PL208251B1 - Urządzenie do obróbki erozyjnej z głowicą do tej obróbki przeznaczone do usuwania metalowych elementów złącznych - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Wynalazek dotyczy urządzenia do obróbki erozyjnej z głowicą do tej obróbki przeznaczonego do usuwania metalowych elementów złącznych.

Do usuwania elementów złącznych stosowano dotychczas wiertła o średnicy równej średnicy otworu wykonanego w łączonych elementach, za pomocą, których usuwano element złączny przeznaczony do usunięcia, np. nit, sposobem obróbki wiórowej. Wadę takiego sposobu wiercenia stanowi to, iż elementy konstrukcyjne połączone ze sobą na stałe za pomocą elementu złącznego, mogą ulec uszkodzeniu. Dotyczy to w szczególności przypadku, gdy do usunięcia przeznaczone są nity, ponieważ konieczne jest ich wywiercenie na głębokość od powierzchni łba do strefy przejściowej usytuowanej między łbem nitu a jego szyjką, przy czym z miejscem tym stykają się również łączone ze sobą elementy konstrukcyjne.

Ponadto w konstrukcjach lotniczych stosowane są, w miejscach dostępnych tylko z jednej strony, nity złączne z wysokowytrzymałymi rdzeniami pracującymi na rozciąganie. Wskutek tego w osiowej części nitu znajduje się bardzo twardy materiał, co w konsekwencji stwarza następujące problemy: jakość poosiowego ustawienia, tzn. dokładność, z jaką przyłożona będzie wiertarka, zależy od manualnej wprawy rzemieślnika, co pociąga za sobą powstawanie obszaru rozrzutu obejmującego względnie niedokładne ustawienie wiertła w osi nitu. Ponadto na nitach o wysokiej wytrzymałości pracujących na rozciąganie szczególnie intensywnie zużywa się narzędzie, tj. wiertło, w zależności od wielkości wywieranego docisku. Kolejną wadę stanowi możliwość wydzielania się ciepła, która ma miejsce szczególnie wtedy, gdy właściwości skrawne wiertła w następstwie jego zużycia ulegają zmniejszeniu względnie też nit obraca się wraz z narzędziem skrawającym, wskutek czego zwiększa się ilość ciepła wywołanego tarciem i w konsekwencji wystąpić może uszkodzenie struktury (zmian strukturalnych materiału łączonych części).

Z tych względów sposób polegający na zastosowaniu wiercenia nadaje się do usuwania nitów złącznych tylko w ograniczonym zakresie.

Pomijając przedstawione powyżej problemy techniczne, sposób polegający na wierceniu stanowi bardzo duże obciążenie fizyczne dla organizmu pracownika wykonującego tę pracę, co dodatkowo wywiera wpływ na jej jakość.

Zadaniem wynalazku jest opracowanie sposobu wiercenia jak również urządzenia do realizacji tego sposobu, za pomocą, którego możliwe będzie optymalnie ekonomiczne usuwanie elementów złącznych z elementów konstrukcyjnych, a ponadto elementy te w miarę możności pozostaną nieuszkodzone.

Zadanie to rozwiązane będzie z uwzględnieniem właściwości przedstawionych w niezależnych (głównych) zastrzeżeniach patentowych. Kolejne rozwiązania konstrukcyjne podano w zastrzeżeniach podporządkowanych, z powołaniem się na zastrzeżenia niezależne.

Zaleta urządzenia według wynalazku względnie sposobu według wynalazku polega na tym, że za ich pomocą możliwe jest skrócenie czasów usuwania elementu złącznego jak również ograniczenie zużywania się narzędzia. Urządzenie według wynalazku względnie sposób według wynalazku umożliwia ponadto ergonomicznie korzystny przebieg wykonania pracy bez nadmiernego wysiłku fizycznego ze strony wykonującego tę pracę pracownika.

Poniżej opisano wynalazek z powołaniem się na załączone figury, które przedstawiają:

- fig. 1: schematyczny przeglą d gł ównych funkcji wzglę dnie gł ównych elementów sk ł adowych urządzenia do obróbki elektroiskrowej z oprzyrządowaniem ustalającym jego położenie oraz oprzyrządowanie umożliwiające wykonanie obróbki elektroerozyjnej,

- fig. 2: specyfika geometryczna działania zespołów ruchowych oprzyrzą dowania ustalających położenie głowicy roboczej, umożliwiających ich przemieszczanie z zadanej pozycji wyjściowej odpowiednio do usytuowania kolejnych elementów złącznych w elemencie konstrukcyjnym,

- fig. 3: schemat działania urządzenia do obróbki elektroerozyjnej,

- fig. 4: przekrój poosiowy przez zespół konstrukcyjny z (elektroiskrową) głowicą obrotową, wariant przepływu prądu elektrycznego jak również wybrany element złączny przewidziany do obróbki (do usunięcia) wraz z fragmentem połączonych przy jego zastosowaniu elementów konstrukcyjnych.

