DE2312506A1 - Verfahren und einrichtung zum steuern eines elektroerosiven bearbeitungsprozesses auf optimalen betriebszustand - Google Patents

Verfahren und einrichtung zum steuern eines elektroerosiven bearbeitungsprozesses auf optimalen betriebszustand

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    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23HWORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H7/00Processes or apparatus applicable to both electrical discharge machining and electrochemical machining
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Description

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Dir;-"*-"*^ / ■ ·'i"*ν"*!/ν BE 155ol
Ma«;,.., 21 - ,'irJ*. 81
Tebtca 501/62
A.G-. für industrielle Elektronik
AGIB Losone bei Locarno, losone (Schweiz)
Verfahren und Einrichtung zum Steuern eines elektroerosiven Bearbeitungsprozesses auf optimalen Betriebszustand
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Steuern eines elektroerosiven Bearbeitungsprozesses auf optimalen Betriebszustand. Der Bearbeitungsprozess wird so geführt, dass ein optimaler Betriebszustand gefunden wird und während des eigentlichen Bearbeitungsprozesßes auch eingehalten wird.
Mit der Entwicklung von hochempfindlichen Antrieben für den automatischen Elektrodenvorschub und von gesteuerten Leistungsgeneratoren sind die Anforderungen an die Genauigkeit der elektroerosiven Bearbeitung und die Anforderungen an die Arbeitsgeschwindigkeit gesteigert. Infolge der Verbesserungen der elektroerosiven Bearbeitungsprozesse wird die Elektroerosion in neue Gebiete eingesetzt. Die Voraussetzung für den sich zunehmend verbreiternden Einsatzbereich der Elektroerosion ist selbstverständlich eine erhöhte Flexibilität der Bearbeitung mit einer erhöhten Anzahl von einzustellenden Betriebsparametern. Demzufolge wird die Steuerung des Bearbeitungsprozesses immer schwieriger. Aus den vielen Versuchsdaten konnten Arbeitsunterlagen hergeleitet werden, womit heute von einer Technologie der Elektroerosion gesprochen wird. Mit diesen technologischen Angaben können gute Arbeitsergebnisse nur bei sogenannten Standardarbeiten erzielt werden. Die Technologie
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liefert z.B. für eine zylindrische, durchgehende Bohrung mit einer bestimmten Elektrodenpaarung und mit vorgegebener Oberflächenrauheit und vorgegebener Genauigkeit des Endproduktes die günstigste bzw. optimale Einstellung der Betriebsparameter, wie Arbeitsspannung, Arbeitsstrom, Impulsdauer, Tastverhältnis, Spüldruck des dielektrischen Mediums im Arbeitsspalt, Servoempfindlichkeit des Elektrodenvorschubs und dergleichen. Die erwähnten Betriebsparameter sind nur als Richtwerte zu betrachten, denn nur der Arbeitsstrom und die Impulsdauer können vorgewählt werden und bleiben als echte Parameter während der Bearbeitung konstant. Der andere Teil der genannten Betriebsparameter ändert sich während des Bearbeitungsvorganges und ist daher den veränderlichen Bearbeit'ungsbedingungen anzupassen. Z.B. ändert sich der Spüldruck des dielektrischen Mediums im Arbeitsspalt während des Bearbeitungsvorganges. Denn mit der Einsenkung der Werkzeugelektrode in das Werkstück steigt selbstverständlich die Belastung der im Spülkreis angeordneten Pumpe an. Somit sind die Spülyerhältnisse im Arbeitsspalt nur dann von der Einsenkung unabhängig, wenn der Spüldruck ständig mit der Ein- . Senkung nachgestellt wird. Bei komplizierten Formen der Werkzeugelektrode bedingt die gleichzeitige Einhaltung der gewünschten Bearbeitungsbedingungen eine noch kompliziertere Folge von verschiedenen Operationen. Als Beispiel sei die Einsenkung mit kegelförmiger Werkzeugelektröde in das Werkstück erwähnt. Dabei ändert sich die Angriffsfläche der Elektrode mit der Einsenktiefe. Unter Angriffsfläche wird diejenige Fläche der Elektrode verstanden, die am eigentlichen Elektroerosionsvorgang beteiligt ist.. Nur bei der erosive» Feinbearbeitung bzw. Feinstbearbeitung (Schlichten) wandert die Angrifssfläche bzw. der ,Bereich, in "welchem der eigent-' liehe erosive Abtragsvorgang stattfindet, auf der Elektrodenfläche in unkontrollierter Weise von einer Stelle zur andern. Bei genügend grosser Elektrodenfläche entsteht eine wandernde
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Angriffszone, welche kleiner als die Elektrodenfläche selber ist. In Abhängigkeit der Elektrodenform setzt sich nun der erosive Bearbeitungsvorgang mit veränderlichen Spülverhältnissen fort, selbst dann, wenn der Durchfluss des dielektrischen Mediums, welches z.B. eine Flüssigkeit sein kann, im Bearbeitungsspalt geregelt wird. In diesem Fall hat das erosiv bearbeitete Yferkstück eine unregelmässige Genauigkeit seiner räumlichen Abmessungen sowie eine ziemlich grosse Rauheit seiner erosiv bearbeiteten Oberflächen. Bei der erosiven Grobbearbeitung, welche auch als Schruppen bezeichnet wird, soll ebenfalls eine kegelförmige Y/erkzeugelektrode in das Werkstück in möglichst kurzer- Zeit eindringen und die. Bearbeitung beendet haben. Bei den heutigen Kenntnissen des Abtragsprozesses lässt sich keine genaue Gesetzmässigkeit einer solchen optimalen Prozessführung ableiten. Die Laborversuche zeigen jedoch, dass die Führung unter einer vorbestimmten, während des Bearbeitungsvorganges.konstant„gehaltenen Breite des Arbeitsspaltes mindestens nahezu optimale Resultate liefert. Die mit der Einsenkung zunehmende Angriffsfläche der Elektrode verringert die Durehschlagsfrequenz der Arbeitsimpulse an jeder Elektrodenstelle. Somit erhöht sich die mittlere Durchschlagfestigkeit im Arbeitsspalt. Als Durchschlagfestigkeit wird das Mass für die dielektrischen Eigenschaften im Arbeitsspalt unter Einbeziehung des dielektrischen Mediums verstanden. Wegen der Erhöhung der mittleren Durchschlagfestigkeit nimmt die Breite des Arbeitsspaltes bei konstantem Bezugswert im Vorschubregler unter dem optimalen Wert ab. Der Verschleiss an der ViTerkzeugelektrode steigt/und der Abtrag am Y/erkstück sinkt. Das Einhalten der optimalen Durchschlagfestigkeit erfordert die laufende Nachstellung der zeitlichen Dauer der Pausen, die zwischen den Arbeitsimpulsen liegen, und/oder der Amplituden dieser Impulse, Wenn zudem die Durchflussmenge im Arbeitsspalt der erhöhten Abtrags-.leistung angepasst wird, lassen sich trotz wachsender Angriffsfläche ein konstanter Arbeitsspalt und eine nahezu konstante, maximale Vorschubgeschwindigkeit erzielen.
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Die hochentwickelten Erosionsanlagen können schnellere Prosesse und hochwertige Produkte erzeugen. Das Zusaiaiaenspiel zwischen der Erosionsmaschine und den Bedienungspersonal wird jedoch immer komplizierter, wie es sich aus dein einfachen, genannten . Beispiel ergibt. Die Komplexität der Steuerung erfordert die Entwicklung eines vollautomatischen Steuerungssystem^. Die Komplexität der Steuerung lässt sich anhand der folgenden Aufzählung leicht erkennen. Sie ist bedingt durch die Steuerung λ^οη sich gegeneinander beeinflussenden Grossen oder Parametern, die gleichzeitige Einhaltung mehrerer Arbeitsbedingungen und durch die Steuerung bei schnell veränderlichen Arbeitsbedingungen, ausgehend von dem Wunsch, den Arbeitsprozess auf einem optimalen Betriebszustand zu halten.
In letzter Zeit wurden einige dieser Probleme näher diskutiert und einige Lösungswege bekanntgegeben. So ist in der deutschen Offenlegungsschrift 2 005 092 der Mitsubishi Denk! K.IC. ein Verfahren sowie eine Vorrichtung für die automatische Anpassung der Impulspause beschrieben. Dabei wird ein Spannungsimpuls bzw. eine Folge von Spannungsimpulsen mit kleineren Spannungswerten als die Leerlaufspannung als Kriterium für einen abnormalen Zustand im Arbeitsspalt benutzt. In Abhängigkeit des Spaltzustandes wird die Pause" zwischen den Impulsen um feste Beträge verkleinert oder vergrössert. Es werden nur zwei Spaltzustände unterschieden. Hierbei kann die Dauer der Pause zwischen den Impulsen nicht kontinuierlich geändert werden. Daher hat dieses Verfahren keine genügende Empfindlichkeit. .
In dem U.S.-Patent Έτί 3 632 942 beschreibt- Herr Prof. Kondo die direkte Erfassung der Angriffsfläche. Dabei wird die Vorschubgeschwindigkeit bei vorgewählter Abtragsleistung erfasst und die Angriffsfläche als Verhältnis der Abtragsleistung zur Vorschubgeschwindiglceit ermittelt. In Abhängigkeit der ausgerechneten Angriffsfläche wird dann die Impulspause bzw. die Amplitude der Stromimpulse verändert. Dieses Verfahren hat folgende wesentliche Nachteils:
- eine grease !'.·■ -sungenauigkeit entsteht bei kleinen, fast nicht mehr foststej-baren Vorschubgeschvvindigkeiten; solche Vorschub-
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geschwindigkeiten sind üblich bei grossen Elektrodenflächen oder bei kleiner Abtragsleistung,
- der Yerschleiss an der Yferkzeugelektrode ändert sich mit der Aenderung der Spülverhältnisse des dielektrischen Mediums im Arbeitsspalt und beeinflusst nachteilig die Vorschubgeschwindigkeit.
Die Erfindung hat den Zweck» die Hachteile der bekannten Verfahren zu beseitigen. Daher werden die einzelnen Stellgrössen den Arbeitsbedingungen im Arbeitsspalt angepasst. Unter Stellgrössen wird im folgenden verstanden: Die den Arbeitsspalt durehfliessende Menge des Spülmediume, die Dauer der Pause zwischen den einzelnen Arbeitsimpulsen oder das Tastverhältnis oder die Bepetitionsfrequenz der Arbeitsimpulse, die Amplitude der Arbeitsimpülse, die Magnetfelder in einer Magnetspaltaufweitevorriehtung. Unter Arbeitsbedingungen wird im Folgenden verstandet!* Die Breite des Arbeitsspalts, der Ionisationsgrad der ]?unkenstr6<öken» der Verschmutzungsgrad des Spülmediums im Arbeitsspalt.
Bekanntlich sind die Arbeitsbedingungen während des erosiven Betriebes gewünschten zeitlichen Aenderungen und unerwünschten zeitlichen Aekcterungen unterworfen. Infolge der veränderlichen Einsenktiefe und der veränderlichen Geometrie, Grosse und Lage der Angriffsflächen der Elektroden ergeben sich die unerwünschten Aenderungen der Arbeitsbedingungen. Eine solche unerwünschte Aenderung der Arbeitsbedingungen kann z.B. durch eine Bedienungsperson oder durch ein fest vorgewähltes Programm in dem Steuersystem für eine elektroerosive Maschine auf kontrollierte Art und Weise behoben werden. Gewünschtes Aendern, der Arbeitsbedingungen ergibt sich aus der kontrollierten Aenderung der Amplitude, der Pausendauer zwischen den einzelnen Arbeitsimpulsen, der Breite der Arbeitsimpulse und des Bezugswertes für die zur Regelung des Elektrodenvorschubs in bekannter Weise verwendeten Grossen, wie mittlerer Arbeitsstrom oder mittlere Arbeitsspannung, Zündspannung und/oder Verzugszeit· des Durchschlags .
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Durch das Beheben und somit durch das kontrollierte Aendern einer Arbeitsbedingung ergeben sich wiederum weitere unkontrollierte Aenderungen der Arbeitsbedingungen, da die einzelnen Arbeitsbedingungen sich gegenseitig beeinflussen. Es ist allgemein bekannt, dass, wenn eine Stellgrösse durch die Bedienungsperson oder durch das Programm geändert wird, infolge eines "auftretenden Fehlers" bei einer Arbeitsbedingung im Arbeitsspalt, so ändern sich auch die anderen Arbeitsbedingungen, ohne dass die Bedienungsperson oder das Programm in kontrollierter Weise an diesen anderen Arbeitsbedingungen etwas geändert hat. Daher ist es sehr schwer, einenelektroerosiven Arbeitsprozess in optimaler Weise durchzuführen« Eine Bedienungsperson mit sehr viel Erfahrung ist npöh nicht einmal in der Lage, diese Forderung in jeder Weiseztterfüllen. Die bekannten vorprogrammierten Steuersystefi|e für die elektroerosive Bearbeitung sind ebenfalls nichii in der Lage, unter Berücksichtigung der komplizierten Zusammenklänge zwischen den einzelnen Arbeitsbedingungen im Arbeitsspalt einen optimalen Betrieb zu gewährleisten* «
Die Erfindung hat daher die Aufgabe, die Arbeitsbedingungen für jeden Erosionsprozess optimal einzustellen und während des Arbeitsprozesses die Stellgrössen so zu änderii, dass der beste Wirkungsgrad erreicht wird.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: .
- in einem ersten Stromkreis werden eine erste .ZustandS'-variable darstellende Signale erzeugt» in Abhängigkeit von der den Arbeitsspalt durchfliessenden Menge des Spülmediums, von der Pausendauer der den Arbeitsspalt durchschlagenden Arbeitsimpulse oder vom Tastverhältnis oder von der Hepetitionsfrequenz und von der Amplitude der Arbeitsimpulse;
- in einem zweiten Stromkreis werden eine zweite Zustandsvariable darstellende Signale erzeugt, in Abhängigkeit
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von der den Arbeitsspalt durchfliessenden Menge des Spülmediums, von der Pausendauer der den Arbeitsspalt durchschlagenden Arbeitsimpulse oder vom Tastverhältnis oder von der Eepetitionsfrequenz und von der Amplitude der Arbeitsimpulse;
- in einem dritten Stromkreis werden die Stellgrössen geändert zum Beeinflussen der Ausgangssignale des ersten und zweiten Stromkreises, in dem dritten und in einem vierten Stromkreis werden die Stellgrössen so geführt, dass die erste Zustandsvariable während des Betriebs ihren Extremwert einnimmt und die zweite Zustandsvariable innerhalb eines durch höchstens zwei Grenzwerte definierten Bereiches liegt.
Die erfindungsgemässe Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist gekennzeichnet durch folgende Anordnung:
- der erste Stromkreis ist mit seinem Eingang an der Erosionsmaschine angeschlossen zum Empfangen der von den Betriebsgrössen abhängigen Signale und ist mit seinem Ausgang an dem nachgeordneten dritten Stromkreis angeschlossen zur Abgabe von die erste Zustandsvariable darstellenden Signalen;
- der zweite Stromkreis ist mit seinem Eingang an der Erosionsmaschine angeschlossen zum Empfangen der von den Betriebsgrössen abhängigen Signale und ist mit seinem Ausgang an dem nachgeordneten dritten Stromkreis angeschlossen zur Abgabe von die zweite Zustandsvariable darstellenden Signalen;
- der nachgeordnete dritte Stromkreis gibt aufgrund der aus dem ersten und zweiten Stromkreis kommenden Signale auf den vierten Stromkreis Ausgangssignale zur Aenderung der Stellgrössen in Abhängigkeit der Zustandsvariablen.
Anhand der Zeichnungen wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erklärt. Es zeigen:
Fig. la und Ib die der Erfindung zugrunde liegenden Eigenschaften eines Erosionsprozesses,
Fig. 2 eine Blockdarstellung der Einrichtung an einer Erosionsanlage zum Durchführen des Verfahrens,
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Pig. 3a eine graphische Darstellung des automatischen Suchens der optimalen Durchflussmenge des dielektrischen Mediums bei einer Elektrodenanordnung mit Spülbohrung,
Pig. 3b eine graphische Darstellung des Suchens des optimalen Rückstellweges in einem pulsierenden Betrieb mit periodischem Abheben einer der Elektroden,
Fig. 4 eine graphische Darstellung der Grenzregelung der Pausendauer,
Pig. 5 und 7 Schaltungsanordnungen der Bewertungsstufe 300, die ein Teil der in der Pig. 2 dargestellten Einrichtung ist,
Fig. 6 und 8 die Schaltungsanordnungen der Entscheidungsstufe 400, die ein Teil -der in der Pig. 2 dargestellten Einrichtung ist,
Fig. 9 die Schaltung eines Steuerglieds der Steuerstufe 200, die ein Teil der in der Pig. 2 dargestellten Einrichtung ist,
Pig. 10 die elektrischen Verbindungen unter den in den Pig. 5, 6, 7, 8, 9 dargestellten Einheiten und einer Erosionsanlage 100, die ein Teil der in Pig. 2 dargestellten Einrichtung ist.
