Устройство для управления процессом обработки детали на электроэрозионном вырезном станке

Авторы патента:

B23H1/02 - электрические схемы, специально предназначенные для этого, например для подачи энергии, управления, предотвращения коротких замыканий или других аномальных разрядов

Владельцы патента RU 2596934:

Федеральное государственное унитарное предприятие "Уральский электромеханический завод" (RU)

Устройство для управления процессом обработки на электроэрозионном вырезном станке относится к электрообработке металлов. Техническим результатом установки является возможность: выполнять прорезку микропазов шириной до 0,012 мм; защищать электрод-проволоку от обрывов; контролировать состояние межэлектродного промежутка, а также повысить производительность электроэрозионного вырезного станка. Устройство содержит двигатели подачи стола, генератор импульсов, который подключен к токоподводам электрода-проволоки, а также к обрабатываемой детали. Устройство также снабжено колебательным контуром и модулем управления на основе микроконтроллера, один из выходов которого соединен с одним из входов регулируемого источника питания, а один из измерительных входов аналого-цифрового преобразователя, входящего в состав микроконтроллера, соединен с выходом измерительного сигнала регулируемого источника питания. Один из выходов контроллера управления электродвигателями соединен с одним из входов модуля управления, второй выход упомянутого контроллера соединен с электродвигателем подачи стола по координате «X», третий выход, в свою очередь, соединен с электродвигателем подачи стола по координате «Y», а четвертый выход соединен с электродвигателем перемотки электрода-проволоки. 1 ил.

Предлагаемое техническое решение относится к электрообработке металлов, в частности, к электроимпульсному прорезанию пазов в деталях с помощью электрода-проволоки на электроэрозионных вырезных станках.

Известен генератор рабочих импульсов для электроэрозионного станка, содержащий задающую схему управления для выработки последовательных импульсов, включающий в себя импульсный трансформатор и корректирующую цепочку (патент RU №2438841, опубл. 20.07.2010 г.), причем первичная обмотка импульсного трансформатора подключена к выходу задающей схемы управления, один из концов вторичной обмотки импульсного трансформатора подключен к электроэрозионному электроду, другой конец вторичной обмотки заземлен или подключен к устройству для крепления обрабатываемой детали.

Недостатками известного технического решения являются:

- отсутствие средств контроля состояния эрозионного промежутка;

- отсутствие возможности работы с электродом-проволокой минимальным диаметром до 0,010 мм.

Известно устройство управления процессом обработки на электроэрозионном вырезном станке, реализованное в способе управления (патент RU №2034684, опубл. 10.05.1995 г.) - прототип, с подключением отрицательного полюса генератора импульсов к верхнему и нижнему токоподводам электрода-проволоки, а его положительного полюса - к обрабатываемой детали, с возможностью контроля рабочих импульсов напряжения или тока на участке проволоки между токоподводами, а также с возможностью регулирования энергии в межэлектродном пространстве и контроля чередования полярности импульсов напряжения или тока на участке электрода-проволоки между токоподводами, и при нарушении чередования полярности импульсов с возможностью снижения энергии импульсов генератора и/или уменьшения рабочей подачи.

К недостаткам прототипа относятся:

- невозможность быстродействующего контроля состояния межэлектродного промежутка шириной менее 0,10 мм;

- невозможность работы с электродом-проволокой с диаметром менее 0,10 мм.

Заявляемое техническое решение направлено на создание такого устройства, которое позволило бы: работать с электродом-проволокой диаметром до 0,010 мм; увеличить быстродействие измерений; защитить проволоку от обрывов; обеспечить возможность контроля состояния межэлектродного промежутка при прорезке микропазов шириной до 0,012 мм; повысить производительность станка.

Для этого устройство для управления процессом обработки детали на электроэрозионном вырезном станке, содержащее электродвигатели подачи стола и генератор импульсов, подключенный к токоподводам электрода-проволоки и к обрабатываемой детали, снабжено регулируемым источником питания, колебательным контуром, контроллером управления электродвигателями и модулем управления на основе микроконтроллера, соединенным одним из выходов с одним из входов регулируемого источника питания, при этом один из измерительных входов аналого-цифрового преобразователя, входящего в состав микроконтроллера, соединен с выходом измерительного сигнала регулируемого источника питания, один из выходов которого соединен со входом генератора импульсов, а один из входов соединен с одним из выходов генератора импульсов, выход которого присоединен к электроду-проволоке и обрабатываемой детали через колебательный контур, отрицательный полюс которого соединен с токоподводами, а положительный полюс - с деталью, один из выходов колебательного контура соединен с одним из входов генератора импульсов, а один из выходов модуля управления соединен с одним из входов контроллера управления электродвигателями, один из выходов которого соединен с одним из входов модуля управления, второй выход контроллера управления электродвигателями соединен с электродвигателем подачи стола по координате «X», третий выход соединен с электродвигателем подачи стола по координате «Y», а четвертый выход соединен с электродвигателем перемотки электрода-проволоки.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства для управления процессом обработки детали на электроэрозионном вырезном станке.

