DE3705000A1

DE3705000A1 - Mit drahtelektrode arbeitende, elektrische funkenerosionsmaschine

Info

Publication number: DE3705000A1
Application number: DE19873705000
Authority: DE
Inventors: Masaaki Onizuka
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1986-02-17
Filing date: 1987-02-17
Publication date: 1987-08-20
Also published as: JPS62193727A; KR920006507B1; KR870007747A; CH670974A5

Description

Die Erfindung betrifft im wesentlichen eine mit Drahtelektrode arbeitende elektrische Funken-(Lichtbogen)-erosionsmaschine und insbesondere eine Vorrichtung zur Steuerung der Spannung der Drahtelektrode in einer Drahtanordnung der elektrischen Funkenerosionsmaschine.

Üblicherweise weist eine mit Drahtelektrode arbeitende elektrische Funkenerosionsmaschine einen Aufbau gemäss Fig. 1 auf. In Fig. 1 führen ein paar Austragswalzen (1, 2) eine Drahtelektrode (3) zu. Ein Motor treibt die Austragswalzen (1, 2) an. Eine Rolle (5) oder bewegliche Riemenscheibe ist an einem Ende eines Hebels (6) befestigt. Eine an der Rolle (5) befestigte Last (7) übt eine Spannung auf die Drahtelektrode (3) aus. Ein Sensor (8) setzt eine Verschiebung der Rolle (5) infolge des Hebels (6), der am Punkt (A) schwenkbar befestigt ist, in ein elektrisches Signal um und führt dieses dem Motor (4) zu. Eine obere Drahtführung (11) hält die Drahtelektrode (3) an einem oberen Abschnitt eines Werkstückes (12). Eine untere Drahtführung (13) hält die Drahtelektrode (3) an einem unteren Abschnitt des Werkstückes (12). Ein Paar Austragswalzen (14, 15) sammelt die Drahtelektrode (3), nachdem das Werkstück (12) bearbeitet wurde. Ein Motor (16) treibt das Paar Austragswalzen (14, 15) an. Ein Aufnahmebehälter (17) nimmt die Drahtelektrode (3) auf, die von dem Paar Austragswalzen (14, 15) abgezogen wird.

Es wird nunmehr die Betriebsweise beschrieben. Bei der vorausgehend aufgeführten üblichen Maschine wird, wenn das Werkstück (12) bearbeitet werden soll, die Drahtelektrode (3) kontinuierlich von einer nicht dargestellten Vorratsrolle aufeinanderfolgend durch das Paar Austragswalzen (1, 2), die Rolle (5), eine Führungsrolle (9), eine Führungsrolle (10) und das Paar Austragswalzen (14, 15) in dieser Reihenfolge geführt. Das Werkstück (12) ist zwischen der oberen und der unteren Drahtführung (11, 13) befestigt, die die Drahtelektrode (3) halten und eine Spannung wird zwischen der Drahtelektrode (3) und dem Werkstück (12) angelegt, um dadurch eine Bearbeitung mittels elektrischem Funken (Lichtbogen) zu erzielen. Dabei ist es wichtig, damit das Werkstück (12) mit hoher Genauigkeit bearbeitet wird, die Spannung der Drahtelektrode (3) konstant zu halten, und es ist insbesondere von Bedeutung, die Spannung innerhalb eines elastischen oder plastischen Verformungsbereiches des Werkstoffes der Drahtelektrode (3) auf dem eingestellten Wert zu halten. Die Drahtspannung hängt vom Durchmesser der Drahtelektrode (3) ab. Die Last (7) wird von Hand an der Rolle (5) angebracht, damit der Drahtelektrode (3) durch das Gewicht der Rolle (5) mit dem Schwenkpunkt am Punkt (A) eine gewisse Spannung erteilt wird. Die zwei Paare Austragswalzen (1, 2 und 14, 15) werden durch zugehörige Motoren (4, 16) angetrieben. Befindet sich die Rolle (5) in einer Neutralposition, so haben die jeweiligen Motoren im Zufuhrabschnitt der Drahtelektrode und im Sammelabschnitt der Drahtelektrode eine gleiche Drehzahl. Da das Paar Austragswalzen (14, 15) am Sammelabschnitt der Drahtelektrode durch den Motor (16) mit konstanter Drehzahl angetrieben wird, wird die Aufwärts- oder Abwärtsbewegung der Rolle (5), die durch eine Dehnung oder dergleichen der Drahtelektrode verursacht wird, durch den am Schwenkpunkt (A) angeordneten Drehungssensor (8) erfasst. Die Drehzahl des Motors (4) für die Drahtzuführung wird anschliessend, abhängig von dem Sensorsignal des Sensors (8) derart geändert, dass eine konstante Sensorposition erzielt wird.

Ferner ist es bei einer Drahtbearbeitung mittels elektrischem Funken bekannt, dass die Spannung der Drahtelektrode bei einem zweiten Schneidvorgang, der nach dem ersten Schneidvorgang erfolgt, grösser gewählt wird wie bei ersten Schneidvorgang, um eine sehr genaue Bearbeitung zu erzielen. Daher war es bei der Bearbeitung erforderlich, die Last (7) an der Walze (5) durch eine andere Last zu ersetzen, sooft die Spannung der Drahtelektrode (3) geändert wurde.

Bei der vorausgehend beschriebenen Anordnung hat die bekannte, mit Drahtzufuhr arbeitende, elektrische Funkenerosionsmaschine das Problem, dass die an der Rolle (5) befestigte Last (7) manuell durch eine andere Rolle ersetzt werden muss, sooft die Spannung der Drahtelektrode (3) geändert wird. Dieser manuelle Austausch verlängert die Gesamtbearbeitungszeit. Ferner macht es die manuelle Änderung der Drahtspannung unmöglich, einen nicht beaufsichtigten und automatischen Betrieb der Maschine zu erzielen.

Die bekanntgemachte japanische Patentanmeldung 52-59 397 offenbart ein Verfahren zur Steuerung der Zufuhr einer Drahtelektrode und eine Vorrichtung zur Zufuhr der Elektrode. Gemäss diesem Stand der Technik umfasst eine Vorrichtung zur Ausübung einer Zugspannung am Draht eine bewegliche Scheibe und eine stationäre Scheibe. Wird auf die bewegliche Scheibe eine Last angebracht, so wird auf die Drahtelektrode eine Zugspannung ausgeübt und die Lageveränderung der beweglichen Scheibe wird durch eine Sensorvorrichtung erfasst. Die stationäre Scheibe steuert die Position der beweglichen Scheibe.

Die vorliegende Erfindung ist darauf abgestellt, die vorausgehend aufgeführten Schwierigkeiten zu beseitigen. Somit liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine mit Drahtzufuhr arbeitende elektrische Funkenerosionsmaschine zu schaffen, bei welcher die Spannung einer Drahtelektrode automatisch auf einen gewünschten Wert eingestellt werden kann und bei welcher ein nicht beaufsichtigter und automatischer Betrieb erzielbar ist.

In der erfindungsgemässen, mit Drahtelektrode arbeitenden elektrischen Funkenerosionsmaschine ist eine bewegliche Scheibe in einer Zufuhrbahn einer Drahtelektrode angeordnet und eine an der beweglichen Scheibe angreifende Last wird automatisch verändert, indem die Last längs eines Hebelarmes bewegt wird, der die bewegliche Scheibe hält.

Erfindungsgemäss wird die auf der Drahtelektrode wirkende Spannung verändert, indem die an der beweglichen Scheibe wirkende Last geändert wird.

Die erfindungsgemässe, mit Drahtelektrode arbeitende elektrische Funkenerosionsmaschine ist gekennzeichnet durch

eine bewegliche Rolle, die an der Zufuhrbahn einer Drahtelektrode angeordnet ist, um der Drahtelektrode eine Zugspannung zu erteilen,

ein Halteelement, das an einem Ende die bewegliche Rolle trägt und dessen anderes Ende schwenkbar befestigt ist,

eine am Halteelement angebrachte Last, die in Axialrichtung des Halteelemtes bewegbar ist, und

eine Vorrichtung zur Bewegung der Last längs des Halteelementes, entsprechend einer geforderten Zugspannung für die Drahtelektrode.

Die Erfindung wird nunmehr in Verbindung mit den Zeichnungen erläutert; es zeigen:

Fig. 1 eine Darstellung des Drahtzufuhrsystems bei einer bekannten Maschine,

Fig. 2 eine Darstellung einer Ausführungsform eines Drahtzufuhrsystems in der erfindungsgemässen, mit elektrischen Funken arbeitenden Maschine, und

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemässen Lastaufbringvorrichtung.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen wird nunmehr eine Ausführungsform der Erfindung erläutert.

In Fig. 2 führen ein Paar Austragswalzen (1, 2) eine Drahtelektrode (3) zu. Ein Motor (4) treibt die Austragswalzen an. Eine Führungsrolle (5) in Gestalt einer beweglichen Scheibe führt die Drahtelektrode (3). Die Führungsrolle (5) ist an einem Ende eines Hebels (6) angebracht, dessen Schwenkpunkt am Punkt (A) liegt. Eine Last (7 a) ist derart angeordnet, dass sie mit Hilfe eines Motors (18) und einer Spindel (20), die gemäss Fig. 3 am Hebel (6) befestigt sind, veranlasst wird, sich längs des Hebels zu bewegen. Ferner erfasst ein in Fig. 3 dargestellter Sensor (19) die Bewegungsposition der Last (7 a) und erzeugt dieser entsprechend eine Spannung. Ein linearer Regelwiderstand, der mit einer Stromversorgung verbunden ist und mit seiner veränderlichen Anzapfung an die Last (7 a) angeschlossen ist, kann als Sensor (19) zur Erfassung der Position verwendet werden. Ein Sensor (8) setzt die Änderung der Winkelstellung der Führungsrolle (5) dank des Hebels (6) mit dem Schwenkpunkt am Punkt (A) in ein elektrisches Signal um und führt dieses elektrische Signal zum Motor (4) zurück. Eine Rolle (9) führt die Drahtelektrode (3). Die Bewegungsbahn des Drahtes und die auf die Rolle (9) folgende Anordnung sind die gleichen wie bei der bekannten Maschine nach Fig. 1, so dass eine Beschreibung hiervon unterbleibt.

Es wird nunmehr die Betriebsweise beschrieben. Die Drahtelektrode (3) wird in die Drahtbahn gebracht und bei der Bearbeitung werden folgende Vorgänge in gleicher Weise wie bei der bekannten Anordnung durchgeführt. Das heisst, der Drahtelektrode (3) wird eine Zugspannung erteilt, indem eine vorgegebene Last (7) oder (7 a) auf der Führungsrolle (5) angebracht wird und die Änderung der Vertikalstellung der Führungsrolle (5) als Folge einer Dehnung der Drahtelektrode durch die Zugspannung wird mittels des mit Verdrehung arbeitenden Sensors (8) erfasst, der beispielsweise aus einem am Schwenkpunkt (A) befestigten Dreh-Potentiometers besteht. Die Drehzahl des Motors (4) für die Drahtzufuhr wird auf der Basis des vom Sensor (8) erzeugten Sensorsignals verändert, um dadurch die Sensorposition auf einen festen Wert einzustellen.

