DE3873909T2 - Drahtverbindungsfertigstellungsdetektor. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft einen Drahtverlängerungsendedetektor fuhr eine elektrische Drahtentladungs-Schneidemaschine.
• Eine in einer elektrischen Entladungs-Drahtschneidemaschine vorgesehene Einrichtung zum Ausführen einer automatischen Verlängerung bzw. Streckung eines Drahtes, die beabsichtigt unterbrochen wird, um zu ermöglichen, daß ein Werkstück zum Ändern eines Entladungsbearbeitungsabschnitts verschoben wird, oder während der Entladungsbearbeitung zufällig unterbrochen wird, geht beispielsweise aus der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 62-44319 hervor.
• Bei diesem Typ einer automatischen Drahtverlängerungseinrichtung wird ein durch eine Drahtdurchführung einer oberhalb eines Werkstücks angeordneten oberen Drahtführung zugeführter Draht in einer Nut oder einem Loch des Werkstücks geführt, wobei er von einer Bearbeitungsflüssigkeit begrenzt wird, die von einer in der oberen Drahtführung angeordneten Düse gestrahlt wird, und wird dann durch eine Drahtdurchführung einer unteren Drahtführung hindurchgeführt. Danach wird der Draht zu einer Transporteinrichtung geführt, die unterhalb der unteren Drahtführung angeordnet ist und ein Paar gegeneinander gedruckte Riemen aufweist, so daß der Draht, während er zwischen den Riemen gehalten ist, zwischen einer Drahtantriebsrolle und einer stromabwarts der Transporteinrichtung angeordneten Klemm- oder Ausführungsrolle gefördert wird. Wenn die Drahtverlängerung bzw. -streckung zu einem Ende kommt, wird ein mit dem Draht elektrisch verbundener, elektrische Energie zuführender Abschnitt durch den Draht, die elektrisch leitende äußere Umfangswand der Drahtantriebsrolle und eine gegen die äußere Wand der Drahtantriebsrolle gedrückte leitende Bürste mit einem mit der Bürste verbundenen, mit elektrischer Energie versorgten Abschnitt verbunden. Die resultierende Zufuhr elektrischer Energie von dem elektrische Energie zuführenden Abschnitt zu dem mit Energie versorgten Abschnitt wird durch eine geeignete Einrichtung als ein Ende einer erfolgreichen Drahtverlängerung detektiert.
• Wie oben beschrieben, benutzt der bekannte Drahtverlängerungsendedetektor die gegen die Drahtantriebsrolle gedrückte Bürste und erleidet deshalb leicht eine Unterbrechung zwischen der Bürste und der Rolle, wenn die Bürste bei langem Gebrauch abgetragen ist, wodurch die Detektion des Endes einer Drahtverlängerung ausbleibt.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen automatischen Drahtverlängerungsendedetektor für eine elektrische Entladungs-Drahtschneidemaschine bereitzustellen, der keine in mechanischem Kontakt zueinander stehende elektrische Komponenten benutzt und folglich zu einer zuverlässigen Detektion des Endes einer zuverlässigen Drahtverlängerung fähig ist.
• Zur Lösung der obigen Aufgabe ist ein Drahtverlängerungsendedetektor der vorliegenden Erfindung in einer elektrischen Entladungs-Drahtschneidemaschine, die eine Drahttransporteinrichtung und eine Drahtantriebseinrichtung zum Antreiben eines von einer automatischen Drahtverlängerungseinrichtung abgegebenen Drahtes aufweist, vorgesehen. Der Drahtverlängerungsendedetektor weist auf: ein Drehteil, das einem Drahtbewegungsweg zugekehrt angeordnet und durch den Draht in eine Drehbewegung gebracht wird, wenn letzterer von der Drahtantriebseinrichtung angetrieben wird, eine in einer kontaktfreien Relation zum Drehteil angeordnete Detektoreinrichtung zum Erzeugen eines Ausgangssignals, welches anzeigt, daß sich das Drehteil dreht, wenn das Drehteil wie vorgenannt gedreht wird, und eine Diskriminierungseinrichtung, die auf eine Tätigkeit der Drahtantriebseinrichtung, eine Tätigkeit der automatischen Drahtverlängerungseinrichtung und das Ausgangssignal der Detektoreinrichtung anspricht. Die Diskriminierungseinrichtung ist so betreibbar, daß sie das Ende einer erfolgreichen Drahtverlängerung detektiert, wenn ein Ausgangssignal der Detektoreinrichtung erzeugt wird, bevor eine vorbestimmte Zeit nach dem Start der Tätigkeit der automatischen Drahtverlängerungseinrichtung während der Tätigkeit der Drahtantriebseinrichtung verstreicht. Wie oben beschrieben, ist der Drahtverlängerungsendedetektor der vorliegenden Erfindung so angeordnet, daß er das Ende einer erfolgreichen Drahtverlängerung bzw. -streckung in kontaktfreier Weise, bei welcher der Draht durch die Drahtantriebseinrichtung für eine Bewegung in Antrieb gebracht ist, ohne Verwendung irgendwelcher elektrischer Komponenten, die mechanisch gegeneinander reiben, detektiert, und kann demgemäß zuverlässig das Ende der erfolgreichen Drahtverlängerung detektierten.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
