Двухкоординатная следящая система установки электроискрового легирования

 

ДВУХКООРдаНАТНАЯ СЛЕДЯЩАЯ СИСТЕМА УСТАНОВКИ ЭЛЕКТРОИСКРОВОГО ЛЕГИРОВАНИЯ, содержащая электрод, генератор измерительных импульсов и в калздом канале управления распреде-; литель импульсов и привод, о т л и чающаяся тем, что, с целью повышения точности обработки заданного режима, в нее введены генератор строба, триггер управления ив каявдый канал управления элемент задержки, первый цифроаналоговый преббразователь и последовательно соединенные блок сравнения, блок определения знака , второй цифроаналоговый преобразо ватель и дифференциальный усилитель, в первый канал управления, кроме того , введен блок воделения первой пачKH импульсов, а во второй - элемент И и триггер, выход элемента И соединен с входом триггера, первыбг выход которого соединен с первым входом распределителя импульсов с вторым входом блока; определения знака и через элемент задержки - с первым входом первого и с вторым входом второго цифроаналоговых преобразователей, с первым входом блока сравнения и с третьим входом блока определения знака, блок сравнения вторым выходом подключен к второму входу первого и к третьему входу второго цифроаналоговых преобразователей , третий вход первого, цифроаналогового преобразователя соединен с вторым выходом блока определения знака, третьим выходом подключенного к второму входу -распределителя импульсов, выходами соединенного с вторым и третьим входами блока сравнения , второй выход триггера подключен к третьему входу распределителя импульсов, четвертьй вход которого соединен с выходом генератора измерительных импульсов, с первым входом распределителя импульсов первого (Я канала и с первым входом блока выделения первой пачки импульсов, пятый вход - с выходом электрода, с вторым входом распределителя импульсов пер-. вого канала и с вторым входом блока выделения первой пачки импульсов, N9 третий вход которого подключен к выходу генератора строба, к третьему входу распределителя импульсов пер1 Э вого канала управления, к входу триггера управления к шестому входу распределителя импульсов первого канала и к первому входу элемента И второго канала управления, второй вход которого соединен с четвертым входом распределителя импульсов первого канала н с первым выходом триггера управления, вторым выжодом подключенного к четвертому входу блока выделения импульсов первой пачки импульсов, выход которого, соединен с первым входом блока сравнения первого канала, первый и второй выходы распределителя импульсов первого ка

СОЮЗ СОВЕТСИИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

H АВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

fl0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ (21) 3656441/24-24 (22) 27.10.83 (46) 23.12.85. Бюл. У 47 (71) Онытный завод Института прикладной физики АН МССР (72) И.Л.Хайт, Н.П.Коваль и Я.Ш.Розенталь. (53) 621.503.755(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР .

9 1014678, кл. В 23 Р 1/18, 1981.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 813369, кл. G 05 В 19/40,. 1978. (54) (57) ДВУхкоОРДинАтнАЯ слеДЯЩАЯ

СИСТЕИА УСТАНОВКИ ЭЛЕКТРОИСКРОВОГО

ЛЕГИРОВАНИЯ, содержащая электрод, генератор измерительных импульсов и в каждом канапе управления распределитель импульсов и привод, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности обработки заданного режима, в нее введены генератор строба, триггер управления и в каждый канал управления элемент задержки, . первый цифроаналоговый преобразователь и последовательно соединенные блок сравнения, блок определения знака, второй цифроаналоговый преобразователь и дифференциальный усилитель, в первый канал управления, кроме того, введен блок выделения первой пач+ ки импульсов, а во второй - элемент И и триггер, выход элемента И соединен с входом триггера, первый выход кото" рого соединен с первым входом распределителя импульсов, с вторым входом блока определения знака и через элемент задержки — с первым входом первого и с вторым входом второго цифроаналоговых преобразователей, с первым входом блока сравнения и с третьим,.SUÄÄ 1200247 A входом блока определения знака, блок сравнения вторым выходом подключен к второму входу первого и к третьему входу второго цифроаналоговых преобразователей, третий вход первого цифроаналогового преобразователя соединен с вторым выходом блока определения знака, третьим выходом подключенного к второму входу распределителя импульсов, выходами соединенного с вторым и третьим входами блока сравнения, второй выход триггера подключен к третьему входу распределителя импульсов, четвертый вход которого соединен с выходом генератора измерительных импульсов, с первым входом

O с распределителя импульсов первого канала и с первым входом блока выделения первой пачки импульсов, пятый . ав вход — с выходом электрода, с вторым входом распределителя импульсов первого канала н с вторым входом блока выделения первой пачки импульсов, haaaL третий вход которого подключей к вы- ф ходу генератора строба, к третьему (, „ входу распределителя импульсов пер-, ф вого канала управления, к входу фф триггера управления к шестому входу ф распределителя импульсов первого

®ьД канала. и к первому входу элемента И второго канала управления, второй вход которого соединен с четвертым входом распределителя импульсов первого канала и с первым выходом триггера управления, вторым выходом подключенного к четвертому входу блока выделения импульсов первой пачки импульсов, выход которого. соединен с первым входом блока сравнения первого канала, первый и второй выходы распределителя импульсов первого ка>2OO2S жима. нала соединены соответственно с вторым и третьим входами. блока сравнения,. четвертый вход которого соединен с третьим выходом. распределителя импульсов первого канала, с вторым входом блока определения знака и через элемент задержки — с пятым входом блока сравнения, с третьим входом блока определения знака, с вторым входом второго цифроаналогового преобразователя и с первым входом первого цифроаналогового преобразователя, второй вход которого соединен с вторым выходом блока сравнения первого канала и с третьим входом втоИзобретение относится к электрофизическим методам обработки матери-. алов и может быть использовано для автоматического электроискрового упрочнения и восстановления сложнопрофильных поверхностей, в частности вертикальных стенок режущих кромок вырубных штампов, различных типов ножей и т.п. . Известна автоматическая установка для электроискрового упрочнения и восстановления ковочных штампов объемной штамповки сложной конфигурации в плане с сопрягаемыми горизонтальными и наклонными стенками двумя электродами С 1).

Наряду с преимуществами этой установки (высокопроизводительная и качественная обработка) ей присущи и недостатки.

На ней значительно затруднена об" работка вертикальных стенок вырубных штампов, имеющих незначительный рабочий объем, и острые углы профиля, разворот в котором двух электродов пРактически невозможен.

Известна также следящая система для станков с программным управлением, содержащая копировальный прибор, устройство управления, коммутатор, блоки измерения по координатам, выходами подключенные к входам.формирователей импульсов (2g, Однако известная система имеет ограниченную область применения, так как не обеспечивает высокой точности рого цифроаналогового преобразователя, выход которого через дифференциальный усилитель соединен с первым выходом системы, пятый вход распределителя импульсов первого канала подключен к третьему выходу блока определения знака, выходы первого и второго цифроаналоговых преобразователей через дифференциальный усилитель второго канала соединены с вторым выходом системы, выход первого цифроаналогового преобразователя первого канала подключен к второму входу дифференциального усилителя этого канала.. в поддержании постоянства расстояния электрода от вертикальной стенки обрабатываемой детали, и постоянства скорости обхода сложного контура, т.е. не обеспечивает точности обработки заданного режима.

Целью изобретения является повышение производительности и качества легирования вертикальных стенок сложнопрофильных режущих кромок, повыше— ние точности обработки заданного реПоставленная цель достигается тем, что в двухкоординатную следящую систему установки электроискрового легирования, содержащую электрод, генератор измерительных импульсов и в каждом канале управления распределитель импульсов и привод, введены генератор строба, триггер управления и в каждый канал управления элемент задержки, первый цифроаналоговый преобразователь и последовательно соединенные блок сравнения, блок определения знака, второй цифроаналоговый преобразователь и дифференциальный усилитель, в первый канал управления, кроме того, введен блок выде— ления первой пачки импульсов, а во второй — элемент И и триггер, выход элемента И соединен с входом триггера, первый выход которого соединен с первым входом распределителя импульсов, с вторым входом блока определе35 ния знака и через элемент задержки—

200247 4 блока сравнения первого канала и с третьим входом второго цифроаналогового преобразователя, выход которого через дифференциальный усилитель соединен с первым выходом системы, пятый вход распределителя импульсов первого канала подключен к третьему выходу блока определения знака, выходы первого и второго цифроаналоговых преобразователей через дифференциальный усилитель второго канала соединены с вторым выходом системы, выход первого цифроаналогового преоб» разователя первого канала подключен к Второму входу дифференциального усилителя этого канала.

