DE3209998C2 - - Google Patents
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
- B23H1/00—Electrical discharge machining, i.e. removing metal with a series of rapidly recurring electrical discharges between an electrode and a workpiece in the presence of a fluid dielectric
- B23H1/02—Electric circuits specially adapted therefor, e.g. power supply, control, preventing short circuits or other abnormal discharges
- B23H1/024—Detection of, and response to, abnormal gap conditions, e.g. short circuits
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vor
richtung zum Bearbeiten eines Werkstückes nach dem
Oberbegriff des Patentanspruches 1 bzw. 16.
Herkömmliche Strom- bzw. Spannungsversorgungs
anlagen zur funkenerosiven Werkstückbearbeitung
verwenden gewöhnlich eine Entladungsimpuls
einrichtung aus einer Schaltbahn
von Transistoren oder anderen elektronischen Schalt
elementen zwischen einer Gleichstrom
quelle und dem Bearbeitungsspalt. Der Schalter zerhackt
den Gleichstrom und wird periodisch
oder aperiodisch durch einen Oszillator geschaltet,
der eine Folge von Impulssignalen erzeugt, die
hinsichtlich ihrer Dauer, ihrer Pausen und der
Frequenz genau den elektrischen Bearbeitungsentladungen im Spalt entspre
chen.
Somit wird eine Folge von elektrischen
Bearbeitungsentladungen durch eine entsprechende Folge
von im Oszillator voreingestellten Impulssignalen be
herrscht und genau gesteuert. Ein derartiger üblicher Auf
bau der Impulsschaltung beruht auf der allgemeinen Er
kenntnis, daß eine genau festgelegte, diskrete und "quan
tisierte" Leistung bevorzugt wird, um eine Materialab
tragung durch Entladung zu erzielen.
Nach dem vorstehend erläuterten Prinzip arbeitet beispiels
weise eine in der US 39 56 609 beschriebene Spannungs-
bzw. Stromversorgung für eine elektroerosive Bearbeitungs
maschine, deren Impulsgenerator einen von einer Gleichstrom
quelle aufladbaren Kondensator aufweist. Dieser Kondensator
wird bei Erreichen eines vorgegebenen Spannungswerts über
einen Schalter und die Primärwicklung eines Transformators
entladen, dessen Sekundärseite an den Bearbeitungsspalt
angeschlossen ist.
Aus der US 42 37 370 ist eine ähnliche Stromversorgung
für elektroerosive Bearbeitungsvorrichtungen bekannt,
bei welcher die gewünschte Impulsfolge ebenfalls von einem
Impulsgenerator erzeugt und gesteuert wird. Ein im nieder
ohmigen Primärstromkreis angeordneter magnetischer Energie
speicher mit einem zum Bearbeitungsspalt parallelgeschalte
ten Schalter erzeugt eine Spannung, deren Betrag größer
als die Ausgangsspannung ist. Im Primärstromkreis wirkt
lediglich die Streukapazität.
In der Druckschrift "Feinbearbeitung"; J. S. Spitzig:
"Der gesteuerte elektroerosive Metallabtrag", 1957,
S. 25-36 sind verschiedene andere Stromversorgungen mit
Impulsgeneratoren beschrieben, in deren Schaltkreisen
aber ebenso induktive und/oder kapazitive Energiespeicher
vorgesehen sind.
Bisher wurde davon ausgegangen, daß bei Verwendung von
ungepulstem Gleichstrom ohne insbesondere kapazitive
Speicher- bzw. Aufladeelemente eine dauerhafte Licht
bogenentladung im Bearbeitungsspalt auftritt,
die zu einer thermischen Beschädigung oder Zerstörung
der Werkzeugelektrode oder des Werkstückes oder von
beiden führt. Es wird auch allgemein als wesentlich
angesehen, daß die Streukapazität in der Spaltentla
dung möglichst gering sein sollte, da sie eine
Verzerrung des Entladungsverlaufes hervorruft und
Abweichungen vom Rechteckverlauf der
Impulssignale bewirkt.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein EDM-Ver
fahren und eine EDM-Vorrichtung anzugeben, mit denen
eine extrem feine Oberflächenbear
beitung bei geringem
Elektrodenverschleiß, stabilem
Bearbeitungsablauf und hoher Abtragungsgeschwindigkeit
erzielt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs
1 bzw. 16 gelöst.
