DE2607044A1 - Servo-vorschub-system - Google Patents
Servo-vorschub-systemInfo
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Description
PATCNTAf 1 WALTE A. GRÜNECKER
DlPU -IMS.
H. KINKELDEY
DR !NG
W. STOCKMAlR
DR.-1NG A«c ICALrECHI
K. SCHUMANN
P. H. JAKOB
G. BEZOLD
Oft RERNAT.- DlPU-CHEM.
MÜNCHEN
E. K. WEIL
DR RER OEC ING.
LINDAU
MÜNCHEN 22
20. Februar 1976
P 10113
COLT INDUSTRIES OPERATING COlR?
(Elox Division)
P.O. Box 2227, Griffith Hoad
Davidson, Forth Carolina 28OJo
(Elox Division)
P.O. Box 2227, Griffith Hoad
Davidson, Forth Carolina 28OJo
USA
Servo-Vorschub-System
Die Erfindung "betrifft ein Servo-Vo rs chub-Sy stern für eine abtragende
Bearbeitungsvorrichtung nach dem elektrischen Entladungsprinzip mit einer Drahtelektrode und einem Werkstück, dessen relative Verschiebung
durch zumindest einen elektrisch betriebenen Schrittmotor gesteuert ist.
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wenn sich in einer elektroerosiven Bearbeitungsmaschine der Zustand
einstellt, der als "Spaltkurzschlußzustand" bekannt ist, wenn z.B. ein Kontakt oder ein schwebender Kontakt zwischen der
Drahtelektrode und dem Werkstück oder ein überbrücken von Teilen
solcher Elemente stattfindet, ist es notwendig, ein oder beide der folgenden Verfahren durchzuführen. Der Bearbeitungsstrom
sollte unterbrochen werden oder bis zur Wiederaufnahme normaler Bearbeitung im wesentlichen vermindert werden, oder die Servo-Vorschub-Hegelung
sollte aufrechterhalten x-;erden, um das Vorrücken
des Werkstücks relativ zur Elektrode anzuhalten, bis sich der Zustand gemildert hat. Beim Drahtelektrodenschneiden, bei dem
der Weg oft krummlinig oder um scharfe Ecken verläuft, ist es nicht möglich, eine nennenswerte Zurückführung wie zwischen der
Elektrode und dem Werkstück ohne weitere Komplizierung des Problems zu schaffen. Andere Arten von Servo-Vorscliub-Anordnungen für Drahtelektroden
sind bekannt, die das Surückverfolgen %ron Drahtelektrodenbahnen
für einen vorbestimmten Abstand und dann eine Wiederaufnahme eines Vorwärts-Servo-Yorschubs vorsehen, wenn der SpaltkurzSchluß
aufgehoben ist.
Die Erfindung schafft, wie aus ihrer Arbeitsweise festgestellt werden kann, ein verbessertes Servo-Vorschub-System, das auf solche
Weise arbeitet, daß das Zurückverfolgen der vorherigen Schneidbahn als nicht notwendig aufgegeben wird aufgrund der geeigneten Regelung,
die über die Frequenz von Schrittimpulsen ausgeübt wird, die dem
in dem 03/stem verwendeten Schrittmotor oder den Schrittmotoren
geliefert werden.
Die Erfindung ist besonders für eine Verwendung bei jenen Ausführungen
von Energieversorgungseinrichtungen für abtragende Bearbeitungsvorrichtungen nach dem elektrischen Entladungsprinzip
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ßAD OBiGINAL
26070U
-angeeignet, in denen der Impulsgenerator, die Steuerstufe und die
Ausgangsschalter Transistoren oder andere elektronische Schalter
sind und in denen der Impulsgenerator zum unabhängig arbeitenden Typ gehört, wie z.B. ein Multivibrator, Oszillator oder dergl.
Obwohl Transistoren als die elektronischen Schalter in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel verwendet werden, ist die Erfindung
nicht auf eine Vervrendung von solchen Schaltern beschränkt. Mit einem "elektronischen Schalter" ist jedes elektronische Steuergerät
mit einer Vielzahl von Elektroden gemeint, das zumindest zv/ei Haupt- oder 1eistungsführende Elektroden umfaßt, die antworten,
um den Stromfluß im Hauptstromkreis zu steuern, wobei die Leitfähigkeit des Hauptstromkreises von einer Steuerelektrode
innerhalb des Schalters gesteuert wird, wodurch die Leitfähigkeit des Hauptstromkreises statisch oder elektrisch stabilisiert wird
ohne die Bewegung irgendeines mechanischen Elements innerhalb des Schalters. Innerhalb dieser Definition, die zwecks Erläuterung,
aber nicht als Beschränkung des Erfindungsumfangs gegeben wird,
sind Vakuumröhren, Transistoren, Halbleiter-Steuergleichrichter und dergl. eingeschlossen.
Verschiedene bekannte SpaltkurzSchlußschutzsysteme wurden entwickelt,
die eine Reduzierung des 3earbeitungsstromes als Antwort auf den ungewöhnlichen Bearbeitungsspaltzustand vorsehen. Ein
Beispiel eines solchen KurzSchlußschutzsystems ist in der US-PS
3 855 4-^3 offenbart. In jener Patentschrift wird ein System beschrieben,
das als Antwort auf einen Spaltkurzschlußzustand die Ausschaltzeit verlängert und einer vorbestimmten Impulsreihe
ermöglicht, an den Spalt angelegt zu werden. Die an den Spalt während des Spaltkurzschiußzustandes gelieferten Impulse entsprechen
normaler Einschalt- und Ausschaltzeit und Frequenz für Bearbeitungsimpulse. So wird eine Impulsreihe geliefert, auf die
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dann ein verlängertes Ausschaltzeitintervall folgt, das in der
Größenordnung eines Mehrfachen der Dauer der Ausschaltzeit der ersten Inpulsreihe liegt. Das System schließt Einrichtungen zur
Lieferung und Voreinstellung der Anzahl von Impulsreihen ein, die während des SpaltkurzschluSzustandes durchgelassen werden.
Bei einer Drahtelektrodenschneidvorrichtung hat sich herausgestellt,
daß es vorteilhaft ist, während der Spaltkürzschlußperiode nicht nur den an den Spalt gelieferten Strom zu reduzieren,
sondern auch sofort das Servo-Vorschub-System durch Schaltkreise und Einrichtungen zu beeinflussen und zu steuern, die in Verbindung
mit der technischen Lehre der Erfindung eingeschlossen sind.
