DD148838A5

DD148838A5 - Verfahren und schaltungsanordnung zur vorschubsteuerung von funkenbearbeitungsmaschinen

Info

Publication number: DD148838A5
Application number: DD21870680A
Authority: DD
Inventors: Gheorghe Jitianu; Dan Tomazei; Paul G Nita
Original assignee: Inst Cercetari Pentru Ind
Priority date: 1979-01-30
Filing date: 1980-01-29
Publication date: 1981-06-10
Also published as: CH641389A5; DE3003109A1; DE3003109C2; ES8105175A1; PL134358B1; SU1351523A3; JPS55137844A; PL221685A1; ES488063A0

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zur Vorschubsteuerung von Funkenbearbeitungsmaschinen, durch die eine hoehere Effektivitaet erreicht wird. Aufgabe der Erfindung ist es, den Vorschub so zu steuern, dasz die Groesze des Bearbeitungsspaltes unabhaengig von den jeweiligen technologischen Prozeszparametern konstant bleibt. Auszerdem enthaelt die Schaltung Mittel zur automatischen Kurzschluszsicherung. Erfindungsgemaesz wird mittels dreier Vergleicher die Spannung untersucht und differenziert, bei der die Funkenentladung erfolgt. Hieraus werden ueber eine Elektronik die Steuerungsgroeszen fuer den Vorschub ermittelt, der dann so gesteuert wird, dasz sich die angestrebte Konstanz des Bearbeitungsspaltes ergibt.

Description

12 823 57 21 § 7 06 ~^Λ~

Verfahren und Schaltungsanordnung zur Vorschubsteuerung von Punkenbearbeitungsmascliinen

Anwendungsgebiet der Erfindung:

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zur Steuerung des Vorschubs von Punkenbearbeitungsmaschineii mit fadenförmiger Elektrode«

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen:

Es sind Funkenbearbeitungsmaschinen mit fadenförmiger Elektrode bekannt, deren Impulsgenerator als RC-Generator ausgebildet ist, wobei die Steuerung des durch Schrittmotoren angetriebenen Vorschubs in Abhängigkeit vom Mittelwert der Spannung im Bearbeitungsspalt erfolgt, wobei das Steuerungssystem eine Vorrichtung zur Festlegung der Geschwindigkeit des Vorschubs bei einem Festwert.für ein

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bestimmtes Werkstück enthält, und die Geschwindigkeit in engen Grenzen um den Sollwert herum automatisch geregelt wird.

Diese Punlcenbearbeitungsmaschinen haben den Nachteil, daß die Stabilität des Bearbeitungsganges während der gesamten Bearbeitungsdauer, insbesondere bei der Bearbeitung eines Werkstücks mit veränderlichem Querschnitt nicht aufrecht-

erhalten werden kann, da der Mittelwert der Spannung im Bearbeitungsspalt, der die Konstanthaltung sichert, in einem Bereich schwankt, dessen Grenzen um zwei bis drei Größenordnungen kleiner ist als das Verhältnis der Grenzen des Bereichs, in dem die Geschwindigkeit des Vorschubs bei der Veränderung des Werkstückquerschnittes verändert wird. Das Verfahren zur Steuerung des Vorschubs in Abhängigkeit von dem Spannungsmittelwert im Bearbeitungsspalt hat ferner den Nachteil, daß es ein Steuerungssystem erfordert, das zu ununterbrochenen Eingriffen zur Regelung der Geschwindigkeit des Vorschubs während der Bearbeitung eines einzigen Werkstückes führt, was sich im Sinne einer Verminderung der Produktivität des Bearbeitungsverfahrens auswirkt.

Ziel der Erfindung;;

Mit der erfindungsgemäßen Steuerung des Vorschubs sollen die angeführten Nachteile beseitigt werden.

Darlegung des Wesens der Erfindung;

Der Erfindung liegt in erster Linie die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Steuerung des Vorschubs von.Funkenbearbeitungsmaschinen so auszugestalten, daß die Größe des Bearbeitungsspaltes auf einer konstanten und kontrollierten Größe gehalten werden können, und zwar während der gesamten Bearbeitungsdauer und unbahängig von der gewählten technologischen Betriebsart.

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Erfindungsgemäß wird zwecks Gewährleistung einer optimalen Entladungsfrequenz und zwecks schneller Anpassung der Vorschubgeschwindigkeit an den Erosionsprozeß die Geschwindigkeit des Prozesses so verändert, daß das Niveau jeder Entladung in einem vorherbestimmten Bereich erhalten wird. Die Entscheidung zur Steigerung der Vorschubgeschwindigkeit zu ihrer Aufrechterhaltung auf einem konstanten Wert oder zu ihrer Verminderung wird in Abhängigkeit vom Hiveau der Entladungen getroffen, je nach dem, ob die Entladungen auf einem Niveau über einer oberen Grenze, zwischen einer oberen und einer unteren Grenze, beziehungsweise unter der unteren Grenze des Bereichs erfolgen. Das Variationsgefälle der Geschwindigkeit ist direkt proportional der Größe der Geschwindigkeit, mit der der Vorschub in dam Augenblick, bei dem die Entscheidung zur Veränderung dieser Geschwindigkeit getroffen wird, ausgeführt wird. Zwecks schneller Anpassung der Geschwindigkeit des Vorschubs an die Geschwindigkeit des Erosionsprozesses, um einer plötzlichen Steigerung des Werkstückquerschnittes ohne äußeren Eingriff während der Bearbeitung zu entsprechen, wird bei Beginn eines Kurzschlusses der Vorschub nach dem Aufhören des Kurzschlusses mit einer Geschwindigkeit, die der unteren Grenze der Geschwindigkeitsänderung so nah wie möglich ist, wieder aufgenommen, und das Aufsuchen der optimalen Geschwindigkeit für die neuen Arbeitsbedigungen erfolgt bei einer kleinen Steigerungssteilheit der Geschwindigkeit des Vorschubs. Zwecks Vermeidung eines Kurzschlusses während der Bearbeitungsdauer ist das Variationsgefälle der Vorschubgeschwindigkeit zu einem gegebenen Zeitpunkt in ihrem Abfall größer als bei ihrer Steigerung.

