Устройство для адаптивного управления током электроэрозионного станка

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АДАПТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ТОКОМ ЭЛЕКТРОЭРОЗНОН1ЮГО СТАНКА, содержащее первый и второй тактовые генераторы, триггер, генератор пилообразного напряжения и генератор силового напряжения, подключенные выходами через разделительные диоды к межэлектродному промежутку, датчик напряжения, подключенный параллельно , и датчик тока, подключенный последовательно к межэлектродному промежутку, отличающееся тем, что, с целью повыиения точности и надежности устройства, оно содержит элемент И-НЕ, элемент 2И2И-ИЛН-НЕ , третий инвентор и последов-ательно соединенные первый имвентор. третий элемент И, триггер, первнй элемент И, реверсивный счетчик, элемент НЛН-НЕ, второй инвентор и второй элемент И, подключенный выходом к выходу первого элемента И, вторым входом - к выходу второго тактового генератора , третьим входом - к второму выходу триггера,подключенного вторым входом к выходу первого инвентора,первым выходом - к второму входу реверсивного счетчика,к первому входу элемента 2И-2И-ИЛИ-НЕ,к первому и к второму входам третьего инвертора,подключенного выходом к третьему входу реверсивного счетчика, подключенного выходом через элемент И-НЕ к второму входу первого элемента И, третий | вход которого подключен к выходу W первого элемента И, третий вход кото рого подключен к выходу первого тактового генератора, подключенного входом к выходу датчика напряжения ик второму входу третьего элемента И, 2 вход второго инвентора соединен с вторым входом элемента 2П-2И-ИЛИ-НЕ, подключенного выходом к управляющим входам генератора пилообразных напря: о | жений и генератора силовых напрях е--: НИИ, выход датчика тока подключен к входу первого инвентора.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

O9l (И) И50 05 В 3 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCNQMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

tlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ (21) 3430704/18-24 (22) 15.04.82 (46) 23.07.83. Бюл. Р 27 (72) А.И. Беэрук, Н.Н. Есаков и Г.И . Медведев (71) Завод-ВТУЗ при Московском авто мобильном заводе им И.A. Лихачева (53) 62-50(088.8) (56) 1. Заявка Японии Р 48-44554,,кл. 74 (61 ),.опублик. 1973.

2. Патент Англии Р 1511129, кл. B 23 P 1/08. опублик. 1978 (про. тотип) ° (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АДАПТИВНОГО

УПРАВЛЕНИЯ TOI<0il ЭЛЕ1:ТРОЭРОЗИОННОГО

СТАНКА, содержацее первый и второй тактовые генераторы, триггер, генератор пилообразного напряжения и генератор силового напряжения, подключенные выходами через. разделительные диоды к межэлектродному промежутку, датчик напряжения, подключенный параллельно, и датчик тока, подключенный последовательно к межэлектродному промежутку, о т л и ч а ю и е е с я тем, что, с целью повышения точности и надежности устройства, оно содержит элемент И-НЕ, элемент 2И2И-ИЛИ-НЕ, третий инвентор и последовательно соединенные первый инвентор, третий элемент И, триггер, первый элемент И, реверсивный счетчик, элемент ИЛИ-НЕ, второй инвентор и второй элемент И, подключенный выходом к выходу первого элемента И, вторым входом — к выходу второго тактового генератора,третьим входом - к второму выходу триггера, подключенного вторым входом к выходу первого инвентора,первым выходом — к второму входу реверсивного счетчика,к первому входу элемента 2И-2И-ИЛИ-НЕ,к первому и к второму входам третьего инвертора,подключенного выходом к третьему входу реверсивного счетчика, подключенного выходом через элемент И-НЕ к второму входу первого элемента И, третий Е

Ф вход которого подключен к выходу первого элемента И, третий вход кото рого подключен к выходу первого тактового генератора, подключенного вхо дом к выходу датчика напряжения и к второму входу третьего элемента И, Я вход второго инвентора соединен с вторым входом элемента 2И-2И-ИЛИ-НЕ, подключенного выходом к управляющим входам генератора пилообразных напряжений и генератора силовых напряже-: ний, выход датчика тока подключен к входу первого инвентора.

Изобретение относится к электрическим адаптивным регуляторам и мо-, . жет быть использовано для управления величиной тока при электроэрозионной обработке разных типов металлов и при. разных требованиях к чистоте.поверхности обработ«<и.

