WO2003082504A1 - Verfahren zum bearbeiten von werkstücken mittels eines bearbeitungsverfahrens, insbesondere des elektrochemischen bearbeitungsverfahrens - Google Patents

Verfahren zum bearbeiten von werkstücken mittels eines bearbeitungsverfahrens, insbesondere des elektrochemischen bearbeitungsverfahrens Download PDF

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WO2003082504A1
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machining
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Inventor
Gerhard Moeckl
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Robert Bosch Gmbh
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H3/00—Electrochemical machining, i.e. removing metal by passing current between an electrode and a workpiece in the presence of an electrolyte
    • B23H3/02—Electric circuits specially adapted therefor, e.g. power supply, control, preventing short circuits

Definitions

  • the invention is based on a method for machining by means of a machining method, in particular the electrochemical machining method, according to the preamble of the main claim.
  • a voltage is applied between an electrode and a workpiece.
  • the voltage applied creates a current flow between the electrode and the workpiece through a working medium - the electrochemical material processing being an electrolyte solution - whereby material is removed or applied.
  • a small test voltage is first applied and the current flowing is measured. If a specified value is not exceeded, processing can begin. For this, the tension suddenly increased. This leads to a large initial current since the gap or the distance between the workpiece and the electrode is still very small.
  • the electrode is not moved relative to the workpiece during processing. As a result, the gap or the distance increases during machining due to the removal of material. Therefore, the resistance in the gap also increases and the current decreases sharply in the course of processing. The current thus changes over a fairly large range during processing. As a result, however, the dimensional accuracy and the quality of the area to be machined can vary more. In addition, the electrode is also heavily loaded and the wear increases.
  • a method for machining workpieces by means of the electrochemical machining method in which a voltage is applied between at least one electrode and at least one workpiece, so that a current between the at least one electrode and the at least one workpiece through which in particular an electrolyte solution flows.
  • the current is regulated.
  • the voltage is set according to the specification for the set current value.
  • the resistance to the electrode for example, is substantially lower than that of the others.
  • Electrochemical machining with a current control should therefore be limited to machining one workpiece.
  • electrochemical processes in which the electrode is moved so that the distance between the electrode and the workpiece remains constant. As a result, the resistance between the electrode and the workpiece remains approximately constant, and with it the current.
  • the method according to the invention for processing by means of a processing method, in particular the electrochemical processing method, with the characterizing features of the main claim, has the advantage that the monitoring of the current allows much narrower limits within which the current moves. This also results in a higher dimensional accuracy of the workpieces. In addition, the maximum current that flows through the electrode is lower. As a result, it heats up less, which leads to an increase in tool life. This is achieved by increasing the voltage after the test cycle to a predetermined value using a ramp. The current follows this rise and changes within much narrower limits.
  • the voltage can be increased to a larger value via a ramp after the first value has been reached or be reduced to a lower value.
  • a relatively constant current profile can be achieved.
  • the resistance in the gap between the electrode and the workpiece must also be in a certain range, so that the required current flows at a predetermined time for machining with a predetermined voltage profile. If the resistance is too high, the result at the end, especially when machining with a predetermined time, is too little machining. If the resistance is too low, too much material is removed or applied. So if you measure the current during the test and compare it with a given range, you know whether the machining is likely to deliver good parts or whether it will - if exceeded or
  • the method can be used particularly well for machining with an electrode that is not moved relative to the workpiece during machining.
  • FIG. 1 shows the graphical course of the voltage and the current in an electrochemical material processing over time
  • FIG. 2 shows the graphical course of the voltage and the current in a second electrochemical material processing over time.
  • the principle of electrochemical material processing is based on the fact that a direct voltage is applied to two electrodes, which are in an aqueous electrolyte solution used as working fluid.
  • the workpiece to be treated is connected to the positive pole (anode) of a current source with the aid of a transmission element, while an electrode serving as a tool is connected to the negative pole (cathode) of the current source due to its electrically conductive properties.
  • the composition of the electrolyte solution depends on the material of the component to be machined.
  • metals such.
  • B. is a sodium chloride or a sodium nitrate solution selected.
  • the electrochemical process itself is known from physics and is therefore not explained in more detail here.
