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DE19621780C2 - Funkenerosionsmaschine und Funkenerosionsverfahren - Google Patents

Funkenerosionsmaschine und Funkenerosionsverfahren

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Publication number
DE19621780C2
DE19621780C2 DE19621780A DE19621780A DE19621780C2 DE 19621780 C2 DE19621780 C2 DE 19621780C2 DE 19621780 A DE19621780 A DE 19621780A DE 19621780 A DE19621780 A DE 19621780A DE 19621780 C2 DE19621780 C2 DE 19621780C2
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DE
Germany
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machining
electrical discharge
pulse
current
processing
Prior art date
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DE19621780A
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Akihiro Goto
Takuji Magara
Masahiro Yamamoto
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23HWORKING 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
    • B23H1/00Electrical discharge machining, i.e. removing metal with a series of rapidly recurring electrical discharges between an electrode and a workpiece in the presence of a fluid dielectric
    • B23H1/02Electric circuits specially adapted therefor, e.g. power supply, control, preventing short circuits or other abnormal discharges
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    • B23H1/022Electric circuits specially adapted therefor, e.g. power supply, control, preventing short circuits or other abnormal discharges for shaping the discharge pulse train

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Disintegrating Or Milling (AREA)

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Funkenerosionsmaschine zum Bearbeiten eines Werkstücks durch Erzeugen einer elektrischen Entladung zwischen einer Elektrode und dem Werkstück mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.
Fig. 12 ist eine Ansicht, welche Bearbeitungsbedingungen zeigt, die bei einer konventionellen Funkenerosionsmaschine für das übliche Gesenkfräsen verwendet werden. In dieser Figur werden geeignete Bearbeitungsbedingungen für jede Bearbeitungsfläche eingestellt. Wenn daher ein Benutzer eine Bearbeitung durchführt, bei welcher sich die bearbeitete Fläche fortwährend ändert, bereitet der Benutzer ein kompliziertes Programm vor, in welchem die Bearbeitungsbedingungen entsprechend der Änderung der Tiefe jedes bearbeiteten Bereichs geändert werden, und führt dann die gewünschte Gesenkfräsbearbeitung eines Werkstücks durch.
Als konventionelle Funkenerosionsmaschine läßt sich beispielsweise die "mit elektrischer Energie arbeitende Bearbeitungsvorrichtung" angeben, wie sie in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 35273/1976, vgl. US-A-3 632 942, beschrieben ist. Bei dieser Maschine wird ein Wert entsprechend einer bearbeiteten Fläche festgestellt, und werden die Bearbeitungsbedingungen automatisch auf optimale Bearbeitungsbedingungen eingestellt.
Als weitere Funkenerosionsmaschine des Standes der Technik läßt sich beispielsweise die "Draht-Funkenerosionsmaschine" angeben, die in der japanischen offengelegten Patentveröffentlichung Nr. 7523/1984, vgl. US-A-4 510 367, beschrieben ist. Bei dieser Maschine wird die Dicke eines Werkstücks aus einem Arbeitsstromwert und einer Bearbeitungsgeschwindigkeit festgestellt, und werden die Bearbeitungsbedingungen entsprechend dem Ergebnis dieser Feststellung geändert.
Allerdings ist bei der "mit elektrischer Energie arbeitenden Bearbeitungsvorrichtung" nach dem Stand der Technik, die voranstehend genannt wurde, die Signalform der elektrischen Entladung nicht konstant, so daß trotz der Tatsache, daß ein Wert erhalten werden kann, der grundsätzlich einer bearbeiteten Fläche entspricht, die Genauigkeit relativ niedrig ist, und zwar im wesentlichen eine Vergrößerung oder Verkleinerung der Fläche in gewissem Ausmaß erkannt werden kann, jedoch ein Absolutwert für eine bearbeitete Fläche nicht erhalten werden kann.
Weiterhin wird bei der "Draht-Funkenerosionsmaschine" nach dem Stand der Technik, die voranstehend genannt wurde, die Bearbeitungsrate unter Verwendung eines aktuellen Arbeitsstromwertes berechnet. Wenn sich bei der Funkenerosionsbearbeitung selbst dann, wenn der mittlere Strom konstant gehalten wird, die Signalform des Stroms wesentlich ändert, ändert sich der Bearbeitungswirkungsgrad drastisch, und ändern sich derartige Faktoren wie der Stromspitzenwert oder die Impulsbreite eines elektrischen Entladungsimpulses wesentlich, so dass für bestimmte Arbeitsstromwerte die Bestimmung einer bearbeiteten Fläche manchmal schwierig ist.
In Dehmer, M.: Prozessführung beim funkenerosiven Senken durch adaptive Spaltweitenregulierung und Steuerung der Erosionsimpulse, in Fortschritt-Berichte VDI, Reihe 2, Nr. 244, Düsseldorf, VDI-Verlag 1992, Seiten 56 bis 62 und Seiten 89 bis 97 ist eine Vorgehensweise beschrieben, bei der Daten für die Regelung einer Funkenerosionsmaschine aus einem Speicher ausgelesen werden.
Ferner ist in DE 32 05 884 A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung für eine Elektrodenentladungsbearbeitungs- Vorschubmotorsteuerung beschrieben. Es wird vorgeschlagen, gemäss der augenblicklichen Fläche der Bearbeitungsoberfläche den Vorschub einer Werkzeugelektrode zu steuern.
Schließlich wird in DE 33 39 025 C2 ein Verfahren und eine Maschine für die Funkenerosionsbearbeitung eines Werkstücks beschrieben, bei der ein Vergleich zwischen einem Soll- und einem Ist-Wert des Vorschubs der Werkzeugelektrode durchgeführt wird.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer Funkenerosionsmaschine und eines zugeordneten Funkenerosionsverfahrens, mit dem sich ein Arbeitsstrom besonders genau regeln lässt.
Diese Aufgabe wird durch eine Funkenerosionsmaschine mit dem Merkmal des Patentanspruchs 1 gelöst. Zudem wird die Aufgabe durch ein Funkenerosionsverfahren zur Durchführung der Bearbeitung eines Werkstücks durch Erzeugung einer elektrischen Entladung zwischen einer Elektrode und dem Werkstück nach Patentanspruch 6 gelöst.
Bei der vorliegenden Erfindung bestimmt ein Impulsermittlungsabschnitt, ob ein elektrischer Entladungsimpuls ein wirksamer elektrischer Entladungsimpuls ist, der zur Bearbeitung beiträgt, oder ein unwirksamer Impuls, der nicht zur Bearbeitung beiträgt, ein Impulszählabschnitt zählt eine Anzahl elektrischer Entladungsimpulse, die als wirksame elektrische Entladungsimpulse bestimmt wurden, ein Bearbeitungsgeschwindigkeitsmeßabschnitt mißt eine Bearbeitungsrate in der Axialrichtung, ein Teilungsabschnitt teilt eine Anzahl elektrischer Entladungsimpulse durch eine Bearbeitungsrate in der Axialrichtung, ein Speicherabschnitt speichert konstante Daten, die entsprechend elektrischer Zustände voreingestellt sind, beispielsweise eine Signalform für einen Strom entsprechend dem Elektrodenmaterial und dem Werkstückmaterial, oder entsprechend der Erzeugung der elektrischen Entladung, und ein Bearbeitungsflächenberechnungsabschnitt berechnet eine bearbeitete Fläche auf der Grundlage der geteilten Daten und der gespeicherten konstanten Daten.
Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:
Fig. 1 ein Blockschaltbild des grundsätzlichen Aufbaus der Ausführungsform 1 einer Funkenerosionsmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ein Flußdiagramm einer Abfolge von Funkenerosionsbearbeitungsschritten bei der Funkenerosionsmaschine gemäß Ausführungsform 1;
Fig. 3 ein Blockschaltbild des grundsätzlichen Aufbaus einer Funkenerosionsmaschine gemäß Ausführungsform 2;
Fig. 4 ein Flußdiagramm einer Abfolge von Funkenerosionsbearbeitungsschritten bei der Funkenerosionsmaschine gemäß Ausführungsform 2;
Fig. 5 ein Blockschaltbild des grundsätzlichen Aufbaus einer Funkenerosionsmaschine gemäß Ausführungsform 3;
Fig. 6 eine erläuternde Darstellung der Beziehung zwischen der Erzeugung eines Schweißbarts und einem Bearbeitungszustand;
Fig. 7 ein Flußdiagramm einer Abfolge von Funkenerosionsschritten in der Funkenerosionsmaschine gemäß Ausführungsform 3;
Fig. 8 ein Blockschaltbild des grundsätzlichen Aufbaus einer Funkenerosionsmaschine gemäß Ausführungsform 4;
Fig. 9 eine vergrößerte Querschnittsansicht, welche die Beziehung zwischen einer Elektrode und einem Werkstück anhand eines Modells zeigt;
Fig. 10 eine erläuternde Darstellung eines Beispiels für die Umschaltung eines Bearbeitungszustands zu Beginn der Bearbeitung;
Fig. 11 ein Flußdiagramm einer Abfolge von Funkenerosionsbearbeitungsschritten in der Funkenerosionsmaschine gemäß Ausführungsform 4; und
Fig. 12 eine erläuternde Darstellung von Bearbeitungsbedingungen, die in einer konventionellen Funkenerosionsmaschine für das normale Gravieren verwendet werden.
Fig. 1 ist ein Blockschaltbild, welches den grundsätzlichen Aufbau der Funkenerosionsmaschine gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt.
In Fig. 1 ist mit dem Bezugszeichen 101 eine Elektrode bezeichnet, mit 102 ein Werkstück, bei welchem eine Funkenerosionsbearbeitung durch die Elektrode 101 durchgeführt wird, und mit 103 ein Impulsbestimmungsabschnitt zur Festlegung, ob eine elektrischer Entladungsimpuls, der während der Erzeugung einer elektrischen Entladung zwischen der Elektrode 101 und dem Werkstück 102 erzeugt wird, ein wirksamer elektrischer Entladungsimpuls ist, der zur Bearbeitung des Werkstücks 102 beiträgt, oder ein unwirksamer Impuls, der nicht zur Bearbeitung des Werkstücks 102 beiträgt.
Weiterhin ist in dieser Figur mit dem Bezugszeichen 104 ein Erzeugungsabschnitt für einen wirksamen elektrischen Entladungsimpuls zum Erzeugen eines einzelnen Impulses in Reaktion auf einen wirksamen elektrischen Entladungsimpuls bezeichnet, wenn ein elektrischer Entladungsimpuls erzeugt wird, der von dem Impulsbestimmungsabschnitt 103 als wirksame elektrische Entladung festgestellt wird, mit 105 ein Erzeugungsabschnitt für einen defekten Impuls, zur Erzeugung eines einzelnen Impulses dann, wenn ein elektrischer Entladungsimpuls erzeugt wird, der von dem Impulsbestimmungsabschnitt 103 als defekter oder fehlerhafter Impuls bestimmt wird, und mit 106 ein Kurzschlußimpulserzeugungsabschnitt zur Erzeugung eines einzelnen Impulses dann, wenn ein elektrischer Entladungsimpuls erzeugt wird, der von dem Impulsbestimmungsabschnitt 103 als Kurzschlußimpuls bestimmt wird.
Weiterhin ist in dieser Figur mit dem Bezugszeichen 107 ein Zählabschnitt für wirksame elektrische Entladungsimpulse bezeichnet, zum Zählen der Anzahl an Impulsen pro Zeiteinheit (beispielsweise 10 Sekunden), die in dem Erzeugungsabschnitt 104 für eine wirksame elektrische Entladung erzeugt werden, mit 108 ein Bearbeitungsgeschwindigkeitsmeßabschnitt zur Messung einer Bearbeitungsrate in Axialrichtung pro Zeiteinheit, und mit 109 ein Teilungsabschnitt zur Unterteilung der Anzahl an Impulsen eines wirksamen elektrischen Entladungsimpulses pro Einheitszeitraum, die von dem Zählabschnitt 107 für wirksame elektrische Entladungsimpulse gezählt wird, durch eine Bearbeitungsrate in Axialrichtung pro Zeiteinheit, die von dem Bearbeitungsgeschwindigkeitsmeßabschnitt 108 gemessen wird.
Weiterhin ist in dieser Figur mit dem Bezugszeichen 110 ein Speicherabschnitt zum Speichern zumindest einer oder mehrerer Werte bezeichnet, die durch elektrische Bedingungen entsprechend der Signalform des Entladungsstroms oder des Materials einer Elektrode und des Materials eines Werkstücks festgelegt werden, und mit 111 ein Berechnungsabschnitt für die bearbeitete Fläche zur Berechnung einer bearbeiteten Fläche unter Verwendung eines ausgegebenen Ergebnisses, das von dem Teilungsabschnitt 109 ausgegeben wird, und eines Wertes oder von Werten, die in dem Speicherabschnitt 110 gespeichert sind.
Als nächstes erfolgt eine Beschreibung der Grundlagen der Berechnung einer bearbeiteten Fläche, beispielhaft auf der Grundlage eines Falls, in welchem die Bearbeitung in der Z- Achsenrichtung durchgeführt wird, also in der Vertikalrichtung. Zuerst wird unter der Annahme, daß die Abtragsrate von dem Werkstück 102 durch eine einzige elektrische Entladung unter vorbestimmten Bearbeitungsbedingungen konstant gehalten wird, ein Wert entsprechend der bearbeiteten Fläche aus der Bearbeitungsrate und einer Bearbeitungsrate in Z-Achsenrichtung pro Zeiteinheit berechnet.
