DE2155923A1 - Verfahren und Gerät zum Erfassen und Steuern von Bedingungen bei der Funkenbildung bei einem Funkenerosionsbearbeitungsprozeß mit relativer Bewegung zwischen Werkzeug und Werkstück - Google Patents

Description

Patentanwalt

Dip!.-Ing.

D-8023 München - Pullach
Wienerslr.2,T.Md;n.793357Q,7931782

vl/Sl - Case 1153 München-Pullach _f den 8. November 1971

CINGITWATI MILACROIT IUC, eine Firma nach den Gesetzen des Staates Ohio, USA, 47o1 Marburg Avenue, Cincinnpti, Ohio 45 2o9 USA

Verfahren und Gerät zum Erfassen und Steuern von Bedingungen bei der Funkenbildung bei einem Funkenerosionsbearbeitungsprozeß mit relativer Bewegung zwischen Werkzeug und Werkstück.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Gerät zum automatischen Steuern eines Funkenerosionsbearbeitungsprozesses (EDM). Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren und ein Gerät zum Steuern der Bedingungen für die Funkenbildung im Bearbeitungsspalt durch Auseinanderbringen der V/erkzeugflache und der "^rerkstückflache, durch welche der Bearbeitungsspalt definiert wird. Dieses Auseinanderbringen oder Voneinanderwegbringen wird durch Erregen des Antriebsmechanismus zwischen Werkzeug und Werkstück gesteuert. Bei einem Funkeneräsionshearbeitungsprozeß werden von einer Stromversorgung Bearbeitungsimpulse zum Vorsehen elektrischer Entladungen in dem Bearbeitungsspalt vorgesehen, wobei dieser Bearbeitungspalt in einem dielektrischen Medium zwischen einem elektrisch leitenden Werkstück geformt ist. Die relative Lage zwischen Werkzeug und Werkstück wird durch einen Servomechanismus gesteuert.

Ein Zustand, der beträchtliche Probleme bei der Funkenerosionsbearbeitung aufwirft, ist die Lichtbogenausbildung. Obwohl die Lichtbögenzustände dann mehr hervortreten bzw. problematischer sind, wenn unter Verwendung von Dielektrika mit hohem Hydrocarbongehalt gearbeitet wird, so kann doch die Ausbildung eines Lichtbogens auch zu irgendeinem Zeitpunkt stattfinden und Pro-

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bleme rufwerfen. Obwohl die nachteiligen Wirkungen einer ausgedehnten Lichtbogenbedingung- oder Zustandes erfasst und beobachtet werden können, so gab es doch bis jetzt keine genaue Bestimmung für alle Ursachen für die Lichtbogenausbildung bzw. gab es a.uch keine Geräte, die dazu geeignet waren die Ausbildung eines Lichtbogens oder -Ldehtbogenzustandes zu erfassen,und zwar in den AnfangsStadien zu erfassen.

Um den Lichtbogenprozeß besser verständlich zu machen, sei zunächst auf den idealen Funkenbearbeitungsprozeß eingegangen. Bei dem idealen Prozeß wird angenommen, daß die dielektrische Festigkeit konstant und einheitlich über die gesamte Fläche des Bear— beitungsspaltes bleibt. Unter diesen Bedingungen wird das elektrische Feld an einem Punkt konzentriert, bei dem der Abstand zwischen Werkstück und Werkzeug im elektrischen Sinne der kürzeste ist: damit erfolgt dann die« elektrische Entladung an dieser Stelle. Es wird von dem Werkzeug und dem Werkstück unter Bildung von schweren explosionsartigen Vorgängen Metall entfernt und die darauffolgende nächste Entladung findet an einer anderen Stelle zwischen Werkzeug und Werkstück statt, bei welcher da.nn der elektrische Abstand ein Minimum beträgt· Die Entladungen bewegen sich demnach fortwährend im Bearbeitungsspalt und es werden die höchsten Stellen auf der Fläche des Ferkstück a.bgetra.gen, um so den gewünschten Schnitt zu erhalten, der durch die Form des Werkzeugs definiert ist. Während der Entladungen sind die Werkzeugsfläche und die Werkstücksfläche in der Nachbarschaft der Entladung extrem hohen Drucken und Temperaturen ausgesetzt. Die plötzlichen Druck- und Temperatüranderungen, die nach der Beendigung des Entladevorganges folgen, werden als für die explosionsartigen KaiSr^lmJISienJnV mit welcher das Metall abgeschmolzen wird. Wenn aus irgendeinem Grund die erforderlichen Drucke und Temperaturen nicht entwickelt werden, so wird zwar das Metall an dem Werkzeug und dem Werstück bzw. deren Flächen geschmolzen, jedoch nicht entfernt. In einem solchen Fall treten ernsthafte Zerstörungen des Werkzeugs und des Werkstücks auf und der Bearbeitungsprozeß muß beendet werden.

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Dieser Zustand wird nun als Lichtbogenzustand bezeichnet und kann bei Verwendung von Dielektrika: auftreten, die einen hohen Hydro-Kohelnstoffgehalt aufweisen. Während eines bestimmten Entladevorganges entsteht durch den Durchbruch des Dielektrikums ein amorpher Kohlenstoff oder Kohlenstoff teilchen. ?^renn diese Teilchen nun auf dem Werkzeug und. dem Werkstück an einer Stelle niedergeschlagenwerden,bei der die Entladung stattfindet, so wird die Wahrscheinlichkeit'für das Auftreten einer nächsten Entladung an eben dieser Stelle vergrößert, und es wird dadurch ein Lichtbogenzustand geschaffen. Der selbe Zustand ka.nn auftreten, wenn ein Graphitteilchen aus dem Werkzeug befreit wird und sich in dem Bea.rbeitungsspa.lt festsetzte Wenn die Entladungen jedoch an der selben Stelle weiterhin auftreten, so werden auch die -"-"iederschläge weitergebildet? dadurch wird jedoch der Bearbeitungsprozeß vollständig gestört. Um der Situation nun Herr zu werden, muß die Stromversorgung abgeschaltet werden, das Werkzeug muß von dem Werkstück entfernt werden und es müssen die Niederschläge vom Werkzeug und vom Werkstück entfernt werden. Da schliesslich ein Lichtbogen keinen echten Kurzschluß darstellt, sondern nur eine Entfedung darstellt, bei der kein Metall entfernt wird, so sind auch die Schaltungen zum Peststellen von Kurzschlüssen beim Steuern von Lichtbögenzuständen unbrauchbar bzw. wirkungslos.

Man hat bereits verschiedene Versuche unternommen, Lichtbogenzustände zu erfassen. Einer dieser Versuche besteht darin, die elektrischen Parameter in dem Bearbeitungsspalt zwischen den Entladungen zu messen,und dabei ein Signal abzuleiten, welches kennzeichnend für die Impedanz des Bearbeitungsspaltes ist. Derartige Detektorschaltungen müssen jedoch sehr empfindlich a.uf kleine Änderungen in den Parametern Bein und müssen sehr kurze Ansprechzeiten aufweisen, da die Erfassung in relativ kurzen ZeitIntervallen zwischen den einzelnen Entladungen vorgenommen werden muß.

