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Beschreibung:
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung
eines Elektroerosionsverfahrens mit einer auf einer dreidimensionalen Bahn numerisch
gesteuerten typischen Elektrode. Die Erfindung betrifft insbesondere das Herausführen
eines Bearbeitungsspalts aus einem fehlerhaften Zustand bei einem derartigen Elektroerosionsverfahren.
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Beim erwähnten Elektroerosionsverfahren wird eine typische Elektrode,
d.h. ein axiales oder schlankes Elektrodenwerkzeug mit einem Endteil von typischer
Elektrodenform, d.h. einer einfachen Querschnittskontur (z.B. kreisförmig oder quadratisch),
die im allgemeinen unabhängig von der einem Werkstück zu erteilenden Form ist, axial
positioniert zum Bohren des Endteils in elektroerosiver Bearbeitungsbeziehung mit
dem Werkstück und im allgemeinen translatorisch gegenüber dem Werkstück verschoben
zum abtastenden oder wirksamen Vorwärtsbewegen des Endteils im Werkstück nacheinander
längs aufeinanderfolgender zweidimensionaler programmierter Vorschubbahnen. Diese
Vorschubbahnen sind in parallelen Ebenen definiert, die durch einen kleinen Abstand
in einer dritten Richtung oder in Richtung einer Achse des Elektrodenwerkzeugs voneinander
entfernt sind. Gleichzeitig wird ein elektroerosiver Bearbeitungsspalt zwischen
dem sich vorwärtsbewegenden Endteil und dem Werkstück aufrechterhalten, damit in
diesem fortschreitend eine dreidimensionale bearbeitete Form entwickelt wird entsprechend
den aufeinanderfolgenden zweidimensionalen Vorschubbahnen insgesamt. Die dreidimensionale
Bahnsteuerung erfolgt zweckmäßig in einem NC-System (numerisch gesteuertes System)unter
programmierXn
Bahndateninformationen.
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Dieses Verfahren hat einige Vorteile gegenüber dem herkömmlichen einsenkenden
Elektroerosionsverfahren. Als erstes entfällt das Erfordernis des komplementären
Kopierens der Werkzeugelektroden, was für gewöhnlich für einen einzigen Formvorgang
mehrfach erfolgen muß. Als zweites ist eine verhältnismäßig hohe Bearbeitungsgenauigkeit
bei einer verhältnismäßig hohen Abtragungsrate, d.h. sogar unter Bearbeitungsbedingungen
mit "Verschleiß" erzielbar.
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Ferner treten Ansammlungen von Entladungsprodukten, etwa abgetragenen
Teilchen und zersetzten Gasen, mit weitaus geringerer Wahrscheinlichkeit auf, was
beim Einsenkverfah ren ein äußerst ernstes Problem ist. Es besteht folglich eine
geringere Neigung für Kurzschlüsse, Elektrodenüberschlag oder einer ähnlichen außergewöhnlichen
Entladung, was eine thermische Beschädigung des Werkstücks oder des Elektrodenwerkzeugs
oder von beiden ergibt.
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Wenn aber ein derartiger fehlerhafte Spaltzustand auf-Q.ritt, der
auch bei diesem Verfahren nicht vollständig vermeidbar ist, muß der Bearbeitungsspalt
durch sofortiges Unterbrechen der abnormalen Entladung und Entfernen des fehlerhaften
Zustands wieder hergestellt werden, so daß der Schaden nicht auftreten kann. Dies
kann teilweise erzieit werden durch Beenden der elektrischen Erregung des Bearbeitungsspalts
durch kurzzeitiges Unterbrechen der zugeführten Bearbeitungsimpulse. Es wurde jedoch
gefunden, daß diese Maßnahme häufig nicht ausreicht, um den Schaden speziell dort
zu verhindern, wo der Bearbeitungsspalt eine bedeutende Menge an nicht entferntem
Bearbeitungabfall enthält.
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Somit ist es zum nicht nur kurzzeitigen, sondern ständigen Beseitigen
des Elektrodenüberschlagzustands oder des
Kurzschließens erwünscht,
den Bearbeitungsspalt zu erweitern oder das Elektrodenwerkzeug und das Werkstück
kurzzeitig voneinander zu entfernen, so daß der am gesammelten Bearbeitungsabfall
sofort aus dem Bearbeitungsspalt gepumpt werden kann. Hierzu ist es denkbar, eine
bei einem herkömmlichen Elektroerosionsverfahren angewendete Methode zur Erzielung
desselben Zwecks anzuwenden. Es wurde somit vorgeschlagen, das Elektrodenwerkzeug
kurzzeitig vom Werkstück wie beim herkömmlichen Einsenkverfahren axial zurückzuziehen,
das Elektrodenwerkzeug wie beim Elektroerosionsverfahren mit wandernden Draht längs
seiner vorangehenden Bewegungsbahn kurzzeitig zurückzuziehen oder eine Kombination
dieser beiden Werkzeugzurückziehungen anzuwenden. Es wurde gefunden, daß keine dieser
Arten der Werkzeugzurückziehungen nach dem Stand der Technik zwangsläufig den fehlerhaften
Spaltzustand beim dreidimensionalen gesteuerten, mit typischer Elektrode arbeitenden
Elektroerosionsverfahren angemessen wieder herstellt.
