DE4013432C2 - Funkenerosive Drahtschneidemaschine mit einer Vorschubeinrichtung zum Einfädeln der Drahtelektrode - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine funkenerosive Drahtschneidemaschine gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Eine solche funkenerosive Drahtschneidemaschine ist bekannt (US 4 814 572). Bei dieser bekannten Vorrichtung wird zwischen der zufuhrseitigen Drahtelektroden-Führungseinrichtung und der aufnahmeseitigen Drahtelektroden-Führungseinrichtung im Betrieb ein Werkstück angeordnet, das mit einer Bearbeitungsvorbohrung versehen ist und mit Hilfe der Bearbeitungsvorrichtung funkenerosiv bearbeitet werden soll. Während der funkenerosiven Bearbeitung verläuft die Drahtelektrode durch die zufuhrseitige Führungseinrichtung, das Werkstück und die aufnahmeseitige Führungseinrichtung. Daher ist es zur Vorbereitung der funkenerosiven Bearbeitung notwendig, die Drahtelektrode mit ihrem freien Ende voran durch die zufuhrseitige Führungseinrichtung, das Werkstück und die aufnahmeseitige Führungseinrichtung einzufädeln. Die in der zufuhrseitigen Führungseinrichtung vorgesehenen Öffnungen, durch die die Drahtelektrode schließlich verlaufen soll und eingefädelt werden muß, und zu denen auch die Öffnung der Strahldüse gehört, haben einen vergleichsweise kleinen Durchmesser, der nur ein geringes Spiel bezüglich der Drahtelektrode aufweist, damit diese möglichst genau geführt wird. Der vergleichsweise kleine Durchmesser dieser Öffnungen erhöht jedoch die Gefahr von Störungen während des Einfädelns, die beispielsweise dann auftreten, wenn das freie Ende der Drahtelektrode die jeweilige Öffnung nicht genau trifft und an deren Rand hängenbleibt.

Um derartige Schwierigkeiten vorzubeugen, ist bei der bekannten Vorrichtung beispielsweise vorgesehen, daß die Strahldüse geteilt ist und erst nach dem Einfädeln der Drahtelektrode durch die übrige zufuhrseitige Führungseinrichtung um die Drahtelektrode geschlossen wird. Dies führt zu vergleichsweise komplizierter Ausbildung der bekannten Bearbeitungsvorrichtung.

Eine weitere Möglichkeit, Störungen während des Einfädelns der Drahtelektrode vorzubeugen, besteht darin, die Drahtelektrode während des gesamten Einfädelvorgangs mit geringer Vorschubgeschwindigkeit zu fördern, da eine geringe Vorschubgeschwindigkeit einem Auswandern des freien Endes der Drahtelektrode vorbeugt. Dieses Vorgehen führt jedoch zu verhältnismäßig langer Dauer des Einfädelvorganges, worunter die Produktivität bei der funkenerosiven Bearbeitung leidet.

Durch die DE 27 55 777 C2 ist eine elektroerosive Bearbeitungsvorrichtung bekannt, die eine Greifeinrichtung auf der von der zufuhrseitigen Drahtelektroden-Führungseinrichtung abgewandten Seite des Werkstücks aufweist. Ferner weist diese bekannte Bearbeitungsvorrichtung eine Ermittlungseinrichtung auf, mit deren Hilfe die Vorschubstrecke des freien Endes der Drahtelektrode gemessen wird, während die Drahtelektrode durch das Werkstück vorgeschoben wird, bis es von der Greifvorrichtung erfaßt werden kann. Nach Durchlaufen dieser erfaßten Vorschubstrecke wird der Vorschub beendet. Das Einfädeln der Drahtelektrode in die zufuhrseitige Drahtelektroden-Führungseinrichtung wird durch diese Maßnahme nicht beeinflußt, insbesondere nicht vereinfacht oder zuverlässiger gestaltet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Bearbeitungsvorrichtung dahingehend weiterzubilden, daß das Einfädeln der Drahtelektrode in die zufuhrseitige Führungseinrichtung möglichst störungsfrei erfolgen kann, ohne daß dies hohen konstruktiven Aufwand oder viel Zeit erfordert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die funkenerosive Drahtschneidemaschine gemäß Patentanspruch 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfaßt die Ermittlungseinrichtung die Vorschubstrecke des freien Endes der Drahtelektrode innerhalb der zufuhrseitigen Führungseinrichtung, so daß jeweils die momentane Position des freien Endes innerhalb der Führungseinrichtung bekannt ist. Die Steuereinrichtung steuert die Vorschubgeschwindigkeit der Drahtelektrode in Abhängigkeit von der erfaßten Vorschubstrecke, d. h. von der Position des freien Endes innerhalb der Führungseinrichtung. Dabei wird die Vorschubgeschwindigkeit der jeweiligen Position angepaßt, nämlich insbesondere kurz vor einer Öffnung der zufuhrseitigen Drahtelektroden-Führungseinrichtung verringert und nach Passieren der betreffenden Öffnung wieder erhöht. Dadurch ist zum Zeitpunkt der Annäherung des freien Endes an die Öffnung eine so geringe Vorschubgeschwindigkeit möglich, daß das freie Ende zuverlässig die Öffnung trifft, ohne daß der Einfädelvorgang insgesamt viel Zeit erfordert, weil im übrigen der Vorschub mit vergleichsweise hoher Geschwindigkeit erfolgen kann.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels, wobei eine zufuhrseitige Führungseinrichtung, eine aufnahmeseitige Führungseinrichtung und eine Vorschubeinrichtung im Längsschnitt gemäß einer die Drahtelektrode enthaltenden Ebene gezeigt sind;

