DE1565388C3

DE1565388C3 - Protective device for switching off an arc in the working gap of an electrical discharge machine

Info

Publication number: DE1565388C3
Application number: DE1565388A
Authority: DE
Inventors: Franco Donati; Werner Ullmann
Original assignee: Agie Charmilles SA
Current assignee: Agie Charmilles SA
Priority date: 1965-07-15
Filing date: 1966-06-24
Publication date: 1975-11-06
Also published as: CH438519A; DE1565388A1; DE1565388B2; GB1120292A; AT258431B; US3439146A; SE340211B

Description

Die Erfindung betrifft eine Schutzeinrichtung zum Abschalten eines Lichtbogens im Arbeitsspalt einer Elektroerosions-Maschine, die im wesentlichen aus einem Impulsgenerator und aus einer auf Strom- und Spannungsänderungen, bzw. Frequenzänderungen, im Arbeitsspalt ansprechenden Elektrodenvorschubeinrichtung bestehtThe invention relates to a protective device for switching off an arc in the working gap of a Electrical discharge machine, which essentially consists of a pulse generator and an electrical discharge machine Voltage changes or frequency changes in the working gap responding electrode feed device consists

Bei der elektroerosiven Metallbearbeitung ergeben sich im Arbeitsspalt zwischen Werkstück und Bearbeitungselektrode häufig unerwünschte Lichtbogen. Diese lichtbogenartigen Entladungen entstehen z. B. durch unkontrollierbare Verkleinerung und Verschmutzungen des Arbeitsspaltes während des Betriebs. Die Verkleinerung des Arbeitsspaltes kann hervorgerufen werden durch die Zersetzung der dielektrischen Flüssigkeit durch die Bearbeitungsimpulse, wodurch eine Art Ruß gebildet wird. Dieser setzt sich im Spalt fest. Normalerweise werden diese Verunreinigungen von der dielektrischen Flüssigkeit fortgespült. Die Praxis zeigte aber, daß, z.B. bei der elektroerosiven Grobbearbeitung (Schruppen) von Werkstücken, wo ein sehr großer Materialabtrag von der Werkstückoberfläche innerhalb kürzester Zeit verlangt wird, und/oder bei der Verwendung von speicherfreien Impulsgeneratoren, die Bearbeitungsfunken von großer Energiedichte erzeugen, diese Verunreinigungen von der dielektrischen Flüssigkeit nicht mehr fortgespült werden können. Die Verunreinigungen ergeben eine künstliche Verkleinerung des Arbeitsspaltes und somit einen Ansatzpunkt zur Ausbildung von Lichtbogen. Die Schädlichkeit der Lichtbogen bei der elektroerosiven Metallbearbeitung ist allgemein bekannt. Der Lichtbogen erzeugt eine Gefügeänderung in der Oberfläche des zu bearbeitenden Werkstücks bis in eine Tiefe von 10 mm. Außerdem wird die Form der Bearbeitungselektrode nicht mehr genau im Werkstück abgebildet, da der Lichtbogen Teile der Oberfläche zum Schmelzen bringt.In electrical discharge machining, there is a gap between the workpiece and the machining electrode often unwanted arcs. These arc-like discharges arise z. B. by uncontrollable reduction in size and contamination of the working gap during operation. The downsizing of the working gap can be caused by the decomposition of the dielectric fluid by the machining pulses, whereby a kind of soot is formed. This sticks in the gap. Normally these impurities are washed away by the dielectric fluid. However, practice showed that, e.g. in the case of electroerosive rough machining (roughing) of workpieces, where a very large Material removal from the workpiece surface is required within a very short time, and / or during use of memory-free pulse generators that generate machining sparks with a high energy density, these impurities can no longer be washed away by the dielectric liquid. The impurities result in an artificial reduction of the working gap and thus a starting point for training of arc. The harmfulness of electric arcs in electrical discharge machining is general known. The arc creates a structural change in the surface of the workpiece to be machined up to a depth of 10 mm. In addition, the shape of the machining electrode is no longer exactly in Workpiece shown as the arc melts parts of the surface.

Es ist nun bekannt, mittels einer Schutzeinrichtung der eingangs genannten Art die Bearbeitungselektrode bei Auftreten eines Lichtbogens aus dem Arbeitsspalt zurückzuziehen, um hierdurch den Lichtbogen zu unterbrechen. Allerdings wird der Lichtbogen bei dem Zurückziehen der Elektrode mitgezogen, um so mehr, wenn mit hoher Energiedichte gearbeitet wird.It is now known to use a protective device of the type mentioned in the introduction to the machining electrode withdraw from the working gap when an arc occurs, in order to interrupt the arc. However, when the electrode is withdrawn, the arc is drawn with it, all the more so when working with high energy density.

