DE2755777A1

DE2755777A1 - Verfahren zum elektroerosiven bearbeiten von werkstuecken durch drahtfoermige oder bandfoermige elektroden

Info

Publication number: DE2755777A1
Application number: DE19772755777
Authority: DE
Inventors: Hans Roemer; Klaus-Peter Steil
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1977-12-14
Filing date: 1977-12-14
Publication date: 1979-06-21
Also published as: SE452126B; CH635019A5; SE7812811L; SU936797A3; GB2010161A; FR2411664A1; IT1101364B; JPS63168B2; DE2755777C2; FR2411664B1; IT7830575A0; JPS5489395A; GB2010161B; US4242559A

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen

Berlin und München VPA JJ ψ 2 4 19 8RD

Verfahren zum elektroerosiven Bearbeiten von Werkstücken durch drahtförmige oder bandförmige Elektroden

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum elektroerosiven Bearbeiten von Werkstücken durch drahtförmige oder bandförmige Elektroden, wobei die Bahn der relativen Bewegungen zwischen dem Werkstück und der Elektrode mittels einer elektronischen Steueranlage gesteuert wird, und die drahtförmige oder bandförmige Elektrode mittels eines Antriebs- und Führungssystems von der Vorratsseite her in eine im Werkstück angebrachte Startbohrung der Kontur eingefädelt und soweit durch die Startbohrung geschoben oder gezogen wird, bis die Elektrode in Wirkverbindung mit einer Ablageseite des Antriebs- und FUhrungs3ystems gebracht ist.

Drahterodiermaschinen, insbesondere numerisch gesteuerte, lassen sich sehr vorteilhaft für das Schneiden komplizierter Außen- oder Innenkonturen an elektrisch leitenden Werkstücken einsetzen. Dabei bewegen sich bekanntlich draht- oder bandförmige Elektroden und die Werkstücke während des Bearbeitungsvorganges relativ zueinander. Die Elektrode wird von einer Vorratsrolle abgezogen, passiert das zu bearbeitende Werkstück und durchläuft eine aus einem Rollenpaar bestehende Antriebsvorrichtung, die der Elektrode eine gleichmäßige Vorwärtsbewegung erteilt. Schließlich wird die Elektrode wieder auf eine Rolle gewickelt oder in kurze Stücke zerhackt, die in einen Abfallbehälter fallen. Ein zwischen

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den Vorratsrollen und dem Werkstück angebrachter Tastfühler prüft das Vorhandensein einer geringen mechanischen Zugspannung der Elektrode. Fällt die Zugspannung infolge einer Störung weg, dann bewirkt der Tastfühler das Abschalten der die Erodierfunken erzeugenden elektrischen Spannung, das Abschalten der numerischen Steuerung sowie das Anhalten der Vorwärtsbewegung der Elektrode.

Trotz der Ausstattung mit einer numerischen Steuerung erfordern die auf dem Markt erhältlichen Erodiermaschinen zu ihrem Betrieb die Anwesenheit einer Bedienungsperson, da das Einfädeln der Elektrode in die Startbohrungen für die Herstellung von Innen- und Außenkonturen manuelle Eingriffe notwendig macht. Es wurde zur Vermeidung dieses Nachteils bereits vorgeschlagen, eine spezielle Schneide- und Vorschubeinrichtung für die Elektrode sowie eine bewegliche Greifvorrichtung für das Einführen der Elektrode in die für den Normalbetrieb wirksame Transportbahn vorzusehen. Die bekannte Einfädelvorrichtung hat den Nachteil, daß für den Fädelvorgang ein Eingriff in die Steuereinrichtung erforderlich ist, weil eine große Anzahl von Bewegungsabläufen ausgeführt wer den muß. Die bekannte Vorrichtung arbeitet nicht zuverlässig, weil die genaue Einstellung und Koordinierung des Festhaltevorganges, des Abschneidevorganges und der Vorschubbewegung schwierig ist. Außerdem treten Kupferablagerungen am Schneidewerkzeug auf, so daß neben der mangelhaften Arbeitsweise ein starker Ver schleiß des Werkzeugs auftritt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum elektroerosiven Bearbeiten von Werkstücken mit einer drahtförmigen oder bandförmigen Elektrode anzugeben, wobei der nach der Fertigstellung einer Kontur erforderliche Einfädelvorgang in die Startbohrung der nächsten Kontur vollständig automatisch und zuverlässig ausgeführt wird.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß beim Erreichen des Endpunktes einer Kontur das Antriebs- und Führungs system abgeschaltet und davon abhängig auf der Vorratsseite der Elektrode vor dem Werkstück eine die Elektrode festklemmende

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Klemmeinrichtung betätigt wird, daß eine Kerbvorrichtung die Elektrode mit einer Einkerbung zwischen der festgeklemmten Stelle und dem Werkstück versieht, daß nach der Einkerbung der Elektrode das auf der Ablageseite der Elektrode hinter dem Werkstück be findliche Antriebssystem eingeschaltet wird und beim Vorwärtsbe wegen die Elektrode an der eingekerbten Stelle abreißt, daß die Startbohrung für die nächste Kontur mittels der elektronischen Steueranlage positioniert wird, daß die Klemmeinrichtung die Elektrode freigibt und eine während des Bearbeitungsvorganges des Werkstückes nicht im Eingriff stehende Vorschubeinrichtung den Anfang der Elektrode in die neue Startbohrung einfädelt und bis zu einem vor der Bearbeitung festgelegten Abstand über das Werkstück hinausschiebt, daß hinter dem Werkstück an den herausragenden Teil der Elektrode eine Greifvorrichtung herangeführt wird, die die Elektrode erfaßt und dem hinter dem Werkstück befindlichen Antriebssystem zuführt und daß nach dem Erfassen des Anfangs der Elektrode durch das Antriebssystem die Bearbeitung des Werkstückes in der neuen Kontur fortgesetzt wird.

