DE3535546A1 - Machining apparatus working with electric discharge - Google Patents
Machining apparatus working with electric dischargeInfo
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Abstract
Description
Mit elektrischer Entladung arbeitende Bearbeitungsvor-Machining devices working with electrical discharge
richtung Mit elektrischer Entladung arbeitende Bearbeitungsvorrichtungen (die anschliessend yelegentlich mit EEB bezeichnet werden) entfernen Metall mittels der Einwirkung hochfrequenter Entladungen, die in einem sehr kleinen Spalt zwischen der Arbeitselektrode und dem Werkstück in einem dielektrischen Fluid erzeugt werden.direction Machining devices working with electrical discharge (which are then occasionally referred to as EEB) remove metal by means of exposure to high frequency discharges in a very small gap between the working electrode and the workpiece are generated in a dielectric fluid.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbesserung einer mit elektrischer Entladung arbeitenden Bearbeitungsvorrichtung, wie beispielsweise einer mit Drahtelektrode arbeitenden EEB-Anlage, die ein dielektrisches Arbeitsfluid verwendet. Insbesondere betrifft die Erfindung eine mit elektrischer Entladung arbeitende Bearbeitungsvorrichtung, welche im Stande ist, die Temperatur des dielektrischen Fluids und der Bearbeitungs- einrichtung der Bearbeitungsvorrichtung vor dem Bearbeitungsvorgang auf dem gleichen Wert wie während des Bearbeitungsvorgangs zu halten.The present invention relates to an improvement in an electrical Discharge machining device, such as one with a wire electrode working EEB system that uses a dielectric working fluid. In particular The invention relates to a machining device operating with electrical discharge, which is able to measure the temperature of the dielectric fluid and the machining Facility of the machining device before the machining operation to the same value as hold during the editing process.
In Fig. 1 ist ein Blockschaltbild einer üblichen, mit Drahtelektrode arbeitenden EEB-Anlage dargestellt, wobei das Bezugszeichen 1 eine Bearbeitungseinrichtung, 2 eine Steuervorrichtung mit einer numerischen Steuereinheit und einer Stromversorgung, 3 eine Speisevorrichtung für dielektrisches Fluid, 4 ein Kabel zur Verbindung der Steuervorrichtung mit der Bearbeitungseinrichtung 1, 5 ein Kabel zur Verbindung der Steuervorrichtung 2 mit der Speisevorrichtung 3 für das dielektrische Fluid, 6 eine Rohrleitung für die Abführung von Gebrauchtfluid von der Bearbeitungseinrichtung 1 zur Speisevorrichtung 3 und 7 eine Rohr leitung darstellt, über welche dielektrisches Frischfluid von der Speisevorrichtung 3 zur Bearbeitungseinrichtung 1 herangeführt wird.In Fig. 1 is a block diagram of a conventional wire electrode working EEB system, the reference number 1 being a processing device, 2 a control device with a numerical control unit and a power supply, 3 a feed device for dielectric fluid, 4 a cable for connecting the Control device with the processing device 1, 5 a cable for connection the control device 2 with the feed device 3 for the dielectric fluid, 6 a pipeline for the removal of used fluid from the processing device 1 to the feed device 3 and 7 represents a pipe through which dielectric Fresh fluid supplied from the feed device 3 to the processing device 1 will.