Ein weiteres System zum Erfassen von Lichtbogenzuständen besteht darin, die ^ahl der Antladungen innerhalb einer bestimmten Zeit-

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periode zu zählen,und dann die gezählten Entladungen mit der Zahl der Bearbeitungsimpulse zu vergleichen, die den Bearbeitungsspalt während des gleichen Zeitabschnittes aufgedrückt wurden." Ein weiter bekannter Vorschlag bestand darin, ein Stromversorgung so auszulegen, daß mit deren Hilfe ein Lichtbogenzustand in einen gleichförmigen Gleichstrom degeneriert wurde. Ein derartiger Gleichstromfluß ermöglicht jedoch nicht das Erfassen von Entladungen und die Schaltung gab daher an, daß Korrekturmaßnahmen getroffen werden mußten. Auch lässt sich dieses Schema nicht mit einer echten Impuls-Stromversorgung vereinbaren. .:

Um nun diese Nachteile und Probleme, die den zuvorgeschilderten ρ Systemen anhaften, zu beseitigen, macht sich die vorliegende Erfindung ein Phänomen zu Nutze, welches während einer Entladung auftritt, und sie schafft ein genau funktionierendes und sehr vorteilhaftes System zum Erfassen und zum Korrigieren von Lichtbogenzuständen. Die grundliegenden Vorgänge bei der Entstehung einer Entladung sind dem Fachmann gut bekannt. Es wird hierbei anfänglich eine Spannung an den Bearbeitungsspalt angelegt, durch die die Spaltstrecke ionisiert wird oder durchbricht.Dann fällt die Spannung auf einen Bearbeitungswert für die Dauer der Bearbeitung ab. Es wurde beobachtet, daß bei diesem Prozeß ein besonderes Merkmal auftritt und zwar während der Entladung im Bearbeitungsspält, welches Merkmal sehr von Vorteil beim Erfassen von Lichtbogenzuständen ist. Dieses Merkmal besteht in dem Vorhandensein eines Geräuschsignals a.uf der Signalspannung während der Entladung. Dieses Geräuschsignal erscheint als unterkritisch gedämpfte Schwingung während einer normalen Entladung. Während eines Lichtbogenzustandes verschwindet jedoch das Geräuschsignal oder die Schwingung auf der Signalspannung. Da es zum Verständnis der vorliegenden Erfindung nicht erforderlich ist, soll an dieser Stelle von einem Erklärungsversuch für dieses Phänomen abgesehen werden. Es ist ausreichend festzustellen, daß diese Phänomen besteht, und daß es dazu verwendet werden kann, einen weitgehenst verbesserten Bearbeitungsprozeß zu schaffen. Das Peststellen des Vorhandenseins oder des Fehlens der

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Schwingung und des Geräuschsignals liefert eine genaue und unmittelbare Anzeige über eine Lichtbogenbedingung. Dieses Erfassen umfasst nicht die Notwendigkeit für eine Wertdiskriminierung, die beim Erfassen von bestimmten Gleichetrumwerten, Spannungen oder Impedanzen erforderlich ist. Darüber hinaus hängt dieses Erfassen nicht von' dem Zustand ab, durch den der Lichtbogenzustand hervorgerufen wird. Die vorliegende Erfindung schafft nun auch ein automatisches System zum Korrigieren des Lichtbogenzustand es durch Bewegen des Werkzeugs in die Nähe des ^werkstücks, wodurch irgendwelche Verunreinigungen, die sich zwischen Werkzeug und Werkstück bzw. zwischen deren Flächen abgelagert haben können, entfernt werden.

Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren und ein Gerät zum automatischen Erfassen und Korrigieren von Lichtbogenzuständen während eines Funkenerosionsbearbeitungsprozesses. Bei einem derartigen Bearbeitungsprozeß stellt sich häufig eine unerwünschte konzentration von Verunreinigungen in dem Bearbeitungsspalt ein. Das Niederschlagen dieser Verunreinigungen auf dem Werkzeug .und dem Werkstück verschiebt die inhärenten natürlichen Vorgänge bei dem Funkenerosionsbearbeitungsprozeß. Normalerweise wird das Geräuschsignal, welches während einer normalen Entladung auftritt sehr stark bedämpft oder wird vollständig vernichtet. Durch Feststellen des Fehlens des Geräuschsignals während einer Entladung erhält man ein unmittelbares und genaues Kriterium für einen Lichtbogenzustand. Die Erfindung besteht daher in einem.Gerät für die Funkenerosionsbearbeitung, mit einem an das elektrisch leitende Werkzeug und ein elektrisch leitendes Ferkstück gekoppelten Antriebsmechanismus zum Vorsehen und Aufrechterhalten eines Bearbeitungsspaltes bestimmter Größe, eine Detektorschaltung zum Feststellen der Abwesenheit eines Geräuschsignals während eines Entladevorganges, die kennzeichnend für das Vorhandensein eines Lichtbogenzustandes ist, ebenso eine Lichtbogenkorrektursteuereinheit, die auf die Detektorschaltung ansprechen kann und an dem Antriebsmechanismus angeschlossen ist, um abwechselnd den Bearbeitungsspalt zu verkleinern oder zu vergrößern, so daß dadurch die auf dem Werkzeug

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und dem Werkstück niedergeschlagenen Verunreinigungen entfernt werden.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfidnung ergeben sich aus der nun folgenden Beschreibung eines Ausfiihrungsbeispiels unter χί inweis auf die Zeichnung.

Es zeigt:

Fig.1 ein allgemeines Blockschaltbild mit den Merkmalen nach der Erfindung:

Fig.2a und 2b das Vorhandensein und das Fehlen des Geräuschsignals, welches auf der Signalspannung während einer Entladung erscheinen kann:
Fig. 3 ein detailliertes Blockschaltbild gemäß einer A.us-

fUhrungsform nach der Erfindung: Fig.4 ein detailliertes Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung:

Fig.5 ein detailliertes schemfetisehes Blockschaltbild einer noch weiteren bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung:

Fi.6a und 6b wenn sie in der angedeuteten Weise zusammengefügt werden, ein detailliertes schematisches Schaltbild des Geräuschdetektors, der Zyklussteuereinheit und des Generators für eine periodische Bewegung, welche Abschnitte die wesentlichen Elemente der vorliegenden Erfindung darstellen,

Fig.1 zeigt ein allgemeines Blockschaltbild mit den Merkmalen nach der Erfindung. Eine Stromversorgung 1o ist an ein elektrisch leitendes Werkzeug 12 und an ein elektrisch leitendes Werkstück 14 angeschlossen, die einen Bearbeitungsspalt 16 zwischen sich formen. Die Stromversorgung erzeugt Bea.rbeitungsimp.ulse, die an den Bearbeitungsspalt 16 angelegt elektrische Entladungen in diesem Spalt hervorrufen. Die Stromversorgung 1o erzeugt ein Spannungssignal, welches an den Bearbeitungsspalt 16 angelegt diesen ionisiert oder einen elektrischen Durchbruch im Spalt hervorruft, woraufhin die Spannung auf einen niedrigen Bearbeitungswert für die Dauer der Entladung abfällt. Fig.2a veran- ; schaulicht die Signalspannung bei idealen Bedingungen. Dem Spannungssignal ist ein Hochfrei}£nzsignal oder Geräuschsignal

