DE3940664A1 - Verfahren zum gegenseitigen einstellen einer drahtelektrode und eines werkstueckes in einer elektrischen drahtschnittentladungsmaschine - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum gegenseitigen Einstellen der Drahtelektrode und eines Werkstückes in einer elektrischen Drahtschnittentladungsmaschine.

Eine konventionelle elektrische Drahtschnittentladungsmaschine, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, weist folgende Komponenten auf: eine Drahtspule 1; eine Drahtelektrode 2, die von der Drahtspule 1 geliefert wird; eine Bremsrolle 3; ein Bremskraftverstärker 4, der direkt mit der Bremsrolle 3 verbunden ist; eine Hilfsrillenscheibe 7; eine Aufnehmerrolle 8; ein Elektromotor 9 zum Antreiben der Aufnehmerrolle 8; ein Tacho-Generator 10 zur Erfassung der Geschwindigkeit des Motors 9; eine Klemmrolle 11, die zum Einklemmen der Drahtelektrode 2 mit der Aufnehmerrolle 8 zusammenwirkt; eine Feder 12 zum Andrücken der Klemmrolle 11 gegen die Aufnehmerrolle; ein Werkstück 13; eine Oberflächenplatte 14 zur Befestigung des Werkstückes 13; einen Tisch 15 zur Befestigung und Bewegung der Oberflächenplatte 14; eine Kugelumlaufspindel 16 zum Bewegen des Tisches 15; eine Mutter 17 zur Umwandlung der Drehbewegung der Kugelumlaufspindel 16 in eine geradlinige Bewegung des Tisches 15; einen Elektromotor 18 zum Antreiben der Kugelumlaufspindel 16; und einen Kodierer 19 zur Erfassung des Drehwinkels des Motors 18.

Die elektrische Entlademaschine weist weiter folgende Komponenten auf: ein oberes Drahtführungsglied 20 zur Halterung der Drahtelektrode 2 oberhalb des Werkstückes 13; ein unteres Drahtführungsglied 21 zur Halterung der Drahtelektrode 2 unterhalb des Werkstückes 13; ein Stromversorgungselement 12, das mit der Drahtelektrode 2 zur Versorgung mit elektrischem Strom in Kontakt gebracht ist; einen Kontaktdetektor 23 zur Erfassung des Kontaktes der Drahtelektrode 2 mit den Werkstück 13; und eine numerische Steuereinheit 24 zum Liefern von Befehlen an die Bremse 4, den Motor 9 und den Motor 18. Die Bremsrolle 3, der Bremskraftverstärker 4 und die Hilfsrillenscheibe 5 bilden eine Drahtelektrodenspanneinheit 40 b. Die Aufnehmerrolle 8, der Motor 9, der Tacho-Generator 10, die Klemmrolle 11 und die Feder 12 bilden eine Drahtelektrodenlaufeinheit 50. Der Tisch 15, die Kugelumlaufspindel 16, die Mutter 17, der Motor 18 und der Kodierer 19 bilden eine Relativbewegungseinheit 60 zur Durchführung einer Relativbewegung zwischen der Drahtelektrode 2 und dem Werkstück 13.

Die so aufgebaute elektrische Entladungsmaschine arbeitet wie folgt:

Die Drahtelektrode 2 wird von der Drahtspule 1 zugeführt und entsprechend ihrem Durchmesser durch Herumführen über die Bremsrolle 3 gespannt. Bei diesem Vorgang wird die Drahtelektrode, um ein Schlüpfen der Drahtelektrode zu vermeiden und sie dadurch passend zu spannen, in einer Windung um die Hilfsrillenscheibe und dann um die Bremsrolle 3 gewickelt. Die Drahtelektrode 2 wird dann über die obere Rillenscheibe 6 verlegt und durch die oberen und unteren Drahtführungselemente 20 und 21 in ihrer Position gehalten, und sie wird weiter über die untere Rillenscheibe 7 geführt. Die so verlegte Drahtelektrode wird erfaßt, wobei sie durch die Aufnehmerrolle 8 und die Klemmrolle 11 eingeklemmt wird. Bei diesem Vorgang wird die Klemmrolle 11 durch die Feder 12 gegen die Aufnehmerrolle 8 gedrückt, so daß sich die Klemmrolle 11 und die Aufnehmerrolle 8 ohne Schlupf drehen. Auf diese Weise wird also die Drahtelektrode 2 unter Spannung entlang des Drahtelektrodenlaufweges verlegt.

Es ist erforderlich, daß die elektrische Drahtschnittentladungsmaschine die relative Stellung zwischen der Drahtelektrode 2 und dem Werkstück 13 vor dem Betrieb sensorisch erfaßt. Dies soll näher beschrieben werden.

Die Drahtelektrode 2 wird durch Einregulieren ihrer Geschwindigkeit und Spannung in Stellung gebracht. Der an die Aufnehmerrolle 8 gekuppelte Motor 9 wird durch die Steuerung der numerischen Steuereinheit 24 zum Fortbewegen der Drahtelektrode 2 angetrieben. Die Drahtelektrode 2 läuft mit konstanter Geschwindigkeit aufgrund eines Rückkopplungssignals vom Tacho-Generator 10.

Die Spannung der Drahtelektrode 2 wird durch die numerische Steuereinheit 24 geregelt, die den Bremskraftverstärker 4 steuert. Der Bremskraftverstärker 4 erzeugt eine Bremskraft, die dem ihm zugeführten Strom proportional ist. Daher ist die auf die Drahtelektrode 2 aufgebrachte Spannung dem an den Bremskraftverstärker gelieferten Strom proportional. Der Bremskraftverstärker 4 arbeitet nur dann, wenn die Drahtelektrode 2 läuft. Daher wird die Drahtelektrode 2 nur positioniert, während sie mit einer vorherbestimmten Geschwindigkeit und unter einer vorherbestimmten Spannung läuft. Wenn die numerische Steuereinheit 24 an den Motor 18 einen Befehl erteilt, sich in Drehung zu versetzen, wird der Tisch 15 langsam nach links bewegt, und zwar solange, bis die Drahtelektrode 2 mit dem Werkstück 13 in Berührung kommt. Daraufhin liefert der Kontaktdetektor 23 ein Erfassungssignal an die numerische Steuereinheit 24, während die Stellung des Tisches 15 vom Ausgangssignal des Kodierers 19 erfaßt und in der numerischen Steuereinheit 24 gespeichert wird. Auf diese Weise wird die relative Stellung der Drahtelektrode 2 und die linke Endseite des Werkstückes 13 bestätigt.

Das konventionelle Verfahren zum Positionieren einer Drahtelektrode relativ zu einem Werkstück verläuft bei einer elektrischen Drahtschnittentladungsmaschine wie oben beschrieben. Der Positionierungsvorgang kann nicht ohne Laufen der Drahtelektrode durchgeführt werden. Wenn die Drahtelektrode in dieser Weise läuft, schwingt sie leicht, wodurch die Genauigkeit und die Reproduzierbarkeit des Einstellens der Drahtelektrode relativ zum Werkstück vermindert wird.

Es ist demgemäß ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die bei einer elektrischen Drahtschnittentladungsmaschine mit der Positionierung einer Drahtelektrode relativ zu einem Werkstück verbundenen Schwierigkeiten zu beseitigen.

Genauer gesagt ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, bei einer elektrischen Drahtschnittentladungsmaschine ein Verfahren zur gegenseitigen Positionierung einer Drahtelektrode und eines Werkstückes zu schaffen, bei der die Drahtelektrode und das Werkstück relativ zueinander mit hoher Genauigkeit und Reproduzierbarkeit eingestellt werden können.

Dieses und weitere Ziele der Erfindung sind durch die Schaffung eines Verfahrens zur Positionierung einer Drahtelektrode relativ zu einem Werkstück in einer elektrischen Drahtschnittentladungsmaschine erreicht worden, das die folgenden Schritte aufweist: Anhalten des unter Spannung stehenden Drahtes; Bewegen der Drahtelektrode und des Werkstückes relativ zueinander; und Aussetzen der relativen Bewegung von Drahtelektrode und Werkstück, wenn die Drahtelektrode und das Werkstück miteinander in Kontakt gebracht sind, um die relative Stellung der Drahtelektrode und des Werkstückes zu erfassen. Beim Verfahren gemäß der Erfindung werden also die bei geeigneter Spannung angehaltene Drahtelektrode und das Werkstück miteinander in Berührung gebracht, um die relative Stellung der Drahtelektrode und des Werkstückes zu erfassen.

Art, Prinzip und Nützlichkeit der Erfindung werden durch die nachfolgende detaillierte Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen verdeutlicht, in welchen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen oder Buchstaben versehen sind.

Fig. 1 stellt ein Erläuterungsdiagramm dar, teilweise als Blockschaltbild ausgeführt, das eine elektrische Drahtschnittentladungsmaschine zeigt, die gemäß einem Verfahren zur Positionierung einer Drahtelektrode und eines Werkstückes relativ zueinander gemäß der vorliegenden Erfindung arbeitet; und

Fig. 2 stellt ein Erläuterungsdiagramm dar, teilweise als Blockschaltung ausgeführt, das ein Beispiel einer konventionellen elektrischen Drahtschnittentladungsmaschine zeigt.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf Fig. 1 ein Beispiel eines Verfahrens zur gegenseitigen Positionierung einer Drahtelektrode und eines Werkstückes bei einer elektrischen Drahtschnittentladungsmaschine beschrieben.

In Fig. 1 sind jene Teile, die bereits unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben worden sind, mit den gleichen Bezugszeichen oder Buchstaben versehen. Darüber hinaus bezeichnet in Fig. 2 das Bezugszeichen 30 einen Gleichstrommotor und 40 a eine Drahtelektrodenspanneinheit unter Einschluß der Bremsrolle 3, der Hilfsrillenschreibe 5 und des Gleichstrommotors 30.

Die so aufgebaute elektrische Drahtschnittentladungsmaschine arbeitet wie folgt: Der Drahtelektrodenlaufweg ist der gleiche wie der der oben beschriebenen konventionellen elektrischen Drahtschnittentladungsmaschine. Die Drahtelektrode 2 wird durch Ausnützen der Tatsache gespannt, daß ein Gleichstrommotor ein Drehmoment erzeugt, das dem ihm zugeführten Strom proportional ist, d.h., daß die Drahtelektrode 2 durch Steuerung des Stromes des Gleichstrommotors 30 durch die numerische Steuereinheit 24 gespannt wird. Da der Gleichstrommotor zum Spannen der Drahtelektrode 2 auch dann dient, wenn die Geschwindigkeit der Drahtelektrode bis auf Null reduziert wird, kann die Drahtelektrode gespannt werden. Dementsprechend wird die Drahtelektrode mit auf Null eingestellter Geschwindigkeit der Drahtelektrode relativ zum Werkstück 13 in der gleichen Weise positioniert, wie bei der oben beschriebenen, herkömmlichen elektrischen Drahtschnittentladungsmaschine.

Wie oben beschrieben, wird die Drahtelektrode beim Verfahren gemäß der Erfindung relativ zum Werkstück positioniert, nachden sie angehalten und gespannt worden ist. Deshalb wird die Drahtelektrode während der Einstellung nicht in Schwingung versetzt, so daß sie relativ zum Werkstück mit hoher Genauigkeit und Wiederholbarkeit positioniert werden kann.

Obgleich die Erfindung in Verbindung mit einer bevorzugten Ausführungsform derselben beschrieben wurde, ist dem Fachmann klar, daß verschiedene Änderungen und Auswechslungen vorgenonmen werden können, ohne den Rahmen der Erfindung zu überschreiten. Es wird daher davon ausgegangen, daß die beigefügten Ansprüche alle derartigen Änderungen und Auswechslungen als in den Rahmen der Erfindung fallend abdecken.

Claims (2)

1. Verfahren zur Positionierung einer Drahtelektrode relativ zu einem Werkstück bei einer elektrischen Drahtschnittentladungsmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren folgende Schritte aufweist:

• - Anhalten der unter Spannung stehenden Drahtelektrode;
• - Bewegen der Drahtelektrode und des Werkstückes relativ zueinander; und
• - Aussetzen der relativen Bewegung der Drahtelektrode und des Werkstückes, wenn die Drahtelektrode und das Werkstück in gegenseitige Berührung gebracht sind, um die relative Stellung der Drahtelektrode und des Werkstückes zu erfassen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtelektrode durch Steuern des Stromes eines Gleichstrommotors durch eine numerische Steuereinheit gespannt wird.