Регулятор подачи электрода электроаэрозионного станка Советский патент 1983 года по МПК B23P1/14 

Изобретение относится к электрофизическим методам обработки, в частности к конструкциям регуляторов пода-чи электрода электроэрозионного станка. Известны регуляторы аналогичного назначения, использующие электромеханические, электрогидравлические приводы 1. Недостатком этих регуляторов является наличие люфтов в кинематической цепи исйолнительного механизма и неравномерность перемещения электродов при малых скоростях слежения. Указанные недостатки ограничивают чувствительность и быстродействие регулятора, что приводит к уменьщению точности поддержания величины межэлектродного промежутка, а следовательно и точности обработки. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому изобретению является регулятор межэлектродного промежутка, содержащий датчик состояния межэлектродного промежутка, механизм перемещения электродержателя, включающий пьезоэлектрические вибрационные преобразователи, упруго прижатые к ведомому элементу-электрододержателю и подключенные к высокочастотному генератору через блок управления. Указанный регулятор обеспечивает достаточно высокую чувствительность и быстродействие 2. Недостатком регулятора является низкий КПД так как в нем пьезоэлектрические вибрационные преобразователи содержат только-по одному пьезоэлектрическому элементу, которые встречно с обеих сторон раздельно прижаты к ведомому элементу, вследствие этого для перемещения ведомого элемента в одну сторону должен работать только один пьезоэлектрический вибрационный преобразователь, а второй преобразователь отключен, при этом силы трения в зоне контакта второго преобразователя с ведомым элементом препятствуют движению последнего и для преодоления которых затрачивается дополнительная энергия. Кроме этого, составляющая силы, действующей со сторонь работающего Р разователя на ведомый элемент, увеличивает силы трения сопротивления между ведомым элементом и направляющими корпуса, что в свою очередь также уменьщает КПД регулятора. Целью изобретения является повыщение КПД регулятора. Указанная цель достигается тем, что в регуляторе подачи электродов, содержащем датчик состояния межэлектродного промежутка, механизм перемещения электрододержателя, включающий пьезоэлектрические вибрационные преобразователи, упруго прижатые к ведомому элементу и подключенные к высокочастотному генератору через блок управления, каждый из вибрационных преобразователей выполнен в виде двух установленных под углом друг к другу пьезоэлектрических элементов, сходящиеся койцы которых жестко скреплены наконечником, находящимся в контакте с ведомым элементом, а расходящиеся концы соединены колодкой, при этом один из пьезоэлектрических элементов каждого вибрационного преобразователя через блок управления подключен к выходу высокочастотного генератора непосредственно, а другой через введенный в регулятор фазовращатель, который одновременно подключен к выходу блока управлеНа чертеже изображена схема предлагаемого регулятора. Регулятор содержит пьезоэлектрические вибрационные преобразователи, выполненные в виде двух пар, установленных под углом друг к другу, пьезоэлектрических элементов 1,2 и 3,4, сходящиеся концы которых жестко скреплены наконечниками 5, а расходящиеся - соединены с колодками 6, упруго связанными с корпусом 7. Наконечники 5 плотно прижаты к ведомому элементу 8, на котором жестко закреплен электрододержатель 9. Пьезоэлектрические элементы 1,2 и 3,4 через контакты реле 10 подключены к высокочастотному генератору 11 электрических импульсов. В цепь питания пьезоэлектрических элементов 2 и 4 включен фазовращатель 12, обеспечивающий сдвиг фаз импульсов по отнощению к импульсам подаваемым на пьезоэлектрические элементы 1 и 3. Фазовращатель 12 и реле 10 подключены через трехпозиционный переключатель 13 к выходу датчика 14 состояния межэлектродного промежутка 15. Реле 10 с контактами 16 17 и трехпозиционйый переключатель 13 образуют блок 18 управления. Датчик 14 представляет собой четырехплечевой мост, одним плечом которого служит межэлектродный промежуток 15, а выходом - диа ональ моста обработке сложноконтурных изде „ регулятор снабжается дополнительным идентичным механизмом перемещения, ус перпендикулярно к первому fj t- , а вместо трехпозйционного переключателя в блок управления вводится устройство двухкоординатного числового программного управления (не показаны). Регулятор работает следующим обраг При наличии напряжения на межэлектродном промежутке 15 переключатель 13 устанавливается оператором в положение «Вперед, при этом сигнал с диагонали моста подается на реле 10, реле срабатывает и от генератора 11 электрические импульсы, с частотой, .