DE3102995A1 - Justiervorrichtung fuer werkzeugelektrode - Google Patents

Description

Inoue-Japax Research Incorporated Yokohamashi, Kanagawaken, Japan

Justiervorrichtung für Werkzeugelektrode

Die Erfindung betrifft eine Justiervorrichtung und insbesondere einen Zentrierregler für eine Werkzeugelcktrode auf einem elektrischen Bearbeitungswerkzeug, beispielsweise einem EDM- oder ECM-Bearbeitungswerkzeug (EDM = elektrisches Entladungs-Bearbeiten, ECM = elektrochemisches Bearbeiten). Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Justiervorrichtung für eine Werkzeugelektrode in der Form eines zwei- oder dreidimensional gestalteten Blockes oder Blechmaterials, eines Drahtes, der entweder kontinuierlich oder diskret sein kann, oder eines einfachen Stabes, der zum elektrischen Bearbeiten eines Werkstückes verwendet wird.

Eine Werkzeugelektrode muß beim Beginn einer gegebenen Bearbeitungsoperation oder bei der Gelegenheit eines Auswechselns einer früheren Elektrode während eines cjecjr-

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benen Bearbeitungsablaufes auf einem elektrischen Bearbeitungswerkzeug genau befestigt werden, so daß es in einer vorbestimmten Ausrichtung oder Zentrierbeziehung mit einem Werkstück oder einem Werkzeugkopf justiert werden kann. Bisher erfolgte dies, indem ein wiederholtes Lösen und Festziehen von Schrauben auf einem Einspannglied oder einer Einrichtung zum Befestigen oder Sichern der Werkzeugelektrode am Werkzeugkopf oder an einer Spindel benötigt wurde. Anzeiger wurden ebenfalls verwendet, um eine Abweichung in der Ausrichtung zu messen, so daß die von Hand vorgenommene Zentrierkorrektur der Werkzeugelektrode bezüglich vorbestimmten Bezugsflachen unterstützt wird. Eine derarti- i]o Praxis ist jedoch für den Bodiener mühsam und kann nicht zwingend die erforderliche Zentrier- oder Ausrichtkorrektur gewährleisten.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Zentrierregler oder eine Justiervorrichtung für eine Werkzeugelektrode auf einem elektrischen Bearbeitungswerkzeug anzugeben, der bzw. die vorteilhafter und wirksamer im Gebrauch als herkömmliche Mittel ist, um eine gewünschte Elektrodenzentrier- oder Ausrichtoperation für elektrisches Bearbeiten zu erzielen.

Erfindungsgemäß ist eine Justiervorrichtung für eine Workzeugelektrode auf einem elektrischen Bearbeitungswerk-/,oLuj vorgesehen, die aufweist:

Einen Werkzeugkopf,

einen Schwenkelektrodenträger, der sicher die Werkzeugelektrode hält und schwenkbar durch den Werkzeugkopf geführt ist, wodurch die Achse der Werkzeugelektrode bezüglich des Werkzeugkopfes verschwenkt werden kann,

eine Elektrodenzentriereinrichtung, die in die Werkzeugelektrode eingreifen kann, um die Werkzeugelektrode in eine vorbestimmte axiale Ausrichtung zu justieren, wobei eine Achse des Werkzeugkopfes die Schwenkmitte des Schwenkträgers schneidet, und

eine Trägerrückhalteeinrichtung, die mit dem Werkzeuykopf gekoppelt und betätigbar ist, nachdem die oben erwähnte axiale Ausrichtung durch die Werkzeugelektrode mit der Achse des Werkzeugkopfes aufgebaut ist, um fest den Schwenkträger des Werkzeugkopfes zu sichern.

Die Elektrodenzentriereinrichtung kann mehrere axiale Antriebseinheiten aufweisen, die jeweils für eine Verschiebung und Druckbeaufschlagung entlang einer vorbestimmten Anzahl von Achsen betreibbar sind, wobei jede Einheit aufweist eine Druckplatte, die gleitend in einem Gehäuse aufgenommen und dadurch federnd gelagert ist, und eine Motoreinrichtung zum Verschieben des Gehäuses zur Werkzeugelektrode. Die Elektrodenzentriereinrichtung kann weiterhin eine Steuereinheit zum Betreiben der Motoreinrichtung in den axialen Antriebseinheiten umfassen, um die Gehäuse anfänglich an Stellen anzuordnen, die um einen gleichen Abstand von einer gewünschten Stellung der Achse der Werkzeugelektrode beabstandet sind, die abhängig von Bearbeitungskoordinaten auf dem Werkstück oder einem Arbeitstisch, jedoch vorzugsweise abhängig von der Achse des Werkzeugkopfes, festgestellt werden kann, wobei dann die einzelnen Gehäuse um einen vorbestimmten gleichen Abstand vorrücken, so daß die jeweiligen Druckplatten gegen die Werkzeugelektrode getrieben werden und diese ausgeglichen und in einer Stellung gehalten werden kann, damit die gewünschte axiale Stellung aufgebaut wird. Die Trägerrückhalteeinrichtung wird dann betrieben, um das Schwenk träger am Werkzeugkopf festzulegen. Jede Druckplatte für einen Eingriff mit der Werkzeugelektrode hat eine