Gemäß der Erfindung wird eine
ungepulste Gleichspannung verwendet,
um eine Folge von Materialabtragungsentladungen zu er
zeugen, wobei die in der Spaltentladungsschaltung verteilte Streukapazität berücksichtigt wird.
Die gezielt genutzte Streu
kapazität ist auf einen Halbleiter-Leistungsschalter,
Leiterschaltungen und Schnittstellen mit mechani
schen Vorrichtungen verteilt, die gewöhnlich elektrische
Isolatoren umfassen.
Der kontinuierliche Ausgangsgleichstrom liegt über dem
Bearbeitungsspalt, wobei dieser Ersatzkondensator
mit hoher Frequenz aufgeladen und entladen wird, um da
durch eine Folge von hochfrequenten,
elektrischen Entladungen über dem Bearbeitungsspalt zu
erzeugen. Die diskreten
Entladungsfolgen dauern so lange an, bis die Spalt
verschmutzung mit Entladungsprodukten oder die Konzentra
tion der Entladungsprodukte im Bearbeitungsspalt ein kri
tisches Niveau erreicht. Das Erreichen dieses
kritischen Niveaus kann durch Überwachen der
Hochfrequenzsignale
im Entladungsspalt erfaßt werden.
Eine Unterbrechung der kon
tinuierlichen Gleichspannung am Be
arbeitungsspalt erfolgt
durch Überbrücken der Gleichspannung
mittels eines Schalters, der parallel zum Spalt und zur
Gleichstromquelle liegt und eingeschaltet wird, wenn der
Ausgangspegel der Hochfrequenzsignale, vorzugsweise in
einem Frequenzbereich von 10 bis 30 MHz, unter den vor
bestimmten kritischen Schwellenwert abfällt. In einem Mindestunterbre
chungszeitintervall wird der Spaltne
benschlußschalter leitend gehalten, bevor sich die
Gleichspannung wieder über den Bearbeitungsspalt durch
einen Schalter aufbaut, der in Reihe zwischen der
Gleichstromquelle und dem Bearbeitungsspalt liegt. Vor
zugsweise wird der Reihenschalter kurz nach dem Einschal
ten des Spaltnebenschlußschalters ausgeschaltet.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeich
nung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 ein Schaltbild eines Ausführungs
beispiels der Vorrichtung,
Fig. 2(1) bis 2(4) den Signalverlauf in ver
schiedenen Teilen der Vorrichtung nach
Fig. 1,
Fig. 3 ein Schaltbild eines
anderen Ausführungsbeispiels der
Vorrichtung, und
Fig. 4(1) bis 4(4) den Signalverlauf in ver
schiedenen Teilen der Vorrichtung nach
Fig. 3.
Bei der Vorrichtung nach Fig. 1 ist eine Werkzeugelektrode E
über einem Werkstück W angeordnet, wobei ein Bearbeitungsspalt
G mit einer dielektrischen Flüssigkeit,
z. B. einem flüssigen Kohlenwasserstoff oder destillier
tem Wasser, beaufschlagt wird. Die Werkzeugelektrode E
kann eine Senkelektrode oder eine Lauf
drahtelektrode sein.
Mit fortschreitender Materialabtragung
werden die Werkzeugelektrode E und das Werkstück W re
lativ zugestellt, um Material aus dem Werkstück W
abzutragen.
Ein hier als Transistor dargestellter erster Schalter
A liegt in einer Reihenschaltung 1 zwischen einer Gleich
stromquelle 2 und dem Bearbeitungsspalt G. Die Gleich
stromquelle 2 kann einen Gleichrich
ter enthalten, der mit einem transformierten oder nicht
transformierten Ausgangswechselstrom einer Ein-
oder Mehrphasen-Wechselstromversorgung gespeist ist,
und liefert einen Gleichstrom
mit einer eingestellten Spannung. Ein Trans
formator und andere übliche Komponenten können in der
Gleichstromquelle 2 enthalten sein.