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aufmoduliert. Dieses Signal ist während normaler Bearbeitungsbedingungen vorhanden? wenn jedoch ein Lichtbogenzustand auftritt, wird das Geräuschsignal zum Verschwinden gedämpft bzw« es verschwindet praktisch. Kennt man einmal die Beziehung zwischen dem Geräuschsigna.1 und dem Vorhandensein eines Lichtbogenzustandes, so besteht das Problem darin,das Fehlen des Geräuschsignals zu erfassen. Dies kann auf verschiedene Weise vorgenommen werden. Ein Geräuschdetekt'or 18 ist an dem Bearbeitungsspalt 16 angeschlossen und erzeugt eine Ausgangsgröße, wenn das Geräuschsignal verschwindet oder auf dem Spannungsimpuls während einer guten Entladung nicht vorhanden ist. Der Ausgang des Geräuschdetektors ist an eine Lichtbogenkorrektursteuereinheit Po angeschlossen. Die Lichtbogenkorrektursteuereinheit erzeugt eine Vielzahl von Signalen, die einen Zyklus von Ereignissen definieren, deren Durchführung den Lichtbogenzusta.nd beendet. Die Signale gelangen zu einem Antriebsmechanismus. ?2, 'Tür eine relative Bewegung zwischen dem Werkzeug 12 und dem Werkstück 14 sorgt, so daß man also eine unbegrenzte Zahl von Bearbeitungsspaltgrössen vorsehen kann,

Es sei hervorgehoben, daß sich die vorliegende Beschreibung nur auf diejenigen Abschnitte eines Funkenerosionsbearbeitungsgerätes erstreckt, die für die vorliegende Erfindung von Bedeutung sind. Für den Fachmann geht hervor, daß der Antriebsmechanismus 22'·, das Werkzeug 12, das Werkstück 14 und der Bearbeitungsspalt 16 alle Teil einer ServoSteuereinheit sind, welche die Größe des Bearbeitungsspaltes bei normalen Bearbeitungsbedingungen steuert. Da ein Lichtbogenzustand keinen normalen Umstand darstellt, ist die Steuereinheit für das Werkzeug 12 etwas abgewandelter Natur, 'eiter ist der Abschnit.t und die Verwendung einer Lichtbogensteuereinheit in Verbindung mit einem St^ndardservomechanismus eine einfache Torsteuerangelegenheit, die für e,inen Fachmann selbstverständlich ist; dieser Abschnitt ist daher nicht gezeigt. Ebenso ist das dielektrische Medium und die Einrichtung zum Erzeugen einer Strömungsgeschwindigkeit einem Fachmann gut bekannt und nicht veranschaulicht.

liach dem Emfpang eines Signals aus dem Geräurchdetektor 18 er-

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zeugt die Korrektursteuereinheit 20 eine Vielzahl von Signalen, um einen Betriebszyklus hervorzurufen, der dazu imstande ist, den Lichtbogenzustand zu beseitigen. In dieser einfachsten Ausführungsform umfasst die Korrektur einen Zyklus, um abwechselnd die Spaltgröße zu verkleinern oder zu vergrößern. Mit anderen Worten heißt dies, daß das Werkzeug entweder nahe an das Werkstück bewegt wird, oder von diesem entfernt wird. Dieser Vorgang bewirkt eine Art Waschkraft, die auf die Flächen des Werkzeugs und des Werkstücks wirkt, die den Bearbeitungsspalt formen, und die weiter bewirkt, daß Verunreinigungen, die auf diesen Flächen niedergeschlagen wurden, entfernt werden. Das Vorhandensein dieser Niederschläge ist die Ursache für das Entstehen eines Lichtbogenzustandes; daher bedingt das Entfernen dieser Niederschläge oder Verunreinigungen das Ende des Lichtbogenzustandes.

Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild entsprechend einer mehr detaillierten Ausführungsform nach der Erfindung. In diesem Fall besteht die Lichtbogenkorrektursteuereinheit aus einem Kurzschlußdetektor 24 und einem Befehlsgenerator Wenn der Geräuschdetefctor 18 ein Ausgangssignal an den Eingang 19 des Generators 26 liefert, was für das Fehlen eines Geräuschsignals und das Vorhandensein eines Lichtbogenzustandes kennzeichend ist, so erzeugt der Befehlsgenerator 26 unmittelbar am Ausgang 23 ein erstes Ausgangssignal, um den Mechanismus 22 anzutreiben, derart, daß die Bearbeitungsspaltgröße verkleinert wird bzw. das Werkzeug zum Werkstück hin bewegt wird. Wenn sich das Werkzeug nahe dem Werkstück befindet, oder sich in einigen Fällen in Berührung mit diesem befindet, erzeugt der Kurzschlußdetektor 24 ein Signal, welches zum Eingang des Generators 26 gelangt und da«; erste Signal beendet und ein zweites Ausgangssignai entstehen lässt. Dieses Signal bewirkt, daß abwechselnd die Größe des Bearbeitungsspaltes kleiner und größer wird. Dies wird dann durch den Antriebsmechanismus 22 bewerkstelligt, der das Werkzeug zum Werkstück und von diesem weg um gleiche Irikremente eine bestimmte Anzahl von Malen bewegt. Durch dieseⁿ Bewegungsvorgang werden effektiv Verunreinigungen beseitigt, die die Ursache für den Lichtbogenzustand sind. Wenn dieser Vorgang abgeschlossen ist, erzeugt der Generator 26 ein drittes Ausgangssignal, durch welches der Antriebsmechanismus veranlasst wird, den Bearbeitungsspalt zu vergrößern oder veranlasst wird, das Werkzeug vom Werkstück wegzubewegen, bis ursprüngliche Spaltgröße wieder erreicht ist.

Fig. 4 ist ähnlich der Fig. 3, mit der Ausnahme, daß in ersterer eine Impulsenergie-Steuereinheit 28 enthalten ist. Die Steuereinheit 28 weist einen Ein-

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gang 29 auf, der auf den Befehlsgenerator 26 anspricht, und weist einen Ausgang 31 auf, der an die Stromversorgung 10 angeschlossen ist. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, die Impulenergie dazu heranzuziehen, die Lichtbogenkorrektur zu beschleunigen. Nachdem das erste Ausgangssignal bewirkt hat, daß der Bearbeitungsspilt sich bis zum Kurzschluß verkleiner hat, kann es wünschenswert sein, die Impulsenergie auf Null zu bringen, so daß dabei die Ausgangsgröße der Stromversorgung während der Dauer des zweiten und des dritten Ausgangssignals beendet ist. Die Energie kann dann auf ihren vorbestimmten Wert am Ende des dritten Ausgangssignals aus dem Befehlsgenerator wieder aufgebaut werden. Eine zweite Möglichkeit für den genannten Zweck unter Verwendung einer Impulsenergiesteuereinheit, besteht darin die Impulsenergie auf einen bestimmten minimalen Wert zu reduzieren, nachdem ein Lichtbogenzustand erfasst wurde. Hierbei ergibt sich die Möglichkeit, einen Kurzschluß zu erfassen, jedoch auch die Möglichkeit eine Zerstörung bestmöglichst zu verhindern, nachdem der Lichtbogenzustand fortfährt zu bestehen. Weiterhin besteht die Möglichkeit, beide Funktionen zu kombinieren, so daß man also eine optimale Stromversorgungssteuerung während eines Lichtbogenzustandes vorsehen kann.

