DE4019970A1 - Vorrichtung zum elektroerosiven schneiden mittels eines drahtes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum elektroerosi­ ven Schneiden gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

In einer herkömmlichen Vorrichtung zum elektroerosiven Schneiden mittels eines Drahtes, wie sie etwa aus JPS55 46 806-A bekannt ist, ist eine Drahtelektrode fest an ei­ nem Transportmechanismus befestigt und wird längs eines einen Verarbeitungsabschnitt enthaltenden geraden Weges transportiert.

Bei einem solchen herkömmlichen Aufbau wird jedoch die Schwingung vom Transportmechanismus direkt auf die im ge­ raden Weg befindliche Drahtelektrode übertragen, so daß der Betrieb ungleichmäßig und die Genauigkeit verschlech­ tert wird; ferner entsteht z.B. das Problem eines Bruchs der Drahtelektrode.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum elektroerosiven Schneiden mittels eines Drahtes zu schaffen, die die Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist und bei hoher Verarbeitungsgenau­ igkeit und niedriger Drahtbruchhäufigkeit hochwirksam ar­ beitet.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der gattungsge­ mäßen Art durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 gelöst.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Der erfindungsgemäße Aufbau hat zum Ergebnis, daß die Drahtelektrode dann, wenn sie von einem Drahtbeschic­ kungselement der Vorrichtung zum elektroerosiven Schnei­ den mittels eines Drahtes durch ein unteres Drahtfüh­ rungselement transportiert wird und sich weiter nach un­ ten bewegt, mittels einer Führungswalze geführt und mit­ tels eines Transportelementes, das einen Transportriemen aufweisen kann, vom Verarbeitungsbereich in seitlicher Richtung wegbefördert wird. Anschließend wird die Draht­ elektrode entnommen, indem sie aufgrund einer festen An­ bringung an einer Bewegungswalze des am unterstromigen Ende des Transportelements befindlichen Entnahmemechanis­ mus gezogen wird.

Bei diesem Aufbau kommt die Drahtelektrode nicht nur an einem Punkt, sondern längs einer Strecke mit der Füh­ rungswalze in Berührung. Somit können die in Längsrich­ tung und in seitlicher Richtung wirkenden Schwingungen des Entnahmemechanismus im Transportelement absorbiert werden, ohne daß sie an einen im Verarbeitungsabschnitt befindlichen Teil der Drahtelektrode übertragen werden. Da ferner der Abstand zum Entnahmemechanismus groß ist, wird die Schwingung des Entnahmemechanismus gedämpft, so daß ein auf den Verarbeitungsabschnitt nachteilig sich auswirkender Effekt minimiert wird. Dies hat zur Folge, daß der Betrieb gleichmäßig und daher die Genauigkeit verbessert wird. Wenn die Führungswalze zum Umschalten der Bewegungsrichtung mit einer Rille versehen ist, wird die Schwingung der Elektrode in seitlicher Richtung wei­ ter verringert.

Die Erfindnung wird im folgenden anhand von Ausführungs­ beispielen mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 eine erläuternde Darstellung einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vor­ richtung zum elektroerosiven Schneiden mit­ tels eines Drahtes;

Fig. 2 einen Querschnitt einer in einer Ausführungs­ form der vorliegenden Erfindung eingebauten gerillten Walze; und

Fig. 3 eine erläuternde Darstellung einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vor­ richtung zum elektroerosiven Schneiden mit­ tels eines Drahtes.

Eine Vorrichtung zum elektroerosiven Schneiden mittels eines Drahtes ist mit einem (in den Figuren nicht gezeig­ ten) Tisch ausgerüstet, der in X-Richtung und in Y-Rich­ tung frei beweglich ist. Wie in Fig. 1 gezeigt, ist in einer solchen Vorrichtung oberhalb eines Werkstückes W, das am Tisch mittels eines Befestigungswerkzeuges befe­ stigt ist, ein oberes Drahtführungselement 7 vorgesehen, dessen Position in vertikaler Richtung einstellbar ist. Das obere Drahtführungselement 7 ist mit einer eine Drahtelektrode 3 führenden Drahtführung 5 und mit einer dem Bereich der elektroerosiven Bearbeitung des Werkstüc­ kes W Prozeßflüssigkeit zuführenden Düsenöffnung verse­ hen. Unterhalb des Werkstückes ist ein unterer Arm 9 ausgebildet, der an einem Rahmen F der Vorrichtung 1 zum elektroerosiven Schneiden horizontal angebracht ist. Ein unteres Drahtführungselement 13, das denselben Aufbau wie das obere Drahtführungselement 7 besitzt, ist mit einem Drahtführungsbereich 11 versehen und am Ende des unteren Arms 9 angeordnet.