Da die Gleichstromquelle 2 direkt über den Schalter
A mit dem Bearbeitungsspalt G verbunden ist, liegt
eine Streukapazität in der Verbindungsschaltung 1,
die den Bearbeitungsspalt G einschließt. Insbesondere
sind Streukapazitäten über dem Bearbei
tungsspalt G zwischen der Werkzeugelektrode E und dem
durch das Dielektrikum getrennten Werkstück W,
an den Zwischenflächen zwischen der Emitter- und der Basis
elektrode eines Halbleiterelementes im Schalter A und zwi
schen den parallelen Leitern 1a, 1b in einer gedruckten Schal
tungsplatte sowie an den Tei
len der Isolatoren für den Elektrodenträgerkopf und
für Werkstückhalterung vorhanden. Diese Streukapazi
täten stellen einen Ersatzkondensator über dem Bear
beitungsspalt G dar, wie dies durch Strichlinien 3 ge
zeigt ist. Die Kapazität des Ersatzkondensators 3 liegt
im allgemeinen zwischen 0,01 und 1 µF und gewöhnlich
bei 0,1 µF oder weniger. Ein hier als Transistor
dargestellter zweiter Schalter B liegt auch über dem
Bearbeitungsspalt G parallel zur Gleichstromquelle 2.
Der erste Schalter A wird von einem Flipflop 4 ange
steuert. Wenn dieser Flipflop 4 ein "1"-Signal
(a) an seinem Ausgangsanschluß 4a liefert, wird der
Transistor A eingeschaltet oder leitend gemacht, so daß
die Ausgangsspannung der Gleichstromquelle 2 direkt an
den Bearbeitungsspalt G angelegt wird. Gemäß Fig. 2(1)
wird der Schalter A im Zeitpunkt T₁ einge
schaltet. Der Ersatzkondensa
tor 3 wird über den Bearbeitungsspalt
G mit hoher Frequenz aufgeladen und erzeugt
oszillatorische Entladungen im Spalt, die als Signalfolge D
in Fig. 2(4) dargestellt sind. Diese aufeinan
derfolgenden elektrischen Entladungen sind diskret und
erfolgen zwischen verschieden lokalisierten Teilen der
Oberflächen der Werkzeugelektrode E und des Werkstückes
W. Wie in Fig. 2(2) gezeigt, steigt die Amplitude P der
hochfrequenten Signale
anfänglich an und fällt dann schrittweise.
Wenn der Wert P auf Null abgesunken ist,
hat sich aus den oszillatorischen
Entladungen eine unerwünschte Lichtbogenentladung entwickelt.
Solange die HF-
Größe P über Null bleibt, wird durch die aufeinanderfolgenden
Entladungen weiter Material abgetragen.
Wäend grundsätzlich keine Unter
brechung des Ausgangsgleichstromes erforderlich er
scheint, bevor dieser auf Null abfällt, hat es sich nun
als wesentlich erwiesen, den Ausgangsgleichstrom neben
zuschließen, bevor sich die HF-Größe P auf Null vermin
dert, und sobald
dieser unter einen vorgewählten Schwellenwertpe
gel P₀ abfällt, der entsprechend einem vorbestimmten
Verschmutzungsniveau des Entladungsspaltes G mit Ent
ladungsprodukten, wie beispielsweise Teer und Gasen,
voreingestellt ist.
Eine Detektorspule 5 ist demgemäß vor
gesehen, um ein HF-Signal vom Bearbeitungsspalt G abzu
leiten. Es hat sich gezeigt, daß die HF-Komponente in
einem Frequenzband zwischen 10 und 30 MHz am zuverlässig
sten überwacht werden kann. Der Detektor 5 sollte vor
zugsweise so aufgebaut sein, daß er selektiv auf derarti
ge Frequenzsignale anspricht. Das erfaßte HF-Signal wird
durch einen Diskriminator 6 überwacht, der aus einer
Schmitt-Trigger-Schaltung bestehen kann. Der Diskrimina
tor 6 hat einen darin voreingestellten einstellbaren Ent
scheidungspegel, der einem Schwellenwert P₀ der HF-Größe
entspricht und
entsprechend einem vorbestimmten kritischen Verschmutzungs
grad des Entladungsspaltes G mit Entladungsprodukten
eingestellt wird. Wenn die erfaßte HF-Größe unter den
Schwellenwert P₀ abfällt, gibt der Diskriminator 6 ein
Auslöse- oder Triggersignal ab, das über eine Leitung 7
einen monostabilen Multivibrator (Mono
flop) 8 steuert. Ein "1"-Signal (b)
wird von einem Ausgangsanschluß 8a dem
zweiten Schalter B zugeführt, um diesen einzuschalten.