• Figur 1 ist eine schematische Seitenansicht einer mit einem Drahtverlängerungsendedetektor gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ausgerüsteten elektrischen Entladungs-Drahtschneidemaschine.
• Figur 2 ist eine vergrößerte Teilansicht, welche teilweise in Blöcken eine an einer Spannbremsrolle nach Figur 1 befestigte Scheibe, einen fotoelektrischen Schalter und ihre peripheren Elemente darstellt.
• Figur 3 ist eine Schaltungsdarstellung, welche eine mit den fotoelektrischen Schalter verbundene Signal verarbeitungsschaltung darstellt.
• Figur 4 ist eine Wellenformdarstellung, welche Signalwellenformen an verschiedenen Punkten der Signalverarbeitungsschaltung darstellt.
• In der Figur 1 weist eine elektrische Entladungs-Drahtschneidemaschine eine Säule 1 mit einer an einem oberen Abschnitt der Säule 1 angeordneten Drahtzufuhrspule 6 auf. Ein sich im wesentlichen horizontal von einer Endfläche der Säule erstrekkender oberer Arm 2 ist mit einer Bremseinrichtung 4 versehen, die aus einer Klemm- oder Ausführungsrolle 4b und einer mit der Rolle 4b zum Ausüben einer Spannkraft auf einen Draht 7 zusammenwirkende Spannbremsrolle 4a zusammengesetzt ist. Der obere Arm 2 ist auch mit einer Führungsrolle 8 zum Führen des Drahts, einer U-V-Achseneinheit 9 und einer durch die Einheit 9 in einer horizontalen Ebene bewegbaren oberen Drahtführung 10 versehen. An der oberen Drahtführung 10 ist eine automatische Drahtverlängerungseinrichtung 11 eines herkömmlichen bekannten Typs befestigt. Ein sich von der Säule 1 parallel zum oberen Arm 2 erstreckender unterer Arm 3 ist mit einer unteren Drahtführung 13 entgegengesetzt oder gegenüber der oberen Drahtführung 10 versehen. Ein zwischen den entgegengesetzten Drahtführungen angeordnetes Werkstück 12 ist auf einem (nichtdargestellten) Werktisch plaziert, der in der horizontalen Ebene bewegbar ist. Der untere Arm 3 ist ferner mit einem Führungsblock 14 und einer Führungsrolle 15, die einander entgegengesetzt sind, um zusammenwirkend den Draht 7 zu führen, und einer stromabwärts der Rolle 15 angeordneten Transporteinrichtung 16 versehen.
• Die Transporteinrichtung 16 weist einen oberen Förderer 16a und einen unterer Förderer 16b, der zum oberen Förderer 16a hin und vom oberen Förderer 16a fort bewegbar ist, auf. Der obere Förderer 16a enthält mehrere Rollen (von denen nur zwei mit Bezugszeichen 161 und 162 dargestellt sind), die durch den unteren Arm 3 drehbar gehalten sind und einen um diese Rollen gewundenen Riemen 163. Die Rolle 162 am stromabwärtigen Ende ist an einen Motor M1 gekoppelt. Der untere Förderer 16b enthält mehrere Rollen (von denen nur zwei mit Bezugszeichen 165 und 166 dargestellt sind) um welche ein Riemen 164 gewunden ist, und ein Paar Seitenplatten (von denen nur eine mit dem Bezugszeichen 21 dargestellt ist), welche die Rollen drehbar halten. Der untere Förderer ist durch den unteren Arm 3 schwingbar durch mehrere Glieder 22 gehalten, die an jeweils einem Ende der Seitenplatten gekoppelt und an einem anderen Ende oder einem Zwischenabschnitt der Seitenplatten an den unteren Arm 3 gekoppelt sind. Das Glied 22 am stromabwärtigen Ende ist durch eine Feder 23 in eine Pichtung längs welcher der untere Förderer 16b von dem oberen Förderer 16a fortbewegt wird, gezwungen und weist ein an das distale Ende der Kolbenstange 20a eines Luftzylinders 20 gekoppeltes Ende auf. n einer stromabwärtigen Seite der Transporteinrichtung 16 sind eine an einen Motor M2 gekoppelte Drahtantriebsrolle 17, eine gegen die Rolle 17 gedrückte Klemm- oder Ausführungsrolle 18 und ein Drahtrückgewinnungsgehäuse 19 vorgesehen.