Bei der erfindungsgemässen Maschine kann es jedoch erforderlich sein, die Zugspannung der Drahtelektrode (3) abhängig vom Durchmesser der Drahtelektrode (3) zu ändern, beispielsweise bei einer Bearbeitung mit hoher Genauigkeit, oder falls es erforderlich ist, die Zugspannung der Drahtelektrode (3) beim zweiten Schneidvorgang höher als beim ersten Schneidvorgang zu machen. In diesen Fällen wird die am Hebel (6) mit dem Schwerpunkt (A) befestigte Last (7 a) mittels des Antriebs durch den Motor (18) bewegt, um die Zugspannung der sich längs der Führungsrolle (5) bewegenden Drahtelektrode (3) zu verändern. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, bezeichnet (L) den Abstand vom Abstützpunkt (A) bis zum Schwerpunkt der Führungsrolle (5), (W ₁) bezeichnet das auftretende Gesamtgewicht (am Schwerpunkt der Führungsrolle (5)) der festliegenden Führungsrolle (5), des Hebels (6), des Motors (18), der Spindel (20) und des Sensors (19) für die Linearposition, die aneinander befestigt sind, (W ₂) bezeichnet das Gewicht der beweglichen Last (7 a) und (l) ist der Abstand von Schwenkpunkt (A) bis zum Schwerpunkt der beweglichen Last (7 a). Somit wird die Zugspannung (T) der Drahtelektrode (3) durch folgende Gleichung angegeben: Sind daher (W ₁), (W ₂) und (l) auf feste Werte eingestellt, so kann die Zugspannung (T) auf einen gewünschten Wert eingestellt werden, indem die veränder-iche Entfernung (l) der beweglichen Last (7 a) vom Schwenkpunkt (A) verändert wird. Soll beispielsweise die Zugspannung (T) der Drahtelektrode (3) erhöht werden, so wird der Motor (18) in Drehung versetzt, um die Last (7 a) in eine Richtung weg vom Schwenkpunkt (A) zu bewegen. In diesem Falle wird die veränderte Stellung der Last (7 a) mittels einer Spannung durch den Sensor (19) erfasst, der aus einem linearen Potentiometer oder dergleichen bestehen kann, das mit der Last (7 a) verbunden ist. Erreicht die erfasste Spannung einen voreingestellten Wert der neuen Zugspannung, so wird die Drehung des Motors (18) angehalten und die Last (7 a) ist am Hebel (6) festgelegt. Infolgedessen kann die Zugspannung der Drahtelektrode (3) auf einen gewünschten Wert eingestellt werden.

Obgleich die Beschreibung derart erfolgt ist, dass die Last (7 a) bei der vorliegenden Ausführungsform durch einen Motorantrieb bewegt wird, so kann sie auch mittels eines pneumatischen oder hydraulischen Antriebs bewegt werden. Die Position der beweglichen Last (7 a) kann mittels einer Anzahl fluchtender Grenzschalter erfasst werden, die die gleiche Wirkung haben, wie sie in der vorausgehenden Ausführungsform beschrieben wurde.

Wie vorausgehend erläutert wurde, kann die an der beweglichen Scheibe angebrachte Last zur Erzielung einer Zugspannung an der Drahtelektrode automatisch verändert werden, womit die Einstellzeit verkürzt wird, die zur Änderung der Last zwecks Einstellung der Drahtzugspannung benötigt wird, und der Bereich, in welchem automatische und unbeaufsichtigte Betriebsvorgänge ausgeführt werden, kann in der Maschine erweitert werden und es ist ferner möglich, eine mit Drahtelektrode arbeitende elektrische Funkenerosionsmaschine mit hoher Bearbeitungsgenauigkeit zu erzielen.

Claims

1. Elektrische, mit Drahtelektrode arbeitende Funken- (bzw. Lichtbogen)erosionsmaschine, gekennzeichnet durch eine bewegliche Rolle (5), die an der Zufuhrbahn einer Drahtelektrode (3) angeordnet ist, um der Drahtelektrode eine Zugspannung zu erteilen,
ein Halteelement (6), das an einem Ende die bewegliche Rolle trägt und dessen anderes Ende schwenkbar befestigt ist,
eine am Halteelement (6) angebrachte Last (7 a), die in Axialrichtung des Halteelements bewegbar ist, und
eine Vorrichtung (18, 20) zur Bewegung der Last längs des Halteelementes, entsprechend einer geforderten Zugspannung für die Drahtelektrode (3).

2. Elektrische, mit Drahtelektrode arbeitende Funken-(Lichtbogen)-erosionsmaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Reihe von Rollen (1, 2, 9, 10, 14, 15), die zusammen mit der beweglichen Rolle (5) die neben einem Werkstück befindliche Drahtelektrode (3) fortbewegen, und eine Vorrichtung zur Bewegung der Drahtelektrode (3).

3. Elektrische, mit Drahtelektrode arbeitende Funken-(Lichtbogen)-erosionsmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Bewegung der Last (7 a) eine mechanische Arbeitsvorrichtung (18) umfasst, die zwischen der Last (7 a) und dem Halteelement (6) liegt.

4. Elektrische, mit Drahtelektrode arbeitende Funken-(Lichtbogen)-erosionsmaschine nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen Sensor (8) zur Erfassung einer Position des Halteelementes (6), wobei ein Ausgangssignal des Sensors die Vorrichtung (4) zur Bewegung der Drahtelektrode steuert.