Zwecks Bestimmung des Sinnes der Veränderung der Vorschubgeschwindigkeit, d.h. damit das Niveau, bei dem die elektroerosiven Entladungen erfolgen, konstant und so hoch wie möglich ist, enthält die Schaltungsanordnung zur Steuerung

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des Vorschubs gemäß der Erfindung ein logisches System, das logische Entscheidungen trifft und u.a. aus drei Spannungsvergleiehern besteht. Sie enthält ferner eine Schaltung zum Erfassen des Augenblicks, bei dem die Spannung zwischen den Elektroden das erste vorherbestimmte Niveau überschreitet, eine Schaltung, die die Entscheidung zur Verminderung der Vorschubgeschwindigkeit für den Pail trifft, daß die elektroerosive Entladung bei einer Spannung erfolgt, deren Wert unter dem zweiten vorherbestimmten Niveau liegt, eine Schaltung zur Erfassung des Moments, in dem die Spannung zwischen den Elektroden das zweite vorherbestimmte Niveau überschreitet, eine Schaltung, die ,die Entscheidung zur Konstanthaltung der Vorschubgeschwindigkeit für den Fall trifft, da die elektroerosive Entladung bei einer Spannung erfolgt, die zwischen dem zweiten und dem dritten vorherbestimmten Niveau liegt, eine Schaltung, die die Entscheidung zur Steigerung der Vorschubgeschwindigkeit für den Pail trifft, daß die elektroerosive Entladung bei einer Spannung über dem dritten vorherbestimmten Niveau erfolgt und eine Schaltung zur Erteilung der Befehle zur Veränderung der Vorschubgeechwindigkeit durch das System zur Bildung der entsprechenden Vorschub-Steuergröße im Sinn einer Steigerung, einer Verminderung oder einer Konstanthaltung desselben. Zwecks Bildung der Vorschubgeschwindigkeit enthält sie ferner einen Taktgenerator, der einen direkten Zähler und einen reversierbaren Zähler steuert, der in Abhängigkeit von der logischen Entscheidung zur Geschwindigkeitsveränderung gesteuert wird, eine Koinzidenzschaltung für die in die _m angeführten Zähler eingetragenen Ziffern, eine Schaltung zur Löschung der im Koinzidenzmoment in den direkten Zähler eingetragenen Ziffer und eine Schaltung zur Erfassung des Beginnes eines Kursschlusses, die aus einem System zum Zählen nach jeder Entladung der von dem Taktgenerator erzeugten Impulse besteht. Ferner ist ein Tor vorgesehen, ds.s das Erreichen einer maximalen Ziffer

erfaßt, falls ein Kurzschluß beginnt und das zum einen eine Schaltung zum Einschreiben einer Ziffer in den reversierbaren Zähler, die einer kleinen Vorschubgeschwindigkeit entspricht und zum anderen einen Block zum Peststellen eines Kurzschlusses im Bearbeitungsspalt steuert. Zwecks Erhaltung eines bestimmten Variationsgefälles der Vorschubgeschwindigkeit, das proportional der Geschwindigkeit in dem Augebnblick ist, bei dem die Veränderungsentscheidung getroffen wird, enthält die Steuerschaltung ein Tor, das die am Ausgang der Koinzidenzschaltung erhaltenen Impulse zum einen an den Eingang der Schaltung zur Verteilung der Befehle zur Vorschubgeschwindigkeitsveränderung in Abhängigkeit von der getroffenen Entscheidung und zum anderen an eine monostabile Kippschaltung zur Bildung der Steuerimpulse für das elektromechanische Vorschubsystem liefert. Zwecks Vermeidung eines Kurzschlusses während der Bearbeitungsdauer enthält die Steuerungsanlage auf der Bahn zur Steuerung der Geschwindigkeitssteigerung des Vorschubs einen Frequenzimpulsteiler, der die Ziffern, die im reversierbaren Zähler zur Festlegung der vorgeschriebenen Geschwindigkeit eingeschrieben sind, verändert.

Um das Vorhandensein des Kurzschlusses im Arbeitsraum mit Hilfe einer an die Elektroden angelegten Hilfsspannung festzustellen und um die Arbeitsspannung von den Elektroden während der Kurzschlußprüfung abzuschalten, wird in dem Augenblick, in dem der Kurzschluß zwischen den Elektroden festgestellt wurde, eine monostabile Kippschaltung angesteuert, die einen Transistor ansteuert, der im Kollektorkreis ein Relais aufweist, dessen Kontakte die Prüfspannung an die Elektroden anlegen und das die Verriegelung des Leistungstransistors des Generators mittels eines elektrischen Schalters steuert. Das Relais wird mit Hilfe einer Schaltung mit logischer UIID-Funktion, die das Vorhandensein des Kurzschlusses und den Prüfzustand zusammen-

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faßt, während des Kurzschlusses im Prüfzustand gehalten.

