DE3519045C2

DE3519045C2 -

Info

Publication number: DE3519045C2
Application number: DE3519045A
Authority: DE
Inventors: Yozo Sakai; Yuichiro Nagoya Aichi Jp Haishi
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1984-05-28
Filing date: 1985-05-28
Publication date: 1988-07-14
Also published as: JPS60255316A; US4739143A; DE3519045A1; CH664315A5; JPH0459086B2

Description

Die Erfindung betrifft eine funkenerosive Drahtschneidemaschine zum gleichzeitigen Bearbeiten mehrerer Werkstücke, die in unterschiedlichen Arbeitsbereichen angeordnet sind, wobei jeder Arbeitsbereich von einem Drahtelektrodenabschnitt durchsetzt ist und die einzelnen Drahtelektrodenabschnitte parallel zueinander liegen, und wobei die Werkstücke auf gleichförmig bewegten Werkstücktischen befestigt sind.

Fig. 1 ist eine perspektivische Darstellung einer konventionellen Drahtelektrodenentladungsbearbeitungsvorrichtung, in der das Bezugszeichen 1 eine Drahtelektrodenzuführungseinheit, 2 eine Drahtelektrode, welche durch die Einheit 1 zugeführt wird, 3 eine obere Führung für die Elektrode, 4 und 5 X- und Y-Achsenantriebseinheiten für die Bewegung der Führung 3, 6 ein Werkstück, 7 einen bewegbaren Tisch für das Werkstück, 8 und 9 X- und Y-Achsenantriebseinheiten für die Bewegung des Tisches 7, 10 eine untere Führung für die Elektrode, welche sich vertikal durch das Werkstück erstreckt und 11 eine Empfangs- oder Aufnahmeeinheit bedeuten, welche die Spannung der Drahtelektrode aufrecht erhält. Eine Versorgungsspannung wird zwischen die Elektrode 2 und das Werkstück angelegt, um zwischen ihnen eine elektrische Entladung zu bewirken, um hierdurch das Werkstück 6 zu schneiden oder zu bearbeiten. Die Antriebseinheiten 4, 5, 8 und 9 bewegen die Elektrode und das Werkstück relativ zueinander.

Wenn eine Vielzahl von Werkstücken 6, 6 a, 6 b gleichzeitig in der gleichen Konfiguration geschnitten werden sollen, können sie auf dem bewegbaren Tisch 7, wie in Fig. 2 dargestellt, gestapelt werden, um dann in der gleichen Weise, wie in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben, geschnitten zu werden.

Eine Anordnung der eingangs genannten Art ist von "American Machinist" April 1984, Seite 39, bekannt und ist in Fig. 3 schematisch dargestellt. Gemäß Fig. 3 ist eine Vielzahl von Werkstücken 6, 6 a (nur zwei Werkstücke sind der Einfachheit halber dargestellt) auf einem bewegbaren Tisch 7 befestigt. Zuführungseinheiten 1 und 1 a, Drahtelektroden 2 und 2 a, obere Führungen 3 und 3 a, untere Führungen 10 und 10 a und Aufnahmeeinheiten 11 und 11 a sind entsprechend der Anzahl der Werkstücke vorgesehen, um eine Vielzahl von Bearbeitungsvorrichtungen mit einem gemeinsamen bewegbaren Tisch zu bilden. Solche Vorrichtungen werden in der gleichen Weise in einem sogenannten Echtzeit-Modus betrieben, um somit die Werkstücke gleichzeitig zu schneiden.

Das Verfahren gemäß Fig. 2 des Stapelns der Werkstücke ist nachteilig. Wenn die Werkstücke unregelmäßige oder wellige oder unebene Oberflächen aufweisen, werden zwischen ihnen Spalten gebildet. Daraus folgt, daß sie nicht genügend elektrisch miteinander verbunden sind und Metallpulver, welches ausgeschieden werden soll (discarded), in die Spalte fällt und somit eine sekundäre elektrische Entladung bewirkt. Aufgrund dieser sekundären Entladung kann der Draht geschnitten oder verbogen werden, welches zu Bearbeitungsungenauigkeiten und Unheitlichkeit führt. Wenn außerdem boxförmige Werkstücke gestapelt werden, werden sie anfangs auf vier Seiten zusammengeklammert, wie dies aus den Fig. 4a und 4b ersichtlich ist. Da jedoch die Bearbeitung voranschreitet, nimmt die Anzahl der noch geklammerten Seiten ab, worauf als Ergebnis die Werkstücke graduell verbogen oder gekippt bzw. geneigt werden.