Fig. 5 zeigt ein detailliertes Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführungsform des Systems nach der Erfindung. Die gesamte Betriebsweise4st ähnlich derjenigen des zuvor beschriebenen Systems. Die Stromversorgung 10 besteht aus einer Impulsquelle 30, einer Gleichstromversorgung 32 und aus Leistungsschalt-Schaltungen 34. Die Impulsquelle 30 kann eine Vielzahl von Impulsen mit niedriger Leistung erzeugen. Die Zeitdauer dieser Impulse wird als EIN-Zeit definiert; die Zeitdauer zwischen diesen Impulsen wird als AUS-Zeit definiert. Die EIN-Zeit und die AUS-Zeit der Impulse niedriger Leistung ist identisch mit den entsprechenden Zeiten der Bearbeitungsimpulse, die am Ausgang der Stromversorgung 10 erscheinen. Die Impulse niedriger Leistung steuern den Schaltbetrieb der Leistungsschalt-Schaltungen 34i Die Leistungsschalt-Schaltungen 34 erzeugen Bearbeitungsimpmlse inniem sie die Ausgangsgröße der Gleichstromversorgung in einer durch die Impulse niedriger Leistung definierten Hauptzeiüschalten. Die Bearbeitungsimpulse werden dem Bearbeitungsspalt aufgedrückt, um in dem Bearbeitungsspalt Entladungen hervorzurufen. Wenn der Geräuschdetektor 18 das Fehlen des Geräuschsignals feststellt, so sieht er ein Signal zum Eingang 19 des Befehlsgenerators 26 vor, der aus der Zyklussteuereinheit 36 und einem Generator 38 für eine periodische Bewegung besteht. Diese Elemente erzeugen die für die Steuerung des Antriebsmechnismus 22 erforderlichen Signale, derart, daß der Lichtbogenzustand korrigiert wird.Wenn

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ein Lichtbogen erfasst wird, so wird ein erstes Befehlssignal erzeugt, was zwei Ereignisse zur Folge hat. Erstens gelangt ein Signal durch das Gatter 40 'zum Ausgang 41 und zum Antriebsmechanismus 22. Obwohl eine Reihe von Antriebstypen dem Fachmann auf dem vorliegenden Gebiet gut bekannt sind, ist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel· ein motorbetriebener Schrittantrieb gezeigt. Ein Schrittmotor42 ist mechanisch an das Werkzeug 12 gekoppelt, so daß eine relative Bewegung zwischen dem Werkzeug 12 und dem Werkstück 14 vorgesehen werden kann, womit sich die Größe des Bearbeitungsspaltes 16 verändern lässt. Der Schrittmotor 42 wird durch Motortreiberschaltungen 44 gesteuert. Die Motortreiberschaltungen 44 erfordern ein Signal, welches dieBewegungsrichtung definiert, und erfordert eine Vielzahl an Impulsen. Jeder Impuks stellt ein minimales Inkerement der Werkzeugsbewegung dar, während die Frequenz der Vielzahl der Impulse die Bewegungsgeschwindigkeit für das Werkzeug definiert. Damit erzeugt das erste Befehlssignal Signale aus dem Gatter 40, welche die Richtung und die Geschwindigkeit der Werkzeugbewegung definieren.

Gleichzeitig erzeugt das erste Befehlssignal ein Signal am Ausgang 43 für die Impulsenergie-Steuereinheit 28, die den Energiewert und die Frequenz der Bearbeitungsimpulse einstellt, die dem Bearbeitungsspalt löaufgedrückt werden. Die in einem Bearbeitungsimpuls enthaltene Energie ist eine Funktion des Produktes aus EIN-Zeit und der Amplitude des Impulses. Damit kann einer der Parameter vom Regeln der Energie eingestellt werden. Die Impulsamplitude kann durch Veränderung des Betriebes der Gleichstromversorgung 32 oder der Leistungsschalt-Schaltungen 34 gesteuert werden. Die EIN-Zeit kann durch Verändern des Betriebes der Impulsquelle 30 gesteuert werden. Typisch besteht die Impulsquelle 30 aus einem a-stabilen Multivibrator. Ein Multivibrator igt ein zweistufiger Oszillator, bei dem eine Stufe sich in dem leitenden Zustand befinden kann, während die andere Stufe nicht leitend ist, bis ein Punkt erreicht ist, bei dem die erstgenannte Stufe nicht leitend wird und die zweite Stufe dann leitet.Die Zeitdauer für den Leitzustand der ersten Stufe kann durch AÜS-Zeit bestimmt sein. Typisch sind hierbei die Leitzustands-Zeiten mit Hilfe eines Potentiometers in der Schaltung veränderlich. Weiter kann die Ausgangsgröße beendet werden, in dem man die AUS-Zeit bestimmende Stufe in dem leitenden Zustand blockiert. Beide der genannten Möglichkeiten sind dem Fachmann gut bekannt. Wenn somit ein Lichtbogen erfasst wurde, schaltet das erste durch die Zyklussteuereinheit 36 erzeugte Befehlssignal in EIN-Zeitschalter 46 und den AUS-Zeitschalter 48· Dieses Schalter schalten nun bestimmte Impedanzwerte in

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die Multivibratorstufen ein, um bestimmte EIN- und AUS-Zeiten vorzusehen. Die ETN-Zeit kann auf einen bestimmten Wert reduziert werden, der in Einklang mit der gewünschten reduzierten Impulsenergie steht. Die AUS-Zeit kann auf einen bestimmten Wert gpbracht werden, der in Einklang mit der Frequenz der Impulse steht, welche dem Schrittmotor-42 zugeführt werden, um somit in Einklang mit der Bewegung des Werkzeugs 12 stehen. Auf Grund der Beschaffenheit eines Lichtbogenzustandes ist es wesentlich, daß die Eniiadungen auf einem Minimum gehalten werden. Daher wird die Energie reduziert; darüberhinhaus wird die AUS-Zeit derart eingestellt, daß nur ein Impuls für jedes Bewegungsinkrement des Werkzeugs 12 angelegt bzw. zugeführt wird.

Zusammenfassend ergibt sich smit, daß nach dem Erfassen eines Lichtbogens, das Werkzeug inkrementell zum Werkstück hin bewegt wird, wobei die Größe des Bearbeitungsspaltes vermindert wird. Gleichzeitig wird die Energie der Bearbeitungsimpulse auf einen minimalen Wert reduziert, und es wird nahezu ein Impuls pro Inkrement der Werkzeugsbewegung dem Bearbeitungsspalt zugeführt. Wenn sich das Werkzeug sehr nahe bei dem Werkstück befindet, so tritt ein Kurzschluß auf, der durch die Kurzschlußdetektorschaltung 24 erfasst wird. Der Detektor 24 erzeugt ein Kurzschlußsignal, welches von der Zyklussteuereinheit 36 empfangen wird, wodurch unmittelbar das erste Befehlssignal beendet wird und ein zweites Befehlssignal eingeleitet wird. Weiter ist zu diesem Zeitpunkt die Zyklussteuereinheit 36 dazu befähigt, den Abstand zu speichern, um welchen sich das Werkzeug vom Zeitpunkt des Erfassens des Lichtbogens an bewegt hat, bis zu dem Zeitpunkt, bei dem der Kurzschluß erfasst wurde.Das Ende des ersten Befehlssignals bedeutet das Ende der Werkzeugbewegung und es werden die EIN- und AUS-Zeitschalter in ihre ursprüngliche Stellung bzw. Zustand gebracht.

Das zweite Befehlssignal erregt den Generator 38 für die periodische Bewegung und ebenso den Pulsbeendigungsschalter 50, Demnach wird die AUS-Zeitstufe des Multivibrators in dem leitenden Zustand blockiert und die Erzeugung von Bearbeitungsimpulsen auf der Stromversorgung 10 wird beendet. Der Generator 38 für die periodische Bewegung kann Impulse und Richtungssignale für die Treiberschaltungen 44 vorsehen, die den Schrittmotor 42 veranlassen, entweder das Werkzeug 12 zum Werkstück 14 oder von diesem weg zu bewegen und zwar mit gleichen Bewegungsinkrementen und eine bestimmte Anzahl von Malen. Durch den Vorgang aufeinanderfolgender Bearbeitungsspaltvergrößerungen und Verkleinerungen .werden Niederschläge bzw. Verunreinigungen von den Flächen des Werkzeugs und

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des Werkstück? entfernt. Wie an früherer Stelle dargelegt wurd^, diese Niederschläge oder Verunreinigungen die Ursache für eine Begünstigung des Auftretens eines Lichtbogenzustandes. Wenn die Anordnung dieser Verunreinigungen ausreichend gestört oder diesen Vorgang entfernt wurde, so ist auch der Lichtbogenzustand oder die Voraussetztmg zur Bildung desselben zerstört. Wenn der Generator für die periodische Beweguno seinen Zyklus eine bestimmte Anzahl von Malen durchgeführt hat, sendet er ein Signal zur Zyklussteuereinheit' 36, welche das zweite Befehlssignal beendet und ein drittes Befehlssignal einleitet.

Das dritte Befehlssignal hält nun den Impulsbeendigungsschalter in dem gleichen Schaltzustand und sieht Signale für die Treiberschaltungen 44 vor, , um das Werkzeug vom Werkstück zu entfernen, wodurch der Bearbeitungsspalt vergrößert wird und zwar um einen Betrag, der gleich dem beim Ende des ersten Befehlssignals gespeicherten Abstand ist. Mit aNderen Worten wird das Werkzeug in seine ursprüngliche Lage zurückbewegt, die es zum Zeitpunkt der ersten Festeilung des Lichtbogens hatte. Danach beendet die Zyklusstuereinheit 38 das dritte Befehlssignal, wilches den Impulsbeendigungsschalter in seinen ursprünglichen Zustand zurückführt, so daß dem Bearbeitungsspalt nun wieder Bearbeitungsimpulse mit dem ursprünglichen Energiewert zugeführt werden.

Wenn die Fig. 6a und 6b entsprechend den angegebenen Verbindungslinien aneinandergesetzt werden, so erhält man ein detailliertes Schaltbild des Geräuschdetektors 18, der Zyklussteuereinheit 36 und des Generators 38 für die periodische Bewegung. Diese Elemente stellen den Kern der vorliegenden Erfindung dar. Da die anderen Elemente auch beim Stand der Technik vorhanden sind, sind sie nicht im Detail gezeigt. In Fig. 6a ist ein Widerstand 52 elektrisch in Reihe mit dem Werkzeug 12, dem Bearbeitungsspalt 16 und dem Werkstück 14 geschaltet, die alle am Ausgang der Stromversorgung (nicht gezeigt) hängen. Während einer Entladung fließt der Strom durch den Serienkreis und er erzeugt einen Spannungsabfall am Widerstand 52. Dieses Potential wird an den Eingang eines Betriebsverstärkers 54 gelegt, welcher die Eingangsgröße verstärkt und filtert, um so einen Spannungsimpuls am Ausgang vorzusehen, dessen Größe proportional zur Stromimpulsgröße während de«; Entladevorganges ist. Die Ausgangsgröße wird einem Eingang 56 des Betriebsverstärkers 58 aufgedrückt, der nach Art einer Hochgeschwindigkeits-Vergleichsstufe

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arbeitet. Der Andere Eingang 60 des Verstärkers 58 weist eine konstante Spannungsgröße auf, die mit Hilfe des Potentiometers 62 angegriffen wird, wobei das Potentiometer 62 zusammen mit dem Widerstand 64 und der Zenerdiode eine Spannungsteilerschaltung bilden.Die Zenerdiode 66 wird im Durchbruchszustand gehalten, so daß man also eine konstante Quelle für die Spannungsteile-Widerstände 62 und 64 erhält. Wann immer nun der Spannungsimpuls aus dem Verstärker 54 eine Größe aufweist, die oberhalb der Bezugsspannung am Eingang liegt, erzeugt der Verstärker 58 eine Ausgangsgröße. Diese Ausgangsgröße gelangt durch die Diode 68 zur Basis des Transistors 70, der darauf in den leitenden Zustand gelangt.

Wenn nun ein Bearbeitungsimpuls von der Stromversorgung 10 vorgesehen wird, so daß ein Potentialgefälle zwischen Werkzeug 12 und Werkstück 14 beseht, bewirkt das Potentialgefälle einen Stromfluß durch die Widerstände 72 und 74, so daß der Bearbeitungsspalt16 geshuntet wird. Der Potentialabfall am Widerstand 72 gelangt über den Widerstand 76 zum Eingang 78 des Betriebsverstärkers 8o. Die Zenerdiode 82, die dem Widerstand 72 parallel geschaltet ist, dient dazu den Verstärker 80 gegen übermässig große Spannungen am Eingang 78 zu schützen. Man immer eine Spannungfgröße am Eingang 78 die Bezugsspannung am Eingang 84 überschreitet, erzeugt der Verstärker 80 eine Ausgangsgröße, die durch die Diode 86 zur Basis des Transistors 88 gelangt, welche daraufhin in den Sättigungsbereich gebracht wird.

Die Dioden 90 und 92 und die Transistoren 94 und 96 stellen ein UND Gatter dar. Mit anderen Worten, wenn einer der Transistoren 7o oder 88 während der Entladung in dem nicht leitenden Zustand bleibt, bleibt der Transistor 94 in dem leitenden Zustand. Dies zeigt an, daß eine schlechte Entladung stattfindet, da entweder der Strom oder die Spannung über dem Bearbeitungsspalt nicht einen bestimmten minimalen Wert überschritten hat. Wenn sowohl ein Strom- als auch ein Spannungsimpuls existiert, gelangen beide Transistoren 70 und 88 in den Sättigungsbereich, und die Basis des Transistors 94 erhält ein Potential, durch welches dieser Transistor in den nicht gesättigten Zustand getrieben wird. Hierdurch entsteht ein positiveres Potential an der Basis des Transistors 96, der daraufhin leitend wird. Während einer guten Entladung existiert eine positive Ausgangsgröße am Emitter des Transistors 96 für die Zeitdauer, während welcher der Strom- und der Spannungsimpuls zusammen am Bearbeitungsspalt bestehen.Wenn am Emitter des Transistors 96 ein Ausgangssignal erzeugt wird, so gelangt es durch die Diode 98 und 'triggert

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die monostabilen Multivibratoren 100 und 102.

Diese Vorrichtungen erzeugen einen Ausgangsimpuls, der durch Veränderung der Werte der äußeren Elemente variiert werden kann, die daran angeschlossen sind. Der Zweck der Multivibratoren 100, 102, 104 und 106 besteht darin, ein Fenster oder Zeitrahmen während einer guten Entladung zu erzeugen, um die Entladung anzutasten und um das Vorhandensein oder das Fehlen des Geräuschsignals zu erfassen. Unter Hinweis auf die Fig. 2a und 2b lässt sich die Tatsache erkennen, daß die Spannungs- und Stromimpulse vor und während der Zeit der Ionisation des Spaltes äußerst irregulär und unstabil sind. Es wäre daher nicht ratsam, den Spalt während dieser Zeit anzutasten, um das Auftreten eines bestirnten Geräuschsignals zu erfassen. Demnach besteht der Zweck der Multi-

darin/

vibratoren 100 und 102 vor dem Zeitrahmen oder vor der Antastzeit eine zeitliche Verzögerung einzuführen.Dies ermöglicht es, daß die Spannungs-und Stromimpulse ihre stabilen Werte vor dem restlichen Ablauf der Entladung erhalten können. Aufgrund der zeitlichen Austastung durch die Multivibratoren 100 und 1o2, können die elektrischen Parameter des Bearbeitungsspaltes während dieser Austastzeit ihre Entladewerte erreichen· die Abfallflanken der Multivibratorausgangsgrößen können die monostabilen Multivibratoren 104 und 106 triggern. Jeder dieser Multivibratoren erzeugt eine Ausgangsgröße, die eine Antastzeit (sampling time) darstellen, während welcher das Geräuschsignal erfasst wird. Typisch beträgt das Fenster oder der Zeitrahmen, der durch den Multivibrator erzeugt wird, ca. die Hälfte der Zeit und liegt mit gleichem Abstand innerhalb dem Fenster oder dem Zeitrahmen, der durch den Multivibrator 104 erzeugt wird. Jede der Ausgangsgrößen aus den Multivibratoren 104 und 106 gelangt jeweils durch eine logische Wert-Kopplungselektronik (interfface) 108 und 110. Der einzige Zweck dieser Vorrichtungen besteht darin, eine Anschlußmöglichkeit zwischen logischen Vorrichtungen mit unterschiedlichen Spannungswerten vorzusehen.Diese Vorrichtungen sehen jedoch ebenso eine Signalumkehrung vor. Die Ausgangsgröße aus der Kopplungselektronik 108 gelangt durch den Inverter *\-\Z und zum Gattereingang 113 eines torgesteuerten oder getasteten Verstärkers 114.

Die Eingangsgrößen des getasteten Verstärkers 114 werden durch die Kapazität 116 an den Bearbeitungsspalt gelegt. Während der Antastzeit, die durch das Sample-Signal am Gattereingang 113 bestimmt ist, ist der Verstärker 114 für den Empfang des Wechselstromsignal im Bearbeitungsspalt 16 bereit. Die Ausgangsgröße des Verstärkers 114 wird durch die Kapazität 118 und den Widerstand

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gefiltert. Die Werte dieser Komponenten sind so gewählt, daß ein Signal im niedrigen Megaherzbereich hindurchgelangen kann. Die Ausgangsgröße des Filters gelangt durch die Diode 124, welche als Halbwellengleichrichter arbeitet, und es wird dann eine Ladung an der Kapazität 112 aufgebaut. Während der Antastzeiten wird der Transistor 126 im nicht leitenden Zustand gehalten. Zwischen den Antastzeiten leitet jedoch der Transistor 126, so daß ein Entladepfad für die Kapazität 122 geschaffen wird. Wenn das Geräuschsignal entsprechend bei mehreren Zyklen während der Antastzeit erfasst wird, so sieht der Ladekondensator 122 ein Signal.am Eingang 130 eines Vergleicher-Verstärkers 128 vor. Wenn das Signal am Eingang 130 die Größe des Bezugssigna3s am Eingang 132 überschreitet, so erzeugt die Vergleichsstufe 128 eine Ausgangsgröße mit einem positiven Spannungspegel. Diese Ausgangsgröße gelangt durch den Inverter 134 und durch die Kopplungselektronik 136 zum Nicht-Rückstelleingangsanschluß des Flip-Flops 138, wodurch ein positives Signal am Ausgang des Flip-Flops 138 entsteht. Die Diode 140 und 142 und der Transistor 144 sind in Form eines WEDER-NOCH-Gatters angeordnet. Demnach hält die Ausgangsgröße des Verstärkers 128 während einer guten Entladung, bei der keine Lichtbogenausbildung stattfindet, für die Dauer der Antastzeit aus 104, den Ausgang des Flip-Flops 138 hoch, wodurch ebenso der Transistor 144 im aesättigten Zustand blockiert wird und somit der monostabile Multivibrator 146 nicht getriggert werden kann.

Wenn jedoch während einer guten Entladung ein Lichtbogenzustand besteht, so verschwindet das Geräuschsignal. Während der ersten Antastzeit aus dem Multivibrator 104, kann sich an der Kapazität 122 keine Ladung aufbauenj die Vergleichsstufe 128 schaltet demnach nicht. Der Ausgang dieser Stufe bleibt demnach auf einem geringeren positiven Potential und zwar für die Dauer der ersten Antastzeit. Der Flip-Flop 138 ist somit empfänglich für einen Taktimpuls. Die Dioden 148, 150 und der Transistor 15?. sind ebenso zu einem WEDER-NOCH-Gatter zusammengeschaltet. Damit befindet sich während der zweiten Antastzeit aus dem Multivibrator 106 die Eingangsgröße durch die Diode 150 auf einem niedrigen Potentialwert; daher hört der Transistor 152 auf zu leiten. Der Kollektor des Transistors 152 nimmt daher ein positiveres •Potential an, welches zum Taktgebereingang des Flip-Flops 152 gelangt und diesen Flip-Flop taktmässirr steuert, so daß der Ausgang dieses Flip-Flops auf niedrigeres positives Potential fällt. Am Ende der zweiten Antastzeit wird der Eingang zur Diode 150 auf positiveres Potential gebracht, wodurch

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der Transistor 152 in den leitenden Zustand gelangt, so daß das Potential am Kollektor auf einen geringeren positiven Wert abfällt. Zu diesem Zeitpunkt sind beide Anoden der Dioden 140 und 142 spannungsmässig niedrig und der Leitzustand des Transistors 144 wird beendet, so daß der Kollektor desselben ein positiveres Potential annimmt. Hierdurch wird der monostabile Multivibrator 146 getriggert, wodurch pin Impuls am Ausgang des Geräuschdetektors 18 erzeugt wird, der das Vorhandensein eines Lichtbogenzustandes anzeigt.

In Fig. 6b gelangt der Ausgangsimpuls aus dem Geräuschdetektor 18, der einen Lichtbogenzustand anzeigt, als Eingangsgröße zur Zyklussteuereinheit 36, die dann einen Korrekturzyklus einleitet, der so ausgelegt ist, daß der Lichtbogenzustand gemindert wird. Es geht nun hervor, daß der Geräuschdetek-tor 18 ein Geräusch auf einer pro Entladungs ' feist stellt. Die Funkenerosionsbearbeitung stellt jedoch einen schwer vorhersagbaren Prozeß dar. In vielen Fällen kann ein Lichtbogenzustand anfangen· aufgrund von anderen dynamischen Zuständen des Prozesses, wie z.B. Strömungsgeschwindigkeit, dielektrische Festigkeit usw. kann sich der Lichtbogenzustand von selbst wieder verlieren. Bei einer solchen Situation würde es nicht erforderlich sein und würde auch in der Tat dem Wirkungsgrad des Prozesses von Nachteil sein sofort entsprechende Maßnahmen vorzunehmen, um den Lichtbogenzustand zu schwächen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Systems sollen erst mehrere Entladungen abgewartet werden, bevor dem Prozeß Gelegenheit aeboten wird, sich selbst zu bereinigen. Dies ist nun die Aufgabe bzw. Funktion des Zählers 154. Es gibt eine Reihe von Ausführungen von logischen Zählern, die dem Fachmann gut bekannt sind. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wurde eine Ausführungsform eines Zählers gewählt, dem eine bestimmte Eingangsgröße entsprechend einer Voreinstellung eingegeben werden kann. Der Eingangskreis 156 kann ein Satz an Schaltern sein, oder er kann eine Verdrahtung sein, die dauerhaft vorgesehen wird. Tn diesem Fall wird der Zähler 154 durch den Eingangskreis 156 über das Gatter 158 mit einer Zahl voreingestellt, die einer bestimmten minimalen Zahl von Lichtbogen-Signalen entspricht, die auftreten müssen, bevor Korrekturmaßnahmen eingeleitet werden. Jedes Mal, wenn der Zähler eine Ausgangsgröße aus dem Geräuschdetektor 80 empfängt, zählt, er um einen Zählschritt bzw. Inkrement zurück.Wenn nun die bestimmte Anzahl von Lichtbogen erfasst ist, gelangt der Zähler durch einen Nullzustand· dieser Durchgang oder Übergang wird durch den Nulldetektor 160 erfasst.

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Der Nulldetektor gibt ein erstes Befehlssignal ab, um verschiedene Vorgänge einzuleiten. Erstens wird das Befehlssignal zum Gatter 155 rückgekoppelt, welches den Zählbetrieb des Zählers 154 verhindert. Zweitens stellt das Befehlssignal die Ausgangsgröße aus der Zyklussteuereinheit 36 und gelangt als Eingangsgröße zu dem EIN-Zeitschalter 46 und dem AUS-Zeitschalter 48 der Impilsenergie-Steuereinheit 28 (s.Fig.5). Hierdurch wird unmittelbar die Impulsenergie der aufeinanderfolgenden Impulse reduziert und es wird das Auftreten der Impulse mit dem Antriebsmechanismus, welcher das Werkzeug bewegt, synchronisiert. Drittens wird das Signal zum Voreinstellen des Zeichengenerators 162 verwendet, um den Schrittmotor-Treiberschaltungen 44 einen Befehl zur Bewegung des Werkzeugs zum Werkstück hin zu erteilen. Der Zeichengenerator 162 kann auf einem einfachen Flip-Flop bestehen, der so geschaltet ist, daß er seinen Ausgang bei jeden einkommenden Taktimpuls umschaltet. Viertens wird das erste Befehlssignal mit Hilfe von Steuerimpulsen in dem Gatter 134 vorgesteuert. Der Vollständigkeit halber sei auch erwähnt, daß die Steuerimpulse in der Servo-Impulsquelle 166 entstehen* Typisch sind diese Impulse im Zyklussteuerabschnitt der normalen Servomechanismus-Schaltkreise erhältlich, die jedoch nicht gezeigt sind. Die Ausgangsgröße des Gatters 164 gelangt als Eingang zum Gatter 168, dessen Ausgangsgröße den Treiberschaltungen 44 des Schrittmotors zugeführt wird. Damit verursacht das erste Befehlssignal die Bewegung des Werkzeugs zum Werkstück hin. Die Ausgangsgröße aus dem Gatter 164 gelangt ebenso zum Vorwärts-Eückwärtszähler 169, welcher die aus dem Gatter 164 empfangenen Impulse zählt. Wenn sich das Werkzeug 12 sehr nahe bei dem Werkstück 14 befindet, erzeugt der Kurzschlußdetektor24 in Fig.6a eine Ausgangsgröße, die kennzeichnend für elÄeft^KtrzschlTiß-fUr die Zyklussteuer

Dieses Signal wird in dem TCurzschlußspeicher 170 gespeichert, welcher dähri ein zweites Befehlssignal erzeugt. Dieses Befehlssignal oder Ausgangsgröße stellt den Zähler 154 über das Gatter 158 vor. Dadurch wird die Ausgangsgröße aus dem Nulldetektor i6o beendet und damit auch das erste Befehlssignal beendet. Zweitens gelangt das zweite Befehlssignal durch das Gatter 172 und aus der SSyklusgteuereinheit 136 zum Impulsbeendigungsschalter 50 der Impulsenergie-Steuereinheit 28, so daß dadurch die Ausgangsgröße entsprechend' den Bearbeitungsimpulsen beendet wird und ebenso das Erzeugen von elektrischen Entladungen im Bearbeitungsspalt 16 beendet wird. Drittens wird das zweite

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Befehlssignal im Gatter 174 mit Hilfe von Steuerimpulsen tormässig gesteuert, wobei der Ausgang des Gatters 174 mit dem Gatter 168 verbunden ist. Die Steuerimpulse gelangen auch zu dem Antriebsmechanismus, wie an früherer Stelle beschrieben wurde. Viertens stellt auch die Ausgangsgröße des Gatters 174 die Eingangsgröße für den Generator 38 für die periodische Bewegung dar.

Der Generator 38 sieht eine zyklische Bewegung des Werkzeugs 12 zum Werkstück 14 und von diesem weg vor. Der Eingangskreis 176 bestimmt die Größe des Werkzeughubes oder Werkzeugbewegungsabschnittes. Der Eingangskreis 178 bestimmt die Anzahl der Bewegungszyklen. Ist das Ausmaß oder die Größe der Bewegung im Zähler 18O voreingestellt, so zählt der Zähler 180 für jeden aus dem Gatter 174 zu den Treiberschaltungen des Schrittmotors abgegebenen Impuls rückwärts. Wenn die bestimmte Bewegungsgröße oder Bewegungsausmaß ausgeführt ist, erreicht der Zähler 180 seinen Nullzustand, der durch den Nulldetektor 182 erfasst wird. Die Ausgangsgröße des Nulldetektors 182 gelangt durch das Gatter 174 und steuert Men Zeichengenerator 132 taktmässig an, der dazu befähigt ist, die Bewegungsrichtung umzudrehen. Zweitens gelangt die Ausgangsgröße des Nulldetektors als Eingangsgröße zum Zähler 186, der sich im Gleichlauf mit der Anzahl der Zyklen befindet.. Drittens gelangt die Ausgangsgröße als Eingangsgröße zum Gatter 188 und schafft die Möglichkeit, daß der Eingangskreis 176 den Zähler 180 voreinstellen bzw. erneut vorbelasten kann. Hierdurch wird natürlich dann die Ausgangsgröße des Nulldetektors 182 beendet. Die Steuerimpulse gelangen jedoch weiterhin als Ausgangsgröße aus dem Gatter 174 heraus und der Zähler 180 zählt erneut rückwärts. Zu diesem Zeitpunkt bewegt sich jedoch das Werkzeug vom Werkstück weg. Wenn der bestimmte Bewegungsverlauf erneut ausgeführt wird, bewirkt die Ausgangsgröße des Nulldetektors 182 eine Umkehrung der Zeichen-Ausgangsgröße des Generators I62_f bewirkt eine taktmässige Steuerung des Zählers 186 und belastet den Zähler i8Qj6zw. stellt diesen vor.Dieser Zyklus wird mehrere Male wiederholt t wobei die Zahl der Wiederholungen durch die Zahl im Zähler 186 bestimmt ist. Wenn der Zähler 186 durch seinen Nullzustand gelangt, erzeugt der Kulidetektor 190 ein drittes Befehlssignal.

Das dritte Befehlssignal wird erstens vorgesteuert zum Zeichengenerator geschickt, der ein Vorzeichensignal entsprechend einer Bewegung des Werkzeugs weg vom Werkstück erzeugt. Zweitens wird das dritte Befehlssignal dazu verwendet» den iurzschlußspeicher 170 voreinzustellen, wodurch das zweite Befehlssignal beendet wird. Drittens gelangt das Befehlssignal durch das *~

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Gatter 172, um den Tmpulsbeendigungsschalter zu halten, so daß das Erzeugen von Entladungen hinausgezögert wird. Viertens wird das dritte Befehlssignal mit Hilfe von Zuführimpulsen im Gatter 192 taktgesteuert, so daß es als Ausgangsgröße durch das Gatter 168 in die Treiberschaltungen 44 des Schrittmotors gelangt. Damit wird das Werkzeug 12 vom Werkstück 14 wegbewegt und es wird die Größe des Bearbeitungsspaltes 16 erhöht. Weiter ist der Ausgang des Gatter 192 mit dem Eingang des Vorwärts/FückwHrtsZählers 169 verbunden. Diese Zählereingangs<jröße lässt den ZMhl°r 169 rückwärts zählen. Wenn der Zähler durch seinen Nullzustand gelangt, so erzeugt der Nulldetektor 194 eine Ausgangsgröße, die zum Gatter 196 des Generators 38 für die zyklische Bewegung gelangt. Dieses Signal stellt den Zägler 186 vor bzw. belastet ihn vor_r so daß dadurch die Ausgangsgröße aus dem Nulldetektor 190 beendet wird demzufolge auch das dritte Befehlssignal beendet wird. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich das Werkzeug in einer relativen Lage zum Werkstück und zwar derart, daß die gleiche Spaltgröße wie beim ersten Erfassen des Lichtbogenzustandes vorhanden ist. Die Impulsenergie-Steuereinheit kehrt in ihren ursprünglicen inaktiven Zustand zurück und es wird demzufolge der normale Bearbeitungsprozeß wieder hergestellt....

