DE2015204B2 - Schaltungsanordnung fuer funkenerosionsmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für Funkenerosionsmaschinen mit einer Arbeitsgleichstromquelie und zwei durch einen Taktgeber steuerbaren Gleichrichtern, die mit je einer Induktivität in Reihe liegen, wobei beide Reihenschaltungen von je einem Gleichrichter überbrückt am einen Ende gemeinsam an eine Klemme der Arbeitsgleichstromquelle, am anderen Ende über den Arbeitsspalt bzw. eine parallele Leitung an die andere Klemme der Arbeitsgleichstromquelle angeschlossen und am Mittelpunkt (zwischen dem gesteuerten Gleichrichter und der Induktivität) durch einen Kondensator miteinander verbunden sind.

Eine derartige Schaltungsanordnung ist Gegenstand eines älteren Vorschlages (DT-PS 12 93 530). Bei bekannten Schaltungsanordnungen für Funkenerosion mit gesteuerten Gleichrichtern liegt stets einer der gesteuerten Gleichrichter in Reihe mit dem Arbeitsspalt und einer Arbeitsgleichstromquelle, während ein weiterer die zur Löschung dieses Arbeitsschalters erforderliche Energie einem Kondensator zuführt in einem entweder über den Arbeitsspalt führenden oder parallel dazu an der Gleichstromquelle liegenden Stromzweig (US-PS 32 80 367) Dabei geht es allein um die Erzeugung der Arbeitsimpulse mittels gesteuerter Gleichrichter. Eine besondere Überwachung des Arbeitsspaltes ist nicht vorgesehen.

Es ist zwar auch bekannt, den Bearbeitungsspah bei Funkenerosionsmaschinen fortlaufend zu überwachen. So wird beispielsweise eine Prüfgleichspannung hochohmig an den Spalt angelegt, die nur bei einwandfreiem Spaltzustand eine entsprechende Spaltspannung bewirkt und einen neuen Bearbeitungsimpuls freigibt (GBPS 10 53 502). Bei einer anderen Ausführung erzeugt die Prüfgleichspannung Testentladungen im Arbeitsspalt, wobei der Potentialsprung als Kriterium für den Spaltzustand dient und nur bei ausreichender Größe einen neuen Bearbeilungsimpuls auslöst (US-PS 34 19 754).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der eingangs beschriebenen Art so weiterzubilden, daß die Spannung des Bearbeitungsspaltes in vorbestimmter Weise überwacht wird durch eine Einrichtung, welche die Schaltungsanordnung steuert und das Einschalten des Stromes zwischen Elektrode und Werkstück nur dann verhindert, wenn ein Kurzschluß zwischen Elektrode und Werkstück am Ende eines Bearbeitungszyklus auftritt, während Kurzschlüsse oder Spannungseinbrüche innerhalb des Bearbeitungszyklus das Wiedereinschalten der Schaltanordnung nicht behindern sollen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen dem Ausgang des Taktgebers und der Steuerelektrode des mit dem Arbeitsspalt verbundenen gesteuerten Gleichrichters eine Diode und ein Kondensator in Reihe sowie ein Schmitt-Trigger vorgesehen sind, und daß zwischen Diode und Kondensator über eine weitere Diode ein steuerbarer Entladekreis angeschlossen ist, der über einen parallel zum Arbeitsspalt liegenden Spannungsprüfkreis derart steuerbar ist, daß bei Unterschreiten einer vorbestimmten Grenzspannung im Arbeitsspalt am Ende eines Arbeiisimpulses eine Entladung des Kondensators verhindert und damit die Betätigung des Triggers und des entsprechenden gesteuerten Gleichrichters unterbunden wird. Der Entladekreis wird damit durch eine Einrichtung gesteuert, die schon auf ein geringfügiges Unterschreiten eines vorgegebenen niedrigen Spannuingswertc am Bearbeitungsspalt anspricht und dem

Entladekreis eine Spannung aufdrückt, die eine ausreichende Entladung des Kondensators verhindert. Zwar kann eine solche Sperrung des Entladekreises auch während des Verlaufes eines Arbeitszyklus auftreten. Dort bleibt diese Sperrung jedoch insoweit wirkungslos. Ja die für das Entladen des Kondensators erforderliche Absenkung der Spannung im Entladekreis erst am Fnde eines Bearbeitungszyklus erfolgt, so daß der Kondensator sich zuverlässig auch dann entladen kann, wenn zwischendurch während des Arbeitszyklus vorüberge- ι ο hend ein Kurzschluß bestanden hat. sofern nur der Kurzschluß nicht bis zum Ende des Arbeitszyklus andauert.

