DE3524377C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ine Drahtführungsein­ richtung für eine Elektroerosions-Schneidmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Drahtführungsvorrichtung für eine Elektro­ erosions-Schneidmaschine in C-Gestell-Bauweise ist bereits bekannt aus "Industrieelektrik und -elektronik" 1983, Heft 6, S. 18. Die in dieser Druckschrift gezeigte Struktur der Drahtführungseinrichtung für eine Elektroerosions-Schneid­ maschine sowie deren Funktionsweise werden zusammen mit zwei Modifikationen dieser von der Anmelderin realisierten Drahtführungsvorrichtungen unter Bezugnahme auf die Fig. 1a bis 1c näher erläutert. Diese Maschine besitzt ein C-förmi­ ges Gestell 1, das aus einem Bett 2, einem Ständer 3 und einem Kopf 4 besteht. Am Bett 2 ist ein erster Kreuzschlit­ ten 5 mit zwei rechtwinklig zueinander verschieblichen Schlitten 6, und 7 angeordnet. Diese Schlitten werden auch als Y- bzw. X-Schlitten bezeichnet. Auf dem oberen Schlitten 7 ist ein Behälter 8 für ein Arbeitsmedium befestigt. In diesem Behälter 8 ist das zu bearbeitende Werkstück 9 angeordnet, das mit einer Drahtelektrode 10 geschnitten werden soll. Die Drahtelektrode ist zwischen einem unteren und einem oberen Drahtführungskopf 11 bzw. 12 geführt. Das Schneiden erfolgt durch Relativverschiebung (in X-Y-Rich­ tung) zwischen dem Werkstück 9 und der Drahtelektrode 10. Hierzu wird bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1a das Werkstück 9 bei feststehenden Drahtführungsköpfen 11 und 12 an dem unteren Kreuzschlitten 5 aufgespannt und mit den Schlitten 6 und 7 verschoben. Der untere Drahtführungskopf 11 ist dabei an einem Ausleger 13 gehalten. Der Ausleger 13 ragt durch eine mittels Manschettendichtung abgedichtete Öffnung des Behälters 8 hindurch. Das Werkstück 9 ist an einer schematisch dargestellten Werkstückauflage 9′ befe­ stigt.

Bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 1b und 1c steht dagegen das Werkstück 9 gegenüber dem Maschinenbrett 2 still, während die Drahtelektrode 10 bewegt wird. Der Ständer 3 ist dabei an dem unteren Kreuzschlitten 5 befe­ stigt, so daß er sich gegenüber dem Maschinenbett 2 ver­ schieben läßt und damit auch den Kopf 4 mitnimmt. Der Ausleger 13 ist in diesen beiden Fällen mit dem oberen Schlitten (Y-Schlitten) des unteren Kreuzschlittens 5 verbunden. Bei einer Verstellung des unteren Kreuzschlit­ tens 5 werden also beide Drahtführungsköpfe parallel zueinander verschoben.

Bei der bisher beschriebenen Anordnung liegen die Draht­ führungsköpfe 11 und 12 vertikal übereinander, so daß man nur gerade Schnitte (parallel zur Z-Achse) machen kann. Will man schräge Schnitte durchführen, beispielsweise für konische Öffnungen, so muß die Drahtelektrode 10 gegenüber der vertikalen Achse (Z-Achse) geneigt sein. Hierzu ist bei der älteren Maschine der obere Drahtführungskopf 12 ver­ schiebbar gelagert und zwar an einem oberen Kreuzschlitten 14, der zwei rechtwinklig zueinander verschiebbare Schlit­ ten 15 und 16 besitzt, dessen Koordinaten allgemein mit U und V bezeichnet werden, so daß diese Schlitten auch U- und V-Schlitten genannt werden.

Bei der älteren Maschine sind diese beiden Schlitten 15 und 16 am unteren, freien Ende eines in vertikaler Richtung (Z-Richtung) verschiebbaren Stempels befestigt, wobei dieser Stempel in Anlehnung an Senk-Erosionsmaschinen hier mit "Pinole" 17 bezeichnet wird. Diese Pinole 17 wird über einen Motor 20, ein Getriebe 21 und eine Gewindespindel 22, die in einen mit einem Gewinde versehenen Ausleger 23 der Pinole 17 eingreift, in Z-Richtung verschoben. Bei jeder Verschiebung in Z-Richtung werden also auch die U- und V-Schlitten 16 und 15 mitgenommen.

Nun ist es beim Schneiden wünschenswert, die Länge des zwischen den beiden Drahtführungsköpfen 11 und 12 befindli­ chen Drahtes 10 so kurz wie möglich zu halten, um Schwin­ gungen und "Durchbiegungen" des Drahtes zu unterbinden und um eine möglichst gute Spülung des Arbeitsspaltes zu erreichen, insbesondere wenn eine koaxial zum Draht 10 verlaufende Spül-Strömung verwendet wird. In manchen Fällen sorgt man dafür, daß die Austrittsöffnung für das Spülme­ dium unmittelbar am Werkstück anliegt; mit anderen Worten liegen dann die Drahtführungsköpfe direkt am Werkstück an.

Nun muß aber die Oberkante des Behälters 8 höher sein als die Oberkante des Werkstückes 9, damit die Spülflüssigkeit nicht verloren geht. Damit begrenzt aber der Behälter 8 bei der älteren Maschine die Größe und/oder Verschiebungsmög­ lichkeit der U- und V-Schlitten 16 und 15, da zumindest der untere Schlitten 15 sich innerhalb des Behälters 8 befin­ det. Dies schränkt im Ergebnis die Möglichkeiten der Maschine ein bzw. umgekehrt wird die Größe des Behälters und damit letztlich auch die Gesamtgröße der Maschine entscheidend durch die Größe des oberen Kreuzschlittens beeinflußt.

Aus der CH-PS 5 21 815 ist eine weitere Drahtführungsein­ richtung für eine Elektroerosions-Schneidmaschine bekannt, die einen ersten Kreuzschlitten aufweist, der eine Relativ­ verschiebung zwischen dem Werkstück und einer unteren Drahtführung bewirkt, einen zweiten Kreuzschlitten auf­ weist, der direkt am Ständer am Maschine angebracht ist und eine obere Drahtführung hat, die am freien Ende eines vertikal verschiebbaren Armes angebracht ist, wobei dieser Arm derart mit dem zweiten Kreuzschlitten ist, daß er dessen Verschiebungen mitmacht. Bei dieser Elektroero­ sions-Drahtschneidmaschine handelt es sich nicht um eine Schneidmaschine in C-Gestell-Bauweise, sondern um eine Abwandlung einer Portalrahmenmaschine. Die dort gezeigte Erosions-Portalrahmen-Drahtschneidemaschine soll eine möglichst unabhängige Bewegung der beiden Kreuzschlitten für die obere und untere Drahtführung ermöglichen. Aus diesem Grunde hat die bekannte Elektroerosions-Schneidma­ schine zwei X-Y-Schlitten und nicht einen X-Y-Schlitten sowie einen U-V-Schlitten, wie dies bei gattungsgemäßen Maschinen der Fall ist. Will man mit dieser bekannten Maschine bei feststehendem Werkstück einen schrägen Schnitt durchführen, so muß zunächst durch Relativverschiebung zwischen den beiden Schlitten der Konizitätswinkel einge­ stellt werden. Danach müssen beide Schlitten präzise parallel verschoben werden. Dies bewirkt einerseits einen beträchtlichen Programmieraufwand und zum anderen Fehler­ quellen, da die beiden Antriebe der Schlitten nicht völlig synchron laufen, selbst wenn man hierfür Schrittmotoren einsetzen sollte. Die Fehler führen zu Abweichungen von dem gewünschten Konizitätswinkel.

Ein weiterer Nachteil einer derartigen Schneidmaschine mit modifizierter Portalrahmenbauweise liegt darin, daß der Auslegearm für die untere Drahtführung sehr lang sein muß, wodurch die mögliche Schneidpräzision beeinträchtigt wird.

Gegenüber diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Drahtführungseinrich­ tung für eine Elektroerosions-Schneidmaschine der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß die Bewegungs­ möglichkeiten des oberen Führungskopfes für die drahtförmi­ ge Elektrode weitestgehend unabhängig von der Größe des Arbeitsbehälters sind.

Diese Aufgabe wird bei einer Drahtführungseinrichtung mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen durch die im kennzeichnenden Teil des Patentan­ spruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1a, 1b, 1c Darstellungen der oben erläuterten Draht­ führungseinrichtung einer älteren Maschine und

Fig. 2a und 2b Darstellungen der Drahtführungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.

Gleiche Bezugszeichen in den einzelnen Figuren bezeichnen gleiche bzw. einander entsprechende Teile.

Die Teile mit den Bezugszeichen 1 bis 12 der Maschine nach der Erfindung stimmen mit den entsprechenden Teilen der älteren Maschine gemäß Fig. 1 überein, so daß auf sie nicht näher eingegangen wird.

Nach der Erfindung ist nun der obere Kreuzschlitten 14 im Ständer 3 der Maschine integriert. Hierzu ist der V-Schlit­ ten 15 unmittelbar im oberen Bereich des Ständers 3 ver­ schieblich gelagert, so daß er in der durch den Pfeil V dargestellten Richtung hin- und hergeschoben werden kann. Diese Verschiebung erfolgt durch einen Motor 18. An seinem aus dem Ständer 3 herausragenden Ende trägt der V-Schlitten 15 den senkrecht zu ihm verschiebbaren U-Schlitten 16, der mittels eines Motors 19 in Richtung des Pfeiles U ver­ schiebbar ist. Der Motor 19 ist hierbei am V-Schlitten 15 befestigt.

Im U-Schlitten 16 ist die Pinole 17 verschieblich gelagert, wobei die Achse (Z-Achse) der Pinole 17 senkrecht zu den Achsen U und V steht. Die Verschiebung der Pinole 17 erfolgt über den Motor 20, der am U-Schenkel 16 befestigt ist und über ein Getriebe 21 eine Gewindespindel 22 dreht, welche über einen mit einem Gewinde versehenen Ausleger 23 der Pinole 17 deren Verschiebung in Z-Richtung bewirkt.

Am unteren, freien Ende 24 der Pinole 17 ist ein seitlich abstehender Ausleger 25 angebracht, an dem der obere Draht­ führungskopf 12 befestigt ist.

Durch eine Verschiebung des V-Schlittens 15 um einen Betrag Δ V wird auch der obere Drahtführungskopf 12 um diesen Betrag Δ V verschoben, so daß die Drahtelektrode 10 gegenüber der vertikalen (Z-Achse) den Winkel α einnimmt. Eine Verschie­ bung des U- und/oder V-Schlittens hat eine entsprechende Verschiebung der Pinole 17 zur Folge.

Es ist ersichtlich, daß der obere Kreuzschlitten 14 mit seinen beiden Schlitten 15 und 16 außerhalb des Behälters 8 liegt, so daß die Größe dieser Schlitten 15 und 16 keinen direkten Einfluß auf die Größe des Behälters 8 hat. Ledig­ lich das untere Ende 24 der Pinole 17 mit dem Ausleger 25 befindet sich innerhalb des Behälters 8.

Da der obere Kreuzschlitten 14 unmittelbar im Ständer 3 integriert ist, ist einerseits eine ausreichende Stabilität gegeben und andererseits können die Schlitten 15 und 16 entsprechend den Stabilitätsanforderungen ausreichend groß dimensioniert werden, ohne daß Rücksicht auf die Größe des Behälters 8 genommen werden muß.

Claims (4)

1. Drahtführungseinrichtung für eine Elektroerosions- Schneidmaschine in C-Gestell-Bauweise
mit horizontalem Maschinenbett und vertikalem Ständer,
mit oberhalb und unterhalb einer Arbeitszone angeord­ neten Führungsköpfen zur Führung einer drahtförmigen Elektrode,
mit einem am Gestell verschiebbar gelagerten, ersten Kreuzschlitten, der eine Relativverschiebung zwischen einem Werkstück und dem unteren Führungskopf bewirkt, und
mit einem zweiten, oberen Kreuzschlitten zur Verschie­ bung des oberen Führungskopfes in horizontaler Ebene
sowie einer Pinole zur Verschiebung des oberen Füh­ rungskopfes in vertikaler Richtung, dadurch gekennzeichnet,
daß der obere Kreuzschlitten (14) am Ständer (3) der Elektroerosions-Schneidmaschine befestigt und im Ständer integriert ist,
daß der obere Kreuzschlitten (14) derart mit dem unteren Kreuzschlitten (5) verbunden ist, daß er dessen Verschiebungen mitmacht,
daß die Pinole (17) am oberen Kreuzschlitten (14) gelagert ist und dessen Verschiebung mitmacht,
und daß der obere Führungskopf (12) zur Führung der drahtförmigen Elektrode unmittelbar am unteren, freien Ende (24) der Pinole (17) befestigt ist.

2. Drahtführungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Kreuzschlitten (14) vollständig außer­ halb eines Arbeitsbehälters (9) der Elektroersosions- Schneidmaschine angeordnet ist.

3. Drahtführungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Pinole (17) an ihrem unteren, freien Ende (24) einen im wesentlichen horizontalen Ausleger (25) aufweist, an dem der obere Führungskopf (12) für die Drahtelektrode befestigt ist.

4. Drahtführungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe des oberen Kreuzschlittens (14) unabhän­ gig von der Größe des Arbeitsbehälters (9) ist.