DE3300552C2

DE3300552C2 -

Info

Publication number: DE3300552C2
Application number: DE19833300552
Authority: DE
Inventors: Vito Dipl.-Ing. Ljubljana Yu Garbajs; Silvo Dipl.-Ing. Koper Yu Mikac; Miro Dipl.-Ing. Ljubljana-Polje Yu Zlajpah
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-01-11
Filing date: 1983-01-10
Publication date: 1988-02-25
Also published as: YU43061B; DE3300552A1; CH659966A5; YU5182A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur adaptiven Steuerung eines funkenerosiven Bearbeitungsprozesses, bei dem die im Arbeitsspalt zwischen einem Werkzeug und dem zu bearbeitenden Werkstück auftretenden Entladungsimpulse detektiert und aufgrund ihres jeweiligen charakteristischen Spannungsverlaufs erwünschte Wirkentladungen von störenden abnormalen Entladungen unterschieden werden, bei dem ferner die innerhalb bestimmter Zeiträume aufgetretenen Wirkentladungen und abnormalen Entladungen jeweils getrennt gezählt werden, und bei dem in Abhängigkeit des Verhältnisses zwischen der Anzahl von Wirkentladungen und der Anzahl von abnormalen Entladungen, welches ein Maß für die Güte des Bearbeitungsprozesses darstellt, verschiedene Betriebsparameter so verändert werden, daß sich eine Verbesserung der Bearbeitungsbedingungen einstellt.

Die Erfindung betrifft auch eine entsprechende Schaltung zur adaptiven Steuerung eines funkenerosiven Bearbeitungsprozesses, mit einem Detektor zur Detektion der im Arbeitsspalt zwischen einem Werkzeug und dem zu bearbeitenden Werkstück auftretenden Entladeimpulsen und Klassifikation der Entladeimpulse in erwünschte Wirkentladungen und störende abnormale Entladungen aufgrund ihres jeweiligen charakteristischen Spannungsverlaufs, und mit einer Steuereinrichtung, welche Zähler zur getrennten Zählung der innerhalb eines bestimmten Zeitraums aufgetretenen Wirkentladungen und abnormalen Entladungen enthält, und die in Abhängigkeit des Verhältnisses zwischen der Anzahl von Wirkentladungen und abnormalen Entladungen verschiedene Betriebsparameter des Bearbeitungsprozesses so steuert, daß sich eine Verbesserung der Bearbeitungsbedingungen einstellt.

Vorrichtungen zur funkenerosiven Bearbeitung von Werkstücken bestehen im Kern aus einem Impulsgenerator und einer Funkenerosionsmaschine. Mittels eines Multivibrators werden Rechteckimpulse generiert, die in einer Ausgangsstufe entsprechend verstärkt und über einen elektrischen Leiter auf das Werkzeug und über dieses auf das Werkstück gegeben werden. Das Werkstück selbst ist dabei in einen mit dielektrischer Flüssigkeit gefüllten Arbeitsbehälter montiert. Eine dielektrische Einheit dient dem Filtrieren, Abkühlen und Umpumpen der dielektrischen Flüssigkeit in dem Arbeitsbehälter, insbesondere im Arbeitsspalt zwischen Werkstück und Werkzeug. Die Größe des Arbeitsspaltes wird üblicherweise mittels eines Servomotors gesteuert.

Die beim funkenerosiven Bearbeitungsprozeß zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück auftretenden Entladungsimpulse lassen sich in vier Grundtypen aufspalten: Leerlaufimpulse, Wirkentladungen, abnormale Entladungen und Kurzschlußimpulse. Dabei verursachen die Leerlaufimpulse keine funkenerosiven Erscheinungen und sind nur deswegen unerwünscht, weil sie die Bearbeitungszeit verlängern. Kurzschlüsse zwischen Werkstück und Werkzeug werden mittels bekannter Einrichtungen ausgeschlossen (vgl. DE-PS 16 90 752 und DE-OS 12 95 331).

Die größten Störungen bei einem funkenerosiven Bearbeitungsprozeß werden von den abnormalen Entladungen verursacht. Diese verschlechtern den Materialabtrag am Werkstück, erhöhen den Verschleiß des Werkzeugs und führen zu thermischer Ermüdung der Oberfläche des Werkstücks, was sich an dunklen Flecken, Verbrennungen und dem Auftreten von Mikrorissen zeigt. Störende abnormale Entladungen treten in mehreren Formen auf, denen allen gemeinsam ist, daß sie sich unmittelbar im Anschluß an einen Spannungsimpuls oder sehr kurz danach bilden.

