DE4012530C2

DE4012530C2 - Funkenerosive Drahtschneidemaschine und Verfahren zum Korrigieren eines Neigungswinkels einer Drahtelektrode

Info

Publication number: DE4012530C2
Application number: DE4012530A
Authority: DE
Inventors: Yoshiro Nakayama
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1989-04-19
Filing date: 1990-04-19
Publication date: 1997-10-02
Anticipated expiration: 2010-04-20
Also published as: JPH02279220A; US5006691A; CH681702A5; DE4012530A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Korrigieren des Neigungswinkels einer Drahtelektrode einer funkenerosiven Drahtschneidemaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine funkenerosive Drahtschneidemaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 5.

Ein derartiges Verfahren und eine derartige Drahtschneidemaschine ist aus der EP 0 214 295 A1 bekannt. Eine automatische Berechnungseinrichtung stellt horizontale und vertikale Abstände zum Neigen einer Drahtelektrode, die zwischen einer oberen und einer unteren Drahtführung gespannt gehalten wird, gemäß einem vorgegebenen Winkel ein. Ferner werden Korrekturwerte für die vertikalen Abstände der Drahtführungen zur Korrektur des Drahtelektroden- Neigungswinkels berechnet und eine automatische Korrektureinrichtung stellt die vertikalen Abstände der Drahtführungen entsprechend den berechneten Korrekturwerten ein. Die Korrekturwerte werden hier zur Verbesserung der Schneidegenauigkeit berechnet, wenn die Drahtelektrode der geometrischen Konfiguration des Drahtweges aufgrund ihrer Elastizität nicht folgen kann. Die Korrektur der Drahtelektrodenneigung wird hier ohne eine spezielle Meßlehre oder eine Testbearbeitung eines Testwerkstücks durchgeführt.

Die EP 0 229 183 A1 betrifft eine elektroerosive Drahtschneidemaschine mit einer oberen und einer unteren Drahtführung, die eine Drahtelektrode unter einer Spannung halten, wobei der Neigungswinkel unter Verwendung eines Korrekturwertes korrigiert wird und eine Abschrägungsbearbeitung unter Verwendung des korrigierten Neigungswinkels durchgeführt wird. Die Korrektur des Neigungswinkels wird durch Veränderung der relativen Positionen der Drahtführungen zueinander durchgeführt, insbesondere um eine Variation der Härte oder der Flexibilität der Drahtelektrode aufgrund von Temperaturschwankungen zu kompensieren. Auch hier wird also eine Drahtelektrodenneigung nur aufgrund von Temperaturänderungen korrigiert und nicht aufgrund von Ungenauigkeiten an einer Meßlehre.

Die US 4,673,788 beschreibt eine Einrichtung, um eine Drahtelektrode gerade auszurichten. Die Drahtelektrode wird zwischen zwei Drahtführungen gehalten und mindestens eine der Drahtführungen weist zwei zueinander senkrechtstehende Kontakteinrichtungen auf, wobei eine Ausrichtung der Drahtelektrode aufgrund einer Auswertung von Kontaktierungen der Drahtelektrode mit den Kontakteinrichtungen vorgenommen wird.

Die JP 63-139617 A beschreibt ein Verfahren zum Senkrechtstellen einer Drahtelektrode bezüglich einer Meßlehre, die mit einem oberen und einem unteren Fühler versehen ist. Das Verfahren besteht darin, daß die noch zu Anfang schräggestellte Drahtelektrode und die Meßlehre jeweils sukzessive aufeinanderzu bewegt werden, wobei die schräggestellte Drahtelektrode zu Beginn einen der beiden Fühler kontaktiert und wobei die Drahtelektrode bei Abschluß der sukzessiven Bewegung mit beiden Fühlern in Kontakt ist. Wenn keine Herstellungsungenauigkeiten in der Meßlehre vorhanden sind, dann ist die Drahtelektrode in einer derartigen Stellung senkrecht ausgerichtet. Dieses Verfahren eignet sich jedoch nicht zur Korrektur eines Neigungswinkels, wenn tatsächlich Herstellungsungenauigkeiten in der Meßlehre vorhanden sind.

Fig. 6 stellt ein Diagramm zur Beschreibung einer mit einer herkömmlichen elektrischen Drahtschnittentladungsmaschine durchgeführten Abschrägungsoperationen dar. In Fig. 6. bezeichnen die Bezugszeichen: 1 - eine Drahtelektrode; 2 - eine obere Drahtführung; 3 - eine untere Drahtführung; 4 - ein abzuschrägendes Werkstück; und 5 - einen Bezugstisch, auf dem das Werkstück 4 plaziert ist.

Wenn mit einer, wie oben ausgeführt, aufgebauten elektrischen Drahtschnittentladungsmaschine mit Hilfe der unter einem bestimmten Winkel schräg eingestellten Drahtelektrode 1 eine Abschrägungsbearbeitung durchgeführt werden soll, wird die obere Drahtführung 2 um den Abstand e gegen eine senkrechte Linie 6 versetzt, die durch die untere Drahtführung 3 verläuft und senkrecht zur oberen Oberfläche des Bezugstisches 5 liegt, so daß die Drahtelektrode 1 mit der senkrechten Linie 6 einen Neigungswinkel 9 einschließt.

