DE3038410C2 - - Google Patents
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- B23H7/28—Moving electrode in a plane normal to the feed direction, e.g. orbiting
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum elektroerosiven
Bearbeiten eines metallischen Werkstücks durch Zuführen
eines elektrischen Stroms zum Werkstück und zu einer
Elektrode und Stromfluß durch eine Bearbeitungslösung im
Elektrodenzwischenraum zwischen dem Werkstück und der
Elektrode, bei welchem die Elektrode und das Werkstück
relativ zueinander in einer Ebene mit Richtung der
Gegenüberstellung der Elektrode und des Werkstücks
verschoben werden, wobei die Verschiebung in eine
Primärbearbeitungsrichtung und eine Richtung in einer im
wesentlichen senkrecht zur Primärbearbeitungsrichtung
verlaufenden Ebene unterteilt wird.
Ein derartiges
Verfahren ist aus der CH-PS-5 62 081 und der US-A-35 64 190
bekannt. Die Erfindung bezieht sich ebenfalls auf eine
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, mit ersten
Antriebsmitteln zum Bewegen der Elektrode gegenüber dem
Werkstück in Primärbearbeitungsrichtung, zweiten
Antriebsmitteln zum Bewegen der Elektrode gegenüber dem
Werkstück in einer Ebene im wesentlichen senkrecht zur
Primärbearbeitungsrichtung, und einer Vorrichtung zur
numerischen Steuerung der beiden Antriebsmittel
einschließlich eines Speichers.
Bei bisher üblichen Verfahren zur elektroerosiven
Werkstückbearbeitung wird die Bearbeitung durch die sich
zwischen dem Werkstück und der Elektrode ausbildende
elektrische Entladung vorgenommen, während die Elektrode
gegenüber dem Werkstück in einer primären oder
Hauptbearbeitungsrichtung, die nachfolgend als
Z-Achsen-Elektrode bezeichnet wird, bewegt wird. Außerdem
wird die Elektrode in einer zur Z-Achsenrichtung im
wesentlichen senkrecht liegenden Ebene bewegt, die
nachfolgend als X-Y-Ebene bezeichnet ist. Die
Relativbewegungen zwischen Werkstück und Elektrode sind
mit Primärbearbeitungsvorschub und
Sekundärbearbeitungsvorschub bezeichnet.
Ein elektroerosives Bearbeitungsverfahren, welches mit
Primärbearbeitungsvorschub entlang der Z-Achse und
Sekundärbearbeitungsvorschub in der X-Y-Ebene arbeitet,
ist auch aus der japanischen Patentanmeldung Nr. 3 594/1966
bekannt. Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß eine Anzahl
von Bearbeitungsstufen, nämlich eine Grobbearbeitung, eine
mittlere Bearbeitung, eine mittlere Finish-Bearbeitung,
eine Finish-Bearbeitung und eine Feinfinisch-bearbeitung
in ununterbrochener Folge durchgeführt werden können.
Allgemein gesagt, erfolgt die Grobbearbeitung dadurch, daß
der Vorschub nur in der Primärrichtung entlang der Z-Achse
vorgenommen und ein großer elektrischer Strom eingesetzt
wird, so daß sich als Folge ein relativ breiter
Bearbeitungsspalt einstellt. Mit fortschreitender
Entladungsbearbeitung in Richtung auf die Feinfinish-Stufe
wird der Entladungsstrom allmählich verringert, wobei auch
der Bearbeitungsspalt abnimmt. Der
Sekundärbearbeitungsvorschub in der X-Y-Ebene macht es
möglich, die Bearbeitungsflächen mit einer einzigen
Elektrode glatt zu bekommen, da durch die Bewegung in der
X-Y-Ebene ein Ausgleich für die Verkleinerung des
Verarbeitungsspaltes geschaffen wird.
Bei einer herkömmlichen elektroerosiven
Bearbeitungsvorrichtung, bei der ein sekundärer
Bearbeitungsvorschub angewendet wird, können Pulver und
Späne, die bei der Entladungsbearbeitung entstehen und im
Bearbeitungsspalt verbleiben, sowie Teile der isolierenden
Bearbeitungslösung, die durch thermische Zersetzung
aufgrund heißer Lichtbogenentladungen während der
Entladungsbearbeitung entstanden sind, durch die
Pumpwirkung der Bearbeitungslösung beseitigt werden,
welche aufgrund der Sekundärbearbeitungsvorschubbewegugnen
durchgeführt wird, mit dem Ergebnis, daß eine
zufriedenstellende Rauhigkeit des Werkstücks
hervorgebracht wird.
Ein Ausführungsbeispiel eines herkömmlichen
elektroerosiven Bearbeitungsverfahren wird in Verbindung
mit Fig. 1 nachfolgend beschrieben. Diese Fig. 1 zeigt,
wie ein gewöhnlicher Bearbeitungsvorgang mit herkömmlichen
Entladungsbearbeitungsverfahren ausgeführt wird, bei
welchem ein Werkstück 2 mit einer Elektrode 1 bearbeitet
wird, die die Form eines ungleichseitigen Dreiecks hat.
Der Elektrode 1 wird ein Sekundärmaschinenvorschub in der
X-Y-Ebene erteilt, der in diesem Fall eine Kreisbewegung
ist, deren Radius R beträgt. Dieses Verfahren ergibt
dieselbe Auswirkung wie eine Elektrode, deren Radius so
groß wie der Radius R ist, der nach Bedarf ausgewählt
werden kann. Wie jedoch die Fig. 1 deutlich macht, sind
die Ecken der auf dem Werkstück bearbeiteten Fläche mit
einem Radius R gerundet. Die Gestalt der im Werkstück
bearbeiteten Fläche unterscheidet sich also von der
Gestalt der Elektrode nicht unwesentlich. Diesem Verfahren
haftet also der Nachteil an, daß das Werkstück nicht mit
hoher Genauigkeit bearbeitet werden kann.
Um diese Schwierigkeit auszuschließen, sind verschiedene
Verfahren für Sekundärbearbeitungsvorschübe vorgeschlagen
worden. Eines dieser Verfahren ist in der Fig. 2 gezeigt,
bei welchem eine Elektrode 1 gegenüber einem Werkstück 2
radial und mit gleichen Längsbewegungen auf die
Scheitelecken der Figur, die im Werkstück 2 geformt
werden soll, hin bewegt wird. Die Relativverschiebungen
gegen die Scheitelecken hin sind in Fig. 2 mit den
Vektoren , und angedeutet, wobei die Größen dieser
Vektoren sämtlich R sind. Wie aus der Gestalt der im
Werkstück gemäß Fig. 2 erzeugten Bearbeitungsfigur
hervorgeht, sind die Innenwinkel ungleichmäßig, auch wenn
die Elektrode gegenüber dem Werkstück in der beschriebenen
Weise radial bewegt wird. Mit anderen Worten, die so
hergestellte Bearbeitungsfigur unterscheidet sich von der
Gestalt der Elektrode noch beträchtlich. Das
Entladungsbearbeiten nach diesem Verfahren ist somit
hinsichtlich Präzision immer noch unbefriedigend.
