Генератор импульсов для электроэрозионной обработки Советский патент 1990 года по МПК B23H1/02 

О5

САд

Изобретение относится к электрофизическим методам обработки металлов и может использоваться в качестве широкодиапазонного генератора им- пульсов электроэрозионных станков.

Цель изобретения - повышение производительности обработки за счет формирования импульсов различной формы и амплитуды в широком диапазоне частот и повышение КПД за счет снижения мощности управления силовыми клю.чами усилителя мощности,

На фиг.) показана блок-схема генератора импульсов; на фиг.2 - электри- ческая принципиальная схема усилителя мощности

Генератор импульсов для электроэрозионной обработки содержит подключенные к первому электроду электроэро зионного промежутка (МП) 1 первый электрод диода 2 и вход датчика 3 пробоя злектроэрозионнрго промежутка, выход которого соединен с первым входом делителя 4 частоты, ко второму входу которого подключен задающий генератор 5 импульсов, а к третьему входу - шифратор 6 кода длительности импульса напряжения, выход делителя 4 частоты подключен через формирова- тель 7 длительности паузы к генератору 8 поджигающих импульсов, выходы которого соединень: с первым и вторым электродом электроэрозионного промежутка , последовательно соединенные постоянное запоминающее устройство ( ПЗУ) 9, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 10, регулятор 11 амплитуды импульса напряжения, компаратор 12, усилитель 13 мощности, фильтр 14 нижних частот, датчик 15 тока и усилитель 16 напряжения, выход которого подключен ко второму входу компаратора 12, выход датчика 15 тока соеди- . нен также со вторым электродом диода Первый вход ПЗУ подключен к шифратору 17 кода и формы импульса. Один из вариантов выполнения усилителя 13 мощности (см. фиг.2) содержит первый резистор 18, первый вывод которого соединен с базой транзистора 19, кол лектор которого подключен к аноду певого диода 20 и первому выводу перво обмотки 21 трансформатора 22 тока, второй вывод которой соединен с перв выводом второго резистора 23 и анодом второго диода 24, каТод которого подключен к катоду первого диода 21., вторая обмотка 25 трансформатора 22

Q 5 Q Q с п .

5

тока подключена к базо-эмиттерному переходу второго транзистора 26, коллектор которого подсоединен .через третью обмотку 27 трансформатора 22 тока к положительной шине 28 первого источника питания, отридательная шина которого и эмиттер второго транзистора 26 соединены, с выходными шинами 29, 30, входная шина 31 соединена со вторым выводом Первого резистора 18, второй вывод второго резистора 23 и катод второго диода 24 соединены соответственно с отрицательной и положи- . тельной шинами 32,33 второго источника питания, положительная шина 33 которого через третий резистор 34 соединена с базой первого транзистора 19.

Генератор импульсов (фиг.1) работает следующим образом.

После окончания паузы, сформированной формирователем 7, происходит подача генератором 8 импульса МП 1. В момент пробоя МП 1 фиксируемого Датчиком 3 пробоя, выходной сигнал датчика 3 пробоя разрешает счет делителю 4 частоты импульсов, поступаюш х на его второй вход генератора 5 импульсов. Коэффициент деления делителя 4 частоты, устанавливаемый шифратором 6 кода длительности импульса напряжения, определяет длительность силового импульса тока в межэлектродном промежутке 1, как

о I1I и.т. Г F

где ( T-J - требуемая длительность

и мпульса тока; п. - коэффициент, деления делителя 4 частоты; F - частота следования импульсов с генератора 5 импульсов.

Выходной сигнал (разряды счетчиков) делителя 4 частоты блокирует на время формирования.длительности импульса тока ; формирователь 7 длительности паузы и , поступая на часть адресных входов ПЗУ 9, осуществляет- формирование на выходах данных ПЗУ 9 кодов точек (1юрмы импульса напряжения из некоторой области памяти ПЗУ 9, которая задается подачей на оставшиеся адресные входы ПЗУ 9 кода с шифратора 17 кода формы импульса, напряжения, с помощью которого выбирается требуемая- форма импульса тока в межэлектродном промежутке 1. Коды

точек формы импульсов тока, которыми она апроксимирована, предварительно записаны в соответствующую область памяти ПЗУ 9 и хранятся в ней по- стоянно, Выходной сигнал с выходов данных ПЗУ 9 поступает в ЦАП 10, который формирует из цифрового кода формы кривой импульса напряжения импульс заданной формы. Импульс заданной формы напряжения с выхода ЦАП 10 через регулятор 11 амплитуды импульса напряжения,величина выходного сигнала которого определяет амплитуду импульса тока в МП 1, поступает на nepBbu i вход компаратора 12, на второй вход которого поступает через усилитель 16 сигнал датчика 15 тока.

Сигнал, поступающий на второй вход компаратора 2, пропорционален текущему значению тока в межэлектродном промежутке 1, Он сравнивается с текущим значением сигнала, по.ступающе- го на первый вход компаратора 12, изменяя регулятором 11 амплитуды импульсов 12 напряжения амплитуду напряжения на первом входе компаратора 12, происходит изменение амплитуды тока в межэлектродном промежутке I.

