DE2052161C3 - Schaltungsanordnung für eine Elektroerosionsmaschine zum Steuern der relativen Bewegung zwischen mindestens einer Elektrode und mindestens einem Werkstück - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für eine Elcktrocrosionsmaschinc zum Steuern der relativen Bewegung zwischen mindestens einer Elektrode und mindestens einem Werkstück nach einem

kurvenstück auf Grund von auf einem Informationsrä'ger gespeicherten Daten, mit einem Gerät zur Korrektur der Daten unter Berücksichtigung des Durchmessers der Drahtelektrode, der Breite und des Zustands des Arbeitsspaltes, und mit einem als Interpolator arbeitenden Rechner zur Umrechnung der korrigierten Daten in Steuersignale für die Ahtriebsorgane der Relativbewegung.
Bei einer in der DT-OS 1 805 305 beschriebenen,

Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Vorschubeinrichtung in pers::;ktivischei Darstellung zur Erklärung der Wirkungsweise der Erfindung,

F i g. 2 in Blockdarstellung die gesamte Steuerschaltung zum Steuern der relativen Bewegung zwischen dem Werkstück und der Elektrode, F i g. 3, 4 und 5 in Blockdarstellung Ausführungsbeispiele der Anordnung der Teileinrichtung in die

programmgesteuerten Elektroerosionsmaschine wird _1O Steuerschaltung der F i g. 2, die relative Bewegung zwischen einer Formelektrode Fig. 6 ein Ausführungsbeispiel der Rechenschaloder einer Drahtelektrode und einem Werkstück tung der Teileinrichtung und

durch eine elektronische Schaltungsanordnung auf F i g. 7 eine Werkstückkcntur, welche durch die in Grund der Daten, welche auf einem Lochstreifen ge- der Steuerschaltung der F i g. 2 angeordnete Teilspeichert sind, gesteuert, so daß die gewünschte i₅ einrichtung erzeugt wurde.

Werkslückkontur erzeugt werden kann. Die Praxis Bei der Vorschubeinrichtung nach Fig. 1 wird

ergab für komplizierte Kurven der W-rkstückkontur, eine Drahtelektrode zum erosiven »Schneiden« der

d. h. für Überlagerungen von einfachen Kurven einen Werkstiickkontur verwendet. Mit einer etwas anders

sehr großen Aufwand der elektronischen Steuerung ausgebildeten Vorschubeinrichtung kann eine Forrn-

geeenüber dem Aufwand der Elektroerosions- _ao elektrode zum Erodieren von Ausnehmungen wie maschine. Um den Aufwand für die elektronische
Steuerung nicht zu groß werden zu lassen, hat man
sich auf einfache Kurven der Werkstückkontur zwi

schen der Elektrode und dem Werkstück beschränkt.

z. B. Gravuren mit besonders gearteten Vertiefungen und Kurven verwendet werden. Die folgenden Ausführungen, welche sich auf eine Drahtelektrode beziehen, gelten daher in gleicher Weise für eine Form-

Unter einfachen Kurven werden Gerade, Kreise, El- _ας elektrode. Die in der F i g. 1 gezeigte Vorschubein-

richtung, welche bei einer Erosionsmaschine in bekannter Weise angebracht ist, besteht im wesentlichen aus den beiden Kreuztischen 15, 16. Jeder der Kreuztische kann in den beiden Koordinaten χ und v verschoben werden. Jeder Kreuztisch besteht aus den beiden beweglichen Teilen 17 und 19 bzw. 18 und 20. An jedem beweglichen Teil ist ein Antriebsmotor 11, 14, 21, 22 angeordnet. Die Antriebsmotoren sind an den entsprechend numerierten Ausgängen der in der F i g. 2 gezeigten Schaltungsanordnung angeschlossen. Die Haltevorrichtung 3 für die Drahtelektrode 36 besteht aus den beiden Drahtführungen 31, 32. Die eine Drahtführung 31 ist am beweglichen Teil 17 des Kreuztisches 16 und die andere Drahtführung 32 am beweglichen Teil 18 des

lipsen, Parabeln usw. verstanden, welche zu einer Werkstückkontur mühsam zusammengesetzt werden, wobei in vielen Fällen nur eine Annäherung Her einfachen Kurven an die wirkliche Werkstückkontur erreicht wird. Die erwünschte Reduzierung des Aufwandes der elektronischen Steuerung wurde mit einem Verzicht auf Anwendungsmöglichkeiten erkauft, welche von der eigentlichen Elektroerosionsmaschine ohne Schwierigkeiten erfüllt werden können. Es besteht also ein »Engpaß« bei der elektronischen Steuerung.

Um den Aufwand der elektronischen Steuerung in ein vernünftiges Verhältnis zum Aufwand der Elektroerosionsmaschine zu bringen, wobei alle nur

erdenklichen Kurven der Werkstückkontur erodiert _ .

werden wurden Steuersysteme entwickelt, welche in ⁴ Kreuztisches 15 befestigt. Die Drahtelektrode 36 beden DT-OS 2 052 123 und 2 052 178 der gleichen steht aus einem Kupferdraht z.B. von em bis drei Anmelderin beschrieben sind. Diese Steuersysteme Millimeter Durchmesser, welcher auf einer nicht gezeichnen sich durch ihre einfache Grundkonzeption zeigten Vorratsrolle aufgewickelt ist. Wahrend des im Baukastenprinzip aus und sind für spezielle Pro- erosiven Betriebes wird die Drahtelektrode von der bleme der Elektroerosion konstruiert, wobei beson- ⁴⁵ Vorratsrolle auf eine nicht gezeigte andere Rolle derer Wert auf einfaches Programmieren der Kurven aufgewickelt, so daß die Drahtelektrode über in der gelegt worden ist. F i g. 1 nur angedeuteten Umlenkrollen mit gleicn-

" Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein mäßiger Geschwindigkeit bewegt wird. Zwischen Bauteil zum Einbau in diese Steuersysteme zu schaf- den Drahtführungen 31, 32 befindet sich aas Werkfen das zur Steuerung einer Formelektrode und/oder ⁵° stück 33, welches wegen der besseren Übersicht nur einer Drahtelektrode Verwendung finden kann und angedeutet ist. Das Werkstück 33 ist auf einer testen die Programmierung vereinfacht. Zu diesem Zweck Auflage in dem Behälter 34 fur die dielektrische werden bei einer aus mehreren kongruenten Kurven- Flüssigkeit befestigt, der sich auf dem Tisch der stücken zusammengesetzten Werkstückkontur nur Erosionsmaschine befindet. Die Drahtelektrode JO ist die Daten eines dieser Kurvenstücke sowie der Win- ⁵⁵ zwischen den beiden Stuten 37, weiche andenlJraiukel um den das Koordinatensystem für 'iedes wei- führungen 31, 32 befestigt sind gespannt, und zwai lere kongruente Kurvenstück zu drehen ist, ge- so, daß sie einen rechten Winkel zur Oberflache de: speichert Werkstückes 33 bildet. An Stelle dieser Stifte kon

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit einer Schal- nen andere Vorrichtungen zum Spannen der Draht lungsanordnung der eingangs genannten Art da- ^6o elektrode, wie z.B. trichterförmige Gebildc^vor

durch, daß zwischen einem Korrekturrechner und dein Interpolator cine Teileinrichtung mit einer Rechenschaltuni! eingeschaltet ist, die auf Grund der im Informationsträger gespeicherten Daten tür den Drchwinkel die einer Drehung des Koordinaten- ⁶' systems um diesen Winkel entsprechenden neuen Daten errechnet.

Aiisführiingsbeispiele der Erfindung werden an

gesehen werden. Wenn die beiden Kreuztische 15, K parallel miteinander in der x- und y-Koordinate be wegt werden, behält die Drahtelektrode 36 die in de F i g. 1 gezeigte Winkellage zur Oberfläche de Werkstückes 33 und erodiert Konturen bzw. Figurei mit gerader Schnittfläche aus dem Werkstück 32 Diese Figuren bzw. Konturen sind, wie später noc näher erläutert wird, auf einem Informationsträge

eingegeben und werden über die in F i g. 2 gezeigte Schaltungsanordnung in Steuersignale für die Antriebsmotoren 11, 14, 21, 22 der beiden Kreuztische 15, 16 umgewandelt. Wenn eine Drahtführung relativ zur anderen Drahtführung verschoben wird, bildet die Drahtelektrode 36 einen Winkel β mit der Oberfläche des Werkstückes 33. Der Winkel β ist in diesem Falle kleiner als 90°. Durch diese schräge Stellung der Drahtelektrode zur Oberfläche des

Punkte der Werkstückkontur unterscheiden sich von der Bahnkurve, auf welcher sich die Achse der Drahtelektrode 36 bewegt, durch den halben Durchmesser der Drahtelektrode und durch die Breite des Arbeitsspaltes 111. Wenn eine Formelcktrode zum Erodieren von Ausnehmungen verwendet wird, müssen die Dicke der Formelektrode, also ihre räumlichen Abmessungen bezüglich des Mittelpunktes der Elektrodenhalterung und die Breite des Arbeitsspal-

Werkstückes können konische Konturen bzw. Fi- ₁₀ tes berücksichtigt werden. Der Korrekturrechner 104

guren aus dem Werkstück 33 geschnitten werden. Die Bewegungsteüe 17, 19, 18, 20 der beiden Kreu7-tische 15, 16 bewegen sich beim Schneiden der konischen Konturen in gleicher Weise parallel zuein-

ertnlt zu diesem Zweck aus der Handeingabe 107 die Werte für den Durchmesser der Drahtelektrode und für die Breite des Arbeitsspaltes. Wenn erwünscht, können die Angaben über den Drahtdurch-

ander Dies wird später im Zusammenhang mit der _1S messer bzw. die Dicke der Formelektrode und die

Fig. 2 noch ausführlicher diskutiert. In der Fig. 1 ist mit dem Pfeil ζ angedeutet, daß die Drahtführung 31 in der z-Koordinate verschoben werden kann, und zwar entweder von Hand oder durch einen nicht

Spaltbreite als zusätzliche Information auf dem Informationsträger _fcespeichert sein, so daß eine Handeingabe 107 nicht erforderlich ist. Mit der Handeingabe 107 können selbstverständlich die zusätz-

gezeigten weiteren Antriebsmotor. Die Verschiebung ₂₀ liehen Informationen aus dem Lochstreifen korrigiert

in der z-Koordinate ist erforderlich, wenn der Abstand zwischen den beiden Drahtführungen 31, 3?. der Dicke des gerade zu bearbeitenden Werkstückes 33 angepaßt werden muß. Bekanntlich befindet sich die Drahtführung 31 oberhalb und die Drahtführung

werden. Die Ausgangssignale des Korrekturrechners, welche die Bahnkurve der Drahtelektrode 36 definieren, gelangen auf den Interpolator 105 und auf die Teileinrichtung 117. Die Punkte c und d in der F i g. 2 werden getrennt, wenn die Drahtelektrode 36

UlU A-* I CIlI I» UlU UlIg *J Λ- \JLf\rl liaiL·/ UIlVI UlW J_*l UiI LlUIlIUIIg «|- — O — σ ' -«- - — .^» —. — .-..rww »-W

32 unterhalb des Werkstückes. Die Verschiebung der konisch schneiden soll. Der Interpolator 105 reciinet

Drahtführung 31 in z-Richtung ändert beim Konischschneiden den Winkel ß.

Die Schaltungsanordnung der F i g. 2 steuert die eben beschriebenen Bewegungen der Drahtelektrode 36 an Hand von Daten, welche auf einem Informationsträger gespeichert sind. Als Informationsträge, können Lochstreifen, Lochkarten und Magnetbänder Verwendung finden. Auf dem Informationsträger sind die charakteristischen Punkte der Bahn aufge-

an Hand der die charakteristischen P'inkte darstellenden Ausgangssignale die vollständige Bahnkurve nach einem vorgegebenen Programm um. Hierzu wird entweder das Suchscbrittverfahren, welches auch als Iterationsinterpolation bekannt ist, oder das DDA-Verfahren (Digital Differential Analyzer) verwendet. Die Steuersignale aus dem Interpolator 105, welche die zwischen den charakteristischen Punkten der Bahnkurve liegenden Punkte angeben,

zeichnet, welche von der Drahtelektrode 36 im Werk- ³⁵ gelangen auf die beiden Kreuztische 15, 16, deren

stück 33 gefahren werden soll. Als charakteristische Punkte werden die Anfangs- und Endpunkte eines Kurvenstückes verstanden, welches z. B. eine Gerade, ein Kreis, eine Ellipse, eine Parabel, eine

Antriebsmotoren 11, 14, 21, 22 die Bewegungsteile 18, 20, 17, 19 in gewünschter Weise verschieben. Die Drahtelektrode 36 beschreibt die Bahnkurve und schneidet das Kurvenstück gemäß den Daten

Kreisevolvente oder eine Krekzykloide sein kann. ⁴° aus dem Lochstreifenleser 100 aus dem Werk-

stück 33. Hierbei sei angenommen, daß die Drahtelektrode einen rechten Winkel β zur Oberfläche des Werkstückes 33 aufweist. Das konische Schneiden wird später besprochen.

Im folgenden wird die Wirkungsweise der Teileinrichtung 117 beschrieben. Hierzu wird Bezug genommen auf die in F i g. 7 gezeigte Werkstückkontur 340. Diese ist aus mehreren kongruenten Kurvenstücken zusammengesetzt, die sich nur durch ihre

Die Kreisevolvente entsteht bekanntlich aus einer Überlagerung einer geradlinigen Bewegung und einer Drehbewegung. Die Kreiszykloide entsteht bekanntlich aus einer Überlagerung einer kreisförmigen Bewegung und einer Drehbewegung.

Die charakteristischen Daten des Informationsträgers werden durch die Eingabe 100 in die Schaltungsanordnung F^:g. 2 gegeben. Diese Eingabe
kann ein Schriftleser, Lochstreifenleser, Lochkartenleser, Magnetbandgerät oder eine Bildabtastung mit- ⁵° Lage zueinander unterscheiden. Bisher mußten die tels einer Braunschen Röhre sein. Dies richtet sich Daten der charakteristischen Punkte jedes kongruendanach, welcher Informationsträger für eine be- ten Kurvenstückes im Informationsträger gespeichert stimmte Aufgabe der Erosion am zweckmäßigsten sein. Dieses umständliche Programmieren ist durch sein könnte. Für die folgende Beschreibung der die Teileinrichtung 117 nicht mehr erforderlich. Die Schaltungsanordnung der F i g. 2 wird angenommen, 55 Teileinrichtung 117 dreht das Koordinatensystem daß als Informationsträger ein Lochstreifen verwen- um den gewünschten Winkel, so daß nur ein kondet wird. Der Lochstreifenleser ίΟΟ gibt die Daten gruentes Kurvenstück ζ. B. vom Punkt 341 bis zum auf den Pufferspeicher 102. Dem Pufferspeicher 102 Punkt 342 auf dem Informationsträger gespeichert ist ein Umkodierer 103 nachgeordnet, der die Daten werden muß. Das Koordinatensystem x, y kann bedes Lochstreifens umkodieren muß. Wenn ein an- ^6o liebig oft gedreht werden. Die Teileinrichtung 117 derer Informationsträger verwendet wird, entfällt der benötigt zu diesem Zweck nur die Angabe des Dreh-Umkodierer 103. Die umkodierten Daten gelangen winkeis α aus dem Informationsträger. Nach Drehen nun in den Korrekturrechner 104, welcher die ein- des Koordinatensystems werden die gleichen charakgegebenen charakteristischen Punkte in entspre- teristischen Daten des bereits erodierten Kurvenchende charakteristische Punkte der Bahn der Achse 65 Stückes verwendet zum Erodieren des sich anschlieder Drahtelektrodc 36 umrechnet. Hierbei wird die ßenden Kurvenstückes vom Punkt 342 bis zum Breite des Arbeitsspaltes 111 berücksichtigt. Die im Punkt 343 der F i g. 7. Wenn die Drahtclektrode den Informationsträger eingegebenen charakteristischen Punkt 343 erreicht hat, erfolgt eine weitere Drehung

des Koordinatensystems. Für das Erodieren des kongruenten Kurvenstiickcs vom Punkt 343 bis zum Punkt 341 werden die gleichen charakteristischen Daten benutzt wie für die vorherigen kont, ueiiten Kurvenstücke. Bei der in F i g. 7 gezeichneten Werkstückkontur liegt der Bezugspunkt des Drehwinkels \ in der senkrecht auf der Rotationsebene des Koordinatensystems stehenden Mittelachse. Der Bezugspunkt kann auch an anderei Stelle liegen, so daß sich eine ebene Verschiebung des Koordinatensystems ergibt. Hierdurch werden Werkstück.■_· bc.rbeitet, deren Werkstückkonturen sich aus kony,n.e;iten Kurvenstücken zusammensetzen, welche nicht mehr wie in Fig. 7 rotationssymmeUisch zueinander liegen.

Bevor die Teileinrichtung 117 näher beschrieben wird, werden die einzelnen Bauteile der gesamten Schaltungsanordnung der Fig. 2 kurz erläutert. Wenn mit der Drahtelektrode 36 konisch geschnitten werden soll, werden die gestrichelt gezeichneten F.inrichtungen und Verbindungen benötigt. In diesem Falle fällt die Verbindung der Punkte r und d sowie die strichpunktierte Verbindungslinie zwischen dem Eingang des Kreuztisches 15 und dem Eingang des Kreuztisches 16 fort. Der Konizitätsrechner 118 ist zwischen de- Teileinrichtun' 117 und dem Interpolator iO5 für den Kreuztisch 15 im Hauptverbindungszug angeordnet. Der Konizitätsrechner 118 gibt seine Ausgangssignale auf Hen bereits beschriebenen Interpolator 105 für den Kreuztisch 15 und auf den Interpolator 119, welcher die Antriebsmotoren 21, 22 des Kreuztisches 16 steuert. Der Konizitätsrechner 118 errechnet die charakteristischen Punkte des Kurvenstückes unter Berücksichtigung des Konizitätswinkels ß, des Abstandes der beiden Stifte 37 an den Drahtführungen 31, 32 und des Abstandes eines Stiftes 37 von einer Oberfläche des Werkstückes 33. Diese Angaben können durch die Handeingabe 121 oder aber durch zusätzliche Daten aus dem Informationsträger auf den Konizitälsrechner 118 gegeben werden. Die Handeingabe 121 kann selbstverständlich die zusätzlichen Daten aus dem Informationsträger ergänzen bzw. korrigieren. Beim konischen Schneiden beschreibt die Drahtelektrode auf z. B. der oberen Fläche des Werkstückes 33 eine Bahnkurve, weiche in einem äquidistanten Abstand zu der Bahnkurve auf der unteren Fläche des Werkstückes liegt. Mit der Handeingabe 109 können die Antriebsmotoren 11, 14, 21, 22 der Kreuztische 15, 16 ebenfalls gesteuert werden, was in manchen Fällen notwendig sein kann.

Jeder Interpolator 105, 119 hat einen Rückwärtsspeicher 108, 122. Diese Rückwärtsspeicher sind dafür vorgesehen, daß bei einer Störung im Arbeitsspalt 111 die Drahtelektrode 36 auf dem gleichen Kurvenstück zurückfahren kann. In dem Rückwärtsspeicher werden parallel zu jedem zugeordneten Interpolator die charakteristischen Daten aus dem Korrekturrechncr 104 (bei geradem Schneiden der Drahtelektrode 36) oder aus dem Konizitätsrechner 118 (bei konischem Schneiden der Drahtelektrode) gespeichert. Die Überwachungseinrichtung 110 gibt bei Feststellung einer Störung oder eines Kurzschlusses im Arbeitsspalt 111 auf den Interpolator 105 (bei geradem Schneiden) oder auf die beiden Interpoiatoren 105, 119 (konisches Schneiden) ein Slörungssignal, so daß die Steuersignale auf die Antriebsmotoren 11, 14, 21, 22 der beiden Kreuztische 15, 16 gestoppt werden. Ein weiteres Signal gelangt von dei Überwachungseinrichtung 110 auf die Rückwärtsspeicher 108. 122. wodurch diese die eingespeicherten charakteristischen Daten des von der Ürahteleklrode 36 gerade gefahrenen Kurvenstückes auf die Interpolaloren gegeben werden. Diese interpolieren in rückwärtiger Reihenfolge die charakteristischen Daten und geben die Steuersignale auf die Antriebsmotoren der beiden Kreuztische. Die Drahtelektrode 36 fährt das zuletzt gefahrene Kurvenstück vsL'de.· zurück, bis die Störung im Arbeitsspalt 111 aui'geliol)c;i ist. Sollte die Störung im Arbeitsspalt noch nicht behoben sein, so fährt die Drahtelektrode das davor liegende Kurvenstück ebenfalls zurück. Die Rückwärtsspeicher 108. 122 sind nämlich so konstruiert, daß sie mehrere Kurvenstücke speichern können. Sobald die Störung im Arbeitsspalt 111 aufgehoben ist, gibt die Überwachungseinrichtung 110 auf die Interpolatoren und Rückwärtsspeichel ein Entstorungssignal. Hierdurch wird die Drahtelektrode 36 die gleichen Kurvenstücke in Vorwärtsrichtung geführt, bis sie zu der Position gelangt, an welcher die Störung bzw. der Kurzschluß im Arbeitsspalt 111 stattfand. Anschließend beginnt der nor-

»5 male Erodiervorgang für das Schneiden der Werkstückkontur. Mit der Handeingabe 115 können Angaben über die gewünschte Rauhigkeit der Schnittflächen der Werkstückkontur, über die Schnittgeschwindigkeit der Drahtelektrode und über die Spaltbreite auf die Überwachungseinrichtung 110 gegeben werden.

Zur Steuerung der bisher beschriebenen Vorgänge in der Schaltungsanordnung der Fig. 2 ist aer Rechentaktfienerator 113 vorgesehen. Dieser erhält aus dem Lochstreifenleser 100 über den Pufferspeicher 102 die für die Steuerung wichtigen Daten wie z. B. »Positionieren der Drahtelektrode 36 an den Schnittanfang der Werkstückkontur«, »Programmanfang«. »Programmende«, »Unterbrechung« und Angaben über die Interpolationsart usw. Diese Angaben können durch die Handeingabe 112 ergänzt werden. Mit dem Block 114 ist der Erosionsgenerator und ein Gerät zum Steuern der Spülverhältnisse des dielektrischen Mediums im Arbeitsspalt 111 symbolisch dargestellt. Von den vielen Einflußlinien des Rechentaktgenerators 113 auf die verschiedenen Bauteile ist aus Gründen der Übersichtlichkeit nur die Steuerleitung zum Block 114 gezeigt. Hiermit soll angedeutet sein, daß der Erosionsgenerator und das Gerät für das dielektrische Medium aus dem Lochstreifen über das Lesegerät 100 und den Pufferspeicher 102 steuerbar sind.

An einem weiteren Ausgang des Pufferspeichers 102 angeschlossen ist die Schaltungseinrichtung 116.

Sie erhält aus dem Pufferspeicher 102 zusätzliche Informationen, welche auf dem Lochstreifen eingespeichert sind. Die zusätzlichen Informationen können sein:

a) Angaben für den Korrekturrechner 104, z. B. Durchmesser der Drahtelckirode 36, Breite des Arbeitsspaltes 111,

b) Angaben für die Teileinrichtung 117, z. B. Winkel λ, um welchen das Koordinalcnsystera eines kongruenten Kurvenstückes gedreht werden soll,

c) Angaben für den Konizitätsrechner 118, ζ. Β Konizitätswinkel //, Abstand der Stifte 37 dei

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theoretischen Schnittpunkt, welcher sich bekanntlich auf der unteren Fläche des Werkstükkes 33 befindet,

d) Angaben für die Überwachungseinrichtung 110, z. B. Rauhigkeit der von der Drahtelektrode 36 im Werkstück 33 erodierten Schnittfläche, Schnittgeschwindigkeit der Drahtelektrode 36, Breite des Arbeitsspaltes 111,

e) Angaben zur Steuerung der elektrischen Parameter für den Erosionsgenerator 114, z. B. Strom, Spannung, Repetitionsfrequenz, Breite, Pause der Impulse und/oder doppelte Impulse bzw. Zündimpulse, und

f) Angaben für das Einstellen oder Ändern der Spülverhältnisse des dielektrischen Mediums an das Gerät 114.

Diese zusätzlichen Informationen aus dem Lochstreifen können durch die Handeingaben 107, 115, 121 korrigiert werden, sofern es notwendig sein sollte.

Im folgenden wird die Teileinrichtung 117 an Hand der Fig. 3, 4. 5, 6 und 7 näher beschrieben. Ihre Wirkungsweise zur Vereinfachung der Programmierung von Schnittfigiiren, die aus mehreren kongruenten Kurvenstücken zusammengesetzt sind (Fig. 7), wurde bereits erläutert. Der Winkel \, der die Drehung des Koordinatensystems zwischen den einzelnen kongruenten Kurvenstücken angibt, kann entweder als cos \ und als sin λ (Fig. 3 und 4) oder als λ (Fig. 5) auf dem Lochstreifen gespeichert und in die Teileinrichtung 117 gegeben werden. Die rotatorische Koordinatentransformation, welche nach den Gleichungen

Ax' - I .ν cos \ Iy sin \ .Iv' - Λ x sin λ ι- Iy cos λ

in der Teileinrichtung 117 vorgenommen wird, soll an Hand des Beispiels der Fig. 7 mit der Anordnung der Teileinrichtung der Fig. 3 beschrieben werden. Hierbei wird angenommen, daß keine konischen Schnittfiguren erzeigt werden sollen. Die gestrichelt gezeichneten Bauteile der Fig. 2 sind außer Betrieb und die Punkte c und d (Fig. 2 und 3) miteinander verbunden. Das kongruente Kurvenstück der Werkstiickkontur 340 vom Punkt 341 bis zum Punkt 342 und der Drehwinkel λ sollen im Lochstreifen programmiert sein. Die charakteristischen Daten des kongruenten Kurvenstückes gelangen über den Lochstreifenleser 100, den Pufferspeicher 102, den Umkodierer 103 und den Korrekturrechner 104 auf den Interpolator 105 und parallel hierzu auf die Rechenschaltung 117,. Die Rechenschaltung wird an Hand der F i g. 6 später detailliert beschrieben. Bei der Anordnung der Teileinrichtung gemäß Fig. 3 ist der Drehwinkel \ auf sicm Lochstreifen als sin λ und los λ gespeichert. Diese trigonometrischen Winkelangabcn gelangen über den Lochstreifenleser 100, den Pufferspeicher 102 und die Schaltungseinrichtungllfi auf einen Speicher 117., der Tcileinrichlung 117. Der Speicher 117., gibt diese Werte auf die Rechenschaltung 117,. Die Reihenschaltung enthält Aer Eingangsspeicher für die Werte l.v, Iy (charakeristischc Punkte des kongruenten Kurvenstückes), .in \. cos \ (Drehwinkel \i. Der Inlerpolator 105

_b - ~- vom Punkt 341 bis zuii

I unkt 342 und gibt die entsprechenden Steuersignal aul die Antriebsmotor Ii. 14, 21, 22 der Kreuz tische 15, 16. Da aus Gründen der Vereinfachuni angenommen wird, daß keine konischen Schnitt" liguren erzeugt werden, ist der Konizitätsrcchne 118, welcher in der Fig. 2 gestrichelt gezeichnet ist an den Punkten c und d nicht angeschlossen. Dies,

ν"! ^C ,^{Slnd SUltt dcsscn} miteinander verbunden Wahrend also der Interpolator 105 die Antriebs motoren 11, 14, 21, 22 der Kreuztische 15, 16 se steuert, daß die Drehelektrode 36 das kongruenu Kurxensluck vom Punkt 341 bis zum Punkt 342 ero-

'S d.cren kann, errechnet die Rechenschaltun!; 117, ir """■" Multiphkationskreis, Addierkreis und Sub-■-"" die lnkremente des nachfolgenden, un: ν —■;-■■* von .!. B. 12U gedrehten koiiRiuentcn Kurvenstuckes von Punkt 342 bis zum Punkt 343.

*o Du. Rechenschaltung 117, geht hierbei nach den beiaen bereits erwähnten Gleichungen vor. In diesen Gleichungen stellen die Werte.I.ί. Iy die charakteristischen Daten des ersten kongruenten Kurvenstük-Uyon Punkt 341 bis Punkt 342 und die Werte l.v', id h, ^¹V⁰S ^{um d}en Winkel λ von z. B. 120 gedrehten nachfolgenden Kurvenstückes vom Punkt 342!bis Punkt 343 dar. Die Werte l.v', Iv' werden !" ^dcü .Richer H7_S gegeben. Hat die Drahtelek-

Dohtor in* . ^{342 erreichl}- ^so ruft der Inter-

polatorins aus dem Speicher 117., gemäß Fig. 3

r>r.,h. ΤΓ . ^das Kurvenstück äb7 welches "die fahr μ 1"Ä ^{Vüni Punkt 342 bis} z"m Punkt 343 zwcitn 'ρ ^Glcich"^itig werden diese Werte in den « fn ^ Γι ^gj"^{ns dt}"^r Rechenschallungin. «cgeben, m welcher das kongruente Kurvenstück ^l errechnet bis ζ.,Γρ ι" I'" ^Drahtelc^rode 36 vom Punkt 343 speie en , ^{l34X fahren so11}· ^Dic Rechenschaltung speichert die neu errechneten Werte im Speicher

kü,?oT„^Di;^Chll"f ^des Koordinatensystems bzw. eines

R-cncnseii, ^Kur^{Stackcs Wlrd}" ^{Sü Oft} ™" ^del Winken L⁸¹¹⁷' ^eireehnct wie bei der ersten

^t' ir n^a5e⁸?⁸F^lT,ⁿ Γ¹*' Ρ" ^{der WelkSlÜ},^Ck-WinVoiH 1 , ^F'g- ⁷ wurde eine zweimalige

Wnkeldrehung des Koordinatensystems .ν, ν bzw. ersten w^rUi"!^Cn ^^tückes um je 120 bei der «τϊ ^a"^Sak ""geben. Bei der Herstellung Snäi ^eS' ^{WClches bek}anntlich aus wesentbesteh, ^"S^nten Kurvenstücken bzw. Zähnen stücfe' 'Vh^JlC,^Drehu"g ^d^ kongruenten Kurvensvsten«' ?u^{dß Zahnes bzw}· ^des Koordinaten-

ä: ϊιΤ^τγ⁶¹"¹¹™ .^{Wenn der Koni}-

5S ko-wJyi ~,^{v lg}·² vorgesehen ist, können sSnfio ^rf^der· ^Ζ·^Β· Kegelräder oder konische Drah?ele⁸k,^rert ^ ^Wer^tückkonluren mit der "ή wcrdPn ί³Λ ^{aUS dCm} Werkstück 33 icschnit-Srich uS'm ^AnOrdnun8 ^der elektronischen Teil-

liehen a"^S" ^¹""^{6 Fig3 bcsteht im wcscnt}ncnen aus einem geschlossenen Steuerkreis zwischen

ctwⁿT,^altUng117'· ^dcm Speicher 117.,, so der Wml-,1 _{λ und die AnfiJ|bc}_ _w._{n oft d} -_win_

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gruentcn Kurvenstückes aas dem Lochstreifen in die Rechcnschaltung 117, eingegeben. Zu diesem Zweck kann ein Lochstreifenleser 100 verwendet werden, der rückwärts die charakteristischen Daten des vorhergehenden kongruenten Kurvenstückes noch einmal liest und in die Rechenschaltung 117, eingehen kann. Es kann auch ein zweiter Lochstreifen verwendet werden, der über einen zweiten Lochstreifenleser die charakteristischen Daten des kongruenten Kurvenstückes periodisch abliest, sobald aus dem ersten Lochstreifen bzw. Hauptlochstreifcn die gewünschte Winkcldrehung auf die Rechenschaltung 117, gegeben wurde. Der zweite Lochstreifen bzw. dci Hilfslochstreifen kann als ein Endlosband ausgebildet sein. Die Wirkungsweise dieser beiden verschiedenen Lochstreifenprogrammierungen ist die gleiche. Gemäß der Anordnung der Fig. 4 werden zuerst die charakteristischen Daten aus dem Lochstreifen über den Lochstreifenleser 100, den Pufferspeicher 102, den Umkodierer 10.1 und den Korrekturrechner 104 auf den Interpolator 105 und in die Rechenschaltung 117, gegeben. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ebenfalls angenommen, daß der Interpolator 105 die Ansteuermotoren 11, 14, 21, 22 der Kreuztische 15, 16 mit Steuersignalen versorgt. Der Konizilätsrechner 118, der Interpolator 119, der Rückwärtsspeicher 122 und die Handeingabe 121 (Fig. 2) sollen nicht vorhanden sein, so daß die Verbindungslinie zwischen den Punkten c und d, wie in den F i g. 2 und 4 gezeigt, durchgezogen ist. Während der Interpolator 105 die Drahlcleklrode 36 für das Erodieren des kongruenten Kurvenstückes (Punkte 341, 342 der Fi g. 7) steuert, werden die Werte sin \ und cos \ aus dem Lochstreifen über den Lochstreifenleser 100, den Pufferspeicher 102, die Schaltungseinrichtung 116 und den Speicher 117., auf die Rechenschaltung 117, gegeben. Die Rechcnschaltung 117, errechnet nun genau, wie bei der Fig. 3 beschrieben, aus den charakteristischen Daten I jc und 1 y des ersten kongruenten Kurvenstückes und aus den Weiten sin \ und cos \ die charakteristischen Daten I .v' und I y' des zweiten kongruenten Kurvenstückes (Punkte 342 und 343 der Fig. 7). Hat die Drahtelektrode 36 den Punkt 342 der Werkstückkontur 340 der Fig. 7 erreicht, gelangen die Werte l.v' und Iv' in den Interpolator 105, so daß das zweite kongruente Kurvenstück von der Drahtelektrode geschnitten werden kann. Während dieser Zeit werden aus dem Lochstreifen die Werte für die zweite Winkeldrehung sin 2 λ und cos 2 λ sowie die charakteristischen Daten des ersten kongruenten Kurvenstückes auf die Rechenschaltung 117, gegeben. Die Wiederholung der Daten des ersten Kurvenstückes erfolgt wie gesagt entweder über einen rückwärts lesenden Lochstreifenleser 100 oder aus einem zweiten Lochstreifenleser mit Hilfslochstreifen. Bei Verwendung des Hilfslochstreifens sind die Daten für die zweite Winkeldrehung im Hauptlochstreifen programmiert. Die charakteristischen Daten des ersten kongruenten Kurvenslückcs gelangen über den bereits beschriebenen Weg (Pufferspeicher 102, Umkodierer 103, Korrekturrechnerl04) auf die Rechcnschaltung 117,. Die Werte für die zweite Winkeldrehung gelangen über den bereits beschriebenen Weg (Pufferspeicher 102, Schaltungseinrichtung 116) auf die Rechcnschaltung 117,. Die Rechenschaltung errechnet in der bereits beschriebenen Weise die charakteristischen Daten für das dritte Kurvenstück (Punkte 343, 341 der Fig. 7). Hat die Drahlelektrode 36 den Punkt 343 erreicht, werden die neuen Werte für das dritte kongruente Kurvenstück, welche in der Rechenschullung 117, zwischenzeitlich gespeichert sind, auf den Interpolator 105 gegeben, welcher die Drahtelektrode 36 zum Erodieren des diiUen kongruenten Kiirvenstückes steuert.

Um den Progiammieiaufwand für die Wert·, sin \ und cos \ im Lochstreifen zu senken, kann statt diescr Werte der Winkel λ direkt im Lochstreifen gespeichert werden. In diesem Fall muß im Lochstreifen eine zusätzliche Angabe, wie oft der Winkel gedreht werden soll, vorhanden sein. Bei der Anordnung der Teileinrichtung 117 gemäß Fig. 5 ist zwisehen der Schaltungsanordnung iil6, welche bekanntlich die Angaben über den Drehwinkel des kongruenten Kurvenslückes bzw. des Koordinatensystems auf den Speicher 117., der Teileinrichtung 117 überträgt, ein Interpolator 117₄ zusätzlich aiigeordnet. Dieser Interpolator ermittelt aus der Winkclangabe \ die trigonometrischen Werte sin <\, cos \ und gibt diese auf den Speicher 117... Die Anordnung der Teileinrichtung 117 nach Fig. 5 arbeitet in gleicher Weise wie die Anordnungen der F i g. 3 und 4 und wird daher nicht näher beschrieben. Zur Vereinfachung der Anordnung der F i g. 5 kann der Interpolator 117, ohne weiteres durch den Interpolator 105 oder 119 ersetzt werden. In diesem Fall muß nur gewährleistet sein, daß der Interpola-

3r> torl05 oder 119, welcher die Steuersignale für die Antriebsmotoren der beiden Kreuztische 15, 16 erzeugt, nur in der Zeit für die interne Bestimmung von sin \, cos \ benutzt wird, wenn er keine Steuersignale auf die Antriebsmotoren der beiden Kreuztische gibt. Es ist ohne weiteres möglich, daß der zeitliche Abstand der einzelnen Steuersignale a^-is dem Interpolator 105 oder 119 groß genug ist, so daß er zwischenzeitlich für die Winkeldrehung verwendet werden kann.

Im folgenden wird die Rechenschaltung 117, der Teileinrichtung 117 gemäß Fig. 6 beschrieben. Wie bereits bei den F i g. 3 und 4 gesagt, werden die Werte l.v, Iv, sin λ, cos λ auf die Rechenschaltung 117, gegeben. In vier Speichern 117,,, 117,.J, 117,., 117,, werden diese Werte zwischenzeitlich gespeichert. Die nun näher beschriebene Rcchenfolge gemäß Fig. υ ergibt sich an Hand der beiden früher erwähnten Gleichungen. Jeweils zwei von diesen Werten werden von der Anwahlschaltung 117,. ausgewählt und im Multiplikationskreis 117,₍. multipliziert. Die multiplizierten Werte l.v · sin \, t.v · cos ν Iv · sin α, .ly-cosA gelangen auf die Verteilerschaltung 117_I7 und werden auf die Zwischenspeicher 117,_s, 117,,,, 117_ltll, 117,,, verteilt. Diese Zvvischenergebnisse werden von einer zweiten AnwahlschalUing 117_IU, einem umschaltbareii Addierkreis Subtrahierkreis 117,,., in der Weise zugeteilt, dat das Endergebnis entsteht. Die zweite Verteilerschal· tunglI7_u, gibt dieses Endergebnis in die beider Ausgabespeicher 117,,., Π7,,,.. Aus diesen beider Atisgabespcichern fragt der Interpolator 105 odei der Konizitätsrechner 118 (F i g. 2) die charakteristisehen Daten für das kongruente Kurvenstück ab welches um den Winkel λ gedreht werden soll. Dif Rechenschaltung 117, der F i g. 6 kann selbstverständlich dadurch vereinfacht werden, daß die dor beschriebenen einzelnen Bauteile in ihrer Funktions weise mehrfach ausgenutzt werden. So besteht di(

Möglichkeit, den Speicheraufwand erheblich zu senken.

Abschließend sei darauf hingewiesen, daß die Teileinrichtung 117 nicht auf die Vorschubeinrichtung 3 der Fig. 1 mit zwei Kreuztischen 15, 16 beschränkt

ist, sondern auch bei einer Vorschubeinrichtung verwendet wird, die einen Kreuztisch und einen Drehtisch für die relative Bewegung der Drahtelektrode 36 und des Werkstückes 33 in kartesischen Koordinaten und/oder in Polarkoordinaten ermöglicht.

Hiereu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung für eine Elektroerosionsmaschine zum Steuern der relativen Bewegung zwischen mindestens einer Elektrode und mindestens einem Werkstück nach einem Kurvenstück auf Grund von auf einem Informationsträger gespeicherten Daten, mit einem Gerät zur Korrektur der Daten unter Berücksichtigung des Durchmessers der Drahtelektrode, der Breite und des Zustands des Arbeitsspaltes, und mit einem als Interpolator arbeitenden Rechner zur Umrechnung der korrigierten Daten in Steuersignale für die Antriebsorgane der Relativbewegung, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einem Korrekturrechner (104) und dem Interpolator (105) eine Teileinrichtung (117) mit einer Rechenschaltung (117,) eingeschaltet ist, die auf Grund der im Informationsträger gespeicherten ao Daten für den Drehwinkel (<*) die einer Drehung des Koordinatensystems um diesen Winkel entsprechenden neuen Daten errechnet.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an die Teileinrichtung as (117) ein Konizitätsrechner (118) angeschlossen äst, der unter Berücksichtigung der Angaben für den Konizitätswinkel (/?), für den Abstand zweier an der Haltevorrichtung (3) der Drahtelektrode (36) angebrachten Drahtführungen (31 und 32) und für den Abstand einer Drahtführung (32) zum theoretischen Schnittpunkt an der Fläche des Werkstücks (33) die Konizitätsdaten erzeugt, und dem ein weiterer Interpolator (119) zugeordnet »st.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingang eines Speichers (117,), welcher die Daten des Drehwinkels empfängt, mit dem Ausgang eines Interpolators (117J verbunden ist und daß der Interpolator (117₄) einer Schaltungseinrichtung (116) nachgeordnet isi, die über Datenleitungen mit dem Korrekturrechner (104), gegebenenfalls dem Konizitätsrechner (118), einer überwachungseinrichtung (110), dem Erosionsgenerator (114) und einem Gerät (114) zum Steuern der Dielektrikums-Spülung verbunden ist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechenschaltung (117,) drei Eingänge aufweist, von denen der erste Eingang mit dem Ausgang des Korrekturrechners (104) verbunden ist zum Empfangen der korrigierten Daten des Kurvenstückes aus dem Informationsträger, der zweite Eingang tnit dem Ausgang der Schaltungseinirichtung(116) Oder mit dem Ausgang eines Interpolators (117,) Verbunden ist zum Empfangen der Daten des Drehwinkels (\) aus dem Informationsträger und der dritte Eingang mit einem Zwischenspeicher (117₂) verbunden ist zum Empfangen der durch die Reihenschaltung errechneten Daten des Kurvenstückes für die Durchführung einer weiteren Drehung des gleichen IKurvenstückes um den gleichen Winkel (\).

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechenschaltung (117,) zwei Eingänge aufweist, von denen der erste Eingang mit dem Ausgang des Korrekturrechners (104) verbunden ist zum Empfangen der korrigierten Daten des Kurvenstückes und der zweite Eingang mit dem Ausgang der Schaltungseinrichtung (116) oder mit dem Ausgang eines Interpolators (H7₄) verbunden ist zum Empfangen der Daten des Drehwinkels (*) aus dem Informationsträger.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Korrekturrechners (104), welcher mit dem ersten Eingang der Rechenschaltung (117,) verbunden ist, an einem Eingang des Interpolators (105) oder des Konizilätsrechners (118) angeschlossen ist, wobei der Ausgang der Rechenschaltung (117,) entweder über den Zwischenspeicher (117.,) mit einem Eingang des Interpolators (105) oder des Korrekturrechners (104) und mit dem dritten Eingang der Rechenschaltung verbunden ist oder direkt mit dem anderen Eingang des Interpolators (105) verbunden ist.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechenschaltung (117,) folgende Bauteile aufweist:

Eingabespeicher (117,,, 117,., 117,.,, 117,J für jeden Wert der Daten der charakteristischen, durch den Korrekturrechner (104) korrigierten Daten des Kurvenstückes und der Daten des Drehwinkels (\),
eine Wahlschaltung (I17₁₅) für die Auswahl der in dem Multiplikationskreis (H7,₇) zu multiplizierenden Daten,
eine Verleilerschaltung (H7_I7), welche die Ergebnisse aus dem Multiplikationskreis (117_I5) auf Zwischenspeicher gibt,
Zwischenspeicher (117₁₈, 117₁₉, I17_1|n, 117,,,) zum Speichern der Ergebnisse aus dem Multiplikationskreis (H7₁₇),
eine weitere Wahlschahung (117,,.,) für die Auswahl der Zwischenergebnisse, welche im Addier- und Subtrahierkreis (117,,.,) verarbeitet werden, und

eine weitere Verteilerschaltung (117,,,), welche die Endergebnisse aus dem Addier- und Subtrahierkreis (117,,.,) auf zwei Ausgabespeicher (117₁₁₅, 117_1I(.) gibt.

8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Überwachungseinrichtung (110) vorgesehen ist, um bei Änderungen der erosiven Zustände im Arbeitsspalt (111) die elek irischen Parameter des Erosionsgenerators (114), zu beeinflussen, daß jeder Interpolator (1 Of», 119) einen Rückwärtsspeicher (108, 122) zum Speichern der charakteristischen Daten des Kurvenstückes hat und daß die Rückwärlsspeicher so eingerichtet sind, daß sie bei Abgabe eines Störungssignals aus der Überwachungseinrichtung (110) die gespeicherten Daten auf den zugcliörcnden Interpolator (105. 119) geben zum Erzeugen der Steuersignale in rückwärtiger Reihen folge, so dall die Drahtelektrode (36) das gleiche Kurvenstück zurück^fährt.