Устройство для адаптивного управления током электроэрозионного станка

Устройство для адаптивного управления током электроэрозионного станка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АДАПТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ТОКОМ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОГО СТАНКА, содержащее первый и второй тактовые генераторы, триггер., генератор пилообразного напряжения и генератор силового напряжения- , подключенные выходами через разделительные диоды к межэлектродному промежутку, датчик напряжения,, подключенный параллельно, и датчик тока , подключенный последовательно к межэяектродному промежутку, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности и надежности , оно содержит элемент И-НЕ, элемент 2И-2И-ИЛИ-НЕ, третий инвертор и последовательно соединенные первый инвертор, третий элемент И, триггер, первый эпемент И, реверсивный счетчик, элемент ИЛИ-НЕ, второй инвертор и второй элемент И, подключенный выходом к выходу первого элемента И, первым входом - к выходу вторюго инвертора, вторым входом квыходу второго тактового генератора , третьим входом - к второму выходу триггера, подключенного вторым входом к выходу первого инвертора , первым выходом - к второму входу реверсивного счетчика, к первому входу элемента 2И-2И-ИЛИ-НЕ, к первому и второму входам третьего инвертора, подключенного выходом а S к третьему входу реверсивного счетчика , подключенного выходом через элемент И-НЕ к второму входу первого элемента И, третий вход, которого подклн5чен к выходу первого тактового генератора, подключенного входом к выходу датчи:са напряжения и к второму входу третьего элемента И, вход второго инвертора соединен с вторым входом элемента 2И-2И-ИЛИ-НЕ, подключенного выходом к управляющим входам генератора пилообразного напряжения и генератора силового напряжения, выход датчика тока подключен к входу первого инвертора.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(51) 0 05 В 13/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНЙЯ

К АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3430704/18-24, (22) 15.04.82 (46) 07.03.84. Бюл. Р 9 (72) А.И. Безрук, Н.Н. Есаков и Г.И. Медведев (71) Завод-ВТУЗ при Московском автомобильном заводе им. A.È.Ëèõà÷åâà (53) 62-50(088.8) (56) 1. Заявка Японии М 48-44553, кл. 74/61, опублик. 1973.

2. Патент Англии Р 1511129, кл. В 23 Р 1/08, опублик. 1978

{прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АДАПТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ТОКОМ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОГО СТАНКА, содержащее первый и второй тактовые генераторы, триггер., генератор пилообразного напряжения и генератор силового напряжения; подключенные выходами через разделительные диоды к межэлектродному промежутку, датчик напряжения, подключенный параллельно, и датчик тока, подключенный последовательно к межэлектродному промежутку, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности и надежности, оно содержит элемент И-НЕ, элемент 2И-2И-ИЛИ-НЕ, третий инвертор и последовательно соединенные

4е «ф

„„SU„„1078406 А

Ю первый инвертор, третий элемент И, триггер, первый элемент И, реверсивный счетчик, элемент ИЛИ-НЕ, второй инвертор и второй элемент И, подключенный выходом к выходу первого элемента И, первым входом — к выходу второго инвертора, вторым входом к выходу второго тактового генератора, третьим входом — к второму выходу триггера, подключенного вторым входом к выходу первого инвертора, первым выходом — к второму . входу реверсивного счетчика, к первому входу элемента 2И-2И-ИЛИ-НЕ, к первому и второму входам третьего инвертора, подключенного выходом к третьему входу реверсивного счетчика, подключенного выходом через элемент И-НЕ к второму входу первого элемента И, третий вход. которого подключен к выходу первого тактового генератора, подключенного входом к выходу датчи:<а напряжения и к второму входу третьего элемента И, вход второго инвертора соединен с вторым входом элемента 2И-2И-ИЛИ-НЕ, подключенного выходом к управляющим входам генератора пилообразного напряжения и генератора силового напряжения, выход датчика тока подключен к входу первого инвертора.

1078406

Изобретение относится к электрическим адаптивным регуляторам и мо жет быть использовано для управления величиной тока при электроэрозионной обработке разных типов металлов и при разных требованиях 5 к чистоте поверхности обработки.

Известно устройство для управле ния током электроэрозионных станков (ЭЭС, содержащее два генератора импульсов: высоковольтный слаботочный, инициирующий разряд (он же используется в качестве генератора зондирующих импульсов), и низковольтный силовой (выполненный в виде мощного источника постоянного тока и транзисторного переключателя), подключенные к межэлектродному промежутку и связанные между собой схемой управления через датчики тока и напряжения. Схема управления включает в себя два одновибратора, один из которых путем воздействия на транзисторный переключатель в цепи мощного источника постоянного тока управляет длительностью рабочих разрядов, а другой — интервалом между этими разрядами. Для регистрации протекающего тока разряда используется резистор, соединенный параллельно с источником постоянного тока и транзисторным переключателем. Величина МЭП регистрируется по напряжению, до которого заряжается конденсатор, подключенный параллельно промежутку. Это напряжение через усилитель подается на схему первого одновибратора (1 3.

Недостатком известного устройства является неравность настройки источника на тот или другой вид кривой зависимости величины межэлектрод- 40 ного промежутка от энергии импульса в соответствии с условиями электроэрозионной обработки. Кроме того, устройству присущ недостаток, .обусловленный большим влиянием неста- 45 бильности характеристик элементов на работу устройства.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устРойство для адаптивного управления технологическим током электроэрозионного станка, содержащее первый и второй тактовые генераторы,,триггер, генератор пилообразного напряжения и генератор силового напряжения, подключенные выходами через разделительные диоды к межэлектродному промежутку, датчик напряжения, подключенный входами параллельно, и датчик тока, подключенный последовательно к меж- 60 электродному промежутку t.23.

Недостатком прототипа является невозможность формирования рабочих импульсов с энергией, соответствую.щей величине МЭИ по определенной, изменяемой от условий электроэрозии, зависимости. Кроме того, недостатком является возможность ложных срабатываний в. момент переключений.

Цель изобретения — повышение точности и надежности работы устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит элемент И-НЕ, элемент 2И-2И-ИЛИ-НЕ, третий инвертор и последовательно соединенные первый инвертор, третий элемент И, триггер, первый элемент И, реверсивный счетчик, элемент ИЛИ-НЕ, второй инвертор и второй элемент И, подключенный вы ходом к выходу первого элемента И, первым входом — к выходу второго инвертора, вторым входом — к выходу второго инвертора, вторым входом к выходу второго тактового генератора, третьим входом - к второму выходу триггера, подключенного вторым входом к выходу первого инвертора, первым выходом — к второму входу реверсивного счетчика, к первому входу элемента 2И-2И-ИЛИ-НЕ, к первому и второму входам третьего инвертора, подключенного выходом к третьему входу реверсивного счетчика, подключенного выходом через элемент И-НЕ к второму входу первого элемента И, третий вход которого подключен к выходу первого тактового генератора, подключенного входом к выходу датчика напряжения и к второму входу третьего элемента И, вход второго инвертора соединен с вторым входом элемента 2И-2И-ИЛИ-НЕ, подключенного выходом к управляющим входам генератора пилообразного напряже ия и генератора силового напряжения, выход датчика тока подключен к входу первого инвертора.

На фиг.-1 приведены графики зави- симости величины критического МЭП от энергии импульса тока и типа отрабатываемого металла; на фиг. 2 — блоксхема устройства; на фиг. 3 — осциллограммы формируемых импульсов.

Устройство (фиг. 2! содержит генератор 1 пилообразных импульсов, генератор 2 силовых импульсов, межэлектродный промежуток 3 (МЭП, первый и второй разделительный диоды 4 и 5, датчик 6 напряжения, датчик 7 тока, 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-HE 15, второй тактовый генератор 16, второй инвертор 17, элемент ИЛИ-НЕ 18, третий инвертор 19

19, элемент 2И-2И-ИЛИ-НЕ 20.

Генератор пилообразных импульсов должет быть высоковольтным, а генератор 2 — низковольтным.

1078406

Генераторы 14 и 16 должны быть с регулируемой частотой автоматически за счет связи с датчиком 6 напряжения, а частота генератора 16 настраивается вручную при назначении режима обработки ЭЭС. 5

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии, когда отсут. ствует напряжение на МЭП 3, состояние счетчика нулевое по всем разря- )0 дам. В этот момент тактовые импульсы с генераторов 14 и 16 на счетчик не поступают, т.е. элемент 9 закрыт уровнем "0" с выхода триггера 11, а элемент 10 закрыт уровнем "0" с выходам элемента 17. Элемент 20 также находится в нулевом состоянии, т.е. с него не поступает управляющий сигнал на генераторы 1 и 2. B этом случае ключевые элементы генератора

1 включены (напряжение подается на

20 емкость шунтирующую МЭП ), а генератора 2 отключены.

Таким образом,.на МЭП возникает пилообразное (точнее экспоненциаль- 25 ное напряжение, с ростом которого на датчике 6 появляется сигнал. Этот . сигнал вызывает появление "1" на входе элемента 9 и ее отпирание.

В результате по каналу записи поступают импульсы на счетчик 8 .(счетная шина "С" ). Счет происходит до тех пор, пока через МЭП не пройдет разрядный ток. В этом случае сигнал с датчика 7 вызовет опрокидывание триггера 11, запирание элемента 9 и открытие элемента 11, что позволит импульсам с тактового генератора 16 проходить по каналу считывания на счетчик 8. Сигнал "0" с триггера 11 элемент 19 переводит счетчик 8 в,40 режим вычитания (N=O, Й= 1 ).

При этом уровни "0" на выходе, элементов 8 и 11 переводят элемент 20 в состояние "1", т.е. на генераторы

1 и 2 подается управляющий сигнал. 45

В результате ключевые элементы генератора 1 закрываются, а генератора 2 открываются, что приводит к снятию пилообразного напряжения с генератора 1 и к появлению силового импульса генератора 2 на МЭП 3.

При этом длительность силового им-, пульса будет определяться временем„ за которое происходит полное обнулениЕ заполненных за период существования импульсов генератора 1 ячеек счетчика 8.

Это время зависит от длительности пилообразного инициирующего напряжения (соответственно от напряжения пробоя и пропорциональной ему величины МЭП), так и от соотно. шения частот тактовых импульсов.

При уменьшении частоты генератора 16 по сравнению с частотой генерато- 65 ра 14 происходит увеличение длительности силового импульса по отношению к длительности инициирующего и наоборот. Таким образом, в случа постоянной частоты следования тактовых импульсов будет иметь место соотношение: где t>, t — длительность инициирующего и силового импульсов, соответственно; частота следования тактовых импульсов с генераторов 14 и 16.

При обнулении счетчика на выходе элемента 18 появляется уровень "1", которым через элемент 17 закрывается элемент 10 и тактовые импульсы вычитания не проходят с генератора 16 на счетчик 8. Одновременно элемент 20 возвращается в состояние "0", в результате чего силовые ключи генератора 2 закрываются и с генератора

1 начинает подаваться нарастающее напряжение на МЭП 3. Таким образом формируются и последующие силовые импульсы, длительность которых находится в зависимости от величины

МЭП, т.е. для оптимизации режима электроэрозионной обработки при " различных условиях ее ведения (фиг.. 1) частоту тактового генератора 14 автоматически изменяют в соответствии с ростом напряжения на МЭП. Если частота генератора 14 с увеличением напряжения на МЭП уве. личивается, то устройство реализует зависимость t =i(i) в виде вогнутой кривой, а если наоборот, то выпуклой (с насыщением). При постоянной частоте генератора 14 эта зависимость получается линейной (при условии работы на начальном участке кривой заряда конденсатора генератора инициирующих импульсов и с углом наклона, пропорциональным соотношению частот f .(4и

На фиг. 3 приведены осциллограммы импульсов напряжения (б) и тока (b) на МЭП.

Устройство позволяет за счет оптимизации режимов снизить износ электрода-инструмента и шероХоватость обрабатываемой поверхности.

Одной из основных причин повышенного износа инструмента является то, что в реальных условиях обработки величина МЭП колеблется в диапазоне + 15-20% от его,рабочей величины, т.е. до 25% импульсов идет в условиях мостикового разряда (возбуждаемого на закритических величинах МЭП ), при этом износ инструмента достигает 100Ъ, поэтому в

3 1078406

1! I

9иг.

ВНИИПИ Заказ 962/41 Тираж 842 Подписное. Ф р

I филиал ППП "Патент", г. Ужгород, Ул. Проеткная,4 реальных условиях при максимальной производительности не узнается добиться износа менее 2025Ъ. В усло виях прецизионной Обработки износ инструмента достигает величин в

Несколько раз больших. Предлагае-. мое устройство предотвращает мостиковый разряд и, таким образом, позволяет при одинаковой максимально возможной производительности возможной производительности снизить износ инструмента в 2-5 раз по сравнению с прототипом.

Устройство позволяет стабилизировать величину одиночной аэрозионной лунки путем изменения энергии импульса в соответствии,с величинОй МЭП. Следовательно, при прочих рав- ных условиях предлагаемое устройство позволяет уменьшить по крайней мере вдвое шероховатость поверхности l0 обработки.