DE2754261A1

DE2754261A1 - Elektroentladungs-bearbeitungseinrichtung

Info

Publication number: DE2754261A1
Application number: DE19772754261
Authority: DE
Inventors: Toshihiko Furukawa
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-03-09
Filing date: 1977-12-06
Publication date: 1978-09-14
Also published as: US4168426A; JPS5819415B2; JPS53111598A; DE2754261C2; CH630548A5

Description

Patentanwälte

SPMY

Dipl.-Ing. H. Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

FP-21/22

S MÜNCHEN 86, DEN

POSTFACH 860 820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 3921/22

TOSHIHIKO FURUKAWA, 10-15, 4-chome, Tuskimono, Yamato-City

Kanagawa / Japan

Elelrtroentladungs-Bearbeitungseinrichtung

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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung, die in einer Elektroentladungs-Bearbeitungsapparatur zum Bewegen der Elektrode gemäß einem vorgegebenen Programm benutzt wird; insbesondere betrifft die Erfindung eine Einrichtung, die leicht als ein Zusatzgerät bzw. Ansatz an einer kommerziellen Elektroentladungs-Bearbeitungsapparatur angebracht werden kann.

Eine kommerzielle Elektroentladungs-Bearbeitungsapparatur bzw. -einrichtung ist mit einer Hauptwelle ausgerüstet, die an ihrem unteren Ende eine Elektroentladungs-Elektrode hat. Diese Elektrode wird durch die Hauptwelle axial bezüglich eines Werkstücks angetrieben.

Wenn die Antriebs-Zuführungsrate bzw. -geschwindigkeit der Elektrode erhöht wird, um die Bearbeitungsgeschwindigkeit zu erhöhen, wird die Werkstückoberfläche, welche der Elektrode zugewandt ist, grob bzw. rauh. Um die Rauheit der Werkstückoberfläche auf ein gewünschtes Niveau herabzusetzen, wird eine weitere Bearbeitung mit einer Elektrode von größerer Abmessung ausgeführt, oder die erste Elektrode wird relativ zu dem Werkstück in einer Richtung bewegt, die im wesentlichen normal bzw. senkrecht zu ihrer Achse ist (oder alternativ kann das Werkstück bewegt werden, wobei die Elektrode ortsfest ist). Konventionellerweise wird das erstere Verfahren als ⁿRauhbearbeitungⁿ bezeichnet, während das letztere Verfahren als "End- bzw. Feinbearbeitung" bezeichnet wird, und das Verfahren zum Bewegen der Elektrode quer zum Werkstück sowie relativ zu letzterem oder zum Bewegen des Werkstück- bzw. Arbeitstisches bei der "End- bzw. Feinbearbeitung" wird als "Annäherungsbearbeitung" bezeichnet.

Nach dem Stand der Technik wird die Annäherungsbearbeitung durch die Bedienungsperson durchgeführt, welche den Arbeitstisch, der das Werkstück trägt, empirisch quer zur

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Elektrode bewegt. Demgemäß hängt die konventionelle Annäherungsbearbeitung im weiten Umfang von der Geschicklichkeit der Bedienungsperson ab, und sie ist ungeeignet, eine Hochpräzisionsbearbeitung zu erzielen. Ein anderer Nachteil der konventionellen Annäherungsbearbeitung besteht darin, daß sie nicht leistungsfähig bzw. zweckdienlich genug zum Erzielen komplizierter Arbeitsmuster ist.

Mit der Erfindung soll es ermöjj.icht werden, die Annäherungsbearbeitung beim Elektroentladungs-Bearbeiten automatisch zu erzielen.

Weiterhin soll mit der Erfindung eine genaueund wirksame Bildung einer Vielzahl von Arbeitsmustern gemäß einem vorgegebenen Programm durch seitliche oder planare Bewegung der Elektrode erzielbar sein.

Schließlich soll mit der Erfindung der Aufbau einer Einrichtung vorgeschlagen werden, mit welcher die vorstehenden Ziele erreicht werden können, und zwar soll diese Einrichtung vorzugsweise als ein Zusatzgerät leicht an einem kommerziellen ELektroentladungs-Bearbeitungsgerät anbringbar bzw. anschließbar sein.

