DE3743310C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft allgemein Geräte zur funkenerosiven Bearbeitung und geht aus von einem Gerät mit den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruchs 1, wie es aus der US 39 74 357 bekannt ist.

In Bearbeitungsgeräten, in denen ein Werkstück durch elektrische Entladung bearbeitet wird, die durch eine angelegte Gleichspannung über eine Elektrode und das Werk­ stück bewirkt wird, wird die Elektrode unvermeidlich abgenützt und abgetragen, solange die Entladung aufrechterhalten wird. Es wurde experimentell bestätigt, daß, wie in Fig. 5 dargestellt ist, eine Beziehung zwischen der Zeitperiode, in der ein Entladestrom fließt, sowie eine Gleichspannung in Form von Impulsen angelegt wird, oder der Länge oder Breite des Entladestromimpulses, dem Wert des Entladestroms und dem Ausmaß des Elektrodenverschleißes besteht. Mit anderen Worten ist, wenn der Entladestromwert I_p konstant ist, der Elektrodenverschleiß um so höher, je geringer die Entladestromimpulsbreite ist. Und ist die Entladestromimpulsbreite konstant, so wird der Elektrodenverbrauch um so höher, je höher der Entladestromwert I_p ist.

In gebräuchlichen Geräten wie denen in der japanischen Patentanmeldung JP 48-44 554 B beschriebenen zur funkenerosiven Bearbeitung werden aus diesem Grund ein Entladespannungsimpuls V und ein Entladestromimpuls I im allgemeinen so eingestellt, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist. Hierbei wird eine funkenerosive Bearbeitung, d. h. Entladungsbearbeitung, ausgeführt, indem der Entladestromwert I_P und die Einschaltdauer T_ON des Entladestroms auf solche Werte eingestellt werden, daß der Elektrodenverbrauch innerhalb eines noch statthaften Bereiches minimiert werden kann, wobei die Energie auf einem Pegel gehalten werden kann, der für die Entladungsbearbeitung erforderlich ist. Der Funktionsverlauf der Entladespannung V weist im Anfangsstadium einen steilen Anstieg auf und verringert sich in den darauffolgenden Stadien schrittweise, weil eine Spannungszufuhr nicht notwendigerweise Entladung initiiert. S_ON bezeichnet die Dauer, in der eine Spannung angelegt wird, d. h. die Einschaltdauer des Entladespannungsimpulses, während S_OFF die Dauer bezeichnet, in der die Spannung nicht angelegt wird, im folgenden als Pausendauer der Entladespannung bezeichnet. T_OFF bezeichnet die Dauer vom Zeitpunkt an, zu dem der Entladestrom aufhört, zu fließen, bis zum Zeitpunkt, zu dem die nächste Spannungszufuhr erfolgt.

Bei diesen bekannten Geräten kann jedoch der Elektrodenverschleiß nur so lange reduziert werden, wie die Entladung auch korrekt und störungsfrei ausgeführt wird. Bei der tatsächlichen funkenerosiven oder Entladungsbearbeitung treten jedoch häufig anomale, d. h. regelwidrige Phänomene wie beispielsweise eine momentane Unterbrechung des Entladestromes oder ein elektrisches Kurzschließen zwischen der Elektrode und dem Werkstück auf. Tritt jedoch ein solches anomales Phänomen auf, so weist das bekannte Gerät die folgenden Probleme auf.

Der Funktionsverlauf oder die Wellenform des Entladespannungsimpulses V und des Entladestromes I entsprechen bei normalem Aufrechterhalten der Entladung den in Fig. 4 gezeigten Verläufen.

Es passiert jedoch manchmal, daß die Entladung aus irgendeinem Grund unterbrochen wird und aussetzt, wie beispielsweise bei einer plötzlichen Aufweitung des Bearbeitungsspaltes oder der Bearbeitungsstrecke, wodurch der Entladestrom auf Null herabsinkt (d. h., daß dieser Effekt zu einer momentanen, kurzfristigen Unterbrechung führt).

Entsprechende Änderungen im Entladespannungsimpuls V und im Entladestromimpuls I sind für diesen Fall in Fig. 2A dargestellt. Da die Einschaltdauer des Entladestromimpulses I im bekannten Gerät konstantgehalten wird, teilt diese momentane Unterbrechung den Entladestrom I in zwei Teile oder Bereiche. Dies bedeutet, daß ein Entladestrom I in zwei aufeinanderfolgende Impulse geringerer Impulslänge geteilt wird, wobei seine Impulshöhe unverändert bleibt. Wird jedoch bei konstantgehaltener Impulshöhe die Impulsbreite vermindert, so wird, wie an Hand von Fig. 5 zuvor er­ läutert, der Elektrodenverbrauch erhöht. Um eine sukzes­ sive Erzeugung Impulse schmalerer Breite zu vermeiden, wurde ein Verfahren in Betracht gezogen, bei dem der Entladestrom beim Feststellen einer momentanen Unter­ brechung abgeschaltet werden sollte. Jedoch kann ein Verfahren, das lediglich den Entladestrom abtrennt, nicht verhindern, daß ein Impuls geringerer Breite mit derselben Impulsgröße- oder Impulshöhe erzeugt wird, obgleich eine Aufeinanderfolge derartiger Impulse mit Sicherheit aus­ geschlossen werden kann. Dieses Verfahren hat sich wegen des hohen resultierenden Elektrodenverschleißes als imprak­ tikabel erwiesen.

