DE3309624C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren mit den Merk­ malen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Gegen Ende eines Bearbeitungsvorgangs beim funkenerosiven Drahtschneiden wird die das Werkstück und das abzuschneidende Teil miteinander verbindende Brücke immer dünner. Infolge der Gewichtsbelastung durch das abzuschneidende Teil bauen sich im Werkstück Spannungen auf. Das abzuschneidende Teil droht herunter zu fallen.

Aus der DE-PS 27 55 724 ist eine Vorrichtung zum funkenerosiven Drahtschneiden bekannt, bei der das zu bearbeitende Werkstück von einem Auflagetisch abgestützt wird. Außerdem ist das Werkstück außerhalb des Auflagetisches festgespannt. Im Auflagetisch ist ein Bewegungsschlitz für den Draht in einer Koordinatenrichtung.

In der anderen Koordinatenrichtung gleitet das Werkstück auf dem Tisch, wenn dieser gemeinsam mit dem Draht bewegt wird. Die Gleitbewegung führt dazu, daß das herauserodierte Teil im Augenblick seiner Abtrennung bewegt wird, so daß ein Be­ arbeitungsfehler auftritt. Zur Vermeidung dieses Bearbeitungs­ fehlers muß das Steuerprogramm für den Bewegungsablauf so ge­ staltet werden, daß der letzte Schnitt möglichst in Richtung des Schlitzes stattfindet, um eine Verschiebung des herauserodierten Teiles im Werkstück zu vermeiden.

Aus der US-PS 28 16 586 ist es zum Schneiden von Holzplatten bekannt, diese an zwei einander gegenüberliegenden Stellen durch je eine Spannvorrichtung zu spannen. Die bekannten Spannvorrichtungen haben jeweils einen Spannbügel, der um die Spannachse schwenkbar ist, damit das Sägewerkzeug auch am Rand des Werkstücks angreifen kann. Die Einspannung des Werkstücks wird dabei nicht aufgegeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß bei einem auto­ matisierten funkenerosiven Schneiden die Halterung des Werkstücks und des herauszuerodierenden Teils auf die Schnittbahn abge­ stimmt wird.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat also den Vorteil, daß bei einem vollständig automatisierten Schneiden, in dessen Ver­ lauf keinerlei innere Spannungen auf das Werkstück ausgeübt werden, keine dauernde Unterstützung des Werkstücks bzw. des herauszuerodierenden Teils mit auf diese Unterstützung abge­ stimmter Steuerung des Bewegungsvorganges erforderlich ist. Das erfindungsgemäße Verfahren erleichtert vielmehr die völlig freie Wahl der Schnittbahn und steuert die Halterung des Werk­ stücks und des herauszuerodierenden Teils bedarfsweise.

Außerdem ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren das erste Mal die grundsätzliche Möglichkeit, dreidimensionale Schnitte hoher Präzision durchzuführen, in deren Verlauf die Abfallstücke ohne Eingreifen einer Bedienungsperson beseitigt werden können. Die automatische Beseitigung der Abfallstücke wird in Ausgestaltung der Erfindung dadurch erreicht, daß der abgeschnittene Teil des Werkstücks durch den ersten Support aus dem Bearbeitungsbereich entfernt und dann von diesem Support frei­ gegeben wird.

Für eine Verwirklichung eines dreidimensionalen Schnitts wird in Weiterbildung der Erfindung so verfahren, daß zwischen zwei Bearbeitungsvorgängen eine Drehung des zweiten Supports um eine zum Draht senkrechte Achse erfolgt.

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 Entla­ dungsfunken zwischen dem Werkstück 5 und einem Draht 7, der die Schneidelektrode bildet. Der Draht 7 wird von einem Bügel getragen, weil er relativ zum Werkstück 5 ver­ stellbar ist.

Die Vorrichtungen zum Verstellen des Drahtes 7, zur Stromerzeugung und zur Steuerung des Arbeitsstromes 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 Zahn­ stange 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 Axial­ lagers 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 ange­ lenkt 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 Druck­ mittel der Druckmittelquelle 26 durch ein Elektroventil 27 gesteuert werden. Letzteres wird durch eine programmier­ te elektrische Schaltung 28 gesteuert.

Die Betätigungsvorrichtung der Spannzange 4 ent­ spricht 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 31 und wird durch einen Motor 32 bewirkt, dessen Antriebs­ ritzel 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 zu­ gleich durch beide Spannzangen 3, 4. Die Verstellvorrich­ tungen der Supports 1, 2 erlauben es, das Werkstück 5 in alle gewünschten Lagen auszurichten.