Um das Vorhandensein in des Kurzschlusses Bearbeitungsspalt mit Hilfe einer an die Elektroden angelegten Hilfsspannung festzustellen und um die Arbeitsspannung von den Elektroden während der Kurzschlußprufung abzuschalten, wird in dem Augenblick, in dem der Kurzschluß zwischen den Elektroden festgestellt wurde, eine monostabile Kippschaltung angesteuert, die eine Flip-Flop-Schaltung zur Speicherung des aufgetretenen Kurzschlußzugtandes ansteuert, die ihrer-, seits zum einen einen Transistor, der die Prüfspannung an die Elektroden anlegt, steuert und zum anderen über ein logisches Tor einen optoelektronischen Koppler ansteuert, der die Verriegelung des Leistungstransistors des Taktgenerators mittels des elektronischen Schalters steuert. Die Schaltung wird für die Dauer des Kurzschlusses mittels eines Transistors in der Prüfstellung gehalten, der die an die Elektroden angelegte Prüfspannung außerdem an die Basis eines weiteren Transistors weiterleitet, der in dem Augenblick, in dem der Kurzschluß verschwindet, gesättigt Tiird und dadurch die Wiederankopplung der Arbeitsspannung gestattet, die beim Überschreiten eines vorherbestimmten Niveaus die Rückkehr in die Ausgangsstellung der Flip-Flop-Schaltung zur Speicherung des Kurzschlußzustandes bewirkt.

Ausfuhrun^sbeispiel:

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im Zusammenhang'.mit den Abbildungen 1,2,3,4 näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: das Blockschaltbild des Steuerungssystems und des Taktgenerators,

Fig. 2: das Blockschaltbild der die logischen Entscheidungen treffenden Schaltungs-

'.' gruppe,

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Pig, 3 und 4: Ausführungsform der Schaltungseinheit zur Kurzschlußprüfung im Arbeitsraum.

In Pig. 1 ist das Blockschaltbild des Steuerungssystems des Vorschubs und des Impulsgenerators dargestellt. Beispielsweise sei angenommen, daß der Vorschub durch ein Schrittmotorsystem bewirkt v?ird, d.h. daß die Vorschub-· geschwindigkeit proportional der Prequenz der Motorsteuerimpulse ist. Der Impulsgenerator besteht aus einem Transformator-Gleichrichtersatz TR, einem Leistungstransistor T-,, einem Begrenzungswiderstand Rn und einem Kondensator C-j, der sich im Arbeitsraum, der zwischen der fadenförmigen Elektrode 1 und dem Werkstück 2 gebildet ist, entlädt. Die Impuls aufladung des Kondensators C-, wird durch die Steuerung mittels eines Multivibrators 3 gesichert, der mit Hilfe eines elektronischen Schalters 4 an die Basis des Leistungstransistors T-^ angeschlossen ist. Die Entkopplung des Multivibrators 3 von der Basis des Transistors T-, und seine Verriegelung im Palle des Auftretens eines Kurzschlusses im Arbeitsraum und im Palle der Unterbrechung des Bearbeitungsprozesses am Ende des Arbeitaprogramms oder beim Verschwinden der normalen Arbeitsbedingungen der Maschine erfolgt automatisch. Die Spannung zwischen der fadneförmigen Elektrode 1 und dem Werkstück 2 wird mit Hilfe eine3 Widerstandsteilers R2, Ro geteilt und dem Eingang des logischen Bntscheidungssystems SL, das in Pig. dargestellt ist, zugeführt.

Das logische System SL untersucht das ITiveau, bei dem jede Entladung im Arbeitsraum erfolgt und trifft in Abhängigkeit von diesem Niveau die Entscheidung über eine Geschwindigkeitssteigerung des Vorschubs am Ausgang EH, über eine Geschwindigkeitsverminderung des Vorschubs am Ausgang E-. oder über eine Konstanthaltung der Geschwindigkeit am Ausgang E₀.

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Die Bildung der Impulse mit variabler Frequenz zur Steuerung der Schrittmotoren wird durch eine Schaltung, die aus einem direkten Zähler HD.., einem reversierbaren Zähler NR und.einer Koinsidenzschaltung Cc für die in die Zähler HD. und NR eingeschriebenen Ziffern besteht, gesichert. Am Eingang des Zählers HD., werden die von einem Taktgenerator CT erzeugten Impulse mittels eines ITICHT-Tors CL₁ eingeführt. Sofern in den Zähler ITR irgendeine Ziffer eingeschrieben ist, steuert die Koinzidenzschaltung Cc in dem Augenblick, bei dem die im Zähler HD. gezählte Impulsanzahl mit der im Zähler HR eingeschriebenen Anzahl übereinstimmt, eine Flip-Plop-Schaltung CBB₁ an. Die Flip-Flop-Schaltung CBB₁ steuert dann mittels eines HAITD-Tors CLp eine monostabile Kippschaltung CBI/L an, die dazu dient, die zur Steuerung der Schrittmotoren notwendigen Impulse entsprechender Dauer zu bilden. Der Ausgangsimpuls des Tores CLp v/ird mittels eines UHD-Tors-CL~ in Abhängigkeit von der vom logischen System SL getroffenen Entscheidung einem der Eingänge des reversierbaren Zählers HR zugeführt. Das Tor CL^ ist in dem Fall verriegelt, bei dem sich das logische System SL für die Konstanthaltung der Geschwindigkeit des Vorschubs entscheidet, und in diesem Fall bleibt die in den reversierbaren Zähler HR eingeschriebene Zahl unverändert, folglich erhält man am Ausgang der monostabilen Kippschaltung CBLL Impulse mit konstanter Frequenz. Die Flip-Flop-Schaltung CBB₁ bewirkt die Löschung des Zählers HD₁ nach dem Erfassen einer jeden Koinzidenz.

