DE3919481C2 - Funkenerosive Drahtschneidemaschine mit einer Vorrichtung zum Durchtrennen der Drahtelektrode - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine funkenerosive Drahtschneidemaschine, in welcher die Zugkraft und der Schmelzstrom einer Drahtelektrode automatisch gesteuert werden, um letztere durch Schmelzen zu durchtrennen.

Fig. 5 ist eine erläuternde Darstellung, die ein Ausführungsbeispiel eines Drahtelektrodenschneidabschnitts in einer bekannten funkenerosiven Drahtschneidemaschine angibt. In Fig. 5 bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine Drahtelektrode; 2 ein mittels der Drahtelektrode 1 zu bearbeitendes Werkstück; 3 eine Schneidklinge zum Durchschneiden der Drahtelektrode; 4 einen mit der Schneidklinge 3 gekoppelten Pneumatikzylinder; 5 und 6 an den Pneumatikzylinder 4 angeschlossene Druckluftquellen zur Vorwärts- und Rückwärtsbewegung der Schneidklinge 3; 7 ein Schneidklingeaufnahmeelement, das beim Durchschneiden der Drahtelektrode 1 verwendet wird; 8 eine Stromversorgung zur Reduzierung von Impulsentladungen zwischen dem Werkstück 2 und der Drahtelektrode 1; 9 ein im Werkstück 2 gebildetes Loch für den Bearbeitungsbeginn; und 10 einen Stromkontakt.

Die Betriebsweise der funkenerosiven Drahtschneidemaschine wird nunmehr beschrieben. Nachdem das Werkstück bearbeitet worden ist, wird die Drahtelektrode 1 mit der Schneidklinge 3 durchschnitten, um ihren abgenutzten Teil zu entfernen. In diesem Falle wird die Druckluftwelle 5 dazu verwendet, dem Zylinder 4 Luftdruck zuzuführen, um die Schneidklinge 3 gegen die Drahtelektrode 1 zu bewegen, so daß das Durchschneiden der Drahtelektrode 1 zwischen der Schneidklinge 3 und dem Schneidklingeaufnahmeelement 7 durchgeführt wird. Sei diesem Vorgang werden abhängig vom Durchmesser und der Art der Drahtelektrode 1 der Winkel der Schneidklinge 3 gegenüber der Drahtelektrode 1 und die Kraft, mit welcher die Schneidklinge gegen die Drahtelektrode 1 gestoßen wird, geändert, so daß der Querschnitt der auf diese Weise durchschnittenen Drahtelektrode so kreisförmig wie möglich wird. Anschließend wird die Luftdruckquelle 6 aktiviert, um die Schneidklinge 3 von der Drahtelektrode wegzubewegen. Die auf diese Weise durchschnittene Drahtelektrode 1 wird in ein Loch 9 für den Bearbeitungsbeginn in einem weiteren Werkstück 2 eingeführt und dann in den Stromkontakt 10. Dabei wird die Entladungsenergie der einen Zufuhrdrahtleitung von der Stromversorgung 8 zwecks Bearbeitung des Werkstücks 1 zugeführt.

Wie vorausgehend beschrieben wurde, muß bei der bekannten funkenerosiven Drahtschneidemaschine die in der vorausgehend beschriebenen Weise durchschnittene Drahtelektrode im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt haben, damit sich die Drahtelektrode mühelos in den Stromkontakt einführen läßt, und zur Erfüllung dieses Erfordernisses ist es notwendig, den Winkel der Schneidklinge gegenüber der Drahtelektrode mechanisch einzustellen und desgleichen den Druck, mit welcher die Schneidklinge abhängig vom Durchmesser und der Art der Drahtelektrode gegen letztere gestoßen wird. Diese mechanische Einstellung ist ziemlich mühsam. Ferner ist häufig die durchschnittene Drahtelektrode im Querschnitt nicht kreisförmig. In diesem Falle kann es schwierig sein, die Drahelektrode in das Loch des Stromkontakts einzuführen.

Um die vorausgehend beschriebenen Schwierigkeiten zu überwinden, wurde bereits ein Verfahren zum Schmelzen einer Drahtelektrode vorgeschlagen (beispielsweise durch die geprüfte japanische Patentanmeldung P 58-132 420 A). Bei dem Verfahren wird einer Drahtelektrode Strom zugeführt, während auf diese eine Zugkraft in Axialrichtung einwirkt, so daß die Drahtelektrode erhitzt und verlängert wird. Infolgedessen wird die Drahtelektrode teilweise in ihrem Durchmesser verringert. In diesem Zustand wird die Anwendung der Zugkraft suspendiert, um es dem Strom zu gestatten, den Teil der Drahtelektrode, dessen Durchmesser verringert wurde, zu schmelzen, um die Drahtelektrode in zwei Teile aufzutrennen. Der gewünschte der beiden Teile wird der Drahtführung zugeführt und durch eine gewünschte, im Werkstück gebildete Durchtrittsöffnung geführt und die Drahtelektrode wird in der erforderlichen Weise eingestellt.

Wie vorausgehend beschrieben wurde, hat das bekannte Verfahren eine Anzahl Vorteile; es hat jedoch noch Nachteile in folgender Hinsicht:
Einmal ist der Aufbau ziemlich knifflig. Der Strom zur Erhitzung einer Drahtelektrode und der Strom zum Schmelzen entsprechend dem Durchmesser und der Art der Drahtelektrode muß unter Verwendung von Regelwiderständen gesteuert werden. Beim Steuervorgang wird, nachdem die Drahtelektrode mittels des Stroms erhitzt wurde, der für den Heizstrom vorgesehene Schalter geöffnet und anschließend wird der für den Schmelzstrom vorgesehene Schalter geschlossen. Somit ist der Steuervorgang ziemlich beschwerlich.

Aus der JP 58-132 420 A ist eine funkenerosive Drahtschneidemaschine bekannt, bei der sich ein Durchtrennen einer Drahtelektrode mittels eines Schmelzstroms in zwei Schritten abspielt. In einem ersten Schritt wird die unter Zugkraft stehende Drahtelektrode erhitzt, so daß sich im Verlauf der Drahtelektrode eine Verjüngung bildet. In einem zweiten sich daran anschließenden Schritt wird die Drahtelektrode am Ort der Verjüngung mit einem erhöhten elektrischen Strom durchgeschmolzen. Allerdings muß zum Erhalt der Verjüngung während des Durchtrennvorgangs der Bediener interaktiv die Einstellungen für Strom und Zugkraft abhängig vom aktuellen Zustand der Drahtelektrode vornehmen.

Die JP 60-232 830 A offenbart eine Vorrichtung zum Verändern der Zugkraft in der Drahtelektrode während des Zuführvorgangs der Drahtelektrode, wobei die Zugkraft abhängig vom Typ der Drahtelektrode selbsttätig eingestellt wird.

Aus der DE 31 00 029 A1 ist eine Funkenerosionsschneidemaschine bekannt, die die Drahtelektrode bei Bedarf mittels einer mechanischen Schneidvorrichtung durchtrennt.

Die JP 61-8225 A offenbart eine Vorrichtung zum Durchtrennen einer Drahtelektrode einer funkenerosiven Drahtschneidemaschine in einem hochfrequenten elektromagnetischen Wechselfeld.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine funkenerosive Drahtschneidemaschine zu schaffen, bei welcher die Drahtelektroden automatisch unter optimalen Bedingungen so durchschnitten werden kann, daß sie im Querschnitt im wesentlichen kreisförmig ist.

Erfindungsgemäß wir die obige Aufgabe gelöst durch eine funkenerosive Drahtschneidemaschine nach Anspruch 1.

Vorteilhafte Weiterbildungen finden sich in den Unteransprüchen.

In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 eine erläuternde Darstellung eines Ausführungsbeispiels nach der Erfindung,

Fig. 2 ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels einer in Fig. 2 angegebenen Schaltung,

Fig. 3 ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels einer in Fig. 2 dargestellten Steuerschaltung, und

Fig. 4 ein Schaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Schneidschaltung,

Fig. 5 eine erläuternde Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Drahtelektrodeschneidabschnitts bei einer bekannten funkenerosiven Drahtschneidemaschine.

