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Die Erfindung betrifft eine
Funkenerosions-Drahtschneidemaschine. Insbesondere bezieht sie sich auf eine
Funkenerosions-Drahtschneidemaschine mit Mitteln zum Verhindern eines
Unfalls auf Grund eines elektrischen Schlags, wobei die
Mittel eine Störung im Lauf eines Elektrodendrahts an einer
Stelle in der Nähe eines Sammelabschnitts für verbrauchten
Elektrodendraht mit Hilfe einer elektrischen Einrichtung
erfassen. Dabei läuft der Draht durch einen
Funkenerosionsbereich und wird in dem Elektrodendraht-Sammelabschnitt, z.B.
in einer Sammelbox, gesammelt. Dadurch wird ein
nicht-üblicher Sammelvorgang verbrauchten Drahts erfaßt und unmittelbar
eine elektrische Spannungsversorgung gestoppt, um einen
Unfall auf Grund eines elektrischen Schlags zu verhindern.
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In einem Funkenerosionsbereich einer
Funkenerosions-Drahtschneidemaschine wird eine elektrische Bearbeitungsleistung
einem Elektrodendraht zugeführt. Von einer elektrischen
Spannungsversorgung wird zwischen den Elektrodendraht und ein
Werkstück ein Entladungsspannung gelegt, wodurch an dem
schmalen Spalt dazwischen innerhalb eines
Funkenerosionsbereichs eine Funkenentladung stattfindet und die Bearbeitung
durchgeführt wird. Allerdings verbleibt eine elektrische
Ladung in einem verbrauchten Draht, der den
Funkenerosionsbereich passiert und einen Sammelabschnitt für verbrauchten
Draht erreicht hat, und zwar auf Grund der an den
Elektrodendraht angelegten elektrischen Spannungsversorgung. Deshalb
ist im Stand der Technik ein aus einem elektrisch
isolierenden Material, beispielsweise Kunststoff, gefertigter
Dekkel über einem Weg des in dem Drahtsammelabschnitt zu
sammelnden Elektrodendrahts angeordnet, um den Arbeiter vor
Einflüssen eines elektrischen Schlags, hervorgerufen durch
Berührung des Elektrodendrahts, zu schützen.
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Speziell dann, wenn der verbrauchte Elektrodendraht den
Sammelabschnitt für verbrauchten Draht erreicht, ist er in der
jüngsten, mit einer automatischen Drahtverbindungseinrichtung
ausgestatteten Funkenerosions-Drahtschneidemaschine stets
elektrisch geladen, da eine automatische Verbindung von
Drähten unmittelbar dann erfolgt, wenn ein Elektrodendraht in dem
Funkenerosionsbereich geschnitten wird. Folglich ergibt sich
ein Sicherheitsproblem insofern, als der Draht möglicherweise
berührt wird, bevor er vollständig in dem
Drahtsammelabschnitt aufgenommen ist. Deshalb wird der Deckel aufgesetzt,
um Unfälle durch elektrischen Schlag zu verhindern.
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Die Sicherheit wird durch den Deckel in der oben erläuterten
Weise gewährleistet, wenn der Elektrodendraht in normaler
Weise gesammelt wird, während die elektro-erosive Bearbeitung
kontinuierlich durch eine automatische Verbindung von Drähten
durchgeführt wird, selbst dann, wenn ein Elektrodendraht in
der oben erwähnten, mit einer automatischen
Drahtanschlußeinrichtung ausgestatteten Funkenerosions-Drahtschneidemaschine
geschnitten wird. Wenn aber das Problem eines Überlaufs
verbrauchten Elektrodendrahts in dem Drahtsammelabschnitt
auftritt, ergibt sich eine Störung des Laufs des
Elektrodendrahts zu dem Sammelabschnitt nach dem Passieren des
Elektroerosionsbereichs, und der Elektrodendraht wird einen
leitenden Teil des Maschinenkörpers in der Nähe des Laufsweges des
Elektrodendrahts berühen und es kommt folglich zu einem
Lekken einer elektrischen Ladung durch den Bearbeitungsabschnitt
und außerhalb des mit einem Deckel ausgestatteten Bereichs,
so daß ein Unfall durch einen elektrischen Schlag die Folge
ist.