На фиг.i показана блок-схема двухкоординатной следящей системы установки, на фиг.2 — планы скоростей относительного перемещения электрода . и детали, на фиг.3 — схема блока выделения первой пачки импульсов, на фиг.4 — схема распределителя импульсов, на фиг.5 — электрическая схема блока сравнения, на фиг,6 — схема элемента задержки, на фиг.7 — схема блока определения знака, на фиг.8— схема цифроаналоговых преобразователей, на фиг.9 — временные диаграммы

30 работы установки при увеличении искрового промежутка, по сравнению с заданным, на фиг.10 — временные диаграммы работы установки при уменьшении искрового промежутка по сравнению с заданным.

35 с первым входом первого и с вторым входом второго цифроаналоговых преобразователей, с первым входом блока сравнения и с третьим входом блока определения знака, блок сравнения вторым выходом подключен к второму входу первого и к третьему входу второго цифроаналоговых преобразователей, третий вход первого цифроаналогового преобразователя соединен с вторым выходом блока определения знака, третьим выходом подключенного к второму входу распределителя импульсов, выходами соединенного с вторым и третьим входами блока сравнения, второй выход триггера подключен к третьему входу распределителя импульсов, четвертый вход которого соединен с выходом генератора измерительных импульсов, с первым входом распределителя импульсов первого канала и с первым входом блока выделения первой пачки импульсов, пятый вход — с выходом электрода, с вторым входом распределителя импульсов первого канала и с вторым входом, блока выделения первой пачки импульсов, третий вход которого подключен к выходу генератора строба, к третьему входу распределителя импульсов первого канала управления, ко входу триггера управления к шестому входу распределителя импульсов первого канала, и к первому входу элемента И второго канала управления, второй вход которого соединен с четвертым входом распределителя импульсов первого канала и с первым выходом триггера управления, вторым выходом подключенного к четвертому входу блока выделения импульсов первой пачки импульсов, выход которого соединен с первым входом блока сравнения первого канала, первый и второй выходы распределителя импульсов первого канала соединены соответственно с вторым и третьим входами блока сравнения, четвертый вход которого соединен с третьим выходом распределителя импульсов первого канала, с вторым входом блока определения знака и через элемент задержки — с пятым входом блока сравнения, с третьим входом блока определения знака, с вторым входом второго цифроаналогового преофразователя и с первым входом первого цифроаналогоцого преобразователя, второй вход которого соединен с вторым выходом

Двухкоординатная следящая система (фиг.1) содержит рабочую головку 1, электрод 2, плиту 3, двигатель 4, червячную пару 5, кулачок 6 косинусно-синусного механизма 7, 8 и 9, реостаты 10 и 11, двигатели 12 и 13, двухкоординатный стол 14, а также генератор 15 строба, генератор 16 из45 мерительных импульсов, триггер 17 управления, блок 18 выделения первой пачки импульсов, распределитель 19 импульсов, блок 20 сравнения, элемент 21 задержки, блок 22 определения знака, первый 23 и второй 24 цифро50 аналоговые преобразователи первого канала, дифференциальный усилитель

25, элемент И 26, триггер 27, распределитель 28 импульсов, блок 29 срав нения, блок 30 определения знака, 55 элемент 31 задержки, первый 32 и второй 33 цифроаналоговые преобразователи второго канала, дифференциальный усилитель 34.

1200247

Рабочая головка I (электромагнитный вибратор или привод вращения) с электродом 2 закреплена на плите Э и устанавливается над деталью Д таким образом, что электрод своей боковой поверхностью касается вертикальной стенки детали, например, штампа.

На плите 3 установлен двигатель

4, который через червячную пару 5 может поворачивать кулачок 6 косинусно-синусного механизма 7, толкатели

8 и 9 которого связаны с движками реостатов 10 и 11 подключаемыми соответственно к двигателям 12 и 13 двухкоординатного стола 14, на котором устанавливается деталь Д.

Соединения между элементами

У стройства и направление подачи сигналов показаны стрелками, Блок 18 выделения первой пачки импульсов (фиг.3) состоит из элемента 4И-НЕ 35 и двоичного счетчика

36.

Распределитель 19 импульсов (28) (фиг.4) содержит элемент И 37 и элементы И-НЕ 38 и 39, блоки 20 (29) сравнения (фиг.5) — элементы И-НЕ 40 и 41, инверторы 42-44 и двоичный счетчик 45; элементы. 21 (31) задержки (фиг.6) — элементы И-НЕ 46 и 47 и инверторы 48-53, блок 22(30) определения знака (фиг.7) — триггер 5

54 элементы -HE 55-57 и инверторы 58-

60, а цифроаналоговые преобразователи 23, 24, 32 и 33 (фиг.8) содержат двоичные счетчики 61 и 62 и собственно цифроаналоговые преобразователи 63 и 64.

Двухкоординатная система работает следующим образом.

При подаче питания на рабочую головку 1 электрод 2 приводится во вращательное или колебательное движение и вводится в контакт с вертикальной стенкой штампа с деталью Д своей основной поверхностью.

Одновременно на электрод 2 подаются импульсы технологического тока и путем ручного управления двигателями стола задают величину искрового промежутка.

После этого включается автоматический регулятор.

При этом генератор 16 измерительных импульсов вырабатывает импульсы, аполняющие импульсы, подаваемые на автоматический регулятор с электрода 2, а временной интервал в течение которого измеряется количество измерительных импульсов, соответствующих заданному количеству импульсов с

5 электрода (эталонная пачка импульсов), определяется длительностью стробирующих импульсов, вырабатываемых генератором 15 стробов.

10 Длительность стробирующих импульсов выбирается равной 5-8 периодам импульсов электрода, а длительность измерительных импульсов может уста навливаться в пределах D 1-0,05 длительности импульса с электрода.

Указанные параметры обеспечивают достаточную точность поддержания заданных режимов обработки.

Первая пачка импульсов с электро20 да (эталонная) подается на второй вход блока 18> в котором запоминается.

В течение первого строб-импульса, подаваемого на третий вход блока 18, 25 в нем будет записано количество измерительных импульсов, подаваемых на его первый вход, и соответствующих суммарной длительности импульсов электрода первой пачки.

30 По спаду первого строб-импульса триггер 17 управления переключится и,подав с инверсного выхода на четвертый вход блока 18 запрещающий уровень, исключит тем самым возможность

35 альнейшего счета измерительных импульсов блоком 18.

Таким образом, в блоке 18 будет записано число измерительных импульсов соответствующих длительности

Э

40 импульсов с электрода в первой пачке, которое будет сохраняться. пока включен автоматический регулятор.

С прямого выхода триггера 17 управления разрешающий уровень пода45 я на четвертый вход распределителя

19 импульсов после чего, начиная с второго, строб-импульсы, подаваемые на третий вход распределителя 19 с

его третьего выхода, подаются на четвертый (записывающий) вход блока 20

50 сравнения, по фронту которых из бло а к

18 переписывается число через первый вход в блок 20..

Одновременно с второго выхода распределителя 19 на (вычитающий) вход блока 20 проходят измерительные импульсы с генератора 16 измерительных импульсов, заполняющие импульсы с

Через элемент 21 задержки фронт строб-импульса подается на пятый вход блока 20 и третий вход блока

22, а спад строб-импульса — на третий вход цифроаналоговых преобразователей 23 и 24, сбрасывая их в исходное состояние.

Напряжение с усилителя 25 подается на средние точки реостатов 10 и 11 и через движки реостатов на двигатели 12 и 13.

7 1200247 электрода в течение вто or р о и после- Так как движки реостатов сдвинуты дующих строб-импульсов. между собо 90 у со ой на, то .это напряжеСравнение чисел изме рительных им- ние делится на две соответствующие пульсов, прошедших на пе вь" р щ и третин части, т.е. по закону синуса и косивходы блока 20, происходит по спаду 5 нуса ° строб-импульсов. При этом составляющие скоростей

Таким об азом в р блоке 20 по OKQH» по кооРдинатам х и У, опРеделЯемые чанию ст об-имп

P ульсов будет записана этими двумя частями напряжения, имеразность ме колич жду еством измери- ют величину и направление, результительных импульсов, записанных в те- 1О Рующая которых направлена нормально чение пе вого ст о—

Р р б-импульса и пос- к точке повеРхности, поДвеРгаемой обледующих (вто ого р третьег H T д ) . Работке, и УстРанЯет Рассогласование

Если полученная разница положи- в величине искрового промежутка. тельна {фиг.9)

{ф . ), что означает увеличе- На фиг.2 и :показан план составние искрового промежутка, по сравне- 15 ляющих скоростей двигателей стола нию с з анным ад |м, то строб-импульс, по х и у при увеличении искрового подаваемый на второй вход блока 22 промежутка, а на фиг.2о — при уменьопределения знака с распределителя шении, где v, — результирующая ско1 9, при отсутствии на первом входе . рость сближения или удаления электроблока 22 сиги нала с второго выхода 2О Да к (от) повеРхности обРаботки, блока 20 п о пройдет на первый выход . ч и v — соответственно ее сосблока 22 лока 22, на второи вход цифроанало- тавляющие. гового преобразователя 23 и по его Изменение скоростей координатного спаду б ет в уд нем записана и соответ- стола по осям х и у, обеспечивающих ствующим знаком усилена полученная 25 слежение за сложным профилем обраба25.разница дифференциальным усилителем тываемой поверхности осуществляет

9 ся вторым каналом автоматического реЕсли полученная разница отрица- гУлЯтоРа следУющим обРазом. тельна (фиг. 10) чт ф . ), то означает умень- Первыи и третий (каждый нечетный) шение искрового промежутка, то с вто ЗО стРоб-импУльс не пРоходит чеРез элерого выхода блока 20 на первый вход мент И 2б на вход триггера 27. На . блока 22 подается импульс, KQTopbIA втоРом выходе тРиггеРа 27 пРи этом переключит строб-импульс с первого сохраняется разрешающий уровень ко9 выхода на второй и на второй вход торый подается на четвертый вход расцифроаналогового преобразователя 24. пРеделителЯ 28 импУльсов.

Одновременно на выходе блока 22 появится импульс, который через вход ПРи этом измерительные импУльсы распределителя 19 переключит его с генератора измерительных импульвторой выход на первый. сов, подаваемые на первый вход расПри этом измерительные импульсы пРеделителЯ 28, пРоходЯт на его пеРбудут поступать на второй {сум ру- вый ы оД и поДаютсЯ на пЕРвый вхоД ющий) вход блока 20, а полученная (суммирующий) блока 29 сравнения. разница по сп у строба будет за - . ФРонт втоРого9 четвеРтого и т.Д. сана в фроаналоговый преобразова- (четных стРоб-импУльсов), пРоходЯЩих тель 24 и усилена с соответствующ м через элемент И 26, IIePe6PacbH3aI0T

45 знаком дифференциальным усилителем в триггер 27 в противоположное состо25. якие.

При этом измерительные импульсы проходят через распределитель 28 на второй (вычитающий) вход блока 29 сравнения.

На выходе блока сравнения появляется число, соответствующее разнице в количестве измерительных импульсов, йрошедших в течение нечетных и четных

55 строб-импульсов, т.е. происходит сравнение длительностей последующих и предыдущих пачек импульсов с электрода.

1200247

Знак полученной разницы определяется аналогично и в первом канале блоком 30 определения знака, а ее преобразование и усиление - в цифроаналоговых преобразователях 32 и 33 и дифференциальном усилителе 34 °

Аналогично, как и в первом канале спад строб-импульсов, проходя через элемент 31 задержки, сбрасывает в исходное состояние. блоки 29, 30, 32 и 33 и к приходу фронта следующего строб-импульса второй канал готов к работе.

Напряжение с усилителя 34 на двигатель косинусно-синусного механизма

7, который в соответствии с длительностью и знаком этого напряжения поворачивает кулачок б, сдвигая движки через толкатели 8 и 9 реостатов 10 и

11 в соответствукнцие положения.

При этом напряжения,- снимаемые с движков реостатов, изменяются по закону косинуса и синуса; поддерживая тем самым постоянной результирующую векторную скорость обхода контура детали.

На фиг.2 Ь показан план скоростей относительного перемещения контура детали и электрода при положительной разнице, а на фиг.2t — при отрицательной

Э На фиг.2 показан совмещенный план скоростей относительного перемещения детали и электрода при наличии раз10 ностных сигналов на выходах первого и второго каналов, причем на выходе первого канала разница отрицательная, где ч„ — результирующая скорость подачи, а v — скорректированная ско15 рость подачи с учетом v . Таким образом, предлагаемая установка осуществляет полную автоматизацию злектройскрового легирования сложнопрофильных вертикальных стенок

20 вырубных штампов, ножей, обеспечивая поддержание режима обработки и постоянство скорости обхода сложности контура, высококачественную и высокопроизводительную обработку, значительно

25 расширяет технологические воэможности

ЭИЛ.

1200247 п

У д

Фиг.2

В

1200247

1200247

lie 7

1200247

1200247 фI

1

1=

l

1

1 1

I !

1

1 ! 9

1ф

I

I ! (!

I !

ВНИИПИ Заказ 7865/52 Тираж 862 Подписное

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

1 !

1

I !

I

I

I!

1 !

I !

1 ! !

I ! ! ! ! !

1 !

1

1

1 !

1