DE69204475T2

DE69204475T2 - Drahtschneidefunkenerosionsmaschine.

Info

Publication number: DE69204475T2
Application number: DE69204475T
Authority: DE
Inventors: Hiroaki Morishita; Hiroshi Terada
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1991-01-17
Filing date: 1992-01-17
Publication date: 1996-03-14
Anticipated expiration: 2012-01-18
Also published as: EP0495511A3; JPH04261716A; JP2692386B2; KR920014551A; KR940003943B1; EP0495511B1; US5216217A; DE69204475D1; EP0495511A2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zum genauen Steuern der mechanischen Spannung einer Drahtelektrode in einer Drahtschneidefunkenerosionsmaschine.
Figur 1 zeigt ein Drahtelektroden-Antriebssystem (JP-A- 3-264213) für eine herkömmliche elektrische Drahtschnittenentladungsmaschine. Wie in Figur 1 dargestellt, umfaßt die herkömmliche elektrische Drahtschneideentladungsmaschine viele Teile, nämlich ein Werkstück 1, eine Drahtelektrode 2 zum Bearbeiten des Werkstücks 1, eine Drahttrommel 3, auf die die Drahtelektrode 2 aufgewickelt ist, einen Drehmoment-Motor 4, der an der Welle der Drahttrommel 3 angebracht ist, Bremsrollen 5a und 5b zum Anwenden einer Spannung auf die Drahtelektrode 2, einen Bremsmotor 6, der direkt mit der Bremsrolle 5a verbunden ist, einen Tachometer 7 zum Bestimmen der Geschwindigkeit des Bremsmotors 6, eine obere Blockrolle 8 zum Haltern der Drahtelektrode 2 über dem Werkstück 1 und zum Ändern der Laufrichtung davon, eine untere Blockrolle 9 zum Haltern der Drahtelektrode 2 unter dem Werkstück 1 und zum Ändern der Laufrichtung davon, Drahtelektroden- Zurückgewinnungsrollen 10a und 10b zum Antreiben der Drahtelektrode 2, einen Konstantgeschwindigkeitsmotor 11, der direkt mit der Drahtelektroden-Klemmrolle 10a verbunden ist, eine NC-Einheit 12 zur Bereitstellung von Spannungs- und Laufgeschwindigkeits-Befehlswerten für die Drahtelektrode 2, einen Komparator 13 zum Vergleichen des Ausgangs des Tachometers 7 und des durch die NC-Einheit 12 bereitgestellten Laufgeschwindigkeits-Werts, einen Verstärker 14 zum Anpassen des charakteristischen Werts des Ausgangs des Tachometers 7 und demjenigen des durch die NC-Einheit 12 bereitgestellten Laufgeschwindigkeits-Befehlswerts, und einen Kompensator 15 zum Konpensieren des durch die NC-Einheit 12 bereit gestellten Spannungs-Befehlswerts gemäß dem Ausgang des Komparators 13.
Nachstehend wird der Betrieb der herkömmlichen elektrischen Drahtschnittentladungsmaschine beschrieben, die in Figur 1 gezeigt ist.
Die Drahtelektrode 2, die von der Drahttrommel 3 heruntergespult wird, wird durch einen Spalt zwischen dem Paar von Bremsrollen 5a und 5b geführt, wo eine Spannung angewendet wird. Die Laufrichtung der Drahtelektrode 2 wird dann durch die Blockrolle 8 geändert, die sich über dem Werkstück 1 befindet. Infolge dessen wird die Drahtelektrode 2 an einen Bearbeitungsbereich geliefert, an dem das Werkstück 1 bearbeitet werden kann. Die Laufrichtung wird wieder durch die untere Blockrolle 9 geändert, die unter dem Werkstück 1 angeordnet ist. Schließlich wird die Drahtelektrode 2 um das Paar von Zurückgewinnungs-Rollen 10a und 10b gewunden, die zum Ziehen der Drahtelektrode 2 durch die Maschine dienen.
Die Drahttrommel 3 wird durch den Drehmomenten-Motor 4 angetrieben, um eine Spannung von ungefähr 200 Gramm an die Drahtelektrode 2 so anzulegen, daß die Drahtelektrode 2 nicht zwischen der Drahttrommel 3 und den Bremsrollen 5a und 5b lose ist. Die Bremsrolle 5a ist mit dem Bremsmotor 6 gekoppelt, der das Drehmoment steuert, mit dem sich die Bremsrolle 5a entsprechend dem durch die NC-Einheit 12 bereitgestellten Spannungs-Befehlswert bewegt.
