DE69302148T2

DE69302148T2 - Drahtschneide-Elektroentladungsmaschine

Info

Publication number: DE69302148T2
Application number: DE69302148T
Authority: DE
Inventors: Hidehito Hori
Original assignee: Sodick Co Ltd
Current assignee: Sodick Co Ltd
Priority date: 1992-08-13
Filing date: 1993-08-09
Publication date: 1996-08-29
Anticipated expiration: 2013-08-10
Also published as: JP3337242B2; SG43039A1; CN1082472A; US5401931A; EP0584990A1; HK111396A; CN1039205C; JPH0655349A; DE69302148D1; EP0584990B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Drahtschneide-Elektroerosionsvorrichtung. Genauer bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine die elektroerosive Bearbeitung verwendende Drahtschneidevorrichtung (Drahtschneid-"EDM"-Vorrichtung) zum Bearbeiten eines Werkstücks, das in einen Arbeitstank getaucht ist, der mit einem dielektrischen Fluid gefüllt ist.
Es sind zwei unterschiedliche Typen von EDM-Vorrichtungen für die Bearbeitung eines Werkstücks in einem Arbeitstank mittels elektrischer Entladungen bekannt, nämlich eine Gesenk-EDM-Vorrichtung und eine Drahtschneide-EDM-Vorrichtung.
Bei einer Gesenk-EDM-Vorrichtung zum Ausbilden eines Hohlraums mit gewünschter Konfiguration im Werkstück wird dielektrisches Fluid in einen Arbeitstank gefüllt, um das auf einem Arbeitstisch befestigte Werkstück in den Arbeitstank zu tauchen. Bei einem Bearbeitungsvorgang rückt eine Werkzeugelektrode mit dreidimensionaler Form von oben längs der Z-Achse gegen das Werkstück vor. In der Vorderwand des Arbeitstanks ist im allgemeinen eine Tür vorgesehen, um auf das Werkstück und die Werkzeugelektrode zugreifen zu können. Jedoch behindern die Wände die Zugriffmöglichkeit. Ferner ist zu viel Raum erforderlich, um die Vordertür horizontal zu öffnen und zu schließen. Wenn ein automatischer Palettenwechsler verwendet wird, um einen unbemannten Maschinenbetrieb über mehrere Tage durchzuführen, behindert die Tankwand das Wechseln des Werkstücks.
Das US-Patent Nr. 4,712,288 von Lodetti u. a. und die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 61-270023 offenbaren eine Gesenk-EDM-Vorrichtung mit einem Arbeitstank, dessen Rückwand fest ist und dessen drei andere Wände eine einheitliche, U-förmige Konstruktion besitzen, die vertikal bewegt werden kann, um einen freien Zugriff auf den Arbeitstisch zu erhalten.
Die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2-48113 offenbart eine Gesenk-EDM-Vorrichtung, in der der Arbeitstank aus einem Basisbehälterelement und wenigstens einem beweglichen Rahmenelement besteht, das vertikal bewegt werden kann. Das bewegliche Rahmenelement bewegt sich nach unten in das Basisbehälterelement, so daß die vier Wände des Arbeitstanks gegenseitig abdichtend als Einheit ausgefahren werden können.
Bei einer Drahtschneide-EDM-Vorrichtung ist das Werkstück auf einem Arbeitsständer im Arbeitstank befestigt, der in einer horizontalen Ebene beweglich ist, wobei ein unterer Arm durch eine Öffnung in einer der Wände des Arbeitstanks in den Arbeitstank ragt und ein oberer Arm oberhalb des unteren Arms angeordnet ist. Ein Elektrodendraht läuft zwischen einem oberen Drahtführungsblock und einem unteren Drahtführungsblock, die an den Enden der oberen bzw. unteren Arme montiert sind. Die elektrischen Entladungen finden durch das dielektrische Fluid hindurch zwischen dem wandernden Draht und dem Werkstück statt, wobei die Bewegung des Arbeitstanks längs der X- und Y- Achsen gesteuert wird. Da bei der Drahtschneide-EDM- Vorrichtung Wasser oder eine wässrige Lösung als dielektrisches Fluid verwendet wird, ist im allgemeinen eine "getauchte Bearbeitung" wünschenswert, bei der das Werkstück während der Bearbeitung in das dielektrische Fluid getaucht ist, um ein Rosten zu verhindern.
Wie bei einer Gesenk-EDM behindern die Tankwände einer Drahtschneide-EDM-Vorrichtung die Zugriffsmöglichkeit, wenn das Werkstück auf den Werkzeugständer geladen wird und der Elektrodendraht zur Vorbereitung der Bearbeitung vertikal ausgerichtet wird.
Die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2-298435 offenbart eine Drahtschneide-EDM-Vorrichtung, bei der drei Tankwände der Vorderseite und der beiden Seiten einen Faltenbalg enthalten, um sich durch Ausdehnen und Zusammenziehen des Faltenbalgs vertikal zu bewegen. Diese Vorrichtung erlaubt jedoch zunächst keine getauchte Bearbeitung. Würde der Arbeitstank mit einem dielektrischen Fluid gefüllt, würden sich die Tankwände eines Faltenbalgs aufgrund der instabilen Konstruktion ausdehnen.
Die EP-A 0342716 enthält ebenfalls einen Faltenbalg als Tankwand, der sich vertikal ausdehnt oder zusammenzieht. Hierbei entstehen ähnliche Probleme wie bei der JP 298435.
Die EP-A 0410493 offenbart eine Vorrichtung, bei der ein Rahmenelement eines Arbeitstanks von einer Hubvorrichtung bewegt werden kann. Die Hubvorrichtung ist jedoch eine komplexe Anordnung, die einen beträchtlichen Raum unterhalb des Tanks einnimmt.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Drahtschneide-Elektroerosionsvorrichtung zu schaffen, die einen einfachen Zugriff auf das Werkstück und den Elektrodendraht erlaubt.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine Drahtschneide-Elektroerosionsvorrichtung mit verbesserter Bearbeitungseffizienz zu schaffen.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine Drahtschneide-Elektroerosionsvorrichtung zu schaffen, bei der die Wände eines Arbeitstanks gegeneinander abgedichtet mit hoher Genauigkeit vertikal bewegt werden können.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Drahtschneide- Elektroerosionsvorrichtung zu schaffen, bei der die Wände eines Arbeitstanks vertikal bewegt werden können, ohne daß ein zusätzlicher Raum und ein zusätzlicher Mechanismus für die Aufnahme der abgesenkten Wände zur Verfügung gestellt werden muß.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine Drahtschneide-Elektroerosionsvorrichtung zu schaffen, bei der die Wände eines Arbeitstanks bei Bedarf unabhängig von der relativen Position des Arbeitstanks vertikal bewegt werden können.
Weitere Aufgaben, Vorteile und neuartige Merkmale der Erfindung werden teilweise in der folgenden Beschreibung erläutert und werden Fachleuten teilweise bei Betrachtung des Folgenden deutlich oder können bei Ausführung der Erfindung erkannt werden. Die Aufgaben und Vorteile der Erfindung können mittels der Instrumente und Kombinationen, die in den beigefügten Ansprüchen genau definiert sind, verwirklicht werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Drahtschneide- Elektroerosionsvorrichtung geschaffen zum Bearbeiten eines Werkstücks, das an einer vertikalen Position in einer Arbeitszone derselben unterstützt ist, mit einem Elektrodendraht, der zwischen einem oberen und einem unteren Führungselement gespannt ist, einem Arm, der an einem seiner Enden außerhalb des Arbeitstanks unterstützt ist, wobei das untere Führungselement am anderen Ende des Arms angeordnet ist, und einem im allgemeinen vierseitigen Arbeitstank, der ein dielektrisches Fluid enthält, wobei der Arbeitstank umfaßt:
ein Basisbehälterelement, das an seiner Rückseite wenigstens eine Rückwand mit einer Öffnung, durch die sich der Arm erstreckt, sowie eine untere Wand bildet, die ihrerseits wenigstens einen Teil einer vorderen Seite und einen Teil wenigstens einer Seite bildet, wobei die untere Wand eine ausreichend niedrige Höhe besitzt, um einen offenen Raum zu erzeugen, um einen Zugang zum Werkstück von vorn und von der wenigstens einen Seite zu schaffen, wenn das Werkstück an der vertikalen Position in der Arbeitszone der Vorrichtung unterstützt ist; und
wenigstens ein bewegliches Rahmenelement, das vertikal beweglich und in bezug auf das Basisbehälterelement einziehbar ist, um den offenen Raum abzudecken, wobei die Vorrichtung gekennzeichnet ist durch:
ein Paar von Scherenhubvorrichtungen, wobei jede Scherenhubvorrichtung einen Verbindungsstift besitzt, um den sie aus- und eingefahren wird, um das wenigstens eine bewegliche Rahmenelement in bezug auf das Basisbehälterelement anzuheben bzw. abzusenken;
einen Rahmen, der am Tank vertikal unterstützt ist;
eine Schraube, die am Rahmen vertikal unterstützt ist;
ein Gehäuseelement, das mit dem Verbindungsstift verbunden und so positioniert ist, daß es mit der Schraube im Rahmen in spiralförmigem Eingriff ist; und
eine Schraubenantriebsvorrichtung, die die Schraube in Drehrichtung antreibt, wobei das Gehäuseelement durch die Drehung der Schraube angehoben bzw. abgesenkt wird.
Die Scherenhubvorrichtungs-Antriebsvorrichtung umfaßt vorzugsweise einen Rahmen, eine durch einen Rahmen vertikal und drehbar unterstützte Kugelumlaufspindel sowie ein Gehäuseelement, das mit der Kugelumlaufspindel spiralförmig und außerdem mit dem Verbindungsstift in Eingriff ist, so daß das Gehäuseelement vertikal bewegt werden kann, wenn die Antriebsvorrichtung die Kugelumlaufspindel antreibt.