Die Erfindung schafft somit ein Servo-Vorschub-Systera, das den Vorschub
eines Werkstücks relativ zu einer Drahtelektrode mit beinahe
sofortiger Antwort auf einen Spaltkurzschlußzustand auf eine solche Weise beeinflußt, daß das Vorrücken des Werkstücks relativ
zur Drahtelektrode wirksam gestoppt wird. Das System enthält
einen gesteuerten Oszillator, der den Steuermotoren des Servo-Vorschub-Systems
Vorschubimpulse mit einer Frequenz liefert, die
eine Funktion der Spaltspannung ist, so daß eine geeignete Steuerung der Vorschubgeschwindigkeit vorgesehen ist, wenn die
Bearbeitung normal fortschreitet, um die Situation zu meistern,
x«renn ein Spaltkurzschlußzustand vorliegt, ohne daß jedoch ein Zurückführen oder Zurückverfolgen der Schneidbahn notwendig wird,
ist in dem Servo-Vorschub-System eine voreinstellbare H-Teilerstufe
enthalten, die während der Fortdauer des Spaltkurzschlußzustandes die Anzahl der Schrittimpulse drastisch verringert, die
den Servo-Vorschub-Ilotoren geliefert werden. Außerdem ist in dem
System eine Abschaltstufe enthalten, die auf einen Spaltkurzschluß
antwortet und einen Durchfluß einer drastisch verringerten Anzahl
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von Impulsen aus der IT-Teilerstufe ermöglicht, um die Vorschubgeschwindigkeit
für die Fortdauer des Spaltkurzschlußzustandes zu verlangsamen. Sobald der Spaltkurzschlußspannungspegel beseitigt
ist, schaltet ein geändertes Ausgangssignal von der Abschaltstufe das Impulsausgangssignal von der N-Teilerstufe zur Kotorsteuerschaltung
ab und liefert den Motorsteuerschaltungen stattdessen das normale Impulsausgangssignal des spannungsgesteuerten
Oszillators. Um diese Betriebsart durchzuführen, ist ein zwischen dem Ausgang der Abschaltstufe und einem Eingang eines ersten UND-Gatters
liegender Inverter vorgesehen, während noch ein mit dem Ausgang der Abschaltstufe gekoppelter Eingang eines zweiten UND-Gatters
vorgesehen ist. Beide oben erwähnten UND-Gatter sind mit ihren Ausgängen mit einem Eingangspaar eines ODEH-Gatters verbunden,
das dann die Impulsausgangssignale zu den Kotorsteuerschaltungen
steuert.
Ein xveiteres Merkmal der Erfindung umfaßt ein Spaltabtastnetzwerk
für den normalen Servo-Vorschub-Betrieb mit einem optischen Ankopplungskreis,
der einen bedeutend verbesserten Servo-Vorschub
ermöglicht, insbesondere wenn Hehrfachspalten vorhanden sind oder wenn für die Energieversorgung nur ein Impulsgenerator verwendet
wird, um eine Anzahl von verschiedenen nach dem elektrischen Entladungsprinzip arbeitenden Verkzeugbearbeitungsmaschinen zu
speisen, v/obei jede einen unabhängigen Spaltschneidbetrieb besitzt.
Das System enthält ein Paar Schrittmotoren zur Regelung der relativen Verschiebung der Drahtelektrode relativ zum Werkstück,
wobei die Geschwindigkeit der Verschiebung als eine Funktion der Spaltspannung geregelt wird. Zu diesem Zweck enthält das System
einen spannungsgesteuerten Oszillator, dessen Eingang mit dem Bearbeitungsspalt gekoppelt ist und dessen Ausgang mit den
Steuerschaltungen für die zwei Schrittmotoren verbunden ist.
Das System enthält weiter eine Teilerstufe, die in dem System als
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— 6 —
— O ~
Antwort auf einen einen Kurzschlußzustand in dem Bearbeitungnspalt
anzeigenden Spannungsabfall "betriebsbereit wird, so daß
eine drastisch verringerte Anzahl von Schrittimpulsen den Motoren während der Dauer des Kurzsclhußzustandes in dem Bearbeitungsspalt geliefert wird. Nach Beseitigung des Kurzschlußzustandes in
dem Bearbeitungsspalt ermöglicht ein Spannungsanstieg ein Umschalten über mehrere verschiedene Steuerungsstufen, um das
Ausgangssignal des spannungsgesteuerten Oszillators wieder in seinen
normalen Frequenzbereich zurückzuführen, so daß der Vorschub der Elektroden relativ zum Werkstück wieder fortgesetzt
wird.
Die Erfindung,, ihre Arbeitsweise, ihre Eigenschaften und Vorteile
und die Verbesserungen, die sie leistet, werden besser im Zusammenhang
mit der folgenden Beschreibung und anhand der Zeichnung, verstanden,
in der gleiche Bezugszeichen für ähnliche oder gleiche vorliegende Teile verwendet werden; es zeigen:
Fig. Λ ein kombiniertes schematisch.es Block-Schaltbild der
Erfindung mit der Einzelheit der enthaltenen Energieversorgung für abtragende Bearbeitung nach dem elektrichen
Entladungsprinzip, der Abschaltstufe und der einbezogenen Spaltabtastschaltung;
Fig. 2 ein kombiniertes schematisches Block-Schaltbild der grundlegenden Arbeitselemente gemäß der Schaltung nach
Fig. Λ und der verbleibenden Elemente des Servo-Vorschub-Systems,
wie sie für die Steuerung der relativen Verschiebung zwischen der Drahtelektrode und dem Werkstück
verwendet werd en;
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Fig. 3 ein schematisch.es Block-Schaltbild eines besonderen
optisch-koppelnden !Metzwerks als v/eitere erfindungsgemäße
Ausgestaltung; und
Fig. 4 ein Diagramm·eines Spannungsverlaufs zur Erläuterung
der Betriebsart der Erfindung.
Die Erfindung wird mit Bezug auf eine Energieversorgungseinrichtung
für eine abtragende Bearbeitungsvorrichtung nach dem elektrischen Entladungsprinzip erläutert, die zwei verschiedene Impulsgeneratoren
enthält, wobei der eine während des normalen Schneidbetriebes mit einem variablen und steuerbaren Einschaltzeit-Ausschaltzeit-Verhältnis
oder Tastverhältnis betriebsbereit ist. Der zweite Impulsgenerator \Ί±τά in Phase mit dem ersten Impulsgenerator
betrieben, aber nur verwendet, um Impulse mit einem im wesentlichen begrenzten Tastverhältnis zu liefern, und zwar insbesondere
während der ITachbearbeitungsphase in der Spaltkondensatorbetriebsart.
Diese beiden verschiedenen Betriebsarten und die Art und V/eise, in der die Schaltungen arbeiten, sind in der US-PS
3 832 511 gezeigt und beschrieben.
Der erste der zwei in der Energieversorgungseinrichtung enthaltenen
Impulngeneratoren ist allgemein durch das Bezugszeichen 10 gekennzeichnet
und schließt einen spannungsgesteuerten Oszillator 12 ein, der bei Punkt A^ ein Spannungs'aus gangs signal in der Wellenform
eines Sägezahns liefert. Ein Stufenschalter 14 für Kondensatoren
ist in der Schaltung eingeschlossen, um wahlweise einen Kondensator aus einer Vielzahl von Kondensatoren 16-25 verschiedener Kapazität
in der Schaltung anzuschließen. Der Steuerteil für die Einschalt-Ausschalt-Zeit
des Generators 10 umfaßt einen Stellwiderstand 26 mit einem verstellbaren Widerstand 28 und einem verschiebbaren
Kontaktschleifer 30. In der Schaltung sind zwei strombegrenzende
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widerstände 32 und 34 enthalten, die mit dem Widerstand 28 und.
einem Diodenpaar 36 und 38 jeweils in Reihe geschaltet sind. Sin
weiterer Stufenschalter 39 ist noch vorgesehen, um einen ausgewählten Widerstand aus einer Vielzahl von Widerständen 40a—4Od mit
jeweils verschiedenem Widerstandswert hinzuzufügen. Der erste Impulsgenerator 10 ist typischerweise in einem großen Tastverhältnisbereich
zwischen 1% und 99% betriebsfähig.
