CS209314B1 - Zapojenie snímacieho člena pre regulátor medzielektródovej medzery u elektroiskrových obrábacích strojov - Google Patents

Description

Vynález sa týká zapojenia snímacieho člena pře regulátor medzielektrodovej medzeryelektroiskrových obrábacích strojov, ktorého výstupným signálom sa riadi akčný člen za-bezpečujúci udržiavanie optimélnej medzielektrodovej medzery, zvlášť vhodného pře elek-troiskrové o.brábanie u zariadení vybavených impulznými viac-kanálovými generátormis programovým, připadne adaptívnym riadením parametrov. ' Základnou úlohou regulátora medzielektrodovej medzery je udržiavanie jej optimálnejvelkosti, při ktorej sa dosahujú požadované technologické parametre. Regulátor medzi-elektródovej medzery musí teda kompenzovat rdzne poruchy vznikajúce počas obrábania pře-vážné v priestore výbojov. Rýchlosť vykompénzovania porúch, směr posuvu elektrody a v sú-vislcsti s tým změna velkosti medzielektrodovej medzery sa odvodzujú od napSťových pome-rov v iskrišti, ktoré sa zisťujú prostrednictvom snímacieho člena. U doteraz známých zapojení sa vychádza z porovnávania požadovanej hodnoty napStias okamžitou, alebo střednou hodnotou napStia v medzielektrodovej medzere. Velkosť poža-dovanej hodnoty'napStia je spravidla pramenná a obvykle sa stanovuje podlá zvolenýchparametrov generátore. Po vyhodnotení v diferenčnom člene tvoří rozdiel týchto dvochveličin regulačnú odchýlku, určujúcu rýchlosť a směr pohybu elektrody-realizovaného ak-čným členom. Při každej zmene parametrov generátore impulzov je nutné předvolit inú vel-kosť požadovanej hodnoty, zodpovedajúcu stabilnému, nepřerušovanému elektroerozívnemuprocesu.

Vysoká variabilnost elektrických parametrov generátora, umožňujúca zlepšovat tech-nologické ukazovatele zariadania, prináša so sebou značné nároky na obsluhu a nie jevylúčená možnost' chybného nastavenia požadovanej hodnoty pre regulačný obvod. Této nevý-hoda sa ešte výraznéjšie prejavuje při zavádzani programového, připadne adaptívneho ria-denia parametrov impulzného generátora a v niektorých pripadoch nie je vdbec možné taký-to spósob vyhodnocovania využit pře reguláciu elektroiskrového procesu.

Vyššie uvedené nedostatky takýchto zapojení zmierňuje zapojenie snímacieho členapre regulátor medzielektrodovej medzery elektroiskrových obrábacích strojov podlá tohotovynálezu, ktorého podstatou je, že impulzný výstup generátora je cez súčinový člen při-pojený na vstup prvého úrovňového klopného obvodu, ktorého výstup je připojený paralelnéna jeden vstup prvého komparátora a na jeden vstup druhého komparátora, pričom jedenvýstup riadiaceho obvodu generátora je připojený na druhý vstup prvého komparátoraa druhý výstup riadiaceho obvodu generátora je připojený cez druhý úrovňový klopný obvodna druhý vstup druhého komparátora, zatial čo výstupy obidvoch komparátorov sú připojenéna vstupy diferenčného zosilňovača.

