DE2924170C2

DE2924170C2 -

Info

Publication number: DE2924170C2
Application number: DE2924170A
Authority: DE
Inventors: Kiyoshi Tokio/Tokyo Jp Inoue
Original assignee: INOUE-JAPAX RESEARCH Inc YOKOHAMA KANAGAWA JP
Current assignee: INOUE-JAPAX RESEARCH Inc YOKOHAMA KANAGAWA JP
Priority date: 1978-06-14
Filing date: 1979-06-15
Publication date: 1987-08-13
Also published as: GB2026921A; IT1116248B; US4516009A; FR2428494A1; IT7949405A0; DE2924170A1; GB2026921B; FR2428494B1; US4659894A; DE2954545C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Stromversorgung für Maschinen zur elektroerosiven Bearbeitung von Werkstücken der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beschriebenen Art. Eine solche Stromversorgung ist aus der Zeitschrift Automatik, 9. Jahrgang, August 1964, S. 297-302, bekannt.

Maschinen zur Durchführung elektroerosiver Bearbeitung (EDM) sind im allgemeinen mit einer Stromversorgung versehen, um Bearbeitungsenergie einem fluidgefüllten Bearbeitungsspalt zuzuführen, der zwischen einem Elektrodenpaar gebildet ist, wovon eine eine Werkzeugelektrode und die andere ein Werkstück ist. Bei der EDM ist die Stromversorgung so ausgebildet, daß sie dem Bearbeitungsspalt mit Bearbeitungsenergie in Form hochfrequenter diskreter Impulse zuführt, wobei sich die Verwendung von hochfrequenter impulsförmiger Energie ebenfalls als sehr wirksam bei anderen elektrischen Bearbeitungsverfahren erwiesen hat, bei denen sanfter oder glatter Gleichstrom Ursache für Bearbeitungsschwierigkeiten ist. Bei herkömmlichen Stromversorgungs-Schaltungsanordnungen für EDM oder andere Bearbeitungen werden Bearbeitungs-Energieimpulse in einer Stromversorgungseinheit erzeugt, die von der eigentlichen Maschine, die die mechanische Komponenten und das Arbeitsgefäß, in dem der Bearbeitungsspalt zwischen der Werkzeugelektrode und dem Werkstück definiert ist, getrennt ist. Die getrennte Stromversorgungseinheit ist so ausgebildet, daß sie in ihrem Gehäuse alle wesentlichen elektrischen Bauteile enthält, die erforderlich sind, um an ihrem Ausgang eine Folge von in eine Richtung weisenden Energieimpulsen vorgegebener Polarität bezüglich der Werkzeugelektrode und dem Werkstück zu erzeugen. Um Bearbeitungsimpulse erhöhten Spitzenstroms oder erhöhter Amplitude zu erreichen, die zum Erreichen einer erhöhten Entfernungsrate oder eines erhöhten Wirkungsgrades erforderlich sind, kann die Stromversorgungseinheit einen energiespeichernden Kondensator zum wiederholten Aufladen und Entladen enthalten, dessen Ausgang mit dem Bearbeitungsspalt über ein langes Kabel verbunden ist, weshalb die aus der Einheit austretenden Energieimpulse zum Bearbeitungsspalt übertragen werden. Folglich behindern Streuwiderstände und Induktivitäten im Kabel die Übertragung der eine Richtung aufweisenden elektrischen Energie und bewirken einen erheblichen Energieverlust sowie eine Verformung des Impulssignalverlaufs, der zum Bearbeitungsspalt übertragen wird. Es war daher unvermeidbar, daß die Entfernung des Materials unerwünscht begrenzt ist, daß der Bearbeitungswirkungsgrad unbefriedigend niedrig ist und daß die gesamte Stromversorgungseinheit bei herkömmlichen elektrischen Entladungsmaschinen bzw. Bearbeitungsmaschinen außerordentlich groß und hinderlich wird. Der herkömmliche Aufbau bei der Verwendung eines energiespeichernden Kondensators bei der elektrischen Bearbeitung ist folglich nicht zufriedenstellend, um den erwarteten Zweck und die erwarteten Vorteile zu erreichen.

Aus den DE-OSen 25 49 331 und 25 15 799 sind Stromimpulsgeneratoren zur Elektroerosionsmetallbearbeitung bekannt, die alle notwendigen Bauteile in einem Block zusammengefaßt enthalten. Leitungen führen zum Bearbeitungsspalt. Die Anordnung der erforderlichen Kondensatoren in den Generatoren und entfernt vom Bearbeitungsspalt führt zum auftreten unerwünschter Streuinduktivitäten in der Verbindungsleitung, deren Impedanz zu beachtlichen Leistungsverlusten und Verzerrungen am Bearbeitungsspalt führt.

Zwei Beiträge in Lehrbüchern, nämlich Spizig, "Der gesteuerte elektro-erosive Metallabtrag", Schriftenreihe Feinbearbeitung 1957, S. 25-36 und Liwschiz "Elektroerosive Metallbearbeitung", VEB-Verlag Technik Berlin, 1959, S. 29-34, zeigen die seit langem bekannte Parallelschaltung von Kondensatoren zum Bearbeitungsspalt in Prinzipschaltbildern. Über die tatsächliche Anordnung der Kondensatoren und die Dimensionierung der Verbindungsleitungen sagen diese jedoch nichts aus.

Aus der Zeitschrift Automatik, August 1969, S. 297-302, geht eine Stromversorgung für Maschinen zur elektroerosiven Bearbeitung von Werkstücken mit einem parallel zu einem Bearbeitungsspalt geschalteten, von einer Spannungsquelle aufladbaren und über den Bearbeitungsspalt zur Erzeugung von elektroerosiven Bearbeitungsimpulsen entladbarer Kondensator hervor. Diese Druckschrift spricht ferner das Problem der Leitungsinduktivitäten an. Ein konkreter Hinweis auf einen günstigen Aufbau einer Stromversorgung wird nicht gegeben.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Stromversorgung für elektroerosive Bearbeitung so weiterzuentwickeln, daß sie kompakter als herkömmliche Versorgungen ist und das Erreichen eines erhöhten Bearbeitungswirkungsgrades ermöglicht.

Diese Aufgabe wird anspruchsgemäß gelöst.

Besonders bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Stromversorgung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Eine Schaltungsanordnung ist vorgesehen, die auf die Spannung über dem Bearbeitungsspalt anspricht, um das Ausgangssignal des Hochfrequenz-Kraftstromgenerators außer Betrieb zu setzen, wenn die Spaltspannung einen vorgegebenen Wert überschreitet und/oder unter einen zweiten vorgegebenen Wert abfällt.

Vorzugsweise besitzt der Generator eine Ausgangsspannung, die zumindest das Doppelte der Spannung beträgt, auf die der Kondensator zur Entladung aufladbar ist. Der Generator kann eine Ausgangsfrequenz im Bereich zwischen 1 kHz und 5 MHz besitzen.

Vorzugsweise enthält der Generator eine Eingangseinrichtung zum Empfang von Netz-Wechselstrom, einen Gleichrichter zum Umsetzen des Netz-Wechselstroms in Gleichstrom, eine Einrichtung zur Impulsformung des Gleichstroms zur Erzeugung eines hochfrequenten Wechselstroms oder impulsförmigen Ausgangssignals mit einer Frequenz, die sehr viel höher ist als die des Netz-Wechselstroms, und einen Transformator zum Transformieren der Spannungsgröße des hochfrequenten Ausgangssignals auf die vorgenannte Leistung bei einem gewünschten Pegel.

Die Schaltungsanordnung kann weiter einen Schalter enthalten, der mit dem Kondensator verbunden ist, zur Steuerung der Entladung über den Bearbeitungsspalt, wobei der Schalter nahe dem Bearbeitungsspalt angeordnet ist.

Eine Ausführungsform der Erfindung weist mehrere parallel zueinander über einen Bearbeitungsspalt vorzugsweise in dessen Nähe angeschlossenen Kondensatoren und mehrere Schalter, die jeweils in die Entladekreise der über den Bearbeitungsspalt nacheinander zu entladenden Kondensatoren eingesetzt sind, auf.

Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Schaltbild einer EDM-Stromversorgung, die die Erfindung verwendet;

Fig. 2 ein Schaltbild einer Stromversorgung gemäß der Erfindung;

Fig. 3 den Signalverlauf von Bearbeitungsimpulsen über dem Bearbeitungsspalt gemäß den Ausführungsbeispielen der Fig. 1 und 2;

Fig. 4, 5 weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung;

Fig. 6 bis 8 Weiterbildungen der Ausführungsbeispiele gemäß den Fig. 4 und 5.

Gemäß Fig. 1 weist eine Stromversorgung Eingangsanschlüsse 1 auf, die direkt mit Netz-Wechselstrom (AC) versorgt sind, sowie einen Vollwellengleichrichter 2, um an seinen Ausgangsanschlüssen einen Gleichstrom (DC) zu erreichen. Ein Paar von Leistungsschaltern 3 bzw. 4 ist zwischen die Ausgangsanschlüsse und der Primärwicklung 5 a eines Transformators 5 geschaltet. Die Schalter 3 und 4, die hier als Transistoren dargestellt sind, bewirken eine Pulsierung des Gleichstrom-Ausgangssignals mit hoher Frequenz, wobei der sich ergebende impulsförmige Gleichstrom doppelseitig gerichtet über die Primärwicklung 5 a geführt wird. Der Transformator 5 läßt an der Sekundärwicklung 5 b hochfrequenten Wechselstrom mit einer transformierten Spannungsgröße auftreten. Die Sekundärwicklung 5 b ist mit einer Gleichrichteranordnung einschließlich eines Diodenpaars 6, 7 versehen und führt über eine Hochfrequenz-Speiseleitung 8 zu einer Bearbeitungselektrode E und einem Werkstück W, die in einem Arbeitstank 9 einen Bearbeitungsspalt G bilden. Wenn auch das Bearbeitungssystem in der dargestellten Form eine Absenk- oder Festkörper-Elektrode E enthält, kann die Elektrode auch eine Drahtelektrode enthalten, die zur Durchführung von Wanderdraht- oder Drahtschnitt-EDM geeignet ist.

Ein System zum Betätigen der Schalttransistoren 3 und 4 enthält einen Hochfrequenzoszillator 10, dessen hochfrequentes Ausgangssignal durch Transformation mittels eines Transformators 11 an die Steuerschaltungen der Schalter 3, 4 angelegt wird. Der Oszillator 10 besitzt eine Betriebsfrequenz im Bereich von 1 kHz und 5 MHz. Ein Schalterpaar 12, 13, das hier als Thyristoren dargestellt ist, das in den Steuerschaltungen der Schalter 3 und 4 angeordnet ist, wird von einem Impulsgeber oder zweiten Oszillator 14 betrieben, um eine zyklische Unterbrechung der hochfrequenten Eingangsimpulse zu den Leistungsschaltern 3, 4 zu bewirken.

Diese elektrischen Bauelemente und Teile sind in einer Einheit 15 untergebracht, die mit einer Bearbeitungszone 16 verbunden ist, die durch die Werkzeugelektrode E und das Werkstück W gebildet wird. Letztere sind in einem Arbeitstank 9 untergebracht und werden mit einem Bearbeitungsfluid in üblicher Weise versorgt. Ein Kondensator 17 ist über die Elektrode E und das Werkstück W unmittelbar neben dem Bearbeitungsspalt G oder in der Bearbeitungszone 16 angeschlossen. Eine die Kondensatorspannung überwachendes Schaltungseinheit 18 ist über Leiter 8 a und 8 b am Leistungszuführabschnitt bzw. Stromversorgungsabschnitt 15 des Systems angeschlossen.

Die Gleichrichter 2, die Schalter 3, 4 der Transformator 5 und die Gleichrichter 6, 7 bilden einen Wechselstrom/Gleichstrom- Hochfrequenzimpuls-Wandler, der hochfrequente Impulse abgibt, wenn die Schalter 3, 4 mit einer hohen Frequenz von 1 kHz bis 5 MHz des Ausgangssignals des Oszillators 10 ein- und ausgeschaltet werden. Erwünschte hochfrequente Impulse können auf diese Weise leicht und mit hoher Ansprechgeschwindigkeit erzeugt werden. Der Impulsgeber 14 ist vorgesehen, um zyklisch derartige hochfrequente Impulse mit einer erwünschten Frequenz und mit Intervallen zu unterbrechen. Der Transformator 5 transformiert die Spannungsgröße des hochfrequenten Ausgangssignals auf einen ausreichenden Pegel, beispielsweise zwischen 50 und 5000 V, der zumindest doppelt so hoch wie die elektrische Entladungsspannung ist derart, daß der Kondensator 17 mit einem oder zwei Impulsen oder mit höchstens fünf Impulsen auf einen Pegel aufgeladen werden kann, bei dem die elektrische Entladung durchgeführt werden kann.

Das Anordnen des Kondensators 17 in direkter Nähe des Bearbeitungsspalts G, um eine Entladung über die kürzest möglichen Leiter zu ermöglichen, führt zu einer Erhöhung des Bearbeitungsstroms und des Wirkungsgrads. Der Kondensator 17 integriert und speichert in einem Bearbeitungsintervall des impulsförmigen Stroms, der über die Speiseleitung 8 von der entfernt angeordneten Stromversorgung 15 zugeführt ist, und entlädt eine Ansammlung mehrerer Impulse. Da Entladungen über kurze Leiter mit einer Induktivität von höchstens 1 µH und möglicherweise höchstens 0,5 µH bewirkt werden, wird eine Bearbeitungsentladung höheren Wirkungsgrades erreicht. Die Stromversorgung 15 kann daher selbst mit erheblicher Entfernung vom Bearbeitungsabschnitt 16 angeordnet werden, um Energie über den Leiter 8, der selbst sehr lang sein kann, liefern zu können, ohne beim Bearbeiten sich ergebende Entladungen nachteilig zu beeinflussen. Die Entladungen erfolgen ohne wesentliche Leistungsverluste oder ohne Signalverlaufverformungen sowie bei erwünscht erhöhtem Spitzenstrom und erhöhter Frequenz.

Die mit der Stromversorgung 15 in der erläuterten Weise erzeugten und über die Speiseleitung ε zur Bearbeitungszone 16 übertragenen hochfrequenten Impulse sollten im allgemeinen eine Impulsdauer (τ _on) von 1 bis 100 µs und einen Impulsabstand (τ _off) von 0,5 bis 50 µs besitzen, obwohl auch Impulse von größerer Dauer manchmal verwendbar sind, insbesondere bei rauhem Bearbeitungsbetrieb. Der Kondensator 17 ist so ausgebildet, daß er mit mindestens einem derartigen Impuls aufladbar ist und dann entladen wird. Diese Impulsaufladung, an die sich eine Entladung anschließt, ermöglicht stabile Bearbeitungsentladungen, bei denen geringe Neigung bezüglich Lichtbogenbildung oder eines Kurzschlusses besteht.

Ein zweiter Oszillator oder Impulsgeber 14 besitzt eine Bearbeitungs-Einschaltzeit T _on und -Ausschaltzeit T _off, die wesentlich größer als die Dauer τ _on und der Abstand τ _off der hochfrequenten Elementarimpulse sind. Wenn die Thyristoren 12, 13 durch den zweiten Oszillator oder Impulsgeber 14 betätigt sind, geben diese Impulszüge ab, die jeweils aus Elementarimpulsen mit einer Einschaltzeit t _on und einer Ausschaltzeit τ _off bestehen, wobei der Impulszug eine Einschaltdauer T _on besitzt und wobei aufeinanderfolgende Impulszüge durch eine Ausschaltzeit T _off getrennt sind, wie das in Fig. 3 dargestellt ist, wobei die Impulszüge über die Speiseleitung 8 übertragen werden. Die Dauer T _on und das Intervall T _off der Impulszüge kann von 10 µs bis 10 ms betragen, abhängig von einer bestimmten Bearbeitungsbedingung, die zu wählen ist, und auch einem bestimmten Bearbeitungszustand der im Bearbeitungsspalt G vorherrscht. Wenn beispielsweise der Bearbeitungszustand verschlechtert wird, kann die Dauer T _on verschmälert und das Intervall T _off erweitert werden. Die Dauer T _on bestimmt die Anzahl aufeinanderfolgender Impulse, während die Ausschaltzeit oder das Intervall T _off die Ausschaltperiode der Elementarimpulse (τ _on, τ _off) bestimmt. Die Ausschaltperiode T _off erreicht eine Entfernung von durch Entladung erzeugten Bearbeitungsspänen und von Gasen aus dem Bearbeitungsspalt, wodurch dieser gereinigt wird, damit in geeigneter Weise mit der folgenden Serie von Elementarimpulsen stabil eine Folge von Bearbeitungsentladungen erzeugt werden kann. Eine derartige Impulsabschaltung braucht manchmal nicht verwendet zu werden, wobei dann die Elektrode zyklisch angehoben werden kann, um intermittierend den Bearbeitungsspalt zu erweitern, damit angesammelte Bearbeitungsprodukte daraus entfernt werden können.

Wenn ein Kurzschlußzustand im Bearbeitungsspalt G auftritt, wird ein dabei auftretender Spaltspannungsabfall mittels einer Detektoreinheit 18 erfaßt, die einen Schmitt-Trigger oder ein ähnliches Schwellenwertelement enthalten kann. Die Detektoreinheit 18 gibt dann ein Ausgangssignal ab, das eine Beendigung des Betriebs des Oszillators 10 bewirkt, wodurch die Zufuhr von hochfrequenten Impulsen über die Speiseleitung 8 angehalten wird. Die Quellenausgangsspannung ist auf einen höheren Wert eingestellt als der, der für normale Bearbeitungsbetriebe erforderlich ist. Folglich kann, falls keine Entladungen stattfinden, z. B. aufgrund einer Vergrößerung des Spaltabstands des Bearbeitungsspaltes G oder aus irgendeinem Grund, sich der Kondensator 17 auf eine übermäßig hohe Spannung aufladen. Das kann wirksam dadurch verhindert werden, daß die Detektorschaltung 18 vorgesehen ist, die so ausgebildet ist, daß sie auf den Aufbau der Spaltspannung anspricht. Die Detektorschaltung 18 besitzt daher eine obere oder zweite Schwellenwerteinstellung entsprechend einer vorgegebenen Erhöhung der Spaltspannung und ist so ausgebildet, daß sie ein Abschaltsignal zur Beendigung des Betriebs des Oszillators 10 abgibt, wenn die Spaltspannung diesen Schwellenwert überschreitet. Das ermöglicht die Einstellung der Spannung der zugeführten Versorgungs- Impulse auf einen erhöhten Wert, um ein schnelles Laden des Kondensators 17 ohne zu großes Aufbauen der Ladespannung zu ermöglichen, wodurch unerwünschte Oberflächenaufrauhungen und Bearbeitungsungenauigkeiten am Werkstück beseitigbar sind, wie das der Fall bei einer übermäßig hohen Entladespannung wäre. Darüber hinaus wird, da der Hochfrequenzoszillator 10 zum gesteuerten Abschalten der Versorgungsimpulse betätigt wird, eine sofortige und stabile Steuerung des Systems erreicht.

Bei der Anordnung gemäß Fig. 2 enthält die Impulsversorgung 15 eine Gleichspannungsquelle 19 und einen Leistungsschalter 20. Durch Ein- und Ausschalten des letzteren wird eine Folge von hochfrequenten Impulsen erzeugt, wobei die Impulse in einem Transformator 21 transformiert werden. Die entsprechende Folge von Wechselstromimpulsen, die an der Sekundärwicklung des Transformators 21 auftritt, wird durch einen Gleichrichter 22 in Gleichstromimpulse umgeformt, die über die Speiseleitung 8 zum zuvor erläuterten Bearbeitungssystem 16 übertragen werden. Der Schalter 20 wird durch einen Impulsgeber ein- und ausgeschaltet, der einen Hochfrequenzoszillator 23 und einen Niederfrequenzoszillator 24 enthält, die mittels eines UND-Glieds 25 kombiniert sind, dessen Ausgangsanschluß mit der Basis des Schalters 20 verbunden ist, so daß Impulszüge, die in Fig. 3 dargestellt und weiter oben erläutert sind, am Ausgang der Versorgung 15 erzeugt werden und dem Kondensator 17 des Bearbeitungssystems 16 zugeführt werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Transformator 21 vorzugsweise ein Aufwärtstransformator, damit die Spannungspegel der Gleichstromquelle 19 ausreichend niedrig sind, so daß der Schalter 20 unter Niederspannungsbedingungen betrieben werden kann.

Die Ausführungsbeispiele können Bearbeitungsbetriebe mit erhöhtem Wirkungsgrad oder mit erhöhter Entfernungsgeschwindigkeit bei gegebener Oberfächenrauhigkeit erreichen. Beispielsweise betrug bei der Bearbeitung eines S55C-Werkstücks mit einer herkömmlichen Kondensator-Stromversorgung die Entfernungsrate, um eine Oberflächenrauhigkeit von 5 µR zu erreichen, höchstens 0,02 gr/min. Im Vergleich dazu wird eine Entfernungsrate von bis zu 0,12 gr/min gemäß der Erfindung erreicht, um eine Bearbeitung gleicher Rauhigkeit zu erreichen. Auch wird eine Oberflächenrauhigkeit von 10 µRmax. bei dem herkömmlichen System mit einer Entfernungsrate von 0,1 bis 0,15 gr/min erreicht und wird bei der Erfindung eine solche bei etwa 1 gr/min erreicht, was eine zehnfache Erhöhung darstellt.

Fig. 4 zeigt eine Weiterbildung der bereits erläuterten Stromversorgung. Bei diesem Ausführungsbeispiel enthält die Schaltungsanordnung ebenfalls einen Quellenabschnitt 60 und einen Bearbeitungsabschnitt 61, wobei letzterer sich in der Nähe des Bearbeitungsspaltes G befindet, der zwischen der Werkzeugelektrode E und dem Werkstück W ausgebildet ist und ersterer entfernt von dem Bearbeitungsspalt G angeordnet und mit letzterem über eine Hochfrequenz-Speiseleitung 62 verbunden ist. Der Quellenabschnitt 60 besitzt einen Gleichrichter 6 zum Umsetzen von Netz-Wechselstrom in ein Gleichstromausgangssignal, das durch einen Schalter 64 impulsförmig zerhackt wird, wobei der Schalter 64 durch einen Oszillator oder Impulsgeber 65 zur Erzeugung hochfrequenter Gleichstromimpulse gesteuert wird. Die hochfrequenten Gleichstromimpulse werden über die Speiseleitung 62 zur Versorgung des Bearbeitungsabschnittes 61 übertragen. Der Bearbeitungsabschnitt 61 enthält einen Kondensator 66, der durch die Hochfrequenzimpulse über Gleichrichter oder eine Diode 67 ausladbar ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel enthält der Kondensatorkreis auch einen Thyristor 68, der bei Einschaltung durch einen Steuerkreis 69 zur Entladung des Kondensators 66 über dem Bearbeitungsspalt G zwischen der Werkzeugelektrode E und dem Werkstück W wirkt. Die Steuerschaltung 69 oder der Steuerkreis ist mit dem Oszillator oder Impulsgeber 65 zur Steuerung des Leistungsschalters 64 im Quellenabschnitt 60 verbunden.

Da der Kondensator 66 nahe dem Bearbeitungsspalt G angeordnet ist, mit Leitern geringer Länge dazwischen, kann der Entladestrom einen erhöhten Spitzenwert I _p besitzen. Allgemein kann der Spitzenstrom I _p ausgedrückt werden durch

während die Dauer der Entladeimpulse ausgedrückt werden kann durch

τ = √

mit

V = Ladespannung des Kondensators 66, C = Kapazität des Kondensators 66 und L = Induktivität im Kondensator-Entladekreis.

Mit der vorliegenden Anordnung, in der die Länge des Kondensator- Entladekreises aufs äußerste verringert ist, konnte festgestellt werden, daß die Induktivität L höchstens 1 µH betragen kann und, wie beim gemessenen Ausführungsbeispiel, tatsächlich 0,3 µH beträgt.

Folglich ergibt sich,

wenn
C =1,5 µF, L = 0,3 µH und V = 90 V:
τ = 0,7 µs und I _p = 200 A;

wenn
C =1,0 µF, L = 0,3 µH und V = 90 V:
τ = 0,5 µs und I _p = 150 A;

wenn
C =0,5 µF, L = 0,2 µH und V = 90 V:
τ = 0,3 µs und I _p = 140 A.

Es zeigt sich daher, daß durch Verwendung des Kondensators unmittelbar neben dem Bearbeitungsspalt G eine Transformation des Signalverlaufs der von dem Quellenabschnitt 60 übertragenen Bearbeitungsimpulse erreicht werden kann, um einen erhöhten Spitzenstrom zu erreichen.

Die Betriebsfrequenz der Steuerschaltung oder des Oszillators 69 kann im allgemeinen zwischen 1 und 10 kHz liegen. Bei mit dem Oszillator 65 synchron betriebenen Oszillator 69 kann die Transformation der Signalverläufe bezüglich aller von dem Quellenabschnitt 60 zugeführten Impulse durchgeführt werden, um eine Folge von Bearbeitungsentladungen erhöhten Spitzenstrom über dem Bearbeitungsspalt G zu erzeugen. Auch kann der Schalter 68 mit einer Frequenz ein- und ausgeschaltet werden, die niedriger als die Frequenz der Quellenimpulse ist, um einen Bearbeitungs-Impulszug zyklisch erhöhter Amplitude zu erzeugen. Wenn die Kapazität des Kondensators 66 ausreichend klein ist, ergibt sich ein Impulszug, der Impulse erhöhter Amplitude besitzt, die zyklisch überlagert sind.

Gemäß Versuchen wurde eine Folge von Quellenimpulsen einer Spitzenspannung von 90 V, einer Impulsdauer von 20 µs und eines Spitzenstroms von 50 A von dem Versorgungsabschnitt 60 über die Speiseleitung 62 zum Aufladen des Kondensators 66 von 1 µf übertragen und dessen Entladungsschaltung mit 0,3 µH erreicht, wobei der Schalter 69 synchron zur Schaltung 64 im Versorgungsabschnitt 60 betrieben war. Es wurde festgestellt, daß die Entfernungsrate bei einem Eisen-Werkstück W mit einer Eisen-Elektrode E aufs dreifache erhöht ist im Vergleich zu dem Fall, in dem der Kondensator 66 nicht vorgesehen ist, wobei der relative Elektrodenverschleiß von 18% auf 30% verbessert war. Es zeigt sich, daß die Verwendung eines Kondensators, der in unmittelbarer Nähe des Bearbeitungsspaltes G angeordnet ist, und bezüglich seiner Entladung gesteuert ist, die Entfernungsrate deutlich erhöht.

Bei einer Weiterbildung gemäß Fig. 6 wird die Quellenimpuls-Spannung mittels eines Fühlerwiderstands 75 erfaßt, um ein Fühlersignal zu erzeugen, das bei einem UND-Glied 76 mit einem Ausgangssignal des Oszillators 74 kombiniert wird, der abhängig von der Ladespannung des Kondensators 70 betrieben ist, um den Leistungsschalter 71 zu steuern. Daher kann nur dann, wenn die Impulsversorgung 73 Quellenimpulse abgibt, der Schalter 71 zur Entladung des Kondensators 70 eingeschaltet werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel enthält der Entladestrom über den Bearbeitungsspalt überlagert einen Quellenimpuls und einen Kondensatorentladeimpuls. Durch Regeln oder Steuern der Phasendifferenz am Impulsglied oder Oszillator 74 kann die Zeitsteuerung der Entladung des Kondensators 70 nach Wunsch gesteuert werden.

Bei der Weiterbildung gemäß Fig. 5 ist ein Kondensator 70 mit dem Bearbeitungsspalt G über einen Schalter 71, beispielsweise einen Thyristor, verbunden und von der Spannungsimpuls-Quelle 73 über einen Gleichrichter oder ein Element 72, das Strom in einer Richtung leitet, versorgt. Folglich stammen bei diesem Ausführungsbeispiel alle am Bearbeitungsspalt G erzeugten Entladungen ausschließlich von der Kondensatorentladung des Kondensators 70. Keine Spaltentladung tritt direkt durch einen Spannungsquellenimpuls auf. Folglich hängt bei diesem Ausführungsbeispiel ein Impulsgeber 74 von der Ladespannung des Kondensators 70 ab und ist so ausgebildet, daß er den Schalter 71 in den Leitzustand jedesmal dann steuert, wenn der Kondensator auf einen vorgegebenen Spannungspegel aufgeladen ist, wodurch eine Entladung über den Bearbeitungsspalt G erzeugt werden kann. Bei dieser Schaltungsanordnung kann ebenso durch Einstellen der Kapazität des Kondensators 70 gegenüber der Eingangsenergie der von der Quelle 73 zugeführten Impulse derart, daß der Kondensator 70 sich auflädt und entlädt, für jeden Versorgungsimpuls sich am Bearbeitungsspalt G eine Folge von Bearbeitungsentladungen erhöhten Impulsspitzenstroms ergeben, um so eine erhöhte Entfernungsrate oder -geschwindigkeit zu ermöglichen.

Bei der Weiterbildung gemäß Fig. 7 werden mehrere Kondensatoren 70 a, 70 b, 70 c zusammen mit entsprechenden Schaltern 71 a, 71 b und 71 c und entsprechenden Impulsgebern 74 a, 74 b und 74 c verwendet, wobei letztere von einem Ringzähler 17 betrieben sind, um eine aufeinanderfolgende Entladung der Kondensatoren 70 a bis 70 c zu erreichen.

Bei der Weiterbildung gemäß Fig. 8 ist eine Hilfsspannungsquelle 78 in Reihe mit der Impulsversorgung 73 vorgesehen, um das Laden des Kondensators 70 zu beschleunigen, damit sich die endgültige Spannung bis auf einen Pegel aufbauen kann, der wesentlich höher als eine Bearbeitungsspannung ist.

Claims

1. Stromversorgung für Maschinen zur elektroerosiven Bearbeitung von Werkstücken mit einem parallel zu einem Bearbeitungsspalt geschalteten, von einer Spannungsquelle aufladbaren und über den Bearbeitungsspalt zur Erzeugung von elektroerosiven Bearbeitungsimpulsen entladbaren Kondensator, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (17; 30; 50; 66; 70) in unmittelbarer Nähe des Bearbeitungsspalts (G) angeordnet und über so kurze elektrische Verbindungsleitungen an diesen angeschlossen ist, daß diese eine Streuinduktivität kleiner als 1 µH aufweisen, und daß die Spannungsquelle (15; 16; 31, 32, 33; 53, 54, 59; 73) entfernt von dem Bearbeitungsspalt (G) und dem Kondensator angeordnet ist.

2. Stromversorgung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Generator eine Ausgangsspannung besitzt, die zumindest doppelt so groß wie die Spannung ist, auf die der Kondensator zur Entladung aufgeladen ist.

3. Stromversorgung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Generator eine pulsförmige Spannung mit einer Frequenz im Bereich von 1 kHz bis 5 MHz abgibt.

4. Stromversorgung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Generator aufweist:
eine Eingangseinrichtung zum Empfang von Netz-Wechselstrom, einen Gleichrichter zum Umsetzen des Netz-Wechselstroms in einen Gleichstrom,
eine Einrichtung zur Impulsformung des Gleichstroms zur Erzeugung eines hochfrequenten Wechselstroms oder impulsförmigen Ausgangssignals mit einer Frequenz, die sehr viel höher ist als die des Netz-Wechselstroms, und
einen Transformator zum Transformieren der Spannungshöhe des hochfrequenten Ausgangssignals auf die hochfrequente Energie bei einem gewünschten Pegel.

5. Stromversorgung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen mit dem Kondensator verbundenen Schalter zum Steuern dessen Entladung über den Bearbeitungsspalt, wobei der Schalter nahe dem Bearbeitungsspalt angeordnet ist.

6. Stromversorgung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch
mehrere parallel zueinander über einen Bearbeitungsspalt (G) geschaltete Kondensatoren (50 a, 50 b, 50 c; 70 a, 70 b, 70 c),
mehrere jeweils in die Entladekreise der Kondensatoren mit dem Bearbeitungsspalt (G) eingesetzte Schalter (51 a, 51 b, 51 c, 72 a, 72 b, 72 c),
einen Ladekreis zum Aufladen der Kondensatoren mit einer darin eingefügten Schalteinrichtung (54),
einen ersten Steuerimpuls (55) zum Betätigen der Schalteinrichtung mit einer ersten Frequenz und
einen zweiten Steuerimpulsgenerator (56) zum Erzeugen von Steuerimpulsen bei einer zweiten Frequenz und zum aufeinanderfolgenden Betätigen der mehreren Schalter, damit die mehreren Kondensatoren über den Bearbeitungsspalt aufeinanderfolgend entladbar sind.