Die Geschwindigkeit der Drahtelektrode 2 durch die Bremsrollen 5a und 5b wird als eine Spannung durch den Tachometer 7 erfaßt, der auf dem Bremsmotor 6 angebracht ist. Die durch den Tachometer 7 erfaßte Spannung umfaßt eine Wechselstrom (AC)-Komponente und eine Gleichstrom-(DC)- Komponente. Der Ausgangs des Tachometers 7 wird durch den Komparator 13 mit dem durch die NC-Einheit 12 vorgegebenen Geschwindigkeits-Befehlswert für die Drahtelektrode 2 verglichen, vorausgesetzt, daß der Ausgang des Tachometers 7 durch den Verstärker 14 kompensiert wird, um die Charakteristik des bestimmten Ausgangs des Tachometers 7 mit derjenigen des durch die NC-Einheit 12 bereitgestellten Laufgeschwindigkeit-Befehlswert anzupassen. Der Ausgang des Komparators 13 und der durch die NC-Einheit 12 bereitgestellte Spannungs-Befehlswert werden auf dem Kompensator 15 verarbeitet.
Die Klemmrolle 10a ist mit dem Konstantgeschwindigkeitsmotor 11 verbunden. Die Geschwindigkeit des Konstantgeschwindigkeitsmotors 11 bestimmt die Laufgeschwindigkeit der Drahtelektrode 2 durch die Maschine entsprechend dem durch die NC-Einheit 12 bereitgestellten Laufgeschwindigkeits-Befehlswert.
Die herkömmliche elektrische Drahtschnittentladungsmaschine ist so ausgelegt, um die Spannung der Drahtelektrode 2 relativ zu einer sich dynamisch verändernden Spannung (einer AC-Komponente) stabil zu halten. Die sich dynamisch verändernde Spannung ist beispielsweise eine durch die natürliche Frequenz des Drahtsystem aufgrund einer Störung verursachten Spannungsveränderung, beispielsweise einer Bearbeitungs-Gegenkraft.
Wenn die Spannungsveränderung (AC-Komponente) verursacht, daß die Draht-Zurückgewinnungsgeschwindigkeit durch die Kleinmrolle 10a und die Aufnahmerolle 10b größer als die Geschwindigkeit der Drahtelektrode 2 durch die Bremsrollen 5a und 5b wird, steigt die mechanische Spannung der Drahtelektrode 2 an. Demzufolge gibt der Komparator 13 ein positives Signal aus und der Kompensator 15 arbeitet zur Verringerung der mechanischen Spannung. Wenn andererseits die Spannungsveränderung bewirkt, daß die Zurückgewinnungsgeschwindigkeit der Drahtelektrode 2 an der Klemmrolle 10a und der Aufnahmerolle 10b kleiner als die Geschwindigkeit der Drahtelektrode 2 an dem Bremsrollen 5a und 5b ist, dann wird die Spannung des Drahtelektrodensystems verringert und der Komparator 13 gibt ein negatives Signal aus, so daß der Kompensator 15 zur Anhebung der Spannung arbeitet. Somit wird die sich dynamisch verändernde mechanische Spannung so gesteuert, daß sie konstant ist.
In der herkömmlichen elektrischen Drahtschnellentladungsmaschine, die wie voranstehend beschrieben aufgebaut ist, ändert sich die Spannung der Drahtelektrode 2, wenn eine Differenz zwischen der Laufgeschwindigkeit der Drahtelektrode 2 durch die Bremsrollen 5a und 5b und dem Geschwindigkeits-Befehlswert von der NC-Einheit 12 erzeugt wird. Allerdings kann die herkömmliche Maschine eine sich statisch verändernde Spannung (die DC-Komponente), die auftritt, wenn die Drahtelektrode gedehnt wird, nicht vollständig beseitigen. Wenn beispielsweise eine mechanische Spannung an die Drahtelektrode 2 angelegt wird, wird die Drahtelektrode 2 gedehnt, was bewirkt, daß die Laufgeschwindigkeit der Drahtelektrode 2 an den Bremsrollen 5a und 5b kleiner als diejenige an der Klemmrolle 10a und der Aufnahmerolle 10b ist. Deswegen wird in dem Komparator 13 die DC-Komponente einer Spannungsdifferenz äquivalent zu der Laufgeschwindigkeitsdifferenz erzeugt. Infolge dessen arbeitet der Kompensator 15 in unerwünschter Weise, um die Spannung entsprechend der DC-Komponente zu verringern.
