DE2547767C3 - Impulsgenerator zur funkenerosiven Metallbearbeitung - Google Patents
Impulsgenerator zur funkenerosiven MetallbearbeitungInfo
- Publication number
- DE2547767C3 DE2547767C3 DE19752547767 DE2547767A DE2547767C3 DE 2547767 C3 DE2547767 C3 DE 2547767C3 DE 19752547767 DE19752547767 DE 19752547767 DE 2547767 A DE2547767 A DE 2547767A DE 2547767 C3 DE2547767 C3 DE 2547767C3
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- circuit
- pulse
- signal
- line
- current
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
- B23H1/00—Electrical discharge machining, i.e. removing metal with a series of rapidly recurring electrical discharges between an electrode and a workpiece in the presence of a fluid dielectric
- B23H1/02—Electric circuits specially adapted therefor, e.g. power supply, control, preventing short circuits or other abnormal discharges
- B23H1/022—Electric circuits specially adapted therefor, e.g. power supply, control, preventing short circuits or other abnormal discharges for shaping the discharge pulse train
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
Description
— eine Transistorstufe (Tr 1) zur Verstärkung des Ausgangssignals des Vergleichers (2) und
— eine als Komplementär-Stromquelle nachgeschaltete Transistorstufe (Tr 2, Tr 3), die über
zwei symmetrische Widerstands-Kondensator-Netzwerke (R5, RS, Ci, R 10; R4,R7, C2, R9)
an zwei in Serie geschaltete, komplementäre Transistoren (Tr 4, Tr 5) von der Speisespannung
(32, 33) unabhängige Basissteuersignale liefert (Fig. 6).
4. Impulsgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der funkenerosive
Kreis eine Hochspannungsquelle (12) enthält, die über einen im Synchronismus mit den Arbeitsstromimpulsen
geschalteten Halbleiterschalter (11) Zündimpulse liefert und über eine Nebenschlußdiode (10)
von den Arbeitsstromimpulsen entkoppelt ist (Fig. 3,4).
5. Impulsgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im funkenerosiven
Kreis ein energiespeicherndes Element (15) in Serie mit einer Diode (14) vorgesehen ist und daß
parallel zu dieser Serienschaltung ein Halbleiterschalter (160) liegt, der von dem Taktgeber (1) über
eine zusätzliche Treiberstufe (3a) gesperrt wird, wenn die durch die Leitungen (8a, b) gegebene
Steilheit der fallenden Flanke des Arbeitsstromimpulses erhöht werden soll (F i g. 5).
6. Impulsgenerator nach einem der Ansprüche 2 b5
bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (170) an einem Eingang (171) ein dem Augenblickswert des Arbeitsstromimpulses proportionales Si-
40 gnal erhält, die Anstiegsgeschwindigkeit des Arbeitsstromimpulses
mißt und ein Ausgangssignal an den Eingang (111) des Taktgebers (1) abgibt, über
den der zeitliche Verlauf der oberen und der unteren Hüllkurve änderbar ist (F i g. 7).
7. Impulsgenerator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuersystem (170) folgende
Bauteile enthält:
— eine Verstärker- und Differenzierschaltung (174) für das an seinem Eingang (171) anliegende
Signal;
— eine Vergleicherschaltung (177), deren erster Eingang das differenzierte Eingangssignal erhält,
an deren zweitem Eingang eine Bezugsspannung (Uref) entsprechend einem gewählten oberen
Grenzwert für die Stromanstiegsgeschwindigkeit anliegt und deren Ausgang (172) mit dem
Eingang (111) des Taktgebers (1) verbunden ist;
— eine Gleichrichterschaltung (178) für das differenzierte
Eingangssignal;
— einen das gleichgerichtete Signal erhaltenden Integrator (179), dessen Ausgang mit dem
Steuereingang einer Vorschubeinrichtung für die Bewegung der Werkzeugelektrode (91) und/oder
des Werkstücks (92) verbunden ist (F i g. 8).
Die Erfindung betrifft einen statischen Impulsgenerator für die funkenerosive Metallbearbeitung mit einem
Taktgeber zur Steuerung des Arbeitstaktes eines Halbleiterschalters für die Energiequelle im funkenerosiven
Kreis.
Für die funkenerosive Metallbearbeitung wird neben der Steuerbarkeit der Arbeitsimpulse nach zeitlicher
Dauer, Tastverhältnis, Wiederholungsfrequenz und Amplitude auch die Einstellbarkeit der Form der
Arbeitsimpulse angestrebt. Die Bedeutung der Form der Arbeitsimpulse einschließlich der Zeit für die Anstiegsflanke und Abfallflanke hat man seit einiger Zeit
erkannt und daher verschiedene Generatortypen entwickelt.
Die Formgebung der Arbeitsimpulse durch die alten Relaxationsgeneratoren (LC/RLC Generatoren) war
beschränkt durch die Bauelemente. Es wurde nur mit sinusförmigen oder sinusformähnlichen Arbeitsimpulsen
erodiert. Durch die Einführung des Leistungstransistors bei den neuen Generatoren wurde mit rechteckförmigen
Arbeitsimpulsen erodiert. Die neuen Generatoren waren auch nicht in der Lage, die Formen der
Arbeitsimpulse zu ändern und zu steuern. Man hat daher einen alten und einen neuen Generator kombiniert.
Diese in der DE-OS 23 20 702 beschriebene Generatorkombination enthält außer dem elektroerosiven Stromkreis
eine Induktivität für die Formgebung des Arbeitsimpulses. Die Formgebung ist abhängig von der
Zeitkonstante der Induktivität. Daher besteht keine Variationsmöglichkeit zu einer gezielten Formgebung
für verschiedene Typen von Erodierarbeiten.