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Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens, das einen
fehlerhaften Spaltzustand bei einem dreidimensionalen, insbesondere numerisch gesteuerten
und mit typischer Elektrode arbeitenden Elektroerosionsverfahren in optimaler Weise
wieder herstellt, und auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens vorsieht.
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Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch den Gegenstand
des Anspruchs 1.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der
Zeichnung beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht,
teilweise in Schrägansicht und teilweise als Blockschaltbild, eines Systems zur
Steuerung eines Elektroerosionsverfahrens mit einer auf einer dreidimensionalen
Bahn numerisch gesteuerten typischen Elektrode nach den Prinzipien der Erfindung;
Fig. 2 ein Schaltschema einer Abänderung eines Teils des Systems von Fig.1; Fig.
3 eine Schrägansicht mit einer schematischen Darstellung eines Werkstücks, bei dem
eine konvexe Raumform durch das System von Fig. 2 hergestellt wird, und einen Vektor,
nach dem gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung das typische Elektrodenwerkzeug
vom Werkstück zurückgezogen wird; Fig. 4 eine der Fig. 3 ähnliche Ansicht eines
derartigen Vektors in Verbindung mit einer in einem Werkstück hergestellten konkaven
Raumform; Fig. 5 eine schematische Draufsicht einer zweidimensionalen Vorschubbahn,
die in einer x-y-Ebene von der Achse eines typischen Elektrodenwerkzeugs verfolgt
wird, und dessen im System von Fig. 1 verfolgte zweidimensionale Bahnzurückziehungskomponente
gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung; Fig. 6
ein Schaltschema im wesentlichen in Blockform eines NC-Systems zur Durchführung
der Bahnsteuerung von Fig. 1 bei einem Verfahren nach der Erfindung.
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Fig. 1 zeigt ein typisches Elektrodenwerkzeug, d.h. ein solches mit
einem Endteil 1a in typischer Form, das unter Bildung eines Bearbeitungsspalts in
Nähe eines Werkstücks 2 angeordnet ist. Das Elektrodenwerkzeug 1 hat einen axialen
Körper, etwa einen gleichmäßigen schlanken Stab, hat eine einfache Querschnittskontur,
z.B. kreisförmig oder quadratisch, und ist im allgemeinen unabhängig von einer im
Werkstück herzustellenden dreidimensionalen Form.
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Somit ist der einfache Endteil der Elektrode normalerweise viel kleiner
als die hergestellte Form, die verhältnismäßig groß und von verwickelter Form sein
kann. Eine derartige hergestellte Form ist als konvexe Form in Fig.1 dargestellt.
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Bei dem auf eine Vorschubbahn dreidimensional gesteuerten Elektroerosionsverfahren
wird das axiale Elektrodenwerkzeug 1 gegenüber dem Werkstück 2 translatorisch verschoben
zum dreidimensionalen und abtastenden Bewegen des Endteils 1a in und über dem Werkstück
2. Die abtastende dreidimensionale Bahn wird durch eine Folge von am Werkstück 2
verlaufenden zweidimensionalen Bahnen 2a so gebildet, daß zusammengenommen die gewünschte
dreidimensionale Form gebildet wird. Die aufeinanderfolgenden Bahnen 2a befinden
sich jeweils in aufeinanderfolgenden,beabstandeten und parallelen Ebenen.
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Die dargestellte Anordnung des Elektrodenwerkzeugs 1 wird senkrecht
oder in Richtung einer z-Achse ausgerichtet gehalten, während das Werkstück 2 so
getragen wird, daß es sich waagerecht oder in einer zur z-Achse senkrechten x-y-Ebene
erstreckt. Das Elektrodenwerkzeug 1 wird an einem nicht gezeigten herkömmlichen
Halter 1 gehalten, der antriebsmäßig mit einem z-Achse-Notor Mz, z.B.
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einem Schrittmotor, antriebsmäßig verbunden ist, der das Elektrodenwerkzeug
1 in Richtung der z-Achse verschiebt.
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Das Werkstück 2 wird sicher auf einem nicht gezeigten Werkstückbehälter
gehalten, der auf einem nicht gezeigten Kreuztisch gehalten wird. Der Kreuztisch
ist antriebsmäßig verbunden mit einem x-Achse-Vorschubmotor Mx, z.B.
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einem Schrittmotor und einem y-Achse-Vorschubmotor Mz, z.B. einem
Schrittmotor, zur Verschiebung des Werkstücks 2 in der waagerechten oder in der
x-y-Ebene. Die Vorschubdaten für die x-y-Bahnen und die z-Achse-Verschiebungen sind
in einer NC-Einheit 3 gespeichert und programmiert und werden zur Erregung der Motoren
Mx, My und Mz so verarbeitet, daß wirksam eine translatorische Verschiebung des
Elektrodenwerkzeugs 1 gegenüber dem Werkstück 2 resultiert. Hierdurch wird das Endteil
1a nacheinander längs der aufeinanderfolgenden, programmierten und zweidimensionalen
Bahnen bewegt. Jedesmal, wenn eine der aufeinanderfolgenden zweidimensionalen Bahnen
beendet ist, wird der z-Achse-Motor Mz durch einen programmierten Befehl der NC-Einheit
3 erregt zur erneuten Positionierung des Elektrodenwerkzeugs 1 längs der z-Achse
zur senkrechten Verschiebung des Endteils 1a um eine gegebene kleine Strecke. Dieser
von einem zweidimensionalen Vorschubschritt gefolgte Verschiebungsschritt wird wiederholt,
bis die endgültige programmierte zweidimensionale Vorschubbahn erreicht ist.
