DE3390011T1

DE3390011T1 - Elektrische Entladungsmaschine

Info

Publication number: DE3390011T1
Application number: DE19833390011
Authority: DE
Inventors: Yoshio Ozaki; Kazuo Tsurumoto; Masahiro Nagoya Aichi Yamamoto; Tekeshi Yatomi
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1982-05-28
Filing date: 1983-05-27
Publication date: 1984-05-30
Anticipated expiration: 2003-05-28
Also published as: US4695696A; DE3390011C2; CH663168A5; JPS58211826A; WO1983004204A1; JPH0244648B2

Description

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BESCHREIBUNG

TITEL DER ERFINDUNG .

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ELEKTRISCHE ENTLADUNGSMASCHINE

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TECHNISCHES GEBIET

Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Entladungsmaschinen, und betrifft insbesondere eine elektrische Entladungsmaschine, die einen Haüptschaltkreis zur Zuführung eines Stroms mit einem hohen Spitzen wert zwischen Elektroden, die aus einer Elektrode und

einem Werkstück bestehen, und einen Hilfsschaltkreis zur Zuführung eines Stromes mit einem niedrigen Spitzenwert zwischen die Elektroden, um intermittierend eine elektrische Entladung zwischen den Elektroden zu bewirken, umfaßt.

STAND DER TECHNIK

Systeme zur Zuführung einer Bearbeitungsenergie von einer elektrischen Bearbeitungsguelle zu den Elektroden einer Drahtschneid- elektrischen Entladungs^ maschine können grob in eine erste Gruppe Systeme, bei denen ein Kondensator zwischen den Elektroden, bestehend aus einer Elektrode und einem Werkstück, verbunden ist, und der so verbundene Kondensator durch einen Schalttransistor, der ein- und ausgeschaltet wird, aufgeladen wird, so daß die elektrische Entladungsverarbeitung durch Verwendung der Spannung des so geladenen Kondensators durchgeführt wird, und eine , zweite Gruppe Systeme, bei denen der Strom zwischen den Elektroden

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direkt mittels eines Schaltkreises ein- und ausgeschaltet wird, der zwischen der Energiequelle und den! Elek- ; troden angeordnet ist, unterteilt werden. '

In der ersten Gruppej Systeme, wie in Fig. 1 dargestellt ist, ist ein kondensator 14 zwischen einer Drahtelek-'trode 10 und einem Werkstück 12 verbunden, und die ", Bearbeitungsenergie wird von einer Energiequelle: 16 durch^ einen Strombegrenzungswiderstand 18 und einen ^! Schaljttransistor 20 zu dem so verbundenen Kondensator 14 geleitet.*Der Kondensator 14 wird durch den Schalttr^nsistoj: 20, der mittels eines von einem Oszillator 22J ausgegebenen EIN-AUS-Impulssignals an- und ausgeschaltet wird, geladen. Auf diese Weise werden die Impulsspännung und der Strom zwischen die Elektroden, bestehend aus der Drahteldktrode 10 und dem Werkstück 12 mittels dem so geladenen Kondensator 14 aufgebracht.

so!

Die Teile (a) und (b) von Fig. 2;sind Wellenformdiagramme, die eine Zwischen-Elektrodenspannung V bzw;, einen Maschi- i ! nenstrom I in der elektrischen Entladungsmaschine in Fig. 1 zeigen. Die Wellenform der Zwischenelektrodenspannung V wird mittels der Zeitkonstanten CR begrenzt, die von; der Kapazität C des Kondensators 14 und dem Widerstand R₁ des Widerstandes 18 bestimmt wird. In der

·: .■;! ■ . ■■ i: ■ ' '■■ ;■ ' . ■ . , ι ijk Fig. 1 gezeigten Maschine, hängt der Zeitpunkt des Auftretens einer elektrischen Entladung zwischen den Ii Elektroden vom Spalt zwischen iden Elektroden, dem ! spezifischen! Widerstand der Bearjbeitungslösung zwischen ! i^en Elektroden und dem Vorhanc.ensein eines Pulvers ab, "; dias während der elektrischen Entjl^dungsbearbeitung erzeugt wird. Daher beginnt z.B. djie elektrische Entladung tievor die Ladespannung des Kondensators 14 die Zuführspannung Vcc erreicht, oder mit leiner Verzögerungszeit, nachdem sj|.e die Zwischenelektrodenspannung erreicht. In

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;I ; diesem Fall betragen der Spitzenwert Ip und die Impuls-

-Jr-

M-

breite Vp des Stroms zwischen den Elektroden:

Ip = E

fi

In diesen Gleichungen ist E die Entladungsanfangsspannung und L die Induktanz des Stromwegs. Entsprechend wird in der in Fig. 1 dargestellten Maschine der Maschinenstrom durch die Spannung E bestimmt, die zu Beginn der elektrischen Entladung geliefert wird. Der Bearbei-. tungsstromwert ist daher für jede elektrische Entladung nicht konstant. Andererseits wird, da der Betrag eines Teils des Werkstücks, das mittels eines Entladungsbearbeitungsvorgangs entfernt wird, vom Stromwert abhängt,.

der während der elektrischen Entladung geliefert wird, wird die bearbeitete Oberflächenrauhigkeit durch den maximalen Stromwert während der elektrischen Entladung bestimmt. Allgemein wird, wenn der Entladungsstrom gesteigert wird, die Entladungsbearbeitungsgeschwindigkeit gesteigert. Die in Fig. 1 dargestellte Drahtschneidelektrisc.he Entladungsmaschine hat jedoch den Nachteil, daß, da der Strom nicht für jede elektrische Entladung konstant ist, die Bearbeitungsgeschwindigkeit für eine gegebene Oberflächenrauhigkeit abnimmt.

