DE3021669A1

DE3021669A1 - Maschine zum funkenerosionsbearbeiten

Info

Publication number: DE3021669A1
Application number: DE19803021669
Authority: DE
Inventors: Roger Girardin; Johann Jaenicke
Original assignee: Ateliers des Charmilles SA
Current assignee: Ateliers des Charmilles SA
Priority date: 1979-06-21
Filing date: 1980-06-10
Publication date: 1981-01-29
Also published as: GB2052340B; GB2052340A; JPS569135A; FR2459108A1; US4350864A; CH629411A5

Description

DR.-!NG:-DiPl.-PH-YS. H. STÜRieS PATENTANWÄLTE

BRAHMSSTRASSE 29, 5600 WUPPERTAL 2

Ateliers des Charmilles S.A., 109, rue de Lyon, Geneve (Schweiz)

Maschine zum Funkenerosionsbearbeiten.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Maschine zum Funkenerosionsbearbeiten einer Werkstückelektrode mit einer fadenförmigen Werkzeugelektrode, mit einer Einrichtung zum Einfädeln eines Fadenendes durch ein zuvor durch das Werkstück gebohrtes Kernloch und zur Zuführung des Fadenendes zu einer die Fadenelektrode durch einen Bearbeitungsbereich ziehenden Transporteinrichtung.

Ein automatisches Einfädeln des Fadens erlaubt es, ein von Hand erfolgendes, höchst mißliches Einfädeln zu vermeiden, das vor dem Beginn des Schnittvorganges am zu bearbeitenden Werkstück durchzuführen ist. Infolge

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des geringen Durchmessers der Fadenelektrode und deren thermische und mechanische Beanspruchungen während des Schnittvorganges können insbesondere in der Nähe der Schnittbahn Fadenbrüche auftreten. Der Arbeitsschlitz ist zu eng, um das automatische Wiedereinfädeln bei dieser Enge mit der Vorrichtung zu erreichen, die zum Einfädeln in das Kernloch benutzt wurde, und die Bedienungsperson muß eingreifen, um das Wiedereinfädeln durchzuführen. Unter diesen Umständen ist eine dauernde Überwachung der Maschine notwendig. #

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Maschine der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß eine menschliche Überwachung vollständig vermieden und ein selbständiges Wiedereinfädeln nach einem im Verlaufe der Bearbeitung auftretenden Fadenbruch erreicht wird.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Maschine einen Speicher zum Speichern der Relativlagen der Fadenelektrode und des Werkstücks bei einem Einfädeln durch das Kernloch und bei einem Erfassen eines bei der Bearbeitung erfolgenden Fadenbruches hat, daß die Maschine einen Programmierungskreis zum nach dem Erfassen eines Fadenbruches auf einer vorbestimmten Bahn erfolgen- > den Rückstellen zur gespeicherten Position des Kernloches hat und daß der Programmierungskreis das Einfädeln, wie auch eine funkenerosionsfreie Relativverstellung der Fadenelektrode und des Werkstücks vom Kern-

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loch längs der Schnittbahn bis zur Wiederaufnahme der Bearbeitung zu steuern vermag.

Die Wirtschaftlichkeit einer Maschine kann dadurch gesteigert werden, daß sie ohne jede menschliche Überwachung arbeitet, z.B. während der Nacht.

Die Erfindung wird anhand eines in der einzigen Figur der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert.

Die Maschine hat eine Fadenelektrode 1 und eine Werkstückelektrode 2, auf die Spannungsimpulse gegeben werden, um erodierende Entladungen hervorzurufen. Diese Impulse werden durch einen Impulsgenerator 3 erzeugt, dessen einer Anschluß mit dem Werkstück 2 verbunden ist und dessen anderer Anschluß mit der Fadenelektrode 1 über zurückziehbare Kontaktfinger 4, 5 verbunden ist, die auf jeder Seite des zu bearbeitenden Werkstücks 2 angeordnet sind.

Die Fadenelektrode 1 wird in einer vorbestimmten Lage mit einer oberen Führungsvorrichtung 6 und einer unteren Führungsvorrichtung 7 gehalten, zwischen denen die Fadenelektrode 1 axial über die Führungsflächen 60, 70 gleitet, über die sie von zwei Bändern 8, 9 gezogen wird, die von mit einem Motor 14 verbundenen Rollen 10, 11, 12 und 13 angetrieben sind. Die Fadenelektrode wird mit einer Fadenbremse unter Spannung gehalten, die eine Stützfläche 15 und einen Drücker 16 hat, zwischen denen die Fadenelektrode 1 der Wirkung einer Feder 17 ausgesetzt ist.

