DE3321010C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Über­ wachen der Arbeitsbedingungen beim funkenerosiven Drahtschnei­ den, währenddessen der Widerstand der Arbeitsflüssigkeit ge­ messen und in Abhängigkeit von dem Meßergebnis ein Signal er­ zeugt wird.

Ein derartiges Verfahren ist aus der DE-OS 29 49 330 be­ kannt. Bei dem bekannten Verfahren wird der spezifische Wider­ stand des Dielektrikums gesteuert, indem eine Spaltüberwachung stattfindet, wobei mit einer Spalt-Detektorschaltung gearbeitet wird, um die Spaltimpedanz zu erfassen. Außerdem wird bei dem bekannten Verfahren eine Vielzahl weiterer Parameter gesteuert, wie Spaltabstand, Dielektrikum oder Spaltreinigung. Dabei erfolgt ein konstantes Überwachen von Änderungen im Spalt­ zustand bei kontinuierlich von dem Bearbeitungsspalt abgelei­ teten Daten, so daß das bekannte Verfahren sehr aufwendig ist.

Bei dem Verfahren der DE-AS 26 28 268 wird die Dicke eines Werkstücks ermittelt, indem vorübergehend die Relativverschie­ bung unterbrochen wird, um einen Reststrom im Arbeitsspalt zu messen und dementsprechend die Dicke des Werkstücks abzuleiten. Dieses Verfahren ist nur bei idealen Funkenbedingungen zu ver­ wenden. Voraussetzung ist, daß der Widerstand der Arbeitsflüs­ sigkeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Entladungen konstant ist, um die gewünschte Information über die Dicke des Werk­ stücks ableiten zu können. Eine Überwachung der Arbeitsbedin­ gungen beim Drahtschneiden ist auf diese Weise nicht möglich.

Aus der DE-PS 27 21 804 ist ein Verfahren bekannt, einen bestimmten spezifischen Widerstand der Arbeitsflüssigkeit auszuwählen, um die besten Bearbeitungsbedingungen zu errei­ chen. Ein Hinweis darauf, wie bzw. mit welchem Verfahren die Abhängigkeit des spezifischen Widerstands gemessen wurde, ist dieser Druckschrift nicht zu entnehmen.

Dem Bekannten gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art so zu ver­ bessern, daß es unter Heranziehung des spezifischen Widerstands der Arbeitsflüssigkeit in einfacher Weise durchgeführt werden kann.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Messen des spe­ zifischen Widerstandes während der Zeit zwischen zwei aufeinan­ derfolgenden Entladungen erfolgt und das Signal bei einer Er­ höhung des spezifischen Widerstandes abgegeben wird.

Für die Erfindung ist die Entdeckung von Bedeutung, daß in dem Augenblick der Verschlechterung der durch den Draht erfol­ genden Bearbeitung der spezifische Widerstand der Arbeits­ flüssigkeit zwischen zwei Entladungen ansteigt, statt sich wie beim Senken zu verringern. Dieses neue und unerwartete Phänomen, das speziell dem Drahtschneiden eigen ist, konnte mit dem Auftreten von Gasbläschen in der Arbeitsflüssigkeit verbunden werden, die eine Veränderung der Abkühlungsbe­ dingungen des Drahtes zur Folge hatten und dadurch zu einem Drahtbruch führten.

Ausgestaltungen des Verfahrens werden durch die Merkmale der Unteransprüche gekennzeichnet.

Mit einer Vorrichtung zum Steuern der Arbeitsbedingungen beim funkenerosiven Drahtschneiden, mit einer an die den Ar­ beitsspalt bildenden Elektroden angeschlossenen Meßeinrichtung zum während des Erodierens erfolgenden Messen des Widerstands der im Arbeitsspalt befindlichen Arbeitsflüssigkeit, mit einer Vergleicherschaltung zum Vergleichen des Meßergebnisses mit einem Bezugswert und zum Erzeugen eines Steuersignals bei einer Abweichung von dem Bezugswert, und mit einer eine Arbeitsbe­ dingung in Abhängigkeit von dem Steuersignal steuernden Steuer­ schaltung kann wie vorbeschrieben verfahren werden, wenn ein die Meßeinrichtung zwischen zwei aufeinanderfolgenden Entla­ dungen aktivierender Schalter vorhanden ist, und wenn die Vergleicherschaltung zur Abgabe des Steuersignals bei Erhöhung des spezifischen Widerstandes der Arbeitsflüssigkeit ausge­ bildet ist.

Ausgestaltungen der Vorrichtung sind durch die Merkmale der Unteransprüche gekennzeichnet.

