CH672758A5 - - Google Patents
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Description
BESCHREIBUNG DESCRIPTION
Die Erfindung betrifft eine Werkstückhaltevorrichtung, mittels welcher ein Werkstück relativ zu einem Bearbeitungswerkzeug gehalten wird, wobei eine Endschaltereinrichtung vorgesehen ist, mittels welcher die Relativbewegung beim Erreichen eines vorbestimmten Abstandes zwischen Werkstückhaltevorrichtung und Bearbeitungswerkzeug angehalten wird. The invention relates to a workpiece holding device by means of which a workpiece is held relative to a machining tool, a limit switch device being provided by means of which the relative movement is stopped when a predetermined distance between the workpiece holding device and the machining tool is reached.
Die Erfindung betrifft insbesondere eine Werkstückhaltevorrichtung, mittels welcher ein zu bearbeitendes Werkstück relativ zu einem als bearbeitendes Werkzeug dienenden Draht einer Elektroerosionsmaschine bewegbar gehalten wird. The invention relates in particular to a workpiece holding device, by means of which a workpiece to be machined is held movably relative to a wire of an electrical discharge machining machine serving as a machining tool.
Bei derartigen Elektroerosionsmaschinen wird das zu bearbeitende Werkstück relativ zu dem als Erosionselektrode dienenden Draht bewegt, um die gewünschte Formgebung des Werkstücks zu erhalten. Dabei wird zwischen Werkstück und Draht eine zur Elektroerosion führende elektrische Potentialdifferenz hergestellt. Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, das Werkstück und den an der Elektroerosion beteiligten Bereich des Drahtes in Wasser zu halten. Dies führt dazu, dass sich auch der untere Drahtführkopf und die Werkstückhaltevorrichtung in Wasser befinden. In such EDM machines, the workpiece to be machined is moved relative to the wire serving as the erosion electrode in order to obtain the desired shape of the workpiece. An electrical potential difference leading to electroerosion is produced between the workpiece and the wire. It has proven to be particularly advantageous to keep the workpiece and the area of the wire involved in the electrical discharge machining in water. As a result, the lower wire guide head and the workpiece holder are also in water.
Üblicherweise wird die Werkzeughaltevorrichtung relativ zu den feststehenden Drahtführköpfen bewegt. Es muss verhindert werden, dass die Werkstückhaltevorrichtung oder zu ihr gehöhrende Komponenten gegen Maschinenteile, insbesondere den unteren Drahtführkopf, stossen. Dies wird beim Stand der Technik mit Hilfe von elektrischen Endschaltern erreicht. Da sich aber die Werkstückhaltevorrichtung und damit auch die Endschalter in einem Wasserbad befinden, kommt es zu einem häufigen Versagen dieser Endschalter. Hauptursache ist, dass die Erosionsspannung, mit welcher der Draht beaufschlagt ist, sich über Wasser auf die elektrischen Endschalter überträgt, was deren Zuverlässigkeit und Lebensdauer stark beeinträchtigt. Daher kann mit diesen bekannten Endschaltern das Aufstossen der Werkstückhaltevorrichtung auf Maschinenteile wie den unteren Drahtführungskopf nicht mit ausreichender Sicherheit verhindert werden. The tool holding device is usually moved relative to the fixed wire guide heads. It must be prevented that the workpiece holding device or components belonging to it collide with machine parts, in particular the lower wire guide head. In the prior art, this is achieved with the aid of electrical limit switches. However, since the workpiece holder and thus the limit switches are in a water bath, these limit switches often fail. The main reason is that the erosion voltage applied to the wire is transferred to the electrical limit switches by water, which has a serious impact on their reliability and service life. Therefore, with these known limit switches, the impingement of the workpiece holding device on machine parts such as the lower wire guide head cannot be prevented with sufficient certainty.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu beseitigen und eine Werkstückhaltevorrichtung zu The invention has for its object to eliminate this disadvantage and a workpiece holder
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schaffen, bei welcher ein Zusammenstoss zwischen Werkstückhaltevorrichtung und Maschinenteilen wie dem unteren Drahtführungskopf mit hoher Zuverlässigkeit verhindert wird. create, in which a collision between the workpiece holder and machine parts such as the lower wire guide head is prevented with high reliability.
