DE2641275C3 - Einrichtung für Funkenerosionsmaschinen zur Erzeugung eines mit der Breite ihres Arbeitsspalts variierenden elektrischen Meßsignals - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich au^F eine Einrichtung für Funkenernsionsmaschinen, deren Arbeitsspalt an eine Gleichstromquelle mit wählbarem Impulsabstand angeschlossen ist, zur Bildung einer mit der Breite des Arbeitsspalts variablen Signalspannung, mit einem an den Arbeitsspa" angeschlossenen Speicherkondensator und mit einer zugeordneten Steuervorrichtung, die bewirkt, daß der Kondensator taktweise abwechselnd durch Impulse der Spaltspannung auf die Signalspanuung aufgeladen und entladen wird.

Einrichtungen dieser Art werden an Funkenerosionsmaschinen zur Aufbereitung eines Meßsignals benötigt, das in Verbindung mit einem zugehörigen Sollwertsignal als Istwertsignal dem Eingang eines Reglers zur Verstellung der Bearbeitungselektrode der Maschine gegen die Oberfläche des zu bearbeitenden Werkstücks im Sinne der Elektrodennachstellung zur Herbeiführung einer konstanten Breite des Spalts zwischen der Oberfläche der Bearbeitungselektrode und der Oberfläche des /u bearbeitenden Werkstücks benutzt wird.

Zur Steuerung des Vorschubreglers an Funkenerosionsmaschiner. sind Einrichtungen bekannt (US-PS 29 39 065 und US-PS 3138 690), bei denen die Spaltspannung über ein integrierendes RC-Glied dem zugehörigen Regler als Istwert-Spannung zugeführt wird. Diese Anordnungen weisen den Mangel auf, daß das Istwert-Signal nicht nur von der Frequenz der Arbeitsimpulse abhängig ist. sondern auch — bei gleichbleibender Impulsfolgefrequenz — von der Länge der Impulspause zwischen zwei aufeinanderfolgenden Arbeitsimpulsen.

Die Erfindung geht deshalb von einer bekannten Einrichtung der eingangs näher bezeichneien Art (DE-OS 16 l5091)aus.beiderderSpeicherkonclensalor zur Bildung der Istwert-Spannung zu Beginn jedes Fünkenspannungsimpulses über eine Schallstrecke vollständig entladen und erst danach auf eine Spannung gleich oder proportional der am Arbeitsspalt anliegen* den Funkenspannung aufgeladen wird. In dieser Anordnung wird die Spannung der Arbeitsimpulse über einen großen Teil der einstellbaren Impulspause gespeichert und zur Bildung der Regelabweichung zur Verfugung gehalten. Erst kurz vor dem Ende der Impulspause wird der Speicherkondensator entladen und die Signalspannung mit Beginn eines neuen Arbeitsimpulses neu gebildet.

Derartige Anordnungen weisen den Vorzug auf, daß bei geeigneter Ausbildung der zugehörigen Steuervorrichtungsbestandteile, die die Ladung und Entladung des Speicherkondensators steuern, die Signalspannung am Speicherkondensator unabhängig von der Länge der in Impulspause zwischen zwei Bearbeitungsimpulsen, das heißt unabhängig vom Tastverhältnis der Impulsreihe, gebildet werden kann.

Die bekannte Anordnung weist jedoch den Mangel einer relativen Unempfindlichkeit gegenüber Schwanli kungen der Spaltbreite auf; denn die Spannung der Arbeitsimpulse, die als Brennspannung beim Funkenübergang zwischen der Bearbeitungselektrode und dem zu bearbeitenden Werkstück meßbar ist, schwankt nur wenig mit der Breite des Arbeitsspalts.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die hinsichtlich der Empfindlichkeit bei der Bildung der Signalspannung erheblich verbessert ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der >5 Speicherkondensator Bestandteil eines Integrators mit einer Zeitkonstante ist, deren Größe mindestens der Dauer der Impulse entspricht, vorzugsweise jedoch größer gewählt ist.

In der erfindungsgemäßen Ausbildung wird durch die

so Wahl der Integrationszeitkonstante am Integrator eine Verbesserung der Abhängigkeit der Signalspannung von der Breite des Arbeitsspalts erzielt, wodurch an der Maschine eine ruhigere Spaltregelung erreicht wird. Es wird die Qualität des resultierenden Bearbeitungsvorganges an der Maschine verbessert.

Die schematische Zeichnung dient zur Erläuterung der Erfindung.

Fig. 1 zeigt schematisch ein Schaltdiagramm einer Einrichtung nach der Erfindung an einer Funkenerosionsmaschine.

F i g. 2 zeigt ein die Wirkungsweise der Fig. 1 erläuterndes Impulsdiagramm.

Fig. 1 zeigt ein zu bearbeitendes metallenes Werkstück 1, das in einem auf einem Kreuztisch der Maschine in der Horizontalebene in üblicher Weise von Hand verstellbaren Gefäß 2 gelagert ist. Eine Bearbeitungselektrode 3 bildet mit der Oberfläche des zu bearbeitenden Werkstücks einen Spalt 4. Ein zur Höhenverstellung der Bearbeitungselektrode 3 dienender hydraulischer Kolbenmotor 5 ist beidseitig beaufschlagt und mittels eines elektrohydraulischen Reglers 6 steuerbar. Das Gefäß 2 isi in üblicher Weise mit einer ^elektrischen Flüssigkeit, z. B. Petroleum, gefüllt, die den Arbeitsspalt 4 ausfüllt und den Funkenübergang zwischen der Bearbeitungselektrode 3 und dem Werkstück 1 ermöglicht. Zur Funkenbearbeitung ist der Arbeitsspalt 4 über die elektrischen Zuleitungen 7 mit dem Ausgang eines elektronischen Gleichstromimpulsgenerators 3 verbunden, der Arbeitsgleichstromimpulse einstellbaren Impulsabstands und wählbarer Breite erzeugt. Die Impulspause ist mittels der Einstellmittel 9 einstellbar.

In der Darstellung der F i g. 2 zeigt das Diagramm a)

die Arbeitsimpulse am Arbeitsspalt als Funktion der Zeit, wobei mit //die Dauer der Arbeitsimpuise und mit to die Breite der zugehörigen impulspausen bezeichnet ist.

Ein elektrischer Integrator 10 ist eitigangsseitig über

die Leitungen 11 an den Arbeitsspalt 4 angeschlossen. Er enthält den als Integrationskondensator dienenden Speicherkondensator 12 und einen dazu in Reihe geschalteten einstellbaren ohmschen Widerstand 13. Beide Teile (12. 13) sind so bemessen, daß die Integrationszeitkonstante größer als ti gewählt, so daß ßenordnung ti+ to gelegen ist. In jedem Fall ist die Integrationszeitkonstante größer als to gewählt, so daß die vom Speicherkondensaior 12 über die Leitung 14 dem Eingang eines Verstärkers 15 zugeführte Signalspannung u dem Zeitintegral über die Impulsspannung proportional ist

Die Ausgangsspannung des Verstärkers 15 wird über die Leitung 15Λ dem Eingang des elektrohydraulischen Reglers 6 als Istwertsigiial zugeführt, wo sie mit einer Sollwertspannung (Sollwertsteller 6A) verglichen wird. Die Differenz beider Spannungen steuert als Regelabweichung den Regler 6 und damit die Verstellung des Kolbenmotors 5.

Ein Kurzschließer 16 parallel zum Speicherkondensator 12 kann mittels einer Steuervorrichtung 17 betätigt werden. In Reihe zum Kurzschließer und Kondensator ist eine Sperrdiode 18 geschaltet, die die Ent'-idung des Kondensators beim Schließen des Kurzschließers verhindert.

Ein weiterer Kurzschließer 19 parallel zum Speicherkondensator ist mittels einer Steuervorrichtung 20 betätigbar. Der Kurzschließer 19 dient zur Entladung des Kondensators 12 und damit zur Löschung der Signalspannung, die bei der Entladung in eine Löschspannung übergeht, die nicht mehr repräsentativ ist für das Zeitintegral der Impulsspannung am Arbeitsspalt 4.