Wenn die erzeugte Spannungscharakteristik nicht proportional zu der Tachometergeschwindigkeit ist, tritt zusätzlich eine Differenz zwischen der durch den Tachometer bereitgestellten Spannung und dem Geschwindigkeits-Befehlswert für die Drahtelektrode auf, was die mechanische Spannung der Drahtelektrode verändert. Wenn ferner die Charakteristik des Tachometerausgangs dem Laufgeschwindigkeits-Befehlswert nicht extrem genau angepaßt ist, dann wird eine DC-Komponente der Spannungsdifferenz in dem Komparator 13 erzeugt und verändert die eingestellte Spannung der Drahtelektrode 2, was zu Schwierigkeiten bei der Einstellung des Verstärkers führt.
Das Durchlaufverhalten der Drahtelektrode 2, die zur Bearbeitung des Werkstücks in der elektrischen Drahtschnittentladungsmaschine verwendet wird, besitzt einen großen Einfluß auf die Bearbeitungsgenauigkeit und insbesondere ist die Spannung der Drahtelektrode 2 ein wesentlicher Faktor bei der Bestimmung des Durchlaufverhaltens. Ferner wird die Spannung der Drahtelektrode zur Verbesserung der Geradelinigkeit der Drahtelektrode normalerweise auf einen geringfügig höheren Wert eingestellt, und zwar soweit, daß die Drahtelektrode nicht bricht. Wenn deshalb die Spannung des Drahtelektroden- Führungs- oder Laufsystems unter den vorgegebenen Wert fällt, ergeben sich Probleme, z.B. daß eine gewünschte Bearbeitungsgenauigkeit nicht erzielt werden kann. Wenn im Gegensatz dazu die Spannung des Drahtelektroden-Laufsystems über den eingestellten Wert steigt, dann wird die Drahtelektrode zerstört oder andere Probleme können auftreten.
Eine andere herkömmliche elektrische Drahtschnittentladungsvorrichtung (FR-A-2427870) umfaßt eine Steuereinrichtung, die Steuerbefehle an eine Zieheinrichtung bzw. eine Spannungsanlegungseinrichtung liefert. Die Spannungsanlegungseinrichtung wie auch die Zieheinrichtung sind mit Geschwindigkeitssensoren zur Erfassung der Geschwindigkeit der Drahtelektrode stromaufwärts und stromabwärts eines Bearbeitungsbereichs versehen. Die Ausgangssignale der Geschwindigkeitssensoren werden in einer Logikeinheit verglichen, deren Ausgang die Spannung der Drahtelektrode darstellt und werden an die Steuereinrichtung zur Aktualisierung des Steuerbefehlsausgangs von der Steuereinrichtung geliefert.
Eine weitere herkömmliche elektrische Entladungsvorrichtung umfaßt eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen der Anfangsspannung einer Drahtelektrode. Die erfaßte Anfangsspannung wird mit einem entsprechenden Befehlswert verglichen. Das Ergebnis dieses Vergleichs wird zum Steuer des anfänglichen Spannungsbruchs verwendet, um zu bewirken, daß beide Werte miteinander in Einklang sind.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin,
- eine elektrische Drahtschnittentladungsmaschine bereitzustellen, die ermöglicht, die Spannung einer Drahtelektrode dynamisch als auch statisch konstant zu halten.
Ferner ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
- ein Verfahren zum Steuern einer Spannung einer Drahtelektrode in einer elektrischen Drahtschnittentladungsvorrichtung vorzusehen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe durch die Vorrichtung nach Anspruch 1 und das Verfahren nach Anspruch 6 gelöst.
