DE2364613A1

DE2364613A1 - Elektroerosives bearbeitungsverfahren und anordnung zu dessen regelung

Info

Publication number: DE2364613A1
Application number: DE2364613A
Authority: DE
Inventors: Kiyoshi Inoue; Iinzo Yabe
Original assignee: Inoue Japax Research Inc
Current assignee: Inoue Japax Research Inc
Priority date: 1972-12-23
Filing date: 1973-12-24
Publication date: 1974-06-27
Also published as: DE2364613C2; FR2211322A1; FR2211322B1; GB1442150A; AU463621B2; CA1003907A; CH568123A5; AU6389273A; US3987269A; DD111168A5

Description

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581-21.9Ί3Ρ 24. 12. 1973

Inoue-Japax Research Incorporated, Yokohamashi, Kanagawaken (Japan).

Elektroerosives Bearbeitungsverfahren und Anordnung zu dessen Regelung

Die Erfindung bezieht sich auf die Regelung einer elektroerosiven Bearbeitungsanordnung und insbesondere auf ein Verfahren und eine Anordnung zur adaptiven Regelung eines elektroerosiven Bearbeitungsvorgangs.

Eine typische elektroerosive Bearbeitungsanordnung weist auf: einen eine erste Elektrode bildenden Werkstückhalter,

581-(HK 3498, file A 374)-sch *

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_ 2 - —

eine Werkzeugelektrode, die der ersten Elektrode am mit Dielektrikum gefüllten Bearbeitungsapalt mit Abstand gegenüberliegt, eine Einrichtung zum Anlegen von Entladespannungsimpulsen an die beiden Elektroden, um einen Über- bzw. Durchschlag des Bearbeitungsspalts zu bewirken und eine elektrische Entladung transienter oder kurzer Dauer ^-zu erzeugen, so daß das Werkstück erodiert oder elektrisch abgetragen wird, einen Servo-Regelkreis od, dgl, der die Spaltbreite bei fortschreitender Materialabtragung optimal hält, und eine Einrichtung zum Zuführen einer dielektrischen Flüssigkeit zu dem Spalt zürn Abführen der Abtragsprodukte von diesem.

Typischerweise finden beim elektroerosiven Bearbeiten grobes Schruppen, bei dem hohe Abträgsleistung und eine relativ rauhe bearbeitete Pläche erhalten wird, sowie Peinschlichten statt, bei dem bei geringerer Abtragsleistung eine wesentlich feinere Oberfläche erzielt wird; weiter gibt es noch zwischen Schruppen und Schlichten liegende Bearbeitungsschritte. Für grobes Schruppen ist es nunmehr möglich, einen verschleißfreien Zustand bzw. einen Zustand niedrigen Verschleißes herzustellen, durch den der Verschleiß der Werkzeugelektrode relativ zum Werkstück bei 0,1-1 % liegt. Um diese spezifischen Bearbeitungsbedingungen herzustellen, werden Parameter der elektroerosiven Bearbeitung auf geeignete Werte eingestellt, wobei die Art der Werkzeugelektrode und des Werkstücks sowie des flüssigen Dielektrikums berücksichtigt werden.

Selbst bei erwünschter verschleißfreier Bearbeitung ist es ■ bisher unumgänglich, einen gewissen Werkzeugverschleiß in Kauf zu nehmen, 'um eine für praktische Zwecke brauchbare Abtragsleistung zu erzielen oder um die für einen bestimmten Bearbeitungszweck aufgewandte Zeit in annehmbaren Grenzen zu halten.

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Es wurde festgestellt, daß bei derzeit verwendeten Verfahren ein Verschleiß hauptsächlich an profilierten Ecken, Kanten oder Spitzen der Werkzeugelektrode auftritt, und wenn die .Werkzeugelektrode eine scharfe Vertiefung oder Beule hat, besteht die Gefahr, daß der unmittelbar gegenüberliegende Werkstückbereich im Vergleich zu anderen Werkstückbereichen übermäßig eingeschnitten wird. Dadurch ist.es schwierig, eine erwünschte Bearbeitungsgenauigkeit zu erreichen, und es sind für einen einzigen Bearbeitungsvorgang mehrere Elektroden erforderlich, oder die Lebensdauer der Werkzeugelektrode wird in unerwünschtem Maß herabgesetzt.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Anordnung zu schaffen für die Regelung des Verschleißes bzw. der Erosion einer Werkzeugelektrode gleichmäßig über deren gesamten Arbeitsbereich, ohne daß sich eine verringerte Abtragsleistung, ergibt; dabei soll es möglich sein, erhöhte Bearbeitungsgenauigkeit und -leistungsfähigkeit sowie besseres Oberflächenaussehen zu erzielen, wobei sich gleichzeitig eine längere Lebensdauer der Werkzeugelektrode ergeben soll.

Man hat festgestellt, daß es möglich ist zu bestimmen, an welcher Stelle der Werkzeugelektrode'mit bestimmtem geometrischem Kennwert bei Überschlag des Bearbeitungsspaltes eine Entladung auftritt, und zwar durch Messung der Stärke von Variablen wie der Entladespannung, des EntladeStroms, des Widerstandswertes des Bearbeitungsspaltes, des Scheinwiderstandes des Bearbeitungsspaltes oder einer Hochfrequenzkomponente, vorzugsweise einer Kombination von zwei oder mehr dieser Variablen. Weiter wurde festgestellt, daß Erosionsentladungen, die an Stellen mit unterschiedlichen geometrischen Kennwerten auftreten,- feste Werte eines oder mehrerer Entladungsparameter erforderlich machen, damit sich gleichmäßige Werkzeugerosion oder geregelter Werkzeugverschleiß ergeben.

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Gemäß der Erfindung wird daher beim Auslösen einer Entladung eine Spaltvariable erfaßt und dadurch ein geometrischer Kennwert der Entladung "bestimmt, und es ist eine Einrichtung vorgesehen zum Festlegen des Wertes eines Entladungsparameters, "beispielsweise des Entladestroms und/oder der Entladedauer, wobei der Wert des Parameters so voreingestellt ist, daß er dem bestimmten geometrischen Kennwert entspricht, so daß die Entladung mit reguliertem Energieniveau beendet wird.

.Die Spaltvariable oder -variablen werden während eines Prüfintervalls gemessen, vorzugsweise bei Ablauf einer vorgegebenen Zeit nach dem Auslösen jeder Entladung, und wenn festgestellt wird, daß die Entladung in einem relativ flachen oder runden Bereich auftritt, kann die Bedingung "kein Verschleiß" etwas gelockert werden; wenn festgestellt wird, daß die Entladung in einem Spitzen oder scharfe Konturen aufweisenden Bereich auftritt, kann diese Bedingung verschärft werden durch entsprechende Regelung der Energie- oder Leistungsdichte der angelegten Entladeimpulse.

Durch die Erfindung wird also ein Verfahren und eine Anordnung zur Regelung elektroerosiver Bearbeitung angegeben, wobei eine für die Bearbeitung erforderliche Entladung ausgelöst und der bestimmte geometrische Kennwert der Entladungsstelle bestimmt wird durch Erfassen mindestens einer der Spaltvariablen während eines vorgegebenen PrüfIntervalls der Entladung und Auswerten dieser Variablen relativ zu einem Bezugswert. Ein Entladungsparameter, z. B. die Dauer und/oder die Stromstärke, wird mit einem voreingestellten Sollwert-entsprechend einer bestimmten geometrischen Größe gebildet, und die Entladung wird mit dem eingestellten Parameter beendet. .

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Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher -erläutert* Es zeigen:

Fig. l(l), einen Schnitt durch eine Werkzeugelektrode l(ll) und bestimmter Gestalt bzw. Spannungsverläufe " 1(III) bzw. Stromverläufe von erfindungsgemäß angewandten Impulsen;

Pig. 2 das Schaltbild einer Anordnung, bei der die Stärke des Entladestroms gemäß der Erfindung geregelt wird;

Pig. 3 das Schaltbild einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung, wobei die Dauer des Entladestroms geregelt wird;

Pig. 4 Schaltbilder weiterer Anordnungen, bei denen und 5 die Entladestärke und -dauer gemäß der Erfindung geregelt werden;.

Pig. 6 das Schaltbild einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung, die eine Abwandlung von Pig. 3 ist; und

Pig. 7 eine der Anordnung gemäß Pig. 5 zuzuordnende Einrichtung.

Pig. 1(1) zeigt eine Werkzeugelektrode 1 mit profilierten Ecken oder Rändern A, ebenen Bereichen B, den Ecken oder Rändern A unmittelbar benachbarten profilierten Abschnitten C und Einbuchtungen D.

