-
Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bearbeitung
eines Werkstücks
durch Erzeugen einer elektrischen Entladung zwischen einer Elektrode
und einem Werkstück.
-
Bei
einer Bearbeitung, die als Erodierbearbeitung bezeichnet wird, wird
die elektrische Entladung zwischen der Elektrode und dem Werkstück herbeigeführt, um
Material des Werkstücks
zu schmelzen und abzutragen. Falls keine Bearbeitungsspäne, die
zwischen Elektrode und Werkstück infolge
des Schmelzens und Abtragens des Werkstücks erzeugt werden, durch eine
Vorrichtung entfernt werden, kann eine elektrische Isolation nicht wiederhergestellt
werden und die elektrische Entladung kann nicht in einem normalen
Zustand gehalten werden, so dass negative Auswirkungen auftreten, beispielsweise
eine Verringerung des Wirkungsgrades der Bearbeitung und Verschlechterung
der Werkstückoberflächeneigenschaften.
-
Als
Vorrichtung zum Entfernen von Bearbeitungsspänen zwischen Werkstück und Elektrode
ist eine oszillierende oder pendelnde Bearbeitung bekannt, bei welcher
die Bearbeitungsspäne
durch Aufrühren
entfernt werden, wobei die Bearbeitung so durchgeführt wird,
dass die Elektrode in bezug auf das Werkstück in einer Ebene vertikal
zur Bearbeitungsvorschubrichtung pendelt oder oszilliert. Die Parameter
in bezug auf diese Pendelbearbeitung umfassen die Ortskurve der
Relativbewegung zwischen der Elektrode und dem Werkstück (nachstehend
als "Pendelform" bezeichnet), das
Ausmaß der Relativbewegung
(nachstehend als "Pendelradius" bezeichnet), die
Relativbewegungsgeschwindigkeit (nachstehend als "Pendelgeschwindigkeit" bezeichnet), und
die Anzahl an Unterteilungen der Pendelform sowie die Form der Unterteilungen,
wenn eine Vorrichtung zur Unterteilung der Pendelform zur Bestimmung
der Fertigstellung eingesetzt wird.
-
Die
Druckschrift
De 31
35 918 C2 offenbart eine Erodierbearbeitungsvorrichtung
zur Durchführung
einer Bearbeitung, während
eine Pendelbewegung einer Elektrode und eines Werkstücks in Bezug relativ
zueinander in einer Ebene senkrecht zur Bearbeitungsvorschubrichtung
durchgeführt
wird. Der Zustand der elektrischen Entladung wird bestimmt durch
Feststellen der Kurzschlussfrequenz zwischen der Elektrode und dem
Werkstück,
der Frequenz einer fehlerhaften elektrischen Entladung und einer Position
der Elektrode. Es werden Parameter in Bezug auf eine Pendelfunktion
entsprechend dem Zustand der elektrischen Entladung eingestellt.
Die Pendelgeschwindigkeit wird auf eine Geschwindigkeit eingestellt,
die höher
ist als jene in einem stabilen Bearbeitungszustand, wenn der festgestellte
Zustand der elektrischen Entladung ein Zustand mit andauernder,
nicht-normaler Entladung
ist. Hingegen wird die Pendelgeschwindigkeit auf eine Geschwindigkeit
eingestellt, die niedriger ist als jene im stabilen Bearbeitungszustand,
wenn der festgestellte Zustand der elektrischen Entladung ein stabil
andauernder Zustand ist.
-
Aus
der
US 5 051 912 ist
es bekannt, eine ursprüngliche
Einstellung der Pendelgeschwindigkeit entsprechend der jeweiligen
Kombination aus Elektrode und Werkstück entsprechend der Form der Elektrode
oder entsprechend der Pendelform zu ändern.
-
Eine
weitere herkömmliche
Erodierbearbeitungsvorrichtung ist aus JP-A-126540/1994 bekannt und
nachfolgend anhand von 7 der
Zeichnungen näher
beschrieben. In der Zeichnung bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine
Elektrode, 2 ein Werkstück, 3 ein
Spannungsdetektorteil zwischen der Elektrode und dem Werkstück, 4 ein
Berechnungsteil, 5 einen Speicher, 6 ein Positionsüberprüfungsteil, 7 ein
Pendelgeschwindigkeits-Berechnungsteil und 8 eine Pendelgeschwindigkeitstabelle,
in welcher die Abhängigkeit
zwischen einer mittleren Spannung zwischen der Elektrode 1 und
dem Werkstück 2 und
einer für
diese Spannung geeigneten Pendelgeschwindigkeit vorher gespeichert
wird. 8 zeigt eine Situation,
in welcher ein Umlaufweg einer quadratischen Pendelform in 12 Abschnitte
unterteilt ist, und in dieser Zeichnung bezeichnet das Bezugszeichen 9 eine Pendelform,
und das Bezugszeichen 10 eine unterteilte Fläche. In 7 wird eine Bearbeitungsspannung
von einer (nicht dargestellten) Spannungsquelle zwischen Elektrode
und Werkstück
angelegt, und es wird diese Spannung durch das Spannungsdetektorteil 3 festgestellt.