Nach Fig. 2(3) wird der
Schalter B in einem Zeitpunkt T₂ eingeschaltet.
Der Ausgangsgleichstrom der Gleichstromquelle 2 wird demgemäß
durch den Schalter B nebengeschlossen, um die
Entladungen D zu beenden, wie dies in
Fig. 2(4) gezeigt ist. Der monostabile Multivibrator
8 hat ein Netzwerk 9 mit einstellbarer Zeitkonstante,
das eine Zeitdauer einstellt, in der der
Schalter B eingeschaltet ist,
was den Bearbeitungsspalt G frei von einem Stromfluß
hält. Nach Fig. 2(3) wird der Schalter B in
einem Zeitpunkt T₃ ausgeschaltet, damit sich der
Ausgangsgleichstrom der Quelle 2 wieder direkt über dem
Bearbeitungsspalt G entwickeln kann. Somit bildet der
Multivibrator 8 einen Zeitgeber zum Einstellen des Zeit
intervalles T₂-T₃.
Der zweite Ausgangsanschluß 8b des
Multivibrators 8 ist mit einem Differenziernetzwerk
10 verbunden, das auf die Vorderflanke des Signales b
anspricht, um über seinen Ausgangsanschluß 10a ein
Triggersignal zum Rücksetzanschluß R des Flipflops 4 zu
speisen. Wenn das Flipflop 4 rückgesetzt ist, verschwin
det das Signal a an seinem Ausgangsanschluß 4a. Der
Schalter A wird im Zeitpunkt T₂ oder kurz danach aus
geschaltet. Das Rücksetz-Triggersignal kann direkt von
der Leitung 7 an das Flipflop 4 gelegt werden.
Der Schalter A kann in einem Zeitpunkt T₄ eine vor
bestimmte Zeit nach dem Einschalten (T₃) des Schalters
B ausgeschaltet werden. Zu diesem Zweck kann eine Verzö
gerungsschaltung 12 zwischen dem Differenziernetzwerk
10 und dem Rücksetzanschluß R des Flipflops 4 vorhanden
sein, damit das Rücksetz-Triggersignal für diese Zeit
dauer (T₂-T₄) verzögert wird. Eine derartige verzöger
te Zeitsteuerung ist vorteilhaft, um
flüchtige Nachwirkungen der Schaltvorgänge im Entladungsspalt G zu unter
drücken.
Der dritte Ausgangsanschluß 8c des
Multivibrators 8 ist mit einem Differenziernetzwerk 11
verbunden, das auf die Rückflanke des Signales b an
spricht, um über seinen Ausgangsanschluß 11a ein Trigger
signal an den Setzanschluß S des Flipflops 4 zu legen.
Dann wird das Flipflop 4 wiederum gesetzt, um das Signal
a an seinem Ausgangsanschluß 4a anzunehmen. Der Schalter
A wird im Zeitpunkt T₃ oder kurz danach wieder einge
schaltet.
Der Nebenschlußschal
ter B dient im leitend gehaltenen Zustand dazu, praktisch
die gesamten Restladungen am Bearbeitungsspalt G
abzubauen und den Spalt von
praktisch jedem Ladungsaufbau während des entladungs
freien Intervalles T₂-T₃ freizuhalten. Dieser Neben
schluß ist besonders wichtig zum Eliminieren des
nachteiligen Einflusses der Streukapazität auf die
Oberflächen-Feinbearbeitung und andere Bearbeitungsfak
toren, wie den Werkzeugelektrodenverschleiß.
