Способ измерения износа электродаинструмента при электроэрозионнойобработке изделий и устройство дляего осуществления

Способ измерения износа электродаинструмента при электроэрозионнойобработке изделий и устройство дляего осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советсккк

Социалистических

Ресттублик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. (())848229 (бт) Дополнительное к авт. свил-ву (22)Заявлено 04.09.79 (2I ) 2816650/25-0 с присоединением заявки ¹ (5I)M Кл.

В 23 P 1/02

В 23 Р 1/14

Гесудерстееннык комитет

СССР (23) Приоритет (53) УДК621 9 . 048.4. . 06(088. 8) II0 лелем изобретений

Опубликовано 23.07.8) Бюллетень № 27

Дата опубликовании описания 03 08 81 и открытий (72) Авторы . изобретения

В. Л. Шавырин, В. Ф. Иоффе и М. В. Корен (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ИЗНОСА ЭЛЕКТРОДА-ИНСТРУМЕНТА

ПРИ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОЙ ОБРАБОТКЕ ИЗДЕЛИЙ И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУШЕСТВЛЕНИЙ!

Изобретение относится к электрической обработке материалов и может бьггь испол(зовано в приборостроении и инструментальном произвоцстве цля измерения износа электроца-инструмента при изготовлении цеталей на электроэрозионных капировально-прошиво оных станках.

Известен способ измерения износа электрода-ипструь.ента прп электроэрозионной обработке изделий, включающий пет0 риоцический отвод электроца-инструмента на позицию измерения и определение положения. рабочего торца электрода-инструмента относительно ус.тановленного цо

I начала обработки 11 . (5

Известно устройство цля измерения износа электрод -инструмента по этому способу, содержащее механизм отвода шпинцеля с электроцом-инструментом на

20 позицию измерения с регулятором поцачи на вХоде и цатчик положения электродаинструмента со схемой считывания попо» . жения Г1).

Недостатками таких способа и устройcTBfl являются нецостаточная точность измерений. Брак за счет" недопустимо большого износа элект роца-инструме) с i составляет около 20% изготовленных цеталей.

Целью изобретения . является повышение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что при измерении износа электрода-инструмента при электроэрозионпой обработке изделий, включающем периодический отвод электрода-инструмента на позицито измеренияи определение положения рабочего торца электроца-инструмента относительно установленного до начала обработки, согласно изобретению, цо начала обработки измерения в фиксированном положении относительно рабочего торца электрода- ийструмента устанавлйвают вспомогательную пластину и износ электрода-инструмента определяют по изменению емкости межцу рабочим торцем электроца-инструмента в крайнем отведенном положении и вспомогательной пластиной.

Поставленная цель достигается также тем, что в устройстве для измерения износа, содержашем механизм отвода шпинделя с электродом-инструментом на позицию измерения с регулятором подачи на входе и датчик положения электрода-инструмента со схемой считывания

l0 положения, согласно изобретению, датчик положения электрода-инструмента выполнен в виде закрепленной на позиции измерения на станине и изолированной от нее поворотной от привода пластины, а

15 схема считывания положения, состоит из задающего генератора, двух схем совпадения, таймера с кнопкой Пуск на первом входе и формирователем сигнала сброса н:i втором, формирователей сигнала записи и сигнала разрешения вы числения износа, двух счетчиков и оперативного заклиниваюшего устройства, блоков деления частот и возведения в квадрат, блока вычисления износа, таймер-преобразователя и схемы препнабора, причем емкость, образуемая рабочим торцем электрода-инструмента и пластиной на позиции измерения введена в резонансный контур задаю цего генератора, выход которого соединен с первыми входами двух схем совпадения, второй вход первой схемы совпадения и вход формирователя сигнала записи подключены к первому выходу таймера, а второй ахоп второй схемы совпадения и вход формирователя сигнала разрешения вь.числения подсоединены ко второму вь1хопу таймера, второй выход формирователя .".игнала сброса подсоединены ко входу установки второго счетчика в нулевое состояние, выход первой схемы совпадения к счетному входу первого счетчика, выходы которого подсоединены к информационным входам оперативного запоминаюшего устройства, . которое своим входом разрешения записи подключено к выходу формирователя сигнала записи, а выходом к первому входу блока деления частот, второй вход которого подсоединен к выходу второго счет-, чика, своим счетным входом .подсоединенного к выходу второй схемы совпадения, выход блока деления частот соединен с входом блока возведения в квадрат, подсоединенного своим выходом к входу блока вычисления износа со схемой индикации на выходе, подсоединенного к первому входу таймера-преобра;зователя со схемой преднабора на вто

$9 с= —,.