Man versuchte auch eine große Anzahl von neuen Transistor-Generatoren sequentiell zu verbinden, um
hierdurch einen Arbeitsimpuls zusammensetzen zu können aus den Impulsen der vielen Generatoren. Diese
in der US-PS 36 55 937 beschriebene Anordnung einer großen Anzahl von Generatoren hat ebenfalls eine
beschränkte Variationsmöglichkeit für eine gezielte Formgebung für verschiedene Typen von Erosionsarbeiten.
Aufgabe der Erfindung ist, einen Generator zu konzipieren, der jede denkbare Formgebung eines
Arbeitsimpulses gestattet und es ermöglicht, auch in zentralen Fertigungssteuersystemta oder mit adaptiver
Regelung zu arbeiten (z.B. CH-PS 547 678, CH-PS 5 48 256, CH-PS 5 85 088) und in sehr kurzer Zeit, d. h.
auch innerhalb der Dauer eines Arbeitsstromimpulses,
auf den Erodiervorgang einwirken zu können.
Die von diesen modernen Regelsystemen geforderte schnelle Änderung der Arbeitsimpulse wird von den
bekannten Generatoren nicht erfüllt Die Erfindung bringt daher eine vorteilhafte Anpassung des Generators
an diese modernen Regelsysteme, so daß nicht nur die Form des Arbeitsimpulses, sondern auch die anderen
Parameter wie Amplitude, Repetitionsfrequenz, Tastverhältnisse (duty factor) des Arbeitsimpulses innerhalb
einer Periodendauer geändert werden können.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
— daß der Taktgeber zwei elektrische Signale erzeugt, von denen das erste einer oberen Hüllkurve und das
zweite einer unteren Hüllkurve des gewünschten zeitlichen Verlaufes des Arbeitsstromimpulses entspricht,
— daß ein Vergleicher diese Signale kontinuierlich mit dem Augenblickswert des Arbeitsstromimpulses
vergleicht,
— daß das digitale Ausgangssignal des Vergleichers über eine Treiberschaltung den Halbleiterschalter
durchlässig schaltet, wenn der Augenblickswert des Arbeitsstromimpulses kleiner oder gleich dem durch
die untere Hüllkurve festgelegten Augenblicksollwert ist und den Halbleiterschalter sperrt, wenn der
Augenblickswert des Arbeitsstromimpulses größer oder gleich dem durch die obere Hüllkurve
festgelegten Augenblickssollwert ist und
— daß eine Diode über die Energiequelle und den Halbleiterschalter, in Stromflußrichtung gepolt,
geschaltet ist.
Durch diese erfindungsgemäße Anordnung ist der Strom des Arbeitsimpulses am Arbeitsspalt nicht mehr
abhängig von den Schwankungen der Speisespannung für den gesamten Generator und der Brennspannung
am Arbeitsspalt. Hierdurch ergibt sich eine bessere Konstanthaltung der Funkenenergie. Aufgrund dieser
Eigenschaft bleibt die Arbeitsimpulsstromstärke auch gleich, wenn der Bearbeitungsspalt bis zum Kurzschluß
entartet. Die Verlustleistung der Leistungsschalter, welche steuerbare Halbleiter, z. B. Transistoren, sind
und welche die Arbeitsimpulse im funkenerosiven Stromkreis ein- und ausschalten, steigt im Kurzschlußfall
nicht an. Daher verringert sich im Kurzschlußfall die vom Generator aufgenommene Leistung. Dies wirkt
sich günstig auf die Dimensionierung der Leistungsschalter aus.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen
F i g. 1 den Generator in Blockdarstellung,
F i g. 2a, 2b, 2c Beispiele von Formen von Hüllkurven,
Fig.3, 4, 5 weitere Ausführungsbeispiele des Generators in Blockdarstellung,
Fig.6 eine detaillierte Darstellung eines Teils des
Generators,
F i g. 7, 8 die Anordnung und detaillierte Ausführung einer in den Generator zusätzlich einzufügenden
Schaltung,
Fig.9a bis 9f Formen von Arbeitsimpulsen für
besondere Typen von Erosionsprozessen.
In der Schaltung von F i g. 1 gibt der Taktgeber 1 über
die Leitungen 112 und 113 je ein Signal in Form einer oberen (16) bzw. unteren (17) Hüllkurve ab. Die beiden
Hüllkurven repräsentieren den Bereich, in welchem der zeitliche Verlauf der Amplitude des gewünschten
Arbeitsimpulses am Arbeitsspalt 9 liegt. Am Taktgeber 1 wird das gewünschte Hüllkurvenpaar 16, 17 wie bei
111 angedeutet, von Hand oder durch ein Steuerungsoder Optimierungssystem eingestellt. Der Taktgeber
kann aus einem oder mehreren Signalerzeugern oder einem Rechner bestehen. Mit einem Signalerzeuger
kann man einige bestimmte Kurventypen, die häufig für die Funkenerosion verwendet werden, einstellen. Mit
einem Rechner kann man alle nur denkbaren Kurventypen einstellen und somit alle möglichen Hüllkurvenpaare
erzeugen. Bei einem Rechner werden normalerweise die Kurven aus kleinen und kleinsten standardisierten
Kurventeilchen zu jedem Typ zusammengesetzt.
