DE2652974C3 - Einrichtung für Funkenerosionsmaschinen zur Bildung einer mit der Breite ihres Arbeitsspalts variablen Signalspannung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung für Funkenerosionsmaschinen zur Bildung einer mit der Breite ihres Arbeitsspalts variablen Signalspannung, mit einer an den Arbeitsspalt anschließbaren Integrationsvorrichtung, deren Ladekondensator taktweise abwechselnd auf eine mit der Spannungs-Zeit-Fläche der Arbeitsimpulse variable Ladespannung aufgeladen und entladen wird, wobei die Ladespannung zur Steuerung der Signalspannung dient.

Bekanntlich wird an Funkenerosionsmaschinen die Breite des Arbeitsspalts, der durch die einander gegenüberstehenden Oberflächen der Bearbeitungselektrode und des zu bearbeitenden metallenen Werkstücks berandet wird, durch Verstellung der Bearbeitungselektrode gegen die Oberfläche des zu bearbeitenden Werkstücks mittels eines Abstandsreglers geregelt. Die Bearbeitungselektrode ist dazu im Normalfall gegen die Oberfläche des zu bearbeitenden Werkstücks motorisch verstellbar, und der Antrieb der Bearbeitungselektrode unterliegt der Regelung mittels des Abstands- bzw. Vorschubreglers, derart, daß die Breite des Arbeitsspalts unabhängig vom Arbeitsfortschritt am Werkstück konstant verbleibt. Zur Durchführung dieser Regelung benötigt der Vorschubregler ein Meßsignal, das als Istwert-Signal zur Bildung der Regelabweichung dient und nach einem älteren Vorschlag mit einer Einrichtung der eingangs näher bezeichneten Art mit Vorteil empfindlich gewonnen werden kann.

Nach dem älteren Vorschlag stellt das Zeitintegral über d'e Arbeitsimpulse der Funkenerosionsmaschine am Arbeitsspalt ein Maß für die Arbeitsspaltbreite dar, welches bei konstanter Arbeitsimpulsbreite und konstanter Arbeitsimpulsfolgefrequenz zur Abstandsregelung der Bearbeitungselektrode benutzbar ist (DE-OS 26 41275).
Da an Funkenerosionsmaschinen die Qualität der Oberfläche des zu bearbeitenden Werkstücks unter anderem von der Funkenfolgefrequenz am Arbeitsspalt der Maschine abhängig ict wird an Funkenerosionsmaschinen häufig die Veränderung der Impulsfolgefrequenz durch Eingriff in den vorgesehenen, an den Arbeitsspalt anschließbaren Gleichstromimpulsgenerator der Maschine notwendig, wodurch der zeitliche Mittelwert der Ladespannung des Ladekondensators, der zur Steuerung der Signalspannung dient, einer frequenzabhängigen Veränderung unterworfen wird, so daß sich bei der Abstandsregelung der Bearbeitungselektrode eine Verfälschung des Sollwerts der Abstandsregelung ergibt. Die Arbeitsspaltbreite, die mittels des Reglers konstant gehalten werden soll, variiert mit der Impulsfclgefrequenz der Arbeitsimpulse.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Einrichtungen der eingangs näher bezeichneten Art in der Weise zu verbessern, daß deren Signalspannung bei Veränderungen der Impulsfoigefrequenz der am Arbeitsspalt der Funkenerosionsmaschinen wirksamen Impulsspannung unabhängig von der Impulsfolgefrequenz ist.

Erfindungsgemäß wird dieses dadurch erreicht, daß eine löschbare Speichervorrichtung über eine Schaltvorrichtung mit dem Ladekondensator zur Speicherung des Momentanwertes der Ladespannung verbunden ist und daß die Speichervorrichtung mit der Signalspannungsleitung verbunden ist.

Dabei kann die Anordnung bevorzugt derart getroffen sein, daß die Integrationsvorrichtung zur Integration eines einzelnen Arbeitsimpulses benutzt wird.

Zur schnellen Ermittlung eines der Spaltbreite entsprechenden Meßsignales ist es dabei zweckmäßig, die Integrationsvorrichtung zur Integration unmittelbar

so zeitlich aufeinanderfolgender Arbeitsimpulse zu benutzen, da die Auslassung der integrierenden Auswertung unmittelbar aufeinanderfolgender Arbeitsimpulse zur Verlängerung des zeitlichen Abstandes der absatzweise ermittelbaren Meßwerte führt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen 2 und 5.

Die Zeichnungen dienen zur Erläuterung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels.
F i g. 1 gibt schematisch das Schaltdiagramim einer Einrichtung nach der Erfindung wieder.

