispielsweise die Ruhezeit zunächst 4 (µs) ist, wird die Ruhezeit so eingestellt, daß sie verdoppelt wird, d. h. sie wird so eingestellt, dass sie ungefähr 8 (µs) wird. Je länger die Ruhezeit T_aus wird, desto kleiner wird V_ave in Gleichung (1). Deshalb wird die Länge des Spalts so gesteuert, daß V_ave konstant gehalten werden kann. Um den Wert V_ave konstant zu halten, ist es lediglich erforderlich, die Entladungs-Verzögerungszeit To zu vergrößern. Deshalb wird das Auftreten der elektrischen Entladung durch Vergrößern der Länge des Spalts so gesteuert, daß es verzögert wird. Demzufolge steigt die Länge des Spalts an, was die Zufuhr von pulverisierter Substanz 15 in den Spalt leichter macht. Somit nimmt die Konzentration des zugemischten Pulvers in dem Spalt zu.

Bei einem Empfang des Signals von der Bearbeitungspositions-Vergleichseinheit 32 gibt die Bearbeitungsbedingungs-Änderungseinheit 33 das Signal an die Steuereinheit 4 aus, so dass der reguläre Anhebungsbetrag der Elektrode. 1 zu dieser Zeit vergrößert werden kann. Auf einen Empfang dieses Signals hin gibt die Steuereinheit 4 ein Signal an den Servomotor 8 aus und der Servomotor 8 nimmt eine Betätigung derart vor, daß der reguläre Anhebebetrag der Elektrode 1 vergrößert wird. Wenn beispielsweise der reguläre Anhebungsbetrag der Elektrode 0,5 (mm) ist, wird der reguläre Anhebebetrag der Elektrode vergrößert, so daß er verdoppelt wird, d. h. er wird so weit vergrößert, so dass er 1 (mm) wird. Demzufolge nimmt die Länge des Spalts zu und ein Eintritt von pulverisierter Substanz 15 in den Spalt wird einfacher, wodurch die Konzentration des zugemischten Pulvers in dem Spalt zunimmt.

Auf diese Weise wird nach dem Empfang des Signals von der Bearbeitungsstartpositions-Vergleichseinheit 32 pulverisierte Substanz 15 in die Arbeitsflüssigkeit eingeführt, oder die Länge des Spalts wird durch Vergrößern der Referenzspannung V_ref, der Ruhezeit T_aus oder dem regulären Anhebebetrag der Elektrode 1 vergrößert, wodurch die Zufuhr von pulverisierter Substanz 15 zum Spalt stärker wird. Infolge dessen ist es möglich, eine gewünschte Spiegeloberfläche des Werkstücks zuverlässig zu erhalten und die Konzentration des gemischten Pulvers zu vergrößern.

ZWEITE AUSFÜHRUNGSFORM

Fig. 4 ist ein Blockschaltbild, welches eine Elektroerosions-Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Wie in Fig. 4 gezeigt ist, umfaßt die Elektroerosions-Vorrichtung eine Einheit 36 zum Zählen der Anzahl von effektiven Entladungsimpulsen, die zu einem Bearbeitungsbetrieb für jede vorgegebene Zeit beitragen, eine Einheit 37 zum Einstellen des Betrags eines Werkstücks, welcher pro elektrischem Entladungsimpuls für jede Bearbeitungsbedingung bearbeitet werden soll, eine Einheit 38 zum Einstellen der zu bearbeitenden Fläche, eine Einheit 39 zum Berechnen des Bewegungsabstands der Elektrode 1 (d. h. eine geplante oder Soll-Bewegungsstrecke der Elektrode 1) pro vorgegebener Zeit aus der Anzahl von effektiven Entladungsimpulsen pro Einheitszeit, die von der Zähleinheit 36 für effektive Entladungsimpulse erfasst wird, dem pro elektrischen Entladungsimpuls zu bearbeitendem Betrag des Werkstücks, der in der Bearbeitungsbetrags-Einstelleinheit 37 eingestellt ist, und der in der Flächeneinstelleinheit 38 eingestellten Fläche, die zu bearbeiten ist, eine Einheit 40 zum Erfassen der tatsächlichen oder Ist-Bewegungsstrecke der Elektrode 1 pro Einheitszeit auf einen Empfang eines Signals von einer linearen Skala 11 hin, und eine Einheit 41 zum Vergleichen der Bewegungsstrecke der Elektrode pro vorgegebener Zeit, die von der Elektrodenbewegungsstrecken-Berechnungseinheit 39 berechnet wird, mit der tatsächlichen Bewegungsstrecke pro vorgegebener Zeit, die von der Elektrodenbewegungsstrecken-Erfassungseinheit 40 erfasst wird.

