DE4335830A1

DE4335830A1 - Drahtschneidemaschine mit elektrischer Entladung und zugehöriges Verfahren

Info

Publication number: DE4335830A1
Application number: DE4335830A
Authority: DE
Inventors: Takuji Magara; Hisashi Yamada
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1992-10-20
Filing date: 1993-10-20
Publication date: 1994-07-07
Anticipated expiration: 2013-10-21
Also published as: US5418344A; CH688185A5; DE4335830C2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine mit einer elektrischen Entladung arbeitende Drahtschneidemaschine und ein zugehöriges Verfahren, bei welchen eine Drahtelektrode und ein gegenüberliegendes Werkstück in eine Relativbewegung versetzt werden, wobei zwischen der Drahtelektrode und dem Werkstück eine Spannung angelegt wird, um das Werkstück zu behandeln. Eine derartige Maschine ist auch als Drahterodiermaschine bekannt. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Drahterodiermaschine und ein zugehöriges Verfahren, welche in der Hinsicht wirksam sind, daß die Exaktheit von Bearbeitungsvorgängen an Innenkanten während der Drahterodierbearbeitung verbessert ist.

Fig. 6a zeigt eine konventionelle Erodiermaschine. In dieser Zeichnung ist eine Drahtelektrode 1 mit einer Bearbeitungsstromversorgung 3 verbunden, und ein Werkstück 2 ist zu seiner Bewegung auf einem X-Tisch 4 angebracht, der das Werkstück 2 in einer X-Richtung bewegt, und auf einem X- Tisch 5, der das Werkstück 2 in einer Y-Richtung bewegt. Ein Motor 6a beziehungsweise 6b dient zur Bewegung des X- bzw. Y- Tisches, und die Motoren 6a, 6b werden durch einen Servoverstärker 7a beziehungsweise 7b angetrieben. Im Betrieb werden ein NC-Programm 8 und eine Speichereinheit 9, die Offset-Daten speichert, in eine NC-Einheit 10 eingegeben, die eine (nicht gezeigte) Arithmetikeinheit aufweist, um Bearbeitungsspuren auf der Grundlage des NC-Programms und der Offset-Daten zu berechnen. Eine Steuervorrichtung 10 steuert die tatsächlichen Achsenbewegungen entsprechend den Bearbeitungsspuren, die von der NC-Einheit 10 berechnet werden.

Konventionell wird die Drahtelektrode 1 durch eine Drahtelektrodenlaufvorichtung (nicht gezeigt) in Bewegung versetzt, und ein Impulsstrom wird zwischen der Drahtelektrode 1 und dem Werkstück 2 durch die Bearbeitungs- Stromversorgung 3 angelegt, um so das Werkstück 2 zu bearbeiten. Die NC-Einheit 10 berechnet die Bearbeitungsspuren oder -wege auf der Grundlage des NC- Programms und der Offset-Daten, die vorher aus einem Speicher oder von einem NC-Band zur Verfügung gestellt werden. Entsprechend den Ergebnissen der Berechnung der Bearbeitungswege gibt die Steuervorrichtung 11 Bewegungsbefehle an die Servoverstärker 7a, 7b für die X- und Y-Bewegung zum Antrieb der Motoren 6a, 6b ab, wodurch die Drahtelektrode 1 und das Werkstück 2 zweidimensional in eine Relativbewegung versetzt werden, um das Werkstück 2 zu bearbeiten.

Die ordnungsgemäße Auswahl von Betriebsspannungspegeln stellt ein wohlbekanntes Erfordernis zur Erzielung einer Bearbeitung mit hoher Güte dar. Fig. 6b zeigt weitere Einzelheiten der konventionellen Drahterodiermaschine. In dieser Zeichnung weisen die in Fig. 6a gezeigten Bauteile dieselben Bezugszeichen auf. Eine Bearbeitungsspalt-Detektorschaltung 12 wird dazu verwendet, eine durchschnittliche Arbeitsspaltspannung während der Bearbeitung zu ermitteln. Der Draht 1 wird von einem Drahtspulenkörper 10 über einen Vorspannungsaufbringungs-Mechanismus 17 in den im Werkstück 2 ausgebildeten Spalt eingeführt. Dann gelangt der Draht durch eine Drahtlaufvorrichtung 11 und wird in einem Drahtsammelbehälter 16 gesammelt. Im Spalt gelangt der Draht 1 durch die elektrischen Düsen 13a und 13b.

Fig. 6c zeigt ein Geschwindigkeitssteuerprogramm, welches bei der NC-Vorrichtung 10 verwendet wird. Am Anfang wird die Durchschnittsspannung in einem Schritt 20 ermittelt, und dann berechnet die Arithmetikeinheit in der NC-Einheit 10 einen Fehler zwischen einer eingestellten Spannung und einer Durchschnitts-Bearbeitungsspalt-Spannung pro vorbestimmter Samplingzeit (Probenentnahmezeit) im Schritt 21. Im Verarbeitungsschritt 22 berechnet die Arithmetikeinheit in der NC-Einheit 10 eine Befehlsgeschwindigkeit pro vorbestimmter Samplingzeit aus der im Schritt 21 ermittelten Fehlerspannung.

Im Betrieb veranlaßt ein Geschwindigkeitssignal von der NC- Vorrichtung 11 den Servoverstärker 7 zum Antrieb des Servomotors 6, wodurch die Tische 4, 5 in bestimmter Reihenfolge bewegt werden, so daß das Werkstück 2 entsprechend einer gewünschten Sequenz bewegt wird. Die Bewegungsgeschwindigkeit während der Bearbeitung wird entsprechend dem Zustand des Bearbeitungsspaltes geändert. Hierbei wird die Bewegungsgeschwindigkeit erhöht, wenn der Arbeitsspalt breit ist, und verringert, wenn dieser eng ist. Unter Verwendung dieser Vorgehensweise wird verhindert, daß die Drahtelektrode 1 in Berührung mit dem Werkstück 2 gelangt, und wird eine optimale Bearbeitung erzielt. Da die Spaltentfernung oder Spaltenbreite während der Bearbeitung aus der Durchschnittsspannung während der Bearbeitung beurteilt werden kann, wird die Bewegungsgeschwindigkeit üblicherweise so gesteuert, daß die Durchschnittsarbeitsspalt-Spannung zu einem vorbestimmten, eingestellten Wert paßt.

Hierbei wird, wie in Fig. 6c gezeigt ist, die Durchschnittsspannung im Schritt S20 ermittelt. Dann wird zuerst in einem Schritt S21 eine Differenz zwischen einer voreingestellten Spannung Vs, die durch die Arithmetikeinheit vorbestimmt wurde, und der Durchschnittsarbeitsspalt-Spannung V, die von der Arbeitsspaltdtetektorschaltung 5 ermittelt wurde (nachstehend als Fehlerspannung Ve bezeichnet) berechnet. Die Arithmetikeinheit in der NC-Einheit 10 berechnet dann einen Geschwindigkeitskomponenten- Änderungswert DF(n), der als Funktion der Fehlerspannung Ve definiert ist. DF(n) wird aus dem Produkt eines Umwandlungsparameters K, der einen Spannungswert in eine Geschwindigkeitswert umwandelt, und der Fehlerspannung Ve(n) bestimmt. Dann wird eine aktualisierte Befehlsgeschwindigkeit F(n) berechnet, die als das Ergebnis der Addition des Geschwindigkeits-Komponenten-Änderungswertes DF (n) zu einem vorher berechneten Wert F(n-1) erhalten wird. Dieses Befehlsgeschwindigkeits-Signal wird an den Servoverstärker 7 übertragen, zum Antrieb des Servomotors 6, wodurch der Tisch 4 und das Werkstück 2 mit einer gewünschten Befehlsgeschwindigkeit bewegt werden. Diese Arithmetikvorgänge werden pro vorbestimmter Samplingzeit wiederholt. Dementsprechend wird eine derartige Steuerung ausgeführt, daß sich die Bewegungsgeschwindigkeit des Werkstücks entsprechend dem Zustand des Arbeitsspeichers ändern kann, und entsprechend der fortschreitenden Bearbeitung.

Diese Art der Geschwindigkeitssteuerung ist spezifisch für Drahterodierbearbeitungen, bei welchen das Steuersystem so ausgelegt ist, abrupte Geschwindigkeitsänderungen zu vermeiden. Da die Drahtelektrode nicht starr ist, führt eine abrupte Änderung der Geschwindigkeit zu Schwingungen, die zu einem wiederholten Schließen und Öffnen des Arbeitsspaltes führen, und dazu, daß eine ordnungsgemäße Bearbeitung des Werkstückes unmöglich wird.

