DE2841596C2

DE2841596C2 - Steuereinrichtung für einen Impulsgenerator einer Funkenerosionsmaschine

Info

Publication number: DE2841596C2
Application number: DE19782841596
Authority: DE
Inventors: Jürgen 5600 Wuppertal Wisker
Original assignee: AEG Elotherm GmbH
Current assignee: SMS Elotherm GmbH
Priority date: 1978-09-25
Filing date: 1978-09-25
Publication date: 1985-08-01
Also published as: ES482597A1; DE2841596A1; BR7905795A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuereinrichtung für einen Impulsgenerator einer Funkenerosionsmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Es ist bekannt, daß die am Arbeitsspalt einer Funkenerosionsmaschine aultretenden Impulse nicht immer erosionswirksam sind. Um die Wirksamkeit der Impulse zu optimieren sind Steuereinrichtungen im Einsatz, die mit Kurzschlußdetektoren Kurzschlüsse, also ein unzulässiges Absinken der Impulsspannung am Arbeitsspalt, erfassen und in einem Kurzschlußfall die Impulsspannung abschalten. Dabei erfolgt die Überwachung in der Regel derart, daß erst bei einem vorgegebenen Anteil von erosionsunwirksamen Impulsen eine Abschaltung erfolgt. Nachteilig ist bei dieser Art der Impulsüberwachung und Steuerung, daß stets eine vorgegebene An- zahl erosionsunwirksamer Impulse toleriert wird.

Es ist auch bekannt, daß der Kurzschlußdetektor beim Absinken der Arbeitsspaltspannung unter eine vorgegebene Schwelle die Impulserzeugung am Impulsgenerator sofort unterdrückt. Diese Art der Überwa- 6ö chiing beschränkt sich auf die Erfassung ausgesprochener Kurzschlüsse, d. h. auf Fälle, bei denen die Impulsspannung nach Zündung entweder auf die Lichtbogenspannung orter darunter absinkt. Quasistationäre Entladungen am Arbeitsspalt, die mit einem schnellen Absin- ken der Impulsspannung auf eine geringfügig unterhalb der normalen Brennspannung liegende Grenze verbunden sind, werden nicht erfaßt (DE-AS 12 95331).

Schließlich ist eine Steuereinrichtung der eingangs genannten Art bekannt, bei der die Spannungskomparatoren die Spaltspannung mit der abfallenden Spannung an einem ÄC-Glied vergleichen, dem von einer Verzögerungsschaltung Rechteckimpulse zugeführt werden. Die Verzögerungsschaltung beeinflußt darüber hinaus den Beginn iHid das Ende der einzelnen Impulse im Arbeitsspalt Da bekanntlich der Zeitpunkt der abf Jlenden Flanke des Spannungsimpulses im Arbeitsspalt nicht bestimmt ist (vgl. Fig. 2 der CH-PS 5 47 678). läßt sich aus einem Spannungsvergleich der abfallenden Flanke des Spannungsimpulses im Arbeitsspalt und der ahfallenden Spannung am ÄC-GIied keine eindeutige Aussage dafür gewinnen, ob der Spannungsimpuls erosionswirksam oder -unwirksam ist (DE-OS 23 62 924).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuereinrichtung für einen Impulsgenerator einer Funkenerosionsmaschine zu schaffen, die zuverlässig die erosionswirksamen und erosionsunwirksamen Spannungsimpuls? am Arbeitsspalt erkennt und in Abhängigkeit davon die dem Arbeitsspalt zuzuführenden Impulse steuert

Diese Aufgabe wird bei einer Schalteinrichtung deren Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Ausgestaltungen dieser Lösung sind in Unteransprüchen gekennzeichnet

Bei der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung wird in jedem Fall der Impulsgenerator abgeschaltet, wenn der von dem zweiten Spannungskomperalor erfaßte Spannungswert nach einer vorbestimmten Verzögerungszeit auf einen Wert abgefallen ist bei dem eine wirksame Erosion durch die Impulse nicht mehr möglich ist Dabei wird nicht zwischen Kurzschlüssen und anderen Entladungen unterschieden. Deshalb braucht für die Erfassung der Schwellwertspannung nur ein Spannungskomperator vorgesehen zu sein. Um eine Fehlinterpretation des erfaßten Spannungswertes zu vermeiden, wird der Spannungsvergleich zu einem bestimmten Zeitpunkt nach Beginn der Entladung durchgeführt. Der Entladungsbeginn wird mit dem ersten Spannungskompcrator sehr exakt erfaßt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigt

Fig. 1 eine Funkenerosionsmaschine mit Steuereinrichtung für einen Impulsgenerator in schematischer Darstellung,

F i g. 2 und 3 ein Diagramm des charakteristischen Impulsspannungsverlaufs am Arbeitsspalt und

F i g. 4 eine Steuereinrichtung für einen Impulsgenerator im Blockschaltbild.

