DE1790146C3 - Verfahren zur Konstanthaltung des Arbeitsspaltes in einer elektrolytischen Bearbeitungsvorrichtung - Google Patents

Description

leiteten Elektrolyten verwendet wird, während ein Inerterer dieser Betriebsparameter auf einen vorgegebenen konstanten Wert geregelt wird.

!Dabei elektrolytischen Bearbeitungsvorrichtungen , rjektrolyt durch die Bearbeitungselcktrode zugggjfcrt wird, ergibt sich die Möglichkeit, durch Mesfnngder Durchflußmenge des Elektrolyten einen Sollet abzuleiten, welcher zur Regelung (»es Betriebs-Γοοβκ, der Betriebsspaßnung oder der Vorschub- ««diwindigkeU der Bearbeitungselektrode verwendet ^" - kann. Die Menge des aus der Bearbe<tungsjde ausströmenden Elektrolyten hängt von der xi des Bearheitungsspaltes ab, so daß in der Tat rncsö Größe als Sollwert verwendet werden kann. Bei Verweadung eines derartigen Sollwertes kann naturgemäß auf die Bestimmung des spezifischen Wider-Laides des Elektrolyten verzichtet werden, so daß die im Zusammenhang mit der Bestimmung dieser Größe auftretenden Schwierigkeiten nicht auftreten Vöenen. Da jedoch bei einer elektrolytischen Bearjwjitangsvorrichtung im wesentlichen drei detriebsoaraBieter maßgeblich sind, muß ein weiterer dieser Sediebsparameter unter Verwendung einer geeigneten Steuereinrichtung auf einem konstanten Wert geregelt werden.

Die Erfindung soll nunmehr an Hand von Ausfijhrungsbeispielen näher erläutert werden, wobei auf ■ " ·, Bezug genommen ist. Es zeigt

- - - Schaltungsdiagramm einer — d. h. die an den Arbeitsspalt angelegte Bearbeitungsspannung, der über den Arbeitsspalt fließende Bearbeitungsstrom (bzw. die dadurch bedingte Stromdichte) oder die Vorschubgeschwindigkeit zwischen Werkstück und Bearbeitungselektrode — auf einen vorbestimmten konstanten Wert geregelt wird, während ein zweiter BearbeitungspaKmeter so geregelt wird, daß die Durchflußmenge des flüssigen Elektrolyten auf einem vorbestimmten konstanten Wert gehalten wird. Zu diesem Zweck ist eine Meßeinrichtung vorgesehen, welche die Durchflußmenge Q des Elektrolyten mißt. Um den Elektrolyten mit konstantem hydraulischen Druck P zum Arbeitsspalt zu_λι-ten, ist eine Pumpe vorgesehen, welche an ihrer Forderseite einen vorbestimmten konstanten Druck erzeugt und eine genügend hohe Leistungsfähigkeit autweist.

Fig. 1 zeigt eine elektrolytische Bearbeitungsvorrichtung, welche nach dem erfindungsgemaßenverfahren arbeitet. Eine Bearbeitungselektrode 101 und ein Werkstück 102 sind innerhalb eines Bearbeitungsbehälters 103 angeordnet, auf dessen Boden ein Halteblock 104 befestigt ist. Ein Sammelbehälter 105 enthält eine Menge des Elektrolyten 106_, welcher *5 beispielsweise eine wäßrige Natriumchlondlosung .st. Dieser Elektrolyt wird durch eine Leitung 108 von einer Pumpe 107 angesaugt und durch erne·we nerv Leitung 109 und durch einen in der Be"beitungselektrode 101 angeordneten Durch aß 101 α m den

^Sgii¹^⁶ OSS J? ÖU

^reenSn,atische Ansicht eines im Rahvorhegnden Erfindung verwendeten Stroflußmen|e Q des fürten

ein K?nnlinienfeld der nach F ig. !benutz- 35 bindung. Eine »™^Z7

" die Leistungswicklungen 113«,

Schaltun^iagramm eine, eine. Traktor, II]i ar.die ·"

schemafech. A_nsich,e„ von »ei VoHw^dchdchur "»

flußmenge Q, welche sowohl vom Druck P unter dem der Elektrolyt dem Arbeitsspalt zugeführt w,rd, als auch von der Größe des Arbeitsspalt^ g abhängt. Die Durchflußmenge Q kann durch die Gleichung 119

cmo _{hasenwcchselstrom}.

von e J _{m hu der}

_gesch ^g _ai,_e,_er Thyristoren 122«

ausgedrückt werden.

Aus der obigen Gleichung (2) ist zu eisehen, daß eine Veränderung des Arbeitsspaltes g entsprechende Veränderungen der Durchflußmenge Q bzw. des hydraulischen Druckes P verursacht. Wenn der Arbeitsspalte auf der vorbestimmten konstanten Größe gehalten wird, dann werden die Durchflußmenge Q und der hydraulische Druck P konstant gehalten und umgekehrt.

Das Prinzip des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß ein ausgewählter Bearbeitungsparameter, welcher den Arbeitsspalt zwischen einem Werkstück und der Bearbeitungselektrode bestimmt Um die mit dem Strömungsmeßgerät UO gemessene Durchfluümenge Q mit der gegebenen konstanten Bezugsgröße Q, zu vergleichen, .st ein BezugsMonaleenerator 123 vorgesehen, welcher aus einer g^";^^_ei_ncm Potentiometer 125 besteht Batterie IM« entsprechendes Signal wird

^"^^Skontakt des Potentiometers 125 abgoanjer^W««»» Vergleichspunk. 126 zugeführt

"°^^m _v ⁿ _e"^_chp_{Unkt !2}6 wird ebenfalls ein Signal Dtern Vjptochpu'.kt 1Z ^ _meBgcrät , ,0

zugcMm, ^_{flußmengp Q darstc}„, „side Signale ^ ^^^

gativ

_das ^ ; , _{Qu nc}- ^_{rde ist}. Das gemessene Signal Q

wird algebraisch zum Bezugssignal Q₀ addiert, wo- magnetisierung des Transduktor und damit ein Abdurch ein Fehlersignal erzeugt wird, das sowohl po- sinken der Impedanz der Leistungswicklungen 118a, sitiv wie auch negativ sein kann. Dieses Fehler- 118 b, und 118 c, was ein Ansteigen des durch den signal f wird über einen Verstärker 127 einem Zünd- Arbeitsspalt zwischen der Bearbeitungselektrode und Stromkreis 128 zugeführt, welcher entsprechend der 5 dem Werkstück 101 bzw. 102 fließenden Arbeits-Polarität und der Größe des Fehlersignals Steuer- Stroms bewirkt. Wenn dagegen die gemessene Durchsignale an die beiden Thyristoren 122« und 122i> flußmenge Q kleiner als die Bezugsgröße Q_n ist, dann abgibt, wodurch der Zündpunkt der Thyristoren be- verändert der Zündstromkreis 128 den Zündpunkt etnflußt wird, der beiden Thyristoren 122a, 1226 derart, daß der

Um die Bearbeitungselektrode 101 in Richtung io Strom l_c und damit ebenfalls der Bearbeitungsstrom

des Werkstücks 102 und von diesem wegzubewegen, absinkt.

ist ferner ein hydraulisches Servosystem 130 vorge- Die Wicklung 143 des Steuerventils wird ferner sehen, welches einen hydraulischen Zylinder 131 und in der einen oder anderen Richtung mit einem einen beweglich in dem Zylinder 131 angeordneten. Gleichstrom erregt, welcher proportional zur Diffeauf die Bearbeitungselektrode 101 wirkenden KoI- 15 renz zwischen der am Arbeitsspalt auftretenden Beben 132 umfaßt. Das Servosystem 130 umfaßt ferner arbeitungsspannung V und der am Schleifkontakt eine Druckmittelquelle 133, welche über Leitungen des Potentiometers 142 auftretenden Bezugsspan-134 und 135 mit einem Steuerventil 136 verbunden nung V₀ ist. Wenn dabei die Bearbeitungsspannung V ist, das wiederum über Leitungen 137 und 138 mit größer als die Bezugsspannung V₀ ist, wird das den im Zylinder 131 beiderseits des Kolbens 132 vor- 20 Steuerventil 136 derart angesteuert, daß einerseits die handenen Kammern verbunden ist. Leitung 134 mit der Leitung 137 und andererseits

Zur Ableitung einer Bezugsgröße der Bearbeitungs- die Leitung 138 mit der Leitung 135 verbunden wird,

spannung ist schließlich ein Bezugsspannungsgene- Dadurch wird die obere Zylinderkammer mit einem

rator 140 vorgesehen, welcher aus einer Gleich- hydraulischen Druck beaufschlagt, welcher propor-

stromquelle 141 und einem parallel dazu angeordne- 25 lional dem durch die Steuerwicklung 143 fließenden

ten Potentiometer 142 besteht, dessen Schleifkontakt Gleichstrom ist, wodurch die Bearbeitungselektrode

über die Steuerwirkung 143 des Steuerventils 136 an 101 in Richtung des Werkstücks 102 bewegt wird, bis

dem Werkstück 102 und dem positiven Anschluß die tatsächliche Bearbeitungsspannung V gleich der

117a der Gleichrichterschaltung 117 angeschlossen Bezugsspannung V_n ist. Wenn dagegen die Bearbei-

ist. während die negative Klemme der Gleichstrom- 30 tungsspannung V kleiner als die Bezugsspannung V„

quelle 141 an der Bcarbeitungselektrode 101 und ist, fließt durch die Steuerwicklung 143 ein Gleich-

dem negativen Anschluß der Gleichrichterschaltung strom in umgekehrter Richtung, so daß das Steuer-

117 angeschlossen ist. ventil 136 derart betätigt wird, daß die Leitung 134

Gemäß F i g. 2 besteht das Strömungsmeßgerät mit der Leitung 138 und die Leitung 135 mit der 110 vorzugsweise aus einem Rohrabschnitt 150, 35 Leitung 137 verbunden werden. Hierdurch wird die durch welchen der flüssige Elektrolyt mit einer Ge- untere Zylinderkammer mit einem hydraulischen schwindigkeit ν in Richtung der Pfeile fließt. Dieser Druck beaufschlagt, der proportional dem durch die Rohrabschnitt 150 ist mit einem Paar von Elcktro- Steuerwicklung 143 fließenden Strom ist Die Beardcn 151 und 152 versehen, welche mit dem durch beitungselektrode 101 wird demzufolge von dem den Rohrabschnitt 150 strömenden Elektrolyten in 4° Werkstück 102 wegbewegt, bis die tatsächliche BeKontakt stehen, gegenüber dem Rohrabschnitt 150 arbeitungsspannung V gleich der Bezugsspannung V_{ jedoch isoliert sind. An den beiden Elektroden 151 ist. Die Bearbeitungsspannung V wird somit jeweils und 152 sind Leiter 153 und 154 angeschlossen. Von gleich groß wie die Bezugsspannung F₀ gehalten. Es einer Wechselstromquelle 155 wird eine Wicklung sei nunmehr angenommen, daß ein Arbeitsstrom be-156 gespeist, welche einen sowohl zur Strömungs- 45 stimmter Stromstärke durch den Arbeitsspalt zwirichtung des Elektrolytstromes als auch zur Verbin- sehen der Bearbeitungselektrode 101 und dem Werkdungslinie der beiden Elektroden 151 und 152 senk- stück 102 fließt und daß der spezifische Widerstanc recht verlaufenden magnetischen Fluß Φ erzeugt. An des Elektrolyten sich verringert hat. Um die Arbeitsdcn beiden Elektroden 151 und 152 wird somit durch spannung V gleich der vorgegebenen Bezugsgröße V₁ magnetische Induktion eine zu der Geschwindigkeit ν so zu halten, wird das Servosystem 130 in Betrieb gedes Elektrolyten proportionale Spannung erzeugt. setzt, wodurch der Arbeitsspalt in der bereits be-Diese Spannung wird über einen Verstärker 157 schriebenen Weise vergrößert wird. Durch diese Ver einem Phasendiskriminator 158 zugefShrt, welcher größerung des Arbeitsspaltes wirf die folgende, au: ebenfalls von der Wechselstromquelle 155 gespeist Gleichung (1) ableitbare Gleichung eingehalten: wird. Der Phasendiskriminator 158 bewirkt einen 55

Gleichstrom, dessen Größe ein Maß für die Ge- V = Q-Jg (3) schwindigkeit ν und damit eine Durchflußmenge Q

des Elektrolyten ist. Diese Zunahme der Größe des Arbeitsspaltes ver

Die in Fig. 1 dargestellte Bearbeitungsvorrichtung ursacht eine Zunahme der Durchflußmenge Q de

arbeitet wie folgt: Die gemessene Durchflußmenge Q 60 Elektrolyten aber die Bezagsgröße O₀ hinaus. Hier

des Elektrolyten wird mit der am Vergleichspunkt auf reagiert die beschriebene Regeleinrichtung 126

126 des Potentiometers 125 abgegebenen Bezugs- 128 derart, daß der Bearbeitungsstrom/ und dami

größe Q₀ verglichen. Wenn die gemessene Durch- die Stromdichte J ansteigt. AJs Ergebnis hiervon ver

flußmenge Q größer als die Bezugsgröße Q_n ist. steu- ringen sich der Arbeitsspalt g, bis die Ausgangsgrößi

crt der Zündstromkreis 128 die beiden Thyristoren 63 gemäß Gleichung (3) erreicht ist. Die Durchfluß

122a und 122/? derart an. daß der durch die Steuer- menge Q stellt sich somit erneut auf die Bezugs

wicklung 118 fließende Steuerstrom /, erhöht wird. größe Q, ein, so daß der Arbeitsspalt im wcsent

Dieser Slromiinsticj: verursacht eine stärkere Vor- liehen konstant gehalten wird.

7 8

Wenn der spezifische Widerstand ρ des Elektro- chendes Signal zugeführt. Das gebildete Fehlersignal ε

lyten zugenommen hat, wird dagegen das Servo- wird über einen Verstärker 206 einem Potentiometer

system 130 derart angesteuert, daß der Arbeitsspalt 142 zugeführt. Wenn die gemessene Durchfluß-

zur Konstanthaltung der Betriebsspannung V in be- menge Q kleiner ist als die Bezugsgröße Q₀, steigt die

zug auf die Bezugsspannung V₀ verringert wird. Diese 5 Ausgangsleistung proportional dem Fehlersignal ε.

Abnahme des Arbeitsspaltes g bewirkt eine Ab- Somit verringert sich die Bezugsspannung F₀, wenn

nähme der Durchflußmenge Q des Elektrolyten. die gemessene Durchflußmenge Q größer als die Be-

Hierauf reagiert die beschriebene Regeleinrichtung zugsgröße Q₀ ist, und verzögert sich, wenn die ge-

126, 128: Der Betriebsstrom verringert sich. Der Ar- messene Durchflußmenge Q kleiner als die Bezugs-

beitsspalt wird infolgedessen so lange vergrößert ge- ίο größe Q₀ ist.

maß Gleichung (3), bis die Durchflußmenge Q er- Die in F i g. 4 gezeigte Vorrichtung arbeitet wie neut gleich der Bezugsgröße Q₀ ist. Dementsprechend folgt: Wenn der spezifische Widerstand ρ des Elekwird der Arbeitsspalt g im wesentlichen auf der vor- trolyten und damit die Arbeitsspannung V abnimmt, bestimmten konstanten Größe gehalten. während der Betriebsstrom und damit die Strom-Dies erfordert jedoch, daß die Pumpe 107 eine 15 dichte unverändert bleibt, so wird die Steuerwicklung relativ große Förderleistung aufweist, so daß sie an 143 derart angesteuert, daß die Größe des Arbeitsder Ausgangsseite einen im wesentlichen unveränder- spaltes zunimmt. Diese Zunahme der Größe des Arten Druck erzeugt. beitsspaltes verursacht eine Zunahme der Durchfluß-Obwohl eine oder auch beide Bezugsgrößen Q₀ menge des Elektrolyten, was zu einem Absinken in und F₀ durch Einstellung des oder der Schleifkon- 20 der Bezugsspannung F₀ führt. Daraufhin durchfließt takte der entsprechenden Potentiometer verändert Jie Steuerwicklung 143 ein Gleichstrom, der zur Verwerden können, wird unterstellt, daß die Bezugs- ringerung des Arbeitsspaltes führt, so daß die nungröße Q₀ unverändert bleibt. Wenn das elektrische mehr verringerte Spannung F₀ erneut der Glei-Versorgungssystem 112-114-117 eine abfallende chung (I) entspricht. Als Ergebnis hiervon wird die Kennlinie aufweist, wie sie durch die Kurvenschar 25 Durchflußmenge Q gleich der Bezugsgröße Q₀ gein F i g. 3 gezeigt ist — wobei die Betriebsspannung F macht. Der Arbeitsspalt wird somit auf seine Ausauf der Ordinatenachse und der Betriebsstrom / auf gangsgröße zurückgebracht. Andererseits verursacht der Abszissenachse aufgetragen wird — bleibt die ein Ansteigen des spezifischen Widerstandes des Elekverwendete Betriebsspannung F₁ unverändert, wobei trolyten den umgekehrten Ablauf der oben beschrie-F₀ der Leerlaufspannung entspricht. Steigt der durch 30 benen Servosteuerung, bis die tatsächliche Durchflußdie Steuerwicklung 118 fließende Gleichstrom /_r an, menge Q gleich der Bezugsgröße Q₀ ist. Auch hier so wird unter diesen Umständen der Arbeitspunkt wird der Arbeitsspalt auf seine Ausgangsgröße zudes Versorgungssystems parallel zur Abszissenachse rückgebracht. Es ergibt sich somit, daß die Steuerverschoben. Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung einrichtungen zur Regelung der Durchflußmenge Q kann auf diese Weise eine Vielzahl von Werkstücken 35 des Elektrolyten auf eine vorbestimmte Bezugsgrößc mit hoher Genauigkeit elektrolytisch in die ge- zugleich jede auf eine Änderung in dem spezifischen wünschte Form bringen, und zwar unabhängig von Widerstand des Elektrolyten zurückzuführende VerVeränderungen der Konzentration und Temperatur änderung des Arbeitsspaltes verhindern. Der Arbeitsdes verwendeten Elektrolyten. spalt kann dabei auf seiner vorgegebenen Größe gc-Die in F i g. 4 gezeigte Ausführungsform ist der in 40 halten werden, solange die Pumpe 107 an seiner F i g. 1 gezeigten ähnlich, wobei für entsprechende Ausgangsseite einen unveränderten hydraulischen Teile dieselben Bezugszeichen verwendet werden. Ge- Druck liefert. Wenn die Stromquelle der Vorrichtung maß F i g. 5 ist jedoch ein Stromwandler 201 induk- gemäß F i g. 4 eine fallende Kennlinie aufweist, wie tiv mit dem die Gleichrichteranordnung 117 mit dem durch die Kurvenschar von Fig. 5 dargestellt, wird Werkstück 102 verbindenden Leiter gekoppelt, wo- 45 der Bearbeitungsstrom / auf einer konstanten Größe durch der Betriebsstrom / gemessen wird. Der Meß- gehalten, welche gleich der Größe Z₁ sein kann, und strom des Meßwandlers 201 mit vorgegebener, im der Arbeitspunkt verschiebt sich parallel zur Ordinavorliegenden Fall negativer Polarität wird einem Ver- tenachse, sobald die Durchflußmenge Q des Elektrogleichspunkt 202 zugeführt. Ein Bezugsstromgenera- lyten sich verändert.

tor 203 enthält eine mit dem negativen Pol geerdete 5° F i g. 6 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform Gleichstromquelle 204 und ein dazu parallelgeschal- einer Vorrichtung nach der Erfindung, welche im tetes Potentiometer 205, dessen Schleifkontakt eben- Gegensatz zu den Fig.! und 4 einen Mechanismus falls mit dem Vergleichspunkt 202 verbunden ist und zum Vorschub der Bearbeitungselektrode m Richtung ein vorgegebenes konstantes Bezugssignal Z_n positiver auf das Werkstück bei konstanter Geschwindigkeit Polarität für den Bearbeitnngsstroin liefert. An dem 55 aufweist. Falls nämlich die verwendete elektrische Vergleichspunkt 202 wird die Differenz zwischen dem Energiequelle keinen konstanten Strom abgibt, kann gemessenen Arbeitsstrom / und dem Bezugsstrom /₀ bekanntlich die Stromdichte eines durch den Arbeitsgebildet, welche entweder positiv oder negativ sein spalt fließenden Stroms in Abhängigkeit von der Vorkann. Dieses Differenzsignal wird in ähnlicher Weise. Schubgeschwindigkeit eingestellt, also unabhängig wie bei Fig. 1 beschrieben, dem Verstärker 127 zu- 60 von der Größe des spezifischen Widerstandes des geführt, so daß der Bearbeitungsstrom auf einer vor- Elektrolyten und der entsprechenden Arbeitsspangegebenen konstanten Größe /„ gehalten wird. Da die nung konstant gehalten werden. Es läßt sich deshalb Bezugsspannung F₀ in Übereinstimmung mit der aus der Gleichung(I) ableiten, daß bei konstant gc-Durchflußmengc Q des Elektrolyten verändert wird, haltcncm spezifischem Widcrsiad des Elektrolyten während der Bearbeitungsstrom unverändert bleibt, 65 nur die betreffende Arbeitsspannung V auf einem wird einem Vergleichspunkt 126 einerseits eine wie vorgegebenen konstanten Wert gehalten werden muli, nach Fig. I gebildete Bc/ugsgröße Q₀ und anderer- um den Arbeitsspalt unverändert 711 belassen. Da jescit¹· ein der gemessenen Durchflußmenge Q cntsprc- doch der spezifische Widerstand des Elektrolyten

9 ' ίο

während des elektrolytischen Abtragungsvorganges führt ist. Ein Ansteigen des spezifischen Widerstan-

vanieren kann, ist es erforderlich, eme solche Ver- des des Elektrolyten verursacht dagegen S zu

änderung des spezifischen Widerstandes zu kompen- dem oben beschriebenen Vorgang umgekehrten Ab-

sieren. Bei der Vorrichtung gemäß Fig. 6 kann dies lauf, bis der Arbeitsspalt in seine ursprüngliche

durch eine entsprechende Änderung der Arbeitsspan- ₅ Größe zurückkehrt, während die tatsächlStouchr

Fig.e.inwe.cherentsprechendeodergleicheEle-

t Ji ^! Ϊ f* *" S^i^f ^^^^^Ά to

¹⁰ StÄ^S

Antnebsntzel 302 und einen zum Antrieb des An- entsDrechenrie „ηΓ „ι · Γ?.' , · · j triebsritzels 302 dienenden Nebenschlußmotor 303 t₅ FigTunJ I ,Sden h Γ ^" **

Drehzahl des Nebenschlußmotors 303 auf einer vor- ao tentioLVer ϊοί ^ _c ⁴?! .^a"g^eschlos^^{nen P}°-

die Differenz zwischen einem der gemessen!« Durch- _a5 2
flußmenge ρ entsprechenden Signal und der Bezugs- Γ ^ΐ^
größe O₀ gebildet. Das so gebildete Fehlersignal wSl renz entS™ν

über einen Verstärker 307 einem Potentiometer 30» S?annu^ff_e™^ ^gT ? ?%
zugeführt, dessen Schleifkontakt mit einem anderen führt ΑΪΤΕ ^ .'"L ^V^^rk" ¹²J ²^T Vergleichspunkt 309 verbunden ist. Der Verstärker 30 mZrforaΐ_Ρ "«' h^r^T ** <*" i"? · h 307 gibt eine Ausgangsspannung ab, die in Polarität der R™ ^g- '„^{die Betne}bsspannung V gleich

und Größe der Differenz zwischen der gemesSn Sch H^XST₁! > I⁶"¹^^{1 Werden}' Γ^ *" Durchflußmenge und der Bezugsgröße entspricht ^Ä/l? ^!««»"»i
Genauer gesagt, die Ausgangsspannung des Verstär- SSenhaSmh ΐκ ?^™
kers 307 verringert sich proportional zum Differenz- 35 gSsJunkt IM ein!' J₁Sf**"*⁶¹?' ?^{!det de} Ύ_τ wert, wenn die gemessene Durchflußmenge Q größer EtarSSw η I ^D^^e,^renz eschen e.nem der als die Bezugsgröße Q₀ ist, und vergrößert tkhfSS S und e3 H»*^{1 Elek}i^roly^t€n entsprechenden die gemessene Durchflußmenge kleiner als de Be- aSuiil^ ^BeziW^oße Go- Diese Differenzzugsgröße ist. Ein parallel zum Arbeitsspalt liegen- ΪΠΧΖί ^⁶"^{1 Verst}|^{rker 404} «erführt, desdes Potentiometer 310 liefert eine zu der Bearbei- 40 schloßen isf^A³" *" ^{Potentiometer 405 an}j£ tungsspannung V proportionale Spannung an den SS^Sb e" Z A^nf»«¹"»^{1 des} Verstärkers 404 Vergleichspunkt 309, an welchem eine Differenz zwi- S die tatsäcÄ η ίΓ« ^Dlffere"^zsigⁿ _r ^ai ^a"' sehen dieser Spannung und der Bezugsspannung V_a d^le^^^A ■ ^{Durchflußmen}ge Q großer als gebildet wird, welche proportional zu dem Unter- SSiS^ST?!^⁰· '^{St> U}"^{d verrm}8^{ert sich} Ρ^ΓΟΡ°Γ schied zwischen der gemessenen Durchflußmenge Q ₄, ^e oZeSl T^*^{1 WCn}" ^{die Dur}^^hflußdes Elektrolyten und der Bezugsgröße Q₀ ist. Diese ScwfffÄn.ilt L »^{ie Bezi}W^öße O₀ ist. Die am Differenzspannung des Vergleichspunktes 3»9 wird sSrnnml"Λ J * Potentiometers 405 abeeeebene einem Verstärker 127 zugeführt, welcher die Arbeits- £ £ ?" ^{eine Bezu}S^sg™Be /. für die Stromspannung in Jer bereits in Verbindung mit Fig. 1 406 ™οΓλS? ^"k^{zusätzlichen} Vergleichspunkt beschriebenen Weise auf der vorgegebenen konsL- ₅„ von de? nS^ 9^ie _u ^Bez«g^röße /, hängt also ten Größe hält Im übrigen ist die Vorrichteng mit und S£r^^a^/^^^{du!a der} Durchflußmenge Q der « F i g. I gezeigten Vorrichtung im wesenüichen ΕίηΟ^Γ *** *L·

identisch. , ^"^««aBtroniniotor 303 enthält eine FeWwick-

Die in F i g. 6 dargestellte Vorrichtung arbeitet wie ν^Ζ^Μ^^ί^^{0 F} *⁸ tf^jfS

folgt: Wenn die Arbeitsspannung V and die Strom- « dfc 1235?^?!?* ^m *"*& ^Wrd' **["*

dichte / unverändert bleiben, bedingt ein Abfallen brück? iS^ ^ ^¹"* ^⁰⁶ Vonweggleichrichtei-

des spezifischen Widerstandes des Elektrolyten, daß ₄₀₈ !LiT · ^P^¹ ^ ^Die Gleichrichterbrifcke

der Arbeitsspalt g in Übereinstimmung mit Gleichung dfedeTieg JS^iT*^ ^{Uung ei}° ^Paar """¹^

(1) vergrößrt id Di ht i Ait f ^JI 'f Tl^J^F

p g mmung mit Gleichung dfedeTieg JS^iT^^

(1) vergrößert wird. Dies verursacht ein Ansteigt and «fauf ^J₁I n'f Tl^J^F"^ ίϋ

der Durchflußmenge Q über die BezugsgrußeQ,, 60 408 wirrf^ ^d GleichnchterbrScken 407 Bad

hinaus, was wiederam bei der beschrieben Re«- 4™ ^Z T T^ ^«PhaseiiwechselstroiiiqudBe

lung ein Abfallen der Arbeitsspannung V gegenüber riskW?» Die »euerelektrodea der beiden TTiy-

d Ptti 308^b B^S ϊί Zii^L "?^" f" ^¹«^^^

g png gegenüber riskW?»

der am Potentiometer 308^geben» Be^pspS- ϊί₄ ZiirW^L "n?^" f"

nung V, nach sich rieht. Demzufolge wird der Ar- ftüe^SSS?· ^ ^Ctal*^Ä«^l(I»

beitsspalt in Übereinstimmung mit Gleichung (I) er- «5 weteher 2ί^ 1 ^α8βΠΙ G«¹⁶™*⁰¹" ^

neut kleine bi di ttählfch DhflS Q * STT Ä^^^

beitsspalt in Übereinstimmung mit Gleichung (I) er- «5 weteher 2ί^ 1

neut kleiner, bis die tatsächlfche DurchfluSmenge Q * SbTdT aÄ.^^^⁸*^{1 d}f ^?^^

erneut der Bezgsgröße O tiht d dTA^ SäS^ ^Vc^^af*^sP^a°^ *** ** ^emer

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erneut der Bezugsgröße O₀ entspricht und deTA^ enSäaS^ , ^P

beitsspalt auf sd? ursprün^icte Größe zurückge- gKcS^tnSf^^{11611 8620}S⁸^ ^. J£

«**b= gncnen wird. Somit wmd ein Diffetwizsicnal zwischen

der gemessenen Stromdichte J und einer Bezugsgrößc J_n entweder mit positiver oder negativer Polarität erzeugt, das über einen Verstärker 415 dem Zündstromkreis 414 zugeführt wird. Der Zündstromkreis 414 dient dazu, den Zündwinkel der beiden Thyristoren 411 und 412 zu steuern. Wenn die gemessene Stromdichte J größer als die Bezugsgröße J₀ ist, bedingt dies ein Absinken des Ankerstroms des Gleichstrommotors 303. Wenn dagegen die Stromdichte J geringer als die Bezugsgröße J_n ist, wird der Ankerstrom vergrößert. In jedem Fall wird die Stromdichte J wieder auf die Bezugsgröße J₀ eingestellt. Im übrigen ist die in F i g. 7 dargestellte Vorrichtung der in Fig..6 gezeigten Vorrichtung identisch.

Die in F i g. 7 dargestellte Vorrichtung arbeitet wie folgt: Es sei angenommen, daß die Arbeitsspannung V unverändert bleibt, während der spezifische Widerstand Q des Elektrolyten sich so verändert, daß sich der Arbeitsspalt vergrößert. Die Durchflußmenge Q steigt dadurch über die Bezugsgröße Q₀ an, wodurch wiederum die Bezugsgröße J₀ sich vergrößert. Dies wiederum führt zu einem Ansteigen der Vorschubgeschwindigkeit der Bearbeitungselektrode gegenüber dem Werkstück 102. Dadurch ergibt sich ein Anstieg der Stromdichte J, bis die Durchflußmenge Q gleich der Bezugsgröße Q₀ ist, wobei der Arbeitsspalt auf seine ursprüngliche Größe zurückkehrt.

Eine entgegengesetzte Veränderung des spezifischen Widerstandes des Eletkrolyten verursacht eine Abnahme des Arbeitsspaltes und damit der Durchflußmenge Q. Die Stromdichte wird dann so lange verändert, bis der Arbeitsspalt gleichfalls auf seine ursprüngliche Größe zurückkehrt. Die Vorschubgeschwindigkeit der Bearbeitungselektrode wird somit in Übereinstimmung mit der Differenz zwischen der tatsächlichen Stromdichte J und der Bezugsgröße J₀

ίο geregelt, so daß unabhängig von der Temperatur und Konzentration des Elektrolyten der Arbeitsspalt auf einer vorgegebenen konstanten Größe gehalten wird.

In F i g. 8 ist eine Turbinenschaufel dargestellt,

welche erfindungsgemäß elektrolytisch bearbeitet worden ist. Zur elektrolytischen Abtragung werden die inneren und äußeren Oberflächen 46 α und 46 der Turbinenschaufel 46 gegenüber einem Paar Be arbeitungsclektroden unter Einhaltung eines vorge gebenen Arbeitsspaltes angeordnet. Jede Abweichun von einer gegebenen Größe des Arbeitsspaltes be wirkt dabei eine Abweichung der maximalen Dicke/| der Turbinenschaufel. Es wurde festgestellt, daß be Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zu elektrolytischen Bearbeitung einer Vielzahl von Tup binenschaufeln mit einer maximalen Dicke h vo 10 mm eine Dickentoleranz von nur ±0,02 mm ζ erreichen ist, was eine hohe Bearbeitungsgen auigke darstellt.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. den Arbeitsspalt mit einer Breite von gem durchPatentansprüche: fließt, um einen Oberiiächenabschnitt S in cm* auf dem

   Werkstück zu bearbeiten, wobei an den Arbeitsspalt

   1. Verfahren zur Konstanthaltung des Arbeite- eine Bearbeitungsspannung V in Volt aagelegt wird Spaltes unter Regelung der Betriebsparameter 5 und ein Bearbeitungsstrom / in Ampere fließt Unter Strom, Spannung und Vorschubgeschwindigkeit den angenommenen Bedingungen kann die Größe des in einer elektrolytischen Bearbeitungsvorrichtung, Arbeitsspaltes g durch folgende Gleichung ausgedadurch gekennzeichnet, daß als Regel- drückt werden:

   größe für die Regelung eines der Betriebspara- _ 1 KS _ J. V_ ....

   meter Strom, Spannung und Vorschubgeschwm- »o ⁸ ~ ~e '}~ ~ Q J ' digkeit die Durchflußmenge des von einer einen

   konstanten Druck erzeugenden Pumpe durch die wobei J die Stromdichte des fließenden Stromes dar-

   Bearbeitur.gselektrode hindurch in den Arbeits- stellt und I/S entspricht

   spalt geleiteten Elektrolyten verwendet wird, wäh- Um den Arbeitsspalt konstant zu halten, wurde rend ein weiterer dieser Betriebsparameter auf 15 bisher die Bearbeitungsspannung V auf einen voreinen vorgegebenen konstanten Wert geregelt bestimmten konstanten Wert geregelt und gleichzeitig wird. die Vorschubgeschwindigkeit zwischen Werkstück

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- und Bearbeitungselektrode konstant gehalten, um sokennzeichnet, daß bei Verwendung der Elektro- mit die Stromdichte J auf einer gegebenen konstanlytdurchflußmenge als Regelwert für den Be- »o ten Größe zu halten (GB-PS 1 081 902 und 936840). tricbsstrom die Betriebsspannung mit Hilfe eines Durch Konstanthalten der Bearbeitungsspannung V zusätzlichen Regelkreises konstant gehalten wird und der Stromdichte J während der Bearbeitung kann (Fig. 1). nach Gleichung(1) der Arbeitsspalt konstant ge-

   Ti. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- halten werden, solange der spezifische Widerstand

   kennzeichnet, daß bei Verwendung der Elektrolyt- 25 des flüssigen Elektrolyten eine konstante Größe hat.

   durchflußmenge als Regelwert für die Betriebs- In der Praxis ist jedoch der spezifische Widerstand

   spannung der Betriebsstrom mit Hilfe eines zu- des Elektrolyten nicht konstant, weil im Betrieb der

   sätzlichen Regelkreises konstant gehalten wird flüssige Elektrolyt Änderungen der Temperatur und/

   (F i g. 4). oder Konzentration unterliegt und sich außerdem mit

   4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- 30 den durch die gegebene Elektrolyse in Lösung gekennzeichnet, daß bei Verwendung der Elektrolyt- henden Produkten vermischt

   durchflußmenge als Regelwort für die Betriebs- Es ist daher auch bekannt (GB-PS 937 681,

   spannung die Vorschubgeschwindigkeit der Be- 1036 549, 1014 313 und 1071432), zusätzlich den

   arbeitungselektrode mit Hilfe eines zusätzlichen spezifischen Widerstand des flüssigen Elektrolyten

   Regelkreises konstant gehalten wird (F i g. 6). 35 zu messen, um dadurch ein Korrektursignal abzulei-

   5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- ten, mit welchem die angelegte Betriebsspannung kennzeichnet, daß bei Verwendung der Elektrolyt- bzw. der Betriebsstrom im Hinblick auf eine Kondurchflußmenge als Regelwert für die Vorschub- stanthaltung des Arbeitsspaltes korrigiert werden geschwindigkeit der Bearbeitungselektrode ge- kann. Die Bestimmung des spezifischen Widerstandes genüber dem Werkstück die Betriebsspannung 40 des Elektrolyten bereitet jedoch einige Schwierigkeimit Hilfe eines zusätzlichen Regelkreises konstant ten, weil diese Größe nur durch Messung von Strom gehalten wird (F i g. 7). und Spannung festgelegt werden kann, diese Messung aber gerade dort, wo der spezifische Widerstand des Elektrolyten gemessen werden sollte, nämlich im

   45 Arbeitsspalt, nicht vorgenommen werden kann, weil

   die Strom- und Spannungswerte im Bereich des Arbeitsspaltes konstant gehalten werden sollen und demzufolge bereits Sollwerte sind. Für die Bestim-

   Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein mung des spezifischen Widerstandes können diese Verfahren zur Konstanthaltung des Arbeitsspaltes 50 Werte somit nicht gleichzeitig als Istwerte verwendet unter Regelung der Betriebsparameter — Strom, werden. Der spezifische Widerstand des Elektrolyten Spannung und Vorschubgeschwindigkeit — in einer muß somit an einer von dem Arbeitsspalt entfernt elektrolytischen Bearbeitungsvorrichtung. liegenden Stelle bestimmt werden, so daß notgedrun-

   In einer elektrolytischen Bearbeitungsvorrichtung generm-ßen zusätzliche Fehlerquellen in Kauf gewird eine Bearbeitungselektrode einem anodisch gc- 55 nommen werden müssen.

   schul;;... η Werkstück unter Aufrechterhaltung eines Ausgehend von di^em Stand der Technik liegt der

   geringen Arbeitsspaltes in einem flüssigen Elektro- Erfindung demzufolge die Aufgabe zugrunde, ein lyten angenähert. Durch das zwischen der Bearbei- Verfahren zur Regelung der Betriebsparameter bei tungselektrode und dem Werkstück angelegte elek- einer elektrolytischen Bearbeitungsvorrichtung zu trische Potential wird der durch den Arbeitsspalt 60 schaffen, bei welchem durch Veränderung des speziströmendc Elektrolyt elektrolysiert und dabei in dem fischen Widerstandes des Elektrolyten bedingte Feh-Werkstück eine Ausnehmung oder Bohrung von vor- ler nicht auftreten können.

   gegebener Form gebildet. Dabei muß die Breite des Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß

   Arbeitsspaltes zur Gewährleistung der Bearbeitungs- als Regelgröße für die Regelung eines der Betriebsgenauigkeit während der Bearbeitung konstant ge- 65 parameter Strom, Spannung und Vorschubgeschwinhalten werden. digkeit die Durchflußmenge des von einer einen kon-

   Es wird nun angenommen, daß ein flüssiger Elek- stanten Druck erzeugenden Pumpe durch die Beartrolyt mit einem spezifischen Widerstand ρ in Ω/cm beitungselektrode hindurch in den Arbeitsspalt ge-