Eine Endbearbeitung einer Ecke unter Berücksichtigung dieser Zustände wird nachstehend überlegt. Fig. 7a zeigt die Änderungen des Abtrags bei der Endbearbeitung einer Innenecke, wobei A ein gerades Bewegungsintervall bezeichnet, B ein Abtragserhöhungsintervall, in welchem der Abtrag vor der Ecke zunimmt, C ein Bogenbewegungsintervall bezeichnet, D ein Abtragsverringerungsintervall, in welchem vor dem Ende der Bogenbewegung der Abtrag kleiner wird, und E ein gerades Bewegungsintervall nach der Ecke bezeichnet. O₁ bis O₄ bezeichnen Drahtzentrumspositionen in einem Eckenendbearbeitungsvorgang, wobei O₁ die Drahtzentrumsposition beim Startpunkt des Abtragserhöhungsintervalls bezeichnet, O_B die Drahtzentrumsposition in jedem Punkt in dem Abtragserhöhungsintervall B bezeichnet, O₂ die Drahtzentrumsposition am Startpunkt der Bogenbewegung C bezeichnet, O₃ die Drahtzentrumsposition am Startpunkt des Abtragsverringerungsintervalls D bezeichnet, O_D die Drahtzentrumsposition an jedem Punkt innerhalb des Abtragsverringerungsintervalls D bezeichnet, und O₄ die Drahtzentrumsposition am Endpunkt der Bogenbewegung bezeichnet. L₁ bis L₄ bezeichnen den Abtrag an entsprechenden Drahtzentrumspositionen O₁ bis O₄, wobei L₁ den Abtrag bezeichnet, wenn sich das Drahtzentrum in der Position O₁ befindet, L_B den Abtrag bezeichnet, wenn sich das Drahtzentrum in der Position O_B befindet, L₂ den Abtrag bezeichnet, wenn sich das Drahtzentrum in der Position O₂ befindet, L₃ den Abtrag bezeichnet, wenn sich das Drahtzentrum in der Position O₃ befindet, L_D den Abtrag bezeichnet, wenn sich das Drahtzentrum in der Position O_D befindet, und L₄ den Abtrag bezeichnet, wenn sich das Drahtzentrum in der Position O₄ befindet. Der Parameter r bezeichnet eine Entfernung vom Zentrumspunkt eines Kreisbogenortes zu einer bearbeiteten Oberfläche (durch eine gestrichelte Linie in der Zeichnung bezeichnet) an der Ecke, und r′ bezeichnet den Bogenradius eines Drahtzentrumsorts an der Ecke.

Wenn in der Zeichnung der Abtrag beim geraden Schneiden bis zur Drahtelektroden-Zentrumsposition von O₁ (Intervall (A) durch L₁ bezeichnet wird, steigt der Abtrag am Einlaß der Ecke (Intervall B) abrupt von L₁ auf L₂ an, und die Ecke wird so geschnitten, daß der Abtrag erhöht bleibt (Intervall C). Der Abtrag am Auslaß der Ecke (Intervall D) nimmt abrupt von L₃ auf L₄ ab, und kehrt zum Abtrag beim geraden Schneiden (Intervall D) zurück. Fig. 7b zeigt ein Beispiel für typische Änderungen des Abtragsbetrages (µm) bei der Endbearbeitung einer Innenecke.

Im Gegensatz hierzu erfolgt bei der Endbearbeitung einer Außenecke eine Erhöhung des Abtragsbetrages, wie in dem Beispiel von Fig. 7c gezeigt.

Bei der konventionellen Erodiermaschine mit dem voranstehend beschriebenen Aufbau war es häufig nicht möglich, mit der Geschwindigkeit auf abrupte Änderungen des Abtrags bei der Endbearbeitung einer Ecke zu reagieren, wodurch sich der Arbeitsspalt an der Ecke ändert, was zu Formfehlern führte.

Fig. 8 zeigt eine weitere Schwierigkeit, welche die Bearbeitungsspuren für Innenecken-Endbearbeitung bei dem konventionellen Beispiel betrifft. Bei der Endbearbeitung einer Innenecke wird die Innenecke dadurch bearbeitet, daß ein Eckenradius in mehreren aufeinanderfolgenden Bearbeitungsdurchgängen geändert wird (erster bis vierter Schnitt in der Zeichnung), so daß eine bearbeitete Form einen gewünschten Radius R nach dem letzten Bearbeitungsdurchgang (dem vierten Schnitt in der Zeichnung) aufweist. Die Innenecke wird nämlich auf der Spur so bearbeitet, daß der Eckenradius bei jedem Bearbeitungsdurchgang einen Wert annimmt, der durch Subtrahieren eines Offset-Wertes in jedem Bearbeitungsdurchgang von einem programmierten Radius R (endgültiger gewünschter Radius) auf nachstehende Weise erhalten wird:

Rn = R-Hn

Hierbei ist Rn der Eckenspurradius bei der n-ten Bearbeitung, R ist der programmierte Radius und Hn ist der Offset-Wert bei der n-ten Bearbeitung.

Bei der konventionellen Erodiermaschine mit dem voranstehend beschriebenen Aufbau, wie in der japanischen offengelegten Patentveröffentlichung Nr. SHO 63-105837 beschrieben, war es erforderlich, einen Eckenradius allmählich zu erhöhen, wenn die Bearbeitung sich von der Grobbearbeitung zur Endbearbeitung ändert. Auf diese Weise wurde schließlich der gewünschte Eckenradius erreicht. Allerdings gab es in der Praxis eine Grenze von etwa 0,2 mm für den Minimalradius einer Innenecke, die durch eine Drahtelektrode von beispielsweise 0,2 mm Durchmesser endbearbeitet werden konnte.

Angesichts der voranstehenden Schwierigkeiten bei der Bearbeitung von Ecken mit Drahtschneide-Erodiermaschinen richtet sich die vorliegende Erfindung auf die Lösung mehrerer verschiedener Aufgaben.

Daher besteht eine der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe in der Verbindung der Nachteile der konventionellen Anordnung, durch Bereitstellung einer elektrischen Erodiermaschine, welche eine nicht-lineare Geschwindigkeitssteuerung an einer Ecke ausübt, um sich auf Abtragsänderungen an der Ecke sofort einzustellen, wodurch die Bearbeitungsgenauigkeit an der Ecke verbessert wird.

Eine weitere, der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht in der Überwindung der Nachteile des Stands der Technik, durch Bereitstellung eines Drahterodier- Bearbeitungsverfahren und einer zugehörigen Maschine, welche einen bearbeitbaren Inneneckenradius deutlich verringern, und die Bearbeitungsgenauigkeit bei der Endbearbeitung von Innenecken verbessern können.

Die Drahterodiermaschine gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet eine Geschwindigkeitssteuervorrichtung zur Ausübung einer Steuerung, so daß eine Befehlsgeschwindigkeit nicht einen eingestellten Geschwindigkeitswert überschreitet.

Eine Drahterodiermaschine gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet eine ermittelte Arbeitsspaltspannung zur Berechnung einer Integralbefehlsgeschwindigkeits-Komponente, und verwendet einen programmierten Bogenradius und einen Elektroden-Offset-Wert bei der Endbearbeitung eines Bogens zur Berechnung eines eingestellten Geschwindigkeitswertes, und definiert den eingestellten Geschwindigkeitswert als eine Befehlsgeschwindigkeit, wenn die Befehlsgeschwindigkeit den eingestellten Geschwindigkeitswert überschritten hat.

Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird eine Differenz zwischen einer erfaßten Arbeitsspaltspannung und einer voreingestellten Bezugsspannung pro vorbestimmter Samplingzeit, oder das Verhältnis dieser Größen, zur Berechnung einer Integrationsbefehls- Geschwindigkeitskomponente verwendet.

Gemäß der vorliegenden Erfindung werden eine Transienten- Reaktionskomponente und eine Integrationskomponente zur Berechnung einer Zufuhrrate pro Sampling verwendet, wird ein eingestellter Geschwindigkeitswert als Funktion eines programmierten Bogenradius und eines Elektroden-Offset-Wertes bei der Endbearbeitung eines Bogens ermittelt, und wird der eingestellte Geschwindigkeitswert als die Integrationskomponente verwendet, wenn die Integrationskomponente den eingestellten Geschwindigkeitswert überschritten hat, so daß die Integrationskomponente nicht den eingestellten Geschwindigkeitswert überschreitet.