Do podstaty tohoto vynálezu patří tiež to, že výstupy kanálov generátora sú cezsúčinový člen tvořený dio*dami a odporom cez tranzistor a potenciometrický trimer připo-jené na vstup prvého úrovňového klopného obvodu, ktorého výstup je připojený na nastavo-vací vstup N prvého klopného obvodu a na vstup D štvrtého klopného obvodu, zatial' čo 2 jeden výstup riadiaceho obvodu generátore je připojený paralelné na mazací vstup M prvé·ho klopného obvodu a na mazací vstup M tretieho klopného obvodua druhý výstup riadia-ceho obvodu generátore je cez druhý úrovňový klopný obvod připojený na hodinový vstup Ttretieho klopného obvodu, pričom negovaný výstup Q prvého klopnéhoObvodu je připojenýna vstup D druhého klopného obvodu a priamy výstup Q tretieho klopného obvodu je para-lelné připojený na hodinový vstup T druhého klopného obvodu a na hodinový vstup T štvr-tého klopného obvodu, tak priamy výstup Q druhého klopného obvodu je cez prvý vstupnýodpor připojený na neinvertujúci vstup operačného zosilňovača a negovaný výstup Q štvr-tého klopného obvodu je cez druhý vstupný odpor připojený na iňvertujúci vstup operač-ného zosilňovača. Výhoda zapojenia snímacieho člena pře regulátor medzielektródovej medzery u elek-troiskrových obráběcích strojov podl’a tohoto vynálezu spočívá v tom, že změnou paramet-rov impulzov, ktoré sú po vyhodnotení roztriedené do troch skupin, nedochádzá k zmene ’kritérií pre roztriedenie impulzov, to teda znamená, že vyhodnotenie odchýlok je nezá-vislé na zmene parametrov generátore v širokom rozsahu. Ďalšou výhodou je vylúčenievplyvu obsluhy a v systémoch programového, připadne adaptívneho riadenia možnosť zave-denia čiastočnej automatizácie procesu obrábania.

Zapojenie snímacieho člena pre regulátor pracovnej medzery u elektroiskrovýchobrábacích strojov je příkladné znázorněné na připojených výkresoch, kde na,obr. 1 jezapojenie obvodu v blokovej schéme, na obr. 2 je konkrétné prevedenie zapojenia,sníma-cieho člena pre regulátor medzielektródovej medzery a na obr. 3 sú znázorněné priebehynapatia, objasňujúce funkciu popísaného zapojenia, pričom A - sú znázorněné impylzyrdzneho tvaru, privádzané prostredníctvom diodového súčinového člena 2 cez emitorovýsledovač 8 na vstup prvého úrovňového klopného obvodu 3, B - impulzy z výstupu prvéhoúrovňového klopného obvodu, C - taktovacie impulzy z riadiaceho obvodu generátore 11, D - impulzy z negovaného výstupu § prvého klopného obvodu 41, E - pilové impulzy z vý-stupu riadiaceho obvodu generátore 11, F - impulzy z druhého úrovňového klopného obvo-du 6, G - impulzy z priameho výstupu C£ tretieho klopného obvodu £1, H - impulzy z pria-meho výstupu Q druhého klopného obvodu 42, J- impulzy z negovaného výstupu Q štvrtéhoklopného obvodu 52 a K - výstupný signál z operačného zosilňovača 73.

Zapojenie snímacieho člena pře regulátor medzielektródovej medzery podlá blokovejschémy je převedené následovně: Impulzný výstup generátore 1 je'cez súčinový člen 2připojený na vstup prvého úrovňového klopného obvodu 3. Výstup prvého úrovňového klopného obvodu 3 je připojený'paralelné na jeden vstup prvého komparátora 4 a na jeden vstupdruhého komparátora £. Jeden výstup riadiaceho obvodu generátore 11 je připojený nadruhý vstup prvého komparátora 4. Druhý výstup riadiaceho obvodu generátora 11 je při-pojený cez druhý úrovňový klopný obvod 6 na druhý vstup druhého komparátora 2· Výstupyobidvoch komparátorov 4, £ sú připojené na vstupy diferenčného zosilňovača 2· V konkrétnom převedení sú výstupy kanálov generátora la. lb, lc. ld, le až ln cez súčinový člen tvořený diodami 2a, 2b, 2c, 2d, 2e až 2n a odporom 21 cez tranzistor 81a potenciometrický trimer 82 připojené na vstup prvého úrovňového klopného obvodu 3.

Jeho vystup je připojený na nastavovací vstúp N prvého klopného obvodu £1 a na vstup Dštvrtého klopného obvodu 52. Jeden výstup riadiaceho obvodu generátore 11 je připojenýparalelné na mazací vstup M prvého klopného obvodu 41 a na mazací- vstup M tretieho klop-ného obvodu 51.

I

Druhý výstup riadiaceho obvodu generátore.11 je cez druhý úrovňový klopný obvod 6připojený na hodinový vstup T tretieho klopného obvodu 51. Negovaný výstup § prvéhoklopného obvodu 41 je připojený na vstup D druhého klopného obvodu 42 a priamy výstup gtretieho klopného obvodu 51 je paralelné připojený na hodinový vstup T druhého klopnéhoobvodu 42 a na hodinový vstup T štvrtého klopného obvodu 52. Priamy výstup £ druhéhoklopného obvodu 42 je cez prvý vstupný odpor 71 připojený na neinvertujúci vstup operač-ného zosilňovača 73. Negovaný výstup § štvrtého klopného obvodu 52 je cez druhý vstupnýodpor 72 připojený na invertujúci vstup operačného zosilňovača 73,

Snímací člen pře regulátor medzielektr odove j medzery je tvořený komparátormi porov-návajúcimi odchýl’ky skutočného a žiadaného tvaru priebehu napaťových impulzov v medzi-elektrodovej medzere.

Po vyhodnotení sú impulzy roztriedené do troch skupin. Prvú skupinu tvoria tie,u ktorých došlo k prierazu skdr ako napáťová špička nástupnéj hrany dosiahía hodnotu 70 %napátia naprázdno /Uo/. Při výskyte takýchto impulzov dochádza prostředníctvom regulá-tora k zvgčšovaniu pracovnej medzielektrodovej medzery. Do druhej skupiny sú zatriede-né impulzy, u ktorých došlo k. prierazu až po uplynutí 40 % z celkovej doby šířky impul-zu /t^/. Výskyt takýchto impulzovspdsobí přísun elektrody a.tým zmenšenie medzielektró-dovej medzery.

Posledná skupina impulzov, u ktorých dochádza k prierazu sk6r ako uplynie 40 % t^a napáťová špička nástupnéj hrany dosiahne hodnotu nad 70 % z UQ, spdsobí zastavénieservosystému a nedochádza k zmene velkosti medzielektrodove j medzery.

Impulzy rfizneho tvaru sa privádzajú prostředníctvom diodového súčinového člena 2cez emitorový sledovač 8 s možnosťou změny amplitúdy pomocou potenciometrického trimra82 na vstup prvého úrovňového klopného obvodu 3. Nastavenie úrovně preklápania prvéhoúrovňového klopného obvodu 2 umožní na jeho výstupe získat impulzy, u ktorých napáťováamplitúda špičky na nástupnej hrané dosiahne najmenej 70 % napgtia naprázdno UQ. Impulzy,ktorých napfiťová špička nedosiahne požadovaná úroveň, nespfisobia preklopenie obvodu.Přivedením 'signálu z výstupu prvého úrovňového klopného obvodu 2 ha nastavovací vstup Nprvého klopného obvodu 41 dochádza k vybaveniu jeho negovaného výstupu g do stavu log. 0.V tom čase sa na mazací vstup M toho istého klopného obvodu 41 privádza taktovací impulzz riadiaceho obvodu generátore 11 o úrovni log. 1. Ten istý signál sa privádza i na maza-cí vstup M tretieho klopného obvodu jjl. Impulz pilového tvaru generovaný synchronněs pravoúhlými taktovacími impulzami sa privádza na vstup.druhého úrovňového klopného obvodu 6.. Druhý úrovňový klopný obvod 6 vytvaruje hodinový impulz, ktorý je nástupnouhranou časové oneskorený od nástupnej hrany taktovacieho impulzu riadiaceho obvodu gene-rátore 11 o 0,4 tj., pričom je velkost oneskorenia přestaví tel'ná.zPo skončení taktovacie-ho impulzu riadiaceho obvodu generátore 11 dochádza k překlopenou negovaného výstupu gprvého klopného obvodu 41 spěť do stavu log. 1. Priebeh napěťových impulzov určuje,že došlo k nastúpeniu napěťovéj špičky impulzu v medzielektródovej medzere na požadovanávelkost', připadne že špička nedosiahla požadovaná hodnotu a k .překlopenou prvého úrovňo-vého klopného obvodu 2 nedošlo, čo sposobó, že negovaný výstup Č£ prvého klopného obvodu 41 zostane v stave log. 1, nakolko v tom čase nastavovací vstup N prvého klopného obvo-du 41 nebol vybavený. Signál z výstupu 5 Je přivedený na D vstup druhého klopného obvodu 42 a po příchode hodinového impulzu dSjde k preklcpeniu priameho výstupu Q druhého klop-ného obvodu 42 podlá informácie na vstupe D. Pre případ, že na D vstupe sa nachádza log. 1, přejde priamy výstup £ druhého klopného obvodu 42 tiež do stavu log. 1.' To zname-ná, že na výstupe operačného zosilňovača 7 sa .objaví kladné napátie, ktorým sa cez ďal-

