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Funkenerosions-Werkzeugmaschine mit einer Einrichtung zum selbsttätigen
Wechsel ihrer Bearbeitungselektrode Die Erfindung betrifft eine Funkenerosions-Werkzeugmaschine
mit einer Einrichtung zum selbsttätigen Wechsel der Bearbeitungselektrode, bestehend
aus einem Sockel zur Lagerung eines das zu bearbeitende Werkstück aufnehmenden,
auf einem verstellbaren Kreuztisch angeordneten Dielektrikumsbehälters, einem Ständer
mit einem den Dielektrikumsbehälter übergreifenden Ausleger zur Lagerung einer entlang
einem Verstellweg gegen das Werkstück verstellbaren Elektrodenaufnahme zur lösbaren
Befestigung einer Bearbeitungselektrode, einem Magazin mit mehreren Lagerplätzen
zur Lagerung von Bearbeitungselektroden, einer Transportvorrichtung zum Hin- und
Rücktransport einer Bearbeitungselek trode zwischen einem Lagerplatz des Magazins
und der Elektrodenaufnahme und einer Steuerungsvorrichtung zur Steuerung des Elektrodentransports
und des Bearbeitungsvorgangs.
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Zur funkenerosiven Bearbeitung eines Werkstücks mittels mehrerer Bearbeitungselektroden,
die an das Werkstück zeitlich nacheinander am gleichen Bearbeitungsort anzustellen
sind, ist zur Beschleunigung des Bearbeitungsvorgangs bereits vorgeschlagen worden,
die einzelnen Elektroden in
einem Werkzeugmagaz n unterzubringer.
und die Maschine so auszugestalten, daß über die vorgesehene Steuerungsvor richtung
der Elektrodenwechsel selbsttätig von Hand gesteuert vorgenommen werden kann Die
Erfindung befaßt sich mit der Ausbildung einer Funkenerosions-Werkzeugmaschine der
bezeichneten Art mit dem Ziel, eine einfache Maschinenkonstruktion anzugeben, die
den schnellen automatischen Austausch von Bearbeitungs elektroden gestattet. Ferner
soll die Konstruktion ohne wesentliche Änderungen des üblichen Maschinenaufbaus
die Vollautomatisierung des gesamten Bearbeitungsvorgangs zulassen.
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Erfindungsgemäß wird dazu eine Funkenerosions-Werkzeug maschine der
eingangs näher bezeichneten Art vorgeschlagen, die sich dadurch kennzeichnet, daß
das entlang einem Transportweg verstellbare Magazin auf dem Transportweg mit seinen
Lagerplätzen an den Verstellweg der Elektrodenm aufnahme anstellbar gelagert ist
und daß eine Schubvorrichtung mit einem Antriebsmotor zum Quertransport einer Elektrode
zwischen einem Lagerplatz des Magazins und der daneben angeordneten Elektrodenaufnahme
vorgesehen ist.
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Diese Ausbildung stellt durch Verstellung des Magazins derart, daß
entweder ein leerer oder ein besetzter Magazinlagerplatz an die Elektrodenaufnahme
angestellt wird, den Elektrodenaustausch an der Elektrodenaufnahme auf einfache
Art und Weise sicher.
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Um mit der Maschine ohne Inanspruchnahme eines Bedienungsmannes -
gegebenenfalls im Nachtbetrieb vollautomatisch Bearbeitungsvorgänge ausführen zu
können, wird in Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, die Ausbildung derart
zu treffen, daß die Steuerungsvorrichtung durch eine Programmsteuerungsvorrichtung
abrufbare Befehlsspeicher mittel, z.B. in Form eines Lochstreifens, zur Programmsteuerung
des Maschinenarbeitsablaufs aufweist
Dabei kann die AushilAang derart
getroffen sein, daß der Kreuztisch mittels Stellmotoren durch die Steuerungsvorrichtung
in vorgebbare Positionen selbsttätig gesteuert verstellbar gelagert ist.
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Durch diese Ausbildung kann das zu bearbeitende Werkstück zwischen
zwei Bearbeitungsvorgängen in unterschiedliche Positionen verstellt werden, so daß
mittels einer oder mehrerer Bearbeitungselektroden das Werkstück an einer oder mehreren
Bearbeitungsstellen bearbeitet werden kann.
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In einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, die Ausbildung
derart zu treffen, daß der Kreuztisch mittels Stellmotoren durch die Steuerungsvorrichtung
entlang einer vorgegebenen Bahn selbsttätig gesteuert verstellbar gelagert ist.
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Mit einer derartigen Bahnsteuerung, die das Werkstück entlang einer
Bahn in der Horizontalebene verstellt, läßt sich das Werkstück - abweichend von
der Verstellung der Bearbeitungselektrode in vertikaler Richtung - auch entlang
einer Bahn in horizontaler Richtung bearbeiten.
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In weiterer Ausgestaltung wird vorgeschlagen, die Ausbildung an Maschinen
mit einem C-förmig gestalteten Ständer derart zu treffen, daß das Magazin auf einem
quer zur Ständerachse zwischen dem Ausleger und dem Dielektrikumsbehälter verlaufenden
Transportweg verstellbar gelagert ist.
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Das Magazin kann dabei - mit relativ wenigen Lagerplätzen -entlang
einem geraden Transportweg verstellbar gelagert sein.
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Nach einem anderen vorteilhaften Ausführungsbeispiel kann die Ausbildung
- bei einer relativ großen Anzahl von Lager plätzen - derart getroffen sein, daß
der Transportweg den Ständer in eine#r Horizontalebene ringförmig umfaßt.
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Nach einem anderen #orteilha#ten Ausführungsbeispiel wird eine Funkenerosions-Werkzeugmaschine
der eingangs näher bezeichneten Art mit einem C-förmigen Ständer vorgeschlagen,
die sich dadurch kennzeichnet, daß das Magazin in einer parallel zur Ständerebene
verlaufenden Ebene neben dem Ständer verstellbar gelagert ist.
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Bei derartigen Ausbildungen ist es möglich, die übliche Maschinenkonstruktion
beizubehalten und lediglich ein zusätzliches Magazin an die Maschine anzustellen.
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Dabei ist es vorteilhaft, die Ausbildung derart zu treffen, daß das
Magazin aus um eine Drehachse drehbar gelagerten Magazinplätzen besteht.
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Die anliegenden Zeichnungen dienen zur Erläuterung der Erfindung.
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Fig. 1 zeigt eine der Erfindung entsprechende Maschine in Ansicht.
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Fig. 2 zeigt die Maschine nach Fig. 1 in einer Seitenansicht, teilweise
geschnitten.
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Fig. 3 zeigt eine andere Ausführungsform einer Maschine nach der Erfindung
in einer Seitenansicht.
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Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel in einer Ansicht.
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Fig. 5 zeigt die Maschine nach Fig. 4 in einer Seitenansicht.
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In Fig. 1 und Fig. 2 bezeichnen 1 ein Fundament, 2 den Sockel, 3 den
Ständer und 4 den Ausleger eines C-förmigen Maschinengestells einer Funkenerosions-Werkzeugmaschine,
unter deren Ausleger 4 ein Kreuztisch 5 auf dem Sockel 2 gelagert ist.
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Der Kreuztisch 5 ist in zwei aufeinander senkrecht stehenden Richtungen
in der liorizontalebene mittels elektrischer Stellmotoren 7 und 8 über zugehörige
Getriebe verstellbar und dient zur Lagerung eines Dielektrikumsbehälters 9, der
zur Aufnahme eines flüssigen Dielektrikums und eines darin zu lagernden Werkstücks
oder mehrerer Werkstücke, die zu bearbeiten sind, dient.
