Устройство для адаптивного управления током электроэрозионного станка

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН ИЮ (1) 05 ГОС К АВТОРС ЬСТВУ УС 8 кот так ДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ(71) Завод-ВТУЗ при Московском автомобильном заводе им И.А. Лихачева(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АДАПТИВНОГОУПРАВЛЕНИЯ ТО 1(011 ЭЛЕ 1 ТРОЭРОЗИОННОГОСТАНКА, содержацее первый и второйтактовые генераторы, триггер, генера"тор пилообразного напряжения и генератор силового напряжения, подключенные выходами через. разделительныедиоды к межэлектродному промежутку,датчик напряжения, подключенный параллельно, и датчик тока, подключенный последовательно к межэлектродному промежутку, о т л и ч а ю ц ее с я тем, что, с целью повышенияточности и надежности устройства, оносодержит элемент И-НЕ, элемент 2 И 2 И-ИЛИ-НЕ, третий инвентор и последовательно соединенные первый инвентор,третий элемент И, триггер, первый элемент И, реверспвный счетчик, элемент ИЛИ-НЕ, второй инвентор и второй элемент И, подключенный выходом к выходу первого элемента И, вторым входом - к выходу второго тактового генератора,третьим входом - к второму выходу триггера, подключенного вторым входом к выходу первого инвентора,первым выходом - к второму входу реверсивного счетчика,к первому входу элемента 2 ИИ-ИЛИ-НЕ,к первому и к второму входам третьего инвертора,подключенного выходом к третьему входу реверсивного счетчика, подключенного выходом через элемент И-НЕ к второму входу первого элемента И, третий ЕФ вход которого подключен к выходу первого элемента И, третий вход о рого подключен к выходу первого тового генератора, подключенного вхо дом к выходу датчика напряжения и к второму входу третьего элемента И, вход второго инвентора соединен с вторым входом элемента 2 ИИ-ИЛИ-НЕ, подключенного выходом к управляюцим входам генератора пилообразных напря. жений и генератора силовых напряже-: ний, выход датчика тока подключен к входу первого инвентора.Изобретение относится к электрическим адаптивным регуляторам и мо-, жет быть использовано для управления величиной тока при электроэрозионной обработке разных типов металлов и при. разных требованиях к чистоте.поверхности обработки.Известно устройство для управления током электроэрозионных станков (ЭСС) содержащее два генератора импульсов; высоковольтный слаботочный, иницирующий разряд (он же используется в качестве генератора зондирующих импульсов), и низковольный силовой выполнен. ннй в виде мощного источника постоянного тока и транзисторного гереключателя, подключенные к межэлектродному промежуткуМЭП) и связанные между собой схемой управления через датчики тока и напряжения. Схема управления включает в себя два одновибратора, один из которых путем воздействия на транзисторный переключатель в цепи мощного источника постоянного тока управляет длительностью рабочих разрядов, а другой интервалом. между этими разрядами. Для регистрации протекающего тока разряда используется резистор, соединенный параллельно с источником, постоянного тока и транзисторным переключателем, Величина МЭП регистрируется по напряжению, до которого за.зяжается конденсатор, подключенный параллельно промежутку. Это напряжение через усилитель подается на схему первого одновибратора 1, 35Недостатком устройства является невозможность настройки источника на тот или другой вид кривой зависимости величины межэлектродного промежутка от энергии импульса в .соответ О ствии с условиями электрозрозионной обработки, Кроме этого, нестабильность характеристик элементов оказываЕт большое влияние на работу устрой,ства. 45Наиболее близким к изобретению является устройство для адаптивного управления технологическим током электроэрозионного станка, содержащее первый и второй тактовые генераторы, триггер, генераторы пилообразного и силового напряжений, подключенные выходами через разделительные диоды к межэлектродному промежутку, датчик напряжений, подключенный входами параллельно, и датчик тока, подключенный последовательно к межэлектрод, ному промежутку 2).