Многоканальный источник питания Советский патент 1986 года по МПК B23H1/02 

Изобретение относится к электро эрозионной обработке, а именно ,к источникам питания для многоконуурной обработки на копировально-прошивочном станке, , Известны источники питания для многоконтурной обработки, усилители мощности которых представляют собой параллельно включенные транзисторные каскады, объединенные в группы и переключаемые синхронно управляющими импульсами от задающего генератора, В таких источниках питания параметры технологических импульсов одинаковы в каждомканале, поскольку в задающем генераторе происходит лишь размножение генерируемой последовательности импульсов. Известны также многоканальные программно-управляемые источники питания электроэрозионных станков, содержащие задающий генератор сетки частот и усилители мощности, объединенные в N каналов, каждый из которых имеет отдельный источник силового напряжения, режимы которых переключаются от устройства цифровой индикации вертикального перемещения шпинделя, Однако для известных схем многоканальных источников питания характерны невозможность раздельного регулирования в каждом канале параметров в том числе временных технологических импульсов, сложность выборов оптимальных режимов обработки, так как каждый режим устанавливается вручную, многими органами управления в соответствии с количеством регулируемых параметров, Это ограничивает возможность автоматической корректировки технологических параметров. Целью изобретения является обеспечение автоматизации процесса много контурной обработки и экономичности источника питания. Поставленные цели достигаются тем что в источник питания введено по стоянное запоминающее устройство, по меньшей мере, с тремя группами выходов, для каждого из N каналов и в каждый канал введены коммутатор с адресными и информационными входами и счетчик с переменным коэффициентом пересчета со счетньм и инфор. мационными входами, причем первая jrpynna входов постоянного запоминающего устройства в каждом канале свя- 82 зана с адресными входами коммутатора, информационные входы которого подсо-, единены с выходами генератора сетки частот, а выход - к счетному входу счетчика, вторая группа выходов - с информационными входами счетчика, а третья группа выходов - с управляющими входами усилителя мощности. Для оптимизации процесса обработки между выходом счетчика и соответствующим входом усилителя мощности в каждом канале включен низкочастотный генератор (таймер) и в каждый канал введен преобразователь напряжение частота, выход которого соединен с управляющим входом низкочастотного генератора, вход - с выходом датчика условий обработки. Кроме того, для оптимизации процесса дополнительно между информационными входами счетчика и соответствующей группой выходов постоянного запоминающего устройства в каждом канале включен сумматор, управляющий вход которого соединен с выходом датчика величин технологических параметров. На фиг, 1 изображена блок-схема предлагаемого источника питания; на фиг, 2 - временные диаграммы его работы. Заготовка 1 обрабатывается электpoдaIvш-инструментами 2, 3 и 4 (в общем случае N электродов. Фиг. 1 отражает частный случай, когда пластинчатые электроды 2, 3 и 4 имеют эквидистантные охватывающие профили и расположены один под другим, Злектроды-инструменты 2, 3 и 4 подсоединены к выходам соответствующих усилителей мощности 5, 6 и 7, которые в транзисторных источниках питания выполняют каждый в виде группы параллельно соединенных переключающих ка- каскадов, подключенной к силовому источнику постоянного напряжения последовательно с эрозионной нагрузкой. Выходы задающего генератора 8 сетки частот соединены с информационными входами коммутатрров 9, 10 и М каждого из N каналов. Выходы коммутаторов 9, 10 и 11 соединены со счетными выходами счетчиков 12, 13 и 14 с переменным коэффициентом деления, информационные входы последних подсоединены к постоянному запоминающему устройству 15 а выходы счетчиков 12, 13 и 14 подсоединены к входным цепям усилителей мощности 5 6 и 7, другие входы которых подсоединены к выходам постоянного запоминающего устройства 15. Согласно другому варианту предлагаемого источника питания к каждому эрозионному промежутку подключены датчики 16, 17 и 18 условий обработки, выходы ко торых соединены с входами преобразователей напряжение - частота, выхода которых подсоединены к входам низкочастотных генераторов 19, 20 и 21, другой вход низкочастотных генераторов 19, 20 и 21 подключен к выходам счетчиков 12, 13 и 14, а выходы подключень к первым входам усилителей мощности 5, 6 и 7, Согласно.третьему варианту предлагаемого источника питания к инфор мационным входам счетчиков 12, 13 и 14 подключены выходы сумматоров 22, 23 и 24, а первые входы сумматоров 22, 23 и 24 подключены к выходу постоянного запоминакмцего устройств 15, а вторые входа сумматоров 22, 23 и 24 подключены к выходам датчиков 25, 26 и 27 технологических пара ,метров. Многоканальный программно-управл емый источник питания электроэрозион ного станка работает следующим образом. Генератор 8 сетки частот выполнен в виде мультивибратора с кварцевым резонатором, управляющего делениями частоты, выходы которых подключены к информационнь1м входам коммутаторов 9, 10 и 11. Автоматическое управление режимами осуществляется с помощью постоянного запоминающего устройства 15, в которое введены данные о требуемых технологических параметрах и которое имеет для каждого N каналов L групп выходов соответственно количеству регулируемых параметров импульсов технологического тока. Сигналы с выхода постоянного запоминающего устройства 15 поступают на адресные входа коммутаторов 9, 10 и 11 и. в соответствии с кодом, поступающим с выхода постоянного запоминающего устройства 15, на выхо дах коммутаторов появляются импульсы с периодом следования, который и определяет паузу между импульсами ггехнологического тока. От постоянного запоминающе гЬ устройства 15 закодированные сигналы поступают на информационные входа счетчиков 12, 13 и 14, коэффициент пересчета которых определяется кодом, поступающим на информационныь)е входа счет- чиков, которые и определяют требуемую длительность импульсов технологического тока. С выхода постоянного запоминающего устройства 15 закодированные сигналы поступают на входы усилителей мощности 5, 6 и 7 и в соответствии с кодом открываются входы усилителей мощности 5, 6 и 7 для прохождения управляющих сигналов с выходов счетчиков 12, 13 и 14, припричем количество включенных каскадов пропорционально коду числа поступающего с выхода постоянного запоми|Нающего устройства 15, что в конечном счете определяет амплитуду импульсов технологического тока. Итак, временная последовательность импульсов формируется на выходе счетчиков 12, 13 и 14. Предлагаемую схему можно модифици- рсвать применительно к другим формам импульсов технологического тока: гребенчатой формы, с нарастающим передним фронтом, с пиком на пьедестале и т.п. Амплитудные значения в случае применения параллельных транзисторных каскадов легко уменьщить переключением (с требуемым временньм сдвигом необходимого числа одновременно рабо тающих каскадов). Согласно другому варианту источника питания датчики 16, 17 и 18 условий обработки подключены к каждому электроэрозионному промежутку, которые фиксируют, например, среднее или амплитудное значение напряжения на электродах. К выходам датчиков 16, 17 и 18 подсоединены входы преобразователей напряжение - частота, управляющих низкочастотными генератора- ми (таймерами) 19, 20 и 21, которые модулируют последовательность импульсов на выходе счетчиков 12, 13 и 14, что позволяет оптимизировать процесс обработки без изменения качества поверхности и износа инструмента. Согласно третьему варианту предлагаемого источника питания в каждый канай предлагается сумматор 22, 23 и 24, на первый вход которого подается первое слагаемое с выхода постоянного запоминающего устройства 15, на второй вход сумматора 22, 23 и 24 подается код второго слагаемого про-

