DE3036462C2

DE3036462C2 -

Info

Publication number: DE3036462C2
Application number: DE3036462A
Authority: DE
Inventors: Kiyoshi Tokio/Tokyo Jp Inoue
Original assignee: INOUE-JAPAX RESEARCH Inc YOKOHAMA KANAGAWA JP
Current assignee: INOUE-JAPAX RESEARCH Inc YOKOHAMA KANAGAWA JP
Priority date: 1979-09-26
Filing date: 1980-09-26
Publication date: 1987-11-26
Also published as: FR2465551A1; GB2061793A; IT1148279B; IT8049750A0; US4365133A; FR2465551B1; GB2061793B; DE3036462A1; SG31485G; HK53685A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bw. 21.

Unter "Funkenerosion" und "funkenerosivem Bearbeiten" wird hier im folgenden ein Bearbeitungsprozeß verstanden, durch den Material von einem neben einer Werkzeugelektrode liegenden Werkstück mittels der Einwirkungen aufeinanderfolgender elektrischer Entladungen abgetragen wird, die dazwischen durchgeführt werden, wobei diese Einwirkungen teilweise ein elektrolytisches oder elektrochemisches Materialabtragen umfassen.

Es wurde früher davon ausgegangen, daß die auf das Bearbeiten dreidimensionalen Ausnehmung in einem Werkstück angewandte Funkenerosion gewöhnlich eine Werkzeugelektrode erfordert, die dreidimensional geformt ist, um mit der gewünschten Ausnehmung im Werkstück übereinzustimmen. Weiterhin muß eine Vielzahl derartiger Elektroden einer gleichen oder ähnlichen Gestalt und Größe vorbereitet werden, um die Abnutzung zu kompensieren, die die Elektroden oder Werkzeuge während des Erosionsprozesses erleiden, oder um die Bearbeitungszeit möglichst kurz zu machen, bis das Ziel einer gewünschten Bearbeitungsgenauigkeit und Oberflächengüte erreicht ist.

Die Vorbereitung einer derart genau geformten und mehrfach vorliegenden Elektrode ist offenbar zeitaufwendig und mühsam. Weiterhin macht es der übliche Absenkbetrieb schwierig, den Bearbeitungsspalt frei vom Schlamm bearbeiteter Späne und anderer Produkte zu halten, die leicht eine Bearbeitungsinstabilität hervorrufen.

Andererseits sind ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs vorausgesetzten Art bekannt (US-PS 35 91 761), die durch Verwendung einer Werkzeugelektrode mit einer von der Form der gewünschten Ausnehmung unabhängig geformten Arbeitsfläche den Einsatz einer Vielzahl von Werkzeugelektroden mit der Ausnehmung entsprechender dreidimensionaler Form überflüssig machen, indem eine Relativverschiebung zwischen der Werkzeugelektrode und dem Werkstück vorgenommen wird.

Schließlich sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Entfernung von Schmutzstoffen aus einem Loch, welches mit Hilfe eines elektrischen Stroms gebohrt wird, bekannt (DE-OS 23 55 675), die mit Drahtelektroden arbeiten und eine relative Vibrationsbewegung zwischen den Drahtelektroden und dem zu durchbohrenden Werkstück arbeiten, um durch die Arbeitsflüssigkeit die Schmutzstoffe aus dem Loch wegzuwaschen und die Arbeitsgeschwindigkeit zu erhöhen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs vorausgesetzten Art zu entwickeln, die die funkenerosive Bearbeitung einer Werkstückausnehmung mit erhöhter Stabilität und Leistungsfähigkeit ermöglichen.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 bzw. 21 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2-20 bzw. 22-33 gekennzeichnet.

Die dünne Werkzeugelektrode kann, wie aus "Werkstatt und Betrieb" 111 (1978) 3, Seiten 194-200 und aus "Neues aus der Technik", Nr. 5, 1. 9. 1966, Seite 4 an sich bekannt, aus Kupfer, aus einer kupferhaltigen Legierung, wie beispielsweise Messing, oder aus Kupfer-Wolfram, Silber-Wolfram oder Graphit bestehen. Die Werkzeugelektrode ist ein Draht oder ein Stab, der vorzugsweise einen Durchmesser von 0,05 bis 1 mm haben sollte, wobei jedoch ein Durchmesser von 3 bis 5 mm für ein Roh- oder Grobbearbeiten und ein Durchmesser von 1 bis 3 mm für ein mittleres Bearbeiten ausreichend ist. Der Bereich von 0,05 bis 1 mm wird bevorzugt, um ein Feinbearbeiten oder Feinschlichten zu erzielen, oder dann angewandt, wenn dies gewünscht wird.

Die Bearbeitungsflüssigkeit kann von jeder Art sein, die gewöhnlich in der herkömmlichen Absenk-EDM-Praxis (EDM = elektrisches Entladungs-Bearbeiten) verwendet wird, wobei jedoch hier Wasser oder destilliertes Wasser mit einem spezifischen Widerstand zwischen 1 · 10³ und 5 · 10⁶ Ohm · cm eingesetzt wird.

Die Schwingung kann auf die dünne Werkzeugelektrode in deren Axial- oder Längsrichtung übertragen werden, und sie kann auch in einer abgewandelten Ausführungsform quer zu deren Achse einwirken.

Eine Vielzahl verschiedener dünner Elektroden, deren jede durch einen Werkzeughalter getragen ist, kann verwendet und in einem Magazin einer automatischen Werkzeug-Austauschanordnung (ATC-Anordnung) aufbewahrt und so ersetzt werden, daß eine gegebene benutzte Werkzeugelektrode nach Bestätigung von deren Abnutzung im Magazin gesammelt und eine neue Elektrode am Maschinenkopf befestigt wird, um diese zu ersetzen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines 3D-Funkenerosions-Bearbeitungssystems mit einem Schwingungskopf nach der Erfindung,

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines anderen Systems nach der Erfindung mit einem abgewandelten Elektroden- Schwingungskopf, der einen Kompensationsvorschub der abgenutzten Elektrode erlaubt,

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Schwingungskopfes mit einer abgewandelten Erregeranordnung,

Fig. 4 den Verlauf des Schwingungssignales, das auf die dünne Werkzeugelektrode gemäß der Anordnung der Fig. 3 übertragen wird,

Fig. 5 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispieles der Erfindung, bei dem die dünne Elektrode ein Rohr ist,

Fig. 6 eine schematische Darstellung einer anderen Schwingungs-Fühleranordnung nach der Erfindung, um die Abnutzung der dünnen Werkzeugelektrode festzustellen,

Fig. 7 eine schematische Darstellung eines anderen Systems nach der Erfindung, bei dem die Werkzeugelektrode ein kontinuierlicher Draht ist,

Fig. 8 und 9 schematische Darstellungen eines anderen Systems nach der Erfindung, bei dem eine flexible Werkzeugelektrode durch eine Justierhülle geführt ist, um deren Bearbeitungsfläche an das Profil eines Werkstückes anzupassen,

Fig. 10 eine schematische Darstellung eines weiteren Abnutzung-Detektorsystems nach der Erfindung, bei dem das Verhältnis der tatsächlichen elektrischen Entladungen zu den eingespeisten Bearbeitungsimpulsen in der Anzahl überwacht wird,

Fig. 11 eine schematische Darstellung einer automatischen Werkzeug-Änderungsanordnung (ATC- Anordnung), die zur Durchführung der Erfindung besonders vorteilhaft ist,

Fig. 12 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung, bei dem der Spaltwiderstand überwacht wird, um die auf das Werkstück übertragene Bearbeitungsgenauigkeit während der Herstellung der 3D-Ausnehmung zu überprüfen,

Fig. 13 eine schematische Darstellung eines Bildanzeigesystems, das bei der Anordnung der Fig. 12 nach der Erfindung verwendbar ist,

Fig. 14 eine teilweise geschnittene schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung mit einer Zurichteinrichtung zum Zurichten der dünnen Werkzeugelektrode,

Fig. 15 eine teilweise geschnittene schematische Darstellung, die eine Abwandlung der Anordnung der Fig. 14 zeigt,

Fig. 16 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Betriebs der Zurichtanordnungen der Fig. 14 und 15,

Fig. 17 eine teilweise geschnittene schematische Darstellung einer weiteren Abwandlung des Systems der Fig. 14,

Fig. 18 eine schematische Darstellung eines Teiles des Systems der Fig. 17,

Fig. 19 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Betriebs des Systems der Fig. 17,

Fig. 20 eine schematische Darstellung eines NC- Systems (NC = numerische Steuerung) für den 3D-Bearbeitungsvorschub und zum automatischen Zurichten der Werkzeugelektrode nach einem weiteren Merkmal der Erfindung,

Fig. 21(A), 21(B) 21(C) und 21(D) den Verlauf von Signalimpulsen und Bearbeitungsimpulsen, die im System der Fig. 20 auftreten,

Fig. 22 bis 24 teilweise geschnittene Darstellungen, die schematisch erläutern, wie eine Abnutzung auf der Arbeitsfläche einer Werkzeugelektrode in einem 3D-Betrieb gebildet wird,

Fig. 25 eine schematische Darstellung, die Profillinien einer abgenutzten Elektrode zeigt, und

Fig. 26 bis 29 schematische Darstellungen, die verschiedene Wege oder Strecken entlang einer X- und einer Z-Achse zeigen, denen durch die Werkzeugelektrode bezüglich des Werkstückes beim 3D-Bearbeiten zu folgen ist.