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Das Werkstück 2 ist auf einem Tisch 18 befestigt, der in einer Koordinatenachse mit einem Motor Mx relativ zu einem festen Tisch 19 verstellbar ist. Die fest miteinander verbundenen Führungsvorrichtungen 6, 7 werden mit einem Motor My in der anderen Koordinatenachse verstellt. Die Motoren Mx, My sind mit einer herkömmlichen numerischen Steuerung verbunden, welche eine Interpolationsschaltung 20 hat, die programmiert Informationen von einem Rechenkreis 21 erhält, um eine Schnittbahn 22 herzustellen, die von einem zuvor durch das Werkstück 2 gebohrten Kernloch 23 ausgeht. Die Rechengeschwindigkeit des Interpolationskreises 20 wird durch die Bearbeitungsspannung gesteuert, die an einem der Anschlüsse des Impulsgenerators 3 abgenommen wird, so daß im Laufe der Bearbeitung zwischen der Fadenelektrode 1 und dem Werkstück 2 ein bestimmter Erosionsabstand aufrechterhalten wird.

Das Einfädeln der Fadenelektrode 1 in das Kernloch 23 wird vor dem Beginn der Bearbeitung mit Hilfe eines beweglichen Schlittens 24 durchgeführt, der mit Hilfe einer von einem Motor 26 angetriebenen Gewindestange 25 parallel zur Fadenelektrode 1 verstellbar ist. Der bewegliche Schlitten 24 hat einen Hebel 27, der an der Padenelektrode 1 unter der Wirkung einer Feder 28 anliegt und die Fadenelektrode 1 zwischen seinem äußeren Ende und einem Stützstück 29 einklemmt, wenn die Geschwindigkeit des Schlittens 24 die der Fadenelektrode übersteigt und im entgegengesetzten Fall die Fadenelektrode

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zwischen dem Hebel 27 und dem Stützstuck 29 durchgleiten läßt. Der Weg des Schlittens 24 wird durch die Endschalter 30, 31 begrenzt.

Die Vorrichtung zum automatischen Einfädeln hat Servomotoren 32, 33 zum Entfernen der Fadenelektrode 1 bzw. der Kontaktfinger 4, 5 vor dem Eintritt der Fadenelektrode 1 in das Kernloch 23. Diese Vorrichtung hat ferner eine selbsttätige Fadentrennvorrichtung mit einem feststehenden Messer 34 und einem von einem Servomotor 36 antreibbaren Messer 35.

Die Steuereinrichtung zum Wiedereinfädeln der Fadenelektrode 1 im Falle eines Fadenbruches hat einen Speicherkreis 37, der mit dem Rechenkreis 21 so zusammenwirkt, daß die Relativlage der Fadenelektrode 1 und des Werkstücks 2 bei einem ersten Vorgang einer Einfädelung in das Kernloch 23 gespeichert wird und danach die bei einem im Verlaufe der Bearbeitung auftretenden Fadenbruch gegebene Relativlage speichert. Dieser Speicherkreis 37 wird durch eine Meßvorrichtung 38 gesteuert, die mit dem Motor 14 verbunden ist, um eine Verringerung des Drehmoments dieses Motors 14 festzustellen und die Relativlage der Fadenelektrode 1 und des Werkstücks 2 bei einer solchen Feststellung zu speichern.

Die in den Speicherkreis 37 eingespeicherte numerische Information wird auf eine Rechenschaltung 39 gegeben, die die Rückstellbahn der Relativverstellung der Fadenelektrode 1 und des Werkstücks 2 aus einer bei Fadenbruch eingenommenen Lage 40 bis zu der Lage des Kernlochs 23 bestimmt. Diese Rückstellbahn wird von der Rechenschal-

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tung 39' so berechnet, daß eine besondere Stelle 41 durchlaufen wird, wo der obere Fadenabschnitt durchtrennt und in einem Behälter 42 wiedergewonnen wird. Die Rechenschaltung 39 übermittelt dem Interpolationskreis 20 und dem Rechenkreis 21 Informationen und den Servomotoren ^: 26, 32, 33 und 36 Signale über Leitungen 43 bis 47.

Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung wirkt folgendermaßen: Ein Bruch der Fadenelektrode 1 im Verlauf der Bearbeitung wird von der Meßvorrichtung 38 festgestellt, der dem Speicherkreis 37 den Befehl gibt, die _: im Augenblick der Feststellung vorhandene Relativlage der Fadenelektrode 1 und des Werkstücks 2 zu speichern. Das Schneideprogramm ist dann gestopt und die in dem Speicher- j kreis 37 gespeicherte Lage wird der Rechenschaltung 39 übermittelt, die unter Berücksichtigung dieser Information die Rückstellbahn a, b zum Kernloch 23 über die besondere Stelle 41 berechnet. Diese Daten werden dem ^: Interpolationskreis 20 übermittelt. Wenn die besondere Stelle 41 erreicht wird, gibt die Rechenschaltung 39 ein erstes Signal auf die Leitung 46, um das Zurückziehen der Kontaktfinger 4, 5 mit Hilfe der Servomotoren 32, 33 zu erreichen, wie auch ein zweites Signal auf die Leitung 47, um die Fadenelektrode 1 mit Hilfe des Servomotors 36 und des beweglichen Messers 35 abzuschneiden.

Danach wird die Relativbewegung der Fadenelektrode 1 und des Werkstücks 2 von der Stelle 41 bis zum Kernloch

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fortgesetzt. Wenn diese letzte Lage erreicht ist, gibt die Rechenschaltung 39 ein drittes Signal auf die Leitung 45, um den Motor 26 so zu steuern, daß der Schlitten 24 nach unten bewegt und die Fadenelektrode 1 in das Kernloch eingefädelt wird, bis sie durch die Transportvorrichtung bis 14 ergriffen wird. In diesem Augenblick gibt die Meßvorrichtung 38 dem Rechenkreis 21 den Befehl, die Schnittbahn 22 bis zur Lage 40 des Fadenbruchs zu durchfahren, dann die Lage des Fadenbruchs im Speicherkreis 37 zu löschen, wie auch den Abschnitt a des Rücklaufprogramms bis zur Stelle 41, während der zweite Teil dieses Rücklaufprogramms bei einem neuerlichen Fadenbruch benutzt werden kann. Augenblicklich gibt die Rechenschaltung 39 auf die Leitung 46 den Befehl, die Kontaktfinger 4, 5 in ihre ursprünglichen Lagen zurückzuführen, um die Stromzuführung zur Fadenelektrode 1 und für die Bearbeitung zu erlauben. Wenn die Fadenelektrode durch den Motor 14 belastet bzw. gezogen wird, steigt der Schlitten 24 entsprechend dem Signal des Endschalters 31 bis zu seiner oberen Lage, die durch den Endschalter 30 bestimmt wird.

Es ist zu vermerken, daß die besondere Stelle jede relative Lage zwischen den Führungsvorrichtungen 6, 7 der Fadenelektrode 1 und des Werkstücks 2 sein kann, bei der sich die Fadenachse außerhalb des Werkstücks 2 befindet. Diese Lage kann durch Verstellung der Führungsvorrichtungen 6, 7 erreicht werden, durch Verlagerung des Werkstücks 2 oder durch Verstellung beider.

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Die Erfindung kann auch mit anderen selbsttätigen Einfädelungsvorrichtungen durchgeführt werden und ist nicht durch den Verlauf der in der Zeichnung dargestellten Rückstellbahn beschränkt. Man könnte z.B. die Folge der Vorgänge abändern, wenn die Fadenelektrode 1 und des Werkstücks 2 die besondere Stelle 41 erreicht haben, wo die Fadenelektrode 1 abgeschnitten wird. In diesem Augenblick könnte die Rechenschaltung 39 den Abstieg des Schlittens 24 steuern, der die Fadenelektrode 1 mitnimmt, bis diese von der Transportvorrichtung 8 bis 14 gezogen wird und danach die Fadentrennvorrichtung einschalten. Dieser Ablauf hätte den Vorteil, die Bildung von Fadenabfall und seine Wiedergewinnung nach dem Durchtrennen zu vermeiden. In diesem Fall kann der Behälter durch einen Trichter ersetzt werden, um das Ergreifen der Fadenelektrode durch ihre Transportvorrichtung zu erleichtern.

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Claims

DR.-IN&.-DiPL-PWYS;H. STURIES PATENTANWÄLTE

DIPL-ING. P. EICHLER ^0 91RRQ

BRAHMSSTRASSE 29, 5600 WUPPERTAL 2

Ansprüche

Maschine zum Funkenerosionsbearbeiten einer Werkstückelektrode mit einer fadenförmigen Werkzeugelektrode, mit einer Einrichtung zum Einfädeln eines Padenendes durch ein zuvor durch das Werkstück gebohrtes Kernloch und zur Zuführung des Fadenendes zu einer die Fadenelektrode durch einen Bearbeitungsbereich ziehenden Transporteinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschine einen Speicher (37) zum Speichern der Relativlagen der Fadenelektrode (1) und des Werkstücks (2) bei einem Einfädeln durch das Kernloch (23) und bei einem Erfassen eines bei der Bearbeitung erfolgenden Fadenbruches hat, daß die Maschine einen Programmierungskreis (21) zum nach dem Erfassen eines Fadenbruches auf einer vorbestimmten Bahn erfolgenden Rückstellen zur gespeicherten Position des Kernloches (23) hat, und daß der Programmierungskreis (21) das Einfädeln, wie auch eine funkenerosionsfreie Relativverstellung der Fadenelektrode (1) und des Werkstücks (2) vom Kernloch (23) längs der Schnittbahn (22) bis zur Wiederaufnahme der Bearbeitung zu steuern vermag.

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2. Maschine nach Anspruch 1, die eine Fadentrennvorrichtung hat, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellbahn eine besondere Stelle (41) hat, die außerhalb des Werkstücks (2) liegt und an der oberhalb eines Fadenbruchpunktes ein Teil der Fadenelektrode (1) abtrennbar ist.
3. Maschine nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Steuervorrichtung aufweist, die an der besonderen Stelle (41) die Wiederaufnahme eines oberhalb des Fadenbruchpunktes gelegenen Abschnittes der Fadenelektrode (1) durch die Transportvorrichtung der Fadenelektrode (1) und ein danach erfolgendes Abtrennen der Fadenelektrode (1) zu steuern vermag.

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