Das neue Verfahren erfolgt vollständig automatisch, so daß keine Bedienungsperson für den Einfädelvorgang bei der Bearbeitung von verschiedenen Konturen am Werkstück erforderlich ist. Die Auslastung der Erosionsmaschine ist besonders wirtschaftlich, weil die Bearbeitung der Werkstücke im Tag- und Nachtbetrieb erfolgen kann.

Das Verfahren ist besonders einfach. Durch die Einkerbung der Elektrode und den nachfolgenden AbreißVorgang wird der Anfang der Elektrode kalt gestreckt und bleibt steif. Dadurch ist es möglich, durch Vorschieben die Elektrode absolut zuverlässig in die neue Startbohrung zu fädeln. Das neue Verfahren hat den Vor teil, daß nur eine geringe zusätzliche Ergänzung der elektroni schen Steuereinrichtungen erforderlich ist. Die für den automatischen Ablauf des Einfädelvorganges erforderlichen elektrischen Impulse werden bei den bekannten Erosionsmaschinen von den dort vorhandenen Punktionen der Maschine abgeleitet und sind in der Steueranlage bereits vorhanden. Durch einige zusätzliche elektronische Baustufen wird der automatische Einfädelvorgang gesteuert. Es ist somit auf einfache Weise möglich, nachträglich

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bei bekannten Erosionsmaschinen das automatische Einfädelverfahren anzuwenden.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens besteht darin, daß beim Erreichen des Endpunktes einer Kontur für die Dauer des EinfädelVorgangs die an sich bekannte Wasserzuführung für die koaxiale Spülung an der Elektrode weggeschwenkt und die Stromzuführung von der Elektrode abgehoben wird. Durch das Abschwenken der Wasser- und Stromzuführung wird ein automatisches Einlegen der eingefädelten Elektrode in die Stromzuführung erreicht.

Einzelheiten der Erfindung werden anhand eines vorteilhaften AusfUhrungsbeispieles, das in den Figuren dargestellt ist, erläutert. Es zeigen

Fig. 1 und Fig. 2 den Fädelkopf der Einfädelvorrichtung in verschiedenen Ansichten, Fig. 3 und Fig. 4 die Klemm- und Vorschubeinrichtung in Ruhe- und Arbeitsstellung, Fig. 5a bis Fig. 5b die prinzipielle Wirkung der Einrichtung beim

Klemmen und Vorschieben der Elektrode,

Fig. 6 und Fig. 7 die Kerbvorrichtung in Ruhe- und Arbeitsstellung Fig. 8a bis Fig. 8c den Kerb- und Abreißvorgang der Elektrode, Fig. 9 bis Fig. 12 die Greifvorrichtungen in verschiedenen Arbeitsstellungen,

Fig. 13a bis Fig. 13c die Wirkungsweise der Greifvorrichtung beim

Einfädeln der Elektrode in die Startbohrung, Fig. 14 bis Fig. 16 die Wasser- und Stromzuführung in Arbeitsund Ruhestellung und

Fig. 17 im Blockschaltbild die elektronische Einrichtung für das neue Verfahren.

Die Darstellungen in den Figuren sind teilweise vereinfacht. So sind insbesondere konstruktive Einzelheiten, die dem Fachmann ohnehin geläufig sind und nicht in einem engeren Zusammenhang mit der Erfindung stehen, zur Vereinfachung der Zeichnung und zur besseren Übersichtlichkeit und Verständlichkeit ganz weg-

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gelassen. Darüber hinaus sind in den Figuren einzelne Teile entfernt oder abgebrochen gezeichnet.

Die Fig. 1 zeigt den Fädelkopf von der Vorderansicht. Die oberhalb des Werkstücks 52 angeordnete Greifeinrichtung ist in den Fig. 9 bis 13 dargestellt. Der Fädelkopf besteht aus der Klemmeinrichtung, der Vorschubeinrichtung und der Kerbvorrichtung. Die Fig. 2 zeigt die Ansicht von oben, wobei das Werkstück mit der Haltevorrichtung zur besseren Übersichtlichkeit nicht eingezeichnet ist.

