DE4422834C2 - Verfahren und Vorrichtung zur elektrischen Entladungsbearbeitung unter Benutzung variabler Kapazität und variabler Induktivität - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur elektrischen Entladungsbearbeitung unter Benutzung variabler Kapazität und variabler Induktivität

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DE4422834C2 DE4422834A DE4422834A DE4422834C2 DE 4422834 C2 DE4422834 C2 DE 4422834C2 DE 4422834 A DE4422834 A DE 4422834A DE 4422834 A DE4422834 A DE 4422834A DE 4422834 C2 DE4422834 C2 DE 4422834C2
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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Entladungsverarbeitungs-Vorrichtung zur Zuführung eines Stromes an einen Bearbeitungsspalt, welcher zwischen einer Elektrode und einem Werkstück gebildet wird, sowie ein Verfahren für die Entladungsverarbeitung eines Werkstückes und zum Herstellen von bearbeiteten Oberflächen mit einer guten Qualität.
Im allgemeinen ist es beim Bearbeiten mit Wechselstrom- Hochfrequenz wohlbekannt, daß bei einer mittleren Bearbeitungsspannung von Null (V) ein Abplatzen nicht auftritt aufgrund von Elektrolyse und eine Polarität sich ändert von einer zur anderen bei jeder Halbwellen-Entladung. Dementsprechend wird eine exzellente Bearbeitungscharakteristik geschaffen, welche gewährleistet, daß eine bearbeitete Oberfläche hoher Qualität bei jeder Entladung erhalten werden kann.
Beispielsweise offenbart die japanische offengelegte Patentveröffentlichung Nr. JP 61-260915 A eine Leistungsversorgung für elektrische Entladungsbearbeitungs- Vorrichtung, welche einen Bearbeitungsspalt versorgen kann mit der Wechselstrom-Hochfrequenz von 1,0 bis 5,0 MHz. Die Leistungsversorgung kann die Streukapazität resultierend aus der Summe der Kapazität, die existiert in Zuführungen, und der Kapazität, die gebildet ist in dem Bearbeitungsspalt (zwischen einer Elektrode und einem Werkstück) reduzieren auf einen Wert gleich oder weniger von 1000 pF. Daraus resultierend kann eine exzellente Oberfläche von nicht mehr als 1 µmRmax erhalten werden.
Wenn jedoch der Bearbeitungsspalt, bearbeitete Fläche usw. variieren und/oder ein Entladungszustand sich ändert bei solch einer Leistungsversorgung für eine elektrische Entladungsbearbeitung, ändert sich die Impedanz des Entladungsspalts scharf, um in substantieller Weise die Ausgabe davon zu ändern. Dies schafft insofern ein Problem, als daß bei mancher Bearbeitung eine Instabilität, Unreproduzierbarkeit usw. resultieren kann. In der Zwischenzeit offenbart als eine Einrichtung zum Lösen solch eines Problems die japanische offengelegte Patentveröffentlichung Nr. JP 01-240223 A Beispiel, in dem eine automatische Impedanz-Anpassungsschaltung vorgesehen ist zwischen einer Wechselstrom-Leistungsversorgung und dem Bearbeitungsspalt. Diese Anordnung läßt es zu, daß ein Werkstück bearbeitet wird mit einer automatischen Einstellung einer Impedanz, ansprechend auf Änderungen im Bearbeitungsspalt-Abstand und bearbeiteten Bereich.
Fig. 33 zeigt die Anordnung einer herkömmlichen Schaltung, wobei das Bezugszeichen 1 eine Gleichstrom- Leistungsversorgung anzeigt, 2 einen Widerstand bezeichnet, vorgesehen zum Begrenzen eines Stroms, 3 eine Streukapazität bezeichnet, vorliegend in Zuführungskabeln und der Schaltung, 4 eine Streuinduktivität repräsentiert, vorliegend in den Zuführungskabeln und der weiteren mechanischen Struktur (wie z. B. einem Zuführungsabschnitt), 5 eine Bearbeitungsspalt- Kapazität andeutet, gebildet zwischen einer Elektrode und einem Werkstück, 6 einen Bearbeitungsspalt bezeichnet, gebildet durch die Elektrode und das Werkstück, 7 eine Schaltvorrichtung bezeichnet, 8 eine Ansteuerschaltung darstellt, welche die Schaltvorrichtung 7 antreibt, 9 einen Koppelkondensator bezeichnet, vorgesehen in Reihe zwischen der Schaltvorrichtung 7 in der Schaltung und dem Bearbeitungsspalt 6, 10 eine Koppelspule bezeichnet, vorgesehen in ähnlicher Weise in Reihe zwischen der Schaltvorrichtung 7 und dem Bearbeitungsspalt 6, 11 eine Wechselstrom-Hochfrequenz-Bearbeitungs-Leistungsversorgung darstellt mit einigen der vorher erwähnten Komponenten und 12 eine Impedanz-Anpassungsschaltung darstellt.
Fig. 34 zeigt die interne Schaltungsanordnung der herkömmlichen automatischen Impedanz-Anpassungsschaltung 12, wobei 13 einen Koppelkondensator anzeigt, 14 eine Spule anzeigt, 15 einen variablen Kondensator mit einer selektierbaren Kapazität darstellt, 16 einen Aktuator darstellt, z. B. einen Motor, zum Ändern der Kapazität des variablen Kondensators 15, und 17 eine Antriebs- Steuerschaltung bezeichnet, welche einen Steuerantrieb des Aktuators 16 bildet.
Im Betrieb wird die Schaltvorrichtung 7 angetrieben zum Durchführen eines Ein-Aus-Betriebs, um dadurch eine Wechselstrom-Hochfrequenz-Spannung als die Ausgabe der Wechselstrom-Hochfrequenz-Bearbeitungs-Leistungsversorgung 11. Die Ausgabespannung wird zugeführt als eine Bearbeitungsspannung an den Bearbeitungsspalt 6 durch die automatische Impedanz-Anpassungsschaltung 12 über die Zuführungskabel zum Bearbeiten eines Werkstücks. Im allgemeinen existieren eine laufende Welle und eine reflektierte Welle (eine entgegengesetzt gerichtete Welle, reflektiert an einem Ausgabeende), wenn es eine Übertragung bei hoher Frequenz gibt. Wenn jedoch die Anpassung vollständig gemacht ist, liegt nur die laufende Welle vor zum Schaffen der maximalen Ausgabe. Es muß nämlich das Verhältnis der reflektierten Welle zur laufenden Welle minimalisiert sein, um eine maximale Ausgabe zu schaffen.
Ein Hochfrequenz-Signal, eingegeben in die automatische Impedanz-Anpassungsschaltung 12, wird impedanz-angepaßt durch die T-förmige Anpassungsschaltung, bestehend aus dem Koppelkondensator 13, der Spule 14 und dem variablen Kondensator 15, und wird zugeführt an den Bearbeitungsspalt 5, wobei die Steuerschaltung 17 veranlaßt, daß die Kapazität des variablen Kondensators 15 geändert wird durch den Aktuator 15 gemäß einem Bearbeitungszustand.
Gemäß dem in Fig. 33 und 34 gezeigten Stand der Technik wird, falls die Impedanz des Bearbeitungsspalts sich ändert aufgrund von Änderungen in der Größe des Bearbeitungsspalts, der bearbeiteten Fläche, des Bearbeitungszustandes usw., die Anpassung eingestellt, um eine stabile, exzellente Oberflächenbearbeitung zu erzielen.
Es sollte bemerkt werden, daß das Werkstück isoliert sein muß zur Bearbeitung, wie gezeigt in Fig. 35, um eine bearbeitete Oberfläche von etwa 1 µmRmax nach dem Stand der Technik zu erzeugen. Bei dieser Zeichnung bezeichnet 11 eine Wechselstrom-Hochfrequenz-Bearbeitungs-Leistungsversorgung, 12 bezeichnet eine Impedanz-Anpassungsschaltung, und 18 bezeichnet Zuführungskabel für Wechselstrom-Hochfrequenz, welche Niedrig-Kapazität-Kabel mit der Kapazität von etwa 100 pF pro Meter sind. 19 stellt Zuführungskabel dar zur Hochgeschwindigkeits-Bearbeitung, welche reduziert sind in der Induktivität zum Zuführen einer Hochspitzen- Stromwellenform, aber deren Kapazität viel größer ist als die der Zuführungskabel 18. 20 bezeichnet eine Hochgeschwindigkeits-Bearbeitungs-Leistungsversorgung, 30 stellt ein Werkstück dar, 31 bezeichnet eine Drahtelektrode, 32 bezeichnet eine Klemmaufspannvorrichtung, 33 bezeichnet eine Oberflächenplatte, 34 bezeichnet Zuführungen, 23 bezeichnet eine Isolationsaufspannvorrichtung zum Isolieren des Werkstücks 30 von der Oberflächenplatte 33, und 24 bezeichnet einen Schalter, welcher das Werkstück 30 auf der Isolationsaufspannvorrichtung 23 von und zur Oberflächenplatte 33 entkoppelt und verbindet.
Der Schalter 24 ist geschlossen beim Rohbearbeiten zum Verbinden des Werkstücks 30 zur Oberflächenplatte 33, wodurch der Hochspitzenstrom zugeführt wird von der Hochgeschwindigkeits-Bearbeitungs-Leistungsversorgung 20 zum Bearbeiten des Werkstücks 30. Die Zuführungskabel 19, welche den Hochspitzenstrom zuführen, sind niedrig in der Induktivität, sind aber im allgemeinen hoch in der Kapazität. Bei einem gemeinhin benutzten Frequenzband von etwa 2 MHz fließt der Strom in die Kapazität der Zuführungskabel 19, um dadurch zu einer Schwierigkeit beim Impedanzanpassen zu führen. Ebenfalls wird die elektrostatische Energie, die akkumuliert ist in den Zuführungskabeln 19, zur Zeit einer Entladung entladen an den Bearbeitungsspalt und resultiert in einem Anstieg in der Energie einer Entladungs- Stromwellenform, um dadurch die Rauhigkeit der bearbeiteten Oberfläche zu verschlechtern. Aus diesem Grund wird, wenn das Werkstück 30 endbearbeitet wird bei der Wechselstrom- Hochfrequenz, der Schalter 24 geöffnet zum Veranlassen, daß das Werkstück 30 isoliert ist von der Oberflächenplatte 33 durch die Isolationsaufspannvorrichtung 23. In diesem Zustand sind die Hochspitzenstrom zuführenden Zuführungskabel 19 von der Schaltung separiert. Dies wird das Impedanzanpassen am Bearbeitungsspalt erleichtern. Weiterhin ist die elektrostatische Energie, die akkumuliert ist in den Niedrig- Kapazitäts-Zuführungskabeln 18, klein genug, um die Wellenform einer kleinen Stromenergie vorzusehen. Daraus resultierend hat die endbearbeitete Oberfläche eine gute Qualität.
Zur Endbearbeitung eines Werkstücks auf eine Oberfläche guter Qualität bei einer Wechselstrom-Hochfrequenz bei der herkömmlichen elektrischen Entladungsbearbeitung, welche wie oben beschrieben ausgelegt ist, wurde die Isolationsaufspannvorrichtung 23 oder dergleichen benutzt zum Isolieren des Werkstücks 30 von der Bearbeitungs- Oberflächenplatte 33, und der Schalter 24 war erforderlich zum Entkoppeln und Verbinden des Werkstücks 30 auf der Isolationsaufspannvorrichtung 23 von oder mit der Oberflächenplatte 33, was Probleme der Bearbeitungsgenauigkeit, Operabilität und Kosten verursachte.
Ebenfalls wenn die Isolationsaufspannvorrichtung 23 benutzt wird für Wechselstrom-Hochfrequenz-Bearbeiten eines Werkstücks, das in dielektrischer Flüssigkeit versenkt ist, ist eine Kapazität gebildet zwischen dem Werkstück 30 und der Oberflächenplatte 33 über die dielektrische Flüssigkeit und agiert zum Verschlechtern der Bearbeitungsqualität.
Ebenfalls wird bei einer elektrischen Einsenk- Entladungsbearbeitung, welche eine Elektrode mit einer großen Fläche benutzt, falls die Isolationsaufspannvorrichtung 23 benutzt wird zum Isolieren des Werkstücks 30 von der Bearbeitungs-Oberflächenplatte 33, die große, zwischen der Elektrode und dem Werkstück verursachte Kapazität verursachen, daß sich eine Rauhigkeit einer bearbeiteten Oberfläche verschlechtert, wodurch eine bearbeitete Oberfläche guter Qualität nicht geschaffen werden kann.
Da ebenfalls der variable Kondensator 15 variiert wurde durch den Aktuator 16 zum Schaffen einer Anpassung in der Impedanz- Anpassungsschaltung 12 der herkömmlichen elektrischen Entladungsbearbeitung, war die Vorrichtung kompliziert, die Anpassung der Schaltung war schwierig, und die Kosten waren hoch.
Insbesondere wenn ein bearbeiteter Bereich stark variiert oder eine Leistungsversorgungs-Frequenz sich ändert bei der elektrischen Entladungsbearbeitung, ist es notwendig, zwischen einer Vielzahl von Induktivitäten der Impedanz- Anpassungsschaltung 12 zu schalten. Da dieses Schalten ebenfalls entworfen war, komplementär zu dem des variablen Kondensators 15 zu sein, war die Maschine kompliziert, das Anpassen der Schaltung war schwierig, und die Kosten waren hoch.
Aus DE 42 40 726 A1 ist eine Funkenerodiermaschine bekannt, bei welcher ein Werkstück selektiv mit einer Bearbeitungs- Stromquelle oder einer Fertigbearbeitungs-Stromquelle verbunden werden kann. Zu diesem Zweck ist ein Isolierteil und ein Schalter an der Halterung für das Werkstück angebracht, ähnlich wie bei Fig. 35. Dementsprechend hat die in DE 42 40 726 A1 offenbarte Vorrichtung auch die im Zusammenhang mit Fig. 35 erwähnten Nachteile.
Aus DE 40 11 752 A1 ist eine Energieversorgung für eine Vorrichtung zur elektrischen Entladungsbearbeitung bekannt. Zwischen der Versorgungsquelle und dem Bearbeitungsspalt ist eine Impedanzanpassungsschaltung vorgesehen. Die Impedanzanpassungsschaltung bewirkt, daß eine elektrische Entladung unter einer Bedingung ausgeführt wird, daß Resonanz mit der Kapazität einer Zwischenelektrodenlücke zwischen einer Elektrode und einem zu bearbeiten Werkstück bewirkt wird, oder die Impedanzanpassung auf die Veränderung der Zwischenelektrodenbedingung hin bewirkt wird. Hierzu ist eine Wechselspannungs-Hochfrequenzquelle über eine Auto-Impedanz- Einstellung mit dem Bearbeitungsspalt verbunden.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur elektrischen Entladungsbearbeitung zu schaffen, mit welchen der Einfluß von Kapazitäten, gebildet in Hochgeschwindigkeits-Bearbeitungs-Zuführungskabeln und gebildet zwischen einer Elektrode und einem Werkstück an einem Bearbeitungsspalt, unterdrückt werden kann, bearbeitete Oberflächen guter Qualität geschaffen werden können und die Kosten gesenkt werden können.
Gelöst wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Verfahren, welches die in Anspruch 25 beschriebenen Schritte umfaßt. Vorteilhafte Weiterbildungen finden sich in den Unteransprüchen.
Die vorliegende Erfindung stellt vorteilhaft eine niedrige, kompakte Vorrichtung variabler Kapazität hoher Genauigkeit zur Verfügung, welche eine Niedrigpegel-Kapazität leicht bilden kann und eine hohe Genauigkeit hat.
Darüber hinaus stellt die vorliegende Erfindung eine billige, kompakte Vorrichtung variabler Induktivität hoher Genauigkeit zur Verfügung, welche eine Niedrigpegel- Induktivität leicht entwerfen und bilden kann und eine hohe Genauigkeit hat.
Bei einem Verfahren zur elektrischen Entladungsbearbeitung nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung wird ein Hochspitzenstrom zugeführt zu einem Bearbeitungsspalt, gebildet zwischen einer Elektrode und einem Werkstück, durch Hochgeschwindigkeits-Bearbeitungs-Zuführungskabel zum Bearbeiten des Werkstückes bei hoher Geschwindigkeit, und ein Wechselstrom-Hochfrequenz-Strom wird zugeführt an den Bearbeitungsspalt durch Wechselstrom-Hochfrequenz- Bearbeitungs-Zuführungskabel zur Endbearbeitung des Werkstücks. Eine Impedanzanpassung wird durchgeführt am Bearbeitungsspalt zum Unterdrücken des Einflusses der Kapazität der Hochgeschwindigkeits-Bearbeitungs- Zuführungskabel, die verbunden sind mit dem Bearbeitungsspalt, zum Erzielen einer Endbearbeitung hoher Qualität.
Ebenfalls sind bei einer elektrischen Entladungsbearbeitungs- Vorrichtung nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung Hochgeschwindigkeits-Bearbeitungs-Zuführungskabel elektrisch verbunden mit der Elektrode und dem Werkstück an einem Ende, Wechselstrom-Hochfrequenz-Bearbeitungs-Zuführungskabel elektrisch verbunden mit der Elektrode und dem Werkstück an einem Ende, eine Hochgeschwindigkeits-Bearbeitungs- Leistungsversorgung, welche den Bearbeitungsspalt mit dem Hochspitzenstrom durch die Hochgeschwindigkeits-Bearbeitungs- Zuführungskabel bei einer Hochgeschwindigkeits-Bearbeitung versorgt, eine Wechselstrom-Hochfrequenz-Bearbeitungs- Leistungsversorgung, welche den Bearbeitungsspalt mit dem Wechselstrom-Hochfrequenzstrom durch die Wechselstrom- Hochfrequenz-Bearbeitungs-Zuführungskabel bei einer Endbearbeitung versorgt, und eine Impedanz- Anpassungsschaltung vorgesehen, welche eine Impedanzanpassung am Bearbeitungsspalt durchführt zum Unterdrücken des Einflusses der Kapazität der Hochgeschwindigkeits- Bearbeitungs-Zuführungskabel, die elektrische verbunden sind mit der Elektrode und dem Werkstück bei einer Endbearbeitung.
Ebenfalls umfaßt eine elektrische Entladungsbearbeitungs- Vorrichtung nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung Hochgeschwindigkeits-Bearbeitungs-Zuführungskabel, elektrisch verbunden mit der Elektrode und dem Werkstück an einem Ende, Wechselstrom-Hochfrequenz-Bearbeitungs-Zuführungskabel, elektrisch verbunden mit der Elektrode und dem Werkstück an einem Ende, eine Hochgeschwindigkeits-Bearbeitungs- Leistungsversorgung, welche den Bearbeitungsspalt versorgt mit dem Hochspitzenstrom durch die Hochgeschwindigkeits- Bearbeitungs-Zuführungskabel bei einer Hochgeschwindigkeits- Bearbeitung, eine etwa 7 bis 30 MHz-Wechselstrom- Hochfrequenz-Bearbeitungs-Leistungsversorgung, welche den Bearbeitungsspalt versorgt mit dem Wechselstrom-Hochfrequenz- Strom durch die Wechselstrom-Hochfrequenz-Bearbeitungs- Zuführungskabel bei einer Endbearbeitung, und eine Impedanz- Anpassungsschaltung, welche eine Impedanzanpassung durchführt am Bearbeitungsspalt zum Unterdrücken des Einflusses der Kapazität der Hochgeschwindigkeits-Bearbeitungs- Zuführungskabel, die elektrisch verbunden sind mit der Elektrode und dem Werkstück bei einer Endbearbeitung.
Ebenfalls ist eine elektrische Entladungsbearbeitungs- Vorrichtung nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung vorgesehen, welche ein Werkstück bearbeitet mit der Anwendung einer Gleichstrom-Impulsspannung an einen Bearbeitungsspalt, gebildet zwischen einer Elektrode und dem Werkstück, einer Impedanz-Anpassungsschaltung, welche eine Impedanzanpassung durchführt an dem Bearbeitungsspalt, so daß ein Kondensator- Entladungsstrom nicht veranlaßt wird durch eine Bearbeitungsspalt-Kapazität, früher als ein Gleichstrom- Rechteckwellen-Strom zu fließen, nachdem ein Auftreten einer Entladung vorgesehen ist zwischen einer Gleichstrom-Impuls- Leistungsversorgung und dem Bearbeitungsspalt.
