Способ измерения износа электродаинструмента при электроэрозионнойобработке изделий и устройство дляего осуществления

Союз СоветскккСоциалистически креспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.(53) УДК 621,9 . 048.4. .06(088,8) оо делам изобретений Опубликовано 23,07,81 Бюллетень27Дата опубликовании описания 03 08,81 и открытий 72) Авторы изобретен 5 1 тдМф т Л. Шавырин, В, ф. Иоффе М. В, Ко Заявитель 54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ИЗНОСА ЭЛЕКТРОДА-ИНСТР ПРИ ЭlЕКТРОЭРОЗИОННОЙ ОБРАБОТКЕ ИЗДЕЛИЙ ДЛЯ ЕГО ОСУШЕСТВЛЕНИЙЕ НТАУСТОИСТВО ется повынструмента на по- деление положения од электизмерения ийишттоаб торца электрода-инструмен ьно установленного до нач относобра Известно устр износа электрод способу, содержа шпинделя с элект позицию измерею на вХоде и датчик ойство пля измерения-инструмента по этомущее механизм отводародом-инструментом на201 я с регулятором подачи ю, до н обрет отки, согласно обработки изме а иксированрабочего устанавлйи ельн ом положен орца электр относ а- ийс умен пластину и изн ют вспомогательн ектрода-инструмен оложения электродай считывания поло а опреде ежду раумента яют истржени ем ента с им торрайнем зменению емкости мем электрода-инстр Изобретение относится к электрической обработке материалов и может быть испол зовано в приборостроении и инструментальном производстве пля измерения износа электрода-инструмента при изготовлении деталей на электроэрозионных капировально-прошивочных станках,Известен способ измерения износа электрода-ипструь,ента прп электроэрозионной обработке изделий, включающий пео риопический отвод электрода-инструмента на позицию измерения и определение положения. рабочего торца электрода-инструмента относительно установленного по 1начала обработки 11 .5 Недостатками таких способа и устрой ств являются недостаточная точность измерений. Брак за счет" недопустимо большого износа электрода-инструмента составляет около 20% изготовленных деталей.Целью изобретения являение точности измерений.Поставленная цель достигается тем, что при измерении износа электрода-инструмента при электроэрозионпой обработке изделий, включающем периодичес отведенном положении и вспомогательной пластиной.Поставленная цель достигается также тем, что в устройстве аля измерения износа, соаержашем механизм отвода шпинделя с электродом-инструментом на позицию измерения с регулятором подачи на входе и датчик положения электрода-инструмента со схемой считывания10 положения, согласно изобретению, датчик положения электрода-инструмента выполнен в виде закрепленной на позиции измерения на станине и изолированной от нее поворотной от привода пластины, а15 схема считывания положения, состоит из задающего генератора, двух схем совпадения, таймера с кнопкой Пуск на первом входе и формирователем сигнала сброса н втором, формирователей сигнала записи и сигнала разрешения вы числения износа, двух счетчиков и оперативного заклиниваюшего устройства, блоков деления частот и возведения в квадрат, блока вычисления износа, таймер-преобразователя и схемы преанабора, причем емкость, образуемая рабочим торцем электрода-инструмента и пластиной на позиции измерения введена в резонансный контур заааюшего генератора, выход которого соединен с первыми входами двух схем совпадения, второй вход первой схемы совпадения и вход формирователя сигнала записи подключены к первому выходу таймера, а второй вкод второй схемы совпадения и вход формирователя сигнала разрешения вьчисления подсоединены ко второму выходу таймера, второй выход формирователя сигнала сброса подсоединены ко входу установки второго счетчика в нулевое состояние, выход первой схемы совпадения к счетному входу первого счетчика, выходы которого подсоединены к информационным входам оперативного запоминаюшего устройства, .которое своим входом разрешения записи подключено к выходу формирователя сигнала записи, а выходом к первому входу блока деления частот, второй вход которого подсоединен к выходу второго счет- чика, своим счетным входом .