0 4л60 где Я

5 е, — диэлектрическая проницаемость, — плошадь ЭИ, расстояние между ЗИ и пластиной, обратно пропорциональное С, — расстояние между ЭИ после обработки детали и пластиной при этом емкость между ЭИ и пластиной

В результате измерение емкости между

ЭИ и пластиной что соответствует износу ЭИ.н. 68=0o-6, (4)

Введя вышеуказанную емкость в резонансный контур генератора, получим частоты на выходе генератора, причем увеличение частоты пропорционально увеличению износа, Если начальная частота контура при расстоянии между ЭИ и пластиной 50 где Ь вЂ” индуктивность контура генератора.

2!4 4 ром входе, sxollbf разрешения вычигления блоков деления частот, возведения 8 квадрат и вычисления износа под<:оединены к выходу формирователя сигнала вычисления, выход таймер-преобразователя подсоединен ко входу регулятора, второй

BbIKoQ которого подсоединен ко второму входу привода поворота пластины, первый выход которого подключен. к входу формирователя сигнала сброса, а вход Ko Bxo ду механизма отвода электрода-инструмента.

Целесообразно это устройство снабдить блоком схемы переключения режимов обработки, который подсоединен к выходу блока вьгчислення износа.

На фиг. 1 изображена блок-ахема устройства измерения износа электрода-инструмента, на фиг.. 2 — диа граммы сигналов и их временная расстановка при измерении износа.

На фиг. 1 пунктиром отмечен износ электрода-инструмента (ЭИ)

При этом емкость между ЭИ и плотностью Со

Если изменить. относительный износ электрода-инструмента на безизносных режимах гце — длина ЭИ or его торца цо базы шпинцеля, Ю вЂ” абсолютный износ ЭИ, преобразуя равенство

15 р =К сМ

6" тогда износ U =К (1- — ) (.40)

Предлагаемый способ осуществляется устройстВом, которое содержит электроцинструмент (ЭИ) 1, который закуеплен в шпинцеле 2 механизма отвоца электроца-инструмента на позицию измерения электроэрозионного станка 3 и забазирован- gp относительно станины станка 3. На рассгоянии or торца ЭИ 1 закреплена пластина

4 на оси 5,, соециненная с устройством поворота 6 пластины.

На станине станка 3 закреплена обработанная деталь 7. Вхоц генератора 8 соецинен ollHDA клеммой с ЭИ 1, а цру1 гой — с пластиной 4. Выхоц генератора

8 соединен с первыми входами схем совпадения 9 и 1 О. Второй вход схемы совпадения 9 подключен к первому выходу таймера 11, а второй вхоц схемы совпа» дения 10 подключен ко второму выходу таймера 11. Первый вхоц запуска таймера

1 1 подключен к кнопке 12. Выход схе45 мы совпацения 9 подключен к счетному входу счетчика 13, а информационные выходы счетчика 13 подсоединены к информационным входам опере тивного запоминающего устройства ОЗУ 14 Выход схемысовпадения 10 подсоединен к счетному входу счетчика 15. Первый выход таймера 11 цодключен erne ко входу формирователя 16, записи, выход которого подсоединен к входу записи ОЗУ 14. Второй выход таймера 1 1 подключен еше ко входу формирователя Х7 разрешения вычисления износа выход которого подключен ко входам разрешения вычисле-. ния следующих блоков ; деления 18, возве5 8482

После обработки детали электроцоминструментом последний износится и частота на выходе генератора будет

29 „6 ,пения в квадрат (р - ) — 19 и вычисления износа 20. Выход ОЗУ 14 поцклюФ чен к первому входу блока деления †и-41