Pig. 1(II) und l(lll) zeigen Spannungsverläufe bl, b2,'b3, b4 und b5 bzw. Stromverläufe el, c2, c3, c4 und c5 einer einzigen Abtragungsentladung; es ist ersichtlich, wie die Verläufe sich ändern in Abhängigkeit von der geometrischen Größe der Stelle, an der die Entladung erzeugt wird.

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Die Verläufe ΐ>1 und el repräsentieren die Spannung bzw. den Ström einer Entladung, die an einem Abschnitt einer Einbuchtung D (Fig. l(r)) erzeugt wird. Die Verläufe b2 und c2 repräsentieren die Spannung bzw. den Strom einer Entladung, . die an einem Abschnitt eines ebenen Bereichs B erzeugt wird. Die Verläufe B3 und c3 repräsentieren die Spannung bzw. de.n Strom einer Entladung, die an einem Abschnitt eines"relativ profilierten Bereichs G auftritt. Die Verläufe b4 und c4 repräsentieren die Spannung bzw. den Strom einer Entladung, die an einem spitzen Abschnitt oder einer profilierten Ecke oder einem Rand A erzeugt wird. Die Verläufe b5 und c5 repräsentieren die Spannung bzw. den Strom einer der Bearbeitung abträglichen Lichtbogenentladung, die an jedem Teil der Bearbeitungsfläche der Elektrode 1 auftreten kann.

Die Abszissen von Pig. l(ll) und l(lll) repräsentieren die Zeit; der Spannungsimpuls wird zum Zeitpunkt Tq eingespeist, und zum Zeitpunkt T-, tritt ein Spaltüberschlag auf, und die Entladung wird ausgelöst. Zum Zeitpunkt T₅ gelten folgende Beziehungen zwischen den Spannungsstärken V-,, V₂, V,, V,, V^, den Größen der HP-Spannungskomponenten ^V-,, ^^, ΔΤΓ., AVj-, den Stromstärken I-,, Ip, I*, I₄, Ic ^unci ■ Größen der HF-Stromkomponenten AI₁, ΔΙ₂, ΔΙ,, ai AI :

ν_χ> v₂>v₃> v₄>v₅ (1)

> ^V₂ > AV₃ > ^V₄ > /N-V₅ . .... (2)

I₂<I-₃CI₄<I₅ (3)

(4)

Weiter gelten zum Zeitpunkt T=T₂ kurz nach Beginn der Entladung folgende Beziehungen bezüglich der zeitlichen Änderungsraten von Spannung und Strom:

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^dVl' ^dV2*

ClI₂ dl₅ dl₄ dl₅

Durch Erfassen zum Zeitpunkt T=T₂ oder T, der Gleichspannungskomponente der Entladung oder Erfassen ihres Stroms oder ihrer HP-Komponente oder Ableiten des Widerstands- oder Scheinwiderstandswertes des Spaltes zwischen der Werkzeugelektrode und dem Werkstück von diesen Werten oder Erfassen der zeitlichen Änderungsraten der Variablen zum Zeitpunkt T=Tp wird eine genaue Angabe der bestimmten geometrischen Größe der Stelle erhalten, an der die Entladung erzeugt wird. Diese Größen oder Variablen können zwar einzeln geregelt werden; um aber die Bestimmungsgenauigkeit zu erhöhen im Hinblick auf eine mögliche Abweichung des Spaltabstands von einem optimalen Wert, werden diese Variablen vorzugsweise kombiniert benutzt.

Gemäß Pig. 2 ist eine Werkzeugelektrode 1 einem Werkstück 2 mit Abstand gegenüberliegend angeordnet und definiert einen Bearbeitungsspalt G, der eine dielektrische Flüssigkeit aufnimmt. Die Elektrode 1 und das Werkstück 2 sind mit einer Gleichstromquelle 3 und einem Netzschalter 4 reihengeschaltet; der Netzschalter 4 ist ein Transistor, dessen Basis- und Emitteranschlüsse von einer Signalimpulsstufe 5 erregt werden, die zum abwechselnden Ein- und Ausschalten des Schalters 4 bestimmt ist, wodurch am Bearbeitungsspalt G eine Serie von Bearbeitungsentladungen vorbestimmter Impulsdauer und Periodendauer ausgelöst wird. Im Verlauf der Materialabtragung werden die Werkzeugelektrode 1 und das Werkstück 2 durch einen Servo-Regelkreis (nicht dargestellt) relativ zueinander verschoben, um einen Soll-Abstand des

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Bearbeitungsspaltes G- aufrechtzuerhalten. Dar Versorgungskreis der Anordnung hat weiter einen Pestwiderstand 3a, einen Fühlwiderstand 6 und eine einstellbare Impedanz 7. Letztere besteht aus mehreren Widerständen R^, R₂ und R,, die mit dem Bearbeitungsspalt G- und Transistoren 7a, 7b und 7c reihengeschaltet sind, wobei die Emitter-Kollektor-Anschlüsse jedes der Transistoren über die Widerstände R-, bzw. R₂ bzw. R^ überbrückt sind. Jeder der Transistoren 7a, 7b und 7c wird erregt und stromleitend gemacht durch die Ausgangssignale von Flipflops 80a bzw. 80b bzw. 80c, die den Parallelwiderständen R-,, R₂ und R^ selektiv zugeführt werden, wie noch beschrieben wird.

Der Widerstand 6 fühlt den den Bearbeitungsspalt G- durchquerenden Entladestrom und speist einen Monitorkreis 8, der einen Monoflop 81 mit einem Schmitt-Trigger und einem monostabilen Multivibrator (kurz Univibrator) aufweist. Die Funktion des Monoflops 81 ist es, bei Auslösen der Entladung ein vorgegebenes Zeitintervall festzulegen und nach Ablauf dieses Zeitintervalls einen Zeitgeber 82, beispielsweise einen Univibrator, auszulösen, wodurch ein Prüfimpuls vorgegebener Dauer geformt wird. Weiter hat der Monitorkreis 8 eine Schwellenwerteinheit 83, bestehend aus mehreren Schwellenwert-Diskriminatoren 83a, 83b und 83c, die je durch einen Schmitt-Trigger gebildet sind und unterschiedliche Schwellenwerte oder Ansteuerpegel haben, die geeignet sind, Bearbeitungsentladungen voneinander zu unterscheiden in bezug auf die Stärke des Entladestroms und somit die geometrische Größe der Stelle, an der die Entladung erzeugt v/ird. So können die Ansteuerpegel der Diskriminatoren 83a, 83b und 83c so eingestellt sein, daß sie einer Stromstärke zwischen I-, und I₂ bzw. I₂ und I^ bzw. I, und I. entsprechen gemäß den in Fig. l(lll) dargestellten charakteristischen Verlaufen, und können ein Ausgangssignal "1^M bilden, wenn ein Durchgang durch diese Schwellenwerte erfolgt.

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— Q _

Die Ausgangssignale der Schwellenwert-Diskriminatoren 83a, 83b und 83c werden UND-Gliedern 84a bzw. 84b bzw. 84c zugeführt, und jedes dieser UND-Glieder kann den Prüfimpuls vom Zeitgeber 82 empfangen und hat einen dritten Eingang zum Empfang des Ausgangssignals eines HF-Detektorwiderstands 85a und Kondensators 85b über einen Verstärker 85c und einen Signalformer 85d. Die Ausgangssignale der UND-Glieder 84a, 84b und 84c werden mit den Rückstelleingängen der Flipflops 80a, 80b und 80c verbunden. Der HF-Detektor erzeugt ein Ausgangssignal "1" und führt dieses den dritten Eingängen der UND-Glieder 84a, 84b und 84c zu, wenn erfaßt wird, daß die Entladung eine vorgegebene Größe der HF-Komponente nicht enthält.

Zum Zeitpunkt ^=Tq, zu dem die Spannungsquelle 3 an den Bearbeitungsspalt G eine Spannung liefert, da der Schalter 4 durch die Signalimpulsstufe 5 leitend gemacht yrurde, sind alle Flipflops 80a, 80b und 80c im gesetzten Zustand, so daß die Transistoren 7a, 7b und 7c der Parameter-Regelstufe 7 sämtlich leitend sind und dadurch sämtliche Widerstände R₁, Rp und R., parallelgeschaltet sind. Wenn zum Zeitpunkt T=T-, eine Entladung ausgelöst wird, spricht der Fühlwiderstand 6 auf den Strom an und erzeugt ein Signal, das den Monoflop erregt. Nach Ablauf der in diesem eingestellten Zeit (z. B. T-.-T, in Fig. l(lll)) liefert der Zeitgeber 82 als Ausgangssignal den schmalen Prüfimpuls, der die UND-Glieder 84a, 84b und 84c für die im Zeitgeber 82 eingestellte Zeitdauer öffnet.