In der Fig. 1 liegt eine Werkzeugelektrode 1 neben einem Werkstück 2 an einem Arbeitsspalt G, der mit einem elektroerosiven Arbeitsmedium gespült ist, das von einer (nicht gezeigten) Fluidquelle eingespeist ist. Die Werkzeugelektrode 1 ist hier von einer einfachen Konfiguration unabhängig von einer komplizierten Gestalt einer in das Werkstück 2 zu bearbeitenden Ausnehmung 2 a und besteht so aus einem festen oder rohrförmigen Draht oder Stab, der insbesondere bei einer herkömmlichen Absenk-EDM- oder ECDM-Elektrode (ECDM = elektrochemisches Entladungs-Bearbeiten) aus Kupfer, Messing, Silber-Wolfram, Kupfer-Wolfram oder Graphit zusammengesetzt ist und der insbesondere dünn mit einem Durchmesser oder einer Dicke zwischen gewöhnlich 0,05 bis 1 mm und in einigen Fällen bis hinauf zu 5 mm abhängig von dem gewünschten bestimmten Bearbeitungsgrad ausgeführt ist. So ist zum Grobbearbeiten eine Dicke oder ein Durchmesser von 3 bis 5 mm ausreichend. Für ein mittleres und ein End- oder Feinbearbeiten sind die Bereiche von 1 bis 3 mm bzw. von 0,05 bis 1 mm vorteilhaft.

Das Arbeitsmedium kann eine herkömmliche EDM- oder ECDM-Flüssigkeit sein; es ist vorzugsweise Wasser eines spezifischen Widerstandes zwischen 1 · 10³ bis 5 · 10⁶ Ohm · cm, das - insbesondere, wenn es im vorliegenden Prozeß eingesetzt wird - ein Fortschreiten des Bearbeitens mit hoher Stabilität und ausgezeichneten Ergebnissen erlaubt.

Das Werkstück 2, das entweder ein unbearbeitetes Rohstück oder ein zuvor grob bearbeitetes Stück sein kann, wird durch einen Arbeitstisch 3 getragen, der durch Motoren 4, 5 und 6 angetrieben ist, um eine Verschiebung des Werkstückes 2 bezüglich der Werkzeugelektrode 1 entlang drei wechselseitig orthogonalen Achsen X, Y und Z zu erzeugen. Die Motoren 4, 5 und 6 sind jeweils ein Schrittmotor oder ein Gleichstrommotor, der mit einem Codierer ausgerüstet ist, und sie werden abhängig von von einer numerischen Steuereinheit (NC-Einheit) 7 eingespeisten Ansteuersignalen gemäß darin vorprogrammierten Digital-Daten angetrieben, die eine vorbestimmte dreidimensionale Profilstrecke, der durch die relative Verschiebung zwischen der Werkzeugelektrode 1 und dem Werkstück 2 zu folgen ist, und somit ein gewünschtes dreidimensionales Profilmuster vorschreiben, das im Werkstück 21 herzustellen oder zu bearbeiten ist.

Eine Bearbeitungs-Strom- bzw. Spannungsversorgung 8, die ein herkömmlicher EDM-Generator sein kann, ist mit der Werkzeugelektrode 1 und dem Werkstück 2 verbunden, um eine Reihe von Bearbeitungsimpulsen an den Arbeitsspalt G zu legen, damit zeitlich beabstandete, diskrete elektrische Entladungen zwischen der Werkzeugelektrode 1 und dem Werkstück 2 durch das Arbeitsmedium auftreten, so daß Material vom Werkstück 2 abgetragen wird. Die Bearbeitungseinwirkung kann teilweise die elektrolytische oder elektrochemische Einwirkung umfassen.

Die Werkzeugelektrode 1 ist durch einen Halter 9 geführt oder getragen, der hier ein Ultraschall-Schwingungshorn aufweist, das ausgelegt ist, um eine Ultraschallschwingung auszubreiten und zu verstärken, die durch einen Wandler 10 erzeugt ist, der durch eine Hochfrequenz-Versorgung 11 erregt wird. Der Wandler 10 kann ein herkömmliches piezoelektrisches Element (z. B. Quarz, Rochellesalz, Bariumtitanat), ein herkömmliches magnetostriktives Element (z. B. Nickel, Aluminium- Eisen-Legierung) oder ein Elektromagnet sein, und die Schwingungsversorgung 9, 10, 11 ist so gestaltet, daß die Werkzeugelektrode 1 in der Längsrichtung mit einer allgemein zwischen 1 und 500 kHz liegenden Frequenz und mit einer Amplitude von 1 bis 50 µm schwingt, obwohl eine größere Amplitude und eine höhere Frequenz ebenfalls verwendbar sind. Da eine Hochfrequenzschwingung bei einer Frequenz von z. B. 10 bis 50 kHz auf die Werkzeugelektrode 1 übertragen wird, während diese dreidimensional die Oberfläche des Werkstückes 2 überstreicht, um das Bearbeiten zu einem gewünschten Endprofil vorzutreiben, hat sich gezeigt, daß die Bearbeitungsstabilität merklich gesteigert und die Abtragungsgeschwindigkeit um einen Faktor 3 bis 5 größer als ohne eine derartige Schwingung ist.

Infolge des von Entladungen betroffenen Bereiches der Werkzeugelektrode 1, der viel kleiner als der entsprechende Bereich des Werkstückes ist, neigt die Elektrode 1 zu einer Abnutzung an ihrem Spitzenteil. Es hat sich gezeigt, daß die Abnutzung wirksam durch Überwachen einer Änderung eines Schwingungsparameters der Werkzeugelektrode 1 oder im Schwingungsansprechen des Werkstückes 2 erfaßt werden kann. Z. B. ist die Änderung Δ t in der Ankunftszeit eines Echos, das auf einem Schwingungssignal beruht, das von der Elektrodenspitze übertragen wird und auf das Werkstück entfällt sowie zurück zur Elektrode reflektiert wird, im allgemeinen proportional zur Änderung in der Elektrodenlänge oder in der Spaltabmessung Δ 1 : Δ t = αΔ 1, wobei α eine Konstante ist. Durch Erfassen der Änderung Δ t kann die Änderung Δ 1 oder eine Elektrodenabnutzung festgestellt werden.

In der gezeigten Anordnung ist ein Schwingungsfühler oder -sensor 12 entsprechend mit einem Detektor 12 a, einem Voreinstell-Schwellenwert- oder Bezugs- Einstellglied 12 b und einem Vergleicher oder Diskriminator 12 c versehen. Der Detektor 12 a kann die Ankunftszeit t eines Echos erfassen, die im Diskriminator 12 c mit einem hierfür entsprechend einer gegebenen Elektrodenlänge oder Spaltabmessung l ₀ vorgewählten Bezugswert verglichen wird. Wenn ermittelt wird, daß eine Abweichung auftritt, wird ein Signal durch den Diskriminator 12 c abgegeben und zu einer einem Schrittmotor 14 zugeordneten Steuereinheit 13 gespeist. Wenn eine Schwingungsfrequenz von z. B. 10 bis 500 MHz verwendet wird, um die Werkzeugelektrode 1 in Schwingungen zu versetzen, so wird eine Elektrodenabnutzung von 0,05 bis 0,1 mm mit einem hohen Genauigkeitsgrad auf diese Weise festgestellt.

Der Fühler 12 kann auch auf eine Änderung in der Schwingungsfrequenz ansprechen, und dann besteht der Detektor 12 a aus einem Frequenzdetektor, und die Einstelleinheit 12 b hat eine vorbestimmte Bezugseinstellung entsprechend der ankommenden Frequenz, bei der die Werkzeugelektrode keiner Abnutzung ausgesetzt ist und der Arbeitsspalt G einen optimalen Abstand aufweist. Der Diskriminator 12 c ist dann so gestaltet, daß er ein eine Frequenzverschiebung darstellendes Signal erzeugt, und er kann auf diese Weise ähnlich die Elektrodenabnutzung vorschreiben. Es hat sich gezeigt, daß bei einer Eingangsfrequenz zwischen 10 und 50 kHz die Elektrodenabnutzung einer Größe, wie diese oben erwähnt wurde, zu einer Frequenzverschiebung oder -steigerung von 4 bis 5 kHz führt.

Die Werkzeugelektrode 1 ist durch den Halter 9 über eine Einspanneinrichtung 15 gelagert, in der sie durch Führungsrollen 16 und Vorschubrollen 17 getragen ist, die betriebsmäßig mit dem Motor 14 verbunden sind. Somit arbeitet die Steuereinheit 13 abhängig von einem Signal vom Diskriminator 12 c, das eine Abnutzung der Werkzeugelektrode anzeigt, um den Motor 14 mit einem Ansteuerimpuls oder Impulsen zu versorgen, und der Motor 14 treibt seinerseits die Vorschubrollen 17 an, damit die Werkzeugelektrode 1 um eine vorgewählte Anzahl von Inkrement- Verschiebungen durch den Führungsweg in der Einspanneinrichtung 15 vorrücken kann, wodurch die Abnutzung kompensiert wird. Das Inkrement der Verschiebung wird vorzugsweise auf einen kleinen Wert von z. B. 1 µm eingestellt, so daß ein optimaler Spaltabstand mit einem hohen Genauigkeitsgrad sofort wieder hergestellt werden kann.

