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Die Erfindung betrifft eine Drahttransportvorrichtung zur Verwendung in
einer Drahtschneide/Funkenerosionsmaschine.
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Eine herkömmliche Drahtschneide/Funkenerosionsmaschine umfaßt typischerweise
ein in Figur 5 gezeigtes Drahttransport/Antriebssystem und ist so
ausgebildet, daß sie zwischen einem Draht 1 und einem Werkstück 106 zur
Funkenerosions-Bearbeitung elektrische Entladungen erzeugt, während der um
eine an einem Maschinenständer 100 drehbar gehaltene Drahthaspel 101
gewickelte Draht 1 mittels des Drahttransport/Antriebssystems abgezogen
wird. Dieses Drahttransport/Antriebssystem umfaßt eine Bremseinrichtung 102
bestehend aus einem Bremsschuh und einer Bremsdruckrolle, eine Führungsrolle
103, einen oberen und unteren Führungsabschnitt 104, 105 und einen oberen
und unteren Bandabschnitt 108, 107 zum Drahttransport. Eine derartige
Anordnung von Bandabschnitten ist in der CH-A-641991 offenbart. Der untere
Bandabschnitt 107 besteht aus Rollen r1 - r3 und einem zwischen diesen
Rollen gespannten Band, und der obere Bandabschnitt 108 besteht aus Rollen
r4 - r6 und einem dazwischen gespannten Band, wobei die Rolle r6 mit einem
Motor M2 gekoppelt ist. Ferner umfaßt das Drahttransport/Antriebssystem eine
Drahtführung 112, eine mit einem Motor M1 gekoppelte Transportrolle 109 und
eine mit dieser Rolle in Druckkontakt angeordnete Druckrolle 110.
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Während der Drahtstreckung wird der Draht 1 manuell oder mittels einer
automatischen Drahtstreckvorrichtung (nicht gezeigt) vom oberen
Führungsabschnitt 104 in Richtung eines nicht gezeigten, im Werkstück 106
ausgebildeten Ausgangsloches oder dgl. transportiert und sodann vom Ausgangsloch durch
eine Drahttransportbahn im unteren Führungsabschnitt 105 in Richtung des
oberen und unteren Bandabschnitts 108, 107 geführt. Ferner wird der Draht in
der Weise transportiert, daß er zwischen den Bändern der Bandabschnitte, die
durch Drehung des Motors M2 angetrieben werden, gehalten wird, um nach dem
Passieren der Drahtführung 112 zwischen der Transportrolle 109 und der
Druckrolle 110 gehalten zu werden. Nach Beendigung der Drahtstreckung in
dieser Weise wird mit der Funkenerosions-Bearbeitung begonnen, wobei die
Transportrolle 109 und der obere Bandabschnitt 108 durch die Motoren M1 bzw.
M2 angetrieben werden, um den zwischen der Rolle 109 und der Druckrolle 110
und zwischen den Bändern des oberen und unteren Bandabschnitts 108, 107
gehaltenen Draht 1 abzugeben. Der benutzte Draht wird in einen
Rückgewinnungskasten 111 abgelegt.
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Wie vorstehend erklärt, wird der Draht 1 entsprechend dem herkömmlichen
Drahttransport/Antriebssystem während der Funkenerosions-Bearbeitung durch
die Rollen 109, 110 und durch die Bandabschnitte 108, 107 transportiert.
Weiterhin drehen die diesen Rollen bzw. den Bandabschnitten zugeordneten
Motoren M1, M2 synchron miteinander, um den Draht 1 in einer stabilen Weise
zu transportieren. Ferner ist das Band jedes Bandabschnitts so konstruiert,
daß zwei entgegengesetzte Enden desselben in Endlos-Weise verbunden sind und
folglich ein gestufter Abschnitt an der Verbindungsstelle gebildet ist.
Deshalb neigt das Band dazu, ungleichmäßig umzulaufen. Obwohl die
Transportrolle 109 während der Funkenerosions-Bearbeitung genau mit einer
vorbestimmten Geschwindigkeit gedreht wird, unterliegt die
Drahttransportgeschwindigkeit daher Schwankungen, was möglicherweise Schwankungen der
Funkenerosions-Bearbeitungseigenschaften mit sich bringt. Überdies können die Bänder
leicht abgenutzt werden und der Draht kann vibrieren, da die Bänder und der
Draht in Kontakt miteinander gehalten werden.
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Es ist bereits vorgeschlagen worden, die zwei Bandabschnitte zwecks
Transport des Drahtes relativ aufeinander zu und nach Beendigung der
Drahtstreckung voneinander weg bewegbar auszubilden. Siehe beispielsweise
EP-A-0328682, die gemäß Artikel 54(3) EPC relevant ist.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Drahttransportvorrichtung zur
Verwendung in einer Drahtschneide/Funkenerosionsmaschine bereitzustellen,
die geeignet ist, selbst bei Verwendung einer einzelnen Antriebsquelle die
Drahtstreckung gleichmäßig durchzuführen und Verschleiß eines Bandes,
Schwankungen der Drahttransportgeschwindigkeit und das Auftreten von
Drahtvibrationen zu reduzieren.
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Erfindungsgemäß wird bereitgestellt eine Drahttransportvorrichtung zum
automatischen Strecken einer Drahtelektrode in einer
Drahtschneide/Funkenerosionsmaschine, mit zwei Drahttransport-Bandabschnitten, die jeweilige
Bänder aufweisen, die so betätigbar sind, daß sie gegeneinander gepreßt
werden können, um dadurch die Drahtelektrode zwischen sich einzuklemmen und
in Richtung zweier bahnabwärts der Bandabschnitte angeordneter Rollen zwecks
weiteren Transports der Drahtelektrode zwischen dieselben zu transportieren,
dadurch gekennzeichnet, daß die Bandabschnitte durch Antriebsmittel relativ
zueinander bewegbar sind, um eine Drahtstreckvorgangs-Position, in welcher
die Bänder, wie vorerwähnt, gegeneinander gepreßt sind, und eine
zurückgezogene Position zu erhalten, in welcher die Bänder außer Eingriff mit dem
Draht sind; wobei eine Antriebseinrichtung für den Drehantrieb wenigstens
einer der beiden Rollen und eine Kupplungseinrichtung zum funktionellen
Kuppen der wenigstens einen Rolle mit wenigstens einem der beiden
Drahttransport-Bandabschnitte während des Drahtstreckens vorgesehen sind, so
daß wenigstens eines der Bänder in Synchronisation mit der Drehung der
wenigstens einen Rolle angetrieben werden kann, wobei die
Kupplungseinrichtung so ausgebildet ist, daß sie nach Beendigung des Drahtstreckvorganges
außer Eingriff gebracht wird.
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Wie vorstehend erwähnt, wird mit der erfindungsgemäßen
Drahttransportvorrichtung selbst bei einer einzelnen Antriebsquelle eine gleichmäßige
Drahtstreckung erzielt, da die Drehkraft der Drahttransportrollen auf das
Drahttransportband zum Antrieb desselben in Synchronisation mit der
Rollendrehung übertragen wird. Weiterhin können Verschleiß der Bänder,
Schwankungen der Drahttransportgeschwindigkeit und Vibrationen des
transportierten Drahtes reduziert werden, da nach Beendigung der Drahtstreckung die
Kraftübertragung von den Rollen auf die Bänder unterbrochen wird und das
betreffende Band in eine Position zurückgezogen werden kann, in der das Band
außer Kontakt mit dem Draht ist.
Kurzbeschreibung der Zeichnung
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Fig. 1 ist eine fragmentarische Seitenansicht, die einen Teil einer
Drahttransportvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der
Erfindung
mit einem sich in seiner zurückgezogenen Position befindlichen
unteren Bandabschnitt zeigt;
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Fig. 2 ist eine fragmentarische Seitenansicht, die die Vorrichtung nach
Figur 1 mit dem in einer Drahtstreckvorgangs-Position befindlichen
unteren Bandabschnitt zeigt;
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Fig. 3 ist eine fragmentarische Draufsicht, die die Vorrichtung nach Figur 1
zeigt, wobei ein oberer Bandabschnitt weggelassen ist;
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Fig. 4 ist eine schematische fragmentarische Seitenansicht, die einen
Kraftübertragungs-Mechanismus zeigt, der zwischen einer
Draht-Antriebsrolle und dem unteren Bandabschnitt sowie peripheren Elementen
angeordnet ist;
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Fig. 5 ist eine schematische Seitenansicht, die eine mit einer herkömmlichen
Drahttransportvorrichtung ausgerüstete
Drahtschneide/Funkenerosionsmaschine zeigt; und
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Fig. 6 ist eine fragmentarische Darstellung entsprechend Figur 4.
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Eine mit einer Drahttransportvorrichtung gemaß einem Ausführungsbeispiel der
Erfindung ausgerüstete Drahtschneide/Funkenerosionsmaschine ist
grundsätzlich von gleicher Konstruktion wie die Funkenerosionsmaschine nach Fig.
5. D.h., die Funkenerosionsmaschine umfaßt, wie in Figur 1 bis 3 gezeigt,
entsprechend den Elementen 100, 105 bzw. 107 - 110 einen Maschinenständer
50, einen unteren Führungsabschnitt 6, einen oberen und unteren
Bandabschnitt 2,3, eine Draht-Antriebsrolle 4 und eine Druckrolle 5 sowie Elemente
(nicht gezeigt), die jeweils den Elementen 101 - 104 nach Figur 5
entsprechen.
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Im einzelnen sind eine Rolle 8 mit einer V-Nut zur Führung eines Drahtes 1
und eine glatte Rolle 7 drehbar an einem unteren Arm 51 gehalten, der von
einer Seite des Maschinenständers 50 in horizontale Richtung vorspringt. Der
obere und untere Bandabschnitt 2, 3 sind an Stellen bahnabwärts dieser
Rollen 7, 8 angeordnet. Der obere Bandabschnitt 2 umfaßt Rollen R1 - R10,
eine Rolle R23, eine Rolle R22 zur Bandspannungs-Regulierung und ein
zwischen diesen Rollen gespanntes Endlosband 21. Die einen Enden der Rollen
R1 - R10, R22, R23 sind drehbar am unteren Arm 51 gehalten und ihre jeweils
andere Enden sind an einer Seitenplatte 22 oder einem Element (nicht
gezeigt) gehalten. Der untere Bandabschnitt 3 umfaßt Rollen R11 - R21, die
jeweils drehbar zwischen Seitenplatten 32 und 32' gehalten sind, Rollen R24
- R26, eine mittels eines noch zu beschreibenden Gelenkstücks 33 drehbar
gehaltene Rolle R0 und ein zwischen diesen Rollen gespanntes Endlosband 31.
Die Rollen R11 - R20 sind mit Ausrichtung auf die Rollen R1 - R10 des oberen
Bandabschnitts 2 angeordnet. Ferner ist die Rolle 24 so angeordnet, daß sie
durch eine geeignete Einrichtung (nicht gezeigt), wie beispielsweise eine
Feder, in Richtung weg vom oberen Bandabschnitt 2 beaufschlagt ist und mit
den an gegenüberliegenden Seiten der gleichen Rolle angeordneten Rollen R25
und R26 zur Bildung einer Bandspannungs-Reguliereinrichtung 38
zusammenwirkt.
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Der untere Bandabschnitt 3 ist am unteren Arm 51 über mehrere Gelenkstücke
in solch einer Weise abgestützt, daß er in Richtung zu und weg von dem am
unteren Arm 51 befestigten oberen Bandabschnitt 2 bewegbar ist. Im einzelnen
ist die Settenplatte 32' des unteren Bandabschnitts 3 an ihrem
Drahteinführungsende über eine Achse 33b mit einem mittleren Gelenkpunkt eines
Gelenkstücks 33 verbunden, wobei ein inneres Ende des Gelenkstücks 33 über
eine Achse 33a schwenkbar am unteren Arm 51 gehalten ist. Mit anderen
Worten, der untere Bandabschnitt 3 ist an seinem Drahteinführungsende über
das Gelenkstück 33 am unteren Arm 51 abgestützt. Die Seitenplatten 32, 32'
des unteren Bandabschnitts 3 sind mit ihren mittleren Bereichen schwenkbar
am unteren Arm 51 über mehrere mittlere Gelenkstücke L abgestützt, die mit
ihren einen Enden an Achsen S befestigt sind, die Durchgangsöffnungen (nicht
gezeigt) durchsetzen, die in Abständen in den mittleren Bereichen der
Seitenplatten ausgebildet sind. Ferner sind die Seitenplatten 32, 32' des
unteren Bandabschnitts 3 an ihren bahnaufwärts und bahnabwärts gelegenen
Endabschnitten schwenkbar am unteren Arm 51 über Gelenkstücke 34, 36
abgestützt, deren jeweiliger mittlerer Gelenkpunkt oder eines Ende an einer
entsprechenden Achse 35, 37 befestigt ist, die Durchgangsöffnungen
durchsetzen, die in den Endabschnitten dieser Platten ausgebildet sind. Ein inneres
Ende des Gelenkstücks 34 und ein äußeres Ende des Gelenkstücks 36 sind über
Achsen 34b bzw. 36b mit Kolbenstangen 13, 11 von Luftzylindern 12, 10
verbunden.
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An bahnabwärts des oberen und unteren Bandabschnitts 2, 3 befindlichen
Stellen sind eine Draht-Antriebsrolle 4 und eine Druckrolle 5 drehbar am
Maschinenständer 1 abgestützt. Wie in Figur 4 gezeigt, weist die
Draht-Antriebsrolle 4 eine Rollenwelle auf, die funktionell mit einem Motor M1
gekoppelt ist, und ein Zahnrad 41 ist an dieser Rollenwelle zur Drehung im
Einklang mit der Rolle 4 befestigt. Ferner ist an einer Drahtabgabeseite des
unteren Bandabschnitts 3 ein Zahnrad 39 an einer Rollenwelle der Rolle R21
zur Drehung im Einklang mit der Rolle R21 befestigt und für den Eingriff in
das Zahnrad 41 der Draht-Antriebsrolle 4 (Figur 3, 4 und 6) angeordnet, so
daß eine funktionelle Kupplung zwischen der Rolle 4 und dem unteren
Bandabschnitt 3 hergestellt und gelöst werden kann. Die Druckrolle 5 ist an
einem Trägerelement 42 gehalten, das durch eine Feder 43 in Richtung der
Rolle 4 beaufschlagt ist und welches ein Ende aufweist, das derart am
Maschinenständer schwenkbar abgestützt ist, daß die Druckrolle am anderen
Ende des Trägerelementes drehbar und in Druckkontakt mit der Rolle 4
angeordnet ist.
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Die Draht-Antriebsrolle 4, die Druckrolle 5, die glatte Rolle 7 und der
obere Bandabschnitt 2 sind so angeordnet, daß sie zwischen sich eine
derartige Lagebeziehung herstellen, daß der Draht 1 etwas vom Band 21 des
oberen Bandabschnitts 2 getrennt ist, wenn der Draht 1 zwischen der glatten
Rolle 7 und der Draht-Antriebsrolle 4 gestreckt ist.
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Das Bezugszeichen 20 bezeichnet in der Zeichnung einen elektrischen Kontakt
zur Zufuhr elektrischer Leistung zum Draht 1; das Bezugszeichen 19 ein
Führungselement zur Führung des vom unteren Führungsabschnitt 6 abgegebenen
Drahtes in Richtung der Rolle 8 mit der V-Nut und der glatten Rolle 7; das
Bezugszeichen 18 eine Abdeckung zum Abdecken des Führungselementes 19. Die
Bezugszeichen 14, 16 bezeichnen Führungselemente, die jeweils mit
Führungsteilen
15, 17 zur Führung des vom oberen und unteren Bandabschnitt 2, 3
abgegebenen Drahtes in Richtung der und zwischen die Draht-Antriebsrolle 4
und die Druckrolle 5 versehen sind. Ferner sind die Luftzylinder 10, 12, der
Motor M1 und eine herkömmliche Drahtstreckende-Detektoreinrichtung 100 an
eine Steuereinrichtung, beispielsweise eine numerische Steuereinheit 200 der
Funkenerosionsmaschine, angeschlossen. Die Funkenerosionsmaschine ist, wenn
erforderlich, mit einer herkömmlichen automatischen, nicht gezeigten
Drahtstreckvorrichtung versehen.
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Nachfolgend ist die Funktion der Draht-Transportvorrichtung der
Drahtschneide/Funkenerosionsmaschine erläutert.
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Zuerst bewirkt die numerische Steuereinheit 200 den Drehantrieb des
Rollenantriebsmotors M1 und die Betätigung der Luftzylinder 10, 12. Bei
Betätigung der Luftzylinder 10, 12 werden die Kolbenstangen 11, 13 in die
Zylinder zurückgezogen, so daß die Gelenkstücke 34, 36 in Figur 1 im
Uhrzeigersinn um die Achsen 34a bzw. 36a verschwenkt werden. Als Folge wird
der untere Bandabschnitt 3, in dem die sich durch ihn hindurcherstreckenden
Achsen 37, 35 aufgenommen sind und die im Einklang mit den Gelenkstücken 36,
34 bewegbar sind, von seiner in Figur 1 gezeigten zurückgezogenen Position
diagonal nach oben rechts in Figur 1, d.h. in Richtung des oberen
Bandabschnitts 2 bewegt, so daß er seine Drahtstreckvorgangs-Position
erreicht, wobei eine parallele Beziehung zwischen gegenüberliegenden
Oberflächen der Bänder 21, 31 der einzelnen Bandabschnitte aufrechterhalten
wird. Während dieser Bewegung des unteren Bandabschnitts 3 werden die
mehreren mittleren Gelenkstücke L und das am weitesten bahnaufwärts
angeordnete Gelenkstück 33 im Uhrzeigersinn verschwenkt.
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Wenn der untere Bandabschnitt 3 seine Drahtstreckvorgangs-Position erreicht,
sind die Bänder 21, 31 des oberen und unteren Bandabschnitts 2, 3 mit Hilfe
der Rollen R1 - R20 der Bandabschnitte in zwangsläufigen Kontakt miteinander
gebracht, und das Band 31 ist an Stellen, an denen die
drahteinführungsseitige, an einem Ende des Gelenkstücks 33 befestigte Rolle R0 und die
drahtabgabeseitige Rolle R21 angeordnet sind, in zwangsläufigen Kontakt mit
der glatten Rolle 7 und der Draht-Antriebsrolle 4 gebracht. Zur gleichen
Zeit ist das mit der Rolle 21 einstückige Zahnrad 39 mit dem Zahnrad 41,
welches einstückig mit der Rolle 4 ausgebildet ist, in Eingriff gebracht, so
daß die Drehung der vom Motor M1 angetriebenen Rolle 4 über die Zahnräder
41, 39 auf die Rolle R21 übertragen wird. Als Folge werden das zwischen den
Rollen R0, R11 - R20 und R24 - R26 gespannte Band 31 und das Band 21,
welches in zwangsläufigen Kontakt mit dem vorgenannten Band ist, synchron
mit der Drehung der Draht-Antriebsrolle 4 bewegt.
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Der von der Drahtvorratshaspel mittels der automatischen
Drahtstreckvorrichtung (nicht gezeigt) oder manuell zugeführte und nach dem Passieren des
Funkenerosions-Bearbeitungsbereichs zum unteren Führungsabschnitt 6 geführte
und sodann vom unteren Führungsabschnitt 6 abgegebene Draht 1 wird sodann
mittels des Führungselementes 19 und der Rolle 8 mit der V-Nut so geführt,
daß er eine Position erreicht, an welcher die glatte Rolle 7 über das Band
31 im zwangsläufigen Kontakt mit der Rolle R0 steht, woraufhin der Draht 1
von der glatten Rolle 7 und dem Band 31 ergriffen wird und seine Bewegung
mit der Bewegung des Bandes 31 beginnt. Als nächstes wird der Draht 1
zwischen dem Band 31 und der glatten Rolle gehalten und sodann von den
Bändern 21, 31 erfaßt, um mit der Bewegung dieser Bänder 21, 31 bewegt zu
werden. Nach dem Durchgang durch die Rollen R10, R20 wird das Ende des
Drahtes 1 durch das Führungsteil 15 geführt und von dem Band 31 und der
Draht-Antriebsrolle 4 erfaßt. Weiterhin wird der Draht 1 durch das
Führungsteil 17 geführt und von der Draht-Antriebsrolle 4 und der Druckrolle
5 erfaßt.
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Wenn die Drahtstreckende-Detektoreinrichtung 100 den zwischen der
Draht-Antriebsrolle 4 und der Druckrolle 5 gehaltenen Draht 1 erfaßt, schaltet die
numerische Steuereinheit 200 die Luftzylinder 10, 12 ab. Als Folge werden
die Gelenkstücke 34, 36 entgegen dem Uhrzeigersinn verschwenkt, so daß sie
eine diagonale Bewegung des unteren Bandabschnitts 3 von seiner
Drahtstreckvorgangs-Position gemäß Figur 2 nach unten links in seine zurückgezogene
Position nach Figur 1 bewirken.
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Wenn der untere Bandabschnitt 3 die zurückgezogene Position erreicht, wird
der zwangsläufige Kontakt zwischen den Bändern 21, 31 aufgehoben und der
Draht 1 zwischen der glatten Rolle 3 und der Drahtantriebsrolle 4 gestreckt.
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Da das Band 21 des oberen Bandabschnitts 2 außer Kontakt mit der sich
zwischen der glatten Rolle 7 und der Draht-Antriebsrolle 4 erstreckenden
Drahtstrecklinie angeordnet ist, steht der Draht 1 niemals in Kontakt mit
dem Band 21. Ferner wird das Band 31 des unteren Bandabschnitts 3 nach unten
in eine Position bewegt, in der das Band 31 außer Kontakt mit dem Draht 1
ist. Dementsprechend steht das Band 31 ebenfalls niemals in Kontakt mit dem
Draht 1. Zusätzlich tritt mit der nach unten gerichteten Bewegung des
unteren Bandabschnitts 3 die Bandspannungs-Reguliereinrichtung 38 in
Funktion, um Ausbiegungen des Bandes 31 aufzufangen, die auftreten, wenn das
Gelenkstück 33 von der in Figur 2 gezeigten Stellung in die Stellung nach
Figur 1 überführt wird. Folglich wird verhindert, daß das Band 31 aufgrund
von Ausbiegungen den Draht 1 berührt. Als Folge wird der Draht 1 während der
Funkenerosions-Bearbeitung nach der Drahtstreckung gleichmäßig
transportiert.
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Im vorerwähnten Ausführungsbeispiel sind die Bänder 21, 31 des oberen und
unteren Bandabschnitts so angeordnet, daß ihre Bandoberflächen sich im
wesentlichen in horizontaler Richtung erstrecken. Alternativ können diese
Bandabschnitte zwecks Abgabe des zwischen ihnen gehaltenen Drahtes 1 in
vertikaler Richtung verlaufen. In diesem Fall können ein Führungselement,
Rollen und dgl. zur Führung des Drahtes 1 von der glatten Rolle 7 zu den
Bandabschnitten 2, 3 und von diesen Bandabschnitten zur Draht-Antriebsrolle
4 vorgesehen sein, wenn dies erforderlich ist.