DE3105135A1 - Einrichtung zur elektroerosiven bearbeitung - Google Patents
Einrichtung zur elektroerosiven bearbeitungInfo
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Description
-3- 310513S
BESCHREIBUNG
Die Erfindung bezieht sich auf die elektroerosive Bearbeitung von Werkstoffen, insbesondere auf Einrichtungen, mit
deren Hilfe die Arbeitsflüssigkeit der Bearbeitungszone der
Elektroerosionsmaschinen zugeführt wird.
Beim Nachformen und Lochen mittels der Elektroeros ionsmaschinen
wird meistens die Arbeitsflüssigkeit in den Funkenraum
(FR) zwischen der Werkstück-Elektrode und der Werkzeug-
-Elektrode gepumpt.
Die Durchflußmenge der Arbeitsflüssigkeit ist einer der wichtigsten Parameter, welche die technologischen Kennwerte
des Bearbeitungsvorganges wie Leistungsfähigkeit, Oberflächenrauhigkeit
und besonders die Abnutzung der Werkzeug-
-Elektrode beeinflussen.
Aus diesem Grunde verwendet man bei den Elektroerosionsmaschinen Einrichtungen zur Regelung der durch den PR fließenden
Arbeitsflüssigkeitsmenge, darunter auch Einrichtungen für
den automatischen oder adaptiven Betrieb.
Untersuchungen haben ergeben, daß die für verschiedene Arbeiten mit der Elektroerosionsmaschine erforderlichen
Durchflußmengen zwischen 0,05 cnr/s und 100 cmVs
liegen können, d.h. der Regelungabereich für die Durchflußmenge 2000 beträgt·
Als Einrichtungen zur Durchflußregelung kommen verschieb
dene Ventile in Betracht, denen die Arbeitsflüssigkeit von
einer im Pumpenaggregat der Maschine eingebauten Pumpe zugeführt wird, wobei diese Pumpe auch andere Funktionen wie FuI-^
lung des Behälters der Maschine und das Pumpen der Flüssigkeit durch die Filter erfüllt.
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Infolgedessen gelangt zum Ventileingang nur ein kleiner Teil (von 0,1 bis 10%) der durch die Pumpe geförderten Flüssigkeit,
während ihr größerer parallel fließender Teil dem Behälter der Maschine zugeführt wird.
Der Hauptmangel von Ventilen liegt darin, daß sie den ganzen Regelbereich der den FR durchfließenden Arbeitsfluss ig-,
keitsmenge und besonders geringe Fluss igke it sverbrauchmengen
(von 0,05 his 5 cnr/s) nicht gewährleisten können, die zur herabgesetzten
Abnutzung der Werkzeug-Elektrode erforderlich
sind.
Zur Sicherung eines solchen Fluss igke it sdurchsat ze s muß
das Ventil einen Durchfluß spalt von mehreren Hundertsteln
Millimeter haben, wobei es zur Spaltobliteration kommt, bei
der an den Spaltwänden unter Einwirkung von Molekularkräften, die in schmalen Kap ill ar kanal en an der Trenngrenze der flüssigen und der festen Phase wirksam werden, die polaraktiven
Moleküle der Luftfeuchtigkeit, der Harzstoffe und der festen
Kolloidteilchen adsorbiert werden. Infolgedessen bildet sich an den Spaltwänden eine feste Schicht, die den Durchgangsquerschnitt
des Spaltes kleiner macht oder den Spalt ganz verstopft. Selbstverständlich ist dabei weder eine stabile Einhaltung
der vorgegebenen Durchflußmenge noch ihre Regelung besonders beim automatischen und adaptiven Betrieb möglich.
