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Diese
Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung und ein Verfahren zur Überwachung
des Zustands einer Elektrode in einer Elektroentladungsmaschine.
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Die
Elektroentladungsbearbeitung (EDM), die oft als "Funkenerosion" oder "Taucherosion" bezeichnet wird, ist ein Prozeß gesteuerter
elektrischer Erosion oder Verdampfung von elektrisch leitfähigem Material,
wie beispielsweise Metallmaterialien, durch eine Reihe sich wiederholender
Funken zwischen Elektroden, d. h. zwischen einem Werkstück und einem
Werkzeug. Diese Art der Bearbeitung trägt Metall von einem Werkstück durch
Umwandeln der kinetischen Energie elektrischer Funken in Wärme ab, während die
Funken das Werkstück
treffen, so dass die gesteuerten Funken allmählich eine gewünschte Form
des Werkstücks
erodieren. Das Werkstück
bildet die Kathode, und das Werkzeug, das ansonsten als die Elektrode
bezeichnet wird, bildet die Anode.
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Elektroden
werden aus leitfähigen
Materialien wie beispielsweise Graphit, Kupfer, Messing oder Kupfer-Wolfram
hergestellt. Eine Strömung
von dielektrischem Medium, wie beispielsweise einem Kohlenwasserstofföl, wird
in den Spalt zwischen der Elektrode und dem Werkstück gepumpt,
um einen Pfad für
die elektrische Entladung zu ermöglichen und
Teilchen aus dem Bogenbereich wegzuspülen. Eine pulsierende Gleichstromquelle
wird zwischen die beiden geschaltet. Die Entladungen wandern durch
das dielektrische Medium und ionisieren dieses, und es treten Funken
auf, wo die beiden Oberflächen
am nächsten
beieinander sind. Der Bereich, in welchem Funken auftreten, wird
auf so hohe Temperaturen erhitzt, dass ein kleiner Teil der Werkstückoberfläche geschmolzen
und vom Werkstück
abgetragen wird und anschließend
durch das dielektrische Medium weggespült wird. Dieser Teil des Werkstücks befindet
sich nun unterhalb der mittleren Werkstückoberfläche, so dass die nächst höchsten Bereiche des
Werkstücks
als nächstes
abgetragen werden. Diese Entladungen treten hunderte oder tausende Male
pro Sekunde auf, so dass allmählich
der gesamte, der Elektrode entsprechende Bereich des Werkstücks erodiert
wird.
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Die
Elektroentladungsbearbeitung kann zum Bearbeiten im wesentlichen
jedes Materials eingesetzt werden, solange es ein relativ guter
elektrischer Leiter ist. Dazu gehören Metalle, Legierungen und Karbide,
die zu hart oder zu schwierig sind, um durch herkömmliche
Verfahren bearbeitet zu werden. Der Schmelzpunkt, die Härte oder
die Sprödigkeit
des Materials beeinflusst den Prozeß nicht, und das Werkzeug braucht
nicht härter
als das Werkstück
zu sein, da keine mechanische Berührung zwischen den beiden auftritt.
Jedoch kann die Elektroentladungsbearbeitung wiederholt komplexe
Formen in bereits gehärteten
und stabilisierten Materialien bearbeiten. Des weiteren können, da
keine mechanischen Kräfte auf
das Werkstück
auszuüben
sind, sehr schwierige und brüchige
Komponenten ohne Zerstörung
des Werkstücks
hergestellt werden. Weiterhin sind gute Oberflächenqualitäten leicht erreichbar, und
die Elektroentladungsbearbeitung wird zur Einarbeitung von Kühlbohrungen
in Superlegierungskomponenten von Gasturbinenschaufeln unter Umständen eingesetzt, wo
die Zugänglichkeit
oder die Komplexität
der Bohrungsform die Verwendung von Laserbohrern ausschließt. Kühlbohrungen
werden in den Schaufelblattwandabschnitten von Düsenleitschaufeln zur Ermöglichung
der Kühlluftzufuhr
gebildet, beispielsweise vom Triebwerkverdichter zum hohlen Kern
der Düsenleitschaufeln,
um einen dünnen
Film von Kühlluft über der
Schaufelblattoberfläche
zu bilden, wodurch das Schaufelblatt vor den Einwirkungen der Hochtemperatur-Verbrennungsgase
geschützt
wird.