Das Gehäuseelement wird vorzugsweise über mehrere Führungsrollen durch den Rahmen geführt, um somit die Scherenhubvorrichtung entgegen einer darauf wirkenden Vorspannungsbelastung aufrecht zu halten.
Das Basisbehälterelement enthält vorzugsweise eine Führungsschiene zum Führen des beweglichen Rahmenelements.
Ferner kann das bewegliche Rahmenelement einen gebogenen Verriegelungsteil enthalten, um das bewegliche Rahmenelement über die Führungsschiene gegen den Flüssigkeitsdruck im Tank am Basisbehälterelement zu verriegeln.
Im folgenden werden lediglich beispielhaft Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die folgenden Zeichnungen beschrieben, in welchen:
Fig. 1 eine perspektivische Explosionsansicht ist, die den Arbeitstank und die Hubvorrichtung der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht ist, die die gesamte Drahtschneide-Elektroerosionsvorrichtung der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 3 eine horizontale Schnittansicht des Arbeitstanks für die Drahtschneide-Elektroerosionsvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 4 eine aufgeschnittene Vorderansicht des Arbeits tanks für die Drahtschneide-Elektroerosionsvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 5 eine seitliche Querschnittsansicht des Arbeitstanks der Drahtschneide-Elektroerosionsvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 6 eine aufgeschnittene Vorderansicht einer Scherenhubvorrichtungs-Antriebsvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 7 eine seitliche Querschnittsansicht einer Scherenhubvorrichtungs-Antriebsvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist; und
Fig. 8 eine Querschnittsansicht ist, die ein Verriegelungselement einer weiteren Ausführungsform zeigt.
Im folgenden werden mit Bezug auf die Zeichnungen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Ein Aspekt dieser Erfindung ist eine Konstruktion zum Anheben eines Arbeitstanks, wobei jedoch für ein einfacheres Verständnis zuerst die gesamte Drahtschneide-Elektroerosionsvorrichtung der vorliegenden Erfindung beschrieben wird.
Fig. 2 zeigt die gesamte Drahtschneide-Elektroerosionsvorrichtung der vorliegenden Erfindung. Die Drahtschneide-Elektroerosionsvorrichtung 1 enthält einen Maschinenkörper 2, eine Zuführungsvorrichtung 3 für dielektrisches Fluid sowie einen Leistungsgenerator 5. Der Maschinenkörper 2 enthält ein vorne angeordnetes Bett 4 sowie eine Säule 4a. Auf dem Bett 4 ist ein (nicht gezeigter) Kreuztisch angeordnet. Auf dem Kreuztisch, der in einer horizontalen Ebene, die die orthogonalen X- und Y-Achsen enthält, beweglich ist, ist ein Arbeitstank 6 angeordnet. Eine Drahtzuführungsvorrichtung 7 ist an einem oberen Abschnitt der Säule 4a befestigt und steht nach vorne hervor. Ein Bedienungspult 8 hängt an einem schwenkbaren Tragarm 9 vom Oberteil des Leistungsgenerators 5 nach vorne herab. Im Arbeitstank 6 sind mehrere Arbeitsständer 10 vorgesehen. Ein zu bearbeitendes Werkstück 11 wird auf einer oberen Oberfläche der Arbeitsständer 10 befestigt.
Der Arbeitstank 6 enthält ein Basisbehälterelement 12, ein erstes bewegliches Rahmenelement 13 sowie ein zweites bewegliches Rahmenelement 14. Das Basisbehälterelement 12 enthält eine Rückwand mit einer darin ausgebildeten Öffnung, durch die ein unterer Arm 15 geführt ist. Das Basisbehälterelement 12 enthält ferner an den drei anderen Seiten eine untere Wand, die niedriger ist als die Rückwand und vorzugsweise niedriger ist als die obere Oberfläche der Arbeitsständer 10, und die nach vorne und zu beiden Seiten offen ist. Die ersten und zweiten beweglichen Rahmenelemente 13 und 14 können verschoben werden, um den offenen Raum des Basisbehälterelements 12 zu verschließen.
Der untere Arm 15 ist an einem Ende von einer Säule 4a fest unterstützt, wobei am anderen Ende des Arms 15 innerhalb des Arbeitstanks 6 ein unterer Drahtführungsblock 17 zum Führen eines Elektrodendrahts 16 montiert ist. Ein oberer Führungsdraht 18 zum Führen des Elektrodendrahts 16 ist an einem (nicht bezeichneten) oberen Arm unterhalb der Drahtzuführungsvorrichtung 7 montiert.
Bei der Vorbereitung der Bearbeitung wird das Werkstück 11 auf den Arbeitsständern 10 im Arbeitstank 6 befestigt. Die beweglichen Rahmenelemente 13 und 14 werden angehoben, um den offenen Raum des Basisbehälterelements 12 zu schließen. Anschließend wird der Arbeitstank 6 mit einem dielektrischen Fluid gefüllt, um darin das Werkstück 11 einzutauchen, wobei der Elektrodendraht 16 zwischen den oberen und unteren Drahtführungsblöcken 18 und 17 durch ein anfangs im Werkstück 11 ausgebildetes Loch gespannt wird.
