DE3027960C2

DE3027960C2 -

Info

Publication number: DE3027960C2
Application number: DE19803027960
Authority: DE
Inventors: Gheorghe Dipl.-Ing. Bukarest Ro Jitianu; Ion Dipl.-Ing. Constanta Ro Surugiu
Original assignee: INSTITUTUL DE CERCETARE STIINTIFICA SI INGINERIE TEHNOLOGICA PENTRU INDUSTRIA ELECTROTEHNICA BUKAREST/BUCURESTI RO
Current assignee: INSTITUTUL DE CERCETARE STIINTIFICA SI INGINERIE TEHNOLOGICA PENTRU INDUSTRIA ELECTROTEHNICA BUKAREST/BUCURESTI RO
Priority date: 1980-07-24
Filing date: 1980-07-24
Publication date: 1987-08-06
Also published as: DE3027960A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung des Vorschubes zur Einstellung des Arbeitsspaltabstandes zwischen Werkzeugelektrode und Werkstückelektrode bei Funkenerosionsmaschinen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1, sowie eine Schaltung zur Durch führung dieses Verfahrens.

Die US-PS 38 60 779 beschreibt ein derartiges Verfahren und eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vor richtung. Bei dieser Vorrichtung wird die Zeit, die zwi schen dem Anlegen der Arbeitsspannung und dem Beginn der Entladung vergeht, also die Zündverzögerungszeit, ge messen und in Abhängigkeit hiervon wird der Vorschub der Werkzeugelektrode geregelt.

Durch die DE-AS 22 14 790 ist es bei Funkenerosionsma schinen bekanntgeworden, den Vorschub dadurch zu regeln, daß eine bestimmte, optimale Zündverzögerungszeit einge halten wird.

Durch die US-PS 40 71 729 wird die Spannung zwischen den Elektroden während des Stromimpulses, also die Brennspannung bzw. die Spaltspannung, gemessen und zur Regelung des Vorschubes herangezogen.

Diese Anlagen haben den Nachteil, daß der Mittelwert der im Arbeitsraum angelegten Spannungsimpulse in Ab hängigkeit vom gewählten Bearbeitungsbetrieb von der Zündverzögerungszeit der Entladung im Verhältnis zu der Stromimpulsdauer und zu der Pause zwischen den Spannungs impulsen sowie vom Verhältnis zwischen dem Wert der Zünd spannung und dem Spannungswert während des Stromimpulses abhängt. Diese Tatsache führt zu einem sehr weiten Bereich der Sollwertfestlegung für die Spannungsimpuls mittelwerte von sehr niedrigen Werten, die einen stabilen Betrieb auch in dem Falle ermöglichen, in dem im Ar beitsraum häufige, die Produktivität des Bearbeitungs prozesses verringernde Kurzschlüsse oder das Werkstück beschädigende Lichtbogenentladungen entstehen, bis zu hohen Werten, welche einen Betrieb mit niedriger Entladungsfrequenz und demzufolge auch mit niedriger Produktivität des Bearbeitungsprozesses ermöglichen.

Davon ausgehend ist es die Aufgabe der Erfindung, eine Möglichkeit einer selbsttätigen, optimalen Einstellung der Betriebswerte und dadurch eine hohe Arbeitsproduktivi tät der Funkenbearbeitungsanlage zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kenn zeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Für den Fall eines Kurzschlusses oder einer Lichtbogen entladung ist hierbei noch eine Schaltung vorgesehen, bei der die Summe der gespeicherten Spannungswerte in dem Falle, in dem im Arbeitsraum ein Kurzschluß oder eine Lichtbogenentladung auftritt, aufgehoben wird.

Die erfindungsgemäße Schaltung zeichnet sich dadurch aus, daß sie neben dem Schaltkreis zur Umwandlung der Zünd verzögerungszeitwerte der Entladungen in Spannungswerte einen an diesen angeordneten Schaltkreis für die Speicherung dieser Werte jeweils von einer Entladung bis zur nächsten aufweist, daß sie einen Schaltkreis zum Messen des Spannungswertes während des Stromimpulses und einen an diesen Schaltkreis angeschlossenen weiteren Schaltkreis zur Speicherung des Wertes bis zur nächsten Entladung aufweist und daß die Ausgänge dieser Schalt kreise an eine Additionsschaltung angeschlossen sind und deren Ausgang wiederum an einen Regelkreis für die Vorschubvorrichtung angeschlossen ist.

