DE3309624A1

DE3309624A1 - Verfahren und vorrichtung zum funkenerosiven schneiden mit einem draht

Info

Publication number: DE3309624A1
Application number: DE19833309624
Authority: DE
Inventors: Jean-Paul Monnetier-Mornex Briffod
Original assignee: Ateliers des Charmilles SA
Current assignee: Ateliers des Charmilles SA
Priority date: 1982-04-08
Filing date: 1983-03-17
Publication date: 1983-10-20
Also published as: DE3309624C2; CH646892A5; US4547646A; JPS58186529A; JPS6339366B2

Description

Ateliers des Charmilles S.A., 109, rue de Lyon, 1203 Geneve

Schweiz

Verfahren und Vorrichtung zum funkenerosiven Schneiden mit einem Draht

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum
funkenerosiven Schneiden mit einem Draht, wobei das
Werkstück von zwei Supporten auf einem Tisch fixiert ist und Relativverstellungen des Tisches und des Drahtes
gemäß einer vorbestimmten Schnittbahn erfolgen.

Beim elektroerosiven Schneiden eines Werkstücks mit einem Draht treten innere Spannungen auf. Beim Schneiden des Werkstücks bleiben die beiden Teile in ihrem noch
nicht geschnittenen Bereich miteinander verbunden. Gegen Ende des Schneidvorganges wird die die beiden Teile verbindende Brücke immer dünner und im Werkstück bauen sich infolge der über diese Brücke ausgeübten Kräfte interne
Spannungen auf.

Diese Kräfte rufen eine Verformung des Werkstücks
hervor und sind Ursache von Bearbeitungsfehlern. Darüber hinaus müssen besondere Maßnahmen getroffen werden, um
zu verhindern, daß der abgeschnittene Teil beim Ver-

schwinden der Brücke herunterfällt. Unter diesen Umständen ist die vollständige Automatisierung dieses Schneidvorganges nur sehr schwierig zu realisieren.

Es wurden mehrere Vorschläge gemacht, um zu verhindern, daß der abgeschnittene Teil herunterfällt, indem z. B. unterhalb des zu bearbeitenden Werkstücks ein Gleitsupport vorgesehen wurde, oder ein Stützarm, der sich unter dem Werkstück drehte und durch die Drahtführer mitgenommen wurde, oder indem Keile in den Arbeitsspalt eingebracht wurden.

Alle diese bekannten Lösungen sind kompliziert und erfordern das Eingreifen einer Bedienungsperson und passen nicht zur vollständigen Automatisierung des Schneidvorgangs .

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die vorbeschriebenen Nachteile zu vermeiden, so daß ein vollständig automatisiertes Schneiden möglich ist, in dessen Verlauf keinerlei innere Spannungen auf das Werkstück ausgeübt werden.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein erster Bearbeitungsvorgang erfolgt, daß danach ein Teil des Werkstücks von einem der Supporte freigegeben wird, wobei das Werkstück durch den anderen Support gehalten bleibt, daß die Supporte relativ zueinander verstellt werden, bis der freigebende Support einen anderen Teil des Werkstücks überdeckt, und daß dieser andere Teil des Werkstücks mit diesem Support ergriffen wird, wonach ein weiterer Bearbeitungsvorgang erfolgt.

Es ist mit diesem Verfahren das erste Mal möglich, dreidimensionale Schnitte hoher Präzision durchzuführen, in deren Verlauf die Abfallstücke ohne Eingreifen einer Bedienungsperson beseitigt werden können.

Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung zur Durchführung des vorgenannten Verfahrens.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigt: Fig. 1 eine Schnittdarstellung einer mit einem Draht

schneidenden Funkenerosionsmaschine, Fig. 2, 3 Schneidevorgänge an einem Werkstück und Fig. 4 mehrere Abschnitte einer dreidimensionalen Bearbeitung eines Werkstücks.

Die Maschine der Fig. 1 hat zwei Supporte 1, 2 mit Spannzangen 3, 4, um ein Werkstück 5 einzuspannen. Die Supporte 1, 2 sind auf einem Teil 6 des Maschinengehäuses befestigt. Das Schneiden erfolgt durch erosive Entladungsfunken zwischen dem Werkstück 5 und einem Draht 7, der die Schnittelektrode bildet. Der Draht 7 wird von einem Bügel getragen, weil er relativ zum Werkstück 5 verstellbar ist.

Die Vorrichtungen zum Verstellen des Drahtes 7, zur Stromerzeugung und zur Steuerung des Arbeitsstroms sind nicht dargestellt, da sie allgemein bekannt sind.