Werden jedoch Impulse mit geringeren Impulsbreiten fortgesetzt erzeugt, wie beim bekannten Gerät, so kann eine Art Bogenentladung resultieren. Bei einer solchen Bogenentladung können unerwünschte Nebenprodukte wie Teer sich bei der Bearbeitung auf den Bearbeitungs­ teilen abscheiden und anlagern, wodurch die darauffolgen­ de Bearbeitung instabil wird und weitere momentane kurze Unterbrechungen verursacht werden.

Wie aus den obigen Erläuterungen hervorgeht, weist das bekannte Gerät den Nachteil eines beschleunigten Elektrodenverbrauchs im Fall momentaner Unterbrechungen des Entladestroms auf.

Ferner kann ein elektrischer Kurzschluß zwischen der Elektrode und dem Werkstück im Verlauf der Einschalt­ dauer des Entladestromimpulses I aufgrund des verminder­ ten Abstandes oder der verminderten Strecke zwischen der Elektrode und dem Werkstück oder auch aus anderen Gründen auftreten. Die Fig. 2B zeigt die Änderung im Entladespannungsimpuls V und im Entladestromimpuls I beim Auftreten eines elektrischen Kurzschlusses. Im bekannten Gerät wird der Entladestromimpuls I für eine vorbestimmte Dauer konstantgehalten, wodurch bewirkt wird, daß ein Kurzschlußstrom während der Zeitdauer vom Beginn des Kurzschlusses bis zum Ende dieser vorbestimm­ ten Zeitdauer fließt. Dieser Kurzschlußstrom kann jedoch die Qualität der bearbeiteten Oberfläche des Werkstückes verschlechtern.

Dies bedeutet, daß das bekannte Gerät den Nachteil verschlechteter Beschaffenheit der bearbeiteten Oberfläche aufweist, bewirkt durch den fortgesetzten Kurzschlußstrom­ fluß beim elektrischen Kurzschluß.

Um diesen Nachteil zu beseitigen, kann in Betracht gezogen werden, daß beim Feststellen eines Kurzschlusses der Entladestromimpuls I zwangsweise augenblicklich ab­ getrennt wird, um zu verhindern, daß ein Kurzschlußstrom fließt. Mit einer solchen Anordnung könnte jedoch ein Entladestromimpuls I mit einer geringen Impulsbreite resultieren, wodurch der Elektrodenverschleiß erhöht würde.

Aus den vorgenannten Gründen besteht seit langem ein Bedürfnis an einer Technologie, die momentane Unter­ brechungen oder elektrische Kurzschlüsse, die die Ent­ ladungsbearbeitung nachteilig beeinflussen, verhindert, ohne dabei den Elektrodenverschleiß zu erhöhen oder eine Verschlechterung der bearbeiteten Oberfläche in Kauf zu nehmen.

Aus dem Stand der Technik sind zwar diverse Maßnahmen zum Beispiel im Hinblick der Vermeidung von Kurzschlüssen bekannt, jedoch gibt es keine Lösungsvorschläge zur Beseitigung der nachteiligen Auswirkungen der erwähnten momentanen Unterbrechungen.

In der eingangs erwähnten US 39 74 357 werden zur Verringerung des Elektrodenverschleißes an den Arbeitsspalt Stromimpulse mit ansteigender Amplitude angelegt. In Abhängigkeit vom bearbeiteten Material werden verschiedene graduell ansteigende Verläufe der Stromamplitude verwendet, wobei der maximale Stromwert am Ende der Entladestromperiode jeweils feststeht. Auf diese Weise wird der Elektrodenverschleiß, der materialbedingt vom Verhältnis der Stromanstiegszeit zum Stromspitzenwert abnimmt, minimiert. Ferner befaßt sich diese Schrift mit Maßnahmen zum Verhindern eines erhöhten mittleren Arbeitsstroms infolge von die Zündverzögerungszeit verkürzenden Pulverablagerungen auf dem Werkstück. Hierzu wird in der Vorentladungsperiode zunächst ein geringer Entladestrom eingestellt, der nach einer vorgegebenen Periode linear erhöht wird.

In der DE 17 65 032 B2 wird die Stromamplitude so erhöht, daß jede Funkenentladung mit praktisch konstanter Stromdichte erfolgt. Auch wird wie in der US 39 74 357 der Anstieg der Stromamplitude in Abhängigkeit vom Material der Elektrode gewählt, wobei anfänglich ein kurzer steiler Strombereich eingestellt wird, dem ein linearer Anstieg mit geringerer Steigung auf einen festen Maximalwert folgt.

Aus der DE 28 24 086 A1 ist lediglich entnehmbar, daß eine beliebige Auswahl von Stromimpulsformen zur Elektrodenverschleißverminderung bereitgestellt werden soll. Nur eine, im wesentlichen rechteckförmige Impulsform ist in Fig. 2 dargestellt. Unabhängig von den nicht näher erläuterten beliebigen Impulsformen zur Optimierung des Verschleißes wird durch eine Vergleichsschaltung dafür gesorgt, daß die Verluste durch strombegrenzende Widerstände minimiert werden, indem hierzu die Stromamplitude um einen Maximalwert herum variiert wird.

Die DE 25 47 767 B2 beschreibt einen Impulsgenerator zur Einstellung beliebiger Arbeitsstromimpulsformen, der zwei elektrische Signale entsprechend der unteren und oberen Hüllkurve des gewünschten zeitlichen Verlaufs des Arbeitsstroms erzeugt und den tatsächlichen Strom durch Vergleich mit den entsprechenden Hüllkurvenwerten steuert. Bei einer bevorzugten Impulsform bleibt die Stromdichte gleich.

Die DE 23 62 924 C2 erfaßt vor dem Auftreten des eigentlichen Lichtbogens, der zum Kurzschluß führt, Entladungsanomalien prinzipiell wie die US 39 74 357, nämlich durch Feststellen einer kürzeren Verzögerungszeit vor Fließen des Arbeitsstroms und eines schnelleren Impulsanstiegs. Wird eine solche sonst zu einem Lichtbogen führende Entladungsanomalie festgestellt, so wird für eine gewisse Zeit kein Spannungsimpuls mehr an die Elektroden gelegt, bis die Inonisierung im Arbeitsspalt und die lokale Erwärmung der Werkstückelektrode abgeklungen sind.

Die DE 24 54 475 B2 beschreibt ein Verfahren, das den Kurzschluß im möglichst einfacher Weise in Abhängigkeit von der Zündverzögerungszeit und auch für Fälle, bei denen die Funkenspannung nicht zusammenbricht, bestimmt und dann abschaltet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die nachteiligen Effekte kurzer auftretender Stromunterbrechungen auszuschalten, ohne dabei den Elektrodenverschleiß zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst.

Danach werden erfindungsgemäß die im Stand der Technik bisher nicht beachteten, jedoch nachweislich auftretenden momentanen Unterbrechungen des Entladestroms erfaßt. Der graduelle Anstieg des Entladestromimpulses gewährleistet, daß nach Erfassung einer momentanen Stromunterbrechung abgeschaltet werden kann, wobei der maximal erreichte Stromwert geringer ist als im Normalfall der vollen Einschaltdauer. Da gleichzeitig Einschaltdauer der Entladestromimpulse und maximaler Strom an deren Ende herabgesetzt sind, macht sich kein verstärkter Elektrodenverschleiß bemerkbar. Durch die mögliche Abschaltung können Aufrauhungen der Oberfläche des Werkstücks zuverlässig verhindert werden.

Vorzugsweise wird der Entladestromwert graduell so vergrößert, daß der Elektrodenverschleiß unabhängig von der Entladestromimpulseinschaltdauer ist.

Bevorzugte Ausführungsformen für die zwangsgesteuerte Abschalteinrichtung zum Abtrennen der Entladestromzufuhr, zum Feststellen einer momentanen Unterbrechung und zum Einstellen des Entladestroms sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 Funktionsverläufe von Entladespannungs- und Entladestromimpulsen in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 2 Funktionsverläufe der Entladespannungs- und Entladestromimpulse beim Stand der Technik beim Auftreten einer momentanen kurzen Unterbrechung des Entladestromes oder eines elektrischen Kurzschließens zwischen der Elektrode und dem Werkstück,

Fig. 3 den Funktionsverlauf, wenn der Entlade­ strom beim in Betracht gezogenen Stand der Technik beim Auftreten einer momentanen Unterbrechung abgeschaltet wird,

Fig. 4 die Funktionsverläufe von Entladespan­ nungs- und Entladestromimpulsen beim in Betracht gezo­ genen Stand der Technik,

Fig. 5 eine Hilfsdarstellung zur Erklärung der Beziehung zwischen Entladestromimpulsbreite und Elektrodenverschleiß,

Fig. 6 den Hauptschaltungsteil des ersten Aus­ führungsbeispiels der Erfindung,

Fig. 7 eine Steuerschaltung des ersten Ausfüh­ rungsbeispiels der Erfindung,

Fig. 8 eine Schaltung zur Erzeugung eines Steuer­ schaltungssignals im ersten und in einem zweiten Aus­ führungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 9 Funktionsverläufe, die in Fig. 8 auf­ treten,

Fig. 10 eine Schaltung zur Erfassung des Ent­ ladezustandes,

Fig. 11 eine Hilfsdarstellung zur Erklärung des Verfahrens zur Erfassung dieses Entladezustands,

Fig. 12 in den Fig. 6 und 7 auftretende Funk­ tionsverläufe,

Fig. 13 einen Hauptschaltungsbereich des zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung,

Fig. 14 eine Steuerschaltung im zweiten Ausfüh­ rungsbeispiel der Erfindung, und

Fig. 15 eine Hilfsdarstellung zur Erklärung der Funktion des Widerstandes R_D aus Fig. 13.

Das erfindungsgemäße Gerät ist so aufgebaut, daß der Wert des Entladestromes allmählich in Übereinstim­ mung mit dem Verlauf der Einschaltdauer von Entladestromimpulsen erhöht wird, wobei der Beziehung zwischen der Impulsbreite oder Impulslänge vom Entladestrom und dem Elektrodenver­ schleiß (vgl. Fig. 5) Rechnung getragen wird, und daß beim Auftreten einer momentanen Unter­ brechung des Entladestromes der Entladestromimpuls sofort und umittelbar für eine vorbestimmte Zeitdauer abgetrennt und abgeschaltet wird.

Zunächst wird unter Bezug auf Fig. 1 die Funktion der Erfindung erläutert. In Fig. 1A ist ein Zustand dargestellt, in dem die Entladung normal abläuft. V₁ in Fig. 1A bezeichnet einen Entladespannungsimpuls bei dieser normalen Entladung und I₁ den Entladestromimpuls zu dieser Zeit, der graduell mit der Zeit erhöht wird. Beide Impulse ändern sich über einen Zeitraum nach dem Beginn der Entladung auf­ grund von minimalen Änderungen im Entladezustand gering­ fügig. V₂ in Fig. 1A bezeichnet einen Entladespannungs­ impuls, wenn eine momentane Unterbrechung des Entlade­ stromes aufgetreten ist, und I₂ bezeichnet einen ent­ sprechenden Entladestromimpuls für diesen Fall. Bei Feststellen einer momentanen Unterbrechung des Entla­ destromes wird die Leistungs- oder Stromzufuhr augen­ blicklich unterbrochen und nach Verstreichen einer vorbestimmten Zeit wieder aufgenommen. V₃ und I₃ zeigen Entladespannungs- und Entladestromimpulse wäh­ rend der nächstfolgenden Entladung an.

V₂ in Fig. 1B zeigt einen Entladespannungsimpuls nach Auftreten eines Kurzschlusses und I₂ einen Ent­ ladestromimpuls für diesen Fall. Beim Feststellen eines Kurzschlusses wird die Leistungszufuhr augenblicklich gestoppt und nach Ablauf einer vorbe­ stimmten Zeit wieder aufgenommen. V₁ und I₁ und V₃ und I₃ in Fig. 1B stellen Entladespannungs- und Entladestromimpulse während normaler Entladungen vor und nach am Kurzschluß dar.

Im folgenden wird erläutert, warum das Ansteigen des Elektrodenverschleißes oder die Verschlechterung der Oberflächenqualität des Werkstückes, verursacht durch einen elektrischen Kurzschluß oder eine momentane Un­ terbrechung des Entladestromes, durch Anwendung der Erfindung verhindert werden kann, die den oben er­ wähnten Aufbau und die oben erwähnte Funktion aufweist.

Einstellen des Entladestromimpulses in einer solchen Weise, daß der Wert des Entladestromes graduell mit dem Zeitablauf erhöht wird, bedeutet, daß die die Elektrodenverschleißcharakteristik anzeigende Kurve in Fig. 5, d. h. kurz die Kennlinie des Elektroden­ verschleißes, kontinuierlich von einer Kurve, die einen geringen Stromwert aufweist, in eine andere Kurve, die einen erhöhten Stromwert aufweist, Schritt auf Schritt mit Ansteigen in der Breite des Entladestromimpulses I verschoben wird (d. h. mit Fortschreiten der Koordinaten in Richtung der Abszissenachse). Werden die Zeit, die vom Beginn des Entladestromimpulses verstrichen ist (die Abszisse T₁, T₂ . . .), und der Wert des Entlade­ stromes (I_P1, I_P2 . . .) so ausgewählt, daß die Trajek­ torie von Verschiebungspunkten parallel zur Abszissen­ achse wird, wie durch die gestrichelten Linien in der Figur angedeutet ist, so kann der Elektrodenverschleiß auch dann zu jedem Zeitpunkt auf einem vorbestimmten Wert M gehalten werden, wenn der Entladestromimpuls zur irgendeinem Zeitpunkt im Verlauf der Entladung ab­ geschaltet oder abgeschnitten wird.