порционального величинам технологических параметров, например шероховатости RCX поверхности, бокового зазора S,, износа Д1нструмента V и других параметров, которые определяются датчиками 25, 26 и 27 величин технологических параметров, С помощью сумматоров 22, 23 и 24 осуществляется автоматическая коррекция данных, поступающих из постоянного запоминающего устройства 15, путем изменения коэффициента деления счетчиков 12, 13 и 14 .пропорционально изменению кода на выходе сумматоров 22, 23 и 24, подключенных к информационным входам счетчиков 12, 13 и 14,

Работа предлагаемого многопози- ционного программно-управляемого источника питания электроэрозионного станка поясняется рременными диаграммами, изображенными на фиг. 2, где приняты следующие обозначения, а импульсы первого канала, б - импульсы второго канала, в - импульсы третьего канала, г - импульсы третьего канала следующие пакетами, д импульсы третьего канала, скорректированные по длительности; fj, - одна из частот в генерируемой сетке частот, tg - длительность паузы между импульсами;, технологического тока, t, - длительность импульсов техноло

гического тока, ig - амплитуда импульсов технологического тока, t пауза между пакетами импульсов технологического тока, t - длительность пакета импульсов технологического тока,

В соответствии с требуемыми технологическими характеристиками устанавливают адреса коммутаторов 9, 10 и 11 в соответствии с кодом постоянного запоминающего устройства 15, на выходе коммутаторов 9, 10 и 11 устанавливаются заданные частоты (например, на фиг. 2 f f . с{р). На выходах постоянного запоминающего устройства 15 формируются коды чисел задакицих коэффициенты деления счетчиков 12, 13 и 14 (например, на фиг, 2 Кдел Кдел 5; Kf,ef. 7), На других выходах формируются коды сигналов, задающие амплитуды импульсов технологического тока, например количество отключенных каскадов. На фиг, 2 амплитуды токов составляют в относительных единицах.

