DEVICE FOR GUIDING A WIRE OR TAPE ELECTRODE CUTTER IN A MACHINE TOOL

Abstract: 1. Arrangement for guiding a wire or ribbon shaped cutting electrode (1) on a machine tool with the aid of an upper and a lower electrode guide head (3, 4) and also with first drive means (40a, 40b, 41) for the purpose of drawing the cutting electrode (1) axially through the work area and with counter-holding means (31, 32, 34) acting on the cutting electrode (1) for the purpose of producing a defined axial tensile stress in the cutting electrode (1), characterised in that the first drive means (40a, 40b, 41) are arranged in the area of an electrode guide head (4) and the counter-holding means (31, 32, 34) are arranged in the area of the other electrode guide head (3) in such a way that tensile stress necessary for the electroerosion operation acts upon the cutting electrode (1) only in the work area and the other electrode guide area is kept free of increased tensile stresses on the cutting electrode (1).

Description: Vorrichtung zum Führen einer draht- oder bandförmigen Schneidelektrode an einer Werkzeugmaschine Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Führen einer draht- oder bandförmigen Schneidelektrode an einer Werkzeugmaschine gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Auf bekannten funkeneros iven oder elektrochemischen Schneidanlagen wird mit Hilfe von Draht- oder Bandelektroden eine gewünschte vorgegebene Kontur aus einem Werkstück ausgeschnitten. Die Draht- oder Bandelektrode besteht in der Regel aus einem Draht mit einem Durchmesser zwischen 0,01 und 1,00 mm, in besonderen Fällen auch aus Bändern entsprechenden Querschnitts. Die funkenerosive Bearbeitung erlaubt aufgrund einer elektronischen Prozesssteuerung eine sehr hohe Bearbeitungsgenauigkeit, die typischerweise in der Grössenordnung von 0,001 mm liegt. Dementsprechend werden an dia-Führungs- und Antriebsorgane für die Drahtelektrode sehr hohe Genauigkeitsanforderungen gestellt. Eine wesentliche Rolle für die Einhaltung der gewünschten Bearbeitungsgenauigkeit spielen auf derartigen Anlagen Einrichtungen zum Drahtantrieb und zur Führung des Schneiddrahtes. Drahtantr iebse inr ichtungen für das funkeneros ive oder elektroerosive Schneiden sind beispielsweise aus DE-PS26 25 349 bekannt. Dabei wird eine Schleife des Schneiddrahtes in der Arbeitszone. durch geschwindigkeitsstarr angetriebene Rollenpaare vollständig von der Versorgungs- und Entsorgungsseite des Schneiddrahtes entkuppelt. Der Draht in der Arbeitsschleife wird dann mit besonderen Mitteln, z.B. Gewichten oder Federn gespannt und in hochpräzisen Führungsrollen geführt. Diese Einrichtungen haben sich in der Praxis bestens bewährt. Mit der erweiterten Anwendung des funkenerosiven Schneidens in Verbindung mit besonderen elektronischen Steuerungen, welche die Relativlage zwischen zwei die Arbeitszone begrenzenden Drahtführungsköpfen steuern, z.B. gemäss DE-PS20 52 261, hat es sich zusätzlich als zweckmässig erwiesen, bei grossen Drahtneigungseinkeln die Drahtführungsköpfe entsprechend zu orientieren, wie dies aus der Patentanmeldung WO 80-02395 bekannt ist. Werden im praktischen Betrieb auf funkenerosiven Schneidanlagen, welche mit dem bewährten Drahtantrieb ausgerüstet sind, zusätzlich die Führungsköpfe relativ stark verschwenkt oder torientiert", üben die im Joch der Anlage untergebrachten Drahtantriebe durch die übliche relativ hohe Drahtzugkraft in der Arbeitsschleife von beispielsweise 500 bis 2500 g sehr starke Zugkräfte auf die Führungsköpfe aus. Die Halterungen und die Antriebsmsttel und schliesslich auch die Haltearme für die orientierten Drahtführungsköpfe können deshalb merklich verformt und ausgelenkt werden, was besonders dann der Fall ist, wenn mit grossem Konuswinkel, d.h. mit starker seitlicher Relativverlagerung eines der Führungsköpfe gegenüber dem anderen gearbeitet werden muss. Da die Drahtführungsköpfe unmittelbar geometriebestimmend für die Werkstücke bzw. deren Schnittgenauigkeit sind, stören solche Verformungen bei hochgenauen Bearbeitungsaufgaben. Die Anordnung der kompletten Drahtantriebs- und Führungsmittel direkt auf den orientierten Führungsköpfen ist wegen des notwendigen grossen Bauvolumens technisch nicht sinnvoll. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Art der Führung des Drahtes in der Arbeitsschleife sowie die dabei auftretenden Kräfte so zu wählen, dass die Verfor mungen an den orientierten Führungsköpfen bzw. deren Halte rungen möglichst klein bleiben. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die im Patentanspruch t definierten Merkmale gelöst. Durch diese Massnahme können die wesentlichen Elemente des Drahtantriebes wie bisher auf dem Maschinenjoch angeordnet bleiben, aber auf geringere Drahtzugspannung eingestellt werden. Trotzdem ist das sichere Umlenken und Führen des Drahtes in allen Umlenkzonen bis zur Arbeitsstrecke gewährleistet. Die unmittelbar an den Führungsköpfen angebrachten Einrichtungen zur Erhöhung der Zugspannung sorgen dafür, dass an der eigentlichen Schnittstrecke die für die benötigte Drahtzugspannung auf den Draht ausgeübten äusseren Zugkräfte ausschliesslich in Richtung der Drahtachse wirken, und zwar sowohl bei Schnitten mit zylindrischer als auch mit konischer Geometrie. Die mit der erfindungsgemässen Lösung erzielten Vorteile liegen insbesondere in der Möglichkeit, praktisch unbegrenzte Schräglagen des Drahtes zu realisieren und damit das Einsatzgebiet für derartige Werkzeugmaschinen wesentlich auszudehnen. Da bei den in der Praxis häufig benötigten konischen prismatischen Durchbrüchen in einer Ecke zwei geschrägte Ebenen zusammenstossen und dort einen viel höheren Schrägungswinkel erzeugen (Effekt des Schiffsbuges), der mit der Spitzwinkligkeit der Ecke zwischen den Seitenflächen sehr schnell zunimmt, stellt die vorliegende Möglichkeit des präzisen konischen Schneidens auch bei normalen Anwendungen im Werkzeugbau bereits eine merkliche Verbesserung dar. Insgesamt wird mit der erfindungsgemässen Vorrichtung die-beste ein zuhaltende Arbeitsgenauigkeit der Anlage von der Drahtführunqseineinrichtung praktisch nicht mehr beeinflusst und dennoch aucn bei grösseren Konuswinkeln, z.B. von mehr als 10 , ein sicherer und ebenso präziser Betrieb des Drahtantriebes gewährleistet. Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 den schematischen Aufbau eines Drahtantriebs an einer funkenerosiven Schneidanlage, mit orientier ten Führungsköpfen und mit einer Einrichtung zur Erhöhung der Drahtzugspannung in der Arbeits strecke, Fig. 2 Einzelheiten der Klemmradanordnung im Drahtan trieb gemäss Fig. 1, Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein Draht führungselement an einer Vorrichtung gemäss Fig. 1, Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen Draht antrieb, als Alternative zum Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1, Fig. 5 eine zusätzliche Ausbildung an einer Vorrichtung zum Drahtantrieb und Fig. 6 eine weitere zusätzliche Vorrichtung an den be schriebenen Drahtantriebsvorrichtungen. In Fig. 1 ist schematisch und ausschnittsweise die Arbeitszone einer funkeneros iven Schneidanlage dargestellt mit einer Drahtelektrode 1 und einem Werkstück 2, wobei Führungsköpfe 3 und 4 die Drahtelektrode 1 gegenüber dem Werkstück 2 in der beabsichtigten Lage halten beispielsweise gemäss der erwähnten Publikation WO 80-02395,und für die Schräglage der Drahtelektrode 1 unter einem Neigungswinkel entsprechend orientiert sind. Die Führungsköpfe 3 und 4 sind an Tragarmen 5 und 6 beweglich befestigt. Die Tragarme 5, 6 stehen mit einem Maschinengestell 7 in Verbindung, das in Figur lnurteilweise angedeutet ist. Dabei ist der obere Führungsarm 5 über einen Koordinatenschlitten 8 an dem Maschinengestell 7 befestigt. Der Koordinatenschlitten 8 ist mit Stellmotoren 9 und 10 versehen. In diesem karthesischen Koordinatenschlitten 8 kann durch die Motoren 9 und 10 die Relativlage des oberen Führungskopfes 3 gegenüber