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In der Pig. la ist auf der Abszisse die Durchflussmenge q der dielektrischen Flüssigkeit durch den Arbeitsspalt 3 aufgetragen. Auf der Ordinate der gleichen Figur ist der quadratische Mittelwert Z des Regelfehlers im Vorschubkreis aufgetragen. Der quadratische Mittelwert 2 des Regelfehlers wird aus den Versuchsdaten als Integral des Fehlerquadrates der Vorschubregelung über eine vorgegebene Zeitspanne berechnet. Als Regelfehler wird die Differenz zwischen der für die Vorschubregelung erfassten Regelgrösse und ihrem Bezugswert verstanden. Dies ist in einer anderen Patentanmeldung (Schweizer Patentgesuch Ur.12214/72, mein Zeichen BE 15335) näher beschrieben. In der Fig. la sind die Ergebnisse eines Versuchs mit der Elektrodenpaarung Kupfer/ Stahl und bei konstanter Impulsdauer, bei konstantem Impulsstrom, bei konstantem Sollwert des Arbeitsspaltes 3 und bei
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veränderlicher Durchflussmenge q dargestellt. Die Figur zeigt drei Kurven A, B und C. Jeder dieser Kurven ist eine konstante Pausendauer T -» To un<* T * zugeordnet. Bei konstanter Pausendauer und "bei veränderlicher Durchflussmenge q ist einer bestimmten Durchflussmenge q ein bestimmter quadratischer Mittelwert Z des Regelfehlers im Vorschubkreis zugeordnet. Innerhalb eines Bereiches, welcher durch die untere Durchflussmenge q und durch die obere Druchflussmenge q,, definiert ist, weist jede Kurve A, B, C der Pig. la einen minimalen Wert auf, welcher den Zustand der kleinsten Stcreinpfindlichkeit für die gesamte Spaltregelung darstellt. Der Vollständigkeit halber sei noch erwähnt, dass die eben genannten Bereichsgrenzen q und qd in der Figur 1 gestrichelt gezeichnet sind. Als Beispiel wird die Kurve A mit der konstanten Pausendauer T-, betrachtet. Der minimale Wert der Durchflussmenge ist mit q-j bezeichnet. Dieser Durchflussmenge entspricht der quadratische Mittelwert Z-, des Regelfehlers im Vorschubkreis. Wenn nun die Durchflussmenge kleiner als q-, gewählt wird, so steigt der quadratische Mittelwert Z1 an und es ergibt sich ein sehr häufiges Auftreten von sogenannten Leerlaufimpulsen im Arbeitsspalt Bei einer Durchflussmenge, die grosser als q-, ist, steigt ebenfalls der quadratische Mittelwert Z1 des Regelfehlers im Vorschubkreis und es ergeben sich plötzlich kurzschlussähnliche Arbeitsimpulse im Arbeitsspalt 3. Je grosser die Druchflussmenge gewählt wird in diesem Fall der Kurve A, desto häufiger treten diese kurzschlussähnlichen Arbeitsimpulse auf und gehen langsam über in einen stetig brennenden Lichtbogen, was unter allen Umständen zu vermeiden ist. Das optimale Betriebsverhalten ist also nur an der Stelle der Kurve A zu finden, an welcher die Durchflussmenge und der quadratische Mittelwert des Regelfehlers einen minimalen Wert auf v/eisen. Wenn die Pausendauer von T01 auf Tq2 verkleinert wird, ergibt sich eine höhere Abtragsleistung und dementsprechend wird der Spalt vergrössert. Die kleinere Pausendauer To2 ist durch die Kurve B symbolisiert. Die Streuung der Regelgrösse im Vorschubkreis wird um
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ihren Bezugswert kleiner. Auf diese V/eise wird der kleinste,,, quadratische Mittelwert Zp der Kurve B entsprechend der kleinsten Durchflussmenge q^ kleiner als der kleinste quadratische Mittelwert Z^. Dies liegt darin begründet, dass die grössere Spaltbreite die gesamte Vorschubregelung erleichtert. Wenn die Pausendauer auf T -* weiter verkleinert wird zur Erhöhung des Wirkungsgrades, so tritt der Fall ein, dass die thermische'Belastbarkeit der Werkzeugelektrode und der Werkstückelektrode 2 überschritten wird. Dieser Pail ist in der Fig. la durch die Kurve C dargestellt. Dabei wird festgestellt, öass der Wert der Durchflussmenge q^ entsprechend dem kleinsten quadratischen Mittelwert Z^ der Regelgrösse nicht mehr mit dem bestmöglichen \7ert der Durchflussmenge übereinstimmt. Venn die Durchflussmenge auf der Kurve G eine Grenze der optimalen Durchflussmenge q . unterschreitet, ergibt sich eine Entartung der Durchschlagfestigkeit im Arbeitsspalt 3. Wie bereits erwähnt, ist die Durchschlagfestigkeit ein Mass für die dielektrischen Eigenschaften im Arbeitsspalt. Infolgedessen führt die Vorschubregelung zur Beseitigung dieser Lichtbogentendenz eine Ausregelbewegung durch. Diese Folgeregelung der Elektrodenlage an die veränderliche Durchschlagfestigkeit bringt jedoch eine Verringerung der Abtragsleistung an der Werkstückelektz'ode, einen erhöhten Verschleiss an der Werkzeugelektrode und eine Entartung des Bildes der erodierten Flächen an der Werkzeugelelctrode mit sich. Eine normal erodierte Fläche ist matt im Aussehen. Bei den durch das Ausregeln bedingten Schwingungen der Elektrodenvorschubregelung ergibt sich ein anderes Bild der erodierten Flächen an der Werkstückelektrode. In diesem Fall weist die Oberfläche der Elektroden glänzende Stellen auf, was unerwünscht ist. Bei diesen Schwingungen ist es nicht mehr möglich, dass der kleinste quadratische Mittelwert Z den optimalen Betriebszustand definieren kann. Bezüglich Fig. 1 sei noch erwähnt, dass die Form und die lage der drei Kurven A, B und C noch in Abhängigkeit von der im Angriff stehenden Elektrcdenflache und in Abhängigkeit des Elektroaenmaterials sowie in Ab-
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hängigkeit der Entladungsenergie der einzelnen Arbe its impulse während des Arbeitsprozesses verändert werden können.
Während die Fig. la die Abhängigkeit des quadratischen Mittelwertes Z des Regelfehlers im Vorschubkreis von der jeweiligen Durchflussmenge q des dielektrischen Mediums im Arbeitsspalt bei konstanter Pausendauer darstellt, zeigt die Fig. Ib die Abhängigkeit der Pausendauer TQ von der jeweiligen Durchflussmenge q bei konstantem quadratischem Mittelwert Z. In der Pig. Ib ist auf der Abszisse die Durchflussmenge q des dielektrischen Mediums aufgetragen. Der Aenäerungsbereich der Durchflussmenge ist mit qn und q<4 definiert. Auf der Ordinate ist die Pausendauer T„ mit den Grenzen T „ und T .
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aufgetragen. Die Beziehungen zwischen Pausendauer und Durchflussmenge wird von den Kurven D, E und F dargestellt. Jede dieser Kurven besitzt einen konstanten quadratischen Mittelwert Zj , Z2 und Z-z. Die Kurve G definiert die Grenze zwischen dem zulässigen Bereich der Werte der Pausendauer sowie der Durchflussmenge und dem unzulässigen Bereich dieser Wertepaare. Unterhalb dieser Kurve G ist der unzulässige Bereich, in welchem ein stehender Lichtbogen im Arbeitsspalt 3 gebildet und somit eine unerwünschte Bewegung der Elektroden 1, 2 hervorgerufen wird. Die optimale Kombination der Päusendauer T und der Durchflussmenge q ergibt sich aus dem Berührungspunkt der Kurve H mit der Kurve G. Der Berührungspunkt ist in der Pig. Ib mit P bezeichnet. Er wird .durch die Vierte q+ und T01J-J; definiert. Dieser optimalen Kombination in der Pig. Ib entspricht der in Pig. la auf der Kurve C gezeichnete Punkt P1. Auch dieser Punkt P1 ist durch die Werte q . und Z , definiert. Der Mittelwert Z, der Pig. la ergibt in der Pig. Ib die Kurve P mit dem konstanten Mittelwert Z-*. Diese Kurve P liegt jedoch im unzulässigen Bereich, in welchem, wie bereits gesagt, eine unerwünschte Lichtbogenbil-.dung im Arbeitsspalt stattfindet. Die Kurve G kann während des erosiven Betriebes in Abhängigkeit der Angriffsfläche der Elektroden und der Entladungsenergie der einzelnen Arbeitsimpulse Verschiebungen und Formänderungen unterworfen
werden. 409823/0680
Es sei darauf hingewiesen, dass die in der Pig. la als Kurven A, B, C dargestellte Beziehung zwischen der Punktion Z des quadratischen Mittelwertes der Regelgrösse und der Durchflussmenge q des dielektrischen Mediums im Arbeitsspalt sowie die in der Pig. Ib als Kurven D, E, P, G, Ή dargestellte Beziehung zwischen der Durchflussmenge q und der Pausendauer T zwischen den einzelnen Arbeitsimpulsen keine bekannte Punktion sind. Die Kurve G ist für die folgende Beschreibung massgebend. Wegen dieser unbekannten Punktionen ist eine Vorprogrammierung der genannten Stellgrössen in Abhängigkeit von einem gemessenen Zustand im erosiven Bearbeitungsprozess vollkommen unmöglich, Wenn diese Punktionen nicht bekannt sind, ist es auch im Gegensatz zu einem Regelsystem nicht bekannt, in welcher Richtung die Stellgrössen zu verändern sind, um die gewünschten Bedingungen zu erreichen. Die in den Pig. la und Ib gezeigten Verschiebungen und Veränderungen der einzelnen Punktionen können auch sprungartig vorkommen. Dies trifft z.B. bei Elektroden mit komplizierten Pormen auf, wenn während des Erosionsbetriebes neue Plächenteile der Elektroden am Erosionsvorgang beteiligt werden. Solche Störungen nennt man episodische Störungen. Ueben diesen episodischen Störungen können auch periodische Störungen vorkommen. Die periodischen Störungen ergeben sich bei der erosiven Bearbeitung von gross'en Oberflächen der Elektroden, wobei die einzelnen Arbeitsimpulse eine kleine Energie aufweisen. In diesem Pail ist die Angriffszone - d.h. der Teil der'Pläche der Elektrode, der an dem Erosionsvorgang teilnimmt - viel kleiner als die gesamte Elektrodenfläche. Dabei wandert die Angriffszone auf der Elektrodenfläche in unkontrollierter Weise herum. Der erosive Bearbeitungsvorgang schreitet wohl weiter fort, aber mit veränderten und nicht mehr voraussagbaren Spülverhältnissen des dielektrischen Mediums. Damit ist es unmöglich, mit bekannten, gewöhnlichen Messinstrumenten oder Messapparaturen wie Voltmeter, Amperemeters, Kurzschlussdetektoren und ?/egmessinstrumenten, einen optimalen erosiven Bearbeitungszustand während des gesamten Bearbeitungsvorganges zu erreichen und
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überhaupt einzuhalten. Venn auch zweckmässige Messeinrichtungen und Bewertungseinheiten zur Verfügung stehen, wird es immer schwieriger, im industriellen Betrieb eine solche Bedienungsperson zu finden, welche einen Bearbeitungsprozess auf den besten Wirkungsgrad unter voller Ausnutzung der Leistung der gesamten Anlage führen kann. Demzufolge werden im Folgenden anhand eines Beispiels das erfindungsgemässe Verfahren und die Einrichtung zum Erfassen eines optimalen Bearbeitungszustandes sowie zum automatischen Einstellen von Stellgrössen näher beschrieben.
In der Mg. 2 ist eine bekannte Erosionsanlage 100 dargestellt. Die Werkzeugelektrode 1 und die Werkstückelektrode 2 bilden den Bearbeitungsspalt 3. Die Durchflussregelung 4 liefert in den Arbeitsspalt 3 eine bestimmte Durchflussmenge . q. des dielektrischen Mediums über die in der Werketuekelektrode 2 angeordnete Spülbohrung 21. Zur besseren Uebersicht ist nur eine Spülbohrung gezeichnet. Selbstverständlich können mehrere Spülbohrungen vorgesehen sein. Es ist auch ohne weiteres denkbar, dass die Spülbohrungen auch in der Werkzeugelektrode 1 vorgesehen sind. Der Generator 5 liefert eine folge von Spannungsimpulsen bzw. Stromimpulsen, welche allgemein als Arbeiteimpulse benannt werden, auf die Vferkzeugelektrode 1. Der Detektor 6 erfasst ameArbeitsspalt 3 die Istgrösse, welche für die Regelung benutzt wird. Diese Istgrösse wird zusammen mit ihrem Bezugswert bzw. Sollwert in die Differenzeinheit 7 eingegeben. Die Differenzeinheit 7 bildet die Differenz zwischen dem Soll- und dem Istwert und gibt ein dem Regelfehler e entsprechendes Ausgangssignal an den-Regler 10. ferner erhält der Regler 10 ein Signal aus dem Weggeber 9» welches die Bewegung und die Position der Werkzeugelektrode 1 repräsentiert« Aus dem Regelfehler e und aus der Bewegung bzw. Position der Werkzeugelektrode bestimmt der Regler 10 das Steuersignal für den Vorschub 11 der ¥/erkzeugelektrode 1. Bei Elektrodenanordnungen ohne direkte Spülmöglichkeiten wird während der Bearbeitung die
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.V-
-periodische Abhebvorrichtung 12 eingesetzt. Diese Abhebvorrichtung 12 gibt in vorbestimmten Zeitintervallen Impulse auf den Vorschub 11, so dass die Elektrode 1 impulsartig von der Werkstückelektrode 2 abgehoben wird. Die Steuerstufe 200'bestimmt über Leitung 201 den Bezugswert der Durchflussmenge q für.die Durchflussregelung 4 und über leitung 202, 203 die Pausendauer sowie die Amplitude der Stromiiapulse im Generator 5- Ferner bestimmt die Steuereinheit 200 über die Leitung 204 die Amplitude der Rückstellimpulse für die Abhebvorrichtung 12. Der Zustand des erosiven Bearbeitungsvorganges lässt sich mit den Stellgrössen beeinflussen, welche als Durchflussmenge, als Amplituden der Impulse und als Rückstellimpulse genannt worden sind.
In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 wird die Dauer bzw.' Breite der Arbeitsimpulse im Speicher 13 bestimmt. Im Speicher 8 wird der Bezugswert für den Arbeitsspalt·3 eingegeben. Es sei angenommen, dass dieser Bezugswert im Speicher 8 konstant sein soll. Diese beiden Grossen sollen im Folgenden Bearbeitungsparameter genannt werden. In der logischen Einheit 14 werden die Impulspause bzw. die Pausendauer und des? Bezugswert für den Arbeitsspalt 3 vorprogrammiert. Als Kriterium für die Festlegung dieser Bearbeitungsparameter können gelten die gewünschte Genauigkeit der räumlichen Abmessungen des Endproduktes, die gewünschte Rauheit der erodierten Oberflächen des Endproduktes, die Art der erosiven Bearbeitung ob abtragsintensiv oder verschleissarm bearbeitet werden soll Ferner können die Bearbeitungsparameter in vorausbekannten .Beziehungen mit den Stellgrössen wie Strom und Pausendauer verknüpft sein. Diese .Programmierprobleme sind jedoch kein Bestandteil der vorliegenden Erfindung..Nun weiter zu der Erklärung der verschiedenen Variablen des Bearbeitungsprozesses. Der Regelfehler e, welcher von der■Differenzeinheit auf den Regler 10 gelangt, wird über die Leitung 301 einer Bewertungsstufe 300 zugeführt. Gleichzeitig wird das' Signal,
welches der Position und der Bewegung der Verkzeugelektrode entspricht und auf den Regler 10 gegeben wird, über die Leitung 302 der Bewertungsstufe 300 ebenfalls zugeführt. Die Bewertungsstufe bestimmt aus diesen Y/erten mindestens zwei Variablen, welche als Ausgangssignale auf den Leitungen und 304 vorhanden sind. Diese Ausgangssignale stellen Zustandsgrössen dar, welche die Eigenschaften bzw. Merkmale des Bearbeitungsprozesses in hinreichender \7eise beschreiben. Die Entscheidungsstufe 400 analysiert die auf den beiden Leitungen 305 und 304 anstehenden Signale und verändert aufgrund des Analysenergebnisses über die Steuerstuxe 200 die Stellvariablen, welche als Signale über die Leitungen 201, 202, 203, 204 gegeben werden, so lange, bis die genannten Zustandsvariablen den geforderten Bedingungen genügen. Die Synchronisierstufe 500 sorgt dafür, dass die Steueroperationen der Bewertungsstufe 300, der Entscheidungsetufe 400 und der Steuerstufe 200 in zweckmässiger Reihenfolge ablaufen. Es wird nun angenommen, dass in der Erosionsanlage 100 eine Betriebsänderung sich ereignet. Diese Betriebsänderung kann vorkommen infolge einer Aenderung eines Prozessparameters oder infolge einer Aenderung der Angriffsfläche der Elektroden 1, 2, oder wegen einer Aenderung der Spülverhältnisse im Arbeitsspalt 3. In diesem Pail erfüllen die die Zustandsvariablen darstellenden Signale auf den beiden Leitungen 303 und 304 zwischen der Bewertungsstufe 300 und der Entscheidungsstufe 400 die geforderten Betriebsbedingungen nicht. Yfenn dies eintritt, startet die Entscheidungsstufe einen sogenannten Suchvorgang. Das Ergebnis eines solchen Suchvorganges ist, dass die als Signale auf den Leitungen. 303 und 304 liegenden Zustandsvariablen die geforderten Bedingungen erneut erfüllen. Der zeitliche Ablauf eines solchen Suchvorganges wird anhand der Fig. 3 und 4 näher erläutert.