В зависимости от знака разности сигналов выходной сигнал компаратора

12управляет усилителем 13 мощности (включает или выключает транзисторные ключи). При этом частота переключений компаратора 12 очень высока и определяется быстродействием и точностью его работы. Выходной сигнал усилителя

13мощности фильтруется ФНЧ 14, который, отфильтровывая сигнал с частотой переключений компаратора 12, выделяет импульс тока требуемой формы и через последовательно включенные датчик 16 тока и (разделительный) диод 2, осуществляющий разделение цепей поджигающего и силового напряжений, поступает в МП 1. Сигнал, снимаемый с первого выхода датчика 15 тока, усиливается усилителем 16 и является сигналом обратной связи, поступающим на второй вход компаратора 12, который сравнивается с сигналом, поступающим на первый вход компаратора 12. Таким образом, происходит преобразование формы импульса напряжения в форму импульса тока.

После окончания импульса тока требуемой формы сигналом с выхода делителя 4 частоты, поступивш его на вход формирователя 7 длительности паузы-.

начинается формирование паузы и процесс работы повторяется сначала.

Число форм импульса тока определяется объемом памяти ПЗУ 9 и может принимать практически любое значение путем ее наращивания.

Схема усилителя 13 мощности (фиг.2) работает следующим образом.

При низком входном уровне, благодаря току, протекающему через резистор 18 и переход база-эмиттер транзистора 19, последний открыт, т.е. через обмотку 21 трансформатора тока 22

15

30

5

протекает ток, величина которого не более нескольких десятков миллиампер и в основном определяется сопротивлением резистора 23. Когда входной уровень принимает положительный потен20 циал, транзистор 19 выключается и копленная энергия магнитного поля трансформатора тока 22 вызывает выбросы напряжения обратной полярности одновременно на всех трех обмотках 21,

25 25 и 27 трансформатора 22 тока. Выб рос напряжения на обмотке 25 вызывает регенеративное включение транзистора 26 за счет положительной обратной связи через обмотку 27,

Когда входной уровень опять принимает низкий потенциал, транзистор 19 снова включается и вместе с диодом 24 шунтирует обмотку 21 трансформатора 22 тока, что ведет к прекращению протекания управляющего тока в обмотке 2 1 , а следовательно, и к протеканию тока в нагрузке, подключенной к выходу схемы. Как только прекратится протекание тока в нагрузке, в обмотке 21 трансформатора 22 тока начинает протекать намагничивающий ток, и весь цикл повторяется.

Формула изобретения

5

Генератор импульсов для злектро- эрозионной обработки, содержащий подключенные к первому электроду элект- розрозионного промежутка первый элек0 трод диода и вход Датчика пробоя

электроэрозионного промежутка, выход которого соединен с первым входом делителя частоты, к второму входу которого подключен задающий генер.атор им5 пульсов, а к третьему входу - шифратор кода длительности импульса напря- , выход делителя частоты подключен через формирователь длительности паузы к генератору поджигающих им

0

пульсов, выходы которого соединены с первым и вторым электродами электроэрозионного промежутка, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности обработки за счет ,формирования импульсов раз- личнрй формы и амплитуды в широком диапазоне частот и повышения КПД за счет снижения мощности управления силовыми ключами усилителя мощности, в него введены последовательно .соединенные постоянное запоминающее устройство, цифроаналоговый преобразо

ватель, регулятор амплитуды импульса напряжения, компаратор, усилитель мощности, фильтр нижних частот, датчик тока, усилитель напряжения, выход которого подключен к второму входу компаратора, второй выход датчика тока соединен с вторым электродом диода, первый вход постоянного .запоминающего устройства подключен к выходу делителя частоты, а второй вход постоянного запоминающего устройства подключен к шифратору кода и формы импульса. -

Изобретение относится к электрофизическим методам обработки металлов и может быть использовано в качестве широкодиапазонных генераторов импульсов электроэрозионных станков. Цель изобретения - повышение производительности обработки за счет формирования импульсов различной формы и амплитуды в широком диапазоне частот и повышение КПД за счет снижения мощности управления силовыми ключами усилителя мощности. Генератор импульсов для электроэрозионной обработки содержит электроэрозионный промежуток 1, диод 2, датчик 3 пробоя, делитель 4 частоты импульсов, задающий генератор 5 импульсов, шифратор 6 кода длительности импульса напряжения, формирователь 7 длительности паузы, генератор 8 поджигающих импульсов. Введение ПЗУ 9, ЦАП 10, регулятора 11 амплитуды импульса напряжения, компаратора 12, усилителя 13 мощности, фильтра 14 нижних частот, датчика 15 тока, усилителя 16 и шифратора 17 кода и формы импульса позволяет получить в широком диапазоне частот импульсы тока различной формы и амплитуды, за счет чего повышается производительность обработки, а также КПД. 2 ил.

огд

Фиг. 2

.