Устройство состоит из модуля управления 1, основой которого является микроконтроллер (не показано), один из выходов которого соединен с одним из входов регулируемого источника питания 2, а один из измерительных входов аналого-цифрового преобразователя 3, входящего в состав микроконтроллера (не показано), соединен с выходом измерительного сигнала регулируемого источника питания 2, один из выходов которого соединен со входом генератора импульсов 4, а один из входов, в свою очередь, соединен с одним из выходов генератора импульсов 4, выход которого через колебательный контур 5 присоединен к электроду-проволоке 6 и обрабатываемой детали 7, причем отрицательный полюс колебательного контура 5 соединен с токоподводами 8, а положительный полюс - с обрабатываемой деталью 7, один из выходов колебательного контура 5 соединен с одним из входов генератора импульсов 4, а один их выходов модуля управления 1 соединен с одним из входов контроллера управления электродвигателями 9, один из выходов которого, в свою очередь, соединен с одним из входов модуля управления 1, второй выход контроллера управления электродвигателями 9 соединен с электродвигателем подачи стола по координате «X» 10, третий выход, в свою очередь, соединен с электродвигателем подачи стола по координате «Y» 11, а четвертый выход соединен с электродвигателем 12 перемотки электрода-проволоки 6.

Устройство работает следующим образом.

Включение и выключение устройства производится кнопками «ПУСК» и «СТОП», расположенными на панели управления (не показано). После включения устройства питающее напряжение с силовой панели (не показано) поступает на все модули. Все необходимые параметры прорезки, такие как: рабочее напряжение, частота, скважность, длина паза, чувствительность системы контроля состояния эрозионного промежутка, устанавливаются и отображаются при помощи сенсорной панели управления (не показано) в модуле управления 1, при этом устанавливается рабочее напряжение источника питания 2, один из выходных сигналов которого является сигналом состояния эрозионного промежутка и измеряется посредством аналого-цифрового преобразователя 3. Рабочее напряжение регулируемого источника питания 2 поступает на генератор импульсов 4. После запуска процесса прорезки с сенсорной панели управления (не показано) управляющий сигнал с модуля управления 1 поступает на контроллер управления электродвигателями 9, на котором производится диагностика исправности электронных модулей управления (не показано) электродвигателями 10, 11 и 12, а затем смещение стола подачи по координате «X» посредством электродвигателя 10 и стола подачи по координате «Y» посредством электродвигателя 11 в исходную точку прорезки. Перед началом прорезки паза модуль управления 1 выдает сигнал на отключение генератора импульсов 4, выдает сигнал на контроллер управления электродвигателями 9, который посредством включения электродвигателя 12 производит натяжение электрода-проволоки 6, останавливает данный двигатель, а затем включает электродвигатель подачи по соответствующей координате, производя тем самым сближение электрода-проволоки 6 с деталью 7 до замыкания. При этом измеряется падение напряжения, которое является основой для вычисления значения чувствительности. После завершения данной процедуры, включается подача электрода-проволоки 6 посредством электродвигателя 12. Затем с модуля управления 1 посредством регулируемого источника питания 2 на генератор импульсов 4 поступает задающий частотный сигнал. Затем контроллер управления электродвигателями 9 включает подачу стола по соответствующей координате, начиная тем самым процесс прорезки паза.

В процессе прорезки непрерывно производится контроль состояния эрозионного промежутка посредством аналого-цифрового преобразователя 3 и корректируется значение чувствительности. В случае отклонения измеряемого сигнала от установленного значения чувствительности в ту или иную сторону, происходит изменение скорости подачи по соответствующей координате, при этом периодически происходит остановка подачи для дополнительной корректировки значения чувствительности.

Испытания показали, что при использовании данного устройства для прорезки микропазов проволокой-электродом из вольфрамо-рениевого сплава диаметром 0,010 мм в детали из сплава 45НХТ (ТУ 14-1-3074-80) толщиной 2 мм и длиной 2 мм удается получить паз шириной (0,012-0,0125) мм. При этом не происходит механического и электрического обрыва электрода-проволоки, и время прорезки такого паза составляет около 2 мин. За это время несколько раз происходит остановка подачи для корректировки значения чувствительности.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет выполнять прорезку микропазов шириной до 0,012 мм, защитить проволоку от обрывов, контролировать состояние межэлектродного промежутка, а также повысить производительность электроэрозионного вырезного станка.