Anschließend wird von der Drahtzuführungsvorrichtung 7 kontinuierlich ein Elektrodendraht 16 zugeführt, wobei im Bearbeitungsspalt zwischen dem wandernden Draht und dem Werkstück 11 im dielektrischen Fluid elektrische Entladungen stattfinden. Das Werkstück 11 wird durch die elektrischen Entladungen bearbeitet und anschließend durch Bewegen des Kreuztisches in X- und/oder Y-Achsen- Richtungen längs des Bearbeitungsweges in die gewünschte Form gebracht.
Die Zuführungsvorrichtung 3 für das dielektrische Fluid ist ein Vorratstank und dient dazu, eine Widerstandsfähigkeit des Fluids zu erhalten und die Späne aus dem Bearbeitungsspalt zu entfernen.
Der Aufbau des Arbeitstanks 6 und einer Hubvorrichtung zum Anheben der beweglichen Rahmenelemente 13 und 14 wird im folgenden beschrieben.
Fig. 1(a) zeigt einen Abschnitt des Arbeitstanks 6 und der Hubvorrichtung. Fig. 1(b) zeigt einen vergrößerten Führungsschienenabschnitt.
Das Basisbehälterelement 12 enthält eine hohe Rückwand R1, eine Vorderwand F1 sowie zwei Seitenwände S1. Die Vorderwand F1 und der Großteil der beiden Seitenwände S1 sind niedriger als die obere Oberfläche der Arbeitsständer 10 und öffnen sich nach vorne und nach beiden Seiten. An der Außenseite der Vorderwand F1 und der beiden Seitenwände S1 ist eine Trennwand D1 angeordnet, um eine U- förmige Abflußrinne 19 auszubilden. Ferner sind an der Außenseite der beiden Seiten der Trennwand D1 Abdeckungen K1 angeordnet, wobei die Abdeckungen K1 und die Trennwand D1 voneinander beabstandet sind.
Das erste bewegliche Rahmenelement 13 ist U-förmig ausgebildet und bedeckt teilweise den unverschlossenen Raum des Basisbehälterelements 12. Dieses erste bewegliche Rahmenelement 13 umfaßt eine Innenwand, die aus einer Vorderwand F2, zwei Seitenwänden S2 und gebogenen Vernegelungsteilen H2 besteht. Das erste bewegliche Rahmenelement 13 umfaßt ferner eine Trennwand D2, die die Innenwand mit Abstand umschließt, sowie eine Abdeckung K2, die die Trennwand D2 mit Abstand umschließt. Wie in Fig. 4 am besten gezeigt ist, sind die Innenwände F2 und S2 sowie die Trennwand D2 in ihren Grundabschnitten an bestimmten Stellen miteinander verbunden, um eine schmale U-förmige Rille auszubilden. Diese U-förmige Rille kann sich teleskopartig zwischen die Innenwände F1 und S1 und die Trennwand D1 erstrecken, um einen Teil der U-förmigen Abflußrinne 19 des Basisbehälterelements 12 zu bilden. Außerdem bedeckt die Abdeckung K2 die Außenseiten der Abdeckungen K1 des Basisbehälterelements 12.
Das zweite bewegliche Rahmenelement 14 besitzt fast den gleichen Aufbau wie das erste bewegliche Rahmenelement 13 und ist U-förmig ausgebildet, um den gesamten unverschlossenen Raum des Basisbehälterelements abzudecken. Dieses zweite bewegliche Rahmenelement 14 umfaßt eine Innenwand, die aus einer Vorderwand F3, zwei Seitenwänden S3 und gebogenen Verriegelungsteilen H3 besteht. Eine Trennwand D3 ist an der Außenseite einer der Wände S3 angeordnet. An der Außenseite der Vorderwand F3 ist eine Abdeckung K3 angeordnet, wobei die anderen Wände S3 und die Trennwand D3 voneinander beabstandet sind. Eine der Wände S3 und die Trennwand D3 sind über ihre Basis mit einander verbunden, um eine schmale U-förmige Rille zu bilden. Diese U-förmige Rille kann sich teleskopartig zwischen die Seitenwand S2 und die Trennwand D2 erstrekken, um einen oberen Abschnitt der U-förmigen Abflußrinne 19 zu bilden. Die Abdeckung K3 bedeckt den oberen Abschnitt und die Außenseite der Abdeckung K2 des ersten beweglichen Rahmenelements 13, wenn dieses abgesenkt ist.
Das Basisbehälterelement 12, das erste bewegliche Rahmenelement 13 und das zweite bewegliche Rahmenelement 14 bilden den Arbeitstank 6, wobei alle Seiten desselben durch hohe Wände umschlossen werden, indem die beweglichen Rahmenelemente 13 und 14 nach oben geschoben werden. Das Basisbehälterelement, das erste Rahmenelement 13 und das zweite bewegliche Rahmenelement 14 können teleskopartig übereinandergelegt werden, indem die beweglichen Rahmenelemente 13 und 14 nach unten gleiten, um somit den Arbeitstank zu bilden, dessen Wände auf drei Seiten abgesenkt sind.