In den Fig.2a, 2b, 2c sind aus der unerschöpflichen
Fülle von Kurventypen drei Beispiele dargestellt. Die Auswahl der elektrischen Parameter wie Amplitude,
Wiederholungsfrequenz, Tastverhältnis und Form des Arbeitsimpulses am Arbeitsspalt 9 (zwischen Bearbeitungselektrode
91 und Werkstück 92) wird nach Technologie-Entscheidungen getroffen. Ebenso wird
der Abstand zwischen den beiden Hüllkurven festgelegt.
Gemäß der Erfindung werden die Halbleiter-Schalteinrichtungen
4 nun so mit einer im Vergleich zur Häufigkeit der Arbeitsstromimpulse höheren Frequenz
derart in leitenden oder sperrenden Zustand gesteuert, daß die Arbeitsstromamplitude immer im Toleranzbereich
zwischen den beiden Hüllkurven (16,17) bleibt.
Die F i g. 2a zeigt als Beispiel ein Hüllkurvenpaar 16, 17 mit einem steilen Anstieg zu Beginn, einem
anschließenden sanften weiteren Wachstum (»durchhängende Seillinie«) bis zu einem steilen Abfall am
Ende. Diese Form eines Arbeitsstromimpulses bringt den Vorteil, daß während der Dauer des Arbeitsstromimpulses
dessen Amplitude so zunimmt wie sich der Funkenkanal durch zunehmende Ionisation weitet, so
daß eine gleichbleibende Stromdichte gewonnen wird.
Die am Taktgeber 1 gemäß den gewünschten Arbeitsparametern eingestellten Hüllkurven-Signale
gelangen an eine Vergleicherschaltung 2. Der Strom im funkenerosiven Kreis wird z. B. über einen Shunt 7 oder
beliebige andere Meßfühler ermittelt und über Leitung 21 dem Vergleicher zugeführt.
Ist zu Beginn des Erosionsprozesses der Strom im funkenerosiven Kreis gleich Null, so erzeugt der
Vergleicher 2 auf seiner Ausgangsleitung 22 ein Ausgangssignal, welches die Treiber-Schalteinrichtung
3 veranlaßt, über die Leitung 31 den Leistungsschalter 4 zu schließen.
Selbstverständlich können auch mehrere dieser Leistungsschalter, die als steuerbare Halbleiter, z. B.
Transistoren ausgebildet sind, vorgesehen sein, etwa zur Mehrkanal-Bearbeitung. Der durchgeschaltete Halbleiter
4 verbindet die Stromquelle 5 mit dem Bearbeitungsspalt. Hierdurch baut sich ein Strom im funkenerosiven
Kreis auf, dessen Änderungsgeschwindigkeit durch die !restimmten Kenndaten (z. B. Induktivität und Kapazitat)
der Leitungen 8a, 8i> begrenzt ist. Die Leitungen 8a,
8b haben in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 eine Induktivität im Bereich von 0,5μΗ-3μΗ und eine
Kapazität von 0,2 nF- 10 nF. Selbstverständlich können
auch andere Bereiche für ähnliche Ausführungsbeispiele nützlich sein. Das Signal an dem Meß-Shunt 7, das den
Strom im funkenerosiven Kreis repräsentiert, gelangt über Leitung 21 in den dritten Eingang der zweiten
Schaltungseinrichtung 2. Dort wird dieses Signal mit den s beiden Pegelsignalen der Leitungen 113,114, welche die
beiden Hüllkurven 16, 17 darstellen, verglichen. Wenn das Zustandssignal im Bereich zwischen den beiden
Hüllkurven liegt, bleibt das Ausgangssignal des Vergleichers 2 auf der Leitung 22 unverändert, so daß über die
Treiberschaltung 3 und Leitung 31 die Leistungsschalter 4 geschlossen, oder anders ausgedrückt, im durchgeschalteten
Zustand bleiben. Wenn das Zustandssignal der Leitung 21 höher ist als die obere Hüllkurve 16
(Leitung 112), verschwindet das Signal der Leitungen 22 und 31. Die Leitungsschalter 4 werden dann in
sperrenden Zustand gebracht. Der Arbeitsstromfluß im Kreis beginnt sich darauf über die Diode 6 mit einer
durch die Leitungskenndaten beeinflußten Schnelligkeit abzusenken. Wenn das Zustandssignal der Leitung 21
unterhalb der unteren Hüllkurve 17 (Leitung 113) sinkt, gibt der Vergleicher 2 ein Ausgangssignal auf die
Leitung 22. Die Treiber-Schaltung 3 gibt ein Signal auf die Leitung 31, so daß die Leistungsschalter 4 wieder
durchgeschaltet werden.
Durch diese beschriebenen Vorgänge wird erreicht, daß der Strom im funkenerosiven Kreis 5,7,8a, Sb, 9 im
gewünschten Bereich zwischen den beiden Hüllkurven 16, 17 bleibt. Der Vergleich zwischen dem Zustandssignal
der Leitung 22 und den Hüllkurven-Signalen der Leitungen 112, 113 erfolgt kontinuierlich. Die elektrischen
Parameter wie Amplitude, Wiederholungsfrequenz, Tastverhältnis (duty factor) und die Form der
Arbeitsimpulse entsprechen daher genau den im Taktgeber 1 vorgegebenen Parametern. Wie bereits
erwähnt, können am Eingang 111 des Taktgebers 1 nicht nur automatische, numerische Steuersysteme, sondern
auch Optimierungssysteme angeschlossen werden. Besonders bei den modernen Optimierungssystemen
müssen die elektrischen Parameter der Arbeitsimpulse sehr schnell geändert werden, wenn eine Tendenz zu
einer Entartung der physikalischen Zustände im Arbeitsspalt 9 festgestellt wird. Diese schnelle Änderung
muß während der Dauer eines Arbeitsimpulses durchgeführt werden können, was mit den bekannten
Erosionsgeneratoren nicht bewerkstelligt werden konnte. Bei dem erfindungsgemäßen Generator ist diese
schnelle Änderung ohne weiteres möglich.
