DE2641275B2 - Einrichtung für Funkenerosionsmaschinen zur Erzeugung eines mit der Breite ihres Arbeitsspalts variierenden elektrischen Meßsignals - Google Patents
Einrichtung für Funkenerosionsmaschinen zur Erzeugung eines mit der Breite ihres Arbeitsspalts variierenden elektrischen MeßsignalsInfo
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- B23H7/00—Processes or apparatus applicable to both electrical discharge machining and electrochemical machining
- B23H7/14—Electric circuits specially adapted therefor, e.g. power supply
- B23H7/18—Electric circuits specially adapted therefor, e.g. power supply for maintaining or controlling the desired spacing between electrode and workpiece
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung für Funkenerosionsmaschinen, deren Arbeitsspalt an eine
Gleichstromquelle mit wählbarem Impulsabstand angeschlossen ist, zur Bildung einer mit der Breite des
Arbeitsspalts variablen Signalspannung, mit einem an den Arbeitsspalt angeschlossenen Speicherkondensator
und mit einer zugeordneten Steuervorrichtung, die bewirkt, daß der Kondensator taktweise abwechselnd
durch Impulse der Spaltspannung auf die Signalspannung aufgeladen und entladen wird.
Einrichtungen dieser Art werden an Funkenerosionsmaschinen zur Aufbereitung eines Meßsignals benötigt,
das in Verbindung mit einem zugehörigen Sollwertsignal als Istwertsignal dem Eingang eines Reglers zur
Verstellung der Bearbeitungselektrode der Maschine gegen die Oberfläche des zu bearbeitenden Werkstücks
im Sinne der Elektrodennachstellung zur Herbeiführung einer konstanten Breite des Spalts zwischen der
Oberfläche der Bearbeitungselektrode und der Oberfläche des zu bearbeitenden Werkstücks benutzt wird.
Zur Steuerung des Vorschubreglers an Funkenerosionsmaschinen sind Einrichtungen bekannt (US-PS
29 39 065 und US-PS 3138 690), bei denen die Spaltspannung über ein integrierendes RC-Glied dem
zugehörigen Regler als Istwert-Spannung zugeführt wird. Diese Anordnungen weisen den Mangel auf, daß
das Istwert-Signal nicht nur von der Frequenz der Arbeitsimpulse abhängig ist, sondern auch — bei
gleichbleibender Impulsfolgefrequenz — von der Länge der Impulspause zwischen zwei aufeinanderfolgenden
Arbeitsimpulsen.
Die Erfindung geht deshalb von einer bekannten Einrichtung der eingangs näher bezeichneten Art
(DE-OS 16 15 091) aus, bei der der Speicherkondensator zur Bildung der Istwert-Spannung zu Beginn jedes
Funkenspannungsimpulses über eine Schaltstrecke vollständig entladen und erst danach auf eine Spannung
gleich oder proportional der am Arbeitsspalt anliegenden Funkenspannung aufgeladen wird. In dieser
Anordnung wird die Spannung der Arbeitsimpulse über einen großen Teil der einstellbaren Impulspause
gespeichert und zur Bildung der Regelabweichung zur Verfügung gehalten. Erst kurz vor dem Ende der
Impulspause wird der Speicherkondensator entladen und die Signalspannung mit Beginn eines neuen
Arbeitsimpulses neu gebildet
Derartige Anordnungen weisen den Vorzug auf, daß bei geeigneter Ausbildung der zugehörigen Steuervorrichtungsbestandteile,
die die Ladung und Entladung des Speicherkondensators steuern, die Signalspannung am
Speicherkondensator unabhängig von der Länge der
to Impulspause zwischen zwei Bearbeitungsimpulsen, das heißt unabhängig vom Tastverhältnis der Impulsreihe,
gebildet werden kann.
Die bekannte Anordnung weist jedoch den Mangel einer relativen Unempfindlichkeit gegenüber Schwankungen
der Spaltbreite auf; denn die Spannung der Arbeitsimpulse, die als Brennspannung beim Funkenübergang
zwischen der Bearbeitungselektrode und dem zu bearbeitenden Werkstück meßbar ist, schwankt nur
wenig mit der Breite des Arbeitsspalts.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die
hinsichtlich der Empfindlichkeit bei der Bildung der Signalspannung erheblich verbessert ist. Diese Aufgabe
wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Speicherkondensator Bestandteil eines Integrators mit
einer Zeitkonstante ist, deren Größe mindestens der Dauer der Impulse entspricht, vorzugsweise jedoch
größer gewählt ist.