Die Schaltung arbeitet in einem ständigen intermittie renden Betrieb mit Pausen zwischen den Spannungsimpul sen derart, daß für einen intermittierenden Betrieb der Schaltung zur Umwandlung der Zündverzögerungszeit werte in Spannungswerte und der Vorrichtung zum Messen der Spannung während der Stromimpulse ein aus zwei Schmitt-Triggern, einem Inverter und einer NOR-Schaltung bestehender Schaltkreis zur Bestimmung der Stromimpuls dauer, der Pause zwischen den Spannungsimpulsen und der Zündverzögerungszeit der Entladungen vorgesehen ist. Im Falle eines Kurzschlusses oder einer Lichtbogenent ladung wird eine Einstellung auf richtige Betriebswerte dadurch erreicht, daß ein Transistor für die Aufhebung der Summe der Meßwerte der Spannungsimpulse in dem Falle vorgesehen ist, in dem im Arbeitsspalt ein Kurzschluß oder eine Lichtbogenentladung auftritt und daß ein Regel kreis für den Vorschub die Entfernung der Werkzeug elektrode von der Werkstückelektrode bis zur Wieder aufnahme der normalen Verarbeitungsbedingungen steuert.

Die Erfindung hat folgende Vorteile:

- Sie sichert eine hohe Stabilität der optimalen Einstellung des Arbeitsspaltes in allen Frequenz betriebsarten der Entladungen und in allen Strom betriebsarten während der Entladungen;
- sie sichert den Betrieb der Funkenbearbeitungsanlage mit kürzeren Zündverzögerungszeiten;
- sie sichert einen Verarbeitungsprozeß mit großer Produktivität.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbei spieles des erfindungsgemäßen Regelungssystems näher erläutert. Die Zeichnung zeigt ein Schaltbild der erfin dungsgemäßen Schaltung.

Die Funkenerosionsmaschine ist vereinfacht durch eine Werkzeugelektrode 1 und eine Werkstückelektrode 2 dar gestellt, an die Impulse aus einer Spannungsquelle 3 mittels eines gesteuerten Schaltgliedes angelegt werden, das symbolisch durch einen Transistor T ₁ dargestellt ist. Die Annäherung oder Entfernung der Elektroden 1 und 2 wird durch eine Vorschubvorrichtung durchgeführt, die symbolisch durch eine gestrichelte Linie dargestellt ist. Diese Vorrichtung kann elektrohydraulisch, elektro mechanisch oder von irgendeiner anderen Art sein. Wenn die Entfernung zwischen den Elektroden genügend groß ist, so daß eine elektrische Entladung stattfinden kann, wird ein Strom, dessen Wert durch den Widerstand R ₁ be grenzt ist, durch den Spalt zwischen Werkstückelektrode und Werkzeugelektrode hindurchgehen. Die Spannung zwischen diesen Elektroden 1 und 2 wird mittels eines aus den Widerständen R ₂ und R ₃ bestehenden Spannungs teilers in einen Schmitt-Trigger 4, dessen Schwellen wert dem Leerlaufwert der Spannungsquelle 3 angenähert ist, und in einen Schmitt-Trigger 5, dessen Schwellen wert dem Nullwert der Spannung zwischen den Elektroden 1 und 2 angenähert ist, eingeführt. Der Ausgang des Schmitt-Triggers 5, an den ein Inverter 6 angeschlossen ist, sind zu einer NOR-Schaltung 7 geführt.

Die Umwandlung der Zündverzögerungszeitwerte in Span nungswerte erfolgt durch einen aus dem Verstärker 8 , einer Diode D ₁, einem Widerstand R ₄ und einem Konden sator C ₁ bestehenden Schaltkreis. Ein Transistor T ₂ entlädt den Kondensator C ₁ während der Pause zwischen zwei Spannungsimpulsen. Ein Kondensator C ₂ speichert den Spannungswert, auf welchen der Kondensator C ₁ ge laden wurde, während der Zündungsdauer der Entladung bis zum Entstehen eines neuen Spannungsimpulses. Ein Tran sistor T ₃ ermöglicht die Ladung des Speicherkonden sators C ₂ bis zu einem Wert, der größer ist als die Zündverzögerungszeit der neuen Entladung, die größer ist als die Zündverzögerungszeit der vorhergehenden Ent ladung. Ein anderer Transistor T ₄ ermöglicht die Abgabe der Ladung des Kondensators C ₂ an den Kondensator C ₁ während des Stromimpulses in dem Falle, in dem die Zündverzögerungszeit der neuen Entladung einen kleineren Wert als die vorhergehende hat. Auf diese Weise ist der Kondensator C ₂ nach dem Aufhören jedes zwischen den Elek troden 1 und 2 angelegten Spannungsimpulses mit einer Spannung, die den Zündverzögerungszeitwert der zwischen den Elektroden stattgefundenen Entladung darstellt, geladen. Die Spannung aus dem Kondensator C ₂ wird von einem Ver stärker 9 mit sehr großer Eingangsimpedanz übernommen.