Das Ausführungsbeispiel der Fig.3 zeigt eine Zusatzvorrichtung 10, 11, 12, 13, welche Zündimpulse
zum Durchschlagen des Arbeitsspaltes 9 liefert. Diese Zusatzvorrichtung wird an den Klemmen 114 in Serie in
den funkenerosiven Kreis 5, 6, 7, 8a, Sb, 9 eingefügt, wenn bei extrem breitem Arbeitsspalt 9 erodiert werden
soll oder wenn die Quelle 5 nicht ausreichend sein sollte. Die Zündimpulse werden meistens dem Anfangstell des
Arbeitsimpulses überlagert Dies erfolgt durch den Transistor 11, der über die Synchronisationseinrichtung
13 im richtigen Zeitpunkt die Spannungsquelle 12 einschaltet Eine Nebenschluß-Diode 10 ist vorgesehen,
damit der Strom im funkenerosiven Kreis 4,5,6, 7, 8a,
Sb, 9 fließen kann, wenn der Transistor 11 in den nichtleitenden Zustand gebracht wird. Die übrigen
Bauelemente der Fig.3 entsprechen in leder Hinsicht
der Fig. 1. Es sei noch darauf hingewiesen, daß das Ausführungsbeispiel der F i g. 1 prinzipiell sämtliche
Formen von Arbeitsimpulsen auch mit besonderen Zündimpulsen erzeugen kann. Das Ausführungsbeispiel
der F i g. 3 wird nur in den beiden Ausnahmefällen der zu kleinen Spannung der Quelle 5 und bei extrem
breitem Arbeitsspalt 9 verwendet
Das Ausführungsbeispiel der F i g. 4 zeigt eine andere Schaltung zur Überlagerung eines Zündimpulses auf
einen Teil des Arbeitsimpulses. Die Zusatzvorrichtung 10, U, 12, 13, die aus den gleichen Bauelementen
besteht, ist an den Klemmen 114 parallel in dem funkenerosiven Kreis 5, 6, 7, 8a, Sb, 9 angeordnet Die
Anordnung der F i g. 4 wird ebenfalls nur in den beiden sehr seltenen Ausnahmefällen verwendet, wenn die
Quelle 5 eine zu kleine Spannung hat und wenn mit extrem breitem Arbeitsspalt 9 erodiert werden soll.
In der F i g. 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Generators mit sogenannter
Schnellabschaltung gezeichnet Wenn ein Arbeitsstromimpuls aus technologischen Gründen mit steilerer
Abstiegsflanke gewünscht wird, als das wie beschrieben die Eigenschaften der Leitungen 8a, Sb zulassen, kann
durch eine solche Schaltung dem Arbeitskreis rasch Energie entzogen werden, wodurch wiederum die
Abstiegsflanke der Arbeitsstromimpulse steiler wird. In diesem Fall wird das Schaltelement 160, das ein
Transistor sein kann, über die Leitung 161 in Synchronismus zu dem Schaltzustand der Leistungsschalter
4 gesteuert. Die Schnellabschaltung erfolgt durch öffnen bzw. durch den nichtleitenden Zustand des
Transistors 160. Hierdurch wird die in den Leitungen 8a, Sb gespeicherte Energie sehr schnell in den Energiespeicher
15 urngeladen, so daß der Arbeitsimpuls die gewünschte steile Abfallflanke genau nach Vorschrift
der Hüllkurven 16, 17 bekommt. Die Synchronisation zwischen dem Transistor 160 und dem Leistungsschalter
4 wird durch den Taktgeber 1 gesteuert Wenn eine Schnellabschaltung des am Arbeitsspalt 9 anliegenden
Arbeitsimpulses erforderlich ist, wird vom Taktgeber 1 ein Schnellabschalter-Signal erzeugt und über eine
Leitung 116 auf eine weitere Treiberschaltung 3a gegeben. Diese Treiberschaltung 3a gibt über Leitung
161 ein Signal auf die Basis des Transistors 160, welcher sofort geöffnet bzw. in den nichtleitenden Zustand
gebracht wird. Die Umladung der Energie des funkenerosiven Stromkreises in den Energiespeicher 15
erfolgt sofort, so daß der Strom im funkenerosiven Kreis besonders rasch abfällt Der parallel zum Speicher
15 angeordnete Widerstand 151 sorgt für dessen Entladung.
In der F i g. 6 sind die Vergleicherschaltung 2 und die Treiberschaltung 3 im Detail dargestellt. Die nicht
gezeichnete Schaltung für den Taktgeber 1 gemäß Fig. 1 gibt über die Leitungen 112 und 113 das obere
Pegelsigna! als maximale Hüllkurve 16 und das untere Pegelsignal als minimale Hüllkurve 17. Über die Leitung
21 gelangt das Zustandsignal vom Detektor 7 ebenfalls in den Vergleicher Z Die Leitung 112 (obere Hüllkurve
16) und die Leitung 21 (Zustand des funkenerosiven Kreises) sind an je einen Eingang des Spannungsvergleichers
23 angeschlossen. Die Leitung 113 (untere Hüllkurve) und die Leitung 21 sind mit je einem Eingang
des Spannungs-Vergleichers 24 verbunden.
Bei Unterschreiten der unteren Hüllkurve 17 (Leitung
113) setzt der Spannungsvergleicher 24 über seine
Ausgangsleitung 241 die nachfolgende bistabile Kippstufe 25 in ihren einen Zustand. Dies ergibt ein Signal auf
der Ausgangsleitung 22, welches über die beiden Dioden Du D1 auf den Transistor Tn gelangt Dieser Transistor
verstärkt das Signal und bringt es auf ein geeignetes
Spannungsniveau, um hierdurch die nachfolgenden
Transistoren 7/2, 7>3, welche als Komplementärstromquelle
geschaltet sind, zu steuern. Diese Komplementär-Stromquelle 7>2, 7"h ermöglicht eine große Variation der
Speisespannung an den Klemmen 32, 33. Dieser vorteilhafte große Änderungs-Bereich der Speisespannung
ergibt sich dadurch, daß ein vom Widerstand Rt eingeprägter Strom auf das Basis-Netzwerk des
Transistors Tn (Rs, Rs, R\o und Ci) und ebenfalls auf das
Basis-Netzwerk des Transistors Tr5 (R+, R1, R9 und C2)
gegeben wird. Durch diese besondere Anordnung sind ία die Basis-Signale, welche auf die Transistoren 7"a und
7/5 gegeben werden, von der Speisespannung an den
Klemmen 32,33 in jeder Beziehung unabhängig. Ferner erlaubt die Emitter-Komplementärschaltung der beiden
Transistoren 7"a, 7/5 bei hohem Strom die Verluste in
diesen Transistoren auf einem Minimum zu halten. Die Anordnung der Treiber-Schaltung 3 erlaubt hohe
Ströme der Ausgangssignale auf der Ausgangsleitung 31 bei hoher Schaltgeschwindigkeit und gutem Wirkungsgrad.
Das Signal auf der Leitung 22 wird verstärkt und mit hoher Geschwindigkeit auf die Leitung 31 zu den
Leistungsschaltern 4 gegeben, die dadurch in den leitenden Zustand gebracht werden und somit die
Stromquelle 5 in den funkenerosiven Kreis einschalten. Hierdurch erhöht sich der Betrag des Zustandssignals
der Leitung 21, so daß die untere Hüllkurve 17 auf der Leitung 113 nicht mehr unterschritten wird. Der
Spannungs-Vergleicher 24 gibt kein Signal mehr auf seiner Ausgangsleitung 241. Die bistabile Kippstufe 25
bleibt jedoch in ihrem gesetzten Zustand, so daß die Leistungsschalter 4 ebenfalls im leitenden Zustand
verbleiben. Dieser Zustand bleibt so lange aufrechterhalten, wie das Zustandssignal auf der Leitung 21 im
gewünschten Bereich zwischen den beiden Hüllkurven 16, 17 (Leitungen 112, 113) liegt. Wenn die obere
Hüllkurve 16 der Leitung 112 durch das Zustandssignal 21 überschritten wird, gibt der Spannungs-Vergleicher
23 ein Signal auf seiner Ausgangsleitung 231 ab zur bistabilen Kippstufe 25, welche in ihren anderen
Zustand rückgesetzt wird. Hierdurch verlöscht das Signal auf der Ausgangsleitung 22. Die Transistoren Tn,
7/2, 7a, Trs schalten in ihren nichtleitenden Zustand, so
daß auch das Signal auf der Leitung 31 verlöscht. Die Leistungsschalter 4 trennen nun die Energiequelle 5 und
den Bearbeitungsspalt. An dieser Stelle sei erwähnt, daß das Ein- und Abschalten der Stromquelle 5 durch die
Leistungsschalter 4 im funkenerosiven Kreis mehrere Male während der Zeitdauer eines Arbeitsimpulses
durchgeführt wird. Die Schaltungsanordnung der F i g. 6 ist für die sehr hohe Schaltgeschwindigkeit konstruiert.
Ferner werden die Signale auf der Ausgangsleitung 31 mit relativ hohen Strömen auf die Leistungsschalter 4
gegeben, so daß die einwandfreie Schaltung dieser Schalter gewährleistet ist.
In der F i g. 7 ist eine Schaltung 170 vorgesehen, mit
deren Hilfe man die Stromanstiegsgeschwindigkeit messen kann während der Einschaltdauer der Leistungsschalter
4, d.h. während die Stromquelle 5 des Funkenerosionskreises eingeschaltet ist Diese Schaltung
170 kann anstelle der bereits im Zusammenhang eo mit den F i g. 1,3,4,5 erwähnten Optimierungssysteme
verwendet werden. Sie stellt ein vereinfachtes System zur Optimierung dar. Die Schaltung 170 ist mit ihrem ·
Eingang 171 an die Leitung 21 angeschlossen, auf
welcher das Zustandssignal des Funkenerosionskreises liegt Der eine Ausgang 172 der Schaltung 170 ist an den
Eingang 111 des Taktgebers 1 anstelle der Optimierungssysteme
angeschlossen. Ein zweiter Ausgang 173 der Schaltung 170 ist für die Servoregelung gedacht.
