DE3546130A1 - Verfahren zur steuerung der bearbeitung in einer elektroerosionsmaschine mit einer drahtelektrode - Google Patents

Verfahren zur steuerung der bearbeitung in einer elektroerosionsmaschine mit einer drahtelektrode

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Description

Verfahren zur Steuerung der Bearbeitung in einer Elektroerosionsmaschine mit einer Drahtelektrode
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Elektroerosionsmaschine mit einer Drahtelektrode, zur abtragenden Bearbeitung eines Werkstückes entlang einer Werkstückkontur. Sie betrifft insbesondere ein Steuerverfahren für die Bearbeitung, das die genaue Fertigung von Ecken im herzustellenden Werkstückprofil ohne Abweichungen ermöglicht, wenn ein Werkstück entlang einer Kontur bearbeitet wird.
Im allgemeinen weist eine Elektroerosions-Werkzeugmaschine mit einer Drahtelektrode einen Arbeitstisch auf, der das Werkstück trägt und eine Drahtelektrodenführung, die die Drahtelektroden führt, welche vertikal über und unter dem Werkstück angeordnet sind. In einer Elektroerosions-Werkzeugmaschine mit einer Drahtelektrode bewegt sich entweder der Arbeitstisch oder die Drahtelektrodenführung (oder beide) in horizontaler Richtung entlanc, der X-Achse und der Y-Achse, um das Werkstück entlang einer bestimmten Kontur zu bearbeiten. Die Bewegung des Arbeitstisches oder der Drahtelektrodenführung entlang der X-Achse oder der Y-Achse wird durch eine geeignete Steuervorrichtung, wie z.B. einen Computer oder eine numerische Steuerungseinrichtung, gesteuert. Die Kontur, entlang derer das Werkstück bearbeitet werden soll und verschiedene Bearbeitungsbedingungen werden vorher pro-
grammiert und sind im Programmspeicher der Steuereinrichtung gespeichert.
Bei einer Elektroerosions-Werkzeugmaschine mit einer Drahtelektrode, die die vorerwähnten Bestandteile aufweist, ist es bekannt, daß, wenn die elektroerosive Bearbeitung mit der Drahtelektrode ausgeführt wird, die durch die elektroerosive Bearbeitung verursachte Reak-
!0 tionskraft den Bearbeitungsabschnitt der Drahtelektroden in Gegenrichtung zur Vorschubrichtung des Bearbeitungsvorganges verbiegt. Das heißt, es ist bei einer Elektroerosions-Werkzeugmaschine mit einer Drahtelektrode schwierig, eine aufgrund der Reaktionskraft während der elektroerosiven Bearbeitung auftretende Verbiegung der Drahtelektroden zu vermeiden. Sogar, wenn die Drahtelektrodenführung der Werkstückkontur exakt folgt, ist die tatsächliche Lage der Drahtelektroden während der Bearbeitung demgegenüber stets in Bearbeitungsrichtung ein Stück versetzt.
Demzufolge folgt, wenn eine Ecke bzw. Kante in der Werkstückkontur bearbeitet wird, die Drahtelektrode der Drahtführung entlang einer verlängerten Innenbahn, wie es im Verhältnis zwischen den Vorder- und Hinterrädern eines Kraftfahrzeuges der Fall ist, so daß eine Abweichung von der genauen Werkstückkontur an den Ecken bzw. Kanten des Werkstückumrisses hervorgerufen wird, so daß die Ecke bzw. Kante in einer abgerundeten anstelle einer scharfen
QQ Form bearbeitet wird, mit der Folge einer herabgesetzten Bearbeitungsgenauigkeit.
Da die bearbeiteten Abschnitte pro Zeiteinheit links und rechts der Drahtelektroden gleich sind, wenn eine Bear-Q5 beitung entlang einer geraden Linie der Werkstückkontur
erfolgt, werden in diesem Fall die Drahtelektroden nur entgegen der Vorschubrichtung der Drahtelektroden gebogen. An der Stelle jedoch, an der eine Winkeländerung in der Bearbeitungsrichtung auftritt, werden jedoch die Bearbeitungsabschnxtte rechts und links vor den Drahtelektroden ungleich, so daß die Drahtelektroden in die Richtung gebogen werden, in der eine geringere Bearbeitung erfolgt. Drahtelektroden, die sich auf diese Weise durchbiegen, tragen zu einer verringerten Bearbeitungsgenauigkeit an abgewinkelten Abschnitten der Werkstückkontur bei.