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Während der dreidimensionalen Verschiebungen wird der Bearbeitungsspalt
mit
einem flüssigen Dielektrikum überflutet gehalten, und erfolgt eine Reihe von elektrischen
Entladungen zwischen dem sich vorwärtsbewegenden Endteil 1a und dem Werkstück 2
zum elektroerosiven Entfernen von Material vom Werkstück 2 am Bearbeitungsspalt.
Die für die elektrischen Entladungen gelieferte Bearbeitungsenergie umfaßt eine
Gleichstromquelle 4 und einen in Reihe mit dem Elektrodenwerkzeug 1 und dem Werkstück
2 geschalteten Leistungsschalter 5. Der Leistungsschalter wird durch einen Oszillator
oder Signalimpulsgeber 6 abwechselnd ein-und ausgeschaltet zur Ausübung einer Reihe
von elektrischen Impulsen am Bearbeitungsspalt.
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Die Entladungsschaltung enthält einen abfühlenden Widerstand 7a als
Teil einer Spaltüberwachungsschaltung 7.Zweck der Spaltüberwachung 7 ist die Uberwachung
des Bearbeitungsspalts und das Ansprechen auf die Entwicklung eines fehlerhaften
Zustands in diesem, z.B. eines Elektrodenüberschlag- und/oder Kurzschlußzustands,
zur Erzeugung eines Steuersignals. Das Steuersignal wird in die NC-Einheit 3 eingegeben
zur Ausführung einer Spaltwiederherstellungswirkung nach der Erfindung. In diesem
Zusammenhang kann die Spaltspannung oder der Spaltstrom auf Mittelwert- oder Impulsbasis
in bekannter Weise gemessen werden zur Ermittlung eines derartigen fehlerhaften
Zustands im Bearbeitungsspalt. Die Spaltüberwachungsschaltung 7 kann gemäß Fig.
7 so ausgelegt sein, daß sie in Abhängigkeit vom speziellen Ausmaß des fehlerhaften
Spaltzustands mehrere Steuersignale liefert. Hierzu können mehrere Schmitt-Triggerschaltungen
oder ähnliche Diskriminatoren S1, S2, S3 mit unterschiedlichen Schwellwertniveaus
mit dem Widerstand 7a verbunden werden zur Abgabe von Steuersignalen in Abhängigkeit
von speziellen Größen der Spannung, die sich daran in Abhängigkeit vom speziellen
Ausmaß des fehlerhaften Spaltzustands entwickelt.
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Fig. 3 und 4 zeigen die Herstellung einer konvexen bzw.
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konkaven Form im Werkstück 2 mittels eines typischen Elektrodenwerkzeugs
1.
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Während sich der Endteil 1a der Elektrode längs einer der zweidimensionalen
Bahnen 2m, 2n in der entsprechenden Ebene bewegt, wird, wenn durch die Spaltüberwachungseinheit
7 ein fehlerhafter Zustand ermittelt wird, nach der Erfindung das Elektrodenwerkzeug
1 veranlaßt, sich von einer Position PO des fehlerhaften Zustands um eine gegebene
Strecke t G in einer gegebenen Richtung G translatorisch zu bewegen, die gegenüber
der Achse Z des Elektrodenwerkzeugs 1 geneigt ist, und sich quer zu einem Teil der
gegebenen zweidimensionalen Bahn 2m, 2n zu bewegen, die der Position PO unmittelbar
vorausgeht. Auf diese Weise wird der Endteil 1a von den bearbeiteten Oberflächen
des Werkstücks 2 angrenzend an den Bearbeitungsspalt mit dem fehlerhaften Zustand
entfernt. Die bewegte Elektrode wird danach zurückgeführt, um den Endteil 1a in
die Position PO gegenüber dem Werkstück 2 zurückzustellen. Die gegebene Richtung
G ist vorzugsweise im wesentlichen senkrecht zu der sich an der Position PO entwickelnden
dreidimensionalen Form oder verläuft im wesentlichen rechtwinklig zu diesem Teil
der Vorschubbahn 2m, 2n, folglich zu einer Tangente T hiervon in der Position PO.
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Die erforderliche translatorische Bewegung oder Zurückziehung des
typischen Elektrodenwerkzeugs erfolgt wirksam durch Verschieben des Elektrodenwerkzeugs
1 um eine erste gegebene Strecke t N in einer ersten gegebenen Richtung N, die in
dieser Ebene x-y rechtwinklig oder im wesentlichen rechtwinklig zu diesem Teil der
Vorschubbahn 2m, 2n ist und die im wesentlichen gleichzeitig ein Zurückziehen des
Elektrodenwerkzeugs 1 um eine zweite gegebene Strecke ß Z axial oder in einer zweiten
gegebenen Richtung Z bewirkt,
die zur x-y-Ebene rechtwinklig ist,
so daß das Elektrodenwerkzeug 1 gegebenenfalls wn die gegebene Strecke t; G in der
gegebenen Richtung G zurückgezogen wird. Die ersten und zweiten gegebenen Strecken
txN und .tiZ können bei einem praktischen Beispiel im wesentlichen gleich sein,
so daß die in diesem Fall in einer zur x-y-ebenen rechtwinkligen Ebene liegende
gegebene Richtung G zu diesem Teil der Vorschubbahn unter einem Winkel von 450 geneigt
ist.