W skład urządzenia do obróbki elektroerozyjnej F według wynalazku (fig. 1), przeznaczonego do usuwania metalowych elementów złącznych, wchodzi zespół służący do ustalania położenia 1, który za pomocą układu do wysterowania położenia 2 głowicy elektroerozyjnej 3 wyposażonej w głowicę obrotową 4 jednoznacznie trójwymiarowo ustala jej położenie względem przeznaczonego do usuPL 208 251 B1 nięcia elementu złącznego V z elementu konstrukcyjnego W. Powierzchnia elementu konstrukcyjnego zwrócona w kierunku głowicy obrotowej 4 jest na fig. 2 oznaczona symbolem F, a powierzchnia elementu złącznego zwrócona w stronę głowicy obrotowej F oznaczona jest symbolem S. Głowica obrotowa 4 podtrzymywana przez jej wspornik 4a jest podczas obróbki erozyjnej przemieszczana dodatkowo za pomocą napędu 6 wprawiającego ją w ruch obrotowy oraz za pomocą zespołu 5 służącego do nadawania ruchu liniowego w trzech kierunkach umożliwiających przesunięcia równoległe oraz umożliwiających wykonywanie dwóch ruchów rotacyjnych, a więc łącznie dających 5 stopni swobody, przy czym oś (kierunek posuwu roboczego) obróbki erozyjnej jest identyczna z przedłużeniem osi dosuwu (zbliżania) liniowego zespołu dosuwnego 5.

Na głowicy do obróbki elektroerozyjnej 5 umieszczony jest ustalający położenie zespół dotykowy (sensoryczny) 7, za pomocą, którego możliwe jest ustalanie położenia głowicy obrotowej 4 względem odpowiednio oddalonego elementu złącznego V. Ustalający położenie zespół sensoryczny 7 jest korzystnie wykonany, jako sensor powierzchniowy, a w szczególności, jako sensor laserowy oraz może on być dodatkowo wyposażony w kamerę wideo. W przypadku zastosowania kamery wideo ustalający położenie zespół sensoryczny 7 przyporządkowany jest zespołowi do przetwarzania obrazu 9, za pomocą, którego poprawić można rozpoznawanie przez zespół czujników położenia elementu złącznego V dzięki poprawionemu rozpoznawaniu kształtu geometrycznego elementu złącznego. Kamera wideo opcjonalnie może być przewidziana również do kontroli przebiegu chemicznomechanicznego procesu obróbki erozyjnej. Sterowanie działaniem urządzenia ustalającego położenie i w oparciu o dane pochodzące z zespołu sensorycznego ustalającego położenie oraz w konkretnym przypadku dane pochodzące z zespołu przetwarzania obrazu 9 realizowane jest przez zespół sterujący ustalaniem położenia 2. W tym przypadku parametry niezbędne do umiejscowienia wspornika 4a głowicy obrotowej względem elementu konstrukcyjnego W lub też względem elementu złącznego V wchodzą w zakres funkcji zespołu czujników ustalających położenie 7. W przypadku zastosowania zespołu do przetwarzania obrazu 9 ma miejsce dokładne ustalenie położenia z wykorzystaniem czujników rozpoznawania obrazu w postaci np. co najmniej jednego modułu kamery, a także odpowiedniego systemu przetwarzania obrazu, przy czym czujniki rozpoznawania obrazu korzystnie umieszczone są na wsporniku 4a głowicy obrotowej. Kamera wideo, o ile przewidywane jest jej zastosowanie, sprzężona jest z monitorem kontrolnym 9a za pomocą kabla sygnału wideo 9b. Zamiast kamery wideo 9 przewidzieć można również zastosowanie każdego rodzaju odpowiedniego urządzenia do kontroli zgrubnego umiejscowienia zespołu (głowicy obrotowej). Zaleta zastosowania kamery wideo polega na tym, że może ona być również zastosowana do kontroli procesu obróbki elektroerozyjnej.

