DE3924913C2 - - Google Patents
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- DE3924913C2 DE3924913C2 DE3924913A DE3924913A DE3924913C2 DE 3924913 C2 DE3924913 C2 DE 3924913C2 DE 3924913 A DE3924913 A DE 3924913A DE 3924913 A DE3924913 A DE 3924913A DE 3924913 C2 DE3924913 C2 DE 3924913C2
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine
elektrische Entladungsmaschine mit einer Vorrichtung zur
Steuerung des Elektrodenzwischenabstandes zur
Konstanthaltung der elektrischen Entladungsbedingungen.
Aus der DE 31 42 606 C2 und der DE 30 23 400 C2 sind
elektrische Entladungsmaschinen bekannt, bei denen
elektrisch leitendes Material wie Metall durch
Hochtemperaturenergie geschmolzen wird, die durch
elektrische Entladung erzeugt wird.
Insbesondere zeigt die DE 31 42 606 C2 ein Verfahren und
eine Einrichtung zur elektroerosiven Bearbeitung eines
Werkstücks, wobei eine Bearbeitungselektrode vorgesehen
ist, dessen freies Ende mit einer Hochfrequenz zwischen
0,5 und 10 MHz oszilliert. Durch Elektrodenverbrauch wird
die Resonanzfrequenz des freien Endes verändert. Durch
eine Erfassung der Frequenzänderung kann ein
Elektrodenverbrauch festgestellt und eine neue Elektrode
zugeführt werden.
Die DE 30 23 400 C2 zeigt dagegen ein Verfahren zur
Steuerung der Bearbeitungslücke einer elektroerosiven
Bearbeitung. Bei diesem Verfahren werden effektive und
nicht effektive Entladungsimpulse gemessen. Das Verhältnis
dieser Impulse gibt ein Maß für die Größe der
Bearbeitungslücke, und die Bearbeitungselektrode wird
entsprechend nachgesteuert.
Bei elektrischen Entladungsmaschinen wird im allgemeinen
Impulsstrom als elektrischer Energieträger benutzt. Um bei
Verwendung von Impulsstrom die elektrische Entladung
aufrechtzuerhalten, ist es erforderlich, den Abstand
zwischen der Werkzeugelektrode und dem Werkstück, d. h.,
den Elektrodenzwischenabstand, passend festzusetzen. Bei
der Bearbeitung durch elektrische Entladung wird das
Werkstück teilweise geschmolzen und weiterbewegt. Deshalb
vergrößert sich im Falle, daß die Elektrode und das
Werkstück ortsfest angeordnet sind, der
Elektrodenzwischenabstand allmählich, so daß es schwierig
wird, elektrische Entladungen zu induzieren. Schließlich
wird der Elektrodenzwischenabstand so groß, daß die
elektrische Entladung aufhört.
Um diese Schwierigkeit zu überwinden, d.h., um die
elektrische Entladung in Gang zu halten, wird im
allgemeinen eine Methode angewandt, bei der während der
Bearbeitung des Werkstückes die Elektrode auf das
Werkstück zu bewegt wird, um den Elektrodenzwischenabstand
konstant zu halten.
Andererseits bildet sich während der elektrischen
Entladungsbearbeitung zwischen den Elektroden infolge der
Entladungen Schlacke, die gewöhnlich mit der
Bearbeitungsflüssigkeit weggespült wird. Wenn aber die
Bearbeitungsflüssigkeit nicht in ausreichender Menge
zwischen die Elektroden geleitet wird, oder wenn der
Elektrodenzwischenabstand klein ist, werden die Elektroden
oft durch Schlackenbrücken verbunden, d.h., daß sie durch
die Schlacke elektrisch kurzgeschlossen werden. In diesem
Falle wird zwischen den Elektroden keine zur Erzeugung der
elektrischen Entladung ausreichend hohe Spannung erzeugt,
so daß die elektrische Entladung unterbrochen wird oder
ein starker Strom entsteht, der das Werkstück beschädigt.
In solchen Fällen wird der Elektrodenzwischenabstand
vergrößert, um den durch die Schlacke verbundenen oder
kurzgeschlossenen Teil zu entfernen, oder es wird der
Strömungsweg der Bearbeitungsflüssigkeit verbessert.
