DE4019970C2 - Vorrichtung zum elektroerosiven Schneiden mittels eines Drahtes - Google Patents

Description

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

In einer herkömmlichen Vorrichtung zum elektroerosiven Schneiden mittels eines Drahtes, wie sie etwa aus JP S55-46806-B2 bekannt ist, ist eine Drahtelektrode fest an einer Transportvorrichtung befestigt und wird längs eines einen Verarbeitungsab­ schnitt enthaltenden geraden Weges transportiert.

Bei einem solchen herkömmlichen Aufbau wird jedoch die Schwingung von der Transportvorrichtung direkt auf die im geraden Weg befindliche Drahtelektrode über­ tragen, so daß der Betrieb ungleichmäßig und die Genauigkeit verschlechtert wird; ferner entsteht z. B. das Problem eines Bruchs der Drahtelektrode.

Aus der DE-A1-31 44 618 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum automatischen Einfädeln eines Elektrodendrahtes bekannt, bei der die Umlenkrolle antriebsmäßig mit der Rolle durch einen Endlosriemen gekuppelt ist, der durch einen Antriebsmotor ver­ schiebbar ist.

Der DE-A1-31 19 030 sind zwei Endlosriemen zum Führen des Elektrodendrahtes zu entnehmen. Diese besitzen die Aufgabe, den verbrauchten Draht einem Abfallbehälter zuzuführen. Das Ziehen des Drahtes erfolgt hierbei durch die Antriebsrollen, die zwi­ schen dem Werkstückbearbeitungsabschnitt und der Umlenkrolle angeordnet sind.

Die DE-C2-36 31 888 betrifft vor allem eine Häckselvorrichtung für den Elektroden­ draht einer Elektroerosionsvorrichtung, enthält jedoch die Lehre von einem Antriebs­ organ. Das Antriebsorgan ist hierbei hinter einer Drahtumlenkvorrichtung angeordnet.

Eine Elektroerosionsvorrichtung der eingangs genannten Art mit Drahtelektrode ist aus der DE-C2-31 00 029 bekannt. Insbesondere ist hierbei eine Drahtelektrode ge­ zeigt, die direkt und gerade in eine Drahtumlenkvorrichtung, d. h. zwischen die Um­ lenkrollen eingeführt und durch diese umgelenkt wird. Weiterhin sind Transportbänder zur Förderung des Drahtes gezeigt, die über die Umlenkrollen laufen. Die Transportbänder werden durch zwei Antriebs-/Zugrollen angetrieben, wobei diese Antriebs- /Zugrollen auch dem Ziehen des Drahtes dienen. Danach sind die Antriebs-/Zugrollen, die Transportbänder und die Umlenkrollen antriebsmäßig direkt miteinander gekop­ pelt, so daß Antriebsschwankungen eines Antriebsmotors direkt auf die Umlenkrollen übertragen werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Elektroerosions­ vorrichtung zu schaffen, bei der der Einfluß von Antriebsschwankungen auf den Elekt­ rodendraht verringert, d. h. die Werkstückbearbeitungsgenauigkeit der Elektroerosi­ onsvorrichtung verbessert ist.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der gattungsgemäßen Art durch die Merk­ male des Anspruches 1 gelöst.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind jeweils in den Unteransprüchen an­ gegeben.

Der erfindungsgemäße Aufbau hat zum Ergebnis, daß die Drahtelektrode dann, wenn sie von einem Drahtbeschickungselement der Vorrichtung zum elektroerosiven Schneiden mittels eines Drahtes durch ein unteres Drahtführungselement transportiert wird und sich weiter nach unten bewegt, mittels einer Führungswalze geführt und mittels eines Transportelementes, das einen Transportriemen aufweisen kann, vom Verarbeitungsbereich in seitlicher Richtung wegbefördert wird. Anschließend wird die Drahtelektrode entnommen, indem sie von Antriebsrollen des am stromabseitigen En­ de des Transportelementes befindlichen Entnahmemechanismus gezogen wird.

Bei diesem Aufbau kommt die Drahteleketrode nicht nur an einem Punkt, sondern längs einer Strecke mit der Führungswalze in Berührung. Somit können die in Längs­ richtung und in seitlicher Richtung wirkenden Schwingungen des Entnahmemecha­ nismus im Transportelement absorbiert werden, ohne daß sie an einen im Verarbei­ tungsabschnitt befindlichen Teil der Drahtelektrode übertragen werden. Da ferner der Abstand zum Entnahmemechanismus groß ist, wird die Schwingung des Entnahme­ mechanismus 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. Dadurch, daß die Führungswalze zum Umschalten der Bewegungsrichtung mit einer Rille versehen ist, wird die Schwingung der Elektrode in seitlicher Richtung weiter verringert.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 eine erläuternde Darstellung eines ersten Ausführungsbeispieles der er­ findungsgemäßen Vorrichtung zum elektroerosiven Schneiden mittels eines Drahtes;

Fig. 2 einen Querschnitt einer in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eingebauten gerillten Führungswalze; und

Fig. 3 eine erläuternde Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum elektroerosiven Schneiden mittels eines Drahtes.

Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist eine Vorrichtung zum elektroerosi­ ven Schneiden mittels eines Drahtes mit einem (in den Figuren nicht gezeigten) Tisch ausgerüstet, der in X-Richtung und in Y-Richtung frei beweglich ist. Wie in Fig. 1 ge­ zeigt, ist in einer solchen Vorrichtung 1 oberhalb eines Werkstückes W, das am Tisch mittels eines Befestigungswerkzeuges befestigt ist, ein oberes Drahtführungselement 7 vorgesehen, dessen Position in vertikaler Richtung einstellbar ist. Das obere Draht­ führungselement 7 ist mit einer eine Drahtelektrode 3 führenden Drahtführung 5 und mit einer dem Bereich der elektroerosiven Bearbeitung des Werkstückes W Pro­ zeßflüssigkeit zuführenden Düsenöffnung versehen. Unterhalb des Werkstückes ist ein unterer Arm 9 ausgebildet, der an einem Rahmen F der Vorrichtung 1 zum elek­ troerosiven Schneiden horizontal angebracht ist. Ein unteres Drahtführungselement 13, das denselben Aufbau wie das obere Drahtführungselement 7 besitzt, ist mit ei­ nem Drahtführungsbereich 11 versehen und am Ende des unteren Arms 9 angeord­ net.

Ein die Drahtelektrode 3 zuführender Drahtzuführungsbereich 15 ist oberhalb des oberen Drahtführungselementes 7 angeordnet. Ferner ist innerhalb des unteren Arms 9 eine Transportvorrichtung vorgesehen, die ein Riementransportmittel 17 umfaßt, das die Drahtelektrode 3 vom Bearbeitungsbereich in seitlicher Richtung wegbeför­ dert, nachdem sie bei der elektroerosiven Bearbeitung des Werkstückes W im e­ lektroerosiven Bearbeitungsbereich verwendet worden ist.

Im Drahtzuführungsbereich 15 ist eine Drahtzuführungshaspel 19 vorgesehen, auf der die Drahtelektrode 3 aufgewickelt ist. Im Betrieb wird die Drahtelektrode 3 von der Drahtzuführungshaspel 19 abgewickelt und zwischen ein Paar von Zuführungsrollen 21A und 21B gepreßt, so daß es dem Werkstück W mittels der Zuführungsrollen 21A und 21B zugeführt wird. Mit der Zuführungsrolle 21A ist ein geeignetes Brems­ element 23 verbunden. Das Bremselement 23 dient zum Bremsen der Zuführungs­ rolle 21A.

Mit der anderen Zuführungsrolle 21B ist über eine Magnetkupplung 25 ein Servomotor 27 wie etwa ein Impulsmotor verbunden. An der Zuführungsrolle 21b ist koaxial ein Zahnrad 29 angebracht, das mit einem mit einem Kodedrehgeber 31 verbundenen Zahnrad 33 in Eingriff ist.

Folglich wird die Zuführungsrolle 21B durch die Drehung des Servomotors 27 in Dreh­ richtung angetrieben, wenn die Magnetkupplung 25 eingekuppelt ist. Somit kann die Drahtelektrode 3 in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung zugeführt werden, wenn sie zwischen die Zuführungsrollen 21A und 21B gepreßt ist. Ferner kann durch die Er­ mittlung der Richtung und des Ausmaßes der Drehung der Zuführungsrolle 21B mit­ tels des Kodedrehgebers 31 die Länge der herausgezogenen Drahtelektrode 3 ermit­ telt werden. Somit ist beispielsweise nach einem Bruch der Drahtelektrode 3 die Er­ mittlung der Position des Endes der Drahtelektrode 3 möglich. Außerdem können die Geschwindigkeit der Bewegung der Drahtelektrode 3 und Brüche der Drahtelektrode 3 durch die Ermittlung der Drehgeschwindigkeit des Kodedrehgebers 31 festgestellt werden.

Das in der Transportvorrichtung vorgesehene Riementransportmittel 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 gela­ gerte obere Antriebsriemenscheibe 39 und um eine obere Folgeriemenscheibe 41, die am Ende des unteren Arms 9 vorgesehen ist. Der untere Transportriemen 37 läuft um eine am Rahmen F gelagerte untere Antriebsriemenscheibe 43 und um eine untere Folgeriemenscheibe 45, die in einer gegenüber der oberen Folgeriemenscheibe 41 etwas erhöhten Position am Ende des unteren Arms 9 vorgesehen ist.

