CH663168A5 - Elektrische funkenerosionsmaschine. - Google Patents

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Funkenerosionsmaschine gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

20 Bekannte Systeme zum Liefern von Bearbeitungsenergie von einer elektrischen Bearbeitungsquelle an die Elektroden einer eine Drahtelektrode aufweisenden Funkenerosionsmaschine können grob in eine erste Gruppe von Systemen eingeordnet werden, in denen ein Kondensator zwischen den 25 Elektroden geschaltet ist, die aus einer Elektrode und einem Werkstück gebildet sind. Der so angeschlossene Kondensator wird über einen Schalttransistor, der ein- und ausgeschaltet wird, aufgeladen, so dass diese elektrische Funkenerosionsbearbeitung ausgeführt wird durch Benützen der Lade-30 Spannung des Kondensators, und in eine zweite Gruppe von Systemen eingeordnet werden, in denen der Strom zwischen den Elektroden direkt ein- und ausgeschaltet wird, durch Steuerung mittels eines zwischen der Stromquelle und den Elektroden geschalteten Schaltstromkreises.

35 In der ersten Systemgruppe ist ein Kondensator 14, wie in der Fig. 1 gezeigt, an eine Drahtelektrode 10 und an ein Werkstück 12 angeschlossen und Bearbeitungsenergie wird von einer Stromquelle 16 durch einen Strombegrenzungswiderstand 18 und einen Schalttransistor 20 dem so geschalte-40 ten Kondensator 14 zugeführt. Der Kondensator 14 wird über den Schalttransistor 20 aufgeladen, der durch ein von einem Oszillator 20 erzeugten Ein-/Ausimpulssignal ein- und ausgeschaltet wird. Durch den so aufgeladenen Kondensator 14 wird eine impulsförmige Spannung an die durch die 45 Drahtelektrode 10 und das Werkstück 12 gebildete Elektrode angelegt, so dass ein impulsförmiger Strom durch die Elektroden fliesst.

Die Zeilen a und b der Fig. 2 zeigen graphische Darstellungen von Signalformen, die eine zwischen den Elektroden 50 auftretende Spannung V bzw. einen Bearbeitungsstrom I in der bekannten Funkenerosionsmaschine gemäss der Fig. 1 darstellen. Die Signalform der Zwischenelektrodenspannung V ist definiert durch die Zeitkonstante CR, die bestimmt ist durch die Kapazität C des Kondensators 14 und den Wider-55 standswert R des Widerstandes 18. In der Maschine gemäss der Fig. 1 ist das zeitliche Auftreten von elektrischen Entladungen zwischen den Elektroden abhängig von dem Spalt zwischen den Elektroden, dem spezifischen Widerstand der Bearbeitungsflüssigkeit zwischen den Elektroden und dem 60 Vorhandensein von während dem Bearbeitungsvorgang mittels elektrischen Entladungen entstehenden Pulvers in dem Spalt. Deshalb beginnt beispielsweise eine elektrische Entladung schon bevor die Spannung am Kondensator 14 die Speisespannung Vcc erreicht, oder eine Entladung wird bis 65 nach dem Erreichen der Zwischenelektrodenspannung verzögert. In diesem Fall sind die Spitzenwerte Ip und die Impulsbreite tp des zwischen den Elektroden fliessenden Stromes wie folgt:

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Ip = E

r

Tp =

I = Ip

AUS

'EIN + T

EIN

In diesen Gleichungen ist E die Spannung, bei welcher die Entladung beginnt und L die Induktivität des Strompfades. Dementsprechend ist in der Maschine gemäss der Fig. 1 der Bearbeitungsstrom bestimmt durch die Spannung E, die beim Staat der elektrischen Entladung auftritt. Deshalb ist der Bearbeitungsstromwert nicht für jede elektrische Entladung konstant. Andererseits ist die Menge eines während einem Entladungsvorgang von dem Werkstück abgetrennten Teiles abhängig vom Strom, der während dem Entladungsvorgang fliesst, und die Rauhheit der bearbeiteten Oberfläche wird durch den maximalen Wert des Stromes während der elektrischen Entladung bestimmt. Im allgemeinen wird durch eine Erhöhung des Entladestromes auch die Bearbeitungsgeschwindigkeit erhöht. Jedoch haftet der Funkenerosionsmaschine nach der Fig. 1 der Nachteil an, dass, weil der Bearbeitungsstrom nicht für jede elektrische Entladung konstant ist, die Bearbeitungsgeschwindigkeit für eine gegebene Oberflächenrauhheit reduziert wird.

