Регулятор подачи электрода электроаэрозионного станка

(19) (11) 1)В 23 Р 1 БРЕТ СА Н АВТОРСН ВИ ЕТЕЛЬСТВУ Арутюнян,льскисеский институ изация электроашиностроение тво СССР1978.ОДАЧИ ЭЛЕКТОННОГО СТАН- состояния межмеханизм переля, включающий ционные преобГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(53) 621.9,048,4,06 (088.8) (56) 1. Гуткин Б. Г. Автома эрозионных станков. Л., М 1971, с, 1372. Авторское свидетельс604646, кл. В 23 Р 1/14 (54) (57) РЕГУЛЯТОР П РОДА ЭЛЕКТРОЭРОЗИ КА, содержащий датчик электродного промежутка мещения электрододержат пьезоэлектрические вибра 1024201 А разователи, упруго прижатые к ведомому элементу и подключенные к высокочастотному генератору через блок управления, отличающийся тем, что. с целью повышения КПД регулятора, каждыи из вибрационных преобразователей выполнен в виде двух установленных под углом друг к другу пьезоэлектрических элементов, сходящиеся концы которых жестко скреплены наконечником, находящимся в контакте с ведомым элементом, а расходящиеся концы соединены колодкой, при этом один из пьезоэлектрических элементов каждого вибрационного преобразователя через блок управления подключен к выходу высокочастотного генератора непосредственно, а другой через введенный в регулятор фазовращатель, который одновременно подклю-чен к выходу блока управления.Изобретение относится к электрофизическим методам обработки, в частности к конструкциям регуляторов подачи электрода электроэрозионного станка.Известны регуляторы аналогичного назначения, использующие электромеханичес 5 кие, электрогидравлические приводы 1).Недостатком этих регуляторов является наличие люфтов в кинематической цепи исйолнительного механизма и неравномерность перемещения эЛектродов при малых 10 скоростях слежения. Указанные недостатки ограничивают чувствительность и быстродействие регулятора, что приводит к уменьшению точности поддержания величины межэлектродного промежутка, а следовательно и точности обработки.15Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому изобретению является регулятор межэлектродного промежутка, содержащий датчик состояния межэлектродного промежутка, механизм перемещения электродержателя, включающий пьезоэлектрические вибрационные преобразователи, упруго прижатые к ведомому элементу - электрододержателю и подключенные к высокочастотному генератору через блок управления.Указанный регулятор обеспечивает достаточно высокую чувствительность и быстродействие 12).Недостатком регулятора является низкий КПД так как в нем пьезоэлектричес- зр кие вибрационные преобразователи содержат только по одному пьезоэлектрическому элементу, которые встречно с обеих сторон раздельно прижаты к ведомому элементу, вследствие этого для перемещения ведомого элемента в одну сторону должен ра ботать только один пьезоэлектрический вибрациоиный преобразователь, а второй преобразователь отключен, при этом силы трения в зоне контакта второго преобразователя с ведомым элементом препятствуют 4 р движению последнего и для преодоления которых затрачивается дополнительная энергия. Кроме этого, нормальная составляющая силы, действующей со стороны работающего преобразователя на ведомый элемент, увеличивает силы трения сопро тивления между ведомым элементом и направляющими корпуса, что в свою очередь также уменьшает КПД регулятора.Целью изобретения является повышение КПД регулятора.Указанная цель достигается тем, что в регуляторе подачи электродов, содержащем датчик состояния межэлектродного промежутка, механизм перемещения электрододержателя, включающий пьезоэлектрические вибрационные преобразователи, упруго прижатые к ведомому элементу и подключенные к высокочастотному генератору через блок управления, каждый из вибрационных преобразователей выполнен в виде двух установленных под углом друг к другу пьезоэлектрических элементов, сходящиеся койцы которых жестко скреплены наконечником, находящимся в контакте с ведомым элементом, а расходящиеся концы соединены колодкой, при этом один из пьезоэлектрических элементов каждого вибрационного преобразователя через блок управления подключен к выходу высокочастотного генератора непосредственно, а другой через введенный в регулятор фазовращатель, который одновременно подключен к выходу блока управления.