Man erhält durch die Schaltung 170 ein genaues, wirklichkeitsgetreues Bild über den Stromanstieg beim
Arbeitsimpuls und kann sofort feststellen, ob eine Entartung des Arbeitsimpulses zu erwarten ist oder
vielleicht schon vorliegt. Zum Beispiel kann im Arbeitsspalt 9 eine Tendenz zum Kurzschluß vorhanden
sein. Dies stellt die Schaltung 170 sofort fest und gibt über Ausgang 172 und Eingang 111 dem Taktgeber 1 ein
Signal zur Änderung der Hüllkurven 16,17. Der andere Ausgang 173 der Schaltung 170 gibt auf der Leitung 173
ein analoges Mittelwertsignal für die nicht dargestellte Servo-Anordnung, welche die Bearbeitungselektrode 91
in Richtung Werkstück 92 unter Einhaltung des günstigsten Arbeitsspalts 9 bewegt oder vom Werkstück
92 zurückzieht, wenn eine Entartung der Arbeitsimpulse im Arbeitsspalt sich abzeichnet.
In der Fig. 8 ist die Schaltung 170 detailliert gezeichnet. Es sei angenommen, daß auf der Leitung 21
ein Zustandssignal vorhanden ist, wie unterhalb dieser Leitung gezeichnet. Die Kurve des Zustandssignals
zeigt zu Anfang einen Stromanstieg im Funkenerosionskreis, dann einen kleinen Abfall und anschließend einen
sehr stellen Stromanstieg, der auf die Tendenz eines Kurzschlusses im Arbeitsspalt 9 schließen lassen könnte.
Anschließend fällt der Strom im Funkenerosionskreis wieder auf den Wert Null ab. Das so geformte
Zustandssignal gelangt auf den Verstärker 174, welcher auch ein Differenzierglied enthält. Hier wird das
Zustandssignal verstärkt und differenziert. Am Ausgang 176 erhält man ein Signal, wie es in der Nähe des
dortigen Verbindungspunkts gezeichnet ist.
Dem Stromanstieg des Eingangssignals (Leitung 171) entspricht ein positiver, rechteckiger Impuls (Ausgang
176); dem Stromabfall des Eingangssignals entspricht ein negativer, rechteckiger Impuls auf der Ausgangsseite.
Der extrem steile Stromanstieg des Eingangssignals macht sich auf der Ausgangsseite durch einen
rechteckförmigen Impuls mit großer positiver Amplitude bemerkbar. Dem Stromabfall des Eingangssignals
entspricht der rechteckförmige, negative Impuls auf der Ausgangsseite 176. Dieses Signal wird im Spannungs-Vergleicher
177 verglichen mit einer Bezugsspannung Uref. Diese Bezugsspannung wird so eingestellt, daß
z. B. steile Stromanstiege, welche die Tendenz zu einem Kurzschluß im Arbeitsspalt 9 anzeigen können, ein
Signal auf der Ausgangsleitung 172 des Spannungs-Vergleichers 177 ergeben. Die Bezugsspannung wird bei
Inbetriebnahme des erfindungsgemäßen Generators unter Berücksichtigung der wirklichkeitsgetreuen Verhältnisse
im Funkenerosionskreis eingestellt. Gemäß Fig.8 gelangt das Ausgangssignal der Leitung 172, das
die Tendenz zur Kurzschiußbiidung im Arbeitsspalt 9
anzeigt auf die Leitung 111 in den Taktgeber 1. Hier bewirkt dieser Impuls, daß z. B. die obere Hüllkurve 16
etwas erhöht wird, und hierdurch wird, vorübergehend natürlich, der Bereich zwischen den beiden Hüllkurven
16, 17 etwas breiter, so daß die Welligkeit des Stromzustahdes im funkenerosiven Kreis erhöht wird.
An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, daß das Signal auf der Ausgangsleitung 172 der Schaltung 170
digital ist und im Taktgeber 1 zur adaptiven Regelung verwendet wird. Das digitale Signal der Ausgangsleitung
172 ist von der Brennspannung Vfs der Funkenstrecke, d.h. der Breite des Arbeitsspaltes 9
abhängig. Dies wird im folgenden noch näher erläutert Von der Ausgangsleitung 176 gelangt das differenzierte
Signal des Stromanstiegs im Funkenerosionskreis auch
auf den einen Eingang einer Gleichrichteranordnung 178, deren anderer Eingang an Masse liegt. Der positive
Teil des Signals wird gleichgerichtet und über die Leitung 180 dem einen Eingang eines Integrators 179
zugeführt. Das gleichgerichtete Signal besteht nun aus einem negativen Impuls mit einer Pause und dem
rechteckförmigen Impuls mit großer Amplitude, wie es am Ausgang 180 dargestellt ist Im Integrator 179 wird
das Signal integriert Das so gewonnene analoge Mittelwertsignal, dessen Form in der Nähe der
Ausgangsleitung 173 gezeichnet ist, dient der Steuerung
des Servo-Systems, d. h. also dem Vorschub bzw. der Rückstellung der Bearbeitungselektrode 91 relativ zum
Werkstück 92. Durch die Schaltung 170 wird, wie bereits erwähnt, der wirklichkeitsgetreue Stromanstieg im
Funkenerosionskreis der Fig. 1, 3, 4, 5, 7 wie folgt
gemessen:
E_
L
Vsp - Vjs
df L L
wobei
Vsp = Speisespannung = konstant
Vsp = Speisespannung = konstant
L = Leitungsinduktivität — konstant
Vfs = Brennspannung der Funkenstrecke
daraus folgt:
daraus folgt:
Stromanstieg -r— = f(Vfs).
Die Schaltung 170 ermöglicht daher eine sehr schnelle Adaption der elektrischen Parameter für die Arbeitsimpulse
und eine sehr schnelle Reaktion des Servo-Systems bei unstabilen Entladungen im Arbeitsspalt 9.