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Erfindungsgemäß wird eine
Funkenerosions-Drahtschneidemaschine geschaffen, die aufweist: Einen Maschinenkörper, einen
Elektrodendraht, der von einer Vorratsrolle über einen
Funkenerosionsbereich einem Elektrodendraht-Sammelabschnitt
zugeführt wird, eine Rollenanordnung unmittelbar vor dem
Sammelabschnitt, eine Stromversorgung, eine Sicherheitsschaltung
zum Abtrennen der Stromversorgung und eine elektrische
Isoliereinrichtung, die vor dem Sammelabschnitt angeordnet ist,
und dadurch gekennzeichnet, daß die Isoliereinrichtung eine
leitende Grundplatte aus einem leitenden Material umfaßt und
die Rollenanordnung trägt; eine Isolierschicht zwischen der
leitenden Grundplatte, diese elektrisch isolierend, und dem
Maschinenkörper der elektrischen
Funkenerosions-Drahtschneidemaschine angeordnet ist, an der die leitende Grundplatte
befestigt ist; und ein Leitungsdraht zwischen der leitenden
Grundplatte und der Sicherheitsschaltung angeschlossen ist,
derart, daß, wenn Strom von dem Elektrodendraht zu der
leitenden Grundplatte leckt, der Leitungsdraht den Strom zu der
Sicherheitsschaltung ableitet und die Stromversorgung
abtrennt.
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Fig. 1 ist eine vergrößerte Schnittansicht entlang der Linie
I-I in Fig. 3, die eine Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zeigt;
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Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht eines Deckels zum
Verhindern eines elektrischen Schlags; und
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Fig. 3 ist eine schematische Frontansicht einer
Funkenerosions-Drahtschneidemaschine mit einer Einrichtung zum
Verhindern eines Unfalls auf Grund eines elektrischen
Schlags gemäß der Erfindung.
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Im folgendem wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme
auf das in der beigefügten Zeichnung dargestellte
Ausführungsbeispiel näher beschrieben. Gemäß Fig. 3 besitzt eine
Funkenerosions-Drahtschneidemaschine 10 eine Säule 12, eine
Basis 14 und eine Steuereinheit 16 mit einer Steuerschaltung
für die Funkenerosions-Drahtschneidemaschine und einer
elektrischen Stromversorgung 51 zur Bereitstellung der
Funkenentladungsleistung, und ein eine Z-Welle tragender Halter 18
erstreckt sich vertikal am vorderen Ende der Säule 12, wobei
ein oberer Kopf 20 an einem unteren Ende des Halters 18,
beweglich entlang der Z-Welle, befestigt ist und eine obere
Drahtführung 22 sich an einem unteren Ende des oberen Kopfs
20 befindet. Andererseits ist an der Basis 14 ein
Werkstücktisch 24 montiert, der in einer horizontalen Ebene senkrecht
zur Z-Welle entlang zweier senkrecht zueinander verlaufender
Achsen (x-Achse, y-Achse) beweglich ist, und an dem
Werkstücktisch 24 ist ein Metall-Werkstück W montiert. Ein
vorderes Ende eines sich von der Säule 12 aus erstreckenden
unteren Arm 26 befindet sich an einer inneren Stelle des
Werkstücktisches 24, und an das vordere obere Ende eines unteren
Arms ist eine untere Drahtführung 28 angebracht. Ein
Elektrodendraht 30 läuft durch einen Funkenerosionsbereich 36,
nachdem er eine Vorratsrolle 32 verlassen hat, wobei er durch
große oder kleine Führungsrollen und Bremsen 34, die in der
Säule 12, dem Halter 18, dem unteren Arm 26 usw. angebracht
sind, geführt wird, und er läuft weiter entlang einem
Elektrodendrahtweg des unteren Arms 26, um in einem
Elektrodendraht-Sammelabschnitt, beispielsweise einer Drahtsammelbox 38
aufgenommen zu werden. Elektrische Leistung wird von der oben
erwähnten elektrischen Stromquelle 51 über die elektrische
Spannungszufuhr 35 an den Elektrodendraht 30 gelegt. Als
elektrische Stromquelle 51 kann eine an sich bekannte
Impulsentladungsschaltungseinheit verwendet werden.
