DE3045493A1

DE3045493A1 - Funkenerosionsschneidemaschine

Info

Publication number: DE3045493A1
Application number: DE19803045493
Authority: DE
Inventors: Benno Ibo Crans Waadt Bonga; Jean Collonge-Bellerive Pfau
Original assignee: Ateliers des Charmilles SA
Current assignee: Ateliers des Charmilles SA
Priority date: 1979-12-21
Filing date: 1980-12-03
Publication date: 1981-08-20
Also published as: CH632693A5; JPS56102434A; JPS5853976B2; US4363949A

Description

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PATENTANWÄLTE ^DR-'^NG- °^Vl"-^PHYS. H/ OTUMl*"

DIPL.-ING. P. EICHLER

BRAHMSSTRASSE 29, 56CX) WUPPERTAL 2

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

FunkenerosionsSchneidemaschine

Die Erfindung bezieht sich auf eine Funkenerosionsschneidemaschine mit Drahtelektrode, mit zwei Drahtführern, die sich jeweils an den Enden zweier auf jeder Seite des Funkenerosionsbereichs angeordneter Haltearme befinden, mit zwei Relativbewegungen dieser Haltearme und eines Werkstücks entlang einer vorbestimmten Bahn bewirkenden Servomotoren, und mit zwei anderen Servomotoren, welche die Drahtführer zur Erzeugung einer auf das Werkstück bezogenen bestimmten Neigung der Drahtelektrode bei der Bearbeitung in zwei zueinander senkrechten Richtungen verstellen.

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Zum Neigen der Drahtelektrode in Bezug auf die Schnittbahn bewirken die bekannten Verfahren Relativverstellungen der Drahtführer entweder auf Polarkoordinaten, z. B. mit exzentrisch rotierenden Systemen, oder auf karthesischen Koordinaten mit Hilfe eines Kreuzschlittentisches, der an dem Ende eines Haltearms des Drahtführ^rs angeordnet ist.

Die bekannten Verfahren haben den Nachteil, daß sie nicht genau sind, da die Verstellung des Drahtführers durch die Oberlagerung zweier Verstellungen erfolgt, was einen Verlust an Starrheit und eine Häufung von Fehlern nach sich zieht. Des weiteren führt der Platzbedarf der mechanischen Teile an einem Ende des Haltearms zu einer komplizierten und kostspieligen Maschine.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Funkenerosionsschneidemaschine der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß die Genauigkeit der Verstellung der Drahtelektrode gesteigert wird. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein Drahtführer an einem Haltearm in der einen Richtung und der andere Drahtführer an dem anderen Haltearm in der anderen Richtung verstellt wird.

Es wird erreicht, daß die Genauigkeit der Verstellung der Drahtelektrode erhöht wird, wobei eine dauernde Kontrolle der Neigung der Drahtelektrode bei der Bearbeitung garantiert wird. Diese Kontrolle wird durch eine gleichzeitig erfolgende Steuerung der Verstellungen der Haltearme und des Werkstücks einerseits und der Hilfsverstellungen der zwei Drahtführer auf ihren Haltearmen andererseits erreicht.

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Die Erfindung hat also den Vorteil, die Verstellung eines Drahtführers in der Richtung seines Haltearmes benutzen zu können, um die Auswirkungen von Temperaturänderungen auf die Länge des Haltearms zu kompensieren, ohne daß die Einrichtung zur numerischen Steuerung der Schnittbahn einzuwirken braucht.

In Ausgestaltung der Erfindung ist wenigstens eine der Richtungen parallel einer der Verstellrichtungen der Haltearme, und die Verstellung des Drahtführers in dieser Richtung ist im Sinne einer Kompensation von sich auf die Länge des Haltearms auswirkender thermischer Effekte gesteuert.

Vor der Bearbeitung ist das Arbeitsfluid herausgenommen und die Haltearme haben dieselbe Temperatur. Während der Bearbeitung ist der untere Haltearm im Arbeitsfluid untergetaucht oder eingetaucht und nimmt die Temperatur des Fluids an. Die daraus resultierende Temperaturabweichung ruft eine nicht vernachlässigbare Längenänderung dieses Haltearmes hervor, woraus ein beträchtlicher Bearbeitungsfehler resultiert, der etwa 10 μ erreichen kann. Dieser Bearbeitungsfehler kann durch eine in Abhängigkeit von der Temperatur seines Haltearmes erfolgende Hilfsverstellung des Drahtführers eliminiert werden, der unter dem zu bearbeitenden Werkstück angeordnet ist. Man erreicht damit eine genaue Kompensation der Längenänderungen dieses Haltearms.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine vereinfachte Darstellung einer Funkenerosionsschneidemaschine und

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Fig. 2 ein Blockschaltbild einer numerischen Steuerung der Motoren der in Fig. 1 dargestellten Maschine.

Die Funkenerosionsschneidemaschine der Fig. 1 schneidet eine Werkstückelektrode 1 mit Hilfe einer Werkzeug-Drahtelektrode 2 längs einer Bahn, die von einer numerischen Steuerung bestimmt wird. Die Drahtelektrode 2 durchläuft während ihrer Längsverstellung nacheinander einen oberen Drahtführer 3, einen Funkenerosionsbereich 4 und einen unteren Drahtführer 5, bevor er in einen oberen Bereich 6 der Maschine eintritt, der ein System der Wiederaufbereitung der Drahtelektrode 2 enthält, wie auch Einrichtungen zur Mitnahme und Regelung des Zuges der Drahtelektrode 2.

Das Werkstück 1 ist mit einer der Klemmen eines in Fig. 1 nicht dargestellten Impulsgenerators verbunden, dessen andere Klemme mit Kontakten 7, 8 verbunden ist, über die der Arbeitsstrom der Drahtelektrode 2 zugeführt wird und die auf jeder Seite des Funkenerosionsbereichs 4 angeordnet sind.

Die programmierte Schnittbahn wird erreicht, indem die Drahtführer 3 und 5 zugleich in einer zur Zeichnungsebene senkrechten Richtung X mit einem Gleitkörper 9 verstellt werden, der mit zwei Haltearmen 10, 11 fest verbunden ist, an denen die Drahtführer 3, 5 angeordnet sind. Das Werkstück 1 und sein Support 12 sind auf einem Tisch 13 befestigt und werden mit einem Servomotor 14 in einer Richtung Y verstellt.

Der obere Drahtführer 3 und der Kontakt 7 sind auf einem Schlitten 15 befestigt, der mit einem Servomotor 16 in einer der Richtung X parallelen Richtung U verstellt wird. Ein Support 17 dieses Schlittens 15 kann in Bezug auf den

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Gleitkörper 9 von Hand in einer vertikalen Richtung Z verstellt werden, um die Lage des Schlittens 15 der Höhe des Werkstücks 1 anzupassen.

Der untere Drahtführer 5 und der Kontakt 8 sind auf einem anderen Schlitten 18 fest angebracht, der in der Richtung V des der Richtung Y parallelen Haltearms 11 mit einer Spindel 19 verstellt wird, welche unter Zwischenschaltung einer Übertragungskette 21 von einem Servomotor 20 angetrieben wird. Damit wird die Anordnung des Servomotors außerhalb eines Behälters 22 erreicht, in dem sich das Arbeitsfluid befindet.

Während der Bearbeitung werden die Servomotoren 16, abhängig von der Einrichtung der numerischen Steuerung der Schnittbahn verstellt, um eine vorbestimmte Neigung der Drahtelektrode 2 in Bezug auf das Werkstück 1 aufrechtzuerhalten oder diese Neigung im Verlauf der Bearbeitung gegebenenfalls zu ändern.

Die Verstellung des Schlittens 18 in der Richtung des Haltearms 11 erlaubt es auch, thermische Einwirkungen auf die Länge dieses Haltearms 11 zu kompensieren. Diese Kompensation kann unabhängig von der numerischen Steuerung der Bearbeitung durchgeführt werden, indem z. B. die Veränderungen der Temperatur des Haltearms 11 gemessen und auf den Servomotor 20 in Abhängigkeit von diesen Temperaturänderungen eingewirkt wird.

Das Programm der Schnittbahn ist in einem Rechenwerk 23 gespeichert, das in Verbindung mit einer ersten Interpolationseinheit 24 steht, deren Ausgänge unter Zwischen-

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schaltung einer zweiten Interpolationseinheit 29 Motore 14, 25 steuern, welche die Verstellung des Werkstücks 1 in der Richtung Y und der Drahtelektrode 2 in der Richtung X kontrollieren. Die Interpolationseinheit 24 empfängt Impulse von einem Oszillator 26, dessen Frequenz mit einem Frequenzvervielfacher 27 moduliert wird, der in Abhängigkeit eines Schaltkreises 28 arbeitet, welcher in bekannter Weise ein Signal erarbeitet, das der Abweichung zwischen einer für die Funkenerosion charakteristischen Größe und einer Bezugsgröße entspricht.

Die zweite Interpolationseinheit 29 übernimmt von einem zweiten Rechenwerk 30 die die Neigung der Drahtelektrode 2 betreffenden Daten, also die Konizität der Bearbeitung. Die mit der ersten Interpolationseinheit 24 verbundene zweite Interpolationseinheit 29 ändert die den beiden Motoren 14 und 25 zu gebenden Befehle ab und erzeugt den Hilfsmotoren 16, 20 zu übermittelnde Befehle, um der bearbeiteten oberfläche des Werkstücks eine bestimmte Konizität zu geben, wobei die Schnittbahn im unteren Bereich des Werkstücks entsprechend den Maßangaben der programmierten Schnittbahn beibehalten wird.

Diese Vorrichtung wird durch eine Hilfssteuereinrichtung für den Motor 20 vervollständigt, um die Wirkung der Temperaturabweichungen auf die Länge des Haltearms 11 zu kompensieren, auf dem der untere Drahtführer 5 der Drahtelektrode 2 in der Richtung dieses Haltearmes 11 mittels des Motors 20 verstellt wird. Diese HilfsSteuereinrichtung hat zwei Thermostate 31, 32, die an den Haltearmen 10, 11 ange-

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ordnet sind und deren Signale einer Vergleichsschaltung 33 übermittelt werden, deren Ausgang unter Zwischenschaltung einer Verzögerungsschaltung 34 einer Korrektureinheit 35 übermittelt wird. Wenn die Temperatur des unteren Haltearms Il in Bezug auf die Temperatur des oberen Haltearms 10 verändert ist, gibt die Vergleichsschaltung 33 ein Signal ab, welches dem Motor 20 mit einer Verzögerung übermittelt wird, die der thermischen Zeitkonstante des Haltearms entspricht.

Die Korrektureinheit 35 läßt die Befehle der Interpolationseinheit 29 zur Neigung der Drahtelektrode 2 und die Befehle zur Kompensation der Wirkung thermischer Effekte auf die Länge des Haltearms 11 durch. Die Thermostate 31, können je nach Art der Ausbildung der Funkenerosionsschneidemaschine auch an anderen Stellen angeordnet werden, z.B. um die Temperatur der Umgebungsluft und die des Arbeitsfluids zu messen. Man kann auch den anderen Motor 16 benutzen, um andere thermische Effekte oder mechanische Deformationen in der Richtung X zu kompensieren.

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Claims

-- ":■ ":^: V-XΓ= 3Q45493

PATENTANWÄLTE ^DR-'^NG· DIPL-PHYS. H-.-STURfES"

DIPL-ING. P. EICHLER

BRAHMSSTRASSE 29, 56OO WUPPERTAL 2

Ansprüche:

Funkenerosionsschneidemaschine mit Drahtelektrode, mit zwei Drahtführern, die sich jeweils an den Enden zweier auf jeder Seite des Funkenerosionsbereichs angeordnete Haltearme befinden, mit zwei Relativbewegungen dieser Haltearme und eines Werkstücks entlang einer vorbestimmten Bahn bewirkenden Servomotoren, und mit zwei anderen Servomotoren, welche die Drahtführer zur Erzeugung einer auf das Werkstück bezogenen bestimmten Neigung der Drahtelektrode bei der Bearbeitung in zwei zueinander senkrechten Richtungen verstellen, d adurch gekennzeichnet, daß ein Drahtführer (3) an einem Haltearm (10) in der einen Richtung (U) und der andere Drahtführer (5) an dem anderen Haltearm (11) in der anderen Richtung (V) verstellt wird.
2. Maschine nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Richtungen (V) parallel einer der Verstellrichtungen (Y) der Haltearme (11) ist, und daß die Verstellung des Drahtführers (5) in dieser Richtung (V) im Sinne einer Kompensation von sich auf die Länge des Haltearms (11) auswirkender thermischer Effekte gesteuert ist.

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