Ein weiteres, verbessertes Verfahren ist in der Fig. 3
angedeutet. Bei diesem Verfahren wird eine
Sekundärbearbeitungsvorschubbewegung ausgeführt, bei der
die drei Seiten A, B und C der Elektrode 1 gegenüber dem
Werkstück 2 in einem Ähnlichkeitsverhältnis k verschoben
werden. Dieses Verfahren hat aber den Nachteil, daß die
Bearbeitungsspalte α, β und γ zwischen der Elektrode 1 und
dem Werkstück 2 unterschiedlich breit sind, so daß sich
die Bearbeitungsfigur von der Gestalt der Elektrode
unterscheidet, sofern es sich bei der Elektrode nicht
ausnahmsweise um eine solche mit dem Querschnitt eines
gleichseitigen Dreiecks handelt. Genauer gesagt, sind die
nach dem Verfahren gemäß Fig. 3 entstehenden
Erweiterungsspalte α, β und γ, die sich aufgrund der
Sekundärbearbeitungsvorschübe der Elektrode ergeben,
untereinander verschieden. Das Verfahren leidet deshalb
unter dem Nachteil, daß die bearbeiteten Oberflächen nach
mehreren Bearbeitungsschritten von der Grobbearbeitung bis
zur Feinschlichtung nicht gleichmäßig sind. Somit ergibt
die Entladungsbearbeitung nach dieser Technik keine
zufriedenstellende Oberflächenrauhigkeit im Werkstück.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
zum elektroerosiven Bearbeiten eines metallischen
Werkstücks sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des
Verfahrens bei den bzw. mit dem nicht nur die im Werkstück
bearbeitete Figur oder Fläche mit der Umfangsgestalt einer
bearbeitenden Elektrode übereinstimmt und die Ecken
ebenfalls zufriedenstellend mit der Kontur der
bearbeitenden Elektrode übereinstimmen, sondern auch die
Form des Lochs in bezug auf die bearbeitende Elektrode
zentriert ist.
Die Lösung dieser Aufgabe wird für das eingangs genannte
Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß Elektrode und
Werkstück bis zu endgültigen Verschiebungspunkten
zueinander verschoben werden, wobei die Schnittpunkte von
benachbarten geraden Linien diese endgültigen
Verschiebungspunkte bilden, die geraden Linien parallel
mit gleichem Abstand zum Umriß der Elektrode verlaufen und
so die gewünschten Bearbeitungsgrenzen definieren und die
Relativverschiebung zu jedem endgültigen
Verschiebungspunkt entlang Verschiebungsvektoren
durchgeführt wird, die sich von einem Bezugspunkt aus bis
zu den endgültigen Verschiebungspunkten erstrecken.
Die Lösung der Aufgabe wird für die eingangs genannte
Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß die
Verschiebungsbahnen der Elektrode zu den endgültigen
Verschiebungspunkten entlang der Verschiebungsvektoren in
dem Speicher gespeichert sind.
Das verbesserte Verfahren weist einen gleichmäßigen
Elektrodenverbrauch und gleichmäßige chemische
Veränderungen des Materials auf und gibt wenig Anlaß zu
unnormalen Funkenentladungen. Bei dem erfindungsgemäßen
Verfahren soll der Elektrodenraum zwischen der Elektrode
und dem Werkstück in geeigneten Abmessungen gehalten und
das Werkstück mit hoher Genauigkeit bearbeitet werden. Die
Wirksamkeit des Bearbeitungsvorganges soll überdies hoch
sein.
Zum besseren Verständnis wird nachfolgend auf die
Zeichnungen Bezug genommen, welche im einzelnen zeigen:
Fig. 1 und 2 Erläuterungsdiagramme für herkömmliche
elektroerosive Bearbeitungsverfahren, bei
welchen eine Elektrode gegenüber einem
Werkstück verlagert wird;
Fig. 3 ein weiteres Erläuterungsdiagramm eines
anderen herkömmlichen Verfahrens, bei dem
ein Werkstück so bearbeitet wird, daß die
bearbeitete Stelle eine den Umriß der
Elektrode ähnliche Gestaltung erhält;
Fig. 4 ein Erläuterungsschaubild zum Beschreiben
der idealen Relativverschiebung einer
Elektrode gegenüber einem Werkstück bei
einer bevorzugten Ausführungsform des
elektroerosiven Bearbeitungsverfahrens
nach der Erfindung;
Fig. 5 und 6 Diagramme zur Beschreibung der
Relativbewegungen gemäß Fig. 4;
Fig. 7 ein Erläuterungsdiagramm zur Beschreibung
von Schwierigkeiten, die mit dem Verfahren
nach Fig. 4 verbunden sind;
Fig. 8 und 9 Diagramme, die die Relativverschiebungen
bei einer zweiten und dritten
Ausführungsform des erfindungsgemäßen
elektroerosiven Bearbeitungsverfahrens
wiedergeben;
Fig. 10 und 11 teils in Blockschaltbild dargestellte
Ausführungsformen von elektroerosiven
Bearbeitungsvorrichtungen zur Durchführung
vorstehend genannter Verfahren nach der
Erfindung;
Fig. 12 ein Diagramm zur Erläuterung eines vierten
Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen
Verfahrens; und
Fig. 13 eine teils als Blockschaltbild
dargestellte dritte Ausführungsform einer
Vorrichtung zur elektroerosiven
Bearbeitung nach dem in Fig. 12
dargestellten Verfahren.
Fig. 4 zeigt den Sekundärbearbeitungsvorschub einer
Elektrode 1 bei einem ersten Ausführungsbeispiel des
elektroerosiven Bearbeitungsverfahrens. Eine Umrißgestalt,
die in einem Werkstück durch Vorschieben der Elektrode 1
hervorgerufen wird, ist mit den Geraden A′, B′ und C′
dargestellt, die um einen Abstand R parallel zu den Seiten
der Elektrode 1 verlaufen. Die Schnittpunkte dieser
Geraden A′, B′ und C′ sind mit P₁, P₂ und P₃
bezeichnet. Die Eckpunkte der dreieckigen Elektrode heißen
q₁, q₂ und q₃ mit den zugehörigen Dreieckswinkeln
R₁, R₂ und R₃. Die
Sekundärbearbeitungsvorschubvektoren , und , die für
die Aufweitung der Seiten A, B und C der Elektroden 1 in
gleichem Maß um den Wert R benötigt werden, werden
bezüglich des Vorschubvektors a beschrieben. Wenn
senkrechte Verbindungen von dem Eckpunkt q₁ zu den
Geraden A′ und B′ gezogen werden, schneiden diese
die Geraden A′ und B′ in Punkten r₂ und r₁. Die Dreiecke
P₁r₂q₁ und P₁r₁q₁ sind rechtwinklige Dreiecke mit der
gemeinsamen Dreieckseite und den Seiten und ,
die gleiche Länge haben. Diese beiden Dreiecke sind also
kongruent. Die gemeinsame Seite , die durch den Vektor
gebildet wird, ist somit Winkelhalbierende des Winkels
<r₁P₁r₂. Wenn also die Elektrode 1 um den Vektor verschoben
wird, führt der Eckpunkt q₂ eine Parallelbewegung
auf einen Punkt q₂′ hinaus. Der Winkel des Parallelepipeds
P₁q₁q₂q₂′ bei dem Punkt q₂ kann mit R₁/2 bezeichnet werden.
Damit hat der Vektor ein Azimuth von (R₂+R₁/2) und
eine Größe von
In gleicher Weise lassen sich die
anderen Vektoren und leicht berechnen.
Die Vektoren , und haben Azimuthe und Größen, wie sie
in Fig. 5 angegeben sind. Wenn also die Elektrode gegenüber
dem Werkstück 2 in der X-Y-Ebene gemäß den Vektoren , und
verschoben wird, dann entspricht die im Werkstück durch die
Elektrode hervorgerufene Figur derjenigen der Elektrode auch
in den Ecken.
