Устройство для автоматическогоуправления ctahkom для электрохи-мической обработки

Устройство для автоматическогоуправления ctahkom для электрохи-мической обработки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е (и)793739

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 08.12.76 (21) 2424189/25-08 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.01.81. Бюллетень № 1 (45) Дата опубликования описания 07.01.81 (51) М. Кл.

В 23 Р 1/02

В 23 P 1/14

Государственный комитет (53) УДК 621.9.047 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

В. К. Настасий, Ю. Ф. Прасолов и А. И. Сафронов

Ордена Трудового Красного Знамени экспериментальный научно-исследовательский институт металлорежущих станков (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

СТАНКОМ ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

Изобретение относится к электрофизическим и электрохимическим методам обработки и, в частности, касается устройства для электрохимической размерной обработки металлов и может быть использовано в станках для электрохимической размерной обработки деталей пространственно-сложной формы.

Известно устройство для автоматического управления станком с датчиком мини- 10 мально допустимого межэлектродного зазора и блоком управления приводом подачи (lj. Такое устройство автоматически изменяет подачу катода-инструмента и поддерживает минимально допустимый зазор 15 при электрохимической обработке в непрерывном режиме.

Это устройство не позволяет проводить обработку в импульсном режиме и таким образом повысить точность обработки. 20

Наиболее близким к изобретению явЛяется устройство для автоматического управления станком, содержащее блок числового программного управления перемещением, дешифратор режима обработки, блок 25 управления приводом подачи, блок управления режимом источника питания, датчик защиты электродов от короткого замыкания, датчик касания электродов, датчик газонаполнения межэлектродного промежут- 30 ка и датчик минимально допустимого зазора (2).

Однако это устройство не позволяет проводить обработку в непрерывном режиме при минимально допустимом зазоре, автоматически переключать непрерывный режим обработки на импульсный и импульсно-циклический режимы обработки, а в импульсных режимах проводить обработку с оптимальной длительностью импульса напряжения на электродах.

Эти недостатки не позволяют проводить обработку с наиболее высокой точностью при высокой производительности, а также автоматизировать процесс обработки.

Целью изобретения является автоматизация, увеличение точности и производительности обработки.

Это достигается тем, что в предлагаемое устройство дополнительно введены блок числового программного управления межэлектродным зазором, триггер и дешифратор межэлектродного зазора, который выполнен на четырех триггерах, первые входы которых объединены и включены на выход блока числового программного управления межэлектродным зазором, на второй вход первого триггера включен датчик касания электродов. На второй вход второго триггера включен выход введенного триггера, 793739 соединенного с выходом первого триггера и блоком управления режимом источника питания, а на третий вход включен датчик защиты электродов от короткого замыкания, на второй вход третьего триггера включен выход второго триггера, а на второй вход четвертого триггера включен выход третьего триггера. При этом входы установки триггеров в исходное положение соединены с дешифратором режима обработки, а триггеры через преобразователи соединены также с блоками числового программного управления межэлектродным зазором, управления приводом подачи и управления режимом источника питания.

В устройство введен также элемент «И», один вход которого соединен с датчиком касания электродов через преобразователь, а второй вход включен к выходу элемента задержки, вход которого соединен с выходом триггера, входы которого соединены с первым и четвертым триггерами, а выход элемента «И» включен на вход первого триггера дешифратора межэлектродного зазора.

На фиг. 1 представлена схема переключения режимов обработки при перемещении катода-инструмента и установки межэлектродных зазоров; на фиг. 2 — блоксхема устройства для автоматического управления станком; на фиг. 3 — схема дешифратора режима обработки; на фиг. 4— схема дешифратора межэлектродного зазора; на фиг. 5 — схема датчика касания электродов.

