DE2312506B2 - Verfahren und Einrichtung zum Steuern des Prozesses einer elektroerosiven Bearbeitungsmaschine auf optimalen Betriebszustand - Google Patents
Verfahren und Einrichtung zum Steuern des Prozesses einer elektroerosiven Bearbeitungsmaschine auf optimalen BetriebszustandInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern des
Prozesses einer elektroerosiven Bearbeitungsmaschine auf optimalen Betriebszustand unter Berücksichtigung
von den Erosionsprrzeß beeinflussenden Größen, wie Durchflußmenge eines den Arbeitsspalt spülenden
Mediums, Pausendauer. Tastverhältnis und Amplitude der den Arbeitsspalt durchschlagenden Arbeitsimpuls.
Mit der Entwicklung von hochempfindlichen Antrieben für den automatischen Elektrodenvorschub und von
gesteuerten Leistungsgencratoren sind die Anfordern! gen an die Genauigkeit der elektroerosiven Bearbeitung
und die Anforderungen an die Arbeitsgeschwindigkeit gesteigert. Infolge der Verbesserungen der elcktroero
siven Bearbeitungsprozesse wird die I.lektroerosion auf
neuen Gebieten eingesetzt. Die Voraussetzung für den sich zunehmend verbreiternden Einsat2:bereieh der
Elektroerosion ist selbstverständlich eine erhöhte Flexibilität der Bearbeitung mit einer erhöhten Anzahl
von einzustellenden Betnebsparametern. Demzufolge wird die Steuerung des Bearbeitiingspro/xsses immer
schwieriger. Aus den vielen Versuchsdaten konnten Arbeitsunterlagen hergeleitet werden, womit heute von
einer Technologie der Elektroerosion gesprochen \v;rd.
Mit diesen technologischen Angaben können gute Arbeitsergebniss" nur bei sogenannten Standardarbeiten
erzielt werden. Die Technologie liefert z. B. für eine zylindrische, durchgehende Bohrung mit einer bestimmten
Elektrodenpaarung und mit vorgegebener Oberflächenrauheit und vorgegebener Genauigkeit des Endproduktes
die günstigste bzw. optimale Einstellung der Betriebsparameter, wie Arbeitsspannung. Arbeitsstrom.
Impulsdauer. Tastverhältnis. Spüldruck, des dielektrischen
Mediums im Arbeitsspalt. Servoempfindlichkeit des Elektrodenvorschubs und dergleichen. Die erwähnten
Betriebsparameter sind nur als Richtwerte zu betrachten, denn nur der Arbeitsstrom und die
Impulsdauer können vorgewählt werden und bleiben als echte Parameter während der Bearbeitung konstant.
Der andere Teil der genannten Betriebsparameter ändert sich während des Bearbeitungsvorganges und ist
daher den veränderlichen Bearbeitungsbedingungen anzupassen. Zum Beispiel ändert sich der Spüidruck des
dielektrischen Mediums im Arbeitsspalt während des Bearbeitungsvorganges. Denn mit der Einsenkung der
Werkzeugelektrode in das Werkstück steigt selbstverständlich die Belastung der im Spülkreis angeordneten
Pumpe an. Somit sind die Spülverhältnisse im Arbeitsspalt nur dann von der Einsenkung unabhängig,
wenn der Spüidruck ständig mit der F.insenkung nachgestellt wird. Bei komplizierten Formen der
Werkzeugelektrode bedingt die gleichzeitige Einhaltung der gewünschten Bearbeitungsbedingungen eine
noch kompliziertere Folge von verschiedenen Opera tionen. Als Beispiel sei die Einsenkung mil kegelförmiger
Werkzeugelektrode in das Werkstück erwähnt. Dabei ändert sich die Angriffsfläche der Elektrode mit
der Einsenktiefe. Unter Angriffsfläche wird diejenige Fläche der Elektrode verstanden, die am eigentlichen
Filektroerosionsvorgang beteiligt ist. Nur bei der
erosiven Feinbearbeitung bzw. Feinstbcarbcitiing
(Schlichten} wanden die Angriffsfläche bzw. der Bereit!', in welchem der eigentliche erosive Abtragsvorgang
stattfindet, auf der Elektrodcnfläche in unkontrollierter Weise von einer Stelle zur andern. Bei genügend
großer Elektrodenfläche entsteht eine wandernde Angriffszone, welche kleiner als die Rlcktrodenfhiche
selber ist. In Abhängigkeit der Elektrodenform setzt
sich nun der erosive Bearbeitungsvorgang mit veränderlichen Spiilvcrhiiltnissen fort, selbst dann, wenn der
Durchf.oO des dielektrischen Mediums, welches z. B. eine Flüssigkeit sein kann, im Bearbeitungsspalt
geregelt wird. In diesem Fall hat das erosiv bearbeitete Werkstück eine unregelmäßige Genauigkeit seiner
räumlichen Abmessungen sowie eine ziemlich große Rauheit seiner erosiv bearbeiteten Oberflächen. Bei der
erosivcn Grobbearbeitung, welche auch als Schruppen
bezeichnet wird, soll ebenfalls eine kegelförmige Werkzeugelektrode in das Werkstück in möglichst
kurzer Zeit eindringen und die Bearbeitung beendet haben. Bei den heutigen Kenntnissen des Abtragsprozesses
läßt sich keine genaue Gesetzmäßigkeit einer solchen optimalen Prozeßführung ableiten. Die Laborversuche
zeigen jedoch, daß die Führung unter einer vorbestimmten, während des Bearbeitungsvorganges
konstant gehaltenen Breite des Arbeitsspaltes mindestens nahezu optimale Resultate liefert. Die mit der
F.insenkung zunehmende Angriffsfläche der Elektrode verringert die Durchsch'agsfrequenz der Arbeitsimpulse
an jeder Elektrodenstelle. Somit erhöht sich die mittlere Durchschlagfestigkeit im Arbeitsspalt. Als
Durchschlagfestigkeit wird das Maß für die dielektrischen Eigenschaften im Arbeitsspalt unter Einbeziehung
des dielektrischen Mediums verstanden. V. egen der Erhöhung der mittleren Durchschlagfestigkeit
nimmt die Breite des Arbeitsspaltes bei konstantem Bezugswert im Vorschubregler unter dem optimalen
Wert ab. Der Verschleiß an der Werkzeugelektrode steigt, und der Abtrag am Werkstück sinkt. Das
Einhalten der optimalen Durchschlagfestigkeit erfordert die laufende Nachstellung der zeitlichen Dauer der
Pausen, die zwischen den Arbei'simpulsen liegen,
und/oder der Amplituden dieser Impulse. Wenn zudem die Durchflußmenge im Arbeitsspalt der erhöhten
Abtragsleistung angepaßt wird, lassen sich trotz wachsender Angriffsfläche ein konstanter Arbeitsspalt
und eine nahezu konstante, maximale Vorschubgeschwindigkeit erzielen.
Die hochentwickelten Erosionsaniagen können
schnellere Prozesse und hochwertige Produkte erzeugen. Das Zusammenspiel zwischen der Erosionsmaschine
und dem Bedienungspersonal wird jedoch immer komplizierter, wie es sich aus dem einfachen, genannten
Heispiel ergibt. Die Komplexität der Steuerung erfordert die Entwicklung eines vollautomatischen
Steuerungssystems. Die Komplexität der Steuerung läßt
sich anhand der folgenden Aufzählung leicht erkennen. Sie ist bedingt durch die Steuerung von sich
gegeneinander beeinflussenden Größen oder Parametern,
die gleichzeitige Einhaltung mehrerer Arbeitsbedingungen und durch die Steuerung bei schnell
veränderlichen Arbeitsbedingungen, ausgehend von dem Wunsch, den Arbeitsprozeß auf einem optimalen
Betriebszustand zu halten.
In letzter Zeit wurden einige dieser Probleme näher diskutiert und einige Lösungswege bekanntgegeben. So
ist in der DE-OS 20 05 092 der Mitsubishi Denki K.K. ein
Verfahren sowie eine Vorrichtung für die automatische Anpassung der Impulspause beschrieben. Dabei wird
impulsen mit kleineren .Spannungswerten als die Leerlaufspannung als Kriterium für einen abnormalen
Zustand im Arbeitsspalt benutzt. In Abhängigkeit des Spaltzustandes wird die Pause zwischen den Impulsen
um feste Beträge verkleinert odei vergrößert. Ks werden nur zwei .Spaltzustände unterschieden. Hierbei
kann die Dauer der Pause zwischen den Impulsen nicht kontinuierlich geändert werden. Daher hat dieses
Verfahren keine genügende Empfindlichkeit.
In der US-PS 36 32 942 beschreibt Herr Prof. Kondo die direkte Erfassung der Angriffsfläche. Dabei wird die
Vor? hubgeschwindigkeit bei vorgewählter Abtragsleistung erfaßt und die Angriffsfläche als Verhältnis der
Abtragsleistung zur Vorschubgeschwindigkeit ermittelt. In Abhängigkeit der ausgerechneten Angriffsfläche
wird dann die Impulspause bzw. die Amplitude der Stromimpulse verändert. Dieses Verfahren hat folgende
wesentliche Nachteile:
— eine große Meßungenauigkeit entsteht bei kleinen,
fast nicht mehr feststellbaren Vorschubgeschwindigkeiten; solche Vorschubgeschwindigkeiten sind
üblich bei großen Elektrodenflächen oder bei kleiner Abtragsleistung.
— der Verschleiß an der Werkzeugelektrode ändert
sich mit der Änderung der Spülverhältnisse des dielektrischen Mediums im Arbeitsspalt und beeinflußt
nachteilig die Vorschubgeschwindigkeit.
Bekanntlich sind die Arbeitsbedingungen (/.. B. Breite des Arbeitsspalts, der lonisationsgrad der Funkcnstrekken,
der Verschmutzungsgrad des Spülmediums im Arbeitsspalt) während des erosiven Betriebes gewünschten
zeitlichen Änderungen und unerwünschten zeitlichen Änderungen unterworfen. Infolge der veränderlichen
Einsenktiefe und der veränderlichen Geometrie, Größe und Lage der Angriffsfläche der Elektroden
ergeben sich die unerwünschten Änderungen der Arbeitsbedingungen. Eine solche unerwünschte Änderung
der Arbeitsbedingungen kann z. B. durch eine Bedienungsperson oder durch ein fest vorgewähltes
Programm in dem Steuersystem für eine elektroerosive Maschine auf kontrollierte Art und Weise behoben
werden. Gewünschtes Ändern der Arbeitsbedingungen ergibt sich aus der kontrollierten Änderung der
Amplitude, der Pausendauer zwischen den einzelnen Arbeitsimpulsen, der Breite der Arbeitsimpulse und des
Bezixgsweries für die zur Regelung des Elektrodenvürschubs
in bekannter Weise verwendeten Größen, wie mittlerer Arbeitsstrom oder mittlere Arbeitsspannung.
Zündspannung und/oder Verzugszeit des Durchschlags.
Durch das Beheben und somit durch das kontrollierte Ändern einer Arbeitsbedingung ergeben sich wiederum
weitere unkontrollierte Änderungen der Arbeitsbedingungen, da die einzelnen Arbeitsbedingungen sich
gegenseitig beeinflussen. Ks ist allgemein bekannt, daß, wenn eine Stellgröße durch die Bedienungsperson oder
durch das Programm geändert wird, infolge eines »auftretenden Fehlers« bei einer Arbeitsbedingung im
Arbeitsspalt, so ändern sich auch die anderen Arbeitsbe dingungen, ohne daß die Bedienungsperson oder das
Programm in kontrollierter Weise an diesen anderen Arbeitsbedingungen etwas geändert hat. Daher ist es
sehr schwer, einen elcktroerosiven Arbeitsprozeß in optimaler Weise durchzuführen. Eine Bedienungsperson
mit sehr viel Erfahrung ist noch nicht einmal in der Lage, diese Forderung in jetler Weise zu erfüllen. Die
bekannten vorprogrammierten Steuersystcmc für die
tlcMIUCIU.M*c UCdI UCIlUIIg MIIU CUCIIItIIIS 11K Il I III OUf
Lage, unter Berücksichtigung der komplizierten Zusammenhänge zwischen den einzelnen Arbeitsbedingungen
im Arbeitsspalt einen optimalen Betrieb zu gewährleisten.
Im »Industrieanzeiger«. Jahrgang 93. Nr. 24 vom 19. 3.
1971 (Seiten 499-501), und Nr. 87 vom 19.10. 1971
(Seiten 2167-2170) sowie in der Dissertation TH
Aachen vom 3.7. 1972: »Grundlagen zur selbsttätigen Optimierung des funkenerosiven Scnkens« von R. Kurr.
sind Verfahren zur selbsttätigen Prozeßoplimierung bei funkenerosiver Bearbeitung unter Einbeziehung der
Einflußgrößen, wie Durchflußmenge des Spülmediums sowie Pausendauer, Tastverhältnis und Amplitude der
Arbeitsimpul.se beschrieben. Die bekannten Verfahren benutzen als Optimici üngskritcriürn das Wirkverhältnis
zwischen Arbeitsimpulsen und Kurzschluß bzw. Leerlaufimpulsen, da ihre Zielrichtung ausschließlich die
maximale Abtragsleistung an der Werkstückelektrode ist. Eine sogenannte optimale Prozeßführung nach dem
Maximum dieser Güteziffer stellt wohl einen momentan stabilen Prozeßzustand her. fördert jedoch die Entartung
der dielektrischen Eigenschaften im Arbeitsspalt. Diese Neigung zur Entartung entwickelt sich relativ
lang&am und führt zu einem erhöhten Verschleiß der
Werkzeugelektrode bzw. /u stehenden Lichtbogen.
Die Erfindung hat die Aufgabe, die Nachteile der bekannten Verfahren zu beseitigen und die den
Erosionsprozeß bestimmenden Einflußgrößen naturgerecht einzusetzen, so daß der optimale Wirkungsgrad
für die elektroerosive Prozeßführung erreicht wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist durch die Verfahrensschritte des Anspruchs I bzw. der Ansprüche
2. j und 4 gekennzeichnet.
Die erfindungsgemäße Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist gemäß der im Anspruch 7 definierten
Anordnung gekennzeichnet.
Anhand der Zeichnungen wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erklärt. Es zeigen
F i g. 1 a und I b die der Erfindung zugrunde liegenden
Eigenschaften eines Erosionsprozesses.
F i g. 2 eine Blockdarstellung der Einrichtung an einer Erosionsanlage zum Durchführen des Verfahrens.
Fig. 3a eine graphische Darstellung des automatischen
Suchens der optimalen Durchflußmenge des dielektrischen Mediums bei einer Elektrodenanordnung
mit Spülbohrung,
F i g. 3b eine graphische Darstellung des Suchens des optimalen Rückstellweges in einem pulsierenden Betrieb
mit periodischem Abheben einer der Elektroden.
Fig.4 eine graphische Darstellung der Grenzregelung
der Pausendauer.
Fig. 5 und 7 Schaltungsanordnungen der Bewertungsstufe
300, die ein Teil der in der F i g. 2 dargestellten Hinrichtung ist,
Fig. 6 und 8 dl..· Schaltungsanordnungen der Entscheidungsstufe
400. die ein Teil der in der F i g. 2 dargestellten Einrichtung ist,
F i g. 9 die Schaltung eines Steuerglieds der Steuersuife
200, die ein Teil der in der F i g. 2 dargestellten Einrichtung ist,
I·" i g. 10 die elektrischen Verbindungen unter den in
den F i g. 5, b, 7, 8, 9 dargeslelllten Einheiten und einer Erosionsanlage 100, die ein Teil der in F i g. 2
dargestellten Einrichtung ist.
In der F i g. la ist auf der Abs/issc die Durchflußmenge
q der dielektrischen Flüssigkeit durch den Arbeitsspalt 3 aufgetragen. Auf der Ordinate der gleichen Figur
i"·! durch die Kurve B symbolisiert. Die Streuung der
Regelgröße im Vorschubkreis wird um ihren Be/.ugswert kleiner. Auf diese Weise wird der kleinste
quadratische Mittelwert Zi der Kurve B entsprechend
der kleinsten Durchflußmenge ς? kleiner als der kleinste
quadratische Mittelwert Z\. Dies liegt darin begründet, daß die größere Spaltbreite die gesamte Vorschubregelung
erleichtert. Wenn die Pausendauer auf 7"Oj weiter
verkleinert wird zur Erhöhung des Wirkungsgrades, so
tritt der Fall ein, daß die thermische Belastbarkeit der
Werkzeugelektrode I und der Werkstücke'ektrode 2 überschritten wird. Dieser Fall ist in der Fig. la durch
die Kurve (^dargestellt. Dabei wird festgestellt, daß der
Wert der Durchflußmenge qi entsprechend dem kleinsten quadratischen Mittelwert Zj der Regelgröße
nicht mehr mit dem bestmöglichen Wert der Durchfliiß-
Vorschubkreis aufgetragen. Der quadratische Mittelwert Zdes Regelfehlers wird aus den Versuchsdaten als
Integral des Fehlerquadratcs der Vorschubregelung über eine vorgegebene Zeitspanne berechnet. Als
Regelfehler wird die Differenz zwischen der für die Vorschubregelung erfaßten Regelgröße und ihrem
Bezugswert verstanden. Dies ist in einer anderen Patentanmeldung (Schweizer Patentgesuch Nr.
12214/72) naher beschrieben. In der Fig. la sind die
Ergebnisse eines Versuchs mit der Elektrodenpaarung Kupfer/Stahl und bei konstanter Impulsdauer, bei
konstantem Impulsstrom, bei konstantem Sollwert des Arbcitsspaltes 3 und bei veränderlicher Durchflußmenge
q dargestellt. Die Figur zeigt drei Kurven A. flund C.
leder dieser Kurven ist eine konstante Pausendauer 7in.
7n· und 7o] zugeordnet. Bei konstanter Pausendauer und
bei veränderlicher Durchflußmenge q ist einer bestimm ten Durchflußmenge q ein bestimmter quadratischer
Mittelwert Z des Regelfehlers im Vorschubkrc s
zugeordnet. Innerhalb eines Bereiches, welcher durch die untere Durchflußmenge q„ und durch die obere
Durchflußmenge q„ definiert ist, weist jede Kurve A. Il
C der F ig. la einen minimalen Wert auf, welcher den
Zustand der kleinsten .Störempfindlichkeit für die gesamte Spaltregelung darstellt. Der Vollständigkeit
halber sei noch erwähnt, daß die eben genannten Bercichsgrenzen q„ und q„ in der F i g. 1 gestrichelt
gezeichnet sind. Als Beispiel wird die Kurve A mit der konstanten Pausendauer 71), betrachtet. Der minimale
Wert der Durchflußmenge ist mit q\ bezeichnet. Dieser
Durchflußmenge entspricht der quadratische Mittelwert Z1 des Regelfehlers im Vorschubkreis. Wenn nun die
Durchflußmenge kleiner als q, gewählt wird, so steigt
tier quadratische Mittelwert Z, an und es ergibt sich ein
sehr häufiges Auftreten von sogenannten Leerlaufimpulsen im Arbeitsspalt 3. Bei einer Durchflußmenge. die
größer als o. ist. steigt ebenfalls der quadratische
Mittelwert Zi des Regelfehlers im Vorschubkreis und es
ergeben sich plötzlich kurzschlußähnliche Arbeitsimpulse im Arbeitsspalt 3. Je größer die Durchflußmenge
gewählt wird, in diesem Fall der Kurve A, desto häufiger treten diese kurzschlußähnlichen Arbeitsimpulse auf
und gehen langsam über in einen stetig brennenden Lichtbogen, was unter allen Umständen zu vermeiden
ist. Das optimale Betriebsverhalten ist also nur an der Stelle der Kurve A zu finden, an welcher die
Durchfiuumenge und der quadratische Mittelwert des Regelfehlers einen minimalen Wert aufweisen. Wenn
die Pausendauer von 7"0i auf Toi verkleinert wird, ergibt
sich eine höhere Abtragsleistung und dementsprechend wird der Spalt vergrößert. Die kleinere Pausendauer T02
die Kurve feine Grenze der optimalen Durchflußmenge q„n, unterschreitet, ergibt sich eine Entartung der
Durchschlagfestigkeit im Arbeitsspalt 3. Wie bereits erwähnt, ist die Durchschlagfestigkeit ein Maß für die
dielektrischen Eigenschaften im Arbeitsspalt. Infolgedessen führt die Vorschubregelung zur Beseitigung
dieser l.ichtbogentendenz eine Ausregelbewegung
durch. Diese Folgeregelung der Elektrodenlage an die veränderliche Durchschlagfestigkeit bringt jedoch eine
Verringerung der Abtragsleistung an der Werkstückelektrode, einen erhöhten Verschleiß an der Werkzeugelektrode
und eine Entartung des Bildes der erodierten Flächen an der Werkzeugelektrode mit sich. Eine
normal erodierte fläche ist matt im Aussehen. Bei den durch das Ausregeln bedingten Schwingungen der
lllektrodenvorschubregelung ergibt sich ein anderes Bild der erodierten Flächen an der Werkslückelektrode.
In diesem Fall weist die Oberfläche der Elektroden glänzende Stellen auf. was unerwünscht ist. Bei diesen
Schwingungen ist es nicht mehr möglich, daß der
kleinste quadratische Mittelwert Z den optimalen Betriebszustand definieren kann. Bezüglich V '<ig. 1 sei
noch erwähnt, daß die Form und die Lage der drei Kurven A. B und C" noch in Abhängigkeit von der im
Angriff stehenden Elektrodenfläche und in Abhängigkeil des Elektrodenmaterial sowie in Abhängigkeit der
Hntladungsenergie der einzelnen Arbeitsimpulse während
des Arbeitsprozesses verändert werden können.
Während die Fig. la die Abhängigkeit des quadratischen
Mittelwertes Z des Regelfehlers im Vorschubkreis von der jeweiligen Durchflußmenge q des
dielektrischen Mediums im Arbeitsspalt bei konstanter Pausendauer darstellt, zeigt die Fig. Ib die Abhängigkeit
der Pausendauer 7o von der jeweiligen Durchflußmenge q bei konstantem quadratischem Mittelwert Z. In
der Fig. Ib ist auf der Abszisse die Durchflußmenge q des dielektrischen Mediums aufgetragen. Der Änderungsbereich
der Durchflußmenge ist mit q„ und q„ definiert. Auf der Ordinate ist die Pausendauer Tn mit
den Grenzen Tan und To,, autgetragen. Die Beziehungen
zwischen Pausendauer und Durchflußmenge wird von den Kurven D. E und Fdargestellt. Jede dieser Kurven
besitzt einen konstanten quadratischen Mittelwert Z1. Zi und Z). Die Kurve G definiert die Grenze zwischen
dem zulässigen Bereich der Werte der Pausendauer srwie der Durchflußmenge und dem unzulässigen
Bereich dieser Wertepaare. Unterhalb dieser Kurve G ist der unzulässige Bereich, in welchem ein stehender
Lichtbogen im Arbeitsspalt 3 gebildet und somit eine unerwünschte Bewegung der Elektroden 1, 2 hervorgerufen
wird. Die optimale Kombination der Pausendauer
Τμ und der Durchflußmenge q ergibt sich aus dem
ßerührungspunkt der Kurve H mit der Kurve G. Per
Berührungspunkt ist in der Fig. Ib mit P bezeichnet. Er
wird durch die Werte q„r, und T„P, definiert. Dieser
optimalen Kombination in der Fig. Ib entspricht der in
> Fig. la auf der Kurve C gezeichnete Punkt P'. Auch
dieser Punkt P' ist durch die Werte q„n, und Z,,,,,
definiert. Der Mittelwert Z3 der Fig. la ergibt in der
F i g. Ib die Kurve Fmil dem konstanten Mittelwert Zi.
Diese Kurve Fliegt jedoch im unzulässigen Bereich, in ;<
welchem, wie bereits gesagt, eine unerwünscht
Lichtbogenbildung im Arbeitsspalt stattfindet Die
Kurve G kann während des erosiven Betriebes in Abhängigkeit der Angriffsfläche der Elektroden und der
Entladungsenergie der einzelnen Arbeitsimpulse Ver schichingen und F'ormänderungen unterworfen wcr-
F.s sei darauf ningewiesen, daß die in der F ig. la als
Kurven A. D. C daigesiellle Beziehung zwischen der
Funktion Z des quadratischen Mittelwertes der .·' Regelgröße und der Durchflußmenge q des dielektrischen
Mediums im Arbeitsspalt sowie die in der F i g. lh als Kurven D. Ii. F. G. H dargestellte Beziehung
zwischen der Durchflußmenge q iid der Pausendauer
7Ϊ, zwischen den einzelnen Vneitsimpulsen keine .'
bekannte Funktion sind. Die Kurve G ist fur die folgende Beschreibung maßgebend. Wegen dieser
unbekannten Funktionen ist eine Vorprogrammierung der genannten Stellgrößen in Abhängigkeit von einem
gemessenen Zustand im erosiven Bcarbeitungsprozeß ' vollkommen unmöglich. Wenn diese Funktionen nicht
bekannt sind, ist es auch im Gegensatz zu einem Regelsystem nicht bekannt, in welcher Richtung die
Stellgrößen zu verändern sind, um die gewünschten
Bedingungen zu erreichen. Die in den Fig. la und Ib ι
gezeigten Verschiebungen und Veränderungen der einzelnen Funktionen können auch sprungartig vorkommen.
Dies trifft z. B. bei Elektroden mit komplizierten Formen auf, wenn während des Erosionsbetriebes
neue Flächenteile der Elektroden am Erosionsvorgaiig »
beteiligi werden. Solche Störungen nennt man episodische Störungen. Neben diesen episodischen Störungen
können auch periodische Störungen vorkommen. Die periodischen Störungen ergeben sich bei der erosiven
Bearbeitung von großen Oberflächen der Elektroden. ■ wobei die einzelnen Arbeitsimpulse eine kleine Energie
aufweisen. In diesem Fall ist die Angriffszone — d. h. der
Teil der Fläche der Elektrode, der an dem F.rosionsvorgang
teilnimmt — viel kleiner als die gesamte Elektrodenfläche. Dabei wandert die Angriffszone auf
der Elektrodenfläche in unkontrollierter Weise herum. Der erosive Bearbeitungsvorgang schreitet wohl weiter
fort, aber mit verändertem und nicht mehr voraussagbaren Spulverhältnissen des dielektrischen Mediums.
Damit ist es unmöglich, mit bekannten, gewöhnlichen '
Meßinstrumenten oder Meßapparaturen wie Voltmeter. Amperemeter, Kurzschlußdetektoren und Wegmeßinstrumenten,
einen optimalen erosiven Bearbeitungszustand während des gesamten Bearbeitungsvorganges zu
erreichen und überhaupt einzuhalten. Wsnn auch zweckmäßige Meßeinrichtungen und Bewertungseinheiten
zur Verfügung stehen, wird es immer schwieriger, im industriellen Betrieb eine solche Bedienungsperson
zu finden, welche einen Bearbeitungsprozeß auf den besten Wirkungsgrad unter voller Ausnutzung der *
Leistung der gesamten Anlage führen kann. Demzufolge werden im folgenden anhand eines Beispiels das
erfindungsgemäße Verfahren und die Einrichtung zum Erfassen eines optimalen Bearbeitungszustandes sowie
zum automatischen Eirstellen von Stellgrößen näher beschrieoen.
In der F i g. 2 ist eine bekannte EroHonsanlage 100
dargestellt. Die Werk/eugelektrode 1 und die Werkstückelektrode 2 bilden den Bearbeitungsspalt 3. Die
DurchfluBrcgeliing 4 liefert in den Arbeitsspalt 3 eine
bestimmte Durchflußmenge q des dielektrischen Medium·, über die in der Werkstückelektrode 2 angeordnete
Spülbohrung 21. Zur besseren Übersicht ist nur eine Spülbohrung gezeichnet. Selbstverständlich können
mehrere Spülbnhrungen vorgesehen sein. Es ist auch ohne weiteres denkbar, daß die Spülbohrungen auch in
der Werkzeugelektrode 1 vorgesehen sind. Der Generator 5 liefert eine Folge von Spannungsimpulsen
bzw. Stromimpulsen, welche allgemein als Arbeitsimpuise
ueiiaiuii weiden, aiii JiL- Wci k/cugclckiiuuc t.
Der Detektor 6 erfaßt am Arbeitsspalt 3 die Istgröße,
weiche fur die Regelung benutzt wird. Diese istgröße wird zusammen mit ihrem Bezugswert bz.w. Sollwert in
die Differenzeinheit 7 eingegeben. Die Differen/einhcit 7 bildet die Differenz /wichen dem Soll- und dem
Istwert und gibt ein dem Regelfehler e entsprechendes Ausgangssignal an den Regler 10. Ferner erhält der
Regler 10 ein Signal aus dem Weggeber 9, welches die Bewegung und die Position der Werkzeiigelektrode 1
repräsentiert. Aus dem Regelfehler «.· und aus der Bewegung bzw. Position der Werkzeugelcktrode
bestimmt der Regler 10 das Steuersignal für den Vorschub Il der Wcrkzeugelektrode I. Bei Elektrodenanordnungen
ohne direkte Spülmöglichkeiten wird während der Bearbeitung die periodische Abhebvorrichtung
12 eingesetzt. Diese Abhebvorrichlung 12 gibt in vorbestimmten Zcitintervallen Impulse auf den
Vorschub 11, so daß die Elektrode 1 impulsartig von der
Werkstückelcktrode 2 abgehoben wird. Die SteuersHife
200 bestimmt über Leitung 201 den Be/ug.,wert der Durchflußmenge q für die Durchflußregelung 4 und über
Leitung 202, 203 die Pausendauer sowie die Amplitude der Stromimpulse im Generator 5. Ferner bestimmt de
Steuereinheit 200 über die Leitung 204 die Ami 'itude
der Rückstellimpulse für die Abhebvorrichtung 12. Der Zustand des erosiven Bearbeitungsvorganges läßt sich
mit den Stellgrößen beeinflussen, welche als Durchflußmenge,
als Amplituden der Impulse und als Rückstellimpulse genannt worden sind
In dem Ausführungsbeispiel der F i g. 2 wird die
Dauer bzw. Breite der Arbeitsimpulse im Speicher 13 bestimmt. Im Speicher 8 wird der Bezugswert für den
Arbeitsspalt^ eingegeben. Es sei angenommen, daß dieser Bezugswert im Speicher 8 konstant sein soll.
Diese beiden Größen sollen im folgenden Bearbeitungsparameter genannt werden. In der logischen Einheit 14
werden die impulspause bzw. die Pausendaucr und der Bezugswert für den Arbeitsspalt 3 vorprogrammiert.
Als Kriterium für die Festlegung dieser Bearbeitungsparameter können gelten die gewünschte Genauigkeit der
räumlichen Abmessungen des Endproduktes, die gewünschte Rauheit der erodierten Oberflächen des
Endproduktes, die Art der erosiven Bearbeitung — ob abtragsintensiv oder verschleißarm bearbeitet werden
soll —. Ferner können die Bearbeitungsparamter in vorausbekannten Beziehungen mit den Stellgrößen wie
Strom und Pausendauer verknüpft sein. Diese Programmierprobleme sind jedoch kein Bestandteil der vorliegenden
Erfindung. Nun weiter zu der Erklärung der verschiedenen Variablen des Bearbeitungsprozesses.
Der Regelfehler e. welcher von der Differenzeinheit
auf den Regler 10 gelangt, wird über die Leitung 301 einer Bewertungsstufe 300 zugeführt. Gleichzeitig wird
das Signal, welches der Position und der Bewegung der Werkzeugelektrode 1 entspricht und auf den Regler 10
gegeben wird, über die Leitung 302 der Bewertungsstufe 300 ebenfalls zugeführt. Die Bewertungsstufe bestimmt
aus diesen Werten mindestens zwei Variable, welche als Ausgangssignale auf den Leitungen 303 und 304
vorhanden sind. Diese Ausgangssignale stellen Zustandsgrößen dar, welche die Eigenschaften bzw.
Merkmale des Bearbeitungsprozesses in hinreichender Weise beschreiben. Die Entscheidungsstufe 400 analysiert
die auf den beiden Leitungen 303 und 304 anstehenden Signale und verändert aufgrund des
Analysenergebnisses über die Steuerstufe 200 die Stellvanablen, welche als Signale über die Leitungen
201, 202, 203, 204 gegeben werden, so lange, bis die genannten Zustandsvariablen den geforderten Bedingungen
genügen. Die Synchronisierstufe 500 sorgt dafür, daß die Steueronerationen der Bewertungsstufe
300, der Entscheidungsstufe 400 und der Steuerstufe 200 in zweckmäßiger Reihenfolge ablaufen. Es /ird nun
angenommen, daß in der Erosionsanlage 100 eine Betriebsänderung sich ereignet. Diese Betriebsänderung
kann vorkommen infolge einer Änderung eines Prozeßparameters oder infolge einer Änderung der
Angriffsfläche der Elektroden I, 2, oder wegen einer Änderung der Spülverhältnisse im Arbeitsspalt 3. In
diesem Fall erfüllen die die Zustandsvariablen darstellenden Signale auf den beiden Leitungen 303 und 304
zwischen der Bewertungsstufe 300 und der Entscheidungsstufe 400 die geforderten Betriebsbedingungen
nicht. Wenn dies eintritt, startet die Entscheidungsstufe 400 einen sogenannten Suchvorgang. Das Ergebnis
eines solchen Suchvorganges ist, daß die als Signale auf den Leitungen 303 und 304 liegenden Zustandsvariablen
die geforderten Bedingungen erneut erfüllen. Der zeitliche Ablauf eines solchen Suchvorganges wird
anhand der F i g. 3 und 4 näher erläutert.
In der Fig. 3a ist ein solcher Suchvorgang der
Entscheidungsstufe 400 für die Einstellung einer optimalen Durchflußmenge qop, dargestellt. Am unteren
Rand der Fig.3a sind die Zeittaktimpulse 501, 502, 503
der Synchronisierstufe 500 gezeigt. Diese Zeittaktimpulse wiederholen sich in einem bestimmten Zeitabstand
voneinander mit einer bestimmten Repetitionsfrequenz. Diese drei Zeittaktimpulse gelangen über die gezeichneten
Leitungen in die Bewertungsstufe 300 und steuern dort die Integration des Quadrates des Regelfehlers. Auf
der Leitung 303 erscheint als Ausgangssignal der Bewertungsstufe 300 das Integral des Quadrates des
Regelfehlers. Die in der Bewertungsstufe 300 vorgesehene, aber in der F i g. 2 nicht gezeichnete Integrationseinheit wird durch den Zeittaktimpuls 502 der Fig. 3a
auf ihren Anfangswert Null gesetzt. Die Integrationseinheit
wird durch den Zeittaktimpuls 503 gestartet und durch den Zeittaktimpuls 501 gestoppt. Im folgenden
wird ein Beispiel anhand der Fig. 3a beschrieben. Der
automatische Suchvorgang soll durch ein in der F i g. 3a nicht eingezeichnetes Startsignal eingeleitet werden. In
der Einheit 350 der F i g. 5. welche ein Teil der Bewertungsstufe 300 ist. bildet sich das Signal 303 des
integrierten Quadrates des Regelfehlers c. Die hierzu gehörende Kurve 303 ist im oberen Teil der F i g. Ja
gezeichnet. In diesem Beispiel wird nun angenommen, daß der Regelfehler c, welcher gemäß F ί g. 2 und 5 über
die Leitung 301 auf die Bewertungsstufe 300 gelangt, ansteigen soll. Mit anderen Worten heißt dies, daß der
Regelfehler infolge irgendwelcher Vorkommnisse im Arbeiisspalt 3 größer wird. Gemäß Fig.3a wird der
Regelfehler so lange in der Einheit 350 der F i g. 5 erfaßt, bis der Zeittaktimpuls 501 aus der Synchronisierstufe
ι 500 auf die Bewertungsstufe 300 gegeben wird. Bei diesem ersten Zeittaktimpuls 501 der F i g. 3a soll
angenommen werden, daß die Bildung des quadratischen Mittelwertes Z des Regelfehlers e jetzt erst
begonnen hat. Vor dieser, im oberen Teil der F i g. 3a ίο gezeigten Bildung des quadratischen Mittelwertes Zsoll
kein anderer Mittelwert gebildet worden sein. Bei Eintreffen des ersten Zeittaktimpulses 501, welcher die
Bildung des quadratischen Mittelwertes Zdes Regelfehlers in der Einheit 350 der Fig. 5 beendet, werden die
Signale 401 und 402 in der nachfolgenden Entscheidungsstufe 400 um einen festen Betrag geändert. Die
beiden Signal·: 401, 402 werden über die Ausgangsleitungen der Entscheidungsstufe 400 auf die Steuerstufe
200 gegeben und erzeugen dort ein Steuersignal, welches über die Leitung 201 die Durchflußsteuening 4
der F i g. 2 entsprechend beeinflußt. Das Signal 401 wird gemäß Fig.3a bei Vorhandensein des ersten Zeittaktimpulses
501 vom Zustand »0« in den Zustand »1« gesetzt. Dies bedeutet, daß die Durchflußmenge q des
dielektrischen Mediums im Arbeitsspalt 3 in positiver, also in ansteigender Richtung geändert werden soll. Das
Signal 402 wird gemäß F i g. 3a zur gleichen Zeit vom Zustand »0« in uen Zustand »1« gesetzt. Dies bedeutet,
daß die Änderung der Durchflußmenge q mit einem in großen Schritt durchgeführt werden soll. Die Steuerstufe
200, welche die Signale 401, 402 empfängt, gibt über die Leitung 201 auf den Durchflußregler 4 ein Signal,
welches gemäß F i g. 3a um einen bestimmten, maximal vorgegebenen Betrag Aqo ansteigt. Infolge des stufenü
weisen Anstiegs des Signals auf der Leitung 201 vergrößert der Durchflußregler 400 die Durchflußmenge
des dielektrischen Mediums im Arbeitsspalt 3 der Fig. 2. Gemäß Fig. 3a wird zwischen den beiden
Zeitimpulsen 501 und 502 der quadratische Mittelwert Z 4i>
des Integrators 355 der F i g. 5 auf weitere Schaltglieder der Einheit 350 gegeben. Der Zeittaktimpuls 502 löscht
gemäß Fig.3a den Inhalt des Integrators 355. Bei Eintreffen des Zeitlaktimpulses 503 beginnt der
Integrationsvorgang des Quadrates des Regelfehlers c, ■ti wie es im oberen Teil der Fig. 3a gezeigt ist. Die
Integration wird vorgenommen bis zum Eintreffen des Zeittaktimpulses 501 aus der Synchronisierstufe 500 in
der Bewertungsstufe 300. In der Zeit, die zwischen dem Zeittaktimpuls 501 und dem folgenden Zeittaktimpuls
% 502 liegt, wird dazu benutzt, daß die zweite Integration
mit der ersten verglichen wird. In dem Beispiel der Fig. 3a ist diese zweite Integration wesentlich kleiner
als die erste Integration. Die Änderung zwischen der zweiten und der ersten Integration ist jedoch wesentlich
r)i größer als die im oberen Teil dieser F i g. 3a
eingezeichneten Werte Δ\ und Δ2- Dies bedeutet, daß bei
einer Integraländerung, die größer ist als Δι, der
Suchvorgang nach der optimalen Durchflußmenge mit der gleich großen Schrittweise und in der gleichen
w> Richtung forlgesetzt wird. Wenn die Integraländemn?
größer ist als Δ\ und Δ} nicht überschreitet, dann wird
der Suchvorgang mit einer kleineren Schrittweite, aber in der gleichen Richtung fortgesetzt. Dies wird jedech
erst später beschrieben. Nun zurück zu dem zweiten im ί'>
oberen Teil der F i g. 3a gezeigten Integrationsvorgang. In der Zeit zwischen den Zeittaktimpulsen 501 und 502
wird in der Einheit 350 der F i g. 5 festgestellt, daß die
Änderung des zweiten Integrals zum ersten Integral
über dem Wert Δι liegt. Daher bleiben in der
Entscheidungsstufe 400 die Signale 401 und 402 in ihrem gleichen Zustand »1«. Das bedeutet, daß in der
nachgeordneten Steuerstufe 200 das Signal, welches auf den Durchflußregler 4 über die Leitung 201 gegeben
wird, die gleiche Erhöhung der Durchflußmenge des dielektrischen Mediums im Arbeitsspalt um Aqi erfährt.
Wenn der Zeittaktimpuls 502 t'emäß Fig.3a in der
Bewertungseinheit 300 eingetroffen ist, wird der Inhalt des Integrators wieder auf Null gesetzt. Bei Eintreffen
des Zeittaktimpulses 503 beginnt der dritte Integrationsvorgang des Quadrates des Regelfehlers gemäß
Fig. 3a. Es spielt sich nun der gleiche Vorgang ab, wie bereits mehrere Male beschrieben. Der dritte Integrationsvorgang
berücksichtigt nun die vergrößerte Durchflußmenge des dielektrischen Mediums im Arbeitsspalt.
Daher hat er nicht mehr eine so hohe Amplitude wie die beiden vorhergehenden Integrationsvorgänge. Der
Unterschied des dritten Integrationsvorganges zum zweiten ist jedoch größer als der bereits genannte Wer?
zl2. Das bedeutet, daß die Durchflußmenge q um den
gleichen Betrag Δφ erhöht wird, wie bereits vorher
beim zweiten Integrationsvorgang beschrieben wurde. Nun soll wieder ein Zeittaktimpuls 502 den Inhalt des
dritten Integrationsvorgangs aus dem Integrator 355
der Fig.5 löschen. Gemäß Fig.3a soll nun der Zeittaktimpuls 503 den vierten Integrationsvorgang in
der Einheit 355 starten. Dieser vierte Integrationsvorgang berücksichtigt gemäß oberem Teil der F i g. 3a die
letzte Erhöhung der Durchflußmenge um Δφ. Es sei nun
angenommen, daß diese letzte Erhöhung der Durchflußmenge den Regelfehler nicht mehr wie vorher
verkleinert, sondern wieder zum Ansteigen bringt. Bei
dieser Sachlage gehen die Signale 401 und 402 in der Entscheidungsstufe 400 von ihrem bisherigen Zustand
»1« in den Zustand »0«. Dies bedeutet, daß die Durchflußmenge in negativer Richtung — d. h. in
sinkender Richtung — und mit einer kleineren Schrittweite geändert werden soll. Während der Zeil,
die zwischen den Zeittaktimpulsen 501 und 502 liegt, erfolgt die Umschaltung der beiden genannten Signale
401,402 und die Beeinflussung der Sicuerstufe 200 in der
Weise, daß die Durchflußmenge des dielektrischen Mediums im Arbeitsspalt 3 um den Wert Aqt verkleinert
wird. Bei Eintreffen des Zeittaklimpulses 502 wird, wie
bereits mehrmals gesagt, der Inhalt der Einheit 355 gelöscht und in nachfolgende Speicher für die spätere
Auswertung eingegeben. Der Zeittaktimpuls 503 startet nun den fünften Integrationsvorgang des Quadrates des
Regelfehlers unter Berücksichtigung der kleinen Reduzierung der Durchflußmenge q. Man stellt nun fest, daß
der fünfte Integrationsvorgang gegenüber dem vierten nur einen kleinen Unterschied aufweist. Dieser Unterschied
soll jedoch den Wert Ai nicht überschreiten, aber
den Wen A\ überschreiten. Da die Verhältnisse sich
gegenüber dem vorhergehenden Integrationsvorgang nicht geändert haben, wird die Durchflußmenge q um
den gleichen Wert wie bei dem vierten Integrationsvorgang, nämlich um den Wert Aq\ reduziert. Beim sechsten
Inlegrationsvorgang. welcher die Iet7tc Reduzierung
der Durchflußmenge q berücksichtigt, ist der Unterschied zum vorhergehenden fünften Integrationsvorgang
so gering, daß sowohl der Wert J2 als auch der
Wert Ji nicht mehr überschritten wird. Dies bedeutet,
gemäß Definition, daß der Suchvorgang unterbrochen
wird, da nun gemäß Fig. la die günstigste Durchflußmenge
für den Arbeitsspalt 3 während des augenblirklichen
crosiven Bearbeitungsvorganges gefunden worden ist. In diesem Fall ist der quadratische Mittelwert Z
der Regelgröße auf ein Minimum zurückgegangen. In der F i g. 3a ist dies in der Weise gezeigt, daß das Signal
201 nach dem sechsten Integrationsvorgang seinen Pegel qopi beibehält. Abschließend sei noch darauf
hingewiesen, daß dieses Signal 201 sich zwischen den Grenzen q„ und qt, bewegt. Die gleichen Grenzen des
Veränderungsbereiches der Durchflußmenge sind in der F i g. 1 a gezeigt.
to In der Fig.3b wird ein Suchvorgang erläutert, welcher nach einem optimalen Rückstellwegyder einen
Elektrode 1 sucht. Ein solcher Suchvorgang ist nur dann notwendig, wenn die Durchflußmenge q des dielektrischen
Mediums im Arbeitsspalt 3 nicht direkt gesteuert werden kann, wie es z.B. anhand der Fig.3a
beschrieben wurde. Die direkte Steuerung der Durchflußmenge q ist dann gegeben, wenn, wie in d».r F i g. 2
dargestellt, die Werkzeugelektrode 2 sogenannte Spülbohrungen 21 aufweist. Es soll nun anhand der
Fig. 3b der Suchvorgang nach dem optimalen Rückstellweg der Werkzeugelektrode 1 beschrieben werden.
Wie allgemein bekannt, wird die eine der beiden Elektroden 1, 2 in gewissen zeitliche;; Abständen von
der anderen Elektrode zurückgezogen, um auf diese Art und Weise die Durchflußmenge q des dielektrischen
Mediums im Arbeitsspalt 3 zu regeln. Es sei nun angenommen, daß der erosive Bearbeitungsprozeß
bereits läuft und die z. B. Werkzeugelektrode 1 in zeitlichen Abständen von der Werkstückelektrode 2 nur
kurzzeitig abgehoben wird, um dann wieder mit ihr den normalen Arbeitsspalt 3 zu bilden. Der in Fig. 2
gezeigte Weggeber 9 gibt über die Leitung 302 auf die Bewertungsstufe 300 die Signale, welche die Bewegung
der Werkzeugelektrode 1 repräsentieren. In der F i g. 3b
J5 ist dies mit dem Kurvenzug 302 bezeichnet. Das sogenannte pulsier de Abheben der Werkzeugelektrode
1 wird dadurch bewerkstelligt, daß die Abhebevorrichtung
12 der Fig. 2 an den Vorschubantrieb Il einen Impuls über die Leitung 121 gibt. Dieser Impuls ist
in der F i g. 3b ebenfalls mit 121 bezeichnet. In der Nähe
der Ordinate y ist der Impuls 121 dargestellt, welcher bewirkt, daß die Werkzeugcleklrode 1 um den Weg Ay
von der Werkstückelektrodc 2 zurückgestellt wird. Der
Rückstellweg der Elektrode 1 hat den Wert Ay. Dieser erste Impuls 121 ist stellvertretend für viele gleiche
Impulse gezeichnet worden. Es soll hiermit der sogenannte pulsierende Betrieb der Werkzeugelektrode
1 dargestellt werden. Nnch Beendigung des Impulses 121 wird die Werkzeugelektrode ; in Richtung
w Werkstückelektrode 2 bewegt, so daß die normale
Breite des Arbeitsspaltes 3 wieder hergestellt ist. Die Breite des Impulses 121 bzw. sein Zustand »I« wird von
der Steuerstufe 200 über die Leitung 204 zur Abhebevorrichtung 12 bestimmt. Hierbei handelt es sich
meistens um einen festen vorgegebenen Wert. Für die weitere Beschreibung des Beispiels der Fig. 3b wird
nun angenommen, daß nach einer gewissen Anzahl von »pulsierenden Rückstellungen« der Werkzeugelektrodc
1 der Suchvorgang nach einem optimalen Rückstcllweg
w dieser Elektrode 1 eingeleitet wird, Hierdurch soll
nämlich festgestellt werden, ob der optimale Rückstcllweg dieser Elektrode I verloren wurde oder ob er noch
vorhanden ist. Ein Startiinpuls fi.r den Start dieses
Suchvorganges wird auf die Entschudimgsstufc 400 der
hi F i g. 2 und IO gegeben. Dieser Startimpuls ist in der
I" i g. Jb nicht besonders gezeichnet. Das Startsignal.
welches nuf die F.ntschcidungsslufe 400 der I i g. 2 'ind
10 gegeben wird, beeinflußt über die Sieuerstufc 200 der
gleichen Figuren die Abhebevorrichtung 12 in der Weise, daß der Impuls auf der Leitung 121 um einen
bestimmten Wert vergrößert wird. Gemäß Fig.3b erfolgt dies in der Weise, daß die beiden Signale 401 und
402, welche während des bisher beschriebenen sogenannten »pulsierenden Betriebs« der Werkzeugelektrode
1 im Zustand »0« waren, nach Empfang des Startimpulses in der Entscheidungsstufe 400 in den
Zustand »1« gesetzt werden. Dies erfolgt jedoch über die Synchronisationsstufe 500 der F i g. 2 und 10. Diese
Synchronisationsstufe 500 gibt ihre Zeittaktimpulse 501, 502 und 503 auf die Bewertungsstufe 300, die
Entscheidungsstufe 400 und die Steuerstufe 200. Diese Zeittaktimpulse 501, 502, 503 sind in der F i g. 3b unten
gezeichnet. Wenn also nach Empfang des Startimpulses in der Entscheidungsstufe 400 der Zeittaktimpuls 500
auf die Entscheidungsstufe 400 ebenfalls abgegeben worden ist, werden die beiden Signale 401, 402 in den
Zustand »1« gesetzt. Die Bedeutung dieser beiden Signale, welche bereits im Zusammenhang mit der
Fig.3a erwähnt worden ist, wird im folgenden noch einmal näher diskutiert. Wenn das Signal 401 im
Zustand »0« ist, erhält die Steuerstufe 200 den Befehl, daß der Weg der Werkzeugelektrode 1 in der z. B.
negativen Richtung gesteuert werden soll. Wenn das Signal 401 den Zustand »1« einnimmt, so bedeutet das
für die Steuerstufe 200, daß die Werkzeugelektrode 1 in die andere Richtung zu bewegen ist. Diese andere
Richtung wird in diesem Fall mit positiver Richtung bezeichnet. Wen das Signal 402 im Zustand »0« ist.
bedeutet das für die Steuerstufe 200, daß die Werkzeugelektrode 1 mit einem Uieinen Schritt bewegt
werden muß. Diese Bewegung irfolgt mit einem kleinen
Schritt in der vom Signal 40Ϊ vorgeschriebenen Richtung. Wenn das Signal 402 im Zustand »I« ist,
bedeutet das für die Steuerstufe 200, daß die Werkzeugclektrode 1 mit einem großen Schritt zu
bewegen ist. Aus der F i g. 3b ist also ersichtlich, daß die Werkzeugclcktrodc: 1 während des pulsierenden Erosionsbetriebes
mit einem kleinen Schritt in der einen Richtung bewegt wird, da die beiden Signale 401, 402
der Entscheidungsstufe 400 im Zustand »0« sind. Daher bewegt sich die Elektrode »pulsierend« um den Betrag
Ay von der Werkstückclektrode 2 fort, wie das die Kurve 302 zeigt. Wenn nun, wie bereits erwähnt, infolge
des Startimpulses und des Zeittaktimpulscs 501 die beiden Signale 401, 402 in den Zustand »1« gesetzt
werden, so erfolgt über die Sieiicrstufe 200 die
Erzeugung des Impulses 121 mit einer größeren Breite. Dies zeigt die Fig. 3b beim zweiten Impuls 121 von
links. Der Rückstellweg, den jetzt die Werkzeugelektrodc 1 zurücklegt, ist um den Betrag Ay» größer als der
Rückstellweg Ay der zeitlich vorhergegangenen periodischen Abhebungen. Da durch diesen größeren
Rückstellweg die Breite des Arbeitsspaltcs 3 größer geworden ist als vorher während des sogenannten
periodischen Betriebes, macht sich die Veränderung der Spülmenge q im Arbeitsspalt bemerkbar, was über die
Leitung 301 auf die Bewertungsstufe 300 der F i g. 2 und IO gegeben wird. Dies ist im oberen Teil der Fig.3b
gezeichnet. Dort ist auf der Abszisse die Zeit aufgetragen und auf der Ordinate das Integral des
quadrierten Mittelwertes Z des Regelfehlers c. Mit der Kurve 303 wird die Integration des quadrierten
Mittelwertes des Regelfehlers bezeichnet, welcher als Signal über die Leitung 303 aus der Bewertungsctufc 300
in die Entsrheidiingsstiifc 400 gegchcn wird. Es sei nun
angenommen, daß der /illetzt diskutierte Rückstellweg, der um Aya größer war als der zeitlich vorhergegangene
Rückstellweg Ay, bei der zweiten Integration berücksichtigt
ist. Die in der F i g. 3b gezeichnete zweite Integration von links zeigt eine Kurve 303, welche etwas
höher liegt als die vorhergegangene. Dies bedeutet, daß der Regelfehler e größer geworden ist, was selbstverständlich
nicht gewünscht wurde. Der Regelfehler ist bei der zweiten Integration aber nur etwas größer
geworden. Dies wird dadurch in der F i g. 3b gezeigt,
ίο daß der Zuwachsbetrag der Kurve 303 um einen Wert
anstieg, weicher zwischen A\ und Δ2 liegt. Die Werte A\
und Δ2 sind sogenannte Schwellwerte. Ihre Wirkungsweise
wird im folgenden näher erläutert. Wenn die z. B. ;:weite Integration die erste Integration (d. h. die zeitlich
vorhergehende Integration) um einen Wert überragt, der größer oder kleiner ist als Δ2. so bedeutet dies, daß
der Rückstellweg der Elektrode 1 in eine andere Richtung und mit einem großen Schritt gesteuert wird.
Die beiden Signale 401, 402 würden in einem solchen Fall beide den Zustand »!« haben. In diesem Fall läge
die zweite Integration der Fig.3b oberhalb bzw. unterhalb der beiden mit Δ2 bezeichneten Linien. Es sei
nun angenommen, daß die zweite Integration der F i g. 3b, welche durch den Zeittaktimpuls 503 gestartet
und durch den folgenden Zeittaktimpuls 501 beendet worden ist, nur etwai größer ist als die erste Integration.
Die zweite, in der Fig.3b gezeigte Integration liegt
zwischen dem bereits genannten Schwellwert Δ2 und
dem anderen Schwellwert A\. In einem solchen Fall wird
die Richtung der Rückstellbewegung der Werkzeugelektrode 1 geändert, wobei der Rückstellweg für diese
neue Richtung mit einem kleinen Schritt zu erfolgen hat. Zwischen den Zeittaktimpulsen 501 und 502 der zweiten
Integration erfolgt die eben beschriebene Entscheidung
J5 in der Entscheidungsstufe 400. Die Signale 401, 402
schalten vom Zustand »1« in den Zustand »0«. Mit Eintreffen des Signals 502 wird der Integrator 355 der
Fig. 5 wieder auf Null zurückgesc.1'.!. Vorher ist aber
dessen Inhalt in die nachfolgenden .Schaltungsgruppen
•to 357,358 der Einheit 350 der F i g. 5 eingegeben worden.
Dies wird jedoch zu einem späteren Zeitpunkt im Zusammenhang mit der F i g. 5 noch näher beschrieben.
Bei Erzeugung des Zeittaktimpulses 503 in der Synchronisationseinheit 500 wird in der Steuerstufe 200
unter Berücksichtigung der ebenfalls an der Steuerstufe 200 anliegenden Signale 401,402 aus der Entscheidungsstufe 400 ein Signal über die Leitung 204 auf die
Abhebevorrichtung 12 gegeben. Die Abhebevorrichtung 12gibt über Leitung 121 den Impuls,der in Fig. 3b
mit 121 bezeichnet ist. auf den Vorschub Il der Werkzeugelektrode I. Dieser Impuls hat nun eine
kleinere Breite als vorher. Wie bereits gesagt, ist diese kleinere Breite des Impulses 121 durch den Zustand der
beiden Signale 401, 402 definiert. Ferner erzeugt der Zeittaktimpuls 503 in der Bewertungsstufe 300 den Start
für die dritte Integration der Fig. 3b. Die Werkzeugeleklrode
I bewegt sich auf einem Rückstellweg, welcher um den Wert Ay\ kleiner ist als der zeitlich
vorhergegangene Rückstellweg, der in der Fig.3b bei
6fl der zweiten Integration durch die Ziffer 302 dargestellt
ist. Infolge des um Ay\ kleineren Rückstellweges der Werkzeugelektrode I ist die dritte Integration etwas
kleiner als die zeitlich vorhergegangene zweite Integration. Es sei angenommen, daß die dritte
M Integration, welche mit Eintreffen des Zeittaktimpulses
501 beendet ist und zwischen dem Zeittaktimpuls 501 und Zeittaktimpuls 502 ausgewertet wird, zwischen den
Schwellwerten A\ und Δ2 liegt. Dies bedeutet, daß der
letzte Rückstellweg, welcher um den Wert Ay\ kleiner wanden Regelfehler verringerte, was sich an der Kurve
303 der Integration des quadrierten Mittelwertes des Regelfehlers e bemerkbar macht. Die Regelung befindet
sich also auf dem richtigen Wege. Daher bleiben die Signale 401, 402 in ihrem Zustand »0«. Der Impuls 502
loscht den Inhalt des Integrators 355 (Fig.5). Der folgende Impuls 503 startet den vierten Integrationsvorgang
der Fig.3b in der Bewertungsstufe 300 und erzeugt über die Steuerstufe 200 sowie über die
Abhebevorrichtung 12 einen nächsten Impuls 121. Der Vorschubantrieb 11 zieht die Werkzeugelektrode 1 von
der Werkstückelektrode 2 zurück, wobei dieser neue Rückstellweg wiederum kleiner geworden ist als der
Rückstellweg, der in der Fig.3b bei der dritten |5
Integration gezeichnet ist. Unter Berücksichtigung des neuesten Rückstellweges wird die vierte Integration
gemäß der Kurve 303 ausgewertet. Die vierte Integration, welche bei Eintreffen des Zeittaktimpulses
501 beendet ist und bis zum Eintreffen des Zeittaktim- -2°
pulses 502 ausgewertet wird, liegt nun etwas "löher iils
die dritte Integration. Die vierte Integration soll jedoch nur so viel höher liegen gegenüber der dritten
Integration, daß sie noch innerhalb des Bereiches des Grenzwertes A\ sich befindet. Dies bedeutet, daß der
Suchvorgang nun beendet werden kann. Aus diesem Grunde wird das Signal 401 der Entscheidungsstufe 400
temporär den Zustand »1« annehmen, und zwar während der Zeit zwischen den Zeittaktimpulsen 502
und 503. Das Signal 402 verändert seinen Zustand nicht. Diese Kombination ist das allgemeine Kriterium für die
Beendigung des Such Vorganges. Durch den Suchvorgang ist der optimale Rückstellweg gewährleistet, so
daß der quadratische Mittelwert Z des Regelfehlers c gemäß Fig. la gefunden wurde. Dies bedeutet, daß die
>5 optimale Durchflußmenge des dielektrischen Mediums im Arbeitsspalt 3 ebenfalls gefunden wurde. Die
optimale Durchflußmenge gilt natürlich für die fest eingestellte Pausendauer Tm. Tm oder Γο) der in der
F i g. I gezeigten Kurven A, B, C. -to
Das Signal 3781 der F i g. 6, welche den Suchvorgang, wie er in der Fig. 3a oder in der Fig. 3b beschrieben
wurde, beendet, bewirkt ein Startsignal 372. welches einen Suchvorgang nach der kleinsten Pausendauer
einleitet. Bpvor dieser Suchvorgang näher erklärt wird, *">
sei noch darauf hingewiesen, daß gemäß Fig. Ib der Regelfehler auf einen Minimalwert heruntergeregelt
werden kann durch die geometrische Verschiebung der beiden Elektroden 1 u^d 2 untereinander. Dies ist
jedoch nur dann möglich, wenn die Wertepaare der ·><
> Kurven D E und H irnerhalb des gestrichelten Bereiches liegen und oberhalb der Kurve C sind. Wenn
die Wertepaare unterhalb der Kurve C liegen, so muß
eine Veränderung der Pausendauer zwischen den einzelnen Arbeitsimpulsen vorgenommen werden. Wie
bereits gesagt, wird nun nach Beendigung des .Suchvorganges gemäß Fig. 3a und 3b ein neuer
!iuchvorgang nach der kleinsten Pausendi.uer zwischen
den einzelnen Arbeitsimpulsen, die den Arbeitsspalt 3 durchschlagen, gestartet. Dies wird nun anhand der so
F i g. 4 näher erläutert. Im oberen Drittel der F ι g. 4 ist der Regelfehler e als Kurve 301 aufgezeichnet. Die
Kurve 301, welche das Signal über die Änderung des Regelfehlers in die Bewertungsstufe 300 der F i g. 2, 5
und 10 anzeigt, bewegt sich um den Wert Null. ^
Unterhalb dieses Wert-s ist der Grenzwert Acn
iiufgetragen. Die Bedeutung dieses Grenzwertes wird
später noch näher diskutiert. Im mittleren Tci1 der
Fig.4 ist die Kurve 302 aufgezeichnet welche, wie bereits schon einige Male erwähnt, die jeweilige
Position bzw. die jeweilige Bewegung der Werkzeugelektrode 1 zeigt. Diese Kurve 302 gelangt vom
Weggeber 9 auf die Bewertungsstufe 300 der F i g. 2 und 7. Auf der Abszisse ist die Zeit t und auf der Ordinate der
Weg y der Werkzeugelektrode 1 aufgetragen. Die Bedeutung des Rückstellweges Ayo und der einzelnen
Erhöhungen Ay1 wird später noch näher diskutiert. Im
unteren Drittel der Fig.4 ist das Signal 202 bzw. 222c/
gezeichnet, welches aus der Steuerstufe 200 der F i g. 2 und 10 auf den Impulsgenerator 5 gegeben wird zur
Veränderung der Dauer der Pausen zwischen den einzelnen den Arbeitsspalt 3 durchschlagenden Arbeitsimpulsen. Diese Änderung der Pausendauer T, welche
zwischen den Grenzen Tn und Ta verlaufen kann, ist mit
Δ To und AT\ bezeichnet. Im unteren Teil der Fig. 4 sind
die bekannten Zeittaktimpulse 501 aus der Synchronisationsstufe 500 der F i g. 2,5 und 10 aufgezeichnet. Wenn
also das Startsignal 372 den Suchvorgang nach der kleinsten Pausendauer auslöst, so eitolgt in der
Bewertungsstufe 300 die Bewertung des als Kurve 301 gezeichneten Regelfehlers e. Ebenso wird in der
gleichen Stufe 300 die Bewegung, welche als Kurve 302 gezeichnet ist, der Werkzeugelektrode 1 bewertet.
Wenn nach dem Startimpuls der erste Zeittaktimpuls 501 aus der Synchronisationsstufe 500 auf die Bewertungsstufe
300 und auf die Steuerstufe 200 gegeben wird (die Entscheidungsstufe 400 ist an diesem Suchvorgang
nicht beteiligt), dann gibt die Steuerstufe 200 über die Leitungen 202 bzw. 222c/ein Signal auf den Impulsgenerator
5 ab zur Reduzierung der Pausendauer um den Wert ATo- Diese Reduktion ist in der Steuerstufe
vorprogrammiert und besitzt einen festen und vorbestimmten Wert. Der Regelfehler ändert sich nun unter
Berücksichtigung der verkleinerten Pausendauer entsprechend der Kurve 301. Ebenso bewegt sich die
Werkzeugelektrode 1 in Richtung Werkstückelekirode 2. Dies zeigt die Kurve 302. Durch diese Bewegung der
Werkzeugelektrode 1 bzw. durch die Verkleinerung der Breite des Arbeitsspaltes 3 wird auch der Regelfehler
301 gegen den Wert Null streben. In diesem Zustand befindet sich die Anordnung noch oberhalb der Kurve G
der Fig. Ib. Es wird nun angenommen, d\ß ein zweiter
Zeittaktimpuls 501 aus der Synchronisationsslufe 500 abgegeben wird. Dieser Zeittaktimpuls 501 bewirkt
gemäß Fig. 4, daß über die Steuerstufe 200 und Leitungen 202 bzw. 222c/ der F i g. 2 und 10 im
Impulsgenerator 5 die Dauer der Pausen zwischen den einzelnen A,rbeitsimpulsen um den gleichen Wert A To
verkleinert wird wie beim ersten Zeittaktimpuls 501 de-Fig.4.
Diese zweite Virringerung der Pausendauer scl.eiriL offenbar zuviel gewesen zu sein. Der Regelfehler
e wandert nun nach einer kurzzeitigen Vergrößerung dem Nullpunkt zu. Die Kurve 301 überschreitet
sogar diesen Nullpunkt und überschreitet auch den Grenzwert Aeo nach unten. In der Bewertungsstufe 300
werden nun die Maßnahmen ergriffen, um eine solche rapide Vergrößerung des Regelfehlers c zu reduzieren.
Über dir Steuerstufe 200 und über die Abhebevorrichtung 12 wird der Vorschubantrieb Il angesteuert zur
Bewegung der Wcrk/'.eugelektrode I. wie es die Kurve
302 in diesem Augenblick zeigt. Da die Änderung des Rückstellwegcs der V'erkzeugclcktrode 1 um den Wert
Ayn den Regelfehler c nicht mehr beeinflussen kann,
wird die Bewegung der Wcrkzeugelektrode in die andere Richtung — d. h. von der Werkstückelektrode 2
fort — gcstariet. Der Weggeber 9 gibt die Wertu über
die Stellung und über die Bewegung als Signal 302 auf die Bewertungsstufe 300. Da der Regelfehler c über dem
Grenzwert Aea liegt, hat der nächste Zeittaktimpuls 501
(in F i g. 4 der dritte Impuls von links) keine Wirkung auf die Steuerstufe 200. Sobald in der Bewertungsstufe 300
angezeigt ist, daß gemäß Kurve 302 der F i g. 4 der Rückstellweg Ayo erreicht ist, erfolgt in der Steucrstufe
eine schrittweise Erhöhung der Pausendauer zwischen den einzelnen Arbeitsimpulsen um den Wert ΔΤ\.
Gleichzeitig wird die Wcrk/.cugelektrode 1 gemäß in
Kurve 302 weiter von der anderen Elektrode 2 fortbewegt. Die Pausendauer wird so lange schrittweise
um den Wert ΔΤ\ erhöht, bis der Regelfehler 301 den
Nullpunkt erreicht hat. In diesem Fall vergrößert sich
noch etwas der Abstand zwischen den beiden Γι
Elektroden 1 und 2 gemäß Kurve 302. Anschließend vermindert sich der Abstand. Das bedeutet mit anderen
»/„.•-ι., rjjj. Wcrkzcu"c!cktrodc ! bewe·! ",ich wieder
langsam in Richtung Werkstückelektrode 2. In der F i g. 4 ist ein vierter Zeittaktimpuls 501 aus der
Synchronisationsstufe 500 gezeichnet. Da nun der Regelfehler e gemäß Kurve 301 oberhalb der Nullgrenze
und des Grenzwertes Acn ist. hat dieser vierte
Zeittaktimpuls auf die Steuerstufe 200 wieder die Wirkung, daß die Pausendauer um einen bestimmten 2*1
Wert ATn verringert wird. Das gleiche geschieht auch mit den nachfolgenden Zeittaktimpulsen 501 aus der
Synchronisationsstufe. Abschließend soll auch darauf hingewiesen wcril'n. daß der Regelvorgang, welcher in
der F i g. 4 mit der treppenförmigen Erhöhung der to
Pausendauer um den Wert AT1 gezeichnet ist. den Zeitpunkt erfaßt, in welchem die Pausendauer unterhalb
der in Fig. Ib gezeichneten Gren/kurve C liegt. In diesem Fall war es also nicht möglich, den Regelfehlernur
durch Steuern der Durchflußmenge q bzw. der r> Breite des Arbeitsspaltes 3 auf die Nullinie zu bringen.
Es mußte also auch die Steuerung der Pausendauer zu Hilfe genommen werden. Nach einer gewissen Anzahl
von Zeittaktimpulsen 501 wird der huchvorgang nach der kleinsten Pausendaiier beendet. Anschließend
erfolgt ein Startimpuls für den Suchvorgang nach der optimalen Durchflußmenge des dielektrischen Mediums
gemäß F i g. 3a oder der Suchvorgang nach den optimalen Rückstellbewegungen nach F i g. 3b.
Durch dieses aufeinanderfolgende Suchen nach 4<i
optimaler Durchflußmenge nach optimaler Pausendauer ist es möglich, daß der gesamte erosive Vorgang
optimal durchgeführt werden kann. Eine unerwünschte und plötzliche Verschiebung des gesamten erosiven
Betriebszustandes, wie es bei den bekannten Verfahren so
üblich ist. ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren unmöglich. Wie bereits eingangs erwähnt, kann ein
Betriebszustand verschoben werden durch Veränderungen der an dem eigentlichen Erosionsvorgang beteiligten
Flächen der Elektroden, besonders bei komplizierten Elektrodenformen oder als Folge einer Einstellung
von vorprogrammierten Betriebsparametern. Ebenso läßt sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ein
langsames Wegwandern des optimalen 3etriebszustandes als Folge der Wanderung einer kleinen Angriffszone
auf einer großen und breiten Elektrodenfläche durch veränderliche Spülverhältnisse und/oder als Folge der
Veränderung der Angriffsfläche mit der Einsenktiefe genau ausregeln. Im folgenden wird ein schaltungstechnisches
Aüsführüngsbcispic! zur Durchführung des &5
anhand der Fig. la, Ib. 3a. 3b und 4 beschriebenen
erfindunesgemäßen Verfahrens näher erläutert.
In der F i g. 5 ist der erste Stromkreis 350 zur Erzeugung eines Sign.ils, welches der ersten Zustandsvariablen
proportional ist. Dieser Stromkreis 350 b/w. diese Schaltung ist in der in F i g. 2 gezeigten
Bewertungsstufe 300 vorgesehen. Gemäß den F i g. 2 und 5 gelangt das dem Regelfehler e entsprechende
Signal aus dem Differenzglied 7 über die Leitung 301 in die Bewertungsstufe 300 und wird im Quadrierglied 351
quadriert, d. h., es wird der Wert c2 gebildet. Dieser Wert
der Potcntierung wird dem Integrator 352 zugeführt. Da im Zusammenhang mit den F i g. 3a. 3b und 4 genannten
Zeittaktimpulse 501, 502, 503 aus der Synchronisations
stufe 500 stellen den Arbeitszustand des Integrators 352 ein. Der Zeittaktimpuls 501 beendet den Integrationsvorgang, wie er in den F i g. 3a und 3b gezeichnet ist.
Das der Integration entsprechende Signal 303 steht am Ausgang des Integrators 352 und gelangt auf die
Differenzeinheit 355. Beim nächsten ZeittaktimpuK 502
w'irA ,fur Inhalt Λ*»ε I nlpirralnrc TiJ auf NJnII apcplyl und
"■■** "' ~ "" ~*"* ·...— ρ·-- — . .. — - . - —.. c --.-.- .-.._
für die nächste Integration vorbereitet. Der nächste
Zeitt.iktimpuls 503 startet einen neuen Integrationsvorgang
des quadrierten Regelfehlers c2. Das Integral des
Wertes <y wird wiederkehrend während der durch die
Zeittaktimpulse 503 und 501 definierten Zeit berechnet und ;'.is Signal 303 am Ausgang des Integrators 352
sowohl für die Differenzeinheit 355 als auch für den Speicher 356 /ur Verfügung gestellt. Dies wird nun
näher beschrieben. Zwischen den Zeittaktimpuisen 501 und 502 wird der Integralwert am Ausgang des
Integrators 352 wie folgt analysiert: Gemäß F i g. 5 wird der Zeittaktimpnls. der beksnntlich den zur Zeit
laufenden Intcgrationsvorganf beendet, aus der Syn-
direkt
Integrator 352 gegeben, sondern auch über die monostabilen Multivibratoren 353, 354 und 366 zur
Steuerung von drei Funktionen geleitet. Diese drei Funktionen sind wie folgt: Der Zeittaktimpuls 501 aus
dem monostabilen Multivibrator 353 löscht den Inhalt der Speicher 354 und 365, so daß diese Speicher für die
Auswertung des Integrationsvorganges vorbereitet sind. Weiter gelangt dieser Zeittaktimpuls gleichzeitig
auf den monostabilen Multivibrator 354 und nach einer
gewissen Zeitverzögerung auf den /weiten Eingang der Differenzeinheit 355. Der Zeittaktimpuls 501 aus dem
monostabilen Multivibrator 554 bewirkt, daß die Differenzeinheit das Integrationssign;il. welches auf der
Leitung 30.3 schon in dieselbe eingelesen wurde, mit dem zeitlich vorhergehenden Integrationssignal, welches im
Speicher 356 gespeichert wurde, verglichen wird. Es wird also die Differenz gebildet zwischen dem »neuen«
und dem »alten« Integrationssignal. Die Weit»·-verarbeitung
der so gebildeten Differenz zwischen zwei Integrationsvorgängen wird später noch näher beschrieben.
Nun zurück zu der dritten Funktion des Zeittaktimpulses 501. Gleichzeitig mit der Differenzbildung
in der Differenzeinheit 355 gelangt der Zeittaktimpuls 501 auf den monostabilen Multivibrator 366. Nach
einer gewissen Zeitverzögerung öffnet das aus diesem monostabilen Multivibrator 366 gelangende Ausgangssignal,
welches dem Zeittaktimpuis 501 entspricht, die Torschaltung 367. Hierdurch kann das am Ausgang des
Integrators 352 noch immer vorhandene Integrationssignal 303 über die Torschaltung 367 in den Speicher 356
gegeben werden. Das in diesem Speicher gespeicherte Signal dient für die Bildung der Differenz mit dem
zeitlich nachfolgenden Integrationsvcrgang. Der nächste
Zeittaktimpuls 502 setzt den Integrator 352 auf Null zurück. Der Zeittaktimpuls 503 startet den nächsten
Integrationsvorgang im Integrator 352. Dies ist im
Zusammenhang mit den F i g. 3a und 3b ausführlich beschrieben worden, so daß an dieser Stelle nicht mehr
näher darauf eingegangen wird. Nun zurück zur Weiterverarbeitung der Differenz, die in der Differenzeinheit
355 zwischen dem durch den Zeittaktimpuls 501 beendeten Integrationsvorgang und dem im Speicher
35f> gespeicherten vorhergehenden Integrationsvorgang
gebildet wurde. Dieses Differenzsignal steht am Ausgang der Differenzeinheit 355 und wird auf die
Finheit 357 zur Bildung des Differenzbe'.rages und auf die Einheil 358 zur Darstellung der Richtung der
Differenz gegeben. Die Einheil 358, welche im Ausführungsbeispiel als Schmitt-Trigger ausgebildet ist.
gibt ihr Richtungssignal der Differenz auf den Speicher 359. Dieser Speicher 359 ist von dem Zeittaktimpuls 501
aus dem monostabilen Multivibrator 353 vorbereitet worden. Die Einheit 357. in welcher der Betrag bzw. der
Wert der Differenz gebildet wird, gibt ihr Ausgangssignal
auf die beiden Komparatoren 362, 363. In diesen beiden Komparatoren wird der Betrag der Differenz
mit zwei Konstanten zli und Δι verglichen. Diese beiden
konstanten sind in den Einheiten 360, 361 eingegeben.
Wie bereits einige Male im Zusammenhang mit den F i g. 3a und 3b gesagt, handelt es sich bei diesen
Konstanten um die SchwcHwerte Ji und Δι. Wenn nun
der Differenzbetrag kleiner ist als Δι und Δ2. dann setzen
die Komparatoren 362, 363 einen NullZustand in die Speicher 364, 365. Dieser NullZustand der beiden
Speicher 364, 365 bedeutet die Beendigung rlrs
Suchvorganges, wie er ausführlich im Zusammenhang mit den beiden Fig. 3a und 3b beschrieben wurde. Der
VoüstänHΐσΐπ»ϊι halber sei noch erwähnt, daß die beiden
Speicher 364, 365 in gleicher Weise wie der Richtungsspeicher 359 vorher durch den Zeittaktimpuls 501
vorbereitet wurde. Wenn nun der Betrag größer als Ji. aber kleiner als Δ2 ist. wird der eine Speicher 364 in den
Zustand »I« und der andere Speicher 365 in den Zustand »0« gesetzt. Dies bedeutet, wie bereits bei den
F i g. 3a und 3b gesagt. Fortführung des Suchvorganges mit einer kleinen Änderung der Durchflußmenge. Wenn
der Betrag der Differenz größer als Ji und J2 ist. werden
beide Speicher 364,365 in den Zustand »I« gesetzt. Das
bedeutet, wie bereits einige Male gesagt, daß der .Suchvorgang mit einer größeren Änderung der
Durchflußmenge fortgesetzt wird. Die Richtung der Änderung der Durchflußmenge wird durch den
Richtungsspeicher 359 definiert. Die besprochenen Ausgangssignale der drei in der F i g. 5 gezeigten
Speicher 364, 365, 359 gelangen auf die Logikschaltung 388, welche in der Schaltungsanordnung 370 vorgesehen
ist. Die Schaltungsanordnung 370 ist gemäß F i g. 2 und 10 in der Entscheidungsstufe 400 angeordnet. Die
Schaltungsanordnung 370 ist in der Fig. 6 detailliert gezeichnet. Nun zurück zur Fi g. 5. Wenn die Speicher
364, 365, 359 ihre Ausgangssignale auf die Logikschaltung 388 gegeben haben, wird die bereits genannte
dritte Funktion des Zeittaktimpulses 501 durchgeführt. Bei dieser dritten Funktion wird der inhalt des
Integrators 325, welcher als Signal 303 vorhanden ist. über die freigegebene Torschaltung 367 auf den
Speicher 356 gegeben. Dieser momentane, als Signal 303 vorliegende Inhalt des Integrators 352 wird dem
Inhalt des Speichers 356 einfach überschrieben. Der folgende Zeittaktimpuls 502 löscht den momentanen
Inhalt des Integrators 352. Wenn der nächste Zeittaktimpuls 503 auf den Integrator 352 gelangt, wird die
nächste Integration gestartet. Die Verarbeitung dieses Integrationsvorganges und der Vergleich mit dem
vorhergehenden Integrationsvorgang sowie die Bildung der Ausgangssignale der Speicher 364, 365, 359 erfolgt
nun in der gleichen Weise wie bereits beschrieben.
In der Fig. 6 ist die Schaltungsanordnung detailliert
gezeichnet, welche dem ersten Stromkreir, 350 der F i g. r>
und 10 nachgeordnet ist. In der Schaltungsanordnung
der Fig. 6 wird der Suchvorgang durchgeführt,
welcher im Zusammenhang mit den F i g. 3a und 3b beschrieben wurde. Die Schaltungsanordnung 370
befindet sich in der Entscheidungsstufe 400 der F i g. 2 und 10. Auf den Leitungen 3640,3650,3590 der Speicher
364, 365, 359 der F i g. 5 stehen die Signale bzw. Zustände, welche der Auswertung der Differenzen
zwischen den einzelnen Integrationsvorgängen entsprechen und welche sehr ausführlich im Zusammenhang mit
Fig. 5 beschrieben wurden Die Funktionsweise der in Fig. 6 gezeigten Schaltungsanordnung wird an einigen
Beispielen der Fig. 3a und 3b beschrieben. Es sei angenommen, daß ein Startimpuls auf der I eiuing 372
zum Start des Bewertungsvorganges erzeugt wird. Die Erzeugung dieses Startinipulses, welcher in den F i g. 3a
und 3b nicht gezeichnet ist. aber in der Beschreibung zu diesen Figuren mehrere Male erwähnt wurde, kann
davon abhängig gemacht werden, wenn ein elektrischer Parameter am Erosionsgenerator 5 geändert wird.
Diese Änderung kann entweder durch die Bedienungsperson oder aber durch ein bestimmtes Programm des
numerischen Steucrungssystems durchgeführt werden. In einem solchen Fall wird der Startimpuls auf der
Leitung 372 in die ODER-Torschaltung 373 gegeben. Selbstverständlich kann auch die Bedienungsperson von
sich aus einen Startimpuls durch Drücken des Knopfes 371 auslösen. In bei len Fällen gelangt der Startimpuls
über die ODER-Torschaltung 373 auf die Kippschaltung 374. Weiter gelangt der Impuls auf die als Flipflop
ausgebildete Kippschaltung 375, die in den Zustand »I« gesetzt wird. Sobald nun aus der Synchronisationssmfe
500 der in den Fig. 3a und 3b gezeigte erste Zeittaktimpuls 501 erscheint, wird gemäß Γ i g. 6 die
Kippschaltung 377 über die UND-Torschaltung 376 ir. den Zustand »1« gesetzt. Dies bedeutet, daß die erste
Änderung der Durchflußmenge q des dielektrischen Mediums im Arbeitsspalt 3 bzw. erste Änderung des
Weges y der Werkzeugelcktrode 1 eingeleitet wird.
Durch den Zustand »I« des Flipflops 377 werden folgende Operationen bewerkstelligt:
a) Die Kippschaltung 378 wird auf den Zustand »0« zurückgesetzt, wodurch die Kippschaltung 379 in
Arbeitsbereitschaft gesetzt wird: die Funktion der Kippschaltung 379 ist das Herstellen und !rennen
der Verbindung zwischen dem monostabilen Multivibrator 380 und der Umschalteeinrichtung
383. Dies wird jedoch später noch näher beschrieben. Es sei hier nur so viel gesagt, daß der jeweilige
Zustand der Kippschaltung 379 die genannte Verbindung herstellt bzw. trennt. Dieser Zustand
wird beeinflußt durch die Zeittaktimpulse 501 und 502.
b) Durch den Zustand »1« der Kippschaltung 377 wird ferner die nachgeordnete Kippschaltung 384 in den
Zustand »1« gesetzt. Diese Kippschaltung 384 hat die Aufgabe, entsprechend ihres jeweiligen Zustandes
die Signale aus dem bereits genannten monostabilen Multivibrator 380 auf die eine oder
andere Ausgangsleitung 385, 386 der Umschalteeinrichtung 383 zu lenken. Zur Vervollständigung
wird noch darauf hingewiesen, daß der Ausgang
dieser Kippschaltung 384, welcher mit 401 bezeichnet
ist, immer den komplementären Zustand aufweist, wie die Kippschaltung 384, sofern sie aus
der Kombinationslogik 388 (Ausgang 3881) gesteuert wird.
c) Infolge des Zustandes »I« der Kippschaltung 377 wird die kippschaltung 390 in den Zustand »I«
gesetzt. Die Aufgabe dieser Kippschaltung 390 ist die Beeinflussung des monostabilen Multivibrators
380 in der Weise, daß der monostabile Multivibrator 380 bei Erscheinen des Zeittaktimpulses 502 aus
der Synchronisationsstufe 500 einen Impuls von langer Dauer abgibt, wenn dei Zustand »I« der
Kippschaltung 390 auf der Ausgangsleitung 402 vorhanden ist, und bei Vorhandensein des Zustandes
»0« auf der Leitung 402 der Multivibrator 380 einen Impuls von kleiner Dauer abgibt.
A\ Pier 7.ICI1I./I „1,- Aar
577 k„,..;rL-zurück
zur F i g. b. Die Absliegsflanke des Impulses auf der Leitung 382, welche mit der Abstiegsflanke des
.'citlaktimpulses 502 nicht identisch ist. setzt die
Kippschaltung 379 und somit die Kippschaltungen 377 und 378 auf den Zustand »0« zurück. Hiermit ist die erste
Änderung der Durchflußmenge q bzw. des Weges y der Werkzeugelektrode 1 um einen bestimmten und festen
Betrag in der positiven Richtung beendet. Als nächstes Beispiel wird anhand der F i g. 6 der Suchvorgang
beschrieben, welcher gemäß F i g. 3a und 3b nach dem /weiten Integrationsvorgang durchgeführt wird. Gemaß
Fig. Ja und 3b ist die Differenz zwschcn dem ersten und zweiten Integrationsvorgang größer als die
beiden Schwellwcrtc Δ\, A^. Das bedeutet im ersten
Stromkreis 350 der F i g. 5 einen folgenden Kode Zustand »1« im Speicher 364. Zustand »1« im Speiche:
365 und Zustand »I« im Speicher 359. Diese Zustände ,„,.r,l,.r. liKor/i;» Λ iicO'IIUTcIkiIi ιηιΐ,.η !Sdfl IrWl
daß der Inhalt des zweistelligen Registers 387 geleert wird. Das zweistellige Register 387 wird auf
Null zurückgesetzt.
c) Der Zustand »I« der Kippschaltung 377 gelangt ferner auf den inversen Eingang der Verriegelungsschaltung 389. Diese Verriegelungsschaltung sorgt
dafür, daß die Kombinationslogik 388 keine Ausgangssignale erzeugen kann.
Durch den ersten Zeittaktimpuls 501 der F i g. 3a und 3b sind in der Schaltungsanordnung 370 der F i g. b die
eben beschriebenen verschiedenen Operationen durchgeführt worden. Die Abstiegsflankc des Zeittaktimpulses
501 setzt die Kippschaltung 379 in den Zustand »1«. Dieser Zustand »1« wird auf den einen Fingang der
UN D-Torschaltung 381 gegeben. Wenn nun als nächster Impuls der Zeittaktinipuls 502 von der
Synchronisationsstufe 500 erzeugt wird, gibt der Multivibrator 380 einen Impuls auf den anderen Eing.mg
der UND-Torschaltung 381 mit einer bestimmten, langen zeitlichen Dauer. Diese bestimmte lange
zeitliche Dauer ergibt sich wegen des /ustandes »1« der Kippschaltung 390. Die L1N D-Torschaltung 381 gibt auf
der Leitung 382 einen Impuls ab. der in der Umschalteeinrichtung 383 auf die Ausgangsleitung 385
gelenkt wird, da die Kippschaltung 384 und somit auch die Leitung 401 den Zustand »1« aufweisen. An dieser
Stelle wird darauf hingewiesen, daß die Ausgangsleitungen 401, 402 der Kippschaltungen 384, 390 mit den
Signalen 401,402 der F i g. 3a und Jb identisch sind. Der
Impuls, welcher auf der Leitung 385 der Umschalteeinrichtung 383 der F i g. b von langer zeitlicher Dauer
liegt, wird in der nachfolgenden Stcuerstufc 200 der
1 ι g. 2 und 10 in der Weise ausgewertet, daß die
Durchflußmenge q um einen großen Schritt Aqo in der
positiven Richtung verändert wird. Die positive Richtung bedeutet eine Vergrößerung der Durchflußmenge.
Dies ist in der F i g. 3a gezeigt. Das Signal auf der Leitung 385 der F i g. 6 wird gemäß Fig. 3b in der
Sieuerstufe 200 für die Bewegung der Werkzeugelektrode
1 in gleicher Weise ausgenutzt. Die Abhebevorrichtung 12 erhält über die Leitung 204 einen
Steuerimpuls und gibt auf den Vorschubantrieb 11 den
Impuls 121. welcher in der Fig. 3b nicht mit dem Erscheinen des Zeittaktimpulses 502 erzeugt wird,
sondern zu einem späteren Zeitpunkt. Dies hängt nur mit der normalen Verzögerung in der Abhebevorrichtung
12 zusammen. In der Fig. 3a ist das Steuersignal
201, welches die Durchflußmenge q ändern soll, folgerichtig mit dem Zeittaktimpuls 502 gekoppelt. Nun
die Kombinationslogik 388 der Schaltung 370 der F i g. b gegeben. Da der zweite Integrationsvorgang durch den
Zeittaktimpuls 501 beendet worden ist. wird in der
Schaltung 370 zur gleichen Zeit die Verriegelungsschaltung 389 durch den Zeittaktimpuls 501 über die
Zeitvcrzögerungsschaltung 505 geöffnet. Dies bedeutet,
daß die an den Eingängen der Kombinationslogik 388 liegenden Zustände auf die entsprechenden Ausgänge
verteilt werden. In dicsep Beispiel steht am Ausgang
3881 dieser Kombinationslogik 388 der Zustand »0" Dieser Zustand gelangt auf die Kippschaltung 384 und
setzt sie auch in denselben Zustand. Die Ausgangsleitung 401 soll jedoch definitionsgemäß immer den
komplementären Zustand aufweisen. Das bedeutet in diesem Fall also den Zustand »I«. so daß /u einem
späteren Zeitpunkt, wenn der Zeittaktimpuls 502 erscheint, das Signal auf die Ausgangsleitung 385
gegeben werden kann, was. wie bereits gesagt, eine Änderung der Durchflußmenge bzw. des Weges der
Werk/eiigelekirode I in positiver Richtung bedeutet.
Der Zustand »0« der Aiisgangsleitung 3881 der
Kombinationslogik 388 gelangt ferner auf die UND-Torschaltungcn 396, 397. Diese Torschaltungen werden
durch den Zustand »I« nicht beeinflußt. Zur gleichen Zeit erscheint auf dem Ausgang 3882 der Zustand »1«.
Dieser Zustand bewirkt in der UND-Torschaltung 393
ein Ausgangssignal (Zustand »1«) über die ODER-Torschaltung 394 zum Setzen der Kippschaltung 390 in den
Zustand »I«. Diese Wirkung ergibt sich dadurch, daß der /weite Speicherplatz des Registers 371 noch nicht
besetzt ist. Gemäß Fig. 3a und 3b ist erst ein einziger
Zeittaktimpuls 503 auf das Register 387 gelangt und hat nur den ersten Speicherplatz belegen können. Da der
eine Eingang der UND-Torschaltung 393 invers ist. ergibt der Zustand »0« aus dem Register 387 und der
Zustand »I« auf der Ausgangsleitung 3882 einen Zustand »1« über die ODER-Torschaltung 394 zur
Kippschaltung 390. die nun im Zustand »1« gesetzt ist. Gleichzeitig mit den beiden eben beschriebenen
Ausgängen ergibt sich ein Zustand »0« auf dem Ausgang 3883 der Kombinationslogik 388. Der Ausgang
verändert an der ODER-Torschaltung 391 nichts. Diese Torschaltung ist für das Beenden des
Suchvorganges verantwortlich. Wenn nun gemäß Fig. 3a und 3b als nächster Impuls der Zeittaktimpuls
^02 erscheint, dann sind die Signale 401, 402 richtig
gesetzt worden. Am Ausgang 385 erscheint also ein Impuls mit einer großen zeitlichen Dauer. Die
Steuerstufe 200 gibt nun Steuersignale ab zur Änderung der DurchFlußmenge q um den Betrag 4φ oder zur
Änderung des Rückstellweges y um den Betrag Δ yn der
Werkzeuge!ektrode 1. Diese Signale sind in den F i g. Ja
und 3b mit 201 und 121 gezeichnet. Die gleichen Signale
finden sich auch in der F i g. 2 angedeutet. Wenn nun anschließend der Zeittaktimpuls 503 erscheint, wird u. a.
in der Schaltungsanordnung 370 der F i g. 6 der zweite Platz des Registers 387 belegt. Wenn nun bei den
folgenden Integrationsvorgängen der Unterschied zwischen zwei benachbarten Integrationen größer ist als
tier Schwellwert Δι und kleiner als der ändert·
Schwellwert Zl2, dann haben die Ausgangsleitungen des ersten Stromkreises 350 der Fig. 5 folgende Zustände:
\usgangsleitung 3640 Zustand »1«, Ausgangslcitiing
3650 Zustand »0«. Ausgangsleitung 3590 Zustand »0«. Diese Zustände werden in gewohnter Weise auf die
.Schaltungsanordnung 370 der Fig. 6 gegeben. In der
Kombinationslogik 388 ergeben sich ein entsprechender
l/ rt )rt Ι.» Λ',η \/π··ίηππ1» U I»
l^6>lltl,6JjL"flullllll5
Anhand der I ι g. 5 und 6 wurde die Bildung, die
Bewertung der ersten Zustandsvariablen und die Steuerung des erosiven Bearbeitungsvorganges erklärt.
Die erste Zustandsvariable wird in Abhängigkeit von
der den Arbeitsspalt 3 durchfließenden Menge q des dielektrischen Mediums, in Abhängigkeit von der
Pausendauer der den Arbeitsspalt durchschlagenden Arbeitsimpulse <>der in Abhängigkeit vom Tastverhältnis
bzw. Duty-Faktor oder von der Repetitionsfrequenz und von der Amplitude der Arbeitsimpulse erzeugt. Die
erste Zustandsvariable ist in dem beschriebenen Beispiel das Integral des Quadrates des Regelfehlers e. welches
■"iber eine bestimmte Zeit gebildet wird. Bei der
Erfindung ist jedoch von wesentlicher Bedeutung, daß eine zweite Zusianclsvariable erzeugt wird, und zwer
ebenfalls in Abhängigkeit von der den Arbeitsspalt 3 durchfließenden Menge q des dielektrischen Mediums,
Zeittaktimpuls 501 entriegelt ist. Die Ausgangsleilung 3881 erhält cn Zustand »I«. Die Ausgangslei'.ung 3882
erhalt den Zustand »0«. Die Ausgangsleitung 3883 erhält den Zustand »0«. Die Kippschaltung 384 wird in den
/.ustand »I« gesetzt. Der komplementäre Ausgang 401 .•rhält jedoch den Zustand »0«. so daß die Ausgangslci-Hmg
386 der Umschalteeinru htung 383 mit dem entsprechenden Steuerimpuls belegt werden kann. Die
Kippschaltung 390 wird von dem Zustand auf dem Ausgang 3882 so beeinflußt, da" sie den Zustand »0«
annimmt. Die UND-Torschaltung 391 wird durch den Zustand »0« des Ausgangs 3883 nicht beeinflußt. Wenn
nun als nächster Impuls der Zeittaktimpuls 502 von der Synchronisationsslufe 500 abgegeben wird, erzeugt der
Multivibrator 380 einen Impuls von kleinerer Dauer. Dieser Impuls wird über die UND-Torschaltung 381.
welche durch die Kippschaltung 379 geöffnet ist, auf die '\usgangsleitung 386 der Umschalteeinrichtung 383
gegeben. Das Signal auf der Ausgangsleitung 386 wird in der Steuerstufe 200 in der Weise benutzt, daß die
Steuersignale 201 bzw. 121 eine kleinere Änderung der Durchflußmenge q bzw. des Rückstellweges ν mit einer
Richtungsumkehr gewährleisten. Dies ist in den F i g. Ja jnd Jb gezeichnet. Abschließend sei noch darauf
hingewiesen, daß der Suchvorgang gestoppt wird, wenn
der Unterschied zwischen zwei Integrationsvorgängen deiner ist als die beiden Schwellwerte Ji und Zl2. In
diesem Fall ergibt sich an den Ausgangsleitungen 3640, Ϊ650, 3590 des ersten Stromkreises 350 der F i g. 5
folgender Kode: Ausgangsleitung 3640 Zustand »0«, Ausgangsleitung 3650 Zustand »0«. Ausgangsleitung
1590 Zustand »0«. Dieser Kode bewirkt in der Kombinationslogik 388, daß am Ausgang 3883 der
Zustand »1« steht. Über die ODER-Torschaltung 391 wird bei Erscheinen des nächsten Zeittaktimpulses 502
die UND-Torschaltung 392 ein Ausgangssignal auf die Kippschaltung 378 geben, welche hierdurch in den
Zustand »1« gesetzt wird. Dies bedeutet: Abgabe eines Stoppsignals 3785. Dieses Signal gelangt auf die Leitung
132 zu der Einheit 330, welche in der F i g. 10 dargestellt
ist. Durch dieses Stoppsignal wird nun der Suchvorgang nach der optimalen Pausendauer gemäß Fig.4 mit
Hilfe der Einheit 330 der Fig. 10 durchgeführt. An dieser Stelle sei noch darauf hingewiesen, daß nun das
Minimum der ersten Zustandsvariablen erreicht worden ist. wie es in der F i g. la gezeichnet ist. Abschließend sei
noch erwähnt, daß in der Fig. 6 die Bedienungsperson
unit einem Handschalter 399 den eben beschriebenen Suchvorgang nach der optimalen Durchflußmenge zu
jeder gewünschten Zeit beenden kann.
