DE3902173A1 - Elektroentladungsmaschine mit drahtelektrode - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Elektroentladungs­ maschine, bei der eine Drahtelektrode verwendet wird.

Eine konventionelle Elektroentladungsmaschine ist in Fig. 5 dargestellt. In Fig. 5 kennzeichnen die Bezugszeichen 12 ein zu bearbeitendes Werkstück; 10 einen beweglichen Tisch auf dem das Werkstück angeordnet ist; 16 und 20 Verschie­ beelemente, 14 und 18 Antriebseinrichtungen zur Bewegung der Verschiebeelemente 16 und 20, genauer Servomotoren; 22 eine numerische Steuervorrichtung für die Zuführung von Signalen zu den Servomotoren 14 und 18; 24 eine Bearbei­ tungsdrahtelektrode, 30 und 32 Drahtführungen zur Stützung der Bearbeitungsdrahtelektrode 24; 23 eine Drahtspule, auf die die Drahtelektrode 24 aufgewickelt wurde; 36 Spannrol­ len zum Abwickeln der Drahtelektrode 24; 38 eine Drahtauf­ nahmerolle auf die die Drahtelektrode aufgewickelt wird; 28 und 34 Spannungszuführungselemente oder Zuführer zum Anlegen einer Spannung an die Drahtelektrode 34 und das Werkstück 12; 40 eine elektrische Spannungsversorgungsein­ heit für das Bereitstellen der Spannung; 42 eine Gleich­ spannungsquelle; 44 einen Schalttransistor zum Ein- und Ausschalten der Gleichspannungsquelle 42, um eine Impuls­ spannung bereitzustellen; 50 eine Steuereinheit zur Steu­ erung des Betriebs des Schalttransistors 44; 48 einen Begrenzungswiderstand; 46 einen Ladekondensator; 52 eine Bearbeitungsflüssigkeitseinrichtung; 56 einen Bearbei­ tungsflüssigkeitstank, in dem eine Bearbeitungsflüssigkeit gespeichert ist; 58 einen Filter für die Bearbeitungsflüs­ sigkeit; 60 eine Pumpe zum Abpumpen der Bearbeitungsflüs­ sigkeit; 62 eine Düse für das Aufbringen der Bearbeitungs­ flüssigkeit auf das Werkstück; 54 die Bearbeitungsflüssig­ keit, die als Entlademedium zwischen dem Werkstück 12 und der Drahtelektrode 24 dient; und 70 eine automatische Drahtelektrodenzuführeinrichtung für das Schneiden und Verbinden der Drahtelektrode 24.

Der Betrieb der Elektroentladungsmaschine mit diesem Auf­ bau wird unter Bezugnahme auf Fig. 5 beschrieben.

Das Werkstück 12 ist fest auf den beweglichen Tisch 10 aufgebracht. Der bewegliche Tisch 10 wird in X-Achsenrich­ tung durch den Servomotor 14 und in Y-Achsenrichtung durch den Servomotor 18 unter Steuerung der numerischen Steue­ rungseinheit 22 bewegt. Das heißt, der bewegliche Tisch 10 wird durch die Servomotoren 14 und 18 positioniert. Die Impulsspannung V, die mit Hilfe des Schalttransistors 44 und des Ladekondensators 46 in der Spannungsversorgungs­ einheit 40 durch Umwandeln der Ausgangsspannung der Gleichspannungsquelle 42 erzielt wird, wird durch die Zu­ führungen 28 und 34 an die Drahtelektrode 22 angelegt. An­ dererseits wird die Bearbeitungsflüssigkeit 54, die den Filter 58 in der Bearbeitungsflüssigkeitszufuhreinrichtung durchgelaufen hat, aus dem Bearbeitungsflüssigkeitstank 56 gepumpt und als Entladungsmedium zwischen das Werkstück 12 und die Drahtelektrode 24 zugeführt.

Dies bewirkt, daß eine elektrische Entladung zwischen der Drahtelektrode 24 und dem Werkstück 12 auftritt, wodurch im letzteren Wärme erzeugt wird. Daher wird, wenn die Drahtelektrode 24 und das Werkstück 12 relativ zueinander mit Hilfe der numerischen Steuereinrichtung 22 bewegt wird, das Werkstück 12 wie gewünscht bearbeitet.

Mehrere Teile (Konfigurationen) können durch Bearbeitung eines Werkstücks 12 mit der automatischen Drahtelektroden­ zuführeinrichtung 70 wie folgt bearbeitet werden:

Wie in Fig. 6 dargestellt wird die automatische Drahtelek­ trodenzuführeinrichtung 70 an jeder Ausgangsbohrung 1 bis 8 betrieben, um automatisch die Drahtelektrode 24 anzu­ schließen und ein Werkstückschneidbetrieb wird gestartet. In diesem Fall wird ein NC-Programm ausgeführt, wie es in Teil (a) von Fig. 7 dargestellt ist. Das heißt, kurz bevor das Teil vollständig aus dem Werkstück herausgeschnitten ist, z. B. wenn das Schneiden des Werkstücks zur Hälfte durchgeführt ist, so daß das Teil nicht aus dem Werkstück herausfällt, wird die automatische Drahtelektrodenzuführ­ einrichtung 70 betrieben, um die Drahtelektrode 24 abzu­ schneiden, was an den folgenden Ausgangsbohrungen in glei­ cher Weise durchgeführt wird. Daher kann der unbemannte Schneidbetrieb kontinuierlich ablaufen.

Nachdem die Serie der Schnitte abgeschlossen ist, wird ein NC-Programm, wie in Teil (b) der Fig. 7 dargestellt ist, ausgeführt, um die verbleibenden Teile der Schnittorte zu bearbeiten.

In Teil (a) von Fig. 7 bezeichnet das Bezugszeichen M 21 einen Drahtelektrodenschneidbefehl. Infolge des Befehls M 21 wird der Entladungsbearbeitungsbetrieb ausgesetzt. In Teil (b) von Fig. 7 bezeichnet das Bezugszeichen M 0 einen Programmstoppbefehl. In Folge des Befehls M 0 wird die Be­ arbeitung des verbleibenden Teils des Schnittorts, die das Teilschnitt-NC-Programm übrig gelassen hat, um später be­ arbeitet zu werden (im folgenden mit "Restschnitt" [cut-left] bezeichnet), ausgesetzt. In den Teilen (a) und (b) von Fig. 7 kennzeichnen die durchgezogenen Linien den Abschnitt, der durch die Elektroentladungsbearbeitung ge­ schnitten wird.

Die bekannte Drahtschnittentladungsmaschine ist wie oben beschrieben aufgebaut. Daher ist es erforderlich, falls mehrere Teile nacheinander aus einem Werkstück, wie in Fig. 6 dargestellt, geschnitten werden, erforderlich, zwei NC-Programme zu verwenden: Ein Teilschnitt-NC-Programm, wie in Teil (a) von Fig. 7 dargestellt und ein Rest­ schnitt-NC-Programm, wie in Teil (b) von Fig. 7 darge­ stellt. Es dauert eine Zeit, um die zwei NC-Programme zu bilden und es ist erforderlich, die NC-Programme in der numerischen Steuereinrichtung abzuspeichern. Das heißt, die bekannte Entladungsmaschine besitzt eine geringe Ar­ beitseffizienz. Zusätzlich besitzt sie die Schwierigkeit, daß der Speicher nicht effektiv eingesetzt wird.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die oben beschriebenen Schwierigkeiten bei bekannten Draht­ schnittentladungsmaschinen zu beseitigen. Genauer ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Draht­ schnitt-Elektroentladungsmaschine zu schaffen, die ein NC-Programm verwendet, das ausgeführt werden kann, oh­ ne zu beachten, wie viel des Schnittorts unbearbeitet bleibt, um einen Teilschnittbetrieb und einen Restschnitt­ betrieb durchzuführen.

Bei einer Drahtschnitt-Elektroentladungsmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung, bezugnehmend auf einen festgeleg­ ten Programmstoppbefehl, bewirkt eine numerische Steuer­ einrichtung selektiv einen Teilschnittmodus und einen Restschnittmodus, so daß ein Teilschnittbetrieb und ein Restschnittbetrieb automatisch ausgeführt werden können. Genauer ist bei einer Drahtschnitt-Elektroentladungsma­ schine mit einer numerischen Steuereinrichtung zur Steue­ rung einer automatischen Drahtelektrodenzuführeinrichtung, Antriebseinrichtungen für die Steuerung der relativen Stellung der Drahtelektrode und des Werkstücks und einer Entladungsspannung, ein NC-Programm, das für die numeri­ sche Steuereinrichtung vorgesehen ist, in der Lage, selek­ tiv einen Teilschnittmodus, bei dem, wenn eine Größe des Schnittrests kleiner als ein festgelegter Wert, während der Bearbeitung eines Blocks zum nächsten Block, von dem ein Programmstoppbefehl abgegeben wurde, die Drahtelektro­ de automatisch abgeschnitten wird, und ein Restschnittmo­ dus zu bewirken, während, nachdem das Werkstück entlang einer im Teilschnittmodus abgebildeten Konfiguration be­ wegt wurde, der Block zum nächsten Block, von dem der Pro­ grammstoppbefehl gegeben wurde, bewegt wird, ein verblei­ bender Bewegungsabstand kleiner als die festgelegte Größe des Schnittrests wird, ein elektrischer Entladungs-Bear­ beitungsbetrieb automatisch durchgeführt wird, um einen Teil des Werkstücks zu schneiden, der dafür vorgesehen ist, später im Teilschnittmodus geschnitten zu werden, und dann angehalten wird.

Wenn die numerische Steuereinrichtung in den Teilschnitt­ modus versetzt wird, während der Block zum nächsten Block, von dem der Programmstoppbefehl gegeben wurde, bearbeitet wird, wird gemäß der Erfindung der Entladungsbearbeitungs­ betrieb ausgesetzt, um einen Teil des Werkstücks zu schaf­ fen, der später geschnitten wird und die Drahtelektrode wird abgetrennt. Wenn die numerische Steuereinrichtung in den Restschnittmodus versetzt wird, in dem Block zum näch­ sten Block, von dem der Programmstoppbefehl gegeben wurde, wird der Entladungsbearbeitungsbetrieb wieder gestartet, um das Teil des Werkstücks zu schneiden.

Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen be­ schrieben, in denen zeigt

Fig. 1 ein Diagramm für die Beschreibung eines NC-Pro­ gramms, das in der Elektroentladungsmaschine ge­ mäß der Erfindung verwendet wird,

Fig. 2 ein Diagramm für die Beschreibung eines Bei­ spiels des NC-Programms,

Fig. 3 ein Diagramm für die Beschreibung eines Teil­ schnitt-Modus der Elektroentladungsmaschine ge­ mäß der Erfindung,

Fig. 4 ein Diagramm für die Beschreibung eines Rest­ schnitt-Modus der Elektroentladungsmaschine ge­ mäß der Erfindung,

Fig. 5 ein Diagramm der gesamten Anordnung der bekann­ ten Drahtschnitt-Elektroentladungsmaschine,

Fig. 6 eine ebene Ansicht für die Beschreibung der Be­ arbeitung eines Werkstücks, das in mehrere Teile geschnitten wird, und

Fig. 7 (a) und (b) Diagramme für die Beschreibung eines Teil­ schnitt-NC-Programms und eines Rest­ schnitt-NC-Programms.

Fig. 6 zeigt ein Diagramm für die Beschreibung eines Be­ triebs einer kontinuierlichen Bearbeitung eines Werk­ stücks, damit mehrere Teile aus dem Werkstück herausge­ schnitten werden. Fig. 2 zeigt ein Diagramm eines bei­ spielhaften NC-Programms, um die Drahtschnitt-Elektroent­ ladungsmaschine aus Fig. 5 zu betreiben. In Fig. 2 kenn­ zeichnen G 22 L 100 einen Befehl zum Auslösen und Durchführen des NC-Programms an der Programmarke 100; G 00 X 10 einen Be­ fehl für eine Bewegung um + 10,0 mm in X-Achsenrichtung; M 20 einen Befehl, der bewirkt, daß die automatische Drahtelek­ trodenzuführeinrichtung 70 die Drahtelektrode 24 an­ schließt: M 80, M 82 und M 84 Befehle, die bewirken, daß die Bearbeitungsflüssigkeit zugeführt wird, die Drahtelektrode vorgeschoben wird und der Entladungs-Bearbeitungsbetrieb beginnt; G 01 einen Befehl für eine durch X und Y festge­ legte Bewegung bei einer Geschwindigkeit F; und M 01 einen möglichen Stopp-Befehl zum Stoppen des Programms, wenn in der numerischen Steuereinrichtung 22 wirksam. Der Befehl M 01 ist in das NC-Programm, wie in Fig. 1 dargestellt, eingefügt.

Fig. 3 zeigt ein Diagramm zur Beschreibung eines Teil­ schnittbetriebs (oder Teilschnittmodus) und Fig. 4 ein Di­ agramm für die Beschreibung eines Restschnittbetriebs (oder Restschnittmodus). Die verbleibende Anordnung ent­ spricht der der oben beschriebenen herkömmlichen Elektro­ entladungsmaschine.

Der Betrieb der Drahtschnitt-Elektroentladungsmaschine wird nun beschrieben.

Falls das in Fig. 2 dargestellte NC-Programm verwendet wird, um das Werkstück zu bearbeiten, damit mehrere Teile, wie in Fig. 6 dargestellt, ausgeschnitten werden, wird zu­ erst das Schneiden jedes Teils zur Hälfte durchgeführt ge­ lassen. Das heißt, jedes Teil besitzt einen Schnittrest. In diesem Fall ist in der numerischen Steuereinrichtung der Teilschnittmodus ausgewählt und die Größe des Rest­ schnitts wird festgestellt. Wenn unter dieser Bedingung die Elektro-Entladungsmaschine gestartet wird, aufgrund des Befehls M 20, wird die Drahtelektrode 24 angeschlossen und der Entladungsbearbeitungsbetrieb bewirkt. Das heißt, die Bearbeitung des Werkstücks wird gestartet. Wenn, während eines Blocks G 01 X 5, wie in Fig. 3 bearbeitet wird, dessen nächster Block der Befehl M 01 ist, dann die Größe des Restschnitts kleiner als L wird, festgelegt in der numeri­ schen Steuereinrichtung 22, arbeitet aufgrund des Befehls M 21 die numerische Steuereinrichtung 22 derart, daß die Drahtelektrode 24 automatisch abgetrennt wird. Das Werk­ stück wird mit Hilfe des beweglichen Tisches 10 bewegt, bis zur Bereitstellung des Befehls M 20. Wird dieser Be­ trieb wiederholt durchgeführt, werden Konfigurationen, ähnlich zu denen, die durch das Teilschnitt-NC-Programm dargestellt in Teil (a) von Fig. 7 erzielt werden, nach­ einander im Werkstück 12, wie in Fig. 6 gezeigt, geschnit­ ten.

Danach wird der bewegliche Tisch 10 zur ersten Ausgangs­ bohrung zurückbewegt. In der numerischen Steuereinrichtung wird der Restschnittmodus gewählt und der mögliche Stopp­ befehl M 01 wirksam gemacht. Unter dieser Bedingung wird die Elektroentladungsmaschine gestartet. Im Restschnittmo­ dus wird die Bewegung entlang der Konfiguration bei einer festgelegten Geschwindigkeit, die durch die Entladungsbe­ arbeitung erzielt wird, durchgeführt, wobei der in Fig. 2 gezeigte Startbefehl M 84 für den Entladungsbearbeitungsbe­ trieb außer Betracht gelassen wird. Wenn, während der Block G 01 X-5, dessen nächster Block M 01 ist, bewegt wird, der verbleibende Bewegungsabstand kleiner als der Betrag des Restschnitts (L) wird, festgelegt in der numerischen Steuereinrichtung 22 wird die numerische Steuereinrichtung 22 so betrieben, daß der Start (ON) des Entladungs-Bear­ beitungsbetriebs automatisch mit dem Befehl M 84 ausgeführt wird, und der Restschnitt des Werkstücks 12 wird, wie in Fig. 4 gezeigt, bearbeitet, um zu ermöglichen, daß das Teil nach unten fällt. Dann wird aufgrund des möglichen Stoppbefehls M 01 das NC-Programm unterbrochen. Nach dem Entfernen des heruntergefallenen Teils startet die Bedie­ nungsperson den Bearbeitungsbetrieb wieder, um den Rest­ schnittbetrieb für die verbleibenden Konfigurationen durchzuführen. Wird der oben beschriebene Betrieb wieder­ holt durchgeführt, kann derselbe Betrieb erzielt werden, wie der des Restschnitt-NC-Programms, dargestellt in Fig. 7.

In der oben beschriebenen Ausführungsform wird im Rest­ schnittmodus nur der Befehl M 48 außer Betracht gelassen. Jedoch können in Abhängigkeit von der Bearbeitungskonfi­ guration die Bearbeitungsbedingungen frei gesetzt werden, so daß während das Werkstück der Elektroentladungsbearbeitung unterzogen wird, das Werk­ stück bewegt wird, bis das Teil sich löst und nach unten fallen kann. Dies verhindert, daß die Drahtelektrode einge­ klemmt und zerbrochen wird, bevor der Endpunkt erreicht ist, an dem das Teil des Werkstücks nach unten fallen soll.

In der oben beschriebenen Ausführungsform werden der Teil­ schnittbetrieb und der Restschnittbetrieb individuell aus­ geführt. Jedoch kann dieser Betrieb auch automatisch kon­ tinuierlich durchgeführt werden, falls eine Vorrichtung vorgesehen ist, die automatisch die heruntergefallenen Teile entfernt.

Wie aus der vorangegangenen Beschreibung hervorgeht, kann die Bearbeitung eines Werkstücks um aus dem Werkstück meh­ rere Teile herauszuschneiden mit nur einem NC-Programm durchgeführt werden. Es ist daher beim Erstellen des NC-Programms nicht erforderlich, den Betrag des Rest­ schnitts in Betracht zu ziehen, so daß dementsprechend das NC-Programm einfach erstellt werden kann und mit einer re­ lativ kleinen Kapazität realisiert werden kann. Dies trägt in starkem Maße zur Verbesserung der Drahtschnitt-Elektro­ entladungsmaschine bei.

Claims (1)

1. Drahtschnitt-Elektroentladungsmaschine mit
   einer automatischen Drahtelektrodenzuführeinrichtung (70) zum automatischen Schneiden und Zuführen einer Drahtelek­ trode (24);
   Antriebseinrichtungen (14, 18) zur Steuerung der relativen Stellung der Drahtelektrode und eines Werkstücks (12);
   einer Spannungsversorgungseinheit (40) zur Zuführung einer Entladespannung zwischen der Drahtelektrode und dem Werk­ stück; und
   einer numerischen Steuereinrichtung (22) zur Steuerung der Spannungsversorgungseinheit, der automatischen Drahtelek­ trodenzuführeinrichtung und der Antriebseinrichtungen ent­ sprechend einem NC-Programm, das in der Lage ist selektiv zu bewirken:

   • - einen Teilschnittmodus, in dem, wenn ein Betrag eines Restschnitts kleiner wird als ein festgelegter Wert während der Bearbeitung eines Blocks zum nächsten Block, von dem ein Programmstoppbefehl gegeben wird, die Drahtelektrode automatisch geschnitten wird, und
   • - einen Restschnittmodus, in dem, wenn, während, nachdem das Werkstück entlang einer im Teilschnittmodus gebil­ deten Konfiguration bewegt wurde, der Block zum nächsten Block, von dem der Programmstoppbefehl gege­ ben wurde, bewegt wird, ein verbleibender Bewegungsab­ schnitt kleiner wird als der festgelegte Betrag des Restschnitts ein elektrischer Entladungsbearbeitungs­ betrieb automatisch gestartet wird, um einen Teil des Werkstücks zu schneiden, der in dem Teilschnittmodus übriggelassen wurde, um später geschnitten zu werden, und dann gehalten wird.