Beispiel

Ein eisenhaltiges Werkstück wird dreidimensional mit der in Fig. 1 dargestellten und beschriebenen Anordnung mittels eines Kupferdrahtes oder einer Stabelektrode, die mit einer Frequenz von 28 kHz schwingt, und bei verschiedenen elektrischen Bearbeitungsbedingungen bearbeitet. Es hat sich gezeigt, daß der Abnutzungs-Kompensationsvorschub benötigt wird einmal für alle 10⁴ Entladungsimpulse unter einem Abnutzungszustand, der zu einer Oberflächenrauhigkeit von 5 R _max führt, einmal für alle 10₆ Entladungsimpulse unter einem Zustand geringer Abnutzung, der zur gleichen Rauhigkeit führt, einmal für alle 5 · 10³ Entladungsimpulse unter einem Abnutzungszustand, der zu 10 µR _max führt, einmal für alle 5 · 10⁵ Entladungsimpulse unter einem Zustand geringer Abnutzung, der zur gleichen Rauhigkeit führt, und einmal für alle 5 · 10² Entladungsimpulse unter einem Abnutzungszustand, der zu 20 µR _max führt, sowie einmal für alle 5 · 10⁴ Entladungsimpulse unter einem Zustand geringer Abnutzung, der zur gleichen Rauhigkeit führt.

Auf diese Weise wird die Elektroden-Abnutzungskompensation mit einem hohen Genauigkeitsgrad konstant erzielt, so daß eine einzige Werkzeugelektrode 1 einer einfachen Konfiguration gleichbleibend ein 3D-Bearbeiten ausführen kann, um eine gewünschte 3D-Ausnehmung oder ein gewünschtes Muster mit einem hohen Genauigkeitsgrad zu liefern.

Um eine Änderung eines Schwingungsparameters zu ermitteln, kann auch die Amplitude erfaßt werden. Dann kann ein piezo elektrisches Element am Wandler 10 oder am Horn 9 angebracht werden, um ein Signal entsprechend einer Änderung in der Schwingungsamplitude mit erforderlicher Genauigkeit abzuleiten. Weiterhin kann auch eine Änderung in der von der Quelle 11 zum Wandler übertragenen Energie mittels z. B. eines Strommessers erfaßt werden. Unabhängig davon, welcher Parameter erfaßt wird, ist eine scharfe Änderung erfaßbar und als ein Signal verwendbar, um eine Werkzeugabnutzung zuverlässig zu bestimmen, so daß ein Abnutzungs- Kompensationsvorschub mit hoher Genauigkeit erzielt werden kann.

Die Werkzeugelektrode 1 braucht nicht einen runden oder kreisförmigen Querschnitt zu besitzen; sie kann jeden anderen einfachen Querschnitt aufweisen, wie z. B. ein Quadrat oder Dreieck. Dann kann die Einspanneinheit 15 ein Anpaßstück enthalten, das so ausgelegt ist, daß es eine derartige Elektrode eines anderen Querschnittes hält und daß es - geführt oder getragen durch die Führungsrollen 6 und 17 - durch die Öffnung des Horns 9 verschiebbar ist. Der Abnutzungs-Kompensationsvorschub wird alternativ durch einen (nicht gezeigten) Maschinenkopf bewirkt, um das Horn 9 und den Wandler 10 zu tragen.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2, in dem einander entsprechende Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 versehen sind, ist die Werkzeugelektrode 1 fest an einer Kupplung 115 durch das Ultraschall-Horn 9 gelagert, das seinerseits verschiebbar von einem Maschinenkopf 18 aufgehängt ist. In dieser Anordnung ist der Kopf 18 vertikal auf einer Spindel 106 a durch einen Z-Achsen- Motor 106 verschiebbar, um die Werkzeugelektrode 1 entlang der Z-Achse oder in ihrer Axialrichtung zu verfahren, während der Arbeitstisch 3 entlang den X- und Y-Achsen durch die Motoren 4 bzw. 5 verschoben wird, um das Werkstück 2 in der X-Y-Ebene so zu bewegen, daß eine vorbestimmte relative Profilbewegung zwischen der Arbeitsfläche der Werkzeugelektrode 1 und dem Werkstück geliefert wird, wodurch eine gewünschte 3D-Ausnehmung oder ein Muster in dem zu bearbeitenden Werkstück erzeugt wird.

Die Bearbeitungs-Strom- bzw. -Spannungsversorgung 8 ist einerseits mit der Werkzeugelektrode 1 über die Einspanneinrichtung 115 und andererseits mit dem Werkstück 2 über den Arbeitstisch 3 verbindbar, um elektroerosive Impulse am Arbeitsspalt G zu erzeugen. Ein Nebenschlußwiderstand 19 liegt am Spalt G parallel mit der Strom- bzw. Spannungsversorgung 8, um die Spaltspannung zu erfassen. Ein V/F-Umsetzer 20 (V/F = Spannung/Frequenz) ist mit dem Fühlerwiderstand 19 verbunden, um das Spannungssignal in eine Impulsfolge umzuwandeln, deren Frequenz proportional zur Spaltspannung ist. Das Frequenzsignal liegt dann an der NC-Einheit 7, so daß die Verschiebungsgeschwindigkeit entlang der X-Achse, der Y-Achse und der Z-Achse als Funktion der Spaltspannung steuerbar ist.

Das die Werkzeugelektrode 1 lagernde Horn 9 ist in einer Kammer enthalten dargestellt, die durch ein kegelstumpfförmiges Gehäuse 21 festgelegt wird, das mit seinem oberen Ende am Bearbeitungskopf 18 angebracht ist. Das untere Ende des Gehäuses 21 ist mit Führungsspulen oder -rol len 22 ausgestattet, zwischen denen der Draht oder eine ähnliche Werkzeugelektrode 1 geführt wird, um die Bearbei tungsbeziehung mit dem Werkstück 2 aufzubauen, während eine Schwingung durch ein Schwingungssignal über das Horn 9 vom Wandler 10 einwirkt, der durch die Versorgung 11 erregt wird. Das Horn 9 ist hier verschiebbar auf einer Leitspindel 23 getragen, die durch einen Motor 114 angetrieben wird, der wiederum vorzugsweise ein Schrittmotor oder ein Gleichstrommotor ist, der mit einem Codierer ausgerüstet ist. Somit spricht die Steuereinheit 13 auf die durch den Schwingungsfühler 12 erfaßte Werkzeugabnutzung an, um den Motor 114 mit einem Ansteuersignal zu versorgen. Der Motor 114 wird angetrieben, um das Horn 9 zu bewegen, so daß die Werkzeugelektrode 1 axial vorrückt, und um die Werkzeugabnutzung der Elektrode 1 zu kompensieren, so daß eine vorgewählte Länge hiervon aus der Elektroden-Führungseinrichtung 22 in einer Bearbeitungsbeziehung mit dem Werkstück 2 weiterhin vorspringt.

Die in Fig. 3 gezeigte Ultraschallanordnung umfaßt einen ersten Wandler 210 a, der am verstärkenden Horn 9 angebracht ist und von einer ersten Versorgungsquelle 211 a einer niederfrequenten Ausgangsleistung erregt wird, und einen zweiten Wandler 210 b, der am ersten Wandler angebracht ist und von einer zweiten Versorgungsquelle 211 b einer hochfrequenten Ausgangsleistung versorgt wird. Der Ausgang der ersten Quelle 211 a ist mit dem Eingang der zweiten Quelle 211 b verknüpft, so daß die zweite Quelle 211 b aufeinanderfolgende Reihen von Hochfrequenz-Impulsen liefert, wobei die Reihen bei der Frequenz der NF-Quelle 211 a, nämlich beispielsweise bei 10 bis 50 kHz auftreten, und wobei die Impulse bei der Frequenz der HF-Quelle 211 b vorliegen, nämlich beispielsweise bei 10 bis 100 MHz. Als Ergebnis erlangt die am Ende des Verstärkungshornes 9 angebrachte Drahtelektrode Schwingungssignale eines in Fig. 4 gezeigten Verlaufes, um eine genaue Erfassung der Werkzeugabnutzung zu ermöglichen, während die Bearbeitungsstabilität gesteigert ist.

Die Resonanzfrequenz der Schwingung wird ausgedrückt durch:

mit
n= Anzahl der Knoten, l= Länge der Drahtelektrode, p= (mechanische) Spannung der Drahtelektrode 1, r= Gewicht der Drahtelektrode je Längeneinheit, und g= Erdbeschleunigung.

Da p, r und g konstante Werte sind und n als konstanter Wert angenommen wird, ist zu ersehen, daß sich die Schwingungsfrequenz F umgekehrt proportional zur Werkzeuglänge l verändert, und die Werkzeugabnutzung abhängig von der Änderung Δ l in der Länge wird erhalten, indem die Schwingungsfrequenz F erfaßt wird, und sie wird kompensiert.

Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem die Werkzeugelektrode ein Rohr 301 mit einer Innenbohrung ist, durch die eine von einem (nicht gezeigten) Vorrat über einen Einlaß 24 eingeführte Arbeitsflüssigkeit in den Arbeitsspalt G getrieben wird. Die Arbeitsflüssigkeit ist vorzugsweise destilliertes Wasser, das aus Frischwasser zu einem spezifischen Widerstand vorzugsweise ab 5 · 10³ Ohm · cm entionisiert und durch den sehr kleinen Arbeitsspalt G zwischen das Rohrende und das Werkstück 2 getrieben wird. Das Horn 9 wirkt hier zur Übertragung einer durch den Wandler 10 erzeugten Ultraschallschwingung einer Frequenz im Bereich zwischen z. B. 1 und 100 MHz auf die Arbeitsflüssigkeit. Somit breitet sich die Ultraschallschwingung mit einer Geschwindigkeit von 1500 m/s durch die Arbeitsflüssigkeit aus, was zwei- bis dreimal höher als die Geschwindigkeit durch den Metallkörper der Rohrelektrode 301 ist. Durch Erfassen einer Änderung in der Echoperiode oder jedes anderen Schwingungsparameters (vgl. oben), kann die Abnutzung der Werkzeugelektrode 301 sehr genau ermittelt werden. Die rohrförmige Elektrode 301 ist beweglich durch Führungsrollen 317 gelagert, die durch einen Motor 314 angetrieben sind, damit die Elektrode 301 zur Kompensation der erfaßten Elektrodenabnutzung vorfährt.