Es sind bereits Verfahren zur adaptiven Steuerung eines funkenerosiven Bearbeitungsprozesses bekannt, welche die Vermeidung von störenden abnormalen Entladungen zum Ziel haben. So ist in dem Aufsatz "Meß- und Regelgrößen zur Systemoptimierung von elektroerosiven Bearbeitungsmaschinen" von S.C. Ro, erschienen in Elektro-Anzeiger, 27. Jahrgang 1974, No. 22, S. 473-476, ein Verfahren zur Regelung der Arbeitsbedingungen im Arbeitsspalt bekannt, bei dem zwischen erosionswirksamen Impulsen und stehenden Entladungen unterschieden wird und daraus Maßnahmen abgeleitet werden, die das Auftreten unerwünschter stehender Entladungen verhindert. Allerdings wird hier lediglich auf den Abstand zwischen Werkzeug und Werkstück, also den Vorschub, eingewirkt, und zwar mittels einer genau geregelten Servoeinrichtung. Die Entladespannung selbst wird dagegen von der Regelung nicht erfaßt. Bei dieser vorbekannten Regelung ist auch nicht vorgesehen, mit zunehmender Verschlechterung des Verhältnisses zwischen Wirkentladung und abnormalen Entladungen immer stärker in den Bearbeitungsprozeß einzugreifen.

Aus der DE-OS 23 13 263 ist eine Vorrichtung zum elektrischen Bearbeiten von Werkstücken bekannt, bei der die Häufigkeit einer bestimmten Zahl von aufeinanderfolgenden abnormalen Entladungen und die Häufigkeit einer bestimmten Zahl von aufeinanderfolgenden Wirkentladungen festgestellt werden. Bei Überschreiten dieser vorgegebenen Zahlen werden bestimmte Bearbeitungsparameter verändert. Zu diesen Bearbeitungsparametern gehören u. a. das Zeitintervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden Bearbeitungsimpulsen und die Zeitdauer, in der die Elektrode und das Werkstück in einer Bearbeitungsstellung gehalten werden, um Entladungen zu ermöglichen.

Schließlich ist durch die CH-PS 4 72 263 eine mit elektrischen Entladungen arbeitende Werkzeugmaschine bekannt geworden, bei der nach Feststellung einer Folge von schlechten Entladungen die dem Spalt zugeführte impulsförmige Energie für eine vorgegebene Zeitspanne unterbrochen wird und die Werkzeugelektrode vom Werkstück weg- und nachfolgend wieder zu diesem hinbewegt wird.

Nachteilig bei den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren bzw. Vorrichtungen zum funkenerosiven Bearbeiten eines Werkstücks ist, daß jeweils nur auf ganz bestimmte ausgewählte Betriebsparameter im Sinne einer Verbesserung der Bearbeitungsbedingungen eingewirkt wird. Tritt trotz der Regelung eine weitere Verschlechterung der Bearbeitungsbedingungen im Arbeitsspalt auf, muß der Bearbeitungsprozeß unterbrochen werden.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es daher, ein verbessertes Verfahren zur Steuerung eines funkenerosiven Bearbeitungsprozesses anzugeben, das auf alle denkbaren störenden Vorgänge im Arbeitsspalt reagiert und insbesondere auch bei länger anhaltenden und intensiven Störungen derart auf den Bearbeitungsprozeß einwirkt, daß sich rasch und zuverlässig eine Verbesserung der Bearbeitungsbedingungen einstellt. Es soll überdies eine entsprechende Schaltung vorgeschlagen werden, mittels der sich eine solche Steuerung realisieren läßt.

Bei der Lösung der verfahrensmäßigen Aufgabe wird ausgegangen von einem Steuerungsverfahren der eingangs erwähnten Art; gelöst wird die Aufgabe dadurch, daß mit zunehmender Verschlechterung des Verhältnisses zwischen Wirkentladungen und abnormalen Entladungen der Reihe nach in den Bearbeitungsprozeß eingegriffen wird, wie im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegeben. Der Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens führt zu einer wesentlich verbesserten Betriebssicherheit des funkenerosiven Bearbeitungsprozesses und verhindert zuverlässig weitere abnormale Entladungen auch dann, wenn die Arbeitsbedingungen im Spalt anhaltend gestört sind. Eine vollständige Abschaltung der Entladespannung wird nur noch in Extremfällen notwendig sein.

Bei der Lösung der auf die Angabe einer entsprechenden Schaltung gerichteten Aufgabe wird ausgegangen von einer Schaltung zur adaptiven Steuerung eines funkenerosiven Bearbeitungsprozesses wie oben angegeben; gelöst wird die Aufgabe durch den stufenartigen Aufbau der Steuerungseinrichtung mit vier hintereinander geschalteten, jeweils auf verschiedene Bearbeitungsparameter einwirkende Steuereinheiten, wie im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 7 angegeben.

