SE456229B - Hallar- och referenssystem i en tradgnistningsmaskin - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 40 456 229 ' 2 ' system kan sådant injusteringsarbete ske utanför maskinen medan denna arbetar med annan uppgift. Ett fast, relativt maskinens arbetande tråd fixerat basreferenssystem måste härvid finnas i maskinen. Sekundära referensnivåer som orienterar nya arbetsstycken entydigt inom maskinens arbets- område kan utifrån detta basreferenssystem uppmättas på plan- skiva eller dylikt, för att därefter överföras till tråd- gnistmaskinen med angivande av "offset-värden" från bas- referenssystemet. Kraven på ett sådant generellt referens- system är dock synnerligen höga.

För att bibehålla trådgnístmaskinens flexibilitet och därigenom höga utnyttjandegrad är det första kravet på ett referenssystem, att med ett begränsat antal generella element kunna hålla och entydigt positionera arbetsstycken med mycket varierande form och vikt innanför maskinens arbetsområde.

Varje geometrisk eller viktsmässig begränsning av maski- nens ursprungliga kapacitet reducerar utnyttjandegraden.

Eftersom trådgnistmaskinen kan bearbeta komplicerade geometrier fram till högt ställda krav på måttolerans och ytfinhet, kan efterbearbetningen av arbetsstycket minimeras eller helt utgå. Därför kan, trots den långsamma bearbetnings- processen, genomloppstiden för ett arbetsstycke hållas kort med hjälp av längre tids obemannad drift. En förutsättning för sådan bearbetning till färdigt mått, med högt ställda krav på toleransnivån, är dock att fastspänning och fixering av arbetsstycket kan ske i referenssystem som uppfyller höga krav på repititionsförmåga och måttoleranser. I detta samman- hang måste även referenssystemets lastbärande förmåga beaktas, då de elastiska lägesfelen ofta kan bli större än efter- strävade måttoleranser.

Med alltmer förekommande bearbetning av koniska ytor med stor vinkel får referensmåtten i maskinens Z-riktning (maskinens vertikala riktning) en tilltagande betydelse för bearbetningstoleransen. Ett lägesfel i Z-riktningen av 0,02 mm ger exempelvis vid 300 konvinkel ett X-axelfel om 0,01 mm.

Till sist måste även ekonomiska aspekter läggas på ett generellt referenssystem. För rationell trådgnistbearbetning krävs att maskinens hela applikationsområde kan utnyttjas genom användning av ett mínimerat antal referenselement, som ger tillräcklig noggrannhet vid fixering av arbetsstycket. 10 15 20 25 30 35 40 i s 456 229 Moduluppbyggnad, symmetri i utförandet samt bred användning av tillgängliga referenselement underlättar sådan rationell trådgnistbearbetning. Då elektrodtillverkning för sänkgnist- bearbetning med fördel utföres i en trádgnistmaskin, medför kompatibilitet i utrustningen mellan dessa maskiner en effektívitetshöjning vid utnyttjandet av befintliga referens- element.

Slutligen ingår trádgnistbearbetning och sänkgnistbear- betning ofta i en bearbetningsprocess, som involverar ett flertal andra maskiner. Genom att referenselementen utförs för att omfatta kraven från ett flertal bearbetningsprocesser som slipning, fräsning, svarvning, trâdgnístning och sänk- gnistning samt att referenselementen är lätta att uppmäta på vanlig planskíva, uppnås hög utnyttjandegrad av befintliga referenselement. Dessutom kan med dagens CNC-teknik olika 7 bearbetníngsmaskiners nollpunktsreferenser samordnas, vilket påverkar programmeringsarbetet pá ett avgörande positivt sätt.

Exempel på ett sådant generellt riggningssystem med fasta eller utanför maskinen injusterbara referensnivàer, som ej begränsar trâdgnístmaskinens tillämpningsområde, finns angivet i den svenska patentansökningen 8401635-1.