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Die axiale Verschiebung des Elektrodenwerkzeugs 1 erfolgt durch Betätigen
des Motors Mz, während die translatorische Verschiebung durch Betätigen der Motoren
M und My erfolgen kann. Fig. 5 zeigt ein Beispiel dafür, wie die letztere Verschiebung
ausgeführt werden kann.
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Fig. 5 zeigt die Bewegung der Achse des Elektrodenwerkzeugs 1 längs
eines Teils der Vorschubbahn 2m im wesentlichen in Richtung einer Tangente T in
der x-y-Ebene. Die Vorschubbahn 2m umfaßt eine Folge von programmierten incermentellen
Verschiebungen, von denen jede eine Strecke hat.
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Vom Punkt P1 zum PO hat sich die Achse um acht aufeinanderfolgende
Schritte bewegt. Es sei nun angenommen, daß die im Werkstück gerade erzeugte Form
auf der linken Seite hoch und auf der rechten Seite gegenüber der Vorschubbahn 2m
oder Richtung T niedrig ist, und daß an der Position PO ein fehlerhafter Spaltzustand
ermittelt wird. Die Achse des Elektrodenwerkzeugs 1 wird dann in der x-y-Ebene in
Richtung N1 translatorisch verschoben, die zur Richtung T auf der rechten Seite
der Vorschubbahn 2n oder T rechtwinklig ist, wobei der Endteil 1a der Elektrode
von den bearbeiteten Oberflächen des Werkstücks 2 wegbewegt wird. Hierzu können
die Verschiebungsdaten für die acht Schritte 2 bis zur Position PO gespeichert,
reproduziert, einzeln um +900 gedreht und dann in der umgekehrten Reihenfolge verfolgt
werden zur translatorischen Verschiebung der Achse des
Elektrodenwerkzeugs
1 um die Strecke;ÄN in Richtung von N1. Das zurückgezogene Elektrodenwerkzeug kann
durch Verfolgen der Zurückziehungsbahn in der entgegengesetzten Richtung zur Position
PO zurückgeführt werden.
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Fig. 6 zeigt ein Steuersystem mit den obigen Prinzipien der Erfindung.
Das System findet sich in einer numerischen Steueranordnung, die mit den drei Motoren
MX(48), (49) y und Mz verbunden sind und eine Kommando quelle 8 enthalten.
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Verbunden mit der Kommando quelle 8 sind in einem herkömmlichen NC-Schema
zwei Register 9 und 10 für zu integrierende Koordinantenvariable x und y und zwei
Addierer 11 und 12 zur Kombinierung der Ausgänge der Kommando quelle 8 mit den Ausgängen
der Register 9 bzw. 10 derart, daß ihre Ausgänge in x-Achse- und y-Achse-Speicher
13 bzw. 14 geliefert werden. Zwei Flip-Flops 15 und 16 speichern die Vorzeichen
der aufeinanderfolgenden x-Achse- und y-Achse-Vorschubimpulse entsprechend den von
der Kommando quelle 8 empfangen Instruktionen. Ebenfalls enthalten ist ein Paar
von UND-Schaltungen 26,27,28 und 29, das die Ausgänge der Speicher 13 und 14 mit
den Ausgängen der Flip-Flops 15 und 16 kombiniert und gegebenenfalls in den Treiberkreis
für die Motoren Mx und My liefert.
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Ein weiterer Flip-Flop 17 speichert die von der Kommandoquelle 8 empfangenen
speziellen Richtungsangaben zur Bestimmung, welche Seite der Vorschubbahn bei jeder
befohlenen Position darauf genommen werden soll beim translatorischen Zurückziehen
des Elektrodenwerkzeugs 11.
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Die Überlaufimpulse der Speicher 13 und 14 werden in Shiftregister
18 bzw. 1 eingegeben und gespeichert, von denen jedes 8 Bit hat. Weitere 8-Bit-Shiftregister
20 und 21 werden mit den Ausgängen der Flip-Flops 15 und 19 beliefert. Weitere 8-Bit-Register
22,22'; 23,23'; 24,24'
und 25,25' speichern die von den Registern
18,19,20 und 21 übertragenen Daten.
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Die Treiberkreise für die Motoren 48(Mx) und 49(M ) werden y durch
die Ausgänge von vier ODER-Schaltungen 42,43,44 und 45 betrieben. Der Motor Mx(48)
wird durch eine Energiequelle 50 erregt und wird bei eingeschalteten Transistoren
52 so in einer Richtung gedreht, daß er das Elektrodenwerkzeug 1 um einen positiven
Schritt cÆlängs der x-Achse antreibt, und wird bei Einschaltung der Transistoren
52' in einer derartigen Richtung gedreht, daß er das Elektrodenwerkzeug 1 um einen
negativen Schritt - ( längs der x-Achse antreibt. Der Motor My(49) wird durch eine
Energiey quelle 51 erregt und bei Einschaltung von Transistoren 53 in einer derartigen
Richtung gedreht, daß er das Elektrodenwerkzeug 1 um einen positiven Schritt +t-
längs der y-Achse verschiebt und bei Einschaltung von Transistoren 53' derart in
einer Richtung gedreht wird, daß er das Elektrodenwerkzeug 1 um einen negativen
Schritt - £ längs der y-Achse verschiebt. Die Transistoren 52,52',53 und 53' werden
eingeschaltet, wenn die ODER-Schaltungen 42,44,43 bzw.
