Устройство для автоматического регулирования режимов электроэрозионных станков

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) Приоритет Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийОпубликовано 071182. Бюллетень Мо 41 Дата опубликования описания 07.11.82 33 УДК 621.9. .048(088.8) с 1 С.Ф.Быстров, Л.Я.Макаровский и В.Р.Ратце,:. .11 гЛ,1 3 1 1 Ъ щ(71) Заявитель Куйбышевский политехнический институт им. В,В.Куйбышева(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ РЕЖИМОВ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННЫХ СТАНКОВИзобретение относится к областиэлектроэрозионной обработки токопроводящих материалов, а именно кустройствам автоматического регулирования режимов обработки на электроэроэионных станках,По основному авт.св, 9623690 известно устройство для автоматического регулирования режимов электроэрозионных станков по заранее определен-ной программе переключения режимовв Функции площади поперечного сечения электродов, измеряемой в процессе обработки 1 1).Устройство состоит иэ системы измерения площади обработки, функционального преобразователя, задающегопрограмму переключения режимов, иблока переключения режимов, Системаизмерения площади обработки Выполнена в виде счетчика энергии, расходуемой на эроэионный процесс, и представляет собой электродвигатель постоянного тока, обмотка якоря которого включена последовательно с источником питания и двумя усилителями,вход одного иэ которых связан с эроэионным промежутком, а другого - сшунтом, причем вал двигателя связанс функциональным преобразователем. ЗО вСущественным недостатком этогоустройства является низкая статичес-. кая точность, так как электродвигатель постоянного тока, как элемент счетчика энергии, управляется .системой разомкнутого типа, не подавляющей таких помех, как падение напряжения в якорной цепи двигателя, колебание напряжения источника питания, дрейф выходного напряжения обоих усилителей и т.д. Другим недостатком устройства является низкое быстродействие в переходных режимах, вызванное тем, что в системах разомкнутого типа время переходного процесса определяется четырехкратным эна" чением электромеханической постоянной времени двигателя, обусловленной инерционностью его якоря. Поэтому работа регулятора межэлектродного промежутка будет малоэффективной, особенно в режимах холостого хода и короткого замыкания, что снижает как производительность, так и качество процесса обработки. Целью изобретения является повышение статистической точности и быстродействия настройки на оптимальный режим обработки, а следовательно, 971603повышение производительности и качества .процесса обработки.Цель достигается тем, что устройство по авт.св. Р 623690 для автоматического регулирования режимов электроэрозионных станков снабжено 5 пропорционально-интегральным регулятором скорости и преобразователем мощности, к выходу которого подключен электродвигатель постоянного тока, выход регулятора скорости со единен с входом преобразователя мощности, а два входа регулятора скорости соответственно подключены к выходам усилителей и преобразователя мощности, 15Эа счет включения в устройство регулятора с пропорционально-интегральным законом изменения выходного напряжения при управлении приводным электродвигателем возникает форсировка в переходных процессах, способствующая повышению быстродействия. Настройка же регулятора с пропорционально-интегральным законом изменения выходного напряжения на электро- механическую постоянную времени электродвигателя (наибольшая постоянная времени контура регулирования - регулятор и управляемый усилитель с электродвигателем), работающего в системе измерения площадиЗО обработки электроэрозионных станков, обеспечивает компенсацию этой постоянной времени, а следовательно, повышение быстродействия настройки на оптимальный режим обработки. За 35 счет включения в схему указанного регулятора управления частотой вращения электродвигателя осуществляется без перерегулирования, а управление частотой вращения электродвигателя 40 в широких пределах отрабатывается с большой точностью.На чертеже представлена функциональная схема устройства.