Ebenfalls ist nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung eine elektrische Entladungsbearbeitungs-Vorrichtung vorgesehen, welche ein Werkstück bearbeitet mit der Anwendung einer bipolaren Impulsspannung auf einen Bearbeitungsspalt, gebildet zwischen einer Elektrode und dem Werkstück, mit einer Impedanz-Anpassungsschaltung, welche eine Impedanzanpassung durchführt an dem Bearbeitungsspalt, so daß ein Kondensator-Entladungsstrom nicht veranlaßt wird, durch eine Entladungsspalt-Kapazität vor einem Gleichstrom- Rechteckwellen-Strom nach einem Auftreten einer Entladung bei einer Polarität zu fließen, und zwar zwischen einer Bipolarimpuls-Leistungsversorgung und dem Bearbeitungsspalt.
Ebenfalls wird nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung eine elektrische Entladungsbearbeitungs-Vorrichtung geschaffen, welche ein Werkstück bearbeitet mit dem Anlegen einer bipolaren Impulsspannung an einen Bearbeitungsspalt, der gebildet ist zwischen einer Elektrode und dem Werkstück, mit einer Impedanz-Anpassungsschaltung, welche einen Entladungs-Lichtbogen abschaltet nach einem Kondensator- Entladungsstrom, verursacht durch eine Entladungsspalt- Kapazität, früher zu fließen als ein Gleichstrom- Rechteckwellen-Strom nach dem Auftreten einer Entladung bei Polarität, zum Durchführen einer Impedanzanpassung am Bearbeitungsspalt, so daß der Rechteckwellen-Strom nicht 10a verharrt, und zwar zwischen einer Bipolarimpuls- Leistungsversorgung und einem Bearbeitungsspalt.
Ebenfalls sind bei einer elektrischen Entladungsbearbeitungs- Vorrichtung nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung Impedanz-Anpassungsschaltungen vorgesehen für beide Polaritäten in voneinander unabhängiger Art und Weise.
Ebenfalls wird nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung eine elektrische Entladungsbearbeitungs-Vorrichtung geschaffen, welche ein Werkstück verarbeitet mit dem Anlegen einer Wechselstrom-Hochfrequenz-Spannung an einen Bearbeitungsspalt, gebildet zwischen einer Elektrode und dem Werkstück, und beinhaltet eine Impedanz-Anpassungsschaltung zwischen einer Leistungsquelle zum Zuführen der Spannung und dem Bearbeitungsspalt, wobei die Impedanz-Anpassungsschaltung eine Vielzahl von Kondensatoren, zumindest eine Spule und eine Schalteinrichtung beinhaltet, welche zwischen der Vielzahl von Kondensatoren zum Durchführen einer Impedanzanpassung umschaltet.
Ebenfalls wird gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung eine elektrische Entladungsbearbeitungs-Vorrichtung geschaffen, welche ein Werkstück bearbeitet mit dem Anlegen einer Spannung an einen Bearbeitungsspalt, gebildet zwischen einer Elektrode und dem Werkstück, und welche eine Impedanz- Anpassungsschaltung beinhaltet zwischen einer Leistungsversorgung zum Zuführen der Spannung an den Bearbeitungsspalt, wobei die Impedanz-Anpassungsschaltung eine Vielzahl von Kondensatoren umfaßt, gebildet durch Muster einer gedruckten Schaltungsplatte, zumindest eine Spule und eine Schalteinrichtung, welche zwischen der Vielzahl von Kondensatoren zum Durchführen einer Impedanzanpassung umschaltet.
Ebenfalls wird gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung eine elektrische Entladungsbearbeitungs-Vorrichtung geschaffen, welche ein Werkstück bearbeitet mit dem Anlegen einer Spannung an einen Bearbeitungsspalt, gebildet zwischen einer Elektrode und dem Werkstück, und welche eine Impedanz- Anpassungsschaltung beinhaltet zwischen einer Leistungsversorgung zum Zuführen der Spannung und dem Bearbeitungsspalt, wobei die Impedanz-Anpassungsschaltung eine Vielzahl von Kondensatoren umfaßt, gebildet durch eine Vielzahl von Kabeln, zumindest eine Spule und eine Schalteinrichtung, welche zwischen der Vielzahl von Kondensatoren zum Durchführen einer Impedanzanpassung umschaltet.
Ebenfalls hat bei der elektrischen Entladungsbearbeitungs- Vorrichtung nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung die Vielzahl von Kapazitäten in der Impedanz- Anpassungsschaltung geometrische Reihenwerte, von denen ein Koeffizient etwa 2 ist.
Ebenfalls sind bei der elektrischen Entladungsbearbeitungs- Vorrichtung nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung die Einstellwerte der Vielzahl von Kapazitäten in der Impedanz-Anpassungsschaltung erhöht proportional zu einer Kompensation des Einflusses der Kapazität der Schalteinrichtung, welche zwischen der Vielzahl von Kondensatoren in der Impedanz-Anpassungsschaltung umschaltet.
Ebenfalls wird nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung eine elektrische Entladungsbearbeitungs-Vorrichtung geschaffen, welche ein Werkstück bearbeitet mit dem Anlegen einer Gleichstrom-Impulsspannung oder Bipolar-Impulsspannung an einen Bearbeitungsspalt, gebildet zwischen einer Elektrode und dem Werkstück, welche eine Impedanz-Anpassungsschaltung umfaßt, vorgesehen zwischen einer Leistungsversorgung, welche die Gleichstrom-Impulsspannung oder die Bipolar- Impulsspannung zur Verfügung stellt, un dem Bearbeitungsspalt, wobei eine Schaltvorrichtung eingesetzt ist in Reihe mit der Impedanz-Anpassungsschaltung zum Verbinden und Entkoppeln der Impedanz-Anpassungsschaltung in vollständiger Weise, und wobei eine Bypass-Schaltung parallel verbunden ist mit einer Reihenschaltung, bestehend aus der Impedanz-Anpassungsschaltung und der Schaltvorrichtung.
Ebenfalls wird nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung eine elektrische Entladungsbearbeitungs-Vorrichtung geschaffen, welche ein Werkstück bearbeitet mit dem Anlegen einer Gleichstrom-Impulsspannung oder einer Bipolar- Impulsspannung an einen Bearbeitungsspalt, gebildet zwischen einer Elektrode und dem Werkstück, welche eine Impedanz- Anpassungsschaltung umfaßt, vorgesehen zwischen einer Leistungsversorgung, welche die Gleichstrom-Impulsspannung oder Bipolar-Impulsspannung zuführt, und dem Bearbeitungsspalt, wobei eine Bypass-Schaltung parallel mit der Impedanz-Anpassungsschaltung verbunden ist, und wobei eine Schaltvorrichtung eingesetzt ist in Reihe mit der Bypass-Schaltung zum Verbinden und Entkoppeln der Bypass- Schaltung in vollständiger Art und Weise.
Ebenfalls wird nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung eine elektrische Entladungsbearbeitungs-Vorrichtung geschaffen, welche ein Werkstück verarbeitet mit dem Anlegen einer Gleichstrom-Impulsspannung an einen Bearbeitungsspalt, gebildet zwischen einer Elektrode und dem Werkstück, wobei eine Reihenschaltung eines Widerstandes und einer Induktivität parallel eingesetzt ist zum Bearbeitungsspalt.
Ebenfalls ist nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung eine elektrische Entladungsbearbeitungs-Vorrichtung vorgesehen, welche ein Werkstück bearbeitet mit dem Anlegen einer Gleichstrom-Impulsspannung an einen Bearbeitungsspalt, gebildet zwischen einer Elektrode und dem Werkstück, wobei eine Reihenschaltung eines Widerstandes und einer Induktivität eingesetzt ist parallel zum Bearbeitungsspalt, und wobei eine Ansteuereinrichtung zum Hochfrequenz-Schalten einer Schaltvorrichtung zum Zuführen des Gleichstrom-Impulses vorgesehen ist zum Wiederholen einer Ein-Aus-Operation bei einer hohen Frequenz für eine vorgegebene Zeitspanne und darauffolgend zum Schaffen einer vorgegebenen Zeitspanne einer Stoppzeit für eine Bearbeitung.
Ebenfalls wird gemäß einer Ausführung der Erfindung eine elektrische Entladungsbearbeitungs-Vorrichtung geschaffen, welche ein Werkstück bearbeitet mit dem Anlegen einer Gleichstrom-Impulsspannung an einen Bearbeitungsspalt, gebildet zwischen einer Elektrode und dem Werkstück, wobei eine Reihenschaltung, bestehend aus einem Widerstand, einer Induktivität und einer Schaltvorrichtung, eingesetzt ist parallel zum Bearbeitungsspalt, und wobei die Schaltvorrichtung eingeschaltet wird nach einer Entladung.
Ebenfalls wird nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung eine elektrische Entladungsbearbeitungs-Vorrichtung geschaffen, welche ein Werkstück bearbeitet mit dem Anlegen einer Spannung an einen Bearbeitungsspalt, gebildet zwischen einer Elektrode und dem Werkstück, und welche eine Impedanz- Anpassungsschaltung beinhaltet zwischen einer Leistungsversorgung, welche die Spannung zuführt, und dem Bearbeitungsspalt, wobei die Impedanz-Anpassungsschaltung eine Vielzahl von Induktivitäten, gebildet durch Muster auf einer gedruckten Schaltungsplatte, umfaßt, und eine Schalteinrichtung, welche zwischen der Vielzahl von Induktivitäten umschaltet.
Ebenfalls wird nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung eine elektrische Entladungsbearbeitungs-Vorrichtung geschaffen, welche ein Werkstück bearbeitet mit dem Anlegen einer Spannung an einen Bearbeitungsspalt, gebildet zwischen einer Elektrode und dem Werkstück, und welche eine Impedanz- Anpassungsschaltung beinhaltet zwischen einer Leistungsversorgung, welche die Spannung zuführt, und dem Bearbeitungsspalt, wobei die Impedanz-Anpassungsschaltung eine Vielzahl von Induktivitäten umfaßt, gebildet durch eine Vielzahl von Kabeln, und eine Schalteinrichtung, welche umschaltet zwischen der Vielzahl von Induktivitäten.
Ebenfalls werden bei der elektrischen Entladungsbearbeitungs- Vorrichtung gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung die Einstellwerte der Vielzahl von Induktivitäten in der Impedanz-Anpassungsschaltung erniedrigt proportional zur Kompensation, die gemacht wird für den Einfluß der Induktivität der Schalteinrichtung, welche umschaltet zwischen der Vielzahl von Induktivitäten in der Impedanz- Anpassungsschaltung.
Ebenfalls umfaßt eine Vorrichtung mit variabler Kapazität nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung eine Vielzahl von Kapazitäten, gebildet auf einer gedruckten Schaltungsplatte, und eine Schalteinrichtung, welche umschaltet zwischen der Vielzahl von Kapazitäten.
Ebenfalls ist nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung mit variabler Kapazität vorgesehen, welche eine Kapazität ändert durch Schalten zwischen einer Vielzahl von Kapazitäten, eine Vielzahl von Kapazitäten umfaßt, die gebildet sind durch eine Vielzahl von Kabeln, und eine Schalteinrichtung, welche umschaltet zwischen der Vielzahl von Kapazitäten.
Ebenfalls werden nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung bei der Vorrichtung mit variabler Kapazität die Einstellwerte der Vielzahl von Kapazitäten erhöht proportional zu einer Kompensation, die gemacht wird für den Einfluß der Kapazität der Schaltungseinrichtung, welche umschaltet zwischen der Vielzahl von Kapazitäten.
Ebenfalls wird nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung mit variabler Induktivität geschaffen, welche eine Induktivität durch Schalten zwischen einer Vielzahl von Induktivitäten ändert, eine Vielzahl von Induktivitäten, gebildet durch Muster auf einer gedruckten Schaltungsplatte, umfaßt, und eine Schalteinrichtung, welche umschaltet zwischen der Vielzahl von Induktivitäten.
Ebenfalls wird nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung mit variabler Induktivität geschaffen, welche eine Induktivität ändert durch Schalten zwischen einer Vielzahl von Induktivitäten, welche eine Vielzahl von Induktivitäten umfaßt, die gebildet sind durch eine Vielzahl von Kabeln, und eine Schalteinrichtung, welche umschaltet zwischen der Vielzahl von Induktivitäten.
Weiterhin sind bei der Vorrichtung mit variabler Induktivität nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung die Setzwerte der Vielzahl von Induktivitäten erniedrigt proportional zu einer Kompensation, die gemacht wird für den Einfluß der Induktivität der Schalteinrichtung, welche umschaltet zwischen der Vielzahl von Induktivitäten.
Die Figuren zeigen im einzelnen:
Fig. 1 eine Schaltungsanordnung einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 eine aktuelle Schaltungsanordnung bei der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3(a) und 3(b) die Bearbeitungscharakteristika bei der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4(a) und 4(b) Beispiele von Zuführungs-Verbindungsbereichen bei der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5 ein alternatives Beispiel eines Zuführungs- Verbindungsbereichs bei der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 6 ein weiteres alternatives Beispiel eines Zuführungs-Verbindungsbereichs bei der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 7 eine Impedanz-Steuerschaltung für eine Impedanz- Anpassungsschaltung, verwendet bei einer elektrischen Drahtschnitt-Entladungsbearbeitungs- Vorrichtung in Übereinstimmung mit einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 8 eine Impedanz-Steuerschaltung für eine Impedanz- Anpassungsschaltung, verwendet bei einer elektrischen Einsenk-Entladungsbearbeitungs- Vorrichtung in Übereinstimmung mit der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 9 ein Beispiel einer Impedanz-Anpassungsschaltung bei der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 10(a) und 10(b) den Betrieb der Impedanz-Anpassungsschaltung bei der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 11(a) bis 11(c) ein Anordnungsbeispiel einer Impedanz- Anpassungsschaltung bei einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 12 ein Beispiel für eine alternative Anordnung der Impedanz-Anpassungsschaltung bei der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 13 ein weiteres alternatives Anordnungsbeispiel der Impedanz-Anpassungsschaltung bei der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 14 ein Anordnungsbeispiel einer Impedanz- Anpassungsschaltung bei einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 15 eine Schaltungsanordnung bei einer fünften und sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 16 (a) bis 16(c) Stromwellenformen bei der fünften und sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 17 ein Beispiel einer Impedanz-Anpassungsschaltung bei der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 18 ein alternatives Beispiel der Impedanz- Anpassungsschaltung bei der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 19 ein Beispiel einer Impedanz-Anpassungsschaltung bei der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 20 eine Schaltungsanordnung für die siebente und achte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 21(a) bis 21(c) Stromwellenformen bei der siebenten und achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 22 eine alternative Schaltungsanordnung bei der siebenten und achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 23 eine Schaltungsanordnung bei der neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 24 eine Schaltungsanordnung bei der zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 25 eine Schaltungsanordnung bei der elften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 26 eine Schaltungsanordnung bei der zwölften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 27 eine Schaltungsanordnung bei der dreizehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 28 eine Schaltungsanordnung bei der vierzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 29 eine Schaltungsanordnung bei der fünfzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 30 ein Anordnungsbeispiel einer Vorrichtung mit variabler Induktivität bei einer sechzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 31 ein Schaltungsbeispiel der Vorrichtung mit variabler Induktivität bei einer sechzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 32 ein Anordnungsbeispiel einer Vorrichtung mit variabler Induktivität bei einer siebzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 33 die Schaltungsanordnung einer herkömmlichen elektrischen Entladungsbearbeitungs-Vorrichtung;
Fig. 34 die Anordnung einer Impedanz-Anpassungsschaltung bei der herkömmlichen elektrischen Entladungsbearbeitungs-Vorrichtung;
Fig. 35 die Anordnung der herkömmlichen elektrischen Entladungsbearbeitungs-Vorrichtung.
Die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird jetzt beschrieben werden in Übereinstimmung mit Fig. 1 bis 6. Fig. 1 und 2 sind Anordnungsdiagramme betreffend die vorliegende Ausführungsform, wobei das Bezugszeichen 11a eine Wechselstrom-Hochfrequenz-Bearbeitungs-Leistungsversorgung anzeigt, welche eine 7 MHz bis 30 MHz Hochfrequenz-Ausgabe zur Verfügung stellt, 12a stellt eine Impedanz- Anpassungsschaltung dar, und 18 bezeichnet Wechselstrom- Hochfrequenz-Bearbeitungs-Zuführungskabel, direkt verbunden mit einem Bearbeitungsspalt. 3 bezeichnet eine Streukapazität, welche in den Wechselstrom-Hochfrequenz- Bearbeitungs-Zuführungskabeln 18 existiert, welche normalerweise etwa 300 pF beträgt. 4 bezeichnet eine Streuinduktivität, welche in den Wechselstrom-Hochfrequenz- Bearbeitungs-Zuführungskabeln 18 existiert, welche normalerweise etwa 1 µH beträgt. 18b stellt eine Bearbeitungsspalt-Verbindung der Zuführungskabel 18 dar, 3b bezeichnet eine Streukapazität in dem Anschlußabschnitt der Zuführungskabel 18, und 4b bezeichnet eine Streuinduktivität in dem Anschlußabschnitt der Zuführungskabel 18.
5 bezeichnet eine Bearbeitungsspalt-Kapazität, gebildet zwischen einer Elektrode und einem Werkstück, 6 bezeichnet einen Bearbeitungsspalt, gebildet durch die Elektrode und das Werkstück, 20 repräsentiert eine Hochgeschwindigkeits- Bearbeitungs-Leistungsversorgung, und 19 bezeichnet Hochgeschwindigkeits-Bearbeitungs-Zuführungskabel, direkt verbunden mit dem Bearbeitungsspalt 6 wie die Wechselstrom- Hochfrequenz-Bearbeitungs-Zuführungskabel 18. 21 repräsentiert eine Streukapazität, die vorliegt in dem Hochgeschwindigkeits-Bearbeitungs-Zuführungskabel 19 und der Schaltung, welche gewöhnlicherweise etwa 10000 pF beträgt. 22 bezeichnet eine Streukapazität, die existiert in den Hochgeschwindigkeits-Bearbeitungs-Zuführungskabeln 19 und in anderen mechanischen Strukturen der Vorrichtung (z. B. Zuführungsabschnitt), welche gewöhnlicherweise etwa 0,2 µH beträgt. 19b bezeichnet eine Bearbeitungsspalt-Verbindung der Zuführungskabel 19, 21b bezeichnet eine Streukapazität in dem Anschlußabschnitt der Zuführungskabel 19, und 22b bezeichnet eine Streuinduktivität in dem Anschlußabschnitt der Zuführungskabel 19.
Fig. 2 ist ein aktuelles Schaltungsdiagramm von Fig. 1, wobei 20 eine Ausgabeimpedanz anzeigt von der Wechselstrom- Hochfrequenz-Leistungsversorgung 11a, Z1 eine charakteristische Impedanz der Zuführungskabel 18 bezeichnet, Z1' eine Impedanz des Anschlußabschnitts (Bearbeitungs- Verbindungsabschnitt) der Zuführungskabel 18 darstellt, Z3 eine Ausgabeimpedanz der Hochgeschwindigkeits-Bearbeitungs- Leistungsversorgung 20 darstellt, Z2 eine charakteristische Impedanz der Zuführungskabel 19 anzeigt, Z2' eine Impedanz des Anschlußabschnitts (Bearbeitungs-Verbindungsabschnitt) der Zuführungskabel 19 darstellt, und Zg eine Ausgabeimpedanz des Bearbeitungsspalts 6 darstellt. Es sollte verstanden werden, daß Z2' normalerweise groß unter den obigen Impedanzen ist.
Wenn eine Impedanzanpassung durchgeführt wird zum Erzielen von Z0 = Z1 + Zg, resultiert der folgende Zustand
Z0 = Z1 + Zg < Z2' (Z1' < Z1, Z2' < Zg)
Beim Betrieb wie bei dem herkömmlichen Beispiel wird eine Wechselstrom-Hochfrequenz-Spannung erzeugt als die Ausgabe der Wechselstrom-Hochfrequenz-Bearbeitungs- Leistungsversorgung 11a. Die hierbei benutzte Frequenz ist 7 MHz bis 30 MHz, im Gegensatz zu der von annähernd 1,0 bis 5,0 MHz, verwendet beim herkömmlichen Beispiel. Die Ausgabespannung wird so geführt als eine Bearbeitungsspannung an den Bearbeitungsspalt 6 über die Impedanz- Anpassungsschaltung 12a über die Zuführungskabel zum Bearbeiten des Werkstückes. Ein Hochfrequenzsignal, das eintritt in die Impedanz-Anpassungsschaltung 12a bewirkt, daß der Bearbeitungsspalt 6 in einem Entladungszustand angepaßt wird durch beispielsweise eine T-förmige Anpassungsschaltung, bestehend aus dem Koppelkondensator 13, der Spule 14 und Kondensatoren 40a bis 40d, gezeigt in Fig. 9 zum Bearbeiten des Werkstückes. Wenn 7 MHz bis 30 MHz angewendet werden als die Frequenz des Wechselstroms, der bei der Bearbeitung benutzt wird, unter der Annahme, daß die Werte der Kondensatoren 13, 15 50 bis 100 pF sind und daß der Wert der Spule 14 1 bis 3 µH oder so ist, kann eine Impedanzanpassung durchgeführt werden zum Ermöglichen der Bearbeitung, falls die Hochgeschwindigkeits-Bearbeitungs-Zuführungskabel 19 mit einer großen Kapazität verbunden sind mit dem Bearbeitungsspalt, was eine stabile Bearbeitung gewährleistet.
Ebenfalls wird, da eine 7 MHz bis 30 MHz Frequenz benutzt wird für den Wechselstrom, um eine Impedanzanpassung durchzuführen und um eine Fehlanpassungs-Verbindung zu vermeiden aufgrund der Impedanz Z2' des Hochgeschwindigkeits- Bearbeitungs-Zuführungskabel-Anschlußabschnitts 19b, der so groß wie oben beschrieben ist, eine Reflektion stattfinden in diesem Abschnitt, und der Strom fließt nicht zur Kapazität 21 der Zuführungskabel 19, wodurch der Einfluß der Kapazität 21 eliminiert oder unterdrückt werden kann. Daraus resultierend kann eine Spiegeloberfläche von nicht mehr als 0,5 µmRmax geschaffen werden. Entsprechend Experimenten wird eine endbearbeitete Oberfläche von 0,2 µmRmax erhalten bei der Bearbeitung eines Karbidmaterials mit 20 mm Plattendicke.
Fig. 3(a) und (b) zeigen Bearbeitungscharakteristika, welche für die vorliegende Erfindung relevant sind. Diese Zeichnungen zeigen klar, daß bei dem herkömmlichen Beispiel, bei dem eine Isolation benutzt wird zum Abschneiden der Kapazität, eine Stromwellen-Form von annähernd 50 ns Impulsbreite vorgesehen ist in einem Bereich von nicht mehr als 5 MHz, während, wenn eine Isolation nicht vorgesehen ist, die Impulsbreite beträchtlich ansteigt in dem Bereich von nicht mehr als 5 MHz, da eine Ladung und eine Entladung zur Kapazität gemacht werden. Solche Impulsbreite beeinflußt eine Rauhigkeit einer bearbeiteten Oberfläche, d. h. wenn die Impulsbreite kleiner gemacht wird, wird die Oberflächenrauhigkeit besser, und eine nahezu Spiegeloberfläche von nicht mehr als 1 µmRmax wird im allgemeinen in dem Impulsbereich von nicht mehr als 50 ns erzielt. Das zeigt, daß, wenn die Kapazität nicht isoliert ist wie bei der vorliegenden Ausführungsform, kann eine exzellent bearbeitete Oberfläche nicht geschaffen werden in dem Bereich von 5 MHz oder niedriger.
Jedoch zeigt das ebenfalls, daß, wenn die Frequenz weiter erhöht ist in dem Bereich von 7 MHz oder höher, kann die Strom-Impulsbreite τp reduziert werden auf oder unterhalb von etwa 50 ns wegen einer kürzeren Länge der Zeit, die erforderlich ist für ein Spannungspolarität-Umschalten, um dadurch eine Feinbearbeitung von nicht mehr als 1 µmRmax zuzulassen, falls die Kapazität nicht abgeschaltet ist.
Es sollte bemerkt werden, daß, wo die Frequenz des Wechselstroms zu hoch ist, es eine Schwierigkeit in der Impedanzanpassung am Bearbeitungsspalt gibt, was in einer Instabilität bei einer Bearbeitungscharakteristik, ansprechend auf die Variation der Kapazität, die in dem Bearbeitungsspalt existiert, resultiert, und in einem andauernden Wechselstrom-Lichtbogen in einem Hochfrequenz- Bereich, der die bearbeitete Oberfläche auf rauhen wird. Daher ist die für eine elektrische Entladungsbearbeitung geeignete Frequenz zwischen 7 MHz und 30 MHz.
Zum Durchführen einer stabilen Impedanzanpassung am Bearbeitungsspalt 6 während einer Bearbeitung muß die Impedanz Z1 durch Wechselstrom-Hochfrequenz-Zuführungskabel- Anschlußabschnitte 18b reduziert werden. Zu diesem Zweck ist es wichtig, die Wechselstrom-Hochfrequenz-Zuführungskabel 18 so nahe wie möglich mit dem Bearbeitungsspalt zu verbinden und die Streuinduktivität 4b zu reduzieren zum Gewährleisten einer stabilen Impedanzanpassung. Fig. 4(a), 4(b), 5 und 6 zeigen Beispiele von Arten zum Verbinden von Wechselstrom- Hochfrequenz-Zuführungskabeln 18 so nahe wie möglich mit dem Bearbeitungsspalt.
Fig. 4(a) zeigt den Verbindungsbereich der Wechselstrom- Hochfrequenz-Bearbeitungs-Zuführungskabel 18 in einer elektrischen Drahtschnitt-Entladungsbearbeitungs-Vorrichtung, wobei 18 Wechselstrom-Hochfrequenz-Bearbeitungs- Zuführungskabel bezeichnet, 30 ein Werkstück bezeichnet, 31 eine Drahtelektrode bezeichnet, 32 eine Werkstück- Klemmaufspannvorrichtung bezeichnet, 33 eine Oberflächenplatte anzeigt und 34 Zuführungen für die Drahtelektrode repräsentiert. Fig. 4(b) zeigt den Verbindungsbereich der Wechselstrom-Hochfrequenz- Bearbeitungs-Zuführungskabel 18 in einer elektrischen Einsenk-Entladungsbearbeitungs-Vorrichtung, wobei in ähnlicher Weise 18 Wechselstrom-Hochfrequenz-Bearbeitungs- Zuführungskabel bezeichnet, 30 ein Werkstück bezeichnet, 31 eine Elektrode bezeichnet, 32 eine Werkstück- Klemmaufspannvorrichtung bezeichnet und 33 eine Oberflächenplatte bezeichnet. In diesen Beispielen ist die Klemmaufspannvorrichtung 32 versehen mit einer Zuführungskabel-Anbringungsschraube, und die Wechselstrom- Hochfrequenz-Bearbeitungs-Zuführungskabel 18 sind direkt an der Klemmaufspannvorrichtung 32 zur Bearbeitung angebracht.
Die Fig. 5 zeigt eine alternative Ausführungsform des Verbindungsbereichs der Wechselstrom-Hochfrequenz- Bearbeitungs-Zuführungskabel 18, wobei 18 Wechselstrom- Hochfrequenz-Bearbeitungs-Zuführungskabel bezeichnet, 30 ein Werkstück bezeichnet, 31 eine Elektrode bezeichnet, 32 eine Werkstück-Klemmaufspannvorrichtung bezeichnet, 33 eine Oberflächenplatte bezeichnet, 34 Zuführungen für die Drahtelektrode bezeichnet, 35 einen Magneten bezeichnet und 36 einen Kupferanschluß bezeichnet. Bei dieser Ausführungsform sind Wechselstrom-Hochfrequenz-Bearbeitungs- Zuführungskabel 18 befestigt an das Werkstück 30 durch die Magneten 35 zum Zuführen. Der Magnet 35 kann gesichert sein in jeglicher Position des Werkstücks 30 zur Bearbeitung.
Fig. 6 zeigt eine weitere alternative Ausführungsform des Verbindungsbereichs der Wechselstrom-Hochfrequenz- Bearbeitungs-Zuführungskabel 18, wobei 18 Wechselstrom- Hochfrequenz-Bearbeitungs-Zuführungskabel bezeichnet, 30 ein Werkstück bezeichnet, 31 eine Elektrode bezeichnet, 32 eine Werkstück-Klemmaufspannvorrichtung bezeichnet, 33 eine Oberflächenplatte bezeichnet, 34 Zuführungen für die Drahtelektrode bezeichnet, 37 einen dielektrischen Rüssel bezeichnet und 38 einen Zuführungskontaktierer bezeichnet, welcher angebracht ist am Ende des dielektrischen Rüssels 37. Der Kontaktierer 38 ist verbunden mit den Wechselstrom- Hochfrequenz-Bearbeitungs-Zuführungskabeln 18 und hält einen Kontakt aufrecht mit der oberen Oberfläche des Werkstücks während einer Bearbeitung zum Versorgen des Werkstücks 30. Bei dieser Ausführungsform sind die Beziehung zwischen dem Bearbeitungsspalt und dem bearbeiteten Abschnitt einheitlich gehalten während einer Bearbeitung zum Offerieren einer stabilen Impedanzanpassung.
Die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird jetzt beschrieben werden in Übereinstimmung mit Fig. 7 bis 10(a)-(c). Es sollte verstanden werden, daß diese Ausführungsform zu tun hat mit einer Impedanz- Anpassungsschaltung, welche benutzt werden kann bei der ersten Ausführungsform und bei der Impedanzsteuerung der Impedanz-Anpassungsschaltung.
Fig. 7 zeigt eine Impedanz-Steuerschaltung für eine Impedanz- Anpassungsschaltung, benutzt in einer elektrischen Drahtschnitt-Entladungsbearbeitungs-Vorrichtung. In der Zeichnung bezeichnet 30 ein Werkstück, 31 bezeichnet eine Drahtelektrode, 11 bezeichnet eine Wechselstrom-Hochfrequenz Bearbeitungs-Leistungsversorgung, 12 bezeichnet eine Impedanz-Anpassungsschaltung, 6 bezeichnet einen Bearbeitungsspalt, 60 eine Steuervorrichtung, 65 stellt eine Speichervorrichtung dar, vorgesehen in der Steuervorrichtung 60 zum Speichern von Dicken-Information T verarbeiteter Platten, 66 bezeichnet eine Speichervorrichtung, vorgesehen in ähnlicher Weise in der Steuervorrichtung 60 zum Speichern von Drahtelektroden-Durchmesser-Information, 63 stellt eine Arithmetik-Einheit dar, welche den manipulierten Wert der Impedanz-Anpassungsschaltung 12 aus der Information der Speichervorrichtungen 65, 66 findet, und 64 bezeichnet eine Anpassungsschaltungs-Steuereinheit, welche die Impedanz- Anpassungsschaltung 12 auf der Basis der Operationsresultate der Arithmetik-Einheit 63 steuert.
Fig. 8 zeigt eine Impedanz-Steuerschaltung für eine Impedanz- Anpassungsschaltung, verwendet in einer elektrischen Einsenk- Entladungsbearbeitungs-Vorrichtung. In der Zeichnung bezeichnet 30 ein Werkstück, 31 bezeichnet eine Elektrode, 11 bezeichnet eine Wechselstrom-Hochfrequenz-Bearbeitungs- Leistungsversorgung, 12 repräsentiert eine Impedanz- Anpassungsschaltung, 6 bezeichnet einen Bearbeitungsspalt, 60 bezeichnet eine Steuervorrichtung, 61 repräsentiert eine Speichervorrichtung, vorgesehen in der Steuervorrichtung 60 zum Speichern von Information von einer Bearbeitungsgestalt, 62 bezeichnet eine Steuervorrichtung, welche in ähnlicher Weise in der Steuervorrichtung 60 vorgesehen ist, zum Speichern von Bearbeitungstiefen-Information, 63 repräsentiert eine Arithmetik-Einheit, welche den manipulierten Wert der Impedanz-Anpassungsschaltung 12 aus der Information der Steuervorrichtungen 61, 62 findet und 64 bezeichnet eine Anpassungsschaltungs-Steuereinheit, welche die Impedanz-Anpassungsschaltung 12 aus den Operationsresultaten der Arithmetik-Einheit steuert.
Fig. 9 zeigt die interne Schaltungsanordnung der Impedanz- Anpassungsschaltung 12 bei der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei 13 einen Koppelkondensator anzeigt, 14 eine Spule darstellt, 40a bis 40d Kondensatoren bezeichnen, die gegenseitig verschieden sind in ihrem Wert, und 41a bis 41d bezeichnen Relais, welche zwischen den Kondensatoren 40a bis 40d schalten. Fig. 10 ist eine Tabelle und eine Darstellung zum Zeigen der Kombinationen der Kondensatoren 40a bis 40d und der Summen ihrer Kapazitäten.
Beim Betrieb muß mit Bezug auf die obige Zeichnung, wenn das Werkstück bearbeitet wird unter Benutzung eines Hochfrequenz- Wechselstroms, eine Impedanzanpassung durchgeführt werden an dem Bearbeitungsspalt gemäß der Dicke der bearbeiteten Platte, dem bearbeiteten Bereich usw. Zunächst wählt im Fall der elektrischen Drahtschnitt-Entladungsbearbeitungs- Vorrichtung die Arithmetik-Einheit 63 den manipulierten Wert der Impedanz-Anpassungsschaltung 12 auf der Basis der Plattendicken-Information, die gespeichert ist in den Speichervorrichtungen 65 der Steuervorrichtung 60, und der Drahtelektroden-Durchmesser-Information, welche in der Speichervorrichtung 66, wie gezeigt in Fig. 7, gespeichert ist. Die Arithmetik-Einheit 63 hat nämlich Daten entsprechend der Dicke einer bearbeiteten Platte T und einem Drahtelektroden-Durchmesser R voreingestellt in Form einer Tabelle und gibt aus dieser Datentabelle die Information zum Steuern der Impedanz-Anpassungsschaltung 12 aus. In Übereinstimmung mit dem Ausgaberesultat dieser Arithmetik- Einheit 63 steuert die Anpassungsschaltungs-Steuereinheit 64 die Impedanz-Anpassungsschaltung 12. In spezieller Weise wird ein 4-Bit-Befehlssignal ausgegeben von der Anpassungsschaltungs-Steuerschaltung 64 gemäß der Größe der Plattendicke, und die Relais 41a bis 41d in der Impedanz- Anpassungsschaltung 12 werden angetrieben unter Steuerung des Befehlssignals zum Auswählen zwischen den Kondensatoren 40a bis 40d. D. h. die Anpassungsschaltungs-Steuereinheit 64 gibt ein 4-Bit-Befehlssignal aus zur Anpassung, so daß ein großer Wert gewählt wird als die Kapazität der Kondensatoren 40, wenn die Dicke der bearbeiteten Platte erhöht ist. Falls die Plattendicke sich nicht während einer Bearbeitung ändert, wird die Plattendicken-Information voraus eingegeben an der Eingabe der Steuervorrichtung durch den Betreiber. Falls die Plattendicke sich während einer Bearbeitung ändert, kann Plattendicken-Änderungsinformation eingegeben werden unter Benutzung eines NC-Programms, oder eine Impedanzanpassung kann geeignet gemacht werden auf der Basis einer Plattendicken-Information, die erhalten wird durch Ableiten der Änderung in der Plattendicke unter Benutzung der Änderungen in der Bearbeitungsgeschwindigkeit usw.
Die Kondensatoren 40a bis 40d sind voreingestellt, geometrische Reihenwerte zu haben, vorzugsweise mit einem Koeffizienten von etwa 2. Beispielsweise werden, wie gezeigt in Fig. 10(a), die Werte 2 pF für den Kondensator 40a, 4 pF für den Kondensator 40b, 8 pF für den Kondensator 40c und 16 pF für den Kondensator 40d sein. Dies wird gewährleisten, daß jeglicher von 16 aufeinanderfolgenden Kapazitätswerten gewählt werden kann entsprechend der Kombination der vier Kondensatoren, wie gezeigt in Fig. 10. Insbesondere bei einer Drahtschnitt-Entladungsbearbeitung, wobei eine Bereichsänderung im Bearbeitungsspalt 6 klein ist und die Kapazität nicht geändert werden muß in einem extrem extensiven Bereich zum Durchführen einer Impedanzanpassung, erlaubt das einfache Schalten zwischen 4 Bits, daß eine hinreichende Anpassung gemacht wird.
Es sollte bemerkt werden, daß die Zusammensetzungsresultate von Niedrigpegel-Kapazitäten (1 bis 2 pF), vorliegend in den Relais 41a bis 41d, und den Kapazitäten die tatsächliche Summe von Kapazitäten ist. Zum Auswählen der exakten Kapazität müssen leicht höhere Werte eingestellt werden als die Werte von 40a bis 40d.
Insbesondere werden beispielsweise, falls die Kapazitäten der Relaisanschlüsse 41a bis 41d jeweils 1,4 pF sind, die der Kondensatoren als folgende eingestellt:
Kondensator 40a: 2,9 pF
Kondensator 40b: 5,1 pF
Kondensator 40c: 9,2 pF
Kondensator 40d: 17,3 pF,
um die exakte Kapazität auszuwählen.
Im Falle der elektrischen Einsenk-Entladungsbearbeitung berechnet die Arithmetik-Einheit 63 einen bearbeiteten Bereich auf der Basis der Bearbeitungs-Gestaltinformation, gespeichert in dem Speicher 61 in der Steuervorrichtung 60, und der Bearbeitungs-Tiefeninformation, gespeichert in den Speichervorrichtungen 62, wie gezeigt in Fig. 8. In Übereinstimmung mit diesem Berechnungsresultat steuert die Anpassungsschaltungs-Steuereinheit 64 die Impedanz- Anpassungsschaltung 12. Insbesondere wird ein 4-Bit- Befehlssignal ausgegeben von der Anpassungsschaltungs- Steuerschaltung 64 gemäß der Größe des bearbeiteten Bereichs, und die Relais 41a bis 41d in der Impedanz- Anpassungsschaltung 12 werden angetrieben unter Steuerung des Befehlssignals, um zwischen den Kondensatoren 40a bis 40d auszuwählen. Hier gibt die Anpassungsschaltungs-Steuereinheit 64 das 4-Bit-Befehlssignal aus zum Anpassen, so daß größere Werte ausgewählt werden als die Kapazitäten der Kondensatoren 40, wenn der bearbeitete Bereich ansteigt.
Obwohl die vorliegende Ausführungsform das Beispiel gab, in dem die Bearbeitungs-Gestaltinformation im voraus gespeichert wurde in der Steuervorrichtung 60 und der bearbeitete Bereich berechnet wurde gemäß der Änderung in einer Bearbeitungstiefe, kann Bereichsänderungs-Information eingegeben werden unter Benutzung eines NC-Programms, oder eine Impedanzanpassung kann geeignet gemacht werden auf der Basis der Bearbeitungsbereichs-Information, erhalten durch Ableiten der Änderung in einem bearbeiteten Bereich und Benutzung einer weiteren Erfassungseinrichtung für einen bearbeiteten Bereich oder dergleichen.
Obwohl ebenfalls die vorliegende Ausführungsform das Beispiel schaffte, in dem die vier Kondensatoren 40a bis 40d verfügbar waren und die Kapazität umgeschaltet wurde zwischen 16 Stufen durch die 4-Bit-Daten, kann die Anzahl von Kondensatoren 40 und Relais 41 erhöht sein für eine große Änderung in dem Bearbeitungsspalt bei einer elektrischen Einsenk- Entladungsbearbeitung und dergleichen, um umzuschalten zwischen den Kapazitäten in einer genaueren Art und Weise in einem breiteren Bereich, um dadurch eine Impedanzanpassung in einem extensiven Bereich durchzuführen.
Die dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird jetzt beschrieben werden in Übereinstimmung mit Fig. 11(a)-(c), 12 und 13. Da eine Vielzahl von Kondensatoren in der Impedanz-Anpassungsschaltung bei der elektrischen Entladungsbearbeitungs-Vorrichtung extrem kleine Werte von etwa einigen pF haben, sind allgemeine Kondensatoren oft unzulänglich zum Befriedigen der erforderlichen Genauigkeit. Fig. 11(a)-(c) zeigen eine Ausführungsform, in der eine Vielzahl von Kondensatoren bei der Impedanz- Anpassungsschaltung 12 in solch einer elektrischen Entladungsbearbeitungs-Vorrichtung aus Mustern auf einer gedruckten Schaltungsplatte aufgebaut sind. In dieser Zeichnung bezeichnet 50 eine gedruckte Schaltungsplatte, 51a bis 51d bezeichnen Druckmuster, welche gebildet sind auf einer Seite der gedruckten Schaltungsplatte 50 und voneinander verschiedene Bereiche haben. 52 bezeichnet die Druckmuster, gebildet auf einer gegenüberliegenden Seite zu den Druckmustern 51a bis 51d, 53 repräsentiert Kapazitäten, gebildet zwischen den Druckmustern 51 und den Druckmustern 52, und 54a bis 54d bezeichnen Relais, die verbunden sind mit den Druckmustern 51a bis 51d.
Ein Betrieb wird jetzt beschrieben werden. Wenn die Relais 54a bis 54d geschlossen werden durch die Anpassungsschaltungs-Steuereinheit 64 in der Zeichnung, werden die Kapazitäten gebildet zwischen den Druckmustern 51a bis 51d, und den Druckmustern 52, und jegliche von 16 Stufen von Kapazitäten kann gewählt werden durch Schalten zwischen den Relais 54a bis 54d. Die Kapazität jedes Druckmusters wird bestimmt durch einen Druckmusterbereich 51, und einen Druckmusterabstand (= die Dicke der Platte). Für eine allgemeine gedruckte Schaltungsplatte wird eine Kapazität von etwa 2 pF pro cm2 verwendet. Die Bereiche der Druckmuster 51a bis 51d sind voreingestellt, so daß die Kondensatorwerte geometrische Reihenwerte haben, von denen ein Koeffizient etwa 2 ist, z. B. 2 pF für die Kapazität 53a, 4 pF für die Kapazität 53b, 8 pF für die Kapazität 53c und 16 pF für die Kapazität 53d, um zu gewährleisten, daß jeglicher von 16 verschiedenen aufeinanderfolgenden Kapazitätswerten gewählt werden kann gemäß der Kombination der vier Druckmuster, wie gezeigt in Fig. 10(a).
Ebenfalls ist, wie bei der zweiten Ausführungsform beschrieben, das Zusammensetzungsresultat von Niedrigpegel- Kapazitäten (1 bis 2 pF), existierend in den Relais 54a bis 54d und den Kapazitäten 53a bis 53d, die tatsächliche Summe dieser Kapazitäten. Zum Auswählen der exakten Kapazität wurde deshalb Beachtung geschenkt, zu erlauben, daß ein leicht höherer Wert eingestellt wird als der Wert von jeder Kapazität, nämlich genauso wie bei der zweiten Ausführungsform.
Die Kapazitäten zwischen den Druckmustern auf beiden Seiten der gedruckten Schaltungsplatte können somit entworfen werden und leicht gebildet werden und präzise ausgewählt werden mit geringer Genauigkeits-Variation.
Fig. 12 zeigt ein Beispiel, in dem Kapazitäten gebildet sind durch parallele Druckmuster, als eine alternative Ausführungsform. Bei dieser Anordnung ist eine Vielzahl von Kondensatoren der Impedanz-Anpassungsschaltung 12 bei einer elektrischen Entladungsbearbeitungs-Vorrichtung gebildet durch Muster auf einer gedruckten Schaltungsplatte. In der Zeichnung bezeichnet 50 eine gedruckte Schaltungsplatte, 55a bis 55d bezeichnen Druckmuster, gebildet auf der gedruckten Schaltungsplatte, 50, 56a bis 56d repräsentieren Druckmuster, gebildet auf derselben Seite wie die Druckmuster 55a bis 55d, und parallel zu den Druckmustern 55a bis 55d vorgesehen, um verschiedene gegenüberliegende Längen La bis Ld voneinander zu haben, und 54a bis 54d bezeichnen Relais, die jeweils mit den Druckmustern 55a bis 55d verbunden sind.
Ein Betrieb wird jetzt beschrieben werden. Wenn die Relais 54a bis 54d geschlossen sind durch die Anpassungsschaltungs- Steuereinrichtung in der Zeichnung, sind die Kapazitäten gebildet an den Bereichen, wo die Druckmuster 51a bis 51d und die Druckmuster 56a bis 56d einander gegenüberliegend sind. Jegliche von 16 Stufen von Kapazitäten kann gewählt werden durch Schalten zwischen den Relais 54a bis 54d. Die Kapazität jedes Druckmusters wird bestimmt durch den Abstand zwischen dem Druckmuster 55 und dem Druckmuster 56 und den Gegenüberliegelängen La bis Ld davon. Die Gegenüberliegelängen der Muster sind voreingestellt, so daß die Kapazitäten zwischen den Druckmustern 55a bis 55d und den Druckmustern 56a bis 56d geometrische Reihenwerte haben, von denen ein Koeffizient etwa 2 ist, um zu gewährleisten, daß jeglicher von 16 verschiedenen aufeinderfolgenden Kapazitätswerten gewählt werden kann gemäß der Kombination der vier Druckmuster, wie gezeigt in Fig. 10(a).
Ebenfalls ist, wie beschrieben bei der zweiten Ausführungsform, das Kombinationsresultat der Niedrigpegel- Kapazitäten (1 bis 2 pF), das vorliegt in den Relais 54a bis 54d, und den Kapazitäten 53a bis 53d, die tatsächliche Summe dieser Kapazitäten. Zum Auswählen der exakten Kapazität wurde deshalb Beachtung geschenkt, es zu erlauben, daß ein leicht größerer Wert eingestellt wird als der Wert jeder Kapazität wie bei der zweiten Ausführungsform.
Die Kapazitäten zwischen den Druckmustern, die parallel auf der gedruckten Schaltungsplatte angeordnet sind, können somit entworfen und leicht gebildet werden gemäß den Gegenüberliegelängen der Druckmuster und präzise ausgewählt werden mit wenig Genauigkeitsvariation, insbesondere in einem kleinen Kapazitätsbereich.
Ebenfalls können die Muster gebildet werden in einer Gestalt mit einer langen Gegenüberliegelänge, wie gezeigt in Fig. 13, um eine größere Kapazität in einem kleineren Bereich zu bilden.
Es wird erkannt werden, daß die nur durch die Druckmuster bei der offenbarten Ausführungsform gebildeten Kapazitäten gebildet werden können durch Kombinationen von verbundenen Kondensatorvorrichtungen und den Druckmustern.
Weiterhin kann das Beispiel, das gegeben wurde für die Anwendung auf die Impedanz-Anpassungsschaltung der elektrischen Entladungsbearbeitungs-Vorrichtung bei der vorherigen Ausführungsform, ebenfalls benutzt werden als eine Vorrichtung mit variabler Kapazität für die Anpassungsschaltung oder dergleichen von einem anderen Hochfrequenz-Oszillator.
Die vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird jetzt beschrieben werden mit Bezug auf Fig. 14. Fig. 14 zeigt eine Ausführungsform, wobei eine Vielzahl von Kondensatoren in der Impedanz-Anpassungsschaltung 12 gebildet sind durch eine Vielzahl von Kabeln, die verschieden sind in der Kapazität. In dieser Zeichnung bezeichnet 50 eine gedruckte Schaltungsplatte, und 57a bis 57d bezeichnen eine Vielzahl von Koaxialkabeln, welche über Anschlüsse auf der gedruckten Schaltungsplatte 50 verbunden sind, voneinander verschiedene Längen haben, und verbunden sind an einem Ende mit Dummy- Anschlüssen 58a bis 58d, um somit offen zu sein. 54a bis 54d repräsentieren Relais, die verbunden sind mit den Koaxialkabeln 57a bis 57d über jeweilige Anschlüsse 59a bis 59d.
Ein Betrieb ist ähnlich dem bei der vorherigen Ausführungsform unter Benutzung der Druckmuster. Wenn die Relais 54a bis 54d geschlossen sind durch die Anpassungsschaltungs-Steuereinheit 64 werden Kapazitäten gebildet an den Koaxialkabeln 57a bis 57d, und jegliche von 16 Stufen von Kapazitäten kann gewählt werden durch Schalten zwischen den Relais 54a bis 54d. Die Kapazität jedes Koaxialkabels ist bestimmt durch die Kabellänge oder den Kabeltyp. Die Kapazitäten der Koaxialkabel 57a bis 57d werden voreingestellt, geometrische Reihenwerte zu haben, wenn ein Koeffizient etwa 2 ist, um zu gewährleisten, daß jeglicher von 16 verschiedenen aufeinanderfolgenden Kapazitätswerten gewählt werden kann gemäß der Kombination der vier Koaxialkabel.
Ebenfalls ist, wie beschrieben bei der zweiten Ausführungsform, die Kombination der Niedrigpegel-Kapazitäten (1 bis 2 pF), die existiert in den Relais 54a bis 54d, und der Kabelkapazitäten die tatsächliche Summe von Kapazitäten. Zum Auswählen der exakten Kapazität wird deshalb Beachtung geschenkt, es zu erlauben, daß ein leicht höherer Wert eingestellt wird als der Wert jeder Kapazität, wie bei der zweiten Ausführungsform.
Die Kapazitäten der Kabel können somit entworfen werden und leicht gebildet werden gemäß der Kabellänge und dem Kabeltyp und sind effektiv für einen Fall, in dem die Kapazität gemäß Vorrichtungen fein eingestellt werden muß.
Es wird geschätzt werden, daß die nur durch die Kabel bei der vorliegenden Ausführungsform gebildeten Kapazitäten ebenfalls aufgebaut werden können durch Kombinationen zusammengesetzter Kondensatorvorrichtungen und der Kabel.
Weiterhin kann das Beispiel, das gegeben wurde für eine Anwendung auf die Impedanz-Anpassungsschaltung der elektrischen Entladungsbearbeitungs-Vorrichtung bei der Ausführungsform, ebenfalls benutzt werden als eine Vorrichtung mit variabler Kapazität für die Anpassungsschaltung oder dergleichen eines anderen Hochfrequenz-Oszillators.
Die fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird jetzt beschrieben werden mit Bezug auf Fig. 15, 16(a), 16(b), 17 und 18.
Fig. 15 zeigt ein Beispiel einer elektrischen Entladungsbearbeitungs-Vorrichtung, welche ein Werkstück bearbeitet mit dem Fortschritt einer Impedanzanpassung bei einer elektrischen Entladungsbearbeitungs-Vorrichtung, welche einen Gleichstromimpuls zum Bearbeiten benutzt. In der Zeichnung bezeichnet 3 eine Streukapazität, welche in den Zuführungskabeln und der Schaltung existiert, 4 bezeichnet eine Streukapazität, welche in den Zuführungskabeln und einer mechanischen Struktur (z. B. Zuführungsabschnitt) existiert, 6 bezeichnet einen Bearbeitungsspalt, gebildet durch eine Elektrode und ein Werkstück, 70 stellt eine Gleichstromimpuls-Leistungsversorgung dar, welche eine Gleichstrom-Impulsspannung an den Bearbeitungsspalt zuführt, 71 bezeichnet eine Gleichstrom-Leistungsquelle, 72 stellt einen Strombegrenzungs-Widerstand dar, 73 bezeichnet eine Schaltvorrichtung, 12 bezeichnet eine Impedanz- Anpassungsschaltung, 74 bezeichnet eine Bearbeitungsspalt- Kapazität, gebildet zwischen der Elektrode und dem Werkstück, 30 bezeichnet ein Werkstück, und 31 bezeichnet eine Elektrode. Fig. 17 zeigt die Impedanz-Anpassungsschaltung der vorliegenden Ausführungsform, wobei ein Widerstand 105 parallel hinzugefügt ist zu einer π-Schaltung, bestehend aus einem Kondensator 101, variablen Kondensatoren 102, 103 und einer Spule 104.
Im Betrieb stellt zunächst die Direktstromimpuls- Leistungsversorgung 70 die Schaltvorrichtung 73 ein/aus zum Anlegen einer Spannung, bestimmt durch die Spannung der Gleichstrom-Leistungsversorgung 71 an den Bearbeitungsspalt 6 zum Bearbeiten. Wenn nämlich die Schaltvorrichtung 73 eingeschaltet wird, wird die Spannung angelegt an den Bearbeitungsspalt über den Strombegrenzungs-Widerstand 72 und den Widerstand 105. Wenn eine Entladung stattfindet in dem Bearbeitungsspalt 6, wird die Schaltvorrichtung 73 eingeschaltet gehalten für eine vorgegebene Zeitspanne zum Zuführen eines Stromimpulses einer gegebenen Impulsbreite an den Bearbeitungsspalt zum Bearbeiten. Fig. 16(a) zeigt eine Stromwellenform, erzeugt durch die herkömmliche Gleichstromimpuls-Leistungsversorgung, wobei der Stromimpuls der Impulsbreite äquivalent zur Zeit (τp), wenn die Schaltvorrichtung 73 eingeschaltet ist, zugeführt wird. Dies ist ein Stromimpuls, welcher aus einem Kondensator- Entladungsabschnitt 75 besteht, der auftritt, wenn die in dem Bearbeitungsspalt vorliegende Kapazität entladen wird, und einem Gleichstrom-Lichtbogen-Entladungsabschnitt 76 (Spitzenwert Ip), der bestimmt ist durch den Strombegrenzungs-Widerstand 72, den Widerstand 105 und die Spannung der Gleichstrom-Leistungsversorgung 71. Er hat eine Wellenform, bei der der anfängliche Kondensator- Entladungsabschnitt 75 gefolgt wird durch den Gleichstrom- Lichtbogen-Entladungsabschnitt 76. Bei einer elektrischen Einsenk-Entladungsbearbeitungs-Vorrichtung, bei der die Kapazität, gebildet zwischen der Elektrode und dem Werkstück, groß ist, kann der Spitzenwert des Kondensator- Entladungsabschnitts 75 beträchtlich größer sein als der Spitzenwert Ip des Gleichstrom-Lichtbogen- Entladungsabschnittes 76, und insbesondere bei einer Endbearbeitung ist es bekannt, daß somit eine bearbeitete Oberfläche signifikanterweise verschlechtert ist.
Dabei werden die variablen Kondensatoren 102, 103 in der Impedanz-Anpassungsschaltung 12 eingestellt zum Induktivmachen der gesamten Schaltung, um dadurch eine Stromwellenform 77 zu schaffen, welche nicht den Kondensator- Entladungsabschnitt 75, wie gezeigt in Fig. 16(b), hat. Relativ ähnlich einer Rechteckwelle und nicht mit dem Kondensator-Entladungsabschnitt 75, der einen hohen Spitzenwert hat, schafft diese Stromwellenform eine Bearbeitungsoberfläche guter Qualität, insbesondere bei der elektrischen Einsenk-Entladungsbearbeitung oder dergleichen unter Benutzung von Öl als Dielektrikum, und hat eine Charakteristik, daß der Elektrodenverbrauch scharf reduziert ist. Ebenfalls schafft dieser Stromimpuls eine bearbeitete Oberfläche hoher Qualität, wenn die Kapazität in dem Bearbeitungsspalt groß ist.
Es sollte verstanden werden, daß die π-Typ-Schaltung, wie gezeigt in Fig. 17, welche einen Effekt eines Tiefpaßfilters erzeugt, eine Charakteristik hat, die geeignet ist zum Schaffen der Wellenform von Fig. 16(b). Ebenfalls erleichtert jegliche der Kapazitätsschalttyp-Impedanz- Anpassungsschaltungen, wie gezeigt in Fig. 9 bis 14, verwendet als die Impedanz-Anpassungsschaltung wie in Fig. 17, die Einstellung der Niedrigpegel-Kapazität, die erforderlich ist für die Impedanzanpassung der elektrischen Entladungsbearbeitungs-Vorrichtung.
Es wird geschätzt werden, daß eine Schaltung, welche hergestellt ist aus Spulen 201, 202, die in Reihe geschaltet sind, und einem variablen Kondensator 203, verbunden ist mit dem Verbindungspunkt der Spulen 201, 202, wie in Fig. 18 gezeigt, benutzt werden kann als die Impedanz- Anpassungsschaltung 12 bei der vorliegenden Ausführungsform.
Die sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird jetzt beschrieben werden mit Bezug auf Fig. 15, 16(a), 16(c) und 19.
Fig. 19 zeigt eine spezifische Schaltung, benutzt als die Impedanz-Anpassungsschaltung in Fig. 15, bei der der Widerstand 105 hinzugefügt ist zu einer T-Typschaltung, bestehend aus dem Kondensator 13, dem variablen Kondensator 14 und der Spule 15. Es sollte verstanden werden, daß andere Teile identisch sind denen bei der fünften Ausführungsform.
Ein Betrieb wird jetzt beschrieben werden in Übereinstimmung mit Fig. 15, 16(a), 16(c) und 19. Wie bei der fünften Ausführungsform stellt die Gleichstromimpuls- Leistungsversorgung 70 die Schaltvorrichtung 73 ein/aus zum Anlegen einer Spannung, bestimmt durch die Spannung der Gleichstrom-Leistungsversorgung 71 an den Bearbeitungsspalt 6 zum Bearbeiten. Wenn nämlich die Schaltvorrichtung 73 eingeschaltet ist, wird die Spannung angelegt an den Bearbeitungsspalt über den Strombegrenzungs-Widerstand 72 und den Widerstand 105. Wenn eine Entladung stattfindet in dem Bearbeitungsspalt 6, wird die Schaltvorrichtung 73 eingeschaltet gehalten für eine vorgegebene Zeitspanne zum Zuführen eines Stromimpulses einer gegebenen Impulsbreite an den Bearbeitungsspalt zur Bearbeitung.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die Impedanz- Anpassungsschaltung 12 abgestimmt, eine Charakteristik zu haben entgegengesetzt der von der fünften Ausführungsform, um die ganze Schaltung kapazitiv zu machen, wodurch die Entladung verlöscht nach dem Kondensator-Entladungsabschnitt 75, zum Abschalten des Entladungs-Lichtbogens, so daß eine Stromwellenform 78 ohne Gleichstrom-Lichtbogen- Entladungsabschnitt 76, wie gezeigt in Fig. 16(c), zum Bearbeiten erzeugt wird. Diese Wellenform schafft eine bearbeitete Oberfläche guter Qualität, insbesondere bei einer elektrischen Drahtschnitt-Entladungsbearbeitungs-Vorrichtung unter Benutzung von Wasser als Dielektrikum und bei der Bearbeitung von Materialien, z. B. Karbidmaterialien, welche wahrscheinlicherweise in Fehlern resultieren, wie z. B. einem Riß, wenn die Impulsbreite ansteigt.
Es sollte verstanden werden, daß die T-Typschaltung, wie gezeigt in Fig. 19, welche einen Effekt eines Hochpaßfilters erzeugt, eine Charakteristik hat, die geeignet ist zum Schaffen der Wellenform von Fig. 16(c). Ebenfalls gewährleistet jegliche der Kapazitäts-Schalttyp-Impedanz- Anpassungsschaltungen, wie gezeigt in Fig. 9 bis 14, verwendet als die Impedanz-Anpassungsschaltung wie in Fig. 19, eine Leichtigkeit eines Einstellens der Niedrigpegel-Kapazität, die erforderlich ist für die Impedanzanpassung der elektrischen Entladungsbearbeitungs- Vorrichtung.
Ausführungsform 7 der vorliegenden Erfindung wird jetzt beschrieben werden mit Bezug auf Fig. 20, 21(a) und 21(b).
Fig. 20 zeigt ein Beispiel einer elektrischen Entladungsbearbeitungs-Vorrichtung, welche ein Werkstück bearbeitet mit dem Fortschritt einer Impedanzanpassung bei einer elektrischen Entladungsbearbeitungs-Vorrichtung, welche einen bipolaren Impuls zum Bearbeiten benutzt. Eine Benutzung eines bipolaren Impulses zum Bearbeiten hat solche Eigenschaften, daß eine Bearbeitungsgeschwindigkeit verbessert ist bei ölversenktem Bearbeiten und die Elektrolytkorrosion des Werkstücks verhindert werden kann in wasserversenktem Bearbeiten. In dieser Zeichnung bezeichnet 3 eine Streukapazität, die in Zuführungskabeln und der Schaltung existiert, 4 bezeichnet eine Streuinduktivität, die in den Zuführungskabeln und einer mechanischen Struktur (z. B. Zuführungsabschnitt) existiert, 6 bezeichnet einen Bearbeitungsspalt, gebildet durch eine Elektrode und ein Werkstück, 80 repräsentiert eine Bipolarimplus- Leistungsversorgung, welche eine Bipolarimpuls-Spannung an den Bearbeitungsspalt zuführt, 81 bezeichnet eine Gleichstrom-Leistungsversorgung, 82 und 83 repräsentieren Strombegrenzungs-Widerstände, welche einen Stromwert an der entsprechenden Polarität bestimmen, 84a und 84b bezeichnen Schaltvorrichtungen zum Zuführen eines Positivpolaritäts- Impulsstroms, 85a und 85b bezeichnen Schaltvorrichtungen zum Zuführen eines Negativpolaritäts-Impulsstroms, 12 bezeichnet eine Impedanz-Anpassungsschaltung, 86 stellt Bearbeitungsspalt-Kapazität dar, gebildet zwischen der Elektrode und dem Werkstück, 30 bezeichnet ein Werkstück und 31 bezeichnet eine Elektrode. Die Impedanz- Anpassungsschaltung 12, die hierbei benutzt wird, ist die π- Typ-Schaltung, die in Fig. 17 gezeigt ist.
Ein Betrieb wird jetzt beschrieben werden.
Zunächst schaltet die Bipolarimpuls-Leistungsversorgung 80 die Schaltvorrichtungen 84a, 84b und die Schaltvorrichtungen 85a, 85b alternierend ein/aus zum Anwenden einer Bipolarspannung, bestimmt durch die Spannung der Gleichstrom- Leistungsversorgung 81 an den Bearbeitungsspalt zur Bearbeitung. Wenn eine Positivpolaritäts-Entladung auftritt in dem Bearbeitungsspalt 6, werden die Schaltvorrichtungen 84a, 84b eingeschaltet gehalten für eine vorgegebene Zeitspanne zum Zuführen eines Stromimpulses einer vorgegebenen Impulsbreite an den Bearbeitungsspalt zum Bearbeiten. Nachdem die Schaltvorrichtungen 84a, 84b ausgeschaltet sind zum Beenden der Positivpolaritäts- Entladung, werden die Schaltvorrichtungen 85a, 85b eingeschaltet zum Anlegen einer Spannung auf der gegenüberliegenden Polaritätsseite, und nachdem die Entladung erzeugt ist, werden die Vorrichtungen eingeschaltet werden für eine vorbestimmte Zeitspanne zum Zuführen des Stromimpulses.
Fig. 21(a) zeigt eine Stromwellenform, erzeugt durch die herkömmliche Bipolarimpuls-Leistungsversorgung, wobei ein Positivpolaritäts-Stromimpuls mit einer Impulsbreite äquivalent zu einer Zeit (τp), wenn die Schaltvorrichtungen 84a, 84b eingeschaltet sind, zugeführt wird. Dieser Stromimpuls, welcher aus einem Kondensator- Entladungsabschnitt 87, erzeugt, wenn die in dem Bearbeitungsspalt vorliegende Kapazität entladen wird, und einem Gleichstrom-Lichtbogen-Entladungsabschnitt 88 (Spitzenwert Ip1), bestimmt durch den Strombegrenzungs- Widerstand 82, den Widerstand 105 und die Spannung der Gleichstrom-Leistungsversorgung 81, besteht, hat eine Wellenform, wobei der anfängliche Kondensator- Entladungsabschnitt 87 gefolgt wird von dem Gleichstrom- Lichtbogen-Entladungsabschnitt 88. Dann bei der Entladung der gegenüberliegenden Polarität, werden ein Stromimpuls gegenüberliegender Polarität einer Impulsbreite äquivalent zu einer Zeit, wenn die Schaltvorrichtungen 85a, 85b eingeschaltet werden, in ähnlicher Weise zugeführt. Dieser Stromimpuls besteht ebenfalls aus einem Kondensator- Entladungsabschnitt 89, der auftritt, wenn die Kapazität, die in dem Bearbeitungsspalt existiert, entladen wird, und einem Gleichstrom-Lichtbogen-Entladungsabschnitt 90 (Spitzenwert Ip2), bestimmt durch den Strombegrenzungs-Widerstand 83 und die Spannung der Gleichstrom-Leistungsversorgung 81. Da jedoch der Wert des Strombegrenzungs-Widerstands 83 größer ist als der des Strombegrenzungs-Widerstands 82, ist der Spitzenwert Ip2 des Gleichstrom-Lichtbogen- Entladungsabschnitts 89 viel kleiner als der Spitzenwert Ip1 des Positivpolaritäts-Gleichstrom-Lichtbogen- Entladungsabschnitts 88.
Wie bei der fünften Ausführungsform kann bei einer elektrischen Einsenk-Entladungsbearbeitung, wobei die zwischen der Elektrode und dem Werkstück gebildete Kapazität groß ist, der Spitzenwert des Kondensator- Entladungsabschnitts 87 beträchtlich größer sein als der Spitzenwert Ip des Gleichstrom-Lichtbogen- Entladungsabschnitts 88, und eine bearbeitete Oberfläche signifikanterweise verschlechtert sein, insbesondere bei einer Endbearbeitung.
Dabei werden die variablen Kondensatoren 102, 103 in der Impedanz-Anpassungsschaltung 12 eingestellt zum Induktivmachen der gesamten Schaltung, um dadurch eine Stromwellenform 91 zu schaffen, welche nicht den Kondensator- Entladungsabschnitt 87, wie gezeigt in Fig. 21(b), hat als den Positivpolaritäts-Stromimpuls. Relativ ähnlich einer Rechteckwelle und nicht mit dem Kondensator- Entladungsabschnitt 87, der hoch im Spitzenwert ist, schafft diese Stromwellenform eine bearbeitete Oberfläche guter Qualität, insbesondere bei einer elektrischen Einsenk- Entladungsbearbeitung oder dergleichen unter Benutzung von Öl als Dielektrikum und hat eine Charakteristik, daß der Elektrodenverbrauch scharf reduziert ist. Ebenfalls schafft dieser Stromimpuls eine bearbeitete Oberfläche hoher Qualität, wenn die Kapazität im Bearbeitungsspalt groß ist.
Obwohl eine strenge Impedanzanpassung nicht durchgeführt werden kann auf beiden Polaritäten beim bipolaren Verarbeiten wegen einer Differenz zwischen den Ausgabeimpedanzen der positiven und gegenüberliegenden Polarität der Leistungsversorgung, wird beim Erstellen einer Impedanzanpassung auf der Polaritätsseite, die zur Bearbeitung beiträgt (die Positivpolaritäts-Seite bei der vorliegenden Erfindung), eine Bearbeitungs-Charakteristik geschaffen, welche praktisch überhaupt kein Problem darstellen wird.
Es sollte verstanden werden, daß wie bei der fünften Ausführungsform die π-Typschaltung, wie gezeigt in Fig. 17, welche einen Effekt eines Tiefpaßfilters erzeugt, eine Charakteristik hat, die geeignet ist zum Schaffen der Wellenform, wie in Fig. 21(b). Ebenfalls erleichtert jede der Kapazitäts-Schalttyp-Impedanz-Anpassungsschaltungen, wie gezeigt in Fig. 9 bis 14, verwendet als die Impedanz- Anpassungsschaltung, wie in Fig. 17, die Einstellung der Niedrigpegel-Kapazität, die erforderlich ist für die Impedanzanpassung der elektrischen Entladungsbearbeitung 54513 00070 552 001000280000000200012000285915440200040 0002004422834 00004 54394s- Vorrichtung.
Die achte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird jetzt beschrieben werden in Übereinstimmung mit Fig. 19, 20, 21(a) und 21(c). Es sollte verstanden werden, daß diese Ausführungsform nur verschieden ist von Ausführungsform 7 in der Anordnung, und zwar darin, daß die T-Typschaltung, die in Fig. 19 gezeigt ist, verwendet wird als die Impedanz- Anpassungsschaltung in Fig. 20.
Wie in Ausführungsform 7 schaltet die Bipolarimpuls- Leistungsversorgung 80 die Schaltvorrichtungen 84a, 84b und die Schaltvorrichtungen 85a, 85b alternierend ein/aus zum Anlegen einer Bipolarspannung, bestimmt durch die Spannung der Gleichstrom-Leistungsversorgung 81 an den Bearbeitungsspalt 6 zum Bearbeiten. Wenn eine Positivpolaritäts-Entladung auftritt in dem Bearbeitungsspalt 6, sind die Schaltvorrichtungen 84a, 84b eingeschaltet gehalten für eine vorbestimmte Zeitspanne zum Zuführen eines Stromimpulses einer vorgegebenen Impulsbreite an den Bearbeitungsspalt zum Bearbeiten. Nachdem die Schaltvorrichtungen 84a, 84b ausgeschaltet sind zum Beenden der Positivpolaritäts-Entladung, werden die Schaltvorrichtungen 85a, 85b eingeschaltet zum Anlegen einer Spannung auf der entgegengesetzten Polaritätsseite, und nachdem die Entladung erzeugt ist, werden diese Vorrichtungen eingeschaltet gehalten für eine vorbestimmte Zeitspanne zum Zuführen des Stromimpulses.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die Impedanz- Anpassungsschaltung 12 abgestimmt, eine Charakteristik zu haben, entgegengesetzt zu der bei Ausführungsform 7, um die gesamte Schaltung kapazitiv zu machen, wodurch die Entladung verlöscht nach dem Kondensator-Entladungsabschnitt 87 zum Abschalten des Entladungs-Lichtbogens, so daß eine Stromwellenform 93 ohne Gleichstrom-Lichtbogen- Entladungsabschnitt 88, wie gezeigt in Fig. 21(c), zum Bearbeiten erzeugt wird. Diese Wellenform schafft eine bearbeitete Oberfläche guter Qualität, insbesondere bei einer elektrischen Drahtschnitt-Entladungsbearbeitungs-Vorrichtung unter Benutzung von Wasser als Dielektrikum und beim Bearbeiten von Materialien, wie z. B. Karbidmaterialien, welche wahrscheinlichermaßen in Fehlern resultieren, wie z. B. einem Riß, wenn die Impulsbreite ansteigt.
Obwohl eine strenge Impedanzanpassung nicht durchgeführt werden kann auf beiden Polaritäten beim bipolaren Bearbeiten, wie bei der siebenten Ausführungsform, und zwar wegen einer Differenz zwischen den Ausgabeimpedanzen der Positivpolarität und der entgegengesetzten Polarität von der Leistungsversorgung, wird ein Durchführen einer Impedanzanpassung auf der Polaritätsseite, die zum Bearbeiten beiträgt (der Positivpolaritäts-Seite bei der vorliegenden Erfindung), eine Bearbeitungs-Charakteristik geschaffen, welche praktisch kein Problem aufwerfen wird.
Wie bei der sechsten Ausführungsform hat die T-Tyschaltung, wie gezeigt in Fig. 19, welche einen Effekt als einen Hochpaßfilter erzeugt, eine Charakteristik, welche geeignet ist zum Schaffen der Wellenform wie in Fig. 21(c). Ebenfalls erleichtert jegliche der Kapazitäts-Schalttyp-Impedanz- Anpassungsschaltungen, wie gezeigt in Fig. 9 bis 14, verwendet als die Impedanz-Anpassungsschaltung wie in Fig. 19, die Einstellung der Niedrigpegel-Kapazität, die erforderlich ist für die Impedanzanpassung der elektrischen Entladungsbearbeitungs-Vorrichtung.
Während das Beispiel des Erstellens einer Impedanzanpassung nur auf einer Polarität gegeben wurden in der siebenten und achten Ausführungsform, wird eine exzellentere Bearbeitungs- Charakteristik erhalten werden durch Vorsehen von Impedanz- Anpassungsschaltungen 12a, 12b für beide Polaritäten in unabhängiger Art und Weise, wie in Fig. 22, um die Impedanzanpassung auf beiden Polaritäten streng durchzuführen.
Die neunte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird jetzt beschrieben werden mit Bezug auf Fig. 23 und 16(b). Fig. 23 zeigt ein Beispiel einer elektrischen Entladungsbearbeitungs-Vorrichtung, welche ein Werkstück bearbeitet mit dem Fortschritt einer Impedanzanpassung in einer elektrischen Entladungsbearbeitungs-Vorrichtung, welche einen Gleichstrom-Impuls zur Bearbeitung benutzt. In dieser Zeichnung bezeichnet 3 eine Streukapazität, welche in Zuführungskabeln und der Schaltung existiert, 4 bezeichnet eine Streuinduktivität, welche in den Zuführungskabeln und einer mechanischen Struktur existiert (z. B. Zuführungsabschnitt), 6 bezeichnet einen Bearbeitungsspalt, gebildet durch eine Elektrode und ein Werkstück, 70 repräsentiert eine Gleichstrom-Impuls-Leistungsversorgung, welche eine Gleichstrom-Impulsspannung an den Bearbeitungsspalt zuführt, 71 bezeichnet eine Gleichstrom- Leistungsversorgung, 72 bezeichnet einen Strombegrenzungs- Widerstand, 73 bezeichnet eine Schaltvorrichtung, 12 bezeichnet eine Impedanz-Anpassungsschaltung, 74 bezeichnet eine Bearbeitungsspalt-Kapazität, gebildet zwischen der Elektrode und dem Werkstück, 106 repräsentiert einen Widerstand, 107 bezeichnet eine Bypass-Schaltung, parallel vorgesehen mit der Impedanz-Anpassungsschaltung 12, und 108 bezeichnet eine Schaltvorrichtung, welche in Reihe angeordnet ist zur Impedanz-Anpassungsschaltung 12. Die Schaltung, die benutzt wird als die Impedanz-Anpassungsschaltung, ist beispielsweise diejenige von Fig. 9.
Wie bei der fünften Ausführungsform schaltet die Gleichstrom- Impuls-Leistungsversorgung 70 die Schaltvorrichtung 73 ein/aus zum Anlegen einer Spannung, bestimmt durch die Spannung der Gleichstrom-Leistungsversorgung 71 an den Bearbeitungsspalt 6 zum Bearbeiten. Wenn nämlich die Schaltvorrichtung 73 eingeschaltet ist, wird die Spannung angelegt an den Bearbeitungsspalt über den Strombegrenzungs- Widerstand 72 und den Widerstand 106. Wenn eine Entladung stattfindet in dem Bearbeitungsspalt 6, wird die Schaltvorrichtung 73 eingeschaltet gehalten für eine vorgegebene Zeitspanne zum Zuführen eines Stromimpulses einer vorgegebenen Impulsbreite an den Bearbeitungsspalt zum Bearbeiten. Dann wird die in dem Bearbeitungsspalt erzeugte Entladung erfaßt durch eine Entladungserfassungs-Einrichtung (nicht gezeigt), und die Schaltvorrichtung 108 wird aus/eingeschaltet, oder eine vorgegebene Zeitspanne nach dem Auftreten der Entladung zum Verbinden der Impedanz- Anpassungsschaltung 12 von dem Bearbeitungsspalt. Darauffolgend wird, wenn eine vorgegebene Länge von Stoppzeit verstrichen ist nach dem Ende, die Schaltvorrichtung 108 wieder eingeschaltet, und die Schaltvorrichtung 73 wird eingeschaltet zum Anlegen einer Spannung für eine nächste Entladung.
Vor dem Bearbeiten schaltet und justiert die Impedanz- Anpassungsschaltung 12 die variablen Kondensatoren 41a bis 41d zum Induktivmachen der gesamten Schaltung, wodurch der Kondensator-Entladungsabschnitt 75 entfernt werden kann bei einem Auftreten einer Entladung, wie gezeigt in Fig. 16(b). Weiterhin kann durch Entkoppeln der Impedanz- Anpassungsschaltung 12 von dem Bearbeitungsspalt unmittelbar nach der Entladung, wie oben beschrieben, der folgende Gleichstrom-Lichtbogen stabil aufrechterhalten werden.
Relativ ähnlich einer Rechteckwelle und nicht mit dem Kondensator-Entladungsabschnitt 75, welcher hoch im Spitzenwert ist, schafft diese Stromwellenform eine bearbeitete Oberfläche guter Qualität, insbesondere bei einer elektrischen Einsenk-Entladungsbearbeitung oder dergleichen unter Benutzung von Öl als Dielektrikum und hat ebenfalls eine Charakteristik, daß der Elektrodenverbrauch scharf reduziert ist. Ebenfalls schafft dieser Stromimpuls eine bearbeitete Oberfläche hoher Qualität, wenn die Kapazität in dem Bearbeitungsspalt groß ist.
Die zehnte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird jetzt beschrieben werden mit Bezug auf Fig. 24 und 16(c). Fig. 24 zeigt ein Beispiel einer elektrischen Entladungsbearbeitungs-Vorrichtung, welche ein Werkstück bearbeitet mit dem Fortschritt einer Impedanzanpassung in einer elektrischen Entladungsbearbeitungs-Vorrichtung, welche einen Gleichstrom-Impuls zur Bearbeitung benutzt. In der Zeichnung bezeichnet 3 eine Streukapazität, die in Zuführungskabeln und der Schaltung existiert, 4 bezeichnet eine Streuinduktivität, die in den Zuführungskabeln und einer mechanischen Struktur existiert (z. B. Zuführungsabschnitt), 6 bezeichnet einen Bearbeitungsspalt, gebildet durch eine Elektrode und ein Werkstück, 70 repräsentiert eine Gleichstrom-Impuls-Leistungsversorgung, welche eine Gleichstrom-Impulsspannung an den Bearbeitungsspalt zuführt, 71 bezeichnet eine Gleichstrom-Leistungsversorgung, 72 repräsentiert einen Strombegrenzungs-Widerstand, 73 bezeichnet eine Schaltvorrichtung, 12 bezeichnet eine Impedanz-Anpassungsschaltung, 74 bezeichnet eine Bearbeitungsspalt-Kapazität, gebildet zwischen der Elektrode und dem Werkstück, 106 repräsentiert einen Widerstand, 109 bezeichnet eine Schaltvorrichtung, vorgesehen in Reihe mit dem Widerstand 106, und 107 bezeichnet eine Bypass-Schaltung, bestehend aus dem Widerstand 106 und der Schaltvorrichtung 109 und parallel angeordnet mit der Impedanz- Anpassungsschaltung 12. Die als die Impedanz- Anpassungsschaltung benutzte Schaltung ist beispielsweise diejenige in Fig. 9.
Wie bei der sechsten Ausführungsform schaltet die Gleichstrom-Impuls-Leistungsversorgung 70 die Schaltvorrichtung 73 ein/aus zum Anlegen einer Spannung, bestimmt durch die Spannung der Gleichstrom- Leistungsversorgung 71 an den Bearbeitungsspalt 6 zur Bearbeitung. Wenn nämlich die Schaltvorrichtung 73 eingeschaltet wird, wird die Spannung an den Bearbeitungsspalt über den Strombegrenzungs-Widerstand 72 und den Widerstand 106 angelegt. Wenn eine Entladung stattfindet in dem Bearbeitungsspalt 6, wird die Schaltvorrichtung 73 eingeschaltet gehalten für eine vorbestimmte Zeitspanne zum Anlegen eines Gleichstrom-Impulses einer vorgegebenen Impulsbreite an den Bearbeitungsspalt zur Bearbeitung. Dann wird die in dem Bearbeitungsspalt erzeugte Entladung erfaßt durch eine Entladungserfassungs-Einrichtung (nicht gezeigt), und die Schaltvorrichtung 109 wird ein/ausgeschaltet, oder eine vorbestimmte Zeitspanne nach dem Auftreten der Entladung zum Ausschalten der Bypass-Schaltung 107. In ähnlicher Weise wird, wenn eine vorgegebene Länge von Stoppzeit verstrichen ist nach dem Ende der Entladung, die Schaltvorrichtung 109 wieder eingeschaltet, und die Schaltvorrichtung 73 wird eingeschaltet zum Anlegen einer Spannung für eine nächste Entladung.
Bei der vorliegenden Ausführungsform werden vor dem Bearbeiten die variablen Kondensatoren 41a bis 41d geschaltet und justiert zum Einstellen der Impedanz-Anpassungsschaltung 12 auf eine Charakteristik, die entgegengesetzt ist zu der bei der neunten Ausführungsform, um die gesamte Schaltung kapazitiv zu machen, wodurch die Entladung verlischt nach dem Kondensator-Entladungsabschnitt 75 zum Ausschalten des Entladungs-Lichtbogens, so daß die Stromwellenform 78 ohne den Gleichstrom-Lichtbogen-Entladungsabschnitt 76, wie gezeigt in Fig. 16(c), erzeugt wird zur Bearbeitung.
Weiterhin kann durch Entkoppeln der Bypass-Schaltung 107 von dem Bearbeitungsspalt sofort nach der Entladung, wie oben beschrieben, der folgende Gleichstrom-Lichtbogen nach dem Kondensator-Entladungsabschnitt 75 vollständig eliminiert werden.
Diese Stromwellenform schafft eine bearbeitete Oberfläche guter Qualität, insbesondere bei elektrischem Drahtschnitt- Entladungsbearbeiten unter Benutzung von Wasser als Dielektrikum und beim Bearbeiten von Materialien, z. B. Karbidmaterialien, welche leicht in Fehlern resultieren, wie z. B. in Riß, wenn die Impulsbreite zunimmt.
Die elfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird jetzt beschrieben werden mit Bezug auf Fig. 25 und 21(b).
Fig. 25 zeigt ein Beispiel einer elektrischen Entladungsbearbeitungs-Vorrichtung, welche ein Werkstück bearbeitet mit dem Fortschritt einer Impedanzanpassung bei einer elektrischen Entladungsbearbeitungs-Vorrichtung, welche einen bipolaren Impuls für eine Bearbeitung benutzt. Wie bei der siebenten Ausführungsform beschrieben, hat eine Benutzung eines bipolaren Impulses zur Bearbeitung solche Merkmale, daß eine Bearbeitungsgeschwindigkeit verbessert ist beim Ölversenken-Bearbeiten, und die elektrolytische Korrosion des Werkstückes kann verhindert werden bei wasserversenktem Bearbeiten. In dieser Zeichnung bezeichnet 3 eine Streukapazität, die existiert in Zuführungskabeln und der Schaltung, 4 bezeichnet eine Streuinduktivität, die existiert in den Zuführungskabeln und einer mechanischen Struktur (z. B. Zuführungsabschnitt), 6 bezeichnet einen Bearbeitungsspalt, gebildet durch eine Elektrode und ein Werkstück, 80 repräsentiert eine bipolare Impuls-Leistungsversorgung, welche eine bipolare Impulsspannung an den Bearbeitungsspalt zuführt, 81 bezeichnet eine Gleichstrom-Leistungsversorgung, 82 und 83 repräsentieren Strombegrenzungs-Widerstände, welche Stromwerte bestimmen bei der entsprechenden Polarität, 84a und 84b bezeichnen Schaltvorrichtungen zum Zuführen eines Positivpolaritäts-Impulsstroms, 85a und 85b bezeichnen Schaltvorrichtungen zum Zuführen eines Negativpolaritäts- Impulsstroms, 12 bezeichnet eine Impedanz- Anpassungsschaltung, 108 bezeichnet eine Schaltvorrichtung, die in Reihe geschaltet ist mit der Impedanz- Anpassungsschaltung 12, 106 bezeichnet einen Widerstand, und 107 bezeichnet eine Bypass-Schaltung, parallel vorgesehen mit der Impedanz-Anpassungsschaltung 12. 86 bezeichnet eine Bearbeitungsspalt-Kapazität, gebildet zwischen der Elektrode und dem Werkstück, 30 bezeichnet ein Werkstück, und 31 bezeichnet eine Elektrode. Die Impedanz-Anpassungsschaltung 12, die hierin benutzt wird, ist beispielsweise diejenige von Fig. 9.
Im Betrieb schaltet wie in Ausführungsform 7 die Bipolar- Impuls-Leistungsversorgung 80 die Schaltvorrichtungen 84a, 84b und die Schaltvorrichtungen 85a, 85b alternierend ein/aus zum Anlegen einer Bipolarspannung, bestimmt durch die Spannung der Gleichstrom-Leistungsversorgung 81 an den Bearbeitungsspalt 6 zum Bearbeiten. Wenn eine Positivpolaritäts-Entladung auftritt in dem Bearbeitungsspalt 6, werden die Schaltvorrichtungen 84a, 84b eingeschaltet gehalten für eine vorgegebene Zeitspanne zum Zuführen eines Stromimpulses einer vorgegebenen Impulsbreite an den Bearbeitungsspalt zur Bearbeitung. Nachdem die Schaltvorrichtungen 84a, 84b ausgeschaltet sind zum Beenden der Positivpolaritäts-Entladung, werden die Schaltvorrichtungen 85a, 85b eingeschaltet zum Anlegen einer Spannung auf der gegenüberliegenden Polaritätsseite, und, nachdem die Entladung erzeugt ist, werden die Vorrichtungen eingeschaltet gehalten für eine vorbestimmte Zeitspanne zum Zuführen des Stromimpulses. Dann wird die in dem Bearbeitungsspalt erzeugte Entladung erfaßt durch eine Entladungserfassungs-Einrichtung (nicht gezeigt), und die Schaltvorrichtung 108 wird ausgeschaltet bei oder eine vorgegebene Zeitspanne nach dem Auftreten der Entladung zum Entkoppeln der Impedanz-Anpassungsschaltung 12 von dem Bearbeitungsspalt. Darauffolgend wird, wenn eine vorgegebene Länge einer Stoppzeit verstrichen ist nach dem Ende der Entladung, die Schaltvorrichtung 108 wieder eingeschaltet zum Anlegen einer Spannung für eine nächste Entladung.
Vor einer Bearbeitung schaltet und justiert die Impedanz- Anpassungsschaltung 12 die variablen Kondensatoren 41a bis 41d, um die gesamte Schaltung induktiv zu machen, wodurch der Kondensator-Entladungsabschnitt 87 entfernt werden kann beim Auftreten einer Positivpolaritäts-Entladung, wie gezeigt in Fig. 21(b).
Weiterhin kann durch Entkoppeln der Impedanz- Anpassungsschaltung 12 von dem Bearbeitungsspalt unmittelbar nach der Entladung, wie oben beschrieben, der folgende Gleichstrom-Lichtbogen stabil aufrechterhalten werden.
Relativ ähnlich einer Rechteckwelle und ohne den Kondensator- Entladungsabschnitt 87, der hoch im Spitzenwert ist, schafft diese Stromwellenform eine bearbeitete Oberfläche guter Qualität, insbesondere beim elektrischen Einsenk-Lichtbogen- Bearbeiten oder dergleichen, unter Benutzung von Öl als Dielektrikum, und hat ebenfalls eine Charakteristik, daß der Elektrodenverbrauch scharf reduziert ist. Ebenfalls schafft dieser Stromimpuls eine bearbeitete Oberfläche hoher Qualität, wenn die Kapazität im Bearbeitungsspalt groß ist.
Obwohl eine strenge Impedanzanpassung nicht gemacht werden kann auf beiden Polaritäten beim bipolaren Bearbeiten wegen einer Differenz zwischen den Ausgangsimpedanzen der Leistungsversorgung auf der Positivpolarität und der entgegengesetzten Polarität, wird ein Vorsehen einer Impedanzanpassung auf der Polaritätsseite, die zum Bearbeiten beiträgt (die Positivpolaritätsseite bei der vorliegenden Erfindung) eine Bearbeitungscharakteristik schaffen, welche praktisch kein Problem aufstellen wird.
Die zwölfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird jetzt beschrieben werden mit Bezug auf Fig. 26 und 21(c).
Fig. 26 zeigt ein Beispiel einer elektrischen Entladungsbearbeitungs-Vorrichtung, welche ein Werkstück bearbeitet mit dem Fortschritt einer Impedanzanpassung bei einer elektrischen Entladungsbearbeitungs-Vorrichtung, welche einen Bipolarimpuls zum Bearbeiten benutzt. In dieser Zeichnung bezeichnet 3 eine Streukapazität, welche in Zuführungskabeln und der Schaltung existiert, 4 bezeichnet eine Streuinduktivität, die in den Zuführungskabeln und einer mechanischen Struktur existiert (z. B. Zuführungsabschnitt), 6 bezeichnet einen Bearbeitungsspalt, gebildet durch eine Elektrode und ein Werkstück, 80 repräsentiert eine Bipolarimpuls-Leistungsversorgung, welche eine Bipolar- Impulsspannung an den Bearbeitungsspalt zuführt, 81 bezeichnet eine Gleichstrom-Leistungsversorgung, 82 und 83 repräsentieren Strombegrenzungs-Widerstände, welche Stromwerte bei der entsprechenden Polarität bestimmen, 84a und 84b bestimmen Schaltvorrichtungen zum Zuführen eines Positivpolaritäts-Impulsstroms, 85a und 85b bezeichnen Schaltvorrichtungen zum Zuführen eines Negativpolaritäts- Impulsstroms, 12 bezeichnet eine Impedanz- Anpassungsschaltung, 106 bezeichnet einen Widerstand, 109 repräsentiert eine Schaltvorrichtung, in Reihe geschaltet mit dem Widerstand 106, 107 bezeichnet eine Bypass-Schaltung, parallel vorgesehen mit der Impedanz-Anpassungsschaltung 12, 86 bezeichnet eine Bearbeitungsspalt-Kapazität, gebildet zwischen der Elektrode und dem Werkstück, 30 bezeichnet ein Werkstück und 31 bezeichnet eine Elektrode. Die Impedanz- Anpassungsschaltung 12, die hierin benutzt wird, ist beispielsweise diejenige wie in Fig. 9.
Wie bei der elften Ausführungsform schaltet die Bipolarimpuls-Leistungsversorgung 80 die Schaltvorrichtungen 84a, 84b und die Schaltvorrichtungen 85a, 85b alternierend ein/aus zum Anlegen einer Bipolarspannung, bestimmt durch die Spannung der Gleichstrom-Leistungsversorgung 81 an den Bearbeitungsspalt 6 zum Bearbeiten. Wenn eine Positivpolaritäts-Entladung auftritt in dem Bearbeitungsspalt 6, werden die Schaltvorrichtungen 84a, 84b eingeschaltet gehalten für eine vorgegebene Zeitspanne zum Anlegen eines Stromimpulses einer vorgegebenen Impulsbreite an dem Bearbeitungsspalt zum Bearbeiten. Nachdem die Schaltvorrichtungen 84a, 84b ausgeschaltet sind zum Beenden der Positivpolaritäts-Entladung, werden die Schaltvorrichtungen 85a, 85b eingeschaltet zum Anlegen einer Spannung auf die entgegengesetzte Polaritätsseite, und nachdem die Entladung erzeugt ist, werden die Vorrichtungen eingeschaltet gehalten für eine vorbestimmte Zeitspanne zum Zuführen des Impulsstroms. Die in dem Bearbeitungsspalt erzeugte Entladung wird erfaßt durch eine Entladungserfassungs-Einrichtung (nicht gezeigt), und die Schaltvorrichtung 109 wird aus/eingeschaltet zu oder eine vorgegebene Zeitspanne nach dem Auftreten der Entladung zum Abschalten der Bypass-Schaltung 107. In ähnlicher Weise wird, wenn eine vorgegebene Länge einer Stoppzeit verstrichen ist nach dem Ende der Entladung, die Schaltvorrichtung 109 wieder eingeschaltet, und die Schaltvorrichtung 73 wird eingeschaltet zum Anlegen einer Spannung für eine nächste Entladung.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die Impedanz- Anpassungsschaltung 12 abgestimmt, eine Charakteristik zu haben, die entgegengesetzt ist zu der bei der elften Ausführungsform, um die gesamte Schaltung kapazitiv zu machen, wobei die Entladung verlischt nach dem Kondensator- Entladungsabschnitt 87 zum Abschalten des Entladungs- Lichtbogens, so daß eine Stromwellenform 93 ohne Gleichstrom- Lichtbogen-Entladungsabschnitt 88, wie gezeigt in Fig. 21(c), zum Bearbeiten erzeugt wird. Weiterhin kann durch Entkoppeln der Bypass-Schaltung 107 von dem Bearbeitungsspalt unmittelbar nach der Entladung, wie oben beschrieben, der folgende Gleichstrom-Lichtbogen nach dem Kondensator- Entladungsabschnitt 75 vollständig eliminiert werden.
Diese Wellenform schafft eine bearbeitete Oberfläche guter Qualität, insbesondere beim elektrischen Drahtschnitt- Entladungs-Bearbeiten unter Benutzung von Wasser als Dielektrikum und beim Bearbeiten von Materialien, z. B. Karbidmaterialien, welche wahrscheinlichermaßen in Fehlern resultieren werden, wie z. B. einem Riß, wenn die Impulsbreite ansteigt.
Obwohl eine strenge Impedanzanpassung nicht durchgeführt werden kann auf beiden Polaritäten beim bipolaren Bearbeiten, wie bei der achten Ausführungsform, und zwar wegen einer Differenz zwischen den Ausgangsimpedanzen der Leistungsversorgung bei der positiven und bei der gegenüberliegenden Polarität, wird zum Vorsehen einer Impedanzanpassung auf der Polaritätsseite, die zum Bearbeiten beiträgt (die positive Polaritätsseite bei der vorliegenden Erfindung), eine Bearbeitungscharakteristik geschaffen, welche praktisch kein Problem aufwirft.
Während das Beispiel des Erstellens einer Impedanzanpassung nur auf einer Polarität gegeben wurde in den zwei vorherigen Ausführungsformen, wird eine exzellentere Bearbeitungscharakteristik erhalten werden durch Vorsehen der Impedanz-Anpassungsschaltungen 12a, 12b für beide Polaritäten in unabhängiger Weise, wie bei Fig. 22, um eine strenge Impedanzanpassung auf beiden Polaritäten zu schaffen.
Ausführungsform 13 der vorliegenden Erfindung wird jetzt beschrieben werden mit Bezug auf Fig. 27.
Fig. 27 zeigt ein Beispiel einer elektrischen Entladungsbearbeitungs-Vorrichtung, wobei eine Reihenschaltung eines Widerstandes und einer Spule eingesetzt ist parallel zum Bearbeitungsspalt bei einer elektrischen Entladungsbearbeitungs-Vorrichtung, welche einen Gleichstrom- Impuls zum Bearbeiten benutzt. In dieser Zeichnung bezeichnet 3 eine Streukapazität, die in Zuführungskabeln und der Schaltung existiert, 4 bezeichnet eine Streuinduktivität, die in den Zuführungskabeln und einer mechanischen Struktur existiert (z. B. Zuführungsabschnitt), 6 bezeichnet einen Bearbeitungsspalt, gebildet durch eine Elektrode und ein Werkstück, 70 bezeichnet eine Gleichstrom-Impuls- Leistungsversorgung, welche eine Gleichstrom-Impulsspannung an den Bearbeitungsspalt zuführt, 71 bezeichnet eine Gleichstrom-Leistungsversorgung, 72 bezeichnet einen Strombegrenzungs-Widerstand, 73 bezeichnet eine Schaltvorrichtung, 110 bezeichnet einen Widerstand, 111 bezeichnet eine Spule, 74 bezeichnet eine Bearbeitungsspalt- Kapazität, gebildet zwischen der Elektrode und dem Werkstück, 30 repräsentiert ein Werkstück, und 31 bezeichnet eine Elektrode.
Zunächst schaltet die Gleichstrom-Impuls-Leistungsversorgung 70 die Schaltvorrichtung 73 ein/aus zum Anlegen einer Spannung, bestimmt durch die Spannung der Gleichstrom- Leistungsversorgung 71 an den Bearbeitungsspalt 6 zum Bearbeiten. Wenn nämlich die Schaltvorrichtung 73 eingeschaltet wird, wird die Spannung angelegt an den Bearbeitungsspalt über den Strombegrenzungs-Widerstand 72. Wenn eine Entladung stattfindet im Bearbeitungsspalt 6, wird die Schaltvorrichtung 73 eingeschaltet gehalten für eine vorgegebene Zeitspanne und wird dann ausgeschaltet zum Zuführen eines Stromimpulses einer vorgegebenen Impulsbreite an den Bearbeitungsspalt zum Bearbeiten.
Nach dem Auftreten einer Entladung fließt der Kondensator- Entladungsstrom 75 in den Bearbeitungsspalt. Da jedoch Hochfrequenz-Oszillations-Komponenten, erzeugt nach der ersten Halbwelle des Kondensator-Entladungsstroms, absorbiert werden durch die Induktivität der Spule 111, die parallel mit dem Bearbeitungsspalt verbunden ist, wird das Werkstück bearbeitet mit nur der ersten Halbwelle des Kondensator- Entladungsstroms, welcher nicht den Gleichstrom- Leistungsversorgungs-Abschnitt hat. Solch eine Schaltung hat einen speziellen Effekt, wenn die Schaltvorrichtung 73 eingeschaltet wird für eine kurze Zeit von etwa 0,5 bis 1 µs zum Bearbeiten.
Wie bei der sechsten Ausführungsform schafft diese Stromwellenform eine bearbeitete Oberfläche guter Qualität, insbesondere bei der elektrischen Drahtschnitt-Entladungs- Bearbeitung unter Benutzung von Wasser als Dielektrikum und beim Bearbeiten von Materialien, z. B. Karbidmaterialien, welche wahrscheinlichermaßen in Fehlern resultieren, wie z. B. einem Riß, wenn die Impulsbreite ansteigt.
Die vierzehnte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird jetzt beschrieben werden mit Bezug auf Fig. 28. Fig. 28 zeigt ein Beispiel einer elektrischen Entladungsbearbeitungs- Vorrichtung, wobei eine Reihenschaltung eines Widerstandes und einer Spule eingesetzt ist parallel zu einem Bearbeitungsspalt in einer elektrischen Entladungsbearbeitungs-Vorrichtung, welche einen Gleichstrom- Impuls zum Bearbeiten benutzt.
Bei der Zeichnung bezeichnet 3 eine Streukapazität, die in Zuführungskabeln und der Schaltung existiert, 4 bezeichnet eine Streuinduktivität, die in den Zuführungskabeln und einer mechanischen Struktur existiert (z. B. Zuführungsabschnitt), 6 bezeichnet einen Bearbeitungsspalt, gebildet durch eine Elektrode und ein Werkstück, 70 bezeichnet eine Gleichstrom- Impuls-Leistungsversorgung, welche eine Gleichstrom- Impulsspannung an den Bearbeitungsspalt zuführt, 71 bezeichnet eine Gleichstrom-Leistungsversorgung, 72 bezeichnet einen Strombegrenzungs-Widerstand, 73 bezeichnet eine Schaltvorrichtung, 110 bezeichnet einen Widerstand, 111 bezeichnet eine Spule, 112 bezeichnet eine Antriebseinrichtung zum Schalten der Schaltvorrichtung 73 bei hoher Frequenz, 74 bezeichnet eine Bearbeitungsspalt- Kapazität, gebildet zwischen der Elektrode und dem Werkstück, 30 repräsentiert ein Werkstück, und 31 bezeichnet eine Elektrode. Ein Betrieb wird jetzt beschrieben werden.
Wie bei der Ausführungsform 13 schaltet die Gleichstrom- Impuls-Leistungsversorgung 70 die Schaltvorrichtung 73 ein/aus zum Anlegen einer Spannung, bestimmt durch die Spannung der Gleichstrom-Leistungsversorgung 71 an den Bearbeitungsspalt 6 zum Bearbeiten. Wenn nämlich die Schaltvorrichtung 73 eingeschaltet wird, wird die Spannung angelegt an den Bearbeitungsspalt über den Strombegrenzungs- Widerstand 72 und die Induktivitäten. Wenn eine Entladung stattfindet im Bearbeitungsspalt 6 wiederholt die Schaltvorrichtung 73 das Ein/Aus der Hochfrequenz für eine vorgegebene Zeitspanne T1 zum Erzeugen der Entladung und setzt darauffolgend eine vorbestimmte Länge von Stoppzeit T2 ein. Dieser Betrieb wird zum Bearbeiten wiederholt.
Nach dem Auftreten der Entladung fließt der Kondensator- Entladungsstrom 75 in den Bearbeitungsspalt. Da jedoch Hochfrequenz-Oszillations-Komponenten, erzeugt nach der ersten Halbwelle des Kondensator-Entladungsstroms absorbiert werden durch die Induktivität der Spule 111, die parallel mit dem Bearbeitungsspalt verbunden ist, wird das Werkstück bearbeitet mit nur der ersten Halbwelle des Hochfrequenz- Kondensator-Entladungsstroms, welche den Gleichstrom- Lichtbogen-Abschnitt nicht hat. Zusätzlich wird die Schaltvorrichtung 73 ein/ausgeschaltet bei hoher Frequenz zum Unterdrücken der Erzeugung eines fortwährenden Lichtbogens, um dadurch die Bearbeitung zu stabilisieren. Ebenfalls wird die Vibration der Drahtelektrode unterdrückt bei der elektrischen Drahtschnitt-Entladungsbearbeitung zum Verbessern einer Geradigkeit. Solch eine Schaltung hat einen speziellen Effekt, wenn die Schaltvorrichtung 73 ein/ausgeschaltet wird bei der Hochfrequenz von etwa 0,5 bis 2 MHz.
Die fünf zehnte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird jetzt beschrieben werden mit Bezug auf Fig. 29. Fig. 29 zeigt ein Beispiel einer elektrischen Entladungsbearbeitungs- Vorrichtung, wobei eine Reihenschaltung eines Widerstandes, einer Spule und einer Schaltvorrichtung eingesetzt ist parallel zu einem Bearbeitungsspalt bei einer elektrischen Entladungsbearbeitungs-Vorrichtung, welche einen Gleichstrom- Impuls zum Bearbeiten benutzt. In der Zeichnung bezeichnet 3 eine Streukapazität, die in Zuführungskabeln und der Schaltung existiert, 4 bezeichnet eine Streuinduktivität, die in den Zuführungskabeln und einer mechanischen Struktur (z. B. Zuführungsabschnitt) existiert, 6 bezeichnet einen Bearbeitungsspalt, gebildet durch eine Elektrode und ein Werkstück, 70 bezeichnet eine Gleichstrom-Impuls- Leistungsversorgung, welche eine Gleichstrom-Impulsspannung an den Bearbeitungsspalt zuführt, 71 bezeichnet eine Gleichstrom-Leistungsversorgung, 72 bezeichnet einen Strombegrenzungs-Widerstand, 73 bezeichnet eine Schaltvorrichtung, 110 bezeichnet einen Widerstand, 111 bezeichnet eine Spule, 113 bezeichnet eine Schaltvorrichtung, die in Reihe geschaltet ist mit dem Widerstand 110 und der Spule 111, 74 bezeichnet eine Bearbeitungsspalt-Kapazität, gebildet zwischen der Elektrode und dem Werkstück, 30 bezeichnet ein Werkstück, und 31 bezeichnet eine Elektrode.
Im Betrieb schaltet wie in Ausführungsform 13 die Gleichstrom-Impuls-Leistungsversorgung 70 die Schaltvorrichtung 73 ein/aus zum Anlegen einer Spannung, bestimmt durch die Spannung der Gleichstrom- Leistungsversorgung 71 an den Bearbeitungsspalt 6 zum Bearbeiten. Wenn nämlich die Schaltvorrichtung 73 eingeschaltet wird, wird die Spannung angelegt an den Bearbeitungsspalt über den Strombegrenzungs-Widerstand 72. Wenn eine Entladung auftritt in dem Bearbeitungsspalt, wird die Schaltvorrichtung 73 ausgeschaltet, und die Schaltvorrichtung 113 wird eingeschaltet zum Verbinden der Spule mit dem Bearbeitungsspalt.
Nach dem Auftreten einer Entladung fließt der Kapazität- Entladungsstrom 75 in den Bearbeitungsspalt. Da jedoch Hochfrequenz-Oszillations-Komponenten, erzeugt nach der ersten Halbwelle des Kondensator-Entladungsstroms, absorbiert werden durch die Induktivität der Spule 111, die parallel verbunden ist mit dem Bearbeitungsspalt, wird das Werkstück bearbeitet mit nur der ersten Halbwelle des Kondensator- Entladungsstroms, welche nicht den Gleichstrom-Lichtbogen- Abschnitt hat.
Da weiterhin kein Strom fließt in der Spule 111 bei der Anwendung der Spannung, bis die Entladung auftritt, gibt es keinen Verlust innerhalb der Schaltung, wird die führende Flanke der angelegten Spannung aufgerichtet, und wird eine Bearbeitungsstabilität verbessert.
Die sechzehnte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird jetzt beschrieben werden in Übereinstimmung mit Fig. 30 und 31. Bei einer elektrischen Entladungsbearbeitungs- Vorrichtung gibt es Zeiten, wenn ein Bearbeitungsbereich sich in großem Ausmaß ändert, wenn sich die Leistungszuführungs- Frequenz und wenn eine Vielzahl von Induktivitäten geschaltet werden muß in einer Impedanz-Anpassungsschaltung. Fig. 30 zeigt eine Ausführungsform, in der eine Vielzahl von Induktivitäten in der Impedanz-Anpassungsschaltung 12 in solch einer elektrischen Entladungsbearbeitungs-Vorrichtung durch Muster auf einer gedruckten Schaltungsplatte aufgebaut sind. In der Zeichnung bezeichnet 50 eine gedruckte Schaltungsplatte, 120a bis 120d repräsentieren Druckmuster, gebildet auf der gedruckten Schaltungsplatte 50, 121a bis 121d bezeichnen parallel mit den Druckmustern 120a bis 120d verbundene Relais. Fig. 30 zeigt eine Ausführungsform der Impedanz-Anpassungsschaltung der elektrischen Entladungsbearbeitungs-Vorrichtung, welche die variable Induktivitäts-Einrichtung verwendet, wobei 12 eine Impedanz- Anpassungsschaltung bezeichnet, und 13 und 15 bezeichnen variable Kondensatoren.
Ein Betrieb wird jetzt beschrieben werden. Wenn die Relais 121a bis 121d geöffnet werden durch eine Anpassungsschaltungs-Steuereinrichtung in Fig. 30 und 31, werden Induktivitäten gebildet durch die Druckmuster 120a bis 120d, und jegliche von 16 Stufen von Induktivitäten kann ausgewählt werden durch Schalten zwischen den Relais 121a bis 121d. Die Induktivität jedes Druckmusters wird bestimmt durch die Breite, Länge und Mustergestalt des gedruckten Musters 120. Die Gestalten der gedruckten Muster 120a bis 120d sind voreingestellt, so daß ihre Induktivitäten geometrische Reihenwerte haben, deren Koeffizient etwa 2 ist, um zu gewährleisten, daß jegliche von 16 verschiedenen aufeinanderfolgenden Induktivitäten ausgewählt werden kann gemäß der Kombination der vier Druckmuster.
Ebenfalls ist das Zusammensetzungsresultat der Niedrigpegel- Induktivitäten, existierend in den Relais 121a bis 121d, und der Induktivitäten die tatsächliche Summe der Induktivitätswerte. Zum Auswählen des exakten Induktivitätswerts wurde deshalb eine Beachtung geschenkt, es zu erlauben, daß leicht kleinere Werte eingestellt werden als die Induktivitätswerte.
Die Induktivitäten zwischen den Druckmustern, die so parallel auf der gedruckten Schaltungsplatte angeordnet sind, können entworfen und leicht gebildet werden gemäß der Gestalt der Druckmuster und präzise selektiert werden mit wenig Genauigkeitsvariation in einem insbesonders kleinen Induktivitätsbereich.
Es wird geschätzt werden, daß das für die Anwendung auf die Impedanz-Anpassungsschaltung der elektrischen Entladungsbearbeitungs-Vorrichtung bei der vorhergehenden Ausführungsform gegebene Beispiel ebenfalls benutzt werden kann als eine Vorrichtung variabler Induktivität für die Anpassungsschaltung oder dergleichen für einen anderen Hochfrequenz-Oszillator.
Die letzte Ausführungsform 17 der vorliegenden Erfindung wird jetzt beschrieben werden mit Bezug auf Fig. 32. Fig. 32 zeigt eine Ausführungsform, in der eine Vielzahl von Induktivitäten in der Impedanz-Anpassungsschaltung 12, gebildet sind durch eine Vielzahl von Kabeln, die eine verschiedene Induktivität haben. In der Zeichnung bezeichnet 50 eine gedruckte Schaltungsplatte, 123a bis 123d repräsentieren eine Vielzahl von Kabeln verschiedener Längen, verbunden über Anschlüsse auf der gedruckten Schaltungsplatte und verbunden mit Dummy- Anschlüssen 58a bis 58d an einem Ende, um so geschlossen zu sein. 121a bis 121d bezeichnen Relais, die verbunden sind mit den Kabeln 123a bis 123d über jeweilige Anschlüsse 59a bis 59d.
Ein Betrieb ist ähnlich dem bei der sechzehnten Ausführungsform unter Benutzung der Druckmuster. Wenn die Relais 121a bis 121d geöffnet werden durch die Anpassungsschaltungs-Steuereinrichtung, werden Induktivitäten gebildet durch die Kabel 123a bis 123d, und jegliche von 16 Stufen von Induktivitäten kann gewählt werden durch Schalten zwischen den Relais 121a bis 121d. Die Induktivität jedes Kabels ist bestimmt durch die Länge oder den Typ des Kabels. Die Induktivitäten der Kabel 123a bis 123d sind voreingestellt, geometrische Reihenwerte zu haben, deren Koeffizient etwa 2 ist, um zu gewährleisten, daß jegliche von 16 verschiedenen aufeinanderfolgenden Induktivitätswerten gewählt werden kann gemäß der Kombination der vier Kabel.
Ebenfalls ist das Zusammensetzungsresultat der Niedrigpegel- Induktivitäten, die in den Relais 121a bis 121d existieren, und den Induktivitäten die tatsächliche Summe der Induktivitätswerte. Zum Auswählen des exakten Induktivitätswerts wurde deshalb eine Beachtung geschenkt, es zu erlauben, daß leicht kleinere Werte eingestellt werden als die Induktivitätswerte.
Es wird empfohlen, daß, da die Koaxialkabel, wie angedeutet bei der vierten Ausführungsform, im allgemeinen groß in der Kapazität sind, parallele Zuführungen oder dergleichen, die klein in der Kapazität sind, als die Kabel benutzt werden.
Die Induktivitäten der Kabel kann somit entworfen werden und leicht gebildet werden gemäß der Kabellänge und dem Typ, und sind effektiv für einen Fall, in dem die Induktivität für Bearbeitungsvorrichtungen fein eingestellt werden muß.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird, wie oben beschrieben, eine Impedanzanpassung durchgeführt am Bearbeitungsspalt zum Unterdrücken des Einflusses der Kapazität der Hochgeschwindigkeits-Bearbeitungs-Zuführungskabel, die mit dem Bearbeitungsspalt verbunden sind, bei einer Endbearbeitung, um eine Bearbeitung zu erlauben, ohne daß die elektrostatische Energie der Hochgeschwindikgeits- Bearbeitungs-Zuführungskabel an den Bearbeitungsspalt losgelassen wird, wodurch eine bearbeitete Oberfläche extrem hoher Qualität von nicht mehr als 0,5 µmRmax in stabiler Weise vorgesehen werden kann und eine Spiegelbearbeitung ermöglicht wird, die die beste Oberflächenrauhigkeit von 0,2 µmRmax offeriert.
Ebenfalls im Unterschied zum Stand der Technik müssen das Werkstück und die Oberflächenplatte nicht entkoppelt oder verbunden werden durch eine Isolationsaufspannvorrichtung, und die Bearbeitungscharakteristik wird nicht verschlechtert beim Versenkungs-Bearbeiten, wodurch Bearbeitungsgenauigkeit, Operabilität und Kosten stark verbessert werden können.
Ebenfalls ist gemäß der vorliegenden Erfindung die Impedanz- Anpassungsschaltung vorgesehen zwischen der Gleichstrom- Impuls-Leistungsversorgung oder der Bipolar-Impuls- Leistungsversorgung und dem Bearbeitungsspalt, und eine Impedanzanpassung wird durchgeführt am Bearbeitungsspalt, so daß der Kondensator-Entladungsstrom mit hohem Spitzenwert, der veranlaßt wird, durch die Bearbeitungsspalt-Kapazität zu fließen nach einem Auftreten einer Entladung vor dem Gleichstrom, nicht auftritt zum Erzeugen des Entladungsstroms von nur dem Rechteckwellen-Strom zum Bearbeiten, wodurch eine bearbeitete Oberfläche guter Qualität geschaffen werden kann, insbesondere beim elektrischen Einsenk-Entladungsbearbeiten oder dergleichen unter Benutzung von Öl als Dielektrikum, und wobei ein Elektrodenverbrauch bemerkenswerterweise reduziert wird. Ebenfalls wird eine bearbeitete Oberfläche hoher Qualität erhalten, falls die Kapazität groß ist im Bearbeitungsspalt.
Ebenfalls ist gemäß der vorliegenden Erfindung die Impedanz- Anpassungsschaltung vorgesehen zwischen der Gleichstrom- Impuls-Leistungsversorgung oder Bipolar-Impuls- Leistungsversorgung und dem Bearbeitungsspalt, und die Entladung verlischt zum Abschalten des Entladungs-Lichtbogens nach dem Kondensator-Entladungsstrom mit hohem Spitzenwert, veranlaßt, durch die Bearbeitungsspalt-Kapazität zu fließen nach einem Auftreten einer Entladung vor dem Gleichstrom- Rechteckwellen-Strom zum Durchführen einer Impedanzanpassung am Bearbeitungsspalt, so daß der Gleichstrom-Rechteckwellen- Strom nicht andauert nach der Kondensator-Entladung zum Erzeugen des Entladungsstroms von nur dem Kondensator- Entladungsstrom zum Bearbeiten, wodurch eine bearbeitete Oberfläche guter Qualität geschaffen werden kann, insbesondere bei einer elektrischen Drahtschnitt- Entladungsbearbeitung unter Benutzung von Wasser als Dielektrikum und beim Bearbeiten von Materialien, wie z. B. Karbidmaterialien, welche wahrscheinlichermaßen in Fehlern resultieren, wie z. B. Rissen, wenn die Impulsbreite ansteigt.
Ebenfalls wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine Impedanzanpassung gemacht auf beiden Polaritäten der Bipolar- Impulsspannung durch die Impedanz-Anpassungsschaltungen, die vorgesehen sind in unabhängiger Weise auf beiden Polaritäten für eine elektrische Entladungsbearbeitung, wodurch eine strenge Impedanzanpassung durchgeführt werden kann auf beiden Polaritäten in unabhängiger Weise zum Schaffen einer exzellenteren Bearbeitungscharakteristik.
Ebenfalls ist gemäß der vorliegenden Erfindung die Vielzahl von Kondensatoren und zumindest eine Spule vorgesehen in der Impedanz-Anpassungsschaltung, eine Schaltvorrichtung zum Schalten zwischen der Vielzahl von Kondensatoren ist ebenfalls vorgesehen, und die Vielzahl von Kondensatoren in der Anpassungsschaltung werden ausgewählt gemäß der Bearbeitungsfläche und der Bearbeitungs-Plattendicke zum Durchführen einer Impedanzanpassung am Bearbeitungsspalt, wodurch die Impedanz-Anpassungsschaltung einfach in der Struktur ist, leicht eingepaßt werden kann und bemerkenswert leicht gesteuert werden kann zum Schaffen einer kompakten billigen Vorrichtung.
Ebenfalls besteht gemäß der vorliegenden Erfindung die Vielzahl von Kondensatoren der Impedanz-Anpassungsschaltung aus den Mustern oder Kabeln auf der gedruckten Schaltungsplatte, wodurch die Kondensatoren leicht entworfen und gebildet werden können und die Kapazitäten hoher Genauigkeit ausgewählt werden können mit wenig Genauigkeitsvariation zum Erzielen der Endbearbeitung. Ebenfalls kann eine billige, kompakte Vorrichtung geschaffen werden.
Ebenfalls ist gemäß der vorliegenden Erfindung die Vielzahl von Kapazitäten bei der Impedanz-Anpassungsschaltung entworfen, geometrische Reihenwerte zu haben, von denen der Koeffizient etwa 2 ist, wodurch ein lineares Kapazitäts- Schalten ausgeführt werden kann zusätzlich zu den besagten Effekten.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Vielzahl von Kondensatoren in der Impedanz-Anpassungsschaltung eingestellt, erhöhte Werte zu haben proportional zu einer Kompensation, die gemacht wird für den Einfluß der Kapazität der Schalteinrichtung, welche zwischen der Vielzahl von Kapazitäten schaltet, wodurch der Einfluß der Kapazität der Schalteinrichtung unterdrückt werden kann, um die Summe der Kapazitäten genau zu ändern zusätzlich zu den besagten Effekten.
Ebenfalls wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine Gleichstrom-Impulsspannung oder Bipolar-Impulsspannung angelegt an einen Bearbeitungsspalt durch die Bypass- Schaltung zum Erzeugen einer Entladung, und eine Impedanzanpassung wird durchgeführt am Bearbeitungsspalt, so daß der Kondensator-Entladungsstrom, der von der Bearbeitungsspalt-Kapazität veranlaßt wird, vor dem Gleichstrom-Rechteckwellen-Strom zu fließen nach dem Auftreten einer Entladung nicht aufzutreten zum Erzeugen des Entladungsstroms von nur dem Rechteckwellen-Strom für eine elektrische Entladungsbearbeitung, wodurch eine bearbeitete Oberfläche guter Qualität erhalten werden kann, insbesondere beim elektrischen Einsenk-Entladungsbearbeiten oder dergleichen unter Benutzung von Öl als Dielektrikum und ein Elektrodenverbrauch bemerkenswerterweise reduziert wird. Ebenfalls wird eine bearbeitete Oberfläche hoher Qualität erhalten, falls die Kapazität groß ist in dem Bearbeitungsspalt.
Ebenfalls wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine Gleichstrom-Impulsspannung oder Bipolar-Impulsspannung angelegt an den Bearbeitungsspalt durch die Bypass-Schaltung zum Erzeugen einer Entladung, und der Entladungs-Lichtbogen wird ausgeschaltet nach dem Kondensator-Entladungsstrom, der veranlaßt wird durch die Bearbeitungsspalt-Kapazität, vor dem Gleichstrom-Rechteckwellen-Strom zu fließen, nach dem Auftreten einer Impedanzanpassung am Bearbeitungsspalt, so daß der Rechteckwellen-Strom nicht fortbesteht zum Erzeugen des Entladungsstroms von nur dem Kondensator-Entladungsstrom für eine elektrische Entladungsbearbeitung, wodurch eine bearbeitete Oberfläche guter Qualität geschaffen werden kann, insbesondere bei einer elektrischen Drahtschnitt- Entladungsbearbeitung unter Benutzung von Wasser als Dielektrikum und beim Bearbeiten von Materialien, wie z. B. Karbidmaterialien, welche wahrscheinlichermaßen in Fehlern resultieren, wie z. B. einem Riß, wenn die Impulsbreite ansteigt.
Ebenfalls ist gemäß der vorliegenden Erfindung die Reihenschaltung, bestehend aus dem Widerstand und der Spule, eingesetzt parallel zum Bearbeitungsspalt und verursacht, daß der Entladungs-Lichtbogen abgeschaltet wird nach dem Kondensator-Entladungsstrom, verursacht durch die Bearbeitungsspalt-Kapazität, so daß der Rechteckwellen-Strom nicht fortdauert, den Entladungsstrom zu erzeugen von nur dem Kondensator-Entladungsstrom zum Bearbeiten, wodurch eine bearbeitete Oberfläche guter Qualität geschaffen werden kann, insbesondere bei einer elektrischen Drahtschnitt- Entladungsbearbeitung unter Benutzung von Wasser als Dielektrikum und beim Bearbeiten von Materialien, wie z. B. Karbidmaterialien, welche wahrscheinlichermaßen in Fehlern resultieren, wie z. B. einem Riß, wenn die Impulsbreite ansteigt.
Ebenfalls ist gemäß der vorliegenden Erfindung die Reihenschaltung, bestehend aus dem Widerstand und einer Spule, parallel zum Bearbeitungsspalt eingesetzt, vorgesehen, und die Schaltvorrichtung zum Zuführen des Gleichstrom- Impulses wird ein/ausgeschaltet in wiederholter Form bei hoher Frequenz für eine vorgegebene Zeitspanne zum Ausschalten des Entladungs-Lichtbogens nach dem von der Bearbeitungsspalt-Kapazität verursachten Kondensator- Entladungsstrom, so daß der Rechteckwellen-Strom nicht andauert, den Entladungsstrom zu erzeugen von nur dem Kondensator-Entladungsstrom zum Bearbeiten, wodurch eine bearbeitete Oberfläche guter Qualität erhalten werden kann, insbesondere bei einer elektrischen Drahtschnitt- Entladungsbearbeitung unter Benutzung von Wasser als Dielektrikum und beim Bearbeiten von Materialien, wie z. B. Karbidmaterialien, welche wahrscheinlichermaßen in Fehlern resultieren, wie z. B. einem Riß, wenn die Impulsbreite ansteigt.
Ebenfalls ist gemäß der vorliegenden Erfindung die Schaltvorrichtung bei der Reihenschaltung, bestehend aus dem Widerstand und der Schaltvorrichtung, parallel eingesetzt zum Bearbeitungsspalt, und wird eingeschaltet unmittelbar nach einer Entladung zum Ausschalten des Entladungs-Lichtbogens nach dem durch den Bearbeitungsspalt verursachten Kondensator-Entladungsstrom, so daß der Rechteckwellen-Strom nicht andauert, den Entladungsstrom von nur dem Kondensator- Entladungsstrom zum Bearbeiten zu erzeugen, wodurch eine bearbeitete Oberfläche guter Qualität geschaffen werden kann, insbesondere bei elektrischen Drahtschnitt- Entladungsbearbeitungs-Vorrichtungen unter Benutzung von Wasser als Dielektrikum und beim Bearbeiten von Materialien, wie z. B. Karbidmaterialien, welche wahrscheinlichermaßen in Fehlern resultieren, wie z. B. einem Riß, wenn die Impulsbreite ansteigt.
Ebenfalls besteht gemäß der vorliegenden Erfindung die Vielzahl von Induktivitäten der Impedanz-Anpassungsschaltung aus den Kapazitäten der Muster oder Kabel auf der gedruckten Schaltungsplatte, wodurch die Induktivitäten leicht entworfen und gebildet werden können und ein Induktivitäts-Schalten präzise durchgeführt werden kann mit wenig Genauigkeitsvariationen zum Erzielen einer stabilen Endbearbeitung. Ebenfalls kann eine kostengünstige, kompakte Vorrichtung geschaffen werden.
Ebenfalls ist gemäß der vorliegenden Erfindung die Vielzahl von Induktivitäten voreingestellt, erniedrigte Werte zu haben proportional zu einer Kompensation, die gemacht wird für den Einfluß der Induktivität der Schalteinrichtung, welche schaltet zwischen der Vielzahl von Induktivitäten, wodurch der Einfluß der Induktivität der Schalteinrichtung unterdrückt werden kann zum Ändern der Summe von Induktivitäten in genauer Weise, und zwar zusätzlich zu den besagten Effekten.
Ebenfalls ist gemäß der vorliegenden Erfindung die Vielzahl von Kondensatoren der Vorrichtung variabler Kapazität, die benutzt wird bei der Impedanz-Anpassungsschaltung oder dergleichen der elektrischen Entladungsbearbeitungs- Vorrichtung, zusammengesetzt aus den Kapazitäten der Muster oder Kabel auf der gedruckten Schaltungsplatte, wodurch die Kondensatoren leicht entworfen und gebildet werden können und ein Kapazitäts-Schalten durchgeführt werden kann in präziser Art und Weise mit geringer Genauigkeitsvariation zum Erzielen einer stabilen Endbearbeitung. Ebenfalls kann eine kompakte Vorrichtung mit niedrigen Kosten geschaffen werden.
Ebenfalls ist gemäß der vorliegenden Erfindung die Vielzahl von Kondensatoren voreingestellt, erhöhte Werte zu haben proportional zu einer Kompensation, die gemacht wird für den Einfluß der Kapazität der Schalteinrichtung, welche schaltet zwischen der Vielzahl von Kapazitäten der Vorrichtung mit variabler Kapazität, wodurch der Einfluß der Kapazität der Schalteinrichtung unterdrückt werden kann zum Ändern der Summe der Kapazitäten in genauer Art und Weise, und zwar zusätzlich zu besagten Effekten. Ebenfalls besteht gemäß der vorliegenden Erfindung die Vielzahl von Induktivitäten der Vorrichtung variabler Induktivität, die benutzt wird bei der Impedanz-Anpassungsschaltung oder dergleichen der elektrischen Entladungsbearbeitungs-Vorrichtung, aus den Kapazitäten der Muster oder Kabel auf der gedruckten Schaltungsplatte, wodurch die Induktivitäten leicht entworfen und gebildet werden können, und ein Induktivitäts-Schalten präzise gemacht werden kann mit wenig Genauigkeitsvariation zum Erzielen einer stabilen Endbearbeitung. Ebenfalls kann eine billige, kompakte Vorrichtung geschaffen werden.
Weiterhin ist gemäß der vorliegenden Erfindung eine Vielzahl von Induktivitäten voreingestellt, erniedrigte Werte zu haben proportional zu einer Kompensation, die gemacht wird für den Einfluß der Induktivität der Schalteinrichtung, welche schaltet zwischen der Vielzahl von Induktivitäten der Vorrichtung variabler Induktivität, wobei der Einfluß der Induktivität der Schalteinrichtung unterdrückt werden kann, die Summe der Induktivitäten akkurat zu ändern, und zwar zusätzlich zu besagten Effekten.

Claims (29)

1. Elektrische Entladungsbearbeitungs-Vorrichtung zur Zuführung eines Stroms an einen Bearbeitungsspalt (6), welcher zwischen einer Elektrode und einem Werkstück gebildet wird, umfassend:
  • 1. eine Schnellbearbeitungs-Stromquelle (20) zur schnellen Bearbeitung des Werkstückes durch Erzeugung eines Stroms mit hohem Spitzenwert in dem Bearbeitungsspalt (6),
  • 2. eine Feinbearbeitungs-Stromquelle (11, 11a, 70, 80) zur Zuführung eines Feinbearbeitungsstromes an den Bearbeitungsspalt,
  • 3. Schnellbearbeitungs-Zuführungskabel (19, 19b) zur Zuführung des Schnellbearbeitungsstromes an den Arbeitsspalt, wobei die Schnellbearbeitungs- Zuführungskabel (19, 19b) aus einem Kabelabschnitt (19) mit einer ersten Impedanz (Z2) bestehen, sowie einem Anschlußabschnitt (19b) mit einer zweiten Impedanz (Z2'), welcher den Kabelabschnitt (19) direkt mit der Elektrode und dem Werkstück verbindet,
  • 4. Feinbearbeitungs-Zuführungskabel (18, 18b) zur Zuführung des Feinbearbeitungsstromes an den Arbeitsspalt, wobei die Feinbearbeitungs- Zuführungskabel (18, 18b) aus einem Kabelabschnitt (18) mit einer dritten Impedanz (Z1) bestehen, sowie einem Anschlußabschnitt (18b) mit einer vierten Impedanz (Z1'), welcher den Kabelabschnitt (18) direkt mit der Elektrode und dem Werkstück verbindet,
  • 5. eine Impedanz-Anpassungsschaltung (12a), geschaltet zwischen die Feinbearbeitungsstromquelle (11, 11a, 70, 80) und den Feinbearbeitungs-Zuführungskabeln (18, 18b) zur Impedanzanpassung zwischen der Feinbearbeitungs- Stromquelle (11, 11a, 70, 80) und dem Bearbeitungsspalt (6) zur Unterdrückung des Einflusses der Kapazität (21) des Kabelabschnittes (19) der Schnellbearbeitungs- Zuführungskabel (19, 19b), welche mit dem Werkstück und der Elektrode während der Feinbearbeitung verbunden bleiben.
2. Elektrische Entladungsbearbeitungs-Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Impedanz (Z2') des Anschlußabschnittes (19b) der Schnellbearbeitungs-Zuführungskabel (19, 19b) größer ist als die erste Impedanz (Z2) des Kabelabschnittes der Schnellbearbeitungs-Zuführungskabel (19, 19b) und auch größer ist als die dritten und vierten Impedanzen (Z1, Z1') des Kabelabschnittes (18) und des Anschlußabschnittes (18b) der Feinbearbeitungs-Zuführungskabel (18, 18b).
3. Elektrische Entladungsbearbeitungs-Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feinbearbeitungsstromquelle (11, 11a, 70, 80) eine hochfrequente Wechselstromquelle (11, 11a) ist.
4. Elektrische Entladungsbearbeitungs-Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die hochfrequente Wechselstromquelle bei einer Frequenz zwischen 7 und 30 MHz arbeitet.
5. Elektrische Entladungsbearbeitungs-Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feinbearbeitungsstromquelle (11, 11a, 70, 80) eine Gleichstromimpuls-Quelle (79) ist, und die Impedanz- Anpassungsschaltung (12a) ausgelegt ist zur Verhinderung eines Entladungsstroms (75) der Kapazität (5) des Bearbeitungsspaltes vor dem Gleichstromabschnitt (76, 77), welcher durch die Gleichstromimpulsquelle (70) geliefert wird.
6. Elektrische Entladungsbearbeitungs-Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanz- Anpassungsschaltung (12) eine Tiefpaßcharakteristik aufweist.
7. Elektrische Entladungsbearbeitungs-Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanz-Anpassungsschaltung (12) eine π-Typ-Schaltung oder eine T-Typ-Schaltung umfaßt.
8. Elektrische Entladungsbearbeitungs-Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feinbearbeitungs-Stromquelle (11, 11a, 70, 80) eine Bipolarimpuls-Stromquelle (80) ist, und die Impedanz- Anpassungsschaltung (12) ausgelegt ist zur Verhinderung eines Entladungsstroms (87, 89) der Bearbeitungsspalt- Kapazität (5) vor dem Gleichstromabschnitt (88, 90, 91, 92), welcher von der Bipolarimpuls-Stromquelle (80) geliefert wird.
9. Elektrische Entladungsbearbeitungs-Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feinbearbeitungs-Stromquelle (11, 11a, 70, 80) eine Bipolarimpuls-Stromquelle (80) ist, und die Impedanz- Anpassungsschaltung (12) eine kapazitive Charakteristik hat, so daß ein Gleichstrom (88, 90, 91, 92), welcher nach dem Entladungsstrom der Bearbeitungsspalt-Kapazität (5) auftritt, unterdrückt wird.
10. Elektrische Entladungsbearbeitungs-Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanz-Anpassungsschaltung (12) aus zwei unabhängigen Schaltungsteilen (12a, 12b) besteht, welche jeweils für beide Polaritäten der Bipolarimpuls-Stromquelle vorgesehen sind.
11. Elektrische Entladungsbearbeitungs-Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanz-Anpassungschaltung (12) eine Vielzahl von kapazitiven Einrichtungen (13, 40a, 40b, 40c, 40d) und mindestens eine Induktivität (14) umfaßt, und eine Schalteinrichtung (41a, 41b, 41c, 41d, 64) vorgesehen ist zur Schaltung zwischen der Vielzahl von kapazitiven Einrichtungen (13, 40a, 40b, 40c, 40d) zur Schaffung einer Impedanzanpassung.
12. Elektrische Entladungsbearbeitungs-Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl der kapazitiven Einrichtungen (13, 40a, 40b, 40c, 40d) als Muster (51, 52) auf einer gedruckten Schaltungsplatte (50) gebildet sind.
13. Elektrische Entladungsbearbeitungs-Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die kapazitiven Einrichtungen (13, 40a, 40b, 40c, 40d) eine durch Kabel (57a, 57b, 57c, 57d) gebildete Kapazität umfassen.
14. Elektrische Entladungsbearbeitungs-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl von kapazitiven Einrichtungen (13, 40a, 40b, 40c, 40d) in der Impedanz-Anpassungschaltung (12) geometrische Reihenwerte hat, deren Koeffizient 2 ist.
15. Elektrische Entladungsbearbeitungs-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellwerte der Vielzahl von kapazitiven Einrichtungen (13, 40a, 40b, 40c, 40d) in der Impedanz-Anpassungschaltung (12) erhöht sind zur Kompensation des Einflusses der Kapazität der Schalteinrichtung (41a, 41b, 41c, 41d, 64) zum Schalten zwischen der Vielzahl von kapazitiven Einrichtungen (13, 40a, 40b, 40c, 40d).
16. Elektrische Entladungsbearbeitungs-Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
  • 1. die Feinbearbeitungs-Stromquelle (11, 11a, 70, 80) eine Gleichstromimpuls-Quelle (70) oder eine Bipolarimpuls- Quelle (80) ist,
  • 2. eine Schaltvorrichtung (108) in Reihe eingesetzt ist zur Impedanz-Anpassungschaltung (12) zum Verbinden und vollständigen Entkoppeln der Impedanz- Anpassungschaltung (12), und
  • 3. eine Bypass-Schaltung (107) vorgesehen ist, welche parallel zu der Reihenschaltung aus der Schaltvorrichtung (108) und der Impedanz- Anpassungsschaltung (12) angeschlossen ist.
17. Elektrische Entladungsbearbeitungs-Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
  • 1. die Feinbearbeitungs-Stromquelle (11, 11a, 70, 80) eine Gleichstromimpuls-Quelle (70) oder eine Bipolarimpuls- Quelle (80) ist,
  • 2. eine Bypass-Schaltung (107) vorgesehen ist parallel zu der Impedanz-Anpassungsschaltung (12), und
  • 3. eine Schaltvorrichtung (109) in Reihe mit der Bypass- Schaltung (107) verbunden ist zum Verbinden und vollständigen Entkoppeln der Bypass-Schaltung (107).
18. Elektrische Entladungsbearbeitungs-Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feinbearbeitungs-Stromquelle (11, 11a, 70, 80) eine Gleichstromimpuls-Quelle (70) ist und eine Reihenschaltung (110, 111) aus einem Widerstand (110) und einer Induktivität (111) parallel zum Bearbeitungsspalt (6) vorgesehen ist.
19. Elektrische Entladungsbearbeitungs-Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß
  • 1. eine Schaltvorrichtung (73) vorgesehen ist, welche die Zuführung der Gleichstromimpulse unterbrechen kann, und
  • 2. eine Treibereinrichtung (112) vorgesehen ist zum hochfrequenten Schalten der Schaltvorrichtung (73), wobei die Treibereinrichtung (112) so betreibbar ist, daß es Perioden (T1) eines Schaltbetriebes hoher Frequenz gibt und Perioden (T2), während welcher die Schaltvorrichtung (73) geöffnet bleibt zur Unterbrechung der Stromzufuhr und der Bearbeitung.
20. Elektrische Entladungsbearbeitungs-Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihenschaltung (110, 111) ferner eine Schaltvorrichtung (113) umfaßt, welche nach einer Entladung im Arbeitsspalt (6) eingeschaltet wird.
21. Elektrische Entladungsbearbeitungs-Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feinbearbeitungs-Stromquelle (11, 11a, 70, 80) eine hochfrequente Wechselstromquelle (11) ist, und die Impedanz-Anpassungsschaltung (12) eine Vielzahl von induktiven Einrichtungen (120a, 120b, 120c, 120d) umfaßt, sowie eine Schalteinrichtung (121a, 121b, 121c, 121d) zum Schalten zwischen der Vielzahl von induktiven Einrichtungen (120a, 120b, 120c, 120d) zur Schaffung einer Impedanzanpassung.
22. Elektrische Entladungsbearbeitungs-Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die induktiven Einrichtungen (120a, 120b, 120c, 120d) als Muster auf einer gedruckten Schaltungsplatte (50) ausgebildet sind.
23. Elektrische Entladungsbearbeitungs-Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die induktiven Einrichtungen (120a, 120b, 120c, 120d) eine Vielzahl von Kabeln (123a, 123b, 123c, 123d) umfaßt.
24. Elektrische Entladungsbearbeitungs-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Setzwerte der Vielzahl von induktiven Einrichtungen (120a, 120b, 120c, 120d) in der Impedanz-Anpassungsschaltung (12) proportional abnehmen zur Kompensation des Einflusses der Induktivität der Schalteinrichtung (121a, 121b, 121c, 121d) zur Schaltung zwischen der Vielzahl von induktiven Einrichtungen (120a, 120b, 120c, 120d).
25. Verfahren für die elektrische Entladungsbearbeitung eines Werkstückes, umfassend die Schritte:
  • 1. Zuführen eines Stroms mit hohem Spitzenwert an einen Bearbeitungsspalt (6), welcher zwischen einer Elektrode und dem Werkstück gebildet wird, zur schnellen Bearbeitung des Werkstückes,
  • 2. Zuführung eines Feinbearbeitungsstroms an den Bearbeitungsspalt (6) zur Durchführung einer Feinbearbeitung,
  • 3. Aufrechterhaltung der Verbindung der Anschlüsse (18, 18b) zur Zuführung des Feinbearbeitungsstromes mit der Elektrode und dem Werkstück, während der Schnellbearbeitungsstrom zugeführt wird, und Aufrechterhaltung der Verbindung der Anschlüsse (19, 19b) zur Zuführung des Schnellbearbeitungstromes mit der Elektrode und dem Werkstück während der Zuführung des Feinbearbeitungsstroms, und
  • 4. Durchführung einer Impedanzanpassung am Bearbeitungsspalt (6) zur Unterdrückung des Einflusses der Impedanz der Anschlüsse (19, 19b) zur Zuführung des Schnellbearbeitungsstroms.
26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanzanpassung durch Schalten zwischen mehreren Impedanzen durchgeführt wird.
27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Impedanzwert der Schaltvorrichtung, welche in der Impedanzanpassungsvorrichtung (12) vorgesehen ist zur Schaltung zwischen den Impedanzen, berücksichtigt und kompensiert wird.
28. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Feinbearbeitungsstrom ein Bipolarimpuls-Strom ist und die Impedanzanpassung separat für jede der zwei Polaritäten durchgeführt wird.
29. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Feinbearbeitungsstrom ein hochfrequenter Wechselstrom ist.
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