Die vorliegende Erfindung betrifft ein ultraschallunterstütztes elektroerosives Schleifverfahren, bei dem ein Elektroerosions- bzw. Funkenerosions-Schleifen unter Anwendung einer Ultraschallvibration ausgeführt wird.The present invention relates to an ultrasonic assisted electroerosive grinding method in which an electroerosion grinding is performed by using an ultrasonic vibration.
Im Bereich von Schleifmaschinen ist die Erhöhung der Bearbeitungsgeschwindigkeit wichtig, um Herstellungskosten zu verringern.In the field of grinding machines, increasing the machining speed is important to reduce manufacturing costs.
18 stellt ein herkömmliches Schleifbearbeitungsverfahren unter Verwendung eines Schleifrads 7 dar. Die Bearbeitungsgeschwindigkeit kann durch Erhöhen einer Drehzahl des Schleifrads 7 mit dem gegen ein Werkstück 2 gepressten Schleifrad 7 erhöht werden. In diesem Fall nimmt jedoch ein Schleifwiderstand des Schleifrads 7 mit der Anzahl, mit der das Werkstück 2 durch das Schleifrad 7, wie in 19 gezeigt, bearbeitet wird, zu. 18 Figure 4 illustrates a conventional abrasive machining process using a grinding wheel 7 The machining speed can be increased by increasing a speed of the grinding wheel 7 with the against a workpiece 2 pressed grinding wheel 7 increase. In this case, however, a grinding resistance of the grinding wheel decreases 7 with the number with which the workpiece 2 through the grinding wheel 7 , as in 19 shown, edited, too.
Eine Ursache für die Zunahme des Schleifwiderstands ist, dass ein Spiel zwischen den Schleifkörnern des Schleifrads 7 mit den Spänen (d. h. Schleifstaub) des Werkstücks 2 verstopft ist. Der zunehmende Schleifwiderstand des Schleifrads 7 kann durch Anziehen des Schleifrads 7 verringert werden. Allerdings kann das Anziehen des Schleifrads 7 ein Verschwenden von noch verwendbaren, neuen Schleifkörnern des Schleifrads 7 verursachen.One cause of the increase in grinding resistance is that a clearance between the abrasive grains of the grinding wheel 7 with the chips (ie grinding dust) of the workpiece 2 is clogged. The increasing grinding resistance of the grinding wheel 7 can by tightening the grinding wheel 7 be reduced. However, tightening the grinding wheel 7 a waste of still usable new abrasive grits of the grinding wheel 7 cause.
Als neues Verfahren zum Erhöhen der Drehzahl der Schleifbearbeitung erregt ein ultraschallunterstütztes elektroerosives Schleifverfahren Aufmerksamkeit. Bei dem ultraschallunterstützten elektroerosiven Schleifverfahren, wie in 20 gezeigt, wird ein Funkenerosions-Schleifen unter Anwendung einer Ultraschallvibration ausgeführt. Dieses Verfahren verhindert die Zunahme des Schleifwiderstands.As a new method for increasing the speed of grinding, an ultrasonic assisted electric discharge grinding method attracts attention. In the ultrasonic assisted electroerosive grinding method, as in 20 As shown, spark erosion grinding is performed using ultrasonic vibration. This method prevents the increase of the grinding resistance.
21 stellt ein Diagramm dar, das ein Ergebnis eines durch die Erfinder durchgeführten Experiment zeigt, um die Vorteile des ultraschallunterstützten elektroerosiven Schleifverfahrens zu bewerten. Dieses Experiment wurde unter den Bedingungen durchgeführt, dass das Schleifrad 7 ein CBN#140-metallgebundenes Rad ist, das Werkstück 2 ein S48C ist und eine Schleifgeschwindigkeit 30 m/min beträgt. 21 FIG. 12 is a graph showing a result of an experiment made by the inventors to evaluate the advantages of the ultrasonic assisted electric discharge machining method. This experiment was performed under the conditions that the grinding wheel 7 a CBN # 140 metal-bonded wheel is the workpiece 2 a S48C and a grinding speed is 30 m / min.
In 21 stellt ein Graph C1 einen Fall dar, bei dem das Werkstück 2 durch ein einfaches Schleifverfahren bearbeitet wird, ein Graph C2 einen Fall dar, bei dem das Werkstück 2 durch ein Funkenerosions-Schleifverfahren bearbeitet wird, und ein Graph C3 einen Fall dar, bei dem das Werkstück 2 durch ein ultraschallunterstütztes elektroerosives Schleifverfahren bearbeitet wird.In 21 a graph C1 represents a case where the workpiece 2 is processed by a simple grinding process, a graph C2 is a case in which the workpiece 2 is processed by a spark erosion grinding method, and a graph C3 represents a case where the workpiece 2 is processed by an ultrasonically assisted electroerosive grinding process.
Wie aus dem Graphen C1 zu erkennen ist, ist, wenn das Werkstück 2 durch ein einfaches Schleifverfahren bearbeitet wird, ein anfänglicher Schleifwiderstand des Schleifrads 7 relativ hoch und der Schleifwiderstand nimmt mit der Anzahl, mit der das Werkstück 2 bearbeitet wird, zu. Eine Ursache für dies ist, dass das Schleifrad 7 mit Spänen des Werkstücks 2 verstopft wird. Dadurch muss das Schleifrad 7 für ein relativ kurzes Intervall angezogen werden. Demzufolge werden noch nutzbare, neue Schleifkörner des Schleifrades 7 verschwendet.As can be seen from the graph C1, when the workpiece is 2 is processed by a simple grinding process, an initial grinding resistance of the grinding wheel 7 relatively high and the grinding resistance decreases with the number of times the workpiece 2 is processed, too. One cause for this is that the grinding wheel 7 with chips of the workpiece 2 is clogged. This requires the grinding wheel 7 be attracted for a relatively short interval. As a result, still usable, new abrasive grains of the grinding wheel 7 wasted.
Wie aus dem Graph C2 zu erkennen ist, ist, wenn das Werkstück 2 durch ein Funkenerosions-Schleifverfahren bearbeitet wird, der anfängliche Schleifwiderstand relativ klein und ungefähr ein Fünftel dessen, was beobachtet wurde, wenn das Werkstück 2 durch ein einfaches Schleifverfahren bearbeitet wird. Allerdings steigt der Schleifwiderstand mit der Anzahl, mit der das Werkstück 2 bearbeitet wird, stark an. Die Erfinder beobachteten eine Oberfläche des Schleifrads 7 und fanden heraus, dass ein Schweißgut an der Oberfläche des Schleifrads 7 angebracht wurde.As can be seen from graph C2, when the workpiece is 2 by a spark erosion grinding method, the initial grinding resistance is relatively small and about one fifth of what was observed when the workpiece 2 is processed by a simple grinding process. However, the grinding resistance increases with the number of times the workpiece 2 worked hard. The inventors observed a surface of the grinding wheel 7 and found out that a weld metal on the surface of the grinding wheel 7 was attached.
Wie aus dem Graphen C3 zu erkennen ist, ist, wenn das Werkstück 2 durch ein ultraschallunterstütztes elektroerosives Schleifverfahren bearbeitet wird, der anfängliche Schleifwiderstand relativ klein und der Schleifwiderstand nimmt allmählich mit der Anzahl, mit der das Werkstück 2 bearbeitet wird, zu. Das bedeutet, dass es, wenn das Werkstück 2 durch ein ultraschallunterstütztes elektroerosives Schleifverfahren bearbeitet wird, weniger wahrscheinlich ist, dass das Schleifrad 7 mit den Spänen des Werkstücks 2 verstopft wird.As can be seen from the graph C3, when the workpiece is 2 is processed by an ultrasonic assisted electroerosive grinding method, the initial grinding resistance becomes relatively small, and the grinding resistance gradually decreases with the number of times the workpiece is made 2 is processed, too. That means it when the workpiece 2 is processed by an ultrasonically assisted electroerosive grinding process, it is less likely that the grinding wheel 7 with the chips of the workpiece 2 is clogged.
Aus dem Ergebnis des Experiments fassten die Erfinder zusammen, dass ein geringer anfänglicher Schleifwiderstand und eine geringe Schleifwiderstandszunahmerate, wie z. B. durch Graph C4 in 21 dargestellt, durch ein ultraschallunterstütztes elektroerosives Schleifverfahren erzielt werden kann, bei dem das Funkenerosions-Schleifverfahren und das ultraschallunterstützte Schleifverfahren kombiniert werden.From the result of the experiment, the inventors summarized that a low initial grinding resistance and a low grinding resistance increasing rate, such as, e.g. B. by graph C4 in 21 can be achieved by an ultrasonic assisted electroerosive grinding method combining the spark erosion grinding method and the ultrasonic assisted grinding method.
Ein solches ultraschallunterstütztes elektroerosives Schleifverfahren wurde z. B. in der JP-A-61-100318 , in der JP-A-2000-167715 , in der JP-A-7-223121 und in der JP-A-6-59571 offenbart.Such an ultrasonically assisted electroerosive grinding method has been described e.g. B. in the JP-A-61-100318 , in the JP-A-2000-167715 , in the JP-A-7-223121 and in the JP-A-6-59571 disclosed.
Bei der JP-A-61-100318 wird ein Werkstück durch einen Bohrer unter dem Zustand bearbeitet, dass eine Spannung oder ein Strom zwischen dem Bohrer und dem Werkstück angelegt wird, und dass eine Ultraschallvibration in Richtung einer Drehachse des Bohrers angewendet wird.In the JP-A-61-100318 For example, a workpiece is machined by a drill under the condition that a voltage or a current is applied between the drill and the workpiece, and that ultrasonic vibration is applied in the direction of a rotational axis of the drill.
Bei der JP-A-2000-167715 wird ein Schleifwiderstand eines Schleifrads gemessen, zu dem eine Ultraschallvibration angewendet wird, und eine Spannung wird zwischen einer Verbundschicht des Schleifrads und einem Werkstück angelegt, wenn der gemessene Schleifwiderstand einen vorbestimmten Wert erreicht. In the JP-A-2000-167715 For example, a grinding resistance of a grinding wheel to which ultrasonic vibration is applied is measured, and a voltage is applied between a composite layer of the grinding wheel and a workpiece when the measured grinding resistance reaches a predetermined value.
Bei der JP-A-7-223121 wird ein durchschnittliches Entladespannungsniveau mit einem ersten Schwellenwert verglichen. Falls das mittlere Entladespannungsniveau kleiner als der erste Schwellenwert ist, werden die Schnitttiefe und die Zufuhrrate bzw. der Futtervorschub des Schleifrads variabel gestaltet. Ferner wird das durchschnittliche Entladespannungsniveau mit einem zweiten Schwellenwert, der kleiner als der erste Schwellenwert ist, verglichen. Falls das mittlere Entladespannungsniveau kleiner als der zweite Schwellenwert ist, wird lediglich der Futtervorschub variabel gestaltet bzw. eingestellt. Auf diese Weise werden die Schnitttiefe und die Zufuhrrate des Schleifrades derart gesteuert, dass das Entladen stabilisiert werden kann.In the JP-A-7-223121 For example, an average discharge voltage level is compared to a first threshold. If the average discharge voltage level is smaller than the first threshold, the cutting depth and feed rate of the grinding wheel are made variable. Further, the average discharge voltage level is compared with a second threshold that is less than the first threshold. If the average discharge voltage level is smaller than the second threshold, only the feed feed is made variable. In this way, the cutting depth and the feeding rate of the grinding wheel are controlled so that the discharging can be stabilized.
Bei der JP-A-6-59571 wird eine mittlere Bearbeitungsspannung, ein mittlerer Bearbeitungsstrom oder ein Entladeverhältnis gemessen. Falls die gemessene mittlere Bearbeitungsspannung zunimmt, oder der gemessene mittlere Bearbeitungsstrom oder das gemessene Entladeverhältnis unter eine vorbestimmten Referenz sinkt, wird die Frequenz des zwischen der Bearbeitungselektrode und dem Werkstück angewandten Spannungsimpulses reduziert, um im Wesentlichen einen Zeitraum zu verringern, wenn keine Belastungsspannung (no-load voltage) angelegt wird.In the JP-A-6-59571 An average machining voltage, a mean machining current or a discharge ratio is measured. If the measured average machining voltage increases, or the measured average machining current or the measured discharge ratio falls below a predetermined reference, the frequency of the voltage pulse applied between the machining electrode and the workpiece is reduced to substantially reduce a period of time when no load voltage (no) is applied. load voltage) is applied.
Ferner werden bei der JP-A-6-59571 während einer Periode, wenn der Spannungsimpuls nicht angelegt wird, die Bearbeitungselektrode und das Werkstück durch ein Schaltelement kurzgeschlossen oder es wird eine Spannung gegenüber der Polarität der Spannung angelegt.Further, at the JP-A-6-59571 during a period when the voltage pulse is not applied, the machining electrode and the workpiece are short-circuited by a switching element, or a voltage opposite to the polarity of the voltage is applied.
Ferner wird bei der JP-A-6-59571 das Entladeverhältnis unter Verwendung zweier Zähler berechnet, von denen einer die Anzahl der Nicht-Entlade-Spannungsimpulse misst und der andere von denen die Anzahl der Entlade-Spannungsimpulse misst.Further, at the JP-A-6-59571 calculates the discharge ratio using two counters, one of which measures the number of non-discharge voltage pulses and the other of which measures the number of discharge voltage pulses.