In den Unteransprüchen 2 bis 6 sind Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Steuerungsverfahrens angegeben, welche sich in der Praxis als besonders vorteilhaft erwiesen haben.

Die Unteransprüche 8 bis 13 sind auf zusätzliche vorteilhafte und zweckmäßige Merkmale der Schaltungsanordnung der Steuerungseinheit gerichtet, deren Vorsehen eine Anpassung der Steuerung an veränderte Betriebsbedingungen in einem sehr weiten Bereich gestattet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine komplette Vorrichtung zum funkenerosiven Bearbeiten von Werkstücken einschließlich zugehöriger Steuerungsschaltung, in einem stark vereinfachten Blockschaltbild;

Fig. 2 die im Arbeitsspalt zwischen Werkzeug und Werkstück bei einer Vorrichtung gemäß Fig. 1 auftretenden vier Grundtypen von Funkenerosionsimpulsen;

Fig. 3 die Steuerungseinrichtung mit ihren vier hintereinander geschalteten Steuereinheiten der Vorrichtung von Fig. 1, in einem detaillierteren Blockschaltbild.

Ein Detektor 12 unterscheidet vier Grundtypen von Funkenerosionsimpulsen (Fig. 2), und zwar: Leerlaufimpulse A, Wirkentladungen B, abnormale Entladungen C und Kurzschlüsse D. Die Unterscheidung erfolgt aufgrund des Vergleichs der Wirkspannung U _e mit zwei Sollwertspannungen U ₁ und U ₂. Wenn in der Zeit t ₁, die vom Taktsignal T aus dem Multi vibrator 7 (vgl. Fig. 1) bestimmt wird, die Wirkspannung U _e größer als die Sollwertspannung U ₁ ist, dann ist der identifizierte Impuls ein Leerlaufimpuls A. Falls es zu einem Spannungs durchschlag zwischen dem Werkzeug 5 und dem Werkstück 6 (Fig. 1) nach einer bestimmten Minimalzeit Δ t und nach dem Abfall der Wirkspannung U _e auf den Brennspannung des Plasmakanals kommt, die kleiner als die Sollwertspannung U ₁ und größer als die Sollwertspannung U ₂ ist, handelt es sich um eine Wirkentladung B. Eine abnormale Entladung C unterscheidet sich von einer Wirkentladung B nur dadurch, daß es zu einem Spannungsdurchschlag nach einer kürzeren Zeit als die bestimmte Minimalzeit Δ t kommt. Falls es zu einem galvanischen Kurzschluß zwischen dem Werkzeug 5 und dem Werkstück 6 kommt und die Wirkspannung U _e in der Zeit t _i die Sollwertspannung U ₂ nicht überschreitet, ist der identifizierte Impuls ein Kurzschluß D.

Der erwähnte Detektor 12 (Fig. 1) klassifiziert die Funkenerosionsimpulse in die oben definierten vier Typen A, B, C und D, und zwar derart, daß nach jedem Impuls das Signal a, b, c und d an einem der vier Ausgänge des Detektors 12 auftritt, entsprechend dem Typ des einzelnen Funkenerosionsimpulses.

Der Wirkungsgrad des funkenerosiven Bearbeitungsprozesses wird am stärksten durch das Verhältnis der Anzahl von Wirkentladungen B und abnormalen Entladungen C beeinflußt, wobei die letzteren auf den analogen und digitalen Anzeigen 13 zwecks Kontrolle und manueller Steuerung des Prozesses abgelesen werden können. Die Leerlaufimpulse A und Kurzschlüsse D haben keinen entscheidenden Einfluß auf den funkenerosiven Prozeß. So haben die ersteren außer einer längeren Bearbeitungszeit keine andere negative Wirkung, während Kurzschlüsse durch die schon eingebauten Einrichtungen zur Beseitigung von Kurzschlüssen genügend stark unterdrückt werden.

Als Eingangssignale gelangen in die Steuereinrichtung 3 Wirkentladungs signale b über die Leitung 22, Signale c für abnormale Entladungen, die dem Detektor 12 entstammen, über die Leitung 23 und das Taktsignal T des Multivibrators 7 vom Impulsgenerator 2 über die Leitung 61. Die Ausgänge der vier Steuerungseinheiten 14, 16, 18 und 20 werden von vier Steuerungssignalen c ₁, c ₂, c ₃ und c ₄ gebildet, die in Abhängigkeit von der Häufigkeit der aufeinanderfolgenden abnormalen und Wirkentladungen, welche durch die Impulse c ₁, b ₁, c ₂, b ₂, c ₃, b ₃ dargestellt sind, über die Leitungen 35 B, 45 A, 53 A und 56 der Reihe nach folgende Maßnahmen aktivieren: Die Abschaltung des Multivibrators 7 über die Leitung 57 für eine ausgewählte Zahl der Impulse N _I; die Abhebung des Werkzeugs 5 für eine einstellbare Zeit t ₁ = 0,005 bis 0,02 s (Mikroabhebung), die durch den Servomotor 10 gemäß dem Steuerungssignal über die Leitung 58 ausgeführt wird, und gleichzeitige Abschaltung des Schalters 62; die schnelle Abhebung des Werkzeugs 5 für eine einstellbare Zeit t ₂ = 0,1 bis 5 s (Makroabhebung), die durch das Signal über die Leitung 59 ausgeführt wird; und die Abschaltung der Maschine, aktiviert durch das Signal über die Leitung 60, sowie die damit verbundene Abhebung der Elektrode in die Anfangsposition.

