DE19754672C2

DE19754672C2 - Funkenerosions-Bearbeitungsgerät

Info

Publication number: DE19754672C2
Application number: DE19754672A
Authority: DE
Inventors: Atsushi Taneda
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1997-04-24
Filing date: 1997-12-09
Publication date: 2002-05-23
Anticipated expiration: 2017-12-10
Also published as: KR100248251B1; TW355152B; CH693703A5; US5900165A; DE19754672A1; KR19980079645A; JPH10296538A

Description

Die vorliegenden Erfindung betrifft ein Funkenerosions- Bearbeitungsgerät und insbesondere ein Funkenerosions- Bearbeitungsgerät mit einer Funktion für einen Sprungbetrieb zum Entfernen von Pulver aufgrund der Bearbeitung aus einem Bearbeitungszwischenraum.

Ein Funkenerosions-Bearbeitungsgerät schmilzt und entfernt ein Werkstück in einer Bearbeitungsflüssigkeit durch Zuführen einer gepulsten Feldenergie zwischen einer Elektrode und einem Werkstück, die jeweils in der Bearbeitungsflüssigkeit vorgesehen sind. Es ist eine bekannte Tatsache, daß Pulver bedingt durch die Bearbeitung in einem Bearbeitungszwischenraum bei einer elektrischen Funkenerosionsbearbeitung erzeugt wird, und sofern nicht das Pulver bedingt durch die Bearbeitung mit irgendeinem Verfahren entfernt wird, läßt sich die Isolierung von und das Wiederholen der elektrischen Entladung in dem Bearbeitungszwischenraum nicht in einem normalen Zustand aufrecht erhalten, der einen Bogenentladungszustand bewirkt, wodurch die Funkenerosionsbearbeitung ungünstig so beeinflußt wird, daß der Bearbeitungswirkungsgrad abgesenkt und eine Bedingung der bearbeiteten Oberfläche verschlechtert ist.

Ein Verfahren zum Entfernen des Pulvers bedingt durch das Bearbeiten umfaßt Verfahren wie Bearbeitungsflüssigkeitseinspritzen, Blasen und Absaugen, und ein sogenannter Sprungbetrieb, bei dem eine Elektrode zwischenzeitlich mit hoher Geschwindigkeit hin- und herbewegt wird, ist allgemein als eines der Verfahren bekannt, die zusätzlich zu den obigen Verfahren eingesetzt werden. Die DE 36 44 042 C2 offenbart z. B. ein Verfahren zum Spülen einer Erodierzone durch Hub-/Senk-Bewegungen der Elektrode gegenüber dem Werkstück.

Im Fall der Bearbeitung irgendeines Werkstückes mit einer Form, bei der eine Flüssigbearbeitung, beispielsweise das Einspritzen, Blasen oder Absaugen, zum Ableiten von Pulver physikalisch nicht anwendbar ist, stellt der Elektrodensprungbetrieb das einzige Verfahren zum Entfernen des Pulvers dar, und aus diesem Grund wird dieser Betrieb allgemein als einer angesehen, der für die zugeordneten Bedingungen anwendbar ist.

Fig. 5 zeigt eine Ansicht zum Darstellen eines Beispiels des Sprungbetriebs. Wie in Fig. 5 gezeigt, bezeichnet das Zeichen J die Eigenschaften für die Z-Achsenbewegung einer Elektrode (Sprungpfadeigenschaften), und das Zeichen P bezeichnet die Zeiteigenschaften einer Funkenerosionsbearbeitung in einem Sprungbetrieb. Es ist zu erwähnen, daß das Zeichen Pb eine Bearbeitungsperiode bezeichnet, während das Zeichen P1 eine Nichtbearbeitungsperiode (Stillstandzeit) bezeichnet.

Sprungbedingungen enthalten eine Sprunghöhe (Hochsprungrate) Jup, eine Sprungzeit Jt und eine Absenkzeit (Bearbeitungszeit) Jdown, und die Auswahl dieser Paramter (Sprungbedingungen) stellt einen außerordentlich wichtigen Faktor zum wirksamen Wegführen des Pulvers und Verbessern einer Bearbeitungsgeschwindigkeit dar.

Beispielsweise ermöglicht eine Hochsprungrate Jup zu einem ausreichend hohen Niveau ein Wegführen eines Bearbeitungspulvers von einem tiefen Bearbeitungsloch in einem Fall, in dem die Tiefe einer Bearbeitung tiefer wird. Eine Sprunggeschwindigkeit Jup/Jt ist ein Faktor, mittels dem sich Wirkungen im Hinblick auf die Reduzierung der Sprungzeit (Nichtbearbeitungszeit P1), die nicht zur Bearbeitung beiträgt, erzielen lassen, sowie hinsichtlich dem Pulverwegführwirkungsgrad auf Basis der Pumpwirkungen beim Springen, und er übt auch einen großen Einfluß auf die Bearbeitungsgeschwindigkeit aus.

Wie oben beschrieben, werden eine Bearbeitungszeit, eine Bearbeitungsgeschwindigkeit und eine maximale Bearbeitungsgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Tatsache beeinflußt, wie eine Einstellung erfolgt, und zwar einer Hochsprungrate, einer Sprungzeit, einer Absenkzeit, und einer Sprunggeschwindigkeit, wobei jede einen Parameter für einen Sprungbetrieb darstellt, der insbesondere von der Art der Einstellung eines durch den Sprungbetrieb zu verfolgenden Pfads abhängt, und aus diesem Grund ist ein Betrieb zum Einstellen der Bedingungen für Sprungbetriebsvorgänge sehr wichtig.