Fig. 2 ausschnittsweise eine vergrößerte Darstellung von Einrichtungen der Vorrichtung nach Fig. 1;

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Steuereinrichtung der Vorrichtung gemäß Fig. 1;

Fig. 4 in Fig. 2 ähnliche Darstellung eine zweite Ausführungsform;

Fig. 5 ausschnittsweise eine dritte Ausführungsform der funkenerosiven Drahtschneidemaschine.

Bei der in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Vorrichtung wird eine Drahtelektrode 103, während sie durch einen Strahl einer Arbeitsflüssigkeit wie Wasser, in ihrer Bewegung beschränkt gehalten oder von diesem Strahl umschlossen wird, von einer zufuhrseitigen Drahtelektroden-Führungseinrichtung 104 zu einer aufnahmeseitigen Drahtelektroden-Führungseinrichtung 120 zwischen welchen ein Werkstück 101 angeordnet ist, gefördert. In dem Werkstück 101 ist eine Bearbeitungsvorbohrung 102 ausgebildet. Während der Bearbeitung erfolgen die erosiven Entladungen zwischen der Drahtelektrode 103 und dem Werkstück 101. Die Drahtelektrode 103 wird durch die zufuhrseitige Drahtelektroden-Führungseinrichtung 104 mit einem Träger 105 geführt. Eine obere Drahtführung 106 weist an ihrem Kopf oder Mundstück eine Führungsdüse 107 auf, die mit Bezug zur Drahtelektrode einen geringen Zwischenraum hat. In die obere Drahtführung 106 sind ein Führungsring 108 und ein Energiezufuhrelement 109 von zylindrischer Gestalt eingesetzt. Die Drahtelektrode wird durch den Führungsring 108 und die Führungsdüse 107 am oberen und unteren Ende des Energiezufuhrelements 109 gestützt, so daß sie längs einer Längsmittellinie der zufuhrseitigen Drahtelektroden-Führungseinrichtung geführt wird. Hierbei wird die Drahtelektrode 103 durch gekerbte Flächen des Energiezufuhrelements klemmend erfaßt und mit diesen Flächen in Berührung gebracht.

Im Träger 105 ist eine Strahldüse 110 aufgenommen, wobei in der Mitte der Bodenplatte dieser Strahldüse 110 koaxial mit der Drahtelektrode 103 eine kleinkalibrige Öffnung ausgebildet ist und die Strahldüse 110 vertikal verschiebbar innerhalb des Trägers 105 gehalten ist. Eine Druckfeder 111 umschließt die Strahldüse 110 innerhalb des Trägers 105. Normalerweise hält die Feder 111 die Strahldüse 110 unter Druck in ihrer oberen Endlage, in welchem Fall eine innere Bodenfläche der Strahldüse 110 und eine untere Stirnfläche der oberen Drahtführung 106 voneinander mit einem kleinen Zwischenraum beabstandet sind.

Am Träger 105 ist ferner eine Arbeitsflüssigkeits-Einspritzdüse 112 gehalten, und im Träger sind Einführkanäle 113, 114 und 115 ausgebildet. Wenn die Arbeitsflüssigkeit durch den Einführkanal 113 einströmt, dann wird eine durch eine Innenwand des Trägers 105 und eine Innenwand der Strahldüse 110 abgegrenzte Kammer mit der Arbeitsflüssigkeit gefüllt sowie ein Abwärtsdruck auf die obere Fläche eines Flansches und eine innere Bodenfläche der Strahldüse 110 ausgeübt. Wird die Strahldüse 110 hierdurch gegen den Druck der Druckfeder 111 abgesenkt, so wird die Arbeitsflüssigkeit durch die Öffnung in der Bodenplatte der Strahldüse 110 ausgestoßen. Die Drahtelektrode 103 wird auf diese Weise durch diesen Strahl geführt und zum Werkstück 101 hin bewegt.

Tritt die Arbeitsflüssigkeit durch den Einführkanal 114 ein, so wird es in eine von einer Innenwand des Trägers 105 und eine Außenwand der Strahldüse 110 umschlossene Kammer eingebracht. Durch den Einführkanal 115 fließt die Arbeitsflüssigkeit dann in die Einspritzdüse 112, von der aus sie zum Werkstück 101 durch die Öffnung der Einspritzdüse 112 hindurch gestrahlt wird.

Unterhalb des Werkstücks 101 befindet sich eine aufnahmeseitige Drahtelektroden-Führungseinrichtung 120 mit einer Lagerung 121. Eine untere Drahtführung 122 hat an ihrem Kopf Ringglieder mit einem geringen Freiraum mit Bezug auf die Drahtelektrode 103. Teile der aufnahmeseitigen Führungseinrichtung sind ein Energiezufuhrring 123, ein Führungsring 124 und eine Arbeitsflüssigkeits-Einspritzdüse 125.