Der Support 1 gleitet auf einer Führungssäule 9 und wird durch einen Motor 10 verstellt, der mit einer Zahnstange 11 zusammenwirkt. Die Führungssäule 9 ist auf einer Scheibe 12 so montiert, daß sie sich mit einem Axiallager 13 um eine vertikale Achse drehen kann. Die Drehung der Scheibe 12 und damit des Supports 1 wird durch einen Elektromotor 14 gesteuert, der mit einer Schnecke 15 versehen ist, die mit einer Randverzahnung der Scheibe 12 zusammenwirkt. Das Unterteil 16 des Axiallagers 13 ist auf dem Teil 6 gleitgeführt und kann von einem Motor 18 mit einer Gewindespindel 17 verstellt werden.

Die Spannzange 3 wird von zwei Klemmbacken 19, 20 gebildet, die an den Stellen 21, 22 am Support 1 angelenkt sind. Die Bewegung dieser Klemmbacken 19, 20 wird durch einen hydraulischen Kolben 23 hervorgerufen, der unter der Wirkung einer Feder 24 steht, deren Kraft auf eine Gelenkachse 25 der Klemmbacken 19, 20 im Sinne des Einspannens des Werkstücks 5 mit den Klemmbacken 19, 20 wirkt. Das Lösen der Spannzange 3 kann mit einem Druckmittel der Druckmittelquelle 26 durch ein Elektroventil 27 gesteuert werden. Letzteres wird durch eine programmier te elektrische Schaltung 28 gesteuert.

Die Betätigungsvorrichtung der Spannzange 4 entspricht in allen Belangen derjenigen der Spannzange 3 und wird daher nicht detailliert beschrieben. Ihre Steuerung wird durch ein Elektroventil 29 bewirkt. Der Support 2 ist um eine horizontale Achse drehbar in einem Lagerstück 30, welches mit dem Teil 6 des Maschinengehäuses verbunden ist. Die Drehung des Supports 2 erfolgt auf Wälzlagern und wird durch einen Motor 32 bewirkt, dessen Antriebsritzel· 33 in Eingriff mit einem Zahnrad 34 ist, das mit dem Support 2 fest verbunden ist.

Das Werkstück 5 kann entweder durch die Spannzange 3 oder durch die Spannzange 4 ergriffen werden, oder zugleich durch beide Spannzangen 3, 4. Die Verstellvorrichtungen der Supporte 1, 2 erlauben es, das Werkstück 5 in alle gewünschten Lagen auszurichten.

Fig. 2 zeigt eine Bearbeitung einer Innenfläche des Werkstücks 5, beispielsweise einer Matritze M. Vor dem ersten Bearbeitungsvorgang des Schneidens wird das Werkstück 5 auf jeder Seite durch die Spannzangen 3, 4 ergriffen und das Schneiden erfolgt auf der Bahn B-C, ausgehend von dem Vorloch A. Vor der Fortsetzung des Schneidvorganges und dem Abschluß der Schneidbahn wird

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die Spannzange 3 gelockert und dann der Spannzange 4 bis in die gestrichelt dargestellte Lage a¹ gebracht, um einen Teil der Schneidbahn zu überdecken und das vom Werkstück 5 getrennte Teilstück zu ergreifen- Der Schneidvorgang wird dann auf der Bahn C-B fortgesetzt und das Teilstück durch die linke Spannzange 4 gehalten. Danach gibt die rechte Spannzange 4 das Werkstück 5 frei, das durch Be wegungen des Supports 1 der Spannzange 3 entfernt werden kann.

Fig. 3 erläutert die Bearbeitung einer Außenfläche eines Werkstücks, z. B. eines Stempels P. Bei einem ersten Bearbeitungsvorgang verläuft der Schnitt gemäß der Querbahn A-B. Vor der Beendigung dieser Bahn wird die Spannzange 3 gelockert und nach rechts in die Lage a¹ verschoben, um einen Teil des Stempels P zu überdecken. Die Spannzange 3 wird dann betätigt, um den Stempel P zu erfassen. Dann wird der Schneidvorgang auf der Bahn A-B beendet, wonach die Bahn C-D verfolgt wird, wobei der Stempel P und der Abfall durch die Spannzange 3 gehalten werden, die die Entfernung dieser Stücke nach dem Ende der Bearbeitung erlaubt.

Alternativ könnte auch zuerst der Schnitt auf der Bahn A-B ausgeführt werden, dann der linke Abfall des Werkstücks durch geeignete Bewegungen der Spannzange 3 entfernt werden, die danach in die Position a¹ gebracht wird, um den Stempel P zu ergreifen.

Fig. 4 zeigt unterschiedliche Phasen einer dreidimensionalen Bearbeitung eines Werkstücks 50 mit der Maschine der Fig. 1.