Wenn die erzeugte Entladung an einer Einbuchtung D (Fig. l(l)) auftritt, bleiben sämtliche Schwellenwert-Diskriminatoren aberregt und haben ein. Ausgangssignal "0", so daß sämtliche Flipflops 80a,80b und 80c im gesetzten Zustand gehalten werden. Somit werden die Transistoren 7a, 7b und 7c stromleitend

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gehalten und halten die Widerstände R-,, Rp und R~ in Parallelschaltung, so daß die Entladung, fortgesetzt wird, bis sie zum Zeitpunkt T=T₀ mit voreingestellter maximaler

ti

Stromstärke endet, die geeignet ist zum Erhalt eines erwünschten verschleißfreien Zustande.

Wenn die Entladung an einem ebenen Bereich B (Pig, 1.(I)) erzeugt wird, spricht der erste Schwellenwert-Diskriminator 83a auf ein erhöhtes .Spalt-Stromsignal an, das den an der Schwellenwerteinheit 83 eingestellten Schwellenwert übersteigt, und erzeugt ein Signal "1" zum Öffnen des UND-Gliedes 84a, während die beiden, anderen Diskriminatoren 83b und 83c ein Ausgangssignal "0" führen und die UND-Glieder 84b und 84c sperren. Das UND-Glied 84a überträgt den vom Zeitgeber 82 kommenden Prüfimpuls zum Rückstellen des Flipflops 30a. Dadurch wird der Transistor 7a abgeschaltet, während die Transistoren 7b und 7c eingeschaltet bleiben, so daß der Widerstand R^ wirksam wird und die Stromversorgung- 3 mit dem Bearbeitungsspalt G verbindet zum Vermindern der Stärke des Entladestroms auf einen voreingestellten Wert, der geeignet ist, die Entladung an einem ebenen Bereich fortzuführen unter Erhaltung eines erwünschten verschleißfreien Zustands.

Wenn die erzeugte Entladung an einer Spitze oder einer profilierten Ecke oder einem Rand A (Fig. l(l)) auftritt, so ist ersichtlich, daß alle drei Diskriminatoren 83a, 83b und 83c erregt werden und die entsprechenden drei UND-Glieder 84a, 84b und 84c öffnen, und infolgedessen werden die Flipflops 80a, 80b und 80c alle rückgestellt und schalten die drei Transistoren 7a, 7b und 7c ab. Die Widerstände R-, , R„ und R~ werden in der Schaltung wirksam und verringern die Stärke des Entladestroms auf einen untersten voreingestellten Wert, der geeignet ist zum Fortführen der Entladung an

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der betreffenden Stelle, wobei an der Werkzeugelektrode im wesentlichen der gleiche Verschleiß erfolgt, der sich ergeben würde, wenn die Entladung an einer anderen Stelle oder einer Stelle davon verschiedener geometrischer Größe erzeugt würde.

Wenn die Entladung an einem relativ profilierten Bereich C (Fig. l(l)) auftritt,, werden der erste und der zweite Schwellen-Diskriminator 83a und 83b selektiv erregt, die UND-Glieder 84a und 84b werden geöffnet, und die Flipflops 80a und 80b werden rückgestellt. Die Transistoren 7a und 7b werden abgeschaltet, und die Widerstände R-, und R₂ werden wirksam und verringern die Stromstärke auf einen niedrigeren Wert.

Auf diese Weise ist es möglich, den Werkzeugverschleiß an profilierten Bereichen im wesentlichen ebenso wie an ebenen Bereichen auf einen Minimalwert zu beschränken. Wenn die Elektrode kompliziert geformt ist oder viele Ränder,.Ecken und Konturen hat, an denen ein beachtenswert hoher Entladungsanteil stattfinden soll, und/oder wenn eine verkürzte Bearbeitungszeit wesentlich ist, ist es möglich, die Parameter der Entladung so~ zu wählen, daß der verschleißfreie Zustand für diese Bereiche hergestellt und ein gewisser höherer Verschleiß der Werkzeugelektrode an den ebenen Bereichen in Kauf genommen wird.

Wenn die ausgelöste Entladung eine Bogenentladung oder eine regelwidrige Entladung, etwa ein Kurzschluß, ist, enthält sie keine beachtenswerte HF-Komponente und ist durch verringerten Strompegel gekennzeichnet. Infolgedessen erscheint am Ausgang des HF-Detektors 85a, 85b, 85c und 85d ein Ausgangssignal "1", wie bereits erwähnt, und die Schwellen-Diskriminatoren 83a, 83b und 83c werden zusammen erregt und erzeugen ein Ausgangssignal "1". Die UND-Glieder 84a, 84b

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und 84c werden geöffnet, und die Widerstände R,, Ep ^W[L^^L ^Ε·ζ bewirken ein Absinken des Spaltstroms auf einen Minimalpegel.

Im wesentlichen wird ein gleichmäßiger oder, erhöhter verschleißfreier Zustand erhalten durch Regelung oder Verminderung des Tastverhältnisses der Entladeimpulse, dargestellt durch das "Verhältnis der Stromstärke I zur Entladungsdauer X₉ und somit durch Verminderung der Stromstärke und/oder Erhöhung der Entladungsdauer. Die Anordnung gemäß Fig. 2 stellt somit die für die Erfindung durchgeführte Regelung der Stromstärke dar.

Fig. 3 zeigt eine Anordnung, bei der das Tastverhältnis der Entladeimpulse während einer Impulsreihe geregelt wird durch Erhöhen der Entladungsdauer, wenn erfaßt wird, daß die Entladung an einem profilierten Bereich, etwa einem Rand oder einer Spitze, auftritt« Die Anordnung hat eine Werkzeugelektrode 101, die wiederum an einem Bearbeitungsspalt G, dem ein flüssiges Dielektrikum zugeführt wird,, einem. Werkstück mit Abstand gegenüberliegt. Die Werkzeugelektro.de 101 und das Werkstück 102 sind reihengeschaltet mit einer Gieichstrom-Leistungsquelle 105, einer Diode 103a und einem Netzschalter 104, der hier als Transistor dargestellt und bereits erläutert ist. Ferner sind vorgesehen ein Gleichstrom-Fühlwiderstand 106 und ein HF-Detektor, bestehend aus einem Widerstand 185a, einem Kondensator 185b, einem Verstärker 185c und einem Signalformer 185d. Der HF-Detektor 185 erzeugt e%n Ausgangssignal "1" am Signalformer 1,85a., wenn eine HF-Komponente erfaßt wird, deren Größe einen voreingestellten Wert (Fig. 1(1I)) übersteigt.

Der Widerstand 106 bewirkt auch hier einen Spannungsabfall, der den Zeitpunkt der Auslösung der Entladung bestimmt und dem Entlade strom proportional ist, wobei die Spannung über

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einen Monoflop 181 einem "Zeitgeber 182 zugeführt wird und der^r Zeitgeber 182^: einen Prüf impuls an die Eingänge der UND-Glieder anlegt, entsprechend der Anordnung gemäß Fig. 2, Die Schwellenwerteinheit 183 hat■Schwellenpegel zum Unterscheiden von Entladungen in bezug auf bestimmte geometrische Größen von Stellen, an denen Entladungen erzeugt werden. So kann der Ansteuerpegel eines SehWellendiskriminators 183a so eingestellt sein, daß er einer Schwellen-Stromstärke zwischen I₂ undI, entspricht; der Ansteuerpegel eines Sehwellen-Diskriminators 183b kann so eingestellt sein, daß er einer Schwellen-Stromstärke zwischen I, und I, (Fig» l(lll)) entspricht. Diese Diskriminatoren führen Ausgangssignale ⁿlⁿ, wenn ein Durchgang des am Fühlwiderstand 106 erfaßten Spaltstromsignals durch ihre Ansteuerpegel erfolgt, und sind mit UND-Gliedern 184a und 184b eines (binären) Verknüpfungsgliedes 184 über Inverter oder NICHT-Glieder 183a¹ und 183b¹ verbunden. Die Ausgangssignale der UND-Glieder 184a und 184b werden mit Rüekstelleingängen von Flipflops 180b und 180c verbunden, deren Ausgangssignale zusammen mit dem Ausgangssignal eines dritten Flipflops 180a dem Eingang eines ODER-Gliedes 151 zugeführt werden.