• Ein Drahterstreckungs- bzw. Drahtverlängerungsendedetektor ist mit der automatischen Drahtverlängerungs und Transporteinrichtung verwendet, die aus den erwähnten Elementen 4, 8 - 11, 13 - 18, 20 - 22, M1 und M2 zusammengesetzt ist. Der Drahtverlängerungsendedetektor weist, wie in Figur 2 gezeigt, eine an der Spannbremsrolle 4a befestigte und ein schwarzweißes Kodemuster aufweisende Scheibe 4c, einen der Scheibe 4c gegenüber liegenden und einen lichtprojizierenden Abschnitt und einen lichtempfangenden Abschnitt aufweisenden fotoelektrischen Schalter 5, eine mit dem Schalter 5 verbundene Signalverarbeitungsschaltung 24 und eine mit den Elementen 11, 20, 24, M1 und M2 verbundene numerische Steuereinrichtung 100 auf. Die Signalverarbeitungsschaltung 24 weist, wie in Figur 3 gezeigt, einen Verstärker 25 mit einem mit dem Ausgangsanschluß des fotoelektrlschen Schalters 5 verbundenen Eingangsanschluß, Zeitgeber 27 und 28 mit individuellen Eingangsanschlüssen, die mit dem Ausgangsanschluß des Verstärkers 25 direkt bzw. durch einen Inverter 26 indirekt verbunden sind, und eine ODER- Schaltung 29 mit Eingangsanschlüssen auf, die mit den jeweiligen Ausgangsanschlüssen der Zeitgeber verbunden sind. Jeder Zeitgeber weist einen retriggerbaren monostabilen Multivibrator auf, dessen Impulsbreite beispielsweise in Übereinstimmung mit der Bewegungsgeschwindigkeit des Drahtes variabel einstellbar ist.
• Der Betrieb der wie oben konstruierten elektrischen Entladungs-Orahtschneidemaschine bzw. -drahtbearbeitungsmaschine wird nun beschrieben.
• Beim Start einer Drahtverlängerung bzw. Drahterstreckung wird ein in einem (nicht gezeigten) Bearbeitungsflüssigkeit-Kanalsystem angeordnetes (nicht gezeigtes) Auf-Zu-Ventil der automatischen Verlängerungseinrichtung 11 in Abhängigkeit von einem Befehlssignal aus der numerischen Steuerungseinrichtung 100 geöffnet, wie es bei einer herkömmlichen Einrichtung der Fall ist. Demgemäß wird von einer (nicht gezeigten) Düse der Erstreckungs- bzw. Verlängerungseinrichtung 11, die zu einer (nicht gezeigten) Drahtdurchführung der oberen Drahtführung 10 ausgerichtet angeordnet ist, eine Bearbeitungsflüssigkeit gestrahlt bzw. gespritzt. Der durch die Drabtdurchführung hindurchgeführte Draht 7 wird, während er durch den Strahl der Bearbeitungsflüssigkeit begrenzt wird, in ein Bearbeitungsanfangsloch oder eine Bearbeitungsnut (nicht gezeigt), das bzw. die in dem Werkstück 12 ausgebildet ist, und dann in eine (nicht gezeigte) Drahtdurchführung der unteren Drahtführung 13 eingefügt. auch werden in Abhängigkeit von dem erwähnten Befehlssignal der Luftzylinder 20 und die Motoren M1 und M2 betätigt, um den unteren Förderer 16b in Richtung des oberen Förderers 16a zu bewegen, bis die Riemen dieser Förderer in treibendem Kontakt miteinander sind, wodurch die Riemen, auf der Seite ihrer gegenüberliegenden oder entgegengesetzten Oberflächen von links nach rechts in Figur 1 bei Drehung der Rolle 162 entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn laufen.
• Der in den Drahtdurchgang der unteren Drahtführung 13 eingesetzte Draht 7 wird zwischen den Riemen durch den Führungsblock 14 und die Führungsrolle 15 geführt. Infolgedessen wird der Draht 7 bei laufenden Riemen gefördert bzw. transportiert, während er zwischen den Riemen gehalten ist, und schließlich ist sein Führungsende zwischen der Drahtantriebsrolle 17 und der Klemm- bzw. Ausführungsrolle 18 gehalten. Danach wird der Draht 7 mit der Rotation der Rolle 17 transportiert, während er zwischen den Rollen 17 und 18 gehalten ist.
• Wenn sich der Draht 7 auf diese Weise bewegt, wird die Spannbremsrolle 4a, die mit der Klemm- bzw. Ausführungsrolle 4b zum Halten des Drahtes 7 dazwischen zusammenarbeitet, und infolgedessen die an der Rolle 4a befestigte Scheibe 4c gedreht. Demgemäß empfängt der fotoelektrische Schalter 5, der Licht von seinem lichtprojizierenden Abschnitt in Richtung zur Scheibe 4c zur Reflexion projiziert, Licht, dessen Betrag in Übereinstimmung mit dem schwarz-weißen Muster der Scheibe 4c variiert, an seinem lichtempfangenden Abschnitt, und gibt einen korrespondierenden Impulszug ab, der durch den Verstärker 25 zum Erhalten eines Impulszuges a verstärkt wird. Der Impulszug a wird an den Zeitgeber 27 und den Inverter 26 gegeben. Die Zeitgeber 27 und 28 werden durch den Anstieg jedes Impulses des Impulszuges a bzw. des Anstieges jedes Impulses eines von dem Inverter 26 abgegebenen Impulszuges b getriggert und erzeugen Impulszüge c