Es wurden daher schon Sicherheitseinrichtungen vorgeschlagen in Zusammenarbeit mit reversierbaren Elektrodenvorschubeinrichtungen, bei denen schon bei einer Tendenz zum Lichtbogen im Arbeitsspalt die Stromversorgung zum elektroerosiven Stromkreis abgeschaltet wird. Diese Sicherheitseinrichtungen sprechen aber infolge ihrer Überempfindlichkeit viel zu oft an und unterbrechen den elektroerosiven Bearbeitungsvorgang zu häufig, so daß trotz guter Impulsgeneratoren der Wirkungsgrad der gesamten Anlage sinkt.Safety devices have therefore already been proposed in cooperation with reversible ones Electrode feed devices in which the Power supply to the electroerosive circuit is switched off. These safety devices speak but because of their oversensitivity they switch on too often and interrupt the electrical discharge machining process too often, so that despite good pulse generators, the efficiency of the entire system drops.

Andere Sicherheitsanlagen sprechen dann an, wenn die Spannung im Arbeitsspalt unter einen bestimmten Wert sinkt Die Praxis zeigte aber, daß die Lichtbogenspannung über die Zeit integriert, teilweise einen größeren Wert haben kann, als die integrierte Spannung der einzelnen Bearbeitungsimpulse. Daher sprechen in diesen Fällen die Sicherheitseinrichtungen bei Lichtbogen nicht an. Die Folge hiervon ist, daß der Lichtbogen eine sehr lange Zeit weiterbrennen kann, obwohl die reversierbare Elektrodenvorschubeinrichtung die Elektrode aus dem Arbeitsspalt herauszieht.Other safety systems respond when the voltage in the working gap falls below a certain level Value sinks However, practice has shown that the arc voltage integrates over time, sometimes a greater one Can have value than the integrated voltage of the individual machining pulses. Hence speak in In these cases, the safety devices in the event of an electric arc do not apply. The consequence of this is that the arc can continue to burn for a very long time, even though the reversible electrode feed device removes the electrode pulls out of the working gap.

Ferner sind Schaltungsanordnungen bekannt, welche auf je eine der Antriebsrichtungen der Elektrodenvorschubeinrichtung ansprechen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, demgegenüber eine Schutzeinrichtung zum Abschalten eines Lichtbogens im Arbeitsspalt einer elektroerosiven Bearbeitungsmaschine zu schaffen, mittels der der Lichtbogen erst dann abgeschaltet wird, wenn sowohl kriti-Furthermore, circuit arrangements are known which each respond to one of the drive directions of the electrode feed device.
The object of the present invention is to create a protective device for switching off an arc in the working gap of an electrical discharge machining machine, by means of which the arc is only switched off when both critical

sehe Stromänderungen im Arbeitsspalt gegeben sind, als auch bereits die Elektrode durch die Elektrodenvorschubeinrichtung zurückgezogen wird. Das Abschalten soll jedoch nicht sofort und bei nur geringfügigen Änderungen der normalen Arbeitsbedingungen, sondern erst bei längerem Anhalten der kritischen Arbeitsbedingungen erfolgen, um die Arbeitszeit der Elektroerosions-Maschine nicht unnötig zu verkürzen und damit keinen übermäßigen Wirkungsgrad-Verlust entstehen zulassen.see current changes in the working gap are given, as well as the electrode through the electrode feed device is withdrawn. However, the shutdown is not intended to occur immediately and if there are only minor changes normal working conditions, but only if the critical working conditions persist for a longer period of time take place in order not to unnecessarily shorten the working time of the electrical discharge machine and thus do not allow an excessive loss of efficiency to occur.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Schutzeinrichtung einen ebenfalls auf Stromänderungen im Arbeitsspalt ansprechenden Steuerkreis, eine Schaltungsanorndung, die durch das Rückziehen der Elektrode durch die Elektrodenvorschubeinrichtung anspricht, und eine Abschaltvorrichtung umfaßt, die den Lichtbogen nur bei gleichzeitigem Vorhandensein von Signalen aus dem Steuerkreis und aus der Schaltungsanordnung und erst nach einer bestimmbaren Zeit abschaltet.This object is achieved in that the protective device a control circuit that also responds to current changes in the working gap, a circuit arrangement, which responds when the electrode is withdrawn by the electrode feed device, and a cut-off device which cuts the arc only when signals are present at the same time from the control circuit and from the circuit arrangement and only switches off after a definable time.

Zweckmäßige Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Schutzeinrichtung ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen. ...,,, ,,_{; fU;}.,■,?■■ ...■ Appropriate further developments of the protective device according to the invention emerge from the other claims. ... ,,, ,, _{; NS;} ., ■,? ■■ ... ■

Die erfindungsgemäße Schutzeinrichtung ist so ausgelegt und anpassungsfähig, daß sie mit jeder konstruktiven Ausführungsart einer reversierbaren Elektrodenvorschubeinrichtung zusammenarbeiten kann, ohne daß Umbauten an der Vorschubeinrichtung vorgenommen werden müssen.The protective device according to the invention is designed and adaptable that it can be used with any constructive Execution of a reversible electrode feeder can work together without that modifications must be made to the feed device.

