DE3941503A1

DE3941503A1 - Bearbeitungseinrichtung

Info

Publication number: DE3941503A1
Application number: DE3941503A
Authority: DE
Inventors: Yozo Sakai
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1988-12-16
Filing date: 1989-12-15
Publication date: 1990-06-21
Also published as: DE3941503C2; JPH02256426A; CH681707A5; KR920006649B1; JPH0825096B2; KR900009193A; US4978827A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Bearbeitungseinrichtung, wie beispielsweise eine elektrische Entladungsmaschine mit einer Bearbeitungsflüssigkeit, die dem Einfluß von zersetztem Gas und Ölnebeln ausgesetzt ist, welche bei der Bearbeitung entstehen können.

Die Fig. 6 und 7 stellen jeweils einen Längsschnitt und eine Draufsicht eines Beispiels einer konventionellen elektrischen Entladungsmaschine dar. In diesen Figuren bezeichnen die Bezugszeichen: 1 - eine Bearbeitungswanne; 2 - ein Werkstück in der Bearbeitungswanne 1; 3 - eine Elektrode zur Bearbeitung des Werkstückes 2 durch eine elektrische Entladung; 4 - die Bearbeitungslösung in der Bearbeitungswanne 1; 5 - zersetztes Gas der Bearbeitungslösung, das bei der Entladungsbearbeitung erzeugt wird; 6 - Ölnebel, die durch Verdampfen der Bearbeitungslösung bei Raumtemperatur entstehen; 7 - eine luftstromerzeugende Einheit oberhalb der Bearbeitungswanne 1; 8 - den Luftstrom, der durch die luftstromerzeugende Einheit 7 erzeugt wird; 9 - einen Luftansaugeinlaß zum Ansaugen des erzeugten Luftstromes; und 10 - eine Luftansaugeinheit.

Bei der so aufgebauten konventionellen elektrischen Entladungsmaschine wird das durch die elektrische Entladung erzeugte zersetzte Gas 5 sowie der bei Raumtemperatur gebildete Ölnebel veranlaßt, mit dem oberhalb der Bearbeitungswanne 1 gebildeten Luftstrom in den Luftansaugeinlaß zu fließen, um dann in geeigneter Weise behandelt zu werden.

Wie oben gesagt, ist die luftstromerzeugende Einheit 7 oberhalb der Bearbeitungswanne 1 angeordnet. Deshalb handelt es sich bei dem durch die luftstromerzeugende Einheit 7 gebildeten Luftstrom nur um eine laminare Strömung. Nun ändert sich bei einem elektrischen Entladungsbearbeitungsvorgang das Niveau der Bearbeitungslösung in der Bearbeitungswanne in Abhängigkeit von der Größe des darin befindlichen Werkstückes. Je nach dem Niveau der Bearbeitungslösung kann das für den menschlichen Körper gefährliche zersetzte Gas nicht sofort festgestellt werden, wenn es über der Bearbeitungslösung erscheint, d.h., daß es erst erfaßt wird, wenn es vollständig in der Bearbeitungswanne verteilt ist. Es ist schwierig, das zersetzte Gas zu erfassen, wenn es sich in der Nähe der Wände des Bearbeitungsgefäßes aufhält.

Im vorliegenden Falle ist es zur Erhöhung der Erfassungsrate des zersetzten Gases erforderlich, den Druck der luftstromerzeugenden Einheit zu erhöhen, um dadurch die Strömungsgeschwindigkeit der Luft zu steigern. Die Methode der Vergrößerung des Luftstrahldruckes ist insofern von Nachteil, als die Gerätekosten der elektrischen Entladungsmaschine erhöht werden und eine elektrische Entladungsbearbeitungsoperation nicht mit hoher Genauigkeit durchgeführt werden kann, weil sich die Temperatur in der Maschine lokal verändert.

Es ist demgemäß ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die genannten, mit einer konventionellen elektrischen Entladungsmaschine verbundenen Schwierigkeiten zu beseitigen.

Insbesondere ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine elektrische Entladungsmaschine zu schaffen, bei der die für den menschlichen Körper gefährlichen zersetzten Gase mit hoher Genauigkeit erfaßt werden kann.

