DE3530580C2 - Verfahren zum Steuern einer Funkenerosionsmaschine - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Steuern einer Funkenerosionsmaschine nach dem Oberbegriff des einzigen Patentanspruchs.

Es ist bereits bekannt, daß zur Steigerung der Wirksamkeit des elektrischen Entladungsverfahrens die Unterbrechungs­ zeit für die elektrische Entladung vermindert werden kann. Wenn allerdings die Unterbrechungszeit sehr stark vermin­ dert wird, können feine Teilchen bzw. ein puderförmiges Material des verarbeiteten Metalls sowie dergleichen, die in geschmolzener Form von dem Metall entfernt werden, nicht in ausreichendem Maße von dem Arbeitsspalt der elek­ trischen Entladungsmaschine entfernt werden. In diesem Fall tritt keine ausreichende Erholung der Isolationseigenschaf­ ten des Arbeitsspaltes vor dem Anlegen eines neuen Span­ nungspulses auf. Anormale Entladungszustände, wie beispiels­ weise Entladungsbogen werden in diesem Fall erzeugt, so daß die Genauigkeit und Wirksamkeit der Werkstückbearbei­ tung vermindert wird. Demgemäß muß die Unterbrechungszeit für die elektrische Entladung in geeigneter Weise gesteuert werden, um sie an die Spalt-Isolationszustände anzu­ passen.

Allerdings ist die Geschwindigkeit zum Wiederherstellen dieser Isolationszustände nicht gleichförmig, sondern wird beispielsweise durch Flußeigenschaften eines dielektrischen Fluids und durch die elektrische Entladungszeit sowie wei­ tere Größen beeinflußt. Daher ist es für die Bedienungs­ person einer derartigen Maschine schwierig, die Unterbre­ chungszeit der elektrischen Entladung an die jeweils herr­ schenden Zustände anzupassen.

Darüber hinaus ist es nötig, die Verfahrensbedingungen, wie beispielsweise geeignete Elektroden, die Polarität, der Maximalwert des elektrischen Entladungsstroms, die Unter­ brechungszeit für den elektrischen Entladungsstrom usw. gemäß Verfahrenscharakteristika einzustellen, wie bei­ spielsweise gemäß des Werkstückmaterials, der Rauhigkeit der fertigbearbeiteten Oberfläche, der Verarbeitungsge­ schwindigkeit usw. Da eine größere Anzahl von Kombinations­ möglichkeiten dieser Verfahrensbedingungen vorliegt, ist es ein äußerst komplexes und schwieriges Problem für die Bedienungsperson, die einzelnen Zustände einzeln einzu­ stellen.

Demzufolge wird bei üblichen Anlagen ein Verfahren ange­ wendet, bei dem aufeinander angepaßte Verfahrenscharakte­ ristika sowie Verfahrenszustände in einem Speicher der Steueranlage gespeichert sind, wobei die Bedienungsperson geeignete Zustände aus den passenden Zuständen, die auf einem Anzeigegerät dargestellt werden, in Übereinstimmung mit gewünschten Verfahrenscharakteristika auswählt und diese Zustände an dem Steuergerät einstellt. Bei einem der­ artigen Verfahren werden viele Verfahrenszustände benötigt, um einer einzigen Verfahrenscharakteristik zu genügen. Wenn beispielsweise ein Fall vorliegt, bei dem lediglich die Rauhigkeit der fertiggestellten Oberfläche ausschlag­ gebend ist, während andere Charakteristika nicht als wich­ tig angesehen werden, wird die Anzahl der Freiheitsgrade der Verfahrenszustände, unter denen eine Auswahl getroffen werden kann, äußerst groß. Mit anderen Worten wird mit Ver­ minderung der Anzahl der benötigten Verfahrenscharakteri­ stika der Freiheitsgrad für die Auswahl der Verfahrenszu­ stände größer. Demgemäß ist es nicht wünschenswert, die Verfahrenscharakteristika und Verfahrenszustände einander lediglich paarweise zuzuordnen, wenn eine große Freiheit in der Auswahl von Verfahrenscharakteristika vorliegt, da in diesem Fall die Wahlmöglichkeit der Bedienungsperson ungebührlich eingeschränkt wird.

Ein Verfahren zum Steuern einer Funkenerosionsmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 ist mit der DE-OS 20 38 748 bekannt geworden. Bei diesem bekannten Verfahren wird während des "Aus"-Zeitintervalles der pulsierenden Arbeitsspannung ein elektrisches Signal an den Arbeitsspalt gelegt und die Impedanz des Arbeitsspaltes unter Verwendung einer Widerstandsbrücke gemessen, in deren einem Zweig der Arbeitsspalt liegt. Die Steuerung der Stromversorgung der Funkenerosionsmaschine geschieht auf Grundlage der ermittelten Impedanz.

Das US-Patent 3 997 753 beschreibt ein Verfahren zur Steuerung einer Funkenerosionsmaschine, bei dem während eines vorbestimmten Zeitintervalles eine Meßgröße des Spaltes, wie z. B. die Entladungsspannung, der Entladungsstrom, der Spaltwiderstand oder die Spaltimpedanz gemessen und mit einem vorbestimmten Wert verglichen wird. Bei einer Abweichung des gemessenen Wertes vom vorbestimmten Wert wird in die Steuerung der Maschine eingegriffen. Die Messung erfolgt also hier während der eigentlichen Entladung und nicht während des "Aus"-Zeitintervalles mit einer Hilfsspannung.

Das US-Patent 3 739 137 offenbart ein Verfahren zur Steuerung einer Funkenerosionsmaschine, bei welchem die Arbeitsspalt-Spannung während der Entladung gemessen wird, um aus der Abweichung der Spannung Rückschlüsse für die Steuerung in der Maschine zu ziehen. Es wird eine Vielzahl von Sensoren verwendet, um die einzelnen Spaltzustände zu erfassen. Die Verwendung einer Hilfsspannung ist nicht offenbart.

Die WO 84/019 15 beschreibt eine Steuerschaltung für eine Funkenerosionsmaschine, bei dem die Arbeitsspannung zwischen der Elektrode und dem Werkstück gemessen und mit einer Referenzspannung verglichen wird.

Die DE 23 62 924 C2 beschreibt ein Verfahren zur Steuerung einer Funkenerosionsmaschine, bei dem eine pulsierende Spannung verwendet wird, welche "Aus"-Zeitintervalle vorbestimmter Länge aufweist, wobei dieses "Aus"-Zeitintervall erhöht wird, wenn eine vorgegebene Anzahl einander kontinuierlich folgender Entladungsanomalien festgestellt worden ist.

Die DE 29 49 330 A1 betrifft ein weiteres Steuerverfahren für eine Funkenerosionsmaschine. Bei diesem Verfahren wird ein Arbeitsspalt-Statussignal gemessen, und einer Mikroprozessor-Einheit zugeführt, in deren Speicher eine Vielzahl von Bearbeitungsparameter-Sätzen gespeichert ist. Die Steuerung der Betriebsparameter erfolgt mit diesen gespeicherten Sätzen in Abhängigkeit vom Spalt-Statussignal. Es wird vorgeschlagen, als Spalt-Statussignal die Spaltspannung, den Spaltstrom oder die Spaltimpedanz zu verwenden.

Die DE 22 59 479 C3 beschreibt ein weiteres Verfahren zum Optimieren der Bearbeitungscharakteristik einer Funkenerosionsmaschine. Bei diesem Verfahren werden die charakteristischen Größen der Funkenüberschläge gemessen und in logische Signalpaare umgeformt, von denen jedes Paar eine Abweichung oder Nichtabweichung der zugehörigen charakteristischen Größe angibt. Bei einer Abweichung werden für die Betriebsparameter nacheinander vorbestimmte Korrekturprogramme ausgelöst, die solang wiederholt werden, bis die Abweichung verschwunden ist.

Die EP 0 083 858 A1 zeigt ein weiteres Verfahren zum Steuern einer Funkenerosionsmaschine. Bei dieser Maschine werden eine Vielzahl von Sätzen von Bearbeitungsparametern in einem Speicher einer Steuereinheit abgespeichert, die über eine entsprechende Wähleinrichtung in Abhängigkeit des zu bearbeitenden Werkstückes und der Bearbeitung abgerufen werden können. Der Entladungsstrom oder die Entladungsspannung kann mittels eines Sensors erfaßt werden, der mit der Steuereinrichtung verbunden ist.

Die JP 58-206 313 A1 beschreibt ebenfalls die Auswahl von Bearbeitungsparametern für eine Funkenerosionsmaschine. Die Steuervorrichtung weist eine Tastatur auf, in die eine Bedienungskraft Parameter des Werkstückes, des Elektrodenmateriales usw. eingeben kann. Damit werden aus einem Speicher Standardsätze von Betriebsparametern abgerufen, mit denen die Maschine gesteuert wird.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Steuern einer Funkenerosionsmaschine zur Verfügung zu stellen, bei welchem die Erfassung abnormaler Entladungszustände verbessert ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des einzigen Anspruches gelöst.

Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer elektrischen Entladungs­ maschine gemäß eines Ausführungsbeispiels der vor­ liegenden Erfindung;

Fig. 2 ein Blockdiagramm eines ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3 ein Blockdiagramm der Anordnung der Steuerschaltung gemäß Fig. 2;

Fig. 4 ein Blockdiagramm der Anordnung einer in Fig. 2 ge­ zeigten Schaltung für anormale Entladung;

Fig. 5 ein Blockdiagramm der Anordnung einer in Fig. 2 ge­ zeigten Berechnungsschaltung;

Fig. 6 ein Zeitdiagramm einer Zusatzausstattung des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.

Die in Fig. 1 gezeigte elektrische Entladungsmaschine 1 hat eine kastenförmige Basis 3, ein auf der Basis angeordnetes XY-Kreuztisch-Gerät 5 und einen Verarbeitungskopf 9, der derart installiert ist, daß er in senkrechter Richtung be­ züglich einer hohlen Säule 7 beweglich ist, die sich in senkrechter Richtung von der oberen Fläche des hinteren Abschnitts der Basis 3 aus erstreckt. Das XY-Kreuztisch- Gerät 5 enthält einen Tisch 13 für die Y-Achse, der frei­ beweglich längs der Y-Achse auf einem Führungstisch 11 ge­ führt wird, der auf der oberen Fläche der Basis 3 befestigt ist, und einen Tisch 15 für die X-Achse, der derart ange­ ordnet ist, daß er sich frei längs der X-Achse auf dem Tisch 13 für die Y-Achse bewegt. Der Tisch 13 für die Y- Achse ist derart aufgebaut, daß er sich längs der Y-Achse mittels eines Y-Achsen-Servomotors 17 bewegt, der auf dem Führungstisch 11 installiert ist. Der Tisch 15 für die X-Achse ist derart aufgebaut, daß er sich längs der X-Achse mittels eines X-Achsen-Servomotors 19 bewegt, der auf dem Tisch 13 für die Y-Achse installiert ist. Auf dem Tisch 13 für die X-Achse ist ein Verfahrenstank oder Arbeitstank 21 befestigt, innerhalb dessen eine Arbeitstafel 23 zum Tragen eines Werkstückes W befestigt ist.

Der Arbeitskopf 9 ist derart aufge­ baut, daß er sich in senkrechter Richtung mittels eines Servomotors 25 bewegt, der an dem oberen Abschnitt der Säule 7 befestigt ist. Eine Werkzeugelektrode 27 zum Aus­ führen des Bearbeitungsverfahrens für das Werkstück W mittels elektrischer Entladung ist frei beweglich und ent­ fernbar sowie austauschbar an dem Ar­ beitskopf 9 befestigt.

Aufgrund der oben beschriebenen Bauweise können die Werk­ zeugelektrode 27 und das Werkzeug W aneinander angenähert werden, wobei mittels Anlegen einer Pulsspannung an den Arbeitsspalt zwischen der Elektrode 27 und dem Werkstück W eine elektrische Entladung erzeugt wird, so daß eine elek­ trische Entladungsbearbeitung des Werkstückes W ausgeführt werden kann.

In Fig. 2 ist dargestellt, daß ein winziger Arbeitsspalt 29 zwischen der Arbeitselektrode 27 und dem Werkstück W auf­ rechterhalten wird. Eine Arbeitsleistungsquelle 31, ein Widerstand 33 und ein Schaltelement, wie beispielsweise ein Transistor 35 sind in Reihe zur Elektrode 27 und zu dem Werkstück W geschaltet.

In der durch den Widerstand 33 und den Transistor 35 ge­ bildeten Schaltung liegt ein Widerstand 37 zum Erzeugen eines winzigen elektrischen Stroms mit einem Ausmaß, das nicht zum Erzeugen einer elektrischen Entladung in dem Ar­ beitsspalt 29 führt. Der Widerstand 37 liegt in Parallel­ schaltung. Weiterhin ist ein Erfassungswiderstand 39 zum Ermitteln der Spannung über den Arbeitsspalt 29 parallel zum Arbeitsspalt 29 angeschlossen. Das Spannungsausgangs­ signal des Erfassungswiderstandes 39 wird geteilt, um die geteilte Spannung sowohl an den Eingangsabschnitt (a) einer Vergleichssteuerschaltung 41 zum Steuern des Einschalt- Ausschalt-Zustandes des Transistors 35 als auch an den Ein­ gangsabschnitt (b) einer Erfassungsschaltung 43 für anormale Entladung anzulegen.

Die Vergleichssteuerschaltung 41 vergleicht, wie nachfol­ gend erörtert wird, eine Zwischenpolspannung V_G, die in geeigneter Weise von dem Widerstand 39 geteilt wird, mit einer ersten Standardspannung V1. Der Schaltzustand des Transistors 35 wird auf der Grundlage des Ergebnisses die­ ser Berechnung gesteuert.

Die Spannung an beiden Enden des Widerstandes 33 wird der Vergleichssteuerschaltung 41 zugeführt, wobei ein Aus­ gangsabschnitt (e) dieser Schaltung mit dem Transistor 35 verbunden ist. Der Ausgangsabschnitt eines D/A-Wandlers 45 ist mit einem Eingangs-Abschnitt (f) der Vergleichs­ steuerschaltung 41 verbunden.

Die Erfassungsschaltung 43 für anormale Entladung ist, wie nachfolgend erläutert wird, derart aufgebaut, daß sie aus­ gangsseitig ein Pulssignal bei der Erfassung einer jeden anormalen elektrischen Entladung erzeugt und hat einen Ausgangsabschnitt (g), der mit einem Eingangsabschnitt (h) einer logischen Verarbeitungsschaltung 47 verbunden ist.

Die logische Verarbeitungsschaltung 47 zählt, wie nachfol­ gend erläutert wird, die von der Erfassungsschaltung 43 für anormale Entladungen erzeugten Pulse und vergleicht den Zählwert innerhalb einer vorbestimmten Zeit mit einem ein­ gestellten, vorbestimmten Wert. Auf der Grundlage der Be­ rechnungsergebnisse erzeugt die logische Verarbeitungs­ schaltung 43 ausgangsseitig ein Befehlssignal für den D/A- Wandler 45. Der D/A-Wandler erzeugt ein analoges Signal auf der Grundlage des Befehlssignals von der logischen Verarbeitungsschaltung 43 für den Eingangsabschnitt (f) der Vergleichssteuerschaltung 41.

Die Vergleichssteuerschaltung 41 enthält, wie in Fig. 3 gezeigt ist, beispielsweise eine erste Bezugsspannungsein­ stellschaltung 49, eine Vergleicherschaltung 51, ein erstes UND-Gatter 53, ein erstes RS-Flip-Flop 55, einen Inverter 57, eine Erfassungsschaltung 59 für einen Zusammenbruch der Isolation, einen ersten monostabilen Multivibrator 61 sowie einen zweiten monostabilen Multivibrator 63.

Insbesondere wird die Einstellschaltung 49 für die erste Standardspannung verwendet, um die erste Bezugsspannung geringfügig oberhalb der elektrischen Entladungsspannung in dem Arbeitsspalt 29 einzustellen. Die erste Bezugsspan­ nung V1 wird mittels eines analogen Signalausgangs des D/A-Wandlers 45 eingestellt. Die erste Bezugsspannung V1, die mittels der Einstellschaltung 49 für die erste Bezugs­ spannung eingestellt ist, wird einem Abschnitt der Ver­ gleicherschaltung 51 eingangsseitig zugeführt.

Die Vergleicherschaltung 51 vergleicht die erste Bezugs­ spannung V1 mit der Zwischenpolspannung V_G, die dem Eingabe­ abschnitt (a) eingangsseitig zugeführt wird. Wenn V_G größer als V1 ist, wird ein Signal mit hohem Pegel (H) ausgangs­ seitig erzeugt und einem Abschnitt eines ersten UND-Gatters 53 zugeführt. Wenn V_G kleiner als V1 ist, wird ein Signal mit niedrigem Pegel (L) ausgangsseitig erzeugt und einem Abschnitt des ersten UND-Gatters 53 zugeführt.

Die Erfassungsschaltung 59 für einen Zusammenbruch der Iso­ lation ermittelt jeglichen Zusammenbruch in der Zwischen­ pol-Isolation. Mittels der eingeschalteten Betriebsweise des Transistors 35 erfaßt sie das Ansteigen der Stromstärke des Zwischenpolstromes an dem Widerstand 33 als eine Span­ nungsänderung. Wenn ein Anstieg des Zwischenpolstromes durch die Schaltung 59 ermittelt wird, wirkt dieser Anstieg als ein Triggersignal, der eingangsseitig dem ersten mono­ stabilen Multivibrator 61 zugeführt wird.

Der erste monostabile Multivibrator 61 wird meistens gleich­ zeitig mit der elektrischen Entladung in dem Arbeitsspalt 29 aktiviert, wobei dessen Ausgangssignal dem Eingang des zweiten monostabilen Multivibrators 63 zugeführt wird.

Der zweite monostabile Multivibrator 63 benutzt ein Puls­ signal des ersten monostabilen Multivibrators 61, bei dessen Abfall von einem hohen Pegel auf einen niedrigen Pegel als Triggersignal, so daß er ausgangsseitig einen Puls mit hohem Pegel erzeugt. Der Ausgangsabschnitt des zweiten monostabilen Multivibrators 63 ist mit der Rück­ setzklemme des ersten RS-Flip-Flop 55 verbunden und eben­ falls mit dem anderen Eingangsabschnitt des UND-Gatters 53 über den Inverter 57 verbunden.

Das UND-Gatter 53 bildet die logische Verknüpfung der Eingangssignale von der Vergleicherschaltung 51 und des mittels des Inverters 57 invertierten Ausgangssignals des zweiten monostabilen Multivibrators 63, wobei es dann, wenn beide Eingangssignale einen hohen Pegel aufweisen, ausgangsseitig ein Signal mit hohem Pegel erzeugt. Der Ausgangsabschnitt des UND-Gatters 53 ist mit der Setz- Klemme S des ersten RS-Flip-Flop 55 verbunden.

Das erste RS-Flip-Flop 55 wird durch ein Ausgangssignal mit hohem Pegel von dem UND-Gatter 53 gesetzt und durch ein Ausgangssignal mit hohem Pegel von dem zweiten monostabilen Multivibrator 63 rückgesetzt. Die Ausgangsklemme Q des ersten RS-Flip-Flop 55 ist mit der Basis des Transistors 35 durch den Ausgangs-Abschnitt (e) verbunden. Wenn das erste RS-Flip-Flop 55 gesetzt wird, erzeugt es ausgangs­ seitig ein Signal mit hohem Pegel an der Ausgangsklemme Q. Im rückgesetzten Zustand erzeugt es ein Ausgangssignal mit niedrigem Pegel. Demnach wird der eingeschaltete bzw. aus­ geschaltete Zustand des Transistors 35 durch das erste RS- Flip-Flop 55 gesteuert.

Fig. 4 zeigt die Erfassungsschaltung 43 für eine anormale Entladung mit einer zweiten Einstellschaltung 65 für eine Grundspannung, einer zweiten Vergleicherschaltung 67, einem zweiten RS-Flip-Flop 69 und einem zweiten UND-Gatter 71.

Insbesondere stellt die Einstellschaltung für die zweite Bezugsspannung 65 die zweite Grundspannung V2 auf einen Wert ein, der oberhalb der ersten Bezugsspannung V1 liegt und geringfügig unterhalb der Zündspannung für den Arbeits­ spalt 29 liegt. Der Ausgangsabschnitt der Schaltung ist mit einem Eingang der zweiten Vergleicherschaltung 67 ver­ bunden. Die erste Bezugsspannung V1 und die zweite Bezugs­ spannung V2 stellen den Bezugswert der Impedanz des Ar­ beitsspaltes 29 durch die jeweiligen Zwischenpolspannungen ein. Die erste Bezugsspannung V1 ist eine Variable, während die zweite Bezugsspannung V2 einen festen Wert aufweist.

Die zweite Vergleicherschaltung 67 vergleicht die zweite Bezugsspannung V2, die durch die Einstellschaltung 65 für die zweite Bezugsspannung eingestellt wird, mit der Zwi­ schenpolspannung V_G, die an den anderen Eingangsabschnitt (b) angelegt wird. Die zweite Vergleicherschaltung 67 er­ zeugt ausgangsseitig ein Signal mit hohem Pegel (H), das der Setz-Klemme S des zweiten RS-Flip-Flop 69 zugeführt wird, wenn V_G größer als V2 ist, und erzeugt ausgangsseitig ein Signal mit niedrigem Pegel, wenn V_G kleiner als V2 ist.

Das zweite RS-Flip-Flop 69 wird durch das Eingangssignal mit hohem Pegel gesetzt, das von der zweiten Vergleicher­ schaltung 67 ausgangsseitig erzeugt wird und der Setz- Klemme S zugeführt wird. Es wird durch Eingabe eines Ar­ beitspulses rückgesetzt, wobei ein Signal in Synchronisation mit der ausgeschalteten Zeitdauer (Toff) des Arbeitspulses der Rücksetzklemme R zum Rücksetzen zugeführt wird. Wenn dieses zweite RS-Flip-Flop 69 mittels des Signals mit hohem Pegel von der zweiten Vergleicherschaltung 67 gesetzt wird, wird das Signal mit niedrigem Pegel, das an der Ausgangs­ klemme erscheint, einem Eingang des zweiten UND-Gatters 71 zugeführt.

Das zweite UND-Gatter 71 bildet daher die logische Ver­ knüpfung des an der Ausgangsklemme des zweiten RS-Flip- Flop 69 erscheinenden Signals und des Abtastpulses Ts, der entweder unmittelbar nach dem Isolationszusammenbruch an dem Arbeitsspalt 29 gebildet wird oder während der einge­ schalteten Zeitdauer des Arbeitspulses nach dem Isolations­ zusammenbruch erzeugt wird. Demgemäß erzeugt das zweite UND-Gatter lediglich dann ein Ausgangssignal mit hohem Pegel, wenn das Eingangssignal von der zweiten RS-Flip-Flop-Schal­ tung 69 einen hohen Wert annimmt, der eine Folge des ein­ gangsseitigen Abtastpulses Ts ist. Der Ausgangsabschnitt (g) des zweiten UND-Gatters 71 ist mit der logischen Ver­ arbeitungsschaltung 47 verbunden. Wenn das Signal mit hohem Pegel ausgangsseitig an dem zweiten UND-Gatter 71 er­ scheint, hat die elektrische Entladung begonnen, bevor die Zwischenpol-Spannung V_G den Wert der zweiten Bezugsspannung V2 erreicht hat. Dies bedeutet, daß eine anormale Entladung aufgetreten ist.

Die logische Verarbeitungsschaltung 47, die in Fig. 5 ge­ zeigt ist, enthält einen programmierbaren Zähler 73, eine CPU 75 und eine Ausgangsschaltung 77.

Insbesondere enthält der programmierbare Zähler 73 einen Zähler (A) und einen Zähler (B). Dessen Ausgang ist mit dem Eingang der CPU 75 verbunden. Der Zähler (A) zählt die Signalpulse von dem UND-Gatter 71 der Erfassungsschaltung 43 für anormale Entladung durch den Eingangs-Abschnitt (h). Der Zähler (B) zählt die Taktpulse, und erzeugt nach Ver­ streichen einer vorbestimmten Zeitdauer ausgangsseitig ein Unterbrechungs-Anforderungssignal für die CPU 75.

Nach Empfang des Unterbrechungs-Anforderungssignals von dem Zähler (B) des programmierbaren Zählers 73 übernimmt die CPU 75 den gesamten Zählwert (D) von dem Zähler (A), ruft ein Paar von Normwerten N1 und N2 für die anormale Entladung auf (wobei N1 größer als N2 ist), wobei diese Werte als zulässige Werte vorab festgelegt worden sind, und führt eine Vergleichsoperation aus. Die CPU 75 ist mit dem Eingangsabschnitt der Ausgangsschaltung 77 verbunden, um ausgangsseitig ein Befehlssignal für die Ausgangsschal­ tung 77 derart zu erzeugen, daß die Bezugsspannung V1 einen ersten Wert annimmt, wenn das Vergleichsergebnis zwischen dem gesamten Zählwert (D) und den Bezugswerten N1 und N2 zeigt, daß D größer als N1 ist, und erzeugt eine erste Be­ zugsspannung V1, die um eine Stufe abgesenkt wird, wenn D kleiner als N2 ist. Wenn die Beziehung N1<D<N2 vorliegt, wird kein Befehlssignal ausgangsseitig erzeugt, wobei die vorliegenden Bedingungen beibehalten werden.

Die Ausgangsschaltung 77 empfängt ein Befehlssignal von der CPU 75 und leitet es weiter an den D/A-Wandler 45. Der D/A-Wandler 45 ist mit der ersten Bezugsspannungs-Einstell­ schaltung 49 verbunden, um ausgangsseitig ein analoges Signal auf der Grundlage des Befehlssignals von der CPU 75 zu erzeugen, um den eingestellten Wert der ersten Bezugs­ spannungs-Einstellschaltung 49 zu verändern.

In der oben beschriebenen Anordnung wird eine Spannung proportional zur Impedanz des Arbeitsspaltes 29 an den Widerstand 39 erzeugt, wenn eine Spannung der Leistungsquelle 31 durch den Widerstand 37 an den Arbeitsspalt 29 angelegt wird. Diese Spannung wird an einer Eingangsklemme der Vergleicherschaltung 51 der Vergleichssteuerschaltung 41 geteilt und als Zwischenpol-Spannung V_G erzeugt. Die Vergleicherschaltung 51 vergleicht die erste Bezugsspannung V1, die von der ersten Bezugsspannungs-Einstellschaltung 49 erhalten wird, mit der Zwischenpolspannung V_G. Wenn V_G oberhalb von V1 liegt, wird ein Signal mit hohem Pegel einer der Eingangsklemmen des ersten UND-Gatters 53 zugeführt.

Dann wird keine elektrische Entladung in dem Arbeitsspalt 29 zwischen der Werkzeugelektrode 27 und dem Werkstück W erzeugt, wobei die Erfassungsschaltung für einen Zusammen­ bruch der Isolation nicht aktiviert wird, und wobei das Ausgangssignal des zweiten monostabilen Multivibrators 63 ein Signal mit niedrigem Pegel ist, so daß ein Signal mit hohem Pegel, das durch den Inverter 57 invertiert worden ist, der anderen Eingangsklemme des UND-Gatters 53 zur Verfügung gestellt wird. Wenn demgemäß ein Signal mit hohem Pegel ausgangsseitig durch die Vergleicherschaltung 51 erzeugt wird, erhält das UND-Gatter 53 das logische Produkt der beiden Signale mit hohem Pegel und erzeugt ausgangs­ seitig ein Signal mit hohem Pegel, das der Setz-Klemme S des ersten RS-Flip-Flop 55 zugeführt wird. Das erste RS- Flip-Flop 55 wird durch dieses Signal gesetzt, wobei ein Signal mit hohem Pegel ausgangsseitig der Basis des Tran­ sistors 35 von der Ausgangsklemme Q zugeführt wird. Der Transistor 35 ist daraufhin eingeschaltet.

Wenn der Transistor 35 eingeschaltet ist, wie oben beschrie­ ben worden ist, wobei der Arbeitsspalt 29 in geeigneter Weise verschmälert worden ist, so daß eine Entladung in dem Arbeitsspalt 29 stattfindet, fällt die Spannung in dem Arbeitsspalt 29 schlagartig ab, wie dies in dem oberen Sig­ nalverlauf gemäß Fig. 6 gezeigt ist. Wenn zusätzlich zu diesem Zeitpunkt eine Entladung erzeugt wird, wird an beiden Enden des Widerstandes 33 durch den durch den Wider­ stand 33 fließenden Strom ein Spannungsabfall erzeugt. Dem­ gemäß ermittelt die Erfassungsschaltung 59 für einen Zusam­ menbruch der Isolation die an beiden Enden des Widerstands 33 erzeugte Spannung und triggert den ersten monostabilen Multivibrator 61. Der erste monostabile Multivibrator 61 empfängt ein Triggersignal und erzeugt ausgangsseitig ein Pulssignal mit einer eingeschalteten Zeitdauer (Toff gemäß Fig. 6) eines vorab eingestellten Arbeitspulses. Dieses Pulssignal wird ausgangsseitig dem zweiten monostabilen Multivibrator 63 zugeführt. Gleichzeitig mit dem Abfall die­ ses Pulssignals wird der zweite monostabile Multivibrator 63 getriggert und ausgangsseitig ein Pulssignal mit einer Pulsbreite für die ausgeschaltete Zeit (Toff gemäß Fig. 6) für einen vorher eingestellten Arbeitspuls.

Wenn das durch den zweiten monostabilen Multivibrator 63 ausgangsseitig erzeugte Pulssignal der Rücksetzklemme R des ersten RS-Flip-Flop 55 zugeführt wird, setzt dieses das erste RS-Flip-Flop 55 zurück. Demgemäß ist das Ausgangs­ signal an der Ausgangsklemme Q ein Signal mit niedrigem Pegel, das den Transistor 35 in den ausgeschalteten Zustand versetzt. Darüber hinaus wird das Pulssignal von dem zwei­ ten monostabilen Multivibrator 63 mittels des Invertierers 57 invertiert, so daß ein Signal mit niedrigem Pegel einer Eingangsklemme des ersten UND-Gatters 53 zugeführt wird. Aus diesem Grund wird ein Rücksetzen des ersten RS-Flip- Flop 55 mittels eines Signals mit hohem Pegel von der Ver­ gleicherschaltung 51 während der ausgeschalteten Zeitdauer (Toff) des Arbeitspulses verhindert. Bei dem obigen Ablauf der Ereignisse wird die eingeschaltete Zeitdauer (Entla­ dungszeit) durch den ersten monostabilen Multivibrator 61 ermittelt, und die ausgeschaltete Zeitdauer (Entladungs­ unterbrechungszeit) durch den zweiten monostabilen Multi­ vibrator 63 ermittelt.

Wenn der Transistor 35 ausgeschaltet ist, was einer Unter­ brechung der Entladung entspricht, beginnt die Impedanz des Arbeitsspaltes 29 sich wiederherzustellen, wobei sie letztlich einen wiederhergestellten Zustand annimmt. Die Impedanz des Arbeitsspaltes 29 wird mittels der Zwischen­ polspannung V_G des Erfassungswiderstandes 39 erfaßt und eingangsseitig der Vergleicherschaltung 51 zugeführt. Beim Wiederherstellen der Impedanz, d. h. wenn V_G größer als V1 wird, nimmt das Ausgangssignal von dem ersten monosta­ bilen Multivibrator 61 einen niedrigen Pegel an, so daß das erste RS-Flip-Flop 55 durch das UND-Gatter 53 rückgesetzt wird, wobei die obengenannten Abläufe wiederholt werden.

In der Erfassungsschaltung 43 für eine anormale elektri­ sche Entladung wird ausgangsseitig ein Pulssignal für die logische Verarbeitungsschaltung 47 jedesmal zugeführt, wenn eine anormale Entladung aufgrund eines Fehlverhaltens der Wiederherstellung der Zwischenpol-Isolation erfaßt wird, indem das logische Produkt des Vergleichsergebnisses der zweiten Bezugsspannung V2 mit der Zwischenpolspannung V_G genommen wird und der Abtastpuls t_s nach dem Zusammen­ bruch der Isolation erzeugt wird.

Dieses Pulssignal wird eingangsseitig dem programmierbaren Zähler 73 einer logischen Verarbeitungsschaltung 47 zuge­ führt und durch den Zähler A gezählt. Der Zählwert (D) des ersten Zählers (A) wird eingangsseitig der CPU 75 bei jedem Aufwärtszählen des Zählers (B) zugeführt. Die CPU 75 ver­ gleicht den Zählwert (D) mit geeignet eingestellten Norm­ werten N1 und N2. Wenn D größer als N1 ist, wird geschluß­ folgert, daß eine anormale Entladung vorliegt, so daß ein Befehlssignal ausgangsseitig dem D/A-Wandler 45 über die Ausgangsschaltung 77 zugeführt wird, um die erste Bezugs­ spannung V1 zu erhöhen. Wenn D kleiner als N2 ist, wird ausgangsseitig ein Befehlssignal dem D/A-Wandler 45 über die Ausgangsschaltung 77 zum Vermindern der ersten Bezugs­ spannung V1 zugeführt. Der D/A-Wandler 45 erzeugt ausgangs­ seitig ein analoges Signal V1, das der ersten Einstell­ schaltung 49 für die Bezugsspannung in Übereinstimmung mit dem Befehlssignal zugeführt wird, so daß die eingestellte Spannung für die erste Bezugsspannung V1 abgeändert wird. Als Ergebnis hiervon wird auf geeignete Weise die Zeit für die Wiederherstellung der Zwischenpolspannung auf den er­ sten Bezugsspannungswert V1 verändert, d. h. die Zeit für die Erholung während der Entladungsunterbrechung.

Mit anderen Worten wird im Sinne der vorliegenden Erfindung die Anzahl von anormalen Entladungen während einer vorein­ gestellten Zeitdauer gezählt und diese Anzahl mit einem vorbestimmten festen Wert verglichen. Wenn die Anzahl der anormalen Entladungen klein ist, wird die Entladungsunter­ brechungszeit entsprechend diesem Verhältnis verkürzt. Wenn die Anzahl der anormalen Entladungen groß ist, wird die Unterbrechungszeit verlängert. Als Ergebnis kann das Arbeitsverfahren stabilisiert werden und die Wirksamkeit bzw. der Wirkungsgrad erhöht werden.

Claims (1)

1. Verfahren zum Steuern einer Funkenerosionsmaschine, bei welchem

   • - eine Impulsspannung an den Arbeitsspalt angelegt wird, um eine elektrische Entladung zu erzeugen,
   • - eine Hilfsspannung an den Arbeitsspalt angelegt wird, um die Impedanz des Arbeitsspaltes auch während des "AUS"-Zeitintervalles der Impulsspannung zu erfassen,
   • - das "AUS"-Zeitintervall verlängert wird, bis eine der Impedanz des Arbeitsspaltes proportionale Spannung den Wert einer voreingestellten Vergleichsspannung (V₁) übersteigt,
     dadurch gekennzeichnet, daß
   • - die Anzahl der während der Bearbeitung auftretenden anomalen Entladungen gezählt wird und dieser Wert einer logischen Verarbeitungseinheit (47) zugeführt wird, welche die voreingestellte Vergleichsspannung (V₁) erhöht, falls die Anzahl der pro Zeiteinheit auftretenden anomalen Entladungen einen oberen Grenzwert (N₁) überschreitet, bzw. vermindert, falls die Anzahl der pro Zeiteinheit auftretenden anormalen Entladungen einen unteren Grenzwert (N₂) unterschreitet.