Wie aus diesen Bemerkungen hervorgeht, wird eine
Entladungsbearbeitungsoperation unter Steuerung
(Vergrößern und Verkleinern) des
Elektrodenzwischenabstandes durchgeführt, d.h., durch
Aufrechterhaltung eines im Durchschnitt möglichst
konstanten Elektrodenzwischenabstandes. Die Steuerung des
Elektrodenzwischenabstandes stellt eine grundsätzliche
Betriebsfunktion dar, welche das Ergebnis der elektrischen
Entladungsbearbeitung, d.h. die Produktqualität, erheblich
beeinflußt.
Die Steuerung und Aufrechterhaltung des
Elektrodenzwischenabstandes ist grundlegend und wesentlich
für eine elektrische Entladungsbearbeitung. Es gilt jedoch
als schwierig, den Elektrodenzwischenabstand während der
elektrischen Entladung zu messen. Praktisch ist das
unmöglich. Deshalb wird allgemein eine dem
Elektrodenzwischenabstand im wesentlichen äquivalente
Zustandsgröße erfaßt, um so den Elektrodenzwischenabstand
zu bestimmen. Der so bestimmte Elektrodenzwischenabstand
wird mit einem für die Fortsetzung der elektrischen
Entladung am besten geeigneten Wert verglichen, um den
Elektrodenzwischenabstand zu steuern.
Anhand der Fig. 2 und 3 soll zunächst eine herkömmliche
Methode zur Erfassung der Zustandsgröße erläutert werden.
Fig. 2 stellt ein Blockschaltbild eines
Ausführungsbeispiels der herkömmlichen
Zustandsgrößen-Erfassungsmethode dar.
Bei der Erfassungsmethode wird der aus einer
Zwischenelektroden-Spannungswellenform 8 abgeleitete
Durchschnittswert 10 der Zwischenelektrodenspannungen zur
Bestimmung eines Elektrodenzwischenabstandes benutzt. Die
Methode wird als "Durchschnittsspannungs-Servomethode"
bezeichnet. Dabei ist der Durchschnittswert 10 der
Zwischenelektrodenspannung proportional zum
Elektrodenzwischenabstand. Daher wird die Steuerung so
durchgeführt, daß wenn die Durchschnittsspannung größer
als ein Zielwert oder spezifizierter Wert 1 wird, der
Elektrodenzwischenabstand zur Erleichterung des Auftretens
der elektrischen Entladung verkleinert, wohingegen jedoch
in dem Falle, daß die Durchschnittsspannung kleiner als
der spezifizierte Wert 1 wird, der
Elektrodenzwischenabstand vergrößert wird, um die
elektrische Entladung zu unterdrücken. Durch diese
Steuerung wird die elektrische Entladung in
zufriedenstellender Weise in Gang gehalten.
Nun soll der Fall betrachtet werden, daß der
Elektrodenzwischenabstand aufgrund einer Störung der
Bearbeitungsgeschwindigkeit 5 vergrößert wird und demgemäß
eine Antriebsvorrichtung betätigt wird, um die Elektrode
zur Aufrechterhaltung des Elektrodenzwischenabstandes zu
verschieben.
Die Zunahme des Elektrodenzwischenabstandes macht sich in
der Wellenform der Zwischenelektrodenspannung durch ein
Zwischenelektrodenphänomen bemerkbar, d.h., es wird recht
schwierig, elektrische Entladungen zu induzieren. Wenn das
Induzieren elektrischer Entladungen schwierig wird, wird
aus dem in Fig. 4 angezeigten Grunde die
Zwischenelektroden-Durchschnittsspannung 10 auf einen Wert
10b erhöht, der von dem spezifizierten Wert abweicht. Die
zwischen den Werten bestehende Differenz 11 wird nach
Multiplikation mit einer Proportionalitätskonstanten 3 als
Steuersignal an eine Antriebseinheit 4 geliefert. Wenn die
Antriebseinheit 4 die Elektrode in dem Maße speist, wie
sich der Elektrodenzwischenabstand vergrößert, wird der
Elektrodenzwischenabstand auf denjenigen ursprünglichen
Wert eingestellt, bei welchem die elektrischen Entladungen
in zufriedenstellender Weise auftreten. Der
Zwischenelektroden-Durchschnittswert wird auf den Wert 10a
eingestellt, d.h., er stimmt wieder mit dem spezifizierten
Wert 1 überein.