Insbesondere berechnet die Drahterodiermaschine gemäß der vorliegenden Erfindung den eingestellten Geschwindigkeitswert an der Ecke aus dem Eckenbogenradius und dem Offset-Wert, und führt eine solche Steuerung durch, daß die Bewegungsgeschwindigkeit nicht den eingestellten Geschwindigkeitswert überschreitet.

Darüberhinaus berechnet die Drahterodiermaschine gemäß der vorliegenden Erfindung den eingestellten Geschwindigkeitswert an der Ecke aus dem Eckenbogenradius und dem Offset-Wert, und führt eine solche Steuerung durch, daß die Integrationskomponente der Bewegungsgeschwindigkeit nicht den eingestellten Geschwindigkeitswert überschreitet.

Ein Drahterodier-Bearbeitungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung kann darüberhinaus eine Innenkante auf einer Bearbeitungsspur oder einem Rearbeitungsweg mit demselben Radius in jedem von mehreren Bearbeitungsdurchgängen bearbeiten.

Weiterhin berechnet eine Drahterodiermaschine gemäß der vorliegenden Erfindung eine Bewegungsspur auf einer Innenkante in jedem von mehreren Bearbeitungsdurchgängen, so daß kreisförmige Spuren bei der Inneneckenbearbeitung in mehreren Bearbeitungsdurchgängen, die einen unterschiedlichen Offset-Wert aufweisen, denselben Radius aufweisen.

Weiterhin bearbeitet ein Drahterodier- Bearbeitungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung eine Innenecke auf einer Spur mit dem selben Radius bei jedem Bearbeitungsdurchgang und unter Bearbeitungsbedingungen, also elektrischen Bearbeitungsbedingungen und einer Zufuhrrate, die in Reaktion auf Änderungen des Betrages des Abtrags von der Innenecke geändert werden.

Weiterhin weist eine Drahterodiermaschine gemäß der vorliegenden Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Berechnung einer Bewegungsspur oder Bewegungsbahn auf einer Innenecke in jedem von mehreren Bearbeitungsdurchgängen auf, so daß kreisförmige Spuren bei der Inneneckenbearbeitung von Bearbeitungsdurchgängen, die einen unterschiedlichen Offset- Wert aufweisen, den selben Radius aufweisen, und weist eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Festlegen der Bewegungsspur so auf, daß der selbe Inneneckenradius in jedem Bearbeitungsdurchgang entsprechend den Operationsergebnissen der ersten Berechnung erhalten wird, weist darüberhinaus ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Berechnung der Änderung des Abtrags von der Innenecke in jedem Bearbeitungsdurchgang auf, und weist schließlich ein Verfahren und eine Vorrichtung auf, welche elektrische Bearbeitungsbedingungen, die Zufuhrrate usw. bei der Innenecke entsprechend den Ergebnissen der zweiten Berechnung ändern und steuern.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:

Fig. 1a die Anordnung einer Drahterodiermaschine gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und Fig. 1b die Anordnung einer zweiten Ausführungsform;

Fig. 2a die Bearbeitungsspuren einer Innenecken- Endbearbeitung bei der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und Fig. 2b die Änderungen des Abtrags bei der Inneneckenbearbeitung, zur Beschreibung des Betriebs bei der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3 die Änderungen des Abtrags bei der Inneneckenbearbeitung zur Beschreibung des Betriebs bei der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4a ein Flußdiagramm mit einer Darstellung einer dritten Ausführungsform der Erfindung, und Fig. 4b ein Flußdiagramm mit einer Darstellung des Betriebs der Arithmetik-Einrichtung bei der dritten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 5 ein Flußdiagramm einer vierten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 6a die Anordnung einer konventionellen Drahterodiermaschine;

Fig. 6b eine weitere Darstellung einer Drahterodiermaschine nach dem Stand der Technik;

Fig. 6c ein Flußdiagramm der Geschwindigkeitssteuerung der Drahterodiermaschine nach dem Stand der Technik;

Fig. 7a ein Diagramm, welches Abtragsänderungen bei der Innenecken-Endbearbeitung erläutert;

Fig. 7b eine Darstellung von Abtragsänderungen bei der Innenecken-Endbearbeitung;

Fig. 7c eine Darstellung von Abtragsänderungen bei der Außenecken-Endbearbeitung; und

Fig. 8 die Bearbeitungsspuren einer Innenecken- Endbearbeitung bei der konventionellen Drahterodiermaschine.

Nachstehend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 1a und 2a die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. In Fig. 1a sind die Drahtelektrode 1, das Werkstück 2, die Bearbeitungsstromversorgung 3, der X-Tisch 4, der Y-Tisch 5, die Motoren 6a und 6b, die Servoverstärker 7a und 7b, das NC-Programm 8 und die Speichervorrichtung 9 zum Speichern von Offset-Daten sämtlich bereits aus dem konventionellen System bekannt, welches in Fig. 6a dargestellt ist. Hinzugefügt zur konventionellen Anordnung ist ein Einstellschalter 21, der zur Auswahl zwischen einem Standardbearbeitungsmodus und einem Bearbeitungsmodus mit identischem Radius für eine Inneneckenbearbeitung verwendet wird. Weiterhin ist innerhalb der NC-Einheit 10 eine Arithmetikeinheit 20 vorgesehen, die zur Berechnung einer Bewegungsspur oder Bewegungsbahn auf einer Innenkante für jeden Bearbeitungsdurchgang auf der Grundlage des NC- Programms und der Offset-Daten verwendet wird, so daß kreisförmige Spuren bei der Inneneckenbearbeitung der Bearbeitungsvorgänge, die einen unterschiedlichen Offset-Wert aufweisen, denselben Radius aufweisen, wenn der Einstellschalter 21 in den Modus mit identischem Radius eingestellt wurde. Die Steuervorrichtung 11 dient zum Steuern von Spurbewegungen oder Bahnbewegungen, damit der Inneneckenradius bei jedem Bearbeitungsdurchgang gleich ist, entsprechend den Bearbeitungsspuren, die von der Arithmetikeinheit 20 berechnet werden.

Im Betrieb wird bei dem konventionellen Beispiel die Drahtelektrode 1 durch die Drahtelektrodenlauf-Vorrichtung (nicht gezeigt) in Bewegung gesetzt, und von der Bearbeitungsstromversorgung 3 wird ein Impulsstrom zwischen der Drahtelektrode 1 und dem Werkstück 2 zugeführt, um dieses zu bearbeiten. Die Arithmetikeinheit 20 berechnet die Bearbeitungsspuren auf der Grundlage des NC-Programms und der Offset-Daten, die vorher durch einen Speicher oder ein NC- Band (Magnetband) geliefert werden. Wenn der Einstellschalter 21 in den Modus mit identischem Radius eingestellt wurde, berechnet die Arithmetikeinheit 20 eine Bewegungsspur auf der Innenecke in jedem Bearbeitungsvorgang auf solche Weise, daß kreisförmige Spuren bei der Inneneckenbearbeitung bei den Bearbeitungsvorgängen, die einen unterschiedlichen Offset- Wert aufweisen, im Ergebnis denselben Radius haben. Entsprechend den Berechnungsergebnissen für die Bearbeitungsspuren gibt die Steuervorrichtung 11 Bewegungsbefehle an die X- und Y-Bewegungs-Servoverstärker 7a, 7b aus, zum Antrieb der Motoren 6a und 6b, wodurch die Drahtelektrode 1 und das Werkstück 2 in Bezug aufeinander zweidimensional bewegt werden, um das Werkstück 2 zu bearbeiten.

Fig. 2a zeigt die Bearbeitungsspuren bei der Innenecken- Endbearbeitung bei der ersten Ausführungsform. Bei der Endbearbeitung der Innenecke wird die Innenecke so bearbeitet, daß ein Eckenradius bei den mehreren Bearbeitungsdurchgängen (erster bis vierter Schnitt in der Zeichnung), die von der Grobbearbeitung bis zum endgültigen Bearbeitungsdurchgang (vierter Schnitt in der Zeichnung) reichen, gleichmäßig ist.

Darüberhinaus berechnet, wenn der Einstellschalter 21 in den Standardbearbeitungsmodus eingestellt wurde, die Arithmetikeinheit 20 die Bearbeitungsspuren so, daß der Eckenradius bei dem Bearbeitungsdurchgängen (erster bis vierter Schnitt in der Zeichnung) geändert wird, wie in Fig. 7 anhand des konventionellen Beispiels gezeigt ist, und das Werkstück unter dem Standard-Innenecken-Bearbeitungsmodus entsprechend dem Ergebnis einer derartigen Berechnung bearbeitet wird.

Während der minimale Eckenradius von annähernd 0,2 mm durch einen Draht mit einem Durchmesser von 0,2 mm bei einem üblichen Bearbeitungsverfahren erreicht wird, ermöglicht es das voranstehend erläuterte Verfahren, daß eine Ecke mit einem minimalen Eckenradius von annähernd 0,15 mm bearbeitet wird, unter Verwendung eines Drahtes mit einem Durchmesser von 0,2 mm, nämlich bei dem Bearbeitungsmodus mit identischem Radius.

Nachstehend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 1b, 2b und 3 eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Fig. 1b gleicht Fig. 1a mit der Ausnahme, daß eine Arithmetikeinheit 22 hinzugefügt wurde, welche die Änderung des Abtrags an der Innenecke bei jedem Bearbeitungsdurchgang aus den Bearbeitungsspuren berechnet, die durch die Arithmetikeinheit 20 ermittelt wurden. Weiterhin ist eine Steuervorrichtung 23 an den Ausgang der Arithmetikeinheit 22 angeschlossen, um die elektrischen Bearbeitungszustände an der Innenecke zu ändern und zu steuern, entsprechend der Erhöhung oder der Verringerung des Abtrags, auf der Grundlage des Berechnungsergebnisses der Arithmetikeinheit 22.

Im Betrieb wird, wie aus Fig. 1b hervorgeht, die Drahtelektrode 1 durch die Drahtelektroden-Laufvorrichtung (nicht gezeigt) in Bewegung versetzt, und ein Impulsstrom wird von der Bearbeitungs-Stromversorgung 3 zwischen die Drahtelektrode 1 und das Werkstück 2 angelegt, um dieses zu bearbeiten. Die Arithmetikeinheit 20 berechnet die Bearbeitungsspuren auf der Grundlage des NC-Programms und der Offset-Daten, die vorher durch einen Speicher oder ein NC- Band geliefert werden. Falls der Einstellschalter 21 in den Modus mit identischem Radius eingestellt wurde, berechnet die Arithmetikeinheit 20 eine Bewegungsspur auf der Innenecke für jeden Bearbeitungsdurchgang, so daß kreisförmige Spuren bei der Innenecken-Bearbeitung bei den verschiedenen Bearbeitungsdurchgängen, die einen unterschiedlichen Offset- Wert aufweisen, im Ergebnis denselben Radius haben, wie in Fig. 2a gezeigt ist. Entsprechend den Berechnungsergebnissen für die Bearbeitungsspuren gibt die Steuervorrichtung 11 Bewegungsbefehle an die X- und Y-Bewegungs-Servo-Verstärker 7a, 7b zum Antrieb der Motoren 6a, 6b aus, wodurch die Drahtelektrode 1 und das Werkstück 2 relativ zueinander zweidimensional bewegt werden, um das Werkstück 2 zu bearbeiten.

Inzwischen berechnet die Arithmetikeinheit 22 die Änderung des Abtrags auf der Innenecke bei jedem Bearbeitungsdurchgang aus den Bearbeitungsspuren, die von der Arithmetikeinheit 20 ermittelt wurden. Die Fig. 2b und 3 zeigen die Änderungen des Abtrags bei der Inneneckenbearbeitung. In diesen Zeichnungen ist zwar der Abtrag beim Wert von L0 bis zur Elektrodenzentrums-Position O0 gleichmäßig, jedoch steigt der Abtrag abrupt in einem Linearbewegungsbereich (Bereich B in Fig. 3) abrupt an, vor der Kreisbewegung in der Elektroden- Zentrumsposition O0 bis O3, und erreicht einen Maximalwert an dem Startpunkt O3 für die Kreisbewegung. Daraufhin nimmt der Abtrag plötzlich in einem Kreisbewegungsbereich (Bereich C in Fig. 3) ab, und kehrt zum Linearabschnittsabtrag von L7 (= L0) an einem Endpunkt O7 für die Kreisbewegung zurück. Das Verhältnis der Abtragsänderung in dem Bearbeitungsmodus mit identischem Radius ist erheblich höher als in dem konventionellen Standardecken-Bearbeitungsmodus, der in der japanischen offengelegten Patentveröffentlichung Nr. SHO 63- 105837 beschrieben ist. Daher kann eine übliche Durchschnittsspannungs/Konstanzzuführungs-Steuerung nicht auf derartige plötzliche Abtragsänderungen reagieren, und es tritt ein Kurzschluß oder dergleichen an der Innenecke auf, was die Bearbeitung extrem schwierig macht, und wesentlich die Bearbeitungsgenauigkeit verringert. Bei der vorliegenden Ausführungsform werden die Änderungen des Abtrags auf der Innenecke berechnet, und die elektrischen Bearbeitungsbedingungen geändert, entsprechend den Abtragsänderungen, um das Werkstück zu bearbeiten. Da der Abtrag abrupt in dem Bereich B vor der Innenecke zunimmt, wie in Fig. 3 gezeigt ist, wird nämlich die Entladungsfrequenz erhöht, so daß ein mittlerer Bearbeitungsstrom erhöht wird, und so die Bearbeitungsenergie erhöht wird. Da der Abtrag plötzlich in dem kreisförmigen Bewegungsbereich C abnimmt, wird dort die Bearbeitungsenergie verringert.

Überlegt man sich den Vorgang beim Entfernen von Material an einer Ecke, wie in Fig. 2b dargestellt, so läßt sich die Art und Weise der Festlegung des Abtragbetrages wie nachstehend angegeben verstehen.

In Fig. 2b wird zuerst der Abtrag von Material während der Linearbewegung vor der Ecke betrachtet (Elektrodenzentrumsposition: 00 bis 03). Wird das Zentrum der Kreiselektroden-Bewegung als der Ursprung (0, 0) definiert:

Gleichung des Elektrodenumfangs

(x-1_x)² + (y + r)² = R² (1)

hierbei ist r der Kreisspurradius des Drahtzentrums, und R ist der Drahtelektrodenradius.

Dann ergibt sich die Gleichung der Oberfläche vor der Endbearbeitung als

(x-ΔH)² + (y-ΔH)² = (R + r)² (2)

Hierbei ist ΔH der Elektrodenverschiebungswert (die Differenz zwischen der Vorbearbeitungsspur und dem Offset-Wert).

Wird angenommen, daß die Koordinaten des Schnittpunkts der beiden Gleichungen (1) und (2) gegeben sind durch (x_p1, y_p1), so ergibt sich folgender Abtrag L:

L = R + r - Y_p1 (3)

Durch Berechnung des Schnittpunktes der Gleichungen (1) und (2) und Einsetzen des Ergebnisses in Gleichung (3) ergibt sich daher der Abtrag L zum Zeitpunkt der Linearbewegung vor der Ecke (Bereich B in Fig. 3).

Bezüglich des Abtrags von Material in dem Kreisbewegungsbereich an der Ecke (Elektrodenzentrums- Position: 03 bis 07) ergibt sich nunmehr eine ähnliche Gleichung für den Elektrodenumfang:

(x + rsin R)² + (y + rcos R)² = R² (4)

hierbei ist R der Winkel der Zentrumsposition auf der kreisförmigen Spur.

Dann ergibt sich die Gleichung der Oberfläche vor der Endbearbeitung als

x = ΔH-R-r (5)

Die Koordinaten des Schnittpunktes der voranstehenden Gleichungen (4) und (5) sind definiert als (x_p2, y_p2).

Nimmt man nunmehr an, daß der Schnittpunkt einer Tangente auf den Elektrodenumfang und einer Senkrechten von (x_p2, y_p2) zur Tangente gegeben ist durch (x_p3, y_p3), so ergibt sich folgender Abtrag L:

L = [(X_p3-X_p2)² + (Y_p3-Y_p2)²]^0,5 (6)

Durch Auffinden des Schnittpunktes der Gleichungen (4) und (5), Ermittlung des Schnittpunktes der Senkrechten von dem Schnittpunkt zur Tangenten auf dem Elektrodenumfang und der Tangente, und Berechnung der Entfernung zwischen den beiden Schnittpunkten unter Verwendung von Gleichung (6) ergibt sich daher der Abtrag L bei der Kreisbewegung auf der Ecke (Bereich C in Fig. 3).

Während der minimale Eckenradius von annähernd 0,2 mm mit einem Draht mit einem Durchmesser von 0,2 mm bei einem üblichen Bearbeitungsverfahren erreicht wird, ermöglicht das voranstehend angegebene Verfahren die Bearbeitung einer Ecke mit einem minimalen Eckenradius von annähernd 0,11 mm mit einem Draht mit einem Durchmesser von 0,2 mm, nämlich durch Bearbeitung der Ecke in dem Bearbeitungsmodus mit identischem Eckenradius, und durch Änderung und Steuerung der elektrischen Bearbeitungsbedingungen in Reaktion auf die Abtragsänderungen. Darüberhinaus wird ein Formfehler der Innenecke auf weniger als 2 µm verringert.

Zwar wurde die voranstehende Ausführungsform anhand eines Beispiels beschrieben, bei welchem die elektrischen Bearbeitungsbedingungen entsprechend dem Abtrag auf der Innenecke geändert wurden, jedoch wird darauf hingewiesen, daß auch die anderen Bearbeitungsbedingungen, beispielsweise Zufuhrraten und Bearbeitungsspuren, geändert werden können, um eine Kompensation der Nach-Endbearbeitungsform zu erzielen. Mit anderen Worten wird eine solche Steuerung durchgeführt, daß die Zufuhrraten in dem Bereich B vor der Ecke verringert werden, wo der Abtrag zunimmt, und die Zufuhrrate in dem Kreisbewegungsbereich C erhöht wird, in welchem der Abtrag abnimmt, um so die Bearbeitungsgenaugigkeit zu erhöhen. Wenn der Abtrag zunimmt, tritt im allgemeinen ein übermäßiges Schneiden auf, wie dies in der japanischen offengelegten Patentveröffentlichung SHO 63-105837 beschrieben ist. Durch Änderung der Bearbeitungsspuren zur Kompensierung dieses übermäßigen Schneidens läßt sich daher auch eine Verbesserung der Bearbeitungsgenauigkeit erreichen.

Nachstehend wird eine dritte Ausführungsform der Erfindung entsprechend den beigefügten Zeichnungen beschrieben. Fig. 4a ist ein Flußdiagramm mit einer Darstellung der Geschwindigkeitssteuerung bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Schritt S21 bezeichnet einen Schritt, der normalerweise von einer Arithmetikeinheit ausgeführt wird, und die Berechnung eines Fehlers zwischen einer eingestellten Spannung und einer Durchschnittsarbeitsspalt-Spannung pro vorbestimmter Samplingzeit betrifft, die gemäß Schritt S20 festgestellt wird. Daraufhin wird ein Schritt S22 von der Arithmetikeinheit ausgeführt und betrifft die Berechnung einer Integralbefehls-Geschwindigkeit aus der im Schritt S21 ermittelten Fehlerspannung. Schließlich wird in einem Schritt S23 ein eingestellter Geschwindigkeitswert als ein Geschwindigkeits-Befehl definiert, wenn der Geschwindigkeitsbefehl den eingestellten Geschwindigkeitswert bei der Endbearbeitung eines Bogens überschritten hat.

Fig. 4b erläutert ein Flußdiagramm zur Berechnung eines eingestellten Geschwindigkeitswertes, welches bei der Ecken- Endbearbeitung verwendet wird, wobei der Schritt S24 einen Schritt der Beurteilung bezeichnet, ob eine zu schneidende Ecke eine Außenecke oder eine Innenecke ist, und die Schritte S25a und S25b die Berechnung eingestellter Geschwindigkeitswerte an der Außenkante beziehungsweise Innenkante bezeichnen.

Nachstehend wird unter bezug auf die Fig. 1, 4a, 4b und 6b der Betriebsablauf beschrieben. Wie bei der konventionellen Auslegung gemäß Fig. 6b wird von der Bearbeitungsstromversorgung 3 über der Drahtelektrode 1 und dem Werkstück 2 ein Bearbeitungsstrom angelegt, und zwischen diesen Teilen wird eine Entladung erzeugt, so daß die Bearbeitung weitergehen kann. Zuerst wird die Durchschnittsspannung oder mittlere Spannung von dem Detektor 12 im Schritt S20 ermittelt, und an die numerische Steuereinheit 10 geliefert. Dann berechnet im Schritt S21 die Arithmetikeinheit 20 eine Differenz zwischen einer Einstellspannung Vs, die bereits voreingestellt wurde, und der Durchschnittsarbeitsspalt-Spannung V, die von der Arbeitsspalt-Detektorschaltung 12 ermittelt wird (nachstehend als die Fehlerspannung Ve bezeichnet). In diesem Fall kann die Fehlerspannung Ve durch das Verhältnis der Einstellspannung Vs zur Durchschnitts-Arbeitsspalt-Spannung V repräsentiert werden. Dann berechnet im Schritt S22 die Arithmetikeinheit 20 einen Geschwindigkeitskomponenten- Änderungswert DF(n), definiert als Funktion der Fehlerspannung Ve, die das Produkt beispielsweise eines Umwandlungsparameters K zum Umwandeln eines Spannungswertes in einen Geschwindigkeitswert und der Fehlerspannung ist, und berechnet weiterhin eine aktualisierte Befehlsgeschwindigkeit F(n), die dadurch erhalten wurde, daß der Geschwindigkeitskomponenten-Änderungswert DF (n) zu einem vorher berechneten Wert F(n-1) hinzuaddiert wird.

Inzwischen beurteilt, wie in Fig. 4b gezeigt, die Steuereinheit 21 der NC-Einheit 10′ im Schritt S24, ob eine Ecke eine Außenecke oder eine Innenecke ist. Ob eine Ecke eine Außenecke oder eine Innenecke ist, kann beispielsweise durch die Kombination eines Kreisbogen-Befehlscodes (beispielsweise stellt ein Bogen im Uhrzeigersinn einen Befehl G02 dar, und ein Bogen im Gegenuhrzeigersinn einen Befehl G03) und eines Offset-Befehlscodes (Offset nach links G41, Offset nach rechts G42, relativ zu einer Vorschubrichtung) in dem NC-Programm 8 bestimmt werden. Ein eingestellter Geschwindigkeitswert FImax an einer Ecke wird durch die Arithmetik-Einheit im Schritt S25a für eine Außenecke und im Schritt S25b für eine Innenecke berechnet. Bei der Verarbeitung der Arithmetikeinheit in den Schritten S25a und S25b ist der eingestellte Geschwindigkeitswert FImax als Funktion des programmierten Kreisbogenradius R und des Elektroden-Offsets H definiert, und geeignete Einstellgeschwindigkeitswerte werden entsprechend der Größe der Ecken R und dem Offset H berechnet. Diese lassen sich beispielsweise durch die nachstehenden Ausdrücke darstellen:

Außenecke: FImax = b ((R + H)/R)a (7)

Innenecke: FImax = b ((R-H)/R)a (8)

wobei a und b Werte sind, die durch die Plattendicke und dergleichen des Werkstücks 2 festgelegt sind. Wie voranstehend erläutert, wird ein niedriger Einstellgeschwindigkeits-Wert für die Innenecke eingestellt, und ein hoher Einstellgeschwindigkeitswert für die Außenecke eingestellt.