Bei der Funkenerosionsmaschine gemäß Fig. 1 ist in einem mit einem flüssigen Dielektrikum, z. B. Petroleum, gefüllten Gefäß ein zu bearbeitendes metallenes Werkstück 2 eingespannt. Eine gegen das Werkstück 2 höhenverstellbar gelagerte Bearbeitungselektrode 3 ist mittels eines hydraulischen Stellmotors 4 gegen das Werkstück 2 verstellbar. An den von den einander gegenüberstehenden Oberflächen des Werkstücks 2 und der Bearbeitungsclektrodc 3 gebildeten Arbeitsspalt 5 ist ein Gleichstromimpulsgenerator 6 angeschlossen, der Gleichstromimpulse variabler Impulsbreite und variabler Inipulsfolgefrequenz liefert.

Ein an den Arbeitsspalt 5 angeschlossener Detektor 7 erzeugt eine mit der Breite des Arbeitsspaltes 5 variable Gleichspannung. Sie steuert über eine Signalleitung 8 einen Regler 9, der den hydraulischen Stellmotor 4 der-

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art verstellt, dcß der Arbeitsspalt 5 unabhängig vom werden aus den Impulsen der L eitung 28 über ein Vcr-

Arbcitsfortschritt eine stets konstante Spaltbreite auf- zögerungsglied 37 erhallen.

weist. Durch Einstellen der Spannung auf der Leitung MA

Ein ebenfalls an den Arbeitsspalt 5 angeschlossener wird die Verzögerungszeit des Verzögerungsgliedes 34 Impulsdetektor 10 liefert an seinen Ausgang 11 ein 5 derart eingestellt, daß die Steuerimpulse der Leitung 24 Sperrsignal, das dem Impulsgenerator 6 zugeführt wird. — vgl. F i g. 2 — um eine Zeitdauer d, gegen den Zünd-Dieses Sperrsignal unterdrückt am Ausgang des Gene- Zeitpunkt t_z verzögert erzeugt werden. Die Schalteinrators 6 die dem Arbeitsspalt 5 zugeführte Impulsspan- richtung 25 wird deshalb durch das Signal der Leitung nung dann, wenn der sich am Arbeitsspalt 5 aufbauende 23 stets zu Zeitpunkten t_z betätigt, die um das Zeitinter-Funkenüberschlag erosionsunwirksame Eigenschaften io vall d_t gegen den Zeitpunkt t_z verzögert innerhalb einer aufweist Dieses ist z. B. dann der FaIL wenn — vgl. Impulsbreite erscheinen. Alle Impulse am Ausgang des F i g. 2 — die am Arbeitsspalt 5 wirksame Impulsspan- Spannungskomparators 20, die deshalb eine Breite aufnungt/, die durch den Generator 6 zum Zeitpunkt <b auf weisen, die kleiner als die Breite U — to sind (vgl. die Leerlaufspannung U\ aufgebaut wird, nach Ablauf F i g. 3), werden deshalb zur Betätigung der Leitungseiner Zündverzögerungszeit t_z— to unter Funkenüber- 15 schaltstufe 27 benutzt, während Impulse, deren Impulstragung zwischen den Arbeitselektroden (Elektrode 3 breite entsprechend länger ist, anzeigen, daß die Impuls-— Werkstück 2) zu schnell unter Bildung eines Lichtbo- spannung U nicht innerhalb des Zeitin-jervalls d, unter gens auf die Lichtbogenbrennspannung U? abfällt Der- die Grenze U₀ abgefallen ist Derartige Verläufe der artige Spannungsverläufe weisen einen in F i g. 2 darge- Brennspannur.g des jeweiligen Arbeitsimpulses werden stellten, ausgezogenen Verlauf dar, während »normal« 20 als arbeitswirksam erkannt und füh^n demzufolge verlaufende Impulsspannung einen in der F i g. 2 gestri- nicht zur Äbschaitung der Zündimpuisspannung über chelt dargestellte Verlauf aufweisen. die Leitung 11.

Zur Erfassung anormaler Spannungsverläufe weist Zur Steuerung der Weiche 32 ist der Ausgang der

der Detektor 10 die in Fig.4 dargestellte Ausbildung Leistungsschaltstufe 27 über die Leitung 11Λ mit dem

auf. 25 Eingang d':s Verzögenmgsgliedes 37 verbunden.

