CH677628A5 - - Google Patents

Description

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CH677 628 A5

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Beschreibung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Drahtschneide-Funkenerosionsmaschine gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches.

Eine herkömmliche Funkenerosionsmaschine ist in Fig. 5 dargestellt. In Fig. 5 bezeichnet das Bezugszeichen 12 ein zu bearbeitendes Werkstück; 10 einen beweglichen Tisch, auf welchem das Werkstück angeordnet ist, 16 und 20 Gleitelemente; 14 und 18 Antriebsmittel zur Bewegung der Gleitelemente 16 und 20, im speziellen Servomotoren; 22 eine numerische Steuervorrichtung, von welcher Signale an die Servomotoren 14 und 18 übermittelt werden; 24 eine Drahtelektrode zur Bearbeitung des Werkstücks; 30 und 32 Drahtführungen zur Stützung der Bearbeitungsdrahtelektrode; 24, 26 eine Drahtspule, auf welcher die Drahtelektrode 24 aufgewickelt wurde; 36 Spannrollen zum Aufwickeln der Drahtelektrode 24; 38 eine Drahtaufnahmerolle, auf welcher die Drahtelektrode aufgewickelt wird; 28 und 34 Mittel zum Anlegen einer Spannung oder Stromzuleitungen zum Anlegen einer Spannung über der Drahtelektrode 24 und dem Werkstück 12; 40 eine Spannungsversorgung zur Lieferung der Spannung; 42 eine Gleichspannungsquelle; 44 einen Schalttransistor zum Ein- und Ausschalten der Spannungsquelle 42, um eine gepulste Spannung zu liefern; 50 eine Steuereinheit zur Steuerung des Betriebes des Schalttransistors 44; 48 einen Begrenzungswiderstand; 46 eine Ladekapazität; 52 eine Vorrichtung mit Bearbeitungslösung; 56 einen Tank, in welchem Bearbeitungslösung gespeichert ist, 58 einen Filter für die Bearbeitungslösung; 60 eine Pumpe zum Fördern der Bearbeitungslösung; 62 eine Düse zur Zuführung der Bearbeitungslösung zum Werkstück; 54 die Bearbeitungslösung, welche als Entlademittel zwischen dem Werkstück 12 und der Drahtelektrode 24 dient; und 70 eine automatische Zuführvorrichtung für die Drahtelektrode, mit welcher die Drahtelektrode 24 geschnitten und verbunden werden kann.

Der Betrieb der Funkenerosionsmaschine wird im folgenden in bezug auf die Fig. 5 beschrieben.

Das Werkstück 12 ist auf dem beweglichen Tisch 10 befestigt. Der bewegliche Tisch 10 wird in Richtung der X-Achse durch den Servomotor 14 und in Richtung der Y-Achse durch den Servomotor 18, gesteuert durch die numerische Steuerungsvorrichtung 22, bewegt, d.h. der bewegbare Tisch 10 wird durch die Servomotoren 14 und 18 positioniert. Die gepulste Spannung V, welche aus der Ausgangsspannung der DC-Spannungsquelle 42 mit Hilfe des Schalttransistors 44 und des Ladekondensators 46 in der Stromversorgungseinheit 40 umgeformt wird, wird durch die Zuführungen 28 und 34 zur Drahtelektrode 22 zugeführt. Die durch einen Filter 58 in der Vorrichtung zur Zuführung der Bearbeitungslösung geführte Bearbeitungslösung 54 wird aus dem Tank 56 für die Bearbeitungslösung gepumpt und als Entlademittel zwischen dem Werkstück 12 und der Drahtelektrode 24 angewandt.

Als Folge davon tritt elektrische Entladung zwischen der Drahtelektrode 24 und dem Werkstück

12 auf, wobei im letzteren Hitze erzeugt wird. Folglich wird, wenn die Drahtelektrode 24 und das Werkstück 12 relativ zueinander mit Hilfe der numerischen Steuervorrichtung 22 bewegt werden, das Werkstück 12 wie erforderlich bearbeitet.