Das Berechnungsteil 4 erhält einen gewichteten Mittelwert
der Spannung zwischen Elektrode und Werkstück, die von dem Spannungsdetektorteil 3 festgestellt
wird, und aus vorherigen Berechnungsdaten (Arbeitsspaltdaten) der
Fläche. Alle
Arbeitsspaltdaten in bezug auf sämtliche
unterteilten Flächen
des Umlaufweges der Pendelform sind in dem Speicher 5 gespeichert.
-
Das
Positionsüberprüfungsteil 6 empfängt Information
von einem Motorsteuerteil (nicht gezeigt) beim Umlaufen der nächsten Pendelform,
und prüft die
momentane Position der Elektrode, prüft, ob sie in einer der unterteilten
Flächen 10 der
Pendelform 9 der Elektrode von 8 angeordnet ist, und dann werden Arbeitsspaltdaten
entsprechend einer Adresse der Position der überprüften Fläche aus dem Speicher 5 ausgelesen,
und es werden die Arbeitsspaltdaten dem Pendelgeschwindigkeitseinstellteil 7 zugeführt. Das
Pendelgeschwindigkeitseinstellteil 7 liest Arbeitsspaltdaten
vor einem Umlauf der Fläche aus,
die in dem Speicher 5 gespeichert sind, nimmt Bezug auf
die Pendelgeschwindigkeitstabelle 8, stellt eine Pendelgeschwindigkeit
entsprechend den aus dem Speicher 5 ausgelesenen Arbeitsspaltdaten
ein, und gibt die Pendelgeschwindigkeit an das Motorsteuerteil als
Pendelgeschwindigkeitsdaten aus.
-
Bei
der vorgenannten herkömmlichen
Vorrichtung wird daher die optimale Pendelgeschwindigkeit für jede Bearbeitungsfläche eingestellt,
und wird eine Erodierbearbeitung durchgeführt, die stabil und sehr exakt
ist. Wenn jedoch eine Änderung
der Pendelgeschwindigkeit oder die Feststellung der Beendigung aufgrund
der mittleren Spannung zwischen der Elektrode und dem Werkstück durchgeführt wird,
so war es bei dem Verfahren zur Feststellung der mittleren Spannung
zwischen Elektrode und Werkstück zum
Steuern der Pendelbewegung bisher schwierig, den exakten Zustand
der elektrischen Entladung bei jedem elektrischen Entladungsimpuls
festzustellen, und es war schwierig, die Bearbeitungsbedingungen wie
beispielsweise die Pausenzeit zum Zeitpunkt einer stabilen elektrischen
Entladung festzulegen (was beispielsweise bedeutet, dass die Pausenzeit
verringert wird, um einen Wert der Pausenzeit zwangsweise festzusetzen,
um den Bearbeitungswirkungsgrad zu verbessern, was nachstehend bezeichnet
wird als "erzwungene
Bearbeitung zum Zeitpunkt stabiler Bearbeitung"), und war es schwierig, eine nicht
normale elektrischen Entladung zu vermeiden. Weiterhin wird die
Steuerung der Pendelfunktion aufgrund der Bearbeitungsform oder
des Ausmaßes
der Bearbeitung durchgeführt,
jedoch werden eine Abtragsteuerung zu Beginn der Bearbeitung und
eine erzwungene Bearbeitungssteuerung nach einmaliger Beendigung der
Bearbeitung nicht durchgeführt.
-
Wenn
ein Bediener einen Bearbeitungszustand eingibt, und Parameter in
bezug auf die Pendelfunktion einstellt, traten darüber hinaus
in der Hinsicht Schwierigkeiten auf, dass der Bediener fachkundig
sein muss, und der Bediener den Bearbeitungszustand vom Beginn bis
zur Beendigung der Bearbeitung überwachen
muss.
-
Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahrens
zur Bearbeitung mittels elektrischer Entladung (Erodierbearbeitung) bereitzustellen,
bei welchen bei Erzielung eines hohen Wirkungsgrades und einer hinreichenden
Stabilität
der Bearbeitung automatisch eine Parametereinstellung in bezug auf
die Pendelfunktion entsprechend einem festgestellten Zustand der
elektrischen Entladung erfolgen kann, ohne dass ein Bediener die Parametereinstellung
in bezug auf die Pendelfunktion vornehmen muss.
-
Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe mit einem Verfahren gemäß dem Patentanspruch
1 bzw. mit einer Vorrichtung gemäß dem Patentanspruch
3 gelöst.
-
Weiterbildungen
der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen.
