DE2250872A1 - Verfahren und einrichtung fuer die elektroerosive bearbeitung einer werkstueckelektrode - Google Patents
Verfahren und einrichtung fuer die elektroerosive bearbeitung einer werkstueckelektrodeInfo
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Description
8Äündie,i21 - Gotthardstr. 81 ■·'" '
A. G. für industrielle Elektronik
AGIB Losone "bei Locarno, Losöne (Schweiz)
Verfahren und Einrichtung für die elektroerosive'
Bearbeitung einer Werkstückelektrode
Die Erfindung betrifft ein Verfahren für die elektroerosive
Bearbeitung einer Werkstückelektrode, welche Werkstückelektrode mit einer Werkzeugelektrode einen durch einen Vorschubantrieb
veränderlichen Arbeitsspalt bildet, und am Arbeitsspalt, welcher mit einer Arbeitsflüssigkeit gespült wird, Spannungsimpulse vorgegebener Dauer und in einem Zeitabstand wiederkehrend
angelegt werden zur Erzeugung von elektrischen Entladungen vorgegebener Stromstärke. Ferner betrifft die Erfindung
eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Bei den bekannten Elektroerosionsmaschinen wird der Arbeitsspalt
zwischen der Werkzeugelektrode und der Y/erkstückelektrode
während des Erosionsvorganges durch automatischen Elektrodenvorschub geregelt. Hierbei werden die gemittelte Spaltspannung,
der gemittelte Arbeitsstrom oder der Spaltwiderständ als Regelgrösse
(IST-Wert) erfasst und mit einem SOLL-Wert verglichen.
Die durch diesen Vergleich erzeugte Differenzspannung wird einem
Vorschubantrieb zur Regelung dei" Breite des Arbeitsspaltes zugeführt. Hierbei ergibt sich der grosse Nachteil,
dass die Deformation der Form beziehungsweise Gestalt der den Arbeitsspalt überbrückenden Impulse überhaupt nicht oder nicht
rechtzeitig erkannt wird. Der Vorschubantrieb wird daher nicht entsprechend den physikalischen Zuständen im Arbeitsspalt gesteuert,
so dass der Erosionsvorgang häufig unterbrochen wird
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und ein schlechter Wirkungsgrad vorhanden ist. Ein weiterer lachteil liegt darin, dass die im Arbeitsspalt freigegebene
Energie der einzelnen Arbeitsimpulse die Regeleigenschaften
der bekannten Vorschubantriebe verändert. Solche Veränderungen können sich ergeben, wenn die Bedienungsperson während des
Erosionsvorganges die elektrischen Parameter am erosiven Generator wie z.B. Spannung, Strom, Impuls-Pausen-Verhältnis,
Repetitionsfrequenz, neu einstellt oder wenn während des Erosionsvorganges die physikalischen Zustände im Arbeitsspalt
infolge geänderter Spülverhältnisse oder geänderter Wirkfläche zwischen Werkzeug- und Werkstückelektroden sich in
unkontrollierter Weise ungünstig verändern. In beiden Fällen muss die Bedienungsperson in langwierigen Versuchen Nachregulierungen
zur Unterstützung der Vor.schubregelanlagen vornehmen. Bekanntlich müssen diese Vorschubregelanlagen den
veränderten Erosionsbedingungen angepasst werden.
Die Erfindung hat die Aufgabe, die genannten Nachteile der bekannten
Vorschubregelanlagen zu beseitigen und darüber hinaus die Deformation sämtlicher, in der Erosionstechnik vorkommenden
Formen und Gestalten von Impulsen rechtzeitig zu erfassen und früh genug die Regelbefehle an den Vorschubantrieb zu geben.
Unter rechtzeitiger Erfassung kann verstanden werden, dass schon die Tendenz zur Deformation einer Impulsform oder einer
impulsgestalt beziehungsweise die Tendenz der Entartung des
Impulses festgestellt wird und bevor die Deformation beziehungsweise
Entartung stattgefunden hat, die entsprechende Regelgrösse auf den Vorschubantrieb gegeben wird.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet,
dass für jeden am Arbeitsspalt anliegenden Impuls seine Scheitelspannung gemessen wird und bei Ueberschreiten eines ersten,
der Anstiegsflanke des Impulses zugeordneten Spannungswertes die Zeit zwischen diesem Spannungswert und einem zweiten, der
Abstiegsflanke des Impulses zugeordneten Spannungswert gemessen wird, und die Breite des Arbeitsspaltes in Abhängigkeit
der Scheitelspannung und der Zeit geregelt wird.
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Die erfindungsgemässe Einrichtung ist gekennzeichnet durch
folgende Anordnung:
a) ein Pegeldetektor ist mit seinem Eingang an den beiden
Elektroden angeschlossen zum Abtasten der Anstiegsflanke der Impulsspannung5 welcher Pegeldetektor bei Ueberschreiten von
vorgegebenen Schwellworten -durch die Anstiegsflanke diesen
Schwellwerten zugeordnete Signale erzeugt und auf einen nachgeordneten
Speicher gibt, und der Pegeldetektor bei TJeber-'-sohreiten
eines bestimmten ersten Schwellwertes der Anstiegsflanke einen Zähler über eine Torschaltung startet und bei
Unterschreiten eines bestimmten zweiten Schwellwertes der Abstiegsflanke den Zähler stoppt, welcher Zähler die Zeit
zwischen den beiden genannten Schwellwerten zählt;
b) der Speicher ist über eine Verriegelungsschaltung mit dem Zähler verbunden, Vielehe Yerriegelungsschaltung die TJeTaertragung
des Inhaltes des Speichers in den Zähler nur dann bewerkstelligt, wenn der genannte zweite Schwellwert der Abstiegsflanke
unterschritten ist, wobei der Inhalt des Speichers im Zähler mit der genannten Zeit kombiniert wird;
c) eine logische Steuerschaltung ist vorgesehen, welche bei
Ende eines Impulses den Transport des kombinierten Inhalts des Zählers als Regelgrösse auf eine Regelvorrichtung zum
Antreiben des Vorschubantriebes steuert und bei Beginn der zeitlich folgenden Pause des Impulses die "genannten Speicher
und Zähler auf Hull setzt.
Im Nachfolgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
näher erläutert. Es zeigen:
Pig. la und Ib die Deformation rechteckiger Spannungsimpulse
bei grosser und kleiner Entladungsenergie,
Pig. 2 die Erläuterung des etrf indungsgemässen Verfahrens an
verschiedenen Impulsformen, -
Pig. 3 ein Blockschaltbild der erfindungsgemässen Einrichtung,
Pig. 4 in ausführlicher Blockdarstellung eine Schaltungsanordnung,
als Detail der in Pig. 3 gezeigten Einrichtung, und
Pig. 5 ein Plussdiagraram über die Operationen der in, Pig.
gezeigten Schaltungsanordnung. ■
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In der Pig. la sind verschiedene Gestalten bzw. formen von
Impulsen dargestellt. Auf der Ordinate ist die Spannung ü
und auf der Abszisse die Zeit eingetragen. Der zuerst gezeichnete Impuls besitzt eine Scheitelspannung, welche die
Spannung TT entspricht. Bei dieser normalen Gestalt "bzw.
Form des Impulses vergeht eine gewisse Verzugszeit zwischen Beginn der Zündspannung und dem Durchschlag, wo die Spannung
U des Impulses auf die normale Brennspannung U^ absinkt. Der
zweite Impuls zeigt, dass infolge von Aenderungen der physikalischen
Verhältnisse im Arbeitsspalt der Durchschlag bereits bei einer viel kleineren Zündspannung erfolgt wie im ersten
Impuls beschrieben ist. Beim dritten gezeichneten impuls hat
sich der physikalische Zustand im Arbeitsspalt wieder in Richtung Normalisierung geändert, so dass dieser Impuls durchschlägt
bei der eingestellten Zündspannung U mit einer Verzugszeit zwischen dem Beginn der Zündspannung und dem Durchschlag
auf die Brennspannung TJ33, die kleiner ist als beim ersten Impuls.