In der Pig. 3a ist e.in solcher Suchvorgang der Entscheidungsstufe 400 für die Einstellung einer optimalen Durchflussmenge dargestellt-. Am unteren Rand der Pig. 3a sind die Zeit-
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taktimpulse 501, 502, 503 der Synchronisierstufe 500 gezeigt. Diese Zeittaktimpulse wiederholen sich in einem bestimmten , Zeitabstand ,voneinander mit einer "bestimmten Repetitionsfrequenz. Diese drei Zeittaktimpulse gelangen über die gezeichneten Leitungen in die Bewertungsstufe 300 und steuern dort die Integration des Quadrates des Regelfehlers. Auf der Leitung 303 erscheint, als Ausgangssignal der Bewertungsstufe 300 das Integral des Quadrates des Regelfehlers. Die in der Bewertungsstufe 300 vorgesehene, aber in der Pig. 2 nicht gezeichnete Integr.ationseinheit wird durch den Zeittaktimpuls 502 der Pig. 3a auf ihren Anfangswert UuIl gesetzt. Die Integrationseinheit wird durch den Zeittaktimpuls 503 gestartet und durch den Zeittaktimpuls 501 gestoppt. Im Folgenden wird ein Beispiel anhand der Pig. 3a beschrieben. Der automatische Suchvorgang soll durch ein in der Pig. 3a nicht eingezeichnetes Startsignal eingeleitet werden. In der Sinheit 350 der Pig. 5, welche'.ein Teil der Bewertungsstufe 300 ist, bildet sich das Signal 303 des integrierten Quadrates des Regelfehlers e. Die hierzu gehörende Kurve ist im oberen Teil der Pig. 3a gezeichnet. In diesem Beispiel wird nun angenommen, dass der Regelfehler e, welcher gemäss Pig. 2 und 5 über die Leitung 301 auf die Bewertungsstufe gelangt, ansteigen soll. Mit andern Worten heisst dies, dass der Regelfehler infolge irgendwelcher Vorkommnisse im Arbeitsspalt 3 grosser wird. Gemäss Pig. 3a wird der Regelfehler so lange in der Einheit 350 der Pig. 5 erfasst, bis der Zeittaktimpuls 501 aus der Synchronisierstufe 500 auf die Bewertungsstufe 300 gegeben wird. Bei diesem ersten Zeittaktimpuls 501 der Pig. 3a soll angenommen werden, dass die Bildung des quadratischen Mittelwertes Z des Regelfehlers e jetzt erst begonnen hat. Vor dieser, im oberen Teil der Pig. 3a gezeigten Bildung des quadratischen Mittelwertes Z soll kein anderer Mittelwert gebildet worden sein. Bei Eintreffen des ersten Zeittaktimpulses 501, welcher die Bildung des quadratischen Mittelwertes Z des Regelfehlers in der Einheit 350 der Pig.*5 beendet, werden die Signale 401 und 402 in der
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nachfolgenden Entscheidungsstufe 400 um einen festen Betrag . geändert. Die beiden Signale 401, 402 werden über'die Ausgangsleitungen der Entscheidungsstufe 400 auf die Steuerstufe
200 gegeben und erzeugen dort ein Steuersignal, welches über die leitung 201 die Durchflusssteuerung 4 der Pig. 2 entsprechend beeinflusst. Das Signal 401 wird gemäss Pig. 3a bei "Vorhandensein des ersten Zeittaktimpulses 501 vom Zustand "0" in den Zustand 11I" gesetzt. Dies bedeutet, dass die Durchflussmenge q des dielektrischen Mediums im Arbeitsspalt 3 in positiver, also in. ansteigender Richtung geändert werden soll. Das Signal 402 wird gemäss Pig. 3a zur gleichen Zeit vom Zustand "0" in den Zustand "1" gesetzt. Dies bedeutet, dass die Aenderung der Durchflussmenge q. mit einem grossen Schritt -durchgeführt werden soll. Die Steuerstufe 200, v/elche die Signale 401, 402 empfängt, gibt über die Leitung 201 auf den Durchflussregler 4 ein Signal, welches gemäss Pig. 3a um einen bestimmten, maximal vorgegebenen Betrag -Δ·<10 ansteigt. Infolge'des stufenweisen Anstiegs des Signals auf der Leitung
201 vergrössert der Durchflussregler 400 die Durchflussmenge des dielektrischen Mediums im Arbeitsspalt 3 der Pig. 2. Gemäss Pig. 3a wird zwischen den beiden Zeitimpulsen 501 und 502 der quadratische Mittelwert Z des Integrators 355 der Pig. 5 auf weitere Schaltglieder der Einheit 350 gegeben. Der Zeittaktimpuls 502 löscht gemäss Pig. 3a den Inhalt des Integrators 355. Bei Eintreffen des Zeittaktimpulses 503 beginnt der Integrationsvorgang des Quadrates des Regelfehlers e, wie es im oberen Teil der Pig. 3a gezeigt ist. Die Integration wird vorgenommen bis zum Eintreffen des Zeittaktimpulses 501 · aus der Synchronisierstufe 500 in der Bewertungsstufe 300. In der Zeit, die zwischen dem Zeittaktimpuls 501 und dem folgenden Zeittaktimpuls 502 liegt, wird dazu benutzt, dass die zweite Integration mit der ersten verglichen wird. In dem Beispiel der Pig. .3a ist diese zweite Integration wesentlich kleiner als die erste Integration. Die Aenderung zwischen der zweiten und der ersten Integration ist jedoch wesentlich grosser als die im oberen Teil dieser Pig. 3a eingezeichneten l/'erte Δ1 und A 2. Dies bedeutet, dass bei einer Integraländerung, die
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grosser ist als A 2, der Suchvorgang nach der optimalen Durchflussmenge mit der gleich grossen Schrittweite und in der gleichen Richtung fortgesetzt wird. Wenn die Integraländerung grosser ist als A 1 und <A 2 nicht überschreitet, dann wird der Suchvorgang mit einer kleineren Schrittweite, aber in der gleichen Richtung fortgesetzt. Dies wird jedoch erst später beschrieben. Uun zurück zu dem zweiten im oberen Teil der Pig. 3a gezeigten Integrationsvorgang. In der Zeit zwischen,den Zeittaktimpulsen 501 und 502 wird in der Einheit 350 der Fig. 5 festgestellt, dass die Äenderung des zweiten Integrals zum ersten Integral über dem Wert \A2 liegt. Dabeibleiben in der Entscheidungsstufe 400 die Signale 401 und in ihrem gleichen Zustand "1". Das bedeutet, dass in der naehgeordneten Steuerstufe 200 das Signal, welches auf den Durchflussregler 4 über die Leitung 201 gegeben wird, die gleiche Erhöhung der Durchflussmenge des dielektrischen Mediums im Arbeitsspalt um Ä q.2 erfährt. Y/enn der Zeittaktimpxtls 502 gemäss Pig. 3a in der Bewertungseinheit 300 eingetroffen ist, wird der Inhalt des Integrators wieder auf Null gesetzt. Bei Eintreffen des Zeittaktimpulses 503 beginnt der dritte Integrationsvorgang des Quadrates des Regelfehlers gemäss Pig. 3a. Es spielt sich nun der' gleiche Vorgang ab, wie bereits mehrere Male beschrieben. Der dritte Integrationsvorgang berücksichtigt nun die vergrösserte Durchflussmenge des dielektrischen Mediums im Arbeitsspalt. Daher hat er nicht mehr eine so hohe Amplitude wie die beiden vorhergehenden Integrationsvorgänge. Der Unterschied des dritten Integrationsvorganges zum zweiten ist Jedoch grosser als der bereits genannte Wert Δ2. Das bedeutet, dass die Durchflussmenge q um den gleichen Betrag A. q2 e^no'ht wird, wie bereits vorher beim zweiten Integrationsvorgang beschrieben wurde. Nun soll wieder ein Zeittaktimpuls 502 den Inhalt des dritten Integrationsvorgangsaus dem Integrator 355 der Pig. 5 löschen. Gemäss Pig. 3a soll nun der Zeittaktimpuls 503 den vierten Integrationsvorgang in der Einheit 355 starten. Dieser vierte Integrationsvorgang berücksichtigt gemäss oberem Teil der
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Fig. 3a die letzte Erhöhung der Durchflussmenge um A q^· Es sei nun angenommen, dass diese letzte Erhöhung der Durchflussmenge den Regelfehler nicht mehr wie vorher verkleinert, sondern wieder zum Ansteigen bringt. Bei dieser Sachlage gehen die Signale 401 und 402 in der Entscheidungsstufe 400 von ihrem bisherigen Zustand "1" in den Zustand "0". Dies bedeutet, dass die Durchflussmenge in negativer Richtung - " d.h. in sinkender Richtung - und mit einer kleineren Schrittweite geändert werden soll. Während der Zeit, die zwischen den Zeittaktimpulsen 501 und 502 liegt, erfolgt die Umschaltung der beiden genannten Signale 401, 402 und die Beeinflussung der Steuerstufe 200 in der Weise, dass die Durchflussmenge des dielektrischen Mediums im Arbeitsspalt 3 um den Wert /S. ch verkleinert wird. Bei Eintreffen des Zeittaktimpulses 502 wird, wie bereits mehrmals gesagt, der Inhalt der Einheit 355 gelöscht und in nachfolgende Speicher für die spätere Auswertung eingegeben. Der Zeittaktimpuls 503 startet nun den fünften Integrationsvorgang des Quadrates des Regelfehlers unter Berücksichtigung der kleinen Reduzierung der Durchflussmenge q.. Man stellt nun fest, dass der fünfte Integrationsvorgang gegenüber dem vierten nur einen kleinen Unterschied aufweist. Dieser Unterschied soll jedoch den Wert A.2 nicht überschreiten, aber den Wert Δ1 überschreiten. Da die Verhältnisse sich gegenüber dem vorhergehenden Integrationsvorgang nicht geändert haben, wird die Durchflussmenge q um den gleichen Wert wie bei dem vierten Integrationsvorgang, nämlich um den Wert At1 reduziert. Beim sechsten Integrationsvorgang, welcher die letzte Reduzierung der Durchflussmenge q berücksichtigt, ist der Unterschied zum vorhergehenden fünften Integrationsvorgang so gering, dass sowohl der Y/ert 2 als auch der Wert Δ1 nicht mehr überschritten wird. Dies bedeutet, gemäss Definition, dass der Suchvorgang unterbrochen wird, da nun gemäss Fig. la die günstigste Durchflussmenge für den Arbeitsspalt 3 während des augenblicklichen erosiven Bearbeitungsvorganges gefunden worden ist. In diesem Fall ist der quadratische Mittelwert Z der Regelgrösse auf ein Minimum zurückgegangen. In der Fig. 3a ist dies in der Yfeise gezeigt,
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dass das Signal 201 nach dem sechsten Integrationsvorgang seinen Pegel q. + beibehält. Absehliessend sei noch darauf hingewiesen, dass dieses Signal 2Ql sich zwischen den Grenzen q und qd bewegt. Die gleichen Grenzen des Veränderungsbereiches der Durchflussmenge sind in der Pig. la gezeigt.
In der Fig. 3b wird ein Suchvorgang erläutert, welcher nach einem optimalen Ruckstellweg y der einen Elektrode 1 sucht. Ein solcher Suchvorgang ist nur dann notwendig, wenn die Durchflussmenge q des dielektrischen Mediums im Arbeitsspalt nicht direkt gesteuert werden kann, wie es z.B. anhand der Pig. 3a beschrieben wurde. Die direkte Steuerung der Durchflussmenge q ist dann gegeben, wenn, wie in der Pig. 2 dargestellt, die Werkstückelektrode 2 sogenannte Spülbohrungen 21 aufweist. Es soll nun anhand der Pig- 3b der Suchvorgang nach dem optimalen Rückstellweg der Werkzeugelektrode 1 be-1 schrieben werden. Wie allgemein bekannt, wird die eine der beiden Elektroden 1, 2 in gewissen zeitlichen Abständen von der anderen Elektrode zurückgezogen, um auf diese Art und V/eise die Durchflussmenge q des dielektrischen Mediums im Arbeitsspalt 3 zu regeln. Es sei nun angenommen, dass der erosive Bearbeitungsprozess bereits läuft und die z.B. Werkzeugelektrode 1 in zeitlichen Abständen von der Werkstückelektrode 2 nur kurzzeitig abgehoben wird, um dann wieder mit ihr den normalen Arbeitsspalt 3 zu bilden. Der in Pig. 2 gezeigte Y/eggeber 9 gibt über die Leitung 302 auf die Bewertungsstufe 300 die Signale, welche die Bewegung der Werkzeugelektrode 1 repräsentieren» In der Pig. 3b ist dies mit dem Kurvenzug bezeichnet. Das sogenannte pulsierende Abheben der Werkzeugelektrode 1 wird dadurch bewerkstelligt, dass die Abhebevorrichtung 12 der Pig. 2 an den Vorschubantrieb 11 einen Impuls über die leitung 121 gibt. Dieser Impuls ist in der Pig. 3b ebenfalls mit-121 bezeichnet. In der Nähe der Ordinate y ist dor Impuls 121 dargestellt, welcher bewirkt, dass die Werkzeugelektrode 1 um den Weg A y von der Werkstückelektrode 2 zurückgestellt wird. Der Rückstellweg der Elektrode 1 hat den
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Y/ert /\ y. Dieser erste Impuls 121 ist stellvertretend für viele gleiche Impulse gezeichnet worden. Es soll hiermit der sogenannte pulsierende Betrieb der Y/erkzeugelektrode 1 dargestellt werden. Nach Beendigung des Impulses 121 wird die Werkzeugelektrode 1 in Richtung tferkstückelektrode 2 bewegt, so dass die normale Breite des Arbeitsspaltes 3 wieder hergestellt ist. Die Breite des Impulses 121 bzw. sein Zustand "1" wird von der Steuerstufe 200 über die Leitung 204 zur Abhebevorrichtung 12 bestimmt. Hierbei handelt es sich meistens um einen festen vorgegebenen Viert. Pur die weitere Beschreibung des Beispiels der Pig. 3b wird nun angenommen, dass nach einer gewissen Anzahl von "pulsierenden Rückstellungen" der Werkzeugelektrode 1 der Suchvorgang nach einem optimalen Rückstellweg dieser Elektrode eingeleitet wird. Hierdurch soll nämlich festgestellt werden, ob der optimale Rückstellweg dieser Elektrode 1 verloren wurde oder ob er noch vorhanden ist. Ein Startimpuls für den Start dieses Suchvorganges wird auf die Entscheidungsstufe 400 der Pig. 2 und 10 gegeben. Dieser Startimpuls ist in der Pig. 3b nicht besonders gezeichnet. Das Startsignal, welches auf die Entscheidungsstufe 400 der Pig. 2 und 10 gegeben wird, beeinflusst über die Steuerstufe 200 der gleichen Piguren die Abhebevorrichtung 12 in der YVeise, dass der Impuls auf der Leitung 121 um einen bestimmten Vieri vergrössert wird. Gemäss Pig. 3b erfolgt dies in der Weise, dass die beiden Signale 401 und 402, welche während des bisher beschriebenen sogenannten "pulsierenden Betriebs" der Y/erkzeugelektrode 1 im Zustand "0" waren, nach Empfang des Startimpulses in der Entscheidungsstufe 400 in den Zustand "1" gesetzt werden. Dies erfolgt jedoch über die Synchronisationsstufe 500 der Pig. 2 und 10. Diese Synchronisationsstufe 500 gibt ihre Zeittaktimpulse 501, 502 und 503.auf die Bewertungsstufe 300, die Entscheidungsstufe 400 und die Steuerstufe 200. Diese Zeittaktimpulse 501, 502, 503 sind in der Pig. 3b unten gezeichnet. Y/enn also nach Empfang des Startimpulses in der Entscheidungsstufe 400 der Zeittaktimpuls
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auf die Entseheidungsstufe 400 ebenfalls abgegeben worden Ist, werden die beiden Signale 401, 402 in den Zustand "1" gesetzt. Die Bedeutung dieser beiden Signale, welche bereits im Zusammenhang mit der Fig. 3a erwähnt worden Ist, wird im Folgenden noch einmal näher diskutiert. Wenn das Signal 401 im Zustand "0" ist, erhält die Steuerstufe 200 den Befehl, dass der Yfeg der Werkzeugelektrode 1 in der z.B. negativen Richtung gesteuert werden soll. Wenn das Signal 401 den Zustand "1" einnimmt, so bedeutet das für die Steuerstufe 200, dass die Werkzeugelektrode 1 in die andere Richtung zu bewegen ist. Diese andere Richtung wird In diesem Fall mit positiver Richtung bezeichnet. Wenn das Signal 402 im Zustand "0" ist, bedeutet das für die Steuerstufe 200, dass die Werkzeugelektrode 1 mit einem kleinen Schritt bewegt werden muss. Diese Bewegung erfolgt mit einem kleinen Schritt in der vom Signal 401 vorgeschriebenen Richtung. Yfenn das Signal 402 im Zustand "1" Ist, bedeutet das für die Steuerstufe 200, dass die Werkzeugelektrode 1 mit einem grossen Schritt zu bewegen ist. Aus der Fig. 3b ist also ersichtlich, dass die Werkzeugelektrode 1 während des pulsierenden Erosionsbetriebes mit einem kleinen Schritt in der einen Richtung bewegt wird, da die beiden Signale 401, 402 der Entscheidungsstufe 400 im Zustand "0" sind. Daher bewegt sich die Elektrode "pulsierend" um den Betrag Ay von der Werkstückelektrode 2 fort, wie das die Kurve 302 zeigt. Wenn nun, wie bereits erwähnt, infolge des Startimpulses und des Zeittaktimpulses 501 die beiden Signale 401, 402 in den Zustand "1" gesetzt' werden, so erfolgt über die Steuerstufe 200 die Erzeugung des Impulses 121 mit einer grösseren Breite. Dies zeigt die Fig. 3b beim zweiten Impuls 121 von links. Der Rückstellweg, den jetzt die Werkzeugelektrode 1 zurücklegt, ist um den Betrag A y grosser als der Rückstellweg A y der zeitlich vorhergegangenen periodischen Abhebungen. Da durch diesen grösseren Rückstellweg die Breite des Arbeitsspaltes 3 grosser geworden ist als vorher während des sogenannten periodischen Betriebes, macht sich die Veränderung der Spülmenge q. .im Arbeitsspalt "bemerkbar, was über die Leitung 301 auf die Bewertungsstufe 300 der Fig.