Z šie obvody a akčný člen zabezpečí zvačšenie medzielektródovej medzery. Hodinový impulz,potřebný k preklopeniu .druhého klopného obvodu 42 a štvrtého klopného obvodu 52 sa získá-vá tvarovaní® pilového impulzu jednak v druhom úrovňovom klopnom obvode 6 a jednak v třeťom klopnom obvode 5JL, pričom sa vytvarovaný impulz z výstupu druhého úrovňového klopné-ho obvodu 6 privádza na hodinový vstup T tretieho klopného obvodu 51.

Po příchode hodinového impulzu přejde priamy výstup Q tretieho klopného obvodu 51do stavu log. 1. Časové oneskorenie hodinového impulzu přivedeného z výstupu druhého úrov-ňového klopného obvodu 6 zabezpečuje správnu funkciu tretieho klopného obvodu 51, na kto-rého mazacom vstupe M sa nachádza taktovací impulz z riadiaceho obvodu generátore 11v tom čase v stave log. 1. Taktovací impulz po nadobudnutí hodnoty log. 0 prevedie cez ma-zací vstup M tretieho klopného obvodu 51 zrušenie log. 1 na priamomvýstupe Q tretiehoklopného obvodu 51. Výstupným signálom tretieho klopného obvodu 51 je hodinový signál,ktorý je použitý na preklápanie štvrtého klopného obvodu 52 a tiež druhého klopného obvo-du 42. Ak sú splněné podmienky pře preklopenie štvrtého klopného obvodu 52, to znamená, žena vstupe D je informácia o 20 ns skSr ako príde hodinový impulz z priameho výstupu £ klopného obvodu 51. uskutoční sa preklopenie do takého stavu, ktorý mu určí úroveň signálu navstupe D. Táto úroveň je závislá od stavu výstupu prvého úrovňového klopného obvodu 3. V případe, že nastane výboj skdr ako uplynieO,4 tp dostane sa z výstupu prvého úrovňo-vého klopného' obvodu 3 na D vstup štvrtého klopného obvodu 52 log. 1 a hodinový impulzpřivedený na hodinový vstup T štvrtého klopného obvodu 52 spdsobí preklopenie negovanéhovýstupu Q tohoto obvodu do stavu log. 0. Ak je přitom splněná aj podmienka, že napěťovášpička dosiahla požadovaná úroveň, potom je priamy výstup Q druhého klopného obvodu 42,ako aj negovaný výstup g štvrtého klopného obvodu 52 v stave log. 0. Signály z týchtovýstupov přivedené na neinvertujúci a invértujúci vstup operačného zosilňovača 73 za-bezpečia, aby výstup diferenčného zosilňovača 7 bol na nulovcm potenciál!, pričom servo-mechanizmus stojí a veTkosť medzielektródovej medzery sa nemení. Ak však nastane