Ein Dichtungselement A1 ist an der äußeren Oberfläche der Innenwände S1 und F1 des Basisbehälterelements 12 angebracht, während ein Dichtungselement A2 auf der äußeren Oberfläche der Innenwände S2 und F2 des ersten beweglichen Rahmenelements 13 angebracht ist. Diese Dichtungselemente A1 und A2 dienen dazu, ein Ausfließen des dielektrischen Fluids im Arbeitstank zu verhindern, wenn die beweglichen Rahmenelemente 13 und 14 nach oben oder nach unten gleiten. Eine Führungsschiene GR verläuft längs der Abflußrinne 19, um einen beinahe U-förmigen horizontalen Querschnitt zu bilden, und verläuft weiter an beiden Enden der Abflußrinne 19 vertikal, um die Enden der Wände S2 und S3 zu führen und die Abdichtung der Dichtungselemente A1 und A2 zu gewährleisten. Außerdem führt die Führungsschiene GR die gebogenen Verriegelungselemente H2 und H3, die an den Enden der beiden Seitenwände S2 bzw. S3 angeordnet sind. Die gebogenen Verriegelungselemente H2 und H3 verhindern, daß sich die beweglichen Rahmenelemente 13 und 14 aufgrund des Fluiddrucks nach vorne bewegen, so daß das Fluid nicht aus den Lücken zwischen den Vorderwänden fließen kann.
Außerdem wird im Fall eines Ausfließens des Arbeitsfluids das in der Rinne 19 gesammelte Fluid über den (nicht gezeigten) Auslaß abgeführt, der in einem Abschnitt der Rinne 19 angeordnet ist.
An der äußeren Oberfläche der Trennwände D1, D2 und D3 sind Stiftführungen G1, G2 und G3 angeordnet. Die an einer Scherenhubvorrichtung 20 befestigten Gleitstifte P1, P2 und P3 sind gleitend in die Stiftführungen G1, G2, bzw. G3 eingesetzt. Das heißt, die Scherenhubvorrichtungen 20 sind mittels der Gleitstifte P1, P2, und P3 an beiden Seiten des Arbeitstanks 6 angebracht.
Eine Scherenhubvorrichtungs-Antriebsvorrichtung 21 ist an der Außenseite der Scherenhubvorrichtung 20 angeordnet. Die Scherenhubvorrichtungs-Antriebsvorichtung 21 umfaßt ein Rahmen 22, der an der Grundfläche des Basisbehälterelements 20 unterstützt ist, eine Kugelumlaufspindel 25, die über Lager 23 und 24 vom Rahmen 22 unterstützt wird, sowie ein Gehäuseelement 26, das mit der Kugelumlaufspindel 25 spiralförmig in Eingriff ist. Das Gehäuseelement 26 ist über einen Verbindungsstift 27 mit einem Querabschnitt der Scherenhubvorrichtung 20 verbunden. Das Gehäuseelement 26 enthält eine Kugelumlaufmutter, die sich vertikal bewegt, wenn sich die Kugelumlaufspindel 25 dreht.
In dieser Ausführungsform ist an einem unteren Abschnitt der Kugelumlaufspindel 25 ein Schneckenrad 28 angesetzt.
In der Nähe des Rahmens 22 ist eine Antriebswelle 30 angeordnet. Auf der Antriebswelle 30 ist eine Schnecke 29 befestigt, die mit dem Schneckenrad 28 in Eingriff ist. Die Kugelumlaufspindel wird durch Drehen der Antriebswelle 30 über das Schneckenrad 28 und die Schnecke 29 in Drehung versetzt.
Fig. 3 zeigt einen horizontalen Querschnitt des Arbeitstanks 6 sowie einen Kraftübertragungsmechanismus zum Antreiben der Scherenhubvorrichtungs-Antriebsvorrichtung 21. Wie in Fig. 3 gezeigt, ist die Scherenhubvorrichtungs-Antriebsvorrichtung 21 auf beiden Seiten des Arbeitstanks 6 angeordnet. In der Nähe des Arbeitstanks 6 ist ein Antriebsmotor 32 angeordnet, der als Antriebsquelle einer Hubvorrichtung 31 zum Anheben und Absenken der beweglichen Rahmenelemente 13 und 14 dient. Außerdem sind mehrere Antriebswellen 30 über Universalgelenke 33 und Kegelzahnräder 34, die beide Seiten und die Rückseite des Arbeitstanks 6 umschließen, mit dem Antriebsmotor 32 betätigungsverbunden, um die Antriebskraft zu übertragen.
Somit werden die Kugelumlaufspindeln 25 der beiden Scherenhubvorrichtungs-Antriebsvorrichtungen 21 über die Antriebswellen 30, die Schnecken 29 und die Schneckenräder 28 angetrieben, wenn sich der Motor 32 dreht.
Der Aufbau eines Armdurchführungsabschnitts 35 für den unteren Arm 15 ist in Fig. 3 am besten gezeigt. Eine horizontal verlaufende Öffnung 36 ist in der Rückwand R1 des Basisbehälterelements 12 ausgebildet. Eine Gleitplatte 37 deckt die Öffnung 36 von außen ab und kann in X-Achsen-Richtung gegenüber dem Arbeitstank 6 bewegt werden. Die Gleitplatte 37 besitzt eine Durchgangsbohrung 38 in oder um ihre Mitte, um den unteren Arm 15 hindurchzuführen. Zwischen der Öffnung 36 und der Gleitplatte 37 sowie zwischen der Gleitplatte 37 und dem unteren Arm 15 sind Dichtungselemente 39 angeordnet. Aufgrund dieser Konstruktion können der Arbeitstank 6 und der untere Arm 15 relativ zueinander in X- und Y-Achsen-Richtung bewegt werden, wobei die Abdichtung gewährleistet bleibt.
Außerdem ist im Arbeitstank 6 die Abflußöffnung 41 vorgesehen, um das dielektrische Fluid abzulassen.
Wie in Fig. 4 am besten gezeigt, können das Basisbehälterelement 12 und die beweglichen Rahmenelemente 13 und 14 teleskopartig übereinandergelegt werden. Die zwischen den Seitenwänden S1, S2 und S3 und den Trennwänden D1, D2 und D3 ausgebildete Abflußrinne 19 sammelt das den vorgegebenen Fluidpegel übersteigende Fluid, wie mit dem Pfeil f gezeigt ist.
Die Scherenhubvorrichtung 20 und die Scherenhubvorrichtungs-Antriebsvorrichtung 21 sind an der Innenseite der Abdeckungen K1, K2, und K3 angeordnet.
Die Stiftführungen G1, G2 und G3, die an den äußeren Oberflächen der Trennwände D1, D2 und D3 angebracht sind, sind mit den entsprechenden Gleitstiften P1, P2 und P3 in Eingriff, die an der Scherenhubvorrichtung 20 befestigt sind.
Die Scherenhubvorrichtung 20 ist über den Verbindungsstift 27 auf der den Gleitstiften P1, P2 und P3 gegenüberliegenden Seite mit dem Gehäuseelement 26 der Scherenhubvorrichtungs-Antriebsvorrichtung 21 verbunden.
Fig. 5 ist eine seitliche Querschnittsansicht des Arbeitstanks 6.
Wie in Fig. 5 am besten gezeigt, sind die Stiftführungen G1, G2 und G3 jeweils vorne und hinten am Basisbehälterelement 12 und an den beweglichen Rahmenelementen 13 und 14 angeordnet. Die Gleitstifte P1, P2 und P3 sind an den Enden und den Gelenkabschnitten der Scherenhubvorrichtung 20 befestigt und können sich bezüglich der Stiftführungen G1, G2 und G3 bewegen, wie durch den Pfeil m gezeigt ist.
Der Verbindungsstift 27 ist drehbar am Gehäuseelement 26 befestigt und mit dem Querabschnitt der Scherenhubvorrichtung 20 in Eingriff.
Wenn sich das Gehäuseelement 26 durch die Drehung der Kugelumlaufspindel 25 vertikal bewegt, wird die Scherenhubvorrichtung 20 vertikal ausgedehnt und zusammengezogen. Somit können die beweglichen Rahmenelemente 13 und 14 aufgrund der Wirkung der Stiftführungen G1, G2 und G3 und der Gleitstifte P1, P2 und P3 horizontal unterstützt aufwärts und abwärts gleiten.
Wie in Fig. 5 gezeigt, ist die Gleitplatte 37 durch die Plattenhalteelemente 42 im Armdurchführungsabschnitt geführt. Eine Dichtung 43 und ein Dichtungsträger 44 sind an der Außenseite der Gleitplatte 37 angeordnet, um das Eindringen unerwünschter Substanzen zu verhindern.
Im folgenden wird mit Bezug auf die Fig. 6 und 7 der Aufbau der Scherenhubvorrichtungs-Antriebsvorrichtung 21 genau beschrieben.
Die Scherenhubvorrichtungs-Antriebsvorrichtung 21 enthält den Rahmen 22, der am Arbeitstank 6 befestigt ist. Die Kugelumlaufspindel 25 wird vom Rahmen 22 über die Lager 23 und 24 senkrecht und drehbar unterstützt. Am unteren Abschnitt der Kugelumlaufspindel 25 ist ein Schneckenrad 28 befestigt. Das Gehäuseelement 26 enthält eine Kugelumlaufmutter, die mit der Kugelumlaufspindel 25 oberhalb des Schneckenrads 28 spiralförmig in Eingriff ist. Das Gehäuseelement 26 enthält Y-Richtung-Führungsrollen 45 und X-Richtung-Führungsrollen 46, um die Scherenhubvorrichtung 20 entgegen einer Vorspannungsbelastung durch das Eigengewicht aufrecht zu halten, da die beweglichen Rahmenelemente 13 und 14 U-förmig sind.
Die Y-Richtung-Führungsrollen 45 enthalten zwei Rollen, die auf den inneren Oberflächen des Rahmens 22 abrollen. Die zwei Rollen liegen in einer Ebene mit dem Verbindungsstift 27, so daß die Scherenhubvorrichtung 20 entgegen ihrer Neigung in Y-Richtung aufrecht gehalten werden kann.
Wie in Fig. 7 am besten gezeigt, bestehen die X-Richtung- Führungsrollen 46 aus zwei Rollenpaaren. Ein Rollenpaar liegt in einer Ebene mit der Oberfläche des Rahmens 22, die der Scherenhubvorrichtung 20 zugewandt ist, und rollt auf dieser ab. Das andere Rollenpaar, das in einer Ebene liegt, liegt dem einen Rollenpaar bezüglich des Rahmens gegenüber und rollt auf der Oberfläche des Rahmens 22 ab, die der Abdeckung K1 zugewandt ist. Die Ebenen dieser zwei Rollenpaare sind vertikal versetzt. Die Mitte des mit dem Verbindungsstift 27 verbundenen Gehäuseelements 26 erfährt Kraftmomente, die von dem auf die Stiftführungen G1 und G2 wirkenden Tankgewicht über den Verbindungsstift 27 ausgeübt werden. Die X-Richtung-Führungsrollen 46 wirken den Kraftmomenten entgegen, um somit die Scherenhubvorrichtung entgegen ihrer Neigung in X-Richtung aufrecht zu halten. Außerdem ist das Gehäuseelement durch den Rahmen 22 über die Führungsrollen 45 und 46 stabil geführt, so daß zwischen der Kugelumlaufspindel 25 und der Kugelgewindemutter keine übermäßige radiale Belastung ausgeübt werden kann.
Auf der Grundlage der obenbeschriebenen Konstruktion wird im folgenden der Betrieb der Drahtschneide-Elektroerosionsvorrichtung 1 dieser Ausführungsform beschrieben.
Wie oben beschrieben worden ist, sind beim Basisbehälterelement 12 des Arbeitstanks 6 die Vorderwand F1 und der Großteil der beiden Seitenwände S1 niedriger als die obere Oberfläche der Arbeitsständer 10 zur Befestigung des Werkstücks 11 und öffnen sich somit nach vorne und zu beiden Seiten hin. Eine hohe Rückwand R1, die die Öffnung 36 zur Durchführung des unteren Arms 15 enthält, kann relativ zum unteren Arm 15 bewegt werden. Die ersten und zweiten beweglichen Rahmenelemente 13 und 14 sind in U- Form ausgebildet. Die beweglichen Rahmenelemente können nach oben gleiten, um den unverschlossenen Raum des Basisbehälterelements 12 abzudecken, und können nach unten gleiten, um teleskopartig über den unteren Wänden F1 und S1 des Basisbehälterelements 12 zu liegen.
Somit stören die beweglichen Rahmenelemente 13 und 14 nicht den unteren Arm 15, wenn sie abgesenkt werden. Sobald nach der Bearbeitung das dielektrische Fluid abgelassen ist, werden die beweglichen Rahmenelemente 13 und 14 abgesenkt, so daß die vordere Wand und die beiden Seitenwände des Tanks 6 bis unterhalb des Werkstücks 11 abgesenkt werden können. Somit wird der Zugriff auf das Werkstück von vorne und von beiden Seiten ermöglicht. Nachdem eine Bedienungsperson das Werkstück 11 ausgewechselt und auf dem Arbeitsständer 10 befestigt hat, kann das dielektrische Fluid gleichzeitig mit dem Anheben der beweglichen Rahmenelemente 13 und 14 eingefüllt werden, um unmittelbar mit der Bearbeitung zu beginnen. Die Bearbeitungseffizienz wird somit verbessert.
Wie bei dieser Ausführungsform deutlich wird, sind mehrere Sätze von Scherenhubvorrichtungen 20 und Scherenhubvorrichtungs-Antriebsvorrichtungen 21 vorgesehen, wobei diese Sätze über einen einzigen Antriebsmotor 32 synchronisiert sind. Ferner können die mehreren beweglichen Rahmenelemente 13 und 14 an mehreren Hebelstützpunkten unterstützt sein und können sich horizontal unterstützt gleichzeitig vertikal bewegen.
Außerdem ist in dieser Ausführungsform das Gehäuseelement 26 der Scherenhubvorrichtungs-Antriebsvorrichtung 21 über die Y-Richtung-Führungsrollen 45 und die X-Richtung- Führungsrollen 46 durch den Rahmen 22 geführt.
Das gebogene Verriegelungselement und die Führungsschiene zur Führung des gebogenen Verriegelungselements sind nicht auf die in Fig. 1 gezeigte Ausführungsform beschränkt. Wie in Fig. 8 gezeigt, kann an einer Seitenwand S1 des Basisbehälterelements 12 ein Verriegelungselement 61 befestigt sein, das an einem Ende einen gebogenen Abschnitt besitzt. In das Verriegelungselement 61 ist ein Führungselement mit Führungsrillen 62 und 63 eingesetzt. Die Seitenwände S2 und S3 der beweglichen Rahmenelemente 13 und 14 werden durch die Führungsrillen 63 bzw. 62 geführt. An der äußeren Oberfläche der Seitenwand S3 ist ein Anschlag 64 befestigt, der mit dem gebogenen Abschnitt des Verriegelungselements 61 in Eingriff ist. Zwischen den Seitenwänden S1, S2 und S3 sind Dichtungselemente A1 und A2 angeordnet. Bei dieser Anordnung wird verhindert, daß sich die beweglichen Rahmenelemente 13 und 14 aufgrund des Fluiddrucks nach vorne bewegen.
Die vorangehende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung dient der Erläuterung und der Beschreibung. Sie soll nicht erschöpfend sein oder die Erfindung auf die offenbarte genaue Form einschränken, weiterhin sind offensichtlich viele Abwandlungen und Veränderungen hinsichtlich der obigen Lehre möglich. Zum Beispiel kann das Werkstück automatisch oder halbautomatisch gewechselt werden, indem der Zuführungsvorrichtung für das dielektrische Fluid und der Hubvorrichtung eine herkömmliche NC-Steuervorrichtung beigefügt wird. Nach der Bearbeitung können die beweglichen Rahmenelemente gleichzeitig mit dem Ablassen des dielektrischen Fluids automatisch abgesenkt werden. Das Werkstück kann manuell oder mittels eines automatischen Palettenwechslers ausgetauscht werden. Nachdem unter Verwendung eines Sensors das Ende des Austauschens des Werkstücks erfaßt ist, kann das dielektrische Fluid gleichzeitig mit dem automatischen Anheben der beweglichen Rahmenelemente eingefüllt werden. Anschließend kann die Bearbeitung erneut beginnen.

Claims

1. Drahtschneide-Elektroerosionsvorrichtung zum Bearbeiten eines Werkstücks (11), das an einer vertikalen Position in einer Arbeitszone derselben unterstützt ist, mit einem Elektrodendraht (16), der zwischen einem oberen und einem unteren Führungseleinent (18, 17) gespannt ist, einem Arm (15), der an einem seiner Enden außerhalb des Arbeitstanks unterstützt ist, wobei das untere Führungselement (17) am anderen Ende des Arms angeordnet ist, und einem im allgemeinen vierseitigen Arbeitstank (6), der ein dielektrisches Fluid enthält, wobei der Arbeitstank umfaßt:

ein Basisbehälterelement (12), das an seiner Rückseite wenigstens eine Rückwand (R1) mit einer Öffnung (36), durch die sich der Arm erstreckt, sowie eine untere Wand bildet, die ihrerseits wenigstens einen Teil einer vorderen Seite und einen Teil wenigstens einer Seite bildet, wobei die untere Wand eine ausreichend niedrige Höhe besitzt, um einen offenen Raum zu erzeugen, um einen Zugang zum Werkstück von vorn und von der wenigstens einen Seite zu schaffen, wenn das Werkstück an der vertikalen Position in der Arbeitszone der Vorrichtung unterstützt ist; und

wenigstens ein bewegliches Rahmenelement (13, 14), das vertikal beweglich und in bezug auf das Basisbehälterelement einziehbar ist, um den offenen Raum abzudecken, wobei die Vorrichtung gekennzeichnet ist durch:

ein Paar von Scherenhubvorrichtungen (20), wobei jede Scherenhubvorrichtung einen Verbindungsstift (27) besitzt, um den sie aus- und eingefahren wird, um das wenigstens eine bewegliche Rahmenelement in bezug auf das Basisbehälterelement anzuheben bzw. abzusenken;

einen Rahmen (22) der am Tank vertikal unterstützt ist;

eine Schraube (25), die am Rahmen vertikal unterstützt ist;

ein Gehäuseelement (26), das mit dem Verbindungsstift verbunden und so positioniert ist, daß es mit der Schraube im Rahmen in spiralförmigem Eingriff ist; und

eine schraubenantriebsvorrichtung, die die Schraube in Drehrichtung antreibt, wobei das Gehäuseelement durch die Drehung der Schraube angehoben bzw. abgesenkt wird.

2. Drahtschneide-Elektroerosionsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Gehäuseelement mehrere Rollen (45, 46) enthält, die mit der Oberfläche des Rahmens in Rollkontakt sind, um die vertikale Bewegung des Gehäuseelements im Rahmen zu führen, wobei die Schraube gegen eine auf sie ausgeübte Last unterstützt ist.

3. Drahtschneide-Elektroerosionsvorrichtung nach Anspruch 2, bei der die mehreren Rollen ein Paar von Rollen (45) enthalten, die mit den inneren Oberflächen des Rahmens in Rollkontakt sind.

4. Drahtschneide-Elektroerosionsvorrichtung nach Anspruch 2, bei der die mehreren Rollen zwei Paare von Rollen (46) enthalten, wobei die beiden Paare auf verschiedenen Höhen des Gehäuseelements und in bezug auf den Rahmen einander gegenüber angeordnet sind.

5. Drahtschneide-Elektroerosionsvorrichtung nach Anspruch 2, bei der das wenigstens eine bewegliche Rahmenelement eine starre Innenwand (F2, S2) sowie eine starre Außenwand (D2) enthält und ferner im Basisbehälterelement einen Durchlaß (19) aufweist, der so betätigt werden kann, daß er mit einem zwischen den inneren und äußeren Wänden angeordneten Durchlaß zur Deckung kommt und mit diesem verbunden werden kann, wobei dann, wenn sich das wenigstens eine bewegliche Rahmenelement in seiner angehobenen Position befindet, die Durchlässe so betätigt werden können, daß irgendwelches überschüssige Fluid im Arbeitstank durch sie abläuft.

6. Drahtschneide-Elektroerosionsvorrichtung nach Anspruch 2, bei der das Basisbehälterelement eine Führungsschiene (GR) für die vertikale Führung des wenigstens einen beweglichen Rahmenelements enthält und bei der das bewegliche Rahmenelement ein Verriegelungsteil enthält, mit dem das bewegliche Rahmenelement am Basisbehälterelement durch die Führungsschiene mittels eines Fluiddrucks im Arbeitstank verriegelt wird.