Wenn dagegen am Ende des Bearbeitungszyklus durch einen Kurzschluß die Spannung im Bearbeitungsspalt unter den vorgegebenen Grenzwert abgesunken jst, wird das Entladen des Kondensators durch die dem Entladekreis aufgedruckte Sperrspannung zuverlässig verhindert. Damit wird gleichzeitig verhindert, daß der nächste Taktimpuls des Taktgebers den gesteuerten Gleichrichter betätigen kann. Vielmehr ist hierbei der Kreis zwischen Taktgeber und Gleichrichter entkoppelt.

Vorteühafterweise ist eine Einrichtung vorgesehen, die zum Erzeugen von Prüfimpulsen in gesteuerten Zeitabständen an der Steuerelektrode des mit dem Arbeitsspalt verbundenen gesteuerten Gleichrichters dient, wobei diese Einrichtung einen zweiten Entladekreis für den Kondensator steuert und Einrichtungen aufweist, die den zweiten Entladekreis in Abständen v> freigeben, deren Größe bis zum Erreichen eines maximalen Zeitabstandes automalisch zunimmt. Hierdurch läßt sich eine fortlaufende Prüfung des Zustandes im Arbeitsspalt nach erfolgter Abschaltung der Schaltungsanordnung vornehn.en, wobei die Erholungs .v=. zeit, die dem Arbeitsspalt bis zur Aussendung des nächsten Prüfimpulses zur Verfügung steht, fortlaufend vergrößert wird. Erst wenn der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Prüfimpulsen einen maximalen Wert erreicht, erfolgt die endgültige Abschaltung der Anordnung.

Die beiden Entladestromkreise können jeweils über Gleichrichter einerseits an den Ausgang des mit dem Arbeitsspalt verbundenen steuerbaren Gleichrichters und andererseits an die Verbindungsstelle zwischen Gleichrichter und Kondensator der Entkopplungseinrichtung angeschlossen sein und zur Steuerung des zweiten Entladestromkreises zwischen diesem und der Spannungsquelle angeordnete Kondensatoren unterschiedlicher Kapazität aufweisen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung in einem vereinfachten Schaltbild,

Fig. 2 den Taktgeberkreis der neuen Schaltungsanordnung,

F i g. 3 den zugehörigen Spannungsprüfkreis und

Fig. 4 in grafischer Darstellung einen typischen Verlauf der Spannung während einer Folge von Arbeitszyklen.

Die in F i g. 1 gezeigte Schaltungsanordnung weist einen Arbeitsgleichstromkreis 10 mit einer Gleichstromquelle 12 von z.B. 60 bis 100 V auf. An die t>s Gleichstromquelle 12 sind ein Werkstück 16 und eine Bearbeitungselektrode 14 unter Bildung eines Arbeitsspaltes 18 angeschlossen. Der Arbeitsspalt 18 liegt in Reihe mit einem Widersland 20. einer Induktionsspule 22 und einem ersten steuerbaren Siliziumgleichrichter 24, der eine Anode 26, eine Kathode 28 und eine Steuereleki rode 30 aufweist.

Parallel zum Arbeitsspalt 18 ist ein Widerstand 32 angeordnet, der bei 52 auf Seiten des Werkstückes angeschlossen ist. Zu der Induktionsspule 22 und dem ersten steuerbaren Gleichrichter 24 ist eine Diode 34 antiparallel geschaltet, die bei 58 zwischen dem Widerstand 20 und der Induktionsspule 22 angeschlossen ist. An die Arbeitsgleichstromquelle 12 ist weiterhin über einen Widerstand 36 und eine Induktionsspule 38 ein zweiter steuerbarer Siliziumgleichrichter 40 mit einer Anode 42, einer Kathode 44 und einer Steuerelektrode 46 angeschlossen. Zu Gleichrichter 40 und Spule 38 ist eine Diode 50 antiparallel geschaltet. Jeder steuerbare Gleichrichter 24 bzw. 40 bildet .nit der zugehörigen Induktionsspule 22 bzw. 38 und dem zugehörigen Widerstand 20 bzw. 36 eine Reihenschaltung. Diese beiden parallel liegenden Reihenschaltungen sind an Punkten 54 bzw. 56 jeweils zwischen dem steuerbaren Gleichrichter und der zugehörigen Induktionsspule durch einen Kondensator 48 miteinander verbunden.

Die beiden steuerbaren Gleichrichter 24 bzw. 40 werden durch Steuerimpulse in den Leitzustand überführt, die an die Steuerelektroden 30 bzw. 46 angelegt werden. Zur Erzeugung dieser Impulse dient ein Taktgeberkreis 60, der in F i g. 2 dargestellt ist.

Wenn der erste steuerbare Gleichrichter 24 sich in dem Leitzustand befindet und im Bearbeitungsspalt 18 ein im wesentlichen stetiger Strom fließt und angenommen wird, daß die Spannungsquelie eine Spannung zwischen etwa 60 und 100 Volt liefert, dann beträgt der Spannungsabfall über dem Arbeitsspalt 18 etvva 22 bis 24 Volt. Dies gilt für ein Werkstück aus Stahl und für eine Kohleelektrode.