Wenn sich das logische System SL für eine Geschwindigkeitssteigerung des Vorschubs, d.h. für eine Steigerung der Frequenz zur Steuerung der Schrittmotoren entscheidet, erscheint an seinem Ausgang E^ ein logisches Signal, das mittels einer Flip-Flop-Schaltung CBB₂ ein UlTD-Tor-CL. öffnet, wodurch die Ausgangsimpulse des Tors CLp über die Tore CLo, CL., CL,- und einen Frequenzteiler 5 dem Zähleingang

des Zählers UR im umgekehrten Sinn übermittelt werden. Das ITAiID-TOr CL,- ist dann verriegelt, wenn mit der Zahl der kleinste vorgeschriebene Wert erreicht wird, der der größten Frequenz, mit der die Schrittmotoren gesteuert werden können, entspricht. Das Erreichen der kleinsten in den Zähler IJR eingeschriebenen .Zahl wird mit Hilfe einer Leseschaltung für die Zustände des Zählers IT_m erfaßt.

Wenn durch das logische System SL eine Geschwindigkeitsverminderung des Vorschubs, d.h. eine Verminderung der Frequenz zur Steuerung der Schrittmotoren bewirkt wird, erscheint an seinem Ausgang E-r ein logisches Signal, das mittels der Flip-Flop-Schaltung CBB₂ ein UHD-Tor CLg öffnet, so daß die Ausgangsimpulse des Tores CLp über die Tore CLo, CLg und ein UAITD-Tor CL_? an den Zähleingang des Zählers ITR direkt übermittelt werden. Das CLy wird verriegelt, wenn mit der in den Zähler ITR eingeschriebenen Zahl der größte vorgeschriebene V/ert erreicht worden ist, der der kleinsten Frequenz, mit der die Schrittmotoren gesteuert werden können, entspricht. Das Erreichen der größten in den Zähler ITR eingeschriebenen Zahl wird mit Hilfe einer Leseschaltung für die Zustände des Zählers IT^ erfaßt.

Das logische System SL gibt an seinem Ausgang ein logisches Signal Eg ab, das das Tor CL^ entriegelt, wenn eine Entscheidung zur Konstanthaltung der Schrittmotorensteuerfrequenz getroffen wird.

Die Ausgangsinroulse des Taktgenerators GT werden mittels

außerdem

eines ITICHT-Tores CL_Q und eines HAlTO-Tors CLq an den Eingang des Zählers ITD₂ übermittelt. Die vom Taktgenerator GT erzeugten Impulse werden vom Zähler ITD₂ (nur) nach jeder Entladung gezählt. In dem Augenblick, bei dom die Spannung an der Klemme des sich entladenden Kondensators C-, (nachdem er seine Energie an den Arbeitsraum abgegeben hat) ein

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bestimmtes Niveau erreicht, bvfirkt das logische System SL mittels des logischen Signals, das an seinem Ausgang B. auftritt, die Löschung der in den Zähler ND_P eingeschriebenen Zahl.

Wenn die Klemmenspannung des Kondensators C-, nach einer Entladung das vorherbestimmte Hiveau nach längerer Zeit nicht mehr erreicht, also das Löschsignal des Zählers nicht mehr vorhanden ist, erreicht die in den Zähler p eingeschriebene Impulsanzahl einen bestimmten Wert, der mit Hilfe eines ITAlTO-Tors CL₁₀ erfaßt wird, woraufhin das Tor CLp verriegelt wird. Gleichzeitig bewirkt das Ausgangssignal des Tors CL,_Q die Prüfung auf das Vorliegen eines Kurzschlusses im Arbeitsraum durch "Verriegelung des Leistungtransistors T-, mittels eines Kurzschlußprüfungsblockes BTS, dessen Schaltbild in den Pig. 3 und 4 dargestellt ist.

Sofern mittels des Kursschlußprüfungsblocks BTS das Vorhandensein eines Kurzschlusses im Arbeitsraum festgestellt wird, erscheint am Ausgang E. ein logisches Signal, das die Rückkehr der fadenförmigen Elektrode steuert, und am Ausgang E^. wird die Steuerung zur Verriegelung des Leistungstransistors T^ beibehalten.

Das logische Ausgangssignal des Tors CL-.Q, das im Falle eines Kurzschlusses im Arbeitsraum auftritt, steuert die Einschräjebung einer Zahl in den Zähler HR mit einem dem Maximum angenäherten Y/ert mittels einer Einschreibschaltung 6, wodurch der Vorschub nach dem Verschwinden des Kurzschlusses im Arbeitsraum mit einer der unteren Grenze angenäherten Geschwindigkeit wieder aufgenommen wird.

Beim Verschwinden des Kurzschlusses im Arbeitsraum, der vom Kurzschlußprüfungsblock BTS erfaßt vmrde, erfolgt die

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Ankopplung des Multivibrators 3 an die Basis des Transistors T₁, am Ausgang B. des logischen Systems SL erscheint das Löschsignal des Zählers M^, das Tor CLg wird entriegelt, und am Ausgang der lnonostabilen Kippschaltung CBSiL erscheinen Impulse mit sehr niedriger Frequenz zur Schrittmotorensteuerung, was die Wiederaufnähme des Vorschubs mit einer der unteren Grenze angenäherten Geschwindigkeit erlaubt.

In Pig. 2 ist das logische System SL, das die Entscheidung über eine eventuelle Änderung der Geschwindigkeit des Vorschubs trifft, dargestellt. Am Eingang I₁ des logischen Systems SL werden die elektroerosiven Entladungsimpulse zwischen der fadenförmigen Elektrode 1 und dem Werkstück 2, die mittels des Widerstandsteilers R₂» R-, geteilt werden, eingeführt. Diese nach einer Exponentialfunktion verlaufenden Impulse werden den Eingängen von drei Spannungsniveauvergleichern A, B, C zugeführt; das kleinste Niveau wird vom Vergleicher A und das größte ITiνeau vom Vergleicher C erfaßt.