Kontaktfläche parallel zur gewünschten Werkzeugachse, wobei die Plattenflächen vorzugsweise kammförmig sind und die Zähne einer Plattenfläche quer zu den Zähnen einer benachbarten Plattenfläche angeordnet sind, damit diese in Eingriff und ohne Störung untereinander vorrücken können.

Der Schwenkelektrodenträger kann an seinem einen Endteil mit einem Gelenkglied vorzugsweise in der Form einer Kugel ausgeführt sein, das gleitend in einem Trägerglied des Werkzeugkopfes aufgenommen ist, damit dessen anderes Endteil, an dem die Werkzeugelektrode befestigt ist, verschwenkt werden kann. Die Trägerrückhalteeinrichtung besteht vorzugsweise aus einer magnetischen Rückhalteanordnung, und hierzu ist ein Zwischenraum zwischen dem Gelenkglied des Schwenkelektroden trägers und dem Trägerglied des Werkzeugkopfes gegebenenfalls mit einem Pulver aus magnetischen Teilchen gefüllt. Eine Spuleneinrichtung kann dann beispielsweise in oder auf dem Trägerglied vorhanden und durch eine Strom- bzw. Spannungsquelle erregbar sein, um die magnetischen Teilchen anzuregen und diese durch die wechselseitigen magnetischen Anziehungskräfte zu verfestigen, um so reibungsmäßig den Schwenkelektrodenträger mit der zentrierten Werkzeugelektrode am Werkzeugkopf festzustellen bzw. festzuklemmen. Die magnetische Rückhalteanordnung kann alternativ eine elektromagnetische Bremseinrichtung mit einem oder mehreren Reibungsbremskissen verwenden, die von dem Werkzeugkopf in Eingriff mit dem Gelenkglied vorspringen. Im Zustand einer Freigabe des elektromagnetischen Systems bleiben die Kissen zurückgefahren, um eine Gleitbewegung des Gelenkgliedes im Trägerglied zu erlauben, so daß der Schwenkelektrodenträger verschwenkbar ist. Wenn die Werkzeugelektrode in genaue Ausrichtung mit der gewünschten Achse zentriert ist, wird das elektromagnetische System betätigt, um die Bremskissen fest gegen das Gelenkglied zu treiben, damit der Schwenkträger mit der zentrierten Werkzeugelektrode am

Werkzeugkopf festgelegt ist.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine im wesentlichen geschnittene schematische Darstellung eines Ausführungsbei-. spiels der Erfindung einschließlich einer Elektrodenzentriereinrichtung,

Fig. 2 eine schematische Draufsicht der Elektrodenzentriereinrichtung der Fig. 1 und eine dadurch zentrierte dünne Werkzeugelektrode,

Fig. 3 eine schematische Draufsicht einer anderen Ausführungsform der Elektrodenzentriereinrichtung, die mit einer dadurch zentrierten Drahtwerkzeugelektrode verwendet wird,

Fig. 4 ein Schaltbild einer Mehrachsen-Antriebseinheit für die Elektrodenzentriereinrichtung der Fig. 1 und 2, und

Fig. 5 eine im wesentlichen geschnittene schematische Darstellung, die ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.

Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung umfaßt einen Werkzeugkopf 1, der in der senkrechten Richtung oder entlang einer Z-Achse mittels eines Motorcs 2 und von rechts nach links und umgekehrt mittels eines Molorca oder Motoren 3 beweglich 1st. Der Werkzeugkopf 1 kann auch in einer Richtung senkrecht zum Zeichenblatt mittels eines Motores oder Motoren (nicht gezeigt) beweglich sein. Ein Schwenk-

elektrodenträger 4 hat an seiner Spitze ein Gelenkglied 4a in der Form einer Kugel, die gleitend in ein Trägerglied 5 aufgenommen ist, das am Werkzeugkopf 1 befestigt oder als ein Teil von diesem vorgesehen ist. Das Trägerglied 5 besteht hier aus einem nichtmagnetischen Material 7. Ein Pulver aus ferromagnetischen Teilchen 6 ist in einon freien Raum zwischen dom Gelenkglied 4a und dem Trägorglied 5 gefüllt, die mittels eines Lagers 9 beabstandet sind, das auch dazu dient, das Pulver 6 gegen ein Ausfließen zu halten. Das Trägerglied 5 hat mehrere darin eingebettene Wicklungen 8, die in Reihe verbunden sein können und durch eine (nicht gezeigte) Strom- bzw. Spannungsquelle erregbar sind.

Das untere Ende 4b des Schwenkträgers 4 ist über einen elektrischen Isolator 4c an einer Elektrodeneinspanneinrichtung 10 befestigt, an der eine Werkzeugelektrode mittels Schrauben und magnetischen Einspannens in üblicher Weise, sicher angebracht ist. Die Mitte 0 der Kugel 4a oder das Gelenk des Schwenkträgers 4 liegt oder fällt in bzw. auf die Z-Achse, entlang der der Werkzeugkopf 1 in der senkrechten Richtung mittels des Motores 2 verschiebbar ist.

Eine in Fig. 1 gezeigte Elektrodenzentrieranordnung umfaßt eine X-Achsen-Antriebseinheit 12 zur Verschiebung und Druckbeaufschlagung entlang einer X-Achse und eine X'-Achsen-Antriebseinheit zur Verschiebung und Druckbeaufschlagung entlang einer X'-Achse, die zur X-Achse entgegengesetzt ist. Die Einheit 12, 13 umfaßt eine Druckplatte 12a, 13a, die gleitend in einem Gehäuse 12b, 13b aufgenommen und mittels einer Feder 12c, 13c dadurch federnd oder elastisch gelagert ist. Das Gehäuse 12b, 13b ist auf einem (nicht gezeigten) Arbeitstisch gelagert, auf

dem ein (nicht gezeigtes) Werkstück sicher befestigt oder zu befestigen ist und der in einer Ebene (X-Y~Ebene) senkrecht zur Z-Achse liegt und ein X-Y-Bearbeitungskoordinatensystem bildet. Das Gehäuse 12b, 13b wird durch einen Motor 12d, 13d über eine Leitspindel 12e, 13e angetrieben, um die Druckplatte 12a, 13a auf und dann gegen die Werkzeugelektrode 11 zu verschieben. Die Druckfläche 12f, 13f der Platte 12a, 13a liegt senkrecht zum Arbeitstisch oder der X-Y-Ebene und damit'parallel zur Z-Achse. Die Druckplatte 12a, 13a ist im Gehäuse 12b, 13b aufgenommen, um immer diese senkrechte oder parallele Beziehung aufrecht zu erhalten, nachdem die Druckfläche 12f, 13f in Eingriff mit der Werkzeugelektrode 11 kommt und gegen diese unter den Wirkungen des Antriebsmotors 12d, 13d und der Feder 12c, 13c getrieben wird.

Die Elektrodenzentrieranordnung der Fig. 1 ist ähnlich vorgesehen, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist, mit einer Y-Achsen-Antriebseinheit 14 zur Verschiebung und Druckbeaufschlagung entlang einer Y-Achse und mit einer Y'-Achsen-Antriebseinheit 15 zur Verschiebung und Druckbeaufschlagung entlang einer Y'-Achse, die entgegengesetzt zur Y-Achse ist, wobei die Einheit 14, 15 umfaßt eine Druckplatte 14a, 15a, ein Gehäuse 14b, 15b, eine Feder 14c, 15c, eine Antriebseinheit 14d, 15d (in Fig. 2 nicht gezeigt) und eine Leitspindel 14e, 15e (in Fig. 2 nicht gezeigt) identisch mit der Einheit 12, 13. Die Druckplatte 12a, 13a, 14a, 15a ist mit einer Druckfläche 12f, 13f, 14f, 15f ausgeführt, die vorzugsweise kammförmig ist, wie dies in Fig. 1 für die Flächen 12f, 13f gezeigt ist, so daß die Zähne auf einer Fläche abwechselnd diejenigen auf einer benachbarten Fläche durchsetzen, damit eine Störung voneinander vermieden wird, wenn die Flächen zusammengebracht werden, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist. Ein Anschlag 12g, 13g, 14g, 15g ist ebenfalls im Gehäuse 12b, 13b, 14b, 15b vorhanden, um zu verhindern, daß die Druck-

platte oder der Block 12a, 13a, 14a, 15a aus dem Gehäuse gleitet. Die Federn 12c, 13c, 14c und 15c sind genau von einer identischen Federkraft oder Elastizität, damit die Druckplatten oder Blöcke 12a, 13a, 14a und 15a gewöhnlich um einen identischen Abstand aus den Gehäusen 12b, 13b, 14b bzw. 15b vorspringen und die gleiche Federkraft gegen ein kontaktiertes Objekt unter einer gleichen Antriebskraft auf die Gehäuse anlegen.

Im Betrieb der gezeigten Vorrichtung kann die am Träger 4 befestigte Werkzeugelektrode 11 frei um das Gelenk O des Gliedes 4a mit einer kleinen äußeren Kraft schwingen oder schwenken, wenn die magnetischen Spulen 8 entregt sind. Dann werden die Antriebsmotoren 12d, 13d, 14d und 15d in den jeweiligen Einheiten 12, 13, 14 und 15 betrieben, um die Gehäuse 12b, 13b, 14b und 15b oder die Druckfläche 12f, 13f, 14f und 15f der jeweiligen Druckplatten oder Blöcke 12a, 13a, 14a und 15a weg von der Z-Achse um einen gleichen vorbestimmten Abstand anzuordnen. Die Motoren arbeiten dann, um die Blöcke einzeln gegen die Werkzeugelektrode 11 zu treiben, die mit der Z-Achse in Fehlausrichtung sein kann. Die Motoren werden eingestellt, um die Blöcke einzeln um einen zweiten gleichen vorbestimmten Abstand zu verschieben, der kleiner als der zuerst erwähnte vorbestimmte Abstand ist, der jedoch ausreichend ist, damit alle Druckflächen über ihre Berührung mit der Werkzeugelektrode 11 hinaus vorrücken. Während der Verschiebung wird die Werkzeugelektrode 11 durch die Druckplatten berührt und danach mittels des fortgesetzten Antriebes durch die Motoren schließlich in eine Stellung unter der durch die Federn 12c, 13c, 14c und 15c ausgeübten elastischen Wirkung abgeglichen, um die gewünschte Zentrierausrichtung einzunehmen.

Die Anordnung der Fig. 1 hat auch optische Kontaktsensoren 12h und 13h, die den Federn 12c und 13c jeweils der

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Einheiten 12 und 13 zugeordnet sind; derartige Sensoren sind dann auch in den in Fig. 2 gezeigten Einheiten 14 und 15 vorhanden. Die Sensoren 12h und 13h sind so ausgelegt, daß sie ein elektrisches Signal erzeugen, wenn als Ergebnis der Berührung der Druckplatte 12a, 13a mit einem Objekt ein Druck einwirkt.

Jeder der Antriebsmotoren 12d, 13d, 14d und 15d ist ein Schrittmotor oder ein Gleichstrommotor, der mit einem Codierer ausgestattet ist, um eine stufenweise oder digitale Verschiebung zu erlauben.

In Fig. 4 ist eine Antriebssteuerschaltung zum Betreiben der Antriebsmotoren 12d, 13d, 14d und 15d zusammen mit den Kontaktsensoren 12h, 13h, 14h und 15h gezeigt. Die Schaltung umfaßt Diskriminatoren 19, 25, 31, 37, die jeweils auf den Kontaktsensor 12h, 13h, 14h und 15h anspre-. chen und jeweils einen Ausgang besitzen, der zu einem ersten Eingangsanschluß eines UND-Gatters 20, 26, 32, 38 führt, das einen Ausgang besitzt, der zu einem ersten Eingangsanschluß eines ODER-Gatters 21, 27, 33, 39 geführt ist. Der Ausgang jedes ODER-Gatters 21, 27, 33 und 39 ist mit einem Differenzzähler 22, 28, 34, 40 verbunden, der an eine Antriebsschaltung 23, 29, 35, 41 für den Motor 12d, 13d, 14d, 15d angeschlossen ist. Jeder der Motoren 12d, 13d, 14d und 15d ist in der Zeichnung mit einem Codierer 24, 30, 36, 42 ausgestattet, dessen Ausgang zum Differenzzähler 23, 28, 34, 40 rückgekoppelt ist. Die Ausgänge der Diskriminatoren 19, 25, 31 und 37 sind jeweils über ein NICHT-Gatter 43, 44, 45 und 46 durch ein UND-Gatter 47 zusammengeführt, dessen Ausgang an eine Befehlsschaltung 48 angeschlossen ist. Die Befehlsschaltung 48 hat einen ersten Ausgangsanschluß F, der mit den zweiten Eingangsanschlüssen der UND-Gatter 20, 26, 32 und 38 verbunden ist, und einen zweiten Ausgangsanschluß S, der an die zweiten Eingangsanschlüsse der ODER-Gatter 21, 27, 33 und 39 angeschlossen ist. Ein weiterer Ausgang der

Befehlsschaltung 48 wird verwendet, um die in Fig. 1 gezeigten elektromagnetischen Wicklungen 8 zu erregen.

Die- Antriebssteuerschaltung der Fig. 4 beginnt den Betrieb, wenn ein Eingangssignal am "Starf'-Anschluß der Befehlsschaltung 48 ankommt. Antriebsbefehle werden von der Befehlseinheit 48 abgegeben und einerseits an die UND-Gatter 20, 26, 32 und 38 vom Anschluß F und andererseits an die ODER-Gatter 21, 27, 33 und 39 vom Anschluß S gelegt. Die Antriebsbefehle liegen so an den Zählern 22, 28, 34 und 40 und wiederum an den Antriebsschaltungen 23, 29, und 41, um die Motoren 12d, 13d, 14d und 15d zu betreiben, wodurch die Einheiten 12, 13, 14 und 15 auf die Werkzeugelektrode 11 vorrücken. Der Codierer 24, 30, 36, 42 erfaßt eine Winkelverschiebung des Motors 12d, 13d, 14d und 15d und speist das Fühlersignal zum Differenzzähler 22, 28, 34, zurück, um die eingespeisten Antriebsbefehle abwärts'zu zählen, wodurch eine stabilisierte stufenweise Verschiebung für jede Einheit 12, 13, 14 und 15 gewährleistet wird.

Wenn eine der Druckplatten 12a, 13a, 14a und 15a in Berührung mit der Werkzeugelektrode 11 kommt, dann wird der entsprechende Kontaktsensor 12h, 13h, 14h und 15h betätigt, damit der entsprechende Diskriminator 19, 25, 31, 37, 46 ein "O"-Ausgangssignal erzeugt, das einerseits am UND-Gatter 20, 26, 32, 38 liegt, um dadurch dieses abzuschalten, und das andererseits über das NICHT-Gatter oder den Inverter 43, 44, 45, 46 zum UND-Gatter 47 gespeist ist. Die Befehlsschaltung 48 speist weiter über den Anschluß S und die ODER-Gatter 21, 27, 33 und 39 Antriebsbefehle zu den Motoren 12d, 13d, 14d und 15d, so daß die Werkzeugelektrode 11 mit der Druckplatte oder den Platten 12a, 13a, 14a und/oder 15a angetrieben werden kann, die hiermit in Kontakt gekommen ist, und so mit der gewünschten Achse ausgerichtet werden kann, die mit der Z-Achse zusammenfällt.

Wenn alle Kontaktsensoren 12h, 13h, 14h und 15h betätigt sind, was anzeigt, daß alle Druckplatten 12a, 13a, 14a und 15a in Druckeingriff mit der Werkzeugelektrode 1 sind, oder daß letztere im wesentlichen mit der gewünschten Achse zentriert ist, dann wird das UND-Gatter 47 geschaltet, um ein "1"-Ausgangssignal zu erzeugen, das zur Befehlsschaltung 48 gespeist ist. Die letztere speist dann ein "O"-Ausgangs~ signal über den Anschluß F zu den UND-Gattern 20, 26, 32 und 35, um dadurch diese abzuschalten, während erneuerte Antriebsbefehle über den Anschluß S geliefert werden. Die erneuerten Antriebsbefehle sind ein Satz von Antriebssignalen, die an den Antriebsschaltungen 23, 29, 35 und 41 für die Motoren 24, 30, 36 und 42 liegen, um die Gehäuse 12b, 13b, 14b und 15b um einen voreingestellten gleichen Abstand zu verschieben, wodurch die Werkzeugelektrode 11 in eine Endzentrierstellung unter den Ausgleichskräften der Federn 12c, 13c, 14c und 15c gebracht wird. Wenn diese Stellung erreicht ist, liefert die Befehlsquelle 48 ein weiteres Ausgangssignal, damit die elektromagnetischen Wicklungen 8 (vgl. Fig. 1) erregt werden, um so magnetisch den Schwenkträger 4 an der Rückhalteeinrichtung 5 und damit die Werkzeugelektrode 11 am Werkzeugkopf 1 festzulegen.

Wenn die Wicklungen 8 erregt sind, werden Magnetflüsse durch den Bereich des Raumes zwischen dem Gelenkglied 4a und dem Trägerglied 5 hervorgerufen, um magnetisch das Pulver der darin eingefüllten ferromagnetisehen Teilchen 6 zu verfestigen, wodurch das Gelenkglied 4a am Trägerglied 5 festgelegt wird.

Fig. 3 zeigt eine abgewandelte Elektrodenzentrieranordnung, bei der drei Einheiten 16, 17 und 18 für eine Verschiebung und Druckbeaufschlagung oder -belüftung in drei radial gleich beabstandeten Richtungen verwendet werden, die durch Pfeile oder entlang einer U-, V- bzw. W-Achse angezeigt

sind. Jede Einheit, die ähnlich zu den in den Fig. 1 und 2 gezeigten Einheiten ist, umfaßt eine Druckplatte oder einen Block 16a, 17a, 18a, ein Gehäuse 16b, 17b, 18b, eine Feder 16c, 17c, 18c, einen (nicht gezeigten) Antriebsmotor und eine (nicht gezeigte) Führungsspindel und arbeitet in gleicher Weise, wie dies oben erläutert wurde.

Praktisch kann eine Werkzeugelektrode 11 von jeder Form und Größe gemäß der Erfindung zentriert werden. Wie bereits oben erläutert wurde, ist es vorteilhaft, eine Druckplatte oder einen Block 12a, 13a, 14a, 15a, 16a, 17a, 18a zu verwenden, der kammförmig ist, so daß die Zähne auf einer Platte so angeordnet sind, daß sie diejenigen auf benachbarten Platten durchschneiden, wie dies in den Fig. 1, 2 und 3 gezeigt ist. Dies erlaubt ein Zentrieren und Festlegen oder Festklemmen einer schlanken Elektrode 11, wie dies in Fig. 2 und 3 gezeigt ist, auf eine einfache Weise und ermöglicht es, daß eine Werkzeugelektrode, die nicht symmetrisch um die Achse ist, mit der gezeigten Anordnung hervorragend zentriert und festgelegt wird. Indem so die Einheiten 12, 13, 14 und 15 oder 16, 17 und 18 um einen vorbestimmten gleichen Abstand nach Herstellen des Kontaktes durch die Druckplatten 12a, 13a, 14a und 15a oder 16a, 17a und 18a mit einer derartigen Werkzeugelektrode vorrücken, können die Federn 12a, 13a, 14a und 15a oder 16a, 17a und 18a einen gleichen Druck auf die Elektrode ausüben. Unter einer gleichmäßigen Druckbeaufschlagung oder -einwirkung wird die Werkzeugelektrode in einer Stellung so abgeglichen, daß die gewünschte Zentrierausrichtung erzielt wird. Die Magnetanordnung 8, 6 kann dann betätigt werden, um den Schwenkträger 4 am Trägerglied 5 des Werkzeugkopfes 1 festzulegen, damit die Werkzeugelektrode auf der Z-Achse gehalten wird.

Die gezeigten Federn zum Abgleichen der Druckbeaufschlagung können durch andere elastische Glieder ersetzt werden, wie beispielsweise durch Gummikissen oder luftgefüllte Felder. Die Kontaktsensoren können als optische Sensoren, elektromagnetische Näherungsschalter oder Drucksensoren ausgeführt werden. Die Antriebssteuerschaltung kann aus einem CNC-, DNC- oder NC-System bestehen (CNC = numerische Computersteuerung, DNC = direkte numerische Steuerung, NC = numerische Steuerung), das unter programmierten Befehlen betrieben ist, um Eingangssignale zu beurteilen und die Antriebsmotoren zu steuern. Die Antriebsmotoren können auch in jeder anderen Weise betrieben werden, bis die Druckplatten oder -blöcke in Berührung oder Kontakt mit der Werkzeugelektrode gebracht sind. Beispielsweise liegt eine der richtungsmäßig entgegengesetzten Einheiten anfänglich in Berührung mit der Werkzeugelektrode, und die andere, anfänglich beabstandete Einheit wird vorgerückt, um in Berührung mit der Werkzeugelektrode zu kommen. Der Betrieb kann entweder unter einer Programmsteuerung oder von Hand durchgeführt werden.

Die gezeigte und beschriebene magnetische Feststelloder Klemmanordnung, die ein Pulver aus ferromagnetischen Teilchen 6 verwendet, die in den freien Raum zwischen dem Gelenkglied 4a und dem Trägerglied 5 gefüllt und durch die Wicklungen 8 erregt sind, ist extrem vorteilhaft. Bei Erregung der Wicklungen 8 wird das Pulver 6 magnetisch angeregt, um magnetische Anziehungskräfte zwischen benachbarten Teilchen zu erzeugen, so daß diese verfestigt werden und fest den Schwenkträger 4 am Werkzeugkopf 1 festlegen. Nach der Entregung der Wicklungen 8 können die Teilchen im Pulver 6 frei in den Raum fließen, um eine Bewegung des Schwenkträgers 4 bezüglich des Trägergliedes 5 auf einfache Weise zu erlauben. Im Klemmzustand ist keine äußere Kraft erforderlich, um die aufgebaute Zentrierstellung der Werkzeugelek-

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trode 11 beizubehalten. Ein pulverförmiges oder flüssiges Schmiermaterial kann beigefügt und mit dem Pulver der ferromagnetischen Teilchen 6 vermischt werden, so daß deren Flüssigkeitsgrad verbessert wird, was eine Bewegung zwischen den Gliedern 4a und 5 erleichtert, wenn die Wicklungen 8 entregt werden.

In einem abgewandelten Ausführungsbexspiel, das in Fig. 5 gezeigt ist, in der einander entsprechende Teile die gleichen Bezugszeichen wie in den vorhergehenden Figuren haben, hat der Werkzeugkopf 101 eine abgewandelte Rückhaltestruktur, die durch Bremseinheiten 51, 52 und 53 für das Gelenkglied 4a des Schwenkelektrodenträgers 4 gebildet ist. Jede Einheit 51, 52, 53 umfaßt ein Reibungskissen 51a, 52a, 53a, das an einem Anker 51b, 52b, 53b angebracht ist, der auf dem Werkzeugkopf 101 mittels einer Feder 51c, 52c, 53c gelagert ist. Der das Reibungskissen 51a, 52a, 53a tragende Anker 51b, 52b, 53b arbeitet mit einem Joch 51d, 52d, 53d zusammen, auf das eine Spule 51e, 52e, 53e gewickelt ist, die durch eine (nicht gezeigte) Strom- bzw. Spannungsquelle erregbar ist. Wenn so die Spulen 51e, 52e und 53e entregt werden, pressen die Federn 51c, 52c und 53c die Reibungskissen 51a, 52a und 53a gegen das kugelförmige Gelenkglied 4a des Schwenkträgers 4. Wenn die Spulen 51e, 52e und 53e erregt werden, sind die Anker 51b, 52b und 53b magnetisch zu den Jochen 51d, 52d und 53d weg vom Gelenkglied 4a gegen die Federn 51c, 52c und 53c angezogen, so daß die durch den Träger 4 gelagerte Werkzeugelektrode 11 mit einer kleinen äußeren Kraft schwenkbar ist. Die durch die Einheiten 12, 13, 14 und 15 gebildete Elektrodenzentrieranordnung ist von der bereits beschriebenen Struktur und Funktion, und sie wird dann verwendet, um genau die Werkzeugelektrode 11 koaxial mit der Z-Achse in der bereits beschriebenen Weise auszurichten. Die elektromagnetischen Spulen 51e, 52e und 53e werden dann entregt, um die magnetische Anziehung der Anker

51b, 52b und 53b zum Joch 51d, 52d und 53d freizugeben, so daß die Rexbungskissen 51a, 52a und 53a gegen das Gelenkglied 4a unter dem Druck der Federn 51c, 52c und 53c gepreßt werden können und der Schwenkträger 4 gehalten sowie die Werkzeugelektrode 11 genau in ihrer Stellung zentriert

-to-

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Claims (1)

1. Ansprüche

   ( 1.j Justiervorrichtung für Werkzeugelektrode auf einem elek- v—/ trischen Bearbeitungswerkzeug mit einem Werkzeugkopf,

   gekennzeichnet

   - einen Schwenkelektrodenträger, der sicher die Werkzeugelektrode (11) hält und schwenkbar durch den Werkzeugkopf (1) gehalten ist, wodurch die Achse der Werkzeugelektrode (11) bezüglich des Werkzeugkopfes (1) verschwenkbar ist,

   - eine Elektrodenzentriereinrichtung (12, 13), die zum
   Eingriff mit der Werkzeugelektrode (11) gestaltet ist, um die Werkzeugelektrode (11) in einer vorbestimmten
   axialen Ausrichtung mit einer Achse des Werkzeugkopfes (1) zu justieren, die die Schwenkmitte des Werkzeugkopfes

   (1) schneidet, und

   - eine Trägerrückhalteeinrichtung, die mit dem Werkzeugkopf (1) gekoppelt und nach Herstellen der vorbestimmten axialen Ausrichtung der Werkzeugelektrode (11) mit der Achse des Werkzeugkopfes (1) betätigbar ist, um den Schwenkträger (4) fest am Werkzeugkopf (1) zu sichern.

   2· Justiervorrichtung nach Anspruch 1,
   dadurch gekennzeichnet,
   - daß die Elektrodenzentriereinrichtung aufweist:

   - mehrere axiale Einheiten (12, 13), die jeweils für eine Verschiebung und Druckbeaufschlagung entlang einer vor-

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   bestimmten Anzahl von winkelmäßig gleich beabstandeten Achsen betreibbar sind,

   - wobei jede Einheit (12, 13) eine Druckplatte (12a, 13a) mit einer Druckfläche (12f, 13f) besitzt, die sich parallel zur Achse des Werkzeugkopfes (1) erstreckt, und gleitend in einem Gehäuse (12b, 13b) aufgenommen sowie dadurch elastisch gelagert ist, um diese parallele Anordnung beizubehalten, und

   - eine Motoreinrichtung (12d, 13d), die das Gehäuse (12b, 13b) zur Werkzeugelektrode (11) verschiebt, um die Druckplatte (12a, 13a) auf die Werkzeugelektrode (11) und gegen diese zu treiben.