Eine genaue Steuerung der Spannung einer Drahtelektrode in einer elektrischen Drahtschnittentladungsmaschine kann durch Beseitigung einer Gleichstromkomponente eines Geschwindigkeitsdifferenzsignals zwischen einem Abbruchabschnitt und einem Zurückgewinnungsabschnitt der Maschine erzielt werden. Die Gleichstromkomponente des Geschwindigkeitssignals, die beseitigt wird, steht im Zusammenhang mit dem Dehnen der Drahtelektrode, während sie unter Spannung steht. Die Spannung kann konstant gehalten werden, indem das Spannungs-Befehlssignal im Anprechen auf eine Wechselstromkomponente des Geschwindigkeitssignals kompensiert wird.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die Erfindung ergibt sich näher aus der folgenden eingehenden Beschreibung im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 ein Diagramm, das eine herkömmliche elektrische Drahtschnittentladungsmaschine zeigt;
Fig. 2 ein Diagramm einer elektrischen Drahtschnittentladungsmaschine gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 ein schematisches Diagramm, das eine Ausführungsform des Filters 16 zeigt;
Fig. 4 ein Diagramm, das eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 5 ein Diagramm einer elektrischen Drahtschnittentladungsmaschine gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 6 ein Kurvenzug, der einen Betriebsvorgang eines Integrators 16' der dritten Ausführungsform zeigt;
Fig. 7 ein Kurvenzug, der einen Zusammenhang zwischen einem Spannungs-Befehlswert und der Spannung der Drahtelektrode darstellt; und
Fig. 8 ein schematisches Diagramm, das eine Ausführungsform des Integrators 16' zeigt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Mehrere illustrative Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Figur 2 zeigt eine elektrische Drahtschnittentladungsmaschine gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Unter Bezugnahme auf Figur 2 sind die Elemente der elektrischen Drahtschnittentladungsmaschine gezeigt, nämlich ein Werkstück 1, eine Drahtelektrode 2 zur Bearbeitung des Werkstücks 1, eine Drahttrommel 3, um die die Drahtelektrode 2 aufgespult ist, ein Drehmomentenmotor 4, der auf der Welle der Drahttrommel 3 angebracht ist, Bremsrollen 5a und 5b zum Anwenden einer Spannung auf die Drahtelektrode 2, einen Bremsmotor 6, der direkt mit der Bremsrolle 5a verbunden ist, einen Tachometer 7 zum Erfassen der Geschwindigkeit des Bremsmotors 6, eine obere Blockrolle 8 zum Haltern der Drahtelektrode 2 über dem Werkstück 1 und zum Ändern der Laufrichtung davon, eine untere Blockrolle 9 zum Haltern der Drahtelektrode 2 unter dem Werkstück 1 und zum Ändern der Laufrichtung davon, eine Drahtelektroden-Klemmrolle 10a und Aufnahmerolle 10b zum Führen bzw. Ziehen der Drahtelektrode 2, einen Konstantgeschwindigkeitsmotor 11, der direkt mit der Drahtelektroden-Klemmrolle 10a verbunden ist, eine numerische Steuereinheit 12 (im folgenden als "NC-Einheit" bezeichnet) zur Bereitstellung von Spannungs- und Laufgeschwindigkeits- Befehlswerten für die Drahtelektrode 2, einen Komparator 13 zum Vergleichen des Ausgangs des Tachometers 7 und des durch die NC-Einheit 12 bereitgestellten Geschwindigkeitsbefehlswert der Drahtelektrode 2, einen Verstärker 14 zum Anpassen der Charakteristik des Ausgangs des Tachometers 7 und derjenigen des von der NC-Einheit 12 bereitgestellten Geschwindigkeits-Befehlswert für die Drahtelektrode 2, einen Kompensator 15 zum Kompensieren des durch die NC-Einheit 12 bereitgestellten Spannungs- Befehlswerts für die Drahtelektrode 2 gemäß dem Ausgang des Komparators 13 und ein Filter 16 zur Entfernung einer Gleichstrom-(DC)-Komponente aus dem Ausgang des Komparators 13.