Das Ausgangssignal des Zeitgebers 182 wird auch Zeitgebern 150a, 150b und 150c zugeführt, die z. B. Univibratoren sind und dazu dienen, die Dauer der Entladeimpulse mit drei festen Werten zu bestimmen, die geeignet sind für Entladungen, die an einem flachen Bereich bzw. einem mäßig konturierten Bereich bzw. einer scharfen Kontur oder Spitze der Werkzeugelektrode auftreten. So wird bei dieser Ausführungsform der Zeitgeber 15Oa eingestellt für einen Entladeimpuls relativ kurzer Dauer, der Zeitgeber 150b wird eingestellt für einen Entladeimpuls mittlerer Dauer, und der Zeitgeber 150c wird eingestellt für einen Entladeimpuls relativ langer Dauer. Die Zeitgeber 150&, 15Öb und 15Öc werden erregt im Ansprechen auf

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den Prüfimpuls vom Zeitgeber 182 und führen den Rückstell-. eingängen der Flipflops- 180a, 180b und 180c Ausgangssignäle'""" "1" zu, wenn ihre, jeweiligen Impulsperioden beendet sind, um die Flipflops rückzustellen. " ■

Das ODER-Glied 151 führt ein Ausgangssignal ¹¹O¹S wenn einer der Flipflops 180a, 180b und 18Öc rückgestellt ist, und macht das Ausgangssignal eines Schmitt-Triggers 152 zu ¹¹O", und dieses wird τοη einem BICHT-Glied 153 in ein Signal "I¹¹ umgekehrt. Dieses Signal steuert einen Zeitgeber 154 an, der z. B. ein Univibrator ist und ein vorgegebenes Zeitintervall oder eine ⁿAusⁿ-Zeit zwischen benachbarten Spannungsimpulsen von der Leistungsquelle 103 am Bearbeitungsspalt G erzeugt. Ein Schalter 155 ist zwischen die Ausgangsseite des Zeitgebers 154 und den die.Setzeingänge der Plipflops 180a, 180b und 180c verbindenden Knotenpunkt geschaltet zum Auslösen und Beenden eines Bearbeitungsvorgangs. Das ODER-Glied 151 ist ebenfalls so angeordnet, daß es den Leistungsschalter erregt, wenn sein Ausgangssignal "1" ist.

Wenn der Schalter 155 geschlossen ist, sind die Flipflops 180a, 180b und 180c gesetzt. Infolgedessen führt das ODER-Glied ein Ausgangssignal "1" und macht den Hetzsehalter 104 stromleitend, so daß eine Bearbeitungsspannung von der Leistungsquelle 103 an den Spalt G angelegt wird. Wenn dann der Spaltüberschlag, erfolgt und am Bearbeitungsspalt G eine Entladung ausgelöst wird, spricht der Widerstand 106 auf den . Spalt-Stromfluß an und erregt den Monoflop 181. Nach Ablauf einer in diesem eingestellten vorgegebenen Zeitdauer erscheint am Ausgang des Zeitgebers 182 der schmale Prüfimpuls und wird den Eingängen der UND-Glieder 184a und 184b zugeführt. Wie bereits erläutert wurde, wird der Prüfimpuls auch den Zeitgebern 150a, 150b und 150c zu deren Erregung zugeführt, so daß diese bei Beendigung ihrer jeweils eingestellten Zeitperioden Ausgangssignale ⁿlⁿ führen.

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Wenn die erzeugte Entladung an einem flachen Bereich auftritt, führen die Schwellen-Diskriminatoren 183a und 183b weiter Ausgangssignale ^w0^w, die von den NICHT-Gliedern 183a¹ und 183b¹ in Signale ^Hlⁿ umgekehrt werden, und diese werden den UND-Gliedern 184a und 184b zugeführt. Der HF-Detektof 185 führt dann ebenfalls ein Ausgängssignal "1", das den UND-Gliedern 184a und 184b zugeführt wird. Infolgedessen führen, letztere ein Ausgangs signal "1% wenn der Prüf impuls vom Zeitgeber 182 erzeugt wird zum Rückstellen der Flipflops 180b und 180c, so daß deren Ausgangssignale zu ⁿ0^w werden, wodurch die Zeitgeber 150b und 150c unwirksam gemacht werden. Wenn der Zeitgeber 150a seine Operation beendet hat, wird das Flipflop 180a rückgestellt und macht das Ausgangssignal am ODER-Glied 151 zu. "1". So wird der Netzschalter 104 ausgeschaltet und beendet die Entladung, wobei diese so geregelt wird, daß sie an die geometrische Größe des Entladungsbereichs angepaßt ist_s und der Zeitgeber 154 löst das Intervall für die vorgegebene "Ausⁿ-Zeit aus. Wenn diese beendet ist, werden die Flipflops gesetzt und machen das Ausgangssignal am NICHT-Glied 151 zu "1", und dadurch wird der Netzsehalter 104 stromleitend gemacht, so daß dem Bearbeitungsspalt G eine Bearbeitungsspannung zugeführt wird.

Wenn die !Entladung an einer scharfen Kontur, einem Rand od. dgl. auftritt, werden beide Schwellen-Diskriminatoren 183a und 183b erregt und führen den UND-Gliedern 184a und 184b über die NICHT-Glieder 183a¹ und 183b¹ Eingangssignale "0" zu. Die UND-Glieder 184a und 184b erhalten auch ein Signal "0" vom HF-Detektor und führen infolgedessen Ausgangssignale "0", wenn der Zeitgeber 182 den Prüfimpuls erzeugt. So werden die Flipflops 180a, 180b und 180c sämtlich wirksam zum Empfang der Ausgangssignale ^wl" der Zeitgeber 150a, 150b und 150c, wenn deren jeweilige Operationen beendet sind· Das

Ausgangssignal des ODER-Gliedes 151 wird zu "Oⁿ, wennder die längste Zeitdauer entsprechend der scharf konturierten geometrischen Größe des Entladungsbereichs bestimmende Zeitgeber 150c seine Operation beendet hat, so daß der Netzschalter 104- abgeschaltet wird.

Wenn die erzeugte Entladung an einem mäßig konturierten. Bereich stattfindet, -führt das IMD*-Glied 184a -ein Ausgangssi-"gnal, ."Ο¹¹,, während das UND-Glied 184b, ein Ausgangssignal "1" führt, das das Plipflop 180c rückstellt, wodurch das Ausgangssignal des Zeitgebers 150c unwirksam wird. Der Zeitgeber 150a beendet seine Operation früher als der Zeitgeber 150b. Wenn also der Zeitgeber 150b, der die Intladungsdauer entsprechend der mäßig konturierten geometrischen Größe des Entlädungsbereichs .bestimmt₉ seine Operation beendet hat, wird das Ausgangssignal des ODER-Gliedes 151 zu ⁿO^M, wodurch der letzschalter 104 abgeschaltet wird«

4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der sowohl die Stärke als auch die Dauer der Entladungen entsprechend geometrischen Größen geregelt \«.rd und der .Leistungspegel der Entladungen so verändert wird, daß bei Erzeugen einer Entladung an einem konturierten Abschnitt die Entladung mit verminderter Leistung im Feinschlicht-Betrieb fortgesetzt' wird; bei Erzeugen der Entladung an einem flachen Bereich wird dagegen die Bearbeitung mit erhöhter Leistung im Schruppr-Betrieb fortgesetzt; und bei Erzeugen der Entladung an einem mäßig konturierten Bereich wird die Bearbeitung mit mäßiger Leistung im mittleren Bearbeitungsbetrieb fortgesetzt.

Bei dieser Anordnung sind eine Werkzeugelektrode 201, ein Werkstück 202 und eine Leistungsquelle 203 vorgesehen. Der Entladekreis der Anordnung enthält mehrere Reihenschaltungen

von stroiabestimmenden veränderbaren Widerständen R^, Rp, R* und"ieisttingstränsistoren 204a» 204b 'und 204c, wobei diese Reihenschaltungen miteinander pärällel-ge schält et sind. Leistungstransistoren 204a, 204b, 204c sind selektiv ansteuerbar durch Ansteuertransistoren ir^, Tr₂ und Ir ~, die erregt werden von einer Spannungsquelle E-, und von einem Logi'ksteuerkreis gesteuert werden. Die Widerstandswerte der veränderbaren Widerstände Η-,, Rp und R, sind in geeigneter Weise so voreingestellt, daß eindeutige Entladestromstärken bestimmt werden in Übereinstimmung mit bestimmten geometrischen Größen von Entladebereichen. Diese Größen darstellende Signale werden im folgenden kurz als "geometrische Signale" bezeichnet. " " .'

Die Anordnung enthält Zeitgeber 25Oa, 250b und 25Og zum Bilden von Entladeimpulsen einer mittleren, einer relativ langen und einer relativ kurzen Dauer, und jeder" Zeitgeber ist ein Univibrator mit veränderbarer Einstellung. Der Zeitgeber 25Oc ist mit einem weiteren Zeitgeber 254 gekoppelt, der ebenfalls ein Univibrator ist und die "Aus"-Zeit oder das Zeitintervall zwischen benachbarten Bearbeitungs-Spannungsimpulsen am Bearbeittingsspali; G mit einem vor eingestellt en Wert bildet.

Eine Einheit zum Bestimmen von Entladungsstellen oder zum Ableiten geometrischer Signale hat einen Schmitt-Trigger 281a, der am Bearbeitungsspalt G angeschlossen ist und einen über der Entladespannung liegenden Aussteuerpegel hat und einem Verknüpfungsglied UHDl ein Ausgangssignal "lⁿ zuführt, wenn bei Erregen des Leistungsschalters 204 am Spalt G eine Spannung aufgebaut wird, und diesem Glied ein Ausgangssignal "O¹¹ zuführt, wenn einschließend ein Spaltüberschlag oder die Auslösung einer Entladung erfolgt. Das Ausgangssignal des Gliedes UNDl wird einem Verknüpfungsglied HORl zugeführt, dessen

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zweiter Eingang mit dem Ausgang des Zeitgebers 254 über zwei Umkehrgli'eder NICHTl und NICHT2 und ein YerzQgerungsgiied D verbunden ist* , · . . ....... ,. "

Der Zeitgeber 254 führt ein Ausgangssignal "O" nach Beendigung seiner die "Aus"-Zeit. bestimmenden Operation, und dieses Ausgangs signal wird .den,Steueranschlüssen des Ansteuertransistors Tr-, über die Verknüpfungsglieder NANDl und NICHTl zugeführt zum Anschalten des Ansteuertransistors, wodurch der Leistungstransistor 204a stromführend wird, so daß am Bearbeitungsspalt G eine Bearbeitungsspannung von der Leistungsquelle 203 eingespeist werden kann. Das AuBgangssignal ¹¹O" des Zeitgebers 254 für die "Aus"-Zeit wird auch, dem Verknüpfungsglied NORl zugeführt mit einer durch das Verzögerungsglied D bestimmten Verzögerung. Infolgedessen wird das Ausgangssignal des Verknüpfungsgliedes. NORl zu "1" nach Ablauf dieser Verzögerungszeit nach Entregung des Zeitgebers 254 und wird einem Zeitgeber 281b zugeführt. Nach Ablauf einer in diesem eingestellten Zeit von einigen us erzeugt der Zeitgeber 281b ein Signal, das einen weiteren Zeitgeber 282.erregt, so daß ein Prüfimpuls und somit eine Prüfperiode erzeugt werden. Der Prüfimpuls wird den UND-Gliedern 284a . und 284b zugeführt und öffnet diese, so daß sie auf geometrische Signale vom Bearbeitungsspalt G für die Dauer des Prüfimpulses, die Prüfperiode, ansprechen. Die Geometrie der Entladungsstelle wird bestimmt durch am Spalt angeschlossene Schwellen-Diskriminatoren 283a und 283b·, deren jeder von einem Schmitt-Trigger gebildet ist. So entspricht der Ansteuerpegel des ersten Diskriminatora 283a, einer Schwellen-Entladespannung zwischen V, und V, und derjenige des zweiten Diskriminators 283b einer Schwellen-Entladespannung zwischen V₂ und ν, entsprechend den Verläufen von Fig. l(ll).

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Der "Ausgang des Verknüpfungsgliedes NORl ist |.üch mit dem Zeitgeber 25Oc verbunden. Bei Erhalt des Ausgangs signals ¹¹I" vom Verknüpfungsglied NORl löst der Zeitgeber 25Oc die Zeitgeberoperation aus. Wenn die erzeugte Entladung an einem konturierten Abschnitt stattfindet oder eine Bogenentladung ist, ist keiner der Diskriminatoren 283a und 283b ansteuerbar, beide führen daher' Ausgangssignale ¹¹O", und die Ausgangssignale der UND-G-lieder 284a und 284b sind beide "0". An ihren jeweiligen Ausgangsseiten haben diese Verknüpfungsglieder Speicherstufen 286a und 286b. Die Speicherstufe 286a besteht aus Verknüpfungsgliedern N0R2 und N0R3-, während die Speicherstufe 286b aus Verknüpfungsgliedern N0R4 und NOR5 besteht. Das Ausgangssignal der Speicherstufe 286a ist mit dem Zeitgeber 25Oa verbunden, der seinerseits mit einem Umkehrglied NICHT4 verbunden ist, dessen Ausgangssignal den Eingängen der Verknüpfungsglieder NANDl und NAND2 zugeführt wird. Das Ausgangssignal der Speicherstufe 286b ist mit dem Zeitgeber 25Ob verbünden, der seinerseits mit einem Umkehrglied NIGHT5 verbunden ist, dessen Ausgangssignal den Eingängen von Verknüpfungsgliedern NANDl, NAND2 und NAND3' zugeführt wird. Das Ausgangssignal des Verknüpfungsgliedes NAND2 ist über ein Umkehrglied ΝΙΌΗΤ2 mit dem Ansteuertransistor Tr^ verbunden, während'das Ausgangssignal der Verknüpfungsgliedes NAND3 über ein Ümicehrglied NICHT3 mit dem Ansteuertransistor Tr, verbünden'ist. ■ ' * -

Wenn also die erzeugte Entladung an einem konturierten Abschnitt stattfindet oder eine Bogenentladung ist, bleiben die Speicher stuf en 286a und 286b entregt", und keiner der · Zeitgeber 250a oder 25Ob erzeugt ein Ausgangssignal. So bleibt nur der Schalter 204a stromführend und begrenzt den Entladestrom auf eine vom Widerstand R-, bestimmte Minimalstärke, und die Entladung endet mit einer Minimaldauer, die vom Zeitgeber 25Oc bestimmt wird.

Das Ausgangssignal ¹¹O" des Zeitgebers 254 wird auch den Verknüpfungsgliedern N0R2 und N0R4 in den Speicherstufen 286a und 286b über die Verknüpfungsglieder NICHTl und NICHT6 zugeführt zum Öffnen der Verknüpfungsglieder N0R2 und N0R4, so daß diese auf die Ausgangssignale der Verknüpfungsglieder N0R3 und N0R5 und damit auf die Ausgangssignale der UND-Glieder 284a und 284b ansprechen. Die Ausgänge der Zeitgeber 250a und 25Ob sind mit den Eingängen eines ODER-Gliedes verbunden, dessen Ausgang mit dem die "Aus"-Zeit einstellenden Zeitgeber 254 verbunden ist, so daß der Zeitgeber entregt gehalten werden kann, wenn einer der Zeitgeber 25Oa oder 250b ein Ausgangssignal ^al^w führt.

Wenn die erzeugte Entladung in einem mäßig konturierten Bereich stattfindet, wird der Diskriminator 283a erregt und erzeugt ein Ausgangs signal ¹¹I", während der Diskriminator 283b nicht erregt wird» Infolgedessen führt das UND-Glied 284a ein Ausgangssignal "1" während des Prüf impulses, und dieses Signal wird der Speieherstufe 286a zugeführt, deren Ausgangssignal somit zu "1" wird. Dieses Signal wiederum erregt den Zeitgeber 25Oa, so daß dieser seine Zeitgeberoperation auslöst und für die in ihm eingestellte Zeitdauer ein Ausgangssignal "1" führt. Das Ausgangssignal "1" des Zeitgebers 25Oa wird über das Umkehrglied NICHT4 den Verknüpfungsgliedern NAND2 und NANDl zugeführt zum Umschalten des Ausgangssignals des Verknüpfungsgliedes NAND2 nach ¹¹I", während das Ausgangssignal des Verknüpfungsgliedes NANDl auf "l^rt gehalten wird. Somit wird der Ansteuertransistor Tr-, stromführend gehalten, und der Ansteuertransistor Tr₂ wird angeschaltet. Damit wird der Leistungstransistor 204a angeschaltet gehalten, und der Leistungstransistor 204b wird angeschaltet für die am Zeitgeber 25Öa eingestellte Zeitdauer, so daß sich eine Bearbeitungsentladung mäßiger Stromstärke ergibt, die durch die Widerstände R₁ und R₂ und die mittlere Impulsbreite bestimmt ist.

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Wenn die erzeugte Entladung an einem ebenen Bereich, stattfindet,, werden beide Diskriminatoren 283a und 283b erregt und erzeugen Ausgangssignale. "1". Diese öffnen die Speicherstufen 286a und 286b und erregen zwei Zeitgeber 250a und 25Ob,gleichzeitig. Die Ausgangssignale der Zeitgeber 25Oa und 25Ob werden über die Verknüpfungsglieder NICHT4 und NICHT5 drei Verknüpfungsgliedern NANDl, NAND2 und NAND3 zugeführt, deren Jeweilige Ausgangssignale "1" von den Verknüpfungsgliedern NICHTl, NICHT2 und NICHT3 umgekehrt werden und den Ansteuertransistor Tr_n angeschaltet halten und die

Ansteuertransistaren Tr₂ und Tr, abschalten, so daß alle drei Widerstände R-,, R₂ und R^ in der Entladeschaltung wirksam werden und eine Maximalstromstärke bestimmen. Wie bereits erläutert wurde, hat der Zeitgeber 25Ob eine längere Operationsdauer als die Zeitgeber 25Oa und 25Oc, und infolgedessen bleiben die Leistungstransistoren 204a, 204b und 204c stromführend, bis die Zeitgeberoperation des Zeitgebers 25Ob beendet ist, wobei eine Bearbeitungsentladung maximaler Impulsdauer geformt wird.

Wenn der Entladeimpuls endet, wird das ODER-G-lied geöffnet, so daß der Zeitgeber 254 den Beginn der "Aus^M-Zeit auslösen kann. Wenn die Entladung an einem konturierten Abschnitt auftritt und infolgedessen nur der Zeitgeber 25Oc erregt ist, erzeugt dieser natürlich ein Signal, das den Zeitgeber 254 für die "Aus"-Zeit erregt. Wenn die Entladung endet, entfällt für die Speicherstufen 286a und 286b die Speicherbedingung bis zum Einspeisen der nächsten Bearbeitungsspannung.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung gemäß Fig. 5 dient zur Regelung und Einstellung des Impulsfaktors Ip/Tr __t mit Ip = Entladestromstärke und

T - Entladeimpulsdauer,
in Übereinstimmung mit erzeugten geometrischen Signalen, so daß

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bei Entladung an einem konturierten Abschnitt die Entladung mit.kleinerem Impulsfaktor fortgeführt wird und bei Entladung an einem flachen Bereich diese mit größerem .Impulsfaktor fortgeführt wird. Die Größe des Impulsfaktors wird somit für eine Entladung an einem konturierten Abschnitt mit Eins oder einem darunter liegenden Wert eingestellt; für eine Entladung an einem mäßig konturierten Bereich wird sie auf einen zwischen 1 und 3 liegenden Wert eingestellt; und für eine Entladung an einem flachen Bereich wird sie auf einen Wert zwischen 3 und 30 eingestellt. Es wurde festgestellt, daß diese Einstellwerte eine Materialabtragung exgeben, die an einem mäßig konturierten Bereich das 1,5 fache...der-Abtragung an einem konturierten Bereich beträgt; an einem flachen Bereich beträgt die Materialabtragung das 2-fache derjenigen an einem konturierten Bereich; und die Endabtragsleistung beträgt das 3-5fache der mit ungeregelten oder herkömmlichen Bearbeitungsverfahren erreichbaren Abtragsleistung, wobei die erhaltene Oberflächenrauheit oder -glätte im wesentlichen die gleiche ist wie bei diesen bereits entwickelten Verfahren. Die optimale Einstellung des Impulsfaktors erfolgt in Übereinstimmung mit dem Verschmutzungsgrad der dielektrischen Flüssigkeit und berücksichtigt.auch die Werkstoffe der Werkzeugeiektrode und des Werkstücks. .

Die Anordnung gemäß Fig. 5 enthält eine Gleichstromquelle 303, die reihengeschaltet ist mit dem zwischen einer Werkzeugelektrode 301 und einem Werkstück 302 gebildeten Bearbeitungsspalt und einem Hetzsehalter 304. Der Netzschalter umfaßt Leistungstransistoren 304a, 304b, 304c und 3O4d vom npn-Leitungstyp, deren jeweilige Kollektoranschlüsse mit dem negativen Anschlußpunkt der Stromquelle über Widerstände E₁, R₂, R₅ und R. verbunden sind und deren jeweilige Emitteranschlüsse über einen Fühlwiderstand 306 mit dem Werkstück 302 verbunden sind. Der Widerstand R₁ bestimmt die

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ORIGINAL IMSf³ECTED

Stromstärke während einer Anfangszeit jedes Bearbeitungsimpulses, während die Widerstände Rp, R₁₅ und R. im Entladekreis selektiv wirksam werden, wenn die Transistoren 304b, 304c und 3O4d durch bestimmte geometrische Signale in der bereits beschriebenen Weise angeschaltet werden. Der Transistor 304a wird angeschaltet und schaltet den Widerstand R-, in den Entladekreis ein im Ansprechen auf ein Signal, das die Beendigung der Operation eines "Ein"-Zeitgebers 350 darstellt, der die Dauer der Bearbeitungsimpulse bestimmt, oder das das Auslösen der Operation eines "Aus"-Zeitgebers 351 darstellt, der das Zeitintervall zwischen benachbarten Bearbeitungs-Spannungsimpulsen bestimmt.

Der Zeitgeber 351 für die "Aus"-Zeit kann natürlich so ausgelegt sein, daß zum Erstellen unterschiedlicher Bearbeitungsbedingungen die "Aus"-Zeit mit verschiedenen Werten festgelegt wird. Der ^wEin"-Zeitgeber hat mehrere Widerstände R₁-, Rg_s H₇, Rg, deren jeder auf verschiedene Werte einstellbar ist zum Bestimmen der ⁿEin"-Zeit des Bearbeitungsimpulses mit verschiedenen Werten; diese Widerstände sind mit Ansteuertransistoren Tr₁, Tr₂ und Tr₅ verbunden, die jeweils durch bestimmte/ an den Anschlußpunkten A, B und C erzeugte geometrische Signale anschaltbar sind.

Mit den Anschlußpunkten A, B und Ö sind ebenfalls Ansteuertransistoren Tr'., Irt- und Tr^ verbunden, die auf bestimmte geometrische Signale ansprechen und die Leistungstransistoren 304b, 304c und 3O4d anschalten.

Es ist ersichtlich, daß die Widerstände R^-R* in Konjunktion mit den Widerständen Rc-Rq eingestellt sind, so daß in diesem Pail drei eindeutige Größen des Impulsfaktors Ip/T gebildet

werden können. ' " ■ ^: ' -

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Am Bearbeitungsspalt G ist ein Spannungsteiler 306a angeschlossen, dessen einer Spannungsteil einer Ansteuereinheit 352 zugeführt wird, die einen Ansteuerpegel zwischen der Spaltspannung im "unbelasteten Zustand und der Entladespannung hat und die den Eingang des ^i!Ein"-Zeitgebers 350 speist. Es ist die Funktion des Spannungsteilers 306a und der Ansteuereinheit, das Auslösen der Entladung zu fühlen und daraufhin den ⁿEin"»Zei'tgeber 350 anzusteuern. Der "Aus¹¹-Zeitgeber 351 ist so ausgelegt, daß er bei Beendigung der Operation des "Ein"-Zeitgebers 350 seine Operation "beginnt.

Die Anordnung zum Bestimmen von Entladestellen und zum Erzeugen geometrischer Signale enthält wiederum mit dem Fühlwiderstand 306 verbundene Einheiten 381 und 382, zum Erzeugen eines Prüfimpulsesρ xtfie dies bereits erläutert wurde. Der Prüfimpuls wird nach Ablauf einer vorgewählten Zeitdauer nach dem Auslösen jeder Entladung (zum Zeitpunkt Ϊ1-Ϊ3 gemäß Fig. 1) erzeugt, wobei diese Zeitdauer für Feinschlichten, bei dem eine weniger als 10 11s betragende Impulsdauer Anwendung findet, vorzugsweise 0_s5 UB beträgt? bei Bearbeitungsvorgängen mit einer Impulsdauer von 10-50 21s beträgt sie vorzugsweise 1 11s; bei Bearbeitungsvorgängen mit einer Impulsdauer von 50-100 us beträgt sie vorzugsweise 3 ms» und beim Grobschruppen mit einer Impulsdauer von 100-1000 ns beträgt sie vorzugsweise

Wie bei den bereits beschriebenen Ausführungsbeispielen sind Schwellen-Dißkriminatoren 383a, 383b und 383c mit dem Widerstand 306 verbunden und so ausgelegt, daß sie während der Dauer des Prüfimpulses auf deii Spaltstrom ansprechen. So kann der Ansteuerpegel des Diskriminators 383a einem Schwellenstrom zwischen I~ und I,, der des Diskriminators 383b einem Schwellenstrom zwischen Ig "und I, und der des Diskriminators 3Ö3c einem Schwellenstrom zwischen I-, und gemäß Fig. ί(ΙΙΙ) entsprechen. .

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Das Aufgangssignal des ersten DIskriminators 383a wird einem UND-Glied 384a zugeführt, dessen zweiter und dritter Eingang mit den Ausgangssignalen des zweiten und des dritten Schwellen-Diskriiainators 383b bzw. 383c verbunden sind. Das Ausgangssignal des UND-Gliedes 384a ist mit dem Setzeingang einsts ersten Elipflops 380a verbunden, das den Ausgangsanschluß A aufweist. Ein zweites Flipflop 380b mit dem Ausgangsanschluß B ist mit seinem Setzeingang mit dem Ausgangssignal eines UND-Gliedes 384"b verbunden, dessen erster Eingang mit dem Ausgangssignal des UND-Gliedes 384a über ein Umkehr glied NICHiEl und dessen zweiter Eingang mit dem Ausgangssignal eines BIiD-GIiedes 384W verbunden ist, dem die Ausgangssignale der Diskriminatoren 383b und 383c zugeführt werden. Das Ausgangssignal des UND-Gliedes 384V ist das Eingangssignal für ein UND-Glied 384c über ein Umkehrglied NICHT2, und der zweite Eingang des UND-Gliedes 384c ist mit dem Ausgangssignal des Diskriminaiors 383c verbunden, und sein Ausgang ist mit dem Setzeingang eines dritten Flipflöps 380c verknüpft, das den Ausgangsanschluß C aufweist. Die Rückstelleingänge der Ilipflops 380a, 380b und 380c sind mit dem Verbindungspunkt zwischen dem "Ein^M-Zeitgeber 35Q und dem "Aus'V-Zeitgeber 351 verknüpft. Diese Flipflops werden somit rückgestellt bei Beendigung jedes Entladeimpulses oder bei Auftreten eines "Ein^!l-Signals.

Wenn der "Aus'^Zeitgeber 351 seine voreingestellte Operation beendet hat, wird ein Signal erzeugt,, daß den Leistungstransistor 304a stromleitend macht, so daß die Ausgangsspannung der Leistungsquelle 303 am. Bearbeitungsspalt G eingespeist werden-kann» Wenn anschließend die Entladung im Spalt G fortgeführt wird, spricht der Widerstand 306 auf einen Spalt-Spannungsabfall an, und die Ansteuereinheit 352 wird erregt und erregt ihrerseits den "Einⁿ-Zeitgeber 350. Nach

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Ablauf einer am Zeitgeber 382 eingestellten Zeitdauer werden die .Diskriminatoren 383a, 383b und 383c geöffnet und spre-" chen auf den Spaltstrom an aufgrund des Ausgangssignals des Zeitgebers 382. ■

Wenn die erzeugte Entladung an einem konturierten Abschnitt stattfindet, erzeugt das UND-Glied 384a ein Ausgangssignal "1", das das erste Flipflop 380a setzt, so daß es ein Ausgangssignal "1" erzeugt. Es ist offensichtlich, daß dann beide Ausgangssignale der UND-Glieder 384b und 384c ¹¹O" sind, und infolgedessen bleiben das zweite und das dritte Elipflop 380b und 380c im rückgestellten Zustand. Das Ausgangssignal "1" des ersten Flipflops macht die Ansteuertransistoren Tr-, und Tr, stromführend, so daß der Transistor Tr-, den Widerstand R₅ nebenschließt, während der Transistor Tr. den Lei- · stungstransistor 304b anschaltet. "Infolgedessen wird die Stromstärke der Spaltentladung auf einen durch die Widerstände R-, und R₂ bestimmten Wert eingestellt, d; h. auf einen minimalen Bearbeitungs-Entladestrom, und die Impulsdauer nach der Prüfperiode wird auf einen durch die Widerstände Rg, R₇ und R₈ bestimmten Wert eingestellt, d. h. auf maximale Impulsdauer, und somit ergibt sich ein minimaler Impulsfaktor

Wenn die erzeugte Entladung an einem mäßig konturierten Abschnitt stattfindet, wird nur das zweite Flipflop 380b ge-» setzt und damit die Transistoren Tr₂ und Tr₁- stromführend gemacht, die die Widerstände R,- und Rg nebenschließen zum Anschalten des Leistungstransistors 304c, Dann wird eine Bearbeitungsentladung bestimmt und endet mit einer Stromstärke, die durch die Widerstände R-, und R, bestimmt ist, d. h. mit mäßiger Stromstärke, und mit einer durch die Widerstände R₇ und Rq bestimmten Impulsdauer, d. h. mittlerer Impulsdauer, und somit ergibt sich ein mittlerer Impulsfaktor Ip/T.

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Wenn die erzeugte Entladung an einem flachen Bereich, stattfindet, wird nur das dritte Flipflop 380c gesetzt und macht die Transistoren Tr, und Tr^ stromführend, wodurch die Widerstände Rc, Rg und R,j nebengeschlossen werden, während der Leistungstransistor 304d angeschaltet wird. So wird die Entladung geregelt und endet mit einer durch die Widerstände R-, und R, bestimmten Stromstärke, d. h. Maximalstromstärke, und einer Impulsdauer nach der Prüfimpulsdauer, die durch den Widerstand Rg bestimmt ist, d. h. mit Minimalimpulsdauer, und somit ergibt sich ein maximaler Impulsfaktor Ip/T* .

Fig. 6 zeigt eine andere Ausgestaltung der Ausführungsform gemäß Fig. 3, bei der die Impulsdauer im Ansprechen auf geometrische Signale geregelt wird. Insbesondere dient diese Anordnung dazu, die ^BEin"-Zeit zu verlängern, wenn am Ende des "Ein"-Impulses erfaßt wird, daß die Entladung an einem konturierten Abschnitt stattfindet.

Eine Werkzeugelektrode 401 ist zur Bildung eines Bearbeitungsspalts G einem Werkstück 402 mit Abstand gegenüberliegend angeordnet; die Werkzeugelektrode 401 und,das Werkstück 402 sind mit einer Gleichstromversorgungseinheit 403 über einen strombestimmenden Widerstand 403a und mit einem Netzschalter, der ein Leistungstransistor 404 ist, reihengeschaltet. Der Leistungstransistor wird erregt und stromführend gemacht durch das Ausgangssignal eines Ansteuertransistors 454t der seinerseits durch das Ausgangssignal eines Verstärkers 453 stromführend gemacht wird, wenn ein ^MAus"-Zeitgeber 451 seine voreingestellte Zeitgeberoperation beendet hat. Bei Spaltüberschlag spricht eine Ansteuereinheit 452, z. B. ein Schmitt-Trigger, auf einen SpaltSpannungsabfall an und erregt einen "Ein^tt-Zeitgeber 450, Am Ende des ^rtEin^rt-Zmpulses, dessen Bauer im ⁿEinⁿ-Zeitgeber 450 voreingestellt ist, erzeugt dieser ein

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Signal, das einem Prüfimpulserzeuger 482 über ein Umkehrglied 482a zugeführt wird.

Der vom Prüfimpulserzeuger 482' erzeugte Prüfimpuls öffnet einen Schwellen-Diskriminator 483, z. B. einen Schmitt-Trigger, dessen Ansteuerpegel so eingestellt sein kann, daß er einer Schwellen-Spaltspannung entspricht, beispielsweise einem zwischen Y_? und V, (Fig. l(ll)) liegenden Spannungswert. Wenn die Entladespannung während der Prüfperiode erfaßt und festgestellt wird, daß sie diesen Schwellenwert übersteigt, was anzeigt, daß die Entladung an einem flachen Bereich auftritt, so erzeugt die Ansteuereinheit ein Signal "0" und hält dadurch einen mit ihrem Ausgang gekoppelten Zeitgeber 488 entregt. Der Ausgang des Zeitgebers 488 ist mit dem ersten Eingang eines ODER-Gliedes 489 verknüpft, dessen zweiter Eingang mit einem Zeitgeber 482c verknüpft ist, der seinerseits über ein Umkehrglied 482b mit dem Ausgang des Prüfimpulserzeügers 482 verknüpft ist. Infolgedessen wird das ODER-Glied 489 geöffnet bei Ablauf einer im Zeitgeber 482c eingestellten kurzen Zeitdauer nach Beendigung des Prüfimpulses und erregt den "Aus"-Zeitgeber 451, so daß dieser während der voreingestellten Dauer seine Operation durchführt.

Wenn andererseits die in der Prüfperiode erfaßte Entladespannung unter dem Schwellenwert liegt, was bedeutet, daß sie an einem konturierten Abschnitt stattfindet, erregt der Diskriminator 483 den Zeitgeber 488. Infolgedessen wird das ODER-Glied nur geöffnet nach Beendigung der "Verlängerungszeit", die im Zeitgeber 488 eingestellt ist, und erregt dann den "Aus"-Zeitgeber 451 zur Durchführung seiner Operation.

Auch hier wird wiederum der Impulsfaktor der Entladeimpulse geregelt in Übereinstimmung mit geometrischen Signalen oder in Übereinstimmung mit spezifischen geometrischen Größen von Stellen der Werkzeugelektrode, an denen die Entladungen erzeugt werden.

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Es kann eine geeignete Schaltung vorgesehen sein zum Unterscheiden zwischen einer schädlichen Bogenentladung und einer an einem konturierten Abschnitt stattfindenden erwünschten Entladung, wobei beide Entladungsarten durch verringerte Spannungsstärke oder erhöhte Stromstärke gekennzeichnet sind. Wie bereits erwähnt wurde, kennzeichnet sich die Bogenentladung durch die Abwesenheit einer HF-Komponente. So kann zusätzlich eine Schaltung vorgesehen sein, die auf die HF-Komponente anspricht, und der "Aus"-Zeitgeber kann im Ansprechen auf das Ausgangssignal der Detektorschaltung so gesteuert werden, daß er die "Aus"-Zeit verlängert, wenn die HF-Komponente in der Prüfperiode des vorhergehenden Impulses nicht erfaßt wird. Der "Ein"-Zeitgeber oder die Entladeschaltung oder beide können natürlich alternativ oder zusätzlich geregelt werden zur Änderung des Leistungspegels von Entladungen.

Untersuchungen haben gezeigt, daß im Verlauf eines Bearbeitungsvorganges, wenn die Werkzeugelektrode nach Zurückziehen vom Werkstück durch einen Servo-Hege!kreis oder ein spalt-, abhängiges oder -unabhängiges Elektrodenverschiebesystem dem Werkstück genähert wird und die normale Bearbeitungsweise wiederaufgenommen wird, die Gefahr besteht, daß Bearbeitungsentladungen hauptsächlich zuerst an relativ konturierten Abschnitten und dann an relativ flachen Bereichen erzeugt werden. Es ist also erwünscht, den Impulsfaktor Ip/T schrittweise oder kontinuierlich von einem niedrigen auf einen höheren Wert zu verändern, während die Werkzeugelektrode und das Werkstück einander genähert werden und eine normale Bearbeitungslage wiedereingenommen wird.

Fig. 7 zeigt eine Einrichtung, die für den genannten Zweck der Regelschaltung gemäß Fig. 5 zugeordnet sein kann. Die Einrichtung umfaßt einen Taktgeber 10, der einen Zähler 11 über ein-UND-Glied 12 speist, dessen zweiter Eingang vom

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'- 30 -

Zähler über ein UND-Glied 13 rückgekoppelt ist«, Der Zähler dient zum Empfang eines Signalimpulses an einem Eingang 14 synchron mit dem Moment, in dem ein normaler Entladungszustand wiederaufgenommen wird nach vorherigem Zurückfähren der Werkzeugelektrode vom.Werkstück. Wenn der Signalimpuls empfangen wird, löscht der Zähler 11 seinen Zählerstand und beginnt von neuem, Taktimpulse von dem Taktgeber 10 zu zählen. Wenn der Zähler 11 eine voreingestellte Zahl von Taktimpulsen gezählt hat, erzeugt er ein Signal an seinem Ausgang 11b, der von einer Haltestufe 15a gehalten, wird» Am Anschlußpunkt A' wird für die durch die Haltestufe 15a bestimmte Dauer ein Signal ¹¹I" erzeugt und dem Anschlußpunkt ¹Sl¹¹ zugeführt zum Festsetzen des Impulsfaktors mit einem Minimalwert.

Wenn der Zähler 11 eine weitere voreingestellte Zahl von Taktimpulsen gezählt hat,- wird gleichermaßen ein Signal "1" am Anschlußpunkt B' erzeugt und dem Anschlußpunkt B in Fig. 5 zugeführt zum Ändern des Impulsfaktors auf einen mittleren Wert. Dann kann das Ausgangssignal am Anschlußpunkt A' verschwinden. Wenn der Zähler 11 eine weitere Zahl von Taktimpulsen gezählt hat, wird am Anschlußpunkt C ein Ausgangssignal "1" erzeugt für die durch die Haltestufe 15a bestimmte Dauer, und dieses Signal wird dem Anschlußpunkt G zugeführt zum ,Einstellen des Impulsfaktors mit einem Maximalwert. Auf diese Weise wird effektiv eine schrittweise Regelung des Impulsfaktors im Verlauf der Annäherung der Elektrode an das Werkstück erreicht, und somit wird eine bessere und einfache Regelung des Elektrodenverschleißes gleichmäßig über deren gesamte Fläche erreicht.

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Claims

Patentansprüche

i^l,'Elektroerosives Bearbeitungsverfahren, bei dem an einem mit Dielektrikum gefüllten Bearbeitungsspalt eine Werkzeugelektrode zu einem Werkstück beabstandet ist und zur Werkstoffabtragung vom Werkstück dem Bearbeitungsspalt eine Folge von Entladeimpulsen zugeführt wird, gekennzeichnet' durch •Auslösen einer elektrischen Entladung am Bearbeitungsspalt; Erfassen einer spezifischen geometrischen Größe derjenigen Stelle der Werkzeugelektrode, an der die Entladung ausgelöst wird;

Einstellen eines elektrischen Entladungsparameters auf einen Soll-Wert entsprechend der spezifischen geometrischen Größe; und

Beenden der Entladung zur Bildung eines Entladestromimpulses mit dem geregelten elektrischen Parameter.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die spezifische geometrische Größe erfaßt wird durch Messen mindestens einer der folgenden erfaßbaren Spaltvariablen: Spaltwiderstandswert, Spaltimpedanz, Entladestrom, Entladespannung und Hochfrequenzkomponente während eines ausgewählten Zeitintervalls nach dem Auslösen der Entladung.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als elektrischer Parameter die Entladeimpulsdauer gewählt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als elektrischer Parameter die Stärke des Entladestroms gewählt wird.

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5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als elektrischer Parameter eine Kombination der Dauer des Entladeimpulses und der Stärke des EntladeStroms gewählt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als elektrischer Parameter das Verhältnis der Stärke des Entladestroms zur Dauer des Entladeimpulses gewählt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Werkzeugelektrode während eines Bearbeitungsvorganges absatzweise vom Werkstück zurückgefahren wird, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Verhältnis während des Vorschubs der Werkzeugelektrode zum Werkstück nach dem vorherigen Zurückfahren schrittweise oder kontinuierlich von einem niedrigen auf einen höheren Wert geändert wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Verhältnis während einer Folge von Entladeimpulsen geändert wird zur Wiedergewinnung normaler Bearbeitungsbedingungen.
9. Anordnung zur Regelung elektroerosiver Bearbeitungsverfahren, wobei an einem mit Dielektrikum gefüllten Bearbeitungsspalt eine Werkzeugelektrode zu einem Werkstück beabstandet ist und eine mit der Werkzeugelektrode und dem Werkstück verbundene Stromversorgung dem Bearbeitungsspalt für das Abtragen des Werkstücks eine Folge von Entladeimpulsen zuführt, gekennzeichnet durch eine mit dem Bearbeitungsspalt (G) verbundene Detektorschaltung zum Erfassen der geometrischen Größe einer am Bearbeitungsspalt (G) ausgelösten Entladung und zum Erzeugen eines diese Größe darstellenden Signals; und eine die Strom-

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Versorgung beaufschlagende Regelschaltung zum Festsetzen eines Entladeparameters auf einen Soll-Wert entsprechend der geometrischen Größe.
10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektorschaltung Diskriminatoreinheiten (83; 183; 283; 383; 483) enthält, die auf wenigstens eine der folgenden erfaßbaren Spaltvariablen ansprechen; Spaltwiderstandswert, Spaltimpedanz, Entladestrom, Entladespannung und Hochfrequenzkomponente während eines ausgewählten Zeitintervalls nach dem Auslösen der Entladung und die ansteuerbar sind zum Erzeugen des Signals, wenn di-e erfaßte Variable eine vorgegebene Beziehung zu einem dort eingestellten Mihrungswert hat. . ·
11. Anordnung nach Anspruch 10, wobei für die Stromversorgung die Dauer des Entladeimpulses aus mehreren möglichen Werten auswählbar ist, dadurch gekennzeichnet , daß die Regelschaltung so ansteuerbar ist, daß sie bei Ansprechen auf das Signal einen dieser Werte auswählt.
12. Anordnung nach. Anspruch 10 oder.11, wobei für die Stromversorgung die Stärke des Entladestroms aus mehreren möglichen Werten auswählbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelschaltung so ansteuerbar ist, daß sie bei Ansprechen auf das Signal einen dieser Werte auswählt.

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