Nach Fig. 1 und Fig. 2 ist an einer Aufbauplatte 9 ein Getriebeblock 1 befestigt. Seitlich am Getriebeblock führen zwei Blattfederarme 13 und 14 nach vorne und halten die Lagerklötze 20 und 21. In diesen sind die Antriebswellen 15 und 16 gelagert, auf deren vorderen Enden die Vorschubrollen 7 und 8, die auch die Klemmfunktion übernehmen, befestigt sind. Die Antriebswellen 15 und 16 sind über ein Schneckengetriebe im Getriebeblock 1 mit einem Motor 10 verbunden. Hinter dem Getriebeblock sind rechts und links zwei Hubmagnete 4 und 5 angebracht, die durch ihre Vorwärtsbewegung über die Schubstangen 11 und 12 das Zusammendrücken der Vorschubrollen 7 und 8 über einen Hebelmechanismus 6, 17, 18 und 19 bzw. das Vorschnellen des Kerbhebels 2 mit dem Kerbkeil 22 auf den Amboß 3 bewirken. Die drahtförmige Elektrode 23 wird von der Vorratsseite der Elektrode über die Einführöffnung 56 in der Aufbauplatte 9 und die Führungsdüse 41 durch die Startbohrung der Kontur des Werkstücks 52 gezogen. Das Werkstück 52 ist mit der Haltevorrichtung 54 am Kreuzsupport der Maschine befestigt. Während der Bearbeitung wird die Elektrode koaxial mit einem flüssigen Dielektrikum umspült. Am Ende der Bearbeitung einer Kontur wird die Drahterosionsmaschine durch die elektronische Steueranlage abgeschaltet, d.h. die Zufuhr des Dielektrikums wird gesperrt, die Stromzuführung zwischen Elektrode und Werkstück unterbunden und das Antriebssystem für die Elektrode abgeschaltet. Es soll dann die nächste Kontur bearbeitet werden. Das neue Verfahren setzt in diesem Augenblick ein, wobei von der Steueranlage lediglich die Signale für Konturende, Positionieren des Werkstückes und Erreichen der neuen Startbohrung abgenommen werden müssen. Es ist also kein Eingriff in die Steueranlage erforderlich. Es werden

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nur vorhandene Funktionen der Haschine für die Steuerung des Einfädelvorganges verwendet.

Nach dem Erreichen des Endpunktes mit der langsamen relativen Vor-Schubbewegung zwischen Werkstück und Elektrode und dem Erkennen der Steuersignale wird die Elektrode unterhalb des Werkstückes durch die Klemmeinrichtung festgeklemmt. Nach der Klemmeinrichtung wird die Kerbvorrichtung ausgelöst, die die Elektrode einkerbt und ihrerseits das ober dem Werkstück auf der Ablageseite der Elektrode angeordnete Antriebssystem wieder einschaltet. Durch die Weiterbewegung der Elektrode reißt diese an der Kerbstelle ab. Das Antriebssystem befördert den Rest der Elektrode auf die Ablageseite, wo sie auf einer Spule aufgewickelt oder mit einer Zerstückelungseinrichtung in kleine Stücke zerschnitten und in einen Abfallbehälter gefüllt wird. Beim Abreißvorgang wird durch die Kerbeinrichtung oder einen elektronischen Kontakt, der beim Abreißen der Elektrode anspricht, das Positionieren des Werkstückes für die nächste Kontur ausgelöst. Dies erfolgt so, daß die Steueranlage auf Eilgang umschaltet. Der Positioniervorgang ist beendet, wenn die Startbohrung über der unteren Führungsdüse angelangt ist. Zu diesem Zeitpunkt gibt die Steueranlage der Maschine den Befehl mit langsamer Vorschubbewegung zu arbeiten. Dieses elektronische Signal startet die Greifvorrichtung, die an die Startbohrung oberhalb des Werkstückes herangeführt wird. Beim Aufsetzen auf dem Werkstück wird die Greifvorrichtung elektrisch gestoppt. Das Stopsignal der Greifvorrichtung löst die Vorschubeinrichtung für die Elektrode aus, so daß diese durch die Führungsdüse und die Startbohrung gefädelt wird.

Hit Hilfe einer optischen Abtasteinrichtung und einem elektronischen Zähler wird die Strecke für den Vorschub der Elektrode, die abhängig ist von der Werkstückdicke, gemessen. Beim Erreichen des eingestellten Zählerstandes wird der Vorschub beendet und die Vorschubeinrichtung außer Eingriff gebracht. Beim Durchschieben hat die Greifvorrichtung die Elektrode erfaßt und durch das Zählersignal bein Erreichen des eingestellten Zählerstandes wird die Bewegung der Greifvorrichtung in Richtung auf das obere An-

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triebssystem gestartet und dabei die Klemmung durch die Klemmvorrichtung aufgehoben. Beim Erreichen des oberen Endpunktes wird der Elektrodenanfang von dem sich bewegenden oberen Antriebssystem erfaßt und auf die Ablageseite befördert. Ausgelöst durch einen ersten elektrischen Kontakt wird eine Schwenkbewegung der Greifvorrichtung aus der Bahn der Elektrode um eine Elektrodenführung ausgeführt und durch einen weiteren elektrischen Kontakt, der durch die gespannte Elektrode betätigt wird, wird die Dielektrikumzufuhr freigegeben und die Stromzuführung eingeschaltet. Als Dielektrikum wird vorteilhaft entionisiertes Wasser verwendet. Es erfolgt dann die Bearbeitung der neuen Kontur, deren Verlauf in einem Lochstreifen programmiert ist, der der elektronischen Steueranlage eingegeben wird. In den nachfolgend beschriebenen und in den Figuren dargestellten vorteilhaften Vorrichtungen wird die Realisierung des Verfahrens erläutert.

