DE19722425A1 - Funkenerosionsvorrichtung und Funkenerosionsverfahren - Google Patents
Funkenerosionsvorrichtung und FunkenerosionsverfahrenInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine
Funkenerosionsvorrichtung sowie ein Funkenerosionsverfahren,
und insbesondere eine Funkenerosionsvorrichtung zur
Durchführung einer dreidimensionalen Bearbeitung unter
Verwendung einer einfach geformten Werkzeugelektrode, und
betrifft ein Funkenerosionsverfahren, welches diese
verwendet.
Es ist bislang eine Funkenerosionsvorrichtung bekannt, welche
ein Werkstück zu einer gewünschten dreidimensionalen Form
bearbeiten kann, unter Verwendung einer Werkzeugelektrode,
die einfache Form aufweist, beispielsweise Zylinderform,
Säulenform, Prismenform oder dergleichen, durch
Bereitstellung einer dreidimensionalen Steuerung für die
Werkzeugelektrode mit einer NC-Vorrichtung
(Numeriksteuervorrichtung) Bei dieser Art einer
Funkenerosionsmaschine ist es nicht erforderlich, eine
Werkzeugelektrode mit komplizierter, dreidimensionaler Form
herzustellen, was es ermöglicht, die Formherstellungskosten
zu verringern, und die für die Herstellung erforderliche
Zeit. Darüber hinaus wird eine einfach geformte
Werkzeugelektrode als Werkzeugelektrode für die Verarbeitung
eingesetzt, was es ermöglicht, einfach ein CAM-System
aufzubauen, wobei die Bearbeitungsvorgänge automatisiert
werden können.
Allerdings ist diese Art einer Funkenerosionsvorrichtung in
der Hinsicht problematisch, was den Verbrauch der
Werkzeugelektrode oder die Genauigkeit einer bearbeiteten
Form betrifft, verglichen mit einer Funkenerosionsbearbeitung
durch eine ausgeformte Werkzeugelektrode, da die
Funkenerosionsmaschine mit der einfach geformten
Werkzeugelektrode eine größere Fläche bearbeitet.
Um diese Schwierigkeiten zu überwinden ist in der japanischen
offengelegten Patentveröffentlichung Nr. HEI 5-345228 eine
Erfindung beschrieben, bei welcher eine
Funkenerosionsbearbeitung mit hoher Genauigkeit dadurch
durchgeführt wird, daß eine Korrektur für den Verbrauch der
Werkzeugelektrode gesteuert wird. Fig. 14 zeigt das
Grundprinzip dieser Art einer Funkenerosionsbearbeitung.
Wie in Fig. 14 dargestellt ist, kann durch Schicken einer
zylindrischen Werkzeugelektrode 100 auf eine Schräge mit
einem Winkel α in Bezug auf die Oberfläche für die
Funkenerosionsbearbeitung eines Werkstücks 50, um das
Werkstück zu bearbeiten, während es gedreht wird, ein
stabiler Zustand des Werkstücks an der Position d und an
einer Position e erzielt werden, wo sich die Außenkontur und
die Bearbeitungstiefe der Werkzeugelektrode 100 nicht ändern,
über einen Übergangszustand von der Position a zur Position
d, wo sich die Außenkontur und die Bearbeitungstiefe der
Werkzeugelektrode 100 ändern.
Wenn das Werkstück unter Bearbeitungsbedingungen bearbeitet
wird, die einen wesentlichen Verbrauch einer
Werkzeugelektrode zu diesem Zeitpunkt hervorrufen, kann der
Übergangszustand von der Position a zur Position d praktisch
vernachlässigt werden. Aus diesem Grund ist es dadurch, daß
die Werkzeugelektrode 100 auf die Schräge mit einem
geeigneten Vorschubwinkel α geschickt wird, möglich, eine
Schicht mit einer vorgegebenen Bearbeitungstiefe zu
entfernen.
Bei der Vorgehensweise, die in der japanischen
Veröffentlichung eines offengelegten Patents Nr. HEI-5-345228
beschrieben ist, ist ein Simulator zur Berechnung eines
Wertes zur Korrektur des Verbrauchs der Werkzeugelektrode 100
in deren Längsrichtung vorgesehen, wird ein Vorschubwinkel α
der Werkzeugelektrode 100 in Bezug auf die Oberfläche für die
Funkenerosionsbearbeitung dadurch berechnet, daß dem
Simulator Werte der Dicke E einer zu entfernenden Schicht
eingegeben werden, der Radius R der Werkzeugelektrode, und
ein Verbrauchsverhältnis U in Bezug auf das Volumen, und wird
der Verbrauch der Werkzeugelektrode 100 in Längsrichtung
durch eine geneigte Bewegung zum Entfernen der Schicht mit
einer vorbestimmten Bearbeitungstiefe kompensiert.
Bei dieser Funkenerosionsbearbeitung kann der Verbrauch der
Werkzeugelektrode 100 in Längsrichtung dadurch kompensiert
werden, daß ein Vorschub in der geneigten Richtung
durchgeführt wird, so daß eine verbrauchte Fläche einer
Werkzeugelektrode eingesetzt werden kann, bei welcher eine
höhere Bearbeitungsgeschwindigkeit erzielt wird, wodurch der
Bearbeitungswirkungsgrad verbessert werden kann.
Um Steuerungen für eine Korrektur des Verbrauchs wie
voranstehend geschildert zur Verfügung zu stellen, können
durch Vorgabe von Daten für eine eingestellte
Bearbeitungstiefe pro Schicht der Radius der
Werkzeugelektrode, die Querschnittsfläche der
Werkzeugelektrode, und ein Volumenverbrauchsfaktor zum
Simulieren einer Verbrauchsrate der Werkzeugelektrode, und
ein Schrägvorschubwinkel der Werkzeugelektrode vor Beginn der
Bearbeitung analytisch festgestellt werden, jedoch ändert
sich bei der tatsächlichen Bearbeitung eine Anzahl
verschiedener Bedingungen, beispielsweise die Temperatur
einer Bearbeitungsflüssigkeit, und die Menge an Spänen
infolge der Bearbeitung in einem Arbeitsspalt zwischen dem
Werkzeug und dem Werkstück zum Bearbeiten des Werkstücks, und
dergleichen, und aus diesem Grund kann die erforderliche
Dicke einer Schicht nicht immer entfernt werden, so daß
manchmal die tatsächliche Verbrauchsrate sich von der
simulierten Verbrauchsrate unterscheidet.
Wenn eine Form mit einer sich verjüngenden Seitenfläche nur
unter Verwendung einer Art eines Pfades (Bearbeitungskurve)
mit zweidimensionaler Form bearbeitet wird, so ist es
möglich, Berechnungsschritte in einem NC-Programm wesentlich
dadurch zu verringern, daß ein Werkstück schichtweise dadurch
bearbeitet wird, daß die Außenkonturkurve allmählich versetzt
wird. In einem Fall, in welchem nur der äußere Offset
geändert wird, wird wie in Fig. 15A und 15B gezeigt ein
Spalt T zwischen der Außenkonturkurve Po und einer
Innenkonturkurve Pi allmählich enger, und obwohl eine Kurve
für die Werkzeugelektrode so vorbereitet ist, daß die
Werkzeugelektrode 100 dieser Kurve immer teilweise überlagert
angeordnet ist, ändert sich dann, wenn sich die Überlappung O
ändert, wie in Fig. 16A und Fig. 16B gezeigt entsprechend
dem verengten Spalt T, die Abnahmerate zur Bearbeitung für
eine konstante Elektrode entsprechend der Änderung des
Spaltes, was wiederum die Bearbeitungstiefe D für eine
Schicht ändert.