Im Beispiel der Fig. 4 ist die Elektrode dreieckig. Die Erfindung
ist jedoch nicht auf die Dreiecksformen beschränkt,
so daß auch andere polygonale Elektroden, wie solche mit
Rechteckgestalt, in einem Werkstück eine entsprechende
Bearbeitungsgestalt hervorbringen können.
Wenn außerdem das Verfahren so eingesetzt wird, daß die
Daten der Schnittpunkte P₁, P₂ und P₃ und der Geraden
A′, B′ und C′ in eine numerische Steuervorrichtung eingegeben
werden, so daß diese die Vektoren berechnet, dann
erfolgt die Bearbeitung des Werkstücks in besonders zufriedenstellender
Weise.
Fig. 6 zeigt Sekundärbearbeitungsvorschubvektoren, die
aus den Vaktoren , und erhaltene fortlaufende Vektoren
sind. Die gewünschte Werkstückgestalt läßt sich gewinnen,
wenn Elektrode 1 und Werkstück 2 gemäß den in Fig. 6 gezeigten
Vektoren gegeneinander verschoben werden.
Die Beziehung zwischen der Elektrode 1 und dem Werkstück 2
soll betrachtet werden, speziell der bearbeitete Bereich
des Werkstückes bei der Entladungsbearbeitungsmethode
vorstehend beschriebener Art. Wie in Fig. 7 gezeigt, wird
bei der ersten Relativverschiebung gemäß Vektor mehr als
die Hälfte des Bearbeitungsbereiches entfernt, wie durch
die mit Punkten gekennzeichnete Fläche dargestellt. Bei
der zweiten Relativverschiebung gemäß Vektor wird dann
der größere Teil der noch verbliebenen, zu bearbeitenden
Zone, welcher gestrichelt gekennzeichnet ist, beseitigt.
Bei der schließlich verbleibenden letzten Relativbewegung
gemäß Vektor wird ein nunmehr ziemlich kleiner zu bearbeitender
Bereich entfernt. Folglich sind die Verbrauchsmengen
der Elektrode 1 und der Grad der chemischen Veränderung
des Elektrodenmaterials aufgrund thermischer Einwirkungen
abhängig von der Reihenfolge der Relativverschiebungen
und der Richtung der Relativverschiebungen großen
Schwankungen unterworfen. Hierdurch ergibt sich, daß in der
Praxis die sich schließlich ergebende Werkstückgestalt von
der gewünschten abweichen kann aufgrund der Eigenschaftsveränderung
und der Deformation der Elektrode.
Anhand der Fig. 8 wird ein weiteres Beispiel des elektroerosiven
Bearbeitungsverfahrens nach der Erfindung beschrieben, bei
welchem die vorstehend aufgeführte Schwierigkeit ausgeschaltet
ist. Dieses Verfahren führt einen Vektorbearbeitungsprozeß
durch, in welchem die Elektrode nach vorbestimmten Verschiebungsvektoren
in der X-Y-Ebene vorgeschoben wird. Genauer
gesagt wird der Betrag der Vektorbewegung bei jeder
Verschiebung kleiner gemacht, so daß das Werkstück dadurch
bearbeitet wird, daß die Elektrode in jeder Verschiebungsrichtung
mehrere Male verschoben wird. Dadurch sind die
Bearbeitungsmengen insgesamt gesehen, gemittelt. Die Koordinaten
der Endpunkte jedes Relativverschiebungsvektors werden
ermittelt und dann durch n dividiert, so daß für jeden
Vektor n Koordinaten vorhanden sind.
In Fig. 8 hat der Mittelpunkt O die Bezugskoordinaten
(0, 0), während die endgültigen Verschiebungsvektoren
im Vektorbearbeitungsprozeß mit , und bezeichnet
sind, deren Koordinaten (x₁, y₁), (x₂, y₂) und (x₃, y₃)
sind.
Aus obiger Beschreibung lassen sich die Koordinaten (X₁, Y₁)
des Endpunktes des Vektors ausdrücken durch folgende
Gleichungen (1) und (2):
Die Koordinaten des ersten Endpunktes (X₁₁, Y₁₁) des Vektors
, der gleichmäßig in n Teile unterteilt ist, sind
die des zweiten Endpunktes (X₁₂, Y₁₂) sind
die des dritten Endpunktes (X₁₃, Y₁₃) sind
usw. Somit läßt sich der k-te Verschiebungsvektor
k darstellen durch , der die Koordinaten
hat.
In gleicher Weise sind die k-ten Verschiebungsvektoren k und
k der Vektoren und in der Form und , und ihre
Koordinaten sind
In jeder Richtung der Vektoren , und wird die Vektorbewegung
n-mal durchgeführt, wobei jedes Mal die Größe des
Vektors geringfügig gesteigert wird. Mit anderen Worten, in
der ersten Bearbeitungsstufe wird die Elektrode gemäß den
Verschiebungsvektoren
vorgenommen. In der zweiten Bearbeitungsstufe wird die
Elektrode entsprechend den Verschiebungsvektoren
bewegt usw. Schließlich wird die Elektrode in der n-ten
Bearbeitungsstufe gemäß den Verschiebungsvektoren
n = (x₁, y₁), n = (x₂, y₂) und n = (x₃, y₃) verschoben.
Auf diese Weise wird der Vektorbearbeitungsprozeß durchgeführt.
Das in Verbindung mit Fig. 8 beschriebene Verfahren wird
als "Radialbearbeitungsverfahren" bezeichnet. Nach dem
Bearbeiten des Werkstücks nach den gleichermaßen durch n
dividierten Vektoren wird die Elektrode stets wieder zu den
Ausgangskoordinaten (0, 0) zurückgeführt. Mit anderen Worten,
die Elektrode wird in Richtung des Vektors , dann zu den
Ausgangskoordinaten, in Richtung des Vektors , zu den Ausgangskoordinaten,
in Richtung Vektor und zu den Ausgangskoordinaten
und wieder in Richtung des Vektors in der
angegebenen Reihenfolge bewegt. Diese Bewegung wird in ständiger
Wiederholung durchgeführt.
Wenn bei der Verschiebung der Elektrode in den Richtungen
der Vektoren , und die zu bearbeitenden Flächenbereiche
dieselben sind, dann führt die Oberfläche der Elektrode in
Richtung des ersten Bearbeitungsvektors den Hauptbearbeitungsvorgang
durch. Dies ist im Hinblick auf den Elektrodenverbrauch
unerwünscht, kann jedoch durch Anwendung folgenden
Verfahrens ausgeschaltet werden. Statt daß die Beträge,
die bei den Verschiebungen der Elektrode in den Richtungen
der Vektoren , und gleich gemacht werden, werden die
Zeitspannen, die für die Verschiebungen der Elektrode benötigt
werden, gleich gemacht. Durch Anwendung dieses Verfahrensmerkmals
ist das Problem des Elektrodenverbrauchs gelöst,
die bei dem Vektorbearbeitungsvorgang erzeugten Pulvermengen
sind gleich, und außerdem ist, da die Elektrode nicht für
längere Dauer an einer Stelle des Werkstücks behalten wird,
deren Bearbeitung relativ schwierig ist, das Auftreten außergewöhnlicher
Lichtbogen verhindert.