Двигатель 1 постоянного тока по 45 якорной цепи подключен к выходу преобразователя 2 мощности, вход которого соединен с выходом регулятора 3 скорости. Для формирования пропорционально-интегральной зависимости выходного напряжения от входного выход регулятора 3 скорости связан с входом посредством резистора 4 и емкости 5, Вход регулятора 3 скорости соединен с выходом преобразователя 2 мощности через резистор 6. Второй вход регулятора 3 скорости через резистор 7 соединен с выходной цепью усилителей 8 и 9, получающих питание от источника 10, На вход усилителя 8 подается сигнал, равный напряжению межэлектродного промежутка 11. Вход усилителя 9 подсоединен к шунту 12 в цепи источника питания Мпт межэлектродного промежутка. Вал цвигателя связан с функциональным 65 преобразователем 13, выход которогоподключен к переключателю 14 режимов,Рассмотрим работу предлагаемогоустройстваВ процессе работы система измерения площади обработки получает информацию по напряжению с эрозионного промежутка 11, а по току - с шунта 12. При достаточно большом расстоянии между электродом-инструментом и деталью (холостой ход) усилитель 8 открыт, а усилитель 9 закрыт.В этом случае регулятор межэлектрод"ного промежутка перемещает электродинструмент к детали. При сближенииэлектрода-инструмента и детали в некоторый момент происходит электрический пробой промежутка и черезшунт 12 начинает протекать ток, чтоприводит к увеличению напряжения нашунте и уменьшению напряжения наэрозионном промежутке 11. В результате этого усилитель 9 начинает закрываться. Разность выходных напряжений усилителей 8 и 9 и напряжение управляющего преобразователямощности 2 поступает на вход регулятора 3 скорости соответственно через резисторы 7 и 6. Алгебраическаясумма указанных сигналов усиливается регулятором 3 скорости, а затемуправляющим преобразователем 2 мощности и подается на якорную цепьэлектродвигателя 1. Двигатель 1 начинает вращаться с частотой вращения,пропорциональной суммарной энергииимпульсов, реализуемой в межзлектродном промежутке. Функциональный преобразователь 13, связанный с валомдвигателя, преобразует угол поворота вала двигателя в последовательныйряд сигналов, программа которыхсоставляется по заранее установлечнымуровням накопленной полезной энергии,пропорциональным соответствующимучасткам площадей обрабатываемойфигуры. Последовательный ряд сигналов с функционального бдока поступает на регулятор 14 режимов, который воздействует на регулятор межэлектродного промежутка, настроенныйна поддержание энергии, соответствующей максимальнсй производительности процесса съема металла. Пропорционально-интегральный регулятор 3обеспечивает форсировку при управлении двигателем 1. Выполняя настройкурегулятора 3 на компенсацию электромеханической постоянной времени двигателя, удается существенно повыситьбыстродействие настройки на оптимальный режим обработки, Большой жекоэффициент усиления пропорционально-интегрального регулятора в статическом Режиме обеспечивает повышениестатической точности при настройкена оптимальный режим обработки.В случае контакта электрода-инструмента и детали (короткое заьыкание) напряжение на эрозионном промежутке падает до нуля, а на шунте достигает максимальной величины. При этом усилитель 8 закрывается, а усилитель 9 полностью открывается, и двигатель 1 перестает вращаться. Регулятор межэлектродного промежутка смещает электрод-инструмент вверх. Таким образом, вращение вала двигателя осуществляется только в одну сторону и учитывает лишь полезную энергию, реализуемую на эрозионном промежутке. Повышенив статической тОчности и быстродействия настройки на оптимальный режим обработки осуществляется аналогичным образом, как и при сближении электрода-инструмента в детали. Введение интегральной составляющей в закон управления регулятора скорости сводит ошибку в регулировании частоты вращения в статическом режиме к малому значению. Приданиерегулятору пропорционально-интегральных свойств и охват его вместе с управляемюм усилителем обратной связью по напряжению двигателя при,водит к существенному снижению результирующей постоянной времени всего контура, а следовательно к повышению быстродействия, что обьясня ется изменением выходного напряжения регулятора и компенсацией запаздывания, вносимого управляеьым усилителем и электродвигателем.Таким образом повышается производительность и качеств э обработки.формула изобретения10Устройство для автоматическогорегулирования режимов электроэрозионных станков по авт.св. 9623690, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с ье лью повыаения производительностии качества обработки, устройствоснабжено пропорционально-интегральнымрегулятором скорости и преобразователем мощности, к выходу которого 20 подключен электродвигатель постоянного тока, выход регулятора скоростисоединен с входом преобразователямощности, а два входа регулятора,скорости соответственно подключены 25 к выходам усилителей и преобразователя мощности.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9623690, кл. В 23 Р 1/02, 1976971603 бова оставитель Л.Хехред Л.Ач едактор ор Н.Корол Н.Багирова илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная з 8813/24 ВНИИПИ Государс по делам иэоб 113035, Москва, Ж