Wenn eine beträchtliche La
dung in der Streukapazität 3 während des entladungsfreien
Intervalles T₂-T₃ gespeichert ist, entwickelt sich ein übermäßiger
Entladungsspitzenstrom im Anfangsteil
der aufeinanderfolgenden Entladungen bei eingeschalte
tem Schalter A. Dieser übermäßige Spitzen
strom führt zum Aufrauhen der Werkstückoberfläche und
verursacht einen erheblichen Verschleiß der Werkzeug
elektrode. Indem der Bearbeitungsspalt G mit dem Schal
ter B nebengeschlossen wird und sich dadurch die in der
Streukapazität 3 gespeicherte Ladung durch den
Schalter B entladen kann,
werden diese nachteilhaften Einflüsse der Streu
kapazität 3 wirksam verhindert, und es kann eine gleich
förmige Folge diskreter, lokalisierter
Mikroentladungen in jedem Zyklus auftreten, nachdem der
Schalter A eingeschaltet ist. Demgemäß werden die Ober
flächenrauhigkeit und die Werkzeugabnutzung beide äußerst
klein.
Der Schalter A kann in einem Zeitpunkt T₅ eine
vorbestimmte Zeit vor dem Ausschalten (T₃) des Schalters
B oder nach dem Ausschalten (T₂ oder T₄) des Schalters
A eingeschaltet werden. Zu diesem Zweck kann der zweite
Ausgangsanschluß 10b des Netzwerkes 10 mit dem Setzan
schluß S des Flipflops 4 über einen Zeitgeber 13 verbun
den sein, der eine Zeitdauer T₂-T₅ oder T₄-T₅ fest
legt. Durch Einschalten des ersten Schalters A vor dem
Ausschalten des zweiten Schalters B werden flüchtige Nachwirkungen der
Schaltvorgänge vermieden.
Mit der beschriebenen Schaltungsanordnung
werden solange aufeinanderfolgende, diskrete und lokali
sierte elektrische Entladungen D erzeugt,
wie die Größe P des im
Entladungsspalt G erzeugten HF-Signales über dem
Schwellenwert P₀ bleibt. Durch Voreinstellen des
Schwellenwertes P₀ entsprechend den Bearbeitungsbedin
gungen wird der Bearbeitungsspalt von
übermäßigen Ansammlungen an Spaltprodukten freigehalten. In
vorteilhafter Weise dienen die elektrischen
Einzelentladungen, die innerhalb jedes längeren
Zeitintervalls T₁-T₂ automatisch erzeugt werden, als
Mikroenergieimpulse, die sich selbst an
die momentanen Spaltbedingungen unab
hängig von äußeren Faktoren anpassen. Diese Energie
impulse sind extrem fein und können sich dennoch auto
matisch im Spalt G bei einer extrem hohen Frequenz ent
wickeln, um so eine feinbearbeitete Oberfläche zu
gewährleisten. Die Mikroentladun
gen sind gegen eine Umsetzung in
eine zerstörende Lichtbogenentladung geschützt und ge
währleisten damit eine fortgesetzte Stabilität der
Materialabtragung. In vorteilhafter Weise ist ein
stromfreies Intervall T₂-T₃ vorgesehen, damit der
Bearbeitungsspalt gespült wird und die Entladungspro
dukte, d. h. Bearbeitungsspäne, zersetzte Gase und
Teer, mit dem dielektrischen Medium abgeführt
werden. Das Zeitintervall T₂-T₃ kann auf einen Min
destwert entsprechend den Elektroden- und Werkstück
materialien und anderen Bearbeitungsbedingungen (Ein
stellungen) eingestellt werden und sollte im allgemei
nen zwischen 10 und 100 µs liegen.
Es ist vorteilhaft, den Schwellenwertpegel P₀
gemäß den Bearbeitungsbedingungen (Einstellungen) ein
zustellen. Je größer die Menge der Entladungsprodukte
ist, auf deren Erzeugung innerhalb einer gegebenen Zeit
die Bearbeitungsbedingungen eingestellt sind, desto größer
ist der Wert, auf den der Schwellenwert eingestellt
werden sollte. Versuche zeigen, daß sich die Zeitdauer
T₁-T₂ beträchtlich von einem Zyklus zu einem anderen
ändert und im allgemeinen bis zu 100 bis 500 µs beträgt,
wobei die besondere praktische obere Grenze von den be
sonderen Bearbeitungsbedingungen abhängt.
