НЕРЕВЕРСИВНЫЙ РЕГУЛЯТОР ПОДАЧИ ЭЛЕКТРОДА-ИНСТРУМЕНТА Советский патент 1969 года по МПК B23H7/18 

Известны различные регуляторы подачи для э.тектроэрозионных стаяков, в которых, например, пробивное напряжение иа эрозионном промежутке с измерительного элемента поступает в схемы сравнения, где оно сравнивается с задающим напряжением лодвода и с напряжением отвода, а исполнительным элементом является реверсивный шаговый двигатель.

В предлагаемом нереверсивном регуляторе подачи электрода-инструмента, совершающего возвратно-поступательное движение, обеспечивается мгновенная реакция на уменьшение межэлектродного зазора и запаздывание реакции на его увеличение при каждом возвратно-поступательном ходе электрода-инструмента. Для этого регулятор снабжен устройством, запоминающим мгновенное значение напряжения на электродах в момент пробоя.

Описываемый рег лятор может быть снабжен устройством, модули.рующим сигнал с межэлектродного зазора в имнульсное напряжение с частотой, например, 100 гц и нодающим его в усилитель.

Точность регулирования в описываемом регуляторе может быть увеличена путем переключения двигателя на режим динамического торможения в момент резкого снижения напряжения на электродах, для чего параллельно якорю эектродвигателя включен триод, управляющий напрял-сением, поступающим на его базу с диода, установленного в цепи якоря.

На фиг. 1 изображена установка для электроискрового щлифования; на фиг. 2 - принципиальная схема описываемого регулятора. Обрабатываемое изделие 1 (гильза) вращается вокруг своей оси. Электрод-инструмент 2 направляется кондуктором 3 и подается по мере износа и съема металла с детали цангой 4. Ползун 5 сообщает электроду возвратно-поступательное движение параллельно оси обрабатываемого изделия, при этом

величина хода возвратно-поступательного движения берется несколько больщей, чем длина обрабатываемой детали.

Обрабатываемое отверстие вначале всегда имеет отклонения от нравильной цилиндрической формы: конусность, овальность, бочкообразность или корсетность. (На фиг. 1 показана деталь с отверстием, имеющим конусность) . Электрод-инструмент, совершая возвратнопоступательное движение, сближается с обрабатываемой поверхностью до величины минимального зазора только в одном месте, а остальную часть времени находится от детали на значительно большем расстоянии. РавноKopOTKO.iy замыКапию, что вызовет нарушение работы станка. При малой пода-че электрода, гарантирующей от короткого замыкания, сни,жается производительность стайка.

В описываемой системе регулирования ироизводится запоминание минимального зазора и на нротяжении всего возвратно- ностуиательного хода электрода-инструмента со.храняется определенное состояние (позиция «стоп или «вперед) в зависимости от величины минимального зазора.

Для того чтобы измерить и запомнить минимальное налряжение на электродах в момеит пробоя, соответствующее : |инимальному зазору между электродами за. один ход электрода-инстру.мента, в регуляторе на вход усилителя иодается сигнал, сравненный с некоторым постоянны.м напряжением, резко изменяющийся при незначительиом отклонении зазора между электродами от заданной величины. Такой сигиал снимается с мостовой схемы как разность двух напряжений: напряжения на бал.ластном сопротивлении 6 и ностоянного наиряжения на делителе 7. При иодаче сигнала через диод 8 на конденсатор 9 обеспечивается зано.минание велнчины нан ряжения, соответствующего минимальному зазору между элекгродамн. Для уменьшения нотребления энергии от конденсатора 9 последний подключен к входу усилителя через высокоом-иые сопротивления 10 и //; для ограничения наиряжения на входе в усилитель и защиты цени базы триода 12 служит кремниевый стабилизатор 13.

Для обесиечения высокой ироизводительности станка регулирование должно быть пропорциональным, т. е. должна существовать линейная зависимость между скоростью якоря двигателя пода.чи и величиной минимального зазора между электродами.

Запаздывания в описываемой системе регулирования, обусловленные наличием запомина.ющего устройства, должны быть одноеторониими: сигнал на останов двигателя нри недопуетимом уменьшении зазора между электродами должен проходить мгиовеино, нначе произойдет короткое замыкание электродов, а еигнал иа подачу (позиция «вперед) должен поступать со значительными запаздываниями, иначе будет ироиеходить даже тфн зазоре, меньшем допустимого.

Опиеываемая система неревереивного регулирования отвечает всем перечисленным требованиям.

Сигнал об уменьшении зазора (т. е. об увеличении напряжения на балла-стном сопротивлении) поступает без заметного заназдывания: диод 8 пропускает ток заряда к конденсатору 9, время заряда которого ограничено только |Сопротивлениями 6 и 7, величина которых относительно мала. Сигнал об увеличении зазора ноступает е большим запаздЕяванием, так как конденсатор 9 при этом должен разрядиться, а разряд на низкоомные сонротивлеиия 6 и 7 невозможен из-за наличия в этой цени диода 8. Разряд возможен только через зысокоомные сонротитзления 10 и //, выбранные с расчетом иа обеспечение нужного заназдываннл команды «внеред. После сопротивлений 10 и // сигнал ностунает на вход нолупроводникозого усил)1теля, работающего в ключевом режиме.

Ток в цени база - э.миттер триода 12 онределяется двумя факторами: напряжением на стабилизаторе 13 и нульеирующим нанряжением, тюлучаемым от трансформатора 14 и диодов /5 и 16. Частота нульсаций напряжения На сопротивлении 17 составляет 100 ги. Этим напряжением триод 12 принудительно запирается.

Отпирание триода иод действием нанряжеиил с гнала мо:Кет не происходить или происходить на части триода, или занолиять почти весь триод, если уровень еигиала высок.

Отпирание триода 12 приводит к отпиранию триода 18, так как эмиттер первого неиосредстзеннс связан с базой второго триода. Когда триод 12 отнирается, потенциал его эмиттера становится более отрицательным, и триод 18, который paHbHie был заиерт положительным напряжением, поступившим на базу через сопротивление 19, под действием отрицательного смешения отппрается. Это нрпводнт к тому, что на базу триода 20, на которую раньше поетунало отринательное наиряжеиие через сопротивление 21 и диод 22, подается положительиый потенциал через еонротизлеиие 23. Триод 20 заиираетея, и ток в якоре 24 электродвигателя прерывается. Одновременно с этим открывается демпферный триод 25, который раньше был заперт положительным смешением на базе, снимаемым с диода 26.

Прекращеине тока в цени эмиттер - коллектор триода 20 - диод 26 - якорь 24 приводит с иадению до нуля смещения на базе триода 25. Оп отнирается и закорачивает якорь 24, переводя электродвигатель подачи электродов в режим динамичеекого торможения.

Триоды 18 и 20 образуют триггер с одним устойчивьв состоянием (полупроводниковое реле), т. е. каждый из триодов может быть нли полностью открыт, или полностью закрыт. Поэтому схема работает в ключевом режиме. РЬшульсы тока поступают в якорь 24 с частотой 100 гц, определяемой режимом работы триода 12.

Благодаря тому, что схема работает в ключево-м режиме, нагруженные выходные триоды не нагреваются и рассеивают небольшую мощность даже нрн больших токах якоря. Обмотка возбуждения 27 двигателя нодачи во время работы остается нодключенной к источнику постоянного тока.

Остальные элементы .схемы елужат дя следующих целей: диод 28 защищает базу триода 20 от перенапряжений; сопротивление 29 служнт для положительной обратной связи

Между триодами 18 и 20, сопротивление 30 служит для отпирания триода 25 при запертом триоде 20.

Оиисываемый регулятор реагирует на изменение напряжения сигнала в пределах 0,3 в, обеспечивает форсированные пусковые и тормозные режимы электродвигателя и позволяет осуществить регулирование электроискрового станка с достаточной точностью. Небольшое потребление тока на входе позволяет осуществить регулирование по амплитудному значениЕо напряжения на балластном сопротивлении 6, т. е. по минимальному .мгновенному знг..гиию напряжения на электродах в момент пробоя.

Предмет изобретения

1. Нереверсивный регулятор подачи электрода-инструмента, совершающего возвратнопоступательное движение, например, для электроэрозиоиного гплифовального станка с использованием в качестве исполнительного элемента шунтового электродвигателя, якорь

которсго питается от полупроводникового усилите,я, от.тчающпйся тем, что, с п,елью обеспечения мгновенной реакции регулятора и а уменьщенне межэлектродного зазора и запаздывания реакции на его увеличение при каждом возвратно-поступательном ходе электрода-нпстру юнта, регулятор снабжен устpoiicTiiOM, заном тающ1 м минимальное мгнокспноз значение напряжения на электродах в момент пробоя.

2. Регулятор по п. 1, от.гиуающийся тем, что о.н снабжен устройством, модулирующим сигнал с межэлектродиого зазора в импульсное напряжение с частотой, например, 100 гц ii подающим его в силитель.

3. Регулятор по нп. 1 и 2, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности регулирсзания путем переключен11я электродвигателя на режим динамического торможения в MOMeiiT резкого снижения напряжения на электродах, параллельно якорю электродвигателя включен триод, управляющий напряжением, поступающим на его базу с диода, стаиовленного в цепи якоря.

Фиг,2