Ein Beispiel der zweiten Gruppe Systeme ist in der japanischen Patentanmeldung Nr. 13195/1969 beschrieben. Sie soll kurz beschrieben werden. Das System hat einen Hauptschaltkreis zur Zuführung eines Stroms mit einem hohen 0 Spitzenwert zwischen die Elektroden, und einen Hilfsschaltkreis, der einen geringen Stromspitzenwert hat und nur zur Zuführung an einer Spannung über den Elektroden verwendet wird. Der erste Hilfsschaltkreis führt die Spannung über die Elektroden, und nachdem das Stattfinden einer elektrischen Entladung erfaßt wurde, wird

der Hauptschaltkreis für eine vorbestimmte Zeitdauer geschlossen, um Strom zuzuführen, wie gewünscht. Entsprechend, wie in den Teilen (a) und (b) in Fig. 3 gezeigt, kann ein Entladungsstrom I ausgebildet werden, der in Bezug auf eine Zwischenelektrodenspannung V gleichförmig ist, der zwischen die Elektroden zugeführt wird. Die Bearbeitungsgeschwindigkeit für eine gegebene Oberflächenrauhigkeit kann somit gesteigert werden, so daß der oben beschriebene Nachteil der ersten Gruppe Systeme, die einen Kondensator verwenden, behoben wird. Die zweite Gruppe Systeme hat jedoch folgende Nachteile:

Der erste Nachteil ist der, daß der gewünschte Bearbeitungsstrom gleichförmig auch während einer abnormalen elektrischen Entladung fließt (z.B., wenn keine Nichtladezeit vorhanden ist, in der die elektrische Entladung auch nach dem Aufbringen einer Spannung nicht beginnt; d.h., die elektrische Entladung beginnt nach dem Aufbringen der Spannung). Der zweite Nachteil besteht darin, daß, da der gleiche Strom auch bei einem Kurzschluß zwischen den Elektroden und dem Werkstück fließt, die Elektrode, usw. durch Joule'sche Wärme zerstört werden. Dies wird weiter im einzelnen beschrieben. Der Durch-. schnittsstrom I während der Bearbeitung ist wie folgt:

ϊ = ip χ τ Τ"?

AUS OFFEN EIN

wobei T die Zeitdauer ist, für die der Hauptschaltkreis zur Zuführung des Stroms geschlossen ist, T _ die Zeitpause ist, für die die Zuführung des Stroms unterbrochen ist, Ip der Spitzenstrom und T_opFEN die durchschnittliche Nichtladezeit ist. Andererseits ist der Durchschnittsstrom I' während einer abnormalen elektrischen Entladung:

EIN

I= Ip χ

T +T
AUS EIN

Daher beträgt die Stromsteigerungsrate l/T¹ während einer abnormalen Entladung:

I AUS EIN

Φ +φ +Φ

I V AUS OFFEN EIN

Im allgemeinen sollte bei einem Drahtschneid-·elektrischen Entladungsbearbeitungsvorgang die Differenz zwischen ^(taus Mj₃IN* ^und Hopfen» ^{groß sein}' ^offen* ^sollte das Zwei- bis Dreifache von (T_ _p + T) oder mehr betragen, und daher ist der Strom IV während einer abnormalen Entladung das Zwei- bis Dreifache des Stroms ΐ oder mehr. Da der Strom jedoch, der in der Drahtelektrode fließen kann, begrenzt ist, kann die Drahtelektrode während einer abnormalen Entladung zerstört werden.

Aus der obigen Beschreibung ist ersichtlich, daß die zweite Gruppe Systeme den Nachteil, der der ersten Gruppe Systeme anhaftet, behebt; sie hat jedoch den Nachteil, daß die Drahtelektrode zerstört wird, wenn ein abnormaler Zustand - z.B. wenn bei einer Drahtschneid- elektrischen Entladungsmaschine ein gerader Bearbeitungsvorgang in einen Eckenbearbeitungsvorgang umgeschaltet wird (wobei in diesem Fall der Draht sehr häufig zerstört wird) oder wenn die Arbeitsweise des Zwischenelektrodenspannungsservomechanismus nicht geeignet ist, oder wenn der Zwischenelektrodenservo nicht schnell aufgrund der großen Vibration der Drahtelektrode arbeitet, auftritt.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

In Anbetracht der oben beschriebenen Nachteile, die einer gewöhnlichen elektrischen Entladungsmaschine anhaften, ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine elektrische Entladungsmaschine zu schaffen, in der ein Hilfsschaltkreis für die Zuführung eines Stroms mit einem kleinen Spitzenwert zwischen die Elektroden vorgesehen ist, Wobei festgestellt wird, ob eine elektrische Entladung innerhalb einer eingestellten Entscheidungszeit stattgefunden hat oder nicht, wenn keine elektrische Entladung innerhalb der eingestellten Zeit stattfindet, der Hilfsschaltkreis bewirkt, daß eine Initialspannung auch nach der eingestellten Zeit zügeführt wird, wenn das Stattfinden einer Entladung danach erfaßt wird, ein Hauptschaltkreis zur Zuführung eines Stroms mit einem hohen Spitzenwert bewirkt, einen normalen Strom zuzuführen, der für die für das Werkstück erforderliche Oberflächenrauhigkeit geeignet ist, und wenn eine elektrische Entladung oder ein Kurzschluß innerhalb einer eingestellten Zeit stattfindet, ein Strom kleiner als der normale Strom sofort mittels des Hauptschaltkreises oder des Hilfsschaltkreises zugeführt wird, wodurch die Werkstückbearbeitungsgeschwindigkeit gesteigert wird, die Bearbeitungsgeschwindigkeit für eine gegebene Oberflächenrauhigkeit gesteigert wird, und der Bearbeitungsvorgang stabil ist.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN 30

Fig. 1 ist ein Schaltbild zur Darstellung einer

üblichen Drahtschneid-elektrischen Entladungsmaschine.

Fig. 2 ist ein Wellenformdiagramm zur Darstellung der Wellenformen der Zwischenelektrodenspannung und des Stroms der gewöhnlichen Maschine in Fig. 1. Fig. 3 ist ein

Wellenformdiagramm zur Darstellung derWellenformen der Zwischenelektrodenspannung und des Stroms einer anderen gewöhnlichen Drahtschneid- elektrischen Entladungsmaschine. Fig. 4 ist ein Schaltbild zur Darstellung der Anordnung der Drahtschneid- elektrischen Entladungsmaschine gemäß dieser Erfindung. Fig. 5 ist ein Schaltbild zur Darstellung eines konkreten Beispiels eines Schaltkreises zur Ausbildung eines Steuersignals in der Maschine in Fig. 4. Fig. 6 ist ein Wellenformdiagramm zur Darstellung der Wellenformen der Signale an verschiedenen Schaltkreispunkten in dem Schaltkreis von Fig. 5. Fig. 7 ist eine graphische Darstellung zur Wiedergabe der Ergebnisse der elektrischen Entladungsbeärbeitungsvorgänge mit der Maschine gemäß der Erfindung.

BESTE ART ZUR DURCHFÜHRUNG DER ERFINDUNG

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Fig. 4 ist ein Schaltbild zur Darstellung eines Beispiels einer elektrischen Entladungsmaschine gemäß der Erfindung.

Ein Hauptschaltkreis 24 und ein Hilfsschaltkreis 26 sind parallel zwischen Elektroden, die eine Drahtelektrode 10 und eine Werkstückelektrode 12 sind, verbunden. Der Hauptschaltkreis 24 ist eine Reihenschaltung einer Gleichstromquelle V_ und ein Parallelschaltkreis von einer 0 Reihenschaltung eines Widerstandes R„ und eines Schaltelements Tr_, wie z.B. eines Transistors, einer Serienschaltung, eines Widerstandes R- und eines Schaltelements Tr_, wie z.B. ein Transistor- und eine. Reihenschaltung eines Widerstandes R und eines Schaltelements Tr , wie z.B. ein Transistor. Der Hilfsschaltkreis 26 ist eine Reihenschaltung einer Gleichstromquelle V₁, eines

Widerstandes R₁ und eines Schaltelements Tr₁, wie z.B. ein Transistor. In der elektrischen Entladungsmaschine ist der Wert des Widerstands R₁ so ausgebildet, daß der Hilfsschaltkreis 26 so einen Strom liefert, daß der Spitzenstromwert um einen entladungserhaltenden Stromwert oder höher liegt. Die Schaltelemente Tr„ bis Tr

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und Tr im Hauptschaltkreis 24 und der Hilfsschaltkreis 26 werden mittels eines Ausgangs eines Schaltkreises zur Ausbildung eines Steuersignals ein- und ausgeschaltet.

Ein Beispiel des Schaltkreises 28 zur Ausbildung des Steuersignals wird in Fig. 5 gezeigt. Eine Zwischenelektrodenspannung V wird einem Eingangsanschluß 30 zugeführt und wird weiter an Vergleichschaltkreise 32 und 34 angelegt, an denen Vergleichsspannungen V .... Und

V -₂'anliegen. Die Bezugsspannung V _ ist höher als das Bogenpotential während der Entladung und geringer als die Versorgungsspannung V₁, während die Bezugsspannung

V _f» kleiner als das Bogenpotential während der Entladung und höher als das Nullpotential eingestellt ist.