   3. Justiervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

   - daß die Elektrodenzentriereinrichtung weiterhin eine Steuerantriebsschaltung (vgl. Fig. 4) aufweist, damit die Motoreinrichtung (12d, 13d) gemeinsam die Gehäuse (12b, 13b) verschiebt, so daß - nachdem alle Druckplatten (12a, 13a) in Kontakt mit der Werkzeugelektrode (1.1) sind - diese in die Zentrierstellung unter dem Abgleich der Federkräfte getrieben ist, die durch die Gehäuse (12b, 13b) auf die Druckplatten (12a, 13a) gegen die Werkzeugelektrode (11) einwirken.

   4. Justiervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

   - daß die Elektrodenjustiereinrichtung weiterhin einen Kontaktsensor (12h, 13h) aufweist, der jeder axialen Antriebseinheit (12d, 13d) zugeordnet ist, um ein elektrisches Signal zu erzeugen, nachdem jede Druckplatte (12a, 13a) in einen vorbestimmten Druckeingriff mit der Werkzeugelektrode (11) gekommen ist,

   - daß die Steuerantriebsschaltung (vgl. Fig. 4) auf die Entwicklung des elektrischen Signales durch alle Kontakt-

   sensoren (12h, 13h) anspricht, damit die Gehäuse (12b, 13b) um einen vorbestimmten gleichen Abstand verschoben werden, so daß die Druckflächen (12f, 13f) die Workzeugelektrode (11) zentriert in Ausrichtung mit der Achse des Werkzeugkopfes (1) halten,

   - wonach die Trägerrückhalteeinrichtung fest den Schwenkkopf (4) am Werkzeugkopf (1) halten kann.

   5. Justiervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

   - daß die Druckflächen (12f, 13f) der Druckplatten (12a, 13a) einzeln kammförmig sind, wobei die Zähne einer Plattenfläche so angeordnet sind, daß sie die Zähne einer benachbarten Plattenfläche durchqueren, damit diese in Eingriff und ohne Störung untereinander vorrücken können.

   6. Justiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,

   - daß der Schwenkträger (4) an einem Endteil ein Gelenkglied (4a) in der Form einer Kugel, die in ihrer Mitte die Schwenkmitte festlegt, und ein anderes Endteil besitzt, an dem die Werkzeugelektrode (11) befestigt ist, so daß diese verschwenkbar ist.

   7. Justiervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,

   - daß das Gelenkglied (4a) gleitend in eine hierfür vorgesehene Trägerfläche des Werkzeugkopfes (1) aufgenommen ist.

   8. Justiervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,

   - daß di.o Rückhalteeinrichtung aufweist:

   - ein Pulver (6) aus ferroitiagnetisehen Teilchen, die vorgesehen sind, um wenigstens einen Teil des freien Raumes zwischen dem Gelenkglied (4a) und der Trägerfläche des Werkzeugkopfes (1) zu füllen, und

   - eine Spuleneinrichtung (8), die durch eine Strom- bzw. Spannungsquelle erregbar ist, um magnetisch das Pulver der ferromagnetischen Teilchen zu verfestigen, so daß dadurch reibungsmäßig das Gelenkglied (4a) an der Trägerfläche festlegbar ist, und das entregbar ist, um das Reibungs-Festlegen freizugeben.

   9. Justiervorrichtung nach Anspruch 8,
   dadurch gekennzeichnet,

   - daß die Rückhalteeinrichtung eine Lagereinrichtung (9) zwischen dem Gelenkglied (4a) und der Trägerfläche aufweist, um zu verhindern, daß das Pulver (6) ausfließt, wenn die Spuleneinrichtung (8) entregt ist.

   10. Justiervorrichtung nach Anspruch 7,
   dadurch gekennzeichnet,

   - daß die Rückhalteeinrichtung aufweist:

   - ein Reibungskissen (51a, 52a), das an einem Anker (51b, 52b) befestigt ist, der federnd auf der Trägerfläche mittels einer Federeinrichtung (51c, 52c) gelagert ist, um das Reibungskissen (51a, 52a) gegen das Gelenkglied (4a) zu pressen, um dadurch dieses am Werkzeugkopf (1) zu halten, und

   - eine Solenoideinrichtung (51e, 52e), die wirkungsmäßig dem Anker (51b, 52b) zugeordnet und durch eine Strom- bzw. Spannungsquelle erregbar ist, um den Anker (51b, 52b) gegen die Federeinrichtung (51c,. 52c) zurückzufahren, wodurch das Reibungskissen (51a, 52a) vom Gelenkglied (4a) gelöst wird, so daß der Schwenkträger (4) vom Werkzeugkopf (1) freigegeben wird.