DE4025294C2 - Steuervorrichtung für eine elektroerosive Bearbeitung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für eine elektroerosive Bearbeitung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Eine derartige Steuervorrichtung für eine elektroerosive Bearbeitung ist aus A. Morita: "FUZZY CONTROLLER FOR EDM. In: Proceedings of International Symposium for Electro-Machining (TSEM-9), Japan Society of Electrical-Machining Engineers, Nagoya, J, 1989, Seiten 236-239" bekannt. Hier werden die elektrischen Bearbeitungsparameter bei einer elektroerosiven Bearbeitung nicht direkt mittels Fuzzy-Logik-Verfahren gesteuert. Im Gegensatz dazu wird ein Stabilitätswert unter Verwendung einer Fuzzy-Logik-Folgerung auf Grundlage eines erfaßten gegenwärtigen Bearbeitungszustands abgeschätzt. Wenn erfaßt wird, daß die Bearbeitungsbedingungen instabil werden, gibt eine Aktionsstufe Befehle an eine herkömmliche Spaltabstands- Steuereinrichtung bzw. einen Impulsgenerator aus, wobei diese Befehle die jeweiligen Steuereinrichtungen veranlassen, einen Parametereinstellung vorzunehmen, die zu einem stabilen Bearbeitungszustand führt. Sobald ein stabiler Bearbeitungszustand erreicht worden ist, versucht die Steuereinrichtung ferner, eine optimale Bearbeitungszustands- Einstellung erneut herzustellen, bis die nächste Instabilität auftritt. Während hier also eine Fuzzy-Folgerung zur Abschätzung der Stabilität der Bearbeitungsbedingungen ausgeführt wird, ist keine direkte Einwirkung auf die Bearbeitungsparameter aufgrund der Fuzzy-Steuerungsschleife vorhanden. Dennoch werden aber herkömmliche Steuereinrichtungen für die stabile und zuverlässige direkte Steuerung der elektrischen Bearbeitungsparameter benötigt. Xiong, Yiongmin: "Fuzzy Pattern Recognition and Fuzzy Control in EDM. In: Proceedings of International Symposium for Electro-Machining (ISEM-9), Japan Society of Electrical- Machining Engineers, Nagoya, J, 1989, Seiten 357-360" beschreibt die Verwendung von Algorithmen für eine Impulszustands-Erkennung, eine Vorhersage und deren Steuerung bei einem elektroerosiven Bearbeitungsprozeß. Wahrscheinlichkeitstheorien und eine Fuzzy-Steuerung werden dabei verwendet. Bei dem Steuersystem werden einige Fuzzy- Wörter definiert, um die Eingänge und Ausgänge zu definieren.

Die DE 32 28 258 C2 beschreibt ein Verfahren zur automatischen Prozeßführung für eine funkenerosive Bearbeitung. Beispielsweise wird hier die Pausenzeit gesteuert. Das Verfahren basiert im wesentlichen auf einer logrithmischen Beziehung zwischen der Vorschubgeschwindigkeit und der gemittelten Leistung. Dazu wird Strom und Spannung über dem Bearbeitungsspalt gemessen und mit Hilfe eines Servoreglers sowie Einrichtungen zum schnellen Zurückziehen und Vorschieben der Elektrode wird eine Regelung des Bearbeitungsvorgangs durchgeführt. Zwar soll hier der Eingriff einer Bedienerperson vermieden werden, jedoch wird dies hier durch herkömmliche Regelungstechniken und Prinzipien erreicht. Der Einsatz von Fuzzy-Logik wird nicht angesprochen.

Die DE-Z: M.Weck, J.M. Dehmer, "Digitale adaptive Regelung des Funktionserosionsprozesses", In: VDI-Z 131 (1989), Nr. 2- Februar, Seiten 39-44 beschreibt ebenfalls eine herkömmliche Regelung einer Elektroerosionsmaschine ohne Einbeziehung der Theorie der Fuzzy-Logik. Hier wird lediglich eine Mehrgrößenregelung mit einem Mehrprozessorsystem zur Optimierung der Funkenerosion auf Grundlage vieler Bearbeitungsparameter vorgenommen.

Die ältere Anmeldung EP 0 426 870 A1 beschreibt ein Steuerungssystem für eine Funkenerosionsbearbeitungsmaschine, bei der eine Fuzzy-Logik für den Steuerungsablauf herangezogen wird. Der abgeschätzte Entladungszustand wird einer Fuzzy-Steuereinheit eingegeben, die eine Abwägung unter Verwendung einer Fuzzy-Logik bezüglich des abgeschätzten Entladungszustands vornimmt, um die Inkrementierung der Sprungperiode und die Inkrementierung des Sprungabstands zu bestimmen.

Allgemein ist es also bei der elektroerosiven Bearbeitung wünschenswert, die während der elektroerosiven Bearbeitung auftretenden Bearbeitungsbedingungen optimal einzustellen und die Steuervorgang so durchzuführen, daß die Effizienz der elektroerosiven Bearbeitung maximiert wird.

Bei einem elektroerosiven Bearbeitungsvorgang ist es erforderlich, um die Bearbeitungsbedingungen der elektrischen Entladung stabil zu halten und die Effizienz der elektroerosiven Bearbeitung zu verbessern, in geeigneter Weise eine Pausezeit, eine elektrische Entladungszeit, eine Servoreferenzspannung und eine Spindelvorschubgeschwindigkeit (Spindelvorschubgeschwindigkeitsverstärkung) während der Bearbeitung zu steuern.

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild einer bekannten Steuervorrichtung für eine elektroerosive Bearbeitung entsprechend einem Pausezeit-Steuersystem.

In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 einen elektroerosiven Bearbeitungsvorgang einschl. elektrischer Entladungserscheinungen; 2, Zustandsdaten des elektroerosiven Bearbeitungsvorgangs; 3, eine Stromversorgung für die Bearbeitung; 4, einen Zustandsdetektor zur Erfassung der Zustandsdaten 2; 5, den Erfassungswert des Zustandsdetektors; 6, eine Pausezeit-Einstelleinheit; 7, den von der Einstelleinheit 6 gelieferten Befehlswert; 8, eine Pausezeitsteuerung zur Steuerung einer Pausezeit abhängig von dem von der Pausezeit-Einstelleinheit 6 gelieferten Befehlswert und vom Erfassungswert 5 der Zustandsdaten des elektroerosiven Bearbeitungsverfahrens, die vom Zustandsdetektor 4 ausgegeben werden; und 9, die Pausezeitdaten, die durch die Pausezeitsteuerung 8 geliefert werden.

Es wird der Betrieb der bekannten, auf diese Weise aufgebauten Steuervorrichtung für die elektroerosive Bearbeitung beschrieben.

Der Bediener stellt eine Pausezeit ein, eine der Bedingungen der elektroerosiven Bearbeitung mittels der Pausezeit-Einstelleinheit 8, zur Durchführung eines elektroerosiven Bearbeitungsvorgangs. Während der elektroerosiven Bearbeitung ist der Spalt zwischen einer Bearbeitungselektrode und einem Werkstück im allgemeinen schmal, in der Größenordnung von 10 bis 50 µm. Während die Bearbeitung fortschreitet, wird Abfallmaterial, beispielsweise kleine Teilchen, gebildet, und im Spalt erfaßt, so daß die elektrische Entladung mit dem Abfallmaterial erfolgt, mit dem Ergebnis, daß leicht eine sekundäre elektrische Entladung oder eine anormale elektrische Entladung auftritt. Dies beruht auf dem Umstand, daß die Menge des gebildeten Abfallmaterials größer ist als die Menge des Abfallmaterials, das abgeführt werden kann. Diese Schwierigkeit wird in folgender Weise beseitigt: Wird ein derartiger anormaler Zustand erfaßt, so wird die Pausezeit entsprechend dem erfaßten anormalen Zustand erhöht, wodurch die Ansammlung von Abfallmaterial im Entladungsspalt verhindert wird.

Der Zustandsdetektor 4 erfaßt die Zustandsdaten 2 des Verfahrens und überträgt das Auftreten einer anormalen elektrischen Entladung als Erfassungswert 5 an die Pausezeitsteuerung 8. Abhängig von dem vom Zustandsdetektor 4 gelieferten Erfassungswert 5 und dem von der Pausezeit-Einstelleinheit 6 gelieferten Befehlswert steuert die Pauszeitsteuerung 8 die Pausezeit. Die Pausezeitdaten 9 werden der Stromversorgung 3 für die Bearbeitung zugeführt.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung offensichtlich ist, ist die Steuerung der Pausezeit wesentlich, um die Bearbeitungsbedingungen der elektrischen Entladung stabil zu halten. Jedoch erniedrigt das Verfahren die Bearbeitungseffizienz; das heißt, es verschwendet Zeit für den Einsatz für den Bearbeitungsvorgang. Zur Verbesserung der Bearbeitungseffizienz ist es somit wesentlich, die Pauszeit wirksam in der geeignetsten Weise zu steuern. Zu diesem Zweck ist es erforderlich, Zustände zur Pauseerhöhung oder Pauseerniedrigung entsprechend den Impulszuständen der Stromversorgung für die Bearbeitung zu bestimmen, sowie entsprechend der Gestaltung der Bearbeitungselektrode, und den Werkstoffen der Bearbeitungselektrode und des Werkstücks zusammengenommen.

Diese Bestimmung hängt in großem Umfang von der Erfahrung eines geschickten Bedieners ab. Ein derartiger erfahrener Bediener überwacht, wie instabil die Bearbeitungsbedingungen der elektrischen Entladung sind und justiert die Pausezeit.

Fig. 2 ist ein Blockschaltbild einer bekannten Steuervorrichtung für eine elektroerosive Bearbeitung entsprechend einem Steuersystem für die Dauer der elektrischen Entladung. In Fig. 2 bezeichnet das Bezugszeichen 1 ein elektroerosives Bearbeitungsverfahren, das eine elektrische Entladungserscheinung umfaßt; 2, Zustandsdaten des elektroerosiven Bearbeitungsverfahrens; 3, eine Stromversorgung für die Bearbeitung; 4, einen Zustandsdetektor zur Erfassung der Zustandsdaten 2; 10, eine Einstelleinheit 10 für die Dauer der elektrischen Entladung zur Einstellung einer elektrischen Entladungsdauer; 11, einen Befehlswert, der vom Zustandsdetektor geliefert wird; 12, eine Steuerung für eine elektrische Entladungsdauer zur Steuerung der elektrischen Entladungsdauer entsprechend einem Befehlswert der von der Einstelleinheit 10 für die Dauer der elektrischen Entladung geliefert wird und dem Erfassungswert 5 der Zustandsdaten des elektroerosiven Bearbeitungsverfahrens, der vom Zustandsdetektor 4 geliefert wird; 13, Daten bezüglich der Dauer der elektrischen Entladung, die von der Steuerung 12 geliefert werden.

Es wird der Betrieb der in dieser Weise aufgebauten Steuervorrichtung beschrieben.

Bei einem elektroerosiven Bearbeitungsvorgang, der eine Elektrode aus Graphitwerkstoff verwendet, erstellt der Bediener eine Zeitdauer der elektrischen Entladung, eine der Bearbeitungsbedingungen, mittels der Einstelleinheit 10 für die Dauer der elektrischen Entladung ein. In der Charakteristik der elektroerosiven Bearbeitung verringert sich mit ansteigender Zeitdauer der elektrischen Entladung die Verbrauchsgröße der Elektrode, und die Bearbeitungsgenauigkeit steigt an; wird jedoch die Zeitdauer der elektrischen Entladung extrem erhöht, so konzentriert sich das Auftreten von elektrischen Entladungen an einer Ecke der Elektrode, wodurch leicht eine sekundäre elektrische Entladung oder eine anormale elektrische Entladung auftritt. Ferner werden in einem elektroerosiven Bearbeitungsvorgang, der eine Graphitelektrode gemäß Fig. 3 verwendet, Vorsprünge 41 an einer Ecke der Elektrode 40 gebildet, womit es unmöglich wird, den Bearbeitungsvorgang fortzuführen. Um diese Schwierigkeit zu beseitigen, wird folgendes Verfahren verwendet: Wird die anormale elektrische Entladung erfaßt, so wird die Zeitdauer der elektrischen Entladung verkleinert, so daß die an der Ecke der Elektrode gebildeten Vorsprünge aufgebraucht werden. Unter dieser Bedingung wird der Bearbeitungsvorgang fortgesetzt, bis er stabil wird. Nachdem alle Vorsprünge beseitigt wurden, sind die Bearbeitungsbedingungen wieder hergestellt. Durch wiederholte Durchführung des vorstehend beschriebenen Vorgangs kann nicht nur der Elektrodenverbrauch, sondern auch die Bearbeitungszeit minimiert werden. Der Zustandsdetektor 4 zur Erfassung von anormalen elektrischen Entladungen arbeitet, um beispielsweise die Amplitude der Bewegung der Elektrode oder die Aufwärtsbewegung der Elektrode vom tiefsten Bearbeitungspunkt während der elektroerosiven Bearbeitung zu erfassen.

Der Zustandsdetektor 4 erfaßt die Zustandsdaten (2) des Verfahrens und überträgt das Auftreten einer anormalen elektrischen Entladung, als Erfassungswert 5, zur Steuerung 12 für die Zeitdauer der elektrischen Entladung. Die Steuerung 12 steuert die Zeitdauer der elektrischen Entladung entsprechend dem Befehlswert der von der Einstelleinheit 10 für die Zeitdauer der elektrischen Entladung geliefert wird und entsprechend den Zustandsdaten des elektroerosiven Bearbeitungsverfahrens, die vom Zustandsdetektor 4 geliefert werden, um Zeitdauerdaten 13 für die elektrische Entladung zu liefern, die der Stromversorgung 3 für die Bearbeitung zugeführt werden.

Wie sich aus der vorstehenden Beschreibung ergibt, ist die Steuerung der Zeitdauer der elektrischen Entladung wesentlich für die Stabilisierung des elektroerosiven Bearbeitungsvorgangs; sie ist jedoch nicht immer bevorzugt im Hinblick auf die Bearbeitungsgenauigkeit; das heißt, um die Bearbeitungseffizienz zu verbessern, ist es wesentlich, die Zeitdauer der elektrischen Entladung in der geeignetsten Weise zu steuern. Zu diesem Zweck ist es erforderlich, die Bedingungen, die die Zeitdauer der elektrischen Entladung erhöhen oder verringern, entsprechend den Impulszuständen der Stromversorgung der Bearbeitung zu bestimmen, sowie entsprechend der Gestaltung der Bearbeitungselektrode, und der Werkstoffe der Bearbeitungselektrode und des Werkstücks zusammengenommen. Im allgemeinen hängt diese Bestimmung stark von der Erfahrung eines geschickten Bedieners ab. Ein derartiger geschickter Bediener überwacht die Instabilität der elektroerosiven Bearbeitungsbedingungen, um die Zeitdauer der elektrischen Entladung einzustellen.

Fig. 4 ist ein Blockschaltbild einer bekannten Steuervorrichtung für die elektroerosive Bearbeitung, das mit einem Servobezugsspannungs-Steuersystem arbeitet. In Fig. 4 bezeichnet das Bezugszeichen 1 ein elektroerosives Bearbeitungsverfahren, das elektrische Entladungserscheinungen umfaßt; 2, die Zustandsdaten des elektroerosiven Bearbeitungsverfahrens; 14, ein Elektrodensteuersystem; 15, ein Abstandssignal entsprechend dem Bearbeitungsspalt zwischen einem Werkstück und einer Bearbeitungselektrode, die durch das Elektrodensteuersystem eingestellt wird; 4, einen Zustandsdetektor zur Erfassung der Zustandsdaten 2; 5, einen vom Zustandsdetektor gelieferten Erfassungswert; 16, eine Einstelleinheit für eine Servobezugsspannung zur Einstellung einer Servobezugsspannung für einen elektroerosiven Bearbeitungsvorgang; 17, einen Befehlswert (Vref), der von der Einheit 16 geliefert wird; und 18, eine Rechnereinheit zum Erhalt des Unterschieds 18a zwischen dem Befehlswert (Vref) und dem Erfassungswert 5. Der Unterschied 18a wird dem Elektrodensteuersystem 14 zugeführt. Das System 14 erstellt das Abstandsignal 15 bezüglich des Bearbeitungsspalts nach, so daß der Unterschied 18a Null wird.

Die Fig. 5 und 6 zeigen die Beziehungen zwischen dem Servobezugsspannungs-Befehlswert Vref und Inter-Elektrodenspannungswellenformen. In diesen Figuren bezeichnet das Bezugszeichen V_M eine Inter-Elektrodendurchschnittsspannung, und T_M, eine lastfreie Zeit. Im Falle der Fig. 5 ist der Servobezugsspannungs-Befehlswert Vref hoch, während er im Falle der Fig. 6 niedrig ist. Falls der Servobezugsspannungs-Befehlswert Vref wie in Fig. 5 hoch ist, ist die Inter-Elektrodendurchschnittsspannung V_M hoch, und die lastfreie Zeit T_M ist lang; das heißt, eine Entladungswartezeit seit der Zuführung einer Inter-Elektrodenspannung ist lang, und infolgedessen ist der Abstand 15 des Bearbeitungsspalts groß. Ist andererseits der Servobezugsspannungs-Befehlswert Vref gemäß Fig. 6 klein, so ist die inter-Elektrodendurchschnittsspannung V_M klein, und die lastfreie Zeit T_M ist kurz; das heißt, eine Entladungswartezeit seit der Zuführung einer Inter-Elektrodenspannung ist kurz, so daß infolgedessen der Abstand 15 des Bearbeitungsspalts klein ist. Wird somit der Servobezugsspannungs-Befehlswert Vref erhöht, so wird der Abstand 15 des Bearbeitungsspalts erhöht, so daß das während der Bearbeitung gebildete Abfallmaterial mühelos entfernt werden kann, und der Bearbeitungsvorgang somit stabil wird; jedoch wird die Bearbeitungsgeschwindigkeit verringert. Wird andererseits der Servobezugsspannungs-Befehlswert Vref verringert, so wird der Abstand 15 des Bearbeitungsspalts verringert, es wird ziemlich schwierig, das Abfallmaterial zu entfernen, und der Bearbeitungsvorgang ist ziemlich instabil; jedoch ist die Bearbeitungsgeschwindigkeit erhöht.

Im allgemeinen bestimmt der Bediener vor dem Beginn eines elektroerosiven Bearbeitungsvorgangs den Servobezugsspannungswert entsprechend den Bearbeitungsangaben, wie beispielsweise der Bearbeitungstiefe, einer Elektrodengestaltung, eines Zuführverfahrens der Bearbeitungslösung, und den Werkstoffen einer Elektrode und eines Werkstücks, und stellt ihn mit der Servobezugsspannungs-Einstelleinheit 16 ein.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich ist, ist der Servobezugsspannungswert wesentlich, um die Bedingungen der elektroerosiven Bearbeitung stabil zu halten und die Bearbeitungsgeschwindigkeit zu erhöhen. Somit ist es wichtig, die Servobezugsspannung auf einen geeignetsten Wert einzustellen. Das heißt, der Servobezugsspannungswert sollte entsprechend den Schwankungen der Bearbeitungstiefe, den Impulszuständen der Stromversorgung für die Bearbeitung, einem einem Werkstück gegenüberliegenden Elektrodenbereich, einem Zufuhrverfahren für die Bearbeitungslösung, und den Werkstoffen von Elektrode und Werkstück zusammengenommen, bestimmt werden.

Im allgemeinen hängt diese Bestimmung stark von der Erfahrung eines geschickten Bedieners ab. Er überwacht die Instabilität der elektroerosiven Bearbeitungsbedingungen, um die Servobezugsspannungs-Zeitdauer einzustellen.

Fig. 7 ist ein Blockschaltbild einer bekannten Steuervorrichtung für die elektroerosive Bearbeitung mit einem Geschwindigkeitsverstärkungssteuersystem. In Fig. 7 bezeichnet das Bezugszeichen 1 ein elektroerosives Bearbeitungsverfahren, das eine elektrische Entladungserscheinung umfaßt; 2, die Zustandsdaten des elektroerosiven Bearbeitungsverfahrens; 4, einen Zustandsdetektor zur Erfassung der Zustandsdaten des Verfahrens; 5, einen Erfassungswert der Zustandsdaten des Verfahrens; 43, ein Elektrodensteuersystem; 43a, die Ansprechgeschwindigkeit der vom Elektrodensteuersystem gesteuerten Elektrode; 44, eine Geschwindigkeitsverstärkungs-Einstelleinheit zur Einstellung einer Spindelvorschubgeschwindigkeit für einen Bearbeitungsvorgang; 44a, einen von der Einheit 44 gelieferten Einstellwert; 45, einen Verstärker zur Zuführung einer Geschwindigkeitsverstärkung zu einem Spindelvorschubgeschwindigkeit-Befehlswert, 45a, einen Vorschubgeschwindigkeit-Befehlswert, der mit der Geschwindigkeitsverstärkung verstärkt ist; 46, eine Rechnereinheit zur Durchführung eines Rechnungsvorgangs mit dem Erfassungswert der Zustandsdaten, die zum Servospannungsbefehlswert rückgekoppelt wurden; und 46a, den Ausgang der Rechnereinheit 46.

Es wird der Betrieb der auf diese Weise aufgebauten Steuervorrichtung für die elektroerosive Bearbeitung beschrieben. Vor einem elektroerosiven Bearbeitungsvorgang wird eine Geschwindigkeitsverstärkung eine der Bearbeitungszustände, mit der Geschwindigkeitsverstärkung-Einstelleinheit 44 eingestellt. Beim elektroerosiven Bearbeitungsvorgang werden der Bezugsservospannungsbefehlswert, und der Erfassungswert der Zustandsdaten, der vom Zustandsdetektor 4 erfaßt wird, der Rechnereinheit 44 zugeführt, deren Ausgang 46a an den Verstärker 45 gegeben wird. Im Verstärker 45 wird der Eingang A (d. h. der Ausgang 46a der Rechnereinheit 46) mit einer Verstärkung K verstärkt, die durch die Geschwindigkeitsverstärkung-Einstelleinheit 44 eingestellt ist. Der Ausgang 45a (A_K = K A) des Verstärkers, wird dem Elektrodensteuersystem 43 zugeführt. Letzteres ändert die Ansprechgeschwindigkeit 43a einer Elektrode in Vorwärts-Rückwärtsrichtung entsprechend dem Ausgang 45a des Verstärkers, womit die Elektrode im Bearbeitungsverfahren 1 gesteuert wird.

Die Fig. 8 und 9 zeigen die Beziehung zwischen einer Inter-Elektrodenspannungswellenform und einem verstärkungseinstellwert 44a. In diesen Figuren bezeichnet das Bezugszeichen T_M eine lastfreie Zeit. Ist die Geschwindigkeitsverstärkung gemäß Fig. 8 gering, so ändert sich die lastfreie Zeit T_M. Dies beruht darauf, daß bei geringer Geschwindigkeitsverstärkung die Elektrodenansprechgeschwindigkeit verringert wird, womit es unmöglich wird, daß die Elektrode der Inter-Elektrodenschwankung in dem vorausgehenden elektroerosiven Bearbeitungsverfahren folgt, und die Korrektur der Schwankung benötigt Zeit. Somit wird die Bearbeitungsgeschwindigkeit verringert.

In dem Fall, wo die Geschwindigkeitsverstärkung gemäß Fig. 9 hoch ist, ist die Elektrodenansprechgeschwindigkeit hoch, und die Elektrode kann der Inter-Elektrodenschwankung mühelos folgen. Daher ist die Zeit, die zur Beseitigung der Inter-Elektrodenschwankung erforderlich ist, die im vorausgehenden elektroerosiven Bearbeitungsverfahren veranlaßt wurde, kurz. Das heißt, die lastfreie Zeit T_M oder Wartezeit, bis elektrische Entladungen induziert werden, ist gemäß Fig. 9 verringert, so daß die Bearbeitungsgeschwindigkeit erhöht ist. Ist jedoch die Geschwindigkeitsverstärkung zu hoch, so folgt die Elektrode der Inter-Elektrodenschwankung in extremer Weise; das heißt sie wird in Schwingungen versetzt, womit es unmöglich ist, den Bearbeitungsvorgang durchzuführen.

Zu Beginn eines elektroerosiven Bearbeitungsvorgangs stellt der Bediener die Geschwindigkeitsverstärkung mit Hilfe der Geschwindigkeitsverstärkung-Einstelleinheit entsprechend einer Bearbeitungstiefe, einer Elektrodengestaltung, einem Zuführverfahren für die Bearbeitungslösung, und den Werkstoffen von Elektrode und Werkstück zusammengenommen, ein. Wie aus obiger Beschreibung ersichtlich ist, ist die Einstellung der Geschwindigkeitsverstärkung wesentlich zur Aufrechterhaltung stabiler elektroerosiver Bearbeitungszustände und zur Erhöhung der Bearbeitungsgeschwindigkeit. Somit ist es wichtig, daß die Geschwindigkeitsverstärkung auf ihren geeignetsten Wert eingestellt wird, um die Bearbeitungseffizienz zu vergrößern. Das heißt, die Geschwindigkeitsverstärkung sollte entsprechend den Schwankungen der Bearbeitungstiefe, den Impulsbedingungen der Stromversorgung für die Bearbeitung, einem einem Werkstück gegenüberliegenden Elektrodenbereich, einem Zufuhrverfahren für die Bearbeitungslösung, und den Werkstoffen einer Elektrode und eines Werkstücks zusammengenommen bestimmt werden. Im allgemeinen hängt diese Bestimmung stark von der Erfahrung eines geschickten Bedieners ab. Er überwacht die Instabilität der elektroerosiven Bearbeitungsbedingungen, um die Geschwindigkeitsverstärkung einzustellen.

Die bekannte Steuervorrichtung für die elektroerosive Bearbeitung ist in der vorstehend beschriebenen Weise aufgebaut. Daher ist es in dem Fall, wo eine Pausezeit, Entladungszeitdauer, Servobezugsspannung, und Geschwindigkeitsverstärkung (Einflußgrößen für die Steuerung) entsprechend der Erfahrung eines Fachmanns für die beste Pausezeitsteuerung, für die beste Steuerung der Entladungszeitdauer, die beste Servobezugsspannungssteuerung, und die beste Geschwindigkeitsverstärkungssteuerung eingestellt werden, schwierig, die quantitativen, schwer fassbaren Werte, die in der Erfahrung enthalten sind, als Verfahren zur geeigneten Steuerung einer Pausezeit, Entladezeitdauer, Servobezugsspannung, und Spindelvorschubgeschwindigkeit niederzuschreiben, und entsprechend enthalten die resultierenden Verfahren persönliche Fehler. In dem Fall wo Pausezeit, Entladungszeitdauer, Servobezugsspannung, und Geschwindigkeitsverstärkung automatisch gesteuert werden und nicht durch den erfahrenen Bediener, ist es wegen der Instabilität der elektroerosiven Bearbeitungsbedingungen schwierig, die von dem erfahrenen Bediener gegebenen Kriterien korrekt niederzuschreiben. Daher hat die bekannte Steuervorrichtung für die elektroerosive Bearbeitung Probleme, die zur Verbesserung der Effizienz der elektroerosiven Bearbeitung gelöst werden sollen.

Aufgabe der Erfindung ist es somit,

• - eine Steuervorrichtung für eine elektroerosive Bearbeitung der eingangs genannten Art bereitzustellen, die die Bearbeitungsparameter, wie beispielsweise die Pausenzeit, Entladungszeit, Servoreferenzspannung und Spindelvorschubgeschwindigkeit, derart einstellt, daß im wesentlichen ein Bearbeitungsvorgang durchgeführt werden kann, der einem auf persönlichen Erfahrungen einer Bedienperson basierenden Arbeitsvorgang entspricht.

Diese Aufgabe wird durch eine Steuervorrichtung für eine elektroerosive Bearbeitung gelöst, die im Anspruch 1 definiert ist. Weitere vorteilhafte Verbesserungen und Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.

Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden wirksame Verfahren für die Steuerung der Bearbeitungsbedingungen, wie beispielsweise Pausezeit, Entladungszeitdauer, Servobezugsspannung und Geschwindigkeitsverstärkung, in der Erfahrungsspeichervorrichtung gespeichert, und die für die Verfahren erforderlichen Bearbeitungszustandsdaten werden von der Zustandserfassungsvorrichtung erfaßt und die Erfassungswerte werden in der Zustands-Speichervorrichtung gespeichert, und die Folgerungseinrichtung kombiniert eine Anzahl der Ergebnisse, die entsprechend den in der Erfahrungsspeichervorrichtung gespeicherten Verfahren und der in der Zustandsspeichervorrichtung gespeicherten Bearbeitungszustandsdaten erhalten werden, um Befehlswerte zur Steuerung der Bearbeitungszustände in geeignetster Weise zu liefern oder sie, falls erforderlich, zu ändern zwecks Kontrolle der Steuervorrichtung. Somit werden mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung die elektroerosiven Bearbeitungszustände optimal gehalten, und der elektroerosive Bearbeitungsvorgang wird mit hoher Effizienz der Bearbeitung durchgeführt. Somit kann mit der Vorrichtung die Erfahrung von Fachleuten, die wirksam ist, um den Bearbeitungszustand optimal zu steuern, zweckmäßig und mühelos beschrieben werden, obgleich sie qualitativ schwer faßbare (unscharfe) Angaben enthält. Ferner kann mit der Vorrichtung automatisch die Steuerung der Bearbeitungszustände in optimaler Weise erreicht werden sowie, wo erforderlich, ihre Änderung.

Nachstehend wird die Erfindung anhand ihrer Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. In den beiliegenden Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild, das die Anordnung einer bekannten Steuervorrichtung zur elektroerosiven Bearbeitung mit einem Pausezeitsteuersystem angibt;

Fig. 2 ein Blockschaltbild der Anordnung einer bekannten Steuervorrichtung für die elektroerosive Bearbeitung mit einem Steuersystem für die elektrische Entladezeitdauer;

Fig. 3 eine erläuternde Darstellung, die die Ecke einer Elektrode zeigt;

Fig. 4 ein Blockschaltbild einer Anordnung einer bekannten Steuervorrichtung für die elektroerosive Bearbeitung mit einem Servobezugsspannungssteuersystem;

Fig. 5 und 6 Wellenformdarstellungen, die die Inter-Elektrodenspannungswellenformen zeigen;

Fig. 7 eine bekannte Steuervorrichtung für die elektroerosive Bearbeitung mit einem Geschwindigkeitsverstärkungssteuersystem;

Fig. 8 eine Wellenformdarstellung, die eine Inter-Elektrodenspannungswellenform im Fall angibt, wo die Geschwindigkeitsverstärkung gering ist;

Fig. 9 eine Wellenformdarstellung, die eine Inter-Elektrodenspannungswellenform in dem Fall angibt, wo die Geschwindigkeitsverstärkung hoch ist;

Fig. 10 ein Blockschaltbild, das die Gesamtanordnung einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Steuervorrichtung für die elektroerosive Bearbeitung darstellt;

Fig. 11 eine erläuternde Darstellung, die Verfahren zur Durchführung eines Pausezeitsteuervorgangs in der Vorrichtung nach Fig. 10 angibt;

Fig. 12 eine erläuternde Darstellung, die die Verfahren der Fig. 11 angibt, die entsprechend einer schwer faßbaren Einstelltheorie beschrieben sind;

Fig. 13 eine erläuternde Darstellung, die ein schwer faßbares Folgerungsverfahren der in Fig. 12 gezeigten Methoden angibt;

Fig. 14 ein Blockschaltbild, das die Gesamtanordnung eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung für die elektroerosive Bearbeitung angibt,

Fig. 15 eine erläuternde Darstellung, die Verfahren angibt, die bei der Durchführung eines Steuervorgangs für die elektrische Entladungsdauer in der in Fig. 14 gezeigten Vorrichtung angibt;

Fig. 16 eine erläuternde Darstellung der Verfahren gemäß Fig. 15, die entsprechend der unscharfen Einstelltheorie beschrieben sind;

Fig. 17 eine erläuternde Darstellung eines unscharfen Folgerungsvorgangs der in Fig. 15 angegebenen Verfahren;

Fig. 18 ein Blockschaltbild, das die Gesamtanordnung eines dritten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Steuervorrichtung für die elektroerosive Bearbeitung angibt;

Fig. 19 eine erläuternde Darstellung, die Verfahren angibt, die bei der Durchführung eines Servobezugsspannung-Steuervorgangs bei der Vorrichtung gemäß Fig. 18 wirksam sind;

Fig. 20 eine erläuternde Darstellung, die die Verfahren der Fig. 10 angibt, die entsprechend der unscharfen Einstelltheorie beschrieben sind;

Fig. 21 eine erläuternde Darstellung eines unscharfen Folgerungsvorgangs der in Fig. 19 angegebenen Verfahren;

Fig. 22 ein Blockschaltbild, das die Gesamtanordnung eines vierten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung für die elektroerosive Bearbeitung angibt;

Fig. 23 eine erläuternde Darstellung, die Verfahren angibt, die zur Durchführung eines Geschwindigkeitsverstärkungssteuerverfahrens in der Vorrichtung nach Fig. 22 wirksam sind;

Fig. 24 eine erläuternde Darstellung, die die Methoden gemäß Fig. 23 angibt, die entsprechend der unscharfen Einstelltheorie beschrieben sind; und

Fig. 25 eine erläuternde Darstellung, die einen unscharfen Folgerungsvorgang der in Fig. 23 angegebenen Verfahren angibt.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben.

Die Fig. 10 bis 13 zeigen eine erste Ausführungsform einer Steuervorrichtung für eine elektroerosive Bearbeitung, die einen Pausezeitsteuervorgang durchführt, um die Bearbeitungsbedingungen für die elektroerosive Bearbeitung optimal zu halten und die Effizienz einer elektroerosiven Bearbeitung zu maximieren.

Fig. 10 zeigt die Gesamtanordnung der Vorrichtung. In Fig. 10 bezeichnet das Bezugszeichen 1 ein elektroerosives Bearbeitungsverfahren einschließlich einer elektrischen Entladungserscheinung; 3, eine Stromversorgung für die Bearbeitung zur Zuführung elektrischer Bearbeitungsleistung für das elektroerosive Bearbeitungsverfahren 1; 6, eine Pausezeit-Einstelleinheit zur Einstellung einer Pausezeit für einen elektroerosiven Bearbeitungsvorgang; und 8, eine Pauszeitsteuerung zur Steuerung einer Pausezeit entsprechend einem von der Pausezeit-Einstelleinheit 6 gelieferten Pausezeit-Befehlswert 7 und einem von einem (später beschriebenen) Folgerungsabschnitt 23 gelieferten Befehlswert 23a. Die Pausezeitsteuerung 8 liefert die Pausezeitdaten 9 an die Stromversorgung 3 für die Bearbeitungsleistung. Das elektroerosive Bearbeitungsverfahren 1 liefert eine Anzahl von Bearbeitungszustandsdaten 19, die mindestens für Verfahren (siehe Fig. 11) erforderlich sind, die zur Durchführung eines Pauszeitsteuervorgangs wirksam werden. Die Zustandsdaten 19 werden einem Zustandsdetektor 20 zugeführt.

Der Zustandsdetektor 20 soll die für das Verfahren erforderlichen Bearbeitungszustandsdaten erfassen. Der Ausgang des Zustandsdetektors 20, nämlich ein Zustandserfassungswert 20a, wird in einem Zustandsspeicherabschnitt 21 gespeichert. Der Zustandsspeicherabschnitt 21 soll mindestens einen der laufenden und vergangenen Zustandserfassungswerte 20a speichern. Die aus dem Zustandsspeicherabschnitt 21 ausgelesenen Zustandsdaten 24 werden dem vorstehend aufgeführten Folgerungsabschnitt 23 zugeführt.

Ferner bezeichnet in Fig. 10 das Bezugszeichen 22 einen Erfahrungsspeicherabschnitt zur Speicherung von Verfahren, die bei der Durchführung der Pausezeitsteuerung wirksam sind (siehe Fig. 11). Ein aus dem Erfahrungsspeicherabschnitt 22 ausgelesenes Verfahren 22a wird dem Folgerungsabschnitt 23 zugeführt. Der Folgerungsabschnitt 23 arbeitet, um zusammengefaßt die geeignetste Pausezeitsteuerung und anzubringende Änderungen zu bestimmen, entsprechend den Zustandsdaten 24, die vom Zustandsspeicherabschnitt 21 erhalten werden, sowie dem vom Erfahrungsspeicherabschnitt 22 erhaltenen Verfahren 22a. Ein Befehlswert 23a für die geeignetste, vom Folgerungsabschnitt 23 bestimmte Zeitsteuerung wird der Pausezeitsteuerung 8 zugeführt.

Die Abschnitte 21, 22 und 23, die in Fig. 10 von einer punktierten Linie umgeben sind, sollen den geeignetsten Pausezeitsteuerung-Befehlswert 23a bilden, der erfindungsgemäß eine wesentliche Rolle spielt.

Der Betrieb der in dieser Weise aufgebauten Ausführungsform, d. h. ein Vorgang zur Bildung des Pausezeitsteuerung-Befehlswerts 23a für die geeignetste Pausezeitsteuerung wird anschließend beschrieben.

Fig. 11 zeigt Verfahren, die zur Durchführung wirksam sind, nämlich Verfahren I und II. Diese Verfahren I und II können mühelos und zweckmäßig und er Verwendung der Lehre der unscharfen Einstellung (Fuzzy-Logik-Prinzipien) beschrieben werden. Beispielsweise können die Verfahren I und II im Erfahrungsspeicherabschnitt 22 in Form einer Regel gespeichert werden, die aus einem WENN-Vorderabschnitt und einem DANN-Rückabschnitt entsprechend einer in Fig. 12 dargestellten unscharfen Einstellung besteht.

Insbesondere werden qualitative unscharfe Ausdrücke, wie beispielsweise "die effektive elektrische Entladungsrate ist niedrig", "die Bewegung einer Elektrode während der Bearbeitung hat eine große Amplitude", "die Bearbeitungstiefe ist groß" und "die Pausezeit ist lang", die im Verfahren I enthalten sind, und "die effektive elektrische Entladungsrate ist hoch", "die Bewegung einer Elektrode während der Bearbeitung hat eine kleine Amplitude", "die Bearbeitungstiefe ist klein" und "die Pausezeit ist kurz", die im Verfahren II enthalten sind, gemäß Fig. 12 mit Zugehörigkeitsfunktion beschrieben.

Beispielsweise wird das Merkmal "die effektive elektrische Entladungsrate ist klein" im Verfahren I wie folgt beschrieben: Wenn die effektive elektrische Entladungsrate 25% oder weniger beträgt, dann genügt sie vollständig dieser Aussage, und daher ist die Zugehörigkeitsfunktion gleich "1" zu setzen. Wenn sie 75% oder höher ist, so genügt sie keinesfalls der Aussage, und daher ist die Zugehörigkeitsfunktion gleich "0" zu setzen. Ist sie größer als 25% und kleiner als 75%, so genügt sie der Aussage mit "von "0" zu "1", und daher ist die Zugehörigkeitsfunktion auf "0-1" zu setzen. In gleicher Weise können die qualitativen unscharfen Ausdrücke "die Bewegung einer Elektrode während der Bearbeitung hat eine kleine Amplitude", "die Bearbeitungstiefe ist groß" und "die Pausezeit ist lang", die im Verfahren I enthalten sind, und "die effektive elektrische Entladungsrate ist groß", "die Bewegung einer Elektrode während der Bearbeitung hat große Amplitude", "die Bearbeitungstiefe ist klein" und "die Pausezeit ist kurz", die im Verfahren II enthalten sind, unter Verwendung von Zugehörigkeitsfunktionen mühelos beschrieben werden.

Andererseits ist der Zustandserfassungswert 20a im Zustandsspeicherabschnitt 21 gespeichert, den der Zustandsdetektor 20 liefert, indem er die Bearbeitungszustandsdaten 29 erfaßt, die für das im Erfahrungsspeicherabschnitt 22 gespeicherte Verfahren erforderlich sind. Im Falle der Fig. 11 umfaßt der Zustandserfassungswert eine effektive elektrische Entladungsrate, Elektrodenamplitude und Bearbeitungstiefe.

Der Folgerungsabschnitt 23 führt eine unscharfe Folgerung entsprechend einer in Fig. 13 dargestellten Verfahrensweise aus, die auf die im Erfahrungsspeicherabschnitt 22 gespeicherten Verfahren und den im Statusspeicherabschnitt gespeicherten Zustand Bezug nimmt, um einen Befehlswert 23a für die günstigste Pausezeitsteuerung zu bestimmen. In Fig. 13 bezeichnen die Bezugszeichen 24a, 24b und 24c die Erfassungswerte einer "effektiven elektrischen Entladungsrate", "einer Bewegungsamplitude einer Elektrode während der Bearbeitung" und "einer Bearbeitungstiefe", die jeweils im Zustandsspeicherabschnitt 21 gespeichert sind. Für jedes der Verfahren I und II wird die unscharfe Folgerung wie folgt gezogen: Es wird bestimmt, in welchem Ausmaß diese Zustandsdaten 24 den qualitativen unscharfen Ausdrücken im Vorderabschnitt entsprechen, die mit den Zugehörigkeitsfunktionen beschrieben sind. Die Zugehörigkeitsfunktion des Rückabschnitts wird mit dem Wert der Zugehörigkeitsfunktion (dem Erfassungswert 24a im Falle des Verfahrens I, und dem Erfassungswert 24c im Falle des Verfahrens II) geschnitten, der im Vorderabschnitt ein Minimum bezüglich des Ausmaßes des Genügens ist, um die obere Grenze zu bestimmen. Dabei werden die Zugehörigkeitsfunktionen kombiniert, so daß sie die größten Funktionswerte aufweisen, und die Flächenschwerpunktsposition C.G. der resultierenden Zugehörigkeitsfunktion wird bestimmt. Der Wert der auf diese Weise bestimmten Position ist der Befehlswert 23a für die geeignetste Pausezeitsteuerung.

Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform werden die für die Durchführung der Pausezeitsteuerung wirksamen Verfahren im Erfahrungsspeicherabschnitt gespeichert, die die Bearbeitungszustandsdaten, die zumindest für die Verfahren erforderlich sind, werden im Zustandsspeicherabschnitt gespeichert, und der Folgerungsabschnitt bestimmt insgesamt die Pausezeit unter Bezugnahme auf die Verfahren und die Bearbeitungszustandsdaten. Somit kann die Erfahrung eines Fachmanns bezüglich der Pausezeitsteuerung mühelos niedergeschrieben werden. Ferner kann entsprechend den Verfahren die Pausezeitsteuerung optimal durchgeführt und automatisch, wo erforderlich, geändert werden.

In der ersten, in Fig. 13 dargestellten Ausführungsform beschreibt der Vorderabschnitt eines jeden Verfahrens die drei Bearbeitungszustände, und der Rückabschnitt eine Pausezeitsteuerung; jedoch ist die Erfindung nicht hierauf oder hierdurch beschränkt. Es versteht sich zudem, daß, selbst wenn die Anzahl der Verfahren erhöht wird, ein Befehlswert für die geeignetste Pausezeitsteuerung in ähnlicher Weise erhalten werden kann. Eine Änderung der Pausezeit entsprechend dem Ausmaß der Instabilität der elektroerosiven Bearbeitungsbedingungen wurde nicht beschrieben; sie kann jedoch durch Verwendung des vorstehend beschriebenen technischen Grundgedankens der Erfindung in gleicher Weise realisiert werden.

Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wird die unscharfe Einstellung für den Erfahrungsspeicherabschnitt verwendet, und die unscharfe Folgerung wird im Folgerungsabschnitt durchgeführt. Es versteht sich jedoch, daß die Erfahrungsausdrücke und Folgerungsmethoden, die in anderen allgemeinen Expertensystemen verwendet werden, mit den gleichen Wirkungen bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform eingesetzt werden können.

Die Fig. 14 bis 17 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung für die elektroerosive Bearbeitung, die einen Steuervorgang der Zeitdauer der elektrischen Entladung durchführt, um die elektroerosiven Bearbeitungszustände am günstigsten zu halten und die Effizienz der elektroerosiven Bearbeitung zu maximieren.

Fig. 14 zeigt die Gesamtanordnung der Vorrichtung. In Fig. 14 bezeichnet das Bezugszeichen 1 ein elektroerosives Bearbeitungsverfahren einschließlich einer elektrischen Entladungserscheinung; 3, eine Stromversorgung für die Bearbeitung zur Zuführung elektrischer Bearbeitungsleistung für das elektroerosive Bearbeitungsverfahren 1; 10, eine Einstelleinheit für die Zeitdauer der elektrischen Entladung zur Einstellung derselben für einen elektroerosiven Bearbeitungsvorgang; und 12, eine Steuerung für die Zeitdauer der elektrischen Entladung zur Steuerung der Zeitdauer einer elektrischen Entladung entsprechend einem Befehlswert 11 für die Zeitdauer der elektrischen Entladung der von der Einstelleinheit 10 für die Zeitdauer der elektrischen Entladung geliefert wird und einen Befehlswert 30a, der durch einen (später beschriebenen) Folgerungsabschnitt 30 geliefert wird. Die Steuerung 12 für die Zeitdauer der elektrischen Entladung liefert Daten 13 bezüglich der Zeitdauer der elektrischen Entladung an die Stromversorgung 3 für die Bearbeitung. Das elektroerosive Bearbeitungsverfahren 1 ergibt eine Anzahl von Bearbeitungszustandsdaten 25, die zumindest für Verfahren (siehe Fig. 15) benötigt werden, die zur Durchführung eines Steuervorgangs für die Zeitdauer der elektrischen Entladung wirksam sind. Die Bearbeitungszustandsdaten 25 werden einem Zustandsdetektor 26 zugeführt.

Der Zustandsdetektor 26 soll die für das Verfahren benötigten Bearbeitungszustandsdaten erfassen. Der Ausgang des Zustandsdetektors 26, ein Zustandserfassungswert 26a, wird in einem Zustandsspeicherabschnitt 27 gespeichert. Der Zustandsspeicherabschnitt 27 soll mindestens einen der laufenden und abgelaufenen Zustandserfassungswerte 26a speichern. Die aus dem Zustandsspeicherabschnitt 27 ausgelesenen Zustandsdaten 28 werden dem erwähnten Folgerungsabschnitt 30 zugeführt.

Ferner bezeichnet in Fig. 14 das Bezugszeichen 29 einen Erfahrungsspeicherabschnitt zur Speicherung von Verfahren, die zur Durchführung der Pausezeitsteuerung wirksam sind (siehe Fig. 15). Ein aus dem Erfahrungsspeicherabschnitt 29 ausgelesenes Verfahren 29a wird dem Folgerungsabschnitt 30 eingegeben.

Der Folgerungsabschnitt 30 arbeitet, um insgesamt die günstigste Pausezeitsteuerung und anbringbare Änderungen entsprechend den vom Zustandsspeicherabschnitt 27 erhaltenen Zustandsdaten 28 und dem vom Erfahrungsspeicherabschnitt 29 erhaltenen Verfahren 29a zu bestimmen. Ein Befehlswert 30a für die vom Folgerungsabschnitt 30 bestimmte geeignetste Zeitsteuerung wird der Steuerung 12 für die Zeitdauer der elektrischen Entladung eingegeben.

Die Abschnitte 27, 29 und 30, die in Fig. 14 von einer punktierten Linie umgeben sind, sollen den Befehlswert 30a für die Steuerung der günstigsten Dauer der elektrischen Entladung bilden und spielen erfindungsgemäß eine wesentliche Rolle.

Der Betrieb der auf diese Weise aufgebauten Ausführungsform, d. h. ein Betrieb zur Bildung eines Befehlswerts 30a für die Steuerung der geeignetsten Zeitdauer der elektrischen Entladung, wird nunmehr beschrieben.

Fig. 15 stellt Verfahren dar, die zur Durchführung der Steuerung der Zeitdauer der elektrischen Entladung wirksam sind, nämlich Verfahren I und II. Diese Verfahren I und II können mühelos und zutreffend unter Verwendung der Lehre der unscharfen Einstellung beschrieben werden. Beispielsweise können die Verfahren I und II im Erfahrungsspeicherabschnitt 29 in Form einer Regel gespeichert werden, die aus einem WENN-Vorderabschnitt und einem DANN-Rückabschnitt entsprechend einer in Fig. 16 angegebenen unscharfen Einstellung besteht.

Insbesondere werden unscharfe Ausdrücke, wie beispielsweise "die effektive elektrische Entladungsrate ist klein", "die Bewegung einer Elektrode während der Bearbeitung hat große Amplitude", "die Bearbeitungstiefe ist groß" und "die Dauer der elektrischen Entladung ist lang", die im Verfahren I vorliegen, und "die effektive elektrische Entladungsrate ist groß", "die Bewegung einer Elektrode während der Bearbeitung hat kleine Amplitude", "die Bearbeitungstiefe ist klein" und "die Dauer der elektrischen Entladung ist kurz", die im Verfahren II vorliegen, gemäß Fig. 16 mit Zugehörigkeitsfunktionen beschrieben.

Beispielsweise wird das Merkmal "die effektive elektrische Entladungsrate ist klein" im Verfahren I wie folgt beschrieben: Ist die effektive elektrische Entladungsrate 25% oder kleiner, so genügt sie völlig der Aussage, und deshalb wird die Zugehörigkeitsfunktion auf "1" festgesetzt. Ist sie 75% oder höher, so wird der Aussage überhaupt nicht genügt, und die Zugehörigkeitsfunktion wird deshalb auf "0" eingestellt. Ist sie größer als 25% und kleiner als 75%, so genügt sie der Aussage mit von "0" bis "1", und die Zugehörigkeitsfunktion wird daher auf "0-1" eingestellt. In gleicher Weise können die qualitativen unscharfen Ausdrücke "die Bewegung einer Elektrode während Bearbeitung hat große Amplitude", "die Bearbeitungstiefe ist groß" und "die Dauer der elektrischen Entladung ist lang", die im Verfahren I vorliegen, und "die effektive elektrische Entladungsrate ist groß", "die Bewegung einer Elektrode während der Bearbeitung hat kleine Amplitude", "die Bearbeitungstiefe ist klein" und "die Zeitdauer der elektrischen Entladung ist kurz", die im Verfahren II vorliegen, durch Verwendung der Zugehörigkeitsfunktionen mühelos und zweckmäßig beschrieben werden.

Andererseits wird der Zustandserfassungswert 26a im Zustandsspeicherabschnitt 27 gespeichert, und den der Zustandsdetektor 26 liefert, indem er die Bearbeitungszustandsdaten 25 erfaßt, die für die im Erfahrungsspeicherabschnitt 29 gespeicherten Verfahren erforderlich sind.

Im Falle der Fig. 15 umfaßt der Zustandserfassungswert eine effektive elektrische Entladungsrate, eine Elektrodenamplitude, und eine Bearbeitungstiefe.

Ein Folgerungsabschnitt 30 führt eine unscharfe Folgerung entsprechend einer in Fig. 17 gezeigten Verfahrensweise aus, die auf die im Erfahrungsspeicherabschnitt 29 gespeicherten Verfahren und den im Zustandsspeicherabschnitt 27 gespeicherten Zustand Bezug nimmt, um einen Befehlswert 30a für die günstigste Steuerung der Zeitdauer der elektrischen Entladung zu bestimmen. In Fig. 17 bezeichnen die Bezugszeichen 28a, 28b und 28c die Erfassungswerte der "wirksamen elektrischen Entladungsrate", der "Bewegungsamplitude einer Elektrode während der Bearbeitung" und der "Bearbeitungstiefe", die jeweils im Zustandsspeicherabschnitt 27 gespeichert sind. Für jedes der Verfahren I und II wird die unscharfe Folgerung wie folgt durchgeführt: Es wird bestimmt, in welchem Umfang diese Zustandsdaten 28 den qualitativen unscharfen Ausdrücken des Vorderabschnitts genügen, die mit den Zugehörigkeitsfunktionen beschrieben werden. Die Zugehörigkeitsfunktion des Rückabschnitts wird mit dem Wert der Zugehörigkeitsfunktion (dem Erfassungswert 28a im Falle des Verfahrens I, und dem Erfassungswert 28c im Falle des Verfahrens II) geschnitten, der im Vorderabschnitt ein Minimum im Ausmaß der Entsprechung ist, um den oberen Grenzwert zu bestimmen. Dabei werden die Zugehörigkeitsfunktionen kombiniert, so daß sie ihre größten Funktionswerte haben, und es wird die Flächenschwerpunktsposition C.G. der resultierenden Zugehörigkeitsfunktion bestimmt. Der Wert der in dieser Weise bestimmten Position ist der Befehlswert 30a für die günstigste Steuerung der Zeitdauer der elektrischen Entladung.

Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform werden die Verfahren, die zur Durchführung der Steuerung der Zeitdauer der elektrischen Entladung wirksam sind, im Erfahrungsspeicherabschnitt gespeichert, die Bearbeitungszustandsdaten, die zumindest für die Verfahren erforderlich sind, werden im Zustandsspeicherabschnitt gespeichert, und der Folgerungsabschnitt bestimmt insgesamt unter Bezugnahme auf die Verfahren und die Bearbeitungszustandsdaten die Dauer der elektrischen Entladung. Daher kann die Erfahrung eines Fachmanns bezüglich der Steuerung der Zeitdauer der elektrischen Entladung mühelos zur Korrektur niedergeschrieben werden.

Ferner kann entsprechend dem Verfahren die Steuerung der Zeitdauer der elektrischen Entladung optimal durchgeführt und, wo erforderlich, automatisch geändert werden.

In der zweiten, in Fig. 17 dargestellten Ausführungsform beschreibt der Vorderabschnitt eines jeden Verfahrens drei Bearbeitungszustände, und der Rückabschnitt eine Steuerung der Zeitdauer der elektrischen Entladung; jedoch ist die Erfindung nicht hierauf oder hierdurch beschränkt. Es versteht sich ferner, daß, selbst wenn die Anzahl der Verfahren erhöht wird, ein Befehlswert für die günstigste Steuerung der Zeitdauer der elektrischen Entladung in ähnlicher Weise erhalten werden kann. Die Änderung der Zeitdauer der elektrischen Entladung entsprechend dem Ausmaß der Instabilität der elektroerosiven Bearbeitungszustände wurde nicht beschrieben; sie kann jedoch unter Verwendung des vorstehend beschriebenen technischen Grundgedankens der Erfindung in gleicher Weise erfolgen.

Bei der vorstehend beschriebenen zweiten Ausführungsform wird die unscharfe Einstellung für den Erfahrungsspeicherabschnitt verwendet, und die unscharfe Folgerung wird vom Folgerungsabschnitt durchgeführt. Es versteht sich jedoch, daß die Erfahrungsausdrücke und Folgerungsverfahren, die in anderen allgemeinen Expertensystemen verwendet werden, mit gleicher Wirkung wie bei der beschriebenen Ausführungsform eingesetzt werden können.

Die Fig. 18 bis 21 zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel der Steuervorrichtung für die elektroerosive Bearbeitung, die einen Servobezugsspannung-Steuervorgang durchführt, um die elektroerosiven Bearbeitungszustände optimal zu halten und die Effizienz der elektroerosiven Bearbeitung zu maximieren.

Fig. 18 zeigt die Gesamtanordnung der Vorrichtung. In Fig. 18 bezeichnet das Bezugszeichen 1 ein elektroerosives Bearbeitungsverfahren einschl. einer elektrischen Entladungserscheinung; 2, Zustandsdaten, die vom elektroerosiven Bearbeitungsverfahren 1 geliefert werden; und 4, einen Zustandsdetektor zur Erfassung der Zustandsdaten 2 zwecks Ausgabe eines Erfassungswertes 5, der einem Rechnerabschnitt 18 zugeführt wird. Ferner bezeichnet in Fig. 18 das Bezugszeichen 16 eine Servobezugsspannung-Einstelleinheit zur Einstellung einer Servobezugsspannung für den elektroerosiven Bearbeitungsvorgang. Ein Befehlswert 17 (Vref), der von der Einstelleinheit 16 geliefert wird, wird dem Rechnerabschnitt 18 zugeführt. Letzterer liefert den Differenzwert 18a zwischen dem Erfassungswert 5 und dem Befehlswert 17. Der Differenzwert 18a wird einem Elektrodesteuersystem 14 zugeführt. Letzteres arbeitet, um ein Bearbeitungsspalt-Abstandsignal 15 so einzustellen, daß der Differenzwert 18a gleich Null wird.

Das elektroerosive Bearbeitungsverfahren 1 und das Elektrodesteuersystem 14 liefern Zustandsdaten 31, die für die Verfahren (siehe Fig. 19) erforderlich sind, die zur Durchführung einer Servobezugsspannungssteuerung wirksam sind. Die Zustandsdaten 31 werden einem Zustandsdetektor 32 eingegeben.

Der Zustandsdetektor 32 soll die für die Verfahren erforderlichen Bearbeitungszustandsdaten erfassen. Der Ausgang des Zustandsdetektors 32, nämlich ein Zustandserfassungswert 32a, wird in einem Zustandsspeicherabschnitt 33 gespeichert. Der Zustandsspeicherabschnitt 30 soll mindestens einen der laufenden und der abgelaufenen Zustandserfassungswerte 32a speichern. Die aus dem Zustandsspeicherabschnitt 33 ausgelesenen Zustandsdaten 34 werden einem Folgerungsabschnitt 36 eingegeben.

Ferner bezeichnet in Fig. 18 das Bezugszeichen 35 einen Erfahrungsspeicherabschnitt zur Speicherung von Verfahren, die bei der Durchführung der Servobezugsspannungssteuerung (siehe Fig. 19) wirksam werden. Ein aus dem Erfahrungsspeicherabschnitt 35 ausgelesenes Verfahren 35a wird dem Folgerungsabschnitt 36 eingegeben.

Der Folgerungsabschnitt 23 arbeitet, um insgesamt die geeignetste Servobezugsspannungssteuerung zu bestimmen und vorzunehmende Änderungen entsprechend dem aus dem Zustandsspeicherabschnitt 33 erhaltenen Zustandsdaten 34 und aus dem Erfahrungsspeicherabschnitt 35 erhaltenen Verfahren 35a. Ein Befehlswert 36a für die vom Folgerungsabschnitt 36 bestimmte geeignetste Zeitsteuerung wird einer Servobezugsspannungssteuerung 37 eingegeben. Letztere liefert Servobezugsspannungsdaten 37a an die Servobezugsspannung-Einstelleinheit 16.

Die Abschnitte 33, 35 und 36, die in Fig. 18 von einer punktierten Linie umgeben sind, sollen einen Befehlswert 36a für die günstigste Servobezugsspannungssteuerung bilden und stellen einen wesentlichen Teil der Erfindung dar.

Der Betrieb der auf diese Weise ausgebildeten Ausführungsform, d. h. ein Betrieb zur Bildung des Befehlswerts 36a für die günstigste Servobezugsspannungssteuerung, wird nunmehr beschrieben.

Fig. 19 zeigt die Verfahren, die zur Durchführung der Servobezugsspannungssteuerung erforderlich sind, nämlich Verfahren I und II. Diese Verfahren I und II können mühelos und zweckmäßig durch Verwendung der Lehre der unscharfen Einstellung beschrieben werden. Beispielsweise können die Verfahren I und II im Erfahrungsspeicherabschnitt 35 in Form einer Regel gespeichert werden, die aus einem WENN-Vorderabschnitt und einem DANN-Rückabschnitt entsprechend der in Fig. 20 dargestellten unscharfen Einstellung bestehen.

Insbesondere werden qualitative unscharfe Aussagen, wie beispielsweise "eine effektive elektrische Entladungsrate ist klein", "eine Bewegung einer Elektrode während der Bearbeitung hat große Amplitude", "die Bearbeitungstiefe ist groß" und "die Servobezugsspannung ist groß", die im Verfahren I vorliegen, und "die effektive elektrische Entladungsrate ist groß", "die Bewegung einer Elektrode während der Bearbeitung hat kleine Amplitude", "die Bearbeitungstiefe ist klein" und "die Servobezugsspannung ist klein", die im Verfahren II vorliegen, mit Zugehörigkeitsfunktionen gemäß Fig. 20 beschrieben.

Beispielsweise wird das Merkmal "die effektive elektrische Entladungsrate ist klein" im Verfahren I wie folgt beschrieben: Wenn die effektive elektrische Entladungsrate 25% oder weniger beträgt, so genügt sie voll der Aussage, und daher wird die Zugehörigkeitsfunktion auf "1" festgelegt. Ist sie 75% oder größer, so genügt sie keinesfalls der Aussage, und deshalb wird die Zugehörigkeitsfunktion auf "0" festgelegt. Ist sie größer als 25% und kleiner als 75%, so genügt sie der Aussage mit von "0" bis "1", und daher wird die Zugehörigkeitsfunktion auf "0-1" festgelegt.

In gleicher Weise werden die qualitativen unscharfen Aussagen "die Bewegung einer Elektrode während der Bearbeitung hat eine große Amplitude", "die Bearbeitungstiefe ist groß" und "die Servobezugsspannung ist groß", die im Verfahren I vorliegen, und "die effektive elektrische Entladungsrate ist groß", "die Bewegung einer Elektrode während der Bearbeitung hat kleine Amplitude", "die Bearbeitungstiefe ist klein" und "die Servobezugsspannung ist niedrig", die im Verfahren II vorliegen, können mühelos und zweckmäßig durch Verwendung der Zugehörigkeitsfunktionen beschrieben werden.

Andererseits wird der Zustandserfassungswert 32a im Zustandsspeicherabschnitt 33 gespeichert, und wird vom Zustandsdetektor 32 geliefert, indem die Bearbeitungszustandsdaten 31 erfaßt werden, die für die im Erfahrungsspeicherabschnitt 35 gespeicherten Verfahren benötigt werden.

Im Falle der Fig. 19 umfaßt der Zustandserfassungswert eine effektive elektrische Entladungsrate, eine Elektrodenamplitude, und eine Bearbeitungstiefe.

Der Folgerungsabschnitt 36 führt eine unscharfe Folgerung entsprechend einer Verfahrensweise durch, die in Fig. 21 dargestellt ist und auf die Verfahren Bezug nimmt, die im Erfahrungsspeicherabschnitt 35 gespeichert sind, sowie auf die im Zustandsspeicherabschnitt 33 gespeicherten Zustände, um einen Befehlswert 36a für die günstigste Servobezugsspannungssteuerung zu bestimmen. In Fig. 21 bezeichnen die Bezugszeichen 34a, 34b und 34c die Erfassungswerte einer "effektiven elektrischen Entladungsrate", einer "Bewegungsamplitude einer Elektrode während der Bearbeitung" und einer "Bearbeitungstiefe", die jeweils im Zustandspeicherabschnitt 33 gespeichert sind. Für jedes der Verfahren I und II wird die unscharfe Folgerung in folgender Weise durchgeführt: Es wird bestimmt, in welchem Ausmaß diese Zustandsdaten 34 den qualitativen unscharfen Aussagen des Vorderabschnitts entsprechen, die mit den Zugehörigkeitsfunktionen beschrieben werden. Die Zugehörigkeitsfunktion des Rückabschnitts wird mit dem Wert der Zugehörigkeitsfunktion (des Erfassungswertes 34a beim Verfahren I, und des Erfassungswertes 34c beim Verfahren II) geschnitten, die im Vorderabschnitt ein Minimum bezüglich des Ausmaßes des Genügens hat, um den oberen Grenzwert zu bestimmen. Dabei werden die Zugehörigkeitsfunktionen derart kombiniert, daß sie die größten Funktionswerte aufweisen, und es wird die Flächenschwerpunktsposition C.G. der resultierenden Zugehörigkeitsfunktion bestimmt. Der Wert der auf diese Weise bestimmten Position ist der Befehlswert 36a für die günstigste Bezugsspannungssteuerung.

Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform werden die Verfahren, die für die Durchführung der Servobezugsspannungssteuerung wirksam sind, im Erfahrungsspeicherabschnitt gespeichert, die zumindest für die Verfahren benötigten Bearbeitungszustandsdaten werden im Zustandsspeicherabschnitt gespeichert, und der Folgerungsabschnitt insgesamt bestimmt den Servobezugsspannungsbefehlswert unter Bezugnahme auf die Verfahren und die Bearbeitungszustandsdaten. Daher kann die Erfahrung eines Fachmanns bezüglich der Servobezugsspannungssteuerung mühelos und korrekt niedergeschrieben werden. Ferner kann entsprechend den Verfahren die Servobezugsspannungssteuerung optimal ausgeführt, und wo erforderlich, automatisch geändert werden.

Bei der dritten, in Fig. 21 dargestellten Ausführungsform beschreibt der Vorderabschnitt eines jeden Verfahrens drei Bearbeitungszustände, und der Rückabschnitt beschreibt eine Servobezugsspannungssteuerung; jedoch ist die Erfindung nicht hierauf oder hierdurch beschränkt. Ferner versteht es sich, daß, selbst wenn die Anzahl der Verfahren erhöht wird, ein Befehlswert für die günstigste Servobezugsspannungssteuerung in ähnlicher Weise erhalten werden kann. Die Änderung der Servobezugsspannung entsprechend dem Ausmaß einer Instabilität der elektroerosiven Bearbeitungsbedingungen wurde nicht beschrieben; sie kann jedoch durch Verwendung des vorstehend beschriebenen technischen Grundgedankens der Erfindung in gleicher Weise erfolgen.

Bei der vorstehend beschriebenen dritten Ausführungsform wird die unscharfe Einstellung für den Erfahrungsspeicherabschnitt verwendet, und die unscharfe Folgerung wird durch den Folgerungsabschnitt durchgeführt. Jedoch versteht es sich, daß Erfahrungsaussagen und Folgerungsverfahren, die in anderen allgemeinen Expertensystemen Verwendung finden, mit den gleichen Wirkungen wie bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform eingesetzt werden können.

Die Fig. 22 bis 25 zeigen ein viertes Ausführungsbeispiel der Steuervorrichtung für die elektroerosive Bearbeitung, die einen Steuervorgang mit Geschwindigkeitsverstärkung durchführt, um die elektroerosiven Bearbeitungsbedingungen optimal zu halten und die Effizienz der elektroerosiven Bearbeitung zu maximieren.

Fig. 22 zeigt die Gesamtanordnung der Vorrichtung. In Fig. 22 bezeichnet das Bezugszeichen 1 ein elektroerosives Bearbeitungsverfahren einschließlich einer elektrischen Entladungserscheinung, 2, Zustandsdaten, die durch das elektroerosive Bearbeitungsverfahren 1 geliefert werden; und 4, einen Zustandsdetektor zur Erfassung der Zustandsdaten 2, zwecks Ausgabe eines Erfassungswerts 5, der einem Rechnerabschnitt 46 zugeführt wird. Im Rechnerabschnitt 46 werden der Servospannungsbefehlswert und der Erfassungswert 5 einem Berechnungsvorgang unterzogen. Der Ausgang des Rechnerabschnitts 46 wird einem Verstärker 45 zugeführt. Ferner bezeichnet in Fig. 22 das Bezugszeichen 44 eine Einstelleinheit für eine Geschwindigkeitsverstärkung zur Einstellung einer Vorschubgeschwindigkeitsverstärkung für einen elektroerosiven Bearbeitungsvorgang. Ein durch die Einstelleinheit 44 gelieferter Einstellwert 44a wird im Verstärker 45 eingegeben. Im Verstärker 45 wird der Rechnerausgang "A" (46a) des Rechnerabschnitts 46 mit dem Geschwindigkeitsverstärkungswert "K" (44a), der durch die Einstelleinheit 44 für die Geschwindigkeitsverstärkung als Verstärkungsfaktor eingestellt wird, verstärkt, um einen Ausgang 45a ["A_K (= KA)] zu liefern, der einem Elektrodensteuersystem 43 zugeführt wird. Letzteres steuert die Elektrode entsprechend dem zugeführten Signal (45a), um die Ansprechgeschwindigkeit der Elektrode einzustellen.

Das elektroerosive Bearbeitungsverfahren 1 und die Einstelleinheit 44 für die Geschwindigkeitsverstärkung liefern Bearbeitungszustandsdaten 47, die für die Verfahren (siehe Fig. 19) erforderlich sind, die bei der Durchführung eines Geschwindigkeitsverstärkungssteuervorgangs wirksam sind. Die Zustandsdaten 47 werden einem Zustandsdetektor 48 zugeführt.

Der Zustandsdetektor 48 dient dazu, die für die Verfahren benötigten Bearbeitungszustandsdaten zu erfassen. Der Ausgang des Zustandsdetektors 48, nämlich ein Zustandserfassungswert 48a, wird in einem Zustandsspeicherabschnitt 49 gespeichert. Der Zustandsspeicherabschnitt 49 soll mindestens einen laufenden und einen abgelaufenen Erfassungswert 48a speichern. Die aus dem Zustandsspeicherabschnitt 49 ausgelesenen Zustandsdaten 50 werden einem Folgerungsabschnitt 51 zugeführt. Ferner bezeichnet in Fig. 22 das Bezugszeichen 52 einen Erfahrungsspeicherabschnitt zur Speicherung der Verfahren, die bei der Durchführung der Servobezugsspannungssteuerung (siehe Fig. 23) wirksam sind. Ein aus dem Erfahrungsspeicherabschnitt 52 ausgelesenes Verfahren 52a wird dem Folgerungsabschnitt 51 eingegeben.

Der Folgerungsabschnitt 51 arbeitet, um insgesamt die günstigste Servobezugsspannungssteuerung zu bestimmen, sowie anbringbare Änderungen entsprechend den Zustandsdaten 50, die vom Zustandsspeicherabschnitt 49 erhalten werden, und dem vom Erfahrungsspeicherabschnitt 52 erhaltenen Verfahren 52a. Ein Befehlswert 51a für die günstigste, vom Folgerungsabschnitt 51 bestimmte Zeitsteuerung wird einer Geschwindigkeitsverstärkungssteuerung 53 zugeführt. Letztere liefert Geschwindigkeitsverstärkungsdaten 53a an die Einstelleinheit 44 für die Geschwindigkeitsverstärkung.

Die Abschnitte 49, 51 und 52, die in Fig. 22 von einer gestrichelten Linie umgeben sind, dienen zur Bildung des Befehlswerts 51a für die günstigste Geschwindigkeitsverstärkungssteuerung und spielen bei der Erfindung eine wesentliche Rolle.

Der Betrieb der in dieser Weise aufgebauten Ausführungsform, d. h. Vorgang der Bildung des Befehlswerts 53a für die günstigste Geschwindigkeitsverstärkungssteuerung wird nunmehr beschrieben.

Fig. 23 zeigen Verfahren, die bei der Durchführung der Geschwindigkeitsverstärkungssteuerung wirksam sind, nämlich Verfahren I, II, III und IV. Diese Verfahren I bis IV können mühelos und zweckmäßig durch die Lehre der unscharfen Einstellung beschrieben werden. Beispielsweise können die Verfahren I bis IV im Erfahrungsspeicherabschnitt 52 in Form einer Regel gespeichert werden, die aus einem WENN-Vorderabschnitt und einem DANN-Rückabschnitt entsprechend einer in Fig. 24 dargestellten unscharfen Einstellung besteht.

Insbesondere werden qualitative unscharfe Aussagen, wie beispielsweise "die Geschwindigkeitsverstärkung ist erhöht", "die effektive elektrische Entladungsrate ist klein", "die Bewegungsamplitude einer Elektrode während der Bearbeitung ist groß", und "die Geschwindigkeitsverstärkung ist klein", die im Verfahren I enthalten sind; und "die Geschwindigkeitsverstärkung ist erhöht", "die effektive Entladungsrate ist groß", "die Bewegungsamplitude einer Elektrode während der Bearbeitung ist klein", "die Geschwindigkeitsverstärkung ist hoch", die im Verfahren II enthalten sind; "die Geschwindigkeitsverstärkung wird verringert", "die effektive elektrische Entladungsrate ist groß", "die Bewegungsamplitude einer Elektrode während der Bearbeitung ist groß", und "die Geschwindigkeitsverstärkung ist groß", die im Verfahren III enthalten sind; und "die Geschwindigkeitsverstärkung wird verringert", "die effektive elektrische Entladungsrate ist groß", "die Bewegungsamplitude einer Elektrode während der Bearbeitung ist klein", und "die Geschwindigkeitsverstärkung ist klein", die im Verfahren IV enthalten sind, gemäß Fig. 24 mit Zugehörigkeitsfunktionen beschrieben.

Beispielsweise wird das Merkmal "die effektive elektrische Entladungsraste ist klein" im Verfahren I wie folgt beschrieben: Wenn die effektive elektrische Entladungsrate 25% oder weniger beträgt, so genügt sie völlig der Aussage, und daher wird die Zugehörigkeitsfunktion auf "1" eingestellt. Ist sie 75% oder höher, so wird der Aussage überhaupt nicht genügt, und daher wird die Zugehörigkeitsfunktion auf "0" eingestellt. Ist sie größer als 25% und kleiner als 75%, so genügt sie der Aussage mit "0" bis "1", und daher wird die Zugehörigkeitsfunktion auf "0-1" eingestellt. In gleicher Weise werden die qualitativen unscharfen Aussagen "die Geschwindigkeitsverstärkung ist erhöht", "die Bewegungsamplitude einer Elektrode während der Bearbeitung ist groß", und "die Geschwindigkeitsverstärkung ist klein", die im Verfahren I enthalten sind; und "die Geschwindigkeitsverstärkung ist erhöht", "die effektive elektrische Entladungsrate ist hoch", "die Bewegungsamplitude einer Elektrode während der Bearbeitung ist klein", und "die Geschwindigkeitsverstärkung ist klein", die im Verfahren II enthalten sind, durch Verwendung er Zugehörigkeitsfunktionen zweckmäßig und mühelos beschrieben.

Andererseits wird der Zustandserfassungswert 48a im Zustandsspeicherabschnitt 49 gespeichert und vom Zustandsdetektor 48 geliefert, indem die Bearbeitungszustandsdaten 47 erfaßt werden, die für die im Erfahrungsspeicherabschnitt 52 gespeicherten Verfahren erforderlich sind.

Im Falle der Fig. 23 enthält der Zustandserfassungswert eine Geschwindigkeitsverstärkungsschwankung, die effektive elektrische Entladungsrate, die Elektrodenamplitude und Bearbeitungsausbeute.

Der Folgerungsabschnitt 51 führt eine unscharfe Folgerung entsprechend einer Verfahrensweise nach Fig. 25 durch, unter Bezugnahme auf die im Erfahrungsspeicherabschnitt 52 gespeicherten Verfahren und die im Zustandsspeicherabschnitt 49 gespeicherten Zustandsdaten, um einen Befehlswert 51a für die geeignetste Geschwindigkeitsverstärkungssteuerung zu bestimmen.

In Fig. 25 bezeichnen die Bezugszeichen 50a, 50b und 50c die Erfassungswerte für "Änderung in der Geschwindigkeitsverstärkung", "effektive elektrische Entladungsrate", und "Bewegungsamplitude einer Elektrode während der Bearbeitung", die jeweils im Zustandspeicherabschnitt 49 gespeichert sind. Für jedes der Verfahren I und II wird die unscharfe Folgerung in folgender Weise vorgenommen: Es wird bestimmt, in welchem Ausmaß diese Zustandsdaten 50 den qualitativen unscharfen Aussagen des Vorderabschnitts entsprechen, die mit den Zugehörigkeitsfunktionen beschrieben sind. Die Zugehörigkeitsfunktion des Rückabschnittes wird mit dem Wert der Zugehörigkeitsfunktion (dem Erfassungswert 50a beim Verfahren I, und dem Erfassungswert 50c beim Verfahren II) geschnitten, der im Vorderabschnitt bezüglich des Ausmaßes des Genügens ein Minimum darstellt, um den oberen Grenzwert zu bestimmen. Dabei werden die Zugehörigkeitsfunktionen derart kombiniert, daß sie ihre größten Funktionswerte haben, und die Flächenschwerpunktsposition C.G. der resultierenden Zugehörigkeitsfunktion wird bestimmt. Der Wert der auf diese Weise bestimmten Position ist der Befehlswert 36a für die günstigste Bezugsspannungssteuerung.

Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform werden die Verfahren, die zur Durchführung der Geschwindigkeitsverstärkungssteuerung wirksam sind, im Erfahrungsspeicherabschnitt gespeichert, die Bearbeitungszustandsdaten, die zumindest für die Verfahren erforderlich sind, werden im Zustandspeicherabschnitt gespeichert, und der Folgerungsabschnitt bestimmt insgesamt den Servobezugsspannungsbefehlswert unter Bezugnahme auf die Verfahren und die Bearbeitungszustandsdaten. Daher kann die Erfahrung eines Fachmanns bezüglich der Geschwindigkeitsverstärkungsteuerung mühelos korrekt niedergeschrieben werden. Ferner kann die Geschwindigkeitsverstärkungsteuerung entsprechend dem Verfahren optimal durchgeführt und, wo erforderlich, automatisch geändert werden.

Bei der vierten, in Fig. 25 dargestellten Ausführungsform beschreibt der Vorderabschnitt eines jeden Verfahrens drei Bearbeitungszustände, und der Rückabschnitt eine Geschwindigkeitsverstärkungssteuerung; doch ist die Erfindung nicht hierauf oder hierdurch beschränkt. Ferner versteht es sich, daß selbst wenn die Anzahl der Verfahren erhöht wird, ein Befehlswert für die geeignetste Geschwindigkeitsverstärkungssteuerung in ähnlicher Weise erhalten werden kann. Die Änderung der Geschwindigkeitsverstärkung entsprechend dem Ausmaß der Instabilität der elektroerosiven Bearbeitungszustände wurde nicht beschrieben; sie kann jedoch in gleicher Weise unter Verwendung des vorstehend beschriebenen technischen Grundgedankens der Erfindung durchgeführt werden.

Bei der vorstehend beschriebenen vierten Ausführungsform wird die unscharfe Einstellung für den Erfahrungsspeicherabschnitt verwendet, und die unscharfe Folgerung wird durch den Folgerungsabschnitt durchgeführt. Es versteht sich jedoch, daß die Erfahrungsaussagen und Folgerungsverfahren, die in anderen allgemeinen Expertensystemen benützt werden, mit den gleichen Wirkungen wie bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform verwendet werden können.

Wie vorausgehend beschrieben wurde, werden bei der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung für die elektroerosive Bearbeitung die wirksamen Verfahren bei der Steuerung der Bearbeitungszustände, wie beispielsweise eine Pausezeit, eine Zeitdauer der elektrischen Entladung, eine Servobezugsspannung und eine Geschwindigkeitsverstärkung in der Erfahrungsspeichervorrichtung gespeichert, und die zumindest für die Verfahren erforderlichen Bearbeitungszustandsdaten werden erfaßt und in der Zustandspeichervorrichtung gespeichert, und der Folgerungsabschnitt bestimmt insgesamt die Befehlswerte für die Bearbeitungsbedingungen entsprechend den in der Speichervorrichtung gespeicherten Verfahren und Bearbeitungszustandsdaten. Somit kann mit der Vorrichtung die Erfahrung eines Fachmanns zur Steuerung der Bearbeitungszustände, wie beispielsweise eine Pausezeit, eine Zeitdauer der elektrischen Entladung, eine Servobezugsspannung und eine Geschwindigkeitsverstärkung, mühelos in günstigster Weise geschrieben werden. Ferner kann entsprechend dem Verfahren die Steuerung der Bearbeitungszustände optimal durchgeführt und, wo erforderlich, automatisch geändert werden.

Claims (3)

1. Steuervorrichtung für eine elektroerosive Bearbeitung mit
Steuerungen (8; 12; 37; 53) zur Steuerung mindestens eines der Bearbeitungsparameter, Impulspause, Entladungsdauer, Servobezugsspannung, Vorschub in einem elektroerosiven Bearbeitungsvorgang;
Erfahrungsspeichereinrichtungen (22; 29; 35; 52) zur Speicherung von Fuzzy-Logik-Regeln;
Zustandserfassungseinrichtungen (20; 26; 32; 48) zur Erfassung von Bearbeitungszustandsdaten aus einem elektroerosiven Bearbeitungsvorgang; und
Folgerungseinrichtungen (23; 30; 36; 51) zum Kombinieren von Bearbeitungszustandsdaten und aus den Erfahrungsspeichereinrichtungen (22; 29; 35; 52) ausgelesenen Fuzzy-Logik-Regeln, um einen Befehlswert für die Steuerung des Bearbeitungszustands an die Steuereinrichtungen (8; 12; 37; 53) zu liefern; gekennzeichnet durch

• - Zustandsspeichereinrichtungen (21; 27; 33; 49) zur Speicherung von momentanen und vorangegangenen Bearbeitungszustandsdaten, die durch die Zustandserfassungseinrichtungen erfaßt wurden; und dadurch, daß
• - die Folgerungseinrichtungen (23; 30; 36; 51) die aus den Zustandsspeichereinrichtungen (21; 27; 33; 49) ausgelesenen Bearbeitungszustandsdaten mit den Fuzzy-Logik-Regeln kombinieren; und
• - der Befehlswert für die Steuerung des Bearbeitungszustands mindestens einer der genannten Bearbeitungsparameter ist.

2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Erfahrungsspeichereinrichtungen (22; 29; 35; 52) Bedingungen und Folgerungen als unscharfe Zugehörigkeitsmengen speichern.

3. Steuervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Folgerungseinrichtungen angepaßt sind, unscharfe Folgerungsmengen, die aus den Bedingungen und den Bearbeitungszustandsdaten erhalten werden, zu kombinieren und den Befehlswert aus der Kombination zu erhalten.