Mit diesen gezeichneten Impulsen soll angedeutet werden, dass die-Gestalt bzw. die Form der auf den Arbeitsspalt gelangenden
Impulse sich verändern,ohne dass die bekannten Regeleinrichtungen
oder die Bedienungsperson von diesen Aenderungen etwas merken. Der als vierter gezeichnete Impuls, welcher mit
A bezeichnet ist, zeigt, dass der Durchschlag zwischen den beiden Elektroden bei einer etwas kleineren Zündspannung erfolgt
wie die festeingestellte Zündspannung U . Aus den daran sich anschliessenden Impulsen ist eindeutig die Tendenz zu
entnehmen, dass sich sehr schnell ein Lichtbogen bildet. Diese Lichtbogenbildung ist mit B bezeichnet. Daa.Charakteristikum
dieses Lichtbogens ist die noch kleinere Brennspannung wie bei den normalen Impulsformen. Die in der Fig. la
gezeigte und eben diskutierte Tendenz zur Entartung bzw. zur Deformation der Impulsform in Richtung Lichtbogenbildung kann
bis heute von keiner Regelanlage und auch von keiner Bedienungsperson erfasst werden. Erst wenn der Lichtbogen sich im
Arbeitsspalt zwischen den beiden Elektroden gebildet hat, erfolgt die erste Reaktion der bekannten Regeleinrichtungen.
Dies ist in der Pig. la dadurch angedeutet, dass die Deformation
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der Form bzw. der Gestalt der Impulse einige Impulse später behoben
ist und die Impulse wieder ihre normale Gestalt bzw. Form
annehmen. An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass die in der Fig. la gezeigte Anzahl der Impulse von einer Gestalt bzw.
Form zur anderen nicht mit der Wirklichkeit übereinstimmen muss. In der Praxis können 'ohne weiteres eine grössere Anzahl von
Impulsen auf den Arbeitsspalt gegeben werden von einer Gestaltänderung
zur anderen. Abschliessend wird noch darauf hingewiesen, dass die in der Fig. la gezeigten Impulse Arbeitsimpulse
mit grosser Entladungsenergie sind, welche für die Grobbearbeitung in der Erosionstechnik verwendet werden.
In der Fig. Ib sind Impulse mit verschiedener Form bzw. Gestalt
aufgezeichnet, welche eine geringe Entladungsenergie aufweisen und für das Feinerodieren bzw. Feinsterodieren verwendet werden.
Auf ..der Ordinate sind die Spannung U und auf der Abszisse die
Zeit t aufgetragen. Der erste Impuls erreicht die Zündspannung U , und nach einer gewissen Yerzugszeit erfolgt der Durchschlag
zwischen den beiden Elektroden, so dass die Spannung des Impulses
auf seine normale Brennspannung U-n absinkt« Beim Feinerodieren
bzw. Feinsterodieren ist der Arbeitsspalt viel kleiner eingestellt als wie z.B. die in der Fig. la gezeigten Impulse für das Groberodieren.
Wenn nun beim Feinerodieren bzw» Feinsterodieren gemäss
den Impulsen der Fig. Ib der Arbeitsspalt durch irgendeinen Umstand noch mehr verkleinert wirds so ergeben sich die Formen
bzw. Gestalten der nachfolgend gezeichneten Impulse. Beim zweiten, dritten und vierten Impuls (der vierte Impuls hat eine
Fläche, die mit A bezeichnet ist.) sieht man die Tendenz, dass die Verzugszeit, die zwischen dem Beginn" der Zündspannung U "
und dem Durchschlag liegt, kleiner wird und die Zündspannung \
sich nicht ändert. Die Yerzugszeit verkleinert sich jedoch nur |
bis zu einem bestimmten Wert, der &.B. durch die Oberkante,des i
Impulses A dargestellt ist. Wenn beim Feinerodieren bzw» feinsterodieren
der an und für sich schon kleine Arbeitsspalt noch
mehr verkleinert wird, ergibt sich das Phänome», dass die"2ünd- j
spannung des Impulses plötzlich absinkt und die bereits def i-
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nierte Verzugszeit in der gleichen V/eise zunimmt. Dies ist besonders
deutlich an dem fünften Impuls von links zu seilen. Die Tendenz zur Entartung bzw. zur Deformation der Gestalt
oder der Form der Impulse, welche bereits vom zweiten gezeichneten Impuls vorhanden ist, führt zu einem Zustand, welcher
eine Impulsform bzw. Impulsgestalt B darstellt. In einem
solchen Zustand hat der Erosionsvorgang bereits aufgehört. Der Arbeitsspalt wirkt in diesem Fall nur noch als niederohmiger
Widerstand. Die bekannten Regeleinrichtungen können die Tendenz zur Entartung und zur Deformation der Impulse
nicht erfassen. Erst wenn der Zustand "B" im Arbeitsspalt
erreicht ist und die Erosion bereits aufgehört hat( dann beginnen
die bekannten Regeleinrichtungen nach einer gewissen Regelzeit den Vorschub in der Weise zu beeinflussen, dass die
beiden Elektroden voneinanderbewegt werden. Erst hiernach können sich wieder Impulse ausbilden, wie-es in der fig. Ib,
rechts vom Zustand "B", gezeichnet ist. In Wirklichkeit können wesentlich mehr Impulse auf den Arbeitsspalt gelangen you
einem Zustand zum anderen, wie es in der Fig. Ib gezeichnet ist.
Abschliessend sei darauf hingewiesen, dass die bekannten Regeleinrichtungen
für die Vorschubregelung bei Erosionsmaschinen den Unterschied der Entartung bzw. Deformation der Impulsformen
"bzw. Impulsgestalten beim Groberodieren, beim Feinerodieren
oder beim Feinsterodieren nicht kennen. Daher arbeitall /die
bekannten Regelanlagen für sämtliche diversen Erodiexarten
gleich schlecht. Zusätzlich müssten besondere Einrichtungen vorgesehen werden, die nur auf die Lichtbogenbildung beim
Groberodieren ansprechen oder nur auf die leitfähigkeitsmessung reagieren, wenn beim Feinerodieren oder Feinsterodieren der
Arbeitsspalt den Zustand eines niederolimigen WideretÄiideo hat.
Durch diese zusätzlichen Einrichtungen wächst der Umfang eolcher
Regelanlagen ins Unermessliche. Trotss dieser groeeen Begelanlagen
kann die Tendenz zur Entartung bzw. Deformation nicht erfasst werden. Wie bereits erwähnt, erfassen die komplizierten
bekannten Regelanlagen nur den Zustand eines Licht-
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bogens "beim Groberodieren oder nur den Zustand eines niederohmigen
T/iderstandes beim Pein- bzw, Peinsterodieren.
In der Pig. 2 ist das Erfindungsprinzip gezeigt,'mit dessen
Hilfe die Entartungstendenz "bzw. Deformationstendenz der Impulse
sowohl beim Grob- als auch beim Pein- und Peinsterodieren
erkannt wird. Aus Gründen der besseren Uebersicht. sind in der Pig. 2 drei Impulse gezeichnet. Auf der Ordinate
•ist die Spannung "U gezeichnet und auf der Abszisse ist die
Zeit t dargestellt. Der Impuls 100 soll ein normaler Impuls sein, dessen Anstiegsflanke 111 bis auf die Scheitelspannung
TJ-^ ansteigt. Die Zeit T, schliesst sich der .Anstiegsflanke
an und hört auf, wo der Durchbruch des Impulses 1·erfolgt. Die Abstiegsfianke 112 ist ein Teil des Durchbruchs auf die
normale Brennspannung TL,. Die Abstiegsflanke 112 stellt den
gesamten .Teil des Impulses dar, bestehend aus seiner Durchschlagdauer,
Brenndauer und Beendigung. Gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren wird die Scheitelspannung "EU des Impulses
100 in der Einrichtung der Pig. 3 erfasst und zusätzlich die Zeit T-, gemessen, welche zwischen einem ersten Schwellwerk i
der Anstiegsflanke 111 und einem zweiten Schwellwert k der Abstiegsflanke 112 vergeht. Bei dem Rechteck-Impuls 100 der
Pig. 2 fällt die Zeit T-,, welche zwischen, den Schwellwerten
i und k liegt, zufälligerweise mit dem Vorhandensein der
Scheitelspannung IL zusammen. Bei anderen Impulsformen wie z.B. trapezförmige, dreieckförmige oder sinusförmige Impulse,
bedeutet die Zeit T1 den Zeitverlauf, der vergeht zwischen dem
lieber schrei ten der Impuls spannung über den Schwellwert i und dem Unterschreiten, der Impulsspannung unter den Schwellwert k.