Eine Lösung dieser Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben und kann den abhängigen Patentansprüchen gemäss vorteilhaft weitergebildet werden. A solution to this problem is specified in claim 1 and can advantageously be developed according to the dependent claims.
Dadurch, dass für die Endschaltereinrichtung ein elastisches Element verwendet wird, das eine Kollision mit dem Stosselement auf pneumatische oder hydraulische Weise oder mittels innerhalb des elastischen Elementes befindlicher und somit gegenüber dem Wasserbad und der Erosionsspannung abgeschirmter elektrischer Leiter an eine Detektoreinrichtung meldet, die an beliebiger Stelle sein kann, tritt keinerlei Beeinträchtigung durch das Wasser oder gar die Erosionsspannung auf. Man kann daher eine hohe Zuverlässigkeit und Lebensdauer dieser Endschaltereinrichtung sicherstellen. The fact that an elastic element is used for the limit switch device, which reports a collision with the impact element in a pneumatic or hydraulic manner or by means of electrical conductors located within the elastic element and thus shielded from the water bath and the erosion voltage, to a detector device, which can be located at any point can be, there is no impairment by the water or even the erosion voltage. It is therefore possible to ensure the high reliability and service life of this limit switch device.
Die erfindungsgemässe Endschaltereinrichtung erlaubt ausserdem eine unaufwendige, einfache Nachrüstung schon bestehender, im Einsatz befindlicher Werkstückhaltevorrichtungen. Dies insbesondere dann, wenn an dem elastischen Element eine Magnetleiste angebracht ist, mittels welcher das elastische Element einfach an der Werkstückhaltevorrichtung, beispielsweise einem Aufspannfuss, durch Magnetkraft befestigt werden kann. Normalerweise bestehen solche Aufspannfüsse aus magnetischem Material wie Stahl, so dass das elastische Element an beliebiger Stelle magnetisch befestigt werden und somit problemlos mit einem Stosselement ausgerichtet werden kann, das vorzugsweise am unteren Drahtführungskopf befestigt wird, beispielsweise durch Festschrauben, Festkleben oder ebenfalls mittels Magnetkraft. The limit switch device according to the invention also allows an uncomplicated, simple retrofitting of existing workpiece holding devices that are in use. This is particularly the case when a magnetic strip is attached to the elastic element, by means of which the elastic element can easily be attached to the workpiece holding device, for example a clamping foot, by magnetic force. Such clamping feet usually consist of magnetic material such as steel, so that the elastic element can be magnetically attached at any point and can therefore be easily aligned with a push element, which is preferably attached to the lower wire guide head, for example by screwing, gluing or also using magnetic force.
Als Anwendungsgebiet für die mit der erfindungsgemäs-sen Endschaltereinrichtung versehene Werkstückhaltevorrichtung ist vorliegend insbesondere an Elektroerosionsma-schinen gedacht. Die erfindungsgemässe Endschaltereinrichtung kann jedoch auch für Werkstückhaltevorrichtungen beliebiger anderer Maschinen verwendet werden. Sie eignet sich generell überall dort, wo Endschaltereinrichtungen zum Begrenzen der Relativbewegung zweier aufeinander zu bewegter Gegenstände benötigt werden. Die erfindungsgemässe Endschaltereinrichtung wird den üblichen Endschaltern mit Kontaktfedern und den im allgemeinen sehr kleinen Kontaktflächen mit den daraus resultierenden hohen Stromdichtebelastungen im allgemeinen überlegen sein. Dies gilt insbesondere für die pneumatische und die hydraulische Ausführungsform der erfindungsgemässen Endschaltereinrichtung. The field of application for the workpiece holding device provided with the limit switch device according to the invention is in the present case in particular for electroerosion machines. However, the limit switch device according to the invention can also be used for workpiece holding devices of any other machine. It is generally suitable wherever limit switch devices are required to limit the relative movement of two objects moving towards each other. The limit switch device according to the invention will generally be superior to the conventional limit switches with contact springs and the generally very small contact areas with the resulting high current density loads. This applies in particular to the pneumatic and the hydraulic embodiment of the limit switch device according to the invention.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsformen mittels der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: In the following, the invention is explained in more detail by means of embodiments using the attached drawings. Show it:
Fig. 1 eine vereinfachte schematische Seitenansicht einer Elektroerosionsmaschine mit erfindungsgemässer Werkstückhaltevorrichtung; Figure 1 is a simplified schematic side view of an electrical discharge machine with workpiece holding device according to the invention.
