DE2065777C3 - Vorrichtung zur Unterscheidung von elektrischen Entladungen verschiedener Klassen beim Betrieb einer Funkenerosionsmaschine - Google Patents
Vorrichtung zur Unterscheidung von elektrischen Entladungen verschiedener Klassen beim Betrieb einer FunkenerosionsmaschineInfo
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
- B23H7/00—Processes or apparatus applicable to both electrical discharge machining and electrochemical machining
- B23H7/14—Electric circuits specially adapted therefor, e.g. power supply
- B23H7/18—Electric circuits specially adapted therefor, e.g. power supply for maintaining or controlling the desired spacing between electrode and workpiece
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Description
Die Erfindung betrifft ei-ie Vorrichtung zur Unterscheidung elektrischer Entladungen verschiedener
Klassen beim Betrieb einer Funkenerosionsmaschine mit einem Fühler zur Messung einer Arbeitsspaltvariablen innerhalb jeder elektrischen Entladung und mit einer
mit dem Fühler verbundenen Schwellwert-Schaltung zur Erzeugung unterschiedlicher, der jeweiligen Klasse
der Entladung entsprechender Ausgangssignale und mit auf die Zündung einer Entladung ansprechenden
Verzögerungsmitteln.
Eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art ist durch die US-PS 32 77 338 bekanntgeworden. Bei dieser
Vorrichtung wird beginnend am Ende der Verzögerungszeit des Verzögerungsmittels für die Restdauer
des Arbeitsimpulses die Arbeitsspaltvariable mit einer Schwellwerthöhe verglichen. Die Schwellwerthöhe
definiert einen Meßwertbereich, der der elektrischen Entladung der besonderen Klasse entspricht Liegt
während des genannten Zeitraumes die Arbeitsspaltvariable unterhalb der eingestellten Schwellwerthöhe, so
erfolgt eine Veränderung eines bestimmten Parameters beim Betrieb der Funkenerosionsmaschine. Bei dieser
bekannten Vorrichtung ist der genannte Parameter der Strom des Arbeitspulses, der für seine Restdauer
unterbrochen wird. Durch die verzögerte Abfrage der Arbeitsspaltvariablen soll erreicht werden, daß QuasiKurzschlüsse, die durch zwischen Arbeitselektrode und
WerkstUckelektrode verbliebene Reste des abgetragenen Materials verursacht werden, Zeit zum Verlöschen
haben und damit keinen Einfluß auf die Steuerung eines Parameters beim Betrieb einer Funkenerosionsmaschine haben.
Diese Vorrichtung weist den Nachteil eines geringen Auflösungsvermögens bezüglich der verschiedenen
Klassen der elektrischen Entladungen beim Betrieb einer Funkenerosionsmaschine auf. Sie kann lediglich
zwischen zwei verschiedenen Entladungsklassen unterscheiden. Es gibt aber, wie weiter unten ausgeführt wird,
insgesamt fünf verschiedene Klassen von Entladungen. Durch das geringe Auflösungsvermögen wird bei einer
flüssigphasigen Entladung und bei Entladungen mit Quasi-Kurzschlüssen keine Veränderung des Parameters beim Betrieb einer Funkenerosionsmaschine
ίο vorgenommen, obwohl beide Entladungsarten in ihrer
Wirksamkeit bei der Bearbeitung gegenüber der idealen gemischt gasförmig-flüssigphasigen Entladung abfallen
und damit einen geringeren Wirkungsgrad der Funkenerosionsmaschine zur Folge haben. Nachteilig ist
ferner die direkte Steuerung des Sensors durch die Verzögerungsmittel. Damit ist der Sensor für Störungen
durch die Verzögerungsmittel empfindlich. Weiterhin ist damit zu rechnen, daß Rückwirkungen des Sensors die
Funktion des Verzögerungsmittels beeinflussen, wo
durch ein Einhalten der gewählten Verzögerung nicht
gewährleistet ist
Aus djr schweizerischen Patentschrift 4 68 237 ist
bereits eine automatische Steuerungsanordnung für die Breite eines Arbeitsspaltes einer Elektroerosionsma
schine bekamt, bei der drei verschiedene Entladungs
klassen durch drei parallel geschaltete Schaltstufen mit verschiedenen Schwellwerten unterschieden werden
können. Diese Steuerungsanordnung weist jedoch keine Verzögerungsmittel auf, so daß durch Quasi-Kurz-
Schlüsse Steuerungen der Breite des Arbeitsspaltes
ausgelöst werden. Durch die Unterscheidung der verschiedenen Entladungsklassen wird lediglich die
Verstellrichtung für die bewegliche Elektrode und in einem Nullbereich ein Vibrieren des Steuerzylinders für
die hydraulische Steuerung der beweglichen Elektrode erzeugt Mit dem Vibrieren des Steuerzylinders im
Nullbereich soll lediglich erreicht werden, daß die wegen der großen Masse der beweglichen Elektrode
träge Steuerung beschleunigt wird.
