RU2562558C2

RU2562558C2 - Wire edm machine

Info

Publication number: RU2562558C2
Application number: RU2012141795/02A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Николаевич Клементьев; Михаил Юрьевич Колосов; Александр Александрович Крупский
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "ЕДМ инжиниринг"
Priority date: 2012-10-01
Filing date: 2012-10-01
Publication date: 2015-09-10
Also published as: RU2012141795A

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to spark erosion processing. Wire EDM machine is controlled by NC unit. It includes common power supply unit, working current pulse generator and current collectors connected to cutting wire active section start and end. Nuts to displace processed part relative to machine stationary part in axes X, Y, Z, U and W, cutting wire winder and tensioner. Cooling system unit supports temperature mode in cutting zone. Check elements connected with NC unit are arranged at output of all above listed units. Besides, it incorporates control element composed by electronic voltmeter with input connected to coaxial cable conductor feeding working current from working current pulse generator to cutting wire at the point of contact between said conductor and cutting wire, voltmeter output being connected to NC unit.

EFFECT: ruled out electric faults in coaxial cable circuit, higher efficiency and quality of EDM cutting.

1 dwg

Description

Изобретение относится к электроэрозионной обработке, в частности к управлению рабочим электрическим током, обеспечивающим эрозионный (режущий) эффект в электроэрозионном станке.The invention relates to electrical discharge machining, in particular to the management of a working electric current, providing an erosive (cutting) effect in an electrical discharge machine.

На электроэрозионных станках, использующих способ электроискровой обработки металлов, сплавов и других токопроводящих материалов, изобретенный и запатентованный в 1943 году Б.Р. Лазаренко и Н.И. Лазаренко (Авт. свидетельство №70010 03.04.1943, опубл. Бюлл. №7 за 1971), базируется важная и перспективная подотрасль станкостроительной промышленности.On EDM machines using the method of electrospark processing of metals, alloys and other conductive materials, invented and patented in 1943 by B.R. Lazarenko and N.I. Lazarenko (Aut. Certificate No. 70010 04/03/1943, publ. Bull. No. 7 for 1971), is based on an important and promising sub-branch of machine tool industry.

Использование электроэрозии и действие электроэрозионных станков за истекшие годы принципиально не изменились, и мы в последующем изложении вышеупомянутое изобретение будем считать исходным. Наиболее распространенным и важным типом электроэрозионных станков являются проволочно-вырезные станки.The use of electroerosion and the action of electroerosion machines over the past years have not fundamentally changed, and in the following presentation we will consider the aforementioned invention as the initial one. The most common and important type of EDM machines are wire-cutting machines.

Самыми близкими аналогами нашего изобретения являются:The closest analogues of our invention are:

1. Электроэрозионный проволочно-вырезной станок по патенту WO 2010050014 А1, МКИ⁸ В23Н 7/06, публ. РЖ «Изобретения стран мира», вып.№5, 6-2011, реф. 0243;1. Electroerosive wire-cutting machine according to the patent WO 2010050014 A1, MKI ⁸ V23H 7/06, publ. Russian Railways "Inventions of the World", issue No. 5, 6-2011, ref. 0243;

2. Способ и станок с ЧПУ для электроэрозионной обработки по патенту JP 4463901 В2, МКИ⁸В23Н 7/18, публ. РЖ «Изобретения стран мира», вып.№5, 6-2011, реф. 0178.2. The method and the CNC machine for electrical discharge machining according to the patent JP 4463901 B2, MKI ⁸ V23H 7/18, publ. Russian Railways "Inventions of the World", issue No. 5, 6-2011, ref. 0178.

В известных проволочно-вырезных электроэрозионных станках режущим инструментом служит рабочая тонкая проволока, по которой протекает рабочий ток, как правило, импульсы тока различной полярности. Активный участок этой проволоки фактически служит электродом-инструментом и проходит параллельно обрабатываемой кромке детали, подвергаемой резанию; расстояние между электродом-инструментом и обрабатываемой деталью по мере резания корректируется и поддерживается постоянным в заданных пределах (в зависимости от режима резания, как правило, в пределах нескольких десятых долей миллиметра).In known wire-cutting electroerosion machines, the cutting tool is a working thin wire, through which a working current flows, as a rule, current pulses of different polarity. The active section of this wire actually serves as an electrode-tool and runs parallel to the machined edge of the part to be cut; the distance between the electrode-tool and the workpiece as it is being cut is corrected and kept constant within specified limits (depending on the cutting mode, as a rule, within a few tenths of a millimeter).