Die Grundlage für die Aktivierung der einzelnen Steuerungs stufen bildet die Identifizierung einer im voraus bestimmten Zahl N _1c der aufeinanderfolgenden abnormalen Entladungen, d. h. einer Serie. Falls an den Eingang der Einheit 14 zur Identifizierung der Serie nacheinander folgend eine eingestellte Zahl N _1c der Signale c der abnormalen Entladungen kommt, reagiert diese mit Signal c ₁ am Ausgang, der über den Schalter 62 die Abschaltung der Impulse verursacht und gleichzeitig mit dem Signal c ₁ auf die Einheit 16 zur Identifizierung der nacheinander folgenden Serien einwirkt. Die Einheit 15 zur Impuls abschaltung, die den Impuls über die Leitung 35 B erhält, reagiert so, daß sie unmittelbar nach dem Eintreffen des Impulses c ₁ den Schalter 62 und dadurch die Verbindung zwischen dem Multivibrator 7 und der Ausgangsstufe 8 für eine ausgewählte Zahl der Impulse N _I des Taktsignals T über die Leitung 57 abschaltet. Wenn dadurch die Deionisierungsbedingungen im Arbeitsspalt 4 nicht verbessert werden, können als Folge wieder abnormale Entladungen auftreten und das ganze Verfahren wird wiederholt. Falls jedoch auch nach mehreren wiederholten Eingriffen die physi kalischen Bedingungen im Arbeitsspalt 4 noch immer nicht verbessert sind, aktiviert sich die zweite Stufe der Steuerungseinheit 16. Nach einer gewissen aufeinander folgenden Zahl von Impulsen c ₁ tritt nämlich am Ausgang der Einheit 16 zur Identifizierung der nacheinanderfolgenden Serien der Impulse c ₂ auf, der eine kurzzeitige Abhebung des Werkzeugs 5 über die Leitung 58 aktiviert. Die dielektrische Flüssigkeit, in der sich das Werkzeug 5 und das Werkstück 6 befinden, dringt in den Arbeitsspalt 4 ein und spült die angesammelten leitenden Funkenerosions produkte aus. Gleichzeitig wirkt das Signal c ₂ auch auf die Einheit 18 zur Identifizierung der Häufigkeit der Serien von abnormalen Entladungen ein. Die Einheit 18 zur Identifizierung der Häufigkeit der Serien von abnormalen Entladungen wirkt analog zur Einheit 16, mit dem Unter schied, daß sie mit dem Impuls c ₃ über die Leitung 53 A auf das Zeitrelais 19 einwirkt, welches mittels eines Signals auf der Leitung 59 den Servomotor 10 für eine schnelle und größere Abhebung des Werkzeugs 5 aktiviert. Wenn die physikalischen Bedingungen im Arbeitsspalt 4 außer ordentlich schlecht sind, was bedeutet, daß am Eingang der Einheit 20 das Signal b ₃ nicht auftritt, und die Bedingungen auch durch mehrmalige schnelle Mikro- und Makroabhebungen nicht verbessert werden können, wird nach einer gewissen Anzahl von Makroabhebungen N ₄ der Generator über die Leitung 60 abgeschaltet und das Werkzeug in die Anfangs position zurückgebracht. Das Abschalten der Maschine ist deswegen notwendig, weil häufige Serien von abnormalen Entladungen in einen quasi-stationären Lichtbogen übergehen, was eine lokale thermische Überlastung des Werkzeugs 5 bzw. des Werkstücks 6 oder gar einen vollständigen Ausfall zur Folge haben könnte.

