Датчик касания электродов Советский патент 1978 года по МПК B23P1/04 

Изобретение относится к размерной электрохимической обработке (РЭХО) и может быть использовано в электрохимических станках при проведении обработки в им пульсно-цикличном рржиме.

При проведении РЭХО в импульснсх цикличном режиме рабочий межэлектроцный зазор (МЭЗ) обычно устанавливают методом ощупываиня электродов, т.е. путем сближения электродов до их касания и отвода на заданный рабочий МЭЗ. Для проведения этого процесса используют различные датчики касания (ДК), принцип действия которых основан на особенности вольт-амперной характеристики применяемых электролитов. Особенность характеристики применяемых электролитов (вводные растворы М01СБ и др.) заключается в том, что ток через них начинает проходить только при напряжении на электродах выше потенциала их разложения, а при подаче на электроды напряжения ниже потенциала их разложения ( -i 1 В) ток через межэлектроаный промежуток (МЭП) не про. ходит. Появление тока, проходящего через МЭП, при касании электродов исполь . зуют для подачи выходного сигнала ДК, В известном устройстве опорное переменное напряжение ( 2В) подается на электроды станка и на трансформатор. Напряжение, снимаемое с трансформатора, выпрямляется и подается на вхоц триггера Шмидта. Устройство имеет реле, которое может замыкать (или размыкать) контакты и подавать выходной сигнал присрабатывании триггера. Триггер срабатывает при касании электродов, исчезновении напряжения на трансформаторе и, следовательно, на входе триггера Г.

Описанное устройство имеет ряд недостатков. Подача на электроды переменного напряжения выше потенциала

разложения электролита ( 2В) приводит к анодному растворению электрода-инструмента (ЭК), что лишает процесс РЭХО основного преимущества перед другими видами обработки - отсутстьию износа инструмента. Снижение.

опорного напряжения ниже потенциала разложения электролита привецет к неустойчивой работе выпрямительных пиодов и, слецовательно,, к неустойчивой работе ДК. В применяемых, электролитах всегда имеются в небольшом количестве так называемые посторонние ионы или молекулы, способные /реагировать на электродах при потенциалах ниже потенциала разложения основного электролита. В связи с этим при больших площадях обрабатываемых деталей и интенсивной прокачке электролита через межэлектродный промежуток (МЭП) посторртше ионы реагируют на электродах, что может приводить к ложному срабатыванию ДК, т.е. пЬявлению выходного сигнала при отсутстЕин цействитального касания электродов. При больших площадях обработки емкостное сопротивление в МЭП резко падает за счет большого значения емкое ти двойного электрического слоя на границе раздела фаз в МЭП, что таюке мох(ет приводить к ложному срабатыванию ДК. Электромеханическое реле, примененное в известном ДК, обладает малым быстродействием, что лишает возможности проводить РЭХО в импульсно-цикличном режиме с большой частотой циклов. Таким образом, недостатками известного ДК являются износ ЭЙ, ненадежность работы при изменении площади обрабатываемой детали и недостаточно высокое быстродействие.

Целью изобретения является предотвращение износа ЭЙ, обеспечение надежности работы ДК при изменении площади обрабатываемой детали и повышение его быстродействия.

Поставленная.цель достигается тем, что в ДК, содержащий источник постоянного напряжения и делитель,обеспечивающие подачу на электроды напряжения ниже потенциала разложения электролита, введен операционный усилитель (ОУ) инвертирующий вход которого соединен через резистор защиты с деталью и через диод защиты с ЭЙ, а неинвертиругощий вход которого соединен через резистор защ1ггы с деталью и через диод защит с ЭЙ, а неинвертирующий вход соединен через резистор положительной обратной связи с выходом ОУ и вторым делителем напряжения, причем выход ОУ является выходом ДК электродов.

На чертеже представлена схема ДК.

ДК содержит источник постоянного напряжения Ugj, делиа ль напряжения, образованны; резисторами 1 и 2, диод 3, ОУ (например, типа 1УТ401А), диод

4 зашиты, резистор 5 зашиты, второй делитель напряжения, об{зазованный резисторами 6 и 7., и резистор 8 положительной обратной связи.

При отсутствии касания электродов на деталь подается fO,. Этот поте1щиал, величина которого значительно меньше входного сопротивления ОУ, поступает через резистор на инве{ гируклдий вход ОУ. На неинвертирующий вход ОУ через делитель/резисторы 6 и 7 ) поступает опорное напряжение, величина которого приб-лизительно равнаполовинеПупр При этом потенциал инвертирующего входа ОУ будет более положителен, чем не инвертирующего, и на выходе ОУ будет сформировано отрицательное напряжение, которое через резистор 8 поступает на неинвертирующий вход (положительная обратная связь) и понижает поте1щиал неинвертируютчего входа, что эквивалентно увеличениюШу...

При касании электродов напряжение на детали уменьшается до нуля, потенциал инвертирующего входа также падает до нуля, а потенциал неинвертирующего . входа, равный 0,511 , будет положительным по отношению к инв отируюшему входу ОУ, что приведет к формированиюна выходе ОУ положительного напряже1тя. Это напряжение через резистор 8 положительной обратной связи поступает на нешшертируюший вход, что эквивалентно увеличению сигнала на неинвертирутощем входе.

Подача на электроды низкого напряжения исключает анодное растворение (износ) ЭЙ. Электронная схема ДК обеспечивает его высокое быстродействие. Гисторезис порога срабатывания ДК позволяет увеличить действующую на вход , усилителя величину управляющего сигнала. Использование компенсированного ОУ позволяет уменьшить разС)рос входных характеристик усилителя ДК как при смене усилителей, так и при изменении температуры окружающей среды. Повышение чувствительности ДК, отсутствие потерь входногосигнала на выпрямительных диодах (используемых в прототипе), позволяют работать Д К в широком диапазоне изменения обрабатыЕ аемой площади, присутствии в электролите посторош их ионов без ложных срабатываний.

Формула изобретения

Датчик касания электродов электрохимического станка, содержащий источник

аостоянного напряжения и делитель напряжения, обеспечивающие подачу на электрод-инструь;ент и деталь напряжения,, ниже потенциала разложения электролита, отличающийся тем, что, с целью предотвращения износа электродаинструмента, повышения надежности и быстродействия датчика, в него введен операционный усилитель с положительной обратной связью и дополнительный Д1 литель напряжения, подключенный к данному источнику, причем инвертирующий вход операционного усилителя через резистор защиты связан с деталью и через диод защиты с электродом-инструментом неинвертируюший вход связан с данным делителем, а выход операционного усилителя является выходом датчика.

Источники информации, принятые по внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство № 413012, кл. В 23 Р 1/02, 1974.

Н детали

/Г злентроддинструменту

У выл