Die vorstehend beschriebene zufuhrseitige Führungseinrichtung wird von einer Platte 130 gehalten, an welcher ferner eine Vorschubeinrichtung angebracht ist. Diese umfaßt einen Führungsring 131 und eine Antriebsrolle 132. Ein Draht-Vorschubmotor 133, der im vorliegenden Fall ein Gleichstrommotor ist, versetzt die Antriebsrolle 132 in Umdrehung. An der Platte 130 ist über einen Tragarm 135 und eine Lagerwelle 136 eine Klemmrolle 134 gehalten, die ständig durch eine zwischen den Tragarm 135 und die Platte 130 eingesetzte Druckfeder 137 gegen die Antriebsrolle 132 gedrückt wird. Die Druckfeder 137 ist in einem an der Frontfläche der Platte 130 befestigten Aufnahmeblock 138 gehalten.

Die Vorrichtung umfaßt des weiteren Führungsrohre 140 und 141, einen Führungsrohrträger 142 und einen Zylinderblock 143. Das Führungsrohr 140 ist am Zylinderblock 143 über den Führungsrohrträger 142 befestigt. Ein oberer Teil des Führungsrohrs 141 ist zu einem Flansch ausgestaltet, und dieses Führungsrohr 141 ist innerhalb des Zylinderblocks 143 so angeordnet, daß es mittels dieses Flansches vertikal verschiebbar ist. Das Führungsrohr 140 ist koaxial in das Führungsrohr 141 derart eingesetzt, daß sich diese beiden Rohre 140 und 141 über eine beträchtliche Länge in Längsrichtung überdecken oder überlappen, wobei ein fester Zwischenraum zwischen einer Außenumfangsfläche des Führungsrohrs 140 und einer Innenumfangsfläche des Führungsrohrs 141 eingehalten wird. Im Zylinderblock 143 sind Luftzufuhrkanäle 144 und 145 ausgebildet, die dazu dienen, Luft für das Anheben und Absenken des Führungsrohrs 141 von einer (nicht dargestellten) Luftzufuhrvorrichtung in das Innere des Zylinderblocks 143 einzuführen.

Wenn bei der oben beschriebenen Anordnung die Drahtelektrode 103 auf noch zu erläuternde Weise automatisch zugeführt wird, so wird in den Zylinderblock 143 durch den Luftzufuhrkanal 144 Luft eingeführt, um auf die obere Fläche des Flansches des Führungsrohrs 141 einen Druck auszuüben. Wird durch diesen Druck das Führungsrohr 141 zu seiner unteren Endlage abgesenkt, so wird der Raum zwischen einem unteren Ende des Führungsrohrs 140 und einer oberen Fläche des Führungsringes 108 gegenüber der Umgebung abgeschlossen, so daß innerhalb des Führungsrohrs 141 längs der Drahtelektrode 103 ein umschlossener Raum gebildet wird.

Wenn gleichzeitig Arbeitsflüssigkeit in den Träger 105 über den Einführkanal 113 von einer (nicht dargestellten) Arbeitsflüssigkeits-Zufuhreinrichtung eingebracht wird, so empfängt die Strahldüse 110 den Hydraulikdruck der Arbeitsflüssigkeit an ihrer Flanschfläche, so daß also die Strahldüse 110 nach unten gedrückt wird. Demzufolge wird ein ausreichender Spalt zwischen der Öffnung in der Bodenplatte der Strahldüse 110 und der oberen Drahtführung 106 erzeugt. Folglich bewegt sich die durch die Öffnung in der Bodenplatte der Strahldüse 110 ausgestoßene Arbeitsflüssigkeit geradlinig vorwärts über eine weite Strecke, ohne zerstreut oder versprüht zu werden. Durch die auf diese Weise ausgestrahlte Arbeitsflüssigkeit wird die Drahtelektrode 103 umschlossen und zur aufnahmeseitigen Drahtelektroden-Führungseinrichtung 120 transportiert. Hierbei ist die Drahtelektrode 103 bereits durch eine (nicht dargestellte) bekannte Drahtelektroden-Schneidvorrichtung, die beispielsweise in der JP 60 80 528 A offenbart ist, durchgeschnitten worden, und ihr freies Ende ist im Führungsrohr 141 oberhalb des Führungsringes 108 angeordnet.

Nach dem Absenken des Führungsrohrs 141 wird der Vorschubmotor 133 in Gang gesetzt, um die Antriebsrolle 132 sowie die Klemmrolle 134 zu drehen. Dies wird weiter unten noch ausführlich erläutert. Die Drahtelektrode 103 wird der zufuhrseitigen Führungseinrichtung 104 zugeführt, in der sie aufeinanderfolgend durch den Führungsring 108, die obere Drahtführung 106 und die Strahldüse 110 läuft. Wenn die Drahtelektrode 103, die von dem Strahl geführt wird, in ihrem Vorschub fortfährt und nacheinander durch die Bearbeitungsvorbohrung 102, die untere Drahtführung 122, den Energiezufuhrring 123 und den Führungsring 124 läuft, dann wird sie durch einen (nicht dargestellten) Draht-Sammelmechanismus unter Anwendung eines Fluids, eines Gurts, einer Rolle od. dgl. transportiert. Hierauf wird die Drahtelektrode 103 unterhalb des Führungsrings 124 aufgenommen oder in einem besonderen Behälter angesammelt. Als Ergebnis des oben beschriebenen Vorgangs wird die Drahtschneidemaschine in einen Zustand versetzt, in welchem sie imstande ist, die Bearbeitung durchzuführen.

