CH681212A5

CH681212A5 -

Info

Publication number: CH681212A5
Application number: CH1399/90A
Authority: CH
Inventors: Sakai Akihiro; Suzuki Masanori
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1989-04-28
Filing date: 1990-04-25
Publication date: 1993-02-15
Also published as: US5053598A; DE4012487A1; JPH02292132A

Description

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CH 681 212 A5

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Drahteiektrodenzu-führungsvorrichtung zum Zuführen einer Drahtelektrode von einer Spule. Derartige Vorrichtungen gelangen insbesondere zum Einsatz bei Maschinen zur elektroerosiven oder elektrochemischen Bearbeitung.

Maschinen zur elektroerosiven Bearbeitung mittels eines Drahtes werden weitverbreitet dazu verwendet, Metall durch elektrische Entladung zwischen einer Drahtelektrode und einem Werkstück zu schneiden bzw. abzutragen. Um einen Schneidvorgang zu beginnen, muss die Drahtelektrode durch eine Ausgangsbohrung im Werkstück und durch Drahtführungen, die auf beiden Seiten dieser Ausgangsbohrung angeordnet sind, eingeführt werden. Die Einführung wird normalerweise automatisch durchgeführt, wobei eine motorgetriebene Treibachse bzw. Treibrolle und eine Klemmrolle zum Zuführen und Vorschieben des Drahtes von einer Spule verwendet werden.

Um zu verhindern, dass die Drahtelektrode sich von der Spule abwickelt und verschlauft, übt ein Vorspannungsmotor auf die Spule ein Drehmoment bzw. eine Drehkraft aus, die die Drahtelektrode nach hinten in die zur Vorschubrichtung entgegengesetzte Richtung ziehen. Darüber hinaus wirkt Reibung zwischen der Drahtelektrode und den Drahtführungen der Drahtzuführung bzw. dem Drahtvorschub entgegen. Die_ Klemmrolle muss die Drahtelektrode mit einer zur Überwindung der Vorspannungsund Reibkräfte ausreichenden Kraft gegen die Treibrolle drücken. Andernfalls wird die Drahtelektrode auf der Treibrolle gleiten oder durchschlupfen und daher nicht vorgeschoben.

Drückt die Klemmrolle jedoch zu stark an, so kann sie die Drahtelektrode abplatten, wodurch eine zusätzliche Reibung hervorgerufen wird, wenn die Drahtelektrode durch die Drahtführungen geleitet wird. Im schlimmsten Fall verhindert diese Reibung die Passage der Drahtelektrode und die Drahtelektrode läuft an einem Punkt zwischen der Treibrolle und den Drahtführungen zu Schlaufen auf. Die automatische Zuführung ist dann vollständig unmöglich und unterbrochen, so dass ein menschlicher Eingriff erforderlich ist, um den normalen Betrieb wieder herzustellen.

Der ideale Druck, der durch die Andruck- oder Klemmrolle ausgeübt werden sollte, hängt vom Durchmesser der Drahtelektrode ab, und die Vorspannung sollte entsprechend dem Klemmrollendruck und Drahtdurchmesser eingestellt werden. Bekannte Drahtelektrodenzuführungs- oder -vor-schubvorrichtungen entbehren jedoch solcher Vorrichtungen zum Einstellen des Klemmrollendrucks und der Vorspannung, so dass in der Praxis häufig die genannten Probleme des Gleitens und der Schlaufenbildung aufgetreten sind.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung anzugeben, in der die Drahtelektrode ohne zu gleiten, durchzuschlupfen oder Schlaufen zu bilden, zuverlässig zugeführt und vorgeschoben wird.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die erfindungsgemässe Drahtzuführungsvorrichtung zum Zuführen einer Drahtelektrode von einer Spule umfasst eine Treibrolle, einen Vorschubmotor zum Rotationsantrieb der Treibrolle, eine Klemmrolle zum Andrücken der Drahtelektrode gegen die Treibrolle, eire Druckeinstell- oder Justiereinrichtung zum Einstellen oder Justieren des Drucks der Klemmrolle, einen Vorspannungsmotor zum Ausüben eines Drehmoments oder einer Drehkraft auf die Spule, um hiermit die Abwicklung der Drahtelektrode zu verhindern, und eine Steuereinheit zum Steuern der Druckeinstelleinrichtung und des Vorspannungsmotors.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Übersichtsansicht der erfindungsge-mässen Drahteiektrodenzuführungsvorrichtung,

Fig. 2 eine detailliertere Ansicht eines Ausführungsbeispiels der Druckeinstelleinrichtung in einem Ausschaltzustand und

Fig. 3 eine detailliertere Ansicht eines Ausführungsbeispiels der Druckeinstelleinrichtung in einem Einschaltzustand.

In der Fig. 1 ist die Drahtelektrode 2 auf einer Spule 4 aufgewickelt, von der die Drahtelektrode über Riemenscheiben 5 zugeführt bzw. vorgeschoben wird. Die Drahtelektrodenzuführungsvorrich-tung umfasst eine Vortriebs- oder Treibrolle 6, die durch einen Vorschubmotor 8 in Rotation versetzt wird, und eine Klemmrolle 10 zum Andrücken der Drahtelektrode 2 gegen die Treibrolle 6 mit einem Druck, der durch eine Druckeinstelleinrichtung 12 einstellbar oder justierbar ist. Die Drahtelektroden-zuführungsvorrichtung umfasst darüber hinaus einen Vorspannungsmotor 14, der auf die Spule 4 Drehkraft oder ein Drehmoment in einer solchen Richtung ausübt, die der Abwicklung der Drahtelektrode 2 entgegenwirkt, sowie eine Steuerschaltung 16 zum Steuern des Vorschubmotors 8, der Druckeinstelleinrichtung 12 und des Vorspannungsmotors 14.

Die Steuereinheit 16 ist beispielsweise eine allgemein bekannte numerische Steuervorrichtung (NC-Vorrichtung), in die Parameter wie der Durchmesser der Drahtelektrode 2 vor dem Betätigungsstart eingegeben werden. Die Steuereinheit 16 steuert den durch die Klemmrolle 10 auf die Drahtelektrode 2 ausgeübten Druck sowie das Drehmoment oder die Drehkraft, die durch den Vorspannungsmotor 14 auf die Spule 4 ausgeübt werden. Das Drehmoment kann beispielsweise durch Steuerung oder Regelung der Spannung, die dem Vorspannungsmotor zugeführt wird, gesteuert werden. Ein Verfahren zum Steuern des Drucks oder Andrucks der Klemmrolle 10 wird weiter unten näher erläutert.

Weitere Teile der Elektroerodiermaschine, die mit der Drahtelektrodenzuführung verknüpft sind, umfassen eine erste Röhrenführung 18, eine zweite Röhrenführung 20, eine erste Drahtführung 22, eine Strahldüse 23 und eine zweite Drahtführung 24. Der Drahtelektrodenzuführungsvorgang kann in

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der folgenden Weise kurz zusammengefasst werden.

Beim Abschluss eines vorhergehenden Schneidvorgangs wird die Drahtelektrode an einem Punkt zwischen der zweiten Röhrenführung 20 und der ersten Drahtführung 22 durchgeschnitten. Nachdem ein neues Werkstück 26 plaziert worden ist, wird die zweite Drahtführung 20 nach unten bewegt, um von der ersten Röhrenführung 18 zur ersten Drahtführung 22 einen geschlossenen Pfad auszubilden. Daraufhin weist die Steuereinheit 16 den Vorschubmotor 8 an, die Treibrolle 6 anzutreiben, die die Drahtelektrode 2 durch die erste Drahtführung 22 zur Strahldüse 23 vorschiebt. Sowie der Vorschubmotor 8 fortfährt, die Treibrolle 6 anzutreiben, führt ein Wasserstrahl die Drahtelektrode 2 durch eine Ausgangsbohrung 28 im Werkstück 26 zur zweiten Drahtführung 24. Die Drahtelektrode 2 wird daraufhin durch die zweite Drahtführung 24 zu einem in der Zeichnung nicht dargestellten Aufnahmemechanismus vorgeschoben. Bei diesem Vorschub muss die Drahtelektrode 2 durch scnmale Öffnungen in der Strahldüse 23 und in Führungsziehsteinen oder -Ziehdüsen 30 geführt werden, die in der ersten Drahtführung 22, der zweiten Drahtführung 24 und zwischen der Treibrolle 6 und den Riemenscheiben 5 vorgesehen sind.