Der Betrieb dieser Elektroerosions-Vorrichtung wird nachstehend beschrieben.

Selbst wenn die Konzentration des gemischten Pulvers an dem Startpunkt für den Bearbeitungsbetrieb 20-30 (g/l) ist, fällt das Pulver aus der Arbeitsflüssigkeit als Ergebnis einer Stagnation des Arbeitsflüssigkeitsstroms in der voranstehend beschriebenen Weise aus. Wenn die Bearbeitungszeit länger wird, schreitet deshalb die Ausfällung der pulverisierten Substanz 15 weiter fort. Infolge dessen sinkt die Konzentration des gemischten Pulvers auf weniger als 10 (g/l) im Verlauf des Bearbeitungsbetriebs ab und somit wird die gewünschte Spiegeloberfläche nicht erhalten.

Fig. 5 zeigt den Zusammenhang zwischen der Zeit für den mit einem gemischten Pulver ablaufenden Elektroerosions- Bearbeitungsbetrieb und dem Betrag des Fortschreitens des Bearbeitungsbetriebs. Wenn die Konzentration des gemischten Pulvers konstant auf einem Pegel von 20-30 (g/l) gehalten wird, wird die Bearbeitungszeit proportional zu dem Betrag des Fortschreitens des Bearbeitungsbetriebs und eine Bearbeitungsrate, die von den Bearbeitungsbedingungen zu dieser Zeit definiert wird, wird die Konstante der Proportionalität. Wenn die Konzentration des gemischten Pulvers im Verlauf des Bearbeitungsbetriebs abnimmt, wird auch die Länge des Spalts selbst unter identischen Bearbeitungsbedingungen kleine, wie in Fig. 2 gezeigt. Deshalb steigt der Betrag des Fortschreitens des Bearbeitungsbetriebs proportional zu der Verkleinerung der Länge des Spalts, wie in Fig. 5 gezeigt.

Während des Elektroerosions-Bearbeitungsbetriebs wird die Elektrode von der Oberfläche des Werkstücks 2 weg positioniert, um so nur um die Länge des Spalts, die von den Bearbeitungsbedingungen zu dieser Zeit bestimmt wird, bearbeitet zu werden. Die Länge des Spalts wird konstant gesteuert, so dass ein geeigneter Abstand in einer voranstehend beschriebenen Weise sichergestellt wird. Wenn die mit einem gemischten Pulver ablaufende Elektroerosions- Bearbeitung des k-ten Schritts gestartet wird, wird deshalb der Bearbeitungsbetrieb fortgesetzt, während die Länge des Spalts Gb aufrecht erhalten wird, bis der k-te Bearbeitungsbetrieb abgeschlossen ist, außer wenn ein Absinken der Konzentration des gemischten Pulvers auftritt.

Unter der Annahme, dass der Betrag des Werkstücks, der pro elektrischem Entladungsimpuls für die Bearbeitungsbedingungen zu dieser Zeit bearbeitet werden soll, V ist, dass die zu bearbeitende Fläche S ist, dass die Anzahl von effektiven Entladungsimpulsen pro vorgegebener Zeit m ist und dass das spezifische Gewicht des Werkstücks ρ ist, kann der Bewegungsdistanz Lb pro vorgegebener Zeit zu dieser Zeit folgendermaßen approximiert werden:

Lb = m.V/ρ.S (8)

Wenn jedoch die Konzentration des zugemischten Pulvers in dem Spalt während der vorgegebenen Zeitperiode 10 (g/l) wird, und wenn die Länge des Spalts zu dieser Zeit Ga wird, wird eine Abnahme ΔG in der Länge des Spalts folgendermaßen ausgedrückt:

ΔG = Gb - Ga (9)

Ferner wird die Bewegungsstrecke La der Elektrode zu dieser Zeit die Summe einer Distanz Lb, über den sich die Elektrode als Folge des Bearbeitungsbetriebs bewegt, und der Abnahme ΔG in der Länge des Spalts. Genauer gesagt wird La folgendermaßen ausgedrückt:

La = LB + ΔG (10)

Demzufolge ist die Abnahme ΔG in der Länge des Spalts, die sich aus einem Absinken der Konzentration des Mischpulvers ergibt, folgendermaßen gegeben:

ΔG = La - Lb (11)

ΔG in Gleichung (11) lässt sich aus den Fig. 2 und 5 ersehen. Die tatsächliche Bewegungsstrecke L der Elektrode in einer vorgegebenen Zeit und die Bewegungsstrecke L' der Elektrode, der unter der Voraussetzung berechnet wird, dass die Konzentration des gemischten Pulvers nicht abnimmt, werden jeweils erfasst. Wenn die Differenz zwischen ihnen den in der nachfolgenden Gleichung (12) definierten Zusammenhang erfüllt, nämlich

L - L' ≧ La - Lb = β (β ist eine Konstante) (12)

so wird bestimmt, dass die Konzentration des zugemischten Pulvers kleiner als 10 (g/l) ist. Somit kann verhindert werden, dass die Spiegeleigenschaft der bearbeiteten Oberfläche des Werkstücks verschlechtert wird, wenn die Konzentration des zugemischten Pulvers erhöht wird.

Die Elektrodenbewegungsstrecken-Berechnungeseinheit 39 berechnet den Abstand L', über die sich die Elektrode während einer vorgegebenen Zeitperiode bewegt, wenn die Konzentration des gemischten Pulvers nicht kleiner wird, aus der Anzahl von effektiven elektrischen Entladungsimpulsen, die zu dem Bearbeitungsbetrieb für jede vorgegebene Zeit beitragen und von der Erfassungseinheit 36 für die Anzahl von effektiven Entladungsimpulsen erfasst werden, aus dem Betrag des Werkstücks, der pro Entladungsimpuls für jede Bearbeitungsbedingung bearbeitet werden soll und von der Bearbeitungsbetrags-Einstelleinheit 37 eingestellt wird, und aus der Fläche, die für jede Bearbeitungsbedingung bearbeitet werden soll und in der Flächen-Einstelleinheit 38 eingestellt wird, entsprechend der Gleichung (8). Die so berechnete Bewegungsstrecke L' wird an die Elektroden-Bewegungsabstands-Vergleichseinheit 41 ausgegeben.

Die Zähleinheit 36 für die Anzahl von effektiven Entladungsimpulsen erfasst Hochfrequenzkomponenten der Entladungsspannung unter Verwendung eines Verfahrens, wie es in der japanischen Patentanmeldungs-Veröffentlichung Nr. JP 5-293714 A offenbart ist, und integriert dann die so erfassten Hochfrequenzkomponenten. Wenn eine Ergebniswert größer als der Referenzwert ist, wird die Entladugsspannung als ein effektiver Entladungsimpuls bestimmt. Die Zähleinheit 36 für die Anzahl von effektiven Entladungsimpulsen zählt die Impulse für jede vorgegebene Zeit. Die Elektrodenbewegungsstrecken-Erfassungseinheit 40 erfasst den tatsächlichen Bewegungsabstand L der Elektrode 1 pro Zeiteinheit bei einem Empfang des Signals von der linearen Skala 11. Die so erfasste Bewegungsstrecke L wird an die Elektrodenbewegungsstrecken-Vergleichseinheit 41 ausgegeben.

Auf einen Empfang von L und L' hin berechnet die Elektrodenbewegungsstrecken-Vergleichseinheit 41 die Differenz zwischen L und L'. Wenn die Differenz größer als ein vorgegebener Wert β ansteigt, das heißt, wenn der in der Gleichung (12) gegebene Zusammenhang erfüllt ist, bestimmt die Elektrodenbewegungsstrecken-Vergleichseinheit 35, daß die Konzentration des gemischten Pulvers in dem Spalt auf weniger als 10 (g/l) absinkt. Dann wird ein Signal an das Steuerventil 35 bzw. die Bearbeitungsbedingungs-Änderungseinheit 33 ausgegeben. Auf einen Empfang des Signals hin wird das Steuerventil 35 nur für eine vorgegebene Zeitperiode geöffnet, so daß die in der Pulverzuführungseinheit 34 gespeicherte pulverisierte Substanz 15 an den Arbeitsflüssigkeitstank 13 geliefert wird. Infolge dessen wird die Konzentration des zugemischten Pulvers in der mit dem Pulver gemischten Arbeitsflüssigkeit 16 erhöht.