Nachstehend wird der Betrieb der elektrischen Drahtschnellentladungsmaschine beschrieben, die so aufgebaut ist, wie voranstehend gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Die Drahtelektrode 2, die von der Drahttrommel 3 abgespult wird, läuft durch das Paar von Bremsrollen 5a und 5b, wo eine Spannung angewendet wird. Die Bremsrollen 5a und 5b zusammen mit dem Bremsmotor 6 bilden einen Bremsabschnitt der Maschine. Der Bremsabschnitt wendet eine Spannung auf die Drahtelektrode 2 an.
Nach Durchlauf durch die Bremsrollen 5a und 5b wird die Laufrichtung der Drahtelektrode 2 dann durch die obere Blockrolle 8 geändert, die über dem Werktstück 1 angebracht ist. Als Folge wird die Drahtelektrode 2 an den Bearbeitungsbereich geliefert, an dem das Werkstück 1 bearbeitet werden kann. Die Laufrichtung wird dann wieder durch die untere Blockrolle 9 geändert, die unter dem Werkstück 1 angeordnet ist. Schließlich wird die Drahtelektrode 2 um das Paar der Klemmrolle 10a und der Aufnahmerolle 10b gewunden, die zum Ziehen der Drahtelektrode 2 durch die Maschine dienen. Die Klemmrolle 10a und die Aufnahmerolle 10b zusammen mit dem Konstantgeschwindigkeitsmotor 11 bilden einen Drahtaufnahmeabschnitt.
Die Drahtspule 3 ist mit dem Drehmomentenmotor 4 gekoppelt, um eine Spannung von ungefähr 200 Gramm auf die Drahtelektrode 2 so anzuwenden, daß die Drahtelektrode 2 zwischen der Drahttrommel 3 und den Bremsrollen 5a und 5b nicht lose ist. Die Bremsrolle 5a ist mit dem Bremsmotor 6 gekoppelt, um eine Spannung an die Drahtelektrode 2 in der Maschine anzuwenden. Der Bremsmotor 6 steuert das Drehmoment, mit dem sich die Bremsrolle 5a entsprechend dem durch die NC- Einheit 12 hereitgestellten Spannungs-Befehlswert bewegt.
Die Klemmrolle 10a ist mit dem Konstantgeschwindigkeitmotor 11 gekoppelt. Die Geschwindigkeit des Konstantgeschwindigkeitsmotors 11 bestimmt die Durchlaufgeschwindigkeit der Drahtelektrode 2 durch die Maschine entsprechend dem durch die NC-Einheit 12 bereitgestellten Durchlaufgeschwindigkeits-Befehlswert, z.B. einem Spannungspegel, der an den Konstantgeschwindigkeitmotor 11 angelegt ist.
Die Geschwindigkeit der Drahtelektrode 2 durch den Bremsabschnitt wird als eine Spannung durch den Tachometer 7 erfaßt, der mit dem Bremsmotor 6 gekoppelt ist. Der Ausgang des Tachometers 7, der AC- und DC-Komponenten enthält, wird durch den Komparator 13 mit dem durch die NC-Einheit 12 bereitgestellten Durchlaufgeschwindigkeits-Befehlswert der Drahtelektrode 2 verglichen. Der Ausgang des Komparators 13 läuft durch das Filter 16, in dem seine DC-Komponente entfernt wird. Der Kompensator 15 kompensiert dann den Spannungs-Befehlswert für die Drahtelektrode 2 entsprechend dem Ausgang des Filters 16.
Demzufolge kann die sich dynamisch verändernde mechanische Spannung danach in einer herkömmlichen Weise gesteuert werden. Der Fehler des Geschwindigkeits-Differenzsignals des Komparators 13, der statisch erzeugt wird, wird durch das Filter 16 entfernt. Wenn beispielsweise eine Spannung an die Drahtelektrode 2 angelegt ist, dehnt sich die Drahtelektrode 2, was eine Differenz zwischen der Laufgeschwindigkeit der Drahtelektrode 2 in dem Bremsahschnitt und derjenigen der Drahtelektrode 2 in dem Draht-Zurückgewinnungsabschnitt verursacht unddann in dem Komparator 13 die DC-Komponente einer der Differenz 13 äquivalenten Spannung erzeugt. Da die DC-Komponente jedoch durch das Filter 16 beseitigt wird, bleibt die eingestellte Spannung der Drahtelektrode 2 unverändert. Zusätzlich bleibt die eingestellte Spannung der Drahtelektrode 2 die gleiche, wenn eine Differenz zwischen der Ausgangscharakteristik des Tachometers 7 und dem Laufgeschwindigkeits-Befehlswert für die Drahtelektrode 2 vorhanden ist. Ferner kann der Verstärker 14 auch leicht so eingestellt werden, daß er die Charakteristika des durch die NC-Einheit 12 bereitgestellten Laufgeschwindigkeits- Befehlswerts anpaßt.