Ebenso wie die Möglichkeit zur Verschlechterung der Arbeits bedingungen besteht und deswegen aufeinanderfolgend die einzelnen Steuerungsstufen aktiviert werden, gibt es auch die Möglichkeit, daß sich wegen der Steuerung bzw. wegen anderer Einflüsse die Arbeitsbedingungen stabilisieren oder sogar verbessern. Darum werden in die erste Steuerungs stufe an den Eingang der Einheit 14 zur Identifizierung der Serien über die Leitung 22 auch die Signale der Wirkentladungen b zugeführt. Falls an den Eingang 14 zur Identifizierung der Serien aufeinanderfolgend die eingestellte Zahl N _1b der Impulse kommt, reagiert diese mit dem Signal b ₁ über die Leitung 34 auf die Einheit 16 zur Identifizierung der aufeinanderfolgenden Serien. Analog zu den Signalen c ₁, c ₂ und c ₃ werden die Signale b ₁, b ₂ und b ₃ mit dem Unterschied gebildet, daß sie keine direkte Steuerungsfunktion haben, sondern als Gegengewicht zu den Signalen c ₁, c ₂ und c ₃ auftreten.

Verschlechterte Arbeitsbedingungen werden durch die Vergrößerung der Häufigkeit der Impulse c ₁, c ₂ und c ₃ in bezug auf die Häufigkeit der Impulse b ₁, b ₂ und b ₃ definiert. Verbesserte Arbeitsbedingungen kann man andererseits durch die Vergrößerung der Häufigkeit der Impulse b ₁, b ₂ und b ₃ in bezug auf die Häufigkeit der Impulse c ₁, c ₂ und c ₃ definieren. Falls die Häufigkeit der Impulse c ₁ gleich der Häufigkeit der Impulse b ₁, die Häufigkeit der Impulse c ₂ gleich der Häufigkeit der Impulse b ₂ bzw. die Häufigkeit der Impulse c ₃ gleich der Häufigkeit der Impulse b ₃ ist, ist der Steuerungszustand in der einzelnen Stufe stabil bzw. die Häufigkeit der Wirkentladungen ist im Gleichgewicht mit der Häufigkeit der abnormalen Entladungen.

Bezeichnet man die einzelnen Steuerungsstufen mit dem Index i (in unserem Fall ist für die zweite und dritte Steuerungsstufe i = 2,3), die Häufigkeit der Impulse c _i mit dem Symbol f _c und die Häufigkeiten der Impulse b _i mit dem Symbol f _b, kann das Wirken der Einheiten 16 und 18 folgenderweise mathematisch ausgedrückt werden.

1. Verschlechterte Arbeitsbedingungen werden durch die folgende Ungleichung definiert:

f _cKb

Die Häufigkeit der Steuerungsgänge für jede einzelne Steuerungsstufe läßt sich mit der Gleichung ausdrücken:

für i = 2,3, wobei N _i eine beliebig eingestellte Zahl der Steuerungsstufe i ist.

Eine außerordentliche Verschlechterung der Arbeitsbedingungen liegt vor, wenn

f _bKc < Φ

ist.

2. Verbesserte Arbeitsbedingungen werden durch die folgende Ungleichung definiert:

f _cKb

und die Häufigkeit der Generierung der Impulse b ₁ ist angebbar mit der Gleichung

Eine außerordentliche Verbesserung der Arbeitsbedingungen liegt vor, wenn

f _cKb < Φ

ist.

3. Stabiler Zustand der Steuerung der zweiten und dritten Stufe herrscht, wenn die folgende Bedingung erfüllt ist:

f _bKc

für i = 2,3 und

f _bKc = Φ

Die vierte Steuerungsstufe 20 schaltet den Impulsgenerator über die Leitung 60 ab, falls die folgende Bedingung erfüllt ist:

f _ck < N ₄

wobei N ₄ eine beliebig eingestellte Zahl ist.

Bei der erfindungsgemäßen Schaltung, dargestellt in Fig. 3, besteht die Einheit 14 zur Identifizierung der Serien aus zwei einstellbaren linearen Teilern 24 und 25, deren Wirkung derart in Zusammenhang steht, daß jeder über die Leitung 22 kommende Impuls b über die Leitung 22 A läuft und über das ODER-Tor 26 die Über tragung des Inhalts N _1c des Registers 30 in den Teiler 24 derart auslöst, daß dieser den neuen Inhalt des Teilers 24 bildet und gleichzeitig den Inhalt des Teilers 25 um 1 vermindert wird. Jeder über die Leitung 23 kommende Impuls c verläuft über die Leitung 23 A und löst über das ODER-Tor 27 die Übertragung des Inhalts N _1b des Registers 31 in den Teiler 25 als den neuen Inhalt des Teilers 25 aus und gleichzeitig wird der Inhalt des Teilers 24 um 1 vermindert. Um das zu ermöglichen, befindet sich der Inhalt des Registers 30 über die Sammelleitung 32 immer am Eingang des Teilers 24 und der Inhalt des Registers 31 über die Sammelleitung 33 am Eingang des Teilers 25. Falls der Inhalt des Teilers 25 Null ist und er wegen des Impulses b in der Leitung 22 auf den Maximalwert über springt, gibt der Teiler 25 den Impuls b ₁ in die Leitung 34, der über die Leitung 34 A und über das über die Leitung 29 mit dem Teiler 25 verbundene Tor 27 die Übertragung des Inhalts N _1b des Registers 31 auslöst. Wenn aber der Inhalt des Teilers 24 Null ist und er wegen des Impulses c in der Leitung 23 auf den Maximalwert springt, gibt der Teiler 24 den Impuls c ₁ auf Leitung 35, was über die Leitung 35 A und über das über die Leitung 28 mit dem Teiler 24 verbundene Tor 26 die Übertragung des Inhalts N _1c des Registers 30 in den Teiler 24 auslöst.

Der Impuls c ₁ löst über die Leitung 35 B die Übertragung des Inhalts N _i des Registers 42 in den Zähler 15 aus. Der Inhalt des Zählers 15 aktiviert dann den Impuls in der Leitung 57 immer dann, wenn er verschieden vom Nullwert ist. Für den gleichen Zeitraum und auf die gleiche Weise aktiviert der Inhalt des Zählers 15 auch den Eingang für das Abzählen, woran über die Leitung 61 die Impulse T des Multivibrators 7 kommen. Nach N _I Impulsen T erreicht der Inhalt des Zählers 15 den Nullwert, der den Impuls in der Leitung 57 unterbricht, und der Eingang des Zählers 15, woran die Impulse T aus dem Multivibrator 7 kommen, wird gesperrt. Der Inhalt des Registers 42 befindet sich über der Sammelleitung 43 immer am Eingang des Zählers 15.

Die Einheit 16 zur Identifizierung der nacheinanderfolgenden Serien besteht aus dem Zähler 38, der einen Eingang für das Zuzählen zum Inhalt, woran die Leitung 35 angeschlossen ist, und einen Ausgang für das Abzählen vom Inhalt, woran die Leitung 34 angeschlossen ist, aufweist. Der Digitalkomparator 36 ist über die Leitung 41 A mit dem Register 39 und über die Leitung 40 mit dem Zähler 38 verbunden, um deren Inhalt zu vergleichen. Falls der Inhalt des Zählers 38 größer als der zweimalige Inhalt des Registers 39 ist, wird durch den Komparator 36 ein Impuls in der Leitung 37 generiert, der die Übertragung des Inhalts des Registers 39 in den Zähler 38 derart auslöst, daß dieser den neuen Inhalt des Zählers 38 bildet. Der Inhalt des Registers 39 befindet sich über der Sammelleitung 41 immer an den Klemmen des Zählers 38.

Der Inhaltswert des Registers 39 wird über die Sammel leitung 41 A in den Komparator 46 derart übertragen, daß jede Datenleitung der Sammelleitung 41 A um eine Stelle gegen das wichtigste Bit versetzt wird und damit die Übertragung des doppelten Wertes des Registers 39 in den Komparator 36 erreicht wird. Der Impuls in der Leitung 44 tritt immer dann auf, wenn der Inhalt des Zählers 38 von Null auf den Maximalwert überspringt, und der Impuls in der Leitung 45 tritt in dem Fall auf, wenn der Inhalt des Zählers 38 dem doppelten Inhalt des Registers 39 gleich ist.

Der Impuls in der Leitung 45 löst über die Leitung 45 A das Zeitrelais 17 aus, das für die eingestellte Zeit t ₂ über die Leitung 58 den Servomotor 10 aktiviert und gleich zeitig den Schalter 62 abschaltet.

Die Einheit 18 für die Identifizierung der Häufigkeit der Serien 18 besteht aus dem Zähler 47, der einen Eingang für das Zuzählen zum Inhalt, woran die Leitung 45 angeschlossen ist, und einen Eingang zum Abzählen des Inhalts, woran die Leitung 44 angeschlossen ist, aufweist. Der Digitalkomparator 46 ist über die Sammelleitung 51 A mit dem Register 48 und über die Sammelleitung 50 mit dem Zähler 47 verbunden und vergleicht deren Inhalt. Falls der Inhalt des Zählers 47 größer als der doppelte Inhalt des Registers 48 ist, generiert der Komparator 46 einen Impuls in der Leitung 49, der die Übertragung des Inhalts des Registers 48 in den Zähler 47 derart auslöst, daß dieser den neuen Inhalt des Zählers 47 bildet. Der Inhalt des Registers 48 befindet sich über der Sammelleitung 51 immer an den Klemmen des Zählers 47.

