CH668374A5

CH668374A5 - Entladungsbearbeitungsverfahren sowie vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens.

Info

Publication number: CH668374A5
Application number: CH5862/81A
Authority: CH
Inventors: Tetsuro Ito
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1980-09-10
Filing date: 1981-09-10
Publication date: 1988-12-30
Also published as: US4431897A; DE3135934C2; DE3135934A1

Description

BESCHREIBUNG Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Entla-dungsbearbeitungsverfahren gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 8.

Bei bekannten Entladungsbearbeitungsverfahren wird die Form der Bearbeitungselektrode auf das Werkstück übertragen, währenddem die Elektrode nur relativ inbezug auf das Werkstück in einer primären oder Hauptbearbeitungsrichtung bewegt wird. Entladungsbearbeitung unter Verwendung der relativen Bewegung der Elektrode inbezug auf das Werkstück in einer Ebene senkrecht zur Hauptbearbeitungsrichtung ist aus der japanischen Patentanmeldung Nr. 3594/1966 bekannt.

Ein Beispiel des gebräuchlichen Entladungsbearbeitungs-verfahrens wird inbezug auf die Fig. 1 beschrieben, bei welchem ein Werkstück 12 mit einer Elektrode 10 auf eine Tiefe Zm in einer konisch zulaufenden Form 14 mit einem Radius Ro (die Länge der Bewegungen der Elektrode in einer Rich2

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tung senkrecht zur Hauptbearbeitungsrichtung) bearbeitet wird. Im Zeitpunkt des Beginns des Bearbeitungsverfahrens wird die Länge der Verschiebung der Elektrode in einer Richtung senkrecht zur Hauptbearbeitungsrichtung als Antwort auf die Tiefe der Bearbeitung des Werkstückes in solcher Weise gesteuert, dass sie beim Beginn der Bearbeitung grösser Und kleiner mit dem Fortschreiten des Bearbeitungsverfahrens ist. Die Elektrode 10 wird relativ zum Werkstück in einer primären Bearbeitungs- oder Z-Achsenrichtung bewegt und wird ebenfalls im allgemeinen kreisförmig in einer Ebene im wesentlichen senkrecht zur Z-Achse oder in X-Achsen- und Y-Achsen-Richtung bewegt. Die Elektrode 10 wird relativ zum Werkstück in einer Kombination dieser drei achsialen Richtungen bewegt, wobei das Werkstück in der oben erwähnten konischen Form bearbeitet wird.

Fig. 2 zeigt ein Beispiel der Entladungsbearbeitungsvor-richtung zur Durchführung des oben beschriebenen Entla-dungsbearbeitungsverfahrens, wobei die konische Form 14 im Werkstück erzeugt wird. Gemäss Fig. 2 wird eine Elektrode 10 durch eine Stückunterlage 16 an einem hydraulischen Servomechanismus befestigt, um relativ zu einem Werkstück 12 beweglich zu werden. Der hydraulische Servomechanismus umfasst ein hydraulisches Servoventil 18 und einen hydraulischen Zylinder 20. Die Elektrodenstützunter-lage 16 ist am Ende des Kolbenstabes 22 des hydraulischen Zylinders 20 befestigt. Die Stützunterlage 16 umfasst eine erste Unterlage 16a, welche sich in X-Achsenrichtung und eine zweite Unterlage 16b, welche sich in Y-Achsenrichtung bewegt. Nichtdargestellte Zuführungsnuten sind in den Seitenflächen der entsprechenden ersten und zweiten Unterlagen 16a und 16b vorgesehen. Zuführschrauben 24 und 26 greifen in die Nuten ein und werden durch Servomotoren 28 und 30 rotierend angetrieben.

Beim Betrieb steht die Elektrode 10 dem Werkstück 12 gegenüber, welches in einer Bearbeitungs- oder Isolierflüssigkeit mit einer dazwischen ausgebildeten Bearbeitungslücke g bearbeitet wird. Eine elektrische Entladung tritt in der Lücke g zwischen der Elektrode 10 und Werkstück 12 auf. Ein von einer impulsförmigen stromliefernden Zuführquelle 32 zugeführter Impulsstrom fliesst dazwischen, wobei die Elektrode 10 das Werkstück 12 durch die Entladung bearbeitet.

Zu dieser Zeit entspricht eine Spannung Vd der Bearbeitungslücke g und eine Referenzspannung Vs wird an eine Spannungsdifferentialschaltung 34 angelegt, welche einen Ausgang Vd—Vs erzeugt. Dieser Ausgang wird aufeinanderfolgend an einen Verstärker 36 und an ein hydraulisches Servoventil 18 gelegt, wobei das Servoventil entsprechend der verstärkten Differentialspannung gesteuert wird. Der hydraulische Zylinder 20 wird durch das Servoventil 18 gesteuert und steuert seinerseits die Elektrode 10, welche mittels der Unterlage 16 über den Kolbenstab 22 befestigt ist, bis dass die Spannung Vd mit der Referenzspannung Vs übereinstimmt und entsprechend die Elektrode 10 relativ zum Werkstück 12 in einer Hauptbearbeitungs- oder Z-Achsenrichtung bewegt wird.

Nachher wird das Werkstück 12 grob auf die Tiefe bearbeitet, die vor der gewünschten Tiefe durch die Elektrode 10 festgelegt wird und nachdem der grobe Bearbeitungsschritt beendet ist, wird die Pulsstromzuführquelle 32 umgeschaltet, um einen Ausgang zu erzeugen, der Impulse mit kleinerer Energie aufweist. Im weiteren ist eine digitale Z-Achsenim-pulsskala 38 zur Detektion der Länge der Bewegung der Elektrode 10 in der Z-Achsenrichtung benachbart der Elektrode 10 vorgesehen und erzeugt ein Ausgangssignal für eine Elektrodenbewegungssteuervorrichtung 40, welche ihrerseits Ausgangssignale für die beiden Servomotoren 28 und 30 erzeugt. Die Servomotoren bewegen den Elektrodenträger 16a in der X-Achsenrichtung und den Elektrodenträger 16b in der Y-Achsenrichtung, wobei der Elektrode 10 eine kreisförmige Bewegung mit dem Radius R erteilt wird. Auf diese Weise wird das Werkstück 12 in eine konische Form 14 zu einer Tiefe Z bearbeitet, wobei der Radius R des Kreises oben grösser und unten kleiner ist.

Aus Fig. 3 ist ein Beispiel der Elektrodenbewegung-Steuervorrichtung 40 in der Form eines Blockdiagrammes ersichtlich, wobei ein Zweiphasenoszillator 42 zur Erzeugung von Sinuswellen ex und ey vorgesehen ist, die sich in der Phase um 90° unterscheiden, eine Steuerschaltung 44 zur Erzeugung von Spannungsausgängen Ex und Ey, die den gewünschten exzentrischen Radien unter Steuerung der Sinuswellen ex und ey entsprechen auf der Basis der Spannung Vd entsprechend der Bearbeitungslücke, Zusatzpunkte 50 und 52 zur Zufügung der detektierten Ausgänge Rx und Ry von linearen Potentiometern 46 und 48, die der Länge der X-Achsen- und Y-Achsenbewegung des Elektrodenträgers 16 entsprechen und die Ausgangsspannungen Ex und Ey von der Steuerschaltung 44 und Verstärker 54 und 56 zur Verstärkung der Ausgänge von den Zusatzpunkten 50 und 52, wobei diese den Servomotoren 28 und 30 zugeführt werden. Mit dieser Ausbildung der Steuervorrichtung 40 funktionieren die Servomotoren 28 und 30 bis dass die Ausgangsspannungen von den Zusatzpunkten 50 und 52 Null werden und entsprechend die Bewegungen der Elektrodenträger 16X und 16Y steuern, um gleich den Ausgängen Ex und Ey der Steuerschaltung 44 zu werden.

Aus Fig. 4 ist ein Zweiphasenoszillator 42 in der Steuervorrichtung 40 ersichtlich, welcher eine Integrationsschaltung 58 mit einem Operationsverstärker Ql, einem Widerstand R, welcher zwischen einen invertierenden Eingangsan-schluss des Verstärkers Ql und Erde geschaltet ist und einen Kondensator C, der zwischen den Ausgang und den invertierenden Eingangsanschluss des Verstärkers Ql geschaltet ist. Eine begrenzende invertierende Integrationsschaltung 60 weist einen Operationsverstärker Q2, einen Widerstand R, der zwischen den Ausgang des Operationsverstärkers Ql und den invertierenden Eingangsanschluss des Verstärkers Q2 geschaltet ist, einen Kondensator C, der zwischen dem Ausgang und den invertierenden Eingangsanschluss des Verstärkers Q2 und spannungsbegrenzende Zenerdioden ZD1 und ZD2, die in umgekehrter Reihe miteinander und ebenfalls parallel mit dem Kondensator C geschaltet sind, auf. Die Integrierschaltung 58 ist in Kaskade mit der invertierenden Integrationsschaltung 60 in einer Rückkopplungsschleife verbunden, welche durch die folgenden Differentialgleichungen beschrieben wird:

RC-t4 e « e , und ( 1 ) dt x y '

wobei die Zeitkonstanten Rl, Cl absichtlich grösser sind als RC, um die Schaltung leicht unstabil zu machen. Die span-nungsbegrenzenden Zenerdioden ZD1 und ZD2 dienen dazu, die Deformation der Wellenform von ey zu eliminieren und die Amplitude derselben zu stabilisieren. Die beiden Ausgänge ex und ey weisen um 90° verschiedene Phasen auf, wie durch die folgenden Gleichungen ausgedrückt wird:

ex = Esin^| , und (3)

ey " EcosRC » (4)

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wobei E die Spannung an den Zenerdioden ZD1 und ZD2 repräsentiert. Externe Anschlüsse Ol und 01', 02 und 02' sind an beiden Enden der Widerstände R und R angeschlossen, um die Frequenz in den Integrierschaltungen 58 und 60 einzustellen, wobei externe Widerstände R2 und R3 mit diesen s Anschlüssen verbunden sind. Die Ausgangsanschlüsse 0 und 0' des Oszillators 42 sind mit der Steuerschaltung 44 wie in Fig. 3 gezeigt, verbunden.

Aus Fig. 5 ist ein Beispiel der Steuerschaltung 44 ersichtlich. Die Impulssignale +ZP und — ZP, die von der Z-Skala io 38 als Antwort auf die Variationen in der Z-Achsenbewe-gung der Elektrode C abgegeben werden, werden in die Steuerschaltung 44 eingegeben. Währenddem die Elektrode 10 vorrückt und das Werkstück 12 bearbeitet, erscheint -l-ZP am Ausgang der Z-Skala 38 und wenn die Elektrode 10 zu- is rückgezogen wird, erscheint — ZP am Ausgang.

Der von der Z-Skala 38 ausgegebene Pulszug wird den Impulsmultiplikatoren 62 und 64 zugeführt. Diese Impulsmultiplikatoren sind im allgemeinen bekannt als Binärbetragmultiplikatoren (BRM) und TTL IC SM7497N-Schal- 20 tungen, hergestellt von Texas Instruments, Inc., können verwendet werden.

Die von der Z-Skala 38 ausgegebenen Impulszüge werden durch die Impulsmultiplikatoren 62 und 64 auf einen gewünschten Faktor I/N untersetzt, der durch Eingangsschalt- 2s gruppen 661 bis 66„ vorgewählt wird, so dass die Einstellung des Bearbeitungsradius des Werkstückes um eine Einheit für je N-Impulse infolge der Änderung in der Z-Achsenbewe-gung der Elektrode 10 geändert wird.

Die Ausgänge von den Impulsmultiplikatoren 62 und 64 30 werden ihrerseits an die negativen und positiven Eingangsanschlüsse eines den Bearbeitungsradius R einstellenden reversiblen Zählers 68 angeschlossen, welcher auf den Radius Ro im Zeitpunkt des Beginns des Bearbeitungsverfahrens eingestellt wird. Dieser Anfangswert wird durch Einstellen 35 der Schaltergruppen 70i bis 70„ eingestellt und wird in den reversiblen Zähler 68 im Zeitpunkt des Beginns des Bearbeitungsverfahrens durch einen Einstellschalter 72 eingestellt.

Die Ausgänge vom reversiblen Zähler 68 werden Digital/ Analog-Konvertern (DAC) des Multiplikationstyps 74x und 40 74y zusammen mit den Ausgängen ex und ey vom Zweiphasenoszillator 42 eingegeben. Die Ausgänge Ex und Ey von den Konvertern 74x und 74y können wie folgt ausgedrückt werden:

A = tan — ,

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E* = RVsin 0,

Ey = RVcos 0, und

RV = I/N{£(—ZP) - E(+ZP)},

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wobei RV den digitalen Ausgang des reversiblen Zählers 68 darstellt. Als Konverter 74x und 74y kann der Typ Nr. AD7520, hergestellt von der Firma Analog Devices, Inc. (USA) verwendet werden.

Mit einer solchermassen konstruierten Steuerschaltung 44 kann der Konuswinkel A, der in das Werkstück 12 eingearbeitet wird, durch die 1/Z-Einstellung der Schaltergruppen 661 bis 66„ spezifiziert werden zur Bestimmung des Verteilungsverhältnisses des Bearbeitungsradius R relativ zur Länge der Z-Achsenbewegung der Elektrode 10 und der Schaltergruppen 70i bis 70n zur Bestimmung des Radius Ro zur Zeit des Beginns des Bearbeitungsverfahrens:

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-1 Ro tan — , • und

Zm m Rq.N, wobei"" '

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wobei angenommen wird, dass R = 0 ist, wenn die Bearbeitungstiefe Z = Zm ist und N den Einstellfaktor der Impulsmultiplizierschaltungen 62 und 64 darstellt und Zm die Endtiefe der Bearbeitung des Werkstückes ist.

Bei bekannten Entladungsbearbeitungsvorrichtungen steht das Ende der Elektrode immer dem Werkstück 12, wie in Fig. 6A beim Bearbeitungsverfahren, gegenüber. Das Ende der Elektrode wird dauernd durch die Entladung oder die Elektrolyse beansprucht und demzufolge schnell verbraucht. Wenn die Elektrode verbraucht ist, so ändert die Endform, wie in den Fig. 6B und 6C dargestellt. Deshalb kann der Rand RL des schraffierten Teils im Werkstück nicht komplett bearbeitet werden, sondern bleibt als mit strichlierten Linien RL' gemäss Fig. 6C zurück. Daraus folgt, dass die Form des bearbeiteten Werkstückes von der gewünschten Form abweicht, wobei die Genauigkeit des Werkstückes verschlechtert wird. Diese Probleme werden durch den Teil verursacht, bei welchem die elektrische Entladung oder Elektrolyse auftritt und am Ende der Elektrode 10 konzentriert wird und dadurch, dass das Ende der Elektrode 10 mehr beansprucht wird als der andere Teil.

Die obgenannten Probleme werden durch die kennzeichnenden Merkmale des Verfahrens gemäss Patentanspruch 1 und die kennzeichnenden Merkmale der Vorrichtung gemäss Patentanspruch 8 gelöst.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Im folgenden werden anhand der beiliegenden Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine konische Bearbeitungsform einer Elektrode bei einem Kantenentladungsbearbeitungsverfahren,

Fig. 2 ein schematisches Diagramm, welches eine bekannte Entladungsbearbeitungsvorrichtung zeigt,

Fig. 3 ein Blockdiagramm, welches die Steuervorrichtung zur Elektrodenbewegung, welche in der Vorrichtung gemäss Fig. 2 verwendet wird, zeigt,

Fig. 4 eine Schaltung mit dem Zweiphasenoszillator, der in der Steuervorrichtung gemäss Fig. 3 verwendet wird,

Fig. 5 ein Schaltplan, der in der Steuervorrichtung gemäss Fig. 3 verwendeten Steuerschaltung,

Fig. 6A bis 6C erläuternde Diagramme der konischen Bearbeitung mit der Vorrichtung gemäss Fig. 2,

Fig. 7A bis 7C und 8A bis 8C erläuternde Diagramme der konischen Bearbeitung gemäss einem Verfahren der vorliegenden Erfindung,

Fig. 9 ein Schaltplan eines bevorzugten Ausführungsbeispieles der Steuerschaltung, die in der Vorrichtung gemäss der Erfindung verwendet wird und

Fig. 10 ein schematisches Diagramm der Entladungsbe-arbeitungsvorrichtung.

Gemäss Fig. 7a wird eine Bearbeitungselektrode 10 nach unten relativ zu einem Werkstück 12 in eine vorbestimmte Lage in einer primären oder Z-Achsenrichtung bewegt, währenddem das Werkstück 12 mit dem Ende der Elektrode bearbeitet wird. Die Elektrode 10 wird alsdann nach oben von der Endlage relativ zum Werkstück in einer Richtung senkrecht zur Hauptrichtung (in Richtung der X-Achse und der Y-Achse) wie in den Fig. 7B und 7C gezeigt, bewegt, währenddem das Werkstück 12 mit der Seitenfläche der Elektrode bearbeitet wird.

Mit diesem Verfahren kann das Werkstück 12 im wesentlichen durch die Seitenflächen der Elektrode 10 in Richtung der X-Achse und Y-Achse bearbeitet werden. Dieses Verfahren reduziert den örtlichen Verbrauch der Elektrode be

trächtlich und ermöglicht die präzise Bearbeitung des Werkstückes in einer konischen Form unter Gebrauch einer gebräuchlichen Bearbeitungselektrode.

Der Elektrodenverbrauch findet proportional zum Betrag des bearbeiteten Bandes bei einer vorbestimmten Verbrauchsgeschwindigkeit statt. Wenn beispielsweise das Werkstück auf eine Tiefe Zm = 1000 mm mit einem bearbeiteten Rand RL = 1 mm in konischer Form bearbeitet wird, beträgt der Elektrodenverbrauch 1%, wobei 1000 mm x 0,01 = 1 mmm am Ende der Elektrode 10 verbraucht wird und nur 1 mm x 0,01 x '/2 = 0,005 mm an der Seitenfläche der Elektrode 10 verbraucht wird. Die Bearbeitung des Werkstückes an der Seite der Elektrode ist deshalb vorteilhafter, indem der örtliche Elektrodenverbrauch vermindert wird. In der obigen Gleichung stellt '/2 den mittleren Betrag dar.

Obschon dieses Entladungsbearbeitungsverfahren den Vorteil aufweist, dass die Entladung oder Elektrolyse sich nicht am Ende der Elektrode konzentriert, tritt ein Kurz-schluss S zwischen der Elektrode 10 und dem Werkstück 12, wie in, der Fig. 8B dargestellt, auf. Wenn die Elektrode 10 mehr als erforderlich in der Z-Achsenrichtung erhöht wird, da die Hauptbearbeitungsrichtung der Elektrode ebenfalls in der Z-Achsenrichtung liegt, wird das Ende der Elektrode 10 manchmal ungewöhnlich verbraucht, wie in Fig. 8C dargestellt.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Entladungsbear-beitungsverfahrens zur Eliminierung dieses Nachteiles wird im folgenden mit Bezug auf die Fig. 9, welche eine verbesserte Steuerschaltung darstellt, die in der Vorrichtung verwendet wird, indem die Steuerschaltung 44 gemäss Fig. 5 geändert wird, beschrieben. In der Vorrichtung gemäss Fig. 9 werden die Ausgänge einer Schaltung zur Erteilung von Verschiebungsvektoren in den X-Achsen- und Y-Achsenrich-tungen, wie z.B. einem Zweiphasenoszillator 42, durch einen Analogschalter 88 ein- und ausgeschaltet.

In der verbesserten Steuerschaltung sind die Widerstände R6 und R7 zwischen die D/A-Konverter 74X und 74Y und Erde durch Seitenanschlüsse des Analogschalters 88 geschaltet. Wenn der Schalter 88 abgeschaltet ist, sind die Ausgänge ex und ey des Zweiphasenoszillators 42 von den Eingängen der Konverter 74X und 74Y abgetrennt, wobei die Widerstände R6 und R7 an Erde liegen. Die Eingänge der Konverter 74X und 74Y betragen «0» Volt, unabhängig von der Grösse der digitalen Eingangswerte. Die Ausgänge Ex und Ey des Konverters werden «0» Volt und der Radius wird «0». In dieser Schaltung wird der Analogschalter 88 ausgeschaltet, wenn der Ausgang von einem Komparator 90 Null ist, d.h. die Spannung Vd der Bearbeitungslücke g ist kleiner als eine Referenzspannung Vi, währenddem sie höher ist als die Zeitkonstante der Verzögerungsschaltung, die einen Widerstand R8 und einen Kondensator C3, die mit dem dem nicht invertierenden Eingang des Komparators 9 verbunden sind, enthält.

Da mit dem Entladungsbearbeitungsverfahren das Werkstück im wesentlichen an den Seitenflächen der Elektrode in der X-Achse und der Y-Achse bearbeitet wird, ist der örtliche Elektrodenverbrauch kleiner als bei den herkömmlichen Entladungsbearbeitungsverfahren zur Bearbeitung des Werkstückes im wesentlichen am Ende der Elektrode und kann das Werkstück präzis in eine konische Form bearbeiten. Wenn ein Kurzschluss zwischen der Elektrode und dem Werkstück während der Bearbeitung in Richtung der X-Achse und Y-Achse auftritt, kann der Kurzschluss durch Zurückziehen der Elektrode gegen das Zentrum des Bearbeitungsortes in X-Achsen- und Y-Achsenrichtungen eliminiert werden, so dass der periphere Radius R Null wird,

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wobei die Lücke zwischen der Elektrode und dem Werkstück isoliert wird.

Wenn der Komparator 90 in der Steuerschaltung gemäss Fig. 9 eine hysterese Charakteristik beinhaltet, selbst wenn die Spannung Vd entsprechend der Bearbeitungslücke g durch die Elimination des Kurzschlusses wieder hergestellt ist, da der periphere Radius R zeitweise auf Null gehalten wird, und entsprechend die Elektrode 10 in der zentralen oder Startposition gehalten wird, kann das Pendeln der Elektrode verhindert werden.

Ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird inbezug auf die Fig. 10 beschrieben, in welcher die entsprechenden Bezugszeichen die gleichen Komponenten wie' in Fig. 2 gezeigt bezeichnen. Die Elektrodenbewegungssteuervorrichtung 40 zur Bewegung der Elektrode 10 in den X-Achsen- und Y-Achsenrichtungen ist in der gleichen Weise konstruiert wie diejenige in den Fig. 3,4 und 9 gezeigt. In Fig. 10 ist eine Anordnung für ein passendes Zurückziehen der Elektrode 10 relativ zum Werkstück 12 in der Z-Achsen-richtung gezeigt. Die Lage der Elektrode 10 in der Z-Achsenrichtung kann durch Zählen der Ausgangspulse der Z-Skala 38 überwacht werden, wobei dieses Ausführungsbeispiel so konstruiert ist, dass die Lage der Elektrode in der Z-Achsenrichtung in Kombination einer Zwischenelektroden-servoeinrichtung und einer Z-Achsenlagenservoeinrichtung detektiert wird und das Werkstück überhalb der Endlage bearbeitet wird, nachdem das Werkstück vollständig bis auf eine vorbestimmte Tiefe bearbeitet ist.

Die Ausgangspulse +ZP und — ZP von der Z-Skala 38 werden durch einen reversiblen Zähler 76 gezählt. Wenn das Werkstück 12 auf eine vorbestimmte Tiefe Zm bearbeitet ist und die Spannung Vd, die einer Bearbeitungslücke entspricht, einen höheren Wert als die Referenzspannung Vi eines Komparators 78 aufweist, erzeugt der Komparator einen Ausgang «1», welcher seinerseits an einen Eingangsanschluss eines AND-Tores 80 gelegt wird. Dies erlaubt, dass das AND-Tor die Ausgangsimpulse von einem Oszillator 82 durch ein OR-Tor 84 zum Invertiereingang des reversiblen Zählers 76 übertragen, um den Zähler zum Start rückwärts zu zählen. Selbst wenn die Elektrode 10 nach unten in der Z-Achsenrichtung durch die Zwischenelektrodeneinrichtung bewegt wird, so dass Pulse +ZP vom Z-Zähler 38 ausgegeben werden, der reversible Zähler 76 in dieser Art und Weise rückwärts zum Start gezählt wird. Da die Ausgänge vom Zähler 76 als negative Spannungen über den D/A-Konverter 86 an eine Diode D2 gelegt werden, selbst wenn die Spannung Vd (Zwischenelektrodenservospannung) der Bearbeitungslücke g hoch ist und die Ausgangsspannung der Spannungsdifferentialschaltung (Zusatzpunkt 34) positiv ist, wird die Eingangsspannung des Verstärkers 36 negativ durch die Wirkung der Dioden Dl und D2, welche als Diodenanalogschalter dienen und einem Widerstand R4. Daraus folgt,

dass die Elektrode 10 nicht nach unten aus jeder Lage in der Z-Achsenrichtung bewegt werden kann.

Wenn ein Kurzschluss oder ähnliches auftritt und die Elektrode 10 dabei aus ihrer Lage in der Z-Achsenrichtung zurückgezogen wird, werden die Ausgangspulse — ZP vom Z-Zähler 38 im reversiblen Zähler 76 addiert, wobei der Ausgang des D/A-Konverters 86 positiv wird. Da die Spannung Vd, die der Bearbeitungslücke entspricht, an dieser Zeit niedriger ist, wird die Elektrode 10 vom Werkstück isoliert, wobei der Kurzschluss eliminiert wird.

Da eine Verzögerungsschaltung mit einem Widerstand R5 einem Kondensator C2 und einer Diode D3, die parallel mit dem Widerstand verbunden sind im positiven Eingangsstromkreis des Komparators 78 vorgesehen sind, kann,

selbst wenn die Spannung Vd entsprechend der Bearbeitungslücke g hoch ist, die Elektrode 10 nicht sofort in der Z-

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Achsenrichtung zurückgezogen werden, bis dass das Werkstück in der Bearbeitungslücke genügend bearbeitet ist und die Bearbeitungslücke sich öffnet. Wenn ein Kurzschluss zwischen der Elektrode 10 und dem Werkstück 12 auftritt, wird der geladene Kondensator C2 schnell durch die Diode D3 entladen, wobei die Elektrode 10 nicht übermässig in der Z-Achsenrichtung zurückgezogen wird.

Es ist einleuchtend, dass, da in der Entladungsbearbei-tungsvorrichtung gemäss Fig. 10 das Werkstück bearbeitet werden kann, indem der Radius Ro an der Lage wo das Bearbeitungsverfahren in der Z-Achsenrichtung bei den Schaltergruppen 70j bis 70n gemäss Fig. 5 beendet wird, eine konische Form von irgend einer Breite im Werkstück herausgearbeitet werden kann, unabhängig von der Grösse der Elektrode 10. Da der Konuswinkel A des Werkstückes entsprechend der Gleichung (10) erhalten wird, kann er unabhängig bei den N-Einstellschaltergruppen 66i bis 66n eingestellt werden.

Die vorhergehende Beschreibung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung, die in der Entladungsbearbeitungsvor-richtung gemäss der Erfindung verwendet wird, in welcher der Betrag der Bearbeitung in den X-, Y- und Z-Achsenrich-tungen exklusiv eingestellt werden kann. Dies kann auch in genügender Weise unter Verwendung einer NC-Ausrüstung erzielt werden, welche die Zwischenelektrodenservoeinrich-tung und die Positionen-Servoschalterfunktionen gemäss Fig. 8 aufweist.

Die Bearbeitungselektrode 10 kann kreisförmig, dreieck-förmig, quadratisch oder in einem anderen Querschnitt mit dem gleichen Durchmesser entlang der Gesamtlänge ausgeführt werden.

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5 Blatt Zeichnungen

Claims

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PATENTANSPRÜCHE

1. Entladungsbearbeitungsverfahren zur Bearbeitung eines Werkstückes, indem elektrischer Strom über das Werkstück und eine Elektrode durch eine Bearbeitungsflüssigkeit in einer Bearbeitungslücke zwischen dem Werkstück und der Elektrode geführt wird und indem die Elektrode relativ zum Werkstück in einer Z-Achsenrichtung als Hauptbearbeitungsrichtung und in einer Richtung senkrecht zur Hauptbearbeitungsrichtung bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zu Beginn die Elektrode relativ zum Werkstück in der Hauptbearbeitungsrichtung nach unten zu einer vorbestimmten Tiefe bewegt wird, währenddem das Werkstück zuerst mit einem unteren Endteil der Elektrode bearbeitet wird, dann die Elektrode relativ zum Werkstück in einer Richtung senkrecht zur Hauptbearbeitungsrichtung kreisend bewegt wird, währenddem gleichzeitig die Elektrode von der vorbestimmten Tiefe in der Hauptbearbeitungsrichtung nach oben gezogen wird, und der Radius der kreisenden Bewegung der Elektrode proportional zur Rückzugsbewegung derselben vergrössert wird, währenddem das Werkstück zunächst mit den Seitenflächen der Elektrode bearbeitet wird, und im Falle eines Kurzschlusses zwischen der Elektrode und dem Werkstück als Folge die Elektrode gegen das Zentrum der kreisenden Bewegung der Elektrode bewegt wird, und dabei eine Lücke zwischen der Elektrode und dem Werkstück gebildet wird.
2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode gegen das Zentrum des Bearbeitungsortes der Elektrode inbezug auf das Werkstück als Folge der Bearbeitungslücke zwischen der Elektrode und dem Werkstück bewegt wird, welche unter einen vorbestimmten Referenzwert fällt.
3. Verfahren nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der periphere Radius im wesentlichen auf Null gehalten wird für eine vorbestimmte Periode nachdem die Bearbeitungslücke zwischen der Elektrode und dem Werkstück wieder hergestellt ist, nachdem ein Kurzschluss eliminiert ist, um das Pendeln der Elektrode zu verhindern.
4. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage der Elektrode durch Zählen der Ausgangspulse von einem mit der Elektrode verbundenen Z-Skalen-Sensor detektiert wird.
5. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage der Elektrode durch die Kombination eines Zwischenelektrodenservogerätes und eines Z-Achsenlagenservogerätes detektiert wird.
6. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass, selbst wenn die Bearbeitungslücke zwischen der Elektrode und dem Werkstück vergrössert wird, die Elektrode nicht sofort in die Z-Achsenrichtung zurückgezogen wird, bis dass das Werkstück bearbeitet ist.
7. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück bearbeitet wird, indem der Radius an einer Endlage des Bearbeitungsverfahrens in der Z-Achsenrichtung eingestellt wird, wobei eine konisch zulaufende Form einer vorbestimmten Breite im Werkstück unabhängig von der Grösse der Elektrode bearbeitet werden kann.
8. Entladungsbearbeitungsvorrichtung zur Bearbeitung eines elektrisch leitenden Werkstückes zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch 1 durch Leitung elektrischen Stromes über das Werkstück und eine Elektrode durch eine Bearbeitungsflüssigkeit in einer Bearbeitungslücke zwischen dem Werkstück und der Elektrode, wobei die Elektrode relativ zum Werkstück in einer Hauptbearbeitungsrichtung und in einer Richtung senkrecht zur Hauptbearbeitungsrichtung bewegt wird, gekennzeichnet durch Elektrodenverschiebungsmittel zum anfänglichen Verschieben der

Elektrode relativ zum Werkstück in der Hauptbearbeitungsrichtung nach unten zu einer vorbestimmten Tiefe, währenddem das Werkstück vorerst mit einem tieferen Endteil der Elektrode bearbeitet wird; Elektrodenbewegungsmittel zur kreisenden Bewegung der Elektrode relativ zum Werkstück in einer Richtung senkrecht zur Hauptbearbeitungsrichtung, währenddem gleichzeitig die Elektrode durch die Elektrodenverschiebungsmittel von der vorbestimmten Tiefe in der Hauptbearbeitungsrichtung nach oben zurückgezogen wird, und der Radius der kreisenden Bewegung der Elektrode proportional zur Rückziehbewegung erhöht wird, währenddem das Werkstück anschliessend mit den Seitenoberflächen der Elektrode bearbeitet wird, und Steuermittel zum Unterbrechen der Ausgänge von einem Zweiphasenoszillator zu Eingängen eines D/A-Konverters, wenn die Bearbeitungslücke zwischen der Elektrode und dem Werkstück kleiner ist als ein vorgegebener Referenzwert, wobei der Radius oder die Länge der Bewegung der Elektrode in einer Richtung senkrecht zur Hauptbearbeitungsrichtung auf Null gestellt wird.
9. Vorrichtung nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuermittel weitere Mittel zur Bildung einer Hysteresecharakteristik aufweisen, um nach Elimination eines Kurzschlusses zwischen der Elektrode und dem Werkstück einen peripheren Radius der kreisenden Bewegung der Elektrode relativ zum Werkstück für eine vorbestimmte Zeit auf Null zu halten, nachdem eine gewünschte Bearbeitungslücke zwischen der Elektrode und dem Werkstück wiederhergestellt ist.
10. Vorrichtung nach Patentanspruch 9, gekennzeichnet durch Mittel zum Einziehen der Elektrode relativ zum Werkstück in einer Z-Achsenrichtung und durch Mittel zur Detektion der Lage der Elektrode mit einer Zwischenelek-trodenservoeinrichtung und einer Z-Achsenlagenservoein-richtung.
11. Vorrichtung nach Patentanspruch 8, gekennzeichnet durch Mittel zur Trennung der Elektrode vom Werkstück, wenn die Bearbeitungslücke zwischen der Elektrode und dem Werkstück durch Zurückziehen der Elektrode in der Z-Achsenrichtung verringert wird.
12. Vorrichtung nach Patentanspruch 8, gekennzeichnet durch Verzögerungsmittel zur Verzögerung des Rückziehens der Elektrode, wenn die Bearbeitungslücke zwischen der Elektrode und dem Werkstück einen vorbestimmten Wert überschreitet, bis dass das Werkstück bearbeitet ist.