Figur 3 zeigt eine Ausführungsform des Filters 16. Das Filter 16, das in Figur 3 dargestellt ist, ist ein Hochpassfilter, das einen Widerstand 20, einen Kondensator 21 und einen Operationsverstärker 22 umfaßt.
Figur 4 ist ein Diagramm, das eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Die zweite Ausführungsform arbeitet genauso wie die erste Ausführungsform, mit der Ausnahme, daß die Geschwindigkeit der Drahtelektrode 2 durch den Draht-Zurückgewinnungsabschnitt direkt mit einem Tachometer 17 erfaßt wird. Der Tachometer 17 ist auf dem Wellenende des Konstantgeschwindigkeitsmotors 11 angebracht. Ferner wird die durch den Tachometer 17 erfaßte Geschwindigkeit der Drahtelektrode 2 in dem Komparator 13 anstelle des Laufgeschwindigkeits-Befehlswerts von der NC- Einheit 12 verwendet.
Es läßt sich ersehen, daß das Filter 16 nicht auf das in Figur 3 dargestellte Hochpassfilter beschränkt ist, sondern, daß es irgendeine andere Einrichtung sein kann, die eine Verstärkung in dem Niederfrequenzbereich verringern kann, z.B. eine Phasenführungs-Kompensationsschaltung oder ein Bandpassfilter.
Es läßt sich auch erkennen, daß der Bremsmotor 6 des Bremsabschnitts, der zum Anwenden einer mechanischen Spannung verwendet wird, ein DC-Motor, ein AC-Motor oder eine andere Bremseinrichtung sein kann. Ferner kann der Tachometer 7, der zum Erfassen der Geschwindigkeit der Drahtelektrode 2 durch den Bremsabschnitt verwendet wird, durch einen Kodierer ersetzt werden und der Ausgang des Kodierers kann von einer Frequenz in eine Spannung umgewandelt werden, wodurch ein ähnlicher Effekt erzeugt wird. Während die Geschwindigkeit der Drahtelektrode 2 in dem Bremsabschnitt durch die direkte Verbindung der Bremsrolle 5a und des Bremsmotors 6 erfaßt wird, kann die Geschwindigkeit der Drahtelektrode 2 ferner durch irgendein anderes Verfahren erfaßt werden, wenn diese Geschwindigkeit in der Nähe des Bremsabschnitts erfaßt wird.
Figur 5 ist ein Diagramm einer elektrischen Drahtschnittentladungsmaschine gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In der dritten Ausführungsform sind anstelle des Filters 16, das in der ersten Ausführungsform auftritt, ein Integrator 16' und ein Komparator 17 vorgesehen. Der Integrator 16' integriert den Ausgang des Komparators 13 und führt das Ergebnis an den Komparator 17 zurück. Der Komparator 17 vergleicht den Ausgang des Tachometers 7 mit dem Ausgang des Integrators 16' und gibt ein Differenzsignal aus, das an den Komparator 13 durch den Verstärker 14 geliefert wird.
Der Betrieb der dritten Ausführungsform wird dann nachstehend beschrieben, wobei besondere Aufmerksamkeit dem Betrieb des Integrators 16' gewidmet wird.
Figur 6 ist ein Kurvenzug, der den Betrieb des Integrators 16' der dritten Ausführungsform darstellt. Figur 6 illustriert den Betrieb des Integrators 16' und zeigt eine Spannungswellenform am Punkt P in Figur 5. Eine mit A markierte Zeitperiode in Figur 6 zeigt eine Spannungswellenform an, hei der kein Integrator 16' vorhanden ist und eine mit B markierte Zeitperiode zeigt eine Spannungswellenform an, bei der der Integrator 16' eingefügt worden ist. Somit arbeiten der Komparator 17 und der Integrator 16' zur Bereitstellung einer negativen Rückführung, die die DC-Komponente aus den Ausgang des Tachometers beseitigt, so daß die eingestellte Spannung der Drahtelektrode 2 unverändert bleibt.