Предлагаемый электроэрозионный проволочно-вырезной станок, управляемый блоком числового программного управления (ЧПУ), содержит блок общего электропитания, генератор импульсов рабочего тока, токосъемники, подключаемые к началу и концу активного участка режущей проволоки, блоки механического перемещения обрабатываемой детали относительно неподвижной части станка по координатам X, Y, Z, U и W, блок перемотки и натяжения рабочей режущей проволоки, блок охлаждающей системы, обеспечивающий температурный режим в зоне резания, причем на выходе всех перечисленных выше блоков установлены контрольные элементы, связанные с блоком ЧПУ, при этом он содержит дополнительный контрольный элемент в виде электронного вольтметра, вход которого подсоединен к жиле коаксиального кабеля, подводящего рабочий ток от генератора импульсов рабочего тока к рабочей режущей проволоке, в точке ее контакта с режущей проволокой, а выход - к блоку ЧПУ.The proposed electroerosive wire-cutting machine, controlled by a numerical control unit (CNC), contains a general power supply unit, an operating current pulse generator, current collectors connected to the beginning and end of the active section of the cutting wire, blocks of mechanical movement of the workpiece relative to the stationary part of the machine along the X coordinates , Y, Z, U, and W, rewind and tension unit of the working cutting wire, cooling system unit, providing temperature conditions in the cutting zone, and at the output all the above blocks are installed control elements associated with the CNC unit, while it contains an additional control element in the form of an electronic voltmeter, the input of which is connected to the core of the coaxial cable supplying the operating current from the operating current pulse generator to the working cutting wire, at its contact point with a cutting wire, and the output is to the CNC unit.

Основными блоками в описываемом станке, блок-схема которого представлена на фиг. 1, являются:The main blocks in the described machine, the block diagram of which is shown in FIG. 1 are:

4 - блок общего электропитания, задействуемый от электросети и обеспечивающий необходимыми номиналами питания остальные блоки станка;4 - a general power supply unit, used from the power supply network and providing the necessary power ratings for the remaining blocks of the machine;

5 - генератор импульсов рабочего тока, который направляется в активный участок 2 проволоки 1 через посредство токоподводящего коаксиального кабеля 6, а также токосъемники 7, подключаемый к началу активного участка, и 8, подключаемый к концу активного участка; при этом к токосъемникам 7 и 8 подключается центральная жила 9 кабеля, а оплетка этого кабеля 10 соединяется с обрабатываемой деталью 3;5 - a pulse generator of the working current, which is sent to the active section 2 of the wire 1 through the current-supplying coaxial cable 6, as well as current collectors 7, connected to the beginning of the active section, and 8, connected to the end of the active section; at the same time, the central core 9 of the cable is connected to the current collectors 7 and 8, and the braid of this cable 10 is connected to the workpiece 3;

11, 12 и 13 - блоки, обеспечивающие механическое перемещение детали 3 относительно неподвижной части станка (или подвижной части станка относительно детали 3 - в разных моделях станков по-разному) по координатам X, Y, Z, U и W;11, 12 and 13 - blocks providing mechanical movement of the part 3 relative to the stationary part of the machine (or the moving part of the machine relative to part 3 - in different models of machines in different ways) along the coordinates X, Y, Z, U and W;

14 - блок, обеспечивающий перемотку и натяжение проволоки 1;14 - block, providing the rewind and tension of the wire 1;

15 - блок охлаждающей системы станка, обеспечивающий температурный режим рабочей зоны станка, соответствующей зоне электроэрозионного резания;15 is a block of the cooling system of the machine, providing the temperature regime of the working area of the machine corresponding to the zone of electrical discharge cutting;

16 - блок числового программного управления станком (ЧПУ), используемый для управления станка в целом и его отдельными блоками в сочетании с указаниями оператора.16 is a block of numerical program control of the machine (CNC) used to control the machine as a whole and its individual blocks in combination with the instructions of the operator.