Allgemein wird durch Einstellen einer Sprunggeschwindigkeit und einer Hochsprungrate auf jeweils die maximalen Werte der Pulverableitwirungsgrad höher, und aus diesem Grund läßt sich der Bearbeitungswirkungsgrad und die Bearbeitungsgeschwindigkeit verbessern.

Wie in Fig. 5 gezeigt, ist jedoch ein Bearbeitungszwischenraum beim Hochspringen so erweitert, daß ein Entladungsimpuls nicht erzeugt wird und eine Bearbeitung nicht voranschreitet, und es wird insbesondere eine Stillstandszeit P1 generiert, und die Bearbeitungsanzeigezeit ist äquivalent zu einer Bearbeitungsperiode Pp, in der kein Hochspringen erfolgt, so daß ein Verhältnis der tatsächlichen Bearbeitungszeit und der gesamten Bearbeitungszeit dann reduziert ist, wenn die Sprunghöhe Jup höher wird, was eine Reduzierung einer Bearbeitungsgeschwindigkeit bewirkt.

Insbesondere besteht bei der Sprungbearbeitung ein widersprüchlicher Faktor darin, daß eine Bearbeitungsgeschwindigkeit durch Erhöhen des Bearbeitungsflüssigkeit-Ableitungswirkungsgrads sowie durch Erhöhen eines Anteils einer Absenkzeit (Zeit zum Bearbeiten) Jdown soweit wie möglich während der gesamten Bearbeitungszeit verbessert ist.

Eines der Verfahren zum Lösen dieses Widerspruchs besteht, wie in Fig. 6 gezeigt, in der Reduzierung der Zeit Jt, die zum Springen erforderlich ist, indem eine Sprunggeschwindigkeit V (V = Jup/Jt) so schnell wie möglich gewählt wird, jedoch wird bei vergrößerter Sprunggeschwindigkeit V eine Last für eine mechanische Struktur des Funkenerosions-Bearbeitungsgeräts größer, was einen negativen Einfluß ausübt, beispielsweise das Einkoppeln bzw. Induzieren mechanischer Schwingungen oder die Reduzierung der mechanischen Genauigkeit. Aus diesem Grund tritt manchmal ein Fall auf, bei dem sich eine Sprunggeschwindigkeit nicht leicht erhöhen läßt. Insbesondere in einem Fall, in dem ein zu bearbeitender Bereich groß ist, ist bekannt, daß ein negativer Druck in einem Bearbeitungszwischenraum aufgrund einer Verzögerung beim Absaugen einer Bearbeitungsflüssigkeit dann erzeugt wird, wenn eine Elektrode so hochgezogen wird, daß sich die Elektrode nicht leicht hochhalten läßt.

Eine Reaktionskraft, die erzeugt wird, wenn eine benachbarte ebene Form (Elektrode) aus einer Flüssigkeit (Bearbeitungsflüssigkeit) hochgezogen wird, wird durch die Gleichung (1) beschrieben. Hier bezeichnet F eine Bearbeitungsreaktionskraft, die durch einen Sprungbetrieb erzeugt wird, k eine Proportionalitätskonstante, S einen Bearbeitungsbereich, V eine Sprunggeschwindigkeit und D einen Bearbeitungszwischenraum.

F = k.S².(V/D³) (1)

Insbesondere die in einem anfänglichen Zustand des Sprungbetriebs in einem Bearbeitungszwischenraum erzeugte Kraft ist proportional zum Quadrat eines Bearbeitungsbereichs S und umgekehrt proportional zur dritten Potenz eines Bearbeitungszwischenraums D. Aus diesem Grund wird die Bearbeitungsreaktionskraft F beim Bearbeiten einer großen Fläche extrem groß, insbesondere bei einem Betrieb für die Endbearbeitung.

Allgemein wird dann, wenn eine große Fläche zu bearbeiten ist, aufgrund der Tatsache, daß die Bearbeitungsreaktionskraft F gemäß der Gleichung (1) proportional zur Sprunggeschwindigkeit V ist, die Sprunggeschwindigkeit V auf einen geringeren Wert festgelegt, so daß sie keine Reduzierung der Präzision aufgrund einer übermäßigen auf die Maschine einwirkenden Last bewirkt. Anhand der Gleichung (1) ist zu erkennen, daß die Bearbeitungsreaktionskraft F proportional zum Quadrat einer Fläche der Gleichung (1) ist, und verdoppelt sich eine zu bearbeitende Fläche, so muß die Sprunggeschwindigkeit V zu 1/4 hiervon reduziert werden. Aus diesem Grund nimmt eine für das Springen erforderliche Zeit deutlich zu, was zu einer Reduzierung einer Bearbeitungsgeschwindigkeit führt.

Die Fig. 7 zeigt Sprungbetriebsvorgänge in einem Fall, in dem die Sprunggeschwindigkeit reduziert ist. Ist die Sprunggeschwindigkeit reduziert, so ist ein Anteil einer Zeitperiode zum Bearbeiten Pb in der gesamten Bearbeitungszeitperiode reduziert, und auch die Bearbeitungsgeschwindigkeit ist um denselben Anteil reduziert.

Zum Vermeiden des oben beschriebenen Phänomens wird manchmal ein Verfahren zum Beschleunigen einer Sprunggeschwindigkeit eingesetzt, und zwar unter Einsatz der Tatsache, daß durch das Springen ein Bearbeitungszwischenraum D verbreitert ist und ebenfalls eine Bearbeitungsreaktionskraft F reduziert ist. Insbesondere ist die Sprunggeschwindigkeit V so verändert, daß der Wert (V/D³) in der Gleichung (1) konstant ist.

Bei diesem Verfahren führt das Verhältnis einer Bearbeitungsfläche S nicht immer zu einer Zunahme bei einer Sprungzeit V wie sie ist, und aus diesem Grund kann eine für das Springen erforderliche Zeit ferner optimiert werden.

Die Fig. 8 zeigt eine Ansicht zum Darstellen der Betriebsschritte gemäß dem Verfahren, und ein vorderer Flankenabschnitt Jacc sowie ein fallender Flankenabschnitt Jred für jeden der Springbetriebsschritte entsprechen einem Beschleunigen oder Verzögern gemäß einer Bearbeitungszwischenraumlänge. In diesem Fall ist der Bearbeitungszwischenraum während dem Springen nach unten als Ddown gezeigt.

Die Fig. 9 zeigt die Eigenschaft in einem Fall, in dem der Bearbeitungszwischenraum Ddown während dem Springen nach unten kleiner wird, und zwar für dasselbe Verfahren. Wird der Bearbeitungszwischenraum D gemäß der Gleichung (1) kleiner als Ddown, so werden die beschleunigten/verzögerten Geschwindigkeiten des vorderen Randabschnitts Jacc sowie des fallenden Randabschnitts Jred für jeden der Sprungbetriebsschritte weiter kleiner ausgebildet. Selbst in einem Fall, bei dem eine zu bearbeitende Fläche S groß ist, läßt sich eine Last auf die Maschine auch durch Verändern der beschleunigten/verzögerten Geschwindigkeiten unterdrücken.

Es ist zu erwähnen, daß eine Bearbeitungsgeschwindigkeit bei einem Pfad zum Beschleunigen oder Verzögern theoretisch proportional zu der dritten Potenz des Bearbeitungszwischenraums D erhalten wird, jedoch lassen sich dieselben Wirkungen durch Durchführen von Approximationen bei anderen hochschnellen berechenbaren Pfaden unter Berücksichtigung der Rechenleistung in einer numerischen Steuereinheit erhalten.

Jedoch ist es noch erforderlich, eine Konstante für eine Sprunggeschwindigkeit V gemäß einer zu bearbeitenden Fläche S festzulegen, so daß es nötig ist, eine Sprunggeschwindigkeit V gemäß der zu bearbeitenden Fläche S rückzusetzen.

Allgemein bildet diese Veränderung eines der Elemente der Bearbeitungsbedingungen, so daß es als eine der Bearbeitungsbedingungen auswählbar ist. Insbesondere eine Sprunggeschwindigkeitskerbe (jumping velocity notch) wird gemäß den Bearbeitungsvorgaben ausgewählt, jedoch ist es nicht immer einfach, eine Bearbeitungsreaktionskraft F oder eine Last auf die Maschine gemäß einer Bearbeitungsfläche S sowie eine Bearbeitungszwischenraumlänge (einen Bearbeitungszwischenraum D) genau zu schätzen, ferner eine optimale Bearbeitungsgeschwindigkeitskerbe bzw. -nut auszuwählen. Insbesondere dann, wenn eine große Fläche zu bearbeiten ist, ist es nicht einfach, die Sprungbedingung zu optimieren, und die Bearbeitungsgeschwindigkeit zu erhöhen.

Aus der US-5,267,141 A ist eine Erodiermaschine zur Bearbeitung eines Werkstücks in einer Bearbeitungsflüssigkeit durch eine ebenfalls in der Bearbeitungsflüssigkeit befindlichen Elektrode bekannt. Diese Schrift beschreibt unter anderem ein System zur Sprungsteuerung, bei dem Bearbeitungszustände erfaßt werden und diese Zustände von einem Fuzzy-Logik-Glied bewertet werden, um die Vorgehensweise eines erfahrenen Bedieners bei der Einstellung der Sprungparameter automatisch nachzubilden.

Aus der JP-071224821 A ist eine Erodiermaschine bekannt, bei welcher die Sprunggeschwindigkeit so eingestellt wird, daß die auf eine Hauptspindel beim Sprungvorgang ausgeübte Kraft gleich einem erlaubten Wert ist.

Aus der DE-196 21 780 A1 ist ein Verfahren bekannt zur Berechnung einer Berarbeitungsfläche in einer Erodiermaschine. Die DE-31 34 443 C2 beschreibt eine Erodiermaschine, bei welcher der Abstand zwischen Elektrode und Werkstück festgestellt werden kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein anwenderfreundliches Funkenerosions-Bearbeitungsgerät zu erhalten, bei dem sich Sprungbedingungen optimal einstellen lassen und eine Bearbeitungsgeschwindigkeit erhöhen läßt, ohne daß ein Anwender gezwungen ist, irgendeinen komplizierten Einstellbetrieb durchzuführen.

Diese Aufgabe wird durch Funkenerosions-Bearbeitungsgeräte nach den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.

Andere Merkmale dieser Erfindung ergeben sich anhand der folgenden Beschreibung unter Bezug auf die beiliegende Zeichnung; es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild zum Darstellen der Ausführungsform 1 des Funkenerosions- Bearbeitungsgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 ein Blockschaltbild zum Darstellen der Ausführungsform 2 des Funkenerosions- Bearbeitungsgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3 einen Graphen zum Darstellen einer Beziehung zwischen einer Vorschubgeschwindigkeit bei Bearbeiten, einer Entladeimpulsfrequenz, die zu der Bearbeitung beigetragen hat, sowie einer Bearbeitungsfläche;

Fig. 4 ein Blockschaltbild zum Darstellen einer Ausführungsform 3 des Funkenerosions- Bearbeitungsgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5 eine Betriebsansicht zum Darstellen eines Sprungpfads und der Funkenerosions- Bearbeitungszeiteigenschaften in einem Sprungbetrieb jeweils für das Funkenerosions- Bearbeitungsgerät vom üblichen Typ;

Fig. 6 eine Betriebsansicht zum Darstellen eines Sprungpfads und von Funkenerosions- Bearbeitungszeiteigenschaften bei einem Sprungbetrieb jeweils in einem Fall mit zunehmender Sprunggeschwindigkeit bei dem Funkenerosions- Bearbeitungsgerät vom üblichen Typ;

Fig. 7 eine Betriebsansicht zum Darstellen eines Sprungpfads und von Funkenerosions- Bearbeitungszeiteigenschaften bei einem Sprungbetrieb jeweils in einem Fall der Reduzierung der Sprunggeschwindigkeit bei dem Funkenerosions- Bearbeitungsgerät vom üblichen Typ;

Fig. 8 eine Betriebsansicht zum Darstellen eines Sprungpfads und von Funkenerosions- Bearbeitungszeiteigenschaften bei einem Sprungbetrieb jeweils auf Basis eines Systems, bei dem die Sprunggeschwindigkeit gemäß einem Bearbeitungszwischenraum (wenn ein Bearbeitungszwischenraum breit ist) verändert wird; und

Fig. 9 eine Betriebsansicht zum Darstellen eines Sprungpfads und von Funkenerosions- Bearbeitungszeiteigenschaften in einem Sprungbetrieb jeweils auf Basis eines Systems, bei dem die Sprunggeschwindigkeit gemäß einem Bearbeitungszwischenraum (wenn ein Bearbeitungszwischenraum gering ist) verändert wird.

Nun folgt eine detaillierte Beschreibung der Ausführungsformen des Funkenerosions-Bearbeitungsgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf die beiliegende Zeichnung.

Die Fig. 1 zeigt die Ausführungsform 1 des Funkenerosions- Bearbeitungsgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung.

Das Funkenerosions-Bearbeitungsgerät weist eine durch einen Motor 1 in Z-Achsenrichtung angetriebene Hauptwelle 3 auf, sowie einen Bearbeitungsbehälter 7, der auf einem Bearbeitungstisch 5 plaziert ist, und eine Elektrode 9 ist an der Hauptwelle 3 befestigt, und eine Bearbeitungsflüssigkeit wird in den Bearbeitungsbehälter 7 eingeführt, und ein Werkstück W ist hierin angeordnet.

Die Elektrode 9 und das Werkstück W sind an Positionen entgegengesetzt zueinander unter Ausbildung eines Bearbeitungszwischenraums G in der Bearbeitungsflüssigkeit angeordnet, und das Werkstück W wird geschmolzen und entfernt, und zwar durch Zuführen einer gepulsten Feldenergie von einer (in der Figur nicht gezeigten Energiequelle) zu einem Raum zwischen der Elektrode 9 und dem Werkstück W.

Der Motor 1 wird durch eine numerische Steuereinheit 11 angetrieben und gesteuert. Die numerische Steuereinheit 11 enthält einen Bearbeitungsbedingungs-Einstellabschnitt 13 zum Einstellen von Bearbeitungsbedingungen gemäß einem Bearbeitungsprogramm oder dergleichen, sowie einen Hauptwellen-Zuführsteuerabschnitt 15 zum Steuern der Z-Achse gemäß den Bearbeitungsbedingungen, die durch den Bearbeitungsbedingungs-Einstellabschnitt 13 eingestellt sind, einen Motorantriebs-Steuerabschnitt 17 zum Antreiben und Steuern des Motors 1 sowie einen Sprungsteuerabschnitt 19.

Der Sprungsteuerabschnitt 19 enthält einen Bearbeitungsbedingungs-Berechnungsabschnitt 21 und sowohl eine Bearbeitungsflächen-Eingabevorrichtung 23 zum Eingeben einer zu bearbeitenden Fläche S durch gegeneinanderliegendes Anordnen der Elektrode 9 und des Werkstücks W sowie eine Bearbeitungsabstand-Eingabevorrichtung 25 für die Eingabe eines Bearbeitungsabstands D, bearbeitet durch die entgegengesetzt zueinander angeordnete Elektrode 9 und das Werkstück W, und beide sind mit der Sprungbedingungs- Berechnungsvorrichtung 21 verbunden.

Die Bearbeitungsflächen-Eingabevorrichtung 23 und die Bearbeitungsabstand-Eingabevorrichtung 25 sind praktisch durch einen Eingabebildschirm bei der numerischen Steuereinheit vorgegeben, und eine Bearbeitungsfläche S sowie ein Bearbeitungsabstand D werden durch einen Anwender (Betreiber) vor dem Start der Bearbeitung eingegeben.

Der Sprungbedingungs-Berechnungsabschnitt 21 berechnet eine Sprunggeschwindigkeit V für den Sprungbetrieb zum Vergrößern der Distanz zwischen der Elektrode 9 und dem Werkstück W gemäß der Gleichung (2), die nachfolgend beschrieben ist, anhand eines Werts F zum Anzeigen einer vorspezifizierten maschinenzulässigen Last für das Funkenerosions- Bearbeitungsgerät, das in einem Einstellabschnitt für den maschinenzulässigen Lastwert 27 voreingestellt ist, sowie eine Bearbeitungsfläche S. die durch die Bearbeitungsflächen- Eingabevorrichtung 23 eingegeben wird, und einen durch die Bearbeitungsabstand-Eingabevorrichtung 25 eingegebenen Bearbeitungsabstand D, und sie setzt auch eine Hochsprungrate Jup und eine Sprungabsenkzeit Jdown fest.

V = F.D³/k.S² (2)

Hierbei bezeichnet k eine Proportionalitätskonstante, und ein zuvor anhand von Experimenten gemessener Wert kann in die Konstante eingesetzt werden. Ein maschinenzulässiger Lastwert F ist ein fester Wert, der in Abhängigkeit von der mechanischen Struktur festgelegt ist.

Mit diesem Merkmal wird durch Eingabe einer Bearbeitungsfläche S und einem Bearbeitungsabstand D in die Steuereinheit 11 für die numerischen Werte eine optimale Sprunggeschwindigkeit V automatisch berechnet und in der Steuereinheit für die numerischen Werte 11 durch den Sprungbedingungs-Berechnungsabschnitt 21 festgelegt.

Ein Muster eines Sprungpfades auf Basis dieser Sprunggeschwindigkeit V wird in der Steuereinheit für die numerischen Werte 11 berechnet, und der Sprungbetrieb wird durchgeführt.

Durch Erhalten einer Sprunggeschwindigkeit in der Weise wie oben beschrieben läßt sich eine Sprunggeschwindigkeit festlegen, durch die der beste Einsatz eines maschinenzulässigen Lastwerts F durchgeführt wird, und eine Bearbeitungsgeschwindigkeit kann dadurch optimiert werden, daß die Stillstandszeit während dem Hochspringen auf einen minimalen Wert herabgesetzt wird.

Die Fig. 2 zeigt die Ausführungsform 2 des Funkenerosions- Bearbeitungsgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung. Es ist zu erkennen, daß in Fig. 2 dieselben Bezugszeichen in Abschnitten zugeordnet sind, die den in Fig. 1 gezeigten entsprechen, und eine Beschreibung hiervon wird an dieser Stelle weggelassen.

Bei dieser Ausführungsform enthält die Steuereinheit für die numerischen Werte 11 eine Bearbeitungflächen- Berechnungsvorrichtung 29 zum Berechnen einer zu bearbeitenden Fläche S, gemäß der Elektrode 9 und dem entgegengesetzt hierzu angeordneten Werkstück W und entsprechend der Funkenerosions-Bearbeitungsbedingungen, und ferner eine Bearbeitungsabstand-Berechnungsvorrichtung 31 zum Berechnen eines Bearbeitungsabstands D, gebildet durch die Elektrode 9 und dem entgegengesetzt hierzu angeordneten Werkstück W, gemäß den Funkenerosions- Bearbeitungsbedingungen.

Für eine Vorschubgeschwindigkeit ΔZ der Bearbeitung und eine Ladungsimpulsfrequenz fp, die zu der Bearbeitung beigetragen haben, ist bekannt, daß sie eine Proportionalbeziehung aufweisen, wie sie in Fig. 3 gezeigt ist. Der Entladungsimpuls, der zu der Bearbeitung beigetragen hat, kann durch Detektion jedes Impulses berechnet werden, der nicht zu der Bearbeitung beigetragen hat, beispielsweise eines Kurzschlusses, und zwar aus der Zahl der erzeugten Entladungsimpulse zum Subtrahieren der Zahl hiervon. Eine Funktion zum Klassifizieren von Entladungsimpulsen in Klassen in Abhängigkeit von einem Umfang des Beitrags zur Bearbeitung zum Detektieren derselben ist in den meisten Fällen in einem Impulssteuerabschnitt eines vorbekannten Typs eines Funkenerosions-Bearbeitungsgeräts vorgesehen, und die Zahl der Entladungsimpulse, die zu der Bearbeitung beigetragen haben, läßt sich durch Einsatz dieser Funktion zählen.

Für eine Beziehung eines Verhältnisses zwischen der Vorschubgeschwindigkeit ΔZ der Bearbeitung und einer Entladungsimpulsfrequenz fp, gemäß dem Beitrag zu der Bearbeitung, zu einer Bearbeitungsfläche S unter bestimmten Funkenerosions-Bearbeitungsbedingungen ist bekannt, daß es sich um eine proportionale Beziehung handelt, so daß sich eine Bearbeitungsfläche S dadurch berechnen läßt, daß diese vorab in Experimenten gemessen wird. Insbesondere in einem Fall, in dem eine zu bearbeitende Fläche S klein ist, wird die Vorschubgeschwindigkeit ΔZ zum Bearbeiten höher, wie anhand des Zeichens Ls in Fig. 3 gezeigt, und zwar in Beziehung zu der Entladungsimpulsfrequenz fp, die zu der Bearbeitung beigetragen hat. Umgekehrt wird in einem Fall, in dem eine zu bearbeitende Fläche groß ist, die Vorschubgeschwindigkeit kleiner, wie anhand der Zeichen Lm und L1 hierin gezeigt.

Gemäß diesem Merkmal berechnet die Bearbeitungflächen- Berechnungsvorrichtung 29 eine Bearbeitungfläche S gemäß einem Verhältnis zwischen der Vorschubgeschwindigkeit ΔZ zum Bearbeiten und der Entladungsimpulsfrequenz fp, die zu der Bearbeitung beigetragen hat, unter Bezug auf die in Fig. 3 gezeigten Daten.

Bedingungen, die zum Bestimmen eines Bearbeitungsabstands D erforderlich sind, sind Bearbeitungsbedingungen wie Stromwert eines Bearbeitungsimpulsstroms und eine Zwischenraumspannung. Insbesondere wird ein Bearbeitungsabstand dann breiter, wenn eine Stromimpulsenergie größer ist oder eine an dem Bearbeitungszwischenraum anliegende Spannung höher ist. Sowohl der Stromimpuls als auch die Zwischenraumspannung sind wählbare Parameter, die sich als gewöhnliche Bearbeitungsbedingungen einstellen lassen. Insbesondere kann ein Abstand anhand der festgelegten Bearbeitungsbedingungen festgelegt werden, so daß es möglich ist, automatisch einen Bearbeitungsabstand unter Einsatz der Daten der Bearbeitungsbedingungen selbst dann festzulegen, wenn der Betreiber keine Anstrengungen unternimmt, den Abstand einzugeben.

Gemäß diesem Merkmal berechnet die Bearbeitungsabstand- Berechnungsvorrichtung 31 einen Bearbeitungsabstand D gemäß einem Stromwert eines Bearbeitungsstromimpulses sowie einer an einem Bearbeitungszwischenraum anliegenden Spannung.

Der Sprungbedingungs-Berechnungsabschnitt 21 berechnet eine Sprunggeschwindigkeit V für Sprungbetriebsschritte zum Erweitern der Distanz zwischen der Elektrode 9 und dem Werkstück W gemäß dem Ausdruck (2), wie im Fall der Ausführungsform 1, und zwar anhand eines Werts F zum Anzeigen einer maschinenzulässigen Last für den Funkenerosions- Bearbeitungsgerät, die in einem Einstellabschnitt für den maschinenzulässigen Lastwert 27 voreingestellt ist, sowie einer durch die Bearbeitungsflächen-Berechnungsvorrichtung 29 berechneten Bearbeitungsfläche S und einen durch die Bearbeitungsabstand-Berechnungsvorrichtung 31 berechneten Bearbeitungsabstand D, und sie legt auch eine Hochsprungrate Jup und eine Absenkzeit Jdown fest.

Mit diesen Betriebsschritten läßt sich eine Sprunggeschwindigkeit spezifizieren, die den besten Einsatz eines maschinenzulässigen Lastwerts F erzielt, und eine Bearbeitungsgeschwindigkeit läßt sich dadurch optimieren, daß die Leerlaufzeit während des Hochspringens auf einen Minimalwert herabgesetzt wird, und zusätzlich muß eine Bearbeitungsfläche S sowie einen Bearbeitungsabstand D nicht eingegeben werden, so daß ein Anwender die für die Eingabe dieser Zeit erforderliche Zeit und Mühe einsparen kann.

Die Fig. 4 zeigt die Ausführungsform 3 des Funkenerosions- Bearbeitungsgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung. Es ist zu erkennen, daß in Fig. 4 dieselben Bezugszeichen denjenigen Abschnitten zugeordnet sind, die den in Fig. 1 gezeigten entsprechen, und eine Beschreibung hiervon wird hier weggelassen.

Bei dieser Ausführungsform ist ein Wellenantriebsstellglied in dem Funkenerosions-Bearbeitungsgerät, insbesondere ein Antriebslast-Detektorabschnitt 33 zum Detektieren einer Antriebslast des Motors 1, hierin vorgesehen. Der Sprungbedingungs-Berechnungsabschnitt 21 gibt eine durch den Antriebslast-Detektorabschnitt 33 detektierte Antriebslast ein, und er korrigiert eine berechnete Sprunggeschwindigkeit V. Die Korrektur kann durch Addieren und Subtrahieren einer Proportionalitätskonstante k in dem Sprunggeschwindigkeits- Berechnungsausdruck (2) hierzu oder hiervon so durchgeführt werden, daß eine Differenz zwischen der durch den Antriebslast-Detektorabschnitt 33 detektierten Antriebslast (tatsächlicher Lastwert, F') und dem maschinenzulässigen Lastwert F zu Null wird.

Mit diesem Merkmal kann der tatsächliche Lastwert zum Regeln gegengekoppelt werden, so daß es möglich ist, eine Sprunggeschwindigkeit V zu jeder Zeit auf den höchstmöglichen zu erhöhen und den Bearbeitungwirkungsgrad zu maximieren sowie eine Bearbeitungsgeschwindigkeit, im Rahmen eines maschinenzulässigen Lastwerts.

Demnach läßt sich die Sprunggeschwindigkeit V optimal festlegen, gemäß einem Fehler bei einer Bearbeitungsfläche S berechnet durch die Bearbeitungsflächen- Berechnungsvorrichtung 29 zum Berechnen einer Bearbeitungsflächle S, einen Fehler bei einem Bearbeitungsabstand D berechnet durch die Bearbeitungsabstand-Berechnungsvorrichtung 31, unter Verschiebung einer Proportionalitäts-Sprunggeschwindigkeits- Konstante k gegenüber dem Optimalwert, selbst bei Vorliegen irgendeines Fehlers, für das Miteinbeziehen beim Berechnen der Sprunggeschwindigkeit.

Es ist zu erwähnen, daß sich die Ausführungsform 3 durch Kombinieren mit der Ausführungsform 1 durchführen läßt.

Wie sich anhand der obigen Beschreibung ergibt, berechnet die Sprungbedingungs-Berechnungsvorrichtung eine Sprunggeschwindigkeit lediglich dann, wenn durch die Bearbeitungsflächen-Eingabevorrichtung eine Bearbeitungsfläche sowie durch die Bearbeitungsabstand- Eingabevorrichtung ein Bearbeitungsabstand jeweils eingegeben werden, und zwar anhand eines Werts zum Anzeigen einer vorspezifizierten maschinenzulässigen Last für das Funkenerosions-Bearbeitungsgerät, einer durch die Bearbeitungsflächen-Eingabevorrichtung eingegebenen Bearbeitungsfläche und durch die Bearbeitungsabstand- Eingabevorrichtung eingegebenen Bearbeitungsabstand, derart, daß sich für eine maschinenzulässige Last eine optimale Sprunggeschwindigkeit festlegen läßt, wodurch es möglich ist, den Bearbeitungswirkungsgrad zu verbessern sowie eine Bearbeitungsgeschwindigkeit zu erhöhen.

Bei dem Funkenerosions-Bearbeitungsgerät gemäß einem anderen Merkmal der vorliegenden Erfindung berechnet die Bearbeitungsflächen-Berechnungsvorrichtung eine zu bearbeitende Fläche gemäß den Funkenerosions- Bearbeitungsbedingungen, die Bearbeitungsabstand- Berechnungsvorrichtung berechnet einen Bearbeitungsabstand gemäß den Funkenerosions-Bearbeitungsbedingungen, und die Sprungbedingungs-Berechnungsvorrichtung berechnet eine Sprunggeschwindigkeit anhand eines Werts zum Anzeigen einer vorspezifizierten maschinenzulässigen Last für das Funkenerosions-Bearbeitungsgerät, einer durch die Bearbeitungsflächen-Berechnungsvorrichtung berechneten Bearbeitungsfläche und einen durch die Bearbeitungsabstand- Berechnungsvorrichtung berechneten Bearbeitungsabstand, derart, daß sie selbst dann, wenn ein Anwender keine Eingaben hierin eingibt, eine optimale Sprunggeschwindigkeit automatisch festlegen läßt, wodurch es möglich ist, den Bearbeitungswirkungsgrad zu verbessern und eine Bearbeitungsgeschwindigkeit zu erhöhen.

Bei dem Funkenerosions-Bearbeitungsgerät gemäß einem anderen Merkmal der vorliegenden Erfindung berechnet die Bearbeitungflächen-Berechnungsvorrichtung eine Bearbeitungsfläche gemäß einem Verhältnis zwischen einer vorhergehenden Geschwindigkeit der Bearbeitung und einer Entladeimpulsfrequenz, die zu der Bearbeitung beigetragen hat, so daß sich eine Bearbeitungsfläche genau und automatisch berechnen läßt, und zwar selbst dann, wenn ein Anwender hier keine Daten eingibt, und eine automatische Sprunggeschwindigkeit läßt sich festlegen, wodurch es möglich ist, den Bearbeitungswirkungsgrad zu verbessern sowie eine Bearbeitungsgeschwindigkeit zu erhöhen.

Bei dem Funkenerosions-Bearbeitungsgerät gemäß einem anderen Merkmal der vorliegenden Erfindung berechnet die Bearbeitungsabstand-Berechnungsvorrichtung einen Bearbeitungsabstand gemäß einem Stromwert eines Bearbeitungsstromimpulses sowie einer an einem Bearbeitungszwischenraum angelegten Spannung derart, daß sich ein Bearbeitungsabstand genau und automatisch berechnen läßt, und selbst wenn ein Anwender keine Daten hier eingibt, läßt sich eine optimale Sprunggeschwindigkeit automatisch festlegen, wodurch es möglich ist, den Bearbeitungswirkungsgrad zu verbessern, sowie eine Bearbeitungsgeschwindigkeit zu erhöhen.

Bei dem Funkenerosions-Bearbeitungsgerät gemäß einem anderen Merkmal der vorliegenden Erfindung detektiert die Antriebslast-Detektorvorrichtung eine Antriebslast für ein Wellenantriebsstellglied, und die Sprungbedingungs- Berechnungsvorrichtung korrigiert eine Sprunggeschwindigkeit anhand der durch die Antriebslast-Detektorvorrichtung detektierten Antriebslast derart, daß sich jeder im Verlauf eines Prozesses zum Berechnen einer optimalen Sprunggeschwindigkeit anhand einer Bearbeitungsfläche und einem Bearbeitungsabstand auftretende Fehler reduzieren läßt, und die Sprunggeschwindigkeit läßt sich mit höherer Genauigkeit optimieren, wodurch es möglich ist, den Bearbeitungswirkungsgrad zu verbessern und eine Bearbeitungsgeschwindigkeit zu erhöhen.

Diese Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung Nr. HEI 9-107829, die am 24. April 1997 bei dem Japanischen Patentamt hinterlegt wurde, und der gesamte Inhalt hiervon wird hierdurch unter Bezugnahme mit aufgenommen.

Obgleich die Erfindung im Hinblick auf spezifische Ausführungsformen zum Erzielen einer vollständigen und klaren Offenbarung beschrieben wurde, sind die angefügten Patentansprüche nicht hierauf begrenzt, sondern sie sind so zu verstehen, daß sie alle Modifikationen und alternative Aufbauten umfassen, die für den mit dem Stand der Technik Vertrauten erkennbar sind und von der durch die hierdurch bestimmten grundlegenden Lehre umfaßt sind.

Claims

1. Funkenerosions-Bearbeitungsgerät zur Bearbeitung eines Werkstücks (W) in einer Bearbeitungsflüssigkeit, indem dem Raum (G) zwischen einer ebenfalls in der Bearbeitungsflüssigkeit befindlichen Elektrode (9) und dem Werkstück (W) gepulst Energie zugeführt wird, umfassend:
einen Bearbeitungsflächen-Eingabeabschnitt (23) zum Eingeben einer Fläche (S), die zu bearbeiten ist;
einen Bearbeitungsabstand-Eingabeabschnitt (25) zum Eingeben des Bearbeitungsabstands (D) für die Bearbeitung des Werkstücks (W) durch die Elektrode (9); und
einen Sprunggeschwindigkeits-Berechnungsabschnitt (21) zum Berechnen einer Sprunggeschwindigkeit (V) bei einem Sprungvorgang zur Vergrößerung des Abstandes zwischen der Elektrode (9) und dem Werkstück (W), anhand
einer maschinenzulässigen Last (F) für das Funkenerosions-Bearbeitungsgerät,
einer durch den Bearbeitungsflächen-Eingabeabschnitt (22) eingegebenen Bearbeitungsfläche (S), und
eines durch den Bearbeitungsabstand-Eingabeabschnitt (25) eingegebenen Bearbeitungsabstands (D).

2. Funkenerosions-Bearbeitungsgerät zur Bearbeitung eines Werkstücks (W) in einer Berbeitungsflüssigkeit, indem dem Raum (G) zwischen einer ebenfalls in der Berbeitungsflüssigkeit befindlichen Elektrode und dem Werkstück (W) gepulst Energie zugeführt wird, umfassend:
einen Bearbeitungsflächen-Berechnungsabschnitt (29) zum Berechnen einer Fläche (S), die zu bearbeiten ist;
einen Bearbeitungsabstand-Berechnungsabschnitt (31) zum Berechnen eines Bearbeitungsabstandes (D) für die Bearbeitung des Werkstücks (W) durch die Elektrode (9); und
einen Sprunggeschwindigkeits-Berechnungsabschnitt (21) zum Berechnen einer Sprunggeschwindigkeit (V) bei einem Sprungvorgang zur Vergrößerung des Abstands zwischen der Elektrode (9) und dem Werkstück (W) anhand
einer maschinenzulässigen Last (F) für das Funkenerosions-Bearbeitungsgerät,
einer durch den Bearbeitungsflächen-Berechnungsabschnitt (29) berechneten Bearbeitungsfläche (S) und
eines durch den Bearbeitungsabstand-Berechnungsabschnitt (31) berechneten Bearbeitungsabstands (D).

3. Funkenerosions-Bearbeitungsgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bearbeitungsflächen- Berechnungsabschnitt (29) eine Bearbeitungsfläche (S) gemäß einem Verhältnis zwischen einer Vorschub- Geschwindigkeit (ΔZ) der Bearbeitung und einer Entladungsimpulsfrequenz (fp), die zu der Bearbeitung beigetragen hat, berechnet.

4. Funkenerosions-Bearbeitungsgerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bearbeitungsabstand- Berechnungsabschnitt (31) einen Bearbeitungsabstand (D) gemäß einem Momentanwert eines Bearbeitungsstromimpulses sowie einer an einem Bearbeitungszwischenraum (G) anliegenden Spannung berechnet.

5. Funkenerosions-Bearbeitungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß er einen Antriebslastdetektor (33) enthält, zum Detektieren einer Antriebslast (F') für ein Antriebswellenstellglied (1) in dem Funkenerosions-Bearbeitungsgerät, derart, daß eine Antriebslast (F') bei dem Sprunggeschwindigkeits- Berechnungsabschnitt (21) zum Korrigieren einer durch den Sprunggeschwindigkeits-Berechnungsabschnitt (21) berechneten Sprunggeschwindigkeit (V) eingegeben wird.