D.h., der Vergleichsschaltkreis 32 dient zur Erfassung der Entladung zwischen den Elektroden, während der Vergleichsschaltkreis 34 zur Erfassung eines Kurzschlusses zwischen den Elektroden dient» Somit bilden die Ver^- gleichsschaltkreise 32 und 34 einen Detektorschaltkreis zur Erfassung des Stattfindens der Entladung oder eines Kurzschlusses zwischen den Elektroden.

Der Vergleichsausgang B des Vergleichsschaltkreises 32 wird durch eine NICHT-Verknüpfungsschaltung 33 zu einem Eingangsanschluß eines UND-Gliedes 36 geführt, zu dessen anderem Eingangsanschluß ein Taktimpuls D von 1 bis 5 MHz von einer Taktimpulsgeneratorschaltung 38 anliegt. Die Taktimpulsgeneratorschaltung 38 beginnt die Schwingung zur Ausgabe des Taktimpulses D in Abhängigkeit eines

Signals L¹ (wird weiter unten beschrieben) und unterbricht die Schwingung in Abhängigkeit von einem Signal P.

Das Aüsgangssignal E des UND-Schaltkreises 36 wird einer UND-Verknüpfungsschaltung 40 zugeführt, der ein.Erkennungsausgangssignal als "ein FF Schaltkreis 80", wenn anbringbar (wird weiter unten beschrieben). Das Signal E wird weiter einer ÜND-Verknüpfungsschaltung 42 zugeführt, zu der ein negatives Erkennungsausgangssignal F mittels der FF Schaltung 80 zugeführt wird.

Das Ausgangssignal der UND-Verknüpfungsschaltung 42 wird einem Eingangsanschluß einer UND-Verknüpfungsschaltung 44 zugeführt, zu deren anderem Eingangsanschluß das Vergleichsausgangssignal C des oben beschriebenen Vergleichsschaltkreises 34 zugeführt wird. Das Ausgangssignal der UND-Verknüpfungsschaltung 42 wird weiter einem Eingangsanschluß einer UND-Verknüpfungsschaltung 48 zugeführt, an deren anderem Eingangsaiisch.luß das Vergleichsausgangssignal C durch eine NICHT-Verknüpfungsschaltung 46 zugeführt wird.

Die Ausgangssignale G, H und I der UND-Verknüpfungsschaltungen 40, 44 und 48 werden durch entsprechende monostabile Schaltungen 50, 52 und 54 einem NAND-Glied 56 zugeführt. Das Ausgangssignal P des NAND-Gliedes wird einer Treiberschaltung 58 für den Hauptschaltkreis 24 zugeführt und wird weiter als Unterbrechungssignal dem oben beschriebenen Taktimpulsgenerator 38 zugeführt. In den monostabilen Schaltungen 50, 52 und 5 werden die Impulsbreiten T₁, T_ und T^ durch veränderbare Widerstände R .. , R „ und R ^ eingestellt, so daß die Breite eines zwischen den Elektroden des Hauptschaltkreises 2 4 fließenden Stroms durch den Ausgang der Treiberschaltung 58 gesteuert-wird und der Bearbeitungs-

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strom entsprechend den Zwischenelektrodenbedingungen fließt.

D.h., die UND-Verknüpfungsschaltungen 40, 44 und 48, die monostabilen Schaltungen 50, 52 und 54 und das NAND-Glied 56 und die Treiberschaltung 58 bilden die Einrichtung zum Treiben des Hauptschaltkreises 24 entsprechend den Zwischenelektrodenbedingungen.

Andererseits werden die Ausgangssignale G, H und I der UND-Verknüpfungsschaltungen 40, 44 und 48 einem NOR-Glied 60 zugeführt, das ein Ausgangssignal J entsprechend dem Zeitpunkt des öffnens des Hilfsschaltkreises 26 liefert. Das Ausgangssignal J wird einer monostabilen Schaltung 62 zugeführt, in der die Unterbrechungsperiode T mittels eines veränderbaren Widerstandes V . eingestellt wird. Das Ausgangssignal K der monostabilen Schaltung 62 wird durch ein NICHT-Glied 64 einer monostabilen Schaltung 66 zugeführt, die einen Unterbrechungsbeendigungsimpuls L ausgibt.

Das Ausgangssignal L der monostabilen Schaltung 66 wird einem Verzögerungsschaltkreis 68, der eine Verzögerungszeit aufweist, die eine sehr kurze Zeit ^T ist, zugeführt. Das Verzögerungsausgangssignal LV wird als Startsignal der Taktimpulsgeneratorschaltung 38 zugeführt. Das Ausgangssignal L wird dem Einstelleingangsanschluß einer Flip-Flop-Schaltung 70 (im folgenden als "eine FF Schaltung 70" bezeichnet, wenn angewendet) der das Ausgangssignal J der monostabilen Schaltung zugeführt wird. Das Erkennungsausgangssignal O der FF Schaltung 70 wird einer Treiberschaltung 72 für den Hilfsschaltkreis 72 zugeführt, um das Schaltelement an- und abzuschalten.

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D.h., die NOR-Verknüpfungsschaltung 60, die FF Schaltung 70 und die Treiberschaltung 72 bilden die Einrichtung für die fortdauernde Initialspannung zum fortdauernden Zuführen einer Initialspannung über die Elektroden, mit Hilfe des Hilfsschaltkreises 26> und die NOR-Verknüpfungsschaltung 60, die FF Schaltung 70, die Treiberschaltung 72 und die monostabilen Schaltungen 62 und 66 bilden die Einrichtung zum Aufbringen der Initialspannung. .

Das Ausgangssignal L der monostabilen Schaltung 76 wird weiter einer monostabilen Schaltung 74 zugeführt, die ein Ausgangssignal M schafft, das eine Entladungsüberwachungseinstellzeit T_c darstellt. Das Ausgangssignal M wird durch eine NICHT-Verknüpf ungsschaltung 76 und eine monostabile Schaltung 78 zu dem Einstelleingangsanschluß der FF Schaltung 80 zugeführt, an dessen Wiedereinstelleingangsanschluß das Ausgangssignal L der monostabilen Schaltung 66 anliegt.

Auf diese Weise bildet die monostabile Schaltung 74 eine Entscheidungszeiteinstellschaltung zur Einstellung einer Zeit, die geeignet ist, um zu entscheiden, ob die Entladung zwischen den Elektroden normal oder nicht normal ist.

Das Erkennungsausgangssignal F und das negative Erkennungsausgangssignal F der FF Schaltung 80 werden den UND-Verknüpfungsschaltungen 4 0 bzw. 42 zugeführt. 30

Das eine Beispiel des Steuersignal-bildenden Schaltkreises 28 ist wie oben beschrieben ausgelegt. Die Arbeitsweise des Schaltkreises 28 wird unter Bezugnahme auf ein Wellenformdiagramm in Fig. 6 beschrieben.

Es wird angenommen, daß beim Zeitpunkt t.. die Unterbrechungsdauer Tg der Zwischenelektrodenentladungsspannurigsaufbringung beendet ist, das Ausgangssignal K der monostabilen Schaltung 62 auf ein hohes Niveau angehoben ist und das Ausgangssignal L der monostabilen Schaltung 66 für einen Moment auf ein niedriges Niveau eingestellt ist, wodurch die FF Schaltung 7 0 eingestellt wird, während die FF Schaltung 80 zurückgestellt wird, das Schaltelement T . des Hilfsschaltkreises 26 mittels der Treiberschaltung 72 eingeschaltet wird, und die Spannung V, die hoch genug ist, um die Entladung zwischen ; den Elektroden, die die Drahtelektrode 10 und das Werkstück 12 sind, zu starten, angelegt wird. Unter dieser Bedingung liefert die Verzögerungsschaltung 68 kein Startsignal L¹ zur Taktimpulsgeneratorschaltung 38, und entsprechend wird kein Ausgangssignal D erzeugt. Unter der Bedingung, daß eine Entladung oder ein Kurzschluß nicht zwischen den Elektroden auftritt, wird daher die angelegte Spannung V auf einem hohen Potential gehalten, die Aüsgangssignale B und C der Vergleichsschaltungen 32 und 34 von einem niedrigen Niveau auf ein hohes Niveau angehoben, das Ausgangssignal E und die UND-Verknüpfungsschaltung 36 bei einem niedrigen Niveau gehalten, und die Ausgänge G, H und I der UND-Verknüpfungsschaltungen 40, 44 und 48 bei einem niedrigen Niveau gehalten* Entsprechend wird der Ausgang der NOR-Verknüpfungsschaltung 60 bei einem hohen Niveau gehalten. Die monostabile Schaltung 62 befindet sich im rückgestellten Zustand, der Ausgang der monostabilen Schaltung 62 ist auf einem hohen Niveau. Das Ausgangssignal L der mönostabilen Schaltung 66 wird ebenfalls bei einem hohen Niveau gehalten. Die FF Schaltung 70 befindet sich im eingestellten Zustand, während die FF Schaltung 80 sich im rückgestellten Zustand befindet. Auf diese Weise wird die Aufbringung der Spannung mittels des Hilfsschaltkrei-

ses 26 fortgeführt. Beim Zeitpunkt t~, der eine sehr kurze Zeit /\ t nach dem Zeitpunkt t.. liegt, erzeugt die Verzögerungsschaltung 68 das Verzögerungssignal L¹. Das Verzögerungssignal L¹ wird als Startsignal dem Taktimpuls D zugeführt. Das Ausgangssignal E der UND-Verknüpfungsschaltung 36 wird jedoch bei einem niedrigen Niveau gehalten.

Beim Zeitpunkt t₃, der um die eingestellte Zeit T^ nach dem Zeitpunkt t. liegt, wird das Ausgangssignal M der monostabilen Schaltung 74 auf ein hohes Niveau angehoben. Die monostabile Schaltung 7 8 liefert daher das Signal N, das für einen Moment auf einem niedrigen Niveau ist, so daß die FF Schaltung 80 eingestellt wird. Bei diesem Zeitpunkt befindet sich das Ausgangssignal E der UND-Verknüpfungsschaltung 3b auf einem niedrigen Niveau. Die Ausgangssignale G, H und I der UND-Verknüpfungsschaltungen 40, 44 und 48 werden bei einem niedrigen Niveau gehalten, und die Aufbringung der Spannung mittels des Hilfsschaltkreises 26 dauert an.

Darauf findet beim Zeitpunkt t. zwischen den Elektroden die Entladung statt, und die Zwischenelektrodenspannung V nimmt ab. Hierdurch wird das Ausgangssignal des Vergleichsschaltkreises 32 auf ein niedriges Niveau eingestellt, und das Signal mit hohem Niveau wird der UND-Verknüpfungsschaltung 36 zugeführt. Hierdurch gibt letztere 36 das Signal E hohen Niveaus aus. Entsprechend werden das Ausgangssignäl G der UND-Verknüpfungsschaltung 0 4 0 auf ein hohes Niveau angehoben und als das normale Entladungssignal der monostabilen Schaltung 50 zugeführt, die den Ausgang G¹ erzeugt, der sich für die Zeitdauer T₁ auf einem hohen Niveau befindet. Der Ausgang G¹ wird dem NAND-Glied 56 zugeführt, das das Steuersignal P liefert. Hierdurch wird der Hauptschaltkreis 24 mittels der Treiberschaltung 58 angetrieben, so daß der Bearbei-

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tungsstrom entsprechend der normalen Entladung zwischen die Elektroden zugeführt wird, und gleichzeitig wird die Schaffung des Taktimpulses D von der Taktimpulsgeneratorschaltung 38 unterbrochen. .

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Da das Ausgangssignal G der UND-Verknüpfungsschaltung 40 auf ein hohes Niveau angehoben wird, wird das Aus gangs signal J der NÖR-^Ver knüpf ungs schaltung 60 auf ein niedriges Niveau eingestellt. Als Ergebnis wird das Schaltelement Tr des Hilfsschaltkreises 26 abgeschaltet, während die monostabile Schaltung 62 eingestellt wird, und der Ausgang davon wird für die Unterbrechungsperiode T^ bei einem niedrigen Niveau gehalten.

Darauf wird beim Zeitpunkt t^, der in der Dauer der Zeit T₁ auftritt, das Ausgangssignal G¹ der monostabilen Schaltung 50 wiederum auf ein hohes Niveau angehoben und das Ausgangssignal P des NAND-Gliedes 56 wird wiederum auf ein niedriges Niveau eingestellt. Hierdurch werden die Schaltelemente im Hauptschaltkreis 24 abgeschaltet, so daß die Aufbringung der Spannung über die Elektroden aufgehoben ist.

Beim Zeitpunkt t_fi, der in der Unterbrechungsdauer T _ nach dem Zeitpunkt t. liegt, wird das Ausgangssignal K der monostabilen Schaltung 62 wieder auf ein hohes Niveau angehoben, und das Signal L der monostabilen Schaltung 66 für einen Moment auf ein niedriges Niveau eingestellt.

Entsprechend "wird, ähnlich wie im oben beschriebenen Fall, die FF Schaltung 7 0 so eingestellt, daß die Spannung an den Elektroden mittels des Hilfsschaltkreises 26 anliegt, während die FF Schaltung 80 zurückgestellt und die monostabile Schaltung 74 eingestellt wird.

- yr-

Wenn unter dieser Bedingung zwischen den Elektroden eine Entladung stattfindet, ist die Zwischenelektrodenspannung V auf einem niedrigen Potential, das Ausgangssignal B des Vergleichsschaltkreises 32 auf einem niedrigen Niveau, und das Ausgangssignal C des Vergleichsschaltkreises 34 wird auf ein hohes Niveau angehoben. Zu diesem Zeitpunkt, der eine kurze Zeit /^T nach dem Zeitpunkt t, liegt, liefert die Taktimpulsgeneratorschaltung 38 in Abhängigkeit von dem Startsignal L¹ vom Verzögerungsschaltkreis 68 das Ausgangssignal D, wodurch der Ausgang E der UND-Verknüpfungsschaltung 36 auf ein hohes Niveau angehoben, und die FF Schaltung 80 zurückgestellt wird, und die UND-Verknüpfungsschaltung 44 liefert ein Signal H hohen Niveaus, das der Tatsache entspricht, daß die Entladung innerhalb der eingestellten Zeit T_c liegt. Entsprechend liefert, ähnlich wie im oben beschriebenen Fall, anstelle des Hilfsschaltkreises 26 der Hauptschaltkreis 24 einenBearbeitungsstrom zwischen die Elektroden für eine Zeitdauer entsprechend der "ein"-Zeit T„ der monostabilen Schaltung 52.

Zum Zeitpunkt t_Q, der um die Unterbrechungszeit T nach dem Zeitpunkt t- liegt, wird die FF Schaltung 70 wieder eingestellt, so daß der Hilfsschaltkreis 26 die Spannung an die Elektroden anlegt. Wenn ein Kurzschluß zwischen den Elektroden zu diesem Zeitpunkt auftritt, ist die Zwischenspannung V Null und entsprechend werden die Ausgangssignale B und C der Vergleichsschaltungen 32 und 34 bei einem niedrigen Niveau gehalten. Die FF Schaltung 80 befindet sich im rückgestellten Zustand, der Taktimpuls D, der beim Zeitpunkt t_g geliefert wird, der um die Zeit Δ T nach dem Zeitpunkt t_g liegt, wird durch die UND-Verknüpf ungs schaltungen 36 und 42 zu der UND-Verknüpfungsschaltung 48 zugeführt, die ein Signal I hohen Niveaus schafft, das dem Kurzschlußzustand entspricht. Entsprechend liefert, ähnlich wie im oben

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beschriebenen Fall, anstelle des Hilfsschaltkreises 26 der Hauptschaltkreis 24 den Bearbeitungsstrom zwischen den Elektroden für eine Zeitdauer entsprechend der "ein"-Zeit T^ der monostabilen Schaltung 54.

Beim Zeitpunkt t₁₀, der nach der Unterbrechungszeit T.

nach dem Zeitpunkt t_g liegt, wird die Spannung an die Elektroden mittels des Hilfsschaltkreises 26 angelegt, und die Oben beschriebenen Abläufe werden darauffolgend durchgeführt, jenachdem, ob die Entladung infolge der Anbringung der Spannung normal oder nicht normal ist und jenachdem ob zwischen den Elektroden ein Kurzschluß auftritt oder nicht.

Bevorzugt wird, daß die eingestellte Entscheidungszeit T , die mittels der monostabilen Schaltung 74 eingestellt ist, 1 bis 4 us beträgt, wie unten beschrieben ist.

In Fig. 7 sind Beziehungen zwischen den eingestellten Zeiten T₀ und den Bearbeitungsgeschwindigkeiten im Bearbeitungsvorgang mit T~ = T^ und T₁ = 5 T_, wobei T., T₂ und T₃ die "ein"-Zeiten der monostabilen Schaltungen 50, 52 bzw. 54 sind, in Bezug auf einen geraden Linienbearbeitungsvorgang und einen Musterbearbeitungs-Vorgang einschließlich eines Eckenbearbeitungsvorgangs, gezeigt. Man sieht aus Fig. 7, daß, wenn die Zeit T relativ lang wird, die Häufigkeit der Zerstörung des Drahtes vermindert und Differenzen zwischen der geraden Linienbearbeitung und der Musterbearbeitung vermindert, jedoch die Maschinengeschwindigkeit aufgrund des Auftretens von Kurzschluß Vermindert wird. Zufriedenstellende Bearbeitungsergebnisse werden mit eingestellten Zeiten Τ_ς von 1 bis 4 iis erreicht. Es hat sich praktisch herausgestellt, daß in diesem Fall die Bearbeitungsgeschwindigkeit hoch ist, der Draht kaum zerstört wird und die Bearbeitungsgeschwindigkeit bei. einer gegebenen Oberflächen-

rauhigkeit hoch sein kann. Weiter wurde mit einer eingestellten Zeit T„ von 2 με bestätigt, daß die maximale Musterbearbeitungsgeschwindigkeit 1,5 bis 2 mal so hoch wie die von einer gewöhnlichen Maschine ist.

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform wird die "ein"-Zeit des Schaltkreises zur Steuerung des Maschinen-Stroms, der während einer nicht normalen Entladung oder einer normalen Entladung zugeführt wird, geändert. Der Stromspitzenwert kann jedoch verändert werden, so daß während der abnormalen Entladung der Stromspitzenwert vermindert wird.

Zusätzlich kann der Spitzenstrom des Hilfsschaltkreises gesteigert werden, so daß während einer nicht normalen Entladung der Hilfsschaltkreis Strom für eine vorbestimmte Zeitdauer liefert.

Weiter ist verständlich, daß das technische Konzept der 0 Erfindung nicht nur auf'die oben beschriebene Drahtschneid- elektrische Entladungsmaschine, sondern allgemein für elektrische Entladungsmaschinen anwendbar ist.

Aus der obigen Beschreibung ist offensichtlich, daß die elektrische Entladungsmaschine einen Hauptschaltkreis zur Lieferung des hohen Spitzenwertes des Stroms zwischen den Elektroden, und der Hilfsschaltkreis zur Lieferung des Stroms mit einem niedrigen Spitzenwert vorgesehen ist. Normalerweise liefert der Hilfsschaltkreis die Spannung für die Elektrode. Wenn keine Entladung zwischen den Elektroden auftritt, bevor die eingestellte Entscheidungszeit von 1 bis 4 \is nach dem Anlegen der Spannung verstrichen ist , liefert der Hilfsschaltkreis die Spannung zu den Elektroden,bis die Entladung zwischen den Elektroden auftritt. Nach dem Beginn der Entladung

4%

liefert der Hauptschaltkreis den normalen Bearbeitungsstrom entsprechend der gewünschten Oberflächenrauhigkeit. Wenn eine Entladung oder ein Kurzschluß zwischen den Elektroden auftritt, bevor die eingestellte Entscheidungs-Zeit verstrichen ist, fließt ein geringerer Strom als der normale Bearbeitungsstrom mittels des Hauptschaltkreises oder des Hilfsschaltkreises, wodurch die Bearbeitungsgeschwindigkeit gesteigert, und die Bearbeitungsgeschwindigkeit für eine gegebene Oberflächenrauhigkeit gesteigert und die Bearbeitungsstabilität verbessert wird.