Die in der Pig. 2 gezeichnete Impulsform 200 zeigt die Tendenz zur Entartung bzw. Deformation beim Groberodieren, wie es im
Zusammenhang mit der Pig. la ausführlich beschrieben worden ist. Beim erfindungsgemässen Verfahren wird eine solche Ent-4
artungstendenz sofort festgestellt. Beim Impuls 200 fallen
die Anstiegsflanke 211 und ein Teil der Abstiegsflanke 212
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zeitlich zusammen, da dieser Impuls bei einer geringeren Zündspannung
Up den Arbeitsspalt überbrückt. Die gemessene Zeit T2
ist in diesem Pail gleich Null. Wie später noch näher ausgeführt wird, gibt die erfindungsgemässe Regeleinrichtung sofort
ein entsprechendes Steuersignal auf den Vorschubantrieb, so dass wieder normale Zustände im Arbeitsspalt herrschen. Der
Impuls 300 in der Fig. 2 zeigt die Tendenz der Entartung bzw. Deformation der Impulsform beim Pein- bzw. Peinsteroderien,
wie es schon im Zusammenhang mit der Pig. Ib näher beschrieben wurde. In einem solchen Fall wird genau wie vorher beim Groberodieren
die Scheitelspannung U, gemessen. Die Zeit, die zwischen den Schwellwerten i und k vergeht und in diesem
Beispiel mit T, bezeichnet wird, ist gleich Null. Dies ergibt
sich aus dem Umstand, dass der erste Schwellwert i nicht mehr auf der Anstiegsflanke 311 sich befindet. Der
zweite Schwellwert k befindet sich wohl auf dem Teil der
Abstiegsflanke 312, hat aber keine Wirkung auf die in der Pig. 3 näher beschriebene Einrichtung zum Regeln des Vorschubantriebes.
Zusammenfassend zur Pig. 2 wird noch darauf hingewiesen, dass die Position des ersten Schwellwertes i.
für die Empfindlichkeit der Regelanlage von Bedeutung ist.
Wenn der Schwellwert i für rechteckige Impulse 100 gemäss Fig. 2 auf der Anstiegsflanke 111 so positioniert wird, wie
es gezeichnet ist, dann ergibt sich eine grössere Empfindlichkeit der Regelanlage auf die Tendenzen zur Entartung
bzw. Deformation bei den verschiedenen Betriebsarten wie Groberodieren (Fig. la) und Pein- bzw. Feinsterodieren
(Pig. Ib).
Im Folgenden wird die gesamte Regelanlage, welche in Blockdarstellung
in der Pig. 3 gezeichnet ist, im einzelnen diskutiert. An den beiden Elektroden 1 und 2, zwischen denen
der Arbeitsspalt 103 sich befindet, ist ein Pegeldetektor angeschlossen. Im Blockschaltbild der Fig. 3 ist die einpolige Darstellung sämtlicher Verbindungszüge bevorzugt.
Daher ist nur die Verbindung zwischen der einen Elektrode
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und dem Pegeldetektor 3 gezeichnet. Wenn nun die nicht gezeichneten
elektronischen leistungsschalter eines Impulsgenerator über die leitung 101 an die beiden Elektroden 1 und 2 die
Impulse anlegen, so erscheinen die Impulsformen wie sie z.B.
in den Pig. la, Ib und 2 gezeigt sind am Arbeitsspalt 103.
Es sei nun angenommen, dass die Elektroden 1 und 2 so zueinander stehen, dass der Arbeitsspalt 103 eine korrekte Breite aufweist.
In diesem Fall erscheint der Impuls 100 der Pig.· 2 am Arbeite·-
spalt 103. Die Anstiegsflanke 111 des Impulses 100 wird im Pegeldetektor 3 mittels Sohwellwerten m abgetastet. Der. Pegeldetektor
3 enthält eine bestimme Anzahl M von Detektorkreisen zur Erfassung der Schwellwerte. In der Pig. 2 sind wegen der
Uebersiehtlichkeit. nur die drei Schwellwerte m-1, m und in+1
gezeichnet. Selbstverständlich kann der Pegeldetektor 3 so viele Detektorkreise enthalten wie die Anstiegsflanke 110
unterteilt werden soll. Daher wird auch der Pegeldetektor 3 mit M Detektorkreisen ausgestattet. Nun zurück zur Pig. 3.
Der Pegeldetektor 3 gibt bei Ueberschreiten eines jeden Schwellwertes m ein bestimmtes Signal über die Verbihdungs- \
leitungen 31, welche ebenfalls in der Anzahl M vorgesehen
sind, auf den Speicher 4. Diese Signale, welche den einzelnen Schwellwerten entsprechen, werden im Speicher 4 temporär gespeichert.
Wenn nun gemäss Pig. 2 der bestimmte Schwellwert i, welcher der Anstiegsflanke 110 zugeordnet ist * überschritten
wird, so gibt der Pegeldetektor 3 das entsprechende Signal ebenfalls auf den Speicher 4, welcher in diesem Pail über die
leitung 41 ein Signal auf die logik 61 der Torschaltung 6 gibt und über die Koinzidenzschaltung 62 der gleichen Logik mittels
der ODER-Schaltung 52 der Verriegelungsschaltung 5 den Zähler
7 an den" Zeittaktgeber 14 über die Leitung 141 anschaltet. Der Zähler 7 wird nun solange mit den Zeittaktgeberimpulsen gefüllt,
bis der nächste ausgewählte Schwellwert k, welcher gemäss Pig. dem oberen Teil der Abstiegsflanke 112 des Impulses 100 zugeordnet ist, vom Pegeldetektor 3 erfasst wird und ein entsprechendes
Signal auf den Speicher 7 gibt, welcher über die Leitung 42
und in gleicher Weise wie vorhin schon beschrieben über die
Torschaltung 6 und Verriegelungsschaltung 5 den Zähler 7 vom Zeittaktgeber 14 abschaltet. In diesem Zustand wird der Inhalt
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des Speichers 4, welcher in binärer Weise die Anzahl M der Schwellwerte m gespeichert hat, über die Verriegelungsschaltung 5, welche aus der Koinzidenzschaltung 51 und der
schon genannten ODER-Schaltung 52 besteht, auf den Zähler
gegeben und dort mit der gespeicherten Zeit, die zwischen den Schwellwerten i und k gezählt wurde, addiert. In diesem
Stadium befindet sich im Speicher 7 die aus der Zeit und aus der Anzahl M der Schwellwerte kombinierte Eegelgrösse.
Durch den Ucbertrag des Inhalts des Speichers 4 auf den Zähler 7 erfolgt die Ansteuerung der logischen Steuerschaltung
9 über die Leitung 91· Die logische Steuerschaltung 9 tritt jedoch erst dann in Tätigkeit, wenn der iDipuls 10Ö im
Arbeitsspalt 103 beendet ist. Dies geschieht über die Verbindungsleitung 102 zwischen den nicht gezeigten Leistungsschaltern des Impulsgenerators und dem Zähler 11. Das Signal
über das Iinpulsende wird über Leitung 92 auf die logische
Steuerschaltung 9 gegeben. Diese logische Steuerschaltung veranlasst über Leitung 93t dass der Zeittaktgeber 14 von
dem Zähler 11 freigeschaltet und über Leitung 142 auf den Zähler 13 für die Zählung der Impulspause geschaltet wird.
Wenn der Zähler 13 die durch die Handeingabe 131 voreingestellte Pause als beendet festgestellt hat, gibt er über
die Leitung 131 den nicht gezeigten Leistungsschaltern des Impulsgenerators den Befehl, wieder mit einem neuen Impuls
über die Leitung 101 zu beginnen. In diesem Fall würde die Steuerschaltung 9 ebenfalls über Leitung 93 den Zeittaktgeber
14 von dem Zähler 13 freischalten und über Leitung auf den Zähler 11 für die Impulsdauer einschalten. Ba der
Zeittaktgeber 14 sowohl für die Impulsdauer als auch für die Impulspause der Arbeitsimpulse auf dem Arbeitespalt 103
verantwortlich ist und gleichzeitig die Zeit zwischen den Schwellwerten i und k der Impulse 100 zählt, ist eine Zwangssynchronisation zwischen all den Werten gegeben, so dass die
gesamte Schaltung sich vereinfacht. Für die folgende Erklärung sei angenommen, dass die logische Steuerschaltung 9
sich in dem Zustand befindet, dass der Impuls 100 im Arbeite-
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spalt 103 beendet ist und dass der^Zeittaktgeber 14 über Leitung
142 auf den Zähler 13 für die Zählung der Impulspause angeschaltet ist. In diesem Zustand gibt die logische Steuerschaltung
9 über die Leitung 95 ein Ausgabesignal auf die Koinzidenzschaltung
12. Durch diesen Ausgabesignal, welches über
Leitung 121 auf den Zwischenspeicher bzw. Pufferspeicher 10
gegeben wird, ist gewährleistet, dass der kombinierte Inhalt
des Zählers 7, welcher die Regelgrösse darstellt, in diesem
Zwischenspeicher 10 eingespeichert wird. In diesem Zustand gibt die logische Steuerschaltung· 9 über die Leitungen 96
ein Löschsignal auf den Speicher 4 und auf den Zähler 7. Hierdurch werden der Speicher 4 und der Zähler 7 mittels des weiteren,
schnellen Zeittaktgebers 8 über die-Leitungen 81, 82 auf Null zurückgesetzt, so dass der Speicher 4 und der Zähler
7 für den nächsten Impuls im Arbeitsspalt 103 empfangsbereit 'sind. V/enn mm die Regelvorrichtung 15 die im Zwischenspeicher
10 temporär gespeicherte Regelgrösse abverlangt, so verarbeitet sie diese Regelgrösse in einer im Zusammenhang mit der Pig. 4 noch
näher zu beschreibenden Weise. Ueber die Leitung 161 gibt die
Regelvorrichtung entsprechende Signale auf den Regelantrieb
16, welcher z.B. ein Vorschubmotor für die als Werkzeug ausgebildete Elektrode 1 sein kann. Bisher wurde beschrieben, wie
ein ordnungsgemässer Impuls 100 (siehe Pig. 2) am Arbeitspsalt
103 anliegt und die diversen Werte zur Βϋάμ^ des IST-Wertes
herangezogen werden. Im nächsten.Beispiel soll erläutert werden, wie die Regelanlage funktioniert, wenn ein Impuls auf ■
den Arbeitsspalt 103 gelangt, welcher Impuls die Tendenz zur Entartung bzw. Deformation seiner Gestalt oder Porm in sich
trägt. Als Prototyp eines solchen Impulses sind' in der Pig. die Impulse 200 und 300 gezeichnet.
Die Wirkung der in den Pig. 3 und 4 dargestellten Regelanlage
wird im Folgenden anhand des Impulses 200 der Pig. 2 naher erklärt. Wenn nun infolge von unkontrollierbaren Aenderungen der
physikalischen Zustände im Arbeitsspalt 103, wie z.B. andere Spül Verhältnisse infolge -von veränderter Oberflächengrösse der
Elektroden 1 und 2 oder ungewolltes Ansammeln von Erosionspro-
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BAD ORIGINAL
dukten oder Bildung von Gasblasen innerhalb des dielektrischen
Mediums usw., vorhanden sind, sq haben die von
den nicht gezeichneten Leistungsschaltern des Impulsgenerators
über die Leitung 101 gegebenen Arbeitsimpulse die
Tendenz zur Entartung bzw. Deformation ihrer Qestts.lt- oder
Form, wie es in der Fig. la beim Groberodieren und als
Prototyp 200 in der Fig. 2 gezeichnet ist. In diese» Fall
erfasst der Pegeldetektor 3, wie bereite früher beschrieben, die Anstiegsflanke 211 des Impulses 200 und gibt pro Schwellwert
"m" ein Signal über Leitungen 31 auf den Speicher 4·
Die Anstiegsflanke 211 des Impulses 200 Ist mit den Schwellwerten
m-1, m, m+1 bezeichnet. Selbstverständlich ist die
Anstiegsflanke 211 in wesentlich mehr Schwellwerte unterteilt. Die Schwellwerte m liegen in einer Anzahl'won U
vor. Wie bereits gesagt, ist diese Anzahl beetifflist durch
die Anzahl der im Pegeldetektor 3 eingebauten Schwellwert-Stromkreise.
Je dichter die einzelnen SehweljLwerte zueinander
liegen, desto genauer ist die Erfassung 4er flanke 211 und besonders der Scheitelspanming Wg
nun angenommen in dem Beispiel des Impuls©© 200,» Äaes
die Scheitelspannung Ug etwas oberhalb de«
»+Ι liegen soll. Der nächsthöhere SchweJLlKirejrt_B4-2
von dem entsprechenden Stromkreis 1» Ftygeldetefcter 3
,nicht »ehr erfasst» iaher ist d#r Speictorplftte, ##r im
Speicher 4 dem Schwellwert »-«-1 zugeordnet im%$ mxG
geladene Platz, Hier4urcb let im ttytUftmp 4
«inge^eben worie», im»» ei *i»h M«,rfe#i tu»
üle SeteltelapamuwG W2 lHio4«lt» M in #-«p ,Btiefi«!
I»P»l©es 200 <3ie Scheitel spannung V2 unterhalte de&
wertes i liegt, wird im Speicher 4· der diese« S92»r«Xlvert i
cn^vordnete Speicherplatz nicht belegt, so da®5 ®tm Beeiöder
Torschaltung 6 über die Leitung 4X zm Starten
Zählers 7 nicht erfolgt, Mit anderen Worten &$u?feärückt
liels»t dies: im Fall des Impulse© 200 erfolgt kein« Zählung
der Zeit zwischen den beiden Schwellwerfcen i und k. Wenn
nma auf der Abstiegeflanke 212 der Schwellwert 3e unter-
»ctoritten wird, so wird über die Leitung 42 die
400011/0717 "■ '
schaltung "51 der Verriegelungsschaltung 5 geöffnet, so dass
der Inhalt des Speichers 4 über die Verriegelungssehaltung 5 auf den Zähler 7 gegeben wird. ,Im. Zähler 7 sind nun die
Schwellwerte .m der Anstiegsflanke 211 gespeichert. Wie bereits früher schon gesagt, wird nach dieser Üebertragung
des Inhaltes vom Speicher 4 auf den Zähler 7 die logische Steuerschaltung 9 über die Leitung 91 angeregt und tritt
jedoch erst dann in Wirkung, wenn der Inhalt des Zählers 11, welcher für die Impulsdauer des Arbeitsimpulses am Arbeitsspalt 103 verantwortlich ist, das Impulsende über die Leitung
92 der logischen Steuerschaltung 9 mitgeteilt hat. Wie bereits gesagt, b'estimmt der Zähler 11 mittels des Zeittaktgebers
14, welcher über Leitung 143 mit diesem Zähler verbunden ist, die Dauer der Arbeitaimpulse im Arbeitsspalt 103·
Nun zurück zum Impulsende-Signal in der logischen Steuerschaltung 9· Ueber die Leitung 95 wird die Koinzidenzschaltung 12
angeregt, so dass der Inhalt des Speichers 7 in den Zwischenspeicher
10 temporär eingespeichert wird·. Dieser Inhalt wird auf die Regelvorrichtung 15 über die Leitung 152 gegeben,
wenn die Regelvorrichtung über Leitung 151 der Koinzidenzschaltung die Information gegeben hat, dass sie die neue
Regelgrösse zur Voraussage des Regelfehlers benötigt. Die Voraussage der Aenderung des Regelfehlers wird bekanntlich .