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Bei dieser Ausführungsform befindet sich ein
isolierkastenähnlicher Deckel 40, der eine Einrichtung zum Verhindern
eines Unfalls durch elektrischen Schlag abdeckt,
erfindungsgemäß unmittelbar vor dem Drahtsammelabschnitt, da eine Störung
des Laufs des Elektrodendrahts 30 auf Grund einer
nicht-normalen Ansammlung des Drahts in der Sammelbox 38 üblicherweise
in der Nähe einer Rollenanordnung 34a stattfindet, die zum
Ändern einer Laufrichtung des Drahts 30 sich unmittelbar vor
dem Sammelabschnitt befindet.
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Es ist möglich, den Deckel 40 an einem unteren Abschnitt der
Säule 12 anzubringen, wenn ein Bereich unmittelbar vor dem
Sammelabschnitt sich im unteren Abschnitt der Säule 12
befindet, obschon der Deckel 40 an einem hinteren Abschnitt des
unteren Arms 26 befestigt ist, um den Elektrodendrahtweg
abzudecken, weil im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Draht
in der Sammelbox 38 über die Führungs-Rollenanordnung 34a
gesammelt wird, die sich an einem hinteren Ende des unteren
Arms 26 befindet.
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Gemäß Fig. 1 wird nun eine aus elektrisch isolierendem
Material gefertigte Isolierplatte 58 zwischen dem unteren Arm 26
und einer Grundplatte 56 gehalten, die aus üblichem
Werkstoff, d.h. einem leitendem Stahl, besteht, und an der die
Rollenanordnung 34a befestigt ist. Im folgenden wird das
Verfahren zum Befestigen der Grundplatte 56 an dem unteren Arm
26 beschrieben. In der Grundplatte 56 wird eine Ausnehmung 70
ausgebildet, und in der Ausnehmung 70 wird zur Bildung eines
Schulterabschnitts ein Durchgangsloch 68 zum Einführen eines
Bolzens gebildet. Andererseits werden die entsprechenden
Durchgangslöcher in der Isolierplatte 58 und dem unteren Arm
26 ausgebildet. Beispielsweise ein Bolzen 64 wird in die
Löcher eingeführt, während eine aus isolier-keramik und
dergleichen bestehende Isolierbeilagscheibe 60 zwischen die
Grundplatte 56 und den Bolzen eingeführt wird. Die Größe des
Durchgangslochs 68 ist so bemessen, daß es keine Berührung
mit dem Bolzen 64 hat, und weiterhin kann eine Beilagscheibe
74 auf der Seite des unteren Arms 26 aus isolierendem
Material bestehen, oder es kann beispielsweise eine Keramikhülse
zwischen dem unteren Arm 26 und dem Bolzen 64 eingesetzt
werden, so daß kein elektrischer Leckstrom durch den Bolzen 64
zu dem unteren Arm 26 fließt. Der Kontakt zwischen dem Bolzen
64 und dem Elektrodendraht 30, dessen Lauf gestört ist, wird
durch eine aus Isolierstoff bestehende und den Kopf des
Bolzens 64 bedeckende Kappe 62 verhindert.
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Wie oben erläutert, ist ein Bereich um die Rollenanordnung
34a herum elektrisch von dem unteren Arm 26 isoliert.
Andererseits ist der aus einem Kunststoff gefertigte
isolierkastenähnliche Deckel 40 nach Fig. 2 mittels eines Scharniers
54 in zu öffnender Weise an der Grundplatte 56 befestigt, so
daß eine Kollision mit Gegenständen in der Umgebung oder mit
der Bedienungsperson sowie ein elektrischer Kontakt
dazwischen verhindert wurden.