Wie voranstehend geschildert ist es in einem Fall
erforderlich, wenn die Verbrauchsrate einer Werkzeugelektrode
simuliert wird, eine Bearbeitungsrate entsprechend einer
Änderung der Kurve (Bearbeitungskurve) ebenso zu berechnen,
um die Rate zu ändern, die entsprechend dem Verbrauch
korrigiert werden soll, allerdings ist es extrem schwierig,
die Verbrauchsrate mit hoher Genauigkeit entsprechend einer
Bearbeitungskurve zu korrigieren, welche benachbarte
Elektrodenkurven überlappt, so daß es im wesentlichen
schwierig ist, ein Werkstück auf der Grundlage nur eines
Ergebnisses einer Rechnersimulation zu bearbeiten, infolge
eines Fehlers zwischen dem Ergebnis der Berechnung und der
tatsächlichen Bearbeitung.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der
Bereitstellung einer Funkenerosionsvorrichtung, welche eine
Funkenerosionsbearbeitung mit hoher Genauigkeit bei einer
Form mit einer sich verjüngenden Seitenfläche durchführen
kann, durch Bereitstellung sehr genauer Steuerungen einer
Position der Elektrode entsprechend Bearbeitungsparametern,
und es kann der Bearbeitungszeitraum, der für eine hochgenaue
Bearbeitung nach einem zweiten Werkstück und daraufhin
erforderlich ist, in einem Fall verringert werden, in welchem
zusätzliche Werkstücke mit derselben Form darüber hinaus
bearbeitet werden sollen, und besteht weiterhin in der
Bereitstellung eines Funkenerosionsverfahrens unter
Verwendung der voranstehend geschilderten Einrichtungen.
Bei der Funkenerosionsvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung werden zweidimensionale Außenkonturen, die jeweils
eine Bearbeitungskurve-angeben, Abmessungen einer
bearbeiteten Form, eine Vorschubrate in Axialrichtung einer
Elektrode zur Bewegung einer Werkzeugelektrode in
Horizontalrichtung, und eine Frequenz für eine
In-line-Messung in einer
Bearbeitungsanfangszustandsspeichervorrichtung gespeichert,
und in dem Bearbeitungsschritt am Anfang wird eine
Funkenerosionsbearbeitung entsprechend den
Bearbeitungsanfangszuständen durchgeführt, die in der
Bearbeitungsanfangszustandsspeichervorrichtung gespeichert
sind. Die In-line-Meßvorrichtung mißt eine Bearbeitungstiefe
entsprechend einer Meßfrequenz bei dem
Funkenerosionsbearbeitungsvorgang, und entsprechend dem wie
voranstehend geschildert gemessenen Bearbeitungstiefenwert
berechnet die Bearbeitungsparameterberechnungsvorrichtung neu
Bearbeitungsparameter, beispielsweise eine Bearbeitungstiefe
für eine Außenkonturbearbeitungskurve, die Anzahl an Malen,
welche eine Bearbeitung weiter durchgeführt werden soll, ein
Inkrement (schrittweise Erhöhung) für einen
Außenkonturoffset, und nachdem die Bearbeitungsparameter für
ein erstes Werkstück neu berechnet wurden, sorgt eine
Elektrodenpositionssteuervorrichtung oder -regelvorrichtung
für eine Positionssteuerung der Werkzeugelektrode
entsprechend dem neu berechneten Bearbeitungsparameter.
In der Funkenerosionsvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung werden Bearbeitungsparameter, die von einer
Bearbeitungsparameterberechnungsvorrichtung berechnet werden,
in einer Speichervorrichtung für neu erhaltene
Bearbeitungsparameter gespeichert, und wenn mehrere
Werkstücke mit derselben Form bearbeitet werden sollen,
stellt die Elektrodenpositionssteuervorrichtung
Positionssteuerungen für eine Werkzeugelektrode unter
Verwendung von Bearbeitungsparametern zur Verfügung, die in
der Speichervorrichtung für die neu erhaltenen
Bearbeitungsparameter gespeichert sind, bei der Bearbeitung
eines zweiten und folgender Werkstücke.
Bei der Funkenerosionsvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung berechnet die
Bearbeitungsparameterberechnungsvorrichtung eine ermittelte
Bearbeitungstiefe für eine nächste Außenkonturkurve in
Abhängigkeit von einem vorher berechneten Wert, einem zuletzt
berechneten Wert, und der Anzahl an Bearbeitungsvorgängen in
einem Fall, in welchem sich die Bearbeitungstiefe für eine
Außenkonturbearbeitungskurve jedesmal dann ändert, wenn die
Messung durchgeführt wird.
Bei dem Funkenerosionsverfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung wird in dem
Bearbeitungsanfangs zustandsspeicherschritt eine Speicherung
zweidimensionaler Außenkonturen vorgenommen, die jeweils eine
Kurve für die Bearbeitung angeben, eine Speicherung von
Abmessungen einer bearbeiteten Form, einer Vorschubrate in
Axialrichtung der Elektrode zur Bewegung der
Werkzeugelektrode in Horizontalrichtung, und einer Frequenz
für eine In-line-Messung, und wird bei der ursprünglichen
Bearbeitung eine Funkenerosionsbearbeitung entsprechend dem
Bearbeitungsanfangszustand durchgeführt, der in dem
Bearbeitungsanfangszustandsspeicherschritt gespeichert wurde.
Bei dem In-line-Meßschritt wird eine Bearbeitungstiefe
entsprechend einer Meßfrequenz in dem Funkenerosionsvorgang
gemessen, und wird weiterhin in dem
Bearbeitungsparameterberechnungsschritt eine neue Berechnung
von Bearbeitungsparametern vorgenommen, beispielsweise einer
Bearbeitungstiefe für eine Außenkonturbearbeitungskurve,
Anzahl an Bearbeitungsvorgängen, die daraufhin durchgeführt
werden sollen, ein Inkrement für einen Außenkonturoffset,
wobei die neue Berechnung auf der Grundlage eines gemessenen
Wertes der Bearbeitungstiefe erfolgt, und nachdem die
Bearbeitungsparameter für ein erstes Werkstück neu berechnet
wurden, werden in dem Elektrodenpositionssteuerschritt
Positionssteuerungen der Werkzeugelektrode entsprechend den
neu berechneten Bearbeitungsparametern zur Verfügung
gestellt.
Bei dem Funkenerosionsverfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung werden Bearbeitungsparameter, die in einem
Bearbeitungsparameterberechnungsschritt berechnet werden, in
in einer Speichervorrichtung in einem Speicherschritt für neu
erhaltene Bearbeitungsparameter gespeichert; und es werden
Positionssteuervorgänge für eine Werkzeugelektrode zur
Verfügung gestellt, unter Verwendung der
Bearbeitungsparameter, die in der Speichervorrichtung in dem
Speicherschritt für die neu erhaltenen Bearbeitungsparameter
gespeichert wurden, für ein zweites Werkstück und weitere
Werkstücke, in einem Fall, in welchem mehrere Werkstücke mit
jeweils derselben Form bearbeitet werden sollen.
Bei dem Funkenerosionsverfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung wird in einem Fall, in welchem sich die
Bearbeitungstiefe für eine Außenkonturbearbeitungskurve
jedesmal dann ändert, wenn die Messung durchgeführt wird,
eine ermittelte Bearbeitungstiefe für eine nächste
Außenkonturkurve umgewandelt und berechnet entsprechend einem
vorher berechneten Wert, einem zuletzt berechneten Wert, und
der Anzahl an Bearbeitungsvorgängen, in einem
Bearbeitungsparameterberechnungsschritt.
Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch
dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus
welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Ansicht des grundlegenden
Aufbaus einer Funkenerosionsvorrichtung gemäß
Ausführungsform 1 der Erfindung;
Fig. 2 ein Blockschaltbild des allgemeinen Aufbaus eines
NC-Geräts bei der Funkenerosionsvorrichtung gemäß
der Erfindung;
Fig. 3 eine erläuternde Ansicht, welche den Vorschub
einer Werkzeugelektrode in Richtung der z-Achse
für eine Bewegung der Werkzeugelektrode in
Richtung der X- und Y-Achse zeigt;
Fig. 4 ein Flußdiagramm eines Bearbeitungsvorgangs bei
einem Funkenerosionsverfahren gemäß der
vorliegenden Erfindung;
Fig. 5(1) bis 5(5) Ansichten zur Erläuterung einer
Änderung der Form bei der Bearbeitung bei dem
Funkenerosionsverfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung;
Fig. 6 ein Flußdiagramm mit einer Darstellung eines
Bearbeitungsvorgangs in einem Fall, in welchem
eine Bearbeitung für ein zweites und weitere
Werkstücke durchgeführt wird, bei dem
Funkenerosionsverfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung;
Fig. 7A eine Perspektivansicht eines Beispiels für eine
Form, die bei dem Funkenerosionsverfahren gemäß
der vorliegenden Erfindung bearbeitet wurde;
Fig. 7B eine Perspektivansicht einer zweidimensionalen
Außenkontur für eine Bewegung einer Elektrode bei
dem Funkenerosionsverfahren gemäß der
vorliegenden Erfindung;
Fig. 8A bis 8C Aufsichten, die eine Änderung eines
Außenkonturkurvenoffsets bei einer
Verjüngungsbearbeitung zeigen;
Fig. 9A und 9B Diagramme, welche eine
"Bearbeitungstiefe/Schicht" zeigen, die nach
Messung der Tiefe berechnet wurde;
Fig. 10A und 10B Ansichten einer Änderung einer
Verjüngungsbearbeitungsform entsprechend der
Anzahl an Messungen;
Fig. 11 ein Diagramm eines Beispiels für die Umwandlung
eines Bearbeitungstiefenparameters pro Schicht;
Fig. 12 eine Perspektivansicht eines konkreten Beispiels
für die Bearbeitung einer Form einschließlich
eines vertikal bearbeiteten Abschnitts und eines
verjüngten Abschnitts;
Fig. 13 eine Perspektivansicht eines Beispiels einer
Ausführungsform in einem Fall, in welchem mehrere
Werkstücke mit jeweils derselben Form bearbeitet
werden sollen;
Fig. 14A bis 14E erläuternde Ansichten einer Bearbeitung
mit einer einfachen Werkzeugelektrode unter
Verwendung einer
Elektrodenverbrauchskorrektursteuerung;
Fig. 15A und 15B Aufsichten einer Änderung des
Außenkonturoffsets; und
Fig. 16A und 16B erläuternde Ansichten einer Änderung
von Bearbeitungseigenschaften entsprechend einer
Änderung des Außenkonturoffsets.
Nachstehend erfolgt im einzelnen eine detaillierte
Beschreibung der Funkenerosionsvorrichtung und des
Funkenerosionsverfahrens gemäß Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die zugehörigen
Zeichnungen.
Fig. 1 zeigt die Funkenerosionsvorrichtung gemäß
Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung. Die
Funkenerosionsvorrichtung weist eine hohle, zylindrische
Werkzeugelektrode 1 auf, eine Drehvorrichtung 2 zum Drehen
der Werkzeugelektrode 1 um die Zentrumswellenlinie, ein
Bearbeitungsbad 5, welches auf einem Arbeitstisch 3 vorgesehen
ist, und in welchem eine Bearbeitungsflüssigkeit 4 vorgesehen
ist, um dort ein Werkstück W zur Bearbeitung des Werkstücks
in der Flüssigkeit einzubringen, eine
Axialantriebsvorrichtung 6, 7, 8 zur Bewegung der
Werkzeugelektrode 1 und des Werkstücks W relativ zueinander
in Richtung der X-Achse, der Y-Achse und der Z-Achse, eine
NC-Einheit 9 zur Ausgabe eines Befehls zum Bewegen der
Werkzeugelektrode 1 entsprechend Daten bezüglich einer
Bearbeitungsform und entsprechend anderer
Bearbeitungsparameter, eine Stromversorgungsquelle 10 für die
Bearbeitung zum Anlegen einer Spannung in einem Abschnitt
zwischen der Werkzeugelektrode 1 und dem Werkstück W, eine
Kontakterfassungsvorrichtung 11 zur elektrischen Feststellung
des Kontakts der Werkzeugelektrode 1 mit dem Werkstück W, und
eine Bearbeitungsflüssigkeitszufuhrvorrichtung 12, welche die
Bearbeitungsflüssigkeit 4 im Kreislauf umlaufen läßt.
Fig. 2 zeigt den Aufbau der NC-Einheit 9. Die NC-Einheit
weist eine In-line-Meßvorrichtung 21 auf, eine
Bearbeitungsparameterberechnungsvorrichtung 22, eine
Werkzeugelektrodenpositionssteuervorrichtung 23, und eine
Datenspeichervorrichtung 24. Die Datenspeichervorrichtung 24
weist einen Bearbeitungsanfangszustandsabschnitt 24a und
einen Abschnitt 24b für neu erhaltene Bearbeitungsparameter
auf.
In dem Bearbeitungsanfangszustandsabschnitt 24a werden Daten
gespeichert wie hauptsächlich eine Kurve für eine
zweidimensionale Form einer bearbeiteten Form, eine
Bearbeitungstiefe, eine Korrekturrate bezüglich der Z-Achse,
die Anzahl an Malen für die In-line-Messung (die Frequenz für
die In-line-Messung), die Anzahl an Malen für die anfängliche
Bearbeitung, und in ihr werden auch in einem Fall, wenn die
Form eine verjüngte Seitenoberfläche aufweist, Daten für
Bearbeitungsanfangszustände gespeichert, beispielsweise eine
maximale Offsetrate und dergleichen. Es wird darauf
hingewiesen, daß die Korrekturrate bezüglich der Z-Achse wie
in Fig. 3 gezeigt Zufuhrraten in der festgelegten
Z-Achsen-Richtung angibt (in Axialrichtung der Elektrode), für die
Bewegung der Werkzeugelektrode in der X-Y-Achsenrichtung
(Horizontalbewegung).
Der Abschnitt 24b für neu erhaltene Bearbeitungsparameter
speichert Daten wie beispielsweise eine Bearbeitungstiefe für
eine Außenkonturbearbeitungskurve, das Inkrement für den
Offset für eine Außenkonturbearbeitungskurve, und ein
Ergebnis der Anzahl an Bearbeitungsvorgängen in jeder
Meßzone, die jeweils während der Bearbeitung durch die
Bearbeitungsparameterberechnungsvorrichtung 22 erhalten
werden, die nachstehend noch genauer erläutert wird.
Die In-line-Meßvorrichtung 21 empfängt jedesmal dann ein
Kontakterfassungssignal von der Kontakterfassungsvorrichtung
11, wenn eine Außenkonturbearbeitungskurve abgearbeitet wird,
so häufig, wie entsprechend der Anzahl an ursprünglichen
Bearbeitungsvorgängen und der Anzahl an In-line-Messungen
vorgegeben wird, und mißt eine Bearbeitungstiefe entsprechend
dem Kontakt der Werkzeugelektrodenrandfläche mit dem
Werkstück W während der Bearbeitung, nämlich entlang der
Innenlinie, um die gemessenen Daten an die
Bearbeitungsparameterberechnungsvorrichtung 22 zu übertragen.
Die Bearbeitungsparameterberechnungsvorrichtung berechnet
Bearbeitungsparameter, etwa die Bearbeitungstiefe für eine
Außenkonturkurve (Ausgangsbearbeitungskurve), die Anzahl an
Malen, wie häufig eine Bearbeitung daraufhin durchgeführt
werden soll, ein Inkrement für den Außenkonturoffset
entsprechend dem Ergebnis der Messung der Bearbeitungstiefe
durch die In-line-Meßvorrichtung 21, und überträgt diese neu
erhaltenen Bearbeitungsparameter an den Abschnitt 24b für die
neu erhaltenen Bearbeitungsparameter.
Die Werkzeugelektrodenpositionssteuervorrichtung 23 sorgt für
eine Kontrolle der Bewegung in den Richtungen X und Y der
Werkzeugelektrode 1 entlang der Kurve für eine vorbestimmte
zweidimensionale Form entsprechend einer Kurve für eine
zweidimensionale Form einer bearbeiteten Form, entsprechend
einer Bearbeitungstiefe, entsprechend anderer
Bearbeitungsparameter, die jeweils von dem
Bearbeitungsanfangszustandsabschnitt 24a und dem Abschnitt
24b für die neu erhaltenen Bearbeitungsparameter vorgegeben
werden, und stellt auch eine Steuerung der Werkzeugelektrode
1 für deren Vorschub mit einer festgelegten Rate entsprechend
einem Einstellwert der Z-Achsen-Korrekturrate zur Verfügung.
Bei der vorliegenden Funkenerosionsvorrichtung wird die
Bearbeitung entsprechend den Parametern durchgeführt, die von
dem Bearbeitungsanfangszustandsabschnitt 24a eingestellt
werden, und zu diesem Zeitpunkt wird die Messung der Tiefe
unter Verwendung der Positionierung des Kontakts zwischen der
Werkzeugelektrodenrandfläche und dem Werkstück durch die
In-line-Meßvorrichtung 21 während der Bearbeitung
durchgeführt, entsprechend der Anzahl an Malen der
ursprünglichen Bearbeitung und eingestellten Meßzeiten. Die
verschiedenen Bearbeitungsparameter werden durch die
Bearbeitungsparameterberechnungsvorrichtung 22 berechnet,
abhängig von den Daten für diese Tiefenmessung, wodurch die
Bearbeitungsparameter zur Ausführung einer sehr genauen
Bearbeitung aktualisiert werden. Wenn mehrere Werkstück mit
jeweils derselben Form bearbeitet werden, können
Bearbeitungsvorgänge für ein zweites Werkstück und weitere
Werkstücke vorgenommen werden, ohne jedesmal ihre Tiefe zu
messen, und unter Verwendung der neu erhaltenen Parameter,
die durch Bearbeitung des ersten Werkstücks erhalten wurden.
Nunmehr erfolgt eine Beschreibung von Bearbeitungsvorgängen
zur Bearbeitung einer Anfangsform (Bearbeitung des ersten
Werkstücks) entsprechend Anfangsbearbeitungsbedingungen,
unter Bezugnahme auf Fig. 4 und die Fig. 5(1) bis 5(5).
Zuerst wird eine eingestellte Tiefe (Bearbeitungstiefe) a und
eine letzte Offsetrate (maximale Offsetrate) ht geholt
(Schritt S10), wird die Bearbeitungstiefe s vor Beginn der
Bearbeitung in Fig. 5(1) von der In-line-Meßvorrichtung 21
gemessen (Schritt S20), und wird eine Anfangsbearbeitung über
einen Zeitraum einer Anfangsbearbeitung Pf durchgeführt
(Schritt S30).
Wenn die Anfangsbearbeitung über die Anfangsbearbeitungszeit
Pf durchgeführt wird, wird der gemessene Wert z1 für die
Tiefe, wenn die Anfangsbearbeitung beendet ist, wie in Fig.
5(2) gezeigt erhalten, durch Messung der Tiefe durch die
In-line-Meßvorrichtung 21 (Schritt S40).
Dann berechnet die
Bearbeitungsparameterberechnungsvorrichtung 22 eine
Bearbeitungstiefe zt1 für eine Außenkonturbearbeitungskurve,
ein Inkrement H1 für den Außenkonturoffset für eine
Außenkonturbearbeitungskurve, und die Anzahl P1 an
Bearbeitungsvorgängen, die weiter durchgeführt werden sollen,
entsprechend dem nachstehend angegebenen Ausdruck (Schritt
S50). Hierbei ist:
zt1 = (z1-s)/Pf
H1 = ht.z1/(a-s)
P1 = (a-z1)/zt1
H1 = ht.z1/(a-s)
P1 = (a-z1)/zt1
Dann wird die Bearbeitung erneut aufgenommen, jedoch wird in
diesem Schritt eine Bearbeitung nicht sofort entsprechend der
berechnete, übrigbleibenden Zeiten P1 durchgeführt, und
werden die Bearbeitungsparameter erneut dadurch berechnet,
daß die Tiefe jedesmal dann gemessen wird, wenn eine
Bearbeitung durchgeführt wird, entsprechend den Zeiten, die
in Abhängigkeit von der Meßfrequenz unterteilt sind, um die
Bearbeitungsbedingungen zu korrigieren.
Wenn die anfängliche Bearbeitung beendet ist, wird daher die
weiter auszuführende Bearbeitung (P1/N1) mit dem Inkrement H1
für den Außenkonturoffset (Schritt S60) durchgeführt, die
In-line-Meßvorrichtung 21 mißt eine Bearbeitungstiefe z2,
nachdem die Bearbeitung (P1/N1)-mal durchgeführt wurde, wie
in Fig. 5(3) gezeigt (Schritt S70), und die
Bearbeitungsparameterberechnungsvorrichtung 22 berechnet
erneut eine Bearbeitungstiefe zt für eine
Außenkonturbearbeitungskurve, das Inkrement H2 für den
Außenkonturoffset für eine Außenkonturbearbeitungskurve, und
die Anzahl P2 an Malen, welche die Bearbeitung erneut
durchgeführt werden sollte, entsprechend dem nachstehend
angegebenen Ausdruck.
Es werden nämlich folgende Zusammenhänge eingesetzt:
zt2 = (z2-z1)/(P1/N1)
H2 = ht.z2/(a-s)
P2 = (a-z2)/zt2
H2 = ht.z2/(a-s)
P2 = (a-z2)/zt2
Dann wird die weiter durchzuführende Bearbeitung (P2/N2) mit
dem Inkrement H2 für den Außenkonturoffset (Schritt S90)
durchgeführt, und daraufhin mißt die In-line-Meßvorrichtung
21 die Bearbeitungstiefe zn jedesmal dann, wenn die
Bearbeitung (Pn/Nn)-mal durchgeführt wurde, wie in Fig. 5(4)
gezeigt ist (Schritt S100), dann berechnet die
Bearbeitungsparameterberechnungsvorrichtung 22 eine
Bearbeitungstiefe ztn für eine Außenkonturbearbeitungskurve,
das Inkrement Hn für den Außenkonturoffset für eine
Außenkonturbearbeitungskurve, und die Anzahl Pn an Malen,
welche die Bearbeitung weiterhin ausgeführt werden soll,
entsprechend dem nachstehenden Ausdruck (Schritt S110), und
diese Werte werden wiederholt aktualisiert, bis die
eingestellten Zeiten für die Messung beendet sind (Schritt
S120, positives Ergebnis).
Es werden nämlich folgende Ausdrücke eingesetzt:
ztn = (zn-zn-1)/(Pn/Nn)
Hn = ht.zn/(a-s)
Pn = (a-zn)/ztn
Hn = ht.zn/(a-s)
Pn = (a-zn)/ztn
Wenn die Messung über die eingestellten Zeiten ausgeführt
wurde (Schritt S120, positives Ergebnis), wird die gesamte
Bearbeitung, die noch weiter durchgeführt werden muß,
durchgeführt, um die Bearbeitung der Tiefe a zu beenden
(Schritt S130).
Fig. 6 zeigt Bearbeitungsvorgänge nach einem zweiten
Werkstück und weiteren Werkstücken in einem Fall, in welchem
mehrere Werkstücke mit derselben Form bearbeitet werden.
Bearbeitungsparameter, beispielsweise ein Inkrement h0 bis hn
für den Außenkonturoffset für eine
Außenkonturbearbeitungskurve, die Anzahl P0 bis Pn
durchzuführender Bearbeitungen, eine Bearbeitungstiefe Ztn
für eine Außenkonturbearbeitungskurve und dergleichen werden
in dem Abschnitt 24b für neu erhaltene Bearbeitungsparameter
aufgezeichnet, wenn eine Bearbeitung für das zweite Werkstück
und weitere Werkstücke durchgeführt werden soll, da die
Bearbeitungsparameter von der ersten Bearbeitung erhalten
wurden, die bereits durchgeführt wurde.
Wenn daher eine Bearbeitung für das zweite Werkstück und
weitere Werkstücke durchgeführt wird, werden die in dem
Abschnitt 24b für neu erhaltene Bearbeitungsparameter
aufgezeichneten Bearbeitungsparameter ausgelesen, bis zur
unmittelbar vorhergehenden Bearbeitung in den letzten
Vorgängen, nämlich bis n-1 mal die Bearbeitung beendet wurde
(Schritt S200), und wird dieselbe Bearbeitung wie jene für
das erste Werkstück entsprechend den Bearbeitungsparametern
durchgeführt (Schritt S210).
In einem Fall, in welchem eine Bearbeitung mit höherer
Genauigkeit erforderlich ist (Schritt S200, positive
Antwort), wird eine Tiefe für einen Vorgang nur in dem
letzten Vorgang ausgeführt (Schritt S230), dann berechnet die
Bearbeitungsparameterberechnungsvorrichtung 22 das Inkrement
Hn für den Außenkonturoffset für eine
Außenkonturbearbeitungskurve und die Anzahl PL der
Bearbeitungen, die weiter ausgeführt werden sollen,
entsprechend dem gemessenen Wert zn für die Tiefe (Schritt
S240), und wird die Bearbeitung PL mal mit dem Inkrement Hn
für den Außenkonturoffset durchgeführt (Schritt S250), worauf
dann die Bearbeitung beendet wird (Schritt S260).
Hierbei werden folgende Beziehungen eingesetzt:
Hn = ht.zn/(a-s)
PL = (a-zn)/ztn
PL = (a-zn)/ztn
Durch diese Operation kann die Genauigkeit der letzten Tiefe
auf hohem Niveau gehalten werden.
Es wird darauf hingewiesen, daß dann, wenn die Messung einer
Tiefe für einen Vorgang nur bei den letzten Vorgängen nicht
durchgeführt wird (Schritt S220, negative Antwort), die
Bearbeitung Pn mal durchgeführt wird, mit dem Inkrement h für
den Außenkonturoffset, welches in dem Abschnitt 24b für neu
erhaltene Bearbeitungsparameter aufgezeichnet ist (Schritt
S270), und dann die Bearbeitung beendet wird (Schritt S260).
Als nächstes erfolgt die Beschreibung eines Beispiels für den
Einsatz einer einfachen Rohr-Werkzeugelektrode für die
Formbearbeitung. Eine gewünschte Form, die bei dieser
Bearbeitung bearbeitet wurde, weist eine Neigung mit einem
Verjüngungswinkel θ in einer der Seitenflächen auf, die in
Fig. 7A gezeigt ist.
Die zweidimensionale Außenkonturbearbeitungskurve für die
Bewegung der Werkzeugelektrode für die Bearbeitung ist in
Fig. 7B gezeigt. Diese Bearbeitungskurve wird entlang einer
zweidimensionalen Kurve in Horizontalrichtung abgearbeitet,
und die Bearbeitung mit einer vorbestimmten Tiefe kann
schichtweise durchgeführt werden, indem mehrere Male ein
Durchgang erfolgt.
In einem Fall, in welchem eine Seitenform vertikal ist, wird
eine Anfangsaußenkonturkurve einfach wiederholt abgearbeitet,
bis zur eingestellten Tiefe, jedoch in einem Fall, in welchem
die Seitenform eine verjüngte Form ist, wie in Fig. 8A bis
Fig. 8C gezeigt, kann eine freiwählbar sich verjüngende Form
dadurch erhalten werden, daß der Offset für die
Außenkonturkurve um ein gewünschtes Inkrement geändert wird.
In einem Fall, in welchem nur eine von vier Seitenflächen
schräg oder verjüngt ausgebildet ist, wie in Fig. 7A
gezeigt, kann eine angegebene verjüngte Form dadurch erhalten
werden, daß zum Teil ein Offset bei der Außenkonturkurve
erfolgt.
Das Inkrement für die Änderung des Offsets für eine
Außenkonturkurve kann entsprechend einer Bearbeitungstiefe
für eine Schicht erhalten werden, die wie voranstehend
geschildert aus der Bearbeitungstiefe berechnet wird. Aus
diesem Grund, um eine Bearbeitung für eine verjüngte Form mit
hoher Genauigkeit auszuführen, ist es erforderlich, einen
exakten Wert für "Bearbeitungstiefe/Schicht" zu erhalten.
Die Fig. 9A und 9B sind Diagramme, die zeigen, wie der
Wert für "Bearbeitungstiefe/eine Schicht", der nach der
Messung der Tiefe berechnet wird, sich entsprechend der Form
einer Seite ändert. Wenn die Seitenfläche vertikal verläuft,
wie in Fig. 9A gezeigt, wird dieselbe Bearbeitungskurve
einfach wiederholt, so daß man überlegen kann, daß der Wert
für "Bearbeitungstiefe/eine Schicht" im wesentlichen konstant
ist. In einem Fall, in welchem die Seitenfläche schräg oder
verjüngt ausgebildet ist, oder eine R-förmige Stirnfläche
aufweist, wie in Fig. 9B gezeigt, ändert sich der Wert für
"Bearbeitungstiefe/eine Schicht", der jedesmal dann berechnet
wird, wenn eine Messung ausgeführt wird, in Abhängigkeit von
der Anzahl an Durchgängen, die durchgeführt wurden (einer
Bearbeitungstiefe).
Dieser Effekt tritt auf, da ein Spalt zwischen
Bearbeitungskurven nicht konstant gehalten wird, wenn die
Innenkurve festgelegt ist, und bei der Außenkonturkurve ein
Offset vorhanden ist. Aus diesem Grund ändert sich die
Abnahmerate für die Bearbeitung einer Fläche der
Werkzeugelektrode entsprechend der Änderung des Offsets, und
dies führt dazu, daß sich der Wert für
"Bearbeitungstiefe/eine Schicht" ändert, jedesmal dann, wenn
eine Messung ausgeführt wird. Das Inkrement für den Offset
wird ebenfalls aus dem Wert für "Bearbeitungstiefe/eine
Schicht" berechnet, so daß dann, wenn die Messung nicht zu
häufig durchgeführt wird, eine Seite eine Form annimmt, wie
jene, die in Fig. 10A gezeigt ist, entsprechend einer
Änderungsrate des Wertes für "Bearbeitungstiefe/eine
Schicht". Die bearbeitete Form ergibt sich nämlich als
verzerrte Form infolge der Tatsache, daß das Inkrement für
den Offset jedesmal dann korrigiert wird, wenn eine Messung
ausgeführt wird, da die Anzahl an Messungen nicht ausreichend
ist, ein exaktes Inkrement für den Offset zu erhalten, der
korrigiert werden soll.
Als Verfahren zur Lösung dieses Problems kann, wie in Fig.
10B gezeigt, die Anzahl an Messungen erhöht werden. Durch
Erhöhung der Meßfrequenz ist es möglich, eine extrem glatte
Seitenform zu erzielen. Es wird darauf hingewiesen, daß in
einem Fall, in welchem die Anzahl an Messungen zur Erhöhung
der Genauigkeit erhöht wird, der Gesamtzeitraum, der für die
Bearbeitung erforderlich ist, immer mehr zunimmt, infolge
einer Erhöhung der Meßzeit.
Wie in Fig. 10B gezeigt, weist die verjüngte Seitenfläche
eine Form auf, wie sie durch die gestrichelte Linie
angedeutet ist, jedesmal wenn die Messung ausgeführt wird, da
sich die Bearbeitungstiefe für eine Bearbeitungskurve wie in
Fig. 3B gezeigt ändert, selbst wenn die Anzahl an Messungen
erhöht wird. Aus diesem Grund vergleicht die
Bearbeitungsparameterberechnungsvorrichtung 22 die
Bearbeitungstiefe d1 für eine Bearbeitungskurve (eine
Schicht), die vorher gemessen wurde, mit der
Bearbeitungstiefe d2, die zuletzt gemessen wurde, wie in
Fig. 11 gezeigt, und kann eine Bearbeitungstiefe d3 für
einen Durchgang (eine Schicht) berechnen, wenn die nächste
Messung durchgeführt wird, wie nachstehend angegeben ist.
Hierbei wird folgende Beziehung eingesetzt:
d3 = C(d2-d1)/(B-A)
Für die tatsächliche Bearbeitung ist es möglich, die
Bearbeitung mit einem extrem kleinen Ausmaß an Fehlern bei
der Form durchzuführen, unter Verwendung des zuletzt
gemessenen Wertes d2 als auch eines Mittelwertes, wenn die
nächste Messung durchgeführt wird, nämlich des Mittelwertes,
der dadurch erhalten wird, daß die nachstehend erläuterte
Größe dx berechnet wird, um die Anzahl an Malen zu berechnen,
welche eine Bearbeitung weiter durchgeführt werden sollte,
und unter Verwendung eines Inkrements für den Offset.
Es wird nämlich folgende Beziehung eingesetzt:
dx = (d2-d1) (B + C)/(B-A)
Wie voranstehend geschildert ist es in einem Fall, in welchem
die letztgenannten Funkenerosionsvorrichtung verwendet wird,
wie in Fig. 10A und 10B gezeigt, im Unterschied zu einem
Fall, in welchem die Seitenoberfläche so bearbeitet wird, daß
sie vertikal verläuft, erforderlich, eine Reihe von Messungen
in eine große Anzahl an Abschnitten aufzuteilen. Wie in der
Figur gezeigt ist, werden jedoch bei der Bearbeitung der
ersten Form Daten für die Anzahl an Bearbeitungen und ebenso
in Bezug auf das Inkrement für den Offset in jedem der
Vorgänge als neu erhaltene Daten gespeichert. Aus diesem
Grund kann bei der Bearbeitung für ein zweites Werkstück und
weitere Werkstücke der Gesamtzeitraum, der für die
Bearbeitung erforderlich ist, dadurch abgeschätzt werden, daß
ein realer Zeitraum für die jeweils erforderliche Bearbeitung
summiert wird.
Fig. 12 zeigt eine konkrete, bearbeitete Form einschließlich
eines vertikal bearbeiteten Abschnitts und eines verjüngt
bearbeiteten Abschnitts. In einem Fall, in welchem die in
Fig. 12 gezeigte Form durch eine einfache Werkzeugelektrode
bearbeitet wird, wird die Anzahl an Messungen verringert, und
wird die Anzahl an Bearbeitungen a in jeder der Meßzonen in
dem vertikal bearbeiteten Abschnitt Wb erhöht, wogegen in dem
verjüngt bearbeiteten Abschnitt Wt die Anzahl an Messungen
erhöht ist, und die Anzahl an Bearbeitungen b in jeder der
Meßzonen verringert ist, so daß sowohl eine Verbesserung der
Genauigkeit einer Form als auch eine Verringerung der Anzahl
an Bearbeitungsvorgängen erzielt werden kann, entsprechend
den eingestellten Bedingungen, daß a » b ist.
Wie in Fig. 13 gezeigt ist, ist in einem Fall, in welchem
mehrere Werkstücke bearbeitet werden sollen, die jeweils
dieselbe Form wie das in Fig. 12 gezeigte Werkstück
aufweisen, unter Verwendung der berechneten
Bearbeitungsparameter, die durch Bearbeitung des ersten
Werkstücks erhalten wurden, zur Bearbeitung eines zweiten
Werkstücks und weiterer Werkstücke, der Gesamtzeitraum, der
für die Bearbeitung des zweiten Werkstücks und der weiteren
Werkstücke erforderlich ist, im wesentlichen gleich einem
Zeitraum, der für die Funkenerosionsbearbeitung erforderlich
ist, und aus diesem Grund kann der Zeitraum für die Messung
verringert werden.
Wie aus den voranstehenden Erläuterungen deutlich wird, wird
bei der Funkenerosionsvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung eine Funkenerosionsbearbeitung entsprechend
Anfangsbearbeitungsbedingungen durchgeführt, die in der
Anfangsbedingungszustandsspeichervorrichtung in dem
Anfangsbearbeitungsschritt gespeichert werden; wenn die
In-line-Meßvorrichtung eine Bearbeitungstiefe mißt, berechnet
eine Bearbeitungsparameterberechnungsvorrichtung neu
Bearbeitungsparameter, beispielsweise eine Bearbeitungstiefe
für eine Außenkonturbearbeitungskurve, die Anzahl an Malen,
welche die Bearbeitung weiter ausgeführt werden soll, das
Inkrement für den Außenkonturoffset entsprechend einem
Meßwert der Bearbeitungstiefe; und nachdem die
Bearbeitungsparameter für ein erstes Werkstück erneut
berechnet wurden, wird eine Positionssteuerung einer
Werkzeugelektrode entsprechend den neu berechneten
Bearbeitungsparametern zur Verfügung gestellt; wobei
unabhängig von einer Änderung der Verbrauchsrate einer
Werkzeugelektrode oder einer Änderung der Bearbeitungstiefe
für eine Außenkonturbearbeitungskurve eine Positionssteuerung
der Werkzeugelektrode mit höherer Genauigkeit zur Verfügung
gestellt werden kann, und auch die Bearbeitung einer Form mit
höherer Genauigkeit durchgeführt werden kann, selbst bei
einer Verjüngungs- oder Schrägbearbeitung, beispielsweise der
Herstellung einer Nut mit einem annähernd V-förmigen
Querschnitt.
Durch die Funkenerosionsvorrichtung gemäß einem weiteren
Merkmal der vorliegenden Erfindung wird eine
Positionssteuerung einer Werkzeugelektrode unter Verwendung
von Bearbeitungsparametern zur Verfügung gestellt, die in der
Speichervorrichtung für neu erhaltene Bearbeitungsparameter
gespeichert werden, bei der Bearbeitung eines zweiten
Werkstücks, und weiterer Werkstücke, in einem Fall, in
welchem mehrere Werkstücke jeweils mit derselben Form
bearbeitet werden sollen; wobei bei der Bearbeitung eines
zweiten Werkstücks und darauffolgender Werkstücke die
Gesamtbearbeitungszeit wesentlich verringert ist, jedoch die
Bearbeitungsgenauigkeit auf einem hohen Genauigkeitsniveau
gehalten wird.
Durch die Funkenerosionsvorrichtung gemäß einem weiteren
Merkmal der vorliegenden Erfindung wird in einem Fall, in
welchem sich die Bearbeitungstiefe für eine
Außenkonturbearbeitungskurve jedesmal dann ändert, wenn die
Messung durchgeführt wird, eine ermittelte Bearbeitungstiefe
für eine nächste Außenkonturkurve in Abhängigkeit von einem
Wert für die Bearbeitungstiefe, der vorher berechnet wurde,
dem Wert, der zuletzt berechnet wurde, und der Anzahl an
Bearbeitungsvorgängen berechnet, so daß ermöglicht wird, eine
dreidimensionale Bearbeitung mit höherer Genauigkeit
auszuführen.
Bei einem Funkenerosionsverfahren gemäß einem weiteren
Merkmal der vorliegenden Erfindung wird bei einer
ursprünglichen Bearbeitung eine Funkenerosionsbearbeitung
durchgeführt, entsprechend Bearbeitungsanfangsbedingungen,
die in dem Bearbeitungsanfangsbedingungsspeicherschritt
gespeichert werden; wenn eine Bearbeitungstiefe in einem
In-line-Meßschritt gemessen wird, werden entsprechend einem
Meßwert der Bearbeitungstiefe erneut Bearbeitungsparameter
berechnet, beispielsweise die Bearbeitungstiefe für eine
Außenkonturbearbeitungskurve, die Anzahl an Bearbeitungen,
die weiter durchgeführt werden sollen, und das Inkrement für
den Außenkonturoffset; und nachdem ein Bearbeitungsparameter
erneut für ein erstes Werkstück berechnet wurde, wird in
einem Elektrodenpositionssteuerschritt eine
Positionssteuerung der Werkzeugelektrode zur Verfügung
gestellt, entsprechend dem neu berechneten
Bearbeitungsparameter; wobei, unabhängig von einer Änderung
der Verbrauchsrate einer Werkzeugelektrode oder der Änderung
der Bearbeitungstiefe für eine Außenkonturbearbeitungskurve
eine Positionssteuerung der Werkzeugelektrode mit höherer
Genauigkeit zur Verfügung gestellt werden kann, und die
Bearbeitung einer Form mit höherer Genauigkeit durchgeführt
werden kann, selbst bei einer Schräg- oder
Verjüngungsbearbeitung, beispielsweise der Bearbeitung einer
Nut mit einem annähernd V-förmigen Querschnitt.
Bei dem Funkenerosionsverfahren gemäß einem weiteren Merkmal
der vorliegenden Erfindung wird eine Positionssteuerung einer
Werkzeugelektrode unter Verwendung von Bearbeitungsparametern
zur Verfügung gestellt, die in einer Speichervorrichtung für
ein zweites Werkstück und darauffolgende Werkstücke
gespeichert werden, in einem Fall, in welchem mehrere
Werkstücke bearbeitet werden sollen, die jeweils die gleiche
Form aufweisen, so daß bei der Bearbeitung eines zweiten
Werkstücks und weiterer Werkstücke die Gesamtzeit zur
Bearbeitung wesentlich verkürzt werden kann, wobei die
Bearbeitungsgenauigkeit auf einem hohen Niveau gehalten wird.
Bei dem Funkenerosionsverfahren gemäß einem weiteren Merkmal
der vorliegenden Erfindung wird in einem Fall, in welchem
eine Bearbeitungstiefe für eine Außenkonturbearbeitungskurve
sich jedesmal dann ändert, wenn eine Messung durchgeführt
wird, eine ermittelte Bearbeitungstiefe für eine nächste
Außenkonturkurve umgewandelt und berechnet, entsprechend
einem vorher berechneten Wert, einem zuletzt berechneten
Wert, und der Anzahl an Bearbeitungsvorgängen, so daß es
möglich ist, eine dreidimensionale Bearbeitung mit höherer
Genauigkeit durchzuführen.
Die vorliegende Anmeldung beruht auf der japanischen
Patentanmeldung Nr. HEI 8-290940, die am 31. Oktober 1996
beim japanischen Patentamt eingereicht wurde, und deren
Gesamtinhalt in die vorliegende Anmeldung durch Bezugnahme
eingeschlossen sein sollen.
Zwar wurde die Erfindung in Bezug auf eine bestimmte
Ausführungsform zum Zwecke einer vollständigen und deutlichen
Offenbarung beschrieben, jedoch sollen die beigefügten
Patentansprüche hierauf nicht beschränkt sein, sondern sollen
sämtliche Modifikationen und Alternativkonstruktionen
umfassen, die Fachleuten auf diesem Gebiet auffallen werden,
und welche innerhalb des Wesens und Umfangs der Erfindung
liegen, die sich aus der Gesamtheit der vorliegenden
Anmeldeunterlagen ergeben und von den beigefügten
Patentansprüchen umfaßt sein soll.
Claims (6)
1. Funkenerosionsvorrichtung zum Anlegen einer Spannung an
einen Abschnitt zwischen einer Werkzeugelektrode (1) und
einem Werkstück (W), um das Werkstück (W) zu einer
gewünschten Form mit Hilfe einer dreidimensionalen
Steuerung zu bearbeiten, mit:
einer Anfangsbearbeitungszustandsspeichervorrichtung (24a), in welcher eine zweidimensionale Außenkontur gespeichert werden kann, die eine Bearbeitungskurve anzeigt, Abmessungen einer bearbeiteten Form gespeichert werden sollen, eine Vorschubrate in Axialrichtung der Elektrode zur Bewegung der Werkzeugelektrode in Horizontalrichtung, und die Frequenz von In-line-Messungen;
einer In-line-Meßvorrichtung (21) zum Messen einer Bearbeitungstiefe entsprechend der Frequenz der Messungen;
einer Bearbeitungsparameterberechnungsvorrichtung (22) zur Berechnung von Bearbeitungsparametern, beispielsweise der Bearbeitungstiefe für eine Außenkonturbearbeitungskurve, die Anzahl an Malen, welche eine Bearbeitung weiter durchgeführt werden soll, das Inkrement für den Außenkonturoffset entsprechend dem Ergebnis der Messung einer Bearbeitungstiefe durch die In-line-Meßvorrichtung (21); und
einer Elektrodenpositionssteuervorrichtung (23), um Positionssteuerungen der Werkzeugelektrode (1) zur Verfügung zu stellen, entsprechend den Bearbeitungsparametern, welche von der Bearbeitungsparameterberechnungsvorrichtung (22) berechnet werden.
einer Anfangsbearbeitungszustandsspeichervorrichtung (24a), in welcher eine zweidimensionale Außenkontur gespeichert werden kann, die eine Bearbeitungskurve anzeigt, Abmessungen einer bearbeiteten Form gespeichert werden sollen, eine Vorschubrate in Axialrichtung der Elektrode zur Bewegung der Werkzeugelektrode in Horizontalrichtung, und die Frequenz von In-line-Messungen;
einer In-line-Meßvorrichtung (21) zum Messen einer Bearbeitungstiefe entsprechend der Frequenz der Messungen;
einer Bearbeitungsparameterberechnungsvorrichtung (22) zur Berechnung von Bearbeitungsparametern, beispielsweise der Bearbeitungstiefe für eine Außenkonturbearbeitungskurve, die Anzahl an Malen, welche eine Bearbeitung weiter durchgeführt werden soll, das Inkrement für den Außenkonturoffset entsprechend dem Ergebnis der Messung einer Bearbeitungstiefe durch die In-line-Meßvorrichtung (21); und
einer Elektrodenpositionssteuervorrichtung (23), um Positionssteuerungen der Werkzeugelektrode (1) zur Verfügung zu stellen, entsprechend den Bearbeitungsparametern, welche von der Bearbeitungsparameterberechnungsvorrichtung (22) berechnet werden.
2. Funkenerosionsvorrichtung nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch eine
Speichervorrichtung (24b) für neu erhaltene
Bearbeitungsparameter, um in dieser
Bearbeitungsparameter durch die
Parameterberechnungsvorrichtung (22) zu speichern, wobei
die Elektrodenpositionssteuervorrichtung (23)
Positionssteuerungen der Werkzeugelektrode (1) zur
Verfügung stellt, unter Verwendung von
Arbeitsparametern, die in der Speichervorrichtung (24b)
für neu erhaltene Bearbeitungsparameter gespeichert
sind, bei der Bearbeitung eines zweiten Werkstücks und
weiterer Werkstücke in einem Fall, in welchem mehrere
Werkstücke bearbeitet werden sollen, welche dieselbe
Größe aufweisen.
3. Funkenerosionsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Bearbeitungsparameterberechnungsvorrichtung (22) einen
berechneten Wert einer Bearbeitungstiefe für eine
Außenkonturbearbeitungskurve, die vorher berechnet
wurde, mit jenem vergleicht, der zuletzt berechnet
wurde, in einem Fall, in welchem die Bearbeitungstiefe
für eine Außenkonturbearbeitungskurve sich jedesmal dann
ändert, wenn eine Messung durchgeführt wird, und eine
geschätzte Bearbeitungstiefe für die nächste
Außenkonturbearbeitungskurve berechnet, in Abhängigkeit
von dem vorher berechneten Wert, einem zuletzt
berechneten Wert, und der Anzahl an Bearbeitungen.
4. Funkenerosionsverfahren, bei welchem eine Spannung an
einen Abschnitt zwischen einer Werkzeugelektrode und ein
Werkstück angelegt wird, um das Werkstück zu einer
gewünschten Form mit Hilfe einer dreidimensionalen
Steuerung zu bearbeiten, mit folgenden Schritten:
Speichern von Anfangsbearbeitungsbedingungen wie einer zweidimensionalen Außenkontur, welche eine Bearbeitungskurve vorgibt, Abmessungen einer bearbeiteten Form, einer Vorschubrate in Axialrichtung der Elektrode, um die Werkzeugelektrode in Horizontalrichtung zu bewegen, und eine Frequenz für In-line-Messungen;
Ausführen einer In-Line-Messung zum Messen einer Bearbeitungstiefe entsprechend der Meßfrequenz;
Berechnung von Bearbeitungsparametern wie einer Bearbeitungstiefe für eine Außenkonturbearbeitungskurve, Anzahl an Bearbeitungen, die weiter durchgeführt werden sollen, Inkrement für den Außenkonturoffset entsprechend einem Ergebnis der Messung einer Bearbeitungstiefe in dem In-line-Meßschritt; und
Bereitstellung von Positionssteuerungen für die Werkzeugelektrode entsprechend den Bearbeitungsparametern, die von der Bearbeitungsparameterberechnungsvorrichtung berechnet werden.
Speichern von Anfangsbearbeitungsbedingungen wie einer zweidimensionalen Außenkontur, welche eine Bearbeitungskurve vorgibt, Abmessungen einer bearbeiteten Form, einer Vorschubrate in Axialrichtung der Elektrode, um die Werkzeugelektrode in Horizontalrichtung zu bewegen, und eine Frequenz für In-line-Messungen;
Ausführen einer In-Line-Messung zum Messen einer Bearbeitungstiefe entsprechend der Meßfrequenz;
Berechnung von Bearbeitungsparametern wie einer Bearbeitungstiefe für eine Außenkonturbearbeitungskurve, Anzahl an Bearbeitungen, die weiter durchgeführt werden sollen, Inkrement für den Außenkonturoffset entsprechend einem Ergebnis der Messung einer Bearbeitungstiefe in dem In-line-Meßschritt; und
Bereitstellung von Positionssteuerungen für die Werkzeugelektrode entsprechend den Bearbeitungsparametern, die von der Bearbeitungsparameterberechnungsvorrichtung berechnet werden.
5. Funkenerosionsverfahren nach Anspruch 4,
gekennzeichnet durch einen Schritt zum
Speichern neu erhaltener Bearbeitungsparameter, bei
welchem ein Bearbeitungsparameter, der in dem
Bearbeitungsparameterberechnungsschritt berechnet wird,
in der Speichervorrichtung gespeichert wird; wobei eine
Positionssteuerung der Werkzeugelektrode unter
Verwendung des Bearbeitungsparameters zur Verfügung
gestellt wird, der in der Speichervorrichtung
gespeichert ist, für ein zweites Werkstück und weitere
Werkstücke, in einem Fall, in welchem mehrere Werkstücke
jeweils mit der gleichen Form bearbeitet werden sollen.
6. Funkenerosionsverfahren nach Anspruch 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn
eine Bearbeitungstiefe für eine
Außenkonturbearbeitungskurve sich jedesmal dann ändert,
wenn eine Messung ausgeführt wird, in dem
Bearbeitungsparameterbearbeitungsschritt, ein Wert für
die Bearbeitungstiefe für eine
Außenkonturbearbeitungskurve, der vorher berechnet
wurde, mit jenem verglichen wird, der zuletzt berechnet
wurde, und eine geschätzte Bearbeitungstiefe für die
nächste Außenkonturkurve umgewandelt und berechnet wird,
entsprechend dem vorher berechneten Wert, dem zuletzt
berechneten Wert und der Anzahl an Bearbeitungen.
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