Der zweite der beiden Impulsgeneratoren enthält einen rücktriggerbaren
monostabilen Multivibrator 42, der an den Ausgang des Impulsgenerators
10 gekoppelt ist. Es versteht sich, daß der Oszillator 12 und der monostabile Multivibrator 4-2 vorzugsweise als jetzt im
Handel erhältliche integrierte Schaltkreise verkörpert sind. Ein Beispiel für einen spannungsgesteuerten Oszillator, der für eine
Verwendung in der Erfindung geeignet ist, liegt für den Fachmann auf der Hand (SE/SrT 567), ebenso wie ein Beispiel für einen rücktriggerbaren
monostabilen Multivibrator (N74122, jeweils von Signetics Company).
Auf ähnliche Weise wie der erste Generator 10 enthält der monostabile
Multivibrator 42 ein wahlweise variables Widerstands-Kondensator-iTetzwerk,
das einen Stufenschalter 44 und eine Vielzahl von Kondensatoren 45-56 verschiedener Kapazität umfaßt, die
wahlweise in die Schaltung einschaltbar sind, um die Impulsfrequenz des Ausgangssignals aus dem monostabilen Multivibrator 4-2
zu steuern. Auf der rechten Seite des Widerstands-Kondensator-ITetzwerks
ist ein Serienwiderstand 58 und ein Stellwiderstand 60 für ein Voreinstellen der Einschalt-Ausschalt-Betriebszeit des
monostabilen Multivibrators 42 enthalten. Es versteht sich, daß das Tastverhältnis des monostabilen Multivibrators 42 normalerweise auf
einen Wert in der Größenordnung von 30% der verfügbaren maximalen
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Einschaltzeit begrenzt ist. Dies erfolgt, um sicherzustellen, daß während der Spaltkondensatorbearbeitungsphase eine adäquate Zeit
für das Triggern der Ausgangsschalter 160 und 162 und für ein
Laden und Entladen des Spaltkondensators 74 vorgesehen ist, ohne daß sich eine Gleichstrom-Lichtbogenbildung oder ein Spaltkurzschließen
ergibt.
Die nächsten folgenden Stufen in der Energieversorgungsschaltung sind ein UND-Gatter 62 und ein NOK-Gatter 64. Für das UND-Gatter
62 ist ein Widerstands-Kondensator-Zeitnetzwerk vorgesehen, das
einen Widerstand 66 und einen Kondensator 68 enthält. Das Ausgangssignai
aus dem Impulsgenerator 10 ist mit den beispielhaft gezeigten Einschalt-Ausschalt-Zeiten auf einer oberen Leitung 41 auf der
linken Seite der Zeichnung nach Fig. 1 gezeigt. Dieses Signal wird dem LITD-Gatter 62 als ein Eingangssignal geliefert. Ein Schalter
ist mit seinem beweglichen Kontakt in einer offenen Stellung zwischen dem unteren der beiden Eingänge zum UIJD-Gatter 62 und
Erde gezeigt. Ein zweiter Schalter 72 ist als zwischen dem Spaltkondensator
7^- und dem Spalt angeschlossen gezeigt. Der Kondensator 74- ist parallel zum Bearbeitungsspalt zwischen der Drahtelektrode
76 und dem Werkstück 78 während der oben beschriebenen
Kondensatorbetriebsphase angeschlossen. Es versteht sich, daß für abtragende Schneidbearbeitung nach dem elektrischen Entladungsprinzip
mit einer Drahtelektrode eine relativ hohe Bearbeitungsspannung
oft als vorteilhaft angesehen wird, so daß eine Bearbeitung nach der Spaltkondensatorbetriebsart bevorzugt wird. Eine gestrichelte
Linie ist in der Zeichnung enthalten, um die mechanisch verbundene Arbeitsweise der beiden Schalter 70 und 72 anzuzeigen. Es versteht
sich, daß diese gemeinsame Arbeitsweise zwischen den beiden Schaltern 70 und 72, die während eines Schaltübergangs zwischen
der regulären und der Spaltkondensatorbetriebsphase eintritt, genauso schnell erreicht werden konnte, wenn in der Schaltung eine
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Relaisanordnung vorgesehen wäre, in der die Erregung eines
Schalters die Arbeitsweise eines anderen Schalters auslösen würde.
Mit Bezug auf das NOR-Gatter ist ersichtlich, daß es an seinen
beiden Signaleingängen das Ausgangssignal von dem monostabilen
Multivibrator 42 und das Ausgangs signal von dem UND-Gatter 62 empfängt. Die Beschreibung der Arbeitsweise des als Multivibrator
arbeitenden Generators 10 und des Multivibrators 42 und des UND-Gatters
62 und des ilOR-Gatters 64 folgt.
Eine zwischengeschaltete Steuerstufe ist in der Energieversorgungsschaltung enthalten, die allgemein durch das Bezugszeichen 142
gekennzeichnet ist. Die Steuerstufe 142 enthält ein Eingangsnetzwerk mit einem Basiswiderstand 144 und seinem, parallelgeschalteten
Kondensator 146. Vier einzelne Yerstärkerstufen sind in der Steuerstufe
142 enthalten, wobei die erste einen in gewöhnlicher Emitterstufe geschalteten Transistor 148 umfaßt, und die nächsten drei
Stufen Transistoren 1>0, 152 und 154 einschließen, die alle Emitterfolgerstufen
sind. Auch sind in der Eingangsleitung zu jeder der letzten drei Stufen RC-Parallelnetzwerke enthalten. Ein jedes
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solches Signalnetzwerk -umfaßt einen Kondensator 146 und einen
Widerstand 144. Drei einzelne Emitterwiderstände 151, 153 und
155 sind in der Schaltung, wie gezeigt, ebenfalls enthalten.
In der ersten Stufe, die den Transistor 148 und seinen Kollektorwiderstand
149 einschließt, ist der Transistor an eine Torspannung über einen Widerstand 156 angelegt. Der Signalausgang von der
letzten Emitterfolgerstufe mit dem Transistor 154 wird verwendet, um die Arbeitsweise eines als Ausgangsschalter 160 und 162 arbeitenden Transistorpaares zu steuern. Man sieht anhand der Zeichnung,
daß die Ausgangsschalter 160 und 162 parallelgekoppelt und weiterhin in Reihe zwischen einer Hauptgleichstromquelle 168 und dem
Bearbeitungsspalt geschaltet sind, die, wie bereits beschrieben, eine Drahtelektrode 76 und ein Werkstück 78 einschließt, wobei die
gezeigte Plus- und Minus-Polarität anliegt. Der-Bearbeitungsspalt
selbst ist etwas detaillierter hiernach in Pig. 2 gezeigt, wie sie in einem Drahtelektrodenaufbau verkörpert ist. Es versteht sich,
daß auch nur ein einzelner Transistor gekoppelt v/erden kann, obwohl zwei Ausgangstransistoren in der Schaltung in Übereinstimmung mit
dem besonderen Energieerfordernis für die Energieversorgung gezeigt sind, oder eine viel größere Anzahl von Transistoren gekoppelt
werden können, um die notwendige Stromgröße für die Bearbeitung zu liefern.
Bei der normalen Arbeitsweise einer Energieversorgungseinrichtung für abtragende Bearbeitung nach dem elektrischen Entladungsprinzip
werden als Antwort auf das Einschalten und das Ausschalten der Ausgangssehalter 160 und 162 Energieimpulse für die Bearbeitung
über den Spalt geliefert. Die Energieversorgungseinrichtung kann
auch ein Kurzschlußschutzsystem 169 einschließen,das als Blockschaltbild
gezeigt ist. Ein Beispiel eines geeigneten Kurzschlußschutzsystems
ist in der bereits zuvor erwähnten US-PS 3 855 443 offenbart und im Detail in Pig. 1 dort gezeigt.