Известно устройство для управления током электроэрозионных станков (ЭСС) содержащее два генератора импульсов: высоковольтный слаботочный, иницирую-I" щий разряд (он же используется в качестве генератора зондирующих импульсов), и низковольный силовой выполнен ный в виде мощного источника постоянного тока и транзисторного гереключателя, подключенные к межэлектродному промежутку (МЭП,« и связанные между собой схемой управления через датчики тока и напряжения. Схема управления включает в себя два сдновибратора, один из которых путем воздействия на транзисторный пере ключатель в цепи мощного источника постоянного тока управляет длительНостью рабочих разрядов, а другой интервалом. между этими разрядами.

Для регистрации протекающего тока разряда используется резистор, соединенный параллельно с источником, постоянного тока и транзисторным переключателем. Величина МЭП регистрируется по напряжению, до которого за.зяжается конденсатор, подключенный параллельно промежутку. Это напряжение через усилитель подается на схему первого одновибратора (1). 3»

Недостатком устройства является невозможность настройки источника на тот или другой вид кривой зависимости величины межэлектродного промежутка от энергии импульса в -соответ- 40 ствии с условиями электрозрозионной обработки. Кроме этого, нестабильность характеристик элементов оказываЕт большое влияние на работу устрой,ства. 45

Наиболее близким к изобретению является устройство для адаптивного управления технологическим током электроэрозионного станка, содержащее первый и второй тактовые генераторы, триггер, генераторы пилообразного и силового напряжений, подключенные выходами через разделительные диоды

„к межэлектродному промежутку, датчик напряжений, подключенный входами параллельно, и датчик тока, подключенный последовательно к межэлектрод, ному промежутку (2).

Недостатком известного устройства является невозможность формирования рабочих импульсов с энергией, соот- 6О ветствующей величине МЭП по определенной, изменяемой от условий элекрозрозии, зависимости. Кроме того, возможны ложные срабатывания в момент переключений. 65

Целью изобретения является повышение точности и надежности работы устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит элемент И-RE, 2И-2И-ИЛИ-НЕ, третий инвентор и последовательно соединенные первый инвентор,третий элемент И, триггер, первый элемент И,реверсивный счетчик, элемент ИЛИ-НЕ, второй инвертор и второй элемент И,подключенный к выходу первого элемента И, вторым входом — к выходу второго тактового генератора„ третьим входом — к второму выходу триггера, подключенного эторым входом к выходу первого инвертора первым выходом - к второму входу реверсивного счетчика, к первому входу элемента 2И-2И-ИЛИ-НЕ,. к первому и к второму входам третьего инвентора, .подключенного выходом к третьему вхое у реверсивного счетчика, подключеного выходом через элемент И-НЕ к второму входу первого элемента И, третий вход которого подключен к выходу первого элемента И, третий вход которого подключен к выходу первого тактового генератора, подключенного входом к выходу датчика напряжения и к второму входу третьего элемента И, вход второго инвертора соецинен с вторым входом элемента 2И-2И-ИЛИ-НЕ„ подключенного выходом к управляющим входам генератора пилообразных напряжений и генератора силовых напряжений, выход датчика тока подключен. к входу первого инвентора.

На фиг. 1 приведены графики зависимости величины критического МЭП от энергии -импульса тока и типа обрабатываемого металла; на фиг. 2 — блоксхема устройства; на фиг. 3 — осциллограммы формируемых импульсов.

Устройство,(фиг. 2) содержит генератор 1 пилообразных импульсов, генератор 2 силовых нмпульсоэ, межэлектродный промежуток 3 МЭП), первый и второй разделительный диоды 4 и 5, датчик 6 напряжения, датчик 7 тока, реверсивный счетчик 8, первый и второй элементы И 9 и 10, триггер 11, первый инвентор 12, третий элемент

И 13, первый тактовый генератор 14, элемент И-НЕ 15, второй тактовый генератор 1б, второй инвентор 17, элемент ИЛИ-HE 18, третий инвентор

19, элемент 2И-2И-ИЛИ-НЕ 20.

Генератор 1 пилообразных импульсов должен быть высоковольтным, а генератор 2 низковольным.

Генераторы 14 и 16 должны быть с регулируемой частотой импульсов, при этом частота генератора 14 изменяется автоматически эа счет связи с датчиком б напряжения, а частота генератора 16 настраивается вручную при назначении режима обработки ЭСС.

10307

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии, когда отсутствует напряжение на ИЭП 3, состояние счетчика нулевое по всем разрядам. В этот момент тактовые импульсы с гене- 5 раторов 14 и 16 на счетчик не поступают, так как элемент И 9 закрыт уровнем "0" с выхода триггера 11, а элемент И 10 закрыт уровнем "0" с выхода инвертора 17. Элемент 2И-2И- 10

ИЛИ-НЕ 20 также находится в нулевом состоянии, т.е. с него не поступает управляющий сигнал на генераторы 1 и 2. В этом случае ключевые элементы генератора 1 включены (напряжение 15 подается на емкость, шунтирующую МЭП) а генератора 2 — отключены.