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Elektroentladungsbearbeitungsmaschinen benutzen
typischerweise eine Einfach- oder Mehrfach-Elektroden-"Nasenführung" zum Richten der Elektroden
an die korrekte Stelle relativ zum Werkstück, so dass diese Nasenführung von
den Komponenten um etwa 2 mm beabstandet ist. Die Elektroden werden
dann aus der Nasenführung
zur Oberfläche
des zu bearbeitenden Werkstücks
vorgeschoben. Anfänglich
wirken die Elektroden auf die Maschine zurück oder stoßen auf der Oberfläche des Werkstücks an,
so dass sämtliche
Elektroden von der Elektroentladungsbearbeitungsmaschine als die Oberfläche berührend erkannt
werden. Die Elektroentladungsbearbeitungsmaschine bearbeitet dann die
Bohrung(en), wobei der Querschnitt der Bohrung(en) durch die Geometrie
der Elektrode(n) bestimmt wird, indem kontrollierte Funken zwischen der/den
Elektrode(n) und dem Werkstück
erzeugt werden.
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Ein
Nachteil des Bearbeitungsprozesses liegt darin, dass, weil die Elektroden
unterschiedliche Dicken des Komponentenmaterials bearbeiten müssen, die
Elektroden mit unterschiedlichen Raten verschleißen. Gelegentlich versagt oder
versagen eine oder mehrere Elektroden beim Durchbruch durch die andere
Seite der zu bearbeitenden Komponente, entweder weil die Elektrode
bricht, oder sich mit der Komponente verschweißt, wodurch sich eine unvollständige Einarbeitung
einer Bohrung durch das Material ergibt.
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Gegenwärtig wird
ein Schaden an einer Elektrode und daher eine unvollständige Bearbeitung
nur erfasst, wenn eine manuelle Inspektion der bearbeiteten Komponente
eine unvollständig
eingearbeitete Bohrung erweist. Bis zu diesem Zeitpunkt im Prozeß können bereits
mehrere Komponenten unvollständig bearbeitet
worden sein. Dies ist natürlich
unerwünscht,
da die unvollständig
bearbeiteten Komponenten weder in den Elektroentladungsbearbeitungsprozeß zurückgeführt werden
müssen,
bezüglich
der Elektroentladungsbearbeitungspatrone ausgerichtet und neu bearbeitet
werden müssen.
Dies trägt
sowohl zum Zeitverbrauch als auch zu den Kosten des Herstellungsprozesses
bei.
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Typischerweise
ist es bei Verwendung von Elektroentladungsbearbeitungsprozessen
notwendig, die Anzahl von Komponenten zu schätzen, welche eine Elektrode
oder eine Elektrodengruppe bearbeiten kann, bevor die Elektroden
ausgetauscht werden müssen.
Die Notwendigkeit, auf der Seite der Vorsicht zu irren, um die Gefahren
unkorrekt bearbeiteter Komponenten aufgrund von Elektrodenverschleiß und/oder
Elektrodenschaden zu minimieren, führt zu ständiger Verschwendung extrem
teurer Elektroden.
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Es
besteht daher ein Bedürfnis
nach einem Verfahren zur Überwachung
des Zustands einer Elektrode während
eines Elektroentladungsbearbeitungsprozesses, um irgendeinen Schaden
zu bestimmen, der an der Elektrode aufgetreten ist, und daher festzustellen,
wenn eine Aktion zum Reparieren oder Ersatz der Elektrode erforderlich
ist. Insbesondere besteht eine Notwendigkeit zur Identifizierung
irgendwelcher beschädigter
Elektroden bei dem ersten Anzeichen unkorrekter Bearbeitung, um
die fortschreitende Produktion mehrerer nicht konformer Komponenten
zu vermeiden. Wenn beschädigte
Elektroden in frühem
Stadium identifiziert werden können,
kann der Elektroentladungsbearbeitungsprozeß ohne die Notwendigkeit ausgeführt werden,
eine Elektrode zu ersetzen, bis ein Schaden auftritt, wodurch Zeit
eingespart und auch Bearbeitungskosten reduziert werden können.
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Die
japanische Patentveröffentlichung
JP 09 174 341 A (Patent
Abstracts of Japan, Vol. 1997, Nr. 11, veröffentlicht 28. November 1997)
beschreibt eine elektrische Entladungsmaschine, bei welcher eine
Bearbeitungselektrode in eine Führungspore
einer elektrischen Führung
eingesetzt ist. Druckluft wird zu einem inneren Raum in der Elektrodenführung zwischen
oberen und unteren Führungsbohrungen
zugeführt,
so dass die Anwesenheit einer Elektrode in den Führungsbohrungen durch Nachweis des
Drucks in der Luftzufuhrleitung bestätigt wird.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Überwachen
des Zustands einer Elektrode in der Nasenführung einer Elektroentladungsmaschine
vorgesehen, welches das Überwachen
der Position eines Endbereichs der Elektrode in der Nasenführung umfasst,
dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode aus einer Betriebsposition
in eine vorgegebene zurückgezogene
Position innerhalb der Nasenführung
zurückgezogen
wird, ein die Position eines Endbereichs der Elektrode mit Bezug
auf die Nasenführung
anzeigendes Positionssignal erzeugt wird, und aus dem Positionssignal
bestimmt wird, wann und ob das Zurückziehen der Elektrode in die Nasenführung stattgefunden
hat.
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Auf
diese Weise ist es möglich,
nachzuweisen, wenn eine Elektrode beschädigt worden ist, da entweder
kein Zurückziehen
der Elektrode nachgewiesen wird, was auf eine Elektrode hindeutet,
die sich mit der Komponente verschweißt hat, oder ob das Zurückziehen
des Endbereichs der Elektrode in die Nasenführung früher als erwartet auftritt,
was andeutet, dass die Elektrode gebrochen ist.
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Ein
Gerät nach
der vorliegenden Erfindung ermöglicht
die Bestimmung des Zustands einer Elektrode nach Vollendung jedes
Bearbeitungsvorgangs, wodurch die Situation vermieden wird, dass
mehrere Komponenten aufgrund beschädigter Elektroden unkorrekt
bearbeitet worden sind, im Gegensatz zu der gegenwärtigen Situation
nach dem Stand der Technik, wo die Anwesenheit beschädigter Elektroden erst
erkennbar wird, wenn die Komponenten nach Beendigung des Bearbeitungsprozesses
und Herausnehmen aus der Elektroentladungsbearbeitungslinie manuell
inspiziert worden sind.
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Vorzugsweise
ist der Elektrodendetektor so betreibbar, dass das Zurückziehen
der Elektrode in eine vorgegebene zurückgezogene Position innerhalb
der Nasenführung
erfasst wird. Die vorgegebene zurückgezogene Position kann irgendeine
geeignete Position innerhalb der Nasenführung sein, welche die Elektrodenbewegung
während
des Zurückziehens
passiert. Beispielsweise kann die vorgegebene zurückgezogene
Position nahe an der Oberfläche
der Nasenführung
sein, um das zur Überwachung
des Zustands der Elektrode notwendige Maß des Zurückziehens der Elektrode zu
minimieren. Alternativ kann die vorgegebene zurückgezogene Position an irgendeiner
anderen geeigneten Stelle liegen, beispielsweise innerhalb der Nasenführung.
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Die
Signalverarbeitungseinheit kann betreibbar sein, um die Zeitdauer
zu bestimmen, die zum Bewegen der Elektrode aus einer Betriebsposition, wo
die Bearbeitung einer Bohrung in einem Bauteil beendigt worden ist,
in die vorgegebene zurückgezogene
Position benötigt
wird, wobei die benötigte
Zeit auf den Zustand der Elektrode hinweist.
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Wenn
die zum Bewegen der Elektrode aus einer Betriebsposition in die
vorgegebene zurückgezogene
Position benötigte
Zeit gleich einer vorgegebenen Zeitdauer ist, die einer gewünschten
Bearbeitungstiefe entspricht, ist die Elektrode in unbeschädigtem Zustand.
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Alternativ,
wenn kein Zurückziehen
der Elektrode durch den Elektrodendetektor nachgewiesen wird, deutet
dies darauf hin, dass die Elektrode sich mit der Komponente verschweißt hat.
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Eine
weitere Alternative ist, dass das Zurückziehen der Elektrode durch
den Elektrodendetektor erfasst und die Zeitdauer für das Bewegen
der Elektrode aus einer Betriebsposition in die vorgegebene zurückgezogene
Position nicht gleich einer vorgegebenen Zeitdauer ist, die einer
gewünschten
Bearbeitungstiefe entspricht. Dies deutet auf eine beschädigte Elektrode
hin. Wenn die benötigte
Zeit kleiner als eine vorgegebene Zeitdauer ist, die einer gewünschten
Bearbeitungstiefe entspricht, deutet dies auf eine verkürzte Elektrode
hin, d. h. an der Elektrode ist ein Schaden aufgetreten, weil sie
gebrochen ist.
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Vorzugsweise,
wenn die Zeitdauer der Bewegung der Elektrode aus einer Betriebsposition
in die vorgegebene zurückgezogene
Position nicht gleich einer vorgegebenen Zeitdauer ist, die einer
gewünschten
Bearbeitungstiefe entspricht, kann der Signalprozessor so betrieben
werden, dass er den Elektrodenschaden anzeigendes Signal ausgibt.
Dieses Ausgangssignal, das auf Elektrodenschaden hindeutet, alarmiert
die Bedienungsperson des Geräts über den
Schadenszustand einer Elektrode in der Elektroentladungsmaschine,
so dass geeignete Reparatur- und/oder Austauschmaßnahmen
durchgeführt
werden können.
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Alternativ
kann die Signalverarbeitungseinheit so betrieben werden, dass sie
die Länge
der zurückgezogenen
Elektrode erfasst, die beim Zurückziehen
der Elektrode aus der Betriebsposition die vorgegebene zurückgezogene
Position passiert, bis keine Elektrode durch den Elektrodendetektor
erfasst wird.
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Wenn
die erfasste Länge
der Elektrode kleiner als die erwartete Länge einer entsprechenden unbeschädigten Elektrode
ist, ist die zurückgezogene
Elektrode wahrscheinlich beschädigt.
Wenn die erfasste Länge
der Elektrode größer als
erwartet ist, oder sogar unbegrenzt ist, d. h. es ist kein Zurückziehen
erfasst worden, ist die Elektrode wahrscheinlich mit der bearbeiteten
Komponente verschweißt
wurden. Alternativ kann eine erfasste Länge, die gleich einer erwarteten
Länge ist,
auf eine unbeschädigte Elektrode
hindeuten.
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Vorzugsweise,
wenn die erfasste Länge nicht
gleich der erwarteten Länge
ist, kann der Signalprozessor so betrieben werden, dass er ein auf
einen Elektrodenschaden hindeutendes Signal ausgibt, um die Bedienungsperson
von dem beschädigten
Zustand einer Elektrode in der Elektroentladungsmaschine zu alarmieren,
so dass geeignete Reparaturund/oder Austauschmaßnahmen durchgeführt werden
können.
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Bei
einem Gerät
nach der vorliegenden Erfindung kann der Elektrodendetektor viele
Formen haben, ist aber vorzugsweise ein Schalter wie beispielsweise
ein Sprungschalter, oder kann alternativ ein Spannungsdetektor sein.
Jedoch versteht es sich, dass auch irgendein anderer geeigneter
Elektrodendetektor eingesetzt werden kann.
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Die
Nasenführung
des Geräts
kann so ausgelegt sein, dass sie mehr als eine Elektrode aufnehmen
kann, so dass die Elektroentladungsmaschine beispielsweise mit einer
Anordnung von Elektroden ausgerüstet
ist, mittels welcher eine Anordnung entsprechender Bohrungen gewünschtenfalls
durch die Elektroentladungsmaschine eingearbeitet werden kann, anstatt
eine Reihe von Einfachbohrungen einzuarbeiten, was das separate
Ausrichten der Elektrode vor der Bearbeitung erfordert.
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Der
Signalprozessor kann so betreibbar sein, dass er ein Signal an die
Elektrobearbeitungsmaschine ausgibt, um die Elektrode oder Elektroden in
eine Arbeitsposition zurückzuführen, um
die Komponente nachzubearbeiten, wenn eine beschädigte Elektrode festgestellt
worden ist. Auf diese Weise kann eine einer beschädigten Elektrode
entsprechende Bohrung ohne Notwendigkeit zum Neuausrichten der Elektroentladungsmaschine
in Bezug auf die bearbeitete Komponente nachgearbeitet werden.
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Das
Gerät kann
weiter eine Wiederzuführungsschablone
umfassen, um die beschädigte
Elektrode oder Elektroden wieder nachzurichten, bevor die Elektrode
oder Elektroden in eine Arbeitsposition zurückgeführt werden, um das Bauteil
nachzubearbeiten. Auf diese Weise wird, anstatt die beschädigte Elektrode
weiter in das Bauteil vorzuschieben, um das Loch in dem Bauteil
nachzubearbeiten, die beschädigte
Elektrode durch eine unbeschädigte
Elektrode ersetzt und das Loch nachbearbeitet.
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Die
vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zur Überwachung des Zustands einer
Elektrode in der Nasenführung
einer Elektroentladungsbearbeitungsmaschine, welches das Überwachen
der Position eines Endbereichs der Elektrode in der Nasenführung und
das Bestimmen umfasst, wenn das Zurückziehen der Elektrode aus
einer Arbeitsposition in eine vorgegebene zurückgezogene Position innerhalb
der Nasenführung
stattgefunden hat. Durch dieses Verfahren ist es möglich, zu
bestimmen, ob die Elektrode von einer erwarteten unbeschädigten Länge ist,
da die für
das Zurückziehen
der Elektrode aus einer Arbeitsposition in eine vorgegebene zurückgezogene Position
benötigt
Zeit für
eine unbeschädigte
Elektrode bekannter Länge
bekannt ist. Ein Vergleich der tatsächlich benötigten Zeit und der erwarteten
Zeit für das
Zurückziehen
einer unbeschädigten
Elektrode aus einer Arbeitsposition in eine vorgegebene zurückgezogene
Position liefert eine Anzeige des Zustands der überwachten Elektrode.
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Durch
Vergleich der Zeit, die für
das Zurückziehen
der Elektrode in die vorgegebene zurückgezogene Position benötigt wird,
mit einer vorgegebenen Zeit, die einer gewünschten Bearbeitungstiefe entspricht,
kann die Elektrode als in unbeschädigtem Zustand befindlich bestimmt
werden, wenn die beiden Seiten gleich sind. Alternativ, wenn die
beiden Seiten ungleich sind, deutet dies auf eine beschädigte Elektrode
hin. Alternativ kann, wie früher
erwähnt, die
Länge der
die vorgegebene zurückgezogene
Position passierenden Elektrode bestimmt und mit der erwarteten
Länge einer
unbeschädigten
Elektrode verglichen werden, um den Zustand der überwachten Elektrode zu bestimmen.
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Das
Verfahren kann weiter das Wiederherrichten der beschädigten Elektrode
derart umfassen, dass die Elektroentladungsmaschine sofort wieder benutzt
werden kann, um das Loch entsprechend der beschädigten Elektrode nachzuarbeiten.
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Vorzugsweise
ist das Verfahren automatisiert. Dies minimiert die Stillstandszeit
des Bearbeitungsprozesses und lässt
die Notwendigkeit menschlicher Intervention zum Ersetzen irgendwelcher
beschädigter
Elektroden entfallen, wodurch auch die Gelegenheit für das Einbringen
menschlicher Fehler in das Verfahren minimiert wird.
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Eine
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird nunmehr mehr im einzelnen beschrieben,
und zwar lediglich beispielshalber und mit Bezug auf die anliegenden
Zeichnungen, in denen zeigt:
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1 einen
Querschnitt einer Elektroentladungsmaschine mit einer Ausführungsform
eines Geräts
nach der vorliegenden Erfindung, und
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2 ein
Flussdiagramm des Betriebsablaufs des Geräts nach 1.
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1 zeigt
eine Elektroentladungsmaschine 10 mit einer Nasenführung 20.
Elektroden 30 werden in Kanälen 40 aufgenommen,
die in der Nasenführung
gebildet sind. Jede Elektrode 30 ist mit einem Elektrodendetektor 50 in
Verbindung mit dem Kanal 40 innerhalb der Nasenführung 20 ausgestattet.
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Im
Gebrauch werden die Elektroden 30 in den Kanälen 40 der
Nasenführung 20 der
Elektrobearbeitungsmaschine 10 aufgenommen. Im Betrieb erfassen
die Elektrodendetektoren die Anwesenheit einer Elektrode in einer
vorgegebenen zurückgezogenen
Position innerhalb des Kanals 40 der Nasenführung 20.