Det existerar emellertid på marknaden maskiner, vilka är försedda med fasta basreferenser i Z-axeln samt i A- och B-vinklarna, där ovannämnda generella riggningssystem ej är direkt applicerbart. A-vinkeln är vinkeln i ett plan vinkel- rätt mot X-axeln och-B-vinkeln är vinkeln i ett plan vinkel- rätt mot Y-axeln. Dessa maskiner är som regel utrustade med ett referensbord i form av en ramkonstruktion, ett vinkel- bord eller bara stödskenor belägna runt och utanför maskinens horisontella bearbetningsområde och hänvisas i samband härmed till fig. 1 och 2.

Genom sin övre begränsningsyta definierar dessa konstruk- tioner en entydig basreferens i vertikalriktningen, Z-axeln, samt i A- och B-vinklarna. Basreferensen i Z-axeln samman- faller undantagslöst med den undre gränsen för maskinens vertikala arbetsområde, den s.k. 0-linjen. Denna basreferens- yta utgör därför även direkt en stödyta för större arbets- stycken samt fästyta vid fastspänníng av dessa.

Utmärkande för dessa maskiner är dessutom att användbara 10 15 20 25 30 35 40 4§e 229 4 basreferensen i X-axeln, Y-axeln samt C-vinkeln saknas.

C-vinkeln är vinkeln i ett plan vinkelrätt mot Z-axeln.

I dessa maskiner är tanken, att operatören vid varje uppspänning av ett arbetsstycke, med de i maskinen tillbuds stående elektriska mätanordningarna, skall hitta och fast- ställa arbetsstyckets referenser i X-axeln, Y-axeln och C- vinkeln. Detta uppriktningsarbete är manuellt och tids- krävande och stjäl därför bearbetningstid från maskinen.

Dessutom uppstår uttalade problem vid uppspänning av mindre och medelstora arbetsstycken, vilka ej kan fixeras direkt på maskinens referensbord i Z-axeln. När sådana arbetsstycken skall fixeras innanför maskinens horisontella arbetsområde uppstår ofta felpositioneringar i Z-axeln samt i A- och B-vinklarna. Speciellt i Z-axeln är sådana fel- positioneringar svåra och tidsödande att fastställa med i maskinen befintliga mätanordningar. Följden blir tolerans- fel när U- och V-axlarna i maskinen används för konbearbet- ning.

För att öka dessa maskiners flexibilitet vid framförallt bearbetning av små och medelstora arbetsstycken samt att tillvarata CNC-teknikens möjligheter med fast relaterade referenspunkter för arbetsstycket, från vilka referens- punkter maskinprogrammering sedan direkt kan utföras, bör denna maskintyp utrustas med ett hållarsystem, som med flexibel användning entydigt kan fixera stora men även små och medelstora arbetsstycken. Hållarsystemet skall även definiera minst ett referenssystem i X-, Y- och Z-axlarna samt A-, B- och C-vinklarna, vilket system kan vara fast relaterat till maskinens styrsystem och ange dess bas- referenssystem.

Målsättningen för föreliggande uppfinning, såsom denna framstår i patentkravens kännetecknande delar, är att på ett ekonomiskt optimerat sätt tillföra de saknade bas- referenserna i X- och Y-riktningarna samt i C-vinkeln och att för bibehållande av grundnoggrannheten behålla maskinens referenser i Z-riktningen samt i A- och B-vinklarna. De enligt uppfinningen tillförda spänn- och referenselementen skall vara så utformade, att de även utgör spännelement med tillräcklig stabilitet för att med hjälp av utvalda referens- element entydigt kunna definiera sekundära referenssystem 10 15 20 25 30 55 40 5 456 zzä innanför maskínens horisontella arbetsområde. Spänn- och referenselementen i främst X-axeln samt C-vinkeln skall vara placerade utanför maskínens horisontella arbetsområde, för att ge maskinen maximal applikatorisk frihet.