Таким образом, на МЭП возникает пилообразное (точнее экспоненциальное) напряжение, с ростом которого на датчике 6 появляется сигнал. Этот сигнал вызывает появление "1" на входе элемента И 9 и его отпирание. В результате по каналу записи поступают импульсы на счетчик 8 (счетная шина "С"). Счет происходит до тех пор, пока через ИЭП не пройдет разрядный ток. В этом случае сигнал с датчика 7 вызовет опрокидывание триггера

11, запирание элемента И 9 и открытие элемента И 10, что позволит импульсам с тактового генератора 16 проходить по каналу считывания на счетчик 8. Сигналом "0" с триггера 11 инвертор 19 переводит счетчик 8 в режим вычитания (Й=О,t4 =1,). При этом уровни "0" на выходе элементов

ИЛИ-HE 18 и триггера 11 переводят элемент 2И-2И-ИЛИ-HE 20 в состояние "1" т.е. на генераторы 1 и 2 подается управляющий сигнал. В результате 40 ключевые элементы генератора 1 закрываются, а генератора 2 - открываются, что приводит к снятию пилообразного напряжения генератора 1 и к появлению силового импульса генератора 2 на МЭП. При этом длительность силового импульса будет определяться временем, эа которое происходит полное обнуление заполненных за период существования импульсов генератора 1 ячеек счетчика 8.

Таким образом, в случае постоянной частоты следования тактовых имЭто время зависит как от длительности пилообразного инициирующего напряжения (соответственно от напряжения пробоя и пропорциональной 55 ему величины МЭП), так и от соотношения частот тактовых импульсов. При уменьшении частоты генератора 16 по сравнению с частотой генератора 14 происходит увеличение длительности, 60

"силового импульса по отношению к длительности инициирующего и наоборот. пульсов будет иметь место соотношение

1 4

-К 1

С 46 где t u t — длительность иницин с нрующего и силового импульсов, соответственно; и f — частота следования тактовых импульсов с генераторов 14 и 16.

Прн обнуленни счетчика на выходе элемента ИЛИ-HE 18 появится уровень

"1", которым через инвентор 17 закроется элемент И 10, и тактовые импульсы вычитания не будут проходить с генератора 16 на счетчик 8. Одновременно элемент 2И-2И-ИЛИ-HE 20 возвратится в состояние "0", в результате чего силовые ключи генератора 2 закроются, и с генератора 1 начнет подаваться нарастающее напряжение на

ИЭП 3. Таким образом будут формироваться и последующие силовые импульсы, длительность которых будет находится в зависимости от величины МЭП, т.е. для оптимизации режима электроэрозионной обработки при различных условиях ее ведения (фиг. 1) частоту тактового генератора 14 автоматически изменяют в соответствии с ростом напряжения на МЭП. Если частота генератора 14 с увеличением напряжения на

МЭП увеличивается, то устройство реализует зависимость t>-- f(9) в виде вогнутой кривой, а если наоборот то выпуклой (с насыщением). При постоянной частоте генератора 14 эта зависимость получается линейной (при условии работы на начальном участке кривой заряда конденсатора генератора инициирующих импульсов) с углом наклона, пропорциональным соотношеfyy

На фиг. 3 приведены осциллограммы импульсов напряжения а и тока б на МЭП.

Устройство позволяет за счет оптимизации режимов снизить износ электрода-инструмента и шероховатость обрабатываемой поверхности.

Одной из основных причин повышенного износа инструмента является то, что в реальных условиях обработки величина МЭП неконтролируемо колеблется в диапазоне +15-20% от его рабочей величины, т.е. до 253 импульсов идет в условиях мостикового разряда (возбуждаемого на закритических величинах МЭП), при этом износ инструмента достигает 100%. Поэтому в реальных условиях при максимальной производительности не удается добится износа менее 20-25%. В условиях прецизиционной обработки износ инструмен,та достигает величин в несколько раз больших.

Предлагаемое устрсйст: с предо гг ра-

/11ает мостиковый разряд и, таким об оазом, позволяет при одинаковой максимальной воз::ожной производительности с/:-;зи .ь износ инструмента в 2-5 раз. устройс::.во nозволяет cTB6HJfBBHpo"

Вать ?3,ëÿ÷èí jj7:äèèñ хнОЙ зрозион ной лунки путем изменения энергии импульса в соответствии с величиной ИВЫ.

Следовательно, при прочих равных условиях устройство позволяет ч Фень иить по крайней мере вдвое шероховатость noseрхности обработКИ, 1030771

l

ВНИИПИ Заказ 5211/47 Тираж 874 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная,4