Устройство для адаптивного управления током электроэрозионного станка Советский патент 1983 года по МПК G05B13/02 

; Изобретение относится к электрическим адаптивным регуляторам н может быть использовано для управлений величиной тока при электроэрозионной оЬработке разных типов металлов и при разных требованиях к чистоте, поверхности обработки, Известно устройство для управлени током электроэрозконных станков (ЭСС содержащее два генератора импульсов: высоковольтный слаботочный I иницирую адий разряд (он же используется в кач|ествв генератора зондирующих импуль срв), и ниэковольный силовой выполне нЬй в виде мощного источника постоян Hjoro тока и транзисторного переключjaтeля, подключенные к межэлектроднЬму промежутку (МЭП) и связанные между собой схемой управления через датчики тока и напряжения. Схема управления включает в себя два одновибратора,-один из которых путем вЪздействия на транзисторный перек йючатель в цепи мощного источника достоянного тока управляет длительностью рабочих разрядов, а другой интервалом между этими разрядами. Для регистрации протекающего тока разряда используется резисиор, соединенный параллельно с источником, постоянного тока и транзисторным переключателем. Величина МЭП регистрируется по напряжению, до которого з;аряжается конденсатор, подключенный параллельно промежутку. Это напряжейие через усилитель подается на схему первого одновибратора l Недостатком устройства является Невозможность настройки источника на тот или другой.вид кривой зависимости величины межэлектродного проме щутка от энергии импульса в -соответСтвии с условиями электроэрозионной обработки. Кроме этого,, нестабильность характеристик элементов оказывает большое влияние на работу устрой.етва. .- Наиболее близким к изобретению яв ляется устройство для адаптивного управления технологическим током элрктроэрозионного станка, содержаще первый и второй тактовые генераторы, триггер, генераторы пилообразного и силового напряжений, подключенные Выходами через разделительные диоды к межэлектродному промежутку, датчик напрЯ5йениЯ, подключенный входами параллельно, и датчик тока, подключенный последовательно к межэлектрод йому промежутку 2. Недостатком.известного устройства является невозможность формирования рабочих импульсов с энергией, соотаетствующей величине МЭП по определенной, изменяемой от условий элекроэрозии, зависимости. Кроме того, возможны ложные срабатывания в момен переключений. Целью изобретения является повьааение точности и надежности работы устройства. Поставленная цель достигается тем, что устройство Содержит элемент И-НБ, 2И-2И-ИЛИ-НЕ, третий инвентор и последовательно соединенные первый инвентор, третий элемент И, триггер, первый элемент И,реверсивный счетчик, элемент ИЛИ-НЕ, второй инвертор И второй элемент И,подключенный к выходу первого элемента И, вторым вхо.дом - к выходу второго тактового генератора, третьим входом - к второму выходу триггера, подключенного вторым входом к выходупервого инвертора первым выходом - к второму входу реверсивного счетчика, к первому входу элемента 2И-2И-ИЛИ-НЕ,. к первому и к второму входам третьего инвентора, подключенного выходом к третьему вхошу реверсивного счетчика, подключентного выходом через элемент И-НЕ к BTopoivsy входу первого элемента И, третий вход которого подключен к выходу первого элемента И, третий вход которого подкл.ючен 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 пилообразных напряжений и генератора .силовых напряжений, выход датчика тока подключен, к входу первого инвентора. На фиг. 1 приведены графики зависимости величины критического МЭП от энергии, -импульса тока и типа обрабатываемого металла; на фиг. 2 - блоксхема устройства; на фиг. 3 - осциллограмглы 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 инвентор 12, третий элемент И 13, первый тактовый генератор 14, элемент И-НЕ 15, второй тактовый генератор 16, второй инвентор 17, элемент ИЛИ-НЕ 18, третий инвентор 19, элемент 2И-2И-ИЛИ-НЕ 20. Генератор 1 пилообразных импульсов должен быть высоковольтным, а генератор 2 низковольным. Генераторы 14 и 16 должны, быть с регулируемой частотой импульсов, при этом частота генератора 14 изменяется автоматически за счет связи с датчиком б напряжения, а частота генератора 16 настраивается вручную при назначении режима обработки ЭСС. Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии, когда отсут ствует напряжение на МЭП 3, состояни счетчика нулевое по всем разрядам. В этот момент тактовые импульсы с гене раторов 14 и 16 на счетчик не поступают, так как элемент И 9 закрыт уровнем О с выхода триггера 11, а элемент И 10 закрыт уровнем О с выхода инвертора 17. Элемент 2И-2ИИЛИ-НЕ 20 также находится в нулевом состоянии, т.е. с него не поступает управляющий сигнал на генераторы 1 и 2. В этом случае ключевые элементы генератора 1 включены (напряжение подается на емкость, шунтирующую МЭП а генератора 2 - отключены. Таким образсэм, на МЭП возникает пилообразное (точнее экспоненциальное) напряжение, с ростом которого на датчике 6 появляется сигнал. Этот сигнал вызывает появление де элемента И 9 и его отпирание. В результате по каналу записи поступают импульсы на счетчик 8 (счетная шина С). Счет происходит до тех пор, пока через МЭП не пройдет разря ный ток. В этом случае сигнал с датч ка 7 вызовет опрокидывание триггера 11, запирание элемента И 9 и открыти элемента И 10, что позволит импульсам с тактового генератора 16 проходить по каналу считывания на счетчик 8. Сигналом О с триггера 11 инвертор 19 переводит счетчик 8 в режим вычитания (N 0, к) 1,). При этом уровни О на выходе элементов ИЛИ-НЕ 18 и триггера 11 переводят элемент 2И-2И-ИЛН-НЕ 20 в состояние 1 т.е. на генераторы 1 и 2 подается управляющий сигнал. В результате ключевые элементы генератора 1 закры ваются, а генератора 2 - открываются что приводит к снятию пилообразного напряжения генератора 1 и к появлению силового импульса генератора 2 на МЭП. При этом длительность силово го импульса будет определяться временем, за которое происходит полное обнуление заполненных за период существования импульсов генератора 1 ячеек счетчика 8. Это время зависит как от длительности пилообразного инициирующе го напряжения (соответственно от на пряжения пробоя и пропорциональной ему величины МЭП), так и от соотношения частот тактовых импульсов. Цр уменьшении частоты генератора 16 по сравнению с частотой генератора 14 происходит увеличение длительности силового импульса по отношению к дл тельности инициирующего и наоборот. Таким образом, в случае постоянной частоты следования тактовых имна вхо пульсов будет иметь место соотношениедлительность инициирующего и силового импульсов, соответственно;частота следования тактовых импульсов с генераторов 14 и 16. При обнулении счетчика на выходе элемента ИЛИ-НЕ 18 появится уровень 1, которым через инвентор 17 закроется элемент И 10, и тактовые импульсы вычитания не будут проходить с генератора 16 на счетчик 8. Одновре менно элемент 2Н-2И-ИЛИ-НЕ 20 возвратится в состояние О, в результате чего силовые ключи генератора 2 закроются, и с генератора 1 начнет подаваться нарастающее напряжение на МЭП 3. Таким образом будут формироваться и последующие силовые импульсы, длительность которых будет находится i 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 увеличивается, то устройство реализует зависимость t f(F) 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 з.аряда конденсатора генератора инициирующих импульсов) с углом ааклона, пропорциональным соотношению частот 16 На фиг, 3 приведены осциллограммы импульсов напряжения а и тока б на МЭП. Устройство позволяет за счёт 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 нeкoнтpoл иpyeмo колеблется в диапазоне +15-20% от его рабочей величины, т.е. до 25% импуль- сов идет в условиях мостикового разряда (возбуждаемого на закритических величинах МЭП), при этом износ инструмента достигает 100%. Поэтому в реальных условиях при максимальной производительности не удается добится износа менее 20-25%. В условиях прецизиционной обработки износ инструмен.та достигает величин в несколько раз больших.