-
Bei
dem Erodierverfahren gemäß der Erfindung
wird in einem Erodierverfahren zur Durchführung einer Bearbeitung, während eine
relative Oszillations- oder Pendelbewegung einer Elektrode und eines
Werkstücks
in einer Ebene vertikal zur Bearbeitungsvorschubrichtung durchgeführt wird,
der Zustand der elektrischen Entladung dadurch festgestellt, dass
die Kurzschlussfrequenz zwischen der Elektrode und dem Werkstück festgestellt
wird, werden eine fehlerbehaftete elektrische Entladung und eine
Position der Elektrode festgestellt, und werden Parameter in bezug
auf eine Oszillations- oder Pendelfunktion entsprechend dem Zustand
der elektrischen Entladung eingestellt.
-
Weiterhin
wird die Anfangseinstellung der Oszillations- oder Pendelgeschwindigkeit
entsprechend der Kombination aus Elektrode und Werkstück geändert, entsprechend
der Form der Elektrode, oder entsprechend der Oszillations- oder
Pendelform.
-
Weiterhin
wird bei einem Erodierbearbeitungsverfahren zur Durchführung einer
Bearbeitung, während
eine relative Oszillations- oder Pendelbewegung einer Elektrode
und eines Werkstücks
in einer Ebene senkrecht zu einer Bearbeitungsvorschubrichtung durchgeführt wird,
ein elektrischer Entladungszustand dadurch festgestellt, dass eine Kurzschlussfrequenz
zwischen der Elektrode und dem Werkstück festgestellt wird, eine
fehlerbehaftete elektrische Entladung sowie die Position der Elektrode,
und wird eine Oszillations- oder Pendelgeschwindigkeit auf eine
Geschwindigkeit eingestellt, die höher ist als im stabilen Bearbeitungszustand,
wenn der festgestellte Zustand der elektrischen Entladung ein Zustand
ist, in welchem eine nicht normale elektrische Entladung andauert,
und wird die Oszillations- oder Pendelgeschwindigkeit auf eine niedrigere
Geschwindigkeit als im stabilen Bearbeitungszustand eingestellt,
wenn der festgestellte Zustand der elektrischen Entladung ein stabil
andauernder Zustand ist.
-
Weiterhin
wird ein einem Erodierbearbeitungsverfahren zur Durchführung einer
Bearbeitung, während
eine relative Oszillations- oder Pendelbewegung einer Elektrode
und eines Werkstücks
in einer Ebene senkrecht zur Bearbeitungsvorschubrichtung durchgeführt wird,
wenn eine Abtragsteuerung oder Steuerung mit erzwungener Bearbeitung
eingestellt wird, die Oszillations- oder Pendelgeschwindigkeit auf
eine Geschwindigkeit eingestellt, die höher ist als ein Wert vor der
Einstellung der Abtragsteuerung oder der Steuerung zur erzwungenen
Bearbeitung.
-
Weiterhin
wird ein Oszillations- oder Pendelradius auf einen Wert eingestellt,
der kleiner ist als ein Wert vor der Einstellung der Abtragsteuerung oder
der Steuerung zur erzwungenen Bearbeitung.
-
Bei
einer Erodierbearbeitungseinrichtung gemäß der Erfindung zur Durchführung einer
Bearbeitung, während
eine relative Oszillations- oder Pendelbewegung einer Elektrode
und eines Werkstücks in
einer Ebene vertikal zur Bearbeitungsvorschubrichtung durchgeführt wird,
sind eine Detektorvorrichtung für
den Zustand der elektrischen Entladung zur Feststellung einer Kurzschlussfrequenz
zwischen der Elektrode und dem Werkstück, einer fehlerbehafteten
elektrischen Entladung und der Position der Elektrode, sowie eine
Oszillations- oder Pendelfunktionseinstellvorrichtung zur Einstellung
von Parametern in bezug auf eine Oszillations- oder Pendelfunktion
entsprechend dem Zustand der elektrischen Entladung vorhanden, der
von der Detektorvorrichtung für
den Zustand der elektrischen Entladung festgestellt wird.
-
Weiterhin
ist eine Oszillations- oder Pendelfunktionseinstellvorrichtung vorgesehen,
um die ursprüngliche
Einstellung einer Oszillations- oder Pendelgeschwindigkeit zu ändern, entsprechend
einer Kombination von Elektrode und Werkstück, der Form der Elektrode,
oder der Oszillations- oder Pendelform.