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Der den Dielektrikumsbehälter 9 überragende Ausleger 4 dient zur höhenverstellbaren
Lagerung einer Elektrodenaufnahme lo, die mittels eines elektrischen Stellmotors
li gegen das in der Werkstückaufnahme in dem Dielektrikumsbehälter 9 gelagerte Werkstück
geregelt verstellbar ist.
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Die Elektrodenaufnahme dient über (nicht dargestellte) Spannmittel
zur Lagerung einer Bearbeitungselektrode 12, deren Oberfläche mit der Oberfläche
des zu bearbeitenden Werkstücks den Bearbeitungsspalt der Maschine einschließt,
der an den Impulsgenerator der Maschine angeschlossen ist.
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Mit 13 ist ein zwischen dem Ausleger 4 und dem Dielektrikumsbehälter
9 in einer Horizontalebene quer zur aufrecht stehenden Ständerachse 3 verstellbarer
Magazinkörper bezeichnet, der mit vier Lagerplätzen 14,15,16 und 17 ausgestattet
ist.
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Der Magazinkörper 13 ist entlang seiner Längserstreckung in einem
Rollenlager 18 mittels einer Steuervorrichtung 23 und eines Motors am Verstellweg
der Elektrodenaufnahme lo derart verstellbar gelagert, daß sich der Verstellweg
der Elektrodenaufnahme lo und der Verstellweg des Magazins 13 unter einem rechten
Winkel in der höchsten Endlage der Elektrodenaufnahme lo kreuzen.
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Mit 19 ist ein am Ständer 3 befestigter Stellmotor bezeichnet, über
den ein stangenförmiges Stellelement 20 eine in einem Lagerplatz 14,15,16 oder 17
angeordnete, an den Verstellweg der Elektrodenaufnahme lo angestellte Bear-
beitungselektrode
aug dem Lagerplatz des Magazins 13 in die Elektrodenaufnahme lo durch Betätigung
der Schubstange 20 quer zur Transportrichtung 13 und quer zur Verstellrichtung der
Elektrodenaufnahme lo transportierbar ist.
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Umgekehrt läßt sich durch Rückhub der Stange 20 eine in der Elektrodenaufnahme
lo angeordnete Bearbeitungselektrode in einen leeren Magazinlagerplatz überführen.
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Ferner ist die Ausbildung derart getroffen, daß die Verstellachsen
des Kreuztisches 5 mit Positionsmeßvorrichtungen gekuppelt sind, die über Meßleitungen
21 und 22 mit der Steuerungsvorrichtung 23 verbunden sind. In der Steuerungsvorrichtung
23 wird die Stellung des Kreuztisches 5 jeweils in Digitalform angezeigt und ausgewertet.
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Die Steuervorrichtung 23 dient zur Betätigung der Stellmotoren 7 und
8, des Stellmotors 19, eines das Magazin 13 in dem Rollenlager 18 verstellenden
(nicht dargestellten) Transportmotors und zur Betätigung von mit der Elektrodenaufnahme
10 verbundenen hydraulischen Spannmitteln, die der Einspannung einer in die Elektrodenaufnahme
überführten Bearbeitungselektrode dienen.
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Ferner enthält die Steuerungsvorrichtung 23 einen Programmsteuerungsteil,
der unter Verwendung eines Lochstreifens 24 als Befehlsspeicher die Betätigung der
Maschinenfunktionen nach einem vorgegebenen Programm gestattet.
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Mit der beschriebenen Maschine ist es möglich, an einem in der Werkstückaufnahme
des Dielektrikumsbehälters 9 angeordneten Werkstück Bearbeitungsvorgänge beliebiger
Art vollautomatisch auszuführen. Dazu wird über den Lochstreifen 24 gesteuert zum
Austausch einer Bearbeitungselektro de 12, die in die Elektrodenaufnahme lo eingespannt
ist, der Magazinträger 13 mit einem leeren Magazinplatz 14, 15,16 oder 17 an den
Verstellweg der Bearbeitungselektro de lo angestellt, der Motor 19 betätigt, die
Stellstange 2o durch das Magazin 13 hindurch an die Bearbeitungselektrode 12 angefahren,
dort mit der Bearbeitungselektrode 12
selbsttätig gekuppelt, und
es wir darauffolgend die Bearbeitungselektrode 12 - nach Entkupplung aus den Spannmit
teln - in den zugehörigen leeren Magazinplatz des Magazins 13 überführt. Danach
wird das Magazin 13 verstellt, so daß ein anderer mit der passenden Bearbeitungselektrode
belegter Magazinplatz in die Tauschposition überführt wird.
