Устройство для защиты от коротких замыканий при электроэрозионной обработке

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалйстнческих

Республик 1778987 (63) Дополнительное к авт. свил-ву (22) 3ая алеко 22.11.78 (21) 2689569/25.08

Э. (51)M. Кл. с присоединением заявки М

Гасударственный каиитет

СССР

В 23 P 1/14 (23) Приоритет яа делает изобретений и открытий (53) УДК 621.9. .048.4.06 (088,8) Опубликовано 15.11.80 Бюллетень М 42

Дата опубликования описания 15.11 80 (72) Автор изобретения (7I) Заявитель

Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола (54) УСТРОЙСТВО ПЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ КОРОТКИХ

ЗАМЫКАНИЙ OPH ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОЙ

ОБРАБОТКЕ

В этом устройстве входы элемента ИЛИ при-щ соединены к выходам релейного элемента и формирователя укороченных импульсов, е вход формирователя подключен к выходу задающего генератора.

Изобретение относится к электрофизйческнМ методам обработки и, в частности, касается устройства для защиты от межэлектродных коропсих замыканий, которое может быть ис. подьзовано в генераторах импульсов технологического тока, а также для управления приводом подачи электрода-инструмента электроэроэионно. го станка.

Известны быстродействующие устройства дпя защиты от межэлектродных коротких замьпса10 ний, в которых задающий генератор связан с цепью управления выходными ключами генератора импульсов технологического тока через логический элемент И. Эти устройства содержат релейньтй элемент для контроля напряжения на 1 межэлектродном зазоре; формирователь импуль сов и логический элемент ИЛИ, выход которого присоединен ко входу логического элемента И t>J.

Недостатком этого устройства является рост среднего тока короткого замыкания прн увеличении рабочей частоты генератора. Верхний предел рабочих частот известногоустройства равен

8 — 10 кГц.

Известно также устройство, содержащее фор. мирователь расширенных импульсов, второй логический элемент И и вспомогательный генератор коротких иьшульсов с управляющим клю. чом.

В режиме короткого замыкания электрода частота и длительность импульсов генератора технологического тока задатотся вспомогатель ным генератором, что позволяет ограничить средний ток короткого замыкания и тем самым расширить диапазон рабочих частот устройства (2)

Недостатками этого устройства являются его пониженная помехоустойчивость и ограниченный диапазон, рабочих частот. Они взаимосвязаны и обусловлены тем, что при электроэрозионной обработке между электродами могут образовываться кратковременные электрические соединения через частицы диспергированного металла. Эти соединения разрушаются самими рабочими им3 77898 пульсами и; как правило, не нарушают электроэрозионного процесса, но для их ликвидации требуется некоторое время, в течение которого имйульс напряжения на межэлектродном зазоре имеет пониженную амплитуду — доли или еди5 иицы Вольт, Чтобы защитное устройство не реагировало на такие самоликвидирующиеся короткие замыкания, время задержки его срабатырания должно быть не меньше времени разрушения соединения, Экспериментальные исследования показывают, что при обработке стали графитовыми электродами на частотах 3 — 8 кГц

I и более достаточна задержка величиной 5-10 мкс, в то время, как при обработке медными электродами она значительно больше. В противном случае происходит неоправданно истое преры-. вание импульсов генератора, снижается средний рабочий ток и, соответственно, падает производительность станка. "

Однако время задержки определяет верхнюю границу диапазона рабочих частот известного устройства. Например, при задержке 5 мкс и скважности импульсов 2 рабочая частота устройства ограничена величиной 100 кГц, а при 25 мкс и скважности 4 частота не может быть больше

10 кГц. Это связано с тем, что при длительности импульсов задающего генератора, меньшей времени задержки срабатывания, на выходе формирователя расширенных импульсов удерживается постоянный логический сигнал "1", и устрой- Зо .ство не реагирует на короткие замыкания. Цель изобретения — повышение помехоустойчивости защитного устройства и расширение диапазона его рабочих частот эа счет устранения режима постоянства сигналов на входах