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2 und 10 gegeben wird. Dies ist im oberen Teil der Fig. 3b < gezeichnet. Dort ist auf der Abszisse die Zeit aufgetragen ' und auf der Ordinate das Integral des quadrierten Mittelwertes Z des Regelfehlers e. Mit der Kurve 303 wird die Integration des quadrierten Mittelwertes des Regelfehlers bezeichnet, welcher als Signal über die Leitung 303 aus der Bewertungsstufe 300 in die Bntccheidungsstufe 400 gegeben wird. Ss sei nun angenommen, dass der zuletzt diskutierte Rückstellweg, der um Δ yQ grosser war als der zeitlich vorhergegangene Rückstellweg Δ. y, bei der zwei ten Integration berücksichtigt ist. Die in der Pig. 3b gezeichnete zweite Integration von links zeigt eine Kurve 303, welche etwas höher liegt als die vorhergegangene. Dies -bedeutet, dass der Regelfehler e grosser geworden ist, was selbstverständlich nicht gewünscht wurde. Der Regelfehler ist bei der zweiten Integration aber nur etwas grosser geworden. Dies wird dadurch in der Fig. 3b gezeigt, dass der Zuwachsbetrag der Kurve 303 um einen V/ert anstieg, welcher zwischen Δ 1 und Δ. 2 liegt. Die V/erte Δ 1 und ,Δ 2 sind sogenannte Schwellwerte. Ihre Y/irkungsweise wird im Folgenden näher erläutert. Y/enn die z.B. zweite Integration die erste Integration (d.h. die zeitlich vorhergehende Integration) um einen Wert überragt, der grosser oder kleiner ist als Δ 2, so bedeutet dies, dass der Rückstellweg der Elektrode 1 in eine andere Richtung und mit einem grossen Schritt gesteuert wird. Die beiden Signale 401, 402 würden in einem solchen Fall beide den Zustand "1" haben. In diesem Fall läge die zweite Integration der Fig. 3b oberhalb bzw. unterhalb der beiden mit Δ 2 bezeichneten Linien. Es. sei nun angenommen, dass die zweite Integration der Fig. 3b, welche durch den Zeittaktimpuls 503 gestartet und durch den folgenden Zeittaktimpuls 501 beendet worden ist, nur etwas grosser ist als die erste Integration. Die zweite, in der Fig. 3b gezeigte Integration liegt zwischen dem bereits genannten Schwellwert -A 2 und dem anderen Schwellwert Δ 1. In einem solchen Fall wird die Richtung der Rückstellbewegung der Yferkzeugelektrode geändert, wobei der Rückstellweg für diese neue Richtung mit
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einem kleinen Schritt zu erfolgen hat. Zwischen den Zeittaktimpulsen 501 und 502 der zweiten Integration erfolgt die eben beschriebene Entscheidung in der Entscheidungsstufe 400. Die Signale 401, 402 schalten vom Zustand "1". in den Zustand "0". Mit Eintreffen des Signals 502 wird der Integrator 355 der Fig. 5 wieder auf Null zurückgesetzt. Vorher ist aber dessen-Inhalt in die nachfolgenden Schaltungsgruppen 357, 358 der Einheit 350 der Pig. 5 eingegeben worden. Dies wird jedoch zu einem späteren Zeitpunkt im Zusammenhang mit der Fig. 5 noch näher beschrieben. Bei Erzeugung des Zeittaktimpulses 503 in der Synchronisationseinheit 500 . wird in der Steuerstufe 200 unter Berücksichtigung der ebenfalls an der Steuerstufe 200 anliegenden Signale 401, aus der Entscheidungsstufe 400 ein Signal über die Leitung 204 auf die Abhebevorrichtung 12 gegeben. Die Abhebevorrichtung 12 gibt über Leitung 121 den Impuls, der in Pig. 3b mit 121 bezeichnet ist, auf den Vorschub 11 der Yferkzeugelektrode 1. Dieser Impuls hat nun eine kleinere Breite als vorher. Wie bereits gesagt, ist diese kleinere Breite des Impulses 121 durch den Zustand der beiden Signale 401, definiert. Ferner erzeugt der Zeittaktimpuls 503 in der Bewertungsstufe 300 den Start für die dritte Integration der Fig. 3b. Die Werkzeugelektrode 1 bewegt sich auf einem Rückstellweg, welcher um den Wert /S. y-, kleiner ist-als der zeitlich vorhergegangene Rückstellweg, der in der Fig. 3b bei der zweiten Integration durch die Ziffer 302 dargestellt ist. Infolge des um A V1 kleineren Rückstellweges der Werkzeugelektrode 1 ist die dritte Integration etwas kleiner als die aeitlich vorhergegangene zweite Integration. Es sei angenommen, dass die dritte Integration, welche mit Eintreffen des Zeittäktimpulses 501 beendet ist und zwischen dem Zeittaktirnpuls 501 und Zeittaktimpuls 502 ausgewertet wird, zwischen den Schv/ellwerteh <Δ. 1 und ^X 2 liegt. Dies bedeutet, dass der letzte Rückstellweg, welcher um den V/ert .Δ. y-, kleiner war, den Regelfehler verringerte, was sich an der Kurve 303 der Integration des quadrierten Mittelwertes des
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Regelfehlers e "bemerkbar macht. Die Eegelung befindet sich also auf dem richtigen Wege. Daher bleiben die Signale 401, in ihrem Zustand n0". Der Impuls 502 löscht den Inhalt deo Integrators 355 (Pig. 5). Der folgende Impuls 503 startet den vierten Integrationsvorgang der Pig. 3b in der Bewertungsstufe 300 und erzeugt über die Steuerstufe 200 sowie über die Abhebevorrichtung 12 einen nächsten Impuls 121. Der Vorschubantrieb 11 zieht die V/erkzeugelektrode 1 von der Werkstückelektrode 2 zurück, wobei dieser neue Rückstellweg wiederum kleiner geworden ist als der Rückstellweg, der in der Pig. 3b bei der dritten Integration gezeichnet ist. Unter Berücksichtigung des neuesten Rückstellweges wird die vierte Integration geoäss der Kurve 303 ausgewertet. Die vierte Integration, welche bei Eintreffen des Zeittaktimpulses 501 beendet Ist und bis zum Eintreffen des Zeittaktimpulses 502 ausgewertet wird, liegt nun etwas höher als die dritte Integration. Die vierte Integration soll jedoch nur so viel höher liegen gegenüber der dritten Integration, dass sie noch innerhalb des Bereiches des Grenzwertes <&. 1 sich befindet. Dies bedeutet, dass der Suchvorgang nun beendet werden kann. Aus diesem Grunde wird das Signal 401 der Entscheidungsstufe 400 temporär den Zustand "1" annehmen, und zwar während der Zeit zwischen'den Zeittaktimpulsen 502 und 503. Das Signal 402 verändert seinen Zustand nicht. Diese Kombination ist das allgemeine Kriterium für die Beendigung des Suchvorganges. Durch den Suchvorgang ist der optimale Rückstellweg gewährleistet, so dass der quadratische Mittelwert Z des Regelfehlers e gemäss Pig. la gefunden wurde. Dies bedeutet, dass die optimale Durchflussmenge des dielektrischen Mediums im Arbeitsspalt 3 ebenfalls gefunden wurde. Die optimale Durchflussmenge gilt natürlich für die fest eingestellte Pausendauer T -^, Tq2 oder TQ, der in der Pig. 1 gezeigten.Kurven A, B, G. . v
Das Signal 3781 der P3g. 6, welche den Suchvorgang * wie er in der Pig. 3a oder in der Pig. 3b beschrieben wurde, beendet, bewirkt ein Startsignal 372, welches einen Suchvorgang nach
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-der kleinsten Pausendauer' einleitet. Bevor dieser Suchvorgang näher erklärt wird, sei noch darauf hingewiesen, dass geuiäss Fig. ;lb der Regelfehler auf einen Minimalwert heruntergeregelt werden kann durch die geometrische Verschiebung der beiden Elektroden 1 und 2 untereinander. Dies ist jedoch nur dann möglich, wenn die Wertepaare der Kurven D, E und H innerhalb des gestrichelten Bereiches liegen und oberhalb der Kurve G-sind. Wenn die Wertepaare unterhalb der Kurve G liegen, so muss eine Veränderung der Pausendauer zwischen den einzelnen Arbeitsimpulsen vorgenommen werden. Wie bereits gesagt, wird nun nach Beendigung des Suchvorganges gemäss Fig. 3a und 3b ein neuer Suchvorgang nach der kleinsten Pausendauer zwischen den einzelnen Arbeitsimpulsen, die den Arbeitsspalt 3 durchschlagen, gestartet. Dies wird nun anhand der Fig. 4 näher erläutert. Im oberen Drittel der F±g. 4 ist der Regelfehler e als Kurve 301 aufgezeichnet. Die Kurve 301, welche das Signal über die Aenderung des Regelfehlers in die Bewertungsstufe der Fig. 2, 5 und 10 anzeigt, bewegt sich, um den ,Wert Hull. Unterhalb dieses Wertes ist der Grenzwert <Λ^ e aufgetragen. Die Bedeutung dieses Grenzwertes wird später noch näher diskutiert. Im mittleren Teil der Fig. 4 ist die Kurve 302 aufgezeichnet, welche, wie bereits schon einige Male erwähnt, die jeweilige Position bzw. die jeweilige Bewegung der" Werkzeugelektrode 1 zeigt. Diese Kurve 302 gelangt vom Weggeber 9 auf die Bewertungsstufe 300 der Fig. 2 und 7· Auf der Abszisse ist die Zeit t und auf der Ordinate der Weg y der Werkzeugelektrode 1 aufgetragen. Die Bedeutung des Eückstellweges Zs y0 und der einzelnen Erhöhungen ,Δ y-· wird später noch näher diskutiert. Im unteren Drittel der Fig. 4 ist das Signal 202 bzw. 222d gezeichnet, welches aus der Steuer stufe 200 der Fig. 2 und 10 auf den Impulsgenerator 5 gegeben wird zur Veränderung der Dauer der Pausen zwischen den einzelnen den Arbeitsspalt 3 durchschlagenden Arbeitsimpulsen. Diese Aenderung der Pausendauer T, welche, zwischen den Grenzen Tn und Tca verlaufen kann, ist mit /s. To und /S, Tl bezeichnet. Im unteren Teil der FJg» 4 sind die bekannten Zelt-,
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taktimpulse 501 aus der Synchronisationsstufe 500 der Fig. 2,, 5 und 10 aufgezeichnet. V/enn also das Startsignal 372 den Suchvorgang nach der kleinsten Pausendauer auslöst, so erfolgt in der Bewertungsstufe 300 die Bewertung des als Kurve 301 gezeichneten Regelfehlers e. Ebenso wird in der gleichen Stufe 300 die Bewegung, welche als Kurve 302 gezeichnet ist, der Werkzeugelektrode 1 "bewertet, \ienn nach dem Startimpuls der erste Zeittaktimpuls 501 aus der Synchronisationsstufe auf die Bewertungsstufe 300 und auf die Steuerstufe 200 gegeben wird (die Entscheidungsstufe 400 ist an diesem Suchvorgang nicht "beteiligt), dann gibt die Steuerstufe 200 über die Leitungen 202 bzw. 222d ein Signal auf den Impulsgenerator 5 ab zur Reduzierung der Pausendauer um den Wert Δ. Τ . Diese Reduktion ist in der Steuerstufe vorprogrammiert und besitzt einen festen und vorbestimmten Wert. Der Regelfehler ändert sich nun unter Berücksichtigung der verkleinerten Pausendauer entsprechend der Kurve 301. Ebenso bewegt sich die Werkzeugelektrode 1 in Richtung Werkstückelektrode 2. Dies zeigt die Kurve 302. Durch diese Bewegung der Werkzeugelektrode 1 bzw. durch die Verkleinerung der Breite des Arbeitsspaltes 3 wird auch der Regelfehler 301 gegen den Wert Hull streben. In diesem Zustand befindet sich die Anordnung noch oberhalb der Kurve G der fig. Ib. Es wird nun angenommen, dass ein zweiter Zeittaktimpuls 501 aus der Synchronisationsstufe 500 abgegeben wird. Dieser Zeittaktimpuls 501 bewirkt gemäss Pig. 4, dass über die Steuerstufe 200 und Leitungen 202 bzw. 222d der Pig. 2 und 10 im Impulsgenerator 5 die Dauer der Pausen zwisehen den einzelnen Arbeitsimpulsenvden gleichen Wert /S. T verkleinert wird wie beim ersten Zeittaktimpuls 501 der Pig.4· Diese zweite Verringerung der Pausendauer scheint offenbar zuviel gewesen zu sein. Der Regelfehler e wandert nun nach einer kurzzeitigen Vergrösserung dem Nullpunkt zu. Die Kurve 301 überschreitet sogar diesen Nullpunkt und überschreitet auch den Grenzwert >Δ e0 nach unten. In der Beviertungsstule werden nun die Massnahmen ergriffen, um eine solche rapide Vergrösserung des Regelfehlers e zu reduzieren. Ueber die Steuer-
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stufe 200 und über die Abhebevorrichtung 12 wird der Vorschubantrieb 11 angesteuert zur Bewegung der Werkzeugelektrode 1,, wie es die Kurve 302 in diesem Augenblick zeigt. Da die Aenderung des Rückstellweges der Y/erkzeugelektrode 1 um den Wert Δ. yQ den Regelfehler e nicht mehr beeinflussen kann, wird die Bewegung· der Werkzeugelektrode in die andere'Richtung - d.h. von der Werkstückelektrade 2 fort - gestartet.· Der Weggeber 9 gibt die Werte über die Stellung und über die Bewegung als Signal 302 auf die Bewertungsstufe 300. Da der Regelfehler e über dem Grenzwert Ae liegt, hat der nächste Zeittaktimpuls 501 (in Fig. 4 der dritte Impuls von links) keine Wirkung auf die Steuerstufe 200. Sobald in der Bewertungsstufe 300 angezeigt ist,'dass gemäss Kurve 302 der Pig. 4 der Rückstellweg Ay. erreicht ist, erfolgt in der Steuerstufe eine schrittweise Erhöhung der Pausendauer zwischen den einzelnen Arbeitsimpulsen um den Wert A Tl. Gleichzeitig wird die Werkzeugelektrode 1 gemäss Kurve 302 weiter von der anderen Elektrode 2 fortbewegt. Die Pausendauer wird so lange schrittweise um den Wert .A Tl erhöht, bis der Regelfehler 301 den Nullpunkt erreicht hat. In diesem Pail vergrössert sich noch etwas der Abstand zwischen den.beiden Elektroden 1 und 2 gemäss Kurve 302. Anschliessend vermindert sich der Abstand. Das bedeutet mit andern Worten: die Werkzeugelektrode 1 bewegt sich wieder langsam in Richtung Werkstückelektrode 2. In der Pig. 4 ist ein vierter Zeittaktimpuls 501 aus der Synchronisationsstufe 500 gezeichnet. Da nun der Regelfehler e gemäss Kurve -301 oberhalb der Fullgrenze und des Grenzwertes £*-e 0 ist, hat dieser vierte Zeitiraktimpuls auf die Steuerstufe 200 wieder die Wirkung, dass die Pausendauer um einen bestimmten Wert A To verringert wird. Das gleiche geschieht auch mit den nachfolgenden Zeittaktimpulsen 501 aus der Synchronisationsstufe. Abschliessend soll auch darauf hingewiesen werden, dass der Regelvorgang, welcher in der Pig. 4 mit der treppenförmigen Erhöhung der Pausendauer um den Wert y\ Tl gezeichnet ist, den Zeitpunkt erfasst, in welchem die Pausendauer unterhalb der in Pig. Ib gezeichneten Grenzkurve G liegt. "In diesem Pail war es also nicht möglich, den Regelfehler
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nur durch Steuern der Durchflussmenge q bzw. der Breite des . Arbeitsspaltes 3 auf die Nullinie zu Taringen. Es musste also auch die Steuerung der Pausendauer zu Hilfe genommen werden. Kach einer gewissen Anzahl von Zeittaktimpulsen 501 wird der Suchvorgang nach der kleinsten Pausendauer beendet. Anschliessend erfolgt ein Startimpuls für den Suchvorgang nach der optimalen Durchflussmenge des dielektrischen Mediums gemäss Fig. 3a oder der Suchvorgang nach den optimalen Rückstell-"bewegungen nach Fig. 3b.
Durch dieses aufeinanderfolge Suchen nach optimaler Durchflussmenge nach optimaler Pausendauer ist es möglich, dass der gesamte erosive Vorgang optimal durchgeführt werden kann. Eine unerwünschte und plötzliche Verschiebung des gesamten erosiven Betriebszustandes, wie es bei den bekannten Verfahren üblich ist, ist bei dem erfindungsgemässen Verfahren unmöglich. Wie bereits eingangs erwähnt, kann ein Betriebszustand verschoben werden durch Veränderungen der an dem eigentlichen Erosionsvorgang beteiligten Flächen der Elektroden, besonders bei komplizierten Elektrodenformen oder als Folge einer Einstellung von vorprogrammierten Betriebsparametern. Ebenso lässt sich mit dem erfindungsgemässen Verfahren ein langsames Wegwandern des optimalen Betriebszustandes als Folge der Wanderung einer kleinen Angriffszone auf einer grossen und breiten Elektrodenfläche durch veränderliche Spülverhältnisse und/oder als Folge der Veränderung der Angriffsfläche mit der Einsenktiefe genau ausregeln. Im Folgenden wird ein schaltungstechnisches Ausführungsbeispiel zur Durchführung des anhand der Fig. la, Ib, 3a, 3b und 4 beschriebenen erfindungsgemässen Verfahrens näher erläutert.
In der Fig. 5 ist der erste Stromkreis 350 zur Erzeugung eines Signals, welches der ersten Zustandsvariablen proportional ist. Dieser Stromkreis 350 bzw. diese Schaltung ist in der in Fig.2 gezeigten Bewertungsstufe 300 vorgesehen. G-emäss den Fig. 2 und 5 gelangt das dem Regelfehler e entsprechende Signal aus dem Differenzglied 7 über die Leitung 301 in die Bewertungs-
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"stufe 300 und wird im Quadrierglied 351 quadriert, d.h. es
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wird der ¥/ert e gebildet. Dieser Wert der Potentlerung wird dem Integrator 352 zugeführt. Die im Zusammenhang mit den .. Fig. 3a» 31> und 4 genannten Zeittakt impulse .. 501, 502, 503 aus der Synchronisationsstufe 500 stellen den Arbeitszustand des Integrators 352 ein. Der Zelttaktimpuls 501 beendet den Integrationsvorgang, wie er in den I1Ig. 3a und 3b gezeichnet ist. Das der Integration entsprechende Signal 303 steht am Ausgang des Integrators 352 und gelangt auf die Differenzeinheit 355. Beim nächsten Zelttaktimpuls 502 γ/ird der Inhalt des Integrators 352 auf Hull gesetzt und für die nächste Integration -vorbereitet. Der nächste ZelttaktImpuls 503 startet einen neuen Integrationsvorgang des quadrierten Re-
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gelfehlers e . Das Integral des Wertes e wird wiederkehrend während der durch die Zelttaktliapulse 503 und 501 definierten Zelt berechnet und als Signal 303 am Ausgang des Integrators 352 sowohl für die Diff erenzelnlielt 355 als auch für den Speieher 356 zur Yerfügung gestellt. Dies wird nun näher beschrieben. Zwischen den Zelttalcfcimpulsen 501 und 502 wird der Integralwert am Ausgang des Integrators 352 wie folgt analysiertt Semäss FIg. 5 wird der ZeIttaktImpulsr der bekanntlieh äen zur Zeit laufenden Integrationsvorgang beendet, aus der Synehronlsatlonsstufe 500 nicht nur direkt auf den Integrator 352 gegeben, sondern auch über die monostabilen MuIt!vibratoren 353, 354 und 366 zur Steuerung von drei Funktionen geleitet. Diese drei Funktionen sind wie folgtί Der Ee It takt Impuls 501 aus dem monostabllen Multivibrator löscht den Inhalt der Speicher 354 und 365, so dass diese Speicher für die Auswertung des Integrationsvorganges vorbereitet sind. Weiter gelangt dieser ZeIttaktImpuls1 gleichzeitig auf den monostablleh Multivibrator 354 und nach einer gewissen Zeitverzögerung auf äen zweiten Eingang der Differenzeinheit 355. Der Zelttaktimpuls 501 aus dem ntonostahllen Multivibrator 554 bewirkt, dass die Pifferenzeinhelt das Integratlonsslgnal, welches auf der Leitung 303 schon in dieselbe eingelesen wurde, mit dem zeitlich vorhergehenden IntegratlonssignaX,. welches
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im Speicher 356 gespeichert wurde, verglichen wird. Es wird ■ also die Differenz gebildet zwischen dem "neuen" und den "alten" Integrationssignal. Die Weiterverarbeitung der so gebildeten Differenz zv/ischen zwei Integrationsvorgängen Yiird später noch näher beschrieben. Mim zurück zu der dritten Funktion des Zeittaktimpulses 501. Gleichzeitig mit der Differenzbildung in der Differenzeinheit- 355 gelangt der Zeittaktimpuls 501 auf den inonostabilen Multivibrator 366. liach einer gewissen Zeitverzögerung Öffnet das aus diesem monostabilen Liult !vibrator 366 gelangende Ausgangs signal, welches dem Zeittaktimpuls 501 entspricht, die Torschaltung 367. Hierdurch kann das am Ausgang des Integrators 352 noch immer vorhandene Integrationssignal 303 über die Torschaltung 367 in den Speicher 356 gegeben werden. Das in diesem Speicher gespeicherte Signal dient für die Bildung der Differenz mit dem zeitlich nachfolgenden Integrationsvorgang. Der nächste Zeittaktimpuls 502 setzt den Integrator 352 auf Null zurück. Der Zeittaktimpuls 503 startet den nächsten Integrationsvorgang im Integrator 352. Dies ist im Zusammenhang mit den Pig. 3b. und 3b ausführlich beschrieben worden, so dass an dieser Stelle nicht, mehr näher darauf eingegangen wird. Nun zurück zur Weiterverarbeitung der Differenz, die.in der Differenzeinheit 355 zwischen dem durch den Zeittaktimpuls beendeten Integrationsvorgang und dem im Speicher 356 gespeicherten vorhergehenden Integrationsvorgang gebildet wurde. Dieses Differenzsignal steht am Ausgang der Differenzeinheit 355 und wird auf die Einheit 357 zur Bildung des Differenzbetrages und auf die Einheit 358.zur Darstellung der Richtung der Differenz gegeben. Die Einheit 358, welche Im Ausführungsbeispiel als Schmitt-Trigger ausgebildet lot, gibt ihr Richtungssignal der Differenz auf den Speicher 359· Dieser Speicher 359 ist von dem Zeittaktimpuls 501 aus dem monostabilen Multivibrator 353 vorbereitet worden. Die Einheit 357, in. welcher .der Betrag bzw. der Wert der Differenz gebildet wird, gibt ihr Ausgangssignal auf die beiden Eomparatoren 362, 363. In diesen beiden Komparatoren wird der Betrag der Differenz mit
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zwei Konstanten .Δ 1 und Δ2 verglichen. Diese beiden Konstanten sind in den Einheiten 360, 361 eingegeben. Wie bereits einige Male im Zusammenhang mit den Pig. 3a und 3b gesagt, handelt es sich bei diesen Konstanten um die Schwellwerte Δ und Δ 2. Wenn nun der Differenzbetrag kleiner ist als A. und ,A. 2, dann setzen die Komparatorön 362,'363 einen HuIl-Zustand in die Speicher 364, 365. Dieser Uull-Zustand der beiden Speicher 364, 365 bedeutet die Beendigung des Suchvorganges, wie er ausführlich im Zusammenhang mit den beiden Pig. 3a und 3b beschrieben wurde. Der Vollständigkeit halber sei noch erwähnt, dass die beiden Speicher 364, 365 in gleicher Weise wie der Richtungsspeicher 359 vorher durch den Zeittaktimpuls 501 vorbereitet wurde. Wenn nun der Betrag grosser als A Ij aber kleiner als Δ2 ist, wird der eine Speicher 364 in den Zustand "1" und der andere Speicher in den Zustand "0" gesetzt. Dies bedeutet, wie bereits bei den Pig. 3a und 3b gesagt, Portführung des Suchvorganges mit einer kleinen Aenderung der Durchflussmenge. Yfenn der Betrag der Differenz grosser als Al und ZX 2 ist, werden beide Speicher 364, 365 in den Zustand "1" gesetzt. Das bedeutet, wie bereits einige Male gesagt, dass der Suchvorgang mit einer grösseren Aenderung der Durchflussmenge fortgesetzt wird. Die Richtung der Aenderung der Durchflussmenge wird durch den Richtungsspeicher-359 definiert. Die besprochenen Ausgangssignale der drei in der Pig. 5 gezeigten Speicher 364, 365, 359 gelangen auf die Logikschaltung 388, welche in der Schaltungsanordnung 370 vorgesehen ist. Die Sohaltungs- anordnung 370 ist gemäss Pig. 2 und 10 in der Eritscheidungsstufe 400 angeordnet. Die Schaltungsanordnüng370 ist in der Pig. 6 detailliert gezeichnet. Uun zurück zur Pig. 5« Wenn die Speicher 364, 365, 359 ihre Ausgangssignale auf die Logikschaltung 388 gegeben haben, wird die bereits genannte dritte Punktion des Zeittaktimpulses 501 durchgeführt. Bei dieser dritten Punktion wird der Inhalt des Integrators 325, welcher als Signal 303 vorhanden ist, über die frei gegebene Torschaltung 367 auf den Speicher 356 ^JMljMI· Dieser momentane, als .Signal 303 vorliegende Inhal"t'?lf#^itegrators 352 wird dem
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Inhalt des Speichers 356 einfach überschrieben. Der folgende Zeittaktimpuls 502 löscht den momentanen Inhalt des Integrators 352, Yfenn der nächste Zeittaktimpuls 503 auf den Integrator 352 gelangt, wird die nächste Integration gestartet. Die Verarbeitung dieses Integrationsvorganges und der Vergleich mit dein vorhergehenden Integrationsvorgang sowie die Bildung der Ausgangssignale der Speicher 364, 365, 359 erfolgt nun in der gleichen V/eise wie bereits beschrieben.