Ein die Drahtelektrode 3 zuführender Drahtzuführungsbe­ reich 15 ist oberhalb des oberen Drahtführungselementes 7 angeordnet. Ferner ist innerhalb des unteren Arms 9 ein Transportmechanismus vorgesehen, der ein Riementransport­ mittel 17 umfaßt, das die Drahtelektrode 3 vom Bearbei­ tungsbereich in seitlicher Richtung wegbefördert, nachdem sie bei der elektroerosiven Bearbeitung des Werkstückes W im elektroerosiven Bearbeitungsbereich verwendet worden ist.

Im Drahtzuführungsbereich 15 ist eine Drahtzuführungshas­ pel 19 vorgesehen, auf der die Drahtelektrode 3 aufgewic­ kelt ist. Im Betrieb wird die Drahtelektrode 3 von der Drahtzuführungshaspel 19 abgewickelt und zwischen ein Paar von Drahtführungswalzen 21a und 21b gepreßt, so daß es dem Werkstück W mittels der Drahtzuführungswalzen 21A und 21B zugeführt wird. Mit der Drahtzuführungswalze 21A ist ein geeignetes Bremselement 23 verbunden. Das Bremse­ lement 23 dient zum Bremsen der Drahtführungswalze 21A.

Mit der anderen Drahtführungswalze 21B ist über eine Ma­ gnetkupplung 25 ein Servomotor 27 wie etwa ein Impulsmo­ tor verbunden. An der Drahtführungswalze 21b ist koaxial ein Zahnrad 29 angebracht, das mit einem mit einem Kode­ drehgeber 31 verbundenen Zahnrad 33 in Eingriff ist.

Folglich wird die Drahtführungswalze 21B durch die Dre­ hung des Servomotors 27 in Drehrichtung angetrieben, wenn die Magnetkupplung 25 eingekuppelt ist. Somit kann die Drahtelektrode 3 in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung zu­ geführt werden, wenn sie zwischen die Drahtführungswalzen 21A und 21B gepreßt ist. Ferner kann durch die Ermittlung der Richtung und des Ausmaßes der Drehung der Drahtfüh­ rungswalze 21B mittels des Kodedrehgebers 31 die Länge der herausgezogenen Drahtelektrode 3 ermittelt werden. Somit ist beispielsweise nach einem Bruch der Drahtelek­ trode 3 die Ermittlung der Position des Endes der Draht­ elektrode 3 möglich. Außerdem können die Geschwindigkeit der Bewegung der Drahtelektrode 3 und Brüche der Draht­ elektrode 3 durch die Ermittlung der Drehgeschwindigkeit des Kodedrehgebers 31 festgestellt werden.

Das im Transportmechanismus vorgesehene Riementransport­ mittel 17 weist einen oberen Transportriemen 35 und einen unteren Transportriemen 37 auf, die in einem bestimmten Abschnitt zusammengepreßt werden und die Drahtelektrode 3 dazwischen festhalten. Der obere Transportriemen 35 läuft um eine am Rahmen F gelagerte obere Antriebsriemenscheibe 39 und um eine obere Folgeriemenscheibe 41, die am Ende des unteren Arms 9 vorgesehen ist. Der untere Transpor­ triemen 37 läuft um eine am Rahmen F gelagerte untere An­ triebsriemenscheibe 43 und um eine untere Folgeriemen­ scheibe 45, die in einer gegenüber der oberen Folgerie­ menscheibe 41 etwas erhöhten Position am Ende des unteren Arms 9 vorgesehen ist.