Fig. 1 zeigt eine Drahtvorratsspule 150, eine Bremsrolle 151, Rollen 152a, 152b sowie 152c, einen mit der Rolle 152a fest verbundenen Drehmeßaufnehmer 153 und eine numerische Steuerung 154.

Die Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild einer Steuereinrichtung 160, die ein Eingangsgatter 161, ein Zählwerk 162, ein Register 163, einen Vergleicher 164 und eine Steuerschaltung 165 umfaßt. Das Eingangsgatter 161 empfängt an seinem Eingang einen Ausgang vom Drehmeßaufnehmer 153. Das Zählwerk 162 zählt die Anzahl der vom Drehmeßaufnehmer 153 über das Eingangsgatter 161 eingegebenen Impulse. Das Register 163 speichert vorübergehend das gezählte Ergebnis des Zählwerks 162. Der Vergleicher 164 stellt einen Vergleich an zwischen dem vom Zählwerk 162 gezählten Ergebnis und einem Sollwert. Als Sollwert wird hier ein solcher bezeichnet, der der Länge einer Drahtelektrode 103, d. h. der Vorschubstrecke der Drahtelektrode 103, vom Beginn des Vorschubs, bis das freie Ende der Drahtelektrode 103 eine optimale Position für das Ausstrahlen des Arbeitsfluids erreicht, entspricht. Der Vergleicher 164 gibt das Ergebnis an die numerische Steuerung 154 ab. Die Steuerschaltung 165 gibt ein Torsignal an das Eingangsgatter 161, um dieses zu öffnen. Zu der Zeit, da die Förderung der Drahtelektrode 103 begonnen wird, gibt die Steuerschaltung 165 des weiteren ein Rückstellsignal an das Zählwerk 162, um dieses in den Ausgangszustand zu versetzen, und ein Latchsignal an das Register 163, um vorübergehend die Daten zu speichern.

Im folgenden wird der Vorgang der Zufuhr der Drahtelektrode durch die Vorschubeinrichtung und die Steuereinrichtung 160 mit dem oben beschriebenen Aufbau erläutert. Bei Beginn des Vorgangs des Einsetzens der Drahtelektrode 103 gibt das numerische Steuersystem 154 ein Signal mit einer Spannung V₁ an den Vorschubmotor 133. Diese Spannung V₁ dient dazu, den Motor 133 so zu betreiben, daß die Vorschubgeschwindigkeit der Drahtelektrode 103 einen hohen Wert, z. B. 50 mm/s, erlangt.

Gleichzeitig gibt die Steuerschaltung 165 ein Signal an das Zählwerk 162, um dieses zu initialisieren. Das freie Ende der abwärts durch die Führungsrohre 140 und 141 vorbewegten Drahtelektrode 103 tritt durch den Führungsring 108, wird in die obere Drahtführung 106 eingebracht und erreicht einen ersten Geschwindigkeits-Wechselpunkt.

Da eine kurze Zeitspanne erforderlich ist, um die Umdrehungsgeschwindigkeit des Vorschubmotors 133 zu ändern, so daß die Vorschubgeschwindigkeit der Drahtelektrode 103 ebenfalls verändert wird, wird der erste Geschwindigkeits-Wechselpunkt an einer Position oberhalb der Führungsdüse 107, die am Mundstück der oberen Drahtführung 106 angeordnet ist, unter Berücksichtigung derjenigen Vorschubstrecke der Drahtelektrode 103 festgesetzt, um die sie während dieser Periode der Änderung der Umlaufgeschwindigkeit vorgeschoben wird. Das Anlagen des freien Endes der Drahtelektrode 103 am ersten Geschwindigkeits-Wechselpunkt wird ermittelt, wenn das Zählwerk 162 der Steuereinrichtung 160 ein sein gezähltes Ergebnis wiedergebendes Signal an das numerische Steuersystem 154 abgibt, das wiederum bestimmt, daß das gezählte Ergebnis mit einem vorbestimmten Wert N übereinstimmt. Am ersten Geschwindigkeits-Wechselpunkt beginnt das numerische Steuersystem 154 mit der Zufuhr einer Spannung V₂, so daß die Umlaufgeschwindigkeit des Vorschubmotors 133 auf eine solche geändert wird, die der niedrigen Vorschubgeschwindigkeit der Drahtelektrode 103, z. B. 5 mm/s, entspricht. Demzufolge tritt das freie Ende der Drahtelektrode 103 durch die Führungsdüse 107 mit der auf den niedrigen Wert festgesetzten Vorschubgeschwindigkeit und erreicht dann einen zweiten Geschwindigkeits-Wechselpunkt.