Die genannten Ziele und weitere Ziele der Erfindung werden durch die Schaffung einer Bearbeitungseinrichtung erreicht, die folgende Komponenten aufweist: eine Lösung, in die ein Werkstück zur Beschleunigung der Bearbeitungsoperation eingetaucht ist; eine Bearbeitungswanne mit der Lösung, in der das Werkstück eingetaucht ist; Luftstromerzeugungsmittel zum Erzeugen eines Luftstromes über der Oberfläche der Lösung in der Bearbeitungswanne in der Weise, daß der Luftstrom parallel zur Oberfläche der Lösung in der Bearbeitungswanne verläuft; und Luftstromansaugmittel zum Ansaugen des so erzeugten Luftstromes, wodurch Gas, das während der Bearbeitung aus der Lösung entstand, entfernt wird; wobei entsprechend einem ersten Aspekt der Erfindung weiter Mittel zur Erfassung des Niveaus der Lösung in der Bearbeitungswanne und Mittel zur Bewegung mindestens eines der Luftstromerzeugungsmittel und der Luftstromansaugmittel in Abhängigkeit vom so erfaßten Niveau der Lösung in der Bearbeitungswanne in eine vorherbestimmte Position; und wobei die genannten Ziele durch die Schaffung einer Bearbeitungseinrichtung erreicht werden, die folgende Komponenten aufweist: eine Lösung, in die ein Werkstück zur Beschleunigung der Bearbeitungsoperation eingetaucht ist; eine Bearbeitungswanne mit der Lösung, in der das Werkstück eingetaucht ist; Luftstromerzeugungsmittel zum Erzeugen eines Luftstromes über der Oberfläche der Lösung in der Bearbeitungswanne in der Weise, daß der Luftstrom parallel zur Oberfläche der Lösung in der Bearbeitungswanne verläuft; und Luftstromansaugmittel zum Ansaugen des so erzeugten Luftstromes, wodurch Gas, das während der Bearbeitung aus der Lösung entstanden ist, entfernt wird, und wobei entsprechend einem zweiten Aspekt der Erfindung weiter Mittel zum Positionieren mindestens der Luftstromerzeugungsmittel oder der Luftstromansaugmittel in einer Höhe über der Oberfläche der Lösung in der Bearbeitungswanne vorgesehen sind, die vom Niveauwechsel der Lösung in der Bearbeitungswanne unabhängig ist.

Bei der Bearbeitungsvorrichtung bewegt, gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, wenn das Niveau der Bearbeitungslösung durch die Lösungsniveauerfassungsmittel festgestellt worden ist, eine Antriebseinheit die Luftstromerzeugungsmittel und/oder die Luftstromansaugmittel, so daß der Luftstrom in einer vorherbestimmten Höhe über der Lösungsoberfläche entsteht.

Bei der Bearbeitungsvorrichtung ist, gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung, ein Niveaueinstellglied zum Einstellen des Pegels der Bearbeitungslösung vorgesehen, und die Luftstromerzeugungsmittel und/oder die Luftstromansaugmittel werden in Verbindung mit der Verschiebung des Niveaueinstellgliedes in der Senkrechten bewegt, so daß der Luftstrom in der vorherbestimmten Höhe über der Oberfläche der Bearbeitungslösung in der Bearbeitungswanne erzeugt wird.

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

Fig. 1 und Fig. 2 stellen jeweils einen Längsschnitt und eine Draufsicht dar, die ein Beispiel einer elektrischen Entladungsmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulichen;

Fig. 3 ist eine Vorderansicht einer Luftstromerzeugungseinheit der in den Fig. 1 und 2 dargestellten elektrischen Entladungsmaschine;

Fig. 4 und Fig. 5 stellen jeweils einen Längsschnitt und eine Draufsicht dar, die ein weiteres Beispiel einer elektrischen Entladungsmaschine gemäß der Erfindung veranschaulichen; und

Fig. 6 und 7 stellen jeweils einen Längsschnitt und eine Draufsicht dar, die ein Beispiel einer konventionellen elektrischen Entladungsmaschine veranschaulichen.

Nachfolgend soll das erste Beispiel einer elektrischen Entladungsmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Fig. 1, 2 und 3 beschrieben werden, in denen jene Komponenten, die bereits unter Bezugnahme auf die Fig. 6 und 7 beschrieben wurden, mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind.