На выходе блоков 4, 5, 11, 12, 13, 14 и 15 предусмотрены контрольные элементы соответственно 17, 18, 19, 20, 21, 22 и 23, данные с которых свидетельствуют о текущих режимах этих блоков и по внутристаночным электросоединениям передаются в блок ЧПУ 16, что в сочетании с ручными указаниями оператора обеспечивает функционирование станка.At the output of blocks 4, 5, 11, 12, 13, 14, and 15, control elements 17, 18, 19, 20, 21, 22, and 23 are provided, respectively, the data from which indicate the current modes of these blocks and are transmitted to the block via internal wiring CNC 16, which in combination with the manual instructions of the operator ensures the functioning of the machine.

Для упрощения рисунка связи между перечисленными выше блоками не показаны.To simplify the picture, the connections between the above blocks are not shown.

Недостатком описанных станков, принятых за прототип, является то, что в случае повреждения тракта коаксиального кабеля 6 (контактные явления, замыкание (возможно, частичное) жилы кабеля 9 на его оплетку 10) могут оказать отрицательное влияние на процесс электроэрозионного резания.The disadvantage of the described machines, taken as a prototype, is that in case of damage to the coaxial cable path 6 (contact phenomena, shorting (possibly partial) of the cable core 9 to its braid 10) can have a negative effect on the EDM cutting process.

С целью устранения указанного недостатка вводится дополнительный контрольный элемент 24 предпочтительно в виде электронного вольтметра. Входная точка дополнительного контрольного элемента 24 подсоединяется к жиле коаксиального кабеля 6 в точке ее контакта с проволокой 2 либо к токосъемнику 7, подключаемому к началу активного участка рабочей проволоки 1. Земляная точка входа дополнительного контрольного элемента 24 подсоединяется к «земле» - к обрабатываемой детали 3 либо к токосъемнику 8, подключаемому к концу активного участка рабочей проволоки 1. Выход дополнительного контрольного элемента 24 передается в блок ЧПУ 16, и если параметры этого выхода (например, параметры импульсов напряжения) отличаются от номинальных, ЧПУ формирует сигнал неисправности станка, либо останавливает станок.In order to eliminate this drawback, an additional control element 24 is introduced, preferably in the form of an electronic voltmeter. The input point of the additional control element 24 is connected to the core of the coaxial cable 6 at the point of its contact with the wire 2 or to the current collector 7, which is connected to the beginning of the active section of the working wire 1. The ground entry point of the additional control element 24 is connected to the "ground" - to the workpiece 3 or to the current collector 8, connected to the end of the active section of the working wire 1. The output of the additional control element 24 is transmitted to the CNC unit 16, and if the parameters of this output (for example, pulse parameters voltage) differ from the rated ones, the CNC generates a malfunction of the machine, or stops the machine.

Введение в состав основных блоков станка такого дополнительного контрольного элемента 24 позволяет исключить нарушение рабочего процесса резания вследствие электрических погрешностей в тракте коаксиального кабеля 6, который осуществляет подачу рабочего тока к активному участку 2 рабочей проволоки 1, являющемуся электродом-инструментом. В целом увеличивается эффективность и повышается качество работы станка.The introduction of such an additional control element 24 into the main machine blocks makes it possible to eliminate a violation of the cutting working process due to electrical errors in the coaxial cable path 6, which supplies the working current to the active section 2 of the working wire 1, which is an electrode-tool. In general, the efficiency increases and the quality of the machine increases.

Claims

An EDM wire-cutting machine controlled by a numerical control unit (CNC), containing a general power supply unit, an operating current pulse generator, current collectors connected to the beginning and end of the active section of the cutting wire, blocks of mechanical movement of the workpiece relative to the stationary part of the machine along the X coordinates, Y, Z, U, and W, rewind and tension block of the cutting wire, cooling system block, providing temperature conditions in the cutting zone, and at the output of all of the above above the blocks are installed control elements associated with the CNC unit, characterized in that it contains an additional control element in the form of an electronic voltmeter, the input of which is connected to the core of the coaxial cable supplying the operating current from the operating current pulse generator to the cutting wire, at the point of contact with it, and the output is to the CNC unit.