Sofern die Ladung des Arbeitskondensators C. begonnen hat, v/ird das auf dem Vergleicher A vorher festgelegte Niveau an einem bestimmten Zeitpunkt überschritten, an seinem Ausgang wird ein logisches Niveau 1, das durch ein NICHT-Tor CL₁₁ umgekehrt wird, aufrechterhalten. In dieser Folge haben die Vergleicher B und C am Ausgang ein logisches Niveau 0_e Beim Übergang des Impulses am Ausgang des Vergleichers A von 0 zu 1 geht die von den beiden NICHT-Toren CL₁P und CL₁-3 gebildete Flip-Flop-Schaltung in den Zustand des logischen Niveaus 1 am Ausgang des Tors CL^ über. Der Steuerimpuls dieser Flip-Flop-Schaltung v/ird mittels einer Schaltung, die aus dem NICHT-Tor CL₁₄ und CL₁₅ und aus dem NAND-Tor CL₁^ besteht, einem Eingang einer Verzögerungsschaltung R^Cp zugeführt. Das logische Signal 0 am Ausgang des Tors CL₁₁, das beim überschreiten des vom Vergleicher A

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erfaßten Niveaus erhalten wird, wird einem NAHD-Tor CL.^, an dessen Ausgang dann ein logisches Signal 1 auftritt, zugeführt. Wenn die Entladung im Arbeitsraum vor dem Erreichen des vom Vergleicher B erfaßten Niveaus erfolgt, tritt am Ausgang des Tors CL-,~ ein logisches Signal 0 auf, da der Vergleicher A in den Zustand 0 und das Tor CL.,., in den Zustand 1 übergeht. Das logische Signal O am Ausgang des Tors GL-,rj bewirkt den Übergang der Flip-Flop-Schaltung, die aus den NAIiD-T ore η CL-,η und CL-, „ besteht, in den Zustand mit dem logischen Signal 0 am Ausgang des Tors CL,<->. · Als Folge hiervon erscheint in dem Fall, daß die Entladung im Arbeitsraum unter dem vom Vergleicher B erfaßten Niejyau^f erfolgt, am Ausgang E-r des logischen Systems ein logisches Niveau 0, was bedeutet, daß eine Entscheidung zur Herabsetzung des technologischen Vorschubs getroffen wurde.

Sofern die Ladung des Kondensators C·^ nach dem Überschreiten dea am Vergleicher A vorherbestimmten Niveaus auch das am Vergleicher B eingestellte Niveau überschreitet, γ/ird am Ausgang des Vergleichers B ein logisches Niveau 1 erreicht, das durch ein NAND-Tor CLpQ umgekehrt wird. Dadurch wird am Ausgang des Vergleichers A das logische Niveau 1 und am Ausgang des Vergleichers C das logische Niveau 0 beibehalten,

Das logische Niveau 0 am Ausgang des Tors CL₂Q erzeugt ein logisches Signal 1 am Ausgang des Tors CL-, „· Beim Über gang des Vergleichers B vom Zustand 0 zum Zustand 1 wird die Flip-Flop-Schaltung, die aus den beiden NAND-Toren CLg-^ und CL22 besteht, in einen Zustand mit dem-logischen Niveau 1 'am Ausgang des Tors CLp, übergehen. Der Steuerimpuls dieser Flip-Flop-Schaltung wird mittels einer Schal tung, die aus den NICHT-Toren CLp-, und CL₃. und aus dem NAND-Tor CL₂c> das an.einem Eingang eine' Verzögerungsschaltung R5C0 aufweist, geliefert.

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Wenn die Entladung im Arbeitsraum vor dem Erreichen des vom Vergleicher C erfaßten Niveaus erfolgt, wird am Ausgang eines NAND-Tors CL₂g ein logisches Signal erhalten, das eine aus den beiden NAND-Toren CLp~ und CLpo bestehende Flip-Flop-Schaltung in einen Zustand mit dem logischen Niveau 0 am Ausgang des Tores CLgg versetzt. Demzufolge wird dann, wenn die Entladung im Arbeitsraum bei einem Niveau erfolgt, das zwischen den für die Vergleicher B und C vorherbestimmten Niveaus liegt, am Ausgang Eq des logischen.Systems SL ein logisches Signal 0 erhalten, was einer Entscheidung zur Steuerung des Vorschubs für den Yfert, den er vor der Entladung hatte, entspricht.

Sofern die Ladung des Arbeitskondensators C-^ nach dem Überschreiten des durch den Vergleicher B vorherbestimmten Niveaus auch das durch den Vergleicher C vorherbestimmte Niveau überschreitet, tritt am Ausgang des Vergleichers C ein logisches Niveau 1 auf, das von einem NICHT-Tor CL₂g umgekehrt wird. Am Ausgang Hr des logischen Systems wird ein logisches Niveau 0 erhalten, was einer Entscheidung zur Steigerung des Vorschubs entspricht. Das UND-Tor CL~q dient dazu, den Ausgang des Tors CL^g in den logischen Zustand 1 zu versetzen und da3 Tor CL^g mittels der aus den beiden Toren CLpi ^unc^ ^o? ^^es"t^e^^enden Flip-Flop-Schaltung zu verriegeln, sofern die Entladung des Kondensators C-j^ bei einer Spannung erfolgt, die größer als das vom Vergleicher G oder kleiner als das vom Vergleicher B erfaßte Niveau ist.

Am Ausgang E» des logischen Systems wird nach jeder Entladung, d.h. nach jedem Absinken der Spannung zwischen den Elektroden unter das durch den Vergleicher A festgelegte Niveau ein logisches Signal 0 erhalten. Die an den Ausgängen Ej-, Eg, Eu und E^ auftretenden logischen Signale werden weiterhin von der Schaltung zur Frequenzbildung der Impulse, die zur Steuerung der Schrittrnotore erforderlich

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sind, übernommen. Die Schrittmotore wurden im Rahmen .der Erläuterung der Pig. I bereits genannt.

In Pig. 3 ist eine erste Ausführungsform des Blockes BTS zur Kurzschlußprüfung im Arbeitsraum dargestellt. Hier wird der elektrische Widerstand des Arbeitsraumes mittels einer Hilfsspannung, die über Relaiskontakte zugeführt wurde, geprüft. Das Ausgangssignal des Tors CL-.Q aus Pig. I wird dem Eingang Ig de3 Prüfblocks BTS zugeführt. Das Signal am Eingang I₀ des Prüfblocks hat ein logisches Hiveau 0, wenn nach einer Entladung, die durch das Erreichen eines logischen Niveaus 0 am Ausgang E^ des logischen Systems SL gemäß Pig. 1 erfaßt vmrde, die Spannung zwischen den Elektroden nicht wieder das durch den Vergleicher A gemäß Pig. vorherbestimmte Niveau nach einer vorausbestimmten Zeit erreicht. Es liefert so die Möglichkeit, daß der Zähler ND2 (Pig. 1) in den Zustand gebracht wird, in dem er ein logisches Signal 0 am Ausgang seines Tora CL,q erzeugt.

Das Signal am Eingang I.-, wird durch ein NICHT-Tor CL.,-, umgekehrt, und es wird eine monostabile Kippschaltung CBBIg ausgelöst, die einen Transistor Tp für eine bestimmte Zeit verriegelt, V7as die Schließung der Kontakte eines Relais d und das Anlegen der Prüfspannung U-^ an die beiden Elektroden erlaubt. Gleichzeitig wird der Leistungstransistor T-J^ mittels des elektronischen Schalters 4 (Pig. I) durch das am Ausgang E^ des Prüfblocks BTS erreichte logische Signal 1 verriegelt.

Wenn im Arbeitsraum ein Kurzschluß vorhanden ist, wird ein Transistor T^, der einem weiteren Transistor T^, parallelgeschaltet ist, verriegelt, wobei der Transistor T, seinerseits mittels des Kontaktes des Relais d verriegelt wird. Das logische Niveau 1, das dann an den Kollektoren der Transistoren ToVund T* auftritt, bewirkt die Verriegelung des Transistors Tg durch die Sättigung eines

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weiteren Transistors T₁-. Das logische Signal 1, das am Ausgang E des Prüfblocks BTS erhalten wird, stellt die Bestätigung des Vorhandenseins eines Kurzschlusses im Arbeitsraum dar. Es steuert die Rückkehr der fadenförmigen Elektrode mittels eines Steuersystems der Schrittmotoren SCMPP, die durch eine gestrichelte Linie in Fig. 1 dargestellt sind, jedoch aus dem Rahmen der vorliegenden Erfindung fallen. Beim Verschwinden des Kurzschlusses werden die Transistoren Tp und T- gesättigt, das Relais d öffnet seine Kontakte, wodurch die Spannung U₁ von den Elektroden abgeschaltet und der Multivibrator 3 mittels des elektronischen Schalters 4 (Pig. 1) an die Basis des Transistors 1 angekoppelt wird.

Eine andere Ausführungsform des Kurzchlußblocks BTS, bei der der elektrische Widerstand im Arbeitsraum mittels einer durch Transistoren an die Elektroden angelegten Hilfsspannung geprüft wird, ist in Pig. 4 dargestellt.

Das logische Signal 0 am Eingang Iq des Prüfblocks BTS, das durch das Tor CL.,.. negiert wird, bewirkt die Auslösung der monostabilen Kippschaltung CBMg» die eine Flip-Flop-Schaltung CBB- ansteuert. Sofern nach einer Entladung das durch den Vergleicher A (Fig. 2) festgelegte Niveau eine bestimmte Zeitlang nicht überschritten wird, tritt am Ausgang der Flip-Flop-Schaltung CBB-, ein logisches Signal 1 auf, das über ein UHD-Tor CL^₂ den Transistor eines optoelektronischen Kopplers Tg sättigt. Am Ausgang E., des Prüfblocks BTS erhält man dann ein logisches Signal 1, das den Leistungstransistor T.. des Generators mittels des elektronischen Schalters 4 verriegelt. Gleichzeitig wird auch der Befehl zur Sättigung von zwei Transistoren T„ und T_Q mittels eines Umpelers 7 für die logischen Impulse gegeben. Sofern ein Kurzschluß im Arbeitsraum vorhanden ist, bleibt ein weiterer Transistor Tq verriegelt, und der Transistor Tg des Opto-

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kopplers bleibt mittels eines Umpolers 8 für die logischen Impulse gesättigt. Am Ausgang E des Prüfblocks BTS wird der Befehl zur Rückkehr der fadenförmigen Elektrode zur Kontur des Werkstückes gegeben.

Im Augenblick des Verschv/indens des Kurzschlusses im Arbeitsraum wird der Transistor Tq gesättigt und am Ausgang des Tors CL^₂ v/ird ein logisches Signal O erhalten, das den Transistor Tg des optoelektronischen Kupplers verriegelt. Dadurch wird die Arbeitsspannung zynischen der fadenförmigen Elektrode und dem Werkstück angelegt. Wenn das Niveau, das am Vergleicher A festgelegt ist, erreicht \iird, geht die¹Flip-Flop-Schaltung CBB., mit ihrem Ausgang in den Zustand 0 über, und zv?ar infolge des logischen Signals 1, das am Ausgang E»des logischen Systems SL erhalten und das durch das IJICHT-Tor CL^ umgekehrt wird. Auf diese V/eise wird der Kurzschlußprüfblock BTS mittels der Transistoren Τγ und Tg, an deren Basis die Verriegelung gesteuert wird, in den Wartezustand gebracht.

Die Erfindung bringt folgende Vorteile mit sich:

- zum ersten sichert sie eine erhöhte Produktivität des Bearbeitungsprozesses,

- zum zweiten sichert sie die Konstanthaltung und die kontrollierte Erhaltung des Arbeitsraumes während der gesamten Bearbeitungsdauer durch die Konstanthaltung des Niveaus der Entladungsspannung

- un.d zum dritten bewirkt sie eine ausgezeichnete Prozeß-Stabilität, unabhängig von den auftretenden Querschnittsveränderungen des Werkstücks, und zwar ohne daß ein Eingriff der Bedienungsperson während der Bearbeitung erforderlich wird.

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Claims

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Erfindungsanspruch

Verfahren zur Steuerung des Vorschubes von Funkenbearbeitungsmaschinen gekennzeichnet dadurch, daß zwecks Erhaltung des Bearbeitungsspaltes auf einer konstanten und kontrollierten Größe während der gesamten Bearbeitungsdauer unabhängig vom gewählten technologischen Betrieb,
zwecks Genährleistung einer maximalen Entladungsfrequenz und zwecks schneller Anpassung der Vorschubgeschwindigkeit an die Geschwindigkeit des Erosionsprozesses der
Vorschub derart verändert wird, daß das Niveau jeder Entladung iri einem vorherbestimmten Bereich erhalten wird,
wobei die Entscheidung über die Erhöhung der Vorschubgeschwindigkeit, über ihre Aufrechterhaltung auf einem konstanten Wert oder über ihre Verminderung in Abhängigkeit vom Niveau der Entladungen erfolgt, nämlich entweder auf einem Niveau über einer oberen Grenze oder zwischen der
oberen und einer unteren Grenze oder unterhalb der unteren Grenze, und daß das Gefalle der Geschwindigkeitsänderung direkt proportional zur Größe der Geschwindigkeit ist mit der der Vorschub in dem Augenblick, in dem die
Entscheidung zu ihrer Veränderung getroffen wird.

Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß zwecks schneller Anpassung der Geschwindigkeit des Vorschubs an die Geschwindigkeit des Erosionsprozesses, zwecks Anpassung an eine plötzliche Steigerung des Werkstückquerschnittes ohne äußeren Eingriff, bei Auftreten eines Kurzschlusses die Y/iederaufηahme des Vorschubs nach der Beseitigung des Kurzschlusses mit einer Geschwindigkeit erfolgt, die ihrer unteren Variationsgrenze so weit wie möglich angenähert ist, während die optimale Geschwindigkeit für die neuen Arbeitsbedingungen mit einer kleinen Steigerungssteilheit der Geschwindigkeit des technologischen Vorschubs ermittelt wird.

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3. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß zwecks Vermeidung eines Kurzschlusses während der Be-

• arbeitung das Variationsgefälle der Vorschubgeschwindigkeit zu einem gegebenen Zeitpunkt im Sinne ihrer Verminderung größer ist als im Sinn ihrer Steigerung.
4. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß sie zwecks Bestimmung des Sinnes der Veränderung der Vorschubgeschwindigkeit, also zur Konstanthaltung des Niveaus, bei dem die Elektroerosionsentladungen/beginnen, auf einem möglichst großen Wert, ein logisches System (SL) zum Treffen logischer Entscheidungen enthält, das aus drei Spannungsvergleichern (A; B; C) besteht, daß eine Schaltung zur Erfassung des Augenblicks, bei dem die Spannung zwischen den Elektroden das erste vorherbestimmte Spannungsniveau überschreitet, vorgesehen ist (GL₁₁, CL..., CL..,-* CL..g), daß sie eine Schaltung, die die Entscheidung zur Vorschubverringerung trifft, sofern die elektroerosive Entladung bei einem sich unter dem zweiten vorherbestimmten Niveau befindenden Spannungswert erfolgt (CL₁₂JCL₁-, CL-j·?, CL₁Q, C^-iq)» eine Schaltung zur Erfassung des Augenblicks, bei dem die Spannung zwischen den Elektroden das zweite vorherbestimmte Niveau überschreitet (CL₂₀, CL₂-, CL₂,, CLpr-)» eine Schaltung, die die Entscheidung zur Konstanthaltung der Vorschubgeschwindigkeit in dem Palle, daß die elektroerosive Entladung bei einer zwischen dem zweiten und dem dritten vorherbestimmten Niveau liegenden Spannung erfolgt, trifft (CL₂₁, CL₂₂, CL₂^, CL₂^, CL₂Q, CL^₀), eine Schaltung zum Treffen der Entscheidung über eine Steigerung der Vorschubgeschwindigkeit in dem Pail, daß die elektroerosive Entladung bei einer über dem dritten vorherbestimmten Niveau liegenden Spannung erfolgt (CL₂q), und eine Schaltung zur Verteilung der Steuerung der Vorschubgeschwindigkeitsveränderung an das System zur Bildung der Vorschubsgeschwindigkeitsgröße im Sinne ihrer Steigerung, Verminderung oder Konstanthaltung enthält (CBB₂ ,CLg,

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_{5 6}, CL₇, H_H, H_m).