18. Выхоц счетчика 15 подключен ко второму входу блока целения —.— 18. Вы%а

+ ход схемы целения 18 подсоецинен ко входу блока возвецения в квадрат 19, а выход поцсоецинен ко входу блока вычис.ления износа 20. Выхоц блока вычисления износа 20 подсоединен ко входу блока индикации 21, а также к первому входу таймера- преобразователя. 22. Выход таймера-преобразователя 22 подключен ко вхоцу регулятора 23, первый выход которого поцсоединен к шпинделю 2 станка 3, а второй выход подсоединен к устройству 6 поворота пластины 4. Выход устройства 6 поворота подключен ко входу формирователя сигнала сброса 24 счетчика 15 и запуска таймера 11. Первый выхоц формирователя подсоецинен ко входу сброса счетчика 15, а второй выход формирователя 24 Ко второму вхоцу запуска таймера 1 1. Второй вход таймера-преобразователя,22 подсоединен к выхоцу схемы 25 прецнабора. Вход схемы 26 переключения режимов подключен к выходу блока вычисления износа 20.

Устройство цля измерения износа электроца-инструмента работает слецующим образом.

Установленный в шпинделе механизма отвоца электрода-инструмента на позицию измерения 2 электроэрозионного станка электрод-инструмент 1 фиксируют в строго определенном положении относительно пластины 4, расположенной уа оси 5 вращения, закрепленной на стани-не 3. Пластина 4 поворачивается вмесге с изолированной осью 5 устройством

6, при измерении износа фиксированное положение перпендикулярно оси движения шпинделя 2. При обработке детали 7 пластина 4 возвращается в исходное состояние устройства 6 поворота, при котором она не может обрабатывать деталь

7 .электродом-инструментом 1. Ввеценная пластина 4 с торцом электрода-инструмен

ra 1 образуют. емкость СС (С,-- ).

Еа

О-. с дГ

Вход генератора 8. подключен к этой емкости. Емкость Cg вносится в резонансный контур генератора 8, и при этом генератор 8 выдает си гнал с частот ой К,, которая с выхода последнего поступает иа первые входы схем 9 и 10 совпадения.: При нажатии кнопки 12 таймер 11 вырабатывает импульс длительностью 1 (возможны другие длительности) с вы7 84822 сокой точностью не хуже 0,014. При нажатии кнопки 12 импульс появляется сразу на двух выходах таймера 11 и поступает на вторые входы схем 9 и 10 совпадения, разрешает прохождение сигнала зацающего генератора. На выходах схем 9 и

1 0 совпадения и появятся сигналы с частотой f< которые поступают на счетные

BKoghl счетчиков 13 и 15 с выхоца схемы 9 совпадения на ахоп счетчика 13, ð

& с выхода схемы 10 на вход счетчика

15. По окончании выцачи импульса разрешения таймером 11 зацним фронтом этого импульса запускаются по вхоцам формирователи сигнала записи 16 и фор- ts мирователя сигнала выполнения вычислений 1 7. При приходе сигнала записи на вхоц записи в ОЗУ 14 с формирователя

16 в ОЗУ производится запись информации иэ счетчика 13, которая хранится в

ОЗУ на все время обработки цетали 7 и измерения износа электрода-инструмента

1. С выхода ОЗУ 14 информация поступает на вкоц блока целения — - (18), а

Х1 на другой вхоц блока деления 1 8 поступает сигнал с выхода счетчика 15. Операция вычисления начинается с прихоцом импульса разрешения вычисления с выхода формирователя 17. Импульс разрешения вычисления одновременно приходит на входы 3 размещения блока возведения вквадрат 19, блока вычисления износа 20. Сигнал с выхоца схемы целения — — - 18 посту<о

Е1 пает на r > од схемы 19 возведения в квацрат (- — ), а с выхоца последней на блок вычисления износа 20 по формуле (10). С выхода блока вычисления износа

20 сигнал поступает ча схему 21 индикации. При начальном измерении на схеме 21 индикации показан износ ноль.

Код износа с выхода блока вычисления износа 20 поступает на вхоц схемы таймера-преобразователя 22, который преобразует величину кода числа в длительность импульса в обратнопропорциональ- 4> ной зависимости, т.е. чем больше величина зкзакоцированного числа, тем меньше цлительность вырабатываемого импульса и наоборот, чем меньше длительность вырабатываемого импульса Так как 50 на вход схемы первоначально происходит код нулевого износа, то при этом таймер - преобразователь 22 воспринимает код нуля KBK команцу на переключение ко входу схемы прецнабора 25, на который подается код наперед заданного износа. Таймер-преобразователь 22, вырабатывает импульс, пропорциональный этому закодированному числу, который поступает