Устройство для управления процессом обработки детали на электроэрозионном вырезном станке, содержащее электродвигатели подачи стола и генератор импульсов, подключенный к токоподводам электрода-проволоки и к обрабатываемой детали, отличающееся тем, что оно снабжено регулируемым источником питания, колебательным контуром, контроллером управления электродвигателями и модулем управления на основе микроконтроллера, соединенным одним из выходов с одним из входов регулируемого источника питания, при этом один из измерительных входов аналого-цифрового преобразователя, входящего в состав микроконтроллера, соединен с выходом измерительного сигнала регулируемого источника питания, один из выходов которого соединен со входом генератора импульсов, а один из входов соединен с одним из выходов генератора импульсов, выход которого присоединен к электроду-проволоке и обрабатываемой детали через колебательный контур, отрицательный полюс которого соединен с токоподводами, а положительный полюс - с деталью, один из выходов колебательного контура соединен с одним из входов генератора импульсов, а один из выходов модуля управления соединен с одним из входов контроллера управления электродвигателями, один из выходов которого соединен с одним из входов модуля управления, второй выход контроллера управления электродвигателями соединен с электродвигателем подачи стола по координате «X», третий выход соединен с электродвигателем подачи стола по координате «Y», а четвертый выход соединен с электродвигателем перемотки электрода-проволоки.

Устройство для электроискровой обработки поверхностей // 2554260

Изобретение относится к электроискровым методам обработки материалов и может быть использовано в машиностроении для получения износостойких покрытий на поверхности деталей.

Способ электроэрозионного профилирования шлифовального круга на токопроводящей связке // 2553779

Изобретение относится к области электрофизической и электрохимической обработки. В качестве контролируемых электрических параметров при обработке выбираются амплитуды импульсов напряжения и тока, которые выделяются в межэлектродном промежутке.

Устройство для искровой обработки // 2465990

Изобретение относится к областям машиностроительного и ремонтного производства. .

Установка для получения нанодисперсных порошков из токопроводящих материалов // 2449859

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к устройствам для получения нанодисперсных порошков из любых токопроводящих материалов, в том числе и их отходов, методом электроэрозионного диспергирования для последующего их использования в технологических процессах изготовления, восстановления и упрочнения деталей машин, инструмента.

Генератор рабочих импульсов для электроэрозионного станка // 2438841

Изобретение относится к электроэрозионной обработке, в частности к генерации рабочих импульсов для электроэрозионного станка. .

Генератор импульсов технологического тока для электроискрового легирования // 2429953

Изобретение относится к электрофизическим методам обработки, в частности к электроискровому легированию поверхностей деталей машин и механизмов. .

Способ упрочнения канавок поршня двигателя внутреннего сгорания // 2356707

Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к технологии упрочнения канавок поршня методом искрового упрочнения, и может быть использовано для упрочнения канавок алюминиевых поршней двигателей внутреннего сгорания.

Устройство для электроискровой обработки // 2313426

Изобретение относится к области электрофизической обработки режущего инструмента, штамповой оснастки и деталей машин, в частности к электроискровому легированию, и направлено на уменьшение удельных энергозатрат, повышение надежности, стабильности в работе, а также производительности и коэффициента полезного действия.

Способ электроимпульсной обработки и электроимпульсный станок // 2254213

Изобретение относится к электроимпульсной обработке деталей, выполненных из диэлектрического материала или материала с высоким удельным сопротивлением и может найти применение в автомобилестроении, приборостроении, полупроводниковой промышленности и т.д.

Генератор рабочих импульсов для электроэрозионного проволочно-вырезного станка // 2602930

Изобретение относится к электроэрозионной обработке и может быть использовано в конструкциях генераторов рабочих импульсов для электроэрозионного станка. Генератор содержит последовательно соединенные задающую схему управления для выработки последовательных импульсов, импульсный трансформатор и корректирующую цепь, выполненную в виде последовательно включенных постоянного резистора и активного элемента с управляемой проводимостью в виде транзистора, параллельно которым подключена индуктивность, при этом один из концов вторичной обмотки импульсного трансформатора соединен с одним из концов корректирующей цепи, которые выполнены с возможностью подключения к электроэрозионному электроду, а другие концы упомянутых вторичной обмотки и корректирующей цепи подключены к заземлению. Другой конец постоянного резистора и один из концов индуктивности соединены с одним из концов вторичной обмотки импульсного трансформатора, а другой конец индуктивности и один из выводов транзистора соединены с заземлением. Кроме того, генератор снабжен соответствующими элементами гальванической развязки с возможностью подключения через них к ЧПУ станка. Использование изобретения позволяет повысить качество обработки деталей. 1 ил.