Von den Bearbeitungsbereichen ist derjenige, der dem kürzeren
Vektor , oder entspricht, früher vollständig bearbeitet
als die anderen. Es ist deshalb nötig, festzustellen,
wenn dieser Bereich fertig bearbeitet ist, so daß er dann
nicht weiter abgearbeitet wird.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird in Verbindung mit Fig. 9 beschrieben. Das Grundprinzip
dieses Verfahrens ist im wesentlichen dem nach
Fig. 8 gleich. Der Vektorbetrag bei jeder Verschiebung der
Elektrode ist kleiner gemacht, so daß ein Werkstück durch
die Elektrode bearbeitet wird, indem diese mehrere Male in
jeder Verschiebungsrichtung verlagert wird.
Das sogenannte "Astronomische Orbit Bearbeitungsverfahren"
und sein Unterschied gegenüber dem Verfahren gemäß Fig. 8
besteht darin, daß die Bearbeitung durchgeführt wird, ohne
daß die Elektrode jedes Mal wieder zu den Ausgangskoordinaten
zurückkehrt. Bei dem Bearbeitungsverfahren wird das
Werkstück dadurch bearbeitet, daß die Elektrode durch Bewegung
entsprechend den Vektoren ₁=(X₁₁, Y₁₁),
₁=(X₂₂, Y₂₂), ₁=(X₃₃, Y₃₃), ₂=(X₁₄, Y₁₄),
₂=(X₂₅, Y₂₅), ₂=(X₃₆ Y₃₆) usw. in der angegebenen
Reihenfolge, die in Fig. 9 gestrichelt dargestellt ist,
bewegt wird.
Folglich legen sich die Oberflächen der Elektrode 1 gleichmäßig
gegen das Werkstück, wodurch die oben beschriebene
Schwierigkeit ausgeschaltet werden kann. Um die genannten
kleinen Relativverschiebungen der Elektrode durchführen zu
können, ist eine numerische Steuervorrichtung (N/C) eingesetzt.
Mit anderen Worten, es werden zunächst die Koordinaten
(X₁, Y₁), (X₂, Y₂) und (X₃, Y₃) angesteuert und anschließend
die Koordinaten (X₁₁, Y₁₁), (X₂₂, Y₂₂), (X₃₃, Y₃₃),
(X₁₄, Y₁₄), (X₂₅, Y₂₅), (X₃₆, Y₃₆) usw. an den Endpunkten der
Vektoren, und der geometrische Ort der Verschiebung der
Elektrode ist entsprechend programmiert. Das Programmieren
wird durch Lochung eines Speichermediums, etwa eines Papierlochstreifens,
vorgenommen. Bei der Bearbeitung eines Werkstücks
werden die auf dem Papierlochstreifen gespeicherten
Daten mittels eines Lochstreifenlesers einer numerischen
Steuervorrichtung ausgelesen, und daraufhin wird das Werkstück
automatisch bearbeitet.
Eine elektroerosive Bearbeitungsvorrichtung zur Durchführung des
beschriebenen elektroerosiven Bearbeitungsverfahrens wird nun in
Verbindung mit Fig. 10 beschrieben. Darin steht eine Elektrode
1 einem Werkstück 2, das bearbeitet werden soll, in einem
Bearbeitungstank 3 gegenüber, der eine (nicht gezeigte) Bearbeitungslösung
enthält. Die Elektrode 1 ist mit einem
Antriebskopf 5 für die Z-Achsenrichtung verbunden, der
durch einen Z-Achsen-Antriebsmotor 4 angetrieben wird. Der
Z-Achsen-Antrieb wird durch eine Kombination einer Elektrodenzwischenraum-
und einer Positionsservosteuerung bei der
Entladungsbearbeitung ausgeführt. Diese Antriebsmethode ist
in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 32 112/1978
beschrieben. Der Ausgangswert ε₁ eines Positionsdetektors 6
und ein Zwischenelektrodenservosignal ε₂ werden einem
Entscheidungs- und Auswahlkreis 7 zugeführt, in dem das niedrigere
der beiden Eingangssignale ausgewählt wird, um damit
den Z-Achsen-Servoschritt auszuführen, so daß der Z-Achsen-
Antriebskopf in einer vorbestimmten Stellung angehalten werden
kann. Bei diesem Vorgang wird ein X-Y-Antriebstisch 8, auf
dem das Werkstück 2 angeordnet ist, durch eine numerische
Steuervorrichtung 9 angetrieben, wobei ein bestimmter Abstandsspalt
zwischen den Polen aufrechterhalten wird. Die
oben beschriebene Verschiebung oder der geometrische Ort
ist auf einem Speichermedium 10 (beispielsweise Lochstreifen)
programmiert. Die numerische Steuervorrichtung 9 betätigt
X- und Y-Vektorverteilungsschaltungen 11 und 12 nach den
auf dem Speichermedium 10 aufgezeichneten Daten. Die X-Vektorverteilungsschaltung
11 besteht aus einem Verriegelungskreis
13, der zeitweilig den X-Befehlausgang der numerischen
Steuervorrichtung 9 speichert, einem Impulsmultiplikationsschaltkreis
14 (der ein sogenannter Binärratenmultiplizierer
"BRM" ist, wie er von der Firma Texas Instruments Co. unter
der Typenbezeichnung SN 7497 hergestellt wird) aus positiven
und negativen Richtungsentscheidungsgattern 15 und 16 und
einem X-Achsenantriebsverstärker 17 zum Antreiben eines
X-Achsenantriebsmotors 19. Die Y-Vektorverteilungsschaltung
12, die im Grunde in der Anordnung der X-Vektorverteilungsschaltung
11 gleich ist, enthält eine Verriegelungsschaltung
13′, einen Impulsmultiplikationskreis 14′, positive und
negative Richtungsentscheidungsgatter 15′ und 16′ und einen
Y-Achsenantriebsverstärker 18 für den Antrieb eines Y-Achsenantriebsmotors
20.
Durch den folgenden Steuervorgang werden X- und Y-Achsenantriebsmotor
19 bzw. 20 um so viel betätigt, als die
Verschiebungsdaten vorgeben und der Elektrodenabstandsspalt
unverändert gehalten wird. Eine mittlere Bearbeitungsspannung
Vg an den Ausgangsklemmen einer Bearbeitungsstromquelle
21, welche mit der Elektrode 1 und dem Werkstück 2
verbunden sind, wird gemessen. Es wird dann festgestellt,
ob die so gemessene mittlere Bearbeitungsspannung Vg über
oder unter einem vorgegebenem Bezugsspannungswert Vr liegt,
so daß damit erfaßt wird, ob der Elektrodenzwischenraum
zwischen der Elektrode 1 und dem Werkstück 2 größer oder
kleiner als gewünscht ist oder ob ein Kurzschluß aufgetreten
ist.
Die Bearbeitungsstromquelle 21 besteht aus einer Gleichstromquelle
22, einem Schaltelement 23 und einem Strombegrenzungswiderstand
24, wie dies in Fig. 10 angedeutet ist, und führt
der Elektrode 1 und dem Werkstück 2 einen pulsierenden Strom
mit einer Frequenz in der Größenordnung zwischen 1 und 100 kHz
zu.
Das Zwischenelektrodenservosignal 2 wird durch eine Diode 25
und einen Widerstand 26 so gleichgerichtet, daß nur dann,
wenn das Signal ε₂ positiv ist, dieses als Impulssignal mit
einer dem Signal ε₂ proportionalen Frequenz über einen
Frequenzwandler 27 zur Impulsmultiplikationsschaltung 14
gegeben wird. Folglich sind die Ausgangsimpulse der Impulsmultiplikationsschaltung
mit der Zwischenelektrodenspannung
moduliert, und die X-Y-Verschiebungsvektoren sind der Geschwindigkeitssteuerung
gemäß dem Elektrodenzwischenraum
unterworfen. Dadurch sind die vorbestimmten Beträge der
X-Y-Verschiebungsvektoren weder mehr noch weniger, weil die
zu multiplizierende Zahl durch einen Zähler 28 festgelegt
ist, der dazu dient, die Ausgangsimpulse des Frequenzwandlers
27 zu zählen.
Mit der beschriebenen Einrichtung kann die Elektrode gegenüber
dem Werkstück in gewünschter Weise so verschoben werden, daß
der Elektrodenzwischenraum unverändert bleibt. Die Vorrichtung
läßt sich dadurch dazu benutzen, das erfindungsgemäße Verfahren
der Entladungsbearbeitung in der gewünschten Weise
auszuüben.
Bei der beschriebenen Einrichtung soll der Tisch, auf dem das
Werkstück liegt, angetrieben werden. Dieselbe Wirkung wird
jedoch erreicht, wenn die Elektrode in der beschriebenen
Weise mittels eines in X-Y-Richtung verschiebbaren Kopfes
bewegt wird. Wenn außerdem die Vorrichtung so abgewandelt
wird, daß die X- und Y-Antriebsmotoren in der einen Richtung
angetrieben werden, wenn das Zwischenelektrodenservosignal ε₂
positive Polarität hat, und der Antrieb bei negativer Polarität
des Signals ε₂ in entgegengesetzter Richtung erfolgt, dann
kann die Wirksamkeit der Bearbeitung wesentlich gesteigert
werden.
Die Fig. 11 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer
Vorrichtung für elektroerosive Bearbeitung zur Ausübung des erfindungsgemäßen
Verfahrens. Bei dieser Vorrichtung steht eine
Elektrode 110 über eine Bearbeitungslösung einem Werkstück
112 gegenüber, das auf einem Tisch 114 ruht. Der Primärbearbeitungsvorschub
erfolgt in Richtung der Z-Achse. Eine
hochfrequente, impulsförmige Entladungsbearbeitungsspannung
Vg wird der Elektrode 110 und dem Werkstück 112 von einer
Stromquelle 116 zugeleitet, so daß die Entladungsbearbeitung
zwischen diesen beiden Elementen auftritt. Der Tisch 114
ist mit einem Antriebsmotor 118 für die X-Achse und einem
Antriebsmotor 120 für die Y-Achse versehen. Die Antriebssignale
in Gestalt eines positiven Impulssignals und eines
negativen Impulssignals gemäß der Erfindung werden den Motoren
118 und 120 von Motorantriebsverstärkern 122, 124 zugeleitet,
so daß der Sekundärbearbeitungsvorschub, nämlich die Relativverschiebung
von Elektrode 110 und Werkstück 112, ausgeführt
wird.
Ein Komparator 130 dient zum Vergleich der Entladungsbearbeitungsspannung
Vg mit einer Bezugsspannung Vr, und das aus
der Differenz dieser beiden gebildete Vergleichsergebnis
wird einem Absolutwertdetektorschaltkreis 132 und einem
Komparator 134 zugeführt. Die Differenzspannung, die vom
Komparator 130 abgegeben wird, hängt vom Elektrodenzwischenabstand
zwischen Elektrode und Werkstück ab. Die Differenzspannung
wird von der Absolutwertdetektorschaltung 132
so umgesetzt, daß sie ein positives Vorzeichen hat, und
wird dann einer Spannung/Frequenz-Wandlerschaltung 136
zugeführt, deren Ausgangswert in Gestalt eines Impulssignals
eine Frequenz aufweist, die dem Elektrodenzwischenabstand
entspricht. Das Ausgangsimpulssignal der Wandlerschaltung
136 wird einer Multiplizierschaltung 164 in jedem der
Vektorinterpolationsschaltkreise 160 und 170 zugeleitet, die
später beschrieben werden, und wird außerdem über Gatterschaltungen
140, 142 einem variablen Zähler 138 eingegeben.
Unter den normalen Entladungsbearbeitungsbedingungen gibt
der Komparator 134 ein Signal A=0 ab, da Vg<Vr ist.
Wenn ein nicht normaler Lichtbogen zwischen der Elektrode
110 und dem Werkstück 112 auftritt oder Elektrode und das
Werkstück kurzgeschlossen sind, dann ist Vg≦Vr, so
daß der Komparator 134 dann das Ausgangssignal A=1
abgibt, um den abnormalen Zustand anzuzeigen. Getrennt
davon zählt der variable Zähler 138 gemäß den Ausgangssignalen
A=0 und A=1 die Ausgangsimpulse der Wandlerschaltung
136 vorwärts und rückwärts. Wenn die Zahl der so gezählten
Ausgangsimpulse den Wert 2n erreicht, gibt der Zähler 138
sein Ausgangssignal an eine numerische Steuervorrichtung
(N/C) 150 weiter.
Die numerische Steuervorrichtung 150 ist mit einem Lochstreifen
so programmiert, daß die Elektrode 110 den Sekundärbearbeitungsvorschub
ausführt. Mit Hilfe eines Zeitsteuermechanismus
nämlich dem Zeittaktgeber 154, gibt die numerische Steuervorrichtung
150 die X-Y-Koordinaten eines Verschiebungsvektors
in einer Vektorrichtung ab und beendet die Ausgangssignalabgabe,
wenn der Zähler 138 2n Impulse gezählt hat. Wenn
eine bestimmte Zeitspanne, die durch den Zeittaktgeber 154
vorgegeben wird, vorüber ist, gibt die numerische Steuervorrichtung
Schrittwerte Δx und Δy bis zur Größe eines Verschiebungsvektors
in der nächsten Vektorrichtung ab, bis der
Zähler 138 2n Impulse gezählt hat.
In der Fig. 11 ist mit 160 die bereits erwähnte Vektorinterpolationsschaltung
für den X-Abstand eines Verschiebungsvektors,
welcher durch die numerische Steuervorrichtung 150 ausgegeben
ist, bezeichnet. Die Interpolationsschaltung 160 gibt an
einen Verstärker 122 ein Treibersignal ab, um den Antriebsmotor
118 entsprechend dem Schrittwert Δx in X-Richtung anzutreiben,
der durch das positive oder negative Ausgangsimpulssignal
vom Verstärker 122 vorgegeben wird. Außerdem
ist in Fig. 11 mit 162 eine Verriegelungsschaltung zum
Speichern des Schrittwertes Δx in X-Richtung, ausgegeben
durch die numerische Steuervorrichtung 150, bezeichnet. Die
Verriegelungsschaltung 162 gibt an eine Impulsmultiplikationsschaltung
164 einen Ausgangswert ab und stellt an seiner
+/--Klemme ein Ausgangssignal B bereit. Wenn Δx positiv
ist, ist B=1, ist Δx negativ, so ist B=0. Die Impulsmultiplikationsschaltung
164 kann durch eine integrierte
Schaltung der Type SN7497N der Firma Texas Instruments Co.
verwirklicht werden. Nimmt man an, daß die Anzahl der
Bits n ist, wenn 2n Impulse vom Wandlerschaltkreis 136 an
die Schaltung 164 gegeben werden, dann gibt die Schaltung
164 Impulse ab, deren Zahl gleich dem Ausgangswert Δx
des Verriegelungsschaltkreises 162 ist, und zwar an den Verstärker
122 über eine Logikschaltung 166. Die Logikschaltung
166 arbeitet so, daß bei A=0 die Polarität des Ausgangsimpulses
des Verstärkers dieselbe wie die an der +/--Klemme
der Verriegelungsschaltung 162, während bei A=1 die
Polarität des Ausgangsimpulses sich von der an der +/--Klemme
der Verriegelungsschaltung 162 unterscheidet. Wenn also der
Komparator 134 ein Ausgangssignal A=1 abgibt, das einem
unnormalen Zustand entspricht, dann wird die Elektrode 1
in entgegengesetzter Richtung zum Verschiebungsvektor bewegt.
Es ist beschrieben worden, daß die Frequenz des Impulssignals,
das der Impulsmultiplikationsschaltung 164 vom Wandlerschaltkreis
136 zugeleitet wird, vom Abstand zwischen Elektrode 1
und Werkstück 2 abhängt. Folglich nimmt die Zeit, die
die Schaltung 136 benötigt, um während der vorbestimmten
Zeitspanne, die zu Ende ist, bis der Ausgang des Zeittaktgebers
154 geschaltet ist, zu zählen, ab, wenn die Verschiebung
der Elektrode 1 zunimmt. Das heißt, je größer der
Unterschied zwischen der Entladungsbearbeitungsspannung Vg
und der Bezugsspannung Vr ist, umso höher ist die Verschiebungsgeschwindigkeit.
Der Zählvorgang der Impulsmultiplikationsschaltung
164 wird von 0 bis 2n synchron mit dem Zähler 138
ausgeführt.
In Fig. 11 bezeichnet 170 die Vektorinterpolationsschaltung
für die Y-Strecke eines Verschiebungsvektors, der durch die
numerische Steuervorrichtung 150 ausgegeben wird. Die Anordnung
der Schaltung 170 ist derjenigen der beschriebenen Vektorinterpolationsschaltung
160 gleich.
Es soll nun der Betriebsablauf der in Fig. 11 dargestellten
Entladungsbearbeitungsvorrichtung beschrieben werden. Als
erstes wird ein Papierlochstreifen 152, auf dem sich zahlreiche
Verschiebungsvektoren ₁, ₁, ₁, ₂, ₂, ₂, . . ., , und
entsprechend den Vektorrichtungen , und in Fig. 8
gespeichert sind, in die numerische Steuervorrichtung eingespeist.
Immer wenn der Ausgang der Zeittaktsteuerung 154
geschaltet wird, gibt die numerische Steuervorrichtung 150
die Daten ₁, ₁, ₁, ₂, . . ., , und nacheinander an
die Vektorinterpolationsschaltungen 160 und 170 ab, die
daraufhin Antriebssignale entsprechend den Verschiebungsvektoren
an die Antriebsmotoren 118, 120 über die Verstärker
122, 124 abgeben, um die Elektrode 1 so zu verschieben, daß
das Werkstück in der gewünschten Gestaltung bearbeitet wird.
Bei diesem Ablauf ist die Geschwindigkeit, mit der die Elektrode
1 entsprechend einem Verschiebungsvektor verschoben
wird, durch die Frequenz des Ausgangsimpulssignals vom
Wandlerschaltkreis 136 in oben beschriebener Weise bestimmt.
Mit anderen Worten, wenn der Betrag der Verschiebung klein
ist, wie es für den Verschiebungsvektor -₁ gilt, dann ist
die Frequenz des Ausgangsimpulssignals von der Wandlerschaltung
136 niedrig, und folglich wird die Elektrode 1 langsam
verschoben. Mit zunehmendem Verschiebungsbetrag, wie es
für die Verschiebungsvektoren ₂ und ₃ der Fall ist,
steigt die Frequenz des Ausgangsimpulssignals der Wandlerschaltung
136, und damit nimmt die Verschiebungsgeschwindigkeit
der Elektrode 1 zu.
Bei dem oben beschriebenen Beispiel arbeiten die numerische
Steuervorrichtung 150 und der Papierlochstreifen 152 als
Vorgabemechanismus, die Verstärker 122 und 124 und die Vektorinterpolationsschaltungen
160 und 170 arbeiten als
Steuermechanismus, der Komparator 130 arbeitet zusammen
mit der Absolutwertdetektorschaltung 132 und dem Wandlerschaltkreis
136 als Elektrodenverschiebungsdetektormechanismus,
und die Zeittaktsteuerung 154 arbeitet als Zeitgeber.
Die Zeittaktsteuerung 154 wird bei dem vorbeschriebenen
Beispiel als Zeitgabemechanismus verwendet. Es sei jedoch
bemerkt, daß die Erfindung nicht auf diese Ausführungsform
beschränkt ist. Der Zeittaktmechanismus kann als Zähler oder
dgl. aufgebaut sein, so daß er mit der Zeit arbeitet, die
für einen Verschiebungsvektor in einer Richtung in Abhängigkeit
von der Anzahl von auftretenden Kurzschlüssen oder
von der Häufigkeit von Rückwärtssteuerbewegungen arbeitet.
Das elektroerosive Bearbeitungsverfahren gemäß den Fig. 8 und
9 weist jedoch noch folgende Mängel oder Schwierigkeiten
auf. Wenn der Entladungsbearbeitungsvorgang derart ist, daß
die Entladungsbearbeitung praktisch mit nur einer oder zwei
Verschiebungen der Elektrode in jeder Vektorrichtung ausgeführt
ist, dann ist der Elektrodenzwischenraum zwischen
Elektrode und Werkstück klein oder wird nicht wesentlich
verändert. Folglich kann sich durch den Abarbeitungsvorgang
entstehendes Pulver im Elektrodenzwischenraum sammeln, so
daß dann Lichtbogen oder Überschläge auftreten können. Somit
ist die Bearbeitungsgeschwindigkeit wegen der Sekundärentladung
beträchtlich vermindert.
Diese Schwierigkeit läßt sich bei Anwendung eines weiteren
Ausführungsbeispiels eines Entladungsbearbeitungsverfahrens
nach der Erfindung überwinden. Dieses Verfahren wird nachfolgend
anhand der Fig. 12 dargelegt.
In Fig. 12 sind die Hauptbearbeitungsrichtungen oder
Stellen durch Verschiebungsvektoren , und angedeutet.
Ein Drehvektor ist jedem der Verschiebungsvektoren überlagert.
Der Drehvektor läuft mit hoher Geschwindigkeit in
der Größenordnung von 60 bis 300 Umläufen pro Minute um.
Der Radius des Drehvektors beträgt etwa 10 bis 50 µm oder
ist so gewählt, daß er die endgültige Gestalt des Werkstückes
nicht merklich beeinflußt. Mit diesem kleinen Radius kann
das durch den Abarbeitungsvorgang entstandene und im Elektrodenzwischenraum
zwischen der Elektrode 201 und dem Werkstück
202 angesammelte Pulver in ausreichendem Maße in
Bewegung gehalten werden, so daß es aus dem Elektrodenzwischenraum
herausschwemmt. Durch die Überlagerung des
Drehvektors ändern sich die Kontaktflächen im Elektrodenzwischenraum
der Elektrode 201 und des Werkstücks 202 ständig,
so daß die Elektrode nicht lokal überhitzt wird. Wenn ein Kurzschluß
zwischen Elektrode und Werkstück deswegen, weil der
Elektrodenzwischenraum übermäßig klein ist, auftritt, dann
sollte der Radius des Drehvektors vergrößert werden, so
daß der Elektrodenzwischenraum schnell größer wird, damit
nicht aufgrund von auftretenden Funken oder Lichtbogen ein
unbefriedigendes Werkstück erzeugt wird.
