DE3528535C2

DE3528535C2 -

Info

Publication number: DE3528535C2
Application number: DE3528535A
Authority: DE
Inventors: Masanori Isehara Kanagawa Jp Konno; Kiyoshi Hiratsuka Kanagawa Jp Imai; Toshihiro Koufu Yamanashi Jp Dobashi
Original assignee: Amada Co Ltd
Current assignee: Amada Co Ltd
Priority date: 1984-08-08
Filing date: 1985-08-08
Publication date: 1993-03-18
Also published as: DE3546803C2; IT1185874B; IT8521890A0; FR2568805B1; FR2568805A1; DE3528535A1; US4700039A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Regelvorrichtung für den Pumpantrieb einer Werkzeugelektrode in einer Funkenerosionsmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine solche Vorrichtung ist aus der DE 33 00 552 A1 bekannt.

Bei der Bearbeitung eines Werkstücks mittels Funkenerosion muß der Abstand zwischen der Werkzeugelektrode und dem Werkstück, zwischen denen sich ein elektrisch isolierendes, dielektrisches Fluid, wie beispielsweise Kerosin, befindet, sehr genau eingehalten werden. Wenn der Spalt zwischen der Werkzeugelektrode und dem Werkstück zu groß wird, kann die elektrische Entladung aussetzen. Ist andererseits der Spalt zu eng, kann ein Kurzschluß auftreten, insbesondere infolge von Material, das durch die Funkenerosion von dem Werkstück abgetragen worden ist, und in dem genannten Spalt verbleibt.

Die Anwesenheit von abgetragenen Materialpartikeln im Spalt zwischen dem Werkstück und der Werkzeugelektrode läßt sich aus dem Zeitverlauf der Entladungsimpulse ermitteln, die zwischen der Werkzeugelektrode und dem Werkstück auftreten. Demgemäß werden mit Hilfe der bekannten Regelvorrichtung die Entladungsimpulse überprüft, und als abnorm beurteilte Impulse werden gezählt und mit einem Standardwert verglichen, bei dessen Überschreitung die Werkzeugelektrode in eine pumpende Bewegung versetzt wird, die einen Spülvorgang in dem Spalt zwischen dem Werkstück und der Werkzeugelektrode hervorruft, die zu einer Entfernung des abgetragenen Materialpartikels führt und somit das Auftreten von Kurzschlüssen vermeidet. Die Anmelderin hat indessen ermittelt, daß in vielen Fällen eine Unterbrechung des Arbeitsvorgangs durch einen Spülvorgang nicht erforderlich ist, obgleich eine bestimmte Anzahl abnormer Impulse bereits ermittelt worden ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, mit der ein Zustand zwischen dem Werkstück und der Werkzeugelektrode, der eine Spülung des Spaltes erforderlich macht, mit größerer Sicherheit ermittelbar ist.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Gemäß der Erfindung wird nicht nur der Zeitverlauf der Entladungsimpulse als Kriterium für das Auftreten eines zu beseitigenden Zustandes im Spalt zwischen dem Werkstück und der Werkzeugelektrode ausgewertet, sondern außerdem noch die mittlere Entladungsspannung, die entsprechend den physikalischen Gesetzmäßigkeiten bei der Ansammlung von Materialrückständen in dem Spalt immer kleiner wird. Wenn diese Spannung einen vorgegebenen Grenzwert erreicht oder unterschreitet, wird der Pumpvorgang ausgelöst, sofern die erforderliche Anzahl abnorm beurteilter Entladungsimpulse bereits erreicht ist.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist dafür Sorge getragen, daß bei Beendigung des Pumpvorgangs die Werkzeugelektrode die dem Werkstück nächstliegende, für den Entladungsvorgang geeignete Stellung erreicht.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen an bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht des grundsätzlichen Aufbaus einer Funkenerosionsmaschine, bei der die vorliegende Erfindung angewendet werden kann;

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 3 ein Diagramm zur Erläuterung, wie der elektrische Entladungszustand beurteilt wird;

Fig. 4 ein Beispiel eines Unterbrechungsflußdiagramms, wenn ein Rechner benutzt wird, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, und

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht zur Erläuterung, wie das Werkzeug bei der Erfindung bewegt wird.