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45 an ihren einzelnen Ausgängen "1" haben.
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Der Eingang der ODER-Schaltung 42 kommt vom Ausgang der UND-Schaltung
26, deren Eingang mit dem Ausgang des Speichers 13 gespeist wird. Der andere Eingang
der UND-Schaltung 26 kommt vom Setzeingang des Flip-Flops 15. Der Eingang der ODER-Schaltung
44 kommt von der UND-Schaltung 28, deren Angang mit dem Ausgang des Speichers 13
gespeist wird. Der andere Eingang der UND-Schaltung 28 kommt vom Rücksetzeingang
des Flip-Flops 15. Somit ist ersichtlich, daß bei normalem Betrieb jedes Mal vom
Speicher 13 ein Uberlaufimpuls abgegeben wird, wenn der Motor 48(I'9) ) gedreht
wird, um das Elektrodenwerkzeug um einen Schritt a in der positiven oder negativen
Richtung zu drehen in Abhängigkeit
davon, ob sich der Flkp-Flop
im gesetzten oder rückgesetzten Zustand befindet, und somit in Abhängigkeit vom
speziellen Befehl des vom Regler 8 abgegebenen Plus-oder inus-Signals.
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In ähnlicher Weise hat die ODER-Schaltung 43 einen Eingang, der vom
Ausgang der UND-Schaltung 27 kommt, deren Eingang mit dem Ausgang des Speichers
14 gespeist wird, und deren anderer Eingang mit dem Setzeingang des Flip-Flops 16
verbunden ist. Der eine Eingang der ODER-Schaltung 45 kommt von der UND-Schaltung
29, deren einer Eingang mit dem Ausgang des Speichers 14 gespeist wird und deren
anderer Eingang mit dem Rücksetzeingang des Flip-Flops 16 verbunden ist. Somit wird
beim normalen Betrieb vom Speicher 14 jedesmal ein berlaufimpuls abgegeben, wenn
der Motor 49(1in) gedreht wird, um das Elektrodenwerkzeug um einen Schritt ,- in
der positiven oder negativen Richtung zu :verschieben in Abhängigkeit davon, ob
der Flip-Flop 16 sich in seinem gesetzten oder rückgesetzten Zustand befindet und
somit in Abhängigkeit vom speziellen Befehl des vom Regler 1Z abgegebenen Plus-
oder Ninussignals.
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Auf diese Weise kann sich die Achse des ':lektrodenwerkzeugs längs
der vorprogrammierten zweidimensionalen Bahn 2m schrittweise bewegen, vergl. Fig.
5. Diese Betriebsart ist an sich bekannt und erfolgt gemäß der herkömmlichen DDA
(digitaler Differential-Analysator) Linearinterpolation, so daß keine weitere detailierte
Erläuterung hiervon erforderlich ist.
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Gemäß der dargestellten ausführungsform der Erfindung ist das Syste;n
so ausgelegt, daß es folgendes aufweist: eine X-Achse-Zurückziehungssteuereinheit
54 mit den Registern 19,21,23,23',25 und 25', ODER-Schaltungen 39 und 41 und UND-Schaltungen
31,33,35 und 37, die mit den beiden
zusätzlichen Eingängen jeder
der ODER-Schaltungen 42 und 44 verbunden sind, und eine Y-Achse-Zurückziehungssteuereinheit
55 mit den Registern 18,20,22,22',24 und 24',ODE Schaltungen 38 und 40 und UND-Schaltungen
30,32,34 und 36, die mit den beiden zusätzlichen Eingängen jeder der ODER-Schaltungen
43 und 45 verbunden sind.
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Die Register 18 und 19 werden mit den Uberlaufimpulsen aus den Speichern
13 bzw.14 gespeist. Die Register 20 und 21 werden mit den Ausgängen der Flip-Flops
15 bzw. 16 gespeist. Der Ausgang der ODER-Schaltung 46, deren Eingänge mit den Ausgängen
der Speicher 13 und 14 verbunden sind, wird zur Verschiebung von Daten in den Registern
18,19 und 21 verwendet, von denen jedes acht Bits hat.
