DE2413627A1

DE2413627A1 - MACHINE FOR CONICAL CUTTING OF METAL WORK PIECES USING ELECTROEROSION WITH A TRACK-DEPENDENTLY DEFLECTED WIRE ELECTRODE

Info

Publication number: DE2413627A1
Application number: DE19742413627
Authority: DE
Inventors: Werner Filsinger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-03-21
Filing date: 1974-03-21
Publication date: 1975-10-02
Also published as: GB1495577A; FR2264626A1; CH592493A5; FR2264626B1

Description

Patentanwälte ._m Patent attorneys. _m

ZELLENTfN 74 ICELL DISTANCE 74 I.

67 Luehvigshafen/Rfw
RubenssSraSe 3067 Luehvigshafen / Rfw
RubenssSraSe 30

Herrn wfn 1756Mr wfn 1756

Werner Filsinger Y/MWerner Filsinger Y / M

OQ ^ 1Q74 69ol Nußloch b. Hdlbg. ^J " OQ ^ 1Q74 69ol nut hole b. Hdlbg. ^J "

Bäumeisgewann 3Trees ice won 3

!faschine zum konischen Schneiden von Metallwerkstücken durch Elektroerosion mit bahnabhängig ausgelenkter Drahtelektrode» ! machine for conical cutting of metal workpieces by electrical discharge machining with wire electrode deflected depending on the path »

Die Erfindung betrifft eine Maschine zum konischen Schneiden von Metallwerkstücken durch Elektroerosion mit bahnabhängig ausgelenkter Drahtelektrode, Zustellvorrichtungen zur Erzeugung einer vorgegebenen Relativbewegung zwischen Werkzeug und Werkstück und je einem über und unter dem Werkstück angeordneten Drahtführungselement, von denen eines durch einen Exzenter bewegbar und mit einer Steuervorrichtung verbunden ist.The invention relates to a machine for conical cutting of metal workpieces by electrical discharge machining with wire electrode deflected depending on the path, feed devices for production a predetermined relative movement between tool and workpiece and one above and one below the workpiece arranged wire guide element, one of which is movable by an eccentric and connected to a control device is.

Bei der bekannten Maschine ist das andere Drahtführungselement feststehend angeordnet, wodurch sich beim» Erodieren, ein Fehler ergibt, auch wenn das Drahtführungselement nahe an die betreffende Werkstücksoberfläche herangeführt ist.In the known machine, the other is a wire guide element fixedly arranged, which means that when »eroding, a Error results even if the wire guide element is close to the relevant workpiece surface is brought up.

Es ist ferner eine Drahterodiermaschine bekannt, bei der sowohl das obere, als auch das untere Drahtführungselement auf einer Kreisbahn bewegbar sind, jedoch ist hier keine bahnabhängige Auslenkung der Drahtelektrode, sondern deren ständige Bewegung auf einem Doppelkegelmantel vorgesehen.It is also a wire EDM machine is known in which both the upper and the lower wire guide element a circular path can be moved, but here there is no path-dependent deflection of the wire electrode, but its constant Movement provided on a double cone shell.

• · · a• · · a

509840/0138509840/0138

Außerdem ist eine genaue Einstellung der Neigung der Drahtelektrode so, daß die Spitze dieses Doppelkegels in einer genau definierten waagrechten Ebene liegt, bei dem üblicherweise sehr kleinen Konizitätswinkel äußerst schwierig. Schon ein kleiner Einstellungsfehler führt zu einer verhältnismäßig großen Verschiebung der Kegelspitze.In addition, a precise adjustment of the inclination of the wire electrode is required so that the tip of this double cone lies in a precisely defined horizontal plane, in which usually very small angle of conicity extremely difficult. Even a small adjustment error leads to a proportionate large displacement of the cone tip.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Maschine, deren Elektrode bahnabhängig ausgelenkt ist, die jedoch nicht die Nachteile der bekannten Haschinen aufweist.The object of the invention is to provide a machine whose Electrode is deflected depending on the path, which, however, does not have the disadvantages of the known machines.

Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß die beiden Drahtführungselemente an einem gemeinsamen Halter angeordnet sind und letzterer um zwei waagrechte Achsen in einer Ebene zwischen den Drahtführungselementen schwenkbar kardanisch aufgehängt ist, und daß der Exzenter durch ein aus dem Zustellsignal der Zustel!vorrichtung ableitbares Auslenkrichtungssignal steuerbar ist.According to the invention this is achieved in that the two wire guide elements are arranged on a common holder are and the latter cardanic pivotable about two horizontal axes in a plane between the wire guide elements is suspended, and that the eccentric by a deflection direction signal that can be derived from the delivery signal of the delivery device is controllable.

Der Exzenter kann durch eine direkte Ankopplung mit einer Ablesevorrichtung der Zustel!vorrichtung des Spanntisches verbunden sein.The eccentric can be connected directly to a reading device of the infeed device of the clamping table be connected.

Im Falle einer Programmsteuerung des Spanntisches ist ein Funktionsbildner vorgesehen , an dessen Eingängen die Signale von Heßwertgebern für"X-, Y- Koordinaten der Soll-Bahn liegen, und dessen Ausgang zur Übermittlung des Auslenkungsrichtungssignals an den Exzenter mittelbar oder unmittelbar angeschloßen ist.In the case of a program control of the clamping table, a function generator is provided, at whose inputs the Signals from measuring transducers for "X, Y coordinates of the target path lie, and its output for transmitting the deflection direction signal to the eccentric or indirectly is directly connected.

• · * «3• · * «3

509840/0138509840/0138

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:The invention is explained in more detail with reference to the drawings. It shows:

Fig. 1. Die Aufhängung der Drahtführungselemente; Fig. 2. Die Exzenteranordnung für die AuslenkungFig. 1. The suspension of the wire guide elements; Fig. 2. The eccentric arrangement for the deflection

der Drahtelektrode; Fig. 3. Ein Blockschaltbild der Steuervorrichtungthe wire electrode; Fig. 3. A block diagram of the control device

für Spanntisch und Elektrode.for clamping table and electrode.

Die Aufhängung 1 der Drahtführungselemente 2 und 3 besteht aus einem fest am Maschinengestell befestigten F-förmigen Winkelarm 4, dessen Doppelarm 5,6 an seinem unterem Teil eine Achse 7 trägt, die zur schwenkbaren Befestigung eines L-förmigen Kardanbügels 8 dient. Am anderen Ende des Kardanbügels 8 ist auf einer Achse 9 ein E-förmiger Halter Io schwenkbar angeordnet, an dessen mittlerem Querarm 11 das Drahtführungselement 2 und an dessen unterem Querarm 12 das Drahtführungselement 3 fest angeordnet sind. Der durch eine Öffnung 13 im Halter Io zugeführte Draht 14 geht zwischen den Drahtführungselementen 2 und 3 durch den Schnittpunkt der verlängerten Achsen 7 und 9.The suspension 1 of the wire guide elements 2 and 3 consists of an F-shaped one firmly attached to the machine frame Angle arm 4, the double arm 5,6 carries an axis 7 on its lower part, which is used for the pivotable attachment of a L-shaped cardan bracket 8 is used. At the other end of the cardan bracket 8 is an E-shaped holder Io on an axis 9 pivotally arranged, the wire guide element 2 on the middle cross arm 11 and the wire guide element 2 on the lower cross arm 12 thereof Wire guide element 3 are fixedly arranged. The one through a Opening 13 in the holder Io fed wire 14 goes between the wire guide elements 2 and 3 through the intersection of the extended axles 7 and 9.