Die elektrische Entladungsmaschine weist also weiter folgende Komponenten auf: eine Säule 12, die senkrecht in der Bearbeitungswanne 1 steht; einen Luftdruckversorgungsblock 13, der durch eine Antriebseinheit 14 entlang der Säule 12 angehoben wird; einen Lösungsniveaudetektor 17, der in einem vorherbestimmten Abstand von den in der Luftstromerzeugungseinheit 7 gebildeten Luftstromlöchern 7 a bis 7 e gebildet und mit der Luftstromerzeugungseinheit 7 verbunden ist; eine Signalleitung 18 zur Übertragung des Ausgangssignals des Detektors 17 an die Antriebseinheit 14; eine Pumpe 15 zur Erzeugung des Luftdruckes, der an den Luftdruckversorgungsblock 13 weitergeleitet wird; ein Steuerventil 16 zur Einstellung des so erzeugten Luftdruckes; und eine Stauplatte 11 zur Bestimmung des Niveaus der Bearbeitungslösung in der Bearbeitungswanne 1.

Bei der elektrischen Entladungsmaschine wird der durch die Pumpe 15 erzeugte Luftdruck durch Betätigung des Steuerventils 16 optimal eingestellt und über den Luftdruckversorgungsblock 13 und die Luftstromerzeugungseinheit 7 an die Luftstromlöcher 7 a bis 7 e geliefert, so daß über der Bearbeitungslösung 4 der Luftstrom 8 erzeugt wird. Der so erzeugte Luftstrom 8 wird zusammen mit dem zersetzten Gas 5 und den Ölnebel 6 durch die an der entgegengesetzten Seite angeordnete Luftansaugeinheit 9 abgesaugt, so daß das zersetzte Gas und der Ölnebel in geeigneter Weise weiterbehandelt werden können. Andererseits erfaßt der Lösungsniveaudetektor 17 die in der Bearbeitungswanne 1 stattfindende Niveauänderung der Maschinenlösung 4 und gibt entsprechend der Änderung ein Ausgangssignal aus. Das Ausgangssignal wird über die Signalleitung 18 an die Antriebseinheit 14 geliefert.

Als Antwort auf das Erfassungssignal verschiebt die Antriebseinheit 14 den Luftdruckversorgungsblock 13 in der Senkrechten, so daß sich die Luftstromlöcher 7 a bis 7 e stets in der vorherbestimmten Höhe über dem Niveau der Bearbeitungslösung 4 befinden. Somit können das zersetzte Gas 5 und der Ölnebel 6 sehr wirksam aufgefangen und die Umweltbedinungen beträchtlich verbessert werden. Weiter wird durch eine so weit wie mögliche Verringerung des Luftdruckes die ungleichmäßige Wärmeverteilung im Maschinenkörper unterdrückt. Damit werden nicht nur die Umweltbedingungen im Bereich um die elektrische Entladungsmaschine verbessert, sondern es kann auch der Betrieb der elektrischen Entladungsbearbeitung mit hoher Genauigkeit erfolgen.

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform der Erfindung ist der Lösungsniveaudetektor 17 in einer vorherbestimmten Höhe über den Luftstromlöchern 7 a bis 7 e angeordnet. Diese Höhe kann jedoch entsprechend der Gestalt des Werkstückes und der Elektrode durch Verwendung eines numerischen Steuerprogramms geändert werden.

Weiter wird bei der oben beschriebenen Ausführungsform zur Erfassung des Niveaus der Bearbeitungslösung der Lösungsniveaudetektor 17 eingesetzt. Er kann jedoch durch irgendein Mittel ersetzt werden, das das Niveau der Bearbeitungslösung erfassen kann, beispielsweise durch einen Schwimmer.

Nachfolgend soll das zweite Beispiel der Bearbeitungseinrichtung gemäß der Erfindung unter Bezugnahme auf die Fig. 4 und 5 beschrieben werden. Bei dem oben beschriebenen ersten Beispiel der Bearbeitungseinrichtung werden das Niveau der Bearbeitungslösung erfaßt und das zersetzte Gas sowie der Ölnebel in Verbindung mit der Erfassung des Lösungsniveaus abgesaugt. Beim zweiten Ausführungsbeispiel wird das Absaugen in Verbindung mit der Verschiebung eines Elementes durchgeführt, das das Lösungsniveau feststellt.