9 8 на вход управления регулятора 23, который производит регулирование процесса обработки в течение времени, выработанного таймером-преобразователем 22. По окончании импульса таймера-преобразователя 22 регулятор 23 отводит электроцинструмент в исходное положение и выдает сигнал управления на устройство 6 поворота пластины 4. Пластина 4 поворачивается и фиксируется поц торцом электроЮ да-инструмента 1 в положении точно соответствующем первоначальному измерению износа. По окончании установки пластины в фиксированное положение устройство 6 поворота вьщает сигнал на Bxoll формирователя 24, который вырабагываег на первом своем выходе импульс сброса информации счетчика 15, который поступа» ет на вход сброса. С второго выхода скемы формирователя 24 после импульса сброса счетчика поступает импульс запус» ка таймера 11, причем при запуске таймера 11 ог формирователя 24, импульс таймера 11 поступает только на второй выкод и далее на второй вход схемы совпацения 10, который разрешает. счет только счетчиком 15 импульсов, поступаемых с выхода генератора 8. При втором измерении емко"ть между торцом электроца-инструмента 1 и пластиной 4 уменьшилась эа счет износа электродаинструмента 1 в процессе электроэрозионной обработки детали 7. При этом емкость С1 вносится в контур генератора 8 и последний генерирует частоту11 более высокую, чем при первичном измерении и которую фиксирует счетчик 15 за время измерения (например, 1 с).

Схема целения 18, на второй вход которой приходит эта частота с выхода счетчика

14, которая сравнивается с частотой, записанной в ОЗУ 14, т.е.9-, выдает

1 сигнал на блок возведения в квадрат 19, где получаем ф-, цалее на блоке вычисления износа 20 преобразуем по формуле (10), т.е. Y ) О, и с выхоца блока вычисления износа 20 получаем коц числа, пропорциональный износу электроцаинструмента 1, который поступает на схему индикации 21, которая ипдипирует

HBRoc электрода-инструмента 1. Коц с выхоца блока вычисления износа 20 поступает на вкод таймера — преобразоваге ля 22, так как коц числа пропорционального износу больше нуля, то схема прецнабора 25 блокируется и таймер-преобразователь вырабатывает импульс длительностью обратно пропорционально полученному коду величины износа и включает

8482

9 регулятор на время обработки равное длительности импульса, вырабатываемого таймером-преобразователем 22, при этом перед началом обработки регулятор 23 выдает команцу на поворот оси 5 пластины 4, которая вывоцится из-под элек« трода-инструмента 1, давая возможность про.возводить обработку цетали 7. По окон» чании времени импульса - таймера-преобразователя 22 весь цикл повторяется. снова, причем последующее измерение

1 производится тем чаще, чем износ электрода-инструмента больше. Нажатием кнопки 12 возможно повторение первоначального измерения в любой момент обработки, причем при этом цикл измерения начинается сначала. Выход коца числа износа с выхода блока вычисления износа 20 подается на клемму 26 подключения блока изменения режимов генератора технологического тока, где производится автоматическая поцстройка генератора с целью уменьшения износа электрода-инструмента 1.

2S

На фиг. 2 представлены временные диаграммы работы устройства цля осуществления способа износа электродаинструмента при электроэроэионной обработке. Диаграммы а — сигнал на выходе задающего генератора при первичном измеренииХ,> и при вторичном измерении Я, причем т ) $0 пропорционально уменьшению емкости между торцом электродаинструмента 1 и пластиной 4; б — импульс

35 на 1-м выходе таймера 1 1, который формируется только при нажатии кнопки

12 (длительность импульса 1 с); всигнал на 2-ом выходе таймера 11, который формируется и при нажатии кнопки 12 и при запуске по второму вхоцу от формирователя 24 (длительность им пульса 1 с), г — сигнал на выхоце схе-. мы 9 совпацения, который регистрируется счетчиком 13 за время 1 с и записывает- ся в ОЗУ 14 с частотой fg, n — сигнал на выходе схемы 10 сов падения, который регистрируется счетчиком 15 за время 1 с, е — импульсы на выходе фор» мкрователя 16, поступающие Hà вход записи 14; ж - импульсы на выходе формирователя 1 7, поступающие на вхоцы разрешения вычисления блоков деления

18, возведения в квадрат 19 и вычисления износа 20; з - импульсы на выходе таймера-преобразователя 22, длительность

Т, которых зависят от кода величины износа наперец заданного лли полученного в рсзультате вычисления блоком 20;.