  • the mode of operation also depends on the current strength used, which in turn is to be matched to the material of the workpiece to be machined.
  • the top line represents the voltage and the bottom line the current.
  • the present invention is a machining in which the electrode or a plurality of electrodes are machined relative to the workpiece or
  • Up üf D i it is a test voltage that is applied at the beginning of the process. A short circuit between the workpiece and the electrode is detected early on using the test voltage Up r ⁇ f.
  • the test voltage Up r üf is applied before each machining process; the range is, for example, between 2V and 5V. The validity of the test voltage on the workpieces must be checked for the valid test.
  • Testmax This is a maximum current that may flow when the test voltage Up r ⁇ f is applied. If the actual current Iprüfmax exceeds this setpoint, the test is considered unsuccessful.
  • the range of the current iprüfmax is, for example, 2A to 5A.
  • tprüf D i it is the time during which the test voltage Up r üf is present.
  • UI This is a voltage value which, after a successful test taking into account the time trj] _, is next approached via a ramp; i.e. there is a gradual increase in tension.
  • a ramp can run continuously or in small voltage levels.
  • tyi This is the time for the process from the end of the test until the voltage value Ul is reached.
  • U2 This is the final voltage value of the process. If there is a difference between Ul and U2, there is a successive change in voltage depending on the time ty2, also along a ramp.
  • I mj _ n This is a lower current limit during the actual machining or during the time tj2 ⁇ If the current falls below this current value I mj _ n during machining when the voltage increases from Ul to U2, the machining of the workpiece becomes canceled. After a predetermined number of such errors, processing is stopped.
  • Imax This is the upper current limit for time tj2 • If the current exceeds this value during the process or during the transition from Up r üf to Ul to U2, the voltage source is switched off immediately.
  • Processing status limit max / min This is a window or area towards the end, for example a few seconds before the end or at the end of the processing. Here it is checked whether the current is in the window defined with the processing status limit value max / min. This allows the
  • a voltage is applied between at least one electrode and at least one workpiece.
  • several workpieces can easily be processed in parallel.
  • current flows through the electrolyte solution between the electrode and the workpiece. It is important that the voltage for machining the workpiece is the control or command variable. The current follows this predefined variable and is monitored in the process. So it's a live process. If the current is monitored on several workpieces to be machined in parallel on each workpiece, good machining of all workpieces is guaranteed.
  • the voltage which may also be set while omitting the test procedure, must not be suddenly increased. Rather, it must be increased by means of a ramp to the predetermined value U1, at which significant processing then takes place. This means that there is no current spike, which protects the electrode. In addition, the current is within narrow limits during the actual processing time ty2.
  • the voltage is increased via a ramp to the larger value U2.
  • the ramp or the voltage increase is specified so that the current remains as constant as possible. However, it is also possible that the voltage remains constant or is reduced to a lower value via a ramp after reaching the value Ul. This is useful, for example, in processes where material is applied and the distance between one
  • ⁇ min and d Ima can be fixed values during the entire process starting from tul to the end of the process and can be defined as a variable for each processing stage; that is, they can change over time.
  • FIG. Another window is visible towards the end of the test process.
  • This window is formed by an upper current value and a lower current value.
  • the upper current is lower than the maximum permissible current value Iprüfmax- If the current at the voltage Up r ⁇ f is in the window at the end of the test process, this means that the total resistance caused by the cables, the
  • Workpiece, the electrode etc. and in particular the working gap formed with the electrolyte solution between the workpiece and the electrode has a correct value or is in a predetermined range.
  • this value or range for example by reference measurements can be determined or calculated with the aid of a computer, it can be concluded that with a given voltage profile a certain current profile and thus a certain degree of processing must be set up at the end. As a result, it is even conceivable to forego the comparison of the current with the “processing status limit value max / min” at the end of processing.
  • the described method is not only based on the electrochemical material processing
  • the method can also be applied to the galvanic, electroerosive or spark erosive machining of a workpiece, the coating of a workpiece or the like, in which another working medium may be used. Not only does material have to be removed. Methods are also conceivable in which material is applied.