dem unteren Führungskopf 4 gesteuert eingestellt werden. Dadurch lässt sich eingewünschter Neigungswinkel Z für die Schnittkontur einstellen. Während der funkenerosiven Bearbeitung wird die Drahtelektrode 1 von nicht gezeigten Antriebsmitteln der Werkzeugmaschine durch das auf dem Tisch der Maschine befestigte Werkstück 2 hindurchgeführt. Äufspannmittel für das Werkstück2 sind in der Figur der Einfachheit halber nicht dargestellt. Die Drahtelektrode 1 wird gemäss dem bevorzugten Beispiel auf der Maschine von einer Versorgungsseite A über ein erstes Klemmrollenpaar 1la, lib zugeführt, welches mit konstanter Geschwindigkeit von einem Getriebemotor 12 angetrieben ist. Auf der Versorgungsseite-Akaul der Draht z.-B. auf Spulen oder Spindeln gespeichert sein. Eventuelle störende Abzugskräfte, die von diesen Einrichtungen ausgehen können, werden aufgrund des geschwindigkeitsstarren Antriebes durch das Klemmrollenpaar 11a und lib nicht auf den Arbeitsbereich des Drahtes durchgelassen. Der Draht wird anschliessend um eine Tänzerrolle 13 und über eine Umlenk rolle 14 geführt. Die Tänzerrolle 13 ist beispielsweise mit einem variablen Gewicht 15 belastet. Anstelle des Gewichtes können auch Federelemente oder hydraulische Kraftelemente vorgesehen sein, welche an der Tänzerrolle 13; angreifen. Durch diese Massnahme wird die Drahtelektrode l mit einer geringen Zugkraft von im Beispiel wenigen 100 g beaufschlagt, wodurch sie unter allen Schneidbedingungen, insbesondere bei allen entstehenden Verlagerungen während des konischen Schneidens,sicher dem oberen Führungskopf 3 zugeführt wird. Ein Lagefühler 16 für die Tänzerrolle 13 steuert die Antriebsgeschwindigkeit des Getriebemotors 12 so, dass von der Versorgungsseite A immer Draht mit einer solchen Geschwindigkeit zur Arbeitsstrecke zugeführt wird, wie er dort verbraucht wird. Nach dem unter erhöhter Spannung erfolgenden Durchlaufen des Schneiddrahtes bzw. der Drahtelektrode 1 durch die Arbeitsstrecke, was anschliessend im einzelnen beschrieben wird, wird der Draht wiederum nur mit geringer Vorspannung von im Beispiel wenigen 100 g Zugspannung aus der Arbeitsstrecke zur Entsorgungsseite B geführt. Dazu dient neben weiteren Umlenkrollen 17 und 18 eine zweite Tänzerrolle 19, die mit einem zweiten variablen Gewicht 20 beaufschlagt ist. Ein zweiter Lagefühler 21 steuert dié Geschwindigkeit eines zweiten Getriebemotors 22 derart, dass über ein zweites Klemm rollenpaar¯23a 23a und 23b der Draht der EntsorgungsseiteB zu- geführt wird. Eventuelle Ruck- und Rupfkräfte von nachfolgenden Schnitzelwerken, Drahtknickern oder Aufwickel spulen auf der Entsorgungsseite B werden durch den geschwindig- keitsstarren Antrieb des zweiten Klemmrollenpaares 23a, 23b aus der Arbeitsschleife ferngehalten. Die Zuleitung des von der VersorgungsseiteAschwach gespannten Drahtes zum oberen Führungskopf 3 erfolgt zunächst durch ein Drahtführungselement 30, z.B. einen Ring, das vorzugsweise aus einem reibungsarmen und verschleissfesten Material, z.B. aus Saphir mit feinster Oberfläche, besteht. Damit ist sichergestellt, dass der Draht praktisch keinem Verschleiss unterliegt und dass keine zusätzlichen Reibungskräfte an dieser Einlenkzone entstehen. Hinter dem Draht führungselement30 umschlingt der Draht ein V-Rillen-Rad 31, von dem er anschliessend in einem solchen Winkel in den oberen Führungskopf 3 und zur Arbeitsstrecke geführt wird, dass in dem V-Rillen-Rad 31 keine Drahtüberlagerung stattfindet. Möglichst nahe an der Auslaufstelle des Drahtes von dem V-Rillen-Rad 31 befindet sich ein Klemmrad 32, das von einer Zugfeder 33 gegen die Achse des V-Rillen-Rades 31 gezogen wird und die Drahtelektrodel l diesem Rad einklemmt. In Fig. 2 ist diese Klemmvorrichtung noch einmal in der Seitenansicht dargestellt. Während das V-Rillen-Rad 31 die Drahtelektrode 1 in seiner Vertiefung aufnimmt;hatdas Rlemrad 32 eine V-förmige Erhöhung, die leicht versetzt mit einer Flanke auf der Drahtelektrode 1 läuft und diese