Die einzige Figur der Zeichnung zeigt ein Ausführungs­ beispiel einer Schaltung zum funkenerosiven Drahtschneiden, mit der das erfindungsgemäße Verfahren ausgeführt werden kann.

Diese Schaltung ist zur Überwachung der Arbeitsbedingungen in einer Funkenerosionsmaschine vorgesehen, von der nur die zum Verständnis der Erfindung notwendigen Elemente dargestellt sind. Diese Maschine hat einen Generator 1, der Taktimpulse zur Steuerung des elektronischen Schalters 7 erzeugt, mit dessen Hilfe die Spannungsquelle 8 Bearbeitungsimpulse liefert, damit Funken zwischen einer Drahtelektrode 2 und einem zu bearbei­ tenden Werkstück 3 überspringen. Es sind Leitungen 4 vorge­ sehen, um Arbeitsflüssigkeit in den Arbeitsspalt zwischen dem Draht 2 und dem Werkstück 3 zu leiten. Mit nicht näher dargestellten Mitteln kann eine Relativverstellung zwischen dem Draht 2 und dem Werkstück 3 erfolgen, um in letzterem einen Schnitt 5 der gewünschten Form durchzuführen.

Die von dem Generator 1 gelieferten Taktimpulse steuern nach dem Durchlaufen eines UND-Gliedes 6 einen elektronischen Schalter 7, der schematisch als Transistor dargestellt ist, um das Anlegen der Spannung einer Spannungsquelle 8 an das Werkstück 3 und den Draht 2 zu steuern. Die Verbindung der Spannungsquelle 8 mit dem Draht 2 wird über zwei Schleifkon­ takte 9 hergestellt.

Zur Messung des spezifischen Widerstandes der Arbeits­ flüssigkeit hat die Schaltung eine Spannungshilfsquelle 10, die einerseits mit einem der Schleifkontakte 9 über eine Sperrdiode D 1 verbunden ist und andererseits mit dem Werkstück 3 über einen Widerstand R und einen elektronischen Schalter 11. Letzterer wird durch einen Hilfsgenerator 12 gesteuert, der mit dem Generator 1 synchronisiert ist, um den Schalter 11 während wenigstens eines Teils der Zeit durchgängig zu machen, die zwei Arbeitsimpulse des Generators 1 voneinander trennt.

Die Synchronisation des Generators 12 bewirkt, daß die Spannungshilfsquelle 10 auf den Arbeitsspalt geschaltet wird. Der Schaltkreis dieser Spannungsquelle 10 schließt sich über die Sperrdiode D 1, den Draht 2, das Werkstück 3, den Schalter 11 und den Widerstand R. Der durch diesen Kreis fließende Strom hängt offen­ sichtlich von dem Widerstandswert zwischen dem Draht 2 und dem Werkstück 3 ab, d. h. von dem spezifischen Widerstand der Arbeitsflüssigkeit während der Zeit­ intervalle, in denen es keine Arbeitsentladungen gibt. Der Strom dieses Kreises erzeugt eine Spannung am Widerstand R und diese Spannung wird an eine Schal­ tung 13 zur Informationsverarbeitung gelegt. Diese Schaltung 13 enthält einen Vergleicher, der auf die Tatsache reagiert, daß die Spannung am Widerstand R größer oder kleiner ist, als eine mit einem Poten­ tiometer 14 eingestellte Bezugsspannung.

Wenn die Spannung am Widerstand aber kleiner wird als die Bezugsspannung, bedeutet das, daß der Widerstand der Flüssigkeit im Arbeitsspalt einen bestimmten Wert überschritten hat, was auch für den spezifischen Wider­ stand gilt. Man sieht, daß sich der zwischen dem Draht 2 und dem Werkstück 3 gemessene Widerstand für einen vorgegebenen spezifischen Widerstand der Arbeitsflüssig­ keit in Abhängigkeit von der Dicke des Werkstücks ver­ ringert. Das Potentiometer 14 muß daher zur Berücksichti­ gung der Dicke des Werkstücks justiert werden.