Auf einen Empfang des Signals von der Elektrodenbewegungsstrecken-Vergleichseinheit 41 hin gibt die Bearbeitungsbedingungs-Änderungseinheit 33 das Signal an die Steuereinheit 4 aus, um so die in der Referenzspannungs-Einstelleinheit 7 eingestellte Referenzspannung V_ref zu erhöhen. Auf einen Empfang dieses Signals hin gibt die Steuereinheit 4 auch ein Signal an die Referenzspannungs-Einstelleinheit 7 aus, so dass die Referenzspannung V_ref auf einen größeren Wert eingestellt wird. Wenn beispielsweise die Referenzspannung auf 40 (V) eingestellt worden ist, wird die Referenzspannung um ungefähr 10 (V) erhöht. Als Folge der Erhöhung der Referenzspannung V_ref wird die Länge des Spalts so gesteuert, daß V_ave in Gleichung (1) ansteigen kann. Es ist lediglich erforderlich, die Verzögerungszeit To zu erhöhen, um V_ave zu erhöhen. Deshalb wird das Auftreten der elektrischen Entladung durch Vergrößern der Länge des Spalts so gesteuert, dass sie verzögert wird. Demzufolge nimmt die Länge des Spalts zu, was wiederum der pulverisierten Substanz 15 erleichtert, in den Spalt einzutreten. Deshalb steigt die Konzentration des zugemischten Pulvers in dem Spalt an.

Auf einen Empfang des Signals der Elektrodenbewegungsstrecken-Vergleichseinheit 41 hin gibt die Bearbeitungsbedingungs-Änderungseinheit 33 ferner das Signal an die Steuereinheit 4 aus, um so die Ruhezeit T_aus, die in der Bearbeitungsbedingung zu dieser Zeit eingestellt ist, zu vergrößern. Auf einen Empfang dieses Signals hin gibt die Steuereinheit 4 das Signal an die Bearbeitungsenergiequelle 5 aus, wodurch die Bearbeitungsenergiequelle 5 die Ruhezeit T_aus so einstellt, daß sie erhöht werden kann. Dann wird der Entladugsimpuls an den Spalt angelegt. Wenn beispielsweise die Ruhezeit 4 (µs) ist, wird sie verdoppelt, das heißt, sie wird auf ungefähr 8 (µs) erhöht. Wenn die Ruhezeit T_aus länger wird, wird V_ave in Gleichung (1) kleiner. Deshalb wird die Länge des Spalts so gesteuert, daß V_ave auf einem konstanten Wert gehalten werden kann. Es ist lediglich erforderlich, die Entladungs-Verzögerungszeit To zu erhöhen, um V_ave konstant zu halten. Deshalb wird das Auftreten der elektrischen Entladung durch Vergrößern der Länge des Spalts so gesteuert, dass es verzögert wird. Die Länge des Spalts wird infolge dessen vergrößert, was der pulverisierten Substanz 15 erleichtert, in den Spalt einzutreten. Infolge dessen steigt die Konzentration des gemischten Pulvers in dem Spalt an.

Auf einen Empfang des Signals von der Elektrodenbewegungsabstands-Vergleichseinheit 41 hin gibt die Bearbeitungsbedingungs-Änderungseinheit 33 das Signal an die Steuereinheit 4 aus, um so den regulären Betrag der Anhebung der Elektrode zu dieser Zeit zu vergrößern. Auf einen Empfang dieses Signals hin gibt die Steuereinheit 4 das Signal an den Servomotor 8 aus. Der Servomotor 8 wird betätigt, um so den regulären Betrag der Anhebung der. Elektrode 1 zu vergrößern. Wenn die zeitliche Anhebung der Elektroden 0,5 (mm) ist, wird beispielsweise der reguläre Anhebebetrag der Elektrode verdoppelt, genau gesagt wird er auf ungefähr 1 (mm) vergrößert. Demzufolge wird die Länge des Spalts vergrößert, was wiederum der pulverisierten Substanz 15 erleichtert, in den Spalt einzutreten. Infolge dessen steigt die Konzentration des gemischten Pulvers in dem Spalt an.