Предлагаемое устройство предогсра Ешет мостиковый разряд и, таким о6 азом, позволяет при одинаковой мак Симёльной воз1ложной производительное tK LtH rsHTb износ инструмента в 2-5 раз.

Устройство позволяет стабилизировать в€5л,ичину одиночной зрозионной

лунки путем изменения энергий иь тульса в соответствии с величиной НЭП, Следовательно, при прочих равнык условиях устройство позвсхпяет умень шить по крайней мере вдвое шероховатость поверзсности обработ ки,

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АДАПТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ТОКОМ ЭЛЕКТРОЭРОЗНОН1ЮГО 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, отличающееся тем, что, с целью повыиения точности и надежности устройства, оно содержит элемент И-НЕ, элемент 2И2И-ИЛН-НЕ, третий инвентор и последов-ательно соединенные первый имвентор. третий элемент И, триггер, первнй элемент И, реверсивный счетчик, элемент НЛН-НЕ, второй инвентор и второй элемент И, подключенный выходом к выходу первого элемента И, вторым входом - к выходу второго тактового генератора, третьим входом - к второму выходу триггера,подключенного вторым входом к выходу первого инвентора,первым выходом - к второму входу реверсивного счетчика,к первому входу элемента 2И-2И-ИЛИ-НЕ,к первому и к 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 W первого элемента И, третий вход кото рого подключен к выходу первого тактового генератора, подключенного входом к выходу датчика напряжения и- к второму входу третьего элемента И, 2 вход второго инвентора соединен с вторым входом элемента 2П-2И-ИЛИ-НЕ, подключенного выходом к управляющим входам генератора пилообразных напря: о | жений и генератора силовых напрях е--: НИИ, выход датчика тока подключен к входу первого инвентора.

а

М

L