An einem näher am unteren Drahtführungselement 13 befindlichen Ende des Rie­ mentransportmittels 17 ist eine Führungswalze 47 vorgesehen, um die Drahtelektrode 3, die durch das untere Drahtführungselement 13 hindurch nach unten bewegt wird, in seitlicher Richtung vom Bearbeitungsbereich wegzuführen. Die Führungswalze 47 ist mit einer V-förmigen Drahtführungsrille 47G versehen. Wie in Fig. 2 im einzelnen ge­ zeigt, 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 angetrieben, so daß die Drahtelektrode 3 durch die Drahtführungsrille 47G in seitlicher Richtung vom Bear­ beitungsbereich weggeführt wird, ohne daß sie zwischen den unteren Transportrie­ men 37 und die gerillte Führungswalze 47 eingesetzt wird. Im Berührungsbereich des oberen Transportriemens 35 und des unteren Transportriemens 37 ist auf der näher am unteren Drahtführungselement 13 befindlichen Seite eine Tragrolle 50 vorgese­ hen, die die Oberseite des unteren Transportriemens 37 gegen die Unterseite des oberen Transportriemens 35 preßt. Mit dieser Tragrolle 50 wird die Drahtelektrode 3, die durch die gerillte Führungswalze 47 bereits in seitlicher Richtung vom Bearbei­ tungsbsereich wegbefördert worden ist, zuverlässig weiter in seitlicher Richtung vom Bearbeitungsbereich wegbefördert, indem sie zwischen die Riemen 35 und 37 der Transportvorrichtung 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 Riementransportmit­ tels 17 ein Paar von Antriebsrollen 53A und 53B frei drehbar angebracht, die die Drahtelektrode 3 aus der Transportvorrichtung 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 ei­ nem Antriebsmotor 55 verbunden. Die obere Antriebsriemenscheibe 39 und die unte­ re Antriebsriemenscheibe 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 Rückge­ winnungsbehälter 51 gesammelt werden, indem das Riementransportmittel 17 und die Antriebsrollen 53A und 53B mittels des Antriebsmotors 55 angetrieben werden. Die Transportgeschwindigkeit des Transportriemens 17 wird höher als die Transportge­ schwindigkeit der Drahtelektrode 3 im Drahtzuführungsbereich 15 eingestellt.

In diesem Aufbau wird der Impulsmotor 27 durch ein Steuermittel 59 in Drehrichtung angetrieben, um die Drahtelektrode 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 Draht­ führungselement 13 geführt. Wenn dieses Ende die Führungswalze 47 erreicht, tritt es in den Raum zwischen Drahtführungsrille 47G der Führungswalze 47 und dem unte­ ren Transportriemen 37 ein, um von dort in seitlicher Richtung weggeführt zu werden.

Nachfolgend wird auf das zwischen den oberen Transportriemen 35 und den unteren Transportriemen 37 eingesetzte Ende der Drahtelektrode 3 ein geringer Druck ausge­ übt. Dadurch wird die Drahtelektrode 3 in seitlicher Richtung befördert, um zwischen den Antriebsrollen 53A und 53B hindurchzulaufen. Die Antriebsrollen 53A und 53B führen die Drahtelektrode 3 schließlich in den Rückgewinnungsbehälter 51. Wenn dann das Ende der Drahtelektrode 3 den Boden des Rückgewinnungsbehälters 51 berührt, stellt ein (in den Figuren weggelassenes) Ermittlungselement fest, daß das vordere Ende der Drahtelektrode 3 angekommen ist, woraufhin es die elektroerosive Bearbeitung in Gang setzt.

Wie oben beschrieben, wird die Drahtelektrode 3 dann, wenn sie zwischen die An­ triebsrollen 53A und 53B gepreßt wird, mit einer Geschwindigkeit gezogen, die höher ist als die Geschwindigkeit des Drahtzuführungsbereiches 15, so daß auf die Draht­ elektrode 3 im Bereich zwischen den Zuführungswalzen 21A und 21B und den An­ triebswalzen 53A und 53B eine Spannung ausgeübt wird. Wenn die Spannung auf die Drahtelektrode 3 ausgeübt wird, kommt sie mit dem Boden der Drahtführungsrille 47G der Führungswalze 47 auf einer vergleichsweise langen Strecke der Drahtführungs­ rille 47G in Berührung.

In Fig. 3 ist eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. In die­ ser Ausführungsform ist zwischen der gerillten Führungswalze 47 und der oberen Fol­ geriemenscheibe 41 in der Transportvorrichtung eine Drahtführung 60 vorgesehen, die die Drahtelektrode 3 führt.