Bei dieser Anordnung kann der Arbeitsspalt G auch als Quelle der auf die Werkzeugelektrode 301 übertragenen Ultraschallschwingung verwendet werden. Die Erzeugung intermittierender elektrischer Entladungen am Arbeitsspalt liefert eine zyklische Erzeugung eines Entladungsdruckes und damit eine Erzeugung einer mechanischen Schwingung, die sich durch die Elektrode 301 ausbreitet und mit einem Wandler (in dieser Fig. nicht gezeigt) erfaßt werden kann, der in Berührung mit der Elektrode 301 angeordnet ist, um die Elektrodenabnutzung zu ermitteln.

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 6 wird die Werkzeugabnutzung erfaßt durch den Wandler 10, der die Ultraschallschwingung auf die Werkzeugelektrode 1 überträgt, und ein Mikrofon 25, das in der Nähe des Arbeitsspaltes angeordnet ist. Ein Vergleicher 26 wird verwendet, um die beiden Signale zu vergleichen, die durch diese beiden Einrichtungen erfaßt sind, so daß dadurch die Werkzeugabnutzung angezeigt wird.

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 7 ist die Werkzeugelektrode ein kontinuierlicher Draht 401, der von einer Spule 27 abgewickelt und durch Führungsrollen 417 geführt wird. Die Führungsrollen 417 sind durch einen Motor 414 angetrieben, um den kontinuierlichen Elektrodendraht 401 zur Kompensation der Abnutzung von dessen Endteil zuzuführen.

In den Ausführungsbeispielen der Fig. 8 und 9 ist die Drahtelektrode 401 durch flexible Hüllen 28 geführt, so daß der die Arbeitsspitze bildende Endteil hiervon in Übereinstimmung mit dem Oberflächenprofil eines gerade bearbeiteten Werkstückes 2 gebogen ist. Die Hülle 28 ist fest an einem Schwingungskopf oder Horn 9 gelagert, wie dies oben erläutert wurde. Die gebogene Drahtelektrode fährt entlang dem Werkstückprofil.

Ein in Fig. 10 gezeigtes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer Elektrodenanordnung, einem Schwingungskopf und einer dreididmensionalen Bearbeitungs- Vorschubeinheit, die im wesentlichen gleich aufgebaut sind, wie dies oben insbesondere anhand der Fig. 2 erläutert wurde, hat zusätzlich ein Elektroden-Abnutzungs-Detektorsystems, das auf die Erzeugungsrate oder -geschwindigkeit von Bearbeitungsentladungen anspricht.

Das System hat einen ersten Signal-Impulsgeber 30, der eine Reihe von ersten Signalimpulsen entsprechend eingespeisten Bearbeitungsimpulsen liefert, die von der Strom- bzw. Spannungsquelle 8 an den Arbeitsspalt G zwischen der Werkzeugelektrode 1 und dem Werkstück 2 abgegeben werden. Ein zweiter Signal-Impulsgeber 31 ist mit dem Spaltwiderstand 19 verbunden, um eine Reihe zweiter Signalimpulse entsprechend den tatsächlichen Bearbeitungs-Entladungsimpulsen zu liefern, die durch den Arbeitsspalt G erzeugt werden. Dem ersten und dem zweiten Signal- Impulsgeber 30 bzw. 31 ist der erste Eingang eines UND-Gatters 32 bzw. 33 nachgeschaltet, deren jeweiligen zweiten Eingänge mit Takt- oder Zeitsteuersignalen versorgt werden, die von einem Zeitgeberglied 34 geliefert werden. Die Ausgänge der UND-Gatter 32 und 33 sind in einen Voreinstellzähler 35 bzw. 36 geführt, der Ausgangssignale synchron dank einer Kopplung 37 liefern kann, wobei die Ausgangssignale in einen Dividierer 38 eingespeist werden. Dem Dividierer 38 ist ein Diskriminator 39 nachgeschaltet, der - wenn das Ausgangssignal des Dividierers 38 einen darin voreingestellten Schwellenwert überschreitet - ein Ausgangssignal erzeugt, das an einem Steuerglied 40 liegt. Das Steuerglied 40 erzeugt bei Betätigung einen Vorschubimpuls oder Vorschubimpulse, der bzw. die eingespeist werden, um einen Elektroden-Abnutzungs-Kompensationsmotor 114 anzusteuern, wie dies weiter oben näher erläutert wurde.

In einem Bearbeitungsbetrieb wird die Werkzeugelektrode 1, die ein Draht einer Dicke von 0,1 bis 1 mm oder ein Stab oder ein Rohr eines Durchmessers von 2 bis 10 mm sein kann und durch den Werkzeugkopf 8 getragen wird, vertikal entlang der Z-Achse mittels des Motores 106 zugeführt, um in einer Bearbeitungsbeziehung mit dem Werkstück 2 positioniert oder justiert zu werden, wie dies dargestellt ist. Dann wird der Arbeitstisch 3 angetrieben, um das Werkstück 2 in einer X-Y-Ebene durch den X-Achsen-Motor 4 und den Y-Achsen- Motor 5 vorzuschieben. Wie weiter oben erläutert wurde, werden Ansteuerimpulse für die Motoren 4, 5 und 106 von der numerischen Steuereinheit 7 aufgrund von darin vorprogrammierten Daten über gewünschte Bahnbewegungen geliefert. Ein EDM-Arbeitsfluid wird in den Bereich des Arbeitsspaltes G gespeist, während eine Reihe elektrischer Bearbeitungsimpulse von der Strom- bzw. Spannungsversorgung 8 an die Werkzeugelektrode 1 und das Werkstück 2 gelegt wird. Als Ergebnis werden elektrische Entladungen zwischen der Spitze oder der Seitenfläche nahe der Spitze der Werkzeugelektrode 1 und dem Werkstück 2 erzeugt, um nacheinander Material vom Werkstück 2 abzutragen.

Wie weiter oben näher erläutert wurde, ist das Arbeitsfluid vorzugsweise destilliertes Wasser eines spezifischen Widerstandes im Bereich in der Größenordnung von 10³ bis 10⁵ Ohm · cm. Es hat sich gezeigt, daß mit einem derartigen Wasser-Arbeitsfluid eine merklich verbesserte Oberflächengüte gegenüber Kerosin erhalten werden kann. Somit wird eine R _max -Wert unter gleichen Impulsbedingungen halbiert. Z. B. ist mit einer Impuls-Ein-Zeit τ _ein von 1 µs, einer Impuls-Aus-Zeit τ _aus von 3 µs und einem Impuls-Spitzenstrom I _p von 20 A eine Oberflächenrauhigkeit von 3 bis 4 µR _max mittels des Wasser-Arbeitsfluids zu erhalten.

Die Motoren 4, 5 und 106 sind jeweils Impulsmotoren oder ein mit einem Codierer ausgerüsteter Gleichstrommotor. Ansteuerimpulse können gelegt werden an jeden Impulsmotor bei einer festen Frequenz, jedoch vorzugsweise bei einer gesteuerten Frequenz, die abhängig vom Spaltzustand verändert wird, so daß sich die Vorschubgeschwindigkeit entlang jeder Achse abhängig von dieser ändern kann, wie dies oben erläutert wurde.

Während des Bearbeitungsbetriebes wird eine Hochfrequenzschwingung auf die Werkzeugelektrode 1 mittels einer Ultraschall-Schwingungsanordnung 9, 10 und 11 übertragen, wie diese oben beschrieben wurde. Die Bearbeitungsstabilität ist so merklich verbessert, und eine um einen Faktor 3 höhere Abtragungsgeschwindigkeit als ohne Elektrodenschwingung oder -rütteln ist erzielbar.

Die Werkzeugelektrode 1 neigt zu einer Abnutzung von ihrem als eine Arbeitsfläche dienenden Spitzenteil, und die Abnutzung ist insbesondere bei einer dünneren Elektrode bemerkenswert, die in einer Bearbeitungsbeziehung mit einer weiter zu bearbeitenden Werkstückfläche liegt.

Das Werkzeugabnutzungs-Fühler- und -Kompensationssystem arbeitet in der folgenden Weise. Der Zeitgeber 34 liefert periodisch ein Taktsignal, das an den UND-Gattern 32 und 33 liegt, um diese freizugeben. Während der Freigabeperiode werden die Signalimpulse vom Eingangs-Signal-Impulsgeber 30 durch das Gatter 32 geschickt und an den Zähler 35 gelegt, um dadurch gezählt zu werden. In der Zwischenzeit werden die Signalimpulse, die vom Impulsgeber 30 abgegebene Spalt-Entladungsimpulse darstellen, durch das Gatter 33 geschickt und an den Zähler 36 gelegt, um dadurch gezählt zu werden. Wenn der erste Zähler 35 aufwärts bis zu einer Zahl von eingespeisten oder darin voreingestellen Quellenimpulsen zählt, so liefert er ein Ausgangssignal. Wenn in der Zwischenzeit der zweite Zähler 36 aufwärts bis zu einer Zahl von darin voreingestellten Spalt-Entladungsimpulsen zählt, so erzeugt er ein Ausgangssignal. Diese beiden Ausgangssignale werden zum Dividierer 38 gespeist, der dann ein Ausgangssignal liefert, das das Verhältnis oder die Differenz dieser beiden Zähler-Ausgangssignale darstellt.

Wenn sich die Elektrode 1 abnutzt, erweitert sich der Spaltabstand G zwischen der Werkzeugelektrode 1 und dem Werkstück 2, so daß Bearbeitungsentladungen schwierig auftreten. Dies bedingt eine Abnahme in der Anzahl der Entladungen bezüglich einer im wesentlichen festen Anzahl von Quellenimpulsen, die von der Strom- bzw. Spannungsversorgung 8 in der Zeiteinheit geliefert werden. Folglich erzeugt der Signal-Impulsgeber 31 eine verringerte Anzahl von Signalimpulsen, die durch den Zähler 36 gezählt werden. Der Dividierer 38 vergleicht dann die Ausgangssignale der Zähler 35 und 36 und erzeugt ein Verhältnissignal, das proportional zur Werkzeugabnutzung ist. Wenn das Verhältnis einen Schwellenwert überschreitet, liefert der Diskriminator 39 ein Signal, das das Steuerglied 40 betätigt, welches seinerseits einen Ansteuerimpuls liefert, der in den Kompensations-Vorschubmotor 114 eingespeist wird. Die Zähler 35 und 36 werden dann selbst gelöscht und sind bereit für einen nächsten Zählzyklus. In dieser Stufe werden die Gatter 32 und 33 weiter durch das Taktsignal vom Zeitgeberglied 34 freigegeben, und die Eingangsimpulse sowie die Spalt-Entladungsimpulse können geleitet werden, um den Zähler 35 bzw. 36 zum Zählen zu erreichen. Der Dividierer 38 erzeugt weiter das Verhältnissignal, damit das Steuerglied 39 fortgesetzt arbeitet, so daß der Motor 114 weiter angesteuert ist, um den Kompensationsvorschub für die Werkzeugelektrode 1 durchzuführen.

Wenn der Spaltabstand als Ergebnis eines Abnutzungs- Kompensations-Vorschubes durch den Motor 114 verringert ist, wird das Verhältnis der Spaltentladungsimpulse zu den Quellenimpulsen kleiner. Wenn das Verhältnis unter den Schwellenwert abfällt, wird der Diskriminator 39 entregt, um das Ansteuern des Motores 114 zu beenden. Die Gatter 32 und 33 werden nach Ablauf des Taktsignales vom Zeitgeberglied 34 abgeschaltet, um die Signalimpulse von den Impulsgebern 30 und 31 zu sperren.

Fig. 11 zeigt ein weiters Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem eine automatische Werkzeug-Änderungseinheit 41 vorgesehen ist. Die Einheit 41 umfaßt ein Werkzeug-Speicherungsmagazin 42 in der Form einer Scheibe, an der abnehmbar mehrere Werkzeugelektrodeneinheiten 1 a, 1 b, 1 c, . . . mit verschiedenen Elektrodenkonfigurationen, die rund, dreieckig, quadratisch usw. sein können, und/oder mit verschiedenen Abmessungen angebracht sind, wobei jede Einheit eine Ultraschall-Schwinger- oder Rüttelanordnung 9, 10 besitzt, die den Elektrodenkörper 1 lagert und durch den Werkzeugkopf 18 geführt werden kann, wie dies oben erläutert wurde. Das Magazin 42 wird abhängig von einem von einem Stellglied gelieferten Signal nacheinander in gegebene Werkzeug-Änderungsstellungen gedreht. Ein Werkzeug-Änderungsarm 44 mit einem Greifer ist ebenfalls abhängig von einem Signal vom Stellglied 43 vorgesehen, um vom Werkzeugkopf 18 eine benutzte Elektrodeneinheit, z. B. die Elektrodeneinheit 1 a, zum Magazin 42 zu sammeln und dann eine folgende programmierte Elektrodeneinheit, z. B. die Elektrodeneinheit 1 b, vom Magazin 42 zu entfernen sowie am Werkzeugkopf 18 anzubringen, damit ein anschließender Bearbeitungsschritt dadurch am Werkstück 2 durchführbar ist.

Eine weitere, in Fig. 12 dargestellte Anordnung verwendet eine Werkzeug-Schwingungseinrichtung zum Überprüfen der Bearbeitungsgenauigkeit eines Werkstückes vor, während und nach einem gegebenen elektrischen Bearbeitungsbetrieb. Wie weiter oben näher erläutert wurde, ist eine Werkzeugelektrode 1 sicher an einer Kopplung 115 durch ein Ultraschallhorn 9 mit einem daran angebrachten Wandler gelagert, der durch eine HF-Versorgung 11 eines veränderlichen Ausgangssignales erregt wird, damit die Amplitude der auf die Werkzeugelektrode 1 übertragenen Schwingungen veränderlich einstellbar ist. Das Horn 9 ist am Maschinenkopf 18 befestigt, der vertikal entlang der Z- Achse durch den Motor 106 verschiebbar ist, während der das Werkstück 2 tragende Arbeitstisch 3 in der X-Y-Ebene durch die Motoren 4 und 5 verschoben wird. Somit wird eine dreidimensionale Bearbeitungsverschiebung durch die Motoren 4, 5 und 106 wie in den bereits dargestellten Ausführungsbeispielen unter vorprogrammierten Befehlen der numerischen Steuereinheit 7 bewirkt.

In dieser Anordnung ist eine von der Bearbeitungs- Strom- bzw. -Spannungsversorgung 8 unabhängige Überwachungs- Strom- bzw. -Spannungsversorgung 50 mit dem Arbeitsspalt zwischen der Werkzeugelektrode 1 und dem Werkstück über einen Fühlerwiderstand 51 verbunden, von dem abgegriffene Anschlüsse an einem Diskriminatorglied 52 liegen. Eine Bildanzeige 53 ist einerseits mit dem Ausgang des Diskriminatorgliedes 52 und andererseits mit einem Ausgang der numerischen Steuereinheit 7 verbunden.

Es sei angenommen, daß ein gegebener dreidimensionaler Bearbeitungsbetrieb auf dem Werkstück 2 vorgenommen wurde. Die Werkzeugelektrode 1 wird dann bei einer Frequenz im Bereich von z. B. 2 bis 3 kHz oder 10 bis 50 kHz und mit einer Amplitude im Bereich zwischen z. B. 0,1 bis 1 µm oder zwischen 5 und 10 µm in Schwingungen versetzt, indem die Schwingungsanordnung 9, 10 und 11 betätigt wird, und die Werkzeugelektrode 1 wird dreidimensional durch Betätigen der Vorschubmotoren 4, 5 und 106 über das bearbeitete Profil 2 a des Werkstückes 2 entlang der gleichen Bahn gefahren, der während des Bearbeitungsbetriebes unter den Befehlssignalen der numerischen Steuereinheit 7 zu folgen ist. Die Frequenz und die Amplitude der Werkzeugschwingung werden konstant bei Werten abhängig von einem bestimmten Genaugkeitsgrad einer gewünschten Überwachung gehalten. Die schwingende Werkzeugelektrode 1 liegt dann neben dem Werkstück 2 an einem sehr kleinen mittleren Spaltabstand, der in vorteilhafter Weise mit dem Arbeitsfluid gefüllt sein kann. Die Werkzeugelektrode 1 bildet und unterbricht so einen leichten Kontakt mit der Werkstückoberfläche 2 a, und bei einer gegebenen Frequenz und Amplitude der Schwingung kann der elektrische Widerstandswert abhängig von der neutralen Stellung und damit der wirksamen Stellung der Werkzeugelektrode 1 bezüglich der Werkstückoberfläche 2 a erfaßt werden. Die Annäherungs- oder Berührungszeit ändert sich proportional zur mittleren Nähe und wird eng mit dem überwachten elektrischen Widerstandswert wiedergegeben.

Das Diskriminatorglied 52 kann einen oder mehrere Schwellenwertpegel entsprechend einem gewünschten Spaltabstand oder entsprechend gewünschten Spaltabständen und damit einem Grad oder Graden einer gewünschten Bearbeitungsgenauigkeit aufweisen, und es liefert diskriminierte oder ausgefilterte Ausgangssignale, die an der Bild-Anzeigeeinheit 53 liegen. Die Anzeigeeinheit 53 empfängt Lage- oder Stellungssignale entsprechend der programmierten dreidimensionalen (X-, Y-, Z-)Bearbeitungsverschiebung der Werkzeugelektrode 1 bezüglich des Werkstückes 2 und registriert entsprechend jeder dieser Stellungen ein diskriminiertes Bearbeitungs-Genauigkeitssignal, das vom Diskriminatorglied 52 empfangen ist.

Fig. 13 zeigt eine bestimmte Ausführungsform der in Fig. 12 dargestellten Bild-Anzeigeeinheit 53. Ein Aufzeichnungskopf 54 trägt eine Aufzeichnungsfeder 55 in Eingriff mit einem Aufzeichnungspapier 56, das in der Lage festgelegt und durch einen Arm oder Ausleger 57 getragen wird, der exakt in der gleichen Weise verschoben wird, wie die Werkzeugelektrode 1 bezüglich des Werkstückes 2 entlang der X-, der Y- und der Z-Achse verschoben wird. Der Kopf 54 speichert in getrennten Klammern 54 a, 54 b und 54 c drei verschiedenfarbige Farben oder Tinten, z. B. rot (R), gelb (Y) und blau (B), und besitzt getrennte Ventile, die jeweils hiermit zugeordnet sind, wobei die Ventile wahlweise durch Ausgangssignale des Diskriminatorgliedes 52 betätigbar sind, die verschiedene Grade einer Bearbeitungsgenauigkeit darstellen. Wenn so z. B. der Diskriminator einen Spaltwiderstand im Bereich zwischen 1 und 50 Ohm feststellt, wird das Ventil (R) geöffnet, um roten Farbstoff zur Feder 55 zu speisen. Wenn ein Spaltwiderstand im Bereich zwischen 51 und 100 Ohm festgestellt wird, so wird das Ventil (Y) geöffnet, um den gelben Farbstoff zur Feder 55 zu speisen. Wenn der Spaltwiderstand im Bereich zwischen 101 und 300 Ohm liegt, so wird das Ventil (B) geöffnet, um den blauen Farbstoff zur Feder 55 zu speisen. Somit wird auf dem Aufzeichnungspapier 56 eine Kurve 58 durch die Feder 55 entsprechend der relativen dreidimensionalen Bearbeitungsbahn zwischen der Werkzeugelektrode 1 und dem Werkstück 2 gezeichnet, und die Kurve kann sich lokal farblich abhängig von Genauigkeitsgraden des bearbeiteten Profiles auf dem Werkstück 2 von Stelle zu Stelle ändern. Die blau gezeichneten Teile der Kurve stellen den höchsten Grad der Bearbeitungsgenauigkeit dar; der gelb gezeichnete Teil stellt den mittleren Grad der Bearbeitungsgenauigkeit dar; die rot gezeichneten Teile stellen schließlich den geringsten Grad der Bearbeitungsgenauig keit dar. Eine sehr genaue Überprüfung der Bearbeitungsgenauigkeit wird so auf dem Aufzeichnungspapier 56 erhalten und kann dazu dienen, ein Nachbearbeiten des bearbeiteten Werkstückes 2 vorzunehmen.

Fig. 14 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung einschließlich einer Zurichteinrichtung zum Zurichten oder Aufbereiten der Werkzeugelektrode während eines gegebenen Ablaufes eines Bearbeitungsbetriebes. In diesem System ist eine Werkzeugelektrode 501 an einem Werkzeughalter 521 mittels einer Einspanneinrichtung 515 und eines O-Ringes 515 a befestigt, und der Werkzeughalter 521 ist fest an einem Fuß oder einem Bearbeitungs- bzw. Maschinenkopf 518 angebracht, der vertikal oder entlang der Z-Achse verfahrbar ist. Die Werkzeugelektrode 501 und der Werkzeughalter 521 sind koaxial hohl, und der Werkzeughalter 521 ist mit einem Fluideinlaß 521 a ausgestattet, durch den eine Arbeitsflüssigkeit, vorzugsweise destilliertes Wasser eines weiter oben angegebenen spezifischen Widerstandes, unter einem hohen Druck von einer Versorgungseinheit einschließlich einer Pumpe 560 a zugeführt wird. Die Arbeitsflüssigkeit verläuft so nach innen durch den Werkzeughalter 521 und die Werkzeugelektrode 501 und wird unter einem erhöhten Druck über 50 N/cm², vorzugsweise über 100 N/cm² und insbesondere über 250 N/cm² in den Bearbeitungsspalt G zwischen der Werkzeugelektrode und dem Werkstück 502 abgegeben, das fest in einem Arbeitsbehälter 561 angebracht ist. Die im Arbeitsbehälter 561 gesammelte Arbeitsflüssigkeit wird zur Fluid-Versorgungseinheit über eine Pumpe 560 b zurückgeführt. Der Arbeitsbehälter 561 ist auf einem Arbeitstisch 503 getragen, der durch einen X- Achsen-Motor und einen Y-Achsen-Motor (in dieser Fig. nicht gezeigt) verschiebbar ist, um das Werkstück 502 in der X-Y-Ebene zu verschieben, wie dies oben erläutert wurde.

Ein Ultraschallschwinger 562 ist hier an einer Platte 518 a des Fußes 518 angebracht und wird durch eine Hochfrequenz-Versorgung 562 a erregt, um eine Ultraschallschwingung zu erzeugen, die über die Arbeitsflüssigkeit in den Bereich des Arbeitsspaltes G und über den Werkzeughalter 521 zur Werkzeugelektrode 501 übertragen wird.

Eine EDM-Strom- bzw. -Spannungsversorgung umfaßt eine Gleichstromquelle 508 a und einen Leistungsschalter 508 b in Reihe mit der Werkzeugelektrode 501 und dem Werkstück 2. Der Schalter 508 b wird durch einen Signal- Impulsgeber 563 über eine Leitung 563 a erregt, um den Ausgang der Gleichstromquelle 508 a so zu pulsen, daß eine Reihe von Bearbeitungsimpulsen am Arbeitsspalt G zwischen der Werkzeugelektrode 501 und dem Werkstück 502 liegt.

Eine Elektroden-Zurichteinheit 564 umfaßt eine Bandelektrode 564 a einer Breite von 1 bis 2 cm und einer Dicke von ca. 0,1 mm, die axial von einer Vorrats- oder Abwickelspule 564 b zugeführt und auf einer Aufnahme- oder Aufwickelspule 564 c gesammelt wird, wobei die Spulen 564 b und 564 c auf einem Ständer 564 d angebracht sind. Die Laufstrecke der Band- oder Riemenelektrode 564 a zwischen der Abwickelspule 564 b und der Aufwickelspule 564 c umfaßt eine Strom-Leitrolle 564 e mit einer Bürste 564 f, Bremsrollen 564 g und 564 h, einen Bezugselektrodentisch 564 i, Führungsrollen 564 j, 564 k und 564 l, eine Transportrolle 564 m und eine Preßrolle 564 n. Die Transportrolle 564 m wird durch einen (nicht gezeigten) Motor angetrieben, um axial die Bandelektrode 564 a entlang dieser Bauteile vorzurücken. Eine Zurichtversorgung 565 umfaßt eine Gleichstromquelle 565 a und einen Leistungsschalter 565 b, der mit der Werkzeugelektrode 501 und der Bürste 564 f verbunden ist. Der Leistungsschalter 565 b wird durch den Signal-Impulsgeber 563 über eine Leitung 563 b erregt, um den Ausgang der Gleichstromquelle 565 a zu pulsen, so daß dadurch eine Reihe eines Zurichtstromes zwischen die Werkzeugelektrode 501 und die Bandelektode 564 a gelegt wird.

Fig. 15 zeigt eine abgewandelte Anordnung zum Übertragen einer Schwingung auf die Werkzeugelektrode 501. Hier besteht der Werkzeughalter 521′ aus einer magnetostriktiven Substanz und weist eine darauf gewickelte Erregerspule 562′ auf, wobei diese Spule durch eine Hochfrequenz-Strom- bzw. -Spannungsversorgung 562 a′ versorgt wird. In dieser Anordnung ist eine Steuereinheit 566 vorgesehen und wird durch ein (in dieser Fig. nicht gezeigtes) numerisches Stellglied betrieben und spricht außerdem an auf einen Spannungsabfall, der an einem Widerstand 566 a in Reihe mit der Bearbeitungs-Strom- bzw. -Spannungsversorgung 508 a erfaßt wird, und auf einen Spannungsabfall, der an einem Widerstand 566 b in Reihe mit der Zurichtversorgung 565 a erfaßt wird. Verstärker 566 c und 566 d liegen zwischen dem Widerstand 566 a und der Steuereinheit 566 bzw. zwischen dem Widerstand 566 b und der Steuereinheit 566. In dieser Anordnung ist der Signal- Impulsgeber der Fig. 14 in einen ersten Impulsgeber 563′ zum Erregen des Schalters 508 b und in einen zweiten Impulsgeber 563″ zum Erregen des Schalters 565 b unterteilt.

Die Steuereinheit 566 arbeitet abhängig von dem numerischen Stellglied und überwacht durch die Verstärker 566 c und 566 d den Bearbeitungsstrom bzw. den Zurichtstrom und wirkt ein auf die Ansteuermotoren zum dreidimensionalen Bearbeiten, die Signal-Impulsgeber 563′ und 563″ und die Hochfrequenz-Strom- bzw. -Spannungsversorgung 562 a, so daß diese einzelnen Funktionen mit einer optimalen Wirksamkeit ausführbar sind.

Die Hochfrequenz-Schwingung der Werkzeugelektrode dient zum Stabilisieren des Bearbeitungszustandes, wie dies oben erläutert wurde, und kann gleichzeitig dazu verwendet werden, um die Abnutzung der Werkzeugelektrode 501 möglichst gering und gleichmäßig zu machen. Dennoch sind die Abnutzung der Werkzeugelektrode 1 und deren Unregelmäßigkeit in einem bestimmten Ausmaß nicht vermeidbar. Um die Zurichtfunktion auszuführen, ist so die Einheit 564 erforderlich. Wie in der Fig. 16 gezeigt ist, wird der Bezugstisch 564 i dann unter die Werkzeugelektrode 501 verschoben während die Transportrolle 564 m angetrieben wird, um axial die Bandelektrode 564 a zu verschieben, so daß sich diese in Berührung mit der Oberfläche des Bezugstisches 564 i bewegt. Der Impulsgeber 563 über die Leitung 563 b oder der Impulsgeber 563″ wird betrieben, um abwechselnd den Leistungsschalter 565 b ein- und auszuschalten, und die Werkzeugelektrode 501 wird von der Stellung 501′ zur Stellung 501″ verschoben und dort für eine vorbestimmte Zeitdauer gehalten, so daß deren Arbeitsfläche 501 a′, die unregelmäßig abgenutzt wurde, in eine flache Oberfläche 501 a″ zugerichtet wird.