Der Detektor 10 weist einen über eine Leitung 21 an Im übrigen ist die Anordnung bevorzugt derart geden Arbeitsspalt 5 angeschlossenen Spannungskompa- troffen, daß der in den Generator 6 eingebaute Taktimrator 20 auf, der die Spaltspannung mit einer über eine pulsgenerator während der Abschaltung der Impuls-Leitung 22 in einstellbarer Weise vorgehbareu Ver- spannung am Arbeitsspalt 5 in seiner Arbeitsweise nicht gleichsspannung vergleicht und auf eine Ausgangsiei- 30 unterbrochen wird. Die Spaltspannung wird vielmehr tung 23 dann ein z. B. positives Spannungssignal schal- durch Eingriff in dem Taktimpulsgenerator nachgetet, wenn die Spaltspannung U eine abhängig von der schaltete Einrichtungsbestandteile abgeschaltet, so daß Art des zu bearbeitenden Materials wählbare Schalt- über die Leitung 35 ständig Taktimpulse der Weiche 32 schwelle U₀ überschreitet Die Ausgangsleitung 23 ist zuführbar sind. Diese Ausbildung weist den Vorzug auf, mit den Eingängen einer mit Steuerimpulse auf der Lei- 35 daß die Bearbeitungsimpulse am Arbeitsspalt 5 jeweils tung 24 beaufschlagten Schalteinrichtung 25 verbunden, synchron zu den Impulsen der Taktleitung 35 und damit die als setzbares, flankengesteuertes Master-Slave-Flip- unabhängig von etwaigen Kurzschlußunterbrechungen Flop ausgebildet ist Beim Auftreten eines Steuerimpul- am Arbeitsspalt 5 erzeugt werden,
ses auf der Leitung 24 wird das auf der Leitung 23 Die beschriebene Einrichtung weist den Vorzug auf, befindliche Signal auf eine Steuerleitung 26 am Ausgang 40 daß lediglich arbeitswirksame Entladungen am Arbeitsder Schalteinrichtung 25 übertragen und steht dort bis spalt Jer Maschine zum Arbeitsstrom beitragen, wähzum Auftreten des nächsten Steuerimpulses auf der Lei- rend quasistationäre Entladungen und Kurzschlüsse sotung 24 zur Verfugung. fort angezeigt und zur Unterdrückung der Imyi'lsspan-

Eine Leistungsschaltstufe 27, deren Ausgangssignal nung am Arbeitsspalt ausgenutzt werden. Es läßt sich so über die Leitung 11 dem Generator 6 zuführbar ist, 45 der Wirkungsgrad des Bearbeitungsvorganges erhebunterbricht die Impulse der Taktleitung bA. lieh steigern.

Zur Erzeugung der Steuerimpulse der Leitung 24 ist

ein zweiter Spannungskomparator 28 vorgesehen, der Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

nach Art des Komparator; 20 an den Arbeitsspalt über

die Leitung 21 angeschlossen ist Er schaltet auf seine 50
Ausgangsleitung 29 dann ein Steuersignal, wenn ein Impuls am Arbeitsspalt 5 gezündet hat und die Spaltspannung U auf z. B. unter 75% der Leerlaufspannung U\
abgesunken ist Die Schaltschwelle ist über eine Leitung

30 am Komparator 28 vorgebbar. 55

Die Leitung 29 ist über eine Leitung 31 mit dem Eingang 32/4 einer Impulsweiche 32 verbunden, die die
Ausgangsimpulse als Steuerimpulse der Leitung 29 über
die Leitung 33 und ein einstellbares Verzögerungsglied

34 der Leitung 24 zuführt Die Weiche 32 ist derart 60
aufgebaut, daß sie den Eingang 32/4 für eine vorgehbare
Dauer t* offen hält. Nach Ablauf der Zeit f* wird die
Weiche 32 auf den Eingang 32ß umgeschaltet, der den
Taktgenerator 6 über die Leitung 35 mit der Leitung 33

verbindet Der instabile Eingang 32/4 der Weiche 32 ist 65
dann geöffnet, wenn über die Leitung 36 ein Steuerimpuls einem entsprechenden Eingang der Weiche 32 zugeführt worden ist. Die Steuerimpulse der Leitung 36

Claims

Patentansprüche:

1. Steuereinrichtung für einen impulsgenerator einer Funkenerosionsmaschine, der an die den Ar- beitsspalt bildenden Elektroden Impulse liefert, mit zwei auf verschiedene Schwellwerte einstellbaren, die Spannung am Arbeitsspalt erfassenden Spannung&komparatoren und einer eine Verzögerungsschaltung umfassenden Schalteinrichtung, die in Ab- hängigkeit von den Steuersignalen der Spannungskomparatoren und der eingestellten Verzögerungszeit ein Sperrsignal an den Impulsgenerator liefert, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Spannungskomparator (28) auf einen für den Beginn der Entladung am Arbeitsspalt charakteristischen Schwellwert einstellbar ist und das Steuersignal dieses Spannungskomparators (28) über die Verzögerungsschalter (34) die Schalteinrichtung (25) derart ansteuert, daß durch das Steuersignal des anderen Spannungskomparators (20) die Schalteinrichtung (25) das Sperrsignal erzeugt

2. Einrichtung nach Anspruch 1 mit einem während der Arbeitsspaltspannungssperning freilaufenden Impulsgenerator, dadurch gekennzeichnet, daß das der Schalteinrichtung (25) zugeführte, Steuersignal über eine Impuls weiche (32) geführt ist, die der Schalteinrichtung wahlweise das Ausgangssignal des !Comparators (28) oder des Impulsgenerators (6) über eine Imp'.ilsleitung (35) zuführt, und daß die Weiche (32) durch das Ausgangssignal des !Comparators (28) über eine Vtrzöget-^ngsschaltung (37) umschaltbar ist

3. Einrichtung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung (25) als Master-Slave-Flip- Flop ausgebildet ist.