Der Erfindung liegt die Awjrabe zugrunde, die
eingangs erwähnte Vorrchtung hinsichtlich des Auflösungsvermögens bezüglich der verschiedenen Klassen
und der Störempfindlichkeit zu verbessern.
gelöst, daß der Fühler durch einen Schalter mit dem Arbeitsspalt nach Ablauf der durch die Verzögerungsmittel gegebenen Zeitspanne verbunden ist und daß die
Schwellwert-Schaltung in an sich bekannter Weise mehrere parallel geschaltete schwellwertabhängige
Stufen aufweist, deren Schwellwerte jeweils die Bereiche der gemessenen Variablen entsprechend den
verschiedenen Klassen von Entladungen definieren.
Damit erreicht man den Vorteil, das Auflösungsvermögen der Vorrichtungen bezüglich der Entladungs-
klassen zu erhöhen. Wegen der Vielzahl der Schwellschalter ist es möglich, die Arbeitsspaltvariablen nicht
nur auf Überschreiten eines bestimmten Wertes abzufragen, sondern in digitaler Form ihren Wert
anzugeben. Außerdem wird die Vorrichtung durch
μ Einfügen eines Schalters zwischen Fühler und Verzögerungsmittel unempfindlicher gegen Störungen und
Rückwirkungen vom Fühler auf das Verzögerungsmittel und umgekehrt.
Schwellwert-Schaltung mit Hilfe des Schalters innerhalb jeder elektrischen Entladung von der Arbeitsspaltvariahlen über eine gewählte Zeitspanne beaufschlagt,
die nach Ablauf der durch die Verzögerungsmittel
gegebene Zeitspanne beginnt und vor Ablauf des Arbeitsimpulses endet. Damit wird die Unempfindlichkeit
gegenüber Störungen und die Sicherheit beim Erkennen der besonderen Entladungsklasse weiter
erhöht, da Veränderungen der Arbeitsspaltvariablen nach Ablauf dieser wählbaren Zeitspanne während des
laufenden Arbeitsimpulses nicht mehr zur Veränderung des Parameters der Funkenerosionsmaschine beitragen
können.
Anhand Har Zeichnung wird eine als Beispiel
dienende Ausführungsform der Erfindung erläutert. Es zeigt
Fig. 1 und Fig. IA graphische Darstellungen verschiedener
charakteristischer Bedingungen, die in einem EDM-Verfahren auftreten und
F i g. 2 ein Schaltdiagramm einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Die F i g. 1 und IA zeigen die bei der EDM tatsächlich
auftretenden unterschiedlichen charakteristischen Bedingungen sowie ihr Verhältnis zu feststellbaren
Spaltspannungen, das zu dem Steuerungskonzept führt. In Fig. IA stellt die Kurve A eine typische Spannungsveränderung innerhalb eines einzigen Ircpulses einer
Flüssig-Phasen-Entladung dar, wobei eine Hochenergie-Entladungssäule
von der umgebenden Flüssigkeit eingeschnürt ist Die Kurve B stellt die Spannungsveränderung
einer gasförmigen Entladung dar, wobei die Entladungssäule wegen der erhöhten Menge an
Metalldämpfen und Gasen wesentlich erweitert ist Die Kurve C stellt eine gemischte Flüssigkeits-Gas-Phasen-Entladung
dar, wie sie bei einigen Bearbeitungsvorgängen auftritt. Sie ist die optimale Form einer Entladung.