Sobald der spezifische Widerstand der Arbeits­ flüssigkeit den vorgegebenen Wert überschreitet, liefert die Schaltung 13 ein Ausgangssignal, das der Einwirkung auf den Arbeitsstrom dienen soll. Ein Umschalter 15 in der in der Zeichnung dargestellten Lage erlaubt es, dieses Signal über einen Inverter 16 auf das UND-Glied 6 zu geben und den elektronischen Schalter 7 blockiert zu halten, und unterbricht den Ar­ beitsstrom bis zu dem Moment, wo die Arbeitsbedingungen wieder normal geworden sind. Während der Unterbrechung des Arbeitsstromes arbeiten die Generatoren 1, 12 fort­ während weiter, so daß die periodische Messung des spezifischen Widerstandes der Arbeitsflüssigkeit fort­ gesetzt wird. In der anderen Lage des Umschalters 15 wird das Signal der Schaltung 13 an den Generator 1 an­ gelegt, um einen Arbeitsparameter zu verändern, z. B. um den mittleren Arbeitsstrom zu verringern, indem beispielsweise während der Dauer der Impulse auf deren Amplitude eingewirkt wird, oder auf die Totzeit, die aufeinander folgende Impulse voneinander trennt.

Es können verschiedene Abwandlungen der beschrie­ benden Schaltung vorgenommen werden. Man kann beispiels­ weise die Messung des spezifischen Widerstandes der Arbeitsflüssigkeit zwischen den Werkstück und dem Draht kontinuierlich durchführen und eine Schaltung zum Unter­ drücken des gemessenen Signals am Eingang der Schaltung 13 während der Dauer der Arbeitsimpulse vorsehen. Man kann ebenso vorsehen, daß die Schaltung 13 auch auf die Geschwindigkeit der Veränderung einer Erhöhung des spezifischen Widerstandes reagiert. In diesem Fall mißt man die Steilheit, mit der sich der spezifische Widerstand erhöht und die Schaltung 13 gibt ein Signal ab, wenn diese Steilheit einen bestimmten Wert über­ schreitet. Diese Überwachung der Steilheit der Verän­ derung könnte im übrigen kombiniert werden mit der Messung des spezifischen Widerstandes der Arbeits­ flüssigkeit, wobei die Einwirkung auf den Arbeits­ strom in jedem Fall stattfindet, wenn der spezifische Widerstand größer wird, als ein vorbestimmter Wert.

Claims (7)

1. Verfahren zum Überwachen der Arbeitsbedingungen beim funkenerosiven Drahtschneiden, währenddessen der Wider­ stand der Arbeitsflüssigkeit gemessen und in Abhängig­ keit von dem Meßergebnis ein Signal erzeugt wird, da­ durch gekennzeichnet, daß das Messen des spezifischen Widerstandes während der Zeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Entladungen erfolgt und das Signal bei der Erhöhung des spezifischen Widerstandes abgegeben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Signal bei Erhöhung des spezifischen Widerstandes auf einen bestimmten Wert abgegeben wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Steilheit der Erhöhung des spezifischen Widerstandes gemessen und bei Erreichen eines bestimmten Bezugswerts ein Signal abgegeben wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal zur Einwirkung auf den Arbeitsstrom verwendet wird.

5. Vorrichtung zum Steuern der Arbeitsbedingungen beim fun­ kenerosiven Drahtschneiden, mit einer an die den Arbeits­ spalt bildenden Elektroden angeschlossenen Meßeinrichtung zum während des Erodierens erfolgenden Messen des Wider­ stands der im Arbeitsspalt befindlichen Arbeitsflüssigkeit, mit einer Vergleicherschaltung zum Vergleichen des Meßer­ gebnisses mit einem Bezugswert und zum Erzeugen eines Steuersignals bei einer Abweichung von dem Bezugswert, und mit einer eine Arbeitsbedingung in Abhängigkeit von dem Steuersignal steuernden Steuerschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Meßeinrichtung (10, R) zwischen zwei aufeinanderfolgenden Entladungen ak­ tivierender Schalter (11) vorhanden ist, und daß die Ver­ gleicherschaltung (13) zur Abgabe des Steuersignals bei Erhöhung des spezifischen Widerstandes der Arbeitsflüssig­ keit ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die die Vergleicherschaltung (13) beaufschlagende Meßeinrichtung (10, R) zur Ermittlung der Erhöhung des spezifischen Widerstandes einen Widerstand (R) aufweist, der einerseits über eine Spannungshilfs­ quelle (10) und eine Sperrdiode (D 1) an den Draht (2) und andererseits über den Schalter (11) an das Werkstück (3) angeschlossen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (6, 7, 15) einen Umschalter (15) hat, mit dem das Steuer­ signal der Vergleicherschaltung (13) zur Verringerung des Arbeitsstroms einem Impulsgenerator (1) oder zur Unter­ brechung des Arbeitsstroms über einen Inverter (16) und ein UND-Glied (6) einem Taktschalter (7) zuleitbar ist.