Gemäß der JP-A-61-100318 , der JP-A-2000-167715 und der JP-A-7-223121 können ein geringer anfänglicher Schleifwiderstand und eine geringe Schleifwiderstandszunahmerate, wie z. B. durch den Graphen C4 aus 21 dargestellt, erwartet werden. Allerdings offenbart die JP-A-61-100318 kein spezifisches Steuerverfahren zum Erreichen eines solchen geringen anfänglichen Schleifwiderstands und einer geringen Schleifwiderstandszunahmerate.According to the JP-A-61-100318 , of the JP-A-2000-167715 and the JP-A-7-223121 For example, a low initial grinding resistance and a low grinding resistance increasing rate, such as, e.g. B. by the graph C4 21 can be expected. However, JP-A-61-100318 does not disclose a specific control method for achieving such a low initial grinding resistance and a low grinding resistance increasing rate.
Ähnlich offenbart die JP-A-2000-167715 kein spezifisches Steuerverfahren zum Erreichen eines solchen geringen anfänglichen Schleifwiderstands und einer geringen Schleifwiderstandszunahmerate. Die JP-A-2000-167715 beschreibt folgendes kaum: ”Der Schleifwiderstand wird als eine an das Spannfutter angelegte Belastung erfasst und der erfasste Schleifwiderstand wird zu der Steuerung gesendet. Wenn der erfasste Schleifwiderstand einen vorbestimmten Wert erreicht, sendet die Steuerung den Entladebefehl zum Spannungsanlegeschaltkreis. Als Reaktion auf den Entladebefehl bewirkt der Spannungsanlegeschaltkreis ein elektrisches Entladen zwischen der Verbindungsschicht des Schleifrades und der Oberfläche des Werkstücks”.Similarly, the JP-A-2000-167715 no specific control method for achieving such a low initial grinding resistance and a low grinding resistance increasing rate. JP-A-2000-167715 hardly describes the following: "The grinding resistance is detected as a load applied to the chuck, and the detected grinding resistance is sent to the controller. When the detected slip resistance reaches a predetermined value, the controller sends the discharge command to the voltage application circuit. In response to the discharge command, the voltage application circuit effects an electrical discharge between the connection layer of the grinding wheel and the surface of the workpiece ".
Ähnlich offenbart die JP-A-7-223121 kein spezifisches Steuerverfahren zum Erreichen eines solchen geringen anfänglichen Schleifwiderstands und einer geringen Schleifwiderstandszunahme. Bei der JP-A-7-223121 wird, wenn die mittlere Entladespannung kleiner als der erste Schwellenwert ist, das erste Kontaktsignal ausgegeben, und es wird, wenn die mittlere Entladespannung kleiner als der zweite Schwellenwert ist, der kleiner als der erste Schwellenwert ist, das zweite Kontaktsignal ausgegeben.Similarly, the JP-A-7-223121 no specific control method for achieving such a low initial grinding resistance and a small drag increase. In JP-A-7-223121, when the average discharge voltage is smaller than the first threshold value, the first contact signal is output, and when the average discharge voltage is smaller than the second threshold value, which is smaller than the first threshold value, the second contact signal is output.
Basierend auf der Anwesenheit oder Abwesenheit des ersten Kontaktsignals und des zweiten Kontaktsignals wird die hohe Zufuhrrate bzw. Zufuhrgeschwindigkeit mit dem Schneiden des Schleifrads, die geringe Zufuhrrate bzw. Zufuhrgeschwindigkeit mit dem Schneiden des Schleifrads oder der geringe Zufuhrrate bzw. Zufuhrgeschwindigkeit ohne Schneiden des Schleifrads ausgewählt.Based on the presence or absence of the first contact signal and the second contact signal, the high feed rate with the cutting of the grinding wheel, the low feeding rate with the cutting of the grinding wheel, or the low feeding rate without cutting the grinding wheel are selected.
In Kürze, bei der JP-A-7-223121 werden die Zufuhrrate und das Schneiden des Schleifrads durch ein numerisches Steuerprogramm (NC) bestimmt. Dadurch werden, selbst wenn die Kontaktsignale während des Bewegens des Schleifrads bestätigt werden, die Zufuhrrate und das Schneiden des Schleifrads bei dem aktuellen Zyklus nicht verändert und erst beim nächsten Zyklus verändert.Coming soon, at the JP-A-7-223121 For example, the feed rate and the cutting of the grinding wheel are determined by a numerical control program (NC). Thereby, even if the contact signals are confirmed while moving the grinding wheel, the feeding rate and the cutting of the grinding wheel are not changed in the current cycle and changed only at the next cycle.
Insbesondere erfasst das NC-Programm die Anwesenheit oder Abwesenheit des ersten Signals und des zweiten Signals während dem Bewegen des Schleifrads.In particular, the NC program detects the presence or absence of the first signal and the second signal during movement of the grinding wheel.
Die erfasste Anwesenheit oder Abwesenheit wird bis das Rücksetzsignal eingegeben wird unverändert beibehalten. Das Rücksetzsignal wird bei jedem Zyklus eingegeben.The detected presence or absence is kept unchanged until the reset signal is input. The reset signal is input every cycle.
Somit werden die Zufuhrrate und das Schneiden des Schleifrads während eines Zyklus unverändert beibehalten. Thus, the feed rate and the cutting of the grinding wheel are maintained unchanged during one cycle.
Dadurch kann die Zufuhrrate und das Schneiden des Schleifrads nicht in Echtzeit gesteuert werden.As a result, the feed rate and cutting of the grinding wheel can not be controlled in real time.
Es ist anzumerken, dass bei der JP-A-6-59571 die Zufuhrratensteuerung nicht offenbart ist.It should be noted that at the JP-A-6-59571 the feed rate control is not disclosed.
Die JA-A-6-59571 offenbart die Entladesteuerung. Allerdings basiert die in der JP-A-59571 offenbarte Entladesteuerung auf der Annahme, dass der Abstand zwischen der Elektrode und dem Werkstück unter Verwendung eines Servomechanismusses gesteuert wird.The JA-A-6-59571 discloses the discharge control. However, it is based in the JP-A-59571 discloses discharge control on the assumption that the distance between the electrode and the workpiece is controlled using a servo mechanism.
Dadurch kann, falls es keinen Servomechanismus gibt oder das Schleifrad immer mit dem Werkstück in Kontakt ist, die Entladesteuerung nicht ausgeführt werden.Thereby, if there is no servomechanism or the grinding wheel is always in contact with the workpiece, the unloading control can not be performed.
Mit Blick auf das Vorstehende ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein ultraschallunterstütztes elektroerosives Schleifverfahren zum Erreichen eines geringen anfänglichen Schleifwiderstands und einer geringen Schleifwiderstandszunahmerate zu schaffen.In view of the foregoing, the object of the present invention is to provide an ultrasonic assisted electroerosive grinding method for achieving a low initial grinding resistance and a low grinding resistance increasing rate.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird in einem ultraschallunterstützten elektroerosiven Schleifverfahren ein Werkstück durch Anwenden von Ultraschallvibration auf zumindest ein Schleifwerkzeug und/oder dem Werkstück und durch Anwenden eines Entladens zwischen einem Schleifwerkzeug und dem Werkstück geschliffen. Während dem Schleifen wird das Schleifwerkzeug veranlasst, in das Werkstück bis zu einer vorbestimmten Tiefe zu schneiden und eine relative Position zwischen dem Schleifwerkzeug und dem Werkstück bei einer vorbestimmten Drehzahl in eine Richtung quer zu einer Richtung, bei der das Schleifwerkzeug in das Werkstück schneidet, zu ändern. Sowohl eine Spannung als auch ein Strom der Entladung werden überwacht und zumindest die Tiefe und/oder die Geschwindigkeit bzw. Drehzahl werden basierend auf der überwachten Spannung und Strom gesteuert.According to one aspect of the present invention, in an ultrasonic assisted electroerosive grinding method, a workpiece is ground by applying ultrasonic vibration to at least one of a grinding tool and the workpiece and applying a discharge between a grinding tool and the workpiece. During grinding, the grinding tool is caused to cut into the workpiece to a predetermined depth and to provide a relative position between the grinding tool and the workpiece at a predetermined rotational speed in a direction transverse to a direction at which the grinding tool cuts into the workpiece to change. Both a voltage and a current of the discharge are monitored and at least the depth and / or the speed are controlled based on the monitored voltage and current.
Die vorstehenden und anderen Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung mit Bezug auf die begleitenden Figuren ersichtlich werden. Hierbei zeigt:The foregoing and other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description made with reference to the accompanying drawings. Hereby shows:
1A ein Diagramm, das eine Änderung eines Schleifwiderstands darstellt, wenn ein Werkstück durch ein Funkenerosions-Schleifverfahren unter nasser Umgebung bearbeitet wird, bei der das Werkstück und eine Entladeelektrode in eine Bearbeitungsflüssigkeit platziert werden, und 1B ein Diagramm, welches die Änderung des Schleifwiderstands darstellt, wenn das Werkstück durch das Funkenerosions-Schleifverfahren unter trockener Umgebung bearbeitet wird, bei der das Werkstück und die Entladeelektrode nicht in die Bearbeitungsflüssigkeit platziert werden; 1A a diagram illustrating a change of a grinding resistance, when a workpiece is processed by a spark erosion grinding method in a wet environment, in which the workpiece and a discharge electrode are placed in a processing liquid, and 1B FIG. 12 is a diagram illustrating the change of the grinding resistance when the workpiece is machined by the dry erosion grinding method under a dry environment in which the workpiece and the discharge electrode are not placed in the machining liquid; FIG.
2 ein Diagramm, welches eine Detailansicht von 1A darstellt und einen beobachteten Entladezustand darstellt, wenn das Werkstück durch das elektroerosives Schleifenverfahren bzw. Funkenerosions-Schleifverfahren unter nasser Umgebung bearbeitet wird; 2 a diagram showing a detail view of 1A and represents an observed discharge condition when the workpiece is machined by the electroerosive grinding method in a wet environment;
3 ein Diagramm, welches ein Mechanismus eines elektroerosives Schleifens bzw. Funkenerosions-Schleifens unter nasser Umgebung darstellt; 3 a diagram illustrating a mechanism of electrical discharge grinding under wet environment;
4 ein Diagramm, welches den beobachteten Entladezustand darstellt, wenn das Werkstück durch ein ultraschallunterstütztes elektroerosives Schleifverfahren bearbeitet wird; 4 a diagram illustrating the observed discharge state when the workpiece is processed by an ultrasonic assisted electrical discharge grinding process;
5A ein vergrößertes Foto eines durch ein einfaches Schleifverfahren bearbeiteten Spans des Werkstücks, 5B ein vergrößertes Foto des durch ein ultraschallunterstütztes elektroerosives Schleifverfahren, bei dem ein elektrisches Strom mit einem ersten Wert verwendet wird, bearbeiteten Spans, und 5C ist ein vergrößertes Foto des durch ein ultraschallunterstütztes elektroerosives Schleifverfahren, bei dem der elektrische Strom mit einer zweiten Wert, der größer als der erste Wert ist, verwendet wird, bearbeiteten Spans des Werkstücks; 5A an enlarged photo of a machined by a simple grinding process chip of the workpiece, 5B an enlarged photograph of the chip processed by an ultrasonic assisted electric discharge machining method using an electric current of a first value; 5C Fig. 12 is an enlarged photograph of the chip processed by an ultrasonic assisted electrical discharge grinding method in which the electric current having a second value larger than the first value is processed;
6 ein Diagramm, welches eine in einem Visualisierungsexperiment verwendete Ausstattung darstellt, um einen Mechanismus des Funkenerosions-Schleifenverfahrens zu visualisieren; 6 a diagram illustrating an equipment used in a visualization experiment to visualize a mechanism of the EDM loop process;
7A ein Diagramm, welches einen offenen Schaltkreis Nicht-Entladezustand des Entladestatus darstellt, der in dem Visualisierungsexperiment beobachtet wurde, 7B ein Diagramm, welches einen Entladezustand des Entladestatus darstellt, der in dem Visualisierungsexperiment beobachtet wurde, 7C ein Diagramm, welches einen Leerlauf Nicht-Entladezustand des Entladestatus darstellt, der in dem Visualisierungsexperiment beobachtet wurde, und 7D ein Diagramm, welches einen verstopften Entladezustand des Entladestatus darstellt, der in dem Visualisierungsexperiment beobachtet wurde; 7A 10 is a diagram illustrating an open circuit non-discharge state of the discharge status observed in the visualization experiment; 7B a diagram illustrating a discharge state of the discharge status observed in the visualization experiment, 7C FIG. 12 is a diagram illustrating an idle non-discharge state of the discharge status observed in the visualization experiment; and FIG 7D Fig. 12 is a diagram illustrating a clogged discharge state of the discharge status observed in the visualization experiment;
8 ein Diagramm, welches eine erste Herangehensweise darstellt, um den Entladezustand zu stabilisieren, und 8B ein Diagramm, welches eine zweite Herangehensweise darstellt, um den Entladezustand zu stabilisieren; 8th a diagram illustrating a first approach to stabilize the discharge state, and 8B a diagram illustrating a second approach to stabilize the discharge state;
9 ein Diagramm, welches eine Entladespannung und einen Entladestrom darstellten, die bei einem Leerlauf Nicht-Entladezustand, einem Entladezustand und einem Kurzschluss Nicht-Entladezustand in einem ultraschallunterstützten elektroerosiven Schleifverfahren gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beobachtet wurde; 9 10 is a graph showing a discharge voltage and a discharge current observed at an idling non-discharge state, a discharge state, and a short-circuit non-discharge state in an ultrasonic assisted electroerosive grinding method according to a first embodiment of the present invention;
10 einen Graphen, welcher eine Beziehung zwischen einem Entladeverhältnis, einer Schnitttiefe und einer Zufuhrrate in dem ultraschallunterstützten elektroerosiven Schleifverfahren gemäß der ersten Ausführungsform darstellt; 10 FIG. 10 is a graph showing a relationship between a discharge ratio, a depth of cut, and a feed rate in the ultrasonic assisted electric discharge machining method according to the first embodiment; FIG.