F i g. 2 erläutert anhand eines Impulsdiagramms die Funktion der Anordnung nach F i g. 1.

In F i g. 1 bilden ein metallenes Werkstück 1 und eine im Abstand von der Oberfläche des Werkstücks 1 angeordnete Bearbeitungselektrode 2 den Arbeitsspalt 3 der Maschine. Ein zur Maschine gehöriges Bearbeitungsgefäß 4 nimmt das Werkstück 1 auf und ist mit einem flüssigen Dieletrikum, z. B. Petroleum, gefüllt das

auch den Arbeitsspalt 3 füllt.

Ein doppelt beaufschlagbarer hydraulischer Kolbenmotor 5 dient zur Verstellung der Bearbeitungselektrode 3 gegen die Oberfläche des Werkstücks 1. Der Kolbenmotor 5 ist durch einen elektrohydraulischen Verstärker 6 gesteuert der sein Steuersignal über die Steuerleitung 7 von einem Regler 8 erhält Dieser vergleicht ein der Breite des Arbeitsspaltes 3 entsprechendes Istwert-Signal in Form einer elektrischen Gleichspannung (Leitung 9) mit einem entsprechenden Gleichspannungssignal als Sollwert-Signal (Einstellvorrichtung SA). Die resultierende Differenz beider Signale steuert über den Regler 8 das Stellsignal der Leitung 7.

Der Arbeitsspalt 3 ist über die elektrischen Zuleitungen 10 an den Ausgang eines Impulsgenerators 11 angeschlossen. Der Generator 11 erzeugt Gleichstromimpulse, deren Frequenz und Impulsbreite den jeweiligen Erfordernissen entsprechend von Hand einstellbar ist (1IA bzw. 11 B).

Eine über Leitungen 23, 24 an den Arbeitsspalt 3 anschließbare Integrationsvorrichtung 20 besteht aus der Reihenschaltung eines Integrationswiderstandes 21 mit einem Ladekondensator 22. Ein Kurzschließer 26 schließt über eine Leitung 25 den Integrations- bzw. Ladekondensator 22 bei Betätigung der Steuervorrichtung 26A kurz, wodurch der Ladekondensator 22 entladen und seine Ladespannung gelöscht wird.

Die Steuervorrichtung 26/4 ist über eine Impulsleitung 27 von einer Steuervorrichtung 28 betätigbar.

Die Steuervorrichtung 28 — wird über die Leitung 29 synchronisiert durch die Ausgangsimpulse des Generators U — so betätigt, daß die Ladespannung des Kondensators 22 stets in den Impulspausen zwischen zwei Arbeitsimpulsen gelöscht wird.

Diese Verhältnisse sind in den Fig.2a, 2b und 2c dargestellt. Fig.2a zeigt den Verlauf der Impulsspannung am Arbeitsspalt 3, wobei die Spannung u je nach den Arbeitsverhältnissen am Arbeitsspalt — auch abhängig von der Weite des Arbeitsspalts — einen unterschiedlichen Verlauf aufweisen kann. Die F i g. 2c verdeutlicht den zu den Einzelimpulsen am Arbeitsspalt 3 gehörigen Verlauf der Spannung am Integrationskondensator 22.

F i g. 2b gibt die Betätigungsimpulse der Steuervorrichtung 26/4 wieder, die die Schaltvorrichtung 26 für die Dauer der dargestellten Impulse kurzschließt und somit die Entladung des Kondensators 22 bewirkt.

Zur Ausschaltung der Abhängigkeit des Verlaufs der Ladespannung am Kondensator 22 von der Frequenz der Impulse am Arbeitsspalt 3 wird bei kurzer so Schließung der Schaltvorrichtung 30 jeweils der dem Ergebnis des Integrationsvorganges in der Integrationsvorrichtung -20 entsprechende Momentanwert der Ladespannung am Kondensator 22 über einen Verstärker 31 auf einen umladbaren Speicherkondensator 32 übertragen und dort gespeichert, worauf der Schalter 30 geöffnet und damit die Umladung des Kondensators 32 unterbunden wird.

