Электрогидравлический регулятор подачи электроэрозионного станка Советский патент 1980 года по МПК B23P1/14 

1

Изобретение относится к электрофизическим методам обработки и,-в частности, касается регуляторов подачи электроэрозионных станков.

Известен регулятор подачи электрода для электроэрозионных станков, который содержит электрогидравлический следящий привод с электромеханическим преобразователем (ЭМП), выполненным в виде подвижной катушки, помещенной в поле постоянного магнита и имеющей две управляющие обмотки со средней точкой, и электрическую схему регулирования,связывающую межэлектродный промежуток со входом ЭМП и содержащую блок защиты от шлакования, выполненный с применением электромагнитных реле l.

Недостатками известного устрой.ства являются пониженное быстродействие, отсутствие возможности независимой регулировки усиления с целью получения максимальной статической точности поддержания регулируемого параметра при условии динамической устойчивости работы привода подачи электрода, отсутствие ограничителя напряжения, поступающего на управляющую обмотку ЭМП при холостом ходе генератора технологического тока, а также пони женнная надежность в работе в связи с применением электромагнитного реле .

С целью улучшения качества регулирования процесса электроэрозион10 ной обработки, упомянутая средняя точка соединена с источником постоянного напряжения, одна из управляющих обмоток через дифференцирующий RС-контур и регулирующий ление резистор подключена к точке соединения эмиттеров симметричного эмиттерного повторителя, выполненного на транзисторах различной структуры и управляемого коллекторным током входного транзистора,

эмиттер которого соединен через делитель напряжения с источником постоянного напряжения, вырабатывающим опорный сигнал, а база - через

25 входной дифференцирукадий RС-контур и ограничитель напряжения с делителем напряжения, включенным параллельно межэлектродному промежутку (МЭИ), а другая обмотка соединена

30 с источником переменного напряжения, обеспечивающим вибрацию электрода, и одновременно через усилитель, работающий в ключевом режиме,триггер и устройство задержки обратного срабатывания - с дополнительным делителем напряжения,включенным параллельно МЭП.

С целью повышения динамических характеристик привода, дифференцирующие RC-контуры выполнены в виде параллельно соединенных резистора и емкости, параметры которых подобраны таким образом, что опережение по фазе обеспечивается на частоте, при .которой фазовая частотная характеристика разомкнутой системы без RC-контуров пересекает линию п .

С целью повышения точности поддержания регулируемого-параметра, ограничитель напряжения выполнен в виде последовательно включенных диода и низкоомного резистора, шунтирующих вход усилителя, причем точка, расположенная между диодом и резистором через делитель напряжения, регулирующий порог насыщения, соединена с источником постоянного напряжения.

С целью Обеспечения эффективной релаксации электрода в момент предшлакового состояния, устройство задержки обратного срабатывания выполнено в виде параллельной цепочки, состоящей из диода и резистора и соединяющей дополнительный делитель напряжения со входом триггера, причем вход триггера шантируется емко- стью и высокоомным резистором.

На чертеже схематически изображен предлагаемый регулятор.

Регулятор состоит из насосной установки, включающей резервуар 1 для масла, насос 2, фильтр 3, предохранительный клапан 4 и золотник 5 разгрузки,золотника б быстрых ходов, рабочего гидроцилиндра 7 с цанговым зажимом и гидроусилителя 8 с ЭМП выполненным в виде подвижной катушки. 9 помещенной в поле постоянного магнита и имеющей две управляющие обмотки 10 и 11 со средней точкой, причем последняя соединена с источником постоянного напряжения . Свободный конец управляющей обмотки 11 через резистор 12, регулирующий усиление, и )еренцирующий RC-контур,состоящий из резистора 13 и емкости 14, подключен к точке соединения эмиттеров симметричного эмиттерного повторителя, выполненного на транзисторах 15 и 16 различной структуры. Эмиттерный повторитель управляется коллектоным током входного транзистора 17, протекающим через резисторы от источника постоянного напряжения +Unom. причем эмиттер входного транзистора соединен через делитель 18 напряжени с источником постоянного напряжения +Uof,,, вырабатывающим опорный сигнал, и через сглаживающую емкость 19 с