Недостатком, известного устройства является невозможность Формирования рабочих импульсов с энергией, соот- ОО ветствующей величине МЭП по определенной, изменяемой от условий элекрозрозии, зависимости. Кроме того, возможны ложные срабатывания в момент переключений. 65 Целью изобретения является повышение точности и надежности работы устройстваПоставленная цель достигается тем,что устройство содержит элемент И-НЕ,2 ИИ-ИЛИ-НЕ, третий инвентор и последовательно соединенные первый инвентор,третий элемент И, триггер,первый элемент И,реверсивный счетчик,элемент ИЛИ-НЕ, второй инвертор ивторой элемент И,подключенный к выходу первого элемента И, эторьпч входом - к выходу второго тактового генератора третьим входом - к второмувыходу триггера, подключенного эторымвходом к выходу первого инверторапервым выходом - к второму входу реверсивного счетчика, к первому входуэлемента 2 ИИ-ИЛИ-НЕ,. к первому и квторому входам третьего инвентора,.подключенного выходом к третьему вхоу реверсивного счетчика, подключеного выходом через элемент И-НЕ квторому входу первого элемента И,третий вход которого подключен квыходу первого элемента И, третийвход которого подключен к выходупервого тактового генератора, подключенного входом к выходу датчиканапряжения и к второму входу третьего элемента И, вход второго инвертора соецинен с вторым входом элемента 2 ИИ-ИЛИ-НЕ подключенноговыходом к управляющим входам генератора пилообразных напряжений и генератора силовых напряжений, выходдатчика тока подключен. к входу первого инвентора,На фиг. 1 приведены графики зависимости величины критического МЭП отэнергии импульса тока и типа обрабатываемого металла; на фиг, 2 - блоксхема устройства; на фиг, 3 - осциллограммы Формируемых импульсов.Устройство,( фиг. 2) содержит генератор 1 пилообразных импульсов, генератор 2 силовых нмпульсоэ, межэлектродный промежуток 3МЭП), первыйи второй разделительный диоды 4 и 5,датчик б напряжения, датчик 7 тока,реверсивный счетчик 8, первый и второй элементы И 9 и 10, триггер 11,первый инвентор 12, третий элементИ 13, первый тактовый генератор 14,элемент И-НЕ 15, второй тактовыйгенератор 1 б, второй инвентор 17,элемент ИЛИ-НЕ 18, третий инвентор19, элемент 2 ИИ-ИЛИ-НЕ 20.Генератор 1 пилообразных импульсов должен быть высоковольтным, агенератор 2 низковольным.Генераторы 14 и 1 б должны быть срегулируемой частотой импульсов, приэтом частота генератора 14 изменяется автоматически эа счет связи с датчиком б напряжения, а частота генератора 1 б настраивается вручную приназначении режима обработки ЭСС.10307 Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии, когда отсутствует напряжение на ИЭП 3, состояниесчетчика нулевое по всем разрядам. Вэтот момент тактовые импульсы с генераторов 14 и 16 на счетчик не поступают, так как элемент И 9 закрытуровнем "0" с выхода триггера 11,а элемент И 10 закрыт уровнем "0" свыхода иннертора 17. Элемент 2 ИИИЛИ-НЕ 20 также находится в нулевомсостоянии, т,е. с него не поступаетуправляющий сигнал на генераторы 1и 2. В этом случае ключевые элементыгенератора 1 включены (напряжениеподается на емкость, шунтирующую МЭП)а генератора 2 - отключены.