Eine Mehrzahl von Teilen (Konfigurationen) kann durch Bearbeitung eines. Werkstückes 12 mit der automatischen Drahtelektroden-Zuführungsvorrichtung 70 wie folgt gebildet werden:

Wie in Fig. 6 gezeigt, wird bei jedem der Anfangslöcher 1-8 die automatische Drahtelektroden-Zu-führungsvorrichtung 79 betätigt, um automatisch die Drahtelektrode 24 anzuschliessen, und ein Arbeitsvorgang zum Schneiden eines Werkstückes hat begonnen. In diesem Fall wird ein NC-Programm ausgeführt, wie im Teil a der Fig. 7 gezeigt. Das heisst, kurz bevor der Teil ganz aus dem Werkstück ausgeschnitten ist, d.h. wenn das Ausschneiden des Werkstückes halb beendet ist, so dass der Teil nicht vom Werkstück abfallen kann, wird die Vorrichtung zum automatischen Zuführen der Drahtelektrode 70 betätigt, um die Drahtelektrode 24 zu unterbrechen, worauf derselbe Ausschneide-Arbeitsvorgang beim folgenden Anfangsloch vorgenommen wird. Daher kann die ohne Bedienungsperson vorgenommene Schneideoperation kontinuierlich durchgeführt werden.

Nach Beendigen einer Serie von Schneideoperationen wird ein NC-Programm, wie im Teil b der Fig. 7 gezeigt, ausgeführt, um die verbleibenden Teile der Schneidstellen zu bearbeiten.

Im Teil (a) der Fig. 7 bezeichnet das Bezugszeichen M21 eine Schneidinstruktion für eine Drahtelektrode. Aufgrund der Instruktion M21 wird die Funkenerosionsoperation ausgesetzt. Im Teil (b) der Fig. 7 bezeichnet das Bezugszeichen MO eine Programmstopp-Instruktion. Aufgrund der Instruktion MO wird die Bearbeitung des verbleibenden Teils der Schneidstelle, welche das «Schneidauslass»-NC-Programm ausgelassen hat, um später bearbeitet zu werden (nachstehend als ein «Schneidauslass» bezeichnet), ausgesetzt. In den Teilen (a) und (b) der Fig. 7 bezeichnen die ausgezogenen Linien, was durch Elektroerosion ausgeschnitten wurde.

Die herkömmliche Elektroerosion mit Drahtelektrode wird wie oben beschrieben durchgeführt. Daher ist es im Falle, wo eine Mehrzahl von Teilen nacheinander aus einem Werkstück, wie in Fig. 6 gezeigt, ausgeschnitten werden, notwendig, zwei NC-Programme zu verwenden: ein Schneidauslass-NC-Programm, wie in Teil (a) der Fig 7 gezeigt, und ein SchneidvoIlendungs-NC-Programm, wie in Teil (b) der Fig. 7 gezeigt. Es beansprucht Zeit, um die zwei NC-Programme aufzustellen, wobei es notwendig ist, die NC-Programme in der numerischen Steuervorrichtung zu speichern. Daher weist die herkömmliche Funkenerosionsmaschine einen kleinen Wirkungsgrad auf. Zusätzlich besteht die Schwierigkeit, dass der Speicher nicht wirksam verwendet wird.

Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die oben beschriebenen Schwierigkeiten bei einer herkömmlichen Drahtschneide-Funkenerosionsmaschine zu eliminieren. Im speziellen ist es ei-

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ne Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Drahtschneide-Funkenerosionsmaschine zu schaffen, bei welcher ein NC-Programm verwendet wird, welches abgelaufen werden lassen kann, ohne zu berücksichtigen, wieviel an der Schneidstelle unbearbeitet bleibt, um einen Schneidauslass- und einen Schneidvollendungsbetrieb durchzuführen.

Dies wird erfindungsgemäss erzielt durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in bezug auf die beiliegende Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1-4 ein Beispiel einer Drahtschneide-Funkenerosionsmaschine gemäss der Erfindung,

Fig. 1 ein erläuterndes Schema für die Beschreibung eines bei der Funkenerosionsmaschine gemäss der Erfindung verwendeten NC-Programmes.

Fig. 2 ein erläuterndes Schema zur Beschreibung eines Beispiels des NC-Programmes,

Fig. 3 ein erläuterndes Schema für die Beschreibung einer Schneidauslassbetriebsart der Funkenerosionsmaschine gemäss der Erfindung,

Fig. 4 zeigt ein erläuterndes Schema zur Beschreibung eines Schneidvollendungsbetriebes der Funkenerosionsmaschine,

Fig. 5, 6 und 7 eine herkömmliche Drahtschneide-Funkenerosionsmaschine,

Fig. 5 eine schematische Darstellung der gesamten Anordnung der herkömmlichen Drahtschneide-Funkenerosionsmaschine,

Fig. 6 eine Draufsicht zur Beschreibung der Bearbeitung eines Werkstückes, um eine Mehrzahl von Teilen daraus auszuschneiden,

Fig. 7a und b erläuternde Schemata zur Beschreibung eines Schneidauslass-NC-Programmes und eines Schneidvollendungsprogrammes.

Fig. 6 zeigt ein Schema zur Beschreibung der kontinuierlichen Bearbeitung eines Werkstückes, um eine Mehrzahl von ausgeschnittenen Teilen zu erhalten.

Fig. 2 zeigt ein Schema eines Beispieles eines NC-Programmes zum Betrieb der Drahtschneide-Funkenerosionsmaschine gemäss Fig. 5. «G22 L100» ist eine Instruktion zum Lesen und Ausführen des NC-Programmes der Markierungsnummer 100; «G00X10» ist eine Instruktion zur Bewegung von +10,0 mm in der X-Achsenrichtung; «M20» ist eine Instruktion zum Bewirken, dass die automatische Drahtelektroden-Zuführvorrichtung 70 die Drahtelektrode 24 anschliesst; «M80», «M82» und «M84» sind Instruktionen zum Bewirken des Zuführens der Bearbeitungslösung, der Zuführung der Drahtelektrode und des Startens des Funkenerosionsbetriebes; «G01» eine Instruktion zur Bewegung bei einer Geschwindigkeit F, spezifiziert durch X und Y, und «M01 » eine fakultative Stopp-tnstruktion zum Anhalten des Programmes, wenn es wirksam auf die numerische Steuervorrichtung 22 ist. Die Instruktion «M01» wird in das NC-Programm, wie in Fig. 1 gezeigt, eingeführt.

Fig. 3 zeigt ein erläuterndes Diagramm zur Beschreibung einer Schneidauslassoperation (oder Schneidauslassbetriebsart).

Fig. 4 zeigt ein erläuterndes Schema zur Beschreibung einer Schneidvollendungsoperation (oder Schneidvollendungsbetriebsart), Der Rest der Anordnung ist gleich wie in der oben beschriebenen herkömmlichen Funkenerosionsmaschine.

Im folgenden wird der Betrieb der Drahtschneide-Funkenerosionsmaschine beschrieben. Im Fall, wo das NC-Programm, wie in Fig. 2 gezeigt, verwendet wird, um das Werkzeug zu bearbeiten, um eine Mehrzahl von ihm ausgeschnittenen Teilen, wie in Fig. 6 gezeigt, aufzuweisen, wird zuerst jeder Teil halb ausgeschnitten, d.h. jeder Teil weist einen Schneidauslassbereich auf. In diesem Falle wird bei der numerischen Steuervorrichtung die Schneidauslassbetriebsart ausgewählt, und ein Betrag des Schneidauslassteils wird bestimmt. Wenn unter diesen Bedingungen die Funkenerosionsmaschine aufgrund der Instruktion M20 gestartet wird, so wird die Drahtelektrode 24 angeschlossen, und die Funkenerosionsoperation durchgeführt; d.h. die Bearbeitung des Werkstückes wird gestartet. Währenddem ein Block «G01X-5», dessen nächster Block die Instruktion «M01» aufweist, wie in Fig. 3 gezeigt, bearbeitet wird, so wird der Betrag des Schneidauslassbereiches kleiner als derjenigen (L), der in der numerischen Steuervorrichtung 22 eingegeben wurde; als Antwort auf die Instruktion M21 wirkt die numerische Steuervorrichtung 22 so, dass die Drahtelektrode 24 automatisch abgetrennt wird, und das Werkstück durch den beweglichen Tisch 10 bewegt wird, bis die Instruktion M20 erfolgt. Durch wiederholte Ausführung dieser Operation werden die Strukturen wie diejenigen, die mit dem Schneidaus-lass-NC-Programm, wie im Teil a der Fig. 7 gezeigt, erhalten wurden, sukzessive in das Werkstück 12 der Fig. 6 geschnitten.

Danach wird der bewegbare Tisch 10 zum ersten Ausgangsloch zurückverstellt. Mit der numerischen Steuervorrichtung wird die Schneidvollendungsbetriebsart ausgewählt und die fakultative Stoppinstruktion M01 wirksam gemacht. Bei dieser Bedingung wird die Funkenerosionsmaschine gestartet. In der Schneidvollendungsbetriebsart, wobei die Startinstruktion M84 für die Funkenerosion, wie in Fig. 2 gezeigt, vernachlässigt wird, wird die Bewegung entlang der Struktur bei einer vorbestimmten Geschwindigkeit durchgeführt, welche durch Funkenerosion erhalten wurde. Während der Block «G01X-5», dessen nächster Block «M01» ist, bewegt wird, wird die verbleibende Bewegungsdistanz kleiner als der Betrag des Schneidauslassbereiches L, der in die numerische Steuervorrichtung 22 eingegeben wurde, wobei die letztere so betrieben wird, dass der Start des Funkenerosionsbetriebes ON automatisch mit der Instruktion M84 ausgeführt wird, und der Schneidauslassbereich des Werkstückes 12 wie in Fig. 4 bearbeitet wird, um zu ermöglichen, dass der Teil nach unten fällt. In Beantwortung der fakultativen Stoppinstruktion M01 wird das NC-Programm ausgesetzt. Nach Entfernung des heruntergefallenen Teils startet der Operateur den Bearbeitungsbetrieb wieder, um die Schneidvollendungsoperation der folgenden Struktur zu vollenden. Durch wiederholte Ausführung der oben beschriebenen Operation kann dieselbe

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Operation wie mit dem Schneidvollendungs-NC-Pro-gramm gemäss Fig. 7 erzielt werden.

Beim oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wird im Schneidvollendungsbetrieb nur die Instruktion M48 ausgelassen. Abhängig von einer Bearbei-tungsstruktur können die Bearbeitungsbedingungen mit Toleranzen eingestellt werden, so dass während der Funkenerosionsbearbeitung das Werkstück bewegt wird, bis dass der ausgeschnittene Teil von diesem abfallen kann. Dadurch wird vermieden, dass, bevor der Endpunkt erreicht ist, wenn der Teil vom Werkstück fallen kann, die Drahtelektrode ergriffen und zerbrochen wird.

Beim oben beschriebenen Ausführungsbeispiel werden der Schneidauslassbetrieb und der Schneidvollendungsbetrieb einzeln durchgeführt. Diese Operationen können automatisch kontinuierlich durchgeführt werden, wenn Mittet zur automatischen Entfernung der abgefallenen Teile vorgesehen sind.

Wie aus der obigen Beschreibung ersichtlich, kann gemäss der Erfindung die Bearbeitung eines Werkstückes, um eine Mehrzahl von Teilen aus diesem auszuschneiden, mit nur einem NC-Programm erzielt werden. Deshalb ist es bei der Bildung des NC-Programmes nicht notwendig, den nicht-ausgeschnittenen Teil in Betracht zu ziehen, und entsprechend kann das NC-Programm leicht aufgestellt werden, wobei es in relativ kleinem Umfang realisiert werden kann. Dieser Umstand trägt wesentlich zur Verbesserung der Drahtschneide-Funkenero-sionsmaschine bei.

Claims (1)

1. Patentanspruch

   Drahtschneide-Funkenerosionsmaschine mit einer automatischen Drahtelektroden-Zuführungsvorrichtung zum automatischen Abtrennen und Zuführen einer Drahtelektrode; Antriebsmitteln zur Steuerung der relativen Lage der Drahtelektrode und eines Werkstückes; einer Stromversorgungseinheit zum Anlegen einer Entladespannung über der Drahtelektrode und dem Werkstück; und einer numerischen Steuervorrichtung zur Steuerung der Stromversorgungseinheit, der automatischen Drahtelektroden-Zuführungsvorrichtung und der Antriebsmittel entsprechend einem NC-Pro-gramm, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem NC-Programm selektiv ein Schneidauslassbetrieb durchgeführt werden kann, bei welchem, wenn ein Betrag eines Schneidauslassbereichs gleich einem vorbestimmten Wert wird, die Drahtelektrode automatisch abgetrennt wird, und ein Schneidvollendungsbetrieb durchgeführt werden kann, bei dem, nachdem das Werkstück entlang einer während dem Schneidauslassbetrieb gebildeten Strukur bewegt wird, eine verbleibende Bewegungsstrecke gleich dem vorbestimmten Betrag des Schneidauslassbereichs wird, eine Funkenerosionsbearbeitung automatisch gestartet wird, um einen Teil des Werkstückes, welcher im Schneidauslassbetrieb belassen wurde, um später geschnitten zu werden, auszuschneiden und danach gestoppt wird.

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