In Fig. 3 und Fig. 4 ist die Klemm- und Vorschubeinrichtung in Ruhe- und Arbeltsstellung dargestellt, wobei eine Einrichtung beide Funktionen erfüllt. Die Fig. 3 zeigt die Einrichtung in Ruhestellung während des Erodiervorganges. Die Fig. 4 zeigt die Einrichtung in der Arbeitsstellung während des automatischen Einfädelvorganges. Nach Beendigung des Erodiervorganges, d.h. nach fertig erodierter Werkstückkontur,' muß die Drahtelektrode 23 ge klemmt und nach dem Abtrennen, auf das noch näher eingegangen wird, nach oben durch die Startbohrung des Werkstückes für die nächste zu schneidende Kontur geschoben werden. Aus dem Lochstreifen für das Werkstück wird aus einer bestimmten aufeinanderfolgenden Reihenfolge von Codezeichen logisch der Zeitpunkt für das Ein- setzen des FädelVorganges erkannt. Dieser Fädelvorgang beginnt mit dem Klemmen der Elektrode 25 und dem anschließenden Kerben und Abreißen. Dies ist auch durch Schalterbetätigung manuell auszulösen. Als erstes wird der Hubmagnet 5 erregt und dadurch die Vorschubbewegung der Schubstange 12 in Pfeilrichtung ausgelöst. Der an ihr drehbar befestigte Hebelarm 6 wird um seinen durch einen Stift 1? fixierten Drehpunkt geschoben. Am anderen: Ende des Hebelarms zieht eine Verbindungsstange 42 die beiden Schenkel 18

und 19 an ihrem Scheitelpunkt zurück und drückt die damit verbundenen Lagerklötze 20 und 21 mit den darin gelagerten Antriebswellen 15 und 16 gegeneinander. Die Schwenkbewegung der Antriebswellen wird von den Kugellagern im Getriebeblock 1 mitgemacht, da das Spiel in den Kugellagern bei einem Schwenkwinkel von 1° völli ausreicht. Die Elektrode 23 wird dabei von den fest auf den Antriebswellen 15 und 16 aufgesteckten Vorschubrollen 7 und 8 festgehalten. Diese weisen ein leicht gezahntes Profil auf, das den Vorteil hat, daß ein Durchgleiten der Elektrode während des Ab reißvorganges verhindert wird und Ablagerungen des Abriebs nur in den Vertiefungen zwischen den Zähnen entsteht. Nach dem Abtrennen der Elektrode 23 und dem maschinellen Vorschieben des Werkstückes zur nächsten Startbohrung (Positionieren) wird die Elektrode durcl die neue Startbohrung nach oben vorgeschoben. Dabei treibt ein Motor 10 über eine Schnecke 25 ein Schneckenrad 24 an, das fest mit der Welle 15 verbunden ist. Mit Hilfe von zwei gleichen Zahnrädern 26 und 27 erhält die Welle 16 und damit die Vorschubrolle 8 die entgegengesetzte Drehrichtung zur Welle 15 bzw. zur Vorschubrolle 7. Die Fig. 5b zeigt die Vorschubrollen 7 und 8 nach dem Klemmvorgang beim Vorschub der Elektrode 23. Die Fig. 5a zeigt die Vorschubrollen 7 und 8, die vor und nach dem Einfädelvorgang mit der Elektrode nicht in Eingriff stehen.

Die zueinander laufenden Vorschubrollen 7 und 8, die noch durch den Hebelmechanismus gegeneinander gedrückt sind, schieben die Elektrode 23 nach oben zunächst durch eine Führungsdüse 41 und weiter in die Startbohrung des Werkstückes. Das Hochschieben erfolgt solange, bis eine vorher entsprechend der Werkstückdicke an einem Dekadenschalter eingestellte Elektrodenlänge über ein Umlenkrad mit Zählvorrichtung gezogen und der Motor 10 ausgeschaltet wird. Die Länge der vorgeschobenen Elektrode wird mittels einer Lichtquelle, einer Fotodiode und einer am Umlenkrad fest angeordneten Schlitzlochscheibe optisch gemessen. Beim Vorschieben der Elektrode wird das Umlenkrad bewegt und durch die Schlitzlöcher der Lichtstrahl kurzzeitig unterbrochen, so daß am Ausgang der Fotodiode Impulse entstehen, die dem elektronischen Zähler zugeführt werden. Beim Erreichen des eingestellten

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Zählerendwertes wird der Motor abgeschaltet, die Greifvorrichtung oberhalb des Werkstücks erfaßt die Elektrode, der Hubmagnet 5 fällt ab und .die Vorschubrollen 7 und 8 gehen durch die Vorspannung der Blattfederarme 13 und 14 in ihre Ruhestellung zurück, wobei die Elektrode 23 wieder freigegeben wird (Fig. 3, Flg. 5a). Der Zählerendwert wird abhängig von der Werkstückdicke eingestellt, beispielsweise so, daß die Elektrode 16 mm über das Werkstück hinausragt.

Das Einkerben zum anschließenden Abreißen der Elektrode wird

durch die in Fig. 6 und Fig. 7 gezeigte Kerbvorrichtung erzielt. Fig. 6 zeigt die Kerbvorrichtung im Ruhezustand und Fig. 7 im Arbeitszustand. Die Fig. 8a bis Fig. 8c zeigen den Einkerb- und Abreißvorgang der Elektrode.

