DE2816588A1

DE2816588A1 - Elektrodenanordnung fuer laufdraht- elektroerosionsmaschine

Info

Publication number: DE2816588A1
Application number: DE19782816588
Authority: DE
Inventors: Kiyoshi Inoue; Akihiko Shimizu
Original assignee: Inoue Japax Research Inc
Current assignee: Inoue Japax Research Inc
Priority date: 1977-04-18
Filing date: 1978-04-17
Publication date: 1978-10-19
Also published as: GB1587787A; HK52885A; FR2387727A1; IT1102172B; IT7848922A0; FR2387727B1; US4307279A; DE2816588C2

Description

281658;

Inoue-Japax Research Incorporated 5289 Aza Michimasa, Nagatsudamachi, Midoriku, Yokohamashi, Kanagawaken

(Japan)

Elektrodenanordnung für Laufdraht-Elektroerosionsmaschine

Die Erfindung betrifft eine Elektrodenanordnung für eine Wander- oder Laufdraht-Elektroerosionsmaschine,

Bei herkömmlichen Laufdraht-Elektroerosionsmaschinen werden üblicherweise Drahtelektroden-Fördereinrichtungen verwendet, die so aufgebaut sind, daß die von einer Zuführspule, die an der Maschinensäule oder der Vorderwand der Maschine vorgesehen ist, gelöste Drahtelektrode über einen von zwei an der Maschinensäule befestigten Arm gefördert wird oder in anderer Weise längs der Vorderwand gefördert wird, um in etwa eines dessen Enden zu erreichen, von wo der Draht unter Spannung über den anderen der Arme zur Aufnahme durch eine Aufwickelspule vorwärtsbewegt wird, die ebenfalls an der Maschinensäule vorgesehen ist.

Elektroerosionsmaschinen mit einer derartigen Laufelektrodenanordnung sind wenig anpassungsfähig und vielseitig

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derart, daß sie sich nicht für eine bestimmte Art wesentlicher Anwendungsfälle eignen, beispielsweise dem Gegenbearbeiten des Kopfabschnittes eines I-förmigen Glieds, wie das beispielsweise beim Bearbeiten des hohlen Abschnittes eines Preßstempels und des Eckabschnittes eines Schneidstempels auftritt, was von großem Nachteil ist.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine neue Elektrodenanordnung für eine Laufdraht-Elektroerosionsmaschine anzugeben, die die Ausführung praktisch unbegrenzter Typen von Laufdraht-Elektroerosionsmaschinen bzw. -bearbeitungen ermöglicht, insbesondere die eben erwähnten Anwendungen.

Weiter soll auch eine Elektroerosionsmaschine angegeben werden, die diese neuartige Elektrodenanordnung enthält.

Die Elektrodenanordnung gemäß der Erfindung enthält ein Basisteil, um daran ein Drahtelektroden-Versorgungsglied und ein Drahtelektroden-Aufnahmeglied zu befestigen, mehrere Pührungsglieder zum Führen der laufenden Drahtelektrode unter Spannung längs eines vorgegebenen Weges einschließlich eines Bearbeitungsbereiches, der durch die laufende Drahtelektrode und einem neben dieser angeordneten Werkstück gebildet ist unter Vorhandensein eines Bearbeitungsmediums, eine Vorschubeinrichtung, die drehbar an einem Armglied befestigt ist, das verschiebbar an der Elektroerosionsmaschine befestigt ist, wobei der Wagen oder Schlitten bzw. die Vorschubeinrichtung das Basisglied trägt und ein Tragglied aufweist zum Tragen und zum zumindest teilweise Positionieren der Pührungsglieder an vorgegebenen Stellen, eine Antriebseinrichtung zum Vor-

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wärtsbewegen der Drahtelektrode von der Versorgungseinrichtung zur Aufnahmeeinrichtung längs des vorgegebenen Wegs und einen Drehmechanismus, der abhängig von einem Steueroder Regelsignal zum Drehen der Vorschubeinrichtung betätigbar ist, um dessen Winkellage gegenüber dem Armglied zu steuern bzw. zu regeln.

Ein Paar von Elektrodenführungen wird von den Führungsgliedern umfaßt und ist- vorzugsweise so angeordnet, daß die Achse desjenigen Teils der Drahtelektrode, die dem Werkstück im Bearbeitungsbereich gegenüberliegt, mit der Drehachse der Vorschubeinrichtung zusammenfällt.

