DE19632463A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Schleifscheiben - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von SchleifscheibenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft die Schleifscheibenherstellung,
insbesondere eine Vorrichtung und ein Verfahren zur
Herstellung einer Schleifscheibe durch Erzeugung einer
elektrischen Entladung über ein Bearbeitungsfluid an einem
Spalt zwischen einer Drahtelektrode und der Schleifscheibe.
Schleifscheiben werden durch Vorrichtungen hergestellt,
welche Abschnitte des Schleifscheibenmaterials entfernen, um
eine gewünschte Form zu erzeugen. Schleifscheiben werden
üblicherweise als Bearbeitungswerkzeuge in der
Materialbearbeitungsindustrie verwendet. Die Herstellung und
das Umformen von Schleifscheiben erfordert häufig einen lang
andauernden, komplizierten, arbeitsintensiven und insgesamt
effizienten Vorgang. Aus diesem Grund besteht ein Bedürfnis
nach einer wirksameren Vorrichtung und nach einem wirksameren
Verfahren zur exakteren Herstellung und Formgebung von
Schleifscheiben. Packalni (US-Patent Nr. 5 194 126) beschreibt
ein konventionelles Verfahren und eine konventionelle
Vorrichtung zum Abrichten von Schleifscheiben, die ein
elektrisch leitfähiges Bindemittel aufweisen, und
repräsentiert jenen Stand der Technik, der sowohl in Bezug
auf den Zeitaufwand als auch den Energieaufwand ineffizient
ist, und welcher keine hohe Genauigkeit bei der Formgebung
von Schleifscheiben erzielt.
Fig. 27 zeigt schematisch eine konventionelle
Metallbindungsschleifscheibenerzeugungsvorrichtung, welche
aufweist: eine Schleifscheibe 6 mit einer Metallbindung; eine
an der Schleifscheibe 6 mit Metallbindung befestigte,
drehbare Welle 38; eine Drehvorrichtung 10 zum Drehen der
Schleifscheibe 6 mit der metallischen Bindung über die Welle
38; eine Drehgeschwindigkeitssteuervorrichtung 11 zum Steuern
oder Regeln der Drehgeschwindigkeit der Schleifscheibe 6 mit
der metallischen Bindung, hervorgerufen von der
Drehvorrichtung 10; eine Formgebungselektrode 46 zur
Formbearbeitung der Schleifscheibe 6 mit metallischer
Bindung; einen an der Formgebungselektrode 46 befestigten
Schaft 47; eine Elektrodenbefestigungsvorrichtung zur
Befestigung der Formgebungselektrode 46 durch Einführen des
Schaftes 47 in die Formgebungselektrode 46; eine
Antriebsvorrichtung 49 zum Antreiben der Formgebungselektrode
46 in Richtung auf die Schleifscheibe 6 mit Metallbindung;
eine NC-Steuervorrichtung 16 zum Steuern der
Antriebsvorrichtung 49 auf solche Weise, daß die
Formgebungselektrode 46 und die Schleifscheibe 6 mit
metallischer Bindung in Bezug zueinander bewegt werden; eine
Bearbeitungsstromversorgungsquelle 8 zum Anlegen einer
Impulsspannung an einen Spalt zwischen der
Formgebungselektrode 46 und der Schleifscheibe 6 mit
Metallbindung; eine Energiesteuer- oder Regelvorrichtung 9
zum Steuern der Entladungsenergie der Versorgungsquelle 8;
eine Spannungserfassungsvorrichtung 50 zur Erfassung der
Spannung zwischen der Formgebungselektrode 46 und der
Schleifscheibe 6 mit metallischer Bindung; eine
Spalteinstellvorrichtung 51 zur Einstellung eines Spaltes in
Reaktion auf die Spannung, die von der
Spannungserfassungsvorrichtung 50 erfaßt wird; und einen
Bearbeitungsbehälter 52, in welchen die Formgebungselektrode
46 und die Schleifscheibe 6 mit Metallbindung eingebracht
werden, und in welchem ein Bearbeitungsfluid gehalten wird.
Fig. 28 ist eine Querschnittsansicht einer konventionellen
Anordnung zur Formgebung bei der Schleifscheibe 6 mit
Metallbindung durch Erzeugung einer elektrischen Entladung an
einem Spalt zwischen der Schleifscheibe 6 mit Metallbindung
und der Elektrode 46. Der gepunktete, mit dem Bezugszeichen
46d bezeichnete Bereich stellt Schlamm dar, der als
Abfallmaterial während des Entladungsvorgangs erzeugt wird,
und der gepunktete Bereich bezeichnet einen
Genauigkeitsausfallabschnitt 6d. Unter Bezugnahme auf die
Fig. 27 und 28 wird nachstehend der Betriebsablauf bei
einem konventionellen Schleifscheibenherstellungsvorgang
beschrieben.
In Fig. 27 ist die Scheibe 6 mit Metallbindung an der Welle
38 befestigt. Wenn die Welle 38 durch die Drehvorrichtung 10
gedreht wird, dreht sich die Scheibe 6 mit Metallbindung. Die
Drehrichtung ist konstant, und die Umdrehungsgeschwindigkeit
wird durch die Drehgeschwindigkeitssteuervorrichtung 11
gesteuert.
Die Formgebungselektrode 46 ist an dem Schaft 47 befestigt;
dann wird die Formgebungselektrode 46 an der
Elektrodenbefestigungsvorrichtung 48 über den Schaft 47
befestigt. Die Formgebungselektorde 46 wird in Richtung auf
die Scheibe 6 mit Metallbindung durch die Antriebsvorrichtung
49 getrieben, welche von der NC-Vorrichtung 16 gesteuert
wird.
Die Formgebungselektrode 46 und die Scheibe 6 mit
Metallbindung werden in die Bearbeitungsflüssigkeit in dem
Bearbeitungsbehälter 52 eingetaucht. Eine impulsförmige
Spannung wird an die Formgebungselektrode 46 und die Scheibe
6 mit Metallbindung angelegt, durch die
Bearbeitungsenergieversorgung 8; die Formgebungselektrode 46
wird durch die Antriebsvorrichtung 49 soweit bewegt, bis sie
sich nahe an der Scheibe 6 mit Metallbindung befindet. Diese
Bewegung wird durch die NC-Vorrichtung 16 gesteuert, so daß
eine für die Formgebung eingesetzte elektrische Entladung
erzeugt wird. Die einzelnen Schalten der
Energieversorgungsquelle 8 werden durch die
Energiesteuervorrichtung 9 gesteuert, und werden dazu
verwendet, die Entladungsenergie für einen gewünschten
Zustand einzustellen. Die Spannungserfassungsvorrichtung 15
erfaßt den Entladungszustand an dem Spalt zwischen der
Formgebungselektrode 46 und der Scheibe 6 mit Metallbindung.
Die Spaltsteuervorrichtung 51 steuert die NC-Vorrichtung 16
so, daß ein konstanter Spalt zwischen der
Formgebungselektrode 46 und der Scheibe 6 mit Metallbindung
aufrechterhalten wird. Auf diese Weise wird ein konstanter
Entladungszustand aufrechterhalten.
Da das konventionelle Formgebungsverfahren eine elektrische
Entladung dazu verwendet, die Form der Formgebungselektrode
46 auf die Scheibe 6 mit Metallbindung zu übertragen,
beeinflußt die Genauigkeit, mit welcher der Vorgang
durchgeführt wird, bei welchem die Formgebungselektrode 46
eingesetzt wird, die Genauigkeit der Formgebung der Scheibe 6
mit Metallbindung; darüber hinaus erfordert die Herstellung
unterschiedlicher Scheiben 6 mit Metallbindung
unterschiedlich geformte Formgebungselektroden 46. Um
dieselbe Form herzustellen, ist eine neue
Formgebungselektrode 46 erforderlich, da die
Formgebungselektrode 46 verschlissen ist, nachdem sie
mehrfach benutzt wurde. Darüber hinaus neigt, wie in Fig. 28
gezeigt ist, der Entladungsabfallmaterialschlamm 46d dazu,
sich an der Rückwand der Formgebungselektrode 46 anzusammeln.
Diese Ansammlung an Entladungsabfall führt zu einem
Genauigkeitsfehler 6d infolge der Tatsache, daß
Sekundärelektrodenentladungen erzeugt werden.
Die vorliegende Erfindung wurde daher zur Lösung der
voranstehend geschilderten Schwierigkeiten entwickelt, und
ihr Ziel besteht in der Bereitstellung einer Vorrichtung und
eines Verfahrens zur Herstellung einer Schleifscheibe, bei
welchen eine verringerte Bearbeitungszeit und eine erhöhte
Formgebungsgenauigkeit erzielt werden. Dies wird dadurch
erzielt, daß bei der konventionellen
Schleifscheibenherstellungsvorrichtung zahlreiche
Verbesserungen vorgenommen werden. Im einzelnen werden die
Verbesserung der Formgebungsgenauigkeit und die Verringerung
der erforderlichen Formgebungszeit durch folgende Maßnahmen
erzielt: (1) getrenntes Durchführen der Grob- und
Feinbearbeitung bei hohen Geschwindigkeiten; (2) Erhöhung der
Bewegungsgeschwindigkeit zwischen Abschnitten, die eine
Feinbearbeitung erfordern; (3) Aufrechterhalten der
Entladungskonzentration und der Drahtelektrodenschwingungen
auf niedrigen Pegeln während der Bearbeitung des entfernten
Endes; (4) Bereitstellung einer gekrümmten Ortskurve für die
Relativbewegungen der Drahtelektrode vor dem
Formgebungsstartpunkt und unmittelbar vor dem Endpunkt,
wodurch Freßspuren ausgeschaltet werden; (5) Bewegung der
Drahtelektrode in derselben Richtung wie der Drehrichtung der
Schleifscheibe, um ein Einschneiden der Drahtelektrode zu
verhindern; (6) Neigung der Drahtelektrode zur Erzeugung
breiter Nuten; (7) Verringerung der Änderungen der
Abmessungen des Arbeitsspalts für die Entladung; (8)
Erfassung der Drahtelektrodenauslenkung und Korrektur der
Drahtelektrodenbewegungsortskurve für
Bearbeitungsformänderungen infolge einer
Drahtelektrodenauslenkung; (9) Steuern oder Regeln der
Schleifscheibendrehung in Reaktion auf eine Änderung des
Drahtelektrodendurchmessers; (10) Änderung des
Drahtelektrodendurchmessers, so daß dieser zur Art des
Bearbeitungsschrittes paßt (beispielsweise Grobbearbeitung,
die senkrecht oder parallel zur Schleifscheibe durchgeführt
wird, Feinbearbeitung eines geneigten oder bogenförmigen
Abschnitts); (11) Einstellung der
Schleifscheibendrehgeschwindigkeit entsprechend der
Verwendung unterschiedlicher Drahtelektrodendurchmesser; (12)
Bestimmung des Drahtelektrodendurchmessers durch Erfassung
der Drahtelektrodenspannung und der
Schleifscheibenumdrehungsgeschwindigkeit; (13) Einrichtung
eines Nachrichtvorgangs für verschlissene Schleifscheiben,
bei welchem die ursprüngliche Formgebungsortskurve
berücksichtigt wird, die zur Herstellung der Schleifscheibe
eingesetzt wurde; (14) Einrichtung eines Nachrichtvorgangs
für verschlissene Schleifscheiben, der Betriebsbedingungen
wie die erforderliche Schleifzeit, das
Schleifscheibenmaterial, und spezielle
Schleifvorgangsereignisse einsetzen kann, die während des
Formgebungsprogramms erforderlich sind, das für die
Schleifscheibe spezifisch ist, die nachgerichtet wird; (15)
Ausschalten des Erfordernisses, die Schleifscheibe vor dem
Formgebungsvorgang zu drehen, durch Korrektur der Positionen
entlang der Drehwelle, um die Abweichung zwischen der
Wellentemperatur und der Zimmertemperatur zu kompensieren;
(16) Einsetzen und Speichern von Formgebungsparamtern,
beispielsweise der Entladungsenergie, der Drahtspannung, der
Scheibenumdrehungsgeschwindigkeit, der Bezugsgeschwindigkeit,
und der Bezugsspannung.
Eine Schleifscheibenformgebungsvorrichtung gemäß der
vorliegenden Erfindung weist eine
Umdrehungsgeschwindigkeitssteuervorrichtung zum Steuern der
Drehgeschwindigkeit der Schleifscheibe auf; eine
Energiesteuervorrichtung zum Steuern der Entladungsenergie,
die dem Spalt zwischen der Drahtelektrode und der
Schleifscheibe zugeführt wird; eine
Relativgeschwindigkeitssteuervorrichtung zum Steuern einer
Bewegungsgeschwindigkeit, entweder der Drahtelektrode oder
der Schleifscheibe; und eine
Feinbearbeitungssteuervorrichtung zum Steuern der
Umdrehungsgeschwindigkeitssteuervorrichtung, der
Energiesteuervorrichtung und der
Relativgeschwindigkeitssteuervorrichtung. Diese
Feinbearbeitungssteuervorrichtung stellt die
Umdrehungsgeschwindigkeit der Schleifscheibe und die
Entladungsenergie so ein, daß sie für die Feinbearbeitung
geeignet sind. Weiterhin stellt die
Feinbearbeitungssteuervorrichtung die
Bewegungsgeschwindigkeit für die Drahtelektrode oder für die
Schleifscheibe so ein, daß eine Formgebung mit hoher
Geschwindigkeit während der Feinbearbeitung ermöglicht wird.
Ein Schleifscheibenformgebungsverfahren gemäß der
vorliegenden Erfindung umfaßt die Drehung einer
Schleifscheibe über eine Drehvorrichtung, das Steuern der
Umdrehungsgeschwindigkeit der sich drehenden Schleifscheibe
unter Verwendung einer
Umdrehungsgeschwindigkeitssteuervorrichtung, das Steuern der
Relativbewegungsgeschwindigkeit zwischen einer Drahtelektrode
und der Schleifscheibe unter Verwendung einer
Relativgeschwindigkeitssteuervorrichtung, das Bewegen der
Drahtelektrode über die sich drehende Schleifscheibe, während
sich die Drahtelektrode und die sich drehende Schleifscheibe
relativ zueinander bewegen, und die Erzeugung einer Entladung
über ein Arbeitsfluid an einem Spalt zwischen der
Drahtelektrode und der Schleifscheibe, um der Schleifscheibe
eine bestimmte Form zu geben.
Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch
dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus
welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Fachleuten
auf diesem Gebiet werden weitere, verschiedene Änderungen und
Modifikationen der hier vorgestellten Ausführungsbeispiele
innerhalb des Wesens und Umfangs der vorliegenden Erfindung
auffallen. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung der Anordnung einer
Schleifscheibenformgebungsvorrichtung gemäß einer
Ausführungsform 1 der Erfindung;
Fig. 2 eine Darstellung der Grobbearbeitung und der
Feinbearbeitung bei einem
Schleifscheibenformgebungsverfahren gemäß
Ausführungsform 1 der Erfindung;
Fig. 3 eine schematische Darstellung der Feinbearbeitung,
die mehrfach durchgeführt wird, bei dem
Schleifscheibenformgebungsverfahren gemäß
Ausführungsform 1 der Erfindung;
Fig. 4 eine schematische Darstellung der
Formgebungsbedingungen für die Feinbearbeitung in
Fig. 3;
Fig. 5A bis 5E eine schematische Darstellung eines
Formgebungsverfahrens zur Unterteilung der
Feinbearbeitung bei der
Schleifscheibenformgebungsvorrichtung gemäß
Ausführungsform 1 der Erfindung;
Fig. 6A und 6B eine schematische Darstellung eines
Verfahrens zur Erzeugung eines scharfen, entfernten
Endes bei der Schleifscheibenformgebungsvorrichtung
gemäß Ausführungsform 1 der Erfindung;
Fig. 7A und 7B eine schematische Darstellung einer
Bewegungsortskurve, die an einem Startpunkt und an
einem Endpunkt gekrümmt ist, gemäß Ausführungsform
1 der Erfindung;
Fig. 8A und 8B eine schematische Darstellung der
Beziehung zwischen der
Scheibenumdrehungsgeschwindigkeit und der
Bearbeitungsgeschwindigkeit für jede
Umdrehungsrichtung der
Schleifscheibenformgebungsvorrichtung gemäß
Ausführungsform 1 der Erfindung;
Fig. 9 eine schematische Darstellung eines
Formgebungsverfahrens, bei welchem eine
Drahtelektrode gegenüber der
Schleifscheibenformgebungsvorrichtung geneigt wird,
gemäß Ausführungsform 1 der Erfindung;
Fig. 10 eine schematische Darstellung der Anordnung einer
Schleifscheibenformgebungsvorrichtung gemäß
Ausführungsform 2 der Erfindung;
Fig. 11A und 11B eine schematische Darstellung zur
Erläuterung von Formgebungsbedingungen bei der
Schleifscheibenformgebungsvorrichtung gemäß
Ausführungsform 2 der Erfindung;
Fig. 12 eine schematische Darstellung der Beziehungen
zwischen der Tiefe von der Außenseite der
Schleifscheibe und der Spannung am Spalt zwischen
der Drahtelektrode und der Scheibe mit metallischer
Bindung und dem Strom im Spalt der
Schleifscheibenformgebungsvorrichtung gemäß
Ausführungsform 2 der Erfindung;
Fig. 13 ein Flußdiagramm mit einer schematischen
Darstellung eines Formgebungsverfahrens mit
Erfassung der Spannung und des Stroms, die
schematisch ein Fig. 12 gezeigt sind, und zum
Steuern der Geschwindigkeit der
Schleifscheibenformgebungsvorrichtung, gemäß
Ausführungsform 2 der Erfindung;
Fig. 14A und 14B eine schematische Darstellung eines
weiteren Beispiels für Formgebungsbedingungen bei
der Schleifscheibenformgebungsvorrichtung gemäß
Ausführungsform 2 der Erfindung;
Fig. 15 ein Diagramm mit einer Darstellung der Beziehung
zwischen der Tiefe und der Außenseite der
Schleifscheibe und der Auslenkung der
Drahtelektrode bei der
Schleifscheibenformgebungsvorrichtung gemäß
Ausführungsform 2 der Erfindung;
Fig. 16A und 16B schematische Darstellungen zur
Erläuterung eines Formgebungsverfahrens zur
Korrektur der Auslenkung der Drahtelektrode beider
Schleifscheibenformgebungsvorrichtung gemäß
Ausführungsform 2 der Erfindung;
Fig. 17 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der
Anordnung einer
Schleifscheibenformgebungsvorrichtung gemäß
Ausführungsform 3 der Erfindung;
Fig. 18A und 18B eine schematische Darstellung der
Beziehung zwischen der
Scheibenumdrehungsgeschwindigkeit und dem
Bearbeitungsgeschwindigkeitsverhältnis für jeden
Durchmesser einer Drahtelektrode bei der
Schleifscheibenformgebungsvorrichtung gemäß
Ausführungsform 3 der Erfindung;
Fig. 19A und 19B eine schematische Darstellung der
Beziehung zwischen der
Scheibenumdrehungsgeschwindigkeit und dem
Bearbeitungsgenauigkeitsverhältnis für jeden
Durchmesser einer Drahtelektrode der
Schleifscheibenformgebungsvorrichtung gemäß
Ausführungsform 3 der Erfindung;
Fig. 20A und 20B ein Formgebungsverfahren zur Änderung des
Durchmessers einer Drahtelektrode bei der
Schleifscheibenformgebungsvorrichtung gemäß
Ausführungsform 3 der Erfindung;
Fig. 21 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der
Anordnung einer
Schleifscheibenformgebungsvorrichtung gemäß
Ausführungsform 4 der Erfindung;
Fig. 22A und 22B eine schematische Darstellung eines
Formgebungsverfahren für die
Schleifscheibenformgebungsvorrichtung gemäß
Ausführungsform 4 der Erfindung;
Fig. 23 eine schematische Darstellung der Anordnung einer
Schleifscheibenformgebungsvorrichtung gemäß
Ausführungsform 5 der Erfindung;
Fig. 24 eine schematische Darstellung der
Positionsverschiebung infolge einer Änderung der
Temperatur einer Achse der
Schleifscheibenformgebungsvorrichtung gemäß
Ausführungsform 5 der Erfindung;
Fig. 25 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der
Anordnung einer
Schleifscheibenformgebungsvorrichtung gemäß
Ausführungsform 6 der Erfindung;
Fig. 26 eine schematische Darstellung eines Bildschirms,
welcher Formgebungsbedingungen für die
Schleifscheibenformgebungsvorrichtung gemäß
Ausführungsform 6 der Erfindung anzeigt;
Fig. 27 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der
Anordnung einer konventionellen
Schleifscheibenformgebungsvorrichtung;
Fig. 28 eine schematische Darstellung zur Erläuterung eines
konventionellen
Schleifscheibenformgebungsverfahrens.
In sämtlichen Figuren werden die gleichen und im wesentlichen
gleiche Bauteile durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet.
Fig. 1 ist eine schematische Darstellung zur Erläuterung der
Anordnung einer Schleifscheibenformgebungsvorrichtung gemäß
Ausführungsform 1 der Erfindung. Die in Fig. 1 gezeigte
Schleifscheibenformgebungsvorrichtung weist eine
Drahtelektrode 1 auf, die einen Draht darstellt, der als
Elektrode eingesetzt wird, einen Abschnitt einer oberen
Drahtführung 2, entlang derer die Drahtelektrode 1 geführt
wird; den anderen Abschnitt einer unteren Drahtführung 3,
entlang derer die Drahtelektrode 1 geführt wird, eine
Spannungsanlegungsvorrichtung 4 zum Anlegen einer
mechanischen Spannung an die Drahtelektrode 1; eine
Spannungsanlegungssteuervorrichtung 5 zum Steuern der
mechanischen Spannung, die an die Drahtelektrode 1 angelegt
werden soll; eine Scheibe 6 mit Metallbindung, beispielsweise
eine Schleifscheibe; eine Arbeitsflüssigkeitszufuhrdüse 7,
durch welche eine Arbeitsflüssigkeit einem Spalt zwischen der
Drahtelektrode 1 und der Scheibe 6 mit Metallbindung
zugeführt wird; eine Arbeitsenergieversorgungsquelle 8 zum
Liefern einer gepulsten Spannung an den Spalt zwischen der
Drahtelektrode 1 und der Scheibe 6 mit Metallbindung; eine
Energiesteuervorrichtung 9 zur Änderung einer Spannung, einer
Impulsbreite und einer Anhaltedauer bei der
Bearbeitungsenergieversorgungsquelle, wodurch die
Energiezufuhr gesteuert wird; eine Drehvorrichtung 10 zum
Drehen der Scheibe 6 mit Metallbindung; eine
Drehgeschwindigkeitssteuervorrichtung 11 zum Steuern der
Drehzahl der Drehvorrichtung 10; eine
Drehrichtungsänderungsvorrichtung 12 zur Änderung der
Richtung, in welcher sich die Scheibe 6 mit Metallbindung
dreht; einen Tisch 13, an welchem die Drehvorrichtung 10
befestigt ist; einen X-Achsenmotor 14 zur Bewegung des
Tisches 13 in der X-Achsenrichtung; einen Y-Achsenmotor 15
zur Bewegung des Tisches 13 in der Y-Achsenrichtung; eine NC-Vorrichtung
16 (Vorrichtung zur numerischen Steuerung) zum
Steuern der Werte für den X-Achsenmotor 14 und den Y-Achsenmotor
15 auf solche Weise, daß der Tisch 13 freiwählbar
bewegt werden kann; eine
Relativgeschwindigkeitssteuervorrichtung 17 zum Steuern der
Geschwindigkeit, mit welcher sich der Tisch bewegt; einen
U-Achsenmotor 18 zur Bewegung der Drahtführung 2 in der
U-Richtung, um die Drahtelektrode 1 zu neigen; einen
V-Achsenmotor 19 zur Bewegung der Drahtführung 2 in der
V-Richtung, um so die Drahtelektrode 1 zu neigen; eine
UV-Achsensteuervorrichtung 20 zum Steuern des U-Achsenmotors
18 und des V-Achsenmotors 19; eine Programmeingabevorrichtung
21 zur Eingabe eines Programms zur freiwählbaren Bewegung der
Drahtelektrode und der Scheibe 6 mit Metallbindung in Bezug
aufeinander; eine Programmspeichervorrichtung 22 zum
Speichern eines Programms, welches durch die
Programmeingabevorrichtung 21 eingegeben wird; und eine
Feinbearbeitungssteuervorrichtung 23 zum Steuern der
Energiesteuervorrichtung 9, der
Spannungssteuerungsvorrichtung 5, der
Drehgeschwindigkeitssteuervorrichtung 11 und der
Relativgeschwindigkeitssteuervorrichtung 17, um eine
Feinbearbeitung durchzuführen.
Bevor die Bearbeitung erläutert wird, erfolgt eine ungefähre
Beschreibung der Figuren, die sich auf die Ausführungsform 1
der Erfindung beziehen.
Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht eines
Bearbeitungsbeispiels gemäß Ausführungsform 1 der Erfindung.
Beide geben die Bewegungsortskurven während der
Grobbearbeitung und der Feinbearbeitung an (also der
Bearbeitung, die mit hoher Genauigkeit durchgeführt wird),
und gepunktete Abschnitte bezeichnen jene Bereiche, die durch
die Feinbearbeitung entfernt werden sollen.
Der Querschnitt in Fig. 2 zeigt die Grobbearbeitung W1,
während derer die Drahtelektrode 1 parallel und vertikal in
Bezug zur sich drehenden Scheibe 6 mit Metallbindung bewegt
wird, sowie die Feinbearbeitung Wn, während derer ein
geneigter Abschnitt und ein bogenförmiger Abschnitt
ausgebildet werden. Die gepunkteten Abschnitte bezeichnen
jene Bereiche, die während der Feinbearbeitung Wn bearbeitet
werden sollen. Die Pfeile geben die Bewegungsrichtung für die
einzelnen Bearbeitungsvorgänge an.
In der Querschnittsansicht in Fig. 3 wird, während die
Entladungsenergie allmählich in dem ersten
Feinbearbeitungsschritt Wn1 und dem zweiten
Feinbearbeitungsschritt Wn2 verringert wird, die
Geschwindigkeit, mit welcher die Drahtelektrode 1 und die
Scheibe 6 mit Metallbindung in Bezug aufeinander bewegt
werden, allmählich an freiwählbaren Orten oder Ortskurven
verringert. Während des dritten Feinbearbeitungsschrittes Wn3
wird die Scheibe 6 mit Metallbindung in eine gewünschte Form
gebracht. Pfeile geben Bewegungsrichtungen MD für die
einzelnen Bearbeitungsschritte an. Fig. 4 ist eine Tabelle,
welche die Entladungsenergie und die
Bewegungsgeschwindigkeiten bei den einzelnen
Feinbearbeitungsschritten Wn1 bis Wn3 zeigt. Spannungen,
Stromspitzenwerte, Einschaltzeitwerte und Haltewerte stellen
Werte dar, die durch die Energiesteuervorrichtung 9
eingestellt werden, durch die Betätigung verschiedener
Schalter, die bei der Bearbeitungsenergieversorgungsquelle 8
in Fig. 1 vorgesehen sind, um eine gewünschte
Entladungsenergie zu erhalten.
Fig. 5 ist eine Querschnittsansicht verschiedener
Abschnitte, die während der Feinbearbeitung endbearbeitet
werden sollen, und durch Feinbearbeitung getrennt und in die
gewünschte Form gebracht werden. Pfeile geben die Richtungen
der Bewegung bei den einzelnen Formgebungsvorgängen an, und
die durch gestrichelte Linien angedeuteten Formen stellen den
Ort der Pfeile dar.
Fig. 6 ist eine Querschnittsansicht der Relativbewegungen
der Ortskurven für die Drahtelektrode 1 und die Scheibe 6 mit
Metallbindung, um ein relativ scharfes, entferntes Ende
während der Feinbearbeitung in Form zu bringen; hierbei zeigt
Fig. 6(A) ein Beispiel, bei welchem beide Seiten von der
Rückwand zum entfernten Ende bewegt werden, und Fig. 6(B)
zeigt ein Beispiel, bei welchem beide Seiten von dem
entfernten Ende zur Rückwand bewegt werden. Pfeile geben die
Bewegungsrichtungen während der einzelnen Formgebungsschritte
an, und die durch gestrichelte Linien angedeuteten Formen
stellen die Ortskurven dar.