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Bearbeiten von Werkstücken mittels eines Bearbeitungsverfahrens, insbesondere des elektrochemischen Bearbeitungsverfahrens, vorgeschlagen. Hierbei wird eine Spannung zwischen einer Elektrode und einem Werkstück angelegt, so dass zum Abtragen oder Auftragen von Material ein Strom zwischen der Elektrode und dem Werkstück durch ein Arbeitsmedium, insbesondere einer Elektrolytlösung, fließt. Die Spannung zur Bearbeitung des mindestens einen Werkstücks wird erhöht und der Strom überwacht. Die Spannung wird über eine Rampe auf einen vorgegebenen Wert (U1) erhöht. Dadurch können für den Stromverlauf während der Bearbeitung wesentlich engere Grenzen festgelegt werden. Dies hat auch engere Grenzen für die Maßhaltigkeit und eine höhere Güte der Werkstücke zur Folge. Außerdem ist die Belastung der Elektrode geringer.

Description

Verfahren zum Bearbeiten von Werkstücken mittels eines
Bearbeitungsverfahrens, insbesondere des elektrochemischen BearbeitungsVerfahrens
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Bearbeiten mittels eines Bearbeitungsverfahrens, insbesondere des elektrochemischen Bearbeitungsverfahrens, nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs .
Bei einem derartigen Verfahren zum Bearbeiten von Werkstücken mittels eines Bearbeitungsverfahrens, wobei es sich um das elektrochemische Bearbeitungsverfahren handeln kann, wird eine Spannung zwischen einer Elektrode und einem Werkstück angelegt. Durch die angelegte Spannung wird ein Stromfluss zwischen der Elektrode und dem Werkstück durch ein Arbeitsmedium - wobei es sich bei der elektrochemischen Materialbearbeitung um eine Elektrolytlosung handelt - erzeugt, wodurch Material abgetragen oder aufgetragen wird.
Um sicherzustellen, dass zwischen dem Werkstück und der Elektrode kein Kurzschluss besteht, wird zuerst eine kleine Prüfspannung angelegt und der dabei fließende Strom gemessen. Wird ein vorgegebener Wert nicht überschritten, kann die Bearbeitung beginnen. Hierzu wird die Spannung schlagartig erhöht. Dies führt zu einem großen Anfangsstrom, da der Spalt bzw. der Abstand zwischen dem Werkstück und der Elektrode noch sehr gering ist. Die Elektrode wird während der Bearbeitung relativ zum Werkstück nicht bewegt. Dadurch nimmt der Spalt bzw. der Abstand während der Bearbeitung durch den Materialabtrag zu. Daher steigt auch der Widerstand im Spalt an, und der Strom nimmt im Laufe der Bearbeitung stark ab. Der Strom ändert sich somit während der Bearbeitung in einem recht großen Bereich. Dadurch kann aber auch die Maßhaltigkeit und die Güte der zu bearbeitenden Stelle stärker variieren. Außerdem wird auch die Elektrode stark belastet und der Verschleiss nimmt zu.
Aus der DE 40 40 590 Cl ist ebenfalls ein Verfahren zum Bearbeiten von Werkstücken mittels des elektrochemischen Bearbeitungsverfahren bekannt, bei dem eine Spannung zwischen mindestens einer Elektrode und mindestens einem Werkstück angelegt wird, so dass zum Abtragen von Material ein Strom zwischen der mindestens einen Elektrode und dem mindestens einen Werkstück durch die insbesondere einer Elektrolytlosung fließt. In diesem Fall wird der Strom geregelt. Das heißt, dass die Spannung entsprechend der Vorgabe für den eingestellten Stromwert eingestellt wird. Besonders bei mehreren parallel zu bearbeitenden Werkstücken kann hier der Fall eintreten, dass beispielsweise bei einem Werkstück der Widerstand zur Elektrode wesentlich geringer ist als bei den anderen. Als Folge fließt ein entsprechend hoher Strom durch dieses Werkstück und es besteht die Gefahr, dass zuviel Material abgetragen wird. Die anderen Werkstücke hingegen werden dann nicht ausreichend bearbeitet. Die elektrochemische Bearbeitung mit einer Stromregelung sollte daher auf Bearbeitungen von einem Werkstück beschränkt bleiben. Es gibt daneben noch elektrochemische Bearbeitungen, bei denen die Elektrode bewegt wird, so dass der Abstand zwischen der Elektrode und dem Werkstück konstant bleibt. Dadurch bleibt der Widerstand zwischen der Elektrode und dem Werkstück ungefähr konstant und somit auch der Strom.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Bearbeiten mittels eines Bearbeitungsverfahrens, insbesondere des elektrochemischen Bearbeitungsverfahrens, mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass bei der Überwachung des Stromes wesentlich engere Grenzen festgelegt werden können, in denen sich der Strom bewegt. Dies hat auch eine höhere Maßhaltigkeit der Werkstücke zur Folge. Außerdem ist der maximale Strom, der durch die Elektrode fließt, geringer. Dadurch erwärmt sie sich weniger, was zu einer Erhöhung der Standzeit führt. Erreicht wird dies dadurch, dass die Spannung nach dem Prüfzyklus über eine Rampe auf einen vorgegebenen Wert erhöht wird. Der Strom folgt diesem Anstieg und verändert sich in wesentlich engeren Grenzen.
