CH658213A5 - Verfahren und einrichtung zur funkenerosiven bearbeitung von werkstuecken. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur funkenerosiven Bearbeitung von Werkstücken nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

In einem üblichen Verfahren dieser Art wird das Werkstück durch elektrische Entladungen bearbeitet, die zwischen dem Werkstück und einer Bearbeitungselektrode stattfinden, wobei die Elektrode mit Bezug auf das Werkstück in einer ersten oder Hauptbearbeitungsrichtung bewegt wird, die weiter als «eine Z-Achsenrichtung oder eine Z-Achse» genannt wird. Nachher wird die Elektrode in einer Ebene bewegt, die im wesentlichen senkrecht zur Z-Achse verläuft, welche Ebene weiter als «eine X - Y-Ebene» genannt wird. Die erstgenannte und die zweitgenannte Bewegung der Elektrode in bezug auf das Werkstück werden weiter als «ein erster Bearbeitungsvorschub» und «ein zweiter Bearbeitungsvorschub» bezeichnet.

Ein Verfahren zum funkenerosiven Bearbeiten von Werkstücken, in welchem ein erster Bearbeitungsvorschub entlang der Z-Achse und ein zweiter Bearbeitungsvorschub in der X—Y-Ebene stattfindet, ist gut bekannt und z. B. in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 3594/1966 erläutert. Dieses bekannte Verfahren ist in dem Sinne vorteilhaft, dass mehrere Bearbeitungsstufen, nämlich eine grobe, eine mittlere, eine fertige mittlere, eine fertige und eine feinfertige Bearbeitungsstufe ununterbrochen ausgetragen werden können. Im allgemeinen wird in der groben Bearbeitungsstufe nur der erste Bearbeitungsvorschub entlang der Z-Achse ausgeführt, wobei elektrischer Starkstrom verwendet wird, was dazu führt, dass der Bearbeitungsspalt verhältnismässig gross ist. Wenn der Bearbeitungsvorgang bis zu der feinfertigen Bearbeitungsstufe weiter geführt wird, sinkt stufenweise der Ent-ladestrom, wobei auch der Bearbeitungsspalt kleiner wird.

Durch den oben erwähnten zweiten Bearbeitungsvorschub in der X—Y-Ebene wird ermöglicht, dass die bearbeiteten Flächen mit einer einzigen Elektrode glatt gemacht werden, wobei der Bearbeitungsspalt herabgesetzt wird.

5 Bei einer üblichen Einrichtung zur funkenerosiven Bearbeitung von Werkstücken, bei welcher ein zweiter Bearbeitungsvorschub verwendet wird, werden Pulver oder Späne, die während der funkenerosiven Bearbeitung entstehen und in den Bearbeitungsspalt zurückgehalten werden, sowie Teile io der Bearbeitungslösung, die thermisch durch die hohe Bo-gentemperatur während der funkenerosiven Bearbeitung zersetzt wird, durch Auspumpen der Lösung entfernt, welcher Vorgang in Verbindung mit dem zweiten Bearbeitungsvorschub ausgeführt wird, mit dem Ergebnis, dass das fertige i5 Werkstück eine zufriedenstellende Oberflächenrauhheit aufweist.

Ein Beispiel eines üblichen Verfahrens zur funkenerosiven Bearbeitung von Werkstücken wird anhand der Fig. 1 näher erläutert.

20 Fig. 1 zeigt, wie ein üblicher Bearbeitungsvorgang gemäss einem üblichen funkenerosiven Verfahren ausgeführt wird. Ein Werkstück 2 wird mit einer Elektrode 1 bearbeitet, die im Schnitt die Form eines ungleichseitigen Dreieckes hat. Der Elektrode 1 wird ein zweiter Bearbeitungsvorschub in 25 der X—Y-Ebene erteilt, der in diesem Fall eine Kreisbewegung ist, deren Durchmesser mit R bezeichnet ist. In diesem * Verfahren wird der gleiche Effekt erzielt, wie mit einer Elektrode, deren Durchmesser so gross ist wie der Durchmesser R, der übrigens beliebig gewählt werden kann. Wie es aus 30 der Fig. 1 ersichtlich ist, ist jede Ecke der Konfiguration, die im Werkstück gebildet wurde, mit einem Radius R abgerundet. D.h., dass die im Werkstück geformte Konfiguration wesentlich anders ist als die Konfiguration der Elektrode. In diesem Sinne ist dieses Verfahren nachteilig, weil das Werk-35 stück nicht mit einer hohen Genauigkeit bearbeitet werden kann.

Um den oben beschriebenen Nachteil zu eliminieren, wurden bei dieser Technik mehrere Verfahren zum Ausführen des zweiten Bearbeitungsvorschubes vorgeschlagen. Ei-40 nes dieser Verfahren ist in der Fig. 2 dargestellt, in welchem Verfahren eine Elektrode 1 in bezug auf das Werkstück 2 radial und in gleichen länglichen Bewegungen in Richtung der Scheitel der im Werkstück 2 zu bildenden Konfiguration bewegt wird. In der Fig. 2 sind die relativen Versetzungen in 45 Richtung der Scheitel durch Vektoren a, S und c, dargestellt, deren Sensoren dem R gleichen. Wie aus der Konfiguration klar hervorgeht, die in dem in der Fig. 2 dargestellten Werkstück gebildet wurde, sind die Innenwinkel unregelmässig, auch wenn die Elektrode in Bezug auf das Werk-50 stück radial bewegt wird, wie oben beschrieben ist. D.h.,

dass sich die gebildete Konfiguration wesentlich von der Konfiguration der Elektrode 1 unterscheidet. Aus diesem Grunde ist die funkenerosive Bearbeitung nach diesem Verfahren immer unbefriedigend was die Genauigkeit anbe-55 langt.

Ein weiteres verbessertes Verfahren ist in Fig. 3 dargestellt. Bei diesem Verfahren wird ein zweiter Bearbeitungsvorschub so ausgeführt, dass die drei Seiten A, B und C der Elektrode 1 in bezug auf das Werkstück 2 in einem Ähnlich-60 keitsverhältnis k verschoben werden. Aber auch dieses Verfahren ist nachteilig, indem die Bearbeitungsspalte a, ß und y zwischen der Elektrode 1 und dem Werkstück 2 voneinander unterschiedlich sind und deshalb unterscheidet sich die gebildete Konfiguration von der Konfiguration der Elektrode, es 65 sei denn, dass die Elektrode im Schnitt ein gleichseitiges Dreieck ist. Insbesondere sind die erweiterten Breiten a, ß und y nach dem üblichen, in Fig. 3 dargestellten Verfahren, welche durch die zweiten Bgarbeitungsvorschübe der Elek

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trode erhalten werden, voneinander unterschiedlich. Deshalb ist dieses Verfahren in dem Sinne nachteilig, als die bearbeiteten Flächen nach mehreren Bearbeitungsstufen von der groben Bearbeitungsstufe bis zu der Fertigbearbeitungs-stufe nicht gleich sind. D.h., dass die funkenerosive Bearbeitung nach dieser Technik keineswegs eine zufriedenstellende Oberflächenfeinheit des Werkstückes garantiert.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum funkenerosiven Bearbeiten von Werkstücken vorzuschlagen, in welchem das Werkstück so bearbeitet wird, dass es eine Konfiguration erhält, die der Kontur der Bearbeitungselektrode entspricht; des weiteren sollen die Ecken der Konfiguration im Werkstück ebenfalls zufriedenstellend der Umrisslinie der Bearbeitungselektrode entsprechen.