gegen eine Seitenflanke des V-Rillen-Rades 31. klemmt. Die Klemmkraft ist durch die Zugfeder 33 definiert. Das V-Rillen-Rad 31 befindet sich fest montiert auf einer drehbar gelagerten Achse, auf welcher weitere Einrichtungen montiert sind. Als erstes ist dies einWHysterese-Motor 34, auf dessen Läufer eine einstellbare Drahtzugfeder gegen die Laufrichtung des Drahtes berührungslos aufgebracht wird. Diese Einstellkraft wirkt über das V-Rillen-Rad 31 in balance zu der geringen Kraft der Zuführseite-, die sehr gleichmässig ist, als Einstellorgan für die Drahtzugspannung in der Arbeitszone, welche z.B. im Bereich zwischen 500 und 2500 g liegt. Neben dem Hysterese-Motor 34 befindet sich ebenfalls auf der drehbaren Achse des V-Rillen Rades 31 ein Winkelkodierer 35, mit dessen Hilfe sowohl die Drehgeschwindigkeit als auch die Position dieses Rades gemessen werden kann. Anschliessend geht die Achse in einen Freilauf 36 über, der z.B. als mechanischer Kugelfreilauf ausgebildet sein kann. Dieser Freilauf sperrt die Drehung des V-Rillen-Rades 31 in Rückwärtsrichtung, so dass stich das V-Rillen-Rad 31 nur in Drahtlaufrichtung drehen kann, solange die Gegenseite des Freilaufs festgehalten wird. Anschliessend an den Freilauf 36 ist ein Elektromotor 37 vorgesehen, der die Sekundärseite des Freilaufs in beiden Richtungen antreiben kann. Durch diesen Motor 37 ist es möglich, das V-Rillen-Rd 31 in Drahtlaufrichtung anzutreiben, um die Drahtelektrodelzur Unterstützung des Bedieners oder im Rahmen einer automatischen Einfädeleinrichtung vorzuschieben. Der Motor 37 kann auch in Rückwärtsrichtung angetrieben werden, so dass dann der Freilauf 36 entsperrt wird und das V-Rillen-Rad 31 durch die geringe Belastung, die vom Gewicht 15 der Tänzerrolle 13 auf der Zuführseite liegt, rückwärts gedreht werden kann. Auf diese Weise lässt sich ein Drahtrest nach dem Ende einer Arbeit und zur Vorbereitung der nächsten Startposition nach dem Durchtrennen aus der Arbeitszone zurückziehen. An der Drahtauslaufseite, hinter der Arbeitsstrecke, am unteren Führungskopf 4, ist ein drittes Klemmrollenpaar 40a, 40b angeordnet, das geschwindigkeitsstarr und mit prozessgerecht einstellbarer Geschwindigkeit durch einen dritten Getriebemotor 41 angetrieben wird Dieses dritte Klemmrollenpaar 40a, 40b liefert eine Gegenkraft zu der dem V-Rillen-Rad 31 aufgezwungenen erhöhten Drahtspannung und zieht die Drahtelektrode 1 durch die Arbeitsstrecke kontinuierlich mit der eingestellten Geschwindigkeit und unabhängig davon, ob sich an den Drahtführungen oder in der Bearbeitungszone durch Verschleiss, Berührung oder schwankende Reibung die den Drahtzug beeinflussenden Bedingungen ändern. Durch den geschwindigkeitsstarren Antrieb bleiben die erwähnten geringeren Abzugskräfte auf der EntsorgungsseiteBohne Einfluss auf die Drahtspannung innerhalb der Arbeitsstrecke. Die Entsorgungsseitesspasst sich über die zweite Tänzerrolle 19 und den mit ihr verbundenen zweiten Lagefühler 21, der die Geschwindigkeit des zweiten Getriebemotors 22 steuert, selbsttätig der Auslaufgeschwindigkeit am dritten Klemmrollenpaar 40a, 40b an. Ein vereinfachtes Ausführungsbeispiel wird in Verbindung mit Fig. 3 beschrieben. Wenn der untere Tragarm 6, der den auslaufseitigen unteren Fifhrungskpf 4 trägt, unmittelbar am Maschinengestell 7'befestigt ist, führt er keine Verstellbewegungen zur Erzeugung des Schrägungswinkels ob aus, wie der obere Führungskopf 3 am Tragarm 5 mit Hilfe des Koordinatenschlittens 8. Das Klemmrollenpaar 40a, 40b gemäss Fig. 1 ist daher in diesem Fall statt direkt am Führungskopf 4 in dessen unmittelbarer Nähe über einen Halter 42 starr am Tragarm 6 befestigt. Am Halter 42 ist auch der dritte Getriebemotor 41 befestigt. Sowohl im Halter 42 als auch auf der Auslaufseite des unteren FGhrungskopfes 4 ist je eine zentrisch durchbohrte Gelenkpfanne 43a, 43b angeordnet. Zwischen diesen beiden Gelenkpfannen ist eine Teleskopstütze 44 angeordnet. Diese Teleskopstütze weist eine zentrale Bohrung auf, durch welche die Dahteektrodel vom AustrittausdemFuhrungs- kopf 4 durch das Zentrum der Gelenkpfanne 43a zur zentralen Bohrung innerhalb der Gelenkpfanne 43b geleitet wird und von dort aus zum dritten Klemmrollenpaar 40a, 40b. Die Teleskopstütze 44 folgt selbstätig dem Winkel, auf den der untere Führungskopf 4 eingeschwenkt wird. Aus diesem Grund ist sie in den Gelenkpfannen 43a, 43b reibungsarm gelagert. Mit Hilfe einer Druckfeder 45 hat die Teleskopstütze 44 die Tendenz, sich längs ihrer Achse auszudehnen. Die Druckfeder 45 wirkt zwischen demTeleskopkolben46 und dem Teleskopzylinder 47. Sie ist derart dimensioniert, dass die Reibungskräfte an den Gelenkpfannen 43a und 43b minimal bleiben, dass aber andererseits ein Aus schnappen der Teleskopstütze 44 aus diesen Gelenkpfannen unter der Wirkung der resultierenden Drahtkräfte vermieden wird. Die gesamte Einrichtung ist derart getroffen, dass das dritte Klemmrollenpaar 40a, 40b möglichst nahe am auslaufseitigen Führungskopf 4 liegt. Damit werden die Auslenkwege klein gehalten und die auf den Draht einwirkenden verformenden Beanspruchungen bleiben möglichst klein. Anhand von Fig. 4 wird das Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Drahtantriebes unter Verwendung von Bandantriebsmitteln für die Draht zufuhr und die Drahtentsorgung beschrieben. Das Ausführungsbeispiel stellt eine Alternative zu dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel dar. Entsprechende Teile sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Ueber das Klemmrollenpaar lla, llb wird durch den Getriebemotor 12 ein doppelter Bandantrieb mit Transportbändern 50 und 51 angetrieben, deren rücklaufender.Teil jeweils um Umlenkrollen 52 bzw. llc und 53 zurückgeführt wird. Die zuzuführende Drahtelektrode 1 ist auf einer Neudraht-Rolle 54 gespeichert. Auf der Versorgungsseite A wird die Drahtelektrode ii vom mittleren rücklaufenden Teil der Transportbänder 5U, 51 dem Klertunrollenpaar lla, lib zugeführt. Dabei wird die Drahtelektrode 1 von der Neudraht-Rolle 54 abgewickelt, wobei die Neudraht-Rolle 54 mit ihrer Achse 55 in einer Achsführung 56 gehalten ist. Der abgezogene Draht wird von einem Drahtführer 57 an die zentrale Zuführzone der Transportbänder 50, 51 gebracht. Um übergrosse Schräglaufwinkel des Drahtes zwischen der Abspulstelle in den Endlagen der Wicklung auf der Neudraht-Rolle 54 bis zum Draht führer 57 zu vermeiden, wird zweckmässigerweise zwischen den beiden ein genügend grosser Abstand eingehalten. Vorzugsweise wird die Umfangsgeschwindigkeit für die Neudraht Rolle 54 an die Winkellage des gespannten Drahtes angepasst. Die Laufgeschwindigkeit der Transportbänder 50, 51 entspricht im Betrieb der Zuführgeschwindigkeit der Drahtelektrode 1 in den Arbeitsbereich. Dies wird im Beispiel gemäss Fig. 4 dadurch ermöglicht, dass die Achse 55 in der Achsführung 56 vertikal beweglich ist, wobei die Neudraht-Rolle 54 mit ihrem Drahtumfang und damit mit ihrem Gewicht auf dem Band 51 aufliegt. Somit wird die Rolle 54 automatisch entsprechend dem gerade aktuellen Durchmesser der Drahtlagenwicklung mit einer Geschwindigkeit gedreht, die der Bandlaufgeschwindigkeit entspricht. Sollen Drahtrollen mit relativ grossem Gewicht eingesetzt werden, lässt sich das Auf lagegewicht dieser Spule zusätzlich begrenzen, indem die Achse 55 der Neudraht-Rolle 54 auf Ausgleichsfedern abgestützt ist. Der Drahtantrieb hinter dem Klemmrollenpaar 11a, lib kann ähnlich ausgeführt sein wie im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 beschrieben. Gemäss dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist auch auf der Zuführungsseite des Drahtes eine Teleskopstütze 60 vorgesehen, die zwischen den Gelenkpfannen 64 beim Klemmrollenpaar 1la, lib und der Gelenkpfanne 65, die den Drahtführungsring 30 (Fig. 1) ersetzt, abgestützt wird. Die Teleskopstütze 60 besteht wiederum aus einem Teleskopkolben 61 und einem Teleskopzylinder 62, die über die Druckfeder 63 gegeneinander abgestützt