Многоканальный источник питания

 

1. МНОГОКАНАЛЬНЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ электроэрозионного станка, содержащий задающий генератор сетки частот и объединенные в N каналов усилители мощности, каждый из которых снабжен отдельным источником силового напряжения, отличающийся тем, что, с целью обеспечения автоматизации процесса многоконтурной обработки и повышения экономичности источника питания, в него введено постоянное запоминаняцее устройство , по меньшей мере, с тремя группами выходов для каждого из N каналов и в каждый канал введены коммутатор с адресными и информационными входами и счетчик с переменным коэффициентом пересчета со счетным и информационными входами, причем первая группа выходов постоянного запоминакщего устройства в каждом канале связана с адресными входами ком . мутатора, информационные входы которого подсоединены к выходам генератора сетки частот а выход к счетному входу счетчика, вторая группа выходов - с информационными входами счетчиков , а третья группа вькодов - с управлякяцими входами усилителя мощности . 2. Источник по п. 1, отличающийся тем, что, с целью оптимизации процесса обработки, между выходом счетчика и соответствукгщим входом усилителя мощности в каждом канале включен низкочастотный генератор (таймер) и в каждый канал введен преобразователь напряжение - (Л частота, выход которого соединен с управляющим входом низкочастотного генератора,, а вход предназначен для подключения датчика условий обработки . 00 4 О) 3. Источник поп, 1, отличающийся тем, что, с целью оптимизации процесса обработки, между информационными входами счетчика сл и соответствующей группой вькодов 00 постоянного запоминающего устройства в каждом канале включен сумматор, управлякщий вход которого предназначен для подключения датчиков величин технологических параметров.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„849658

1 Р4 В 23 Н 1/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И AQTOPCH0MY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2779368/25-08 (22) 12.06.79 (46) 07.03.86. Бюл. У 9 (72) И.В. Коренблюм, В А. Шавырин и В. Ф. Иоффе (53) 621.9.048.4(088.8) (56) Отто M. Ш. и Коренблюм M. В, Схемы и конструкции транзисторных генераторов для питания электроэрозионных станков. — Информэлектро, N. 1977, с. 21-22. (54)(57) 1 ° ИНОГОКАНАЛЬНЫЙ ИСТОЧНИК

ПИТАНИЯ электроэрозионного станка, содержащий задающий генератор сетки частот и объединенные в Н каналов усилители мощности, каждый из которых снабжен отдельным источником .силового напряжения, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью обеспечения автоматизации процесса многоконтурной обработки и повышения экономичности источника питания, в него введено постоянное запоминающее устройство, по меньшей мере, с тремя группами выходов для каждого из N каналов и s каждый канал введены коммутатор с адресными и информационными входами и счетчик с переменным коэффициентом пересчета со счетным и информационными входами, причем первая группа выходов постоянного запоминакщего устройства в каждом ка-. нале связана с адресными входами ком. мутатора, информационные входы которого подсоединены к выходам генератора сетки частот, а выход к счетному входу счетчика, вторая группа выходов - с информационными входами счетчиков, а третья группа выходов — с управляющими входами усилителя мощности.

2. Источник по и. 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью оптимизации процесса обработки, между выходом счетчика и соответствующим входом усилителя мощности в каждом канале включен низкочастотный генератор (таймер) и в каждый канал введен преобразователь "напряжение— частота", выход которого соединен с управляющим входом низкочастотного генератора, . а вход предназначен для подключения датчика условий обработки.

3. Источник по и, 1, о.т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью оптимизации процесса обработки, между информационными входами счетчика и соответствующей группой выходов постоянного запоминающего устройства в каждом канале включен сумматор, управляющий вход которого предназначен для подключения датчиков величин технологических параметров, 1 8496

Изобретение относится к электро эрозионной обработке, а именно к источникам питания для многокон2урной обработки на копировально-прошивочном станке., Известны источники питания для многоконтурной обработки, усилители мощности которых представляют собой параллельно включенные транзисторные каскады, объединенные в группы и переключаемые синхронно управляющими импульсами от задающего генератора, В таких источниках питания параметры технологических импульсов одинаковы в каждом канале, поскольку в задающем генераторе происходит лишь размножение генерируемой. последовательности импульсов.