Um ein Kegelflächenschneiden von Werkstücken zu erreichen, besitzt das Tragglied einen Elektrodenführungs-Halterteil, der mehrere Führungen in zueinander senkrechten Richtungen relativ verschiebbar hält, um die Neigung der Drahtelektrode veränderbar einzustellen, die dadurch geführt ist, und der gegenüberliegende Werkstückfläche. Andererseits können mehrere derartige Halter oder Drahtführungseinheiten mit verschiedenen Winkelneigungen und anderen Drahtspann-Ausbildungen hergestellt werden, damit sie austauschbar am Tragglied oder der Vorschubeinrichtung befestigt sind für verschiedene gewünschte Bearbeitungszwecke,

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist eine vorteilhafte Elektroerosionsmaschine vorgesehen, die zumindest eine der neuartigen Laufdraht-Elektrodenanordnungen aufweist, von denen zumindest ein Teil in einem Werkzeug-Speichermagazin getragen ist, das auchmehrere dreidimensionale oder Absenk-Elektroerosionselektroden trägt mit unterschiedlicher Form und Größe, und die mit einer auto-

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matischen Werkzeugwechseleinheit versehen ist für jeden gewünschten Bearbeitungs-Betriebsschritt auf vollautomatischer Grundlage und mit höchstem Wirkungsgrad.

Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in Vorderansicht eine Laufdraht-Elektroerosion maschine einschließlich einer erfindungsgemäßen Elektrodenanordnung,

Fig. 2 in Seitenansicht die Maschine gemäß Fig. 1,

Fig. 3 bis 8 im Schnitt verschiedene Ausführungsformen der Elektrodenanordnung gemäß der Erfindung,

Fig. 9 im Schnitt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 10 den Schnitt X-X in Fig. 9,

Fig. 11 ein Schaltbild eines Systems, das zusammen mit der Elektrodenanordnung gmeäß den Figuren 9 und 10 verwendbar ist,

Fig. 12 schematisch die Bahn der Elektrodenanordnung gemäß der Figuren 9 und 10 beim Bearbeiten eines Werkstücks unter Steuerung durch das System gemäß Fig. 11,

Fig. 13 in Ansicht eine vorteilhafte Elektroerosionsmaschine, die einen automatischen Werkzeugwechsler und ein Werkzeugmagazin enthält für eine Elek-

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' trodenanordnung gemäß der Erfindung sowie verschiedene Hohlraum-Ab S3 nkelektroden,

Pig. l4 in Seitenansicht die Maschine gemäß der Linie .A"- B - C - D in Fig. 13.

In den Figuren 1 und 2 ist schematisch eine Elektroerosionsmaschine 1 dargestellt mit einer von einem Maschinenbett 3 aufrechtstehenden Säule 2, wie das üblich ist. Die Maschine 1 besitzt einen Werkzeugarm 4, der an der Säule 2 vertikal verschiebbar befestigt ist. Der Werkzeugarm 4 ist hier so ausgebildet, daß er eine Elektrodenanordnung 5 gemäß der Erfindung trägt, die im folgenden ausführlich erläutert werden wird, und wird nach unten und nach oben bewegt in eine Stellung, in der die Elektroerosion durchgeführt wird mit dem Bearbeitungsabschnitt der Elektrodenanordnung 5 ·

Gemäß Fig. 3 weist die Elektrodenanordnung 5 eine Basis 6 auf, die als Korb, Gehäuse, Tafel oder Platte ausgebildet sein kann und die daran befestigt eine Versorgungsoder Zuführspule 7 und eine Aufnahmespule 8 für eine Drahtelektrode 9 enthält. An der Basis 6 ist ein Zylinder 10 über ein Gewinde befestigt, der weiter fest in einem Paar von Ringen 11 a und 11 b aufgenommen ist, die ihrerseits über Lager 12 im Werkzeugarm 4, der in den Figuren 1 und 2 dargestellt ist, drehbar aufgenommen sind. Weiter ist auch am Zylinder 10 in Gewindeverbindung ein Tragarm 13, der mehrere Führungsrollen 14 a, 14 b, 14 c trägt und weiter ein Paar Elektrodenführungen 15, 16 hält, deren jede eine Führungsnut 15 a, 16 b für die Drahtelektrode 9 aufweist,

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damit diese geschlossen leicht einem Werkstück 17 gegenüberliegend laufen kann. Der Zylinder 10 bildet einen Wagen oder eine Vorschubeinrichtung für die Basis 6 und den Tragarm Eine Antriebseinrichtung 18 zum Verschieben oder Fördern der Drahtelektrode 9 unter ausreichender Spannung ist hier an der Basis 6 befestigt und weist eine Antriebswalze 19 und eine Klemm- oder Gegenwalze 20 dafür auf, sowie eine Bremswalze 21 und eine Gegenwalze 22 dafür. Diese Antriebs- und Bremselemente sind an sich bekannt und können die übliche Form besitzen.

Das Werkstück 17 ist als auf einer strom^eitenden Platte oder einem Tisch 23 befestigt dargestellt, der seinerseits auf einem Haupttisch 24 befestigt ist. der Haupttisch 24 ist in einem Arbeitsbehälter angeordnet, wie das üblich ist. Wie in den Figuren 1 und 2 dargestellt, sind Koordinaten- oder X-Y-Kreuztische 26, 27 vorgesehen, auf denen der Arbeitsbehälter 25 befestigt ist, und die über einen X-Achsen-Vorschubmotor 26 a und einen Y-Achsen-Vorschubmotor 27 a angetrieben sind über jeweilige Antriebsschrauben oder Führungsschrauben, abhängig von Antriebssteuersignalen, die von einer numerischen Steuereinheit 28 zugeführt sind, um das Werkstück 17 längs eines vorgegebenen Weges zu verschieben oder zu bewegen.

Eine Stromversorgung 29 zur Zufuhr elektrischer Energie zwischen dem Werkstück 17 über die Platte 23 und der Drahtelektrode 9 über beispielsweise die Führung 14 b ist in Fig. 1 dargestellt. Während der Durchführung eines Schneidbetriebes wird ein Bearbeitungsfluid oder Arbeitsfluid, beispielsweise destilliertes Wasser, dem Schneidbereich zugeführt, um als Bearbeitungsmedium zu dienen und

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um erodiertes Material aus der Schneidzone zu entfernen.

Das Werkstück 17 ist hier ein Hohlkörper, von dem ein (ringförmiger) oberer überhängender Abschnitt 17 a zu bearbeiten ist und wobei die Fläche, in der die Bearbeitung durchzuführen ist, nicht ausreichend groß ist bezüglich
der Größe des Drahtelektroden-Tragarms 13 derart, daß die Verschiebung des Werkstücks 17 durch Berührung oder Stoß
mit dem Tragarm 13 gestört werden könnte. Diese Schwierigkeit wird dadurch überwunden, daß die Orientierung' des
Tragarms 13 gegenüber dem Werkstück 17 mit fortschreitender Bearbeitung geändert wird. Dazu ist ein Drehmechanismus für die Vorschubeinrichtung 10 vorgesehen einschließlich eines Motors 30, wobei das Ende dessen Antriebswelle 31 mit einem Kegelrad oder einem Schneckenrad 32 versehen ist, das mit einem Kegelrad oder einem Schneckenrad 33 in Eingriff ist, das um den Zylinder 10 befestigt ist.

Auf diese Weise wird die Drehung der Vorschubeinrichtung 10 abhängig von der Drehung des Motors 30 erreicht,
der seinerseits abhängig von AntriebsSignalen von der numerischen Steuereinheit 28 (Fig. 1) betrieben ist, die programmiert sind oder die abhängig von X-Achsen-und Y-Achsen-Vorschubsignalen erzeugt sind zur Verschiebung des Werkstücks 17 längs eines vorgegebenen Schneidweges längs des oberen überhängenden Abschnitts 17 a.

Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform des beschriebenen Ausführungsbeispieles, bei der die Drehachse 10 a der Vorschubeinrichtung 10 mit der Achse der Drahtelektrode 9 zwischen den Führungen 15 und 16 zusammenfällt. Bei einer derartigen Anordnung ist es möglich, wie gezeigt werden wird,

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die Vorschubeinrichtung 10 in jeder Winkellage ausgerichtet anzuordnen, ohne Einfluß auf die relativen Lagen zwischen der Achse der bearbeitenden Drahtelektrode 9 und dem Werkstück 173 wodurch die Programmierung und die Steuerung bzw. Regelung stark vereinfacht wird.

Beim in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel 105 werden für die gleichen Bauteile die gleichen Bezugszeichen verwendet, wobei eine Vorschubeinrichtung 110 vorgesehen ist mit einem kegelstumpfförmigen unteren Teil, das zum lösbaren Aufnehmen oder Haltern einer Drahtelektrodenführung-Befestigungseinrichtung 40 vorgesehen ist, die Führungen 41, 42, 43 aufweist, die jeweils mit Führungsnuten 4l a, 42 a, 43 a versehen sind. In diesem Fall ist die Führung 4l mit einer Zahnstange 44 und einem darin angreifenden Zahnrad 45 versehen, während die Führung 43 mit einer Zahnstange 46 und einem darin eingreifenden Zahnrad 47 versehen ist derart, daß die Führung 4l und die Führung 43 in horizontaler Richtung bzw. vertikaler Richtung verschiebbar sind. Durch diese Anordnung • kann die Achse der Drahtelektrode 9 im Bearbeitungsbereich geneigt werden in einem gewünschten oder Soll-Winkel gegenüber dem Werkstück 17, wodurch ein Kegel- oder Konusschnitt-Gegenbearbeitungs-Betrieb unter einer gewünschten und veränderbaren Neigung durchgeführt werden kann. Es ist hier anzumerken, daß die Drehachse 110 a der Vorschubeinrichtung 110 und die Drahtelektrode 9 so angeordnet sind, daß sie einander zwischen den Führungen 4l und 43 so schneiden, daß dann, wenn eine Bezugsfläche am oder im Werkstück 17 erreicht ist, der Kreuzungs- oder Schnittpunkt P sich längs eines Gegenbearbeitungsweges an der Bezugsfläche durch Verschiebung der Vorschubtische 26 und 27 bewegen kann. Eine derartige Bezugsfläche ist üblicherweise an der Unterseite des Werkstücks 17 eingestellt,