Für das in der Fig. 12 angedeutete Verfahren ist eine
Entladungsbearbeitungsvorrichtung in der Fig. 13 gezeigt.
Ein Werkstück 202 ist auf einem in X- und Y-Richtung antreibbaren
Tisch 203 angeordnet, der entsprechend den
Vektoren , und nach Fig. 7, die durch eine numerische
Steuereinrichtung 204 zuvor programmiert sind, relativ
zu einer Elektrode 201 bewegt wird. Die numerische Steuervorrichtung
204 gibt Antriebssignale an die Tischantriebsmotoren
206 und 207 ab, bis sie ein Vorschub-Stopsignal
S von einem Komparator 205 erhält. Die Elektrode 201 ist
fest mit einem Kreuzkopf 208 verbunden, der parallel zum
Tisch 203 durch Motoren 209 und 210 in der X-Y-Ebene
bewegt werden kann. Detektoren 211 und 212, die die Verschiebungsstellungen
des Kreuzkopfes 208 feststellen, sind
vorgesehen, durch die Spannungen entsprechend den Verschiebungspositionen
des Kreukopfes 208 an die Additionskreise
215 und 216 abgegeben werden. Ein Zweiphasen-Oszillator 217
erzeugt Sinusschwingungssignale, die zueinander um 90°
phasenverschoben sind, so daß sie mit Φ₁=sin ωt und
Φ₂=cos ωt bezeichnet werden können. Diese Signale Φ₁ und Φ₂
werden auf Additionskreise 215 und 216 gegeben. Die Motoren
209 und 210 werden so angetrieben, daß die Differenzspannungen
zwischen diesen Signalen und den Ausgangsspannungen der Detektoren
213 und 214 jeweils Null sind. Das heißt, die Motoren
209, 210 drehen sich aufgrund der Ausgangsgrößen des Zweiphasen-Oszillators
217, wodurch der Kreuzkopf 208 mit
der Periode ωt der Signale Φ₁ und Φ₂ eine exzentrische
Kreisbewegung ausführt. Als Folge davon ist die Relativverschiebung
der Elektrode 201 und des Werkstücks 202 derart,
daß die lineare Bewegung, die von der numerischen Steuervorrichtung
204 vorgegeben wird, mit der exzentrischen Kreisbewegung
kombiniert wird.
Wenn der Elektrodenzwischenraum kleiner wird, verringert sich
der Durchschnittswert der Ausgangsklemmenspannung Vg einer
Bearbeitungsimpulsquelle 220, die durch einen Widerstand R und
einen Kondensator C geglättet wird. Der so herabgesetzte
Durchschnittswert wird durch Vergleich mit einem vorgegebenen
Spannungswert oder der Bezugsspannung Vr in einem Komparator
205 festgestellt, und die Ausgangsspannungen des Zweiphasen-
Oszillators 217 werden mit Hilfe von Analogschaltern 221
und 222 auf Null Volt gestellt, wodurch der Kreuzkopf 208
auf den Punkt zurückgeführt wird, bei dem der Radius der
exzentrischen Kreisbewegung Null ist. Andererseits wird
das Stopsignal S an die numerische Steuervorrichtung 204
geleitet, so daß die Arbeit der Vorrichtung aufhört, bis
der Elektrodenzwischenraum zwischen Elektrode 201 und
Werkstück groß genug geworden ist. Wenn durch den beschriebenen
Ablauf der Elektrodenzwischenraum sich nicht auf einen
ausreichend großen Wert steigern kann, wird die Zeitspanne,
während der das Stopsignal S ständig zugeführt wird, aufsummiert,
und nach einer bestimmten Zeit gibt die numerische
Steuervorrichtung 204 ein Rückwärtssignal ab, damit ein ausreichend
großer Elektrodenzwischenraum hergestellt wird.
In der beschriebenen Vorrichtung wird die Relativverschiebung
von Elektrode 201 und Werkstück 202 mittels einer
Vierachsensteuerung durchgeführt. Die Erfindung läßt sich
jedoch auch mit Hilfe einer Zweiachsensteuerung ausüben,
wenn eine Steuervorrichtung eingesetzt wird, in der der
Drehvektor und die Befehlswerte überlagert werden können.
Aus obiger Beschreibung wird deutlich, daß mit einer Vorrichtung
nach Fig. 13 die Relativverschiebung zwischen
Elektrode und Werkstück gemäß den Verschiebungsvektoren
bei Überlagerung durch den Drehvektor - vorgenommen wird.
Dadurch verfangen sich niemals Pulverteilchen und Späne,
die während des Bearbeitungsvorgangs entstehen, im Elektrodenzwischenraum.
Es läßt sich dabei jedoch nicht vermeiden,
daß die Endgestalt des Werkstückes etwas abgerundete
Ecken hat, wenn man mit der idealen Gestalt einen Vergleich
anstellt. Da der Raum zwischen Entladungsbearbeitungselektrode
und Werkstück im allgemeinen in der Größenordnung von
10 bis 50 µm beträgt, entsteht aber eine derartige Abrundung
in jedem Fall. Somit stellt die Überlagerung eines
Drehvektors mit einem Radius in der Größenordnung von
10 bis 50 µm über die Hauptbearbeitungsvektoren für die
Praxis keine Probleme dar.
Mit Hilfe der Erfindung sind die Winkelbereiche des Werkstückes
in ihrer Genauigkeit verbessert, und die Wirksamkeit
der Bearbeitung ist beträchtlich gesteigert. Da darüber
hinaus der Elektrodenzwischenraum bei der Relativverschiebung
in der richtigen Weise gesteuert wird, wird das Werkstück
jederzeit in zufriedenstellender Weise bearbeitet.
Es wird, zusammenfassend, mit der Erfindung ein elektroerosives
Bearbeitungsverfahren geschaffen sowie eine Vorrichtung
zur Durchführung des Verfahrens, wobei die
Elektrode dem Werkstück
in einer Primärbearbeitungsrichtung und in der Richtung
einer senkrecht auf dieser Primärbearbeitungsrichtung
stehenden Ebene gegenübersteht. Die Relativverschiebung
der Elektrode und des Werkstücks wird derart gesteuert,
daß zwischen Elektrode und Werkstück ein Abstandsraum aufrechterhalten
wird, über den die elektrische Entladung
vor sich geht. Die Elektrode wird in Richtung auf die
Schnittpunkte gerader Linien hin bewegt, die parallel zu
den Umrißlinien der Elektrode verlaufen und zu diesen
gleich beabstandet sind, wodurch die Elektrode gleichmäßig
aufgebraucht wird. Es kann nur in sehr geringem Maße
Funken- oder Lichtbogenbildung auftreten. Das bearbeitete
Werkstück besitzt eine ausgezeichnete Endgestaltung.