Bin anderer Nachteil des beschriebenen Verfahrens zur
Arbeitsflussigkeitszuführung mittels eines vor der Elektrode
liegenden Ventils besteht darin, daß die beförderte Flüssigkeitsmenge
nicht nur vom Widerstand des ER und des Ventils sondern auch von dem den Parallel-Flüssigkeitsströmen entgegenwirkenden
Widerstand, vor allem vom Filter«iderstand
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abhängig ist, der während des Betriebs der Maschine größer
wird. Dies führt zur Instabilität der hydrodynamischen Kenngrößen des ganzen Systems zur Flüssigkeitsförderung und zwingt
die Bedienungsperson zur ständigen Nachregelung des Fluss igkeitsdurchsatzes
mittels des Ventils.
Bei der beschriebenen Einrichtung ist weiterhin eine
niedrige Elekfcroenergieausnutzung nachteilig. Dies läßt sich
durch folgendes erklären.
Erstens leistet das Ventil selbst einen starken hydraulischen Widerstand (bei geringem Durchfluß und kleinen Spaltabmessungen)
.
Zweitens verlangen manche Arbeitsgänge bei der elektroerosiven Bearbeitung erhebliche Druckwerte (bis 0,2 MPa) zur
Flüssigkeitsförderung durch den Funkenraum sowie Durchflußmengen bis zu 10 omr/a, zu deren Förderung eine Leistung von "
1,6 W (ohne Berücksichtigung des Wirkungsgrades) benötigt wird.
Zum Hindurchpumpen der Flüssigkeit durch die Filter ist
(während der Zeit von 70% ihrer Lebensdauer bis zu ihrem Austausch)
jedoch ein kleiner Druck von 0,05 MPa, aber eine große Durchflußmenge bis zu 1000 cnr/s und der entsprechende Leistungsaufwand
von 24 W erforderlich.
Aber beim Vorhandensein nur einer Pumpe, welche die Flüssigkeit zum Funkenraum befördert und sie durch die Filter
hindurchpumpt, muß diese Pumpe an ihrem Ausgang einen Druck von 0,23 MPa und eine Flüssigkeitsmenge von 1010 cmr/s liefern,
wozu eine Leistung von 193 W erforderlich ist, also etwa
8 mal so viel wie zur Flüssigkeitsförderung und -filtrierung in der Maschine benötigt wird.
Die überhöhten energetischen Anforderungen an die Pumpe
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führen zur Vergrößerung ihrer Abmessungen, ihres Gewichts
und zu. höherer Wärmeabgabe an die Flüssigkeit.
Es ist ferner eine Einrichtung zur elektroerosion Bearbeitung
bekannt, die ein elektrisches Pumpenaggregat mit
einer Verdrängungspumpe und einem elektrischen Wechselstrom-
-Antriebsmotor mit konstanter Drehzahl und also konstanter Nennleistung enthält. Von der Pumpe wird die Flüssigkeit der
Bearbeitungszone zugeführt, während die Regelung der Durchflußmenge
durch Änderung des Widerstandes eines Ventils erfolgt, das in die parallel zum For der strom fließenden Flüssigkeitsströmung
eingebaut ist. Die Änderung des Ventilwiderstandes bewirkt ein Elektromotor, der ein Signal von einem
besonderen Wandler erhält. Dieses Signal wird nur in dem Falle erzeugt, wenn die Größe der Arbeitsspannung oder des Arbeitsstromes
an den Elektroden von den vorgegebenen Werten abweicht.
Ein Mangel dieser Einrichtung besteht darin, daß sie die optimalen Werte der geförderten Flüssigkeitsmengen nur
bei einem vorgegebenen Arbeitsablauf und nicht bei verschiedenen Betriebsarten gewährleisten kann. Dies ist dadurch zu
erklären, daß die den FS durchströmende Flüssigkeitsmenge
beim Vorhandensein eines parallel fließenden Flüssigkeitsstromes nicht nur voai hydraulischen Widerstand "des Ventils,
sondern auch von dem des Funkenraumes selbst abhängig ist· Folglich ändert sich die Durchflußmenge bei verschiedenen
Betriebsarten und somit bei unterschiedlichen FB-Widerständen,
wobei diese Änderung in verschiedener funktionaler Abhängigkeit erfolgt, die im voraus nicht berechnet werden
kann, da die Hydrodynamik eines Flüssigkeitsstromes im Fun-
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kenspalt von mehreren Hundertsteln Millimeter von vielen
Paktoren beeinflußt wird.