минусом источника, а его база соединена через входной дифференцирующий RC-контур (20 и 21) и ограничитель напряжения с делителем напряжения, собранном на резисторах 22 и 23 и включенным параллельно МЭП, через который проходит ток от генератора импульсов. Ограничитель напряжения содержит последовательно включенные диод 24 и низкоомный резистор 25, шунтирующие вход усилителя, причем точка, расположенная между диодом и резистором, через делитель напряжения 26, регулирукнций порог насыщения соединена с источником постоянного напряжения + UonСвободный конец управлявощей обмотки 10 через токоограничивающий резистор 27 и делитель 28 соединен с источником переменного напряжения УОСЧ/ обеспечивающим вибрацию электрода, и через выключатель, усилитель, выполненный на транзисторах 29 и 30 и работаквдий в ключевом режиме триггер, собранный на транзисторах 31 и 32 и устройство задержки обратного срабатывания - с дополнительным делителем 33 напряжения, включенным параллельно МЭП. В схеме усилителя и триггера установлены согласующие резисторы.

Устройство задержки обратного срабатывания выполнено в виде параллельной цепочки, состоящей из диода 34 и резистора 35, соединяющей дополнительный делитель напряжения со входом триггера, причем вход триггера шунтируется конденсатором 36 и высокоомным резистором 37. Коллектор транзистора 31 через резистор 38 соединен с базой входного транзистора 17.

Регулятор работает следующим образом.

При включении насоса 2 масло чер фильтр 3 под давлением, определяемы настройкой предохранительного клапана 4, поступает через золотник 5 разгрузки в гидроусилитель 8 и дале (в зависимости от положения его заслонки) - в ту или иную камеру гидроцилиндра 7, обеспечивая соответствующее перемещение электрода. При включении электромагнита золотника давление в гидросистеме падает (режим разгрузки). Реверсивный золотник 6 быстрых ходов обеспечивает ускоренные наладочные перемещения электрода. Заслонка гидроусилителя жестко связана с подвижной катушкой 9, управляемой током в обмотках 10 и 11.

Перемещение электрода относительно обрабатываемой детали приводит к изменению среднего напряжения на ЮП и, следовательно, на резисторе 23. Если это последнее не превышает напряжения на низкоомном резисторе

25, диод 24 закрыт, и напряжение с резистора 23 через дифференцирующий RC-контур, обеспечивающий улучшение динамических характеристик привода, поступает на базу входного транзистора 17. Если же падение напряжения на резисторе 23 больше, чем на резисторе 25, диод 24 открывается и шунтирует вход усилителя, благодаря чему увеличение напряжения на МЭП сверх определенного уровня (на 20-30% выше рабочего напряжения), определяемого настройкой делителя 26 напряжения, практически не вызывает дальнейшего увеличения напряжения на базе входного транзистора 17.

Первый каскад усиления собран на входном транзисторе по схеме с общим эмиттером. Ток через транзистор 17 определяется напряжением между его эмиттером и базой. Напряжение на базе изменяется в соответствии с течением эрозионного процесса, а напряжение на эмиттере регулируется с помощью делителя 18 напряжения. Сбалансированное состояние выходного каскада, представ ляющего собой симметричный эмиттерный повторитель, устанавливается при некотором определенном значении тока через транзистор 17, благодаря чему, изменяя напряжение на эмиттере, можно сбалансировать усилитель при различных напряжениях на МЭП, иными словами, путем регулировки делителя 18 напряжения можно устанавливать различные рабочие напряжения технологического тока.

В сбсшансированном выходном каскаде напряжение в точке соединения эмит теров 15 и 16 равно Unyin- -, учитывая, что напряжение на средней точке катушки управления также равно -nuiVa , можно сделать вывод, что ток через управляющую обмотку 11 отсутствует. При изменении входного напряжения из,меняется ток через входной транзистор 17, что вызывает разбаланс выходного касксща и появление тока через.диф.ференцирующий контур, регулирующий усиление резистор 12 и управляющую обмотку 11, обеспечивающего перемещение катушки 9 и соответствующее перемещение поршня гидроцилиндра, направленное в сторону уменьшения ошибки (разности между заданной и фактической величинами среднего напряжения На МЭП).Параметры дифференцирующих RC-контуров расчитываются методами теории автоматического регулирования .таким образом, что создаваемое ими опережение по фазе обеспечивается на частоте, при которой фазовая частотная характеристика разомкнутой сиг стемы без RC-контуров пересекает линию JC .

