DE3528471A1

DE3528471A1 - Vorrichtung zum elektroerosiven bearbeiten von werkstuecken

Info

Publication number: DE3528471A1
Application number: DE19853528471
Authority: DE
Inventors: Frederick L. Ann Arbor Mich. Fitts; Myron C. Freeland Mich. Johnson
Original assignee: Ex-Cell-O Corp
Current assignee: Ex-Cell-O Corp
Priority date: 1984-08-10
Filing date: 1985-08-08
Publication date: 1986-02-20
Also published as: IT1182810B; JPS6186138A; GB2163380A; US4670635A; FR2568804A1; FR2568804B1; GB2163380B; IT8548456A0; GB8518733D0

Description

HOEGER, STELLRECHT &'PÄRTNER 3528471

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A 46 7 32 m Anmelder: Ex-Cell-0 Corporation m - 212 2855 Coolidge

6. August 1985

Troy, Michigan 48 084

U.S.A.

Beschreibung :

Vorrichtung zum elektroerosiven Bearbeiten von Werkstücken

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum elektroerosiven Bearbeiten von Werkstücken mit einem Untergestell, einer darauf angeordneten Werkstückhalterung, einem nach oben vom Untergestell abstehenden Maschinenrahmen und einem gleitverschieblich am Maschinenrahmen gelagerten Trägerglied.

Bei bekannten Elektroerosionsvorrichtungen ist ein vertikal in einer Gleitführung verschieblicher Schlitten vorgesehen, der entweder eine einzige oder ein Paar ähnlicher oder verschiedener Elektroden trägt. Die Elektroden sind durch Schnellwechselmittel am Schlitten auswechselbar. Es besteht ein Bedürfnis, bei solchen Vorrichtungen Mittel vorzusehen, mit deren Hilfe eine Mehrzahl einzelner oder Doppelelektrodenpatronen montier- und in Arbeitsstellung fortschaltbar sind, um so die Notwendigkeit auszuschalten, daß Elektroden in einer besonderen Patrone immer dann entfernt und ausgetauscht werden müssen, wenn die Elektroden verbraucht sind oder eine andere Elektrodengröße oder eine andere Elektrodenanordnung erforderlich ist.

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Es ist dementsprechend Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Vorrichtung so zu verbessern, daß rasch neue Elektroden zur Verfügung stehen, ohne daß dabei abgenutzte Elektroden entfernt werden müssen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch folgende Merkmale gelöst:

wenigstens ein am Trägerglied angeordneter, fortschaltbarer Revolverkopf;

mehrere äquidistant und abnehmbar am Revolverkopf befestigte Elektrodenpatronen, die jeweils wenigstens eine vorstehende Elektrode enthalten; Antriebsmittel zum Verschieben des Trägerglieds, des Revolverkopfs und einer der Elektrodenpatronen mit der oder den darin enthaltenen Elektrode(n) relativ zum Werkstück, um in diesem durch Funkenerosion eine Materialabtragung vorzunehmen; Quellen für Druckluft und Elektrizität und Kupplungsmittel zum lösbaren Verbinden der Elektrodenpatronen mit den Antriebsmitteln sowie zum lösbaren Anschluß an Druckluft und Elektrizität.

Ein wesentliches Merkmal der Erfindung ist somit ein drehbarer Revolverkopf mit einer Mehrzahl von Elektrodenpatronen, wobei auch zwei rotierende Revolverköpfe vorgesehen werden können, von denen jeder mehrere Elektrodenpatronen trägt.

Die nachstehende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dient im Zusammenhang

ORlGIMAL INSPECTED

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mit beiliegender Zeichnung der weiteren Erläuterung. Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorderansicht einer Vorrichtung

zum elektroerosiven Bearbeiten von Werkstücken;

Fig. 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung

aus Fig. 1;

Fig. 3 eine vergrößerte Teilansicht;

Fig. 4 eine vergrößerte Stirnansicht der

Anordnung gemäß Fig. 3;

Fig. 5 eine Schnittansicht entlang der

Linie 5-5 in Fig. 3 und

Fig. 6 eine Schnittansicht entlang der Linie

6-6 in Fig. 5.