Der zweite Nachteil besteht in der Erhöhung der BaIastung
des Pumpenaggregats bei "weichen" Betriebsarten,wenn der
Funkenraum stark verringert wird und sein Widerstand ansteigt, wobei das Überströmen in der Pumpe selbst zunimmt und mit der
den ER durchfließenden Flussigkeitsmenge vergleichbar wird.
Dabei geht die Starrheit der Pumpencharakteristik ganz verloren.
Bei Benutzung des Prinzips der Regelung mit einem gesteuerten Ventil im Parallelstrom kann also die genaue Regelung
der Flussigke itsmenge im ER bei schwankenden Betriebsparametern Strom, Frequenz, Bearbeitungsfläche und damit die
maximale Leistungsfähigkeit nicht erreicht werden, wobei sich auch ein höherer Werkzeugverschleiß, eine größere Oberflächenrauhigkeit
und eine niedrigere Genauigkeit der Bearbeitung ergeben.
Nachteilig ist auch ein niedriger Energieausnutzungsfaktor bei kleinen Durchflußmengen wegen des vorhandenen
ParallelabflußstromCiS« Dies wird durch ähnliche Ursachen wie
bei der vorher beschriebenen Einrichtung bedingt*
Die Erfindung bezweckt die Beseitigung der erwähnten
Mängel. . ""."■"
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die automatische Regelung der dem Eunkenraum zugeführten Arbeitsflüssigkeitsmenge
im ganzen für die Bearbeitungsvorgänge erforderlichen Inderungsbereich zu gewährleisten und dadurch die
Leistungsfähigkeit der Bearbeitung zu erhöhen und die Abnutzung
der Werkzeug-Elektrode herabzusetzen.
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Diese Aufgabe wird gelöst, indem in der Einrichtung,
die zur elektroerosion Bearbeitung von Werkstücken mit
einer am Zustellgetriebe befestigten Werkzeug-Elektrode bestimmt ist und einen Impulsgenerator, eine Steuereinheit zur
Beeinflussung von Betriebsparametern des Bearbeitungsvorganges sowie ein zur Förderung der Arbeitsflüssigkeit in die Beaa?-
beitungszone bestimmtes elektrisches Pumpenaggregat mit einer
Verdrängungspumpe und ihrem Antrieb enthält, wobei das Werkstück,
die Werkzeug-Elektrode mit ihrem Zustellgetriebe, der Impulsgenerator und die Steuereinheit miteinander mittels
elektrischer Starkstromkreise und Steuerstromkreise verbunden
sind, erfindungsgemäßder Antrieb der Pumpe als Elektromotor \
mit stufenloser Drehzahlregelung ausgeführt wird, dessen Steuerwicklungen in einen der erwähnten elektrischen Stromkreise
der Einrichtung geschaltet werden.
Nach einer konkreten Ausführungsform der Einrichtung ist die Steuerwicklung -des Pumpenmotors über einen Wandler in
den Starkstromkreis des Impulsgenerators geschaltet.
Bei einer anderen Ausführung der Einrichtung werden diese Steuerwicklungen über einen Wandler in den Stromkreis
der zum Antrieb des Zustellgetriebes der Werkzeug-Elektrode bestimmten Steuereinheit geschaltet.
• .'Für die Falle, in denen eine rapide Erhöhung des Flüssig-.,
keitsdurchflusses über seinen Nennwert, z.B.. bei der Elektrodenrelaxation
erforderlich wird, enthält die Einrichtung eine Spannungsquelle, deren Spannung höher als die Ausgangsspannung
des Wandlers ist, sowie eine Einheit zur Anpassung der Signale des Wandlers und der erwähnten Spannungsquelle,
wobei der Wandler und die Spannungsquella pa-
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rallel zum Eingang der Anpassungseinheit angeschlossen sind,
deren Ausgang mit den Steuerwicklungen des Motors verbunden ist.