Claims

ZO ANSPRÜCHE

1. Eine elektrische Entladungsmaschine umfassend einen Hauptschaltkreis zur Lieferung eines Stroms mit einem hohen Stromspitzenwert zwischen die Elektroden, die aus einer Elektrode und einem Werkstück bestehen, und einem Hilfsschaltkreis zur Zuführung eines Stromes mit einem niedrigen Stromspitzenwert zwischen den Elektroden, um intermittierend eine elektrische Entladung zur Bearbeitung des Werkstücks zwischen den Elektroden zu bewirken; die umfaßt: eine Initialspannungszuführeinrichtung zum Zuführen einer Initialspannung zu den Elektroden mit Hilfe des Hilfsschaltkreises; einen Entscheidungszeitstellschaltkreis zum Einstellen einer ausreichend langen Zeit zur Entscheidung, ob die zwische? den Elektroden stattfindende Entladung normal oder nicht normal ist; einen Detektorschaltkreis zur Erfassung des Stattfindens einer Entladung oder eines Kurzschlusses zwischen den Elektroden; eine Einrichtung 0 zum fortdauernden Aufbringen einer Initialspannung zum Bewirken einer Fortdauer des Aufbringens einer Initialspannung über die Elektroden mittels des Hilfsschaltkreises, wenn der Detektorschaltkreis das Stattfinden einer Entladung nach dem Verstreichen der mittels des - Entscheidungszeitstellschaltkreises eingestellten Zeit erfaßt, bis der Detektorschaltkreis das Stattfinden einer Entladung erfaßt; eine Einrichtung zum Treiben des Hauptschaltkreises, wenn die Detektoreinrichtung das Stattfinden einer Entladung feststellt, nachdem das Aufbringen der Initialspannung mittels der Einrichtung zum fortdauernden Aufbringen einer Initialspannung\fortgesetzt . wird, zur Zuführung eines normalen Stroms zwischen die Elektroden gemäß einer gegebenen Oberflächenrauhigkeit; und eine Einrichtung zum Treiben des Hauptschaltkreises oder Hilfsschaltkreises, wenn der Detektorschaltkreis

das Stattfinden einer Entladung innerhalb der mittels des Entscheidungszeitstellschaltkreises eingestellten Zeit erfaßt oder der Detektorschaltkreis das Stattfinden eines Kurzschlusses erfaßt, um sofort einen kleineren Strom als den Strom zwischen den Elektroden zuzuführen.

.

2. Elektrische Entladungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t , daß die mittels des Entscheidungszeiteinstellschaltkreises eingestellte Zeit 1 bis 4 \is beträgt.

3.. Elektrische Entladungsmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennz e lehnet , daß die mittels des Entscheidungszeiteinstellschaltkreises eingestellte Zeit 2 με beträgt.

4. Elektrische Entladungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode eine Drahtelektrode ist.

5. Elektrische Entladungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch g ekenn ζ eic hne t , daß der Detektorschaltkreis umfaßt: eine Erfassungseinrichtung zur Erfassung einer Zwischenelektrodenspannung; eine Spannungseinstelleinheit zur Einstellung einer ersten Spannung, die höher als ein Bogenpotential während der Entladung und niedriger als eine Zuführspannung ist; eine zweite Spannungseinstelleinheit zur Einstellung einer zweiten Spannung, die niedriger als die Bogenspannung während der Entladung und höher als das Nullpotential ist; eine Einrichtung zum Vergleichen der mittels der Detektoreinrichtung erfaßten Zwischenelektrodenspannung mit der ersten Spannung, zur Erfassung des Stattfindens der Entladung; und eine Einrichtung zum Vergleichen der Zwischenelektrodenspannung mit der zweiten Spannung,

zum Erfassen des Auftretens eines Kurzschlusses.

6. Elektrische Entladungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t , daß der Hauptschaltkreis umfaßt: eine Parallelschaltung von mehreren Reihenschaltungen, die jeweils einen Widerstand und ein Schaltelement umfassen, wobei die Parallelschaltung in Reihe
mit einer Gleichstromquelle geschaltet ist und eine
Spannung an die Elektroden mittels Bedienen des Schalterelements des Hauptschaltkreises angelegt wird.

7. Elektrische Entladungsmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet ,daß die Schaltelemente Transistoren sind.

8. Elektrische Entladungsmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß der Hilfsschaltkreis eine Reihenschaltung von einer Reihenschaltung von einem Widerstand und einem Schaltelement und

0 einer Gleichstromquelle ist, und die Spannung an die
Elektroden mittels Bedienen des Schalterelements im
Hilfsschaltkreis angelegt wird.