Andererseits ist es im Falle, daß das Werkstück 4 mit der Dicke t unter einem Winkel θ abgeschrägt wird, erforderlich, die obere Drahtelektrode 2 um einen Abstand X vom Bezugstisch 5 zu versetzen und die untere Drahtführung 3 vom Bezugstisch 5 um einen Abstand Y zu verschieben.

Ein Verfahren zur Berechnung der Abstände X und Y zur Einstellung des Neigungswinkels θ sei nun unter Bezugnahme auf die Fig. 7 sowie auf die Fig. 8(a) und 8(b) beschrieben.

Fig. 7 stellt schematisch die Seitenansicht einer Lehre zur Berechnung der Abstände X und Y dar. In Fig. 7 bezeichnen die Bezugszeichen: 7 - eine Werkstücklehre; 8 einen oberen Fühler; 9 - einen unteren Fühler, wobei der Buchstabe ª die Höhe des unteren Fühlers 9 über dem Bezugstisch, und b die Höhe des oberen Fühlers 8 ebenfalls über dem Bezugstisch kennzeichnet.

Die Fig. 8(a) und 8(b) stellen Erläuterungsdiagramme zur Berechnung der Abstände X und Y dar.

In den Fig. 8(a) und 8(b) bedeuten die Bezugszeichen: 2a die Position der oberen Drahtführung 2, die eingestellt wird, wenn die Drahtelektrode 1 in Berührung mit dem oberen und unteren Fühler 8 und 9 der Lehre 7 gebracht wird; 3a - die Position der unteren Drahtführung, die eingestellt wird, wenn die Drahtelektrode 1 in Berührung mit dem oberen und unteren Fühler 8 und 9 der Lehre 7 gebracht wird; 2b und 3b - die Positionen der oberen und der unteren Drahtführungen 2 und 3, die eingestellt werden, wenn die Drahtelektrode 1 im Uhrzeigersinn um einen Neigungswinkel θ_a gedreht und die Drahtelektrode 1 in Kontakt mit dem unteren Fühler 9 gehalten wird; e - der Abstand, um den die obere Drahtführung 2 zum Schwenken der Drahtelektrode um den Neigungswinkel θ_a bewegt worden ist; c - der Abstand zwischen den Positionen 3a und 3b der oberen Drahtführung 3; 2c und 3c - die Positionen der oberen und unteren Drahtführungen 2 und 3, die eingestellt werden, wenn die Drahtelektrode 1 im Uhrzeigersinn um den Neigungswinkel θ_a schräggestellt wird und die Drahtelektrode 1 dabei in Kontakt mit dem oberen Fühler 8 bleibt; und e - der Abstand, um den die obere Drahtführung bewegt worden ist, um die Drahtelektrode 1, wie oben beschrieben, schrägzustellen; d - der Abstand zwischen den Positionen 3a und 3c der unteren Drahtführung 3; und z - die Bezugshöhe der oberen Drahtführung 2 in Richtung der Z-Achse.

Nachfolgend wird das Verfahren zur automatischen Berechnung der Abstände X und Y der oberen und der unteren Drahtführungen 2 und 3 vom Bezugstisch 5 unter Heranziehung der Fig. 9 beschrieben, die dazu ein Flußdiagramm angibt.

Nachdem die für die Berechnung erforderlichen Parameter wie etwa der Neigungswinkel θ_a und ein Toleranzwert für den Neigungswinkel eingegeben worden sind, wird das in Fig. 9 dargestellte Programm durchgeführt. Zunächst wird in Schritt S1 die Drahtelektrode 1 senkrecht gestellt, wie die Fig. 8(a) und 8(b) zeigen, und in Kontakt mit dem oberen und dem unteren Fühler 8 und 9 gebracht; d. h., die Drahtelektrode 1 wird in Stellung gebracht. Genauer gesagt, sind die Positionen der oberen und unteren Drahtführungen 2 und 3 die durch 2a und 3a angegebenen Positionen. Dann werden in Schritt S2 die Koordinaten der Positionen der oberen und der unteren Fühler 8 und 9 in einem (nicht dargestellten) Speicher gespeichert.

In Schritt S3 wird, wie in Fig. 8(a) dargestellt ist, die obere Drahtführung 3 um den Abstand e waagrecht verschoben, so daß die Drahtelektrode 1 im Uhrzeigersinn um den vorgegebenen Winkel θ_a geneigt wird. In Schritt S4 wird die Drahtelektrode 1 in Kontakt mit dem unteren Fühler 9 gebracht. Im Ergebnis befinden sich also die Positionen der oberen und der unteren Drahtführung 2 und 3 jeweils an den durch 2b und 3b bezeichneten Stellen. In Schritt S5 wird der Abstand c zwischen den Positionen 3a und 3b der unteren Drahtführung im Speicher gespeichert.

