DE2502288B2 - Verfahren zum Beseitigen der während des Erosionsprozesses auftretenden periodischen oder dauernden Auslenkung von draht- oder bandförmigen Elektroden - Google Patents
Verfahren zum Beseitigen der während des Erosionsprozesses auftretenden periodischen oder dauernden Auslenkung von draht- oder bandförmigen ElektrodenInfo
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Description
g*
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung
(8) einstellbare Bauelemente enthalt so daß der durch die Elektrode (1) fließende Kompensations
der durch periodische oder dauernde Auslenkung von draht- oder bandförmigen Elektroden während des
Erosionsprozesses auftretenden Beeinträchtigung der Bearbeitungsgenauigkeit bzw. der Abtragsleistung sowie
eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Die drahtförmige bzw. bandförmige Werkzeugelektrode
wird an der eigentlichen Erosionsstelle kontinuierlich durch Abrollen von einer Vorratsspule erneuert
Je nach Querschnitt der Werkzeugelektrode von z. B. 0,001 mm2 bis 2 mm2 ist die abrollende Werkzeugelektrode
nicht starr, sondern ein nachgiebiges, schwingungsfähiges Gebilde wie eine Saite eines Musikinstrumentes.
Während des Erosionspruzesses wird die Werkzeugelektrode mit Kräften beaufschlagt weiche
sie in Auslenkungen bzw. Schwingungen oder in eine bleibende Durchbiegung versetzt Neuere Untersuchungen
der AnmefiJerin geben nähere Aufschlüsse über Entstehung und Wirkung dieser Kräfte. Es wurde
festgestellt daß die durch die Funkenentladungen im Arbeitsspalt hervorgerufenen Kräfte der Abtragsleistung
proportional sind. Damit ist die Auslenkung der Werkzeugelektrode, die Rückwirkungen auf die Bearbeitungsgenauigkeit
ausübt auch der Abtragsleistung proportional. Der Versuch, die Abtragsleistung zu
erhöhen, führte deshalb zwangsläufig zu unzulässigen Auslenkungen bzw. Schwingungen der Werkzeugelektrode
und somit zu Instabilitäten des Erosionsprozesses, zu kleinerer Bearbeitungsgenauigkeit und sogar zu
Kurzschlüssen mit der Werkstückelektrode, weiche den Erosionsprozeß vorzeitig beendeten. Wegen des Vorrangs
der Stabilität des Erosionsprozesses wurde bisher mit kleiner Abtragsleistung oder mit schlechter
Bearbeitungsgenauigkeit als Kompromißlösung gearbeitet
In der SU-PS 195 208 ist eine Schaltungsanordnung
In der SU-PS 195 208 ist eine Schaltungsanordnung
so zum Messen der Schwingung der Drahtelektrode während des Erosionsprozesses beschrieben, wobei die
Drahtelektrode und eine Hilfselektrode von einem HF-Generator niedriger Leistung beaufschlagt werden.
Eine Kompensation der Schwingung erfolgt jedoch nicht
Die SU-PS 1 42 138 beschreibt die Benutzung eines Magnetfeldes zur Führung der Elektrode bei der
elektroerosiven Erzeugung von Bohrungen sehr kleinen Durchmessers, wobei die Kraftlinien parallel zur Achse
der einseitig eingespannten Elektrode verlaufen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt in der Erhöhung der Abtragsleistung bei gleich bleibender
Bearbeitungsgenauigkeit oder in der Verbesserung der Bearbeitungsgenauigkeit bei gleich bleibender Abtrags
leistung.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß die Elektrode zusätzlich zum Erosionsvorgang
elektrisch so beaufschlagt wird, daß die hierdurch
erzeugten Feldkräfte die während des Erosionsprozesses auftretenden und die Auslenkung der Elektrode
erzeugenden Kräfte kompensieren.
Ausfühningsbeispiele der Erfindung werden anhand
der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen
Fig. I, 2 Ausführungsbeispiele, in welchen die Schaltungsanordnung ausgangsseitig an den Stromzuführungen
für die Werkzeugplektrode angeschlossen ist;
Fig.3 ein Ausführungsbeispiel, in welchem die
Schaltungsanordnung mit ihrem einen Ausgang an der Werkstückelektrode und mit dem andern Ausgang an
mindestens einer Stromzuführung für die Werkzeugelektrode angeschlossen ist
Gemäß F i g. 1 wird die Drahtelektrode 1 von der Vorratsspule 2 abgewickelt und über die Rollen 3, 4
einer nicht näher dargestellten Haltevorrichtung geführt und gespannt und anschließend auf eine Aufwikkelrolle
5 aufgewickelt Es sind verschiedene Ausführungsbeispiele von Haltevorrichtungen für drahtförmige
Werkstückelektroden bekannt, die in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden können.
Die Rollen 3 und 4 spannen die DrahteleVtrode wie eine Saite eines Musikinstrumentes. Ferner ist an diesen
Rollen die Stromzuführung angeschlossen, über welche die Betriebsspannung und der Strom der Impulse aus
dem Generator 6 auf die Werkzeugelektrode 1 und weiter auf die Werkstückelektrode 7 gelangen. Der eine
Ausgang 61 des Generators ist gemäß F i g. 1 über Entkopplungsdioden 71, 72 und Entkopplungswiderstände
73,74 mit den beiden Stromzuführungen 3,4 der
Drahtelektrode 1 verbunden. Die Entkopplungsdioden 71,72 sind in der gezeichneten Weise angeordnet, wenn
der Erosionsgenerator 6 keine unipolaren Impulse auf den Arbeitsspalt zwischen der Werkzeugelektrode 1
und der Werkstückelektrode 7 liefert Bei Erzeugung unipolarer Impulse sind die Entkopplungsdioden nur in
einer Durchlaßrichtung angeordnet Bei der Verwendung von Werkzeugelektroden großen Durchmessers,
bei denen der durch den Kompensationsstrom zwischen den Stromziiführungen 3, 4 verursachte Spannungsabfall
hinreichend klein ist, können die Dioden 71, 72 vollkommen entfallen. Die Entkopplungswiderstände
73,74 bleiben jedoch in jedem Fall in der Verbindungsleitung. Der andere Ausgang 62 des Erosionsgenerators
6 ist direkt mit der Werkstückelektrode 7 verbunden.
Die Kräfte, die während des Erosionsprozesses im Arbeitsspalt auf die Werkzeugelektrode 1 einwirken,
entstehen aus dem elektrischen Feld zwischen den beiden Elektroden 1, 7, aus dem elektromagnetischen
Feld um die Drahtelektrode 1, aus den Funkenentladungen, aus der Blasenbildung im dielektrischen Medium
bei Funkendurchschlag. Diese Kräfte bilden eine resultierende Kraft und versetzen die Werkzeugelektrode
1 in Auslenkungen bzw. in Schwingungen. Diese Schwingungen ergeben Instabilitäten des Erosionsprozesses
und sogar Kurzschlüsse zwischen den beiden Elektroden 1,7.
Zur Eliminierung dieser Erosionskräfte ist eine Schaltungsanordnung 8 vorgesehen, weiche mit ihrem
einen Ausgang 81 direkt an eine Stromzuführung 3 angeschlossen isl Der andere Ausgang 82 liegt an der
anderen Stromzuführung 4 der Werkzeugelektrode 1. Während des Erosionsbetriebes wirkt die Schaltungsanordnung
8 zur Kompensation der Erosionskräfte in der Weise, daß ein Kompensationsstrom (Gleichstrom oder
Wechselstrom) aurdi die Werkzeugelektrode 1 fließt.
Hierbei wird die Kraftwirkung des elektromagnetischen Feldes, welches die Werkzeugelektrode 1 umgibt,
ausgenutzt so daß die Schwingungen der Werkzeugelektrode 1 eliminiert sind. Die Schaltungsanordnung 8
steuert während des Erosionsprozesses den Betrag und/oder die Frequenz des Kompensationsstromes, der
über die Leitungen 81, 82, Stromzuführungen 3, 4 und
Werkzeugelektrode 1 fließt Die Einstellung des Kompensationsstromes erfolgt entweder durch Hand in
der Schaltungsanordnung 8 oder über die gestrichelt gezeichnete Eingangsleitung 83 durch ein numerisches
ίο Steuersystem oder Optimierungssystem bekannter Art
Der Erosionsgenerator 6 erhält seine Steuerparameter wie Strom, Spannung, Repetitionsfrequenz, Tastverhältnis
der Impulse, Pause zwischen den Impulsen usw. entweder über die Eingangsleitung 63 von den gleichen
numerischen Steuersystemen bzw. Optimierungssystemen oder die Einstellung erfolgt durch Hand am
Generator selbst
F i g. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, wobei die Schaltung 8 zur Kompensation der Erosionskräfte
und der Erosionsgenerator 6 anders angeschlossen sind.
der Werkzeugelektrode 1 angeschlossen. Der Ausgang 61 führt auf eine Mittelanzapfung der Sekundärwicklung
M zur Vermeidung einer Rückwirkung des Erosionsstromes auf die Schaltungsanordnung 8. Die
Schaltungsanordnung 8 ist mit ihren beiden Ausgängen 81,82 an der Primärwicklung 12 des Transformators 10
angeschlossen und gibt ihren Wechselstrom ebenfalls über die Stromzuführungen 3, 4 an die Werkzeugelektrode
1. Hierdurch werden in gleicher Weise wie beim Ausführungsbeispiel der F i g. 1 die Erosionskräfte
kompensiert Die Einstellung der Stärke und der Frequenz des Kompensationsstromes erfolgt ebenfalls
entweder durch Hand oder über die Steuerleitung 83 durch ein numerisches Steuersystem bzw. durch ein
Optimierungssystem. In den beiden Ausführungsbeispielen der F i g. 1,2 erzeugt die Schaltungsanordnung 8
einen Wechselstrom zur Kompensation der Erosionskräfte mit einer solchen Frequenz, die hinreichend weit
von der Resonanzfrequenz der Werkzeugelektrode 1 entfernt ist.
Die F i g. 3 zeigt eine weitere Anordnung, wobei die Schaltungsanordnung 8 mit ihrer einen Leitung 81 an die Stromzuführungen 3 und 4, oder — was auch genügt — an nur eine der beiden Stromzuführungen 3 oder 4 angeschlossen ist Die andere Ausgangsleitung 82 der Schaltungsanordnung 8 ist an der Ausgangsleitung 62
Die F i g. 3 zeigt eine weitere Anordnung, wobei die Schaltungsanordnung 8 mit ihrer einen Leitung 81 an die Stromzuführungen 3 und 4, oder — was auch genügt — an nur eine der beiden Stromzuführungen 3 oder 4 angeschlossen ist Die andere Ausgangsleitung 82 der Schaltungsanordnung 8 ist an der Ausgangsleitung 62
so des Erosionsgenerators 6 angeschlossen. Die Leitungen 31 und 61 weisen Entkopplungsdioden 71, 72 auf. Die
Schaltungsanordnung 8 liefert eine Kompensationsspannung (Gleichspannung und Wechselspannung)
7wis^ h>;n den beiden Elektroden 1, 7, wobei die
Kraftwirkung des elektrischen Feldes ausgenutzt wird. Der Betrag und/oder die Frequenz der Komyensationsspannung
wird an der Schaltungsanordnung 8 ebenfalls durch Hand oder über die Steuerleitung 83 durch ein
numerisches Steuersystem bzw. durch ein Optimierungssystem eingestellt Die Synchronisationsleitung 11
zwischen dem Erosionsgenera tor 6 und der Schaltungsanordnung 8 im Arbeitsspalt 9 dient zur Synchronisation
der Kompensationsspannung mit der Arbeitsspannung im Arbeitsspalt Die Schaltungsanordnung 8 gibt z. B.
während der Pausen zwischen den Erosionsimpulsen des Generators 6 die Kompensationsspannung über die
Leitungen 81, 82 auf den Arbeitsspalt 9. Die Kompensationsspannung kann auch für eine bestimmte
5 6
vorgesehen sein. Hierbei kann der Betrag der Weise auf den Arbeitsspalt 9 der beiden Elektrodei
die Synchronisation zwischen der Schaltungsanordnung Resonanzschwingungen gerät.