-
Weiterhin
sind bei einer Erodierbearbeitungseinrichtung zur Durchführung einer
Bearbeitung, während
eine relative Oszillations- oder Pendelbewegung einer Elektrode
und eines Werkstücks in
einer Ebene senkrecht zur Bearbeitungsvorschubrichtung durchgeführt wird,
eine Detektorvorrichtung für
den Zustand der elektrischen Entladung zur Feststellung einer Kurzschlussfrequenz
zwischen der Elektrode und dem Werkstück, einer fehlerbehafteten elektrischen
Entladung und der Position der Elektrode, und eine Oszillations-
oder Pendelfunktionseinstellvorrichtung vorgesehen, um die Oszillations- oder
Pendelgeschwindigkeit auf eine höhere
Geschwindigkeit als im stabilen Bearbeitungszustand einzustellen,
wenn der Zustand der elektrischen Entladung, der von der Detektorvorrichtung
für den
Zustand der elektrischen Entladung festgestellt wird, ein Zustand
ist, in welchem eine nicht normale elektrische Entladung andauert,
und zur Einstellung der Oszillation- oder Pendelgeschwindigkeit
auf eine niedrigere Geschwindigkeit als jene im stabilen Bearbeitungszustand,
wenn der Zustand der elektrischen Entladung, der von der Detektorvorrichtung
für den Zustand
der elektrischen Entladung festgestellt wird, ein stabil andauernder
Zustand ist.
-
Weiterhin
ist bei einer Erodierbearbeitungseinrichtung zur Durchführen einer
Bearbeitung, während
eine relative Oszillations- oder Pendelbewegung einer Elektrode
und eines Werkstücks
in einer Ebene senkrecht zur Bearbeitungsvorschubrichtung durchgeführt wird,
eine Oszillations- oder Pendelfunktionseinstellvorrichtung vorgesehen,
um die Oszillations- oder Pendelgeschwindigkeit auf eine Geschwindigkeit
einzustellen, die höher
ist als ein Wert vor der Einstellung der Abtragsteuerung oder der Steuerung
zur erzwungenen Bearbeitung, wenn die Abtragsteuerung oder die Steuerung
zur erzwungenen Bearbeitung eingestellt wird.
-
Weiterhin
ist eine Oszillations- oder Pendelfunktionseinstellvorrichtung vorgesehen,
um einen Oszillations- oder Pendelradius auf einen Wert einzustellen,
der kleiner ist als ein Wert vor der Einstellung der Abtragsteuerung
oder der Steuerung zur erzwungenen Bearbeitung.
-
Aufgrund
der voranstehend geschilderten Eigenschaften der vorliegenden Erfindung
kann der exakte Zustand der elektrischen Entladung bei jedem elektrischen
Entladungsimpuls festgestellt werden, und kann eine erzwungene Bearbeitung
zum Zeitpunkt der stabilen Bearbeitung mit der Oszillations- oder
Pendelbewegung durchgeführt
werden, und kann das Auftreten einer nicht normalen elektrischen Entladung
verhindert werden. Daher kann der Bearbeitungswirkungsgrad verbessert
werden, und kann die Bearbeitung stabilisiert werden.
-
Weiterhin
kann der Bearbeitungswirkungsgrad dadurch noch weiter verbessert
werden, und kann die Bearbeitung noch weiter stabilisiert werden, wenn
die Anfangseinstellung der Oszillations- oder Pendelgeschwindigkeit
entsprechend der Kombination aus Elektrode und Werkstück geändert wird,
entsprechend der Elektrodenform, oder entsprechend der Oszillations-
oder Pendelform.
-
Weiterhin
wird es ermöglicht,
eine Abtragsteuerung und eine Steuerung zur erzwungenen Bearbeitung
durchzuführen.
-
Schließlich ergibt
sich die Auswirkung, dass automatisch eine Parametereinstellung
in bezug auf eine Oszillations- oder Pendelfunktion erfolgen kann, entsprechend
dem festgestellten Zustand der elektrischen Entladung, ohne dass
ein Bediener die Parametereinstellung in bezug auf die Oszillations-
oder Pendelfunktion vornehmen muss.
-
Die
Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele
näher erläutert, aus
welchen weitere Merkmale und Vorteile hervorgehen. Es zeigt:
-
1 schematisch
eine Erodierbearbeitungseinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
-
2 ein
Beispiel für
eine Steueroperation für
Oszillations- oder Pendelfunktionen, die entsprechend dem festgestellten
Zustand der elektrischen Entladung durchgeführt wird, gemäß der ersten
Ausführungsform
der Erfindung;
-
3 ein
Beispiel eines Flussdiagramms im Falle der Steuerung der Oszillations-
oder Pendelgeschwindigkeit aufgrund des Zustands der elektrischen
Entladung gemäß der ersten
Ausführungsform der
Erfindung;
-
4 eine Änderung
des elektrischen Entladungszustands infolge der Oszillations- oder
Pendelgeschwindigkeit bei der ersten Ausführungsform der Erfindung;
-
5 ein
Beispiel eines Falles der Änderung der
ursprünglichen
Einstellung einer Oszillations- oder Pendelgeschwindigkeit entsprechend
Kombinationen aus Elektrode und Werkstück gemäß einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung;
-
6 ein
Beispiel für
die Einstellung der Oszillations- und
Pendelgeschwindigkeit und des Oszillations- und Pendelradius, wenn
die Abtragsteuerung oder Bearbeitungssteuerung eingestellt wird,
gemäß einer
dritten Ausführungsform
der Erfindung;
-
7 schematisch
den Aufbau einer herkömmlichen
Erodierbearbeitungseinrichtung; und
-
8 ein
Beispiel für
die Unterteilung eines Umlaufweges einer quadratischen Oszillations-
oder Pendelform.
