DE3943693C1 - Adaptivsteuergerät für eine Funkenerosionsmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Adaptivsteuergerät für eine Funkenerosionsmaschine zur Durchführung eines automatischen Positioniervorgangs einer Elektrode relativ zu einem Werkstück.

Die DE 32 04 798 A1 betrifft ein Steuergerät für eine Funkenerosionsmaschine, wobei ein Detektor verwendet wird, um die relative Position einer Bearbeitungselektrode und eines Werkstücks zu überwachen. Das Steuergerät ist insbesondere dafür vorgesehen, um die Position der Elektrode zu überwachen und die augenblickliche Bearbeitungstiefe festzustellen und zu bestimmen, ob diese Tiefe die bisher größte erreichte Bearbeitungstiefe ist. Die Steuereinheit ist eine numerische Steuereinheit.

Die DE 31 34 443 A1 betrifft eine Steuervorrichtung für eine Entladungsmaschine, wobei der Elektrodenzwischenabstand mit einem Zähler überwacht wird. Elektrodenpositions- Feststellmittel sind vorgesehen, die den gegenwärtigen Abstand der Elektrode mit einem am weitest vorgeschobenen Elektrodenabstand vergleichen.

In DE-Zeitschrift Maschine und Werkzeug (m + w) 1987, H. 10, S. 33, 36-38, 43 wird offenbart, daß es auch im Rahmen von Adaptivregelungssystemen für NC-gesteuerte Bearbeitungsmaschinen allgemein bekannt ist, von sogenannten Expertensystemen Gebrauch zu machen, bei denen das Fachwissen der Fachleute (z. B. eines Maschinenbedieners) in Wissensspeichern gespeichert, das gespeicherte Wissen zusammen mit gemessenen und gegebenenfalls gespeicherten Zustandsgrößen des Bearbeitungsvorgangs durch die Adaptivregelung ausgewertet und zur entsprechenden Beeinflussung des Bearbeitungsvorgangs herangezogen wird. Erfahrungswerte, die der Fachmann durch langjährige praktische Tätigkeit erworben hat, können in einem speziellen Rechnerprogramm eingebaut werden. Dabei kann das gespeicherte Wissen gegebenenfalls auch ergänzt, modifiziert oder erneuert werden.

Die DE-Zeitschrift VDI Nachrichten, Nr. 43, 26.10.1984, Seite 15, beschreibt im Zusammenhang mit der spanenden Fertigungstechnik, daß für eine Automatisierung einer Spanbearbeitung ein Zugriff auf archiviertes Fertigungswissen vorgenommen werden soll. Das Verfahrenswissen, d. h. die Kenntnis über verwendete Verfahren, werden unter Einsatz von Optimierungsstrategien optimiert. Hier wird also gespeichertes Fertigungswissen in "know-how-Speichern" gespeichert und für die genaue Bearbeitung verwendet.

Die DE-Zeitschrift Elektronik, H. 9, 30.04.1987, S. 73, 74, 76-­ 78 beschreibt die Verwendung der künstlichen Intelligenz, insbesondere deren historische Entwicklung und die Anwendungsgebiete. Dabei wird beschrieben, daß Expertensysteme generell aus mehreren Komponenten zusammengesetzt werden, nämlich sogenannten Wissens-Erwerbs-Komponenten, Inferenz- Komponenten (Komponenten, die Schlußfolgerungen ziehen) und Erklärungs-Komponenten, die mit einer sogenannten Wissensbasis verbunden sind. Die Inferenz-Komponente nutzt das in der Wissensbasis befindliche Wissen, um aus den aktuellen Eingabedaten selbständig Schlüsse zu ziehen. Mit Hilfe der Erklärungs-Komponente kann Auskunft über die Schlußkette des Lösungswegs gegeben werden, was für die Akzeptanz des Expertensystems wichtig ist. Das hier angegebene Beispiel bezieht sich auf einen Dialog mit einem Dialogsystem, das von einem Expertensystem gesteuert wird.

Die DE-Zeitschrift Werkstatt und Betrieb, 1988, H. 2, S. 127-131 beschreibt allgemeine Steuerungskonzepte für Schleifmaschinen. Auch dieses Dokument beschreibt die Verwendung von Expertensystemen in der Fertigungsplanung und -steuerung. Sämtliche Bearbeitungsdaten bereits bewährter Schleifvorgänge werden dabei gesammelt, filtriert und optimiert, so daß schließlich ein geschlossener Algorithmus für die externe Prozessoptimierung verfügbar ist.

Aus den vier zuletzt genannten Dokumenten läßt sich allgemein entnehmen, daß das "know-how" des Maschinenbedieners bzw. sonstiger einschlägiger Fachleute über Adaptionsregelsysteme für die automatische Bearbeitungsoperation nutzbar gemacht werden kann.

Bei derartigen Adaptivsteuerungen für Funkenerosionsmaschinen ist die Durchführung eines automatischen Positioniervorgangs einer Elektrode relativ zu einem Werkstück von äußerster Wichtigkeit, bevor die eigentliche Bearbeitung beginnt. Wenn nämlich die Elektrode nicht genau positioniert ist, so können auch die vorgegebenen Bearbeitungsdaten bei der Bearbeitung letztlich nicht genau eingehalten werden. Die Erfindung bezieht sich insbesondere darauf, wie derartige "know-how- Techniken", z. B. Regeln oder Verfahren, zur Durchführung der Positionierung in effizienter Weise verwendet werden können.

Zunächst wird eine herkömmliche übliche Funkenerosionsmaschine (im folgenden auch elektrische Entladungsmaschine genannt) beschrieben.

Fig. 1 stellt ein Erläuterungsdiagramm dar, das die Schaltung eines Steuergerätes für eine elektrische Entladungsmaschine wiedergibt, die beispielsweise in der japanischen veröffentlichten Patentanmeldung JP 53-85598 A offenbart ist. In Fig. 1 kennzeichnen die Bezugszeichen:

1 - eine Bearbeitungselektrode; 2 - ein zu bearbeitendes Werkstück; 3 - einen Bearbeitungsbehälter; 4 - eine Bearbeitungslösung; 5 - eine Spindel; 6 - einen Antriebsmotor; 7 - einen Geschwindigkeits- oder Positionsdetektor; 20 - eine Bearbeitungseinheit; 21 - einen Elektrodenpositionssteuerteil; 22 - eine Bearbeitungsleistungsquelle; 23 - einen Statuserkennungsteil; und 31 - einen Anwendungssteuerteil. Bei dieser Beschreibung bedeutet der Ausdruck "Bearbeitungseinheit", daß er die oben erwähnten Komponenten 1 bis 7 und 21 und 22 abgedeckt

Nachfolgend wird die Betriebsweise des Steuergerätes beschrieben. Zunächst bestimmt der Bediener die anfänglichen Bearbeitungsbedingungen, wobei er das Material und die Größe des zu bearbeitenden Werkstückes, den Bearbeitungsanfall, die Endbearbeitungsgenauigkeit, u. dgl., berücksichtigt und in der Bearbeitungseinheit 20 einstellt. Beispielsweise setzt der Bediener die Impulsspitze, die Impulsbreite und das Impulsintervall des Impulsstromes, die Elektrodenhochziehperiode, den Elektrodenhochziehabstand, die Elektrodenservoparameter, etc.

Nach dem Setzen der anfänglichen Bearbeitungsbedingungen wird der Funkenerosionsbetrieb (d. h. die Entladungsbearbeitungsoperation) eingeleitet. Die Bearbeitungsleistungsquelle 22 legt also die Impulsspannung an den Zwischenelektrodenabstand (oder Entladungsspalt) zwischen der Bearbeitungselektrode 1 und dem Werkstück 2, um elektrische Entladungen zu induzieren, wodurch das Werkstück 2 mit Hilfe der Elektrode 1 barbeitet wird, die relativ zum Werkstück 2 bewegt wird. Der Elektrodenpositionssteuerteil 21 vergleicht eine vom Zustandserkennungsteil 23 gelieferte durchschnittliche Arbeitsspannung (im folgenden auch Zwischenelektrodenspannung genannt) mit einer Bezugsspannung, um die Position oder Geschwindigkeit der Bearbeitungselektrode 1 zu steuern und einen geeigneten Abstand zwischen der Bearbeitungselektrode 1 und dem Werkstück 2 einzuhalten.

Bei einer elektrischen Entladungsbearbeitungsoperation ist der Abstand zwischen der Bearbeitungselektrode 1 und dem Werkstück 2 (im folgenden als "Zwischenelektrodenraum oder Entladungsspalt" bezeichnet) im allgemeinen klein, nämlich 10 µm oder mehrere 10 µm. Es ist daher im Falle, daß die Bearbeitungsfläche groß ist, für das Abfallmaterial wie etwa den während der Entladungsbearbeitung erzeugten Schlamm, schwierig, durch den Arbeitsspalt (im folgenden auch Zwischenelektrodenspalt genannt) auszufließen. Infolgedessen besteht die Gefahr des Auftretens einer anomalen elektrischen Entladung. Das Abfallmaterial verbleibt nämlich im Arbeitsspalt, so daß elektrische Entladungen zusammen am Orte des Abfallmaterials induziert werden. Diese Schwierigkeit ergibt sich aus der Tatsache, daß während der elektrischen Entladungsbearbeitung mehr Abfallmaterial, wie beispielsweise Schlamm, erzeugt als abgeführt wird.

Dieses Problem kann durch folgendes Vorgehen vermieden werden:

Die anomale Bedingung wird erfaßt oder vorhergesagt, um die Erzeugung von Abfallmaterial zu unterbinden, oder um die Beseitigung des Abfallmaterials zu beschleunigen.

Fig. 2 veranschaulicht die Veränderungen der Position der Bearbeitungselektrode 1. Im einzelnen zeigt der Teil (a) der Fig. 2 die Veränderung der Position der Bearbeitungselektrode im Falle, daß eine normale elektrische Entladungsbearbeitungsoperation ausgeführt wird, während der Teil (b) der Fig. 1 die Veränderung der Position der Bearbeitungselektrode im Falle darstellt, daß eine anomale Bedingung im Zwischenelektrodenraum auftritt. Während der elektrischen Entladungsbearbeitung wird die Bearbeitungselektrode 1 mit einer Amplitude von 10 bis 100 Mikron in Schwingung versetzt. Bei einer normalen elektrischen Entladungsbearbeitungsoperation wird der Punkt 101, bei dem die Abwärtsbewegung der Bearbeitungselektrode in die Aufwärtsbewegung übergeht (im folgenden als "Minimumpunkt 101" bezeichnet) entsprechend dem Fortschreiten der Entladungsbearbeitungsoperation allmählich nach unten bewegt; während wenn im Zwischenelektrodenraum eine anormale Bedingung auftritt, wird der Minimumpunkt 101 nach oben bewegt. Dementsprechend kann mit Erfassung der Aufwärtsbewegung des Minimumpunktes 101 die Bildung von Abfallmaterial, wie beispielsweise Schlamm, im Zwischenelektrodenraum durch Verringerung der Impulsbreite des von der Bearbeitungsleistungsquelle 22 gelieferten Impulsstromes unterbunden werden; während durch Vergrößerung des periodischen Elektrodenhochziehabstandes die Beseitigung des Abfallmaterials aus dem Zwischenelektrodenraum beschleunigt werden kann.

In Fig. 1 erfaßt der Statuserkennungsteil 23 den Minimumpunkt 101 aufgrund der Positionsveränderung der Bearbeitungselektrode 1 und informiert den Anwendungssteuerteil 31 über die Aufwärts- oder Abwärtsbewegung des Minimumpunktes 101. Wenn die Aufwärtsbewegung des Minimumpunktes 101 einen vorherbestimmten Schwellenwert überschreitet, stellt der Anwendungssteuerteil 31 fest, daß eine anomale Bedingung im Zwischenelektrodenraum aufgetreten ist und liefert eine Anweisung an den Elektrodenpositionssteuerteil 21 mit dem Ziel, den Elektrodenhochziehabstand zur Beschleunigung der Beseitigung des Abfallmaterials zu vergrößern; oder sie liefert einen Befehl an die Energiequelle 22, die Bildung von Abfallmaterial durch Verkleinern der Impulsbreite des Impulsstromes zu verhindern.

Fig. 3 zeigt ein Schaltbild des Anwendungssteuerteils. Der Anwendungssteuerteil legt einen Befehl 111 an den Elektrodenpositionssteuerteil 21, um den Elektrodenhochziehabstand zu vergrößern, wenn das Niveau des vom Statuserkennungsteil 23 erfaßten Minimumpunktes 110 einen vorherbestimmten Schwellenwert überschreitet.

Nunmehr wird ein weiteres Beispiel eines üblichen Steuergerätes zur Funkenerosionsbearbeitung beschrieben. Fig. 4 stellt ein Blockschaltbild des in der japanischen Patentanmeldung JP 61-297017 A offenbarten konventionellen Steuergerätes dar. In Fig. 4 kennzeichnen die Bezugszeichen: 51 - einen Entladungsbearbeitungsprozeß mit einem elektrischen Entladungsphänomen; 52 - die Zustandsgröße des Entladungsbearbeitungsprozesses; 53 - ein Elektrodensteuersystem; 54 - den Zwischenelektrodenabstand des Arbeitsspalts zwischen der Bearbeitungselektrode und dem Werkstück, der durch das Elektrodensteuersystem geregelt wird; 55 - einen Statusdetektor zur Erfassung der Zustandsgröße; 56 - einen vom Statusdetektor 55 gelieferten Erfassungswert; 57 - eine Befehlswerteinstelleinheit zum Setzen des Zustandes des Funkenerosions-Bearbeitungsvorgangs (Entladungsbearbeitungsprozesses); 58 - einen von der Befehlswerteinstelleinrichtung 57 gelieferten Befehlswert; 59 - einen aus dem Befehlswert 58 und dem Erfassungswert gebildeten Differenzwert; 60 - eine Sprungsteuereinheit zum Steuern einer Sprungoperation; 61 - den Größenwert der Sprungoperation; 62 - eine Schalteinheit zum Anwählen einer Zwischenabstandsteuerung entsprechend dem Differenzwert 59 oder zum Anwählen einer Sprungoperation entsprechend dem Größenwert des Sprunges; 63 - einen Operationsgrößenwert, den die Schalteinheit 62 an das Elektrodensteuersystem 53 anlegt; 64 - ein Bearbeitungselektrodenpositionssignal; 65 - eine Sprungeinstelleinheit zum vorherigen Setzen des Größenwertes des Sprunges oder der Periode des Sprunges entsprechend der Bearbeitungstiefe, zum Zwecke der Durchführung einer geeigneten Sprungoperation; und 66 - einen Sprungbefehlswert, den die Sprungeinstelleinheit 65 an die Sprungsteuereinheit entsprechend dem Bearbeitungselektrodenpositionssignal 64 anlegt.

In Fig. 1 ist der mechanische Teil der Bearbeitungseinheit durch die Komponenten (1) bis (7) dargestellt, während er in Fig. 4 durch zu steuernde Zielobjekte dargestellt ist, bei denen es sich um den eingegebenen Zwischenelektrodenabstand und den ausgegebenen Größenwert des Bearbeitungszustandes handelt.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Fig. 4 eine Zwischenelektrodenabstandssteueroperation beschrieben. Gemäß Fig. 4 wird der Differenzwert 59 aus dem von der Befehlswerteinstelleinheit 57, welche einen gewünschten Zustand für den Entladungsarbeitungsprozeß setzt, gelieferten Befehlswert 58, und aus dem von der Zustandserfassungseinheit 55, welche den Zustand des Entladungsbearbeitungsprozesses erfaßt, gelieferten Erfassungswert 56 gewonnen. Der so gewonnene Differenzwert 59 wird als Operationsgrößenwert 63 durch die Schalteinheit 62 an das Elektrodensteuersystem 53 angelegt. Das Elektrodensteuersystem 53 bewirkt die Einstellung des Zwischenelektrodenabstandes 54, so daß der Differenzwert 59 auf Null gebracht wird. Auf diese Weise werden erwünschte Entladungsbearbeitungsbedingungen jederzeit eingehalten.

Mit fortschreitender Entladungsbearbeitung hat das entstehende Abfallmaterial jedoch Gelegenheit, im Arbeitsspalt (Zwischenelektrodenspalt) zwischen der Bearbeitungselektrode und dem Werkstück zurückzubleiben, wodurch häufig ein Kurzschluß im Arbeitsspalt auftritt. Es ist daher schwierig, die elektrische Entladungsbearbeitungsoperation lediglich durch die vorerwähnte Zwischenelektrodenabstandsteuerung stabil zu halten.

Deshalb wird allgemein eine durch die Sprungoperation der Bearbeitungselektrode veranlaßte Pumpaktion durchgeführt, um das im Arbeitsspalt zwischen der Bearbeitungselektrode und dem Werkstück befindliche Abfallmaterial zu beseitigen.

Der hier verwendete Ausdruck "Sprungoperation" bedeutet eine periodische Operation, die darin besteht, daß während der Zwischenelektrodenspaltregelung die Bearbeitungselektrode zwangsweise um einen vorherbestimmten Abstand zur Bearbeitungsposition hochgezogen wird, und zwar unabhängig vom Befehlswert 58 oder vom Erfassungswert 56, und daß sie dann in die ursprüngliche Bearbeitungsposition zurückgebracht wird.

Die Sprungoperation der Bearbeitungselektrode wird in der nachfolgend beschriebenen Weise gesteuert. Die Sprungbedingungen, wie etwa der Sprunggrößenwert, bei dem es sich um einen entsprechend der Bearbeitungstiefe bestimmten Elektrodenhochziehabstand handelt, und die Sprungperiode, bei der es sich um eine Elektrodenhochziehperiode handelt, werden im voraus für die Sprungeinstelleinheit 65 gesetzt. Die Bearbeitungstiefe wird aus dem Positionssignal 64 der in Betrieb befindlichen Bearbeitungselektrode gewonnen, und der Sprungbefehlswert 66 wird an die Sprungsteuereinheit 60 unter Bezugnahme auf die in der Sprungeinstelleinheit 65 gesetzten Sprungbedingungen übertragen. Die Sprungsteuereinheit 60 legt dann den Sprungoperationsgrößenwert 61 als Betriebsgrößenwert 63 über die Schalteinheit 62 an das Elektrodensteuersystem 53 an.

Wie aus der obigen Beschreibung deutlich hervorgeht, ist die Elektrodensprungoperation für die jederzeit stabile Aufrechterhaltung der elektrischen Entladungsbearbeitungsoperation grundlegend. Im Hinblick auf den Bearbeitungswirkungsgrad muß jedoch gesagt werden, daß die Sprungoperation nicht unmittelbar zur Bearbeitung des Werkstückes beiträgt. Um also den Bearbeitungswirkungsgrad zu verbessern, ist es wichtig, die Sprungoperation der Bearbeitungselektrode in der bestgeeignetsten Weise durchzuführen.

Um die am besten geeignete Sprungoperation der Bearbeitungselektrode durchzuführen, ist es erforderlich, die Sprungbedingungen, wie etwa die Größe des Sprunges und die Sprungperiode, nicht nur von der Bearbeitungstiefe her festzusetzen, sondern dabei auch die Impulsbedingungen der elektrischen Bearbeitungsleistungsquelle, die Bearbeitungselektrodenkonfiguration, die Werkstoffe der Bearbeitungselektrode und des Werkstückes, usw., zu berücksichtigen. Im allgemeinen wird daher die Sprungoperation durch eine fachlich erfahrene Person durchgeführt. Ein solcher Fachmann überwacht die Funkenerosionsbearbeitung mit dem Ziel, die Sprungoperation entsprechend dem Instabilitätsgrad der Entladungsbearbeitungsoperation in geeigneter Weise zu ändern.

Das oben beschriebene Steuergerät ist in der oben beschriebenen Weise aufgebaut. Die Änderung des Elektrodenhochziehabstandes wird daher lediglich durch das Ergebnis derjenigen Methode, d. h. Regel, bestimmt, bei der der Elektrodenhochziehabstand vergrößert wird, wenn der Aufstiegsbetrag des Minimumpunktes einen vorherbestimmten Schwellenwert überschreitet. Es ist daher schwierig, die Sprungregelung auf der Basis einer komplizierten Methode wie einer durch den Fachmann unbestimmt ausgedrückten Methode durchzuführen.

Um eine weitere Methode oder Regel zur Steuerung des Elektrodenaufziehabstandes hinzuzufügen, oder um die Methode zu ändern, ist es daher erforderlich, die zur Durchführung der Methode verwendete Geräteausstattung zu verändern. Für den Fall, daß die Methode durch Software ausgeführt wird, muß die Software zur Bestimmung des Elektrodenhochziehabstandes in ihrer Gesamtheit entsprechend der Methode geändert werden. Ferner ist es unmöglich, das Know-how des Herstellers oder Benutzers in einfacher Weise hinzuzufügen oder zu ändern. Damit eine Vielzahl von Bearbeitungseinheiten gemeinsam über eine Auswahl von Know-how verfügt, ist es weiter erforderlich, daß sie nicht nur die Methode, sondern auch die Geräteausstattung oder die Software zur Durchführung der Methode gemeinsam besitzt. Die Erfüllung dieser Bedingung erfordert Zeit und Arbeit. Dies stellt ein zweites Problem dar, das mit dem konventionellen Bearbeitungseinheiten-Anwendungssteuergerät verbunden ist.

Das wie oben beschrieben aufgebaute konventionelle Bearbeitungseinheiten-Anwendungssteuergerät leidet an folgenden Schwierigkeiten: Beim Setzen von Sprungbedingungen entsprechend der von einem Fachmann gelieferten Methode zur Durchführung der bestgeeigneten Sprungoperation ist es schwierig, als Sprungbedingungen den qualitativen und wertmäßigen Ausdruck der Methode passend auszudrücken. Um die Sprungoperation automatisch entsprechend dem Instabilitätsgrad der Entladungsbearbeitungsoperation zu ändern (ohne den Fachmann), ist es nicht leicht, den Entscheidungsstandard korrekt zu beschreiben, anhand dessen der Fachmann den Instabilitätsgrad bestimmt. Es ist also recht schwierig, den Wirkungsgrad der Entladungsbearbeitung zu verbessern.

Bei dem wie beschrieben organisierten konventionellen Anwendungssteuergerät ist es schwierig, die Bearbeitungsmethode eines Bedieners zu ändern. Zusätzlich müssen bei der Aufnahme der Bearbeitungsmethode des Bedieners die Bearbeitungsbedingungen aufgedeckt werden, unter denen der Bediener die Operation beginnt, sowie die von ihm durchgeführten Operationen selbst.

Fig. 5 stellt ein Erläuterungsdiagramm dar, das ein weiteres Beispiel einer üblichen Funkenerosionsmaschine wiedergibt. In Fig. 5 kennzeichnen die Bezugszeichen: 1 - die Bearbeitungselektrode; 2 - das zu bearbeitende Werkstück; 3 - den Bearbeitungsbehälter; 4 - die Bearbeitungslösung; 5 - die Spindel, im folgenden auch als Z-Achse bezeichnet; 6 - einen Antriebsmotor; 7 - einen Geschwindigkeits- und Positionsdetektor; 8 und 9 - jeweils die X-Achse und die Y-Achse; 10 und 11 - jeweils den X-Achsenantriebsmotor und den Y-Achsenantriebsmotor; 12 und 13 - jeweils die Geschwindigkeits- und Positionsdetektoren für den X-Achsenantriebsmotor und den Y-Antriebsachsenmotor; 21 - den Elektrodenpositionssteuerteil; 22 - die elektrische Bearbeitungsleistungsquelle; 23 - einen Erfassungswertverarbeitungsteil entsprechend dem Statuserkennungsteil in Fig. 1; 31 - einen Anwendungssteuerteil mit einer numerischen Steuereinheit (im folgenden einfach als "NC-Einheit" bezeichnet); 32 - eine Kathodenstrahlröhre (CRT) und eine Tastatur; und 33 eine E/A-Einheit wie beispielsweise einen Papierbandleser.

Nunmehr wird die Betriebsweise der so aufgebauten Maschine beschrieben. Eine automatische Positionierungsoperation wird in folgender Weise ausgeführt: Die NC-Einheit 31 gibt einen Befehl an die elektrische Bearbeitungsleistungsquelleneinheit 22 aus, so daß diese eine niedrige Gleichspannung liefert, die dich von derjenigen unterscheidet, die für die Funkenerosionsbearbeitung (Entladungsbearbeitung) benutzt wird. Die NC-Einheit richtet weiter einen Befehl an den Elektrodenpositionssteuerteil 21, so daß dieser die Elektrode in einer festgelegten Richtung entlang einer festgelegten Achse verschiebt. Wenn die Kontaktaufnahme der Elektrode mit dem Werkstück 2 durch den Erfassungswertverarbeitungsteil 23 erfaßt wird, unterbricht die NC-Einheit 31 die Zufuhr der Befehle an die elektrische Bearbeitungsleistungsquelleneinheit 22 und an den Elektrodenpositionssteuerteil 21. Somit ist die automatische Positionierungsoperation vollzogen.

Die automatische Positionierungsfunktion stellt eine der grundlegenden Funktionen der NC-Einheit 31 dar. Der Bediener bestimmt die relative Position der Elektrode 1 und des Werkstückes 2, oder er mißt die Versetzung der Elektrode vom Zentrum unter kombinatorischer Benutzung der automatischen Positionierungsfunktion. Die Bestimmung der relativen Position der Elektrode und des Werkstückes und die Messung der Versetzung der Elektrode vom Zentrum wird gemäß einem Positionierungsverfahren durchgeführt, das sich aufgrund früherer Betriebserfahrung als am besten erwiesen hat, weil das Positionierungsverfahren nicht einseitig aufgrund der Konfigurationen und Bezugswerte der Elektrode und des Werkstückes bestimmt werden kann. Ob nun das Ergebnis der von der NC-Einheit 31 durchgeführten automatischen Positionierungsoperation akzeptabel ist oder nicht, wird weiter aufgrund der bisherigen Erfahrung des Bedieners, des Durchschnittswertes der Ergebnisse einer Vielzahl automatischer Positionierungsoperationen, des untersten Wertes einer Vielzahl von automatischen Positionierungsoperationen, und auf Grund des gleichen, kontinuierlich bei mehreren automatischen Positionierungsoperationen erzielten, Wertes bestimmt.

Für den Fall, daß sich die Elektrode 1 und das Werkstück 2 hinsichtlich der Konfiguration und der Bezugsoberfläche gleichen, wird das Positionierungsverfahren im allgemeinen durch das NC-Programm zur Ausführung programmiert. Andererseits kann durch den Bediener nicht bestimmt werden, ob das Ergebnis der automatischen Positionierungsoperation akzeptabel ist oder nicht; das heißt, daß die Bestimmung durch Anwendung der automatischen Positionierungsfunktion der NC-Einheit erfolgt. Wenn daher bei der automatischen Operation die Bezugsoberfläche während der Positionierung oder Messung durch äußere Störeinflüsse verschmiert wird, ist es unmöglich, das Ergebnis der Positionierungs- oder Meßoperation mit hoher Genauigkeit zu erreichen. Beim Positionierungsverfahren gehören die automatische Positionierungsvorschubgeschwindigkeit und -frequenz zum Know-how des Bedieners.

Das in der vorgenannten Weise aufgebaute übliche automatische Positionierungssteuergerät leidet unter folgenden Schwierigkeiten: Der Bediener muß für die NC-Einheit das Positionierungsverfahren genau angeben, kann aber nicht feststellen, ob das Ergebnis der automatischen Positionierungsoperation akzeptabel ist oder nicht; das heißt, daß die Feststellung durch Verwendung der automatischen Positionierungsfunktion der NC-Einheit erfolgt. Das Know-how des Bedieners bezüglich der Elektrodenpositionierungs- und -meßmethode geht nicht in die automatische Operation ein. Dies stellt einen wesentlichen Nachteil des üblichen Geräts dar.

Bisher werden bei einer elektrischen Entladungsbearbeitungsoperation die Elektrode und das Werkstück relativ zueinander in der Weise bewegt, daß die Elektrode in das Werkstück geschoben wird und der Abstand zwischen der Elektrode und dem Werkstück in der betreffenden Richtung durch Servomittel konstant gehalten wird. Weiter werden zur Durchführung sowohl einer groben Bearbeitungsoperation, als auch einer Endbearbeitungsoperation mit derselben Elektrode die Elektrode oder das Werkstück in einer Richtung senkrecht zur normalen Vorschubrichtung bewegt, d. h., daß die Elektrode oder das Werkstück in Schwingungen versetzt wird.

Ein Steuerverfahren für die Bewegung in der gleichen Richtung, in der die Elektrode in das Werkstück geschoben wird, ist beispielsweise in den japanischen veröffentlichen Patentanmeldungen JP 55-164432 A, JP 55-164433 A, JP 55-164434 A, JP 55-164435 A und JP 55-157437 A offenbart.

Was die Schwingbewegung anbetrifft, soll nun die Steuermethode für die Bewegung in der gleichen Richtung, in der die Elektrode in das Werkstück geschoben wird, beschrieben werden. Im Falle eines ersten Beispiels der Steuermethode wird die Elektrode in eine vorherbestimmte Anzahl von Schwingungen versetzt, wenn sie eine gewünschte Position in der Richtung erreicht hat, in der die Elektrode in das Werkstück geschoben wird (im folgenden als "Elektrodeneinschubrichtung" bezeichnet); dann wird die Elektrode in Elektrodeneinschubrichtung weiterbewegt. Im Falle eines zweiten Beispiels der Steuermethode wird nach der Erfassung des Ablaufs einer vorherbestimmten Zeitdauer, beginnend mit dem Zeitpunkt, in dem die Elektrode die vorerwähnte gewünschte Position erreicht hat, wobei der Unterschied zwischen der Entladungsbearbeitungsspannung und der Bezugsspannung in einem vorherbestimmten Bereich liegt, die Elektrode in Elektrodeneinschubrichtung weiterbewegt. Im Falle eines dritten Beispiels der Steuermethode wird nach Erfassung des Ablaufs einer vorherbestimmten Zeitperiode, beginnend mit dem Augenblick, in dem die Elektrode die vorerwähnte gewünschte Position erreicht hat, wobei die Entfernung, um die die Elektrode durch Zwischenelektrodenspannungsservomittel vor- und zurückbewegt wird. Die Steuermethoden beinhalten die Verwendung von speziellen Regeln.

Bei der erwähnten ersten, zweiten und dritten Steuermethode wird die Bewegung der Elektrode für die Entscheidung über den Vollzug der Bearbeitungsoperation benutzt. Genauer gesagt, wird sie für die Entscheidung benutzt, ob, wenn die Elektrode die gewünschte Position erreicht hat, das Werkstück gleichmäßig auf die gewünschten Abmessungen hin bearbeitet worden ist oder nicht.

Bei der Entladungsbearbeitungsoperation wird die Bewegung der Elektrode in der gleichen Richtung, in der die Elektrode in das Werkstück eingeschoben wird, in der oben beschriebenen Weise gesteuert. Daher wird die Entscheidung über den Vollzug (d. h. das Ende) der Bearbeitungsoperation, selbst wenn die Bearbeitungskonturen oder die Bearbeitungsumfeldbedingungen durch die Veränderung verschiedener Faktoren wie beispielsweise der Arbeitsfläche, und der Konfiguration der Elektrode, der Bearbeitungstiefe, der Umlaufkonfiguration, der Bearbeitungsbedingungen, dem Vorhandensein oder Fehlen eines Düsenstrahls der Bearbeitungslösung, geändert werden, in derselben Weise gefällt, so daß die Bearbeitungsgenauigkeit nicht gleichmäßig ausfällt.

Beispielsweise wird im Falle, daß ein Strahl einer Arbeitsflüssigkeit (im folgenden auch Bearbeitungslösung genannt) verwendet wird, das während der Bearbeitung entstehende Abfallmaterial wie Schlamm, hochwirksam beseitigt, so daß der Abstand zwischen der Elektrode und dem Werkstück relativ klein sein kann.

Andererseits ist im Falle, daß kein Strahl der Bearbeitungslösung verwendet wird, die Möglichkeit der Beseitigung des Abfallmaterials aus dem Zwischenelektrodenspalt gering, so daß eine sekundäre elektrische Entladung durch das Abfallmaterial hindurch auftreten kann, wodurch der Arbeitsspalt zwischen der Elektrode und dem Werkstück vergrößert wird. Wenn also im Falle, daß eine Vielzahl von Werkstücken mit der gleichen Tiefe bearbeitet wird, für alle so bearbeiteten Werkstücke der Vollzug der Bearbeitungsoperation in der gleichen Weise entschieden wird, ist das ohne Strahl der Bearbeitungslösung bearbeitete Werkstück dimensionsmäßig relativ breit, während das mit Düsenstrahl der Bearbeitungslösung bearbeitete Werkstück dimensionsmäßig relativ klein ist.

Die Aufgabe der Erfindung ist, ein Adaptivsteuergerät für eine Funkenerosionsmaschine vorzusehen, mit der eine Positionierung der Elektrode mit großer Stabilität und großer Genauigkeit und mit hohem Wirkungsgrad ausgeführt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch ein Adaptivsteuergerät gemäß Anspruch 1 gelöst. Unter Verwendung einer Vielzahl von Regeln wird die automatische Positioniergeschwindigkeit bestimmt und die Elektrode wird entsprechend der Positioniergeschwindigkeit immer wieder in Kontakt mit dem Werkstück bewegt. Dabei wird die bei der jeweiligen Positionierung erzielte Position der Elektrode mit einer vorgegebenen Position, die die Elektrode bei Kontakt mit dem Werkstück einnehmen soll, verglichen und die jeweiligen Positionsabweichungen ermittelt. Da damit die Positionierung verbessert wird, ergibt sich auch bei der Bearbeitung eine höhere Genauigkeit.

Ferner wird diese Aufgabe durch ein Adaptivsteuergerät gemäß Anspruch 3 gelöst. Eine Anzahl von Regeln wird verwendet, um eine Zeitdauer in Abhängigkeit von Bearbeitungsparametern und einem Schwingungsradius zu bestimmen. Die Elektrode wird in eine Schwingung versetzt und das Ende eines automatischen Bearbeitungsvorgangs wird festgestellt, wenn die Differenzspannung zwischen Arbeitsspannung und einer Bezugsspannung während einer festgelegten Zeitdauer kleiner als der festgelegte Spannungswert ist.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Verbesserungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst das Adaptiv­ steuergerät:
einen Speicherabschnitt, der eine Vielzahl von Positionierungsverfahren sowie eine Vielzahl von Methoden zur Bestimmung darüber enthält, ob das Ergebnis einer automatischen Positionierungsoperation annehmbar ist oder nicht; und einen Logikteil zur Bestimmung einer automatischen Positionierungsvollzugsposition sowie von Operationsgrößen, die durch die Vielzahl der Verfahren geliefert werden. Bei der automatischen Positionierungssteuervorrichtung kombiniert der Logikteil die von der Vielzahl der Verfahren gelieferten Operationsgrößen, wodurch eine automatische Positionierungsoperation auf der Basis verwickelter Know-how-Techniken verwirklicht wird. Weiter werden die von der Vielzahl der Methoden gelieferten Ergebnisse kombiniert, um die automatische Positionierungsvollzugsposition mit höherer Genauigkeit zu bestimmen. Zusätzlich speichert der Speicherteil die Positionierungsverfahren und die Methoden zur Feststellung darüber, ob das Ergebnis einer automatischen Positionierungsoperation akzeptabel ist oder nicht, unabhängig vom Logikteil, so daß die Methoden leicht modifiziert werden können.

Ein anderer Aspekt der Erfindung besteht in der Nutzung umfeldbezogener Bearbeitungsbedingungen, wie etwa der Elektrodenkonfigurationen, der Bearbeitungslösungsstrahlmethoden und der Bearbeitungstiefen, um den Vollzug einer Bearbeitungsoperation mit hoher Genauigkeit zu bestimmen, und um ein Gerät zur Bestimmung des Bearbeitungsoperationsvollzuges für die praktische Durchführung der Methode zu schaffen.

Gemäß diesem Aspekt führt das Adaptivsteuergerät eine Steuerung derart aus, daß die Elektrode und das Werkstück relativ zueinander so bewegt werden, daß die Elektrode in das Werkstück eingeschoben wird und eine Bearbeitungsoperation ausgeführt wird, bei der der Abstand zwischen der Elektrode und dem Werkstück in Bewegungsrichtung der Elektrode durch Servosteuerung konstant gehalten wird, während die Elektrode oder das Werkstück in Richtung senkrecht zur Bewegungsrichtung der Elektrode in Schwingung versetzt werden. Gemäß diesem Aspekt werden Bearbeitungsumfeldfaktoren einschließlich des Arbeitflüssigkeitsdrucks (Bearbeitungslösungsstrahldruckes), der Arbeitsfläche (Bearbeitungsfläche), der Bearbeitungstiefe und des Schwingungsradius erfaßt und analysiert, um Parameter zur Bestimmung des Endes, der Bearbeitungsoperation zu bestimmen, die einen Variationsbereich der Differenz zwischen der Entladungsbearbeitungsspannung und der Bezugsspannung sowie eine Zeitdauer innerhalb des Differenzbereiches einschließen; wobei die Bestimmung des Endes der Bearbeitungsoperation in Abhängigkeit davon gefällt wird, ob die Parameter zur Bestimmung des Endes der Bearbeitungsoperation durch Erfassungswerte erfüllt werden, die während der Bearbeitung geliefert werden.

Das Adaptivsteuergerät weist gemäß diesem Aspekt folgende Komponenten auf: einen ersten Speicherteil, in welchem eine Vielzahl von Regeln zur Erfassung und Analyse von umfeldabhängigen Bearbeitungsfaktoren einschließlich des Bearbeitungslösungsstrahldruckes, der Bearbeitungsfläche, der Bearbeitungstiefe und des Schwingungsradius gespeichert werden; einen zweiten Speicherteil, der aktuelle und/oder frühere Bearbeitungszustände und umfeldabhängige Bearbeitungsbedingungen speichert; und einen Logikteil zum Kombinieren einer Vielzahl von Ergebnissen, die gemäß den im zweiten Speicherteil gespeicherten Bearbeitungszuständen und umfeldabhängigen Bearbeitungsbedingungen sowie der im ersten Speicherteil gespeicherten Vielzahl von Regeln geliefert werden, um einen Parameter zur Bestimmung des Endes einer Bearbeitungsoperation zu gewinnen und um das Ende der Bearbeitungsoperation entsprechend diesem Parameter zu bestimmen.

Gemäß diesem Aspekt zur Bestimmung des Vollzugs der elektrischen Entladungsbearbeitungsoperation wird eine Vielzahl von umfeldabhängigen Bearbeitungsfaktoren wie etwa die Bearbeitungslösung, der Strahldruck, die Bearbeitungsfläche, die Bearbeitungstiefe und der Schwingungsradius erfaßt und analysiert, um die den Vollzug der Bearbeitungsoperation bestimmenden Parameter zu bestimmen. Dementsprechend kann das Ende der Bearbeitungsoperation genau in Abhängigkeit davon festgestellt werden, ob die Parameter zur Bestimmung des Endes der Bearbeitungsoperation durch die während der Bearbeitung gelieferten Erfassungswerte erfüllt werden.

Bei dem Adaptivsteuergerät zur Bestimmung des Endes der elektrischen Entladungsbearbeitungsoperation gemäß diesem Aspekt der Erfindung kombiniert der Logikteil eine Vielzahl von Ergebnissen, die entsprechend den aktuellen und/oder früheren, im zweiten Speicherteil gespeicherten Bearbeitungszuständen und umfeldbedingten Bearbeitungsbedingungen geliefert werden, mit der Vielzahl der Methoden bezüglich der Erfassung und Analyse der im ersten Speicherteil gespeicherten umfeldbedingten Bearbeitungsfaktoren, um den Parameter zur Bestimmung des Endes einer Bearbeitungsoperation zu erhalten. Somit kann selbst im Falle eines komplizierten Bearbeitungsmodus das Ende der Bearbeitungsoperation mit hoher Genauigkeit bestimmt werden.

Nachstehend wird die Erfindung anhand ihrer Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 stellt ein Diagramm dar, das die Anordnung eines Beispiels eines konventionellen Steuergerätes zeigt;

Fig. 2 stellt ein Diagramm zur Beschreibung der Bewegungen einer Bearbeitungselektrode dar;

Fig. 3 stellt die Schaltung eines Steuerteils dar;

Fig. 4 stellt ein Blockdiagramm dar, das ein weiteres Beispiel eines konventionellen Steuergerätes wiedergibt;

Fig. 5 stellt ein Diagramm dar, das ein Beispiel einer konventionellen elektrischen Entladungsmaschine zeigt;

Fig. 6 bis 11 stellen die Ausführungsformen der Er­ findung dar, wobei im einzelnen Fig. 6 die Schaltung einer elektrischen Entladungsmaschine wiedergibt, während die Teile (a) und (b) der Fig. 7 graphische Darstellungen des Inhalts eines ersten Speicherteils einschließlich der Regeln zur Bestimmung einer automatischen Positionierungsgeschwindigkeit und einer automatischen Positionierungsfrequenz wiedergeben;

Fig. 8 stellt ein Flußdiagramm zur Beschreibung des Bearbeitungsablaufs im Falle der automatischen Positionierungsgeschwindigkeit und der automatischen Positionierungsfrequenz entsprechend dem Inhalt des ersten Speicherteils dar;

Fig. 9 stellt ein Erläuterungsdiagramm mit Daten über eine Elektrode und ein Werkstück dar, die in den zweiten Speicherteil eingeschrieben sind;

Fig. 10 stellt eine graphische Darstellung des Inhalts des ersten Speicherteils einschließlich der Methoden zur Bestimmung darüber dar, ob eine automatische Positionierungsbeendigungsposition akzeptabel ist oder nicht;

Fig. 11 stellt ein Flußdiagramm zur Beschreibung eines Verfahrens zur Bestimmung des Vollzugs einer automatischen Positionierungsoperation oder zur Anforderung der Wiederdurchführung der automatischen Positionierungsoperation entsprechend dem Vertrauensgrad der Vollzugsposition einer automatischen Positionierungsoperation dar;

Fig. 12 stellt ein Blockschaltbild eines Gerätes zur Bestimmung des Vollzugs einer elektrischen Bearbeitungsoperation als weitere Verkörperung der Erfindung dar;

Fig. 13 stellt in ihren Teilen (a) bis (c) Erläuterungsdiagramme dar, die eine einzelne Methode zur Bestimmung und Analyse der im ersten Speicherteil enthaltenen umfeldbedingten Bearbeitungsfaktoren wiedergeben, insbesondere Beispiele einer Methode zur Gewinnung eines Wertebereiches der Differenz zwischen der Entladungsbearbeitungsspannung und der Bezugsspannung, die einer der den Bearbeitungsoperationsvollzug bestimmenden Parameter ist;

Fig. 14 stellt in ihren Teilen (a) bis (c) Erläuterungsdiagramme über eine weitere Methode zur Erfassung und Analyse der im ersten Speicherteil gespeicherten umfeldbedingten Bearbeitungsfaktoren dar; insbesondere Beispiele einer Methode zur Gewinnung einer Zeitdauer im Differenzbereich, der ein weiterer den Bearbeitungsoperationsvollzug bestimmenden Parameter ist;

Fig. 15 stellt ein Flußdiagramm zur Beschreibung einer Methode zur Gewinnung von Parametern für die Bestimmung des Bearbeitungsoperationsvollzugs durch einen Logikteil dar; und

Fig. 16 stellt ein Flußdiagramm zur Darstellung der vom Logikteil durchgeführten Methode zur Bestimmung des Bearbeitungsoperationsvollzuges dar.

In der nachfolgenden Beschreibung werden Ausdrücke wie Zwischenelektroden­ spalt, Kontaktfläche, Spannung etc. wechselweise für die Bezeichnungen Arbeitsspalt, Arbeitsfläche bzw. Arbeitsspannung verwendet, wie mit den Bezeichnungen in Klammern jeweils angegeben.

Ferner wird der Ausdruck "Bearbeitungszustand" hier in der Bedeutung von Daten, die einen Bearbeitungszustand darstellen, der durch einen Detektor angegegeben wird, verstanden. Der Ausdruck "Bearbeitungsbedingung" wird hier in der Bedeutung von Daten wie etwa gesetzte Werte und Zielwerte verstanden, die die Bearbeitungsoperationen beeinflussen. Der Ausdruck "Bearbeitungsstatus" oder "Status" wird hier so verstanden, daß er sowohl den Bearbeitungszustand, als auch die Bearbeitungsbedingung abdeckt.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird unter Bezugnahme auf Fig. 6 beschrieben werden. In Fig. 6 kennzeichnen die Bezugszeichen: 1 bis 33 - Komponenten oder Funktionen, die denen der Fig. 5 entsprechen (das konventionelle Gerät); 140 - eine automatische Positionierungssteuereinheit; 141 - einen ersten Speicherteil zum Abspeichern einer Positionierungsprozedur sowie einer Regel (Methode) zur Bestimmung darüber, ob das Ergebnis einer automatischen Positionierungsoperation akzeptabel ist oder nicht; 143 - einen zweiten Speicherabschnitt zum Abspeichern des Status der Elektrode 1 und des Werkstückes 2, die hinsichtlich ihrer Position gesteuert werden müssen, und zum Abspeichern des Status einer automatischen Positionierungsoperation; und 142 - einen Logikteil.

Nachfolgend wird die Betriebsweise des wie erwähnt aufgebauten Anwendungssteuergerätes beschrieben. Eine Vielzahl von Regeln (Methoden) ist im ersten Speicherteil abgespeichert, der so ausgelegt ist, daß er eine Positionierungsprozedur und eine Regel (Methode) zur Bestimmung darüber speichern kann, ob das Ergebnis einer automatischen Positionierungsoperation akzeptabel ist oder nicht. Inbesondere ist eine Vielzahl von Regeln (Methoden) zur Bestimmung einer automatischen Positionierungsgeschwindigkeit und einer automatischen Positionierungsfrequenz, wie in den Teilen (a) und (b) der Fig. 7 veranschaulicht ist, im ersten Speicherteil 141 gespeichert; und zusätzlich ist eine Vielzahl von Regeln (Methoden) zur Bestimmung der Endeposition einer automatischen Positionierungsoperation aus dem Ergebnis einer automatischen Positionierungsoperation, wie in Fig. 10 veranschaulicht ist, im ersten Speicherabschnitt 141 gespeichert. In Teil (a) der Fig. 7 dient die Regel (Methode) 1 zur Bestimmung der automatischen Positionierungsgeschwindigkeit entsprechend dem Elektrodendurchmesser. Genauer gesagt, wird die automatische Positionierungsgeschwindigkeit in mehreren Schritten bestimmt, derart, daß die automatische Positionierungsgeschwindigkeit bei einer Elektrode kleinen Durchmessers extrem hoch, und bei einer Elektrode großen Durchmessers extrem niedrig ist.

Bei der Regel (Methode) 2 wird die automatische Positionierungsgeschwindigkeit entsprechend der Arbeitsfläche (Kontaktfläche) bestimmt. Das heißt, daß die automatische Positionierungsgeschwindigkeit in mehreren Schritten bestimmt wird, derart, daß sie extrem niedrig ist, wenn die Kontaktfläche klein, und daß sie extrem hoch ist, wenn die Kontaktfläche groß ist.

Bei der Regel (Methode) 3 wird die automatische Positionierungsgeschwindigkeit entsprechend dem Abstand der Bewegung bei der automatischen Positionierungsoperation bestimmt, d. h., daß es sich um einen Näherungsabstand handelt. Genauer gesagt, wird die automatische Positionierungsgeschwindigkeit in mehreren Schritten bestimmt, derart, daß sie extrem hoch ist, wenn der Annäherungsabstand lang ist und die automatische Positionierungsoperation mit einer weit vom Werkstück entfernten Elektrode begonnen wird; während die Geschwindigkeit extrem niedrig ist, wenn der Annäherungsabstand kurz ist und die automatische Positionierungsoperation mit einer nahe am Werkstück befindlichen Elektrode begonnen wird.

In Teil (b) der Fig. 7 dient die Regel (Methode) 1 zur Bestimmung der automatischen Positionierungsfrequenz gemäß der Kontaktfläche. Genauer gesagt, wird die automatische Positionierungsfrequenz in mehreren Schritten bestimmt, derart, daß die automatische Positionierungsoperation nur ein einziges Mal für eine Elektrode durchgeführt wird, die eine kleine Kontaktfläche oder eine scharfe Spitze besitzt, während die automatische Positionierungsoperation mehrere Male im Falle einer Elektrode durchgeführt wird, die eine große Kontaktfläche besitzt.

Bei der Regel (Methode) 2 wird die automatische Positionierungsfrequenz entsprechend der Kontaktoberflächenrauhigkeit bestimmt. Genauer gesagt, wird die automatische Positionierungsoperation nur ein einziges Mal bei einer Elektrode durchgeführt, deren Kontaktoberfläche hinsichtlich der Oberflächenrauhigkeit hochwertig wie beim Spiegel ist, während sie mehrere Male bei einer Elektrode durchgeführt wird, deren Kontaktoberfläche bezüglich der Oberflächenrauhigkeit geringwertig, wie bei einer Elektrode zur Verwendung bei Entladungsverarbeitungsoperationen ist.

Bei der Regel (Methode) 3 wird die automatische Positionierungsfrequenz entsprechend der automatischen Positionierungsgeschwindigkeit bestimmt. Das heißt, daß die automatische Positionierungsoperation mehrere Male durchgeführt wird, wenn die automatische Positionierungsgeschwindigkeit hoch ist, und daß sie nur ein einziges Mal durchgeführt wird, wenn die automatische Positionierungsgeschwindigkeit niedrig ist. Bei den vorerwähnten Methoden zur Bestimmung der automatischen Positionierungsgeschwindigkeiten und der automatischen Positionierungsfrequenzen handelt es sich um Know-how-Techniken der Bediener, wobei diese Techniken im ersten Speicherteil 141 gespeichert sind.

Fig. 8 stellt eine Flußdiagramm zur Wiedergabe einer Methode zur Bestimmung der geeignetsten automatischen Positionierungsgeschwindigkeiten und der automatischen Positionierungsfrequenzen nach Maßgabe von Methoden dar, die im ersten Speicherteil 141 gespeichert sind, sowie gemäß dem Status der Elektrode und des Werkstückes, die automatisch in Position zu bringen sind, wobei der jeweilige Status mit Hilfe des Logikteils 142 im zweiten Speicherteil 143 abgespeichert ist.

Zunächst liest der Logikteil 142 die Methode 1 aus dem ersten Speicherteil 141 aus und bestimmt eine automatische Positionierungsgeschwindigkeit F₁ entsprechend der im zweiten Speicherteil 143 gespeicherten Elektrodendurchmesserfläche. Sie liest weiter die Methode 2 zur Bestimmung einer automatischen Positionierungsgeschwindigkeit F₂ entsprechend der im zweiten Speicherabschnitt 143 gespeicherten Kontaktfläche aus. In gleicher Weise bestimmt sie die automatische Positionierungsgeschwindigkeit F₃. Die so bestimmten drei automatischen Positionierungsgeschwindigkeiten werden zur Gewinnung einer endgültigen automatischen Positionierungsgeschwindigkeit Ft kombiniert. Die Zusammensetzung der Geschwindigkeit Ft kann durch Mittelung der betreffenden Resultate erzielt werden, beispielsweise wie folgt:

In der Formel bedeutet Nj die Gesamtzahl der für ein Objekt j vorhandenen Regeln (Methoden).

Anschließend wird in bezug auf ein anderes Objekt die Regel (Methode) 1 ausgelesen, so daß eine automatische Positionierungsfrequenz T₁ entsprechend der im zweiten Speicherteil 143 gespeicherten Kontaktfläche bestimmt wird. Als nächstes wird die Methode 2 ausgelesen, so daß eine automatische Positionierungsfrequenz T₂ entsprechend der im zweiten Speicherteil 143 gespeicherten Kontaktflächenrauhigkeit bestimmt wird. In gleicher Weise wird entsprechend der ausgelesenen Methode 3 die automatische Positionierungsfrequenz T₃ gewonnen. Die drei so bestimmten automatischen Positionierungsfrequenzen werden zur Gewinnung der endgültigen automatischen Positionierungsfrequenz Tt kombiniert. Die Zusammensetzung der Frequenz Tt kann durch Mittelung der genannten Resultate in gleicher Weise wie im Falle der oben angegebenen Gleichung (1) erhalten werden:

In der Formel bedeutet Nj die Gesamtzahl der für ein Objekt j bestehenden Regeln (Methoden).

Unter dieser Bedingung wird der Status der Elektrode und des Werkstückes aus dem zweiten Speicherteil 143 ausgelesen. Der Elektrodendurchmesser, die Kontaktfläche der Elektrode und des Werkstückes, der Abstand zwischen der Elektrode und dem Werkstück bei Beginn der automatischen Positionierungsoperation (d. h. der Annäherungsabstand), die Oberflächenrauhigkeit der Elektrode und des Werkstückes, und die entsprechend der oben angegebenen Gleichung (1) bestimmte automatische Positionierungsgeschwindigkeit sind im zweiten Speicherteil 143 gespeichert. Diese Daten sind im voraus gesetzt worden.

Die automatische Positionierungsoperation wird also jeweils mit der so gewonnenen automatischen Positionierungsgeschwindigkeit und Positionierungsfrequenz durchgeführt, wodurch die Endposition (Vollzugsposition) der automatischen Positionierungsoperation erhalten wird. Genauer gesagt wird die Vollzugsposition der automatischen Positionierungsoperation unter Verwendung einer Vielzahl von Regeln (im folgenden auch mit Methoden bezeichnet) erreicht, die in dem in Fig. 10 dargestellten ersten Speicherteil 141 abgespeichert sind.

Gemäß Fig. 10 wird die Methode 1 zur Bestimmung der Genauigkeit (des Vertrauensgrades) der Vollzugsposition entsprechend einem Durchschnittsdispersionswert der automatischen Positionierung verwendet.

Bei der Methode 2 wird der Vertrauensgrad der Vollzugsposition entsprechend der maximalen Dispersionsbreite der automatischen Positionierung bestimmt.

Bei Methode 3 wird der Vertrauensgrad der Vollzugsposition entsprechend der Spannung bei Vollzug der automatischen Positionierungsoperation bestimmt.

Das heißt, daß wenn sich die Elektrode in Kontakt mit dem Werkstück befindet, der Grad des Vertrauens extrem groß ist, daß die Position der Elektrode die Vollzugsposition der automatischen Positionierungsoperation ist; während wenn die Elektrode gegenüber dem Werkstück auf Abstand steht und eine Spannung über dem Arbeitsspalt (Zwischenelektrodenspalt) liegt, der Vertrauensgrad extrem niedrig ist. Der Logikteil 142 bestimmt den Vertrauensgrad hinsichtlich der Vollzugsposition der automatischen Positionierungsoperation anhand der im ersten Speicherteil 142 gespeicherten Methoden, sowie anhand der Ergebnisse der im zweiten Speicherteil 143 gespeicherten automatischen Positionierungsoperationen. Die Bestimmung wird entsprechend einer Methode durchgeführt, die derjenigen äquivalent ist, die im Flußdiagramm der Fig. 8 veranschaulicht ist. Entsprechend dem so bestimmten Vertrauensgrad wird die Vollzugsposition der automatischen Positionierungsoperation entsprechend dem Flußdiagramm der Fig. 11 bestimmt.

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform der Erfindung speichert der erste Speicherteil 141 die Regel (Methode) zur Bestimmung der automatischen Positionierungsgeschwindigkeit unter Verwendung von drei Regeln zur Gewinnung der automatischen Positionierungsgeschwindigkeiten aus drei Faktoren, nämlich dem Elektrodendurchmesser, der Kontaktfläche und dem Annäherungsabstand, während die Methode zur Bestimmung der automatischen Positionierungsfrequenz unter Verwendung dreier Methoden zur Gewinnung der automatischen Positionierungsfrequenzen entsprechend dreier Faktoren erhalten wird, nämlich jeweils der Kontaktfläche, der Kontaktoberflächenrauhigkeit und der automatischen Positionierungsgeschwindigkeit. Die Erfassung kann aber auch unter Verwendung des Grades der Verschmutzung der Luft oder des Öls, oder der elektrischen Leitfähigkeit der Elektrode oder des Werkstückes erfolgen. Weiter wird während der automatischen Positionierungsoperation eine Methode zur Bestimmung der Spannung aus den genannten Faktoren angewendet.

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform der Erfindung wendet der Logikteil 142 für die Kombination der entsprechend den Methoden gewonnenen Resultate die Gleichung (1) an. Die Kombination kann aber auch entsprechend einer Auswahl von Methoden erreicht werden, die ein gewichtetes Mittel, einen Maximalwert, einen Minimalwert, etc., verwenden.

Der erste Speicherteil, der zweite Speicherteil und der dritte Speicherteil können entsprechend dem Inferenzalgorithmus ausgebildet werden, der entsprechend einer Fuzzyregel abgefaßt ist. Zusätzlich können der erste Speicherabschnitt, der zweite Speicherabschnitt und der Logikabschnitt in der numerischen Steuereinheit vorgesehen werden.

Weiter arbeitet bei der oben beschriebenen Ausführungsform das Mittel zur Erfassung der Elektroden- und Werkstückposition auf der Basis der elektrischen Kontaktgabe. Es können aber auch auf physikalischem Kontakt beruhende Detektormittel oder kontaktfreie Detektormittel verwendet werden.

Wie aus der obigen Beschreibung deutlich hervorgeht, werden gemäß der Erfindung Regeln (Methoden) wie Positionierungs-Knowhowtechniken, die von einer Person praktiziert aber wegen der Komplexität des Steuermodells schwer zu fixieren sind, im ersten Speicherteil abgelegt. Die Ergänzung und Modifikation der Methoden ist daher leicht durchführbar. Weiter kombiniert gemäß der Erfindung der Logikteil 142 die entsprechend einer Vielzahl von Methoden gelieferten Ergebnisse, um das Endergebnis unter Berücksichtigung einer Vielzahl von Faktoren zu liefern. Die automatische Positionierungsoperation kann also mit größerer Stabilität und höherer Genauigkeit ausgeführt werden.

Nachfolgend wird eine weitere Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Fig. 12 stellt ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung dieser Ausführungsform in Gestalt einer Einheit zur Bestimmung des Bearbeitungsoperationsvollzuges dar. In Fig. 12 kennzeichnen die Bezugszeichen: 1 - eine Elektrode; 2 - ein zu bearbeitendes Werkstück; 3 - einen Bearbeitungsbehälter; 4 - eine Bearbeitungslösung; 5 - eine Z-Achse zur Bewegung der Elektrode 1 in der Weise, daß dieselbe in das Werkstück eingeschoben wird; 6 - einen Z-Achsenantriebsmotor; 7 - einen Detektor zur Erfassung der Geschwindigkeit und der Position der Z-Achse 5; 8 und 9 - jeweils eine X-Achse und eine Y-Achse zur Bewegung der Elektrode 1 und des Werkstücks relativ zueinander in Richtungen senkrecht zur Richtung der Z-Achse 5; 10 - einen X-Achsenantriebsmotor; 11 - einen Y-Achsenantriebsmotor; 12 - einen Detektor zur Erfassung der Geschwindigkeit und der Position der X-Achse 8; 13 - einen Detektor zur Erfassung der Geschwindigkeit und der Position der Y-Achse 9; 14 - einen Geschwindigkeitslösungsdruckmesser; 21 - einen Elektrodenpositionssteuerteil; 22 - eine elektrische Bearbeitungsleistungsquelle; 23 - einen Erfassungswertverarbeitungsteil; und 220 - die Einheit zur Bestimmung des Bearbeitungsoperationsvollzugs. Die Einheit 220 weist folgende Komponenten auf: einen ersten Speicherteil 221, der eine Vielzahl von Methoden bezüglich der Erfassung und Analyse von umfeldbedingten Bearbeitungsfaktoren, wie etwa den Bearbeitungslösungsstrahldruck, die Bearbeitungsfläche, die Bearbeitungstiefe und den Schwingungsradius, speichert; einen zweiten Speicherteil, der den aktuellen und/oder früheren Bearbeitungszustand sowie das entsprechende Bearbeitungsumfeld speichert; und einen Logikteil 223 zum Kombinieren einer Vielzahl von Ergebnissen, die entsprechend dem im zweiten Speicherteil 222 gespeicherten Bearbeitungsstatus sowie dem gespeicherten Bearbeitungsumfeld geliefert werden, mit der Vielzahl von Methoden, die im ersten Speicherteil 221 gespeichert sind, um so den richtigen Parameter zur Bestimmung des Bearbeitungsoperationsvollzuges zu gewinnen und so die Vollzugsbestimmung der Bearbeitungsoperation durchzuführen. Weiter bezeichnet in Fig. 12 das Bezugszeichen 224 ein Eingabemittel wie etwa eine Tastatur.

Nunmehr wird die wie erwähnt aufgebaute Einheit zur Bestimmung des Bearbeitungsoperationsvollzuges beschrieben. Die Teile (a), (b) und (c) der Fig. 13 geben die Methoden bezüglich der Erfassung und Analyse der Bearbeitungsumfeldfaktoren wieder, die im ersten Speicherteil 221 gespeichert sind. Im einzelnen handelt es sich um eine Vielzahl von Methoden zur Bestimmung des Wertebereiches der Differenz Ve zwischen der elektrischen Entladungsbearbeitungsspannung und einer Bezugsspannung, die einer der Faktoren zur Bestimmung des Bearbeitungsoperationsvollzuges ist.

Bei der in Teil (a) der Fig. 13 wiedergegebenen Regel (Methode) 1 wird der Datenwert Ve entsprechend dem Bearbeitungslösungsstrahldruck bestimmt. Wenn der Bearbeitunslösungsstrahldruck 0 ist, das heißt, wenn kein Bearbeitungslösungsstrahl vorhanden ist, besitzt Ve den Wert 0 V. Es wird also davon ausgegangen, daß wenn die Bearbeitungsoperation im Wertebereich der Differenz Ve normal durchgeführt wird, der Parameter zur Bestimmung des Bearbeitungsoperationsvollzuges befriedigt ist. Wenn der Bearbeitungslösungsstrahldruck den Wert 0.5 kg/cm² aufweist, besitzt Ve den Wert 6 V. Es wird also davon ausgegangen, daß wenn der völlig offene Zustand erreicht ist, der Parameter Ve zur Bestimmung des Bearbeitungsoperationsvollzuges befriedigt ist. Diese Annahmen beruhen auf der Tatsache, daß der Zwischenelektrodenspalt zwischen der Elektrode und dem Werkstück groß ist, wenn kein Bearbeitungslösungsstrahl eingesetzt wird, während er klein ist, wenn ein Bearbeitungslösungsstrahl vorhanden ist.

Bei der in Teil (b) der Fig. 13 wiedergegebenen Regel (Methode) 2 wird der Datenwert Ve entsprechend der Bearbeitungsfläche bestimmt. Wenn die Bearbeitungsfläche klein ist, wird das entstehende Abfallmaterial, wie etwa Schlamm, verteilt und mit hoher Wirksamkeit entfernt. Es wird daher davon ausgegangen, daß wenn der völlig offene Zustand erreicht ist, der Parameter zur Bestimmung des Bearbeitungsoperationsvollzuges erfüllt wird. Andererseits wird, wenn die Bearbeitungsfläche groß ist, das entstehende Abfallmaterial ungleichmäßig verteilt, so daß es schwer zu entfernen ist. Deshalb ist der Zwischenelektrodenspalt zwischen der Elektrode und dem Werkstück breit. Dementsprechend wird in diesem Falle angenommen, daß wenn Ve den Wert 0 besitzt, das heißt, wenn die Bearbeitungsoperation normal durchgeführt wird, der Parameter zur Bestimmung des Bearbeitungsoperationsvollzuges befriedigt wird.

Bei dem im Teil (c) der Fig. 13 wiedergegebenen Methode 3 wird der Datenwert Ve entsprechend der Bearbeitungstiefe bestimmt. Im Falle, daß die Bearbeitungstiefe klein ist, kann Abfallmaterial wie beispielsweise Schlamm mit hoher Wirksamkeit entfernt werden, so daß angenommen wird, daß wenn der vollständig offene Zustand erreicht ist, der Parameter zur Bestimmung des Bearbeitungsoperationsvollzuges befriedigt wird. Wenn andererseits die Bearbeitungstiefe groß ist, kann das Abfallmaterial nur schwer entfernt werden, so daß der Zwischenelektrodenspalt zwischen der Elektrode und dem Werkstück groß wird. Daher wird davon ausgegangen, daß wenn Ve den Wert 0 V besitzt, das heißt, wenn die Bearbeitungsoperation normal ausgeführt wird, der Parameter zur Bestimmung des Bearbeitungsoperationsvollzuges befriedigt wird.

Die Teile (a), (b) und (c) der Fig. 14 zeigen Methoden zur Bestimmung der Zeitdauer T innerhalb des Wertebereiches der Differenz Ve zwischen der Entladungsbearbeitungsspannung und einer Bezugsspannung, worin ein weiterer Parameter zur Bestimmung des Bearbeitungsoperationsvollzuges zu sehen ist.

Bei der im Teil (a) der Fig. 14 wiedergegebenen Methode 1 wird die Zeit T entsprechend dem Bearbeitungslösungsstrahldruck bestimmt. Wenn kein Bearbeitungslösungsstrahl vorhanden ist, besitzt Ve den Wert 0 V, wie bereits gesagt wurde. Deshalb wird davon ausgegangen, daß wenn die Bearbeitungsoperation während einer Sekunde stabil ausgeführt wird, die Zeitdauer innerhalb Ve befriedigt wird. Wenn andererseits ein Bearbeitungslösungsstrahl verwendet wird, besitzt Ve den Wert 6 V. Es ist dann unnötig, die Zeitdauer auf einen größeren als den geforderten Wert einzustellen. Das heißt, daß davon ausgegangen wird, daß wenn die Bearbeitungsoperation während einer ausreichend langen Zeitperiode stabil ausgeführt wird, der Parameter T zur Bestimmung des Bearbeitungsoperationsvollzuges richtig getroffen worden ist.

Bei der in Teil (b) der Fig. 14 wiedergegebenen Methode 2 wird die Zeit T entsprechend der Bearbeitungsfläche bestimmt. Beispielsweise ist im Falle, daß ein kleines Loch hergestellt wird, der Bearbeitungsanfall klein, so daß die Zeit T entsprechend kurz sein kann. Andererseits wächst mit der Zunahme der Bearbeitungsfläche auch der Bearbeitungsanfall, so daß T auf eine Sekunde eingestellt wird, um bestätigen zu können, daß die Bearbeitungsoperation innerhalb von Ve stabil ist. Wenn jedoch die Bearbeitungsfläche extrem groß ist, wird es sehr schwer, das entstehende Abfallmaterial wie etwa den Schlamm zu beseitigen. Diese Schwierigkeit kann durch Vergrößern von T ausgeschaltet werden. Die Vergrößerung von T erschwert es jedoch festzustellen, ob die Bearbeitungsoperation zu Ende geführt worden ist oder nicht. Deshalb wird in gegenteiliger Weise die Zeit T verringert.

Bei der in Teil (c) der Fig. 14 wiedergegebenen Methode 3 wird T entsprechend dem Schwingungsradius bestimmt. Wenn der Schwingungsradius klein ist, kann der gesamte Schwingungsumfang mit einer kurzen Zeitdauer T bestimmt werden, während wenn der Schwingungsradius groß ist, kann der gesamte Schwingungsumfang nicht ohne eine große Zeitdauer T bestimmt werden.

Fig. 15 stellt ein Flußdiagramm zur Beschreibung einer Methode dar, bei der der Logikteil 223 den Wertebereich der Differenz Ve zwischen der Entladungsbearbeitungsspannung und des Bezugsspannung sowie die Zeitdauer T innerhalb des Variationsbereiches der Differenz Ve bestimmt. Diese sind die Parameter, die den Bearbeitungsoperationsvollzug aufgrund der im ersten Speicherteil 223 gespeicherten Methoden sowie der im zweiten Speicherteil 222 gespeicherten umfeldabhängigen Bearbeitungsbedingungen wie etwa dem Bearbeitungslösungsstrahldruck, der Bearbeitungsfläche, der Bearbeitungstiefe und dem Schwingungsradius bestimmen.

Zunächst liest in den Schritten 40 und 42 der Logikteil 223 bei j = 1 und i = 1 das Objekt 1 aus, das heißt, er liest die den Wertebereich der Differenz Ve zwischen der Entladungsbearbeitungsspannung und der Bezugsspannung betreffende Methode 1 aus dem ersten Speicherabschnitt 221 aus (Schritt 42). In Schritt 43 liest der Logikteil die umfeldabhängige Bearbeitungsbedingung betreffend Methode 1, das heißt, den Bearbeitungslösungsstrahldruck, aus dem zweiten Speicherteil 222 aus und benutzt den so erfaßten Bearbeitungslösungsstrahldruck zur Gewinnung des Wertebereiches der Differenz Ve1 zwischen der Entladungsbearbeitungsspannung und der Bezugsspannung entsprechend der Methode 1 (Schritt 44).

Als nächstes liest der Logikteil in Schritt 45 die Methode 2 betreffend Ve aus und benutzt, ähnlich wie im oben beschriebenen Falle, die im zweiten Speicherteil 222 gespeicherte Bearbeitungsfläche zur Gewinnung des Wertebereiches der Differenz Ve2 zwischen der Arbeitsspannung (Entladungsbearbeitungsspannung) und der Bezugsspannung entsprechend der Methode 2 (Schritt 44). Desgleichen wird der Differenzbereich Ve3 entsprechend der Methode 3 ermittelt. In Schritt 46 wird festgestellt, ob alle Methoden auf das Objekt angewandt worden sind oder nicht.

Die durch die drei Methoden gelieferten Ergebnisse werden kombiniert (Schritt 47), um den Wertebereich der Differenz Ve zwischen der Entladungsbearbeitungsspannung und der Bezugsspannung zu erhalten (Schritt 48). Die Kombination wird beispielsweise durch Mittelung der genannten Resultate entsprechend folgender Gleichung (3) vollzogen:

In der Formel bedeutet Nj die Gesamtzahl der für ein Objekt j verwendeten Methoden.

Anschließend wird auf ein neues Objekt umgeschaltet (Schritte 49 und 50). Die das neue Objekt, das heißt die Zeitdauer T innerhalb des Wertebereiches der Differenz Ve, betreffende Methode 1 wird ausgelesen (Schritt 42), und der im zweiten Speicherteil 222 gespeicherte Bearbeitungslösungsstrahldruck wird zur Gewinnung der Zeitdauer T1 innerhalb von Ve entsprechend der Methode 1 benutzt (Schritt 44). In gleicher Weise wie im oben beschriebenen Fall wird die Methode 2 ausgelesen, und die im zweiten Speicherabschnitt 222 gespeicherte Bearbeitungsfläche wird zur Gewinnung der Zeitdauer T2 innerhalb von Ve entsprechend Methode 2 benutzt. Desgleichen wird die Zeitdauer T3 entsprechend der Methode 3 ermittelt. Die durch die drei Methoden gelieferten Resultate werden kombiniert (Schritt 47), um die Zeitdauer T innerhalb von Ve zu bestimmen (Schritt 48). Diese Kombination wird durch Mittelung der Resultate entsprechend der folgenden Gleichung (4) vollzogen:

In dieser Gleichung bedeutet Nj die Gesamtzahl der für ein Objekt j verwendeten Methoden.

Die oben genannten Parameter:
Bearbeitungslösungsstrahldruck, Bearbeitungsfläche, Bearbeitungstiefe und Schwingungsradius werden im zweiten Speicherteil in der nachfolgend beschriebenen Weise gespeichert. Der Bearbeitungslösungsstrahldruck wird wie folgt gespeichert: Gemäß Fig. 12 schaltet der Bearbeitunglösungsdruckmesser 14 die Druckgröße der Bearbeitungslösung 4 an den Erfassungswertverarbeitungsteil 23, so daß der Bearbeitungslösungsdruck im zweiten Speicherteil gespeichert wird. Die Arbeitsfläche (Bearbeitungsfläche) wird wie folgt gespeichert: Die durch das Eingabemittel wie etwa eine Tastatur durch den Bediener eingegebenen Daten werden als Bearbeitungsflächendaten im zweiten Speicherteil 222 gespeichert. Die Bearbeitungstiefe wird wie folgt gespeichert: Das Ausgangssignal des Detektors 7 für die Geschwindigkeit und Position der Z-Achse 5 wird an den Erfassungswertverarbeitungsteil 23 angelegt, wo der Bewegungsbetrag der Z-Achse bei eingeschalteter elektrischer Bearbeitungsleistungsquelle 22, das heißt, die Bearbeitungstiefe, ermittelt wird. Die so erhaltene Bearbeitungstiefe wird im zweiten Speicherteil 222 gespeichert. Im Falle des Schwingungsradius wird das jeweils für die X-Achse 8 und die Y-Achse 9 vorgesehene Signal der Geschwindigkeits- und Positionsdetektoren 12 und 13 an den Erfassungswertverarbeitungsteil 23 angelegt, wo die Maximalbeträge der Verschiebung der X-Achse und der Y-Achse ermittelt und dann als Schwingungsradius im zweiten Speicherteil 222 abgelegt werden.

Der Wertebereich der Differenz Ve zwischen der Entladungsbearbeitungsspannung und der Bezugsspannung sowie die Zeitdauer T innerhalb des Wertebereiches der Differenz Ve werden zur Bestimmung des Vollzugs der Bearbeitungsoperation verwendet. Diese Bestimmung wird durch den Logikteil 223 entsprechend dem Flußdiagramm der Fig. 16 wie folgt durchgeführt:

In Schritt 51 wird bestimmt, ob die Elektrode die gewünschte Position in derjenigen Richtung erreicht hat oder nicht, in der sie in das Werkstück eingeschoben wird. Der hier verwendete Ausdruck "gewünschte Position" bedeutet die Position, die erreicht wird, wenn der Unterschied zwischen der Position, die im voraus durch das Eingabemittel 224 (Fig. 12) eingegeben und im zweiten Speicherteil 222 gespeichert ist, und der Position, welche der Geschwindigkeits- und Positionsdetektor 7 als Ausgangssignal über den Erfassungswertverarbeitungsteil 23 an den zweiten Speicherteil 222 anlegt, Null wird. In Schritt 52 wird ein Zeitgeber zur Messung der Zeitdauer T rückgesetzt. In Schritt 53 werden die Entladungsbearbeitungsspannung und die Bezugsspannung ausgelesen. Die Entladungsbearbeitungsspannung wird wie folgt gespeichert: Die Zwischenelektrodenspannung zwischen der Elektrode 1 und dem Werkstück 2 wird durch den Erfassungswertverarbeitungsteil 23 (Fig. 12) erfaßt und als Entladungsbearbeitungsspannung im zweiten Speicherteil 222 gespeichert. Die Bezugsspannung wird im voraus durch das Eingabemittel 224 eingegeben und im zweiten Speicherteil 222 gespeichert. In Schritt 54 wird die Differenz zwischen der Entladungsbearbeitungsspannung und der Bezugsspannung mit dem oben beschriebenen Wertebereich der Differenz Ve verglichen. Liegt die Differenz nicht im Wertebereich der Differenz Ve, wird in Schritt 55 der Zeitgeber zur Messung der Zeitdauer rückgesetzt. Liegt die erstgenannte Differenz innerhalb des letztgenannten Differenzbereiches, beginnt in Schritt 56 der Zeitgeber die Zeit zu zählen. Wenn in Schritt 57 der Inhalt des Zeitzählers den Wert T überschreitet, wird unterstellt, daß die Bestimmung des Vollzugs der Bearbeitungsoperation durchgeführt worden ist (Schritt 58).

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform der Erfindung wird der Wertebereich der Differenz Ve zwischen der Entladungsbearbeitungsspannung und der Bezugsspannung sowie die Zeitdauer T innerhalb des Wertebereiches der Differenz Ve jeweils als Parameter zur Bestimmung des Bearbeitungsoperationsvollzuges verwendet. Diese können aber durch eine Schwingungsumlauffrequenz oder einen Abstandsbereich für die durch eine Zwischenelektrodenservosteuerung bewirkte Vor- und Zurückbewegung und durch eine Zeitdauer im Wertebereich der Distanz ersetzt werden. Weiter werden bei der oben beschriebenen Ausführungsform der Bearbeitungslösungs­ strahldruck, die Bearbeitungsfläche, die Bearbeitungstiefe und der Schwingungsradius als Faktoren zur Bestimmung der umfeldabhängigen Bearbeitungsbedingungen verwendet. Stattdessen können auch Schwingungskonfigurationen, Elektrodenkonfigurationen und Bearbeitungsbedingungen benutzt werden. Die in Fig. 13 dargestellte Einheit zur Bestimmung des Bearbeitungsoperationsvollzuges kann in die NC-Einheit der elektrischen Entladungsmaschine eingebaut sein.

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform der Erfindung wird die Kombination der Resultate des Logikteils 223 entsprechend den Gleichungen (1) und (2) durchgeführt, welche Mittelwerte liefern. Die Kombination kann aber auch entsprechend einer Auswahl von Methoden durchgeführt werden, die gewichtete Mittelwerte, Maximalwerte, Minimalwerte, etc., benutzen.

Der erste Speicherteil, der zweite Speicherteil und der Logikteil kann jeweils entsprechend dem Inferenzalgorithmus ausgebildet sein, der gemäß einer Fuzzyregel formuliert ist.

Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, werden gemäß der Erfindung eine Vielzahl von umfeldbedingten Bearbeitungsfaktoren erfaßt und analysiert, um Parameter zur Bestimmung des Bearbeitungsoperationsvollzuges zu gewinnen, die für umfeldabhängige Bearbeitungsbedingungen geeignet sind. Aufgrund dieser Parameter kann der Vollzug einer Bearbeitungsoperation genau bestimmt werden, mit dem Ergebnis, daß das Werkstück mit hoher Genauigkeit bearbeitet wird. Bei der Erfindung kann somit die Bearbeitungszeit wirksam genutzt werden.

Claims (4)

1. Adaptivsteuergerät für eine Funkenerosionsmaschine (1 - 14, 22) zur Durchführung eines automatischen Positionierungsvorgangs einer Elektrode (1) relativ zu einem Werkstück (2), umfassend:

• a) einen Positionsdetektor (7) zur Bestimmung der Lage der Elektrode (1);
• b) einen zweiten Speicher (143) zum Speichern einer Anzahl von geometrischen Daten der Elektrode- Werkstück-Anordnung (1, 2) und einer festgelegten automatischen Positionierungsgeschwindigkeit (Ft);
• c) einen ersten Speicher (14) zum Speichern
  • 1. einer Anzahl von Regeln zur Festlegung der automatischen Positionierungsgeschwindigkeit (F1, F2, F3, Ft) jeweils entsprechend der gespeicherten geometrischen Daten;
  • 2. einer Anzahl von Regeln zur Festlegung einer automatischen Positionierungshäufigkeit (T1, T2, T3, Tt) jeweils entsprechend von den in dem zweiten Speicher (143) gespeicherten geometrischen Daten und der festgelegten automatischen Positionierungsgeschwindigkeit; und
  • 3. einer Anzahl von Regeln zur Bestimmung eines Maßes für die Genauigkeit des Positionierungsvorgangs auf Grundlage von Positionsabweichungen; und
• d) eine Logiksteuereinheit (142) zur automatischen Positionierung der Elektrode (1) relativ zum Werkstück (2), wobei die Elektrode (1) entsprechend der Positionierungsgeschwindigkeit (Ft) in Kontakt mit dem Werkstück bewegt wird und dann entsprechend der Positionierungshäufigkeit (Tt) wieder davon weg und aufeinander zubewegt wird, wobei die bei der jeweiligen Positionierung erzielte Position der Elektrode mit einer vorgegebenen Position, die die Elektrode (1) bei Kontakt mit dem Werkstück (2) einnehmen soll, verglichen und die jeweiligen Positionsabweichungen ermittelt werden.

2. Adaptivsteuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die geometrischen Daten des Werkstücks (2) und der Elektrode (1) in dem zweiten Speicher (143) den Elektrodendurchmesser, die Kontaktfläche, die Kontaktoberflächenrauhigkeit und den Annäherungsabstand umfassen.

3. Adaptivsteuergerät für eine Funkenerosionsmaschine (1 - 14, 22) zur Durchführung eines automatischen Bearbeitungsvorgangs eines Werkstücks (2) mit einer Elektrode (1), umfassend:

• a) eine Elektroden-Positionierungs-Steuereinrichtung (21) zur Positionierung der Elektrode (1) auf eine gewünschte Position im Werkstück (2), wobei der Abstand zwischen der Elektrode (1) und dem Werkstück (2) durch eine Servosteuerung konstant gehalten wird und die Elektrode (1) und das Werkstück (2) relativ zueinander in einer Richtung senkrecht zur Bewegungsrichtung der Elektrode (1) in Schwingungen versetzt werden;
• b) einen zweiten Speicher (222) zum Speichern von aktuellen und/oder früheren Bearbeitungsparametern und des Schwingungsradius;
• c) einen ersten Speicher (221) zum Speichern
  • 1. einer Anzahl von Regeln zur Festlegung eines Spannungswerts (Ve, Ve1, Ve2, Ve3) in Abhängigkeit von den Bearbeitungsparametern; und
  • 2. einer Anzahl von Regeln zur Festlegung einer Zeitdauer (T, Tk) in Abhängigkeit von den Bearbeitungsparametern und dem Schwingungsradius; und
• d) eine Logiksteuereinheit (223) zur Feststellung (52 - 58) eines Endes des automatischen Bearbeitungsvorgangs, wenn die Differenzspannung zwischen Arbeitsspannung und einer Bezugsspannung während der festgelegten Zeitdauer kleiner als der festgelegte Spannungswert (Ve) ist.

4. Adaptivsteuergerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die aktuellen und/oder früheren Bearbeitungsparameter in dem zweiten Speicher (222) den Bearbeitungslösungsstrahldruck, die Bearbeitungsfläche und die Bearbeitungstiefe der Elektrode (1) in dem Werkstück (2) umfassen.