Устройство содержит блок 1 числового программного управления перемещением, соединенный с дешифратором 2 режима обработки, и блок 3 числового программного управления межэлектродным зазором, соединенный с дешифратором 4 межэлектродного зазора, который соединен с дешифратором 2 режима обработки, блоком 5 управления приводом подачи, блоком 6 управления режимом источника питания, датчиком 7 минимально-допустимого межэлектродного зазора, датчиком 8 защиты электродов, датчиком 9 газонаполнения межэлектродного зазора, датчиком 10 касания электродов.

Блоки 1 и 3 служат для числового программного управления перемещением электрода-инструмента 11 по координатам

X — Х4 (блок 1) и координатам Х вЂ” Xg (блок 3), соответствующим межэлектродным зазорам в импульсно-циклическом режиме (циклограмма 12): Х8 — межэлектродный зазор при отводе в непрерывном режиме после срабатывания датчика защиты электродов 8 и при отводе на промывку (эвакуацию продуктов электролиза) в импульсных режимах, Х вЂ” межэлектродный зазор при повторном включении напряжения на электродах после срабатывания датчика защиты электродов в непре10

65 рывном режиме (Xs(Xs); Xe (X7) — р бочие межэлектродные зазоры в импульсных режимах (X (Xq), при которых включается напряжение 13 на электродах 11, 14;

Xg — межэлектродный зазор при снижении скорости подвода электрода-инструмента 11 к электроду 14 в импульсных режимах.

Дешифратор 2 режима обработки и дешифратор 4 межэлектродного зазора предназначены для расшифровки сигналов блоков числового программного управления 1, 3 и преобразования этих сигналов в сигналы управления блоками 1, 3, 5, 6.

Дешифратор 2 режима обработки содержит реле 15 — 20, соединенные с кнопкой

«Пуск» 21.

Дешифратор 4 управления межэлектродным зазором содержит триггеры 22 — 26, преобразователи 27 — 29, элемент задержки

30, ключи 31 — 34.

Датчик касания 10 содержит дополнительный источник 35 низкого напряжения, преобразователь 36, элемент «И» 37, триггер 38, элемент задержки 39.

Устройство работает следующим образом.

При нажатии кнопки 21 включается реле

15 и 20 (фиг. 3) дешифратора 2 режима обработки (фиг. 2). Контакты реле 15 обеспечивают установку триггеров 22 — 24 (фиг. 4) дешифратора 4 управления межэлектродным зазором (фиг. 2) в исходное положение и опрокидывание триггера 25 (фиг, 4), при этом положение триггеров 22, 25 фиксируется контактами реле 15. При включении реле 20 блок 1 числового программного управления перемещением включается в режим отсчета перемещений, а включение реле 15 обеспечивает контроль координаты Х (фиг..1). На выходе преобразователя 27 появляется сигнал, поступающий на входы элемента «И» 28 и элемента «И» 29. На выходе элемента «И» 28 появляется сигнал «Подвод замедленно», проходящий на выход блока 5 управления приводом подачи, катод-инструмент 11 подается со скоростью 3 — 5 мм/мин. Одновременно на выходе элемента «И» 29 появляется сигнал, поступающий на вход блока 6 управления режимом источника питания, который обеспечивает включение непрерывного напряжения на электродах 11, 14.

В результате сближения электродов 11, 14 возникают пробои газожидкостного слоя межэлектродного зазора в связи с чем возникают кратковременные падения напряжения на электроде, Когда амплитуда кратковременных падений напряжения на электродах 11, 14 достигает порога срабатывания датчика 7 минимальнодопустимого межэлектродного зазора и с его выхода поступает сигнал на блок 5 управления приводом подачи, формирующий сигнал запрета длительностью 0,1 — 0,5 с и подает его на вход элемента «И» 28, на выходе кото793739 рого сигнал «подвод замедленно» отключается, и на выходе блока управления приводом подачи 5 сигнал отключается, подача катода-инструмента 11 прекращается. При этом межэлектродный зазор увеличивается, сигнал на выходе датчика минимально-допустимого межэлектродного зазора 7 исчезает, подача катода-инструмента 11 через

0,1 — 0,5 с возобновляется. Если частота отключений подачи катода-инструмента 11 по сигналу датчика минимально-допустимого межэлектродного зазора 7 превышает заданную (более 0,2 — 1 Гц), блок управления приводом подачи 5 уменьшает напряжение на выходе, подача катода-инструмента 11 снижается. Таким образом поддерживается минимально-допустимый межэлектродный зазор.

При состоянии межэлектродного зазора, соответствующем приближению короткого замыкания электродов 11, 14, амплитуда кратковременных падений напряжения достигает порога срабатывания датчика защиты электродов от короткого замыкания

8, который выдает сигнал, опрокидывающий триггер 23, и на выходе преобразователя 27 и элемента «И» 22 отключается сигнал «Подвод замедленно», а на выходе преобразователя 27 появляется сигнал «Отвод», отключается сигнал на выходе элемента «И» 29 и при этом блок управления режимом источника питания 6 обеспечивает отключение напряжения на электродах 11, 14. При отключении сигнала «Подвод замедленно» через ключ 34 на блок числового программного управления межэлектродным зазором 3 подается сигнал на начало отсчета (Х=О), а с триггера 23 через ключ 32 — сигнал на отсчет координаты

Хц. Сигнал «Отвод» через блок управления приводом подачи 5 обеспечивает отвод катода-инструмента 11 в точку Х=ХВ, в которой блок 3 числового программного управления межэлектродным зазором выдает команду на дешифратор 4 управления межэлектродным зазором. При этом триггер 23 возвращается в исходное положение и на выходе преобразователя 27 отключается сигнал «Отвод» и восстанавливается сигнал

«Подвод замедленно», при этом сигнал на выходе элемента «И» 28 через блок управления приводом подачи 5 обеспечивает подачу катода-инструмента 11, а сигнал на выходе элемента «И» 29 через блок управления режимом источника питания 6 обеспечивает восстановление непрерывного напряжения на электродах 11, 14. Таким образом осуществляется защита электродов от короткого замыкания.

Обработка в непрерывном режиме продолжается ло тех пор, пока катод-инструмент 11 переместится в точку Х=Х,. При этом блок числового программного управления перемещением 1 выдает сигнал дешифратору режима обработки 2, реле 15

ЗО

65 отключается и включается реле 16. Контакты реле 15 размыкаются на входе блока числового программного управления перемещением 1 и переключаются на входе блока числового программного управления межэлектродным зазором 3, Контакты реле 16 переключают блок числового программного управления перемещением 1 в режим контроля координаты Х,, блокируют вход элемента «И» 29 и разблокируют триггеры 22, 25. При этом на выходе элемента «И> 28 сохраняется сигнал «Подвод замедленно» и катод-инструмент 11 подходит к электроду 14. Таким образом оканчивается непрерывная обработка. При контактировании электродов 11, 14 сигнал с дополнительного источника низкого напряжения в виде двухполупериодного выпрямителя со средней точкой 35 подается на вход преобразователя 36 и на его выходе возникают импульсы напряжения, поступающие через элемент «И» 37 на вход триггера 22 (фиг. 4). При опрокидывании триггера 22 на выходе преобразователя 27 сигнал «Подвод замедленно» сменяется сигналом «Отвод», при этом через ключ 31 на блок 3 числового программного управления межэлектродным зазором подается сигнал на контроль межэлектродного зазора Х„, а через ключ 34 подается сигнал на сброс и начало отсчета. При опрокидывании триггера 22 опрокидывается триггер 38, сигнал от которого без задержки через элемент задержки 39 блокирует вход элемента «И»

37. 3а счет блокировки случайные сигналы с выхода преобразователя 36, обусловленные, например, замыканием электродов 11, 14 токопроводящими частицами, не проходят на выход элемента «И» 37.