Генератор рабочих импульсов для электроэрозионного копировально-прошивного станка дипол (гри ээкпс) // 2603394

Изобретение относится к области электроэрозионной обработки и может быть использовано в устройствах генераторов рабочих импульсов. Генератор содержит блок управления технологическим током, блок секций маломощных ключей, блоки секций силовых ключей и блок управления функциональными блоками, выходы которого соединены с входом блока управления технологическим током, блоком секций маломощных ключей и блоками секций силовых ключей. Выход блока управления технологическим током также соединен с соответствующими входами блока секций маломощных ключей и блоков секций силовых ключей. Блок управления функциональными блоками выполнен с возможностью подключения к устройству числового программного управления станка. Использование изобретения позволяет повысить стабильность и производительность процесса электроэрозионной обработки. 1 ил.

Способ электроискрового нанесения покрытий и устройство для его осуществления // 2616694

Изобретение относится к электроискровому нанесению покрытия и может быть использовано в машиностроительном и ремонтном производстве для получения износостойких покрытий на деталях. Способ электроискрового нанесения покрытия на поверхность детали вибрирующим электродом включает нанесение покрытия при периодическом контактировании электрода с поверхностью детали, в момент контакта которых производят разряд предварительно заряженного накопительного конденсатора. При этом в процессе нанесения покрытия осуществляют стабилизацию разрядного тока путем корректировки длительности контакта электрода с поверхностью детали для чего сравнивают время текущего контакта с оптимальным временем контакта, равным времени полного разряда полностью заряженного накопительного конденсатора, и изменяют длительность контакта электрода с поверхностью детали путем приведения длительности времени текущего контакта к длительности оптимального времени контакта. Изобретение обеспечивает стабилизацию разрядного тока при электроискровом нанесении покрытий на поверхность детали ручным вибратором, а также улучшение качества покрытия. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

Устройство для электроискровой обработки поверхностей // 2622535

Изобретение относится к области электрофизических методов обработки материалов, в частности к электроискровому легированию, и может быть использовано для получения износостойких покрытий на деталях узлов трения и неподвижных соединений. Устройство для электроискровой обработки поверхностей включает блок вибрации, содержащий электромагнитный вибратор, придающий возвратно-поступательное движение электроду, и генератор, включающий источник постоянного тока, положительный полюс которого соединен с входом полностью управляемого силового полупроводникового прибора, выход которого соединен с входом датчика касания, а отрицательный полюс источника постоянного тока соединен с деталью и между положительным и отрицательным полюсом источника постоянного тока включен накопительный оксидный конденсатор. Также устройство содержит осциллятор, положительный вывод которого соединен с электродом, а отрицательный - с деталью, фильтр нижних частот, выводы которого подключены к выходу силового полупроводникового прибора и электроду, и регулируемый по частоте и скважности генератор импульсов, вход которого соединен с выходом датчика касания, а выход - с входом управляемого осциллятора и входом управляемого силового полупроводникового прибора. Изобретение обеспечивает увеличение толщины покрытия в 1,9-2,1 раза. 2 ил.

Установка для электроэрозионной обработки // 2635057

Изобретение относится к установке для электроэрозионной обработки. Установка содержит: первый переключатель, расположенный между положительным полюсом источника питания и обрабатываемой деталью; второй переключатель, расположенный между обрабатываемой деталью и отрицательным полюсом источника питания; третий переключатель, расположенный между электродом-инструментом и отрицательным полюсом источника питания; четвертый переключатель, расположенный между положительным полюсом источника питания и электродом-инструментом; а также генератор импульсов. Для подачи импульсов тока прямой полярности генератор импульсов выполняет в повторяющемся режиме операции включения-выключения первого переключателя либо третьего переключателя при включенном другом переключателе. Для подачи импульсов тока обратной полярности генератор импульсов выполняет в повторяющемся режиме операции включения-выключения второго переключателя либо четвертого переключателя при включенном другом переключателе. Предложенная установка обеспечивает возможность подачи импульса тока заданной формы на межэлектродный зазор без использования цепи согласования полных сопротивлений. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 5 ил.