In Figur 1 und 2 ist eine Vorrichtung 10 zum elektroerosiven Bearbeiten von Werkstücken dargestellt, die ein Untergestell 12 mit einer Werkstückhalterung 14 aufweist, beispielsweise entsprechend der US-PS 38 26 484. Am Untergestell 12 ist ein im wesentlichen senkrecht nach oben verlaufender Maschinenrahmen 16 befestigt. Ferner kann am Untergestell 12 oder am Maschinenrahmen 16 eine (nicht dargestellte) Steuertafel vorgesehen sein. Zwei fortschaltbare Revolverköpfe 18 und 20 sind jeweils drehbar an Stützarmen 22 bzw. 24 gelagert, die sich in einem Winkel von beispielsweise 45° schräg nach unten erstrecken und

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von einander gegenüberliegenden Seiten eines Trägerglieds 26 ausgehen. Das Trägerglied 26 ist in einer vertikalen oder Z-Achse am Maschinenrahmen 16 gleitverschieblich gelagert. Mehrere, beispielsweise sechs in gleichen Abständen angeordnete Elektrodenpatronen 28 sind abnehmbar an jedem Revolverkopf befestigt. Jede Patrone 28 umfaßt eine Magazinplatte 30, die gleitverschieblich an einer Drahtführungsplatte 3 2 gelagert ist. Die Drahtführungsplatte 3 2 ist ihrerseits an dem betreffenden Revolverkopf 18,20 befestigt. In jeder Patrone 28 sind eine oder mehrere Elektroden 34 betriebmäßig angeordnet, was noch näher erläutert werden wird. Die Elektroden erstrecken sich ausgehend von der Patrone in einem vorgegebenen Anordnungsmuster, so daß bestimmte Bearbeitungsoperationen an einem oder an zwei Werkstücken 36 vorgenommen werden können, welche in der Werkstückhalterung 14 unterhalb der beiden vertikal orientierten Elektrodenpatronen 28 festgehalten sind.

Das gleitverschieblich gelagerte Trägerglied 26 am aufrechtstehenden Maschinenrahmen 16 dient dazu, die anfängliche Positionierung der Elektroden 34 in einem vorbestimmten Abstand von beispielsweise 0,5 mm oberhalb der zu bearbeitenden Flächen des Werkstücks 36 zu vollziehen. Im einzelnen ist, wie in Figur 2 dargestellt, eine im wesentlichen vertikal verlaufende Schraubspindel 38 mit ihrem Gewinde in einer Mutter 4 gelagert, das mit dem Trägerglied 26 als Teil des Maschinenrahmens 16 einstückig verbunden ist. Die Schraubspindel wird von einem Gleichstrom-Servomotor 4 2 angetrieben, der auf dem Maschinenrahmen 16 befestigt ist, um so die vertikale Lage des Trägerglieds 26 einzustellen.

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Ein Paar von Druckmittelzylindern 44 und 46 sind, wie in Figur 1 schematisch dargestellt, am Maschinenrahmen 16 befestigt. Ein oberer Verbindungsblock 48 ist mit dem Zylinder 44 verbunden, während ein unterer Verbindungsblock 50 an jeder Elektrodenpatrone 28 befestigt ist und mit dieser umläuft. In den Blöcken 48,5 0 sind mehrere miteinander ausrichtbare Öffnungen 52 und 54 ausgebildet, wobei die Öffnungen 52 mit Gewinden versehen sind. Mit einem Bund versehene Gewindehülsen 56 sind in den Öffnungen 52 befestigt. Sie dienen als Ausrichtzapfen und vermitteln eine Verbindung zwischen den Blöcken. Im unteren Block 50 ist eine O-Ringdichtung 57 angeordnet, die um jede Hülse 56 herum nach deren Einsetzung in die Öffnung 54 eine Abdichtung bewirkt. An den Außenseiten der Blöcke 48,50 sind Ein- und Auslaßöffnungen 58 und 6 vorgesehen. In weiteren, miteinander ausgerichteten Öffnungen 66,68, die ebenfalls in den Blöcken 48 und 50 ausgebildet sind, sind nach entgegengesetzten Richtungen hin verlaufende, elektrische Kontakte 62,6.4 angeordnet und durch ein vorstehendes Verbindungsglied 70 im oberen Block 48 miteinander verbunden. Speiseleitungen 7 2 (Figur 3) sind in den mit Gewinde versehenen Einlaßöffnungen 58 des Verbindungsblocks 48 befestigt und dienen der Anlieferung von Druckluft aus einer (nicht dargestellten) Druckluftquelle für einen später noch zu beschreibenden Zweck. Eine Kolbenstange 74 des Zylinders 44 ist mit der Oberseite des oberen Blocks 48 fest verbunden.