При перемещении катода-инструмента 11 в точку Х=Х6 блок 3 числового программного управления межэлектродным зазором выдает сигнал дешифратору 4 управления межэлектродным зазором, при этом триггеры 22, 25 устанавливаются в исходное положение и опрокидывается тиггер 26. При опрокидывании триггера 26 на блок управления режимом источника питания 6 подается сигнал для формирования серии импульсов напряжения 13 (фиг. 1) на электродах 11, 14. Если в течение текущего импульса напряжения газонаполнение зазора между электродами 11, 14 достигает такой величины, что амплитуда кратковременных падений напряжения на электродах 11. 14 достигает порога срабатывания датчика газонаполнения межэлектродного зазора 9, он выдает сигнал, поступающий па блок управления режимом источника питания 6. и тек/ щий импульс напряжения на электродах 11, 14 отключается. Таким образом ограничивается длительность каждого импульса напряжения из серии при достижении газонаполнения межэлектродного зазора до заданной величины;

793739

65 т. е. автоматически выбирается оптимальная длительность импульсов напряжения на электродах. Длительность серии импульсов напряжения 13 определяется длительностью задержки сигнала элементом задержки 30. Сигнал с выхода элемента задержки 30 возвращает триггер 26 в исходное положение, при этом снимается сигнал с выхода блока управления режимом источника питания 16 — импульсное напряжение на электродах 11, 14 отключается, а триггер 23 опрокидывается и на выходе преобразователя 27 устанавливается сигнал

«Отвод», который через блок управления приводом подачи 5 обеспечивает отвод катода-инструмента 11. При опрокидывании триггера 23 через ключ 32 и контакты реле

15 блок числового программного управления межэлектродным зазором 3 устанавливается в режим контроля координаты Х>.

При отводе катода-инструмента 11 в точку

Х=Х8 блок 3 числового программного управления межэлектродным зазором выдает команду, при которой в дешифраторе 4 управления межэлектродным зазором триггер

23 устанавливается в исходное положение, а триггер 24 опрокидывается. При этом на выходе преобразователя 27 отключается сигнал «Отвод» и включается сигнал «Подвод», наряду с этим через ключ 33 блок 3 числового программного управления межэлектродным зазором устанавливается в режим контроля координаты Х>. В точке

Х=Хд блок 3 числового программного управления межэлектродным зазором выдает команду, от которой триггер 24 устанавливается в исходное положение, а тпиггер

25 опрокидывается и на выходе ппеобразователя 27 отключается сигнал «Подвод» и включается сигнал «Подвод замедленно», который через элемент «И» 28 и блок управления приводом подачи 5 обеспечит замедленный полвол катода-инстпумента 11 к электроду 14. Пои сигнале «Подвод замедленно» ключ 34 будет запепт и блок числового ппограммного управления межэлектподным зазопом 3 заблокирован. Напяду с этим при опрокидывании триггепа

25 триггеп 28 датчика касания 10 устанавливается в исходное положение и единичный сигнал с его выхола чепез некоторое впемя чепез элемент задержки 39 снимает блокировку входа элемента «И» 37. Датчик касания 10 будет готов к работе. Залепжка, устанавливаемая элементом 39, определяется воеменем полного перехода тпиггепов 24, 25 из одного устойчивого состояния в другое. Она необходима в связи с тем, что в точке Х=Х возможно спабатывание датчика касания 10 от замыкания электродов 11, 14 токопроводящими частицами, а поступление сигнала в период переключения триггеров 24, 25 может привести к их сбою. При контактировании электродов 11, 14 цикл повторяется вновь. Им5

50 пульсная обработка по циклу 12 будет происходить до перемещения катода-инструмента 11 в точку Х=Х,, в которой блок числового программного управления перемещением 1 выдает команду. Эта команда приведет к включению реле 17, которое замкнет контакты на входе элемента задержки 30 и подключит контакты во входных цепях блока числового программного управления межэлектродным зазором 3 и блока числового программного управления перемещением 1, В результате этого будет контролироваться перемещение катода-инструмента 11 в точку Х>, а его движение будет продолжаться по циклу 12, но отвод катода-инструмента 11 после касания электродов 11, 14 будет происходить в точку

Х7 вместо Х6, а в точке Х = Х7 длительность задержки. осуществляемой элементом задержки 30, уменьшится до такой величины, при которой блок управления режимом источника питания 6 на электродах 11, 14 сформируют единичный импульс напряжения, т. е. осуществляется импульсно-циклическая обработка.

При перемещении катода-инструмента 11 в точку Х=Х, блок числового программного управления перемещением 1 выдаст команду дешифратору режима обработки

2, в котором включается реле 18 и отключается реле 16, 17. Реле 18 переключит вход блока числового программного управления перемещением 1 в режим контроля

Х4. Отключившееся реле 16 обеспечит установку триггеров 22 — 25 в исхолное положение, при этом на выходе ппеобпазователя 27 сигналы отключаются, но при замыкании контактов реле 18 на выходе ппеобпазователя 27 включается сигнал «Отвод».

Пои полъеме катода-инструмента 11 в точку Х= Х4 блОк числОВОГО проГраммноГО управления перемещением 1 выдает команду лешифпатору режима обработки 2, в котором включается пеле 19, при этом отключаются пеле 18, 20.

При отключении реле 18 отключается сигнал «Отвод» на выходе ппеобразователя

27. и катод-инструмент 11 останавливается.

При отключении реле 20, блок числового ппограммного уппавления ттепемешением 1 выключается пз режима контроля пепемещений. На этом обработка детали заканчивается.

Формула изобпетения

1. Устпойство лля автоматического vIIDBRления станком для электпохимической обработки с блоком числового ппогпаммного уппавления перемещением, ешиФпгтопом режима обпаботки, блоком тппавления приволом подачи, блоком yIInaI;"ения режимом источника питания, датчиком зашиты электподов от короткого замыкания, датчиком касания электродов, датчикоM газонаполнения межэлектродного промежутка, датчи.

793739

Jrn даю чака

onr //, /Ф

„nz точниию ания ком минимально допустимого межэлектродного зазора, отличающееся тем, что, с целью автоматизации, увеличения точности и производительности обработки, в устройство дополнительно введены блок числового программного управления межэлектродным зазором, триггер и дешифратор межэлектродного зазора, который выполнен на четырех триггерах, первые входы которых объединены и включены на выход блока числового программного управления межэлектродным зазором, на второй вход первого триггера включен датчик касания электродов, на второй вход второго триггера включен выход введенного триггера, соединенного с выходом первого триггера и блоком управления режимом источника питания, а на третий вход включен датчик защиты электродов от короткого замыкания, на второй вход третьего триггера включен выход второго триггера, а на второй вход четвертого триггера включен выход третьего триггера, при этом входы установки триггеров в исходное положение соединены с дешифратором режима обработки, а триггеры через преобразователи соединены также с блоками числового программного управления межэлектродным зазором, управления приводом подачи и управления режимом источника питания.

2. Устройство по п. 1, отл и ч а ющее с я тем, что в него введен элемент «И», один вход которого соединен с датчиком касания электродов через преобразователь, а второй вход включен к выходу элемента задержки, вход которого соединен с выходом триггера, входы которого соединены с первым и четвертым триггерами, а выход элемента «И» включен на вход первого триггера дешифратора межэлектродного зазора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

20 1. Руководство по эксплуатации станка

ЭКУ-400.75110.109.00.000.РЭ, разработчик—

Ржевское производственно-конструкторское объединение «Электромеханика».

2. Авторское свидетельство СССР

25 № 543484, кл. В 23 P 1/14, 1973.

793739

Фиг. Ф

Раг, J

Puz. p

Составитель Б, Артамонов

Техред В. Серякова

Рвдактор И. Гохфельд

Корректор В. Ахрем

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2724/14 Изд. № 119 Тираж 1160 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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