На чертеже изображена схема предла. гаемого регулятора,Регулятор содержит пьезоэлектрические вибрационные преобразователи, выполненные в виде двух пар, установленных под углом друг к другу, пьезоэлектрических элементов 1,2 и 3,4, сходящиеся концы которых жестко скреплены наконечниками 5, а расходящиеся - соединены с колодками 6, упруго связанными с корпусом 7. Наконечники 5 плотно прижаты к ведомому элементу 8, на котором жестко закреплен электрододержатель 9. Пьезоэлектрические элементы 1,2 и 3,4 через контакты реле 10 подключены к высокочастотному генератору 11 электрических импульсов. В цепь питания пьезоэлектрических элементов 2 и 4 включен фазовращатель 12, обеспечивающий сдвиг фаз импульсов по отношению к импульсам подаваемым на пьезоэлектрические элемейты 1 и 3. Фазовращатель 12 и реле 10 подключены через трех- позиционный переключатель 13 к выходу датчика 14 состояния межэлектродного промежутка 15. Реле 10 с контактами 16, 17 и трехпозиционйый, переключатель 13 образуют блок 18 управления. Датчик 14 представляет собой четырехплечевой мост, одним плечом которого служит межэлектродный промежуток 15, а выходом - диагональ моста,При обработке сложноконтурных изделий регулятор снабжается дополнительным идентичным механизмом перемещения, установленным перпендикулярно к первому, а вместо трехпозиционного переключателя в блок управления вводится устройство двухкоординатного числового программного управления (не показаны),Регулятор работает следующи м обра зом.При наличии напряжения на межэлектродном промежутке 15 переключатель 13 устанавливается оператором в положение Вперед, при этом сигнал с диагонали мос. та подается на реле 10, реле срабатывает и от генератора 11 электрические импульсы, с частотой, соответствующей резонансной024201 3частоте продольных колебаний пьезоэлектрических элементов, через контакт 17 реле, 10 подаются на пьезоэлектрические элементы 1 и 3, а через фазовращатель 1 2 и контакты 1 б реле 10 - на пьезоэлектрические элементы 2 и 4. При этом пьезоэлектрические элементы 1,3 и 2 и 4 совершают механические колебания с одинаковой частотой, но с определенным сдвигом фазы. Вследствие этого наконечники 5 совершают двумерные механические колебания по замкнутой эллипсообразной кривой. В пределах одного цикла эллипсообразного движения наконечников 5 они проскальзывают относительно ведомого элемента 8 в течение одной половины цикла и заклиниваются в другой половине цикла. В результате ведомый элемент 8 совершает направленное поступательное движение. Изменением посредством фазовращателя 2 сдвига фазыподаваемых электрических импульсов на пьезоэлектрические элементы 2,4 плавно регулируется скорость поступательного движения ведомого элемента 8.Если в процессе обработки величина межэлектродного промежутка становится меньше допустимой, датчик 14 обесточивает реле 10, контакты 16 и 17 которого обесточивают пьезоэлектрические элементы 1 - 4. Движение электрода прекращается до тех пор, пока вследствие обработки величина межэлектродного промежутка не достигает требуемой величины и датчик 14 снова включает реле 10.Если же происходит короткое замыкание, то датчик 14 подает сигнал на фазовращатель 12, последний осуществляет сдвиг фазыимпульсов на пьезоэлектрические элементы 2 и 4 на 180 и происходит реверс ведомого элемента. Электрод начинает уда 4ляться до тех пор, пока не происходит разрыв короткого замыкания.Для перемещения электрода в обратномнаправлении в рабочем режиме для технологических целей переключатель 13 устанавливается оператором в положение Реверс, при этом на фазовращатель от датчика 14 подается необходимый сигнал для его срабатывания. В этом случае защита от коротких замыканий осуществляется 10 аналогичноРабота регулятора в качестве двухкоординатного механизма перемещения для обработки сложноконтурных изделий аналогична описанной работе однокоординатного механизма перемещений, При этом управление процессом обработки выполняется устройством двухкоординатного числового программного управления - без участия оператора. Предложенное конструктивное испол нение пьезоэлектрических вибрационных преобразователей, их осесимметричное расположение и схема управления обеспечивают существенное повышение КПД регулятора, так как все пьезоэлектрические элементы работают одновременно и согласованно, вследствие этого силы трения между наконечниками и ведомым элементом являются в среднем движущими силами и не препятствуют движению ведомого элемента. ЗО Кроме того, нормальные составляющие сил, действующих со стороны наконечников на ведомый элемент взаимно компенсируются, что уменьшает силы трения сопротивления, между ведомым элементом и направляющими корпуса, вследствие чего повышается КПД регулятора,Редактор А. ШандорЗа каз 4287/9 Составитель М. Климовская Техред И. Верес Корректор О. Билак Тираж 1106 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета, СССР по делам изобретений и открытий