Um die vorgenannten Schwierigkeiten zu vermeiden und den Betrag der Biegung der Drahtelektrode zu verringern, wird manchmal die Zugspannung in den Drahtelektroden so stark als möglich eingestellt und die Entfernung zwischen der oberen und der unteren Drahtelektrodenführung wird so klein als möglich gewählt. Auf diese Weise kann der Betrag der Biegung der Drahtelektrode auch tatsächlich verringert werden. Er kann jedoch durch diese Maßnahmen nicht zu Null gemacht werden, und deshalb können diese Maßnahmen auch nicht wirklich zufriedenstellen.
Der Zweck der vorliegenden Erfindung besteht in erster Linie darin, eine Steuereinrichtung zu schaffen, die es ermöglicht, die Ecken und Kanten im Bereich abgewinkelter Abschnitte der Werkstückkontur mit hoher Genauigkeit zu bearbeiten, wenn eine elektroerosive Bearbeitung eines Werkstückes entlang einer Werkstückkontur ausgeführt wird.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin eine Steuereinrichtung zu schaffen, die es ermöglicht, ein Zurückbleiben der Drahtelektroden bei der Bearbeitung
— ά' —
hinter jenem Teil, der tatsächlich bearbeitet werden soll, zu verhindern, wenn die Bearbeitung an Abwinklungen der Werkstückkontur erfolgt.
Um die vorgenannten Ziele zu erreichen, wird, wenn eine elektroerosive Bearbeitung eines Werkstückes entsprechend eines vorgegebenen Programmes für die Werkstückkontur erfolgt, entlang derer das Werkstück elektroerosiv bearbeitet werden soll, eine Steuerung für den Bearbeitungsprozeß angewandt, die in vier Stufen abläuft.
In der ersten Stufe, bis die Drahtelektrodenführungen den Punkt der Richtungsänderung und damit eine Ecke oder 1^ Kante an einer Abwinklung der Bearbeitungskontur erreicht, wird die Bearbeitung entsprechend üblichen ersten Bearbeitungsbedingungen ausgeführt.
In der zweiten Stufe erreichen die Mitten der Drahtelek- ^O troden den programmierten Punkt der Richtungsänderung und gleichzeitig wird die relative Bewegung zwischen den Drahtelektrodenführungen und dem Werkstück in Richtung der Bearbeitungskontur angehalten. Entsprechend den zweiten Bearbeitungsbedingungen wird die Bearbeitung so ausgeführt, daß der elektrische Entladungs- bzw. Bearbeitungsspalt zwischen den Drahtelektroden und dem Werkstück der gleiche bleibt, wie unter den ersten Bearbeitungsbedingungen .
In der dritten Stufe, nachdem die Drahtelektroden den Punkt der Richtungsänderung der Bearbeitungskontur erreicht haben, wird die elektroerosive Bearbeitung entlang der Bearbeitungskontur entsprechend den dritten Bearbeitungsbedingungen fortgesetzt, derart, daß der Betrag der Biegung der Drahtelektroden kleiner ist als
-B-
der Betrag der Biegung, wenn die Bearbeitung in Übereinstimmung mit den ersten Bearbeitungsbedingungen ausgeführt wird.
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In der vierten Stufe, wenn die Bearbeitungsbedingungen links und rechts vor den Drahtelektroden in Vorschubrichtung wieder gleich werden, werden die Bearbeitungsbedingungen wieder so verändert, daß sie den ersten Bearbeitungsbedingungen entsprechen.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Steuerverfahren anzugeben, das es gestattet, ein sich bewegendes Element, wie z.B. einen Arbeitstisch, während seiner Bewegung präzise zu positionieren.
Um dieses Ziel zu erreichen, werden in der vorliegenden Erfindung das Gewicht des bewegten Elements und die Belastung des Antriebssystems, welches das bewegte Element antreibt, vorher gemessen, die Positionierungsgenauigkeiten entsprechend dem jeweiligen Gewicht der bewegten Elemente und der Belastungen des Antriebssystems werden vorher gemessen und Fehlerkorrekturen bestimmt, eine große Anzahl solcher Fehlerkorrekturen entsprechend dem jeweiligen Gewicht der bewegten Elemente und der Belastungen des Antriebssystemes werden in dem Speicher der Steuereinrichtung vorher gespeichert, die Fehlerkorrektur entsprechend dem jeweiligen Gewicht des gerade bewegten Objektes und der zugehörigen Belastung des Antriebs-Systems werden aus dem Speicher ausgelesen und, auf der Grundlage dieser ausgelesenen Fehlerkorrektur wird die Lage des Elements, das gerade bewegt wird, korrigiert, wenn die Bewegung gestoppt wird.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungs-
-JS -
beispiels und zugehöriger Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen:
Fig. 1 eine Elektroerosions-Werkzeugmaschine mit
Drahtelektroden mit einer Bearbeitungssektion im Teilschnitt,
Fig. 2 und 3 Erläuterung der auftretenden Bahnver-1angerung einer Elektrode und der damit einhergehenden abnehmenden Bearbeitungsgenauigkeit, wenn eine elektroerosive Bearbeitung an einer Ecke bzw. Kante mit einer Elektroerosions-Werkzeugmaschine mit einer Drahtelektrode ausgeführt wird,
Fig. 4 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Bearbeitung an einer Ecke bzw. Kante unter einem anderen Winkel,
Fig. 5 ein Blockschema zur Erläuterung eines wünschenswerten Steuersystems, zur Positionierung eines bewegten Elementes, wie z.B. eines Arbeitstisches.
In Fig. 1 besitzt eine Elektroerosions-Werkzeugmaschine 1 mit Drahtelektroden, einen Grundrahmen 3, eine Säule 5, die auf dem Grundrahmen 3 ruht und einen oberen Querarm 7 sowie einen unteren Querarm 9, die an den oberen und unteren Teilen der Säule 5 befestigt sind.
An dem Grundrahmen 3 ist ein Arbeitstisch 11 aufgenommen, der in der Lage ist, sich entlang einer X-Achse und einer Y.-Achse durch den Antrieb eines Steuermotors, wie z.B. eines Schrittmotors (nicht gezeigt) zu bewegen. Auf
diesem Arbeitstisch 11 befindet sich ein Werkstückhalter 13, der ein Werkstück W aufnimmt, das bearbeitet werden soll. Auf dem Arbeitstisch 11 befindet sich außerdem ein Gehäuse 15, das den Werkstückhalter 13 umgibt.
Eine dünne Drahtelektrode 17 für die elektroerosive Bearbeitung des Werkstückes W ist vertikal oberhalb und unterhalb des Werkstückes W durch Drahtelektrodenführungen 19 und 21 gehalten. Insbesondere sind diese an den Spitzen des oberen und unteren Querarmes 7 und 9 befestigt. Dabei liegen die Spitzen des oberen und unteren Querarmes 7, 9 innerhalb des Gehäuses 15 vertiakl einander gegenüber.
Die Drahtelektrodenführungen 19 und 21 bewirken eine
senkrechte Führung der Drahtelektrode 17, die kontinuierlich von einer Vorratsrolle 23, welche sich an der Säule 5 frei drehen kann, zugeführt und auf die Aufnahmerolle on 25 aufgewickelt ist. An den Drahtelektrodenführungen 19 und 21 sind Düsen 27 und 29 vorgesehen, die ein Bearbeitungsfluid zu der Stelle des Werkstückes W führen, an der die elektroerosive Bearbeitung stattfindet.
Mit einer Elektroerosions-Werkzeugmaschine mit Drahtelektroden der vorbeschriebenen Art wird eine elektroerosive Bearbeitung des Werkstückes W dadurch ausgeführt, daß elektrische Entladungen zwischen dem vertikalen Abschnitt der Drahtelektrode 17, die durch die obere und untere
QQ Drahtelektrodenführung 19 und 21 geführt ist, und dem Werkstück W veranlaßt werden.
In diesem Ausführungsbeispiel wird das Werkstück W entlang einer bestimmten Kontur elektroerosiv bearbeitet dadurch, daß sich der Arbeitstisch 11 in der X- und Y-
Richtung gemäß der Steuerung einer Steuerungseinrichtung entsprechend dem Arbeitsfortschritt der elektroerosiven Bearbeitung bewegt.
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Die Entfernung der bei der elektroerosiven Bearbeitung erzeugten Späne und die Kühlung der Teile des Werkstükkes W, die gerade bearbeitet werden und der Drahtelektrode 17, werden durch ein Bearbeitungsfeld vorgenommen, das durch die Düsen 27 und 29, die an den Drahtelektrodenführungen 19 und 21 befestigt sind, ausgestoßen wird.
Bei der elektroerosiven Bearbeitung des Werkstückes W ist die obere Drahtelektrodenführung 19 so angebracht, daß sie frei auf- und abwärts bewegt werden kann, so daß das Werkstück W leicht in dem Werkstückhalter 13 angeordnet und auch von diesem entfernt werden kann, so daß die Bearbeitung von Werkstücken W verschiedener Dikke möglich ist. Im einzelnen ist eine Betätigungsstange 31 für das Anheben und Absenken vorgesehen, die die Düse 27 trägt und an der oberen Drahtelektrodenführung 19 befestigt ist. Die Betätigungsstange 31 für das Anheben und Absenken wird durch eine Führungsplatte 33 abgestützt und geführt, die an der Spitze des oberen Querarmes 7 frei aufwärts und abwärts beweglich vorgesehen ist. Außerdem ist die Betätigungsstange 31 für das Anheben und Absenken gleitbar mit einem Mutternteil 35 verbunden, das seinerseits auf dem Außengewinde einer vertikalen Gewindestange 37 aufgenommen ist. Die Gewindestange 37 ist mit einem geeigneten Servomotor 39 gekoppelt, der an der Spitze des oberen Querarmes angeordnet ist.
Hieraus folgt, daß durch Antrieb des Servomotors 39 um einen bestimmten Betrag, die Gewindestange 37 gedreht
und die Drahtelektrodenführung 19 nach oben oder unten bewegt wird. Somit kann die Drahtelektrodenführung 19 von der Oberseite des Werkstückes W weg nach oben angehoben werden, so daß keine Behinderung durch Anstoßen an das Werkstück W oder durch Herausdrängen des Werkstückes W aus dem Werkstückhalter 13 auftritt. Außerdem kann die Lage der Drahtelektrodenführung 19 so eingestellt werden, daß sie im Verhältnis zur Dicke des Werk-Stückes W steht und der Spalt zwischen der oberen und unteren Düse 27 und 29 kann so klein als möglich gehalten werden.
Von den obigen Erläuterungen wird deutlich, daß eine elektroerosive Bearbeitung des Werkstückes W dadurch ausgeführt wird, daß in einer Elektroerosions-Werkzeugmaschine mit einer Drahtelektrode elektrische Entladungen zwischen dem vertikalen Abschnitt der Drahtelektrode 17 und dem Werkstück W ausgelöst werden. Wenn eine elektrische Entladung zwischen der Drahtelektrode 17 und dem Werkstück W ausgelöst wird, wird ein elektrischer Entladungsspalt G zwischen der Drahtelektrode 17 und dem Werkstück W gebildet. Wenn eine elektroerosive Bearbeitung des Werkstückes W ausgeführt wird, werden außerdem die Drahtelektrodenführungen 19 und 21 und die Drahtelektrode 17 relativ zu dem Werkstück W entsprechend einem im Programmspeicher einer Steuereinrichtung, wie z.B. einer numerischen Steuereinrichtung, gespeicherten Programm bewegt.
Wie Fig. 2 zeigt, besitzen bei einer elektroerosiven Bearbeitung des Werkstückes W entlang eines geraden, linienförmigen Abschnittes der Außenkontur des Werkstückes W, entlang derer das Werkstück W elektroerosiv bearbeitet werden soll, die Gebiete S. und S„, die pro
-VO-
Zeiteinheit links und rechts in Vorschubrichtung vor der Drahtelektrode bearbeitet werden, eine Links-Rechts-Symmetrie in bezug auf die Richtung, in der die Bearbeitung fortschreitet.
Infolgedessen verursacht die Reaktionskraft der elektrischen Entladung, die auftritt, wenn die Gebiete S und S2 bearbeitet werden, eine Biegung der Drahtelektrode 17,
so daß deren Voranschreiten in Vorschubrichtung, in der
die Bearbeitung fortschreitet, verzögert wird. Dabei heben sich Biegungen nach links oder rechts in Vorschubrichtung gegenseitig auf.
Wenn die Drahtelektrode 17 wie erläutert gebogen wird,
und wenn die Drahtelektrodenführungen 19 und 21 im Verhältnis zum Werkstück W so angeordnet sind, daß eine
Bearbeitung an einer Ecke bzw. Kante der Werkstückkontur ausgeführt werden soll, tritt an der Ecke bzw. Kante eine Trägheit auf, die dazu führt, daß die Ecke bzw. Kante abgerundet wird. Mit Bezug auf Fig. 2 heißt dies, daß, wenn die Drahtelektrodenführungen 19 und 21 sich vom Punkt A
am geraden Abschnitt der Werkstückkontur zum Punkt B der Richtungsänderung an der Ecke bzw. Kante bewegen, befindet sich die Drahtelektrode 17, die tatsächlich die Bearbeitung bestimmt, am Punkt B1, der im hinblick auf die Vorschubrichtung gegenüber dem Punkt B zurückversetzt
ist. Folglich, wenn die Lage der Drahtführungselektroden 19 und 21 vom Punkt B zum Punkt C in Richtung des Punktes C fortschreitet, folgt die Drahtelektrode 17 tatsächlich der Bahn B1C, die durch eine unterbrochene
Linie angedeutet ist, mit der Folge, daß die Drahtelektrode 17 die Ecke bzw. Kante des Werkstückes W abrundend bearbeitet.
Wenn die Drahtelektrodenführungen 19 und 21 nach der vorliegenden Erfindung sich am Punkt B der Richtungsänderung entsprechend der zugehörigen Ecke bzw. Kante des Werkstückes befinden, wird die Relativbewegung der Drahtelektrodenführungen 19 und 21 zeitweilig angehalten, bis die Drahtelektrode 17 keine Biegung mehr aufweist und den Richtungsänderungspunkt B erreicht. Nachdem die Drahtelektrode 17 tatsächlich keine Biegung mehr aufweist, wird die Bearbeitung vom Richtungsänderungspunkt B aus in Richtung des Punktes C wieder aufgenommen.
Während der Zeitspanne, die es dauert, bis die Drahtelektrode 17 einen ungebogenen Zustand und damit den Richtungsänderungspunkt B wie vorbeschrieben erreicht hat, werden die Bearbeitungsbedingungen von ersten Bearbeitungsbedingungen in zweite Bearbeitungsbedingungen geändert, so daß der Entladungsspalt zwischen dem Werkstück W und der Drahtelektrode 17 gleich demjenigen elektrisehen Entladungsspalt gehalten wird, wenn ein geradliniger Abschnitt der Werkstückkontur bearbeitet wird. D.h. zum Beispiel, daß die Impulsbreite, die' Pausenzeit und der Stromspitzenwert der Impulsspannung, die an den elektrischen Entladungsspalt angelegt wird, in geeigneter Weise verändert werden, um die Verringerung der Bearbeitungsgenauigkeit an der Ecke bzw. Kante der Werkstückkontur so gering als möglich zu halten..
Am Richtungsänderungspunkt B der Werkstückkontur erfolgt eine Indikation, ob die Drahtelektrode 17 ihren völlig ungebogenen Zustand erreicht hat oder nicht, zum Beispiel, indem der Zustand des elektrischen Entladungsspaltes angezeigt wird. D.h., durch den Nachweis, daß eine elektrische Entladung in dem elektrischen Entladungsspalt auch dann nicht stattfindet, wenn eine Impulsspan-
- yi -
nung angelegt wird, kann daraus der Schluß gezogen werden, daß die Drahtelektrode 17 ihren völlig ungebogenen Zustand erreicht hat.
5
Wenn die Drahtelektrode 17, wie vorbeschrieben, völlig ungebogen ist, wird die Drahtelektrode 17 durch die Drahtelektrodenführungen 19 und 21 vertikal gehalten und befindet sich am Richtungsänderungspunkt B der Werkstückkontur.
Nachdem die Drahtelektrode 17 in Übereinstimmung mit dem Richtungsänderungspunkt B der Werkstückkontur wie oben beschrieben gebracht wurde, wird, wie Fig. 3 zeigt, die Bearbeitung in Richtung des Punktes C fortgesetzt. Zu diesem Zeitpunkt besitzen die pro Zeiteinheit verarbeiteten Abschnitte S3 und S- links und rechts vor der Drahtelektrode 17 in Vorschubrichtung eine Links-Rechts-Asymmetrie in bezug auf die Vorschubrichtung, in der die Bearbeitung fortschreitet. Folglich wirkt auch die Reaktionskraft, die die Drahtelektrode 17 aufnimmt, wenn die elektroerosive Bearbeitung der Bearbeitungsgebiete S3 und S4 fortgesetzt wird, asymmetrisch und die Drahtelektrode 17 wird in Richtung des kleineren Bearbeitungsgebietes gebogen. Deshalb verringert sich die Bearbeitungsgenauigkeit an der Ecke bzw. Kante der Werkstückkontur.
Gemäß der vorliegenden Erfindung, werden die Bearbei-
tungsbedingungen erneut geändert und in dritte Bearbeitungsbedingungen zu dem Zeitpunkt überführt, wenn die Bearbeitung vom Richtungsänderungspunkt B aus in Richtung des Punktes C wiederaufgenommen wird. Die Impulsbreite, die Pausenzeit und der Stromscheitelwert der Impulsspannung werden so gesteuert, daß die Elektrodenbe-
VB
wegung der Drahtelektrode 17 in Vorschubrichtung beträchtlich geringer ist als die Vorschubrate, wenn die Bearbeitung an dem geradlinigen Abschnitt am Punkt A ausgeführt wird, um so die Biegung der Drahtelektrode 17 zu unterdrücken.
Anschließend daran, wenn die Bearbeitungsabschnitte S3 und S4 links und rechts in bezug auf die Vorschubrich-
IQ tung der Drahtelektrode 17 eine Links-Rechts-Symmetrie aufweisen, werden die Bearbeitungsbedingungen wieder in die ersten Bearbeitungsbedingungen überführt, die wirksam waren, als die Drahtelektrode 17 sich am Punkt A befand. Zu dem Zeitpunkt, wenn die Bearbeituncrsbedingungen von den dritten Bearbeitungsbedingungen wieder in die ersten Bearbeitungsbedingungen, wie erläutert, überführt werden, hat sich die Drahtelektrode 17 um eine Wegstrecke L vom Richtungsänderungspunkt aus B entfernt.
2Q Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, wird diese Wegstrecke L durch die folgende Formel bestimmt, in der d der Durchmesser der Drahtelektrode 17, G der elektrische Entladungs- bzw. Bearbeitungsspalt und D der eingeschlossene Winkel an der Ecke bzw. Kante ist:
L = (d/2 + G) / tan (θ/2).
Folglich kann der Bunkt, an dem die Bearbeitungsbedingungen von den dritten Bearbeitungsbedingungen wieder in die ersten Bearbeitungsbedingungen überführt werden, vorher festgelegt werden.
Wie aus der obigen Erläuterung entnommen werden kann, erfolgt die elektroerosive Bearbeitung eines Werkstükkes entlang einer Werkstückkontur, wenn diese eine Ecke
bzw. Kante enthält, derart, daß zunächst die Bearbeitung eines geradlinigen Konturabschnittes unter ersten Bearbeitungsbedingungen erfolgt. Als nächstes werden die Bearbeitungsbedingungen in zweite Bearbeitungsbedingungen verändert und die Drahtelektrode 17 wird in ihrer Bewegung in Vorschubrichtung gestoppt, bis die Drahtelektrode 17 einen Richtungsänderungspunkt B an der Ecke bzw. Kante erreicht. Anschließend werden die Bearbeitungsbedingungen in dritte Bearbeitungsbedingungen geändert und die Bearbeitung wird entlang der Werkstückkontur fortgesetzt, so daß die Bearbeitung exakt und ohne Umwege bzw. Verzögerungen erfolgt.
Wenn jedoch z.B. in einer Elektroerosions-Werkzeugmaschine mit einer Drahtelektrode ein Folgewerkzeug bearbeitet wird, ist die Elektroerosionsmaschine mit einer Drahtelektroden-Schneidvorrichtung und einer automatischen Drahtanlage ausgerüstet, und es ist nötig, die Bearbeitung an verschiedenen Stellen des Werkstückes automatisch und kontinuierlich auszuführen. In diesem Fall werden anfänglich an verschiedenen Stellen des Werkstückes vor der Bearbeitung Bohrungen durch das Werkstück hindurchgeführt, und es entsteht die Notwendigkeit, die Drahtelektrodenführungen exakt über diesen Ausgangsbohrungen zu positionieren, um die Drahtelektrode durch diese Ausgangsbohrungen zu führen.
Wenn es notwendig ist, das Werkstück exakt zu positionieren, wie dies in dem vorbeschriebenen Fall erforderlich ist, ist es wünschenswert, das nachfolgend beschriebene Verfahren zur Positionierung des Arbeitstisches 11, der das Werkstück W trägt, anzuwenden.
Es wird nunmehr auf Fig. 5 Bezug genommen. Wenn der Ar-
beitstisch 11, der ein bewegtes Element bildet, durch den Antrieb des Steuermotors 43 mit Hilfe einer geeigneten Vorrichtung, wie z.B. einer Kugelumlaufspindel 41 bewegt wird, ist der Steuermotor 43 mit einer geeigneten Steuereinrichtung 45 wie z.B. einem Computer oder einer numerischen Steuereinrichtung verbunden, der bzw. die eine angemessene Steuerung des Steuermotors 4 3 verwirklichen kann. Mit dieser Steuereinrichtung 45 sind ein Korrekturwertspeicher 47, eine Belastungswert-Eingabeeinrichtung 49 und ein Komparator 51 verbunden.
Der Korrekturwertspeicher 47 speichert die Korrekturwerte der Stopposition entsprechend dem Gewicht des Werkstückes W, das auf dem Arbeitstisch 11 ruht, und der Belastung des Steuermotors 43. Die Korrekturwerte der Stopposition sind vorher durch Belastung des Arbeitstisches 11 durch eine Anzahl von Werkstücken mit unterschiedlichem Gewicht bestimmt und die Positioniergenauigkeit ist in jedem Fall erfaßt worden. Beim aufeinanderfolgenden Auswechseln der Werkstücke und der Messung der zugehörigen Positioniergenauigkeiten, wurde ebenfalls die Belastung des Steuermotors 43 in jedem Einzelfall gemessen, z.B. durch Erfassung des Effektivstromes.
Folglich kann durch Messung des Gewichtes des Werkstükkes und der Belastung des Steuermotors der zugehörige Korrekturwert für die Positionierung leicht bestimmt werden.
Die Belastungswert-Eingabeeinrichtung 49 sorgt für die Eingabe des Gewichtswertes des Werkstückes, das den Arbeitstisch 11 belastet. Die Belastungswert-Eingabeeingabeeinrichtung 49 könnte ein manuelles Eingabegerät, wie z.B. ein Tastenfeld, sein oder könnte als geeignete
automatische Meßeinrichtung ausgelegt sein, die selbständig das Gewicht des Werkstückes auf dem Arbeitstisch mißt. Die Belastungswert-Eingabeeinrichtung 49 könnte auch eine Einrichtung sein, die automatisch die Belastung des Steuermotors 43 mißt.
Der Komparator bzw. die Vergleichseinrichtung 51 vergleicht das dem Gewicht des Werkstückes entsprechende Eingangssignal von der Belastungswert-Eingabeeinrichtung 49 oder die Belastung des Steuermotors 43 mit vorgegebenen Eingangswerten und wählt einen Korrekturwert für die Stopposition von dem Korrekturwertspeicher 47 aus, der dem Eingangswert des Gewichts oder der Belastung entspricht oder einen vorher gespeicherten Wert, der diesen angenähert ist.
Die Steuereinrichtung 45 addiert den Korrekturwert für die jeweilige Stopposition von dem Komparator 51 zu der jeweiligen Stopposition in dem Stopbefehlsgeber, oder subtrahiert von der jeweiligen Stopposition, um den Steuermotor 43 derart zu steuern, daß der Arbeitstisch 11 in der gewünschten Lage angehalten wird.
Wie bereits die vorangegangenen Erläuterungen verdeutlichen, wird bei Belastung des Arbeitstisches 11 durch ein Werkstück W ein das Gewicht des Werkstückes repräsentierendes Signal an den Eingang der Belastungswert-Eingabeeinrichtung 4 9 gelegt, oder, alternativ hierzu, das Gewicht des Werkstückes gemessen und das Gewichtssignal dem Komparator 51 zugeführt. Durch den Komparator 51 wird ein Korrekturwert, der in dem Korrekturwertspeicher 47 gespeichert ist und der dem Werkstückgewicht oder der Belastung des Motors 43 bzw. einem diesen Größen zugeordneten Wert gleich oder an diesen angenähert ist,
ausgewählt und der Steuereinrichtung 45 zugeführt. Die Steuereinrichtung 45 steuert den Steuermotor 4 3 auf der Grundlage dieses vorgegebenen Korrekturwertes, so daß der Arbeitstisch 11 in einer genauen Lage angehalten wird.
Wenn demzufolge eine Ausgangsbohrung in dem den Arbeitstisch 11 belastenden Werkstück W auf einer Position der Drahtelektrodenführungen 19, 21 ausgerichtet werden muß, kann diese Ausrichtung sehr genau ausgeführt werden, so daß die Drahtelektrode 17 glatt in die Ausgangsbohrung eingesetzt werden kann.
In dem Ausführungsbeispiel, das in Fig. 5 gezeigt ist, wird der Fall der Positionierung durch Bewegung des Arbeitstisches 11 anhand einer eindimensionalen Ausführung erläutert. Die Anwendbarkeit der in diesem Ausführungsbeispiel verwendeten Methode ist jedoch nicht auf Elektroerosions-Werkzeugmaschinen mit einer Drahtelektrode begrenzt, sondern kann auch bei der Bewegungssteuerung
bzw. Positionierung sich bewegender Teile vieler anderer Einrichtungen, wie z.B. der Arbeitstische in anderen Arten von Werkzeugmaschinen, von Bearbeitungsköpfen, Werkzeughaltern usw. angewandt werden. 25

Claims (4)

Verfahren zur Steuerung der Bearbeitung in einer Elektroerosionsmaschine mit einer Drahtelektrode Patentansprüche
1. Verfahren zur Steuerung einer Bearbeitung,
dadurch gekennzeichnet , daß eine elektroerosive Bearbeitung eines Werkstückes (W) in einer Elektroerosions-Werkzeugmaschine (1.) in den folgenden Schritten ausgeführt wird:
(a) bei der elektroerosiven Bearbeitung des Werkstückes (WJ nach einem vorgegebenen Programm für die Werkstückkontur des Werkstückes, die aus
dem Werkstück herausgearbeitet werden soll, erfolgt die Bearbeitung nach ersten Bearbeitungsbedingungen (A), bis eine Drahtelektrodenführung (19, 21) einen Richtungsänderungspunkt (B) an der Kontur des herausgeformten Werkstückteiles erreicht,
(b) gleichzeitig wird zu dem Zeitpunkt, da die Mitte der Drahtelektrodenführung (19, 21), die die Drahtelektrode (17) führt, den Richtungsänderungspunkt (B) des Programmes erreicht, die Relativbewegung zwischen dem Werkstück (W) und der Drahtelektrode (17) in Richtung entlang der Kontur der Bearbeitung gestoppt und die Bearbeitung wird dann mit zweiten Bearbeitungsbedingungen fortgesetzt,
(c) nachdem der Draht der Drahtelektrode (17) den Richtungsänderungspunkt (B) der Kontur der Bearbeitung erreicht hat, wird die elektroerosive Bearbeitung entlang der Kontur der Bearbeitung nach dritten Bearbeitungsbedingungen (C) fortgesetzt, bei denen der Betrag der Biegung der Drahtelektrode (17) kleiner ist als der Betrag der Biegung der Drahtelektrode (17) nach den ersten Bearbeitungsbedingungen (A),
(d) in bezug auf die Relativbewegung zwischen der Drahtelektrode (17) und dem Werkstück (W) werden die Bearbeitungsbedingungen wieder entsprechend den ersten Bearbeitungsbedingungen (A) gewählt, wenn die Bearbeitungsbedingungen links und rechts in Vorschubrichtung der Bewegung der Drahtelektrode (17) gleich werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Strecke (L), die nach den dritten Bearbeitungsbedingungen (C) zurückgelegt wird, durch die Beziehung
L= (d/2 + G) / tan (Θ/2) gegeben ist,
worin d der Durchmesser der Drahtelektrode (17), G der elektrische Entladungsspalt und θ der Winkel an der Ecke bzw. Kante ist.
3. Verfahren zur Steuerung einer Positionierung, dadurch gekennzeichnet , daß das Gewicht eines bewegten Elements, bestimmt durch einen Arbeitstisch (11), der ein Werkstück (W) in einer Elektroerosions-Werkzeugmaschine mit einer Drahtelektrode trägt und das die Belastung eines Antriebssystems bei der Bewegung des Objektes vorher gemessen werden, daß die Genauigkeit der Positionierung entsprechend den Gewichten der bewegten Objekte und ^
der Belastungen des Antriebssystems gemessen werden * und vorher Korrekturwerte berechnet werden, daß eine große Anzahl solcher Korrekturwerte, die zugehörige Gewichte bewegter Elemente und zugehöriger Belastungen des Antriebssystems repräsentieren, in einem Korrekturwertspeicher (47) vorher gespeichert werden, die Korrekturwerte, die dem Gewicht des gerade bewegten Elementes und der gerade auftretenden Belastung des Antriebssystems aus dem Korrekturwertspeicher (47) ausgelesen werden und, auf der Grundlage dieses ausgewählten Korrekturwertes die Lage des gerade bewegten Elementes korrigiert wird, wenn dieses angehalten wird.
4. Vorrichtung zur Verwendung in einem Steuerungsverfahren für die Positionierung nach Anspruch 3,
-A-
dadurch gekennzeichnet , daß das bewegte Element ein Arbeitstisch (11) ist, der ein Werkstück (W) in einer Werkzeugmasbhine trägt, oder ein bewegter Körper ist, der ein Werkzeug abstützt.
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