Das Verfahren gemäß Fig. 3 umfaßt eine Vielzahl von Entladungsbearbeitungsvorrichtungen und ist ebenfalls nachteilig aufgrund der komplizierten Konstruktion und hohen Herstellungskosten. Ihre Operation und Wirkungsweisen sind ebenfalls schwierig hinsichtlich einer genauen Steuerung.

Die Aufgabe der vorliegenden Anmeldung ist darin zu sehen, eine Vorrichtung zu schaffen, die eine gleichartige und gleichzeitige Bearbeitung mehrerer Werkstücke gestattet, und die einfacher aufgebaut ist als die aus dem Stand der Technik bekannten.

Diese Aufgabe wird mit einer Drahtschneidemaschine der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst,

- daß eine einzige Drahtelektrode alle Arbeitsbereiche durchläuft, und
- daß zwischen den einzelnen Arbeitsbereichen Umkehreinrichtungen vorgesehen sind, die die Laufrichtung der Drahtelektrode in die Gegenrichtung umkehren.

Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Ansprüchen 2 bis 13 hervor.

Die Umkehreinrichtung ist eine Rollen- oder Scheibenanordnung, die entweder oberhalb oder unterhalb des bewegbaren Tisches angeordnet ist, auf dem Werkstücke getrennt angeordnet sind, um die Zuführungseinrichtung oder Vorschub des Elektrodendrahtes umzukehren, so daß im Falle von zwei Werkstücken der Elektrodendraht vertikal nach unten durch das eine und nach oben durch das andere Werkstück in paralleler Weise passiert bzw. verläuft. Ein Paar von oberen Führungen, welche in einem Abstand getrennt angeordnet sind, der gleich der Trennung zwischen den parallelen Verläufen der kontinuierlichen Drahtelektrode ist, sind vorzugsweise auf einem gemeinsamen Plattenglied befestigt, das in der X- und Y-Richtung angetrieben wird, um hierdurch voll identische Konfigurationen der bearbeiteten Werkstücke sicherzustellen.

Die besonderen Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind:

a) Da eine einzige Drahtelektroden-Zuführungseinheit benötigt wird, ist die gesamte Vorrichtung besonders einfach ausgebildet.
b) Hierdurch werden die Fertigungskosten für die Vorrichtung reduziert.
c) Der Einfluß der Änderungen in Drahtspannung auf die Genauigkeit der Bearbeitung kann vermindert werden.

Änderungen in der Drahtspannung tragen wesentlich zur Verschlechterung der Bearbeitungsgenauigkeit bei. Sie sind teilweise von der Drahtelekrodeneinheit selber verursacht. Änderungen in der Drahtspannung können Kurzschlüsse verursachen, welche die Genauigkeit der Bearbeitung reduzieren können. Es ist bekannt, daß, wenn die Wahrscheinlichkeit der Erzeugung von Kurzschlüssen steigt, die Bearbeitungsgenauigkeit reduziert wird. Nach den bekannten Verfahren, die eine Vielzahl von Drahtelektroden benutzen, ist die Wahrscheinlichkeit eines Kurzschlusses erhöht. Im Fall von zwei Elektroden ist die Wahrscheinlichkeit einer Änderung in Spannung in einer von den beiden Elektroden:

1 - (1 - a) (1 - a) = 2a - a ²,

wo "a" die Wahrscheinlichkeit einer Spannungsänderung in einem Draht ist.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung hingegen, die nur eine Elektrode benutzt, bleibt die Wahrscheinlichkeit einer Änderung bei "a", und der Unterschied in der Wahrscheinlichkeit zwischen den zwei Methoden zu Gunsten der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist:

(2a - a ²) - a = a - a ².