bzw. d mit jeweils vorbestimmten Impulsbreiten. Die Impulsbreiten der Impulszüge c und d werden auf Werte entsprechend der Bewegungsgeschwindigkeit des Drahtes eingestellt, insbesondere auf Werte, die etwas größer als die Hälfte der Impulsbreite des von dem fotoelektrischen Schalter 5 abgegebenen Impulszuges sind. Infolgedessen hat, wenn der Draht 7 durch die Drahtantriebsrolle 17 mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit transportiert wird, wenigstens einer der Impulszüge c und d einem H-Pegel, und demgemäß bleibt ein Ausgangssignal e der ODER-Schaltung 29, der beide Imulszüge zugeführt sind, auf H-Pegel, was einen drahtverlängerten bzw. drahterstreckten Zustand anzeigt.
• Wenn das Ausgangssignal mit dem H-Pegel von der ODER-Schaltung 29 während einer vorbestimmten Zeit nach dem Start der Drahtverlängerung empfangen wird, hält die numerische Steuereinrichtung 100 den Luftzylinder 20 und den Motor M1 inoperativ. Dies hat zur Folge, daß der untere Förderer 16b von dem oberen Förderer 16a durch die Kraft der Feder 23 fortbewegt und folglich der Riemen 164 des unteren Förderers 16b von dem Draht 7 abgesetzt wird. Der Riemen 163 des oberen Förderers 16a wird so eingestellt, daß seine den Draht 7 zugekehrte Oberfläche von diesem beabstandet ist, wenn der Draht zwischen den Rollen 15 und 18 gespannt wird, und wird deshalb ebenfalls in einen kontaktfreien Zustand mit dem Draht 7 gebracht. Infolgedessen stoppen die Riemen 163 und 164 die Bewegung. Danach wird der Draht 7 durch die Drahtantriebsrolle 17 und die Klemm- bzw. Ausführungsrolle 18 transportiert, die nach der Drahtverlängerung bzw. -erstreckung durch den Motor M2 kontinuierlich angetrieben werden, und der für die Entladungsbearbeitung benutzte Draht 7 wird in dem Drahtrückgewinnungsgehäuse 19 abgelegt.
• Wenn der Draht 7 während der Drahtverlängerung nicht transportiert wird, beispielsweise aufgrund eines Ausfalls des Einsetzens des Drahtes 7 in die Drahtdurchführung der unteren Drahtführung 13, werden die Spannbremsrolle 4a und die damit einstückige Scheibe 4c nicht gedreht. Deshalb wird von dem fotoelektrischen Schalter 5 kein Impulszug ausgesannt, wodurch das Ausgangssignal der Signalverarbeitungsschaltung 24 auf einem L-Pegel bleibt, was eine Unvollständigkeit der Drahtverlängerung anzeigt. Wenn das Ausgangssignal der Schaltung 24 beim Verstreichen der auf einen Wert größer als eine normal erforderliche Drahterstreckungs bzw. Drahtverlängerungszeit eingestellten vorbestimmten Zeit nach dem Start der Drahtverlängerung noch auf L-Pegel ist, entscheidet die numerische Steuerungseinrichtung 100, daß die Drahtverlängerung ausgefallen oder mangelhaft ist, und nimmt wieder eine Drahtverlängerung in Übereinstimmung mit dem oben erwähnten Verfahren auf.
• Die oben beschriebene Ausführungsform benutzt die Signalverarbeitungsschaltung 24 mit zwei Zeitgebers 27 und 28, jedoch kann alternativ eine Schaltung mit einem Zeitgeber benutzt werden. In diesem Fall wird die Breite des Ausgangsimpulses aus dem Zeitgeber auf einen Wert großer als die Ausgangsimpulsbreite des fotoelektrischen Schalters 5 eingestellt. Ferner kann, obgleich in der obigen Ausführungsform ein Multivibrator für jeden der Zeitgeber 27, 28 benutzt ist, alternativ ein R-C-Schaltkreis benutzt werden, derart, daß ein Kondensator, der durch das H-Pegel-Ausgangssignal des Verstärkers 25 über einen vorbestimmten Pegel geladen wird, durch einen Widerstand unter den vorbestimmten Pegel entladen wird, bevor eine Zeit, die etwas länger als die L-Pegel-Zeit des Verstärkers 25 ist, nach der Inversion des Ausgangspegels verstreicht. Überdies wird bei der obigen Ausführungsform die Vollendung einer Drahtverlängerung optisch unter Verwendung der mit der Spannbremsrolle 4a drehbaren und ein Schwarz-weiß- Muster aufweisenden Scheibe 4c und des fotoelektrischen Schalters 5 detektiert. Eine solche Detektion kann alternativ magnetisch oder elektrisch bewirkt werden. Beispielsweise ist es möglich, eine Kombination aus einem mit der Rolle 4a drehbaren Rotor und mehreren in die periphere Wand des Rotors derart eingebetteten Permanentmagneten, daß benachbarte Magneten entgegengesetzte Polaritäten aufweisen, oder einen mit der Rolle 4a drehbaren Tachometergenerator bzw. Tachogenerator zu benutzen.

Claims (5)

1. Drahtverlängerungsendedetektor für eine elektrische Entladungs-Drahtschneidemaschine mit einer Drahttransporteinrichtung (16) und einer Drahtantriebseinrichtung (17, 18) zum-Antreiben eines van einer automatischen Drahtverlängerungseinrichtung (11) abgegebenen Drahtes,

dadurch gekennzeichnet, daß der Drahtverlängerungsendedetektor aufweist:

ein Drehteil (4a), das einem Drahtbewegungsweg zugekehrt angeordnet und durch den Draht in eine Drehbewegung gebracht wird, wenn der Draht von der Drahtantriebseinrichtung (17, 18) angetrieben wird,

eine in einer kontaktfreien Relation zum Drehteil (4a) angeordnete Detektoreinrichtung (4c, 5, 24) zum Erzeugen eines Ausgangssignals, welches anzeigt, daß sich das Drehteil (4a) dreht, wenn das Drehteil (4a) wie vorgenannt gedreht wird, und

eine Diskriminierungseinrichtung (100), die auf eine Tatigkeit der Drahtantriebseinrichtung (17, 18), eine Tätigkeit der automatischen Drahtverlängerungseinrichtung (11) und das Ausgangssignal der Detektoreinrichtung (4c, 5, 24) anspricht, wobei die Diskriminierungseinrichtung (100) so betreibbar ist, daß sie das Ende einer erfolgreichen Drahtverlängerung detektiert, wenn ein Ausgangssignal der Detektoreinrichtung (5, 24) erzeugt wird, bevor eine vorbestimmte Zeit nach dem Start der Tätigkeit der automatischen Drahtverlängerungseinrichtung (11) während der Tätigkeit der Drahtantriebseinrichtung (17, 18) verstreicht.

2. Drahtverlangerungsendedetektor nach Anspruch 1, wobei das Drehteil (4a) eine Spannrolle aufweist.

3. Drahtverlängerungsendedetektor nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Detektoreinrichtung eine mit dem Drehteil (4a) drehbare und ein Kodemuster aufweisende Scheibe (4c) und eine photoelektrische Schalteinrichtung (5) gegenüber der Scheibe (4c) aufweist.

4. Drahtverlangerungsendedetektor nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Drahtantriebseinrichtung (17, 18) eine an einem stromabwärtigen Ende der Drahttransporteinrichtung (16) angeordnete und drehbare Drahtantriebsrolle (17) und eine gegen die Drahtantriebsrolle (17) gedrückte Klemm- oder Ausführungsrolle (18) aufweist.

5. Drahtverlängerungsendedetektor nach Anspruch 4, wobei die Drahttransporteinrichtung (16) ein Paar stromaufwarts der Drahtantriebsrolle (17) angeordnete Bandförderer (16a, 16b) aufweist.