I W\ Λ l·^ r\ *~l· ΤΛ ΓΨ t FW \j i
"b'b"
Arbeitsspalt durchschlagenden Arbeitsimpulse oder in Abhängigkeit vom Tastverhältnis bzw. vom Duty-Faktor
oder von tier Repetitionsfrequenz und von der Amplitude der Arbeitsimpulse. Diese zweite Zustandsvariable
ist als Durchschlagfestigkeit der den Arbeitsspalt 3 durchschlagenden Arbeitsimpulse definiert. Mit
der Durchschlagfestigkeit soll das Verhältnis zwischen der Änderung des Regelfehlers c zur zugehörenden
Änderung des Abstands der Elektroden 1 und 2 verslanden werden. Der Elektrodenabstand bzw. die
Breite des Arbeitsspaltes 3 beeinflußt den Durchschlag der Arbeitsimpulse. In gleicher Weise wird die
Durchschlagfestigkeit der Arbeitsimpulse auch beeinflußt durch Vergrößern oder Verkleinern des Regelfehlers
c. Diese zweite, die Durchschlagfestigkeil erfassende Zustandsvariable wird in einem zweiten Stromkreis
310 der Bewertungsstufe 300 bewertet. Die beiden Zustandsvariablen beeinflussen die Entscheidungsstufc
400 und die Steuerstufe 200 in der Weise, daß die Stellgrößen, welche für den Betrieb der Erorionsanlage
100 notwendig sind, so gesteuert werden, daß die erste Zustandsvariable während des Erosionsvorganges ihren
Extremwert bekommt und daß die zweite Zustandsvariable innerhalb eines durch höchstens zwei Grenzwerte
definierten Bereiches liegt. Im beschriebenen oeispiel
der Fig. la. Ib. 2, 5 und 6 sind die Stellgrößen so gesteuert worden, daß die erste Zustandsvariable ihren
kleinsten Extremwert bekam. Selbstverständlich können die Stellgrößen in enem anderen Ausführungsbeispiel
so gesteuert werden, daß die erste Zustandsvariable immer ihren größten Extremwert bekommen muß.
damit der erosive Bearbeitungsvorgang unter optimalen Bedingungen arbeiten kann. Die zweite Zustandsvariable
und deren Einwirkung auf das gesamte Regelsystem wird nun anhand der F i g. 7 und 8 näher beschrieben.
In der Fig. 7 ist der zweite Stromkreis 310 gezeichnet, welcher gemäß Fig. 2 und 10 in der
Bewertungsstufe 300 angeordnet ist. Dieser zweite Stromkreis empfängt den Regelfehler e über Leitung
301. Dieser Regelfehler, welcher den Zustand im Arbeitsspalt 3 anzeigt, wird gemäß F i g. 2 über die
Schaltungsanordnungen 6, 7 und über die Leitung 301 sowohl dem ersten Stromkreis 350 als auch dem zweiten
Stromkreis 310 der Bewertungsstufe 300 zugeführt. Die Bewertung im ersten Stromkreis ist bereits im
Zusammenhang mit der F i g. 5 besprochen worden. Die Bewertung des zweiten Stromkreises 310 wird anhand
der F i g. 7 besprochen. Der Regelfehler e gelangt über die Leitung 301 auf einen Schmitt-Trigger 311. Dieser
Schmitt-Trigger 311 hat eine einstellbare Hysterese,
deren Wert in der Einheit 312 eingestellt wird. Es sei angenommen, daß der Wert Aet, in der Einheit 312
eingestellt worden ist. Wenn der Regelfehler e aus der Einheit 7 diestn Grenzwert Aeo überschreitet, erzeugt
der Schmitt-Trigger 311 auf seiner Ausgangsleitung einen Zustand »1«. Hierdurch wird die Kippschaltung
313 ebenfalls in ihren Zustand »1« gesetzt, so daß der integrator 314 empfangsbereit ist für die Ausgangsimpulse
der UND-Torschaltung 315. Der Weggeber 9 der F i g. 2 und 7 erzeugt auf der Leitung 302 bzw. auf den
Leitungen 3021,3022 der F i g. 7 und 10 Ausgangsimpulse
bzw. Signale, welche der Bewegung der Werkzeugelektrode 1 entsprechen. In der Fig.2 ist nur eine
Leitung 302 zwischen dem Weggeber 9 und der Bewertungsstufe 300 dargestellt. In Wirklichkeit handelt
es sich um die beiden Leitungen 3021 und 3022 der Fig. 7 und 10. Auf der einen Leitung 3021 gibt der
Weggeber 9 einen Ausgangszustand, welcher der Richtung der Bewegung der Werkzeugelektrode 1
entspricht Wenn z. B. die Werkzeugelektrode 1 von der Werkstückelektrode 2 fortbewegt wird, hat di»· Leitung
3021 den Zustand »1«. Wenn die Werkzeugelektrode 1 sich zur Werkstückelektrode 2 bewegt, hat die Leitung
3021 den Zustand »0«. Die andere Leitung 3022 überträgt die einzelnen Impulse des Weggebers 9 auf
den zweiten Stromkreis 310. Der Weggeber 9 hat z. B. sinen Schrittgeber, welcher bei einer Bewegung der
Werkzeugelektrode 1 um eine bestimmte Weglänge einen Impuls abgibt Es sei nun angenommen, daß der
Regelfehler e den Grenzwert Ae^ nicht überschreiten
soll. Das bedeutet in diesem Fall, daß die Änderung der Durchflußmenge q um irgendeinen Wert Aq gemäß
F i g. 3a oder das periodische kurzzeitige Entfernen der Werkzeugelektrode 1 von der Werkstückelektrode 2
gemäß F i g. 3b um den Wert Ay ausreichend ist, um den Regelfehler e klein zu halten bzw. um den Regelfehler
innerhalb eines Bereiches zu halten, so daß ein optimales Betriebsverhalten des Erosionsvorganges
vorhanden ist. In diesem Fall ist die UND-Torschaltung
315 des zweiten Stromkreises 310 der Fig. 7 gesperrt,
da der Schmitt-Trigger 311 auf seiner Ausgangsleitung
den Zustand »0« hat. Die Ausgangssignale auf den Leitungen 3021 und 3022 des Weggebers 9. welche bei
den periodischen Abhebungen der Werkzeugelektrode 1 um den Wert Ay wohl erzeugt werden, bleiben
ungenutzt. Auf der Ausgangsleitung 321 des zweiten Stromkreises 310 ist der Zus:and »0«. Der gleiche
Zustand ist auf der anderen Ausgangsleitung 320, da die UND-Torschaltung 319 gesperrt ist Dies bedeutet, daß
die Schaltung 330 der Fig.8. welche, wie später noch
näher ausgeführt wird, die Pausendauer zwischen den einzelnen Arbeitsimpulsen im Arbeitsspalt 3 verändert,
in dem angenommenen Fall die Pausendauer verkleinert Hierdurch wird der Wirkungsgrad der erosiven
Bearbeitung vergrößert, und zwar bis zu dem Punkt, an welchem durch zu kleine Pausen der Regelfehler e
ansteigen kann.
Die Schaltungsanordnung 330 der Fig. 8 wird in Tätigkeit gesetzt durch das Stoppsignal 3781, welches
von der Kippschaltung 378 der F i g. 6 nach Durchführung des Suchvorganges gemäß F i g. 3a und 3b erzeugt
wird. Dieses Stoppsignal gelangt auf die Eingangsleitung 332 der ODER-Torschaltung 333 der Schaltungsanordnung
330 der Fig.8. Das Signal der Leitung 332
bewirkt in der Kippschaltung 334 den Zustand »1«. Selbstverständlich kann die Schaltungsanordnung 330
auch von einer Bedienungsperson durch Drücken des Startknopfes 331 in Betrieb gesetzt werden. Der
Zustand »1« der Kippschaltung 334 liegt an dem einen Eingang der UND-Torschallung 335. Wenn nun der
Zeittaktimpuls 501 der Synchronisationseinheit 5OC (Fig.2, 10) auf den anderen Eingang dieser UND-Torschaltung
335 gelangt, wird die Kippschaltung 336 in den Zustand »1« gesetzt Dieser Zustand liegt auf dem
einen Eingang der UND-Torschaltung 338. Der nächste Eingang der gleichen Torschaltung empfängt den
Zeittaktimpuls 501 über die Verzögerungsschaltung 34C
ίο und wird durch diesen verzögerten Impuls geöffnet
denn am inversen Eingang der Leitung 321 liegt an der UND-Torschaltung 338 ebenfalls der Zustand »1«. Über
die Ausgar.gsleitung 339 der Schaltungsanordnung 330 der Fig.8 und der Fig. 10 gelangt ein Impuls auf die
Steuerstufe 200 zur Verkürzung der Pausendauer zwischen den Arbeitsimpulsen um den Betrag AT0
Diese Änderung der Pausendauer ist in der Fig.A
gezeigt Im oberen Teil der F i g. 4 ist die Änderung des Regelfehlers e über die Zeit t gezeichnet Auf dei
Ordinate ist in einem bestimmten Abstand von dei Nullinie der Grenzwert Aeo gezeichnet Im mittlerer
Teil der F i g. 4 ist die Bewegung der Werkzeugelektrode 1 über die Zeit t aufgetragen. Dies wird später noch
näher erklärt Für die bisherige Erklärung der Fig.7 und 8 ist der untere Teil der F i g. 4 wesentlich. Mar
erkennt dort, daß nach dem in der F i g. 4 nicht nähei
gezeichneten Startsignal (Eingangsleitung 332 dei Fig.8) bei Erscheinen des Zetttaktimpulses 501 (erstei
Impuls von links) die Pausendauer verkleinert wird uir
den Wert ATo. Auch beim Erscheinen des zweiter
Zeittaktimpulses 501 erfolgt die gleiche Verkleinerung der Pausendauer um den Wert ATo. Der Grund hierfüi
ist aus der Kurve 301 ersichtlich, welche zeigt, daß dei
Regelfehler e nur unbedeutende Änderungen innerhalt der Nullinie hat. Die F i g. 4 zeigt nun, daß diese zweite
Verkleinerung der Pausendauer offenbar zuviel war da nun der Regelfehler e gemäß Kurve 301 sich sogai
über die Nullinie bewegt Wie bereits im Zusammen hang mit den F i g. 3b, 5 und 6 näher diskutiert, wird dei
«o Versuch unternommen, diese Tendenz der Änderung des Regelfehlers c zu bremsen. Die Werkzeugelcktrodt
1 wird um einen größeren Betrag von der Werkstücke (ektrode 2 zurückgezogen, was im mittleren Teil dei
Fig.4 durch die Kurve 302 dargestellt ist. Da diesel
.15 Versuch durch den größer werdenden Rückstellweg bc
den Abhebungen der Werkzeugelektrode 1 die Tendern des Regelfehlers e nicht bremsen kann, überschreite
der Regelfehler gemäß Kurve 301 der Fig.4 der
Grenzwert ACb. Dies bedeutet, daß nun die Pausendauei
zwischen den Arbeitsimpulsen wieder vergrößer werden muß. was im unteren Teil der Fig.4 al:
Treppenstufen mit dem Wert AT\ gezeichnet ist. Di« Werkzeugelektrode 1 bewegt sich in Richtung de:
Werkstückelektrode 2 und verkleinert daher der Rückstellweg schrittweise. Jeder Schritt ist mit den
Wert Ay\ bezeichnet. Die Pausendauer wird so lang« verändert, bis der Regelfehler edie Nullinie der Kurvi
301 kreuzt Im unteren Teil der Fig.4 sind dii Zeittaktimpulse 501 aufgetragen, welche den Suchvor
gang nach der optimalen Pausendauer einleiten. Di« optimale Pausendauer, welche gemäß Fig. Ib zwischei
den Grenzen Tn und Tn liegen kann, wird gesucht ii
Übereinstimmung mit der optimalen DurchfluBmengi
qnpl-
Anhand der F ig. 6 und 8 wird nun der Suchvorganj
der Fig.4 näher beschrieben. Es sei nun angenommer
daß der Regelfehler c auf der Leitung 301 del Grenzwert Aen überschritten hat. Der Schmilt-Trigge
311 erzeugt an seinem Ausgang den Zustand »1«, so daß
die Kippschaltung 313 und der eine Eingang der UND-Torschaltung 315 im Zustand »1« sind. Hierdurch
wird der Integrator 314 betriebsbereit geschaltet, welcher die Ausgangsimpuise der UND-Torschaltung
315 integriert und auf die Differenzschaltung 316 gibt. Der Weggeber 9 gibt nun gemäß Kurve 302 der F i g. 4
auf Leitung 3021 der Fig. 7 und lüden Zustand »1«, da
die Werkzeugelektrode 1 einen größeren Rückstellweg von der Werkstückelektrode 2 hat. Auf der Leitung 3022
des Weggebers 9 gelangen nun die den einzelnen Wegeinheiten zugeordneten Impulse auf den weiteren
Eingang der UND-Torschaltung 3i5. Definitionsgemäß gibt der Weggeber 9 pro zurückgelegter Wegeinheit
der Werkzeugelektrode 1 einen Impuls ab. Diese der zurückgelegten Wegeinheit entsprechenden Impulse
werden im Integrator 314 addiert und auf die Differenzschaltung 316 gegeben, welche den integrierten
Wert mit dem eingestellten Wert Δγο vergleich»- Die
sogenannten Rückstellimpulse des Weggebers 9 auf der Leitung 3022 gelangen auf den einen Eingang der
UND-Torschaltung 319. Diese UND-Torschaltung wird erst dann geöffnet, wenn der Schmitt-Trigger 318 auf
den anderen Eingang dieser Torschaltung den Zustand »1« gibt. Dies erfolgt aber nur dann, wenn die
Differenzschaltung 316 festgestellt hat, daß der integrierte Wert aus dem Integrator 314 größer ist als
der fest eingestellte Wert Ayo. Es wird nun angenommen,
daß dies der Fall sein soll. Die Rückstellimpulse gelangen nun über die unterste Schaltung 319 auf die
Leitung 320.
Es liegt nun der Fall vor, wie er in der F i g. 4 kurz vor
Eintreffen des dritten Zeittaktimpulses 501 dargestellt ist. Der Vollständigkeit halber sei darauf hingewiesen,
daß dieser Zeittaktimpuls 501 in der Schaltung 330 der F i g. 8 nicht wirksam sein kann.
Der Zustand »1« auf der Leitung 321 und die Rückstellimpulse auf der Leitung 320 machen sich in der
F i g. 8 in der Weise bemerkbar, daß die UND-Torschaltung
338 gesperrt ist und die UND-Torschaltung 337 geöffnet ist. Jeder der Rückstellimpulse auf der Leitung
343 der Fig.8 und 10 bewirkt, daß in der Steuerstufe
200 die Pausendauer um den Wert Δ Tj vergrößert wird. Gleichzeitig steuert der erste Stromkreis 350 unter
Mitwirkung der Schaltung 370 der Entscheidungsstufe 400 und der Steucrslufc 200 den Rückstellweg der
Werkzeugelektrodc 1 um den Betrag ay\. Die Pausendauer wird durch den zweiten Stromkreis 310
und durch die Schaltungsanordnung 330 der Fi g. 7 und 8 so lange vergrößert, bis der Regelfehler c den
Grenzwert Aet, unterschreitet und in Richtung der
Nullinie gemäß Fig.4 wandert. Der Schmitt-Trigger
311 hat dann den Zustand »0« auf seiner Ausgangsleitung, so daß die Rückstellimpulse des Weggebers 9 auf
der Leitung 3022 nicht mehr im Integrator 314 integriert werden können, denn die Kippschaltung 313 hat
ebenfalls den Zustand »0« angenommen. Der Schmitt-Trigger 318 schaltet in den Zustand »0«, so daß die
UND-Torschaltung 319 gesperrt ist. Auf der leitung
321 liegt nun der Zustand »0« vor. Auf der Leitung 320 sind keine Impulse vorhanden. Dies bedeutet, wie
bereits vorhin ausführlich beschrieben, eine Verkleinerung der Pausendauer um den Wert Δ T0 bei jedem
Eintreffen des Zeittaktimpulses 501. Dieser Impuls gelangt über die Leitung 339 der F i g. 8 und 10 auf die
Steuerstufe 200 zur Verkleinerung der Pausendancr zwischen den einzelnen Arbeitsimpulsen.
Die Schaltungsanordnung 330 in der F i g. 8 ist bereits zu einem großen Teil zusammen mit Betrag F i g. 7
beschrieben worden. Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, daß die Verkleinerungen um den Wert Δ 7ΐ>
der Pausendauer im Zähler 341 der Schaltung 330 gezählt werden. Diese schrittweise Verkleinerung der Pausendauer
kann also nur in einer bestimmten Anzahl durchgeführt werden, und zwar so lange, bis dieser
Zähler 341 ein Überlaufsignal auf die UND-Torschaltunj»
342 gibt. Hierdurch wird die Kippschaltung 336 in
ίο den Zustand »0« zurückgesetzt. Die stufenweise
Vergrößerung der Pausendauer um den Wert ΔΤ\ ist nicht abhängig von dem Zähler 341, sondern nur von
dem Regelfehler e. Das Ende eines Suchvorgangs der Pausendauer wird dadurch gemeldet, daß auf der
Ausgangsleitung 344 der Schaltung 330 der F i e. 8 das Stoppsignal vorhanden ist, welches den beiden anderen
Schaltungsanordnungen 370 und 410 in der Entscheidungsstufe 400 der Fig. 10 die Beendigung des
Suchvorgangs nach der optimalen Pausendauer bekannt gibt. Die Schaltungsanordnung 330 der F i g. 8 hat noch
einen Handschalter 345, welcher von der Bedienungsperson betätigt werden kann zur Reendigung des
Suchvorgangs. Nach Beendigung dieses Suchvorgangs für die Pausendauer wird ein neuer Suchvorgang für die
optimale Durchflußmenge bzw. für den optimalen Rückstellweg der periodischen Abhebungen der Werkzeugelektrode
1 eingeleitet.