Die zwischen den Elektroden 1 und 2 angelegten Spannungs impulse werden mittels eines aus den Widerständen R ₅ und R ₆ bestehenden Spannungsteilers von einem Verstärker 10 übernommen. Ein Schaltelement, das symbolisch durch den Transistor T ₅ dargestellt ist, sichert das Eintreten der Spannungsimpulse in den Verstärker 10 nur während der Impulsdauer. Ein Kondensator C ₃ wird durch die Diode D ₂ mit einer Spannung geladen, die dem Wert der Spannung zwi schen den Elektroden während des Stromimpulses entspricht, die der Kondensator während der Pause zwischen den Span nungsimpulsen und der Entladungszündung speichert. Ein durch den Transistor T ₆ dargestelltes Schaltelement sichert die Entladung des Kondensators C ₃ bei einem kleineren Wert in dem Falle, in dem die Spannung während des Stromimpulses kleiner ist als bei der vorhergehenden Entladung. Die Spannung aus dem Kondensator C ₃ wird von einem Verstärker 11 mit sehr großer Eingangsimpedanz übernommen.

Die Spannungen an den Ausgängen der Verstärker 9 und 11 werden mittels der Spannungsteiler R ₇ und R ₈ bzw. R ₉ und R ₁₀ in die Additionsschaltung 12 eingeführt, wobei jeder der Spannungen ein bestimmter Proportionalitätsfaktor zukommt. Die Spannung am Ausgang der Additionsschaltung 12 stellt eine Größe dar, die während des Verarbeitungsprozesses kon stant gehalten werden muß. Sie wird in den Regelkreis 13 für die Einstellung des Arbeitsspaltes zwischen den beiden Elektroden eingeführt. Wenn im Arbeitsspalt ein Kurzschluß oder eine Lichtbogenentladung, die an einer an und für sich bekannten Vorrichtung erfaßt wird, entsteht, hebt ein Transistor T ₇ den Ausgangswert der Additionsschaltung 12 auf und der Regelkreis 13 steuert die Entfernung der Werkzeugelektrode von der Werkstückelektrode bis zu der Wiederherstellung normaler Verarbeitungsbedingungen, bei der die An näherung der beiden Elektroden gesteuert wird.

Claims

1. Verfahren zur Regelung des Vorschubes zur Ein stellung des Arbeitsspaltabstandes zwischen Werk zeugelektrode und Werkstückelektrode bei Funken erosionsmaschinen, bei dem als ein erster Parameter die Zeit, die zwischen dem Anlegen der Arbeits spannung und dem Beginn der Entladung vergeht, als Zündverzögerungszeit gemessen wird, dadurch gekennzeichnet,
daß als weiterer Parameter die Spannung zwischen Werkzeugelektrode und Werkstückelektrode während des Stromimpulses gemessen wird,
daß die beiden Meßwerte von einer Entladung bis zur nächsten gespeichert werden,
daß jeder der beiden Meßwerte mit einem bestimmten Proportionalitätsfaktor gewichtet und diese sodann summiert werden,
und daß der Vorschub der Werkzeugelektrode so geregelt wird, daß diese Summe der beiden gewich teten Meßwerte konstant gehalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe der gespeicherten Meßwerte in dem Falle, in dem ein Kurzschluß oder eine Lichtbogen entladung im Arbeitsraum auftritt, gelöscht wird.

3. Schaltung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, mit einem Schaltkreis, mit dem die Zündverzögerungszeit gemessen wird, dadurch gekennzeichnet,
daß sie neben dem Schaltkreis (8, D ₁, R ₄, C ₁, T ₂, T ₄) zur Umwandlung der Zündverzögerungszeitwerte der Entladungen in Spannungswerte einen an diesen ange ordneten Schaltkreis (C ₂) für die Speicherung dieser Werte jeweils von einer Enladung bis zur nächsten aufweist,
daß sie einen Schaltkreis (10, 11, T ₅, T ₆) zum Messen des Spannungswertes während des Stromimpulses und einen an diesen Schaltkreis angeschlossenen weiteren Schaltkreis (C ₃, D ₂) zur Speicherung des Wertes bis zur nächsten Entladung aufweist,
und daß die Ausgänge dieser Schaltkreise an eine Additionsschaltung (12) und deren Ausgang wiederum an einen Regelkreis (13) für die Vorschubsteuerung angeschlossen sind.

4. Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß für einen intermittierenden Betrieb der Schaltung zur Umwandlung der Zündverzögerungszeitwerte in Spannungswerte und der Schaltung zum Messen der Span nung während der Stromimpulse ein aus zwei Schmitt- Triggern (4, 5), einem Inverter (6) und einer NOR- Schaltung bestehender Schaltkreis (7) zur Bestimmung der Stromimpulsdauer, der Pause zwischen den Span nungsimpulsen und der Zündverzögerungszeit der Ent ladungen vorgesehen ist.

5. Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Transistor (T ₇) für die Aufhebung der Summe der Meßwerte der Spannungsimpulse in dem Falle vorgesehen ist, in dem im Arbeitsraum ein Kurzschluß oder eine Lichtbogenentladung auf tritt, und daß ein Regelkreis (13) für den Vorschub die Ent fernung der Werkzeugelektrode von der Werkstück elektrode bis zur Wiederaufnahme der normalen Verar beitungsbedingungen steuert.