Figur 7 ist ein Kurvenzug, der einen Zusammenhang zwischen einem Spannungs-Befehlswert und der mechanischen Spannung der Drahtelektrode darstellt. Die in Figur 7 gezeigte durchgezogene Linie zeigt eine ideale Kurve an und die gestrichelte Linie zeigt eine Kurve an, die durch die herkömmliche Maschine erzielt wird
Wie deutlich in Figur 7 angezeigt, erkennt man, daß sich die Spannung der Drahtelektrode 2 beträchtlich ändert, wenn der Spannungs-Befehlswert für die Drahtelektrode erhöht wird. Dieses Phänomen wird unter Bezugnahme auf die Figuren 5 und 6 beschrieben. Wenn der Spannungs-Befehlswert für die Drahtelektrode 2 erhöht wird, wenn kein Integrator 16' vorhanden ist, wird die Drahtelektrode beträchtlich verlängert und gleichzeitig wird zwischen der Drahtelektrode 2 und den Bremsrollen 5a und 5b in dem Bremsabschnitt ein Durchrutschen erzeugt, das die Geschwindigkeit der Bremsrollen 5a und 5b verringert und eine Gleichstrom-(DC)- Komponente in dem Ausgangssignal des Komparators 13 erzeugt. Die Gleichstrom-(DC)-Komponente verursacht die Änderungen der Spannung der Drahtelektrode 2.
Durch Bereitstellung des Integrators 16' und einer Rückführung des Ausgangssignals des Komparators 13 an den Komparator 17 durch den Integrator 16'wird andererseits der Ausgang des Komparators 13, d.h. das Geschwindigkeits- Differenzsignal, das vorwiegend gesteuert werden soll, ohne eine DC-Komponente ausgegeben, nachdem eine der Zeitkonstante T des Integrators 16' äquivalente Zeitlänge abgelaufen ist (siehe Bereich B in Figur 6) . Somit wird durch Einstellen der Zeitkonstanten auf einen viel größeren Wert als der Zyklus des Geschwindigkeits-Differenzsignals eine Primärsteuerung nicht beeinträchtigt. In dem in Figur 7 gezeigten Kurvenzug stimmt nämlich die Spannung mit der idealen Kurve überein, selbst wenn der Spannungs-Befehlswert für die Drahtelektrode erhöht wird.
Als eine Alternative zu der Strukturkonfiguration der in Figur 5 dargestellten dritten Ausführungsform kann das Ausgangssignal des Integrators 16' zur Erzeugung des gleichen Effekts anstelle an den Ausgangs des Tachometers 7 an den Ausgang der NC-Einheit 12 zurückgeführt werden. Ferner kann die in Figur 4 gezeigte zweite Ausführungsform verwendet werden, um die dritte Ausführung zu modifizieren, genauso wie sie dies in der ersten Ausführungsform bewirkt.
Figur 8 zeigt eine Ausführungsform des Integrators 16'. Der in Figur 8 dargestellte Integrator 16' ist eine Integratorschaltung, die einen Kondensator 30, einen Widerstand 31 und einen Operationsverstärker 32 umfaßt.
Obwohl der Integrator 16'und das Filter 16, die zur Beseitigung der Gleichstromkomponente aus dem Geschwindigkeitsdifferenzsignal arbeiten, in den Figuren 3 und 8 als analoge Schaltungen gezeigt sind, können derartige Schaltungen durch eine digitale Softwareverarbeitung unter Verwendung eines digitalen Prozessors (z.B. eines Mikroprozessors) ersetzt werden, um den gleichen Effekt zu erzeugen.
Man erkennt, daß die Erfindung, so wie sie voranstehend beschrieben ist, eine elektrische Drahtschnittentladungsmaschine erzielt, die ermöglicht, daß die Spannung einer Drahtelektrode stabilisiert wird, wodurch eine Bearbeitung mit hoher Genauigkeit sichergestellt wird.