Im Ausführungsbeispiel von Fig. 3, in dem einan
der entsprechende Bauteile mit den gleichen Bezugs
zeichen wie in Fig. 1 versehen sind, wird ein astabiler
Multivibrator 15 verwendet, um den ersten
Schalter A zu betätigen. Der zweite Schalter B liegt un
ter Steuerung dieses Zeitgebernetzwerkes 15 und auch
des HF-Überwachungsnetzwerkes 6. Somit hat der durch
eine Spannungsversorgung 16 betriebene Multivibrator
15 einen ersten Ausgangsanschluß 17, der zum ersten
Schalter A führt, und einen zweiten Ausgangsanschluß
18, der über eine Diode 19 und eine Leitung 20 zum zwei
ten Schalter B führt. Der HF-Diskriminator 6 ist über
eine Leitung 21 mit dem Setzanschluß eines Flipflops 22
verbunden, dessen Rücksetzanschluß an die Leitung 17 an
geschlossen ist. Der Ausgangsanschluß Q des Flipflops
22 ist über eine Leitung 23 mit dem Basisanschluß ei
nes Transistors 24 verbunden, dessen Kollektoranschluß
am positiven Anschluß der Spannungsversorgung 16 liegt
und dessen Emitteranschluß über eine Diode 25 mit der
Verbindung 26 der Diode 19 und der Leitung 20 verbunden
ist. Ein Widerstand 27 liegt zwischen der Verbindung 26
und dem negativen Anschluß der Spannungsversorgung 16.
Der Multivibrator 15 kann in üblicher Weise aufgebaut
sein und ist mit zwei Transistoren 28 und 29 dargestellt,
die abwechselnd leitend gemacht werden, wobei zwei Zeit
konstantennetzwerke aus einem Widerstand R₁ und einem Kon
densator C₁ bzw. aus einem Widerstand R₂ und einem Kon
densator C₂ kreuzgekoppelt zu den Transistoren 28 und
29 vorhanden sind.
In der Anordnung von Fig. 3 wird der Schalter A
periodisch ein- und ausgeschaltet mit einer Ein-Zeit
t₁ und einer Aus-Zeit t₂ (und einer Zyklusperiode von
t₁+t₂), wie dies in Fig. 4(1) gezeigt ist. Infolge
der Leitung des Schalters A in einem Zeitpunkt T₁ ent
wickeln sich feine elektrische Entladungen D über dem
Bearbeitungsspalt G. Wenn das Flipflop 22 abhängig vom
Ausgangssignal des Diskriminators 6 gesetzt ist, das
anzeigt, daß das HF-Signal P unter den Schwellenwert
P₀ abfällt, tritt ein "1"-Signal am Ausgangsanschluß
Q auf, um den Transistor 24 einzuschal
ten. Dadurch tritt ein Spannungsabfall am Widerstand 27
auf, um den Schalter B einzuschalten. Der Ausgangsgleich
strom der Quelle 2 wird so über den Transistor B neben
geschlossen und beendet dadurch die Hochfrequenzentla
dungen D. In den Fig. 4(2) und 4(3) ist gezeigt, daß
im Zeitpunkt T₂ das HF-Signal unter den Schwellenwert
P₀ abfällt und der Schalter B eingeschaltet wird. Der
Schalter B wird in einem Zeitpunkt T₃ ausgeschaltet,
wenn der Schalter A eingeschaltet wird, nachdem dieser
im Zeitpunkt T₄ ausgeschaltet wurde. Das Flipflop 22
wird rückgesetzt, wenn das Signal "1" am Ausgangsanschluß
17 des Multivibrators 15 und damit zur Zeit T₂ verschwin
det, wenn der Schalter A eingeschaltet wird. Die Ein-Zeit
t₁ und die Aus-Zeit t₂ können auf einen Bereich zwischen
100 und 500 µs bzw. zwischen 10 und 100 µs voreingestellt
werden, indem einstellbar die Widerstände R₁ und R₂ ein
gestellt werden.