Kurz zusammengefaßt wird mit der Erfindung ein Zusatzgerät bzw. ein Ansatz zur Verfügung gestellt, der mit einer Elektroentladungs-Bearbeitungseinrichtung zusammenwirken kann, die eine Hauptwelle hat, welche in der Vertikalrichtung bewegbar ist. Das Zusatzgerät bzw. der Ansatz wird zwischen dem unteren Ende der Hauptwelle und einer Elektrode zum Ausführen der Elektroentladung angebracht. Das Zusatzgerät bzw. der Ansatz ermöglicht bzw. erbringt eine Planarbewegung der Elektrode und steuert die Vertikalbewegung der Hauptwelle so, daß die Planar- und Vertikalbewegungen der Elektrode alternierend bzw. abwechselnd durchgeführt werden.

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Die Erfindung wird nachstehend anhand einiger, besonders bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 8 der Zeichnung näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 und 2 Darstellungen zur Erläuterung der Annäherungsbearbeitung bei der Elektroentladungs-Bearbeitung;

Fig. 3 eine Darstellung, welche die Beziehung zwischen einer kommerziellen Elektroentladungs-Bearbeitungseinrichtung und der Einrichtung nach der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;

Fig. 4 einen vergrößerten Querschnitt eines Teils der Fig. 3;

Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel des Weges, welcher durch Bewegen der Elektrode gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben wird;

Fig. 6 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der Einrichtung nach der Erfindung;

Fig. 7 die Betriebs- bzw. Operativbeziehung zwischen dem Teil einer typischen kommerziellen Elektroentladungs-Bearbeitungseinrichtung, bei welcher die Hauptwelle vertikal bewegt wird, und der Einrichtung, wie sie in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert bzw. zum Ausdruck gebracht worden ist; und

Fig. 8 Wellenformen, die zur Erläuterung der Fig.6 dienen.

Es erscheint zunächst erforderlich, das konventionelle Annäherungsbearbeiten näher zu erläutern, bevor die Elektrodenbewegungseinrichtung nach der Erfindung erörtert wird.

Anhand der Fig. 1 sei der Vorgang des Bohrens eines Werkstücks 12 erläutert, das auf dem Tisch 10 einer Elektroentladungs-Bearbeitungseinrichtung angeordnet ist, wobei eine reguläre, quadratische Stangenelektrode 14 an der Spitze der Hauptwelle der Einrichtung angebracht ist. Die Elektrode 14

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kann sich in einer Längsrichtung 16 bewegen. Nimmt man an, daß der Querschnitt der Elektrode 14 die Abmessung von 10 χ 10 mm hat und daß das Werkstück 12 eine Dicke von 50 mm besitzt, dann beträgt das Volumen des Werkstücks, das bearbeitet bzw. durch Materialabtragung entfernt werden soll, 5 cm. Wenn das Werkstück aus Eisen hergestellt ist, dessen spezifisches Gewicht 7,8 beträgt, dann ist das Gesamtgewicht zum Bearbeiten bzw. das durch Materialabtragung zu entfernende Gewicht 39 g. Wenn die Bearbeitungsrate zu 5 g/min gewählt wird, dann erfordert die Bearbeitung nur 7,8 min, aber die Werkstückoberfläche wird, wie durch die ausgezogene Linie 18 veranschaulicht ist, sehr rauh (etwa 100/U Rmax). In Fig. 1 wird durch die Dimension a der Spalt für die Elektroentladungsbearbeitung repräsentiert. Damit die Rauhigkeit der Werkstückoberfläche auf etwa 10/u Rmax herabgesetzt wird, wie es für praktische Zwecke erwünscht ist, muß die Bearbeitungs- bzw. Materialabtragungsrate auf 0,03 g/min vermindert werden, was wiederum eine Bearbeitungszeit von 1300 min erfordert.