Vid anordnandet av detta hállarsystem med spänn- och referenselement i X- och Y-axlarna samt C-vinkeln har en förutsättning varit ledande. De tillförda referenserna i X- och Y-axeln maste samverka med befintliga referenser, så att framförallt basreferensen i Z-riktningen förblir en- tydig för skapandet av maximal bearbetningstolerans i maski- nen.

Det tillförda hållarsystemet - spänn- och referens- elementet - skall därför på ett optimalt sätt tillvarata stabiliteten i den befintliga Z-riktningen - basreferensen.

I det följande kommer uppfinningen närmare att beskrivas i form av exempel under hänvisning till ritningen.

Pig. 1 och 2 visar mycket schematiskt ett exempel pa en förekommande trådgnistmaskin försedd med basreferenser utanför maskínens arbetsområde. Pig. 3, 4 och S visar uppifrån, från sidan resp. från änden det uppfinningen bildande spänn- och referenselement. Fig. 6 och 7 visar schematiskt frán änden resp. uppifrån spänn- och referenselementet enligt upp- finningen monterat vid en basreferens och med en referens i Y-axelns riktning. Pig. 8 visar schematiskt ett med spänn- och referenselementet samverkande tillsatsreferenselement.

Fig. 9 visar schematiskt andra typer av med spänn- och re- ferenselementet samverkande sekundära tillsatsreferenselement.

I figurerna betecknar 1 en i kàüanwskhærbefíntlig ram- konstruktion i form av två balkar, vilka med sina plana över- sidor bildar basreferensen Z i Z-axelns riktning. Basreferens- ytorna 2 är belägna horisontellt utanför och i nedre gränsytan av maskínens arbetsområde 3. I figur 1 och Z betecknar 4 trådgnistmaskinens tråd. S betecknar schematiskt den trad- bärande utlíggaren.

Spänn- och referenselementet enligt uppfinningen, för att entydigt fixera stora men även små och medelstora arbets- stycken,visas närmare i detalj i figur 3-5 och består av en lângsträckt profil eller platta 6. Plattan 6 är smalare än basreferensytans 2 bredd och är försedd med ett antal hål 7.

Som tydligt framgår av figur 5 har plattan en i princip 10 15 20 ZS 30 35 40 456 229 6 parallellepipedisk tvärsnittsprofil och skall sålunda, vilket framgår av exempelvis figur 6, den smalare sidan hos plattan 6 anligga emot basreferensytan 2. I balkarna 1 är gängade hål upptagna och är avsikten den, att plattan 6 medelst skruvar skall fixeras ovanpå basreferensytan 2.

Som framgår av figur 6 och 7 är spänn- och referens- elementet 6 fixerat huvudsakligen längs basreferensytans 2 mittlinje så, att på vardera sidan om spänn- och referens- elementet 6 och på väsentligt avstånd från varandra före- ligger exponerade ytpartier 8, 9 av basytan 2 (se exempelvis figur 6).

Som vidare framgår av figur 5 är ena kanten 10 hos plattan 6 avfasad vinkelrätt mot basreferensytan 2. När spänn- och referenselementet 6 är injusterat och fixerat på basreferensytan 2 utgör därmed kanten 10 en entydig bas- referensyta i exempelvis X-riktningen.

Med hjälp av uppfinningen har sålunda âstadkommits en för en konventionell trådgnistmaskín tillgänglig basreferens i Z-axeln och i exempelvis X-axeln. Härutöver bildar upp- finningen ett spännelement för entydig definiering av sekundära referenssystem, t.ex. en brygga 11 (se figur 8), eller ett vinkelstycke 12 (se figur 9) inom maskinens horisontella arbetsområde.

Med hjälp av uppfinningen är även referenssystemets lastbärande förmåga beaktad i det att vridstyvheten hos anordningen bibehålles hos den befintliga Z-referensen i och med att denna är uppdelad i två, så långt från varandra som möjligt befintliga ytpartier 8, 9. Maskinens basreferens- system i Z-axeln och t.ex. X-axeln kan direkt uppnås i enlig- het med uppfinningen, för uppspänning av stora arbetsstycken, samtidigt som anordningens lastbärande förmåga optimeras.

