Электрогидравлический регулятор подачи электроэрозионного станка

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 120977 (21) 2523596/25-08с присоединением заявки Мо -(51)М, К 1,2 В 23 Р 1/14 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения В.К.Свешников,Н.В,Рябинин и В.П,Петровский Ордена Трудового Красного Знамени экспериментальный научнОисследовательский институт металлорежущих станков(54) ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИИ РЕГУЛЯТОР ПОДАЧИ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОГО СТАНКА Изобретение относится к электро- физическим 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 1. 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 ЭМПпри холостом ходе генератора технологического тока, а также пониженнная надежность в работе в связис применением электромагнитного реле. С целью улучшения качества регулирования процесса электроэрозион ной обработки, упомянутая средняяточка соединена с источником постоянного напряжения, одна из управляющих обмоток через дифференцирующий 8 С-контур и регулирующий усиление резистор подключена к точкесоединения эмиттеров симметричногоэмиттерного повторителя, выполненного на транзисторах различнойструктуры и управляемого коллекторным током входного транзистора,эмиттер которого соединен через делитель напряжения с источником постоянного напряжения, вырабатывающим опорный сигнал, а база - через 25 входной дифференцирующий йС-контури ограничитель напряжения с делителем напряжения, включенным параллельно межэлектродному промежутку(МЭП), а другая обмотка соединена З 0 с источником переменного напряжеЗО ния, обеспечивающим вибрацию электрода, и одновременно через усилитель, работающий в ключевом режиме,триг-гер и устройство задержки обратного срабатывания - с дополнительным делителем напряжения, включенным параллельно МЭП.С целью повышения динамических характеристик привода, дифференцирующие В 0-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 беэ ВС-контуров пересекает линию тсС целью повышения точности поддержания регулируемого параметра, ограничитель напряжения выполнен в виде последовательно включенных диода и низкоомного резистора, шунтирующих 20 вход усилителя, причем точка, расположенная между диодом и резистором, через делитель напряжения, регулирующий порог насыщения, соединена с источником постоянного напряжения. 25С целью обеспечения эФФективной релаксации электрода в момент пред- шлакового состояния, устройство задержки обратного срабатывания выпол. нено 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.35На 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 магии та и имеющей две управляющие обмотки 10 и 11 со средней точкой, причем последняя соединена с источником постоянного напряжения + в "-; СвободныйОп гп.конец управляющей обмотки 11 через 50 резистор 12, регулирующий усиление, и дифференцирующий Вб-контур,состоящий иэ резистора 13 и емкости 14, подключен к точке соединения эмиттеров симметричного эмиттерного повторителя, выполненного на транзисторах 15 и 16 различной структуры. Эмиттерный повторитель управляется коллекторным током входного транзистора 17, протекающим через резисторы от источника постоянного напряжения +О,и 1 60 причем эмиттер входного транзистора соединен через делитель 18 напряжения с источником постоянного напряжения +О,вырабатывающим опорный сигнал, и через сглаживающую емкость 19 с б 5 минусом источника, а его база соединена через входной дифференцирующийВС-контур (20 и 21) и ограничительнапряжения с делителем напряжения,собранном на резисторах 22 и 23 ивключенным параллельно МЭП, черезкоторый проходит ток от генератораимпульсовОграничитель напряжениясодержит последовательно включенныедиод 24 и низкоомный резистор 25,шунтирующие вход усилителя, причемточка, расположенная между диодом ирезистором, через делитель напряже- .ния 26, регулирующий порог насыщения,соединена с источником постоянногонапряжения + О 0,Свободный конец управляющей обмотки.10 через токоограничивающийрезистор 27 и делитель 28 соединенс источником переменного напряженияОщ, обеспечивающим вибрацию электрода, и через выключатель, усилитель, выполненный на транзисторах 29и 30 и работающий в ключевом режиме,триггер, собранный на транзисторах31 и 32 и устройство задержки обратного срабатывания - с дополнительным делителем 33 напряжения, включенным параллельно МЭП. В схемеусилителя и триггера установлены согласующие резисторы.Устройство задержки обратного срабатывания выполнено в виде параллельной цепочки, состоящей иэ диода34 и резистора 35, соединяющейдополнительный делитель напряжениясо входом триггера, причем входтриггера шунтируется конденсатором36 и высокоомным резистором 37. Коллектор транзистора 31 через резистор 38 соединен с базой входноготранзистора 17. Регулятор работает следующим образом.