Claims (13)
1. Verfahren zum elektroerosiven Bearbeiten eines
metallischen Werkstücks durch Zuführen eines
elektrischen Stroms zum Werkstück und zu einer
Elektrode und Stromfluß durch eine Bearbeitungslösung
im Elektrodenzwischenraum zwischen dem Werkstück und
der Elektrode, bei welchem die Elektrode und das
Werkstück relativ zueinander in einer Ebene mit
Richtung der Gegenüberstellung der Elektrode und des
Werkstücks verschoben werden, wobei die Verschiebung
in eine Primärbearbeitungsrichtung und eine Richtung in
einer im wesentlichen senkrecht zur
Primärbearbeitungsrichtung verlaufenden Ebene
unterteilt wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß Elektrode (1) und Werkstück (2) bis zu endgültigen
Verschiebungspunkten zueinander verschoben werden,
wobei die Schnittpunkte von benachbarten geraden
Linien diese endgültigen Verschiebungspunkte bilden,
die gerade Linien parallel mit gleichem Abstand zum
Umriß der Elektrode (1) verlaufen und so die
gewünschten Bearbeitungsgrenzen definieren und die
Relativverschiebung zu jedem endgültigen
Verschiebungspunkt entlang Verschiebungsvektoren
durchgeführt wird, die sich von einem Bezugspunkt aus
bis zu den endgültigen Verschiebungspunkten erstrecken.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Abstand zwischen jeder geraden Linie und dem Umriß
der Elektrode (1) während der Bearbeitung leicht
erhöht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
Daten, welche die Schnittpunkte der benachbarten
geraden Linien, die parallel mit gleichem Abstand zum
Umriß der Elektrode (1) verlaufen, in einer
numerischen Steuereinrichtung (9) erfaßt werden und
die Relativverschiebung mit Hilfe der numerischen
Steuervorrichtung (9) ausgeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die vorgenommene Relativverschiebung wiederholt und
derart gesteuert wird, daß die Elektrode (1) zwischen
den Ausgangskoordinaten der Verschiebungsvektoren, von
denen sie zu den endgültigen Verschiebungspunkten
verlaufen, und den Koordinaten der Enden der
Verschiebungsvektoren hin- und herbewegt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Zahl der wiederholten Relativverschiebungen
entlang der unterschiedlichen Verschiebungsvektoren
einander gleich ist.
6. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Elektrode (1) so gesteuert ist, daß ausgehend von
jedem Schnittpunkt benachbarter gerader Linien die
Elektrodenbewegung entlang einer Bearbeitungsbahn
erfolgt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Relativverschiebung eine weitere geringfügige
Verschiebungsbewegung überlagert wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß
die weitere Verschiebung durch Bewegen der Elektrode
(1) ausgeführt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß
die weitere Verschiebung eine exzentrische
Kreisbewegung ist.
10. Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Radius der exzentrischen Kreisbewegung
entsprechend den Entladungsbearbeitungszuständen
gesteuert wird.
11. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach
einem der Ansprüche 1 bis 10,
mit ersten Antriebsmitteln (4) zum Bewegen der
Elektrode (1) gegenüber dem Werkstück (2) in
Primärbearbeitungsrichtung, zweiten Antriebsmitteln
(19, 20) zum Bewegen der Elektrode (1) gegenüber dem
Werkstück (2) in einer Ebene im wesentlichen senkrecht
zur Primärbearbeitungsrichtung, und einer Vorrichtung
(9) zur numerischen Steuerung der beiden
Antriebsmittel (4, 19, 20) einschließlich eines
Speichers (10),
dadurch gekennzeichnet, daß
die Verschiebungsbahnen der Elektrode (1) zu den
endgültigen Verschiebungspunkten entlang der
Verschiebungsvektoren in dem Speicher (10) gespeichert
sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Vorrichtung (9) zur numerischen Steuerung
Steuermittel der weiteren geringfügigen Verschiebung
über die Relativverschiebung enthält.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12,
gekennzeichnet durch
Zeittaktmittel (154), in deren Abhängigkeit die
Vorrichtung (9) zur numerischen Steuerung arbeiten, um
in jeder vorgegebenen Zeitspanne Befehlssignale für
die Verschiebungsvektoren zu schaffen, Detektormittel
zum Feststellen der Größe der Spannung zwischen
Elektrode und Werkstück, woraus ein Impulssignal
gebildet wird, dessen Frequenz ein Maß für die
festgestellte Spannung zwischen Elektrode und
Werkstück ist, und Mittel, die dann, wenn die Zahl der
von der Detektoreinrichtung abgegebenen Impulse einen
vorbestimmten Wert erreicht, ein Treibersignal für
einen Verschiebungsvektor erzeugen, der von der
Vorrichtung (9) zur numerischen Steuerung (150)
abgegeben wird, um die zweite Antriebsvorrichtung zu
betreiben.
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13102679A JPS5669035A (en) | 1979-10-11 | 1979-10-11 | Method and device for discharge working |
JP972480A JPS56107840A (en) | 1980-01-30 | 1980-01-30 | Method and apparatus for electric discharge machining |
JP972580A JPS56107841A (en) | 1980-01-30 | 1980-01-30 | Method and apparatus for electric discharge machining |
JP972380A JPS56107839A (en) | 1980-01-30 | 1980-01-30 | Method and apparatus for electric discharge machining |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3038410A1 DE3038410A1 (de) | 1981-04-23 |
DE3038410C2 true DE3038410C2 (de) | 1991-11-21 |
Family
ID=27455243
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19803038410 Granted DE3038410A1 (de) | 1979-10-11 | 1980-10-10 | Verfahren und vorrichtung zum bearbeiten von werkstuecken mittels elektrischer entladung |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4400606A (de) |
CH (1) | CH658213A5 (de) |
DE (1) | DE3038410A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19983533B4 (de) * | 1999-07-12 | 2010-02-25 | Mitsubishi Denki K.K. | Elektroerosionsbearbeitungsverfahren und Vorrichtung |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58192720A (ja) * | 1982-04-28 | 1983-11-10 | Inoue Japax Res Inc | 放電加工装置 |
DE3814675A1 (de) * | 1988-04-30 | 1989-11-09 | Koenig Wilfried Prof Dr Ing Dr | Bearbeitungsverfahren zum planetaererodieren |
US5369239A (en) * | 1992-05-18 | 1994-11-29 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method and apparatus for sink-type electrical discharge machining with control of pyrographite buildup |
US5402692A (en) * | 1993-08-10 | 1995-04-04 | Bennett; Edward D. | Method of making blanking dies and punches having rounded edges |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
BE634498A (de) * | 1963-06-19 | |||
CH562081A5 (en) * | 1973-06-15 | 1975-05-30 | Allemann Ets | Spark-erosion machining of small cavities - using oscillating electrode to stir dielectric liq. in the cavity |
JPS5355597A (en) * | 1976-10-28 | 1978-05-20 | Inoue Japax Res Inc | Device for horizontally moving working table or spindle |
US4310742A (en) * | 1977-12-20 | 1982-01-12 | Ateliers Des Charmilles, S.A. | EDM Process and apparatus for machining cavities and slots in a workpiece |
-
1980
- 1980-10-07 US US06/194,745 patent/US4400606A/en not_active Expired - Lifetime
- 1980-10-10 DE DE19803038410 patent/DE3038410A1/de active Granted
- 1980-10-13 CH CH7630/80A patent/CH658213A5/de not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19983533B4 (de) * | 1999-07-12 | 2010-02-25 | Mitsubishi Denki K.K. | Elektroerosionsbearbeitungsverfahren und Vorrichtung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US4400606A (en) | 1983-08-23 |
DE3038410A1 (de) | 1981-04-23 |
CH658213A5 (de) | 1986-10-31 |
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