Известны также многоканальные

40 программно-управляемые источники питания электроэрозионных станков, содержащие задающий генератор сетки частот и усилители мощности, объединенные в N каналов, каждый из кото"рых имеет отдельный источник силового напряжения, режимы которых переключаются от устройства цифровой индикации вертикального перемещения шпинделя.

Однако для известных схем мноroканальных источников питания характерны невозможность раздельного регулирования в каждом канале параметров в том числе временных технологических импульсов, сложность выборов оптимальных режимов обработ". ки, так как каждый режим устанавливается вручную, многими органами управления в соответствии с количеством регулируемых параметров. Это ограничивает возможность автоматической корректировки технологических параметров.

Целью изобретения является обеспечение автоматизации процесса многоконтурнои обработки и экономичности

45 источника питания, Поставленные цели достигаются тем, что в источник питания введено пав стоянное запоминающее устройство, по меньшей мере, с тремя группами выходов, для каждого из N каналов и в каждый канал введены коммутатор с адресными и информационными входами и счетчик с переменным коэффициентом пересчета со счетным и инфор.мационными входами, причем первая группа входов постоянного запоминаюего устройства в каждом канале свя58 2 зана с адресными входами коммутатора, информационные входы которого подсоединены с выходами генератора сетки

1 частот, а выход — к счетному входу счетчика, вторая группа выходов — с информационными входами счетчика, а третья группа выходов — с управляющими входами усилителя мощности, Для оптимизации процесса обработки между выходом счетчика и соответcT вующим входом усилителя мощности в каждом канале включен низкочастотный генератор (таймер) и в каждый канал введен преобразователь "напряжение— ют частота, выход которого соединен с управляющим входом низкочастотного генератора, вход - с выходом датчика условий обработки, Кроме того, для оптимизации процесса дополнительно между информационными входами счетчика и соответствующей группой выходов постоянного запоминающего устройства в каждом канале включен сумматор, управляющий вход которого соединен с выходом датчика величин технологических параметров, На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого источника питания; на фиг. 2 - временные диаграммы его работы, Заготовка 1 обрабатывается электродами-инструментами 2, 3 и 4 (в общем случае N электродов), Фиг. 1 отражает частный случай, когда пластинчатые электроды 2, 3 и 4 имеют эквидистантные охватывающие профили и расположены один под другим. Электроды-инструменты 2, 3 и 4 подсоединены к выходам соответствующих усилителей мощности 5, 6 и 7, которые в транзисторных источниках питания выполняют каждый в виде группы параллельно соединенных переключающих какаскадов, подключенной к силовому источнику постоянного напряжения последовательно с эрозионной нагрузкой.

Выходы задающего генератора 8 сет ки частот соединены с информационными входами коммутаторов 9, 10 и 11 каждого из N каналов. Выходы коммутаторов 9, 10 и 11 соединены со счетными выходами счетчиков 12, 13 и

14 с переменным коэффициентом деления, информационные входы последних подсоединены к постоянному запоминающему устройству 15, а выходы счетчиков 12, 13 и 14 подсоединены к

849658

35

50 входным цепям усилителей мощности 5, 6 и 7, другие входы которых подсоединены к выходам постоянного заломинающего устройства 15, Согласно другому варианту предлагаемого источника питания к кая цому эрозионному промежутку подключены датчики 16, 17 и 18 условий обработки, выходы которых соединены с входами преобразователей "напряжение — частота", вы- 10 ходы которых подсоединены к входам низкочастотных генераторов 19, 20 и 21, другой вход низкочастотных генераторов 19, 20 и 21 подключен к выходам счетчиков 12, 13 и 14, а 15 выходы подключены к первым входам усилителей мощности 5, 6 и 7, Согласно. третьему варианту предлагаемого источника питания к информационным входам счетчиков 12, 13 и 14 подключены выходы сумматоров

22, 23 и 24, а первые входы сумматоров 22, 23 и 24 подключены к выходу постоянного запоминающего устройства