Fig. 7 ist eine Querschnittsansicht zur Erläuterung des
Verhinderns einer Einfressung, welche einen
Bearbeitungsfehler darstellt. Fig. 7 zeigt die
Relativbewegung der Ortskurven für die Scheibe 6 mit
Metallbindung und der Drahtelektrode 1. Fig. 7(A) zeigt eine
Ortskurve, die Bögen an einem Startpunkt und einem Endpunkt
erzeugt; Fig. 7(B) zeigt eine beispielhafte Ortskurve,
welche eine gerade Linie an einem Startpunkt und einem
Endpunkt ausbildet. Pfeile geben die Bewegungsrichtungen
während der einzelnen Formgebungsvorgänge an, und die durch
gestrichelte Linien dargestellten Formen bezeichnen die
Ortskurven.
Fig. 8(A) zeigt die Beziehung zwischen der
Scheibenumdrehungsgeschwindigkeit und dem
Bearbeitungsgeschwindigkeitsverhältnis, für jede
Drehrichtung, die erhalten wird, wenn gemäß Fig. 8(B) eine
elektrische Entladung für die Formgebung an dem Spalt
zwischen der sich drehenden Scheibe 6 mit Metallbindung und
der Drahtelektrode 1 erzeugt wird, während die Scheibe 6 mit
Metallbindung, die sich zusammen mit der Welle 38 dreht, und
die Drahtelektrode in Bezug aufeinander bewegt werden. In dem
Diagramm von Fig. 8(A) stellt die durchgezogene Linie einen
Fall dar, in welchem die Scheibe in der Richtung Sd gedreht
wird, also derselben Richtung, in welcher die Drahtelektrode
1 bewegt wird, und eine gestrichelte Linie bezeichnet einen
Fall, in welchem die Scheibe in der Richtung Rd gedreht wird,
also entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung der Drahtelektrode
1. Der schraffierte Abschnitt in der Figur zeigt den sich
ergebenden Zustand, also einem Bereich, in welchem die
Formgebung beendet wurde; der Formgebungsvorgang wird durch
eine Relativbewegung in der Richtung Md durchgeführt, die
durch den Pfeil angezeigt ist. Das
Bearbeitungsgeschwindigkeitsverhältnis ist ein
Geschwindigkeitsverhältnis der einzelnen Parameter, wenn die
Maximalgeschwindigkeit gleich 1,0 ist.
Fig. 9 erläutert eine Nutbearbeitung, wobei die Formgebung
der Scheibe 6 mit Metallbindung dargestellt ist, wenn die
Drahtelektrode 1 geneigt ist. Der schraffierte Abschnitt ist
der Bereich, in welchem eine Gleichspannungsentladung erzeugt
wird.
Das Verfahren gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung
wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 2 bis 9
beschrieben.
Wie aus Fig. 1 hervorgeht, wird die Drahtelektrode 1, die
einen Draht darstellt, der als Elektrode eingesetzt wird,
entlang der oberen Drahtführung 2 und der unteren
Drahtführung 3 geführt, und bewegt sich mit konstanter
Geschwindigkeit in der Drahtbewegungsrichtung Wn, während an
sie eine mechanische Spannung durch die
Spannungsanlegungsvorrichtung 4 angelegt wird, die durch die
Spannungsanlegungssteuervorrichtung 5 gesteuert wird.
Die Scheibe 6 mit Metallbindung wird durch die
Drehvorrichtung 10 gedreht. Ihre Drehzahl wird durch die
Drehgeschwindigkeitssteuervorrichtung 11 gesteuert, und die
Scheibendrehrichtung Tm wird durch die
Drehrichtungsänderungsvorrichtung 12 geändert.
Der X-Achsenmotor 14 und der Y-Achsenmotor 15 treiben die
Drehvorrichtung 10 an, die an dem Tisch 13 befestigt ist, so
daß die Scheibe 6 mit Metallbindung in Bezug auf die
Drahtelektrode 1 bewegt wird. Die NC-Vorrichtung 16 berechnet
eine Ortskurve für die Relativbewegung unter Verwendung von
Programmdaten, die über die Programmeingabevorrichtung 21
eingegeben und in der Programmspeichervorrichtung 22
gespeichert werden, und steuert den X-Achsenmotor 14 und den
Y-Achsenmotor 15. Die NC-Vorrichtung 16 steuert die
Geschwindigkeit für die Relativbewegung unter Verwendung des
Ausgangssignals der Relativgeschwindigkeitssteuervorrichtung
17, und die UV-Achsensteuervorrichtung 20 treibt den U-Achsenmotor
18 und den V-Achsenmotor 19 so, daß die
Drahtelektrode 1 geneigt wird.
Eine elektrische Entladung wird an dem Spalt zwischen der
Drahtelektrode 1 und der Scheibe 6 mit Metallbindung dadurch
erzeugt, daß eine Impulsspannung an die Drahtelektrode 1 und
die Scheibe 6 mit Metallbindung über ein Bearbeitungsfluid
angelegt wird. Die Arbeitsflüssigkeit oder das
Bearbeitungsfluid wird durch die
Arbeitsflüssigkeitszufuhrdüse 7 zugeführt. Die Schalter der
Bearbeitungsenergieversorgungsquelle 8 werden durch die
Energiesteuervorrichtung 9 gesteuert.
In Reaktion auf eine gewünschte Form, die während der
Bearbeitung zu entfernende Materialmenge, und die
Oberflächenbearbeitungsgenauigkeit steuert die
Feinbearbeitungssteuervorrichtung 23 die
Energiesteuervorrichtung 9, die
Spannungsanlegungssteuervorrichtung 5, die
Umdrehungsgeschwindigkeitssteuervorrichtung 11 und die
Relativgeschwindigkeitssteuervorrichtung 17. Auf diese Weise
steuert die Feinbearbeitungssteuervorrichtung 23 die Leistung
bei einer optimalen Feinbearbeitung. Wenn die Formgebung der
Scheibe 6 mit Metallbindung durchgeführt wird, wird eine
konstante mechanische Spannung auf die Drahtelektrode 1
ausgeübt, die einen geringen Durchmesser aufweist. Während
sich die Drahtelektrode 1 bewegt, liefert die
Bearbeitungsenergieversorgungsquelle 8 eine Spannung an den
Spalt zwischen der Scheibe 6 mit Metallbindung und der
Drahtelektrode 1. Über eine Arbeitsflüssigkeit wird hierdurch
eine elektrische Entladung erzeugt.
Hierbei wird die Drehvorrichtung 10 durch die NC-Vorrichtung
16 gesteuert, und bewegt den festen Tisch 13 in Bezug auf die
Drahtelektrode 1. Auf diese Weise kann die Ortskurve der
Relativbewegung freiwählbar dadurch festgelegt werden, daß
ein Steuerprogramm vorbereitet wird, und kann dieselbe
Ortskurve mehrfach zur Verfügung gestellt werden, durch
Ausführung eines gespeicherten Steuerprogramms. Da die NC-Vorrichtung
16 die Ortskurve der Relativbewegung berechnet,
und der X-Achsenmotor 14 und der Y-Achsenmotor 15 in Reaktion
auf die erhaltenen Werte gesteuert werden, ist die Bewegung
besonders exakt. Da die Drahtelektrode 1 einen sehr geringen
Durchmesser aufweist, ist darüber hinaus der Entladungsspalt
eng, und gleichförmig, was zu einer verbesserten Genauigkeit
des Formgebungsvorgangs führt.
Ein Formgebungsverfahren zur Erzeugung einer elektrischen
Entladung an dem Spalt zwischen der Drahtelektrode 1 und der
Scheibe 6 mit Metallbindung ist in zwei Vorgänge unterteilt.
Ein Vorgang betrifft die Grobbearbeitung W1, bei welcher die
Drahtelektrode 1 parallel und vertikal zur Scheibe 6 mit
Metallbindung für die Formgebung bewegt wird. Der andere
Vorgang betrifft die Feinbearbeitung Wn, in welcher die
schrägen und gebogenen Abschnitte ausgebildet werden.
Für die Grobbearbeitung W1, welche einen
Grobbearbeitungsvorgang darstellt, muß ein großes Ausmaß an
Formgebung in einem so kurzen Zeitraum wie möglich
durchgeführt werden. Während des Vorgangs der Grobbearbeitung
W1 werden die Entladungsenergie, die
Umdrehungsgeschwindigkeit, und die mechanische Drahtspannung
auf die höchste Bearbeitungsgeschwindigkeit eingestellt.
Genauigkeit und Geschwindigkeit sind gegensätzliche
Bedingungen für die Grobbearbeitung W1, da die zu entfernende
Menge groß ist, und die Geschwindigkeit drastisch verringert
werden müßte, um die Genauigkeit zu verbessern. Um
beispielsweise die Genauigkeit um 30% zu erhöhen, muß die
Geschwindigkeit um 60% verringert werden. Daher ist es
wirksamer, daß die Formgebung während der Grobbearbeitung so
durchgeführt wird, daß das Augenmerk nur auf die
Geschwindigkeit gelegt wird.
Zur Bearbeitung der schrägen Abschnitte und der gebogenen
Abschnitte der Schleifscheibe 6 ist es ausreichend, daß die
Drahtelektrode 1 parallel oder senkrecht bewegt wird, um
Randbereiche wie die schraffierten Abschnitte in Fig. 2 zu
entfernen, wobei die Formgebung in einem späteren Vorgang
fertiggestellt wird. Während der Feinbearbeitung Wn, der
Endbearbeitung, ist eine präzise Formgebung erforderlich.
Während der Feinbearbeitung Wn werden die Entladungsenergie,
die Umdrehungsgeschwindigkeit und die mechanische
Drahtspannung so eingestellt, daß der Zustand zur Verfügung
gestellt wird, bei welchem die Bedingungen für die
größtmögliche Genauigkeit erzielt werden. Da die während der
Feinbearbeitung Wn zu bearbeitende Materialmenge klein ist,
wird die Formgebungsgenauigkeit nicht beeinträchtigt, selbst
bei hoher Geschwindigkeit, und kann die Genauigkeit dadurch
verbessert werden, daß die Feinbearbeitung mehrfach
wiederholt wird.
In vielen Fällen bildet der Abschnitt der Scheibe 6 mit
Metallbindung, bei welchem eine Formgebung mit hoher
Genauigkeit erforderlich ist, nur einen Teil der Scheibe; da
die Feinbearbeitung nur für einen derartigen Abschnitt
erforderlich ist und durchgeführt wird, kann der
erforderliche Zeitraum für die Formgebung verkürzt werden.
Ein alternatives Formgebungsverfahren kann die
Feinbearbeitung W1 ersetzen, und das erfindungsgemäße
Verfahren kann nur für die Feinbearbeitung Wn eingesetzt
werden, um einen hohen Wirkungsgrad zur Verfügung zu stellen.
Infolge der mehrfachen Durchführung der Feinbearbeitung wird
die Formgebung durchgeführt, während die Entladungsenergie
schrittweise verringert wird, und die Geschwindigkeit der
Relativbewegung schrittweise geändert wird. Da die verwendete
Drahtelektrode 1 einen sehr geringen Durchmesser aufweist,
ist der Entladungsspalt vergleichsweise eng und gleichmäßig,
und wird die Formgebungsgenauigkeit verbessert. Um die
Genauigkeit noch weiter zu erhöhen, ist ein engerer
Entladungsspalt erforderlich. Die verwendete
Entladungsenergie muß jedoch klein sein, damit der
Entladungsspalt enger ausgebildet wird, und dies ist im
ersten Schritt der Feinbearbeitung nicht effizient.
Wie aus Fig. 4 hervorgeht, wird bei der in Fig. 3 gezeigten
Feinbearbeitung Wn1 bis Wn3 in drei Schritten in dem ersten
Schritt Wn1 der Rand der Scheibe 6 mit Metallbindung unter
Einsatz eines verhältnismäßig großen Wertes für die
Entladungsenergie entfernt. Gemäß Fig. 4 wird im zweiten
Schritt Wn2 die Scheibe 6 mit Metallbindung fertig
bearbeitet, und ihr wird eine gewünschte Form unter
Verwendung eines mittleren Entladungsenergiebetrages gegeben.
Während des dritten Schrittes Wn3 wird die Feinbearbeitung
der Winkel der schrägen Abschnitte und von kleinen Bögen
fertiggestellt, unter Verwendung eines kleinen Wertes für die
Entladungsenergie bei einem engen Entladungsspalt. Darüber
hinaus wird die Geschwindigkeit der Relativbewegung optimiert
in Reaktion auf die Größe der Entladungsenergie, wodurch eine
Formgebung mit höherer Genauigkeit erzielt wird.
Die Abschnitte, die eine Feinbearbeitung erfordern, können
getrennt behandelt werden. In vielen Fällen bestehen die
Abschnitte der Scheibe 6 mit Metallbindung, welche eine hohe
Genauigkeit erfordern, nur aus einem Teil. Dies führt dazu,
daß der Zeitaufwand für die Formgebung dadurch verringert
werden kann, daß eine Feinbearbeitung nur auf diesen
Abschnitten durchgeführt wird. Eine unabhängige
Relativbewegungsortskurve wird für jeden Abschnitt
vorgesehen. Bei einem in Fig. 5 gezeigten Beispiel wird die
Feinbearbeitung in der Reihenfolge von (a) bis (e)
durchgeführt. Die Bewegung von einem Abschnitt, der eine
Feinbearbeitung erfordert, zu einem anderen Abschnitt, der
eine Feinbearbeitung erfordert, ist schnell. Darüber hinaus
kann die Anzahl der Male, in welchen die Feinbearbeitung
durchgeführt wird, in Reaktion auf den zu entfernenden
Materialabtrag und die erforderliche Genauigkeit modifiziert
werden. Bei dem in Fig. 5 gezeigten Beispiel ist der
Feinbearbeitungsschritt jeweils zweimal für (a) und (b)
erforderlich, und jeweils dreimal für (d) und (e)
Eine Form mit einem scharfen entfernten Ende wird durch eine Bewegungsortskurve ausgebildet, die von der Rückwand bis zum entfernten Ende auf beiden Seiten des scharfen entfernten Endes reicht, wie in Fig. 6(A) gezeigt ist. Fig. 6(B) erläutert die Verwendung einer Bewegungsortskurve, entlang derer eine Formgebung von dem entfernten Ende aus durchgeführt wird. Diese Vorgehensweise führt zu Vibrationen mit größerer Amplitude, welche die Drahtelektrode 1 an dem entfernten Ende beeinflussen können, an welchem die Entladung begonnen hat. Dieses Verfahren neigt dazu, eine Abrundung des scharfkantigen, entfernten Endes hervorzurufen. Durch Verwendung einer Bewegungsortskurve, die bis zum entfernten Ende geht, wie in Fig. 6(A), werden sowohl die Konzentration der Entladung als auch Schwingungen der Drahtelektrode verringert, so daß ein scharfkantiges entferntes Ende exakt ausgebildet werden kann.
Eine Form mit einem scharfen entfernten Ende wird durch eine Bewegungsortskurve ausgebildet, die von der Rückwand bis zum entfernten Ende auf beiden Seiten des scharfen entfernten Endes reicht, wie in Fig. 6(A) gezeigt ist. Fig. 6(B) erläutert die Verwendung einer Bewegungsortskurve, entlang derer eine Formgebung von dem entfernten Ende aus durchgeführt wird. Diese Vorgehensweise führt zu Vibrationen mit größerer Amplitude, welche die Drahtelektrode 1 an dem entfernten Ende beeinflussen können, an welchem die Entladung begonnen hat. Dieses Verfahren neigt dazu, eine Abrundung des scharfkantigen, entfernten Endes hervorzurufen. Durch Verwendung einer Bewegungsortskurve, die bis zum entfernten Ende geht, wie in Fig. 6(A), werden sowohl die Konzentration der Entladung als auch Schwingungen der Drahtelektrode verringert, so daß ein scharfkantiges entferntes Ende exakt ausgebildet werden kann.
Fig. 7 zeigt eine Ortskurve für einen Bogen, der am
Startpunkt und am Endpunkt des Formgebungsvorgangs vorhanden
ist. Wenn eine geradlinige Ortskurve für die Startlinie und
den Endpunkt vorgesehen wird, wie in Fig. 7(B) gezeigt, so
gibt es eine Tendenz, daß die Entladung mehr im Zentrum
auftritt. Dies führt zu einer Erhöhung der
Schwingungsamplitude der Drahtelektrode 1, wodurch
Einfressungen 1d hervorgerufen werden. Wenn jedoch gemäß
Fig. 7(A) eine bogenförmige Ortskurve am Startpunkt und am
Endpunkt vorgesehen wird, um die Änderung des
Entladungszustands abzumildern, können eine Konzentration der
Entladung und Schwingungen der Drahtelektrode verhindert
werden, und kann eine Form ohne Einfressungen 1d erzeugt
werden.
Die Bearbeitungsgeschwindigkeit, mit welcher die elektrische
Entladung zur Formgebung an dem Spalt zwischen der
Drahtelektrode 1 und der Scheibe 6 mit Metallbindung erzeugt
wird, wird durch die Umdrehungsgeschwindigkeit der Scheibe 6
mit Metallbindung beeinflußt. Mit wachsender
Umdrehungsgeschwindigkeit nimmt die
Bearbeitungsgeschwindigkeit zu. Eine Darstellung dieser
Beziehung ist in Fig. 8 gezeigt, wobei der Durchmesser der
Drahtelektrode 0,2 mm beträgt, und die Drehrichtung der
Scheibe 6 mit Metallbindung in derselben Richtung verläuft
wie die Bewegungsrichtung der Drahtelektrode 1. Die
Bearbeitungsgeschwindigkeit wird durch die Erhöhung der
Drehzahl der Scheibe 6 mit Metallbindung beeinflußt, bis die
Drehzahl annähernd 100 Umdrehungen pro Minute beträgt.
Derselbe Effekt tritt auf, wenn die Drehrichtung der Scheibe
6 mit Metallbindung entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung der
Drahtelektrode 1 verläuft, allerdings erreicht die
Bearbeitungsgeschwindigkeit ein Maximum, wenn die Drehzahl
etwa 70 Umdrehungen pro Minute beträgt. Eine höhere
Umdrehungsgeschwindigkeit führt dazu, daß die Drahtelektrode
1 bricht. Daher kann eine stabile Formgebung bei hoher
Geschwindigkeit und ohne Bruch der Drahtelektrode 1
durchgeführt werden, solange die Drehrichtung der Scheibe 6
mit Metallbindung zur Bewegungsrichtung der Drahtelektrode 1
paßt.
Ein entsprechendes Beispiel für eine Nutbearbeitung wird
nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 9 beschrieben. Wie in
Fig. 9 gezeigt ist, wird die Scheibe 6 mit Metallbindung
dadurch bearbeitet, daß die Drahtelektrode 1 geneigt wird. Da
eine Entladung erzeugt wird, die infolge der Neigung der
Drahtelektrode 1 eine große Breite aufweist, kann die
Drahtelektrode 1 in Richtung auf das Zentrum der Scheibe
bewegt werden, um eine breite Nut in der Scheibe 6 mit
Metallbindung zu erzeugen. Ein Vorteil dieses Verfahrens
besteht darin, daß durch Auswahl eines bestimmten Winkels für
die Drahtelektrode 1 eine Nut mit einer gewünschten Breite
ausgebildet werden kann.
Spezifische Beispiele für die einzelnen, in Fig. 1
dargestellten Vorrichtungen werden nachstehend erläutert.
Vorzugsweise ist die Spannungsanlegungsvorrichtung 4 eine
Magnetspulenbremse, die elektrisch gesteuert oder geregelt
werden kann, und welche die angelegte mechanische Spannung in
Reaktion auf den Durchmesser der Drahtelektrode 1 und die
Anzahl an Bearbeitungsvorgängen ändern kann. Die
Spannungsanlegungssteuervorrichtung 5 ist die
Bremssteuervorrichtung zur elektrischen Steuerung der
Magnetspulenbremse 4. Die Spannungsanlegungssteuervorrichtung
steuert die Magnetspulenbremse 4 in Reaktion auf das
Ausgangssignal der Feinbearbeitungssteuervorrichtung 23. Die
Energiesteuervorrichtung 9 ist eine
Bearbeitungsenergiequellensteuervorrichtung zum Steuern des
Stromspitzenwertes und der Einschaltzeit, der Ausschaltzeit,
und der Spannungen im unbelasteten Zustand der
Bearbeitungsenergiequelle. Die Energiesteuervorrichtung 9
stellt weiterhin eine hohe Energiezufuhr während des
Grobbearbeitungsvorgangs und eine geringe Energiezufuhr
während des Endbearbeitungsvorgangs zur Verfügung, in
Reaktion auf das Ausgangssignal von der
Feinbearbeitungssteuervorrichtung 23.
Die Drehvorrichtung 10 ist ein wechselrichtergetriebener
Wechselstrommotor, der die Drehgeschwindigkeit und die
Drehrichtung der Scheibe 6 mit Metallbindung ändern kann, um
die Leistung in Reaktion auf den Durchmesser der
Drahtelektrode 1 und die Art der durchgeführten Bearbeitung
zu optimieren. Die Drehgeschwindigkeitssteuervorrichtung 11
steuert die Frequenz des Wechselstrommotors 10, so daß die
Umdrehungsgeschwindigkeit elektrisch gesteuert oder geregelt
wird. Hierdurch wird die Geschwindigkeit des
Wechselstrommotors 10 gesteuert. Die
Drehrichtungssteuervorrichtung 12 steuert elektrisch die
Drehrichtung, und ändert die Drehrichtung in Reaktion auf die
Richtung, in welcher die Drahtelektrode 1 bewegt wird. Die
NC-Vorrichtung 16 steht in Verbindung mit einem Computer, und
steuert daher die Position und Geschwindigkeit der
Drehvorrichtung 10 entsprechend den Befehlen vom Computer
nach einem Geschwindigkeitssteuerprogramm. Die
Relativgeschwindigkeitssteuervorrichtung 17 steht mit einem
Computer in Verbindung, um die Vorschubgeschwindigkeit für
die Drehvorrichtung 10 zu steuern. Der Computer erzeugt die
Befehle in Reaktion auf das Ausgangssignal der
Feinbearbeitungsvorrichtung 23 für den
Geschwindigkeitssteuervorgang. Die UV-Achsensteuervorrichtung
20 steht mit einem Computer in Verbindung und treibt die
UV-Achsenmotoren so an, daß die Neigung der Drahtelektrode 1
gesteuert wird, wobei der UV-Achsensteuervorgang auf der
Grundlage von Computersoftware erfolgt. Vorzugsweise ist die
Programmeingabevorrichtung 21 eine
Fabrikautomatisierungsvorrichtung, eine Tastatur, oder eine
Eingabevorrichtung, die einen Papierstreifen (Lochstreifen)
verwendet, und wird zur Eingabe eines numerischen
Steuerprogramms verwendet. Vorzugsweise ist die
Programmspeichervorrichtung 22 ein Halbleiterspeicher, und
wird zur Speicherung eines numerischen Steuerprogramms
verwendet, das eingegeben wird.
Fig. 10 zeigt schematisch die Anordnung einer
Schleifscheibenformgebungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 2
der Erfindung. Die Bezugszeichen und Symbole, die denen
entsprechen, die in Fig. 1 verwendet wurden, bezeichnen
identische oder entsprechende Bauteile.
Gemäß Fig. 10 weist die Ausführungsform 2 der
Schleifscheibenformgebungsvorrichtung zusätzlich eine
Spannungserfassungsvorrichtung 24 zur Erfassung der Spannung
an dem Spalt zwischen der Drahtelektrode 1 und der Scheibe 6
mit Metallbindung während der Formgebung auf; eine
Stromerfassungsvorrichtung 25 zur Erfassung des Stroms an dem
Spalt zwischen der Drahtelektrode 1 und der Scheibe 6 mit
Metallbindung während der Formgebung; eine
Geschwindigkeitsberechnungsvorrichtung 26 zur Berechnung der
Bewegungsgeschwindigkeit für den Tisch 13, unter Verwendung
der Spannung und des Stroms, die von der
Spannungserfassungsvorrichtung 23 bzw. der
Stromerfassungsvorrichtung 25 erfaßt werden; eine
Auslenkungserfassungsvorrichtung 27 zur Erfassung der
Auslenkung der Drahtelektrode 1 während der Formgebung; und
eine Korrekturortskurvenberechnungsvorrichtung 28 zur
Berechnung einer korrigierten Ortskurve der Relativbewegung,
unter Verwendung der Auslenkung, die von der
Auslenkungserfassungsvorrichtung 27 erfaßt wird.
Die Fig. 11(A) und 11(B) zeigen schematisch den
Formgebungsvorgang, der durchgeführt wird, während die sich
drehende Scheibe 6 mit Metallbindung und die Drahtelektrode 1
in Bezug aufeinander und mit konstanter Geschwindigkeit
bewegt werden. Gepunktete Abschnitte bezeichnen jene
Bereiche, in denen eine Formgebung erfolgt, während eine
Bewegung in der durch den Pfeil angedeuteten Richtung
erfolgt. Fig. 12 ist ein Diagramm, welches die mittlere
Bearbeitungsspannung den mittleren Bearbeitungsstrom als
Funktion der Entfernung von der äußeren Endoberfläche Scheibe
während der in Fig. 11 gezeigten Formgebung zeigt.
Fig. 13 ist ein Flußdiagramm der Berechnung der
Bewegungsgeschwindigkeit.
Fig. 14 zeigt schematisch den Formgebungsvorgang, der
durchgeführt wird, während die sich drehende Scheibe 6 mit
Metallbindung und die Drahtelektrode 1 in Bezug aufeinander
und bei konstanter Geschwindigkeit bewegt werden. Gepunktete
Abschnitte sind jene, bei denen momentan eine Formgebung
erfolgt, während eine Bewegung in der durch den Pfeil
angedeuteten Richtung erfolgt. Fig. 15 ist ein Diagramm,
welches die Auslenkung der Drahtelektrode 1 als Funktion der
Tiefe einer Schneidbearbeitung von der äußeren Oberfläche der
Scheibe in Richtung auf das Zentrum während der Formgebung
zeigt.
Fig. 16 ist eine Querschnittsansicht, welche die Ausbildung
einer gewünschten Form durch Bewegung der Drahtelektrode 1
und der Scheibe 6 mit Metallbindung in Bezug aufeinander
zeigt, während eine Korrektur der Auslenkung des Drahts
erfolgt. Fig. 16(A) zeigt die Auslenkung der Drahtelektrode
1, die bei geradliniger Formgebung nicht korrigiert ist. Die
Auslenkung ist nahe der Außenoberfläche verringert, wobei die
Wand schräg verläuft, in Richtung nach außen. Fig. 16(B)
zeigt die Auslenkung, die um die Entfernung h bei
geradliniger Formgebung korrigiert ist; der schraffierte
Abschnitt ist jener, der korrigiert wird, während die Wand
senkrecht zur Außenoberfläche verläuft. Fig. 16(C) zeigt
einen verschobenen Bogen, so daß eine Bewegung weg von der
Drahtelektrode 1 erfolgt, wenn keine Korrektur für die
Bogenform durchgeführt wird, und die Auslenkung der
Drahtelektrode 1 verringert ist, wenn sie sich der
Außenoberfläche nähert. In Fig. 16(D) ist ein Bogen nicht
verschoben, sondern um die Entfernung h korrigiert; der
schraffierte Abschnitt stellt die Korrektur dar. Gestrichelte
Linien in der Figur geben Bewegungsortskurven an, und die
Formgebung erfolgt so, wie dies durch die Pfeile dargestellt
ist.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 11 bis 16 wird nachstehend
der Betriebsablauf bei der zweiten Ausführungsform der
Erfindung erläutert, also bei der in Fig. 10 gezeigten
Vorrichtung.