Wie wiederum aus Fig. 4a hervorgeht, vergleicht dann die Arithmetikeinheit im Schritt S23 den eingestellten Geschwindigkeitswert FImax und die Befehlsgeschwindigkeit F(n). Falls die Befehlsgeschwindigkeit F(n) den eingestellten Geschwindigkeitswert bei der Endverarbeitung eines Bogens überschritten hat, so wird ein arithmetischer Vorgang ausgeführt, um den eingestellten Geschwindigkeitswert als Geschwindigkeitsbefehl zu definieren, und dieses Ergebnis wird als die endgültige Befehlsgeschwindigkeit verwendet. Dieses Befehlsgeschwindigkeits-Signal wird an den Servoverstärker 7 übertragen, zum Antrieb des Servomotors 6, wodurch der Tisch 4 und das Werkstück 2 mit einer gewünschten Befehlsgeschwindigkeit bewegt werden. Derartige Arithmetikoperationen werden pro vorbestimmter Samplingzeit wiederholt, die Bewegungsgeschwindigkeit des Werkstücks wird so gesteuert, daß sie sich entsprechend dem Zustand des Arbeitsspaltes ändert, und die Bearbeitung geht weiter.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung wird nunmehr unter Bezugnahme auf Fig. 5 nachstehend erläutert, die ein Flußdiagramm zur Erläuterung des Betriebs der vorliegenden Erfindung darstellt. Nach der Erfassung einer mittleren Spannung V, wie voranstehend unter Bezug auf den Schritt S20 erläutert wurde, berechnet die Arithmetikeinheit 20 einen Fehler zwischen einer eingestellten Spannung und einer Durchschnitts-Arbeitsspalt-Spannung pro vorbestimmten Sampling-Zeitintervall im Schritt S21. Daraufhin berechnet die Arithmetikeinheit 20 eine Integralbefehlsgeschwindigkeits-Komponente im Schritt S26, durch Addieren eines Geschwindigkeits-Änderungswertes, der unter Berücksichtigung der Geschwindigkeitsinformation bei einem vorherigen Samplingvorgang erhalten wurde, zu einem vorher berechneten Wert (nachstehend als Integrationskomponente bezeichnet). Gleichzeitig berechnet im Schritt S27 die Arithmetikeinheit 20 eine Transientenbefehls- Geschwindigkeits-Komponente pro Sampling (nachstehend als Transienten-Reaktions-Komponente bezeichnet) aus dem Berechnungsergebnis für eine derartige Fehlerspannung, die von der Arithmetikeinheit 20 im Schritt S21 ermittelt wurde. Im Schritt S23 definiert die Arithmetikeinheit 21 einen eingestellten Geschwindigkeitswert als die Integrationskomponente, falls die Integrationskomponente an einem Bogen den eingestellten Geschwindigkeitswert überschritten hat.

Schließlich berechnet im Schritt S28 die Arithmetikeinheit eine Zufuhrrate pro Sampling aus der Gesamtsumme der Transientenreaktions-Komponente und der Integrationskomponente.

Im Betrieb wird wie bei dem konventionellen Verfahren gemäß Fig. 6b und 6c ein Bearbeitungsstrom von der Bearbeitungs stromversorgung 3 über der Drahtelektrode 1 und dem Werkstück 2 angelegt, wodurch sich zwischen diesen beiden Teilen eine Entladung entwickelt, so daß die Bearbeitung weitergehen kann. Wie aus Fig. 5 hervorgeht, berechnet im Schritt S21 die Arithmetikeinheit 20 eine Differenz zwischen einer eingestellten Spannung Vs, die bereits voreingestellt wurde, und einer Durchschnittsarbeitsspalt-Spannung V, die von der Arbeitsspalt-Detektorschaltung 5 ermittelt wird (nachstehend als die Fehlerspannung bezeichnet). Im Schritt S26 berechnet die Arithmetikeinheit 21 einen Integrationskomponenten- Änderungswert DFI (n), der als Funktion der Fehlerspannung Ve und einer vorherigen Geschwindigkeitskomponente definiert wurde. Beispielsweise wird der Integrationskomponenten- Änderungswert DFI(n) durch den nachstehenden Ausdruck dargestellt:

DFI(n) = K1 Ve(n) FI(n-1) (9)

Hierbei ist K1 ein Umwandlungsparameter zur Umwandlung eines Spannungswertes in einen Geschwindigkeitswert. Daraufhin wird eine aktualisierte Befehlsgeschwindigkeit F(n) berechnet, durch Hinzuaddieren des Integrationskomponenten- Änderungswertes DFI(n) zu einem vorher berechneten Wert FI(n- 1). Gleichzeitig mit der Berechnung der Integrationskomponente führt die Arithmetikeinheit 20 den Schritt S27 aus und berechnet eine Transientenreaktionskomponente FE pro Sampling aus dem Berechnungsergebnis für die Fehlerspannung, das von der Arithmetikeinheit im Schritt S21 ermittelt wurde. Die Transienten-Reaktionskomponente kann beispielsweise durch den nachstehenden Ausdruck ausgedrückt werden:

FE(n) = K2 Ve(n) (10)

Hierbei ist K2 ein Umwandlungsparameter zur Umwandlung eines Spannungswertes in einen Geschwindigkeitswert.

Wie bei der dritten Ausführungsform, die den in Fig. 4b gezeigten Befehlsablauf verwendet, kann ein Beurteilungsschritt S24 vorgesehen sein, in welchem die NC- Einheit beurteilt, ob eine Ecke eine Außenecke oder eine Innenecke ist. Ein eingestellter Geschwindigkeitswert FImax an einer Ecke wird durch die Arithmetik-Einheit im Schritt S25a für eine Außenecke und im Schritt S25b für eine Innenecke berechnet. In der Arithmetikeinheit wird in den Schritten S25a und S25b ein eingestellter Geschwindigkeitswert FImax als Funktion des programmierten Kreisbogenradius R und des Elektroden-Offsets H definiert, und es werden geeignete Einstellgeschwindigkeitswerte entsprechend der Größe des Eckenradius R und des Offsets H berechnet. Weiterhin wird ein niedriger eingestellter Geschwindigkeitswert für die Innenecke und ein hoher eingestellter Geschwindigkeitswert für die Außenecke eingestellt. Die Arithmetikeinheit 20 vergleicht im Schritt S23 von Fig. 5 den eingestellten Geschwindigkeitswert FImax und die Befehlsgeschwindigkeit F(n). Falls bei der Endbearbeitung eines Bogens die Befehlsgeschwindigkeit F(n) den eingestellten Geschwindigkeitswert überschritten hat, so wird eine Arithmetikoperation ausgeführt, um den eingestellten Geschwindigkeitswert als die Integrationskomponente zu definieren. Schließlich berechnet die Arithmetikeinheit im Schritt S28 die Gesamtsumme der Integrationskomponenten, die im Schritt S26 ermittelt wurden, und der Transientenreaktions-Komponente, die im Schritt S27 ermittelt wurde, und dieses Ergebnis wird als die endgültige Befehlsgeschwindigkeit verwendet.

Wie bei der konventionellen Anordnung gemäß Fig. 6b wird dieses Befehlsgeschwindigkeits-Signal an den Servoverstärker 7 zum Antrieb des Servomotors 6 übertragen, wodurch der Tisch 4 und das Werkstück 2 mit einer gewünschten Befehlsgeschwindigkeit bewegt werden. Derartige Arithmetikoperationen werden pro vorbestimmter Samplingzeit wiederholt, es wird die Bewegungsgeschwindigkeit des Werkstücks so gesteuert, daß sie sich entsprechend dem Zustand des Arbeitsspaltes ändert, und die Bearbeitung geht weiter.

Es wird deutlich, daß die voranstehend beschriebene vorliegende Erfindung so ausgelegt ist, daß bei ihr eine Innenecke auf einer Bearbeitungsspur mit demselben Radius bei jedem Bearbeitungsvorgang bearbeitet wird, wodurch der minimale bearbeitbare Eckenradius extrem verringert werden kann, verglichen mit dem Stand der Technik.

Weiterhin wird deutlich, daß die vorliegende Erfindung so ausgelegt ist, daß sie eine Innenecke auf einer Bearbeitungsspur mit demselben Radius bei jedem Bearbeitungsvorgang bearbeitet, und die Ecke unter Bearbeitungsbedingungen bearbeitet, beispielsweise elektrischen Arbeitsbedingungen sowie Zufuhrraten, die entsprechend den Änderungen des Abtrags der Innenecke geändert werden, wodurch ein minimaler, bearbeitbarer Inneneckenradius extrem verringert werden kann, und die fein bearbeitete Innenform der Ecke bezüglich der Bearbeitungsgenauigkeit wesentlich verbessert werden kann.

Weiterhin wird deutlich, daß die voranstehend beschriebene vorliegende Erfindung auch zu einer Drahterodiermaschine führt, welche einen eingestellten Geschwindigkeitswert in Reaktion auf einen Eckenbogenradius und einen Elektroden- Offset an einer Ecke auffindet, und die Befehlsgeschwindigkeit si steuert, daß diese sofort gleich dem eingestellten Geschwindigkeitswert an einer Innenecke ist, wodurch ein Unterschneiden bei der Endbearbeitung einer Innenecke verhindert werden kann.