Das Wesen der Erfindung wird im folgenden näher erläutert.
Durch die Benutzung eines Elektromotors mit stufenloser Drehzahlregelung zum Antrieb der Pumpe und infolge der Einschaltung
der Steuerwicklungen des Motors in elektrische Starkstrom- oder Steuerstromkreise der Einrichtung ergibt
sich die Möglichkeit, die Motordrehzahl und folglich die
Pumpenleistung in Abhängigkeit von den Betriebsparametern des
Bearbeitungsvorganges zu ändern und somit die Aufgabe der automatischen
Durchflußregelung nach einem beliebigen in die Steuereinheit dieser Einrichtung eingegebenen Algorithmus
zu lösen.
Da die Leistung einer Verdrängungspumpe der Motordrehzahl direkt proportional ist und die Durchflußmenge der dem
FR zugeführten Flüssigkeit von der an die Steuerwioklungen
abgegebenen Signalleistung ebenfalls direkt abhängt, ergibt sich dabei eine Vereinfachung des schaltungstechnischen Aufbaus
des Signalwandlers im Vergleich zu den bekannten Einrichtungen. .
Zweitens wird es möglich, die Ventile und die parallel
fließenden Arbeitsflüssigkeitsströme aus der Einrichtung
auszuschließen und die Arbeitsflüssigkeit von der Pumpe dem FR direkt zuzuführen. Dabei ergibt sich ein starker Anstieg
der Kennlinienstarrheit bei der Mengenregelung, die nur von der Signalgröße an den Steuernicklungen des Motors und vom
Fß-Widerstand abhängig ist.
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Drittens ergibt sich die prinzipielle Möglichkeit, kleine
Durchflußmengen einzustellen, die nun durch konstruktive Besonderheiten bedingt sind. Das Problem der Durchflußregelung
im ganzen erforderlichen Regelbereich wird durch Anwendung eines Motors mit entsprechendem. Geschwindigkeitsänderungsbereich
gelöst.
Die Anwendung der Spannungsquelle, deren Spannung höher
als die am Wandlerausgang ist, erweitert die Betriebsmöglichkeiten
der Einrichtung ohne Benutzung von hydraulischen Parallelströmen.
Der beschriebene Aufbau der Einrichtung ermöglicht die Einstellung von optimalen Mengen der dem ER zugeführten Arbeitsflüssigkeit und ergibt eine durchschnittliche Erhöhung der
Arbeitsleistung um 15 bis 20%, und bei "weichen" Betriebsarten
dank der sicheren Einstellung von kleinen Durchflußmengen um 30 bis 50%, wobei die Abnutzung der Werkzeug-Elektrode minimal
bleibt.
Der wichtigste Vorteil des als Stellglied benutzten Pumpenaggregats gegenüber den bekannten Mengenreglern liegt in
seiner universellen Betriebsmöglichkeit, da mit seiner Hilfe
eine beliebige Mengenregelungsart . je nach den Betriebaparametern
des Bearbeitungsvorganges auf die einfachste Weise realisiert-werden
kann und die Lösung des Problems der vollen Automatisierung der Elektroerosionsmaschine bei Benutzung
einer adaptiven Steuereinheit (oder einer Programmsteuereinheit)
möglich wird.
Dabei sind die Abmessungen, das Gewicht und die Leistungsaufnahme des elektrischen Pumpenaggregats minimal. Dadurch
ist sein Aufbau in der Art einer kompakten selbständigen Bau-
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einheit möglich.
Die Einrichtung weist im ganzen einen hohen Energieausnutzungsfaktor
auf. Dabei bleibt die Erwärmung der Arbeitsflüssigkeit minimal und folglich wird die Genauigkeit der. Bearbeitung
von Präzisionswerkstücken erhöht.