При включении насоса 2 масло через фильтр 3 под давлением, определяемым настройкой предохранительного клапана 4, поступает через золотник 5 разгрузки в гидроусилитель 8 и далее (в зависимости от положения его заслонки) - в ту или иную камеру гидроцилиндра 7, обеспечивая соответствукщее перемещение электрода. При включении электромагнита золотника 5 давление в гидросистеме падает (режим разгрузки). Реверсивный золотник б 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 МЭП и, следовательно, на резисторе 23. Если это последнее не превышает напряжения на низкоомном резисторе25, диод 24 закрыт, и напряжение с резистора 23 через дифференцирукщий ЯС-контур, обеспечивающий улучшение динамических характеристик привода, поступает на базу входного транзистора 17, Если же падение напряжения 5 на резисторе 23 больше, чем на резисторе 25, диод 24 открывается и шунтирует вход усилителя, благоцаря чему увеличение напряжения на МЭП сверх определенного уровня (на 20-30110 выше рабочего напряжения), определяемого настройкой делителя 26 напряжения, практически не вызывает дальнейшего увеличения напряжения на базе входного транзистора 17. 15Первый 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, представляющего 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. 35В сбалансированном выходном каскаде напряжение в точке соединения эмиттеров 15 и 16 равно " в "щ"- ; учитывая,ъ фчто напряжение на средней точке катушки управления также равно "ъ 2 40 можно сделать вывод, что ток через управляющую обмотку 11 отсутствует. При изменении входного напряжения изменяется ток через входной транзистор 17, что вызывает разбаланс выходного 45 каскада 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 ИЭП).Параметры дифференцирующих ЯС-контуров расчитываются методами теории автоматического регулирования .таким образом, что создаваемое ими опережение по фазе обеспечивается на частОте, при которой фазовая час- . тотная.характеристика разомкнутой си-, 60 стемы без ЯС-контуров пересекает линиюзс .Напряжение с ИЭП поступает также на дополнительный делитель 33 напряжения и далее через устройство за держки обратного срабатывания - на вход триггера, Работа последнего характеризуется двумя устойчивыми со стояниями транзисторов. При нормальном 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 закрывается, а 31 открывается. В результате открываются транзисторы 29 и 30, и в обмотке 10 возникает ток, обеспечивающий разведение электродов. При этом через резистор 38 обеспечивается изменение сигнала на обмотке 11 в сторону разведения электродов.Устройство задержки обратного срабатывания работает следукщим образом.При снижении напряжения на МЭП конденсатор 36 быстро разряжается через диод 34 и дополнительный делитель 33 напряжения , благодаря чему обеспечивается релаксация электрода 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 рост напряжения на базе транзистора 32 значительно замедлен, так как конденсатор 36 заряжается через ре-. зистор .35. В результате триггер срабатывает с задержкой, и этим обеспечивается разведение электродов на расстояние до,1-3 мм, достаточное для эффективной промывки межэлектродного зазора и разрушения шлаковых образований.При выключении генератора технологического тока триггер обеспечивает быстрый отвод электрода.Такое выполнение устройства обеспечивает улучшение качества регулирования процесса электроэрозионной обработки,Формула изобретения1. Электрогидравлический регулятор подачи электроэрозионного станка, содержащий электромеханический преобразователь, имеющий две управляющие обмотки со средней точкой, электрическую схему управления,связывающую включенный параллельно межэлектродному промежутку делитель напряжения с управляющими обмотками и источники постоянного и переменного напряжения, о т л и ч а ю ц и й с я тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона регулирования, в него введены эмиттерный повторитель на двух транзисторах различной проводимости .с управляющим каскадом на транзисторе, эмиттер ко742094 Составитель В.ВладавскийРедактор В.Зарванская Техред Ж.Кастелевич Корректор М,Вигула 160 комитет открыт шская нЗаказ 3566/4 Ти ЦНИИПИ Государствен по делам иэобрете 113035, Москва, Жаж ог ий Рпи д.4/ илиал ППП "Патент", г,ужгород, ул,Проектная,4 торого связан через делитель напряжения с источником постоянного напряжения; входной и выходной диФференцирующие В 0-контуры, ограничитель напряжения, дополнительный делитель напряжения, подключенный параллельно межэлектродному промежутку,усилитель, триггер и устройство задержки обратного срабатывания, причем,одна иэ упомянутых управляющих обмоток через переменный резистор ивыходной К 0-контур соединена с выходом эмиттерного повторителя, а базатранзистора управляющего каскадачерез входной КС-контур и ограничитель напряжения соединена с упомянутым делителем напряженид, втораяуправляющая обмотка соединена с источником переменного напряжения и,через последовательно соединенныеусилитель, триггер и устройство задержки обратного срабатывания, с упо-омянутым дополнительным делителем напряжения, а:к средней точке управляющих обмоток подключен источник постоянного напряжения,2. Регулятор по п.1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что ограничительнапряжения выполнен в виде последовательной цепочки из диода и низкоомного резистора, общая точка которыхчерез потенциометр соединена с источником постоянного напряжения.3, Регулятор по п.1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что устройство задержки обратного срабатывания выполнено в виде двух цепочек, одна иэ которых, состоящая иэ параллельно соединенных диода и резистора, включенамежду дополнительным делителем ивходом триггера, а вторая, состоящаяиэ параллельно соединенных резистораи конденсатора, шунтирует вход триггера.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 347145; кл. В 23 Р 1/02, 1969,