Es ist vorteilhaft, den Spannungsverlauf während der Bearbeitung vorzugeben, den Strom zu messen und mit einem vorgegebenen Bereich, der durch einen unteren Grenzwert und einen oberen Grenzwert gebildet wird, zu vergleichen. Die Bearbeitung sollte abgebrochen werden, wenn der gemessene Strom außerhalb des mindestens einen vorgegebenen Bereichs liegt. Dadurch können Beschädigungen durch zu hohe Ströme oder fehlerhafte Teile durch zu geringe Bearbeitung vermieden werden.
In einer Weiterbildung kann die Spannung nach Erreichen des ersten Wertes über eine Rampe auf einen größeren Wert erhöht oder auf einen niedrigeren Wert gesenkt werden. Durch die richtige Wahl der Rampen, kann ein relativ konstanter Stromverlauf erzielt werden.
Werkstücke, die nach der Bearbeitung in Ordnung sind, zeichnen sich durch einen bestimmten Widerstandsbereich, der abhängig von der Größe des Spalts zwischen Elektrode und Werkstück und dem Arbeitsmedium dazwischen ist, aus. Dies hat auch einen bestimmten Bereich zur Folge, in dem der Strom liegen muss. Diesen Umstand kann man sich für eine Qualitätskontrolle zu Nutze machen, indem man den am Ende der Bearbeitung gemessenen Strom mit einem zweiten vorgegebenen Bereich vergleicht, der kleiner ist als ein während der Bearbeitung vorgegebener Bereich. Liegt der Strom in diesem Bereich, ist das Werkstück in Ordnung. •
Was für das Ende der Bearbeitung gilt, lässt sich auch für den Beginn der Bearbeitung nutzen. Vor der Bearbeitung muss der Widerstand im Spalt zwischen der Elektrode und dem Werkstück ebenfalls in einem bestimmten Bereich liegen, damit bei einer vorgegeben Zeit für die Bearbeitung bei einem vorgegebenen Spannungsverlauf der erforderliche Strom fließt. Ist der Widerstand zu hoch, ist das Ergebnis am Ende, insbesondere bei einer Bearbeitung mit einer vorgegebenen Zeit, eine zu geringe Bearbeitung. Ist der Widerstand zu niedrig, wird zuviel Material ab- oder aufgetragen. Misst man also während des Prüfvorgangs den Strom und vergleicht ihn mit einem vorgegebenen Bereich, weiß man, ob die Bearbeitung voraussichtlich gute Teile liefern wird oder ob sie - beim Überschreiten oder
Unterschreiten dieses Bereiches - abgebrochen werden muss.
Es ist besonders vorteilhaft, mehrere Werkstücke parallel zu bearbeiten und den Strom durch jedes Werkstück zu messen. Außerdem lässt sich das Verfahren besonders gut für Bearbeitungen mit einer Elektrode, die bei der Bearbeitung relativ zum Werkstück nicht bewegt wird, verwenden.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Bearbeiten mittels eines Bearbeitungsverfahrens, insbesondere des elektrochemischen Bearbeitungsverfahrens, ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 den graphischen Verlauf der Spannung und des Stromes bei einer elektrochemischen Materialbearbeitung über der Zeit und Figur 2 den graphischen Verlauf der Spannung und des Stromes bei einer zweiten elektrochemischen Materialbearbeitung über der Zeit.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Das Prinzip der elektrochemischen Materialbearbeitung beruht darauf, dass an zwei Elektroden, welche sich in einer als Arbeitsflüssigkeit verwendeten wässrigen Elektrolytlosung befinden, eine Gleichspannung angelegt wird. Dazu wird das zu behandelnde Werkstück mit Hilfe eines Übertragungselements mit dem Pluspol (Anode) einer Stromquelle verbunden, während eine als Werkzeug dienende Elektrode aufgrund ihrer elektrisch leitenden Eigenschaften mit dem Minuspol (Kathode) der Stromquelle verbunden wird.
Die Zusammensetzung der Elektrolytlosung ist abhängig vom Material des zu bearbeitenden Bauteils. Bei Metallen z. B. wird eine Natriumchlorid- oder eine Natriumnitratlösung gewählt. Der elektrochemische Prozeß an sich ist aus der Physik bekannt und somit hier nicht näher erläutert. Die Arbeitsweise ist neben der Zusammensetzung der Elektrolytlosung auch von der verwendeten Stromstärke abhängig, die wiederum auf das Material des zu bearbeitenden Werkstücks abzustimmen ist.
In der Figur 1 ist der Verlauf der Spannung und des Stroms während einer elektrochemischen Bearbeitung eines Werkstücks über der Zeit dargestellt. Die obere Linie stellt die Spannung dar und die untere den Strom.
Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um eine Bearbeitung, bei der die Elektrode oder mehrere Elektroden bei der Bearbeitung relativ zum Werkstück oder den
Werkstücken nicht bewegt werden, wobei dieser Fall auch denkbar ist.
Für die verwendeten Abkürzungen in der Figur 1 gilt
Up üf: Dies ist eine PrüfSpannung, die am Anfang des Prozesses angelegt wird. Anhand der Prüfspannung Upr^f wird ein Kurzschluss zwischen dem Werkstück und der Elektrode frühzeitig erkannt. Die PrüfSpannung Uprüf wird vor jedem Bearbeitungsvorgang angelegt; der Bereich liegt beispielsweise zwischen 2V und 5V. Zur gültigen Prüfung muss das Anliegen der Prüfspannung an den Werkstücken überprüft werden.
^Prüfmax" Dies ist ein maximaler Strom, der beim Anliegen der PrüfSpannung Upr^f fließen darf. Sollte der tatsächliche Strom Iprüfmax diesen Sollwert überschreiten, so gilt die Prüfung als nicht erfolgreich. Der Bereich des Stromes iprüfmax liegt beispielsweise bei 2A bis 5A. tprüf: Dies ist die Zeit, während der die Prüfspannung Uprüf anliegt.
UI: Dies ist ein Spannungswert, der nach erfolgreicher Prüfung unter Berücksichtigung der Zeit trj]_ als nächstes über eine Rampe angefahren wird; d.h. es findet ein sukzessiver Spannungsanstieg statt. Eine Rampe kann im vorliegenden Fall stetig verlaufen oder in kleinen Spannungsstufen.
tyi : Dies ist die Zeit für den Prozess vom Ende der Prüfung bis zum Erreichen des Spannungswertes Ul .
U2 : Dies ist der Spannungsendwert des Prozesses. Besteht eine Differenz zwischen Ul und U2, erfolgt hier eine sukzessive Spannungsänderung abhängig von der Zeit ty2 ebenfalls entlang einer Rampe.
tu2 : Dies ist die Zeit für den Prozess vom Erreichen von Ul bis zum Erreichen des Spannungsendwertes U2.
Imj_n: Dies ist ein unterer Stromgrenzwert während der eigentlichen Bearbeitung bzw. während der Zeit tj2 ■ Unterschreitet der Strom während der Bearbeitung, wenn sich die Spannung von Ul auf U2 erhöht, diesen Stromwert Imj_n so wird die Bearbeitung des Werkstückes abgebrochen. Nach einer vorgegebenen Zahl an derartigen Fehlern wird die Bearbeitung stillgesetzt.