Die Betätigung der Schaltvorrichtung 30 erfolgt über eine Steuervorrichtung 30/4, die über eine Impulsleitung

33 mit einem Ausgang der Steuervorrichtung 28 verbunden ist Fig.2d zeigt die Steuerimpulse der Impulsleitung 33, die die Schaltvorrichtung 30 schließen, und die F i g. 2e den zeitlichen Verlauf der Speicherspannung am Kondensator 32. Die Ladespannung des Speicherkondensators 32 wird mittels des Verstärkers

34 als Signalspannung der MeBIeitung 9 zugeführt. Die beschriebene Anordnung arbeitet wie folgt:

Die Arbeitsimpulse am Arbeitsspalt 3 gelangen über die Leitung 23 zum Eingang der Integrationsvorrichtung 20, die über ihren zugehörigen Integrationskondensator 22 eine der Spannungs-Zeit-Fläche des einzelnen Arbeitsimpulses proportionale Ladespannung erzeugt Diese Ladespannung, die bis in die darauffolgende Impulspause gehalten wird, wird mittels des kurzzeitig schließbaren Schalters 30 auf den Speicherkondensator 32 übertragen, der dadurch auf die entsprechende Spannung aufgeladen wird. Die Ladespannung des Speicherkondensators 32 ist deshalb ständig dem Zeitintegral aus der impulsEpannung u der Arbeitsimpulse proportional und damit a?s erwünschte Maß für die Breite des Arbeitsspaltes 3 Der zeitliche Mittelwert der Ausgangsspannung des Verstärkers 34 ist unabhängig von der mittels der Verstellvorrichtung HA am Generator 11 wählbaren Impulsfolgefrequenz der Arbeitsimpulse am Arbeitsspalt 3.

Um auch von der am Generator einstellbaren Breite der Arbeitsimpulse unbabhängig zu werden, ist die Einstellvorrichtung für die Integrationszeitkonstante, nämlich der einstellbare Ladewiderstand 21, 21Λ des Integrationskondensators 22 über Stellmittel 34 wirkungsmäßig mit den Einstellmitteln Ul? am Generator 11 derart verbunden, daß bei einer Verstellung der Impulsbreite am Ausgang des Generators 11 eine entsprechend korrigierende Verstellung der Integrationszeitkonstante an der Integrationsvorrichtung 20 erfolgt.

Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. So ist es z. B. möglich, der Integrationsvorrichtung 20 nicht unmittelbar am Arbeitsspalt 3 aufeinanderfolgende, sondern etwa jeden zweiten, dritten, vierten ... Impuls zuzuführen. Hierzu kann am Eingang der Integrationsvorrichtung 20 über die Leitung 40 ein Kurzschließer 41 angeschaltet sein. Der Kurzschließer 41 wird über die Steuereinrichtung 41/4 betätigt, die ihrerseits über die Impulsleitung 42 mit einem weiteren Ausgang der Steuervorrichtung 28 verbunden ist. Durch entsprechendes Betätigen des Kurzschließers 41 wird nur jeder zweite, dritte, vierte... Impuls der Vorrichtung 20 zugeführt. Die Anordnung kann auch derart getroffen sein, daß mittels des Ladekondensators 22 eine vorgebbare Anzahl unmittelbar aufeinanderfolgender Impulse integriert wird. Eine in die Verbindungsleitung zwischen dem Widerstand 21 und dem Ladekondensator 22 eingeschaltete Sperrdio-¹ de 40/4 verhindert beim Schließen des Schalters 41 eine Entladung des Kondensators 22.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Einrichtung für Funkenerosionsmaschinen zur Bildung einer mit der Breite ihres Arbeitsspalts variablen Signalspannung, mit einer an den Arbeitsspalt anschließbaren Integrationsvorrichtung, deren Ladekondensator taktweise abwechselnd auf eine mit der Spannungs-Zeit-Fläche der Arbeitsimpulse variable Ladespannung aufgeladen und entladen wird, wobei die Ladespannung zur Steuerung der Signalspannung dient, dadurch gekennzeichnet, daß eine löschbare Speichervorrichtung (32) über eine Schaltvorrichtung (30) mit dem Ladekondensator (22) zur Speicherung des Momentanwertes der Ladespannung verbunden ist, und daß die Speichervorrichtung mit der Signalspannungsleitung (9) verbunden ist

2. Einrichtung nach Anspruch !, dadurch gekennzeichnet daß die Ladespannung über die Schalteinrichtung (30) mittels eines umladbaren Speicherkondensators (32) kurzzeitig abtastbar ist und die Ladespannung des Speicherkondensators zur Steuerung der Signalspannung dient

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Integrationsvorrichtung (20) zur Integration eines einzelnen Arbeitsimpulses dient

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Integrationsvorrichtung (20) zur absatzweisen Integration unmittelbar zeitlich aufeinanderfolgender Arbeitsimpulse dient.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Breite der Arbeitsimpulse am Impulsgenerator und die Integrationszeitkonstante der Integrationsvorrichtung einstellbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellmittel (WB) des Impulsgenerators (13) wirkungsmäßig mit den Einstellmitteln (2\A) zur Einstellung der Integrationszeitkonstante der Integrationsvorrichtung (20) zur Erzielung eines von der Impulsbreite unabhängigen Integrationsergebnisses verbunden sind.