11 ein Diagramm, welches eine Maschine zum Ausführen des ultraschallunterstützten elektroerosiven Schleifverfahrens gemäß der ersten Ausführungsform darstellt; 11 FIG. 12 is a diagram illustrating a machine for carrying out the ultrasonic assisted electric discharge machining method according to the first embodiment; FIG.
12 ein Diagramm, welches ein Flussdiagramm eines in der Maschine ausgeführten Entladezustandsbestimmungsablaufs darstellt; 12 Fig. 12 is a diagram illustrating a flowchart of an unloading state determination process executed in the machine;
13 ein Diagramm, welches ein Flussdiagramm eines in der Maschine ausgeführten Steuerprozesses darstellt; 13 a diagram illustrating a flowchart of an executed in the machine control process;
14 ein Diagramm, welches eine partielle Wellenform eines durch eine Entladeleistungszufuhr der Maschine erzeugten Entladeimpulsstroms darstellt; 14 Fig. 15 is a diagram illustrating a partial waveform of a discharge pulse current generated by a discharge power supply of the engine;
15 ein Diagramm, welches ein Flussdiagramm eines in der Maschine ausgeführten Zufuhrrateneinstellablaufs darstellt; 15 Fig. 12 is a diagram illustrating a flowchart of a feed rate setting process performed in the machine;
16 ein Diagramm, welches eine Maschine zum Ausführen eines ultraschallunterstützten elektroerosiven Schleifverfahrens gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt; 16 FIG. 4 is a diagram illustrating a machine for performing an ultrasonic assisted electroerosive grinding method according to a second embodiment of the present invention; FIG.
17 ein Diagramm, welches Bewertungen von Komponenten des Entladestroms und der Entladespannung zum Unterscheiden zwischen dem Leerlauf Nicht-Entladezustand, dem Entladezustand und dem Kurzschluss Nicht-Entladezustand darstellt; 17 FIG. 12 is a graph showing evaluations of components of the discharge current and the discharge voltage for discriminating between the no-load non-discharge state, the discharge state, and the short-discharge non-discharge state; FIG.
18 ein Diagramm, welches darstellt, wie ein herkömmliches Schleifverfahren beschleunigt wird, bei dem ein Schleifrad verwendet wird; 18 a diagram illustrating how to accelerate a conventional grinding method in which a grinding wheel is used;
19 einen Graphen, welcher eine Beziehung zwischen einem Schleifwiderstand und der Anzahl der Bearbeitungsoperationen bei dem herkömmlichen Schleifverfahren darstellt; 19 a graph illustrating a relationship between a grinding resistance and the number of machining operations in the conventional grinding method;
20 einen Graphen, welcher eine Methode bzw. Verhalten darstellt, bei dem der Schleifwiderstand durch Anwenden einer Ultraschallvibration reduziert wird; und 20 a graph illustrating a method in which the grinding resistance is reduced by applying an ultrasonic vibration; and
21 einen Graphen, der eine Beziehung zwischen einem Schleifwiderstand und der Anzahl der Bearbeitungsoperationen bei verschiedenen Typen von Schleifverfahren darstellt. 21 FIG. 4 is a graph illustrating a relationship between a grinding resistance and the number of machining operations in various types of grinding methods. FIG.
Zunächst wird nachstehend ein Entwicklungsprozess diskutiert, durch den die Erfinder auf die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kamen.First, a development process by which the inventors came to the embodiments of the present invention will be discussed below.
Die 1A und 1B stellen ein Ergebnis eines durch die Erfinder durchgeführten Experiments dar, um herauszufinden, wie ein Schleifwiderstand reduziert wird. Bei dem Experiment wurde ein Werkstück durch ein Funkenerosions-Schleifverfahren bearbeitet.The 1A and 1B are a result of an experiment made by the inventors to find out how a grinding resistance is reduced. In the experiment, a workpiece was machined by a spark erosion grinding method.
1A stellt einen Fall dar, bei dem das Werkstück unter nasser Umgebung, bei der das Werkstück und eine Entladeelektrode (nicht gezeigt) in eine Bearbeitungsflüssigkeit (manchmal als Kühlmittel genannt), wie z. B. Wasser, platziert wurde, bearbeitet wurde. Demgegenüber stellt 1B einen Fall dar, bei dem das Werkstück unter trockener Umgebung bearbeitet wurde, bei der das Werkstück und die Entladeelektrode in die Bearbeitungsflüssigkeit platziert wurde. 1A FIG. 12 illustrates a case where the workpiece is exposed to a machining fluid (sometimes referred to as a coolant) under a wet environment where the workpiece and a discharge electrode (not shown), such as a coolant. As water, was placed, was edited. In contrast, provides 1B a case in which the workpiece was machined under dry environment in which the workpiece and the discharge electrode was placed in the processing liquid.
Wie aus 1B erkennbar ist, verändert sich, wenn das Werkstück unter trockener Umgebung bearbeitet wird, der Schleifwiderstand sowohl in negative als auch positive Richtung in einer Überschwingungsspitzen- bzw. Steigungs-Weise (spike manner). Demgegenüber ist aus 1A ersichtlich, dass der Schleifwiderstand sich nicht in einer Überschwingungsspitzen-Weise verändert, wenn das Werkstück unter nasser Umgebung bearbeitet wird.How out 1B As can be seen, when the workpiece is machined in a dry environment, the drag resistance changes in both the negative and positive directions in a spike manner. In contrast, is off 1A It can be seen that the grinding resistance does not change in an overshoot manner when the workpiece is machined under a wet environment.
Insbesondere weist, wie in 1B gezeigt, wenn das Werkstück unter nasser Umgebung bearbeitet wird, die Wellenform des Schleifwiderstands eine erste Region R1 und eine im Anschluss an die erste Region R1 eine zweite Region R2 auf. Bei der ersten Region R1 verringert sich der Schleifwiderstand erheblich. Die Erfinder betrachteten, dass die erhebliche Abnahme durch die Tatsache verursacht wird, dass das Werkstück durch die Entladung geschmolzen wird. Andererseits nimmt bei der zweiten Region R2 der Schleifwiderstand erheblich zu. Die Erfinder betrachteten, dass die erhebliche Zunahme durch die Tatsache verursacht wird, dass das geschmolzene Werkstück an das Schleifrad bzw. -scheibe geschweißt wird.In particular, as in 1B when the workpiece is machined under a wet environment, the grinding resistance waveform has a first region R1 and a second region R2 subsequent to the first region R1. With the first region R1, the grinding resistance decreases considerably. The inventors considered that the substantial decrease is caused by the fact that the workpiece is melted by the discharge. On the other hand, in the second region R2, the grinding resistance significantly increases. The inventors considered that the significant increase is caused by the fact that the molten workpiece is welded to the grinding wheel or disc.
Falls der Schleifwiderstand sich sowohl in negative als auch in positive Richtung in einer Überschwingungsspitzen-Weise, wie in 1B gezeigt, verändert, wird die Ausstattung derart vibriert, dass die Bearbeitungsgenauigkeit verringert werden kann. Dadurch wird, wenn das Werkstück durch ein Funkenerosions-Schleifverfahren bearbeitet wird, bevorzugt, dass das Werkstück unter nasser Umgebung bearbeitet wird anstatt in trockener Umgebung. Aus diesem Experimentergebnis betrachteten die Erfinder, dass die Schmelze des Werkstücks mit der Abnahme des Schleifwiderstands verbunden ist.If the grinding resistance is in both the negative and positive directions in an overshoot mode, as in FIG 1B shown, changed, the equipment is vibrated so that the machining accuracy can be reduced. Thereby, when the workpiece is machined by a spark erosion grinding method, it is preferable that the workpiece is machined under a wet environment rather than in a dry environment. From this experimental result, the inventors considered that the melt of the workpiece is connected with the decrease of the grinding resistance.
2 zeigt eine detaillierte Ansicht der 1A und stellt einen Entladezustand während der Funkenerosionsbearbeitung unter nasser Umgebung dar. Wie aus 2 ersichtlich, wird abwechselnd ein Entladezustand und ein Nicht-Entladezustand bzw. kein Entladezustand wiederholt und der Nicht-Entladezustand ist länger als der Entladezustand. 2 shows a detailed view of 1A and represents a discharge state during the electric discharge machining in a wet environment. As shown in FIG 2 As can be seen, a discharging state and a non-discharging state or a discharging state are alternately repeated and the non-discharging state is longer than the discharging state.
3 zeigt ein Diagramm, welches einen Wiederholmechanismus des Entladezustands und des Nicht-Entladezustands darstellt. Zunächst wird bei Schritt (1) eine Entladung zwischen einem Werkstück 2 und einer Elektrode 4, die in einer Bearbeitungsflüssigkeit 1 positioniert sind, angewandt. Die Breite „Wd” aus 3 reicht von e bis zu Dutzenden von Mikrometer (μm). Dadurch wird das Werkstück 2 erwärmt und geschmolzen. Anschließend wird bei Schritt (2) die Bearbeitungsflüssigkeit verdampft und durch die Wärme des Werkstücks 2 explodiert. Anschließend wird bei Schritt (3) das geschmolzene Werkstück 2 verspritzt. Anschließend tritt bei Schritt (4) eine Isolierwiederherstellung auf. Die Schritte (1) bis (4) werden wiederholt, sodass die Entladeperiode bzw. -zeitraum und die Nicht-Entladeperiode bzw. -zeitraum abwechselnd wiederholt werden kann. 3 Fig. 10 is a diagram showing a repetition mechanism of the discharging state and the non-discharging state. First, at step (1), a discharge between a workpiece 2 and an electrode 4 that is in a machining fluid 1 are positioned, applied. The width "Wd" off 3 ranges from e to tens of microns (μm). This will make the workpiece 2 heated and melted. Subsequently, at step (2), the processing liquid is evaporated and by the heat of the workpiece 2 exploded. Subsequently, in step (3), the molten workpiece 2 sprayed. Subsequently, at step (4), insulation recovery occurs. Steps (1) to (4) are repeated so that the discharge period and the non-discharge period can be alternately repeated.
Aus Gründen der Leistungszufuhrkapazität wir in der Praxis bevorzugt, dass ein Entladeverhältnis der Entladeperiode zur Nicht-Entladeperiode allenfalls bei etwa 50% liegt.For the sake of the power supply capacity, in practice, it is preferable that a discharging ratio of the discharging period to the non-discharging period is at most about 50%.
4 stellt einen Entladezustand während einer ultraschallunterstützten elektroerosiven Schleifbearbeitung dar, bei der die Funkenerosionsbearbeitung während eines Anwendens einer Ultraschallvibration ausgeführt wird. Wie durch den Vergleich von 2 und 4 erkennbar ist, kann die Anwendung der Ultraschallvibration die Nicht-Entladeperiode verringern. 4 FIG. 10 illustrates a discharge state during ultrasonic assisted electric discharge machining in which the electric discharge machining is performed while applying ultrasonic vibration. As by comparing 2 and 4 can be seen, the application of the ultrasonic vibration can reduce the non-discharge period.
5A zeigt ein vergrößertes Foto eines durch ein einfaches Schleifverfahren bearbeiteten Spans bzw. Splitters eines Werkstücks. 5B zeigt ein vergrößertes Foto des durch ein ultraschallunterstütztes elektroerosives Schleifverfahren bearbeiteten Spans bzw. Splitters des Werkstücks, bei dem das Entladeverhältnis bei einem ersten Wert liegt. 5C zeigt ein vergrößertes Foto des durch das ultraschallunterstützte elektroerosive Schleifverfahren bearbeiteten Spans bzw. Splitters des Werkstücks, bei dem das Entladeverhältnis ein zweiter Wert ist, der größer als der erste Wert ist. 5A shows an enlarged photo of a machined by a simple grinding process or splitter of a workpiece. 5B 11 shows an enlarged photograph of the workpiece machined by an ultrasonic assisted electroerosive grinding method in which the discharge ratio is at a first value. 5C 11 shows an enlarged photograph of the workpiece machined by the ultrasonic assisted electroerosive grinding method in which the discharge ratio is a second value larger than the first value.
5A zeigt keine Spur des geschmolzenen Spans des Werkstücks. Demgegenüber zeigen jeweils 5B und 5C eine Spur des geschmolzenen Spans des Werkstücks. 5A shows no trace of the molten chip of the workpiece. In contrast, each show 5B and 5C a trace of the molten chip of the workpiece.
Wie aus 5C ersichtlich, ist, wenn das Werkstück durch das ultraschallunterstützte elektroerosive Schleifverfahren bearbeitet wird, bei dem das Entladeverhältnis relativ groß ist, der Span des Werkstücks überwiegend geschmolzen. Dadurch wird die Härte und die Genauigkeit einer bearbeiteten Oberfläche des Werkstücks wird verringert. Dadurch ist es wichtig das Entladeverhältnis bei einem geeigneten Wert stabil zu steuern.How out 5C As is apparent, when the workpiece is machined by the ultrasonic assisted electroerosive grinding method in which the discharge ratio is relatively large, the chip of the workpiece is largely melted. This reduces the hardness and accuracy of a machined surface of the workpiece. This makes it important to stably control the discharge ratio at an appropriate value.