In der erfindungsgemäßen Ausbildung wird durch die Wahl der Integrationszeitkonstante am Integrator eine
Verbesserung der Abhängigkeit der Signalspannung von der Breite des Arbeitsspalts erzielt, wodurch an der
Maschine eine ruhigere Spaltregelung erreicht wird. Es wird die Qualität des resultierenden Bearbeitungsvorganges
an der Maschine verbessert.
Die schematische Zeichnung dient zur Erläuterung der Erfindung.
F i g. 1 zeigt schematisch ein Schaltdiagramm einer Einrichtung nach der Erfindung an einer Funkenerosionsmaschine.
F i g. 2 zeigt ein die Wirkungsweise der F i g. 1 erläuterndes Impulsdiagramm.
F i g. 1 zeigt ein zu bearbeitendes metallenes Werkstück 1, das in einem auf einem Kreuztisch der Maschine
in der Horizontalebene in üblicher Weise von Hand verstellbaren Gefäß 2 gelagert ist. Eine Bearbeitungselektrode 3 bildet mit der Oberfläche des zu
bearbeitenden Werkstücks einen Spalt 4. Ein zur Höhenverstellung der Bearbeitungselektrode 3 dienender
hydraulischer Kolbenmotor 5 ist beidseitig beaufschlagt und mittels eines elektrohydraulischen Reglers 6
steuerbar. Das Gefäß 2 ist in üblicher Weise mit einer dielektrischen Flüssigkeit, z. B. Petroleum, gefüllt, die
den Arbeitsspalt 4 ausfüllt und den Funkenübergang zwischen der Bearbeitungselektrode 3 und dem
Werkstück I ermöglicht. Zur Funkenbearbeitung ist der Arbeitsspalt 4 über die elektrischen Zuleitungen 7 mit
dem Ausgang eines elektronischen Gleichstromimpulsgenerators 8 verbunden, der Arbeitsgleichstromimpulse
einstellbaren Impulsabstands und wählbarer Breite erzeugt. Die Impulspause ist mittels der Einstellmittel 9
einstellbar.
In der Darstellung der F i g. 2 zeigt das Diagramm a) die Arbeitsimpulse am Arbeitsspalt als Funktion der
Zeit, wobei mit ti die Dauer der Arbeitsimpulse und mit fodie Breite der zugehörigen Impulspausen bezeichnet
ist.
Ein elektrischer Integrator 10 ist eingangsseitig über
die Leitungen 11 an den Arbeitsspalt 4 angeschlossen.
Er enthält den als Integrationskondensator dienenden Speicherkondensator 12 und einen dazu in Reihe
geschalteten einstellbaren ohmschen Widerstand 13. Beide Teile (12, 13) sind so bemessen, daß die
Integrationszeitkonstante größer als ti gewählt, so daß ßenordnung ti+to gelegen ist. In jedem Fall ist die
Integrationszeitkonstante größer als in gewählt, so daß die vom Speicherkondensator 12 über die Leitung 14
dem Eingang eines Verstärkers 15 zugeführte Signalspannung u dem Zeitintegral über die Impulsspanrung
proportionuä ist
Die Ausgangsspannung des Verstärkers 15 wird über die Leitung 15,4 dem Eingang des elektrohydraulischen
Reglers 6 als Istwertsignal zugeführt, wo sie mit einer Sollwertspannung (Sollwertsteller 6A) verglichen wird.
Die Differenz beider Spannungen steuert als Regelabweichung den Regler 6 und damit die Verstellung des
Kolbenmotors 5.
Ein Kurzschließer 16 parallel zum Speicherkondensator 12 kann mittels einer Steuervorrichtung 17 betätigt
werden. In Reihe zum Kurzschließer und Kondensator ist eine Sperrdiode 18 geschaltet, die die Entladung des
Kondensators beim Schließen des Kurzschließers verhindert.
Ein weiterer Kurzschließer 19 parallel zum Speicherkondensator ist mittels einer Steuervorrichtung 20
betätigbar. Der Kurzschließer 19 dient zur Entladung des Kondensators 12 und damit zur Lösch mg der
Signalspannung, die bei der Entladung in eine Löschspannung übergeht, die nicht mehr repräsentativ
ist für das Zeitintegral der Impulsspannung am Arbeitsspalt 4.