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obwohlj wenn der Kreuzungspunkt P nahe der Führung 4l angeordnet ist j diese auch an der Oberseite des Werkstücks 17 sein kann.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Pig- 6 ist zur Verwendung verschiedenartiger Elektrodenführung-Befestigungseinrichtungen vorgesehen die an der Vorschubeinrichtung 110 abhängig vom jeweiligen Bearbeitungszweck anbringbar sind. Auf diese Weise können anstelle der dargestellten Befestigungseinrichtung 5O₃ die der gemäß Fig. 5 ähnlich ist, jedoch drei Führungen 50 a, 50 b, 50 c aufweist, die an einem Tragarm 50 d befestigt sind, beispielsweise Befestigungseinrichtungen 51, 52 gemäß Fig 7 bzw. 8, an der Vorschubeinrichtung 110 befestigt werden. Die Befestigungseinrichtung 51 zeigt einen Werkzeughalter, der beim Geradschnitt-Betrieb verwendet wird und Führungen 51 a ₃ 51 b aufweist, durch die die Drahtelektrode 9 mit der Drehachse 110 a der Vorschubeinrichtung 110 aus dem bereits genannten Grund in Übereinstimmung angeordnet wird, sowie mehrere die Drahtelektrode 9 spannende und streckende Rollen oder Walzen 51 e. Die Befestigungseinrichtung 52 zeigt einen Werkzeughalter für ebenfalls Geradschnitt, jedoch mit einer Verschiebung oder Versetzung d gegenüber einem programmierten Weg, und enthält Drahtelektroden-Führungen 52 a und 52 b, die die Bearbeitungs-Drahtelektrode 9 a mit einem Abstand d von der Drehachse 110 a der Vorschubeinrichtung 110 anordnen und die ebenfalls Führungswalzen 52 e aufweisen. In geeigneter Weise können Einheiten mit vorgegebenen unterschiedlichen derartigen Versetzungen vorgesehen werden.

Die Figuren 9j 10, 11 und 12 zeigen ein Ausführungsbei-

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spiel der erfindungsgemäßen Elektrodenanordnung, durch das ein besonderes numerisches Steuerprogramm zum Steuern der Winkelstellung der Vorschubeinrichtung beseitigt werden kann, um eine Berührung der Elektrodenanordnung mit dem Werkstück zu verhindern, und zwar durch Vorsehen von der Elektrodenanordnung zugeordneten Berührungsfühlern.

Gemäß Fig. 9 weist die Elektrodenanordnung 205 eine Vorschubeinrichtung 210 auf, die wie bei den vorstehenden Ausführungsbeispielen- über ein Lager 212 in einem Werkzeugarm 204 entsprechend dem Arm 4 der Figuren 1 und 2 drehbar aufgenommen ist. Die Vorschubeinrichtung 210 ist auch mit einem Stirnrad 233 versehen, das mit einem Stirnrad 232 in Eingriff steht, das am Ende der Welle 231 eines Impulsoder Schrittmotors 230 so angebracht ist, daß der Betrieb des letzteren eine inkrementelle Drehung der Vorschubeinrichtung 210 um die Drehachse 210 a auslöst. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine Basis 206, die eine Zuführspule 7 und eine Aufnahmespule 8 für die Drahtelektrode 9 und eine Drahtantriebseinheit 18 trägt, in der Vorschubeinrichtung 210 aufgenommen, wobei letztere einen zylindrischen Führungsarm 113 besitzt, der von ihr nach unten wegragt und in einer Führung 114 endet, die mit einer Führungsnut 114 a versehen ist. Weiter sind ein Paar elektrisch leitfähiger Fühler 53, 54 vorgesehen, die von der Drahtelektrode 9 isoliert sind und sich zwischen dem ünterende der Vorschubeinrichtung 210 und der Führung 114 so erstrecken, daß sie beiderseits symmetrisch zueinander von der Ebene angeordnet sind, die die Mittelachse des Führungsarms 113 und die Drehachse 210 a der Vorschubeinrichtung 210 aufweist, oder die Drahtelektrode 9, wie in Fig. 10 dargestellt. Die Fühler 53 und 54 sind vorzugsweise an Orten angeordnet, die näher dem

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Führungsarm 113 sind als der Drehachse 210 a, und zwar derart, daß die Abstände, zwischen deren Außenflächen und der Drehachse 210 a nicht den Abstand zwischen der Drehachse 210 a und der Außenfläche des Führungsarms 113, wie dargestellt, überschreitet. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist weiter die.Achse der Drahtelektrode 9_} die zwischen der Führung 114 und einer weiteren, hier durch die Walzen 21, 22 gebildete Führung, gespannt ist, mit der Drehachse 210 a der Vorschubeinrichtung 210 in Übereinstimmung.

Das heißt, daß gemäß Figur 10 die Fühler 53 und 54 an Stellen angeordnet sind, derart,- daß der Scheitelwinkel eines Vierecks, in dem die Draht elektrode 9 a_s die Fühler 5.3* 54 und der Führungsarm 113 eingeschrieben sind, spitzwinklig ist, und daß die Drahtelektrode 9 a näher an den Fühlern 53 und 54 angeordnet ist als der Führungsarm 113.

Fig. 11 zeigt ein mit den Fühlern 53 und 54 gemäß Fig. und 10 arbeitendes System, wobei eine Fühlerschaltung 55 eine Gleichstromquelle 56, Widerstände 57* 58 und monöstabile Kippglieder 59»" 60 aufweist, während eine Drehzahlregelung 6l für die Vorschubeinrichtung 210 Zeitglieder 62, 63, ein ODER-Glied 64, bistabiles RS-Kippglied 65, einen Oszillator 66 und UND-Glieder 6? und 68 aufweist. Eine Bearbeitungs-Stromversorgung 29 (Fig. 1) ist weiter vorgesehen und enthält eine Gleichstromquelle 69, ein Schaltglied 70, einen Impulsgeber 71 und eine.Diode 72 in üblicher Anordnung zum Anlegen einer Folge elektrischer Impulse zwischen der Drahtelektrode 9 a und dem Werkstück 17.

In den Figuren 11 und 12 ist die Elektrodenanordnung

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mit einem viereckförmigen Querschnitt dargestellt, der durch die Drahtelektrode 9 a, den Führungsarm 113 und die Fühler 53 und 5^ gebildet ist, wobei die Elektrodenanordnung 205 den überhängenden Abschnitt 17 a eines Werkstücks 17 im Betrieb bearbeitet. Während tatsächlich die Achse der Drahtelektrode 9 a stets in einer ortsfesten Lage ist und das Werkstück 17 relativ dazu verschoben wird, erfolgt die Beschreibung so, als ob die Drahtelektrode 9 a sich relativ zum ortsfesten Werkstück 17 bewegen würde, um so eine klarere und einfachere Erläuterung zu ermöglichen.

Es sei angenommen, daß die Elektrodenanordnung 205 nun in einer Stellung P-I angeordnet ist, wobei die Drahtelektrode 9 a an einem Punkt W 1 angeordnet ist.

Wenn weder der Fühler 53 noch der Fühler 5^ in Berührung mit dem Werkstück 17 ist, erfolgt kein Stromfluß über die Widerstände 57 und 58 derart, daß lediglich ein "0"-Signal an den Ausgängen der monostabilen Kippglieder 59» 60 auftritt sowie an den Zeitgliedern 62 und 63, während das bistabile RS-Kippglied 65 gesetzt ist.

Wenn einer der Fühler 53, 54 in Berührung mit dem Werkstück 17 kommt, beispielsweise der Fühler 53 an einem Punkt A, tritt ein Stromfluß durch den Widerstand 57 auf, der das monostabile Kippglied 59 ansteuert, dessen Ausgangssignal seinerseits das Zeitglied 62 in Betrieb setzt. Dann wird, falls das bistabile Kippglied 65 rückgesetzt war, dieses gesetzt. Das Zeitglied 62 erreicht ein "1"-Signal während einer vorgegebenen Zeitdauer anschließend an seine Auslösung, wobei während dieser Zeitdauer Impulse, die vom Ausgangsanschluß 66 a des Oszillators 66 zugeführt sind, durch das UND-Glied 67 treten können zur Speisung des Schrittmotors 230 zu dessen Drehung. Die Elektrodenanordnung 205 in einer

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Stellung P-2 wird dadurch im Gegenuhrzeigersinn gedreht, während die Drahtelektrode 9 a sich weiterbewegt von dem Punkt ¥ 2 über einen Punkt B zum Punkt A derart, daß ein Zusammenstoß oder eine Störung zwischen dem Werkstück 17 und dem Führungsarm 113 vermieden ist.

