DE2400580C2 - Stromversorgungseinrichtung für Elektroerosionsmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Stromversorgungseinrichtung für die elektroerosive Bearbeitung von Werkstükken gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Bei einer bekannten Anordnung dieser Art erfolgt die Steuerung der Entladungsdauer (d. h. Dauer der Arbeitsstromimpulse) und der Ausschaltzeit durch monostabile Multivibratoren (US-PS 37 05 287).

Es ist weiterhin bekannt, die Bearbeitungsimpulse so zu bilden, daß die in den Arbeitsimpulsen enthaltene Elektrizitätsmenge während der Bearbeitungsdauer im wesentlichen konstant gehalten wird (US-PS 36 04 885).

so Da diese bekannten Einrichtungen jedoch größtenteils mit analogen Steuersignalen arbeiten, ist die erzielte Genauigkeit gering.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Stromversorgungseinrichtung für Elektroerosionsmaschinen zu schaffen, mit der verbesserte Arbeitsergebnisse hinsichtlich größerer Genauigkeit und Gleichmäßigkeit zu erreichen sind und gleichzeitig die Leistungsfähigkeit erhöht und die Ausfallzeit verringert wird, also insgesamt die Brauchbarkeit gesteigert wird und mit der auch die Beschränkungen aufgehoben oder verringert werden, die durch die Verarbeitung der Steuersignale in analoger Form bedingt sind.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Maßnahmen.

Zweckmäßige Weiterbildungen oder Ausgestaltun-Ken der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

24 OO 580

Im Gegensatz zu bekannten Stromversorgungsein- dung von Digitalimpulsen einer Dauer von 1—2 us am richtungen kann mit der vorliegenden Erfindung die Ausgang des Multivibrators 75 zur Folge. Die Frequenz Einstellung der Impulse sehr genau erfolgen und die dieser Impulse ist dem am Ausgang 6 erfaßten Analogsi-Energie, die mit jedem Imp· !s geliefert wird, kann in gnal proportional Mit zunehmender Größe des Analog-

eineni weilen Bereich vorgewählt werden. 5 signals lädt sich der Kondensator 72a mit steigender

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeich- Geschwindigkeit auf, wodurch die Frequenz der Digitalnungen näher erläutert Es zeigt impulse am Ausgang des monostabilen Multivibrators

F i g. 1 das Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen 75 erhöht wird.

Anordnung; Die so erzeugten Digitalimpulse werden in den Zäh-

F i g. 2 Einzelheiten eines Teils von F i g. 1; io lcr 8 eingespeist, der rückgestellt wird, wenn er bis zu

F i g. 3 eine graphische Darstellung der Erzeugung der durch die Einstellung des Wahlschalters 9 bestimm-

von Digitalimpulsen bei der erfindungsgemäßen Anord- ten Impulszahl gezählt hat, wodurch eine Verknüp-

nung; fungsschaltung 10 gesetzt wird. Wenn Impulse mit er-

F i g. 4 und 5 Blockschaltbilder von anderen erfin- höhter Frequenz ankommen, erreicht der Zähler 8 sei-

dungsgemäßen Anordnungen; 15 nen eingestellten Zählwert früher als wenn Impulse mit

F i g. 6 das Schaltbild eines weiteren bei einer erfin- verminderter Frequenz ankommen,

dungsgemäßen Anordnung verwendbaren Analog-Di- Während sich die Verknüpfungsschaltung 10 in ihrem

gital-Umsetzers; und rückgesetzten Zustand befindet, haben das NICHT-

F i g. 7 das Schaltbild einer Anordnung mit einem wei- Glied 10a bzw. das NAND-Glied 10b und das NAND-

teren Regelkreis. 20 Glied 10c Ausgangssignale »0« bzw. »1« bzw. »0«. Infol-

F i g. 1 — 3 veranschaulichen die Grundprinzipien der gedessen repräsentiert das Intervall zwischen dem Zeit-Erfindung. Die Anordnungen gemäß F i g. 1 und 2 haben punkt, an dem die Verknüpfungsschaltung 10 rückgeeine Werkzeugelektrode 1 uod ein Werkstück 2, die setzt wird, und dem Zeitpunkt, an dem sie gesetzt wird, zusammen einen elektroerosiven Bearbeitungsspalt C ein Öffnungssignal, das am Verstärker 11 umgekehrt bilden, dem von einer Gleichstromversorgung 3 ein 25 wird und den Schalter 4 leitend hält.
Stromimpuls zugeführt wird durch einen gesteuerten Wenn die Verknüpfungsschaltung 10 ihr Ausgangssi-Schalter, der hier durch einen Transistor 4 dargestellt gnal nach »1« umschaltet, wird der Zeitgeber 12 angeist, dessen Emitter-Kollektor-Anschlüsse mit der Strom- steuert und der Schalter 4 für die Dauer der Operation Versorgung 3 und einer Diode 3a reihengeschaltet sind des Zeitgebers 12 ausgeschaltet Die Aus-Zeit ist am Eine Vorrichtung zur Regelung des Zustandes des Bear- 30 Zeitgeber 12 mit einer Zeitdauer eingestellt, die ausbeitungsspalts C hat bei dieser Ausführungsform eine reicht zur Wiederherstellung des dielektrischen Zu-Hilfsspannungsquelle 5, die mit einem Spannungsteiler stands im Bearbeitungsspalt G nach einer vorhergehen-5a reihengeschaltet ist, dessen einer Spannungsteil als den Entladung.

Eingangssignal einem Analog-Digital-Umsetzer 7 Nach Ablauf dieser Aus-Zeit empfängt das NAND-

(Fig,2) zugeführt wird. Das Analogsigna! stellt den 35 Glied 10c in der Verknüpfungsschaltung 10 ein Rück-

Spaltstrom dar, und dessen Stärke ist eine Funktion der setzsignal »1« vom Zeitgeber 12 durch das Verzöge-

Spaltkennlinien. rungsglied 17 und ändert sein Ausgangssignal zu »0«,

Der Analog-Digital-Umsetzer 7 dient dazu, das Ana- wodurch der Schalter 4 wiederum eingeschaltet wird,

logsignal in eine Digitalimpulsfolge einer Impulsdauer Wenn jedoch die vom Zeitgeber 12 bestimmte Aus-

von beispielsweise 1—2μ$ umzusetzen, und kann von 40 Zeit nicht ausreichend ist wegen einer andauernden

herkömmlicher Bauart sein. Lichtbogenentladung oder eines Kurzschlusses am Be-

Der besonders vorteilhafte Analog-Digital-Umsetzer arbeitungsspalt G, verlängert das Verzögerungsglied 17

7 (F i g. 2) hat einen Verstärker 71, der das Analogsignal die Aus-Zeit und verhindert ein zu frühzeitiges Anlegen

am Punkt 6 (Fig. 1, 2) verstärkt, und ein Integrierglied des nächsten Impulses bzw. eine übermäßig hohe Ein-

72, bestehend aus einem Kondensator 72a und Wider- 45 speisung von Entladestrom.

ständen 72b und 72c. Das Ausgangssignal des Integrier- Wenn die Verknüpfungsschaltung 10 das Ausgangssigliedes 72 wird einer bistabilen Vorrichtung 73 wie ei- gnal »0« erzeugt, wird zu diesem Zweck der Zähler 14 nem Schmitt-Trigger zugeführt, der bei Erreichen eines angesteuert und zählt Taktimpulse vom Oszillator 13. Schwellenwertes ein Ausgangssignal »1« abgibt. Dieses Wenn der Zähler 14 eine vorgewählte Anzahl von Taktwird durch ein NAND-Glied 74 umgekehrt, dessen Aus- 50 impulsen gezählt hat, erzeugt er ein Signal »0«, das vom gangssignal »0« wird von dem NICHT-Glied 76 in ein NICHT-Glied 15a umgekehrt wird, wodurch am Signal »1« umgekehrt, so daß der Transistor 78 durch NAND-Glied 15£ein Ausgangssignal »0« erzeugt wird, das Ausgangssignal »0« des NAND-Gliedes 77 leitend Das Ausgangssignal des NAND-Gliedes 15c ist somit wird und den Transistor 79 leitend macht, wodurch der »1«. Wenn inzwischen am Bearbeitungsspalt G ein Kondensator 72a kurzgeschlossen wird. 55 Kurzschluß oder ein anderer Zustand sehr niedriger Im-

Das Ausgangssignal des NAND-Gliedes 74 wird auch pedanz auftritt, wird ein erhöhter Spaltstrom erfaßt, und

dem monostabilen Multivibrator 75 zugeführt, und die- ein starkes Analogsignal erscheint am Ausgang 6. Die

ser beginnt ein Taktintervall von 1 —2 μ.$ und führt da- Frequenz der Impulse des Umsetzers 7 steigt, und der

durch dem NAND-Glied 77 ein Signal »0« zu, wodurch Zähler 8 erreicht den eingestellten Zählwert in kürze-

das Ausgangssignal des NAND-Gliedes zu »1« wird. 60 ster Zeit Infolgedessen erzeugt der Zähler 8 ein Aus-

Die Transistoren 78 und 79 werden abgeschaltet, so daß gangssignal »0«, bevor der Zähler 14 seinen eingestell-

sich der Kondensator 72a mit dem vom Ausgang 6 züge- ten Zählerstand erreicht, und das NAND-Glied 16a

führten Eingangssignal aufladen kann. führt dem NAND-Glied 16f> ein Ausgangssignal »1« zu,

Wenn die Ladespannung des Kondensators 72a den so daß das NAND-Glied 16b ein Ausgangssignal »0«

durch den Schmitt-Trigger 73 bestimmten Schwellen- 65 führt. Das Ausgangssignal »0« der Schaltung 16 stellt

wert erreicht, wird wie geschildert der Kondensator 72a das »U«-Signal dar und zeigt an, daß der dielektrische =

entladen. Zustand des Spalls nach der vorhergehenden Entladung I

Hie Wiederholung uieser Operationen hat die BiI- noch nicht vollständig wiederhergestellt ist. niecps si. I

24 OO 580

5 6

gnal wird dem Verzögerungsglied 17 zugeführt und ver- nungsabfall erzeugt, wobei die Spannung über einer,

zögert das Rücksetzsignal zur Verknüpfungsschaltung Kondensator 105c einem Analog-Digital-Umsetzer 107

10 für eine Zeitdauer, durch die die Aus-Zeit verlängert zugeführt wird, der gemäß F i g. 2 ausgebildet sein kann,

wird. Während dieser verlängerten Aus-Zeit kann der Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Analog-Di-

Bearbeitungsspalt G justiert werden, so daß wiederum 5 gital-Umsetzers ist in F i g. 6 veranschaulicht.

ein normaler Bearbeitungszustand erreicht wird. Wie bereits erläutert wurde, erzeugt der Analog-Di-

Wenn die Verknüpfungsschaltung 10 rückgesetzt ist, gital-Umsetzer 107 Impulse einer Frequenz, die eine so daß sie den Schalter 4 wieder schließt, ist der Bearbei- Funktion der Größe des Eingangssignals ist.
tungsspalt G bereit für den nächsten Überschlag im Ein Frequenzteiler 107a ist dem Analog-Digital-Um-Dielektrikum. Der beschriebene Vorgang wird dann 10 setzer 107 nachgeschaltet und erzeugt ein Ausgangssiwiederholt. Wenn der Zähler 8 die vorgewählte Anzahl gnal, das in einen voreinstellbaren Zähler 108 einführbar von Impulsen gezählt hat, wird die Verknüpfungsschal- ist, dessen Rückstelleingang mit R bezeichnet ist. Wenn tung 10 gesetzt und schaltet den Schalter 4 aus, und der Zähler 108 den vorgewählten Zählerstand erreicht infolgedessen werden im wesentlichen rechteckige Be- hat, wird sein Ausgangssignal einer Zeitgeberschaltung arbeitungsimpulse erhalten. 15 112 zugeführt, die die Aus-Zeit der Anordnung be-

Sornit erfolgt die Bestimmung der Impulsdauer hier stimmt und ein Flipflop ilO hat, dessen Ausgangssignai

pro Impuls durch Zählen der von einem Spaltkennlinien den Schalter 104 steuert.

darstellenden Signal abgeleiteten Impulse und Prüfen Durch ein Setzsignal am Eingang 110/ wird das FIi-

der Impulsdauer in bezug auf ein vorgegebenes Zeitin- pflop 110 gesetzt und erzeugt ein Ausgangssignal »1«,

tervall, um dadurch die Aus-Zeit der Anordnung zu an- 20 wodurch der Schalter 104 leitend wird, während der

dern. So wird die Impulsdauer für die Spaltbedingungen Zähler durch das Eingangssignal an seinem Rückstell-

optimiert, und eine stetige Bearbeitung wird sicherge- eingang R rückgestellt wird. Eine Bearbeitungsspan-

stellt nung von der Stromversorgung 103 baut sich am Bear-

F i g. 3 verdeutlicht das erfindungsgemäße Prinzip. Ei- beitungsspalt G auf. Sobald die Entladung ausgelöst ne elektrische Entladung wird erzeugt, wenn ein Über- 25 wird, bildet sich am Widerstand 105a ein Spannungsabschlag in der im Bearbeitungsspalt G vorhandenen di- fall E aus, der dem Entladestrom / proportional ist. In elektrischen Flüssigkeit auftritt Vor Erreichen eines der Entladung enthaltene Hochfrequenzkomponenten vollständigen Überschlags fließt ein sehr kleiner Strom, werden durch den Nebenschlußkondensator 105c elimider sich lawinenartig zum vollen Überschlag entwickelt niert; und nur die Gleichstromkomponente wird dem Obwohl der Strom zunächst sehr klein ist, wird er durch 30 Analog-Digital-Umsetzer 107 zugeführt. Dessen Ausdie Fühlschaltung 5, 5a erfaßt, und die Spannung am gangssignal wird dem Teiler 107a zugeführt, wodurch Ausgang 6 wird in vom Zähler 8 gezählte Digitaiimpulse die Frequenz / auf einen zur Zählung geeigneten Wert umgesetzt In Fig. 3 stellen die Kurven I, II und III je herabgesetzt wird.

einen schnellen, einen mäßigen und einen langsamen Die Impulse vom Frequenzteiler 107a werden dem Aufbau der Fühlspannung dar in Abhängigkeit von der 35 Zähler 108 zugeführt, der bei Erreichen des vorgewähl-Leitfähigkeit des Bearbeitungsspalts bei Auslösung der ten Zählerstandes einen kurzen Signalimpuls erzeugt. Entladung. Diese Analogsignale werden in Digitalsigna- der dem Rücksetzeingang R des Flipflops 110 zugeführt Ie hoher bzw. mäßiger bzw. niedriger Frequenz umge- wird, wodurch der Schalter 104 ausgeschaltet und die setzt Eine ähnliche Änderung ist charakteristisch für die Entladung beendet wird. Das Signal wird auch dem Zeit-Entladung, und die Frequenz der digitalen Ausgangsim- 40 geber 112 zugeführt, der ein monostabiler Multivibrator pulse des Umsetzers hängt von den sich ändernden oder eine Verzögerungsleitung sein kann, so daß der Stärken des Signals am Ausgang 6 ab. Im Fall des durch Ausgangsimpuls des Zeitgebers 112 nach Ablauf der Kurve I dargestellten Zustands zählt der Zähler 8 in gewählten Aus-Zeit dem Setzeingang 5 des Flipflops kürzester Zeit auf den vorgewählten Zählerstand und 110 zugeführt wird, wodurch eine weitere Entladeperiführt der Verknüpfungsschaltung 10 ein kürzeres Setzsi- 45 ode beginnt, indem der Schalter 104 leitend wird. Der gnal zu zum Beenden der Entladung. Im Falle von Kur- Ausgangsimpulse vom Zeitgeber 112 wird auch dem ve III hat der Zähler 8 eine längere Zähizeit, und damit Rückstelleingang des Zählers 108 zugeführt
erhöht sich die Entliideimpulsdauer. Die Digitalsignale F i g. 5 zeigt eine Anordnung, bei der eine Stromquelwerden somit gezählt oder integriert, und der Entla- Ie 205 hoher Spannung und hohen inneren Widerstandeimpuls wird abgeschaltet, wenn der Integrationswert 50 des parallel zum Bearbeitungsspalt mit einem Hocheinen vorgegebenen Pegel erreicht. Es werden Entla- ohmwiderstand 205d(Strombegrenzer) und einem Fühldeimpuise gleichmäßiger Energie erhalten, und es ergibt widerstand 205a reihengeschaitet ist Die die Entladung sich eine einfache Regelung der Anordnung durch Ver- auslösende Schaltung enthält auch eine Diode 205e, die wendung des Wahlschalters 9. einen Stromfluß nur in Richtung des Pfeils !2 gestattet.

Die Zeitgeberschaltung 13,14 stellt somit einen Prüf- 55 Die Elektrode 201 und das Werkstück 202 bilden den

zeitgeber dar zur Sicherstellung der Aus-Zeit durch An- Bearbeitungsspalt G und sind mit einer Stromquelle 203,

steuerung des Verzögerungsgliedes 7. die eine niedrige Spannung hat und großen Strom He-

Bei der Anordnung gemäß F i g. 4, die eine andere fert, und einem elektronischen Schalter 204 reihenge-

Ausführungsform der Erfindung darstellt, sind eine schaltet, wobei der Schalter 204 leitend gehalten wird,

Werkzeugelektrode 101 und ein Werkstück 102 vorge- 60 wenn durch die Spannung der Stromquelle 205 ein

sehen, die am Bearbeitungsspalt G einander gegenüber- Überschlag am Bearbeitungsspalt G stattgefunden hat

liegen; die Elektrode; 101 und das Werkstück 102 sind Der Bearbeitungsslromkreis enthält auch eine Diode

mit einer Gleichstromversorgung Ϊ03 und einem Schal- 203a, die einen Stromfluß in Richtung des Pfeils Ii ge-

ter 104 reihengeschaltet, wobei der Schalter 104 wieder- stattet Die Diode 203a blockiert die hohe Spannung der

um ein Transistor ist, wie bereits erläutert wurde. 65 Stromquelle 205.