Das Wesen der Erfindung wird im folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 ein Funktionsschaltbild der Einrichtung zur elektroerosiven
Bearbeitung, in der die Steüerwicklung des Pumpenmotors in den Starkstromkreis des Impulsgenerators geschaltet
sind/
Fig. 2 ein Funktionsschaltbild derselben Einrichtung, in der die Steuerwicklungen des Motors im Steuerstromkreis des
Zustellgetriebes der Werkzeug-Elektrode liegen/
Fig. 3 eine modifizierte Variante des Wxrkungsplans der Einrichtung nach Fig. 1, die zusätzlich eine Spannungsquelle
und eine Steuereinheit enthält und
Fig. 4 eine modifizierte Variante des Wxrkungsplansder Einrichtung
nach Fig. 2, die zusätzlich eine Spannungsquelle und eine' Steuereinheit enthält.
Die in Fig.. 1 bis 4 gezeigten Ausführungen der Einrichtung enthalten einen Arbeitsbehälter 1, in dem ein Werkstück 2 befestigt
ist»-das mit Hilfe einer Werkzeug-Elektrode 3 bearbeitet wird. Die letztere ist an einem Zustellgetriebe 4 befestigt. Das
Werkstück 2 und die Werkzeug-Elektrode 3 sind über Starkstromkreise 5 und 6 mit einem Impulsgenerator 7 verbunden, der über
eine Steuerstromkreis 8 an das Zustellgetriebe 4 angeschlossen ist,
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Die Einrichtung enthält auch eine Steuereinheit 9» mit
deren Hilfe die Betriebsparameter des Bearbeitungsvorganges eingestellt
werden. Ihr Eingang ist über einen Stromkreis 10 mit dem Starkstromkreis 6 verbunden, der die Information über den
FR-Zustand liefert. Der Ausgang der Steuereinheit 9'ist über einen Stromkreis 11 mit dem Steuerstromkreis 8 verbunden, der
zur Übertragung von Stellbefehlen zum Impulsgenerator 7 und zum Zustellgetriebe 4 benutzt wird.
Die Einrichtung ist mit einem Speicherbehälter 12 zur
Aufbewahrung der Arbeitsflüssigkeit ausgestattet· Am Behälter
12 befindet sich eine Pumpe 13, mit deren Hilfe die Arbeitsflüssigkeit über ein Filter 14 dem Arbeitsbehälter 1 zugeführt wird. Im Behälter 12 ist eine Heinflüssigkeitskammer
15 vorgesehen, die mit reiner Arbeitsflüssigkeit kontinuierlich
nachgefüllt wird.
Mittels eines elektrischen Pumpenaggregats, das aus einer Pumpe 16 und ihrem Antrieb 17 besteht, wird die Flüssigkeit
aus der Kammer 15 direkt zur Werkzeug-Elektrode 3 gefördert.
Die Pumpe 16 kann eine Zahnradpumpe, eine Membranpumpe, _:'..-Diaphragmapumpe
oder eine andere Verdrängungspumpe sein · Als Antrieb 17 dient ein Gleichstrommotor mit stufenloser
Drehzahlregelung.
- ' Den Steuer wicklungen des Motors 17 kann ein Signal' j-e nach
der gewählten Art der Mengenregelung entweder von den Starkstromkreisen 5 und 6 oder von den Steuerstromkreisen zugeführt
werden. In beiden Fällen wird dieses Signal über einen Wandler 18 (Fig. 1 und 3) oder einen Wandler 19 (Fig.2,4)
geleitet.