Ein Ausführungsbeispiel der zweiten Systemgruppe ist in der publizierten japanischen Patentanmeldung Nr. 13 195/ 1969 beschrieben und wird anschliessend kurz erläutert. Dieses System besitzt einen Hauptschaltstromkreis zum Liefern eines Stromes mit hohen Spitzenwerten zwischen den Elektroden und einem Hilfsschaltstromkreis mit kleinen Stromspitzenwerten, der nur zum Liefern einer Spannung über den Elektroden dient. Zuerst legt der Hilfsschaltstromkreis die Spannung über den Elektroden an und nachdem das Auftreten der elektrischen Entladung festgestellt worden ist, wird der Hauptschaltstromkreis für eine vorbestimmte Dauer geschlossen und liefert den gewünschten Strom. Dementsprechend wird, wie dies in den Zeilen (a) und (b) der Fig. 3 dargestellt ist, wegen der nahezu rechteckigen Zwischenelektrodenspannung V ein gleichmässiger Entladestrom I zwischen den Elektroden erzielt. Deshalb kann die Bearbeitungsgeschwindigkeit für eine gegebene Oberflächenrauhheit ver-grössert werden, so dass die bei den ersten Gruppen von Systemen, die einen Kondensator verwenden, beschriebenen Schwierigkeiten eliminiert sind. Den Systemen der zweiten Gruppe haften die folgenden Nachteile an:

Der erste Nachteil ist der, dass der gewünschte Bearbeitungsstrom auch während abnormalen elektrischen Entladungen fliesst (wenn beispielsweise innerhalb der Nicht-Leerlaufzeit trotz Anlegen einer Spannung keine elektrische Entladung stattfindet; d.h. die elektrische Entladung startet aufgrund des Anlegens der Spannung).

Der zweite Nachteil besteht darin, dass, weil der gleiche Strom fliesst, auch wenn ein Kurzschluss zwischen der Drahtelektrode und dem Werkstück auftritt, dass dann die Drahtelektrode infolge Joulscher Wärme bricht. Dies wird_ nachstehend näher erläutert. Der durchschnittliche Strom I während der Bearbeitung ist wie folgt:

deshalb ist die Stromanstiegsrate I/T während der abnormalen Entladung

I = Ip

EIN

T + T + T

AUS OFFEN EIN

wobei Tein jene Zeit ist, während welcher der Hauptschaltstromkreis zum Liefern des Stromes geschlossen ist, Taus die Ruhezeit ist, während welcher keine Spannung angelegt ist, Ip der Spitzenwert des Stromes und Toffen die durchschnittliche Leerlaufzeit ist. Andererseits ist der durchschnittliche Strom I' während abnormalen elektrischen Entladungen

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T + T AUS EIN

I'

T + T + T

AUS OFFEN EIN

Im allgemeinen ist bei einer Funkenerosionsbearbeitung i5 mittels einer Drahtelektrode die Differenz zwischen (TAus + Tein) und (T0ffen) gross, (T0ffen) sollte zwei bis drei oder mehr mal grösser als (TAus + Tein) sein und deshalb ist der Strom I' während der abnormalen Entladung zwei bis drei oder mehr mal den Strom I. Obwohl der Strom, der durch 20 die Drahtelektrode fliessen kann, begrenzt ist, kann die Drahtelektrode während einer abnormalen Entladung brechen.

Wie aus dem obenstehenden ersichtlich ist, können die Systeme den den zweiten Gruppen der Systeme der zweiten 25 Gruppe anhaftenden Nachteil eliminieren; jedoch haftet Ihnen der Nachteil an, dass die Drahtelektrode bricht, wenn abnormale Bedingungen auftreten, beispielsweise wenn bei der funkenerosiven Bearbeitung mittels einer Drahtelektrode von einer geradlinigen Bearbeitungsoperation in eine Ecken-30 bearbeitungsoperation gewechselt wird (die meisten Brüche der Drahtelektrode treten in diesem Fall auf), oder wenn die Arbeitsweise des Zwischenelektrodenspannungsservomecha-nismus nicht geeignet ist oder wenn der Zwischenelektroden-servomechanismus infolge einer grossen Vibration der 35 Drahtelektrode nicht ausreichend schnell anspricht.

Im Hinblick auf die oben beschriebenen Nachteile, die den bekannten Funkenerosionsmaschinen anhaften, ist es ein Ziel der Erfindung, eine elektrische Funkenerosionsmaschine zu schaffen, welche einen Hilfsschaltstromkreis zum 40 Liefern eines Stromes mit niedrigem Spitzenwert an die Elektroden aufweist, wobei festgestellt wird, ob eine elektrische Entladung innerhalb einer gesetzten Entscheidungszeit auftritt oder nicht.

Die erfindungsgemässe Funkenerosionsmaschine ist 45 durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angeführten Merkmale gekennzeichnet.

