Устройство для адаптивного управления током электроэрозионного станка

 

1 Изобретение относится к электрическим адаптивным регуляторам и может быть использовано для автоматического управления величиной тока в процессе электроэрозионной обработки токопроводящих материалов. Целью изобретения является повышение надежности устройства за счет исключения искажения информации при измерении величины межэлектродного промежутка в реальных условиях электроэрозионной обработки. Устройство содержит генератор 1 пилообразных импульсов, генератор 2 силовых импульсов, электрод межэлектродного промежутка 3, разделительные диоды 4 и 5, датчик напряжения 6, датчик тока 7, реверсивный счетчик 8, элементы И 9, 10, 13, триггер 11, инверторы 12, 17, 19, 23, тактовые генераторы 14, 16, элемент И - НЕ 15, элементы ИЛИ - НЕ 18, 20, дифференцирующий элемент напряжения 21, триггер Шмитта 22. С помощью дифференцирующего элемента 21 и триггера Шмитта 22 формируется управляющий сигнал, исключающий искажение информации об измерении устройством межэлетродного промежутка в реальных условиях электроэрозионной обработки. 2 ил.

Изобретение относится к электрическим адаптивным регуляторам и может быть использовано для автоматического управления величиной тока в процессе электроэрозионной обработки токопроводящих материалов. Целью изобретения является повышение надежности устройства за счет исключения искажения информации при измерении величины межэлектродного промежутка в реальных условиях электроэрозионной обработки. На фиг. 1 приведены осциллограммы формируемых импульсов напряжения при различных межэлектродных промежутках в условиях образования токопроводящих мостков и задержки разряда; на фиг.2 блок-схема устройства. Устройство (см. фиг.2) содержит генератор 1 пилообразных импульсов, генератор 2 силовых импульсов, электроды межэлектродного промежутка 3 (МЭП), первый и второй разделительные диоды 4 и 5, датчик 6 напряжения, датчик тока 7, реверсивный счетчик 8, первый и второй элементы И 9 и 10, триггер 11, первый инвертор 12, третий элемент И 13, первый тактовый генератор 14, элемент И-НЕ 15, второй тактовый генератор 16, второй инвертор 17, первый элемент ИЛИ-НЕ 18, третий инвертор 19, второй элемент ИЛИ-НЕ 20, дифференцирующий элемент напряжения 21, триггер Шмитта 22, четвертый инвертор 23. Для формирования пилообразных зондирующих импульсов применяется высоковольтный слаботочный генератор 1, для формирования силовых рабочих импульсов мощный низковольтный генератор 2. Генераторы 14 и 16 имеют регулируемую частоту: частота генератора 14 изменяется автоматически за счет связи с датчиком 6 напряжения, а частота генератора 16 задается при назначении режима электроэрозонной обработки. Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии, когда отсутствует напряжение на МЭП 3, состояние счетчика 8 нулевое по всем разрядам. В этот момент тактовые импульсы с генераторов 14 и 16 на счетчик не поступают, так как элемент И 9 закрыт уровнем "0" с выходов триггера 11 и триггера Шмитта 22, а элемент 10 закрыт уровнем "0" с выхода инвертора 17. Элемент ИЛИ-НЕ 20 также находится в нулевом состоянии, т.е. с него не поступает сигнал управления на генераторы 1 и 2. Генератор 1 запускается, а генератор 2 отключается. Тогда на МЭП 3 возникает пилообразное напряжение, при возрастании которого на датчике 6 и триггере Шмитта 22 появляется сигнал. При этом срабатывает триггер Шмитта 22 и отпирается первый элемент И 9. В результате поступают импульсы с генератора 14 на счетчик 8 (счетный вход "С"). Счет происходит до тех пор, пока не произойдет разряд, регистрируемый датчиком 7 или не прекратится изменение напряжения на МЭП 3. В последнем случае триггер Шмитта 22 вернется в исходное состояние, а на четвертом входе первого элемента И 9 появится "0", который перекроет подачу импульсов с генератора 14 на счетчик 8. В случае возбуждения разряда между электродами МЭП 3 сигнал с датчика 7 вызовет опрокидывание триггера 11, запирание элемента 9 и отпирание элемента 10, что позволит импульсам с тактового генератора 16 проходить по каналу считывания на счетчик 8. Сигнал "0" с триггера 11 через инвертор 19 переводит счетчик 8 в режим вычитания (N 0, 1). При этом уровни "0" на выходе элементов 8 и 11 переводят элемент ИЛИ-НЕ 20 в состояние "1", т.е. на генераторы 1 и 2 подается управляющий сигнал. Это приводит к снятию пилообразного напряжения с генератора 1 и к появлению силового импульса генератора 2 на МЭП 3. При этом длительность силового импульса будет определяться временем, за которое происходит полное обнуление заполненных на период существования импульсов генератора 1 ячеек счетчика 8. Это время зависит как от длительности пилообразного инициирующего напряжения (соответственно от напряжения пробоя и пропорциональной ему величины МЭП), так и от соотношения частот тактовых импульсов. При уменьшении частоты генератора 16, по сравнению с частотой генератора 14, увеличивается длительность силового импульса по отношению к длительности инициирующего и наоборот. Таким образом, в случае постоянной частоты следования тактовых импульсов будет иметь место соотношение t_и/t_c f₁₄/f₁₆ K, где t_и, t_c длительность инициирующего и силового импульсов соответственно; f₁₄, f₁₆ частота следования тактовых импульсов с генераторов 14 и 16. При обнулении счетчика на выходе элемента ИЛИ-НЕ 18 появляется уровень "1", которым через инвертор 17 закрывается элемент И 10, и тактовые импульсы вычитания не проходят с генератора 16 на счетчик 8. Одновременно элемент ИЛИ-НЕ 20 возвращается в состояние "0", в результате чего на МЭП 3 подается нарастающее напряжение с генератора 1. Таким образом, формируются и последующие силовые импульсы, длительность которых находится в соответствующей зависимости от величины МЭП. Для оптимизации режима электроэрозионной обработки при различных условиях ее ведения частоту тактового генератора 14 автоматически изменяют в соответствии с ростом напряжения на МЭП, чем достигается определенная зависимость длительности (соответственно, энергии) силовых импульсов от величины межэлектродного расстояния. Изобретение позволяет в реальных условиях электроэрозионной обработки, характеризующихся образованием межэлектродных токопроводящих мостков, за счет оптимизации режимов снизить износ электрода-инструмента и шероховатость обрабатываемой поверхности.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АДАПТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ТОКОМ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОГО СТАНКА, содержащее генератор пилообразных импульсов, генератор силовых импульсов, электрод межэлектродного промежутка, первый и второй разделительные диоды, датчик напряжения, подключенный входом к выходу генератора пилообразных импульсов, датчик тока, подключенный входом к выходу генератора пилообразных импульсов, реверсный счетчик, первый, второй и третий элементы И, триггер, первый, второй и третий инверторы, первый и второй тактовые генераторы, элементы И-НЕ, первый и второй элементы ИЛИ-НЕ, причем выход генератора пилообразных импульсов через первый разделительный диод соединен с электродом межэлектродного промежутка и с выходом второго разделительного диода, подключенного входом к выходу генератора силовых импульсов, вход запуска которого соединен с входом запуска генератора пилообразных импульсов и с выходом второго элемента ИЛИ-НЕ, первый вход которого соединен с выходом второго инвертора и с выходом первого элемента ИЛИ-НЕ, входы которого соединены с разрядными выходами реверсивного счетчика и с входами элемента И - НЕ, подключенного выходом к первому входу первого элемента И, подключенного выходом к счетному входу реверсивного счетчика и к выходу второго элемента И, первый вход которого подключен к выходу второго инвертора, второй вход второго элемента И подключен к инверсному выходу триггера, прямой выход которого подключен к второму входу первого элемента И, к второму входу второго элемента ИЛИ-НЕ, к входу управления суммированием реверсивного счетчика и к входу третьего инвертора, подключенного выходом к входу управления вычитанием реверсивного счетчика, выход второго тактового генератора соединен с третьим входом второго элемента И, выход датчика напряжения соединен с первым входом третьего элемента И и с входом изменения частоты первого тактового генератора, подключенного выходом к третьему входу первого элемента И, выход датчика тока через первый инвертор соедине с вторым входом третьего элемента И, подключенного выходом к входу установки триггера, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства за счет исключения искажения информации при измерении величины межэлектродного промежутка, в него дополнительно введены триггер Шмитта, четвертый инвертор и дифференцирующий элемент напряжения, подключенный входом к выходу генератора пилообразных импульсов, а выход дифференцирующего элемента напряжения подключен к входу триггера Шмитта, подключенного выходом к четвертому входу первого элемента И, выход третьего элемента И соединен через четвертый инвертор с входом сброса триггера.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 36-2000

Извещение опубликовано: 27.12.2000        

---