Die Erfindung ist an Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Perspektive einer konven tionellen Drahtelektrodenentladungsbearbei tungsvorrichtung,

Fig. 2 eine partielle schematische perspektivische Darstellung einer konventionellen Technik für eine Entladungsbearbeitung einer Viel zahl von Werkstücken,

Fig. 3 eine schematische perspektivische Darstel lung einer weiteren konventionellen Anord nung zur gleichzeitigen Bearbeitung einer Vielzahl von Werkstücken,

Fig. 4(a) und 4(b) jeweils eine Drauf- und Seiten ansicht mit einer Vielzahl von Werkstücken, die gestapelt und für die konventionelle Bearbeitung zusammengeklammert sind,

Fig. 5 eine schematische perspektivische Darstel lung einer ersten Ausführungsform einer Drahtelektrodenentladungsbearbeitungsvor richtung für eine Vielzahl von Werkstücken gemäß der Erfindung, und

Fig. 6 und 7 ähnliche schematische perspektivische Darstellungen einer zweiten und dritten Aus führungsform der Erfindung.

In Fig. 5 sind solche Teile, die bereits im Zusammenhang mit den Fig. 1 bis 3 beschrieben wurden, mit gleichen Be zugszeichen oder Kennungen versehen. Außerdem bezeich net in Fig. 5 das Bezugszeichen 20 eine Befestigungs platte, an der eine Vielzahl von oberen Führungen 3 und 3 a befestigt ist. 21 bezeichnet eine Umkehreinheit, um fassend eine Rolle oder Scheibe zur Umkehr der Laufrich tung der Drahtelektrode. Ähnlich wie im Fall der oberen Führungen 3 und 3 a ist eine Vielzahl von unteren Führun gen 10 und 10 a vorgesehen. In dieser Entladungsbearbei tungsvorrichtung ist abweichend von den konventionellen Vorrichtungen die Drahtelektrodenumkehrungs- oder Auf nahmeeinheit 11 auf der gleichen Seite vorgesehen, wie die Zuführungseinheit 1 mit Bezug auf die Werkstücke 6 und 6 a aufgrund der Drahtelektrodenrichtungsumkehr durch die Scheibe oder Rolle 21.

In der so ausgebildeten Vorrichtung wird die Drahtelek trode 2, welche durch die Zuführungseinheit 1 versorgt wird, durch die obere Führung 3 geführt, welche mit der Befestigungsplatte 20 verbunden ist, wobei die Elektrode 2 durch das Werkstück 6 vertikal nach unten passiert und durch die untere Führung 10 geführt ist. Die Vorschub- oder Bewegungsrichtung der Drahtelektrode wird dann durch die Rolle oder die Scheibe 21 umgekehrt, wonach sie durch die andere untere Führung 10 a geführt wird, wobei sie durch das andere Werkstück 6 a von unten nach oben ver läuft, durch die andere obere Führung 3 a geführt wird und durch die Aufnahmeeinheit 11 gespannt wird.

Eine Leistungsquelle 25 legt eine Bearbeitungsspannung zwischen den Draht 2 und das Werkstück 6 und zwischen den Draht 2 a und das Werkstück 6 a, um zwischen ihnen eine elektrische Entladung zu bewirken, wobei ihre Energie verwendet wird, um das Werkstück 6 und 6 a zu schneiden bzw. durchzutrennen. Obwohl eine einfache Drahtelektrode verwendet wird, ist sie durch zwei unterschiedliche Be zugszeichen 2 und 2 a der Bequemlichkeit wegen dargestellt. Die Werkstücke werden mit der gleichen Entladungsenergie in einem Echtzeit-Modus durchtrennt bzw. geschnitten.

Im Betrieb werden die Befestigungsplatte 20 und der be wegbare Tisch 7 durch die Antriebseinheiten 4, 5 und 8, 9 jeweils bewegt, so daß die Drahtelektroden 2 und 2 a und die Werkstücke 6 und 6 a der gleichen relativen Bewegung in der X-Y-Ebene unterliegen. Als Ergebnis werden die Werkstücke in der gleichen Konfiguration gleichzeitig ge schnitten.

Durch Steuerung der Antriebseinheit 4 und 5 für die Bewe gung der Befestigungsplatte 20 können die Drahtelektroden 2 und 2 a in bezug auf die Werkstücke geneigt werden, um eine Abschrägungs- oder spitzzulaufende Bearbeitung durch zuführen.

