Устройство регулирования межэлектродного промежутка

(19) И 1) А за) В 23 Р 1 08 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬ 1 ТИЙ жтсееецОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1"-,., 13.К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Пензенский политехнический институт(54) (57) УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВАНИЯМЕЖЭЛЕКТРОДНОГО ПРОМЕЖУТКА по авт.св, Р 856737, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения производительности процесса легирования,меяду входами тиристорного моста ивыходами пороговых устройств, подключенных к межэлектродному промежут-.ку, дополнительно включены элементыИ, второй вход которых подключен квыходу введенного в устройство фото-управляемого блока, выход которогосоединен через ключевой элемент свходом селектора импульсов, а входсвязан с межэлектродным промежутком.1 11171Изобретение относится к электро- физическим методам обработки и может быть использовано для автоматизации процесса электроискрового легирования токопроводящих поверхностей.По основному авт.св. У 856737 известно устройство для регулирования межэлектродного промежутка при электроискровом легировании, содержащее электродвигатель постоянного тока, якорь которого включен в диагональ тиристорного моста, эмиттерный повторитель, подсоединенный к межэлектродному промежутку, и два пороговых устройства. Оно также снабжено управляемым ключом и селектором импульсов, якорь электродвигателя шунтирован управляемым ключом, управляющий вход которого подключен к селектору импульсов, а вход последнего соединен с выходом эмиттЕрного повторителяйИзвестное устройство осуществляет управление процессом путем определения режима в МЭП, т.е. имеется режим холостого хода, короткого замыкания или импульсный, и %ри переходе к импульсному режиму якорь электродвигателя шунтируется ключом, что приводит к сокращению времени остановки ротора электродвигателя, а следовательно, и точности стабилизации МЭП, Однако известно, что при наличии импульсного режима в МЭП инициируются как эффективные рабочие) импульсы так и фик- тивные (холостые) импульсы, которые не создают искрового разряда и, как следствие, не осуществляют перенос материала электрода. Происходит это от того, что энергия импульса переносится между электродом и поверхностью детали не концентрированно по узкому каналу, а по нескольким каналам, так как сопротивление МЭП не соответствует оптимальному, при котором возникает искровой разряд, но импульсы в МЭП в этот период иниции 45 ,руются только холостые, на которые известное устройство не реагирует, так как оно не позволяет селектировать рабочие и холостые импульсы, Это снижает производительность процесса легирования, так, увеличивается время обработки поверхности для достижения требуемой толщины наносимого слоя.Цель изобретения - повышение про изводительности процесса легирования.Цель достигается тем, что в устройстверегулирования межэлектродного 77 2промежутка содержащем электродвигатель постоянного тока, якорь которого включен в диагональ тиристорногомоста и шунтчрован управляемым ключом.вход которого связан с селекторомимпульсов, который через эмиттерныйповторитель соединен с МЭП, к которому через пороговые устройства подключены управляющие электроды тиристсровмоста между входами тиристорногомоста и выходами пороговых устройств,подключенных к межэлектродному промежутку, дополнительно включены элементы И, второй вход которых подключенк выходу введенного в устройство фотоуправляемого блока, выход которогочерез ключевой элемент соединен свходом селектора импульсов, а входсвяза.н с межэлектродным промежутком.При наличии холостых импульсовв МЭП отсутствует искровой разряд и,как следствие, отсутствует световоеизлучение, и введенный ключевой элемент, управляемый от фотоуправляемогоустройства, блокирует селектор, темсамым размыкает ключ якоря электродвигателя и последний, в зависимостиот работы элементов И, определяемыхрежимом в МЗП, быстро отводит илиподводит электрод к поверхности подостижении искровогс разряда, т,е.при появлении рабочих импульсов ключевой элемент разблокирует селектори ключ шунтирует якорь двигателя,точно фиксируя достигнутый режимв МЭП,Такое конструктивное решение позволяет повысить производительностьпроцесса за счет исключения холостыхимпульсов, а следовательно, увеличения в единицу времени рабочих импульсов ввиду повышения избирательности и быстродействия устройства,так как электродвигатель, управляясьтолько по фиктивным импульсам, нереагирует на рабочие импульсы, а этосоздает предпосылки к работе двигателяблизко к установившемуся режиму, ане к переходному, как в известномустройстве, когда он находится подвоздействием как рабочих так и холостых импульсов,На чертеже представлена принципиальная схема устройства регулированияМЭП,Регулятор содержит электродвигатель 1, якорь которого шунтированключом 2 и включен в диагональ тиристорного моста 3,выполненного на тирис 3 1117 торах 4 и 5 и трансформаторе б. Управляющий вход ключа 2 подсоединен к выходу селектора 7 импульсов, а управляющие электроды тиристоров 4 и 5 подключены через импульсные трансфор 5 маторы 8 и 9 к выходам элементов И 10 и 11, при этом один из выходов элементов И 10 и 11 соединен с выходом Фотоуправляемого блока 12, одновременно выход последнего соединен с входом 1 О селектора 7 импульсов посредством ключевого элемента 13. Фотоуправляемый блок 12 выполнен на основе фото- транзистора 14, в эмиттерную цепь которого включен резистор 15, а его коллектор соединен с базой транзистора 16. В коллектор и эмиттер последнего включены резисторы 17 и 18, а эмиттер его подключен к базе транзистора 19, в коллектор которого подсоединен резистор 20. Оптический вход Фотоуправляемого блока 12 связан с межэлектродным промежутком, образо- ванным электродом 21 и деталью 22, через воздушную среду. Второй вход элементов И 10 и 11 подсоединен соответственно к. выходам пороговых устройств 23 и 24, собранных на двухбазовых диодах 25 и 2 б, конденсаторах 27 и 28 и резисторах 29 и 30. Эмиттер-о ный переход двухбазового диода шунтирован транзистором 31, база которого подключена через резистор 32 к выходу инвертора на транзисторе 33. Вход инвертора через резистор 34 и транзистор 35 подключен к МЭ 11, Выход35 транзистора 35 соединен с входом селектора 7 импульсов.Устройство регулирования межэлектродного промежутка работает следующим40 образом.В межэлектродный промежуток подают рабочие импульсы. В МЭП устанавливается режим холостого хода, т.е. сопротивление МЭП велико. При этом на выходе Фотоуправляемого блока 12 появляется напряжение. Это напряжение поступает на один из выходов элементов И 10 и 11 и вход ключевого элемента 13, который шунтирует селектор50 7 импульсов, а последний вырабатывает импульс, которым в свою очередь открывается ключ 2, последний шунтирует якорь электродвигателя на короткий промежуток времени, что способствует. подготовке двигателя 1 к рабочему режиму. Напряжением с выхода транзистора 35 открывается транзистор 33, который закрывает транзистор 31 и 177 4пороговый элемент 23 и генерирует импульсы. Импульсы поступают на вход элемента И 10, а через него и импульсный трансформатор 8 поступают на управляющий электрод тиристора 4, который открывается, подключает электродвигатель 1 и последний подводит электрод 21 к детали 22При достижении рабочей величины МЭП в промежутке формируются импульсы, возбуждающие искровые разряды. Возникает световой поток в МЭП, который воздействует на фотоуправляемый блок 12 и напряжение на его выходе становится равным нулю. На одном из входов элементов И 10 и 11 напряжение исчезает и последние не пропускают импульсы от пороговых элементов к управляющим электродам тиристоров 4 и 5, которые закрываются, и электродвигатель останавливается. Одновременно ключ 2 шунтирует якорь электродвигателя 1 за счет поступления управляющих импульсов с выхода селектора 7 импульсов, вход которого разблокирован вследствие закрытия ключевого элемента 13.По мере расхода электрода 21 величина МЭП возрастает, в промежутке увеличивается количество, холостых импульсов, не создающих искровой разряд, Световой поток в МЭП становится прерывистым к исчезает совсем, хотя импульсы продолжают формироваться ввиду достаточности сопротивления МЭП для работы генератора рабочих импульсов. При этом на выходе фото- управляемого блока 12 устанавливается напряжение. Вход селектора 7 импульсов шунтируется ключевым элементом 13, а ключ 2 разблокирует якорь электродвигателя 1. Элемент И 10 пропускает импульсы с порогового элемента 23, которыми открывается тиристор 4, последний включает электродвигатель 1 и он подводит электрод 21 к детали 22 до требуемой величины, определяемой искровым процессом в 1"1 ЭП.В процессе обработки возникает . режим в МЭП, при котором величина промежутка меньше требуемого. Увеличивается количество холостых импульсов, количество искровых разрядов уменьшается, это приводит к сокращению и исчезновению светового потока в МЭП. Установившимся напряжением на выходе фотоуправляемого блока 12 через ключевой элемент 13 блокируетсянительного управления по характеруимпульсов в МЭП холостых и рабочих,в то время как в известном устройствеуправление ведется по наличию импульсов вообще. Кроме того, повышенное быстродействие устройства за счетшунтирования якоря двигателя позволяетрезко сократить количество холостыхимпульсов. 5 1117177 селектор 7 импульсов. Ключ 2 размыкает шунтирующую перемычку якоря электродвигателя 1. Элемент И 11 пропускает импульсы с выхода порогового устройства 24 (порогбвое устройство 23 в это время блокировано транзисто" ром 31) на управляющий электрод тиристора 5, который, открываясь, включает электродвигатель 1, а последний отводит электрод 21 от Детали 22 до тре О буемой величины ИЭП, определяемой искровым режимом в МЗП.Таким образом осуществляется управление и процессом легирования по характеру импульсов в ИЭП рабочих или 15 холостых.Включение дополнительно в известное устройство ключевого элемента и двух элементов И позволило повысить производительность процесса за счет допол Использование предлагаемого устройства позволяет повысить производительность легирования в 1,2 раза за счет увеличения количества эффективных импульсов в единицу времени, а также сократить технологическое время путем уменьшения числа проходов электрода по поверхности для достижения требуемой толщины слоя и качества обработки.1117177 Составитель В. Влодавскиедактор Н. Яцола Техред Т.Дубинчак орректор М. Леонтвк ал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 аказ 7118/10 Т ВНИИПИ по 11303