подсоединенного к выходу второй схемы совпадения, выход блока деления частот соединен с входом блока возведения в квадрат, подсоединенного своим выкодом к входу блока вычисления износа со схемой индикации на выходе, подсоединенного к первому входу таймера-преобра;зователя со схемой преднабора на втогае Я5е, - диэлектрическая проницаемость,- плошадь ЭИ,расстояние между ЗИ и пластиной,обратно пропорциональное С 11,- расстояние между ЭИ после обработки детали и пластиной приэтом емкость между ЭИ и плас- тиной В результате измерение емкости междуЭИ и пластиной что соответствует износу ЭИ.н.60=00-6, (Ф) Введя вышеуказанную емкость в резонансный контур генератора, получим частоты на выходе генератора, причем увеличение частоты пропорционально увеличению износа,Если начальная частота контура при расстоянии между ЭИ и пластиной 10 я 2 О 4 ЛС,гае ( - индуктивность контура генератора. 29 4.ром вхоае, входы разрешения вычигдения блоков деления частот, возвеаения в квадрат и вычисления износа под:оеаинены к выходу формирователя сигнала вычисления, выход таймер-преобразователя подсоединен ко входу регулятора, второй выход которого подсоединен ко второму входу привода поворота пластины, первый выход которого подключен. к входу формирователя сигнала сброса, а вход ко входу механизма отвода электрода-инструмента.Целесообразно это устройство снабдить блоком схемы переключения режимов обработки, который подсоединен к выходу блока вычисттения износа,На фиг, 1 изображена блок-схема устройства измерения износа электрода-инструмента, на фиг 2 - анаграммы сигналов и их временная расстановка при измерении износа.На фиг. 1 пунктиром отмечен износ электрода-инструмента (ЭИ)При этом емкость между ЭИ и плотностью Сй5 8482После обработки детали электроцоминструментом последний износится и частота на выходе генератора буцет 2тч,с Если изменить. относительный износэлектрода-инструмента на безизносныхрежимах Ч=(7,цЕгде 1 - длина ЭИ от его торца цо базышпинцеля,Ю - абсолютный износ ЭИ, преобразуя равенство 15 О. ч= - = " = - (- - )=-(- - )= - ("-)где 2:К С )тогда износ Я =К (1- -) .10)Предлагаемый способ осуществляетсяустройстВом, которое соцержит электроцинструмент (ЭИ) 1, который закуепленв шпинцеле 2 механизма отвоца электроца-инструмента на позицию измеренияэлектроэрозионного станка 3 и забазирован- зоотносительно станины станка 3. На расстоянии от торца ЭИ 1 закреплена пластина4 на оси 5 соециненная с устройствомповорота 6 пластины,На станине станка 3 закреплена обработанная деталь 7. Вход генератора 8соецинен одной клеммой с ЭИ 1, а цругой - с пластиной 4. Выход генератора8 соединен с первыми входами схемсовпадения 9 и 10, Второй вход схемы 4 рсовпадения 9 подключен к первому выходутаймера 11, а второй вход схемы совпадения 10 подключен ко второму выходутаймера 11. Первый вхоц запуска таймера11 подключен к кнопке 12. Выход схе 45мы совпацения 9 подключен к счетномувходу счетчика 13, а информационные выходы счетчика 13 подсоединены к информационным входам опере тивного запоминающего устройства ОЗУ 14. Выход схемысовпадения 10 подсоединен к счетному входусчетчика 15. Первый выход таймера 1 1 подключен еще ко входу формирователя 16,записи, выход которого подсоединен к входу записи ОЗУ 14. Второй выход таймера 11подключен еше ко входу формирователя 17разрешения вычисления износа выход которого подключен ко входам разрешения вычисле-.ния следуюших блоков; деления 18, возве 29 6,пения в квадрат (р- ) - 19 и вычисления износа 20, Выход ОЗУ 14 поцклюФ чен к первому входу блока деления в и 18. Выхоц счетчика 15 подключен ко второму входу блока деления - . - 18, Выа ход схемы целения 18 подсоединен ко входу блока возвецения в квадрат 19, а выход подсоединен ко входу блока вычисления износа 20. Выхоц блока вычисления износа 20 подсоединен ко входу блока индикации 21, а также к первому входу таймера- преобразователя 22, Выход таймера-преобразователя 22 подключен ко входу регулятора 23, первый выход которого подсоединен к шпинделю 2 станка 3, а второй выход подсоединен к устройству 6 поворота пластины 4, Выход устройства 6 поворота подключен ко входу формирователя сигнала сброса 24 счетчика 15 и запуска таймера 11. Первый выход формирователя подсоецинен ко входу сброса счетчика 15, а второй выход формирователя 24 ко второму вхоцу запуска таймера 11. Второй вход таймера-преобразователя 22 подсоединен к выхоцу схемы 25 прецнабора, Вход схемы 26 переключения режимов подключен к выходу блока вычисления износа 20.Устройство цля измерения износа электроца-инструмента работает следующим образом,Установленный в шпинделе механизма отвода электрода-инструмента на позицию измерения 2 электроэрозионного станка электрод-инструмент 1 фиксируют в строго определенном положении относительно пластины 4, расположенной уо оси 5 вращения, закрепленной на стани-. не 3, Пластина 4 поворачивается вместе с изолированной осью 5 устройством 6, при измерении износа фиксированное положение перпендикулярно оси движения шпинделя 2. При обработке детали 7 пластина 4 возвращается в исходное состояние устройства 6 поворота, при котором она не может обрабатывать деталь 7 .электродом-инструментом 1. Введенная пластина 4 с торцом электрода-инструмен та 1 образуют. емкость СС (С, ),Е Вход генератора 8. подключен к этой емкости. Емкость Со вносится в резонансный контур генератора 8, и при этом генератор 8 выкает сигнал с частотой К которая с выхода последнего поступает иа первые входы схем 9 и 10 совпадения.: При нажатии кнопки 12 таймер 11 вырабатывает импульс длительностью 1 (возможны другие длительности) с вы7 84822 сокой точностью не хуже 0,01%, При нажатии кнопки 12 импульс появляется сразу на двух выходак таймера 11 и поступает на вторые входы схем 9 и 10 совпадения, разрешает прохождение сигнала задающего генератора. На выходах схем 9 и 1 0 совпадения и появятся сигналы с частотой тО , которые поступают на счетные входы счетчиков 13 и 15 с выхода схемы 9 совпадения на вход счетчика 13 10 а с выхода схемы 10 на вход счетчика 15. По окончании выдачи импульса разрешения таймером 11 задним фронтом этого импульса запускаются по входам формирователи сигнала записи 16 и фор мирователя сигнала выполнения вычислений 17, При приходе сигнала записи на вход записи в ОЗУ 14 с формирователя 16 в ОЗУ производится запись информации иэ счетчика 1 3, которая хранится в ОЗУ на все время обработки детали 7 и измерения износа электрода-инструмента 1. С выхода ОЗУ 14 информация поступает на вход блока деления - - (18), аХна другой вход блока деления 18 поступает сигнал с выхода счетчика 15. Операция вычисления начинается с приходом импульса разрешения вычисления с выхода формирователя 17, Импульс разрешения вычисления одновременно приходит на входы размещения блока возведения в квадрат 19, блока вычисления износа 20, Сигнал с выхода схемы деления -- - 18 постуоЕпает на уод схемы 19 возведения в квадрат (. -), а с выхода последней на блок вычисления износа 20 по формуле (10), С выхода блока вычисления износа 20 сигнал поступает ча схему 21 индикации, При начальном измерении на схеме 21 индикации показан износ ноль, Код износа с выхода блока вычисления износа 20 поступает на вход схемы таймера-преобразователя 22, который преобразует величину кода числа в длительность импульса в обратнопропорциональной зависимости, т,е. чем больше величина зкэакодированного числа, тем меньше длительность вырабатываемого импульса и наоборот, чем меньше длительность вырабатываемого импульса. Так как на вход схемы первоначально происходит код нулевого износа, то при этом таймер - преобразователь 22 воспринимает код нуля как команду на переключение ко вкоду схемы преднабора 25, на который подается код наперед заданного износа. Таймер-преобразователь 22, вырабатывает импульс, пропорциональный этому закодированному числу, который поступает 9 8на вход управления регулятора 23, который производит регулирование процесса обработки в течение времени, выработанного таймером-преобразователем 22. По окончании импульса таймера-преобразователя 22 регулятор 23 отводит электрод- инструмент в исходное положение и выдает сигнал управления на устройство 6 поворота пластины 4. Пластина 4 поворачивается и фиксируется под торцом электроЮда-инструмента 1 в положении точно соответствующем первоначальному измерению износа, По окончании установки пластины в фиксированное положение устройство 6 поворота вьщает сигнал на вход формирователя 24, который вырабатывает на первом своем выходе импульс сброса информации счетчика 15, который поступа ет на вход сброса. С второго выхода скемы формирователя 24 после импульса сброса счетчика поступает импульс эапус ка таймера 11, причем при запуске таймера 11 от формирователя 24, импульс таймера 11 поступает только на второй выкод и далее на второй вход схемы совпадения 10, который разрешает. счет только счетчиком 15 импульсов, поступаемых с выхода генератора 8. При втором измерении емко"ть между торцом электрода-инструмента 1 и пластиной 4 уменьшилась эа счет износа электрода- инструмента 1 в процессе электроэрозионной обработки детали 7, При этом емкость С вносится в контур генератора 8 и последний генерирует частоту 1 более высокую, чем при первичном измерении и которую фиксирует счетчик 15 эа время измерения (например, 1 с). Схема деления 18, на второй вход которой приходит эта частота с выхода счетчика 14, которая сравнивается с частотой, записанной в ОЗУ 14, т,е.Ф-, въщает сигнал на блук возведения в квадрат 1 9, где получаем ф-, далее на блоке вычисления износа 20 преобразуем по формуле (10), т.е, 1 ) О, и с выхода блока вычисления износа 20 получаем код числа, пропорциональный износу электрода- инструмента 1,.который поступает на схему индикации 21, которая индицирует износ электрода-инструмента 1. Код с выхода блока вычисления износа 20 поступает на вкод таймера - преобразовате ля 22, так как код числа пропорционального износу больше нуля, то схема пред- набора 25 блокируется и таймер-преобразователь вырабатывает импульс длительностью обратно пропорционально полученному кодуведичины износа и включает84829регулятор на время обработки равное длительности импульса, вырабатываемого таймером-преобразователем 22, при этом перец началом обработки регулятор 23 выдает команду на поворот оси 5 пластины 4, которая выводится из-под элек троаа-инструмента 1, давая воэможность про.возводить обработку цетали 7. По окон чании времени импульса - таймера-преобразователя 22 весь цикл повторяется снова, причем последующее измерение производится тем чаше, чем износ электрода-инструмента больше, Нажатием кнопки 12 возможно повторение первоначального измерения в любой момент обработки,1 причем при этом цикл измерения начинается сначала, Выход кода числа износа с выхоаа блока вычисления износа 20 подается на клемму 26 подключения блока изменения режимов генератора технологического тока, где производится автоматическая поцстройка генератора с целью уменьшения износа электрода-инструмента 1. На фиг, 2 представлены временные диаграммы работы устройства цля осуществления способа износа электрода- инструмента при электроэроэионной обработке, Диаграммы а - сигнал на выходе задающего генератора при первичном из- меренииХ, и при вторичном измерении Я, причем т ) о пропорционально уменьшению емкости между торцом электрода- инструмента 1. и пластиной 4; б - импульс35 на 1-м выходе таймера 11, который формируется только при нажатии кнопки 12.(длительность импульса 1 с); в- сигнал на 2-ом выходе таймера 11, который формируется и при нажатии. кнопки 12 и при запуске по второму вхоцу от формирователя 24 (длительность импульса 1 с), г - сигнал на выходе схемы 9 совпацения, который регистрируется счетчиком 13 за время 1 с и записывается в ОЗУ 14 с частотой Ео, а - сигнал на выходе схемы 10 сов падения, который регистрируется счетчиком 15 за время 1 с, е - импульсы на выходе фор мкрователя 16, поступаю шие на вход записи 14; ж - импульсы на выходе формирователя 1 7, поступающие на входы разрешения вычисления блоков деления 1 8, возведения в квадрат 1 9 и вычисления износа 20; э - импульсы на выходе таймера-преобразователя 22, длительность Т 1, которых зависят от кода величины износа наперец заданного дли полученного в результате вычисления блоком 20; 29. 10и - импульсы длительностью Т, вырабатываемые регулятором 23 на отвоц электрода-инструмента 1 и поворота пластины, 4 в положение измер ния износа, к - импульсы сброса счетчика 15, вырабатывае мые фоомирователем 24 по второму выходу, л - импульсы запуска таймера 11, формируемые по второму выходу формирователя 24,Экономический эффект от использования изобретения создается эа счет снижения брака при изготовлении деталей на электроэрозионных копировально-прошивочных станках.формула изобретения1. Способ измерения износа электрода-инструмента при электроэроэионной обработке иэделий, включающий периодический отвоа электрода-кнструмента на позицию измерения и определение положения рабочего торца жектроаа-инструмента относительно установленного до начала обработки, о .т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности измерений ао начала обработки на позиции измерения в фиксированном поцоженик относительно рабочего торца электрода-инструмента устанавливают вспомогательную пластину и износ электрода инструмента определяют по изменению емкости между рабочкм торцем электроааинструмента в крайнем отведенном положении к вспомогательной пластиной.2. Устройство аля измерения износа электроца-кнструмента при электроррозионной обработке иэделий, содержащее .механизм отвоаа шпинделя с электродоминструментом на позицию измерения срегулятором подачи на вхоце и датчикположения электрода-инструмента сосхемой считывания положения, о т л ич а ю щ е е с я тем, что датчик поло- женин электроца. инструмента выполнен ввиде закрепленной на .позиции измерения на станине и изолированной от нее поворотной от привода пластины, а схема считывания положения состоит из задающего генератора, цвух схем совпацения, таймера с кнопкой "Пуск". на первом входе и формирователем сигнала сброса на втором, формирователей сигнала записи и сигнала разрешения вычисления износа, цвух счетчиков и оперативного заклинквающего устройства, блоков деления частот и возведения в квацрат, блока вычис-.ленкя износа, таймер-преобразователя и11 8482 схемы прецнабора, причем емкость, образуемая рабочим торцом электрода-инструмента и пластиной на позиции измерения ввецена В резонансный контур задающего генератора, выход которого соединен с первыми входами цвух схем совпадения, Второй вход первой схемы совпацения и вход формирователя сигнала записи подключены к первому выходу таймера, а второй вход второй схемы совпадения и 10 вход формирователя сигнала разрешения вычисления поцсоецинены ко второму выходу таймере, второй выход формирователя сигнала сброса подсоединен ко входу установки счетчика в нулевое состояние, 1 б выход первой схемы совпадения к счетному входу первого счетчика, выхоцы которого подсоединены к информационным входам оперативного запоминающего устройства, которое своим входом разрешения записи 20 подключено к выхоцу формирователя сигнала записи, а выходом к первому входу блока деления частот, второй вхоц которого подсоединен к выходу второго счетчика, своим счетным входом подсое- д диненного к выхоцу второй схемы совпааения, выход блока деления частот соединен с входом блока возвецения в квацрат,2912поцсоециненного своим выходом к входу блока вычисления износа со схемой инцикации на выходе, подсоединенного к первому входу таймера-преобразователя со схемой прецнабора на втором входе, входы разрешения вычисления блоков деления частот, возведения в квацрат и вычисления износа поцсоецинены к выходу формирователя сигнала вычисления, выход та ймер-преобразователя подсоединен ко. входу регулятора, второй выход которого подсоецинен ко входу регулятора, второй выхоц которого подсоединен ко второму входу привоца поворота пластины, первый выход которого подключен ко входу формирователя сигнала сброса, а вход ко входу механизма отвода электроца-инструмента,3, Устройство по п. 2, о т л и ч аю щ е е с я тем, что оно снабжено блоком схемы переключения режимов обработ ки, который подсоединен к выходу блока вычисления износа.Источники .инфсрмации,принятые во внимание при экспертизе 1 Патент США Ме 3614371,кл. 219-69, опублик, 1971,.848229 Составитель В Техред М, Ко Влодавскийура едактор А. Шан Коррек Заказ 5969 4 Тираж 1148 ВНИИПИ Государственного комите по делам изобретений и открыт 113035, Москва, Ж 35, Раушская