Электрогидравлический регулятор подачи электроэрозионного станка

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (n>742094

II

Г t ( (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 120977 (21} 2523596/25-08 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет

Опубликовано 250680 Бюллетень № 23

Дата опубликования описания 25.0680 (51) М. К.2

В 23 P 1/14

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (5З) УДК 621.9.048. .4.06(088.8) (72) Авторы изобретения

В.К.Свешников,Н.В.Рябинин и В.П.Петровский

Ордена Трудового Красного Знамени экспериментальный научнОисследовательский институт металлорежущих станков (71) Заявитель (54 ) ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РЕГУЛЯТОР

ПОДАЧИ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОГО СТАНКА

Изобретение относится к электрофизическим методам обработки и, в частности, касается регуляторов подачи электроэрозионных станков.

Известен регулятор подачи электрода для электроэрозионных станков, который содержит электрогидравлический следящий привод с электромеханическим преобразователем (ЭМП), выполненным в виде подвижной катушки, помещенной в поле постоянного магнита и имеющей две управляющие обмотки со средней точкой, и электрическую схему регулирования,связывающую межэлектродный промежуток со входом ЭМП и содержащую блок защиты от шлакования, выполненный с применением электромагнитных реле (1).

Недостатками известного устрой.ства являются пониженное быстродействие, отсутствие возможности независимой регулировки усиления с целью получения максимальной статической точности поддержания регулируемого параметра при условии динамической устойчивости работы привода подачи электрода, отсутствие ограничителя напряжения, поступаюЩего на управляющую обмотку ЭМП при холостом ходе генератора технологического тока, а также пониженнная надежность в работе в связи с применением электромагнитного реле.

С целью улучшения качества регулирования процесса электроэрозион10 ной обработки, упомянутая средняя точка соединена с источником постоянного напряжения, одна из управляющих обмоток через дифференцирующий RC-контур и регулирующий уси15 ление резистор подключена к точке соединения эмиттеров симметричного эмиттерного повторителя, выполнен ного на транзисторах различной структуры и управляемого коллекторным током входного транзистора, эмиттер которого соединен через делитель напряжения с источником постоянного напряжения, вырабатывающим опорный сигнал, а база — через

25 входной дифференцирующий RC-контур и ограничитель напряжения с делителем напряжения, включенным параллельно межэлектродному промежутку (МЭП), а другая обмотка соединена а0 с источником переменного напряже742094

ЗО ния, обеспечивающим вибрацию электрода, и одновременно через усилитель, работающий в ключевом режиме,триг- гер и устройство задержки обратного срабатывания — с дополнительным делителем напряжения, включенным параллельно МЭП.

С целью повышения динамических характеристик привода, дифференцирующие RC-контуры выполнены в виде параллельно соединенных резистора и емкости, параметры которых подобраны таким образом, что опережение по фазе обеспечивается на частоте, при ,которой фазовая частотная характеристика разомкнутой системы беэ RC-контуров пересекает линию тс

С целью повышения точности поддержания регулируемого параметра, ограничитель напряжения выполнен в виде последовательно включенных диода и низкоомного резистора, шунтирующих 20 вход усилителя, причем точка, расположенная между диодом и резистором, через делитель напряжения, регулирующий порог насыщения, соединена с источником постоянного напряжения. .25

С целью обеспечения эффективной релаксации электрода в момент предшлакового состояния, устройство задержки обратного срабатывания выпол. нено в виде параллельной цепочки, состоящей из диода и резистора и соединяющей дополнительный делитель напряжения со входом триггера, причем вход триггера шантируется емко- стью и высокоомным резистором.

На чертеже схематически изображен предлагаемый регулятор.

Регулятор состоит из насосной установки, включающей резервуар 1 для масла, насос 2, фильтр 3, предохранительный клапан 4 и золотник 5 разгрузки, золотника б быстрых ходов, рабочего гидроцилиндра 7 с цанговым зажимом и гидроусилителя 8 с ЭМП, выполненным в виде подвижной катушки 9, помещенной в поле постоянного магии- 45 та и имеющей две управляющие обмотки 10 и 11 со средней точкой, причем последняя соединена с источником постоянного напряжения + — "-; Свободный

un m конец управляющей обмотки 11 через 5О резистор 12, регулирующий усиление, и дифференцирующий RC-контур,состоящий иэ резистора 13 и емкости 14, подключен к точке соединения эмиттеров симметричного эмиттерного повторителя, выполненного на транзисторах