In Schritt S6 wird, wie in Fig. 8(b) gezeigt, die obere und die untere Drahtführung 2a und 3a, welche die Drahtelektrode senkrecht halten, waagrecht verschoben, so daß die Drahtelektrode im Gegenuhrzeigersinn um den vorgegebenen Winkel θ_a geneigt wird. In Schritt S7 wird die Drahtelektrode 1 in Kontakt mit dem oberen Fühler 8 gebracht. Im Ergebnis befinden sich die Positionen der oberen und der unteren Drahtführung an den durch 2c und 3c angegebenen Stellen. In Schritt S8 wird der Abstand d zwischen den Positionen 3a und 3c der unteren Drahtführung im Speicher gespeichert. In Schritt S9 werden die im Speicher abgelegten Daten sowie die eingegebenen Parameter zur Berechnung der Daten herangezogen, die für die Steuerung der Bewegung der Drahtführung benötigt werden. Es handelt sich um: den Abstand X_b zwischen dem Bezugstisch 5 und der oberen Drahtführung 2; den Abstand Y_b zwischen dem Oberflächentisch 5 und der unteren Drahtführung; und den Neigungswinkel θ_b. Sie werden wie folgt berechnet:

Y_b = (b · c - a · d) / (d - c) (1)

X_b = {c(e + Y_b)} / c - Y_b (2)

θ_b = tan^-1 (e / (X_b + Y_b)) (3)

In Schritt S10 wird entschieden, ob der Unterschied zwischen dem durch die Gleichung (3) erhaltenen Datenwert θ_b und dem vorgegebenen Winkel θ_a innerhalb einer festgelegten Toleranz θ_ε liegt oder nicht. Liegt der Unterschied innerhalb der Toleranz, wird Schritt S11 ausgeführt, d. h., die berechneten Daten X_b, Y_b und θ_b werden im Speicher gespeichert, während auf die Daten X_b und Y_b bei der Verschiebung der Drahtelektrode zurückgegriffen wird. Falls der Wert (θ_b - θ_a) den Toleranzwert θ_ε überschreitet, wird der Schritt S3 wiederholt und es werden dann die nachfolgenden Schritte ausgeführt.

Bei der oben beschriebenen konventionellen elektrischen Drahtschnittentladungsmaschine wirkt sich ein Fehler bei der Herstellung der Lehre 7 nachteilig auf den Abstand X zwischen dem Bezugstisch und der oberen Drahtführung sowie auf den Abstand Y zwischen dem Bezugstisch und der unteren Drahtführung aus, so daß sich die Genauigkeit der Abschrägungsbearbeitung verschlechtert. Weiter kann eine während der Bearbeitung erzeugte Entladungsreaktionskraft, ein Widerstand in der Strömung der Bearbeitungslösung und dgl. zum Entstehen einer Deformation der Drahtelektrode während der Bearbeitung führen. Die Deformation und der Dickenunterschied des Werkstückes verursachen das Auftreten eines Fehlers während der laufenden Bearbeitungsoperation.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, eine Drahtschneidemaschine und ein Verfahren vorzusehen, die eine Drahtelektrode unter einem vorgegebenen Neigungswinkel mit hoher Genauigkeit einstellen können, auch wenn die für die Einstellung verwendete Meßlehre Herstellungsungenauigkeiten aufweist.

Diese Aufgabe wird durch eine Drahtschneidemaschine gemäß Anspruch 5 und ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst.

Bei dem Verfahren und der funkenerosiven Drahtschneidemaschine gemäß der Erfindung berechnen die Korrekturfaktorberechnungsmittel einen Korrekturfaktor, der den auf die Meßlehre zurückgehenden Fehler korrigiert, und zwar entsprechend dem Unterschied zwischen dem vorgegebenen Winkel und dem Schrägungswinkel eines Testwerkstückes, das auf den vorgegebenen Winkel abgearbeitet wurde. Die automatischen Korrekturmittel benutzen den Korrekturfaktor zur Verbesserung der Abstände der oberen und der unteren Drahtführung vom Oberflächentisch, wobei diese Abstände für die Steuerung der Bewegung der Drahtführungen als erforderlich berechnet wurden. Die funkenerosive Drahtschneidemaschine gemäß der Erfindung ist also hinsichtlich der Abschrägungsgenauigkeit deutlich verbessert.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Verbesserungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Die nachfolgende Aufstellung enthält die Kurzbeschreibung der Zeichnungen.

Fig. 6 stellt ein Erläuterungsdiagramm zur Beschreibung einer mit einer Drahtelektrode durchgeführten Abschrägung eines Werkstückes dar;

Fig. 7 stellt schematisch eine Seitenansicht einer konventionellen Speziallehre dar;

Fig. 8(a) und 8(b) stellen Erläuterungsdiagramme zur Beschreibung einer Methode zum Messen der Abstände mit Hilfe der konventionellen Speziallehre dar;

Fig. 9 stellt ein Flußdiagramm dar, dasein konventionelles Abstandsmeßverfahren wiedergibt;

Fig. 1 stellt ein Erläuterungsdiagramm, teilweise als Blockschaltbild, dar, das ein Ausführungsbeispiel einer funkenerosiven Drahtschneidemaschine gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 2 stellt ein Flußdiagramm zur Beschreibung des Betriebs der funkenerosiven Drahtschneidemaschine dar;

Fig. 3 stellt ein Erläuterungsdiagramm dar, das ein Beispiel einer Anzeige auf eine Eingabe-/ Anzeigeeinheit bei einer funkenerosiven Drahtschneidemaschine wiedergibt;

Fig. 4(a) und 4(b) stellen Erläuterungsdiagramme zur Beschreibung der Beziehungen zwischen Abstandsfehlern und Winkelfehlern dar; und

Fig. 5 ist eine grafische Darstellung der Beziehung zwischen dem Neigungswinkel und dem Winkelfehler.