Weiterhin sind eine Abschaltstufe und eine Spaltabtastschaltung enthalten, die allgemein durch die Bezugszahl 202 bezeichnet sind.
Die Spaltabtasteinrichtung enthält einen PET-Transistor 210. Der
PET-Transistor schließt einen Vorwiderstand 212 ein, der zwischen seinem G-ate und der negativen Anschlußklemme des Spalts an der
Drahtelektrode 76 angeschlossen ist. Auch ist dem PET-Transistor
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ein Belastungswiderstand 214 und ein Potentiometer 216 zugeordnet,
die angeschlossen sind, um den FET-Transistor in Sperrichtung vorzuspannen.
Die Abtastschaltung enthält weiterhin ein monostabiles MuItivibratorenpaar 220 und 222 und einen Inverter 224, dessen
invertierter Ausgang mit der Anschlußklemme "Löschen" eines flankengetriggerten Flip-Flops 226 des Doppel-D-Typs verbunden
ist. Zwei folgende in Reihe geschaltete Inverterstufen 228 und
230 sind zwischen dem Ausgang Q des monostabilen Multivibrators 222 und einem Punkt X verbunden, von wo aus das Eingangssignal für
die Steuerstufen der Servo st euer schaltung geliefert wird. Es wird
als vorteilhaft angesehen, daß wechselweise ein Ausgang vom zweiten Inverter 230 verfügbar ist, der auch dazu dient, die Arbeitsweise
des Kurzschlußschutzsystems 169 zu steuern, wie in der zuvor erwähnten US-PS 3 855 443 beschrieben wird. Die größere Aufmerksamkeit
der hier zu beschreibenden Erfindung gilt dem Servo-Vorschub-System.
Den Stufen der monostabilen MuIt!vibratoren 220 und 222
ist jeweils ein anderes Zeitkonstantnetzwerk 221 und 223, wie
gezeigt, zugeordnet. Ein Abschaltsignal des logischen Pegels 1 ist
auf diese Weise vom Inverter 230 verfügbar, immer wenn ein Spaltkurzschlußzustand
eintritt, wie hiernach in der"BeSchreibung der
Arbeitsweise" weiter beschrieben und erläutert wird.
Das bevorzugte Ausführungsbeispiel ist nicht auf irgendeinen besonderen integrierten Schaltkreistyp beschränkt, wie z.B.
logische Elemente des TTL-Typs oder des DTI-Typs. Integrierte
Schaltkreise sind allgemein wünschenswert im Interesse einer Verringerung der Komplexität von Schaltungen, einer Erhöhung ihrer
Zuverlässigkeit und weiterhin einer Reduzierung der Energieerfordernisse für die Schaltung des Steuersystems.
Fig. 2 zeigt die G-rundbetriebselemente des Servo-Vorschub-Steuersystems,
die den Impulsgenerator und die .Abschaltstufe einschließen,
die in ihrer Gesamtheit in Fig. 1 gezeigt sind, sowie die Drahtelektrode 76 und das Werkstück 78. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird das Werkstück 78 von einem Arbeitstisch getragen,
der sowohl in der Richtung der X-Achse als auch in der Richtung der Y-Achse durch die Arbeitsweise von zwei orthogonal angeordneten
elektrischen Schrittmotoren 79 und 81 verschiebbar ist, die jeweils durch eine nicht gezeigte Führungsschraube mit dem Arbeitstisch ge-
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kuppelt sind. Als Antwort auf den Empfang von Schrittimpulsen an
Anschlußklemmen T und S werden die beiden Steuermotoren in die,geeignete
Richtung in bezug auf die vertikal ausgerichtete Drahtelektrode 76 verschoben. Eine numerische Steuereinheit mit Magnetbandsteuerung
3OO wird typischerweise verwendet, um die Richtung
der Arbeitstischverschiebung zu steuern. Dazu wird auf die eingereichte
amerikanische Anmeldung mit der Serial Nr. 534 292 vom 19.12.74 für "Elektronisches Ausrichtungssystem für eine Drahtelektrode"
Bezug genommen. In dieser Anmeldung wird die Art und Weise gezeigt, in der das Werkstück für eine Verschiebung in zwei
Achsrichtungen auf einem verschiebbaren Arbeitstisch mit einer quer beweglichen Drahtelektrode gehalten werden kann, die in einer
senkrechten Richtung am Werkzeugmaschinenkopf gehalten wird. Obwohl das bevorzugte Ausführungsbeispiel mit Bezug auf einen Aufbau
dargestellt ist, in dem das Werkstück 78. verschiebbar und die Drahtelektrode 76 ortsfest ist, liegt es innerhalb des fachmännisäm.
Könnens eines in dieser Technik bewanderten Fachmanns, mit einer geeigneten Umkehrung der Teile eine verschiebbar gehaltene Elektrode
zu bekommen, die in bezug auf ein stationäres Werkstück um kleinste zunehmende Schritte verschoben wird.
In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel nach Pig. 2 ist auch ein Transistor 83 enthalten, dessen Basis über einen Signalwiderstand
85 mit der negativen Spaltanschlußklemme verbunden ist. Eine Schutzdiode 87 ist parallel zur Basis-Kollektor-Übergangszone des
Transistors 83 geschaltet, und ein Serienwiderstand 89 ist zwischen dem Emitter und Erde angeschlossen. Die Schaltung enthält als
nächstes folgendes Element einen Differentialverstärker 91, dessen
eine Eingangsklemme mit dem Signalausgang des Transistors 83 verbunden ist. Eine variable Referenzspannung wird an die andere
Eingangsklemme des Differentialverstärkers über ein Potentiometer 93 geliefert. Ein externes RC-Zeitnetzwerk 94 ist ferner dem
Differentialverstärker zugeordnet. Als nächste Elemente in der Leitungsbahn des Ausgangs vom Differentialverstärker sind ein
Serienwiderstand 95 und eine Begrenzerdiode 97 geschaltet, die das Ausgangssignal vom Verstärker gleichrichtet. Ein spannungsgesteuerter
Oszillator 99 ist ferner in der Schaltung vorhanden. Der spannungsgesteuerte Oszillator kann einer der verschiedenen, jederzeit
verfügbaren, handelsüblichen Typen sein, bei denen die Aus-
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gangsfrequenz proportional der Größe eines Spannungssignals ist und
die !Frequenz von dieser Größe abhängt. Auf diese Weise ist es möglich,
den elektrischen Servo-Schrittmotoren 79 und 81 ein Ausgangssignal über ihre Motorsteuerschaltungen zu liefern, die ihre Vorschub
geschwindigkeit in Übereinstimmung mit der Größe der Spaltspannung
steuern, die durch das Abtastnetzwerk abgetastet wird.
Das Servo-Steuersystem enthält als nächstes folgendes Element eine
N-Teilerstufe oder Teilerstufe 101. Die N-Teilerstufe kann als
Schnellzähler des TTL-Typs verkörpert sein, die in der Technik wohl bekannt und auch im Handel erhältlich sind. In dem System
folgen als nächste Elemente zwei TMD-Gatter 103 und 105 und ein
ODER-Gatter 107, dessen Aus gangs signal über Anschlußklemmen S und
T den neiden Motorsteuerschaltungen für die Elektroschrittmotoren 79, 81 geliefert wird.
Außerdem ist in dem Servo-Vorschub-System eine Abschaltstufe 202
enthalten, die in ihren Einzelheiten in Pig. 1 gezeigt ist. Die Beschreibung der Arbeitsweise der Abschaltstufe und ihre Bedeutsamkeit
für das Servo-Vorschub-System wird näher in der "Beschreibung
der Arbeitsweise" erläutert. Eine letzte Inverterstufe 109 ist in dem System zwischen dem Ausgang der Abschalt stufe bei Punkt X und
der unteren Eingangsklemme des UND-Gatters 103 enthalten. Eine Abzweigleitung ist auch zwischen dem Punkt X und der unteren Eingangsklemme
für das UND-Gatter 105 geschaltet.
Pig. 3 stellt ein anderes Ausführungsbeispiel des Spaltabtastnetzwerkes
dar, dessen Eingang gewöhnlich parallel zu den Anschlußklemmen A und C geschaltet wäre, wie in Verbindung mit Hg, 2 dargestellt
ist. Ein optisch-koppelndes Netzwerk 112 ist gezeigt, dessen Eingang parallel zu einer ersten Diode 113 liegt. Das
optisch-koppelnde Netzwerk enthält ferner eine lichtemittierende Diode 115 und eine lichtempfindliche Stufe, die eine Diode 117
und einen Phototransistor 119 umfaßt. Als Antwort auf Schwankungen
im Stromfluß durch die Diode 115 wird ihre Lichtausbeute zur lichtempfindlichen Stufe durchgelassen, um die (Strom-)Leitung des
folgenden Phototransistors zu steuern. Ein Impulsformernetzwerk 121 und ein Vorwiderstand 123 sind an den Eingang eines folgenden
Transistors 129 angeschlossen, dessen Signalausgang zum spannungs-
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gesteuerten Oszillator 99 vom Emitter abgenommen wird. Das letztlich
vom spannungsgesteuerten Oszillator gelieferte Ausgangssignal ist ein Impulsausgangssignal, dessen Frequenz in Abhängigkeit
von den in der Spaltspannung auftretenden Änderungen gesteuert wird.
Fig. 4 zeigt einen Spannungsverlauf, der die normalerweise während
einer Bearbeitung auftretenden Spalt spannungs Schwankungen und die Spannungen parallel zu den Punkten A und C darstellt, die z.B.
zwischen plus 12 Volt und minus 8 YoIt liegen können.
Beschreibung der Arbeitsweise
Mit Bezug auf Fig. 1 wird der Betrieb der Energieversorgungsschaltung durch das Ausgangssignal vom spannungsgesteuerten
Oszillator VCO 12 eingeleitet, der gegenüber einem der Kondensatoren durch die Stellung des Schalters 14 voreingestellt wurde.
Die Spannung bei A. hat die Wellenform eines Sägezahns und stellt
die Spannungs Schwankungen dar, die bei dem speziellen Kondensator auftreten, der durch das Einstellen des Schalters 14 eingeschaltet
wurde. Die Einschaltzeit wird durch Verschieben des beweglichen
Kontaktschleifers 30 des Potentiometers 26 nach unten vergrößert*
Dieser Vorgang vergrößert den Teil des Widerstandes 28, der in der Schaltung im Ladepfad für den Kondensator 16 liegt. Zur gleichen
Zeit wird der Widerstand des Widerstandes 28, der in Reihe mit dem
Widerstand 34 und im Entladungspfad für den Kondensator 16 liegt, verkleinert, so daß auf diese Weise die Ausschaltzeit verkleinert
wird. Der kombinierte Widerstand der Widerstände 40a, 40b, 40c, 4Od,. 32 und 34 dient auf diese Weise dazu, eine G-renze für die
maximale und minimale Periode der Einschaltzeit und der Ausschaltzeit vorzusehen, die während eines normalen Bearbeitungsbetriebes
verfügbar ist. Durch Verstellung des Stellwiderstandes 26 ist es mqglich, die Einschalt- und Ausschaltzeit für die Bearbeitungsimpulse ohne Änderung der bereits durch den Stufenschalter 14
für die Kondensatoren voreingestellten Frequenz invers zu verstellen. Das auf der Leitung 41 gezeigte Ausgangssignal enthält
einen Einschaltzeitteil und einen Ausschaltzeitteil. Es wird dann als ein Eingangssignal der oberen Eingangsklemme des UND-Gatters
62 geliefert. Ein geeignetes Referenzspannungssignal wird über den Widerstand 66 der unteren Eingangsklemme des UND-Gatters 62 zuge-
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führt. Dieses Eingangssignal ermöglicht dem Impulseingangssignal an der oberen Eingangsklemme des UND-Gatters 62 hindurchzufließen.
Das Tastverhältnis des Impulses an der unteren Eingangsklemme des NOR-Gatters 64 ist stets das gleiche oder größer als das Tastverhältnis
des Impulseingangssignals an seiner oberen Eingangsklemme.
Das NOR-Gatter wird stets das längste Impulssignal hindurchlassen und es als ein Ausgangssignal in invertierter Form liefern.
Wenn der Bedienungsmann die Energieversorgungseinrichtung in die
Spaltkondensatorbetriebsart umschaltet, die z.B. oft beim Drahtelektroden-—schneiden
verwendet wird, wird der Schalter 72 geschlossen, um den Spaltkondensator 74 parallel zum Bearbeitungsspalt zu schalten. Es versteht sich, daß normalerweise eine
Zondensatorenbatterie vorgesehen ist, so daß eine Auswahl von Kondensatoren verschiedener Kapazität verfügbar ist, z.B. durch
eine geeignete Stufenschalteranordnung. Zwischen dem Phasenabgleich
der Schalter 70 und 72 besteht eine Beziehung in der Zusammenarbeit.
Sobald der Auswahlschalter 72 für den Spaltkondensator geschlossen
wird, v/ird der Schalter 70 gleichfalls geschlossen, so daß auf diese Weise die untere Eingangskiemme des UND-Gatters 62 an Erde
gelegt und damit hervorgerufen wird, daß die untere Eingangsklemme des NOR-Gatters 64 beim logischen Pegel Null verbleibt. Bei diesem
Zustand wird dem an die obere Eingangsklemme des NOR-Gatters 64 gelieferten Impuls ermöglicht, hindurchzufließen und damit invertiert
zu werden. Demgemäß wird während der Kondensatorbetriebsphasenbearbeitung ein Triggerimpuls mit einem maximalen Tastverhältnis
in der Größenordnung von 30^o geliefert, der zur Steuerung
der maximalen Leitungsperiode der Ausgangsschalter 160 und 162,
nämlich der entsprechenden Transistoren, eingeschaltet wird. Jeder der entlang der Leitung 41 gezeigten Impulse wird durch die Steuerschaltung
142 hindurchgelassen und bei normalen Bearbeitungsbedingungen einen SpaltZusammenbruch einleiten.
Der Betrieb des Spaltabtastnetzwerks und der Abschaltstufe 202 findet innerhalb einer vorbestimmten Zeitperiode statt, die nur
wenig kurzer ist als die Einschaltzeit für die Bearbeitungsenergieimpulse.
Wenn die an der Gate-Elektrode des PET-Transistors 210
abgetastete negative Spaltspannung zu einem normalen negativen Wert innerhalb jener Zeitperiode zurückkehrt, wird der Transistor gesperrt,
und normale Schneidbearbeitung wird durchgeführt, und natür-
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lieh wird ein normaler Servo-Vorschub-Betrieb fortgesetzt, wie in
Verbindung mit der Beschreibung τοη Pig. 2 verdeutlicht wird.
Während des Spaltkurzschlußzustandes nimmt der Spaltspannungswert
im allgemeinen sehr schnell ab, sogar vor einem kräftigen Kurzschluß, so daß eine vorläufige Anzeige von einem ungewöhnlichen
Spaltbearbeitungszustand gegeben wird, auf die Abtastschaltungen
antworten müssen, um eine Änderung der Stellgröße durchzuführen. Die Abtastschaltung enthält eine Leitung 111, die mit der negativen
Spaltanschlußklemme verbunden ist, d.h. mit der Klemme, die
mit der Drahtelektrode 76 gekoppelt ist. Das Spaltsignal wird
durch den Vorwiderstand 212 zur Abtastung einer Spaltspannung hindurchgelassen. Das G-ate des PET 210 ist in Sperrichtung vorgespannt.
Wenn die Spaltspannung tatsächlich zum normalen negativen Wert zurückkehrt, z.B. von ungefähr 90 Volt, wird der PET 210 gesperrt
und liefert ein Ausgangssignal an den Inverter 224, der seinerseits ein Signal vom logischen Pegel Null an den Lösch-Eingang
des Plip-Plops 226 liefert. Bei der Impulseinleitung empfängt
der monostabile Multivibrator 220 ein Impulseingangssignal
vom Multivibrator —.. schalt er aus gang auf der Leitung 41 an Punkt Z.
Die Betriebszeitkonstante des monostabilen Multivibrators 220 wird von einem externen RG-Zeitnetzwerk 221 gesteuert und wird so eingestellt,
daß die Zeitkonstante etwas kleiner als die Impulseinschaltzeit für normale Bearbeitung ist. Auf diese Weise wird das
Ausgangssignal vom monostabilen Multivibrator 220 an die Eingangsklemme des Plip-Plops 226 und an die Eingangsklemme A des monostabilen
Multivibrators 222 für die voreingestellte Zeitdauer geliefert. Wenn der PET 210 in den Arbeitszustand getriggert wird,
dann wird vom Ausgang Q des monostabilen Multivibrators 222 ein Ausgangssignal des logischen Pegels 1 geliefert, das durch die
zwei folgenden Inverterstufen 228 und 230 hindurchgelassen wird. Anders erklärt, wenn kein Lösch-Signal vom PET 210 geliefert wird,
dann ist ein Umsehaltsignal in dem Servo-Steuersystem vorgesehen,
wie in Pig. 2 dargestellt ist.
Pig. 2 stellt die Betriebsart der Steuerschaltung für das Servo-Vorschub-System
mit der im Blockschaltbild gezeigten Abschaltstufe 202 dar, und die Wellenverläufe, die angeben, wie sie am Punkt X
und am Ausgang der Inverterstufe 109 geliefert werden, stellen den
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ungewöhnlichen oder Spaltkurzschlußzustand dar. Während des normalen
Schneidzustandes läßt sich das von der Abschaltstufe 202
gelieferte Ausgangssignal besser mit Bezug auf die Zeichnung nach Fig.1 erklären. Wenn der FET 210 nicht durchgetriggert ist, dann
liegt das Ausgangssignal· von der Anschlußklemme "Q des monostabilen
Multivibrators 222 bei einem logischen Pegel Mull, und nach Durchgang
durch die Inverterstufen 228 und 230 liegt es gleichfalls bei
einem logischen Pegel Null. Auf diese Weise wird das untere UND-Gatter 105 freigegeben, und das Ausgangssignal des spannungsgesteuerten
Oszillators 99 gelangt durch das untere UND-Gatter 105 in den unteren Eingang für das ODER-Gatter 107, und der Betrieb
der Motoren 79 und 81 wird über ihre zugeordneten Motorsteuerschaltungen unter der Kontrolle der Magnetbandsteuereinrichtung
300 und der darauf aufgezeichneten Steuerung der Angaben für zunehmenden Antrieb fortgesetzt, um normalen Torschub des Werkstücks
78 in Richtung der X- und Y-Achsen vorzusehen.
Wenn geringere Schwankungen in der an der Basis des Transistors 83
abgetasteten Spaltspannung vorhanden sind, dann werden Änderungen in der Frequenz eintreten, die die Torschubgeschwindigkeit, die
durch die Motoren 79, 81 geregelt wird, in Richtung der X- und Y-Achsen angemessen ändern. Wenn jedoch ein Spaltkurzschlußzustand
schwebend vorhanden ist oder tatsächlich eintritt, dann geht das Ausgangssignal von der Abschaltstufe, wie an Punkt X gezeigt
ist, bei den dargestellten Impulsen auf den logischen Pegel 1 über. Auf diese Weise wird das Aus gangs signal vom Inverter 109, wie gezeigt,
geändert, so daß das obere UND-Gatter 103 freigegeben wird und das Ausgangssignal von der N-Teilerstufe 101 zur oberen Eingangsklemme
des ODER-Gatters 107 hindurchgelassen wird, so daß stark herabgesetzte Frequenzsteuerimpulse dann zu den Anschlußklemmen
S und T der den Schrittmotoren 79, 81 zugeordneten Motorsteuerschaltungen weitergeleitet werden. Auf diese Weise werden .
den Schrittmotoren 79, 81 für die Fortdauer des Spältkurzschlußzustandes Triggerimpulse extrem niedriger Frequenz geliefert.
Mit Bezug auf das Diagramm eines Spannungsverlaufs nach Fig. 4 ist
zu erkennen, daß infolge der Einbeziehung der Begrenzerdiode 97 in die Schaltung die Spannungsschwankungen, die normalerweise am Eingang
des spannungsgesteuerten Oszillator 99 zwischen plus 12 ToIt
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und minus 8 Volt liegen, so "abgeschnitten" werden, daß nur noch die positiven Spannungsschwankungen auftreten. Bei einem spannungsgesteuerten
Oszillator, der in der Lage ist, mit Eingangsspannungen
im Bereich von 1 Volt "bis 10 Volt zu arbeiten, wird "beispielsweise
ein umschalten in dem gegebenen Ausschnitt zwischen plus 0,5 Volt
und plus 0,6 Volt auftreten, so daß zwischen diesen Grenzen der
Betrieb des Arbeitstisches für die Elektrode 76 zum Stillstand gebracht würde. Wenn einmal der Spannungspegel an dem Bearbeitungsspalt den Pegel von 0,6 Volt überschreitet, dann würde der Betrieb
des Arbeitstisches durch die Motoren 79, 81 in Übereinstimmung
mit den Motorsteuerschaltungen und der Magnetbandsteuerung 300 mit der regulären Geschwindigkeit fortgesetzt werden.
Während der Zeitperiode, in der der Spaltkurzschlußspannungspegel oberhalb der spannungslosen Nullgrenze und in dem engen Ausschnitt
zwischen z.B. 0,5 Volt und 0,6 Volt liegt, wurden jedoch Impulse einer stark herabgesetzten Frequenz auftreten, so daß der Arbeitstisch
zum Stillstand gebracht und tatsächlich fast in eine statische Stellung oder Ruhestellung für die Portdauer des Kurzschluß
zustandes gelangen würde. Wenn z.B. die Impulsfrequenz des spannungsgesteuerten Oszillators 99 auf eine !Frequenz in der
Größenordnung von 5 Impulsen pro Minute herabgefallen wäre und wenn die Teilerstufe 101 mit einer Zahl N gleich 1000 teilen
sollte, dann würde man vielleicht nur ein oder zwei sich ergebende Impulse pro Tag erhalten, so daß der Arbeitstisch praktisch in
seiner gehemmten Stellung stehenbleiben würde, bis der Spaltkurzschlußzustand aufgehoben ist.
Die erfindungsgemäß vorgesehene besondere Schaltung und die Art
ihrer Implementierung durch die Ϊί-Teilerstufe und die vorgesehene
Abtastanordnung macht es möglich, den Arbeitstischvorschub anzuhalten und in einer praktisch eingestellten Betriebsart zu halten,
bis der Spaltkurzschlußzustand endet. Es ist nicht notwendig, wie in bekannten Schaltungen vorgesehen ist, zu einem endgültigen
Stillstand zu kommen oder den Arbeitstisch durch eine vorher zurückgelegte Bahn zurückzuführen und zurückzuverfolgen, bis der
Spaltkurzschlußzustand gemildert ist.
Die Pig. 3 dient dazu, ein anderes Abtastnetzwerk für eine Spaltspannung
zu zeigen, in welchem das Eingangssignal dem Abtastnetz -
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werk, d.h. dem optisch.-koppeln.den Alitastnetzwerk 112, parallel zu
den Anschlußklemmen A und C geliefert wird, wie in der Pig. 2 gezeigt ist. In diesem Fall werden die Änderungen in der Lichtintensität,
die eine Punktion der Spaltspannung sind, schließlich über den Transistor 119 übertragen, um die Leitung des Transistors 129
und folglich das Gleichspannungseingangssignal zum spannungsgesteuerten
Oszillator 99 zu steuern, was wieder angemessene Änderungen seiner Ausgangsimpulsfrequenz ergibt.
Das optisch-koppelnde Netzwerk 112 nach Pig. 3 ist dort von besonderem
Torteil, wo verschiedene Polaritäten einer Spalteinstellung bei mehreren Bearbeitungsspalten aufgrund verschiedener
Materialkombinationen, wie zwischen einer Drahtelektrode und einem Werkstück, oder aufgrund einer Umkehrung der Drahtelektrode
76 und des Werkstücks 78 in ihrer Anordnung auf dem Arbeitstisch erforderlich sind. Die Unterschiede in der Spaltpolarität in Hinblick
auf diese Anordnung beeinflussen weder das Steuersignal vom Impulsgenerator noch die Art, in der es übertragen wird.
Auf diese Weise kann festgestellt werden, daß ein verbessertes Servo-Vorschub-System für abtragendeBearbeitung nach dem elektrischen
Entladungsprinzip geschaffen wurde, das besonders für eine Arbeitstischverschiebungssteuerung bei einer Drahtelektrodenvorschub
einrichtung anwendbar ist. Es ist bedeutsam, daß durch das Steuerungssystem ermöglicht wird, eine tatsächliche Arbeitstischabbremsung
und in der Tat vor allem einen Arbeitstischhalt innerhalb eines sehr schmalen SpannungsausSchnitts vorzusehen, so daß
die Arbeitstischverschiebung gehemmt wird, ohne notwendigerweise zu erfordern, daß die vorgeschnittene Bahn zurückgeführt und zurückverfolgt
wird, nachdem der Spannungsabfall eingetreten ist.
Ein zusätzliches wichtiges Merkmal der Erfindung ist, daß sie sich
dem optisch-koppelnden Prinzip anpassen läßt, so daß keine direkte
Verbindung zwischen dem Steuereingang zum spannungsgesteuerten Oszillator und dem Bearbeitungsspalt erforderlich ist, so daß
wiederum das System unabhängig von der Spaltpolarität arbeitet, die voreingestellt sein kann.
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Claims (20)
- PatentansprücheST
(1. Servo-Vorschub-System für eire abtragende Bearbeitungsvorrichtung nach dem elektrischen Entlaciungsprinzip mit einer Drahtelektrode und einem Werkstück, dessen relative Verschiebung durch zumindest einen elektrisch betriebenen Schrittmotor gesteuert ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:einen spannungsgesteuerten Oszillator (12, 99) mit einer eine Spaltspannung repräsentierenden Eingangsspannung vom Bearbeitungsspalt und mit einem an den Motor (79, 81) angelegten Impulsausgangssignal, dessen Frequenz eine Funktion der Eingangsspannung 'ist;eine betriebsmäßig zwischen dem Ausgang des Oszillators (12, 99) und dem Motor (79, 81) angeschlossene N-Teilerstufe (101) zur Vorherbestimmung einer herabgesetzten Impulsfrequenz vom Impulsausgangssignal zur Lieferung an den Motor undein betriebsmäßig an den Bearbeitungsspalt angeschlossenes Metzwerk (202, 83-97) zur Steuerung der N-Teilerstufe (101) zwecks Lieferung ihrer herabgesetzten Impulsfrequenz als Antwort auf einen Spaltkurzschlußzustand an den Motor (79, 8.1). - 2. Servo-Vorschub-Systein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Einweggleichrichter (97) betriebsmäßig an den Eingang des Oszillators (99) zwecks Antwort auf Spannungsausschläge einer Polarität angeschlossen ist.
- 3. Servo-Vorschub-System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Eingang des Gleichrichters (97) und dem Ausgang des Bearbeitungsspalts eine Zwischenverstärker-. stufe (91) des differentiell arbeitenden Typs angeschlossen ist.
- 4. Servo-Vorschub-System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Eingang des spannungsgesteuerten Oszillators (99) und dem Bearbeitungsspalt ein optischkoppelndes Netzwerk (112) zur Lieferung eines eine Spaltspannung repräsentierenden Spannungssignals gekoppelt ist.609836/0697_ °o
- 5. Servo-Vorschub-System nach Anspruch. 4, dadurch gekennzeichnet, daß das optisch-koppelnde Netzwerk. (112) eine lichtemittierende Diode (115) enthält, die betriebsmäßig mit dem Bearbeitungs-· spalt und einer lichtempfindlichen Vorrichtung (117, 119) verbunden ist, deren Ausgang betriebsmäßig an den Oszillator (99) angeschlossen ist.
- 6. Servo-Vorschub-Sys tem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das optisch-koppelnde Netzwerk (112) mit der lichtemittierenden Diode (115) parallel zu einer einseitig stromleitenden Vorrichtung (129) zwecks Veranlassung einer Antwort des Oszillators (99) auf Spannungsausschläge einer Polarität angeschlossen ist.
- 7. Servo-Vorschub-System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Steuermotor (79, 81) weiterhin eine Steuereinrichtung (103-107) zur Entkopplung des herabgesetzten Frequenzausgangssignals der N-Teilerstufe (101) vom Motor als Antwort auf eine Spaltspannung von im wesentlichen normalem Pegel und weiterhin zur Kopplung des herabgesetzten Frequenzausgangssignals auf den Motor als Antwort auf eine Spaltspannung ungewöhnlichen Pegels verbunden ist.