An einem näher am unteren Drahtführungselement 13 befind­ lichen Ende des Riementransportmittels 17 ist eine Füh­ rungswalze 47 vorgesehen, um die Drahtelektrode 3, die durch das untere Drahtführungselement 13 hindurch nach unten bewegt wird, in seitlicher Richtung vom Bearbei­ tungsbereich wegzuführen. Die Führungswalze 47 dieser Ausführungsform ist mit einer V-förmigen Umfangsrille 47 G versehen. Wie in Fig. 2 im einzelnen gezeigt, ist die Führungswalze 47 zwischen der oberen Folgeriemenscheibe 41 und der unteren Folgeriemenscheibe 45 über eine Welle 49 frei drehbar am unteren Arm 9 gelagert. Die Unterseite der Führungswalze 47 befindet sich mit der Oberseite des unteren Transportriemens 37 an einer Stelle nahe an der unteren Folgeriemenscheibe 45 in Kontakt und wird von diesem abgedeckt. Daher wird die Führungswalze 47 durch den unteren Transportriemen 37 in Drehrichtung angetrie­ ben, so daß die Drahtelektrode 3 durch die Rille 47G in seitlicher Richtung vom Bearbeitungsbereich weggeführt wird, ohne daß sie zwischen den unteren Transportriemen 37 und die gerillte Walze 47 eingesetzt wird. Im Berüh­ rungsbereich des oberen Transportriemens 35 und des unte­ ren Transportriemens 37 ist auf der näher am unteren Drahtführungselement 13 befindlichen Seite eine Tragrolle 50 vorgesehen, die die Oberseite des unteren Transpor­ triemens 37 gegen die Unterseite des oberen Transportrie­ mens 35 preßt. Mit dieser Tragrolle 50 wird die Draht­ elektrode 3, die durch die gerillte Walze 47 bereits in seitlicher Richtung vom Bearbeitungsbereich wegbefördert worden ist, zuverlässig weiter in seitlicher Richtung vom Bearbeitungsbereich wegbefördert, indem sie zwischen die Riemen 35 und 37 des Transportmechanismus gepreßt wird.

Um die Drahtelektrode 3 in einen Rückgewinnungsbehälter 51 zu führen, nachdem sie durch das Riementransportmittel 17 in seitlicher Richtung befördert worden ist, ist an dem weiter vom Drahtführungselement 13 entfernten Ende des Riementransportmittels 17 ein Paar von Antriebswalzen 53A und 53B frei drehbar angebracht, die die Drahtelek­ trode 3 aus dem Transportmechanismus herausziehen. Dies geschieht dadurch, daß die Antriebsrollen 53A und 53B die zwischen ihnen eingesetzte Drahtelektrode 3 halten und in den Rückgewinnungsbehälter 51 führen. Die Antriebsrolle 53A ist mit einem Antriebsmotor 55 verbunden. Die obere Antriebsriemenscheibe 39 und die untere Antriebsriemen­ scheibe 43 sind über einen Riemenübertragungsmechanismus 57 mit dem Antriebsmotor 55 verbunden.

Bei dem oben beschriebenen Aufbau wird die das untere Drahtführungselement 13 durchlaufende Drahtelektrode 3 in seitlicher Richtung befördert und kann im Rückgewinnungs­ behälter 51 gesammelt werden, indem das Riementransport­ mittel 17 und die Entnahmeantriebsrollen 53A und 53B mit­ tels des Antriebsmotors 55 angetrieben werden. Die Trans­ portgeschwindigkeit des Transportriemens 17 wird höher als die Transportgeschwindigkeit der Drahtelektrode 3 im Drahtzuführungsbereich 15 eingestellt.

In diesem Aufbau wird der Impulsmotor 27 durch ein Steu­ ermittel 59 in Drehrichtung angetrieben, um die Draht­ elektrode 3 über ein oberes Drahtführungselement 5 an das Werkstück W zu führen. Das Ende der Drahtelektrode 3 wird durch eine im Werkstück W ausgebildete Durchgangsbohrung WH und anschließend durch das untere Drahtführungselement 13 geführt. Wenn dieses Ende die Führungswalze 47 er­ reicht, tritt es in den Raum zwischen der Rille 47G der Führungswalze 47 und dem unteren Transportriemen 37 ein, um von dort in seitlicher Richtung weggeführt zu werden.

Nachfolgend wird auf das zwischen den oberen Transpor­ triemen 35 und den unteren Transportriemen 37 eingesetzte Ende der Drahtelektrode 3 ein geringer Druck ausgeübt. Dadurch wird die Drahtelektrode 3 in seitlicher Richtung befördert, um zwischen den Entnahme-Antriebswalzen 53A und 53B hindurch zu laufen. Die Antriebswalzen 53A und 53B führen die Drahtelektrode 3 schließlich in den Rück­ gewinnungsbehälter 51. Wenn dann das Ende der Drahtelek­ trode 3 den Boden des Rückgewinnungsbehälters 51 berührt, stellt ein (in den Figuren weggelassenes) Ermittlungsele­ ment fest, daß das vordere Ende der Drahtelektrode 3 an­ gekommen ist, woraufhin es die elektroerosive Bearbeitung in Gang setzt.