Schaltungsariordnung nach Punkt 4, gekennzeichnet dadurch, daß sie zwecks Bildung der Frequenz der Steuerimpulse für einen Vorschubmechanismus einen Taktgenerator (GT) enthält, der einen direkten Zähler (ND.) und einen reversierbaren Zähler(NR) steuert, der in Abhängigkeit von der logischen Entscheidung zur Geschwindigkeitsänderung gesteuert wird, daß eine Koinzidenzschaltung (C ) für die in die genannten Zähler eingeschriebenen Zahlen, ein Löschkreis (CBB₁ zur Löschung der in den direkten Zähler eingeschriebenen Zahl im Augenblick der Koinzidenz, ein Erfassungskreis für den Augenblick des Auftretens eines Kurzschlusses, der aus einem direkten Zähler (NDp) besteht, der nach jeder Entladung, die vom Taktgenerator (GT, CLq, CL~) gelieferten Impulse zählt und ein NAND-Tor (CL^₀) zum Erfassen des Erreichens einer maximalen Zahl im Falle des Auftretens eines Kurzschlusses vorgesehen sind, das zum einen eine Schaltung (6) zum Einschreiben einer einer kleinen Vorschubgeschwindigkeit entsprechenden Zahl in den reverßierbaren Zähler (NR) und zum anderen einen Block (BTS) zur KurzSchlußprüfung im Bearbeitungsspalt steuert.

Schaltungsanaordnung nach Punkt 4, gekennzeichnet dadurch, daß sie zwecks Erhaltung eines Variationsgefälles der Vorschubgeschwindigkeit, das proportional ist zur Geschwindigkeit in dem Augenblick, in dem die Veränderungsentscheidung getroffen wurde, ein UND-Tor (CLp) enthält, das die am Ausgang der Koinzidenzschaltung (Cc, CBB..) erhaltenen Impulse zum einen dem Eingang der Schaltung zur Verteilung der Steuersignale für die Geschwindigkeitsveränderung des Vorschubes in Abhängigkeit von der getroffenen Entscheidung (CL-) und zum anderen einer monostabilen Kippschaltung (CBLL) zur Bildung von Steuerimpulsen für das elektromechanisch^ Vor s chub sy s t em zufuhr t♦

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.20- ^{21 8} ⁷⁰⁶
7. Schaltungsanordnung nach Punkt 4 bis 6, gekennzeichnet dadurch, daß sie zwecks Vermeidung des Auftretens eines Kurzschlusses während der Bearbeitungsdauer auf der Bahn zur Steuerung der Geschwindigkeitssteigerung des Vorschubs einen Frequenzteiler (5) enthält, der die Zahlen, die in den reversierbaren Zähler zur Festlegung der vorgeschriebenen Geschwindigkeit eingeschrieben sind, verändert.
8. Schaltungsansordnung nach Punkt 4, die das Vorhandensein des Kurzschlusses im Arbeitsraum mit Hilfe einer an die Elektroden angelegten Hilfsspannung prüft und die die Arbeitsspannung von den Elektroden während der Kurzschlußprüfung abschaltet, gekennzeichnet dadurch, daß im Augenblick des Erfassens des Kurzschlusses zwischen den Elektroden eine monostabile Kippschaltung (CBM₀) angesteuert wird, die ihrerseits einen Transistor (Tp) ansteuert, der in seinem Kollektorkreis ein Relais (d) aufweist, dessen Kontakte die Prüfspannung an die Elektroden anlegen und die Verriegelung des Leistungstransistors (T₁) des Generators mittels des elektrischen Schalters (4) bewirken, wobei das Relais für die Dauer des Kurzschlusses mit Hilfe eines UHD-Tores, das das Vorhandensein des Kurzschlusses und den Prüfzustand zusammen erfaßt (T-, T-, Tj-), im Prüfzustand gehalten wird.
9. Schaltungsanordnung nach Punkt 4, die das Auftreten eines Kurzschlusses im Arbeitsraum mit Hilfe einer den Elektroden zugeführten Hilfospannung ermittelt und die die Arbeitsspannung von den Elektroden während der Kurzschlußprüfung abschaltet, gekennzeichnet dadurch, daß im Augenblick des Erfassens des Kurzschlusses zwischen den Elektroden eine Monostabile Kippschaltung (CBMp) angesteuert wird, die eine Flip-Flop-Schaltung (CBB-), die das Auftreten des Kurzschlusses speichert,

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ansteuert, die ihrerseits zum einen einen Transistor (T₇), der die Prüfspannung an die Elektroden anlegt und zürn anderen mittels eines UND-Tors (CL^^) einen optoelektronischen Koppler (T ) ansteuert, der die Verriegelung des Leistungstransistors (T₁) des Impulsgenerators mittels des elektronischen Schalters (4) bewirkt, wobei die Schaltung für die Dauer des Kurz-Schlusses mittels eines Transistors (Tq) in der Prüfstellung gehalten wird, der die an die Elektroden angelegte Prüfspannung ferner an die Basis eines anderen Transistors (T_q) anlegt, der im Augenblick des Verschwindens des Kurzschlusses gesättigt wird und die V/ideranschaltung der Arbeitsspannung erlaubt, die beim Überschreiten eines vorherbestimmten Niveaus die Rückkehr der Flip-Flop-Schaltung (GBS) zur Speicherung des Auftretens des Kurzschlusses in die Ausgangsstellung bewirkt.

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