W przypadku zastosowania dwóch modułów kamer, pierwszy moduł kamery umożliwia objęcie (w polu widzenia) większej liczby elementów złącznych względnie łączników V, który z wykorzystaniem odrębnego monitora zastosować można również do zgrubnego zorientowania położenia głowicy obrotowej 4 względem elementu konstrukcyjnego W. Za pomocą drugiego modułu kamery ująć można poszczególne elementy złączne V z przeznaczeniem do wykorzystania ich w systemie przetwarzania obrazu. Na podstawie przedstawionych danych dotyczących obrazu system przetwarzania danych o obrazie określa punkt umiejscowienia elementu złącznego oraz określa jego współrzędne, które wprowadzane są do pamięci oraz z wykorzystaniem głowicy obrotowej w każdej chwili ponownie mogą zostać umiejscowione na powierzchni elementu konstrukcyjnego w oparciu o już raz wcześniej ustalone położenie elementu złącznego.

Przy zastosowaniu tylko jednego modułu kamery opisane powyżej funkcje zrealizowane mogą być również przez ten jeden moduł. Może być jednak również przewidziane zastosowanie więcej niż dwóch modułów kamery, na które w stosowny sposób rozdzielić można opisane funkcje.

Zasadniczy zabieg usuwania elementów łącznych odbywa się przy zastosowaniu urządzenia do obróbki elektroerozyjnej 10 wyposażonego w głowicę do tej obróbki 3 oraz w urządzenie stacjonarne 11. Głowica erozyjna 3 przygotowuje do mechanicznego usunięcia element złączny V przez osłabienie względnie usunięcie jego części chwytowej w takim stopniu, że możliwe staje się jego usunięcie w następnym zabiegu przez wybicie względnie wyciągnięcie. Sterowanie pracą głowicy erozyjnej 4 odbywa się z zastosowaniem systemu sterowania obróbką erozyjną 13.

W skład urządzenia do obróbki elektroerozyjnej (fig. 2 i 3) spełniającego zasadnicze jego funkcje usuwania materiału na zasadzie erozji wchodzi głowica erozyjna 3 wyposażona w wydrążoną elektrodę 15 oraz w klatkę 17 wypłukującą ciecz dielektryczną. Do wprawienia w ruch obrotowy drążonej elektrody 15 przewidziano zastosowanie napędu rotacyjnego 6. Napęd rotacyjny 6 wraz z głowicą obrotową 3 umieszczony jest na sankach dosuwnych 18 zespołu przesuwu liniowego 5, który z kolei

PL 208 251 B1 wyposażony jest w odrębny układ napędowy 19. Posuw drążonej elektrody 15 w kierunku z (fig. 2) realizowany jest bezpośrednio za pomocą układu napędu ruchu posuwowego 19 przy zastosowaniu zespołu sterowania obróbką erozyjną 13. Napęd rotacyjny 6 umożliwia ruchy obrotowe głowicy obrotowej 4 wokół dwóch prostopadłych do siebie osi w sposób przedstawiony na fig. 2, wokół osi pionowej (względnie wokół osi x) oraz wokół osi poziomej (względnie osi γ). Przez obracanie wokół osi x uzyskuje się kąt przestawienia a, podczas gdy przez obracanie wokół osi y uzyskuje się kąt przestawienia β głowicy erozyjnej 3.

Za pomocą zespołu ustalającego położenie 1 możliwe jest ustawienie położenia głowicy erozyjnej 3 w kierunku y oraz x. Korzystnie dokonuje się tego przed rozpoczęciem właściwego procesu obróbki erozyjnej. Zespół ustalający położenie 1 utworzyć można wykorzystując w tym celu portal powierzchniowy o dwóch osiach liniowych o kierunkach x i γ. Istnieje jednak również, według współczesnego stanu techniki, możliwość zastosowania innych urządzeń przeznaczonych do ustalania położenia (pozycjonowania). W celu wstępnego ustalenia położenia głowicy do obróbki erozyjnej 3 z wykorzystaniem zespołu ustalającego położenie i, głowicę erozyjną 3 umieszcza się w odpowiednim miejscu powierzchni S, w którym usytuowany jest przeznaczony do usunięcia element złączny V, po czym może być rozpoczęty proces obróbki erozyjnej. O ile dokonano już wstępnego ustawienia położenia głowicy erozyjnej 3, to wówczas urządzenie ustalające położenie zostaje unieruchomione (aretowane), aby odpowiednio do potrzeb można było dokonać jeszcze niezbędnych korekt podczas procesu obróbki erozyjnej. Po wstępnym ustaleniu położenia głowica erozyjna 3 ukierunkowywana jest dodatkowo za pomocą napędu rotacyjnego 6, aby tym sposobem uzyskać odpowiednie dokładne jej usytuowanie przed rozpoczęciem procesu obróbki erozyjnej. Opisane ustalanie położenia odbywa się według wynalazku automatycznie, z wykorzystaniem systemu odpowiednich przeznaczonych do tego czujników (sensorów), a w omawianym przypadku za pomocą zespołu służącego do przetwarzania obrazu 9, jak również za pomocą systemu sterowania położeniem 2, a ponadto ustalanie położenia może być realizowane półautomatycznie lub też ręcznie.

Poniżej opisano preferowane rozwiązania konstrukcyjne zespołu służącego do ustalania położenia i w postaci portalu powierzchniowego.

Portal powierzchniowy ma dwie osie prostoliniowe x i γ, dzięki czemu głowica obrotowa 4 względnie głowica erozyjna 3 przemieszczać się może równolegle do powierzchni elementu konstrukcyjnego W, a w szczególności względem główki nitu lub też względem powierzchni innego przeznaczonego do usunięcia elementu złącznego V umieszczonego w elemencie konstrukcyjnym W. Zbliżenie głowicy obrotowej 4 do elementu konstrukcyjnego W odbywa się wzdłuż kolejnych osi prostoliniowych, korzystnie obrotowo wokół osi; x i γ systemu portalowego. Zorientowanie położenia głowicy obrotowej 4 względem elementu konstrukcyjnego (w układzie prostokątnym (ortogonalnym)) a w szczególności względem ograniczającej go powierzchni F dokonywane jest przy zastosowaniu trzech laserowych sensorów ustalających odległość, zamocowanych na wsporniku głowicy obrotowej, równolegle do osi elektrody 15 umieszczonej w głowicy erozyjnej 3. Sposób ten znajduje zastosowanie zwłaszcza wówczas, gdy element złączny znajduje się w zasięgu urządzenia do obróbki erozyjnej umieszczonego na wprost elementu konstrukcyjnego W w ten sposób, że element ten w następstwie erozyjnego wykonania wgłębienia (rowka) będzie musiał ulec osłabieniu na tyle, aby następnie możliwe było wybicie go w przeciwnym kierunku. Przy braku możliwości dostępu do przeciwległego końca elementu złącznego od strony urządzenia do obróbki erozyjnej, całe połączenie musi zostać usunięte na wskroś sposobem erozyjnym, dzięki czemu powstaje możliwość wyciągnięcia elementu złącznego w kierunku do przodu. Do tego celu, przy opisywanym wariancie wykonania konstrukcyjnego, znajduje zastosowanie kolejny sensor laserowy służący do pomiaru odległości, korzystnie laser punktowy, za pomocą, którego głowica obrotowa 4 ustawiana jest względem powierzchni S elementu złącznego tak, aby podczas obróbki erozyjnej można było poprowadzić ją dokładnie wzdłuż kierunku osi trzpienia elementu złącznego.

Za pomocą urządzenia ustalającego położenie opisanego rodzaju istnieje możliwość obróbki powierzchni elementu konstrukcyjnego o wymiarach ok. 2,7 x 2,7 m, przy czym możliwe jest uzyskiwanie dokładności ustalania położenia wynoszącej ± 0,1 mm.

Specyfika konstrukcji urządzenia do ustalania położenia obejmować może różne skojarzenia jego działania z lokalnie oraz całościowo pojmowaną funkcją ustalania położenia (maksymalizowanie, minimalizowanie) względem elementów złącznych.

Podczas procesu obróbki erozyjnej odpowiednio do usytuowania elementu konstrukcyjnego W wraz z elementem złącznym przeznaczonym do usunięcia względnie do zlikwidowania go w całości sposobem erozyjnym niezbędne będzie wprowadzanie korekt odnośnie ustalania pozycji głowicy do

PL 208 251 B1 obróbki erozyjnej względnie elektrody za pomocą napędu rotacyjnego 6 względnie również w kierunku x lub γ. Korekty te mogą być wprowadzane także podczas procesu obróbki erozyjnej, do czego zastosować można układ czujników (sensoryki) 7 przeznaczonych do ustalania pozycji, a w konkretnym przypadku zespół do przetwarzania obrazu 9 oraz zespół sterowania ustawianiem pozycji 2.

Oprócz wspomnianych preferowanych rozwiązań konstrukcyjnych można, zamiast lub też oprócz urządzenia do ustalania położenia i oraz napędu rotacyjnego 6, zastosować zgodnie z wynalazkiem również inne stymulatory ruchu według znanego stanu techniki służące do ustalania położenia (pozycji) oraz do ukierunkowywania głowicy erozyjnej 3 w powyżej opisany sposób. Osadnik (klatka) do wypłukiwania 17 cieczy dielektrycznej stanowi element składowy systemu wypłukiwania 20, w skład, którego wchodzi również urządzenie filtrujące 21 oraz pompa 22. Za pomocą pompy 22 doprowadzane jest medium, które służy, jako dielektryk, dopływające przez przewód 22a do osadnika służącego do wypłukiwania, z którego może ono być na powrót dostarczane przez przewód odsysający 22b do urządzenia filtrującego 21. Urządzenie filtrujące 21 służy do oczyszczania cieczy dielektrycznej, podczas gdy pompa 22 stosowana jest do wytwarzania ciśnienia niezbędnego do doprowadzenia cieczy dielektrycznej do osadnika wypłukującego 17.

Generator energii niezbędnej do obróbki erozyjnej 30 ma za zadanie przesyłanie za pośrednictwem przewodu 31 prądu wywołującego zjawisko erozji do elektrody 15, za pomocą, której na elemencie konstrukcyjnym realizowany jest proces erozyjny. Przebiegiem procesu erozyjnego steruje sterownik 40. Przekazuje on, za pośrednictwem przewodu emitującego sygnał wysterowania 42, odpowiednie sygnały do zespołu napędu posuwu 19. Może on być wprawiany w ruch za pomocą funkcji regulacji zintegrowanej w sterowniku 40, która jako parametr regulacyjny odbiera dane o położeniu sanek ruchu dosuwnego 18, co z kolei powoduje ruch posuwisty elektrody. Do tego celu przewidziano zastosowanie kontrolującego położenie sensora 43. Za pomocą przewodu 44 przesyłającego sygnał dostarczana jest informacja o aktualnej pozycji osi przemieszczenia liniowego względnie głowicy obrotowej do sterownika 40, który za pośrednictwem regulatora przesyła polecenie dla napędu dosuwu 16. Sensor 43 może być przykładowo skonstruowany, jako stymulator ruchu obrotowego oraz może być sprzężony z zespołem napędu dosuwu 19.

Sterownik 40 sprzężony jest za pośrednictwem przewodu dla danych wejściowych z zespołem wejściowym systemu sterowania procesem 47, za pomocą, którego dane wejściowe niezbędne dla zaprogramowania procesu obróbki erozyjnej wprowadzane są do sterownika 40. Sterownik obróbki erozyjnej przesyła sygnały wysterowania do źródła energii 30, pod wpływem, których określana i kontrolowana jest intensywność oraz przebieg zmian prądu erozji względnie rozszczepiania, np. długość impulsów, przeciętne wysokości amplitudy oraz maksymalne jej wielkości względnie przerwy między impulsami prądu erozji. Wpływ wywierać mogą przy tym różne parametry, jak materiał elektrody, materiał i wielkość elementu konstrukcyjnego lub zastosowany materiał substancji dielektrycznej. Dane wejściowe dobrane przez sterownik obróbki erozyjnej stanowią optimum dla źródła energii procesu obróbki erozyjnej emitującego prąd elektryczny.

Klatka w układzie wypłukiwania 7 (fig. 3) ogranicza przestrzeń wewnętrzną 7a wokół elementu złącznego V znajdującego się wewnątrz elementu konstrukcyjnego W w strefie pustej wewnątrz elektrody 15. Do przestrzeni Ta przez przewód 22a doprowadzany jest dielektryk. Jako dielektryk stosowana jest korzystnie pozbawiona jonów woda o przewodności wynoszącej korzystnie 10 do 60 μs/cm, jednak w zależności od przypadku zastosowania również wykraczającej poza ten zakres. Podczas pracy urządzenia do obróbki elektroiskrowej przestrzeń Ta prawie całkowicie wypełniona jest dielektrykiem. W celu uszczelnienia przestrzeni 7a przed wydostawaniem się dielektryka zastosowano uszczelkę 62 znajdującą się między klatką w układzie wypłukiwania T a pustą wewnątrz elektrodą 5, jak również uszczelkę 63 służącą do uszczelnienia klatki w układzie wypłukiwania 7 względem elementu konstrukcyjnego W lub też jego części składowych.

Element konstrukcyjny W zawierać może wiele części składowych usytuowanych w obszarze elementu złącznego V. Element konstrukcyjny, a w szczególności jego budowę, oznaczono na fig. 4 odnośnikiem 60, a element złączny na fig. 4 oznaczono odnośnikiem 61. W przypadku, gdy przykładowo element złączny 61 jest nitem, budowa elementu konstrukcyjnego 60 może obejmować poszycie 60a oraz jego podłoże 60b, jak np. wręg konstrukcyjny samolotu. Klatka w układzie wypłukiwania 7 usytuowana jest w ten sposób, że miejsce w fragmencie rozwiązania konstrukcyjnego (budowy), w którym usytuowany jest element złączny 61, opłukiwane jest całkowicie przez dielektryk. Klatka w układzie wypłukiwania 7 musi, więc otaczać całkowicie element złączny 61 od strony pustej wewnątrz elektrody 15. Przy takim wariancie przedstawionego uprzednio uszczelnionego obszaru wypłukiwania

PL 208 251 B1 punktowego proces obróbki erozyjnej jest możliwy do zrealizowania w dowolnym usytuowaniu przestrzennym elementu konstrukcyjnego 61 względnie też głowicy obrotowej 4.

Zaleta przedstawionego rozwiązania systemu wypłukiwania 20 polega na tym, że umożliwia ono obróbkę erozyjną elementu złącznego V z zastosowaniem uszczelnienia niezależnie od jego usytuowania w przestrzeni, z zapewnieniem kontaktu elektrycznego elementu złącznego z masą.

Pusta wewnątrz elektroda (elektroda rurkowa) 15 ma zapewniony ruch obrotowy względem klatki w układzie płukania 7 jak również względem elementu złącznego 61 oraz przechodzi na wskroś przez klatkę w układzie płukania 7. Do zespołu konstrukcyjnego 60 przyłączony jest przewód 67 zapewniający kontakt z masą, który alternatywnie może być połączony z elementem złącznym 61 (fig. 4). Ten ostatni przypadek jest według wynalazku przewidywany wówczas, gdy zespół konstrukcyjny 60 jedynie słabo przewodzi prąd elektryczny względnie nie jest przewodnikiem prądu, a więc przykładowo jest to zespół konstrukcyjny typu CFK. Przestrzeń wewnętrzna 15a elektrody rurkowej 15 zasilana jest w dielektryk przez przewód doprowadzający 22a, dopływający do powierzchni 61a względnie S (fig. 2) elementu złącznego 61 względnie V od strony elektrody rurkowej 5.

Fig. 4 przedstawia rozwiązanie konstrukcyjne, przy którym elektroda rurkowa 15 z uwagi na obróbkę erozyjną ma już uformowany kształt odwzorowujący rowek pierścieniowy 61b w elemencie złącznym 61. Widoczne jest, że między rowkiem pierścieniowym 61b a elektrodą rurkową 5 tworzy się przestrzeń pośrednia 61 c. Dielektryk znajdujący się w przestrzeni wewnętrznej Ta dopływa przez przestrzeń pośrednią 61c do przestrzeni Ta klatki w układzie płukania, 7 aby następnie przez przewód odsysający 22b mógł on być doprowadzony do urządzenia filtrującego 21. Dielektryk pochodzący z przestrzeni pośredniej 61c niesie ze sobą zdjęty z miejsca obróbki materiał, który powstał w wyniku erozji elementu złącznego 61. Tym sposobem zdejmowany z miejsca obróbki materiał usuwany jest przez przewód 22b.

Elektroda rurkowa 15 wprawiana jest dla potrzeb obróbki erozyjnej w ruch obrotowy za pomocą napędu rotacyjnego 6, aby tym sposobem zapobiec nierównomiernemu zużywaniu się powierzchni elektrody od strony elementu konstrukcyjnego. Jest to ważne szczególnie wówczas, gdy powierzchnia 61a elementu złącznego przed rozpoczęciem obróbki erozyjnej ma niepłaską powierzchnię, np. z wykonanym na niej rowkiem. Podczas procesu obróbki erozyjnej w pierwszej jej fazie elektroda 15 zbliżona zostaje równolegle do osi usuwanego elementu złącznego 61 względnie prostopadle do powierzchni zespołu konstrukcyjnego 60. Odbywa się to przy współudziale układu czujników (sensorów) 7, które do tego celu korzystnie wykonane są, jako laserowe czujniki odległościowe. Rurkowa elektroda 15 wprawiona zostaje w ruch obrotowy oraz włączana jest pompa 22, dla doprowadzenia do wewnętrznej przestrzeni 15a cieczy dielektrycznej. Dzięki temu ciecz dielektryczna zaczyna płynąć z urządzenia filtrującego 21 przez przewód doprowadzający 22a do przestrzeni wewnętrznej 5a elektrody rurkowej oraz przez przestrzeń wewnętrzną 61c do przestrzeni wewnętrznej 7a i następnie przez przewód ssący 22b na powrót do urządzenia filtrującego 21.

Etapy (kroki) obróbki w procesie erozyjnym sposobem według wynalazku przedstawiono poniżej.

W celu przygotowania właściwego procesu obróbki erozyjnej wykonywane jest w pierwszej kolejności połączenie elektryczne z masą elementu konstrukcyjnego względnie z elementem złącznym za pomocą specjalnego styku 67a, sprawdzany jest poziom wypełnienia układu cieczą dielektryczną i ew. uzupełniana jest jego ilość oraz odpowiednio do typu usuwanego elementu złącznego w głowicy obrotowej 4 mocowany jest właściwy rodzaj elektrody o wymaganej średnicy.

Z kolei głowica obrotowa 4 za pomocą zespołu ustalającego położenie (pozycję) 1 ustawiana jest w wymaganym położeniu względem usuwanego elementu złącznego V wzgl. 61, a położenie elektrody 15 odpowiednio do potrzeb centrowane jest za pomocą zespołu do przetwarzania obrazu 9 na powierzchni S wzgl. 61a elementu złącznego V wzgl. 61, jak również przeprowadzane są niezbędne korekty. Następnie przeprowadzany jest właściwy proces obróbki erozyjnej.

Odpowiednio do potrzeb elementy złączne poddawane obróbce erozyjnej usuwane są następnie za pomocą przebijaka.

Przedstawione powyżej etapy obróbki powtarzane są w zastosowaniu do kolejnych elementów złącznych.

Zgodnie z wynalazkiem, w urządzeniu do obróbki elektroerozyjnej przeznaczonym do usuwania elementów złącznych z zespołu konstrukcyjnego przewiduje się zastosowanie głowicy obrotowej 3 z napędem rotacyjnym 10, za pomocą, której narzędzie wprawiane jest w ruch obrotowy, zespołu do ustalania położenia 15 służącego do przemieszczania narzędzia w zadane położenie jak również zastosowanie sterownika procesu 48 służącego do sterowania całym urządzeniem, przy czym urządzenie

PL 208 251 B1 wyposażone jest w zasilacz 30 oraz w obwód elektryczny, a ponadto, jako narzędzie do obróbki stosowana jest elektroda rurkowa 5a, przez przestrzeń wewnętrzną, której do powierzchni wewnętrznej 7a zwróconej w stronę powierzchni 61a usuwanego elementu złącznego doprowadzać można ciecz dielektryczną (dielektryk), aby za jej pomocą wytworzyć napięcie między elektrodą rurkową 5 a usuwanym elementem złącznym 61, niezbędne do wywołania erozji elektroiskrowej. Napęd rotacyjny 10 ma za zadanie wprawianie w ruch obrotowy elektrody rurkowej i jest on zamontowany na przemieszczających się po linii prostej dosuwnych sankach, a zespół czujników (sensorów) umieszczony na głowicy obrotowej przeznaczony jest do określania położenia tej głowicy względem elementu złącznego. Przynajmniej jedna kamera wideo z współpracującym z nią monitorem oraz z zespołem do przetwarzania obrazu przeznaczona jest do ustawiania położenia głowicy podczas przebiegu mechaniczno-chemicznego procesu obróbki erozyjnej. Układ sterowania procesem 48 ma korzystnie zainstalowany czujnik laserowy do pomiaru odległości, sprzężony z sterownikiem obróbki erozyjnej 40, przeznaczony do kontroli względnie też do regulacji położenia głowicy obrotowej 4 względem powierzchni S elementu złącznego nad pozycją dosuwnych sanek 18. Można w tym przypadku zastosować również sensor, za pomocą, którego ustalane jest położenie powierzchni S elementu złącznego, np. kamerę. W skojarzeniu z pracą sterownika obróbki erozyjnej 40 może być również automatycznie, tj. poprzez odpowiednią funkcję regulacji, utrzymywana elektroda w zadanym położeniu względem elementu złącznego. Sterownik obróbki erozyjnej 40 wypracowuje sygnały na podstawie wprowadzonych danych wejściowych, względnie na podstawie funkcji wysterowania regulacji, które kierowane są do zespołu zasilania 30. Za pomocą tych sygnałów ustalane są w szczególności długości impulsów, średnie wysokości amplitud oraz ich wartości maksymalne, jak również przerwy między impulsami prądu obróbki erozyjnej, który przesyłany jest ze źródła zasilania obróbki erozyjnej w celu wywołania zjawiska erozji elektroiskrowej.

Claims (4)

1. Urządzenie do erozyjnej obróbki elektroiskrowej przeznaczone do usuwania elementów złącznych z zespołów elementów konstrukcyjnych (W, 60) z głowicą obrotową (3) z napędem rotacyjnym (6), za pomocą, której narzędzie wprawiane jest w ruch obrotowy, z urządzeniem ustalającym położenie (15) służącym do dokonywania zmian położenia narzędzia jak również z sterownikiem procesu (47) do sterowania pracą całego urządzenia, przy czym w skład urządzenia wchodzi zasilacz (30) oraz obwód prądu elektrycznego, a przy tym, jako narzędzie służy elektroda rurkowa (15), przez przestrzeń wewnętrzną, której (15a) doprowadzać można ciecz dielektryczną do przestrzeni (61 a) podlegającego usuwaniu elementu złącznego (61), aby tym sposobem doprowadzić napięcie prądu elektrycznego do przestrzeni między elektrodą rurkową (15) a usuwanym elementem złącznym (61) dla wywołania zjawiska erozji elektroiskrowej, znamienne tym, że napęd rotacyjny (6) niezbędny dla spowodowania ruchu obrotowego elektrody rurkowej zainstalowany jest na przemieszczających się liniowo dosuwnych sankach oraz że zespół czujników do ustalania położenia umieszczony jest przy głowicy obrotowej, w celu umiejscowienia jej położenia względem elementu złącznego, że zastosowana jest, co najmniej jedna kamera wideo z sprzężonym z nią monitorem z zespołem do przetwarzania obrazu służącym do umiejscowienia położenia głowicy obrotowej oraz do kontroli mechaniczno-chemicznego procesu obróbki erozyjnej, że w skład zespołu sterowania procesem (47) wchodzi czujnik laserowy przeznaczony do pomiaru odległości (sensor) sprzężony z sterownikiem procesu erozyjnego (40), niezbędny do pośredniego kontrolowania położenia głowicy obrotowej (4) względem obrabianej powierzchni elementu złącznego (S) poprzez ustalanie pozycji dosuwnych sanek (18) oraz emituje on sygnały do źródła zasilania (30) w celu kontrolowania sygnałów impulsowych, uśrednionych wysokości amplitudy oraz maksymalnych wielkości amplitudy jak również przerw między impulsami prądu erozji.

2. Urządzenie elektroerozyjne przeznaczone do usuwania elementów złącznych według zastrz. 1, znamienne tym, że za pomocą klatki służącej do płukania (7) cieczy dielektrycznej oraz uszczelnienia (63) przestrzeń (7a) wokół obszaru powierzchni poddawanego obróbce elementu złącznego (V, 61) uszczelniona jest przed wydostawaniem się z niej cieczy dielektrycznej oraz obszar obrabianej powierzchni (S) elementu złącznego stykający się z elektrodą rurkową (15) oraz część elektrody rurkowej (15) obmywane są cieczą dielektryczną.

PL 208 251 B1

3. Urządzenie elektroerozyjne do przeznaczone usuwania elementów złącznych według jednego z powyższych zastrzeżeń, znamienne tym, że do ustalania położenia głowicy obrotowej (4) względem elementu złącznego (V, 61) zastosowano zespół służący do ustalania położenia (1) oraz układ czujników (7) umieszczony przy głowicy obrotowej (4).

4. Urządzenie elektroerozyjne przeznaczone do usuwania elementów złącznych według jednego z powyższych zastrzeżeń, znamienne tym, że zastosowano sterownik obróbki erozyjnej (40), który wraz z zespołem czujników (sensorów) (7) umożliwia kontrolę procesu obróbki erozyjnej.