Стабилизатор вылета резака

 

О П И С А Н И Е (ii>l002116

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советские

Социалистических

Республик

К АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 07..01.82 (21) 3379604/25-27 (51 ) Я К и

В 23 К 9/10 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Гееударстеее«ьй кем«тет

Опубликовано 07.03.83. Бюллетень М 9 ае де«ем «зебрете«««

«еткрыт«й (53) УД К 621.791. ..75 (088.8) Дата опубликования описаимя 09.03.83 (72) Автор . изобретения

В. Н. Мехряков (7I ) Заявитель

4 (54) СТАБИЛИЗАТОР BbNETA РЕЗАКА

Изобретение относится к области механической и термической обработки изделий и может быть использовано для ста"билнзапин положения режущего инструмента станков нлн стабнлизаинн вылета ре- зака газорежушнх машин и лазерных тех5 нологнческнх установок для резки н свар кн материалов.

В настоящее время известно множество устройств, служащих для стабилнзапин расстояния между инструментом и деталью.

Все устройства зачастую отличаются друг от друга датчиками расстояния до обрабатываемого изделия. Известны механические датчики 1 j, они имеют низкую точность н в пропессе эксплуатапии часто ломаются. На точность датчиков влияет тепловое излучение дуги в зоне раза.

Наиболее близким к изобретению по . технической сущности является стаби3изатор, состоящий из высокочастотного генератора, емкостного датчика, усилитеas привода вертикального перемещения, снабженный также ограничителем, двух2 полупернодным модулятором н разделительным конденсатором, схемой сравнения, состоящей из двух диодов, эталонного кон денсачора, двух высокочастотных дросселей, двух накопительных конденсаторов, двух сопротивлений, при этом вход ограничителя подключен к выходу высокочастотного генератора, а его выход через диоды соединен с эталонным конденсатором н емкостным датчиком, соединенным, в свою очередь, через высокочастотные дроссели с накопительными конденсаторам н, зашунтированными сопротивлениями, подключенными к входу двухтюлупернод ного модулятора, выход которого через разделительный конденсатор подключен к входу усилителя 2 j. Емкостный датчик представляет собой проводящий электрод, выполненный, например, в виде пластины, жестко закрепленной на резаке. Устройство работает таким образом, что прн уменьшении расстояния между обрабатываемым изделием и пластиной меняется нх взаимная емкость, а на выходе уси3 10021> лителя при этом появляется напряжение того или другого знака.

Однако, во-первых, детектирование высокочастотного напряжения с емкостного датчика производится диодами, на которых падает напряжение амплитудой около 0,5 В. Величина этого напряжения зависит от температуры. В конечном счете это приводит к нестабильНостИ зиачения вылета резака. Во-вторых, при рез- 10 ке и сварке материалов проводимость воздуха вблизи реза становится сравнимой с проводимостью емкостного датчика, а в схеме измерения емкостной датчик и сопротивление воздушного промежутка между деталью и датчиком включены параллельно. Влияние проводимости окружающей среды в устройстве, взятом за прототип, не скомпенсировано, что привс дит к нестабильности вылета резака. . 20

Белью изобретения является повышение качества резки путем повышения стабилизации вылета резака.

Hemь достигается тем, что стабилизатор вылета резака содержит высокочастотный генератор, емкостный датчик, усилитель электропривода и привод вертикального перемещения резака, высокочастотный трансформатор, первый и второй фазовый детектор, ключевой каскад, 1 фазовращатель, усилитель и резисторный . оптрон, причем фазовые детекторы выполнены на полевых транзисторах, емкостный датчик выполнен в виде моста, в одну из диагоналей которого включена первая обмотка высокочастотного трансформатора, а во вторую диагональ включен высокочастотный генератор, одна из точек второй диагонали заземлена и является обшей для плеч, в одно из которых включена сварочная дуга, а в другое - выход резисториого оптрона, один вывод вторичной обмотки высокочастотного трансформатора заземлен, а другой соединен с истоком полевого транзистора первого фазового детектора, сток последнего соединен с усип)гтелем электропривода, затвор его - с выходом высокочастотного генератора, последний соединен с входом фазовращателя, выход фазовращателя через ключевой каскад соединен с затвором полевого транзистора второго фазового детектора, сток полевого транзистора через усилитель. подключен к входу резисторного оптррна, исток того же транзистора подсоединен к второму выводу вторичной обмотки высокочастотного тра нс форма тора.

6 ф

Конденсаторы емкостного датчика выполнены регулируемыми.

Стабилизатор работает следующим образ ом.

При изменении расстояния между емкостным датчиком и изделием на диагонали моста, состоящего из датчика и трех подстроечных конденсаторов, появляется напряжение, которое при помощи разделительного высокочастотного трансформатора привязывается к потенциалу общего провода электронной части устройства. К вторичной обмотке высокочастотного тран сформатора подключены фазовые детекторы, выполненные на полевых транзисторах. Применение полевых транзисторов позволило существенно уменьшить температурный дрейф детектора, поскольку при заданном расстоянии между датчиком и деталью мост будет сбалансирован ным, при этом напряжение на вторичной обмотке трансформатора равно нулю, напряжение на канале полевого транзистора также равно нулю, что означает, что в данной схеме детектора нет дрейфующих, температурнозависимых ЭДС. Напряжение первого детектора через усилитель подается на электропривод резака. Управляющее напряжение на второй фазовый детектор подается через фазовращатель и ключевой каскад. Ключевой каскад усиливает управляющее напряжение, а фазовращатель, состоящий из двух конденсаторов и двух сопротивлений, сдвигает его фазу на 90О относительно фазы напряжения ВЧ-генератора. При любом изменении емкости датчика резака постоянное напряжение на выходе второго детектора будет всегда равно нулю, п скольку при изменении емкости датчика фаза выходного напряжения моста равна фазе напряжения БЧ-генератора. Наоборот, при изменении сопротивления воздушного промежутка между датчиком и деталью фаза выходного напряжения моста изменится и на выходе детектора появится напряжение соответствующего знака, далее это напряжение усиливается и подается на оптрон. Сопротивление оптрона, включенное параллельно соответствующему конденсатору моста изменяется и компенсирует разбаланс моста, вызванный изменением проводимости окружающей датчик среды. Тем самым повышается стабильность задаваемого вылета резака.

На <рог. 1 изображена принципиальная электрическая схема устройства.

1 6>1<@ 4

Предлагаемый стабилизатор вылета ре- тотным трансформатором, первым и втозака содержит генератор 1 высокочастот- рым фазовыми детекторами, ключевым ный, подстроечные конденсаторы 2, co- ..каскадом, фазовращателем, усилителем протяжение 3 воздушного промежутка и,резисторным оптроном, причем фазовые между датчиком и деталью; емкостный % детекторы выполнены на полевых траи-датчик 4, оптрон 5, разделительный вы- зисторах, емкостиый датчик выполнен в сокочастотный трансформатор 6, первый виде моста, в одну из диагоналей которо фазовый детектор 7, второй фазовый детек, ro включена первичная обмотка. высокотор 8, ключевой каскад 9, фазоврататель частотного трансформатора, а во вторую

10, усилитель 11, усилитель 12 электро- и диагональ включен высокочастотный гепривода, электродвигатель 13.,нератор, одна из точек второй диагонали

На фиг. 2 приведены эпюры напряже- . заземлена и является общей для плеч, в ний: напряжение ВЧ«генератора (Т}, на- одно из которых-включена сварочная дупряжение на выходе первого фазового га, а в другое - выход реэисторного опдетектора (11), напряжение на выходе трона, один вывод вторичной обмотки второго фазового детектора (Ш). высокочастотного трансформатора заземСтабилизатор вылета резака является лен, а другой соединен с истоком полеболее точным и обеспечивает более вы- вого транзистора первого фазового детексокую стабильность поддержания расстоя- тора, сток последнего соединен с усиния до детали, чем прототип и существу- > лителем электропривода, затвор его - с ющие конструкции. Данное устройство мо- выходом высокочастотного генератора, жет найти применение в технологических последний соединен с входом фазовращаустановках для сварки и резки металлов теля, выход фазовращателя черж ключегазом или лазером, а также в процессах вой каскад соединен с за вором полевогде. обработка деталей ведется в стро- ro транзистора второго фазового детек» гом соответствии с ее формой. Например тора, сток полевого транзистора через стабилизатор можно использовать там, усилитель подключен к входу резисторгде необходимо снять фаску с края лио- ного оптрона, исток того же транзистора та металла, имеющего большую волнис- подсоединен к второму выводу вторичной

39 обмотки высокочастотного трансформа тора.

2. Стабилизатор по и. 1, о т л и ч аФ о р м у л а и з о б р е т е н и я ю шийся тем, что конденсаторы ем костного датчика выполнены регулируе1. Стабилизатор вылета резака, со- gg мыми. держащий высокочастотный генератор, ем«Источники информации, костный датчик, усилитель электропри- прииятые во внимание при экспертизе вода и привод вертикального перемеще- 1. Авторское свидетельство СССР ния резака, отличающийся ¹ 215711, кл. В 23 К f/10,01.02.66. тем, что, с целью повышения качества ео 2. Авторское свидетельство. СССР резки путем повышения стабилизации № 6S9799, кл. В 23 К 7/10, 21.11.77 вылета резака, он снабжен высокочас>- (прототнп) 77

47уг. Г

БНИИПИ Заказ 1690/5 Тираж 1104 Попписное

Фмлиал ППП Патенг г. Ужгороц, уп. Проекгная, 4