Fig. 2 zeigt eine Bearbeitung einer Innenfläche des Werkstücks 5, beispielsweise einer Matrize 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 die Spannzange 3 gelockert und dann in Richtung der Spannzange 4 bis in die gestrichelt dargestellte Lage a′ gebracht, um einen Teil der Schneidbahn zu überdecken und das vom Werk­ stück 5 getrennte Teilstück zu ergreifen. Der Schneidvor­ gang wird dann auf der Bahn C-B fortgesetzt und das Teil­ stück durch die linke Spannzange 3 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 a′ verschoben, um einen Teil des Stempels P zu über­ decken. Die Spannzange 3 wird dann betätigt, um den Stem­ pel P zu erfassen. Dann wird der Schneidvorgang auf der Bahn A-B beendet, wonach die Bahn C-D verfolgt wird, wo­ bei 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 a′ gebracht wird, um den Stempel P zu ergreifen.

Fig. 4 zeigt unterschiedliche Phasen einer dreidi­ mensionalen Bearbeitung eines Werkstücks 50 mit der Ma­ schine der Fig. 1.

Bei einer ersten Bearbeitung erfolgt ein Querschnei­ den, ähnlich dem der Fig. 3, um das Werkstück 50 in zwei Teile zu trennen, von denen das Teil 51 durch den linken Support und das andere Teil 52 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 Ab­ schnitt des Teils 52 ergreift. Bei einer zweiten Bearbei­ tung 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 fortge­ setzt, indem das Teil 54 in den anderen Ebenen nach Dre­ hungen 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 voll­ kommen 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, Gieß­ formen (Hohlformen) zu bearbeiten, wobei die Abfälle wiedergewonnen und zusammengebaut werden, um die Form zu bilden.

Statt der in Fig. 1 abgebildeten Verstellvorrich­ tungen für die Supporte 1, 2 des Werkstücks 5 können auch andere Verstellvorrichtungen verwendet werden, wie auch andere Vorrichtungen zum Eingreifen und Freilassen des Werkstücks 5 in Frage kommen, z. B. Magnetvorrichtungen oder Vorrichtungen derart, wie sie derzeit bei den Spann­ zangen von Robotern verwendet werden.

Claims (6)

1. Verfahren zum funkenerosiven Drahtschneiden, bei dem das Werkstück von zwei Supporten gehalten wird und der Draht relativ zum Werkstück gemäß einer vorbestimmten Schnittbahn bewegt wird, dadurch gekenn­ zeichnet, daß nach einem ersten Bearbeitungs­ vorgang das Werkstück (5) von dem ersten Support (1) freigegeben wird, wobei das Werkstück (5) durch den zweiten Support (2) gehalten bleibt, daß die Supporte (1, 2) relativ zueinander verstellt werden, bis der erste Support (1) einen anderen Teil des Werkstücks (5) überdeckt, worauf dieser andere Teil des Werkstücks (5) von dem ersten Support (1) ergriffen wird und ein weiterer Bearbeitungsvorgang erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß bei einem Bearbeitungsvorgang ein Schnitt quer durch das Werkstück (5) hindurch erfolgt (Fig. 3).

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der abgeschnittene Teil des Werkstücks (5) durch den ersten Support (1) aus dem Bearbeitungs­ bereich entfernt und dann von diesem Support (1) freige­ geben wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zwischen zwei Bearbeitungs­ vorgängen eine Drehung des zweiten Supports (2) um eine zum Draht (7) senkrechte Achse erfolgt.

5. Vorrichtung zum funkenerosiven Drahtschneiden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Supporte (1, 2) von einer Verstellvorrichtung (9-18; 32 - 34) relativ zueinander verstellbar sind, daß die Supporte (1, 2) jeweils eine Spannzange (3, 4) zum Ergreifen und Loslassen eines Werkstückteils aufweisen, und daß die Ver­ stellvorrichtung (9-18; 32-34) und die Spannzangen (3, 4) durch eine programmierte elektrische Schaltung (28) steuerbar sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß mit Hilfe der elektrischen Schaltung (28) zwischen zwei Bearbeitungsvorgängen der erste Support (1) um eine drahtparallele Achse und der zweite Support (2) um eine zum Draht (7) senkrechte Achse schwenkbar ist.