In der in Fig. 3 dargestellten Vorrichtung ist das
entladungsfreie Intervall T₂-T₃ veränderlich, während
die Aus-Zeit t₂ des Schalters A voreingestellt ist, wo
bei die Aus-Zeit t₂ ein voreingestelltes Mindestzeit
intervall liefert, in dem der Bearbeitungsspalt frei von
den Entladungsströmen ist. Für einen in Fig. 4 gezeig
ten zweiten Betriebszyklus ist ersichtlich, daß das
HF-Signal P nicht unter den Schwellenwert P₀ abfällt,
bevor der Schalter A ausgeschaltet und der Schalter B
im Zeitpunkt T₅ eingeschaltet wird. Dann folgt das ent
ladungsfreie Mindestintervall t₂.
Claims (19)
1. Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks, bei dem
aufeinanderfolgende elektrische Entladungen zwischen
einer Werkzeugelektrode (E) und dem Werkstück (W) über
einem mit einem Dielektrikum gefüllten Bearbeitungs
spalt (G) gebildet werden,
gekennzeichnet durch
die folgenden Verfahrensschritte:
- a) Einschalten eines in einer Reihenschaltung (1) zwischen einer Gleichstromquelle (2) und dem Bearbeitungsspalt (G) vorgesehenen ersten Schalters (A), um einen Ausgangs-Gleichstrom direkt zum Bearbeitungsspalt (G) zu führen und durch die Wirkung der Streukapazität (3) eine Folge von diskreten elektrischen Entladungen über dem Bearbeitungsspalt (G) zwischen der Werkzeug elektrode (E) und dem Werkstück (W) zu erzeugen,
- b) Erfassen der Größe von in den Entladungen enthaltenen Hochfrequenzsignalen und Erzeugen eines Nebenschließ signals sobald die erfaßte Größe unter einen vorbe stimmten Schwellenwert abgefallen ist,
- c) Einschalten eines über den Bearbeitungsspalt (G) parallel zur Gleichstromquelle (2) vorgesehenen zweiten Schalters (B) durch das Nebenschlußsignal zum Kurzschließen des Bearbeitungsspaltes (G), um die Entladungen zu beenden und den ersten Schalter (A) auszuschalten, und
- d) Einstellen eines Zeitintervalles, in dem der Bear beitungsspalt (G) frei von einem Stromfluß aus der Gleichstromquelle (2) ist, und sequentielles Wieder holen der Verfahrensschritte a), b) und zur fort schreitenden Bearbeitung des Werkstücks (W).
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Verfahrensschritt b) die Größe der Hochfrequenz
signale in einem Hochfrequenzbereich zwischen 10 und
30 MHz erfaßt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Verfahrensschritt c) der erste Schalter (A)
im wesentlichen gleichzeitig mit dem Einschalten des
zweiten Schalters (B) ausgeschaltet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Verfahrensschritt c) der erste Schalter (A)
kurz nach dem Einschalten des zweiten Schalters (B)
ausgeschaltet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Verfahrensschritt c) der erste Schalter (A)
mit einer vorbestimmten Zeitverzögerung nach dem Ein
schalten des zweiten Schalters (B) ausgeschaltet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Zeitintervall wenigstens teilweise durch die
Zeitdauer eingestellt wird, in der der zweite Schalter
(B) eingeschaltet gehalten ist.
7. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zeitdauer fest ist.
8. Verfahren nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zeitdauer in dem Bereich zwischen 10 und 100 µs
liegt.
9. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zeitdauer veränderlich, jedoch nicht kleiner
als eine vorbestimmte Mindestdauer ist.
10. Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Mindestdauer im Bereich zwischen 10 und 100 µs
liegt.
11. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der zweite Schalter (B) im wesentlichen gleichzeitig
mit dem Einschalten des ersten Schalters (A) ausge
schaltet wird.
12. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der zweite Schalter (B) kurz nach dem Einschalten
des ersten Schalters (A) ausgeschaltet wird.
13. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der zweite Schalter (B) mit einer vorbestimmten
Zeitverzögerung nach dem Einschalten des ersten Schal
ters (A) ausgeschaltet wird.
14. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der erste Schalter (A) für eine zwischen 100 und
500 µs liegende Zeitdauer eingeschaltet gehalten wird.
15. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Schwellenwert entsprechend einem vorbestimmten
Verschmutzungsgrad des Bearbeitungsspaltes (G) mit
Entladungsprodukten voreingestellt wird.
16. Vorrichtung zum Bearbeiten eines Werkstücks, bei der
aufeinanderfolgende elektrische Entladungen zwischen
einer Werkzeugelektrode und einem Werkstück über einem
mit einem Dielektrikum gefüllten Bearbeitungsspalt
bewirkt werden,
gekennzeichnet durch
einen ersten Schalter (A) in einer Reihenschaltung (1) zwischen einer Gleichstromquelle (2) und dem Bearbeitungsspalt (G), wobei in der Reihenschaltung (1) eine vorbestimmte Streukapazität (3) verteilt ist,
einen zweiten Schalter (B), der über dem Bearbeitungs spalt (G) parallel zur Gleichstromquelle (2) liegt,
eine erste Einrichtung (4) zum Einschalten des ersten Schalters (A), um die Gleichspannung der Gleichstrom quelle (2) direkt an den Bearbeitungsspalt (G) zu legen und durch die Wirkung der Streukapazität (3) aufeinander folgende, diskrete elektrische Entladungen durch den Bearbeitungsspalt (G) zwischen der Werkzeugelektrode (E) und dem Werkstück (W) zu erzeugen,
eine Fühlereinrichtung (5) zum Erfassen der Größe der in den elektrischen Entladungen enthaltenen Hochfrequenz signale und zum Erzeugen eines Nebenschlußsignals, nachdem die erfaßte Größe unter einen vorbestimmten Schwellen wert gefallen ist,
eine vom Nebenschlußsignal angesteuerte zweite Ein richtung (8) zum Einschalten des zweiten Schalters (B) und Kurzschließen des Bearbeitungsspalts (G),
eine der zweiten Einrichtung (8) zugeordnete Zeitgeber einrichtung (7, 12) zum Einstellen einer Zeitdauer, in der der Bearbeitungsspalt (G) frei von einem Ent ladungsstrom ist.
einen ersten Schalter (A) in einer Reihenschaltung (1) zwischen einer Gleichstromquelle (2) und dem Bearbeitungsspalt (G), wobei in der Reihenschaltung (1) eine vorbestimmte Streukapazität (3) verteilt ist,
einen zweiten Schalter (B), der über dem Bearbeitungs spalt (G) parallel zur Gleichstromquelle (2) liegt,
eine erste Einrichtung (4) zum Einschalten des ersten Schalters (A), um die Gleichspannung der Gleichstrom quelle (2) direkt an den Bearbeitungsspalt (G) zu legen und durch die Wirkung der Streukapazität (3) aufeinander folgende, diskrete elektrische Entladungen durch den Bearbeitungsspalt (G) zwischen der Werkzeugelektrode (E) und dem Werkstück (W) zu erzeugen,
eine Fühlereinrichtung (5) zum Erfassen der Größe der in den elektrischen Entladungen enthaltenen Hochfrequenz signale und zum Erzeugen eines Nebenschlußsignals, nachdem die erfaßte Größe unter einen vorbestimmten Schwellen wert gefallen ist,
eine vom Nebenschlußsignal angesteuerte zweite Ein richtung (8) zum Einschalten des zweiten Schalters (B) und Kurzschließen des Bearbeitungsspalts (G),
eine der zweiten Einrichtung (8) zugeordnete Zeitgeber einrichtung (7, 12) zum Einstellen einer Zeitdauer, in der der Bearbeitungsspalt (G) frei von einem Ent ladungsstrom ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zeitgebereinrichtung einen monostabilen Multi
vibrator (8) enthält, dem eine Verzögerungsschaltung
(12) zugeordnet ist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß dem monostabilen Multivibrator (8) ein Differenzier
netzwerk (10) zugeordnet ist, das mit einem Zeitgeber
(13) verbunden ist.
19. Vorrichtung nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zeitgebereinrichtung einen astabilen Multivibrator
enthält, der mit einem Ausgang an den ersten Schalter
(A) und mit einem zweiten Ausgang (20) an den zweiten
Schalter (B) angeschlossen ist.
Applications Claiming Priority (1)
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