Claims (3)

výboj neskór ako v.čase do 0,4 t^,dostane sa z výstupu prvého úrovňového klopného obvo-du 2 na D. vstup štvrtého klopného obvodu 52 úroveň log. 0, ktorá po příchode hodinovéhoimpulzu spfisobí preklopenie negovaného výstupu § štvrtého klopného obvodu 52 do stavulog. 1. Tento výstupný signál přivedený na invertujúci vstup operačného zosilňovača 73spdsobí, žena výstupe diferenčného zosilňovača J bude záporné napštie, ktorým sa cezďalšie obvody a akčný člen zabezpečí zmenšenie medzielektródove j medzery. Prvý klopnýobvod 41, druhý klopný obvod 42, třetí klopný obvod 51 a taktiež štvrtý klopný obvod 52sú typu "D". P R E D Μ E. T VYNÁLEZU

1. Zapojenie snímacieho člena pre regulátor medzielektródovej medzery u elektroiskr o- vých obrábacích strojov, ktorého výstupným signálom sa riadi akčný člen zabezpečujú- ci udržiavanié optimálnéj medzielektródovej medzery, přičom k eleíctróde a obrobkom je cez jednosměrný zdroj a obvod generátore tvořený spínacím obvodom a riadiacim) - obvodom připojený pracovný odpor, vyznačujúce sa tým, že impulzný výstup generátore/1/ je cez súčinový čleh /2/ připojený na vstup prvého úrovňového klopného' obvodu /3/,ktorého výstup je připojený paralelné na jeden vstup prvého komparátora /4/ a na je-den vstup druhého komparátora /5/, pričom jeden výstup riadiac.eho obvodu generátore/11/ je připojený na druhý vstup prvého komparátora /4/ a druhý výstup riadiacehoobvodu generátore /11/ je připojený cez druhý úrovňový klopný obvod /6/ na druhývstup druhého komparátora /5/, zatial’ čo výstupy obidvoch komparátorov /4, 5/ sú při-pojené na vstupy diferenčného zosilňovača /7/.

2. Zapojenie snímacieho člena podTa bodu 1, vyznačujúce sá tým, že výstupy kanálov gene-rátore /la, lb, lc, ld, le až ln/ sú cez súčinový člen /2/ tvořené diodami /2a, 2b, 2c, 2d, 2e až 2n/ a odporom /21/, cez tranzistor /81/ a potenciometrický trimer /82/připojené na vstup prvého úrovňového klopného obvodu /3/, ktorého výstup je připojenýna nastavovací vstup /N/ prvého klopného obvodu /41/ a na vstup /0/ štvrtého klopnéhoobvodu /52/, zatial’ čo jeden výstup riadiaceho obvodu generátore /11/ je připojenýparalelné na mazací vs.tup /M/ prvého klopného obvodu /41/ a na mazací vstup /M/ tre-tieho klopného obvodu /51/ a druhý výstup riadiaceho obvodu generátore /11/ je oezdruhý úrovňový klopný obvod /6/ připojený na hodinový vstup /T/ tretieho klopnéhoobvodu /51/, pričom negovaný výstup /5/ prvého klopného obvodu /41/ je připojený na vstup /0/ druhého klopného obvodu /42/ a priamy výstup /Q/ tretieho klopného obvo-du /51/ je paralelné připojený na hodinový vstup /T/ druhého klopného obvodu /42/a na hodinový vstup /T/ štvrtého klopného obvodu /52/, tak priamy výstup /Q/ druhého 6 klopného obvodu /42/ je cez prvý vstupný odpor /71/ připojený na neinvertujúci vstupoperačného zosilňovača /73/ a negovaný výstup /Q/ átvrtého klopného pbvodu /52/ je cezdruhý vstupný odpor /72/ připojený na invertujúci vstup operačného zosilňovača /73/.

3 výkresy