In der Fig. 6 ist die Schaltungsanordnung detailliert gezeichnet, welche dem ersten Stromkreis 350 der Pig. 5 und 10 nachgeordnet ist. In der Schaltungsanordnung der Pig. 6 wird der Suchvorgang durchgeführt, v/elcher im Zusammenhang mit den Fig. 3a und 3b beschrieben wurde. Die Schaltungsanordnung befindet sich in der Entscheidungsstufe 400 der Pig. 2 und Auf den Leitungen 3640, 3650, 3590 der Speicher 364, 365, der Pig. 5 stehen die Signale bzw. Zustände, welche der Auswertung der Differenzen zwischen den e inzelnen Integrationsvorgängen entsprechen und welche sehr ausführlich im Zusammenhang mit Pig. 5 beschrieben wurden. Die Punktionsweise der in Pig. 6 gezeigten Schaltungsanordnung wird an einigen Beispielen der Pig. 3a und 3b beschrieben. Es sei angenommen, dass ein Startimpuls auf der Leitung 372 zum Start des Bewertungsvorganges erzeugt wird. Die Erzeugung dieses Startimpulses, welcher in den Pig. 3a und 3b nicht gezeichnet ist, aber in der Beschreibung zu diesen Piguren mehrere Male erwähnt wurde, kann davon abhängig gemacht werden, wenn ein elektrischer Parameter am Erosionsgenerator 5 geändert wird. Diese Aenderung kann entweder durch die Bedienungsperson oder aber durch ein bestimmtes Programm des numerischen Steuerungssystems durchgeführt werden. In einem solchen Pail wird der Startimpuls auf der Leitung 372 in die ODER-Torschaltung 373 gegeben. Selbstverständlich kann auch die Bedienungsperson von sich aus einen Startimpuls durch Drücken des Knopfes 371 auslösen. In beiden Fällen gelangt der Startimpuls über die ODER-Torschaltung 373 auf die Kippschaltung
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374. Weiter gelangt der Impuls auf die als Flipflop ausgebildete Kippschaltung 375, die in den Zustand "1" gesetzt wird. Sobald nun aus der Synchronisationsstufe 500 der in den Mg. 3a und 3b gezeigte erste Zeittaktimpuls 501 erscheint, wird gemäss Pig. 6 die Kippschaltung 377 über die UND-Torschaltung 376 in den Zustand "1" gesetzt. Dies bedeutet, dass die erste Aenderung der Durchflussmenge q. des dielektrischen Mediums im Arbeitsspalt 3 bzw. erste Aenderung des Weges y der Werkzeugelektrode 1 eingeleitet wird.Durch den Zustand "ltr des Plipflops 377 werden folgende Operationen bewerkstelligt: . ·
a) Die Kippschaltung 378 wird auf den Zustand "0" zurückgesetzt, wodurch, die Kippschaltung 379 in Arbeitsbereitschaft ge-setzt wird; die Punktion der Kippschaltung 379 ist das Herstellen und Trennen der Verbindung zwischen dem monostabilen Multivibrator 380 und der Bmschalteeinrichtung
383. Dies wird jedoch später noch näher beschrieben. Es sei hier nur so viel gesagt, dass der jeweilige Zustand der Kippschaltung 379 die genannte Verbindung herstellt bzw .trennt. Dieser Zustand wird beeinflusst durch die Zeittaktimpulse 501 und 502.
b) Durch den Zustand "l'r der Kippschaltung 377 wird ferner die nachgeordnete Kippschaltung 384 in den Zustand "1" gesetzt. Diese Kippschaltung 384 hat die Aufgabe, entsprechend ihres-jeweiligen Zustandes die Signale aus dem · bereits genannten monostabilen Multivibrator 380 auf die eine oder andere Ausgangsleitung 385, 386 der Umschalteeinrichtung 383 zu lenken. Zur Vervollständigung wird noch darauf hingewiesen, dass der Ausgang dieser Kippschaltung 384, welcher mit 401 bezeichnet ist, immer den komplmentären Zustand aufweist, wie die Kippschaltung
384, sofern sie aus der Kombinationslogik 388 (Ausgang 3881) gesteuert wird.
c) Infolge des Zustandes "1" der Kippschaltung 377 wird die Kippschaltung 390 in den Zustand "1" gesetzt. Die Aufgabe. dieser Kippschaltung 390 ist die Beeinflussung des mono-
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stabilen Multivibrators 380 in der V/eise, dass der mono-' stabile Multivibrator 380 bei Erscheinen des Zeittaktimpulses 502 aus der Synchronisationsstufe 500 einen Impuls von langer Dauer abgibt, wenn der Zustand "1" der Kippschaltung 390 auf der Ausgangsleitung 402 vorhanden ist, und bei Vorhandensein des Zustandes "0" auf der Leitung 402 der Multivibrator 380 einen Impuls von kleiner Dauer abgibt.
d) Der Zustand 11I" der Kippschaltung 377 bewirkt, dass der Inhalt des zweistelligen Registers 387 geleert wird. Das zweistellige Register 387 wird auf Null zurückgesetzt.
e) Der Zustand "1" der Kippschaltung 377 gelangt ferner auf den inversen Eingang der Verriegelungsschaltung 389. Diese Verriegelungsschaltung sorgt dafür, dass die Kombinationslogik 388 keine Ausgangssignale erzeugen kann.
Durch den ersten Zeittaktimpuls 501 der Fig. 3a und 3b sind in der Schaltungsanordnung 370 der Fig. 6 die eben beschriebenen verschiedenen Operationen durchgeführt worden. Die Abstiegsflanke des Zeittaktimpulses 501 setzt die Kippschaltung 379 in den Zustand "1". Dieser Zustand "1" wird auf den einen Eingang der UND-Torschaltung 381 gegeben. Wenn nun als nächster Impuls der Zeittaktimpuls 502 von der Synchronisationsstufe erzeugt wird, gibt der Multivibrator 380 einen Impuls auf den anderen Eingang der TJND-Torschaltung 381 mit einer bestimmten, langen zeitlichen Dauer. Diese bestimmte lange zeitliche Dauer ergibt sich wegen des Zustandes "1" der Kippschaltung 390. Die UHD-Torschaltung 381 gibt auf der Leitung 382 einen Impuls ab, der in der Umschalteeinrichtung 383 auf die Ausgangsleitung gelenkt wird, da die Kippschaltung 384 und somit auch die Leitung 401 den Zustand "1" aufweisen. An dieser Stelle wird darauf hingewiesen, dass die Ausgangsleitungen-401, 402 der Kippschaltungen 384, 390 mit den Signalen 401, 402 der Fig. -3a und 3b identisch sind. Der Impuls, welcher auf der Leitung 385 der Umschalteeinrichtung 383 der Fig. 6 von langer zeitlicher Dauer liegt, wird in der nachfolgenden Steuerstufe 200
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der Pig. 2 und 10 in der Weise ausgewertet, dass die Durchflussmenge q um einen grossen Schritt £± q in der positiven Richtung verändert wird. Die j)ositive Richtung bedeutet eine Vergrösserung der Durchflussmenge. Dies ist in der Pig. 3a gezeigt. Das Signal auf der Leitung 385 der Pig. 6 wird geaäss Pig. 3b in der Steuerstufe 200 für die Bewegung der Werkzeugelektrode 1 in gleicher V/eise ausgenutzt. Die Abhebevorrichtung 12 erhält über die Leitung 204 einen Steuerimpuls und gibt auf den Vorschubantrieb 11 den Impuls 121, welcher in der Pig. 3b nicht mit dem Erscheinen des Zeittaktimpulses 502 erzeugt wird, sondern zu einem späteren Zeitpunkt. Dies hängt nur mit der normalen Verzögerung in der Abhebevorrichtung 12 zusammen. In der Pig. 3a ist das Steuersignal 201, welches die Durchflussmenge q. ändern soll, folgerichtig mit .dem Zeittaktimpuls 502 gekoppelt. Fun zurück zur Pig. 6. Die Abstiegsflanke des Impulses auf der Leitung 382, welche mit der Abstiegsflanke des Zeittaktimpulses 502 nicht identisch ist, setzt die Kippschaltung 379 und somit die Kippschaltungen 377 und 378 auf den Zustand "0" zurück. Hiermit ist die erste Aenderung der Durchflussmenge q bzw. des Weges y der Werkzeugelektrode 1 um einen bestimmten und festen Betrag in der positiven Richtung beendet. Als nächstes Beispiel wird anhand der Pig. 6 der Suchvorgang beschrieben, welcher gemäss Pig. 3a und 3b nach dem zweiten Integrationsvorgang durchgeführt wird. Gemäss Pig. 3a und 3b ist die Differenz zwischen dem ersten und' zweiten Integrationsvorgang grosser als die beiden Schwellwerte ,Δ 1, Δ 2. Das bedeutet im ersten Stromkreis 350 der Pig. 5 einen folgenden Kode: Zustand "1" im Speicher 364, Zustand "1" im Speicher 365 und Zustand '!I" im Speicher 359· Diese Zustände werden über die Ausgangsleitungen 3640, 3650, 3590 auf die Kombinationslogik 388 der Schaltung 370 der Pig. 6 gegeben. Da der zweite Integrationsvorgang durch den Zeittaktimpuls 501 beendet worden ist, wird in der Schaltung 370 zur gleichen Zeit die Verriegelungsschaltung 389 durch den Zeittaktimpuls 501 über die Zeitverzögerungsschaltung 505 geöffnet. Dies bedeutet, dass die an den Eingängen der Kombinationslogik 388 liegenden Zustände auf die
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entsprechenden Ausgänge verteilt werden.. In diesem Beispiel steht am Ausgang 3881 dieser Kombinationslogik 388 der Zustand "0". Dieser Zustand gelangt auf die Kippschaltung 384 und setzt sie auch in denselben Zustand. Die Ausgangsleitung 401 soll jedoch definitionsgemäss immer den komplementären Zustand aufweisen. Das_bedeutet in diesem Pail also den Zustand "1", so dass zu einem späteren Zeitpunkt, wenn der Zeittaktimpuls 502 erscheint, das Signal auf die Ausgangsleitung 385 gegeben werden kann, was, wie bereits gesagt, eine Aenderung der Durchflussmenge bzw. des Y/eges der \/erkzeugelektrode 1 in positiver Pachtung bedeutet. Der Zustand "p0" der Ausgangsleitung 3881 der Kombinationslogik 388 gelangt ferner auf die UND-Torschaltungen 396, 397· Diese Torschaltungen werden durch den Zustand nl" nicht beeinflusst. Zur gleichen Zeit erscheint auf dem Ausgang 3882 der Zustand "1". Dieser Zustand bewirkt in der UND-Torschaltung 393 ein Ausgangssignal (Zustand "1") über die ODBR-Torschaltung 394 zum Setzen der Kippschaltung 390 in den Zustand "1". Diese Wirkung ergibt sich dadurch, dass der zweite Speicherplatz des Registers 371 noch nicht besetzt ist. Gemäss Pig. 3a und 3b ist .erst ein einziger Zeittaktimpuls 503 auf das Register 387 gelangt und hat nur den ersten Speicherplatz belegen können. Da der eine Eingang der UND-Tor schaltung 393 invers ist, ergibt der Zustand "O1? aus dem Register 387 und der Zustand "1" auf der Ausgangsleitung 3882 einen Zustand "1" über die ODER-Torschaltung zur Kippschaltung 390, die nun im Zustand "1" gesetzt ist. Gleichzeitig mit den beiden eben beschriebenen Ausgängen ergibt sich ein Zustand "0" auf dem Ausgang 3883 der Kombinationslogik 388. Dieser Ausgang verändert-an der ODER-Torschaltung 391 nichts. Diese Torschaltung ist für das Beenden des Suchvorganges verantwortlich. Wenn nun gemäss Pig. 3a und 3b als nächster Impuls der Zeittaktimpuls 502 erscheint, dann sind die Signale 401, 402 richtig gesetzt worden. Am Ausgang 385 erscheint also ein Impuls mit einer grossen zeitlichen Dauer. Die Steuerstufe 200 gibt nun Steuersignale ab zur Aenderung
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der Durchflussmenge q. um den Betrag -A q 2 oder zur Aenderung des Rückstellweges y um den Betrag <Δ. y 0 der Werkzeugelektrode 1. Diese Signale sind in den Pig. 3a und 3b mit 201 und 121 gezeichnet. Die gleichen Signale finden sich auch in der Fig. angedeutet. Wenn nun ansehliessend der Zeittaktimpuls 503 erscheint, wird u.a. in der Schaltungsanordnung 370 der Fig. 6 der zweite Platz des Registers 387 belegt. Wenn nun bei den folgenden Integrationsvorgängen der Unterschied zwischen zwei benachbarten Integrationen grosser ist als der Schwellwert und kleiner als der andere Schv/ellv/ert A 2, dann haben die Äusgangsleitungen des. ersten Stromkreises 350 der Fig. 5 folgende Zustände: Ausgangsleitung 3640 Zustand "1", Ausgangsleitung 3650 Zustand 11O", Ausgangsleitung 3590 Zustand "0". Diese Zustände werden in gelohnter VTeise auf die Schaltungsanordnung 370 der Fig. 6 gegeben. In der Kombinationslogik 388 ergeben sich ein entsprechender Kode, da die Verriegelungsschaltung 389 durch den Zeittaktimpuls 501 entriegelt ist. Die Ausgangsleitung 3881 erhält den Zustand 11I". Die Ausgangsleitung 3882 erhält den Zustand "0". Die Aus gang sie it-ung 3883 erhält den Zustand 11O". Die Kippschaltung 384 wird in den Zustand "1" gesetzt. Der komplementäre Ausgang 401 erhält jedoch den Zustand 11O", so dass die Ausgangsleitung 386 der Umschalteeinrichtung 383 mit dem entsprechenden Steuerimpuls belegt werden kann. Die Kippschaltung 390 wird von dem Zustand auf dem Ausgang 3882 so beeinflusst, dass sie den Zustand "O11' annimmt. Die UKD-Torschaltung 391 wird.durch den Zustand "0" des Ausgangs 3883 nicht beeinflusst, \lenn nun als nächster Impuls der Zeittaktimpuls 502 von der . Synchronisationsstufe abgegeben wird, erzeugt der Multivibrator 380 einen Impuls -von kleinerer Dauer. Dieser Impuls wird über die UUD-Iorschaltung 381, welche durch die Kippschaltung 379 geöffnet ist, auf die Ausgangsleitung 386 der Umschalteeinrichtung 383 gegeben. Bas Signal auf der Ausgangsleitung 386 wird in der Steuerstnfe 200 in der Weise benutzt, dass die Steuersignale 201 bzw. 121 eine kleinere Aenderung der !Durchflussmenge q. bzw. des. Bückstellweges y mit einer Eichtungsumkehr gewährleisten. Dies ist in
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den Fig. 3a und 3b gezeichnet. Äbschliessend sei noch darauf hingewiesen, dass der Suchvorgang gestoppt wird, wenn der Unterschied zwischen zwei Integrationsvorgängen kleiner ist als die beiden Schwellwerte Δ. 1 und Δ 2. In diesem lall ergibt sich an den Ausgangsleitungen 3640, 3650, 3590 des ersten Stromkreises 350 der Fig. 5 folgender Kode: Ausgangsleistung 3640 Zustand "0", Ausgangsleitung 3650 Zustand "0", Ausgangsleitung 3590 Zustand 11O". Dieser Kode bewirkt in der Kombinationslogik 388, dass am Ausgang 3883 der Zustand "1" steht. Ueber die ODER-Torschaltung 391 wird bei Erscheinen des nächsten Zeittaktimpulses 502 die UED-Torschaltung 392 ein Ausgangssignal auf die Kippschaltung 370 geben, welche hierdurch in den Zustand Hln gesetzt wird. Dies bedeutet: Abgabe eines Stoppsignals 3785. Dieses Signal gelangt auf die Leitung 332 zu der Einheit 330, welche in der Fig. 10 dargestellt ist. Durch dieses Stoppsignal wird nun der Suchvorgang nach der optimalen Pausendauer gemäss Fig. 4 mit Hilfe der Einheit 330 der Fig. 10 durchgeführt. An dieser Stelle sei noch darauf hingewiesen, dass nun das Minimum der ersten Zustandsvariablen erreicht worden ist. wie es in der Fig. la gezeichnet ist. Abschliessend sei noch erwähnt, dass in der Fig. 6 die Bedienungsperson mit einem Handschalter 399 den eben beschriebenen Suchvorgang nach der optimalen Durchflussmenge zu jeder gewünschten Zeit beenden kann.