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Daher werden in den Registern 18 und 20 die letzten acht aufeinanderfolgenden
Ausgänge des Speichers 13 bzw. diejenigen des Flip-Flops 15 gespeichert. In ähnlicher
Weise werden in den Registern 19 und 20 die letzten acht aufeinanderfolgenden Ausgänge
des Sepciers 18 bzw. diejenigen des Flip-Flops 16 gespeichert. Die speziellen Indikationen
der in den jeweiligen acht Bits der Register 18,19,20 und 21 gespeicherten binären
digitalen Daten sind die gespeicherten Ausgänge, die den acht Verschiebungsschritten
der Achse des Elektrodenwerkzeugs 1 von der Position P1 zur Position PO entsprechen,
vergl. Fig. 5. Selbstverständlich sind die in den Registern 18 und 19 gespeicherten
Daten die Daten für die Komponenten der schrittweisen Verschiebungen längs der x-Achse
bzw. y-Achse, während die in den Registern 20 und 21 gespeicherten Daten die Polaritäten
oder Plus- bzw. Minus-Richtungen der Komponentenverschiebungen längs dieser Achsen
sind.
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Somit zeigt z.B. die Zahl 1 in irgendeinem Bit des Registers 18, daß
die Einheitsverschiebung = beim entsprechenden
Schritt längs der
x-Achse erfolgte. Die Zahl 't0t' in irgendeinem Bit des Registers 18 zeigt, daß
im entsprechenden Schritt keine Verschiebung längs der y-Achse erfolgte. Die Zahl
1 in irgendeinem Bit des Registers 20 oder 21 zeigt, daß die Verschiebung, sofern
ausgeführt, im entsprechenden Schritt in der positiven Richtung erfolgte. Die Zahl
"O" im Register 20 oder 21 zeigt, daß die Verschiebung, sofern ausgeführt, in der
negativen Richtung erfolgte.
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Jedesmal, wenn die Daten in den Registern 18,19,20 und 21 erneuert
werden, werden die darin befindlichen letzten Daten zu den Registern 20,22'; 23,23';
24,24' bzw. 25,25' übertragen, von denen jedes acht Bit hat. In den Registern 22
- 25 sind die letzten acht aufeinanderfolgenden übertragenen Daten gespeichert und
geben über ihre Ausgänge in der entgegengesetzten Reihenfolge, wie beim Eingang,
ab.
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In den Registern 22' - 25' sind diese Daten gespeichert zur Abgabe
in derselben Reihenfolge des Eingangs. Diese Abgaben erfolgen aber nicht, solange
ihre Verschiebungseingänge aberregt bleiben, d.h. solange die Bearbeitung unter
normalen Bedingungen erfolgt.
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enn im Bearbeitungsspalt ein fehlerhafter Zustand ermittelt wird,
gibt die Uberwac'nungseinheit 7 ein Steuersignal ab, das einerseits auf den Regler
8 gegeben wird, zur Beendigung von dessen programmiertem Verarbeitungsvorgang, und
daß andererseits den Oszillator 7 betätigt. Dieser gibt, sofern betätigt, über seine
erste Ausgangsklemme 47-1 erste acht Impulse und danach über seine zweite Ausgangsklemme
47-2 acht Ausgangsimpulse ab. Die ersten acht Impulse werden auf die Register 22
- 25 und die nachfolgenden act linpulse auf die Register 22' - 25' gegeben. Die
Register 22 -25 wirken auf die Motoren 48(Mx) ) und 49(mm) zum translay torischen
Zurückziehen des Elektrodenwerkzeugs in der x-y-
Ebene, während
die Register 22' - 25' auf diese Motoren wirken zum Zurückführen des Elektrodenwerkzeugs
nach der Zurückziehung.
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Wenn die ersten acht Impulse von den zweiten Ausgangsklemmen 47-1
des Oszillators 47 aufeinanderfolgend ankommen, gibt jedes der Register 22 - 25
die gespeicherten Daten in umgekehrter Reihenfolge ab. Die abgegebenen Datensignale
des Registers 22 treten durch die ODER-Schaltung 38 für den unmittelbaren Eintritt
in eine erste logische ;tTahlscllaltung mit UND-Schaltungen 30,32,34 und 36. Die
abgegebenen Datensignale des Registers 24 treten durch die ODER-Schaltung 40 zum
unmittelbaren Eintreten in die UND-Schaltungen 30 und 34 und nach Inversion in die
UND-Schaltungen 32 und 36.
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Die vom Register 23 abgegebenen Datensignale treten durch die ODER-Schaltung
39 für einen unmittelbaren Eintritt in eine zweite Wählschaltung mit UND-Schaltungen
31,33,35 und 37. Die vom Register 25 abgegebenen Datensignale treten durch die ODER-Schaltung
41 zum unmittelbaren Eintritt in die UND-Schaltungen 31 und 75 und nach Inversion
in die UND-Schaltungen 33 und 35. Die UND-Schaltungen 30 - 37 sind über ihre Eingänge
auch mit dem Ausgang des Flip-Flops 17 verbunden, der beiBeaufschlagung mit einem
"nach rechts"-Signal vom Regler 8 einen "1'-Ausgang und bei Beaufschlagung mit einem
"nach links't-Signa1 einen t'O"-Ausgang liefert. Ein derartiger Ausgang wird unmittelbar
in die UND-Schaltungen 30 - 33 und nach Invers ion in die UND-Schaltungen 34 - 37
geliefert. Die Ausgänge der UND-Schaltungen 32 und 34 in der ersten logischen Wählschaltung
werden über die ODER-Schaltungen 43 geliefert und treiben somit den Motor 49(My)
an zum Verschieben des Elektrodenwerl;zeugs 1 um +t . Die Ausgänge der UND-Schaltungen
30 und 36 in der ersten logischen Wählschaltung werden über die ODER-Schaltung 45
geliefert und treiben somit den Motor 49(My) an zum Verschieben des Elektrodenwerkzeugs
1 um -E . Die Ausgänge der UND-Schaltungen 31 und 37 in der zweiten logischen
Wählschaltung
werden über die ODER-Schaltung 42 geliefert und treiben somit den Motor 48(mm) an
zum Verschieben des Elektrodenwerkzeugs 1 um + c . Die Ausgänge der UND-Schaltungen
33 und 35 in der zweiten logischen Wählschaltung werden über die ODER-Schaltung
44 geliefert und treiben somit den Motor 48(mm) an zum Verschieben des Elektrodenwerkzeugs
um -ffi. Auf diese Weise wird das Elektrodenwerkzeug 1 von der Position PO zur Position
P2 in Richtung von N1 in der x-y-Ebene gemäß Fig. 5 translatorisch verschoben.
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Wenn darauf die nachfolgenden acht Impulse von der zweiten Ausgangsklemme
47-2 des Oszillators 47 nacheinander ankomnen, gibt jedes der Register 22' - 25'
einzeln die gespeicherten Daten aufeinanderfolgend in der Reihenfolge der Speicherung
ab. Die vom Register 22' abgegebenen Datensignale treten durch die ODER-Schaltung
38 für einen unmittelbaren Eintritt in die UND-Schaltungen 30,32,34 und 36.
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Die vom Register 24' abgegebenen Datensignale treten nach Inversion
durch die ODER-Schaltung 40, wobei die invertierten Signale unmittelbar in die UND-Schaltungen
30 und 34 und bei Reinversion in die UND-Schaltungen 32 und 36 geliefert werden.
Die vom Register 23' abgegebenen Datensignale treten durch die ODER-Schaltung 39
für einen unmittelbaren Eintritt in die UND-Schaltungen 31,33,35 und 37.
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Die vom Register 25' abgegebenen Datensignale treten nach Inversion
durch die ODER-Schaltung 41, wobei die invertierten Signale unmittelbar in die UND-Schaltungen
31 und 35 und nach Reinversion in die UND-Schaltungen 33 und 37 geliefert werden.
Die logisch verarbeiteten Ausgänge, die auf diese Weise von den UND-Schaltungen
30 - 37 abgegeben werden, treten durch die ODER-Schaltungen 42 - 45 und treiben
die Motoren 48(MX) und 49(M ) an zum Zurückstellen des y zurückgeführten Elektrodenwerkzeugs
1 von der Position P2 zur Position PO längs der schrittweisen Bahnen, längs weicher
es
zurückgezogen wurde.
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Es ist daher ersichtlich, daß die x-Achse-ZurücZziehungssteuerung
54 die y-Achse-Daten (Impulse) für die zurückliegenden acht aufeinanderfolgenden
Schritte der Bearbeitungsvorschubbewegung einzeln in x-Achse-Daten (Impulse) um
sowohl für die Zurückziehungs-, als auch für die Rückstellbewegungen des Elektrodenwerkzeugs
1. In gleicher Weise wandelt die y-Achse-Zurückziehungssteuerung 55 die x-Achse-Daten
(Impulse) für diese Schritte einzeln in y-Achse-Daten (Impulse) für diese beiden
Bewegungen um. Wie oben beschrieben, werden die Daten bezüglich der Seite (rechts
oder links) der Bearbeitungsvorschubbahn, zu der das Elektrodenwerkzeug verschoben
werden soll, im Regler 8 an jeder Position To programmiert und am Flip-Flop 17 wiedergegeben,
dessen Ausgang in die UND-Schaltungen 30 - 37 geliefert wird, zur Vervollständigung
der genauen Umformungssteuerungen. Die einzelnen Arten der Datenumformungen, die
durch die Zurückziehungssteuereinheiten 54 und 55 an der Ausgangslogikstufe 30 -
37 ausgeführt werden, sind in der folgenden Tabelle angegeben, die zeigt, wie ein
Bearbeitungsvorschubimpuls in einen Zurückziehungsimpuls und einen Rückstellimpuls
umgewandelt werden soll, wenn die Zurückziehung erstens auf die rechte Seite oder
zweitens auf die linke Seite der Bearbeitungsvorschubbahn an einem gegebenen Punkt
PO hierauf erfolgen sollte.
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Tabelle 1
| Bearbei- Zurücziehungsseuerungssignal |
| Bearbei- Zurückziehungssteuerungssignal |
| tungsvor Zurückziehungssteuerungs |
| schubsignal |
| n.rec1ts(1)n.links (2) nrechts(2) n.links<1) |
| x = +1 Y = -1 y = +1 y = +1 y = -1 |
| x n -1 = - +1 Y = -1 . tY a -1 y' a +1 |
| y 1 +1 x= +1 x = -1 x - -1 x = +1 |
| v = -1 x = -1 x = +1 x = +1 x = -1 |
In der obigen Tabelle bezeichnen x=+1 die Verschiebung t~ längs
der x-Achse in der positiven Richtung, x=-1 die Verschiebung LI längs der x-Achse
in der negativen Richtung, y=+1 die Verschiebung C. längs der y-Achse in der positiven
Richtung und y=- 1 die Verschiebung C längs der y-Achse in der negativen Richtung.
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Aus der Tabelle ist ersIchtlich, daß, wenn die ZurücAziehung zur rechten
Zeit erfolgen sollte, x=+1 und x=-1 in y=-1 bzw. y=+1 umgewandelt werden für die
Zurückziehungsverschiebung und in y=+1 bzw. y=--l für die Rückstellverschiebung.
Wenn die Zurückziehung zur linken Seite erfolgen soll, werden x=+1 und x=-1 in y=+1
bzw. y=-l für die Zurückziehungsverschiebung und in y=-1 bzw. y=+1 für die Rückstellverschiebung
umgewandelt. In gleicher Weise werden y=+1 und y=-1, wenn die Zurückziehung zur
rechten Seite erfolgen soll, zu. x=+1 bzw. x=-1 für die Zurückziehungsverschiebung
und zu =-1 bzw. x=+1 für die Rückstellverschiebung. Wenn die Zurückziehung zur linken
Seite erfolgt gen soll, werden y=+1 und y=-1 in x=-1 bzw. x=+1 urngewandelt für
die Zurückziehungsverschiebung und in x=+1 bzw.
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x=-1 für die Rückstellverschiebung.
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MTenn die Zurückziehung zur rechten Seite erfolgen soll, befindet
sich der Flip-Flop 17 in seinem gesetzten Zustand ind macht es unmögiich, daß der
Ausgang der ODt'R-Schaltung 38,40 durch die UND-Schaltung 34,36 hindurchtritt und
ermöglicht nur das Hindurchtreten durch die UND-Schaltung 30,32. Wenn dann der Ausgang
der ODER-Schaltung 38 gleich "O" ist, d.h. bei Fehlen einer Verschiebung längs der
ychse, haben die UND-Schaltungen 30 und 32 den Ausgang "O" und halten den Motor
49(M ) im Stillstand. Wenn die ODER-y Schaltung 38 den Ausgang "1" hat, wird der
Motor 49( ) um y einen Schritt in der positiven oder negativen Richtung in Abhängigkeit
vom Ausgang der ODER-Schaltung 40 angetrieben.
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Wenn die ODER-Schaltung 40 den Ausgang "1" hat, d.h. wem x = + 1 is-t,
hat die UND-Schaltung )0 den ikusgallg "1", der seinerseits den rotor 49(M ) in
der negativen Richtung any treibt. Dies bedeutet, daß x=+1 in y=-1 ut:gewardelt
wird.
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Der z-Achse-Motor Mz von Fig. 1 und dessen in Verbindung mit den Prinzipien
der Erfindung beschriebene Steuerung sind in Fig. 6 der Klarheit wegen nicht gezeigt.
Der Treiberkreis für den z-Achse-Motor Kz arbeitet in Abhängigkeit vom Ausgang der
Spaltüberwachungseinheit 7 und ann mit den Ausgangsklemmen ç-7-1 und 47-2 des Oszillators
47 verbunden werden. Somit kann der Rotor Mz in einer negativen Richtung schrittweise
in Abhängigkeit von den von der Ausgangsklemme 47-1 kommenden ersten acht au:$'einanderfolgenden
Impulsen angetrieben werden und das Elektrodernwerkzeug 1 axial zurückziehen. Dann
wird zum Zurückstellen des Eiektrodenwerkzeugs in die Position PO in der z-Achse-Koordinate
der Motor Mz in positiver Richtung schrittweise in Abhängigkeit von den von der
Ausgangsklemme 47-2 kommenden nachfolgenden acht aufeinanderfolgenden Impulsen angetrieben.
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Der Oszillator 47 ist vorzugsweise so auslegt, daß er eine gegebene
gerade Anzahl von Impulsen, z.B. sechzehn Impulse, wiederholt abgibt, von denen
die erste Gifte (z.B.
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acht) von der Ausgangsklemme 47-1 ausgeht, während die nachfolgende
Hälfte (z.B. acht) von der Ausgangsklemme 47-2 ausgeht. Dies ermöglicht dem Elektrodenwerkzeug
1 ein wie derholtes translatorisches Zurückzienen und Zurückstellen.
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Die Anzahl der Wiederholungen kann im Oszillator 47 in einfa-ch-r
Weise eingestellt werden. Die Spaltübenachungseinheit 7 kann auch aufeinanderfolgend
den Bearbeitungsspalt am Ende endes der Wiederholungszyklen der Werkzeugzurüch ziehung
und -zurückstellung überwachen und den Oszillator 47 beim Verschwinden des fehlerhaften
Zustands abschalten.
Der Hub der Werkzeugzurückziehung Lann durch
die Anzahl der Impulse eingestellt werden, die von jeder der Ausgangsklemmen 47-1
und 47-2 ausgehen. Der Hub kann somit dadurch veränderlich hergestellt werden, daß
die Anzahl dieser Impulse veränderlich wählbar gemacht wird, ansprechend auf und
In Abhängigkeit von der speziellen Größe des fehlerhaften Spaltzustands. Diese Größe
kann unter Verwendung der Detektoranordnung gemäß Fig. 2 leicht unterschieden werden.
Auf diese Weise kann auch eine anpassende Steuerung der translatorischen Werkzeugzurückziehung
mögich gemacht werden.