In einer in Fig. 17 gezeigten abgewandelten Anordnung wird der Werkzeughalter 620, der mit einem Fluid- Zufuhr-Absperrglied 621 a ausgestattet ist und die Werkzeugelektrode 601 in der oben erläuterten Weise lagert, durch einen sich horizontal erstreckenden Ausleger oder Arm 618 getragen, und er ist vertikal hiermit bezüglich eines Gestelles 618 a der Maschine verschiebbar. Die Werkzeugelektrode 501 ist wie in der vorhergehenden Anordnung rohrförmig und kann einen Außendurchmesser von 0,5 mm bis 10 mm besitzen.

Wie in der vorhergehenden Anordnung ist eine Elektroden- Zurichteinheit 644 im Arbeitsbehälter 561 angeordnet und weist den allgemein in Fig. 18 gezeigten Aufbau auf. Die Einheit 644 umfaßt eine Zurichtelektrode 644 a in der Form eines kontinuierlichen Drahtes oder eines Bandes, der bzw. das von einer Vorrats- oder Abwickelspule 644 b zugeführt und in einem Behälter 644 c nach Schneiden in Stücke 644 a′ mittels eines Messers 664 o gesammelt wird, nachdem er bzw. es über Führungsrollen 644 j, 644 k und 644 l, eine Transportrolle 644 m und eine Preßrolle 644 n verlaufen ist. In der Laufstrecke der Zurichtelektrode 644 a ist ein Vorzurichtteil 644 g zwischen den Führungsrollen 644 k und 644 l angeordnet. Eine Federbremse 644 r ist an einem Bügelteil 644 s des Vorzurichtteiles 644 g angebracht, um eine Bremskraft auf die Spule 644 b auszuüben, die durch zwei Lagerrollen 644 t und 644 u getragen wird. Diese Bauteile sind sicher in einem Gehäuse 644 v untergebracht.

Das Gehäuse 644 v ist an der Oberseite offen, um ein Einbauen und Entfernen der Spule 664 b und ein Spannen der Draht- oder Bandelektrode 644 a über die Führungselemente zu erlauben, und es weist den Bügel 664 s auf, der an einem oberen Teil hiervon zurückgeführt ist. Der am Bügel 664 s angebrachte Vorzurichtteil 664 g ist an seiner Oberseite mit einer Führungsnut zum Aufnehmen der Draht- oder Bandelektrode 664 a ausgestattet, und der Bügel 664 s ist, wie dies in Fig. 19 gezeigt ist, an seiner Oberseite mit einer Isolierbeschichtung 664 w bedeckt, um ihn vor einer elektrischen Entladungserosion zu schützen.

Die Draht- oder Bandelektrode 664 a wird von der Vorratsspule 664 b angezogen, über die Rollen 664 j und 664 k geführt, durch die Führungsnut auf dem Bügel 664 s geschickt, über die Rolle 664 l geführt, zwischen die Transportrolle 664 m und die Preßrolle 664 n geschickt und gegebenenfalls durch die Schneideinheit 664 o in Stücke 664 a′ geschnitten, die im Behälter 664 c gesammelt werden.

Die Spule 664 b ist drehbar durch die Rollen 664 t und 664 u gelagert, und ein angemessenes Drehmoment wird über die Federbremse 664 r vermittelt. Demgemäß wird mit der durch einen (nicht gezeigten) Motor angetriebenen Transportrolle 664 m eine größere Spannung als ein gewünschter Mindestwert immer an der Draht- oder Bandelektrode 664 a gehalten.

Die Oberseite des Teiles 664 q und die durch die Führungsnut auf dem Bügel 664 s verlaufende Draht- oder Bandelektrode sind so angeordnet, daß sie genau parallel zu einer horizontalen Bezugs-Bearbeitungsebene der Maschine sind.

Die Elektroden-Zurichteinheit 664 arbeitet in der folgenden Weise. Der Arbeitstisch 503 wird verschoben, um den Teil 664 q so anzuordnen, daß er unmittelbar unter der Werkzeugelektrode 601 liegt; der Impulsgeber 563″ wird betätigt. Die Pumpe 560 a wird angetrieben, damit die Arbeitsflüssigkeit in den Bereich des Teiles 644 q geliefert wird, während der Arm oder Ausleger 618 nach unten verschoben wird, um die Werkzeugelektrode 601 von einer Stellung 601′ zu einer Vorzurichtstellung 601″ zu bringen. Der Teil 664 q kann dann die abgenutzte Arbeitsfläche 601 a grob oder roh zurichten. Danach wird die Abwärtsbewegung des Armes oder Auslegers 518 angehalten, und der Arbeitstisch 503 wird angetrieben, um die Werkzeugelektrode 601 endgültig zuzurichten, während sie von der Stellung 601″ in eine Stellung 601′″ (vgl. Fig. 19) mit der Zurichtelektrode 664 a verschoben wird.

In der Fig. 20 ist ein weiteres System zum Erfassen der Abnutzung einer Werkzeugelektrode und zum Steuern des dreidimensionalen Bearbeitungsvorschubes sowie zum Kompensieren der Werkzeugabnutzung gezeigt. In diesem System hat eine Strom- bzw. Spannungsversorgung 708 eine Gleichstromquelle 708 a und einen Leistungsschalter 708 b in Reihe mit einer Werkzeugelektrode 701 und einem Werkstück 702. Der Schalter 708 b wird durch einen Signal- Impulsgeber 708 c über eine Leitung 708 d gesteuert, um den Ausgang der Quelle 708 a zu pulsen, so daß dadurch eine Reihe von Bearbeitungsimpulsen zwischen der Werkzeugelektrode 701 und dem Werkstück 702 liegt. Der Signal- Impulsgeber 708 c wirkt auch über eine Leitung 708 e auf einen Schalter 719 b ein, der in Reihe mit der Gleichstromquelle 708 a und einem Widerstand 719 a liegt. Ein Spalt- Detektorglied 719 c spricht auf den Spannungsabfall am Widerstand 719 a an, wenn jeder Signalimpuls am Schalter 719 b liegt, um den Widerstand 719 a mit dem Arbeitsspalt G zu verbinden.

Der das Werkstück 702 tragende (in dieser Fig. nicht gezeigte) Arbeitstisch wird dreidimensional entlang einer X-Achse, einer Y-Achse und einer Z-Achse durch Motoren 704, 705 und 706 mit Codierern 704 a bzw. 705 a bzw. 706 a verschoben, wie dies oben erläutert wurde. Ein Takt-Impulsgeber 770 ist vorgesehen, um eine Folge von Taktimpulsen zu liefern, die geeignet durch eine numerische Steuereinheit 707 verteilt werden, um den X-Achsen-Motor 704, den Y-Achsen-Motor 705 und den Z-Achsen-Motor 706 in üblicher Weise anzusteuern. Hierzu sind Verteilungsnetzwerke 771, 772 und 773 sowie verstärkende Polaritäts-Bestimmungsnetzwerke 774, 775 und 776 in den jeweiligen Eingangskanälen für die Motoren 704, 705 und 706 vorgesehen, wie dies dargestellt ist.

Der Signal-Impulsgeber 708 c gibt Hochfrequenz-Signalimpulse (vgl. Fig. 21[A]) entlang der Leitung 708 d und Niederfrequenz-Signalimpulse (vgl. Fig. 21[B]) entlang der Leitung 708 e ab, wobei diese getrennten Reihen von Impulsen am Schalter 708 b und am Schalter 719 b liegen. Jeder auf der Leitung 708 e (vgl. Fig. 21[B]) abgegebene Signalimpuls ist synchron zu irgendeinem der auf der Leitung 708 d abgegebenen Signalimpulse.

Ohne jeden Impuls auf der Leitung 708 e wird der Schalter 708 b durch auf der Leitung 708 d abgegebene Signalimpulse ein- und ausgeschaltet, um eine Reihe von Hochspannungs-Impulsen an die Werkzeugelektrode 701 und das Werkstück 702 zu legen, wobei diese Impulse zu elektrischen Entladungen am Spalt führen, deren Spannungs- und Stromverlauf mit A in der Fig. 21(C) bzw. 21(D) gezeigt ist. Bei Vorliegen eines auf der Leitung 708 d synchron mit einem Impuls auf der Leitung 708 d abgegebenen Impulses werden beide Schalter 708 b und 719 b eingeschaltet, und die Quelle 708 a wird zum Widerstand 719 a nebengeschlossen. Als Folge hat der Spaltimpuls verringerte Spannungs- und Stromgrößen, wie dies durch B in den Fig. 21(C) und 21(D) dargestellt ist, die nicht eine Bearbeitungsentladung unter einem normalen Spaltzustand hervorbringen können. Wenn jedoch der Spaltzustand unbefriedigend ist, entwickelt sich ein erhöhter Strom durch den Arbeitsspalt G, und dieser Strom wird als ein gesteigerter Spannungsabfall am Fühlerwiderstand 719 a erfaßt.