Wird bei dem oben erwähnten Vorgang die
Proportionalitätskonstante 3 auf einen übertrieben hohen
Wert eingestellt, speist die Antriebseinheit die Elektrode
stärker, als es der Zunahme des durch die elektrische
Entladungsbearbeitung verursachten
Elektroden-Zwischenabstandes entsprechen würde, so daß der
Elektrodenzwischenabstand kürzer wird. In diesem Falle
wird die Zwischenelektroden-Durchschnittsspannung
verringert, so daß ein Signal zur Vergrößerung des
Elektrodenzwischenabstandes an die Antriebseinheit
geliefert wird, wodurch die Elektrode in Richtung der
Vergrößerung des Elektrodenzwischenabstandes bewegt wird.
Dabei gerät jedoch die
Zwischenelektroden-Durchschnittsspannung 10 und die
Antriebseinheit 4 in einen Schwingungszustand, der
natürlich weit ab vom idealen Betriebszustand liegt. Wenn
im Gegensatz dazu die Proportionalitätskonstante 3
übermäßig klein ist, wird die erforderliche Verzugszeit
zur Wiederherstellung des Systemgleichgewichtes
vergrößert, so daß es unmöglich wird, auf eine durch die
Bearbeitungsgeschwindigkeit in das System eingebrachte
Störung zu reagieren. Somit wird es auch in diesem Falle
schwierig, die elektrische Entladung zufriedenstellend
aufrechtzuerhalten.
Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, ist es
erforderlich, daß die Proportionalitätskonstante 3,
"Verstärkungsfaktor" genannt, auf den bestmöglichen Wert
eingestellt wird.
In Fig. 3 ist das Blockschaltbild einer elektrischen
Schaltung dargestellt, mit der die unter Bezugnahme auf
Fig. 2 beschriebene Methode durchgeführt werden kann. In
Fig. 3 sind dementsprechend Teile, die funktionell denen
entsprechen, die unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben
wurden, mit den gleichen Bezugszeichen oder Buchstaben
versehen. In Fig. 3 bezeichnen die Bezugszeichen: 20 -
eine Versorgungsquelle zur Lieferung von
Entladungsenergie; 21 - einen Widerstand zur Steuerung der
Entladungsenergie über den Strom; 22 - ein Schaltelement
zur Erzeugung einer Impulsstromwellenform; 23 - einen
Oszillator für das Schaltelement; 24 - eine Elektrode; 25
- ein zu bearbeitendes Werkstück; 26 - ein
Bearbeitungsgefäß; und 27 - eine Bearbeitungslösung.
Was die durch die Erfindung zu lösenden Probleme
anbetrifft, geht aus der obigen Beschreibung hervor, daß
es, um mit einer elektrischen Entladungsmaschine ein
Werkstück hochwirksam zu bearbeiten, erforderlich ist,
ständig gegen Störungen wie das Fortschreiten des
Bearbeitungsvorganges und die Bildung von Schlacke zu
steuern, welche den Elektrodenzwischenabstand ungünstig
beeinflussen können. Zu diesem Zweck ist es wesentlich,
die bestgeeignetste Proportionalitätskonstante bzw. den
günstigsten Verstärkungsfaktor zur Veränderung des
Elektrodenzwischenabstandes durch die Antriebseinheit
einzustellen.
Bei elektrischen Entladungsmaschinen wird, je nach
Bearbeitungsstrom und Elektrodenbereich, die beste
Proportionalitätskonstante durch den Bediener entsprechend
seiner Erfahrung oder aufgrund der Bearbeitungsbedingungen
festgesetzt. Die Festsetzung der
Proportionalitätskonstante ist also sehr schwierig, muß
aber während des Bearbeitungsvorganges häufig vorgenommen
werden.