Durch das beschriebene Zusammenarbeiten der einzelnen Suchvorgänge gemäß F i g. 3a, 3b und 4 läßt
sich während des erosiven Bearbeitungsvorganges die erste Zustandsvariable auf ihren kleinsten Wert und
gleichzeitig die zweite Zustandsvariable auf ihren vorgeschriebenen Bereich einstellen. Dies erfolgt trotz
Veränderungen der Betriebsparameter während des Betriebes, welche eränderungen bekanntlich sich
gegenseitig beeinflussen und den Wirkungsgrad des Betriebs verschlechtern. Bei der Erfindung dagegen
wird durch die einzelnen Suchvorgänge eine solche Veränderung bzw. Verschlechterung des Wirkungsgrades
vermieden.
In der F i g. 9 ist ein Modul 210 näher dargestellt. Die
Steuerstufe 200, welche der Entscheidungsstufe 400 nachgeschaltet ist, besteht aus mehreren solcher
Module. In der Fig. 10 sind diese Module 210a, 2106,
210c 210c/ gezeichnet. Jeder Steuermodul hat eine bestimmte Aufgabe. Der Steuermodul 210a steuert
aufgrund der Signale, welche aus der Schaltung 370 der Entscheidungsstufe 400 über die Leitungen 385, 386
gegeben werden, die in der Fig. 10 gezeigte Erosionsanlage
100 in der Weise, daß über Leitung 222a die optimale Durchflu3menge q„p, des dielektrischen Mediums
im Arbeitsspalt 3 (Fig.2) eingestellt wird. Dieser
Vorgang wurde ausführlich im Zusammenhang mit der Fig.3a beschrieben. Die Spüleinrichtung, welche
hierbei Verwendung findet, ist in der Fig.2 mit der Bezugsziffer 4 bezeichnet. Der Steuermodul 210b der
F i g. 10 steuert aufgrund der Signale der Leitungen 385,
386 der Schaltung 370 der Entscheidungsstufe 400 die Erosionsanlage 100 über die Leitung 222b in der Weise,
daß der periodisch wiederkehrende Rückstellweg der einen Elektrode gegenüber der anderen Elektrode eine
optimale Durchflußmenge des dielektrischen Mediums im Arbeitsspalt 3 gewährleistet. Dies ist im Zusammenhang
mit der F i g. Jb ausführlich beschrieben worden. In der F i g. 2 ist die Abhebevorrichtung 12 gemeinsam mit
dem Vorschub 11 gezeichnet. Der Steuermodul 210c steuert aufgrund von Signalen aus der Schaltung 410 der
Entscheidungsstufc 400 die Amplitude der Arbeitsim-
pulse, welche den Arbeitsspalt 3 der F i g. 2 während des erosiven Betriebs durchschlagen. Über die Leitung 222c
gelangen die entsprechenden Steuersignale auf den Impulsgenerator 5 der Fig.2 der Erosionsanlage 100,
welche in den Fig.2 und 10 im Block dargestellt ist.
Dieser Steuermodul 210c wird im Zusammenhang mit der Fig. 10 später noch näher beschrieben. Der
Steuermodul 21Od steuert aufgrund der Signale, welche auf den Leitungen 339, 343 der Schaltung 330 der
Entscheidungsstufe 400 vorhanden sind, die Pausendauer zwischen den einzelnen Arbeitsimpulsen im Arbeitsspalt
3. Die entsprechenden Steuersignale gelangen über die Leitung 222c/auf den Impulsgenerator 5 der in
den Fig. 2 und 10gezeichneten Erosionsanlage 100. Die
Steuerung der optimalen Pausendauer, welche mit diesem Steuermodul 21Od bewerkstelligt wird, ist im
Zusammenhang mit der Fig.4 ausführlich beschrieben
worden.
Da die eben genannten Steuermodule 210a, 2106,
210c, 21Oe/im wesentlichen den gleichen Schaltungsaufbau
haben, wird ihre Wirkungsweise anhand des Steuermoduls 210 der Fig.9 beschrieben. Es sei
angenommen, daß die Bedienungsperson oder eine programmierte numerische Steuerung die Stellgröße im
Eingaberegister 212 eingegeben hat. Die Stellgröße kann je nach Verwendungsart des Steuermoduls 210 die
Durchflußmenge, der Rückstellweg, die Pausendauer, die Amplitude der Arbeitsimpulse usw. sein. In der
Beschreibungseinleitung sind die Stellgrößen abschließend aufgezählt worden. Ferner soll angenommen sein, Jo
daß dies vor Beginn des eigentlich- ,1 Erosionsprozesses
stattfinden soll. In diesem Augenblick ist auch die Eingangsleitung 221 im Zustand »0t Der eingegebene
Wert gelangt über die Verriegelungsschaltung 217, welche durch den Zustand »0« der Leitung 221 geöffnet
>""> ist, in den Speicher 211. Dem Inhalt des Speichers 211
entspricht ein Signal auf seiner Ausgangslcitung 222. Parallel hierzu ist in der Anzeigevorrichtung 218 das
Signal optisch sichtbar. Die Anzeigevorrichtung 218 kann entweder ein digitales oder analoges Sichtgerät w
(Display) bzw. ein Drucker sein. Das Signal, welches der Kurve 201 der F i g. 3a oder der Kurve 121 der F i g. 3b
oder der Kurve der Pausendauer in Fig.4 entspricht,
gelangt über die Leitung 222 auf die Erosionsanlage 100. Wenn nun gemäß Fig. 10 der Schalter 750 zum Starten
der automatischen Regelung gedrückt wird, weist die Leitung 221 der Fig.9 und 10 den Zustand »I« auf. Die
Vcrriegelungsschaltung 217 der Fig. 9 wird gesperrt. Der Inhalt des Speichers 211 aus dem Eingaberegister
212 bleibt bestehen. Es können nur noch die Leitungen v>
219, 220 am Inhalt des Speichers 211 ändern. Diese beiden Leitungen werden aus der ebenfalls eingeschalteten
Schaltungsanordnung 370 der Entscheidungsstufe 400 gespeist. Wenn nun, wie im Zusammenhang mit der
F i g. 6 auf der Ausgangsleitung 365 der Schaltung 370 « der Entscheidungsstufe 400 Signale zur Erhöhung der
Stellgrößen abgegeben werden, so wird gemäß Fig. 9 der Inhalt des Speichers 211 über die Leitung 220,
welche mit der Ausgangsleitung 385 verbunden ist, entsprechend dem Signal vergrößert. Die Ausgangslei- m>
tung 222 gibt das neue Steuersignal weiter zu den entsprechenden Bauteilen der Erosionsanlage 100.
Wenn nun auf der Ausgangsleitung 386 der Schaltung 370 der Entscheidungsstufe 400 ein Signal erscheint zur
Verkleinerung der Stellgröße, so reduziert sich der h5
Inhalt des Speichers 211 entsprechend dem auf Leitung 219 ankommenden Signal. Das neue Steuersignal mit
der Information der verringerten Stellgröße gelangt über Leitung 222 auf die entsprechenden Bauteile der
Erosionsanlage 100. In dem Modul 210 der F i g. 9 sind noch die beiden Eingaberegister 213,214 vorgesehen. In
das Eingaberegister 213 wird der obere Grenzwert eingegeben, welcher von der Stellgröße nicht überschritten
werden darf. In das Register 214 wird der untere Grenzwert eingegeben, welcher vi η der
Stellgröße nicht unterschritten werden darf. Zum Beispiel ist ein unterer Grenzwert q„. Tn, oder der obere
Grenzwert qa, T0 der Durchflußmenge q bzw. der
Pausendauer Tin den Fig. la, Ib, 3a, 3b, 4 dargestellt.
Diese Grenzwerte werden in den beiden Eingaberegiitern
213, 214 des Steuermoduls 210 der Fig.9 eingegeben.
Anhand der Fig. 10 wird die Betriebsweise der gesamten Regelanlage diskutiert. Vor Beginn eines
Erosionsprozesses werden die Elektroden 1 und 2 (F i g. 2) zueinander in die richtige Bearbeitungspositiön
gesetzL Ferner wird, wenn erforderlich, das sogenannte Tiefenendmaß eingestellt. Wenn z. B. die Werkzeugelektrode
1 nur eine bestimmte Strecke tief in die Werkstückelektrode 2 eindringen darf, so befindet sich
an der Werkzeugeinrichtung bzw. an dem Halter der Elektrode 1 eine mechanische oder elektrische Vorrichtung,
an welcher die Weglänge fixiert wird, welche die Elektrode 1 in di<* Elektrode 2 hinein erodieren darf,
wobei auch die Breite des Arbeitsspaltes 3 berücksichtigt wird. Die Einstellung des sogenannten Tiefenendmaßes
ist selbstverständlich nicht notwendig, wenn die Werkzeugelektrode 1 durch die Werkstückelektrode 2
erodieren soll. Es werden nun die Betriebsparameter an den entsprechenden Einrichtungen der Erosionsanlage
100 eingestellt. Wie schon in der Einleitung erwähnt, sind die Betriebsparameter solche Einflußgrößen,
welche während des eigentlichen Erosionsprozesses konstant gehalten werden sollen oder welche nach
einem Programm während des Erosionsprozesses geändert werden sollen. Ein solches Programm ist z. B.
in einem numerischen Steuerungssystem vorgesehen. Als Betriebsparameter soll in dem Beispiel der Fig. 10
die Dauer der Arbeitsimpulse, welche im Eingaberegister 13 (F i g. 2) eingegeben wird, und die Referenz bzw.
der Bezugswert des Arbcitsspaltes3 angesehen werden,
welcher Bezugswert in dem Register 8 (Fig. 2) eingegeben wird.
Wenn der erosive Betrieb manuell durchgeführt werden soll, d. h. ivenn eine Bedienungsperson die
einzelnen Betriebsparameter dauernd nachstellen kann während des Betriebs, dann wird gemäß Fig. 10 der
Handschalter 650 betätigt. Hierdurch werden der Schalter 399 der Schaltungsanordnung 370 (F i g. 6) und
der Schalter 345 der Schaltung 330 (Fig. 8) betätigt. Diese Schalter setzen die beiden genannten Schaltungsanordnungen 330 und 370 der Entscheidungsstufe 400
außer Betrieb. Sämtliche Ausgänge der Entscheidungsstufe 400 erhalten den Zustand »0«. Es wird nun
angenommen, daß der Erosionspiozeß gestartet wird. Die Bewertungsstufe 300 und somit die beiden
Stromkreise 3JO, 350 erhalten aus der Einheit 7 das jeweilige Signal des Regelfehlers cund vom Weggeber
9 die Signale über die Richtung und die Bewegung der Werkzeugelektrode 1. Aufgrund dieser Informationen
zeigt beim manuellen Betrieb die Betriebsstufe 300 die entsprechenden Änderungen der Integration des
Quadrates des Regelfehlers gemäß Kurve 303 (Fig. 3a.
3b) oder der Bewegung der Elektrode I entsprechend der Kurve 302 (Fig. 3b, 4). Diese besondere Anzeigevorrichtung
ist in der Figur nicht gezeigt worden. Ks
handelt sich hierbei entweder um eine digitale oder analoge Anzeige als Sichtgerät oder als Drucker bzw.
als Schreibgerät. Die Bedienungsperson wird nun anhand der Angaben der Bewertungsstufe 300 die
Steuerstufe 200 entsprechend bedienen. Die Bedienungsperson stellt die Werte der Stellgrößen (z. B.
DurchfluOmenge des dielektrischen Mediums, Rückstellweg der Werkzeugelektrode 1. Pausendauer zwischen
den einzelnen Arbeitsimpulsen, Amplitude der Arbeitsimpulse) am Eingaberegister 212 des jeweiligen
Steuermoduls 210 ein. Da infolge des manuellen Betriebs auf der Leitung 221 des Steuermoduls 210 der
Fig.9 und 10 der Zustand »0« ist, wandert diese Eingabe in den Speicher 211 und von dort weiter zu den
entsprechenden Bauelementen der elektroerosiven Anlage 100. Abschließend hierzu sei noch darauf
hingewiesen, daß die in Fig. 10 gezeigte Synchronisationsstufe 500 während des manuellen erosiven Betriebs
nicht benötigt wird.
Im folgenden wird die Prozeßführung des automatischen
Betriebs der Erosion diskutiert. Vor Beginn der erosiven Bearbeitung wird — wie bereits, erwähi.t — im
Eingabespeicher 212 des in F i g. 9 gezeigten Steuermoduls 210 der gewünschte Wert der Stellgröße eingestellt
und über die Verriegelungsschaltung 217 in den Speicher 211 gegeben. Anschließend wird der Schalter
57 (Fig. 10) betätigt, so daß auf der Leitung 221 der
Zustand »1« vorhanden ist. Die Verriegelungssclialtung
217 ist gesperrt. Der Speicher 211 des Steuermoduls 210
kann jetzt nur noch automatisch über die Ausgangsleitungen 385, 386 der Schaltungsanordnung 370 der
Entscheidungsstufe 400 bzw. über die Ein gangsleitungen 220, 219 der entsprechenden Steuermodule 210a, 2106
gesteuert werden, denn über den Multivibrator 801 wird auch der Start-Schalter 371 der Schaltungsanordnung
370 der Fig.6 betätigt. Wie bereits im Zusammenhang
mit den Fig. 3a, 3b, 4, 5, 6, 7, 8 und 9 gesagt, wird der
Suchvorgang nach der optimalen Stellgröße durchgeführt und in dem Steuermodul 210a, 210fo der
Steuerstufe 200 zum Regeln des Erosionsprozesses verwendet. Gemäß Fig. 10 kann entweder der eine
Steuermodul 210a zur Durchführung des Suchvorganges nach Fig. 3a oder der Steuermodul 2106 zur
Durchführung des Suchvorganges nach F i g. 3b an den Ausgangsleitungen 385, 386 der Schaltungsanordnung
370 der Entscheidungsstufe 400 angeschlossen werden. Dies wird mit dem Schalter600(Fig. 10) bewerkstelligt.
In der Fig. 10 ist der Steuennodul 210a mit der
Entscheidungsstufe 400 verbunden. Wenn dieser Suchvorgang der Schaltungsanordnung 370 zum optimalen
Endergebnis geführt hat, so wird ein Signal über die Leitung 332 auf die Schaltungsanordnung 330 der
Entscheidungsstufe 400 gegeben. Es folgt nun der Suchvorgang nach der optimalen — d. h. kleinsten —
Pausendauer zwischen den einzelnen Arbeitsimpulsen. Der Steuermodul 210c/, dessen Eingangsleitungen 219c/.
220c/ mit den Ausgangsleitungen 339, 343 der Schaltungsanordnung
330 verbunden sind, steuert entsprechend den Ausgangssignalen dieser Schaltungsanordnung
die Pausendauer am Impulsgenerator 5 der Erosionsanlage 100. Wenn die Paustndauer ihren
optimalen Wert unter den augenblicklichen Bedingungen des Erosionsprozesses erreicht hat, erzeugt die
Schaltungsanordnung 330 ein Signal 344, welches die Beendigung des Suchvorganges nach der optimalen
Pausendauer anzeigt unj gleichzeitig der anderen Schaltungsanordnung 370 mitteilt, daß nun ein Suchvorgang
nach der optimalen Durchflußmenge wieder stattfinden könnte. In der Fig. 10 ist jedoch eine
Schaltungseinrichtung 410 gezeichnet, welche auf das genannte Signal auf der Leitung 344 anspricht. Diese
Schaltungseinrichtung 410 ist mit einem weiteren Steuermodul 210c verbunden. Der Schalter 700
verbindet die Eingangsleitung 220c mit dem Ausgang der Schaltungseinrichtung 410. Die Aufgabe dieser
Schaltungseinrichtung und des genannten Steuermoduls ist, die Amplitude der Arbeitsimpulse zu vergrößern,
sofern der Regelfehler e nicht durch die Verringerung der Pausendauer behoben wird. Das macht sich dadurch
bemerkbar, daß in dem Steuermodul 210c/ für die Steuerung der Pausendauer der untere Grenzwert,
welcher im Eingaberegister 214 eingegeben worden ist, unterschritten wurde und die Leitung 2111c/ des
Steuermoduls 210c/ den Zustand »I« ha; und eine weitere Verringerung des Inhaltes des Speichers 211
(d. h. der Pausendauer) nicht mehr zuläßt. In diesem Fall wird bei Erscheinen des Signals auf d ; Leitung 344 die
UND-Torschaitung 802 geöffnet, so daii "in impuls auf
den Zähler 803 gegeben wird. Die andere UND-Torschaltung
806, welche einen inversen Eingang hat, ist gesperrt. Wenn nun der nächste Anpassungszyklus nach
der optinalen Durchflußmenge oder der optimalen Pausendauer durchgeführt worden ist und auf der
Leitung 21 Hd noch immer der Zustand »1« ist, so zählt der Zähler 803 den nächsten Impuls. Wenn nach einer
bestimmten Anzahl von Anpassungszyklen der Inhalt des Zählers 803 voll ist, gibt es ein Ausgangssignal über
den Multivibrator 804. Das vom monostabilen Multivibrator 804 erzeugte Signal auf der Ausgangsleitung 805
der Schaltungseinrichtung 410 gelangt über den geschlossenen Schalter 700 und über die Leitung 220cin
den Steuermodul 210c. In diesem Steuermodul wird der Inhalt des Speichers 211 vergrößert, so daß über die
Steuerleitung 222c ein Steuersignal zur Vergrößerung der Amplitude der Arbeitsimpulse auf den Generator 5
der elektroerosiven Anlage 100 gegeben wird. Die Schaltungseinrichtung 410 arbeitet in der eben bechriebene.i
Weise nur dann, wenn die untere Grenze Tn der Pausendauer gemäß Fig. Ib oberhalb der Grenzkurve
C liegt. Die Schaltungseinrichtung 410 sorgt also dafür, daß auch in diesem Fall ein Optimum der Stellgrößen
bei der Erosion erreicht wird. Wenn der untere Grenzwert der Pausendauer Tn gemäß Fig. Ib festgelegt
ist, dann arbeitet die Schaltungseinrichtung 410 nicht. In diesem Fall wird nur in ganz seltenen Fällen der
untere Grenzwert im Speicher 21 Ic/des Steuermoduls 210c/erreicht, so daß auf der Leitung .211 Ic/nur in ganz
seltenen Fällen der Zustand »1« liegt. Normalerweise liegt dann d*er Zustand »0'<
auf dieser Leitung, so daß die eine UND-Torschaltung 802 der Schaltungseinrichtung
410 gesperrt ist und die andere UND-Torschaltung 806 geöffnet ist. Diese a; dere UND-Torschaltung 806 stellt
den Inhalt des Zählers 803 immer um einen Impuls zurück. In diesem Fall wird der Zähler 803 praktisch
kein Ausgangssignal auf den monost.ibilen Multivibrator
804 geben können, so daß der Steuermodu! 210c für die Vergrößerung der Amplituden der einzelnen
Arbeitsimpulse nicht in Tätigkeit zu treten brauch·..