Gemäß Fig. 1 enthält die Funkenerosionsmaschine 1 einen kastenartigen Sockel 3, einen XY-Kreuzsupport 5, der auf dem Sockel 3 montiert ist, eine aufrechtstehende hohle Säule 7, die an der Rückseite des Sockels 3 montiert ist, und einen Werkzeugkopf 9, der an der hohlen Säule 7 vertikal beweglich angeordnet ist. Der XY-Kreuzsupport 5 enthält einen in der Y-Achse beweglichen Tisch 13, der von einem Führungstisch 11 auf der Oberseite des Sockels 3 in Y-Richtung freibeweglich geführt ist, und einen Tisch 15, der auf dem Tisch 13 in X-Richtung freibeweglich geführt ist. Die Details sind in der Zeichnung nicht gezeigt, aber der Tisch 13 wird in Y-Richtung durch einen Y-Achsen-Servomotor 17 bewegt, der auf dem Führungstisch 11 befestigt ist, während der Tisch 15 in X-Richtung durch einen X-Achsen-Servomotor 19 bewegt wird, der auf dem Tisch 13 montiert ist. Auf dem Tisch 15 ist ein Tank 21 angebracht, in welchem sich ein Werkstückhalter 23 befindet, der ein Werkstück W spannt.

Der Werkzeugkopf 9 wird durch einen Servomotor 25 auf- und abbewegt, der im oberen Teil der Säule 7 angeordnet ist. Er trägt eine Werkzeugelektrode 27 für die Materialabtragung am Werkstück W mittels Funkenerosion, das austauschbar an dem Werkzeugkopf 9 angebracht ist.

Bei dem dargestellten Aufbau werden die Werkzeugelektrode 27 und das Werkstück W in dichtem Abstand zueinander gehalten und eine Funkenerosionsbehandlung des Werkstücks W wird durch elektrische Entladungen ausgeführt, die zwischen ihnen stattfinden. Dabei wird das Werkstück notwendigerweise in den X- und Y-Richtungen gesteuert bewegt. Außerdem wird die Werkzeugelektrode 27 in Z-Richtung bewegt. Man erkennt, daß selbst unter Verwendung einer Elektrode einfacher Gestalt es möglich ist, mit Funkenerosion Material unter Zurücklassung komplizierter dreidimensionaler Formen abzutragen.

Dabei wird ein sehr schmaler Arbeitsspalt 29 zwischen der Werkzeugelektrode 27 und dem Werkstück W mit Hilfe einer Anordnung aufrechterhalten, die nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 2 erläutert werden soll. An beiden Enden der Werkzeugelektrode 27 und des Werkstücks W ist eine Stromversorgungsquelle 31 angeschlossen, wobei ein Strombegrenzungswiderstand 33 und ein Transistor 35 in Serie geschaltet sind. Außerdem ist an den beiden Enden von Werkzeugelektrode 27 und Werkstück W ein Detektorwiderstand 37 zu dem Zweck angeschlossen, die Spannung zwischen der Werkzeugelektrode 27 und dem Werkstück W zu messen. Eine geeignete Spannung erhält man mit Hilfe dieses Widerstandes 37 durch Spannungsteilung. Die abgegriffene Spannung wird dem Eingang eines Entladungsbedingungs-Beurteilungskreises 39 zugeführt, der den Zustand der elektrischen Entladungen beurteilt. Weiterhin ist mit dem Tansistor 35 ein Impulsgenerator 41 verbunden, der das Ein- und Ausschalten des Transistors 35 steuert.

Wenn bei dem beschriebenen Aufbau ein Impulsstrom von dem Impulsgenerator 41 dem Transistor 35 zugeführt wird, dann wird dieser entsprechend dem Impuls leitfähig, ein Stromfluß findet statt und eine elektrische Entladung tritt in dem Entladungsspalt 29 zwischen der Werkzeugelektrode 27 und dem Werkstück W auf. Die Entladungsspannungsform in dem Entladungsspalt 29 wird durch den Beurteilungskreis 39 ermittelt und der Zustand der elektrischen Entladung beurteilt. Wie noch weiter unten detailliert erläutert wird, erlaubt der Beurteilungskreis die Unterscheidung von vier Zuständen: keine elektrische Entladung, anomale elektrische Entladung, normale elektrische Entladung und verunreinigter Zustand. Bei dieser Ausführungsform wird der Ausgang des Beurteilungskreises 39 ausgenutzt, wenn eine anomale Entladung oder ein verschmutzter Zustand in dem Entladungsspalt 29 auftritt.

Wie Fig. 2 zeigt, sind die Ausgänge von Beurteilungskreis 39 und Impulsgenerator 41 mit einem Steuerkreis 43 für die Auf- und Abbewegung der Elektrode verbunden, der ein Signal abgibt, das für die Auslösung einer Pumpbewegung der Werkzeugelektrode 27 verwendet wird. Der Ausgang dieses Steuerkreises 43 ist über eine UND-Schaltung 69 mitr einem Elektrodensteuerkreis 45 verbunden, der den Servomotor 25 ansteuert, um die Werkzeugelektrode 27 auf- und abzubewegen.

Der Steuerkreis 43 enthält im wesentlichen eine ODER-Schaltung 47, einen Zähler 49, einen Komparator 51, eine UND-Schaltung 53 und einen Voreinstellzähler 55.

Genauer gesagt, wenn ein anomaler Entladungszustand in dem Arbeitsspalt 29 auftritt, d. h., wenn der Isolationszustand zwischen den Elektroden nicht normal ist, dann wird ein Impuls 39a, der einen anomalen Entladungszustand angibt, abgegeben. Wenn ein verunreinigter Zustand iim Arbeitsspalt 29 herrscht, dann wird ein Impuls 39b abgegeben, der diesen Zustand anzeigt. Diese Impulse werden von dem Beurteilungskreis 39 den zwei Eingängen der ODER-Schaltung 47 zugeführt. Der Ausgang dieser ODER-Schaltung 47 ist mit dem Zähler 49 verbunden, dessen Ausgang mit einem der Eingänge des Komparators 51 verbunden ist. Der Zähler 49 zählt die Anzahl der Eingaben von der ODER-Schaltung 47 und gibt das kumulative Gesamtergebnis A an den Komparator 51. Der Komparator 51 vergleicht den Zählwert A mit einem Voreinstellwert B, der von einem weiteren Eingangsanschluß vorgegeben war. Wenn A<B, wird ein Impulssignal ausgegeben. Dieses Impulssignal ist dem einen Eingangsanschluß der UND-Schaltung 53 zugeführt. Deren anderer Eingangsanschluß ist mit dem Ausgang des Voreinstellzählers 55 verbunden. Der Eingang des Voreinstellzählers 55 ist mit dem Ausgang des Impulsgenerators 41 verbunden. Wenn die angesammelte Zahl von Impulseingaben vom Impulsgenerator 41 den Voreinstellwert C des Voreinstellzählers 55 erreicht, dann wird ein Impulssignal an die UND-Schaltung 53 abgegeben. Der Ausgang des Impulsgenerators 41 ist außerdem mit der Basis des Transistors 35 verbunden.

Außerdem ist der Ausgang des Voreinstellzählers 55 mit einem Verzögerungskreis 57 verbunden. Dessen Ausgang ist mit dem Zähler 49 verbunden und mit dem Rücksetzeingang des Voreinstellzählers 55.

Wenn in dem obenbeschriebenen Aufbau ein Stromimpuls von dem Impulsgenerator 41 zum Transistor 35 gelangt, dann geht dieser, wie Fig. 3(a) zeigt, in den Leit- oder Sperrzustand. Wenn der Transistor 35 in den Leit- oder Sperrzustand geht, dann synchronisiert der Arbeitsspalt 29 zwischen der Werkzeugelektrode 27 und dem Werkstück W mit dem Leit/Sperrbetrieb des Transistors 35 und eine Elektrodenentladung findet statt mit einer oder mehreren möglichen Spannungswellenformen, abhängig vom Zustand zwischen den Elektroden, wie in Fig. 3(b) gezeigt.