Es ist dementsprechend ein Ziel der vorliegenden
Erfindung, eine Steuervorrichtung für die
Elektrodenzwischendistanz zu schaffen, bei der die
Proportionalitätskonstante automatisch auf den besten Wert
eingestellt wird, und bei der während der Bearbeitung die
Steuerung den Änderungen der Bearbeitungsbedingung
geschmeidig folgt, so daß der Rückgriff auf die Erfahrung
des Bedieners überflüssig wird. Das bedeutet, daß eine
unbemannte elektrische Entladungsbearbeitung sehr
produktiv durchgeführt werden kann.
Was die Mittel zur Lösung der Probleme anbetrifft, erfaßt
die Vorrichtung zur Steuerung des
Elektrodenzwischenabstandes gemäß der Erfindung die bei
der elektrischen Entladungsmaschine während der
Bearbeitung auftretenden Schwingungen und stellt die
Proportionalitätskonstante auf den Optimalwert in
demjenigen Steuerbereich ein, in welchem beim System keine
Schwingungen auftreten.
Entsprechend der erfindungsgemäßen Methode kann beim
Steuersystem der elektrischen Entladungsmaschine für die
Elektrodenzwischendistanz die Proportionalitätskonstante
jederzeit unabhängig von der Bearbeitungsgeschwindigkeit
oder den Bearbeitungsbedingungen auf den Optimalwert
eingestellt werden. Somit kann der unbemannte Betrieb
einer elektrischen Entladungsmaschine bei hoher
Genauigkeit gemäß der Erfindung durchgeführt werden.
Nachfolgend wird der Gegenstand der Figuren beschrieben.
Fig. 1 stellt ein Blockschaltbild dar, das ein Beispiel
einer Steuervorrichtung für die
Elektrodenzwischendistanz gemäß der Erfindung
veranschaulicht;
Fig. 2 stellt ein Blockdiagramm eines konventionellen
Steuergerätes für den Elektrodenzwischenabstand
dar;
Fig. 3 stellt ein teilweise als Erläuterungsdiagramm
ausgeführtes Schaltbild dar, das eine elektrische
Entladungsmaschine mit der in Fig. 2 dargestellten
konventionellen Steuervorrichtung für den
Elektrodenzwischenabstand veranschaulicht;
Fig. 4 stellt ein Erläuterungsdiagramm dar, das eine
Änderung der Wellenform der
Zwischenelektrodenspannung aufgrund einer Änderung
des Elektrodenzwischenabstandes sowie eine
zugehörige Änderung der Durchschnittsspannung
veranschaulicht; und
Fig. 5 stellt Erläuterungsdiagramme dar, die den
zeitlichen Verlauf der
Zwischenelektroden-Durchschnittsspannungen und der
Frequenzspektra während der elektrischen
Entladungsbearbeitung veranschaulichen.
In den Figuren sind gleiche Teile mit gleichen
Bezugszeichen oder Buchstaben versehen; es bedeutet: 4 -
eine Antriebseinheit; 7 - eine
Zwischenelektroden-Phänomenstufe; 9 - eine erste Einheit
zur Erfassung der Zustandsgröße; 40 - ein erstes
Bandpaßfilter; 41 - ein zweites Bandpaßfilter; 42 - eine
Recheneinheit zur Differenzbildung; und 43 - einen
Verstärker mit veränderlicher Verstärkung.
Zunächst soll das Prinzip der Erfindung beschrieben werden.
Allgemein kann das Schwingungsverhalten des Systems aus
der Frequenzanalyse der im System beobachteten Signale
abgelesen werden.
Fig. 5 veranschaulicht die Messung und Analyse der
Zwischenelektrodenspannungen als Index für die
Zustandsbestimmung des Systems während der Bearbeitung. Im
einzelnen geben die Abschnitte (30), (31), (32) und (33)
der Fig. 5 die Zwischenelektroden-Durchschnittsspannungen
und die Frequenzanalysen in solchen Fällen wieder, in
denen die Proportionalitätskonstante 3 auf den besten Wert
und auf denjenigen Wert eingestellt ist, bei dem
Schwingungen auftreten.
Wenn die Proportionalitätskonstante auf den besten Wert
eingestellt ist, schwingt die
Zwischenelektroden-Durchschnittsspannung leicht um einen
gewissen Betrag (angezeigt im Abschnitt (31)).
