DE2052178C3 - Elektroerosionsanlage mit numerischer Bahnsteuerung für eine zwischen zwei Führungen gespannte Drahtelektrode gemäß Patent 20 52 123 - 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 β zum Werkstück einhält gemäß Patent 20 52 123.

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 Elektroerosionsanlage der genannten Art ist diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die eine Drahtführung auf einem ersten Längsschlitten angeordnet ist, dessen Richtung im wesentlichen parallel zur Elektroden-Arbeitsstrecke verläuft, daß die andere Drahtführung auf einem zweiten Längsschlitten angeordnet ist, dessen Richtung zur Richtung des ersten Längsschlittens senkrecht verläuft, daß der erste Längsschlitten entlang einer dritten Richtung mit HiVe eines vom Konizitätsrechner gesteuerten Stellantriebs verschiebbar ist, wobei die dritte Richtung zur ersten Richtung und zur Richtung des zweiten Längsschlittens senkrecht steht, und daß das Werkstück auf einem Drehtisch angebracht ist, dessen Drehachse parallel zur ersten Richtung des ersten Längsschlittens verläuft

In einer besonders vorteilhaften Ausführung ist der Drehtisch auf einem dritten Längsschlitten parallel zum zweiten Längsschlitten verschiebbar angeordnet

Bei einer anderen Ausführungsform sind beide Drahtführungen auf je einem Drehtisch angeordnet, wobei die Achsen der Drehtische parallel verlaufen. Das Werkstück ist auf einem der erforderlichen Vorschubbewegung entsprechenden Tisch befestig -

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert Es zeigt

F i g. 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 Längsschlitten verschiebbar angeordnet ist,

Fig.3 eine weitere Ausführungsform, wobei die Drahtführungen auf je einem Drehtisch 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 K-Koordinate mittels des Stellantriebs 11 verschoben werden kann. Der Drehtisch 24 für das Werkstück (in F i g. 1 nur durch die Bezugszahl 33 symbolisiert) ist mit dem Sokkel 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 Y-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 F i g. 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 F i g. 4a und 4b gesteuert Dies wird später noch näher beschrieben. Gemäß F i g. 1 ist die Drahtführung 31 zusätzlich in Richtung der Z-Koordinate verschiebbar, wodurch die Rachenweite, d. n. der Abstand zwischen den Drahtführungen 31, 32 veränderbar ist Beim 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 F i g. 1 nur danach, daß der Drehtisch 24 auf einem dritten Längsschlitten 12 angeordnet ist der durch den Stellantrieb bzw. Motor ί4 in Richtung der X- Koordinate verschoben werden kann. Die relative Verschiebung der ^zwischen den Drahtführungen 31,32 gespannten Drahtelektrode 36 reiativ zum Werkstück unter Einhaltung des Schrägungswinkeis 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)

sind, erfolgt die Steuerung durch die Schaltungen nach Fig.4a, 4b. Dies 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 Längsschlitten 37. Beim Einstellen der Konizitit, 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 unteren_Fläche des Werkstückes 33 äquidistante Bahnkurven erzeugt werden. Ferner sind die Abstände A, B zu berücksichtigen.

Die Schaltungsanordnung, welche die Ausführungsbeispiele 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

oder Kreiszykloiden (Überlagerung einer kreisförmigen 25 mit dem Interpolator 105 zur Steuerung des Längsschiit-Bewegung und einer Drehbewegung), werden kompli- tens 1 vorgesehen ist Der Interpolator 105 arbeitet mit zierte Bahnkurven bei einfachem Programmieren der kartesischen Koordinaten. Die Einstellung der Konizität

(Schrägungswinkel ß) erfolgt mittels des Längsschlittens 37 (F i 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 elektroerosiven Schneiden immer senkrecht zur Schnittrichtung der Drahtelektrode 36 liegen. Diese Bedingung wird durch den Rechner 126 (Fig.4c) erfüllt Der Rechner gibt die entsprechenden Steuerimpulse auf den Motor 26 (F i g. 3), welcher die Drehtischen 38 entsprechend steuert. Das Gleiche ist

gewünschten Konturen auf dem Werkstück hergestellt Wenn jedoch einfachere Schnittfiguren im Werkstück erzeugt werden sollen, kann der Drehtsich 24 ruhen, so daß nur in den Richtungen der X- und V-Koordinaten die Verschiebung stattfindet Es besteht also die Möglichkeit, daß die relative Bewegung zwischen der Drahtelektrode 36 und dem Werkstück im kartesischen oder im Polar-Koordinatensysiem gesteuert werden kann. Wesentlich ist, daß das Programmieren der gewünschten Schnittfiguren im Werkstück vereinfacht werden kann.

Die Fig.3 zeigt eine andere Ausführungsform, bei

der die beiden Drahtführungen 31, 32 je einer feinen 40 auch bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 1 und 2

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 Längsschlitten 13 der Vorschubeinrichtung 1 in den F i g. 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 Schnittfiguren 39 im Werkstück 33 erzeugt werden. Die relative Bewegung zwischen der Drahtelektrode und dem Werkstück erfolgt in derselben Weise wie in den Fig.? 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 Verstellschrauben 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 möglich. In diesem Fall gibt der Interpolator 123 auf den Stellantrieb 25 die Steuerimpulse, so daß der Drehtisch 24 sich entsprechend dreht. In diesem 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 Scbaltungsanordnungen der Fig.4a, 4b und 4c sind über die Leitungen 3,4,5,6, 7 miteinander verbunden. Über die Leitung 3 werden von der Einheit 116 die Daten für den gewünschten Schrägungswinkel β auf den Konizitätsrechner 130 gegeben. Über 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 beende.: 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 Fig.3 dafür sorgt, daß die durch 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 Fig.4a, 4b, 4c können sämtlichen vorkommenden Schnitte bzw. Konturen aus dem Werkstück 33 geschnitten werden. Hierbei können Konturen geschnitten werden, welche in kartesischen Kooridnaten und/oder in Polarkoordinaten programmiert sind.

Hicrra 5 Blatt Zeichnungen

20

25

35

40

45

55

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 Patent 2052123, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Drahtführung (32) auf einem ersten Längsschlitten (13) angeordnet ist, dessen Richtung (z) im wesentlichen parallel zur Elektroden-Arbeitsstrecke verläuft, daß die andere Drahtführung (31) auf einem zweiten Längsschlitten (37) angeordnet ist, dessen Richtung zur Richtung (z) des ersten Längsschlittens (13) senkrecht verläuft, daß der erste Längsschlitten (13) entlang einer dritten Richtung (y) mit Hilfe eines vom Konizitätsrechner gesteuerten Stellantriebs (11) verschiebbar ist, wobei die dritte Richtung (y) zur ersten Richtung (z) und zur Richtung des zweiten Längsschlittens (37) senkrecht steht, und daß das Werkstück auf einem Drehtisch (24) angebracht ist, dessen Drehachse parallel zur ersten Richtung (z) des ersten Längsschlittens (13) verläuft

2. Elektroerosionsanlage nach Anspruch ί, 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 Drahtelektrode, die ihre Bahn bei Prozeßstörung auch rückwärts durchfahren kann, wobei die beiden Drahtführungen voneinander unabhängige Stellantrieb besitzen und wobei ein Konizitätsrechner die Daten der Wentstückkontur in Bahndaten für die Drahtführungen umrechnet -to derart, daß der Draht einen wählbaren Schrägungswinkel β zum Werkstück einhält gemäß Patent 20 52 123, dadurch gekennzeichnet, daß beide Drahtführungen auf je einem Drehtisch angeordnet sind, wobei die Achsen der Drehtische parallel verlaufen, und das Werkstück auf einem der erforderlichen Vorschubbewegung entsprechenden Tisch befestigt ist.

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