Bei einem solchen Verfahren soll eine Elektrode verwendet werden, die gleichmässig abgebrandt wird und gleich-mässige chemische Änderungen in ihrem Material aufweist; bei einer solchen Elektrode soll die Möglichkeit der Erzeugung von abnormalen Lichtbögen klein sein.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum funkenerosiven Bearbeiten von Werkstücken vorzuschlagen, in welchem der Abstand zwischen einer Elektrode und einem Werkstück angemessen erhalten bleibt und das Werkstück mit einer hohen Genauigkeit bearbeitet wird. Bei diesem Verfahren soll weiter eine grosse Bearbeitungsleistung erzielt werden.

Schlussendlich ist es die Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung zum Ausführen des funkenerosiven Bearbeitens von Werkstücken zu schaffen.

Diese Aufgaben werden bei dem eingangs erwähnten Verfahren auf solche Weise gelöst, dass die Elektrode und das Werkstück auf solche Weise gesteuert werden, dass zwischen der Elektrode und dem Werkstück ein Zwischenelektrodenraum in einem solchen Ausmass beibehalten wird, dass in demselben eine Funkenentladung stattfindet, und dass die Elektrode mit Bezug auf das Werkstück in Richtung der Kreuzpunkte von benachbarten geraden Linien versetzt wird, welche Linien parallel zur Umrisslinie der Elektrode verlaufen und von ihr gleichermassen entfernt sind.

Die erfindungsgemässe Einrichtung zum funkenerosiven Bearbeiten von Werkstücken ist gekennzeichnet durch erste Antriebsmittel zum Bewegen der Elektrode in bezug auf das Werkstück in der ersten Bearbeitungsrichtung mit einer Geschwindigkeit, die zwischen der Elektrode und dem Werkstück erhalten bleibt, wenn die Entladebedingungen für die funkenerosive Bearbeitung erfüllt sind, durch zweite Antriebsmittel zum Bewegen der Elektrode in bezug auf das Werkstück in der zweiten Bearbeitungsrichtung, durch eine numerische Steuervorrichtung zum Erzeugen von Instruktionssignalen, um das Ausmass der Bewegung der durch die zweiten Antriebsmittel angetriebenen Elektrode zu steuern, und durch dritte Antriebsmittel zum Treiben der zweiten Antriebsmittel die auf die durch die numerische Steuervorrichtung abgegebenen Instruktionssignale und die Entladebedingungen im Bearbeitungsraum darstellende Signale ansprechen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert.

Es zeigen Fig. 1 und 2 Erläuterungsschemen, in welchen die bekannten Verfahren zum funkenerosiven Bearbeiten von Werkstücken dargestellt sind, bei welchen die Elektrode in bezug auf das Werkstück versetzt wird;

Fig. 3 ein Erläuterungsschema, in welchem ein anderes bekanntes Bearbeitungsverfahren dargestellt ist, bei welchem das Werkstück bearbeitet wird, um eine der Umrisslinie der Elektrode ähnliche Konfiguration zu erhalten;

Fig. 4 ein Erläuterungsschema, in welchem eine ideale Versetzung der Elektrode in bezug auf das Werkstück in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum funkenerosiven Bearbeiten von Werkstücken nach der Erfindung dargestellt ist;

Fig. 5 und 6 Schemen, in welchen Vektoren der relativen s Versetzung nach der Fig. 4 dargestellt sind;

Fig. 7 ein Erläuterungsschema, in welchem die das Verfahren nach der Fig. 4 begleitenden Schwierigkeiten dargestellt sind;

Fig. 8 und 9 Erläuterungsschemata, in welchen die Ver-lo setzung in einem zweiten und dritten Ausführungsbeispiel des Verfahrens zum funkenerosiven Bearbeiten von Werkstücken nach der Erfindung dargestellt ist;

Fig. 10 und 11 Erläuterungsschemata, die teilweise Blockschaltbilder sind, in welchen die erste und zweite Aus-ls führungsform einer Einrichtung zum funkenerosiven Bearbeiten von Werkstücken nach der Erfindung dargestellt sind;

Fig. 12 ein Erläuterungsschema einer 4. Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens; und

Fig. 13 ein Erläuterungsschema, das teilweise ein Block-20 Schaltbild ist, in welchem eine dritte Ausführungsform der Einrichtung zur Ausführung des in der Fig. 12 dargestellten Verfahrens dargestellt ist.

Mit Bezug auf die Fig. 4 wird die erste Ausführungsform des Verfahrens zum funkenerosiven Bearbeiten von Werk-25 stücken beschrieben. In der Fig. 4 ist der zweite Bearbeitungsvorschub einer Elektrode 1 dargestellt, in der Fig. 4 ist die in einem Werkstück durch den Vorschub der Elektrode 1 gebildete Konfiguration durch gerade Linien A', B' und C' begrenzt, welche Linien parallel und im Abstand R von den 30 Seiten der Elektrode 1 verlaufen. Die Kreuzpunkte dieser geraden Linien A', B' und C' sind mit PI, P2 und P3 bezeichnet. Die Scheitel der dreieckigen Elektrode 1 sind mit ql, q2 und q3 bezeichnet und die an den Scheiteln ql, q2 und q3 liegenden Winkel mit 01,02 und 03. Zweite Bearbeitungs-35 vorschubvektoren a, U und c, die für eine gleichmässige Erweiterung der Seiten A, B und C der Elektrode 1 um den Wert R benötigt werden, werden auf dem Beispiel des Vorschubvektors a beschrieben. Wenn von dem Scheitel ql auf die geraden Linien A' und B' Senkrechten gezogen werden, 40 schneiden diese Senkrechten die geraden Linien A' und B' in

Punkten r2 und rl. Dreieckige Pir2qi und Pir^ sind -

rechtwinklige Dreiecke, die eine gemeinsame Seite -p q und Seiten und r ^ q -j ^

4shaben, welche Seiten gleiche Länge aufweisen. Deswegen sind diese zwei Dreiecke miteinander kongruent. Dementsprechend ist die gemeinsame Seite p q die durch das Vektor a dargestellt ist, die Halbierungslinie der Winkel 4 riPii2. Wenn die Elektrode 1 soweit wie der Vektor a versetzt wird, macht der Scheitel q2 eine parallele Bewegung zum Punkt q2'. Der Winkel 4 q2 des Parallelopi-peds Piqiq2q2' kann durch 0i/2 dargestellt sein. Deswegen hat der Vektor a einen Azimut von (02+0i/2) und einen Betrag von

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sin

Die übrigen Vektoren b und c können auf ähnliche Weise kalkuliert werden. D. h., dass die Vektoren a, £ und c Azimute und Beträge haben, wie in der Fig. 5 angezeigt ist. Dem-

60 entsprechend, wenn die Elektrode in bezug auf das Werkstück 2 in der X — Y Ebene und gemäss den Vektoren a, H und c versetzt wird, entspricht die im Werkstück 2 durch die Elektrode 1 geformte Konfiguration derjenigen der Elektrode auch in den Ecken.

65 In der in der Fig. 4 gezeigten Ausführungsform ist die Elektrode 1 dreieckig. Es ist aber zu bemerken, dass die Erfindung auf diese Form oder durch diese Form nicht begrenzt ist. D.h. dass eine Elektrode, die eine polygonale

Form hat, z.B. eine viereckige Elektrode, verwendet werden und im Werkstück nach der Erfindung eine zufriedenstellende Konfiguration ausführen kann.

Wenn ein Verfahren verwendet wird, in welchem die Daten der Kreuzpunkte Pi, P2 und P3 und die Linien A', B' und C' in einer numerischen Datenbank gespeichert sind, so dass die Vektoren durch dieselbe kalkuliert werden, kann das Werkstück sogar noch einwandfreier bearbeitet werden.

In der Fig. 6 sind sekundäre Bearbeitungsvorschubvektoren dargestellt, die kontinuierliche, von den Vektoren a, H und c abgeleitete Vektoren sind. Die gewünschte Konfiguration des Werkstückes kann durch Versetzung der Elektrode 1 in bezug auf das Werkstück 2 gemäss den in den Fig. 6 gezeigten Vektoren erreicht werden.

Nun wird die Relation zwischen der Elektrode 1 und dem Werkstück 2 erläutert, insbesondere in bezug auf die in dem oben beschriebenen funkenerosiven Verfahren bearbeitete Zone des Werkstückes. Wie aus der Fig. 7 ersichtlich ist,

wird bei der ersten relativen Versetzung nach dem Vektor a mehr als eine Hälfte der Bearbeitungszone entfernt, wie durch den punktierten Bereich gezeigt ist. Demnach wird in einer zweiten relativen Versetzung nach dem Vektor tT ein grösserer Teil der übrig gebliebenen Bearbeitungszone entfernt, wie durch den schraffierten Bereich gezeigt ist. In der abschliessenden relativen Versetzung nach dem Vektor c ist die entfernte Bearbeitungszone beträchtlich klein. Dementsprechend ist das Ausmass der Abtragung der Elektrode 1 und das Ausmass der chemischen Veränderung des Elektrodenmaterials, welches Ausmass auf die thermischen Effekte

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zurückzuführen ist, sehr variabel, was von der Reihenfolge der relativen Versetzungen und von den Richtungen der relativen Versetzungen abhängt. So kann in der Praxis die Konfiguration des resultierenden Werkstückes von der ge-5 wünschten Konfiguration unterschiedlich sein, was von der Beschaffenheits- und Formveränderung der Elektrode abhängt.

Ein weiteres Beispiel des erfindungsgemässen Verfahrens, in welchem der oben erwähnte Nachteil eliminiert wurde, 10 wird in bezug auf die Fig. 8 beschrieben. Dieses Verfahren wird in einem Vektorbearbeitungsprozess ausgeführt, in welchem die Elektrode gemäss den vorbestimmten Versetzungsvektoren in der X—Y Ebene vorgeschoben wird. Das Ausmass der Vektorbewegung bei jeder Versetzung wird kleiner 15 gemacht, so dass das Werkstück durch eine Elektrode bearbeitet wird, die in jeder Versetzungsrichtung mehrmals versetzt wird. Dementsprechend sind die Bearbeitungswerte im ganzen ausgeglichen. Für die Beendigung jedes relativen Versetzungsvektors werden Koordinaten erhalten, die dann 20 durch n dividiert werden, so dass für jeden Vektor n Koordinaten vorgesehen sind.

In der Fig. 8 hat der Ausgangspunkt 0 die Bezugskoordinaten (0,0) und die Versetzungsvektoren in dem Vektorbearbeitungsprozess sind mit a, H und c bezeichnet (siehe 25 Fig. 5 bis 7), deren Endpunkte durch Koordinaten (xl5 y0, (x2, y2) und (x3, y3) festgelegt sind.

Aus der oben angeführten Beschreibung können die Koordinaten (xh yt) der Endpunkte des Vektors a durch folgende Gleichungen (1) und (2) ausgedrückt werden:

cos(02 + -f) (1)

X

-»■ ® 1 p

1 = |a|cos(e2 * -i) = —

. :: ei

5 m -T

Y x = I a f s in(0 2 + -y) =

R

sin(02 + -f)

(2)

sm

Die Koordinaten des Endpunktes (X u, Y( ^ des Vektors a, die gleichmässig durch n dividiert sind, sind <«)

diejenigen des zweiten Endpunktes (Xp, Y12)

(»lf diejenigen des dritten Endpunktes ((X13, Y13)

(3xi, 3yD

v n ' n '

usw. Somit kann das k Versetzungsvektor a t durch n

dargestellt sein, wobei seine Koordinaten ,k k .

(HX1' 5*1>

sind.

Ähnlicherweise sind die k-Versetzungsvektoren t?k und 45 Ck der Vektoren & und c:

k£ , k->

—b und -c n n und deren Koordinaten:

50 k k V v

<nX2' unfl<nV HY3>

In jeder Richtung der Vektoren a, ß und c wird die Vektorbewegung n mal ausgeführt, wobei der Betrag des Vek-55 tors leicht erhöht wird. Mit anderen Worten wird in der anfänglichen Bearbeitungsstufe die Elektrode nach dem Versetzungsvektoren xi Yi -s- X» y0 . x y a, = ,b, = (_2 und c, = (—, -1)

60 1 n n 1 n n J- n n <

n n versetzt. In der zweiten Bearbeitungsstufe wird die Elektrode nach den Versetzungselektroden

/2 2 ^ t: / 2 2 , = (HX1- nYl>' 2 - nx2' ny2»'

65 a2

+ ,2 2 , c= n 3' n 3

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usw. versetzt. Schlussendlich, in der n-ten Bearbeitungsphase wird die Elektrode nach den Versetzungsvektoren a n = (xl5 yi), Hn = (x2, y2) und cn = (x3, y3) versetzt. Auf diese Weise wurde der Vektorbearbeitungsprozess vollendet.

Das mit Bezug auf die Fig. 8 beschriebene Verfahren wird als «ein radiales Bearbeitungsverfahren» bezeichnet. Nach der Bearbeitung des Werkstückes gemäss den gleich-mässig durch n dividierten Vektoren wird die Elektrode immer zu den Ausgangspunkten (0,0) des Koordinatensystems zurückgeführt. Mit anderen Worten wird die Elektrode entlang dem Vektor a, zurück zum Ausgangspunkt, entlang dem Vektor b, zurück zum Ausgangspunkt, entlang dem Vektor c und zurück zum Ausgangspunkt und wieder entlang dem Vektor a in der festgesetzten Reihenfolge bewegt. Diese Bewegung wird wiederholt.

Wenn während der Versetzung der Elektrode in den Richtungen der Vektoren a, & und c die zu bearbeitenden Zonen die gleichen sind, dann führt die Oberfläche der Elektrode in Richtung des ersten Bearbeitungsvektores das grös-ste Ausmass der Bearbeitung aus. Dies ist in Anbetracht der Abtragung der Elektrode unerwünscht. Dieses Phänomen kann aber durch die Anwendung des folgenden Verfahrens eliminiert werden. Anstatt dass die für die Versetzungen der Elektrode in Richtungen der Vektoren a, K und c bearbeiteten Mengen gleich gemacht werden, werden die für die Versetzungen der Elektrode verlangten Zeitperioden gleich gemacht. Durch die Anwendung dieser Technik wird das Problem der Elektrodenabtragung gelöst, wobei die Pulvermengen, die durch die Vektorbearbeitungsvorgänge erzeugt werden, einander gleich sind und ausserdem, weil die Elektrode nicht für eine lange Zeit in einem Teil des Werkstückes, dessen Bearbeitung verhältnismässig schwierig ist, gehalten wird, wird das Entstehen von abnormalen Lichtbögen verhindert.

Eine der Bearbeitungszonen, die dem Vektor entspricht, dessen Länge kleiner ist als diejenige der übrigen Vektoren, wird früher vollständig bearbeitet als die anderen. Deswegen ist es notwendig zu erkennen, wann diese Zone vollständig bearbeitet wurde, so dass sie nicht weiter bearbeitet wird.

Ein anderes Verfahrensbeispiel wird mit Bezug auf die Fig. 9 erläutert. Das Prinzip dieses Verfahrens ist im Grunde identisch mit dem Prinzip des oben beschriebenen Verfahrens nach der Fig. 8. Der Betrag des Vektors bei jeder Versetzung der Elektrode wird kleiner gemacht, so dass ein Werkstück durch eine Elektrode bearbeitet wird, die mehrmals in jeder Versetzungsrichtung versetzt wird.

Dieses Verfahren wird als «orbitales» Bearbeitungsverfahren genannt. Es ist von dem Verfahren nach der Fig. 8 insoweit unterschiedlich, als bei dem Verfahren nach der Fig. 8 die Elektrode zu dem Ausgangspunkt des Koordinatensystems zurückgeführt wird, immer wenn ein Versetzungsvektor von Bearbeitung erreicht wurde. In dem Verfahren nach der Fig. 9 wird die Bearbeitung ohne Rückführung der Elektrode zu dem Ausgangspunkt des Koordinatensystems ausgeführt.

Bei diesem Bearbeitungsverfahren wird ein Werkstück durch die Bewegung der Elektrode gemäss den Vektoren a 1 = (Xn, Yn), Pi = (X22, Y22), ct = (X33, Y33), ?2 = (X14, Y14), H2 = (X25, Y25), c2 = (X36, Y36) usw. bearbeitet, und zwar in der gegebenen Reihenfolge, wie durch die gestrichelte Linie in der Fig. 9 angedeutet ist.

Somit liegen die Oberflächen der Elektrode 1 dem Werkstück gleichmässig gegenüber, wodurch der oben erwähnte Nachteil eliminiert wird. Um die oben angeführten komplizierten relativen Versetzungen der Elektrode ausführen zu können, wird eine numerische Steuervorrichtung (N/C) verwendet. D.h., dass zuerst die Koordinaten (X !, Y1), (X2, Y2) und (X3, Y3) erhalten werden, wonach die Koordinaten (Xn.

Y„), (X22, Y22), (X33, Y,3). (X14„ Y14), (X25, Y25), (X36, Y36) usw. der Endpunkte der Vektoren erhalten werden und der geometrische Ort der Versetzung der Elektrode wird dementsprechend programmiert. Das Programmieren wird durch Löchern eines Speichermediums, wie Papierband, erreicht. Bei der Bearbeitung eines Werkstückes werden die am Papierband gespeicherten Daten von einem Lochstreifenabtaster der numerischen Steuervorrichtung abgelesen und ansprechend auf Signale der Steuervorrichtung wird das Werkstück automatisch bearbeitet.

Eine Einrichtung zum funkenerosiven Bearbeiten von Werkstücken wird weiter mit Bezug auf die Fig. 10 beschrieben.

Wie aus der Fig. 10 ersichtlich ist, wird eine Elektrode 1 einem zu bearbeitenden Werkstück 2 in einem Bearbeitungsbehälter 3 gegenübergestellt, welcher Behälter eine nichtdar-gestellte Bearbeitungslösung enthält. Die Elektrode 1 ist mit einem Z-Achsenantriebskopf 5 verbunden, der mittels eines in der Z-Achsenliegenden-Motors 4 angetrieben wird. Bei funkenerosiver Bearbeitung von Werkstücken wird der Z-Achsenantrieb durch eine Kombination einer Zwischenelek-trodenraumservo- und Positionsservosteuerung ausgeführt. Dieses Verfahren wurde in der japanischen Offenlegungsschrift 32112/1978 veröffentlicht. Der Ausgang ei eines Positionstasters 6 und ein Zwischenelektrodenservosignal e2 werden an einen Entscheidungs- und Wählstromkreis 7 angewandt, in welchem das niedrigere der beiden Eingangssignale ausgewählt wird, um den Servovorgang in der Z-Achse auszuführen, so dass der Z-Achsenantriebskopf 5 in der vorbestimmten Stellung gestoppt werden kann. Bei diesem Vorgang wird ein X-Y Antriebstisch 8, auf welchen das Werkstück 2 gelegt wurde, durch eine numerische Steuervorrichtung 9 getrieben, wobei ein vorbestimmter Zwischenelektrodenraum beibehalten bleibt. Die oben erwähnte Versetzung ist programmiert in einem Speichermedium 10, wie Papierband. Die numerische Steuervorrichtung 9 betätigt Verteilungsstromkreise 11 und 12 der X und Y Vektoren gemäss den am Speichermedium 10 eingetragenen Daten. Der Verteilungsstromkreis 11 des X-Vektors ist gebildet durch einen Sperrstromkreis 13 zum temporären Speichern der X Befehlsinformation der numerischen Steuervorrichtung 9, einen Impulsmultiplikator 14 eines solchen Types Nr. SN7497, der von Texas Instruments Co. hergestellt wird, positive und negative Entscheidungstorschaltungen über Richtungen und einen X-Achsenantriebsverstärker 17 zum Antrieb des X-Achsenantriebsmotors 19. Der Verteilungsstromkreis 12 des Y Vektors, der grundsätzlich der Anordnung des oben beschriebenen Verteilungsstromkreises 11 des X Vektors entspricht, enthält einen Sperrstromkreis 13', einen Impulsmultiplikator 14', positive und negative Entscheidungstorschaltungen 15' und 16' über Richtungen und einen Y-Achsenan-triebsVerstärker 18 zum Antrieb des Y-Achsenantriebsmotors 20.

Solange die vorher erwähnten Versetzungsdaten und der Interelektrodenraum unverändert beibehalten werden, werden die X- und Y-Achsenantriebsmotoren 19 und 20 wie folgt gesteuert. Es wird eine mittlere Bearbeitungsspannung Vg an den Ausgangsklemmen einer elektrischen Bearbeitungsquelle 21, die mit der Elektrode 1 und dem Werkstück 2 verbunden ist, festgestellt. Dann wird es entschieden, ob die mittlere Bearbeitungsspannung Vg, die so festgestellt wurde, grösser oder kleiner ist als eine Bezugsspannung Vr, so dass entschieden werden kann, ob der Zwischenelektrodenraum zwischen der Elektrode 1 und dem Werkstück 2 grösser oder kleiner ist oder ob ein Kurzschluss stattfand oder nicht.

Die elektrische Bearbeitungsquelle 21 besteht aus einer Gleichstromquelle 22, einem Schaltmittel 23 und einem

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Strombegrenzungswiderstand 24, wie in Fig. 10 dargestellt ist. Ein Wellenstrom einer Frequenz von ordnungsgemäss 1 kHz bis 100 kHz wird an die Elektrode 1 und das Werkstück 2 angelegt.

Das Zwischenelektrodenservosignal e2 wird durch eine Diode 25 und einen Widerstand 26 gleichgerichtet, so dass, nur wenn das Signal s2 eine positive Polarität hat, wird das Signal s2 als Wellensignal mit einer Frequenz proportional dem Signal s2 durch einen Frequenzwandler 27 an den Impulsmultiplikator 14 angelegt. Dementsprechend wird der Ausgangsimpuls des Impulsmultiplikators 14 durch die Zwischenelektrodenspannung moduliert und die X—Y Versetzungsvektoren werden einer Geschwindigkeitssteuerung gemäss dem Zwischenelektrodenraum unterworfen. Die vorbestimmten Sensoren von X—Y Versetzungsvektoren werden weder grösser noch kleiner, weil die zu multiplizierende Zahl durch einen Zähler 28 bestätigt wird, welcher Zähler die Ausgangsimpulse des Frequenzwandlers 27 zählt.

Mit der oben beschriebenen Einrichtung kann die Elektrode in bezug auf das Werkstück beliebig versetzt werden, wobei der Zwischenelektrodenraum unverändert beibehalten wird. Somit kann mit dieser Einrichtung das funkenerosive Bearbeiten von Werkstücken vorgenommen werden.

Bei der oben erwähnten Einrichtung ist der Tisch, auf welchen das Werkstück gelegt wurde, beschrieben als angetrieben zu sein. Der gleiche Effekt kann aber auch durch eine ähnliche Betätigung einer Elektrode, die mit einem X—Y Kreuzkopf versehen ist, erreicht werden. Wenn weiter die Einrichtung so abgeändert wird, dass, wenn die X und Y Antriebsmotoren angetrieben werden, wenn das Zwischenelektrodenservosignal s2 positiv ist und die Motoren in Gegenrichtungen angetrieben werden, wenn das Signal s2 negativ ist, dann kann die Bearbeitungsleistung viel erhöht werden.

Es ist weiter ersichtlich, dass, wenn Programmieren mit einem Speichermedium, wie Papierband, ausgeführt wird, in welchem die Bearbeitungsvorgänge der Reihe nach von der groben Bearbeitungsstufe zur mittleren und fertigen Bearbeitungsstufe automatisch eingeschaltet werden, dann wird die Bearbeitungsleistung wesentlich verbessert.

Eine andere Ausführungsform der Einrichtung zum funkenerosiven Bearbeiten von Werkstücken ist in der Fig. 11 dargestellt.

Bei dieser Einrichtung kommt die Elektrode 110 in Berührung mit dem auf einem Tisch 114 aufgelegten Werkstück 112 mittels einer Bearbeitungslösung. In diesem Fall verläuft der erste Bearbeitungsvorschub in Richtung der Z-Achse. Eine Hochfrequenz-Bearbeitungspannung Vg von der elektrischen Quelle 116 wird an die Elektrode 110 und das Werkstück 112 angelegt, so dass eine funkenerosive Bearbeitung stattfindet. Der Tisch 114 ist mit einem X-Achsenantriebsmotor 118 und einem Y-Achsenantriebsmotor 120 versehen. Antriebssignale, nämlich ein positives Impulssignal und ein negatives Impulssignal werden an die Motoren 118 und 120 durch Motorenantriebsverstärker 122 und 124 abgegeben, so dass ein zweiter Bearbeitungsvorschub ausgeführt wird, d.h. eine Versetzung der Elektrode 110 in bezug auf das Werkstück 112.

Zum Vergleich der Bearbeitungsspannung Vg mit einer Bezugsspannung Vr ist ein Komparator 130 vorgesehen. Das Vergleichsresultat oder der Unterschied zwischen diesen Spannungen werden an einen Detektor 132 der absoluten Werte und einen weiteren Komparator 134 abgegeben. Der durch den Komparator 130 ermittelte Spannungsunterschied ist von dem Zwischenelektrodenraum zwischen der Elektrode und dem Werkstück 6 abhängig. Der Spannungsunterschied wird durch den Detektor 132 in ein positives Signal umgewandelt und an einen Umwandler 136 zur Umwand7 658 213

lung der Spannung in die Frequenz weitergegeben, dessen Ausgang als Impulssignal mit einer dem Zwischenelektrodenraum entsprechenden Frequenz gekoppelt ist. Das Ausgangsimpulssignal des Umwandlers 136 wird an einen Mul-5 tiplikator 164 in jedem der weiter beschriebenen Vektorinterpolationskreise 160,170 und über Tore 140 und 142 an einen veränderlichen Zähler 138 angelegt. Bei normalen Bearbeitungsbedingungen gibt der Komparator 134 ein Signal A = 0, weil Vg > Vr. Wenn zwischen der Elektrode 110 und dem 10 Werkstück 12 abnormale Lichtbögen vorkommen, oder wenn die Elektrode und das Werkstück kurzgeschlossen sind, dann ist Vg g Vr, worauf der Komparator 134 ein Signal A = 1 abgibt, um das Vorhandensein von abnormalen Bedingungen zu avisieren. Der veränderliche Zähler 138 15 zählt separat gemäss den Ausgangssignalen A = 0 und A = 1 die Ausgangsimpulse des Umwandlungskreises 136 sowohl nach oben als auch nach unten. Wenn die Zahl der so gezählten Ausgangsimpulse 2n erreicht, gibt der Zähler 138 einer numerischen Steuervorrichtung (N/C) 150 ein Ausgangs-20 signal ab.

Die numerische Steuervorrichtung 150 ist mit einem Papierband programmiert, um den zweiten Bearbeitungsvorschub der Elektrode 110 auszuführen. Mit Hilfe eines Zeitmechanismus, nämlich eines Zeitgebers 154, gibt die numeri-25 sehe Steuervorrichtung 150 die X—Y Koordinaten des Versetzungsvektors in einer Vektorrichtung ab und beendet die Ausgänge, wenn der Zähler 138 2n-Impulse gezählt hat.

Nach Ablauf der durch den Zeitgeber 154 vorbestimmten Zeitperiode gibt die numerische Steuervorrichtung Zusatz-30 werte Ax und Ay bis zu einem Versetzungsvektor in der nächsten Vektorrichtung so lange ab, bis der Zähler 138 2n-Impulse gezählt hat.

In der Fig. 11 bezeichnet das Bezugszeichen 160 den oben erwähnten Vektorinterpolationskreis für den X-35 Abstand des Versetzungsvektors, der durch die numerische Steuervorrichtung 150 abgegeben wird. Der Interpolationskreis 160 gibt an einen Verstärker 122 ein Antriebssignal ab, durch welches der Antriebsmotor 180 nach dem Zusatzwert Ax im X-Abstand betätigt wird, der durch das positive oder 40 negative Ausgangssignal des Verstärkers 122 eingegeben wird. Mit dem Bezugszeichen 162 ist in der Fig. 11 ein Sperrstromkreis zum Speichern des Zusatzwertes Ax im X-Abstand bezeichnet, welcher Wert durch die numerische Steuervorrichtung 150 abgegeben wird. Der Sperrstromkreis 45 162 gibt einen Ausgang an einen Impulsmultiplikator 164 ab und schafft einen Ausgang B an seiner + / — Klemme. Wenn Ax positiv ist, B = 1 und wenn Ax negativ ist, B = 0. Der Impulsmultiplikator 164 kann durch einen integrierten Kreis No. SN7497N ergänzt werden, der von Texas Instruments 50 Co. hergestellt wird. Unter der Voraussetzung, dass die Zahl von Binärziffern n ist, wenn zwei 2n Impulse an den Impulsmultiplikator 164 durch den Umwandlungskreis 136 abgegeben werden, gibt der Impulsmultiplikator 164 über eine Logikschaltung 166 an den Verstärker 122 Impulse ab, deren 55 Anzahl dem Ausgangswert Ax des Sperrstromkreises 162 entspricht. Die Logikschaltung 166 arbeitet auf solche Weise, dass bei A = 0 die Polarität des Ausgangsimpulses des Verstärkers die gleiche ist wie diejenige der +/— Klemme des Sperrstromkreises 162 und bei A = 1 die Polarität des 60 Ausgangsimpulses von derjenigen der +/— Klemme des Sperrstromkreises 162 unterschiedlich ist. Dementsprechend wird die Elektrode 1, wenn der Komparator 134 das Signal A = 1 abgibt, welches Signal das Vorhandensein von abnormalen Bedingungen darstellt, in Gegenrichtung zu der 65 Richtung des Versetzungsvektors bewegt.

Wie es schon beschrieben wurde, hängt die Frequenz des Impulssignals, das an den Impulsmultiplikator 164 durch den Umwandlungskreis 136 abgegeben wird, von dem Zwi

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schenelektrodenraum zwischen der Elektrode 1 und dem Werkstück ab. Deswegen wird die Zeit, die für den Umwandlungskreis 136 benötigt wird, um 2n Impulse während der vorbestimmten Zeitperiode zu zählen, die dann ausläuft, wenn der Ausgang des Zeitgebers 154 eingeschaltet ist, herabgesetzt, wenn die Versetzung der Elektrode 1 grösser wird. D.h. je grösser der Unterschied zwischen der Spannung Vg bei der funkenerosiven Bearbeitung und der Bezugsspannung Vr ist, desto grösser ist die Versetzungsgeschwindigkeit. Der Zählungsvorgang des Impulsmultiplikators 164 wird synchronisiert mit dem Zähler 138 von 0 bis 2n ausgeführt.

In der Fig. 11 ist mit dem Bezugszeichen 170 der schon erwähnte Vektorinterpolationsstromkreis für den Y-Abstand eines Versetzungsvektors bezeichnet, der von der numerischen Steuervorrichtung 150 abgegeben wird. Die Anordnung des Interpolationsstromkreises 170 ist identisch mit derjenigen des oben beschriebenen Vektorinterpolationsstromkreises 160. Nun wird der Arbeitsvorgang der Einrichtung zum funkenerosiven Bearbeiten von Werkstücken nach der Fig. 11 beschrieben.

Zuerst wird ein Papierband 152, an welchem eine Anzahl von Versetzungsvektoren a], Hi, ch a2, H2, c2, a, H

und c gespeichert wurde, welche Vektoren den Vektorrichtungen a, H und c nach der Fig. 8 entsprechen, in die numerische Steuervorrichtung 150 eingelegt. Wenn der Ausgang des Zeitgebers 154 eingeschaltet wird, übergibt die numerische Steuervorrichtung 150 die Daten a j, Hi, Ci, a2, a,

b undc stufenweise an die Vektorinterpolationsstromkreise 160 und 170, die ihrerseits Antriebssignale, die den Versetzungsvektoren entsprechen, den Antriebsmotoren 118 und 120 über Verstärker 122 und 124 übergeben, um die Elektrode 1 zu versetzen, so dass das Werkstück auf die gewünschte Konfiguration bearbeitet wird. In diesem Vorgang wird die Geschwindigkeit der Elektrode 1, die gemäss einem Versetzungsvektor versetzt wird, durch die Frequenz des Ausgangsimpulssignals des Umwandlungskreises 136 bestimmt, wie oben beschrieben. Mit anderen Worten ist die Frequenz des Ausgangsimpulssignals des Umwandlungskreises 136 klein und dementsprechend wird die Elektrode 1 langsam bewegt in dem Fall, wenn das Ausmass der Versetzung klein ist, wie es der Fall beim Versetzungsvektor a i ist. Wenn das Ausmass der Versetzung grösser wird, wie es der Fall mit den Versetzungsvekto-rena2unda3Ìst,wirddieFrequenzdesAusgangsimpulssignales des Umwandlungskreises 136 grösser und die Versetzungsgeschwindigkeit der Elektrode 1 wird erhöht.

In dem oben beschriebenen Beispiel arbeitet die numerische Steuervorrichtung 150 und das Papierband 152 als ein voreingestellter Mechanismus, die Verstärker 122 und 124 und die Vektorinterpolationsstromkreise 160 und 170 als ein Steuermechanismus, der Komparator 130 mit dem Detektor 132 des absoluten Wertes und dem Umwandlungskreis 136 als ein Detektormechanismus der Elektrodenversetzung und der Zeitgeber 154 arbeitet als ein Zeitgebermechanismus.

In dem oben beschriebenen Beispiel wird der Zeitgeber 154 als ein Zeitgebermechanismus verwendet. Es soll jedoch festgestellt werden, dass die Erfindung darauf oder dadurch nicht beschränkt ist. D.h., dass der Zeitgebermechanismus durch einen Zähler oder ähnlichen gebildet werden kann, so dass er mit der Zeit arbeitet, die für einen Versetzungsvektor in einer Richtung als eine Funktion der Häufigkeit des Auftretens eines Kurzschlusses oder als eine Funktion der Frequenz der Steuerung der Rückbewegung verlangt wird.

Die in den Fig. 8 und 9 dargestellten Verfahren zum funkenerosiven Bearbeiten von Werkstücken werfen noch immerhin die folgenden Probleme auf. Wenn der Vorgang bei der funkenerosiven Behandlung ein solcher ist, dass die funkenerosive Behandlung im wesentlichen nur durch eine oder zwei Versetzungen der Elektrode in jeder Spannungsrichtung erreicht werden kann, ist der Zwischenelektrodenraum zwischen der Elektrode und dem Werkstück klein oder wird nicht viel geändert. Aus diesem Grunde kann das während des Bearbeitungsvorganges erzeugte Pulver in dem Zwischenelektrodenraum aufgefangen werden, so dass Lichtbögen vorkommen können. Aus diesem Grunde wird die Geschwindigkeit der Bearbeitung wegen der sekundären Ausladung wesentlich herabgesetzt.

Dieser Nachteil kann durch die Verwendung eines weiteren Beispieles des Verfahrens zum funkenerosiven Bearbeiten von Werkstücken eliminiert werden. Ein solches Verfahren ist mit Bezug auf die Fig. 12 beschrieben.

In der Fig. 12 sind die Hauptbearbeitungsorte durch Versetzungsvektoren a, H und c bezeichnet. Überjedem der Versetzungsvektoren ist ein Rotationsvektor co überlagert. Der Rotationsvektor dreht mit einer hohen Geschwindigkeit von ordnungsgemäss von 60 bis 300 Zyklen pro Minute. Der Radius des Rotationsvektors ist etwa 10 bis 50 (im oder er ist so ausgewählt, dass er nicht wesentlich die Endkonfiguration des Werkstückes beeinflusst. Mit einem solch kleinen Radius kann das Pulver, das während des Bearbeitungsvorganges erzeugt und in dem Zwischenelektrodenraum zwischen der Elektrode 201 und dem Werkstück 202 aufgefangen wird, zufriedenstellend aufgerührt werden, so dass es aus dem Zwischenelektrodenraum entweicht. Bei der Überlagerung des Rotationsvektors variieren jederzeit die dem Werkstück 202 gegenüberliegenden Flächen der Elektrode 201 in dem Zwischenelektrodenraum, so dass die Elektrode nicht örtlich belastet wird. Wenn zwischen der Elektrode und dem Werkstück ein Kurzschluss entsteht, weil der Zwischenelektrodenraum übermässig klein ist, dann soll der Radius des Rotationsvektors herabgesetzt werden, um den Zwischenelektrodenraum rasch zu vergrössern und somit die Herstellung eines nicht zufriedenstellenden Werkstückes wegen des Auftretens von Lichtbögen zu verhindern.

Eine andere Ausführungsform der erfindungsgemässen Einrichtung, mittels welcher das Verfahren nach der Fig. 12 ausgeführt werden kann, wird mit Bezug auf die Fig. 13 beschrieben.

Ein Werkstück 202 liegt an einem X—Y Antriebstisch 203, der in bezug auf eine Elektrode 201 gemäss den Vektoren a, H und c nach der Fig. 7 bewegt wird. Diese Vektoren sind im vornherein in einer Steuervorrichtung, wie z. B. numerische Steuervorrichtung 204, programmiert. Die numerische Steuervorrichtung 204 gibt an die Antriebsmotoren 206 und 207 des Tisches so lange Antriebssignale ab, bis sie ein vom Komparator 205 abgegebenes Stoppsignal S empfängt. Die Elektrode 201 ist an einem Kreuzkopf208 befestigt, der durch Motoren 209 und 210 parallel zum Tisch 203 in der X—Y Ebene bewegt wird. Zur Feststellung der Versetzungsstellungen des Kreuzkopfes 208 sind Detektoren 211 und 212 vorgesehen, durch welche Spannungen, die den Versetzungsstellungen des Kreuzkopfes 208 entsprechen, an Zusatzstromkreise 215 und 216 abgegeben werden. Ein zwei-phasiger Oszillator 217 erzeugt Sinussignale, deren Phasen voneinander um 90° verschoben sind, nämlich = sin cot und &2 = cos rot. Diese Signale ® i und 02 werden an die Zusatzstromkreise 215 und 216 abgegeben. Die Motoren 209 und 210 werden so angetrieben, dass die Differenzspannungen zwischen diesen Signalen und den Ausgangsspannungen der Detektoren 213 und 214 Null gleich sind. D.h., dass die Motoren 209 und 210 durch die Ausgänge des zweiphasigen Oszillators 217 in Drehbewegung gesetzt werden, so dass der Kreuzkopf 208 mit einer Periode rot der Signale $ i und <D2 exzentrisch gedreht wird.

Die daraus resultierende Versetzung der Elektrode 201 in bezug auf das Werkstück 202 ist eine solche, dass die durch

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die numerische Steuervorrichtung 204 verursachte lineare Bewegung mit der oben beschriebenen exzentrischen Rotationsbewegung kombiniert wird.

Wenn der Zwischenelektrodenraum kleiner wird, wird der mittlere Wert der Ausgangsspannung Vg an der Klemme der Bearbeitungsimpulsquelle 222, beruhigt durch einen Widerstand R und einen Kondensator C, herabgesetzt. Der so herabgesetzte mittlere Wert wird mittels eines Komparators 205 durch Vergleich mit dem vorbestimmten Spannungspegel oder der Bezugsspannung Vr herabgesetzt, wonach die Ausgangsspannungen des zweiphasigen Oszillators 217 mittels Analogschalter 221 und 222 auf Null-Spannung gesetzt werden, und der Kreuzkopf 208 wird zu der Stelle zurückgeführt, an welcher der Radius der exzentrischen Rotationsbewegung Null ist. Auf der anderen Seite wird der numerischen Steuervorrichtung 204 ein Stoppsignal S zugeführt, so dass der Betrieb der Einrichtung stillgelegt wird, bis der Zwischenelektrodenraum zwischen der Elektrode 201 und dem Werkstück gross genug wird. Wenn während des oben beschriebenen Vorganges der Zwischenelektrodenraum nicht auf einen genügenden Wert erhöht werden kann, wird die Zeitspanne, während welcher das Stoppsignal S ununterbrochen wirkt, gezählt, wonach in einer vorbestimmten Zeitspanne die numerische Steuervorrichtung ein umgekehrtes Signal abgibt, um einen genügend grossen Zwischenelektrodenraum zu erhalten.

Bei der oben beschriebenen Einrichtung wird die Ver9 658 213

setzung der Elektrode 201 in bezug auf das Werkstück 202 unter Vierachsensteuerung ausgeführt. Die Aufgabe dieser Einrichtung kann aber auch mit einer Zweiachsensteuerung gelöst werden, wobei eine Steuervorrichtung verwendet wird, s bei welcher der Rotationsvektor über die Instruktionswerte überlagert wird.

Wie aus der oben angeführten Bechreibung hervorgeht, wird bei den in der Fig. 13 gezeigten Vorrichtungen die Versetzung der Elektrode in bezug auf das Werkstück gemäss

10 den Versetzungsvektoren ausgeführt, über welche der Rotationsvektor œ überlagert wird. Aus diesem Grunde werden Staub und Späne, die während des Bearbeitungsvorganges entstehen, nie in dem Zwischenelektrodenraum aufgefangen. Die resultierende Konfiguration des Werkstückes ist aber ls unvermeidlicherweise in den Ecken etwas abgerundet, wenn sie mit der idealen Konfiguration verglichen wird. Da der Raum zwischen der Elektrode und dem Werkstück im allgemeinen ordnungsgemäss 10 bis 15 jxm beträgt, findet eine solche Abrundung in jedem Fall statt. Aus diesem Grunde 20 verursacht in der Praxis die Überlagerung des Rotationsvektors mit einem Radius von ordnungsgemäss 10 bis 50 (im über den Bearbeitungsvektoren keine Probleme. Auf diese Weise wird die Genauigkeit der Eckteile des Werkstückes und die Bearbeitungsleistung beachtlich verbessert. Dar-25 überhinaus, weil die Versetzung der Elektrode in dem Zwischenelektrodenraum gesteuert wird, wird das Werkstück jederzeit zufriedenstellend bearbeitet.

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8 Blatt Zeichnungen

Claims (20)

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   PATENTANSPRÜCHE

   1. Verfahren zur funkenerosiven Bearbeitung von Werkstücken, in welchem an das Werkstück und eine Elektrode elektrischer Strom angelegt wird, welcher Strom durch eine im Zwischenelektrodenraum zwischen dem Werkstück und der Elektrode vorhandene Bearbeitungslösung geleitet wird, wobei die Elektrode mit Bezug auf das Werkstück in eine Bearbeitungsbewegung versetzt wird, welche Bearbeitungsbewegung in eine erste Bearbeitungsrichtung und eine, in einer Ebene senkrecht zur ersten Bearbeitungsrichtung liegende, zweite Bearbeitungsrichtung liegende, zweite Bearbeitungsrichtung unterteilt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode und das Werkstück auf solche Weise gesteuert werden, dass zwischen der Elektrode und dem Werkstück ein Zwischenelektrodenraum in einem solchen Ausmass beibehalten wird, dass in demselben eine Funkenentladung stattfindet, und dass die Elektrode mit Bezug auf das Werkstück in Richtung der Kreuzpunkte von benachbarten geraden Linien versetzt wird, welche Linien parallel zur Umrisslinie der Elektrode verlaufen und von ihr gleichermassen entfernt sind.
2. 2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode einen polygonalen Umriss hat.
3. 3. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die die Kreuzpunkte der benachbarten geraden Linien darstellenden Daten in einer numerischen Steuervorrichtung gespeist werden, und dass die Versetzung der Elektrode mit Bezug auf das Werkstück durch die numerische Steuervorrichtung vorgenommen wird.
4. 4. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode in bezug auf das Werkstück mehrmals versetzt wird, wobei die Kreuzpunkte der benachbarten geraden Linien Versetzungsendpunkte bilden, durch welche ein gewünschter Bearbeitungsrand begrenzt ist, wobei die Versetzung entlang Versetzungsvektoren ausgeführt wird, die sich zu den Versetzungsendpunkten erstrecken.
5. 5. Verfahren nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mehrmals ausgeführte Versetzung der Elektrode mit Bezug auf das Werkstück so gesteuert wird, dass die Elektrode zwischen einem Ausgangspunkt eines Koordinatensystems, der mit Bezug auf das Werkstück festgelegt ist, und Positionen, die durch die Endpunkte der Versetzungsvektoren bestimmt sind, hin- und herbewegt wird.
6. 6. Verfahren nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der mehrmaligen Versetzungen der Elektrode mit Bezug auf das Werkstück in der Zeitperiode, während welche die Elektrode dem Werkstück gegenübergestellt wird, einander gleich ist.
7. 7. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Versetzung der Elektrode mit Bezug auf das Werkstück zu den Versetzungsendpunkten so ausgeführt wird, dass sich ein geometrisches Zentrum der Elektrode entlang geraden Linien bewegt, die sich durch ein geometrisches Zentrum des zu bearbeitenden Bereiches und Versetzungsendpunkte an den Kreuzpunkten der geraden Linien erstrek-ken, welche geraden Linien den zu bearbeitenden Bereich so abgrenzen, dass während der Bewegung der Elektrode entlang diesen geraden Linien die zwei geraden Linien des Werkstückes, die einen der Kreuzpunkte bilden, zu den entsprechenden Seiten der Elektrode parallel gehalten werden, und dass Abstände zwischen den beiden geraden Linien des Werkstückes und den entsprechenden Seiten der Elektrode während der besagten Bewegung im wesentlichen gleich sind, wobei sich jede Bewegung entlang jeder der besagten geraden Linien durch das geometrische Zentrum des zu bearbeitenden Bereiches erstreckt, und dass der Abstand des einen der Kreuzpunkte von der vorherigen Bewegung entlang der gleichen geraden Linie kleiner wird, wobei die Elektrode und das Werkstück so gesteuert werden, dass der Zwischenelektrodenraum zwischen der Elektrode und dem Werkstück in einem solchen Ausmass beibehalten wird, dass in denselben die Funkenentladung stattfindet (Fig. 8).