Zweckmäßigerweise ist dabei die Betriebszeit des Zeitglieds 62 und die Ausgangsfrequenz des Oszillators 66 so eingestellt, daß sich die Elektrodenanordnung 205 um 90° dreht, während die Drahtelektrode 9 a sich vom Punkt W 2 über den Punkt B zum Punkt A bewegt. Dadurch kann die Elektrodenanordnung 205 nach Bearbeitung des Eckabschnittes genau parallel zur Lage angeordnet sein, die durch die Kettenlinie dargestellt ist. Danach wird die so ausgerichtete Einheit oder Elektrodenanordnung 205 nach unten in die Lage P-3 verschoben und von dort vom Punkt W 3 nach links zur Bearbeitung eines Abschnittes,bis sie den Punkt W 4 erreicht.

Wenn die Elektrodenanordnung 205 die mit P-4 bezeichnete und in Strichlinien dargestellte Stellung erreicht, kommt der Fühler 54 in Berührung mit dem Werkstück 17. Dadurch wird erreicht (Fig. 11), daß ein elektrischer Strom durch den Widerstand 58 fließt, um das monostabile Kippglied 60 anzusteuern, wodurch ein Ausgangsimpuls abgegeben wird. Der Ausgangsimpuls wirkt so, daß er das bistabile RS-Kippglied 65 rücksetzt und auch das Zeitglied 63 betätigt. Das Zeitglied 63 wirkt als Verzögerungsschaltung derart, daß nach Verstreichen einer vorgegebenen Zeitdauer ein kurzer Ausgangsimpuls abgegeben wird, der das bistabile RS-Kippglied 65 in den Setz-Zustand zurückbringt. Während das bistabile Kippglied 65 rückgesetzt ist, können aus dem Anschluß 66 b des Oszillators 66 austretende Impulse durch

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das UND-Glied 68 treten, wodurch der Motor 230 in eine Drehrichtung gedreht wird, die zur vorgenannten entgegengesetzt ist. Hier sind die vom Ausgangsanschluß 66 b abgegebenen Impulse so eingestellt, daß sie höhere Frequenz besitzen als die vom Ausgangsanschluß 66 a derart, daß die Elektrodenanordnung 205 um 90° im Uhrzeigersinn während der kurzen Zeit gedreht wird, während der die Drahtelektrode 9 a vom Punkt W 4 zum Punkt W 5 bewegt wird. Der kurze Impuls vom Zeitglied 63 stellt dann das bistabile Kippglied 65 zurück, um die Drehung des Motors 230 zu beenden. In der Zwischenzeit wurde der Führungsarm 113 so verschoben, daß er einen Bogen vom Punkt A 6 zum Punkt A 7 beschreibt. Auf diese Weise wird eine Bearbeitung durchgeführt über den gesamten Weg des Umfanges des überhängenden Abschnitts 17 a des Werkstücks 17 ohne Berührung oder Störung zwischen dem Führungsarm 113 und dem Werkstück 17.

Die Figuren 13 und 14 zeigen gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung eine neuartige vorteilhafte Elektroerosionsmaschine 300 mit einer Drahtelektrodenanordnung 305. Auch hier weist die Elektrodenanordnung 305 ein Basisglied 306 auf, das eine Zuführspule 307 und eine Aufwickelspule 308 aufweist für eine wandernde oder laufende Drahtelektrode 309, die lösbar an einer Vorschubeinrichtung 310 befestigt ist, die ihrerseits drehbar in einem Werkzeugarm 304 aufgenommen ist zusammen mit einem Motor 330, der eine Drehbewegung auf die Vorschubeinrichtung 310 über eine Antriebswelle 331 und Stirnräder 332, 333 in der zuvor beschriebenen Weise überträgt. Der Werkzeugarm 304 ist an einer Säule 302 der Elektroerosionsmaschine 3O0 befestigt, die Koordinaten- oder X-Y-Vorschubtische besitzt, und ist so ausgebildet, daß er nach oben und nach unten verschiebbar ist, um Bearbeitungs- und Vorbereitungsstellungen in

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vertikaler Richtung einzunehmen (Fig. 1). Die Drahtelektrode

309 wird unter Spannung mittels einer Antriebs- und Bremswalzen-Anordnung319, 320, 321 über Führungen 314, 315, 316 gefördert, die an einem Tragarm 313 befestigt sind, der seinerseits an dem Basisglied 3Ό6 befestigt ist.