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Darauffolgend wird der beschriebene Wechselvorgang in umgekehrter
Transportrichtung ausgeführt, so daß die ursprüngliche Bearbeitungselektrode durch
eine neue Elektrode ersetzt worden ist.
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Nach vollzogenem Elektrodenaustausch wird über den Lochstreifengeber
24 das Werkstück durch Betätigung der Stellmotoren 7 und 8 in die erforderliche
Position verstellt, worauffolgend die ausgewechselte Elektrode auf das Werkzeug
abgesenkt und der Bearbeitungsvorgang eingeleitet wird.
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Nach Ausführung des Bearbeitungsvorganges wird die Elektrode durch
Betätigung des Motors 11 von dem Werkstück abgehoben und die Elektrodenaufnahme
10 in ihre obere Endlage überführt, worauf eine neue Elektrode in die Elektrodenaufnahme
lo überführbar ist.
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Der Arbeitsablauf kann auch derart ausgeführt werden, daß über den
Lochstreifen 24 während des Bearbeitungsvorganges am Werkstück fortlaufend eine
selbsttätige Verstellung des Werkstücks entlang einer in der Horizontalebene verlaufenden
Bahn vorgenommen wird.
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In Fig. 3 ist mit dem Bezugszeichen der Fig. 1 und 2 ein den aufrechtstehenden
Teil 3 des Ständers 2,3,4 umfassender ringförmiger Magazinträger 13A bezeichnet,
der in einem Rollenlager 18 um den Ständerteil 3 herum mittels eines Stellmotors
13A verstellbar gelagert ist. Er dient zur Aufnahme einer größeren Anzahl von Magazinplätzen
30, 31, 32 die um die Ständerachse 3 herum verteilt angeordnet sind.
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Im übrigen ist die AtæbildMIng wie bei oer Maschine nach den Fig.
1 und 2 getroffen.
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In den Fig. 4 und 5 bezeichnen die Bezugszeichen der Fig. 1 und 2
die bereits anhand der Fig. 1 und 2 erläuterten Bauteile. Bei dieser Ausbildung
ist an den C-förmigen Ständer der Maschine parallel zur Ständerebene ein um eine
Drehachse 40 drehbar gelagertes radförmiges Magazin 41 bezeichnet, das mit mehreren
Lagerplätzen 42,43,44 ... ausgestattet ist. Die Lagerplätze 42,43,44 ... sind um
die Achse 40 in einer Ebene, die parallel zur Ebene des Ständers der Maschine gelegen
ist, mittels eines Stellmotors 45 drehbar gelagert. Der jeweils in der untersten
Position des Magazins 41 gelegene Lagerplatz 46 ist an den Verstellweg der Elektrodenaufnahme
lo in der höchsten Position der Elektrodenaufnahme angestellt, so daß mittels der
Stellstange 20 über den Motor 19 der beabsichtigte Elektrodentausch ausführbar ist.
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Es liegt im Rahmen der Erfindung, in den Magazinlagerplätzen nicht
nur Bearbeitungselektroden sondern auch Vorrichtungen zur Verstellung der Bearbeitungselektroden
gegen die zugehörige Elektrodenaufnahme anzuordnen. Solche Vorrichtungen dienen
beispielsweise zum Gewindeschneiden an einem Werkstück, zum Erodieren konisch verlaufender
Flächen und zu anderen Zwecken.
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8 Ansprüche