Die Kurve D stellt Kurzschlüsse dar und die Kurve Fdie
Spannungsveränderungen bei einem Quasi-KurzschluB, der durch Bearbeitungs-Rückstände oder abgehobene 3j
Späne entsteht
Wie diese Kurven zeigen, ist eine klare Diskriminierung zwischen den Bedingungen erreichbar durch
Überwachung des Spaltes für eine Zeitdauer zwischen 11 und 12, z. B. von einem Zehntel bis zu einem Fünftel M)
der gesagten Pulsbreite, oder für eine Zeitdauer zwischen f3 und t4, d.h. einer ähnlichen Zeitdauer,
gemessen nach halber Impulsbreite. So ist es durch Festlegung von beispielsweise drei Schwellwerten
möglich, diese zeitveränderlichen Entladungsbedingungen voneinander zu unterscheiden.
F i g. 2 zeigt entsprechend eine Auswerteschaltung 35, die aus drei Schwellendiskriminatoren 35a, 356 und 35c
besteht, die die Spaltmerkmale während einer bestimmten Zeitdauer innerhalb jedes Bearbeitungsimpulses
überwachen. Zu diesem Zweck ist eine Verzögerungsanordnung 36 vorgesehen, die es diesen Diskriminatoren
gestattet, während der bestimmten Zeitdauer selektiv auf ein Spaltsignal anzusprechen. Sie umfaßt
einen Kondensator 36a, der so angeordnet ist, daß er
sich zu entladen beginnt über einen Widerstand 366 in Reaktion auf den Beginn jeder Entladung im Spalt, und
zwar ausgelöst vom Spannungsabfall an einem Meßwiderstand 37, der in Serie geschaltet ist mit dem
Bearbeitungsspalt und der Bearbeitungsenergiequelle.
Der positive Anschluß des Kondensators 36a ist mit dem Emitter des PNP-Transistors 38 und sein negativer
Anschluß mit der Basis dieses Transistors verbunden. Der Emitter und Kollektor des Transistors 38 sind in
Serie geschaltet mit einem Spaltüberwachungswiderstand
39, und zwar über den Arbeitsspalt Daraus geht hervor, daß sich nach einer bestimmten Verzögerungszeit nach der Auslösung des Bearbeitungsimpulses der
Kondensator 36a entlädt und der Transistor 38 leitend wird. Dadurch wird der Spaltüberwachungswiderstand
39 mit dem Spalt verbunden und gewährleistet die Entstehung eines Signals an seinem Abgriff, das der
tatsächlichen Spaltspannung proportional ist, nur für die Zeitspanne, die der Entladungszeit des Kondensators
36a entspricht
Jeder der Schwelldiskriminatr'-in 35a, 356 und 35c
kann aus einer Schmitt-Trigger-Schaltung (wie dargestellt) bestehen, dte jeweils gekoppelt sind mit einer sich
an der Eingangsseite der Schaltung befindlichen Zener-Diode Zda, Zdb, Zda Dabei bestimmen die
festgelegte Schmitt-Übergangsspannung sowie die entsprechende Zener-Durchbruchsspannung einen besonderen,
zu ermittelnden Schwellwert Da die Kurzschlußspannung etwa Null beträgt die gasförmige
Entladungsspannung bei ca. 30 Volt die gemischte Gas-Flüssigkeits-Entladungspannung bei ca. 40 Voll und
die Flüssigkeitsphasen-Entladungsspannung bei ca. 50 Volt für die Zeitdauer zwischen il und r2 in einer
typischen Situation Hegen, ergeben die drei Schwellwerte
für die Diskriminatoren 35a, 356, 35c — wenn diese
beispielsweise jeweils auf 20 Volt, 35 Volt und 45 Volt eingestellt werden — klare Grenzlinien zwischen diesen
charakteristischen Entladungen.