Fig. 1 ist ein Diagramm, das die gesamte Struktur eines Beispiels einer funkenerosiven Drahtschneidemaschine gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.

In Fig. 1 sind jene Komponenten, die schon in Verbindung mit den Fig. 6 und 7 beschrieben wurden, mit den gleichen Bezugszeichen oder Buchstaben gekennzeichnet. In Fig. 1 bezeichnen also die Bezugszeichen: 1 - eine Drahtelektrode; 2 und 3 - eine obere und eine untere Drahtführung, die die Drahtelektrode 1 gespannt halten, wobei die obere und die untere Drahtführung mit Hilfe von (nicht dargestellten) Führungsantriebsmitteln dreidimensional (in Richtung der X-Achse, der Y-Achse und der Z-Achse) verschiebbar sind; und 7 - eine Speziallehre zur Erfassung der Spannung der Drahtelektrode 1 und des Neigungswinkels der letzteren, wobei die Lehre 7 einen oberen und einen unteren Fühler 8 und 9 besitzt, der jeweils mit der Drahtelektrode 1 in Kontakt gebracht werden.

Weiter bezeichnet in Fig. 1 das Bezugszeichen 10 eine Detektorschaltung zur Erfassung der Kontaktaufnahme der Drahtelektrode 1 mit dem oberen und dem unteren Fühler 8 und 9 der Lehre 7, wobei die Detektorschaltung 10 mit der Lehre 7 und der Drahtelektrode 1 verbunden ist. Das Bezugszeichen 11 kennzeichnet einen Prozessor, der einen Mikrocomputer aufweist. Insbesondere umfaßt der Prozessor 11: automatische Berechnungsmittel 111 zum Berechnen der in Fig. 4 dargestellten Abstände X_b und Y_b der oberen und der unteren Drahtführungen 2 und 3 vom Bezugstisch 5 (Fig. 1); Korrekturfaktorberechnungsmittel 112 zum Berechnen eines Korrekturfaktors α aus Eingabedaten, wie etwa den von den automatischen Berechnungsmitteln 111 berechneten Abständen X_b und Y_b, dem gemessenen Schrägungswinkel θ_d eines Werkstückes, das zu Testzwecken auf einen vorgegebenen Winkel θ_a abgearbeitet wurde, der von der Oberfläche des Bezugstisches ausgehenden Bezugshöhe z in Richtung der Z-Achse bei einer Versuchsbearbeitungsoperation, und der Winkeldifferenz θ_ε (θ_a-θ_d); und automatische Korrekturmittel 113 zum Korrigieren der Abstände X_b und Y_b unter Heranziehung des Korrekturfaktors α, zwecks Gewinnung korrigierter Abstände X_c und Y_c.

Der Prozessor 11 ist an einen Speicher 12 angeschlossen, und zwar zum Speichern: der Abstände X_a und Y_b, die unter Verwendung der Lehre 7 berechnet wurden; des Korrekturfaktors α; und der korrigierten Abstände X_c und Y_c. Außerdem ist der Prozessor an eine Eingabe-/Anzeigeeinheit 13 angeschlossen, welche die für die Operation erforderlichen Parameter empfängt und die Parameter sowie die Resultate der vom Prozessor 11 durchgeführten Operationen anzeigt.

Vor der Beschreibung der Betriebsweise der Ausführungsform der Erfindung soll unter Bezugnahme auf die Fig. 4(a) und 4(b) der Fehler beschrieben werden, der verursacht wird, wenn die Abstände zwischen dem Bezugstisch 5 und der oberen und der unteren Drahtführung 2 und 3 fehlerhaft sind.

In Fig. 4(a) bezeichnen die Bezugszeichen 2d und 3d die berechneten Positionen der oberen und der unteren Drahtführungen 2 und 3, die den Abständen X_b und Y_b vom Bezugstisch 5 entsprechen, welche von den automatischen Berechnungsmitteln 111 im Prozessor 11 unter Heranziehung der Speziallehre 7 berechnet werden. Weiter bezeichnen in Fig. 4(a) die Bezugszeichen: X_ε und Y_ε jeweils den Unterschied zwischen dem Abstand der tatsächlichen Position der oberen Drahtführung 2 zum Bezugstisch 5 entsprechend dem tatsächlichen, später erläuterten Neigungswinkel θ_d und dem Abstand der berechneten Position desselben vom Bezugstisch 5, sowie den Unterschied zwischen dem Abstand der tatsächlichen Position der unteren Drahtführung 3 zum Bezugstisch 5 entsprechend dem tatsächlichen Neigungswinkel und dem Abstand der berechneten Position desselben vom Oberflächentisch 5; θ_a - einen eingestellten Neigungswinkel; l_b - den Bewegungsbetrag der oberen Drahtführung, wenn die Abstände der oberen und der unteren Drahtführungen 2 und 3 vom Oberflächentisch 5 den Wert X_b und Y_b besitzen; θ_d - einen Neigungswinkel, der von der oberen und der unteren Drahtführung 2 und 3 eingenommen wird, die jeweils so verschoben werden, daß der Betrag der Fortbewegung der oberen Drahtführung von der Bezugsposition auf einer gepunkteten Linie in der Figur den Wert l_b besitzt, mit anderen Worten der tatsächlich gerade am Werkstück bei der Bearbeitung erzeugte Neigungswinkel entsteht: und z - ein Bezugsniveau in Richtung der Z-Achse.