Die Steuervorrichtungen 17 und 20 werden mittels eines Steuergeräts 21 über Impulsleitungen 22 und 23
durch Taktimpulse, die über die Leitung TA aus den Ausgangsimpulsen des Generators 8 abgeleitet sind,
derart gesteuert, daß lediglich jeder zweite Arbeitsimpuls der Leitung 11 dem Integrator 10 zugeführt wird.
Hierzu ist der Kurzschließer 16 kurz vor Beginn eines Arbeitsimpulses geöffnet, so daß der Arbeitsimpuls zur
Bildung der Signalspannung u dem Speicherkondensator 12 zufließt Danach wird der Kurzschließer 16
geschlossen, so daß der nächstfolgende Impuls für den Integrationskondensator kurzgeschlossen wird. In der
nächstfolgenden Impulspause to wird der Kurzschließer
■3 16 erneut geöffnet, so daß der folgende Arbeitsimpuls
wieder dem Speicherkondensator zuführbar ist
Unabhängig von diesem Vorgang dient der Kurzschließer 19 durch entsprechende Steuerimpulse der
Taktleiiung 23 betätigt zur kurzfristigen Entladung des
ίο Speicherkondensators 12 in der Weise, daß der Kurzschließer
19 nach einer Entladung des Kondensators 12 wieder geöffnet wird, worauf die Aufladung des
Kondensators 12 durch den nächstfolgenden Arbeitsimpuls erfolgt (vgl. Diagramm b) der F i g. 2). Nach dem
η Ende des Impulses, dessen Zeitintegral als Signal u am
Speicherkondensator 12 steht, bleibt diese Spannung für
eine. Zeitdauer /'gespeichert. Die Zeit f', während der die Spannung u auf der Leitung 14 zur Verfugung steht,
ist derart gewählt, daß der Kurzschließer 19 erst kurz vor der Zuführung eines neuen Arbeitsimpulses zum
Integrator 10 betätigt und nach der Entladung des Kondensators sofort wieder geöffnet wird. Zur Synchronisation
der Impulse der Taktleitung 23 mit der Dauer der Impulspausen to zwischen den Arbeitsimpul-
2·) sen sind die Einstellmittel 9 für die Länge dieser
Impulspause am Generator 8 mit dem Steuerimpulsgenerator 21 wirkungsmäßig über Einstellmittel 9A
verbunden.
Im übrigen liegt es im Rahmen der Erfindung, die
Im übrigen liegt es im Rahmen der Erfindung, die
«ι Ausbildung derart zu treffen, daß dem Integrator 10
nicht jeder zweilu Impuls zur Bildung der Signalspannung,
sondern unmittelbar aufeinanderfolgende Impulse zugeführt werden. Auch jeder dritte, vierte oder weitere
Impuls läßt sich zur Bildung der Signalspannung
s'j ausnutzen. Ferner ist es möglich, auch mehrere Impulse
zur Bildung der Signalspannung aufzuintegrieren. Entsprechende Maßnahmen können durch entsprechende
Ausbildung der Steuervorrichtung 21 getroffen sein. Praktisch wird die Erfindung an Funkenerosionsma-
4i) schinen zur Steuerung des Elektrodenvorschubreglers
verwendet.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Einrichtung für Funkenerosionsmaschinen, deren Arbeitsspalt an eine Gleichstromimpulsquelle
mit wählbarem impulsabstand angeschlossen ist, zur Bildung einer mit der Breite des Arbeitsspalts
variablen Signalspannung, mit einem an den Arbeitsspalt angeschlossenen Speicherkondensator
und mit einer zugeordneten Steuervorrichtung, die bewirkt, daß der Kondensator taktweise abwechselnd
durch Impulse der Spaltspannung auf die Signalspannung aufgeladen und entladen wird,
dadurch gekennzeichnet, daß der Speicherkondensator (12) Bestandteil eines Integrators
(10) mit einer Zeitkonstante ist, deren Größe mindestens der Dauer der Impulse entspricht,
vorzugsweise jedoch größer gewählt ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Integrator (10) jeder zweite
Impuls der Spaltspannung zur Integration zugeführt ist.
Priority Applications (5)
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