Die Steuervorrichtungen 17 und 20 werden mittels eines Steuergeräts 21 über Impulsleitungen 22 und 23 durch Taktimpulse, die über die Leitung 7A aus den Ausgangsimpulsen des Generators 8 abgeleitet sind, derart gesteuert, daß lediglich jeder zweite Arbeitsimpuls der Leitung 11 dem Integrator 10 zugeführt wird. Hierzu ist der Kurzschließer 16 kurz vor Beginn eines Arbeitsimpüses geöffnet, so daß der Arbeitsimpuls zur Bildung der Signalspannung u dem Speicherkondensa-

tor 12 zufließt. Danaci wird der Kurzschließer 16 geschlossen, so daß der nächstfolgende Impuls für den Integrationskondensator kurzgeschlossen wird. In der nächstfolgenden Impulspause ro wird der Kurzschließer 16 erneut geöffnet, so daß der folgende Arbeitsimpuls wieder dem Speicherkondensator zuführbar ist.

Unabhängig von diesem Vorgang dient der Kurzschließer 19 durch entsprechende Steuerimpulse der Taktleitung 23 betätigt zur kurzfristigen Entladung des Speicherkondensators 12 in der Weise, daß der Kurzschließer 19 nach einer Entladung des Kondensators 12 wieder geöffnet wird, worauf die Aufladung des Kondensators 12 durch den nächstfolgenden Arbeitsimpuls erfolgt (vgl. Diagramm b) der Fig. 2). Nach dem Ende des Impulses, dessen Zeitintegral als Signal ο am Speicherkondensator 12 steht, bleibt diese Spannung für eine Zeitdauer t'gespeichert. Die Zeit t', während der die Spannung u auf der Leitung 14 zur Verfügung steht, ist derart gewählt, daß der Kurzschließer 19 erst kurz vor der Zuführung eines neuen Arbeitstmpulses zum Integrator 10 betätigt und nach -^r Entladung des Kondensators sofort wieder geöfrirn wird. Zur Synchronisation der Impulse der Taktleitung 23 mit der Dauer der Impulspausen to zwischen den Arbeitsimpulsen sind die Einstellmittel 9 für die Länge dieser Impulspause am Generator 8 mit dem Sieuerimpulsgenerator 21 wirkungsmäßig über Einstellmittel 9A verbunden.

Im übrigen liegt es im Rahmen der Erfindung, d.e Ausbildung derart zu treffen, daß dem Integrator 10 nicht jeder zweite Impuls zur Bildung der Signalspannung, sondern unmittelbar aufeinanderfolgende Impulse zugeführt werden. Auch jeder dritte, vierte oder weitere Impuls läßt sich zur Bildung der Signalspannung ausnutzen. Ferner ist es möglich, auch mehrere Impulse zur Bildung der Signaispannung aufzuintegrieren. Entsprechende Maßnahmen können durch entsprechende Ausbildung der Steuervorrichtung 21 getroffen sein.

Praktisch w»rd die Erfindung an Funkeneros^:nnsmaschinen zur Steuerung des Elektrodenvorschubreglers verwendet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Einrichtung Für Funkenerosionsmaschinen, deren Arbeitsspalt an eine Gleichstromimpulsquelle mil wählbarem Impulsabstand angeschlossen ist, zur Bildung einer mit der Breite des Arbeitsspalts variablen Signalspannung, mit einem an den Arbeitsspalt angeschlossenen Speicherkondensator und mit einer zugeordneten Steuervorrichtung, die bewirkt, daß der Kondensator taktweise abwechselnd durch Impulse der Spaltspannung auf die Signalspannung aufgeladen und entladen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicherkondensator (12) Bestandteil eines Integrators (10) mit einer Zeitkonstante ist, deren Größe mindestens der Dauer der Impulse entspricht, vorzugsweise jedoch größer gewählt ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Integrator (10) jeder zweite Impuls der Spaltspannung zur Integration zugeführt ist.