Напряжение с МЭП поступает также ;на дополнительный делитель 33 напряжения и далее через устройство задержки обратного срабатывания - на вход триггера. Работа последнего характеризуется двумя устойчивыми со стояниями транзисторов. При нормаль ном течении процесса обработки транзистор 32 открыт, а 31 закрыт, а, следовательно, закрыты транзисторы 30 и 29. При снижении напряжения на , МЭП ниже минимально допустимого уровня (настраивается дополнительным целителем 33) транзистор 32 закры0еается, а 31 открывается. В результате открываются транзисторы 29 и 30, и в обмотке 10 возникает ток, обеспечивающий разведение электродов. При этом через резистор 38 обеспечи5вается изменение сигнала на обмотке 11 в сторону разведения электродов.

Устройство задержки обратного срабатывания работает следующим образом.

0

При снижении напряжения на МЭП конденсатор 36 быстро разряжается через диод 34 и дополнительный делитель 33 напряжения , благодаря чему обеспечивается релаксация элек5трода с минимальной задержкой.После разведения электродов на расстояние 0,1-0,2 мм возникает режим холостого хода и напряжение на МЭП резко возрастает, однако в этом случае

0 рост напряжения на базе транзистора 32 значительно замедлен, так как конденсатор 36 заряжается через резистор -35. В результате триггер срабатывает с задержкой, и этим

5 обеспечивается разведение электродов на расстояние до ,1-3 мм, достаточное для эффективной промывки межэлектродного зазора и разрушения шлаковых образований.

0

При выключении генератора технологического тока триггер обеспечивает быстрый отвод электрода.

Такое выполнение устройства обеспечивает улучшение качества регули5рования процесса электроэрозионной обработки.

Формула изобретения

1. Электрогидравлический регуля0тор подачи электроэрозионного станка, содержащий электромеханический преобразователь, имеющий две управляющие обмотки со средней точкой, электрическую схему управления,свя5зывающую включенный параллельно межэлектродному промежутку делитель напряжения с управляющими обмотками и источники постоянного и -переменного напряжения, отличаю0щийся тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона регулирования, в него введены эмиттерный повторитель на двух транзисторах различной проводимости .с управляющим

5 каскадом на транзисторе, эмиттер которого связан через делитель напряжения с источником постоянного напряжения; входной и выходной дифференцирующие RC-контуры, ограничитель напряжения, дополнительный делитель напряжения, подключенный параллельно межэлектродному промежутку, усилитель, триггер и устройство задержки обратного срабатывания,причем одна из упомянутых управляющих обмоток через переменный резистор и выходной RС-контур соединена с выходом эмиттерного повторителя, а база транзистора управляющего каскада через входной RC-Ko1iTyp и ограничитель напряжения соединена с упомянутым делителем напряжение, вторая управлякхцая обмотка соединена с источником переменного напряжения и, через последовательно соединенные усилитель, триггер и устройство задержки обратного срабатывания, с упо мянутым дополнительным делителем напряжения, а -к средней точке управляющих обмоток подключен источник постоянного напряжения.

2.Регулятор по П.1, отличающийся тем, что ограничитель напряжения выполнен в виде последовательной цепочки из диода и низкоомного резистора, общая точка которых через потенциометр соединена с источником постоянного напряжения.

3.Регулятор по П.1, отличающийся тем, что устройство задержки обратного срабатывания выполнено в виде двух цепочек, одна из которых, состоящая из параллельно соединенных диода и резистора, включена между дополнительным делителем и входом триггера, а вторая, состоящая из параллельно соединенных резистора и конденсатора, шунтирует вход триггера .

Источйики информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 347145; кл. В 23 Р 1/02, 1969.