Sofort nach dem Klemmen der Elektrode durch die Vorschubrollen wird der Hubmagnet 4 stromdurchflossen. Der Anker bewegt die Schubstange 11 in Pfeilrichtung nach vorne, wobei der Kerbhebel 2 sich um seinen Drehstift 28 in Pfeilrichtung bewegt. Der eingesetzte Kerbkeil 22 trifft auf die Drahtelektrode 23» schlägt sie auf den Amboß 3 und fügt ihr eine Kerbe zu (Fig. 8b). Die Tiefe der Kerbe soll im günstigsten Fall etwa 4/5 des Elektrodendurchmessers betragen. Da die Vorschubrollen 7 und 8 (Fig. 4) die Elektrode festhalten und die oben an der Maschine angebrachten Transportrollen des Antriebssystems weiterlaufen, wird die Elek trode abgerissen (Fig. 8c) und das obere Ende zur Ablageseite, beispielsweise zu einem Zerhacker, weitergeleitet.

Der Kerbkeil 22 ist seitlich versetzt, um ihn bei Abnützung umgedreht wieder verwenden zu können. Dies trifft auch für den Am- boß 3 zu, der in der Höhe versetzt ist und auf Umschlag verwendet werden kann. Außerdem kann der Kerbkeil 22 mittels einer gekonterten Schraube nachgestellt werden, wenn eine Verkürzung durch das Nachschleifen eingetreten ist. Nach der Einkerbung und dem Abreißen der Elektrode 23 wird der Hubmagnet 4 abgeschaltet und die

Schubstange mit dem Kerbhebel 2, evtl. unterstützt durch eine Zugfeder, in Ihre Ausgangsstellung zurückgezogen (Fig. 6, Fig. 8a).

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Die Fig. 9 bis 12 zeigen die Greifvorrichtung in verschiedenen Arbeitsstellungen. Nach dem Abreißen der Elektrode und dem Herausziehen des Restes der Elektrode aus dem Werkstück läuft der Support mit dem Werkstück im Eilgang zur Startbohrung der neuen Kontur. Wenn diese Startposition erreicht ist, wird der Eilgang abgeschaltet und die Greifvorrichtung gestartet. Die Greifvorrichtung besteht aus einem Gleitrohr 43, das am oberen Ende auf der Ablageseite der Elektrode befestigt ist. Im Gleitrohr ist verschiebbar eine Buchse 44 mit einem Klemmarm 47 und eine Klaue 48 angeordnet. Die Buchse 44 wird mit Hilfe einer Laufrolle 45 in einer am Umfang in Längsrichtung verlaufenden Kulisse 46 geführt. Dadurch ist die Bewegung des Klemmarmes 47 genau bestimmt.

Nach dem Start der Greifvorrichtung gleitet der Klemmarm 47 in

der Kulisse 46 nach unten zur Startbohrung 53 in der neuen Kontur (Fig. 13a). Beim Auftreffen der Klaue 48 auf dem Werkstück wird die Abwärtsbewegung über einen nicht dargestellten elektrischen Schalter geatopt. Beim Hochachleben der Elektrode 23 mittels der Vorschubeinrichtung (Fig. 4, Fig. 5aX durch die Füh- rungsdüse 41 und die Startbohrung 53 wird der Anfang der Elektrode von der Klaue 48 gefaßt. Die Flg. 13a. bis 13c zeigen das Erfassen und Befördern der Elektrode durch die Klaue 48 nach dem an sich bekannten Prinzip der RoUenklemmung. Die Klauer besteht aus einer Ausnehmung in der auf einer schrägen Seitenwand eine Klemmrolle 49 beweglich eingesetzt ist. Sie Elektrode 23 wird über die Führungsdüse 41 durch die Startboarung 53 in die Klaue 48 geschoben (Flg. 13a). Beim Eochschieben in die Klaue 48 wird die bewegliche Klemmrolle 49 von der Elektrode an einer schrägen Fläche hochgeschoben, wobei ein- Spalt: für die sich durchschieben de Elektrode entsteht (Flg. 13b)» Hat die Elektrode^23 die durch die Zählereinstellung festgelegte Höhe über dem Werkstück 52 erreicht, wird der Vorschub gestopt und der Klemmarm 47 nebt in Pfeilrichtung vom Werkstück ab (Fig. 13c). Bedingt durch die schräge Fläche wird die Elektrode mit der Klemarolle 49 einge keilt und somit am Durchgleitea gehindert»

Die Fig. 9 zeigt die Greifvorrichtung in der Stellung nach dem

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Abheben des Klemmarmes 47 vom Werkstück 52. Während des Hochziehens der Elektrode 23 macht der Klemmarm 47 und somit auch die Elektrode 23 bedingt durch die Kulissenführung eine Schwenkbewegung um die Elektrodenführung 40, in die die Elektrode danach in die v-förmige Prismenführung eingelegt wird. Die Fig. 10 zeigt gestrichelt den Bewegungsablauf des Klemmarmee beim Hochgleiten am Gleitrohr. Beim Hochgleiten des Klemmarmes 47 wird das aus der Klaue 48 herausragende Ende der Elektrode 23 von den Transportrollen 50 des oberen Antriebssystems erfaßt und hochgezogen.

