DE2312506C3 - Verfahren und Einrichtung zum Steuern des Prozesses einer elektroerosiven Bearbeitungsmaschine auf optimalen Betriebszustand - Google Patents
Verfahren und Einrichtung zum Steuern des Prozesses einer elektroerosiven Bearbeitungsmaschine auf optimalen BetriebszustandInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern des
Prozesses einer elekiroerosiven Bearbeitungsmaschine auf opiimalcn Betriebszustand unter Berücksichtigung
von den Erosionsprozeß beeinflussenden Größen, wie Durchflußmenge eines den Arbeitsspalt spülenden
Mediums, Pausendauer. Tastverhältnis und Amplitude der den Arbeitsspalt durchschlagenden Arbeitsimpuls.
Mit der Entwicklung von hochempfindlichen Antrieben für den automatischen Elektrodenvorschub und von
gesteuerten Leistungsgeneratoren sind die Anforderungen an die Genauigkeit der elektroerosiven Bearbeitung
und die Anforderungen an die Arbeitsgeschwindigkeit gesteigert. Infolge der Verbesserungen dor elektroerosiven
Bearbeitungsprozesse wird die Elektroerosion auf neuen Gebieten eingesetzt. Die Voraussetzung für den
sich zunehmend verbreiternden Einsatzbereich der Elektroerosion ist selbstverständlich eine erhöhte
Flexibilität der Bearbeitung mit einer erhöhten Anzahl von einzustellenden Betriebsparametern. Demzufolge
wird die Steuerung des Bearbeitungsprozesses immer schwieriger. Aus den vielen Versuchsdaten konnten
Arbeitsunterlagen hergeleitet werden, womit heute von einer Technologie der Elektroerosion gesprochen wird.
Mit diesen technologischen Angaben können gute Arbeitsergebnisse nur bei sogenannten Standardarbeiten
erzielt werden. Die Technologie liefert z. B. für eine zylindrische, durchgehende Bohrung mit einer bestimmten
Elektrodenpaarung und mit vorgegebener Oberflächenrauheit und vorgegebener Genauigkeit des Endproduktes
die günstigste bzw. optimale Einstellung der Betriebsparameter, wie Arbeitsspannung, Arbeitsstrom,
Impulsdauer, Tastverhältnis, Spüldruck, des dielektrischen Mediums im Arbeitsspalt, Servoempfindlichkeit
des Elektrodenvorschubs und dergleichen. Die erwähnten Betriebsparameter sind nur als Richtwerte zu
betrachten, denn nur der Arbeitsstrom und die Impulsdauer können vorgewählt werden und bleiben als
echte Parameter während der Bearbeitung konstant Der andere Teil der genannten Betriebsparameter
ändert sich während des Bearbeitungsvorganges und ist daher den veränderlichen Bearbeitungsbedingungen
anzupassen. Zum Beispiel ändert sich der Spüldruck des dielektrischen Mediums im Arbeitsspalt während des
Bearbeitungsvorganges. Denn mit der Einsenkung der L)CI CICII. Ill WCICIICIII UCI CIgCIItIICIIC CICI3I»C HUlIUgSTUI
gang stattfindet, auf der Elektrodenfläche in unkontrol
-1" lierter Weise von einer Stelle zur andern. Bei genügem
großer Elektrodenfläche entsteht eine wandernde Angriffszone, welche kleiner als die Elektrodenfläch(
selber ist. In Abhängigkeit der Elektrodenform setz sich nun der erosive Bearbeitungsvorgang mit veränder
r< liehen Spülvcrhältnissen fort, selbst dann, wenn dei
Durchfluß des dielektrischen Mediums, welches ζ. Β eine FK ^sigkcit sein kann, im Bearbeitungsspal
geregelt wird. In diesem Fall hat das erosiv bearbeiten Werkstück eine unregelmäßige Genauigkeit seinei
)i> räumlichen Abmessungen sowie eine ziemlich groUi
Rauheit seiner erosiv bearbeitetem Oberflächen. Bei de erosiven Grobbearbeitung, welche auch als Schrupper
bezeichnet wird, soll ebenfalls eine kegelförmig! Werkzeugelektrode in das Werkstück in möglichs
r> kurzer Zeit eindringen und die Bearbeitung beende
haben. Bei den heutigen Kenntnissen des Abtragspro /esses läßt sich keine genaue Gesetzmäßigkeit cinci
solchen optimalen Prozeßführung ableiten. Die Labor versuche zeigen jedoch, daß die Führung unter einei
•«ι vorbestimmten, während des Bearbeitungsvorgange!
konstant Behaltenen Breite des Arbeitsspaltes minde stens nahezu optimale Resultate liefert. Die mit dei
Einsenkung zunehmende Angriffsfläche der Elektrode verringert die Durchschlagsfrequenz der Arbeitsimpiil
se an jeder Elektrodenstelle. Somit erhöht sich di< mittlere Durchschlagfestigkeit im Arbeitsspalt. Al;
Durchschlagfestigkeit wird das Maß für die dielektri sehen Eigenschaften im Arbeitsspalt unter Einbezie
hung des dielektrischen Mediums verstanden. Weger der Erhöhung der mittleren Durchschlagfest^icei
nimmt die Breite des Arbeitsspaltes bei konstanten Bezugswert im Vorschubregler unter dem optimaler
Wert ab. Der Verschleiß an der Werkzeugelektrod« steigt, und der Abtrag am Werkstück sinkt. Da;
Einhalten der optimalen Durchschlagfestigkeit erfor dert die laufende Nachstellung der zeitlichen Dauer dei
Pausen, die zwischen den Arbeitsimpulsen liegen und/oder der Amplituden dieser Impulse. Wenn zuderr
die Durchflußmenge im Arbeitsspalt der erhöhter Abtragsleistung angepaßt wird, lassen sich trots
wachsender Angriffsfläche ein konstanter Arbeitsspali und eine nahezu konstante, maximale Vorschubgeschwindigkeit
erzielen.
Die hochentwickelten Erosionsaniagen könner
schnellere Prozesse und hochwertige Produkte erzeugen. Das Zusammenspiel zwischen der Erosionsmaschine
und dem Bedienungspersonal wird jedoch immei
komplizierter, wie es sich aus dem einfachen, genannter
Beispiel ergibt. Die Komplexität der Steuerung erfordert die Entwicklung eines vollautomatischen
Steuerungssystems. Die Komplexität der Steuerung läßt sich anhand der folgenden Aufzählung leicht erkennen.
Sie ist bedingt durch die Steuerung von sich · gegeneinander beeinflussenden Größen oder Parametern,
d<£ gleichzeitige Einhaltung mehrerer Arbeitsbedingungen
und durch die Steuerung bei schnell veränderlichen Arbeitsbedingungen, ausgehend von
dem Wunsch, den Arbeitsprozeß auf einem optimalen in
Betriebszustand zu halten.
In letzter Zeit wurden einige dieser Probleme näher diskutiert und einige l.ösungswege bekanntgegeben. So
ist indcr DE-OS 20 05 092 der Mitsubishi Denki K.K. ein
Verfahren sowie eine Vorrichtung für die automatische r> Anpassung der Impulspause beschrieben. Dabei wird
ein Spannungsimpuls bzw. eine Folge von Spannungsiiupimeii
iiiii kleineren Spannungswerten ais die
Leerlaufspannung als Kriterium für einen abnormalen Zustand im Arbeitsspalt benutzt. In Abhängigkeit des -'"
Spaltzustandes wird die Pause zwischen den Impulsen um feste Beträge verkleinert oder vergrößert. Es
werden nur zwei Spaltzustände unterschieden. Hierbei kann die Dauer der Pause zwischen den Impulsen nicht
kontinuierlich geändert werden. Daher hat dieses >".
Verfahren keine genügende Empfindlichkeit.
In der US-PS 36 32 942 beschreibt Herr Prof. Kondo
die direkte Erfassung der Angriffsfläche. Dabei wird die Vorschubgeschwindigkeit bei vorgewählter Abtragsleistung
„/faßt und die Angriffsfläche als Verhältnis der i<
> Abtragsleistung zur Vorschubgeschwindigkeit ermittelt. In Abhängigkeit der ausgerechneten Angriffsfläche
wird dann die Impulspause bzw. die Amplitude der Stromimpulse verändert. Dieses Verfahren hat folgende
wesentliche Nachteile: η
— eine große Meßungenauigkeit entsteht bei kleinen,
fast nicht mehr feststellbaren Vorschubgeschwindigkeiten; solche Vorschubgeschwindigkeiten sind
üblich bei großen Elektrodenflächen oder bei kleiner Abtragsleistung.
— xjCr /CräCim-lu dl) UCI TT Cl H/.CUgCICMI UUC UIIUCIl
sich mit der Änderung der Spülverhältnisse des dielektrischen Mediums im Arbeitsspalt und beeinflußt
nachteilig die Vorschubgeschwindigkeit.
Bekanntlich sind die Arbeitsbedingungen (z. B. Breite des Arbeitsspalts, der lonisationsgrad der Funkenstrekken,
der Verschmutzungsgrad des Spülmediums im Arbeitsspalt) während des erosiven Betriebes gewünschten
zeitlichen Änderungen und unerwünschten w zeitlichen Änderungen unterworfen. Infolge der veränderlichen
Einsenktiefe und der veränderlichen Geometrie, Größe und Lage der Angriffsfläche der Elektroden
ergeben sich die unerwünschten Änderungen der Arbeitsbedingungen. Eine solche unerwünschte Änderung
der Arbeitsbedingungen kann z. B. durch eine Bedienungsperson oder durch ein fest vorgewähltes
Programm in dem Steuersystem für eine elektroerosive Maschine auf kontrollierte Art und Weise behoben
werden. Gewünschtes Ändern der Arbeitsbedingungen w)
ergibt sich aus der kontrollierten Änderung der Amplitude, der Pausendauer zwischen den einzelnen
Arbeitsimpulsen, der Breite der Arbeitsimpulse und des
Bezugswertes für die zur Regelung des Elektrodenvorschubs in bekannter Weise verwendeten Größen, wie *>5
mittlerer Arbeitsstrom oder mittlere Arbeitsspannung, Zündspannung und/oder Verzugszeit des Durchschlags.
Durch das Beheben und somit durch das kontrollierte Ändern einer Arbeitsbedingung ergeben sich wiederum
weitere unkontrollierte Änderungen der Arbeitsbedingungen, da die einzelnen Arbeitsbedingungen sich
gegenseitig beeinflussen. Es ist allgemein bekannt, daß, wenn eine Stellgröße durch die Bedienungsperson oder
durch das Programm geändert wird, infolge eines »auftretenden Fehlers« bei einer Arbeitsbedingung im
Arbeitsspalt, so ändern sich auch die anderen Arbeitsbedingungen, ohne daß die Bedienungsperson oder das
Programm in kontrollierter Weise an diesen anderen Arbeitsbedingungen etwas geändert hat. Daher ist es
sehr schwer, einen clcktroerosiven Arbeitsprozeß in optimaler Weise durchzuführen. Eine Bedienungsperson
mit sehr viel Erfahrung ist noch nicht einmal in der Lage, diese Forderung in jeder Weise zu erfüllen. Die
bekannten vorprogrammierten Steuersysteme für die elektroerosive Bearbeitung sind ebenfalls nicht in der
Lage, unter Berücksichtigung der komplizierten Zusammenhänge
zwischen den einzelnen Arbeitsbedingungen im Arbeitsspalt einen optimalen Betrieb zu gewährleisten.
Im »Industrieanzeiger«, Jahrgang 93, Nr. 24 vom 19. 3.
1971 (Seiten 499-501), und Nr. 87 vom 19.10. 1971
(Seiten 2167-2170) sowie in der Dissertation TH Aachen vom 3.7. 1972: »Grundlagen zur selbsttätigen
Optimierung des funkenerosiven Senkens« von R. Kurr, sind Verfahren zur selbsttätigen Prozeßoptimierung bei
funkentrosiver Bearbeitung unter Einbeziehung der Einflußgrößen, wie Durchflußmenge des Spülmediums
sowie Pausendauer, Tastverhältnis und Amplitude der Arbeitsimpulse beschrieben. Die bekannten Verfahren
benutzen als Optimierungskriterium das Wirkverhältnis zwischen Arbeitsimpulsen und Kurzschluß bzw. Leerlaufimpulsen,
da ihre Zielrichtung ausschließlich die maximale Abtragsleistiing an der Werkstückelektrode
ist. Eine sogenannte optimale Prozeßführung nach dem Maximum dieser Güteziffer stellt wohl einen momentan
stabilen Prozeßzustand her, fördert jedoch die Entartung der dielektrischen Eigenschaften im Arbeitsspalt.
Diese Neigung zur Entartung entwickelt sich relativ lancjcam nnH führt 711 pinpm prhr^hif>n VorcrhlpiR Η*^γ
Werkzeugelektrode bzw. zu stehenden Lichtbogen.
Die Erfindung hat die Aufgabe, die Nachteile der bekannten Verfahren zu beseitigen und die den
Erosionsprozeß bestimmenden Einflußgrößen naturgerecht einzusetzen, so daß der optimale Wirkungsgrad
für die eiektroerosive Prozeßführung erreicht wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist durch die Verfahrensschritte des Anspruchs 1 bzw. der Ansprüche
2,3 und 4 gekennzeichnet.
Die erfindungsgemäße Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist gemäß der im Anspruch 7 definierten
Anordnung gekennzeichnet.
Anhand der Zeichnungen wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erklärt. Es zeigen
F i g. la und Ib die der Erfindung zugrunde liegenden
Eigenschaften eines Erosionsprozesses,
F i g. 2 eine Blockdarstellung der Einrichtung an einer Erosionsanlage zum Durchführen des Verfahrens,
Fig.3a eine graphische Darstellung des automatischen
Suchens der optimalen Durchflußmenge des dielektrischen Mediums bei einer Elektrodenanordnung
mit Spülbohrung,
F i g. 3b eine graphische Darstellung des Suchens des optimalen Rückstellweges in einem pulsierenden Betrieb
mit periodischem Abheben einer der Elektroden,
Fig.4 eine graphische Darstellung der Grenzregelung
der Pausendauer,
Fig.5 und 7 Schaltungsanordnungen der Bcwertungsstufe
300, die ein Teil der in der Fig. 2 dargestellten Einrichtung ist,
Fig. 6 und 8 die Schaltungsanordnungen der Entscheidungsstufe
'KK), die ein Teil der in der F i g. 2 dargestellten Einrichtung ist,
F i g. 9 die Sch.hung eines Steuerglieds der Steuerstufe
200, die ein Teil der in der F i g. 2 dargestellten Einrichtung ist,
Fig. 10 die elektrischen Verbindungen unter den in
den Fig.5. 6, 7, 8, 9 dargestelllten Einheiten und einer
Erosionsanlage 100, die ein Teil der in F i g. 2 dargestellten Einrichtung ist.
in der F ig. la ist auf der Abszisse die Durchflußmenge
q der dielektrischen Flüssigkeit durch den Arbeitsspalt 3 aufgetragen. Auf der Ordinate der gleichen Figur
ist der quadratische Mittelwert Z des Regelfehlers im Vorschubkreis aufgetragen. Der quadratische Mittelwert
Zdes Regelfehlers wird aus den Versuchsdaten als Integral des Fehlerquadrates der Vorschubregelung
über eine vorgegebene Zeitspanne berechnet. Als Regelfehler wird die Differenz zwischen der für die
Vorschubregelung erfaßten Regelgröße und ihrem Bezugswert verstanden. Dies ist in einer anderen
Patentanmeldung (Schweizer Patentgesuch Nr. 12 214/72) näher beschrieben. In der Fig. la sind die
Ergebnisse eines Versuchs mit der Elektrodenpaarung Kupfer/Stahl und bei konstanter Impulsdauer, bei
konstantem Impulsstrom, bei konstantem Sollwert des Arbeitsspaltes 3 und bei veränderlicher Durchflußmenge
qdargestellt. Die Figur zeigt drei Kurven A. Bund C.
Jeder dieser Kurven ist eine konstante Pausendauer 7öi,
7"o2 und 7o3 zugeordnet. Bei konstanter Pausendauer und
bei veränderlicher DurchfluBmenge q ist einer bestimmten Durchflußmenge q ein bestimmter quadratischer
Mittelwert Z des Regelfehlers im Vorschubkreis zugeordnet. Innerhalb eines Bereiches, welcher durch
die untere Durchflußmenge q„ und durch die obere Durchflußmenge q„ definiert ist, weist jede Kurve A, B.
Cder Fig. la einen minimalen Wert auf, welcher den
Zustand der kleinsten Störempfindlichkeit für die gesamte Spaltregelung darsteiit. Der Vollständigkeit
halber sei nocn erwähnt, daß die eben genannten Bereichsgrenzen q„ und q„ in der F i g. 1 gestrichelt
gezeichnet sind. Als Beispiel wird die Kurve A mit der konstanten Pausendauer Toi betrachtet. Der minimale
Wert der Durchflußmenge ist mit q] bezeichnet. Dieser
Durchflußmenge entspricht der quadratische Mittelwert Ζ, des Regelfehlers im Vorschubkreis. Wenn nun die
Durchflußmenge kleiner als q\ gewählt wird, so steigt der quadratische Mittelwert Z\ an und es ergibt sich ein
sehr häufiges Auftreten von sogenannten Leerlaufimpulsen im Arbeitsspalt 3. Bei einer Durchflußmenge, die
größer als q\ ist, steigt ebenfalls der quadratische
Mittelwert Zi des Regelfehlers im Vorschubkreis und es
ergeben sich plötzlich kurzschlußähnliche Arbeitsimpulse im Arbeitsspalt 3. Je größer die Durchflußmenge
gewählt wird, in diesem Fall der Kurve A, desto häufiger treten diese kurzschlußähnlichen Arbeitsimpulse auf
und gehen langsam über in einen stetig brennenden Lichtbogen, was unter allen Umständen zu vermeiden
ist. Das optimale Betriebsverhalten ist also nur an der Stelle der Kurve A zu finden, an welcher die
Durchflußmenge und der quadratische Mittelwert des Regelfehlers einen minimalen Wert aufweisen. Wenn
die Pausendauer von 7öi auf 7« verkleinert wird, ergibt
sich eine höhere Abtragsleistung und dementsprechend wird der Spalt vergrößert Die kleinere Pausendauer 7Jc
ist durch die Kurve B symbolisiert. Die Streuung der Regelgröße im Vorschubkreis wird um ihren Bezugswert kleinen Auf diese Weise wird der kleinste
quadratische Mittelwert Zi der Kurve B entsprechend
r> der kleinsten Durchfluflmenge φ kleiner als der kleinste
quadratische Mittelwert Z\. Dies liegt darin begründet, daß die größere Spaltbreite die gesamte Vorschubregelung
erleichtert. Wenn die Pausendauer auf T0J weiter
verkleinert wird zur Erhöhung des Wirkungsgrades, so tritt der Fall ein, daß die thermische Belastbarkeit der
Werkzeugelektrode 1 und der Werkstückelektrode 2 überschritten wird. Dieser Fall ist in der Fig. la durch
die Kurve Cdargestellt. Dabei wird festgestellt, daß der Wert der Durchflußmenge φ entsprechend dem
ij kleinsten quadratischen Mittelwert Zj der Regelgröße
nicht mehr mit dem bestmöglichen Wert der Durchflußmenge übereinstimmt. Wenn die Durchflußmenge auf
die Kurve Ceine Grenze der optimalen Durchflußmenge qopt unterschreitet, ergibt sich eine Entartung der
μ Durchschlagfestigkeit im Arbeitsspalt 3. Wie bereits
erwähnt, ist die Durchschlagfestigkeit ein Maß für die dielektrischen Eigenschaften im Arbeitsspalt. Infolgedessen
führt die Vorschubregelung zur Beseitigung dieser Lichtbogentendenz eine Ausregelbewegung
2i durch. Diese Folgeregelung der Elektrodenlage an die
veränderliche Durchschlagfestigkeit bringt jedoch eine Verringerung der Abtragsleistung an der Werkstückelektrode,
einen erhöhten Verschleiß an der Werkzeugelektrode und eine Entartung des Bildes der erodierten
)» Flächen an der Werkzeugelektrode mit sich. Eine normal erodierte Fläche ist matt im Aussehen. Bei den
durch das Ausregeln bedingten Schwingungen der Elektrodenvorschubregelung ergibt sich ein anderes
Bild der erodierten Flächen an der Werkstückelektrode.
>'· In diesem Fall weist die Oberfläche der Elektroden
glänzende Stellen auf. was unerwünscht ist. Bei diesen Schwingungen ist es nicht mehr möglich, daß der
kleinste quadratische Mittelwert Z den optimalen Betriebszustand definieren kann. Bezüglich Fig. 1 sei
■ί' noch erwähnt, daß die Form und die Lage der drei
Kurven A, B und C noch in Abhängigkeit von der im Angrill stehenden tlektrodentlache und in Abhängigkeit
des Elektrodenmaterials sowie in Abhängigkeit der Entladungsenergie der einzelnen Arbeitsimpulse wäh-
■>'< rend des Arbeitsprozesses verändert werden -;önnen.
Während die Fig. la die Abhängigkeit des quadratischen Mittelwertes Z des Regelfehlers im Vorschubkreis
von der jeweiligen Durchflußmenge q des dielektrischen Mediums im Arbeitsspalt bei konstanter
w Pausendauer darstellt, zeigt die Fig. Ib die Abhängigkeit
der Pausendauer 7ö von der jeweiligen Durchflußmenge q bei konstantem quadratischem Mittelwert Z In
der F i g. Ib ist auf der Abszisse die Durchflußmenge q des dielektrischen Mediums aufgetragen. Der Ände-
ΐί rungsbereich der Durchflußmenge ist mit q„ und q„
definiert Auf der Ordinate ist die Pausendauer 7ö mit den Grenzen T0n und 7ot, aufgetragen. Die Beziehungen
zwischen Pausendauer und Durchflußmenge wird von den Kurven D, fund F dargestellt. Jede dieser Kurven
M' besitzt einen konstanten quadratischen Mittelwert Z\,
Z-i. und Zi. Die Kurve G definiert die Grenze zwischen
dem zulässigen Bereich der Werte der Pausendauer sowie der Durchflußmenge und dem unzulässigen
Bereich dieser Wertepaare. Unterhalb dieser Kurve G
o5 ist der unzulässige Bereich, in weichem ein stehender
Lichtbogen im Arbeitsspalt 3 gebildet und somit eine unerwünschte Bewegung der Elektroden 1,2 hervorgerufen
wird. Die optimale Kombination der Pausendauer
Tn und der Durchflußmenge q ergibt sich aus dem
Berührungspunkt der Kurve H mit der Kurve C. Der Berührungspunkt ist in der Fig. Ib mit ^bezeichnet. Er
wird durch die Werte qopl und Topt definiert. Dieser
optimalen Kombination in der Fig. Ib entspricht der in
Fig. la auf der Kurve C gezeichnete Punkt P'. Auch
dieser Punkt P' ist durch die Werte qop, und Z„pt
definiert. Der Mittelwert Zj der Fig. la ergibt in der
Fig. Ibdie Kurve Fmit dem konstanten Mittelwert Z).
Diese Kurve Fliegt jedoch im unzulässigen Bereich, in
welchem, wie bereits gesagt, eine unerwünschte Lichtbogenbildung im Arbeitsspalt stattfindet. Die
Kurve G kann während des erosiven Betriebes in Abhängigkeit dtr Angriffsfläche der Elektroden und der
Entladungsenergie der einzelnen Arbeitsimpulse Verschiebungen und Formänderungen unterworfen werden.
Es sei darauf hingewiesen, daß die in der Fig. la als
Kurven A, B. C dargestellte Beziehung zwischen der Funktion Z des quadratischen Mittelwertes der
Regelgröße und der Durchflußmenge q des dielektrischen Mediums im Arbeitsspalt sowie die in der Fig. Ib
als Kurven D, E, F. C, H dargestellte Beziehung
zwischen der Durchflußmenge q und der Pausendauer 7o zwischen den einzelnen Arbeitsimpulsen keine
bekannte Funktion sind. Die Kurve C ist für die folgende Beschreibung maßgebend. Wegen dieser
unbekannten Funktionen ist eine Vorprogrammierung der genannten Stellgrößen in Abhängigkeit von einem
gemessenen Zustand im erosiven Bearbeitungsprozeß vollkommen unmöglich. Wenn diese Funktionen nicht
bekannt sind, ist es auch im Gegensatz zu einem Regelsystem nicht bekannt, in welcher Richtung die
Stellgrößen zu verändern sind, um die gewünschten Bedingungen zu erreichen. Die in den Fig. la und Ib
gezeigten Verschiebungen und Veränderungen der einzelnen Funktionen können auch sprungartig vorkommen.
Dies trifft z. B. bei Elektroden mit komplizierten Formen auf, wenn während des Erosionsbetriebes
neue Fiächenteile der Elektroden am Erosionsvorgang beteiligt werden. Solche Störungen nennt man episodische
Störungen. Neoen diesen episodischen Störungen können auch periodische Störungen vorkommen. Die
periodischen Störungen ergeben sich bei der erosiven Bearbeitung von großen Oberflächen der Elektroden,
wobei die einzelnen Arbeitsimpulse eine kleine Energie aufweisen. In diesem Fall ist die Angriffszone — d. h. der
Teil der Fläche der Elektrode, der an dem Erosionsvorgang teilnimmt — viel kleiner als die gesamte
Elektrodenfläche. Dabei wandert die Ar ^riffszone auf der Elektrodenfläche in unkontrollierter Weise herum.
Der erosive Bearbeitungsvorgang schreitet wohl weiter fort, aber mit verändertem und nicht mehr voraussagbaren
Spülverhältnissen des dielektrischen Mediums. Damit ist es unmöglich, mit bekannten, gewöhnlichen
Meßinstrumenten oder Meßapparaturen wie Voltmeter, Amperemeter, Kurzschlußdetektoren und Wegmeßinstrurnenten,
einen optimalen erosiven Bearbeitungszusiand während des gesamten Bearbeitungsvorganges zu
erreichen und überhaupt einzuhalten. Wenn auch zweckmäßige Meßeinrichtungen und Bewertungseinheiten
zur Verfügung stehen, wird es immer schwieriger, im industriellen Betrieb eine solche Bedienungsperson
zu finden, weiche einen Bearbeitungsprozeß auf den besten Wirkungsgrad unter voller Ausnutzung der
Leistung der gesamten Anlage führen kann. Demzufolge werden im Folgenden anhand eines Beispiels das
erfindungsgemäße Verfahren und die Einrichtung zum Erfassen eines optimalen Bearbeitungszustandes sowie
zum automatischen Einstellen von Stellgrößen näher beschrieben.
In der Fig. 2 ist eine bekannte Erosionsanlage 100
dargestellt. Die Werkreugelektrode 1 und die Werkstückelektrode 2 bilden den Bearbeitungsspalt 3. Die
Durchflußregelung 4 liefert in den Arbeitsspalt 3 eine bestimmte Durchflußmenge q des dielektrischen Mediums
über die in der Werkstückelektrode 2 angeordnete Spülbohrung 21. Zur besseren Übersicht ist nur eine
Spülbohrung gezeichnet. Selbstverständlich können mehrere Spülbohrungen vorgesehen sein. Es ist auch
ohne weiteres denkbar, daß die Spülbohrungen auch in de<· Werkzeugelektrode 1 vorgesehen sind. Der
Generator 5 liefert eine Folge von Spannungsimpulsen bzw. Stromimpulsen, welche allgemein als Arbeitsimpulse
benannt werden, auf die Werkzeugelektrode 1. Der Detektor 6 erfaßt am Arbeitsspalt 3 die Istgröße,
welche für die Regelung benutzt wird. Diese Istgröße wird zusammen mit ihrem Bezugswert bzw. Sollwert in
die Differenzeinheit 7 eingegeben. Die Differenzeinheit 7 bildet die Differenz zwichen dem Soll- und dem
Istwert und gibt ein dem Regelfehler e entsprechendes Ausgangssignal an den Regler 10. Ferner erhält der
Regler 10 ein Signal aus dem Weggeber 9, welches die Bewegung und die Position der Werkzeugelektrode 1
repräsentiert. Aus dem Regelfehler c und aus der Bewegung bzw. Position der Werkzeugelektrode
bestimmt der Regler 10 das Steuersignal für den Vorschub 11 der Werkzeugelektrode 1. Bei Elektrodenanordnungen
ohne direkte Spülmöglichkeiten wird während der Bearbeitung die periodische Abhebvorrichtung
12 eingesetzt. Diese Abhebvorrichtung 12 gibt in vorbestimmten Zeitintervallen Impulse auf den
Vorschub 11, so daß die Elektrode 1 impulsartig von der Werkstückelektrode 2 abgehoben wird. Die Steuerstufe
200 bestimmt über Leitung 2Oi den Bezugswert der Durchflußmenge q für die Durchflußregelung 4 und über
Leitung 202, 203 die Pausendauer sowie die Amplitude der Stromimpulse im Generator 5. Ferner bestimmt die
Steuereinheit 200 über die Leitung 204 die Amplitude der Rückstelümpulse für die Abhebvorrichtung 1?. Der
Zustand des erosiven Bearbeitungsvorganges IaU1 sich
mit den Stellgrößen beeinflussen, welche als Durchflußmenge, als Amplituden der Impulse und als Rückstellimpulse
genannt worden sind.
In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 wird die Dauer bzw. Breite der Arbeitsimpulse im Speicher 13
bestimmt. Im Speicher 8 wird der Bezugswert für den Arbeitsspalt 3 eingegeben. Es sei angenommen, daß
dieser Bezugswert im Speicher 8 konstant sein soll. Diese beiden Größen sollen im folgenden Bearbeitungsparameter
genannt werden. In der logischen Einheit 14 werden die Impulspause bzw. die Pausendauer und der
Bezugswert für den Arbeitsspalt 3 vorprogrammiert. Als Kriterium für die Festlegung dieser Bearbeitungsparameter
können gelten die gewünschte Genauigkeit der räumlichen Abmessungen des Endproduktes, die gewünschte
Rauheit der erodierten Oberflächen des Endproduktes, die Art der erosiven Bearbeitung — ob
abtragsintensiv oder verschleißarm bearbeitet werden soll —. Ferner können die Bearbeitungsparamter in
vorausbekannten Beziehungen mit den Stellgrößen wie Strom und Pausendauer verknüpft sein. Diese Programmierprobleme
sind jedoch kein Bestandteil der vorliegenden Erfindung. Nun weiter zu der Erklärung der
verschiedenen Variablen des Bearbeitungsprozesses. Der Regelfehler e, welcher von der Differenzeinheit 7
auf den Regler 10 gelangt, wird über die Leitung 301 einer Bewertungsstufe 300 zugeführt. Gleichzeitig wird
das Signal, welches der Position und der Bewegung der Werkzeugelektrode 1 entspricht und auf den Regler 10
gegeben wird, überoie Leitung 302 der Bewertungsstufe
300 ebenfalls zugeführt Die Bewertungsstufe bestimmt aus diesen Werten mindestens zwei Variable, welche als
Ausgangssignale auf den Leitungen 303 und 304 vorhanden sind. Diese Ausgangssignale stellen Zustandsgrößen
dar, weiche die Eigenschaften bzw. ι ο Merkmale des Bearbeitungsprozesses in hinreichender
Weise beschreiben. Die ~ .tscheidungsstufe 400 analysiert
die auf den beiden Leitungen 303 und 304 anstehenden Signale und verändert aufgrund des
Analysenergebnisses über die Steuerstufe 200 die Stsllvariable^ welche als Signale über die Leitungen
201, 202, 203, 204 gegeben werden, so lange, bis die genannten Zustandsvariablen den geforderten Bedingungen
genügen. Die Synchronisierstufe 500 sorgt dafür, daß die Steueroperationen der Bewertungsstufe
300, der Entscheidungsstufe 400 und der Steuerstufe 200 in zweckmäßiger Reihenfolge ablaufen. Es wird nun
angenommen, daß in der Erosionsanlage 100 eine Betriebsändentng sich ereignet. Diese Betriebsänderung
kann vorkommen infolge einer Änderung eines ji Prozeßparameters oder infolge einer Änderung der
Angriffsfläche der Elektroden 1, 2, oder wegen einer Änderung der Spülverhältnisse im Arbeitsspalt 3. In
diesem Fall erfüllen die die Zustandsvariablen darstellenden Signale auf den beiden Leitungen 303 und 304
zwischen der Bewertungsstufe 300 und der Entscheidungsstufe 400 die geforderten Betriebsbedingungen
nicht. Wenn dies eintritt, startet die Entscheidungsstufe 400 einen sogenannten Suchvorgang. Das Ergebnis
eines solchen Suchvorganges ist, daß die als Signale auf (=>
den Leitungen 303 und 304 liegenden Zustandsvariablen die geforderten Bedingungen erneut erfüllen. Der
zeitliche Ablauf eines solchen Suchvorganges wird anhand der F i g. 3 und 4 näher erläutert.
In der Fig.3a ist ein solcher Suchvorgang der w
Entscheidungsstufe 400 für die Einstellung einer optimalen Durchflußmenge qop, dargestellt. Am unteren
Rand der Fig. 3a sind die Zeittaktimpulse 501, 502,503
der Synchronisierstufe 500 gezeigt. Diese Zeitta.ktimpulse
wiederholen sich in einem bestimmten Zeitabstand voneinander mit einer bestimmten Repetitionsfrequenz.
Diese drei Zeittaktimpulse gelangen über die gezeichneten Leitungen in die Bewertungsstufe 300 und steuern
dort die Integration des Quadrates des Regelfehlers. Auf der Leitung 303 erscheint als Ausgangssignal der
Bewertungsstufe 300 das Integral des Quadrates des Regelfehlers. Die in der Bewertungsstufe 300 vorgesehene,
aber in der F i g. 2 nicht gezeichnete Integrationseinheit wird durch den Zeittaktimpuls 502 der F i g. 3a
auf ihren Anfangswert Null gesetzt. Die Integrationseinheit
wird durch den Zeittaktimpuls 503 gestartet und durch den Zeittaktimpuls 501 gestoppt. Im folgenden
wird ein Beispiel anhand der Fig. 3a beschrieben. Der
automatische Suchvorgang soll durch ein in der F i g. 3a nicht eingezeichnetes Startsignal eingeleitet werden. In w)
der Einheit 350 der F i g. 5, welche ein Teil der Bewertungsstufe 300 ist, bildet sich das Signal 303 des
integrierten Quadrates des Regelfehlers c. Die hierzu gehörende Kurve 301 ist im oberen Teil der Fig.3a
gezeichnet. In diesen: Heispiel wird nun angenommen, μ
daß der Regelfehler c. welcher gemäß F i g. 2 und 5 über die Leitung 301 auf die Bewertungsstufe 300 gelangt,
ansteigen soll. Mit anderen Worten heißt dies, daß der Regelfehler infolge irgendwelcher Vorkommnisse im
Arbeitsspalt 3 größer wird. Gemäß Fig.3a wird der
Regelfehler so lange in der Einheit 350 der F i g. 5 erfaßt, bis der Zeittaktimpuls 501 aus der Synchronisierstufe
500 auf die Bewertungsstufe 300 gegeben wird. Bei diesem ersten Zeiltaktimpuls 501 der Fig.3a soll
angenommen werden, daß die Bildung des quadratischen Mittelwertes Z des Regelfehler! e jetzt erst
begonnen hat. Vor dieser, im oberen Teil der Fig.3a
gezeigten Bildung des quadratischen Mittelwertes Zsoll
kein anderer Mittelwert gebildet worden sein. Bei Eintreffen des ersten Zeittaktimpulses 501, welcher die
Bildung des quadratischen Mittelwertes Zdes Regelfehlers in der Einheit 350 der F i g. 5 beendet, werden die
Signale 401 und 402 in der nachfolgenden Entscheidungsstufe 400 um einen festen Betrag geändert Die
beiden Signale 401, 402 werden über die Ausgangsleitungen der Entscheidungsstufe 400 auf die Steuerstufe
200 gegeben und erzeugen dort ein Steuersignal, welches über die l-eitung 201 die Durchflußsteuerung 4
der F i g. 2 entsprechend beeinflußt. Das Signal 401 wird gemäß F i g. 3a bei Vorhandensein des ersten Zeittaktimpulses
501 vom Zustand »0« in den Zustand »1« gesetzt Dies bedeutet daß die Durchflußmenge q des
dielektrischen Mediums im Arbeitsspalt 3 in positiver, also in ansteigender Richtung geändert werden soll. Das
Signal 402 wird gemäß F i g. 3a zur gleichen Zeit vom
Zustand »0« in den Zustand »1« gesetzt. Dies bedeutet, daß die Änderung der Durchflußmenge q mit einem
großen Schritt durchgeführt werden soll. Die Steuerstufe 200, welche die Signale 401,402 empfängt, gibt über
die Leitung 201 auf den Durchflußregler 4 ein Signal,
welches gemäß F i g. 3a um einen bestimmten, maximal vorgegebenen Betrag Aq0 ansteigt. Infolge des stufenweisen
Anstiegs des Signals auf der Leitung 201 vererößert der Durchflußregler 400 die Durchflußmengc
du '(!elektrischen Mediums im Arbeitsspalt 3 der
Fig. 2. Gemäß Fig.3a wird zwischen den beiden Zeitimpulsen 501 und 502 der quadratische Mittelwert Z
des Integrators 355 der F i g. 5 auf weitere Schaltgliedcr der Einheit 350 gegeben. Der Zeittaktimpuls 502 löscht
gemäß Fig.3a din Inhalt des Integrators 355. Bei Eintreffen des Zeittaktimpulses 503 beginnt der
Integrationsvorgang des Quadrates des Regelfehlers e, wie es im oberen Teil der Fig.3a gezeigt ist. Die
Integration wird vorgenommen bis zum Eintreffen des Zeittaktimpulses 501 aus der Synchronisierstufe 500 in
der Bewertungsstufe 300. In der Zeit, die zwischen dem Zeittaktimpuls 501 und dem folgenden Zeittaktimpuls
502 liegt, wird dazu benutzt, daß die zweite Integration mit der ersten verglichen wird. In dem Beispiel der
F i g. 3a ist diese zweite Integration wesentlich kleiner als die erste Integration. Die Änderung zvischen der
zweiten und der ersten Integration ist jedoch wesentlich größer als die im oberen Teil dieser Fig.3a
eingezeichneten Werte Δ ι und Δ2. Dies bedeutet, daß bei
einer Integraländerung, die größer ist als Δι, der
Suchvorgang nach der optimalen Durchflußmenge mit der gleich großen Schrittweise und in der gleichen
Richtung fortgesetzt wird. Wenn die Integraländerung
größer ist als Δ\ und Δι nicht überschreitet, dann wird
der Suchvorgang mit einer kleineren Schrittweite, aber in der gleichen Richtung fortgesetzt. Dies wird jedoch
erst später beschrieben. Nun zurück zu dem zweiten im oberen Teil der F i g. 3a gezeigten Integrationsvorgang.
In der Zeit zwischen den Zetttaktimpulsen 501 und 502 wird in der Einheit 350 der Fig.5 festgestellt, daß die
Änderung des zweiten Integrals zum ersten Integral
über dem Wert /I2 liegt Daher bleiben in der
Entscheidungsstufe 400 die Signale 401 und 402 in ihrem gleichen Zustand »1«. Das bedeutet, daß in der
nachgeordneten Steuerstufe 200 das Signal, welches auf den Durchflußregler 4 über die Leitung 201 gegeben s
wird, die gleiche Erhöhung der Durchflußmenge des dielektrischen Mediums im Arbeitsspalt um Δ qi erfährt
Wenn der Zeittaktimpuls 502 gemäß Pig.3a in der
Bewertungseinheit 300 eingetroffen ist, wird der Inhalt
des Integrators wieder auf Null gesetzt Bei Eintreffen des Zeittaktimpulses 503 beginnt der dritte Integrationsvorgang des Quadrates des Regelfehlers gemäß
F i g. 3a. Es spielt sich nun der gleiche Vorgang ab, wie
bereits mehrere Male beschrieben. Der dritte Integrationsvorgang berücksichtigt nun die vergrößerte Durch-
flußmenge des dielektrischen Mediums im Arbeitsspalt Daher hat er nicht mehr eine so hohe Amplitude wie die
beiden vorhergehenden Integrationsvorgänge. Der Unterschied des dritten Integrationsvorganges zum
zweiten äst jedoch größer als der bereits genannte Wert
A2. Das bedeutet, daß die Durchflußmenge q um den
gleichen Betrag Aqi erhöht wird, wie bereits vorher
beim zweiten Integrationsvorgang beschrieben wurde. Nun soll wieder ein Zeittaktimpuls 502 den Inhalt des
dritten Integrationsvorgangs aus dem Integrator 355 2s
der Fig.5 löschen. Gemäß Fig.3a soll nun der Zeittaktimpuls 503 den vierten Integrationsvorgang in
der Einheit 355 starten. Dieser vierte Integrationsvorgang berücksichtigt gemäß oberem Teil der F i g. 3a die
letzte Erhöhung der Durchflußmenge um Aqi- Es sei nun
angenommen, daß diese letzte Erhöhung der Durchflußmenge den Regelfehler nicht mehr wie vorher
verkleinert, sondern wieder zum Ansteigen bringt. Bei dieser Sachlage gehen die Signale 401 und 402 in der
Entscheidungsstufe 400 von ihrem bisherigen Zustand »1« in den Zustand »0«. Dies bedeutet, daß die
Durchflußmenge in negativer Richtung — d.h. in sinkender Richtung — und mit einer kleineren
Schrittweite geändert werden soll. Während der Zeit, die zwischen den Zeittaktimpulsen 501 und 502 liegt,
erfolgt die Umschaltung der beiden genannten Signale 401,402 und die Beeinflussung der Steuerstufe 200 in der
Weise, daß die Durchflußmenge des dielektrischen Mediums im Arbeitsspalt 3 um den Wert Aqi verkleinert
wird. Bei Eintreffen des Zeittaktimpulses 502 wird, wie bereits mehrmals gesagt, der Inhalt der Einheit 355
gelöscht und in nachfolgende Speicher für die spätere Auswertung eingegeben. Der Zeittaktimpuls 503 startet
nun den fünften Integrationsvorgang des Quadrates des Regelfehlers unter Berücksichtigung der kleinen Reduzierung der Durchflußmenge q. Man stellt nun fest, daß
der fünfte Integrationsvorgang gegenüber dem vierten nur einen kleinen Unterschied aufweist. Dieser Unterschied soll jedoch den Wert Δ2 nicht überschreiten, aber
den Wert Δ\ überschreiten. Da die Verhältnisse sich gegenüber dem vorhergehenden Integrationsvorgang
nicht geändert haben, wird die Durchflußmenge q um den gleichen Wert wie bei dem vierten Integrationsvorgang, nämlich um den Wert Aq\ reduziert. Beim sechsten
lntegratiensvergang, welcher die letzte Reduzierung so
der Durchflußmenge q berücksichtigt, ist der Unterschied zum vorhergehenden fünften Integrationsvorgang so gering, daß sowohl der Wert Δ2 als auch der
Wert Δ\ nicht mehr überschritten wird. Dies bedeutet, gemäß Definition, daß der Suchvorgang unterbrochen
wird, da nun gemäß Fig. la die günstigste Durchflußmenge für den Arbeitsspalt 3 während des augenblicklichen erosiven Bearbeitungsvorganges gefunden wor
den ist In diesem Fall ist der quadratische Mittelwert Z
der Regelgröße auf ein Minimum zurückgegangen. In der F i g. 3a ist dies in der Weise gezeigt, daß das Signal
201 nach dem sechsten Integrationsvorgang seinen Pegel qOpt beibehält Abschließend sei noch darauf
hingewiesen, daß dieses Signal 201 sich zwischen den Grenzen q„ und q0 bewegt Die gleichen Grenzen des
Veränderungsbereiches der Durchflußmenge sind in der Fig. lagezeigt
In der Fig.3b wird ein Suchvorgang erläutert,
welcher nach einem optimalen Rückstell weg y der einen Elektrode 1 sucht Ein solcher Suchvorgang ist nur dann
notwendig, wenn die Durchflußmenge q des dielektrischen Mediums im Arbeitsspalt 3 nicht direkt gesteuert
werden kann, wie es z. B. anhand der F i g. 3a beschrieben wurde. Die direkte Steuerung der Durchflußmenge q ist dann gegeben, wenn, wie in der F i g. 2
dargestellt, die Werkzeugelektrode 2 sogenannte Spülbohrungen 21 aufweist Es soll nun anhand der
F i g. 3b der Suchvorgang nach dem optimalen Rückstellweg der Werkzeugelektrode 1 beschrieben werden.
Wie allgemein bekannt wird die eine der beiden Elektroden 1, 2 in gewissen zeitlichen. Abständen von
der anderen Elektrode zurückgezogen, um auf diese Art und Weise die Durchflußmenge q des dielektrischen
Mediums im Arbeitsspalt 3 zu regeln. Es sei nun angenommen, daß der erosive Bearbeitungsprozeß
bereits läuft und die z. B. Werkzeugelektrode 1 in zeitlichen Abständen von der Werkstückelektrode 2 nur
kurzzeitig abgehoben wird, um dann wieder mit ihr den normalen Arbeitsspalt 3 zu bilden. Der in Fig.2
gezeigte Weggeber 9 gibt über die Leitung 302 auf die Bewertungsstufe 300 die Signale, welche die Bewegung
der Werkzeugelektrode 1 repräsentieren. In der F i g. 3b ist dies mit dem Kurvenzug 302 bezeichnet. Das
sogenannte pulsierende Abheben der Werkzeugelektrode 1 wird dadurch bewerkstelligt, daß die Abhebevorrichtung 12 der F i g. 2 an den Vorschubantrieb 11
einen Impuls über die Leitung 121 gibt. Dieser Impuls ist in der Fi g. 3b ebenfalls mit 121 bezeichnet. In der Nähe
der Ordinate y ist der Impuls 121 dargestellt, welcher bewirkt, daß die Werkzeugelektrode 1 um den Weg Ay
von der Werkstückelektrode 2 zurückgestellt wird. Der Rückstellweg der Elektrode 1 hat den Wert Ay. Dieser
erste Impuls 121 ist stellvertretend für viele gleiche Impulse gezeichnet worden. Es soll hiermit der
sogenannte pulsierende Betrieb der Werkzeugelektrode 1 dargestellt werden. Nach Beendigung des Impulses
121 wird die Werkzeugelektrode 1 m Richtung Werkstückelektrode 2 bewegt, so daß die normale
Breite des Arbeitsspaltes 3 wieder hergestellt ist. Die Breite des Impulses 121 bzw. sein Zustand »1« wird von
der Steuerstufe 200 über die Leitung 204 zur Abhebevorrichtung 12 bestimmt. Hierbei handelt es sich
meistens um einen festen vorgegebenen Wert. Für die weitere Beschreibung des Beispiels der Fig.3b wird
nun angenommen, daß nach einer gewissen Anzahl von »pulsierenden Rückstellungen« der Werkzeugelektrode
1 der Suchvorgang nach einem optimalen Rückstellweg dieser Elektrode 1 eingeleitet wird. Hierdurch soll
nämlich festgestellt werden, ob der optimale Rückstellweg dieser Elektrode 1 verloren wurde oder ob er noch
vorhanden ist. Ein Startimpuls für den Start dieses Suchvorganges wird auf die Entscheidungsstufe 400 der
Fig.2 und 10 gegeben. Dieser Startimpuls ist in der
Fig.3b nicht besonders gezeichnet. Das Startsignal, welches auf die Entscheidungsstufe 400 der F i g. 2 und
10 gegeben wird, beeinflußt über die Steuerstufe 200 der
gleichen Figuren die Abhebevorrichtung 12 in der Weise, daß der Impuls auf der Leitung 121 um einen
bestimmten Wert vergrößert wird. Gemäß Fig.3b
erfolgt dies in der Weise, daß die beiden Signale 401 und 402, welche während des bisher beschriebenen sogenannten »pulsierenden Betriebs« der Werkzeugelektrode 1 im Zustand »0« waren, nach Empfang des
Startimpulses in der Entscheidungsstufe 400 in den Zustand »1« gesetzt werden. Dies erfolgt jedoch über
die Synchronisationsstufe 500 der Fig.2 und 10. Diese
Synchronisationsstufe 500 gibt ihre Zeittaktimpulse 501,
502 und 503 auf die Bewertungsstufe 300, die Entscheidungsstufe 400 und die Steuerstufe 200. Diese
Zeittaktimpulse 501,502,503 sind in der Fig.3b unten
gezeichnet Wenn also nach Empfang des Startimpulses in der Entscheidungsstufe 400 der Zeittaktimpuls 500
auf die Entscheidungsstufe 400 ebenfalls abgegeben worden ist, werden die beiden Signale 401, 402 in den
Zustand »1« gesetzt Die Bedeutung dieser beiden Signale, weiche bereits im Zusammenhang mit der
Fig.3a envähnt worden ist, wird im folgenden noch
einmal näher diskutiert Wenn das Signal 401 im Zustand »0« ist, erhält die Steuerstufe 200 den Befehl,
daß der Weg der Werkzeugelektrode 1 in der z. B. negativen Richtung gesteuert werden soll. Wenn das
Signal 401 den Zustand »1« einnimmt, so bedeutet das für die Steuerstufe 200, daß die Werkzeugelektrode 1 in
die andere Richtung zu bewegen ist Diese andere Richtung wird in diesem Fall mit positiver Richtung
bezeichnet. Wenn das Signal 402 im Zustand »0« ist, bedeutet das for die Steuerstufe 200, daß die
Werkzeugelektrode 1 mit einem kleinen Schritt bewegt werden muß. Diese Bewegung erfoigt mit einem kleinen
Schritt in der vom Signai 401 vorgeschriebenen Richtung. Wenn das Signal 402 im Zustand »1« ist,
bedeutet das für die Steuerstufe 200, daß die Werkzeugelektrode 1 mit einem großen Schritt zu
bewegen ist. Aus der F i g. 3b ist also ersichtlich, daß die Werkzeugelektrode 1 während des pulsierenden Erosionsbetriebes mit einem kleinen Schritt in der einen
Richtung bewegt wird, da die beiden Signale 401, 402 der Entscheidungsstufe 400 im Zustand »0« sind. Daher
bewegt sich die Elektrode »pulsierend« um den Betrag Ay von der Werkstückelektrode 2 fort, wie das die
Kurve 302 zeigt. Wenn nun, wie bereits erwähnt, infolge des Startimpulses und des Zeittaktimpulses 501 die
beiden Signale 401, 402 in den Zustand »1« gesetzt werden, so erfolgt über die Steuer-tufe 200 die
Erzeugung des Impulses 121 mit einer größeren Breite. Dies zeigt die Fig.3b beim zweiten Impuls 121 von
links. Der Rückstellweg, den jetzt die Werkzeugelektrode 1 zurücklegt, ist um den Betrag Ayo größer als der
Rückstellweg Ay der zeitlich vorhergegangenen periodischen Abhebungen. Da durch diesen größeren
Rückstellweg die Breite des Arbeitsspaltes 3 größer geworden ist als vorher v/ährend des sogenannten
periodischen Betriebes, macht sich die Veränderung der Spülmenge q im Arbeitsspalt bemerkbar, was über die
Leitung 301 auf die Bewertungsstufe 300 der F i g. 2 und 10 gegeben wird. Dies ist im oberen Teil der Fig.3b
gezeichnet. Dort ist auf der Abszisse die Zeit aufgetragen und auf der Ordinate das Integral des
quadrierten Mittelwertes Z des Regelfehlers e. Mit der Kurve 303 wird die Integration des quadrierten
Mittelwertes des Regelfehlers bezeichnet, welcher als Signal über die Leitung 303 aus der Bewertungsstufe 300
in die Entscheidungsstufe 400 gegeben wird. Es 3ei nun angenommen, daß der zuletzt diskutierte Rückstellweg,
der um Ay0 größer war als der zeitlich vorhergegangene
Rückstellweg Ay, bei der zweiten Integration berücksichtigt ist Die in der Fig.3b gezeichnete zweite
Integration von links zeigt eine Kurve 303, welche etwas
höher liegt als die vorhergegangene. Dies bedeutet, daß
der Regelfehler ε größer geworden ist, was selbstverständlich nicht gewünscht wurde. Der Regelfehler ist bei
der zweiten Integration aber nur etwas größer geworden. Dies wird dadurch in der Fig.3b gezeigt,
ίο daß der Zuwachsbetrag der Kurve 303 um einen Wert
anstieg, welcher zwischen A\ und A2 liegt Die Werte A\
und Ai sind sogenannte Schwellwerte. Ihre Wirkungsweise wird im folgenden näher erläutert Wenn die z. B.
zweite Integration die erste Integration (d. h. die zeitlich
vorhergehende Integration) um einen Wert überragt,
der größer oder kleiner ist als A2, so bedeutet dies, daß
der Rückstellweg der Elektrode 1 in eine andere Richtung und mit einem großen Schritt gesteuert wird.
Die beiden Signale 401, 402 wurden in einem solchen
Fall beide den Zustand »1« haben. In diesem Fall läge
die zweite Integration der Fig.3b oberhalb bzw.
unterhalb der beiden mit A2 bezeichneten Linien. Es sei
nun angenommen, daß die zweite Integration der F i g. 3b, weiche durch den Zeittaktimpuls 503 gestartet
und durch den folgenden Zeittaktimpuls 501 beendet worden ist nur etwas größer ist als die erste Integration.
Die zweite, in der F ig. 3b gezeigte Integration liegt zwischen dem bereits genannten Schwellwert A2 und
dem anderen Schwellwert A j. In einem solchen Fall wird
die Richtung der Rückstellbewegung der Werkzeugelektrode 1 geändert, wobei der Rückstellweg für diese
neue Richtung mit einem kleinen Schritt zu erfolgen hat. Zwischen den Zeittaktimpulsen 501 und 502 der zweiten
Integration erfolgt die eben beschriebene Entscheidung
in der Entscheidungsstufe 400. Die Signale 401, 402
schalten vom Zustand »1« in den Zustand »0«. Mit Eintreffen des Signals 502 wird der Integrator 355 der
F i g. 5 wieder auf Null zurückgesetzt Vorher ist aber dessen Inhalt in die nachfolgenden £:>altungsgruppen
357,358 der Einheit 350 der F i g. 5 eingegeben worden. Dies wird jedoch zu einem späteren Zeitpunkt im
Zusammenhang mit der F i g. 5 noch näher beschrieben. Bei Erzeugung des Zeittaktimpulses 503 in der
Synchronisationseinheit 500 wird in der Steuerstufe 200
unter Berücksichtigung der ebenfalls an der Steuerstufe
200 anliegenden Signale 401,402 aus der Entscheidungsstufe 400 ein Signal über die Leitung 204 auf die
Abhebevorrichtung 12 gegeben. Die Abhebevorrichtung 12 gibt über Leitung 121 den Impuls, der in F i g. 3b
so mit 121 bezeichnet ist, auf den Vorschub 11 der Werkzeugelektrode 1. Dieser Impuls hat nun eine
kleinere Breite als vorher. Wie bereits gesagt, ist diese kleinere Breite des Impulses 121 durch den Zustand der
beiden Signale 401, 402 definiert Ferner erzeugt der
Zeittaktimpuls 503 in der Bewertungsstufe 300 den Start
für die dritte Integration der F i g. 3b. Die Werkzeugelektrode 1 bewegt sich auf einem Rückstellweg,
welcher um den Wert Ay, kleiner ist als der zeitlich vorhergegangene Rückstellweg, der in der F i g. 3b bei
der zweiten Integration durch die Ziffer 302 dargestellt ist. Infolge des um Ay\ kleineren Rückstellweges der
Werkzeugelektrode 1 ist die dritte Integration etwas kleiner als die zeitlich vorhergegangene zweite
Integration. Es sei angenommen, daß die dritte
Integration, welche mit Eintreffen des Zeittaktimpulses
501 beendet ist und zwischen dem Zeittaktimpuls 501 und Zeittaktimpuls 502 ausgewertet wird, zwischen den
Schwellwerten A\ und A2 liegt. Dies bedeutet, daß der
letzte Rückstellweg, welcher um den Wert Δγ\ kleiner
war, den Regelfehler verringerte, was sich an der Kurve 303 der Integration des quadrierten Mittelwertes des
Regelfehlers s bemerkbar macht Die Regelung befindet sich also auf dem richtigen Wege. Daher bleiben die
Signale 401,402 in ihrem Zustand »0«, Der Impuls 502 löscht den Inhalt des Integrators 355 (Fig.5). Der
folgende Impuls 503 startet den vierten Integrationsvorgang der F i g. 3b in der Bewertungsstufe 3GO und
erzeugt über die Steuerstufe 200 sowie über die Abhebevorrichtung 12 einen nächsten Impuls 121, Der
Vorschubantrieb 11 zieht die Werkzeugelektrode 1 von der Werkstückelektrode 2 zurück, wobei dieser neue
Rückstellweg wiederum kleiner geworden ist als der Rückstell weg, der in der Fig. 3b bei der dritten
Integration gezeichnet ist Unter Berücksichtigung des neuesten Rückstellweges wird die vierte Integration
gemäß der Kurve 303 ausgewertet Die vierte Integration, welche bei Eintreffen des Zeittaktimpulses
501 beendet ist und bis zum Eintreffen des Zeittaktimpulses 502 ausgewertet wird, liegt nun etwas höher als
die dritte Integration. Die vierte Integration sei jedoch nur so viel höher liegen gegenüber der dritten
Integration, daß sie noch innerhalb des Bereiches des Grenzwertes A\ sich befindet Dies bedeutet, daß der
Suchvorgang nun beendet werden kann. Aus diesem Grunde wird das Signal 401 der Entscheidungsstufe 400
temporär den Zustand »1« annehmen, und zwar während der Zeit zwischen den Zeittaktimpulsen 502
und 503. Das Signal 402 verändert seinen Zustand nicht. Diese Kombination ist das allgemeine Kriterium für die
Beendigung des Suchvorganges. Durch den Suchvorgang ist der optimale Rückstellweg gewährleistet, so
daß der quadratische Mittelwert Z des Regelfehlers e gemäß Fi g. la gefunden wurde. Dies bedeutet, daß die
optimale Durchflußmenge des dielektrischen Mediums im Arbeitsspalt 3 ebenfalls gefunden wurde. Die
optimale Durchflußmenge gilt natürlich für die fest eingestellte Pausendauer 7öi. 7« oder T0) der in der
F i g. 1 gezeig '.2η Kurven A, B, C
Das Signal 3781 der F i g. 6, welche den Suchvorgang, wie er in der F i g. 3a oder in der F i g. 3b beschrieben
wurde, beendet, bewirkt ein Startsignal 372, welches einen Suchvorgang nach der kleinsten Pausendauer
einleitet Bevor dieser Suchvorgang näher erklärt wird, sei noch darauf hingewiesen, daß ge,näß Fig. Ib der
Regelfehler auf einen Minimalwert heruntergeregelt werden kann durch die geometrische Verschiebung der
beiden Elektroden 1 und 2 untereinander. Dies ist jedoch nur dann möglich, wenn die Wertepaare der so
Kurven D, E und H innerhalb des gestrichelten Bereiches liegen und oberhalb der Kurve G sind. Wenn
die Wertepaare unterhalb der Kurve G liegen, so muß eine Veränderung der Pausendauer zwischen den
einzelnen Arbeitsinipulsen vorgenommen werden. Wie bereits gesagt, wird nun nach Beendigung des
Suchvorganges gemäß Fig.3a und 3b ein neuer Suchvorgang nach der kleinsten Pausendauer zwischen
den einzelnen Arbeitsimpulsen, die den Arbeitsspalt 3 durchschlagen, gestartet. Dies wird nun anhand der M
F i g. 4 näher erläutert Im oberen Drittel der F i g. 4 ist der Regelfehler e als Kurve 301 aufgezeichnet. Die
Kurve 301, welche das Signal über die Änderung des Regelfehlers in die Bewertungsstufe 300 der F i g. 2, 5
und 10 anzeigt, bewegt sich um den Wert Null. Unterhalb dieses Wertes ist der Grenzwert Δ eo
aufgetragen. Die Bedeutnrg dieses Grenzwertes wird später noch näher diskutiert. Im mittleren Teil der
Fig.4 ist die Kurve 302 aufgezeichnet, welche, wie
bereits schon einige Male erwähnt, die jeweilige Position bzw. die jeweilige Bewegung der Werkzeugelektrode
1 zeigt. Diese Kurve 302 gelangt vom Weggeber 9 auf die Bewertungsstufe 300 der F i g. 2 und
7. Auf der Abszisse ist die Zeit t und auf der Ordinate der Weg y der Werkzeugelektrode 1 aufgetragen. Die
Bedeutung des Rückstellweges Äyo und der einzelnen
Erhöhungen Ay\ wird später noch näher diskutiert. Im
unteren Drittel der F i g. 4 ist das Signal 202 bzw 222c/
gezeichnet, welches aus der Steuerstufe 200 der F i g. 2 und 10 auf den Impulsgenerator 5 gegeben wird zur
Veränderung der Dauer der Pausen zwischen den einzelnen den Arbeitsspalt 3 durchschlagenden Arbeitsimpulsen. Diese Änderung der Pausendauer T, welche
zwischen den Grenzen Tn und T0 verlaufen kann, ist mit
Δ Ta und Δ Ti bezeichnet Im unteren Teil der F i g. 4 sind
die bekannten Zeittaktimpulse 501 aus der Synchronisationsstufe 500 der F i g. 2,5 und 10 aufgezeichnet Wenn
also das Startsignal 372 den Suchvotgang nach der kleinsten Pausendauer auslöst, so erfolgt in der
Bewertungsstufe 300 die Bewertung des afs Kurve 301 gezeichneten Regelfehlers e. Ebenso wird in der
gleichen Stufe 300 die Bewegung, welche als Kurve 302 gezeichnet ist der Werkzeugelektrode 1 bewertet
Wenn nach dem Siartimpuis der erste Zeittaktimpuls 501 au: der Synchronisationsstufe 500 auf die Bewertungsstufe
300 und auf die Steuerstufe 200 gegeben wird (die Entscheidungsstufe 400 ist an diesem Suchvorgang
nicht beteiligt), dann gibt die Steuerstufe 2Ü0 über die Leitungen 202 bzw. 222t/ ein Signal auf den Impulsgenerator
5 ab zur Reduzierung der Pausendauer um den Wert Δ T0. Diese Reduktion ist in der Steuerstufe
vorprogrammiert und besitzt einen festen und vorbestimmten Wert Der Regelfehler ändert sich nun unter
Berücksichtigung der verkleinerten Pausendauer entsprechend der Kurve 301. Ebenso bewegt sich die
Werkzeugelektrode 1 in Richtung Werkstückelektrode 2. Dies zeigt die Kurve 302. Durch diese Bewegung der
Werkzeugelektrode 1 bzw. durch die Verkleinerung der Breit.- des Arbeitsspaltes 3 wird auch der Regelfehler
301 gegen den Wert Null streben. In diesem Zustand befindet sich die Anordnung noch oberhalb der Kurve G
der F i g. Ib. Es wird nun angenommen, daß ein zweiter Zeittaktimpuls 501 aus der Synchronisa'Jonsstufc 500
abgegeben wird. Dieser Zeittaktimpuls 501 bewirkt gemäß Fig.4, daß über die Steuerstufe 200 und
Leitungen 202 bzw. 222c/ der Fig.2 und 10 im
Impulsgenerator 5 die Dauer der Pausen zwischen den einzelnen Arbeitsimpulsen um den gleichen Wert ΔΤο
verkleinert wird wie beim ersten Zeittaktimpuls 501 der F i g. 4. Diese zweite Verringerung der Pausendauei'
scheint offenbar zuviel gewesen zu sein. Der Regelfehler e wandert nun nach einer kurzzeitigen Vergrößerung
dem Nullpunkt zu. Die Kurve 301 überschreitet sogar diesen Nullpunkt und überschreitet auch den
Grenzwert Δβο nach unten. In der Bewertungsstufe 300
werden nun die Maßnahmen ergriffen, um eine solche rapide Vergrößerurs des Regelfehlers ezu reduzieren.
Über die Steuerstufe 200 und über die Abhebevorrichtung 12 wird der Vorschubantrieb 11 angesteuert zur
Bewegung der Werkzeugelektrode 1, wie en die Kurve
302 in diesem Augenblick zeigt. Da die Änderung des Rückstellweges der Werkzeugelektrode 1 um den Wert
Δχ0 den Regelfehler c nicht mehr beeinflussen kann,
wird die Bewegung der Werkzeugelektrode in die andere Richtung — d. h. von der Werkstückelektrode 2
fort — gestartet. Der Weggeber 9 gibt die Werte über
die Stellung und über die Bewegung als Signal 302 auf die Bewertungsstufe 300. Da der Regelfehler e über dem
Grenzwert Aen liegt, hat der nächste Zeittaktimpuls 501
(in F i g. 4 der dritte Impuls von links) keine Wirkung auf die Steuerstufe 200. Sobald in der Bewertungsstufe 300
angezeigt ist, daß gemäß Kurve 302 der F i g. 4 der Rückstellweg Aya erreicht ist, erfolgt in der Steuerstufe
eine schrittweise Erhöhung der Pausendauer zwischen den einzelnen Arbeitsimpulsen um den Wert ATu
Gleichzeitig wird die Werkzeugelektrode 1 gemäß Kurve 302 weiter ν der anderen Elektrode 2
fortbewegt. Die Pausendauer wird so lange schrittweise um den Wert AT\ erhöht, bis der Regelfehler 301 den
Nullpunkt erreicht hat. In diesem Fall vergrößert sich noch etwas der Abstand zwischen den beiden
Elektroden 1 und 2 gemäß Kurve 302. Anschließend vermindert sich der Abstand. Das bedeutet mit anderen
Worten: Die Werkzeugeiekiruue i bewegi sich wieder
langsam in Richtung Werkstückelektrode 2. In der Fig.4 ist ein vierter Zeittaktimpuls 501 aus der
Synchronisationsstufe 500 gezeichnet. Da nun der Regelfehler e gemäß Kurve 301 oberhalb der Nullgrenze
und des Grenzwertes Δα> ist, hat dieser vierte
Zeittaktimpuls auf die Steuerstufe 200 wieder die Wirkung, daß die Pausendauer um einen bestimmten
Wert ATo verringert wird. Das gleiche geschieht auch
mit den nachfolgenden Zeittaktimpulsen 501 aus der Synchronisationsstufe. Abschließend soll auch darauf
hingewiesen werden, daß der Regelvorgang, welcher in der F i g. 4 mit der treppenförmigen Erhöhung der
Pausendauer um den Wert AT\ gezeichnet ist, den Zeitpunkt erfaßt, in welchem die Pausendauer unterhalb
der in Fig. Ib gezeichneten Grenzkurve C liegt. In
diesem Fall war es also nicht möglich, den Regelfehlernur durch Steuern der Durchflußmenge q bzw. der
Breite des Arbeitsspaltes 3 auf die Nullinie zu bringen. Es mußte also auch die Steuerung der Pausendauer zu
Hilfe genommen werden. Nach einer gewissen Anzahl von Zeittaktimpulsen 501 wird der Suchvorgang nach
der kleinsten Pausendauer beendet. Anschließend erfolst ein Startimpuls für den Suchvorsane nach der
optimalen Durchflußmenge des dielektrischen Mediums gemäß F i g. 3a oder der Suchvorgang nach den
optimalen Rückstellbewegungen nach F i g. 3b.
Durch dieses aufeinanderfolgende Suchen nach optimaler Durchflußmenge nach optimaler Pausendauer
ist es möglich, daß der gesamte erosive Vorgang optimal durchgeführt werden kann. Eine unerwünschte
und plötzliche Verschiebung des gesamten erosiven Betriebszustandes, wie es bei den bekannten Verfahren
üblich ist, ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren unmöglich. Wie bereits eingangs erwähnt, kann ein
Betriebszustand verschoben werden durch Veränderungen der an dem eigentlichen Erosionsvorgang beteiligten
Flächen der Elektroden, besonders bei komplizierten Elektrodenformen oder als Folge einer Einstellung
von vorprogrammierten Betriebsparametern. Ebenso läßt sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ein
langsames Wegwandern des optimalen Betriebszustandes als Folge der Wanderung einer kleinen Angriffszone
auf einer großen und breiten Elektrodenfläche durch veränderliche Spülverhältnisse und/oder als Folge der
Veränderung der Angriffsfläche mit der Einsenktiefe genau ausregeln. Im folgenden wird ein schaltungstechnisches
Ausführurtgsbeispiel zur Durchführung des anhand der Fig. la, Ib, 3a, 3b und 4 beschriebenen
erfindungsgemäßen Verfahrens näher erläutert.
In der Fig.5 ist der erste Stromkreis 350 zur
Erzeugung eines Signals, welches der ersten Zustands variablen proportional ist. Dieser Stromkreis 350 bzw
diese Schaltung ist in der in Fig.2 gezeigter Bewertungsstufe 300 vorgesehen. Gemäß den Fig. i
und 5 gelangt das dem Regelfehler e entsprechende Signal aus dem Differenzglied 7 über die Leitung 301 it
die Bewertungsstufe 300 und wird im Quadrierglied 351 quadriert, d. h., es wird der Wert c3 gebildet. Dieser Wer
der Potentierung wird dem Integrator 352 zugeführt. Di im Zusammenhang mit den F i g. In. 3b und 4 genannter
Zeittaktimpulse 501, 502, 503 aus der Synchronisations stufe 500 stellen den Arbeitszustand des Integrators 35;
ein. Der Zeittaktimpuls 501 beendet den Integrations Vorgang, wie er in den Fig. 3a und 3b gezeichnet isl
Das der Integration entsprechende Signal 303 steht an Ausgang des Integrators 352 und gelangt auf di(
Differenzeinheit 355. Beim nächsten Zeittaktimpuls 50;
ei —r
gl3l(/.t UIIt
für die nächste Integration vorbereitet. Der nächsti
Zeittaktimpuls 503 startet einen neuen Integrationsvor gang des quadrierten Regelfehlers e2. Das Integral de
Wertes e2 wird wiederkehrend während der durch dii
Zeittaktimpulse 503 und 501 definierten /.cit berechne
und als Signal 303 am Ausgang des Integrators 35; sowohl für die Differenzeinheit 355 als auch für dei
Speicher 356 zur Verfügung gestellt. Dies wird nui näher bs .:hrieben. Zwischen den Zeittaktimpulsen 50
und 502 wird der Integralwert am Ausgang de Integrators 352 wie folgt analysiert: Gemäß F i g. 5 win
jo der Zeittaktimpuls, der bekanntlich den zur Zci laufenden Integrationsvorgang beendet, aus der Syn
chronisationsstufe 500 nicht nur direkt auf dei Integrator 352 gegeben, sondern auch über dl·
monostabilen Multivibratoren 353, 354 und 366 zu
J5 Steuerung von drei Funktionen geleitet. Diese dre
Funktionen sind wie folgt: Der Zeittaktimpuls 501 au
dem monostabilen Multivibrator 353 löscht den Inhal der Speicher 354 und 365, so daß diese Speicher für dii
Auswertung de· Integrationsvorganges vorbereite sind. Weiter gelangt dieser Zeittaktimpuls gleichzeitij
auf den monostabilen Multivibrator 354 und nach eine gewissen Zeitverzögerung auf den zweiten Eingang de
Differenzeinheit 355. Der Zeittaktimpuls 501 aus den monostabilen Multivibrator 554 bewirkt, daß dii
Differenzeinheit das Integrationssignal, welches auf de Leitung 303 schon in dieselbe eingelesen wurde, mit den
zeitlich vorhergehenden Integrationssignal, welches in Speicher 356 gespeichert wurde, verglichen wird. E
wird also die Differenz gebildet zwischen dem »neuen< und dem »alten« Integrationssignal. Die Weiten rar
beitung der so gebildeten Differenz zwischen zwe Integrationsvorgängen wird später noch näher be
schrieben. Nun zurück zu der dritten Funktion de Zeittaktimpulses 501. Gleichzeitig mit der Differenzbil
dung in der Differenzeinheit 355 gelangt der Zeittaktim puls 501 auf den monostabilen Multivibrator 366. Nacl
einer gewissen Zeitverzögerung öffnet das aus diesen monostabilen Multivibrator 366 gelangende Ausgangs
signal, welches dem Zeittaktimpuls 501 entspricht, dii
Torschaltung 367. Hierdurch kann das am Ausgang de Integrators 352 noch immer vorhandene Integrations
signal 303 über die Torschaltung 367 in den Speicher 35( gegeben werden. Das in diesem Speicher gespeichert
Signal dient für die Bildung der Differenz mit den
ö5 zeitlich nachfolgenden integrationsvorgang. Der nach
ste Zeittaktimpuls 502 setzt den Integrator 352 auf NuI zurück. Der Zeittaktimpuls 503 startet den nächstei
Integrationsvorgang im Integrator 35Z Dies ist in
Zusammenhang mit den Fig. 3a und 3b ausführlich beschrieben worden, so daß an dieser Stelle nicht mehr
näher darauf eirgegangen wird. Nun zurück zur Weiterverarbeitung der Differenz, die in der Differenzeinheit
355 zwischen dem durch den Zeittaktimpuls 501 beendeten Integrationsvorgang und dem im Speicher
356 gp'peicherten vorhergehenden Integrationsvorgang
gebildet wurde. Dieses Differenzsignal steht am Ausgang der Differenzeinheit 355 und wird auf die
Einheit 357 zur Bildung des Differenzbetrages und auf die Einheit 358 zur Darstellung der Richtung der
Differenz gegeben. Die Einheit 358, welche im Ausführungsbeispiel als Schmitt-Trigger ausgebildet ist,
gibt ihr Richtungssignal der Differenz auf den Speicher 359. Dieser Speicher 359 ist von dem Zeittaktimpuls 501
aus dem monostabilen Multivibrator 353 vorbereitet worden. Die Einheit 357, in welcher der Betrag bzw. der
Wert der Differenz gebildet wird, gibt ihr Ausgangssignal auf die beiden Komparatoren 362, 363. In diesen
beiden Komparatoren wird der Betrag der Differenz mit zwei Konstanten Δ\ und Δ2 verglichen. Diese beiden
Konstanten sind in den Einheiten 360, 361 eingegeben. Wie bereits einige Male im Zusammenhang mit den
Fig. 3a und 3b gesagt, handelt es sich bei diesen Konstanten um die Schwellwerte zli und Δ2. Wenn nun
der Differenzbetrag kleiner ist als Δ\ und Δι, dann setzen
die Komparatoren 362, 363 einen Null-Zustand in die Speicher 364, 365. Dieser Null-Zustand der beiden
Speicher 364, 365 bedeutet die Beendigung des Suchvorganges, wie er ausführlich im Zusammenhang
mit den beiden F i g. 3a und 3b beschrieben wurde. Der Vollständigkeit halber sei noch erwähnt, daß die beiden
Speicher 364, 365 in gleicher Weise wie der Richtungsspeicher 359 vorher durch den Zeittaktimpuls 501
vorbereitet wurde. Wenn nun der Betrag größer als Δι, y,
aber kleiner als Δ2 ist, wird der eine Speicher 364 in den
Zustand »1« und der andere Speicher 365 in den Zustand »0« gesetzt. Dies bedeutet, wie bereits bei den
F i g. 3a und 3b gesagt, Fortführung des Suchvorganges mit einer kleinen Änderung der Durchflußmenge. Wenn
der Betrag der Differenz größer als Δ ι und Δ2 ist, werden
u„:j_ c :~i
bedeutet, wie bereits einige Male gesagt, daß der Suchvorgang mit einer größeren Änderung der
Durchflußmenge fortgesetzt wird. Die Richtung der Änderung der Durchflußmenge wird durch den
Richtungsspeicher 359 definiert. Die besprochenen Ausgangssignale der drei in der F i g. 5 gezeigten
Speicher 364,365,359 gelangen auf die Logikschaltung
388, welche in der Schaltungsanordnung 370 vorgesehen ist. Die Schaltungsanordnung 370 ist gemäß F i g. 2 und
10 in der Entscheidungsstufe 400 angeordnet. Die Schaltungsanordnung 370 ist in der F i g. 6 detailliert
gezeichnet Nun zurück zur F i g. 5. Wenn die Speicher 364, 365, 359 ihre Ausgangssignale auf die Logikschaltung 388 gegeben haben, wird die bereits genannte
dritte Funktion des Zeittaktimpulses 501 durchgeführt Bei dieser dritten Funktion wird der Inhalt des
Integrators 325, welcher als Signal 303 vorhanden ist,
über die freigegebene Torschaltung 367 auf den Speicher 356 gegeben. Dieser momentane, als Signal
303 vorliegende Inhalt des Integrators 352 wird dem Inhalt des Speichers 356 einfach überschrieben. Der
folgende Zeittaktimpuls 502 löscht den momentanen Inhalt des Integrators 352. Wenn der nächste Zeittakt- es
impuls 503 auf den Integrator 352 gelangt, wird die nächste Integration gestartet Die Verarbeitung dieses
Integrationsvorganges und der Vergleich mit dem vorhergehenden Integrationsvorgang sowie die Bildung
der Ausgangssignale der Speicher 364, 365, 359 erfolgt nun in der gleichen Weise wie bereits beschrieben.
In der Fig.6 ist die Schaltungsanordnung detailliert
gezeichnet, welche dem ersten Stromkreis 350 der F i g. 5 und 10 nachgeordnet ist. In der Schaltungsanordnung
der F i g. 6 wird der Suchvorgang durchgeführt, welcher im Zusammenhang mit den Fig. 3a und 3b
beschrieben wurde. Die Schaltungsanordnung 370 befindet sich in der Entscheidungsstufe 400 der F i g. 2
und 10. Auf den Leitungen 3640,3650,3590 der Speicher
364, 365, 359 der Fig. 5 stehen die Signale bzw. Zustände, welche der Auswertung der Differenzen
zwischen den einzelnen Integrationsvorgängen entsprechen und welche sehr ausführlich im Zusammenhang mit
Fig.5 beschrieben wurden. Die Funktionsweise der in F i g. 6 gezeigten Schaltungsanordnung wird an einigen
Beispielen der Fig.3a und 3b beschrieben R«; «ei
angenommen, daß ein Startimpuls auf der Leitung 372 zum Start des Bewertungsvorganges erzeugt wird. Die
Erzeugung dieses Startimpulses, welcher in den F i g. 3a und 3b nicht gezeichnet ist, aber in der Beschreibung zu
diesen Figuren mehrere Male erwärmt wurde, kann davon abhängig gemacht werden, wenn ein elektrischer
Parameter am Erosionsgenerator 5 geändert wird. Diese Änderung kann entweder durch die Bedienungsperson
oder aber durch ein bestimmtes Programm des numerischen Steuerungssystems durchgeführt werden.
In einem solchen Fall wird der Startimpuls auf der Leitung 372 in die ODER-Torschaltung 373 gegeben.
Selbstverständlich kann auch die Bedienungsperson von sich aus einen Startimpuls durch Drücken des Knopfes
371 auslösen. In beiden Fällen gelangt der Startimpuls über die ODER-Torschaltung 373 auf die Kippschaltung
374. Weiter gelangt der Impuls auf die als Flipflop ausgebildete Kippschaltung 375, die in den Zustand »1«
gesetzt wird. Sobald nun aus der Synchronisationsstufe 500 der in den Fig. 3a und 3b gezeigte erste
Zeittaktimpuls 501 erscheint, wird gemäß Fig. 6 die Kippschaltung 377 über die UND-Torschaltung 376 in
den Zustand »1« gesetzt. Dies bedeutet, daß die erste
uci J3ui
Mediums im Arbeitsspalt 3 bzw. erste Änderung des Weges y der Werkzeugelektrode 1 eingeleitet wird.
Durch den Zustand »1« des Flipflops 377 werden folgende Operationen bewerkstelligt:
a) Die Kippschaltung 378 wird auf den Zustand »0« zurückgesetzt, wodurch die Kippschaltung 379 in
Arbeitsbereitschaft gesetzt wird; die Funktion der Kippschaltung 379 ist das Herstellen und Trennen
der Verbindung zwischen dem monostabilen Multivibrator 380 und der Umschalteeinrichtung
383. Dies wird jedoch später noch näher beschrieben. Es sei hier nur so viel gesagt, daß der jeweilige
Zustand der Kippschaltung 379 die genannte Verbindung herstellt bzw. trennt Dieser Zustand
wird beeinflußt durch die Zeittaktimpulse 501 und 502.
b) Durch den Zustand »1« der Kippschaltung 377 wird
ferner die nachgeordnete Kippschaltung 384 in den Zustand »1« gesetzt Diese Kippschaltung 384 hat
die Aufgabe, entsprechend ihres jeweiligen Zustandes die Signale aus dem bereits genannten
monostabilen Multivibrator 380 auf die eine oder andere Ausgangsleitung 385, 386 der Umschalteeinrichtung 383 zu lenken. Zur Vervollständigung
wird noch darauf hingewiesen, daß der Auseane
dieser Kippschaltung 384, welcher mit 401 bezeichnet
ist, immer den komplementären Zustand aufweist, wie die Kippschaltung 384, sofern sie aus
der Kombinationslogik 388 (Ausgang 3881) gesteuert wird.
c) Infolge des Zustandes »1« der Kippschaltung 377 wird die Kippschaltung 390 in den Zustand »1«
gesetzt. Die Aufgabe dieser Kippschaltung 390 ist die Beeinflussung des monostabilen Multivibrators
380 in der Weise, daß der monostabile Multivibrator 380 bei Erscheinen des Zeittaktimpulses 502 aus
der Synchronisationsstufe 500 einen Impuls von langer Dauer abgibt, wenn der Zustand »1« der
Kippschaltung 390 auf der Ausgangsleitung 402 vorhanden ist, und bei Vorhandensein des Zustandes
»0« auf der Leitung 402 der Multivibrator 380 einen Impuls von kleiner Dauer abgibt.
d) Der Zustand »1« der Kippschaltung 377 bewirkt, uaß der inhalt des zweistelligen Registers 387
geleert wird. Das zweistellige Register 387 wird auf Null zurückgesetzt.
e) Der Zustand »1« der Kippschaltung 377 gelangt ferner auf den inversen Eingang der Verriegelungsschaltung
389. Diese Verriegelungsschaltung sorgt dafür, daß die Kombinationslogik 388 keine
Ausgangssignale erzeugen kann.
Durch den ersten Zeittaktimpuls 501 der F i g. 3a und 3b sind in der Schaltungsanordnung 370 der Fig.6 die
eben beschriebenen verschiedenen Operationen durchgeführt worden. Die Abstiegsflanke des Zeittaktimpulses
501 setzt die Kippschaltung 379 in den Zustand »1«. Dieser Zustand »1« wird auf den einen Eingang der
UN D-Torschaltung 381 gegeben. Wenn nun als nächster Impuls der Zeittaktimpuls 502 von der
Synchronisationsstufe 500 erzeugt wird, gibt der Multivibrator 380 einen Impuls auf den anderen Eingang
der L'ND-Torschaltung 381 mit einer bestimmten,
langen zeitlichen Dauer. Diese bestimmte lange zeitliche Dauer ergibt sich wegen des Zustandes »1« der
Kippschaltung 390. Die UND-Torschaltung 381 gibt auf
der I.eitlinP 182 pinpn Imruilc ;h Her ir>
flor Umschalteeinrichtung 383 auf die Ausgangsleitung 385 gelenkt wird, da die Kippschaltung 384 und somit auch
die Leitung 401 den Zustand »1« aufweisen. An dieser Stelle wird darauf hingewiesen, daß die Ausgangsleitungen
401, 402 der Kippschaltungen 384, 390 mit den Signalen 401,402 der F i g. 3a und 3b idei.tisch sind. Der
Impuls, welcher auf der Leitung 385 der Umschalteeinrichtung 383 der Fig.6 von langer zeitlicher Dauer
liegt, wird in der nachfolgenden Steuerstufe 200 der Fig. 2 und 10 in der Weise ausgewertet, daß die
Durchflußmenge q um einen großen Schritt Aq0 in der
positiven Richtung verändert wird. Die positive Richtung bedeutet eine Vergrößerung der Durchfluß
menge. Dies ist in der Fig.3a gezeigt Das Signal auf
der Leitung 385 der F i g. 6 wird gemäß F i g. 3b in der Steuerstufe 200 für die Bewegung der Werkzeugelektrode 1 in gleicher Weise ausgenutzt Die Abhebevorrichtung 12 erhält über die Leitung 204 einen
Steuerimpuls und gibt auf den Vorschubantrieb 11 den
Impuls 121, welcher in der Fig.3b nicht mit dem
Erscheinen des Zeittaktimpulses 502 erzeugt wird, sondern zu einem späteren Zeitpunkt Dies hängt nur
mit der normalen Verzögerung in der Abhebevorrichtung 12 zusammen. In der F i g. 3a ist das Steuersignal
201, welches die Durchflußmenge q ändern soll,
folgerichtig mit dem Zeittaktimpuls 502 gekoppelt Nun zurück zur F i g. fc. Die Abstiegsflanke des Impulses auf
der Leitung 382, welche mit der Abstiegsflanke des Zeittaktimpulses 502 nicht identisch ist, setzt die
Kippschaltung 379 und somit die Kippschaltungen 377 und 378 auf den Zustand »0« zurück. Hiermit ist die erste
Änderung der Durchflußmenge q bzw. des Weges y der Werkzeugelektrode 1 um einen bestimmten und festen
Betrag in der positiven Richtung beendet. Als nächstes Beispiel wird anhand der Fig.6 der Suchvorgang
ίο beschrieben, welcher gemäß Fig.3a und 3b nach dem
zweiten Integrationsvorgang durchgeführt wird. Gemäß F i g. 3a und 3b ist die Differenz zwischen dem
ersten und zweiten Integrationsvorgang größer als die beiden Schwellwerte Δ\, Δ* Das bedeutet im ersten
Stromkreis 350 der Fig. 5 einen folgenden Kode: Zustand »1« im Speicher 364, Zustand »I« im Speicher
365 und Zustand »1« im Speicher 359. Diese Zustände werden über die Ausgangsleitungen 3640,3650,3590 auf
die Kombinationsiogik 3ss der Schaltung J7Ö der K i g. b
gegeben. Da der zweite Integrationsvorgang durch den Zeittaktimpuls 501 beendet worden ist, wird in der
Schaltung 370 zur gleichen Zeit die Verriegelungsschaltung 389 durch den Zeittaktimpuls 501 über die
Zeitverzögerungsschaltung 505 geöffnet. Dies bedeutet.
daß die an den Eingängen der Kombinationslogik 388 liegenden Zustände auf die entsprechenden Ausgänge
verteilt werden. In diesem Beispiel steht am Ausgang 3881 dieser Kombinationslogik 388 der Zustand »0«.
Dieser Zustand gelangt auf die Kippschaltung 384 und
jo setzt sie auch in denselben Zustand. Die Ausgangsleitung
401 soll jedoch definitionsgemäß immer den komplementären Zustand aufweisen. Das bedeutet in
diesem Fall also den Zustand »1«. so daß zu einem späteren Zeitpunkt, wenn der Zeittaktimpuls 502
J5 erscheint, das Signal auf die Ausgangsleitung 385 gegeben werden kann, was, wie bereits gesagt, eine
Änderung der Durchflußmenge bzw. des Weges der Werkzeugelektrode 1 in positiver Richtung bedeutet.
Der Zustand »0« der Ausgangsleitung 3881 der Kombinationslogik 388 gelangt ferner auf die UND-Torschaltungen
396,397. Diese Torschaltungc ι werden Hiirrh
7nstanH
nirht hppinfhiRt 7ur
Zeit erscheint auf dem Ausgang 3882 der Zustand »1«. Dieser Zustand bewirkt in der UND-Torschaltung 393
ein Ausgangssignal (Zustand »I«) über die ODER-Torschaltung 394 zum Setzen der Kippschaltung 390 in den
Zustand »1«. Diese Wirkung ergibt sich dadurch, daß der zweite Speicherplatz des Registers 371 noch nicht
besetzt ist. Gemäß F i g. 3a und 3b ist erst ein einziger
so Zeittaktimpuls 503 auf das Register 387 gelangt und hat nur den ersten Speicherplatz belegen können. Da der
eine Eingang der UND-Torschaltung 393 invers ist, ergibt der Zustand »0« aus dem Register 387 und der
Zustand »1« auf der Ausgangsleitung 3882 einen Zustand »1« über die ODER-Torschaltung 394 zur
Kippschaltung 390, die nun im Zustand »1« gesetzt ist ' Gleichzeitig mit den beiden eben beschriebenen
Ausgängen ergibt sich ein Zustand »0« auf dem
gang verändert an der ODER-Torschaltung 391
nichts. Diese Torschaltung ist für das Beenden des Suchvorganges verantwortlich. Wenn nun gemäß
F i g. 3a und 3b als nächster Impuls der Zeittaktimpuls 502 erscheint, dann sind die Signale 401, 402 richtig
gesetzt worden. Am Ausgang 385 erscheint also ein
Impuls mit einer großen zeitlichen Dauer. Die Steuerstufe 200 gibt nun Steuersignale ab zur Änderung
der Durchflußmenge q um den Betrag Aq^ oder zur
Änderung des Rückstellweges yum den Betrag Δ /oder
Werkzeugelsktrode 1. Diese Signale sind in den Fi g. 3a
und 3b mit 201 und 121 gezeichnet Die gleichen Signale finden sich auch in der F i g. 2 angedeutet. Wern nun
anschließend der Zeittaktimpuls 503 erscheint, wird u. a. in der Schaltungsanordnung 370 der F i g. 6 der zweite
Platz des Registers 387 belegt Wenn nun bei den folgenden Integrationsvorgängen der Unterschied zwischen
zwei benachbarten Integrationen größer ist als der Schwellwert Δ\ und kleiner als der andere
Schwellwert Δ7, dann haben die Ausgangsleitungen des
ersten Stromkreises 350 der Fig.5 folgende Zustände:
Ausgangsleitung 3640 Zustand »1«, Ausgangsleitung 3650 Zustand >;0«, Ausgangsleitung 3590 Zustand »0«.
Diese Zustände werden in gewohnter Weise auf die Schaltungsanordnung 370 der Fig.6 gegeben. In der
Kombinationslogik 388 ergeben sich ein entsprechender Kode, da die Verriegelungsschaltung 389 durch den
Zeittaktimpuls 591 entriegelt ist. Die Ausgangsleitung
3881 erhält den Zustand »I«. Die Ausgangsleitung 3882 erhält den Zustand »0«. Die Ausgangsleitung 3883 erhält
den Zustand »0«. Die Kippschaltung 384 wird in den Zustand »I« gesetzt. Der komplementäre Ausgang 401
erhält jedoch den Zustand »0«, so daß die Ausgangsleitung 386 der Umschalteeinrichtung 383 mit dem
entsprechenden Steuerimpuls belegt werden kann. Die Kippschaltung 390 wird von dem Zustand auf dem
Ausgang 3882 so beeinflußt, daß sie den Zustand »0« annimmt. Die UND-Torschaltung 391 wird durch den
Zustand »0« des Ausgangs 3883 nicht beeinflußt. Wenn nun als nächster Impuls der Zeittaktimpuls 502 von der
Synchronisationsstufe 500 abgegeben wird, erzeugt der Multivibrator 380 einen Impuls von kleinerer Dauer.
Dieser Impuls wird über die UND-Torschaltung 381, welche durch die Kippschaltung 379 geöffnet ist, auf die
Ausgangsleitung 386 der Umschalteeinrichtung 383 gegeben. Das Signal auf der Ausgangsleitung 386 wird
in der Steuerstufe 200 in der Weise benutzt, daß die Steuersignale 201 bzw. 121 eine kleinere Änderung der
Durchflußmenge q bzw. des Rückstellweges y mit einer Richtungsumkehr gewährleisten. Dies ist in den F i g. 3a
Anhand der Fig.5 und 6 wurde die Bildung, die Bewertung der ersten Zustandsvariablen und die
Steuerung des erosiven Bearbeitungsvorganges erklärt. Die ersie Zustandsvariable wird in Abhängigkeit von
der den Arbeitsspalt 3 durchfließenden Menge q des dielektrischen Mediums, in Abhängigkeit von der
Pausendauer der den Arbeitsspalt durchschlagenden Arbeitsimpulse oder in Abhängigkeit vom Tastverhältnis
bzw. Duty-Faktor oder von der Repetitionsfrequenz
ίο und von der Amplitude der Arbeitsimpulse erzeugt Die
erste Zustandsvariable ist in dem beschriebenen Beispiel das Integral des Quadrates des Regelfehlers e, welches
über eine bestimmte Zeit gebildet wird. Bei der Erfindung ist jedoch von wesentlicher Bedeutung, daß
eine zweite Zustandsvariable erzeugt wird, und zwar ebenfalls in Abhängigkeit von der den Arbeitsspalt 3
durchfließenden Menge q des dielektrischen Mediums, in Abhängigkeit von der Pausendauer der den
Arbeitsspalt durchschlagenden Arbeitsimpulse oder in Abhängigkeit vom Tastverhältnis bzw. vom Duty-Faktor
oder von der Repetitionsfrequenz und von der Amplitude der Arbeitsimpulse. Diese zweite Zustandsvariable
ist als Durchschlagfestigkeit der den Arbeitsspalt 3 durchschlagenden Arbeitsimpulse definiert. Mit
der Durchschlagfestigkeit soll das Verhältnis zwischen der Änderung des Regelfehlers e zur zugehörenden
Änderung des Abstands der Elektroden 1 und 2 verstanden werden. Der Elektrodenabstand bzw. die
Breite des Arbeitsspaltes 3 beeinflußt den Durchschlag der Arbeitsimpulse. In gleicher Weise wird die
Durchschlagfestigkeit der Arbeitsimpulse auch beeinflußt durch Vergrößern oder Verkleinern des Regelfehlers
e. Diese zweite, die Durchschlagfestigkeit erfassende Zustandsvariable wird in einem zweiten Stromkreis
310 der Bewertungsstufe 300 bewertet. Die beiden Zustandsvariablen beeinflussen die Entscheidungsstufe
400 und die Steuerstufe 200 in der Weise, daß die Stellgrößen, welche für den Betrieb der Erosionsanlage
100 notwendig sind, so gesteuert werden, dall die erste Zustandsvariable während des Erosionsvorganges ihren
Extremwert bekommt und daß die zweite Zustandsva-
—:_i ·
6-
hingewiesen, daß der Suchvorgang gestoppt wird, wenn der Unterschied zwischen zwei Integrationsvorgängen
kleiner ist als die beiden Schwellwerte Δ\ und Δ2. In
diesem Fall ergibt sich an den Ausgangsleitungen 3640, 3650, 3590 des ersten Stromkreises 350 der Fig. 5
folgender Kode: Ausgangsleitung 3640 Zustand »0«, Acsgangsleitung 3650 Zustand »0«, Ausgangsleitung
3590 Zustand »0«. Dieser Kode bewirkt in der Kombinationslogik 388, daß am Ausgang 3883 der
Zustand »1« steht Über die ODER-Torschaltung 391 wird bei Erscheinen des nächsten Zeittaktimpulses 502
die UND-Torschaltung 392 ein Ausgangssignal auf die Kippschaltung 378 geben, welche hierdurch in den
Zustand »1« gesetzt wird. Dies bedeutet: Abgabe eines Stoppsignals 3785. Dieses Signal gelangt auf die Leitung
332 zu der Einheit 330, welche in der F i g. 10 dargestellt ist Durch dieses Stoppsignal wird nun der Suchvorgang
nach der optimalen Pausendauer gemäß Fig.4 mit Hilfe der Einheit 330 der Fig. 10 durchgeführt An
dieser Stelle sei noch darauf hingewiesen, daß nun das Minimum der ersten Zustandsvariablen erreicht worden
ist, wie es in der F i g. la gezeichnet ist Abschließend sei noch erwähnt daß in der F i g, 6 die Bedienungsperson
mit einem Handschalter 399 den eben beschriebenen Suchvorgang nach der optimalen Durchflußmenge zu
jeder gewünschten Zeit beenden kann.
definierten Bereiches liegt. Im beschriebenen B-.'>piel
der Fig. Ia, Ib, 2, 5 und 6 sind die Stellgrößen so
gesteuert worden, daß die erste Zustandsvariable ihren kleinsten Extremwert bekam. Selbstverständlich können
die Stellgrößen in einem anderen Ausführungsbeispiel so gesteuert werden, daß die erste Zustandsvariable
immer ihren größten Extremwert bekommen muß, damit der erosive Bearbeitungsvorgang unter optimalen
Bedingungen arbeiten kann. Die zweite Zustandsvariable und deren Einwirkung auf das gesamte Regelsystem
wird nun anhand der F i g. 7 und 8 näher beschrieben.
In der Fig. 7 ist der zweite Stromkreis 310 gezeichnet, welcher gemäß Fig.2 und 10 in der Bewertungsstufe 300 angeordnet ist. Dieser zweite Stromkreis empfängt den Regelfehler e über Leitung 301. Dieser Regelfehler, welcher den Zustand im Arbeitsspalt 3 anzeigt wird gemäß Fig. 2 über die Schaltungsanordnungen 6, 7 und über die Leitung 301 sowohl dem ersten Stromkreis 350 als auch dem zweiten Stromkreis 310 der Bewertungsstufe 300 zugeführt Die Bewertung im ersten Stromkreis ist bereits im Zusammenhang mit der F i g. 5 besprochen worden. Die Bewertung des zweiten Stromkreises 310 wird anhand der F i g. 7 besprochen. Der Regelfehler e gelangt über die Leitung 301 auf einen Schmitt-Trigger 311. Dieser Schmitt-Trigger 311 hat eine einstellbare Hysterese,
In der Fig. 7 ist der zweite Stromkreis 310 gezeichnet, welcher gemäß Fig.2 und 10 in der Bewertungsstufe 300 angeordnet ist. Dieser zweite Stromkreis empfängt den Regelfehler e über Leitung 301. Dieser Regelfehler, welcher den Zustand im Arbeitsspalt 3 anzeigt wird gemäß Fig. 2 über die Schaltungsanordnungen 6, 7 und über die Leitung 301 sowohl dem ersten Stromkreis 350 als auch dem zweiten Stromkreis 310 der Bewertungsstufe 300 zugeführt Die Bewertung im ersten Stromkreis ist bereits im Zusammenhang mit der F i g. 5 besprochen worden. Die Bewertung des zweiten Stromkreises 310 wird anhand der F i g. 7 besprochen. Der Regelfehler e gelangt über die Leitung 301 auf einen Schmitt-Trigger 311. Dieser Schmitt-Trigger 311 hat eine einstellbare Hysterese,
deren Wert in der Einheit 312 eingestellt wird. Es sei
angenommen, daß der Wert Δβα in der Einheit 312
eingestellt worden ist Wenn der Regelfehler e aus der Einheit 7 diesen Grenzwert Δ en überschreitet, erzeugt
der Schmitt-Trigger 311 auf seiner Ausgangsleitung einen Zustand »1«. Hierdurch wird die Kippschaltung
313 ebenfalls in ihren Zustand »1« gesetzt, so daß der Integrator 314 empfangsbereit ist für die Ausgangsimpulse der UND-Torschaltung 315. Der Weggeber 9 der
F i g. 2 und 7 erzeugt auf der Leitung 302 bzw. auf den Leitungen 3021,3022 di. " i g. 7 und 10 Ausgangsimpulse bzw. Signale, weiche der Bewegung der Werkzeugelektrode 1 entsprechen. In der Fig.2 ist nur eine
Leitung 302 zwischen dem Weggeber 9 und der Bewertungsstufe 300 dargestellt In Wirklichkeit handelt
es sich um die beiden Leitungen 3021 und 3022 der Fig.7 und Ί0. Auf der einen Leitung 3021 gibt der
Weggeber 9 einen Ausgangszustand, welcher der Richtung der Bewegung der Werkzeugelektrode 1
entspricht Wenn z. B. die Werkzeugelektrode 1 von der V/crkstückelcktrode 2 fortbewegt wird, hat die Leitung
3021 den Zustand »1«. Wenn die Werkzeugelektrode .1 sich zur Werkstückeiektrode 2 bewegt hat die Leitung
3021 den Zustand »0«. Die andere Leitung 3022 überträgt die einzelnen Impulse des Weggebers 9 auf
den zweiten Stromkreis 310. Der Weggeber 9 hat z. B.
einen Schrittgeber, welcher bei einer Bewegung der Werkzeugelcktrode 1 um eine bestimmte Weglänge
ein^n Impuls abgibt. Es sei nun angenommen, daß der Regelfehler e den Grenzwert Aeo nicht überschreiten
soll. Das bedeutet in diesem Fall, daß die Änderung der
Durchflußmenge q um irgendeinen Wert Aq gemäß
F i g. 3a oder das periodische kurzzeitige Entfernen der Werkzeugelektrode 1 von der Werkstückeiektrode 2
gemäß F i g. 3b um den Wert ^ausreichend ist, um den Regelfehler e klein zu halten bzw. um den Regelfehler
innerhalb eines Bereiches zu halten, so daß ein optimales Betriebsverhalten des Erosionsvorganges
vorhanden ist. In diesem Fall ist die UND-Torschaltung 315 des zweiten Stromkreises 310 der Fig.7 gesperrt,
da der Schmitt-Trigger 311 auf seiner Ausgangsleitung
den Zustand »0« hat. Die Ausgangssignale auf den Leitungen 3021 und 3022 des Weggebers 9, welche bei
den periodischen Abhebungen der Werkzeugelektrode 1 um den Wert Ay wohl erzeugt werden, bleiben
ungenutzt. Auf der Ausgangsleitung 321 des zweiten Stromkreises 310 ist der Zustand »0«. Der gleiche
Zustand ist auf der anderen Ausgangsleitung 320, da die UND-Torschaltung 319 gesperrt ist. Dies bedeutet, daß
die Schaltung 330 der F i g. 8, weiche, wie später noch näher ausgeführt wird, die Pausendauer zwischen den
einzelnen Arbeitsimpulsen im Arbeitsspalt 3 verändert, in dem angenommenen Fall die Pausendauer verkleinert. Hierdurch wird der Wirkungsgrad der erosiven
Bearbeitung vergrößert, und zwar bis zu dem Punkt, an welchem durch zu kleine Pausen der Regelfehler e
ansteigen kann.
Die Schaltungsanordnung 330 der F i g. 8 wird in Tätigkeit gesetzt durch das Stoppsignal 3781, welches
von der Kippschaltung 378 der F i g. 6 nach Durchführung des Suchvorganges gemäß F i g. 3a und 3b erzeugt
wird. Dieses Stoppsignal gelangt auf die Eingangsleitung 332 der ODER-Torschaltung 333 der Schaltungsanordnung 330 der Fi g. 8. Das Signal der Leitung 332
bewirkt in der Kippschaltung 334 den Zustand »1«. Selbstverständlich kann die Schaltungsanordnung 330
auch von einer Bedienungsperson durch Drücken des Startknopfes 331 in Betrieb gesetzt werden. Der
Zustand »1« der Kippschaltung 334 liegt an dem einen Eingang der UND-Torschaltung 335. Wenn nun der
Zeittaktimpuls 501 der Synchronisationseinheit 500 (F i g. 2, 10) auf den anderen Eingang dieser UND-Torschaltung 335 gelangt wird die Kippschaltung 336 in
den Zustand »1« gesetzt. Dieser Zustand liegt auf dem einen Eingang der UND-Torschaltung 338. Der nächste
Eingang der gleichen Torschaltung empfängt den Zeittaktimpuls 501 über die Verzögerungsschaltung 34(1
ίο und wird durch diesen verzögerten Impuis geöffnet,
denn am inversen Eingang der Leitung 321 liegt an der UND-Torschaltung 338 ebenfalls der Zustand »1«. Ober
die Ausgangsleitung 339 der Schaltungsanordnung 330 der Fig.8 und der Fig. 10 gelangt ein Impuls auf die
Steuerstufe 200 zur Verkürzung der Pausendauer zwischen den Arbeitsimpulsen um den Betrag ΔΤο.
Diese Änderung der Pausendauer ist in der Fig.4 gezeigt Im oberen Teil der F i g. 4 ist die Änderung des
Regelfehlers e über die Zeit t gezeichnet Auf der
Ordinate ist in einem bestimmten Abstand von der
Nuüinic der Grenzwert Ae0 gezeichnet Im' minieren
Teil der F i g. 4 ist die Bewegung der Werkzeugelektrode 1 über die Zeit t aufgetragen. Dies wird später noch
näher erklärt Für die bisherige Erklärung der Fig.7
und 8 ist der untere Teil der Fig.4 wesentlich. Man
erkennt dort daß nach dem in der F i g. 4 nicht näher gezeichneten Startsignal (Eingangsleitung 332 der
F i g. 8) bei Erscheinen des Zeittaktimpulses 501 (erster Impuls von links) die Pausendauer verkleinert wird um
den Wert ATq. Auch beim Erscheinen des zweiten
Zeittaktimpulses 501 erfolgt die gleiche Verkleinerung der Pausendauer um den Wert ΔΤο. Der Grund hierfür
ist aus der Kurve 301 ersichtlich, welche zeigt daß der Regelfehler e nur unbedeutende Änderungen innerhalb
der Nullinie hat. Die F i g. 4 zeigt nun, daß diese zweite Verkleinerung der Pausendauer offenbar zuviel war,
da nun der Regelfehler e gemäß Kurve 301 sich sogar über die Nuilinie bewegt. Wie bereits im Zusammenhang mit den F i g. 3b, 5 und 6 näher diskutiert, wird der
Versuch unternommen, diese Tendenz der Änderung des Regelfehlers e ?u bremsen. Die Werkzeugelektrode
1 wird um einen größeren Betrag von der Werkstückeiektrode 2 zurückgezogen, was im mittleren Teil der
Fig.4 durch die Kurve 302 dargestellt ist Da dieser
Versuch durch den größer werdenden Rückstellweg bei den Abhebungen der Werkzeugelektrode 1 die Tendenz
des Regelfehlers e nicht bremsen kann, überschreitet der Regelfehler gemäß Kurve 301 der Fig.4 den
Grenzwert Δ&>. Dies bedeutet, daß nun die Pausendauer
zwischen den Arbeitsimpulsen wieder vergrößert werden muß, was im unteren Teil der Fig.4 als
Treppenstufen mit dem Wert A T\ gezeichnet ist. Die Werkzeugelektrode 1 bewegt sich in Richtung der
Werkstückeiektrode 2 und verkleinert daher den
Rückstellweg schrittweise. Jeder Schritt ist mit dem
Wert Ay\ bezeichnet Die Pausendauer wird so lange verändert, bis der Regelfehler e die Nullinie der Kurve
301 kreuzt. Im unteren Teil der Fig.4 sind die Zeittaktimpulse 501 aufgetragen, welche den Suchvor
gang nach der optimalen Pausendauer einleiten. Die
optimale Pausendauer, welche gemäß Fig. Ib zwischen
den Grenzen Tn und T0 liegen kann, wird gesucht in
Übereinstimmung mit der optimalen Durchflußmenge
Qopt-
Anhand der F i g. 6 und 8 wird nun der Suchvorgang der F i g. 4 näher beschrieben. Es sei nun angenommen,
daß der Regelfehler e auf der Leitung 301 den Grenzwert Aa>
überschritten hat. Der Schmitt-Trigger
311 erzeugt an seinem Ausgang den Zustand »1«, so daß die Kippschaltung 313 und der eine Eingang der
UND-Torschaltung 315 im Zustand »1« sind. Hierdurch wird der Integrator 314 betriebsbereit geschaltet,
welcher die Ausgangsimpulse der UND-Torschaltung 315 integriert und auf die Differenzschaltung 316 gibt
Der Weggeber 9 gibt nun gemäß Kurve 302 der F i g. 4 auf Leitung 3021 der F i g. 7 und 10 den Zustand »1«, da
die Werkzeugelektrode 1 einen größeren Rückstellweg von der Werkstückelektrode 2 hat. Auf der Leitung 3022
des Weggebers 9 gelangen nun die den einzelnen Wegeinheiten zugeordneten Impulse auf den weiteren
Eingang der UND-Torschaltung 315. Definitionsgemäß gibt der Weggeber 9 pro zurückgelegter Wegeinheit
der Werkzeugelektrode 1 einen Impuls ab. Diese der zurückgelegten Wegeinheit entsprechenden Impulse
werden im Integrator 314 addiert und auf die Differenzschaltung 316 gegeben, welche den integrierten Wert mit dem eingestellten Wert Ay0 vergleicht Die
sogenannten Rückstellimpulse des Weggebers 9 auf der Leitung 3022 gelangen auf den einen Eingang der
UND-Torschaltung 319. Diese UND-Torschaltung wird erst dann geöffnet, wenn der Schmitt-Trigger 318 auf
den anderen Eingang dieser Torschaltung den Zustand »1« gibt Dies erfolgt aber nur dann, wenn die
Differenzschaltung 316 festgestellt hat, daß der integrierte Wert aus dem Integrator 314 größer ist als
der fest eingestellte Wert Ayo. Es wird nun angenommen, daß dies der Fall sein soll. Die Rückstellimpulse
gelangen nun über die unterste Schaltung 319 auf die Leitung 320.
Es liegt nun der Fall vor, wie er in der F i g. 4 kurz vor Eintrefft?! des dritten Zeittaktimpulses 501 dargestellt
ist. Der Vollständigkeit halber sei darauf hingewiesen, daß dieser Zeittaktimpuls 501 in der Schaltung 330 der
F i g. 8 nicht wirksam sein kann.
Der Zustand »1« auf der Leitung 321 und die Rückstellirnpulse auf der Leitung 320 machen sich in der
F i g. 8 in der Weise bemerkbar, daß die UND-Torschaltung 338 gesperrt ist und die UND-Torschaitung 337
geöffnet ist jeder der Rückstellimpulse auf der Leitung 343 der Fig.8 und 10 bewirkt daß in der Steuerstufe
200 die Pausendauer um den Wert Δ T\ vergrößert wird. Gleichzeitig steuert der erste Stromkreis 350 unter
Mkwirkung der Schaltung 370 der Entscheidungsstufe
Ά0 und der Steuerstufe 200 den Rückstellweg der
Werkzeugelektrode 1 um den Betrag Ay\. Die Pausendauer wird durch den zweiten Stromkreis 310
und durch die Schaltungsanordnung 330 der F i g. 7 und 8 so lange vergrößert, bis der Regelfehler e den
Grenzwert Δεο unterschreitet und in Richtung der
Nullinie gemäß Fig.4 wandert. Der Schmitt-Trigger
311 hat dann den Zustand »0« auf seiner Ausgangsleitung, so daß die Rückstellimpulse des Weggebers 9 auf
der Leitung 3022 nicht mehr im Integrator 314 integriert werden können, denn die Kippschaltung 313 hat
ebenfalls den Zustand »0« angenommen. Der Schmitt-Trigger 318 schaltet in den Zustand »0«, so daß die
UND-Torschaltung 319 gesperrt ist Auf der Leitung 321 liegt nun der Zustand »0« vor. Auf der Leitung 320
sind keine Impulse vorhanden. Dies bedeutet, wie bereits vorhin ausführlich beschrieben, eine Verkleinerung der Pausendauer um den Wert AT0 bei jedem
Eintreffen des Zeittaktimpulses 501. Dieser Impuls gelangt über die Leitung 339 der F i g. 8 und 10 auf die
Steuerstufe 200 zur Verkleinerung der Pausendauer zwischen den einzelnen Arbeitsimpulsen.
zu einem großen Teil zusammen mit Betrag Fig.7 beschrieben worden. Der Vollständigkeit halber sei
erwähnt, daß die Verkleinerungen um den Wert Δ 71 der Pausendauer im Zähler 341 der Schaltung 330 gezählt
werden. Diese schrittweise Verkleinerung der Pausendauer kann also nur in einer bestimmten Anzahl
durchgeführt werden, und zwar so lange, bis dieser Zähler 341 ein Oberlaufsignal auf die UND-Torschaltung 342 gibt Hierdurch wird die Kippschaltung 336 in
den Zustand »0« zurückgesetzt Die stufenweise Vergrößerung der Pausendauer um den Wert Δ 7j ist
nicht abhängig von dem Zähler 341, sondern nur von dem Regelfehler e. Das Ende eines Suchvorgangs der
Pausendauer wird dadurch gemeldet daß auf der
Ausgangsleitung 344 der Schaltung 330 der Fi g. 8 das
Stoppsignal vorhanden ist, welches den beiden anderen Schaltungsanordnungen 370 und 410 in der Enn^heidungsstufe 400 der Fig. 10 die Beendigung des
Suchvorgangs nach der optimalen Pausendauer bekannt
gibt Die Schaltungsanordnung 330 der F i g. 8 hat noch
einen Handschalter 345, welcher von der Bedienungsperson betätigt werden kann zur Beendigung des
Suchvorgangs. Nach Beendigung dieses S-ichvorgangs für die Pausendauer wird ein neuer Suchvorgang für die
optimale Durchflußmenge bzw. für den optimalen Rückstellweg der periodischen Abhebungen der Werkzeugelektrode 1 eingeleitet.
Durch das beschriebene Zusammenarbeiten der einzelnen Suchvorgänge gemäß F i g. 3a, 3b und 4 läßt
sich während des erosiven Bearbeitungsvorganges die erste Zustandsvariable auf ihren kleinsten Wert und
gleichzeitig die zweite Zustandsvariable auf ihren vorgeschriebenen Bereich einstellen. Dies erfolgt trotz
Veränderungen der Betriebsparameter während des
Betriebes, welche Veränderungen bekanntlich sich
gegenseitig beeinflussen und den Wirkungsgrad des Betriebs verschlechtern. Bei der Erfindung dagegen
wird durch die einzelnen Suchvorgänge eine solche Veränderung bzw. Verschlechterung des Wirkungsgra
des vermieden.
In der F i g. 9 ist ein Modul 210 näher dargestellt. Die Steuerstufe 200, welche der Entscheidungsstufe 400
nachgeschaltet ist, besteht aus mehreren solcher Module. In der Fig. 10 sind diese Module 210a, 2106,
210c, 210c/ gezeichnet Jeder Steuermodul hat eine bestimmte Aufgabe. Der Steuermodul 210a steuert
aufgrund der Signale, welche aus der Schaltung 370 der
Entscheidungsstufe 400 über die Leitungen 385, 386 gegeben werden, die in der Fig. 10 gezeigt, Erosions
anlage 100 in der Weise, daß über Leitung 222a die
optimale Durchflußmenge qORi des dielektrischen Mediums im Arbeitsspalt ?■ (Fig.2) eingestellt wird. Dieser
Vorgang wurde ausführlich im Zusammenhang mit der Fig.3a beschrieben. Die Spüleinrichtung, welche
hierbei Verwendung findet, ist in der F i g. 2 mit der Bezugsziffer 4 bezeichnet. Der Steuermodul 210f>
der F i g. IC steuert aufgrund der Signale der Leitungen 385, 386 der Schaltung 370 der Entscheidungsstufe 400 die
Erosionsanlage 100 über die Leitung 2226 in der Weise,
daß der periodisch wiederkehrende Rückstellweg der
einen Elektrode gegenüber der anderen Elektrode eine optimale Durchflußmenge des dielektrischen Mediums
im Arbeitsspalt 3 gewährleistet. Dies ist im Zusammenhang mit der F i g. 3b ausführlich beschrieben worden. In
der F i g. 2 ist die Abhebevorrichtung 12 gemeinsam mit dem Vorschub 11 gezeichnet Der Steuermodul 210c
steuert aufgrund von Signalen aus der Schaltung 410 der Entscheidungsstufe 400 die Amplitude der Arbeitsim-
pulse, welche den Arbeitsspalt 3 der F i g. 2 während des erosiven Betriebs durchschlagen. Ober die Leitung 222e
gelangen die entsprechenden Steuersignale auf den Impulsgenerator S der F i g. 2 der Erosionsanlage 100,
welche in den Fig.2 und 10 im Block dargestellt ist
Dieser Steuermodul 210c wird im Zusammenhang mit der Fig. 10 später noch näher beschrieben. Der
Steuermodul 21Od steuert aufgrund der Signale, welche auf den Leitungen 339, 343 der Schaltung 330 der
Entscheidungsstufe 400 vorhanden sind, die Pausendauer zwischen den einzelnen Arbeitsimpulsen im Arbeitsspalt 3. Die entsprechenden Steuersignale gelangen
über die Leitung 222d auf den Impulsgenerator 5 der in den F i g. 2 und 10 gezeichneten Erosionsanlage 100. Die
Steuerung der optimalen Pausendauer, welche mit diesem Steuermodul 2t0d bewerkstelligt wird, ist im
Zusammenhang mit der F i g. 4 ausführlich beschrieben worden.
Da die eben genannten Steuermodule 210a, 210ά,
210a 21Od im wesentlichen den gleichen Schaltungsaufbau haben, wini ihre Wirkungsweise anhand des
Steuermoduls 210 der Fig.9 beschrieben. Es sei angenommen, daß die Bedienungsperson oder eine
programmierte numerische Steuerung die Stellgröße im Eingaberegister 212 eingegeben hat Die Stellgröße
kann je nach Verwendungsart des Steuermoduls 210 die Durchflußmenge, der Rückstellweg, die Pausendauer,
die Amplitude der Arbeitsimpuise usw. sein. In der Beschreibungseinieitung sind die Stellgrößen abschließend aufgezählt worden. Ferner soll angenommen sein,
daß dies vor Beginn des eigentlichen Erosionsprozesses stattfinden soll. In diesem Augenblick ist auch die
Eingangsleitung 221 im Zustand »0... Der eingegebene Wert gelangt über die Ver.iegelungsschaltung 217,
welche durch den Zustand »0« der Le. ung 221 geöffnet ist, in den Speicher 211. Dem Inhalt des Speichers 211
entspricht ein Signal auf seiner Ausgangsleitung 222. Parallel hierzu ist in der Anzeigevorrichtung 218 das
Signal optisch sichtbar. Die Anzeigevorrichtung 218 kann entweder ein digitales oder analoges Sichtgerät
(Display) bzw. ein Drucker sein. Das Signal, welches der Kurve 201 der F i g. 3a oder der Kurve 121 der F i g. 3b
oder der Kurve der Pausendauer in F i g. 4 entspricht gelangt über die Leitung 222 auf die Erosionsanlage 100.
Wenn nun gemäß Fi g. 10 der Schalter 750 zum Starten
der automatischen Regelung gedrückt wird, weist die Leitung 221 der F i g. 9 und 10 den Zustand »1« auf. Die
Verriegelungsschaltung 217 der Fig.9 .vird gesperrt
Der Inhalt des Speichers 211 aus dem Eingaberegister 212 bleibt bestehen. Es können nur noch die Leitungen
219, 220 am Inhalt des Speichers 211 ändern. Diese beiden Leitungen werden aus der ebenfalls eingeschalteten Schaltungsanordnung 370 der Entscheidungsstufe
400 gespeist. Wenn nun, wie im Zusammenhang mit der F i g. 6 auf der Ausgangsleitung 365 der Schaltung 370
der Entscheidungsstufe 400 Signale zur Erhöhung der Stellgrößen abgegeben werden, so wird gemäß F i g. 9
der Inhalt des Speichers 211 über die Leitung 220, welche mit der Ausgangsleitung 385 verbunden ist,
entsprechend dem Signal vergrößert. Die Ausgangsleitung 222 gibt das neue Steuersignal weiter zu den
entsprechenden Bauteilen der Erosionsanlage 100. Wenn nun auf der Ausgangsleitung 386 der Schaltung
370 der Entscheidungsstufe 400 ein Signal erscheint zur Verkleinerung der Stellgröße, so reduziert sich der
Inhalt des Speichers 211 entsprechend dem auf Leitung 219 ankommenden Signal. Das neue Steuersignal mit
der Information der verringerten Stellgröße gelangt
über Leitung 222 auf die entsprechenden Bauteile der
Erosionsanlage 100. In dem Modul 210 der F i g. 9 sind noch die beiden Eingaberegister 213,214 vorgesehen. In
das Eingaberegister 213 wird der obere Grenzwert eingegeben, welcher von der Stellgröße nicht überschritten werden darf. In das Register 214 wird der
untere Grenzwert eingegeben, welcher von der Stellgröße nicht unterschritten werden darf. Zum
Beispiel ist ein unterer Grenzwert qn Tn, oder der obere
ίο Grenzwert qa, T0 der Durchflußmenge q bzw. der
Pausendauer Tm den Fig. la, Ib, 3a, 3b, 4 dargestellt
Diese Grenzwerte werden in den beiden Eingaberegistern 213, 214 des Steuermoduls 210 der Fig.9
eingegeben.
Anhand der Fig. 10 wird die Betriebsweise der gesamten Regelanlage diskutiert Vor Beginn eines
Erosionsprozesses werden die Elektroden 1 und 2 (F i g. 2) zueinander in die richtige Bearbeitungsposition
gesetzt Ferner wird, wenn erforderlich, das sogenannte
Tiefenendmaß eingestellt Wenn z.B. die Werkzeugelektrode 1 nur eine bestimmte Strecke tief in die
Werkstückelektrode 2 eindringen darf, so befindet sich an der WerkzeugeinrichUing bzw. an dem Halter der
Elektrode 1 eine mechanische oder elektrische Vorrich
tung, an welcher die Weglänge fixiert wird, welche die
Elektrode 1 in die Elektrode 2 hinein erodieren darf, wobei auch die Breite des Arbeitsspaltes 3 berücksichtigt wird. Die Einstellung des sogenannten Tiefenendmaßes ist selbstverständlich nicht notwendig, wenn die
Werkzeugelektrode 1 durch die Werkstückelektrode 2 erodieren soll. Es werden nun die Betriebsparameter an
den entsprechenden Einrichtungen der Erosionsanlage 100 eingestellt Wie schon in der Einleitung erwähnt,
sind die Betriebsparameter solche Einflußgrößen,
welche während des eigentlicher. Erosionsprozesses
konstant gehalten werden seilen oder welche nach einem Programm während des Erosionsprozesses
geändert werden sollen. Ein solches Programm ist z. B. in einem numerischen Steuerungssystem vorgesehen.
Als Betriebsparameter soll in dem Beispiel der Fi g. 10
die Dauer der Arbeitsimpulse, welche im Eingaberegister 13 (Fig.2) eingegeben wird, und die Referenz bzw.
der Bezugswert des Arbeitsspaltes 3 angesehen werden, welcher Bezugswert in dem Register 8 (Fig.2)
eingegeben wird.
Wenn der erosive Betrieb manuell durchgeführt werden soll, d. h. wenn eine Bedienungsperson die
einzelnen Betriebsparameter dauernd nachstellen kann während des Betriebt., dann wird gemäß Fig. 10 der
Handschalter 650 betätigt. Hierdurch werden der Schalter 399 der Schaltungsanordnung 370 (F i g. 6) und
der Schalter 345 der Schaltung 330 (F i g. 8) betätigt Diese Schalter setzen die beiden genannten Schaltungsanordnungen 330 und 370 der Entscheidungsstufe 400
außer Betrieb. Sämtliche Ausgänge der Entscheidungsstufe 400 erhalten den Zustand »0«. Es wird nun
angenommen, daß der Erosionsprozeß gestartet wird. Die Bewertungsstufe 300 und somit die beiden
Stromkreise 310, 350 erhalten aus der Einheit 7 das
jeweilige Signal des Regelfehlers eund vom Weggeber
9 die Signale über die Richtung und die Bewegung der Werkzeugelektrode 1. Aufgrund dieser Informationen
zeigt beim manuellen Betrieb die Betriebsstufe 300 die entsprechenden Änderungen der Integration des
Quadrates des Regelfehlers gemäß Kurve 303 (F i g. 3a, 3b) oder der Bewegung der Elektrode 1 entsprechend
der Kurve 302 (F i g. 3b, 4). Diese besondere Anzeigevorrichtung ist in der Figur nicht gezeigt worden. Es
handelt sich hierbei entweder um eine digitale oder analoge Anzeige als Sichtgerät oder als Drucker bzw.
als Schreibgerät Die Bedienungsperson wird nun anhand der Angaben der Bewertungsstufe 300 die
Steuerstufe 200 entsprechend bedienen. Die Bedienungsperson stellt die Werte der Stellgrößen (z. B.
Durchflußmenge des dielektrischen Mediums, Rückstellweg der Werkzeugelektrode 1, Pausendauer zwischen den einzelnen Arbeitsimpulsen, Amplitude der
Arbeitsimpulse) am Eingaberegister 212 des jeweiligen Steuerimpuls 210 ein. Da infolge des manuellen
Betriebs auf der Leitung 221 des Steuermoduls 210 der Fig.9 und 10 der Zustand »0« ist, wandert diese
Eingabe in den Speicher 21t und von dort weiter zu den
entsprechenden Bauelementen der elektroerosiven Anlage 100. Abschließend hierzu sei noch darauf
hingewiesen, daß die in Fig. 10 gezeigte Synchronisationsstufe 500 während des manuellen erosiven Betriebs
nicht benötigt wird.
Im folgenden wird die Prozeßführung des automatischen Betriebs der Erosion diskutiert Vor Beginn der
erosiven Bearbeitung wird — wie bereits erwähnt — im
Eingabespeicher 212 des in F i g. 9 gezeigten Steuermoduls 210 der gewünschte Wert der Stellgröße eingestellt
und über die Verriegelungsschaltung 217 in den Speicher 211 gegeben. Anschließend wird der Schalter
57 (Fig. 10) betätigt so daß auf der Leitung 221 der
Zustand »1« vorhanden ist Die Verriegelungsschaltung 217 ist gesperrt Der Speicher 211 des Steuermoduls 210
kann jetzt nur noch automatisch über die Ausgangsleitungen 385, 386 der Schaltungsanordnung 370 der
Entscheidungsstufe 400 bzw. über die Eingangsleitungen 220, 219 der entsprechenden Steuermodule 210a, 210/>
gesteuert werden, denn über den Multivibrator 801 wird auch der Start-Schalter 371 der Schaltungsanordnung
370 der F i g. 6 betätigt Wie bereits im Zusammenhang mit den F i g. 3a, 3b, 4, 5, 6, 7, 8 und 9 gesagt, wird der
Suchvorgang nach der optimalen Stellgröße durchgeführt und in dem Steuermodul 210a, 2106 der
Steuerstufe 2Ή) zum Regeln des Erosionsprozesses
verwendet Gemäß Fig. 10 kann entweder der eine Steuermodul 210a zur Durchführung des Suchvorganges nach Fig.3a oder der Steuermodul 2106 zur
Durchführung des Suchvorganges nach F i g. 3b an den Ausgangsleitungen 385, 386 der Schaltungsanordnung
370 der Entscheidungsstufe 400 angeschlossen werden. Dies wird mit dem Schalter 600 (F i g. 10) bewerkstelligt.
In der Fig. 10 ist der Steuermodul 210a mit der Er.tscheidungsstufe 400 verbunden. Wenn dieser Suchvorgang der Schaltungsanordnung 370 zum optimalen
Endergebnis geführt hat, so wird ein Signal über die Leitung 332 auf die Schaltungsanordnung 330 der
Entscheidungsstufe 400 gegeben. Es folgt nun der Suchvorgang nach der optimalen — d. h. kleinsten —
Pausendauer zwischen den einzelnen Arbeitsimpulsen. Der Steuermodul 210c/, dessen Eingangsleitungen 219c/,
220c/ mit den Ausgangsleitungen 339, 343 der Schaltungsanordnung 330 verbunden sind, steuert entsprechend den Ausgangssignalen dieser Schaltungsanordnung die Pausendauer am Impulsgenerator 5 der
Erosionsanlage 100. Wenn die Pausendauer ihren optimalen Wert unter den augenblicklichen Bedingungen des Erosionsprozesses erreicht hat, erzeugt die
Schaltungsanordnung 330 ein Signal 344, welches die Beendigung des Suchvorganges nach der optimalen
Pausendauer anzeigt und gleichzeitig der anderen Schaltungsanordnung 370 Titteilt, daß nun ein Suchvorgang nach der optimalen Durchflußmenge wieder
stattfinden könnte. In der Fig. 10 ist jedoch eine
Schaltungseinrichtung 410 gezeichnet, welche auf das
genannte Signal auf der Leitung 344 anspricht Diese Schaltungseinrichtung 410 ist mit einem weiteren
Steuermodul 210c verbunden. Der Schalter 700 verbindet die Eingangsieitung 220c mit dem Ausgang
der Schaltungseinrichtung 410. Die Aufgabe dieser Schaltungseinrichtung und des genannten Steuermoduis
ist, die Amplitude der Arbeitsimpulse zu vergrößern, sofern der Regelfehler e nicht durch die Verringerung
der Pausendauer behoben wird. Das macht sich dadurch
bemerkbar, daß in dem Steuermodul 21Od für die Steuerung der Pausendauer der untere Grenzwert
welcher im Eingaberegister 214 eingegeben worden ist unterschritten wurde und die Leitung 211 It/ des
Steuermoduls 210c/ den Zustand »1« hat und eine weitere Verringerung des Inhaltes des Speichers 211
(d. h. der Pausendauer) nicht mehr zuläßt In diesem Fall
wird bei Erscheinen des Signals auf der Leitung 344 die
UND-Torschaltung 802 geöffnet so ds? ein Impuls auf
den Zähler 803 gegeben wird. Die andere UND-Torschaltung 806, welche einen inversen Eingang hat, ist
gesperrt Wenn nun der nächste Anpassungszyklus nach der optimalen Durchflußmenge oder der optimalen
Pausendauer durchgeführt worden ist und auf der Leitung 2ilic/noch immer der Zustand »1« ist so zählt
der Zäi !er 803 den nächsten impuls. Wenn nach einer
bestimmten Anzahl von Anpassungszyklen der Inhalt des Zählers 803 voll ist gibt es ein Ausgangssignal über
den Multivibrator 804. Das vom monostabilen Multivibrator 804 erzeugte Signal auf der Ausgangsleitung 805
der Schaltungseinrichtung 410 gelangt über den geschlossenen Schalter 700 und über die Leitung 220c in
den Steuermodul 210c In diesem Steuermodul wird der Inhalt des Speichers 211 vergrößert so daß über die
Steuerleitung 222c ein Steuersignal zur Vergrößerung der Amplitude der Arbeitsimpulse auf den Generator 5
der elektroerosiven Anlage 100 gegeben wird. Die Schaltungseinrichtung 410 arbeitet in der eben bechriebenen Weise nur dann, wenn die untere Grenze Tn der
Pauscidauer gemäß Fig. Ib oberhalb der Grenzkurve
G liegt Die Schaltungseinrichtung 410 sorgt also dafür, daß auch in diesem Fall ein Optimum der Stellgrößen
bei der Erosion erreicht wird. Wenn der untere Grenzwert der Pausendauer Tn gemäß F;g. Ib festgelegt ist, dann arbeitet die Schaltungseinrichtung 410
nicht In diesem Fall wird nur in ganz seltenen Fällen der untere Grenzwert im Speicher 21 Ic/ des Steuermoduls
210c/erreicht, so daß auf der Leitung 21 lic/nur in ganz
seltenen Fällen der Zustand »1« liegt. Normalerweise liegt dann der Zustand »0« auf dieser Leitung, so daß die
eine UND-Torschaltung 802 der Schaltungseinrichtung 410 gesperrt ist und die indere UND-Torschaltung 806
geöffnet ist. Diese andere UND-Torschaltung 806 stellt den Inhalt des Zählers 803 immer um einen Impuls
zurück. In diesem Fall wird der Zähler 803 praktisch kein Ausgangssignal auf den monostabilen Multivibrator 804 geben können, so daß der Steuermodul 210c für
die Vergrößerung der Amplituden der einzelnen Arbeitsimpulse nicht in Tätigkeit zu treten braucht.
Bisher wurden das Verfahren und die Ausführungsbeispiele der Erfindung in der Weise erklärt, daß Signale
der ersten Zustandsvariablen aus dem Integral des Quadrats des Regelfehlers e erzeugt werden und über
die Leitung 301 auf ien ersten Stromkreis 350 der Bewertungsstufe 300 gegeben werden und ferner daß
Signale der zweiten Zustandsvariablen als Durchschlagfestigkeit erzeugt und über die Leitungen 301,302 in den
zweiten Stromkreis 310 der Bewertungsstufe 300 gegeben werden. Bekanntlich wird die Durchschlagfestigkeit
aus dem Verhältnis des Regelfehlers zum Elektrodenabstand definiert. In der Fig. 10 sind die
genannten Verbindungen 301 für die erste Zustandsvariable und 301,3021,3022 für die zweite Zustandsvariable
mit durchgezogenen Linien gezeichnet. Selbstverständlich können für die erste Zustandsvariable Signale
aus dem Integral des Quadrats der Beschleunigung der beweglichen Elektrode 1 und für die zweite Zustandsvariable
Signale der Dun.' hlagfestigkeit erzeugt werden. Da die erste Zustandsvariable im ersten Stromkreis
350 und die zweite Zustandsvariable im zweiten Stromkreis 310 verarbeitet werden, sind die Verbindungen
in der Fig. 10 wie folgt: erster Stromkreis 350 empfängt die Signale über die strichpunktiert gezeichneten
Leitungen 3021, 3022. Die Leitung 301 wird zum ersten Stromkreis 350 unterbrochen. Der zweite
Stromkreis 310 empfängt die Signale aus den Leitungen 301, 3021, 3022, welche in durchgehenden Linien
gezeichnet sind. In einem solchen Fall arbeitet die gesamte Anordnung in gleicher Weise wie beschrieben.
Es besteht auch die Möglichkeit, daß die erste Zustandsvariable aus dem Integral des Quotienten des
Quadrates des Regelfehlers e zum Quadrat des Arbeitsstroms gebildet wird. Dies ist in den F i g. 2 und
10 mit der gestrichelten Verbindung 305 dargestellt. Der
erste Stromkreis 350 der Fig. 10 ist nur über die Leitungen 301, 305 mit der Erosionsanlage 100
verbunden. In diesem Fall wird die zweite Zustandsvariable aus der Durchschlagfestigkeit gebildet. Der
zweite Stromkreis 310 der Fig. 10 ist daher über die
Leitungen 301, 3021, 3022 mit der Erosionsanlage 100 verbunden.
Es wurden drei verschiedene Möglichkeiten beschrieben, welche zeigen, daß die beiden Zustandsvariablen
aus verschiedenen Größen gebildet werden können.
Hierbei müssen nur die Eingänge für die Verbindungsleitungen 301, 3021, 3022 und 305 entsprechenc
geändert werden. Die Eingänge für den zweiter Stromkreis 310 bleiben in jedem der Fälle unverändert
Von den drei genannten Fällen ist in der Fi g. 5, welche den ersten Stromkreis 350 zeigt, nur der erste Fall
gezeichnet. Im Fall Zwei, wo die erste Zustandsvariable aus dem Integral des Quadrats der Beschleunigung der
beweglichen Elektrode I gebildet wird, werden die
ι" beiden strichpunktierten Verbindungsleitungen 3021,
3022 in die Quadriereinrichtung 351 und anschließend in den Integrator 352 der F i g. 5 eingeführt. Die Verbindungsleitung
301 wird unterbrochen. Im Fall Drei, wo die ersie Zustandsvariabie aus dem Integral des
1^ Quotienten des Quadrats des Regelfehlers c zum
Quadrat des Arbeitsstroms gebildet wird, ist die Leitung 301, wie in F i g. 5 bereits gezeigt, mit der Quadriereinrichtung
351 verbunden. Zusätzlich wird die strichpunktierte Leitung 305 mit einer weiteren, nicht gezeichne-
■?n ten Quadriereinrichtung 351' verbunden. Der Ausgang
dieser weiteren Quadriereinrichtung 35Γ gelangt auf einen weiteren Integrator 352'. dessen Steuereingänge
mit der Synchronisationsstufc 500 in gleicher Weise verbunden sind wie der andere Integrator 352. Die
2ί Ausgänge des weiteren Integrators 352' sind parallel mit
dem folgenden Speicher 355 gemäß F i g. 5 verbunden.
Abschließend sei darauf hingewiesen, daß sämtliche Größen, aus denen die beiden Zustandsvariablen
gebildet werden können, eine sogenannte Extremal-
w Funktion darstellen. Diese Extremal-Funktion kann
sowohl eine Minimal-Funktion als iuch eine Maximal-Funktion
sein. Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen handelt es sich um Minimal-Funktionen, welche
einen minimalen Wert haben, wie z. B. die Funktionen Z
3' der Fig. la. Die Erfindung arbeitet auch einwandfrei
nach Maximal-Funktionen, welche einen maximalen Wert haben.
Hierzu 10 Blatt Zeichnungen
Claims (13)
1. Verfahren zum Steuern des Frozesses einer elektroerosiven Bearbeitungsmaschine auf optimalen Betriebszustand unter Berücksichtigung von den
Erosionsprozeß beeinflussenden Größen, wie Durchflußmenge eines den Arbeitsspalt spülenden
Mediums, Pausendauer, Tastverhältnis und Amplitude der den Arbeitsspalt durchschlagenden Arbeits-
impulse, gekennzeichnet durch
a) eine erste und eine zweite Zustandsvariable
werden in einem ersten und einem zweiten Stromkreis (350, 310) gebildet in Abhängigkeit
von
— der Durchflußmenge (q)des Spülmediums,
— der Pausendauer (T)der Arbeitsimpulse,
— der Amplitude (J oder U) der Arbeitsimpul-
se:
oaer von
— der Durchflußmenge (q)des Spülmediums,
— dem Tastverhältnis (r),
— der Amplitude (Joder U)der Arbeitsimpulse,
oder von
— der Durchflußmenge (q)des Spülmediums,
— der Wiederholungsfrequenz (f) der Arbeitsimpulse,
— der Amplitude (J oder U) der Arbeitsimpulse;
b) in einem dritten Stromkreis (400) werden die Stellgrößen zum Beeinflussen der beiden
Zustandsvariablen geändert;
c) im dritten Stromkreis (400) und in einem vierten Stromkreis (200) werden die Stellgrößen so
geändert, daß die erste Zustandsvariable während des Betriebs ihren Extremwert einnimmt
und die zweite Zustandsvariable innerhalb eines durch zwei Grenzwerte definierten Bereichs
liegt. A0
2.
Verfahren zum Steuern des Prozesses einer
elektroerosiven Bearbeitungsmaschine auf optimalen Betriebszustand unter Berücksichtigung von den
Erosionsprozeß beeinflussenden Größen, wie Durchflußmenge eines den Arbeitsspalt spülenden
Mediums, Pausendauer, Tastverhältnis und Amplitude der den Arbeitsspalt durchschlagenden Arbeitsimpuls, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
— die erste Zustandsvariable wird im ersten Stromkreis (350) über eine bestimmte Zeit aus
dem Integral des Quadrates des Regelfehlers (e)
im Regelkreis des Elektrodenvorschubs erzeugt
und gelangt auf den dritten Stromkreis (400);
— die zweite Zustandsvariable wird im zweiten Stromkreis (310) aus dem als Durchschlagfestigkeit definierten Verhältnis der Änderung des
Regelfehlers (e) zur zugehörenden Änderung des Elektrodenabstands erzeugt und gelangt auf
den dritten Stromkreis (400);
— im dritten Stromkreis (400) wird in Abhängigkeit einer ersten Änderung der Durchflußmenge (q) des Spülmediums die Änderung des
Integrals des Quadrats des Regelfehlers (e) erfaßt;
— im dritten und vierten Stromkreis (400, 200)
25
30
3D
werden in Abhängigkeit der Änderung des genannten Integrals die Durchflußmenge (q)
des Spülmediums und die Pausendauer (T) zwischen den Arbeitsimpulsen so gesteuert, daß
das Fehlerintegral seinen kleinsten Wert annimmt und daß die genannte Durchschlagfestigkeit in ihrem durch die Grenzwerte definierten
Bereich liegt
3. Verfahren zum Steuern des Prozesses einer elektroerosiven Bearbeitungsmaschine auf optimalen Betriebszustand unter Berücksichtigung von den
Erosionsprozeß beeinflussenden Größen, wie Durchflußmenge eines den Arbeitsspalt spülenden
Mediums, Pausendauer, Tastverhältnis und Amplitude der den Arbeitsspalt durchschlagenden Arbeitsimpulse, dadurch gekennzeichnet, daß im ersten
Stromkreis (350) die Signale der ersten Zustandsvariablen aus dem Integral des Quadrats der
Beschleunigung der beweglichen Elektrode und im zweiten Stromkreis (310) die Signale der zweiten
Zustandsvariablen aus- dem als Durchschlagfestigkeit bezeichneten Verhältnis der Änderung des
Regelfehlers (e) zur zugehörenden Änderung des Elektrodenabstandes erzeugt werden, wobei im
dritten Stromkreis (400) in Abhängigkeit einer ersten Änderung der Durchflußmenge des Spülmediums die Änderung des Integrals des Quadrats der
Beschleunigung erfaßt wird, und im vierten Stromkreis (200) in Abhängigkeit der Änderung des
genannten Integrals die Durchflußmenge (q)und die Pausendauer (T) so gesteuert werden, daß das
genannte Integral seinen kleinsten Wert einnimmt und die genannte Durchschlagfestigkeit in ihrem
durch die Grenzwerte definierten Bereich liegt
4. Verfahren zum Steuern des Prozesses einer elektroerosiven Bearbeitungsmaschine auf optimalen Betriebszustand unter Berücksk'jttgung von den
Erosionsprozeß beeinflussenden Größen, wie Durchflußmenge eines den Arbeitsspalt spülenden
Mediums, Pausendauer, Tastverhältnis und Amplitude der den Arbeitsspalt durchschlagenden Arbeitsimpulse, dadurch gekennzeichnet, daß im ersten
Stromkreis (350) die Signale der ersten Zustandsvariablen aus dem Integral des Quotienten des
Quadrates des Regelfehlers (e) zum Quadrat des Arbeitsstromes und im zweiten Stromkreis (310) die
Signale der zweiten Zustandsvariablen aus dem als Durchschlagfestigkeit bezeichneten Verhältnis der
Änderung des Regelfehlers (e) zur zugehörenden Änderung des Elektrodenabstandes erzeugt werden,
wobei im dritten Stromkreis (400) in Abhängigkeit einer ersten Änderung der Durchflußmenge (q) des
Spülmediums die Änderung des Integrals des Quotienten des Regelfehlers erfaßt wird, und im
vierten Stromkreis (200) in Abhängigkeit der Änderung des genannten Integrals die Durchflußmenge (q) und die Pausendauer (T) so gesteuert
werden, daß das genannte Integral seinen kleinsten Wert einnimmt und die genannte Durchschlagfestigkeit in ihrem durch die Grenzwerte definierten
Bereich liegt.
5. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
— das genannte Integral wird zu einem bestimmten Zeitpunkt ausgewertet und gespeichert;
— die Durchflußmenge des Spülmediums wird
um einen bestimmten Wert geändert;
unabhängig von der Auswertung des Integrals
unabhängig von der Auswertung des Integrals
— das Integral wird ausgewertet und mit dem vor der Änderung der Durchflußmenge gespeicherten
Integral verglichen, wobei das Ergebnis dieses Vergleichs zum weiteren Ändern der
Durchflußmenge und zum weiteren Verkleinern des Integrals verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die gewünschten Werte der ersten und der zweiten Zustandsvariablen durch eine Folge von
in vorgegebenen Zeitabständen wiederkehrenden Anpassungszyklen für die Durchflußmenge und für
die Pausendauer aufrechterhalten werden, und daß die Amplitude der Arbeitsimpulse um einen
vorgegebenen Betrag vergrößert wird, wenn die Pausendauer am Ende mindestens eines Anpassungszyklus
unter einem vorgegebenen Grenzwert liegt und daß danach ein neuer Anpassungszyklus
eingeleitet wird.
7. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1,2,3,4, gekennzeichnet
durch folgende Anordnung:
25
— der erste Stromkreis (350) ist mit seinem Eingang an der Erosionsmascliine (100) angeschlossen
zum Empfangen der von den Betriebsgrößen abhängigen Signale und ist mit
seinem Ausgang an dem nachgeordneten dritten Stromkreis (400) angeschlossen zur
Abgabe von die erste Zustandsvariable darstellenden Signalen;
— der zweite Stromkreis (310) ist mit seinem Eingang an der Erosionsmaschine (100) angeschlossen
zum Empfangen der von den Betriebsgrößen abhängigen Signale und ist mit seinem Ausgang an dem nachgeordneten
dritten Stromkreis (400) angeschlossen zur Abgabe von die zweite Zustandsvariable
darstellenden Signalen;
— der nachgeordnete dritte Stromkreis (400) gibt aufgrund der aus dem ersten und zweiten
Stromkreis (350, 310) kommenden Signale auf den vierten Stromkreis (200) Ausgangssignale
zur Änderung der Stellgrößen in Abhängigkeit der Zustandsvariablen.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichne»,
daß der erste Stromkreis folgende Einheiten enthält:
— eine Quadriereinheit (351) zum Quadrieren eines aus einem Differenzglied (7) des Vorschubkreises
kommenden Regelfehlersignals (301);
— einen Integrator (352) zum wiederkehrenden Integrieren des Quadrats des Regelfehlersignals
innerhalb eines jeden durch zwei Impulse (Leitungen 501, 503) eines Taktgebers (500)
definierten Zeitabschnittes;
— eine Differenzeinheit (355) zum Erzeugen einer Differenz zwischen dem am Ende eines
Zeitabschnittes gebildeten Ausgangssignal des Integrators (352) und einem am Ende des
zeitlich vorangegangenen Zeitabschnittes gebildeten und im Spjidier (356) gespeicherten
Integralsignal;
— eine Einheit (357), welche den Betrag des
Differenzsignais feststellt und eine Einheit (358), welche das Vorzeichen des Differenzsignals
feststellt, wobei Speicher (364, 365, 359) aufgrund des Betrages und des Vorzeichens des
Differenzsignals an dem Ausgang des ersten Stromkreises (350) Zustände setzen und somit
den dritten Stromkreis (400) beeinflussen (F i g. 3a und 5).
9. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Stromkreis folgende
Einheiten enthält:
— einen Schmitt-Trigger (311) mit einstellbarer Hysterese (312), welcher über eine Torschaltung
(315) den Eingang eines Integrators (314) dann öffnet, wenn der aus dem Differenzglied
(7) kommende Regelfehler (301) den Hysteresewert überschreitet und die Elektroden (1,2) sich
voneinander bewegen, und d?~ Eingang des
Integrators (314) dann schlieft, wenn der aus dem Differenzglied (7) kommende Regelfehler
(301) den Hysteresewert unterschreitet;
— den über die Torschaltung (315) an einem Weggeber (9) der Vorschubvorrichtung angescnlossenen
Integrator (314), welcher nur bei »eöffnetem Eingang die von der beweglichen
Elektrode (1, 2) zurückgelegten, durch Impulse des Weggebers (9) definierten Wegschritte
erfaßt und bei Überschreiten einer vorgegebenen Weglänge die Impulse über eine weitere
Torschaltung (319) auf den dritten Stromkreis (400) gibt (F ig. 7).
10. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß im dritten Stromkreis (400) für
jede zu verstellende Stellgröße eine Einheit (330, 370, 410) vorgesehen ist, weiche über die Leitungen
(339, 343, 385, 386, 805) mit den Eingängen (219c/, 22Od, 219a, 220a, 2196, 2206, 219c, 220c; von
Struergliedern (210c/, 210a, 2106,21Oc) verbunden ist
zum Verstellen des Inhalts eines Speichers (211a, 2116, 211c, 2Wd) in Abhängigkeit vom Zustand der
Ausgangsleitungen des ersten und zweiten Stromkreises (350,310) (F i g. 9 und 10).
11. Einrichtung nach Anspruch 7 oder 10, dadurch
gekennzeichnet, daß die Einheit (370) Kippschaltungen (384, 390) enthält, welche aufgrund des Inhalts
der Speicher (359,364,365) des ersten Stromkreises (350) beim Eintreffen eines Impulses (502) des
Zeittaktgebers (500) den Inhalt des Speichers (211a,
2116; in dem einen oder anderen Steuerglied (210,7
oder 2106;wie folgt beeinflußt: Die beiden Zustände
eier einen Kippschaltung (390) bestimmen den Betrag der Änderung des Inhalts des StTuerglieo-Speichers;
die beiden Zustände der anderen Kippschaltung (384) bestimmen die Richtung der Änderung des Inhalts des Steuerglied-Speichers
(F ig. 6).
12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Einheit
(330) eine Kippschaltung (336) enthä't, welche aufgrund des Zustandes der Ausgangsleitungen (320,
321) des zweiten Stromkreises (310) den Inhalt des Speichers (2Wd) <bs Steuerglied^ (210c/; zum
Steuern der Pausendauer wie folgt beeinflußt: Beim Eintreffen eines Impulses (501) des Zeittaktgebers
(500) wird die genannte Kippschaltung (336) in einen ersten Zustand gebracht und der Inhalt des
Speichers (21 lo^ verkleinert, wenn der als Ausgangssignal
(301) des Differenzglieds (7) vorhandene Regelfehler unterhalb des Hysteresewertes des
Schmitt-Triggers (311) liegt; der Inhalt des Speichers
{2i\d) wird vergrößert, wenn der zweite Stromkreis (310) Impulse über die Leitung (320) auf die Einheit
(330) gibt (F ig. 8).
13. Einrichtung nach Anspruch 7 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Einheit (410) für Amplitudenveränderung
einen Zähler (803) enthält, welcher aufgrund eines zweiten Zustandes der Kippschaltung
(336) der F.inh, J30) für Pausenveränderung seinen Inhalt vergröbert, wenn die Pauseiidaucr
aufgrund der zeillich vorangegangenen Korrekturen einen unteren Grenzweri unterschritten hat, und
welcher Zähler (803) den Inhalt des Speichers (21 ic)
des Steuerglieds (21OcV für die Amplitudensteiierung
Werkzeugelektrode in das Werkstück steigt selbstver ständlich die Belastung der im Spülkreis angeordneter
Pumpe an. Somit sind die Spülverhältnisse in Arbeitsspalt nur dann von der Einsenkung unabhängig
wenn der Spüldruck ständig mit der Einsenkunj nachgestellt wird. Bei komplizierten Formen de
Werkzeugelektrode bedingt die gleichzeitige Einhai tung der gewünschten Bearbeitungsbedingungen ein<
noch kompliziertere Folge von verschiedenen Opera (ionen. Als Beispiel sei die F.insenkung mit kegelförmi
ger Werkzeugclektrodc in das Werkstück erwähnt Dabei ändert sich die Angriffsfläche der Elektrode mi
der Einsenktiefc. Unter Angriffsfläche wird diejenigi
Fläche der Elektrode verstanden, die am eigentlicher Elektroerosionsvorgang beteiligt ist. Nur bei de
erosiven Feinbearbeitung bzw. Fcinstbearbeitunj (Schlichten) wandert die Angriffsfläche bzw. de
UCI ^1IUIIIIIIIpUIAt. »LlglUULII, WCItII UCI IMIIlIII
Zählers überläuft (F ig. 10).
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CH1666372A CH548256A (de) | 1972-11-16 | 1972-11-16 | Verfahren und einrichtung zum steuern des bearbeitungsprozesses einer elektroerosiven bearbeitungsmaschine auf optimalen betriebszustand. |
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