Reihengeschaitet mit dem Bearbeitungsspalt G weist Die Hochspannungs-Hilfsquelle 205 ist dauernd mit

die Entladeschaltung: einen Widerstand 105a auf, der dem Spalt verbunden und hat eine Ausgangsspannung,

einen dem SpaltemJadestrom proportionalen Span- die ein Mehrfaches der Spannung der Bearbeitungs-

24 OO 580

7 8

Stromquelle 203, die beispielsweise 100 V ist, betragen geschaltet und die Entladung beendet.

kann. Während der Zeitdauer, in der der Schalter 204 Der Schalter 204 wird ausgeschaltet gehalten, bis der

nicht leitend ist, kann die Stromquelle 205 eine Entla- Zähler 212c die vorgewählte Anzahl von ankommenden

dung bewirken, aber jede Entladung verschwindet au- Taktimpulsen gezählt hat. Somit wird die Aus-Zeit be-

genblicklich aufgrund des am Hochohmwiderstand 205d 5 stimmt und geregelt durch die Ausgangssignalfrequenz

entwickelten Spannungsabfalls und beeinflußt die Bear- des Taktimpulsgenerators 212a, das Teilungsverhältnis

beitung daher so lange nicht, wie am Bearbeitungsspalt des Frequenzteilers 2126 und den vorgewählten Zähler-

keinc Lichtbogenentladung auftritt. Während der Aus- stand des Zählers 212c.

Zeit des Schalters 204 können eine oder mehrere unbe- F i g. 6 zeigt einen Analog-Digital-Umsetzer 107 oder

deutende Entladungen stattfinden, ohne daß die Bear- io 207 (oder 7) zum Erzeugen von Impulsen, deren Fre-

beitung dadurch beeinträchtigt wird. quenz der Eingangsspannung proportional ist. Bei die-

Wenn der Schalter 204 leitend wird, folgt auf den ser Ausführungsform entwickelt sich am Widerstand

Spaltüberschlag durch die Stromquelle 205 im wesentli- 305a (der dem Widerstand 5a in F i g. 1,105a in F i g. 4

chen sofort ein Stromfluß, der die Bearbeitungsentla- und 205a in F i g. 5 entspricht) eine Gleichspannung, de-

dung von der Stromquelle 203 bildet. Bei Ausschalten 15 ren Betrag dem sich ändernden Entladestrom durch den

des Schalters 204 endet die Bearbeitungsentladung, und Bearbeitungsspalt proportional ist, wie bereits erläutert

der Strornfluß durch den Bearbeitungsspait von der wurde. Diese Spannung wird einem Operationsverstär-

Hilfsquelle 205 wird wiederum unbedeutend: ker 371 zugeführt, an dessen Ausgang sich eine Span-

Der Vorteil der Anordnung gemäß F i g. 5 im Ver- nung entwickelt, wenn das Eingangssignal oder der Entgleich zu derjenigen gemäß Fig.4 besteht darin, daß 20 ladestrom durch den Bearbeitungsspalt Null ist. Das Energieverluste am Widerstand 105a von F i g. 4 ver- Ausgangssignal des Operationsverstärkers 371 wird eimieden werden. Um einen hohen Pegel des Bearbei- nem Oszillator zugeführt, der Impulse einer vorgegebetungsstroms zu ermöglichen, muß außerdem der Wider- nen Frequenz erzeugen kann, solange er ein Eingangssistand 105a einen relativ niedrigen Wert haben, und da- gnal erhält; die Frequenz wird jedoch entsprechend der durch ergeben sich Fehlermöglichkeiten. Außerdem fin- 25 Ausgangsspannung des Verstärkers 371 geändert
det der tatsächliche Stromfluß in bezug auf die Auslö- Der Oszillator hat NICHT-Glieder oder Umkehrgliesung der Entladung etwas verzögert statt, während die der 372a, 3726 und 372c, die eine Reihenschaltung bilden Anordnung gemäß F i g. 5 bei Auslösung der Entladung mit Dioden 373a und 373b; die in eine Richtung gepolt augenblicklich anspricht und nicht den Durchgang des sind und mit den NICHT-Glieder abwechseln. Ein Kon-Bearbeitungsstroms abwartet. 30 densator 374 ist mit der Reihenschaltung des NICHT-

DerTaktimpulsgenerator212agemäß Fig.5 erzeugt Gliedes 372,6 und der Diode 3736 parallel geschaltet kontinuierliche Ausgangstaktimpulse fester und be- während die Basisanschlüsse von zwei Transistoren kannter Frequenz, und der Frequenzteiler 2126 setzt die 375a und 3756, deren Kollektoren durch diesen Kon-Frequenz der Taktimpulse herab. Die Zählimpulse wer- densator miteinander verbunden sind, leitend verbunden einem Zähler 212c zugeführt, der voreingestellt und 35 den sind und ihre Emitteranschlüsse durch Vorwiderwährend des Zeitintervalls, in dem der voreingestellte stände und eine in Durchlaßrichtung vorgespannte Di-Zähler 208 zählt, d. h. während des Durchgangs des Be- ode 375c mit dem Ausgang des Operationsverstärkers arbeitungsstroms durch den Bearbeitungsspait G, ge- 371 verbunden sind.

sperrt ist Während dieser Zeitdauer erzeugt der vorein- Das Ausgangssignal des Oszillators wird einem ersten

gestellte Zähler 212c ein Signal »1« an seinem Ausgang 40 Eingang eines NAND-Gliedes 376 zugeführt dessen

212ca und ein Signal »0« an seinem Ausgang 212c6. Ausgangssignal über ein Umkehr- oder NICHT-Glied

Wenn der voreingestellte Zähler 208 seinen vorge- 377 dem Frequenzteiler 207a, 107a oder unmittelbar wählten Zählerstand erreicht, führt sein Ausgang 208a dem Zähler 208,108 oder 8 zugeführt wird. Das NAND-ein Signal »1«, während an seinem anderen Ausgang Glied 376 hat einen zweiten Eingang 378, der ein Signal 2086 ein kurzer Impuls erzeugt wird, der dem Rückstell- 45 »0« empfangen kann, um das Glied zu sperren, wenn am eingang R des Zählers 212c zugeführt wird, wodurch Fühlwiderstand 305a kein Eingangssignal erscheint, d. h. dieser geöffnet wird und ankommende Taktimpulse wenn kein Entladestromfluß durch den Bearbeitungszählt Das Signal am Ausgang 212ca wird somit nach »0« spalt erfolgt und der Reststrom Null ist
umgeschaltet. Wenn der Zähler 212c die vorgewählte Wenn am Widerstand 305a ein Entladestromsignal Impulsanzahl (nach Teilung) gezählt hat, führt sein Aus- 50 gefühlt wird, hat der Operationsverstärker 371 eine Eingang 212ca ein Signal »1«, und der Ausgang 212c6 gibt gangsspannung, die sich kontinuierlich ändert entspreeinen Impuls ab, der dem Rückstelleingang des Zählers chend dem Spannungsabfall am Widerstand 305a und 208 zugeführt wird und diesen öffnet, so daß er für die somit entsprechend der Stärke des Entladestroms. Die Dauer der nächsten Entladeperiode zu zählen beginnt Ausgangssignalfrequenz des Oszillators ist somit eine

Während am Ausgang 208a des Zählers 208 ein Signal ss Funktion des Stroms. Der zweite Eingang 378 des

»0« erscheint oder dieser zählt empfängt ein NAND- NAND-Gliedes 376 öffnet die Schaltung zum Durchlaß

Glied 210a dieses Signal »0« an seinem einen Eingang des Ausgangssignals mit änderbarer Frequenz, sobald

und erzeugt ein Ausgangssignal »1« unabhängig davon, sich im Bearbeitungsspalt ein Signal ausbildet Kontakte

ob sein anderer Eingang ein Signal »0« oder ein Signal 379a und 3796 sind Relaiskontakte, die dazu dienen, den

»1« empfängt Das Ausgangssignal des NAND-Gliedes 60 Oszillator zwischen einer Betriebsweise mit veränder-

210a wird bei 211 verstärkt und schaltet den Schalter barer Frequenz und einer mit konstanter Frequenz um-

204 ein und hält ihn leitend. zuschalten. Wenn also die Kontakte 379a geöffnet und

Wenn der Zähler 208 seinen vorgewählten Zähler- die Kontakte 3796 geschlossen sind, arbeitet die Anord-

stand erreicht hat erzeugt der Ausgang 208a ein Signal nung als Oszillator mit konstanter Frequenz.

»1«, während das Ausgangssignal am Ausgang 212ca zu 65 F i g. 7 zeigt eine F i g. 5 im wesentlichen ähnliche An-

»0« wird; das Ausgangssignal des NAND-Gliedes 2106 Ordnung, wobei jedoch ein zusätzlicher Spaltregelkreis

wird zu »1« und bewirkt am NAND-Glied 210a ein vorgesehen ist Wie bei der Ausgestaltung gemäß F ig. 5

Ausgangssignal »0«. Dadurch wird der Schalter 204 aus- enthält die Anordnung eine Werkzeugelektrode 201, ein

24 OO

im Bearbeitungsspalt befindliches Werkstück 202, einen mit dem Bearbeitungsspalt reihengeschalteten Schalter 204 und eine Bearbeitungsstromquelle 203 und in dieser eine Diode 203a.

Im Entladungsauslösekreis sind wie vorher vorgesehen: eine Stromquelle 205 hoher Spannung und mit großem innerem Widerstand, ein Strombegrenzerwiderstand 205c/, eine Diode 205e und ein Fühlwiderstand 205a. Weiter sind ein Taktimpulsgenerator 212a, ein Frequenzteiler 212b, ein die Verzögerung bestimmen- ι ο der Zähler 212c, NAND-Glieder 210a und 210Zj, ein Verstärker 211, der Analog-Digital-Umsetzer 207 (Fig. 6), ein Frequenzteiler 207a und ein Zähler 208 sämtlich in der bereits unter Bezugnahme auf F i g. 5 und 6 erläuterten Weise verbunden.

Der hier zusätzlich vorgesehene Spaltregelkreis ist so ausgelegt, daß bei Abfall der Spaltspannung unter einen vorgegebenen Schwellenwert von z. B. 12 V die Hochspannungsquelle vom Bearbeitungsspalt über den Begrenzungswiderstand 205c/ kurzgeschlossen wird.

Die Kurzschlußschaltung hat einen npn-Transistor 228, dessen Emitter-Kollektor-Anschlüsse die aus der Stromquelle 205, dem Widerstand 205c/ und der Diode 205e bestehende Schaltung überbrücken. Die Basis des Transistors 228 ist zwischen Widerstände 237 und 238 eines Spannungsteilers angeschlossen, der zwischen den negativen Anschluß der Gleichstromquelle 205 und den Kollektor eines pnp-Transistors 227 geschaltet ist. Das Basissignal wird diesem Transistor vom Kollektor eines weiteren npn-Transistors 226 über einen Widerstand 234 zugeführt, wobei der Emitter des Transistors 226 mit dem Emitter eines Transistors 225 verbunden ist, dessen Kollektor mit der Basis des Transistors 226 über das aus einem Kondensator 224 und einem Widerstand 231 bestehende /?C-Glied verbunden ist Eine in Umkehrrichtung vorgespannte Diode 223 führt von der Basis des Transistors 225 zum Werkstückanschluß. Diese Anordnung bildet gleichzeitig einen Nebenschluß der Hauptstromquelle 203.

Solange ein normaler Spannungsaufbau im Bearbeitungsspalt G stattfindet, ergibt sich im wesentlichen kein Spannungsabfall, und somit wird der erwähnte Schwellenwert nicht unterschritten, da die Hochspannungsquelle während der Entladung oder des Entladeintervalls kontinuierlich angeschlossen ist. Wenn jedoch ein Kurzschluß im Bearbeitungsspalt stattfindet, fällt die Spannung am Spalt unter den Schwellenwert ab, und das gleiche gilt bei Auftreten einer kontinuierlichen Lichtbogenentladung.

Unter normalen Betriebsbedingungen wird der Transistor 225 leitend gehalten durch eine Spannungsquelle 222, und die Transistoren 225,227 und 228 sind infolgedessen gesperrt Der Wert des Widerstands 229 im Vorspannkreis des Transistors 225 ist so eingestellt daß bei Abfall der Spaltspannung unter den Schwellenwert von 12 V der Transistor 225 gesperrt wird und die Transistoren 226,227 und 228 leitend werden. Dadurch wird die Stromversorgung 205 über den Begrenzungswiderstand 205d kurzgeschlossen. Bei Wiederkehr der Spaltspannung auf einen oberhalb 12 V liegenden Pegel wird der eo Transistor 225 wieder leitend.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

65

Claims (9)

24 OO 580 Patentansprüche:

1. Stromversorgung für Elektroerosionsmaschinen

mit einem gesteuerten Schalter, der einerseits mit dem Arbeitsspalt und andererseits mit einer Arbeitsstromquelle verbunden ist,

mit einer Steuereinrichtung zum alternierenden Schließen und öffnen des gesteuerten Schalters zwecks Erzeugung einer Serie von Bearbeitungsstromimpulsen im Arbeitsspalt und
mit einem auf einen Stromfluß durch den Arbeitsspalt ansprechenden Detektor zur Erzeugung eines Analogsignals,

dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung

einsn Analog/Digital-Umsetzer (7; 107; 207) zum Erzeugen einer Folge von Digitalimpulsen mit einer dem Analogsignal des Detektors proportionalen Frequenz als Abbild für den Zustand des Arbeitsspaltes der Elektroerosionsmaschine,
einen ersten Zähler (8; 108; 208) zum Zählen der Digitalimpulse aus dem Analog/Digital-Umsetzer und

eine mit dem ersten Zähler und mit dem gesteuerten Schalter gekoppelte Verknüpfungseinrichtung (10; 110; 210a; 2106; 211) zum Beenden des Arbeitsstromflusses im Arbeitsspalt bei Erreichen eines vorgewählten Zählerstandes des ersten Zählers aufweist

2. Einrichtung nach Anspruch 1 mit einem Zeitgeber (12) zur Festlegung der Zeitdauer zwischen zwei Bearbeitungsstromimpulsen, während der sich der gesteuerte Schalter (4) im geöffneten Zustand befindet, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (13, 14, 15,16,17), die mit dem Zeitgeber (12) verbunden ist und die zur Verlängerung der zwischen zwei Bearbeitungsstromimpulsen liegenden Zeitdauer dient, wenn das innerhalb eines vorbestimmten Intervalls im ersten Zähler (8) vorhandene Zählergebnis einen vorgegebenen Wert überschreitet und somit einen unbrauchbaren Zustand des Arbeitsspaltes anzeigt.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem ersten Zeitgeber (12) verbundene Einrichtung einen zweiten Zeitgeber (13, 14) zum Festlegen einer zweiten Zeitdauer als Minimalwert für eine normalerweise ausreichende Erholungszeit zwischen zwei Entladungen am Arbeitsspalt, eine zwischen dem ersten Zeitgeber (12) und dem gesteuerten Schalter (4) eingefügte Verzögerungsschaltung (17) und eine zwischen dem ersten Zähler (8) und dem zweiten Zeitgeber (13,14) angeordnete Verknüpfungseinrichtung (16) zum Steuern der Verzögerungseinrichtung (17) aufweist.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Analog/ Digital-Umsetzer (107; 207) und dem ersten Zähler (108; 208), wie an sich bekannt, ein Frequenzteiler (107a; 207a,? eingefügt ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß, wie an sich bekannt, ein zweiter Zähler (2i2c) zur Steuerung des Schalters (204) in den leitenden Zustand, ein Taktimpulsgenerator (2t2a) und ein zweiter Frequenzteiler (2\2b) zwischen dem Taktimpulsgenerator (2i2a) und dem zweiten Zähler (?i2r)7.iim Rückstellen des ersten Zählers (208) bei Zählung einer vorgewählten Anzahl von Taktimpulsen durch den zweiten Zähler (2i2c) vorgesehen sind, und daß der erste Zähler (208) mit dem zweiten Zähler (212c,) verbunden ist und diesen bei Erreichen eines vorwählbaren Zählerstandes am ersten Zähler (208) zurückstellt (F ig. 5).

6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verknüpfungseinrichtung (HO) ein Flipflop ist, dessen Rücksetzeingang (R) mit dem ersten Zähler verbunden ist, und daß eine Schaltung

ίο (11) zwischen dem ersten Zähler (108) und dem Setzeingang (S) des Flipflops bei Ablauf eines vorgegebenen Zeitintervalls nach dem Umschalten des Flipflops durch den ersten Zähler (108) den Zustand des Flipflops wie an sich bekannt, umschaltet

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet daß mit dem Arbeitsspalt (G) und der Arbeitsatromquelle (103; 203; 303) wie an sich bekannt, ein Widerstand (105a; 205a; 305a; des Detektors in Reihe geschaltet ist

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet daß in an sich bekannter Weise eine Hilfsstromquelle (205) der Arbeitsstromquelle (203) parallel und mit einem Widerstand (205a) am Arbeitsspalt (G) in Reihe geschaltet ist

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsstromquelle (205) wie an sich bekannt, eine für einen Überschlag im Dielektrikum des Arbeitsspaltes (G) und zum Auslösen einer Arbeitsentladung ausreichende Gleichspannung besitzt und durch eine Einrichtung (222 bis 238), die auf die Spannung am Arbeitsspalt anspricht, über einen in Serie liegenden Strombegrenzungswiderstand (205d) kurzgeschlossen wird, wenn die Spannung am Arbeitsspalt einen vorgegebenen Wert unterschreitet(Fig. 7).