Im nachfolgenden ist die erfindungsgemäße Schutzeinrichtung im Zusammenhang mit einer Elektrodenvorschubeinrichtung mit einem Servomotor beschrieben, welcher über ein Untersetzergetriebe auf die Bewegung der Elektrode einwirkt Sie kann aber auch mit einer Vorschubeinrichtung mit zwei Servomotoren, weiche über zwei Untersetzergetriebe und ein Differentialgetriebe auf die Elektrodenbewegung einwirken, oder mit einer hydraulischen oder pneumatischen Vorschubeinrichtung zusammenarbeiten. Bei letzteren ist statt des oder der Servomotoren ein elektromagnetisches Stellglied mit zwei elektrischen Spulen für die Elektrodenbewegung »vorwärts« oder »rückwärts« vorgesehen. Bei allen diesen Arten von Elektrodenvorschubeinrichtungen bleibt die Schaltung der erfindungsgemäßen Schutzeinrichtung die gleiche, wie nachfolgend beschrieben wird.The protective device according to the invention is described below in connection with an electrode feed device described with a servomotor, which on a reduction gear on the movement the electrode acts but it can also be equipped with a feed device with two servomotors, soft act on the electrode movement via two reduction gears and a differential gear, or work together with a hydraulic or pneumatic feed device. The latter is instead of the servo motor or motors, an electromagnetic actuator with two electrical coils for the Electrode movement "forwards" or "backwards" provided. With all of these types of electrode feeders the circuit of the protective device according to the invention remains the same, as will be described below.

Nach Ansprechen der erfindungsgemäßen Schutzeinrichtung, welche aus einfachen und billigen Bauelementen besteht, werden die Stromzuführung zum Arbeitsspalt abgeschaltet und die elektrischen Parameter, wie Impulsfrequenz, Impulpauseverhältnis, Impulsamplitude, Impulsbreite, welche am Impulsgenerator eingestellt worden sind, geändert. Hierdurch wird einmal ier Lichtbogen ausgeschaltet und bei Wiedereinschalen der Stromversorgung die Bildung eines neuen Lichtbogens vermieden. Die elektrischen Parameter tonnen entweder jeder für sich oder in ihrer Gesamtieit geändert werden. Dieses kann wahlweise vorgeiommen werden, je nachdem, welcher iearbeitungsvorgang (Schruppen, Schlichten) und/oder velche Materialien als Bearbeitungselektrode und als Werkzeug vorhanden sind.After the protective device according to the invention has responded, which consists of simple and cheap components exists, the power supply to the working gap is switched off and the electrical parameters, such as pulse frequency, pulse pause ratio, pulse amplitude, Pulse width, which have been set on the pulse generator, changed. This will once ier arc is switched off and a new one is formed when the power supply is switched on again Arc avoided. The electrical parameters can either be individually or collectively to be changed. This can be done optionally, depending on which Machining process (roughing, finishing) and / or various materials as a machining electrode and as a Tools are available.

Im nachfolgenden wird ein Ausführungsbeispiel der rfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert Die Zeichnung zeigt die aus den Baugruppen 2,3,4,6 besteiende Schaltungsanordnung der Schutzeinrichtung in 'usammenarbeit mit einem Impulsgenerator 1 und iner reversierbaren Elektrodenvorschubeinrichtung 5 z. B. Motor). Speichergliedlose Impulsgeneratoren sind bekannt, daher ist nur ein Teil eines solchen Impulsgenerators dargestellt. Mit 100 und iOl ist der elektroerosive Stromkreis gezeichnet, welcher an der Elektrode 106 und dem Werkstück 107 endet. An der Leitung 100 ist als elektronischer Schalter der Transistor TRl angeordnet. Dieser Transistor, der nur einmal gezeichnet ist, kann natürlich mehrere parallel gesteuerte elektronische Schalter darstellen. Von dem Taktgeber 109 wird dieser elektronische Schalter betätigt Wenn der Arbeitsspalt zwischen Bearbeitungselektrode 106 und dem Werkstück 107 klein genug ist und der Transistor TRl auf Durchlaßrichtung gesteuert worden ist, erscheint am Arbeitsspalt ein Bearbeitungsfunke entsprechend der an den elektroerosiven Stromkreis 100, 101 angelegten Spannung UB. Im normalen Betriebsverhalten wird durch die reversierbare Elektrodenvorschubeinrichtung 5 die Elektrode 106 entsprechend dem Materialabtrag aus dem Werkstück 107 immer tiefer in das Werkstück hineingeschoben. Wenn nun durch Verunreinigungen, welche sich im Arbeitsspalt festgesetzt haben, ein Lichtbogen entsteht, schaltet die reversierbare Elektrodenvorschubeinrichtung um und zieht die Elektrode 106 aus dem Arbeitsspalt heraus. Hierbei ergibt sich, wie bereits oben erwähnt, sehr häufig ein langgezogener Lichtbogen, der durch seinen Schmelzeffekt weitere Verunreinigungen im Arbeitsspalt verschweißt. Diese verschweißten Verunreinigungen können bei länger andauernden Lichtbogen zumindest einen Teil der Ausnehmung im Werkstück ausfüllen und über den Flüssigkeitsspiegel der dielektrischen Flüssigkeit anwachsen. Hierdurch brennt der Lichtbogen außerhalb des Flüssigkeitsspiegels der dielektrischen Flüssigkeit, was unter Umständen zu erheblicher Brandgefahr der elektroerosiven Maschine führen kann.In the following, an embodiment of the invention is explained in more detail with reference to the drawing. B. Motor). Pulse generators without memory link are known, therefore only part of such a pulse generator is shown. The electrical discharge circuit which ends at the electrode 106 and the workpiece 107 is drawn with 100 and iOl. The transistor TR1 is arranged on the line 100 as an electronic switch. This transistor, which is only drawn once, can of course represent several electronic switches controlled in parallel. This electronic switch is operated by the clock generator 109. If the working gap between the machining electrode 106 and the workpiece 107 is small enough and the transistor TR1 has been switched to the forward direction, a machining spark appears at the working gap corresponding to the voltage UB applied to the electrical discharge circuit 100, 101. In normal operating behavior, the reversible electrode feed device 5 pushes the electrode 106 deeper and deeper into the workpiece in accordance with the material removal from the workpiece 107. If an arc is now created by impurities that have settled in the working gap, the reversible electrode feed device switches over and pulls the electrode 106 out of the working gap. As already mentioned above, this very often results in an elongated arc which, due to its melting effect, welds further impurities in the working gap. These welded impurities can fill at least a part of the recess in the workpiece in the event of a longer arc and grow above the liquid level of the dielectric liquid. As a result, the arc burns outside the liquid level of the dielectric liquid, which under certain circumstances can lead to a considerable risk of fire in the electrical discharge machine.

Jedes Mal wenn im Arbeitsspalt ein normaler Bearbeitungsfunke oder ein Kurzschlußfall vorliegt bzw. ein Lichtbogen von der Elektrode 106 zum Werkstück 107 überspringt, ergibt sich am Widerstand 11 ein Spannungsabfall, durch dessen Wirkung ein Strom über die Leitungen 200 und 201 zu einem elektromagnetischen Relais 25 geführt wird. Dieses Relais, welches auch als elektronischer Schalter oder Transduktor ausgebildet sein kann, hat in seinem Stromkreis einen Strombegrenzungswiderstand 22 und parallel zu den Relais liegen eine Zenerdiode 23 sowie ein Kondensator 24. Durch die Zenerdiode 23 wird die Spannung in der Einrichtung 2 auf einem konstanten Wert gehalten. Dieses ist wichtig, da der Spannungsabfall im Widerstand 11 in weiten Grenzen schwankt. Der Kondensator 24 ist als Integrierglied vorgesehen, somit wird die pulsierende Spannung zwischen den Leitungen 200 und 201 in einen Mittelwert umgewandelt. Erst wenn der Kondensator 24 voll aufgeladen ist, zieht das Relais 25 an, so daß die Kontakte 26 und 27 miteinander verbunden werden. Aus dem Vorstehenden ergibt sich also, daß erst dann das Relais 25 anzieht, wenn eine längere Zeit ein hinreichend großer Strom über den Arbeitsspalt zwischen Elektrode 106 und Werkstück 107 geflossen ist d.h. also, auch wenn ein Lichtbogen vorhanden istEvery time there is a normal machining spark or a short circuit in the working gap or an arc jumps from the electrode 106 to the workpiece 107 , there is a voltage drop across the resistor 11 , through the effect of which a current is conducted via the lines 200 and 201 to an electromagnetic relay 25 will. This relay, which can also be designed as an electronic switch or transducer, has a current limiting resistor 22 in its circuit and a Zener diode 23 and a capacitor 24 are parallel to the relays. The Zener diode 23 keeps the voltage in device 2 at a constant value held. This is important because the voltage drop in the resistor 11 fluctuates within wide limits. The capacitor 24 is provided as an integrating element, so the pulsating voltage between the lines 200 and 201 is converted into an average value. Only when the capacitor 24 is fully charged does the relay 25 pull in, so that the contacts 26 and 27 are connected to one another. From the above it follows that the relay 25 only picks up when a sufficiently large current has flowed over the working gap between electrode 106 and workpiece 107 for a long time, ie even if an arc is present

Sobald der Lichtbogen sich im Arbeitsspalt ausgebildet hat, spricht der Servomotor M der Elektrodenvorschubeinrichtung 5 an und zieht die Elektrode 106 aus dem Werkstück 107 heraus. Der Lichtbogen wird, wie bereits oben beschrieben, mitgezogen. Wenn die Elektrodenvorschubeinrichtung die Elektrode 106 zurückzieht, ergibt sich eine Ankerspannung in der Weise, daß der Verbindungspunkt 508 positiv ist gegenüber demAs soon as the arc has formed in the working gap, the servomotor M of the electrode feed device 5 responds and pulls the electrode 106 out of the workpiece 107 . As already described above, the arc is drawn along with it. When the electrode feeder retracts the electrode 106, an armature voltage results such that the junction point 508 is positive with respect to the

Verbindungspunkt 509. Dieses Potential wird auf die Baugruppe 4 gegeben. Mit dem Verbindungspunkt 508 ist ein Strombegrenzungswiderstand 412 und eine Diode 413, Widerstand 415, Basis des Transistors TRl, verbunden. Die Leitung 407 ist mit dem Verbindungspunkt 509 verbunden. Die Zenerdiode 414 hält die Spannung auf einem konstanten Wert. Wenn bei einem bestehenden Lichtbogen im Arbeitsspalt der Motor M zurückläuft, bildet sich auf dem Kondensator 416 ein positives Signal. Dieses bewirkt, daß die Basis des Transistors TR2 positiv ist; hierdurch wird der npn-Transistor TRl in seiner Kollektor-Emitter-Strecke durchgeschaltet. Über die Widerstände 419, 420 gelangt ein negatives Potential auf die Basis des npn-Transistors TR3, so daß dessen Kollektor-Emitter-Strecke gesperrt wird. Es wird über die Widerstände 418, 422 an die Basis des npn-Transistors TRA ein negatives Potential gegenüber dem Emitter gelegt, so daß dieser Transistor in seiner Kollektor-Emitter-Strecke durchschaltet. Über die Leitung 406, Widerstand 424, Transistor TR4, Leitung 407 zieht das elektromagnetische Relais 45 an und verbindet die Kontakte 43 und 44. Dieses Relais 45 kann selbstverständlich ein elektronischer Schalter oder ein Transduktor sein.Connection point 509. This potential is given to module 4. A current limiting resistor 412 and a diode 413, resistor 415, the base of the transistor TR1, are connected to the connection point 508. The line 407 is connected to the connection point 509. The Zener diode 414 keeps the voltage at a constant value. If the motor M runs back when there is an arc in the working gap, a positive signal is formed on the capacitor 416. This causes the base of transistor TR2 to be positive; as a result, the npn transistor TRl is switched through in its collector-emitter path. A negative potential is applied to the base of the npn transistor TR3 via the resistors 419, 420, so that its collector-emitter path is blocked. A negative potential with respect to the emitter is applied to the base of the npn transistor TRA via the resistors 418, 422, so that this transistor switches through in its collector-emitter path. The electromagnetic relay 45 picks up via the line 406, resistor 424, transistor TR4, line 407 and connects the contacts 43 and 44. This relay 45 can of course be an electronic switch or a transducer.

Wenn nun durch den bestehenden Lichtbogen im Arbeitsspalt das Relais 25 angezogen hat und gleichzeitig bei Rücklauf des Servomotors M das Relais 45 angezogen ist, wird über die Leitung 102, Kontakte 21, 26, 27, 44, 43, Diode 36, veränderlichen Widerstand 37, Kondensator 38, Leitung 103, an den Eingang der Baugruppe 3 Spannung gegeben. Die Diode 36 richtet die Wechselspannung, weiche an den Leitungen 102, 103 liegt, gleich. Diese Wechselspannung kann z. B. eine normale Netzspannung von 220VoIt sein. Der veränderliche Widerstand 37, welcher z. B. als Potentiometer ausgebildet ist, und der Kondensator 38 sind zeitbestimmende ÄC-Glieder. Parallel zu diesem Glied liegt eine Relaisröhre 39, in deren Anodenkreis ein elektromagnetisches Relais 310 angeordnet ist. Sobald der Kondensator 38 aufgeladen ist, zündet die als Glimmlampe ausgebildete Relaisröhre, und hierdurch zieht das Relais 310 an. An den Leitungen 104, 105 liegt die Steuerspannung der gesamten Elektroerosions-Anlage.If the relay 25 has now picked up due to the existing arc in the working gap and at the same time the relay 45 is picked up when the servomotor M is reversing, via the line 102, contacts 21, 26, 27, 44, 43, diode 36, variable resistor 37, Capacitor 38, line 103, applied to the input of assembly 3 voltage. The diode 36 rectifies the alternating voltage which is applied to the lines 102, 103. This alternating voltage can, for. B. be a normal mains voltage of 220VoIt. The variable resistor 37, which z. B. is designed as a potentiometer, and the capacitor 38 are time-determining ÄC members. A relay tube 39, in the anode circuit of which an electromagnetic relay 310 is arranged, lies parallel to this member. As soon as the capacitor 38 is charged, the relay tube, which is designed as a glow lamp, ignites and the relay 310 picks up as a result. The control voltage for the entire electrical discharge machining system is applied to lines 104, 105.

Wenn der Arbeitskontakt 33 aus der gezeichneten Stellung umschaltet, wird die elektroerosive Anlage ausgeschaltet Bei Umschalten des Kontaktes 34 aus der gezeichneten Lage wird eine mit 311 bezeichnete akustische und/oder optische Alarmanzeige ausgelöst. Bei Umschalten des Kontaktes 35 wird eine automatische Einrichtung 6 eingeschaltet, welche die elektrischen Parameter, wie z. B. Impulswiederholungsfrequenz, Impulspauseverhältnis, Impulsamplitude, Impulsbreite, verändert. Gleichzeitig kann die automatische Einrichtung 6 den Druck in der dielektrischen Flüssigkeit vergrößern, so daß die Spülverhältnisse im Arbeitsspalt verbessert werden. Die automatische Einrichtung 6 kann durch entsprechende Ausbildung des Kontaktes 35 beim Relais 310 wahlweise bei Anzug dieses Relais eingeschaltet werden.When the normally open contact 33 switches from the position shown, the electrical discharge system is switched off When the contact 34 is switched from the position shown, one is designated by 311 acoustic and / or optical alarm display triggered. When switching the contact 35 is an automatic Device 6 switched on, which the electrical parameters such. B. pulse repetition frequency, Pulse pause ratio, pulse amplitude, pulse width, changed. At the same time, the automatic Device 6 increase the pressure in the dielectric liquid, so that the rinsing conditions in Working gap can be improved. The automatic device 6 can by appropriate training of the Contact 35 on relay 310 can be switched on when this relay is activated.

Aus Vorhergehendem ergibt sich also, daß wenn eine einstellbare Zeit ein Lichtbogen im Arbeitsspalt vorhanden ist (Relais 25 hat angezogen) und der Servomotor M der Elektrodenvorschubeinrichtung 5 rückwärts dreht (Relais 45 angezogen), das Relais 310 nach einer bestimmten Zeit, welche mit dem Potentiometer 37 einstellbar ist, anzieht und die Spannung UB des Impulsgenerators über den Kontakt 33 und die Leitungen 104 und 105 ausschaltet. Hierdurch wird der Lichtbogen sofort verlöschen, so daß das Relais 25 in der Einrichtung 2 abfällt. Gleichzeitig wird die Rückwärtsdrehung des Servomotors M gestoppt. Hierdurch ist am Verbindungspunkt kein positives Potential gegenüber Verbindungspunkt 409, so daß über die Transistoren TRl, TRi, TR4 das Relais 45 stromlos wird und ebenfalls abfällt. Sobald das Relais 310, welches ein elektronischer Schalter oder ein Transduktor sein kann, ebenfalls abgefallen ist, schaltet sich die Spannung UB anFrom the above, it follows that if an adjustable time is present in the working gap (relay 25 has picked up) and the servomotor M of the electrode feed device 5 rotates backwards (relay 45 picked up), the relay 310 after a certain time, which with the potentiometer 37 is adjustable, attracts and the voltage UB of the pulse generator via the contact 33 and the lines 104 and 105 switches off. As a result, the arc is extinguished immediately, so that the relay 25 in the device 2 drops out. At the same time, the reverse rotation of the servomotor M is stopped. As a result, there is no positive potential at the connection point with respect to connection point 409, so that relay 45 is de-energized via transistors TR1, TRi, TR4 and also drops out. As soon as the relay 310, which can be an electronic switch or a transducer, has also dropped out, the voltage UB turns on

ίο dem Impulsgenerator 1 wieder ein. Der Servomotor M dreht sich nun so lange vorwärts, d. h, die Elektrode 106 wird wieder in Richtung Arbeitsspalt vorgeschoben, bis sich wieder normale Bearbeitungsimpulse ausbilden. Sollte aber ein Lichtbogen sich wieder bilden, wegen der noch nicht von der dielektrischen Flüssigkeit fortgespülten Verunreinigungen, so zieht das Relais 25 wieder an, und sobald der Servomotor infolge des Lichtbogens sich wieder zurückdreht, beginnt das Relais 45 ebenfalls anzuziehen. Hierdurch wird durch Anzug das Relais 310 die Hauptspannung UB am Impulsgenerator 1 wieder ausgeschaltet Dieses Spiel kann sich einige Male wiederholen. In der Praxis ergibt sich aber, daß durch Änderungen der elektrischen Parameter am Impulsgenerator 1 sowie der Spülverhältnisse der dielektrischen Flüssigkeit im Arbeitsspalt, ein Lichtbogen sich nicht mehr ausbilden kann, wenn die gesamte Anlage durch das Relais 310 wieder eingeschaltet wird.ίο the pulse generator 1 again. The servo motor M now rotates forward so long, d. That is, the electrode 106 is advanced again in the direction of the working gap until normal machining pulses are formed again. However, should an arc form again because of the impurities not yet washed away by the dielectric liquid, the relay 25 picks up again, and as soon as the servomotor turns back as a result of the arc, the relay 45 also begins to pick up. As a result, when the relay 310 is picked up, the main voltage UB at the pulse generator 1 is switched off again. This game can be repeated a few times. In practice, however, changes in the electrical parameters at the pulse generator 1 and the flushing conditions of the dielectric fluid in the working gap mean that an arc can no longer be formed when the entire system is switched on again by the relay 310.

Das mit 6 bezeichnete Kästchen enthält ein automatisches Steuergerät für den Impulsgenerator 1 und den Kreislauf der dielektrischen Flüssigkeit Der Kreislauf ist nicht gezeichnet, da er als solcher bei den Erosionsmaschinen bekannt ist Im folgenden soll erläutert werden, wie das automatische Steuergerät 6 die am Impulsgenerator 1 eingestellten elektrischen Parameter, wie Impulsfrequenz, Impulspauseverhältnis, Impulsamplitude, Impulsbreite, nach Ansprechen der gesamten Schutzeinrichtung, also nach Auftreten eines Lichtbogens, ändert. Das automatische Steuergerät 6 besteht aus bekannten Schaltungsteilen, wie Programmiereinrichtung, elektronischem Zählkreis oder Schrittschaltwähler. Die Programmiereinrichtung kann ein astabiler Multivibrator sein, der je nach gewünschtem Programm eine bestimmte Anzahl von Impulsen auf den Schrittschaltwähler oder auf den aus bistabilen Multivibratoren bestehenden elektronischen Zählkreis gibt. Bei letzterem sind so viele bistabile Multivibratoren vorhanden, wie Zählstufen gewünscht sind. Der Ausgang einer jeden Zählstufe ist mit dem Steuereingang eines der oben erwähnten elektrischen Parameter im Impulsgenerator 1 und der Förderpumpe im Kreislauf der dielektrischen Flüssigkeit verbunden. Das gleiche gilt für die Ausgänge bei Verwendung eines Schrittschaltwählers an Stelle des elektronischen Zählkreises.The box labeled 6 contains an automatic control unit for the pulse generator 1 and the Circuit of the dielectric fluid The circuit is not shown because it is known as such in the erosion machines. like the automatic control device 6, the electrical parameters set on the pulse generator 1, such as Pulse frequency, pulse pause ratio, pulse amplitude, pulse width, after addressing the entire Protective device, i.e. after the occurrence of an arc, changes. The automatic control unit 6 consists from known circuit parts such as programming equipment, electronic counting circuit or step selector. The programming device can be an astable multivibrator which, depending on the desired program a certain number of impulses on the step selector or on the bistable multivibrators existing electronic counting circuit. There are so many bistable multivibrators in the latter available as counting levels are required. The output of each counting stage is connected to the control input one of the above-mentioned electrical parameters in the pulse generator 1 and the feed pump in the circuit connected to the dielectric fluid. The same applies to the outputs when using a step selector instead of the electronic counting circuit.

Wenn nun bei Auftreten eines Lichtbogens im Arbeitsspalt 106 und gleichzeitigem Rückwärtslauf der Elektrodenvorschubeinrichtung 5 das Realis 310 in der Vorrichtung 3 angezogen hat, so wird mit den Kontakten 35 das Steuergerät 6 eingeschaltet. Es sei erwähnt, daß das Steuergerät 6 nicht in jedem Fall zur Schutzeinrichtung gehören muß. Es kann wahlweise als vorteilhafte Verbesserung zur Schutzeinrichtung hinzugefügt werden.
Im folgenden wird nun die Funktionsweise des Steuergerätes 6 in Verbindung mit der gesamten Schutzeinrichtung erläutert Wenn das Relais 310 angezogen hat, gibt die Programmiereinrichtung in dem Steuergerät eine solche Anzahl vom Impulsen ab, wieIf, when an arc occurs in the working gap 106 and the electrode feed device 5 is running backwards at the same time, the Realis 310 in the device 3 has attracted, the control device 6 is switched on with the contacts 35. It should be mentioned that the control unit 6 does not have to belong to the protective device in every case. It can optionally be added to the protective device as a beneficial improvement.
The mode of operation of the control device 6 in connection with the entire protective device will now be explained below. When the relay 310 has picked up, the programming device in the control device emits such a number of pulses as

