DE1926885A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Feststellung abnormaler Zustaende im Lichtbogenspalt - Google Patents

Description

DR. ING. E. HOFFMANN · DIPL. ING. W. EITLE · DR. RER. NAT. K. HOFFMANN

PATENTANWÄLTE D-8000 MÖNCHEN 80 · MARIA-TH ERESiA-STRASSE 6 · TELEFON (0811) 441061

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MITSUBISHI DBNKI KABUSHIKI KAISHA, Tokyo (Japan)

Verfahren und Vorrichtung zur Peststellung abnormaler Zustände im Llchtbogenspalt

Die vorliegende Erfindung bezieht sieh auf ein Verfahren zur Peststellung eines abnormalen Betriebszustandes bei Lichtbogenbearbeitungsvorrichtungen mit einem zwischen Bearbeitungselektrode und Werkstück vorhandenen Bearbeitungss^Jplt, sowie auf eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Bei der Bearbeitung von Werkstücken mittels eines Lichtbogens wird in einem zwischen einem Werkstück und einer Bearbeitungselektrode vorhandenen Bearbeitungsspalt, der im allgemeinen mit einem elektrisch isolierten Medium wie Öl - gefüllt ist, eine elektrische Entladung ausgelöst. Innerhalb des Bearbeitungsspaltes können jedoch sehr oft abnormale Betriebszustand^ auftreten, indem beispielsweise das elektrisch isolierende Medium stark

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ionisiert wird, wodurch die Durchschlagstärke zusammenbricht. Unter diesen Umständen wird selbst bei sehr niederen Spannungen eine elektrische Entladung aufrechterhalten. Bei eine kontinuierliche Ausgangs spannung aufweisenden Lichtbogenbearbeitungsvorrichtungen bildet sich somit innerhalb des Bearbeitungsspalts ein kontinuierlicher Lichtbogen hoher Intensität, durch welchen auf dem bearbeiteten Werkstück starke Narben hervorgerufen werden.

Derartige abnormale Lichtbogenzustände werden oft bei Bearbeitungsvorrichtungen beobachtet, bei welchen die Erzeugung des Lichtbogens durch Entladung"eines Kondensators erzeugt wird. Um derartige abnormale Zustände festzustellen, wurde .bereits vorgeschlagen, an dem Bearbeitungsspalt einen Widerstand anzubringen und an demselben den Mittelwert der Spannung zu messen. Wenn dieser Mittelwert ungefähr der in der Größenordnung von 20 V liegenden Lichtbogenspannung entspricht, bedeutet dies das Auftreten eines abnormalen Lichtbogenzustandes.

Zur Verringerung der Größe der an dem zu bearbeitenden Werkstück auftretenden, durch derartige abnormale Lichtbogenzustände hervorgerufenen Narben ist bereits vorgeschlagen worden, eine mit Impulsen arbeitende Lichtbogenbearbeitungsvorrichtung zu verwenden. Bei derartigen Vorrichtungen werden die Impulse derart aufeinanderfolgend dem Bearbeitungsspalt zugeführt, da^ selbst wenn die elektrische Isolation innerhalb des elektrisch isolierenden Mediums des Bearbeitungsspalts zusammenbricht, sich dieselbefaieder aufbauen kann, bevor der nächste Impuls auftritt. Demzufolge können abnormale Lichtbogenzustände in der Regel vermieden werden.

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Gelegentlich können trotzdem abnormale Lichtbogenzustände auftreten. Da die bisher bekannten Verfahren für derartige mit Impulsen arbeitende Lichtbogenbearbeitungsvorrichtungen ungeeignet sind, besteht demzufolge der Wunsch nach einer Einrichtung, mit welcher bei derartigen Bearbeitungsvorrichtungen abnormale Lichtbogenzustände festgestellt werden können.

Demzufolge 1st es Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zu schaffen, das diesen obengenannten Nachteil nicht aufweist und mit welchem insbesondere bei Impulsbetriebenen Lichtbogenbearbeitungsvorrichtungen abnormale Lichtbogenzustände innerhalb des Bearbeitungsspalts äußerst zuverlässig festgestellt werden können.

Es ist ferner ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Einrichtung zu schaffen, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitet.