29. 10 и - импульсы длительностью Т, вырабатываемые регулятором 23 на отвоц электрода-инструмента 1 и поворота пластины, 4 в положение измер ния износа, к - импульсы сброса счетчика 15, вырабатывае мые фоомирователем 24 по второму выходу, л - импульсы запуска таймера 11, формируемые по второму выходу формирователя 24.

Экономический эффект от использования изобретения создается эа счет снижения брака при изготовлении деталей на электроэрозионных копировально-прошивочных станках.

Формула изобретения

1. Способ измерения износа электрода-инструмента при электроэроэионной обработке иэделий, включающий периодический отвод электрода-кнструмента на позицию измерения и определение положения рабочего торца жектроца-инструмента относительно установленного до начала обработки, о .т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности измерений цо начала обработки на позиции измерения в фиксированном положеник относительно рабочего торца электрода-инструмента устанавливают вспомогательную пластину и износ электрода инструмента онрецеляют по изменению емкости между рабочкм горцем электроцаинструмента в крайнем отведенном положении к вспомогательной пластиной.

2. Устройство цля измерения износа электроца-инструмента при электроррозионной обработке иэцелкй, содержащее . механизм отвода шпинделя с электродоминструментом на позицию измерения с регулятором подачи íà входе и датчик положения электрода-инструмента со схемой считывания положения, о т л ич а ю щ е е с я тем,- что датчик положенин электроца инструмента выполнен в вице закрепленной на .позиции измерения на станине и изолированной от нее поворотной от привода пластины, а схема считывания положения состоит из задающего генератора, цвух схем совпацения, таймера с кнопкой Пуск . на первом входе и формирователем сигнала сброса на втором, формирователей сигнала записи и сигнала разрешения вычисления износа, цвух счетчиков и оперативного заклинквающего устройства, блоков деления частот и возведения в квацрат, блока вычис-. ленкя износа, таймер-преобразователя и

11 8482 схемы прецнабора, причем емкость, образуемая рабочим торцом электродa-инструмента и пластиной на позиции измерения ввецена в резонансный контур задающего генератора, выход которого соединен с первыми вхоцами цвух схем совпацения, .второй вход первой схемы совпацения и вход формирователя сигнала записи подключены к первому выходу таймера, а второй вход второй схемы совпацения и вход формирователя сигнала разрешения вычисления поцсоецинены ко второму выходу таймере, второй выход формирователя сигнала сброса подсоединен ко входу установки счетчика в нулевое состояние, выход первой схемы совпадения к счетному входу первого счетчика, выхоцы которого подсоединены к информационным входам оперативного запоминающего устройства, которое своим входом разрешения записи щ подключено к выхоцу формирователя сигнала записи, а выходом к первому входу блока деления частот, второй вхоц которого подсоединен к .зыходу второго счетчика, своим счетным вхоцом подсоединенного к выхоцу второй схемы совпааения, выход блока целения частот соединен с BxogoM блока возвецения в квацрат, 29

12 подсоециненного своим выходом к входу блока вычисления износа со схемой индика ции на выходе, подсоединенного к первому входу таймера-преобразователя со схемой преднабора на втором вкоце, Bxoqbl разрешения вычисления блоков деления частот, возведения в квацрат и вычисления износа подсоецинены к выходу формирователя сигнала вычисления, выход та ймер-преобразователя подсоединен ко. входу регулятора, второй выход которого подсоецинен ко входу регулятора, второй выхоц которого поцсоецинен ко второму вхоцу привоца поворота пластины, первый выход которого подключен ко входу формирователя сигнала сброса, à ахоп ко входу механизма отвоца электрода-инструмента.

3. Устройство по п. 2, о т л и ч аю щ е е с я тем, что оно снабжено блоком схемы переключения режимов обработ» ки, который подсоединен к выходу блока вычисления износа.

Источники .инфсрмации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США N. 3614371, кл. 21 9-69, опублик. 1 97 1,.

848229

ИЩ116НН11ПШПИ!

Составитель В, Влодавский

Редактор А. Шандор Техред М. Коштура Корректор Л, Иван

Заказ 5969/14 Тираж 1148 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 1 3035, Москва, Ж-35, Раушская араб., д. 4/5

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