Die Vorschubeinrichtung 310 ist mit einem Vakuumraum

310 a versehen, der über eine Leitung 310 b mit einem Universalgelenk 75 in Verbindung steht, das seinerseits mit ei-

ner Vakuumpumpe 76 über ein Dreiwegeventil 77 so in Verbindung steht, daß dadurch eine Vakuum-Halterung oder -Aufnahme für die Elektrodenanordnung 305 sowie weitere Elektroden gebildet ist, die für die Vorschubeinrichtung 310 vorgesehen sind. -'-._. ν

Weiter ist bei diesem Ausführungsbeispiel ein Werkzeug-Speichermagazin 78 vorgesehen, das durch eine Welle 79 mit einer Mutter 80 drehbar getragen ist und einen Drehtisch 81 aufweist, der verschiedene Elektroerosionselektroden 82 a, 82 b, 82 c, 82 d, 82 e, 82 f, 82 g trägt, die aufeinanderfolgend verwendet werden für Bohr- und/oder Hohlraum-Absenk-Betriebsschritte. -

Ein Werkzeugwechsler 83 bei diesem Ausführuhgsbeispiel weist auf einen Hydraulikzylinder 84, einen Dreharm 85, der an seinem freien Ende einen Griff 86 zum Halten und Transportieren der Werkzeuge 82 a bis 82 g vom Werkzeug-Speichermägazin 78 zur Vorschubeinrichtung 310 besitzt, einen den Werkzeugübertragungsarm 85 tragenden Kopf 87 und einen Hydraulikzylinder 88 zum Drehen des Kopfes 87. Der Hydraulikzylinder 84 wird über ein Vierwegeventil 89 mit einem Hochdruck-Betrieb sfluid versorgt, um die Vertikalstellung des

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Dreharms 85 auf einem vorgegebenen Pegel abhängig von den Pegeln des Drehtisches 81 und der Vorschubeinrichtung 310 einzustellen. Das Öffnen und das Schließen des Griffs oder Greifers 86 wird durch eine übliche hydraulische oder elektromechanische Vorrichtung erreicht, die im Kopf 87 enthalten ist, um eine bestimmte Werkzeugelektrode aus dem Magazin 78 aufzunehmen und sie der Vorschubeinrichtung 310 durch Drehung des Arms 85 in dessen Stellung zuzuführen.

Die Drehung des Elektroden-Magazins 78, der Betrieb des Werkzeugwechslers 83, die Vertikalverschiebung des Werkzeugarms 304, die Drehung der Vorschubeinrichtung 310 und die Umschaltung des Dreiwegeventils 17 werden alle von einer (nicht dargestellten) zentralen Steuerung gesteuert bzw. geregelt. Werkzeugelektroden 82 a bis 82 g, die vom Magazin 78 getragen sind, werden aufeinanderfolgend vom Werkzeugwechsler 83 übertragen bzw. gefördert und nacheinander zurückgebracht in der Folge ihrer Anordnung zur und von der Vorschubeinrichtung 310 gemäß einem Schema bzw. einer Methode, die bei Maschinenwerkzeugen üblich ist.

Die derart ausgebildete erfindungsgemäße Elektrodenanordnung für eine Laufdraht-Elektroerosionsmaschine sowie die erfindungsgemäß ausgebildete Elektroerosionsmaschine ermöglichen verschiedene Bearbeitungsanwendungen, die bisher, wenn überhaupt, nur mit großen Schwierigkeiten und Nachteilen durchgeführt werden konnten.

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Claims

BEETZ-LAMPRECHT-BEETZ ₍ PATENTANWÄLTE 2816588

Steinsdorfstr. 10 · D-8000 München 22 Dipl.-Ing. R. BEETZ sen.

Telefon (089) 227201 - 227244 - 295910 Dipl.-Ing. K. LAMPRECHT

Telex 522048 -Telegramm Allpatent München Dr.-Ing. R. BEETZ jr.

Rechtsanwalt Dipl.-Phys. Dr. jur. U. HEIDRICH Dr.-Ing. W. TIMPE Dipl.-Ing. J. SIEGFRIED 58I-28 . 139P ( 28 . l40H) Priv.-Doz. Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. W. SCHMITT-FUMIAN

.-: - .. 17. April 1978 -

Ansprüche

^IJ Elektrodenanordnung für Laufdraht-Elektroerosions-

maschine,

gekennzeichnet durch

ein Basisglied (6, 306), um daran eine Zuführeinrichtung (7₃ 2I₃ 22) und eine Aufnahmeeinrichtung (8₃ 19₃ 20) für eine Drahtelektrode (9₃ 309) zu befestigen, .