Die natürliche Steifigkeit der Drahtelektrode 2 würde die Drahtelektrode 2 dazu bringen, sich von der Spule 4 abzuwickeln, von den Scheiben 5 zu lösen und zu verschlaufen. Das durch den Vorspannungsmotor 14 aufgebrachte Drehmoment verhindert, dass diese Wirkungen auftreten. Die Steifigkeit der Drahtelektrode 2 hängt von ihrem Durchmesser ab, so dass die Steuereinheit 16 das Drehmoment entsprechend dem Durchmesser so steuert, dass sie das Drehmoment für Drahtelektroden grossen Durchmessers wie beispielsweise 0,2 mm erhöht und das Drehmoment für geringe Drahtelektrodendurchmesser von beispielsweise 0,1 mm herabsetzt.

Darüber hinaus steuert die Steuereinheit 16 den Druck der Treibrolle 6 entsprechend dem Drahtelektrodendurchmesser. Bei grossen Durchmessern wird der Druck erhöht, wodurch die Treibrolle 6 und die Klemmrolle 10 in die Lage versetzt werden, das erhöhte Drehmoment des Vorspannungsmotors 14 und die an den Führungsziehsteinen oder -Ziehdüsen 30 auftretende Reibung zu überwinden und zu kompensieren. Bei geringen Durchmessern wird der Druck herabgesetzt, um eine Deformation der Drahtelektrode 2 zu vermeiden, wobei der herabgesetzte Druck oder Andruck ausreichend sind, um die Reibung und das herabgesetzte Drehmoment des Vorspannungsmotors 14 zu überwinden.

Durch automatische Justierung oder Einstellung sowohl des Drehmoments des Vorspannungsmotors 14 als auch des Drucks oder Andrucks der Klemmrolle 10 in Übereinstimmung mit dem Durchmesser der Drahtelektrode 2 vermeidet die erfindungsge-mässe Drahtelektrodenzuführungsvorrichtung die Probleme des Gleitens oder Schlupfens und der Schlaufenbildung, die zuvor auftraten, wobei eine erfolgreiche Einführung der Drahtelektrode 2 sichergestellt wird. Nachdem die Drahtelektrode 2

durch die zweite Drahtführung 24 vorgeschoben worden ist und vom Aufnahmemechanismus erfasst worden ist, wird über elektrische Speiseeinrichtungen 31 in der ersten und zweiten Drahtführung 22 und 24 Schneidstrom zugeführt, und der Schneidvorgang beginnt.

Im folgenden wird die Druckeinstelleinrichtung 12 unter Bezug auf die Fig. 2 und 3 näher erläutert.

Die in Fig. 2 gezeigte Druckeinstelleinrichtung umfasst einen Halterungsarm 32 zur Halterung der Klemmrolle 10, einen Stift 34 zur drehbaren Halterung des Halterungsarms 32, eine Kompressionsoder Druckfeder 36, die auf den Halterungsarm 32 Kraft ausübt, einen Kolben 38 zum Zusammendrücken der Kompressionsfeder 36 und einen Zylinder 40, der von der Steuereinheit 16 im Hinblick auf den Antrieb des Kolbens 38 gesteuert wird. Der Zylinder 40 ist beispielsweise ein pneumatischer Zylinder, der von der Steuereinheit 16 durch Einschalten einer in den Zeichnungen nicht dargestellten Speisequelle für komprimierte Luft in einen Ein- oder Ausschaltzustand gesteuert wird. Ist die Speisequelle oder Speiseeinrichtung für komprimierte Luft auf Aus geschaltet oder abgeschaltet, so dehnt sich die Kompressionsfeder 36, wobei der Kolben 38 in der Zeichnung nach oben in den Zylinder 40 gestossen wird. Im ausgedehnten Zustand der Kompressionsfeder 36 übt diese eine relativ geringe Kraft auf den Halterungsarm 32 aus. Der Druck F1 der Klemmrolle 10 gegen die Treibrolle 6 ist infolgedessen vergleichsweise gering.

Wird die Speiseeinrichtung für komprimierte Luft zu- oder eingeschaltet (Fig. 3), so treibt der Zylinder 40 den Kolben 38 nach unten, wobei die Kompressionsfeder 36 zusammengedrückt wird, so dass sie eine stärkere Kraft auf den Halterungsarm 32 ausübt. Der Druck F2 der Klemmrolle 10 ist dann vergleichsweise gross.