In den Fig. 4 und 5 bezeichnen die Bezugszeichen: 1 bis 10 - die gleichen Komponenten wie die der oben beschriebenen konventionellen elektrischen Entladungsmaschine; 11 - eine Stauplatte zur Bestimmung des Niveaus der Bearbeitungslösung 4, wobei die Stauplatte 11 mit der Luftstromerzeugungseinheit 7 verbunden ist; 15 - eine Pumpe zur Erzeugung des Luftdruckes, der an die Luftstromerzeugungseinheit 7 weitergeleitet wird; und 16 - ein Steuerventil zum Einstellen des so erzeugten Luftdruckes.

Die Stauplatte 11 kann senkrecht bewegt werden. Ihr oberer Rand bestimmt das Niveau der Bearbeitungslösung 14 in der Bearbeitungswanne 1. Dementsprechend fließt, selbst wenn das Lösungsniveau durch Zugabe zusätzlicher Bearbeitungslösung 4 in die Bearbeitungswanne 1 oder durch Eintauchen des Werkstückes 2 oder der Elektrode 3 angehoben wird, die Bearbeitungslösung über die Stauplatte, so daß das Lösungsniveau durch die Stellung der Stauplatte 11 bestimmt wird.

Das heißt also, daß die in den Fig. 4 und 5 dargestellte Bearbeitungseinrichtung speziell aus der Stauplatte zur Einstellung des Niveaus der Bearbeitungslösung und der Luftstromerzeugungseinheit 7 mit den Luftstromlöchern 7 a bis 7 e besteht, die an der Stauplatte befestigt ist und in Verbindung mit der Verschiebung der Stauplatte wirksam wird, so daß sich die Luftstromlöcher stets in der vorherbestimmten Höhe über der Öberfläche der Bearbeitungslösung befinden.

Bei der so aufgebauten elektrischen Entladungsmaschine wird der von der Pumpe 15 gelieferte Luftdruck durch das Steuerventil 16 optimal eingestellt, so daß die Luftstromerzeugungseinheit 7 über der Bearbeitungslösung 4 einen laminaren Luftstrom erzeugt. Die zersetzten Gase 5 und der Ölnebel 6 werden zusammen mit der laminaren Luftströmung 8 durch den an der entgegengesetzten Seite der Bearbeitungswanne angeordneten Absaugeinlaß 9 abgesaugt und einer geeigneten Bearbeitung zugeführt. Die an der Luftstromerzeugungseinheit 7 zur Einstellung des Niveaus der Bearbeitungslösung 4 befestigte Stauplatte 11 wird in einer vorherbestimmten Höhe über der Lösungsoberfläche gehalten. Dementsprechend werden das bei der Bearbeitung des Werkstückes zersetzte Gas 5 sowie der bei der Bearbeitung erzeugte Ölnebel wirksam abgefangen und ohne Adaption zurückgewonnen. Als Ergebnis werden die Umweltbedingungen beträchtlich verbessert, während eine soweit wie mögliche Absenkung des Luftdruckes die ungleichmäßige Wärmeverteilung im Maschinenkörper verbessert. Gemäß der Erfindung kann also eine Automatisierung der elektrischen Entladungsmaschine, eine Verbesserung der Umweltbedingungen und eine Werkstückbearbeitung mit hoher Genauigkeit erreicht werden.

Bei den oben beschriebenen beiden Ausführungsformen der Erfindung wir die Luft durch Luftstromlöcher 7 a bis 7 e ausgestoßen. Diese Lösung kann jedoch durch jedes andere Mittel ersetzt werden, mit dem Luftstrahlen erzeugt werden können.

Weiter ist bei den genannten Ausführungsformen das Luftstromerzeugungsmittel beweglich. Stattdessen können jedoch anstelle der Luftstromerzeugungsmittel die Luftstromansaugmittel beweglich sein, oder es können sowohl die Luftstromerzeugungsmittel als auch die Luftstromabsaugmittel beweglich ausgeführt werden.

Öbwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf eine elektrische Entladungsmaschine beschrieben wurde, kann das technische Konzept der Erfindung bei jeder anderen Bearbeitungseinrichtung angewandt werden, bei der Gas erzeugt und abgeführt werden muß.

