Регулятор подачи электрода электроаэрозионного станка

 

РЕГУЛЯТОР ПОДАЧИ ЭЛЕКТРОДА ЭЛЕКТРрЭРОЗИОННОГО СТАНКА , содержащий датчик состояния межэлектродного промежутка, механизм перемещения электрододержателя, включающий пьезоэлектрические вибрационные преобразователи , упруго прижатые к ведомому элементу и подключенные к высокочастотному генератору через блок управления, отличающийся тем, что. с целью повышения КПД регулятора, каждый из вибрационных преобразователей вьшолнен в виде двух установленных под углом друг к другу пьезоэлектрических эле1 }ентов, сходящиеся концы которых жестко скреплены наконечником , находящимся в контакте с ведомым элементом, а расходящиеся концы соединены колодкой, при этом один из пьезоэлектрических элементов каждого вибрационного преобразователя через блок управления подключен к выходу высокочастотного генератора непосредственно, а другой через введенный в регулятор фазо§ вращатель, который одновременно подключен к выходу блока управления. (Л 1C 1C

1024201 A

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) з(1) В 23 P 1/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ и

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ! .,: --!

Н АВТОРСКОМУ(СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3220158/25-08 (22) 22.12.80 (46) 23.06.83. Бюл. № 23 (72) А. В. Кочикян, М. Г. Арутюнян, В. Л. Касьян и К. М. Рагульскис (71) Ереванский политехнический институт им. Карла Маркса (53) 621.9,048.4.06 (088.8) (56) 1. Гуткин Б. Г. Автоматизация электроэрозионных станков. Л., «Машиностроение»

1971, с. 137

2. Авторское свидетельство СССР № 604646, кл. В 23 P 1/14, 1978. (54) (57) РЕГУЛЯТОР ПОДАЧИ ЭЛЕКТРОДА ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОГО СТАНКА, содержащий датчик состояния межэлектродного промежутка, механизм перемещения электрододержателя, включающий пьезоэлектрические вибрационные преобразователи, упруго прижатые к ведомому элементу и подключенные к высокочастотному генератору через блок управления, отличаюи(ийся тем, что. с целью повышения

КПД регулятора, каждыи из вибрационных преобразователей выполнен в виде двух установленных под углом друг к другу пьезоэлектрических элементов, сходящиеся концы которых жестко скреплены наконечником, находящимся в контакте с ведомым элементом, а расходящиеся концы соединены колодкой, при этом один из пьезоэлектрических элементов каждого вибрационного преобразователя через блок управления подключен к выходу высокочастотного генератора непосредственно, а другой через введенный в регулятор фазовращатель, который одновременно подклю- щ чен к выходу блока управления.

10242

1

Изобретение относится к электрофизическим методам обработки, в частности к конструкциям регуляторов подачи электрода электроэрозионного станка.

Известны регуляторы аналогичного назначения, использующие электромеханичес5 кие, электрогидравлические приводы (1).

Недостатком этих регуляторов является наличие люфтов в кинематической цепи исйолнительного механизма и неравномерность перемещения электродов при малых lp скоростях слежения. Указанные недостатки ограничивают чувствительность и быстродействие регулятора, что приводит к уменьшению точности поддержания величины межэлектродного промежутка, а следовательно и точности обработки.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому изобретению является регулятор межэлектродного промежутка, содержащий датчик состояния межэлектродного промежутка, механизм перемещения электродержателя, включающий пьезоэлектрические вибрационные преобразователи, упруго прижатые к ведомому элементу — электрододержателю и подключенные к высокочастотному генератору через блок управления.

Указанный регулятор обеспечивает достаточно высокую чувствительность и быстродействие (2).

Недостатком регулятора является низкий КПД так как в нем пьезоэлектричес- Зр кие вибрационные преобразователи содержат только.по одному пьезоэлектрическому элементу, которые встречно с обеих сторон раздельно прижаты к ведомому элементу, вследствие этого для перемещения ведомого элемента в одну сторону должен ра- 35 ботать только один пьезоэлектрический вибрациоиный преобразователь, а второй преобразователь отключен, при этом силы трения в зоне контакта второго преобразователя с ведомым элементом препятствуют 4О движению последнего и для преодоления которых затрачивается дополнительная энергия. Кроме этого, нормальная составляющая силы, действующей со стороны работающего преобразователя на ведомый элемент, увеличивает силы трения сопро- 45 тивления между ведомым элементом и направляющими корпуса, что в свою очередь также уменьшает КПД регулятора.

Целью изобретения является повышение КПД регулятора.

Указанная цель достигается тем, что в регуляторе подачи электродов, содержащем датчик состояния межэлектродного промежутка, механизм перемещения электрододержателя, включающий пьезоэлектрические вибрационные преобразователи, упруго прижатые к ведомому элементу и подключенные к высокочастотному генератору через блок управления, каждый из вибрационных преобразователей выполнен в виде двух установленных под углом друг к другу пьезоэлектрических элементов, сходящиеся койцы которых жестко скреплены наконечником, находящимся в контакте с ведомым элементом, а расходящиеся концы соединены колодкой, при этом один из пьезоэлектрических элементов каждого вибрационного преобразователя через блок управления подключен к выходу высокочастотного генератора непосредственно, а другой через введенный в регулятор фазовращатель, который одновременно подключен к выходу блока управления.

На чертеже изображена схема предлагаемого регулятора.

Регулятор содержит пьезоэлектрические вибрационные преобразователи, выполненные в виде двух пар, установленных под углом друг к другу, пьезоэлектрических элементов 1,2 и 3,4, сходящиеся концы которых жестко скреплены наконечниками 5, а расходящиеся — соединены с колодками 6, упруго связанными с корпусом 7. Наконечники 5 плотно прижаты к ведомому элементу 8, на котором жестко закреплен электрододержатель 9. Пьезоэлектрические элементы 1,2 и 3,4 через контакты реле 10 подключены к высокочастотному генератору 11 электрических импульсов. В цепь питания пьезоэлектрических элементов 2 и 4 включен фазовращатель 12, обеспечивающий сдвиг фаз импульсов по отношению к импульсам подаваемым на пьезоэлектрические элемейты 1 и 3. Фазовращатель 12 и реле 10 подключены через трехпозиционный переключатель 13 к выходу датчика 14 состояния межэлектродного промежутка 15. Реле 10 с контактами 16, 17 и трехпозиционйый. переключатель 13 образуют блок 18 управления. Датчик 14 представляет собой четырехплечевой мост, одним плечом которого служит межэлектродный промежуток 15, а выходом — диагональ моста.

При обработке сложноконтурных изделий регулятор снабжается дополнительным идентичным механизмом перемещения, установленным перпендикулярно к первому, а вместо трехпозиционного переключателя в блок управления вводится устройство двухкоординатного числового программного управления (не показаны).

Регулятор работает следующим обра.. зом.

При наличии напряжения на межэлектродном промежутке 15 переключатель 13 устанавливается оператором в положение

«Вперед», при этом сигнал с диагонали моста подается на реле 10, реле срабатывает и от генератора 11 электрические импульсы, с частотой, соответствующей резонансной! 024201

3 частоте продольных колебаний пьезоэлектрических элементов, через контакт 17 реле, 10 подаются на пьезоэлектрические элементы 1 и 3, а через фазовращатель 12 и контакты 1б реле 10 — на пьезоэлектрические элементы 2 и 4. При этом пьезоэлектрические элементы 1,3 и 2 и 4 совершают механические колебания с одинаковой частотой, но с определенным сдвигом фазы. Вследствие этого наконечники 5 совершают двумерные механические колебания по замкнутой эллипсообразной кривой. В пределах одного цикла эллипсообразного движения наконечников 5 они проскальзывают относительно ведомого элемента 8 в течение одной половины цикла и заклиниваются в другой половине цикла. В результате ведомый элемент 8 совершает направленное поступательное движение. Изменением посредством фазовращателя 2 сдвига фазы подаваемых электрических импульсов на пьезоэлектрические элементы 2,4 плавно регулируется скорость поступательного движения ведомого элемента 8.

Если в процессе обработки величина межэлектродного промежутка становится меньше допустимой, датчик 14 обесточивает реле 10, контакты 16 и 17 которого обесточивают пьезоэлектрические элементы 1 — 4.

Движение электрода прекращается до тех пор, пока вследствие обработки величина межэлектродного промежутка не достигает требуемой величины и датчик 14 снова включает реле 10.

Если же происходит короткое замыкание, то датчик 14 подает сигнал на фазовращатель 12, последний осуществляет сдвиг фазы импульсов на пьезоэлектрические элементы 2 и 4 на 180 и происходит реверс ведомого элемента. Электрод начинает уда4 ляться до тех пор, пока не происходит разрыв короткого замыкания.

Для перемещения электрода в обратном направлении в рабочем режиме для технологических целей переключатель 13 устанавливается оператором в положение «Реверс», при этом на фазовращатель от.датчика 14 подается необходимый сигнал для его срабатывания. В этом случае защита от коротких замыканий осуществляется

10 аналогично

Работа регулятора в качестве двухкоординатного механизма перемещения для обработки сложноконтурных изделий аналогична описанной работе однокоординатного механизма перемещений. При этом управление процессом обработки выполняется устройством двухкоординатного числового программного управления — без участия оператора.

Предложенное конструктивное исполнение пьезоэлектрических вибрационных преобразователей, их осесимметричное расположение и схема управления обеспечивают существенное повышение КПД регулятора, так как все пьезоэлектрические элементы работают одновременно и согласованно, вследствие этого силы трения между наконечниками и ведомым элементом являются в среднем движущими силами и не препятствуют движению ведомого элемента.

Кроме того, нормальные составляющие сил, действующих со стороны наконечников на ведомый элемент взаимно компенсируются, что уменьшает силы трения сопротивления, между ведомым элементом и направляющими корпуса, вследствие чего повышается КПД регулятора.

Редактор А. Шандор

За каз 4287/9

Составитель М. Климовская

Техред И. Верес Корректор О. Билак

Тираж 1106 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета, СССР по делам изобретений и открытий,113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4