6 stellt eine Ausstattung dar, die in einem durch die Erfinder durchgeführten Visualisierungsexperiment verwendet wird, um einen Mechanismus der Funkenerosionsbearbeitung zu visualisieren. Bei dem Visualisierungsexperiment wird ein durch gestrichelte Linie in 6 eingeschlossener rechteckiger Bereich durch eine Hochgeschwindigkeitskamera 6 aufgenommen, um eine Bearbeitungsoberfläche des Werkstücks 2 zu beobachten. 6 Fig. 12 illustrates an equipment used in a visualization experiment conducted by the inventors to visualize a mechanism of EDM machining. In the visualization experiment, a dashed line in 6 enclosed rectangular area by a high-speed camera 6 added to a machining surface of the workpiece 2 to observe.
Ein Ergebnis des Visualisierungsexperiments zeigt, dass die Entladung an dem Span des Werkstücks 2 angewandt wird. Aus diesem Ergebnis betrachteten die Erfinder, dass es wichtig ist, die Spanhöhe zu steuern. Ferner fanden die Erfinder heraus, dass die Spanhöhe durch Steuern einer Zuführrate bzw. Vorschubgeschwindigkeit fg, bei der das Schleifrad bzw. Schleifscheibe 7 in Richtung A6 in 6 zugeführt wird, gesteuert werden kann. Es ist relativ einfach die Spanhöhe zu steuern, da es weniger wahrscheinlich ist, dass die Spanhöhe durch Eigenschaften, wie z. B. Form und Größe, des Schleifrads bzw. Schleifscheibe 7 beeinflusst wird.A result of the visualization experiment shows that the discharge on the chip of the workpiece 2 is applied. From this result, the inventors considered that it is important to control the chip height. Further, the inventors found out that the chip height was controlled by controlling a feed rate fg at which the grinding wheel or grinding wheel 7 towards A6 in 6 is supplied, can be controlled. It is relatively easy to control the chip height, as it is less likely that the chip height by properties such. B. shape and size of the grinding wheel or grinding wheel 7 being affected.
Wie zuvor mit Bezug auf 2 erwähnt, weist die Funkenerosionsbearbeitung den Entladezustand und den Nicht-Entladezustand auf. Allerdings zeigt das Ergebnis des Visualisierungsexperiments, dass die Funkenerosionsbearbeitung vier Zustände aufweist, die einen in 7A gezeigten, offenen Kreislauf bzw. Leerlauf Nicht-Entladezustand, einen in 7 gezeigten Entladezustand, einen in 7C gezeigten Kurzschluss Nicht-Entladezustand und einen in 7D gezeigten, verstopften Entladezustand enthalten.As before with reference to 2 As mentioned, the spark erosion machining has the discharging state and the non-discharging state. However, the result of the visualization experiment shows that spark erosion processing has four states, one in 7A shown, open circuit or idle non-discharge state, an in 7 shown discharge state, a in 7C shown short circuit non-discharge state and a in 7D shown, clogged discharge state.
In 7A stellt ”H” eine Vorsprungshöhe eines Schleifkorns des Schleifrads bzw. der Schleifscheibe 7 zum Werkstück 2 dar, ”e” stellt einen Entladebereich innerhalb dessen die Entladung auftritt dar und ”h” stellt eine Spanhöhe 8 des Werkstücks 2 dar. Wie aus 7A ersichtlich, erreicht bei dem offenen Kreislauf Nicht-Entladezustand der Span 8 des Werkstücks 2 den Entladebereich ”e” nicht, sodass ein offener Kreislauf zwischen dem Werkstück 2 und dem Schleifrad 7 auftritt. Mit anderen Worten tritt bei dem offenen Kreislauf Nicht-Entladezustand kein Entladen zwischen dem Werkstück 2 und dem Schleifrad 7 auf. Wie aus 7B ersichtlich, erreicht bei dem Entladezustand der Span 8 des Werkstücks 2 den Entladebereich ”e”, sodass ein Entladen zwischen dem Werkstück 2 und dem Schleifrad 7 auftritt. Wie aus 7C ersichtlich, erreicht der Span 8 des Werkstücks 2 bei dem Kurzschluss Nicht-Entladezustand eine elektrisch leitende Verbundschicht 9 des Schleifrads 7, sodass ein Kurzschluss zwischen dem Werkstück 2 und dem Schleifrad 7 auftritt. Mit anderen Worten, eine Entladung bei dem Kurzschluss Nicht-Entladezustand tritt zwischen dem Werkstück 2 und dem Schleifrad 7 auf.In 7A "H" represents a protrusion height of an abrasive grain of the grinding wheel and the grinding wheel, respectively 7 to the workpiece 2 "e" represents a discharge area within which the discharge occurs, and "h" represents a chip height 8th of the workpiece 2 how 7A can be seen achieved in the open circuit non-discharge state of the chip 8th of the workpiece 2 the unloading area "e" not, so that an open circuit between the workpiece 2 and the grinding wheel 7 occurs. In other words, in the open circuit non-discharge state, no unloading occurs between the workpiece 2 and the grinding wheel 7 on. How out 7B can be seen achieved in the discharge state of the chip 8th of the workpiece 2 the unloading area "e", so unloading between the workpiece 2 and the grinding wheel 7 occurs. How out 7C Obviously, the chip reaches 8th of the workpiece 2 at the short circuit non-discharge state, an electrically conductive composite layer 9 of the grinding wheel 7 , so that a short circuit between the workpiece 2 and the grinding wheel 7 occurs. In other words, a discharge at the short-circuiting non-discharge state occurs between the workpiece 2 and the grinding wheel 7 on.
Bei dem in 7D gezeigten, verstopften Entladezustand weist das Schleifrad 7 einen verstopften Abschnitt 10 auf. Obgleich der Span 8 des Werkstücks 2 nicht den Entladebereich ”e” erreicht, kann eine Entladung zwischen dem Werkstück 2 und dem verstopften Abschnitt 10 auftreten.At the in 7D shown, clogged discharge state, the grinding wheel 7 a clogged section 10 on. Although the chip 8th of the workpiece 2 does not reach the unloading area "e", a discharge between the workpiece 2 and the clogged section 10 occur.
Die Anwendung von Ultraschallvibrationen kann einen solchen verstopften Entladezustand aus folgenden zwei Gründen verringern. Der erste Grund ist, dass die Anwendung von Ultraschallvibrationen den Span 8 in kleine Partikel zerbricht, sodass eine Wachstumsrate des Spans 8 verringert werden kann.The application of ultrasonic vibrations can reduce such a clogged discharge condition for the following two reasons. The first reason is that the application of ultrasonic vibrations is the chip 8th breaks into small particles, causing a growth rate of the chip 8th can be reduced.
Aufgrund der Reduzierung der Wachstumsrate des Spans 8, kann der in 7B gezeigte Entladezustand für längere Zeit andauern, sodass ein Entladeverhältnis erhöht werden kann. Dadurch wird der Span 8 durch das Entladen wirksam entfernt, sodass die Menge des verbleibenden Spans 8 verringert werden kann. Somit ist es weniger wahrscheinlich, dass der verstopfte Abschnitt 10 erzeugt wird. Dadurch kann der verstopfte Entladezustand durch Anwendung von Ultraschallvibrationen vermieden werden.Due to the reduction of the growth rate of the chip 8th , the in 7B shown discharge state for a long time, so that a discharge ratio can be increased. This will be the chip 8th effectively removed by unloading, reducing the amount of remaining spans 8th can be reduced. Thus, it is less likely that the clogged section 10 is produced. Thereby, the clogged discharge state can be avoided by using ultrasonic vibrations.
Der zweite Grund ist, dass, selbst wenn der verstopfte Abschnitt 10 erzeugt wird, der verstopfte Abschnitt 10 durch Ultraschallvibrationen während einer Periode keines Kontakts bzw. eines kontaktlosen Zeitabschnitts zwischen dem Werkstück 2 und dem Schleifkorn des Schleifrads 7 entfernt wird. Dadurch kann der verstopfte Entladezustand durch Anwendung von Ultraschallvibrationen vermieden werden.The second reason is that, even if the clogged section 10 is generated, the clogged section 10 by ultrasonic vibrations during a period of no contact or a contactless time interval between the workpiece 2 and the abrasive grain of the grinding wheel 7 Will get removed. Thereby, the clogged discharge state can be avoided by using ultrasonic vibrations.
Als nächstes wird ein Verfahren zur Stabilisierung des Entladezustands zum Entladezustand mit Bezug auf die 8A und 8B nachstehend beschrieben. 8A zeigt einen ersten Prozess des Stabilisierungsverfahrens. Das linke Diagramm von 8A stellt den Kurzschluss Nicht-Entladezustand dar, bei dem der Span 8 des Werkstücks 2 die elektrisch leitende Verbindungsschicht 9 des Schleifrads 7 aufgrund einer langen Länge Lg erreicht. Die rechte Seite von 8B stellt den Entladezustand dar, bei dem kleine Partikel 8a den Entladebereich ”e” erreichen.Next, a method of stabilizing the discharge state to the discharge state will be described with reference to FIGS 8A and 8B described below. 8A shows a first process of the stabilization process. The left diagram of 8A represents the short circuit non-discharge state in which the chip 8th of the workpiece 2 the electrically conductive connection layer 9 of the grinding wheel 7 achieved due to a long length Lg. The right side of 8B represents the discharge state, in which small particles 8a reach the unloading area "e".
Bei dem ersten Prozess wird der die Verbindungsschicht 9 erreichende Span 8 in kleine Partikel 8a durch Anwenden von Ultraschallvibrationen ”Lus” zerbrachen, sodass sich der Entladestatus vom Kurzschluss Nicht-Entladezustand zum Entladezustand verändern kann, wie durch einen Pfeil A81 aus 8A angezeigt. Das bedeutet, dass der erste Prozess den Entladestatus zu einem Entladezustand durch Zerbrechen des Spans 8 unter Verwendung von Ultraschallvibrationen ”Lus” stabilisiert, sodass die Höhe ”h” des Spans 8 kleiner als die Vorsprungshöhe ”H” des Schleifkorns des Schleifrads 7 werden kann.In the first process, it becomes the connection layer 9 reaching span 8th into small particles 8a by applying ultrasonic vibrations "Lus" so that the discharging status may change from the short-circuiting non-discharging state to the discharging state, as indicated by an arrow A81 8A displayed. This means that the first process the discharge status to a discharge state by breaking the chip 8th stabilized using ultrasonic vibrations "Lus", so that the height "h" of the chip 8th smaller than the protrusion height "H" of the abrasive grain of the grinding wheel 7 can be.
8B stellt einen zweiten Prozess des Stabilisierungsverfahrens dar. Das linke Diagramm von 8B stellt einen Kurzschluss Nicht-Entladezustand dar, bei dem kleine Partikel 8a die elektrisch leitende Verbundschicht 9 des Schleifrads 7 erreichen. Die rechte Seite von 8B stellt den Entladezustand dar, bei dem die den Entladebereich ”e” erreichenden kleinen Partikel 8a durch die Entladung entfernt werden. 8B represents a second process of the stabilization process. The left diagram of 8B represents a short circuit non-discharge state in which small particles 8a the electrically conductive composite layer 9 of the grinding wheel 7 to reach. The right side of 8B represents the discharge state in which the small particles reaching the discharge area "e" 8a be removed by the discharge.
Bei dem zweiten Prozess werden die die Verbindungsschicht 9 erreichenden kleinen Partikel 8a durch Anwenden von Ultraschallvibrationen ”Lus” entfernt, sodass sich der Entladezustand vom Kurzschluss Nicht-Entladezustand zum Entladezustand verändern kann, wie durch einen Pfeil A82 in 8B gezeigt. Das bedeutet, dass der zweite Prozess des Entladestatus zum Entladezustand stabilisiert, indem die Wachstumsgeschwindigkeit der kleinen Partikel 8a kleiner als eine Entfernungsgeschwindigkeit ist, bei der die kleinen Partikel 8a entfernt werden.The second process becomes the connection layer 9 reaching small particles 8a by applying ultrasonic vibrations "Lus" so that the discharging state may change from the short-circuiting non-discharging state to the discharging state as indicated by an arrow A82 in FIG 8B shown. This means that the second process of discharge status stabilized to the discharge state, by the growth rate of the small particles 8a is less than a removal speed at which the small particles 8a be removed.
Nach Ausführen verschiedener Experimente und Analysieren der Ergebnisse der Experimente fanden die Erfinder heraus, dass die Zufuhrrate ”fg” und eine Tiefe ”tg” des Schneidens des Schleifkorns in das Werkstück wichtig sind, um die Wachstumsrate der kleinen Partikel 8a kleiner zu machen bzw. gestalten als die Entfernungsgeschwindigkeit der kleine Partikel 8a. Es ist anzumerken, dass das Produkt der Zufuhrrate ”fg” und der Schnitttiefe ”tg” eine Funktion der Menge des Spans 8 innerhalb einer vorbestimmten Zeitperiode ist.After carrying out various experiments and analyzing the results of the experiments, the inventors found that the feed rate "fg" and a depth "tg" of cutting the abrasive grain into the workpiece are important to the growth rate of the small particles 8a make smaller than the removal speed of the small particles 8a , It should be noted that the product of the feed rate "fg" and the depth of cut "tg" is a function of the amount of span 8th within a predetermined period of time.
Die Erfinder haben eine Entladespannung und einen Entladestrom jeweils in dem in 7A gezeigten offenen Kreislauf Nicht-Entladezustand, dem in 7B gezeigten Entladezustand und dem in 7C gezeigten Kurzschluss Nicht-Entladezustand gemessen. Die gemessene Entladespannung und -strom sind in 9 dargestellt.The inventors have a discharge voltage and a discharge current respectively in the in 7A shown open circuit non-discharge state, the in 7B shown discharge state and the in 7C shown short circuit non-discharge state measured. The measured discharge voltage and current are in 9 shown.
In 9 stellt ein Pfeil A91 eine negative Richtung dar und ein Pfeil A92 stellt eine positive Richtung dar. Wie aus 9 ersichtlich, erscheint bei dem offenen Kreislauf Nicht-Entladezustand die Entladespannung lediglich in negative Richtung A91 und der Entladestrom fließt in positive Richtung A92. Bei dem Entladezustand erscheint die Entladespannung sowohl in negative Richtung A91 als auch in positive Richtung A92 und der Entladestrom fließt in positive Richtung A92. Es ist bekannt, dass der Entladestrom bei dem Entladezustand größer als der bei dem offenen Kreislauf Nicht-Entladezustand ist.In 9 an arrow A91 represents a negative direction and an arrow A92 represents a positive direction 9 As is apparent, in the open circuit non-discharge state, the discharge voltage appears only in the negative direction A91 and the discharge current flows in the positive direction A92. In the discharging state, the discharging voltage appears in both the negative direction A91 and the positive direction A92, and the discharging current flows in the positive direction A92. It is known that the discharge current in the discharge state is larger than that in the open circuit non-discharge state.
Bei dem Kurzschluss Nicht-Entladezustand erscheinen jeweils die Entladespannung und der Entladestrom für eine kurze Zeit wie ein Impuls. Deshalb schließen die Erfinder daraus, dass der offene Kreislauf bzw. Leerlauf Nicht-Entladezustand, der Entladezustand und der Kurzschluss Nicht-Entladezustand voneinander durch Überwachung der Richtung, der Amplitude und die Änderung mit der Zeit der Entladespannung und des Entladestroms unterschieden werden können.In the case of the non-discharge short circuit, the discharging voltage and the discharging current appear as a pulse for a short time, respectively. Therefore, the inventors conclude that the open circuit non-discharge state, the discharge state, and the short-circuit non-discharge state can be discriminated from each other by monitoring the direction, the amplitude, and the change with the time of the discharge voltage and the discharge current.
10 stellt einen Graphen dar, der eine Beziehung zwischen dem Entladezustand und jeweils der Schnitttiefe ”tg” und der Zufuhrrate ”fg” bei dem ultraschallunterstützten elektroerosiven Schleifverfahren zeigt. 10 FIG. 12 is a graph showing a relationship between the discharge state and each of the cutting depth "tg" and the feeding rate "fg" in the ultrasonic assisted electric discharge machining method.
Bei 10 stellt R11 einen ersten Entladeverhältnis-Abnahmebereich dar, bei dem sich das Entladeverhältnis aufgrund der Tatsache verringert, dass der Entladestatus hauptsächlich in dem offenen Kreislauf bzw. Leerlauf Nicht-Entladezustand ist. R12 stellt einen stabilen Entladebereich dar, bei dem das Entladeverhältnis aufgrund der Tatsache stabil ist, dass der Entladestatus hauptsächlich in dem Entladezustand ist. R13 stellt einen zweiten Entladeverhältnis-Abnahmebereich dar, bei dem sich das Entladeverhältnis aufgrund der Tatsache verringert, dass der Entladestatus hauptsächlich in dem Kurzschluss Nicht-Entladezustand ist. Eine durch einen Pfeil A10 angezeigte Kurve stellt eine Veränderung des Entladeverhältnisses dar.at 10 R11 represents a first discharge ratio decrease range in which the discharge ratio decreases due to the fact that the discharge status is mainly in the open circuit or idle non-discharge state. R12 represents a stable discharge area in which the discharge ratio is stable due to the fact that the discharge status is mainly in the discharge state. R13 represents a second discharge ratio decrease range in which the discharge ratio decreases due to the fact that the discharge status is mainly in the non-discharge short circuit. A curve indicated by an arrow A10 represents a change in the discharge ratio.
Bei 10 stellen die gestrichelten Linien 11, 12 eine obere und untere Grenze der Schnitttiefe tg dar, um ein praktisches ideales Entladeverhältnis von 35% oder mehr zu erhalten. Falls die Schnitttiefe tg größer als die durch die gestrichelte Linie 11 dargestellte obere Grenze ist, dauert der Kurzschluss Nicht-Entladezustand längere Zeit an, sodass das Entladeverhältnis sich verringern kann. Demgegenüber dauert, falls die Schnitttiefe tg kleiner als die durch die gestrichelte Linie 12 dargestellte untere Grenze ist, der offene Kreislauf Nicht-Entladezustand eine längere Zeit an, sodass sich das Entladeverhältnis verringern kann.at 10 represent the dashed lines 11 . 12 an upper and lower limit of the cutting depth tg to obtain a practical ideal discharge ratio of 35% or more. If the cutting depth tg is greater than that by the dashed line 11 As shown in FIG. 3, the short-circuiting non-discharging state lasts for a long time, so that the discharging ratio may decrease. On the other hand, if the depth of cut tg is smaller than that of the broken line 12 As shown, the lower open-circuit non-discharge state is longer, so that the discharge ratio may decrease.
Es ist anzumerken, dass es sehr schwierig ist, das Entladeverhältnis von mehr als 50% durch die vorliegende Entladeschleiftechnologie zu erreichen. Dadurch wird das Entladeverhältnis in 10 auf 50% reduziert. Ein Pfeil 13 in 10 zeigt einen Punkt entsprechend des Entladeverhältnisses von 50% an.It should be noted that it is very difficult to achieve the discharge ratio of more than 50% by the present discharge loop technology. This will increase the discharge ratio in 10 reduced to 50%. An arrow 13 in 10 indicates a point corresponding to the discharge ratio of 50%.
Wie aus 10 ersichtlich, entspricht der stabile Entladebereich R12 einer Bandbreite des Entladeverhältnisses von 35% bis 50%.How out 10 As can be seen, the stable discharge area R12 corresponds to a bandwidth of the discharge ratio of 35% to 50%.
Die das Entladeverhältnis darstellende Kurve A10 wird durch Ändern der Schnitttiefe tg mit der festgelegten Zuführrate fg erzeugt. Eine Kurve (nicht gezeigt) ähnlich der Kurve A10 kann durch Ändern der Zuführrate fg mit der festgelegten Schnitttiefe tg erzeugt werden.The discharge ratio representing curve A10 is generated by changing the cutting depth tg at the set feed rate fg. A curve (not shown) similar to the curve A10 can be generated by changing the feed rate fg at the set cutting depth tg.
Es kann angenommen werden, dass ein Punkt auf der das Entladeverhältnis darstellenden Kurve A10 ein Paar der Zuführrate fg und der Schnitttiefe tg entspricht. Tatsächlich hängt das Entladeverhältnis von drei Faktoren ab: der Zufuhrrate fg, der Schnitttiefe tg und einer Kontaktbreite zwischen dem Schleifrad 7 und dem Werkstück 2.It can be assumed that a point on the discharge ratio representing curve A10 corresponds to a pair of the feed rate fg and the depth of cut tg. In fact, the discharge ratio depends on three factors: the feed rate fg, the cutting depth tg and a contact width between the grinding wheel 7 and the workpiece 2 ,
Dadurch wird tatsächlich das Entladeverhältnis als dreidimensionaler Graph dargestellt. Zur Erleichterung der Erläuterung wird in 10 das Entladeverhältnis als zweidimensionaler Graph A10 dargestellt.This actually represents the discharge ratio as a three-dimensional graph. For ease of explanation, in 10 the discharge ratio shown as a two-dimensional graph A10.
(Erste Ausführungsform)First Embodiment
Ein ultraschallunterstütztes elektroerosives Schleifverfahren nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf 11 beschrieben. 11 stellt eine Maschine zum Ausführen des elektrischen Funkenerosions-Schleifverfahrens dar. Bei einem Beispiel von 11 wird eine innere Oberfläche eines hohlen zylindrischen Werkstücks 2 durch das Schleifverfahren bearbeitet.An ultrasonic assisted electroerosive grinding method according to a first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG 11 described. 11 FIG. 10 illustrates a machine for performing the electrical spark erosion grinding method. In one example of FIG 11 becomes an inner surface of a hollow cylindrical workpiece 2 processed by the grinding process.
Eine Spindel 71 eines Schleifrads bzw. Schleifscheibe 7 wird durch einen Zuführer bzw. einer Vorschubvorrichtung 23 mit einer Zuführrate fg in durch einen Pfeil A111 in 11 angezeigte Axialrichtung zugeführt (d. h. bewegt). Die Zuführrate fg wird durch ein Zuführsignal aus einer Steuerung 22 gesteuert.A spindle 71 a grinding wheel or grinding wheel 7 is by a feeder or a feed device 23 with a feed rate fg in by an arrow A111 in FIG 11 indicated axial direction supplied (ie moved). The feed rate fg is controlled by a feed signal from a controller 22 controlled.
Obgleich nicht in den Figuren dargestellt, wird das Werkstück 2 in eine Bearbeitungsflüssigkeit, wie z. B. Wasser, platziert. Eine Spannung wird zwischen dem Schleifrad 7 und dem Werkstück 2 durch eine Entladeleistungszuführung 24 angelegt. Die Entladeleistungszuführung 24 weist einen Strom/Spannungssensor zum Erfassen eines Entladestroms und einer Entladespannung und zum Ausgeben eines den erfassten Entladestrom anzeigenden Entladestromsignals und eines die erfasste Entladespannung anzeigenden Spannungssignals auf. Die Steuerung 22 überwacht die Wellenform des Entladestroms und der Entladespannung basierend auf dem Entladestromsignal und dem Entladespannungssignal, die aus der Entladeleistungszuführung 24 erhalten werden. Das Schleifrad 7 und die Spindel 71 bilden ein Schleifwerkzeug 70 aus. Die Spindel 71 wird durch einen Motor des Zuführers 23 gedreht.Although not shown in the figures, the workpiece becomes 2 in a machining fluid, such. As water, placed. A tension is between the grinding wheel 7 and the workpiece 2 by a discharge power supply 24 created. The discharge power supply 24 has a current / voltage sensor for detecting a discharge current and a discharge voltage and for outputting a discharge current signal indicating the detected discharge current and a voltage signal indicating the detected discharge voltage. The control 22 monitors the waveform of the discharge current and the discharge voltage based on the discharge current signal and the discharge voltage signal resulting from the discharge power supply 24 to be obtained. The grinding wheel 7 and the spindle 71 form a grinding tool 70 out. The spindle 71 is powered by a motor of the feeder 23 turned.
Der Zuführer 23 dient nicht lediglich als Zuführapparat zum Zuführen des Schleifwerkzeugs 70 in das Werkstück 2, sondern auch als Ultraschallvibrator zum Anwenden einer Ultraschallvibration an das Schleifwerkzeug 70 in Richtung A12 in 11. Alternativ kann der Zuführer 23 die Ultraschallvibration an das Werkstück 7 anstatt auf das Schleifwerkzeug 70 anwenden. Bei dem in 11 gezeigten Beispiel ist die Richtung A112 der Ultraschallvibration die Axialrichtung der Spindel 71. Alternativ kann sich die Richtung A112 der Ultraschallvibration von der Achsrichtung der Spindel 71 unterscheiden. Zum Beispiel kann die Richtung A112 der Ultraschallvibration eine Radialrichtung, eine Drehrichtung oder eine krumme bzw. runde Richtung sein.The feeder 23 not merely serves as a feeder for feeding the grinding tool 70 into the workpiece 2 but also as an ultrasonic vibrator for applying ultrasonic vibration to the grinding tool 70 in the direction of A12 in 11 , Alternatively, the feeder 23 the ultrasonic vibration to the workpiece 7 instead of the grinding tool 70 apply. At the in 11 In the example shown, the direction A112 of the ultrasonic vibration is the axial direction of the spindle 71 , Alternatively, the direction A112 of the ultrasonic vibration may be from the axial direction of the spindle 71 differ. For example, the direction A112 of the ultrasonic vibration may be a radial direction, a rotational direction, or a curved direction.
Wie vorstehend beschrieben überwacht die Steuerung 22 die Wellenformen des Entladestroms und der Entladespannung basierend auf dem Entladestromsignal und dem Entladespannungssignal, die von dem Strom/Spannungssensor der Entladeleistungszufuhr 24 erhalten werden. Die Steuerung 22 weist einen Bestimmungsschaltkreis zum Bestimmen basierend auf der überwachten Wellenform auf, ob ein Entladestatus ein Leerlauf Nicht-Entladezustand, ein Entladezustand oder ein Kurzschluss Nicht-Entladezustand in Echtzeit ist.As described above, the controller monitors 22 the waveforms of the discharge current and the discharge voltage based on the discharge current signal and the discharge voltage signal supplied from the discharge power supply current / voltage sensor 24 to be obtained. The control 22 For example, a determination circuit for determining based on the monitored waveform whether a discharge status is an idle non-discharge state, a discharge state, or a non-discharge short-circuit state in real time.
Wie zuvor mit Bezug auf 9 erwähnt, sind die Wellenformen des Entladestroms und der Entladespannung des Leerlauf Nicht-Entladezustands, des Entladezustands und des Kurzschluss Nicht-Entladezustands wie folgt.As before with reference to 9 As mentioned above, the waveforms of the discharging current and the discharging voltage of the no-discharge-discharging state, the discharging state and the short-circuiting non-discharging state are as follows.
Bei dem offenen Kreislauf Nicht-Entladezustand, erscheint die Entladespannung lediglich in negative Richtung A91 und der Entladestrom weist einen ersten Wert auf, der eine erste Zeitperiode dauert. Bei dem Entladezustand erscheint die Entladespannung sowohl in negative als auch in positive Richtung A91, A92, und der Entladestrom weist einen größeren zweiten Wert als der erste Wert auf, der eine zweite Zeitperiode dauert. Bei dem Kurzschluss Nicht-Entladezustand dauert die Entladespannung eine dritte Zeitperiode an und der Entladestrom dauert eine vierte Zeitperiode an. Jede der dritten und der vierten Zeitperiode ist kleiner als jede der ersten Zeitperiode und der zweiten Zeitperiode. Insbesondere ist jede der dritten und der vierten Zeitperiode derart kurz, dass jede der Wellenformen der Entladespannung und des Entladestroms wie ein Impuls werden können.In the open circuit non-discharge state, the discharge voltage appears only in the negative direction A91, and the discharge current has a first value lasting a first time period. In the discharging state, the discharging voltage appears in both negative and positive directions A91, A92, and the discharging current has a larger second value than the first value lasting a second period of time. In the non-discharge short circuit, the discharge voltage continues for a third time period and the discharge current continues for a fourth time period. Each of the third and fourth time periods is smaller than each of the first time period and the second time period. In particular, each of the third and fourth time periods is so short that each of the waveforms of the discharge voltage and the discharge current may become like a pulse.
12 stellt ein Flussdiagramm eines Entladestatusbestimmungsprozesses dar, der durch den Bestimmungsschaltkreis der Steuerung 22 ausgeführt wird. Der Bestimmungsablauf startet bei Schritt S1, bei dem der Bestimmungsschaltkreis bestimmt, ob die Entladespannung lediglich in negative Richtung A91 erscheint. Falls die Entladespannung lediglich in negative Richtung A91 entsprechend JA bei Schritt S1 erscheint, schreitet der Bestimmungsprozess zu Schritt S2 fort. Bei Schritt S2 bestimmt der Bestimmungsschaltkreis, ob der Entladestrom mit zumindest dem ersten Wert die erste Zeitperiode andauert. Falls der Entladestrom mit zumindest dem ersten Wert die erste Zeitperiode entsprechend JA bei Schritt S2 dauert, schreitet der Bestimmungsprozess zu Schritt S3 fort. Bei Schritt S3 bestimmt der Bestimmungsschaltkreis, dass sich der Entladestatus in dem offenen Kreislauf Nicht-Entladezustand befindet. 12 FIG. 10 illustrates a flowchart of a discharge status determination process performed by the determination circuit of the controller 22 is performed. The determination process starts at step S1, where the determination circuit determines whether the discharge voltage appears only in the negative direction A91. If the discharge voltage only appears in the negative direction A91 corresponding to YES in step S1, the determination process proceeds to step S2. At step S2, the determination circuit determines whether the discharge current having at least the first value lasts the first time period. If the discharge current having at least the first value lasts the first time period corresponding to YES at step S2, the determination process proceeds to step S3. At step S3, the determination circuit determines that the discharge status is in the open-circuit non-discharge state.
Falls die Entladespannung nicht nur in negative Richtung A11 entsprechend NEIN bei Schritt S1 erscheint, schreitet der Bestimmungsprozess zu Schritt S4 fort. Bei Schritt S4 bestimmt der Bestimmungsschaltkreis, ob die Entladespannung sowohl in negative als auch in positive Richtung A11, A12 erscheint. Falls die Entladespannung sowohl in negative als auch in positive Richtung A11, A12 entsprechend JA bei Schritt S4 erscheint, schreitet der Bestimmungsprozess zu Schritt S5 fort. Bei Schritt S5 bestimmt der Bestimmungsschaltkreis, ob der Entladestrom mit zumindest dem zweiten Wert, der größer als der erste Wert ist, eine zweite Zeitperiode dauert. Falls der Entladestrom mit zumindest dem zweiten Wert für eine zweite Zeitperiode entsprechend JA bei Schritt S5 dauert, schreitet der Bestimmungsprozess zu Schritt S6 fort. Bei Schritt S6 bestimmt der Bestimmungsschaltkreis, dass sich der Entladestatus in dem Entladezustand befindet.If the discharge voltage does not appear only in the negative direction A11 corresponding to NO at step S1, the determination process proceeds to step S4. At step S4, the determination circuit determines whether the discharge voltage appears in both negative and positive directions A11, A12. If the discharge voltage appears in both negative and positive directions A11, A12 corresponding to YES in step S4, the determination process proceeds to step S5. At step S5, the determination circuit determines whether the discharge current having at least the second value greater than the first value lasts a second time period. If the discharge current having at least the second value for a second period of time is YES corresponding to step S5, the determination process proceeds to step S6. At step S6, the determination circuit determines that the discharge status is in the discharge state.
Falls der Entladestrom mit zumindest dem ersten Wert nicht die erste Zeitperiode entsprechend NEIN bei Schritt S2 andauert, schreitet der Prozess zu Schritt S7 fort. Ähnlich schreitet, falls die Entladespannung sowohl in negative als auch positive Richtung A11, A12 entsprechend NEIN bei Schritt S4 nicht erscheint, der Bestimmungsprozess zu Schritt S7 fort. Ähnlich schreitet, falls der Entladestrom mit zumindest dem zweiten Wert die zweite Zeitperiode entsprechend NEIN bei Schritt S5 nicht dauert, der Bestimmungsprozess zu Schritt S7 fort. Bei Schritt S7 bestimmt der Bestimmungsschaltkreis, dass sich der Entladestatus in dem Kurzschluss Nicht-Entladezustand befindet.If the discharge current having at least the first value does not last the first time period corresponding to NO at step S2, the process proceeds to step S7. Similarly, if the discharge voltage does not appear in both negative and positive directions A11, A12 corresponding to NO at step S4, the determination process proceeds to step S7. Similarly, if the discharge current having at least the second value does not lapse the second time period corresponding to NO at step S5, the determination process proceeds to step S7. At step S7, the determination circuit determines that the discharge status is in the short-circuited non-discharge state.
Nachdem der Entladestatus bei Schritt S3, S6 oder S7 bestimmt wird, schreitet der Bestimmungsprozess zu Schritt S8 fort. Bei Schritt S8 berechnet der Bestimmungsschaltkreis ein Entladeverhältnis Dr durch folgende Gleichung: Dr = Td / (To + Ts + Td) After the discharge status is determined at step S3, S6, or S7, the determination process proceeds to step S8. At step S8, the determination circuit calculates a discharge ratio Dr by the following equation: Dr = Td / (To + Ts + Td)
Bei der vorstehenden Gleichung stellt To während einer vorbestimmten Periode eine akkumulierte Zeit des offenen Kreislauf Nicht-Entladezustands dar, Ts stellt während der vorbestimmten Periode eine akkumulierte Zeit des Kurzschluss Nicht-Entladezustands dar und Td stellt während der vorbestimmten Periode eine akkumulierte Zeit des Entladezustands dar. Zum Beispiel kann das berechnete Entladeverhältnis Dr auf einen Bildschirm einer Flüssigkeitskristallanzeige der Maschine angezeigt werden. Ferner wird basierend auf den akkumulierten Zeiten To, Ts und Td bestimmt, ob ein Hauptzustand des Entladestatus während der vorbestimmten Periode der Leerlauf Nicht-Entladezustand, der Entladezustand oder der Kurzschluss Nicht-Entladezustand ist.In the above equation, To represents an accumulated open-cycle non-discharge state time during a predetermined period, Ts represents an accumulated short-discharge non-discharge state during the predetermined period, and Td represents an accumulated discharge state during the predetermined period. For example, the calculated discharge ratio Dr may be displayed on a screen of a liquid crystal display of the engine. Further, based on the accumulated times To, Ts and Td, it is determined whether a main state of the discharging state during the predetermined period is the idling non-discharging state, the discharging state or the short-circuiting non-discharging state.
13 stellt ein Flussdiagramm eines durch die Steuerung 22 ausgeführten Steuerungsprozesses dar. Der Steuerungsprozess startet bei Schritt S11, bei dem die Steuerung 22 eine Frequenz der an das Schleifwerkzeug 70 angewandten Ultraschallvibration derart bestimmt, dass die Ultraschallvibration sicher ein Span 8 des Werkstücks 2 in kleine Partikel 8a zerbrechen kann. 13 represents a flowchart of one by the controller 22 The control process starts at step S11, in which the controller 22 a frequency of the grinding tool 70 applied ultrasonic vibration is determined such that the ultrasonic vibration sure chip 8th of the workpiece 2 into small particles 8a can break.
Anschließend wird eine an ein Ultraschallhorn (nicht gezeigt) des Zuführers 23 angelegte Spannung bestimmt, sodass die Ultraschallvibration eine Amplitude gemäß der bestimmten Frequenz aufweist. Zum Beispiel kann das Ultraschallhorn mit einem piezoelektrischen Wandler (PZT) ausgebildet sein. Es ist anzumerken, dass die Amplitude der Ultraschallvibration mit einer Zunahme der Frequenz der Ultraschallvibration aufgrund von Resonanz abnimmt.Subsequently, an ultrasonic horn (not shown) of the feeder is attached 23 applied voltage so that the ultrasonic vibration has an amplitude according to the determined frequency. For example, the ultrasonic horn may be formed with a piezoelectric transducer (PZT). It should be noted that the amplitude of the ultrasonic vibration decreases with an increase in the frequency of the ultrasonic vibration due to resonance.
Die Frequenz der Ultraschallvibration hängt von der Länge des Spans 8 ab. Ferner schwankt die Amplitude der Ultraschallvibration in Abhängigkeit der Richtung, bei der die Ultraschallvibration angewendet wird. Zum Beispiel muss, wenn die Ultraschallvibration in horizontale Richtung angewandt wird, die Amplitude der Ultraschallvibration größer als der mittlere Abstand zwischen den angrenzenden Schleifkörnern des Schleifrads 7 sein, um sicher den Span 8 in kleine Partikel 8a zu zerbrechen. Es ist anzumerken, dass die horizontale Richtung an einer Kontaktoberfläche zwischen dem Schleifrad 7 und dem Werkstück 2 und senkrecht zur Zuführrichtung des Schleifrads 7 ist.The frequency of ultrasonic vibration depends on the length of the chip 8th from. Further, the amplitude of the ultrasonic vibration varies depending on the direction in which the ultrasonic vibration is applied. For example, when the ultrasonic vibration is applied in the horizontal direction, the amplitude of the ultrasonic vibration must be larger than the average distance between the adjacent abrasive grains of the grinding wheel 7 to be sure the chip 8th into small particles 8a to break. It should be noted that the horizontal direction at a contact surface between the grinding wheel 7 and the workpiece 2 and perpendicular to the feeding direction of the grinding wheel 7 is.
Für ein weiteres Beispiel muss, wenn die Ultraschallvibration in vertikale Richtung angewandt wird, die Amplitude der Ultraschallvibration größer als die Entladerichtung sein, um den Entladezustand zu bewirken, um in sich aus dem Kurzschluss Nicht-Entladezustand zu dem Entladezustand zu erholen bzw. wiederherzustellen. Es ist anzumerken, dass die vertikale Richtung senkrecht zur Kontaktoberfläche zwischen Schleifrad 7 und dem Werkstück 2 ist.For another example, when the ultrasonic vibration is applied in the vertical direction, the amplitude of the ultrasonic vibration must be greater than the discharge direction to effect the discharge state to recover from the short-circuited non-discharge state to the discharge state. It should be noted that the vertical direction perpendicular to the contact surface between grinding wheel 7 and the workpiece 2 is.
Somit muss die Amplitude der Ultraschallvibration darauf basierend bestimmt werden, ob die Ultraschallvibration in horizontale Richtung oder vertikale Richtung angewandt wird.Thus, the amplitude of the ultrasonic vibration needs to be determined based on whether the ultrasonic vibration is applied in the horizontal direction or the vertical direction.
Feiner bestimmt bei Schritt S11 die Steuerung 22 eine Spezifikation des Schleifrads 7 nach den Arten des Werkstücks 2 und den Schleifanforderungen, wie z. B. ein Fertigmaß des Werkstücks 2, eine Bearbeitungsgeschwindigkeit, bei der das Werkstück 2 bearbeitet wird und ein Fertigmaß des Werkstücks 2.Feiner determines the control at step S11 22 a specification of the grinding wheel 7 according to the types of the workpiece 2 and the grinding requirements, such. B. a finished size of the workpiece 2 , a machining speed at which the workpiece 2 is machined and a finished dimension of the workpiece 2 ,
Ferner bestimmt bei Schritt S11 die Steuerung 22 basierend auf der bestimmten Spezifikation des Schleifrads 7, die Entladeanforderungen (z. B. eine Entladespannung, eine Entladeenergie eines Impulses und eine Entladestoppzeit), welche das Schleifrad 7 erfüllen kann. Zum Beispiel kann eine Abgleichtabelle zwischen der Spezifikation des Schleifrads 7 und den Entladeanforderungen bei einem Experiment erhalten werden und kann z. B. im Voraus in eine Speichervorrichtung der Steuerung 22 abgespeichert werden.Further, in step S11, the controller determines 22 based on the specific specification of the grinding wheel 7 , the discharge requirements (eg, a discharge voltage, a discharging energy of a pulse, and a discharge stop time) representing the grinding wheel 7 can fulfill. For example, a match table may be between the specification of the grinding wheel 7 and the discharge requirements can be obtained in an experiment and z. B. in advance in a memory device of the controller 22 be stored.
14 zeigt eine partielle Wellenform eines aus der Entladeleistungszufuhr 24 ausgegebenen Impulsstroms. Gemäß der ersten Ausführungsform weist der Impulsstrom fünf Impulse mit einer Periode von ”ne” auf. Jeder Impuls weist einen Scheitelpunkt (d. h. Spitzen) Wert bei ”Ip” und eine Breite von ”tAN” auf. Bei 14 stoppt die Entladeleistungszufuhr 24 das Ausgeben des Impulsstroms während einer Entladestoppzeit ”tAUS” nachdem fünf Impulse ausgegeben werden. Falls die Entladestoppzeit ”tAUS” sehr kurz ist, dauert der Entladezustand eine so lange Zeit an, um das Werkstück 2 und das Schleifwerkzeug 70 zu beeinflussen. 14 shows a partial waveform of one of the discharge power supply 24 output pulse current. According to the first embodiment, the pulse stream has five pulses with a period of "ne". Each pulse has a vertex ("peak") value at "Ip" and a width of "t AN ". at 14 stops discharging power supply 24 outputting the pulse current during a discharge stop time "t OFF " after five pulses are output. If the discharge stop time "t OFF " is very short, the discharge state takes so long time to the workpiece 2 and the grinding tool 70 to influence.
Anschließend schreitet der Steuerungsprozess zu Schritt S12 fort, bei dem die Steuerung 22 die Schnitttiefe ”tg” des Schleifkorns des Schleifrads 7 in das Werkstück 2 nach den vorstehenden Anforderungen bestimmt. insbesondere wird ein maximaler Wert der Schnitttiefe ”tg” nach den Arten des Werkstücks 2 und den Schleifanforderungen vorbestimmt. Die Steuerung 22 bestimmt die Schnitttiefe ”tg” derart, dass die Schnitttiefe ”tg” nicht den maximalen Wert überschreitet.Subsequently, the control process proceeds to step S12, in which the controller 22 the cutting depth "tg" of the grinding wheel of the grinding wheel 7 into the workpiece 2 determined according to the above requirements. Specifically, a maximum value of the cutting depth "tg" becomes the types of the workpiece 2 and the grinding requirements. The control 22 determines the depth of cut "Tg" such that the depth of cut "tg" does not exceed the maximum value.
Ferner bestimmt bei Schritt S12 die Steuerung 22 eine anfängliche Zuführrate ”fg”. Es ist anzumerken, dass das Produkt der Zuführrate ”fg” und der Schnitttiefe ”tg” eine Funktion des Volumens des Spans 8 ist. Dadurch bestimmt die Steuerung 22 eine anfängliche Zuführrate ”Fg” unter Berücksichtigung des Volumens des Spans 8 und den vorstehenden Anforderungen.Further, in step S12, the controller determines 22 an initial feed rate "fg". It should be noted that the product of the feed rate "fg" and the depth of cut "tg" is a function of the volume of the chip 8th is. This determines the controller 22 an initial feed rate "Fg" taking into account the volume of the chip 8th and the above requirements.
Anschließend berechnet bei Schritt S13 die Steuerung 22 die Menge der Zunahme und Abnahme der Zuführrate ”fg” relativ zur anfänglichen Zuführrate ”Fg” basierend auf den akkumulierten Zeiten To, Ts und Td, die bei Schritt S8 in dem Flussdiagramm von 12 berechnet werden.Subsequently, in step S13, the controller calculates 22 the amount of increase and decrease in the delivery rate "fg" relative to the initial delivery rate "Fg" based on the accumulated times To, Ts and Td, which are calculated in step S8 in the flowchart of FIG 12 be calculated.
Insbesondere wird die Menge der Zunahme und Abnahme der Zuführrate ”fg” entsprechend eines in einem Flussdiagramm aus 15 gezeigten Zuführeinstellprozesses berechnet. Der Einstellprozess startet bei Schritt S21, bei dem die Steuerung 22 eine kumulierte Referenzzeit Tos des Leerlauf Nicht-Entladezustands, eine akkumulierte Referenzzeit Tss des Kurzschluss Nicht-Entladezustands und eine erste Referenzzeit Tds1 des Entladezustands und eine zweite akkumulierte Referenzzeit Tds2 des Entladezustands ausliest. Zum Beispiel können die akkumulierten Zeiten Tos, Tss, Tds1 und Tds2 in einem Experiment erhalten werden und im Voraus in eine Speichervorrichtung der Steuerung 22 abgespeichert werden.Specifically, the amount of increase and decrease in the feed rate "fg" becomes as one in a flowchart 15 calculated Zuführeinstellprozesses. The setting process starts at step S21 where the controller 22 an accumulated reference time Tos of the idling non-discharging state, an accumulated reference time Tss of the short-circuiting non-discharging state, and a first reference time Tds1 of the discharging state and a second accumulated reference time Tds2 of the discharging state. For example, the accumulated times Tos, Tss, Tds1 and Tds2 can be obtained in an experiment and in advance in a memory device of the controller 22 be stored.
Anschließend schreitet der Einstellprozess zu Schritt S22 fort, bei dem die Steuerung 22 bestimmt, ob die die akkumulierte Zeit To, die bei S4 im Flussdiagramm aus 12 berechnet wird, größer als die akkumulierte Referenzzeit Tos ist.Subsequently, the setting process proceeds to step S22, at which the control 22 determines if the accumulated time To, which is indicated at S4 in the flowchart 12 is calculated to be greater than the accumulated reference time Tos.
Falls die akkumulierte Zeit To größer als die akkumulierte Referenzzeit Tos entsprechend JA bei Schritt S22 ist, schreitet der Einstellprozess zu Schritt S23 fort. Bei Schritt S23 bestimmt die Steuerung 22 einen Steuerwert Fgc durch Hinzufügen eines vorbestimmten Werts Δfg zu der vorliegenden Zuführrate fg. Das bedeutet, dass bei Schritt S23 die vorliegende Zuführrate fg erhöht wird. Dementsprechend wird die Wachstumsrate des Spans 8 derart zunehmen, dass die Höhe h des Spans 8 erhöht werden kann. Somit wird der offene Kreislauf Nicht-Entladezustand entfernt.If the accumulated time To is greater than the accumulated reference time Tos corresponding to YES at step S22, the setting process proceeds to step S23. At step S23, the controller determines 22 a control value Fgc by adding a predetermined value Δfg to the present feed rate fg. That is, at step S23, the present feed rate fg is increased. Accordingly, the growth rate of the chip 8th increase so that the height h of the chip 8th can be increased. Thus, the open cycle non-discharge state is removed.
Falls die akkumulierte Zeit To gleich oder kleiner als die akkumulierte Referenzzeit Tos entsprechend NEIN bei Schritt S22 ist, schreitet der Einstellprozess zu Schritt S23 fort. Bei Schritt S24 bestimmt die Steuerung 22, ob die akkumulierte Zeit Td, die bei S4 in dem Flussdiagramm aus 12 berechnet wird, größer als die akkumulierte Referenzzeit Tds1 und kleiner als die akkumulierte Referenzzeit Tds2 ist. Falls die akkumulierte Zeit Td größer als die akkumulierte Referenzzeit Tds1 und kleiner als die akkumulierte Referenzzeit Tds2 entsprechend JA bei Schritt S24 ist, schreitet der Einstellprozess zu Schritt S25 fort. Bei Schritt S25 bestimmt die Steuerung 22, dass der Steuerwert Fgc die vorliegende Zuführrate fg ist. Das bedeutet, dass bei Schritt S25 die vorliegende Zuführrate fg unverändert beibehalten wird.If the accumulated time To is equal to or smaller than the accumulated reference time Tos corresponding to NO at step S22, the setting process proceeds to step S23. In step S24, the controller determines 22 whether the accumulated time Td, at S4 in the flowchart 12 is greater than the accumulated reference time Tds1 and less than the accumulated reference time Tds2. If the accumulated time Td is greater than the accumulated reference time Tds1 and less than the accumulated reference time Tds2 corresponding to YES at step S24, the setting process proceeds to step S25. At step S25, the controller determines 22 in that the control value Fgc is the present feed rate fg. That is, at step S25, the present feed rate fg is kept unchanged.
Falls die akkumulierte Zeit Td kleiner oder gleich der akkumulierten Referenzzeit Tds1 oder größer als oder gleich der akkumulierten Referenzzeit Tds2 entsprechend NEIN bei Schritt S24 ist, schreitet der Einstellprozess zu Schritt S26 fort. Bei Schritt S26 bestimmt die Steuerung 22, ob die akkumulierte Zeit Ts größer als die akkumulierte Referenzzeit Tss ist. Falls die akkumulierte Zeit Ts größer als die akkumulierte Referenzzeit Tss entsprechend JA bei Schritt 26 ist, schreitet der Einstellprozess zu Schritt S27 fort. Bei Schritt S27 bestimmt die Steuerung 22 den Steuerwert Fgc durch Subtraktion des vorbestimmten Werts Δfg von der vorliegenden Zuführrate fg. Das bedeutet, dass bei Schritt S27 die vorliegende Zuführrate fg verringert wird. Demgemäß wird die Wachstumsrate des Spans 8 derart verringert, dass die Höhe h des Spans 8 verringert werden kann. Somit wird der Kurzschluss Nicht-Entladezustand entfernt.If the accumulated time Td is less than or equal to the accumulated reference time Tds1 or greater than or equal to the accumulated reference time Tds2 corresponding to NO at step S24, the setting process proceeds to step S26. At step S26, the controller determines 22 whether the accumulated time Ts is greater than the accumulated reference time Tss. If the accumulated time Ts is greater than the accumulated reference time Tss corresponding to YES in step 26 is, the setting process proceeds to step S27. At step S27, the controller determines 22 the control value Fgc by subtracting the predetermined value Δfg from the present feed rate fg. That is, at step S27, the present feed rate fg is decreased. Accordingly, the growth rate of the chip 8th reduced so that the height h of the chip 8th can be reduced. Thus, the short circuit non-discharge state is removed.
Unter erneuter Bezugnahme auf das Flussdiagramm aus 13 wird der bei Schritt S23, S25 oder S27 in dem Flussdiagramm aus 15 berechnete Steuerwert Fgc zu dem Zuführer 23 eingegeben, sodass die Zuführrate zu dem Steuerwert Fgc gesteuert wird.Referring again to the flowchart 13 At step S23, S25 or S27 in the flowchart, the flowchart becomes 15 calculated control value Fgc to the feeder 23 is input so that the feed rate to the control value Fgc is controlled.
(Zweite Ausführungsform)Second Embodiment
Ein ultraschallunterstütztes elektroerosives Schleifverfahren nach einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf 16 beschrieben.An ultrasonic assisted electroerosive grinding method according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG 16 described.
16 stellt eine Maschine zum Ausführen des ultraschallunterstützten elektroerosiven Schleifverfahrens dar. Bei einem Beispiel aus 16 wird ein Drahterodierfräsen eines rechteckigen Metallwerkstücks einer Drahtelektrode 20 ausgeführt. Das bedeutet, dass das ultraschallunterstützte elektroerosive Schleifverfahren nach der zweiten Ausführungsform kein Schleifrad verwendet. Das Schleifwerkzeug 70 enthält die Drahtelektrode 20, den Zuführer bzw. die Vorschubvorrichtung 23 und ein Trommelpaar bzw. Wellenpaar 26, 27. 16 FIG. 10 illustrates a machine for performing the ultrasonic assisted electroerosive grinding process. In one example 16 is a wire EDM of a rectangular metal workpiece of a wire electrode 20 executed. That is, the ultrasonic assisted electroerosive grinding method according to the second embodiment does not use a grinding wheel. The grinding tool 70 contains the wire electrode 20 , the feeder or the feed device 23 and a pair of drums or shaft pair 26 . 27 ,
Das Werkstück 2 ist in einer Bearbeitungsflüssigkeit, wie z. B. Wasser, platziert. Eine Zuführrate fg, bei der die Drahtelektrode 20 zugeführt wird, wird durch die Steuerung 22 gesteuert. Insbesondere steuert die Steuerung 22 die Zuführrate fg der Drahtelektrode 20 durch Steuern einer Drehgeschwindigkeit eines Motors des Zuführers 23.The workpiece 2 is in a processing liquid, such. As water, placed. A feed rate fg at which the wire electrode 20 is fed is through the controller 22 controlled. In particular, the controller controls 22 the feed rate fg of the wire electrode 20 by controlling a rotational speed of a motor of the feeder 23 ,
Die Entladeleistungszufuhr 24 legt eine Spannung zwischen der Drahtelektrode 20 und dem Werkstück 2 an. Die Entladeleistungszufuhr 24 weist den Strom/Spannungssensor zum Erfassen des Entladestroms und der Entladespannung und zum Ausgeben des den erfassten Entladestrom anzeigenden Entladestromsignals und des die erfasste Entladespannung anzeigenden Entladespannungssignals auf. Die Steuerung 22 überwacht die Wellenformen des Entladestroms und der Entladespannung basierend auf dem Entladestromsignal und dem Entladespannungssignal, welche von der Entladeleistungszufuhr 24 erhalten werden.The discharge power supply 24 puts a voltage between the wire electrode 20 and the workpiece 2 at. The discharge power supply 24 has the current / voltage sensor for detecting the discharge current and the discharge voltage and outputting the discharge current signal indicating the detected discharge current and the discharge voltage signal indicating the detected discharge voltage. The control 22 monitors the waveforms of the discharge current and the discharge voltage based on the discharge current signal and the discharge voltage signal supplied from the discharge power supply 24 to be obtained.
Der Zuführer 23 dient nicht nur als Zufuhrvorrichtung zum Zuführen des Schleifwerkzeugs 70 innerhalb des Werkstücks 2, sondern auch als Ultraschallvibrator zum Anwenden einer Ultraschallvibration auf das Schleifwerkzeug 70 in Richtung A112 in 11. Alternativ kann der Zuführer 23 die Ultraschallvibration an das Werkstück 2 anstatt an das Schleifwerkstück 70 anwenden. In einem in 11 gezeigten Beispiel ist die Richtung A112 der Ultraschallvibration die radiale Richtung der Drahtelektrode 20. Alternativ kann sich die Richtung A112 der Ultraschallvibration von der axialen Richtung der Spindel 71 unterscheiden. Zum Beispiel kann die Richtung A112 der Ultraschallvibration eine axiale Richtung, eine Bohrrichtung oder eine gekrümmte bzw. runde Richtung sein.The feeder 23 Not only serves as a feeding device for feeding the grinding tool 70 within the workpiece 2 but also as an ultrasonic vibrator for applying ultrasonic vibration to the grinding tool 70 in the direction of A112 in 11 , Alternatively, the feeder 23 the ultrasonic vibration to the workpiece 2 instead of the grinding workpiece 70 apply. In an in 11 In the example shown, the direction A112 of ultrasonic vibration is the radial direction of the wire electrode 20 , Alternatively, the direction A112 of the ultrasonic vibration from the axial direction of the spindle 71 differ. For example, the direction A112 of the ultrasonic vibration may be an axial direction, a drilling direction, or a curved direction.
(Abwandlungen)(Modifications)
Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen können auf verschiedene Weisen verändert werden. Zum Beispiel können Fertigungsoberflächenzustände (z. B. Rauhigkeit und Härte) durch einen Sensor gemessen werden und die gemessenen Zustände können zu den Entladeanforderungen und den Schleifanforderungen zurückgegeben werden. Somit können die Entladeanforderungen und die Schleifanforderungen gemäß dem Fertigoberflächenzustand des Werkstücks 2 eingestellt werden.The embodiments described above can be changed in various ways. For example, manufacturing surface conditions (eg, roughness and hardness) may be measured by a sensor, and the measured conditions may be returned to the unloading requirements and grinding requirements. Thus, the unloading requirements and the grinding requirements may be in accordance with the finished surface state of the workpiece 2 be set.
In diesem Fall wird z. B., wenn die Härte der fertigen Oberfläche des Werkstücks 2 gering ist, der Spitzenwert oder die Impulsbreite des Entladestroms verringert und die Zuführrate oder die Schnitttiefe wird verringert. Bei einer solchen Herangehensweise wird die Entladeenergie verringert, während der Entladezustand beibehalten wird. Somit wird die thermische Erwärmung des Werkstücks 2 verringert, sodass die Härte der fertigen Oberfläche erhöht werden kann.In this case, z. B. when the hardness of the finished surface of the workpiece 2 is small, the peak value or the pulse width of the discharge current is reduced and the feed rate or the depth of cut is reduced. In such an approach, the discharge energy is reduced while maintaining the discharge state. Thus, the thermal heating of the workpiece 2 reduced, so that the hardness of the finished surface can be increased.
Wenn bestimmt wird, dass sich das Entladeverhältnis aufgrund der Tatsache verringert, dass der Hauptzustand des Entladestatus der Kurzschluss Nicht-Entladezustand ist, kann zumindest die Schnitttiefe und/oder die Zuführrate verringert werden. In diesem Fall wird, selbst wenn bestimmt wird, dass sich das Entladeverhältnis aufgrund der Tatsache verringert, dass der Hauptzustand des Entladestatus der Leerlauf Nicht-Entladezustand ist, keine Steuerung ausgeführt.When it is determined that the discharge ratio decreases due to the fact that the main state of the discharge status is the short-circuit non-discharge state, at least the depth of cut and / or the supply rate can be reduced. In this case, even if it is determined that the discharge ratio is lowered due to the fact that the main state of the discharge status is the idle non-discharge state, no control is executed.
Demgegenüber kann, wenn bestimmt wird, dass sich das Entladeverhältnis aufgrund der Tatsache verringert, dass der Hauptzustand des Entladestatus der offene Kreislauf Nicht-Entladezustand ist, zumindest die Schnitttiefe und/oder die Zuführrate erhöht werden. In diesem Fall wird, selbst wenn bestimmt wird, dass sich das Entladeverhältnis aufgrund der Tatsache verringert, dass der Hauptzustand des Entladestatus der Kurzschluss Nicht-Entladezustand ist, keine Steuerung ausgeführt.On the other hand, when it is determined that the discharge ratio is lowered due to the fact that the main state of the discharge state is the open cycle non-discharge state, at least the depth of cut and / or the feed rate can be increased. In this case, even if it is determined that the discharge ratio is lowered due to the fact that the main state of the discharge state is the short-circuit non-discharge state, no control is executed.
Kurzum, die Steuerung wird lediglich ausgeführt, wenn sich das Entladeverhältnis aufgrund der Tatsache verringert, dass der Hauptzustand des Entladestatus der offene Kreislauf Nicht-Entladezustand ist, oder lediglich wenn sich das Entladeverhältnis aufgrund der Tatsache verringert, dass der Hauptzustand des Entladestatus der Kurzschluss Nicht-Entladezustand ist. Somit wird, wenn das Entladeverhältnis an der Grenze zwischen einem normalen Bereich und einem abnormalen Bereich ist, die Steuerung derart ausgeführt, dass das Entladeverhältnis in eine Richtung zurück zum normalen Bereich gezogen werden kann.In short, the control is performed only when the discharge ratio decreases due to the fact that the main state of the discharge state is the open circuit non-discharge state, or only when the discharge ratio decreases due to the fact that the main state of the discharge state is the short circuit. Discharge state is. Thus, when the discharge ratio is at the boundary between a normal range and an abnormal range, the control is performed such that the discharge ratio can be drawn in a direction back to the normal range.
Falls das Entladeverhältnis im abnormalen Zustand ist, kann die Rückkopplungssteuerung für eine vorbestimmte Zeit abgestellt werden, und anschließend kann die offene Kreislaufsteuerung ausgeführt werden, um die Zuführrate derart zu steuern, dass das Entladeverhältnis zum normalen Zustand zurückkehren kann.If the discharge ratio is in the abnormal state, the feedback control may be turned off for a predetermined time, and then the open circuit control may be performed to control the supply rate so that the discharge ratio may return to the normal state.
Gemäß der in 12 gezeigten Ausführungsformen werden der Leerlauf Nicht-Entladezustand, der Entladezustand und der Kurzschluss Nicht-Entladezustand voneinander basierend auf der Richtung der Entladespannung und dem Integrationswert des Entladestroms in eine bestimmten Richtung unterschieden. Alternativ können der offene Kreislauf Entladezustand, der Entladezustand und der Kurzschluss Nicht-Entladezustand voneinander basierend auf anderen Komponenten bzw. Werten, wie z. B. der Richtung, des Mittelwerts, des Integralwerts, des Effektivwerts, der kontinuierlichen Zeit, während der die Entladespannung oder -strom über einen bestimmten Schwellenwert gehalten wird, und der Anzahl der Male der Entladespannung oder -stroms, bei dem sie den Spitzenwert überschreiten, unterschieden werden. 17 stellt ein Ergebnis eines durch die Erfinder durchgeführten Experiments dar, um die anderen Komponenten der Entladespannung und des Entladestroms zu bewerten.According to the in 12 In the illustrated embodiments, the idling non-discharging state, the discharging state and the short-circuiting non-discharging state are discriminated from each other based on the direction of the discharging voltage and the integration value of the discharging current in a certain direction. Alternatively, the open circuit discharging state, the discharging state and the short-circuiting non-discharging state may be based on each other based on other components such as values. The direction, the average, the integral value, the rms value, the continuous time during which the discharge voltage or current is kept above a certain threshold, and the number of times the discharge voltage or current at which they exceed the peak value, be differentiated. 17 represents a result of an experiment made by the inventors to evaluate the other components of the discharge voltage and the discharge current.
Wie in 17 dargestellt, ist es schwierig zwischen dem Entladezustand und dem Kurzschluss Nicht-Entladezustand lediglich basierend auf der Richtung der Entladespannung zu unterscheiden. Ähnlich schwierig ist es, zwischen dem Entladezustand und dem Kurzschluss Nicht-Entladezustand lediglich basierend auf dem Mittelwert (oder Effektivwert) der Entladespannung zu unterscheiden. 17 zeigt, dass der Leerlauf Nicht-Entladezustand, der Entladezustand und der Kurzschluss Nicht-Entladezustand voneinander lediglich basierend auf dem Mittelwert oder lediglich auf dem Integralwert des Entladestroms unterschieden werden können. Allerdings dauert es in der Praxis viel länger, um die Bestimmung zu beenden.As in 17 As shown, it is difficult to distinguish between the discharging state and the short-circuiting non-discharging state only based on the direction of the discharging voltage. Similarly, it is difficult to distinguish between the discharging state and the short-circuiting non-discharging state based only on the average value (or effective value) of the discharging voltage. 17 shows that the idle non-discharge state, the discharge state, and the short-circuit non-discharge state can be discriminated from each other only based on the average value or only on the integral value of the discharge current. However, in practice it takes much longer to finish the determination.
Gemäß den Ausführungsformen werden der Leerlauf Nicht-Entladezustand, der Entladezustand und der Kurzschluss Nicht-Entladezustand voneinander basierend auf den Komponenten bzw. Werten sowohl der Entladespannung und des Entladestroms unterschieden. Bei einer solchen Herangehensweise können der offene Kreislauf Nicht-Entladezustand, der Entladezustand und der Kurzschluss Nicht-Entladezustand genau voneinander unterschieden werden. Die Kombination der Komponenten der Entladespannung und des Entladestroms, basierend darauf, welche der Zustände voneinander unterschieden werden, ist nicht auf eine spezifische Kombination begrenzt.According to the embodiments, the idling non-discharging state, the discharging state, and the short-circuiting non-discharging state are discriminated from each other based on the components of both the discharging voltage and the discharging current. In such an approach, the open circuit non-discharge state, the discharge state and the short-circuit non-discharge state can be accurately discriminated from each other. The combination of the components of the discharge voltage and the discharge current, based on which of the states are distinguished from each other, is not limited to a specific combination.
Der Scheitelpunkt(d. h. Spitzen)-Wert kann durch einen Scheitelpunkthalteschaltkreis erhalten werden, die Anzahl der Male, bei denen der Scheitelwert einen Schwellenwert überschreitet, kann gezählt werden, um die Wellenform zu bewerten. Der Integralwert kann unter Verwendung eines RC-Integratorschaltkreises berechnet werden.The vertex (i.e., peak) value can be obtained by a vertex holding circuit, the number of times the vertex exceeds a threshold can be counted to evaluate the waveform. The integral value can be calculated using an RC integrator circuit.
In 15 wird lediglich die Zuführrate fg gesteuert. Wie zuvor erwähnt, kann, da das Produkt der Zuführrate fg und der Schnitttiefe tg eine Funktion des Betrags bzw. der Menge des Spans ist, stattdessen die Schnitttiefe tg gesteuert werden. Zum Beispiel kann bei dem Flussdiagramm aus 15 die Schnitttiefe tg bei Schritt S23 erhöht und bei Schritt S27 verringert werden.In 15 only the feed rate fg is controlled. As mentioned above, since the product of the feed rate fg and the depth of cut tg is a function of the amount of the chip, the depth of cut tg can instead be controlled. For example, in the flow chart 15 the cutting depth tg is increased at step S23 and decreased at step S27.
Es ist anzumerken, dass die Zuführrate fg eine relative Geschwindigkeit zwischen dem Schleifwerkzeug 70 und dem Werkstück 2 darstellen. Dadurch kann das Werkstück 2 bei der Zuführrate fg mit dem festen Schleifwerkzeug 70 bewegt werden.It should be noted that the feed rate fg is a relative velocity between the grinding tool 70 and the workpiece 2 represent. This allows the workpiece 2 at the feed rate fg with the fixed grinding tool 70 to be moved.
Solche Abänderungen und Abwandlungen sind innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung zu verstehen, wie durch die angehängten Ansprüche definiert.Such modifications and variations are to be understood within the scope of the present invention as defined by the appended claims.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
-
JP 61-100318 A [0012, 0013] JP 61-100318 A [0012, 0013]
-
JP 2000-167715 A [0012, 0014, 0019, 0020] JP 2000-167715 A [0012, 0014, 0019, 0020]
-
JP 7-223121 A [0012, 0015, 0019, 0021, 0023] JP 7-223121 A [0012, 0015, 0019, 0021, 0023]
-
JP 6-59571 A [0012, 0016, 0017, 0018, 0028, 0029] JP 6-59571 A [0012, 0016, 0017, 0018, 0028, 0029]
-
JP 61-10031 A [0019] JP 61-10031 A [0019]
-
JP 59571 A [0029] JP 59571 A [0029]