mehrere Führungsglieder (15, 16, 14 a, b C₃ 4l, 51 a bis e₃ 52 a bis e) zum Führen der Laufdrahtelektrode (9, 309) unter Spannung längs eines vorgegebenen Weges einschließlich eines Bearbeitungsbereiches, der durch die Laufdrahtelektrode (9, 9 a, 309) und ein nahe gegenüberliegend angeordnetes Werkstück (17) bei Vorhandensein eines Bearbeitüngsmediums gebildet ist,

eine Vorschubeinrichtung (1O₃ HO₃ 21O₃ 31O)₃ die drehbar an einem Ärmglied (4, 304) ankoppelbar ist, das verschiebbar an der Elektroerosionsmaschine (I₃ 300) befestigt ist, wobei die Vorschubeinrichtung (10, 10O₃ 210, 310) das Basisglied (6, 306) trägt und ein Tragglied (13, 40, 50, 51, 52, 113, 313) trägt zum Tragen und Positionieren zumindest eines Teils der Führungsglieder (15, l6, 14 a bis c, 41, 51 a bis e, 52 a bis e) an vorgegebenen Stellen₃

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eine Antriebseinrichtung (18) zum Vorwärtsbewegen der Drahtelektrode (9j 309) von der Zuführeinrichtung (7, 2I₃ 22) zur Aufnahmeeinrichtung (8, 19, 20) längs des vorgegebenen Weges, und

einen Drehmechanismus (30 bis 33, 230 bis 233, 330 bis 333), der abhängig von einem Steuersignal die Vorschubeinrichtung (10, 110, 210, 310) dreht, um deren Winkellage gegenüber dem Armglied (4, 204, 304) zu steuern.
2. Elektrodenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse der Drahtelektrode (9, 9a, 309) im Bearbeitungsbereich so angeordnet ist, daß sie mit der Drehachse (10 a, 110 a, 210 a) der Vorschubeinrichtung (10, 110, 210) zusammenfällt.
3· Elektrodenanordnung nach Anspruch I₃ dadurch gekennzeichnet, daß die Achse der Drahtelektrode (9, 9 a, 309) mit vorgegebener Versetzung (d) beabstandet von der Drehachse (10 a, 110 a, 210 a) der Vorschubeinrichtung (10, 110, 210) angeordnet ist.
4. Elektrodenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Drahtglied (40) mehrere Führungen (4l, 42, 43) aufweist, die in zueinander senkrechten Richtungen verschiebbar sind zum veränderbaren Einstellen der Neigung der dadurch geführten Drahtelektrode (9) relativ zur im Bearbeitungsbereich nahe gegenüberliegenden Oberfläche des Werkstücks (17) (Fig. 5).

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5· Elektrodenanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Drehachse (110 a) der Vorschubeinrichtung (110) und die Achse der Drahtelektrode (9) im Bearbeitungsbereich in einer Ebene liegen, die mit der Unterseite des Werkstücks (17) übereinstimmt.
6. Elektrodenanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Drehachse (110 a) der Vorschubeinrichtung (110) und die Achse der Drahtelektrode (9) im Bearbeitungsbereich in einer Ebene liegen, die mit der Oberseite, des Werkstücks (17) zusammenfällt.
7. Elektrodenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragglied einen Basisabschnitt und mehrere Drahtführungseinheiten mit verschiedenen Drahtspann-Ausführungen aufweist, die am Basisabschnitt austauschbar befestigt sind (Pig. 6 bis 8).
8. Elektrodenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch weiter Glieder (53_S 54, 55₃ 6l), die auf einen vorgegebenen Annäherungsabstand des Traggliedes (113) gegenüber dem Werkstück (17) ansprechen, um die Winkelausrichtung der Elektrodenanordnung (205) gegenüber dem Werkstück (17) zu ändern (Fig. 9 bis 12).
9· Elektrodenanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß diese Einrichtung ein Paar von Pühlan (53, 54) aufweist, die symmetrisch um eine Ebene verteilt sind, die

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die Drehachse (210 a) der Vorschubeinrichtung (210) und die Achse des Tragglieds (113) aufweist.
10. Elektroerosionsmaschinej
gekennzeichnet durch eine Säule {2, 302),

einen von der Säule (2, 302) getragenen und relativ dazu vertikal verschiebbaren Werkzeugarm (4₃ 304),

eine vom Werkzeugarm (4, 304) drehbar getragene Vorschubeinrichtung (10 j 310)_a

ein verschiedene Elektroerosions-Werkzeugelektroden (82 a bis 82 g) tragendes Werkzeugspeichermagazin (78) einschließlich zumindest einer Einheit aus dem Basisglied (306) und dem Tragglied (313) der Elektrodenanordnung (305) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, und

einen automatischen Werkezugwechsler (83) zum aufeinanderfolgenden Überführen und Zurückbringen der verschiedenen Werkzeugelektroden (82 a bis 82 g) in das Werkzeugspeichermagazin (78) für aufeinanderfolgende Bearbeitungsschritte.

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