-
Erste Ausführungsform
-
1 zeigt
schematisch eine Erodierbearbeitungseinrichtung gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, wobei die Bezugszeichen 11, 12 und 13 Motoren
bezeichnen, die Bezugszeichen 11a, 12a und 13a Positionsdetektorvorrichtungen
des Motors 11, 12 bzw. 13, das Bezugszeichen 14 eine
Hauptwelle bezeichnet, die in Richtung der Z-Achse durch den Motor 11 angetrieben
wird, das Bezugszeichen 15 einen Arbeitstisch bezeichnet,
der in Richtung der X-Achse durch den Motor 12 angetrieben
wird, das Bezugszeichen 16 einen Arbeitstisch bezeichnet,
der in Richtung der Y-Achse durch den Motor 13 angetrieben
wird, das Bezugszeichen 17 ein Bearbeitungsbad bezeichnet, das
sich auf dem Arbeitstisch 15 befindet, das Bezugszeichen 18 eine
in der Hauptwelle 14 angebrachte Elektrode bezeichnet,
das Bezugszeichen 19 eine Stromversorgungseinheit zum Liefern
von Bearbeitungsenergie zwischen der Elektrode 18 und einem
Werkstück
W bezeichnet, das Bezugszeichen 20 eine Detektorvorrichtung
für den
Zustand der elektrischen Entladung bezeichnet, die zwischen der Elektrode 18 und
dem Werkstück
W angeschlossen ist, das Bezugszeichen 21 ein Bearbeitungsbedingungseinstellteil
zur Einstellung einer Bearbeitungsbedingung durch ein Bearbeitungsprogramm
usw. bezeichnet, das Bezugszeichen 22 eine Elektrodenpositionssteuervorrichtung
bezeichnet, welche die Motoren 11, 12 und die
Antriebssteuervorrichtung 22a des Motors 13 umfasst,
eine Oszillations- oder Pendelfunktionseinstellvorrichtung 23 zur
Durchführung
einer Parametereinstellung in bezug auf eine Oszillations- oder
Pendelfunktion, und eine Oszillations- oder Pendelfunktionssteuervorrichtung 24 zum Steuern
der Oszillations- oder Pendelfunktion durch Parameter in bezug auf
die Oszillations- oder Pendelfunktion, die in der Oszillations-
oder Pendelfunktionseinstellvorrichtung 23 eingestellt
sind. (Nachstehend wird zur Vereinfachung statt "Oszillation oder Pendeln" nur der Begriff "Pendeln" verwendet). Eine Relativposition
der Elektrode 18 und Werkstück W kann durch eine Berechnungsfunktion
der Antriebssteuervorrichtung 22a berechnet und erhalten
werden, auf der Grundlage der Positionen der Motoren 11, 12 und 13,
die von den Positionsdetektorvorrichtungen 11a, 12a und 13a festgestellt
werden. Weiterhin ist das Werkstück
W in dem Bearbeitungsbad 17 festgesetzt, während eine
Bearbeitungsflüssigkeit
in das Bearbeitungsbad 17 eingespritzt wird.
-
Die
Detektorvorrichtung 20 für den Zustand der elektrischen
Entladung hat die Aufgabe, eine normale Frequenz der elektrischen
Entladung festzustellen und aufzuzeichnen, eine Kurzschlussfrequenz
zwischen der Elektrode und dem Werkstück, die Frequenz einer fehlerhaften
elektrischen Entladung pro Zeiteinheit, und eine Elektrodenposition, und überträgt den Zustand
der elektrischen Entladung zu diesem Zeitpunkt, oder den Zustand
der vorherigen elektrischen Entladung am selben Ort, an die Pendelfunktionseinstellvorrichtung 23.
-
Weiterhin
stellt das Bearbeitungsbedingungseinstellteil 21 Bedingungen
in bezug auf die Bearbeitung ein, beispielsweise das Ausspritzen
und Ansaugen der Bearbeitungsflüssigkeit,
die Abtragsteuerung zum Zeitpunkt des Beginns der Bearbeitung, das
Material der Elektrode und des Werkstücks, zusätzlich zu Bearbeitungsbedingungen
für die
elektrischen Entladung, beispielsweise die Impulsbreite und die
Pausenzeit.
-
Weiterhin
stellt die Pendelfunktionseinstellvorrichtung 23 Parameter
in bezug auf Pendelfunktionen ein, beispielsweise die Pendelform,
den Pendelradius und die Pendelgeschwindigkeit.
-
Weiterhin
führt die
Pendelfunktionssteuervorrichtung 24 eine Relativbewegung
zwischen der Elektrode 18 und dem Werkstück W durch,
auf der Grundlage der Bearbeitungsbedingungen für die elektrischen Entladung
und der Art der Bearbeitung, die von dem Bearbeitungsbedingungseinstellteil 21 eingestellt
werden, und auf Grundlage der Parameter in bezug auf die Pendelfunktionen,
die von der Pendelfunktionseinstellvorrichtung 23 eingestellt
werden, durch entsprechenden Antrieb und Steuern der Motoren 12 und 13.
-
2 zeigt
ein Beispiel für
eine Steueroperation der Pendelfunktionen, die entsprechend einem festgestellten
Zustand der elektrischen Entladung durchgeführt wird. Weiterhin zeigt 3 ein
Beispiel für
ein Flussdiagramm für
den Fall der Steuerung der Pendelgeschwindigkeit auf Grundlage des
Zustands der elektrischen Entladung gemäß 2. Von der Detektorvorrichtung 20 für den Zustand
der elektrischen Entladung von 1 wird eine
solche Steuerung durchgeführt,
dass die Pendelgeschwindigkeit größer als im Zustand einer stabilen
Bearbeitung wird, wenn festgestellt wird, dass der Zustand der momentanen
elektrischen Entladung oder der vorherige Zustand der elektrischen
Entladung am selben Ort instabil ist (fortgesetzte, nicht-normale
elektrischen Entladung), und die Pendelgeschwindigkeit niedriger
als im Zustand mit stabiler Bearbeitung wird, wenn der stabile Zustand über eine
bestimmte Zeit andauert. Die Feststellung des Zustands der elektrischen
Entladung durch die Detektorvorrichtung 20 für den Zustand
der elektrischen Entladung kann beispielsweise so durchgeführt werden,
wie dies nachstehend und (a) bis (c) beschrieben ist.
-
(a) Feststellung eines
stabil andauernden Zustands
-
Jener
Fall, in welchem die Gesamtfrequenz einer Kurzschlussfrequenz zwischen
einer Elektrode und einem Werkstück
und einer Frequenz einer fehlerhaften elektrischen Entladung innerhalb
einer bestimmten Zeit gleich Null oder kleiner als ein vorbestimmter
Prozentsatz (beispielsweise 10%) ist, wird als stabil andauernder
Zustand erfasst.
-
(b) Feststellung eines
stabilen Bearbeitungszustands
-
Jener
Fall, in welchem die Gesamtfrequenz einer Kurzschlussfrequenz zwischen
der Elektrode und dem Werkstück
und der Frequenz einer fehlerhaften elektrischen Entladung innerhalb
einer bestimmten Zeit innerhalb des Bereiches eines vorbestimmten
Prozentsatzes (beispielsweise von 10% bis 30%) liegt, und ein Kurzschluss
zwischen Elektrode und Werkstück,
oder eine fehlerhafte Entladung nicht an derselben Elektrodenposition
auftritt, wird als stabiler Bearbeitungszustand erfasst.
-
(c) Feststellung eines
Zustands mit andauernder, nicht normaler elektrischer Entladung
-
Jener
Fall, in welchem die Gesamtfrequenz einer Kurzschlussfrequenz zwischen
der Elektrode und dem Werkstück
und der Frequenz einer fehlerhaften elektrischen Entladung innerhalb
einer bestimmten Zeit gleich einem vorbestimmten Prozentsatz (beispielsweise
40%) oder höher
ist, wird als Zustand mit andauernder, nicht normaler elektrischer Entladung
erfasst.
-
Bei
einem derartigen Feststellverfahren für den Zustand der elektrischen
Entladung kann der exakte Zustand der elektrischen Entladung bei
jedem elektrischen Entladungsimpuls festgestellt werden, verglichen
mit einem Verfahren zur Berechnung der mittleren Spannung zwischen
Elektrode und Werkstück,
um die Pendelbewegung zu steuern. Daher kann eine erzwungene Bearbeitung
zum Zeitpunkt stabiler Bearbeitung durch die Pendelbewegung durchgeführt werden,
oder kann diese Bearbeitung zum Zeitpunkt einer nicht normalen elektrischen
Entladung vermieden werden.
-
4 zeigt
eine Änderung
des Zustands der elektrischen Entladung infolge der Pendelgeschwindigkeit,
wobei das Bezugszeichen 18 eine Elektrode bezeichnet, und
W ein Werkstück,
und VH den Fall einer hohen Pendelgeschwindigkeit
bezeichnet, VN den Fall einer normalen Pendelgeschwindigkeit,
und VL den Fall einer niedrigen Pendelgeschwindigkeit. Bei
einer hohen Pendelgeschwindigkeit (VH) wird,
da die Bewegungsgeschwindigkeit der Elektrode 18 hoch ist,
das Ausmaß der
Bearbeitung am selben Ort klein, selbst wenn das Ausmaß der Bearbeitung
pro Zeiteinheit konstant ist, aber da eine nicht normale elektrischen
Entladung nur schwer an derselben Elektrodenposition weitergehen
kann, ist es wahrscheinlich, dass eine Erholung auf den Zustand
einer stabile elektrischen Entladung erfolgt. Da das Ausmaß der Elektrodenbewegung
pro Zeiteinheit groß ist,
bleiben Bearbeitungsspäne
nicht an einem Ort, und nimmt der Wirkungsgrad der Ausschaltung
der Bearbeitungsspäne
zu. Da bei einer niedrigen Pendelgeschwindigkeit (VL)
es wahrscheinlich ist, dass eine nicht-normale elektrische Entladung
am selben Ort andauert, kann sie zum Zeitpunkt einer instabilen Bearbeitung
nicht eingesetzt werden, jedoch wird das Ausmaß der Bearbeitung am selben
Ort groß,
da das Ausmaß der
Elektrodenbewegung pro Zeiteinheit klein ist. Daher wird der Bearbeitungswirkungsgrad
verbessert, wenn der Zustand einer stabilen elektrischen Entladung
andauert.
-
Bei
der Beschreibung wurde der Fall der Änderung der Pendelgeschwindigkeit
als Beispiel für eine
Steueroperation von Parametern in bezug auf eine Pendelfunktion
verwendet, die gemäß dem festgestellten
Zustand der elektrischen Entladung durchgeführt wird, jedoch können auch
Parameter in bezug auf eine andere Pendelfunktion geändert werden, beispielsweise
der Pendelradius.
-
Zweite Ausführungsform
-
Wie
bezüglich
der ersten Ausführungsform geschildert,
lassen sich, da sich der Zustand der elektrischen Entladung in Abhängigkeit
von der Pendelgeschwindigkeit ändert,
selbst in einem Fall, in welchem eine nicht-normale elektrische
Entladung auftritt, aufgrund gewisser Materialkombinationen einer
Elektrode und eines Werkstücks,
eine Verbesserung des Bearbeitungswirkungsgrades und eine Stabilisierung
der Bearbeitung erzielen, wenn vorher die Pendelgeschwindigkeit
durch die Pendelfunktionseinstellvorrichtung eingestellt wird, und
die ursprüngliche
Einstellung der Pendelgeschwindigkeit geändert wird.
-
5 zeigt
ein Beispiel für
den Fall der Änderung
der Anfangseinstellung einer Pendelgeschwindigkeit entsprechend
Kombinationen aus einer Elektrode und einem Werkstück, gemäß einer zweiten
Ausführungsform
der Erfindung. Da eine Kombination, bei welcher die Elektrode aus
Graphit besteht, und das Werkstück
aus Sinterkarbid, normalerweise verwendet wird, ist diese Kombination
leer gelassen. Bei dem Beispiel von 5 werden
jener Fall, in welchem Kupfer als Elektrode und Stahl als Werkstück verwendet
wird, sowie jener Fall, in welchem Graphit als Elektrode und eine
Zinklegierung als Werkstück
verwendet wird, als normal eingestellt. Wenn Graphit als Elektrode
und Stahl als Werkstück verwendet
wird, ist die Tendenz vorhanden, dass eine nicht-normale elektrische
Entladung auftreten kann, und um dieses zu vermeiden, wird eine
Einstellung vorgenommen, bei welcher die Pendelgeschwindigkeit vorher
erhöht
wird, um den Wirkungsgrad der Entfernung von Bearbeitungsspänen zu verbessern.
Falls Kupfer als Elektrode und eine Zinklegierung als Werkstück verwendet
wird, ist die Bearbeitbarkeit durch eine elektrische Entladung gut,
so dass eine Einstellung vorgenommen wird, bei welcher die Pendelgeschwindigkeit
vorher verringert wird, um den Bearbeitungswirkungsgrad zu erhöhen. Wenn
Kupfer als Elektrode und Sinterkarbid als Werkstück verwendet wird, ist die
Tendenz vorhanden, dass die Bearbeitung instabil wird, und um dies zu
vermeiden, wird vorher die Pendelgeschwindigkeit erhöht. Falls
spezielle Materialien verwendet werden, also andere als die voranstehend
beschriebenen Materialien, kann ein Bediener eine gesonderte Eingabe vornehmen.
-
Eine
derartige Einstellung zur Änderung
der ursprünglichen
Einstellung der Pendelgeschwindigkeit kann im einzelnen beispielsweise
so erfolgen, dass die Anfangseinstellung auf "Anfangseinstellwert der Pendelgeschwindigkeit × ½" im Falle einer "Abnahme" eingestellt wird,
und die Anfangseinstellung auf "Anfangseinstellwert
der Pendelgeschwindigkeit × 2" im Falle einer "Erhöhung" eingestellt wird.