Der Entladungszustandsbeurteilungskreis 39 vergleicht den Spannungspegel E₁ an der Vorderflanke des an die Elektroden angelegten Impulses und den Spannungspegel E₂ bei Erregung eines Detektorimpulses zu einem um t gegenüber der Vorderflanke verzögerten Zeitpunkt mit den zwei Bezugsspannungspegeln V₁ und V₂ und unterscheidet auf diese Weise, wie in den Fig. 3(d) bis (g) gezeigt, unter vier Zuständen: kein Impuls, anomaler Impuls, normaler Impuls und verunreinigter Zustand.

Speziell wenn der Spannungspegel E₁ an der Vorderflanke des zwischen die Elektroden gelegten Impulses größer als der Bezugsspannungspegel V₁ ist und wenn außerdem der Spannungspegel E₂ kleiner als der Bezugsspannungspegel V₂ ist, dann wird die Entladung als normal beurteilt. Wenn der Spannungspegel E₁ an der Vorderflanke des genannten zugeführten Spannungsimpulses und auch der genannte Spannungspegel E₂ kleiner als der Bezugsspannungspegel V₂ sind, dann bedeutet dies, daß die Isolation im Spalt zwischen den Elektroden, d. h. zwischen der Werkzeugelektrode und dem Werkstück, abgenommen hat, und dieser Zustand der Entladung wird als anomal beurteilt. Wenn der Spannungspegel E₁ an der Vorderflanke des genannten Impulses und der Spannungspegel E₂ größer als die Bezugsspannung V₁ sind, dann ist der Spalt zwischen den Elektroden zu groß und es wird geurteilt, daß keine Entladung stattfindet. Wenn der Spannungspegel E₁ an der Vorderflanke des Impulses eine Größe zwischen V₁ und V₂ hat, dann herrscht keine ausreichende Isolation zwischen den Elektroden und es wird auf einen verunreinigten Zustand aufgrund von Abfällen der Metallabtragung im Spalt zwischen den Elektroden geurteilt.

Wenn ein anomaler Impulszustand oder ein verunreinigter Zustand herrscht, dann sind Abfallprodukte im Spalt zwischen den Elektroden vorhanden, die zur Folge haben, daß die Isolation unzureichend ist, so daß es notwendig ist, die Abfallprodukte zu entfernen.

Wenn daher der Entladungszustandsbeurteilungskreis 39 eine Wellenform ermittelt, die eine anomale Entladung oder einen verunreinigten Zustand anzeigt, dann werden Ausgangsimpulse 39a und 39b zu der ODER-Schaltung 47 abgegeben und alle Impulse beider Arten werden von der ODER-Schaltung 47 dem Zähler 49 zugeführt und die Anzahl dieser Impulse wird dort gezählt. Der angesammelte Zählwert A wird vom Zähler 49 an den Komparator 51 gegeben. Im Komparator 51 wird der angesammelte Zählwert A mit dem Voreinstellwert von B verglichen. Wenn A<B, dann wird vom Komparator 51 ein Impulssignal an die UND-Schaltung 53 gegeben.

In der Zwischenzeit, wenn die Anzahl der Impulse vom Impulsgenerator den Zählwert C erreicht, der im Voreinstellzähler 55 voreingestellt ist, dann wird ein Impulssignal vom Voreinstellzähler 55 der UND-Schaltung 53 zugeführt. Gleichzeitig wird ein Impulssignal, das den Zähler 49 und den Voreinstellzähler 55 rücksetzt, über den Verzögerungskreis 57 zugeführt. Wenn daher die Gesamtzahl der anomalen Entladungszustand und verunreinigten Zustand anzeigenden Impulse einen festen Wert innerhalb einer gewissen Zeit erreicht, dann gelangen Impulseingänge zu beiden Eingangsanschlüssen der UND-Schaltung 53 und es wird von dieser ein Ausgangsimpulssignal über die UND-Schaltung 69 zu dem Elektrodensteuerkreis 45 gegeben. Dieser steuert, sofern die UND-Schaltung 69 an ihrem anderen Eingang ein Steuersignal erhält, wiederum den Servomotor 25, der bewirkt, daß die Werkzeugelektrode 27 sich um einen geeigneten Betrag auf- und abbewegt. Dies ruft eine Pumpwirkung zwischen der Werkzeugelektrode 27 und dem Werkstück W hervor, die Abfallprodukte aus dem Arbeitsspalt 29 entfernt und es ermöglicht, daß eine normale Entladung wieder auftritt.

Diese Schaltung enthält ferner einen Arbeitsspaltdetektorkreis 59 und einen Werkzeugelektrodeneinstellkreis 61, der die Position des Endes der Auf- und Abbewegung der Werkzeugelektrode 27 auf den dem Werkstück nächsten Punkt einstellt, der in dem Funkenerosionsprozeß erreicht wird.

Der Arbeitsspaltdetektorkreis 59 weist einen Widerstand 63, einen Kondensator 65 und einen Komparator 67 auf, der eine Spannung V₃ mit einer Voreinstellspannung V₀ vergleicht, die zu dem Zeitpunkt herrscht, wenn der Arbeitsspalt 29 in geeigneter Weise verkleinert ist. Die Spannung V₃ wird durch Mittelwertbildung der Spannung erzeugt, die durch Spannungsteilung mit dem Widerstand 37 erhalten wird, wobei die Mittelwertbildung durch den Widerstand 63 und den Kondensator 65 erhalten wird. Wenn die gemittelte Spannung V₃ kleiner als die Voreinstellspannung V₀ oder dieser gleich ist, gibt der Komparator 67 ein Impulssignal ab. Der Ausgang des Komparators 67 ist mit dem zweiten Eingang der UND-Schaltung 69 verbunden. Der Ausgang der UND-Schaltung 53 ist, wie bereits erwähnt, mit dem ersten Eingang dieser UND-Schaltung 69 verbunden. Der Ausgang dieser UND-Schaltung 69 ist mit dem Elektrodensteuerkreis 45 verbunden.

Mit dem obenbeschriebenen Aufbau beginnt die Pumpbewegung der Werkzeugelektrode 27 nur, wenn diese gegen das Werkstück abgesenkt ist, so daß die elektrische Entladung erzeugt wird. Dies verhindert den Start eines ineffektiven Pumpeffekts aus einer zu weit angehobenen Stellung der Elektrode 27. Dementsprechend wird der Arbeitsspalt 29 schnell gereinigt. Der Werkzeugelektrodeneinstellkreis 61 hat eine lineare Skala 71, die die augenblickliche Stellung der Werkzeugelektrode 27 ermittelt, einen Spitzenhaltekreis 73, der die abgesenkte Stellung der Werkzeugelektrode 27 vor dem Beginn des Pumpvorgangs wie von den Positionsdetektorsignalen von der linearen Skala 71 ermittelt, speichert, und einen Komparator 75, der den Eingangswert des Spitzenhaltekreises 73 mit dem laufenden Eingangswert von der linearen Skala 71, der die augenblickliche Position der Werkzeugelektrode 27 angibt, miteinander vergleicht. Wenn die zwei Werte miteinander übereinstimmen, dann gibt der Komparator 75 ein Stopsignal an den Elektrodensteuerkreis 45 ab. Dies bedeutet, daß die Pumpbewegung der Werkzeugelektrode 27 in der gegen das Werkstück W abgesenkten Stellung angehalten wird. Dies stellt sicher, daß die nachfolgende elektrische Entladung für die Materialabtragung wirksam gleich nach Abschluß des Pumpbetriebs stattfinden kann.

Wenn, wie oben erwähnt, der Arbeitsspalt 29 zwischen der Werkzeugelektrode 27 und dem Werkstück W durch Abfallmaterial von der Materialabtragung verunreinigt ist, dann kann der Arbeitsspalt 29 durch die Auf- und Abbewegung der Werkzeugelektrode gegenüber dem Werkstück W gereinigt werden. Nachdem der Arbeitsspalt 29 auf diese Weise gereinigt worden ist, wird der Funkenerosionsvorgang wieder in Betrieb gesetzt. Durch allmähliches Vorschieben der Werkzeugelektrode 27 in Richtung des Werkstückes W wird die Funkenerosion ausgeführt. Damit jedoch die Funkenerosion wirksam ausgeführt wird, ist es notwendig, daß die Werkzeugelektrode 27 so geregelt wird, daß sie die verschiedenartigsten Verrichtungen, wie Vorschieben, Anhalten und Zurückziehen entsprechend dem elektrischen Entladungszustand im Arbeitsspalt 29 ausführt. Wenn in diesem Falle die Vorschub- oder Rückziehbewegung der Werkzeugelektrode 27 über eine gewisse Zeit oder eine gewisse Anzahl fortgesetzt wird, wenn die Einheitsdistanz, um die die Werkzeugelektrode 27 durch jeden, von dem Rechnersteuergerät zugeführten Befehl unverändert bleibt, dann wird es schwierig, die Elektrode schnell zu bewegen.

Bei dieser Ausführungsform ist daher eine Einrichtung vorgesehen, die, wenn Vorschub- oder Rückziehbefehle für die Werkzeugelektrode 27 anhalten, die Einheitsdistanz, um die sich die Elektrode 27 bewegt, innerhalb einer vorgegebenen Grenze vergrößert, um die Werkzeugelektrode 27 schnell zu bewegen.

Spezieller gesagt, wenn die Funkenerosionsmaschine durch einen Rechner gesteuert wird und Unterbrechungen im Hauptprogramm auftreten und ein Bewegungsbefehlsberechnungsprogramm in regelmäßigem Zyklus begonnen wird, dann verläuft der Vorgang gemäß dem Flußdiagramm nach Fig. 4.

Im Schritt S 1 wird, basierend auf dem Ergebnis des unmittelbar zuvor ermittelten Erosionszustandes, beurteilt, ob der nächste Befehl ein Vorschub-, Stopp- oder Rückziehbefehl ist.

Wenn beurteilt ist, daß der nächste Schritt ein Vorschub sein soll, dann wird im Schritt S2 untersucht, ob der vorangehende Bewegungsbefehl ein Vorschub- oder Rückziehbefehl war. Wenn er kein Vorschubbefehl war (entweder ein Stop- oder Rückziehbefehl war), dann ist der laufende Vorschub keine Fortsetzung, so daß die Zahl des Zählers CF, der fortgesetzte Vorschübe zählt, gelöscht wird und die Einheitsdistanz ΔX auf den Anfangswert ΔX₀ gesetzt wird.

Wenn der vorangehende Bewegungsbefehl ein Vorschubbefehl war, dann wird im Schritt S3 untersucht, ob die Zahl im Zähler CF den eingestellten Wert CF_max erreicht hat. Wenn der Zähler CF den eingestellten Wert CF_max nicht erreicht hat, dann wird der Zählerstand im Zähler CF um 1 erhöht und die Einheitsdistanz ΔX wird nicht geändert. Wenn der Zähler CF den voreingestellten Wert CF_max erreicht hat, dann wird entschieden, daß die Vorschubbefehle für die vorgegebene Zeit angehalten haben.

In diesem Falle wird im Schritt S4 untersucht, ob oder ob nicht die Einheitsdistanz ΔX ihren Maximalwert ΔX_max erreicht hat. Wenn der Maximalwert ΔX_max erreicht worden ist, dann wird die Einheitsdistanz nicht gesteigert. Wenn der Maximalwert ΔX_max nicht erreicht worden ist, dann wird im Schritt S5 die Einheitsdistanz ΔX um den vorgegebenen Wert Δx vergrößert.

Im Schritt S6 wird ein Befehl für den Vorschub um die Einheitsdistanz ΔX ausgegeben.

Im Schritt S7 wird ein Kennzeichen gesetzt, das die Richtung des vorangehenden Bewegungsbefehls angibt.

Wenn im Schritt S1 beurteilt wird, daß der nächste Befehl ein Stoppbefehl sein soll, dann wird im Schritt S8 das Kennzeichen, das die Richtung der vorangehenden Bewegung angibt, auf "Stopp" gesetzt.

Wenn im Schritt S1 beurteilt wird, daß der nächste Befehl ein Rückziehbefehl sein soll, dann fährt der Vorgang in analoger Weise zum Fall des Vorschubes fort. Dies bedeutet, es wird untersucht, ob der vorangehende Bewegungsbefehl ein solcher für einen Vorschub oder eine Zurückziehung war. Wenn er kein Zurückziehbefehl war, dann wird die Zahl im Zähler CB, der die fortgesetzten Zurückziehungen zählt, gelöscht, und die Einheitsdistanz ΔX wird auf den Anfangswert ΔX₀ gesetzt. Wenn der vorangehende Bewegungsbefehl ein solcher für Rückziehen war, dann wird untersucht, ob oder ob nicht die Zahl im Zähler CB den voreingestellten Wert CB_max erreicht hat. Wenn der Zähler CB den vorgegebenen Wert CB_max erreicht hat, dann wird die Einheitsdistanz ΔX um den vorgegebenen Wert ΔX vergrößert. Wenn andererseits die Einheitsdistanz ΔX den Maximalwert ΔX_max erreicht hat, dann wird er nicht erhöht. Wenn der Zähler CB nicht den vorgegebenen Wert CB_max erreicht hat, dann wird der Zähler CB um 1 erhöht und die Einheitsdistanz ΔX wird nicht verändert. Als nächstes wird ein Befehl für ein Zurückziehen um die Einheitsdistanz ΔX ausgegeben und das Kennzeichen, das die Bewegungsrichtung anzeigt, wird auf "Zurückziehen" gesetzt.

Wenn der Arbeitszustand im Arbeitsspalt daher normal ist, dann ist die Einheitsdistanz klein, während, wenn der Arbeitszustand anomal ist, es möglich ist, beispielsweise durch Fortsetzung der Rückziehbefehle, die Bewegung der Werkzeugelektrode so zu steuern, daß sie um eine große Distanz bewegt wird. Wenn daher ein anomaler Zustand, wie beispielsweise ein Kurzschluß während der Funkenerosion auftritt, dann kann dieser anomale Zustand durch schnelle Vergrößerung der Bewegungsgeschwindigkeit der Werkzeugelektrode beseitigt werden.

Wenn, wie in Fig. 5 dargestellt, eine komplizierte Gestalt durch Funkenerosion auszubilden ist, indem die Werkzeugelektrode 27 einfacher Gestalt, die in der Funkenerosionsmaschine installiert ist, in X-, Y- und Z-Richtungen gegenüber dem Werkstück W bewegt wird, dann wird die Position der Werkzeugelektrode 27 durch einen Rechner gesteuert. Der Bewegungsweg der Werkzeugelektrode 27 und die anderen Bedingungen sind im voraus gespeichert, und zusätzlich wird eine Zielposition, genannt "Weglaufpunkt" voreingestellt. Ohne Rücksicht, wo die Werkzeugelektrode 27 steht, kann sie schnell zu oder von dem Weglaufpunkt mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit bewegt werden, entweder längs einer geraden Linie im Raum oder durch unabhängige Bewegungen in den drei Koordinatenrichtungen. Befehle für eine Umlaufbewegung der Werkzeugelektrode 27 zu oder von dem Weglaufpunkt können beispielsweise in festen Intervallen vorgegeben werden. Auch die Vor- und Zurückbewegung der Werkzeugelektrode kann automatisch auf der Grundlage des Ergebnisses der Ermittlung des Zustandes der elektrischen Entladung im Arbeitsspalt zwischen der Werkzeugelektrode 27 und dem Werkstück W getriggert werden, wodurch die Maschinenleistung vergrößert wird.

Bei dieser Ausführungsform sind die Programmkoordinaten mit X, Y und Z bezeichnet und der Weglaufpunkt ist auf den Punkt P (0, 0, Z₁) auf der Z-Achse eingestellt. Wenn der Funkenerosionsvorgang fortschreitet und die Richtung der Vor- und Zurückbewegung der Werkzeugelektrode 27 sich ändert, dann wird die Position des Weglaufpunktes im Programm geändert.

Ebenso geschieht es in Abhängigkeit von der Gestalt, auf die das Werkstück W zu bearbeiten ist manchmal, daß ein Hindernis zwischen der Werkzeugelektrode 27 und dem Weglaufpunkt liegt. Wenn in diesem Falle die Vor- und Zurückbewegung der Werkzeugelektrode 27 durch einen Befehl begonnen wird, dann zieht es sich längs ihres Weges um eine Distanz zurück, die in dem Programm vorgegeben ist und läuft dann zu und von dem Weglaufpunkt. In diesem Falle wird eine Kollision zwischen der Werkzeugelektrode 27 und dem Hindernis vermieden.

Mit anderen Worten, wenn eine Funkenerosion in einer komplizierten Gestalt durch Bewegung der Werkzeugelektrode 27 in den X-, Y- und Z-Richtungen gegenüber dem Werkstück W ausgeführt wird und ein Befehl gegeben wird, um die Werkzeugelektrode 27 zurück- und vorzubewegen, dann bewegt sich die Werkzeugelektrode 27 zu und von einem Weglaufpunkt, der von dem Werkstück W einen Abstand hat. Dementsprechend bewegt sich die Werkzeugelektrode 27 um eine beachtliche Distanz und bewirkt eine bemerkenswerte Rührbewegung im dielektrischen Fluid, die Abfallprodukte von der Materialabtragung aus dem Arbeitsspalt entfernt. Dementsprechend ist die Wahrscheinlichkeit, daß anomale elektrische Entladungen zwischen der Werkzeugelektrode und dem Werkstück auftreten, gering, was die Maschinenleistung steigert.

Claims

1. Regelvorrichtung für die Pumpbewegung einer Werkzeugelektrode in einer Funkenerosionsmaschine, enthaltend:

a) einen Antrieb (25) zum Bewegen der Werkzeugelektrode (27) gegenüber einem Werkstück (W),
b) eine Arbeitsspalt-Detektorschaltung (37) zur Ermittlung des Zeitverlaufs der Spannung der Entladungsimpulse im Arbeitsspalt zwischen Werkzeugelektrode (37) und Werkstück (W),
c) eine Beurteilungsschaltung (39) zur Beurteilung des elektrischen Entladungszustandes im Arbeitsspalt aus dem Zeitverlauf der Entladungsimpulse, die im Arbeitsspalt auftreten, und
d) eine Pumpwirkungs-Steuerschaltung, die die Anzahl als abnorm beurteilter Entladungsimpulse innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalles zählt, das Zählergebnis mit einem Standardwert vergleicht und ein erstes Steuersignal zum Steuern des Werkzeugantriebs (25) abgibt, wenn das Zählergebnis den Standardwert übersteigt,

gekennzeichnet durch

e) eine Schaltung (59), die die Spannung der Entladungsimpulse zwischen der Werkzeugelektrode (27) und dem Werkstück (W) mittelt und ein zweites Steuersignal zum Steuern des Werkzeugantriebs (25) abgibt, wenn die gemittelte Entladungsspannung (V₃) gleich oder kleiner als eine voreingestellte Spannung (V₀) wird, und
f) eine Verknüpfungsschaltung (69), der die beiden Steuersignale zugeführt sind und die bei Vorhandensein beider die Pumpbewegung der Werkzeugelektrode (27), von einer gegen das Werkstück (W) abgesenkten Stellung ausgehend, in Betrieb setzt.

2. Regelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin einen Werkzeugelektroden-Einstellkreis (61) aufweist, der einen Spitzenhaltekreis (73) zum Speichern der abgesenkten Position der Werkzeugelektrode (27), aus der der Pumpvorgang beginnt, und einen Komparator (75) zum Beenden des Pumpvorgangs, wenn die Werkzeugelektrode (27) in ihrer Ausgangsposition zurückgekehrt ist, enthält.

3. Regelvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 zur Verwendung in einer Funkenerosionsmaschine, in der das Werkstück von einem Kreuzsupport in X- und Y-Richtungen computergesteuert beweglich gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Werkzeugelektrode (27) direkt auf einen vorgegebenen, vom Werkstück (W) beabstandeten Zielpunkt (0, O, Z₁) zu und von diesem weg in Richtung auf das Werkstück (W) bei Empfang eines Pumpbefehls bewegt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage des Zielpunktes variabel ist.