Der Halterungsarm 32 weist eine Justier- oder Einstellschraube zum Justieren der auf die Kompressionsfeder 36 ausgeübten Kraft auf. Wie aus den Zeichnungen hervorgeht, ist die Kompressionsfeder 36 in einer mit Gewinde versehenen Ausbohrung am von der Klemmrolle 10 fernen Ende des Halterungsarms 32 angeordnet, wobei die Einstellschraube 42 ein Ende dieser Durchbohrung oder durchgehenden Öffnung bildet. Durch Drehen der Einstellschraube 42 wird die Distanz zum Kolben 38 erhöht oder herabgesetzt, wodurch die Kompression der Kompressionsfeder 36 erhöht oder herabgesetzt wird. Die Einstellschraube kann vom Hersteller der Elektroerodiermaschine entsprechend der Stärke der Kompressionsfeder 36 und vom Benutzer entsprechend der verwendeten Drahtelektrodendurchmesser justiert werden.

Der Gegenstand der Erfindung sowie die Erfindungsidee sind nicht auf die in den Zeichnungen dargestellte Vorrichtung begrenzt, sondern schliessen zahlreiche Modifikationen und Änderungen ein, die dem Fachmann unmittelbar einleuchten. Der Zylinder 40 kann beispielsweise anstelle eines pneumatischen Zylinders ein hydraulisch betätigter Zylinder sein, und statt der Ein-Aus-Steuerung mit zwei Pegeln kann auch ein Mehrfachpegelsteuerverfahren angewandt werden, um den Druck der

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Klemmrolle genauer und enger an den Durchmesser der Drahtelektrode anzupassen. Der allgemeine Aufbau der Druckeinstelleinrichtung 12 ist darüber hinaus nicht auf die in den Fig. 2 und 3 gezeigte Anordnung beschränkt, sondern es kann stattdessen jede Anordnung verwendet werden, die eine Einstellung oder Justierung des Klemmrollenandrucks ermöglicht. Die Steuereinheit 16 kann darüber hinaus den Druck und das Drehmoment nicht nur in Übereinstimmung mit dem Durchmesser der Drahtelektrode steuern, sondern auch im Hinblick auf andere Faktoren wie beispielsweise das Material, aus dem die Drahtelektrode gefertigt ist.

Claims

Patentansprüche

1. Drahtelektrodenzuführungsvorrichtung zum Zuführen einer Drahtelektrode (2) von einer Spule (4), gekennzeichnet durch: eine Treibrolle (6); einen Vorschubmotor (8) zum Rotationsantrieb der Treibrolle; eine Klemmrolle (10) zum Andrücken der Drahtelektrode (2) gegen die Treibrolle mit einem bestimmten Druck; eine Druckeinstelleinrichtung (12) zum Einstellen des Drucks der Klemmrolle; einen Vorspannungsmotor (14) zum Ausüben eines Drehmoments auf die Spule (4), um einer Abwicklung der Drahtelektrode Widerstand entgegenzusetzen; und eine Steuereinheit (16) zum Steuern der Druckeinstelleinrichtung und des Vorspannungsmotors.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit die Druckeinstelleinrichtung (12) und den Vorspannungsmotor (14) in Übereinstimmung mit dem Drahtelektrodendurchmesser steuert.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck und das Drehmoment erhöht werden, wenn der Drahtelektrodendurchmesser relativ gross ist, und vermindert werden, wenn der Drahtelektrodendurchmesser relativ gering ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckeinstelleinrichtung umfasst: einen Halterungsarm (32) zum Haltern der Klemmrolle (10); einen Stift (34), mit dem der Halterungsarm drehbar gehaltert ist; eine Kompressionsfeder (36) zur Kraftausübung auf den Halterungsarm; einen Kolben (38) zum Komprimieren der Kompressionsfeder; und einen Zylinder (40), der von der Steuereinheit zum Antrieb des Kolbens gesteuert wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (40) ein pneumatischer Zylinder ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (16) den Zylinder (40) durch Ein- und Ausschalten einer Luftzufuhr steuert.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Halterungsarm (32) eine Einstellschraube (42) zum Einstellen der durch die Kompressionsfeder (36) ausgeübten Kraft aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompressionsfeder (36) in einer durchgehenden Öffnung des Halterungsarms angeordnet ist, wobei die Einstellschraube (42) ein Ende dieser Öffnung bildet.

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