Infolgedessen wird gemäß der konventionellen Technik die Gesamtbearbeitungszeit dadurch herabgesetzt, daß man das Werkstück zunächst einer Grobbearbeitung mit einer sich schnell bewegenden Elektrode unterwirft, und daß man dann zur Erzielung einer endbearbeiteten Oberfläche, wie sie durch die Linie 20 angedeutet ist, eine Annäherungsbearbeitung durchführt, bei der die Elektrode um einen Abstand b auf bzw. in einer Ebene bewegt wird, die rechtwinklig zu der Axialrichtung verläuft. Anstelle einer solchen planaren Bewegung der Elektrode 14 kann der Tisch 10 bei dem konventionellen Annäherungsbearbeitungsverfahren in einer solchen Weise bewegt werden, daß der Mittelpunkt 22 der Elektrode einen Weg beschreibt, welcher die Punkte 1, 2, 3, 4 und 5 verbindet. Wenn ihre Mitte 22 zum Punkt 5 in Fig. 2 gebracht wird, dann befindet sich die Elektrode 14 in der Position, die durch die gestrichelte Linie 24 angedeutet ist.

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Wie bereits oben ausgeführt wurde, ist es so, daß die Ausbildung der endbearbeiteten Werkstückoberfläche 20 durch eine solche Annäherungsbearbeitung gemäß der konventionellen Technik von dem Bewegen des Tisches 10 durch die Hand der Bedienungsperson abhängt, und infolgedessen ist dieses konventionelle Verfahren nicht nur unökonomisch und leistungsunfähig, sondern es ist damit auch nicht möglich, eine Werkstückoberfläche mit hoher Genauigkeit zu erzielen bzw. zu bearbeiten.

Wie in Fig. 3 gezeigt ist, wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine Entladungselektrode 14 über ein Zusatzgerät bzw. eine Anbringung 38 am unteren Ende der Hauptwelle 36 angebracht, die von dem Kopf 34 herabhängt, der durch die Säule einer kommerziellen Elektroentladungs-Bearbeitungsapparatur eingespannt ist bzw. an dieser Säule freitragend angebracht 1st. Die Hauptwelle 36 kann die Elektrode 14 in einer Axialrichtung bewegen, und die Anbringung 38 führt eine Planarbewegung der Elektrode 14 durch. Ein Werkstück 12 ist gemäß der Darstellung auf dem Tisch 10 der Elektroentladungs-Bearbeitungsapparatur angeordnet, damit es durch die Elektrode 14 bearbeitet werden kann.

Die Fig. 4 zeigt in näheren Einzelheiten die strukturelle bzw. bauliche Beziehung zwischen der Hauptwelle 36, der Anbringung 38 und der Elektrode 14 zum Ausführen der Elektroentladung. Die Anbringung 38 ist über eine Stirnplatte 40 an der Hauptwelle 36 angebracht. Die Elektrode 14 ist über eine Universal-bzw. Kreuzgelenkeinspannvorrichtung 42 an der Anbringung 38 angebracht. Die Anbringung 38 kann die Elektrode 14 in den Richtungen der X-Achse und der Y-Achse bewegen, und zwar mittels eines X-Achsen-Impulsmotors 44 bzw. eines Y-Achsen-Impulsmotors (nicht dargestellt). Der X-Achsen-Impulsmotor dreht eine X-Achsen-Antriebsschraube 46, und der Y-Achsen-Impulsmotor dreht eine Y-Achsen-Antriebsschraube

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Es ist eine Einrichtung zum Erzielen einer gegebenen Planarbewegung der Elektrode durch wahlweises Drehen der beiden Schrauben 46 und 48 vorgesehen. Sie umfaßt z.B. eine Y-Achsen-Rollenführung 50 und eine Druckmutter 52.

Die Axialbewegung der Elektrode 14 folgt der Bewegung der Hauptwelle 36. Mit anderen Worten bedeutet das, daß die Elektrode durch einen Hauptwellenservomotor angetrieben wird, der es der Hauptwelle ermöglicht, sich vertikal zu bewegen; das bedeutet, daß sie von dem Hauptwellenservomotor in der Richtung der Z-Achse angetrieben wird. Die Elektrode wird außerdem einer Planarbewegung unterworfen, oder einer Bewegung in einer Ebene unter einem rechten Winkel zur Z-Achse. Eine solche Bewegung wird durch den X-Achsen- und den Y-Achsen-Impulsmotor bewirkt.