Andererseits stellt sich in dem Falle, daß im
Schwingungszustand der Proportionalitätsfaktor auf einen
übermäßig großen Wert eingestellt ist, durch die Analyse
des Frequenzspektrums heraus, daß die Schwingung bei einer
Frequenz f 1 auftritt (wie in den Abschnitten (32) und (33)
angezeigt). Bei (32) beziehen sich die Bezugszeichen f 2
und f 3 auf die höheren Harmonischen der Schwingung. Wenn
in diesem Schwingungszustand die
Proportionalitätskonstante allmählich verringert wird,
nehmen auch die Spitzen bei den Frequenzen f 1, f 2, f 3 usw.
allmählich ab, so daß ein Spektrum erhalten wird, das
einen relativ flachen Verlauf, wie bei (31) gezeigt,
aufweist. Wenn die Proportionalitätskonstante weiter
verringert wird (nicht dargestellt), geht auch der Verlauf
der Durchschnittsspannung entsprechend zurück. Nur eine
schwache Spannungsspitze tritt in einem extrem niedrigen
Frequenzbereich auf.
Wie aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, erlaubt
die Frequenzanalyse in bezug auf ein zu steuerndes
Datensignal die objektive Erfassung der elektrischen
Entladungsbedingungen mit der Folge, daß die
Proportionalitätskonstante auf den besten Wert eingestellt
werden kann.
Die Analyse eines Frequenzspektrums besteht darin, die
Frequenzkomponenten eines Signals auszublenden und die
Frequenzpegel zu erfassen. Allgemein erfordert jedoch die
Analyse sehr viel Zeit und einen hohen Meßaufwand. Im
Hinblick auf Zeitersparnis und Wirtschaftlichkeit ist es
jedoch nicht praktikabel, eine solche Analyseausrüstung
für eine elektrische Entladungsmaschine bereitzustellen.
Während der Bearbeitung durch elektrische Entladung hängt
indes die Schwingungsfrequenz des Systems vom System
selber ab, d.h., sie ist im voraus bekannt. Infolgedessen
ist es unnötig, die Schwingungen aller Frequenzen zu
erfassen. Das bedeutet im vorliegenden Falle, daß das
Prinzip der Erfindung darin besteht, zur Erfassung der
Schwingung des Systems nur den Signalpegel der bekannten
Schwingungskomponente zu erfassen.
Im Schwingungszustand des Systems hängt die
Schwingungsfrequenz allgemein vom System ab. Im Falle
einer elektrischen Entladungsmaschine ist die
Schwingungsfrequenz im wesentlichen konstant und weniger
durch die Bearbeitungsbedingungen und die
Elektrodenkonfiguration beeinflußbar. In Fig. 5 sind die
Schwingungsfrequenz des Systems durch das Bezugszeichen f 1
und ihre höheren Harmonischen durch die Bezugszeichen f 2
und f 3 gekennzeichnet. Wenn daher das Signal bei der
Frequenz f 1 und einer weiteren Frequenz erfaßt wird, kann
auch die Schwingung des Systems erfaßt werden.
Was die Schwingungsfrequenz des Systems anbetrifft, kann
es eine Mannigfaltigkeit von Resonanzen geben, wie etwa
die Resonanzfrequenz des Positionierungssystems, die
Resonanzfrequenz des Geschwindigkeitssystems, und die
Resonanzfrequenz des im Inneren des Systems bestehenden
Systems. Von allen Systemen neigt das innere System am
meisten zum Schwingen, jedoch kann die Schwingung, je nach
der zu steuernden Zustandsgröße, bei der Frequenz der
inneren Regelschleife auftreten. Bei der Steuerung des
Elektrodenzwischenabstandes der elektrischen
Entladungsmaschine gibt es verschiedene Schwingungstypen.
Davon sind die Schwingung des Positionierungssystems und
des Geschwindigkeitssystems verfügbar, so daß die Frequenz
zur Erfassung der Schwingung des Systems entsprechend der
zu steuernden Zustandsgröße bestimmt werden sollte.