es vorher von einer Bedienungsperson, ζ. Β. mittels einer normalen Telephonwählscheibe in der Programmiereinrichtung eingestellt worden ist. An der Wählscheibe kann also die Bedienungsperson einstellen, was am Impulsgenerator 1 oder im Kreislauf der dielektrischen Flüssigkeit nach Auftreten eines Lichtbogens geändert werden soll, so daß nach Abfall des Relais 310 (Wiedereinschalten der gesamten Elektroerosions-Anlage) ein Lichtbogen nicht mehr auftreten kann. Jedem Ausgang einer Zählstufe innerhalb des elektronischen Zählkreises oder des Schrittschaltwählers ist ein Steuereingang für die elektrischen Parameter am Impulsgenerator 1 und für den Flüssigkeitskreis fest zugeordnet. Je nach dem eingegebenen Programm werden die gewünschten Ausgänge der Reihe nach angesteuert. Die an den angesteuerten Ausgängen auftretende Potentialveränderung bewirkt eine Änderung der im Impulsgenerator 1 und im Flüssigkeitskreislauf vor Ansprechen der gesamten Schutzeinrichtung eingestellten elektrischen Parameter und Spülverhältnisse. Die Änderung erfolgt in einem bestimmten Verhältnis zum ursprünglich eingestellten Wert. So kann z. B. die Impulsbreite um 10% verringert und/oder die Betriebsspannung UB urr. einige Prozent erhöht werden, und der Flüssigkeitsdruck um einige Prozent gesteigert werden. In zweckmäßiger Weise wird die Änderung nur solcher Steuergrößen in die Programmiereinrichtung eingegeben, die auf Grund der praktischen Erfahrungen ein Wiederzünden des Lichtbogens nach Wiedereinschalten der gesamten Erosionsanlage stark begünstigen können oder die Ursachen des Lichtbogens beseitigen.it beforehand by an operator, ζ. Β. has been set by means of a normal telephone dial in the programmer. The operator can use the dial to set what is to be changed on the pulse generator 1 or in the circuit of the dielectric fluid after an arc has occurred, so that after the relay 310 drops out (switching on the entire electrical discharge machine again) an arc can no longer occur. A control input for the electrical parameters on the pulse generator 1 and for the liquid circuit is permanently assigned to each output of a counting stage within the electronic counting circuit or the step selector. Depending on the program entered, the desired outputs are activated one after the other. The potential change occurring at the controlled outputs causes a change in the electrical parameters and flushing ratios set in the pulse generator 1 and in the liquid circuit before the entire protective device responds. The change takes place in a certain ratio to the originally set value. So z. B. the pulse width is reduced by 10% and / or the operating voltage UB urr. several percent increased, and the fluid pressure increased several percent. In an expedient manner, the change is only entered into the programming device for those control variables which, based on practical experience, can greatly promote re-ignition of the arc after the entire erosion system has been switched on again, or which can eliminate the causes of the arc.

Durch die erfindungsgemäße Schutzeinrichtung wird die gesamte Elektroerosions-Anlage in der Weise geschützt, daß länger dauernde Lichtbogen keine Gefahr bilden können. Dieses ist besonders wichtig, da mehrere Elektroerosions-Anlagen von einem Arbeiter bedient werden oder die Anlagen während der Nachtzeit betrieben werden. Die Schutzeinrichtung ermöglicht also, die Elektroerosions-Anlagen ohne Aufsicht laufen zu lassen, wobei gleichzeitig der optimale Wirkungsgrad in bezug auf Materialabtrag erhalten bleibt.The protective device according to the invention protects the entire electrical discharge machining system in such a way that that long-lasting arcs cannot pose a risk. This is especially important because there are several EDM systems are operated by a worker or the systems are operated during the night operate. The protective device enables the EDM systems to run without supervision to leave, while at the same time maintaining the optimal efficiency in terms of material removal.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Ο2.75 509510/16 Ο2.75 509510/16

Claims

Patent claims:

1. Protective device for switching off an arc in the working gap of an electrical discharge machine, which essentially consists of a pulse generator and a current and voltage changes, or frequency changes, there is an electrode feed device responding to the working gap, characterized in that the protective device also reacts to changes in current in the working gap responsive control circuit (2), a circuit arrangement (4), which by the Withdrawal of the electrode (106) by the electrode feed device (5) responds, and a switch-off device (3) includes that the arc only occurs in the presence of signals from the control circuit (2) and from the circuit arrangement (4) and only after a definable time turns off.

2. Protection device according to claim 1, characterized in that the control circuit (2) has a Zener diode (23). for keeping constant and a capacitor (24) for integrating the tapped in the erosion circuit includes pulsating input voltage.

3. Protection device according to claim 1 or 2, characterized in that the circuit arrangement (4) with an electromagnetic actuator of a hydraulic or pneumatic drive the electrode feeder is connected.

4. Protection device according to one of the preceding claims, characterized in that the circuit arrangement (4) has a Schmit trigger with a switching relay (45) actuating transistor (TR4) and on the input side with the armature of a servo motor (M) or an electromagnetic coil of a hydraulic or pneumatic control valve is connected.

5. Protection device according to one of the preceding claims, characterized in that the circuit arrangement (4) comprises a Zener diode (414) for keeping constant and a capacitor (416) for integrating the armature voltage of the servo motor (M)

6. Protection device according to one of the preceding claims, characterized in that the disconnection device (3) comprises the following components: a switching relay (310) which, when responding, switches on the power supply of the pulse generator (1), switches on an acoustic or optical alarm transmitter (311) and if necessary, acts on a control device (6) to optionally change the electrical parameters on the pulse generator and / or the flushing conditions of the dielectric liquid in the working gap, furthermore in the control circuit of the switching relay (310) a switch (39) and a time-delaying RC-G \\ ed ( 37, 38) to operate the switch (39).