Anhand der Fig. 5 und 6 wurde die Bildung, die Bewertung der ersten Zustandsvariablen und die Steuerung des erosiven Bearbeitungsvorganges erklärt. Die erste Zustandsvariable wird in Abhängigkeit von der den Arbeitsspalt 3 durchfliessenden Menge q des dielektrischen Mediums, in Abhängigkeit von der Pausendauer der den Arbeitsspalt durchschlagenden Arbeitsimpulse oder in Abhängigkeit vom Tastverhältnis bzw. Duty-Faktor oder von der Repetitionsfrequenz und von der Amplitude der Arbeitsimpulse erzeugt. Die erste Zustandsvariable ist in dem beschriebenen Beispiel das Integral des Quadrates des
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Regelfehlers e, welches über eine bestimmte Zeit gebildet wird. Bei der Erfindung ist jedoch von wesentlicher Bedeutung, dass eine zweite Zustandsvariable erzeugt wird und zwar ebenfalls in Abhängigkeit von der den Arbeitsspalt 3 durchfliessenden Menge q des dielektrischen Mediums, in Abhängigkeit von der Pausen dauer der den Arbeitsspalt durchschlagenden Arbeitsimpulse oder in Abhängigkeit vorn Tastverhältnis bzw. vom Duty-Faktor oder von der Repetitionsfrequenz und von der Amplitude der Arbeitsiiripulse. Diese zweite Zustandsvariable ist als Durchschlagfestigkeit der den Arbeitsspalt 3 durchschlagenden'Arbeits-.impulse definiert. Mit der Durchschlagfestigkeit soll das Verhältnis zwischen der Aenderung des Regelfehlers e zur zugehörenden Aenderung des Abstands der Elektroden 1 und 2 verstanden werden. Der Elektrodenabstand bzw. die Breite des Arbeitsspaltes 3 beeinflusst den Durchschlag der Arbeitsimpulse· In gleicher Vifeise wird die Durchschlagfestigkeit, der Arbeitsirirpulse auch beeinflusst durch Yergrössern oder Verkleinern des Regelfehlers e. Diese zweite, die Durchschlagfestigkeit erfassende Zustandsvariable wird in einem zweiten Stromkreis 310 der Bewertungsstufe 300 bewertet. Die beiden Zustandsvariablen beeinflussen die Entscheidungsstufe 400 und die Steuerstufe 200 in der Weise, dass die Stellgrössen, welche für den Betrieb der Erosionsanlage 100 notwendig sind, so" gesteuert werden,.dass die erste Zustandsvariable während des Erosionsvorganges ihren Extremwert bekommt und dass die zweite Zustandsvariable innerhalb eines durch höchstens zwei Grenzwerte definierten Bereiches liegt. Im beschriebenen Beispiel der Fig. la, Ib, 2, 5 und 6 sind die Stellgrössen so gesteuert worden, dass die erste Zustandsvariable ihren kleinsten Extremwert bekam. Selbstverständlich können die Stellgrössen in einem anderen Ausführungsbeispiel so gesteuert werden, dass die erste Zustandsvariable immer ihren g.'.össten Extremwert bekommen muss, damit der erosive Bearbeitung;;.■·..rgang unter optimalen Bedingungen arbeiten kann. Die zweite Zus"-: isvariable und deren Einwirkung auf das gesamte Regelsystem \vi. ■■>■ nun anhand der Pig. 7 und 8 näher beschrieben. ·
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In der Fig. 7 ist der zweite Stromkreis 310 gezeichnet, welcher gemass Fig. 2 und 10 in der Bewertungsstufe 300 angeordnet ist. Dieser zweite Stromkreis empfängt den Regelfehler e über Leitung 301. Dieser Regelfehler, welcher den Zustand ira Arbeitsspalt 3 anzeigt, wird gemäss Fig. 2 über die Schaltungsanordnungen 6, 7 und über die Leitung 301 sowohl dem ersten Stromkreis 350 als auch dem zweiten Stromkreis 310 der Bewertungsstufe 300 zugeführt. Die Bewertung im ersten Stromkreis ist bereits im Zusammenhang mit der Fig. 5 besprochen worden. Die Bewertung des zweiten Stromkreises 310 wird anhand der Fig. 7 besprochen. Der Regelfehler e gelangt über die Leitung 301 auf einen Schmitt-Trigger 311- Dieser Schmitt-Trigger 311 hat eine einstellbare Hysterese, deren Wert in der Einheit 312 eingestellt wird. Es sei angenommen, dass der Wert -Ae in der Einheit 312 eingestellt worden ist. Wenn der Regelfehler e aus der Einheit 7 diesen Grenzwert Z^ e überschreitet, erzeugt der Schmitt-Trigger 311 auf seiner Ausgangsleitung einen Zustand "1". Hierdurch wird die Kippschaltung 313 ebenfalls in ihren Zustand "1" gesetzt, so dass der Integrator 314 empfangsbereit ist für die Ausgangsimpulse der UND-Torschaltung 315. Der Weggeber 9 der Fig. 2 und 7 erzeugt auf der Leitung 302 bzw. auf den Leitungen 3021, 3022 der Fig. 7 und 10 Ausgangsimpulse bzw. Signale, welche der Bewegung der Werkzeugelektrode 1 entsprechen. In der Fig. 2 ist nur eine Leitung 302 zwischen dem V/eggeber 9 und der Bewertungsstufe 300 dargestellt. In Wirklichkeit handelt es sich um die beiden Leitungen 3021 und 3022 der Fig. 7 und 10. Auf der einen Leitung 3021 gibt der Weggeber 9 einen Ausgangszustand, welcher der Richtung der Bewegung der V/erkzeugelektrode 1 entspricht, Wenn z.B. · die Werkzeugelektrode 1 von der Werkstückelektrode 2 fortbewegt wird, hat die Leitung 3021 den Zustand "1". Wenn die Werkzeugelektrode 1 sich zur Werkstückelektrode 2 bewegt, " hat die Leitung 3021 den Zustand "0". Die andere Leitung 3022 überträgt die einzelnen Impulse des Y/eggebers 9 auf den zweiten Stromkreis 310. Der Weggeber 9 hat z.B. einen Schritt-
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geber, welcher bei einer Bewegung der Werkzeugleketrode 1 um eine bestimmte Weglänge einen Impuls abgibt. Es sei nun angenommen, dass der Regelfehler e den Grenzwert ^e0 nicht überschreiten soll. Das bedeutet in diesem Fall,- dass die Aenderung der Durchflussmenge -q_ um irgend einen Wert /\ q. gemäss I1Ig. 3a oder das periodische kurzzeitige Entfernen der \7erkzeugelektrode 1 von der Werkstüekelektrode 2 gemäss Fig. 3b um den Wert ,Δ. y ausreichend ist, um den Segelfehler e klein zu halten bzw. um den Hegelfehler innerhalb eines Bereiches zu halten, so dass ein optimales Betriebsverhalten des Erosionsvorganges vorhanden ist. In diesem IPaIl ist die OTD-Torschaltung 315 des zweiten Stromkreises 310 der Pig.7 gesperrt, da der Schmitt-Trigger 311 auf seiner Ausgangsleitung den Zustand "0" hat. Die Ausgangssignale auf den Leitungen 3021 und 3022 des Weggebers 9, welche bei den periodischen Abhebungen der Ferkzeugelektrode 1 um den Wert Δ y wohl erzeugt werden,, bleiben ungenutzt. Auf der Ausgangsleitung 321 des zweiten Stromkreises 310 ist der Zustand. "0". Der gleiche Zustand ist auf der anderen Ausgangsleitung 320, da die TJUD-Torsehaltung 319 gesperrt ist. Dies bedeutet, dass die Schaltung 330 der Fig. Qr welche, wie später noch näher ausgeführt wird, die Pausendauer zwischen den einzelnen Arbeitsimpulsen im Arbeitsspalt 3 verändert, in dem angenommenen Fall die Pausendauer' verkleinert. Hierdurch, wird der Wirkungsgrad der erosiven Bearbeitung vergrössert und zwar bis zu dem Punkt, an welchem durch zu- kleine Pausen der Regelfehler e ansteigen kann.
Die Schaltungsanordnung 330der Fig. 8 wird in.Tätigkeit gesetzt durch das Stoppsignal 3781, welches von der Kippschaltung 378 der Eig. 6 nach Durchführung des Suchvorganges gemäss Fig. 3a und 3b erzeugt wird. Dieses Stoppsignal gelangt auf die Eingangsleitung 332 der ODER-Torschaltung 333 der Schaltungsanordnung 330 der Fig. 8. Das Signal der Leitung 332 bewirkt in der Kippschaltung 334 den Zustand "1". Selbstverständlich, kann die Schaltungsanordnung 330 auch von einer Bedienungs-
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person durch Drücken des Startknopfes 331 in Betrieb gesetzt werden. Der Zustand "1" der Kippschaltung 334 liegt an dem einen Eingang der UND-Torschaltung 335. Y/enn nun der Zeittaktimpuls 501 der Synchronisationseinheit 500 (Fig. 2, 10) auf den anderen Eingang dieser UED-Torsehaltung 335 gelangt, wird die Kippschaltung 336 in den Zustand "1" gesetzt. Dieser Zustand liegt auf dein einen Eingang der UMD-Torschaltung 338. Der nächste Eingang der gleichen Torschaltung empfängt den Zeittaktimpuls 501 über die Yerzögerungsschaltung 340 und wird durch diesen verzögerten Impuls geöffnet,denn am inversen Eingang der leitung 321 liegt an der UID-Torschaltung .338 ebenfalls der Zustand "1". Ueber die Ausgangsleitung 339 der Schaltungsanordnung 330 der I1Ig, 8 und der S5Ig. 10 gelangt ein Impuls auf die Steuerstufe 200 zur Verkürzung der Pausendauer zwischen den Arbeitsimpulsen um den Betrag Δ. To.' Diese Aenderung der Pausendauer ist in der Pig. 4 gezeigt. Im oberen Teil der-Pig. 4 ist die Aenderung des Regelfehlers e über die Zeit t gezeichnet. Auf der Ordinate ist in einem bestimmten Abstand von der Nullinie der Grenzwert Zs. eQ gezeichnet. Im mittleren Teil der Fig. 4 ist die Bewegung der Y/erkzeugelektrode 1 über die Zeit t aufgetragen. Dies wird später noch näher erklärt. Mir die bisherige Erklärung der Pig. 7 und 8 ist der untere Teil der Pig. 4 wesentlich. Man erkennt dort, dass nach dem in der Pig. 4 nicht näher gezeichneten Startsignal (Eingangsleitung 332 der Pig. 8) bei Erscheinen des Zeittaktimpulses 501 (erster Impuls von links) die Pausendauer verkleinert wird um den Wert /\Το. Auch beim Erscheinen des zweiten Zeittaktimpulses 501 erfolgt die gleiche Verkleinerung der Pausendauer um den Wert ^To. Der Grund hierfür ist aus der Kurve 301 ersichtlich, welche zeigt, dass der Regelfehler e nur unbedeutende Aenderungen innerhalb der Hullinie hat. Die Pig. 4 zeigt nun, dass diese zweite Verkleinerung der Pausendauer offenbar zu viel war, da nun der Regelfehler e gemäss Kurve 301 sieh sogar über die Mullinie bewegt. Wie bereits im Zusammenhang mit den Pig. 3b, 5 und näher diskutiert, wird der Versuch unternommen, diese Tendenz
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der Aenderung des Regelfehlers e zu "bremsen. Die Werkzeugelektrode 1 wird um einen grösseren Betrag von der Werkstückelektrode 2 zurückgezogen, was im mittleren Teil der I1Ig. 4 durch die Kurve 302 dargestellt ist. Da dieser Versuch durch den grosser werdenden Rückstellweg bei den Abhebungen der Werkzeugelektrode 1-die Tendenz des Regelfehlers e nicht bremsen kann, überschreitet der Regelfehler geiaäss Kurve 301 der Pig. 4 den Grenzwert Δ e . Dies bedeutet,-dass nun die Pausendauer zwischen den Ärbeitsimpulsen wieder vergröosert werden muss, was im unteren Teil der Fig. 4 als Treppenstufen mit dem Wert ^Δ. Tl gezeichnet ist. Die Werkzeugelektrode 1 bewegt sich in Richtung der 'Werkstückelektrode 2 und verkleinert daher den Rückstellweg schrittweise. Jeder Schritt ist mit dem Wert Δ yl bezeichnet. Die Pausendauer wird so lange verändert, bis der Regelfehler e die Ifullinie der Kurve 301 kreuzt. Im unteren Teil der Pig. 4 sind die Zeittaktimpulse 501 aufgetragen, welche den Suchvorgang nach der optimalen Pausendauer einleiten. Die optimale Pausendauer, welche gemäss Pig. Ib zwischen den Grenzen T und T<j liegen kann, wird gesucht in Uebereinstimmung mit der optimalen Durchflussmenge Q.OO4-·
Anhand der Pig. 7 und 8 wird nun der Suchvorgang der Pig. 4 näher beschrieben. Es sei nun angenommen, dass der Regelfehler e auf der Leitung 301 den Grenzwert Δ^' überschritten hat. Der Schmitt-Trigger 311 erzeugt an seinein Ausgang den Zustand "1", so dass die Kippschaltung 313 und der eine Eingang der UlTD- Torschaltung 315 im Zustand "1" sind. Hierdurch wird der Integrator 314 betriebsbereit geschaltet, welcher die Ausgangsimpulse der UND-Torschaltung 315 integriert und auf die Differenzschaltung 316 gibt. Der Weggeber-9 gibt nun'gemäss Kurve 302 der Pig. 4 auf leitung 3021 der Pig. 7 und 10 den Zustand "1", da die Werkzeugelektrode 1 einen grösseren Rückstellweg von der Vferkstückelektrode 2 hat. Auf der Leitung 3022 des Weggebers 9 gelangen nun die den einzelnen Wegeinheiten zugeordneten Impulse auf den weiteren Eingang der UND-Torschaltung 315. Definitionsgemäss gibt der Weggeber 9 pro zurückge-
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legter Wegeinheit der Werkzeugelektrode 1 einen Impuls ab. Diese der zurückgelegten Wegeinheit entsprechenden Impulse werden im Integrator 314 addiert und auf die Differenzschaltung 316 gegeben, v/elche den integrierten Wert mit dem eingestellten Y/ert A yQ vergleicht. Die sogenannten Rückstellimpulse des We-ggebers 9 auf der Leitung 3022 gelangen auf den einen Eingang der UKD-Torschaltung 319. Diese UIiD-T or schaltung wird erst dann geöffnet, wenn der Schmitt-Trigger 318 auf den anderen Eingang dieser Torschaltung den Zustand "1" gibt. Dies erfolgt aber nur dann, wenn die Differenzschaltung 316 festgestellt hat, dass der integrierte Y/ert aus dem Integrator 314 grosser ist als der fest eingestellte Y/ert ZiY0* 3s wird run angenommen, dass dies der Pail sein soll. Die Rückstellimpulse gelangen nun über die unterste Schaltung 319 auf die Leitung 320.
Es liegt nun der Pail vor, wie er in der Pig. 4 kurz vor Eintreffen des dritten Zeittaktimpulses 501 dargestellt ist. Der YoIlständigkeit halber sei darauf hingewiesen, dass dieser Zeittaktimpuls 501 in der Schaltung 330 der Pig. 8 nicht wirksam sein kann.
Der Zustand "1" auf der Leitung 321 und die Rückstellimpulse auf der Leitung 320 machen sich in der Pig. 8 in der Weise bemerkbar, dass die TJHD-Torschaltung 338 gesperrt ist und die UHD-Torschaltung 337 geöffnet ist. Jeder der Rückstellimpulse auf der Leitung 343 der Pig.. S und 10 bewirkt, dass in der Steuerstufe 200 die Pausendauer um den Y/ert Δ Tl vergrö'ssert wird. Gleichzeitig steuert der erste Stromkreis unter Mitwirkung der Schaltung 370 der Entscheidungsstufe und der Steuerstufe 200 den Rückstellweg der Werkzeugelektrode um den Betrag A yl. Die Pausendauer wird durch den zweiten Stromkreis 310 und durch die Schaltungsanordnung 330 der Pig.7 und 8 so lange vergrössert, bis der Regelfehler e den Grenzwert e0 unterschreitet und in Richtung der Hullinie gemäss Pig.4
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wandert. Der Schmitt-Trigger 311 hat dann den Zustand "O" auf seiner Ausgangsleitung,, so dass die Rückstellimpulse des Weggebers 9 auf der leitung 3022 nicht mehr im Integrator 314 integriert werden können, denn die Kippschaltung 313 hat ebenfalls den Zustand "0" angenommen. Der Schmitt-Trigger
318 schaltet in den Zustand "0", so dass die UED-Torschaltung
319 gesperrt ist. Auf der Leitung 321 liegt nun der Zustand "0" vor. Auf der Leitimg 320 sind Iceine Impulse vorhanden. Dies bedeutet, wie bereits vorhin ausführlich beschrieben, eine Verkleinerung der Pausendauer· um den Wert ,Δ To bei jedem Eintreffen des Zeittaktimpulses 501. Dieser Impuls gelangt über die Leitung 339 der Fig. 8 und 10 auf die Steuerstufe 200 zur Verkleinerung der Pausendauer zwischen den einzelnen Arbeitsimpulsen.
Die Schaltungsanordnung 330 in der Fig. 8 ist bereits zu einem grossen Teil zusammen mit der Fig. 7 beschrieben worden. Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass die Verkleinerungen um. den ¥/ert Δ. To der Pausendauer im Zähler 341 der Schaltung 330 gezählt werden. Diese schrittweise Verkleinerung der Pausendauer kann also nur in einer bestimmten Anzahl durchgeführt werden und zwar so lange, bis dieser Zähler 341 ein Ueberlaufsignal auf die UKD-Torschaltung 342 gibt. Hierdurch wird die Kippschaltung 336 in den Zustand "0" zurückgesetzt. Die stufenweise Vergrösserung der Pausendauer um den Wert ,Δ Tl ist nicht abhängig von dem Zähler 341, sondern nur von dem Regelfehler e. Das Ende eines Suchvorgangs der Pausendauer wird dadurch gemeldet, dass auf der Ausgangsleitung 344 der Schaltung 330 der Fig. 8 das Stoppsignal vorhanden ist, welches den beiden anderen Schaltungsanordnungen 370 und 410 in der Entscheidungsstufe 400 der Fig« 10 die Beendigung des'Suehvorgangs nach der optimalen Pausendauer bekannt gibt. Die Schaltungsanordnung 330 der Pig. 8 hat noch einen Handschalter 345 1 welcher von der Bedienungsperson betätigt werden kann zur Beendigung des Suehvorgangs. Fach Beendigung dieses Suehvorgangs für die Pausendauer wird ein neuer
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Suchvorgang für die optimale Durchflussmenge bzw. für den optimalen Rückstellweg der periodischen Abhebungen der Werkzeugelektrode 1 eingeleitet.
Durch das beschriebene Zusammenarbeiten der einzelnen Suchvorgänge geraäss Pig. 3a., 3b und 4 lässt sich während des erosiven Bearbeitungsvorganges die erste Zustandsvariable auf ihren kleinsten Wert und gleichzeitig die zweite Zustand svariable auf ihren vorgeschriebenen Bereich einstellen. Dies erfolgt trotz Veränderungen der Betriebsparameter während des Betriebes, welche Veränderungen bekanntlich sich gegenseitig beeinflussen und den Wirkungsgrad des Betriebs verschlechtern. Bei der Erfindung dagegen wird durch die einzelnen Suchvorgänge eine solche Veränderung bzw. Verschlechterung des Wirkungsgrades vermieden.