Bisher wurden das Verfahren und die /uisführungsbeispiele
der Erfindung in der Weise erklärt, daß Signale der ersten Zustandsvariablen aus dem Integral des
Quadrats des Regelfehlers e erzeugt werden und über die Leitung 301 auf den ersten Stromkreis 350 der
Bewertungsstufe 300 gegeben werden und ferner daß Signale der zweiten Zustandsvariablen als Durchschlagfestigkeit
erzeugt und über die Leitungen 301,302 in den
zweiten Stromkreis 310 der Bewertungsstufe 300 gegeben werden. Bekanntlich wird die Durchschlagfestigkeit
aus dem Verhältnis des Regelfehlers zum Elektrodenabstand definiert. In der Fig. 10 sind die
genannten Verbindungen 301 für die erste Zustandsvariable und 301, 3021, 3022 für die zweite Zustandsvariable
mit durchgezogenen Linien gezeichnet. Selbstverständlich können für die erste Zustandsvariable Signale
aus dem Integral des Quadrats der Beschleunigung der beweglichen Elektrode 1 und für die zweite Zustandsvariable
Signale der Durchschlagfestigkeit erzeugt werden. Da die erste Zustandsvariable im ersten Stromkreis
350 und die zweite Zustandsvariable im zweiten Stromkreis 310 verarbeitet werden, sind die Verbindungen
in der Fig. 10 wie folgt: erster Stromkreis 350 empfängt die Signale über die strichpunktiert gezeichnete"
Lc:!;;n"cri 302! 3022 Die Lei·.;;"" 30! wird 7ü"i
ersten Stromkreis 350 unterbrochen. Der zweite Stromkreis 310 empfängt die Signale aus den Leitungen
301, 3021, 3022, welche in durchgehenden Linien gezeichnet sind. In einem solchen Fall arbeitet die
gesamte Anordnung in gleicher Weise wie beschrieben.
Es besteht auch die Möglichkeit, daß die erste
Zustandsvariable aus dem Integral des Quotienten des Quadrates des Regelfehlers e zum Quadrat des
Arbeitsstroms gebildet wird. Dies ist in den F i g. 2 und 10 mit der gestrichelten Verbindung 305 dargestellt. Der
erste Stromkreis 350 der Fig. 10 ist nur über die Leitungen 301, 305 mit der Erosionsanlage 100
verbunden. In diesem Fall wird die zweite Zustandsvariable aus der Durchschlagfestigkei! gebildet. Der
zweite Stromkreis 310 der Fig. 10 ist daher über die
Leitungen 301, 3021, 3022 mit der Erosionsanlage 100 verbunden.
Es wurden drei verschiedene Möglichkeiten beschrieben,
welche zeigen, daß die beiden Zustandsvariablen aus verschiedenen Größen gebildet werden können.
Hierbei müssen nur die Eingänge für die Verbiridungsleitungen
301, 3021, 3022 und 305 entsprechend geändert werden. Die Eingänge für den /weiten
Stromkreis 310 bleiben in jedem der Fälle unverändert. Von den drei genannten Fällen ist in der F" i g. 5. welche
den ersten Stromkreis 350 zeigt, nur der erste Fall gezeichnet. Im Fall Zwei, wo die erste Zustandsvariable
aus dem Integral des Quadrats der Beschleunigung der beweglichen Elektrode I gebildet wird, werden die
beiden strichpunktierten Vcrbindungsleitungen 3021, 3022 in die Quadriereinrichtung 351 und anschließend in
den Integrator 352 der F i g. 5 eingeführt. Die Verbindungsleitung 301 wird unterbrochen. Im Fall Drei, wo
die erste Zustandsvariable aus dem Integral des Quotienten des Quadrats des Regelfehlers c /um
Quadrat des Arbeitsstroms gebildet wird, ist die leitung
ΙΟΙ %i/io in Pin *; horoitc nrf>7*>ic?t mit Aw Πικι<|η.-ι ..irt.
richtung 351 verbunden. Zusätzlich wird die strichpunktierte Leitung 305 mit einer weiteten, nicht ge/cichneten
Quadriereinrichtung 351' verbunden. Der Ausgang dieser weiteren Quadriereinrichtung 351' gelangt auf
einen weiteren Integrator 352', dessen Steuereingänge mit der Synchronisationsstufe 500 in gleicher Weise
verbunden sind wie der andere Integrator 352. Die Ausgänge des weiteren Integrators 352' sind parallel mit
dem fegenden Speicher 355 gemäß F i g. 5 verbunden.
Abschließend sei darauf hingewiesen, daß sämtliche Größen, aus denen die beiden Zustandsvariablen
gebildet werden können, eine sogenannte Extremal-Funktion darstellen. Diese Ertremal-Funktion kann
sowohl eine ivlinimal-Funktion als auch eine Maximal-Funktion sein. Bei den beschriebenen Ausfuhrungsbeispielen
handelt es sich um Minimal-Funktionen. welche einen minimalen Wert haben, wie z. B. die Funktionen Z
der Fig. la. Die Erfindung arbeitet auch einwandfrei nach Maximal-Funktionen, welche einen maximalen
Wert haben.
Hierzu 10 Blatt Zeichnungen
Claims (13)
1. Verfahren zum Steuern des Prozesses einer elektroerosiven Bearbeitungsmaschine auf optimalen
Betriebszustand unter Berücksichtigung von den Erosionsprozeß beeinflussenden Größen, wie
Durchflußmenge eines den Arbeitsspalt spülenden Mediums, Pausendauer, Tastverhältnis und Amplitude
der den Arbeitsspalt durchschlagenden Arbeitsimpulse, gekennzeichnet durch
a) eine erste und eine zweite Zustandsvariable werden in einem ersten und einem zweiten
Stromkreis (350, 310) gebildet in Abhängigkeit von
— der Durchflußmenge (q)des Spülmediums,
— der Pausendauer (T)dzr Arbeitsimpulse,
— de*- Amplitude (J oder U) der Arbeitsimpulse,
oder von
— der Durchflußmenge (q)dts Spülmediums,
— dem Tastverhältnis (r),
— der Amplitude (J oder U) der Arbeitsimpulse,
oder von
— der Durchflußmenge (q)des Spülmediums.
— der Wiederholungsfrequenz (f)dcr Arbeitsimpulse
■- der A "•',plitude (J oder U)der Arbeiisimpulse;
b) in einem dritten Stromkreis (400) werden die Stellgrößen zum Beeinflussen der beiden
Zustandsvariablcn geändert;
c) im dritten Stromkreis (400) und in einem vierten Stromkreis (200) werden die Stellgrößen so
geändert, daß die erste Zustandsvariable wahrend des Betriebs ihren Extremwert einnimmt
und die zweite Zuslandsvjriable innerhalb eines durch zwei Grenzwerte definierten Bereichs
liegt.
2. Verfahren zum Steuern des Prozesses einer elektroerosiven Bearbeitungsmaschine auf optimalen
Betriebszustand unler Berücksichtigung von den Erosionsprozeß beeinflussenden Größen, wie
Durchflußmenge eines den Arbeitsspalt spülenden Mediums. Pausendauer, Tastverhältnis und Amplitude
der den Arbeitsspalt durchschlagenden Arbcilsimpuls, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
— die erste Zustandsvariable wird im ersten Stromkreis (350) über eine bestimmte Zeit aus
dem Integral des Quadrates des Regelfehlers (c) im Regelkreis des Elektrodenvorschubs erzeugt
und gelangt auf den dritten Stromkreis (400);
— die zweite Zustandsvariable wird im zweiten Stromkreis (310) aus dem als Durchschlagfestigkeit
definierten Verhältnis der Änderung des Regelfehlers (e) zur zugehörenden Änderung
des Elektrodenabstands erzeugt und gelangt auf den dritten Stromkreis (400);
— im dritten Stromkreis (400) wird in Abhängigkeil
einer ersten Änderung der Durchflußmenge (q) des Spülmediums die Änderung des
Integrals des Quadrats des Regelfehlers (c) erfaßt;
— im dritten und vierten Stromkreis (400, 200)
werden in Abhängigkeit der Änderung des genannten Integrals die Durchflußmenge (q)
des Spülmediums und die Pausendauer (T) zwischen den Arbeitsimpulsen so gesteuert, daß
das Fehlerintegral seinen kleinsten Wert an
nimmt und daß die genannte Durchschlagfestigkeit in ihrem durch die Grenzwerte definierten
Bereich liegt.
ίο
3. Verfahren zum Steuern des Prozesses einer
elektroerosiven Bearbeitungsmaschine auf optimalen Betriebszustand unter Berücksichtigung von den
Erosionsprozeß beeinflussenden Größen, wie Durchflußmenge eines den Arbeitsspalt spülenden
ι■' Mediums, Pausendauer, Tastverhältnis und Amplitude
der den Arbeitsspalt durchschlagenden Arbeitsimpulse, dadurch gekennzeichnet, daß im ersten
Stromkreis (350) die Signale der ersten Zustandsvariablen aus dem Integral des Quadrats der
Beschleunigung der beweglichen Elektrode und im zweiten Stromkreis (310) die Signale der zweiten
Zustandsvariablen aus dem als Durchschlagfestigkeit bezeichneten Verhältnis der Änderung des
Regelfehlers (e) zur zugehörenden Änderung des
2ί Elektrodenabstandes erzeugt werden, wobei im
dritten Stromkreis (400) in Abhängigkeit einer ersten Änderung der Durchflußmenge des Spülmediums
die Änderung des Integrals des Quadrats der Beschleunigung erfaßt wird, und im vierten Strom-
«' kreis (200) in Abhängigkeit der Änderung des
genannten Integrals die Durchflußmenge (q)und die Pausendauer (T) so gesteuert werden, daß das
genannte Integral seinen kleinsten Wert einnimmt und die genannte Durchschlagfestigkeit in ihrem
i'' durch die Grenzwerte definierten Bereich liegt.
4. Verfahren zum Steuern des Prozesses einer elektroerosiven Bearbeitungsmaschine auf optimalen
Betriebszustand unter Berücksichtigung von den Erosionsprozeß beeinflussenden Größen, wie
■"· Durchflußmenge eines den Arbeitsspalt spülenden
Mediums, Pausendaucr, Tastverhältnis und Amplitude der den Arbeitsspalt durchschlagenden Arbeitsimpulse, dadurch gekennzeichnet, daß im ersten
Stromkreis (350) die Signale der ersten Zustandsva-
ir> riablen aus dem Integral des Quotienten des
Quadrates des Regelfehlers (c) zum Quadrat des Arbcitssiromcs und im zweiten Stromkreis (310) die
Signale der zweiten Zustandsvariablen au> dem als Durchschlagfestigkeit bezeichneten Verhältnis der
><> Änderung des Regelfehlers (c) zur zugehörenden
Änderung des Elektrodcnabsiandes erzeugt werden,
wobei im dritten Stromkreis (400) in Abhängigkeit einer ersten Änderung der Durchflußmenge (q) des
Spülmediums die Änderung des Integrals des
ri'' Quotienten des Regelfehlers erfaßt wird, und im
vierten Stromkreis (200) in Abhängigkeit der Änderung des genannten Integrals die Durchflußmenge
(q) und die Pausendauer (T) so gesteuert werden, daß das genannte Integral seinen kleinsten
w> Wert einnimmt und die genannte Durchschlagfestigkeit
in ihrem durch die Grenzwerte definierten Bereich liegt.
5. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3. gekennzcichnet
durch folgende Verfahrensschritte:
— das genannte Integral wird /u einem bestimmten
Zeitpunkt ausgewertet und gespeichert;
— die Durchflußmenge des Spiilmediums wird
um einen bestimmten Wert geändert;
unabhängig von der Auswertung des Integrals
unabhängig von der Auswertung des Integrals
— das Integral wird ausgewertet und mit dem vor
der Änderung der Durchflußmenge gespeicherten Integral verglichen, wobei das Ergebnis
dieses Vergleichs zum weiteren Ändern der Durchfluß menge und zum weiteren Verkleinern
des Integrals verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gewünschten Werte der ersten und
der zweiten Zustandsvariablen durch eine Folge von in vorgegebenen Zeitabständen wiederkehrenden
Anpassungszyklen für die Durchflußmenge und für die Pausendauer aufrechterhalten werden, und daß
die Amplitude der Arbeitsimpulse um einen vorgegebenen Betrag vergrößert wird, wenn die
Pausendauer am Ende mindestens eines Anpassungszyklus unter einem vorgegebenen Grenzwert
liegt und daß danach ein neuer Anpassungozyklus eingeleitet wird.
7. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1, 2, 3, 4, gekennzeichnet
durch folgende Anordnung:
— der erste Stromkreis (350) ist mit seinem Eingang an der Erosionsmaschine (100) angeschlossen
zum Empfangen der von den Betriebsgrößen abhängigen Signale und ist mit seinem Ausgang an dem nachgeordneten
dritten Stromkreis (400) angeschlossen zur Abgabe von die erste Zustandsvariable darstellenden
Signalen;
— der zweite Stromkreis (310) ist mit seinem Eingang an der Erosionsmaschine (100) angeschlossen
zum Empfangen der von den Betriebsgrößen abhängigen Signale und ist mit seinen". Ausgang an dem nachgeordneten
dritten Stromkreis (400) angeschlossen zur Abgabe von die zweite Zustandsvariable
darstellenden Signalen;
— der nachgeordncte dritte Stromkreis (400) gibt
aufgrund der aus dem ersten und zweiten Stror.ikreis (330, 310) kommenden Signale auf
den vierten Stromkreis (200) Ausgangssignalc zur Änderung der Stellgrößen in Abhängigkeit
der Zustandsvariablen.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß der ers'e Stromkreis folgende Einheiten enthält:
— eine Quadricreinhcit (351) zum Quadrieren eines aus einem Differenzglied (7) des Vorschubkreises
kommenden Regelfehlersignals (301);
— einen Integrator (352) zum wiederkehrenden Integrieren des Quadrats des Regeifehlersignals
innerhalb eines jeden durch zwe' Impulse (Leitungen 501, 503) eines Taktgebers (500)
definierten Zeitabschnittes;
— eine Differenzeinheit (155) zum Erzeugen einer
Differenz /wischen dem am Ende eines Zeitabschnitts gebildeten Ausgangssignal des
Integrators (352) und einem am Ende des zeitlich vorangegar jenen Zeitabschnittes gebildeten
und im Speicher (356) gespeicherten Intcgralsignal;
— eine Einheit (357,, welche den Betrag des
Differenzsignals feststellt und eine Einheit (358), welche das Vorzeichen des Differenzsignals
feststellt, wobei Speicher (364, 365, 359) aufgrund des Betrages und des Vorzeichens des
Differenzsignals an dem Ausgang des ersten Stromkreises (350) Zustände setzen und somit
den dritten Stromkreis (400) beeinflussen (Fig. 3a und 5).
9. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Stromkreis folgende
Einheiten enthält:
— einen Schmitt-Trigger (311) mit einstellbarer Hysterese (312), welcher über eine Torschaltung
(315) den Eingang eines integrators (314) dann öffnet, wenn der aus dem Differenzglied
(7) kommende Regelfehler (301) den Hysteresewert überschreitet und die EleHroden (1,2) sich
voneinander bewegen, und den Eingang des Integrators (314) dann schließt, wenn der aus
dem Differenzglied (7) kommende Regelfehler (301) den Hysteresewert unterschreitet;
— den über die Torschaltung (315) an einem Weggeber (9) der Vorschubvorrichtung angeschlossenen
Integrator (314), welcher nur bei geöffnetem Eingang die von der beweglichen
Elektrode (1, 2) zurückgelegten, durch Impulse des Weggebers (9) definierten Wegschritte
erfaßt und bei Überschreiten einer vorgegebenen Weglänge die Impulse über eine weitere
Torschaltung (319) auf den dritten Stromkreis (400)gibt(Fig. 7).
10. Einrichtung nach Anspruch 7. dadurch
gekennzeichnet, daß im dritten Stromkreis (400) für jede zu verstellende Stellgröße eine Einheit (MO,
370, 410) vorgesehen ist, welche über die Leitungen (339, 343, 385, 386, 805) mit den Fingängen (219c/,
220c/. 219.). 220j. 219/>. 2206. 219c. 220cy von
Steuergliedern (210c/. 210.*. 2106.2!OcV verbunden ist
zum Verstellen des Inhalts eines Speichers (211a. 21 Ib, 211c, 21 \d) in Abhängigkeit vom Zustand der
Ausgangsleitungcn des ersten und zweiten Stromkreises
(350,31O)(Fi g. 9 und 10).
11. Einrichtung nach Anspruch 7 oder 10. dadurch
gekennzeichnet, daß die Einheit (370) Kippschaltungen (384, 390) enthält, welche aufgrund des Inhalts
der Speicher (359, 364, 365) des ersten Stromkreises (350) beim Eintreffen eines Impulses (502) des
Zeittaktgebers (500) den Inhalt des Speichers (211a,
21 \h) in dem einen oder anderen Steuerglied (210;) oder 2IOc^wie folgt beeinflußt: Die beiden Zustände
der einen Kippschaltung (390) bestimmen den Betrag der Änderung des Inhalts des Steuerglicd-Speichers;
die beiden Zustände der anderen Kippschaltung (384) bestimmen die Richtung der
Änderung des ! ihalts des Steuerglied-Speichcrs (Fig.f)).
12. [.inrichtung nach einem der Ansprüche 7, ')
oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Einheit (330) rine Kippschaltung (336) enthält, welche
aufgrund des Zustandcs der Ausgangsleitungcn (320, 321) des /weiten S.-omkrcises (310) den Inhalt des
Speichers (211c/j des Slciicrglicds (210c/^ zum
Steuern der Patiscndnuer wie folgt beeinflußt; Beim
Eintreffen eines Impulses (501) des Zeittakt^rl·,!,
(500) wird die genannte Kippschaltung (336) in einen ersicn Zustund gebracht und der Inhalt des
Speichers (21 id)verkleinert, wenn der als Atisgangssignal
(301) des Differenzglieds (7) vorhandene Regelfehler unterhalb des Hysteresewertes des
Schmitt-Triggers (311) liegt; der Inhalt des Speichers
(21 \d) wird vergrößert, wenn der zweite Stromkreis
(310) Impulse über die Leitung (320) auf die Einheit (330) gibt (F ig. 8).
13. Einrichtung nach Anspruch 7 oder 10, dadurch
gekennzeichnet, daß die Flinheit (410) für Amplitudenveränclerung
einen Zähler (803) enthält, welcher aufgrund eines zweiten Zustandes der Kippschaltung
(336) der Einheil (330) für Pausenveränderung seinen Inhalt vergrößert, wenn die Pausendauer
aufgrund der zeitlich vorangegangenen Korrekturen einen unteren Grenzwert unterschritten hat. und
welcher Zähler (803) den Inhalt des Speichers (21 U^
des SiciiL'igiifus (ZiOc/für die Ampütuiiensieuerung
der Stromimpulse vergrößert, wenn der Inhalt des Zählers überläuft (F ig. IC).
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |