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    公开号:WO1988005709A1
    申请号:PCT/CH1988/000020
    申请日:1988-02-01
    公开日:1988-08-11
    发明作者:Armin Feisel；Hans-Ulrich Fermner
    申请人:Reishauer Ag；
    IPC主号:B23H7-00
    专利说明:
    FUNKENEROSIONSMASCHINE MIT ELEKTRODENWECHSLER Die Erfindung betrifft eine Funkenerosionsmaschine mit einem Elektrodenwechsler gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Funkenerosionsmaschinen werden zunehmend in automatischen Produktionsanlagen"rund um die Uhr"genutzt. Geführt von einer NC-Steuerung führt die Maschine zuvor programmierte Arbeitsschritte aus, wobei die Erosionswerkzeuge zwischen einzelnen Bearbeitungsschritten gewechselt werden. Sie sind in einem Elektrodenwechsler gespeichert, der mit der Maschine in Verbindung steht. Da die Herstellung der Elektroden sehr aufwendig ist, besteht grosses Interesse, insbesondere an Produktionsanlagen, die teuren Elektroden optimal zu nutzen. Insbesondere für Maschinen zur Bearbeitung grosser Werkstücke besteht in der Praxis keine befriedigende Lösung zur Integration eines Elektrodenwechslers in die Maschine und in den vorwiegend automatisch gesteuerten Prozessablauf.Die bisherige Technik sieht vor, dass an der Maschine ein Elektrodenmagazin vorgesehen ist, in welchem diejenigen Elektroden enthalten sind, welche zur Bearbeitung eines sich gerade auf dem Maschinentisch befindlichen Werkstucks erforderlich sind. Während der Benutzung eines der Werkzeuge aus dem Magazin bleiben alle anderen ungenutzt. Sind mehrere Maschinen zur parallelen Bearbeitung gleicher Werkstücke vorhanden, muss auf jeder Maschine ein vollständiger Werkzeugsatz vorhanden sein. Bei komplizierten Werkstücken kann dies mit erheblichen Aufwendungen verbunden sein, so dass gelegentlich auf die parallele und damit effektive Bearbeitung dieser Art aus Kostengründen verzichtet wird. Bei Serienfabrikation besteht die Gefahr, dass sich gleichartige Werkzeugelektroden auf verschiedenen Maschinen unterschiedlich stark abnutzen, so dass die Masstoleranzen der Werkstücke innerhalb der Serie stärker als erwünscht schwanken. Bei grossen Maschinen treten mit der notwendigen Verbreiterung des Arbeitstisches zusätzliche Schwierigkeiten für die Integration eines automatischen Elektrodenwechslers auf. Wegen des langen Weges und damit des Zeitaufwandes bei der Uebergabe der Elektroden nimmt die Gesamtbelegung der Maschine zur Bearbeitung eines Werkstücks mit häufigem Elektrodenwechsel merklich zu. Aus EP-0 111 633 ist eine automatische Werkzeug-Wechselvorrichtung bekannt, bei der das Werkzeugmagazin mit der verfahrbaren Werkzeughalterung an der Maschine verbunden ist und vorzugsweise über der projizierten Grundflache des Maschinenarbeitstisches angeordnet ist. Diese Anordnung wird zwar für bestimmte Anwendungen als platzsparend angesehen. Bei grösseren Elektroden wird jedoch die gesamte Elektrodenhalterung und deren Führung, auch Pinole genannt, mit einem erheblichen zusätzlichen Gewicht belastet, welche die Beweglichkeit dieser koordinatengesteuert verfahrbaren Baugruppe stört. Ausserdem würde der Magazinanbau bei grösseren Elektroden die Zugänglichkeit zum Maschinentisch bzw. zum Werkstück unerwünscht einschränken. Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Funkenerosionsmaschine mit Elektrodenmagazin zu schaffen, welche eine bessere Ausnutzung wertvoller Werkzeuge gewährleistet und gleichzeitig die Ausnutzungsmoglichkeit der Anlage zur Erzielung einer optimalen Produktivität verbessert. Ausserdem soll die gleichmässige Produktqualität bei Serienfertigungen innerhalb enger Toleranzgrenzen gewährleistet sein. Dabei soll die freie Zugänglichkeit zum Arbeitsbereich der Maschine sichergestellt sein. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die in den Patentansprüchen definierten Merkmale gelost. Der entscheidende Vorteil dieser Massnahme liegt im wesentlichen darin, dass die Elektroden auch bei breiten Maschinen rotierend an mehreren Uebergabestationen zugänglich sind, so dass sich die Belegungszeiten der Maschinen auch bei der Bearbeitung grosser Werkstück mit häufigen Elektrodenwechseln optimieren lassen. Ausserdem lässt sich durch den Mehrfachzugriff auf das Elektrodenmagazin die Ausnutzung einzelner Elektroden innerhalb eines Magazins verbessern. Die Pinole ist nicht durch zusätzliches Gewicht des Elektrodenmagazins belastet. Sind auf der Maschine mehrere Bearbeitungsstationen oder mehrere autonome Tische vorgesehen, erfolgt auch in diesem Fall der Zugriff auf ein gemeinsames Elektrodenmagazin. Damit ist die Ausnutzung der Elektroden innerhalb des Magazins nochmals verbessert, da die Ruhezeiten der Elektroden geringer werden. Die Bearbeitung von Massenprodukten lässt sich damit rationeller durchführen als mit konventionellen Maschinen. Die in einem Magazin vorzugsweise hängenden Elektroden weisen eine einfache Spannvorrichtung auf, welche mit einer zweckmässigen Uebergabevorrichtung zwischen der Elektrodenhalterung an der Maschine und dem Elektrodenmagazin zusammenwirkt. Unmittelbar nach der Bearbeitung hängen die Elektroden über dem Schmutztank des Dielektrikum-Aggregats, wodurch das in der Regel kritische Reinigungproblem besonders zweckmässig gelost ist. Durch die Verlegung des Elektrodenmagazins an den hinteren Teil der Maschine sind beide Seiten neben dem Maschinenbett frei. Dieser Raum lässt sich auf besonders vorteilhafte Weise für eine längs der Vorderkante des Maschinenbetts und auf beide Seiten der Maschine verfahrbare Bedienungs-Konsole nutzen, wodurch'sich eine wesentliche Verbesserung der Bedienbarkeit der Maschine insbesondere beim Rüsten ergibt. Im folgenden wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele mit Hilfe der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen : Fig. 1 die Aufsicht auf eine Senk-Erosionsmaschine mit denHilfsaggregaten, Fig. 2 die teilweise geschnittene Seitenansicht derMaschine nach Fig. 1, und Fig. 3 die Vorderansicht der Maschine gemäss Fig. 1. Die in den Figuren gezeigte Funkenerosionsmaschine, die als Senk-Erosionsmaschine ausgebildet ist, weist als wesentliches Bestandteil eine Pinole 2 zur Aufnahme einer Werkzeugelektrode 1, und einen darunter angeordneten Maschinentisch 3 auf, unter dem sich wiederum ein Dielektrikum-Behälter 4 befindet. Zur kompletten Maschine gehören ferner ein tragendes Maschinenbett 5 sowie Hilfsaggregate, nämlich ein Dielektrikum-Aggregat zur Aufbereitung des verwendeten Dielektrikums mit einem Schmutztank 6 zur Aufnahme des von der Maschine kommenden Dielektrikums und einem Saubertank 7, in dem das aufbereitete Dielektrikum gespeichert wird.Als weitere, in den Figuren nicht dargestellte Komponenten der Maschine sind ein Generator zur Erzeugung der gewünschten Entladungsimpulse und eine Maschinensteuerung vorgesehen. Diese Hilfsaggregate sind so um die eigentliche Maschine angeordnet, dass ein Bedienungsbereich A frei bleibt und die ungehinderte Zugänglichkeit zum Bearbeitungsteil der Maschine gewährleistet ist. Durch geeignete Maschinensteuerungen in X-, Y-und Z-Richtung lässt sich die Elektrode 1 relativ zum Werkstück beliebig positionieren. Im Beispiel sind dazu X-, Y-und Z-Koordinatenschlitten vorgesehen, mit denen die Pinole 2 und damit die Werkzeugelektrode 1 geführt wird. Es sind auch andere Führungen, z. B. auch die Führung des Maschinentisches und damit der Werkstückelektrode möglich. In der Maschine ist ferner ein Elektrodenwechsler 10 vorgesehen, der mit einem Elektrodenmagazin 11 und der Pinole 2 zusammenwirkt. Das Magazin 11 ist im hinteren Bereich der Maschine, insbesondere hinter dem X-Koordinatenschlitten, angeordnet. Es befindet sich im Beispiel direkt über dem Schmutztank 6 und ist in der horizontale Ebene drehbar. Das Magazin besteht aus einem kettenartigen Antriebs-und Halterungsteil für die Bearbeitungselektroden, welche im Magazin hängend angeordnet sind. Die Hängeanordnung hat den Vorteil, dass die Elektroden bei der Uebergabe an die Pinole 2 zum Zwecke der Werkstückbearbeitung nicht gedreht oder gewendet werden müssen, sondern in der gleichen Position aus dem Magazin heraus an die Pinole gebracht und dort in der gleichen Position angesetzt werden können. Sowohl die Elektrode 1 als auch die Pinole 2 sind mit einer korrespondierenden Schnellspannvorrichtung ausgestattet, welche eine besonders schnelle und zweckmässige Uebernahme und Halterung der Elektroden gewährleistet. Die Uebergabe der Elektroden zwischen dem Magazin 11 hinter dem Maschinenständer und der Pinole 2 erfolgt durch mindestens eine Oeffnung 25,26, die im Maschinenständer 8 vorgesehen ist, mit Hilfe des erwähnten Elektrodenwechslers 10. Die Oeffnungen 25,26 sind vorzugsweise verschliessbar, z. B. durch eine Klappe, um das Innere der Maschine vor Verschmutzung zu schützen. Der Elektrodenwechsler 10 besteht aus einem Schwenkarm 20, der auf einer vertikalen Drehachse 21 gelagert ist und an seinen beiden Enden Aufnahmepositionen 22A und 22B für die Elektroden aufweist. Der Wechsler 10 ist innerhalb der Oeffnung 25 bzw. 26 parallel zur Y-Richtung der Maschinensteuerung z. B. auf Schienen 28 verfahrbar. Zum Wechsel einer in der Pinole 2 befindlichen ersten Elektrode durch eine vom Magazin 11 herangeführte zweite Elektrode wird die Pinole programmgesteuert in eine der vorprogrammierten Uebergabestationen, z. B. in die Uebergabestation C, verfahren. Der Wechsler 10 hat inzwischen in einer Magazin-Uebernahmestation D die neue zweite Elektrode aus dem Magazin 11 in seine Aufnahmeposition 22A übernommen. In den Schienen 28 fährt der Wechsler 10 nach vorn bis in die Uebergabestation C an die Pinole 2 heran, übernimmt mit der zweiten, leeren Aufnahmeposition 22B die gebrauchte erste Elektrode aus der Pinole 2, schwenkt um seine Drehachse 21 und übergibt die neue, zweite Elektrode aus der Aufnahmeposition 22A an die Pinole 2. Anschliessend fährt der Wechsler 10 ohne zu schwenken wieder nach hinten in die Magazin-Uebernahmestation D, um die gebrauchte, zweite Elektrode aus seiner Aufnahmeposition 22B dem Magazin 11 zu übergeben. Der geschilderte Ablauf erlaubt einen sehr schnellen undwie im folgenden beschrieben-mehrfachen Zugriff auf das Elektrodenmagazin 11, wobei der Schwenkarm 20 nur wenige Schwenkbewegungen durchführen muss. Insgesamt führt der Wechsler 10 beim Elektrodenwechsel nur wenige unkomplizierte und einfach zu steuernde Bewegungen aus. Die Anordnung des umlaufenden Magazins 11 hinter dem X Schlitten weist den entscheidenden Vorteil auf, dass mehrere nebeneinander angeordnete Bearbeitungsstationen auf dem gleichen oder auf--benachbarten Bearbeitungstischen vom gleichen Elektrodenmagazin 11 bedient werden können. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist denn auch als Beispiel ein zweiter Maschinentisch 23 vorgesehen, der sogar einen eigenen Dielektrikumsbehälter 24 aufweisen kann. Auf diesem Tisch kann ein zweites identisches Werkstück bearbeitet wer den, wobei der Elektrodenwechsler 10 an einer zweiten Uebergabestation E durch die zweite Gehauseoffnung 26 in einer zweiten Magazin-Uebernahmestation F Zugriff zu dem gemeinsamen Elektrodenmagazin 11 hat. Vorteilhaft ist in diesem Fall eine bestimmte Phasenverschiebung in der Bearbeitung, so dass der Zugriff zu den einzelnen Elektroden programmgesteuert gestaffelt erfolgen kann und es nicht zu Ueberschneidungen kommt. Dies lässt sich durch einfache Massnahmen im Programm der Maschinensteuerung sicherstellen. Der im Beispiel von den Oeffnungen 25,26 durchbrochene X Koordinatenschlitten lässt sich als stabile Kastenkonstruktion ausführen, so dass der Einbezug der Oeffnungen in dieses Bauteil dessen Stabilität zusätzlich wesentlich erhöht. Auch auf einem einzigen sehr breiten Maschinen-Tisch können mehrere Uebergabestationen C, E für den Elektrodenwechsler 10 zu einem vereinfachten und zweckmässigen Bewegungsablauf führen. Die Bedienung der beschriebenen Maschine lässt sich durch eine im folgenden als Beispiel gezeigte Zusatzeinrichtung besonders vorteilhaft und zweckmässig vereinfachen. Damit das Einrichten der Maschine auch bei breiten Tischen von z. B. 2, 5 m Breite, eventuell mit mehreren Bearbeitungsplätzen, mit grosster Präzision und mit der gewünschten Zuverlässigkeit vorgenommen werden kann, ist eine längs des Maschinentisches 3 bzw. der Maschinentische 3,23 verschiebbare einzige Bedienungskonsole 30 vorgesehen. Die Konsole 30 ist schwenkbar auf einem Arm 32 montiert und von einer Lauf und Führungsschiene 31 geführt, welche im bevorzugten Bei spiel an der vorderen unteren Kante des Maschinengehäuses -unter dem Maschinentisch entlang verläuft und seitlich in einem leichten Bogen um den Maschinentischbereich herum geführt ist. Direkt am Gehäuse der Konsole 30 ist eine bei Berührung reagierende Kontaktleiste 33 angeordnet, welche auf eineBremsvorrichtung zwischen dem Konsolenarm und der Führungs schiene 31 wirkt. Die Kontaktleiste kann als elektrischer oder druckelektrischer Sensor ausgebildet sein. Bei Berüh rung wird eine sonst arretierte Bremse 34 gegenüber derSchiene 31 gelost, so dass die Konsole längs der Schiene frei verfahrbar ist. Sobald die Kontaktleiste losgelassen wird, tritt die Bremse 34 wieder in Funktion. Diese Art derBremsbetätigung lässt sich mit Vorteil auch auf Dreh-und/ oder Schwenkgelenke des Konsolenarmes 32 erweitern. Zusätz lich kann die Konsole 30 hohenverstellbar sein. Die übsr den schwenkbaren Arm 32 mit der Führungsschiene 31 in Verbindung stehende Konsole 30 trägt wesentlich zur prak tischen Realisierung des Konzeptes der zuvor beschriebenen unkonventionell breiten Maschine bei. Die Maschine kann von jeder Stelle über die einzige Konsole individuell bedient werden. Es ist nicht mehr erforderlich, zwischen mehreren Konsolen umzuschalten, wenn während des Einrichtens von einer Seite des Maschinentisches auf die andere gewechselt werden muss. In Kombination mit dem auch für mehrere Bearbeitungsstationen gemeinsamen Elektrodenmagazin ist damit das Konzept einer kombinierten Erosions-Bearbeitungsstation realisiert, welche sich für den universellen und automatisierten Betrieb eignet, mit den eingangs aufgezählten weiteren Vorteilen.
    权利要求:
    ClaimsP A T E N T A N S P R U E C H E
    1. Funkenerosionsmaschine mit Werkzeugelektroden-Pinole (2) mit Werkstückelektroden-Tisch (3), mit Koordinatenführungen (X, Y, Z) für mindestens eine der Elektroden, mit Elek¬ trodenmagazin (11) und Elektrodenwechsler (10) sowie mit einer Maschinensteuerung und damit verbundener Bedie¬ nungsstation (30), dadurch gekennzeichnet, dass das Elek¬ trodenmagazin (11) vollständig auf der Rückseite der Maschine, hinter dem Bereich der Koordinatenführungen (X) , angeordnet ist, dass zwischen den Arbeitsbereich für die Werkzeugelektrode (1) und dem auf der Rückseite der Maschin angeordneten Elektrodenmagazin (11) mindestens eine Oeffnun (25, 26) zum Durchführen von Elektroden (1) während des Wechselvorganges vorgesehen ist und dass im Bereich des Maschinentisches (3) mindestens eine Uebergabestation (C, E für den Elektrodenwechsel vorgesehen ist.
    2. Funkenerosionsmaschine nach Anspruch 1 , dadurch gekenn¬ zeichnet, dass der Elektrodenwechsler (10) mit Mitteln zur Aufnahme der Elektroden (1) in der gleichen Lage versehen ist, in welcher die Elektroden an der Pinole (2) eingespann sind, und dass der Elektrodenwechsler als doppelarmiger Schwenkarm (20) ausgebildet ist,.. welcher um eine vertikale Schwenkachse (21) drehbar ist und durch die Oeffnungen (25, 26) zwischen den Uebergabestationen (C, E) und Uebernahme- stationen (D, F) im Bereich des Elektrodenmagazins (11) verfahrbar ist.
    3. Funkenerosionsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass mindestens eine Oeffnung (25, 26) zum Durchführen der Elektroden im X-Koordinatenschlitten der Elektrodenführung vorgesehen ist.
    4. Funkenerosionsmaschine nach Anspruch 1 , dadurch gekenn¬ zeichnet, dass mindestens zwei Maschinentische (3, 23) mit je einer Elektroden-Uebergabestation (C, E) mit Zugang zum gemeinsamen Elektrodenmagazin vorgesehen sind.
    5. Funkenerosionsmaschine nach Anspruch 1 , dadurch gekenn¬ zeichnet, dass im Schnittbereich jeder Oeffnung (25, 26) mit dem Maschinentisch (3) je eine Uebergabestation (C, E) für den Elektrodenwechsel vorgesehen ist und dass im rückwärti¬ gen Schnittbereich jeder Oeffnung (25, 26) mit dem Elektro¬ denmagazin (11) je eine Uebernahmestation (D, F) zwischen dem Elektrodenwechsler (10) und dem Magazin (11) vorgesehen ist.
    6. Funkenerosionsmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass der Elektrodenwechsler (10) mit der Maschi¬ nensteuerung in Verbindung steht, in welcher Mittel zum gestaffelten Zugriff der ersten Uebergabestation (C) bzw. der zweiten Uebergabestation (E) auf den gemeinsamen Elek¬ trodenspeicher (11) vorgesehen sind, so dass sich ein phasenverschobener Zugriff der verschiedenen Uebergabe¬ stationen (C, E) auf ein und dieselbe Elektrode innerhalb des Elektrodenmagazins (11) ergibt.
    7. Funkenerosionsmaschine nach Anspruch 1 , dadurch gekenn¬ zeichnet, dass unterhalb des Elektrodenmagazins (11) ein zu Dielektrikum-Aggregat gehörende Schmutztank (6) angeordnet ist.
    8. Funkenerosionsmaschine nach Anspruch 1 , dadurch gekenn¬ zeichnet, dass die Bedienungsstation (30) als Bedienungskon sole ausgebildet ist, welche auf einer Schienenführung (31) über die gesamte Maschinenbreite verfahrbar ist.
    9. Funkenerosionsmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass die Schiene (31) parallel zur Vorderkante de Maschinentisches (3, 23) und um die Vorderkanten der Maschi ne herum bis in den Bereich der Seitenwände der Maschine geführt ist.
    10. Funkenerosionsmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass an der Bedienungskonsole (30) ein manuell auslösbarer Kontaktgeber (32) angeordnet ist, dass die Kon¬ solenführung mit Bremsvorrichtungen versehen ist und dass der Kontaktgeber (32) mit den Bremsvorrichtungen in Funk¬ tionsverbindung steht.
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1988-08-11| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): JP US |
    1988-08-11| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AT BE CH DE FR GB IT LU NL SE |
    1989-03-15| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1988901009 Country of ref document: EP |
    1989-06-07| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1988901009 Country of ref document: EP |
    1991-09-03| WWW| Wipo information: withdrawn in national office|Ref document number: 1988901009 Country of ref document: EP |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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