Fig. 1 ist eine erläuternde Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine Drahtelektrode, die in Pfeilrichtung durch Drahtelektrodezufuhrrollen 11, die durch einen Motor 12 angetrieben werden, zugeführt wird; 13 eine Schmelzeinheit für die Drahtelektrode 1 (wobei die Schmelzeinheit 13 einen oberen Stromkontakt 14 und einen unteren Stromkontakt 15 aufweist, die eng an der Drahtelektrode 1 anliegen), sowie eine Schmelzschaltung 16 zur Steuerung eines Schmelzstroms; 17 eine Rolle, die mit einem Motor 18 gekoppelt ist, der durch eine Steuerschaltung 19 gesteuert wird; 20 eine Drahtelektrodehalterolle, die mit einem Pneumatikzylinder 21 gekoppelt ist (wobei die Drahtelektrodehalterolle 20 in Pfeilrichtung (a) oder (b) bewegt wird, wenn Luftdruck aus einer Druckluftquelle 22 oder 23 zugeführt wird); eine Führung ist unterhalb der Rolle 17 vorgesehen und umfaßt einen Stromkontakt 25, in die die Drahtelektrode 1 eingeführt ist.

Fig. 2 ist eine elektrische Schaltung eines Ausführungsbeispiels der Schaltung 16. In Fig. 2 bezeichnen die Bezugszeichen 31, 32 und 33 Schalter eines Relais und 34, 35 und 36 Widerstände verschiedenen Widerstandswerts. Der Schalter 31 und der Widerstand 34 bilden eine erste Reihenschaltung; der Schalter 32 und der Widerstand 35 bilden eine zweite Reihenschaltung; und der Schalter 33 und der Widerstand 36 bilden eine dritte Reihenschaltung. Die erste, zweite und dritte Reihenschaltung liegen parallel zueinander und bilden dabei eine Parallelschaltung 30. Die Parallelschaltung 30 und eine Gleichstromquelle 37 sind in Reihe zwischen dem oberen Stromkontakt 14 und dem unteren Stromkontakt 15 angeordnet und bilden somit die vorstehend beschriebene Schaltung 16.

Fig. 3 ist ein Schaltbild eines Ausführungbeispiels der Steuerschaltung 19. Ähnlich wie bei der vorstehend beschriebenen Schneidschaltung sind Schalter 41, 42 und 43 eines Relais in Reihe mit Widerständen unterschiedlichen Widerstandswerts verbunden und bilden somit jeweils eine erste, zweite und dritte Reihenschaltung. Die Reihenschaltungen liegen parallel zueinander und bilden somit eine Parallelschaltung 40. Die Parallelschaltung 40 und eine Gleichstromquelle 47 sind in Reihe zwischen den Eingangsklemmen des Motors 18 angeschlossen.

Der Betrieb der auf diese Weise aufgebauten funkenerosiven Drahtschneidemaschine wird nunmehr beschrieben.

Nachdem das Werkstück bearbeitet worden ist, wird die Drahtelektrode 1 wie folgt durchschnitten:

Zuerst wird Luftdruck von der Luftdruckquelle 22 dem Pneumatikzylinder 21 zugeführt, um den Kolben vorwärtszubewegen und dadurch die Halterolle 20 in Richtung des Pfeils (a) zu verschieben. Infolgedessen wird die Drahtelektrode 1 in Anlage mit dem oberen und unteren Stromkontakt 15 und 16 gebracht, und zwischen der Halterolle 20 und der Rolle 17 gehalten.

Andererseits wählt die Schaltung 16 abhängig von Durchmesser und Art der Drahtelektrode 1 einen Widerstand (beispielsweise 34) aus und schließt den mit dem Widerstand 34 verbundenen Schalter 31. Infolgedessen wird eine geschlossene Schleife gebildet, die aus der Gleichstromquelle 37, dem Widerstand 34, dem Schalter 31, dem oberen Kontakt 14, der Drahtelektrode 1 und dem unteren Stromkontakt 25 besteht, so daß Strom in sehr zweckmäßiger Weise der Drahtelektrode zwischen den beiden Stromkontakten 14 und 15 zugeführt wird.

In ähnlicher Weise wird in der Steuerschaltung 19 der Widerstand (beispielsweise 44) entsprechend dem Durchmesser und der Art der Drahtelektrode ausgewählt. Anschließend wird dem Motor 18 über die Schaltung, die den Widerstand 44 aufweist, mittels der Stromversorgung 47 Strom zugeführt, um das Drehmoment des Motors 18 zu steuern und dadurch die Zugkraft auf die Drahtelektrode 1 zwischen den Drahtelektrodezufuhrwalzen 11 und der Rolle 17 einzustellen.