Weiterhin wird bei einer Außenecke der eingestellte Geschwindigkeitswert erhöht, um ein Überschneiden zu verhindern. Da die voranstehend erwähnte Steuerung automatisch für sämtliche Ecken durchgeführt wird, ist die Endbearbeitungsgenauigkeit an den Ecken wesentlich verbessert.

Weiterhin wird deutlich, daß die vorliegende Erfindung eine Drahterodiermaschine zur Verfügung stellt, welche eine Integrationskomponente so steuert, daß sie sofort an einer Ecke gleich einem eingestellten Geschwindigkeitswert ist. Da eine Transientenreaktionskomponente für die Integrationskomponente berücksichtigt wird, ist die Maschine an subtile Abtragsänderungen beim Eckenschneiden angepaßt, wodurch die Exaktheit der Eckenform weiter verbessert wird. Wenn eine abrupte Änderung des Bearbeitungsbereichs (des Abtrags) auftritt, wenn beispielsweise ein Draht an einer Endstirnfläche eines Werkstücks angreift, kann darüberhinaus die Maschine das Werkstück extrem stabil schneidend bearbeiten.

Weiterhin wird darauf hingewiesen, daß die gesamte Offenbarung jeder ausländischen Patentanmeldung, deren Auslandspriorität für die vorliegende Anmeldung beansprucht wurde, in die vorliegende Anmeldung so durch Bezugnahme eingeschlossen sein soll, als wäre sie hier im einzelnen beschrieben.

Zwar wurde die Erfindung bezüglich zumindest einer bevorzugten Ausführungsform mit bestimmten Einzelheiten beschrieben, jedoch wird darauf hingewiesen, daß die vorliegende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform nur beispielhaft vorgenommen wurde, und daß sich zahlreiche Änderungen der Einzelheiten und Anordnung der Bauteile vornehmen lassen, ohne vom Wesen und Umfang der Erfindung abzuweichen, die sich aus der Gesamtheit der vorliegenden Anmeldeunterlagen ergeben.

Claims

1. Drahterodiermaschinen-Bearbeitungsverfahren zur Relativbewegung einer Drahtelektrode und eines Werkstücks, die einander gegenüberliegen, entlang einer programmierten Spur, wobei gleichzeitig eine Spannung zwischen der Drahtelektrode und dem Werkstück während einer ersten Anzahl von Durchgängen angelegt wird, um das Werkstück zu bearbeiten, wobei die Bearbeitung einer Innenecke in dem Werkstück während der Bewegung auf einer ersten Spur erfolgt, die denselben Radius an der Innenecke aufweist wie den Radius an der Innenecke bei zumindest einer von mehreren zweiten Spuren, und jede zweite Spur einem zugehörigen Bearbeitungsdurchgang entspricht.

2. Drahterodiermaschinen-Bearbeitungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Spur und die zumindest eine der mehreren zweiten Spuren kreisförmige Spurenabschnitte umfassen, und durch unterschiedliche Offset-Werte definiert sind, und daß bei dem Verfahren weiterhin eine Berechnung der kreisförmigen Spurabschnitte erfolgt, so daß diese denselben Radiuswert aufweisen, trotz Unterschieden der Offset-Werte.

3. Drahterodiermaschinen-Bearbeitungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin die Berechnung der Änderung des Werkstückabtragbetrages an der Innenecke für jede der ersten und zweiten Spuren vorgesehen ist, sowie die Steuerung der Bearbeitungsbedingungen an der Innenecke entsprechend den berechneten Ergebnissen für den Werkstückabtrag.

4. Drahterodiermaschinen-Bearbeitungsverfahren mit folgenden Schritten:
Relativbewegung einer Drahtelektrode und eines Werkstücks, die einander gegenüberliegen, entlang mehrerer programmierter Spuren, die zumindest eine Innenecke in dem Werkstück festlegen;
Anlegen einer Spannung zwischen der Drahtelektrode und dem Werkstück während einer ersten Anzahl von Durchgängen, um das Werkstück unter spezifizierten Bearbeitungsbedingungen zu bearbeiten;
Bearbeitung der Innenecke auf der Grundlage einer ersten Spur, die einen ersten Radius an der Innenecke aufweist; und
Bearbeitung der Innenecke auf der Grundlage zumindest einer zweiten Spur, die ebenfalls den ersten Radius an der Innenecke aufweist.

5. Drahterodiermaschinen-Bearbeitungsverfahren nach Anspruch 4, bei welchem weiterhin die Änderung zumindest einer der spezifizierten Bearbeitungsbedingungen in bezug auf Änderungen des Materialabtrags an der Innenecke vorgesehen ist.

6. Drahterodier-Bearbeitungsverfahren nach Anspruch 4, bei welchem weiterhin die Bearbeitung mehrerer Spuren vorgesehen ist, die jeweils den ersten Radius an der Innenecke aufweisen.

7. Drahterodier-Bearbeitungsverfahren nach Anspruch 5, bei welchem der geänderte Bearbeitungszustand zumindest entweder elektrische Parameter oder Zufuhrraten- Parameter umfaßt.

8. Drahterodiermaschine zur Relativbewegung einer Drahtelektrode und eines gegenüberliegenden Werkstücks entlang mehrerer Bearbeitungsspuren, einschließlich eines kreisförmigen Spurabschnitts zur Ausbildung einer Innenecke, und Anlegen einer Spannung zwischen der Drahtelektrode und dem Werkstück zur Bearbeitung des Werkstückes während mehrerer Bearbeitungsdurchgänge entlang einer entsprechenden Bearbeitungsspur, gekennzeichnet durch:
eine Einrichtung zur Berechnung einer ersten Bearbeitungsspur, die einen ersten Offset-Wert für ihren kreisförmigen Spurabschnitt zur Bearbeitung während eines ersten Bearbeitungsdurchgangs aufweist, und zur Berechnung einer zweiten Bearbeitungsspur, die einen zweiten Offset-Wert für ihren kreisförmigen Spurabschnitt während eines zweiten Bearbeitungsdurchgangs aufweist, wobei sich der erste Offset-Wert von dem zweiten Offset-Wert unterscheidet; und
eine Steuervorrichtung, die auf die Berechnungseinrichtung so reagiert, daß sie den ersten und zweiten kreisförmigen Spurabschnitt so festlegt, daß diese denselben Inneneckenradius aufweisen.

9. Drahterodiermaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin eine Einrichtung zur Berechnung von Änderungen des Abtragbetrages an der Innenecke für die erste und zweite Spur vorgesehen ist, und daß die Steuereinrichtung so betreibbar ist, daß sie die Bearbeitungsbedingungen der Vorrichtung ändert, wenn die Innenecke bearbeitet wird.

10. Drahterodiermaschine zur Relativbewegung einer Drahtelektrode und eines gegenüberliegenden Werkstücks unter Anlegen einer Spannung zwischen der Drahtelektrode und dem Werkstück zur Bearbeitung das Werkstücks, gekennzeichnet durch:
eine erste Arithmetikeinrichtung zur Berechnung einer Bewegungsspur auf einer Innenecke in jedem von mehreren Bearbeitungsdurchgängen, so daß kreisförmige Spuren bei der Inneneckenbearbeitung von Bearbeitungsdurchgängen, die eine unterschiedlichen Offset-Wert aufweisen, denselben Radius aufweisen;
eine erste Steuereinrichtung zum Festlegen der Bewegungsspur, so daß diese denselben Inneneckenradius bei jedem Bearbeitungsdurchgang aufweist, entsprechend den Operationsergebnissen der ersten Arithmetikeinrichtung;
eine zweite Arithmetikeinrichtung zur Berechnung der Änderung des Abtrags auf der Innenecke in jedem Bearbeitungsdurchgang; und
eine zweite Steuereinrichtung zum Ändern und Steuern der Bearbeitungsbedingungen an der Innenecke entsprechend den Operationsergebnissen der zweiten Arithmetikeinrichtung.