Nimmt man an, daß ein Abtragsvolumen von einem Werkstück 102 durch eine einzige Entladung auf v eingestellt ist, die Abtragsrate von dem Werkstück pro Zeiteinheit auf V eingestellt ist, die Abtragsrate in der Z-Achsenrichtung pro Zeiteinheit auf l (L) eingestellt ist, die Anzahl wirksamer elektrischer Entladungsimpulse pro Zeiteinheit auf n eingestellt ist, und eine bearbeitete Fläche auf S eingestellt ist, so kann die Bearbeitungsrate eines Werkstücks V durch das Produkt des Abtragsvolumens v von dem Werkstück 102 durch eine einzige elektrische Entladung und eine Anzahl an Impulsen einer wirksamen elektrischen Entladung n pro Zeiteinheit erhalten werden, oder als Produkt einer bearbeiteten Fläche S und einer Bearbeitungsrate l in der Z-Achsenrichtung pro Zeiteinheit.
Die Bearbeitungsrate eines Werkstücks kann nämlich aus folgendem Ausdruck erhalten werden:
V = V.n = S.l (1)
Mit dem voranstehend angegebenen Ausdruck (1) kann eine bearbeitete Fläche S dadurch erhalten werden, daß das Produkt eines Volumens v des Abtrags eines Werkstücks 102 durch eine einzige Entladung und einer Anzahl n an Impulsen einer wirksamen elektrischen Entladung pro Zeiteinheit durch eine Rate 1 der Bearbeitung in der Z-Achsenrichtung pro Zeiteinheit geteilt wird.
Man erhält nämlich folgenden Ausdruck für eine bearbeiteten Fläche:
S = v.n/l (2)
Wenn die Signalform eines Stromimpulses konstant gehalten wird, wird das Volumen v des Abtrags von einem Werkstück durch eine einzige elektrische Entladung eine Konstante. Aus diesem Grund kann mit dem voranstehend angegebenen Ausdruck (2) eine bearbeitete Fläche S dadurch berechnet werden, daß die Anzahl n wirksamer elektrischer Entladungsimpulse pro Zeiteinheit und die Bearbeitungsrate l in der Z- Achsenrichtung pro Zeiteinheit gemessen werden. Weiterhin läßt sich der voranstehend angegebene Ausdruck (1) folgendermaßen umformen:
n/l = S/v = c.s (3)
Hierbei bezeichnet c eine Konstante.
Aus dem voranstehenden Ausdruck (3) wird deutlich, daß n/l proportional zur bearbeiteten Fläche S ist. Daher wird ein Wert für n/l für jeden Bearbeitungszustand berechnet, und die bearbeitete Fläche S kann berechnet werden, wenn die Konstante c erhalten wird.
Wie voranstehend geschildert berechnet der Teilungsabschnitt 109 den voranstehend angegebenen Wert für n/l, und berechnet der Bearbeitungsflächenberechnungsabschnitt 111 eine bearbeitete Fläche S unter Verwendung eines ausgegebenen Ergebnisses, welches von dem Teilungsabschnitt 109 ausgegeben wird, und der Konstanten c, die voranstehend beschrieben wurde und in dem Speicherabschnitt 110 gespeichert wird.
Nachstehend erfolgt eine Beschreibung des Betriebsablaufs bei der Ausführungsform 1. Fig. 2 ist ein Flußdiagramm, welches eine Abfolge von Funkenerosionsbearbeitungsschritten in der Funkenerosionsmaschine gemäß Ausführungsform 1 zeigt. In dem Flußdiagramm beginnt die Funkenerosionsmaschine mit der Funkenerosionsbearbeitung (S1), und beginnt mit der Messung der Zeit einer vorbestimmten Zeiteinheit (S2). Hierbei wird ein geeigneter Abstand zwischen einer Elektrode 101 und einem Werkstück 102 wie bei der üblichen Funkenerosionsbearbeitung dadurch aufrecht erhalten, daß Koordinatenwerte für die X-, Y- und Z-Achse (nicht gezeigt) eingestellt werden, während die Funkenerosionsbearbeitung durchgeführt wird.
In diesem Schritt ermittelt der Impulsbestimmungsabschnitt 103, ob ein elektrischer Entladungsimpuls ein wirksamer elektrischer Entladungsimpuls ist, welcher zur Funkenerosionsbearbeitung beiträgt, oder ein unwirksamer Impuls, der nicht zur Funkenerosionsbearbeitung beiträgt (53). Ein unwirksamer Impuls, der nicht zur Funkenerosionsbearbeitung beiträgt, ist hierbei ein nicht für die Bearbeitung wirksamer Impuls, beispielsweise ein solcher Impuls, wenn ein Lichtbogen erzeugt wird, oder ein schädlicher Impuls, abgesehen von einem fehlerhaften Impuls und einem Kurzschlußimpuls und dergleichen.
Wenn in dem Schritt S3 festgestellt wird, daß der Entladungsimpuls ein wirksame Funkenerosionsimpuls ist, erzeugt der Erzeugungsabschnitt 104 für eine wirksame elektrische Entladung einen einzigen Impuls in Reaktion auf den voranstehend geschilderten, wirksamen elektrischen Entladungsimpuls (S4).
Der einzelne Impuls, der in dem Schritt S4 in dem Erzeugungsabschnitt 104 für eine wirksame elektrische Entladung erzeugt wird, wird als ein Impuls gezählt, der als wirksamer elektrischer Entladungsimpuls ermittelt wurde, und zwar von dem Zählabschnitt 107 für wirksame elektrische Entladungsimpulse (S5).
Wenn in dem Schritt S3 festgestellt wird, daß der abgegebene Impuls kein wirksamer elektrischer Entladungsimpuls ist, so überspringt die Systemsteuerung alle Vorgänge in den Schritten S4 und S5, und geht zur Verarbeitung im Schritt S6 über.
Dann erfolgt eine Bestimmung, ob eine festgelegte Zeiteinheit nach Beginn der Messung der Zeit einer Zeiteinheit vergangen ist oder nicht (S6). Wenn im Schritt S6 festgestellt wird, daß die Zeiteinheit nicht abgelaufen ist, kehrt die Systemsteuerung zum Schritt S3 zurück, und führt jeden Schritt vom Schritt S3 bis zum Schritt S6 wiederholt aus. Infolgedessen werden im Schritt S5 eine Anzahl einzelner Impulse, die von dem Zählabschnitt 107 für wirksame elektrische Entladungsimpulse gezählt werden, an den Teilerabschnitt 109 ausgegeben.
Wenn im Schritt S6 festgestellt wird, daß die Zeiteinheit abgelaufen ist, wird eine Bearbeitungsgeschwindigkeit in der Bearbeitungsrichtung, nämlich eine Vorschubgeschwindigkeit für eine Elektrode 101, durch den Bearbeitungsgeschwindigkeitsmeßabschnitt 108 gemessen (S7). Die Operationen für die Bearbeitung in diesem Schritt können gleichzeitig mit einer Operation zum Zählen der Anzahl wirksamer elektrischer Entladungsimpulse durchgeführt werden (Schritt S2 bis Schritt S6).
Als Verfahren zur Messung der Bearbeitungsgeschwindigkeit wird empfohlen, daß eine Vorrichtung zum Speichern eines Wertes für die tiefste Bearbeitungsposition vorgesehen wird, nämlich einer Position, zu welcher die Bearbeitung am weitesten fortschreitet, und aus diesem Wert eine Bearbeitungsgeschwindigkeit zu erhalten. Im allgemeinen ist eine solche Regelung vorgesehen, daß die Entfernung zwischen einer Elektrode und einem Werkstück bei der Funkenerosionsbearbeitung konstant gehalten wird. Allderdings tritt manchmal der Fall auf, daß beispielsweise die Entfernung zwischen den Elektroden enorm groß wird, etwa unmittelbar nach dem Auftreten eines Kurzschlusses zwischen den Elektroden.
Wenn die Bearbeitungsgeschwindigkeit zu dem voranstehend genannten Zeitpunkt gemessen wird, wird ein Fall verursacht, in welchem ein exakter Wert nicht gemessen werden kann. Aus diesem Grund kann ein genauerer Wert dadurch gemessen werden, daß eine Position aufgezeichnet wird, in welcher die Bearbeitung am weitesten fortgeschritten ist, und die Bearbeitungsgeschwindigkeit auf der Grundlage dieses Wertes gemessen wird.
Dann wird in dem Teilungsabschnitt 109 der effektive elektrische Entladungsimpuls pro Zeiteinheit, der im Schritt S5 erhalten wurde, durch das Meßergebnis der Bearbeitungsgeschwindigkeit geteilt, das im Schritt S7 erhalten wurde (S8). Nach diesem Schritt wird eine bearbeitete Fläche aus dem Ergebnis der Teilung im Schritt S8 berechnet, und wird die Konstante c in der Speichervorrichtung 110 durch den Berechnungsabschnitt 111 für die bearbeitete Fläche gespeichert (S9). Die Berechnung einer bearbeiteten Fläche wird auf der Grundlage der voranstehend geschilderten "Grundlage zur Berechnung einer bearbeiteten Fläche" ausgeführt.
Dann erfolgt eine Bestimmung, ob die Funkenerosionsbearbeitung beendet ist oder nicht (S10). Im Schritt S10 wird in einem Fall, in welchem festgestellt wird, daß die Funkenerosionsbearbeitung nicht beendet wurde, die Systemsteuerung zum Schritt S2 zurückgeführt, und wird jede Operation in jedem Schritt von dem Schritt S2 bis zum Schritt S10 wiederholt durchgeführt, und für jeden Zeitpunkt wird eine bearbeitete Fläche S berechnet. Wenn im Gegensatz im Schritt S10 festgestellt wird, daß die Funkenerosionsbearbeitung beendet wurde, wird auch die Operation zur Berechnung einer bearbeiteten Fläche beendet.
Bei der Ausführungsform 1 kann eine bearbeitete Fläche exakt berechnet werden, unabhängig von der Signalform eines Stroms, soweit ein solcher Bearbeitungszustand verwendet wird, daß die Signalform des Stroms konstant gehalten wird.
Beispielsweise kann eine exakte Berechnung einer bearbeiteten Fläche in dem Zustand einer Stromsignalform durchgeführt werden, die eine Steigung beim ersten Übergang eines Stroms aufweist, die eine wesentliche Verringerung des Elektrodenverbrauchs ermöglicht, oder im Zustand einer Signalform mit Dreiecksform mit einem hohen Stromspitzenwert und einer kurzen Impulsbreite, die eine Hochgeschwindigkeitsbearbeitung eines Materials ermöglicht, das sonst schwer zu bearbeiteten ist.
Fig. 3 zeigt als Blockschaltbild den grundsätzlichen Aufbau einer Funkenerosionsmaschine gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung. Hierbei werden dieselben Bezugszeichen für gleiche oder entsprechende Abschnitte wie bei der Funkenerosionsmaschine gemäß Ausführungsform 1 verwendet, und insoweit erfolgt keine erneute Beschreibung.
In Fig. 3 bezeichnet das Bezugszeichen 201 einen Bearbeitungsbedingungsumschaltabschnitt zum Umschalten von Bearbeitungsbedingungen für die Funkenerosionsbearbeitung in Reaktion auf das Ergebnis der Messung einer bearbeiteten Fläche S, die von dem Berechnungsabschnitt 111 für die bearbeitete Fläche berechnet wird.
Nunmehr erfolgt eine Beschreibung des Aufbaus und des Betriebsablaufs des Bearbeitungsbedingungsumschaltabschnitts 201. Bei der üblichen Funkenerosionsbearbeitung ändern sich die für die Funkenerosionsbearbeitung optimalen Bearbeitungsbedingungen entsprechend der bearbeiteten Fläche. Auch wenn Bearbeitungsbedingungen wie beispielsweise ein Stromimpuls mit einem Stromspitzenwert und einer Impulsbreite identisch sind, sind die für die Funkenerosionsbearbeitung optimalen Bearbeitungsbedingungen unterschiedlich, beispielsweise der Zustand für einen Haltevorgang oder der Zustand eines Sprungvorgangs, abhängig von dem Unterschied der jeweils bearbeiteten Fläche.
Wenn die bearbeitete Fläche während der Ausführung einer Funkenerosionsbearbeitung geändert wird, wird im allgemeinen der Bearbeitungsstrom geändert, so daß der Strom im wesentlichen proportional zur bearbeiteten Fläche ist. Diese Operation wird so durchgeführt, daß der Arbeitsstrom pro Zeiteinheit konstant gehalten wird. Wenn in diesem Fall die Stromsignalform, beispielsweise der Stromspitzenwert und die Impulsbreite, geändert wird, ändern sich die Oberflächenrauhigkeit oder Elektrodenverbrauch, so daß der Arbeitsstrom durch Verwendung eines Ruhezeitraums geändert wird.
Wenn kein für eine Fläche geeigneter Bearbeitungszustand ausgewählt wird, treten Schwierigkeiten auf, beispielsweise eine anomale elektrische Entladung, die als Lichtbogen bezeichnet wird, wenn die Bearbeitung unter den Bearbeitungsbedingungen für eine große zu bearbeitende Fläche durchgeführt wird, obwohl eigentlich Bedingungen für eine kleine zu bearbeitende Fläche erforderlich sind, und im Gegensatz hierzu wird die Bearbeitungsgeschwindigkeit niedriger, wenn die Bearbeitung in einem Zustand für eine kleine zu bearbeitende Fläche in einem Fall durchgeführt wird, wenn die zu bearbeitende Fläche groß ist.
Daher sollten als Bearbeitungsbedingungen solche Bedingungen ausgewählt werden, die für die jeweils zu bearbeitende Fläche geeignet sind. Wie voranstehend geschildert wählt der Bearbeitungszustandsumschaltabschnitt 201 einen Zustand aus, der für die Funkenerosionsbearbeitung optimal ist, in Reaktion auf die bearbeitete Fläche, die sich von einem Moment zum andern während der Funkenerosionsbearbeitung ändert, und schaltet den Bearbeitungszustand auf einen anderen Zustand um.
Nachstehend erfolgt eine Erläuterung des Betriebsablaufs. Fig. 4 ist ein Flußdiagramm, welches die Folge von Arbeitsschritten zum Umschalten von Bearbeitungsbedingungen in einer Funkenerosionsmaschine gemäß Ausführungsform 2 zeigt. In dem Flußdiagramm ist jede Operation im Schritt S1 bis zum Schritt S9 und im Schritt S10 ebenso wie in jedem der entsprechenden, voranstehend anhand von Fig. 2 erläuterten Schritte, so daß insoweit keine erneute Beschreibung erfolgt.
Der Bearbeitungszustandsumschaltabschnitt 201 schaltet ursprünglich oder momentan eingestellte Bearbeitungsbedingungen auf eine Bearbeitungsbedingung um, die für die berechnete bearbeitete Fläche geeignet ist, auf der Grundlage eines Wertes für die bearbeitete Fläche, der von dem Berechnungsabschnitt 111 für die bearbeitete Fläche berechnet wird (S9-2).
Es erfolgt eine Ermittlung, ob die Funkenerosionsbearbeitung beendet wurde oder nicht, im Schritt S10, nach der Umschaltung der Bearbeitungsbedingung im Schritt S9-2 (S10). Im Schritt S10 kehrt in einem Fall, in welchem festgestellt wird, daß die Funkenerosionsbearbeitung nicht beendet wurde, die Systemsteuerung zum Schritt S2 zurück, und wird jede Operation in jedem der Schritte vom Schritt S2 bis zum Schritt S10 wiederholt durchgeführt, dann wird für jeden Zeitpunkt eine bearbeitete Fläche berechnet, und wird auf einen Bearbeitungszustand entsprechend dem Ergebnis der Berechnung umgeschaltet. Wenn andererseits im Schritt S10 festgestellt wird, daß die Funkenerosionsbearbeitung beendet wurde, so ist die Operation zur Berechnung einer bearbeiteten Fläche und zum Umschalten von Bearbeitungsbedingungen fertig.
Bei der Ausführungsform 2 wird eine Funkenerosionsbearbeitung in einem Zustand durchgeführt, in welchem ein Bearbeitungszustand auf einen geeigneten Bearbeitungszusand dadurch umgeschaltet wird, daß ein exakt berechneter Wert für eine bearbeitete Fläche verwendet wird, so daß eine wirksamere und stabilere Funkenerosionsbearbeitung durchgeführt werden kann, und darüber hinaus eine anomale elektrische Entladung verhindert werden kann, die eine schädliche Auswirkung darstellt, die während der Funkenerosionsbearbeitung auftritt.
Fig. 5 zeigt als Blockschaltbild den grundsätzlichen Aufbau einer Funkenerosionsmaschine gemäß Ausführungsform 3. Hierbei werden dieselben Bezugszeichen für gleiche oder entsprechende Abschnitte wie bei der Funkenerosionsmaschine gemäß Ausführungsform 1 (Fig. 1) oder Ausführungsform 2 (Fig. 3) verwendet, und insoweit erfolgt keine erneute Beschreibung.
In Fig. 5 ist mit dem Bezugszeichen 301 ein Bearbeitungsstrommeß/Berechnungsabschnitt bezeichnet, der zur Messung des Stroms für die Bearbeitung während der Funkenerosionsbearbeitung dient, mit 302 ein Stromdichteberechnungsabschnitt zur Berechnung einer Stromdichte entsprechend der bearbeiteten Fläche, die von dem Berechnungsabschnitt 111 für die bearbeitete Fläche berechnet wird, und entsprechend dem Arbeitsstrom, der von dem Arbeitsstrommeß/Berechnungsabschnitt 301 gemessen wird. Auch hier schaltet der Bearbeitungsbedingungsumschaltabschnitt 201 den Bearbeitungszustand für die Funkenerosionsbearbeitung auf einen Bearbeitungszustand entsprechend der Stromdichte um, die von dem Stromdichteberechnungsabschnitt 302 berechnet wird. Daher hat der Bearbeitungszustandsumschaltabschnitt 201 auch die Funktion des Regelns des Arbeitsstroms.
Nunmehr erfolgt eine Beschreibung des Aufbaus und des Betriebsablaufs des Arbeitsstrommeß/Berechnungsabschnitts 301. Der Arbeitsstrommeß/Berechnungsabschnitt 301 ist ein Abschnitt zur Messung oder Berechnung eines Stromwerts während der Funkenerosionsbearbeitung. Der Arbeitsstrom kann direkt unter Verwendung eines Amperemeters gemessen werden. Weiterhin kann die Anzahl elektrischer Entladungsimpulse gezählt werden, und der Arbeitsstrom auch aus der gezählten Anzahl an Impulsen berechnet werden. Darüber hinaus kann der Arbeitsstrom auch dadurch gemessen werden, daß ein Stromwert verwendet wird, der aus dem Bearbeitungszustand abgeschätzt wird. Es wird darauf hingewiesen, daß bei dem Verfahren der Verwendung eines aus dem Bearbeitungszustand abgeschätzten Stromwertes manchmal der Fall auftritt, daß die Meßgenauigkeit hierbei schlechter ist als bei irgendeinem anderen Verfahren.
Nunmehr erfolgt eine Beschreibung des Aufbaus und des Betriebsablaufs des Stromdichteberechnungsabschnitts 302. Im allgemeinen hat die Stromdichte eine starke Auswirkung auf die Bearbeitungseigenschaften. Wenn die Funkenerosionsbearbeitung im Zustand einer hohen Stromdichte durchgeführt wird, wird leicht eine anomale elektrische Entladung hervorgerufen. Insbesondere in einem Fall, in welchem eine Funkenerosionsbearbeitung mit einer Graphitelektrode als Material für die Elektrode 101 durchgeführt wird, treten gewisse Schwierigkeiten auf, beispielsweise das Auftreten eines kohlenstofförmigen Vorsprungs, der auch als Schweißbart bezeichnet wird, auf der Elektrode 101, wenn die Stromdichte hoch wird, so daß es schwierig wird, ein Werkstück 102 mit gewünschter Form zu bearbeiten.
Die Erzeugung dieses Schweißbarts hängt eng mit der Stromdichte zusammen. Je größer nämlich die Breite eines Impulses ist, desto leichter wird dieser Schweißbart erzeugt. Je höher die Stromdichte ist, desto leichter wird der Schweißbart in einem Fall erzeugt, in welchem eine Funkenerosionsbearbeitung mit identischer Stromsignalform durchgeführt wird.
Die Fig. 6A und 6B zeigen die Beziehung zwischen der Erzeugung eines Schweißbarts und den Arbeitsbedingungen (Fig. 6A zeigt einen Fall, in welchem eine Elektrodenfläche 5 × 5 mm groß ist, und Fig. 6B zeigt einen Fall, in welchem diese 10 × 10 mm beträgt). Um die Rauhigkeit einer bearbeiteten Oberfläche eines Werkstücks 102 oder den Verbrauch einer Elektrode 101 bei der Funkenerosionsbearbeitung konstant zu halten, wird normalerweise der Stromspitzenwert oder die Impulsbreite konstant gehalten und dann die Bearbeitung durchgeführt, so daß die Erzeugung eines Schweißbarts durch Steuern oder Regeln der Stromdichte verhindert werden kann. Eine Funkenerosionsbearbeitung im Zustand einer niedrigen Stromdichte verzögert jedoch die Bearbeitungsgeschwindigkeit bei der Funkenerosionsbearbeitung.
Wie voranstehend geschildert wird die Erzeugung eines Schweißbarts verhindert, und dann wird zur Erzielung einer Funkenerosionsbearbeitung mit hoher Funkenerosionsbearbeitung mit hoher Bearbeitungsgeschwindigkeit eine Stromdichte in dem Stromdichteberechnungsabschnitt 302 berechnet, unter Verwendung eines Stromwertes während der Funkenerosionsbearbeitung, der von dem Arbeitsstrommeß/Berechnungsabschnitt 301 gemessen wird, und einer bearbeiteten Fläche während der Funkenerosionsbearbeitung, die von dem Berechnungsabschnitt 111 für die bearbeitete Fläche berechnet wird, und ein Ergebnis der Berechnung der Stromdichte wird an den Bearbeitungszustandsumschaltabschnitt 201 ausgegeben.
Als nächstes erfolgt eine Beschreibung des Betriebsablaufs. Fig. 7 zeigt als Flußdiagramm eine Abfolge von Operationen zum Umschalten von Bearbeitungsbedingungen in einer Funkenerosionsmaschine gemäß Ausführungsform 3. In dem Flußdiagramm ist jede Operation in den Schritten S1 bis S9 und im Schritt S10 ebenso wie jeder entsprechende Schritt in dem Flußdiagramm in Fig. 2 bezüglich Ausführungsform 1, die voranstehend geschildert wurde, und insoweit erfolgt daher keine erneute Beschreibung.
Nachdem in dem Schritt S9 eine bearbeitete Fläche durch den Bearbeitungsabschnitt 111 für die bearbeitete Fläche berechnet wurde, oder gleichzeitig mit der Bearbeitungsfolge der Berechnung einer bearbeiteten Fläche in dem Berechnungsabschnitt 111 für die bearbeitete Fläche erfolgt, mißt oder berechnet der Arbeitsstrommeß/Berechnungsabschnitt 301 den Bearbeitungsstrom während der Funkenerosionsbearbeitung (S9- 3). Der gemessene Stromwert für die Bearbeitung wird an den Stromdichteberechnungsabschnitt 302 ausgegeben.
Dann berechnet der Stromdichteberechnungsabschnitt 302 eine Stromdichte unter Verwendung des berechneten Ergebnisses einer bearbeiteten Fläche durch den Berechnungsabschnitt 111 für die bearbeitete Fläche im Schritt S9 und des gemessenen Stromwertes für die Bearbeitung von dem Arbeitsstrommeßabschnitt 301 im Schritt S9-3 (S9-4). Die berechnete Stromdichte wird an den Bearbeitungsbedingungsumschaltabschnitt 303 ausgegeben.
Der Bearbeitungsbedingungsumschaltabschnitt 201 legt einen geeigneten Bearbeitungszustand entsprechend der berechneten Stromdichte im Schritt S9-4 fest, und schaltet den Bearbeitungszustand, in welchem die Funkenerosionsbearbeitung momentan durchgeführt wird, auf den voranstehend geschilderten Zustand um (S9-5). Bei diesem Schritt führt der Bearbeitungszustandsumschaltabschnitt 201 eine Regelung für den Arbeitsstrom so durch daß der Arbeitsstrom nicht einen vorher festgelegten Wert überschreitet, nämlich einen Arbeitsstromwert, bei welchem ein Schweißbart nicht erzeugt wird.
Im Schritt S9-5 erfolgt nach durchgeführter Umschaltung des Bearbeitungszustands im Schritt S10 eine Ermittlung, ob die Funkenerosionsbearbeitung beendet wurde oder nicht. Wenn im Schritt S10 festgestellt wird, daß die Funkenerosionsbearbeitung nicht beendet ist, kehrt die Systemsteuerung zum Schritt S2 zurück, führt wiederholt die Operationen in jedem Schritt vom Schritt S2 bis zum Schritt S10 durch, und wird jedesmal eine Stromdichte berechnet, und dann wird der Bearbeitungszustand in Reaktion auf das Ergebnis der Berechnung umgeschaltet.
Wie voranstehend erläutert wird der Bearbeitungszustand entsprechend der Änderung der Stromdichte umgeschaltet. Andererseits werden im Schritt S10 in jenem Fall, in welchem die Funkenerosionsbearbeitung fertig ist, die Operationen zur Berechnung einer bearbeiteten Fläche und zur Umschaltung der Operationen für Bearbeitungsbedingungen beendet.
Bei der Ausführungsform 3 wird eine Funkenerosionsbearbeitung in einem Zustand durchgeführt, in welchem die Umschaltung auf einen geeigneten Bearbeitungszustand dadurch durchgeführt wird, daß der exakt berechnete Wert der Stromdichte verwendet wird, so daß die Bearbeitung wirksam und stabil unter geeigneteren Bearbeitungsbedingungen durchgeführt werden kann, und darüber hinaus die Erzeugung eines Schweißbarts verhindert werden kann, der sonst in nachteiliger Weise während der Funkenerosionsbearbeitung hervorgerufen würde.
Fig. 8 zeigt schematisch als Blockschaltbild den Aufbau einer Funkenerosionsmaschine gemäß Ausführungsform 4. In dieser Figur werden die gleichen Bezugszeichen für gleiche oder entsprechende Abschnitte wie bei der in Fig. 1 gezeigten Funkenerosionsmaschine gemäß Ausführungsform 1 verwendet, und insoweit erfolgt keine erneute Beschreibung.
In Fig. 8 bezeichnet das Bezugszeichen 401 einen Bearbeitungszustandsumschaltabschnitt zum Umschalten von Bearbeitungsbedingungen für die Funkenerosionsbearbeitung, wenn die Bearbeitung begonnen wird, entsprechend dem Ergebnis für die berechnete, bearbeitete Fläche S durch den Berechnungsabschnitt 111 für die bearbeitete Fläche.
Nunmehr erfolgt eine Beschreibung des Aufbaus und des Betriebsablaufs des Bearbeitungszustandsumschaltabschnitts zu Beginn der Bearbeitung 401. Im allgemeinen wird bei der Funkenerosionsbearbeitung das Verhältnis des Verbrauchs einer Elektrode 101 im wesentlichen auf der Grundlage dar Signalform eines Stromimpulses festgelegt, und es kann das Verbrauchsverhältnis vorhergesagt werden. Wenn jedoch die bearbeitete Fläche extrem klein ist, ist eine Vorhersage der Fläche schwierig, was einen Anstieg des Verbrauchs eines Werkstücks 102 hervorruft.
Fig. 9 zeigt ein Beispiel für einen Fall, in welchem eine besonders große Neigung für einen abnormen Verbrauch einer Elektrode zu Beginn der Bearbeitung besteht. Hierbei wird in einem Fall, in welchem bei einem Werkstück 201 eine Vorbearbeitung durchgeführt wird, und dann die Bearbeitung des Werkstücks durch Funkenerosionsbearbeitung erfolgt, eine bearbeitete Fläche zu Beginn der Bearbeitung extrem klein.
Wie voranstehend erläutert kann die gewünschte Form dadurch beeinträchtigt werden, daß ein bearbeiteter Abschnitt des Werkstücks 102 in außergewöhnlich hohem Ausmaß zu Beginn der Bearbeitung verbraucht wird. In dem voranstehend geschilderten Fall ist es erforderlich, die Funkenerosionsbearbeitung in einem Zustand zu beginnen, der nur eine kleine Energiemenge benötigt, und dann den Bearbeitungszustand so umzuschalten, daß die Energiemenge schrittweise entsprechend der Zunahme der bearbeiteten Fläche erhöht wird.
Fig. 10 zeigt schematisch ein Beispiel für die Umschaltung eines Bearbeitungszustands, wenn die Bearbeitung begonnen wird. In dieser Figur sind als Beispiel zur Umschaltung des Bearbeitungszustands zu Beginn der Bearbeitung ein Stromspitzenwert, eine Impulsbreite und ein Ruhezeitraum gleich 6 mm2", "kleiner gleich 10 mm2", oder "kleiner gleich 15 mm2".
Wenn die bearbeitete Fläche klein ist, werden Zustände sowohl für einen kleinen Spitzenwert der Spannung als auch eine kleine Impulsbreite ausgewählt, so daß kein hoher Arbeitsstrom fließt. Dann wird der Bearbeitungszustand so umgeschaltet, daß die Energiemenge schrittweise vergrößert wird, entsprechend der Vergrößerung der bearbeiteten Fläche. Wenn beispielsweise die bearbeitete Fläche "kleiner gleich 3 mm2" beträgt, ist der Stromspitzenwert gleich "3 Ampere", und ist die Impulsbreite "35 µs".
Dann wird in einem Fall, in welchem die bearbeitete Fläche "kleiner gleich 6 mm2" ist, oder "kleiner gleich 10 mm2" offensichtlich, daß der Stromspitzenwert den Wert "5 Ampere" bzw. "8 Ampere" annimmt, und die Impulsbreite den Wert "65 µs" bzw. "90 µs" annimmt, und die Energie schrittweise größer wird.
Wie voranstehend geschildert stellt der Anfangsbearbeitungszustandsumschaltabschnitt 401 die Bedingungen für den Beginn der Bearbeitung ein, berechnet eine bearbeitete Fläche, und schaltet dann entsprechend den Zustand für den Beginn der Bearbeitung um.
Nachstehend erfolgt eine Beschreibung des Betriebsablaufs. Fig. 11 zeigt als Flußdiagramm eine Abfolge an Operationen zur Umschaltung von Bearbeitungsbedingungen in einer Funkenerosionsmaschine gemäß Ausführungsform 4. In dem Flußdiagramm ist jede Bearbeitungsoperation in den Schritten S1 und S2 bis zum Schritt S9 ebenso wie jeder entsprechende Schritt in dem voranstehend geschilderten Flußdiagramm von Fig. 2, und insoweit erfolgt keine erneute Beschreibung.
Nach Beginn der Funkenerosionsbearbeitung (S1) wird ein Bearbeitungszustand für den ursprünglichen Beginn der Bearbeitung durch den Anfangsbearbeitungszustandsumschaltabschnitt 401 eingestellt (S1-2). Der Bearbeitungszustand zu Beginn der Bearbeitung wird vorher eingestellt und gespeichert. Dann wird mit der Messung der Zeit einer Zeiteinheit begonnen (S2).
Nach Verarbeitung in jedem der Schritte vom Schritt S3 bis zum Schritt S8 schaltet dann der Anfangsbearbeitungszustandsumschaltabschnitt 401 den momentan eingestellten Bearbeitungszustand auf einen Zustand zu Beginn der Bearbeitung um, der für die berechnete, bearbeitete Fläche geeignet ist, entsprechend dem berechneten Wert für die bearbeitete Fläche von dem Berechnungsabschnitt 111 für die bearbeitete Fläche im Schritt S9 (S11).
Im Schritt S11 erfolgt nach Umschaltung des Bearbeitungszustands zu Beginn eine Ermittlung, ob die Funkenerosionsbearbeitung zu ihrem Beginn beendet wurde oder nicht, nämlich ob eine bearbeitete Fläche größer als ein vorgegebener Wert geworden ist oder nicht (S12).
Im Schritt S12 kehrt in einem Fall, in welchem die Funkenerosionsbearbeitung zu ihrem Beginn nicht beendet ist, die Systemsteuerung zum Schritt S2 zurück, und wiederholt die Operationen in jedem der Schritte vom Schritt S2 bis zum Schritt S12.
Wenn andererseits im Schritt S12 festgestellt wird, daß die Funkenerosionsbearbeitung zu ihrem Beginn beendet wurde, so ist die Funkenerosionsbearbeitung zu ihrem Beginn beendet, und daher wird eine normale Funkenerosionsbearbeitung durchgeführt, beispielsweise die Funkenerosionsbearbeitung der Funkenerosionsmaschine gemäß Ausführungsform 2. Daher kann der Bearbeitungszustand von dem Bearbeitungszustand zu Beginn gemäß der vorliegenden Ausführungsform in den normalen Bearbeitungszustand umgeschaltet werden.
Bei der Ausführungsform 4 wird nach Einstellung der Anfangsbedingungen für den Beginn der Funkenerosionsbearbeitung die Funkenerosionsbearbeitung in einem Zustand durchgeführt, in welchem der Zustand auf einen geeigneten Bearbeitungszustand umgeschaltet wird, unter Verwendung des berechneten Wertes für die bearbeitete Fläche, so daß selbst in einem Fall, in welchem eine Bearbeitung zur Erzielung einer komplizierten Form durchgeführt wird, eine Funkenerosionsbearbeitung wirksam durchgeführt werden kann, ohne daß ein kompliziertes Programm dazu erforderlich ist, Bearbeitungsbedingungen für den Anfang der Bearbeitung zu erhalten. Darüber hinaus wird ein anomaler Verbrauch eines Werkstücks 102 infolge eines Fehlers des Programms zu Beginn der Bearbeitung verhindert, und darüber hinaus kann die Funkenerosionsbearbeitung mit hoher Geschwindigkeit durchgeführt werden.

Claims (6)

1. Funkenerosionsmaschine zum Bearbeiten eines Werkstücks (102) durch Erzeugung einer elektrischen Entladung zwischen einer Elektrode (101) und dem Werkstück (102), enthaltend:
  • a) eine Impulsbestimmungsvorrichtung (103) zur Bestimmung, ob ein elektrischer Entladungsimpuls ein wirksamer elektrischer Entladungsimpuls ist, der zur Bearbeitung beiträgt, oder ein unwirksamer Impuls, der nicht zur Bearbeitung beiträgt;
  • b) eine Impulszählvorrichtung (104) zur Zählung der Anzahl elektrischer Entladungsimpulse, die als wirksame elektrische Entladungsimpulse von der Impulsbestimmungsvorrichtung ermittelt wurden, pro Zeiteinheit;
  • c) eine Bearbeitungsgeschwindigkeitsmeßvorrichtung (108) zur Messung einer Bearbeitungsrate in Axialrichtung pro Zeiteinheit;
  • d) eine Speichervorrichtung (110) zum Speichern von Daten für vorher festgelegte Konstanten entsprechend dem Material der Elektrode (101) und des Werkstücks (102) und entsprechend der Signalform des Entladungsstroms;
gekennzeichnet durch:
  • a) eine Teilungsvorrichtung (109) zum Teilen der Anzahl der elektrischen Entladungsimpulse pro Zeiteinheit, die von der Impulszählvorrichtung (104) erfaßt wird, durch eine Bearbeitungsrate in Axialrichtung pro Zeiteinheit, die von der Bearbeitungsgeschwindigkeitsmeßvorrichtung (108) gemessen wird;
  • b) eine Berechnungsvorrichtung (111) für die bearbeitete Fläche zur Berechnung einer bearbeiteten Fläche entsprechend ausgegebener Daten, die von der Teilungsvorrichtung berechnet werden, sowie entsprechend Daten für Konstanten, die in der Speichervorrichtung gespeichert sind, derart, daß
  • c) zum genauen Bestimmen des Absolutwerts der bearbeiteten Fläche die Stromsignalform der elektrischen Entladungsimpulse in jedem Bearbeitungszustand konstant gehalten ist.
2. Funkenerosionsmaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Bearbeitungszustandsänderungsvorrichtung (201) zur Änderung der Bearbeitungszustände auf solche Weise, daß die bearbeitete Fläche, die von der Berechnungsvorrichtung (111) für die bearbeitete Fläche berechnet wird, im wesentlichen proportional zu einem Arbeitsstromwert ist.
3. Funkenerosionsmaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch:
  • a) eine Arbeitsstrommeß/Berechnungsvorrichtung (301) zur Messung oder Berechnung eines Arbeitsstroms während der Bearbeitung; und
  • b) eine Stromdichteberechnungsvorrichtung (302) zur Berechnung einer Arbeitsstromdichte entsprechend Arbeitsstromdaten, die von der Arbeitsstrommeß/Berechnungsvorrichtung (301) gemessen oder berechnet werden, und entsprechend Daten bezüglich einer bearbeiteten Fläche, die von der Berechnungsvorrichtung (111) für die bearbeitete Fläche berechnet ist.
4. Funkenerosionsmaschine nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Arbeitsstromsteuervorrichtung (201) zum Steuern des Arbeitsstroms auf solche Weise, daß die von der Stromdichteberechnungsvorrichtung (302) berechnete Stromdichte auf einem vorher festgelegten Wert oder darunter liegt.
5. Funkenerosionsmaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch:
  • a) eine Bearbeitungsstartzustandseinstellvorrichtung (401) zur Einstellung von Zuständen für den Start der Bearbeitung, der eine kleine Energiemenge erfordert, beispielsweise eines Stromspitzenwertes und/oder einer Impulsbreite, wenn die Bearbeitung beginnt; und
  • b) eine Bearbeitungsstartzustandsänderungsvorrichtung (401) zur Änderung der Zustände für den Beginn der Bearbeitung entsprechend einer bearbeiteten Fläche, die von der Berechnungsvorrichtung (111) für die bearbeitete Fläche während der Bearbeitung berechnet wird, die entsprechend den Bearbeitungsstartbedingungen durchgeführt wird, die von der Bearbeitungsstartzustandseinstellvorrichtung (401) eingestellt sind, so daß die Energiemenge, die für die Bearbeitungsstartzustände erforderlich ist, von der Bearbeitungsstartzustandseinstellvorrichtung (401) eingestellt wird.
6. Funkenerosionsverfahren zur Durchführung der Bearbeitung eines Werkstücks (102) durch Erzeugung einer elektrischen Entladung zwischen einer Elektrode (101) und dem Werkstück (102), mit folgenden Schritten:
  • a) Beginn der Bearbeitung entsprechend Bedingungen für den Start der Bearbeitung, der eine kleine Energiemenge erfordert, beispielsweise eines Stromspitzenwertes und/oder einer Impulsbreite
  • b) Bestimmen, ob ein elektrischer Entladungsimpuls ein wirksamer elektrischer Entladungsimpuls ist, der zur Bearbeitung beiträgt, oder ein unwirksamer elektrischer Entladungsimpuls, der nicht zur Bearbeitung beiträgt;
  • c) Zählen einer Anzahl elektrischer Entladungsimpulse, die als die wirksamen elektrischen Entladungsimpulse bestimmt wurden, pro Zeiteinheit;
  • d) Messung einer Bearbeitungsrate in Axialrichtung pro Zeiteinheit;
  • e) Teilen der Anzahl gezählter elektrischer Entladungsimpulse durch die gemessene Bearbeitungsrate in Axialrichtung;
  • f) Berechnen einer bearbeiteten Absolutfläche entsprechend den Teilungsdaten und entsprechend Daten für konstante Werte, die vorher entsprechend dem Material der Elektrode (101) und des Werkstücks (102) oder entsprechend elektrischer Zustände festgelegt werden, beispielsweise die konstante Signalform des Stroms, wenn die elektrische Entladung erzeugt wird; und
  • g) Änderung der Bedingungen für den Start der Bearbeitung entsprechend der berechneten, bearbeiteten Fläche, so daß die für die Bedingungen zum Start der Bearbeitung erforderlicher Energiemenge zunimmt.
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