- 8. Servo-Vorschub-Steuersystem nach Anspruch 1 für eine abtragende Bearbeitungsvorrichtung nach dem elektrischen Entladungsprinzip, gekennzeichnet durcheine Drahtelektrode (76);einen zunehmende Schritte ausführenden elektrischen Motor (79, 81) zur Regelung der relativen Stellung zwischen der Drahtelektrode und einem Werkstück (78) während des Schneidens;einen spannungsgesteuerten Oszillator (99) mit einem betriebsmäßig mit dem Bearbeitungsspalt verbundenen Eingang zur Abtastung der Spaltspannung und zur Lieferung eines normalerweise an den Motor angelegten ersten Ausgangs signals, bei welchem die Ausgangsimpulsfrequenz eine Punktion der S ρ alt spannung ist;eine an das erste Ausgangssignal des Oszillators angelegte betriebsbereite Seilerstufe (101) zur Lieferung eines zweiten Ausgangssignals, das einen vorherbestimmten Bruchteil des ersten darstellt;609836/0697eine Abschaltstufe (202) mit einem ebenfalls an den Bearbeitungsspalt gekoppelten Eingang zur Lieferung eines Steuerimpulses als Antwort auf einen Spaltkurzschlußzustand undeine in ihre Arbeitsweise durch den Steuerimpuls eingeleitete Steuereinrichtung (103-107) zur Abschaltung des ersten Ausgangssignals vom Motor und Zuschaltung des zweiten Ausgangssignals zum Motor für die Dauer des Spaltkurzschlußzustandes.
- 9. Servo-Vorschub-Steuersystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (103, 105, 107) ein ODER-gatter (107) und ein Paar UND-Gatter (103, 105) umfaßt und das eine UND-Gatter (103) zur Kopplung zwischen dem Ausgang der Teilerstufe (101) und einer Eingangsklemme des ODER-Gatters und das andere UND-Gatter (105) zur Kopplung zwischen dem Ausgang des Oszillators (99) und der anderen Eingangsklemme des ODER-Gatters vorgesehen sind und jedes der UND-Gatter mit der jeweiligen Eingangsklemme betriebsmäßig mit der Abschaltstufe (202) verbunden ist und der Ausgang des ODER-Gatters an den Elektromotor (79, 81) angeschaltet ist.
- 10. Servo-Vorschub-Steuersystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der Abschaltstufe (202) ein betriebsmäßig zwischen dem Bearbeitungsspalt und dem Eingang für den spannungsgesteuerten Oszillator (99) ein Verstärker vorgesehen ist.
- 11. Servo-Vorschub-Steuersystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin zwischen dem Bearbeitungsspalt und dem Eingang für den spannungsgesteuerten Oszillator (99) ein Einweggleichrichter (97) zur Veranlassung einer Antwort des Oszillators auf Schwingungen einer einzigen Polarität angeschaltet ist.
- 12. Servo-Vorschub-Steuersystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein optisch-koppelndes Netzwerk (112) betriebsmäßig zwischen dem Bearbeitungsspalt und dem Eingang zum spannungsgesteuerten Oszillator angeschlossen ist.
- 13. Servo-Vorschub-Steuersystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß in dem optisch-koppelnden Netzwerk (112) eine609836/0697betriebsmäßig parallel zum Bearbeitungsspalt geschaltete Diode (115) und eine parallel zu dieser Diode geschaltete lichtemittierende Diode vorgesehen ist.
- 14. Servo-Vorschub-Steuersystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß am Eingang zum spannungsgesteuerten Oszillator (99) ein Transistor (83) vorgesehen ist, dessen Basis betriebsmäßig mit einer Klemme des Bearbeitungsspalts und dessen Emitter mit dem Oszillatoreingang über eine Differentialverstärkerstufe (91) verbunden ist.
- 15. Servo-Vorschub-S teuer sy s tem nach einem der Ansprüche 1 oder 8 mit einer ortsfest angeordneten Drahtelektrode, g e k e η η zeichnetdurcheinen kleinste zunehmende Schritte ausführenden Elektromotor (79, 81) zur Regelung der lage des Werkstücks (78) hinsichtlich der Drahtelektrode (76) während eines Schneidvorgangs;einen spannungsgesteuerten Oszillator (99) mit einem an den Bearbeitungsspalt betriebsmäßig angeschlossenen Eingang"zur Abtastung einer Spaltspannung und zur Lieferung eines normalerweise an den Motor angelegten ersten Ausgangssignals, bei dem die Ausgangsimpulsfrequenz eine Funktion der Spaltspannung ist;eine an das erste Ausgangssignal des Oszillators (99) angeschlossene Teilerstufe (101) zur betriebsfähigen Lieferung eines zweiten, eine stark herabgesetzte Impulsfrequenz repräsentierenden Ausgangssignals;eine Abschaltstufe (202) mit einem ebenfalls an den Bearbeitungsspalt angeschlossenen Eingang zur Lieferung eines Steuerausgangssignals, als Antwort auf einen Spaltkurzschlußzustand und eine mit der Abschaltstufe verbundene und in ihre Arbeitsweise durch den Steuerimpuls eingeleitete Steuereinrichtung (1O3-IO7) zur Abschaltung des ersten Ausgangssignals vom Motor und zur Zuschaltung des zweiten Ausgangssignals zum Motor für die Dauer des Spaltkurzschlußzustandes.€09836/0697
- 16. Servo-Vor s chub-St euer sy s tem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein optisch-koppelndes Netzwerk (112) betriebsmäßig zwischen dem Bearbeitungsspalt und dem Eingang zum spannungsgesteuerten Oszillator (99) angeschlossen ist.
- 17. Servo-Vorschub-Steuersystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (103, 105, 107) ein ODER-gatter (107) und ein Paar UND-Gatter (103, 105) umfaßt und das eine UND-Gatter (103) zur Kopplung zwischen dem Ausgang der Teilerstufe (101) und einer Eingangsklemme des ODER-Gatters und das andere UND-Gatter (105) zur Kopplung zwischen dem'Ausgang des Oszillators (99) und der anderen Eingangsklemme des ODER-Gatters vorgesehen sind und jedes der UND-Gatter mit der jeweiligen Eingangsklemme betriebsmäßig mit der Abschaltstufe (202) verbunden ist und der Ausgang des ODER-Gatters an den Elektromotor (79, 81) angeschaltet ist.
- 18. Servo-Torschub-Steuersystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß in dem optisch-koppelnden Netzwerk (112) eine betriebsmäßig parallel zum Bearbeitungsspalt geschaltete Diode (113), eine parallel zu dieser Diode geschaltete lichtemittierende Diode (115) und eine betriebsmäßig an die lichtemittierende Diode und an. den Eingang des Oszillators" angeschlossene lichtempfindliche Vorrichtung (117, 119) vorgesehen sind.
- 19. Servo-Vorschub-Steuersystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß am Eingang zum spannungsgesteuerten Oszillator (99) ein Transistor (83) vorgesehen ist, dessen Basis betriebsmäßig mit einer Klemme des Bearbeitungsspalts und dessen Emitter mit dem Oszillatoreingang über eine Differentialverstärkerstufe (91) verbunden ist.
- 20. Servo-Vorschub-Steuersystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein Einweggleichrichter (97) betriebsmäßig an den Eingang des Oszillators (99) zwecks Antwort auf Spannungsausschläge nur einer Polarität angeschlossen ist.609836/0697
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US05/551,957 US4002885A (en) | 1975-02-21 | 1975-02-21 | Servo feed system for a wire electrode type electrical discharge machining apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2607044A1 true DE2607044A1 (de) | 1976-09-02 |
Family
ID=24203365
Family Applications (1)
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