In der Fig.9 ist eine Anzahl von Arbeitsimpulsen dargestellt, die durch entsprechend vorgegebene Hüllkurvenpaare
16,17 gebildet werden. In der F i g. 9a sind zwei Impulse gezeichnet, deren Scheitel mit dreieckförmigen
kleinen Impulsen versehen sind. Solche Arbeits-ο impulse verwendet man für eine schnelle Entfernung des
erodierten Materials von der Oberfläche des Werkstücks 92, und zwar während der flüssigen Phase des
Materials. Die Arbeitsimpulse der F i g. 9a werden also für die erosive Grobarbeit verwendet, bei welcher
innerhalb kurzer Zeit möglichst viel Material vom Werkstück 92 abgetragen werden muß.
Die Impulse der Fig.9b werden ebenfalls für die
erosive Grobarbeit verwendet.
Die Fig.9c zeigt kleine dreieckförmige Impulse mit
großen Pausen zwischen den Impulsen. Diese Impulse werden für die erosive Feinarbeit verwendet, bei
welcher der Materialabtrag keine große Rolle spielt, sondern die Oberfläche und die genaue Maßhaltigkeit
die wesentlichen Kriterien sind. Die F i g. 9d, 9e und 9f zeigen spezielle Formen von Arbeiisimpulsen, die bei
besonderen erosiven Prozeßtypen Verwendung finden. Es handelt sich um Impulsformen wie sie durch die
Hüllkurvenpaare 16, 17 der Fig. 2a, 2b, 2c geformt wurden.
Hierzu 5 Blatt Zeichnuneen
Claims (3)
1. Statischer Impulsgenerator zur funkenerosiven Metallbearbeitung, mit einem Taktgeber zur Steuerung
des Arbeitstaktes eines. Halbleiterschalters für die Energiequelle im funkenerosiven Kreis, dadurch
gekennzeichnet, daß der Taktgeber (1) zwei elektrische Signale (16, 17) erzeugt, von
denen das erste einer oberen Hüllkurve und das zweite einer unteren Hüllkurve des gewünschten
zeitlichen Verlaufs des Arbeitsstromimpulses entspricht, daß ein Vergleicher (2) diese Signale
kontinuierlich mit dem Augenblickswert des Arbeitsstromimpulses vergleicht, daß das digitale
Ausgangssignal des Vergleichers (2) über eine Treiberschaltung (3) den Halbleiterschalter (4)
durchlässig schaltet, wenn der Augenblickswert des Arbeitsstromimpulses kleiner oder gleich dem durch
die untere Hüllkurve festgelegten AugenbJicks-Sollwert
ist und den Halbleiterschalter (4) sperrt, wenn der Augenblickswert des Arbeitsstromimpulses
größer oder gleich dem durch die obere Hüllkurve festgelegten Augenblicks-Sollwert ist, und daß eine
Diode (6) über die Energiequelle (5) und den Halbleiterschalter (4), in Stromflußrichtung gepolt,
geschaltet ist
2. Impulsgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Taktgeber (1) einen
Eingang (111) aufweist für den Anschluß eines numerischen Steuersystems (170) zum Steuern der
als Hüllkurven (16,17) vorliegenden Pegelsignale.
3. Impulsgenerator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Treiberschaltung
(3) folgende Baugruppen enthält:
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH785575A CH591920A5 (de) | 1975-06-17 | 1975-06-17 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2547767A1 DE2547767A1 (de) | 1976-12-23 |
DE2547767B2 DE2547767B2 (de) | 1979-11-08 |
DE2547767C3 true DE2547767C3 (de) | 1984-02-09 |
Family
ID=4331442
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19752547767 Expired DE2547767C3 (de) | 1975-06-17 | 1975-10-24 | Impulsgenerator zur funkenerosiven Metallbearbeitung |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
BR (1) | BR7600056A (de) |
CH (1) | CH591920A5 (de) |
DE (1) | DE2547767C3 (de) |
FR (1) | FR2314801A1 (de) |
IT (1) | IT1055126B (de) |
SE (1) | SE419418B (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0160989A2 (de) * | 1984-05-11 | 1985-11-13 | AG für industrielle Elektronik AGIE Losone bei Locarno | Impulsgenerator zur funkenerosiven Metallbearbeitung |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6055249B2 (ja) * | 1979-02-09 | 1985-12-04 | 株式会社井上ジャパックス研究所 | 放電加工装置 |
JPS55164428A (en) * | 1979-06-06 | 1980-12-22 | Inoue Japax Res Inc | System for electric discharge machining |
US4441005A (en) * | 1980-05-06 | 1984-04-03 | Sodick Co., Ltd. | EDM Pulse generator with a variable output inductor for producing pulse with gradually rising edges |
US4453069A (en) * | 1981-05-02 | 1984-06-05 | Inoue-Japax Research Incorporated | EDM Pulse forming circuit arrangement and method |
DE3326866C2 (de) * | 1983-07-26 | 1985-10-10 | Aeg-Elotherm Gmbh, 5630 Remscheid | Elektrischer Generator für die funkenerosive Metallbearbeitung |
DE3622520A1 (de) * | 1986-07-04 | 1988-01-07 | Deckel Ag Friedrich | Verfahren und einrichtung zur ueberwachung eines funkenerodier-prozesses in einer funkenerodiermaschine |
JPS63156618A (ja) * | 1986-12-22 | 1988-06-29 | Hoden Seimitsu Kako Kenkyusho Ltd | 放電加工装置 |
JPS63174816A (ja) * | 1987-01-16 | 1988-07-19 | Hoden Seimitsu Kako Kenkyusho Ltd | 放電加工機用電源装置 |
JP2749656B2 (ja) * | 1989-08-16 | 1998-05-13 | 株式会社放電精密加工研究所 | 放電加工用電源回路 |