35 второго логического элемента И при малых длительностях импульсов задающего генератора.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, в котором задающий генератор через логический элемент И связан с цепью управления выходными ключами генератора технологического тока, содержащем релейный элемент, формирователь расширенных импульсов, вспомогательный генератор коротких импульсов, второй логический элемент И и логический элемент ИЛИ, свободный вход второго элемента

И присоединен к инверсному выходу задающего генератора, а формирователь расширенных импульсов включен между выходом элемента

ИЛИ и свободным входом элемента И в цепи управления выходными ключами генератора им0 пульсов.

Присоединение свободного входа второго логического элемента И непосредственно к инверсному выходу задающего генератора позволяет осуществлять обнаружение импульсов короткого замыкания во всем диапазоне частот электроэрозионной обработки, поскольку в этой цепи до выхода элемента ИЛИ Ме происходит изме7 4 пение временных параметров, импульсов задающего генератора. Необходимая задержка срабатывания устройства осуществляется формирователем расширенных импульсов, установленным после элемента ИЛИ. Такое решение одновре,менно повышает устойчивость устройства к дей; ствию помех, возникающих в элементах и линиsx связи до входа формирователя, так как последний отфильтровывает помехи.

На фиг, 1 изображена схема генератора импульсов; на фиг, 2 — диаграммы напряжений при работе предлагаемого устройства: а — напряжение на прямом выходе задающего генератора 1; б — напряжение на межэлектродном зазоре; в — напряжение на выходе логического элемента ИЛИ 9.; г — напряжение на выходе формирователя расширенных импульсов 10; д — напряжение на выходе вспомогательного генератора 11; е — ЭДС Е выходных блоков 4.

Прямой выход задающего генератора 1 подключен через логический элемент И 2 ко входу промежуточных усилителей 3, управляющих работой выходных блоков 4 генератора импульсов, которые подключены к зазору между инструментом 5 и заготовкой 6. Релейный элемент 7, вход которого присоединен к зазору, служит для контроля напряжения во время разряда. Инверсный выход задающего генератора 1 присоединен ко входу второго логического элемента И 8, выход которого подключен ко входу логического элемента ИЛИ 9. Выход элемента ИЛИ присоединен ко входу второго элемента И 8 и ко входу формирователя 10 расши-! ренных импульсов, выход которого присоединен ко входу элемента И 2 в прямом канале генератора. Ко входам элемента ИЛИ 9 подключены также выходы релейного элемента 7 и вспомогательного генератора 11 коротких импуль сов, работающего в автоколебательном режиме.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии на выходах элемента

ИЛИ 9 и формирователя 10 импульсов имеются напряжения, соответствующие логической "1", поэтому при появлении импульса на прямом выходе задающего генератора 1 открываются транзисторы выходных блоков 4 и напряжение от источника питания подается на межэлектродный зазор. Одновременно на инверсном выходе задающего генератора 1 и, соответственно, на выходе элемента И 8 появляется логический

"0". При отсутствии короткого замыкания напряжения на межэлектродном зазоре достигает значения 01 при котором срабатывает релейный элемент 7. 3а счет этого на выходе элемента

ИЛИ 9 остается логическая "1", что обеспечи вает дальнейшее прохождение сигнала через

5 778987 элемент И 2 от задающего генератора 1 к про; межуточным усилителям 3. ме того, задержка исчезновения логического игнала "1" на свободном входе элемента И в цепи управления выходными ключами имеет место в течение всего периода импульсов задающего генератора, что повышает номехоустойчивость устройства. Таким образом, предлагаемое устройство, имеющее высокое быстродействие и независимость среднего тока короткого замыкания от рабочей частоты, может быть применено во всем диапазоне частот электроэрозионной обработки.

При нормальных условиях обработки сигнал на выходе формирователя расширенных импульс сов постоянен и соответствует логической "?" (фиг. 2 r). Поэтому он, будучи проинвертированным, может быть использован в качестве команды для привода подаЧи íà разведение электродов при коротком замыкании, что позволяет повысить быстродействие регулятора межэлектродного зазора.

Устройство для защиты от коротких замыканий при электроэрозионной обработке, в котором задающий генератор через логический элемент И связан с цепью управления выходными ключами генератора импульсов технологичеь кого тока, содержащее репейный элемент, вход которого присоединен к межэлектродному зазору, формирователь расширенных импульсов, вспомогательный генератор коротких импульСов, второй логический элемент И и логический элемент ИЛИ, входы которого присоединены к выходам релейного элемента, вспомогательного генератора и второго элемента И, а выход соединен со входом второго элемекга И, о т л и. ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышенияпомехоустойчивости устройства и расширения диапазона его рабочих частот за счет устранения режима постоянства сигналов на вхо дах второго элемента И при малых длительноь тях импульсов. задающего генератора, свободный вход второго элемента И присоединен к инверсному выходу задающего генератора, а формиро ватель расширенных импульсов включен между выходом элемента ИЛИ и входом элемента И в цепи управления выходными ключами генератора импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР N 622613, кл. В 23 Р 1/02.

2. Авторское свидетельство СССР

У 2541322/25-08, кл. В 23 P li?4, 1977..

После окончания импульса репейный элемент

7 отключается, но на инверсном выходе задающего генератора 1 появляется логическая "1™, которая поступает на вход элемента ИЛИ 9 и поддерживает постоянство сигнала "1" на выходе формирователя ?О расширенных импульсов.

При случайном коротком замыкании через te частицу или от действия электрических помех на выходе элемента ИЛИ 9 возникает состояние логического "0", однако этот сигнал не передается на выход формирователя 10 расширенных . импульсов, если время его действия меньше 15 времени задержки t3, создаваемой формирователем.

Если с приходом нового импульса репейный элемент 7 не срабатывает по истечении времени

ta или эа время t3 при разряде напряжение на зазоре ниже значения Uz, при котором отключается релейиый элемент, то выходной импульс прерывается, а появившийся логический

"0" на выходе элемента ИЛИ 9 запоминается эа счет подачи этого сигнала на один из входов элемекга И 8. При этом импульсы с прямо го выхода задающего генератора 1 не поступа-. ют на промежуточные усилители 3. и выходные блоки 4.

С выхода вспомогательного генератора 11 на в один из входов логического элемента ИЛИ 9 поступают короткие импульсы, например, с чав тотой 0,3 — 0,5 кГц, которые в нормальном режиме не влияют на работу устройства, а при коротком замыкании дают кратковременное

S разрешение на включение транзисторов выходных блоков. Длительность выходных импульсов в режиме короткого замыкания равна времени задержки t3, если импульс вспомогатель- ного генератора 11 возникает в паузе между импульсами задающего генератора ?, и сумме времени t3 и длительности импульсов reaeparoра 11 в противоположном случае, (фиг.2 е).

КаК только на межэлектродном зазоре возникает импульс холостого хода или нормальный разряд схема возвращается в исходное состЬ. янке, а выходные импульсы ЭДС подаются с нормальной длительностью и частотой, В связи с тем, что свободный вход второго логического элемента И в предлагаемом устрой- в стве присоединен непосредственно к ийверсно йу выходу задающего генератора, а формирователь расширенных импульсов установлен после логического элемента ИЛИ, время задержки сраба ывания, определяемое формирователем, не вщь-.

Ю ает на диапазон рабочи с частот устройства. Кро-, 1 .

Формула изобретения

778987

Составитель В. Влодавский

Техред М. Табакович

Редактор А. Долинич

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

Заказ 7906j14 Тираж 1160

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Корректор О. Билак

Подписное