über Leitung 161 auf den Vorschubmotor 16 gegeben, welcher ■
entsprechend dem Signal die Elektrode entweder in die eine
oder in die andere Richtung verstellt bzw. sie abbremst. Das wird erst zu einer späteren Zeit im Zusammenhang mit der
Fig. 4 näher beschrieben. Im Folgenden wird noch die Funktionsweise
der Fig. 3 beschrieben. Wenn nun der Inhalt des' Zählers 7 im Zwischenspeicher 10 eingespeichert ist, dann
veranlasst die logische Steuerschaltung 9 über die Leitungen 96 das Zurückstellen des Speichers 4' und des Zählers 7 auf
Null. Hierdurch sind der Speicher 4 und der Zähler 7 für den nächsten Impuls im Arbeitsspalt 103 aufnahmebereit. Wenn
nun Speicher 4 und Zähler 7 auf Null gesetzt sind, schaltet
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die logische Steuerschaltung 9 über Leitung 93 den Zeittaktgeber 14 vom Zähler 11, der für die Dauer der Arbeitsiinpulse verantwortlich
i3t, ab und auf den Zähler 13 zu, welcher für.die
Pause der Impulse verantwortlich ist. Dies ist durch die Leitungen 142 und 143 angedeutet. Der Zähler 13» welcher durch
die Handeingabe 131 auf eine bestimmte Pause eingestellt lot, gibt über die Leitung 131 den Befehl auf die nicht gezeichneten
Leistungsschalter des Impulsgenerators, welche Leistungsschalter bei Ende der Pause wieder eingeschaltet werden, so
dass der nächste Impuls am Arbeitsspalt 103 erscheinen kann. Der Zähler 11 steuert die Dauer dieses Impulses über die
Leitung 102. Wie bereits gesagt, ist der Taktgeber 14 über Leitung 143 mit diesem Zähler 11 verbunden.
Bisher wurde die IST-Wert-Erfassung anhand der Impulse 100
und 200 der Pig. 2 beispielshalber erklärt. Hierbei wurde angenommen, dass der Impuls 100 ein sogenannter normaler Impuls
ist, der keine Tendenz zur Entartung oder zur Deformation seiner Gestalt bzw. Form aufweist. Der Impuls 200 ist als
Einzelimpuls aus der gesamten,in der Pig. la gezeichneten Impulsreihe entnommen worden, um zu zeigen, wie, die IST-Wert-Erfassung,
eines solchen zur Deformation neigenden Impulses ist. Wie bereits erwähnt, handelt es sich hierbei um eine
Entartungstendenz bei der erosiven Grobbearbeitung, welche Tendenz zur Bildung eines Lichtbogens führt, wenn nicht frühzeitig genug Gegenmassnahmen ergriffen werden. Im Folgenden
wird nun als drittes Beispiel die IST-Wert-Erfassuhg des
Impulses 300 kurz diskutiert. Dieser Impuls 300 ist aus der
Impulsreihe der Pig. Ib entnommen und stellt die Tendenz zur Entartung der Porm oder der Gestalt der Impulse beim
Peinerodieren oder beim Peinsterodieren dar, Bei diesen Bearbeitungsarten ist die Tendenz zur Entartung oder Deformation
der Impulse durch folgende Bedingungen gegeben;
- durch unkontrollierte Aenderungen in den Spülverhältnissen des dielektrischen Mediums, \
- durch zu hohe elektrische Feldstärken infolge der beim Fein- und Feinsterodieren sich bildenden Grafitschichten
auf den Oberflächen der ElektrpcLen 1 und 2.
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2250072
Diese Erscheinung ist allgemein bekannt* Der Impuls 300 zeigt die Tendenz besonders deutlich* Bei kleiner werdendem Arbeitsspalt
sinkt die Scheitelspannung IiL (Pig» Ib) auf den Wert .
U^5 (Pig. 2). Perner steigt die Zeit an zwischen der Anstiegsflanke 311 und dem oberen Teil der Abstiegsflanke 312» Bei
dem Impuls 300 erfolgt noch ein Durchschlag,. Dieser Impuls
zeigt jedoch die Tendenz, dass kein Durchschlag mehr möglich sein wird und der Erosions/vorgang aufhören wird, wie es z.B..
der Impuls 11B" in der Pig. Ib zeigt. Die'Anstiegsflanke 311
des Impulses 300 ist ebenfalls in m Sehwellwerte aufgeteilt, welche bereits im Zusammenhang mit den anderen Impulsen näher
beschrieben worden sind. In der Anordnung der Pig. 3 wird die Anstiegsflanke entsprechend diesen Sohwellwerten im
Speicher 4 gespeichert. Eine Zählung der Zeit zwischen einem Schwellwert i .und einem Schwellwert k erfolgt in diesem Pail
nickt, da der Schwellwert i von dem Impuls 300 nicht erreicht wird* Es ist Jedoch ohne weiteres denkbar., dass der
Schwellwert i so tief gesetzt wird im Pegeldetektor 3, dass
die Anstiegsflanke 311 diesen Wert -überschreitet. Die IST-Wert-Erfassung
des Impulses 300 der Pig, 2 erfolgt in gleicher Weise wie es schon im Zusammenhang mit den Impulsen
100 und 200 und der Anordnung der Pig., 3 besprochen jvu3?de#
Es sei der Vollständigkeit halber noch erwähnt, dass die
Eegelgrösse des Impulses 300 der Fig. 2 im" !Pufferspeicher 10
der Fig# 3 gespeichert i;st? aus welchem Speicher diese
gross© ίμ die Eegel'vorrichit'u&g 15 eingegel3>e,n wird,
der Befehl Merjzu
legeJ.iroFI?ii5hibum^
der Pig,, 4 wxü 3
W&xm im jaadbeirtisjspallb w$ #ea? fig# J>
eine 10Ö -TrorhaM©ia ist3 s© er^eibeäa sich %m ;der
15 'ä©r P%* 3 vmß. 4 3sei33iP nen
dass dM^Sis Bei^fdiel 4©r uormalen lmp
M:SjfcMKsioja der Pig* 41 uipi 3
sei nur soviel gesagt, dass bei den normalen Impulsen 100 der Arbeitsspalt 103 in seiner vorgeschriebenen SOLL-Ereite
trotz fortschreitender Erosion bestehen bleibt.
Im Folgenden wird angenommen, dass der Arbeitsspalt 103 eine Breite für die Groberosion aufweist und dass nach einer gewissen
Zeit der Kormalimpuls 100 eine Tendenz der Entartung bzw. Deformation der Impulse im Arbeitsspalt 103 auftritt.