DE4107910A1 (de) * | 1991-03-12 | 1992-09-17 | Agie Ag Ind Elektronik | Impulsgenerator fuer funkenerosive bearbeitung sowie hierfuer geeignetes verfahren |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3604885A (en) * | 1968-07-05 | 1971-09-14 | Inoue K | Edm power supply for generating self-adaptive discharge pulses |
BE755328A (fr) * | 1969-08-26 | 1971-02-01 | Agie Ag Ind Elektronik | Appareillage comprenant au moins deux generateurs d'impulsions sans organes accumulateurs pour l'usinage par electro-erosion |
CH563835A5 (de) * | 1972-06-16 | 1975-07-15 | Charmilles Sa Ateliers | |
US3832510A (en) * | 1972-06-16 | 1974-08-27 | Charmilles Sa Ateliers | Pulse generator for edm machine |
CH569545A5 (de) * | 1973-08-31 | 1975-11-28 | Charmilles Sa Ateliers |
-
1975
- 1975-06-17 CH CH785575A patent/CH591920A5/xx not_active IP Right Cessation
- 1975-10-24 DE DE19752547767 patent/DE2547767C3/de not_active Expired
- 1975-11-05 SE SE7512371A patent/SE419418B/xx not_active IP Right Cessation
- 1975-12-09 FR FR7537577A patent/FR2314801A1/fr active Granted
-
1976
- 1976-01-07 BR BR7600056A patent/BR7600056A/pt unknown
- 1976-02-05 IT IT1993076A patent/IT1055126B/it active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0160989A2 (de) * | 1984-05-11 | 1985-11-13 | AG für industrielle Elektronik AGIE Losone bei Locarno | Impulsgenerator zur funkenerosiven Metallbearbeitung |
EP0160989A3 (en) * | 1984-05-11 | 1986-01-02 | Ag Fur Industrielle Elektronik Agie Losone Bei Locarno | Impulse generator for the spark erosion machining of metal |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2547767A1 (de) | 1976-12-23 |
CH591920A5 (de) | 1977-10-14 |
FR2314801A1 (fr) | 1977-01-14 |
BR7600056A (pt) | 1977-05-10 |
DE2547767B2 (de) | 1979-11-08 |
IT1055126B (it) | 1981-12-21 |
SE7512371L (sv) | 1976-12-18 |
FR2314801B1 (de) | 1979-06-01 |
SE419418B (sv) | 1981-08-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE1934140C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Elektroentladungsbearbeitung | |
DE69208611T2 (de) | Drahtschneidefunkenerosionsmaschine | |
DE2614765C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur funkenerosiven Bearbeitung | |
DE3305058C2 (de) | Steuerschaltung für eine Hoch-Gleichspannungsquelle für eine elektrostatische Beschichtungsanlage | |
DE69021049T2 (de) | Regelvorrichtung für einen plasmabogen. | |
DE2547767C3 (de) | Impulsgenerator zur funkenerosiven Metallbearbeitung | |
DE3204838C2 (de) | ||
DE1067546B (de) | Schaltanordnung zur Funkenerosion mit selbsttaetig veraenderbarem Ladewiderstand | |
DE1008428B (de) | Verfahren und Einrichtung zur Funkenerosion mittels Wechselstroms | |
DE2250872C3 (de) | Verfahren und Einrichtung zum elektroerosiven Bearbeiten | |
DE1128063B (de) | Schaltanordnung fuer Elektro-Erosion mit pulsierendem Gleichstrom | |
DE1440951B1 (de) | Impulsgenerator fuer elektroerosive Metallbearbeitung mit einem speicherfreien Erosionskreis | |
DE3107580A1 (de) | Impulsgenerator | |
DE3422399C2 (de) | Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Erodierimpulsen an einer Funkenerosionsanlage | |
DE2545974A1 (de) | Vorrichtung zum steuern des bearbeitungsprozesses einer erosionsanlage auf optimalen betriebszustand | |
DE2804636A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur elektroerosiven funkenbearbeitung | |
DE1565225C3 (de) | Vorrichtung zur Bearbeitung durch Funkenerosion mit gesteuerten Impulsen | |
DE2140241C3 (de) | Verfahren zur Regelung des Betriebszustandes einer Anlage zur Plasmalichtbogenbearbeitung von Werkstücken und Plasmalichtbogenbearbeitungsanlage | |
DE3419943C2 (de) | Verfahren zur Erzeugung einer elektroerosiven Entladespannung und Drahtschneidmaschine zur Durchführung des Verfahrens | |
DE2316604B2 (de) | Verfahren zur funkenerosiven Bearbeitung | |
DE4441055C1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung von Funkenerosionsprozessen | |
DE2407017B2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Elektroerosionsbearbeitung | |
DE2302040A1 (de) | Schaltung zur verwendung bei elektroerosionsmaschinen | |
EP0401415B2 (de) | Generator zum funkenerosiven Schneiden von metallischen Werkstücken mittels einer aus flüssigem oder festem Material bestehenden Elektrode | |
DE3228258C2 (de) | Verfahren zur automatischen Prozessführung beim funkenerosiven Bearbeiten |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8281 | Inventor (new situation) |
Free format text: ULLMANN, WERNER, DR., LOCARNO, CH BUEHLER, ERNST, TENERO, CH |
|
AG | Has addition no. |
Ref country code: DE Ref document number: 2622878 Format of ref document f/p: P |
|
AG | Has addition no. |
Ref country code: DE Ref document number: 2622878 Format of ref document f/p: P |
|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |