DE4008661A1 - Verfahren und vorrichtung an einer werkzeugmaschine zum ansteuern einer einrichtposition - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren an einer Werkzeugmaschine zum Ansteuern einer Einrichtposition zwischen Werkzeug und Werkstück mittels eines Antastvorganges in Antastrichtung, wobei zwischen den aufeinander zu bewegten Werkzeug und Werkstück eine Spannung anliegt, welche beim Berühren der Teile zusammenbricht, den Anstellantrieb abschaltet und einen Rückstellantrieb einschaltet.

Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Die Erfindung erfüllt den Zweck, die Werkzeugelektrode einer Funkenerosionsmaschine an einer vorgearbeiteten oder an die Werkzeugform angepaßten Erosionstelle eines Werkstückes formschlüssig zu positionieren.

Ein bekanntes Verfahren besteht darin, daß das Erodierpersonal die Werkzeugelektrode der Funkenerosionsmaschine durch gleich­ zeitiges Positionieren während des Erodiervorgangs von Hand an der mit Augenmaß bestimmten Erosionsstelle in einem Abstand von dem Werkstück entfernt positioniert. Dann wird das Werkzeug in Erosionsrichtung bis zur Kollision an das Werkstück gefahren, wo es entweder kollidiert oder an der vorgearbeiteten, an die Werkzeugform angepaßten Erosionsstelle formschlüssig anliegt. Im Falle des formschlüssigen Anliegens sind vom Erodierspersonal die gleichmäßig an der Oberfläche der Erosionsstelle an dem Werkzeug und dem Werkstück verteilten Erosionsfunken zu erkennen und als Bestätigung für das richtige Auffinden der Erosionsstelle zu werten.

Auf CNC-gesteuerten Erosionsmaschinen ist dieses Verfahren nicht unterstützt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Einrichten eines Werkzeuges in Bezug auf ein Werkstück auf einer CNC-gesteuerten Maschine, insbesondere einer Funkenerosions­ maschine, zu gestalten.

Diese Aufgabe wird in erfinderischer Weise dadurch gelöst, daß nach jedem Antastvorgang das Werkzeug und das Werkstück in einer von der Antastrichtung verschiedenen Schrittrichtung bewegt wird und erneut ein Antastvorgang in Antastrichtung durchgeführt wird.

Das Verfahren wird in erfinderischer Weise dadurch unterbrochen, daß die Bewegung in einer Schrittrichtung so lange ausgeführt wird, bis ein Maximalwert in der Antastrichtung erreicht wird oder bis das Verfahren gestoppt wird, oder daß die Bewegung beendet wird bei Erreichen eines bestimmbaren oder maschinen­ gegebenen Endwertes in der Schrittrichtung.

Eine Ausgestaltung ist darin zu sehen, daß die Bewegung in der Schrittrichtung in einer Schrittweise ausgeführt wird.

In erfinderischer Weise kann ein Werkzeug in der Einsenkung an der Erosionsstelle des Werkstücks dadurch positioniert werden, daß nacheinander Bewegungen in verschiedenen Schrittrichtungen ausgeführt werden oder daß das Symmetriezentrum einer Erosions­ stelle bestimmt wird und das Werkzeug und das Werkstück relativ zueinander in einer Schrittrichtung innerhalb des Symmetrie­ zentrums, beispielsweise einer Drehung um die C-Achse, bewegt werden.

Eine weitere erfinderische Ausgestaltung ist darin zu sehen, daß die Schrittrichtung und die Schrittweite derart beschaffen sind, daß der Maximalwert in zeitlich minimaler Weise aufgefunden wird.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahren ist in erfinderischer Weise derart ausgestaltet, daß Schrittrichtungen bestimm- und einstellbar sind. Die Antastvorgänge können beispielsweise systematisch erst in der einen und dann der anderen Achsenrichtung eines linearen Koordinatensystems ausgeführt werden.

Eine weitere erfinderische Ausgestaltung der Vorrichtung ist darin zu sehen, daß ein Maximalwert in der Antastrichtung einstellbar oder ein Endwert in der Schrittrichtung bestimmbar oder maschinengegeben ist und daß aus einer vorgegebenen Anzahl eine Schrittweite wählbar ist.

Eine bekannte Funkenerosionsmaschine kann zur Eingabe der Schrittweiten ohne Zusatzeinrichtungen dadurch in erfinderischer Weise benutzt werden, daß jede wählbare Schrittweite durch Betätigung einer der Geschwindigkeitstasten des Bedienerboards einstellbar ist.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist darin zu sehen, daß das Verfahren als Steuerprogramm darstellbar ist und daß die Schrittrichtung, die Schrittweite und der Endwert oder Maximalwert Parameter des Steuerprogramms darstellen.

Die mit dem Verfahren erzielbaren Vorteile sind insbesondere darin zu sehen, daß ein vorbearbeitetes Werkstück, für dessen Bearbeitung kein CNC-Programm existiert, ohne vermessen und ausgerichtet werden zu müssen an einer von mittels des Verfahrens aufzufindenden Erosionsstelle weiter bearbeitet werden kann.

Insbesondere kann auf diese Weise ein neues Werkzeug anstelle eines verschlissenen an der Erosionsstelle des Werkstückes positioniert werden.

Auch kann eine nicht justiert im Arbeitskopf angeordnete Werkzeugelektrode zur Bearbeitung an der Erosionsstelle ausgerichtet werden.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Besonderheiten sind den Aus­ führungsbeispielen und der Zeichnung zu entnehmen, welche im folgenden näher erläutert sind.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Werkzeugelektrode und ein Werkstück mit Arbeitskopf und Stromquelle einer Funkenerosionsmaschine;

Fig. 2 und 3 je eine Werkzeugelektrode und ein Werkstück;

Fig. 4 das Anzeigefeld einer Funkenerosionsmaschine.

Mit dem Verfahren ist die Möglichkeit gegeben, eine Werkzeug­ elektrode 1, 6, 8 in eine vorhandene Einsenkung 10, 11, 12 eines Werkstückes 2, 7, 9 zu positionieren, wenn mindestens der Referenzpunkt der Maschine bekannt ist.

Das Verfahren ist ein Sonderfall des Antastens. Antasten bedeutet das Ansteuern einer Einrichtposition zwischen Werkzeug 1, 6, 8 und Werkstück 2, 7, 9 mittels einer zwischen diesen beiden mit Einrichtgeschwindigkeit in Antastrichtung E aufeinander zu bewegten Teilen angelegten Hilfsspannung 5, die beim Berühren der beiden Teile zusammenbricht, den Anstellantrieb abschaltet und den Rückstellantrieb einschaltet. Als Hilfsspannung 5 kann eine Gleich- oder Wechselspannung benutzt werden. Die Antastbewegung wird beliebig oft ausgeführt ohne Überwachung eines Genauigkeitsfensters und der Toleranz zwischen zwei Antastvorgängen. Der Antastvorgang wird abgebrochen bei Erreichen eines bestimmbaren oder maschinengegebenen Endwertes in der Schrittrichtung X, bei Erreichen eines Maximalwertes in der Antastrichtung E oder durch Eingriff des Erodierpersonals. Der Endwert beschränkt den Verfahrbereich der Werkzeugmaschine, falls kein Maximalwert auffindbar ist. Wie in Fig. 2 und 3 dargestellt, ist der Maximalwert erreicht, wenn die Achsen a und b oder die Achsen c und d übereinander liegen.

Dem Antastvorgang ist eine Bewegung in der Schrittrichtung X, der nicht am Antastvorgang in Antastrichtung E beteiligten Achsen überlagert. Die Bewegung wird mit einer frei wählbaren Schrittweite x ausgeführt. Bei jedem Werkstückkontakt wird eine Rückzugsbewegung in Antastrichtung E entsprechend dem normalen Antasten ausgeführt. Zwischen dem Werkzeug 1, 6, 8 und dem Werkstück 2, 7, 9 verbleibt bei formschlüssigen Aufeinanderpassen infolge der Rückzugsbewegung ein Erosionsspalt 3.

Bei bekanntem Mittelpunkt einer Erosionsstelle kann die Position des Werkzeuges 1, 6, 8 durch Bewegung in einer Drehachse, beispielsweise der C-Drehachse, zu dem Werkstück 2, 7, 9 ausgerichtet werden. Das Symmetriezentrum kann auf CNC- gesteuerten Maschinen durch automatisches Berechnen des Mittel­ punktes und null Setzen der Achsen erfolgen. Im Falle einer punktsymmetrischen Erosionsstelle geschieht die Bewegung innerhalb des Symmetriezentrums in der C-Drehachse, im Falle einer achssymmetrischen Erosionsstelle entlang der Symmetrie­ achse.

Mittels des Verfahrens können eine nicht justiert im Arbeitskopf angeordnete Werkzeugelektrode 1, 6, 8 oder ein vorbearbeitetes Werkstück, für dessen Bearbeitung kein CNC-Programm existiert, ohne vermessen und ausgerichtet werden zu müssen zur Bearbeitung an der Erosionsstelle relativ zueinander ausgerichtet werden.

Bei Erreichen des Endwertes, des Maximalwertes oder bei Stoppen des Verfahrens wird automatisch mit der Hauptachse zurück auf die Startposition gefahren. Der Antastvorgang kann nacheinander mit den nicht an der Erosion beteiligten Achsen durchgeführt werden.

An der Funkenerosionsmaschine ist ein Anzeigefeld der Position des Werkzeuges gemäß Fig. 4 angeordnet. Im Achsenpositionsfeld 13 werden die Ist-Positionen aller konfigurierten Achsen angezeigt. Im Universalfeld 14 erscheint links neben den Achsen ein Eingabefeld für die jeweilige Soll-Position dieser Achse, dazu eine kurze Bedienungsanleitung. Die Soll-Positionsanzeige ist zunächst gleich der Ist-Position. Darunter werden die aktuellen Werte für Abhebeweg und Abhebetakt der Antastbewegung einge­ blendet. Unterhalb der Ist-Positionsanzeige erscheint die Anzeige der Schrittweite. Das Erosionspersonal muß eine Schritt­ weite eingeben. Die Größe der Schrittweite ist durch einen maschinenabhängigen Endwert begrenzt.

Die Funkenerosionsmaschine kann so ausgestaltet sein, daß nur eine abzählbare Anzahl von Schrittweiten x wählbar ist. Die Eingabe der Schrittweite wird über Geschwindigkeitstasten eines vorhandenen Bedienerboards vorgenommen; dabei bedeuten bei Tasten <=0,001 mm, <<=0,01 mm, <<<0 0,1 mm; eine freie Schritteingabe ist nicht möglich. Der Schrittbetrieb wird nicht explizit angezeigt.

Bezugszeichenliste

 1 erstes Werkzeug
 2 erstes Werkstück
 3 Erosionsspalt
 4 Arbeitskopf
 5 Hilfsspannung
 6 zweites Werkzeug
 7 zweites Werkstück
 8 drittes Werkzeug
 9 drittes Werkstück
10 erste Einsenkung
11 zweite Einsenkung
12 dritte Einsenkung
13 Achsenpositionsfeld
14 Universalfeld
a Achse zweites Werkzeug
b Achse zweites Werkstück
c Achse drittes Werkzeug
d Achse drittes Werkstück
E Antastrichtung
X Schrittrichtung
x Schrittweite

Claims (11)

1. Verfahren an einer Werkzeugmaschine zum Ansteuern einer Ein­ richtposition zwischen Werkzeug und Werkstück mittels eines Antastvorganges in Antastrichtung, wobei zwischen den aufein­ ander zu bewegten Werkzeug und Werkstück eine Spannung anliegt, welche beim Berühren der Teile zusammenbricht, den Anstellan­ trieb abschaltet und einen Rückstellantrieb einschaltet, dadurch gekennzeichnet, daß nach jedem Antastvorgang das Werkzeug (1, 6, 8) oder das Werkstück (2, 7, 9) in einer von der Antastrichtung (E) verschiedenen Schrittrichtung (X) bewegt wird und erneut ein Antastvorgang in Antastrichtung (E) durchgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung in einer Schrittrichtung (X) so lange ausgeführt wird, bis ein Maximalwert in der Antastrichtung (E) erreicht wird oder bis das Verfahren gestoppt wird, oder daß die Bewegung beendet wird bei Erreichen eines bestimmbaren oder maschinengegebenen Endwertes in der Schrittrichtung (X).

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung in der Schrittrichtung (X) in einer Schrittweite (x) ausgeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß nacheinander Bewegungen in verschiedenen Schritt­ richtungen (X) ausgeführt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Symmetriezentrum einer Erosionsstelle bestimmt wird und das Werkzeug (1, 6, 8) und das Werkstück (2, 7, 9) relativ zueinander in einer Schrittrichtung (X) innerhalb des Symmetriezentrums bewegt werden.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrittrichtung (X) und die Schritt­ weite (x) derart beschaffen sind, daß der Maximalwert in zeitlich minimaler Weise aufgefunden wird.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Schrittrichtungen (X) bestimm- und einstellbar sind.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Maximalwert in der Antastrichtung (E) einstellbar oder ein Endwert in der Schritt­ richtung (X) bestimmbar oder maschinengegeben ist.

9. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß aus einer vorgegebenen Anzahl eine Schrittweite (x) wählbar ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß jede wählbare Schrittweite (x) durch Betätigen einer der Geschwindigkeitstasten des Bedienerboards einstellbar ist.

11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Verfahren als Steuerprogramm darstellbar ist und daß die Schrittrichtung (X), die Schrittweite (x) und der Maximalwert oder Endwert Parameter des Steuerprogramms darstellen.