Imax: Dies ist der obere Stromgrenzwert für der Zeit tj2 • Überschreitet der Strom während des Prozesses bzw. beim Übergang von Uprüf nach Ul nach U2 diesen Wert, so wird unverzüglich die Spannungsquelle abgeschaltet. Bearbeitungsstatus Grenzwert max/min: Dies ist ein Fenster oder Bereich gegen Ende, zum Beispiel wenige Sekunden vor dem Ende, oder am Ende der Bearbeitung. Hier wird überprüft, ob der Strom in dem mit Bearbeitungsstatus Grenzwert max/min festgelegten Fenster liegt. Dadurch kann auf die
Werkstückgeometrie geschlossen werden. Die Grenzwerte sind mitentscheidend für Maßhaltigkeit und Güte der Werkstücke.
Bei dem Verfahren zum Bearbeiten von Werkstücken mittels des elektrochemischen Bearbeitungsverfahrens wird eine Spannung zwischen mindestens einer Elektrode und mindestens einem Werkstück angelegt. Beim vorliegenden Verfahren können leicht mehrere Werkstücke parallel bearbeitet werden. Zum Abtragen von Material fließt Strom zwischen der Elektrode und dem Werkstück durch die Elektrolytlosung. Wichtig ist, dass die Spannung zur Bearbeitung des Werkstücks die Steuerungs- oder Führungsgröße ist . Dieser vorgegebenen Größe folgt der Strom und wird dabei überwacht. Es ist also ein spannungsgeführter Prozess. Wird der Strom bei mehreren parallel zu bearbeitenden Werkstücken an jedem Werkstück überwacht, ist eine gute Bearbeitung aller Werkstücke gewährt.
Die Spannung, die gegebenenfalls auch unter Auslassen des Prüfvorganges eingestellt wird, darf nicht schlagartig erhöht werden. Sie muss vielmehr über eine Rampe auf den vorgegebenen Wert Ul, bei dem dann eine nennenswerte Bearbeitung erfolgt, erhöht werden. Dadurch entsteht keine Stromspitze, wodurch die Elektrode geschont wird. Außerdem bewegt sich der Strom während der eigentlichen Bearbeitungszeit ty2 in engeren Grenzen.
Nach Erreichen des Wertes Ul wird die Spannung über eine Rampe auf den größeren Wert U2 erhöht. Die Rampe bzw. der Spannungsanstieg wird so vorgegeben, dass der Strom möglichst konstant bleibt. Es ist aber auch möglich, dass die Spannung konstant bliebt oder nach Erreichen des Wertes Ul über eine Rampe auf einen niedrigeren Wert gesenkt wird. Dies ist zum Beispiel sinnvoll bei Prozessen, bei denen Material aufgetragen wird und der Abstand zwischen einem
Werkstück und einer Elektrode abnimmt. Wichtig hierbei sind auch die Grenzwerte Imin und Imaχf mit denen der Strom verglichen wird. Um eine Beschädigung der Werkstücke zu vermeiden, wird die Bearbeitung abgebrochen, wenn der gemessene Strom außerhalb des durch die Grenzwerte Imϊn und Imax vorgegebenen Bereichs liegt. Über- oder unterschreitet der Strom am Ende des Prüfvorgangs den vorgegebenen Bereich, sollte auch die Bearbeitung abgebrochen werden.
Auch ist es möglich, nach dem Erreichen der Spannung U2 weitere derartige Bearbeitungsstufen anzuschließen.
^min und Ima können feste Werte während des Gesamtprozesses beginnend mit tul bis Prozessende sein sowie als Variable für jede Bearbeitungsstufe definiert werden; d.h., dass sie sich über der Zeit ändern können.