Obwohl die vorliegende Erfindung anahnd einiger bevorzugter Ausführungsbeispiele veranschaulicht und beschrieben ist, so ist es für einen Fachmann selbstverständlich, daß die Erfindung auf diese Ausführungsbeispiele nicht beschränkt ist.

Sämtliche in der Beschreibung und in den Zeichnungen wiedergegebenen Einzelheiten sind für die Erfindung von Bedeutung.

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Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE

   Gerät zum Erfassen und Steuern von Bedingungen bei der Funkenbildung bei einem Funkenerosionsbearbeitungsprozeß, mit einem Antriebsmechanismus, der zwischen einem elektrisch leitenden Werkzeug und einem elektrisch leiten Werkstück gekoppelt ist, um einen Bearbeitungsspalt bestimmter Größe vorsehen zu können, weiter mit einer an das Werkzeug und das Werkstück angeschlossenen Stromversorgung zum Erzeugen von elektrischen Entladungen im BearbeitungsEpalt entsprechend einem bestimmten Energiewert, gekennzeichnet durch einen Geräuschdetektor (18), der zum Erfassen des Fehlens eines Geräuschsignals im Bearbeitungsspalt während der Entladungen an dem Bearbeitungsspalt angeschlossen ist; und durch eine Lichtbogenkorrektursteuereinheit (20), die zwischen dem Geräuschdetektor van* dem Antriebsmechanismus geschaltet ist, um aufeinanderfolgend die Größe des Bearbeitungsspaltes eire bestimmte Anzahl von Malen in Abhängigkeit von dem Fehlen des Geräuschsignals zu verkleinern und zu vergrößern.

   2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtbogenkorrektursteuereinheit (20) einen Kurzschlußdetektor (24) aufweist, der an das Werkzeug und das Werkstück zum Feststellen eines Kurzschlusses im Bearbeitungsspalt während einer Entladung anaeschlossen ist, und weiter pinen Befehlsgenerator (26) aufweist, dessen Eingänge mit dem Geräuschdetektor verbunden sind,und dessen Ausgang an dem Antriebsmechanismus angeschlossen ist, um

   a) ein erstes Befehisignal entsprechend dem Erfassen eines Fehlens des Geräuschsignals zu erzeugen, damit der Antriebsmechanismus die Größe des Bearbeitungsspaltes vermindert, um ^c

   b) ein zweites Befehlssignal in Abhängigkeit von dem Erfassen eines Kurzschlusses zu erzeugen, damit der Antriebsmechanismus aufeinanderfolgend die Größe des Bearbeitungsspaltes eine Änzan-ί von Malen verkleinert und vergrößert, und um

   c) ein drittes Befehlssignal zu erzeugen, damit der Antriebsmechanismus eine bestimmte Größe des BearbeitungsSpaltes speichert.

   ^. Gerät nach Anspruch ?, dadurch gekennzeichnet, daß die T.ichtboaenkorrektutv

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   Steuereinheit (20) eine Impulsenergie-Steuereinheit (28) aufweist, . deren Eingang mit dem Befehlsgenerator verbunden ist und deren Ausgang mit der Stromversorgung verbunden ist, um das Erzeugen der elektrischen Entladungen in Abhängigkeit von dem Befehlssignalen abzuwandeln.

   4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsenergie-Steuereinheit (28) eine erste Schalt-Schaltung (46, 48) aufweist, um die Energie der elektrischen Entladungen in Abhängigkeit von dem ersten Befehlssignal zu reduzieren, und weiter eine zweite Schalt-Schaltung (50) aufweist, um das Erzeugen der elektrischen Entladungen in Abhängigkeit von dem zweiten und von dem dritten Befehlssignal zu beenden.

   5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Befehlsgenerator folgende Einrichtungen aufweist:

   a) eine erste Steuerschaltung (154,-155, 156, 158, 16O) zum Einleiten des ersten Befehlssignals in Abhängigkeit vom Fehlen des Geräuschsignals ;

   b) eine zweite Steuerschaltung (158, 170) zum Einleiten des zweiten Befehlssignals und zum Beenden des ersten Befehlssignals in Abhängigkeit von der Feststellung eines Kurzschlusses;

   c) eine erste Zählschaltung (164, 169) zum Messen des Ausmaßes in der Abnahme des Bearbeitungsspaltes während des ersten Befehlssignals}

   d) einen Generator (38) für eine periodische Bewegung, der in Abhängigkeit von dem zweiten Befehlssignal arbeitet und das Werkzeug veranlasst, sich periodisch zum Werkstück hin und von diesem weg zu bewegen und zwar pine bestimmte Anzahl von BewegungsZyklen, daß ferner folgende Einrichtungen vorgesehen sind:

   1) eine erste Schaltung (176) zum Vorausbestimmen der Größe bzw. des Ausmaßes der periodischen Bewegung,

   2) eine zweite Schaltung (178) zum Vorausbestimmen der Anzahl der Bewegungszyklen , und

   3) eine zweite Zählschaltung (18O, 182, 186, 188, 190) zum Einleiten des dritten Befehlssignals und zum Beenden des zweiten Befehlssignals in Abhängigkeit von der vorbestimmten Anzahl der Bewegungszyklen; und

   4) eine Detektorschaltung (194, 196), die auf die erste Zählschaltung zum Beenden des dritten Befehlssignals in Abhängigkeit von der

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   Wiederherstellung der vorbestimmten Größe des Bearbeitungsspaltes,' ansprechen kann.

   6. Verfahren zum Erfassen und Steuern von Bedingungen bei der Funkenbildung bei einem Funkenerosionsbearbeitungsprozess» wobei zunächst in einem Bearbeitungsspalt eine Funkenentladung bestimmter Größe bzw. Stärke eingeleitet wird_r dann ein Metallvolumen geschmolzen wird und die Funkenentladung nach einer bestimmten Zeitdauer beendet wird, die in Einklang mit einem bestimmten Energiewert steht, dadurch gekennzeichnet, daß

   a) die Abwesenheit eines Geräuschsignals während einer Entladung erfasst wird;

   b) das Werkzeug zum Werkstück hin bewegt wird, bis ein Kurzschluß festgestellt werden kann;

   c) der Energiewert der Funkenentladung auf den Wert Null gebracht wird;

   d) dann das Werkzeug zum Werkstück hin und von diesem weg eine bestimmte Anzahl von Malen bewegt wird; ν

   e) dann das Werkzeug vom Werkstück entfernt wird, um eine bestimmte Größe des Bearbeitungsspaltes wiederherzustellen; und

   f) schliesslich die. Anzahl der Funkenentladungen im Bearbeitungsspalt gespeichert wird.

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