Der zweite Geschwindigkeits-Wechselpunkt wird unterhalb der Führungsdüse 107 festgesetzt, und zwar mit einem Abstand, der es dem Steuergerät 160 erlaubt, eine Bestimmung auf der Grundlage seiner minimalen Ansprechgeschwindigkeit zu bewirken, oder mit einem Abstand, der einen geringen Spielraum einschließt. Am zweiten Geschwindigkeits-Wechselpunkt gibt das numerische Steuersystem 154 die Spannung V₁ ab, so daß die Umlaufgeschwindigkeit des Vorschubmotors 133 auf die hohe Geschwindigkeit verändert wird. Nach dem Passieren der Führungsdüse 107 tritt das freie Ende der Drahtelektrode 103 durch die Strahldüse 110.

Gleichzeitig zählt das Zählwerk 162 die Anzahl der vom Drehmeßaufnehmer 153 in Übereinstimmung mit dem Vorschub der Drahtelektrode 103 abgegebenen Impulse. Die Ankunft des freien Endes der Drahtelektrode 103 einer Position in der Nachbarschaft eines Auslasses der Strahldüse 110 wird auf der Grundlage des im Zählwerk 162 gespeicherten Sollwerts N bestimmt, d. h., wenn das vom Zählwerk 162 gezählte Ergebnis mit dem Sollwert N übereinstimmt, der einer vorbestimmten Länge der Drahtelektrode 103 entspricht, die vom Beginn des Vorschubs ausgefördert wurde, bis das freie Ende die Nachbarschaft des Auslasses der Strahldüse 110 erreicht, so wird ein das Erreichen dieser Position wiedergebendes Signal an das numerische Steuersystem 154 abgegeben, das die Bestimmung trifft.

Anschließend gibt das numerische Steuersystem 154 im Ansprechen auf dieses Signal ein Signal an eine (nicht dargestellte) Vorrichtung zur Zufuhr der Arbeitsflüssigkeit ab, so daß diese Vorrichtung damit beginnt, einen Strahl an Arbeitsfluid zuzuführen. Dieses Arbeitsfluid strömt dann in dem Träger 105 über den Arbeitsfluid-Einführkanal 113 ein, und die Strahldüse 110 empfängt an ihrer Flanschfläche den Hydraulikdruck, so daß sie abwärts gedrückt wird.

Als Ergebnis dessen wird ein ausreichender Abstand zwischen der Öffnung der Strahldüse 110 sowie der oberen Drahtführung 106 hervorgehoben, und das Arbeitsfluid wird durch die Öffnung der Strahldüse 110 ausgestoßen, so daß es sich geradlinig über eine weite Strecke vorbewegt, ohne zerstreut zu werden. Die Drahtelektrode 103 wird somit zu der aufnahmeseitigen Drahtelektroden-Führungseinrichtung 120 transportiert, während sie von dem Strahl der Arbeitsflüssigkeit geführt wird.

Zur Zeit des Ausstoßens des Strahls ist es besonders vorzuziehen, daß sich das freie Ende der Drahtelektrode 103 in dem Bereich zwischen der unteren Stirnfläche der Strahldüse 110 und der unteren Stirnfläche der Arbeitsfluid-Einspritzdüse 112 beefindet, nachdem die Einspritzdüse 110 in ihre untere Position verschoben worden ist.

Erreicht das freie Ende der Drahtelektrode 103 einen dritten Geschwindigkeits-Wechselpunkt, der oberhalb der unteren Drahtführung 122 festgesetzt ist, so wird die Vorschubgeschwindigkeit auf einen niedrigen Wert eingestellt, und wenn das freie Ende einen vierten Geschwindigkeits-Wechselpunkt erreicht, der unterhalb der unteren Drahtführung 122 festgesetzt ist, dann wird die Vorschubgeschwindigkeit auf einen hohen Wert verändert. Der Betrieb in bezug auf diese Geschwindigkeitsänderungen ist zu demjenigen gleichartig, der mit Bezug auf den ersten und zweiten Geschwindigkeits-Wechselpunkt oben beschrieben wurde.

Da eine geringe Zeitverzögerung vorhanden ist, nachdem das numerische Steuersystem 154 ein Signal an die Vorrichtung zur Zufuhr des Arbeitsfluids abgegeben hat und bis das Arbeitsfluid tatsächlich ausgestoßen wird, wird der Sollwert des Zählwerks 162 mit einem Wert korrigiert, der der Vorschubstrecke der Drahtelektrode 103, sie während dieser Zeitverzögerung durchlaufen wird, entspricht.

Obwohl bei der oben beschriebenen Anordnung die Rolle 152a als das Teil dient, das einer Bewegung in Übereinstimmung mit dem Vorschub der Drahtelektrode 103 unterliegt, so ist darauf hinzuweisen, daß dieses sich bewegende Teil entweder eine der Rollen 152b, 152c oder die Bremsrolle 151 oder die Klemmrolle 134 bzw. die Antriebsrolle 132, die an der Platte 130 gehalten sind, der Vorschubmotor 133 und die Drahtvorratsspule 150 sein können, und durch Anbringen eines Meßaufnehmers der dem Drehmeßaufnehmer 153 von Fig. 1 entspricht, an eines dieser Teile, ist es möglich, einen gleichartigen Erfolg wie mit der in Fig. 1 gezeigten Anordnung zu erlangen.

Die Fig. 4 zeigt eine Anordnung einer anderen Ausführungsform, wobei eine Drahtelektrode 203 mit Hilfe eines Paars von endlosen Gurten 274a und 274b oder Bändern gefördert wird. Ein Draht-Vorschubmotor 233 ist an eine Antriebsrolle 270 angeschlossen. An einer Platte 230 sind Leitrollen 271a, 271b, 271c und Spannrollen 272a, 272b angebracht, wobei letztere dem Paar von Gurten 274a und 274b über Druckfedern 273a, 273b eine geeignete Spannung vermitteln. Die Druckfedern 273a und 273b sind an der Platte 230 unter Verwendung von an dieser Platte angebrachten Feder-Aufnahmeblöcken 275a und 275b gehalten, genauer gesagt, die Druckfedern 273 sind in Vertiefungen aufgenommen, die in den Blöcken 275 ausgebildet sind. Die Drahtelektrode 203 wird zwischen den Gurten 274a sowie 274b klemmend erfaßt und bei einem durch den Vorschubmotor 233 bewirkten Umlauf der Gurte 274 weitergefördert. Mit dem Vorschubmotor 233 ist ein Meßaufnehmer 253 verbunden. Die übrigen Elemente der Ausführungsform gemäß Fig. 4 entsprechen denen der Ausführungsform gemäß den Fig. 1 bis 3 und sind jeweils mit einem um "100" erhöhten Bezugszeichen versehen.

Ein einer Verlagerung in Übereinstimmung mit dem Vorschub der Drahtelektrode 203 unterliegendes Bauteil kann aus der Antriebsrolle 270, den Leitrollen 271 und den Spannrollen 272 ausgewählt werden, wobei der Meßaufnehmer 253 dann mit diesem ausgewählten Bauteil fest gekoppelt wird.

Obwohl bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform der Meßaufnehmer als die Einrichtung dient, die eine Verlagerung erfaßt, kann auch ein Drehmelder od. dgl. verwendet werden.

Bei der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform sind zwei Gurte 380a und 380b, Leitrollen 381a, 381b, 381c sowie 381d und Spannrollen 382a sowie 382b an einer Platte 330 gehalten. Die Spannrollen 382 sind dem Druck von Federn 383a und 383b ausgesetzt, die in Feder-Aufnahmeblöcken 386a sowie 386b, welche an der Lagerplatte 330 befestigt sind, sitzen. Die Gurte 380 a und 380b können umlaufen, wenn eine Drahtelektrode 303 gefördert wird. Der Gurt 380a ist in gleichen Abständen mit weißen Markierungen 384 versehen. In unmittelbarer Nachbarschaft zum Gurt 380a ist ein Reflexionsphotoelement 385 angeordnet. Wenn bei dem Vorschub der Drahtelektrode 383 die weiße Markierung 384 am Gurt 380 am Reflexionsphotoelement 385 vorbeiläuft, wird von diesem Photoelement ein Impulssignal abgegeben. Da dieses Impulssignal durch das Steuergerät gezählt wird, ist es möglich, die Vorschubstrecke der Drahtelektrode 303 zu ermitteln. Die übrigen Elemente der Ausführungsform gemäß Fig. 5 entsprechen denen der Ausführungsform gemäß den Fig. 1 bis 3 und sind jeweils mit einem um "200" erhöhten Bezugszeichen versehen.

Anstelle der Verwendung einer weißen Markierung 384 und des Reflexionsphotoelements 385 besteht die Möglichkeit, eine Kombination einer Metallplatte und eines magnetischen Fühlers, eine Kombination eines optischen Fühlers und kleiner, in gleichen Abständen im Gurt ausgebildeter Löcher oder irgendeine andere gleichartige Kombination zum Einsatz zu bringen. Alternativ kann ein Umdrehungsfühler an irgendeiner der Rollen 381a, 381b oder 381c, 381d, zwischen welchen der Gurt 380a oder 380b angetrieben wird, angebracht werden.

Obwohl bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen die Vorschubgeschwindigkeit für die Drahtelektrode in zwei Stufen geändert wird, d. h. zwischen einer hohen und einer niedrigen Geschwindigkeit, kann die Geschwindigkeitsänderung in einer größeren Anzahl von Stufen bewirkt werden, und zwar in Abhängigkeit von der relativen Belastung, die auf die Drahtelektrode mit Bezug auf ihre Vorschubrichtung ausgeübt wird oder einwirkt.

Beispielsweise werden unter Bezugnahme auf Fig. 2 in einem Abschnitt zwischen der Schneidposition der Drahtelektrode 103 und dem ersten Geschwindigkeits-Wechselpunkt auf die Klemmrolle 134 und die Antriebsrolle 132 aufgebrachte Druckkräfte lediglich auf die Drahtelektrode 103 übertragen. Wenn das freie Ende der Drahtelektrode 103 abwärts vom zweiten Geschwindigkeits-Wechselpunkt angeordnet ist, so wird jedoch eine hydraulische Scherkraft des Strahl auf das freie Ende aufgebracht, so daß die Drahtelektrode 103 abwärts gezogen wird.