Eine solche Tendenz ist in der Fig. la gezeigt und ein Prototyp ist als Impuls 200 in der Fig. 2 dargestellt. Die Erfassung dieses Impulses ist bereits anhand der Fig. 2 und 3
beschrieben worden. Es wird in der kommenden Erklärung davon ausgegangen, dass die Regelgrösse im Pufferspeicher 10
(Fig. 3 und 4) temporär gespeichert ist. Die Mittelungs-Vorrichtung
17 fordert die Information über die Regelgrösse des Impulses 200 aus dem Zwischenspeicher 10 an. Diese Anforderung
erfolgt wie bereits mehrmals beschrieben über die Leitungen 151 und 121. Die Regelgrössen eines jeden Impulses,
der in der Fig. la gezeigten Folge wird über Leitung 152 in die Mittelungs-Vorrichtung 17 eingegeben. Z.B. werden die
Regelgrössen von vier bis fünf zeitlich aufeinander folgende Impulse zueinander addiert. Aus diesen Werten wird der Mittelwert
der vier oder fünf Impulse gebildet. Wie später noch
näher beschrieben, wird aus diesem Mittelwert die Tendenz zur Lichtbogenbildung (Fig. la) festgestellt und zur Regelung verwendet. Der an der Mittelungs-Vorrichtung 17 angeschlossene
Zähler 18 bestimmt die Anzahl der Impulse, deren Regelgrösse miteinander addiert werden soll. Bei ;jed*er Eingabe"
der Regelgrösse eines Impulses aus dem Pufferspeicher 10 verändert der Zähler 18 seinen Inhalt um eins. Wenn der
Inhalt des Zählers 18 den voreingestellten Wert erreicht hat, gibt der N-stellige Zähler 18 über die Leitungen 181 ein Signal
auf ein N-stelliges Schieberegister 19. Das Schieberegister 19 gibt über Leitung 191 ein Signal auf die Mittelungs-Vorrichtung 17 zur Beendigung des Additionsvorganges der Hegelgröseen
und zur Verschiebung des Inhaltes der Mittelungs-Vorrichtung
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um H Speicherplätze. Durch diese Verschiebung erfolgt die BXl-dung
des Mittelwertes aus. den Regelgrössen der %.B.. fünf
aufeinander folgenden Impulse der Fig. la. Der gebildete Mittelwert wird über die Leitung 171 auf einen der Eingänge
des Additiono-und Subtraktionsgliedes 21 gegeben. In diesem
Zustand bildet das Additions-und Sübtraktionsglied 21 die
Differenz zwischen dem Mittelwert und dem SOLL-Wert, welcher vom SOLL-Wert-Geber 23 über Leitung 231 eingegeben wird,
Ferner \<vird der in der Vorrichtung 17 gebildete Mittelwert
über die Leitung 172 auf das Differenzglied 20 gegeben. Das ·
Differenzglied 20 bildet die Differenz zwischen dem jetzt
gebildeten Mittelwert und dem Mittelwert aus den zeitlich
vorherliegenden fünf Impulsen, welcher vorhergehende Mittelwert im Speicher 201 gespeichert ist. Es wird in der.Besehreibung
angenommen, dass ein vorhergehender Mittelwert bereits gebildet worden ist und im Speicher 201 gespeichert ist, so
dass im Differenzglied 21 die Differenz zwischen dem vorhergegangenen Mittelwert und dem jetzt über die Leitung 172 auf
das Differenzglied gelangenden Mittelwert gebildet werden .
kann. Diese Differenz zwischen den beiden zeitlich nahe beieinanderliegenden Mittelwerten wird über die Leitung 202
auf den zweiten der drei Eingänge des Additions-und Subtraktionsgliedes
21 gegeben. Ferner wird eine weitere Grosse auf den dritten Eingang dieses Gliedes 21 gegeben, was im
Folgenden näher erklärt wird. Diese dritte Grosse wird aus
den räumlichen Positionen der z.B. als Werkzeug ausgebildeten Elektrode 1 gebildet. Jedesmal, wenn in der Vorrichtung
17 ein Mittelwert gebildet ist und dieser Mittelwert über die Leitungen 171 und 172 zu den entsprechenden Einrichtungen gelangt,
wird in dem weiteren Differenzglied 22' über die Leitung
222 die räumliche Position der Elektrode 1 eingegeben und mit
derjenigen räumlichen Position der Elektrode verglichen, welche bei der zeitlich vorhergegangenen Mittelwertbildung der
Regelgrösse im Speicher 221 gespeichert ist. Zusammenfassend kann also gesagt werden, dass jeder Mittelwertbildung eine
Differenzbildung der beiden zeitlich nahegelegenen Mittelwerte
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~1S~ ■ 2*50872.
und eine Differenzbildung der zeitlich nahegelegenen PositiOns
werte der Elektrode zugeordnet ist. Die Difierena zwischen
den beiden seitlich nahegelegenen Positionswerten gelangt über
die Leitung 223 auf den dritten der Eingänge des Additions-
und Subtraktionagliedes 21, Die Synchronisaliioiiöeinrichtung
25 sorgt dafür, dass die oben beschriebenen Vorgänge synchron
zueinander ablaufen. Erst wenn diese Eingänge des Gliedes
besetzt sind, erfolgt die Vorhersage der lege*lgrösöe im Glied
21. Biese Vorhersage wird anhand der folgenden Gleichung gebildet:
s = e + ko . ZA e + k
In dieser Gleichung bedeuten:
s die Voi'hersage des Regelfehlers,
e ι den Regelfehler,
s die Voi'hersage des Regelfehlers,
e ι den Regelfehler,
Ic eine Konstante, die dem Regelfehler und der Positionsänderung der Elektrode hinzuaddiert wird»
e die Differenz zwischen zwei Mittelwerten der Regelgrösse,
/\ χ die Differenz zwischen zwei Elektrodenpositianen,
Diese Gleichung wird im Additions- und Subtraktionsglied 21 berechnet. Diese Punktion ergibt einen bestimmten Zustand im
Glied 21. Dieser Zustand wird über die Leitung 211 dem zweistelligen
Speicher 24 mitgeteilt, welcher seinerseits den Vorschubmotor 16 in der Weise steuert, dass der Regelfehler
s auf Null zurückgeführt wird.
Dies wird im Folgenden anhand der beiden Beispiele des Groberodierens
und des Pein- oder Feinsterodierens näher erläutert:
Durch die Vorhersage des Regelfehlers s im Additions- und Subtraktionsglied
21 wird die Tendenz der Deformation der Formen der einzelnen in der Pig. la gezeigten Impulse sur Lichtbogenbildung
frühzeitig genug festgestellt. Wenn die durch den Bezugsgeber 23 in das Additions- und Subtraktiomiglied 21
eingegebene Bezugsgrösce grosser ist als die vorausgesagte!
Regelgrösse s, wird der Vorschubmotcr 16 so gesteuert, duxs
die beiden Elektroden 1 und 2 mit voller Kraft voneinander
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- 1 Q —
beschleunigt werden. Hierdurch wird der Arbeitsspalt 103 ver grössert, so dass der Lichtbogen nicht auftreten kann. Die
erfindungsgemässe Regelanlage verhütet während des Erosionsvorganges, während dem die Elektroden 1, 2 auf konstante
Breite des Arbeitsspaltes 103 /geregelt werden, das Auftreten eines Lichtbogens durch schnelle Vergrösserung des Arbeitsspaltes.. Die erf indungsgemässe Regelanlage verhütet auch
eine Lichtbogenbildung bei Beginn des Erosionsvorganges, wenn die beiden Elektroden 1, 2 .einen zu kleinen Arbeits-.
spalt 103 bilden. Wenn in diesem Fall der stillstehenden Elektroden 1, 2 die Impulse auf den Arbeitsspalt 103 gegeben
.werden, ergibt sich eine Tendenz zur Lichtbogenbildung. Der Vorochubiaotor 16 wird so gesteuert, dass die
stillstehenden Elektroden mit voller Kraft voneinander bewegt werden. Die Tendenz zur Lichtbogenbildung ist. dadurch
gekennzeichnet, dass die durch den Geber 23 in das Additions und Subtraktionsglied 21 eingegebenen Bezugsgrössen grosser
sind als die vorausgesagte Regelgrösse s. Wenn nun infolge des Auseinanderbewegens.der Elektroden 1 und '2 die vorausbestimmte
Regelgrösse grosser wird als der genannte Bezugswert, dann steuert der Speicher 24 den Vorschubmotor 16 in
der Weise, dass die beiden Elektroden 1, 2 mit voller Kraft gebremst werden. Aus der bisherigen Diskussion ergibt sich,
dass die erfindungsgemässe Regelanlage nicht einzelne Zustände
sporadisch im Arbeitsspalt 103 erfasst, sondern über , den gesamten Verlauf .orientiert ist und entsprechend der '
Vorgeschichte die Steuerung des Vorschubmotors 16 vornimmt. Bisher wurde die Tendenz .zur Entartung bzw. zur Deformation
der Arbeitsimpulse beim Groberodieren beschrieben.