Der Erfindungsgegenstand ist nachstehend mit Bezugnahme auf die Zeichnung beispielsweise näher erläutert.

so Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer bekannten, eine Drahtelektrode aufweisenden Funkenerosionsmaschine,

Fig. 2 ist eine graphische Darstellung der Zwischenelektrodenspannung und des Stromes der bekannten Maschine gemäss der Fig. 1,

55 Fig. 1 ist die graphische Darstellung der Zwischenelektrodenspannung und des Stromes einer anderen bekannten, eine Drahtelektrode aufweisenden Funkenerosionsmaschine,

Fig. 4 ist das Blockschema eines Ausführungsbeispieles der erfindungsgemässen Funkenerosionsmaschine, 60 Fig. 5 ist das Schaltschema eines Ausführungsbeispieles eines Steuersignalstromkreises der Maschine gemäss der Fig. 4,

Fig. 6 ist die graphische Darstellung von Signalformen an verschiedenen Punkten des Schaltschemas gemäss der 65 Fig. 5 und

Fig. 7 ist die graphische Darstellung der Resultate der elektrischen Entladungsbearbeitungsvorgänge, durchgeführt mit der erfindungsgemässen Maschine.

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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel dieser Erfindung ist nachstehend mit Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.

Die Fig. 4 zeigt ein Blockschema eines Ausführungsbeispieles einer elektrischen Funkenerosionsmaschine gemäss der Erfindung. Ein Hauptschaltstromkreis 24 und ein Hilfsschaltstromkreis 26 sind parallel zwischen Elektroden geschaltet, welche durch eine Drahtelektrode 10 und ein Werkstück 12 gebildet sind. Der Hauptschaltstromkreis 24 ist in Reihe mit einer Gleichstromquelle V2 geschaltet und umfasst eine Anzahl parallel geschaltete Reihenschaltungen, bestehend aus einem Widerstand R2 und einem Schaltelement Tr2, z.B. ein Transistor, aus einem Widerstand R3 und einem Schaltelement Tr3, z.B. ein Transistor,... und einem Widerstand Rn und einem Schaltelement Trn, z.B. ein Transistor. Der Hilfsschaltstromkreis 26 ist eine Reihenschaltung, die eine Gleichspannungsquelle Vi, einen Widerstand Ri und ein Schaltelement Tri, z.B. ein Transistor, umfasst. In der Funkenerosionsmaschine ist der Wert des Widerstandes Ri so gewählt, dass der Hilfsstromkreis 26 einen solchen Strom liefert, dessen Spitzenwert etwa einem Entladeerhaltungs-stromwert entspricht oder grösser ist. Die Schaltelemente Tr2 bis Trn und Tri in dem Hauptschaltstromkreis 24 und dem Hilfsschaltstromkreis 26 werden durch das Ausgangssignal eines Steuersignalstromkreises 28 ein- und ausgeschaltet.

Das Schaltschema eines Ausführungsbeispieles des Steuersignalstromkreises 28 ist in der Fig. 5 dargestellt. Die Zwischenelektrodenspannung V wird einer Eingangsklemme 30 zugeführt und an die einen Eingänge von zwei Komparato-ren 32 und 34 weitergeleitet. An den anderen Eingängen der Komparatoren liegen Bezugsspannungen Vren bzw. Vref2 an. Die Bezugsspannung Vren ist grösser als die Lichtbogenspannung während der Entladung und kleiner als die Speisespannung Vi, während die Bezugsspannung Vren kleiner ist als die Lichtbogenspannung während der Entladung und grösser ist als das Nullpotential.

D.h. der Komparator 32 dient zum Feststellen einer Entladung zwischen den Elektroden und der Komparator 34 zum Feststellen eines Kurzschlusses zwischen den Elektroden. Deshalb bilden die Komparatoren 32 und 34 einen Detektorstromkreis zum Feststellen des Auftretens einer Entladung oder eines Kurzschlusses zwischen den Elektroden.

Das Ausgangssignal B des Komparators 32 wird über einen Inverter 33 dem einen Eingang eines UND-Tores 36 zugeführt, an dessen anderem Eingang von einem Taktgenerator 38 erzeugte Taktimpulse D mit einer Frequenz von 1 bis 5 MHz anliegen. Der Taktgenerator 38 beginnt in Abhängigkeit eines Signal L' (das weiter unten beschrieben ist) zu arbeiten und mit der Erzeugung der Taktimpulse D und wird durch ein Signal P abgeschaltet.

