Устройство для защиты от коротких замыканий при электроэрозионной обработке Советский патент 1977 года по МПК B23P1/02 

1

Изобретение отноеится к области электроэрозионной обработки с помощью проволочного непрофилированного электрода-инструмента различных металлов и сплавов.

Известны устройства для предотвращения Короткого замыкания при электроэрозионной Обработке проволочным электродом-инструментом, в которых специально снижают энергию, подводимую к эрозионному промежутку, с целью уменьщения вероятности обрывов электрода-проволоки. Но это также приводит и к снижению производительности при нормальном электроэрозионном процессе обработки.

Целью изобретения является устранение недостатков за счет ограничения тока через электрод-инструмент при коротком замыкании.

Это достигается тем, что в устройство включены трансформатор с прямоугольной петлей намагничивания и элемент задержки.

Электрическая принципиальная схема устройства представлена на чертеже.

Задающий генератор 1 импульсов через нелинейный элемент 2 включен к обмотке 3 трансформатора 4. Сердечник трансформатора 4 выполнен из запоминающего магнитопровода ИПГ с резко выраженной прямоугольной петлей гистерезиса, например феррита.

2

ВхОлТ, импульсного усилителя 5 мощности или другого спускового коммутатора мощности (например, тиристора или тиратрона) подключен через нелиней)1ый элемент 6 к обмотке 7 того же трансформатора 4. Выход импульсного усилителя 5 пли коммутатора мощности подключен к электроэрозионному промежутку, т. е. к проволочному электроду-инструменту 8 и к обрабатываемой детали 9, и параллельно, через элемент 10 задерл ки, нелинейный элемент 11, к обмотке 12 трансформатора. К обмотке 13 аналогично через нелинейный элемент 14 подключен вспомогательный имиульсный генератор 15, соединенный с одной стороны для синхронизации генерируемых импульсов через устройство 16 деления и элемент 17 задержки с задающим генератором, а с другой - с регулятором 18 подачи.

Регулятор 18 подачи, выполненный по известным схемам, на выход которого подается сигнал с эрозионного промежутка, управляет электродвигателем 19 подачи и осуществляет разрешение запуска вспомогательного генератора 15.

Работает схема следующим образом. Задающий генератор 1 генерирует импульсы тока с частотой f, причем униполярный пмпульсный ток, проходящий по обмотке 3, нере0 магничивает магнитопровод ППГ в одно из насыщенных состояний. В результате индуцируемый во время перемагничивания ток в обмотке 7 усиливается импульсным усилителем 5 мощности, поступает на электрод-инструмент 8 и производит эрозионную обработку. Одновременно рабочий импульс, задерживаясь в элементе 11, поступает на обмотку 12 трансформатора 4.

Направление включения обмотки 12 - обратное по сравнению с обмоткой 3, так что проходящий по ней импульс тока перемагничивает магнитопровод в противополол ное насыщенное состояние гистерезисной петли магнитопровода.

Последующий имнульс задающего генератора 1 вновь перемагничивает магнитопровод в первоначальное состояние и т. д.

При возникновении короткого замыкания электрода-инструмента 8 на деталь 9 импульсный ток через обмотку 12 резко уменьшится вследствие пунктирующего действия короткозамкнутого эрозионного промежутка и не сможет перемагнитить магнитопровод трансформатора 4 в первоначальное состояние, и тот останется насыщенным от предыдущего импульса тока задающего генератора 1. Последующие импульсы от задающего генератора 1 не могут индуцироваться в обмотке 7 и, таким образом, на вход усилителя 5 мощности перестают поступать запускающие импульсы с цепи электрода-инструмента 8 и детали 9, перестает проходить мощный импульсный ток, предохраняя тем самым проволочный электрод 8 от разогрева и обрыва.

Одновременно сигнал реверса регулятора 18 подачи является сигналом пуска вспомогательного генератора 15 импульсов. Импульсы этого генератора, проходя по обмотке 13, включенной синфазно с обмоткой 12, производят перемагничивание магнитопровода в первоначальное состояние, что дает возможность индуцировать импульсы задающего генератора 1 на входную обмотку 7 усилителя 5 мощности. Частота импульсов вспомогательного генератора 15 синхронизирована импульсами задающего генератора 1, но значительно ниже, благодаря работе делительного устройства 16.

Так как эффективный ток короткого замыкания через электрод-инструмент 8, который производит тепловое действие, равен:

. КЗ -I п Ти /2

где In - величина тока в импульсе; Тп -длительность импульса;

/2 - частота вспомогательного генератора,

причем то эффективный ток через электрод будет

эф. . раб где /эф. раб /п Ги/1,

И не будет производить разрушающего действия на электрод-инструмент 8.

По окончании короткого замыкания (за счет отвода электрода-инструмента с помощью регулятора подачи) последним импульсом вспомогательного генератора 15 магнитопровод переводится в исходное первоначальное состояние и затем вспомогательный генератор 15 выключ-ается сигналом регулятора 18 подачи. Вновь начинают индуцироваться импульсы тока от задающего генератора 1

на вход усилителя 5 мощности с частотой / и вновь начинается электроэрозионный процесс резания.

Нелинейные элементы, например диоды, в цепях обмоток служат для получения униполярных импульсов, способных односторонне перемагничивать магнитопровод, а также для ограничения обратного воздействия входной и выходной цепи усилителя мощности. Запирание вспомогательного генератора 15 сигналом регулятора 18 подачи может произойти только после генерирования очередного импульса тока. Элементы задержки служат для предотвращения совпадения во времени импульсов усилителя мощности и вспомогательного генератора с импульсами задающего генератора.

Формула изобретения

Устройство для защиты от коротких замыканий при электроэрозионной обработке, состоящее из задающего генератора, усилителя мощности, вспомогательного генератора и регулятора подачи, отличающееся тем, что, с целью ограничения тока через электрод-инструмент во время короткого замыкания, в него введен трансформатор с прямоугольной петлей намагничивания, включенный между

задающим генератором и усилителем мощности, выход которого через элемент задержки связан с другой обмоткой трансформатора, взаимодействующей с вспомогательным генератором, который управляется регулятором

подачи. . 7 . в