Eine auf dem oben beschriebenen Prinzip beruhende
Ausführungsform der Erfindung entspricht der in Fig. 1
gezeigten Ausführung. Eine erste Zustandsgröße 8 stellt
die Informationsgröße dar, welche die
Zwischenelektroden-Entladungsbedingung repräsentieren
kann. Mit Hilfe der ersten
Zustandsgrößen-Erfassungseinheit 9 werden die zu
steuernden Daten, nämlich eine zweite Zustandsgröße 10,
aus der ersten Zustandsgröße erfaßt. Im Falle der Fig. 2
stellt die erste Zustandsgröße 8 die Wellenform der
Zwischenelektrodenspannung; die Erfassungseinheit 9 der
ersten Zustandsgröße ein Tiefpaßfilter, und die zweite
Zustandsgröße 10 die
Zwischenelektroden-Durchschnittsspannung dar.
Für die zweite Zustandsgröße, welche die Charakteristik
des Systems darstellen kann, sind zwei Bandpaßfilter
vorgesehen.
Das erste Bandpaßfilter besitzt eine Mittenfrequenz, die
der Schwingungsfrequenz des Systems entspricht und zur
Erfassung des Signalpegels bei der Resonanzfrequenz dient.
Das zweite Bandpaßfilter 41 besitzt eine Mittenfrequenz,
die sich von der des ersten Bandpaßfilters 40
unterscheidet. Vorzugsweise ist die Mittenfrequenz des
zweiten Bandpaßfilters halb so groß (1/2) wie die
Mittenfrequenz des ersten Bandpaßfilters. Der Grund dafür,
daß die Mittenfrequenz des zweiten Bandpaßfilters 41
kleiner als diejenige des ersten Bandpaßfilters 40
gewählt ist, besteht darin, den Zustand zu erfassen, bei
dem der Gewinn des Regelverstärkers 43 übermäßig niedrig
ist. Durch Festsetzen der Mittenfrequenz des zweiten
Bandpaßfilters auf die Hälfte der Frequenz des ersten
Bandpaßfilters kann die Erfassungsgenauigkeit vergrößert
werden. Der für die Schwingungsfrequenz des Systems zu
wählende Schwingungstyp sollte entsprechend der Art der
für die Steuerung benutzten ersten Zustandsgröße bestimmt
werden.
Eine Subtraktionsrecheneinheit 42 berechnet den
Unterschied zwischen den beiden Signalpegeln und legt das
resultierende Differenzsignal 46 an den Regelverstärker 43
an.
Der Regelverstärker 43 vergrößert entsprechend dem von der
Subtraktionsrecheneinheit 42 empfangenen Differenzsignal
46 die Verstärkung, wenn das Signal 44 kleiner als das
Signal 43 ist. Er verkleinert die Verstärkung, wenn das
Signal 44 größer als das Signal 43 ist, und zwar solange,
bis das Differenzsignal 46 durch die Antriebseinheit 4,
die Zwischenelektroden-Phänomenstufe 7, die erste
Zustandsgröße 8 und die zweite Zustandsgröße 10 auf Null
gebracht worden ist.
Im Ergebnis wird das Zustandsverhalten des Systems beim
Ablauf elektrischer Entladungsbearbeitungen maximal
verbessert und das Auftreten von Schwingungen verhindert,
welche durch übermäßiges Vergrößern der Zustandsreaktion
hervorgerufen werden. Somit kann als Antwort auf die
Änderung der Bearbeitungsbedingung der Vorgang der
elektrischen Entladungsbearbeitung in idealer Weise
ablaufen, d.h., er kann mit einem hohen Wirkungsgrad
vollzogen werden.
Bei der Ausbildung der Steuervorrichtung gemäß der
Erfindung sollen die Komponenten am zweckmäßigsten wie
folgt eingesetzt werden:
Die Wellenform der in Fig. 2 dargestellten
Zwischenelektrodenspannung wird als erste Zustandsgröße
verwendet, während ihre Durchschnittsspannung als zweite
Zustandsgröße benutzt wird; oder es wird die Zeitperiode
als zweite Zustandsgröße benutzt, die zwischen dem
Zeitpunkt des Anlegens der Spannung zwischen den
Elektroden bis zum Beginn der elektrischen Entladung
abläuft. Anstelle der Wellenform der
Zwischenelektrodenspannung können die Daten der
Positionskoordinaten der Elektrode und zusätzlich die
Geschwindigkeitsdaten der Elektrode verwendet werden.