11. Drahterodiermaschine zur Relativbewegung einer Drahtelektrode und eines gegenüberliegenden Werkstücks unter Anlegen einer Spannung an einen Spalt, der zwischen der Drahtelektrode und dem Werkstück ausgebildet wird, um so das Werkstück zu bearbeiten, gekennzeichnet durch
eine Einrichtung zur Ermittlung der Arbeitsspalt- Spannung während der Bearbeitung;
eine Einrichtung zur Berechnung einer Fehlerspannung auf der Grundlage der ermittelten Arbeitsspaltspannung und einer Bezugsspannung pro vorbestimmter Sampling-Zeit;
eine Einrichtung zur Berechnung eines Geschwindigkeits- Änderungswertes als Funktion der Fehlerspannung;
eine Einrichtung zur Berechnung einer Befehlsgeschwindigkeits-Komponente als Funktion des Geschwindigkeits-Änderungswertes und eines vorher berechneten Wertes;
eine Einrichtung zur Berechnung eines eingestellten Geschwindigkeitswertes als Funktion eines programmierten Kreisbogenradius und eines Elektroden-Offset-Wertes bei der Endbearbeitung eines Kreisbogens;
eine Einrichtung zum Festlegen des eingestellten Geschwindigkeitswertes als Befehlsgeschwindigkeit, falls die Befehlsgeschwindigkeit den eingestellten Geschwindigkeitswert überschritten hat; und
eine Geschwindigkeits-Steuervorrichtung zur Ausführung einer Steuerung auf solche Weise, daß die Befehlsgeschwindigkeit nicht den eingestellten Geschwindigkeitswert überschreitet.

12. Drahterodiermaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Fehlerspannung auf einer Differenz zwischen der Arbeitsspaltspannung und der Bezugsspannung beruht.

13. Drahterodiermaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Fehlerspannung auf einem Verhältnis der Arbeitsspaltspannung und der Bezugsspannung beruht.

14. Drahterodiermaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin eine Einrichtung zur Ermittlung vorgesehen ist, ob ein bearbeiteter oder zu bearbeitender Kreisbogen eine Außenecke oder eine Innenecke ist, abhängig von einem Kreisbogenbefehlstyp und einer Offset-Richtung, und daß eine Einrichtung vorgesehen ist, die auf die Ermittlungseinrichtung reagiert, um ein erstes oder ein zweites Verfahren zur Berechnung des eingestellten Geschwindigkeitswertes festzulegen.

15. Drahterodiermaschine zur Relativbewegung einer Drahtelektrode und eines gegenüberliegenden Werkstücks unter Anlegen einer Spannung an einen Spalt, der zwischen der Drahtelektrode und dem Werkstück ausgebildet wird, um das Werkstück zu bearbeiten, gekennzeichnet durch:
eine Einrichtung zur Ermittlung der Arbeitsspaltspannung während der Bearbeitung;
eine Einrichtung zur Berechnung einer Fehlerspannung auf der Grundlage der ermittelten Arbeitsspaltspannung und einer Bezugsspannung pro vorbestimmter Samplingzeit;
eine Einrichtung zur Berechnung einer Transienten- Befehls-Geschwindigkeitskomponente auf der Grundlage der Fehlerspannung;
eine Einrichtung zur Berechnung einer Integrationsbefehlsgeschwindigkeits-Komponente auf der Grundlage der Fehlerspannung und eines vorher berechneten Wertes;
eine Einrichtung zur Berechnung eines eingestellten Geschwindigkeitswertes als Funktion eines programmierten Kreisbogenradius und eines Elektroden-Offsetwertes bei der Endbearbeitung eines Kreisbogens oder Bogens;
eine Einrichtung zum Festlegen des eingestellten Geschwindigkeitswertes als Integrations-Komponente, falls die Integrations-Komponente den eingestellten Geschwindigkeitswert überschritten hat;
eine Geschwindigkeits-Steuereinrichtung zur Ausübung einer Steuerung auf solche Weise, daß die Integrationskomponente nicht den eingestellten Geschwindigkeitswert überschreitet; und
eine Einrichtung zur Berechnung einer Zufuhrrate pro Sampling aus der Gesamtsumme der Transientenbefehls- Geschwindigkeitskomponente und der Integrationsbefehls- Geschwindigkeitkomponente.

16. Drahterodiermaschine nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Tatsache, ob ein zu bearbeitender oder bearbeiteter Bogen oder Kreisbogen eine Außenecke oder Innenecke ist, in Abhängigkeit von einem Bogenbefehlstyp und einer Offset-Richtung festgelegt wird, und daß eine Einrichtung vorgesehen ist, die auf die Ermittlungseinrichtung reagiert, um ein erstes oder zweites Verfahren zur Berechnung des eingestellten Geschwindigkeitswertes festzulegen.

17. Drahterodier-Bearbeitungsverfahren zur Relativbewegung einer Drahtelektrode und eines gegenüberliegenden Werkstücks entlang einer programmierten Spur und zum gleichzeitigen Anlegen einer Spannung zwischen der Drahtelektrode und dem Werkstück, um das Werkstück zu bearbeiten, mit folgenden Schritten:
Ermittlung der Arbeitsspalt-Spannung während der Bearbeitung;
Berechnung einer Fehlerspannung auf der Grundlage der ermittelten Arbeitsspalt-Spannung und einer Bezugsspannung pro vorbestimmter Samplingzeit;
Berechnung eines Geschwindigkeits-Änderungswertes als Funktion der Fehlerspannung;
Berechnung einer Befehlsgeschwindigkeitskomponente als Funktion des Geschwindigkeits-Änderungswertes und eines vorher berechneten Wertes;
Berechnung eines eingestellten Geschwindigkeitswertes als Funktion eines programmierten Bogenradius und eines Elektroden-Offset-Wertes bei der Endbearbeitung eines Bogens;
Festlegung des eingestellten Geschwindigkeitswertes als Befehlsgeschwindigkeit, wenn die Befehlsgeschwindigkeit den eingestellten Geschwindigkeitswert überschritten hat; und
Steuern der Geschwindigkeit so, daß die Befehlsgeschwindigkeit nicht den eingestellten Geschwindigkeitswert überschreitet.

18. Drahterodiermaschine nach Anspruch 16 oder Drahterodier- Bearbeitungsverfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Fehlerspannung auf der Grundlage der Differenz zwischen der ermittelten Spaltspannung und der Bezugsspannung oder auf der Grundlage eines Verhältnisses dieser beiden Größen berechnet wird.

19. Drahterodierverfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin eine Ermittlung vorgesehen ist, ob ein zu bearbeitender oder bearbeiteter Bogen eine Außenecke oder eine Innenecke ist, in Abhängigkeit von einem Bogenbefehlstyp und einer Offset-Richtung, und weiterhin das Berechnungsverfahren des eingestellten Geschwindigkeitskeits-Wertes in Abhängigkeit von dem Ergebnis dieses Ermittlungsschrittes geändert wird.

20. Drahterodier-Bearbeitungsverfahren zur Relativbewegung einer Drahtelektrode und eines gegenüberliegenden Werkstücks entlang einer programmierten Spur, und zum gleichzeitigen Anlegen einer Spannung zwischen die Drahtelektrode und das Werkstück, um das Werkstück zu bearbeiten, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
Ermittlung der Arbeitsspalt-Spannung während der Bearbeitung;
Berechnung einer Fehlerspannung auf der Grundlage der ermittelten Arbeitsspalt-Spannung und einer Bezugsspannung pro vorbestimmter Sampling-Zeit;
Berechnung einer Transienten-Befehls-Geschwindigkeits- Komponente auf der Grundlage der Fehlerspannung;
Berechnung einer Integrationsbefehlsgeschwindigkeits- Komponente auf der Grundlage der Fehlerspannung und eines vorher berechneten Wertes;
Berechnung eines eingestellten Geschwindigkeitswertes als Funktion eines programmierten Bodenradius und eines Elektroden-Offset-Wertes bei der Endbearbeitung eines Bogens;
Festlegung des eingestellten Geschwindigkeitswertes als Integrationskomponente, wenn die Integrationskomponente den eingestellten Geschwindigkeitswert überschritten hat;
Steuern der Geschwindigkeit auf solche Weise, daß die Integrationskomponente nicht den eingestellten Geschwindigkeitswert überschreitet; und
Berechnung einer Zufuhrrate pro Sampling aus der Gesamtsumme der Transienten-Befehls- Geschwindigkeitskomponente und der Integralbefehls- Geschwindigkeitskomponente.

21. Drahterodierverfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin eine Ermittlung vorgesehen ist, ob ein zu bearbeitender oder bearbeiteter Bogen eine Außenecke oder eine Innenecke ist, abhängig von einem Bogenbefehlstyp und einer Offset-Richtung, und daß das Berechnungsverfahren für den eingestellten Geschwindigkeitswert abhängig von dem Ergebnis des Ermittlungsschrittes geändert wird.