   s 8. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Versetzung der Elektrode mit Bezug auf das Werkstück so gesteuert wird, dass die Elektrode an jedem Kreuzpunkt der benachbarten geraden Linien entlang einer Bearbeitungslinie, die sich von dem Kreuzpunkt er-

   10 streckt, zu bewegen anfangt (Fig. 9).
8. 9. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Versetzung der Elektrode mit Bezug auf das Werkstück gesteuert wird, wobei die Elektrode in Richtung der Kreuzpunkte der geraden Linien bewegt wird, und

   15 dass über dieser ersten Versetzungsbewegung eine vorbestimmte, in bezug auf die erste Versetzungsbewegung geringfügige Versetzungsbewegung überlagert wird (Fig. 12).
9. 10. Verfahren nach Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die geringfügige Versetzungsbewegung der

   20 Elektrode erteilt wird.
10. 11. Verfahren nach Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die geringfügige Versetzungsbewegung eine exzentrische Rotationsbewegung ist.
11. 12. Verfahren nach Patentanspruch 11, dadurch gekenn-

    25 zeichnet, dass der Radius der exzentrischen Rotationsbewegung gemäss den Entladebedingungen der funkenerosiven Bearbeitung gesteuert wird.
12. 13. Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Patentanspruch 1, gekennzeichnet durch erste Antriebsmittel

    30 (4, 5) zum Bewegen der Elektrode (1; 110; 201) in bezug auf das Werkstück (2; 112; 202) in der ersten Bearbeitungsrichtung mit einer Geschwindigkeit, die zwischen der Elektrode (1; 110; 201) und dem Werkstück (2; 112; 202) erhalten bleibt, wenn die Entladebedingungen für die funkenerosive

    35 Bearbeitung erfüllt sind, durch zweite Antriebsmittel (19,20) zum Bewegen der Elektrode (1; 110,201) in bezug auf das Werkstück (2; 112; 202) in der zweiten Bearbeitungsrichtung, durch eine numerische Steuervorrichtung (9; 150; 204) zum Erzeugen von Instruktionssignalen, um das Ausmass

    40 der Bewegung der durch die zweiten Antriebsmittel (19,20) angetriebenen Elektrode (1) zu steuern, und durch dritte Antriebsmittel (17,18) zum Treiben der zweiten Antriebsmittel (19,20), die auf die durch die numerische Steuervorrichtung abgegebenen Instruktionssignale und die Entladebedingun-

    45 gen im Bearbeitungsraum darstellende Signale ansprechen.
13. 14. Einrichtung nach Patentanspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die numerische Steuervorrichtung (9) durch einen Speicher (10) betätigbar ist, in welchem ge-

    50 wünschte Versetzungsorte gespeichert sind.
14. 15. Einrichtung nach Patentanspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die dritten Antriebsmittel (17,18) zum Treiben der zweiten Antriebsmittel (19,20) die zweiten Antriebsmittel (19,20) in Erwiderung an die von der numeri-

    55 sehen Steuervorrichtung (9) abgegebenen Instruktionssignale dann betätigen, wenn die Entladebedingungen im Bearbeitungsraum erfüllt sind.
15. 16. Einrichtung nach Patentanspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Antriebsmittel (19,20) einen

    60 X-Achsenantriebsmotor und einen Y-Achsenantriebsmotor umfassen.
16. 17. Einrichtung nach Patentanspruch 16, mit einem Spannungskreis, dadurch gekennzeichnet, dass der X-Achsenantriebsmotor (19) und der Y-Achsenantriebsmotor

    65 (20) durch Ausgangssignale des Spannungskreises betätigbar sind, welcher Spannungskreis so ausgelegt ist, dass er die von der numerischen Steuervorrichtung (9) abgegebenen Instruktionssignale in X- und Y-Vektorkomponente trennt.

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17. 18. Einrichtung nach Patentanspruch 14, gekennzeichnet durch Zeitgebermittel (154), auf welche die numerische Steuervorrichtung (150) anspricht, um in jeder vorbestimmten Zeitspanne Instruktionssignale an Versetzungsvektoren abzugeben, durch Detektormittel zum Feststellen einer Zwischenelektrodenspannung zwischen der Elektrode (110) und dem Werkstück (112), um ein Impulssignal abzugeben, dessen Frequenz der so festgestellten Zwischenelektrodenspannung entspricht, und durch Mittel zur Abgabe eines Antriebsimpulses an einen durch die numerische Steuervorrichtung (150) gegebenen Versetzungsausmass zum Treiben der zweiten Antriebsmittel (19,20), wenn die durch die Detektormittel abgegebene Zahl der Impulse einen vorbestimmten Wert erreicht hat.
18. 19. Einrichtung nach Patentanspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektormittel einen Komparator (130) zum Vergleich einer Bearbeitungsspannung (Vg) mit einer Bezugsspannung (Vr), um eine Differenzspannung zwischen den beiden festzustellen, einen Detektor (132) zur Umwandlung der Differenzspannung in einen absoluten Wert des Eingangssignals und einen Umwandler (136) zur Umwandlung der Spannung in die Frequenz umfassen.
19. 20. Einrichtung nach Patentanspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass Steuermittel zum Steuern der Stellung der Elektrode (201) mit Bezug auf das Werkstück (202) gemäss einer über den Zwischenelektrodenraum angelegten Spannung und Steuermittel einer geringfügigen Versetzung zu einer geringfügigen Anpassung der Stellung der Elektrode

    (201) mit Bezug auf das Werkstück (202) vorgesehen sind.
20. 21. Einrichtung nach Patentanspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuermittel der geringfügigen Versetzung gemäss den Entladebedingungen im Zwischenelektrodenraum zwischen der Elektrode (201) und dem Werkstück

    (202) steuerbar sind.