Die Fig. 5 zeigt ein Beispiel der Wege, die von der Elektrode während der Elektroentladungsbearbeitung des Werkstücks beschrieben werden. Es sei angenommen, daß der Ursprungspunkt 0 auf der planaren Oberfläche die erste Position der Elektrode 14 ist. Der Pfeil 1 repräsentiert die Bewegung der Elektrode in der +X-Achsen-Richtung um eine Einheit; der Pfeil 2 repräsentiert die Bewegung der gleichen Elektrode in der -Y-Achsen-Richtung um eine Einheit; der Pfeil 3 repräsentiert die Bewegung um eine Einheit der Elektrode in der -X- Achsen-Richtung; der Pfeil 4 repräsentiert die Bewegung um eine Einheit der Elektrode in der -X-Achsen-Richtung; der Pfeil 5 repräsentiert eine Bewegung um eine Einheit in der +Y-Achsen-Richtung; der Pfeil 6 repräsentiert die Bewegung um eine Einheit in der +Y-Achsen-Richtung; der Pfeil 7 repräsentiert die Bewegung um eine Einheit in der +X-Achsenrichtung; der Pfeil 8 repräsentiert eine Bewegung um eine Einheit in der +X-Achsen-Richtung; der Pfeil 9 repräsentiert eine Bewegung um eine Einheit in der -Y-Achsen-Richtung; und der

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Pfeil 10 repräsentiert eine Bewegung um eine Einheit in der -X-Achsen-Richtung. Diese Bewegung der Elektrode wird durch wahlweisen Antrieb der X-Achsen- und der Y-Achsen-Impulsmotoren erzielt. Die Bewegung in der Richtung, die durch den Pfeil angedeutet ist, bringt die Elektrode zurück zu dem Ursprungspunkt 0. Dann wird die Elektrode mittels des Hauptwellenservomotors in einer Richtung der Z-Achse bewegt, die durch den Pfeil 11 angedeutet ist. Die Art der Bewegungen, die vorstehend erläutert sind, wird η-mal wiederholt.

Die Fig. 6 und 7 zeigen ein elektrisches Schaltbild des Zusatzgeräts 38 bzw. einer Hauptwellenservomotor-Steuerschaltung, wie sie zum Erzielen der oben beschriebenen Wege der Elektrode bevorzugt verwendet werden können.

Die Fig. 6 zeigt eine Schaltung zum Steuern des X-Achsen-Impulsmotors A4 und des Y-Achsen-Impulsmotors 60. Ein Taktimpulsoszillator 62 gibt Taktimpulse an seinem Ausgang ab, die ein Bezugssignal zum Antrieb der Impulsmotoren bilden bzw. darstellen. Jeder Impulsmotor ist so ausgebildet, daß er sich in Ansprechung auf 800 Taktimpulse einmal vollständig dreht. Die X-Achsen- und Y-Achsen-Antriebsschrauben, die an den Impulsmotor 44 bzw. 60 angekoppelt sind, sind präzisionsgehärtet und haben eine Steigung von 0,5 mm. Demgemäß bewegt sich die Elektrode um 0,625 /um in Ansprechung auf einen Taktimpuls.

Die erste Position der Elektrode ist die auf dem Ursprungspunkt 0 in Fig. 5· Zur Betätigung eines Schalters wird ein Startknopf 64 niedergedrückt, woraufhin die Taktimpulse, die von dem Oszillator 64 erzeugt werden, dem ersten Zähler 68 zugeführt werden. Der Zähler 68 besitzt eine Mehrzahl von Ausgangsanschlüssen 70, 72, 76 und 78 und einen Rückstellanschluß 80; der Anschluß 70 kann in Ansprechung auf jeden Taktimpuls einen Ausgangsimpuls liefern, der Anschluß 72 kann in Ansprechung auf jeden zweiten Taktimpuls einen Ausgangs-

