Устройство для автоматического управления перемещениями рабочего электрода в электроимпульсных установках Советский патент 1987 года по МПК G05B19/04 

1Изобретение относится к системам промышленной автоматики, в частности к устройствам для автоматического управления перемещениями рабочего электрода в электроимпульсных установках, например в электрогидравлических установках очистки отливок.

Цель изобретения - обеспечение возможности обработки замкнутых выпуклых и вогнутых поверхностей в диапазоне более 360°.

На фиг. 1 представлена схема устроства; на фиг.2 - схема формирователя команд; на фиг.З - схема дешифратора перемены структуры и временные диаграммы; на фиг.4 последовательность переключения регистра при обработке выпуклой и вогнутой поверхности; на фиг.З - траекто рия рабочего электрода на примере обработки поверхности выпуклой полусферы; на фиг.6 - характеристика трехпозиционного регулятора; на фиг.7 - таблица состояний регистра.

Устройство содержит накопитель 1 энергии, коммутирующее устройство 2 рабочий электрод 3, обрабатываемую деталь 4, датчик 5 тока, обмотку 6,

трехпозиционный регулятор 7, внешнее управляющее устройство 8, элемент 9 задержки, дешифратор 10 перемены структуры, четырехразрядный кольцевой реверсивный сдвигающий регистр 11, формирователь 12 команд, сервопривод 13 рабочего электрода.

Формирователь команд содержит элементы 14 - 21. Дешифратор перемены структуры содержит элементы И-НЕ 22 и 23.

Накопитель 1 энергии представляет собой батарею импульсных конденсаторов, которые заряжены до напряжения срабатывания коммутирующего устройства 2. В качестве последнего использованы искровые разрядники.

Соединенные последовательно накопитель 1 энергии, коммутирующее устройство 2, рабочий электрод 3 и обрабатываемая деталь 4 образуют разрядный контур. В промежутке между ра- бочим электродом 3 и обрабатываемой деталью возбуждаются импульсы давлен- ния, которые и производят обработку ее поверхности.

Датчик 5 тока состоит обычно из выпрямительного диода и сглаживающей RC-цепочки. Связь его с разрядным контуром обеспечивается обмоткой 6.

Устройство работает следующим образом.

Датчик 5 тока, индуктивно связанный с разрядным контуром, вырабатывает аналоговый сигнал, пропорциональный величине разрядного тока установки. Этот сигнал поступает на вход трехпозиционного регулятора 7 и в зависимости от его величины преобразуется в дискретный - I ,1 ,„,-.

макс мин опт

5

0

0

Четырехрязрядный кольцевой реверсивный сдвигающий регистр 11 может быть выполнен, например, на базе четырехразрядного универсального сдвигового регистра типа К155ИР1.

В зависимости от исходного положения рабочего электрода 3 относительно обрабатываемой детали 4 четырехразрядный кольцевой реверсивный сдвигающий регистр 11 устанавливается в одно из возможных состояний A,B,C,D (фиг.2) подачей на его вход записи информации сигнала посредством источника информации. Для выпуклой поверхности (фиг.4а) порядок переключения A,C,D,B, а для вогнутой (фиг.48) порядок переключения обратный - B,D,C,A.

Буквенная характеристика состояния элемента 11 (A,C,D,B) указывает, что на выходе-соответствующего разряда регистра сдвига - потенциал 1, а на всех остальных потенциал О. Все четыре состояния, характеризующие состояние уровней на выходах A,C,D,B, 5 регистра 11 показаны в таблице (фиг.2), причем состояния регистра 11 отражают расположения рабочего электрода 3 относительно обрабатываемой детали 4:

5

А - сверху, В - слева, С - справа, D - снизу. Если, например, электрод 3 расположен сверху над поверхностью детали 4, то регистр 11 находится в положении А. При этом разряд А регистров 11 находится в состоянии 1, а разряды C,D,B - в состоянии О.

В соответствии с изменением расположения электрода 3 относительно обрабатываемой детали 4 происходит переключение регистра 11.

При обработке выпуклой поверхности переключения регистра 11 выполняются

при 1„ин

При обработке вогнутой поверхности переключения регистра 11 выполняются

при

Состояние регистра 11 отражает расположение рабочего.электрода 3 относительно обрабатываемой детали 4.

В соответствии с состоянием регистра 11 выполняются основное и регулирующие перемещения рабочего электрода 3

При -подъеме электрода 3 относительно вертикальной поверхности детали 4 регистр 11 находится в состоянии Б Основным перемещением при является Вверх, регулирующим при , - Назад, а при 1 1 - Вперед.

При поступательном перемещении электрода 3 вправо над поверхностью детали 4 регистр 11 находится в состоянии А. Основным перемещением при . является Вперед, регулирую- щим при Вверх, а при I 1„„ - Вниз.

При опускании электрода 3 относительно вертикальной поверхности детали 4 регистр 11 находится в состоя НИИ С. Основным перемещением при 1 1,„ является Вниз, регулирующим при ,п - Вперед, а при 1 „„, - Назад.

При поступательном перемещении электрода 3 влево относительно поверхности детали А регистр 11 находится в состоянии D. Основным перемещением при является Назад. Регулирующим при Вниз, а при - Вверх.

Если профиль обрабатываемой детал 4 не изменяется, то обработка осуществляется основным перемещением рабочего электрода 3 при неизменном сое- тоянии регистра 11. Малые отклонения выбираются кратковременным включение регулирующих перемещений, также при неизменном состоянии регистра Я. Так, например, производится обработ- ка участка детали от точки 1, до точки 2 (фиг.За). Регистр 11 находится в состоянии А.

Сигнал о каждом импульсе регулирующего перемещения (на участке 1-2 их четыре) с выхода трехпозиционного регулятора 7 поступает на элемент 9 задержки и длительность его сравни- вается с заданной. Кратковременные импульсы отсеиваются элементом 9 за- держки и на его выход не проходят;

На второй вход дешифратора 10 перемены структуры с выхода т ехпози- ционного регулятора 7 также поступают сигналы о каждом импульсе регулирую- щего перемещения с выхода трехпозиционного регулятора 7. Однако в отсутствие сигнала на первом входе де-, шифратора (участок 1-2) сигнал на

переключение регистра 11 не вырабатывается .

На участке 2-3 длительность сигнала о регулирующем перемещении Вниз достаточна для переключения элемента 9 задержки. Через элемент 9 задержки на первый вход дешифратора 10 перемены структуры поступает сигнал, который совместно с сигналом на втором входе обусловливает переключение регистра 11.

В данном случае реализуется прямая последовательность и регистр 11 переключается в состояние С. Поэтому начияая с точки 3, обработка детали производится основным перемещение Вниз. Схема дешифратора 10 перемены структуры обеспечивает прямой сдвиг регистра 11 при разрядном токе 1 и обратный сдвиг регистра 11

при разрядном токе I . (ФИГ.ЗЮ.

Исходное состояние регистра 11 устанавливают посредством сигнала, с источника информации. В данном случае обработку начинают из положения В. В точке 2 происходит переключение , а в точке 3 - переключение - А- С.

Формирователь 12 команд может быть выполнен, например, на элемента ЗхЗИ-НЕ типа К155ЛА4.

В процессе обработки (фиг.5$) на участке 1-2 регистр 11 находится в состоянии С. Из рассмотрения тра1екто рии перемещения электрода на участке 1-2-3-4 видно, что изменение направления перемещения электрода в соответствии с изменением величины разрядного тока 1 , , 1„„ происходит значительно чаще, чем переключение регистра 11.

Элемент 9 задержки может быть выполнен, например, на базе элемента 4Х2И-НЕ типа К155ЛАЗ.

Настройка элемента 9 задержки зависит от рабочей частоты разрядного контура установки, величины оптимального межэлектродного промежутка и параметров сервопривода 13. Время эа- держки устанавливают достаточным для ликвидации малых отклонений рабочего промежутка от оптимальной величины. Сигнал на выходе элемента 9 задержки появляется через время t после поступления на его вход сигнала или .

Наличие в предлагаемом устройстве четырехразрядного кольцевого реверсивного сдвигающего регистра позволяет обрабатывать замкнутые выпуклые и вогнутые поверхности в диапазоне 360 и более.

Формула изобретения

Устройство для автоматического управления перемещениями рабочего электрода в электроимпульсных установках, содержащее последовательно соединенные датчик тока, трехпозици- оиньш регулятор, формирователь команд и сервопривод, а также элемент задержки, дешифратор перемены структуры, а также разрядный контур, содержащий последовательно соединенные накопитель энергии, коммутирующее устройство и рабочий электрод, второй вывод накопителя энергии подключен к обрабатываемой детали, первый вход

rfE-Ji 2

5

дешифратора перемены структуры соединен с выходом элемента задержки, второй вход дешифратора перемены структуры подключен к выходу трехпозици- онного регулятора, отличающееся тем, что, с целью обеспечения возможности обработки замкнутых выпуклых и вогнутых поверхностей в диапазоне более 360°, в него введен четырехразрядный кольцевой реверсивный сдвигающий регистр, вход, записи информации которого соединен с источником информации, вход сдвига информации подключен к выходу дешифратора перемены структуры, а выход сдвигающего регистра соединен с вторым входом формирователя команд, причем вход элемента задержки соединен с выходом трехпозиционного регулятора.

Изобретение относится к системам промышленной автоматики, в частности к устройствам для автоматического управления перемещениями рабочего электрода в электроимпульсных установках, например в электрогидравлических установках очистки отливок. Целью изобретения является обеспечение возможности обработки замкнутых выпуклых и вогнутых поверхностей в диапазоне более 360 , В устройство введен четырехразрядный кольцевой реверсивный сдвигающий регистр 11, который в зависимости от исходного положения рабочего электрода 3 относительно обрабатываемой детали 4 устанавливается р одно из четырех возможных состояний подачей на его вход записи информации сигнала посредством источника информации.- Ферми-. рователь 12 команд управляет сервоприводом 13 в зависимости от информации о величине межэлектродного промежутка, поступающей от трехпозиционного регулятора 7, и информации о положении рабочего электрода 3 относительно произвольно ориентированной поверхности обрабатываемой детали 4. Изменение профиля обрабатываемой поверхности фиксирует элемент 9 задержки. Дешифратор 10 перемены структуры в зависимости от знака.рассогласования величины межэлектродного промежутка по сигналу элемента 9 задержки производит переключение четырехразрядного кольцевого реверсивного сдвигакицего регистра 11. Направление основного и регулирующих перемещений рабочего электрода 3 приводится в соответствие с изменившимся профилем обрабатываемой детали А, 7 ил. i (Л tc 00 сд 4 00 tsD

.ж

.J

Г

gJL,

Г

t

i

SodepMixa J L

JnuH

Знаке.

Пряной cffffue U

ffffpomHtiu fffSut u

ч

паке Унин

Уадер на Пряпой cffSug Обратнь/и cdffue

i

A

. i

t i

ФтЛ

.

к$;

ycft

fo:sp

/.. разр

Фиг. 5

разр

фиг.6

фигЛ

Редактор А.Козориз

Составитель А.Исправникова

Техред Л.Сердюкова Корректор л.Пилипенко

Заказ 7642749Тираж 862

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Подписное