Fastspänningen av arbetsstycken eller de sekundära referens- systemen, exempelvis 11 och 12, sker med hjälp av inom tek- niken vedertagna, skruvbara kílförband, samverkande med den av uppfinningen bildade "laxstjärtprofílen".

Som visas i figur 6 och 7 är på änden av spänn- och referenselementet 6 enligt uppfinningen anordnat ett re- ferenselement 13, lämpligen vid ena änden av plattan 6.

Detta referenselement 13 kan vara fixerat vid enheten medelst ett skruv-kílförband enligt vad som tidigare antytts, eller -.-' L-*f 10 15 1 456 229 bilda en del av plattan 6. Referenselementets 13 mot bas- referensytan 2 och den avfasade kanten 10 vinkelrätt för- löpande yta utgör härvid en basreferensyta í Y-axeln. I figurerna 6 och 7 är de olika axlarna inritade.

Med hjälp av uppfinningen är det möjligt att injustera och fasthålla sekundära referenssystem, av vilka sålunda tvâ olika typer visas i figurerna 8 och 9. Vinkelstycket 12 uppvisar i det visade exemplet i sin tur en ytterligare lax- stjärtprofil, på vilken en verktygshållare 14 är monterad.

I figurerna 8 och 9 betecknar 15 resp. 16 sekundära referenser i Z-axeln för injustering av ytterligare sekundärreferenser eller för t.ex. verktygshållaren 14.

Med hjälp av uppfinningen medges sålunda, vilket framgår av den gjorda beskrivningen, en direkt komplettering av be- fintlig, på marknaden förekommande utrustning med bibehållande -av basreferenssystemet i Z-axeln för uppspänning av stora arbetsstycken med tillika möjlighet till lägesfixering av små och medelstora arbetsstycken utan några väsentliga begränsningar av maskinens övre applikationsområde. _-_--_-_--_~..--..-..__-_--_.._---__

Claims (5)

4s6 229 e ¥ 'Pafentkrav

1. Hällar- och referenssystem i en tràdgnistmaskín, för- sedd med basreferens (1, 2) i Z-axelns riktning, vilken bas- referens entydigt definierar den undre horisontella'gränsytan för maskínens vertikala arbetsområde (3) - 0-linjen -'och är bildad av minst en plan yta (2), belägen utanför maskínens horisontella arbetsområde (3), k ä n n e t e c k n a t av att ett kombinerat spänn- och referenselement i form av ett plattformat element (6) är entydigt anordnat och fixerat på bas- referensytan (2) för att pa denna med sin väl definierade ena kant (10) bilda grundreferenser (10) i X-axelns riktning, och att basreferensytan (2) är fritt exponerad med ett första parti (9) närmast maskínens arbetsområde (3) och ett andra parti (8) på andra sidan av spänn- och referenselementet (6).

2. Hållar- och referenssystem enligt krav 1, k ä n n e- t e c k n a t av att spänn- och referenselementet (6) äf bildat av ett lângsträckt element med parallellepipedisk profil, varvid elementets smalare sida av de parallella sidorna är vänd mot basreferensytan (2).

3. Hällar- och referenssystem enligt krav 2, k ä n n e- t e c k n a t av att det làngsträckta elementets (6) väl de- finierade kant är bildad av en längsgående, mot basreferens- ytan (2) vínkelrät yta (10) som entydigt definierar maskínens X-axel.

4. Hällar- och referenssystem enligt krav 3, k ä n n e- t e C k n a t av att elementet (6) uppvisar minst en andra yta, vilken är vínkelrät emot basreferensytan (2) och elementets längsgående yta (10), vilken andra yta entydigt definierar maskínens Y-axel.

5. Hällar- och referenssystem enligt krav 4, k ä n n e- t e c k n a t av att elementets andra yta är bildad av en/ på elementet entydigt fixerbar klack (13). -_--_______-..----