15, а вторые входы сумматоров 22, 25

23 и 24 подключены к выходам датчиков 25, 26 и 27 технологических пара,метров, Многоканальный программно-управляюемый источник питания электроэрозионного станка работает следующим образом. Генератор 8 сетки частот выполнен в виде мультивибратора с кварцевым резонатором, управляющего делениями частоты, выходы которых подключены к информационным входам коммутаторов 9, 10 и 11, Автоматическое управление режимами осуществляется с помощью постоянного запоминающего устройства 15, 40 в которое введены данные о требуемых технологических параметрах и которое имеет для каждого Н каналов Ь групп выходов соответственно количеству регулируемых параметров импульсов технологического тока, Сигналы с выхода постоянного запоминающего устройства 15 поступают на адресные входы коммутаторов 9, 10 и 11 и.в соответствии с кодом, поступающим с выхода постоянного запоминающего устройства 15, на выходах коммутаторов появляются импульсы с периодом следования, который и определяет паузу межцу импульсами ехнологического тока. От постоян—

oro запоминающего устройства 15 закодированные сигналы поступают на информационные входы счетчиков

12 13 и 14, коэффициент пересчета которых определяется кодом, поступающим на информационныые входы счет— чиков, которые и определяют требуемую длительность импульсов технологического тока, С выхода постоянно— го запоминающего устройства 15 закодированные сигналы поступают на входы усилителей мощности 5, 6 и 7 и в соответствии с кодом открываются входы усилителей мощности 5, 6 и 7 для прохождения управляющих сигналов с выходов счетчиков 12, 13 и 14, припричем количество включенных каскацов пропорционально коду числа поступающего с выхода постоянного запоми,нающего устройства 15, что в конечном

1 счете определяет амплитуду импульсов технологического тока. Итак, временная последовательность импульсов формируется на выходе счетчиков 12, 13 и 14.

Предлагаемую схему можно модифицировать применительно к другим формам импульсов технологического тока: гребенчатой формы, с нарастающим передним фронтом, с пиком на пьедестале и т.п. Амплитудные значения в случае применения параллельных транзисторных каскадов легко уменьшить переключением с требуемым временным сдвигом необходимого числа одновременно рабо тающих каскадов).

Согласно другому варианту источника питания датчики 16, 17 и 18 условий обработки подключены к каждому электроэрозионному промежутку, которые фиксируют, например, среднее или амплитудное значение напряжения на электродах. К выходам датчиков 16

17 и 18 подсоединены входы преобразователей напряжение — частота", управляющих низкочастотными генераторами (таймерами) 19, 20 и 21, которые модулируют последовательность импульсов на выходе счетчиков 12, 13 и 14, что позволяет оптимизировать процесс обработки без изменения качества поверхности и износа инструмента, Согласно третьему варианту предлагаемого источника питания в каждый канал предлагается сумматор 22, 23 и 24, иа первый вход которого подается первое слагаемое с выхода постоянного запоминающего устройства 15 ° на второй вход сумматора 22, 23 и 24 подается код второго слагаемого про849658 порционального величинам технологических параметров, например шероховатости R< поверхности, бокового зазора Б,, износа, инструмента U и других параметров, которые определяются датчиками 25, 26 и 27 величин технологических параметров ° С помощью сумматоров 22, 23 и 24 осуществляется автоматическая коррекция данных, поступающих из постоянного запоминающего устройства 15, путем изменения коэффициента деления счетчиков 12, 13 и 14,пропорционально изменению кода на выходе сумматоров 22, 23 и

24, подключенных к информационным входам счетчиков 12, 13 и 14, Работа предлагаемого многопозиционного программно-управляемого источника питания электроэрозионного станка поясняется временными диаграммами, изображенными на фиг. 2, где приняты следующие обозначения, а импульсы первого канала, б — импульсы второго канала, в — импульсы третьего канала, г — импульсы третьего канала следующие пакетами, димпульсы третьего канала, скорректированные по длительности, f одна из частот в генерируемой сетке частот, t — длительность паузы между импульсами, технологического тока, — длительность импульсов технолоl л гического тока, i — амплитуда импульсов технологического тока, пауза между пакетами импульсов технологического тока, t; — длительность пакета импульсов технологического тока.