Im Folgenden wird die Entartung- bzw. Deformation der Impulse beim Feinerodieren .bzw. beim Feinsterodieren beschrieben.
Eine solche Impulsfolge ist in der Fig. Ib gezeichnet. V/ie
bereits einige Male erwähnt, ergibt sich hierbei häufig die Tendenz, dass der Erosionsvorgang plötzlich aufhört und der
Arbeitsspalt 103 die Eigenschaft eines niederohmigen Y/iderstandes
hat. Die Form der Impulse zeigt schon lange Zeit
• . ,. ., , ; 4098 1 1 /0787
BAD
bevor dieses Ereignis eintritt die Tendenz hierzu. Bei der erfindimgsgemässen Regelanlage wird unter Berücksichtigung der
Vorgeschichte die Tendenz durch die vorausbestimmte Regel-,
gröose s aus dom .Additions- und Subtraktionsglied 21 in
optimaler Weise bestimmt. Als Beispiel wird nun der Impuls
300 der Pig. 2 genommen. Dieser Impuls wird gemäss Pig· 3
erfasct und in die Regelvorrichtung 15 gegeben. Dort wird
der Impuls in gleicher Weise wie im Zusammenhang mit der
Pig, 4 diskutiert in der Vorrichtung 17 gemittelt und mit
anderen Werten verarbeitet, so dass das Additions- und Subtraktionsglied 21 einen Zustand annimmt, welcher der
vorausbestinunten Regelgrösse s entspricht. Bei der in der
Pig. Ib gezeigten Tendenz ergibt sich im Glied 21 der Pig. ein Zustand, der einer grösseren Regelgrösse als der Bezugswert des Gebers 23 entspricht. In diesem Pail werden die
Elektroden 1 und 2 mit voller Kraft zurückgezogen, so dass der Arbeitsspalt 103 nicht den Zustand eines niederohraigen ■
Widerstandes annehmen kann und der Erosionsvorgang nicht gestoppt wird. Sobald beim Zurückziehen der Elektroden 1 und
die vorausbestimmte Regelgrösse im Glied 21 der Pig. 4 grosser ist als der Bezugswert aus dem Geber 23, wird die
Bewegung der Elektroden voneinander durch den Vorschubmotor
16 sofort gebremst. Die Ausführungen zeigen also, dass die Steuerung des Vorschubmotors immer mit Rücksicht auf die
gesamte Vorgeschichte ausgeführt wird. Y/enn z.B. äiö vorausbestimmte Regelgrösse des Gliedes 21 grosser ist als der
Bezugswert aus dem Geber 23 und wenn die Elektroden 1, 2,
z.B. vor einem Erosionsvorgang, stillstehen, dann werden diese Elektroden mit voller Kraft zueinanderbewegt. Oder
wenn während des Erosionsvorganges die Elektroden sich zueinanderbewegen und wenn die vorausbestimmte Regelgrösse
grosser ist als der Bezugswert, dann werden die Elektroden 1, 2 ebenfalls mit voller Kraft zueinanderbewegt, Bas Gleiche
gilt auch für das Bremsen der Elektroden.
Im wesentlichen richtet sich die Steuerung des Vorschubsοtors
l6 danach, ob die vorausbestimmte Regelgrösse grosser oder
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BAD ORIGINAL
kleiner als der Bezugswert des Gebers 23 ist.
In der Pig. 5 ist die Funktionsweise der Regelvorrichtung 15, welche im wesentlichen aus der Mittelungs-Vorrichtung 17
und dem Additions- und Subtraktionsglied 21 besteht, als Schaubild gezeigt. Die dort gegebene Uebersicht wurde bereits
im Zusammenhang mit der Fig. 4 näher erklärt~und .diskutiert.
Es sei noch gesagt, dass das in der Fig. 5 erwähnte Tiefen-Endmass dasjenige Mass ist, welches' anzeigt,
wieweit die Werkzeugelektrode·in die Werkstückelektrode einerodieren darf. Das Tiefen-Endinass wird vor Beginn des
Erodierungsvorgariges eingestellt. Wenn das Tiefen-Endmass
erreicht ist, wird die gesamte Regelanlage ausser Betrieb
gesetzt.
Die erfindungsgemässe Kegelanlage ist wegen des besseren Verständnisses so beschrieben worden, dass nur der Vorschub
eines.Elektrodenpaares geregelt wird. Die Regelanlage wird auch benutzt zur Vorschubregelung von mehreren Elektroden
bzw. Teilelektroden. Wenn eine Elektrode aus mehreren Teilelektroden besteht, so ist jede Teilelektrode am Pegel-'detektor
3 angeschlossen. Für jede Teilelektrode erfolgt
die Erfassung der Scheitelspannung eines jeden Impulses, wie bereits beschrieben wurde. Nur bei derjenigen Teilelektrode
, welche die geringste Scheitelspannung von allen Teilelektroden aufweist, erfolgt eine zusätzliche Messung
der Zeit zwischen den zwei bereits beschriebenen Schwellwerten i und k eines jeden Impulses. Diese Teilelektrode
dient als Führung zum Regeln sämtlicher Teilelektroden. In gleicher Weise-wird bei Vorhandensein von mehreren
Elektroden eine einzige Elektrode zum Regeln für sämtliche andern Elektroden benutzt. Dies ist besonders von
Vorteil bei der Massenherstellung, wenn z.B. an zehn und
mehr Elektroerosionsmaschinen die gleichen Werkstücke mit den gleichen Elektroden erodiert werden sollen. In diesem
Fall wird der Vorschub für sämtliche an der Massenherstellung
beteiligten Elektroden von einer Regelanlage gesteuert. Die-
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jenige Elektrode, welche die geringste Soheitelspanrmng
aufweist, bildet, wie bereits besehrieben, für sämtliche anderen Elektroden die Regelgrosse und dient somit als
Führung für die gesamte Vorschubsteuerung.
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Claims (1)
- PatentansprücheVerfahren für die elektroerosive Bearbeitung einer Werkstückelektrode, welche Werkstückelektrode mit einer Werkzeugelektrode einen durch einen Vorschubantrieb veränderlichen Arbeitsspalt bildet,und am Arbeitsspalt, welche mit einer Arbeitsflüsaigkeit gespült wird, Spannungsimpulse vorgegebener Dauer und in einem Zeitabstand wiederkehrend angelegt werden zur Erzeugung von elektrischen Entladungen vorgegebener Stromstärke, dadurch gekennzeichnet, dass für jeden am Arbeitsspalt (103) anliegenden Impuls (100, 200, 300) seine Seheitelspannung und bei üeberschreiten eines ersten, der Anstiegsflanke (111) des Impulses (100) zugeordneten Spannungswertes die Zeit zwischen diesem Spannungswert und einem zweiten, der Abstiegsflanke (112) des Impulses (100) zugeordneten Spannungswert gemessen wird, und die Breite des Arbeitsspaltes (103) in Abhängigkeit der Scheitelspannung und der Zeit geregelt wird.2, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheitelspannung eines jeden Impulses und seine durch die beiden genannten Spannungewerte definierte Zeit zu einer Regelgrösse kombiniert werden, deren Abweichung von einem vorgegebenen Bezugswert einen Vorschubmotor (16) des Vorschubantriebs für die Bewegung der Elektroden (1, 2) sosteuert, dass die Regelabweichung auf Null geführt wird.3. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem mindestens eine Elektrode aus mehreren Teilelektroden besteht, dadurch gekennzeichnet, dass für jede Teilelektrode die Scheitelspannung eines jeden Impulses gemessen wird, und für diejenige Teilelektrode, an der die gemessene Scheitelspannung unter einem vorgegebenen Grenzwert sinkt, ausserdem die Zeit zwischen dem ersten und zweiten Spannungswert gemessen wird, wobei die Scheitelspannung und die Zeit dieser Teilelektrode zu. einer Regelgrösse kombiniert werden, welche'Regelgrösse den Vor-409811/0787*■ 24 -eohubantrieb sämtlicher Teilelektroden βο lange steuert, bis •ine andere Teilelektrode durch Absinken ihrer goheitelspannung dl· Steuerung des genannten Vorschubantriebs übernimmt.Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche» dadurch gekennzeichnet, dase die zeltliche Aenderung der Regelgrösse und der Elektrodenlage in einem bestimmten Zeitabschnitt gemessen wird und die Aenderung' der Regelgrösse für einen folgenden Zeitabschnitt vorauebestimmt wird, wobei zur Anpassung der Bewegungsgeechwindlgkelt der Elektroden (l, 2) unter Berücksichtigung ihres Gewichtes an die gewünschte Breite des Arbeitsspaltes (103) der Vorschubmotor (16) die Bewegung der Werketückelektrode (2) und der Werkzeugelektrode (1) wie folgt beeinflusst ιa) der Vorechubmotor (16) beschleunigt die Werkstückelektrode (2) und die Werkzeugelektrode (1) mit voller Kraft zueinander, wenn die genannten Elektroden (1, 2) stillstehen oder sich zueinander bewegen und wenn die vorausbestimmte Regelgrösse grosser ist als der genannte Bezugswert;b) der Vorschubmotor (16) beschleunigt die Werkstückelektrode (2) und die Werkzeugelektrode (1) mit voller Kraft voneinander, wenn die genannten Elektroden (1, 2) stillstehen oder sich voneinander bewegen und wenn die vorausbestimmte Regelgrösee kleiner ist als der genannte Bezugswert.Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dase die zeitliche Aenderung der Regelgrösse und der Elektrodenlage in einem bestimmten Zeitabschnitt gemessen wird und die Aenderung der Regelgröße für einen folgenden Zeitabschnitt vorausbestimmt wird» wqbei zur Anpassung der Bewegungsgeschwindigkeit der Elektroden (I, 2) unter Berücksichtigung ihres Gewichtes an die gewünschte Breite des Arbeitispaltes (103) der Vorschubmotor (16) die Werketückelektrode (2) und die Werkzeugelektrode (l) mit voller Kraft bremst, wenn die genannten Elektroden (1, 2) sich zueinander bewegen und die vorausbestimmte Regelgrösse kleiner ist als der genannte Bezugswert, oder Wenn die genannten Elektroden (1, 2)4U9811/Q787sich voneinander "bewegen und die vorausbestimmte Regelgrösse grosser ist als der genannte Bezugswert.6. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der , vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Anordnung:' a) ein Pegeldetektor (3) ist mit seinem Eingang an den "beiden Elektroden (1, 2) angeschlossen zum Abtasten der Anstiegsflanke (111, 211, 311) der Impulsspannung, welcher Pegeldetektor (3) bei TJeberschreiten von vorgegebenen Schwellwerten (m) durch die Anstiegsflanke diesen Schwellwerten zugeordnete Signale erzeugt und auf einen nachgeordneten Speicher (4) gibt, und der Pegeldetektor (3) bei*ueberschreiten eines bestimmten ersten Schwellwertes (i) der Anstiegsflanke einen Zähler (7) über eine Torschaltung (6) startet und bei unterschreiten eines bestimmten zweiten Schwellwertes (k) der Abstiegsflanke (112, 212, 312) den Zähler (7) stoppt, welcher Zähler (7) die Zeit zwischen den beiden genannten Schwellwerten (i, k) zählt; .b) der Speicher (4) ist über eine Verriegelungsschaltung (5) mit dem Zähler (7) verbunden, welche Verriegelungsschaltung die Uebertragung des Inhaltes des Speichers (4) in den Zähler (7) nur dann bewerkstelligt, wenn der genannte zweite Schwellwert der Abstiegsflanke unterschritten ist„ wobei der Inhalt des Speichers (4) im Zähler mit der genannten Zeit kombiniert wird;c) eine logische Steuerschaltung (9) ist vorgesehen/welche bei Ende des Impulses den Transport des kombinierten Inhaltes des Zählers (7) als Regelgrösse auf eine Regelvorrichtung (15) zum Antreiben des Vorschubantriebes steuert und bei Beginn der zeitlich folgenden Pause des Impulses die ge-, nannten Speicher (4) und Zähler (7) auf Null setzt«7. Einrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (17) zur. wiederkehrenden Mittelung einer bestimmten Anzahl von Signalen der Regelgrösse.40981 1/07878. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelungs-Vorrichtung (17) bei Empfang eines ^eden Signals der Regelgrösse den Inhalt eines mit ihm verbundenen Zählers (18) um eins verändert und diese Signale so lange zueinander addiert, bis der genannte Zähler (18) ein Ausgangssignal zum Unterbrechen der Addition in der Mittelungs-Vorrichtung (17) abgibt.9. Einrichtung nach Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass nach Unterbrechung der Addition der Inhalt der Mittelungs-Vorrichtung (17) um so viele Speicherplätze verschoben wird, wie Speicherplätze eines mit dem genannten Zähler (18) gekoppelten Schieberegister (19) belegt sind, Und dass der so erhaltene Mittelwert der Regelgrösse auf ein Differenzglied (20) und auf ein Additions- und Subtraktionsglied (21) gegeben wird.10. Einrichtung nach Ansprüchen 6, 7 und 9t gekennzeichnet durch die Anordnung!a) des Differenzgliedes (20) zum Bilden einer Differenz zwischen dem momentanen Mittelwert und dem zeitlich vorangegangenen Mittelwert der Regelgrösse;b) eines weiteren Differenzgliedes (22) zum Bilden der Differenz zwischen der momentanen Elektrodenlage und derjenigen Elektrodenlage, die dem zeitlich vorangegangenen Mittelwert der Regelgrösse zugeordnet war;c) des Additions- und Subtraktionsgliedes (21), dessen Eingänge mit den beiden Differenzgliedern (20, 22), mit der Mittelungs-Vorrichtung (17) und mit einem Bezugswert-Geber (23) verbunden sind zur Bildung der Vorhersage des Regelfehlers.11. Einrichtung nach Ansprüchen 6 Ad 10, gekennzeichnet durch einen mit dem Additions- und Subtraktionsglied (21) verbundenen zweistelligen Speicher (24), dessen Inhalt den Strom im Ankerkreis des Vorschubmotors (16) nach folgenden Kriterien bestimmt:409811/0787a) das Additions- und Subtraktionsglied (21) setzt den Speicher (24) in einen ersten Zustand und schaltet somit den Motorstrom aus, wenn der Betrag des in dem Additionsund Subtraktionsglied (21) vorausbestimmten Regelfehlers unter eineia vorgegebenen Grenzwert liegt}b) das Additions- und Subtraktionsglied (21) setzt den Speicher (24) in einen zweiten Zustand und bewirkt einen maximalen Motorstrom in derjenigen Richtung durch den Ankerkreis zum Ypneinanderbewegen der beiden Elektroden (1, 2), wenn der Betrag des genannten Regelfehlers den genannten Grenzwert übersteigt und positiv ist;c) das Additions- und Subtraktionsglied (21) setzt den Speicher (24) in einen dritten Zustand und bewirkt einen maximalen Motoretroia in der anderen Richtung im Ankerkreie zinc 2ueinanderbewegen der Elektroden (1, 2), wenn der Betrag des genannten Regelfehlers den genannten Grenzwert übersteigt und negativ ist·ffp/r 15.August 1972409811/0787
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