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Der durch den Deckel 40 laufende Elektrodendraht 30 wird,
wenn es zu einer Störung in seinem Lauf kommt, verursacht
durch ein nicht-normales Sammeln in der Drahtsammelbox 38,
lose, so daß er die leitende Grundplatte 56 berührt. Mittels
eines geeigneten Anschlusses 66 ist an der Grundplatte 56 ein
Leitungsdraht 52 angebracht, der mit einer (in Fig. 3
gezeigten) Sicherheitsschaltung 50 in der Steuereinheit 16 in
Verbindung steht und in der in Fig. 1 gezeigten Weise
zurückgeführt ist, wobei die Richtung deshalb bevorzugt ist, weil,
wenn er durch den unteren Arm 26 geführt wird, der
kastenähnlicher Deckel 40 somit nicht mit dem Leitungsdraht 52
kollidiert, wenn der Deckel beispielsweise geöffnet oder
geschlossen wird. Deshalb wird ein Leckstrom zu der Grundplatte 56,
verursacht durch eine Störung des Laufs des Elektrodendrahts
30, rasch an die oben erwähnte Sicherheitsschaltung 50
gemeldet. Gleichzeitig mit Erhalt des Leckstromsignals stoppt die
Sicherheitsschaltung 50 die elektrische Spannungsversorgung
zu dem Elektrodendraht 30, beispielsweise durch Betätigen
eines Trennschalters für die elektrische Stromversorgung 51.
Ein vollständiges Verhindern eines Unfalls durch elektrischen
Schlag kann erreicht werden, indem man eine notwendige
Reparatur vornimmt, während die elektrische Stromversorgung
ausgeschaltet ist.
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Das oben erläuterte Ausführungsbeispiel wird unter Bezugnahme
auf eine Funkenerosions-Drahtschneidemaschine erläutert, die
mit einem automatischen Drahtvorschub (AWF) ausgestattet ist,
der einen Elektrodendraht 30 kontinuierlich zuführt.
Allerdings kann die Erfindung auch eingesetzt werden bei einer
Funkenerosions-Drahtschneidemaschine mit einer Einrichtung
zum Aufwickeln eines Elektrodendrahts auf eine Spule, nachdem
der Draht von einer Elektrodendraht-Vorratsspule abgewickelt
wurde und den Funkenerosionsbereich 36 durchlaufen hat, so
daß beispielsweise ein Elektrodendraht, der von einer Spule
gesprungen ist, daran gehindert wird, einen leitenden
Maschinenkörper oder ein Element in der Umgebung zu berühren, indem
direkt ein derartiges Herabspringen des Drahts von der Spule
erfaßt wird. Wie oben erläutert, kann die erfindungsgemäße
Vorrichtung in einem Bereich unmittelbar vor dem
Drahtsammelabschnitt auch dann eingesetzt werden, wenn der Bereich sich
in einem unteren Teil der Säule 12 befindet.
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Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, kann
erfindungsgemäß ein gut abgesicherter Betrieb einer Funkenerosions-
Drahtschneidemaschine, speziell einer AWF-Maschine erreicht
werden, weil eine Störung im Lauf eines Elektrodendrahts
einer Funkenerosions-Drahtschneidemaschine, verursacht durch
ein nicht-normales Sammeln des Drahts, elektrisch erfaßt
wird, um so eine elektrische Stromversorgung abzuschalten,
bevor ein Unfall durch elektrischen Schlag auf Grund eines
Kontakts zwischen dem gestörten Draht und einem leitenden
Maschinenkörper oder -Element in dessen Nähe eintreten kann.
Damit läßt sich das nicht-normale Sammeln des Drahts
korrigieren. Außerdem wir ein hohes Maß an Sicherheit bei geringen
Kosten erreicht, da die Einrichtung zum Verhindern eines
elektrischen Schlags gemäß der Erfindung einen einfachen
Aufbau aufweist und mit einer geringen Menge an
Stahlblechmaterial gefertigt werden kann.
Bezugszeichenliste
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26 ..... Maschinenkörper
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30 ..... Elektrodendraht
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32 ..... Elektrodendraht-Vorratsrolle
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34a .... Rollenanordnung
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35 ..... elektrische Spannungszufuhr
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36 ..... Funkenerosionsbereich
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38 ..... Elektrodendraht-Sammelbox
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40 ..... isolierkastenähnlicher Deckel
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50 ..... Sicherheitsschaltung
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52 ..... Leitungskabel
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56 ..... leitende Grundplatte
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58 ..... Isolierplatte