Diese Parameter sollten selektiv in Abhängigkeit von der
Steuermethode herangezogen werden.
Das erste Bandpaßfilter 40 oder das zweite Bandpaßfilter
41 besteht allgemein aus einer elektrischen Schaltung mit
Widerständen und Kondensatoren. Es kann sich aber auch um
ein sog. "Digitalfilter" handeln, in welchem die zweite
Zustandsgröße 10 in einem Diskretwertsystem gelesen und
durch Software verarbeitet wird. Dieses Verfahren ist
insofern von Vorteil, als das Frequenzband mit Hilfe eines
Programmes geändert werden kann und daß die Filter bequem
in passender Form abgeändert werden können, wenn die
Steuermethode entsprechend den Bearbeitungsbedingungen
gewählt wird. Das bedeutet, daß die Methode einen größeren
Anwendungsbereich besitzt.
Im allgemeinen besteht die Subtraktionsrecheneinheit 42
aus einer Hardware von Operationsverstärkern. Sie kann
aber auch so aufgebaut sein, daß die oben erwähnten, als
digitale Daten gelesenen und durch Software verarbeiteten
Daten zur Differenzbildung durch Software
weiterverarbeitet werden.
Der Regelverstärker 43 kann eine Hardwareschaltung aus
Operationsverstärkern sein. Er kann aber auch durch
Verwendung von Software verwirklicht werden.
Mit anderen Worten kann jeder Block in Fig. 1 aus einer
elektronischen Schaltung bestehen. Jedoch können die
Blöcke auch unter Verwendung von Software gebildet werden,
die von dem Augenblick an wirksam wird, wo gleichzeitig
mit der Erfassung der ersten Zustandsgröße 8 die
kontinuierliche Information in diskrete Daten umgewandelt
wird, solange, bis das den spezifizierten Zielwert 1
enthaltende Signal an die Antriebseinheit 4 gelangt. Die
Antriebseinheit kann durch Umwandeln des endgültigen
Ausgangssignals aus diskreten Daten in ein analoges
Signal, d.h., durch Digital-Analog-Umwandlung, gesteuert
werden. Vor kurzem ist zur Steuerung der Antriebseinheit
eine Methode der Verwendung von digitalen Daten, wie sie
sind, vorgestellt worden.
Aus der obigen Beschreibung geht hervor, daß mit der
Steuervorrichtung gemäß der Erfindung der
Elektrodenzwischenabstand einer elektrischen
Entladungsmaschine so gesteuert werden kann, daß die
elektrische Entladung unabhängig von der
Bearbeitungsgeschwindigkeit, dem Elektrodenbereich oder
den Bearbeitungsbedingungen in idealer Weise
aufrechterhalten werden kann. Deshalb kann erfindungsgemäß
eine unbemannte elektrische Entladungsmaschine eingesetzt
werden, die eine elektrische Entladungsbearbeitung mit
hoher Genauigkeit und hohem Wirkungsgrad durchführen kann.
Claims (1)
- Elektrische Entladungsmaschine mit einer Vorrichtung zur Steuerung des Elektrodenzwischenabstandes zur Konstanthaltung der elektrischen Entladungsbedingungen, dadurch gekennzeichnet, daß sie folgende Komponenten aufweist:
- - einen Detektor zur Erfassung einer zu steuernden Zustandsgröße über eine eine elektrische Entladungsbedingung darstellende Zustandsgröße;
- - eine erste Bandpaßeinheit mit einer Mittenfrequenz, die der Schwingungsfrequenz der elektrischen Entladungsmaschine entspricht;
- - ein zweiter Bandpaß mit einer Mittenfrequenz, die sich von der Mittenfrequenz der ersten Bandpaßeinheit unterscheidet;
- - eine Subtraktionsrecheneinheit zur Berechnung der Differenz zwischen den Zustandsgrößen, welche die erste und die zweite Bandpaßeinheit durchlaufen haben; und
- - einen Regelverstärker, der den Gewinn entsprechend den Ausgabedaten der Subtraktionsrecheneinheit ändert und die Abweichung der Daten der zu steuernden Zustandsgröße von einer Zielgröße verstärkt und die Abweichungsdaten an eine Elektrodenantriebseinheit anlegt.
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1989
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