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impuls liefern; der Anschluß 76 kann in Ansprechung auf jeden dritten Taktimpuls einen Ausgangsimpuls liefern, und der An^ Schluß 78 kann in Ansprechung auf jeden vierten Taktimpuls einen Ausgangsimpuls liefern. Der Schalter 82 wird dazu benutzt, irgendeinen dieser Zählerausgänge zu wählen. Ein Ausgangsimpuls, der auf diese Weise durch den Schalter ausgewählt worden ist, wird an den Rückstellanschluß 80 des Zählers 68 gegeben. Fig. 8(a) zeigt eine Reihe von Taktimpulsen, während Fig. 8(b) einen Zählerausgang bzw. ein Zählerausgangssignal· veranschaulicht, der mit dem Anschluß 72 verbunden ist bzw. das an den Anschluß 72 gegeben wird. Das Zählerausgangssignal wird einem Polaritätswandler 84 zugeführt. Der Polaritätswandler 84 liefert ein invertiertes Ausgangssignal, wenn ein Stoppschalter 86, der später erörtert wird, betätigt wird. * Kin nichtinvertiertes Ausgangssignal von dem Polaritätswandler 84 wird an einen Vorwärts zähl eingang 90 des zweiten Zählers 88 gegeben, und ein invertiertes Ausgangssignal wird an einen RückwärtsZähleingang 92 des gleichen Zählers gegeben.

Demgemäß wird der Zählerausgangsimpuls 94, der von dem Schalter 82 in Ansprechung auf den Taktimpuls 2 erzeugt¹ wird, über den Anschluß 90 an den Ausgangsanschluß 1 des ^sy zweiten Zählers 88 gegeben und an diesem Anschluß 1 als' Im-* puls 96 hervorgebracht, wie in Fig. 8(c) veranschaulicht ist. Der Impuls 96 wird auf eine Schaltermatrix 98 gegeben, die z.B. vom Stecktafeltyp sein kann. Eine Mehrzahl von Schaltern, z.B. Druckknopfschalter, Schnapp- bzw. Federschalter usw., kann für die Matrix 98 verwendet werden. Diese Matrix umfaßt eine Gruppe von horizontalen Leitungen, die mit den jeweiligen Ausgangsanschlüssen 1 bis 10 des Zählers 88 verbunden sind, und eine Gruppe von vertikalen Leitungen +X, -X, +Y und -Y. Die Kreuzungsstellen dieser vertikalen und horizontalen Leitungen können wahlweise verbunden werden. Die dargestellte Matrix 98 ist so aufgebaut, daß man die Betriebsweise erzielt, die in Fig. 5 näher dargestellt ist. Ein Relais,

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das auf ein Ausgangssignal von dem Ausgangsanschluß 10 des Zählers 88 anspricht, ist vorgesehen.

Das Signal 96 am Ausgangsanschluß 1 des Zählers 88 wird von der +X-Leitung in der Matrix 98 abgeführt und an den Eingang eines NAND-Tors 102 gegeben. Der andere Eingang des NAND-Tors ist so geschaltet₉ daß er Taktimpulse empfängt. Ein Ausgangssignal des NAND-Tors wird über Polaritätswandler 104 und 106 auf einen Treiber 108 zum Antrieb des X-Achsen-Impulsmotors 44 gegeben. Der Polaritätswandler 104 invertiert die Polarität des Ausgangssignals von dem NAND-Tor 102, wenn ein Signal auf der Leitung 10 vorhanden ist. Der Polaritätswandler 106 invertiert die Polarität des Signals, wenn der Stoppschalter 86 eingeschaltet ist. Infolgedessen liefert das NAND-Tor 102, das von dem Impuls 96 betätigt wird, Taktimpulse 3 und 4 an den Treiber 108, und zwar über die Polaritätswandler 104 und 106, ohne daß ihre Polarität geändert wird. Die Wellenformen der Impulse, die auf den Eingang des Treibers 108 gegeben werden, sind in Flg. 8(e) gezeigt. Ein nächster Zählerimpuls 112 von dem Schalter 82 wird auch auf den Vorwärts eingangsanschluß 90 des Zählers 88 gegeben. Als Ergebnis hiervon wird ein Impuls 114, wie in Fig. 8(d) gezeigt, am Ausgangsanschluß 2 des Zählers 88 erzeugt. Der Impuls wird auf die -Y-Leitung übertragen und weiterhin auf einen Polaritätswandler 122 gegeben, und zwar über Dioden 116 und 120 sowie eine Leitung 110, so daß ein polaritätsinvertierter Zustand erzielt wird. Andererseits wird er über eine Diode 118 und eine +Y-Leitung auf ein NAND-Tor 124 gegeben. Demgemäß werden Taktimpulse 5 und 6 am Ausgang des NAND-Tors 124 erzeugt, und nachdem ihre Polarität durch den Polaritätswandler 122 konvertiert worden ist, gehen sie durch einen Polaritätswandler 126 und von da auf einen Treiber 128 zum Antrieb des Y-Achsen-Impulsmotors 60. Die Wellenformen der Impulse, die an den Eingang des Treibers 128 gegeben werden, sind In Fig. 8(f) gezeigt. Der Polarltätslnverter 126 liefert in gleicher