In der Fig. 9 ist ein Modul 210 näher dargestellt. Die Steuerstufe 200, welche der Entscheidungsstufe 400 nachgeschaltet ist, besteht aus mehreren solcher Module. In der Pig. IO sind diese Module. 210a, 210b, 210c, 21Od gezeichnet. Jeder Steuermodul hat eine bestimmte Aufgabe. Der Steuermodul 210a steuert aufgrund der Signale, welche aus der Schaltung 370 der Entscheidungsstufe 400 über die Leitungen 385, 386 gegeben v/erden, die in der.Pig. 10 gezeigte Erosionsanlage 100 in der Weise, dass über Leitung 222a die optimale Durchflussmenge q des dielektrischen Mediums im Arbeitsspalt 3 (Pig. 2) eingestellt wird. Dieser Vorgang wurde ausführlich im Zusammenhang mit der Pig. 3a beschrieben. Die Spüleinrichtung, welche hierbei Verwendung findet, ist in der Pig. 2 mit der Bezugsziffer 4 bezeichnet. Der Steuermodul 210b der Pig. IO steuert aufgrund der Signale der Leitungen 385, 386 der Schaltung 370 der Entscheidungsstufe 400 die Erosionsanlage 100 über die leitung 222b in der Y/eise, dass der periodisch wiederkehrende Rückstellweg der einen Elektrode gegenüber der anderen Elektrode eine optimale Durchflussmenge des dielektrischen Mediums im Arbeitsspalt 3 gewährleistet. Dies ist im Zusammenhang mit der
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. 3b ausführlich beschrieben" worden. In der Pig. 2 ist die Abhebevorrichtung 12 gemeinsam mit. dem Vorschub 11 gezeichnet. Der Steuermodul 210c steuert aufgrund von Signalen aus der Schaltung 410 der Entscheidungsstufe 400 die Amplitude der Arbeitsimpulse, welche den Arbeitsspalt 3 der Fig. 2 während des erosiven Betriebs durchschlagen. Ueber die Leitung 222c gelangen die entsprechenden Steuersignale auf den 'impulsgenerator 5 der Pig. 2 der Erosionsanlage 100, welphe in den Fig. 2 und 10 im Block dargestellt ist. Dieser'Steuermodul 210c wird im Zusammenhang mit der Fig. 10 später noch näher beschrieben. Der Steuermodul 21Od steuert aufgrund der Signale, welche auf den Leitungen 339, 343 der Schaltung 330 der Entscheidungsstufe 400 vorhanden sind, die Pausendauer zwischen den einzelnen Arbeitsimpulsen im Arbeitsspalt 3·. Die entsprechenden Steuersignale gelangen über die Leitung 222d auf den Impulsgenerator 5 der in den Fig. 2 und 10 gezeichneten Erosionsanlage 100. Die: Steuerung der optimalen Pausendauer, welche mit diesem Steuermodul 21Od bewerkstelligt wird, ist im Zusammenhang mit der Fig. 4 ausführlich beschrieben worden. ■ . .
Da die eben genannten Steuermodule 210a, 210b, 21Oc, 21Od im wesentlichen den.gleichen Schaltungsaufbau haben, wird ihre Wirkungsweise anhand des Steuermoduls 210 der Fig. 9 beschrieben. Es sei angenommen, dass die Bedienungsperson oder eine programmierte numerische Steuerung die Stellgrösse im Eingaberegister 212 eingegeben hat. Die Stellgrösse kann je nach Verwendungsart des Steuermoduls 210 die Durchflussmenge, der Rückstellweg, die Pausendauer, die Amplitude der Arbeitsimpulse usw. sein. In der Beschreibungseinleitung sind die Stellgrössen abschliessend aufgezählt worden. Ferner soll angenommen sein, dass dies vor Beginn des eigentlichen Erosionsprozesses stattfinden soll. In diesem Augenblick ist auch die Eingangsleitung 221 im Zustand "0". Der eingegebene Wert gelangt über die Verriegelungsschaltung 2175 welche durch den Zustand "0" der Lei-
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tung 221 geöffnet ist, in den Speicher 211. Dem Inhalt des . Speichers 211 entspricht ein Signal auf seiner Ausgangsleitung 222. Parallel hierzu ist in der Anzeigevorrichtung 218 das Signal optisch sichtbar. Die Anzeigevorrichtung 218 kann entweder ein digitales oder analoges Sichtgerät (Display) bzw. ein Drucker sein. Das Signal, welches der Kurve 201 der Fig. 3a oder der Kurve 121 der Pig, 3b oder der Kurve der Pausendauer in Pig. 4 entspricht, gelangt über die Leitung 222 auf die Erosionsanlage 100. Wenn nun gemäss Pig. 10 der Sehalter 750 zum Starten der automatischen Regelung gedrückt wird, weist die Leitung 221 der Pig. 9 und 10 den Zustand "l".auf. Die Verriegelungsschaltung 217 der Pig. 9 wird gesperrt. Der Inhalt des Speichers 211 aus dem Eingaberegister 212 bleibt bestehen. Es können nur noch die Leitungen 219, 220 am Inhalt des Speichers 211 ändern. Diese beiden Leitungen werden aus der ebenfalls eingeschalteten Schaltungsanordnung 370 der Entsoheidungsstufe 400 gespeist. V/enn nun, wie im Zusammenhang mit der Pig. 6 auf der Ausgangsleitung 365 der Schaltung 370 der Entscheidungsstufe 400 Signale zur Erhöhung der Stellgrössen abgegeben werden, so wird gemäss Pig. 9 der Inhalt des Speichers. 211 über die Leitung 220, welche mit der Ausgangsleitung 385 verbunden ist, entsprechend dem Signal vergrössert. Die Ausgangsleitung 222 gibt das neue. Steuersignal weiter zu den entsprechenden Bauteilen der Erosionsanlage 100. Wenn nun auf der Ausgangsleitung 386 der Schaltung 370 der Entscheidungsstufe 400 ein Signal erscheint zur Verkleinerung der Stellgrösse, so reduziert sich der Inhalt des Speichers 211 entsprechend dem auf Leitung 219 ankommenden Signal. Das neue Steuersignal mit der Information der verringerten Stellgrösse gelangt über Leitung 222 auf die entsprechenden Bauteile der Erosionsanlage 100. In dem Modul 210 der Pig. 9 sind noch die beiden Eingaberegister 213, 214 vorgesehen. In das Eingaberegister 213 wird der obere Grenzwert eingegeben, welcher von der Stellgrösse nicht überschritten werden darf. In das Register 214 wird der untere Grenzwert eingegeben, welcher von der Stellgrösse nicht
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-unterschritten werden darf. Z.B. ist ein unterer Grenzwert qn, Tn, oder der obere Grenzwert q.^ j T^ der Durchflussmenge q. bzw. der Pausendauer T in den Pig. la, Ib, 3a, 3b, 4 dargestellt. Diese Grenzwerte werden in den beiden Eingaberegistern 213, 214 des Steuermoduls 210 der Fig. 9 eingegeben.
Anhand der Fig. 10 wird die Betriebsweise der gesamten Hegelanlage diskutiert. Tor Beginn eines Erosionsprozesses v/erden die Elektroden 1 und 2 (Pig.. 2) zueinander in die richtige Bearbeitungsposition gesetzt. .Ferner wird, wenn erforderlich, das sogenannte Tiefenendmass eingestellt. Wenn z.B. die Werkzeugelektrode 1 nur eine bestimmte Strecke tief in die Werkstückelektrode 2 eindringen darf, so befindet sich an der V/erkzeugeinrichtung bzw. an dem Halter der Elektrode 1 eine mechanische oder elektrische Vorrichtung, an welcher die Weglänge fixiert wird, welche die Elektrode 1 in die Elektrode 2 hinein erodieren darf, wobei auch die Breite des Arbeitsspaltes 3 berücksichtigt wird. Die Einstellung- des sogenannten Tiefenendmasses ist selbstverständlich nicht notwendig, wenn die Y/erkzeugelektrode 1 durch die Werkstückelektrode 2 erodieren soll. Es werden nun die Betriebsparameter an den entsprechenden Einrichtungen der Erosionsanlage 100 eingestellt. Wie schon in der Einleitung erwähnt, sind die Betriebsparameter solche Sinflussgrössen, welche während des eigentlichen Erosionsprozesses konstant gehalten werden sollen oder welche nach einem Programm während des Erosionsprozesses geändert werden sollen. Ein solches Programm ist z.B. in einem numerischen Steuerungssystem vorgesehen. Als Bet-riebsparameter soll in dem Beispiel der Fig. 10 die Dauer der Arbeitsimpulse, welche im Eingaberegister 13 (Pig» 2) eingegeben wird, und die Referenz bzw. der Bezugswert des Arbeitsspaltes 3 angesehen werden, welcher Bezugswert in dem Register 8 (Fig. 2) eingegeben wird.
Wenn der erosive Betrieb manuell durchgeführt werden soll9 d.h. wenn eine Bedienungsperson die einzelnen Betriebsparameter
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dauernd nachstellen kann während des Betriebs, dann wird gemäss Fig. 10 der Handschalter 650 "betätigt. Hierdurch werden der Schalter 399 der Schaltungsanordnung 370 (Pig. 6) und der Schalter 345 der Schaltung 330 (Pig. 8) "betätigt. Diese Schalter setzen die "beiden genannten Schaltungsanordnungen 330 und 370 der Entscheidungsstufe 400 ausser Betrieb. Sämtliche Ausgänge der Entseheidungsstufe 400 erhalten den Zustand "Ο". Es wird nun angenommen, dass der Erosionsprozess gestartet wird. Die Bewertungsstufe 300 und somit die beiden Stromkreise 310, 350 erhalten aus der Einheit 7 das jeweilige Signal des Eegelfehlers e und vom Weggeber 9 die Signale über die Eiehtung und die Bewegung der Werkzeugelektrode 1. Aufgrund dieser Informationen zeigt beim manuellen Betrieb die Betriebsstufe 300 die entsprechenden Aenderungen der Integration des Quadrates des Regelfehlers gemäss Kurve 303 (Pig. 3a, 3b) oder der Bewegung der Elektrode 1 entsprechend der Kurve 302 (Pig. 3b, 4). Diese besondere Anzeigevorrichtung ist in der Fig. nicht gezeichnet worden. Es handelt sich hierbei entwed-er um eine digitale oder analoge Anzeige als Sichtgerät oder als Drucker bzw. als Schreibgerät. Die Bedienungsperson wird nun anhand der Angaben der Bewertungsstufe 300 die Steuerstufe 200 entsprechend bedienen. Die Bedienungsperson atellt die Werte der Stellgrös'sen (z.B. Durchflussmenge des dielektrischen Mediums, Rückstellweg der Werkzeugelektrode 1, Pausendauer zwischen den einzelnen Arbeitsimpulsen, Amplitude der Arbeitsimpulse) am Eingaberegister des jeweiligen Steuermoduls 210 ein. Da infolge des manuellen Betriebs auf der Leitung 221 des Steuermoduls 210 der Pig. und 10 der Zustand "0™ ist, wandert diese Eingabe in den Speicher 211 und von dort weiter zu den entsprechenden Bauelementen der elektroerosiven Anlage 100. Abschliessend hierzu sei noch darauf hingewiesen, dass die in Pig..IO gezeigte Synchronisationsstufe 500 während des manuellen erosiven Betriebs nicht benötigt wird.
Im Folgenden wird die Erozessführung des automatischen Betriebs der Erosion diskutiert. Vor Beginn der erosiven Bearbeitung
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wird - wie "bereits erwähnt - im Eingabespeicher 212 des in Pig. 9 gezeigten Steuermoäuls 210 der gewünschte Wert der Stellgrösse eingestellt und über die Verriegelungsschaltung 217 in den Speicher 211 gegeben. Anschliessend wird der Schalter 57 (Pig. 10) betätigt, so dass auf der Leitung der Zustand "1" vorhanden ist. Die Verriegelungsschaltung ist gesperrt. Der Speicher 211 des Steuermoduls 210 kann jetzt nur noch automatisch über die Ausgangsleitungen-385. 386 der Schaltungsanordnung 370 der Entscheidungsstufe 400 bzw. über die Eingangsleitungen 220, 219 der entsprechenden Steueririodule 210a, 210b gesteuert werden, denn über den Multivibrator 801 wird auch der Start-Schalter 371 der Schaltungsanordnung 370 der Fig. 6 betätigt. Wie bereits im Zusammenhang mit den Pig. 3a, 3b, 4, 5, 6, 7, 8 und 9 gesagt, wird der Suchvorgang nach der optimalen Stellgrösse durchgeführt und in dem Steuermodul 210a, 210b der Steuerstufe 200 zum Regeln des Erosionsprozesses verwendet. Gemäss Pig. 10 kann entweder der eine Steuermodul 210a zur Durchführung des Suchvorganges nach Pig. 3a oder der Steuermodul 210b zur Durchführung des Suchvorganges nach Pig.. 3b an den Ausgangsleitungen 385, 386 der Schaltungsanordnung 370 der Entscheidungsstufe 400 angeschlossen werden. Dies wird mit dem Schalter 600 (Pig. 10) bewerkstelligt. In der Pig. IO ist der Steuermodul 210a mit der Entscheidungsstufe 400 verbunden. Wenn dieser Suchvorgang der Schaltungsanordnung zum optimalen Endergebnis geführt hat, so wi-r'd ein Signal über die Leitung 332 auf die Schaltungsanordnung 330 der Entscheidungsstufe 400 gegeben. Es folgt nun der Suchvorgang nach der optimalen - d.h. kleinsten - Pausendauer zwischen den einzelnen Arbeitsimpulsen. Der Steuermodül 21Od, dessen Eingangsleitungen 219d, 22Od mit den Ausgangsleitungen 339, 343 der Schaltungsanordnung 330 verbunden sind, steuert entsprechend den Ausgangssighalen dieser Schaltungsanordnung die Pausendauer am Impulsgenerator 5 der Erosionsanlage 100. Wenn die Pausendauer ihren optimalen Wert unter den augenblicklichen Bedingungen des Erosionsprozesses erreicht hat, erzeugt die Schaltungsanordnung 330 ein Signal 344, welches
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din Beendigung des Suchvorganges nach der optimalen Pausendauer anzeigt und gleichzeitig der anderen Schaltungsanordnung 370 mitteilt, dass nun ein Suchvorgang nach der optimalen Durchflussmenge wieder stattfinden könnte. In der Pig. IO ist jedoch eine Schaltungseinrichtung 410 gezeichnet, welche auf das genannte Signal auf der Leitung 344 anspricht. Diese Schaltungseinrichtung 410 ist mit einem v/eiteren Steuermodul 210c verbunden. Der Schalter 700 verbindet die Eingangsleitung 220c mit dem Ausgang der Schaltungseinrichtung 410. Die Aufgabe dieser Schaltungseinrichtung und des genannten Steuermoduls ist,die Amplitude der Arbeitsimpulse zu vergrössern, sofern der Regelfehler e nicht durch die Verringerung der Pausendauer behoben wird. Das macht sich dadurch bemerkbar, dass in dem Steuermodul 21Od für die Steuerung der Pausendauer der untere Grenzwert, welcher im Eingaberegister 214 eingegeben worden ist, unterschritten wurde und die Leitung 2111d des Steuermoduls 210d den Zustand "1" hat und eine weitere Verringerung des Inhaltes des Speichers 211 (d.h. der Pausendauer) nicht mehr zulässt. In diesem Pail wird bei Erscheinen des Signals auf. der Leitung 344 die UND-Torschaltung 802 geöffnet, so dass ein Impuls auf den Zähler 803 gegeben wird. Die andere UND-Torschaltung 806, welche einen inversen Eingang hat, ist gesperrt. Wenn nun der nächste Anpassungszyklus nach der optimalen Durchflussmenge oder der optimalen Pausendauer durchgeführt worden ist und auf der Leitung 2111d noch immer der Zustand "1" ist, so zählt der Zähler 803 den nächsten Impuls. Yfenn nach einer bestimmten Anzahl von Anpassungszyklen der Inhalt des Zählers 803 voll ist, gibt es ein Ausgangssignal über den Multivibrator 804. Das vom monostabilen Multivibrator 804 erzeugte Signal auf der Ausgangsleitung 805 der Schaltungseinrichtung 410 gelangt über den geschlossenen Schalter 700 und über die Leitung 220c in den Steuermodul 210c. In diesem Steuermodul wird der Inhalt des Speichers 211 vergrössert, so dass über die Steuerleitung 222c ein Steuersignal zur Vergrösserung der Amplitude der Arbeitsimpulse auf den Generator 5 der elektroerosiven Anlage 100 gegeben.wird· Die Schaltungs-
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einrichtung 410 arbeitet in der eben beschriebenen Y/eise nur dann, wenn die untere Grenze Tn der Pausendauer gemäss Fig. Ib oberhalb der Cfrenzkurve G liegt. Die Schaltungseinrichtung 410 sorgt also dafür, dass auch in diesem JTaIl ein Optimum der Stellgrössen bei der Erosion erreicht wird. Wenn der untere'Grenzwert der Pausendauer Tn geraäss Pig. Ib festgelegt ist, dann arbeitet die Schaltungseinrichtung.410 nicht. In diesem Pail wird nur in ganz, seltenen Pällen der untere Grenzwert im Speicher 211d des Steuermoduls 21Od erreicht, so dass auf der Leitung 211IcL nur in ganz seltenen Pällen der Zustand "1" liegt. lormalerweise liegt dann der Zustand "0" auf dieser Leitung, so dass die eine UM)-Torschaltung 802 der Schaltungseinrichtung 410 gesperrt ist und die andere UFD-Torschaltung 806 geöffnet ist, Diese andere TJHD-T or schaltung 806 stellt den Inhalt des Zählers 803 immer um einen Impuls zurück. In diesem Pail wird der Zähler 803 praktisch kein Ausgangssignal auf den monostabilen Multivibrator 804 geben können, so dass der Steuermodul 210c für di'e Vergrösserung der Amplituden der einzelnen Arbeitsimpulse nicht in Tätigkeit zu' treten braucht.
Bisher wurden das Verfahren -und die Ausführungsbeispiele der Erfindung in der Weise erklärt, dass Signale der ersten Zustandsvariablen aus dem Integral des Quadrats des Regelfehlers e erzeugt werden und über die Leitung 301 auf den ersten Stromkreis 350 der Bewertung s/stufe 300 gegeben werden und ferner dass SignaTeder zweiten Zustandsvariablen als Durchschlagfestigkeit erzeugt und über die Leitungen 301, in den zweiten Stromkreis 310 der Bewertungsstufe 300 gegeben werden. Bekanntlich wird die Durchschlagfestigkeit aus dem Verhältnis des Regelfehlers zum Elektrodenabstand definiert. In der Pig. 10 sind die genannten Verbindungen 301 für die erste Zustandsvariable und 301, 3021, 3022 für die zweite Zustandsvariable mit durchgezogenen Linien gezeichnet. Selbstverständlich können für die erste Zustandsvariable Signale aus dem Integral des Quadrats der.Beschleunigung der beweglichen
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Elektrode 1 und für die zweite Zustandsvariable Signale der Durchschlagfestigkeit erzeugt v/erden. Da die erste Zustandsvariable im ersten Stromkreis 350 und die zweite Zustandsvariable im zweiten Stromkreis 310 verarbeitet werden, sind die Verbindungen in der Fig. 10 wie folgt: erster Stromkreis 350 empfängt die Signale über die strichpunktiert gezeichneten Leitungen 3021, 3022. Die leitung 301 wird zum ersten Stromkreis 350 unterbrochen. Der zweite Stromkreis 310 empfängt die Signale aus den Leitungen 301, 3021, 3022, welche in durchgehenden Linien gezeichnet sind. In einem solchen Fall arbeitet die gesamte Anordnung in gleicher Weise wie "beschrieben.
Es besteht,auch die Möglichkeit, dass die erste Zustandsvariable aus dem Integral des Quotienten des Quadrates des Regelfehlerα e zum Quadrat des ArbeitsStroms gebildet wird. Dies ist in den Mg. 2 und 10 mit der gestrichelten Verbindung 305 dargestellt. Der erste Stromkreis 350 der Pig. 10 ist nur über die Leitungen 301, 305 mit der 'Erosionsanlage 100 verbunden. In diesem Pail wird die zweite Zustandsvariable aus der Durchschlagfestigkeit gebildet. Der zweite Stromkreis 310 der Fig. 10 ist daher über die Leitungen 301,. 3021, 3022 mit der Erosionsanlage 100 verbunden.
Es wurden drei verschiedene Möglichkeiten beschrieben, welche zeigen, dass die beiden Zustandsvariablen aus verschiedenen Grossen gebildet werden können. Hierbei müssen nur die Eingänge für die Verbindungsleitungen 301, 3021, 3022 und 305 entsprechend geändert werden. Die Eingänge für den zweiten Stromkreis 310 bleiben in jedem der Fälle unverändert. Von den drei genannten Fällen ist in der Fig. 5, welche den ersten Stromkreis 350 zeigt, nur der erste Fall gezeichnet. Im Fall Zv/ei, wo die erste Zustandsvariable aus dem Integral des Quadrats der Beschleunigung der beweglichen Elektrode 1 gebildet v/ird, werden die beiden strichpunktierten Verbindungsleitungen 3021, 3022 in die Quadriereinrichtung 351 und anschliessend in den Integrator 352 der.Fig. 5 eingeführt.Die-
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Verbindungsleitung 301 wird unterbrochen. Ira Pail Drei, wo dit; erste ZuslundsvarJ able aus dein Integral des Quotient"" den Quadrats des Hcge.1 fehlurs e «um Quadrat des Arbeit κ- ,'■'· strums gebildet wird, ist die Leitung 301, wie in Pig. 5 bore. Ms gezeigt, mit dt;r Quadriereinri.chtung 351 verbunden, Zusi'ti'/J ich wird die strichpunktierte Leitung 305 mit: eine ■· wej leren, nicht gezoichneten Quadriereinrichtung 351' verbunden. Der Ausgang dieo-r weiteren Quadrä ereinrichtuiig ','-.i1 gelangt auf eln^n weiteren Integrator 35<-', dessen Steuerejngänge mit der Synchvoriisationsstuf e 500 in gleicher \ 1 ο 1 sο verbunden si.ηd \v.1 e der and'jj-e Integrator 352. Die Au:.-;-;ünge des weiteren Integrators 352' sind parallel mit dem folgenden Speicher 355 gemiJss Pig. 5 verbunden.
Abschl ic3send sei darauf hingewiesen, dass sämtliche Grösr.cK, aus denen die beiden ZuH-andüvuriablen gebildet werden können eine sogenannte Extremal-Punktion darstellen. Diese Extremal Punktion kann sowohl eine Minimal-Punktion, als auch eine Maximal-Punktion sein. Bei den beschriebenen Ausführungsbeisjiielen handelt es sich um I.linimal-Punktionen, welche einen minimalen Wert haben, wie z.B. die Punktionen Z der Pig. la. Die Erfindung arbeitet auch einwandfrei nach Maximal· Punktionen, welche einen maximalen Wert haben.
BAD ORIGINAL ^09823^0080 —

Claims (1)

  1. Patentansprüche
    Verfahren zum Steuern eines eiektroerosiven Bearbeitungsprozesnes auf optimalen Be triebszuütand, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschri t te:
    - in einem ersten Stromkreis (350) v/erden eine erste Zustand; — variable darstellende Signale erzeugt, in Abhängigkeit von der den Arbeitsspalt ('i) durchfliessenden Menge des Spül-· mediums, von der Pausendauer der den Arbeitsspalt durchschlagenden Arbeitsimpulse oder vom Tastverhältnis oder von der Repetitionsfrequonz und von der Amplitude der Arbeitsirnpulse;
    - in einem zweiten Stromkreis (310) werden eine zweitn Zustand svariable darstellende Signale erzeugt, in Abhängigkeit von der den Arbeitsspalt (3) durchf liegenden Menge des Spülmediums, von der Pausendauer dor den Arbeitsspalt durchschlagenden Arbeitsimpulse oder vom Tastverhältnis oder von der Reptitionsfrequenz und von der Amplitude der Arbeitsimpulse;
    - in einem dritten Stromkreis (400) werden die Stellgrössen geändert zum Beeinflussen der Ausgangssignale des ersten und zweiten Stromkreises, in dem dritten und in einem vierten Stromkreis (200) werden die Stellgrössen so geführt, dass die erste Zustandsvariable während des Betriebs ihren Extremwert einnimmt und die zweite Zustandsvariabje innerhalb eines durch höchstens zwei Grenzwerte definierten Bereiches liegt.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
    - die die erste Zustandsvariable darstellenden Signale werden über eine bestimmte Zeit aus dem Integral ·\:3 Quadrates des Regelfehlers im Regelkreis des Elektr nvorschubs erzeugt;
    - die die zweite güstandövariable darstellenden Signale
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    werden aus dem als Durchschlagfestigkeit definierten Verhältnis der Aenderung des Regelfehlers zur zugehörenden Aenderung des Elektrodenabstands erzeugt; ■
    - in Abhängigkeit einer ersten Aenderung der Durchflussmenge des Spülmediums wird die Aenderung des Integrals des Quadrats des Regelfehlers erfassfc;
    - in Abhängigkeit der Aenderung dos genannten Integrals werden die Durchflussmenge des Spülmediums und die Pausendauer zwischen den Arbeitsimpulsen so gesteuert, dass das Fehlerintegral seinen kleinsten Wert annimmt und dass die genannte Durchschlagfestigkeit in ihrem durch die Grenzwerte definierten Bereich liegt.
    5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Signale der ersten Zustandsvariablen aus dem Integral des Quadrats der Beschleunigung der beweglichen Elektrode und die Signale der zweiten Zustandsvariablen aus dem als Durchschlagfestigkeit bezeichneten Verhältnis der Aenderung des Regelfehlers 'zur zugehörenden Aenderung des Elektrode~nabstandes erzeugt werden, wobei in Abhängigkeit einer ersten Aenderung der. Durchflussmenge des Spülmediums die Aenderung des Integrals des Quadrats der Beschleunigung erfasst wird, und in Abhängigkeit der Aenderung des genannten Integrals die Durchflussmenge und die Pausendauer so gesteuert werden, dass das genannte Integral seinen kleinsten Wert einnimmt und die genannte Durchschlagfestigkeit in ihrem durch die Grenzwerte definierten Bereich liegt» ,
    4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Signale der ersten Zustandsvariablen aus dem Integral des Quotienten des Quadrates des Regelfehlers zum Quadrat des .Arbeitsstromes und die Signale der zweiten Zustandsvariablen aus dem als Durchschlagfestigkeit bezeichneten Verhältnis- der Aenderung des Regelfehlers zur zugehörenden Aenderung des Elektrodenabstandes erzeugt werden, wobei in Abhängigkeit einer ersten Aenderung der Durchflussmenge des Spülmediums die Aenderung des Integrals des Quotienten des Regelfehlers erfasst wird,
    409823/0680
    und in Abhängigkeit der Aenderung des genannten Integrals dj_e Durchflussmenge, und die Pausendauer so gesteuert werden, dass das genannte Integral seinen kleinsten Wert einnimmt und die genannte Durchschlagfestigkeit in ihrem durch die Grenzwerte definierten Bereich liegt.
    5. Verfahren nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
    - das genanrite Integral wird zu einem bestimmten Zeitpunkt ausgewertet und gespeichert;
    -die Durchflussmenge des Spülmediums wird unabhängig von der Auswertung des Integrals um einen bestimmten V/ert geändert;
    - das Integral wird ausgewertet und mit dem vor der Aenderung der Durchflussmenge gespeicherten Integral verglichen, wobei das Ergebnis dieses Vergleichs zum weiteren Aendern der Durchflussmenge und zum weiteren Verkleinern des' Integrals verwendet wird.
    6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gewünschten Werte der ersten und der 'zweiten Zustandsvariablen durch eine Folge von in vorgegebenen Zeitabständen wiederkehrenden Anpassungszyklen für die Durchflussmenge und für die Pausendauer aufrechterhalten werden, und dass die Amplitude der Arbeitsimpulse um einen vorgegebenen Betrag vergrössert wird, wenn die Pausendauer am Ende mindestens eines Anpassungszyklus unter einem vorgegebenen Grenzwert liegt und dass danach ein neuer Anpassungszyklus eingeleitet wird.
    7. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Anordnung:
    - der erste Stromkreis (350) ist mit seinem Eingang an der Erosionsmaschine (100) angeschlossen zum Empfangen der von den Betriebsgrössen abhängigen Signale und ist mit seinem Ausgang an dem nachgeordneten dritten Stromkreis (400) angeschlossen zur Abgabe von die erste Zustandsvariable darstellenden Signalen;
    /»0982370680
    - der zweite Stromkreis (310) ist mit seinem Eingang an der Erosionsmaschine (100) angeschlossen zum Empfangen der von den Betriebsgrößen abhängigen Signale und ist mit seinem Ausgang an dein nachgeordneten dritten Stromkreis (400) angeschlossen zur Abgabe von die zweite Zustandsvariable darstellenden Signalen;
    - der nachgeordnete dritte Stromkreis (400) gibt aufgrund der aus dem ersten und zweiten Stromkreis" (3-50, 310) kommenden Signale auf den vierten Stromkreis (200) Ausgangssignale zur Aenderung der Stellgrössen in Abhängigkeit der Zustandsvariablen.
    8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Stromkreis folgende Einheiten enthält:
    - eine Quadriereinheit (350 zum Quadrieren eines aus einem Differenzglied (7) des Vorschubkreises kommenden Regelfehlersignals (301);
    - einen Integrator (352) zum wiederkehrenden Integrieren des Quadrates des Regelfehlersignals innerhalb eines jeden durch zwei Impulse (Leitungen 501, 503) eines Taktgebers (500) definierten Zeitabschnittes;
    - eine Differenzeinheit (355) zum Erzeugen einer Differenz zwischen dem am Ende eines Zeitabschnittes gebildeten Ausgangssignal des Integrators (352) und einem am Ende des zeitlich vorangegangenen Zeitabschnittes gebildeten und im.Speicher (356) gespeicherten Integralsignal;
    - eine Einheit (357), welche den Betrag des'Differenzsignals feststellt und eine Einheit (358), welche das Vorzeichen des Differenzsignals feststellt, wobei Speicher (364, 365, 359) aufgrund des Betrages und des Vorzeichens des Differenzsignals an dem Ausgang des ersten Stromkreises (350) Zustände setzen und somit den dritten Stromkreis (400) beeinflussen (Pig.3a und 5).
    9. Einrichtung nach Anspruch 7, da.durch gekennzeichnet, dass der zweite Stromkreis folgende Einheiten enthält: *
    40 98 2 3/0680 :,.-,,-_
    - einen Schmitt-Trigger (311) mit einstellbarer Hysterese (312), welcher über eine Torschaltung (315) den Eingang eines Integrators (314) dann öffnet, wenn der aus dem Differenzglied (7) kommende Regelfehler (301) den Hysteresevvert überschreitet und die Elektroden (l, 2) sich voneinander bewegen, und den Eingang des Integrators (314) dann schliesst, wenn der aus dem Differenzglied (7) kommende Regelfehler (301) den Hysteresewert unterschreitet;
    - den über die Torschaltung (315) an einem Weggeber (9) der Vorschubvorrichtung angeschlossenen Integrator (314·), welcher nur bei geöffnetem Eingang die von der beweglichen Elektrode (1, 2) zurückgelegten, durch Impulse des 7/eggebers (9) definierten V/egschritte erfasst und bei Ueberschreiten einer vorgegebenen Y/eglänge die Impulse über eine weitere Torschaltung (319) auf den. dritten Stromkreis (400) gibt (Fig.7)
    10» Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass im dritten Stromkreis (400) für jede zu verstellende Stellgrösse eine Einheit (330, 370, 410) vorgesehen ist, welche über die Leitungen (339, 343, 385^%05) mit den Eingängen (219d, 22Od, -219a, 220a, 219b, 220b, 219c, 220c) von Steuergliedern (21Od, 210a, 210b, 210c) verbunden ist zum Verstellen des Inhalts eines Speichers (211a, 211b, 211c, 21Id) in Abhängigkeit von Zustand der Ausgangsleitungen des ersten und zweiten Stromkreises (350, 310) (Fig. 9 und 10).
    11. Einrichtung nach Ansprüchen 7 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Einheit (370) Kippschaltungen (384, 390) enthält, welche aufgrund des Inhalts der Speicher (359» 364, 365) des ersten Stromkreises (350) beim Eintreffen eines Impulses (502) des Zeittaktgebers (500) den Inhalt des Speichers (211a, 211b) in dem einen oder anderen Steuerglied (210a oder 210b) wie folgt beeinflusstί die beiden Zustände der einen Kippschaltung (390) bestimmen den Betrag der Aenderung des Inhalts des Steuerglied-Speichers; die beiden Zustände der anderen Kippschaltung (384) bestimmen die Richtung der Aenderung des Inhalts des Steuerglied-Speiehers (Fig. 6).
    403823/0180
    12. Einrichtung nach Ansprüchen 7» 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Einheit (330) eine Kippschaltung (336) enthält, welche aufgrund des Zustandes der Ausgangsleitungen (320, 321) des zweiten Stromkreises (310) den Inhalt des Speichers (21Id) des Steuerglieds (21Od) zum Steuern der Pausendauer wie folgt beeinflusst: beim Eintreffen eines Impulses (501) des Zeittaktgebers (500) wird die genannte Kippschaltung (336) in einen ersten Zustand gebracht und der Inhalt des Speichers (21Id) verkleinert, wenn der als Ausgangssignal (301) des Differenzglieds (7) vorhandene Regelfehler unterhalb des Hysteresewertes des Schmitt-Triggers (311) liegt; der Inhalt des Speichers (21Id) wird vergrössert, wenn der zweite Stromkreis (310) Impulse über die Leitung (320) auf die Einheit (330) gibt (Pig. 8).
    13· Einrichtung nach Ansprüchen 7 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Einheit (410) für'Amplitudenveränderung einen Zähler (803) enthält, welcher aufgrund eines zweiten Zustandes der Kippschaltung (336) der Einheit (330) für Pausenveränderung seinen Inhalt vergrössert, wenn die Pausendauer aufgrund der zeitlich vorangegangenen Korrekturen einen unteren Grenzwert unterschritten hat, und welcher Zähler (803) den Inhalt des Speichers (211c) des Steuerglieds (210c) für die Amplitudensteuerung der Stromimpulse vergrössert, wenn der Inhalt des Zählers überläuft (Pig. 10).
    Gp/r 28.2.73
    409823/0680
    Leerseite
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2949330A1 (de) * 1978-12-08 1980-06-19 Inoue Japax Res Steuerverfahren und -vorrichtung fuer elektro-erosive bearbeitung

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2261838B1 (de) * 1974-02-21 1978-09-29 Carel Fouche Languepin
CH585088A5 (de) * 1975-02-20 1977-02-28 Agie Ag Ind Elektronik
GB2074074B (en) * 1980-04-17 1984-07-11 Inoue Japax Res Electrical discharge machining with controlled liquid machining medium flow
US4367400A (en) * 1980-06-25 1983-01-04 Otto Mark S Device for automatic control of electro-erosion machine
DE3135918A1 (de) * 1980-09-10 1982-06-03 Mitsubishi Denki K.K., Tokyo "fabrikationsmaschine"
JPS58149131A (ja) * 1982-02-25 1983-09-05 Inoue Japax Res Inc 放電加工装置
US4602142A (en) * 1982-06-30 1986-07-22 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Electric discharge system including means to normalize the interpole gap to minimize abnormal discharge conditions
US4606007A (en) * 1983-04-05 1986-08-12 Inoue-Japax Research Incorporated NC electroerosion method and apparatus
DE3419629C2 (de) * 1984-05-11 1986-05-28 Aktiengesellschaft für industrielle Elektronik AGIE Losone bei Locarno, Losone, Locarno Adaptives Regelverfahren zur Steuerung von Betriebsparametern beim funkenerosiven Schneiden und funkenerosive Schneidanlage hierfür
DE3447998A1 (de) * 1984-05-11 1986-01-09 Aktiengesellschaft für industrielle Elektronik AGIE Losone bei Locarno, Losone, Locarno Vorrichtung zur ermittlung des spueldruckes einer elektroerosiven drahtschneidmaschine
US4700039A (en) * 1984-08-08 1987-10-13 Amada Company, Limited Method and device for controlling the tool electrode in an electrical discharge machine tool
DE3644042A1 (de) * 1986-12-22 1988-06-30 Agie Ag Ind Elektronik Verfahren und vorrichtung zum spuelen der erodierzone beim elektroerosiven senken
DE59202455D1 (de) * 1991-12-23 1995-07-13 Agie Ag Ind Elektronik Verfahren zur Steuerung einer Funkenerosionsmaschine.
DE4441055C1 (de) * 1994-11-17 1996-03-28 Agie Ag Fuer Ind Elektronik Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung von Funkenerosionsprozessen
WO2000032342A1 (fr) * 1998-12-02 2000-06-08 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Dispositif d'evaluation d'etat d'usinage pour machine a decharge electrique
DE112006004049B4 (de) * 2006-10-20 2010-06-17 Mitsubishi Electric Corp. Leistungsversorgungssteuereinheit für eine Funkenerosionsbearbeitungsvorrichtung
CH697126A5 (fr) * 2007-07-27 2008-05-15 Charmilles Technologies Procédé et dispositif destinés à réguler la puissance d'usinage en électroérosion.
GB0723666D0 (en) * 2007-12-04 2008-01-16 Rolls Royce Plc Electrical discharge machining
CN105728874B (zh) * 2016-04-01 2017-11-28 清华大学 微细倒锥孔的电解加工方法及其装置
EP3240197A1 (de) * 2016-04-28 2017-11-01 Nxp B.V. Empfängerschaltungen mit feedforward signalpfad
DE102018211755A1 (de) * 2018-07-13 2020-01-16 Infineon Technologies Ag Amplitudenerfassung, amplitudenregelung und richtungserfassung einer schwingung eines schwingkörpers
CN116756858B (zh) * 2023-08-17 2023-11-14 四川通安航天科技有限公司 一种轻量化飞机部件制作系统及方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH476544A (de) * 1967-11-14 1969-08-15 Agie Ag Ind Elektronik Elektroerosive Bearbeitungsmaschine mit einer elektronischen, durch digitale Eingabe gesteuerten Steuereinrichtung
CH525061A (de) * 1969-02-07 1972-07-15 Kondo Iwao Mittels elektrischer Entladungen arbeitende Bearbeitungsvorrichtung
US3705286A (en) * 1971-01-21 1972-12-05 Iwao Kondo Electric discharge machining device
US3816692A (en) * 1972-03-02 1974-06-11 S Ratmansky Electrical discharge machining efficiency and safety monitoring system
BE790316A (fr) * 1972-08-17 1973-02-15 Agie Ag Ind Elektronik Procede et installation pour l'usinage par electro-erosion d'une electrode de piece

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2949330A1 (de) * 1978-12-08 1980-06-19 Inoue Japax Res Steuerverfahren und -vorrichtung fuer elektro-erosive bearbeitung

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Publication number Publication date
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JPS4981992A (de) 1974-08-07
GB1454088A (en) 1976-10-27
BE798828A (fr) 1973-08-16
JPS5852772B2 (ja) 1983-11-25
CH548256A (de) 1974-04-30
IT999283B (it) 1976-02-20
SE399375B (sv) 1978-02-13
FR2206998A1 (de) 1974-06-14
US3975607A (en) 1976-08-17

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