Der Elektroerosions-Bearbeitungsbetrieb mit dem zugemischten Pulver wird in der k + 1-ten Stufe in analoger Weise wie voranstehend beschrieben ausgeführt.

Nach dem Empfang des Signals von der Elektrodenbewegungsabstands-Vergleichseinheit 41 wird die pulverisierte Substanz in die Arbeitsflüssigkeit hinein geführt oder die Länge des Spalts wird durch Vergrößern der Referenzspannung V_ref, der Ruhezeit T_aus oder dem regulären Anhebebetrag der Elektrode 1 vergrößert, was der pulverisierten Substanz 15 erleichtert, in den Spalt einzutreten. Infolge dessen ist es möglich, zuverlässig eine gewünschte Spiegeloberfläche des Werkstücks zu erhalten und die Konzentration des zugemischten Pulvers zu erhöhen.

Die folgenden Wirkungen werden von der Elektroerosions- Vorrichtung mit den oben beschriebenen Konfigurationen erreicht.

Wenn ein mehrstufiger Bearbeitungsbetrieb ausgeführt wird, wird die Konzentration des gemischten Pulvers in der Arbeitsflüssigkeit bestimmt, indem die Endposition für die Bearbeitung in einer bestimmten Stufe mit der Startposition für die Bearbeitung der nächsten Stufe verglichen wird. Wenn bestimmt worden ist, daß die Konzentration des gemischten Pulvers gering ist, wird pulverisierte Substanz in die Arbeitsflüssigkeit hinein geführt, wodurch die Konzentration des gemischten Pulvers erhöht wird. Infolge dessen ist es möglich, eine Verschlechterung der Spiegeleigenschaft der bearbeiteten Oberfläche, die sich aus dem Absinken der Konzentration des zugemischten Pulvers ergibt, zu verhindern. Infolge dessen kann eine gewünschte Spiegeloberfläche des Werkstücks erhalten werden.

Wenn ein mehrstufiger Bearbeitungsbetrieb ausgeführt wird, wird die Konzentration des zugemischten Pulvers in der Arbeitsflüssigkeit bestimmt, indem die Endposition für die Bearbeitung in einer bestimmten Stufe mit der Startposition für die Bearbeitung der nächsten Stufe verglichen wird. Wenn bestimmt worden ist, dass die Konzentration des gemischten Pulvers gering ist, wird die Bearbeitungsbedingung so geändert, dass die Länge des Spalts vergrößert wird. Infolge dessen wird der pulverisierten Substanz erleichtert, in den Spalt einzutreten, was wiederum die Konzentration des gemischten Pulvers erhöht. Demzufolge ist es möglich, eine Verschlechterung der Spiegeleigenschaft der bearbeiteten Oberfläche des Werkstücks aufgrund der Abnahme der Konzentration des zugemischten Pulvers zu verhindern, und somit kann eine gewünschte Spiegeloberfläche erhalten werden.

Die Bewegungsstrecke der Elektrode pro vorgegebener Zeit wird berechnet aus der Anzahl von effetiven Impulsen, die zu dem Bearbeitungsbetrieb zu jeder vorgegebenen Zeitperiode beitragen, dem Betrag des Werkstücks, der bei jedem elektrischen Entladungsimpuls unter jeden Elektroerosions-Bearbeitungsbedingung bearbeitet werden soll, und der unter jeder Bearbeitungsbedingung zu bearbeitenden Fläche bestimmt. Die so ermittelte Bewegungsstrecke der Elektrode 1 wird mit der Strecke verglichen, über die sich die Elektrode tatsächlich pro Zeiteinheit bewegt, wodurch die Konzentration des zugemischten Pulvers in der Arbeitsflüssigkeit bestimmt wird. Wenn bestimmt wird, dass die Konzentration des zugemischten Pulvers gering ist, wird pulverisierte Substanz in die Arbeitsflüssigkeit hinein geliefert. Somit wird die Konzentration des zugemischten Pulvers erhöht, was wiederum eine Verschlechterung der Spiegeleigenschaft der bearbeiteten Oberfläche des Werkstücks aufgrund der Abnahme der Konzentration des zugemischten Pulvers verhindert. Deshalb kann eine gewünschte Spiegeloberfläche erhalten werden.

Die Bewegungsstrecke der Elektrode pro Zeiteinheit wird berechnet aus der Anzahl von effektiven Impulsen, die zu dem Bearbeitungsbetrieb bei jeder vorgegebenen Zeitperiode beitragen, dem Betrag des Werkstücks, der für jeden elektrischen Entladungsimpuls unter jeder Elektroerosions- Bearbeitungsbedingung bearbeitet werden soll, und der unter jeder Bearbeitungsbedingung zu bearbeitenden Fläche. Die so erhaltene Bewegungsstrecke der Elektrode wird mit der Strecke verglichen, über die sich die Elektrode 1 tatsächlich pro Zeiteinheit bewegt, wodurch die Konzentration des zugemischten Pulvers in der Arbeitsflüssigkeit bestimmt wird. Wenn bestimmt worden ist, dass die Konzentration des zugemischten Pulvers gering ist, wird pulverisierte Substanz in die Arbeitsflüssigkeit hinein geführt. Somit wird die Konzentration des zugemischten Pulvers erhöht, was wiederum eine Verschlechterung der Spiegeleigenschaft der bearbeiteten Oberfläche aufgrund der Abnahme der Konzentration des zugemischten Pulvers verhindert. Deshalb kann eine gewünschte Spiegeloberfläche erhalten werden.

Claims

1. Vorrichtung zur funkenerosiven Bearbeitung eines Werkstücks (2) in mehreren aufeinanderfolgenden Bearbeitungsstufen durch Anlegen einer Impulsspannung an einen Spalt zwischen einer relativ zum Werkstück bewegbaren Elektrode (1) und dem Werkstück, wobei sich in dem Spalt eine Arbeitsflüssigkeit (14) mit einer pulverförmigen Substanz (15) befindet, umfassend
eine erste Detektoreinrichtung (30) zum Erfassen einer Startposition der Elektrode bei der Bearbeitung des Werkstückes in jeder Bearbeitungsstufe und zur Ausgabe eines entsprechenden Erfassungssignals;
eine zweite Detektoreinrichtung (31) zum Erfassen einer Endposition der Elektrode bei der Bearbeitung des Werkstückes in jeder Bearbeitungsstufe und zur Ausgabe eines entsprechenden Erfassungssignals;
eine Vergleichseinrichtung (32) zum Vergleichen des von der zweiten Detektoreinrichtung bei der Erfassung der Endposition (Z_k-1) der Elektrode in einer Bearbeitungsstufe (k - 1) ausgegebenen Erfassungssignals mit dem von der ersten Detektoreinrichtung bei der Erfassung der Startposition (Z_k) der Elektrode in einer jeweils nächstfolgenden Bearbeitungsstufe (k) ausgegebenen Erfassungssignal und zur Ausgabe eines dem Vergleichsergebnis (Z_k - Z_k-1) entsprechenden Vergleichssignals; und
eine Änderungseinrichtung (33) zum Ändern einer Bearbeitungsbedingung in Abhängigkeit von dem von der Vergleichseinrichtung (32) ausgegebenen Vergleichssignal.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Vergleichseinrichtung (32) bestimmt, dass die Konzentration der pulverförmigen Substanz (15) in der Arbeitsflüssigkeit (14) gering ist, falls der Abstand (Z_k - Z_k-1) zwischen der in einer jeweils nächstfolgenden Bearbeitungsstufe (k) von der ersten Detektoreinrichtung (30) erfassten Startposition (Z_k) der Elektrode (1) und der in einer jeweils vorangegangenen Bearbeitungsstufe (k - 1) von der zweiten Detektoreinrichtung (31) erfassten Endposition (Z_k-1) der Elektrode (1) einen vorbestimmten Wert (α) unterschreitet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, umfassend eine Zuführeinrichtung (34) zum Zuführen von pulverförmiger Substanz (15) in die Arbeitsflüssigkeit (14), wenn die Vergleichseinrichtung (32) bestimmt, dass eine Konzentration der pulverförmigen Substanz (15) in der Arbeitsflüssigkeit (14) gering ist.

4. Vorrichtung zur funkenerosiven Bearbeitung eines Werkstücks (2) durch Anlegen einer Impulsspannung an einen Spalt zwischen einer relativ zum Werkstück bewegbaren Elektrode (1) und dem Werkstück, wobei sich in dem Spalt eine Arbeitsflüssigkeit (14) mit einer pulverförmigen Substanz (15) befindet, umfassend
eine Zähleinrichtung (36) zum Zählen von elektrischen Entladungsimpulsen, die von der Impulsspannung innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne bewirkt werden;
eine erste Einstelleinrichtung (37) zum Einstellen des Betrages (V) der Bearbeitung des Werkstückes pro Entladungsimpuls unter einer bestimmten Bearbeitungsbedingung;
eine zweite Einstelleinrichtung (38) zum Einstellen eines Werkstückbereiches (S), der unter dieser Bearbeitungsbedingung bearbeitet werden soll;
eine Berechnungseinrichtung (39) zum Berechnen der Länge einer Soll-Wegstrecke, über die sich die Elektrode (1) relativ zum Werkstück (1) während der vorbestimmten Zeitspanne bewegen soll, aus
der Anzahl (m) der von der Zähleinrichtung (36) gezählten Entladungsimpulse,
dem mittels der ersten Einstelleinrichtung (37) eingestellten Betrag (V) der Bearbeitung des Werkstückes und
dem mittels der zweiten Einstelleinrichtung (38) eingestellten Werkstücksbereich (S);
eine Streckenlängen-Erfassungseinrichtung (40) zum Erfassen der Länge der Wegstrecke, über die sich die Elektrode (1) während der vorbestimmten Zeitspanne tatsächlich bewegt;
eine Vergleichseinrichtung (41) zum Vergleichen der von der Berechnungseinrichtung (39) berechneten Wegstreckenlänge mit der von der Streckenlängen-Erfassungseinrichtung (40) erfassten tatsächlichen Wegstreckenlänge; und
eine Änderungseinrichtung (33) zum Ändern einer Bearbeitungsbedingung in Abhängigkeit von einem von der Vergleichseinrichtung (41) ausgegebenen Vergleichssignal.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei welcher die Vergleichseinrichtung (51) bestimmt, daß die Konzentration der pulverförmigen Substanz (15) in der Arbeitsflüssigkeit (14) gering ist, falls ein Unterschied zwischen der von der Streckenlängen- Erfassungseinrichtung (40) erfassten tatsächlichen Streckenlänge und der Länge der von der Berechnungseinrichtung (39) berechneten Länge der Soll-Wegstrecke einen vorbestimmten Wert (β) unterschreitet.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, umfassend eine Zuführeinrichtung (34) zum Zuführen von pulverförmiger Substanz (15) in die Arbeitsflüssigkeit (14), wenn die Vergleichseinrichtung (32) bestimmt, dass eine Konzentration der pulverförmigen Substanz (15) in der Arbeitsflüssigkeit (14) gering ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher die Einrichtung (33) zum Ändern einer Bearbeitungsbedingung eine Referenzspannung (V_ref) in Bezug auf eine an den Arbeitsspalt angelegte Entladungsspannung ändert.

8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher die Einrichtung (33) zum Ändern einer Bearbeitungsbedingung eine Ruhezeit (T_aus) der zwischen Elektrode (1) und Werkstück (2) erfolgenden elektrischen Entladung ändert.

9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher die Einrichtung (33) zum Ändern einer Bearbeitungsbedingung einen Betrag der regulären Anhebung der Elektrode (1) ändert.

10. Verfahren zur funkenerosiven Bearbeitung eines Werkstücks (2) in mehreren aufeinanderfolgenden Bearbeitungsstufen durch Anlegen einer Impulsspannung an einen Spalt zwischen einer relativ zum Werkstück bewegbaren Elektrode (1) und dem Werkstück, wobei sich in dem Spalt eine Arbeitsflüssigkeit (14) mit einer pulverförmigen Substanz (15) befindet, umfassend
Erfassen einer Startposition (Z_k) der Elektrode bei der Bearbeitung des Werkstückes in jeder Bearbeitungsstufe (k) und Ausgeben eines entsprechenden ersten Erfassungssignals;
Erfassen einer Endposition der Elektrode bei der Bearbeitung des Werkstückes in jeder Bearbeitungsstufe (k) und Ausgeben eines entsprechenden zweiten Erfassungssignals;
Vergleichen des zweiten Erfassungssignals, das beim Erfassen der Endposition (Z_k-1) der Elektrode bei der Werkstückbearbeitung in einer vorangehenden Bearbeitungsstufe (k - 1) ausgegeben wurde, mit dem ersten Erfassungssignal, das beim Erfassen der Startposition (Z_k) der Elektrode für die Werkstückbearbeitung in der jeweils nächstfolgenden Bearbeitungsstufe (k) ausgegeben wird, und Ausgeben eines dem Vergleichsergebnis (Z_k - Z_k-1) entsprechenden Vergleichssignals; und
Ändern einer Bearbeitungsbedingung in Abhängigkeit von dem Vergleichssignal.