An der Ausgangsseite jedes Diskriminator: befindet sich eine durch die Quelle S gespeiste Lampe Lpa, Lpb,
Lpe Dabei bringt das Abstandssignal, wenn es über den jeweiligen Schwellwert hinausgeht, diese Lampen zum
Aufleuchten. So ist während der Zeitdauer t\ — t2, wenn am Spalt ein Kurzschluß vorliegt, keine der
Lampen Lpa, Lpb und Lpe erleuchtet Wenn eine
gasförmige Entladung stattfindet, leuchtet nur die Lampe Lpa, bei gemischter Gas-Flüssigkeits-Entladung
leuchtet auch die Lampe Lpb auf und bei einer Flüssigkeitsphasen-Entladung brennen alle Lampen.
Die Lichtsignale können zu einer Servo-Schaltung der oben beschriebenen Art weitergeleitet werden, um
dadurch die Schwellen für Spaltsteuerung und/oder Vorschubmaß zu verändern, so daß die Elektrode derart
gefeuert werden kann, daß sie sich einer bestimmten, am Spalt herrschenden Bedingung anpaßt.
Claims (2)
1. Vorrichtung zur Unterscheidung elektrischer Entladungen verschiedener Klassen beim Betrieb
einer Funkenerosionsmaschine mit einem Fühler zur Messung einer ArbeitsspaltvariaDlen innerhalb jeder
elektrischen Entladung und mit einer mit dem Fühler verbundenen Schwellwert-Schaltung zur Erzeugung
unterschiedlicher, der jeweiligen Klasse der Entladung entsprechenden Ausgangssignale und mit auf
die Zündung einer Entladung ansprechenden Verzögerungsmitteln, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühler (39) durch einen Schalter (38)
mit dem Arbeitsspalt nach Ablauf der durch die Verzögerungsmittel (36) gegebenen Zeitspanne
verbunden ist und daß die Schwellwert-Schaltung (35) in an sich bekannter Weise mehrere parallel
geschaltete schwellwertabhängige Stufen (35a, 35b, 35c) aufweist, deren Schwellwerte jeweils die
Bereiche der gemessenen Variablen entsprechend den verschiedenen Klassen von Entladungen definieren.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwellwert-Schaltung (35) mit
Hilfe des Schalters (38) innerhalb jeder elektrischen Entladung von der Arbeitsspaltvariablen über eine
gewählte Zeitspanne beaufschlagt wird, die nach Ablauf der durch die Verzögerungsmittel gegebenen
Zeitspanne beginnt und vor Ablauf des Arbeitsimpulses endet
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19702065777 DE2065777C3 (de) | 1970-03-31 | 1970-03-31 | Vorrichtung zur Unterscheidung von elektrischen Entladungen verschiedener Klassen beim Betrieb einer Funkenerosionsmaschine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19702065777 DE2065777C3 (de) | 1970-03-31 | 1970-03-31 | Vorrichtung zur Unterscheidung von elektrischen Entladungen verschiedener Klassen beim Betrieb einer Funkenerosionsmaschine |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2065777A1 DE2065777A1 (de) | 1975-10-30 |
DE2065777B2 DE2065777B2 (de) | 1981-02-05 |
DE2065777C3 true DE2065777C3 (de) | 1981-12-24 |
Family
ID=5793161
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19702065777 Expired DE2065777C3 (de) | 1970-03-31 | 1970-03-31 | Vorrichtung zur Unterscheidung von elektrischen Entladungen verschiedener Klassen beim Betrieb einer Funkenerosionsmaschine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2065777C3 (de) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3416249A1 (de) * | 1983-05-02 | 1984-11-08 | Mitsubishi Denki K.K., Tokio/Tokyo | Einrichtung zum bearbeiten mittels einer entladung |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3277338A (en) * | 1961-05-26 | 1966-10-04 | Elox Corp Michigan | Leading edge delay per pulse cut-off circuitry for electrical discharge machining apparatus |
CH468237A (de) * | 1967-07-11 | 1969-02-15 | Agie Ag Ind Elektronik | Automatische Steuerungsanordnung für die Breite eines Arbeitsspaltes bei einer Elektroerosionsmaschine |
-
1970
- 1970-03-31 DE DE19702065777 patent/DE2065777C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2065777A1 (de) | 1975-10-30 |
DE2065777B2 (de) | 1981-02-05 |
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Legal Events
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