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