11. Verfahren nach Anspruch 10, umfassend einen Schritt zum Bestimmen, dass eine Konzentration der pulverförmigen Substanz (15) in der Arbeitsflüssigkeit (14) gering ist, falls der Abstand (Z_k - Z_k-1) zwischen der in einer jeweils nächstfolgenden Bearbeitungsstufe (k) erfassten Startposition (Z_k) der Elektrode (1) und der in einer jeweils vorangegangenen Bearbeitungsstufe (k - 1) erfassten Endposition (Z_k-1) der Elektrode (1) einen vorbestimmten Wert (α) unterschreitet.

12. Verfahren nach Anspruch 11, umfassend einen Schritt des Zuführens von pulverförmiger Substanz (15) in die Arbeitsflüssigkeit (14), wenn bestimmt wird, dass eine Konzentration der pulverförmigen Substanz (15) in der Arbeitsflüssigkeit (14) gering ist.

13. Verfahren zur funkenerosiven Bearbeitung eines Werkstücks (2) durch Anlegen einer Impulsspannung an einen Spalt zwischen einer relativ zum Werkstück bewegbaren Elektrode (1) und dem Werkstück, wobei sich in dem Spalt eine Arbeitsflüssigkeit (14) mit einer pulverförmigen Substanz (15) befindet, umfassend folgende Schritte:

- Zählen einer Anzahl (m) von elektrischen Entladungsimpulsen, die von der Impulsspannung innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne bewirkt werden;
- Einstellen des Betrages (V) der Bearbeitung des Werkstückes pro Entladungsimpuls unter einer bestimmten Bearbeitungsbedingung;
- Einstellen eines Werkstückbereiches (S), der unter dieser Bearbeitungsbedingung bearbeitet werden soll;
- Berechnen der Länge einer Soll-Wegstrecke, über die sich die Elektrode (1) relativ zum Werkstück (1) während der vorbestimmten Zeitspanne bewegt, aus
der Anzahl (m) der gezählten Entladungsimpulse,
dem eingestellten Betrag (V) der Bearbeitung des Werkstückes, und
dem eingestellten Werkstücksbereich (S);
- Erfassen der Länge der Wegstrecke, über die sich die Elektrode (1) während der vorbestimmten Zeitspanne tatsächlich bewegt;
- Vergleichen der berechneten Wegstreckenlänge mit der erfassten tatsächlichen Wegstreckenlänge; und
- Ändern einer Bearbeitungsbedingung in Abhängigkeit vom Ergebnis des Vergleichs.

14. Verfahren nach Anspruch 13, bei welchem bestimmt wird, dass die Konzentration der pulverförmigen Substanz (15) in der Arbeitsflüssigkeit (14) gering ist, falls ein Unterschied zwischen der erfassten tatsächlichen Streckenlänge und der berechneten Länge der Soll- Wegstrecke einen vorbestimmten Wert (β) unterschreitet.

15. Verfahren nach Anspruch 14, umfassend einen Schritt des Zuführens von pulverförmiger Substanz (15) in die Arbeitsflüssigkeit (14), wenn bestimmt wird, dass eine Konzentration der pulverförmigen Substanz (15) in der Arbeitsflüssigkeit (14) gering ist.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 15, bei welchem eine Referenzspannung (V_ref) in Bezug auf eine an den Arbeitsspalt angelegte Entladungsspannung geändert wird.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 16, bei welchem eine Ruhezeit (T_aus) der zwischen Elektrode (1) und Werkstück (2) erfolgenden elektrischen Entladung geändert wird.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 17, bei welchem ein Betrag der regulären Anhebung der Elektrode (1) geändert wird.