Erfindungsgemäß wird dieses Ziel dadurch erreicht, daß zuerst festgestellt wird, ob eine Spannung vorliegt, die höher als die an dem Bearbeitungsspalt auftretende Lichtbogenspannung ist, und daß ein abnormaler Betriebszustand dann festgestellt wird, sobald innerhalb eines ReferenzzeitIntervalls keine Spannung höher als die Lichtbogenspannung an dem Bearbeitungsspalt aufgetreten ist.

Bei einem Bearbeitungsspalt mit kurzzeitig angelegten Impulsen und dazwischen vorhandenen Impulspausen besteht das erfindungsgemäße Verfahren vorzugsweise darin, daß festgestellt wird, ob Innerhalb eines Referenzzeitintervalls eine Spannung gleich der Leerlaufspannung

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des Impulses an dem Spalt auftritt, was auf einen abnormalen Betriebszustand schließen läßt. Das Referenzzeitintervall ist vorzugsweise länger als die Dauer von wenigstens zehn aufeinanderfolgenden Impulsen einschließlich der dazwischenliegenden Impulspausen,

Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß folgende Elemente vorgesehen sind:

a) ein erstes Element, dessen anliegende Spannung von einem bestimmten Wert unter vorgegebenen Bedingungen und in Abhängigkeit der Zeit auf einen bestimmten Wert veränderbar ist|

b) ein zweites Element, das auf die innerhalb des Bearbeitungsspalts auftretende Spannung anspricht, wenn dieselbe höher als eine am Bearbeitungsspalt auftretende Spannung ist, wodurch die am ersten Element auftretende Spannung hinsichtlich ihrer Veränderung unterbrochen wird und anschließend in vorgegebener Weise sich in Abhängigkeit der Zeit verändert;

c) eine Betätigungseinrichtung, die auf die Spannung an dem ersten Element anspricht, wodurch ein abnormaler Betriebszustand festgestellt wird.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Einrichtung gemäß der Erfindung ist das erste Element vorzugsweise ein tfuch eine Gleichspannunpcsauelle aufgeladener Kondensator, dessen Spannung mit einer festgegebenen Zeitkonstante von einem Nullwert ansteigt. Das zweite Element ist vorzugsweise ein Transistor, dessen Emitter-Kollektorstrecke mit dem Kondensator verbunden ist, woduröi ein Ansteigen

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eier am Kondensator anliegender Spannung unterbunden werden kann, indem dieselbe erneut auf den Nullwert absinkt. Zusätzlich ist eine Zenerd.iode vorgesehen, die in Abhängigkeit der an dem Bearbeitungsspalt anstehenden Spannung leitend wird, sobald eine Spannung" höher als die innerhalb des Bearbeitungsspaltes herrschende Lichtbogenspannung auftritt, wodurch der Transistor in seinen leitenden Zustand gebracht wird..

V/eitere Einzelheiten der Erfindung sollen im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert und beschrieben werden, wobei auf die "beigefügte Zeichnung Bezug genommen ist» Es zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Schaltdiagramm einer Lichtbogenbearbeitungsvorrichtung mit einem einen Kondensator aufweisenden Relaxionsoszillator;

Fig. 2 ein Diagramm zur Darstellung der an der Elektrode der Vorrichtung gemäß Fig. 1 auftretenden Wellenformen;

Fip. 3 ein schematisches Sehaltdiagramm einer mit Spannungsimpulsen arbeitenden Lichtbogenbearbeitungsvorrichtunp·;

Fig. b ein schematisches Schaltdiagramm einer mit einer Einrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung versehenen Lichtbogenbearbeitungsvorrichtung; und

Fig. 5a, 5b schematische Darstellungen der zur Erläuterung der Funktionsweise der Erfindung auftretenden Wellenformen.

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Im folgenden soll auf Pig. 1 der Zeichnung Bezug genommen werden, in welcher eine Lichtbogenbearbeitungsvorrichtung bekannter Konstruktion mit einem Kondensatorßelaxionsoszillator dargestellt ist. Die Anordnung besteht aus einer Gleichstromquelle 1Ü, an welcher· in Serie ein Ladewiderstand 12 und ein Kondensator angeordnet sind. Der Kondensator I^ liegt parallel zu dem zwischen einer 3earbeitungselektrode 16 und einem Werkstück 18 vorhandenen Bearbeitungsspalt. Sobald die Gleichstromquelle Io den Kondensator l4 bis auf eine bestimmte Spannung geladen hat - die im wesentlichen der Durchschlagsspannung durch das nicht dargestellte, innerhalb des Bearbeitungsspaltes vorhandene elektrische Isoliermedium ist - tritt innerhalb des Bearbeitungsspaltes eine Entladung auf,, wodurch das Werkstück 18 elektrisch bearbeitet wird. Dieses Verfahren wird solange wiederholt, bis d.as Werkstück 38 auf eine Form gebracht wird, die komplementär der Bearbeitungselektrode 16 ist.

Fig. 2 zeigt die an dem Bearbeitungsspalt 16, 1& auftretende Spannung bei der in Fig. 1 dargestellten Lichtbogenbearbeitungsvorrichtung. In dieser Pig. 2 stellt die Abszisse die an dem Bearbeitungsspalt bzxv. an der Elektrode auftretende Spannung dar, während die Ordinate der Zeitachse entspricht. Während des normalen Betriebszustandes der Lichtbogenbearbeitungsvorrichtung wird der Kondensator 1Λ zuerst von der Gleichstromquelle 10 über den Widerstand 12 entsprechend einer Exponentialkurve 20 aufgeladen, bis die Durchschlagsspannung an dem elektrisch isolierten Medium eintritt. Zu diesem Zeitpunkt liefert der Kondensator lA einen Stromstoß dem Bearbeitungsspalt l6, l8, wodurch an dem Bearbeitungsspalt eine normale elektrische Entladung kurzer Dauer eintritt. Diese Entladung dient zur elektrischen Bearbeitung des Werkstückes 18 und

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weist eine Spannung auf, die im wesentlichen der geringfüfipe Schwankungen, aufweisenden horizontalen Linie 22 entspricht.

Die Erfahrung hat jedoch gezeigt, daß beim Betrieb einer in Fig. 1 dargestellten Lichtbogenbearbeitungsvorrichtung innerhalb des Bearbeitungsspaltes gelegentlich ein anormaler Betriebszustand eintritt, was zu einem kontinuierlichen Lichtbogen führt. Bei einem kontinuierlichen Lichtbogen weist der elektrische Lichtbogen eine Spannung auf, wie sie beispielsweise durch die Linie ?Ä dargestellt ist, die anschließend an die expotentiale Kurve folgt und somit der Linie 22 von. Fig. 2 sehr ähiich, jedoch wesentlich langer ist. Bei der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung kann der Zustand eines anormalen Lichtborenzustends durch einen a.n den 3ea.rbeitungsspalt angelegten Widerstand festgestellt werden', an welchem die mittlere Spannung ,gemessen wird* Die den Linien 22, 2^ entsprechenden Spannungen sind im allgemeinen wesentlich geringer als die am Anfang der elektrischen Entladung auftretende Spannung und betragen im allgemeinen etwa 20 V.

wie dies bereits beschrieben worden ist, kann bei einer Bearbeitungsvorrichtung mit aufeinanderfolgenden Impulsen ebenfalls Farben an dem bearbeiteten Werkstück auftreten. Fip. 3 zeigt eine Lichtbogenbearbeitungsvorrichtung dieser Art, bei welcher ein Impulsgenerator 30 an der Elektrode l8 und. dem Werkstück 16 angeschlossen ist, so daß Irrpulse dem Bearbeitungsspalt 16, 18 zugeführt werden. Selbst Vi en η in dem elektrisch isolierten. Medium des Bearbeitungsspaltes l6, 18 ein Abfall der elektrischen Isolation eintritt, treten im all-gemeinen keine kontinuierlichen Lichtbogen auf, da in den Impulspausen ein Wiederaufbau der

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elektrischen Isolation möglich ist. Trotzdem können auch bei derartigen Lichtbogenbearbeitungsvorrichtungen innerhalb des Bearbeitungsspaltes gelegentlich anormale Be trieb s zu stan de auftreten..

Es ist jedoch äußerst unzweckmäßig, öas oben beschriebene Verfahren zu einer Peststellung der mittleren Spannung an dem Bearbeitungsspalt zu verwenden. Jedem Impuls folgt nämlich eine Impulspause, die in Abhängigkeit des zu bearbeitenden Ilaterials, der Bearbeitungsart sowie der Oberflächenbeschaffenheit bzw. Präzision der Bearbeitung gewählt Ttfird.. Eine Veränderung der Impulspause bewirkt jedoch eine Veränderung des Mittelwertes d.er an dem Bearbeitungsspalt auftretenden Spannung. Dies hat ^r/v.r Folge, daß das Kriterium zur Feststellung eines anormalen Betriebszustandes sich verändert, wodurch eine derartige Feststellung schwierig durchzuführer ist. Hit Hilfe der vorliegenden Erfindung können hingegen anormale Betriebszustand.^ selbst bei impulsbetriebener Lichtbogenbearbeitun.gsvorrichtuT^en genau festgestellt werden, indem gemessen wird, ob an dem Bearbeitungsspelt eine Spannung auftritt, die höher als die Lichtbogenspannung ist.

Im folgenden soll auf Fiρ:, 4 Bezug genommen werden, in welcher eine Lichtbogenbeärbeitungsvorrichtung mit einer nach d.en Prinzipien der vorliegenden Erfindung arbeitenden Einrichtung versehen ist. Ahnlich wie'Fig. 3 ist ein Impulsgenerator 40 an dem zwischen der Elektrode l6 und dem Werkstück l8 vorhandenen aearbeitungsspalt angeschlossen. Der Generator 40 ist bekannter Konstruktion (siehe beispielsweise US-Patentschrift 3 292 040). Es sei angenommen, daß der Impulsgenerator 40 Impulse erzeugt, deren Dauer 5OO Mikrosekunden beträgt, wobei Im-

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pulspausen zwischen O und 1 Sekunde vorgesehen sein können. Wie dies bereits erwähnt worden ist, ist die Impuls-• pause je nach dem zu bearbeitenden Material und der Bearbeitungsart - d.h. der gewünschten Ober'flachenbeschaffen he it und der Bearbeitungsgenauigkeit - gewählt. Die Materialien der Elektrode 16 und des Werkstückes 18 bestimmen, xielches der beiden El era en te an .der positiven Klemme des Iwpulsgenerators 4o angeschlossen sein muß. · Gemäß Pif;, 4 ist die positive Klemme des Generators 4o mit der üearbeitun_f7\selektrode 16 und die negative Klemme mit den Werkstück 18 verbunden. Es soll ferner verstanden sein, daß der zwischen der Elektrode 16 und dem Werkstück 18 vorhandene Bearbeitungsspalt mit einem geeigneten isolierende¹" Medium - beispielsweise Ol - gefüllt ist.

Wie dies in Fig. 4 dargestellt ist, ist der ßearbeifcungsspalt 16, 18 an einen Spannungsteilerkreis angeschlossen, der aus zwei ir Serie angeschlossenen Widerstünden 42, 44 bestellt. Der Verbindungspunkt der Widerstände 42, 44 ist mit der Katode einer Zenerelektrode 46 verbunden. Die Zenerdiode 46 spricht auf die an dem Verbindungspunkt der Wirlerstrände 42, 44 auftretenden Spannungen oberhalb eines Schwellwertes in bezug auf den Verbinrlungspunkt des Widerstandes 44 und. des Werkstückes 18 an, wodurch eine lieferen ^spannung erzeugt wird, deren Ber'eutunr irr folgend.en noch beschrieben sein soll. Die ?p.nerdiode 46 ist mit ihrer Anodenelektrode an die Basiselektrode b eines pnp-Transistors 48 verbunden. Der- 'Transistor 48 ist hingegen mit seiner Emitterelektrode e mit dem Verbindunpspunkt des Widerstandes 44 und des Werkstücks 18 und mit seiner Kollektorelektrode c mit einem Kondensator 50 verbunden, dessen anderer Anschluß mit der Emitterelektrode e des Transistors 48 verbunden ist. Der Kon-

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den s at or 50 ist ferner über einen veränderlichen Wirierstand 52 mit der positiven Klemme einer Gleichstromquelle 5^ verbunden, während die negative Klemme dieser Gleichstromquelle 5^- mit der Emitterelektrode e des Transistors k8 verbunden ist.

Unter Bezugnahme auf Fig. 5a ist die an dem Bearbeitungsspalt gemäß Fig. k auftretende Spannung in Abhängigkeit der Zeit dargestellt. Der Impulsgenerator ^O liefert an dem zwischen Elektrode 16, 18 vorhandenen Bearbeitungsspalt eine Impulsdauer T. aufweisende Impulse, wobei die Dauer der Impulspausen T_? ist. Wie dargestellt, besteht d.er Impuls 60 aus zwei Impulsteilen 62, 6^. Der Impulsteil 62 entspricht d.em Leerlauf, solange keine elektrische Ladung an dem Bearbeitungsspalt l6, 18 auftritt. Dieser Impulsteil 62 weist somit eine Spannung auf, die höher ist als die während der Entladung auftretende Spannung. Die Leerlaufspannung muß genügend hoch sein, um an dem Bearbeitungsspalt eine elektrische Entladung auszulösen und beträgt beispielsweise 80 V. Die Lichtbogenspannung kann hingegen beispielsweise 20 V" betragen und entspricht dem Impulsstück 6^J-, während welchen geringfügige Fulsationen auftreten, wie dies in Fig. 5a dargestellt ist.

Das Verhältnis des Widerstandes ^2, kk ist derart gewählt, daß beim Auftreten des Leerlaufimpulsstückes 62 an dem Widerstand *J4 ein Spannungsabfall auftritt, der genügend groß ist, um eine Zündung der Zenerdiode zu erreichen. Die Zenerdiode ^L\-6 verbleibt jedoch in ihrem nichtleitenden Zustand, solarge an dem Bearbeitungsspalt· Lichtbogenspannungen auftreten. Bei wie oben beschriebenen Leerlauf- und Lichtbogenspannungen können die Widerstände ^2, i|4 Werte von 10 und 3,3 kg 0hm aufweisen, so daß

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während des Leerlaufes am Widerstand 44 ein Spannung sab.-fpll vor ungefähr 20 V und während des Auftretens eines Lichtbogens von etwa 5 v" auftritt, wobei die Zenerspannung der Zenerdiode 46 ungefähr 12 V beträgt.

"Der Durchschlag der Zenerdiode 46 erzeugt an dem Transistor 48 einen Basisstrom, wodurch die Kollektor-Es:itter-S trecke des Transistors 48 leitend wird, so daß der Kondensator 50 kurzgeschlossen ist. Wenn hingegen an dem Bearbeitungsspalt ein Lichtbogenspannungsimpuls 64 auftritt, bleibt die Zenerdiode 46 im-nichtleitenden Zustand, wodurch en der Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors 48 ein hoher Widerstand, auftritt.

Der Kondensator 50 wird von der Gleichstromquelle über einen veränderlicher Widerstand 52 derart aufgeladen, daß die am Kondensator 50 auftretende Spannung in vorgegebener Weise mit der Zeit zunimmt. Die Lad.egeschwindirkeit wird durch die durch den Kondensator 50 und den Widerstand -52 gebildete Zeitkon stan te bestimmt. Bei einem Stromkreis mit den oben beschriebenen Werten kann der Kondensator 50 eine Kapazität von 0,2 p- F, der. veränderliche Wider siavd 52 einen maximalen Widerstand-swert von 50 kChm und die Gleichspannungsquelle eine Ausgangsspannung von 24 V aufweisen. Es soll verstanden sein, daß diese Werte der einzelnen Scha.ltkomponenten in dem Anwendungsfall verschieden gewählt.werden können.

Fig. 5b zeigt die Veränderung der am Kondensator 50 auftretenden Spannung in bezug auf die Zeitachse, die der von Fig. 5a entspricht. Wie dies bereits beschrieben worden ist, bewirkt das Auftreten eines Leerlaufiir.pulstei-Ipr 62 an dem Bearbeitungsspalt einen Kurzschluß d.es Kondensators 50 über den Transistor 48, so daß an dem-

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selben keine Spannung auftritt. Somit wird jedesmal, wenn ein Leerlaufimpulsteil 6z an dem Bearbeitungsspalt auftritt, der Kondensator 50 "bis auf einen üullwert entladen, wie es in Fig. 5b dargestellt ist. Während des Auftretens eines Lichtbogenimpulsteiles 64 und. der Impulspausen T„ wird jedoch der Transistor 48 daran gehindert, den kondensator 50 kurzzuschließen, da keine Spannung auftritt, die höher als die Lichtbogen spannung ist, wie d.ies in dem Bereich 66 von Fig. 5a. dargestellt ist. Der Kondensator 50 wird somit nicht entladen, so daß seine Ladung kontinuierlich ansteigt, wie dies auf d.er rechten Seite von Fig. 5 dargestellt ist.-Sobald die an d.em Kondensator $ü auftretende Spannung gemäß Fig. 5b einen bestimmten Wert Eq - in dem vorliegenden Fall 12 V - erreicht hat, (sobald die aufsteigende Linie die horizontal gestrichelte Linie 68 von Fig. $b schneidet), wird innerhalb des Bearbeitungsspaltes ein anormaler Betriebszustand in einer noch zu beschreibenden Art und Weise festgestellt.

Wenn an d.em Bearbeitungsspalt irgendein Leerlaufimpulsabschnitt 62 auftritt, bevor die am Kondensator 50 vorhandene Spannung die Referenzspannung E_Q erreicht, dann schließt der Transistor 48 den Kondensator 50 kurz, wodurch die an demselben anstehende Spannung in der bereits beschriebenen Art und Wrise bis auf KuIl abfällt. Daraufhin beginnt'sich der Kondensator 50 in der bereits erwähnten Art und. Weise erneut zu laden.

Es sei angenommen, daß der Transistor 48 den Kondensator 50 nicht kurzschließt. Es tritt somit ein Zeitintervall auf, bei welchem die an dem Kondensator 50 auftretende Spannung von 0 bis zur Heferenzspannung Eq angestiegen 3sb. Dieses Zeitintervall soll im folgenden als

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üeferenzzeit bezeichnet werden. Solange innerhalb der iieferenzzeit kein Leerlaufimpulsteil 6k auftritt, wird festgestellt, daß ein anormaler Betriebszustand herrscht. ¹Ss soll verstanden sein, daß die Heferenzzeit eingestellt werden kann, indem der Widerstandswert des veränderlichen Widerstandes 60 verändert wird. Die Heferenzzeit ist vorzugsweise lang genug und. beträgt wenigstens 10 Spannung simpulse 60 einschließlich der dazwischen auftretenden Impulspausen T_. Da sich das Medium innerhalb des Bearbeitungsspaltes Io, 18 in manchen Fällen erst nach zwei oder drei Lientbotenentladungen in den Irnpulspausen regenerieren kann, werden bei einer zu kurzen Eeferenzzeit p.rormale Betriebszustände zu oft festgestellt, was eine Verminderung der Wirtschaftlichkeit der Bearbeitung zur Folge hat.

Kachdeni die an dem Kondensator 50 auftretende Span- · nung die lieferenzspannung E^ erreicht hat, wird eine an dem Kondensator gemäß Fig. 4 angeschlossene Betätigungseinrichtung 56 ausgelöst. Diese Betätigungseinrichtung 56 kann bekannter Konstruktion sein und. beispielsweise ein üelais aufweisen, das auf einen bestimmten Spannungswert der Größe Eq anspricht. Wie dies bekannt ist, bewirkt die Betätigungseinrichtung 56 -entweder eine Unterbrechung der Stromzufuhr von der Gleichstromquelle ^0, wodurch das Auftreten von Impulsen an dem Bearbeitungsspalt unterbrochen wird oder eine Verstellung der Elektrode in bezug auf das Werkstück, wodurch der Bearbeitungsspalt vergrößert und damit ein normaler Betriebszustand erreicht wird.

Während die vorliegende Erfindung für impulsbetriebene Lichtbogenbearbeitungsvorrichtungen beschrieben worden ist, so soll doch verstanden sein, daß Lichtbogen-

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bearbeitungsvorrichtungen rait Kondensatorentladung ebenfalls durch das Vorsehen von Widerständen 4:2, -44, der Zenerdiode 46, des Transistors 48, des Kondensators 50, des veränderlichen Widerstandes 52 und der Gleichstromquelle 54 gesteuert werden können„ Zu diesem Zweck sind die Widerstände 42, 44 an der Bearbeitungselektrode 16 und dem Werkstück 18 der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung angeschlossen. Die Zenerdiode 46 ist derart gewählt, d.aß sie für niedrigere Spannungen, als die am Bearbeitungsspalt auftretenden Spannungen des normalen Bearbeitungslichtbogens nicht leitend ist, daß sie jedoch ihre Leitfähigkeit erhält, sobald Spannungen vorliegen, die höher als die Lichtbogenspannung ist. Unter der Annahme, daß die Gleichstromquelle 10 eine Spannung von 80 V aufweist, kann d.ie Lichtbogen spannung etwa 20 V betragen und die Zenerdiode bei 30 v" ^ ihren leitenden Zustand gelangen. Ähnlich wie bei der in Fig. 4 dargestellten Anordnung erreicht d^ie am Kondensator auftretende Referenzspannung einen bestimmten Wert, wenn die Zenerdiode nicht innerhalb eines vorgegebenen Zeitraumes in ihren leitenden Zustand gebracht worden ist. Wenn dies jedoch nicht eintritt, wird innerhalb des Bearbeitungsspaltes ein anormaler Betriebszustand festgestellt.

Bei der Lichtbogenbearbeitungsvorrichtung mit Kondensatorentladung treten an dem-Bearbeitungsspalt keine Impulspausen auf_v Demzufolge wird die Referenzzeit zur Feststellung eines anormalen Betriebszustandes relativ kurz festgelegt. Es ist festgestellt worden, daß die .ßeferenzzeit vorzugsweise lang genug gewählt werden soll, um innerhalb dieses Zeitraumes das Auftreten einer Mehrzahl von beispielsweise 3 oder 5 von exponential ansteigenden Kurven 80 gemäß Fig. 2 zu ermöglichen.

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Claims (6)

/Γ Patenten snrüche

1. Verfahren zur Feststellung eines anormalen Betriebszustandes bei Liehtbogenbearbeitungsvorrichtungen mit einem zwischen Bearbeitungselektrode-und Werkstück vorhandenen Bearbeitungsspa.lt, dadurch gekennzeich net, daß zuerst festgestellt wird, ob eine Spannung vorliegt, die höher als die an dem Bearbeitungsspalt auftretende Lichtbogenspannung ist, und daß ein anormaler Betriebszustand dann festgestellt viird,^: sobald innerhalb eines Referenzzeitintervalls keine Spannung höher als die Lichtbogen spannung an d_em Bearbeitungs spalt aufgetreten ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η -

ζ e i c h net, daß an dem Bearbeitungsspalt eine Impulsfolge angelegt wird, und daß die Spannung höher als die Spannung des Leerlaufimpulsteils der aufeinanderfolgenden Impulse ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das lieferenzzeitintervall sich wenigstens über zehn Impulse einschließlich"der dazwischen liegenden Impulspausen erstreckt.

4·. Vorrichtung zur Buchführung d.es Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3> dadurch g e.k e η η zeichnet, daß folgende Elemente vorgesehen sind:

e) ein erstes Element (50), dessen anliegende Spannung von einem bestimmten Wert unter vorgegebenen Bedingungen und in Abhängigkeit der Zeit auf einen bestimmten Wert veränderbar ist,

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b) ei^ zweites Element (48), des auf die innerhalb des Bearboitur-csspaltes (ίο, 18) auftretende Spannung' anspricht, wer^ dieselbe höher als eine .am Bearbeitungs- SOpilt (16', l8) auftretende Spannung ist, wodurch die am erster E!einert (50) auftretende Spannung hinsichtlich ihrer Veränderung: unterbrochen wird und anschließend' in vorgegebener V/eise sich in Abhängigkeit der Zeit verändert,.

c) eine ^etätigunpseinrichtung (56), d.ie auf die Spannung an dem ersten Element (50) anspricht, wodurch ein pr>ornaler Betriebszustand festgestellt ist.

5. Vorrichtung, nach Anspruch 4, dadurch ge k e η η - ζ e ■■ i c h r e t , daß das erste Element (50) ein mit piner konstanten Zeitkonstante aufgeladener- Kondensator

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch g e -

k e η r zeichnet, daß die am Konöansator (50) .T'uftrete^r'e Spannung im -wesentlichen von KuIl ansteigt, und daß das zvjeite Element aus einem Transistor (48) besteht, d.essen Emitter-Kollektor-Strecke an d_em Kondensator (50) angeschlossen ist, wodurch ein weiteres Ansteigen der Spannung am Kondensator (50) -'unterbrochen ist, sobpld der Transistor (^;8) leitend: ist, und daß ferner eine Zenerdiode (^6) .vorgesehen-4st, die. in Abhängigkeit der'am 3earbel t-Uft'gs spalt-"atfftretenden Spannung leitend vjird, sobald eine Spannung auftritt, die höher als · die innerhalb des,. Lichtbearbeitungsspaltes vorhandene Tichtborenspar^nunp? 1st, wodurch -der Transistor (48) leitend gemacht ist.\ I \_χ , -y _

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