Wenn das freie Ende der Drahtelektrode 103 die untere Drahtführung 122 passiert, so wird als Ergebnis die auf die Drahtelektrode 103 bei ihrem Durchlauf aufgebrachte Belastung im Vergleich zu der Zeit, da die Spitze durch die obere Drahtführung 106 läuft, gemindert.

Demzufolge kann in dem Abschnitt zwischen der Schneidposition der Drahtelektrode 103 und dem ersten Geschwindigkeits-Wechselpunkt die Vorschubgeschwindigkeit der Drahtelektrode 103 auf einen niedrigen Wert, z. B. 5 mm/s, festgesetzt werden, während in dem Abschnitt zwischen dem dritten Geschwindigkeits-Wechselpunkt und dem vierten Geschwindigkeits-Wechselpunkt die Vorschubgeschwindigkeit auf einen zwischenliegenden Wert, z. B. 20 mm/s, eingestellt werden kann.

Bei der Durchführung einer funkenerosiven Bearbeitung ist es allgemeine Praxis, den Abstand zwischen der zufuhrseitigen und der aufnahmeseitigen Führungseinrichtung in Abhängigkeit von der Dicke des Werkstücks und von Spannvorrichtungen zu verändern, d. h., bei einer üblichen funkenerosiven Drahtschneidemaschine ist die Position von einer der beiden Führungseinrichtungen veränderbar.

Bei der in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Ausführungsform ist die Platte 130 an einer (nicht dargestellten) bewegbaren Welle befestigt, die in vertikaler Richtung verschoben und in einer willkürlichen Position festgelegt werden kann. Da der Abstand zwischen dem zweiten sowie dem dritten Geschwindigkeits-Wechselpunkt von Zeit zu Zeit verändert werden kann, können folglich auch die Abstände von der Schneidposition der Drahtelektrode 3 zum dritten und zum vierten Geschwindigkeits-Wechselpunkt verändert werden.

Um diesen Veränderungen gerecht zu werden, wird der Abstand zwischen der oberen und unteren Drahtführung 106 sowie 122 im voraus in das numerische Steuersystem 154 über ein Tastenfeld, ein NC-Programm od. dgl. eingegeben, und Sollwerte des Zählwerks 162 werden auf der Grundlage der eingegebenen Werte verändert. Hierbei ist der Abstand L₁ von der Schneidposition der Drahtelektrode 103 bis zur oberen Drahtführung 106 ein der Vorrichtung eigener Wert fest, während der Abstand L₂ von der oberen Drahtführung 106 zur unteren Drahtführung 122 ein veränderbarer Wert ist, der dem vorher erwähnten eingegebenen Wert entspricht. Wenn angenommen wird, daß der dritte und vierte Geschwindigkeits-Wechselpunkt oberhalb und unterhalb der unteren Drahtführung 122 mit einem festen Abstand, z. B. L₃, jeweils festgesetzt werden und daß die Länge der pro Einheitsimpulssignal vom Verschlüßler 153 zu fördernden Drahtelektrode 103 gleich D ist, kann ein Sollwert zur Bestimmung des Erreichens des dritten Geschwindigkeits-Wechselpunktes als N = L₁ + L₂ - L₃ und eine Einstellung zur Bestimmung des Erreichens des vierten Geschwindigkeits-Wechselpunktes als N₄ = L₁ + L₂ + L₃ berechnet werden.

Zusätzlich kann eine lineare Skala an der oben erwähnten bewegbaren Welle vorgesehen und L₂ durch Ablesen eines zugeordneten Ausgangssignals von der linearen Skala bestimmt werden. Ferner kann, wenn die bewegbare Welle durch einen Motor angetrieben werden kann, L₂ in gleichartiger Weise auf der Grundlage eines Signals von einem an dem Motor angebrachten Umdrehungsfühler berechnet werden.

Wie oben beschrieben wurde, wird während des Vorschubs der Drahtelektrode die Vorschubgeschwindigkeit der Drahtelektrode abgesenkt, unmittelbar bevor das freie Ende der Drahtelektrode durch wenigstens eine der zufuhrseitigen oder der aufnahmeseitigen Drahtführungen geführt wird, und wird die Vorschubgeschwindigkeit erhöht, unmittelbar nachdem das freie Ende der Drahtelektrode durch diese Drahtführung hindurchgegangen ist. Demzufolge kann die Dauer im Vorschub der Drahtelektrode vermindert werden, so daß es möglich ist, die Drahtelektrode leistungsfähig zuzuführen.