соответствующей резонансной частоте продольных колебаний пьезоэлектрических элементов, через контакт 17 реле, 10 подаются на пьезоэлектрические элементы 1 и 3, а через фазовращатель 12 и контакты 16 реле 10 - на пьезоэлектрические элементы 2 и 4. При этом пьезоэлектрические элементы 1,3 и 2 и 4 совершают механические колебания с одинаковой частотой, но с определенным сдвигом фазы. Вследствие этого наконечники 5 совершают двумерные механические колебания по замкнутой эллипсообразной кривой. В пределах одного цикла эллипсообразного движения наконечников 5 они проскальзывают относительно ведомого элемента 8 в течение одной половины цикла и заклини -„ .. ваются в другой половине цикла. В результате ведомый элемент 8 совершает направленное поступательное движение. Изменением посредством фазовращателя 2 сдвига фазы подаваемых электрических импульсов на пьезоэлектрические элементы 2,4 плавно регулируется скорость поступательного движения ведомого элемента 8. Если в процессе обработки величина межэлектродного промежутка становится меньше допустимой, датчик 14 обесточивает реле 10, контакты 16 и 17 которого обесточивают пьезоэлектрические элементы 1-4. Движение электрода прекращается до тех пор, пока вследствие обработки величина межэлектродного промежутка не достигает требуемой величины и датчик 14 снова включает реле 10. Если же происходит короткое замыкание, то датчик 14 подает сигнал на фазовращатель 12, последний осуществляет сдвиг фазы импульсов на пьезоэлектрические элементы 2 и 4 на 180° и происходит реверс ведомого элемента. Электрод начинает удалйться до тех пор, пока не происходит разрыв короткого замыкания. Для перемещения электрода в обратном направлении в рабочем режиме для технологических целей переключатель 13 устанавливается оператором в положение «Реверс, при этом на фазовращатель от датчика 14 подается необходимый сигнал для его срабатывания. В этом случае защита от коротких замыканий осуществляется аналогично Работа регулятора в качестве двухкоординатного механизма перемещения для обработки сложноконтурных изделий аналогична описанной работе однокоординатного механизма перемещений. При этом управление процессом обработки выполняется устройством двухкоординатного числового программного управления - без участия оператора. Предложенное конструктивное исполнение пьезоэлектрических вибрационных преобразователей, их осесимметричное расположение и схема управления обеспечивают существенное повыщение КПД регулятора, так как все пьезоэлектрические элементы работают одновременно и согласованно, вследствие этого силы трения между наконечниками и ведомым элементом являются в среднем движущими силами и не препятствуют движению ведомого элемента. Кроме того, нормальные составляющие сил, действующих со стороны наконечников на ведомый элемент взаимно компенсируются, что уменьшает силы трения сопротивления, между ведомым элементом и направляющими корпуса, вследствие чего повышается КПД регулятора.

РЕГУЛЯТОР ПОДАЧИ ЭЛЕКТРОДА ЭЛЕКТРрЭРОЗИОННОГО СТАНКА, содержащий датчик состояния межэлектродного промежутка, механизм перемещения электрододержателя, включающий пьезоэлектрические вибрационные преобразователи, упруго прижатые к ведомому элементу и подключенные к высокочастотному генератору через блок управления, отличающийся тем, что. с целью повышения КПД регулятора, каждый из вибрационных преобразователей вьшолнен в виде двух установленных под углом друг к другу пьезоэлектрических эле1 }ентов, сходящиеся концы которых жестко скреплены наконечником, находящимся в контакте с ведомым элементом, а расходящиеся концы соединены колодкой, при этом один из пьезоэлектрических элементов каждого вибрационного преобразователя через блок управления подключен к выходу высокочастотного генератора непосредственно, а другой через введенный в регулятор фазо§ вращатель, который одновременно подключен к выходу блока управления. (Л 1C 1C