In Fig. 4(b) bezeichnen die Bezugszeichen: X′_c und Y′_c - die Abstände der oberen und der unteren Drahtführungen 2 und 3 vom Bezugstisch 5, die mit Hilfe des Korrekturfaktors α korrigiert worden sind; l_c - den Bewegungsbetrag der oberen Drahtführung 2, wenn die Abstände der oberen und der unteren Drahtführung 2 und 3 vom Oberflächentisch 5 jeweils X′_c und Y′_c betragen; und θ_e - einen Neigungswinkel, wenn der Betrag der Fortbewegung der oberen Drahtführung 2 von der Bezugsposition die Größe l_c besitzt.

Wie aus Fig. 4(a) hervorgeht, weisen die Abstände X_b und Y_b der unteren und der oberen Drahtführung 2 und 3 vom Oberflächentisch 5, die unter Heranziehung der Lehre 7 berechnet werden, jeweils die Fehler X_ε und Y_ε auf. Die Fehler beruhen auf den Fehlern der Abstände ª und b der Lehre 7 (vgl. Fig. 7).

Im folgenden werden die Wirkungen der Fehler X_ε und Y_ε auf den Neigungswinkel θ beschrieben.

Der Bewegungsbetrag l_b der Drahtführung errechnet sich wie folgt:

l_b = (X_b + Y_b) tan θ_a = (X_c + Y_c + Y_ε + Y_ε) tan θ_a (4)

Das bedeutet, daß l_b einen Fehler von l_ε = (X_ε + Y_ε) tan θ aufweist.

Der Neigungswinkel θ_ε berechnet sich wie folgt:

θ_ε = θ_d - θ_a = tan^-1 (l_b/(X_c + Y_c)) - tan^-1 (l_c/X_c + Y_c)) = tan^-1 ((l_c + l_ε)/(X_c + Y_c)) - tan^-1 (l_c/(X_c + Y_c)) (5)

Somit verfälscht l_ε direkt den Neigungswinkel. Die Größe l_ε ist eine Funktion von tan θ, wobei der Neigungswinkelfehler θ_ε mit der anwachsenden Summe der Fehler (X_ε + Y_ε) der Abstände der oberen und der unteren Drahtführungen vom Bezugstisch zunimmt.

Nunmehr soll unter Bezugnahme auf Fig. 2, die ein Flußdiagramm wiedergibt, eine Methode beschrieben werden, bei der der durch die Bearbeitung eines Probewerkstückes erhaltene Korrekturfaktor α dazu benutzt wird, automatisch die Abstände der oberen und der unteren Drahtführung 2 und 3 vom Oberflächentisch 5 zu korrigieren, wobei die Abstände unter Heranziehung der Speziallehre 7 errechnet wurden.

Mit Beginn des in Fig. 2 wiedergegebenen Programms arbeiten zunächst in Schritt S21, ähnlich wie bei der konventionellen Methode, unter Heranziehung der Speziallehre 7 die Detektorschaltung 10 und die automatischen Berechnungsmittel 111 im Prozessor 11 in der Weise, daß sie automatisch die Abstände X_b und Y_b der Weise, daß sie automatisch die Abstände X_b und Y_b oberen und der unteren Drahtführung 2 und 3 zum Bezugstisch 5 berechnen. In Schritt S22 wird entschieden, ob ein Korrekturfaktor α erhalten worden ist oder nicht. Wird festgestellt, daß der Korrektorfaktor α ermittelt worden ist ("ja"), wird Schritt S28 ausgeführt. Wurde kein Korrekturfaktor erhalten ("nein"), wird Schritt S23 ausgeführt. In Schritt S23 wird das Werkstück nur für die Testoperation entsprechend den in Schritt S21 berechneten Abständen X_b und Y_b und entsprechend einem eingestellten Winkel θ_a bearbeitet.

In Schritt S24 wird der tatsächliche Schrägungswinkel θ_d mit Hilfe eines Meßgerätes gemessen. Die Winkeldifferenz θ_ε zwischen dem tatsächlichen Schrägungswinkel θ_d und dem eingestellten Winkel θ_a wird im Speicher 12 gespeichert. Danach wird in Schritt S25 die Eingabe-/Anzeigeeinheit 13 betätigt, und zwar zum Eingeben von Daten wie etwa den durch die Testbearbeitungsoperation bestimmten Abständen X_b und Y_b der oberen und der unteren Drahtführung 2 und 3; der bei der Testbearbeitungsoperation benutzten Z-Achsenbezugshöhe z und dem eingestellten Winkel θ_a; dem Winkelunterschied θ_ε des für den Test bearbeiteten Werkstückes; und anderen Daten/X_b und (X_b - z). Diese Daten werden als Parametereingabeposten, die für die Berechnung des Korrekturfaktors benötigt werden, eingegeben, beispielsweise als Parametereingabeposten 14 auf dem Bildschirm der Eingabe-/Anzeigeeinheit 13, wie in Fig. 3 dargestellt ist.

Dann wird in Schritt S26 mit Hilfe der Korrekturfaktorberechnungsmittel 112 des Prozessors 11 der Korrekturfaktor α gemäß den folgenden Gleichungen berechnet:

D_b = X_b + Y_b (6)

l_b = D_b tan θ_a (7)

D_c = l_b/(tan (θ_a + θ_e)) (8)

ΔX_b + Y_b = D_b - z
ΔX_c + Y_c = D_c - z (9)

α = (ΔX_c + Y_c)/(ΔX_b + Y_b) (10)

wobei: D_b der Abstand zwischen den tatsächlichen Positionen 2d und 3d der oberen und der unteren Drahtführung 2 und 3 entsprechend dem gemessenen Winkel θ_d, und
D_c der Abstand zwischen den korrigierten Positionen der oberen und der unteren Drahtführungen 2 und 3 ist, nämlich:

ΔX_b = (X_b - z), und
ΔX_c = (X_c - z) ist.

Der Korrekturfaktor α wird in Schritt S27 im Speicher 12 gespeichert. In Schritt S28 multiplizieren die automatischen Korrekturmittel 112 des Prozessors 11 die Abstände X_b und Y_b der oberen und der unteren Drahtführung 2 und 3 zum Oberflächentisch 5 mit dem Korrekturfaktor α, um die korrigierten Abstände X_c und Y_c derselben zu erhalten. Das heißt, daß die automatischen Korrekturmittel 112 entsprechend der folgenden Gleichungen wirken:

ΔX_c = α·ΔX_b
Y_c = α·Y_b (11)
X_c = z + ΔX_c

Die so durch den Ausdruck (11) gewonnenen Daten X_c und Y_c werden in Schritt S29 im Speicher 12 abgelegt. Die Ergebnisse der Berechnungen werden auf der Eingabe-/ Anzeigeeinheit 13 angezeigt, wie durch die Ansicht 15 in Fig. 3 veranschaulicht ist.

Bei der Erfindung wird also der über die Bearbeitung des Probewerkstückes berechnete Korrekturfaktor α dazu benutzt, automatisch die Abstände X_b und Y_b der oberen und der unteren Drahtführung 2 und 3 zum Bezugstisch 5 zu korrigieren, die mit Hilfe der Speziallehre 7 berechnet worden waren, um so die tatsächlichen Abstände X′_c und Y′_c der oberen und der unteren Drahtführung 2 und 3 vom Oberflächentisch 5 zu gewinnen. Die so erhaltenen Daten sind die richtigen. Dementsprechend ist erfindungsgemäß der Winkelfehler θ_ε in Bezug auf den Schrägungswinkel θ_d äußerst klein, wie aus der Kurve II in Fig. 5 ersichtlich ist, während er bei der konventionellen Methode groß ausfällt, wie aus der Kurve I zu ersehen ist. Gemäß der Erfindung kann also die Genauigkeit der Abschrägungsbearbeitung unabhängig vom Herstellungsfehler der Speziallehre 7 erhöht werden.

Wie oben erläutert wurde, wird der über die Bearbeitung eines Probewerkstückes berechnete Korrekturfaktor dazu benutzt, die Abstände der oberen und der unteren Drahtführung zum Oberflächentisch zu korrigieren, die als die zur Steuerung der Verschiebung der Drahtführungen zwecks Spannen der Drahtelektrode erforderlichen Daten berechnet wurden. Dementsprechend wird die mit Hilfe der Drahtelektrode erzielte Genauigkeit der Abschrägungsbearbeitung unabhängig von einem Herstellungsfehler der Speziallehre verbessert.

Claims

1. Verfahren zum Korrigieren des Neigungswinkels einer zwischen einer oberen (2) und einer unteren (3) Drahtführung einer funkenerosiven Drahtschneidemaschine gespannt gehaltenen Drahtelektrode (1), bei dem

- die Drahtelektrode (1) unter einem vorgegebenen Neigungswinkel (θ_a) schräggestellt wird,
- ein Korrekturwert (α) für die vertikalen Abstände der Drahtführungen (2, 3) zu einem Bezugstisch (5) berechnet wird, und
- die vertikalen Abstände der Drahtführungen (2, 3) entsprechend dem berechneten Korrekturwert (α) geändert werden, um damit den Neigungswinkel der Drahtelektrode (1) zu korrigieren,

gekennzeichnet durch folgende Schritte:

a) Herstellen eines Kontakts zwischen der Drahtelektrode (1) und zwei Fühlern (8, 9) einer Meßlehre (7), um die Drahtelektrode (1) in eine Ausgangsposition zu bringen (S1, S2);
b) Schrägstellen (S3, S4) der Drahtelektrode (1) aus der in a) eingestellten Ausgangsposition um den vorgegebenen Neigungswinkel (θ_a) in einer ersten Richtung durch Verschieben der oberen Drahtführung (2) weg von der Meßlehre (7), und anschließendes Parallelverschieben der Drahtelektrode (1), bis diese den unteren Fühler (9) der Meßlehre (7) kontaktiert;
c) Ermitteln (S5) eines horizontalen Abstands (c) zwischen der aktuellen Position (3b) der unteren Drahtführung (3) und dem von der Drahtelektrode (1) kontaktierten Fühler (9) der Meßlehre (7);
d1) Schrägstellen (S6, S7) der Drahtelektrode (1) aus der in a) eingestellten Ausgangsposition um den vorgegebenen Neigungswinkel (θ_a) in einer zweiten Richtung entgegengesetzt zu der ersten Richtung durch Verschieben der unteren Drahtführung (3) von der Meßlehre (7) weg und anschließendes Parallelverschieben der Drahtelektrode (1) bis diese den oberen Fühler (8) der Meßlehre (7) kontaktiert;
d2) Ermitteln (S8) eines horizontalen Abstands (d) zwischen der aktuellen Position (3c) der unteren Drahtführung (3) und dem von der Drahtelektrode (1) kontaktierten Fühler (8) der Meßlehre (7);
e) Berechnen (S9, S11) von vertikalen Abständen (X_b, Y_b) der Drahtführungen (2, 3) zum Bezugstisch (5) aus den horizontalen Abständen (c) und (d);
f) Bearbeiten eines Testwerkstücks mit der in b) oder d1) schräggestellten Drahtelektrode (1),
g) Messen des tatsächlichen Neigungswinkels (θ_d) an dem zu Testzwecken bearbeiteten Testwerkstück;
h) Berechnen des Korrekturwerts (α) für die vertikalen Abstände (X_b, Y_b) der Drahtführungen (2, 3) zum Bezugstisch (5) aus den berechneten vertikalen Abständen (X_b, Y_b), aus dem gemessenen Neigungswinkel (θ_d) und aus der Winkeldifferenz (θ_ε = θ_a - θ_d) zwischen vorgegebenem und gemessenem Neigungswinkel.

2. Verfahren zum Korrigieren des Neigungswinkels einer Drahtelektrode (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vertikalen Abstände (X_b, Y_b) jeweils mit dem Korrekturwert (α) multipliziert werden, um korrigierte vertikale Abstände (X_c, Y_c) zu erhalten.

3. Verfahren zum Korrigieren des Neigungswinkels einer Drahtelektrode (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Schritt e) die vertikalen Abstände (X_b, Y_b) aus den horizontalen Abständen (c, d) nach folgender Gleichung berechnet werden: Y_b = (b·c - a·d)/(d - c)
X_b = {[c(e + Y_b)]/c} - Y_bwobei a bzw. b die Abstände des unteren (9) bzw. oberen (8) Fühlers vom Bezugstisch (5) sind und e der horizontale Abstand zwischen der oberen und der unteren Drahtführung (2b, 3b; 2c, 3c) bei der Schrägstellung im Schritt b) oder d1) ist.

4. Verfahren zum Korrigieren des Neigungswinkels einer Drahtelektrode (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Korrekturfaktor (α) durch das Verhältnis zwischen dem vertikalen Abstand der oberen und der unteren Drahtführung (2, 3) entsprechend dem tatsächlichen Neigungswinkel (θ_d) bei der zur Bearbeitung des Testwerkstücks nach d) schräg gestellten Drahtelektrode (1) und dem vertikalen Abstand der unteren und der oberen Drahtführung (2, 3) bei echter Schrägstellung der Drahtelektrode (1) unter dem vorherbestimmten Neigungswinkel (θ_a) dargestellt wird.

5. Funkenerosive Drahtschneidemaschine mit einer Einrichtung zur Schrägschnittbearbeitung eines Werkstücks, bei der eine Drahtelektrode (1) zwischen einer oberen (2) und einer unteren (3) Drahtführung gespannt unter einem vorgegebenen Neigungswinkel gehalten wird, umfassend:

- eine Neigungseinrichtung zur Schrägstellung der Drahtelektrode (1) unter einem vorgegebenen Neigungswinkel (θ_a);
- eine automatische Berechnungseinrichtung (111, 10) zur Berechnung von horizontalen und vertikalen (c, d; X_b, Y_b) Abständen der Drahtführungen (2, 3) bei Schrägstellung der Drahtelektrode (1) unter einem vorgegebenen Neigungswinkel (θ_a);
- eine Korrekturwert-Berechnungseinrichtung (112) zur Berechnung eines Korrekturwerts (α) für die vertikalen Abstände (X_b, Y_b) der Drahtführungen (2, 3) zu einem Bezugstisch (5); und
- wobei die Neigungseinrichtung dafür ausgelegt ist, die vertikalen Abstände (X_b, Y_b) der Drahtführungen (2,3) entsprechend dem berechneten Korrekturwert (α) zu ändern, um damit den Neigungswinkel der Drahtelektrode (1) zu korrigieren;

dadurch gekennzeichnet, daß

a) eine auf dem Bezugstisch (5) angeordnete Meßlehre (7) mit zwei Fühlern (8, 9) vorgesehen ist und die Neigungseinrichtung dafür vorgesehen ist, die Drahtelektrode (1) in eine Ausgangsposition zu bringen (S1, S2), in der die Drahtelektrode (1) beide Fühler (8, 9) kontaktiert;
b) die Neigungseinrichtung ferner vorgesehen ist
- b1) zur Schrägstellung (S3, S4) der Drahtelektrode (1) aus der Ausgangsposition um den vorgegebenen Neigungswinkel (θ_a) in einer ersten Richtung durch Verschieben der oberen Drahtführung (2) weg von der Meßlehre (7) und anschließendes Parallelverschieben der Drahtelektrode (1) bis diese den unteren Fühler (9) der Meßlehre (7) kontaktiert;
- b2) zur Schrägstellung (S6, S7) der Drahtelektrode (1) aus der Ausgangsposition um den vorgegebenen Neigungswinkel (θ_a) in einer zweiten Richtung entgegen der ersten Richtung durch Verschieben der unteren Drahtführung (3) von der Meßlehre (7) weg und anschließendes Parallelverschieben der Drahtelektrode (1) bis diese den oberen Fühler (8) der Meßlehre (7) kontaktiert;
c) wobei die automatische Berechnungseinrichtung (111, 10) dafür vorgesehen ist
- c1) jeweils zum Ermitteln (S5, S8) eines horizontalen Abstands (c bzw. d) zwischen der aktuellen Position (3b bzw. 3c) der unteren Drahtführung (3) und dem von der Drahtelektrode (1) kontaktierten Fühler (9 bzw. 8) der Meßlehre (7) bei der Schrägstellung gemäß b1), b2); und
- c2) zum Berechnen (S9, S11) von vertikalen Abständen (X_b, Y_b) der Drahtführungen (2, 3) zum Bezugstisch (5) aus den jeweils ermittelten horizontalen Abständen (c bzw. d);
d) wobei die Bearbeitungseinrichtung dafür ausgelegt ist, um ein Testwerkstück mit der in b1) oder b2) schräggestellten Drahtelektrode (1) zu bearbeiten;
e) eine Meßeinrichtung vorgesehen ist, zum Messen des tatsächlichen Neigungswinkels (θ_d) an dem zu Testzwecken bearbeiteten Testwerkstück; und
f) wobei die Korrekturwert-Berechnungseinrichtung (112) vorgesehen ist, zum Berechnen eines Korrekturwerts (α) für die vertikalen Abstände (X_b, Y_b) der Drahtführungen (2, 3) zum Bezugstisch (5) aus den berechneten vertikalen Abständen (X_b, Y_b), aus dem gemessenen Neigungswinkel (θ_d) und aus der Winkeldifferenz (θ_e=θ_a-θ_d) zwischen vorgegebenen und gemessenem Neigungswinkel.

6. Funkenerosive Drahtschneidemaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die automatische Korrektureinrichtung (113) die vertikalen Abstände (X_b, Y_b) durch Multiplikation mit dem Korrekturfaktor (α) korrigiert, so daß die Drahtelektrode (1) unter dem vorgegebenen Neigungswinkel (θ_a) schräggestellt ist.

7. Funkenerosive Drahtschneidemaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die automatische Berechnungseinrichtung (111, 10) die vertikalen Abstände (X_b, Y_b) aus den horizontalen Abständen (c, d) nach folgender Gleichung berechnet: Y_b = (b·c - a·d)/(d - c)
X_b = {[c(e + Y_b)]/c) - Y_bwobei a bzw. b die Abstände des unteren (9) bzw. oberen (8) Fühlers vom Bezugstisch (5) sind und e der horizontale Abstand zwischen der oberen und der unteren Drahtführung (2b, 3b; 2c, 3c) bei der Schrägstellung gemäß b1) oder b2) ist.

8. Funkenerosive Drahtschneidemaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Korrekturfaktor (α) durch das Verhältnis zwischen dem vertikalen Abstand der oberen und der unteren Drahtführung (2, 3) entsprechend dem tatsächlichen Neigungswinkel (θ_d) bei der zur Bearbeitung des Testwerkstücks nach d) schräg gestellten Drahtelektrode (1) und dem vertikalen Abstand der unteren und der oberen Drahtführung (2, 3) bei echter Schrägstellung der Drahtelektrode (1) unter dem vorherbestimmten Neigungswinkel (θ_a) darstellt.

9. Funkenerosive Drahtschneidemaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die automatische Berechnungseinrichtung (111, 10), die Korrekturwert- Berechnungseinrichtung (112) und die automatische Korrektureinrichtung (113) Teil eines Prozessors (11) sind.

10. Funkenerosive Drahtschneidemaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Speicher (12) an den Prozessor (11) angeschlossen ist, der die mit der Meßlehre (7) berechneten vertikalen Abstände (X_b, Y_b), den Korrekturwert (α) und die geänderten vertikalen Abstände (X_c, Y_c) speichert.

11. Funkenerosive Drahtschneidemaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine an den Prozessor (11) angeschlossene Anzeige-/Eingabe-Einheit (13), die für die Einstellung und Berechnung des Drahtneigungswinkels notwendigen Parameter empfängt und die Parameter sowie die Resultate der von Prozessor (11) durchgeführten Operationen anzeigt, insbesondere das Anzeigen der berechneten Abstände (X_b, Y_b), der z-Achsenbezugshöhe (z), des vorgegebenen Neigungswinkels (θ_a), des ermittelten Winkelunterschieds (θ_e) und der geänderten vertikalen Abstände bezüglich des Bezugstisches (Y_c, X_c), und die Eingabe des vorgegebenen Neigungswinkels (θ_a) und des zulässigen Winkelunterschieds (θ_ε=θ_a-θ_d) zwischen dem vorgebenden und dem gemessenen Neigungswinkel.