Claims (11)

1. Funkenerosive Drahtschneidemaschine mit einer Vorschubeinrichtung zum Einfädeln der Drahtelektrode, mit einer zufuhrseitigen Drahtelektroden-Führungseinrichtung und einer aufnahmeseitigen Drahtelektroden-Führungseinrichtung, wobei die zufuhrseitige Führungseinrichtung eine Strahldüse aufweist, durch die koaxial zu der Drahtelektrode ein Strahl einer Arbeitsflüssigkeit in Richtung zu der aufnahmeseitigen Führungseinrichtung geleitet werden kann, und mit einer Steuereinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ermittlungseinrichtung (153, 253, 385, 160) die Vorschubstrecke des freien Endes der Drahtelektrode (103, 203, 303) innerhalb der zufuhrseitigen Führungseinrichtung (104, 204, 304) erfaßt, und daß die Steuereinrichtung (160) die Vorschubgeschwindigkeit des freien Endes der Drahtelektrode innerhalb der zufuhrseitigen Führungseinrichtung entsprechend der von der Ermittlungseinrichtung erfaßten Vorschubstrecke steuert.

2. Funkenerosive Drahtschneidemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zufuhrseitige Führungseinrichtung (104, 204) an ihrem Mundstück eine die Drahtelektrode (103, 203) positionierende Führungsdüse (104, 207) aufweist und daß die Steuereinrichtung (160) die Position des freien Endes der Drahtelektrode auf der Grundlage der von der Ermittlungseinrichtung (153, 253, 160) erfaßten Vorschubstrecke festgestellt und die Vorschubgeschwindigkeit der Drahtelektrode absenkt, unmittelbar bevor das freie Ende der Drahtelektrode die Führungsdüse (107, 207) erreicht, sowie die Vorschubgeschwindigkeit erhöht, unmittelbar nachdem das freie Ende der Drahtelektrode die Führungsdüse passiert hat.

3. Funkenerosive Drahtschneidemaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aufnahmeseitige Führungseinrichtung (120) eine die Drahtelektrode (103) positionierende Drahtführung (122) mit einer Öffnung aufweist und daß die Steuereinnrichtung (160) die Position des freien Endes der Drahtelektrode auf der Grundlage der von der Ermittlungseinrichtung (153, 160) erfaßten Vorschubstrecke feststellt und die Vorschubgeschwindigkeit der Drahtelektrode absenkt, unnmittelbar bevor das freie Ende der Drahtelektrode die Öffnung der Drahtführung (122) erreicht, sowie die Vorschubgeschwindigkeit erhöht, unmittelbar nachdem das freie Ende der Drahtelektrode die Drahtführung passiert hat.

4. Funkenerosive Drahtschneidemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (160) die Zufuhr der Arbeitsflüssigkeit zu der Strahldüse (110, 210) entsprechend der von der Ermittlungseinrichtung (153, 2253, 385, 160) erfaßten Vorschubstrecke steuert.

5. Funkenerosive Drahtschneidemaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (160) das Ausstrahlen der Arbeitsflüssigkeit auslöst, nachdem das freie Ende der Drahtelektrode die Strahldüse (110, 210) passiert hat.

6. Funkenerosive Drahtschneidemaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahldüse (110, 210) in Vorschubrichtung der Drahtelektrode (103, 203, 303) mittels des Drucks der ausgestrahlten Arbeitsflüssigkeit verschiebbar ist und daß die Steuereinrichtung (160) das Ausstrahlen der Arbeitsflüssigkeit auslöst, wenn das freie Ende der Drahtelektrode die Position der Strahldüse, an der sie sich nach ihrer Verschiebung befindet, passiert hat.

5. Funkenerosive Drahtschneidemaschine nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Einspritzdüse (112, 212), die in Vorschubrichtung der Drahtelektrode (103, 203, 303) stromab vor der Strahldüse (110, 210) angeordnet ist, und daß die Steuereinrichtung (160) das Ausstrahlen der Arbeitsflüssigkeit auslöst, bevor das freie Ende der Drahtelektrode die Einspritzdüse (112, 212) passiert hat.

8. Funkenerosive Drahtschneidemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschubeinrichtung (132, 133, 134) eine Rolle (152a) aufweist, die die Drahtelektrode (103) während ihrer Förderung berührt und sich dabei dreht, und daß die Ermittlungseinrichtung (153, 160) einen Drehmeßaufnehmer (153) umfaßt, der ein Impulssignal entsprechend der Drehung der Rolle (152a) abgibt.

9. Funkenerosive Drahtschneidemaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ermittlungseinrichtung (153, 160) ein Zählwerk (162), das die Anzahl der vom Drehmeßaufnehmer (153) abgegebenen Impulse zählt, und einen Vergleicher (164) umfaßt, der das gezählte Ergebnis des Zählwerks mit einem vorbestimmten Wert vergleicht.

10. Funkenerosive Drahtschneidemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschubeinrichtung einen mit der Drahtelektrode in Berührung stehenden und diesen transportierenden Gurt (274a) und eine Rolle (270) zum Antreiben des Gurts umfaßt und daß die Ermittlungseinrichtung (253, 160) einen Drehmeßaufnehmer (253) aufweist, der entsprechend der Drehung der Rolle (270) ein Impulsssignal abgibt.

11. Funkenerosive Drahtschneidemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschubeinrichtung einen mit der Drahtelektrode (303) in Berührung stehenden Gurt (380a) umfaßt, auf welchem optisch erfaßbare Markierungen (384) in vorgegebenen Abständen vorgesehen sind, und daß die Ermittlungseinrichtung (385, 160) ein Photoelement (385) aufweist, das optisch die an dem Gurt angebrachten Markierungen (384) erfaßt.