Wie oben beschrieben, wird die Drahtelektrode 3 dann, wenn sie zwischen die Antriebswalzen 53A und 53B gepreßt wird, mit einer Geschwindigkeit gezogen, die höher ist als die Geschwindigkeit des Drahtzuführungsbereichs 15, so daß auf die Drahtelektrode 3 im Bereich zwischen den Zuführungswalzen 21A und 21B und den Antriebswalzen 53A und 53B eine Spannung ausgeübt wird. Wenn die Spannung auf die Drahtelektrode 3 ausgeübt wird, kommt sie mit dem Boden der Rille 47G der Führungswalze 47 auf einer ver­ gleichsweise langen Strecke der Rille in Berührung.

In Fig. 3 ist eine zweite Ausführungsform der vorliegen­ den Erfindung gezeigt. In dieser Ausführungsform ist zwi­ schen der gerillten Führungswalze 47 und der oberen Fol­ geriemenscheibe 41 im Transportmechanismus eine Drahtfüh­ rung 59 vorgesehen, die die Drahtelektrode 3 führt.

Bei diesem Aufbau wird das vordere Ende der Drahtelek­ trode 3 selbst dann, wenn es beim Durchgang durch die Führungswalze 47 aufgrund einer Haftung an der Walze 47 nach oben gezogen wird, von der Führungswalze 47 ent­ fernt, so daß der Transport zwischen den oberen und unte­ ren Transportriemen 35 bzw. 37 im Transportmechanismus sehr zuverlässig ist.

Wie aus der vorangehenden Beschreibung der Ausführungs­ formen deutlich wird, wird erfindungsgemäß durch die am Ende des Transportriemens vorgesehenen Antriebswalzen eine Spannung auf die Drahtelektrode übertragen, so daß der Transportriemen einfach die Drahtelektrode zu beför­ dern hat Dies hat eine längere Lebensdauer des Transpor­ triemens zur Folge.

Durch die Schaffung der mit einer Rille versehenen Füh­ rungswalze am vorderen Ende des Riementransportmittels kommt die Drahtelektrode 3 mit dem Boden der an der Füh­ rungswalze vorhandenen Rille auf einer vergleichsweise langen Strecke der Rille in Berührung. Dadurch kann eine Übertragung von in der Antriebswalze vorhandenen seitli­ chen Schwingungen oder von Schwingungen im Berührungsbe­ reich des oberen und des unteren Transportriemens an den Bereich zur Bearbeitung des Werkstückes verhindert wer­ den. Somit wird die Bearbeitungsgenauigkeit wirksam er­ höht.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum elektroerosiven Schneiden mittels eines Drahtes ist nicht auf die be­ schriebenen Ausführungsformen beschränkt. Es sind ver­ schiedene Abwandlungen denkbar, die der Fachmann aufgrund der gegebenen Beschreibung leicht ausführen kann, die je­ doch innerhalb des Umfangs der Erfindung liegen.

Claims (4)

1. Vorrichtung zum elektroerosiven Schneiden mittels eines Drahtes, gekennzeichnet durch
eine Führungswalze (47), die eine Drahtelektrode (3) in seitlicher Richtung vom Bearbeitungsbereich der Elektroerosivbearbeitungsvorrichtung (1) wegbefördert, wobei die Führungswalze (47) unterhalb eines Werkstückes (W) vorgesehen ist, das von der Elektroerosivbearbei­ tungsvorrichtung bearbeitet wird,
einen Transportmechanismus (17; 35, 37, 39, 41, 43, 45), der die Drahtelektrode (3) in seitlicher Rich­ tung von der Führungswalze (47) und vom Bearbeitungsbe­ reich der Elektroerosivbearbeitungsvorrichtung wegbe­ fördert und
einen Entnahmemechanismus (53A, 53B, 55), der in einem dem Transportmechanismus (17; 35, 37, 39, 41, 43, 45) folgenden Bereich angeordnet ist und die vom Trans­ portmechanismus beförderte Drahtelektrode (3) aufgreift und aus dem Transportmechanismus herauszieht.

2. Vorrichtung zum elektroerosiven Schneiden mittels eines Drahtes gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungswalze (47) mit einer Rille (47G) versehen ist.

3. Vorrichtung zum elektroerosiven Schneiden mittels eines Drahtes gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungswalze (47) mit einer Rille (47G) versehen ist und ein Teil der Umfangslinie der gerillten Walze (47) von einem Transportriemen (37) des Transportmecha­ nismus abgedeckt wird.

4. Vorrichtung zum elektroerosiven Schneiden mittels eines Drahtes gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Führungswalze (47) und dem Transportme­ chanismus (17; 35, 37, 39, 41, 43, 45) eine Drahtführung (59) vorgesehen ist, die die Drahtelektrode (3) zum Transportmechanismus leitet.