Таким образом, на МЭП возникаетпилообразное (точнее экспоненциальное) напряжение, с ростом которогона датчике 6 появляется сигнал. Этотсигнал вызынает появление "1" на входе элемента И 9 и его отпирание. Врезультате по каналу записи поступают импульсы на счетчик 8 (счетнаяшина "С"). Счет происходит до техпор, пока через ИЭП не пройдет разряд"ный ток. В этом случае сигнал с датчика 7 вызовет опрокидываниетриггера11, запирание элемента И 9 и открытиеэлемента И 10, что позволит импульсам с тактового генератора 16 проходить по каналу считывания на счетчик 8. Сигналом "0" с триггера 11инвертор 19 переводит счетчик 8 нрежим вычитания (Й=О, Д =1,), При З 5этом уровни "0" на выходе элементовИЛИ-НЕ 18 и триггера 11 переводят элемент 2 ИИ-ИЛИ-НЕ 20 в состояние "1"т,е. на генераторы 1 и 2 подаетсяуправляющий сигнал. В результате 40ключевые элементы генератора 1 закрываются, а генератора 2 - открываются,что приводит к снятию пилообразногонапряжения генератора 1 и к появлению силового импульса генератора 2 45на МЭП. При этом длительность силового импульса будет определяться временем, эа которое происходит полноеобнуление заполненных за период существования импульсов генератора 1ячеек счетчика 8,50 Это время зависит как от длительности пилообразного инициирующего напряжения (соответственно от напряжения пробоя и пропорциональной 55 ему величины МЭП), так и от соотношения частот тактовых импульсов. При уменьшении частоты генератора 16 по сравнению с частотой генератора 14 происходит увеличение длительности , 60 "силового импульса по отношению к длительности инициирующего и наоборот. Таким образом, н случае постоянной частоты следования тактовых импульсов будет иметь место соотношение-КС 16гдеи- длительность иницин снрующего и силовогоимпульсов, соответственно;и Г - частота следованиятактовых нмпульсон сгенераторов 14 и 16.Прн обнуленни счетчика на выходе элемента ИЛИ-НЕ 18 появится уровень "1", которым через инввнтор 17 закроется элемент И 10, и тактовые импульсы вычитания не будут проходить с генератора 16 на счетчик 8. Одновременно элемент 2 ИИ-ИЛИ-НЕ 20 возвратится в состояние "О", в результате чего силовые ключи генератора 2 закроются, и с генератора 1 начнет подаваться нарастающее напряжение на ИЭП 3. Таким образом будут формироваться и последующие силоные импульсы, длительность которых будет находится й зависимости от величины МЭП, т.е. для оптимизации режима электроэрозионной обработки при различных условиях ее ведения ( фиг. 1) частоту тактового генератора 14 автоматически изменяют в соответствии с ростом напряжения на МЭП. Если частота генератора 14 с увеличением напряжения на МЭП увеличивается, то устройство реализует зависимость си= Г в виде вогнутой кривой, а если наоборот то выпуклой (с насыщением). При постоянной частоте генератора 14 эта зависимость получается линейной (при условии работы на начальном участке кривой заряда конденсатора генера- тора инициирующих импульсов) с углом наклона, пропорциональным соотношению частот 1 с и 16На фиг. 3 приведены осциллограммы импульсов напряжения а и тока б на МЭП.Устройство позволяет за счет оптимизации режимов снизить износ электрода-инструмента и шероховатость обрабатываемой поверхности.Одной из основных причин повышенного износа инструмента является то, что в реальных условиях обработки величина МЭП неконтролируемо колеблется в диапазоне +15-20 от его рабочей величины, т.е. до 25 импульсов идет в условиях мостиконого разряда (возбуждаемого на закритических величинах МЭП), при этом износ инст" румента достигает 100. Поэтому в реальных условиях при максимальной производительности не удается добится износа менее 20-25%, В условиях прецизиционной обработки износ инструмен,та достигает величин в несколько раз больших.Предлагаемое устрсйст 1 с предоггра- ыает мостиковый разряд и, таким обоазом, позволя.т при одинаковой максимальной воз.:одиной производительносй: с:.,зять износ инструмента в 2-5 раз.устрой : Бо позволяет стабилизироВать .3 еличину одиночной зрозионной лунки путем изменения энергии импульса в соответствии с величиной ИЭ 1,Следовательно, при прочих равныхусловиях устройство позволяет чФеньиить по крайней мере вдвое шероховатость поверхности обработкив