Das Ausgangssignal E des UND-Tores 36 gelangt zu einem UND-Tor 40, welchem auch ein von einem Flip-Flop 80 erzeugtes Signal F auf eine weiter unten beschriebene Weise zugeführt werden kann. Das Signal E wird weiter einem UND-Tor 42 zugeführt, welchem auch ein invertiertes Signal F vom Flip-Flop 80 angelegt ist.

Das Ausgangssignal des UND-Tores 42 gelangt an den einen Eingang eines UND-Tores 44 und dem anderen Eingang dieses Tores wird das Ausgangssignal C des Komparators 34 zugeführt. Das Ausgangssignal des UND-Tores 42 wird weiter dem einen Eingang eines UND-Tores 48 zugeführt und dem anderen Eingang dieses Tores wird das Ausgangssignal C des Komparators 34 über einen Inverter 46 zugeführt.

Die Ausgangssignale G, H und I der UND-Tore 40,44 bzw. 48 gelangen über monostabile Stromkreise 50, 52 bzw. 54 zu einem NAND-Tor 56. Das Ausgangssignal P des NAND-Tores 56 wird an einen Treiberstromkreis 58 zum

Steuern des Hauptschaltstromkreises 24 angelegt und weiter als ein Stoppsignal dem oben erwähnten Taktgenerator 38 zugeführt. In den monostabilen Stromkreisen 50, 52 und 54 werden die Impulsbreiten Ti, T2 und T3 mittels veränderba-5 ren Widerständen Rvi, RV2 bzw. RV3 eingestellt, so dass die Breite eines zwischen den Elektroden fliessenden Stromimpulses gesteuert ist durch das Ausgangssignal des Treiberstromkreises 58, damit der Bearbeitungsstrom in Abhängigkeit der Bedingungen zwischen den Elektroden fliesst. 10 D.h. die UND-Tore 40,44 und 48, die monostabilen Stromkreise 50, 52 und 54, das NAND-Tor 56 und der Treiberstromkreis 56 bilden ein Mittel zum Steuern des Hauptschaltstromkreises 24 entsprechend den Bedingungen zwischen den Elektroden.

15 Andererseits werden die Ausgangssignale G, H und I der UND-Tore 40,44 und 48 an ein NOR-Tor 60 angelegt, das ein Ausgangssignal J erzeugt, welches ein Zeitsteuersignal zum Öffnen des Hilfsschaltsteuerkreises 26 darstellt. Das Ausgangssignal J gelangt zu einem monostabilen Stromkreis 20 62, durch welchen die Ruhezeit Taus durch einen veränderbaren Widerstand Vr4 eingestellt werden kann. Das Ausgangssignal K des monostabilen Stromkreises 62 gelangt über einen Inverter 64 zu einem monostabilen Stromkreis 66, welcher ein Ruhezeitendesignal L erzeugt. 25 Das Ruhezeitendesignal L, erzeugt durch den monostabilen Stromkreis 66, wird an einen Verzögerungsstromkreis 68 angelegt, welcher eine sehr kurze Verzögerungszeit AT aufweist. Das verzögerte Ruhezeitendsignal L' ist das Startsignal für den Taktgenerator 38. Das Ruhezeitendesignal L 30 wird auch dem Setzeingang eines Flip-Flops 70 zugeführt, welchem auch das Ausgangssignal J des monostabilen Stromkreises 66 zugeführt wird. Das am Ausgang des Flip-Flops 70 auftretende Bestätigungssignal 0 gelangt zu einem Treiberstromkreis 72, welcher den Hilfsschaltstromkreis 72 35 steuert, indem das Schaltelement Tri ein- und ausgeschaltet wird.

D.h., das NOR-Tor 60, das Flip-Flop 70 und der Treiberstromkreis 72 bilden ein Initialspannungserhaltungsmit-tel zum kontinuierlichen Anlegen einer Initialspannung an 40 die Elektroden mit Hilfe des Hilfsschaltstromkreises 26, und das NOR-Tor 60, das Flip-Flop 70, der Treiberstromkreis 72 und die monostabilen Stromkreise 62 und 66 bilden ein Initialspannungsanlegemittel.

Das Ausgangssignal L des monostabilen Stromkreises 66 45 wird weiter einem monostabilen Stromkreis 74 zugeführt, welcher ein Ausgangssignal M erzeugt, das eine Entladungs-überwachungszeit Ts darstellt. Das Ausgangssignal M wird über einen Inverter 76 und einen monostabilen Stromkreis 78 dem Setzeingang des Flip-Flops 80 zugeführt, an dessen so Rücksetzeingang das Ausgangssignal L des monostabilen Stromkreises 66 angelegt ist.

Aus diesem Grunde bildet der monostabile Stromkreis 44 einen Entscheidungszeitsetzstromkreis zum Setzen einer Zeit, innerhalb welcher entschieden wird, ob eine Entladung 55 zwischen den Elektroden normal ist oder nicht.