Wie oben erläutert wurde, ist gemäß der Erfindung mindestens eines der Luftstromerzeugungsmittel und der Luftstromabsaugmittel senkrecht beweglich, so daß es im Zusammenhang mit der Niveauänderung der Bearbeitungslösung arbeitet und dabei einen Luftstrom in einer bestimmten Höhe über der Lösungsoberfläche liefert. Damit können unerwünschte Gase mit Hilfe einer kleinen Luftmenge beseitigt werden, was die Automatisierung der Bearbeitungseinrichtung, die Verbesserung der Umweltbedingungen im Bereich um die Bearbeitungseinrichtung und die Werkstückbearbeitung mit hoher Genauigkeit möglich macht.

Obwohl nur einige Ausführungsbeispiele der Erfindung im einzelnen dargestellt und beschrieben worden sind, ist die Erfindung natürlich nicht auf diese Beispiele beschränkt.

Claims

1. Bearbeitungseinrichtung, die folgende Komponenten aufweist:

- eine Lösung, in der ein Werkstück zur Beschleunigung der Bearbeitungsoperation eingetaucht ist;
- eine Bearbeitungswanne, die die genannte Lösung enthält, in der das Werkstück eingetaucht ist;
- Luftstromerzeugungsmittel zur Erzeugung eines Luftstromes oberhalb der Oberfläche der Lösung in der Bearbeitungswanne, derart, daß der Luftstrom parallel zur Oberfläche der Lösung in der Bearbeitungswanne verläuft; und
- Luftstromabsaubmittel zum Absaugen des so erzeugten Luftstromes, wodurch Gas, das bei der Bearbeitung aus der Lösung erzeugt wurde, entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungseinrichtung weiter Mittel zum Positionieren mindestens der Luftstromerzeugungsmittel oder der Luftstromabsaugmittel in einer vorherbestimmten Höhe über der Öberfläche der Lösung in der Bearbeitungswanne aufweist, unabhängig von der Niveauänderung der Lösung in der Bearbeitungswanne.

2. Bearbeitungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionierungsmittel eine Stauplatte zum Einstellen des Niveaus der Lösung aufweist, und daß die Luftstromerzeugungsmittel eine Luftstromerzeugungseinheit mit Luftstromlöchern aufweist, die an der Stauplatte befestigt ist und in Verbindung mit der Verschiebung der Stauplatte arbeitet, so daß sich die Luftstromlöcher stets in der vorherbestimmten Höhe über der Öberfläche der Lösung befinden.

3. Bearbeitungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Stauplatte zum Einstellen des Lösungsniveaus befestigte Luftstromerzeugungseinheit in der vorherbestimmten Höhe über der Lösungsoberfläche gehalten wird.

4. Bearbeitungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stauplatte senkrecht beweglich ist.

5. Bearbeitungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionierungsmittel weiter folgende Komponenten aufweisen:

- Mittel zum Erfassen des Pegels der Lösung in der Bearbeitungswanne; und
- Mittel zum Bewegen mindestens eines der Luftstromerzeugungsmittel und der Luftstromabsaugmittel in die vorherbestimmte Höhe entsprechend dem so erfaßten Niveau der Lösung in der Bearbeitungswanne.

6. Bearbeitungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Erfassungsmittel ein Lösungsniveaudetektor ist, der die Niveauänderung der Lösung in der Bearbeitungswanne erfaßt und ein dieser Anderung entsprechendes Erfassungssignal ausgibt.

7. Bearbeitungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsmittel folgende Komponenten aufweisen:

- eine aufrechtstehende Säule in der Bearbeitungswanne;
- einen Luftdruckversorgungsblock, der mit den Luftstromerzeugungsmitteln zusammenwirkt;
- eine Antriebseinheit zum Anheben des Luftdruckversorgungsblockes entlang der Säule; und
- eine Signalleitung zur Übertragung des Ausgangssignals des Detektors an die Antriebseinheit.

8. Bearbeitungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinheit als Antwort auf das Erfassungssignal senkrecht bewegt wird, derart, daß die Luftstromerzeugungsmittel auf die vorherbestimmte Höhe über dem Niveau der Lösung eingestellt werden.