15 и 16 различной структуры. Эмиттерный повторитель управляется коллекторным током входного транзистора 17, протекающим через резисторы от источника постоянного напряжения +О „, 60 причем эмиттер входного транзистора соединен через делитель 18 напряжения с источником постоянного напряжения

+U, „,, вырабатывающим опорный сигнал, и через сглаживающую емкость 19 с б5 минусом источника, а его база соединена через входной дифференцирующий

RC-контур (20 и ?1) и ограничитель напряжения с делителем напряжения, собранном на резисторах 22 и 23 и включенным параллельно МЭП, через который проходит ток от генератора импульсов. Ограничитель напряжения содержит последовательно включенные диод 24 и низкоомный резистор 25, шунтирующие вход усилителя, причем точка, расположенная между диодом и резистором, через делитель напряже- . ния 26, регулирующий порог насыщения, соединена с источником постоянного напряжения + Uz .

Свободный конец управляющей обмотки.10 через токоограничивающий резистор 27 и делитель 28 соединен с источником переменного напряжения

U ù, обеспечивающим вибрацию электрода, и через выключатель, усилитель, выполненный на транзисторах 29 и 30 и работающий в ключевом режиме, триггер, собранный на транзисторах

31 и 32 и устройство задержки обратного срабатывания — с дополнительным делителем 33 напряжения, включенным параллельно МЭП. В схеме усилителя и триггера установлены согласующие резисторы.

Устройство задержки обратного срабатывания выполнено в виде параллельной цепочки, состоящей иэ диода

34 и резистора 35, соединяющей дополнительный делитель напряжения со входом триггера, причем вход триггера шунтируется конденсатором

36 и высокоомным резистором 37. Коллектор транзистора 31 через резистор 38 соединен с базой входного транзистора 17.

Регулятор работает следующим образом.

При включении насоса 2 масло через фильтр 3 под давлением, определяемым настройкой предохранительного клапана 4, поступает через золотник 5 разгрузки в гидроусилитель 8 и далее (в зависимости от положения его заслонки) — в ту или иную камеру гидроцилиндра 7, обеспечивая соответствукщее перемещение электрода. При включении электромагнита золотника 5 давление в гидросистеме падает (режим разгрузки). Реверсивный золотник б быстрых ходов обеспечивает ускоренные наладочные перемещения электрода. Заслонка гидроусилителя жестко связана с подвижной катушкой

9, управляемой током в обмотках 10 и 11.

Перемещение электрода относительно обрабатываемой детали приводит к изменению среднего напряжения на

МЭП и, следовательно, на резисторе

23. Если это последнее не превышает напряжения на низкоомном резисторе

742094

25, диод 24 закрыт, и напряжение с резистора 23 через дифференцирукщий

ЯС-контур, обеспечивающий улучшение динамических характеристик привода, поступает на базу входного транзистора 17. Если же падение напряжения 5 на резисторе 23 больше, чем на резисторе 25, диод 24 открывается и шунтирует вход усилителя, благоцаря чему увеличение напряжения на МЭП сверх определенного уровня (на 20-30% fP выше рабочего напряжения), определяемого настройкой делителя 26 напряжения, практически не вызывает дальнейшего увеличения напряжения на базе входного транзистора 17.

Первый каскад усиления собран на входном транзисторе по схеме с общим эмиттером. Ток через транзистор 17 определяется напряжением между его эмиттером и базой. Напряжение на базе изменяется в соответствии с течением эрозионного процесса, а напряжение на эмиттере регулируется с помощью делителя 18 напряжения. Сбалансированное состояние выходного каскада, представляющего собой симметричный эмиттерный повторитель, устанавливается при некотором определенном значении тока через транзистор 17, благодаря чему, изменяя напряжение на эмиттере, можно сбалансировать усилитель при различных напряжениях на МЭП, иными словами, путем регулировки делителя 18 напряжения можно устанавливать различные рабочие напряжения технологического тока. 35

В сбалансированном выходном каскаде напряжение в точке соединения эмиттеров 15 и 16 равно " †"" ; учитывая, что напряжение на средней точке катушки управления также равно п /2, 4p можно сделать вывод, что ток через управляющую обмотку 11 отсутствует.