Im Falle der Benutzung der Starkstromkreise (Fig.l, 3)
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wird der Wandler 18 an die Sekundärwicklung eines Stromwandlers
20 angeschlossen. Dabei wird die der öekundärwicklung entnommene Impulsspannung im Wandler 18 verstärkt und in eine
Gleichspannung umgewandelt, die der Steuerwioklung des Motors 17 zugeführt wird. '
Falls die Steuerstromkreise benutzt werden, wird der
Wandler 19 über die Steuereinheit 9 in den Stromkreis 8 geschaltet.
Dabei erfüllt der Wandler 19 ähnliche Funktionen
wie der Wandler 18.
Die Einrichtung kann zusätzlich mit einer Spannungsquelle 21 (Fig. 5 und 4) ausgestattet sein, deren Spannung um das
2-bis 10-fache höher als die Ausgangsspannung des Wandlers ist. Diese Spannungsquelle 21 wird in den Fällen gebraucht,
wenn eine starke Vergrößerung des Durchflusses gegenüber der Flüssigkeitsmenge erforderlich ist, die bei einem Betriebszustand
z.B. beim Vorhandensein eines Relaxations blocks in
der Einrichtung benötigt wird, welcher ein periodisches Abheben der Werkzeug-Elektrode vom Werkstück zur Spülung des
Funkenraumes bewirkt.
In diesem Falle werden der Ausgang der Sp annungs quelle 21 und der Ausgang dea Wandlers 18 (oder 19) den Steuerwicklungen
des Motors 17 über eine Anpassungseinheit 23 parallel
geschaltet, die zur Anpassung der Signale der Spannuhgsquelle
21 und des Wandlers 18 (oder 19) dient.
Die beschriebenen Ausführungsvarianten der Einrichtung
funktionieren wie folgt.
Im Arbeitsbehälter 1 wird das zu bearbeitende Werkstück
2 befestigt. Mit Hilfe der Pumpe 15 wird der Arbeitsbehälter
1 mit der Arbeitsflüssigkeit gefüllt.
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Darauf werden der Impulsgenerator 7 unä das Zustellgetriebe
4 für die Werkzeug-Elektrode 3 eingeschaltet.
In der Ausführungsvariante der Einrichtung, in der die
Steuerwicklungen des Motors in die Sekundärwicklung des
Stromwandlers 20 (Fig. 1 und 5) geschaltet sind, wird die Art der Durchflußregelung je nach dem Strombetrag realisiert.
Im Anfangszeitpunkt, wenn der Elektrodenzwischenraum größer als der Durchschlagsraum ist, ist dabei der Strom im
Starkstromkreis 5 gleich Null, und dem Anker des Motors 1?
wird keine Spannung zugeführt. Beim Erscheinen der ersten Entlade impulse wird von der Sekundärwicklung des Stromwandlers
20 eine Spannung .abgenommen, die der Arbeitsstromgröße proportional
ist. Diese Spannung gelangt über den Wandler 18 zum Anker des Elektromotors 17, wobei die Arbeitsflüssigkeit von
der Pumpe 16 in den ER gefördert wird·
Beim Eindringen der Werkzeug-Elektrode 35 in das Werkstück
vergrößert sich die Bearbeitungsfläche, und die Steuereinheit 9 liefert ein Signal zur Steigerung des Arbeitsstromes. Dabei nimait die Spannung am Anker des Motors 17 zu und
steigt dementsprechend der Arbeitsflussigkeitsdurchfluß im
ER. Bei weiterer Zunahme der Bearbeitungsfläche und -tiefe werden die Bedingungen für das Wegspülen der Abtragungsprodukte und für den Wärmeaustausch im ER schlechter. Die
Steuereinheit* 9 gibt ein Signal zur Arbeitsstromerniedrigung
ab, wobei der Durchfluß der geförderten Flüssigkeit abnimmt.