Claims

1. Elektrische Drahtschnittentladungsvorrichtung, umfassend:

eine Steuereinrichtung (12) zum Liefern eines Spannungsbefehls und eines Drahtgeschwindigkeitsbefehls;

eine Spannungsanlegungseinrichtung (5a, 5b) zum Anlegen einer Spannung an eine Drahtelektrode (2) entsprechend dem Spannungsbefehl von der Steuereinrichtung (12);

eine erste Geschwindigkeitserfassungseinrichtung (7) zum Erfassen einer Geschwindigkeit der Drahtelektrode (2) an der Spannungs-Anlegungseinrichtung (5a, 5b);

eine erste Vergleichseinrichtung (13) zum Vergleichen eines Werts anzeigend die Drahtelektrodengeschwindigkeit an einer stromahwärts gelegenen Posistion, die sich stromabwärts eines Arbeitsbereichs befindet, mit einem Wert auf Grundlage des Ausgangs der ersten Geschwindigkeitserfassungseinrichtung (7);

gekennzeichnet durch eine Entfernungseinrichtung (16; 16', 17) zum Entfernen einer Gleichstromkomponente des Ausgangs der ersten Vergleichseinrichtung (13) zur Erzeugung eines ersten Vergleichsergebnisses; und eine Kompensationseinrichtung (15) zum Kompensieren des Spannungsbefehls von der Steuereinrichtung (12) für die Spannungsanlegungseinrichtung (5a, 5b) auf Grundlage einer Wechselstromkomponente des ersten Vergleichsergebnisses.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drahtelektroden-Geschwindigkeitsbefehl von der Steuereinrichtung (12) an die erste Vergleichseinrichtung (13) als der Wert stellvertretend für die Drahtelektrodengeschwindigkeit an der stromabwärts gelegenen Position angelegt wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zieheinrichtung (10a, 10b) zum Ziehen der Drahtelektrode (2) auf Grundlage des Drahtelektrodenbefehls von der Steuereinrichtung (12) und eine zweite Geschwindigkeitserfassungseinrichtung (27) zum Erfassen einer Geschwindigkeit der Drahtelektrode (2) an der Zieheinrichtung (10a, 10b) vorgesehen sind; und daß der Ausgang der zweiten Geschwindigkeitserfassungseinrichtung (27) an die Vergleichseinrichtung (13) als der Wert stellvertretend für die Drahtelektrodengeschwindigkeit an der stromahwärts gelegenen Position angelegt wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Entfernungseinrichtung ein Hochpassfilter (16) umfaßt, dessen Ausgang an die Kompensationseinrichtung (15) angelegt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Entfernungseinrichtung umfaßt: eine Integrationseinrichtung (16') zum Integrieren des ersten Vergleichsergebnisses, das von der ersten Vergleichseinrichtung (13) ausgegeben wird, und eine zweite Vergleichseinrichtung (17) zum Vergleichen des Ausgangs der ersten Geschwindigkeitserfassungseinrichtung (7) mit dem Ausgang der Integrationseinrichtung (16');

wobei die erste Vergleichseinrichtung (13) einen Wert auf Grundlage des Ausgangs der zweiten Vergleichseinrichtung (17) mit einem Signal stellvertretend für die Drahtelektrodengeschwindigkeit an der stromabwärts gelegenen Position vergleicht.

6. Verfahren zum Steuern der Spannung einer Drahtelektrode in einer elektrischen Drahtschnittentladungsvorrichtung, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:

(a) Empfangen eines Spannungs-Befehls und eines Drahtelektrodengeschwindigkeits-Befehls;

(b) Anlegen einer Spannung an eine Drahtelektrode (2) auf Grundlage des Spannungs-Befehls; =

(c) Bestimmen der Geschwindigkeit der Drahtelektrode (2) an einer stromaufwärts gelegenen Position, die stromaufwärts von einem Arbeitsbereich liegt; und

(d) Vergleichen der im Schritt (c) bestimmten Geschwindigkeit der Drahtelektrode (2) mit einem Wert stellvertretend für die Geschwindigkeit der Drahtelektrode an einer stromahwärts gelegenen Position, die stromahwärts eines Arbeitsbereichs liegt, um ein erstes Vergleichsergebnis zu erzeugen;

gekennzeichnet durch den folgenden Schritt:

(e) Kompensieren des im Schritt (b) verwendeten Spannungs-Befehls auf Grundlage einer Wechselstromkomponente des ersten Vergleichsergebnisses.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Drahtgeschwindigkeitsbefehl im Schritt (d) als der Wert stellvertretend für die Geschwindigkeit der Drahtelektrode an der stromabwärts gelegenen Position verwendet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode gemäß dem Drahtelektroden- Geschwindigkeitsbefehl gezogen wird; daß die Geschwindigkeit der Drahtelektrode an der stromabwärts gelegenen Position, die sich stromahwärts des Arbeitsbereichs befindet, bestimmt wird; und daß die Geschwindigkeit der Drahtelektrode an der stromaufwärts gelegenen Position im Schritt (d) mit der Geschwindigkeit der Drahtelektrode an der stromabwärts gelegenen Position verglichen wird.

9. Verfahren nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompensationsschritt die folgenden Schritte umfaßt:

(e1) Entfernen einer Gleichstromkomponente des ersten Vergleichsergebnisses zur Erzeugung eines angepaßten Vergleichsergebnisses; und

(e2) Kompensieren des Spannungs-Befehls auf Grundlage des angepaßten Vergleichsergebnisses.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Entfernungsschritt (e1) den folgenden Schritt umfaßt: Herausfiltern der Gleichstromkomponente aus dem ersten Vergleichsergebnis und beibehalten der Wechselstromkomponente als das angepaßte Vergleichsergebnis.

11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Entfernungsschritt (e1) den Schritt eines Integrierens des ersten Vergleichsergehnisses umfaßt.