Der Inhaltswert des Registers 48 wird über die Sammel leitung 51 A in den Komparator 46 derart übertragen, daß jede Datenleitung der Sammelleitung 51 A an den Klemmen des Komparators 48 um eine Stelle gegen das wichtigste Bit versetzt wird und damit die Übertragung des doppelten Wertes des Registers 48 in den Komparator 46 erreicht wird. Der Impuls in der Leitung 52 tritt immer dann auf, wenn der Inhalt des Zählers 47 von Null auf den Maximalwert überspringt, während der Impuls in der Leitung 53 in dem Fall auftritt, wenn der Inhalt des Zählers 47 dem doppelten Inhalt des Registers 48 gleich ist.

Der Impuls in der Leitung 53 löst über die Leitung 53 A das Zeitrelais 19 aus, das für eine eingestellte Zeit t ₂ über die Leitung 59 den Servomotor 10 aktiviert.

Die Impulse in der Leitung 53 werden an den Eingang des Zählers 20 für das Abzählen und die Impulse in der Leitung 52 auf den Eingang für das Zuzählen zugeführt. Der Inhalt des Registers 54 wird über die Sammelleitung 55 bei der Einschaltung des Impulsgenerators 2 in den Zähler 20 als sein Ausgangszustand übertragen. Falls wegen der Impulse an den Eingängen 53 und 52 der Inhalt des Zählers 20 den Nullwert erreicht, wird in der Leitung 56 ein Impuls generiert, der das Zeitrelais 21 auslöst, welches über die Leitung 60 den Impulsgenerator 2 abschaltet und das Werkzeug 5 in die Anfangsposition zurückbringt.

Claims

1. Verfahren zur adaptiven Steuerung eines funkenerosiven Bearbeitungsprozesses, bei dem

- die im Arbeitsspalt (4) zwischen einem Werkzeug (5) und dem zu bearbeitenden Werkstück (6) auftretenden Entladungsimpulse detektiert und aufgrund ihres jeweiligen charakteristischen Spannungsverlaufs erwünschte Wirkentladungen von störenden abnormalen Entladungen unterschieden werden,
- die innerhalb bestimmter Zeiträume aufgetretenen Wirk entladungen und abnormalen Entladungen jeweils getrennt gezählt werden und
- in Abhängigkeit des Verhältnisses zwischen der Anzahl von Wirkentladungen und der Anzahl von abnormalen Entladungen, welches ein Maß für die Güte des Bearbeitungs prozesses darstellt, verschiedene Betriebsparameter so verändert werden, daß sich eine Verbesserung der Bearbeitungsbedingungen einstellt.

dadurch gekennzeichnet, daß mit zunehmender Verschlechterung des Verhältnisses zwischen Wirkentladungen und abnormalen Entladungen der Reihe nach wie folgt in den Bearbeitungsprozeß eingegriffen wird:

- Abschalten der Entladespannung für eine bestimmte Anzahl von Entladeimpulsen zur Erhöhung der Deioni sierungszeiten,
- kurzzeitiges Abheben des Werkzeugs (5) vom Werkstück (6) unter gleichzeitiger Abschaltung der Entlade spannung,
- schnellere und größere Abhebung des Werkzeugs (5) über einen längeren Zeitraum, und
- schließlich vollständiges Abschalten der Entlade spannung.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kurzzeitige Abhebung des Werkzeugs (5) erst dann aus geführt wird, wenn eine bestimmte Anzahl (N ₂) von voran gegangenen Abschaltungen der Entladespannung nicht zu einer Verbesserung des Verhältnisses zwischen Wirkentladungen und abnormalen Entladungen geführt hat.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die größere Abhebung des Werkzeugs (5) über einen längeren Zeitraum erst dann durchgeführt wird, wenn eine bestimmte Anzahl (N ₃) von kurzzeitigen Abhebungen zu keiner Verbesserung des Verhältnisses zwischen Wirkentladungen und abnormalen Entladungen geführt hat.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Entladespannung erst dann vollständig abgeschaltet wird, wenn eine bestimmte Anzahl (N ₄) von größeren Abhebungen des Werkzeugs (5) zu keiner Verbesserung des Verhältnisses zwischen Wirkentladungen und abnormalen Entladungen geführt hat.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitraum für das kurzzeitige Abheben des Werkzeugs (5) zwischen 0,005 und 0,02 Sekunden einstellbar ist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitraum für die größere Abhebung des Werkzeugs (5) zwischen 0,1 und 5 Sekunden einstellbar ist.