Somit wird die Drahtelektrode 1 zwischen dem oberen und unteren Stromkontakten 14, 15 mittels des durch die Schaltung 16 gelieferten Stroms erhitzt und wird in sehr zweckmäßiger Weise durch die Rolle 17 gestreckt. Daher wird die Drahtelektrode 1 durchtrennt, wenn die Temperatur einen bestimmten Wert erreicht.

Wie aus obiger Beschreibung hervorgeht, kann durch Einstellung des Stroms und der Zugkraft zum Durchtrennen der Drahtelektrode mittels Schmelzen auf die zweckmäßigsten Werte entsprechend dem Durchmesser und der Art der Drahtelektrode letztere in solcher Weise durchschnitten werden, daß ihr Querschnitt im wesentlichen kreisförmig ist. Daher kann die auf diese Weise durchschnittene Drahtelektrode mühelos in den Stromkontakt 25 eingeführt werden.

Fig. 4 ist eine Schaltung eines weiteren Ausführungsbeispiels der Schaltung 16. Die in Fig. 4 dargestellte Schaltung unterscheidet sich von jener gemäß Fig. 3 dadurch, daß anstelle der Gleichstromquelle 37 nach Fig. 3 eine Hochfrequenzimpulsleistungsquelle 37a verwendet wird, so daß ein hochfrequenter Impulsstrom zweckmäßigsterweise der Drahtelektrode zwischen den beiden Stromkontakten 14 und 15 zur Erhitzung der Drahtelektrode 1 zugeführt wird.

Mittels der Schaltung 16 der Fig. 4 erzeugt der hochfrequente Impulsstrom einen Skineffekt an der Drahtelektrode, als dessen Ergebnis die Drahtelektrode im Querschnitt stärker kreisförmig durchschnitten wird. In diesem Falle ist der Stromverbrauch geringer als bei Verwendung einer Gleichstromquelle.

Bei Auswahl eines der Widerstände 34, 35 und 36 in der Schneidschaltung 16 entsprechend dem Durchmesser und der Art der verwendeten Drahtelektrode 1, oder bei der Auswahl eines der Widerstände 44, 45 und 46 in gleicher Weise in der Steuerschaltung 19, wird vorteilhafterweise eine Datentabelle im Speicher vorab in der numerisch gesteuerten Vorrichtung gespeichert und umfaßt die Durchmesser und die Art einer Vielzahl zu verwendender Drahtelektroden 1, die Zugkräfte (oder Drehmomente des Motors 17) und die zum Schmelzen dieser Drahtelektroden verwendeten Stromwerte. In diesem Falle wird durch Eingeben des Durchmessers und der Art der zu durchschneidenden Drahtelektrode in die numerisch gesteuerte Vorrichtung der Widerstand entsprechend den auf diese Weise eingegebenen Daten durch die numerisch gesteuerte Vorrichtung ausgewählt, so daß der mit dem auf diese Weise gewählten Widerstand verbundene Schalter geschlossen wird, um Strom der Drahtelektrode zuzuführen. Somit kann der Drahttrennvorgang selbsttätig durchgeführt werden.

In der vorausgehend beschriebenen Ausführungsform werden der Strom der Schaltung 16 und das Drehmoment des Motors 18 für den Antrieb der Rolle 17 selbsttätig entsprechend dem Durchmesser und der Art einer zu durchtrennenden Drahtelektrode ausgewählt, so daß letztere mit dem zweckmäßigsten Strom und Drehmoment durchtrennt wird. Die gleiche Schaltung kann für den Drahtelektrodezufuhrmotor 12 vorgesehen werden. Ferner bilden in der Schaltung und in der Steuerschaltung 19 die bezüglich des Widerstandswerts unterschiedlichen Widerstände und die Schalter drei Reihenschaltungen, die parallel miteinander verbunden sind. Die Reihenschaltungen können in ihrer Anzahl entsprechend dem Durchmesser und der Art der verwendeten Drahtelektroden erhöht werden.

Wie aus obiger Beschreibung hervorgeht, wird eine Vorrichtung zur selbsttätigen Auswahl einer Zugkraft und eines Schmelzstroms für eine Drahtelektrode entsprechend deren Durchmesser und Art ausgewählt. Daher kann bei der erfindungsgemäßen funkenerosiven Drahtschneidemaschine die Drahtelektrode im wesentlichen mit kreisförmigem Querschnitt durchschnitten werden. Entsprechend kann die auf diese Weise durchschnittene Drahtelektrode mühelos in das kleine Loch des Stromkontaktes eingeführt werden und sie fängt sich niemals während des automatischen Betriebs im Stromkontakt, so daß dabei der Bearbeitungsvorgang niemals unterbrochen wird. Da ferner die erfindungsgemäße funkenerosive Drahtschneidemaschine einfach im Aufbau ist und Einrichtungen zur Auswahl einer Zugkraft und eines Schmelzstroms für die Drahtelektrode aufweist - wie vorausgehend beschrieben wurde - kann sie mühelos betrieben werden und hat eine erheblich verbesserte Arbeitseffizienz. Somit sollte die erfindungsgemäße funkenerosive Drahtschneidemaschine im praktischen Einsatz sehr geschätzt werden.

Claims (6)

1. Funkenerosive Drahtschneidemaschine mit einer Vorrichtung zum Durchtrennen der Drahtelektrode mit

• - Einrichtungen (14, 15, 16) zum Erhitzen der Drahtelektrode (1) mittels elektrischem Strom,
• - Einrichtungen (17, 18, 19) zum Aufbringen einer Zugkraft auf die Drahtelektrode (1),
• - einer Speichereinrichtung, in der eine Datentabelle, die für eine Vielzahl von Durchmessern und Drahtelektrodenarten Werte für Strom und Zugkraft enthält, gespeichert ist,
• - wobei abhängig von einem eingegebenen Durchmesser und einer eingegebenen Art einer verwendeten Drahtelektrode der Strom und die Zugkraft aus der Datentabelle ausgelesen werden,
• - und die Drahtelektorde durch gleichzeitiges Anlegen der ausgelesenen Strom- und Zugkraftwerte durchtrennt wird.

2. Funkenerosive Drahtschneidemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Drahtelektrode mittels diese durchfließenden Hochfrequenzstromes erweicht wird.

3. Funkenerosive Drahtschneidemaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch

• - ein Paar von Schmelzstromzuführungskontakten (14, 15) und eine pneumatisch betätigte Drahtelektrodenhalterolle (20), welche nur während des Vorganges der Durchtrennung der Drahtelektrode diese in Kontakt mit den Schmelzstromzuführungskontakten bringt.

4. Funkenerosive Drahtschneidemaschine nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch

• - eine von einem Motor (18) angetriebene Rolle (17), welche während des Vorganges der Durchtrennung der Drahtelektrode diese zwischen sich und der Drahtelektrodenhalterolle (20) hält, so daß die Zugkraft in der Drahtelektrode mittels des Drehmomentes des Motors einstellbar ist.

5. Funkenerosive Drahtschneidemaschine nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Anzahl Reihenschaltungen, die eine Anzahl von Widerständen (34, 35, 36) mit unterschiedlichem Widerstandswert enthalten und eine Anzahl von Schaltereinrichtungen (31, 32, 33) einer Relaisanordnung, die mit den Widerständen verbunden sind, wobei die Anzahl der Reihenschaltungen parallel geschaltet sind und die Parallelschaltungen (30) und eine Stromversorgung (37; 37a) in Reihe mit einem oberen und unteren Schmelzstromzuführungskontakt (14, 15) geschaltet sind.

6. Funkenerosive Drahtschneidemaschine nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Anzahl von Reihenschaltungen mit einer Anzahl von Widerständen (44, 45, 46) unterschiedliche Widerstandswertes und einer Anzahl von Schaltereinrichtungen (41, 42, 43) einer Relaisanordnung, die mit den Widerständen verbunden sind, wobei die Reihenschaltungen parallel geschaltet sind, und die Parallelschaltung (40) und eine Stromversorgung (47) in Reihe zwischen den Eingangsklemmen eines Motors (18) liegen, der eine Rolle (17) antreibt, um die Zugkraft an die Drahtelektrode anzulegen.