Einzelheiten der Speisevorrichtung 3 für das dielektrische Fluid sind in Fig. 2 dargestellt, wonach ein Gebrauchtfluidbehälter 8 zur zeitweiligen Speicherung des dielektrischen Fluids vorgesehen ist, welches von der Bearbeitungseinrichtung über die Rohrleitung 6 abgegeben wird, sowie eine Filteranordnung 9 zur Filterung des dielektrischen Gebrauchtfluids vom Gebrauchtfluidbehälter 8, eine Filterpumpe 10, die dielektrisches Fluid vom Gebrauchtfluidbehälter 8 der Filteranordnung 9 zuführt, ein Frischfluidbehälter 11 zur zeitweiligen Speicherung des durch die Filteranordnung 9 geförderten dielektrischen Fluids, eine Pumpe 12 zur Förderung des sauberen dielektrischen Fluids vom Frischfluidbehälter 11 zur Bearbeitungseinrichtung 1'sowie eine Kühleranordnung 13, die zur Aufrechterhaltung der Temperatur des dielektrischen Fluids auf einem konstanten Wert dient.Details of the feed device 3 for the dielectric fluid are shown in Fig. 2, after which a used fluid container 8 for temporary storage of the dielectric fluid is provided, which from the processing device is discharged via the pipeline 6, as well as a filter arrangement 9 for filtering of the used dielectric fluid from the used fluid container 8, a filter pump 10, the dielectric fluid from the used fluid container 8 of the filter assembly 9 supplies, a fresh fluid container 11 for the temporary storage of the through the filter arrangement 9 conveyed dielectric fluid, a pump 12 for conveying of clean dielectric fluid from the fresh fluid container 11 to the processing device 1 'as well as a cooler arrangement 13, which is used to maintain the temperature of the dielectric Fluid is used at a constant value.
Bei einer üblichen,mit Drahtelektrode arbeitenden EEB-Anlage der vorausgehend aufgeführten Bauart gelangt das dielektrische Fluid, welches die Abfallmetallteilchen enthält, durch die abführende Rohrleitung 6 und wird nach zeitweiliger Speicherung im Gebrauchtfluidbehälter 8 mittels der Filterpumpe 10 der Filteranordnung 9 zugeführt. Das gefilterte Fluid wird im Frischfluidbehälter 11 gespeichert, während ein Teil davon durch die Kühleranordnung 13 umgewälzt wird. Die Temperatur des dielektrischen Fluids, welche infolge der erzeugten Wärme - infolge der Funkenentladungen zwischen der Drahtelektrode und dem Werkstück und infolge des Betriebs der Filterpumpe 10 und der Förderpumpe 12 -anstieg, wird auf einen vorgegebenen Wert verringert und das somit erhaltene kühle und saubere dielektrische Fluid wird über die Rohrleitung 7 mittels der Wirkung der Pumpe 12 der Bearbeitungseinrichtung 1 zugeführt.For a conventional EEB system that works with wire electrodes, see the previous one the dielectric fluid, which contains the waste metal particles contains, through the discharge pipe 6 and is after temporary storage in the used fluid container 8 supplied to the filter arrangement 9 by means of the filter pump 10. The filtered fluid is stored in the fresh fluid container 11, while a part of which is circulated through the cooler arrangement 13. The temperature of the dielectric Fluids, which as a result of the heat generated - as a result of the spark discharges between of the wire electrode and the workpiece and due to the operation of the filter pump 10 and the feed pump 12 -increase, is decreased to a predetermined value and the cool and clean dielectric fluid thus obtained is passed through the pipeline 7 is fed to the machining device 1 by means of the action of the pump 12.
Wie aus der vorausgehenden Beschreibung ersichtlich ist, erfordert eine übliche EEB-Anlage eine teure Kühlereinheit 13 zur Kühlung des dielektrischen Fluids, um Änderungen in der Genauigkeit der Bearbeitung zu vermeiden, die sich sonst infolge eines Temperaturanstiegs des dielektrischen Fluids während der Bearbeitung ergeben würden. Als Alternative kann die Bearbeitungseinrichtung während einer vorgegebenen Zeitspanne untätig bleiben, so dass sich die Temperaturen der Bearbeitungseinrichtung 1 und des dielektrischen Fluids vor dem Beginn des Bearbeitungsvorgangs stabilisieren, jedoch ist diese Arbeitsweise zeitaufwendig.As can be seen from the foregoing description, requires a common EEB system an expensive cooler unit 13 for cooling the dielectric Fluids to avoid changes in machining accuracy that result otherwise due to a rise in temperature of the dielectric fluid during processing result would. As an alternative, the processing device remain inactive for a predetermined period of time so that the temperatures of the machining device 1 and the dielectric fluid before the start of the machining process stabilize, but this procedure is time consuming.
Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, die vorausgehend aufgeführten Schwierigkeiten zu überwinden. Der Erfindung liegt im Einklang hiermit die Aufgabe zugrunde, eine mit elektrischer Entladung arbeitende Bearbeitungsvorrichtung zu schaffen, die einen Vorwärmer verwendet, um die Temperatur des dielektrischen Fluids in der Speisevorrichtung für das dielektrische Fluid auf dem gleichen Wert wie während der Bearbeitung zu halten und welche das vorgewärmte dielektrische Fluid durch die Bearbeitungseinrichtung derart umwälzt, dass Änderungen in der Genauigkeit der Bearbeitung verhindert werden, die sich sonst durch ein Ansteigen der Temperatur des dielektrischen Fluids und der Bearbeitungseinrichtung während des Bearbeitungsvorgangs ergeben würden.The present invention aims to achieve the foregoing Overcoming difficulties. The invention is consistent with this object based on an electric discharge machining device create that uses a preheater to control the temperature of the dielectric fluid in the feed device for the dielectric fluid at the same value as during the machining and which the preheated dielectric fluid through the Machining device circulates in such a way that changes in the accuracy of the machining This can otherwise be prevented by a rise in the temperature of the dielectric Fluids and the processing device result during the processing process would.
Zur Lösung dieser Aufgabenstellung wird bei einer erfindungsgemässen, mit elektrischer Entladung arbeitenden Bearbeitungsvorrichtung das dielektrische Fluid auf eine vorgegebene Temperatur vorgewärmt, die abhängig von einer vorgegebenen Temperaturerhöhung des dielektrischen Fluids während der Bearbeitung und der von einem Umgebungstemperaturfühler erfassten Umgebungstemperatur bestimmt ist, während gleichzeitig das vor- gewärmte dielektrische Fluid durch die Bearbeitungseinrichtung umgewälzt wird.To solve this problem, in an inventive, electric discharge machining device the dielectric Fluid preheated to a predetermined temperature, which depends on a predetermined Increase in temperature of the dielectric fluid during processing and that of ambient temperature detected by an ambient temperature sensor is determined while at the same time the heated dielectric fluid through the processing facility is circulated.
Die erfindungsgemässe, mit elektrischer Entladung arbeitende Bearbeitungsvorrichtung ist gekennzeichnet durch eine Bearbeitungseinrichtung zur Erzeugung einer elektrischen Entladung zwischen einer Arbeitselektrode und einem Werkstück, die getrennt voneinander in einem dielektrischen Fluid angeordnet sind, einen Umgebungstemperaturfühler zur Messung der Temperatur der Umgebungsluft, einen Fluidtemperaturfühler zur Messung der Temperatur des dielektrischen Fluids, einen Vorwärmer zur Vorwärmung des dielektrischen Fluids, und eine Steuervorrichtung zur Betätigung des Vorwärmers zwecks Vorwärmung des dielektrischen Fluids auf eine Temperatur, die abhängig von einer vorgegebenen Temperaturerhöhung des dielektrischen Fluids während der Bearbeitung und der vom Umgebungstemperaturfühler erfassten Umgebungstemperatur bestimmt ist.The machining device according to the invention, which operates with electrical discharge is characterized by a processing device for generating an electrical Discharge between a working electrode and a workpiece that are separate from each other are arranged in a dielectric fluid, an ambient temperature sensor for Measurement of the temperature of the ambient air, a fluid temperature sensor for measurement the temperature of the dielectric fluid, a preheater to preheat the dielectric Fluids, and a control device for actuating the preheater for the purpose of preheating of the dielectric fluid to a temperature which is dependent on a predetermined Increase in temperature of the dielectric fluid during processing and that of the Ambient temperature sensor detected ambient temperature is determined.
Die Erfindung wird anschliessend anhand der beiliegenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen: Fig. 1 ein Blockschaltbild einer übliden, mit Drahtelektrode arbeitenden EEB-Anlage, Fig. 2 eine vereinachte,schematische Darstellung einer üblichen, mit Drahtelektrode arbeitenden EEB-Anlage, und Fig. 3 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäss ausgebildeten,mit Drahtelektrode arbeitenden EEB-Anlage.The invention will then be described with reference to the accompanying drawings explained. The figures show: FIG. 1 a block diagram of a bad, wire electrode working EEB system, Fig. 2 is a simplified, schematic representation of a conventional, EEB systems working with wire electrodes, and Fig. 3 is a schematic View of an EEB system designed according to the invention and working with a wire electrode.