Eine zweite Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 6 dargestellt, gemäß der Werkstücke 6 und 6 a auf getrennten, jedoch fest miteinander verbundenen bewegbaren Tischen 7 und 7 a jeweils angeordnet sind. Die oberen Oberflächen der Tische 7 und 7 a fluchten miteinander und werden zu sammen durch die Antriebseinheiten 8 und 9 gleichzeitig bewegt.

Fig. 7 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfin dung, gemäß dem zwei Rollen 22 und 22 a verwendet werden, um die Richtung der Bewegung der Drahtelektrode umzukeh ren. Die zwei Rollen sind so positioniert, daß der Ab stand zwischen ihnen gleich dem Abstand zwischen den Schnittstartpositionen der Werkstücke 6 und 6 a ist. Da her können die Drahtelektroden 2 und 2 a in geeigneter Weise gehalten werden, d. h. sie können senkrecht zu den Werkstücken gehalten bzw. geführt werden.

In den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen werden nur zwei Werkstücke bearbeitet. Jedoch können in nahe liegender Weise mehr als zwei Werkstücke bearbeitet wer den durch geeignetes Positionieren der Rollen oder Schei ben und durch Anordnen der Drahtelektrodenempfangseinheit 11 an geeigneter Position auf der gleichen Seite wie die Zuführungseinheit für eine gerade Anzahl von Werkstücken und auf der entgegengesetzten Seite für eine ungerade Anzahl dieser Werkstücke.

Claims

1. Funkenerosive Drahtschneidemaschine zum gleichzeitigen Bearbeiten mehrerer Werkstücke, die in unterschiedlichen Arbeitsbereichen angeordnet sind, wobei jeder Arbeitsbereich von einem Drahtelektrodenabschnitt durchsetzt ist und die einzelnen Drahtelektrodenabschnitte parallel zueinander liegen, und wobei die Werkstücke auf gleichförmig bewegten Werkstücktischen befestigt sind, dadurch gekennzeichnet,

- daß eine einzige Drahtelektrode (2) alle Arbeitsbereiche durchläuft, und
- daß zwischen den einzelnen Arbeitsbereichen Umkehreinrichtungen (21) vorgesehen sind, die die Laufrichtung der Drahtelektrode (2) in die Gegenrichtung umkehren.

2. Maschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Drahtelektrodenzuführungseinheit (1) zum Zuführen einer Drahtelektrode (2), und
eine Drahtelektrodenaufnahmeeinheit (11) zur Aufrechterhaltung einer vorgegebenen Spannung für die Drahtelektrode.

3. Maschine nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von relativen Bewegungseinheiten (4, 5, 8, 9) zur Bewegung der Drahtelektrode und des ersten Werkstückes relativ zueinander und zum Bewegen der Drahtelektrode und dem zweiten Werkstück relativ zueinander.

4. Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Umkehrungseinrichtung eine Rolle oder Scheibe ist.

5. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rolle einen relativ großen Durchmesser aufweist.

6. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umkehrungseinrichtung aus zwei Rollen oder Scheiben mit relativ kleinem Durchmesser besteht.

7. Maschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Rollen oder Scheiben in Übereinstimmung mit dem Abstand zwischen den Bearbeitungsstartpositionen des ersten und zweiten Werkstückes angeordnet sind.

8. Maschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtelektrode das erste und zweite Werkstück vertikal durchdringt.

9. Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei der relativen Bewegungseinheiten geeignet sind, um den bewegbaren Tisch einer X-Y-Ebene zu bewegen.

10. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und zweite Werkstück jeweils auf zwei bewegbaren Tischen (7 a, 7 a) angeordnet sind, dessen obere Oberflächen in einer Ebene liegen.

11. Maschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß außerdem eine erste Führung (3) zum Führen der Drahtelektrode zwischen der Zuführungseinheit und der Umkehrungseinrichtung vorgesehen ist und daß eine zweite Führung (3 a) zum Führen der Drahtelektrode zwischen der Umkehrungseinrichtung und der Aufnahmeeinheit vorgesehen ist.

12. Maschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Führung an einer gemeinsamen Befestigungsplatte (20) befestigt sind.

13. Maschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwei der relativen Bewegungseinheiten geeignet sind, um die Befestigungsplatte (20) in einer X-Y-Ebene zu bewegen.