Bei diesem Aufbau wird das vordere Ende der Drahtelektrode 3 selbst dann, wenn es beim Durchgang durch die Führungswalze 47 aufgrund einer Haftung an der Füh­ rungswalze 47 nach oben gezogen wird, von der Führungswalze 47 entfernt, so daß der Transport zwischen den oberen und unteren Transportriemen 35 bzw. 37 in der Transportvorrichtung sehr zuverlässig ist.

Wie aus der vorangehenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele deutlich wird, wird durch die am Ende des Transportriemens 35 bzw. 37 vorgesehenen Antriebswal­ zen 53A und 53B eine Spannung auf die Drahtelektrode 3 übertragen, so daß der Transportriemen 35 bzw. 37 einfach die Drahtelektrode 3 zu befördern hat. Dies hat eine längere Lebensdauer des Transportriemens 35 bzw. 37 zur Folge.

Durch die Schaffung der mit einer Drahtführungsrille 47G versehenen Führungswalze 47 am vorderen Ende des Riementransportmittels 17 kommt die Drahtelektrode 3 vorteilhafterweise mit dem Boden der an der Führungswalze 47 vorhandenen Draht­ führungsrille 47G auf einer vergleichsweise langen Strecke der Drahtführungsrille 47G in Berührung. Dadurch kann eine Übertragung von in der Antriebswalze 53A bzw. 53B vorhandenen seitlichen Schwingungen oder von Schwingungen im Berührungsbereich des oberen und des unteren Transportriemens 35 bzw. 37 an den Bereich zur Bear­ beitung des Werkstückes W verhindert werden. Somit wird die Bearbeitungsgenauig­ keit wirksam erhöht.

Claims (5)

1. Elektroerosionsvorrichtung mit Drahtelektrode (3) mit
einer Drahtumlenkvorrichtung, die an einem Ende eines geradlinigen Drahtfüh­ rungsabschnittes, der einen Werkstückbearbeitungsabschnitt einschließt, ange­ ordnet ist,
einer Antriebsvorrichtung, die in Drahtförderrichtung nach der Drahtumlenkvor­ richtung angeordnet ist, zum Ziehen der Drahtelektrode (3), und mit
einer schwingungsabsorbierenden Transportvorrichtung, die Transportriemen (35, 37) und diese umlenkende Riemenscheiben (39, 41, 43, 45) aufweist und sich von der Drahtumlenkvorrichtung zu der Antriebsvorrichtung erstreckt,
dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtumlenkvorrichtung durch eine Führungswalze (47) gebildet ist, die eine Drahtführungsrille (47G) aufweist und zusätzlich zu den die Transportriemen (35, 37) umlenkenden Riemenscheiben (39, 41, 43, 45) vorgesehen ist, und daß die Antriebsvorrichtung zum Ziehen der Drahtelektrode (3) Antriebsrollen (53A, 53B) aufweist, die zusätzlich zu den die Transportriemen (35, 37) umlenken­ den Riemenscheiben (39, 41, 43, 45) vorgesehen sind.

2. Elektroerosionsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die schwingungsabsorbierende Transportvorrichtung (17, 35, 37, 39, 41, 43, 45, 50) einen ers­ ten Transportriemen (35) und einen zweiten Transportriemen (37) aufweist, die durch Antriebsrollen (39, 43) angetrieben und durch Umlenkrollen (41, 45, 50) geführt wer­ den, wobei der erste und zweite Transportriemen (35, 37) zwischen der Führungswal­ ze (47) und der Antriebsvorrichtung (53A, 53B, 55) einander berührend geführt sind, und daß die Drahtelektrode (3) zwischen den Berührflächen der Transportriemen (35, 37) gehalten ist.

3. Elektroerosionsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungswalze (47) mit der schwingungsabsorbierende Transportvorrichtung (17, 35, 37, 39, 41, 43, 45, 50) und einem Drahtzuführungsbereich (15) schwingungs­ mindernd zusammenwirkt, dergestalt, daß durch die Einwirkung der Antriebsrollen (53A, 53B) und der Zuführungsrollen (21A, 21B) auf die Drahtelektrode (3) eine Zugspannung übertragen ist, durch die die Drahtelektrode (3) den Boden der an der Führungswalze (47) vorhandenen Drahtführungsrille (47G) auf einer ver­ gleichsweise langen Strecke berührt.

4. Elektroerosionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abschnitt des zweiten Transportriemens (37) an einen Umfangsabschnitt der Führungswalze (47), der weitgehend dem Abschnitt der Führungswalze (47) entspricht, in dem die Drahtelektrode (3) in die Drahtführungs­ rille (47G) der Führungswalze (47) eingreift, berührend geführt ist.

5. Elektroerosionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in Drahtförderrichtung hinter der Führungswalze (47) eine Drahtführung (60) vorgesehen ist, die die Drahtelektrode (3) in die schwingungsdämpfende Transportvorrichtung (17, 35, 37, 39, 41, 43, 45, 50) leitet.