Jede Elektrodenpatrone 28 (Figur 3) wird in der Weise vorher zusammengebaut, daß sie die Plattenglieder 30 und

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32 aufweist. Die Drahtführungsplatte 32 besteht aus einem elektrisch nichtleitendem Material und ist mit Hilfe von Verbindungsmitteln 76 an dem betreffenden Revolverkopf 18,20 befestigt. Durch Klemmittel 8 0 ist in der Platte 32 eine Elektrodenführung 78 gehalten, wobei sich die Elektroden 34 durch in der Führung ausgebildete Öffnungen 82 (Figur 4) hindurch erstrecken. Die Magazinplatte 30 ist gleitbar auf der Drahtführungsplatte 3 gelagert, und zwar mit Hilfe eines Kreuzrollenschlittens 84. Mit Hilfe geeigneter Klemmittel 9 0 sind an der Platte 3 0 ein Kontaktblock 86 und eine Magazinanordnung 88 befestigt. Die Teile 86 und 88 können für verschiedene Größen und/oder verschiedene Anordnungsmuster der Elektroden 34 ausgetauscht werden. Die Teile 3 0,86 und werden veranlaßt sich relativ zur Platte 32 zu verschieben, so daß Elektroden 34 entsprechend der jeweiligen Forderung durch die Elektrodenführung 78 hindurch vorstehen. Die Klemmittel· 8 0 und 9 0 werden über (nicht dargestellte) Schaltungen betätigt, die von den Luftauslaßöffnungen 6 0 des unteren Blocks 5 0 zu ihnen hin verlaufen.

Wie in Figur 3 dargestellt, dient eine automatische Kupplungseinrichtung 9 2 dazu, eine rasche Ankupplung der Magazinplatte 3 0 am Zylinder 46 herbeizuführen. Im einzelnen ist eine Kolbenstange 94 des Zylinders in der Lage, eine expandierbares Verbindungsglied 9 6 in eine Öffnung 98 der Kupplungseinrichtung 9 2 einzuführen, wonach ein hydraulisches Medium, welches über eine Einlaßöffnung 100 aus einer Leitung 102 eintritt, dazu dient, das expandierbare Verbindungsglied 9 6

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aufzublähen, so daß es sich fest gegen die Wände der Öffnung 98 anlegt.

Sobald eine der Revolverköpfe 18 und 20 verdreht werden, um eine neue Elektrodenpatrone 28 in Betriebsstellung unter den oberen Block 48 zu bringen, wird dieser Block, der zunächst nach oben zurückgezogen ist, unter der Einwirkung des Zylinders 44 und der Kolbenstange 74 nach unten verschoben, so daß die Hülsen in die Öffnungen 54 und die Dichtringe 57 gleitend eindringen und die vorstehenden, elektrischen Verbindungsglieder 70 in die Öffnungen 68 gelangen. Auf diese Weise wird die Elektronenpatrone 28 in Betriebsstellung über dem Werkstück 36 gebracht.

Wie aus Figur 1 und 2 ersichtlich, dient der Gleichstrom-Servomotor 42 dazu, das Trägerglied 26 und die damit verbundenen Revolverköpfe 18,20 entlang der vertikalen Z-Achse zu verschieben. Mit^yerschoben werden dabei auch die betreffenden Elektrodenpatronen 28, wodurch die Elektroden 34 in Kontakt mit den jeweiligen Werkstücken 36 gelangen. Dabei fließt Strom durch die Verbindungsblöcke 48 und 50, so daß die Elektroden 34 kontinuierlich durch Lichtbogen oder Funkenerosion eine gewünschte Öffnung oder gewünschte Öffnungen in einem oder beiden Werkstücken 36 ausbilden. Anschließend wird der Servomotor 42 in Rückwärtsrichtung betätigt, um die Elektroden 34 von dem oder den Werkstücken 36 zurückzuziehen.

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Dieser Zyklus kann an neuen Werkstücken 36 wiederholt werden, bis sich, die Elektroden 34 abgenutzt haben und nicht mehr ordnungsgemäß funktionieren. Nunmehr wird der obere Verbindungsblock 48 durch den Druckmittelzylinder 44 vom unteren Verbindungsblock 5 0 abgezogen. Das expandierbare Verbindungsglied 96 wird in den schlaffen Zustand versetzt und durch den Druckmittelzylinder 46 zurückgezogen. Anschließend wird der Revolverkopf 18 oder 20 fortgeschaltet, so daß eine frische Elektrodenpatrone 28 unterhalb des Verbindungsblocks 48 und des Verbindungsglieds 96 liegt. Der Block 48 wird' schnell an den Block 50 angekuppelt, das Verbindungsglied 96 wird rasch in die Öffnung 98 eingebracht und dort expandiert. Wenn alternativ eine Reihe von Arbeiten an jeweils ein und demselben Werkstück 36 durchgeführt werden sollen, kann jede Elektrodenpatrone 28, die äquidistant um die Revolverkopfe 18 oder 20 herum angeordnet sind, jeweils ein unterschiedliches Anordnungsmuster von Elektroden aufweisen. Die einzelnen Patronen 28 werden dann der Reihe nach in eine Position oberhalb des Werkstücks fortgeschaltet, um dort den jeweiligen Bearbeitungsschritt auszuführen.

Es ist offensichtlich, daß die hier beschriebene Elektroerosionsvorrichtung eine oder zwei Revolverköpfe aufweisen und der Bearbeitung nur eines einzigen oder auch der gleichzeitigen Bearbeitung zweier Werkstücke dienen kann. Jede Elektrodenpatrone kann die gleiche oder eine unterschiedliche Elektrodenkonfiguration aufweisen.

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Es ist ferner offensichtlich, daß dann, wenn die Elektrode einer besonderen Patrone verbraucht ist, die Patrone rasch abgekuppelt und vom Werkstück fortgeschaltet werden kann, worauf die Elektrode bei passender Gelegenheit von der Bedienungsperson ausgewechselt werden kann, insofern die nächste Elektrodenpatrone nunmehr in eine Lage oberhalb des Werkstücks gebracht und rasch an die Antriebseinheit und an die elektrischen und Druckmittel-Schaltkreise angekuppelt ist.

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Claims

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PATENTANWÄLTE UHLANDSTRASSE 14 c ■ D 7000 STUTTGART 1

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Patentansprüche :

1. Vorrichtung zum elektroerosiven Bearbeiten von Werkstücken mit einem Untergestell, einer darauf angeordneten Werkstückhalterung, einem nach oben vom Untergestell abstehenden Maschinenrahmen und einem gleitverschieblich am Maschinenrahmen gelagerten Trägerglied,
gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

wenigstens ein am Trägerglied (26) angeordneter, fortschaltbarer.Revolverkopf (18,20); mehrere äquidistant und abnehmbar am Revolverkopf befestigte Elektrodenpatronen (28) , die jeweils wenigstens eine vorstehende Elektrode (34) enthalten; Antriebsmittel (4 2) zum Verschieben des Trägerglieds (26), des Revolverkopfs (18,20) und einer der Elektrodenpatronen (28) mit der oder den darin enthaltenen Elektrode(n) relativ zum Werkstück (36), um in diesem durch Funkenerosion eine Materialab tragung vo r ζ unehmen;

Quellen für Druckluft und Elektrizität und Kupplungsmittel (46,48,50,56,70,92,94) zum lösbaren Verbinden der Elektrodenpatronen (28) mit den Antriebsmitteln sowie zum lösbaren Anschluß an Druckluft und Elektrizität.

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine jeder Elektrodenpatrone (28) zugeordnete, mit dem Revolverkopf (18,20) verbundene Drahtführungsplatte (3 2) und eine auf dieser gleitverschiebliche Magazinplatte (3 0), sowie durch eine an der Drahtführungsplatte vorgesehene Elektrodenführung (78) und wenigstens eine Elektrode (34), die sich von der Magazinplatte durch die Elektrodenführung hindurch erstreckt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Trägerglied (26) zwei fortschaltbare Revolverköpfe (18,20) gelagert sind, und die Werkstückhalterung (14) zwei Werkstücke (36) aufnimmt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsmittel einen unteren, jeweils an einer Elektrodenpatrone (28) befestigten Verbindungsblock (50) sowie einen oberen Verbindungsblock (48) umfassen, und daß am Maschinenrahmen (16) wenigstens ein Druckmittelzylinder (46) vorgesehen ist, der mit dem oberen Verbindungsblock (48) derart verbunden ist, daß dieser in und außer Kontakt mit dem unteren Verbindungsblock (50) bringbar ist.

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5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsblöcke (48,50) miteinander in Eingriff gelangende elektrische Kontakte (62,64,70) und Druckmittelverbindungen (56,58,60) enthalten.

6. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsmittel einen am Maschinenrahmen (16) vorgesehenen Druckmittelzylinder (46) mit Kolbenstange (94) umfassen, daß am freien Ende der Kolbenstange (94) ein durch hydraulische Mittel (100,102) expandierbares Glied (96) angeordnet ist, und daß die Magazinplatte (30) eine das expandierbare Glied (96) aufnehmende Aussparung (98) aufweist, wobei das expandierbare Glied (96) vom Druckmittelzylinder (46) in die Aussparung (98) einführbar ist und nach seiner Expansion die Elektrodenpatrone (28) mit dem Trägerglied (26) fest verbindet.