Es kann jedoch auch ein vorbestimmter Wert eingestellt werden, der
durch Versuche und dergleichen ermittelt wurde.
-
Bei
einer Bearbeitung, bei welcher in erheblichem Maße eine nicht-normale elektrische
Entladung auftritt, etwa im Falle einer komplizierten Elektrodenform
oder Pendelform, kann die Änderung
der Anfangseinstellung der Pendelgeschwindigkeit durch die Pendelfunktionseinstellvorrichtung 23 voreingestellt
werden.
-
Auf
diese Weise können
eine weitere Verbesserung des Bearbeitungswirkungsgrads und eine weitere
Stabilisierung der Bearbeitung dadurch erzielt werden, dass die
Anfangseinstellung der Pendelgeschwindigkeit geändert wird, entsprechend Kombinationen
aus Elektrode und Werkstück,
der Elektrodenform, oder der Pendelform.
-
Die
Beschreibung erfolgte anhand eines Falles der Änderung der Geschwindigkeit
als Beispiel für eine
Steueroperation für
Parameter bezüglich
eine Pendelfunktion, die entsprechend dem festgestellten Zustand
der elektrischen Entladung durchgeführt wird, jedoch können auch
Parameter in bezug auf eine andere Pendelfunktion geändert werden,
beispielsweise den Pendelradius.
-
Dritte Ausführungsform
-
Die
Funktion der Änderung
der Pendelgeschwindigkeit und des Pendelradius im Falle der Einstellung
einer Abtragsteuerung oder einer Steuerung zur erzwungenen Bearbeitung
kann der Pendelfunktionseinstellvorrichtung hinzugefügt werden.
Bei der Abtragsteuerung nach Beginn der Bearbeitung und einer Steuerung
mit erzwungener Bearbeitung nach einmaliger Beendigung der Bearbeitung
nehmen, da der Raum zwischen der Elektrode und dem Werkstück sauber
ist, Bearbeitungsspäne,
die zur Bearbeitung beitragen, extrem stark ab, und daher wird es wahrscheinlich,
dass ein Kurzschluss auftritt, oder eine lokal verstärkte elektrische
Entladung. Wenn daher die Bearbeitung mit dem eingestellten Pendelradius
und der eingestellten Pendelgeschwindigkeit durchgeführt wird,
wird eine beträchtliche
Zeit benötigt,
bis die Bearbeitung stabil wird. Diese Tendenz ist besonders deutlich
bei der Endbearbeitung mit einer kleinen Energie der elektrischen
Entladung. Daher ist es bei der Abtragsteuerung und der Steuerung
zur erzwungenen Bearbeitung unbedingt erforderlich, Parameter in
bezug auf eine Pendelfunktion ordnungsgemäß einsustellen.
-
6 zeigt
ein Beispiel für
die Einstellung der Pendelgeschwindigkeit und des Pendelradius im Falle
der Einstellung der Abtragsteuerung oder der Steuerung zur erzwungenen
Bearbeitung gemäß einer
dritten Ausführungsform
der Erfindung, wobei im Falle der Einstellung der Abtragsteuerung
oder der Steuerung mit erzwungener Bearbeitung der Pendelradius
auf einen Wert eingestellt wird, der kleiner ist als ein Einstell-Pendelradius,
während
die Pendelgeschwindigkeit erhöht
wird.
-
Im
Falle der Einstellung der Abtragsteuerung oder der Steuerung zur
erzwungenen Bearbeitung kann durch Erhöhung der Pendelgeschwindigkeit das
Andauern einer nicht-normalen elektrischen Entladung am selben Ort
unterdrückt
werden, um die Bearbeitungsstabilität zu verbessern. Weiterhin
können die
Bearbeitungsstabilität
und die Bearbeitungsgenauigkeit dadurch verbessert werden, dass
der Pendelradius auf einen Wert eingestellt wird, der kleiner ist
als ein Einstell-Pendelradius
(beispielsweise auf die Hälfte
eines Einstell-Pendelradius),
und der Einfluss der Seite der Elektrode verringert wird, und die
Bearbeitung hauptsächlich
mit dem Boden der Elektrode durchgeführt wird.
-
Die
Fläche
an der Seite der Elektrode kann größer werden als die Fläche am Boden
der Elektrode, abhängig
von der Bearbeitungstiefe. In einem derartigen Fall können die
Bearbeitungsstabilität
und die Bearbeitungsgenauigkeit dadurch noch weiter verbessert werden,
dass die Pendelgeschwindigkeit erhöht wird, und der Pendelradius
verringert wird.
-
Gewerbliche
Anwendbarkeit
-
Wie
voranstehend geschildert, sind das Verfahren und die Einrichtung
zur Erodierbearbeitung gemäß der Erfindung
beim Einsatz in der Pendelbearbeitung geeignet.