Bei einer ersten Bearbeitung erfolgt ein Querschneiden, ähnlich dem der Fig. 3, um das Werkstück 50 in zwei Teile zu trennen, von denen das Teil 51 durch den

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linken Support und das andere Teil 51 durch den rechten Support ergriffen wird. Das Teil 51 wird durch den linken Support weggebracht, indem er eine Translation durchführt, gefolgt von einer Rotation. Danach wird das von dem rechten Support gehaltene Teil 52 durch Drehung dieses Supports verstellt, z. B. durch eine Drehung um 90° und der linke Support wird so verstellt, daß er den anderen Abschnitt des Teils 52 ergreift. Bei einer zweiten Bearbeitung wird ein neuer Schnitt f durch das Teil 52 hindurchgelegt, aber diesmal in einer anderen Ebene und danach das von dem linken Support ergriffene Teil 53 mit dessen erneuter Verstellung entfernt.

Die Bearbeitung wird dann zur Entfernung weiterer Abschnitte 55 des Teils 54 in anderen Richtungen fortgesetzt, indem das Teil 54 in den anderen Ebenen nach Drehungen um 45° geschnitten wird. Man erhält dabei das Teilstück 56 und letztlich das endgültige Teil 57 im rechten Teil der Fig. 4.

Alle beschriebenen Bearbeitungsvorgänge können vollkommen automatisch durchgeführt werden, also ohne jedes Eingreifen einer Bedienungsperson. Nach diesem Verfahren kann eine große Vielzahl von Formen bearbeitet werden und es wird eine sehr große Schnittpräzision erreicht, indem der Abfall während der Bearbeitung festgehalten wird. Dieses Verfahren erlaubt es darüber hinaus auch, Gießformen (Hohlformen) zu bearbeiten, wobei die Abfälle wiedergewonnen und zusammengebaut werden, um die Form zu bilden.

Statt der in Fig. 1 abgebildeten Verstellvorrichtungen für die Supporte 1, 2 des Werkstücks 5 können auch andere Verstellvorrichtungen verwendet werden, wie auch andere Vorrichtungen zum Ergreifen und Freilassen des Werkstücks 5 infrage kommen, z. B. Magnetvorrichtungen

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oder Vorrichtungen derart, wie sie derzeit bei den Spannzangen von Robotern verwendet werden.

Claims

PATENTANWÄLTE ⁰^" *""-"**"··■

DIPL-ING. P. EICHLER

BRAHMSSTRASSE 29. 5600 WUPPERTAL 2

Ansprüche:

Verfahren zum funkenerosiven Schneiden mit einem
Draht, wobei das Werkstück von zwei Supporten auf einem Tisch fixiert ist und Relativverstellungen
des Tisches und des Drahtes gemäß einer vorbestimmten Schnittbahn erfolgen, dadurch
gekennzeichnet, daß ein erster Bearbeitungsvorgang erfolgt, daß danach ein Teil des Werkstücks (5) von einem der Supporte (1) freigegeben wird, wobei das Werkstück (5) durch den anderen Support (2) gehalten bleibt, daß die Supporte (1, 2) relativ zueinander verstellt werden, bis der freigebende Support (1) einen anderen Teil des Werkstücks (5) überdeckt und daß dieser andere Teil des Werkstücks (5) mit diesem Support (1) ergriffen wird, wonach ein weiterer Bearbeitungsvorgang erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß im Verlauf eines Bearbeitungsvorgangs ein Schnitt quer durch das Werkstück (5) hindurch erfolgt (Fig. 3).
3. Verfahren nach Anspruch 2-, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Teil des durchschnittenen Werkstücks (5) durch einen der Supporte (1) in eine vorbestimmte Lage außerhalb des Bearbeitungsbereichs entfernt und dort von diesem Support (1) freigegeben wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3,. dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zwei Bearbeitungsvorgängen eine Drehung des anderen Supports (2) um eine zur Normalrichtung des Drahts (7) des Bearbeitungsbereichs senkrechte Achse erfolgt.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeic hn e t_f daß die Supporte (1, 2) durch eine Verstellvorrichtung (9 bis 18; 32 bis 34) in festgelegten Richtungen relativ zueinander verstellbar sind, daß ein Support (1, 2) eine Spanneinrichtung (3, 4) zum Ergreifen und Loslassen eines Teils des Werkstücks (5) aufweist und daß die Verstellvorrichtung (9 bis 18; 32 bis 34) und die Spanneinrichtung (3, 4) mit einer Steuerschaltung (28) in vorbestimmter Reihenfolge beaufschlagbar sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Support (1) mit Hilfe der Steuerschaltung (28) um eine Achse gedreht werden kann, die parallel zum Draht (7) verläuft und daß der andere Support (2) zwischen zwei Bearbeitungsvorgängen um eine dazu senkrechte Achse drehbar ist.