В соответствии с требуемыми технологическими характеристиками устанавливают адреса коммутаторов 9, 10 и 11 в соответствии с кодом постоянного запоминающего устройства 15, на выходе коммутаторов 9, 10 и 11 устанавливаются заданные частоты (например, на фиг. 2 7„c f „<$ ), На выходах постоянного запоминающего устройства 15 формируются коды чисел задающих коэффициенты деления счетчиков 12, 13 и 14 (например, на . фиг ° 2 Keen = 4; 1 *ел = 51 K*e g =

7), На других выходах формируются коды сигналов, задающие амплитуды импульсов технологического тока, например количество отключенных каскадов. На фиг. 2 амплитуды токов составляют в относительных единицах, обратно пропорциональных количеству ф л отключенных каскадов, i „= 2;

1 5; 1.р = 1, Счетчики 12, 13 и

14 формируют временную последовательность импульсов: приходящим импульсом отрабатывается пауза, длительность которой равна (в общем случае кратна) периоду тактовой

1О частоты t = 1 !f, затем счетчик формирует импульсы заданной длитель— ости согласно закодированному оэффициенту деления, после чего усганавливается в исходное нулевое

t5 состояние, далее процесс повторяется, На фиг, 2 видно, что импульсы техтехнологического тока первого канала обеспечивают предварительную обработку, импульсы второго канала — про20 межуточную обработку, а. импульсы тре тьего канала — окончательную обработку. Если какой-либо из датчиков 16, 17 и 18 условий обработки фиксирует ухудшение состояния обработки, например появление в течение заданного времени так называемых "шлаковых" импульсов, то сигналом преобразователя "напряжение - частота" включается низкочастотный генератор (таймер)

30 19, 20 и 21, который своим сигналом модулирует сигнал с выхода счетчика

12, 13 и 14, за счет этого увеличивается скважность импульсов технологического тока и как следствие снижается его средний уровень (см, фиг, 2r).

После восстановления нормального состояния процесса уровень напряжения между электродами повышается, что приводит к выключению таймера 19, 20

40 и 21 °

В том случае, когда с помощью какого-либо из датчиков 25, 26 и 27 технологических параметров обнаруживается отключение величин техноло45 гических параметров от требуемых, вызванное, например, изменением напря жения питающей сети, состава рабочей жидкости или материала детали, кор- рекцию длительности импульсов техноgp логического тока на величину, кратную периоду тактовых импульсов, осуществляют с помощью изменения в соответ.ствующем сумматоре 22, 23 и 24 суммы или разности за счет слагаемого или

55 вычитаемого поступающих с выходов дат

С чиков 25, 26 и 27, что и изменяет коэффициент деления соответствующего счетчика. На фиг. 2д показано, как

849658 длительность импульсов увеличивается (К д«= 9 вместо KA« = 7), если необходимо уменьшить износ инструмента или несколько увеличить величину межэлектродного зазора, и уменьшается

Кд«= б вместо Кд« = 7), если необходимо увеличить качество поверхности (уменьшить Кц) или уменьшить величину межэлектродного з азора. 10

Таким образом, предлагаемый многоканальный программно-управляемый источник питания обеспечивает возможность автоматического задания режимов многоконтурной обработки на элек- 15 троэрозионном копировально-прошивочном станке и их оптимизации, возможность одновременной обработки детали в предварительном, промежуточном и окончательном режиме, существенно упрощает технологию малоизносной обработки за счет уменьшения количества регулируемых параметров.

Элементной базой задающего генератора .8 сетки частот, коммутаторов

9, 10 и 11, счетчиков 12, 13 и 14 постоянного запоминающего устройства

15, сумматоров 22, 23 и 24, низкочастотных генераторов (таймеров) 19, 20 и 21 являются интегральные схемы малой и средней степени интеграции, В качестве постоянного запоминающего устройства 15 в простейшем случае могут служить переключатели с шифраторными матрицами или кодовые декадные переключатели, 849658

gati

g 41 и п

ifp = tOZ

?канал

tgg л

)тз 1 фиг.2

Составитель Фельдман

Редактор О. Кузнецова Техред Т.Дубинчак Корректор В, Бутяга

Заказ 1013/1 Тираж ) 000 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1)3035, Москва, Ж-35,. Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4