sind, sodass sich die Länge der Teleskopstütze 60 der jeweiligen Distanz zwischen den Gelenkpfannen 64 und 65 anpassen kann. Auch an der Abführseite von der Arbeitsstrecke. wird an die gemäss Fig. 3 angeordneten Klemmrollen 40a und 40b je ein Band 24 bzw. 25 angeschlossen und über den Getriebemotor 41 angetrieben. Entsprechend diesem Bandantrieb werden zusätzliche Umlenkrollen 18a, 18b, 17a, 17b, 17c und 40c eingeführt. Der Transport der Drahtelektrode 1 erfolgt wiederum so, dass die beiden Bänder 24/25 in der gegeneinander gespannten Strecke die Drahtelektrode 1 zwischen sich eingeklemmt transportieren, während sie auf den Aussenseiten leer zurückgeführt werden. Die Bänder 24/25 übergeben am Auslauf bei den Umlenkrollen 18a/18b die Drahtelektrode 1 an einen Fangtrichter 27, durch den sie einer Entsorgung 26 zugeführt werden, die z.B. ein einfacher Sammelbehälter oder ein Schnitzelwerk bzw. eine Aufwickelspule sein kann. Wird die zuführseitige, bei dem Klemmrollenpaar lib, 11a angeordnete Gelenkpfanne 64 mit einer Drahteinspritzeinrichtung, z.B. gemäss DE-OS 2351357 , kombiniert, so kann in dieser Bandabtriebsausführung von der Neudrahtrolle 54 her der Draht vollautomatisch durch die ganze Arbeitszone bis zum Entsorgungsgerät 27 transportiert werden. Dies setzt voraus, dass die Umschlingung des V-Rillenrades 31 automatisch ermöglicht wird. Ein technisches Ausführungsbeispiel dafür wird in Fig. 5 beschrieben. Die den Drahtführungsring 30 ersetzende Gelenkpfanne 65 wird an einem im Schnitt dargestellten Gehäuseblock 70 so montiert, dass die zugeführte Drahtelektrode 1 in einen Bohrungskanal einmündet, der tangential auf die V-Rillen des V-Rillenrades 31 hinführt, das auf der Achse 39 gelagert ist. Damit die Drahtelektrodel sicher zur Anlage kommt, befinden sich im Gehäuseblock 70 eine Anzahl tangentialer Einblasöffnungen,in der gezeichneten Darstellung die Bohrungen 71 bis 76, die während der Dauer des Einspritzens der DrahtelektrodelmitBlasluft beaufschlagt sind und die Einführung der Drahtelektrodelum das'V-Rillenrad 31 unterstützen. Das V-Rillenrad 31 wird während desEinfädelns gleichzeitig mit entsprechender Geschwindigkeit durch den Motor 37 angetrieben. Ausserdem wird für die Dauer des Einfädelns das Klemmrad 32 durch einen Magnet 77 gegen die Kraftwirkung der Feder 33 abgehoben und damit ausser Eingriff zum V Rillenrad 31 gebracht. Die Einführung der Drahtelektrodel in den oberen Drahtführungskopf 3 übernimmt dann ein weiterer Bohrungskanal. In der Darstellung gemäss Fig. 4 kommt es nun bei Benutzung eines Gehäuseblockes 70 noch darauf an, die niedrige Drahtzugspannung auf der Zuführseite bis an das V-Rillenrad-31 zu regeln. Dazu ist auf der Achse des Getriebemotors 12 noch ein weiterer Encoder 38 montiert, der im Vergleich zum Winkelkodierer 35 elektronisch ein Geschwindigkeitsdifferenzsignal zu bilden gestattet. Mit Hilfe dieser Geschwindigkeitsdifferenz zwischen dem Klemmrollenpaar lla, b und dem V-Rillenrad 31 kann im elastischen Bereich der Drähte eine der be nötigten Zugkraft entsprechende Differenzgeschwindigkeit eingestellt werden. Damit in der gemäss Figur 4 beschriebene Einrichtung eine sehr lange Autarkie einer Maschine erreicht werden kann und damit es auch möglich ist, innerhalb der Programmsteuerung die Drahtabmessungen zu wechseln, kann zusätzlich eine automatische Drahtwechseleinrichtung 80 gemäss Fig. 6 zu dem Drahtantrieb vorgesehen werden. Die Auflage der Neudrahtrolle unterbleibt in diesem Fall, und die Umlenkrollen 53, 52 werden auf dem Maschinengestell 7 parallel angeordnet. Ferner ist ein geänderter Drahtführer 57avorgesehen. Die Drahtwechseleinrichtung 80 kann über ihren Flansch 81 an einem separaten Gestell oder aber auch an der funkenerosiven Schneidanlage befestigt sein. Gesteuert von einem Motor 82 lässt sich über eine Spindel 83, die mit einer Mutter 83a zusarnmenwirkt, das Gehäuse der Drahtwechseleinrichtung 80 auf veBdiedene Höhen einstellen. Gemäss Fig. 6 sind drei Neudrahtrollen 54a, 54b, 54c angeordnet, die gleichen oder verschiedenen Draht in gleicher oder verschiedener Menge tragen können. Beim Einlegen dieser Neudrahtrollen in das Gehäuse wird jeweils das freie Drahtende der geladenen Neudrahtrolle 54 in ein zugeordnetes Klemmrollen paar 84a, 85a/ 84b, 85b / 84c, 85c, eingefädelt. Entsprechend der vom Motor 82 angesteuerten Position vor den Drahtführer S7awird jeweils nur das dort befindliche Klemmrollenpaar 84 85 angetrieben. Gleichzeitig wird über eine Schlupfbremse die jeweilige Neudrahtrolle 54 mitbewegt, sodass in der Zuführstrecke von der Neudrahtrolle bis zum Slemmrollenpaar 84, 85 eine kontrollierte leichte Drahtspannung aufrechterhalten wird. Auslaufseitig der Klemmrollenpaare 84, 85 befindet sich ein Schermesserpaar 86, 87, das über Nocken 88 und Federn 89 flächig aufeinandergespannt ist. An der Einführzone der Drähte von den Klemmrollenpaaren 84, 85 befinden sich gehärtete Buchsen 90, die gegenüber dem Scherblatt 87 as Scheranschlag funktionieren. Die Betätigung der Schere 87 erfolgt von einem Magnet 91 in der Schneidrichtung, während der Rückzug durch die Feder 92 ausgelöst wird. Im Programm einer praktischen Bearbeitung braucht demgemäss nur beim: Wunsch des Spuienwechsels ein Drahtende mit dem Schermesserpaar 86, 87 abgetrennt werden, und der gesamte Drahtantrieb fördert den Drahtrest bis zur Entsorgungseinrichtung 26. Nach Einstellung des Drahtwechselgehäuses über den Motor 82 auf die nächstgewünschte Draht sorte wird dann mit Hilfe der Klemmrollenpaare 84, 85 der Draht in den Drahtführer 57a und zum Bandantrieb geschoben, bis dieser sicher die weiteren Transportaufgaben übernehmen kann. Spätestens dann wird der Motorantrieb zu dem Klemmrollenpaar 84, 85 ausgekuppelt. Der beschriebene Drahtantrieb bietet ausser der Erlangung der notwendigen Genauigkeit zum funkenerosiven Konisch Schneiden mit orientierten Führungsköpfen auch die M6glich- keit, das automatische Einfädeln der Drahtelektrode 1 mit einer Spritzdüse zu der Vorrichtung zu kombinieren. Der Einfädelstrahl der Spritzdüse kann mit den orientierten Führungsköpfen 3,4 ebenfalls auf die momentane Lage der Drahtzone orientiert werden und wird auslaufseitig automatisch vom Klemmrollenpaar 40a, 40b erfasst -auch bei Benutzung der weniger aufwendigen Lösung gemäss Fig. 4. Der Spritzstrahl braucht nur der Ausrichtung der Drahtelektrodel zu dienen, während ihr Vorschub mit Hilfe des Motors 37 über den Freilauf 36 und das V-Rillenrad 31 erfolgt, auf dem die Drahtelektrode 1 durch die Klemmrolle 32 in der V-Rille gehalten wird. Bei unterschiedlich eingestellter Rachenweite zwischen den Führungsköpfen 3, 4 dient der Winkelkodierer 35 zur Messung der notwendigen Vorschubstrecken. Durch die Möglichkeit, mit dem Winkelkodierer 35 die ZufUhr- geschwindigkeit der Drahtelektrode 1 zu messen1,kanadem-Vergleich- der Abzugsgeschwindigkeit am Klemmrollenpaar 40b, 40a und der Zuführgeschwindigkeit an der V-Rillenrolle31 ein Geschwindig keitsdifferenzsignal gewonnen werden, das über die Gleichmässigkeit der Drahtzugspannung in der Arbeitsstrecke Auskunft gibt und der Detektion von bevorstehenden Drahtrissen dient. Sowohl durch thermische Ueberlastung der Draht elektrode 1 in derArbeitsstrecke, als auch durch übermässige Dehnungen, wenn Draht ungenügender mechanischer Festigkeit durch die Strecke geführt wird, entsteht eine solche Geschwindigkeitsdifferenz. Die elektronische Auflösung der Geschwindigkeitsmessung kann über nicht dargestellte, elektronische Einrichtungen dazu dienen, dass ein Entlastungssignal für die Drahtspannkraft auf den Hysterese Motor 34 oder ein Leistungsrückschaltsignal auf den Erodiergenerator schneller eintritt als der Bruch des Drahtes, der auf diese Weise verhindert wird. Bei der Erfassung der Geschwindigkeit ist es gleichgültig, ob die entstehende Dehnung thermisch oder im elastischen Bereich der Spannungs/ Dehnungskurve des Drahtmaterials oder schon in dessen plastischer Verformungszone erfolgt.

Claims: PATENTANSPRÜCHE 1. Vorrichtung zum Führen einer draht- oder bandförmigen Schneidelektrode (1) an einer Werkzeugmaschine mit Hilfe eines oberen und eines unteren Elektrodenführungskopfes (3, 4)-, sowie mit ersten Antriebsmitteln (40a, 40b, 41) zum axialen Durchziehen der Schneidelektrode (1) durch den Arbeitsbereich, und mit auf die Schneidelektrode (1) wirkenden Gegenhaltemitteln (31, 32, 34) zur Erzeugung einer definierten axialen Zugspannung an der Schneidelektrode (1), dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Antriebsmittel (40a, 40b, 41) im Bereich eines Elektrodenführungskopfes (4) und die Gegenhaltemittel (31, 32, 34) im Bereich des anderen Elektrodenführungskopfes (3) angeordnet sind, derart, dass die Schneidelektrode (1) nur im Arbeitsbereich mit einer für den Elektroerosionssbetrieb erforderlichen Zugspannung beaufschlagt ist und der übrige Elektroden-Führungsbereich von erhöhten Zugspannungen auf die Schneidelektrode (1) freigehalten ist. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Antriebsmittel (40a, 40b, 41) einen geschwindigkeitsstarren Motorantrieb (41) und die Gegenhalte- mittel (31, 32, 34) eine die Elektrode (1) führende Rolle (31) mit drehmom.entstarrer Wirkung aufweisen. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass den ersten Antriebsmitteln (40a, 40b, 41) Entsorgungsvorrichtungen (24, 25) für die Elektrode (1) un mittelbar nachgeordnet sind. 4. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Antriebsmittel (40a, 40b, 41) ein Klemmrollenpaar (40a, 40b) aufweisen, welches an einem bezüglich der axialen Elektrodenbewegung auslaufseitigen Tragarm (6) befestigt ist, welcher auch den Elektrodenführungskopf (4) trägt. 5. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen wenigstens einem Elektrodenführungskopf (3; 4) und den hierzu benachbarten, jeweils ausserhalb der Bearbeitungszone (3.. .4) angeordneten Elektroden-Führungselementen (lla, leib; 42) ein aus Teleskopstützen (44; 60) und zugeordneten Gelenkführungen (43a, b; 64, 65) bestehendes Elektrodenführungselement vorgesehen ist. 6. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Elektroden-Führungszone ein Weg-aufnehmendes Messelement (35) zur Wegerfassung der Elektrode (1) vorgesehen und mit Steuerungsvorrichtungen zum automatischen Transport der Elektrode (1Q in Verbindung steht. 7; Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Messelement (35) in eine Auswerteinrichtung zur Erfassung voK Elektrodenrissen einbezogen ist. 8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekenn- zeichnet, dass zweite Antriebsmittel (lla, llb, 12) zum Antrieb der Elektrode (1) ausserhalb des Arbeitsbereiches (3...4) vorgesehen und mit einem Weg- bzw. Geschwindigkeitsmesselement (38) verbunden sind, welches zusammen mit dem ersten Messelement (35) an eine Einrichtung zur Ermitt lung einer Geschwindigkeitsdifferenz angeschlossen ist und dass der Ausgang dieser Einrichtung mit dem Eingang einer weiteren Einrichtung zur Regelung der zweiten Elektroden Antriebsmittel (lla, b, 12) verbunden ist. 9. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Antriebsmittel (40a, 40b, 41) und/oder die Gegenhaltemittel (31, 32, 34) ein eine keilförmige Nut aufweisendes Transportrad (31) und eine federnd die Elektrode (1) in die Nut pressende Andruckrolle (32) aufweisen. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Transportrad (31) von einem Gehäuseblock (7) umgeben ist, welcher im wesentlichen tangential auf die Nut im Transportrad zulaufende Förderkanäle (71 - 76) aufweist. 11. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ausserhalb des Arbeitsbereiches (3...4) liegenden Elektrodenführungselemente Bandführungselemente (50, 51) enthalten und die Elektroden-Versorgungsrolle (54) mit der Elektroden-Mantelfläche direkt auf einem der Bandführungselemente (51) aufliegt. 12. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (80) zur Aufnahme mehrerer Elektroden-Vorratsrollen (54a, 54b, 54c) und durch ein-e steuerbare Umschalteinrichtung (82, 83, 83a) zur Einführung der auf einer ausgewählten Vorratsrolle (54a, b, c) befindlichen Elektrode (1) in die Elektrodenführungselemente.

Inventors: KILCHER, BEAT, LEVY, GIDEON
Applicants: AG FUR INDUSTRIELLE ELEKTRONIK  AGIE LOSONE BEI LOCARNO
Application year: 1985
Main classification: B23H7
IPC codes: B23H7