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bzw. ähnlicher V/eise wie der Polaritätsinverter 106 einen polaritätsinvertierten Zustand durch Drehen bzw. überführen des Stoppschalters in den Einschaltzustand.

Ein dritter Zählerimpuls 130, ein vierter Zählerimpuls 132 und ein fünfter Zählerimpuls 134 von dem Schalter 82 erzeugen einen Impuls an den Ausgangsanschlüssen 3 bzw. 4 bzw. 5 des Zählers 88. Der Impuls 130 treibt den X-Achsen-Impulsinotor 44 an, so daß dieser die Elektrode 14 um zwei Taktimpulse (7 und 8) in der Richtung der -X-Achse bewegt, und der Impuls 132 treibt den gleichen Motor an, so daß dieser die Elektrode 14 um zwei Taktimpulse (9 und 10) in der gleichen Richtung bewegt. Der Impuls 134 treibt den X-Achsen-Impulsmotor 60 an, so daß die Elektrode 14 um zwei Taktimpulse in der Richtung der +Y-Achse bewegt wird. Der Ausgangsanschluß 10 des Zählers 88 ist an den Dioden 136 und 138 vorgesehen, so daß ein Signal in der Leitung 110 erzeugt wird, und gleichzeitig ist er über eine Diode 140 zu der +X-Leitung geführt. Er treibt infolgedessen den X-Achsen-Impulsmotor 44 in der Rüitung der -X-Achse an, so daß die Elektrode 14 zu ihrem Ursprungspunkt 0 zurückgebracht wird. Gleichzeitig wird das Ausgangssignal des Anschlusses 10 des Zählers 88 auch an das Relais 100 gegeben, so daß dieses Ausgangssignal dann, wenn die Elektrode 14 zum Ursprungspunkt 0 zurückkehrt, die Hauptwellenservomotor-Steuerschaltung (in Fig. 7 gezeigt) betätigt, so daß die Elektrode in der Richtung der Z-Achse angetrieben wird.

Wie sich aus der obigen Erläuterung klar ersehen läßt, werden die zehn aufeinanderfolgenden Bewegungen der Elektrode 14, die in dem Ursprungspunkt 0 in Fig. 5 beginnen und enden, in Ansprechung auf die Impulse erzielt, die am Ausgang des Schalters 82 erscheinen, der an den ersten Zähler 68 angekoppelt ist. Beim Rückkehren zum Ursprungspunkt 0 wird die Elektrode mittels des Relais 100 nach abwärts längs des

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Weges 11 in der Richtung der Z-Achse angetrieben. Schließlich sei der Fall angenommen, daß der Stoppschalter 86 eingeschaltet ist bzw. wird, wenn die Elektrode ihre Bewegung in den Richtungen 1 und 2 nach ihrer Bewegung in der Z-Achsen-Rlchtung beendet hat.

Die Betätigung des Stoppschalters erzeugt eine Wellenform, die in Fig. 8(g) gezeigt ist. Diese Wellenform wird über eine Leitung 142 an die Polaritätswandler 106 und 126 angelegt, um diese für eine Betriebsweise der Polaritätsinversion einzustellen. Sie stellt auch den Polaritätswandler 84 für die gleiche Betriebsweise ein. Demgemäß wird ein Impuls, der dem dritten Impuls 130 vom Schalter 82 entspricht, in den Rückzähleingang 92 des Zählers 88 eingegeben, wo ein Signalimpuls 144 am Ausgangsanschluß 2 erzeugt wird. Dieser Impuls erscheint in der -y-Leitung und wird über die Dioden 116 und 120 auf die Leitung 110 gegeben; er wird außerdem auf die Diode 118 gegeben, so daß er in der +y-Leitung erscheint und das NAND-Tor 124 betätigt. Da das Ausgangssignal des NAND-Tors mittels der beiden Polaritätswandler 122 und 126 einer doppelten Inversion unterworfen wird, erscheinen die Wellenformen, die in Fig. 8(h) angedeutet sind, am Eingang des Treibers 128, und sie treiben den Y-Achsen-Impulsmotor an, so daß dieser die Elektrode in der +Y-Richtung bewegt. In Ansprechung auf den nächsten Impuls, der dem Impuls 134 in Fig. 8(b) entspricht, erscheint der Impuls 146, der in Fig. 8(c) angedeutet ist, am Ausgangsanschluß 1 des Zählers 88. Dieser Impuls erscheint in der +x-Leitung, so daß er das NAND-Tor 102 betätigt. Das Ausgangssignal des NAND-Tors wird von dem Polaritätswandler 104 nicht invertiert, aber es wird von dem Polaritätswandler 106 invertiert. Demgemäß erhält der Eingang des Treibers 108 solche Wellenformen, wie sie in Fig. 8(i) angedeutet sind, die ihrerseits den X-Achsen-Impulsmotor antreiben, so daß die Elektrode 14 zum Ursprungspunkt 0 zurückgebracht wird.

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Der Stoppimpuls, der in Fig. 8(g) angedeutet ist, wird auch auf den einen Eingang des NAND-Tors 150 gegeben. Die Impulse von dem Schalter 82 werden auf den anderen Eingang des NAND-Tors 150 gegeben. Das Ausgangssignal des NAND-Tors 150 wird durch einen Inverter 152 invertiert und dann auf den einen Eingang eines NAND-Tors 154 gegeben. Auf den anderen Eingang des NAND-Tors 154 wird der Impuls 146 vom Ausgangsanschluß 1 des zweiten Zählers 88 gegeben. Das Ausgangssignal des NAND-Tors 154 wird auf den Schalter 66 gegeben und dazu benutzt, den Ausgang des Taktimpulsoszillators zu sperren. Infolgedessen schaltet das Ausgangssignal des NAND-Tors 154 den Schalter 66 in den Aus-Zustand, wenn der X-Achsen-Impulsmotor die Elektrode 14 zum Ursprungspunkt 0 gebracht hat.

Das in Fig. 6 gezeigte Relais 100 arbeitet so, daß es den Schalter 100' der in Fig. 7 gezeigten Hauptwellenservomotor-Steuerschaltung in den Ein-Zustand schaltet. Ein Hauptwellenservomotor 160 ist ein Gleichstrommotor, dessen Drehrichtung durch die Richtung des Stroms bestimmt wird, der durch, eine Wicklung 162 fließt. Der Servomotor 160 ist operativ bzw. betriebsmäßig über eine daran angekoppelte Schraube 164 mit der Hauptwelle 36 verbunden. Eine Spannung von einer Stromversorgung 166 für die Elektroentladungsmaschine wird über die Elektrode 14 und das Werkstück 12 angelegt, und diese Spannung bestimmt eine Spaltspannung für die Elektroentladung. Die Stromversorgung 166 umfaßt eine Gleichstromversorgung 168, einen veränderbaren Widerstand 170 und einen Kondensator 172. Es ist eine variabel einstellbare Bezugsspannungsversorgung 178 vorgesehen, die aus einer Bezugsspannungsquelle 174 von der Stromversorgung 178 und einem Potentiometer 176 besteht. Die Bezugsspannung wird zwischen den veränderbaren Abgriff des Potentiometers und Masse angelegt. Wenn der Schalter 100' eingeschaltet ist und wenn die Spannung über der Elektrode und dem Werkstück höher als die Bezugsspannung ist, dann fließt der Strom in der Richtung, welcher durch den Pfeil angedeutet ist, so daß der Servomotor gedreht und dadurch die Elektrode