Die Stellung der Greifvorrichtung in diesem Zeitpunkt zeigt die Fig. 11. Durch die Ziehbewegung der Transportrollen wird die Klemmrolle 49 nach oben geschoben und die Elektrode 23 kann durch die Klaue 48 gleiten. Danach wird der Klemmarm in seine Ruhestellung, die er während des Erodiervorganges einnimmt, zu rückgeführt. Die Ruhestellung wird vorteilhaft im Schwenkbereich der Klemmarmbewegung festgelegt. Dazu wird der Klemmarm wieder abwärts bewegt. Da beim Abwärtsbewegen die Klemmwirkung der Klaue 48 mit der Klemmrolle 49 nicht mehr vorhanden ist, wird im Schwenkbereich der Klemmarm 47 über die in der Draufsicht der Greifvorrichtung in Fig. 12 dargestellte seitliche öffnung 51 der Klaue 48 aus der Bewegungsrichtung der Elektrode 23 herausgeschwenkt. Die Greifvorrichtung behindert daher zuverlässig den Erodiervorgang am Werkstück nicht.

Die Rückführung des Klemmarmes in die Ruhestellung wird durch in den Figuren nicht dargestellte elektrische Schalter gesteuert. Die Verwendung und Anordnung derartiger Schalter ist an sich bekannt. Dazu ist erforderlich, daß im oberen Endpunkt der Aufwärtsbewegung im Bereich der Kulisse ein Schalter angeordnet ist, der die Aufwärtsbewegung stopt und wieder eine Abwärtsbewegung auslöst. Für das Stoppen der Abwärtsbewegung ist im Schwenkbereich der Kulisse ein weiterer elektrischer Schalter angeordnet, der nur bei der Abwärtsbewegung des Klemmarmes aus der oberen Lage betätigbar ist und der die Klemmarmbewegung stopt. Aus dieser Ruhestellung heraus wird der Klemmarm beim nächsten Einfädelvorgang gestartet. Über einen zusätzlichen elektrischen Kontakt, der durch die gespannte Elektrode betätigt wird, erfolgt die Auslösung eines neues Erodiervorganges.

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Die Fig. 14 bis 16 zeigen eine hydraulisch betätigbare an- und abschwenkbare Wasser- und Stromzuführung. Dabei zeigt die Fig. die Schwenkeinrichung für die Wasser- und Stromzuführung in der Vorderansicht im Betriebszustand, d.h. während des Erodiervor ganges. Die Fig. 15 und 16 zeigen in der Draufsicht die Schwenk einrichtung während des Einfädelvorganges und im Betriebszustand. Die eigentlichen Arbeitsführungen der Elektrode sind v-förmige Prismenführungen, in die sich der Draht durch Zugspannung einlegt und über Schleifen mit Strom versorgt wird. Andruckrollen sorgen für eine gute Kontaktgabe. Zum Einfädeln der Elektrode ist ein Herausklappen bzw. Hereinklappen des Gegenhalters mit Andruckrollen, Stromzuführung und Dielektrikumzuführung besonders vorteilhaft, weil dadurch das Einlegen einfach und zuverlässig erfolgen kann. Nachdem die Elektrode durch die Startbohrung im Werkstück gefädelt und durch die Transportrollen des oberen Transportsystems gespannt ist, muß die Stromzuführung und die koaxiale Wasserspülung an die Elektrode angedrückt werden. Dabei wird bei einem in den Figuren 14, 15 und 16 dargestellten vorteilhaften Ausführungsbeispiel eine hydraulische Andrückung der Zuführungen durch den Druck des Dielektrikums beim Einschalten der Pumpe ausgenutzt. Sobald die Elektrode gespannt ist, wird über einen elektrischen Kontakt und die Maschinensteuerung der Elektrodentransport und die Wasserpumpe eingeschaltet. Einem Druckzylinder 34 wird durch die öffnung 33 über einen Schlauch das von der Pumpe kommende Dielektrikum zugeleitet. Beim Füllen des Zylinders mit Dielektrikum wird der Kolben 35 mit seiner Schubstange 36 in Pfeilrichtung (Fig. 16) vorwär-tsge schoben. Der Andrückwinkel 37, der mit dem Ende der Schubstange 36 beweglich verbunden ist, kippt um seinen Drehpunktbolzen 38. Hit dem An drückwinkel werden die Dielektrikumzuführung 32 und die Stromzu führung 31 an die Elektrode gedrückt. Zusätzlich wird die Elektrode zwischen der Segmentführung 40 und dem Leitrad 39 gespannt. Diese Drahtumlenkung bewirkt eine präzise Auflage der Elektrode in der Führung 40 und einen guten Kontaktandruck an der Stromzu führung. Das Stromkabel 29 und der Wasserschlauch 30 sind flexi bel und machen die Schwenkbewegung des Andrückwinkels 37 mit.

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Ist der Erodiervorgang beendet, so schaltet die Steuerung die Wasserpumpe ab. Der Wasserdruck fällt und der Kolben 35 wird durch eine Feder 55 zurückgeschoben, wobei der Andrückwinkel 37 über die Schubstange 36 wieder abgeschwenkt wird.

Bei einem neu gestarteten EinfädelVorgang wird die Elektrode wieder von der Greifvorrichtung, unbehindert von der Führung 40 und den abgeschwenkten Andrückwinkel 37, nach oben bis zwischen die Transportrollen des Antriebssystems gezogen. Diese erfassen die angebotene Elektrode, schieben sie über ein Umlenkstück, beispielsweise zu einer Zerhackereinrichtung, die die Elektrode in kleine Drahtstücke zerschneidet und einem Auffangbehälter zuführt.

Die Fig. 17 zeigt im Prinzip das Blockschaltbild für das neue Verfahren. Es ist eine zusätzliche elektronische Steuerstufe ST mit einer eigenen Stromversorgung SV angeordnet. Die dafür erforderlichen elektronischen Bauteile sowie deren Zusammenwirken ist dem Durchschnittsfachmann hinreichend bekannt. Von der elektronischen Steuereinrichtung ES für die Erosionsmaschine wird über die Leitung 1 nach der Beendigung des Erodiervorgangs an einer Kontur des Werkstückes ein Stopsignal an die Steuerstufe abgegeben. Gleichzeitig mit diesem Signal werden das Antriebssystem, die Wasserpumpe und die Stromzuführung abgeschaltet. Vom Stopsignal wird die magnetische Steuerung MK1 der Klemmvorrichtung ausgelöst. Nach einer kurzen Verzögerungszeit wird die magnetische Steuerung MK2 für die Kerbvorrichtung und der Antrieb für das hinter dem Werkstück befindliche Antriebssystem eingeschaltet. Nach dem Kerbvorgang schaltet sich die Kerbvorrichtung ab. Das Werkstück wird für die nächste Kontur positioniert und dann die Motorsteuerung GM für die Greifvorrichtung ausgelöst. Danach wird die Vorschubeinrichtung für das Einfädeln der Elektrode in die Startbohrung freigegeben. Der von Hand einstellbare Elektrodenlängenzähler LZ mißt die Länge der vorgeschobenen Elektrode, stopt beim Erreichen des eingestellten Zählwertes den Vorschub und steuert den Greifermotor mit der Greifvorrichtung in die Ruhelage zurück. Dabei wird die Elektrode vom Antriebssystem erfaßt und ein Kontakt durch die gespannte Elektrode ausgelöst,

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der bewirkt, daß die Steuerstufe ST über die Leitung 2 ein Startsignal an die Steuereinrichtung ES abgibt. Durch das Startsignal wird die Erosionsmaschine für den neuen Erodiervorgang eingeschaltet und der neue Arbeitsvorgang begonnen.

17 Patentansprüche 17 Figuren

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Claims

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1.] Verfahren zum elektroerosiven Bearbeiten von Werkstücken durch arahtförmige oder bandförmige Elektroden, wobei die Bahn der relativen Bewegungen zwischen dem Werkstück und der Elektrode mittels einer elektronischen Steueranlage gesteuert wird, und die drahtförmige oder bandförmige Elektrode mittels eines Antriebsund Führungssystems von der Vorratsseite her in eine im Werkstück angebrachte Startbohrung der Kontur eingefädelt und soweit durch die Startbohrung geschoben oder gezogen wird, bis die Elektrode in Wirkverbindung mit einer Ablageseite des Antriebs- und Führungssystems gebracht ist, dadurch gekennzeich net, daß beim Erreichen des Endpunktes einer Kontur das Antriebs- und Führungssystem abgeschaltet und davon abhängig auf der Vorratsseite der Elektrode vor dem Werkstück eine die Elektrode festklemmende Klemmeinrichtung betätigt wird, daß eine Kerbvorrichtung die Elektrode mit einer Einkerbung zwischen der festgeklemmten Stelle und dem Werkstück versieht, daß nach der Einkerbung der Elektrode das auf der Ablageseite der Elektrode hinter dem Werkstück befindliche Antriebssystem eingeschaltet wird und beim Vorwärtsbewegen die Elektrode an der eingekerbten Stelle abreißt, daß die Startbohrung für die nächste Kontur mittels der elektronischen Steueranlage positioniert wird, daß die Klemmeinrichtung die Elektrode freigibt und eine während des Bearbeitungsvorganges des Werkstückes nicht in Eingriff stehende Vorschubeinrichtung den Anfang der Elektrode in die neue Startbohrung einfädelt und bis zu einem vor der Bearbeitung festgelegten Abstand über das Werkstück hinausschiebt, daß hinter dem Werkstück an den herausragenden Teil der Elektrode eine Greifvorrichtung herangeführt wird, die die Elektrode erfaßt und dem hinter dem Werkstück befindlichen Antriebssystem zuführt und daß nach dem Erfassen des Anfangs der Elektrode durch das Antriebssystem die Bearbeitung des Werkstückes in der neuen Kontur fortgesetzt wird.

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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Erreichen des Endpunktes einer Kontur für die Dauer des Einfädelvorganges die an sich bekannte Wasserzuführung für die koaxiale Spülung an der Elektrode weggeschwenkt und die Stromzuführung von der Elektrode abgehoben wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den freien Enden von zwei einseitig auf einer Aufbauplatte (9) befestigten und annähernd parallel verlaufenden federnden Armen (13, 14) Lagerklötze (20, 21) angebracht sind, in denen die Antriebswellen (15, 16) für zwei einander gegenüberstehende und gegensinnig antreibbare Vorschubrollen (7, 8) gelagert sind, wobei die Vorschubrollen (7, 8) in einem solchen Abstand voneinander angeordnet sind, daß die dazwischen durchbewegte Elektrode (23) nicht beeinflußt wird, daß eine in Längsrichtung betätigbare und längs der Arme verlaufende Schubstange (12) angeordnet ist, bei deren Betätigung über eine Hebelanordnung (6, 17, 18, 19, 42) die beiden Vorschubrollen (7» 8) gegeneinander drückbar und die Elektrode (23) festklemmbar ist und daß nach dem Loslassen der Schubstange (12) die Lagerklötze (20, 21) mit den Vorschubrollen (7, 8) in die Ausgangsstellung zurückkehren.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswellen (15, 16) für die beiden Vorschubrollen (7, 8) über zwei gleiche Zahnräder (26, 27), ein Schneckenrad (24) und eine Schnecke (25) mit einem Motor (10) verbunden sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die über einen Hubmagneten (5) betätigbare Schubstange (12) beweglich mit einem Hebelarm (6) verbunden ist, der um einen fixierten Stift (17) schwenkbar ist, daß der Hebelarm (6) beweglich mit einer Verbindungsstange (42) verbunden ist, deren anderes Ende beweglich mit dem Scheitelpunkt zweier an den Lagerklötzen (20, 21) beweglich befestigten Schenkeln (18, 19) verbunden ist, wobei bei Betätigung der Schubstange (12) durch eine Bewegung des Scheitelpunktes der Schenkel (18, 19) die Lagerklötze (20, 21) gegeneinander drückbar sind.

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6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschubrollen (7» 8) am Umfang ein gezahntes Profil aufweisen, das ein Durchgleiten der Elektrode beim Festklemmen und beim Vorschub verhindert.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Über einen Hubmagneten (4) und eine Schubstange (11) betätigbare Kerbeinrichtung einen bei Betätigung der Schubstange (11) um einen fixierten Drehstift (28) in Richtung auf die Elektrode (23) schwenkbaren Kerbhebel (2) mit eingesetztem Kerbkeil (22) aufweist und daß hinter der Elektrode (23) ein Amboß (3) angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kerbkeil (22) und der Amboß (3) so angeordnet sind, daß beim Einkerbvorgang die dazwischenliegende Elektrode (23) außerhalb der Mitte des Kerbkeiles und des Ambosses zu liegen kommt.

9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Vorratsseite an einem Umlenkrad des Antriebs- und Führungssystems eine abhängig von der Werkstückdicke manuell einstellbare Zähleinrichtung angeordnet ist, die die Wegstrecke der vorgeschobenen Elektrode auszählt und beim Erreichen des eingestellten Zählerstandes die Vorschubeinrichtung in den Ruhezustand steuert.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß an einem Umlenkrad eine mit Hilfe einer Lichtquelle und einer Lichtdiode abtastbare Schlitzlochscheibe fest angordnet ist, daß die beim Vorschub der Elektrode entstehenden Abtastimpulse mittels eines einstellbaren elektronischen Zählers zählbar sind und daß der Zähler beim Erreichen des eingestellten Zählerstandes den die Vorschubeinrichtung steuernden Hubmagneten abschaltet.

11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Greifvorrichtung aus einem einseitig befestigten und am Umfang eine Kulissenführung aufweisenden

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Gleitrohr besteht, auf dem eine Buchse mit einem längs des Gleitrohres verlaufenden Klemmarm, an dessen Ende für die an sich bekannte Rollenklemmung der Elektrode eine Klaue mit einer Klemmrolle angebracht ist, entlang gleitet, und daß die Gleitbewegung der Buchse in einer Laufrolle in der Kulisse erfolgt, wobei eine Schwenkbewegung um die Elektrodenführung erfolgt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmarm nach der Beendigung des Positioniervorganges an die Startbohrung des Werkstückes hingleitet und beim Berühren des Werkstükkes mittels eines elektrischen Kontaktes gestopt wird, daß nach dem Durchschieben der Elektrode hinter die Klemmrolle der Klaue die in den Ruhezustand zurückgestellte Vorschubeinrichtung die Klemmarmbewegung in Richtung auf das hinter dem Werkstück befindliche Antriebssystem der Elektrode auslöst und daß der Klemmarm in der Kulissenführung in seine Ruhestellung zurückgleitet.

13. Vorrichtung nach Anspruch 9 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähleinrichtung beim Erreichen des eingestellten Zählerstandes die Bewegung des Klemmarmes in Richtung auf das hinter dem Werkstück befindliche Antriebssystem startet.

14. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß beim Beginn der Vorschubbewegung der Elektrode ein Zeitglied ausgelöst wird und daß nach der Verzögerungszeit der Klemmarm in Richtung auf das hinter dem Werkstück befindliche Antriebssystem zurückgleitet.

15. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende der Kulisse in der Nähe des Antriebssystems ein erster elektrischer Schalter angeordnet ist, bei dessen Betätigung durch den zurückgleitenden Klemmarm die Bewegungsrichtung des Klemmarms sich umkehrt und daß im Schwenkbereich der Kulisse um die Elektrodenführung ein zweiter elektrischer Schalter angeordnet ist, bei dessen Betätigung nach der Betätigung des ersten Schalters der Klemmarm im Schwenkbereich stopt.

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16. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Erfassen der Elektrode durch das Antriebs- und Führungssystem die straff gespannte Elektrode über einen weiteren elektrischen Kontakt und die Steueranlage nach einer Verzögerungszeit den Beginn der Bearbeitung in der neuen Kontur auslöst.

17. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dielektrikumzuführung und die Stromzuführung an die Elektrode über einen an- und abschwenkbaren Andrückwinkel bewirkt ist, daß der Andrückwinkel über eine Schubstange betätigbar ist, die am anderen Ende als Kolben ausgebildet und in einem Druckzylinder verschiebbar gelagert ist, und daß der Kolben durch die Zuführung des Dielektrikums in den Druckzylinder in der einen Richtung und bei gesperrtem Dielektrikum durch Federwirkung in die andere Richtung verschiebbar ist.

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