DE2052178B2 - Elektroerosionsanlage mit numerischer Bahnsteuerung für eine zwischen zwei Führungen gespannte Drahtelektrode - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Elektroerosionsanlage mit numerischer Bahnsteuerung für eine zwischen zwei Führungen gespannte Drahtelektrode, die ihre Bahn bei Prozeßstörung auch rückwärts durchfahren kann, wobei die beiden Drahtführungen voneinander unabhängige Stellantriebe besitzen und wobei ein Konizitätsrechner die Daten der Werkstückkontur in Bahndaten für die Drahtführungen umrechnet derart, daß der Draht einen wählbaren Schrägungswinkel zum Werkstück einhält gcmäUDE-AS20 52 1217.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das konische Schneiden beliebiger Werkstückkonturen mit wählbarem Schrägungswinkel zwischen der bahngesteuerten Drahtelektrode und dem Werkstück zu vereinfachen durch Vorschubeinrichtungen, welche eine Werkstückführung in gemischt kartesisch/polaren Koordinaten bewerkstelligen.

Bei einer Elektroetosionsanlage der genannten Art ist diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die eine Drahtführung auf einem ersten Längsschlitten und die zweite Drahtführung auf einem zweiten Längsschlitten, der auf dem ersten Längsschlitten senkrecht hierzu angeordnet ist, und das Werkstück auf einem Drehtisch mit zu beiden Längsschlitten senkrechter Drehachse angeordnet ist.

In einer besonders vorteilhaften Ausführung ist der

ίο Drehtisch auf einem dritten Längsschlitten parallel zum zweiten Längsschiitten verschiebbar angeordnet.

Bei einer anderen Ausführungsform sind beide Drahtführungen auf je einem Drehtisch angeordnet, wobei die Achsen der Drehtische parallel verlaufen. Das

is Werkstück ist auf einem der erforderlichen Vorschubbewegung entsprechenden Tisch befestigt.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine erste Ausführungsform der anmeldungsgemäßen Anlage,

Fig. 2 eine weitere Ausführungsform, wobei der Drehtisch für das Werkstück auf einem dritten Längsschlitten parallel zum zweiten Längsschiitten verschiebbar angeordnet ist,

Fig.3 eine weitere Ausführungsform, wobei die Drahtführungen auf je einem Drehtsich angeordnet sind und das Werkstück auf einem der erforderlichen Vorschubbewegung entsprechenden Tisch befestigt ist, F i g. 4a, b, c in Blockdarstellung die Schaltungsanordnung zum Steuern der relativen Bewegung zwischen der Drahtelektrode und dem Werkstück. In der F i g. 1 besteht die Vorschubeinrichtung 1 aus dem Längsschlitten 13, welcher in Richtung der y-Koordinate mittels des Stellantriebs 11 verschoben werden kann. Der Dreh-

J5 tisch 24 für das Werkstück (in Fig. 1 nur durch die Bezugszahl 33 symbolisiert) ist mit dem Sockel 2 der Erosionsmaschine fest verbunden. Die eine Drahtführung 32 für die Drahtelektrode 36 ist am ersten Längsschlitten 13 angeordnet, der durch den Stellantrieb bzw. Motor 11 in Richtung der K-Koordinate bewegt wird. Die andere Drahtführung 31 ist am zweiten Längsschlitten 37 angeordnet, der am ersten Längsschlitten 13 senkrecht hierzu befestigt ist und zum Einstellen des Schrägungswinkels zwischen der Drahtelektrode 36 und der Oberfläche des Werkstückes dient. Der Schrägungswinkel wird durch die Schaltungsanordnung gemäß Fig. 4a und 4b eingestellt. Die Drahtelektrode 36 erhält durch die beiden Drahtführungen 31, 32 die gewünschte Spannung und wird durch den Motor 11 in Richtung der V-Kooridnate relativ zum Werkstück verschoben. Der Stellantrieb bzw. Motor 25 dreht den Drehtisch 24, so daß das Werkstück relativ zur Drahtelektrode 36 gedreht wird. Die beiden Motoren 11, 25 werden durch die Schaltungsanordnung der Fig.4a und 4b gesteuert. Dies wird später noch näher beschrieben. Gemäß Fig. 1 ist die Drahtführung 31 zusätzlich in Richtung der Z-Koordinate verschiebbar, wodurch die Rachenweite, d. h. der Abstand zwischen den Drahtführungen 31, 32 veränderbar ist. Beim

bo konischen Schneiden kann durch Verändern der Rachenweite der Schrägungswinkel verändert werden, wobei die Längsschlitten nicht verschoben werden.

Die Vorrichtung nach F i g. 2 unterscheidet sich von der nach Fig. I nur danach, daß der Drehtisch 24 auf einem dritten Längsschlitten 12 angeordnet ist, der durch den Stellantrieb bzw. Motor 14 in Richtung der A"-Koordinate verschoben werden kann. Die relative Verschiebung der zwischen den Drahtführungen 31, 32

gespannten Drahtelektrode 36 relativ zum Werkstück unter Einhaltung des Schrägungswinkels erfolgt über die Motoren 11,14, 25, welche mit den entsprechenden Ausgängen der in Fig.4a gezeigten Schaltungsanordnung verbunden sind. Dies wird später noch näher beschrieben.

Durch Ausnutzung der kinematischen Erzeugungsvorschriften, wie z. B. Kreisevolventen (Überlagerung einer geradlinigen Bewegung und einer Drehbewegung) oder Kreiszykioiden (Überlagerung einer kreisförmigen Bewegung und einer Drehbewegung), werden komplizierte Bahnkurven bei einfachem Programmieren der gewünschten Konturen auf dem Werkstück hergestellt. Wenn jedoch einfachere Schnittfiguren im Werkstück erzeugt werden sollen, kann der Drehtsich 24 ruhen, so daB nur in den Richtungen der X- und K-Koordinaien die Verschiebung stattfindet. Es besteht also die Möglichkeit, daß die relative Bewegung zwischen der Drahtelektrode 36 und dem Werkstück im kartesischen oder im Polar-Koordinatensystem gesteuert werden .„ kann. Wesentlich ist, daß das Programmieren der gewünschten Schnittfiguren im Werkstuck vereinfacht werden kann.

Die Fig.3 zeigt eine andere Ausführungjform, bei der die beiden Drahtführungen 31, 32 je einen kleinen ?ί Drehtisch 38 haben. Die Drahtelektrode 36 läuft während des Erosionsvorgangs, z. B. von unten nach oben, über Stifte 372 bzw. 371 des unteren bzw. oberen Drehtisches 38. Die Haltevorrichtung 3 kann an dem Längsschiitten 13 der Vorschubeinrichtung 1 in den jo Fig. 1 und 2 angebracht werden und ersetzt dann auch den Längsschlitten 37. Die Drahtelektrode 36 und die Oberfläche des Werkstückes 33 schließen den Schrägungswinkel β ein, so daß konische Schnitlfiguren 39 im Werkstück 33 erzeugt werden. Die relative Bewegung j5 zwischen der Drahtelektrode und dem Werkstück erfolgt in derselben Weise wie in den Fig. 1 und 2 beschrieben. Die Besonderheit der Haltevorrichtung 3 der F i g. 3 liegt darin, daß die Ebene, welche durch den Winkel β bestimmt wird, relativ zu den Längsschlitten beliebig gedreht werden kann. Bei jeder Drehung der Schnittrichtung muß sich die Drahtelektrode 36 ebenfalls mitdrehen, damit die durch den Winkel β gebildete Ebene immer senkrecht in Schnittrichtung liegt. Dies erfolgt durch den Antriebsmotor 26, welcher über Wellen 27 mit den beiden kleinen Drehtischen 38 verbunden ist, und durch die später erläuterten Schaltungen nach Fig. 4a, b gesteuert wird. In der F i g. 3 kann der Winkel β von Hand eingestellt werden, indem mit Hilfe der Vcstellschrauben 40 die gegenseitige Lage der Stifte 371, 372 in gewünschter Weise verschoben wird. Wenn die Daten für den Konizitätswinkel β auch auf dem Informationsträger gespeichert sind, erfolgt die Steuerung durch die Schaltungen nach Fig. 4a, 4b. Dier. wird später näher beschrieben. Die -;·-, Konizität der Schnittflächen 39 kann während der relativen Bewegung zwischen der Drahtelektrode und dem Werkstück verändert werden, ebenso wie auch mit dem in den F i g. 1 und 2 gezeigten Lpngsschlitten 37. Beim Einstellen der Konizität, d. h. beim Schrägstellen der Drahtelektrode 36 muß darauf geachtet werden, daß der theoretische Schnittpunkt 41 der Drahtelektrode 36 mit der Mittellinie der beiden Drehtische 38 auf der oberen oder unteren Fläche des Werkstückes 33 liegt. Nur hierdurch ist gewährleistet, daß auf der oberen und t,5 unteren Fläche des Werkstückes 33 äquidistant-j Bahnkurven erzeugt werden. Ferner sind die Abstände A, Bzw berücksichtigen.

Die Schaltungsanordnung, welche die Ausführuncsbeispiele der Fig. 1, 2 und 3 steuert, wird anhand der F i g. 4a, 4b und 4c beschrieben. Die F i g. 4a zeigt im wesentlichen die gleiche Anordnung wie die Steueranlage des Hauptpatentes. Daher wird hier nicht näher darauf eingegangen. Ein wesentlicher Unterschied liegt jedoch darin, daß ein Interpolator 123 für die Polarkoordinaten zur Steuerung des Drehtisches 24 der Ausführungsbeispiele der Fig. 1 und 2 in Kombination mit dem Interpolator 105 zur Steuerung des Längsschlittens 1 vorgesehen ist. Der Interpolator 105 arbeitet mit kartesischen Koordinaten. Die Einstellung der Konizität (Schrägungswinkel ß) erfolgt mittels des Längsschlittens 37(Fi g. 1,2) oder durch Verschieben der Führungsstifte 371,372 (F i g. 3). Der Stellantrieb 132, der in der F i g. 4b gezeichnet ist, stellt gemäß den Ausgangssignalen des Konizitätsrechners 130 den gewünschten Schrägungswinkel β ein. Die Ebene, die der Schrägungswinkel bildet, muß bei dem elektroerosion Schneiden immer senkrecht zur Schnittrichtung der i> uhteiektrode 36 liegen. Diese Bedingung wird durch den Rechner 126 (Fig.4c) erfüllt. Der Rechner gibt die entsprechenden Steuerimpulse auf den Motor 26 (Fig. 3). weicher die Dreh'-schen 38 entsprechend steuert. Das Gleiche ist auch bei den Ausführungsbeispielen der Hi g. 1 und 2 möglich. In diesem Fall gibt der Interpolator 123 auf den Stellantrieb 25 die Steuerimpulse, so daß der Drehtisch 24 sich entsprechend dreht. In dicem Fall sind die Bauteile der F i g. 4c nicht erforderlich.

Die Schaltungsanordnung der Fig. 4a —c hat in gleicher Weise wie in der Hauptpatentanmeldung zu jeder Interpolationseinheit 105, 123, 126, 130 Rückwärtsspeicher 108,125, 131. die entweder die Steuerimpulse oder aber die charakteristischen Bahnpunkte speichern. Mit den Handeingaben 109, 128, 133 können die Stellantriebe 11, 14, 25, 26, 132 beeinflußt werden. sofern dies überhaupt erforderlich ist. Die Scha,-ungsanordnungen der F i g. 4a. 4b und 4c sind über die Leitungen 3, 4, 5, 6, 7 miteinander \ erbunden. Über die Leitung 3 v/erden von der Einheit 116 die Daten für den gewünschten Schrägungswinkel β auf den Kom/itätsrechner 130 gegeben. C'ber die Leitung 4 gibt die Überwachungseinrichtung 110 ein Störsignal bei Prozeßstörung im Arbeitsspalt 111. Dies Störsignal gelangt auf sämtliche Rückwärtsspeicher 108, 125, 129, 131. Die Überwachungseinrichtung 110 gibt über die Leitung 5 ein Signal, sobald die Prozeßstörung im Arbeitsspalt 111 beendet ist. Dies Signal gelangt auf die Einheiten 126 und 130. Der Interpolator 105 gibt über die Leitung 6 Signale auf die Einheit 126. die bei Verwendung des Ausführungsbeispiels der F i g. 3 dafür sorgt, daß die dur :h den Schrägungswinkel β gebildete Ebene immer senkrecht zur Schnittrichtung der Drahtelektrode 36 liegt. Ferner gibt der Interpolator 105 Signale über die Leitung 6 auf den Interpolator 123 für den Drehtisch 24. Der Interpolator 123 gibt über Leitung 7 Signale auf die eben erwähnte Einheit 126 der F i g. 4c.

Mit der Schaltungsanordnung der F i g. 4a. 4b. 4c können sämtlichen vorkommenden Schnitte bzw, Konturen aus dem Werkstück J3 geschnitten werden. Hierbei können Konturen geschnitten werden, welche in kartesischen Kooridnaten und/oder in Polarkoordinaten programmiert sind.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Elektroerosionsanlage mit numerischer Bahnsteuerung für eine zwischen zwei Führungen gespannte Drahtelektrode, die ihre Bahn bei Prozeßstörung auch rückwärts durchfahren kann, wobei die beiden Drahtführungen voneinander unabhängige Stellantriebe besitzen und wobei ein Konizitätsrechner die Daten der Werkstückkontur in Bahndaten für die Drahtführungen umrechnet derart, daß der Draht einen wählbaren Schrägungswinkel β zum Werkstück einhält gemäß DE-AS 20 52 123.7, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Drahtführung (32) auf einem ersten Längsschlitten (13) und die andere Drahtführung (31) auf einem zweiten Längsschlitten (37), der auf dem ersten Längsschlitten senkrecht hierzu angeordnet ist, und daß Werkstück auf einem Drehtisch (24) mit zu beiden Längsschiitten senkrechter Drehachse angebracht ist.

2. Elekrroerosionsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der das Werkstück tragende Drehtisch auf einem dritten Längsschlitten parallel zum zweiten Längsschlitten verschiebbar ist.

3. Elektroerosionsanlage mit numerische Bahnsteuerung für eine zwischen zwei Führungen gespannte Drahteiektrode. die ihre Bahn bei Prozeßstörung auch rückwärts durchfahren kann, wobei die beiden Drahtführungen voneinander unabhängige Stellantrieb besitzen und wobei ein Konizitätsrechner die Daten der Werkstückkontur in Bahndav^n für die Drahtführungen umrechnet derart, daß der Draht einen -vählbaren Schrägungswinkel β zum Werkstück einhält gemäß P 20 52 123.7, dadurch gekerv zeichnet, daß beide Drahtführungen auf je einem Drehtisch angeordnet sind, wobei die Achsen der Drehtische parallel verlaufen, und das Werkstück auf einem der erforderlicher. Vorschubbewegung entsprechenden Tisch befestigt ist.

4. Elektroerosionsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Interpolatoren die Stellantriebe für mindest».ns einen Drehtisch derart steuern, daß die Drahtelektrode die durch den Schrägungswinkel gebildete Ebene senkrecht zu ihrer Bewegungsrichtung einhält.