In der Figur 2 ist eine Bearbeitung mit einer zusätzlichen Überprüfung dargestellt. Gegen Ende des Prüfvorgangs ist ein weiteres Fenster erkennbar. Dieses Fenster wird durch einen oberen Stromwert und einen unteren Stromwert gebildet. Der obere Strom ist niedriger als der maximal zulässige Stromwert Iprüfmax- Liegt der Strom bei der Spannung Upr^f gegen Ende des Prüfvorgangs in dem Fenster, bedeutet dies, dass der Gesamtwiderstand, der durch die Leitungen, das
Werkstück die Elektrode etc. sowie insbesondere den mit der Elektrolytlosung gebildeten Arbeitsspalt zwischen dem Werkstück und der Elektrode einen richtigen Wert hat oder in einem vorgegebenen Bereich liegt. Durch diesen Wert oder Bereich, der zum Beispiel durch Referenzmessungen ermittelbar oder rechnergestützt berechenbar ist, lässt sich schließen, dass sich bei einem vorgegebenen Spannungsverlauf ein bestimmter Stromverlauf und somit am Ende ein bestimmter Bearbeitungsgrad einstellen muss. Dadurch ist es sogar denkbar, auf den Vergleich des Stromes mit dem Bereich „BearbeitungsStatus Grenzwert max/min" am Ende der Bearbeitung zu verzichten.
Das beschriebene Verfahren ist nicht nur auf die elektrochemische Materialbearbeitung mit einer
Elektrolytlosung als Arbeitsmedium beschränkt. Möglich ist die Anwendung des Verfahrens auch auf die galvanische, elektroerosive oder funkenerosive Bearbeitung eines Werkstücks, das Beschichten eines Werkstückes oder dergleichen, bei dem ggf. ein anderes Arbeitsmedium verwendet wird. Auch muss nicht nur Material abgetragen werden. Es sind auch Verfahren denkbar, bei denen Material aufgetragen wird.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Bearbeiten von Werkstücken mittels eines Bearbeitungsverfahrens, insbesondere des elektrochemischen Bearbeitungsverfahrens, bei dem eine Spannung zwischen mindestens einer Elektrode und mindestens einem Werkstück angelegt wird, so dass zum Abtragen oder Auftragen von Material ein Strom zwischen der mindestens einen Elektrode und dem mindestens einen Werkstück durch ein Arbeitsmedium, insbesondere einer Elektrolytlosung, fließt, wobei die Spannung zur Bearbeitung des mindestens einen Werkstücks erhöht und der Strom überwacht wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannung über eine Rampe auf einen vorgegebenen Wert (Ul) zur Bearbeitung des Werkstücks erhöht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannung nach Erreichen des ersten Wertes (Ul) über eine Rampe auf einen größeren Wert (U2) erhöht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannung nach Erreichen des ersten Wertes (Ul) über eine
Rampe auf einen niedrigeren Wert gesenkt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannung nach Erreichen des ersten Wertes (Ul) über eine Rampe auf einen größeren Wert (U2) so erhöht wird oder über eine Rampe auf einen niedrigeren Wert so gesenkt wird, dass ein im Wesentlichen konstanter Stromverlauf erzielt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannungsverlauf während der Bearbeitung vorgegeben wird und dass der Strom gemessen und mit mindestens einem vorgegebenen Bereich, der durch einen unteren Grenzwert (Imin) und einen oberen Grenzwert (Imaχ) gebildet wird, verglichen wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitung abgebrochen wird, wenn der gemessene Strom außerhalb des mindestens einen vorgegebenen Bereichs liegt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein gegen oder am Ende der Bearbeitung gemessener Strom mit einem zweiten vorgegebenen Bereich verglichen wird, der vorzugsweise kleiner ist als ein während der Bearbeitung vorgegebener Bereich.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass am Ende des Prüfvorgangs der Strom mit einem vorgegebenen Bereich verglichen wird und der Prozess beim Überschreiten oder Unterschreiten dieses Bereiches abgebrochen wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Werkstücke parallel bearbeitet werden und der Strom durch jedes Werkstück gemessen wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Elektrode bei der Bearbeitung relativ zum mindestens einen Werkstück nicht bewegt wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass während des PrüfVorgangs der Strom mit einem vorgegebenen Bereich verglichen wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Prozess beim Überschreiten oder Unterschreiten des Bereichs abgebrochen wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Erhöhung der Spannung (Ul) zur Bearbeitung des Werkstücks ein Prüfvorgang mit einer PrüfSpannung (Uprüf) durchgeführt wird.
PCT/DE2003/000977 2002-04-03 2003-03-25 Verfahren zum bearbeiten von werkstücken mittels eines bearbeitungsverfahrens, insbesondere des elektrochemischen bearbeitungsverfahrens WO2003082504A1 (de)

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