обратно пропорциональных количеству

/ отключенных каскадов, ig 2; ip

1,5; ig 1, Счетчики 12, 13 и 5 14 формируют временную последовательность импульсов; приходящим импульсом отрабатывается пауза, длительность которой равна (в общем случае кратна) периоду тактовой

0 частоты to 1 /f (, затем счетчик формирует импульсы заданной длительности согласно закодированному Коэффициенту деления, после чего ус(ганавливается в исходное нулевое

5 состояние, далее процесс повторяется , На фиг, 2 видно, что импульсы техтехнологического тока первого канала обеспечивают предварительную обработку, импульсы второго канала - промежуточную обработку, а импульсы тре тьего канала - окончательную обработку. Если какой-либо из датчиков 16, 17 и 18 условий обработки фиксирует ухудшение состояния обработки, например появление в течение заданного времени так называемых шлаковых импульсов, то сигналом преобразователя напряжение - частота включается низкочастотный генератор (таймер)

0 19, 20 и 21, который своим сигналом модулирует сигнал с выхода счетчика 12, 13 и 14, за счет этого увеличивается скважность импульсов технологического тока и как следствие снижается его средний уровень (см. фиг. 2г). После восстановления нормального состояния процесса уровень напряжения между электродами повышается, что приводит к выключению таймера 19, 20

0 и 21 .

В том случае, когда с помощью какого-либо из датчиков 25, 26 и 27 технологических параметров обнаруживается отключение величин технологических параметров от требуемых, вызванное, например, изменением напряжения питающей сети, состава рабочей жидкости или материала детали, кор- рекцию длительности импульсов технологического тока на величину, кратную периоду тактовых импульсов, осуществляют с помощью изменения в соответствующем сумматоре 22, 23 и 24 суммы или разности за счет слагаемого или

5 вычитаемого поступающих с выходов дат чиков 25, 26 и 27, что и изменяет коэффициент деления соответствующего счетчика. На фиг, 2д показано, как

длительность импульсов увеличивается (Кде 9 вместо У-Агц l) , если необходимо уменьшить износ инструмента или несколько увеличить величину межэлектродного зазора, и уменьшается

Кдел вместо 7) , если необходимо увеличить качество поверхности (уменьшить Rq) или уменьшить величину межэлектродного зазора.

Таким образом, предлагаемый многоканальный программно-управляемый источник питания обеспечивает возможность автоматического задания режимов мнороконтурной обработки на злектроэрозионном копировально-прошивочном станке и их оптимизации, возможность одновременной обработки детали в предварительном, промежуточном и

окончательном режиме, существенно упрощает технологию малоизносной обработки за счет уменьшения количества 5 регулируемых параметров.

Элементной базой задающего генератора .8 сетки частот, коммутаторов 9, 10 и 11, счетчиков 12, 13 и 14

JO постоянного запоминающего устройства 15, сумматоров 22, 23 и 24, низкочастотных генераторов (таймеров) 19, 20 и 21 являются, интегральные схемы малой и средней степени интеграции,

15 В качестве постоянного запоминающего устройства 15 в простейшем случае могут служить переключатели с шифраторными матрицами или кодовые декадные переключатели.

1. МНОГОКАНАЛЬНЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ электроэрозионного станка, содержащий задающий генератор сетки частот и объединенные в N каналов усилители мощности, каждый из которых снабжен отдельным источником силового напряжения, отличающийся тем, что, с целью обеспечения автоматизации процесса многоконтурной обработки и повышения экономичности источника питания, в него введено постоянное запоминаняцее устройство, по меньшей мере, с тремя группами выходов для каждого из N каналов и в каждый канал введены коммутатор с адресными и информационными входами и счетчик с переменным коэффициентом пересчета со счетным и информационными входами, причем первая группа выходов постоянного запоминакщего устройства в каждом канале связана с адресными входами ком. мутатора, информационные входы которого подсоединены к выходам генератора сетки частот а выход к счетному входу счетчика, вторая группа выходов - с информационными входами счетчиков, а третья группа вькодов - с управлякяцими входами усилителя мощности. 2. Источник по п. 1, отличающийся тем, что, с целью оптимизации процесса обработки, между выходом счетчика и соответствукгщим входом усилителя мощности в каждом канале включен низкочастотный генератор (таймер) и в каждый канал введен преобразователь напряжение - (Л частота, выход которого соединен с управляющим входом низкочастотного генератора,, а вход предназначен для подключения датчика условий обработки. 00 4 О) 3. Источник поп, 1, отличающийся тем, что, с целью оптимизации процесса обработки, между информационными входами счетчика сл и соответствующей группой вькодов 00 постоянного запоминающего устройства в каждом канале включен сумматор, управлякщий вход которого предназначен для подключения датчиков величин технологических параметров.

16

Т

-t

I

I

17

.

Ъ.

I

-а

Фиг.1

tot

//р2 «

,

i

пппппппдпппппяшкшпштппвпппппппйпппппапппдпппйвппппипшшпппяпг

frj

tiJ

|K(fe/i 7i|

л I

«

3 канал