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TECHNISCHES GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Verbesserungen bei einer funkenerosiven
Drahtschneidemaschine, bei der ein Werkstück durch elektrische Entladung
bearbeitet wird, welche zwischen einer Drahtelektrode und dem Werkstück erzeugt
wird.
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STAND DER TECHNIK
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Bei
der funkenerosiven Drahtschneidemaschine wird ein Werkstück durch
die elektrische Entladung bearbeitet, welche erzeugt wird, wenn
elektrische Entladeenergie zwischen einer Drahtelektrode und dem
Werkstück
zugeführt
wird. Die Rate der elektrischen Entladebearbeitung ist im Wesentlichen proportional
zu einer Intensität
der elektrischen Entladeenergie, welche zwischen der Drahtelektrode und
dem Werkstück
zugeführt
wird. Um die Rate der elektrischen Entladebearbeitung zu erhöhen, ist
es notwendig, die elektrische Entladeenergie zuzuführen, wobei
die Intensität
davon so hoch wie möglich ist.
Wenn jedoch die Intensität
der zugeführten
Energie zu hoch ist, wird ein Bruch des Drahts in der Drahtelektrode
verursacht, und somit wird es notwendig, die Drahtelektrode erneut
zu verbinden. Als Folge davon wird die Produktivität der elektrischen Entladebearbeitung
beträchtlich
beeinflusst bzw. vermindert.
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Um
die Produktivität
der elektrischen Entladebearbeitung einer funkenerosiven Drahtschneidemaschine
zu erhöhen,
ist es dementsprechend notwendig, die elektrische Entladeenergie
einzusetzen bzw. zuzuführen,
wobei die Intensität
davon so hoch wie möglich
ist, wohingegen die Intensität
der elektrischen Entladeenergie, welche zuzuführen ist, auf einen Bereich
beschränkt
ist, so dass ein Bruch bzw. eine Beschädigung des Drahts in der Drahtelektrode nicht
verursacht wird.
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6 zeigt
eine schematische Darstellung, welche eine Anordnung einer herkömmlichen
funkenerosiven Drahtschneidemaschine darstellt. Beispielsweise ist
diese Anordnung die gleiche wie diejenige, die in der ungeprüften
japanischen Patentveröffentlichung
Nr. 62-19322 offenbart ist. In
6 bezeichnet
das Bezugszeichen
1 eine Drahtelektrode, das Bezugszeichen
2 ein
Werkstück,
das Bezugszeichen
3 eine Drahtspule, die Bezugszeichen
4a und
4b sind
Spüldüsen des
dielektrischen Fluids, das Bezugszeichen
5 ist eine Capstanrolle,
das Bezugszeichen
6 ist eine Anpressrolle, das Bezugszeichen
7 ist ein
X-Tisch zum Antrieb des Werkstücks
2 in
horizontaler Richtung (X-Richtung), das Bezugszeichen
8 ist ein
Y-Tisch zum Antrieb des Werkstücks
2 in
horizontaler Richtung (Y-Richtung), das Bezugszeichen
9 ist ein
X-Achsen-Servoverstärker
zur Steuerung eines Antriebsmotors, welcher nicht gezeigt ist, zum
Antrieb des X-Tisches
7,
das Bezugszeichen
10 ist ein Y-Achsen-Servoverstärker zur Steuerung eines nicht gezeigten
Antriebsmotors zum Antrieb des Y-Tisches
8, das Bezugszeichen
11 ist
eine elektrische Leistungsquelle, welche für die elektrische Entladebearbeitung
verwendet wird, das Bezugszeichen
12 ist eine elektrische
Entladeerzeugungs-Erfassungseinrichtung,
das Bezugszeichen
13 ist eine Pulssteuereinrichtung, das
Bezugszeichen
14 ist eine Berechnungseinrichtung, das Bezugszeichen
15 ist
eine Vergleichseinrichtung, und das Bezugszeichen
16 ist eine
Steuereinrichtung.
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Als
Nächstes
wird der Betrieb im Weiteren erläutert.
Die Drahtelektrode 1 wird von der Capstanrolle 5 und
der Anpressrolle 6 gehalten und gezogen, so dass die Drahtelektrode 1 dadurch
fortbewegt wird. Während
das dielektrische Fluid in den Arbeitsspalt bzw. den Arbeitszwischenraum,
welcher durch die Drahtelektrode 1 und das Werkstück 2 gebildet wird,
von den Spüldüsen des
dielektrischen Fluids 4a, 4b zugeführt wird,
wird elektrische Leistung bzw. Energie für die elektrische Entladebearbeitung,
welche eine elektrische Entladeenergie ist, in den Arbeitsspalt
von der elektrischen Spannungsquelle 11 zugeführt, die
für die
Bearbeitung verwendet wird, und wobei die Drahtelektrode 1 und
das Werkstück 2 relativ
zueinander durch den X-Tisch 7 und den Y-Tisch 8 bewegt
werden, welche Positioniereinrichtungen bilden, so dass das Werkstück 2 durch
die elektrische Entladung bearbeitet werden kann. Die Positionierungssteuerung
zur Steuerung der relativen Positionen der Drahtelektrode 1 und
des Werkstücks 2,
welche durch die Positioniereinrichtung durchgeführt wird, wird durch die Steuereinrichtung 16 bestimmt
bzw. gesteuert, und ebenso wird die Steuerung der elektrischen Bedingungen
bzw. Zustände,
welche durch die Pulssteuereinrichtung 13 durchgeführt wird,
ebenso durch die Steuereinrichtung 16 bestimmt bzw. gesteuert.
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Die
elektrische Spannungsquelle 11, welche zur elektrischen
Entladebearbeitung verwendet wird, legt eine pulsähnliche
bzw. pulsähnliche
Spannung zwischen der Drahtelektrode 1 und dem Werkstück 2 gemäß der Steuerung
an, welche durch die Pulssteuereinrichtung 13 durchgeführt wird.
Die elektrische Entladeerzeugungs-Erfassungseinrichtung 12 gibt ein
Erfassungssignal zu der Pulssteuereinrichtung 13 aus, wenn
die elektrische Entladung zwischen der Drahtelektrode 1 und
dem Werkstück 2 erzeugt
worden ist. Die Pulssteuereinrichtung 13 stoppt das Zuführen von
elektrischem Strom zu der Drahtelektrode 1 von der elektrischen
Spannungsquelle 11, welche zur Bearbeitung verwendet wird,
nachdem eine vorbestimmte Zeitdauer (Impulsweite) von der Eingabe eines
Erfassungssignals von der elektrischen Entladeerzeugungs-Erfassungseinrichtung 12 verstrichen ist.
Die Berechnungseinrichtung 14 wird mit einem Signal versehen,
welches proportional zu der Impulsweite von der Pulssteuereinrichtung 13 ist
und berechnet dessen Fläche.
Der somit berechnete Wert wird als Durchschnittsbearbeitungswert
des elektrischen Stromes angenommen. Die Vergleichseinrichtung 15 vergleicht
diesen Durchschnittsbearbeitungswert des elektrischen Stromes mit
einem Grenzwert des elektrischen Stromes, welcher vorstehend als
maximaler Wert für
den elektrischen Strom in einem Bereich festgelegt worden ist, in
welchem ein Brechen des Drahts in der Drahtelektrode 1 nicht verursacht
wird. In dem Fall, wo der Durchschnittsbearbeitungswert des elektrischen
Stromes den Grenzwert des elektrischen Stromes beschreitet, wird
die Pulssteuereinrichtung 13 derart gesteuert, dass der Durchschnittsbearbeitungswert
des elektrischen Stromes nicht höher
sein kann als der Grenzwert des elektrischen Stromes. Die herkömmliche
funkenerosive Entladebearbeitung ist wie vorstehend aufgebaut, und
wobei die Zuführung
eines elektrischen Stromes zur Bearbeitung unterdrückt wird,
wobei dessen Intensität
höher ist
als diejenige des Grenzwertes des elektrischen Stromes, welcher
vorstehend als der maximale elektrische Stromwert in einem Bereich
festgelegt worden ist, in welchem ein Bruch des Drahts in der Drahtelektrode 1 nicht
verursacht wird. Auf diese Art und Weise wird ein Bruch des Drahts
in der Drahtelektrode 1 verhindert.
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Jedoch
ist es bei dem vorstehend beschriebenen Stand der Technik ein Problem,
wie der Grenzwert des elektrischen Stromes bestimmt wird. Beispielsweise
ist es offensichtlich, dass es schwieriger ist, den Draht in dem
Fall zu brechen, bei dem die Spülungsdüsen des
elektrischen Fluids 4a, 4b von dem Werkstück 2 entfernt
bzw. beabstandet angeordnet sind. Jedoch unterscheidet sich die
herkömmliche,
funkenerosive Drahtschneidemaschine hinsichtlich eines Unterschieds
des Grenzwerts des elektrischen Stromes nicht, welcher durch einen
Unterschied in der relativen Position der dielektrischen Fluiddüse mit dem
vorstehend beschriebenen Werkstück
erzeugt wird.
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Dementsprechend
ist die herkömmliche
funkenerosive Drahtschneidemaschine bei der Durchführung der
Steuerung nicht hilfreich, um ein Brechen einer Drahtelektrode durch
Festlegung eines Grenzwertes des elektrischen Stromes auf der Grundlage zu
vermeiden, dass die relative Position der dielektrischen Fluiddüse hinsichtlich
des Werkstücks
bei dem gesamten Bearbeitungsprozess die gleiche ist. Daher wird
in dem Fall der Bearbeitung eines Werkstücks, welches teilweise von
den Spüldüsen entfernt ist,
beispielsweise im Fall der Bearbeitung über eine gegenseitig gebohrte Öffnung,
was in häufiger
Art und Weise in einem Werkzeug bzw. Werkstück zu sehen ist, wenn die elektrische
Entladeenergie auf der Annahme zugeführt wird, dass die dielektrische
Fluiddüse
nahe dem Werkstück
angeordnet ist, das Brechen der Drahtelektrode verursacht, wenn
ein Abschnitt, der von der dielektrischen Fluiddüse beabstandet ist, durch die
elektrische Entladung bearbeitet wird. Wenn elektrische Entladeenergie
aufgrund der Annahme zugeführt
wird, dass die dielektrische Fluiddüse von dem Werkstück beabstandet
ist, ist es unmöglich,
eine ausreichend hohe Rate der Bearbeitung zu erhalten. Die vorstehenden
Probleme können
hinsichtlich des Standes der Technik zutreffen.
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Wenn
eine Endfläche
oder ein Stufenabschnitt durch elektrische Entladung bearbeitet
wird, wird die elektrische Entladung periodisch bzw. stoßweise vorgenommen,
wie diese in vielen Fällen
erzeugt wird. Daher ist es im Fall der Bearbeitung der Endfläche oder
des Stufenabschnitts notwendig, eine Intensität der elektrischen Entladeenergie
zu reduzieren, im Vergleich zu einem Fall, in welchem die Bearbeitung
in normaler Art und Weise durchgeführt wird. Wie vorstehend hinsichtlich
des Standes der Technik beschrieben, wird der Grenzwert des elektrischen
Stromes auf einen konstanten Wert festgelegt, welcher vorstehend
festgelegt worden ist, bevor die elektrische Entladebearbeitung
durchgeführt
wird. Wenn der Grenzwert des elektrischen Stromes auf der Basis
der normalen Bedingung der elektrischen Entladebearbeitung festgelegt
wird, tendiert die Drahtelektrode dazu, in dem Fall zu brechen,
dass die elektrische Entladebearbeitung an der Endfläche oder
dem Stufenabschnitt des Werkstücks
durchgeführt
wird. Wenn der Grenzwert des elektrischen Stromes auf der Basis
der Durchführung
der elektrischen Entladebearbeitung auf der Endfläche oder dem
Stufenabschnitt des Werkstücks
festgelegt ist, verringert sich die Rate der elektrischen Entladebearbeitung
beträchtlich.
Die vorstehenden Probleme treten bei dem Stand der Technik auf.
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Die
DE 195 34 739 beschreibt
eine Drahtschneide-Funkenerosionsverarbeitungsvorrichtung und
ein Steuerverfahren für
die Vorrichtung, wobei die Menge von Stromimpulsen, die an einen
Bearbeitungsspalt geliefert werden, ohne Erfassungsverzögerung genau
gemessen werden kann.
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Die
DE 33 90 011 C2 beschreibt
ein Verfahren zur Bearbeitung eines Werkstücks mittels einer Funkenerosionsmaschine,
das eine Zerstörung
der Drahtelektrode bei einem abnormalen Zustand verhindern soll,
ohne dass die Entladungsdauer vom Bearbeitungszustand direkt abhängig ist.
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Die
DE 33 00 552 C2 beschreibt
ein Verfahren zur adaptiven Steuerung eines funkenerosiven Bearbeitungsprozesses,
bei dem die Entladungsimpulse detektiert werden, und die Wirkentladungen und
die abnormalen Entladungen gezählt
werden. In Abhängigkeit
des Verhältnisses
zwischen der Anzahl der Wirkentladungen und der Anzahl abnormaler Entladungen
werden Betriebsparameter verändert.
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Die
JP 62 292 317 A beschreibt
eine Steuervorrichtung für
eine funkenerosive Drahtschneidemaschine zur automatischen Steuerung
einer relativen Zuführungsgeschwindigkeit
zwischen einem Draht und einem Werkstück. Hierzu wird die Entladungsenergie
aus einem Strompeak, der Impulsbreite usw. einer Leistungsquelle
berechnet.
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Eine
Leistungssteuereinrichtung für
eine funkenerosive Drahtschneidemaschine, die einen Kurzschlusszustand
und einen anormalen Zustand detektieren kann, ist aus der
JP 08-118 146 A bekannt.
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Die
DE 40 13 044 A1 beschreibt
ein elektroerosives Bearbeitungsverfahren, bei dem die Entladungsenergie
in einem instabilen Zustand verringert wird.
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Die
US 5,276,301 A beschreibt
eine funkenerosive Drahtschneidemaschine, wobei eine unzulässige Entladungsfrequenz
auf der Basis einer durchschnittlichen Entladungsfrequenz berechnet wird.
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Die
US 4,673,789 A beschreibt
eine Leistungsquelle für
eine funkenerosive Drahtschneidemaschine, wobei ein mittlerer Strom
beschränkt
wird, um einen Drahtbruch zu vermeiden und die Bearbeitungsgeschwindigkeit
zu erhöhen.
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Die
EP 0 606 494 A1 beschreibt
eine funkenerosive Drahtschneidemaschine, bei der die Maschinenzustände auf
eine solche Weise automatisch aktualisiert werden, dass der Maschinenzustand
und die Zielwerte übereinstimmen.
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Die
EP 0 934 791 A2 beschreibt
eine Steuereinheit einer funkenerosive Drahtschneidemaschine, die
eine Dickenänderung
des Werkstücks
und eine Stromdichte in Echtzeit überwacht.
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Die
JP 62 019 322 A beschreibt
eine funkenerosive Drahtschneidemaschine, bei der ein kritischer
Stromwert für
die Drahtelektrode nicht überschritten
werden soll.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung ist vorgenommen worden, um die vorstehenden
Probleme zu lösen.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine funkenerosive
Drahtschneidemaschine zu schaffen, welche dadurch gekennzeichnet
ist, dass selbst wenn das relative Layout bzw. die Ausführung der Düsen mit
dem Werkstück
variiert, oder wenn eine Endfläche
oder ein Stufenabschnitt der elektrischen Entladebearbeitung ausgesetzt
ist, die Produktivität der
elektrischen Entladebearbeitung erheblich erhöht werden kann.
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Die
Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche 1 und
4 gelöst.
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Die
vorliegende Erfindung stellt eine funkenerosive Drahtschneidemaschine
bereit, bei der vorzugsweise als ein Parameter zur Änderung
des Eingabewerts der elektrischen Entladebearbeitungsenergie, welcher
durch die Steuereinrichtung gesteuert wird, zumindest einer der
Parameter des Festlegens der elektrischen Entladefrequenz verwendet
wird, wie beispielsweise eine Pausenzeit und eine Servoreferenzspannung,
und wobei die Schwellenwertdaten hinsichtlich einer Relation zwischen
den Parametern und der normalen elektrischen Entladeimpulsenergie
festgelegt werden.
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Die
vorliegende Erfindung stellt eine funkenerosive Drahtschneidemaschine
bereit, bei der vorzugsweise als ein Parameter zum Ändern des
Eingabewerts der elektrischen Entladebearbeitungsenergie, die durch
die Steuereinrichtung gesteuert wird, zumindest einer der Parameter
zum Festlegen der elektrischen Entladeenergie durch einen Impuls
als ein festgelegter der spitzenelektrischen Spannung und eine Impulsweite
verwendet wird, und wobei die Schwellenwertdaten hinsichtlich einer
Beziehung zwischen den Parametern und der normalen elektrischen
Entladeimpulsenergie festgelegt werden.
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Die
vorliegende Erfindung stellt eine funkenerosive Drahtschneidemaschine
bereit, bei der vorzugsweise die elektrischen Entladebearbeitungszustände einen
Unterschied in einer relativen Position zwischen einer Spüldüse des dielektrischen
Fluids und dem Werkstück
(2) umfassen.
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Da
die funkenerosive Drahtschneidemaschine der vorliegenden Erfindung
wie vorstehend beschrieben aufgebaut ist, können die folgenden Effekte
hervorgerufen werden. Selbst wenn die relative Ausführung bzw.
das relative Layout der Düsen
hinsichtlich des Werkstücks
variiert, oder wenn die elektrische Entladevorrichtung an einer
Endfläche
oder einem Stufenabschnitt des Werkstücks durchgeführt wird,
ist es möglich,
die elektrische Entladeenergie zuzuführen, wobei die Intensität davon
sehr nahe an einem kritischen Wert hinsichtlich des Brechens der Drahtelektrode
ist. Daher ist es möglich,
eine elektrische Entladevorrichtung bereit zu stellen, dessen Produktivität der elektrischen
Entladebearbeitung beträchtlich
erhöht
werden kann.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine schematische Darstellung, welche eine Anordnung einer elektrischen
Entladevorrichtung einer ersten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung darstellt.
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2 ist
eine schematische Darstellung zur Erläuterung des elektrischen Entladebearbeitungs-Energiefestlegungsbetriebs
einer funkenerosiven Drahtschneidemaschine der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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3 ist
eine schematische Darstellung, welche eine Anordnung einer funkenerosiven
Drahtschneidemaschine gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt.
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4 ist
eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Pausenzeit-Festlegungsbetriebs
einer funkenerosiven Drahtschneidemaschine gemäß der zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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5 ist
eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Festlegungsbetriebs
des elektrischen Spitzenstromwerts einer funkenerosiven Drahtschneidemaschine
gemäß einer
dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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6 ist
eine schematische Darstellung, welche eine Anordnung einer herkömmlichen
funkenerosiven Drahtschneidemaschine darstellt.
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AUSFÜHRUNGSFORMEN ZUR DURCHFÜHRUNG DER
ERFINDUNG
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Erste Ausführungsform
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1 ist
eine schematische Darstellung, welche eine Anordnung einer funkenerosiven
Drahtschneidemaschine gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt. In der Figur bezeichnet das
Bezugszeichen 1 eine Drahtelektrode, das Bezugszeichen 2 ein
Werkstück,
das Bezugszeichen 3 eine Drahtspule, die Bezugszeichen 4a und 4b bezeichnen
Spüldüsen des
dielektrischen Fluids, das Bezugszeichen 5 bezeichnet eine
Capstanrolle, das Bezugszeichen 6 eine Halterolle bzw. Kennrolle,
das Bezugszeichen 7 einen X-Tisch zum Antrieb des Werkstücks 2 in
horizontaler Richtung (X-Richtung), das Bezugszeichen 8 einen
Y-Tisch zum Antrieb des Werkstücks 2 in
horizontaler Richtung (Y-Richtung), das Bezugszeichen 9 einen X-Achsenservoverstärker zur
Steuerung eines nicht gezeigten Antriebsmotors zum Antrieb des X-Tisches 7,
das Bezugszeichen 10 einen Y-Achsen-Servoverstärker zum
Antrieb eines nicht gezeigten Motors zum Antrieb des Y-Tisches 8,
das Bezugszeichen 11 bezeichnet eine elektrische Leistungsquelle,
welche für
die elektrische Entladevorrichtung verwendet wird, das Bezugszeichen 13 bezeichnet
eine Impulssteuereinrichtung, das Bezugszeichen 17 eine
normale elektrische Entladeimpulserfassungseinrichtung, das Bezugszeichen 18 eine
normale elektrische Entladeimpulsberechnungseinrichtung, das Bezugszeichen 19 eine
Vergleichseinrichtung und das Bezugszeichen 20 eine Steuereinrichtung.
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Als
Nächstes
wird der Betrieb im Weiteren erläutert
werden. Die Drahtelektrode 1 wird durch die Capstanrolle 5 und
die Klemmrolle 6 gehalten und gezogen, so dass die Drahtelektrode 1 bewegt
wird. Während
das dielektrische Fluid in den Arbeitsspalt bzw. den Arbeitszwischenraum,
welcher durch die Drahtelektrode 1 und das Werkstück 2 gebildet
wird, von den Spüldüsen des
dielektrischen Fluids 4a, 4b zugeführt wird,
wird elektrische Leistung für
die elektrische Entladebearbeitung, welche eine elektrische Entladeenergie
ist, dessen Intensität
sich ähnlich
zu einem Impuls bzw. Puls ändert,
in den Arbeitsspalt von der elektrischen Leistungsquelle 11 zugeführt wird,
welche durch die Impulssteuereinrichtung 13 gesteuert wird,
und wobei die Drahtelektrode 1 und das Werkstück 2 relativ
zueinander durch den X-Tisch 7 und den Y-Tisch 8 bewegt
werden, welche Positioniereinrichtungen sind, so dass das Werkstück 2 durch
die elektrische Entladung bearbeitet werden kann. Die Positioniersteuerung
zur Steuerung der relativen Positionen der Drahtelektrode 1 und
des Werkstücks 2,
welche durch die Positioniereinrichtung durchgeführt wird, wird von der Steuereinrichtung 20 gesteuert
bzw. bestimmt, und wobei ebenso die Steuerung der elektrischen Konditionen,
die durch die Impulssteuereinrichtung 16 durchgeführt wird,
von der Steuereinrichtung 20 bestimmt bzw. gesteuert wird.
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In
diesem Zusammenhang ist der normale elektrische Entladeimpuls als
ein Impuls definiert, welcher in einem entsprechenden bzw. geeigneten Bearbeitungszustand
erzeugt wird. Der normale elektrische Entladeimpuls ist dadurch
gekennzeichnet, dass die elektrische Entladung über eine Zündverzögerungszeit von mehreren hundert
ns bis zu mehreren hundert μs
nach Anlegung der Spannung erzeugt wird. Wie beispielsweise in der
japanischen Patentveröffentlichung
Nr. 2-44648 beschrieben, kann der normale elektrische Entladeimpuls
durch das Auftreten der elektrischen Entladung in einer vorbestimmten
Zeitperiode erfasst werden. Die normale elektrische Entladeimpulserfassungseinrichtung
17 hat
eine Erfassungsfunktion, bei der das vorstehende Verfahren verwendet
wird.
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Die
normale elektrische Entladeimpulsenergie ist als elektrische Entladebearbeitungsenergie
in dem Fall der Extraktion von lediglich normalen elektrischen Entladeimpulsen
definiert. Diese normale elektrische Impulsenergie kann durch die
Berechnung von N·Ipn·Ipn ermittelt
werden, wobei N eine Anzahl von normalen elektrischen Entladeimpulsen, die
durch die normale elektrische Entladeimpuls-Erfassungseinrichtung 17 in
Zeiteinheiten gemessen werden, und Ipn ist ein elektrischer Spitzenstrom
des normalen elektrischen Entladeimpulses. Die normale elektrische
Entladeimpuls-Berechnungseinrichtung 18 hat eine Funktion
zur Durchführung
der vorstehenden Berechnung.
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2 ist
eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Betriebs zur Festlegung
der elektrischen Entladebearbeitungsenergie einer funkenerosiven
Drahtschneidemaschine gemäß der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. 2 zeigt
ein Verhältnis
zwischen dem festgelegten Wert der elektrischen Entladebearbeitungsenergie,
welcher in der elektrischen Entladevorrichtung 11 durch die
Steuereinrichtung 20 über
die Impulssteuereinrichtung 13 festgelegt worden ist, und
der normalen elektrischen Entladeimpulsenergie, welche erzeugt worden
ist.
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In
diesem Fall ist der festgelegte Wert der elektrischen Entladebearbeitungsenergie
die durchschnittliche elektrische Bearbeitungsenergie, welche eingegeben
wird, wenn die elektrische Entladevorrichtung normal fortfährt bzw.
normal betrieben wird. Der festgelegte Wert der elektrischen Entladebearbeitungsenergie
wird durch F·Ip·Ip, F·Ip·Ton oder f·Ton·Ton bestimmt,
wobei f eine durchschnittliche elektrische Entladefrequenz ist,
die durch die Pausenzeit, die festgelegt worden ist und durch die
Servoreferenzspannung bestimmt wird, und wobei Ip ein elektrischer
Spitzenstromwert ist, und Ton eine Impulsweite ist.
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2 ist
eine Ansicht, welche ein Beispiel darstellt, bei dem der elektrische
Stromspitzenwert Ip fixiert ist und die durchschnittliche elektrische
Entladefrequenz f geändert
wird. Das zuvor erwähnte
Verhältnis
zwischen dem festgelegten Wert der elektrischen Entladebearbeitungsenergie
und der normalen elektrischen Entladeimpulsenergie kann ebenso wie
folgt festgelegt werden. Während
der elektrische Spitzenstromwert Ip in einem vorbestimmten Abschnitt
des festgelegten Wertes der elektrischen Entladebearbeitungsenergie
vorbestimmt ist, ändert
sich die durchschnittliche elektrische Entladefrequenz f, und während die
durchschnittliche elektrische Entladefrequenz f in einem anderen
Abschnitt fixiert wird, ändert
sich der elektrische Spitzenstrom Ip.
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In 2 zeigt
L11 (gerade Linie) einen Fall, bei dem die elektrischen Entladespüldüsen des
elektrischen Fluids 4a und 4b nahe dem Werkstück 2 angeordnet
sind (beispielsweise sind die elektrischen Entladespüldüsen des
elektrischen Fluids 4a und 4b an Positionen angeordnet,
die von dem Werkstück 2 durch
0,1 mm entfernt sind), wobei L12 (gestrichelte Linie) einen Fall
darstellt, bei dem entweder die Spüldüse 4a oder 4b von
dem Werkstück 2 entfernt
angeordnet ist (beispielsweise ist die elektrische Entlade-Dielektrikfluiddüse 4a oder 4b an
einer Position angeordnet, die von dem Werkstück 2 durch 5 mm bis
10 mm entfernt ist), und wobei L13 (die Strichpunktlinie) einen
Fall zeigt, bei dem beide Spüldüsen 4a und 4b von
dem Werkstück 2 entfernt
angeordnet bzw. beabstandet sind (beispielsweise sind die elektrischen
Entladespüldüsen des
dielektrischen Fluids 4a und 4b an Positionen
von dem Werkstück 2 um
5 mm bis 10 mm entfernt bzw. beabstandet. In der Zeichnung zeigt
das Bezugszeichen x einen Betriebspunkt, wenn die Drahtelektrode
gebrochen ist. In der Zeichnung zeigt TH1 (Punkt-Punkt-Strichlinie) eine Schwellwertkurve,
welche festgelegt worden ist, während
eine gewisse Marge von dem Betriebspunkt zur Zeit des Drahtbruchs
sichergestellt ist.
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Die
vorliegenden Erfinder haben eine große Anzahl von Experimenten
durchgeführt,
bei denen eine relative Position der elektrischen Entladedüsen des
dielektrischen Fluids hinsichtlich des Werkstücks unterschiedlich variiert
worden ist. Als Folge davon haben die vorliegenden Erfinder ermittelt,
dass die Charakteristik, die in 2 gezeigt
ist, im Wesentlichen zwischen dem festgelegten Wert der elektrischen
Entladebearbeitungsenergie und der gemessenen normalen, elektrischen
Entladeimpulsenergie gemäß einem
Unterschied der relativen Position der elektrischen Entladedüsen des
dielektrischen Fluids hinsichtlich des Werkstücks vorliegt. Das bedeutet, dass
die vorliegenden Erfinder das Folgende ermittelt haben. Wenn die
Achse der Abszisse einen festgelegten Wert der elektrischen Entladebearbeitungsenergie
darstellt, welcher in der elektrischen Leistungsquelle 11 der
elektrischen Entladevorrichtung durch die Steuereinrichtung 20 über die
Impulssteuereinrichtung 13 festgelegt worden ist, und wobei
die Achse der Ordinate die normale elektrische Entladeimpulsenergie
darstellt, welche gemessen worden ist, wird der Betriebspunkt wie
in 2 definiert. Da sich der festgelegte Wert der
elektrischen Entladebearbeitungsenergie erhöht, wird dieser Betriebspunkt von
dem Boden nach oben an eine Stelle L11, L12 oder L13 gemäß einem
Unterschied in der relativen Position der elektrischen Entladedüse des dielektrischen
Fluids von L11, L12 und L13 hinsichtlich des Werkstücks bewegt,
und wobei die Drahtelektrode an dem Punkt x bricht, welche an einem
oberen Ende von jedem Punkt lokalisiert ist.
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Impulse
außer
die normalen elektrischen Entladeimpulse tragen selten zu der elektrischen Entladebearbeitung
bei, d. h. dass eine Rate der elektrischen Entladebearbeitung im
Wesentlichen durch die normale elektrische Entladeimpulsenergie bestimmt
bzw. gesteuert wird. Wenn daher die elektrische Entladebearbeitung
an einem Betriebspunkt unmittelbar vor dem Bruch des Drahts durchgeführt wird
(der Betriebspunkt zur Zeit des Bruchs des Drahts wird durch den
Punkt x in der Figur ausgedrückt),
ist es möglich,
eine kritische Rate der elektrischen Entladebearbeitung zu realisieren,
welche unmittelbar vor dem Bruch der Drahtelektrode vorliegt, die
einem Unterschied in der relativen Position der elektrischen Entladedüse des dielektrischen
Fluids hinsichtlich des Werkstücks
entspricht.
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Wenn
dementsprechend die Schwellenwertkurve TH1 festgelegt ist, wie in 2 gezeigt,
in welcher eine gewisse Marge von dem Betriebspunkt zur Zeit des
Drahtbruchs x sichergestellt ist, und der Betriebspunkt in der Nähe dieses
Drahtbruchs beibehalten wird, werden diese beispielsweise in der
Speichereinrichtung gespeichert, die in der Steuereinrichtung 20 vorgesehen
ist.
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Die
in 2 gezeigte Schwellenwertkurve wird als Beispiel
genommen und im Folgenden erläutert.
In dem Fall, wo der Betriebspunkt für jeden elektrischen Entladebearbeitungszustand
oberhalb der Schwellenwertkurve TH1 lokalisiert ist, wird die Steuerung
derart durchgeführt,
dass der festgesetzte Wert der elektrischen Entladebearbeitungsenergie erhöht wird.
In dem Fall, wo der Betriebspunkt für jeden elektrischen Entladebearbeitungszustand
unterhalb der Schwellenwertkurve TH1 lokalisiert ist, wird die Steuerung
derart durchgeführt,
dass der festgelegte Wert der elektrischen Entladebearbeitungsenergie
vermindert wird. Das heißt,
dass der Betrieb wie folgt durchgeführt wird. Der Betriebspunkt
wird durch die normale elektrische Entladeimpulsenergie ermittelt,
welche durch die normale elektrische Entladeimpuls-Berechnungseinrichtung 18 ermittelt
worden ist, und durch den festgelegten Wert der elektrischen Entladebearbeitungsenergie
ermittelt, welcher durch die Steuereinrichtung 20 festgelegt
worden ist. Dieser Betriebspunkt und die Daten der Schwellenwertkurve,
welche von der Steuereinrichtung 20 festgelegt worden sind,
werden miteinander durch die Vergleichseinrichtung 19 verglichen.
In dem Fall, wo der Betriebspunkt oberhalb der Schwellenwertkurve
lokalisiert ist (d. h. in dem Fall, wo eine Intensität der normalen
elektrischen Entladeimpulsenergie an dem Betriebspunkt höher ist
als die Intensität
der normalen elektrischen Entladeimpulsenergie der Daten der Schwellenwertkurve,
welche dem festgelegten Wert der elektrischen Entladebearbeitungsenergie
an dem Betriebspunkt entsprechen, wo der festgelegte Wert der elektrischen
Entladebearbeitungsenergie der Daten der Schwellenwertkurve, die
der normalen elektrischen Entladeimpulsenergie an dem Betriebspunkt entsprechen,
höher ist
als der festgelegte Wert der elektrischen Entladebearbeitungsenergie
an dem Betriebspunkt, sendet die Steuereinrichtung 20 einen Befehl
zu der Impulssteuereinrichtung 13, so dass der festgelegte
Wert bzw. festzusetzende Wert der elektrischen Entladebearbeitungsenergie
erhöht
werden kann. In dem Fall, wo dieser Betriebspunkt unterhalb der
Schwellenwertkurve liegt (d. h. in dem Fall, wo eine Intensität der normalen
elektrischen Entladeimpulsenergie an dem Betriebspunkt niedriger
ist als eine Intensität
der normalen elektrischen Entladeimpulsenergie der Daten der Schwellenwertkurve, welche
dem festzusetzenden Wert der elektrischen Entladebearbeitungsenergie
an dem Betriebspunkt entspricht, wo der festzusetzende Wert der
elektrischen Entladebearbeitungsenergie der Daten der Schwellenwertkurve,
welche der normalen elektrischen Entladeimpulsenergie an dem Betriebspunkt entsprechen,
niedriger ist als der festzusetzende Wert bzw. festgelegte Wert
der elektrischen Entladebearbeitungsenergie an dem Betriebspunkt),
sendet die Steuereinrichtung 20 einen Befehl zu der Impulssteuereinrichtung 13,
so dass der festzusetzende Wert der elektrischen Entladebearbeitungsenergie vermindert
werden kann.
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Wie
aus 2 ersichtlich, je höher der festzusetzende Wert
der elektrischen Entladebearbeitungsenergie ist, desto höher ist
die Schwellenwertkurve TH1. Wenn dementsprechend die Steuerung durchgeführt wird,
so dass der Betriebspunkt nahe zu der Schwellenwertkurve gelegt
werden kann, in dem Fall, wo die elektrische Entladung wiederkehrend bzw.
unterbrochen erzeugt wird, vermindert sich die Anzahl der Erzeugung
von der normalen elektrischen Entladung. Daher ist die Intensität der elektrischen Entladeenergie
automatisch niedrig anzusetzen. Selbst in einem Bereich, wie einer
Endfläche
des Werkstücks,
wo die elektrische Entladebearbeitung unstetig bzw. unstabil durchgeführt wird,
wird die Steuerung folglich derart durchgeführt, dass ein Brechen des Drahts
im Wesentlichen verhindert werden kann.
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Gemäß der vorstehenden
Erläuterung
ist die Schwellenwertkurve als eine kontinuierliche Funktion im
Hinblick auf den festzusetzenden Wert der elektrischen Entladebearbeitungsenergie
festzusetzen bzw. festzulegen, wobei jedoch keine Probleme verursacht
werden, selbst wenn die Schwellenwertkurve in einem entsprechenden
Bereich unstetig bzw. sprunghaft werden soll. Beispielsweise kann
das folgende Verfahren zur Festsetzung der Schwellenwertkurve angepasst
bzw. übernommen
werden. Die festzusetzenden Werte der elektrischen Entladebearbeitungsenergie
werden in vorbestimmte Bereiche unterteilt, und die Schwellenwertkurve
wird stufenweise derart festgelegt, dass die normale elektrische
Entladeimpulsenergie in den somit unterteilten Bereichen konstant
werden kann.
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Zweite Ausführungsform
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3 ist
eine schematische Darstellung, welche eine Anordnung einer funkenerosiven
Drahtschneidemaschine gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt. In der Figur bezeichnet das
Bezugszeichen 21 eine normale elektrische Entladeimpulszähleinrichtung. Ähnliche
Bezugszeichen werden verwendet, um ähnliche Teile in den 1 und 3 zu
bezeichnen. Der grundsätzliche
Betrieb dieser Ausführungsform
als funkenerosive Drahtschneidemaschine ist der gleiche wie derjenige
der ersten Ausführungsform.
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4 ist
eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Festsetzung der
Pausenzeit der funkenerosiven Drahtschneidemaschine gemäß der zweiten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. 4 zeigt
eine Beziehung zwischen dem festzusetzenden Wert der Pausenzeit,
welcher in der elektrischen Entladespannungsquelle 11 durch
die Steuereinrichtung 20 über die Impulssteuereinrichtung 13 festgelegt
worden ist, und der Anzahl der normalen elektrischen Entladeimpulse,
welche erzeugt worden sind. In der Zeichnung zeigt L21 (die durchgezogene
Linie) einen Fall, in dem die elektrischen Entladespüldüsen des
dielektrischen Fluids 4a und 4b nahe dem Werkstück 2 angeordnet
sind (beispielsweise die elektrischen Entladespüldüsen des dielektrischen Fluids 4a und 4b sind
an Positionen angeordnet, welche von dem Werkstück 2 um 0,1 mm entfernt
sind), L22 (gestrichelte Linie) zeigt einen Fall, in dem die dielektrische
Entladedüse
für das
dielektrische Fluid 4a oder 4b entfernt von dem
Werkstück 2 angeordnet
ist (beispielsweise ist die elektrische Entladedüse für das dielektrische Fluid 4a oder 4b an
einer Position angeordnet, welche von dem Werkstück 2 um 5 mm bis 10
mm entfernt ist), und L23 (Strichpunktlinie) zeigt einen Fall, in
dem die elektrische Entladespüldüsen des
dielektrischen Fluids 4a und 4b entfernt von dem
Werkstück 2 angeordnet
sind (beispielsweise sind die elektrischen Entladespüldüsen des
dielektrischen Fluids 4a und 4b an Positionen
angeordnet, welche von dem Werkstück um 5 mm bis 10 mm entfernt
sind). In der Zeichnung bezeichnet das Bezugszeichen x einen Betriebspunkt.
In der Zeichnung zeigt TH2 (Strich-Punkt-Punktlinie) eine Schwellenwertkurve, welche
festgesetzt worden ist, während
eine gewisse Marge von dem Betriebspunkt zur Zeit des Drahtbruchs
sichergestellt ist.
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4 zeigt
einen Fall, in welchem lediglich die Pausenzeit als ein Parameter
angepasst worden ist, wodurch der festzusetzende Wert der elektrischen
Entladebearbeitungsenergie in 2 der ersten
Ausführungsform
geändert
wird. In diesem Fall wird der elektrische Spitzenstrom konstant
gehalten, und die normale elektrische Entladeimpulsenergie und die
Anzahl der normalen elektrischen Entladeimpulse kann miteinander
vertauscht werden, da beide proportional zueinander sind. Dementsprechend
wird in 4 die Aufmerksamkeit darauf
gelegt, dass eine Beziehung zwischen dem festzusetzenden Wert der Pausenzeit
und der Anzahl der normalen elektrischen Entladeimpulse vorliegt.
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Dementsprechend
wird in ähnlicher
Art und Weise wie bei der ersten Ausführungsform, die in 2 gezeigt
wird, wenn die Schwellenwertkurve von TH2, wie in 4 gezeigt,
in welcher eine gewisse Marge von dem Betriebspunkt zur Zeit des
Drahtbruchs x sichergestellt ist, festgelegt ist und der Betriebspunkt
in der Nähe
dieser Schwellenwertkurve beibehalten wird, wird es möglich, eine
maximale Intensität der
elektrischen Entladeenergie innerhalb eines Bereichs zuzuführen, in
welchem die Drahtelektrode nicht bricht bzw. gebrochen wird, unabhängig davon,
wo die relative Position der elektrischen Entladedüse für das dielektrische
Fluid hinsichtlich des Werkstücks
lokalisiert ist. Daher kann die Produktivität der elektrischen Entladebearbeitung
wesentlich in ähnlicher
Art und Weise wie derjenigen der ersten Ausführungsform erhöht werden.
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In
gleicher Art und Weise wie bei der ersten Ausführungsform können die
Daten der Schwellenwertkurve gespeichert werden, beispielsweise
in der Speichereinrichtung, die in der Steuereinrichtung 20 in
der Art und Weise vorgesehen ist, dass eine Beziehung zwischen dem
festzusetzenden Wert der Pausenzeit, welche mit verschiedenen elektrischen
Entladebearbeitungszuständen
einschließlich
einer relativen Position der elektrischen Entladedüse für das dielektrische
Fluid mit dem Werkstück
korrespondiert, und der Anzahl der normalen elektrischen Entladeimpulse
und des Betriebspunkts zur Zeit des Drahtbruchs durch Experimente
gefunden worden sind, und eine vorbestimmte Marge von diesem Betriebspunkt
des Drahtbruchs sichergestellt ist.
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Die
vorstehenden Erläuterungen
sind hinsichtlich eines Falls vorgenommen worden, in welchem eine
Schwellenwertkurve gemäß der Beziehung
zwischen dem festzusetzenden Wert der Pausenzeit und der Anzahl
der normalen elektrischen Entladeimpulse festgelegt worden ist,
und wobei der festzusetzende Wert der Pausenzeit derart gesteuert wird,
dass der Betriebspunkt nahe an diese Schwellenwertkurve gelegt werden
kann. Jedoch können anstelle
des festzusetzenden Werts der Pausenzeit andere Parameter zur Festlegung
der elektrischen Entladeenergie gesteuert bzw. bestimmt werden,
wie beispielsweise ein Befehlswert der Zwischenelektrodenservospannung.
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Dritte Ausführungsform
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1 ist
eine schematische Darstellung, welche eine Anordnung einer funkenerosiven
Drahtschneidemaschine gemäß der dritten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt. Der grundsätzliche Betrieb der drahtelektrischen
Entladevorrichtung gemäß der dritten
Ausführungsform
ist der gleiche wie derjenige der ersten Ausführungsform.
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1 ist
eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Betriebs zum Festsetzen
des Wertes des elektrischen Spitzenstroms einer funkenerosiven Drahtschneidemaschine
gemäß der dritten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. 5 zeigt eine
Beziehung zwischen dem festzusetzenden Wert des elektrischen Spitzenstroms,
welcher in der elektrischen Spannungsquelle 11 der elektrischen
Entladevorrichtung durch die Steuereinrichtung 20 über die
Impulssteuereinrichtung 30 festgelegt worden ist, und der
normalen elektrischen Entladeimpulsenergie, welche erzeugt worden
ist.
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5 zeigt
einen Fall, in welchem lediglich ein elektrischer Spitzenstrom als
ein Parameter zur Änderung
des festzusetzenden Wertes der elektrischen Entladebearbeitungsenergie
gemäß der ersten
Ausführungsform
angepasst wird, wie in 2 gezeigt. In 5 wird
die Aufmerksamkeit auf eine Beziehung zwischen dem festzusetzenden
Wert des elektrischen Spitzenstroms und der normalen elektrischen
Entladeimpulsenergie gelegt.
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In 5 zeigt
L31 (durchgezogene Linie) einen Fall, in welchem die elektrischen
Entladespüldüsen des
dielektrischen Fluids 4a und 4b nahe dem Werkstück angeordnet
sind (beispielsweise sind die elektrischen Entladespüldüsen des
dielektrischen Fluids 4a und 4b an Positionen
angeordnet, welche von dem Werkstück 2 um 0,1 mm entfernt
sind), L32 (gestrichelte Linie) zeigt einen Fall, in welchem die elektrische
Entladedüse
des dielektrischen Fluids 4a oder 4b von dem Werkstück 2 entfernt
angeordnet ist (beispielsweise ist die elektrische Entladedüse des dielektrischen
Fluids 4a oder 4b an einer Position angeordnet,
welche von dem Werkstück 2 um
5 mm bis 10 mm entfernt ist), und L33 (Strichpunktlinie) zeigt einen
Fall, in welchem die elektrischen Entladespüldüsen des dielektrischen Fluids 4a und 4b von
dem Werkstück 2 entfernt
angeordnet sind (beispielsweise sind die elektrischen Entladespüldüsen des
dielektrischen Fluids 4a und 4b an Positionen
angeordnet, welche von dem Werkstück 2 um 5 mm bis 10 mm
entfernt sind).
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In
der Zeichnung bezeichnet das Bezugszeichen x einen Betriebspunkt,
wenn die Drahtelektrode bricht bzw. gebrochen ist. In der Figur
zeigt TH3 (Punkt-Punkt-Strichlinie) eine Schwellenwertkurve, welche
festgelegt worden ist, während
eine gewisse Marge von dem Betriebspunkt zur Zeit des Drahtbruchs
sichergestellt ist.
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In
gleicher Art und Weise wie bei der ersten Ausführungsform, die in 2 gezeigt
ist, wenn die Schwellenwertkurve von TH3, wie in 4 gezeigt, in
welcher eine gewisse Marge von dem Betriebspunkt zur Zeit des Drahtbruchs
x sichergestellt ist, festgelegt ist, und der Betriebspunkt in der
Nähe dieser
Schwellenwertkurve beibehalten wird, wird es möglich, eine maximale Intensität der elektrischen Entladeenergie
innerhalb eines Bereichs zuzuführen, in
welchem die Drahtelektrode nicht bricht bzw. nicht gebrochen wird,
unabhängig
von der relativen Position der elektrischen Entladedüse für das dielektrische Fluid
hinsichtlich des Werkstücks.
Daher kann die Produktivität
der elektrischen Entladebearbeitung in der gleichen Art und Weise
wie derjenigen der ersten Ausführungsform
erheblich gesteigert werden.
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In
der gleichen Art und Weise wie derjenigen der ersten Ausführungsform
können
die Daten der Schwellenwertkurve gespeichert werden, beispielsweise
in der Speichereinrichtung, die in der Steuereinrichtung 20 vorgesehen
ist, in einer Art und Weise, dass eine Beziehung zwischen dem festzusetzenden Wert
des elektrischen Spitzenstroms, welcher mit verschiedenen elektrischen
Entladebearbeitungsbedingungen einschließlich einer relativen Position
der elektrischen Entladedüse
für das
dielektrische Fluid hinsichtlich des Werkstücks korrespondiert, und der normalen
elektrischen Entladeimpulsenergie, und wobei der Betriebspunkt zur
Zeit des Drahtbruchs durch Experimente festgestellt bzw. ermittelt
worden ist, und eine vorbestimmte Marge von diesem Betriebspunkt
des Drahtbruchs sichergestellt bzw. ermittelt worden ist.
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Die
vorstehenden Erläuterungen
gelten für den
Fall, in welchem eine Schwellenwertkurve gemäß der Beziehung zwischen dem
festzusetzenden Wert des elektrischen Spitzenstroms und der normalen
elektrischen Entladeimpulsenergie festgelegt worden ist, und wobei
der festzusetzende Wert des elektrischen Spitzenstroms derart gesteuert
wird, dass der Betriebspunkt nahe an dieser Schwellenwertkurve gelegt
werden kann. Jedoch können
anstelle dieses festzusetzenden Wertes des elektrischen Spitzenstroms
andere Parameter zur Festlegung der elektrischen Entladeenergie
pro jedem einzelnen Impuls, wie beispielsweise eine Impulsweite, gesteuert
werden.
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GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
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Wie
vorstehend beschrieben, wird die funkenerosive Drahtschneidemaschine
gemäß der vorliegenden
Erfindung zur elektrischen Entladebearbeitung in geeigneter Art
und Weise verwendet.