Wird infolgedessen der Entladestromimpuls bei Erfassung einer momentanen Unterbrechung oder eines Kurzschlusses an einem beliebigen Punkt des Entlade­ stromimpulses I sofort und augenblicklich abgetrennt, kann eine Vergrößerung im Elektrodenverschleiß verhin­ dert werden. Da der Entladestromimpuls sofort beim Auftreten einer momentanen Unterbrechung des Entlade­ stromes oder eines Kurzschlusses ungeachtet, d. h. ohne Rücksicht auf den Elektrodenverschleiß, abge­ schaltet werden kann, so können Aufrauhungen oder Verschlechterungen der Oberflächenbeschaffenheit des Werkstücks verhindert werden.

Im folgenden wird die Erfindung in ihrem Aufbau näher erläutert.

Fig. 6 zeigt ein Hauptschaltungsteil eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Dabei zeigt T einen Transistor an; R ist ein Unterlastungs- oder Derating-Widerstand für den Transistor T; R_S ist ein Stromerfassungswiderstand (oder Stromdetektor, der ein Hall-Element verwendet); E eine Elektrode und W ein Werkstück. Jede der jeweils den Widerstand R und den Transistor T aufweisenden Serienschaltungen teilt fast gleich einen Strom, und die Größe des Stroms wird gesteuert, indem der interne Widerstand des Transistors T durch ein Steuersignal verändert wird. Ein Steuersignal oder Regelsignal wird erzeugt, indem ein Entladestromerfassungssignal, das vom Entladeerfassungswiderstand R_S erfaßt wird, mit einem Bezugswert verglichen wird, der zuvor vorgegeben wird, so daß auf diese Weise der Entladestrom graduell er­ höht wird. Unter Verwendung des resultierenden Steuer­ signals wird der Transistor T gesteuert. Infolge­ dessen nimmt der Entladestromimpuls einen Funktions­ verlauf oder eine Wellenform an, in der der Stromwert, wie gewünscht, graduell ansteigt. Eine Steuerschaltung zur Erzeugung dieses Steuersignals ist in Fig. 7 gezeigt.

In Fig. 7 bezeichnen OP₁ und OP₂ jeweils Opera­ tionsverstärker, D/A einen Digital/Analog-Umsetzer und C₆ einen Zähler. Der Ausgang des Digital/ Analog-Umsetzers D/A ist der zuvor erwähnte allmählich ansteigende Referenzwert, mit dem das Entladestrom­ erfassungssignal , zugeführt von Anschlüssen e₁ und e_O verglichen wird. Ein Steuersignal zum Steuern des Transistors T wird von Anschlüssen G₁ und G_O über­ tragen. Der graduell ansteigende Referenzwert oder Bezugswert wird vom Digital/Analog-Umsetzer D/A und einem ROM als dessen vorangehender Stufe sowie dem Zähler C₆ usw. erzeugt. Der Zähler C₆ wird veranlaßt, ansprechend auf ein T_OFF Endsignal , ein T_ON End­ signal und ein Taktsignal zu arbeiten. (Diese Signale werden in der in Fig. 8 gezeigten Schaltung erzeugt.) Der Zähler C₆ wird mit dem T_OFF Endsignal vor dem Beginn eines Entladestromimpulses zurück­ gestellt, d. h. auf Null gestellt, so daß ein graduell an steigender Referenzwert erzeugt wird. Daraufhin beginnt der Zähler C₆ sequentiell aufwärts zu zählen, indem er eine Zählung in bezug auf das Taktsignal durchführt, das ihm mit Beginn der Entladung zugeführt wird. Der ROM überträgt zum Digital/Analog-Umsetzer D/A die Information bezüglich des Entladestromes, die in solchen Adressen gespeichert sind, welche durch die vom aufwärtszählenden Zähler C₆ gelieferten Zählwerte bestimmt oder designiert werden. Durch das T_ON End­ signal werden "All. F Daten" oder sämtliche F Daten in den Zähler C₆ geladen, um zu verhindern, daß Entlade­ strom während der T_OFF Dauer fließt. Funktionsverläufe oder Kurvenformen von durch eingekreiste Bezugszeichen und Symbole in Fig. 7 bezeichneten Signalen sind in Fig. 12 dargestellt.

Fig. 8 zeigt eine Schaltung zur Erzeugung eines Steuerschaltungssignals im ersten Ausführungsbeispiel und im zweiten Ausführungsbeispiel, das weiter unten an Hand der Fig. 13 und 14 näher erläutert werden wird. Unter Bezug auf das erste Ausführungsbeispiel ist die Schaltung in Fig. 8 eine Schaltung zur Erzeugung des T_OFF Endsignals , des T_ON Endsignals und des Taktsignals oder Takts , die jeweils in Fig. 7 erforderlich sind. Unter Bezug auf das zweite Ausfüh­ rungsbeispiel ist die in Fig. 8 gezeigte Schaltung eine Schaltung zur Erzeugung der zuvor erwähnten Signale und eines Signals zum Übermitteln und Vor­ geben der Dauer vom Ende des T_OFF Zeitdauer bis zum Ende der nächsten T_ON Zeitdauer (d. h., der Dauer vom T_OFF Endsignal bis zur nächsten T_ON Zeitdauer .) In Fig. 8 gibt C₂ einen Zähler an, in dem Daten über die Länge der T_ON Dauer über einen Datenbus 7-1 eingestellt werden, während C₁ einen Zähler bezeich­ net, in dem die Daten über die Länge der T_OFF Dauer über einen Datenbus 7-7 eingestellt werden. FF₁ ist ein Flipflop zum Einstellen der T_ON Dauer und FF₂ ist ein Flipflop zum Einstellen der T_OFF Dauer. MV₁ bis MV₃ sind Multivibratoren zur Signalkurven­ formung. Tritt im Flipflop FF₁ ein ihm zugeführtes Entladestartsignal auf, so wird ein logisches Ele­ ment 7-5 eingeschaltet, d. h. durch das Ausgangssignal des Flipflop FF₁ durchgeschaltet, so daß der Takt das logische Element 7-5 passieren kann. Daraufhin wird der Takt zum Teil über ausgegeben und zum Teil dem Zähler C₂ zum Zählen zugeführt, und um die darin ein­ gestellten Daten zu verringern. Wird ein vorbestimmter Wert erreicht, so wird ein das Ende der T_ON Dauer (T_ON Endsignal anzeigendes Signal. über ein logisches Element 7-6 übertragen. Zum selben Zeitpunkt wird den Flipflops FF₁ und FF₂ das T_ON End- signal eingespeist. Das Flipflop FF₁ kehrt den Ausgang um, um das logische Element 7-5 auszuschalten, so daß verhindert wird, daß das logische Element den Takt hin­ durchläßt. Andererseits schaltet das Flipflop FF₂ in die­ sem Fall das logische Element 7-8 an bzw. durch, so daß dieses veranlaßt wird, den Takt hindurchzulassen. Der so durch das logische Element 7-8 hindurchgelassene Takt setzt die im Zähler C₁ gesetzten Daten herab. Wie hierbei ein vorbestimmter Wert erreicht, so wird ein das Ende der T_OFF Dauer (T_OFF Endsignal anzeigendes Signal über­ tragen. Zum selben Zeitpunkt wird dieses Signal dem An­ schluß S des Flipflop FF₂ zum Setzen des Flipflops FF₂ zugeführt, das sein Ausgangssignal FF₁ zuführt. Beim Emp­ fang dieses Ausgangssignal wird das Flipflop FF₁ in einen sogenannten Standby-Zustand, d. h. Warte- oder Bereit­ schaftszustand, versetzt, in dem es bereit ist, die Zählung der zuvor erwähnten T_ON Dauer durchzuführen, sobald das Entladestartsignal erscheint. Auf diese Weise werden die T_ON Dauer und die T_OFF Dauer jeweils auf die gewünschte Zeitlängen eingestellt, und wenn eine momentane Unterbrechung oder ein Kurzschließen während der Entladung auftritt (d. h. während der T_ON Dauer), werden die folgenden Operationen ausgeführt, um augenblicklich ein T_ON Endsignal zu erzeugen (d. h. ein Signal zur Anweisung ENTLADE-ENDE). Während des Entladebetriebs wird ein Signal zum Ein- bzw. Durchschalten der logischen Elemente 7-3 und 7-4 vom Flipflop FF₁ den Eingangsanschlüssen von irgendeinem dieser logischen Elemente zugeführt. Treten ein Kurz­ schluß oder eine momentane Unterbrechung auf, so werden ein Kurzschlußerfassungssignal oder ein Erfassungs­ signal für eine augenblickliche Unterbrechung ein­ gegeben, wodurch das logische Element 7-2 veranlaßt wird, ein solches Ausgangssignal zu erzeugen, daß ein T_ON Endsignal über das logische Element 7-6 übertra­ gen wird und das Flipflop FF₁ so getriggert wird, daß es die vorbestimmte, zur Beendigung der T_ON Dauer erforderlichen Operationen ausführt. In den Zählern C₁ und C₂ werden die Daten zu den Zeitpunkten eingestellt, wenn den L/D-Anschlüssen dieser Zähler ein Eingangs­ signal zugeführt wird. Der das MV₃ enthaltende Signal­ pfad ist ein Pfad zum Übertragen eines "POWER ON", d. h. "STROM EIN" anzeigenden Signals. Zu Beginn von POWER ON, wird dem L/D Anschluß des Zählers C₁ über das logische Element 7-9 ein Signal zum Initiieren einer T_OFF Dauer zugeführt.

und , die in Fig. 9 dargestellt sind, sind Funktionsverläufe bei in Fig. 10 gezeigten Bereichen und und die übrigen in Fig. 9 angezeigten Funk­ tionsverläufe entsprechen Bereiche, die in der Schal­ tung aus Fig. 8 mit den entsprechenden Symbolen ge­ kennzeichnet sind.

Die Fig. 10 zeigt eine Schaltung zur Erfassung des Entladezustandes, die über eine Änderung in der Entladespannung feststellt, ob der Entladevorgang begonnen hat oder ein Kurzschluß oder eine momentane Unterbrechung auftreten. Die Entladespannung ist eine Spannung über den Anschlüssen e₂ und e₃, die in Fig. 6 gezeigt sind. Fig. 11 ist eine schematische Hilfsdar­ stellung zur Erklärung des Verfahrens zur Erfassung des Entladezustandes mittels der in Fig. 10 gezeigten Schaltung. V in Fig. 11 zeigt einen Entladespannungs­ impuls bei normaler Durchführung der Entladung an. Der Beginn der Entladung wird erfaßt durch Kenntnis, daß die Größe der Entladespannung kleiner als eine vorbe­ stimmte Spannung V_C wird. Eine momentane Unterbrechung wird erfaßt durch Kenntnis, daß die Entladespannung größer als eine vorbestimmte Spannung V_B wird. Und ein Kurzschluß wird erfaßt durch Kenntnis, daß die Entladespannung geringer als eine vorbestimmte Span­ nung V_C wird. Die Schaltung in Fig. 10 führt die oben erwähnten Erfassungsvorgänge aus. Eine Entladespannung wird den Anschlüssen e₂ und e₃ zugeführt, wie weiter oben beschrieben. Komparatoren COMP1 bis COMP3 ver­ gleichen die Entladespannung mit vorbestimmten Span­ nungen V_C bis V_A und erzeugen ein Entladestartsignal , ein Erfassungssignal für eine momentane Unterbrechung , und ein Kurzschlußerfassungssignal . Diese Signale werden in der in Fig. 7 gezeigten Schaltung ausgenutzt.

In Fig. 12 sind die Funktionsverläufe, die sich auf die Fig. 6 und 7 beziehen, gezeigt. Dabei sind wiederum die eingekreisten Bezugszeichen und Bezugs­ symbole Funktionsverläufe bei mit entsprechenden Bezugszeichen und Symbolen in Fig. 6 und 7 angezeig­ ten Schaltungsbereichen.

Die Fig. 13 zeigt den Hauptschaltungsbereich des zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels. Der erste Unterscheidungspunkt zum ersten Ausführungs­ beispiel besteht darin, daß Steuertransistoren T₀₁ bis T₈₀ einer EIN-AUS-Steuerung, d. h. einer Aussetz- Regelung unterworfen werden. Der zweite Unterschied besteht darin, daß die Ströme, die Serienschaltungen zugeordnet oder zugewiesen werden, welche Widerstände R₀₁ bis R₈₀ und Transistoren T₀₁ bis T₈₀ aufweisen und einen Steuerabschnitt enthalten, so eingestellt werden, daß sie zum Zwecke einer Wich­ tung oder Bewertung unterschiedliche Größen aufweisen. Mit dieser Anordnung wird die Größe des Stroms auf einen gewünschten Pegel eingestellt, indem ein Tran­ sistor ausgewählt wird, der durch ein Steuersignal eingeschaltet wird (die Schaltung zur Erzeugung des Steuersignals ist in Fig. 14 gezeigt, die weiter unten erläutert wird). Der dritte Unterschied besteht darin, daß ein Induktor L, d. h. eine Induktivität L, eine sogenannte Flywheeldiode FD, ein Dämpfungswiderstand R_D und ein Transistor T_D vorgesehen sind, um in Über­ einstimmung mit der Ein-Aus-Steuerung eine sogenannte Flywheeloperation durchzuführen. Diese kann die inter­ mittierende Unterbrechung bzw. den Abbruch des Ent­ ladestroms zum Zeitpunkt der Stromwertumschaltung verhindern. Als das Steuersignal für den Transistor T_D wird ein in Fig. 8 gewonnenes Signal dazu verwendet, den Transisor T_D für eine Zeitdauer oder Periode ein­ geschaltet zu halten, wenn über die Elektrode E und das Werkstück W Spannung angelegt wird. Der Dämpfungs­ widerstand R_D soll, wie in Fig. 15 gezeigt ist, die Kurvenform, d. h. den Verlauf des Entladestroms, am Ende der T_ON Dauer rapide herabdämpfen.

Die Fig. 14 zeigt die Steuerschaltung des zweiten Ausführungsbeispiels. Ein Zähler C₁₃ und ein ROM in Fig. 14 dienen demselben Zweck wie der Zähler C₆ und der ROM aus Fig. 7. Auf der Grundlage eines aus dem ROM abgeleiteten Signals, überträgt ein Treiber 13-1 ein Steuersignal zu den Transisoren T₀₁ bis T₈₀ aus Fig. 13.

Wie oben erläutert wurde, ermöglicht die Erfindung, den Entladestromimpuls zwangsläufig unmittelbar nach dem Auftreten einer momentanen Unterbrechung oder eines Kurzschlusses abzuschalten, weil eine solche zwangs­ gesteuerte Abschaltung nicht zu einem Anwachsen oder einer Erhöhung im Elektrodenverschleiß führt. Infolgedessen kann verhindert werden, daß die Beschaffenheit und Qualität der bearbeiteten Oberfläche des Werkstückes verschlechtert wird, weil eine zwangs­ gesteuerte oder zwangsweise Abschaltung sich weder dahingehend entwickelt, daß eine Bogenentladung auf­ tritt, noch zu einem kontinuierlichen Fluß eines Kurz­ schlußstromes über eine lange Zeitdauer führt.

Claims (7)

1. Gerät zur funkenerosiven Bearbeitung mit einer Entladestromsteuervorrichtung zum Steuern eines infolge des Anlegens einer Gleichspannung zwischen einer Elektrode und einem Werkstück fließenden Entladestroms, einer Entladestromwerteinstellvorrichtung zum Einstellen des Wertes dieses Entladestroms, so daß dieser Wert graduell ansteigt, und einer Einstelleinrichtung für eine Entladestromimpulsbreite, wobei die Entladestromsteuervorrichtung eine funkenerosive Bearbeitung durch Steuern des Entladestroms in Übereinstimmung mit einem von der Entladestromwerteinstellvorrichtung eingestellten Entladestromwert und einer Entladestromimpulsbreite ausführt, die von der Einrichtung zur Einstellung der Entladestromimpulsbreite eingestellt worden ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Erfassungsvorrichtung (R_S, COMP1 bis COMP3) zum Feststellen einer momentanen Unterbrechung des Entladestroms, die während der Einschaltdauer des Entladestromimpulses auftritt, und eine zwangsgesteuerte Abschalteinrichtung zum Abtrennen der Entladestromzufuhr für ein vorbestimmtes Zeitintervall, unmittelbar, nachdem das Auftreten der momentanen Unterbrechung von der Erfassungsvorrichtung festgestellt worden ist, vorgesehen sind.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Entladestrom von der Entladestromwerteinstellvorrichtung (OP₁, OP₂, C₆, D/A, ROM; C₁₃) in einer solchen Weise eingestellt wird, daß der Entladestromwert graduell so vergrößert wird, daß der Elektrodenverschleiß unabhängig von der Entladestromimpulseinschaltdauer auf einem konstanten Wert bleibt.

3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zwangsgesteuerte Abschalteinrichtung (Fig. 8) die Abtrennung des Entladestroms für ein vorbestimmtes Zeit­ intervall verwirklicht, indem sie in der Entladestromimpulsbreiteneinstellvorrichtung (C₆; C₁₃) künstlich einen Zustand einstellt, bei dem die Entladestromimpulsschaltdauer beendet ist.

4. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zähleinrichtung (C₆; C₁₃), die mit Hilfe eines Taktes das Fortschreiten der Entladestromimpulseinschaltdauer durch Zählen erfaßt, und eine Speichervorrichtung (ROM) vorgesehen sind, die dem graduell ansteigenden Entladestromwert entsprechende Einstelldaten bei einer durch einen von der Zähleinrichtung gelieferten Zählwert designierten Adresse speichert; und daß der graduell ansteigende Entladestromwert eingestellt wird, sowie die Speichereinrichtung sequentiell die bei der designierten Adresse gespeicherten Einstelldaten zuführt.

5. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungsvorrichtung (R_S, COMP1 bis COMP3) das Auftreten einer momentanen Unterbrechung durch Vergleichen einer über der Elektrode und dem Werkstück erzeugten Spannung mit einer vorbestimmten Bezugsspannung (V_C, V_B, V_A) feststellt.

6. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entladestromsteuervorrichtung eine Transistor­ einrichtung (T) zum Steuern der Zufuhr des Entladestroms zur Elektrode und eine Basispotentialsteuereinrichtung (G1 bis G0) aufweist, die den Basisstrom der Transistor­ einrichtung steuert.

7. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entladestromsteuervorrichtung mehrere Strom­ erzeugungsvorrichtungen (R₀₁ bis R₈₀, T₀₁ bis T₈₀) zum Erzeugen von Entladeströmen unterschiedlicher Werte und eine Toreinrichtung (T₀₁ bis T₈₀, T_D) aufweist, die die Zufuhr jedes durch die Stromerzeugungsvorrichtungen erzeugten Entladestroms zur Elektrode einer EIN-AUS- Steuerung unterzieht.