Das Bestätigungssignal F und das invertierte Bestätigungssignal F, welche Signale durch das Flip-Flop 80 erzeugt werden, gelangen zu den UND-Toren 40 bzw. 42.

Das eine Ausführungsbeispiel des Steuersignalstromkrei-60 ses 28 ist wie oben beschrieben ausgebildet. Die Arbeitsweise des Steuersignalstromkreises 28 ist nachstehend mit Bezugnahme auf die in der Fig. 6 gezeichneten graphischen Darstellungen der verschiedenen Signale beschrieben.

Es sei angenommen, dass zur Zeit ti die Ruhezeit Taus 65 des Anlegens der Zwischenelektrodenentladungsspannung beendet ist, dass das Ausgangssignal K des monostabilen Stromkreises 62 den hohen Wert annimmt und dass das Ausgangssignal L des monostabilen Stromkreises 66 für ei-

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nen Moment auf den niedrigen Wert gesetzt ist, wodurch das Flip-Flop 70 gesetzt ist, während das Flip-Flop 80 zurückgesetzt ist, dass das Schaltelement Tri des Hilfsschaltstrom-kreises 26 durch den Treiberstromkreis 72 eingeschaltet ist und dass die Spannung V gross genug ist, um den Beginn der Entladung zwischen den Elektroden einzuleiten, welche durch die Drahtelektrode 10 und das Werkstück 12 gebildet sind. Unter dieser Bedingung gibt der Verzögerungsstromkreis 68 kein Startsignal L' an den Taktgenerator 38 ab und dementsprechend wird kein Ausgangssignal D erzeugt. Folglich wird, unter der Bedingung, dass keine Entladung und kein Kurzschluss zwischen den Elektroden auftreten, die angelegte Spannung V auf dem hohen Potential gehalten, werden die Signale B und C der Komparatoren 32 bzw. 34 vom niedrigen Wert auf den hohen Wert angehoben, wird das Ausgangssignal E des UND-Tores 36 auf dem niedrigen Wert gehalten und die Ausgangssignale G, H und I der UND-Tore 40,44 bzw. 48 werden auf dem niedrigen Wert gehalten. Dementsprechend wird das Ausgangssignal J des NOR-Tores 60 den hohen Wert beibehalten. Der monostabile Stromkreis 62 befindet sich im zurückgesetzten Zustand und das Ausgangssignal des monostabilen Stromkreises 62 weist den hohen Wert auf. Das Ausgangssignal L des monostabilen Stromkreises 66 wird ebenfalls auf dem hohen Wert gehalten. Das Flip-Flop 70 befindet sich im gesetzten Zustand, während das Flip-Flop 80 sich im zurückgesetzten Zustand befindet. Deshalb legt der Hilfsschaltstromkreis 26 weiterhin Spannung an die Elektroden an. Zur Zeit t2, d.h. nach einem sehr kurzen Zeitintervall At nach der Zeit ti, erzeugt der Verzögerungsstromkreis 68 das Verzögerungssignal L'. Das Verzögerungssignal L' wird als Startsignal dem Taktgenerator 38 zugeführt, welcher danach die Taktimpulse T erzeugt. Das Ausgangssignal E des UND-Tores 36 wird weiterhin auf dem niedrigen Wert gehalten.

Zur Zeit t3, welche um die gesetzte Zeit Ts nach der Zeit t| vorliegt, wird das Ausgangssignal M des monostabilen Stromkreises 74 wieder auf den hohen Wert angehoben. Demzufolge erzeugt der monostabile Stromkreis 78 das Signal N, welches in diesem Zeitpunkt den niedrigen Wert aufweist, so dass das Flip-Flop 80 gesetzt ist. Zu dieser Zeit weist das Ausgangssignal E des UND-Tores 36 den niedrigen Wert auf. Deshalb werden die Ausgangssignale G, H und I der UND-Tore 40,44 bzw. 48 auf dem niedrigen Wert gehalten und das Anlegen der Spannung durch den Hilfsschaltstromkreis 26 wird aufrechterhalten.

Als nächstes findet zur Zeit t4 eine Entladung zwischen den Elektroden statt, wodurch die Zwischenelektrodenspannung V abnimmt. Als Folge davon wird das Ausgangssignal B des Komparators 32 auf den niedrigen Wert gesetzt und ein Signal B' mit hohem Wert wird an das UND-Tor 36 angelegt. Deshalb gibt das UND-Tor 36 das Signal E mit hohem Wert ab. Dementsprechend nimmt das Ausgangssignal G des UND-Tores 40 den hohen Wert an und wird als normales Entladesignal dem monostabilen Stromkreis 50 zugeführt, welcher das Ausgangssignal G' erzeugt, das während der Periode Ti den hohen Wert annimmt. Das Ausgangssignal G' wird dem NAND-Tor 56 zugeführt, das das Steuersignal P erzeugt. Als Folge davon wird der Hauptschaltstromkreis 24 durch den Treiberstromkreis 58 eingeschaltet, so dass der Bearbeitungsstrom entsprechend einer normalen Entladung an die Elektroden geliefert wird, und gleichzeitig wird die Erzeugung der Taktimpulse D durch den Taktgenerator 38 gestoppt.

Sowie das Ausgangssignal G des UND-Tores 40 den hohen Wert annimmt, wird das Ausgangssignal J des NOR-Tores 60 auf den niedrigen Wert gesetzt. Als Folge davon wird das Schaltelement Tri des Hilfsschaltstromkreises 26 ausgeschaltet, während der monostabile Stromkreis 62 gesetzt wird und das Ausgangssignal desselben während der Ruhezeit Taus auf den niedrigen Wert gesetzt wird.

Als nächstes steigt zur Zeit ts, d.h. nach Ablauf der Periode Ti, das Ausgangssignal G' des monostabilen Stromkreises 50 wieder auf den hohen Wert und das Ausgangssignal P des NAND-Tores wird wieder auf den niedrigen Wert gesetzt. Als Folge davon werden die Schaltelemente in dem Hauptschaltstromkreis 24 ausgeschaltet, so dass das Anlegen der Spannung an die Elektroden aufgehoben ist.

Zur Zeit tè, d.h. nach Ablauf der Ruhezeit Tals nach der Zeit t4, wird das Ausgangssignal K des monostabilen Stromkreises 62 wieder auf den hohen Wert angehoben und das Ausgangssignal L des monostabilen Stromkreises 66 nimmt für einen Moment den niedrigen Wert an. Dementsprechend wird auf eine ähnliche wie oben beschriebene Weise das Flip-Flop 70 gesetzt, so dass an die Elektroden die Spannung durch den Hilfsschaltstromkreis 26 angelegt wird, während das Flip-Flop 80 zurückgesetzt ist und der monostabile Stromkreis 74 gesetzt ist. Wenn unter dieser Bedingung eine Entladung zwischen den Elektroden stattfindet, ist die Zwischenelektrodenspannung reduziert, so dass das Ausgangssignal B des Komparators 32 den niedrigen Wert aufweist und das Ausgangssignal C des Komparators 34 einen hohen Wert aufweist. Zur Zeit nach einem sehr kurzen Zeitintervall AT nach der Zeit t6 erzeugt der Taktgenerator 38 aufgrund des Startsignals L' des Verzögerungsstromkreises 68 die Taktimpulse D, wodurch das Ausgangssignal E des UND-Tores 36 den hohen Wert annimmt und das Flip-Flop 80 zurückgesetzt wird, damit das UND-Tor 44 das Ausgangssignal H mit hohem Wert erzeugt, welches die Tatsache, dass die Entladung innerhalb der gesetzten Zeit Ts erfolgt ist, bestätigt. Dementsprechend wird, ähnlich wie oben beschrieben, der Bearbeitungsstrom anstelle des Hilfsschaltstromkreises 26 durch den Hauptschaltstromkreis 24 geliefert während einer Zeit, die der «Ein»-Zeit T2 des monostabilen Stromkreises 52 entspricht.

Zur Zeit t§, d.h. nach Ablauf der Ruhezeit Taus nach der Zeit t7, wird das Flip-Flop 70 erneut gesetzt, so dass der Hilfsschaltstromkreis 26 die Spannung an die Elektroden anlegt. Wenn in diesem Augenblick ein Kurzschluss zwischen den Elektroden auftritt, sinkt die Zwischenelektrodenspannung V auf Null und dementsprechend bleiben die Ausgangssignale B und C der Komparatoren 32 bzw. 34 auf dem niedrigen Wert. Das Flip-Flop 80 befindet sich im zurückgesetzten Zustand, der zur Zeit t? erzeugte Taktimpuls D, der nach dem Zeitintervall AT nach der Zeit ts auftritt, wird über die UND-Tore 36 und 42 dem UND-Tor 48 zugeführt, welches das Signal I mit hohem Wert erzeugt, das anzeigt, dass ein Kurzschluss vorhanden ist. Dementsprechend wird auf eine ähnliche wie oben beschriebene Weise der Bearbeitungsstrom für die Elektroden anstelle des Hilfsschaltstromkreises 26 durch den Hauptschaltstromkreis 24 geliefert für eine Zeit, die der «Ein»-Zeit T3 des monostabilen Stromkreises 54 entspricht.

Zur Zeit tio, d.h. um die Ruhezeit TAUs nach der Zeit u>, wird die Spannung durch den Hilfsschaltstromkreis 26 an die Elektroden angelegt und die oben beschriebenen Vorgänge werden aufeinanderfolgend ausgeführt in Abhängigkeit, ob die durch das Anlegen der Spannung eingeleitete Entladung normal ist oder nicht oder ob ein Kurzschluss zwischen den Elektroden vorhanden ist oder nicht.

Es ist vorteilhaft, wenn die durch den monostabilen Stromkreis 74 gesetzte Entscheidungszeit Ts, wie weiter oben angegeben, eine bis vier Mikrosekunden beträgt.

In der Fig. 7 sind die Beziehungen zwischen den gesetzten Entscheidungszeiten Ts und der Bearbeitungsgeschwindigkeit für den Bearbeitungsvorgang mit T2 = Tj und T| = 5 T2 (wobei Ti, T2 und T3 die «Ein»-Zeiten der monostabilen

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Stromkreise 50, 52 bzw. 54 sind) graphisch dargestellt, wobei die ausgezogene Kurve für eine geradlinige Bearbeitung und die gestrichelt gezeichnete Kurve für die Musterbearbeitung mit Richtungsänderungen in den Ecken gilt. Aus der Fig. 7 ist ersichtlich, dass wenn die Zeit Ts relativ lang wird und der Unterschied zwischen der geradlinigen Bearbeitung und der Musterbearbeitung klein ist, dass aber die Bearbeitungsgeschwindigkeit abnimmt wegen des Auftretens von Kurzschlüssen. Befriedigende Bearbeitungsresultate werden erreicht, wenn die Entscheidungszeit Ts eine bis vier Mikrosekunden beträgt. Es wurde praktisch erprobt, dass in diesem Falle, wenn die Bearbeitungsgeschwindigkeit gross ist, die Drahtelektrode kaum bricht und dass die Bearbeitungsgeschwindigkeit bei einer gegebenen Oberflächenrauhheit gross sein kann. Weiter hat sich bestätigt, dass mit einer gesetzten Entscheidungszeit Ts von zwei Mikrosekunden die maximale Musterbearbeitungsgeschwindigkeit 1,5 bis 2 mal grösser ist als jene der bekannten Maschinen.

In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die «Ein»-Zeit der Schaltstromkreise 24 und 26 verändert, um den Bearbeitungsstrom zu steuern, welcher während abnormalen oder normalen Entladevorgängen geliefert wird. Es kann jedoch auch der Spitzenwert des Stromes geändert werden, so dass während abnormalen Entladungen der Spitzenwert des Stromes reduziert ist.

Zusätzlich kann der Spitzenwert des Stromes des Hilfsschaltstromkreises 26 erhöht werden, so dass während einer abnormalen Entladung der Hilfsschaltstromkreis 26 für eine vorbestimmte Dauer mehr Strom liefert.

Darüberhinaus ist es selbstverständlich, dass das technische Konzept der Erfindung nicht nur auf die oben beschriebene, eine Drahtelektrode aufweisende Funkenerosionsmaschine sondern auch ganz generali bei Funkenerosionsmaschinen zum Gravieren anwendbar ist.

Aus dem oben angeführten ist ersichtlich, dass die erfin-dungsgemässe Funkenerosionsmaschine einen Hauptschaltstromkreis zum Liefern eines Stromes mit hohen Spitzenwerten an die Elektroden und einen Hilfsschaltkreis zum Liefern eines Stromes mit niedrigen Spitzenwerten aufweist. Normalerweise legt der Hilfsschaltstromkreis eine Spannung an die Elektroden an. Wenn zwischen den Elektroden nach dem Anlegen der Spannung innerhalb der Entscheidungszeit von 1 bis 4 Mikrosekunden keine Entladung auftritt, legt der Hilfsschaltstromkreis weiterhin die Spannung an die Elektroden an, bis eine Entladung auftritt. Unmittelbar nachdem die Entladung eingesetzt hat, liefert der Hauptschaltstromkreis den normalen Bearbeitungsstrom, welcher von der gewünschten Rauhheit der bearbeiteten Oberfläche abhängig ist. Wenn eine Entladung oder ein Kurzschluss zwischen den Elektroden auftritt bevor die Entscheidungszeit abgelaufen ist, wird ein kleinerer Strom als der normale Bearbeitungsstrom durch den Hauptschaltstromkreis bzw. den Hilfsschaltstromkreis geliefert, wobei die Bearbeitungsgeschwindigkeit für eine gegebene Oberflächenrauhheit erhöht und die Bearbeitungsstabilität verbessert wird.

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3 Blatt Zeichnungen

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   PATENTANSPRÜCHE

   1. Elektrische Funkenerosionsmaschine mit einem Hauptschaltstromkreis (24) zum Liefern eines Stromes mit hohem Spitzenwert an Elektroden, die durch eine Bearbeitungselektrode (10) und ein Werkstück (12) gebildet werden, und einem Hilfsschaltstromkreis (26) zum Liefern eines Stromes mit niedrigem Spitzenwert an die genannten Elektroden, um zum Bearbeiten des Werkstückes eine intermittierende elektrische Entladung zwischen den Elektroden zu bewirken, gekennzeichnet durch ein Initialspannungsanlegemittel (62, 66) zum Anlegen einer Initialspannung an die Elektroden (10,12) mittels des Hilfsschaltstromkreises (26), einem Ent-scheidungszeitsetzmittel (68) zum Setzen einer Zeit, die genügend lang ist, um zu entscheiden, ob die zwischen den Elektroden auftretende Entladung normal oder abnormal ist, einen Detektorstromkreis (30, 32, 34) zum Feststellen, ob eine Entladung oder ein Kurzschluss zwischen den Elektroden auftritt, ein Initialspannungserhaltungsmittel (60,70) zum Bewirken, dass, wenn der Detektorstromkreis das Auftreten der Entladung nach Auflauf der durch das genannte Ent-scheidungszeitsetzmittel gesetzten Zeit feststellt, der Hilfsstromkreis (26) weiterhin die Initialspannung an die Elektroden anlegt, bis der Detektorstromkreis eine Entladung feststellt, Treibermittel (58) zum Steuern des genannten Hauptschaltstromkreises (24), wenn der Detektorstromkreis (30) das Auftreten der Entladung nach dem Anlegen der genannten Initialspannung durch das Initialspannungserhaltungs-mittel feststellt, um einen normalen Strom entsprechend der einer gegebenen Oberflächenrauhheit an die Elektroden zu liefern, und Treibermittel (72) zum Steuern des Hilfsschaltstromkreises (26), wenn der Detektorstromkreis (30) das Auftreten der Entladung innerhalb der durch das Entschei-dungszeitsetzmittel gesetzten Zeit oder das Auftreten eines Kurzschlusses feststellt, worauf der Hauptschaltstromkreis (24) oder der Hilfsschaltstromkreis (26) sofort einen kleineren Strom als den normalen Strom an die Elektroden liefert.
2. 2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die durch das Entscheidungszeitsetzmittel gesetzte Zeit (Ts) 1 bis 4 Mikrosekunden beträgt.
3. 3. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die durch das Entscheidungszeitsetzmittel gesetzte Zeit (Ts) etwa 2 Mikrosekunden beträgt.
4. 4. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungselektrode eine Drahtelektrode (10) ist.
5. 5. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Detektorstromkreis umfasst: ein Detektormittel (30) zum Feststellen einer Zwischenelektrodenspannung, eine erste Bezugsspannungsquelle (Vren) zum Liefern einer ersten Bezugsspannung, die höher ist als die Lichtbogenspannung während der Entladung und niedriger ist als eine Speisespannung (Vi), eine zweite Bezugsspannungsquelle (Vref2) zum Liefern einer zweiten Bezugsspannung, die niedriger ist als die genannte Lichtbogenspannung während der Entladung und grösser ist als das Nullpotential, einen Komparator (32) zum Vergleichen der durch das Detektormittel festgestellten Zwischenelektrodenspannung mit der ersten Bezugsspannung, um das Auftreten einer Entladung festzustellen, und einen weiteren Komparator (34) zum Vergleichen der Zwischenelektrodenspannung mit der zweiten Bezugsspannung, um das Auftreten eines Kurzschlusses festzustellen.
6. 6. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptschaltstromkreis (24) eine Parallelschaltung von einer Anzahl Reihenschaltungen umfasst, von denen jede einen Widerstand (R) und ein Schaltelement (Tr) aufweist, dass die Parallelschaltung in Reihe zu einer Gleichstromquelle (V2) geschaltet ist, und dass das An2

   legen der Spannung der Gleichstromquelle an die Elektroden durch Steuern der Schaltelemente erfolgt.
7. 7. Maschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltelemente Transistoren (Tr2—Tr„) sind. 5 8. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfsschaltstromkreis eine Reihenschaltung aus einem Widerstand (Ri) und einem Schaltelement (Tri) ist, dass die Reihenschaltung in Reihe mit einer Gleichstromquelle (V1) geschaltet ist, und dass das Anlegen 10 der Spannung der Gleichstromquelle durch Steuern des Schaltelementes erfolgt.

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