DE3909252A1

DE3909252A1 - Verfahren zur elektrischen schneiddraht-entladungsbearbeitung

Info

Publication number: DE3909252A1
Application number: DE3909252A
Authority: DE
Inventors: Yoshiro Nakayama
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1988-03-22
Filing date: 1989-03-21
Publication date: 1989-10-05
Anticipated expiration: 2009-03-22
Also published as: DE3909252C2; JPH01240219A; US5038011A; KR910010247B1; CH678824A5; KR890014199A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur elektrischen Schneiddraht-Entladungsbearbeitung, bei dem eine elektrische Entladung zwischen einem Werkstück und einer Drahtelektrode durch eine Bearbeitungslösung stattfindet.

Fig. 1 ist eine erläuternde schematische Darstellung des Aufbaus einer elektrischen Entladungsmaschine. Die Fig. 4A und 4B stellen Erläuterungsdiagramme dar, welche Ausschnitte aus einem bearbeiteten Werkstück zeigen. Fig. 3 ist eine Draufsicht zur Beschreibung eines konventionellen Verfahrens zur elektrischen Entladungsbearbeitung mittels Schneiddraht.

In Fig. 1 bezeichnen die Bezugszeichen: 1, eine Drahtelektrode; 2, ein Werkstück; 3, einen Tisch; 4, einen Drahtführungsabschnitt, der einen Versorgungsabschnitt für die Bearbeitungslösung aufweist; 5, einen Bearbeitungsumriß, entlang welchem das Werkstück geschnitten wird; und 6, einen Roboter zum Handhaben und Entfernen eines aus dem Werkstück herausgeschnitten Kerns (oder Produktes). In Fig. 2 bezeichnet das Bezugszeichen 7 eine obere Düse; 8, eine untere Düse; und 9, einen herausgeschnittenen Kern. In Fig. 3 bezeichnet das Bezugszeichen 10 den übrigbleibenden Teil eines Werkstückes; und 11, einen Bearbeitungsschlitz.

Im folgenden wird die Betriebsweise der wie erwähnt aufgebauten elektrischen Entladungsmaschine beschrieben. Ehe eine elektrische Entladungsbearbeitung eingeleitet wird, werden die Bedingungen der elektrischen Entladungsbearbeitung, wie etwa die elektrischen Bedingungen und die Bearbeitungsgeschwindigkeit, eingestellt. Der Vorgang der elektrischen Entladungsbearbeitung wird gemäß einem vorbestimmten Programm wie folgt ausgeführt:

Die Bearbeitungslösung wird durch den Versorgungsabschnitt für die Bearbeitungslösung auf den Tisch 3 zwischen der Drahtelektrode 1 und dem Werkstück 2 eingespeist. Dann wird eine elektrische Entladung zwischen der Drahtelektrode und dem Werkstück durch die Arbeitslösung hindurch herbeigeführt, um das Werkstück entlang des Umrisses 5 zu schneiden. Nach Beendigung der Entladungsbearbeitung ist der Kern 9 aus dem Werkstück herausgeschnitten und wird von der unteren Düse 8 gehalten. Dann wird der Kern 9 von der unteren Düse 8 durch Anziehmittel, wie etwa einen Elektromagneten, entfernt, der am Roboter 6 befestigt ist. Danach wird die Entladungsbearbeitung automatisch am nächsten Entladungsbearbeitungspunkt in der gleichen Weise durchgeführt.

Im folgenden wird die automatische elektrische Entladungsbearbeitung des Werkstückes 2 im einzelnen beschrieben. Wie in Fig. 3A gezeigt ist, beginnt die Bearbeitung am Bearbeitungsstartloch P 1, und das Schneiden des Werkstückes entlang des Bearbeitungsumrisses beginnt unter den vorgegebenen Bedingungen in Punkt P 2. Das bedeutet, daß die Drahtelektrode im Uhrzeigersinn bewegt wird, wie es durch den Pfeil angezeigt wird, und daß sie zum Ursprungspunkt P 2 zurückkehrt. Während der Entladungsbearbeitung bleiben die Bearbeitungsbedingungen unverändert. So wird also das Werkstück entlang des Bearbeitungsumrisses geschnitten.

Wie oben erwähnt, bleiben bei der konventionellen Methode der elektrischen Entladungsbearbeitung durch Schneiddraht, bei der die elektrische Entladungsbearbeitung eines Werkstückes entlang eines geschlossenen Umrisses durch zirkulierende Bewegung des Entladungsbearbeitungspunktes (von der Startposition P 2 zur gleichen Position P 2) bei unveränderten Bearbeitungsbedingungen durchgeführt wird. Deshalb kann, wenn die Drahtelektrode 1 den letzten Punkt P 2 errreicht, d.h., wenn der restliche Teil des zu bearbeitenden Umrisses abnimmt, der Kern 9 in den Schlitz 11 geraten, beispielsweise aufgrund des Druckes der Bearbeitungslösung, wie in Fig. 3B veranschaulicht ist. So ist selbst dann, wenn die Drahtelektrode 1 den letzten Punkt P 2 erreicht hat, der Kern 9 nicht vollständig vom Werkstück abgeschnitten, weil ein Stück 10 übrigbleibt. Das übrigbleibende Stück 10 muß manuell durchgeschnitten werden. Dieses stört den Bearbeitungsvorgang nicht nur, sondern wirkt sich auch ungünstig auf die Bearbeitungsgenauigkeit der abgeschnittenen Oberfläche aus. Aus dem gleichen Grunde kann, nachdem der Kern 9 in dieser Weise abgeschnitten worden ist, der Roboter ausfallen, so daß die automatische Entladungsbearbeitungsoperation unterbrochen ist.

Weiter wird bei der oben beschriebenen konventionellen Methode die Drahtelektrode 1 umgebogen, da die Entladungsreaktion auf den Bearbeitungsabschnitt der Drahtelektrode 1 einwirkt, die an zwei Punkten ober- und unterhalb des Werkstückes 2 gehaltert wird. So wird also der Kern nicht vollständig vom Arbeitsstück abgeschnitten, obwohl die Drahtelektrode den vorbestimmten Endbearbeitungspunkt erreicht hat, und das verbleibende Stück muß später manuell durchgeschnitten werden.

Es ist demgemäß ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die vorerwähnten Schwierigkeiten, welche die konventionelle Methode zur elektrischen Entladungsbearbeitung mittels Schneiddraht begleiten, zu beseitigen. Genauer gesagt, ist es ein Ziel der Erfindung, ein Verfahren zur elektrischen Entladungsbearbeitung mittels Schneiddraht zu schaffen, bei der ein durch Entladungsbearbeitung eines Werkstückes erzeugter Kern daran gehindert wird, in den Bearbeitungsschlitz des Werkstückes zu geraten, wenn die Drahtelektrode den Endpunkt der Entladungsbearbeitung erreicht.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur elektrischen Entladungsbearbeitung mittels Schneiddraht ist eine Arbeitsbedingung zum Schneiden eines Kernes aus einem Werkstück vorgesehen, bei der beispielsweise die elektrischen Bedingungen großzügig gehandhabt werden und die Bearbeitungsgeschwindigkeit im Vergleich zu jenen Bearbeitungsbedingungen abgesenkt wird, die für den Beginn der elektrischen Entladungsbearbeitung vorgesehen sind.

Von den beigefügten Zeichnungen stellt Fig. 1 eine erläuternde schematische Darstellung des Aufbaus einer konventionellen elektrischen Entladungsmaschine mit Schneiddraht dar. Fig. 2 stellt eine erläuternde schematische Darstellung des Abschnittes eines zu bearbeitenden Werkstückes dar. Die Fig. 3A und 3B stellen Erläuterungsdiagramme zur Beschreibung einer konventionellen Methode zur Entladungsbearbeitung durch Schneiddraht dar. Im einzelnen handelt es sich bei Fig. 3A um ein Erläuterungsdiagramm, das einen Bearbeitungsumriß zeigt, entlang dessen ein Werkstück zu bearbeiten ist, während Fig. 3B ein Erläuterungsdiagramm ist, das einen entsprechend der konventionellen Methode aus dem Werkstück herausgeschnittenen Kern zeigt. Die Fig. 4A und 4B stellen Erläuterungsdiagramme zur Beschreibung eines Verfahrens zur elektrischen Entladungsbearbeitung mittels Schneiddraht gemäß der vorliegenden Erfindung dar. Im einzelnen ist Fig. 4A ein Erläuterungsdiagramm, das einen Bearbeitungsumriß zeigt, entlang dessen das Werkstück zu bearbeiten ist, während Fig. 4B ein Erläuterungsdiagramm ist, das einen aus einem Werkstück entsprechend dem erfindungsgemäßen Bearbeitungsverfahren herausgeschnittenen Kern zeigt. Fig. 5 stellt ein Fließdiagramm zur Beschreibung des Verfahrens gemäß der Erfindung dar.

Die Fig. 4A und 4B sind Erläuterungsdiagramme zur Beschreibung eines Verfahrens der elektrischen Entladungsbearbeitung mit Schneiddraht gemäß der vorliegenden Erfindung, während Fig. 5 das dazugehörige Fließdiagramm wiedergibt.

In den Fig. 4A und 4B sind solche Teile, die funktionsmäßig mit den bereits anhand der Fig. 1, 2, 3A und 3B beschriebenen Teilen übereinstimmen, mit den gleichen Bezugszeichen oder Buchstaben bezeichnet. In Fig. 4A bezeichnet das Bezugszeichen P 3 einen Änderungspunkt (oder eine Änderungsposition) der Bearbeitungsbedingung und (1) den Abstand zwischen dem Bearbeitungsendpunkt P 2 und dem Änderungspunkt P 3 der Bearbeitungsbedingung.

Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren zur elektrischen Entladungsbearbeitung mittels Schneiddraht unter Bezugnahme auf das Fließbild nach Fig. 5 beschrieben.

Als erstes wird ein NC-Programm wie folgt aufgestellt: Die Entladungsbearbeitung wird beim Startpunkt P 1 begonnen, während die Bearbeitung des Werkstückes 2 entlang des Umrisses in Punkt P 2 begonnen wird. Das bedeutet, daß die Drahtelektrode nach Passieren des Punktes P 3 zum Bearbeitungsendpunkt P 2 bewegt wird, wobei es sich um einen Abstand (1) zum Bearbeitungsendpunkt P 2 handelt. Weiter wird eine Bearbeitungsbedingungsnummer (a) für den Bearbeitungsstartpunkt im Startblock des Programms, und eine Bearbeitungsbedingungsnummer (b) zum Abschneiden des Kernes wird dem Block zur Bewegung der Drahtelektrode von Punkt P 3 nach Punkt P 2 beigefügt. Diese beiden Bearbeitungsbedingungen werden als Bearbeitungsbedingungsnummern (a) und (b) in der Steuereinheit gespeichert.

Im vorliegenden Falle wird die Bearbeitungsbedingung zum Abschneiden des Kernes (im folgenden als "Abschneidebearbeitungsbedingung" bezeichnet, soweit passend) so festgesetzt, daß, je nach der Bearbeitungsbedingung eines Bearbeitungsstartpunktes (im folgenden als "Anfangsbearbeitungsbedingung" bezeichnet, soweit passend), beispielsweise die elektrische Energie klein ist. Bei einem speziellen Beispiel der Abschneidebearbeitungsbedingung wird die elektrische Energie so festgesetzt, daß der Spitzenstromwert 300 A, die Impulsbreits 1,5 µsec., und der Druck der Bearbeitungslösung 2 kg/cm² beträgt.

Bei der vorliegenden Ausführungsform beginnt der Vorgang der elektrischen Entladungsbearbeitung in Punkt P 1, während die Entladungsbearbeitung des Werkstückes entlang des Bearbeitungsumrisses in Punkt P 2 beginnt. Das bedeutet, daß das Werkstück mit einer dem Startblock hinzugefügten Anfangsbearbeitungsbedingung bearbeitet wird. Wenn, wie durch den Pfeil angezeigt ist, die Drahtelektrode entlang des Bearbeitungsumrisses nach Punkt P 3 bewegt wird, wird die dem Block für die Bewegung der Drahtelektrode von Punkt P 3 nach Punkt P 2 beigefügte Bearbeitungsnummer (b) aufgerufen, so daß die Bearbeitungsbedingung auf die Abschneidebearbeitungsbedingung umgeschaltet wird. Mit Eintreten der Abschneidebearbeitungsbedingung wird die Drahtelektrode entlang des Abstandes (1) bewegt. Auf diese Weise ist der Vorgang der elektrischen Entladungsbearbeitung vollzogen, wie in Fig. 4B gezeigt ist. Da das Werkstück auf der Basis der Abschneidebearbeitungsbedingung bearbeitet wird, wird der Kern 9 vom Werkstück abgeschnitten, ohne sich zu verdrehen. Das so abgeschnittene Werkstück 9 wird durch einen Roboter oder dgl. entfernt, während die Drahtelektrode zum nächsten Startpunkt bewegt wird. Die oben beschriebene Operation wird solange wiederholt, bis alle Kerne aus dem Werkstück herausgeschnitten worden sind.

Bei der vorliegenden Ausführungsform beträgt der Abstand (1) beispielsweise ungefähr 0,5 mm.

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform ist der Bearbeitungsumriß rechtwinklig, wie die Fig. 4A und 4B zeigen. Jedoch ist das technische Konzept der Erfindung auch auf andere geschlossene Umrisse anwendbar, wie etwa auf Kreise und Ellipsen. Weiter werden bei der oben beschriebenen Ausführungsform zwei Bearbeitungsbedingungen angewendet. Doch kann die Abschneidebearbeitungsbedingung stufenweise geändert werden, oder sie kann graduell mit der Bewegung der Drahtelektrode entlang des Abstandes (1) freigegeben werden. Je nach Sachlage kann ein Verfahren angewendet werden, bei dem der Endpunkt der Entladungsbearbeitung auf der Umrißlinie über den Bearbeitungsstartpunkt hinaus verschoben wird, so daß der anfängliche Teil des Umrisses mit der Drahtelektrode zweimal durchfahren wird. Das bedeutet, daß alles, was hinsichtlich der Abschneidebearbeitungsbedingung gefordert wird, im weiteren Sinne dazu dient, die Schwierigkeit zu vermeiden, daß der Umriß nicht vollständig mit der Drahtelektrode durchfahren wird und so das oben beschriebene Reststück entsteht.

Wie beschrieben, benutzt das Verfahren gemäß der Erfindung beim Ausschneiden eines Kernes aus einem Werkstück eine Abschneidebearbeitungsbedingung, die es der Drahtelektrode ermöglicht, den Umriß vollständig zu durchfahren und somit kein Reststück mehr zu hinterlassen. Infolgedessen wird der Schritt des späteren Abschneidens des Werkstückes entlang des stehengebliebenen Teiles des Umrisses zwecks Abtrennens des Kernes aus dem Werkstück eliminiert, mit dem Ergebnis, daß der Kern ohne nachteilige Beeinflussung der Bearbeitungsgenauigkeit der geschnittenen Oberfläche sicher aus dem Werkstück herausgeschnitten wird. Auf diese Weise kann der automatische Ablauf der elektrischen Entladungsbearbeitung kontinuierlich durchgeführt werden.

Gemäß der Erfindung kann also die Entladungsbearbeitung eines Werkstückes entlang eines Umrisses automatisch und kontinuierlich mit hoher Genauigkeit ausgeführt werden.

Claims

1. Verfahren zur elektrischen Entladungsbearbeitung mittels Schneiddraht, bei dem eine elektrische Entladung zwischen einem Werkstück und einer Drahtelektrode durch eine Bearbeitungsflüssigkeit hindurch zur Bearbeitung des Werkstückes entlang eines Bearbeitungsumrisses erzeugt wird, um einen Kern aus dem Werkstück herauszuschneiden, wobei der Kern automatisch darauf entfernt wird, so daß der Betrieb einer elektrischen Entladungsbearbeitung mittels Schneiddraht automatisch und kontinuierlich durchgeführt werden kann, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:

- Bestimmen mindestens zweier Bearbeitungsbedingungen zur Durchführung der elektrischen Entladungsbearbeitung;
- Bearbeiten des Werkstückes entlang des Bearbeitungsumrisses, beginnend bei einem Startpunkt des Bearbeitungsumrisses, auf der Basis einer ersten Bearbeitungsbedingung; und
- Ändern der ersten Bearbeitungsbedingung in die andere Bearbeitungsbedingung, um den Kern aus dem Werkstück bei einem letzten Bearbeitungsgang entlang des Bearbeitungsumrisses herauszuschneiden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungsbedingung eine zwischen Elektrode und Werkstück angelegte elektrische Entladungsenergie umfaßt, wobei die elektrische Entladungsenergie in der anderen Bearbeitungsbedingung reduziert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Energie durch einen Impulsstrom bestimmt wird, der einen Spitzenwert von 300 A und eine Impulsbreite von 1,5 µsec. aufweist, unter der Bedingung, daß der Druck der Bearbeitungslösung 2 kg/cm² beträgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Endbearbeitung um einen Bearbeitungsschritt zur Abarbeitung eines nicht bearbeiteten Abschnittes des Werkstückes handelt, der eine vorbestimmte Länge besitzt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Länge 0,5 mm beträgt.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Bearbeitungsbedingungen festgelegt wird, derart, daß der Wechsel der Bearbeitungsbedingungen stufenweise bis zur letzten Bearbeitungsbedingung durchgeführt wird.