Der obere Querarm 15 des Halters Io ist über einen Exzenter 16 mit dem Vinkelarm 4 verbunden. Der Exzenter 16 trägt am Ende seiner den Bügel 4 durchsetzenden Achse 17 ein Ritzel 18. Durch die Aufhängung 1 sind die Drahtführungselemente 2 und 3 so gelagert, daß sich das zwischen diesen befindliche Stück des Drahtes 14 beim Drehen des Ritzels 18 den Mantel eines Doppelkegels beschreibt, dessen Spitze stets genau mit dem Schnittpunkt der verlängerten Achsen 7 und 9 zusammenfällt, auch wenn die Exzentrizität des Exzenters ver-tän^ert wird.The upper cross arm 15 of the holder Io is via an eccentric 16 connected to the Vinkelarm 4. The eccentric 16 carries a pinion at the end of its axis 17 penetrating the bracket 4 18. The wire guide elements are through the suspension 1 2 and 3 mounted so that the piece of wire 14 located between them is when the pinion 18 is rotated Describes the jacket of a double cone, the tip of which is always exactly with the intersection of the extended axes 7 and 9 coincides even if the eccentricity of the eccentric is changed.

509840/013509840/013

Der Exzenter 16 besteht aus einem oberen Teil 19 mit angeformter Achse 17. Er weist eine an einem Ende offene Nut 2o auf, an deren Boden ein Schvalbenschwanzsteg 21 vorgesehen ist. Auf dem Schwalbenschwanzsteg 21 ist ein Gleitstein 22 mit angeformter Achse 23 vorgesehen, der den unteren Teil des Exzenters bildet. Die Mittellängsachse der Achse 23 fluchtet.genau mit dem Draht 14 zwischen den Drahtführungselementen 2 und 3. Eine Schraube 24 ist in den Gleitstein 22 eingeschraubt. Ihr Kopf ist in einer entsprechenden Bohrung des oberen Teils 19 des Exzenters drehbar gelagert und durch einen Gewindering 25 in seiner Lage festgehalten. Die Achse 17 sitzt im Winkelarm 4 in oberen und unteren Kugellagern 26 und 27. Die Achse 23 ist im Arm 15 des Halters Io in einem unteren Pendelkugellager 28 angeordnet. Die Abstützung an ihrem oberen Ende besteht aus einander entsprechenden Kugelflächen 29 an der oberen Fläche des Bügels 15 und der unteren Fläche des Gleitsteins 22. Zur Ermöglichung einer RelativbewegungThe eccentric 16 consists of an upper part 19 with an integrally formed axis 17. It has an open end at one end Groove 2o, at the bottom of which a dovetail web 21 is provided. On the dovetail web 21 is a Sliding block 22 is provided with an integrally formed axis 23 which forms the lower part of the eccentric. The central longitudinal axis of the axis 23 is in alignment with the wire 14 between the wire guide elements 2 and 3. A screw 24 is screwed into the sliding block 22. Your head is in one corresponding bore of the upper part 19 of the eccentric and rotatably supported by a threaded ring 25 in its Location held. The axis 17 sits in the angle arm 4 in upper and lower ball bearings 26 and 27. The axis 23 is Arranged in the arm 15 of the holder Io in a lower self-aligning ball bearing 28. The support at its upper end consists of corresponding spherical surfaces 29 on the upper surface of the bracket 15 and the lower surface of the Slide block 22. To enable relative movement zwischen Bügel 15, Gleitstein 22 mit Achse 23 und oberembetween bracket 15, sliding block 22 with axis 23 and upper

ist Teil 19 des Exzenters um die Achse 23 ein Ringspalt 3o undis Part 19 of the eccentric about the axis 23 an annular gap 3o and zwischen Bügel 15 und den unteren Flächen des oberen Exzenterteils 19 und des Gleitsteins 22 ein Spalt 31 vorgesehen. Der Mittelpunkt des Krümmungsradius* der Flächen 29 liegt auf der Mittellängsachse der Achse 23 in Höhe der Stützebene des Pendelkugellagers 28. Zur Vermeidung eines Axialspiels des Exzenters ist die Achse 17 mit einem Ring 32 und die Achse 23 mit einem Ring 33 versehen, wobei die Ringe durch je einen Splint oder eine Madenschraube 34 bzw. 35 gesichert sind. Eine Änderung der Exzentrizität erfolgt durch Drehen der Schraube 24.A gap 31 is provided between the bracket 15 and the lower surfaces of the upper eccentric part 19 and the sliding block 22. The center of the radius of curvature * of the surfaces 29 lies on the central longitudinal axis of the axis 23 at the level of the support plane of the self-aligning ball bearing 28. To avoid a Axial play of the eccentric, the axis 17 is provided with a ring 32 and the axis 23 with a ring 33, the Rings are each secured by a split pin or a grub screw 34 or 35. A change in eccentricity takes place by turning screw 24.

509840/0138509840/0138

Ein lateral verschiebbarer, aber nicht drehbarer Spanntisch 36 ist in einer Ebene zwischen den Drahtführungselementen 2 und 3 so einstellbar vorgesehen, daß sich die Spitze des Taumelkegels des Drahtes 14 in einer bestimmten Ebene des Werkstückes, in der Regel, in Höhe von dessen oberer und unterer Oberfläche befindet.A laterally movable but not rotatable clamping table 36 is provided so adjustable in a plane between the wire guide elements 2 and 3 that the tip of the wobble cone of the wire 14 in a certain plane of the workpiece, as a rule, in height from its upper and lower surface.

Die Auslenkung des Drahtes 14 steht in engem Zusammenhang mit der Steuerung des Spanntisches 36. Geht man von einer der anfänglichen Zustellrichtung des Spanntisches entsprechenden Neigung des Drahtes 14 aus, die ja stets mit der Zustellrichtung einen Winkel von 9o° bilden soll, so wird bei Jeder Änderung der Zustellrichtung des Spanntisches 36 eine gleiche Änderung der Auslenkungsrichtung des Drahtes 14 notwendig.The deflection of the wire 14 is closely related with the control of the clamping table 36. If you go from one of the initial infeed direction of the clamping table corresponding inclination of the wire 14, which should always form an angle of 90 ° with the feed direction, so with each change in the infeed direction of the clamping table 36 there is an equal change in the direction of deflection of the wire 14 is necessary.

Besteht der Signalgeber 37 beispielsweise aus einer optischen Ablesevorrichtung einer Zeichnung, so muß dessen Richtungsänderungssignals zum Zwecke der Zustellung des Spanntisches 36 in Signale für X-, Y- Koordinaten der Sollbahn, z.B. mit Hilfe eines Sinus-Cosinus-Potentiometers umgewandelt werden. Das Signal ist jedoch direkt als Auslenkungsrichtungssignal des Drahtes 14 verwendbar.If the signal transmitter 37 consists, for example, of an optical reading device for a drawing, its direction change signal must for the purpose of delivering the clamping table 36 into signals for X, Y coordinates of the nominal path, e.g. can be converted using a sine-cosine potentiometer. However, the signal is direct as a deflection direction signal of the wire 14 can be used.

Schematisch dargestellt gibt der Signalgeber 37 ein Auslenkungsrichtungssignal an einen Funktionsbildner 38, der dann einerseits die Signale X-u.Y- an Stellmotoren 39 und 4o der Zustellvorrichtung des Spanntisches 36 und ein integriertes Auslenkungsrichtungssignal A an einen mit dem Ritzel 18 in Wirkverbindung stehenden Stellmotor 41 gibt.The signal generator 37 is shown schematically and emits a deflection direction signal to a function generator 38, which then on the one hand the signals X-u.Y- to servomotors 39 and 4o of the feed device of the clamping table 36 and an integrated deflection direction signal A to one with the pinion 18 operatively connected servomotor 41 there.

. ■ .6. ■ .6

509840/013509840/013

Enthält der Signalgeber 37 bereits selbst Meßwertgeber für X-, Y-, Koordinaten der Sollbahn, so können umgekehrt die entsprechenden Signale den Stellmotoren 39 und 4o zugeleitet werden, während das Auslenkungsrichtungssignal A aus dem X- und Y-Signal vom Funktionsbildner 38 zu bilden und an den Stellmotor 41 weiterzuleiten ist.If the signal transmitter 37 itself already contains measurement transmitters for the X, Y and coordinates of the nominal path, the reverse can be done the corresponding signals are fed to the servomotors 39 and 4o, while the deflection direction signal A is to be formed from the X and Y signals by the function generator 38 and passed on to the servomotor 41.

Vom Spanntisch 36 kann eine Rückmeldung über den tatsächlichen Ort des Drahtes 14 an den Signalgeber 37 vorgesehen sein, um dessen Signale an den Funktionsbildner 38 zum Zwecke einer Korrektur zu modifizieren.Feedback on the actual location of the wire 14 to the signal transmitter 37 can be provided from the clamping table 36 be in order to modify its signals to the function generator 38 for the purpose of correction.

Die Maschine hat den Vorteil, daß die Spitze des Taamelkegels des Drahtes 14 stets in der gleichen Ebene liegt, die Größe der Drahtneigung durch entsprechende Einstellung eines einzigen Exzenters erfolgt und seine weitere Auslenkung während der Arbeit über ein einziges Ritzel erfolgen kann. Exzenter und Ritzel bleiben dabei außerhalb des Einwirkungsbereichs des Elektrolyts. Außerdem ergibt sich eine denkbar einfache Steuerung der Drahtauslenkung. The machine has the advantage that the tip of the Taamel cone of the wire 14 is always in the same plane, the size of the wire inclination by appropriate setting a single eccentric takes place and its further deflection during work via a single pinion can be done. The eccentric and pinion remain outside the range of action of the electrolyte. Also results a very simple control of the wire deflection.

509840/0138509840/0138

Claims

Patent Attorneys Z Γ L LCNT'I N *? Λ I ^ R 9 7 j Mr vfn 1756 Werner Filsinger y / M 69ol Nußloch b. HdIbg.3 ^ Trees Ice won 3 claims

1. Maschine zum konischen Schneiden von Metallwerkstücken durch Elektroerosion mit bahnabhängig ausgelenkter Drahtelektrode, Zustellvorrichtungen zur Erzeugung einer vorgegebenen Relativbewegung zwischen Werkzeug und Werkstück und je einem über und unter dem Werkstück angeordneten Drahtführungselement, von denen einer durch einen Exzenter ^: bewegbar und mit einer Steuervorrichtung verbunden ist, : dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Drahtführungsele- i mente ( 2,3 ) an einem gemeinsamen Halter ( Io ) angeordnet sind und letzterer um zwei waagrechte Achsen ( 7,9) in einer Ebene zwischen den DrahtfUhrungselementen ( 2,3 ) ' schwenkbar kardanisch aufgehängt ist, und daß der Exzenter ^: ( 16 ) durch ein aus dem Zustellsignal der Zustellvor- < richtung des Spanntisches ( 36 ) ableitbares Auslenkungsrichtungssignal (A) steuerbar ist.1. A machine for conical cutting of metal workpieces by electroerosion with ground depending on the deflected wire electrode advancement devices for generating a predetermined relative movement between the tool and the workpiece and one each above and below the workpiece arranged wire guide element, one of which by an ^eccentric: is connected to movable a control device ,: characterized in that the two wire guide elements (2,3) are arranged on a common holder (Io) and the latter can be pivoted about two horizontal axes (7,9) in a plane between the wire guide elements (2,3) ' is gimbaled, and that the eccentric ⁽¹⁶⁾ is controllable by a Zustellsignal from the Zustellvor- <direction of the clamping table (36) derivable Auslenkungsrichtungssignal (a).

2. Maschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine direkte¹ Ankopplung des Exzenters ( 16 ) an eine Ablesevorrichtung2. Machine according to claim 1, characterized by a direct ¹ coupling of the eccentric (16) to a reading device ( 37 ) der Zustellvorrichtung ( 38, 39, 4o ) des Spanntisches ( 36 ).(37) of the feed device (38, 39, 4o) of the clamping table (36).

509840/013 8.

ß - ß - 88th

3. Machine according to claim 1, characterized by a function generator (38), at whose inputs the signals from transducers for the X, Y coordinates of the target path and its output for transmitting the deflection direction signal (A) is connected directly or indirectly to the eccentric (16).

509840/013509840/013