При изменении входного напряжения изменяется ток через входной транзистор

17, что вызывает разбаланс выходного 45 каскада и появление тока через.диф.ференцирующий контур, регулирующий усиление резистор 12 и управляющую обмотку 11, обеспечивающего перемещение катушки 9 и соответствующее перемещение поршня гидроцилиндра, направленное в сторону уменьшения ошибки (разности между заданной и фактической величинами среднего напряжения На ИЭП).Параметры дифференцирующих RC-контуров расчитываются методами теории автоматического регулирования .таким образом, что создаваемое ими опережение по фазе обеспечивается на частОте, при которой фазовая час- . тотная.характеристика разомкнутой си-. стемы без RC-контуров пересекает линиюзс .

Напряжение с МЭП поступает также .на дополнительный делитель 33 напряжения и далее через устройство за- 65 держки обратного срабатывания — на вход триггера. Работа последнего характеризуется двумя устойчивыми со стояниями транзисторов. При нормальном течении процесса обработки транзистор 32 открыт, а 31 закрыт, а, следовательно, закрыты транзисторы

30 и 29. При снижении напряжения на

МЭП ниже минимально допустимого уровня (настраивается дополнительным целителем 33) транзистор 32 закрывается, а 31 открывается. В результате открываются транзисторы 29 и 30, и в обмотке 10 возникает ток, обеспечивающий разведение электродов.

При этом через резистор 38 обеспечивается изменение сигнала на обмотке

11 в сторону разведения электродов.

Устройство задержки обратного срабатывания работает следукщим образом.

При снижении напряжения на МЭП конденсатор 36 быстро разряжается через диоД 34 и дополнительный делитель 33 напряжения, благодаря чему обеспечивается релаксация электрода с минимальной задержкой. После разведения электродов на расстояние .

0,1-.0,2 мм возникает режим холостого хода и напряжение на МЭП резко возрастает, однако в этом случае рост напряжения на базе транзистора

32 значительно замедлен, так как конденсатор 36 заряжается через ре-. зистор 35. В результате триггер срабатывает с задержкой, и этим обеспечивается разведение электродов на расстояние до,1-3 мм, достаточное для эффективной промывки межэлектродного зазора и разрушения шлаковых образований.

При выключении генератора технологического тока триггер обеспечивает быстрый отвод электрода.

Такое выполнение устройства обеспечивает улучшение качества регулирования процесса электроэрозионной обработки.

Формула изобретения

1. Электрогидравлический регулятор подачи электроэрозионного станка, содержащий электромеханический преобразователь, имеющий две управляющие обмотки со средней точкой, электрическую схему управления,связывающую включенный параллельно межэлектродному промежутку делитель напряжения с управляющими обмотками и источники постоянного и переменного напряжения, о т л и ч а ю ц и и с я тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона регулирования, в него введены эмиттерный повторитель на двух транзисторах различной проводимости .с управляющим каскадом на транзисторе, эмиттер ко742094

Составитель В.Владавский

Редактор В.Зарванская Техред Ж.Кастелевич

Корректор М.Вигула

Заказ 3566/4 Тираж 1160

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 торого связан через делитель напряжения с источником постоянного напряжения; входной и выходной дифференцирующие RС-контуры, ограничитель напряжения, дополнительный делитель напряжения, подключенный парал- 5 лельно межэлектродному промежутку, усилитель, триггер и устройство задержки обратного срабатывания, причем, одна иэ упомянутых управляющих обмоток через переменный резистор и выходной RC-контур соединена с выходом эмиттерного повторителя, а база транзистора управляющего каскада через входной RC-ко%тур и ограничитель напряжения соединена с упомянутым делителем напряжения, вторая управляющая обмотка соединена с источником переменного напряжения и, через последовательно соединенные усилитель, триггер и устройство задержки обратного срабатывания, с упо->О мянутым дополнительным делителем напряжения, а:к средней точке управляющих обмоток подключен источник постоянного напряжения.

2. Регулятор по п.1, о т л и ч аю шийся тем, что ограничитель напряжения выполнен в виде последовательной цепочки из диода и низкоомного резистора, общая точка которых через потенциометр соединена с источником постоянного напряжения.

3. Регулятор по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что устройство задержки обратного срабатывания выполнено в виде двух цепочек, одна иэ которых, состоящая иэ параллельно соединенных диода н резистора, включена между дополнительным делителем и входом триггера, а вторая, состоящая иэ параллельно соединенных резистора и конденсатора, шунтирует вход триггера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 347145, кл. В 23 Р 1/02, 1969.