Im Gebrauch ragt ein Teil einer Elektrode 30 über die
Vorderkante der Nasenführung 20 heraus,
wie in 1 gezeigt ist. Der Abstand zwischen der Vorderkante
der Nasenführung 20 und
dem freiliegenden Ende 60 der Elektroden 30 wird
in Abhängigkeit
von der Tiefe der Bohrung gewählt,
die durch die Elektroentladungsmaschine 10 in einem zu
bearbeitenden Bauteil einzuarbeiten ist. Die Distanz zwischen einem
Elektrodendetektor 50 und dem Ende 60 einer entsprechenden
unbeschädigten
Elektrode 30, mit welcher der Elektrodendetektor 50 verbunden ist,
ist daher bekannt und/oder die erwartete Zeit für das Ende 60 der
Elektrode 30 zum Zurückziehen
bis jenseits der Position des Elektrodendetektors 50 innerhalb
der Nasenführung 20 der
Elektroentladungsmaschine 10 ist bekannt. Daher werden
im Betrieb die Elektroden 30 aus einer Arbeitsposition
zurückgezogen,
in welcher die Enden 60 der Elektroden 30 um ein
bekanntes Stück über die
Vorderkante der Nasenführung 20 überstehen,
in eine vorgegebene zurückgezogene
Position innerhalb der Nasenführung.
Der Elektrodendetektor 50 ist so betreibbar, dass er die
Anwesenheit der Elektrode in einer vorgegebenen zurückgezoge nen
Position erfasst, während
sie aus der Arbeitsposition zurückgezogen
wird, bis zu dem Zeitpunkt, in welchen die Elektrode 30 sich
bis jenseits der vorgegebenen zurückgezogenen Position innerhalb
des Kanals 40 der Nasenführung 20 bewegt hat.
Sobald die Elektrode 30 die vorgegebene zurückgezogene
Position passiert hat, wird die Elektrode 30 nicht mehr
vom Elektrodendetektor 50 erfaßt, der so betreibbar ist,
dass er ein Signal an eine Signalverarbeitungseinheit 60 liefert,
das anzeigt, dass die Rückzugsbewegung
der Elektrode 30 die vorgegebene zurückgezogene Position innerhalb des
Kanals 40 in der Nasenführung 20 passiert
hat.
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Bei
Empfang eines Signals vom Elektrodendetektor 50, dass die
Elektrode 30 die vorgegebene zurückgezogene Position innerhalb
des Kanals 40 in der Nasenführung 20 passiert
hat, ist die Signalverarbeitungseinheit 60 betreibbar,
um zu bestimmen, ob das Maß der
von der Elektrode zum Zurückziehen aus
der Arbeitsposition in die vorgegebene zurückgezogene Position benötigte Zeit
gleich oder ungleich der erwarteten Rückzugszeit einer unbeschädigten Elektrode
aus einer Arbeitsposition in eine vorgegebene zurückgezogene
Position ist.
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Wenn
die benötigte
Zeit gleich ist, deutet dies darauf hin, dass die Elektrode 30 unbeschädigt ist,
und es ist keine Aktion notwendig, um die Elektrode zu ersetzen.
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Wenn
der Elektrodendetektor 50 nicht das Zurückziehen der Elektrode 30 in
eine vorgegebene zurückgezogene
Position innerhalb des Kanals 40 der Nasenführung 20 erfaßt, deutet
dies darauf hin, dass die Elektrode sich mit dem bearbeiteten Bauteil verschweißt hat.
Wenn dies auftritt, kann die Elektrode aus dem Bauteil herausbewegt
werden und eine oder reparierte Elektrode in der Nasenführung 20 der Elektroentladungsmaschine 10 bereitgestellt
werden.
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Alternativ,
wenn die zum Zurückziehen
des Endes 60 der Elektrode 30 in die vorgegebene
zurückgezogene
Position benötigte
Zeit kleiner als die erwartete Zeit entsprechend einer gewünschten
Bearbeitungstiefe ist, ist es wahrscheinlich, dass die Elektrode
gebrochen ist. Wenn dies der Fall ist, wird ein Signal zur Signalverarbeitungseinheit 70 vom Elektrodendetektor 50 erzeugt,
wenn das Ende 60 der Elektrode die vorgegebene zurückgezogene
Position passiert. Die Signalverarbeitungseinheit gibt, wenn beim
Verarbeiten des Signals und Bestimmen, dass die für das Zurückziehen
der Elektrode 30 benötigte
Zeit kleiner als die vorgegebene Zeit entsprechend einer gewünschten
Bearbeitungstiefe ist, ein Ausgangssignal ab, das einen Elektrodenschaden anzeigt,
um eine Bedienungsperson der Vorrichtung zu alarmieren, dass die
Elektrode beschädigt
ist, so dass eine geeignete Aktion zum Reparieren oder Ersetzen
der beschädigten
Elektrode vorgenommen werden kann.
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Der
Elektrodendetektor in 1 hat die Form eines Schalters,
wie beispielsweise eines Sprungschalters oder dergleichen, obwohl
auch irgendein anderer geeigneter Schalter oder Detektor, beispielsweise
ein Spannungsdetektor, als Alternative eingesetzt werden kann.
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Das
Gerät kann
auch eine Wiederzufuhrschablone zum Nachrichten der beschädigten Elektrode
oder Elektroden vor dem Rückführen der
Elektroden in eine Arbeitsposition aufweisen, so dass das Bauteil
nachbearbeitet werden kann, um sicherzustellen, dass die Bohrung
korrekt und mit der korrekten Tiefe hergestellt worden ist.
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Ein
Elektroentladungsbearbeitungsprozess mit den Schritten des Überwachens
des Zustands der Elektroden der Elektroentladungsmaschine wird nun
mit Bezug auf 1 und das Flussdiagramm nach 2 beschrieben.
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Im
Schritt A wird eine herkömmliche
Elektroentladungsbearbeitungspatrone genau zu einem Werkstück, in diesem
Fall einem Schaufelblatt, ausgerichtet, in welchem eine Kühl bohrung
einzuarbeiten ist, und die Bohrung wird unter Verwendung der Elektroentladungsbearbeitungstechnologie
eingearbeitet. Nach dem Einarbeiten der Kühlbohrung befinden sich die
Elektroden 30 in einer Arbeitsposition. Im Schritt B werden
die Elektroden 30 aus einer Arbeitsposition zurück in die
Nasenführung
gezogen und über
eine vorgegebene zurückgezogene
Position hinaus. Beim Erfassen des Zurückziehens des Endes 60 einer
Elektrode 30 über
die vorgegebene zurückgezogene
Position innerhalb der Nasenführung 20 hinaus
kann der entsprechende Elektrodendetektor 50 ein Signal
an die Steuereinheit 60 abgeben. Im Schritt C berechnet
die Steuereinheit 60 die Länge der aus der Arbeitsposition
in die vorgegebene zurückgezogene
Position zurückgezogenen
Elektrode, bis keine Elektrode mehr vom Elektrodendetektor 50 erfaßt wird,
so dass eine Elektrodenlänge
bereitgestellt wird. Die Steuereinheit 60 vergleicht dann
die berechnete Elektrodenlänge
mit einer Gruppe korrekter Parameter entsprechend der erwarteten
Elektrodenlänge
für eine
unbeschädigte
Elektrode, die im Elektroentladungsbearbeitungsprozess benutzt wird. Wenn
die berechnete Elektrodenlänge
innerhalb der korrekten erwarteten Parameter fällt, deutet dies auf eine unbeschädigte Elektrode
hin, und der Elektroentladungsbearbeitungsprozess kann fortgesetzt werden.
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Alternativ,
wenn die berechnete Elektrodenlänge
außerhalb
der korrekten erwarteten Parameter fällt, deutet dies auf einen
Schaden der Elektrode hin, und die geeignete Aktion wird vorgenommen,
um die Elektrode zu reparieren und/oder zu ersetzen, bevor in den
Schritt A zurückgegangen
wird, um die Kühlbohrung
in dem Werkstück
nachzuarbeiten. Der Elektroentladungsbearbeitungsprozess geht dann weiter
zum Schritt B, wo der Prozess des Prüfens des Zustands der Elektroden
wiederholt wird, bis im Schritt D die berechnete Elektrodenlänge innerhalb korrekter
Parameter fällt,
was keinen Schaden an irgendeiner der Elektroden andeutet.
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Obwohl
Aspekte der Erfindung mit Bezugnahme auf die in den anliegenden
Zeichnungen gezeigte Ausführungsform
beschrieben worden ist, versteht es sich, dass die Erfindung nicht
auf die gezeigte genaue Ausführungsform
beschränkt
ist, und dass verschiedene Änderungen
und Modifikationen ohne weiteres erfinderisches Geschick und Zutun
gemacht werden können.