Der in Fig.2 gezeigte Taktgeberkreis weist eine Hilfsgleichspannungsquelle 62 auf, die eine Spannung in der Größenordnung von 8 bis 20 Volt besitzen kann. Die negative Klemme ist mit der negativen Klemme der Spannungsquelle 12 verbunden und nimmt daher wie diese das Potential von 0 Volt an.

Ein freischwingender Multivibrator 64 dient als Taktgeber für die beiden steuerbaren Gleichrichter und ist an die Hilfsspannungsquelle 62 angeschlossen. Der Multivibrator erzeugt im wesentlichen rechteckförmige positive Spannungsimpulse, die als Steuerimpulse an eine Diode 66 bzw. an die Steuerelektrode 46 des zweiten steuerbaren Gleichrichters 40 gelangen. Die beiden vom Multivibrator 64 gelieferten Impulse folgen sind wie bekannt um 180° phasenverschoben: Wenn die Spannung an der Diode 66 positiv ist, ist das Signal an der Steuerelektrode des zweiten steuerbaren Gleichrichters 40 etwa 0 Volt und umgekehrt.

Das positive Ausgangssignal des zweiten Ausganges des Multivibrators 64 wird über Diode 66 indirekt an die Steuerelektrode 30 des ersten steuerbaren Gleichrichter 24 angelegt. Ein steuerbarer Entkopplun^skreis, bestehend aus der Diode 66, einem Kondensator 72 und einem Schmitt-Trigger 74 ist zwischen dem linken Ausgang des Multivibrators 64 (in Fig. 2) und der Steuerelektrode 30 des ersten steuerbaren Gleichrichters 24 eingeschaltet.

Der Eingangstransistor 76 des Schmitt-Triggers ist normalerweise über einen Widerstand 78 leitend. Die Emiiter-Basis-Strecke des Transistors 76 sowie ein Widerstand 80 liegen in Reihe mit der Hilfsspannungs-

quelle 62. Im Ruhezustand des Schmitt-Triggers 74 isi der Transistor 82 nicht leitend und es werden keine Steuersignale an die Elektrode 30 des ersten steuerbaren Gleichrichters 24 geliefert.

Bei Betrieb des Taktgeberkreises 60 wird ein positives Signal von dem linken Ausgang des Multivibrators 64 über Diode 66 und Punkt 84 an den Kondensator 72 geführt, um eine Spannungsspit/e um Punkt 86 zu erzeugen. Wenn diese eine hinreichende Größe besitzt, wird der Transistor 76 in den Sperrzustand überführt und der Transistor 82 leitend, so daß ein Signal an die Steuerelektrode 30 des ersten steuerbaren Gleichrichters 24 gelangt, das diesen in den Leitzustand steuert.

Nach einer Zeit, deren Größe durch die Zeitkonstante des aus Kondensator 72 und Widerstand 80 gebildeten Zeitgliedes bestimmt wird, fällt Jas Potential am Punkt 86 bis auf einen Wert ab, bei dem der Transistor 76 erneut leitend wird, so daß der Transistor 82 in den Sperrzustand gelangt. Dadurch erlischt das an der Steuerelektrode 30 anliegende Signal. Der erste steuerbare Gleichrichter 24 bleibt jedoch noch leitend, bis der zweite steuerbare Gleichrichter 40 in den Leitzustand gelangt.

Nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit verschwindet das Signal am ünken Ausgang des Multivibrators 64. was wegen der Diode 66 jedoch ohne Einfluß auf den Taktgeberkreis 60 bleibt. Während eines nun folgenden Zeitintervalls tritt ein positives Ausgangssignal am rechten Ausgang des Multivibrators 64 auf, das der Steuerelektrode 46 des zweiten steuerbaren Gleichrichters 40 zugeführt wird und dieses leitend macht. Während dieser Zeit liegt praktisch keine Ausgangsspannung an der Diode 66 an. Während dieses Zeitintervalls erfolgt die Steuerung durch den in F i g. 3 gezeigten Steuerkreis 90. durch den der Taktgeberkreis für den folgenden Zyklus durch Reduzierung des Potentials am Punkt 84 und Wiederaufladung des Kondensators 72 für den nächsten Arbeitsvorgang vorbereitet wird.

Wenn der Steuerkreis 90 gemäß F i g. 3 während der Zeit, während der kein positiver Impuls vom Multivibrator 64 zur Diode 66 geleitet wird, die Ladung vom Punkt 84 nicht entfernt, dann bleibt die Spannung am Punkt 86 im wesentlichen konstant und der erste steuerbare Gleichrichter 24 verbleibt im Sperrzustand, obwohl der Multivibrator 64 seinen Zustand gewechselt hat. Die Zwischenschaltung der Diode 66 und der Diode 68 sowie des Kondensators 72 und des Schmitt-Triggers 74 zwischen den Multivibrator 64 und die Steuerelektrode 30 des ersten steuerbaren Gleichrichters 24 bildet eine einfache Einrichtung zum Entkoppeln der vom Multivibrator 64 an den ersten steuerbaren Gleichrichter 24 abgegebenen Signale, wobei die Entkopplung an der Diode 66 erfolgt

F i g. 4 zeigt die Spannungsverhältnisse im Bearbeitungsspalt 18 des Bearbeitungskreises 10 unter unterschiedlichen typischen Arbeitsbedingungen. Der erste in Fig.4 dargestellte Bearbeitungszyklus mit dem Spannungsverlauf von den Werten a bis / ist als normaler Bearbeitungszyklus anzusehen. Die Strecke a bis b kennzeichnet das anfängliche Anwachsen der Spannung über dem Bearbeitungsspalt bis zur Ionisation am Punkt b. Bei Eintreten der Ionisation fällt die Spannung am Bearbeitungsspalt 18 steil vom Wert b auf den Wert c in Fig.4 ab. Der Wert c ist eine charakteristische Größe der Materialien der Bearbeitungselektrode 14 und des Werkstückes 16. Die Spannung über dem Bearbeitungsspalt 18 verbleibt danach während des restlicher Bearbeitungszyklus konstant — Spannungsverlauf c bi¹ d. Der Funke verschwindet bei Verminderung der Spannung sehr schnell, wie durch den Spannungssprung

^ von i/nach edargestellt ist. Im Anschluß daran verbleibt die Spannung über dem Bearbeitungsspalt 18 für die Dauer eines vorbestimmten Zeitintervalles konstant wie durch die Strecke e bis /'angedeutet ist.

Dor /weite dargestellte Bearbeitungszyklus zeigt eine

ίο .Spannungsabweichung durch teilweisen Kurzschluß im Bearbeitungsspalt 18 ium Zeitpunkt / auf, so daß die Spannung vom Wert /auf den Wert /;:bfälit. Wenn diese abnormale Spannung im Bearbcitungsspalt 18 nur während einer kurzen Zeitspannung besteht, behebt sich der Kurzschluß von selbst und die Spannung steigt wieder vom Wert j auf den Wert k an. so daß die normalen Arbeitsbedingungen im Arbeitsspalt bis zum Ende des Zyklus vorliegen.

Der dritte Bearbeitungszyklus η bis 5 gemäß F i g. 4

zo zeigt eine Spannungsabnormalit.it, die stets dann auftritt, wenn der Arbeitsspalt bei Beginn teilweise oder vollständig kurzgeschlossen ist. In einem solchen Falle steigt die Spannung über dem Arbeitsspalt nicht bis zum Ionisationspotential der Punkte boder^ran. Statt dessen nimmt die Spannung in einem unregelmäßigen Verlauf zu, beispielsweise von π über ο nach ρ bis zu einem Wert, bei dem sich die normale Bearbeitungsspannung bis zum Ende des Zyklus einpendelt. Dies kann z. B. die Folge kleiner Glühstellen vom vorhergehenden Bearbeitungszyklus sein. Sobald jedoch die normale Bearbeitungsspannung am Punkt ρ erreicht ist. ist der Fehler behoben und der restliche Teil des Bearbeitungszyklus vollzieht sich in gewohnter Weise bis zum Punkt 5. Auch bei diesem Typ von Spannungsabnormaiität im Bearbeitungszyklus ergibt sich keine Notwendigkeit, den Bearbeitungsvorgang 711 unterbrechen.

Beim letzten in Fig. 4 dargestellten Zyklus tritt am Ende des Zyklus ein Kurzschluß im Arbeitsspalt auf, der durch den Spannungsverlauf v, w, χ angegeben ist. Bei einem derartigen Fehler ist es richtig, wenn der Strom über den Bearbeitungsspalt unterbrochen wird. Das bedeutet, daß eine Abschaltung des Stromes nur in dem Falle notwendig ist, in dem die Spannung über den Bearbeitungsspalt 18 noch am Ende des Bearbeitungszyklus kleiner als normal ist.

Um diesem Sachverhalt Rechnung zu tragen ist vorgesehen, daß die Spannung über dem Bearbeitungsspalt derart überwacht wird, daß jedesmal dann, wenn ein positives Signal von der linken Seite des Multivibrators 64 geliefert wird, der Kreis 90 in F i g. 3 die augenblickliche Spannung am Bearbeitungsspalt 18 im Zeitintervall unmittelbar nach der normalen Stromabschaltung über dem Bearbeitungsspalt mißt. Wenn die Spannung über dem Bearbeitungsspalt nach

der Beendigung eines Bearbeitungszyklus und am Ende eines Impulses vom Multivibrator 64 kleiner als eine vorgewählte bestimmte Minimalspannung ist. dann wird die Abschaltung durch den Steuerkreis 90 gemäß F i g. 3 eingeleitet Hierbei wird der erste steuerbare Gleich richter 24 im Sperrzustand gehalten. Dieser Sperrzu stand wird für eine vorbestimmte Anzahl von Impulsen des Multivibrators 64, die dem Impuls, bei dem der unerwünschte Zustand im Arbeitsspalt festgestellt wurde, folgen, aufrechterhalten. Danach wird ein Prüfimpuis zum steuerbaren Gleichrichter 24 geleitet und die Spannung über dem Arbeitsspalt erneut gemessen. Stellt sich heraus, daß die Spannung über dem Arbeitsspalt zu diesem Zeitpunkt normal ist. dann wird

der unterbrochene Bearbeitungsvorgang fortgesetzt, indem der Taktgeberkreis gemäß F i g. 2 wieder in den Arbeitszustand versetzt wird. Wenn die Spannung im Arbeitsspalt sich bei einem Prüfimpuls jedoch niedriger als ein vorbestimmter Minimalwert erweist, wird s während einer zweiten vorbestimmten jedoch größeren Anzahl von Impulsen des Multivibrators der Sperrzustand des ersten Gleichrichters 24 aufrechtgehalten.

Dieser Prüfvorgang wird mir progressiver Zunahme der Länge der Zeitabstände zwischen aufeinanderfolgenden Prüfimpulsen fortgesetzt, bis entweder die normalen Arbeitsbedingungen im Arbeitsspalt wieder hergestellt worden sind oder bis das Zeitintervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden Prüfimpulsen einen vorbestimmten maximalen Wert erreicht hat. Wenn zunächst ein bis vier Steuerimpulse des Multivibrators ausgelassen werden können, bevor der Prüfimpuls ausgelöst wird, können danach fünf bis zehn Steuerimpulse ausgelassen werden, bevor der zweite Prüfimpuls erfolgt usw.

Der Steuerkreis 90 weist Widerstände 92 und 94 auf. die unmittelbar an die Spannungsquelle 12 angeschlossen sind und einen Spannungsteiler bilden. Wenn die Spannungsquelle 12 etwa 60 Volt besitzt, kann die Spannung zwischen den Widerständen 92 und 94 an einem Punkt % ungefähr 20 Volt betragen.

Zwei andere Spannungen werden im Kreis 90 durch die periodische Spannungsänderung am steuerbaren Gleichrichter 24 erzeugt, der im Schaltbild gemäß F i g. 3 ebenso mit den beiden Dioden 66 und 68 sowie dem Kondensator 72 und dem Widerstand 70 eingezeichnet ist. Während der Zeit, während der der Punkt 54 in bezug auf das Nullpotential negativ ist, wird ein Kondensator 98 über eine Diode iOO auf ein negatives Potential zwischen 40 und 60 Volt am Punkt 110 gemessen aufgeladen. Wenn der Punkt 54 in bezug auf das Nullpotential positiv ist, erfolgt eine stufenförmige Aufladung eines Kondensators 102 über einen Kondensator 104 und eine Diode 106, bis an dem Punkt 108 ein positives Potential von 40 bis 60 Volt gemessen werden kann.

Mit zunehmendem positiv werdendem Potential am Punkt 54 fließt Strom durch den Kondensator 104. die Diode und den Kondensator 102 zur negativen Klemme der Spannungsquelle 12. Während dieser Aufladung der Kondensatoren 104 und 102 wirken die beiden Kondensatoren als Kondensator-Spannungsteiler. Wenn die Spannung am Punkt 54 fällt, wird die Spannung am Kondensator 104 durch einen Strom durch die Diode 112 verteilt Die Kapazität des Kondensators 104 ist klein, etwa in der Größenordnung von 1/10 Mikrofarad, während die Kapazität des Kondensators 102 zwei bis zehn Mikrofarad beträgt Eine Anzahl von zyklischen Spannungsveränderungen am Punkt 54 wird daher benötigt um den Kondensator 102 stufenmäßig bis zur Maximalspannung aufzuladen.

Der Kondensator 102 ist relativ groß im Vergleich zum Kondensator 98, der seinerseits etwa in der Größenordnung von 3/10 bis 5/10 Mikrofarad liegen kann. Durch die Ladung der Kondensatoren 98 und 102 und deren Entladung werden die progressiv größer werdenden Zeitintervalle zwischen aufeinanderfolgenden Prüfimpulsen gesteuert die durch den Taktgeberkreis 60 an den Bearbeitungskreis 10 abgegeben werden.

Eine Zener-Diode 112s und ein Widerstand 114 sind wie gezeigt in Reihe miteinander dem Widerstand 92 parallel geschaüci. Die Spannung am Punkt Πό verbleibt daher auf einem etwa festen Wert unterhalb des anfänglichen positiven Spannungswertes der .Spannungsquelle 12. etwa in der Größenordnung von + 40 Volt, wenn die Zener-Diode 112.1 eine Spcrrspannung von ungefähr 20 Volt besitzt.

Solange die momentane Spannung am Bearbeitungsspalt 18 größer als die 20 Volt-Spannung der Zener-Diode ist und beispielsweise in der Größenordnung zwischen 24 bis 26 Volt liegt, können normale Bearbeitungszustände im Bearbeitungsspalt 18 angenommen werden. Weil das Potential am Punkt 52 etwa 4 Volt niedriger als am Punkt 116 ist, fließt ein Strom durch die Diode 118, während die Diode 120 sperr! Da sie jedoch von einem relativ großen Nebenwidersmnd 122 überbrückt wird, beispielsweise in der Größenordnung von 1.000 bis 10.000 Ohm, fließt ein begrenzter Strom zum Punkt 52. Der Spannungsabfall, der über der Diode 118 als Folge dieses Stromflusses auftritt, hält den Transistor 124 im nichtleitenden Zustand.

Wenn die Spannung über dem Arbeitsspalt 18 kleiner als 20 Volt ist. weil beispielsweise ein Kurzschluß zwischen der Bearbeitungselektrode 14 und dem Werkstück 16 am Punkt j. o, w und _>- in F i g. 4 auftritt, ergibt sich ein Stromfluß zwischen den Punkten 52 und 96 durch die Diode 120, den Emitter-Basis-Kreis des Transistors 124 und den Widerstand 114. Wahrend dieser Zeit blockiert die Diode 118 den Stromfluß zum Punkt 116, während die Diode 120 den Widerstand 122 niederohmig überbrückt.

Da der Transistor 124 sperrt, wenn die Spannung in: Bearbeitungsspalt 18 größer als 20 Volt ist, jedoch leitet, wenn die Spannung im Bearbeitungsspalt kleiner als 20 Volt ist. ergibt sich am Punkt 126 ein plötzlicher Potentialwechsel um 20 Volt, wenn die augenblickliche Spannung im Arbeitsspalt 18 von einem geringfügig oberhalb der Zener-Spannung der Zener-Diode 112,i liegenden Wert auf einen geringfügig unterhalb dieses Wertes liegenden Betrag wechselt oder in umgekehrter Richtung verändert wird. Wenn der Transistor 124 nichtleitend ist, wird der Punkt 126 über den Widerstand 130 und eine Diode 132 auf dem Potential des Punktes % gehalten, welches beim gewählten Beispiel etwa 20 Volt sind. Wenn der Transistor 124 über die Diode 120 leitend ist, wird der Punkt 126 im wesentlichen aul dem Potential des Punktes 52 gehalten.

Ein abrupter Spannungswechsel am Punkt 126 tritt zunächst während jedes Bearbeitungszyklus des elektrischen Bearbeitungskreises 10 auf, und zwar sowohl be normaler wie bei fehlerhafter Arbeitsweise. Ob die Spannungswechsel eine Steuerwirkung auf den elektri sehen Bearbeitungskreis 10 über die Wirkung de« Taktgeberkreises 60 ausüben oder nicht hängt davor ab, zu welcher Zeit während des Zyklus der Spannungswechsel auftritt

Wie zuvor anhand von Fig.2 dargelegt wurde bewirkt ein anfänglicher positiver Impuls von der linker Seite des Multivibrators 64 über die Diode 66 und der Kondensator 72 einen Signalimpuls über den Wider stand 80 zum Punkt 86, so daß der Schmitt-Trigger 74 ir den Wechselzustand überführt wird und der Steuerelek trode des ersten steuerbaren Gleichrichters 24 einer Steuerimpuls zuleitet durch den dieser Gleichrichter 2< leitend wird und einen Bearbeitungszyklus einleitet Dei Anfangsimpuls des Multivibrators 64 hinterläßt an Punkt 84 aber auch eine Ladung, die etwa gleich den positiven Ausgangsimpuls der linken Seite des Multivi brators 64 ist. Sofern der erste steurbare Gleichrichte! 24 zu diesem Zeitpunkt nichtleitend ist wird di(

negative Spannung, die infolge dessen am Punkt 54 fcerrscht. durch die Diode 134 an einen Punkt 138 ibertragen und bewirkt einen Stromfluß durch die Diode 68 und den Widerstand 70. Dieser Stromfluß hai eine hinreichende Größe und hinreichende zeitliche Dauer, um eine Entladung des Kondensators 72 zu erlauben, so daß die Spannung am Punkt 84 nahezu auf den Wert 0 Volt abfallen kann.

Em Absinken der Spannung am Punkt 84 unter das Null-Potential der negativen Klemme der Spannungs· quelle 12 wird durch Diode 66 verhindert. Der beschriebene normale Ent- oder Aufladevorgang des Kondensators 72 bereiiet die Übertragung des nächstfolgenden positiven Impulses vor, der von der linken Seite des Multivibrators 64 als Steuersignal an die Steuerelektrode 30 des ersten steuerbaren Gleichrichters 24 abgegeben wird. Dieser Vorbereitungsvorgang kann nur stattfinden, wenn die Spannungen an den Punkten 84 und 138 abfallen können. Außerdem muß die Spannung im Arbeitsspalt 18 größer als die Zencr-Spannung der Zener-Diode 112a sein. Der Transistor 124 muß im Sperrzustand sein, so daß die Spannung am Punkt 126 nicht mehr als +20 Volt beträgt. Wenn die Spannung der Zener-Diode 140 eine Spannung vom 20 Volt annimmt, kann die Spannung am Punkt 142a auf den Wert 0 Volt abfallen, sobald ein negatives. Spannungssignal von 60 Volt am Punkt 138 anliegt. Bei einer 0 Volt-Spannung am Punkt 142 fällt wegen der Diode 68 auch die Spannung am Punkt 84 auf den Wert OVoIt ab.

Wenn jedoch die Spannung über dem Bearbeitungsspalt 18 während der Erzeugung eines Steuerimpulses geringer als die Spannung der Zener Diode 112a ist und 7. B. etwa 15 Volt beträgt, dann wird der Transistor 124 leitend, so daß die Spannung des Punktes 126 der des Punktes 52 angeglichen wird und ungefähr 45 Voll annimmt. Die Spannung am Punkt 138 nimmt vorübergehend ein Potential von -60 Volt an. Am Punki 84 tritt keinerlei Potenlialabsenkung auf, so daß die Spannung am Punkt 142a nicht kleiner als 25 Volt sein kann. Der Taktgeberkreis 60 ist daher wirksam abgeschaltet.

Der Arbeitsstromkreis 10 bleibt in diesem Falle abgeschaltet, bis die Spannung am Punkt 84 hinreichend abfällt, um die wiederholten positiven Taktimpulse des Multivibrator;; 64 über Diode 66 dem Kondensator 72 zuzuleiten und dadurch den ersten steuerbaren Gleichrichter 24 in den Leitzustand zu überführen

Zum Absenken der Spannung am Punkt 84 werden die negative Ladung des Kondensators 98 und die positive Ladung des Kondensators 102 benutzt. Mit der Unterdrückung der Potentialänderung am Punkt 54 fällt die Spannung an den Punkten 108 und 110 ab. Wegen der anfänglich hohen Spannung am Punkt 108 fließt ein kräftiger Strom von diesem Punkt über Zener-Diode 142 und Widerstand 144 zum Punkt 110. Dieser Strom führt zu einem Anstieg des anfänglich negativen Potentials im Punkt 110 auf OVoIt. Im gleichen Augenblick, in dem der Punkt 110 gegenüber dem Null-Potential der negativen Klemme der Spannungsquelle 12 positiv wird, fließt ein Strom vom Punkt 110 über eine Diode 146 und den Emitter-Basis-Kreis des Transistors 148. Dieser Stromfluß hält den Transistor 148 leitend und gestattet, daß Strom vom Punkt 84 über einen Widerstand 150 und dem Transistor 148 zur

ίο negativen Klemme der Spannungsquelle 12 fließt. Der Punkt 84 im Taktgeberkreis 60 wird daher zur Abgabe eines Prüfimpulses freigegeben.

Durch Übergang des ersten steuerbaren Gleichrichters 24 in den Sperrzustand am Ende eines Impulses des

ι s Multivibrators 64 wird Kondensator 98 wieder auf etwa b0 Volt aufgeladen. Danach vergeht eine Zeitspanne, da die Spannung am Punkt 110 wieder auf einen Wert geringfügig höher als der Null-Wert der negativen Klemme der Spannungsquelle 12 ansteigt. Dabei wird vorausgesetzt, daß die Spannung im Arbeitsspalt 18 am Ende des Prüfimpulses noch immer unter dem Wert liegt, der durch die Zener-Spannung der Zener-Diode 112a vorgegeben ist, so daß der Punkt 84 an einer unter normalen Arbeitsbedingungen auftretenden Entladung

2s über die Diode 68 verhindert wird.

leder Prüfimpuls des Steuerkreises 90 lädt den Kondensator 98 auf einen Wert auf, der etwa 60 Volt beträgt. Die Spannung am Punkt 108 fällt dabei progressiv ab, da die Aufladung durch das Verhältnis der Kapazitätswerte der beiden Kondensatoren 104 und 102 begrenzt wird. Es sind daher mehrere aufeinanderfolgende positive Impulse am Punkt 54 erforderlich, um den Kondensator vollständig aufzuladen. Da der Kondensator 104 nur intermittierend aufgeladen, der Kondensator 102 aber kontinuierlich entladen wird, fällt die Spannung am Punkt 108 ständig ab. Damit sinkt aber auch die Stärke des Stromes durch die Zener-Diode 142 und den Widerstand 144 und es wird infolgedessen ein progressiv längeres Zeitintervall benötigt, um den Kondensator 98 zu entladen. Bei einer genauen Auswahl der Parameter wird schließlich ein Punkt erreicht, bei dem der Stromfluß von Punkt 108 zum Punkt 110 nahezu Null wird.

Ein Ansteigen des Potentials am Punkt 110 bis auf das Null-Potential der negativen Klemme der Spannungsquelle 12 kann aber auch über den Widerstand 154 erfolgen, der letztlich den Abstand der Prüfimpulse bestimmt.
Im Falle eines über längere Zeitspannen hinweg andauernden Kurzschlusses im Bearbeitungsspalt kanr die Wiederholungsfolge der Prüfimpulse auf jede beliebige Dauer eingestellt werden, in dem die Spannung am Punkt 96 und die Zeitkonstante des aus dem Widerstand 134 und dem Kondensator 9i bestehenden Zeitgliedes entsprechend geändert werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche: 20

1. Schaltungsanordnung für Funkenerosionsmaschinen mit einer Arbeitsgleichstromquelle und zwei durch einen Taktgeber steuerbaren Gleichrichtern, die mit je einer Induktivität in Reihe liegen, wobei beide Reihenschaltungen von je einem Gleichrichter überbrückt, am einen Ende gemeinsam an eine Klemme der Arbeitsgleichstromquelle, am anderen Ende über den Arbeitsspalt bzw. eine parallele Leitung an die andere Klemme der Arbeitsgleichstromquelle angeschlossen und am Mittelpunkt (zwischen dem gesteuerten Gleichrichter und der Induktivität) durch einen Kondensator miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ausgang des Taktgebers (64) und der Steuerelektrode (30) des mit dem Arbeitsspalt (18) verbundenen gesteuerten Gleichrichters (24) eine Diode (66) und ein Kondensator (72) in Reihe sowie ein Schmitt-Trigger (74) vorgesehen sind und daß zwischen Diode (76) und Kondensator (72) über eine weitere Diode (68) ein steuerbarer Entladekreis (54,70,134) angeschlossen ist, der über einen parallel zum Arbeitsspalt liegenden Spannungsprüfkreis 25, (112a, 120 bis 128, 132,140) derart steuerbar ist, daß bei Unterschreiten einer vorbestimmten Grenzspannung im Arbeitsspalt am Ende eines Arbeitsimpulses eine Entladung des Kondensators verhindert und damit die Betätigung des Triggers und des entsprechenden gesteuerten Gleichrichters unterbunden wird.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Prüfkreis ein» zum Bearbeitungsspalt (18) parallelgeschaltete Zener-Diode (112a) aufweist, die bei einem Potential am Bearbeitungsspalt unterhalb des Grenzwertes einen elektronischen Schalter (124) auslöst, der einen Spannungsbezugspunkt (126), der über eine Zener-Diode (140) den Entladestromkreis steuert, mit der einen Seite (52) des Bearbeitungsspahes (18) verbindet urd damit das Entladen des Kondensators (72) unterbricht.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (98 bis 112) zum Erzeugen von Prüfimpulsen in gesteuerten Zeitabständen an der Steuerelektrode (30) des mit dem Arbeitsspalt verbundenen gesteuerten Gleichrichters (24), welche einen zweiten Entladestromkreis (146 bis 152) für den Kondensator (72) steuert und Einrichtungen (98, 100 bzw. 102, 106) aufweist, die den zweiten Eniladestromkreis in Zeitabständen freigeben, deren Größe bis zum Erreichen eines maximalen Zeitabstandes automatisch zunimmt.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß beide Entladestromkreise jeweils über Gleichrichter (100, 134 bzw. 68, 146) einerseits an den Ausgang (54) des mit dem Arbeitsspalt verbundenen steuerbaren Gleichrichters (24) und andererseits an die Verbindungsstelle zwischen Gleichrichter (66) und Kondensator (72) der Entkopplungseinrichtung angeschlossen sind und zur Steuerung des zweiten Entladestromkreises zwischen diesem und der Spannungsquelle (12) angeordnete Kondensatoren (98, 102) unterschiedlieher Kapazität vorgesehen sind.

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