In den Fig. 22 bis 24 ist dargestellt, wie die Werkzeugelektrode von einer Abnutzung während eines EDM- Betriebes beeinträchtigt wird, bei dem die Werkzeugelektrode 701 in der Form eines Zylinders verwendet wird, um eine Nut 702 a einer Tiefe D herzustellen oder zu bearbeiten, die sich in der Richtung der X-Achse erstreckt. Es ist zu ersehen, daß der seitliche Spaltabstand g in der Vorschubrichtung entlang der X-Achse kleiner als der Spaltabstand G in der senkrechten Richtung oder entlang der Z-Achse ist, und die Materialabtragung vom Werkstück 702 schreitet vorherrschend entlang der halbkreisförmigen Oberfläche und auch in einem geringeren Ausmaß entlang eines Grundteiles der Werkzeugelektrode 701 in der Vorschubrichtung fort, wobei eine bearbeitete Oberfläche 702 a darin zurückgelassen wird. Als Ergebnis entwickelt sich eine unregelmäßige Abnutzung 701 a mit einer Neigung auf der Elektrodenoberfläche. Die Konfiguration dieser Abnutzung, die sich entwickelt, wenn die Werkzeugelektrode in der einzigen Richtung oder entlang der X-Achse vorfährt, ist auch in Fig. 25 dargestellt, und wird komplex, wenn die Richtung von ihrem Vorschub in verschiedener Weise abgeändert wird.

Claims

1. Verfahren zum Bearbeiten einer Ausnehmung in einem Werkstück durch Funkenerosion mit einer dünnen Werkzeugelektrode, die einseitig gehalten wird und an ihrem freien Endteil eine Arbeitsfläche aufweist, deren Form allgemein unabhängig von der Form der gewünschten Ausnehmung ist, wobei man die Werkzeugelektrode dem Werkstück so gegenüberstellt, daß die Achse der Werkzeugelektrode zum Werkstück weist, und eine dreidimensionale Relativverschiebung zwischen Werkzeugelektrode und Werkstück vornimmt,
dadurch gekennzeichnet, daß man auf die Werkzeugelektrode (1) während der dreidimensionalen Relativverschiebung eine Hochfrequenzschwingung überträgt, durch die die Arbeitsfläche in Schwingung versetzt und die wirksame Arbeitsfläche dadurch um einen durch die Amplitude der Hochfrequenzschwingung bestimmten kleinen Betrag vergrößert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugelektrode (1) einen Durchmesser von 0,05 bis 1 mm aufweist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugelektrode (1) einen Durchmesser von 1 mm bis 3 mm aufweist.

4.Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugelektrode (1) einen Durchmesser von 3 mm bis 5 mm aufweist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsflüssigkeit Wasser mit einem spezifischen Widerstand von 1 · 10³ bis 5 · 10⁶ Ohm · cm ist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingung eine Frequenz im Bereich von 1 bis 100 kHz hat.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz im Bereich von 10 bis 50 kHz liegt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingung eine Frequenz im Bereich von 100 kHz bis 100 MHz hat.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingung eine Amplitude im Bereich von 1 bis 50 µm aufweist.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitude im Bereich von 1 bis 10 µm ist.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß man die dreidimensionale Relativverschiebung schrittweise mit Verschiebungsschritten in der Größenordnung von 1 µm vornimmt.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch die zusätzlichen Schritte:
Erfassen einer Abnutzung der Werkzeugelektrode (1) an ihrer Arbeitsfläche, um ein die Abnutzung darstellendes Signal zu erzeugen, und
abhängig von diesem Signal axiales Vorrücken der Werkzeugelektrode (1) unabhängig von der dreidimensionalen Verschiebung, um die mittlere Arbeitsspaltweite beim Fortschreiten der Abnutzung konstant zu halten.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Abnutzung durch Erfassen einer Änderung wenigstens eines Parameters der auf die Werkzeugelektrode (1) übertragenen Schwingung ermittelt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung des Schwingungsparameters als eine Änderung in der Frequenz der Schwingung ermittelt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung des Schwingungsparameters als eine Änderung in der Amplitude der Schwingung ermittelt wird.

16. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung des Schwingungsparameters als eine Änderung in der Energie der Schwingung ermittelt wird.

17. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Abnutzung durch Ermitteln eines Echos erfaßt wird, das auf der Reflexion der Schwingung durch das Werkstück 2 beruht.

18. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Abnutzung durch Ermitteln einer Schall- oder Ultraschall-Welle erfaßt wird, die auf elektrischen Entladungen am Bearbeitungsspalt (G) beruht.

19. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Abnutzung durch Überwachen des Verhältnisses der Anzahl elektrischer Entladungen zur Anzahl eingespeister Bearbeitungsimpulse am Bearbeitungsspalt für eine gegebene Zeitdauer erfaßt wird.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß man intermittierend während eines Bearbeitungsvorganges die Arbeitsfläche der Werkzeugelektrode (1) einer Zurichteinheit (564) gegenüberstellt und mittels der Zurichteinheit (564) die Arbeitsfläche mit einer gewünschten, zur Fortsetzung des Bearbeitungsvorganges geeigneten Form versieht.

21. Vorrichtung zum Bearbeiten einer Ausnehmung in einem Werkstück durch Funkenerosion zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 20, mit einer dünnen Werkzeugelektrode mit einer Arbeitsfläche, deren Form allgemein unabhängig von der Form der gewünschten Ausnehmung ist, wobei die Elektrode dem Werkstück so gegenübersteht, daß ihre Achse zum Werkstück weist, und einer Vorschubeinrichtung zur Vornahme einer dreidimensionalen Relativverschiebung zwischen Werkzeugelektrode und Werkstück
dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Einrichtung zur Übertragung einer Hochfrequenzschwingung auf die Werkzeugelektrode (1) zwecks Versetzens der Arbeitsfläche in Schwingung und dadurch Vergrößerns der wirksamen Arbeitsfläche um einen durch die Amplitude der Hochfrequenzschwingung bestimmten kleinen Betrag während der dreidimensionalen Relativverschiebung.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß zum Beibehalten der konstanten Spaltweite die Vorschubeinrichtung Mittel zum Bewirken der dreidimensionalen Relativverschiebung unabhängig vom Auftreten einer Abnutzung der Werkzeugelektrode (1) an ihrer Arbeitsfläche und Hilfsvorschubmittel zum Bewirken eines Vorschubs der Werkzeugelektrode (1) in eine Richtung und um einen Betrag aufweist, um die an der Arbeitsfläche während des Bearbeitungsvorgangs auftretende Abnutzung zu kompensieren.

23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß sie Mittel zum Erfassen der Abnutzung der Arbeitsfläche und zum Zuführen eines vom Betrag der Abnutzung abhängigen Signals zum Hilfsvorschubmittel aufweist, das in abnutzungskompensierender Weise anspricht, um den zusätzlichen Vorschub der Werkzeugelektrode (1) zu bewirken.

24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Abnutzungserfassungsmittel auf die Erfassung hin ein Signal erzeugt, das von einer Änderung eines Parameters der auf die Werkzeugelektrode (1) übertragenen Schwingung abhängt.

25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung des Schwingungsparameters als eine Änderung in der Frequenz der Schwingung erfaßt wird.

26. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung des Schwingungsparameters als eine Änderung der Amplitude der Schwingung erfaßt wird.

27. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung des Schwingungsparameters als Änderung in der Energie der Schwingung erfaßt wird.

28. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Abnutzungserfassungsmittel im Ansprechen auf die Erfassung ein Signal erzeugt, das von der Verzögerung beim Empfang von Echos abhängt, die auf der Reflexion der Schwingungen vom Werkstück (2) beruhen.

29. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Abnutzungserfassungsmittel im Ansprechen auf die Erfassung ein Signal erzeugt, das von Schall- oder Ultraschallwellen abhängt, die auf elektrischen Bearbeitungsentladungen im Arbeitsspalt beruhen.

30. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Abnutzungserfassungsmittel im Ansprechen auf die Erfassung ein Signal erzeugt, das vom Verhältnis der Anzahl elektrischer Entladungen zur Anzahl der Eingangsbearbeitungsimpulse abhängt, die dem Spalt für eine gegebene Zeitdauer zugeführt werden.

31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Zurichteinheit (564) aufweist, der die Werkzeugelektrode (1) periodisch gegenübergestellt wird und die zum Zurichten der Arbeitsfläche der Werkzeugelektrode (1) zwecks Wiederherstellung einer geeigneten Form zur Fortsetzung des Bearbeitungsvorganges dient.

32. Vorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Zurichteinheit eine Funkenerosionsbearbeitungseinrichtung aufweist, die dem Zurichten der Arbeitsflächenkontur der Werkzeugelektrode (1) durch ein Funkenerosionsverfahren dient.

33. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungsübertragungseinrichtung umfaßt:
eine Ultraschallhorneinheit mit einem elektromechanischen Wandler und einem Verstärkerhorn mit einem Ende größeren Querschnitts, das am Wandler angebracht ist, und dem anderen Ende kleineren Querschnitts, das dem Halten der Werkzeugelektrode derart dient, daß sie davon vorspringt und sich im wesentlichen koaxial zum Horn erstreckt, Mittel zum Halten der Ultraschallhorneinheit zwecks Gegenüberstellung der Werkzeugelektroden-Artbeitsfläche zum Werkstück und Mittel zum elektrischen Speisen des elektromechanischen Wandlers.