Bei einem kritischen Zustand vor der "Verschlackung"
wird der Arbeitsstrom auf Null herabgesetzt, und die Steuereinheit 9 gibt einen Befehl zur Relaxation (zum Auseinanderbringen)
der Elektroden (Fig. 3)· Im Zeitpunkt der Relaxation
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ist die Spannung am Stromwandler 20 gleich Null, und von der
Relaxationseinheit 22 wird ein Signal gegeben, das über die
Anpasaungseinheit 23 die zusätzliche Spannungsquelle 21 mit
höherer Spannung anschließt, wobei die Drehzahl des Motors 17 schnell ansteigt und der FR mit einem Flüssigkeitsstrahl
von hoher Geschwindigkeit gespüllt wird·
Sind die St euer wicklungen des Motors 17 in den zur Steuerung
des Zustellgetriebes 4· der Werkzeug-Elektrode 3 bestimmten
Stromkreis 8 (Fig. 2 und 4) geschaltet, so können verschiedene Verfahren zur Änderung der Betriebsparameter des
Bearbeitungsvorganges,darunter auch die Regelung der Arbeitsfluss
igkeItsmenge,in Abhängigkeit vom elektrischen ¥/iderstand
des FR realisiert werden,
Untersuchungen haben ergeben, daß die Größe dieses Widerstandes den Zustand des PR eindeutig bestimmt. Bei
einem der möglichen Verfahren wird der elektrische Widerstand des IR während besonderer,vom Impulsgenerator erzeugter Meß—
pausen gemessen. Dann wird die Amplitude der Wechselstromkomponente des dem elektrischen Widerstand des ER proportionalen
Signals herausgelöst, die mit dem Absolutwert der Amplitude dieses Signals verglichen wird, welche dem FR-Widerstand
beim Fehlen von Arbeitsentladeimpulsen entspricht.
Nach den Ergebnissen· des Vergleichs der Wechselkomponente
mit dem Absolutwert des Signals liefert die adaptive Steuereinheit
Befehle an den Wandler, von dessen Ausgang eine größere oder kleinere Spannung an die Steuerwicklungen des Motors
angelegt wird, wobei die Durchflußmenge der Flüssigkeit im FR entsprechend größer oder kleiner wird.
Wenn es nicht gelingt, die Stabilität des Bearbeitungs-
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Vorganges durch Änderung der ilüssigkeitsiaenge (z.B. bei
größer werdender Eindringungstiefe) zu erreichen, was auch
durch Abnahme der Wechselstromkomponente gekennzeichnet wird,
gibt die Steuereinheit beim Abfall der Wechselstromkomponente
unter ein bestimmtes Niveau Befehle an das Zustellgetriebe, das ein mehrmaliges Abheben der Werkzeug-Elektrode vom Werkstück
und ihre nachfolgende Einführung in die Bearbeitungszone bewirkt.
Wenn aber weder die Mengenänderung noch die Änderung
der Betriebsart des Zustellgetriebes die Stabilisierung des
Bearbeitungsvorganges gewährleisten, gibt die Steuereinheit
einen Befehl zur Einschaltung des Relaxationsblocks, der seinerseits Kommandos an das Zustellgetriebe und an die Anpassungseinheit
liefert.
Dabei hebt das Zustellgetriebe 4 die Werkzeug-Elektrode
bis zu einem Abstand ab, der vielfach größer als der Elektrodenzwischenraum ist, während durch die Anpassungseinheit
23 die Spannungsquelle 21 eingeschaltet wird, so daß an die Steuerwicklungen des Motors eine 2- bis IO -fach höhere Spannung
als die am Ausgang des Wandlers 19 angelegt wird.
Die Motordrehzahl und die Pumpenleistung steigen dabei
schnell an, und die dem ER zugeführte Plüssigkeitsmenge nimmt
sprunghaft zu. Dadurch wird eine effektive Spülung d«s
ER erreicht.
Die erfindungsgemäße Einrichtung wurde in elektroerosi—
ven Nachform- und Lochmaschinen geprüft. Die Pumpe stellte eine Zahnrad-Mikropumpe dar, und zu ihrem Antrieb benutzte
man einen Gleichstrommotor mit einer Maximalle ist ung von 24 W.
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Bei einer Änderung der minutlichen Drehzahl von 10 bis 3000 u/ndn
förderte das elektrische Pumpenaggregat Durchflußmengen von 0,05 bis 15 emvs, wobei seine Abmessungen 09Ox. 230 mm
und sein Gewicht 4,5 kg betrugen.
Die Steuerwicklungen des Motors waren in den Stromkreis zur Steuerung des Zustellgetriebes gemäß Pig. 4 geschaltet.
Bei der Prüfung wurde eine hohe Zuverlässigkeit des elektrischen Pumpenaggregats beim Betrieb als Stelleinrichtung
zur Mengenregelung in Systemen zur adaptiven Maschinensteuerung nachgewiesen. Dabei ergab sich die Möglichkeit, die
Einstellung von optimalen Durchflußmengen der dem IR zugeführten Arbeitsflüssigkeit zu automatisieren. Dadurch wurden
eine Steigerung der Masohinenleistung im ganzen um 15 bis
20% und bei der Schlichtarbeit um 30 bis 50% sowie eine um
bis 30% niedrigere Abnutzung der Werkzeug-Elektrode erreicht. Außerdem ergab sich im ganzen ein um 400 W niedrigerer Energieverbrauch,
wobei eine Herabsetzung der Arbeitsflüssigkeitstemperatur
bei der Schlichtarbeit von 30° auf 26° erzielt
wurde.
Die vorgeschlagene Einrichtung weist somit gegenüber den bekannten Einrichtungen bedeutende Vorteile auf, da sie
die Möglichkeit gibt, die Einstellung von optimalen Durchflußmengen der dem FR zugeführten Ärbeitsflüssigkeit zu auto- matisieren
und dadurch die technologischen Charakteristiken der elektroerosiven Bearbeitung zu verbessern.
130064/0550
Claims (4)
- Einrichtung zur elektroerosion Bearbeitung eines Werkstückes mit einer, am Zustellgetriebe befestigten Werkzeug-Elektrode, enthaltend einen Impulsgenerator, eine Steuereinheit zur Steuerung von Betriebsparanietern des Bearbeitungsvorganges sowie ein zur Forderung der Arbeitsflüssigkeit in die Bearbeitungszone bestimmtes elektrisches Pumpenaggregat mit einer Verdrängungspumpe und ihrem Antrieb, wobei das Werkstück, die Werkzeug-Elektrode mit ihrem Zustellgetriehe, der Impulsgenerator und die Steuereinheit miteinander mittels elektrischer Starkstromkreise und Steuerstromkreise verbunden sind, dadurch gekennze ichnet, daß der Antrieb der Pumpe (16) als Elektromotor (17) mit stufenloser Drehzahlregelung ausgeführt ist, dessen Steuerwicklungen in einen der erwähnten elektrischen Stromkreise der Einrichtung geschaltet sind·
- 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e-130064/0550kennze i c h η e t, daß die Steuerwicklungen des Motors (17) über einen Wandler (18) in den Starkstromkreis des Impulsgenerators (7) geschaltet sind.
- 3. Einrichtung nach Anspruch !,dadurch g ekennze i c h η e t, daß die Steuernicklungen des Motors (17) über einen Wandler (19) und üner die Steuereinheit (9) in den Steuerstromkreis des Zustellgetriebes (4) der Werkzeug-Elektrode (3) geschaltet sind.
- 4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennze i c h η e t, daß sie mit einer Spannungsquelle (21) versehen ist, deren Spannung höher als die Ausgangsspannung des Wandlers (18) ist, sowie eine Einheit (23) zur Anpassung der Signale des Wandlers (18) und der erwähnten Spannungsquelle (21) enthält, wobei der Wandler (18) und die Spannungsquelle (21) parallel zum Eingang der Anpassungseinheit (23) angeschlossen sind, deren Ausgang mit den Steuerwicklungen des Motors (17) verbunden ist.13006 4/0550
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