In Fig. 10 erfaßt die Spannungserfassungsvorrichtung 24 die
Spannung an dem Spalt zwischen der Drahtelektrode 1 und der
Scheibe 6 mit Metallbindung, während die
Stromerfassungsvorrichtung 25 den Strom an dem Spalt zwischen
der Drahtelektrode 1 und der Scheibe 6 mit Metallbindung
erfaßt. Die Geschwindigkeitsberechnungsvorrichtung 25
verwendet die erfaßten Werte für die Spannung und den Strom
zur Berechnung einer Bewegungsgeschwindigkeit; die
Relativgeschwindigkeitssteuervorrichtung 17 bzw. die NC-Vorrichtung
16 steuern die Bewegungsgeschwindigkeit bzw. die
Bewegungsortskurve
Wenn eine Formgebung der Scheibe 6 mit Metallbindung von der Außenoberfläche in Richtung auf das Zentrum bei konstanter Bewegungsgeschwindigkeit erfolgt, wie in den Fig. 11 und 12 gezeigt, nimmt die zu bearbeitende Materialmenge zu, entsprechend der Abnahme der Entfernung zum Zentrum. Mit abnehmender Entfernung zum Zentrum wird die Spannung an dem Spalt zwischen der Drahtelektrode 1 und der Scheibe 6 mit Metallbindung verringert, und steigt der Strom an dem Spalt an. Wenn die Formgebung mit konstanter Bewegungsgeschwindigkeit durchgeführt wird, ist außen am Eingang die Spannung hoch und der Strom niedrig; daher ist die zu bearbeitende Materialmenge in Bezug auf die Entladungsenergie gering, und wird die Bearbeitung weniger effizient durchgeführt. Da die zu bearbeitende Materialmenge in Bezug auf die Entladungsenergie größer ist, wenn die Spannung an dem am weitesten hinten gelegenen Ort unzureichend ist, tritt ein Kurzschluß auf, und daher eine Unterbrechung der Formgebung. Daher wird die Bewegungsgeschwindigkeit am Eingang auf der äußeren Oberfläche erhöht, und wird verringert, wenn eine Formgebung eines tieferen Abschnitts erfolgt. Dies stellt sicher, daß eine konstante Spannung und ein konstanter Strom an dem Spalt zwischen der Drahtelektrode 1 und der Scheibe 6 mit Metallbindung aufrechterhalten werden. Daher kann eine äußerst effiziente, konstante Formgebung durchgeführt werden, eine Änderung des Entladungsspalts verringert werden, und die Genauigkeit der Formgebung verbessert werden.
Wenn eine Formgebung der Scheibe 6 mit Metallbindung von der Außenoberfläche in Richtung auf das Zentrum bei konstanter Bewegungsgeschwindigkeit erfolgt, wie in den Fig. 11 und 12 gezeigt, nimmt die zu bearbeitende Materialmenge zu, entsprechend der Abnahme der Entfernung zum Zentrum. Mit abnehmender Entfernung zum Zentrum wird die Spannung an dem Spalt zwischen der Drahtelektrode 1 und der Scheibe 6 mit Metallbindung verringert, und steigt der Strom an dem Spalt an. Wenn die Formgebung mit konstanter Bewegungsgeschwindigkeit durchgeführt wird, ist außen am Eingang die Spannung hoch und der Strom niedrig; daher ist die zu bearbeitende Materialmenge in Bezug auf die Entladungsenergie gering, und wird die Bearbeitung weniger effizient durchgeführt. Da die zu bearbeitende Materialmenge in Bezug auf die Entladungsenergie größer ist, wenn die Spannung an dem am weitesten hinten gelegenen Ort unzureichend ist, tritt ein Kurzschluß auf, und daher eine Unterbrechung der Formgebung. Daher wird die Bewegungsgeschwindigkeit am Eingang auf der äußeren Oberfläche erhöht, und wird verringert, wenn eine Formgebung eines tieferen Abschnitts erfolgt. Dies stellt sicher, daß eine konstante Spannung und ein konstanter Strom an dem Spalt zwischen der Drahtelektrode 1 und der Scheibe 6 mit Metallbindung aufrechterhalten werden. Daher kann eine äußerst effiziente, konstante Formgebung durchgeführt werden, eine Änderung des Entladungsspalts verringert werden, und die Genauigkeit der Formgebung verbessert werden.
Eine Erläuterung der Verarbeitung, die durch die
Geschwindigkeitsberechnungsvorrichtung 26 zur Berechnung der
Bewegungsgeschwindigkeit unter Verwendung der erfaßten
Spannung des erfaßten Stroms durchgeführt wird, erfolgt unter
Bezugnahme auf das Flußdiagramm in Fig. 13. Zuerst werden im
Schritt S0 eine Bezugsspannung und eine Bezugsgeschwindigkeit
in die Geschwindigkeitsberechnungsvorrichtung 26 eingegeben.
In dem Schritt S1 wird die Spannung durch die
Spannungserfassungsvorrichtung 24 erfaßt. In dem
Entscheidungsschritt S2 wird die erfaßte Spannung mit der
Bezugsspannung verglichen. Wenn die erfaßte Spannung um 10
Volt oder mehr kleiner ist als die Bezugsspannung, wird das
Ergebnis als positiv beurteilt. Infolge dieses Ergebnisses
erfaßt im Schritt S3 die Stromerfassungsvorrichtung 25 einen
Strom, der zu einer Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit
führt, im Schritt S4. Wenn jedoch die erfaßte Spannung im
Schritt S1 als größer oder gleich (Bezugsspannung -10 Volt)
[*] beurteilt wird, so wird das Ergebnis im Schritt S3 als
negativ beurteilt, und wird im Schritt S5 die Geschwindigkeit
so berechnet, daß die Differenz zwischen der Bezugsspannung
und der erfaßten Spannung verwendet wird. Im Schritt S6
erfolgt eine Überprüfung, um zu bestimmen, ob die
Geschwindigkeit doppelt so groß ist wie die
Bezugsgeschwindigkeit oder nicht. Ist die Geschwindigkeit
kleiner oder gleich dem Doppelten der Bezugsgeschwindigkeit,
so wird die Formgebung bei der berechneten Geschwindigkeit
durchgeführt. Ist die Geschwindigkeit größer oder gleich der
Bezugsgeschwindigkeit, so wird die Entscheidung als negativ
beurteilt. Diese negative Beurteilung führt zu einer
Erfassung des Stroms im Schritt S7, und zu einer Erhöhung der
Geschwindigkeit im Schritt S8 in Reaktion auf den erfaßten
Strom. Im Schritt S9 wird die Geschwindigkeit, die auf diese
Weise durch die Geschwindigkeitsberechnungsvorrichtung 25
erhalten wird, als Geschwindigkeitsausgangssignal für die
Relativgeschwindigkeitssteuervorrichtung 17 ausgegeben.
Die Korrektur der Auslenkung der Drahtelektrode 1 wird
nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 14 bis 16
erläutert. Die Auslenkungsvorrichtung 27 in Fig. 10 erfaßt
die Auslenkung der Drahtelektrode 1 während der Formgebung.
Die Korrekturortskurvenberechnungsvorrichtung 28 berechnet
eine korrigierte Ortskurve für die Relativbewegung unter
Verwendung der Auslenkung, die von der
Auslenkungserfassungsvorrichtung 27 festgestellt wird. Die
NC-Steuervorrichtung 16 steuert die Bewegungsortskurve zur
Formgebung der Scheibe 6 mit Metallbindung.
Wenn die Scheibe 6 mit Metallbindung von der Außenoberfläche
in Richtung auf das Zentrum hin bearbeitet wird, nimmt das
Ausmaß der Bearbeitung in Richtung zum Zentrum hin zu. Daher
steigt eine Entladungsreaktionskraft an, die auf die
Drahtelektrode 1 einwirkt, wie in Fig. 14 gezeigt ist. Die
Drahtelektrode 1 wird in der Richtung entgegengesetzt zu der
Seite ausgelenkt, an welcher die Entladung erzeugt wird. Die
Beziehung zwischen dem Ausmaß der Auslenkung des Drahts und
der Tiefe des bearbeiteten Materials ist in Fig. 1r
dargestellt. Mit fortschreitender Bearbeitung, wenn ein
tieferer Abschnitt erreicht wird, wirkt die Kraft in bezug
auf die Bewegungsortskurve in der Richtung entgegengesetzt
jener Seite ein, an welcher die Entladung hervorgerufen wird.
In Reaktion auf die Auslenkung, die von der
Auslenkungserfassungsvorrichtung 27 festgestellt wird, werden
die Neigung und die Verschiebung des Endpunktes an einem
Bogenabschnitt zu jener Seite hin, in Bezug auf die
Bewegungsortskurve, korrigiert, an welcher die Entladung
erzeugt wird. Als Beispiel zeigt Fig. 16(A) den Fall, in
welchem keine Korrektur erfolgt; die bearbeitete
Materialmenge der Scheibe 6 mit Metallbindung steigt auf der
hinteren (oberen) Seite an. Fig. 16(B) zeigt eine Korrektur
in Bezug auf die Entfernung h; die bearbeitete Materialmenge
der Scheibe 6 mit Metallbindung ist konstant. Entsprechend
ist in Fig. 16(C) die bearbeitete Materialmenge an dem
linken oberen Bogen erhöht, da keine Korrektur erfolgt; Fig.
16(D) zeigt eine Korrektur bezüglich der Entfernung h, so daß
sich eine konstante bearbeitete Materialmenge ergibt.
Bestimmte Beispiele für die einzelnen Vorrichtungen in Fig.
10 werden nachstehend erläutert.
Die Spannungserfassungsvorrichtung 24 erfaßt die mittlere
Spannung an der Ausgangsseite der
Bearbeitungsenergieversorgungsquelle und verwendet die
mittlere Spannung zum Steuern der Vorschubgeschwindigkeit
Die Stromerfassungsvorrichtung 25 erfaßt den mittleren Strom
an der Ausgangsseite der Bearbeitungsenergieversorgungsquelle
und verwendet den mittleren Strom zum Steuern der
Vorschubgeschwindigkeit. Die
Geschwindigkeitsberechnungsvorrichtung 26 steht in Verbindung
mit einem Computer und berechnet die Vorschubgeschwindigkeit
unter Verwendung der mittleren Spannung und des mittleren
Stroms. Die Auslenkungserfassungsvorrichtung 27 steht in
Verbindung mit einem Computer und berechnet die Auslenkung
der Drahtelektrode 1 unter Verwendung der erfaßten Werte für
die mechanische Drahtspannung in dem
Auslenkungserfassungsvorgang. Die
Korrekturortskurvenberechnungsvorrichtung 28 steht in
Verbindung mit einem Computer und berechnet eine
Bewegungsortskurve unter Verwendung der Auslenkung der
Drahtelektrode 1 in dem Berechnungsvorgang für die
korrigierte Ortskurve. Die
Geschwindigkeitsberechnungsvorrichtung, die
Auslenkungserfassungsvorrichtung und die
Korrekturortskurvenberechnungsvorrichtung werden jeweils
durch Computersoftware betrieben.
Fig. 17 zeigt schematisch die Anordnung einer
Schleifscheibenformgebungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 3
der Erfindung. Jene Bezugszeichen und Symbole, welche den in
Fig. 1 verwendeten entsprechen, bezeichnen identische oder
entsprechende Bauteile.
Die Schleifscheibenformgebungsvorrichtung gemäß
Ausführungsform 3 weist weiterhin einen ersten
Drahtzufuhrspulenkörper 29 auf; einen zweiten
Drahtzufuhrspulenkörper 30; eine Befestigungsvorrichtung 31
zwischen dem ersten Drahtzufuhrspulenkörper 29 und dem
zweiten Drahtzufuhrspulenkörper 30; eine
Drahtelektrodenänderungsvorrichtung 32 zur Änderung der
Drahtelektrode 1 zwischen dem ersten Drahtzufuhrspulenkörper
29 und dem zweiten Drahtzufuhrspulenkörper 30; eine mit einer
V-Nut versehene Drahtführung 33 zum Führen der Drahtelektrode
entlang einer V-förmigen Nut, die sich in Richtung auf das
Zentrum der Scheibe hin öffnet; und eine
Umdrehungsgeschwindigkeitsberechnungsvorrichtung 34 zur
automatischen Einstellung der
Umdrehungsgeschwindigkeitssteuervorrichtung 10 so, daß sich
deren Einstellung in Reaktion auf die mechanische Spannung
ändert, die an die Drahtelektrode 1 angelegt ist.
Fig. 18(A) ist ein Diagramm, welches das
Bearbeitungsgeschwindigkeitsverhältnis als Funktion der
Scheibenumdrehungsgeschwindigkeit für jeden Durchmesser der
Drahtelektrode 1 zeigt. Während eine Entladung an dem Spalt
zwischen der sich drehenden Scheibe 6 mit Metallbindung und
der Drahtelektrode 1 erzeugt wird, werden die Scheibe 6 mit
Metallbindung und die Drahtelektrode 1 relativ zueinander
bewegt. Die durchgezogene Linie bezeichnet eine
Drahtelektrode 1 mit einem Durchmesser von 0,2 mm; die
gepunktete Linie bezeichnet eine Drahtelektrode 1 mit einem
Durchmesser von 0,15 mm; und die gestrichelte Linie
bezeichnet eine Drahtelektrode 1 mit einem Durchmesser von
0,1 mm.
Der schraffierte Abschnitt in Fig. 18(B), der den
Formgebungszustand bezeichnet, gibt den Bereich an, dessen
Formgebung fertig ist. Die Formgebung wird durchgeführt,
während die Scheibe 6 mit Metallbindung und die
Drahtelektrode 1 relativ zueinander und in der durch den
Pfeil Md angezeigten Richtung bewegt werden. Das
Bearbeitungsgeschwindigkeitsverhältnis ist das
Geschwindigkeitsverhältnis für die einzelnen Parameter, wenn
die maximale Geschwindigkeit auf 1,0 gesetzt ist. Diese
maximale Geschwindigkeit betrifft einen Fall, in welchem die
Drahtelektrode 1 einen Durchmesser von 0,2 mm hat.
Fig. 19(A) ist ein Diagramm, welches die Beziehung zwischen
der Scheibenumdrehungsgeschwindigkeit und dem
Bearbeitungsexaktheitsverhältnis zeigt. Diese Beziehung ist
graphisch für jeden Durchmesser der Drahtelektrode 1
dargestellt. Die durchgezogene Linie bezeichnet die
Drahtelektrode 1 mit einem Durchmesser von 0,2 mm, die
gepunktete Linie bezeichnet die Drahtelektrode 1 mit einem
Durchmesser von 0,15 mm, und die gestrichelte Linie
bezeichnet die Drahtelektrode 1 mit einem Durchmesser von
0,1 mm. Die Formgebung wird so durchgeführt, daß die Scheibe
6 mit Metallbindung und die Drahtelektrode 1 in Bezug
aufeinander in der durch den Pfeil angegebenen Richtung
bewegt werden, um die in Fig. 19(B) dargestellte Form zu
erzielen. Das Bearbeitungsexaktheitsverhältnis ist das
Verhältnis der Genauigkeit für die einzelnen Parameter, wenn
die höchste Genauigkeit auf 1,0 gesetzt ist. Dieses
Bearbeitungsexaktheitsmaximum ist für den Fall dargestellt,
in welchem die Drahtelektrode 1 einen Durchmesser von 0,2 mm
aufweist.
Fig. 20 ist eine Querschnittsansicht von Grobbearbeitungs- und
Feinbearbeitungsprogrammen mit Drahtelektroden 1 mit
unterschiedlichen Durchmesser entsprechend der Art der
Bearbeitung. Fig. 20(A) bezeichnet einen
Grobbearbeitungsvorgang, und Fig. 20(B) zeigt einen
Feinbearbeitungsvorgang. Die schraffierten Abschnitte sind
jene, die entfernt werden, durch den jeweiligen Vorgang, und
die Pfeile geben die Bewegungsrichtung des jeweiligen
Vorgangs an.
Nachstehend wird der Betriebsablauf der dritten
Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
In Fig. 17 wird die Drahtelektrode 1 entlang dem
Drahtelektrodenweg von dem ersten Drahtzufuhrspulenkörper 29
zugeführt; eine mechanische Spannung wird an die
Drahtelektrode 1 durch die Drahtspannungsanlegungsvorrichtung
4 angelegt. Die Drahtelektrode 1 wird durch die mit einer
V-Nut versehenen Drahtführungen 33 geführt, die sich vor und
hinter der Scheibe 6 mit Metallbindung befinden, und sich in
Richtung auf das Zentrum der Scheibe 6 mit Metallbindung
öffnen. Um die erste Drahtelektrode durch die zweite
Drahtelektrode auszutauschen, zieht die Änderungsvorrichtung
32 die Drahtelektrode 1 von dem zweiten
Drahtelektrodenzufuhrspulenkörper 30 ab, und zieht die
Drahtelektrode entlang dem voranstehend geschilderten
Drahtelektrodenweg. Diese Drahtführungen 33 mit der sich zum
Zentrum hin öffnenden V-Nut können trotz der Tatsache
verwendet werden, daß die Drahtelektrode durch eine andere
Drahtelektrode mit einem unterschiedlichen Durchmesser
ersetzt wird. Die Führungen reichen zum Führen der
Drahtelektrode 1 deswegen aus, da die
Entladungsreaktionskraft einer Drahtelektrode 1 nicht in
Richtung auf das Zentrum der Scheibe 6 mit Metallbindung
wirkt, obwohl die Drahtelektrode 1 gegen die Führungen
angedrückt wird.
Wenn der Durchmesser der Drahtelektrode 1 geändert wird,
ändert sich auch die mechanische Spannung, die an die
Drahtelektrode 1 angelegt ist. Die Umdrehungsgeschwindigkeit
wird von der Drehgeschwindigkeitsberechnungsvorrichtung 34
berechnet, und die Umdrehungsgeschwindigkeit wird von der
Drehgeschwindigkeitssteuervorrichtung 11 in Reaktion auf das
Ausgangssignal der Spannungssteuervorrichtung 5 geändert.
Die Beziehung zwischen der Umdrehungsgeschwindigkeit der
Scheibe 6 mit Metallbindung und der
Bearbeitungsgeschwindigkeit für jeden
Drahtelektrodendurchmesser ist in Fig. 18 gezeigt. Für die
Drahtelektrode 1 mit dem Durchmesser von 0,2 mm nimmt die
Bearbeitungsgeschwindigkeit in Beziehung zur
Umdrehungsgeschwindigkeit zu, bis die
Umdrehungsgeschwindigkeit 120 Umdrehungen pro Minute
erreicht; daraufhin bleibt die Bearbeitungsgeschwindigkeit
bei größeren Umdrehungsgeschwindigkeiten konstant. Für die
Drahtelektrode 1 mit einem Durchmesser von 0,15 mm nimmt die
Bearbeitungsgeschwindigkeit in Beziehung zur
Umdrehungsgeschwindigkeit der Scheibe 6 mit Metallbindung zu,
bis die Umdrehungsgeschwindigkeit 100 Umdrehungen pro Minute
erreicht, und bleibt bei größeren Drehzahlen konstant. Für
die Drahtelektrode mit einem Durchmesser von 01, mm nimmt die
Geschwindigkeit in Beziehung zur Umdrehungsgeschwindigkeit
zu, bis die Umdrehungsgeschwindigkeit 65 Umdrehungen pro
Minute erreicht, und ist danach bei größeren
Umdrehungsgeschwindigkeiten konstant.
Die Beziehung zwischen der Umdrehungsgeschwindigkeit der
Scheibe 6 mit Metallbindung und der Bearbeitungsgenauigkeit
für jeden Drahtelektrodendurchmesser ist in Fig. 19 gezeigt.
Bei der Drahtelektrode 1 mit einem Durchmesser von 0,2 mm ist
eine hohe Genauigkeit zwischen 80 und 450 Umdrehungen pro
Minute erhältlich. Für die Drahtelektrode 1 mit einem
Durchmesser von 0,15 mm ist eine hohe Genauigkeit zwischen 80
und 200 Umdrehungen pro Minute erhältlich. Für die
Drahtelektrode 1 mit einem Durchmesser von 0,1 mm ist eine
hohe Genauigkeit zwischen 70 und 100 Umdrehungen pro Minute
erhältlich. Wie voranstehend erläutert ändert sich die
geeignete Umdrehungsgeschwindigkeit in Abhängigkeit von dem
Durchmesser der in der Vorrichtung eingesetzten
Drahtelektrode 1. Wenn der Durchmesser der Drahtelektrode 1
geändert wird, wird die Umdrehungsgeschwindigkeit
entsprechend geändert. Auf diese Weise kann eine Formgebung
mit höherer Bearbeitungsgeschwindigkeit und exakter
durchgeführt werden.
Wie in Fig. 20(A) gezeigt ist, wird eine Drahtelektrode 1
mit einem großen Durchmesser in dem Grobbearbeitungszeitraum
eingesetzt. Fig. 20(B) zeigt eine Drahtelektrode 1 mit
kleinem Durchmesser, die während der Feinbearbeitung
verwendet wird, um eine kompliziertere Form auszubilden. Wie
voranstehend erläutert ist der Zeitraum zur Ausbildung einer
komplizierteren Form unter Verwendung einer Elektrode mit
kleinerem Durchmesser länger als jener, der zur Formgebung
einer Schleifscheibe mit einer größeren Drahtelektrode 1
erforderlich ist. Der Zeitraum zur Ausbildung einer
komplizierten Form, die beispielsweise die Drahtelektrode 1
mit einem Durchmesser von 0,1 mm erfordert, kann dadurch
verkürzt werden, daß die Grobbearbeitung am Anfang unter
Verwendung der Drahtelektrode 1 mit einem Durchmesser von
0,2 mm durchgeführt wird. Darüber hinaus muß die
Drahtelektrode 1 mit einem Durchmesser von 0,1 mm nur auf dem
erforderlichen Abschnitt der Feinbearbeitung verwendet
werden, wodurch die Bearbeitungszeit weiter verringert werden
kann.
Fig. 21 zeigt schematisch die Anordnung einer
Schleifscheibenformgebungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 4
der Erfindung. Jene Bezugszeichen und Symbole, die denen
entsprechen, die in Fig. 1 verwendet wurden, bezeichnen
identische oder entsprechende Bauteile.
Die Schleifscheibenformgebungsvorrichtung gemäß
Ausführungsform 4 weist weiterhin eine
Verwendungszustandseingabevorrichtung 35 zur Eingabe von
Verwendungszuständen auf, beispielsweise eines
Schleifzeitraums, des Materials der Schleifscheibe, und
bestimmte Ereignisse, die während des Schleifvorgangs
erforderlich sind; eine Antriebsumfangsberechnungsvorrichtung
36 zur Berechnung des Umfangs des Antriebs, der für den
Nachrichtvorgang in Reaktion auf die voranstehend genannten
Verwendungszustände erforderlich ist; und eine
Nachrichtausführungsvorrichtung 37 zur Verwendung eines
Computerprogramms, das in der Programmspeichervorrichtung 22
gespeichert ist, um eine gewünschte Form zum Nachrichten
einer Schleifscheibe 6 zur Verfügung zu stellen.
Die Fig. 22(A) und (B) sind Querschnittsansichten, welche
einen Nachrichtvorgang zeigen, der unter Verwendung eines
Programms durchgeführt wird, welches vorher erzeugt und
gespeichert wird. Die gestrichelten Linien bezeichnen
Ortskurven MT für die Relativbewegungen der sich drehenden
Scheibe 6 mit Metallbindung und der Drahtelektrode 1; d
bezeichnet das Ausmaß des Antriebs, und der schraffierte
Abschnitt ist der Bereich, der durch Bearbeitung der
Entfernung entsprechend dem Antriebsausmaß d nachgerichtet
wird.
Nachstehend wird der Betriebsablauf bei der vierten
Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
Die Einsatzbedingungen, beispielsweise der Schleifzeitraum
für die Verwendung der Scheibe 6 mit Metallbindung, das
Werkstückmaterial, und die Vorgänge, die während des
Schleifvorgangs erforderlich sind, werden in die
Einsatzbedingungseingabevorrichtung 35 eingegeben. Die
Antriebsausmaßberechnungsvorrichtung 36 berechnet dann das
Ausmaß des Antriebs, das zum Nachrichten der Scheibe
erforderlich ist, aus den eingegebenen Einsatzbedingungen.
Dieses Originalprogramm für die Formgebung wird in der
Programmspeichervorrichtung 22 gespeichert, und wird dann
durch das Ausmaß des Antriebs korrigiert. Die
Nachrichtausführungsvorrichtung 37 steuert dann die
NC-Vorrichtung 16 mit dem korrigierten Programm. Auf diese
Weise werden die Scheibe 6 mit Metallbindung und die
Drahtelektrode 1 in Bezug aufeinander bewegt, um ein
Nachrichten der Schleifscheibe 6 durchzuführen. Daher muß
kein neues Programm für den Nachrichtvorgang vorbereitet
werden.
Das ursprüngliche Programm kann dazu verwendet werden, die
Formgebung mehrere Male zu wiederholen, während die
Programmortskurven um das Ausmaß d des Antriebs versetzt
werden. Beispielsweise kann für die in Fig. 22(B) gezeigte
Form die Scheibe 6 mit Metallbindung dadurch ausgeformt
werden, daß das Ausmaß d des Antriebs gemäß Fig. 22(B)
verwendet wird, und daher kann das Nachrichten durch dasselbe
Programm durchgeführt werden, welches ursprünglich eingesetzt
wurde.
Fig. 23 zeigt schematisch die Anordnung einer
Schleifscheibenformgebungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 5
der Erfindung. Jene Bezugszeichen und Symbole, welche denen
entsprechen, die in Fig. 1 verwendet wurden, bezeichnen
identische oder entsprechende Bauteile.
Die Schleifscheibenformgebungsvorrichtung gemäß
Ausführungsform 5 weist weiterhin eine Drehachsenvorrichtung
38 auf; eine Temperaturmeßvorrichtung 39 zur Messung der
Temperatur der Welle 38; eine Zimmertemperaturmeßvorrichtung
40 zur Messung der Zimmertemperatur; eine
Verschiebungsspeichervorrichtung 41 zum Speichern einer
Verschiebungsentfernung für jede Temperatur der Achse 38; und
eine Wellenkorrekturberechnungsvorrichtung 42 zur Berechnung
einer Korrektur der Verschiebungsentfernung, die durch eine
Änderung der Temperatur der Achse 38 hervorgerufen wird.
Fig. 24 zeigt schematisch die Positionsverschiebung in der
Scheibe 6 mit Metallbindung infolge einer Änderung der
Temperatur der Welle 38. Die Entfernung gegenüber einem
Bezugspunkt Z0, wenn die Scheibe 6 mit Metallbindung für
einen signifikanten Zeitraum ortsfest ist, beträgt 1, und die
Entfernung gegenüber dem Bezugspunkt Z0, wenn die Scheibe 6
mit Metallbindung gedreht wird, beträgt l′, und die
Verschiebung beträgt Δl. Die gestrichelte Linie gibt die
Position der Scheibe 6 mit Metallbindung an, nachdem sie
gedreht wurde.
Nachstehend wird der Betriebsablauf der fünften
Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
Die Temperatur der Welle 38 wird durch die
Temperaturmeßvorrichtung 39 gemessen; die Zimmertemperatur
wird von der Zimmertemperaturmeßvorrichtung 40 gemessen. Wenn
die Umdrehungsgeschwindigkeit der Drehvorrichtung 10 geändert
wird, ändert sich die infolge der Umdrehung erzeugte Wärme,
und gibt es eine entsprechende Temperaturänderung bei der
Welle 38. Dies führt zu einer entsprechenden Verschiebung der
Position der Schleifscheibe 6.
Auf der Grundlage der Daten in der
Verschiebungsspeichervorrichtung 41 berechnet die
Wellenkorrekturberechnungsvorrichtung 42 die Korrektur der
Verschiebung, und führt eine Korrektur unter Verwendung der
NC-Vorrichtung 16 so durch, daß die Relativbewegung und die
Differenz zwischen der Temperatur der Achse 38 und der
Zimmertemperatur gesteuert wird. Dies führt dazu, daß das
Einlaufen mit der sich drehenden, vorgeformten Scheibe und
eine Änderung der Umdrehungsgeschwindigkeit über einen weiten
Bereich durchgeführt werden können.
Fig. 25 zeigt schematisch die Anordnung einer
Schleifscheibenformgebungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 6
der Erfindung. Jene Bezugszeichen und Symbole, die denen
entsprechen, die in den Fig. 1 und 10 verwendet wurden,
bezeichnen identische oder entsprechende Bauteile.
Die Schleifscheibenformgebungsvorrichtung gemäß
Ausführungsform 6 weist weiterhin eine
Parametereingabevorrichtung 43 auf, um Formparameter
einzugeben, beispielsweise die Entladungsenergie, die
mechanische Drahtspannung, die
Scheibenumdrehungsgeschwindigkeit, die Bezugsgeschwindigkeit,
die Bezugsspannung, und einen Korrekturwert; eine
Formzustandsspeichervorrichtung 44 zur Markierung einer
Kombination der Parameter als Formgebungszuständen, und zum
Speichern der Zustände; und eine
Formgebungszustandseinstellvorrichtung 45 zur Einstellung der
gespeicherten Formgebungszustände. Fig. 26 zeigt schematisch
einen Eingabebildschirm für die Parametereingabevorrichtung
43, auf welchem in der am weitesten links gelegenen Spalte
Parameterauswahlschalter gezeigt sind, und in der obersten
Zeile die Markierungscodes für die Formgebungszustände
gezeigt sind. Die Werte werden in der Matrix der Schalter
eingestellt, und die Zahlen sind Daten.
Die Eingabeformparameter werden in die
Parametereingabevorrichtung 43 unter Verwendung bestimmter
Markierungscodes eingegeben. Diese Information wird in der
Formgebungszustandsspeichervorrichtung 44 gespeichert. Die
Formgebungszustandseinstellvorrichtung 45 kann direkt auf die
sich ergebenden, gespeicherten Formgebungszustände zugreifen,
unter Verwendung des zugehörigen Markierungscodes. Alternativ
hierzu ist die Formgebungszustandseinstellvorrichtung 45 dazu
fähig, auf die sich ergebenden, gespeicherten
Formgebungszustände durch Bezugnahme auf einen
Markierungscode in einem Softwarecode zuzugreifen.
Beispielsweise könnte die
Formgebungszustandseinstellvorrichtung 45 auf den sich
ergebenden, gespeicherten Formgebungszustand mit der
Markierung E100 zugreifen, indem E100 in einem
Softwareprogramm aufgerufen wird. Der Formgebungszustand
wurde daher nur durch Einstellung der
Formgebungszustandsnummer bestimmt.
Die einzelnen Anordnungen der jeweiligen Vorrichtungen, die
voranstehend anhand der Ausführungsformen 3 bis 6 erläutert
wurden, werden nunmehr anhand der Kombinationen der
Ausführungsformen 3 bis 6 unter Bezugnahme auf Fig. 17, 21,
23 und 25 erläutert. In Fig. 17 besteht die
Befestigungsvorrichtung 31 aus Wellen, auf welche zwei
Drahtzufuhrspulenkörper 29 und 30 aufgepaßt sind, und aus
einer Platte, an welcher die Wellen befestigt sind.
Vorzugsweise wird die Drahtelektrodenaustauschvorrichtung 32
durch eine Vorrichtung mit einem Greifmechanismus ersetzt,
welche eine Drahtelektrode mit einem kleinen Durchmesser
(annähernd 0,2 mm Durchmesser) haltern kann. Ein Draht mit
einem größeren Durchmesser wird vorzugsweise für die
Grobbearbeitung oder Anfangsbearbeitung verwendet, wogegen
ein Draht mit einem kleinen Durchmesser zur Fertigstellung
komplizierter Formen verwendet wird.
Die Umdrehungsgeschwindigkeitsberechnungsvorrichtung 34 steht
in Verbindung mit einem Computer und bestimmt die
Umdrehungsgeschwindigkeit in Reaktion auf Daten bezüglich der
mechanischen Drahtspannung, die während des
Umdrehungsgeschwindigkeitsberechnungsvorgangs ermittelt
werden.
Bei der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
ist, wie in Fig. 21 gezeigt, die
Einsatzbedingungseingabevorrichtung 35 vorgesehen, die eine
Kathodenstrahlröhre, eine Tastatur, und eine
Anzeigevorrichtung zur Kommunikation mit einem Computer
aufweist. Während des Einsatzbedingungseingabevorgangs, der
von der Computersoftware durchgeführt wird, wird der
Einsatzzustand eingegeben. Die
Antriebsausmaßberechnungsvorrichtung 36 steht mit einem
Computer in Verbindung, bestimmt das Ausmaß des Abriebes, und
legt das Ausmaß des Antriebs unter Verwendung der
Computersoftware fest. Die Nachrichtausführungsvorrichtung 37
kommuniziert mit dem Computer und korrigiert eine
programmierte Ortskurve unter Verwendung des erhaltenen
Ausmaßes des Antriebs, wobei der Nachrichtausführungsvorgang
durch die Software durchgeführt wird.
Fig. 23 erläutert die fünfte Ausführungsform der Erfindung,
bei welcher die Temperaturmeßvorrichtung 39 zur Erfassung der
Temperatur unter Verwendung eines Temperatursensors
vorgesehen ist, der an der Achse angebracht ist. Die
Zimmertemperaturmeßvorrichtung 40 erfaßt die Zimmertemperatur
unter Verwendung eines äußeren Temperatursensors. Die
Verschiebungsspeichervorrichtung 41 speichert bestimmte
Verschiebungsspeicherwerte in Bezug auf eine
Temperaturdifferenz zwischen der Achse und dem Zimmer. Die
Wellenkorrekturberechnungsvorrichtung 42 steht in Verbindung
mit einem Computer und berechnet das erforderliche
Korrekturausmaß unter Verwendung der
Wellenkorrekturberechnungscomputersoftware, um die Differenz
zwischen der Zimmertemperatur und der Temperatur der Welle zu
untersuchen.
Weiterhin weist, wie in Fig. 25 bezüglich der
Ausführungsform 6 gezeigt ist, die
Parametereingabevorrichtung 43 eine Kathodenstrahlröhre und
eine Tastatur auf. Die Parametereingabevorrichtung steht in
Verbindung mit einem Computer und gibt verschiedene
Formgebungsbedingungen in die
Parametereingabevorgangssoftware ein. Die
Formgebungszustandsspeichervorrichtung 44 speichert
Formgebungsbedingungen in Reaktion auf die einzelnen
Formgebungsparameter. Die
Formgebungszustandseinstellvorrichtung 45 weist eine
Kathodenstrahlröhre und eine Tastatur auf. Die
Formgebungszustandseinstellvorrichtung 45 steht mit dem
Computer in Verbindung, um verschiedene Zustände
einzustellen, einschließlich der Geschwindigkeit, in dem
Formgebungszustandseinstellvorgang, der von der Software
gesteuert wird. Der voranstehend geschilderte Computer kann
ein Mikroprozessor mit integrierten Halbleiterschaltungen
sein; bei der Vorrichtung können ein Computer oder mehrere
eingesetzt werden.
Die voranstehend geschilderten Ausführungsformen der
Erfindung weisen folgende Vorteile auf: eine einfache
Verringerung der Schleifscheibenbearbeitungszeit; eine
Verbesserung der Genauigkeit der Formgebung der
Schleifscheibe; das Verhindern von Einfressungen durch
Verringerung der Entladungskonzentration und der
Drahtelektrodenschwingungen; Verhindern des Brechens der
Drahtelektrode, wodurch eine stabile Formgebung erzielt wird;
eine einfache Bereitstellung eines Nachrichtens einer
Schleifscheibe; eine Verbesserung der Genauigkeit beim
Nachrichten; eine Erhöhung der potentiellen
Drehgeschwindigkeitsänderungen unter Verwendung einer
Verschiebungsspeichervorrichtung; und die Durchführung einer
automatischen Formgebung durch Laden von Kombinationen von
Parametern für Formgebungszustände, die gespeichert werden
können, und auf die zugegriffen werden kann.
Die Erfindung wurde in Bezug auf bestimmte, bevorzugte
Ausführungsformen beschrieben. Fachleuten auf diesem Gebiet
werden verschiedene Abänderungen und Hinzufügungen innerhalb
des Wesens der Erfindung auffallen. Der Umfang der Erfindung
ist nur durch die Gesamtheit der vorliegenden
Anmeldeunterlagen beschränkt, und soll von den beigefügten
Patentansprüchen umfaßt sein.
Claims (22)
1. Schleifscheibenformgebungsvorrichtung zur Ausformung
einer Schleifscheibe mit Hilfe einer elektrischen
Entladung, die neben einer Drahtelektrode erzeugt wird,
mit:
einer Drahtelektrode für eine Bearbeitung mit elektrischer Entladung;
einer Drehvorrichtung zum Drehen der Schleifscheibe;
einer Umdrehungsgeschwindigkeitssteuervorrichtung zum Steuern der Umdrehungsgeschwindigkeit der Schleifscheibe;
einer Energiesteuervorrichtung zum Steuern der Entladungsenergie, welche einem Spalt zwischen der Drahtelektrode und der Schleifscheibe zugeführt wird;
einer Relativgeschwindigkeitssteuervorrichtung zum Steuern einer Relativbewegungsgeschwindigkeit zwischen der Drahtelektrode und der Schleifscheibe; und
einer Bearbeitungssteuervorrichtung zum Steuern der Umdrehungsgeschwindigkeitssteuervorrichtung, der Energiesteuervorrichtung, und der Relativgeschwindigkeitssteuervorrichtung auf solche Weise, daß die Umdrehungsgeschwindigkeit für die Schleifscheibe und die Entladungsenergie entsprechend für eine Feinbearbeitung eingestellt werden, und die Bewegungsgeschwindigkeit für die Drahtelektrode oder die Schleifscheibe so eingestellt wird, daß eine Formgebung mit hoher Geschwindigkeit während der Feinbearbeitung ermöglicht wird.
einer Drahtelektrode für eine Bearbeitung mit elektrischer Entladung;
einer Drehvorrichtung zum Drehen der Schleifscheibe;
einer Umdrehungsgeschwindigkeitssteuervorrichtung zum Steuern der Umdrehungsgeschwindigkeit der Schleifscheibe;
einer Energiesteuervorrichtung zum Steuern der Entladungsenergie, welche einem Spalt zwischen der Drahtelektrode und der Schleifscheibe zugeführt wird;
einer Relativgeschwindigkeitssteuervorrichtung zum Steuern einer Relativbewegungsgeschwindigkeit zwischen der Drahtelektrode und der Schleifscheibe; und
einer Bearbeitungssteuervorrichtung zum Steuern der Umdrehungsgeschwindigkeitssteuervorrichtung, der Energiesteuervorrichtung, und der Relativgeschwindigkeitssteuervorrichtung auf solche Weise, daß die Umdrehungsgeschwindigkeit für die Schleifscheibe und die Entladungsenergie entsprechend für eine Feinbearbeitung eingestellt werden, und die Bewegungsgeschwindigkeit für die Drahtelektrode oder die Schleifscheibe so eingestellt wird, daß eine Formgebung mit hoher Geschwindigkeit während der Feinbearbeitung ermöglicht wird.
2. Schleifscheibenformgebungsvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin
vorgesehen sind:
eine Spannungserfassungsvorrichtung zur Erfassung einer Spannung an dem Spalt zwischen der Drahtelektrode und der Schleifscheibe; und
eine Stromerfassungsvorrichtung zur Erfassung eines Stroms an dem Spalt zwischen der Drahtelektrode und der Schleifscheibe;
wobei die Relativgeschwindigkeitssteuervorrichtung Relativbewegungsgeschwindigkeiten für die Drahtelektrode und die Schleifscheibe unter Verwendung der erfaßten Spannung und des erfaßten Stroms berechnet.
eine Spannungserfassungsvorrichtung zur Erfassung einer Spannung an dem Spalt zwischen der Drahtelektrode und der Schleifscheibe; und
eine Stromerfassungsvorrichtung zur Erfassung eines Stroms an dem Spalt zwischen der Drahtelektrode und der Schleifscheibe;
wobei die Relativgeschwindigkeitssteuervorrichtung Relativbewegungsgeschwindigkeiten für die Drahtelektrode und die Schleifscheibe unter Verwendung der erfaßten Spannung und des erfaßten Stroms berechnet.
3. Schleifscheibenformgebungsvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin
vorgesehen sind:
eine Auslenkungserfassungsvorrichtung zur Erfassung einer Auslenkung der Drahtelektrode an der Schleifscheibe; und
eine Korrekturortskurvensteuervorrichtung zur Berechnung einer Relativbewegungsortskurve für die Drahtelektrode und die Schleifscheibe.
eine Auslenkungserfassungsvorrichtung zur Erfassung einer Auslenkung der Drahtelektrode an der Schleifscheibe; und
eine Korrekturortskurvensteuervorrichtung zur Berechnung einer Relativbewegungsortskurve für die Drahtelektrode und die Schleifscheibe.
4. Schleifscheibenformgebungsvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin
vorgesehen sind:
mehrere Drahtzufuhrspulenkörper, auf welche Drahtelektroden mit unterschiedlichen Durchmessern aufgewickelt sind; und
eine Drahtelektrodenänderungsvorrichtung zur Auswahl einer der Drahtelektroden, damit diese von einer der mehreren Drahtzufuhrspulenkörper zur Schleifscheibe läuft;
wobei die Umdrehungsgeschwindigkeitssteuervorrichtung die Drehzahl der Schleifscheibe in Reaktion auf den Durchmesser einer ausgewählten Drahtelektrode berechnet.
mehrere Drahtzufuhrspulenkörper, auf welche Drahtelektroden mit unterschiedlichen Durchmessern aufgewickelt sind; und
eine Drahtelektrodenänderungsvorrichtung zur Auswahl einer der Drahtelektroden, damit diese von einer der mehreren Drahtzufuhrspulenkörper zur Schleifscheibe läuft;
wobei die Umdrehungsgeschwindigkeitssteuervorrichtung die Drehzahl der Schleifscheibe in Reaktion auf den Durchmesser einer ausgewählten Drahtelektrode berechnet.
5. Schleifscheibenformgebungsvorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin
vorgesehen sind:
eine Nut, die sich im wesentlichen V-förmig in Richtung auf die Schleifscheibe hin öffnet; und
mehrere Drahtführungen zum Führen der Drahtelektrode.
eine Nut, die sich im wesentlichen V-förmig in Richtung auf die Schleifscheibe hin öffnet; und
mehrere Drahtführungen zum Führen der Drahtelektrode.
6. Schleifscheibenformgebungsvorrichtung nach Anspruch 4,.
dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin
eine Anlegungssteuervorrichtung für die mechanische
Spannung vorgesehen ist, um das Anlegen einer
mechanischen Spannung an die Drahtelektrode zu steuern,
wobei die Drehzahl der Schleifscheibe in Reaktion auf
die mechanische Spannung der Drahtelektrode geändert
wird.
7. Schleifscheibenformgebungsvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin
vorgesehen sind:
eine Einsatzbedingungseingabevorrichtung zur Eingabe von Einsatzbedingungen;
eine Antriebsentfernungsberechnungsvorrichtung zur Berechnung einer Antriebsentfernung während eines Nachrichtvorgangs in Reaktion auf die Einsatzbedingungen; und
eine Nachrichtausführungsvorrichtung zur Verwendung eines Programms zur Bereitstellung einer gewünschten
Form zum Nachrichten der Schleifscheibe entsprechend der Antriebsentfernung, welche von der Antriebsentfernungsberechnungsvorrichtung berechnet wird.
eine Einsatzbedingungseingabevorrichtung zur Eingabe von Einsatzbedingungen;
eine Antriebsentfernungsberechnungsvorrichtung zur Berechnung einer Antriebsentfernung während eines Nachrichtvorgangs in Reaktion auf die Einsatzbedingungen; und
eine Nachrichtausführungsvorrichtung zur Verwendung eines Programms zur Bereitstellung einer gewünschten
Form zum Nachrichten der Schleifscheibe entsprechend der Antriebsentfernung, welche von der Antriebsentfernungsberechnungsvorrichtung berechnet wird.
8. Schleifscheibenformgebungsvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin
vorgesehen sind:
eine Temperaturmeßvorrichtung zur Messung der Temperatur einer Welle der Drehvorrichtung; und
eine Zimmertemperaturmeßvorrichtung zur Messung der Zimmertemperatur;
eine Verschiebungsspeichervorrichtung zum Speichern einer Verschiebungsentfernung für jede Temperatur der Welle; und
eine Wellenkorrekturberechnungsvorrichtung zur Korrektur der Relativpositionen der Drahtelektrode und der Schleifscheibe in Reaktion auf die Verschiebungsentfernungen, welche infolge einer Änderung der Wellentemperatur auftreten.
eine Temperaturmeßvorrichtung zur Messung der Temperatur einer Welle der Drehvorrichtung; und
eine Zimmertemperaturmeßvorrichtung zur Messung der Zimmertemperatur;
eine Verschiebungsspeichervorrichtung zum Speichern einer Verschiebungsentfernung für jede Temperatur der Welle; und
eine Wellenkorrekturberechnungsvorrichtung zur Korrektur der Relativpositionen der Drahtelektrode und der Schleifscheibe in Reaktion auf die Verschiebungsentfernungen, welche infolge einer Änderung der Wellentemperatur auftreten.
9. Schleifscheibenformgebungsvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin
vorgesehen sind:
eine Parametereingabevorrichtung zur Eingabe von Formgebungsparametern;
eine Formgebungszustandsspeichervorrichtung zum Numerieren von Kombinationen der Formgebungsparameter als Formgebungszustände und zum Speichern dieser Kombinationen; und
eine Formgebungszustandseinstellvorrichtung zum Einstellen der gespeicherten Formgebungszustände.
eine Parametereingabevorrichtung zur Eingabe von Formgebungsparametern;
eine Formgebungszustandsspeichervorrichtung zum Numerieren von Kombinationen der Formgebungsparameter als Formgebungszustände und zum Speichern dieser Kombinationen; und
eine Formgebungszustandseinstellvorrichtung zum Einstellen der gespeicherten Formgebungszustände.
10. Schleifscheibenformgebungsverfahren mit folgenden
Schritten:
Drehen einer Schleifscheibe; und
Bewegen einer Drahtelektrode über die Schleifscheibe;
Bewegen der Drahtelektrode und der Schleifscheibe relativ zueinander;
Steuern der Relativbewegungsgeschwindigkeit zwischen der Drahtelektrode und der Schleifscheibe unter Verwendung einer Relativgeschwindigkeitssteuervorrichtung;
Steuern der Umdrehungsgeschwindigkeit der Schleifscheibe unter Verwendung einer Umdrehungsgeschwindigkeitssteuervorrichtung; und
Erzeugung einer Entladung über eine Arbeitsflüssigkeit an einem Spalt zwischen der Drahtelektrode und der Schleifscheibe;
Entladen von Energie von der Drahtelektrode an den Spalt zur Ausformung der Schleifscheibe;
Steuern der Energieentladung unter Verwendung einer Energiesteuervorrichtung; und
Steuern der Relativgeschwindigkeitssteuervorrichtung, der Umdrehungsgeschwindigkeitssteuervorrichtung und der Energiesteuervorrichtung, während die Schleifscheibe gedreht wird, um so die Umdrehungsgeschwindigkeit der Schleifscheibe und die Entladungsenergie für eine Feinbearbeitung einzustellen, und die Bewegungsgeschwindigkeit für die Drahtelektrode oder die Schleifscheibe so einzustellen, daß eine Formgebung mit hoher Geschwindigkeit während der Feinbearbeitung ermöglicht wird.
Drehen einer Schleifscheibe; und
Bewegen einer Drahtelektrode über die Schleifscheibe;
Bewegen der Drahtelektrode und der Schleifscheibe relativ zueinander;
Steuern der Relativbewegungsgeschwindigkeit zwischen der Drahtelektrode und der Schleifscheibe unter Verwendung einer Relativgeschwindigkeitssteuervorrichtung;
Steuern der Umdrehungsgeschwindigkeit der Schleifscheibe unter Verwendung einer Umdrehungsgeschwindigkeitssteuervorrichtung; und
Erzeugung einer Entladung über eine Arbeitsflüssigkeit an einem Spalt zwischen der Drahtelektrode und der Schleifscheibe;
Entladen von Energie von der Drahtelektrode an den Spalt zur Ausformung der Schleifscheibe;
Steuern der Energieentladung unter Verwendung einer Energiesteuervorrichtung; und
Steuern der Relativgeschwindigkeitssteuervorrichtung, der Umdrehungsgeschwindigkeitssteuervorrichtung und der Energiesteuervorrichtung, während die Schleifscheibe gedreht wird, um so die Umdrehungsgeschwindigkeit der Schleifscheibe und die Entladungsenergie für eine Feinbearbeitung einzustellen, und die Bewegungsgeschwindigkeit für die Drahtelektrode oder die Schleifscheibe so einzustellen, daß eine Formgebung mit hoher Geschwindigkeit während der Feinbearbeitung ermöglicht wird.
11. Schleifscheibenformgebungsverfahren nach Anspruch 10,
gekennzeichnet durch weitere folgende
Schritte:
Ausformen der Schleifscheibe durch eine Grobbearbeitung, unabhängig von einem Feinbearbeitungsschritt, wobei eine Formgebung durchgeführt wird, während ein konstanter Endbearbeitungsrest für eine gewünschte Form übriggelassen wird; und
Ausformen der Schleifscheibe durch eine nachfolgende Feinbearbeitung, in welcher der Endbearbeitungsrest entfernt wird, um die gewünschte Form zu erzielen.
Ausformen der Schleifscheibe durch eine Grobbearbeitung, unabhängig von einem Feinbearbeitungsschritt, wobei eine Formgebung durchgeführt wird, während ein konstanter Endbearbeitungsrest für eine gewünschte Form übriggelassen wird; und
Ausformen der Schleifscheibe durch eine nachfolgende Feinbearbeitung, in welcher der Endbearbeitungsrest entfernt wird, um die gewünschte Form zu erzielen.
12. Schleifscheibenformgebungsverfahren nach Anspruch 10,
gekennzeichnet durch folgende weitere
Schritte:
mehrfache Durchführung der Feinbearbeitung, mit schrittweiser Verringerung der Entladungsenergie, die dem Spalt zwischen der Drahtelektrode und der Schleifscheibe zugeführt wird; und
schrittweise Änderung der Geschwindigkeit, mit welcher sich die Drahtelektrode und die Schleifscheibe relativ zueinander bewegen,. in Reaktion auf die schrittweise Verringerung der Entladungsenergie, um so eine gewünschte Form für die Schleifscheibe zu erzielen.
mehrfache Durchführung der Feinbearbeitung, mit schrittweiser Verringerung der Entladungsenergie, die dem Spalt zwischen der Drahtelektrode und der Schleifscheibe zugeführt wird; und
schrittweise Änderung der Geschwindigkeit, mit welcher sich die Drahtelektrode und die Schleifscheibe relativ zueinander bewegen,. in Reaktion auf die schrittweise Verringerung der Entladungsenergie, um so eine gewünschte Form für die Schleifscheibe zu erzielen.
13. Schleifscheibenformgebungsverfahren nach Anspruch 10,
gekennzeichnet durch folgende weitere
Schritte:
Abtrennen von Abschnitten der Schleifscheibe, welche eine exaktere Endbearbeitung während der Feinbearbeitung erfordern; und
Durchführung der Feinbearbeitung nur für diese Abschnitte, um eine gewünschte Form zu erzielen.
Abtrennen von Abschnitten der Schleifscheibe, welche eine exaktere Endbearbeitung während der Feinbearbeitung erfordern; und
Durchführung der Feinbearbeitung nur für diese Abschnitte, um eine gewünschte Form zu erzielen.
14. Schleifscheibenformgebungsverfahren nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Feinbearbeitung einer gewünschten Form die Ausbildung
eines scharfkantigen, entfernten Endes erfordert, wobei
weiterhin der Schritt vorgesehen ist, die Drahtelektrode
und die Schleifscheibe relativ zueinander so zu bewegen,
daß sich die Drahtelektrode von der Rückseite der
gewünschten Form in Richtung zu dem entfernten Ende
bewegt, wodurch die gewünschte Form entlang einer
Bearbeitungsortskurve ausgebildet wird, die sich zum
entfernten Ende erstreckt.
15. Schleifscheibenformgebungsverfahren nach Anspruch 10,
gekennzeichnet durch folgende weitere
Schritte:
kurvenförmige Ausbildung einer Ortskurve für Relativbewegungen der Drahtelektrode und der Schleifscheibe vor einem Formgebungsstartpunkt und nahe an einer Solloberfläche, die unmittelbar vor dem Startpunkt liegt; und
Krümmung der Ortskurve unmittelbar vor einem Formgebungsendpunkt.
kurvenförmige Ausbildung einer Ortskurve für Relativbewegungen der Drahtelektrode und der Schleifscheibe vor einem Formgebungsstartpunkt und nahe an einer Solloberfläche, die unmittelbar vor dem Startpunkt liegt; und
Krümmung der Ortskurve unmittelbar vor einem Formgebungsendpunkt.
16. Schleifscheibenformgebungsverfahren nach Anspruch 10,
gekennzeichnet durch den Schritt der
Bewegung der Drahtelektrode in Laufrichtung in derselben
Richtung wie der Drehrichtung der Schleifscheibe.
17. Schleifscheibenformgebungsverfahren nach Anspruch 10,
gekennzeichnet durch den Schritt der
Bewegung der Drahtelektrode in geneigter Anordnung zur
Achse der Schleifscheibe.
18. Schleifscheibenformgebungsverfahren nach Anspruch 10,
gekennzeichnet durch:
die Erfassung einer Spannung und eines Stroms an dem Spalt zwischen der Drahtelektrode und der Schleifscheibe; und
Steuern der Relativbewegung der Drahtelektrode und der Schleifscheibe in Reaktion auf die erfaßte Spannung und den erfaßten Strom.
die Erfassung einer Spannung und eines Stroms an dem Spalt zwischen der Drahtelektrode und der Schleifscheibe; und
Steuern der Relativbewegung der Drahtelektrode und der Schleifscheibe in Reaktion auf die erfaßte Spannung und den erfaßten Strom.
19. Schleifscheibenformgebungsverfahren nach Anspruch 10,
gekennzeichnet durch folgende weitere
Schritte:
Erfassung einer Auslenkung der Drahtelektrode an der Schleifscheibe; und
Steuern einer Relativbewegungsortskurve für die Drahtelektrode und die Schleifscheibe, um so eine Verschiebung für eine Endbearbeitungsform zu korrigieren, die von der erfaßten Auslenkung herrührt.
Erfassung einer Auslenkung der Drahtelektrode an der Schleifscheibe; und
Steuern einer Relativbewegungsortskurve für die Drahtelektrode und die Schleifscheibe, um so eine Verschiebung für eine Endbearbeitungsform zu korrigieren, die von der erfaßten Auslenkung herrührt.
20. Schleifscheibenformgebungsverfahren nach Anspruch 10,
gekennzeichnet durch den Schritt des
Steuerns der Drehzahl der Schleifscheibe in Reaktion auf
den Durchmesser der Drahtelektrode.
21. Schleifscheibenformgebungsverfahren nach Anspruch 10,
gekennzeichnet durch den Schritt der
Änderung des Durchmessers der Drahtelektrode in Reaktion
auf einen der folgenden Bearbeitungsschritte:
eine Grobbearbeitung, die senkrecht zur Schleifscheibe durchgeführt wird;
eine Grobbearbeitung, die parallel zur Schleifscheibe durchgeführt wird;
eine Feinbearbeitung, die einen schrägen Abschnitt ausbildet; und
eine Feinbearbeitung, die einen bogenförmigen Abschnitt ausbildet.
eine Grobbearbeitung, die senkrecht zur Schleifscheibe durchgeführt wird;
eine Grobbearbeitung, die parallel zur Schleifscheibe durchgeführt wird;
eine Feinbearbeitung, die einen schrägen Abschnitt ausbildet; und
eine Feinbearbeitung, die einen bogenförmigen Abschnitt ausbildet.
22. Schleifscheibenformgebungsverfahren nach Anspruch 10,
gekennzeichnet durch den Schritt des
Nachrichtens einer verschlissenen Schleifscheibe durch
Einstellung einer Bewegungsortskurve der Drahtelektrode
und der Schleifscheibe in Richtung nach innen zum
Zentrum der Schleifscheibe hin um eine bestimmte
Entfernung in Bezug auf eine Bewegungsortskurve für
einen ursprünglichen Formgebungsvorgang für die
Schleifscheibe.
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