Die Fig. 3 zeigt schematisch eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemässen EEB-Anlage, wobei die Bezugszeichen 1 bis 12 die gleichen Bauelemente wie in den bekannten Anordnungen gemäss den Fig. 1 und 2 bezeichnen.Fig. 3 shows schematically a preferred embodiment of a EEB system according to the invention, the reference numerals 1 to 12 denoting the same components as in the known arrangements according to FIGS. 1 and 2 denote.
Erfindungsgemäss weist die in Fig. 3 dargestellte Bearbeitungsvorrichtung ferner einen Umgebungstemperaturfühler 21 auf, der die Temperatur der umgebenden Luft im Bereich der Bearbeitungseinrichtung 1 misst, sowie einen Fluidtemperaturfühler 22, der die Temperatur des dielektrischen Fluids im Frischfluidbehälter 11 misst, und einen Vorwärmer 23, der das dielektrische Fluid im Frischfluidbehälter 11 auf eine von der Steuervorrichtung 2 vorgegebene Temperatur erhitzt. Kabel 24, 25 und 26 verbinden die Steuervorrichtung 2 mit den Temperaturfühlern 21 und 22 und dem Vorwärmer 23, während Kabel 27 und 28 die Steuervorrichtung 2 mit der Filterpumpe 10 und der Förderpumpe 12 verbinden.According to the invention, the processing device shown in FIG also an ambient temperature sensor 21, the temperature of the surrounding Air in the area of the processing device 1 measures, as well as a fluid temperature sensor 22, which measures the temperature of the dielectric fluid in the fresh fluid container 11, and a preheater 23 that stores the dielectric fluid in the fresh fluid container 11 heated to a predetermined temperature by the control device 2. Cable 24, 25 and 26 connect the control device 2 to the temperature sensors 21 and 22 and the Preheater 23, while cables 27 and 28 control device 2 with the filter pump 10 and the feed pump 12 connect.
Die mit Drahtelektrode ausgestattete, mit elektrischer Entladung arbeitende Bearbeitungsvorrichtung mit einem vorausgehend beschriebenen Aufbau ist derart ausgebildet, dass die Steuervorrichtung 2 einen Steuerbefehl zur Betätigung des Vorwärmers 23 gibt, abhängig von der Temperatur der Umgebungsluft, wie sie durch den Umgebungstemperaturfühler 21 gemessen wird, sowie der Temperatur des dielektrischen Fluids, wie sie durch den Fluidtemperaturfühler 22 vor Beginn des Bearbeitungsvorgangs gemessen wird, und von dem im voraus gemessenen oder berechneten Temperaturanstieg des dielektrischen Fluids während des Bearbeitungsvorgangs. Die Bedingung, welche für die Betätigung des Vorwärmers 23 vor dem Bearbeitungsvorgang erfüllt sein muss, lautet: 1 ( T0 + AT, wobei Tg die Umgebungstemperatur, T1 die Temperatur des dielektrischen Fluids und AT der Temperaturanstieg des dielektrischen Fluids während des Bearbeitungsvorgangs ist.The one equipped with a wire electrode and working with electrical discharge Machining device with a structure described above is designed in such a way that that the control device 2 sends a control command to actuate the preheater 23 there, depending on the temperature of the ambient air as it passes through the Ambient temperature sensor 21 is measured, as well as the temperature of the dielectric fluid as it is measured by the fluid temperature sensor 22 is measured before the start of the machining process, and from the previously measured or calculated temperature rise of the dielectric Fluids during the machining process. The condition required for the operation of the preheater 23 must be fulfilled before the machining process is: 1 (T0 + AT, where Tg is the ambient temperature, T1 the temperature of the dielectric fluid and AT is the rise in temperature of the dielectric fluid during the machining process is.
Die Steuervorrichtung 2, welche diesen Vorwärmbefehl dem Vorwärmer 23 über das Kabel 26 zuführt, liefert ferner einen Steuerbefehl sowohl für die Filterpumpe 10 und die Förderpumpe 12 über die Kabel 27 und 28, um eine Förderung des vorgewärmten dielektrischen Fluids zur Bearbeitungseinrichtung 1 zu veranlassen, wodurch die Bearbeitungseinrichtung 1 auf eine Temperatur vorgewärmt wird, die gleich T0 + AT ist.The control device 2, which this preheating command to the preheater 23 via the cable 26 also supplies a control command for both the filter pump 10 and the feed pump 12 via the cables 27 and 28 to promote the preheated to cause dielectric fluid to the processing device 1, whereby the Processing device 1 is preheated to a temperature which is equal to T0 + AT is.
Bei der dargestellten Ausführungsform wird die Tzlperatur, auf welche das dielektrische Fluid vorgewärmt wird, aufgrund der Messergebnisse der Temperaturfühler 21 und 22 bestimmt. Gegebenenfalls kann ein ähnlicher Temperatur fühler entweder innerhalb des Gebrauchtfluidbehälters 8 oder an der Bearbeitungseinrichtung 1 vorge- sehen sein. Ebenfalls liegt es im Rahmen der vorliegenden Erfindung, einen weiteren Vorwärmer 23 innerhalb des Gebrauchtfluidbehälters 8 anzuordnen. Schliesslich betrifft die dargestellte Ausführungsform eine mit Drahtelektrode ausgestattete EEB-Anlage, bei welcher ein Draht als Arbeitselektrode verwendet wird, jedoch kann das Grundprinzip der Erfindung mit gleichen Ergebnissen auch bei anderen EEB-Anlagen verwendet werden, die beispielsweise mit einer Matrize arbeiten (Profilbildung).In the embodiment shown, the temperature to which the dielectric fluid is preheated based on the measurement results of the temperature sensors 21 and 22 determined. Optionally, a similar temperature sensor can be used either within the used fluid container 8 or on the processing device 1 see be. Another preheater is also within the scope of the present invention 23 to be arranged within the used fluid container 8. After all, that concerns The illustrated embodiment is an EEB system equipped with a wire electrode which a wire is used as the working electrode, however, the basic principle of the invention can also be used with other EEB systems with the same results, who work, for example, with a die (profile formation).
Wievorausgehend erläutert wurde, wird erfindungsgemäss das dielektrische Fluid auf eine Temperatur vorerwärmt, die, ausgehend sowohl vom vorhergehend gemessenen oder berechneten Temperaturanstieg des dielektrischen Fluids während der Bearbeitung als auch von der von einem Umgebungstemperaturfühler gemessenen Umgebungstemperatur bestimmt ist, während gleichzeitig das vorgewärmte dielektrische Fluid durch die Bearbeitungseinrichtung umgewälzt wird. Infolgedessen weisen die Temperaturen des dielektrischen Fluids und der Bearbeitungseinrichtung vor dem Bearbeitungsvorgang ein Mindestmass an Unterschied gegenüber jenen während der Bearbeitung auf und die resultierende Abwesenheit-einer jeglichen merkbaren Temperaturerhöhung gewährleistet eine hohe Bearbeitungspräzision. Darüber hinaus werden die Bearbeitungskosten bei verbesserter Qualität der Bearbeitung merklich verringert, weil kein Erfordernis für einen teuren Kühler für das dielektrische Fluid oder für eine Abschaltpause vor der Bearbeitung vorliegt.As explained above, according to the invention the dielectric Fluid preheated to a temperature that, based on both the previously measured or calculated temperature rise of the dielectric fluid during processing as well as the ambient temperature measured by an ambient temperature sensor is determined while at the same time the preheated dielectric fluid through the Processing device is circulated. As a result, the temperatures of the dielectric fluid and the machining device before the machining process a minimum of difference to those during the editing on and the resulting absence of any noticeable temperature increase guaranteed high machining precision. In addition, the processing costs are included improved processing quality noticeably reduced because no requirement for an expensive cooler for the dielectric fluid or for a shutdown break available before processing.
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