Fig. 2 eine Perspektivansicht eines Teils der Werkstückhaltevorrichtung, der erfindungsgemäss mit einem elastischen Element ausgerüstet ist; 2 shows a perspective view of a part of the workpiece holding device which is equipped with an elastic element according to the invention;
Fig. 3 eine Ausführungsform des elastischen Elementes mit zwei elektrischen Innenleitern; und Figure 3 shows an embodiment of the elastic element with two electrical inner conductors. and
Fig. 4 eine Ausführungsform des mit einer Magnetleiste versehenen elastischen Elementes. Fig. 4 shows an embodiment of the elastic element provided with a magnetic strip.
In Figur 1 ist mittels einer strichpunktierten Linie ein Draht 11 angedeutet, der zwischen einem oberen Drahtführungskopf 13 und einem unteren Drahtführungskopf 15 verläuft und. während des erodierenden Bearbeitungsvorgangs normalerweise unter Führung der beiden Drahtführungsköpfe 13 und 15 von einer Vorratsspule zu einer Aufnahmespule abgewickelt wird. Die beiden Drahtführungsköpfe 13 und 15 sind bei der dargestellten Ausführungsform stationär, so dass der Draht 11 immer die durch die strichpunktierte Linie dargestellte Position beibehält. In Figure 1, a wire 11 is indicated by a dash-dotted line, which runs between an upper wire guide head 13 and a lower wire guide head 15 and. during the eroding machining process, usually under the guidance of the two wire guide heads 13 and 15, from a supply spool to a take-up spool. The two wire guide heads 13 and 15 are stationary in the embodiment shown, so that the wire 11 always maintains the position shown by the dash-dotted line.
Die Werkstückhaltevorrichtung umfasst einen Aufspannfuss 17, auf dem sich ein Führungsstück 19 befindet. Das Führungsstück 19 weist an den oberen Enden der beiden Längsseitenwände je eine Kerbe 20 auf. Auf dem Führungsstück 19 verschiebbar sitzt ein geführter Schlitten 21 mit etwa U-förmigem Querschnitt, an dessen Innenschenkelwänden sich Führungsvorsprünge 22 befinden, die mit den Kerben 20 als Führungselemente zusammenwirken. Auf dem Schlitten 21 ist eine Werkstückeinspanneinrichtung 23 befestigt, mittels welcher ein zu bearbeitendes Werkstück 25 festgehalten wird. Das Werkstück kann, wie in Figur 1 als Beispiel gezeigt, freitragend gehalten werden. The workpiece holding device comprises a clamping foot 17 on which a guide piece 19 is located. The guide piece 19 has a notch 20 at each of the upper ends of the two longitudinal side walls. A guided slide 21 with an approximately U-shaped cross-section sits slidably on the guide piece 19, on the inner leg walls of which there are guide projections 22 which cooperate with the notches 20 as guide elements. A workpiece clamping device 23 is fastened on the slide 21, by means of which a workpiece 25 to be machined is held. As shown as an example in FIG. 1, the workpiece can be held in a self-supporting manner.
Die Werkstückhaltevorrichtung 17,19, 21 und 23 ist relativ zu den Drahtführungsköpfen 13 und 15 und damit relativ zum Draht 11 bewegbar. Dies kann dadurch bewirkt werden, dass ein Maschinenbett 27, auf dem der Aufspannfuss 17 befestigt ist und von dem in Figur 1 nur eine Oberkante gezeigt ist, relativ zu den Drahtführungsköpfen 13 und 15 bewegbar ist. Es besteht auch die Möglichkeit, ein stationäres Maschinenbett 27 zu verwenden und den Aufspannfuss 17 diesem gegenüber relativ zu bewegen. The workpiece holding device 17, 19, 21 and 23 can be moved relative to the wire guide heads 13 and 15 and thus relative to the wire 11. This can be achieved in that a machine bed 27, on which the clamping foot 17 is fastened and of which only an upper edge is shown in FIG. 1, can be moved relative to the wire guide heads 13 and 15. There is also the possibility of using a stationary machine bed 27 and of moving the clamping foot 17 relative thereto.
In Figur 1 ist eine Werkstückhaltevorrichtung mit nur einem einzigen Schlitten 21 gezeigt. Praktische Ausführungsformen können weitere Schlitten aufweisen, um beispielsweise zusätzlich eine Vertikalposition des Werkstücks zu ermöglichen. Soll die Möglichkeit bestehen, das Werkstück mit Schrägflächen zu versehen, kann zusätzlich eine Schwenkführung vorgesehen sein. FIG. 1 shows a workpiece holding device with only a single slide 21. Practical embodiments can have further slides, for example to additionally enable a vertical position of the workpiece. If it is possible to provide the workpiece with inclined surfaces, a swivel guide can also be provided.
In für Elektroerosionsmaschinen üblicher Weise befinden sich das Werkstück und der jeweils aktive Bereich des erodierenden Drahtes 11 in Wasser 19, das sich in einem Tank 30 befindet. Daher befinden sich auch der untere Drahtführungskopf 15 und die Werkstückhaltevorrichtung mit den Komponenten 17,19, 21 und 23 unter Wasser. In a manner customary for EDM machines, the workpiece and the respectively active area of the eroding wire 11 are in water 19, which is located in a tank 30. Therefore, the lower wire guide head 15 and the workpiece holding device with the components 17, 19, 21 and 23 are also under water.
Ein elastisches Element in Form eines elastischen Rohres 31 ist in eine Nut 32 des Aufspannfusses 17 eingelegt und verläuft in einer vertikalen Ebene um mindestens einen Teil des Umfangs des Aufspannfusses 17. Das elastische Element kann aber auch ohne Nut auf dem Umfang des Aufspannfusses angebracht werden. In einer anderen Ausführungsvariante können die Stosselemente auch elastisch ausgeführt werden, damit beim Auffahren zusammen mit der Maschinensteuerung ein sanftes Anhalten erreicht wird. Das elastische Rohr 31 befindet sich auf der Höhe eines Stosselemen-tes 33, das am unteren Drahtführungskopf 15 angeordnet ist. Das Stosselement 33 kann durch eine oder mehrere Auffahrnocken oder durch eine in Ausdehnungsrichtung des elastischen Rohres 31 verlaufende Auffahrleiste gebildet sein. An elastic element in the form of an elastic tube 31 is inserted into a groove 32 of the clamping foot 17 and extends in a vertical plane around at least part of the circumference of the clamping foot 17. The elastic element can also be attached to the circumference of the clamping foot without a groove. In another embodiment variant, the push elements can also be made elastic, so that a gentle stopping is achieved when opening together with the machine control. The elastic tube 31 is at the level of a Stosselemen-tes 33, which is arranged on the lower wire guide head 15. The push element 33 can be formed by one or more drive-up cams or by a drive-on ledge running in the direction of expansion of the elastic tube 31.
Die Erstreckungsrichtung des bzw. der Stosselemente 33 und des elastischen Rohres 31 brauchen nicht in der in Figur 1 und 2 dargestellten Weise in einer horizontalen Ebene parallel zum Maschinenbett 27 zu verlaufen, wenn dies auch besonders bevorzugt ist. Das bzw. die Stosselemente 33 und das elastische Rohr 31 können auch gemeinsam in vertikaler Richtung oder in beliebiger Schrägrichtung verlaufen, solange nur sichergestellt ist, dass bei einer Annäherung des Aufspannfusses 17 an den unteren Drahtführungskopf 15 das elastische Rohr 31 von mindestens einem Stosselement 33 eingedrückt wird, bevor Teile der beweglichen Werkstückhaltevorrichtung auf unbewegliche Maschinenteile wie den unteren Drahtführungskopf 15 auftreffen. The direction of extension of the push element (s) 33 and the elastic tube 31 need not run in the manner shown in FIGS. 1 and 2 in a horizontal plane parallel to the machine bed 27, although this is also particularly preferred. The push element (s) 33 and the elastic tube 31 can also run together in the vertical direction or in any inclined direction, as long as it is only ensured that when the clamping foot 17 approaches the lower wire guide head 15, the elastic tube 31 is pressed in by at least one push element 33 is before parts of the movable workpiece holding device strike immovable machine parts such as the lower wire guide head 15.
Das Stosselement 33 braucht auch nicht unbedingt am unteren Drahtführungskopf 15 befestigt zu sein. Es kann genauso gut an irgendeinem anderen stationären Maschinen5 The push element 33 also does not necessarily have to be fastened to the lower wire guide head 15. It may as well work on any other stationary machine5
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teil angeordnet sein. Genauso braucht das elastische Rohr 31 nicht unbedingt am Aufspannfuss 17 angeordnet zu sein sondern kann an anderen Teilen der beweglichen Werkstückhaltevorrichtung angebracht sein. Es muss nur sichergestellt sein, dass das elastische Rohr 31 vom Stosselement 33 eingedrückt werden kann, bevor eine Kollision zwischen feststehenden Maschinenteilen und der beweglichen Werkstückhaltevorrichtung auftritt. be partially arranged. Likewise, the elastic tube 31 does not necessarily have to be arranged on the clamping foot 17 but can be attached to other parts of the movable workpiece holding device. It only has to be ensured that the elastic tube 31 can be pushed in by the pushing element 33 before a collision between stationary machine parts and the movable workpiece holding device occurs.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist das elastische Rohr 31 mit einem Fluid, beispielsweise Wasser oder Luft, gefüllt und als Endlosschlauch ausgebildet. Bei einer Kollision zwischen Stosselement 33 und elastischem Rohr 31 wird an der Kollisionsstelle befindliches Fluid verdrängt, wobei die Verdrängung besonders stark ist, wenn man als Stosselement 33 eine Auffahrleiste verwendet, die einem grossen Längsteil des elastischen Rohres 31 verformt. Die Fluidverdrängung an der Kollisionsstelle des elastischen Rohres 31 führt zu einer Ausdehnung des elastischen Rohres 31 an einer Stelle, die nicht mit dem Stosselement 33 in Kollision geraten kann, und wird mittels eines geeigneten Detektors festgestellt und als Signal zum Anhalten der Bewegung der Werkstückhaltevorrichtung verwendet. In one embodiment of the invention, the elastic tube 31 is filled with a fluid, for example water or air, and is designed as an endless hose. In the event of a collision between the impact element 33 and the elastic tube 31, fluid located at the collision point is displaced, the displacement being particularly strong if a drive bar is used as the impact element 33, which deforms a large longitudinal part of the elastic tube 31. The fluid displacement at the collision point of the elastic tube 31 leads to an expansion of the elastic tube 31 at a location which cannot collide with the pushing element 33 and is detected by means of a suitable detector and used as a signal for stopping the movement of the workpiece holding device.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist das elastische Rohr 31 mit einem Eingang und einem Ausgang versehen, die irgendwo ausserhalb des Bereichs der möglichen Kollision mit dem Stosselement 33 liegen können. Dabei wird ein Fluid, vorzugsweise Wasser, mit konstantem Druck durch das elastische Rohr 31 geleitet. Wird das elastische Rohr 31 vom Stosselement 33 zusamengedrückt, entsteht ein Staudruck, der über eine Drucküberwachungseinrichtung wie ein Drucküberwachungsventil festgestellt werden kann. Mit dem Ausgangssignal dieser Drucküberwachungseinrichtung kann das Anhalten der Bewegung der Werkstückhaltevorrichtung gesteuert werden. Eingang und Ausgang des elastischen Rohres 31 dieser Ausführungsform können irgendwo am Umfang des Aufspannfusses 17, vorzugsweise auf der dem Stosselement 33 abgelegenen Seite, angeordnet sein. In a further embodiment, the elastic tube 31 is provided with an entrance and an exit, which can lie anywhere outside the range of the possible collision with the impact element 33. A fluid, preferably water, is passed through the elastic tube 31 at constant pressure. If the elastic tube 31 is pressed together by the impact element 33, a dynamic pressure arises which can be determined via a pressure monitoring device such as a pressure monitoring valve. The stopping of the movement of the workpiece holding device can be controlled with the output signal of this pressure monitoring device. The entrance and exit of the elastic tube 31 of this embodiment can be arranged anywhere on the circumference of the clamping foot 17, preferably on the side remote from the pushing element 33.
Eine weitere Ausführungsform des elastischen Rohres 31 ist in Figur 3 gezeigt und weist zwei sich mit Abstand voneinander gegenüberliegende, je in Rohrlängsrichtung an der Rohrinnenwand befindliche elektrische Kontaktleiter 35 und 37 auf. Wenn die sich im Normalfall nicht berührenden Kontaktleiter 35 und 37 bei einem Zusammendrücken des elastischen Rohres 31 durch das Stosselement 33 in elektrischen Kontakt miteinander gebracht werden, kann die daraus resultierende Widerstandsveränderung oder Stromleitung zwischen den beiden Kontaktleitern 35 und 37 festgestellt und zur Steuerung des Anhaltens der Bewegung der Werkstückhaltevorrichtung verwendet werden. A further embodiment of the elastic tube 31 is shown in FIG. 3 and has two electrical contact conductors 35 and 37, which are located at a distance from each other and are located on the tube inner wall in the longitudinal direction of the tube. If the normally non-contacting contact conductors 35 and 37 are brought into electrical contact with one another when the elastic tube 31 is compressed by the pushing element 33, the resulting change in resistance or current conduction between the two contact conductors 35 and 37 can be ascertained and to control the stopping of the Movement of the workpiece holder can be used.
An dem elastischen Rohr 31 kann eine Magnetleiste 41 angeordnet sein, mittels welcher das elastische Rohr 31 an dem Aufspannfuss 17 befestigt werden kann, der üblicherweise aus einem magnetischen Material wie Stahl besteht. Mittels der Magnetleise 41 kann das elastische Rohr 31 an einem Aufspannfuss befestigt werden, der nicht mit einer Nut 31 versehen ist, beispielsweise um bereits im Gebrauch befindliche Werkstückhaltevorrichtungen mit dem elastischen Rohr 31 nachzurösten. Man kann die Magnetleiste 41 aber auch der Form der Nut 31 entsprechend ausbilden und dazu verwenden, das elastische Rohr 31 in der Nut 32 zu befestigen. A magnetic strip 41 can be arranged on the elastic tube 31, by means of which the elastic tube 31 can be attached to the clamping foot 17, which usually consists of a magnetic material such as steel. By means of the magnetic track 41, the elastic tube 31 can be fastened to a clamping foot which is not provided with a groove 31, for example in order to roast the workpiece tube devices already in use with the elastic tube 31. However, the magnetic strip 41 can also be designed in accordance with the shape of the groove 31 and used to fasten the elastic tube 31 in the groove 32.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PL | Patent ceased | ||
PL | Patent ceased |