8 und dem Erosionsgenerator 6 über die Leitung 11 5
Claims (9)
1. Verfahren zum Beseitigen der durch periodische oder dauernde Auslenkung von draht- oder bandförmigen
Elektroden während des Erosionsprozesses auftretenden Beeinträchtigung der Bearbeitungsgenauigkeit
bzw. der Abtragsleistung, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (1) zusätzlich
zum Erosionsvorgang elektrisch so beaufschlagt wird, daß die hierdurch erzeugten Feldkräfte die
während des Erosionsprozesses auftretenden und die Auslenkung der Elektrode erzeugenden Kräfte
kompensieren.
Z Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (1) mit einem Kompensationsstrom
zum Erzeugen eines elektromagnetischen Kompensationsfeldes beaufschlagt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (1) mit einer Kompensationsspannung
zum Erzeugen eines elektrischen KompeiKaüonsfeldes beaufschlagt wird.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 —3, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Schaltungsanordnung (8) zur elektrischen Kompensation der während des Erosionsprozesses
auftretenden Kräfte mit der Drahtelektrode (1) verbunden ist
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Schaltungsanordnung (8) mit ihren Ausgangsklemmen (81, 82) an den Stromzuführungen (3, 4) der
Elektrode ^) angeschlossen ist zum Erzeugen eines elektromagnetischen Komi~;nsationsfeldes, wobei
der Erosionsgenerator mit seiner einen Ausgangsleitung (61) über Entkopplung* glieder (71,72,73,74)
an den Stromzuführungen (3, 4) der Elektrode (1) und mit seiner anderen Ausgangsleitung (62) am
Werkstück (7) angeschlossen ist (F i g. 1).
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Ausgangsklemmen (81, 82) der Schaltungsanordnung (8) über einen Transformator (10) an den
Stromzuführungen (3, 4) der Elektrode (1) angeschlossen ist zum Erzeugen eines elektromagnetischen
Kompensationsfeldes, wobei der Erosionsgenerator (6) mit seiner einen Ausgangsleitung (61)
über eine Mittelanzapfung einer Wicklung (110) des
Transformators (10) an den beiden Stromzuführungen (3, 4) und mit seiner anderen Ausgangsleitung
(62) am Werkstück (7) angeschlossen ist (F i g. 2).
7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Schaltungsanordnung (8) mit ihrer einen Ausgangsklemme (81) über ein Entkopplungsglied (71) an
einer oder mehreren Stromzuführungen (3, 4) der Elektrode (1) und mit ihrer anderen Ausgangsklemme
(81) an eine Ausgangsleitung (62) des Erostonsgenerators
(6) angeschlossen ist zum Erzeugen eines elektrischen Kompensationsfeldes, wobei der Erosionsgenerator
mit seiner einen Ausgangsleitung (61) ober ein Kopplungsglied (72) an den Stromzuführungen
(3,4) und mit seiner anderen Ausgangsleitung (62) am Werkstück (T) angeschlossen ist
(F
strom ein elektromagnetisches Feld steuerbarer Amplitude und/oder steuerbarer Frequenz erzeugt
9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung (8) einstellbare
Bauelemente enthält so daß die Kompensationsspannung zwischen der Elektrode (1) und dem
Werkstück (7) ein elektrisches Feld im Arbeitsspalt (9) von steuerbarer Amplitude und/oder steuerbarer
Frequenz erzeugt
Applications Claiming Priority (1)
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CH1563974A CH591919A5 (de) | 1974-11-25 | 1974-11-25 |
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FR (1) | FR2291823A1 (de) |
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