7. Schaltung zur adaptiven Steuerung eines funkenerosiven Bearbeitungsprozesses gemäß Anspruch 1, mit

- einem Detektor (12) zur Detektion der im Arbeitsspalt (4) zwischen einem Werkzeug (5) und dem zu bearbeitenden Werkstück (6) auftretenden Entladeimpulsen und zur Klassifikation der Entladeimpulse in erwünschte Wirk entladungen und störende abnormale Entladungen aufgrund ihres jeweiligen charakteristischen Spannungs verlaufs, und
- einer Steuereinrichtung (3), welche Zähler zur getrennten Zählung der innerhalb eines bestimmten Zeitraums aufgetretenen Wirkentladungen und abnormalen Entladungen enthält, und die in Abhängigkeit des Verhältnisses zwischen der Anzahl von Wirkentladungen und abnormalen Entladungen verschiedene Betriebsparameter des Bearbeitungsprozesses so steuert, daß sich eine Verbesserung der Bearbeitungsbedingungen einstellt,

dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungseinrichtung (3) enthält:

- eine erste Steuereinheit (14), die eingangsseitig über eine Leitung (22) für Wirkentladungen repräsentierende Signale und über eine Leitung (23) für abnormale Entladungen repräsentierende Signale mit dem Detektor (12) verbunden ist und ausgangsseitig mit einem Schalter (62) für die Entladespannung in Wirkverbindung steht, und in der nach Auftreten einer bestimmten Anzahl (N _1b) von Wirkentladungen ein Impuls (b ₁) und nach einer bestimmten Anzahl (N _1c) von abnormalen Entladungen ein Impuls (c ₁) erzeugt wird,
- einer nachgeschalteten zweiten Steuereinheit (16), die eingangsseitig über Leitungen (34, 35) für die erzeugten Impulse (b ₁, c ₁) mit der ersten Steuereinheit (14) verbunden ist und ausgangsseitig über ein erstes Zeitrelais (17) mit einer Servoeinrichtung (10) zum Abheben des Werkzeugs (5) vom Werkstück (6) in Wirk verbindung steht, und in der nach Durchführung einer bestimmten Anzahl (N ₂) von aufeinanderfolgenden Abschaltungen der Entladespannung, ohne daß sich eine Verbesserung des Verhältnisses zwischen Wirkentladungen und abnormalen Entladungen einstellt, Impulse (b ₂, c ₂) erzeugt werden,
- einer nachgeschalteten dritten Steuereinheit (18), die eingangsseitig über Leitungen (44, 45) für die erzeugten Impulse (b ₂, c ₂) mit der zweiten Steuereinheit (16) verbunden ist und ausgangsseitig über ein zweites Zeitrelais (19) mit der Servoeinrichtung (10) in Wirk verbindung steht, und in der nach Durchführung einer bestimmten Anzahl (N ₃) von kurzzeitigen Abhebungen des Werkzeugs (5) vom Werkstück (6), ohne daß sich eine Verbesserung des Verhältnisses zwischen Wirkent ladungen und abnormalen Entladungen einstellt, Impulse (b ₃, c ₃) erzeugt werden, und
- eine nachgeschaltete vierte Steuereinheit (20), die eingangsseitig über Leitungen (52, 53) für die erzeugten Impulse (b ₃, c ₃) mit der dritten Steuereinheit (18) verbunden ist und ausgangsseitig über ein drittes Zeitrelais (21) mit einem Schalter zum völligen Abschalten der Entladespannung in Wirkverbindung steht, wobei in dieser letzten Steuereinheit (20) ein Abschalt impuls (c ₄) erst dann erzeugt wird, wenn sich nach Durchführung eine bestimmte Anzahl (N ₄) von größeren Abhebungen des Werkzeugs (5) keine Verbesserung des Verhältnisses zwischen Wirkentladungen und abnormalen Entladungen einstellt.

8. Schaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Steuereinheit (14) mit einem Register (30) zur Einstellung der vorgebbaren Anzahl (N _1c) von abnormalen Entladungen und mit einem Register (31) zur Einstellung der vorgebbaren Anzahl (N _1b) von Wirkentladungen verbunden ist.

9. Schaltung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß an der ersten Steuereinheit (14) ein Zähler (15) für die Anzahl der Entladeimpulse im Arbeitsspalt und ein Register (42) zur Einstellung der Anzahl (N _I) von Entladeimpulsen, für die die Entladespannung abgeschaltet wird, vorgesehen ist.

10. Schaltung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß an der zweiten Steuereinheit (16) ein Register (39) zur Einstellung der Anzahl (N ₂) von voran gegangenen Abschaltungen der Entladespannung vorgesehen ist.

11. Schaltung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß an der dritten Steuereinheit (18) ein Register (48) zur Einstellung der Anzahl (N ₃) von voran gegangenen kurzzeitigen Abhebungen des Werkzeugs (5) vorgesehen ist.

12. Schaltung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß an der vierten Steuereinheit (20) ein Register (54) zur Einstellung der Anzahl (N ₄) von voran gegangenen größeren Abhebungen des Werkzeugs (5) vorgesehen ist.

13. Schaltung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschaltzeiten (t ₁, t ₂, t ₃) der Zeitrelais (17, 19, 21) einstellbar sind.