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in der Richtung der Z-Achse oder in derjenigen Richtung, die durch den Pfeil 11 in Fig. 5 angedeutet ist, bewegt wird. Die Elektrode setzt ihre Bewegung in der Richtung der Z-Achse fort, bis der Stromfluß durch die Motorwicklung 162 endet und die Spannung Über der Elektrode und dem Werkstück mit der Bezugsspannung ausgeglichen ist. Bei Feststellung eines solchen ausgeglichenen Zustands wird der in Fig. 6 gezeigte Stoppschalter ausgeschaltet. Das in Fig. 7 dargestellte Ausführungsbeispiel ist nur ein Beispiel des Mechanismus zum Bewegen der Hauptwelle eines kommerziellen Elektroentladungs-Bearbeitungsgeräts. Es erscheint überflüssig darauf hinzuweisen, daß die vorliegende Erfindung auch auf einen Mechanismus eines Hydraulikzylinder-Servosystems angewandt werden kann. Ein wesentliches Erfordernis der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die Zeitgebung zum Bewegen der Elektrode in der Richtung der Z-Achse mittels des Hauptwellenbewegungsmechanismus ermittelt wird, und daß danach der X-Y-Achsen-Bewegungsmechanismus, wie er in Verbindung mit Fig. 6 erläutert worden ist, erneut gestartet wird.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Schalter 82, der mit dem Ausgang des ersten Zählers 68 verbunden ist, in der Lage, eine Bewegung der Elektrode in den Richtungen der X-Achse und der Y-Achse um eine Abstandseinheit einzustellen, und die Schaltermatrix 98 ist in der Lage, die Bewegung der Elektrode entweder in der Richtung der X-Achse oder in der Richtung der Y-Achse anzuzeigen. Es können viele unterschiedliche Programme gemäß gegebenen Inhalten bzw.Ausdehnungen des Bearbeitens bzw. der Materialabtragung erstellt werden. Die Einrichtung, wie sie durch die vorliegende Erfindung zur Verfügung gestellt wird, kann an eine kommerzielle Elektroentladungs-Bearbeitungsapparatur bzw. -einrichtung angebaut bzw. angeschlossen werden, ohne daß wesentliche Abwandlungen der Apparatur bzw. Einrichtung erforderlich sind. Die

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planare Bewegung und die vertikale Bewegung der Elektrode sind wechselweise und kontinuierlich. Infolgedessen können während der Elektroentladungsbearbeitung von der Apparatur Späne sanft entfernt werden (der im Rahmen der vorliegenden Anmeldung gebrauchte Begriff der "Bearbeitung" umfaßt insbesondere auch den Begriff der spanabhebenden bzw. materialabtragenden Bearbeitung). Wenn eine Öffnung, die durch vorhergehendes Bearbeiten gebohrt worden ist, außermittig ist, ist es zusätzlich möglich, daß die Einrichtung nach der Erfindung ein gewünschtes Werk- bzw. Werkstücksöffnungsmuster ohne irgendeine Schwierigkeit erbringen bzw. zur Verfügung stellen kann.

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Claims

Patentansprüche

1. \ Elektroentladungs-Bearbeitungseinrichtung, bei der unteren Ende einer Hauptwelle eine Elektrode angebracht

ist, die in einer axialen Richtung bewegbar ist, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (38) zum Bewegen der Elektrode (14) innerhalb einer Ebene, die zwei Achsen (X,Y) enthält, welche im wesentlichen normal bzw. senkrecht zu der axialen Richtung (Z) sind, wobei die Vorrichtung eine Einrichtung (Fig. 6) zum Bestimmen der Richtung und des Abstands der Elektrode, welche sich längs der Achsen in bzw. auf der Ebene bewegt, umfaßt.

2. Elektroentladungs-Bearbeitungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einer Einrichtung (Fig. 6) versehen ist, die eine wechselweise und kontinuierliche Bewegung der Elektrode (14) in der axialen Richtung (Z) und Innerhalb der Ebene ermöglicht.

ORIGINAL INSPECTED

8O9837/Ö58A