CS209841B2 - Elektrické zapojení pro elektrojiskrové obrábění - Google Patents

Description

(54) Elektrické zapojení pro elektrojiskrové obrábění

Vynález se týká elektrického zapojení pro elektrojiskrové obrábění obráběného předmětu pomocí obráběcí elektrody, vzdálené od něho o pracovní mezeru naplněnou dielektrikem, u kterého je zdroj pracovního proudu připojen přes dvoupolohový přepínač na pracovní mezeru, ke které je připojen snímač proudu s analogovým výstupem.

U zařízení pro elektrojiskrové obrábění je obráběcí elektroda nastavena na vzdálenost od obráběného kusu s mezerou mezi nima vyplněnou dielektrikem, přičemž obráběcí elektroda a obráběný kus, který tvoří druhou elektrodu, Jsou připojeny na napájecí zdroj, schopný vytvářet elektrické impulsy dostatečné pro vyvolání elektrického průrazu skrz mezeru. Při každém výboji se rozruší část obráběného -kusu a odstraní z něho· a odpad je odnášen dielektrickou kapalinou. Potom je obnoven nevodivý nebo málo vodivý stav v mezeře.

U dřívějších známých systémů byl zdrojem obráběcích impulsů kondenzátor, připojený na mezeru a nabíjený stejnosměrným proudem ze zdroje připojeného paralelně k němu, přičemž ubírání mezery a Obráběcí výboj byly prováděny, když potenciál na elektrodách dosáhne průrazového potenciálu mezery. Tento systém měl nevý2 hodu v malé rychlosti odleptávání nebo obráběcí rychlosti a v malé přizpůsobivosti při zajišťování širokého rozsahu obráběcích podmínek pro uspokojování širokého· rozsahu obráběcích požadavků.

Pro odstranění těchto nedostatků byly použity systémy spínacích impulsů, u kterých je zdroj proudu pro elektrojiskrové obrábění spojen do obvodu s mezerou pomocí dvoupolohových spínacích prostředků elektronického, mechanického nebo elektromechanického typu a přepínač je střídavě přepínán do vodivého a nevodivého stavu pro připojení obdélníkového· impulsu na mezeru. U známých systémů tohoto druhu byl přepínač ovládán pomocí multivibrátoru nebo jiného generátoru dvoupolohového signálu a bylo zjištěno, že parametry elektrických impulsů by měly být voleny mnohem pečlivěji pro účinné obrábění, zejména když se má omezit opotřebení elektrody nebo zamezit opotřebení a dosáhnout co nejmenší ztráty energie. Bylo rovněž zjištěno, že je žádoucí, aby impulsy nebo výboje měly stejnou energii u každého impulsu, to jest isoenergetické impulsy, pro· dosažení lepších výsledků při obrábění. Avšak těchto požadavků nebylo pomocí dosavadních napájecích systémů dosaženo.

Úkolem vynálezu je vytvořit zlepšený na209841 pájecí systém pro elektrojiskrové obrábění, který by uspokojoval výše uvedené požadavky a byl schopen udržovat obráběcí výsledky s lepší rovnoměrností, lepší přesností a lepším účinkem a s menšími prostoji nebo tendenci k přerušení obrábění.

Výše uvedených požadavků bylo dosaženo elektrickým zapojením pro elektrojiskrové obrábění podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že na výstup snímače proudu, tvořeného například napěťovým děličem z odporů v sérii s pomocným napěťovým zdrojem, je připojen analogočíslicový převodník, jehož výstup je připojen na první čítač, který je svým výstupem připojen na dvoupolohový přepínač, tvořený například tranzistorem, přes logický obvod a popřípadě přes zesilovač.

Dalším význakem vynálezu je, že obsahuje první časovač, tvořený například multivibrátorem, připojený svým výstupem na vstup přepínače, například přes zesilovač, a svým vstupem na výstup zpožďovacího obvodu, jehož jeden vstup je připojen na výstup prvního čítače a druhý vstup je připojen na vstup prvního časovače.

Podle dalšího význaku vynálezu je zpožďovací obvod tvořen druhým časovačem, například oscilátorem a druhým čítačem, zapojenými za sebou, dále zpožďovacím členem, zapojeným mezi prvním časovačem a dvoupolohovým přepínačem, a logickým členem, tvořeným například za sebou zapojenými negačními součinovými hradly a zapojeným mezi výstupem prvního čítače a výstupem druhého časovače a svým výstupem na druhý vstup zpožďovacího členu.

Dalším význakem vynálezu je, že mezi analogočíslicovým převodníkem a prvním čítačem je zapojen dělič kmitočtu.

Dalším význakem elektrického zapojení podle vynálezu je, že je opatřeno druhým čítačem, generátorem hodinových impulsů a druhým děličem kmitočtu, zapojeným mezi generátorem hodinových impulsů a druhým čítačem, přičemž první čítač je spojen s druhým čítačem.

Podle dalšího význaku je logický obvod tvořen klopným obvodem, jehož mazací vstup je spojen s prvním čítačem a časovači obvod je zapojen mezi první čítač a nastavovací vstup klopného obvodu.

Dalším význakem je, že snímač proudu je tvořen odporem zapojeným do série s pracovní mezerou. Nebo je dále odpor zapojen do série s pracovní mezerou a zdrojem pracovního proudu.

Podle dalšího význaku je elektrické zapojení opatřeno zdrojem pomocného proudu, zapojeným paralelně se zdrojem pracovního proudu a do série s 'odporem na pracovní mezeře.

A podle posledního význaku je zapojení podle vynálezu na výstupu zdroje pomocného proudu opatřeno obvodem pro regulaci pracovní mezery, resp. jeho napětí.

Elektrické zapojení pro elektrojiskrové obrábění podle vynálezu obsahuje tedy zařízení pro získávání analogového signálu, úměrného elektrickému proudu procházejícímu mezerou, převodník pro přeměnu analogového signálu na úzké číslicové impulsy sledu impulsů, čítač pro čítání číslicových impulsů a hradlový obvod, ovládaný vstupním signálem čítače pro omezení každého hradícího signálu, přivedeného na přepínač pro jeho spouštění.

Každý vybíjecí impuls je pak přeměněn na číslicový signál, ovládaný signálem odvozeným od provozní kontroly charakteristik mezery a nastřádaného nebo integrovaného. Když integrovaná nebo nastřádaná hodnota dosáhne předem stanovené hodnoty, nastane sepnutí. Následkem toho impulsy mají rovnoměrnou energii a šířku, která se zvětšuje nebo zmenšuje v závislosti na změnách proudu v mezeře, a tudíž podle změny parametrů mezery. Může být proveden voličový spínač pro nastavení čítače, který může být tradičním čítačem číslicových impulsů, pro· nastavení zařízení pro zvláštní obráběcí operaci.

Může být proveden obvod pro nastavení doby vypnutého stavu pro znovunastavení hradla pro spouštění dvoupolohového· spínače podle dalšího význaku vynálezu. Podle této varianty časovači obvod zavádí kontrolní čas, který sleduje opětné nastavení hradlového obvodu, zatímco zpožďovací obvod je proveden pro zpoždění opětného nastavení hradlového obvodu, když počítání na čítači dosáhne nastavené hodnoty před uplynutím kontrolního času. Tento systém je tedy schopen zajistit vyhovující nebo nevyhovující impulsy pro · regulaci parametrů mezery nebo napájecího zdroje.

Regulace podle vynálezu, vyznačená adaptivní regulací impulsů vůči základně· impulsů, má jednu výhodu proti existujícímu nezávislému časování mezery s dvoupolohovým stavem výkonového' spínače v tom, že účinnost obrábění v tomto posledním případě může být malá s ohledem na vynechání dodávky dostatečné energie během některých impulsů a přebytečné energie během jiných impulsů v závislosti na podmínkách v mezeře. Pokusy přivést řadu napěťových impulsů o· pevné· šířce mají za následek řadu proudových impulsů o-delší nebo kratší šířce, nezávisle na-požadavcích na mezeru. Rovněž tak pokusy přivést řadu proudových impulsů o· pevné šířce mají za následek řadu výbojových impulsů o větší nebo menší energii s ohledem na změny velikosti proudu. Jako opak těchto systémů, systém podle vynálezu poskytuje řadu přesně regulovaných vybíjecích impulsů o· rovné nebo rovnoměrné energii, která se dá předem nastavit v širokém rozsahu výběru.

Tyto a jiné význaky a výhody vynálezu budou lépe zřejmé z následujícího·· popisu několika provedení s odkazem na příloze209941 né výkresy, kde je obr. 1 blokové schéma zapojení jednoho provedení podle vynálezu, obr. 2 schéma zapojení obvodu pro názornější vysvětlení systému z obr. 1, obr. 3 diagram, který ukazuje výrobu číslicových impulsů v .systému, obr. 4 blokové schéma zapojení obvodu podle vynálezu, obr. 5 blokové schéma zapojení jiného provedení systému, reagujícího na mezeru podle vynálezu, obr. 6 schéma zapojení obvodu převodníku, který se může použít v systému podle vynálezu, a obr. 7 schéma zapojení obvodu dalšího regulačního systému používajícího analogočíslicového převodníku.

Obr. 1 až 3 ukazují základní koncepci, která ztělesňuje principy vynálezu. Konkrétně, obvod na obr. 1 a 2 obsahuje obráběcí elektrodu 1 a obráběný kus 2, které určují elektrojiskrovou obráběcí mezeru G, na kterou se přivádí proudový impuls z napájecího zdroje 3 stejnosměrného proudu pomocí dvoupolohového přepínacího prostředku, znázorněného schematicky jako tranzistor 4, jehož vývody emitoru a kolektoru jsou zapojeny do série s napájecím zdrojem 3 a diodou 3a. Zařízení pro· zjišťování stavu obráběcí mezery G nebo čidlo mezery obsahuje, v tomto provedení, pomocný napěťový zdroj 5 v sérii s napěťovým děličem 5a, jehož část je použita jako vstup do analogo-číslicového převodníku 7, podrobně znázorněného na obr. 2. Analogový signál ovšem představuje proud v mezeře a jeho velikost je funkcí charakteristik mezery.

Analogočíslicový převodník 7 je určen pro přeměnu analogového' signálu na sled číslicových impulsů, například o šířce impulsu 1 až 2 mikrosekund a může mít tradiční provedení.

Zvlášť výhodný analogočíslicový převodník 7, viz obr. 2, obsahuje zesilovač 71 pro zesílení analogového· signálu na svorce 6 a integrační obvod 72, sestávající z kondenzátoru 72a a odporů 72b, 72c. Integrační kondenzátor 72 je svým výstupem připojen na bistabilní obvod 73, jako je například Schmíttův klopný obvod, jehož stav závisí na svorkovém napětí na kondenzátoru 72a. Výstup bistabilního obvodu 73 je určen pro invertování přes negační součinové hradlo 74, který poskytuje výstup pro ovládání monosiabilního multivibrátoru 75 k vytvoření, signálních impulsů na výstupní svorce, jak je znázorněno. Výstup invertoru 74 je připojen také na negační obvod 76' a pak přes něj na negační součinové hradlo 77, na jehož druhý vstup je připojen výstup monostabilního multivibrátoru 75. Výstup negačního součinového hradla 77 je invertován zesilovacím tranzistorem 78, určeným k ovládání spínacího tranzistoru 79, připojeného na kondenzátor 72 pro jeho zkratování, když je spínač zapnut.

Analogočíslicový převodník 7 napájí citací obvod 8, určený pro čítání číslicových impulsů vyrobených převodníkem 7 a mající na výstupu voličový spínač 9, jehož funkcí je volba výstupu čítače.

Hradlový obvod 10 je připojen přes zesilovač 11 na výkonový spínač 4 pro ovládání jeho spínací činnosti., Multivibrátor 12 je určen pro nastavení doby vypnutého· stavu spínače 4 na nastavitelnou, předem danou hladinu, dostatečnou pro zotavení dielektrika v mezeře, zatímco oscilátor 13 vydává hodinové impulsy o daném kmitočtu, například 10 MHz, pro čítač 14, jehož výstup je připojen na logický obvod 15, který spojuje výstup hradlového obvodu 10 s výstupem čítače 14. Další spojovací logický obvod 16 spojuje výstup logického· obvodu 15 s výstupem čítacího obvodu 8 pro získání signálu představujícího zkratovanou mezeru, oblouk nebo jinou nežádoucí podmínku v obráběcí mezeře G. Tento signál je v dalším textu označován jako' signál „U“, to jest neuspokojivý. Zpožďovací obvod 17, například monostabilní multivibrátor, zpožďuje o jednu periodu výstup časovače vypnutého stavu 12 k hradlovému obvodu 10 pro prodloužení vypnutého stavu spínače 4 při snímání signálu „U“.

Zdroj 5 snímacího napětí a směrový odpor 5a jsou trvale zapojeny na obráběcí .mezeru G pro ovládání proudu v mezeře, který se mění s impedancí mezery a poskytuje analogový signál vztažený na proud v mezeře na svorce 6. Napětí na svorce 6 je připojeno na analogočíslicový převodník 7 pro změnu integračního obvodu 72 tak, že když se dosáhne jeho prahové úrovně, Schmíttův obvod 73 překlopí, aby vydal číslicový signál „1“ do negačního součinového' hradla 74. Negační součinové hradlo 74 má na výstupu „O“, které se negačním hradlem 76 překlopí na „1“ pro otevření tranzistoru 78 přes výstup „O“ negačního· součinového hradla 77 a pro otevření tranzistoru 79 ke zkratování kondenzátoru 72a.

Výstup negačního součinového hradla 74 je připojen také na monostabilní multivibrátor 75 pro započetí časovacího intervalu o velikosti 1 až 2 mikrosekund, čímž se vytvoří signál „O“ do· negačního součinového hradla 77 pro překlopení jeho výstupu na „1“. Tranzistory 78 a 79 se vypnou, aby se umožnilo kondenzátoru 72a znovunabití ze svorky 6.

Když nabíjecí napětí na kondenzátoru 72a dosáhne prahové hodnoty stanovené Schmittovým obvodem 73, znovu nastane překlopení a kondenzátor 72c se vybije.

Opakování těchto operací má za následek vytvoření číslicových impulsů o· šířce impulsu od 1 do 2 mikrosekund na svorce vypnuto, multivibrátoru 75. Kmitočet těchto impulsů je úměrný analogovému signálu snímanému na svorce 6. Jelikož velikost analogového signálu roste, kondenzátor 72a se nabíjí větší rychlostí, která naopak zrychluje kmitočet číslicových impulsů na výstupu monostabilního multivibrátoru 75.

Takto generované číslicové impulsy jsou přiváděny do čítače 8, který je znovu nastaven, když ndpočítá počet impulsů stanovený volicím obvodem 9 za účelem nastavení hradlového obvodu 10. Když impulsy přicházejí se zvýšeným kmitočtem, čítač 8 dosáhne svého opětného nastavení rychleji pro nastavení hradlového obvodu 10, a naopak, když impulsy přicházejí se zmenšeným kmitočtem, čítač 8 potřebuje delší čas pro nashromáždění předem stanoveného počtu, aby se hradlový obvod dostal do své nastavené podmínky.

Zatímco hradlový obvod je znova ve svém nastaveném stavu, negační hradlo nebo· invertor 10a má na výstupu „O“, negační součinové hradlo 10b má na výstupu „1“ a negační součinové hradlo 10c má na výstupu „O“. Podle toho interval mezi okamžikem, kdy je hradlo 10 znova nastaveno, a okamžikem, kdy je zastaveno, představuje hradlový impulsový signál, který je invertován v zesilovači 11 a drží výkonový spínač 4 v jeho vodivém stavu.

Když hradlový obvod 10 sepne svůj výstup na „1“, tento sepne monostabilní multivibrátor 12 do činnosti a vypne výkonový spínač 4 po dobu trvání činnosti multivibrátoru 12. Doba vypnutého stavu je nastavena na multivibrátoru 12 po dobu periody dostatečné pro umožnění zotavení dielektrika v mezeře od předchozího výboje.

Po uplynutí doby vypnutého stavu negační součinové hradlo 10c v hradlovém obvodu 10 dostane nulovací signál „1“ od multivibrátoru 12 přes obvod 17 pro změnu jeho výstupu na „O“ a znovu zapne výkonový spínač 4.

Avšak když uplynulá doba vypnutého stavu určená multivibrátorem 12 není dostatečná pro trvající oblouk nebo zkrat na mezeře G, zpožďovací obvod v obvodu 17 zapůsobí pro prodloužení vypnutého stavu a pro zabránění předčasnému připojení dalšího impulsu a nadměrnému připojení výbojového proudu.

Za tímto účelem, když hradlový obvod 10 vyrobí výstupní „O“, čítač 14 může čítat hodinové impulsy z oscilátoru 13. Když čítač 14 napočítá předem nastavený počet hodinových impulsů, vydá signál „O“, který se invertuje negačním hradlem nebo invertorem 15a pro vytvoření výstupu „O“ na negačním součinovém hradlu 15b. Výstup negačního součinového· hradla 15c je tedy ,,1“. Mezitím, je-li v obráběcí mezeře G zkrat nebo· jiná podmínka s příliš nízkou imípedancí, detekuje se zvýšený proud v mezeře a na svorce 8 se Objeví analogový •signál o vysoké hladině. U impulsů převodníku 7 se zvýší kmitočet a čítač 8 dosáhne nastavené čítači hodnoty v kratším čase. Výsledkem toho je, že čítač 8 vydá signál „O“ dříve, než čítač 14 dosáhne své nastavené čítači hodnoty a negační součinové hradlo 16a přivede výstup „1“ na negační součinové hradlo 16b, takže toto bude mít na výstupu „O“. Výstup „O“ obvodu 16 představuje signál „U“, aby indikoval, že dielektrikum v mezeře se nezotavilo zcela od předchozího výboje. Tento· signál se přivede na zpožďovací obvod 17 a zpožďuje nulovací signál do hradlového· obvodu 10 ό periodu určenou pro zvětšení doby vypnutého stavu proti předem stanovené. Během této zvětšené doby vypnutého stavu obráběcí mezera G může být nastavena, aby se umožnily normální podmínky obrábění.

Když je hradlový obvod 10 znovu nastaven pro opětné zapnutí výkonového spínače 4, obráběcí mezera je připravena pro další elektrický průraz. Postup se pak opakuje. Když čítač 8 napočítá předem nastavený počet impulsů, obvod 10 se nastaví pro vypnutí spínače 4 a jako výsledek se získá v podstatě obdélníkový tvar obráběcích impulsů.

Tedy určení šířky impulsu je zde provedeno v poměru k základě impulsu čítáním impulsů odvozených od signálu představujícího vlastnosti mezery, zkontrolováním trvání proti předem nastavenému časovému intervalu, podle kterého se pak upraví doba vypnutí systému. Šířka impulsu se pak provede optimální pro podmínky mezery a stabilizované obrábění je zajištěno.

Podle obr. 3 celkové přiblížení tohoto· obvodu může být odhadnuto mnohem snadněji. Obecně elektrický výboj se vytvoří po elektrickém průrazu kapalného dielektrika, které zaplavuje obráběcí mezeru G. Před dosažením úplného průrazu teče nepatrný proud, který se změní na lavinovitý až do úplného průrazu. Předlavinový fenomén, i když nepatrný, se zde zjišťuje snímacím obvodem 5, 5a a svorkové napětí v bodě 6 zobrazuje snímací proud, který je přeměněn na číslicové impulsy nashromážděné čítačem 8. Po započetí výboje, kontrolní napětí V, jak je představeno· signálem na svorce 6, je svým postupem vytváření úměrné vlastnostem postupu vytváření výbojového proudu. Na obr. 3 křivka I představuje rychlý, křivka II umírněný a křivka III pomalý postup vytváření kontrolního napětí, v závislosti na vodivosti mezery, když je výboj započat. Tyto analogové signály se přemění na číslicové signály o vysokém, umírněném nebo nízkém kmitočtu. Podobná změna je charakteristická pro výboj a kmitočet číslicových výstupních impulsů převodníku závisí na měnících se velikostech signálu na svorce 8. Čítač 8 napočítá v kratším čase, aby poskytl nastavovací signál pro· hradlový obvod 10 po ukončení výboje s menší šířkou v případě podmínky znázorněné křivkou I. V případě křivky III čítač 8 má delší dobu čítání a tudíž stoupá šířka vybíjecího impulsu. Číslicové signály se pak sečtou nebo integrují a vybíjecí impuls se vypne po dosažení integrované hodnoty dané hladiny. Použitím volicího spínače 9, který byl navržen, se dosáhne vybíjecích impulsů o rovnoměrné energii a snadné kontroly systému.

Časovač 13, 14 tedy představuje kontrolní časovač pro kontrolu zpoždění zpožďovacího obvodu 17 pro zajištění doby vypnutého stavu.

Systém podle obr. 4, který představuje podobné provedení vynálezu, jsou obráběcí elektroda a obráběný kus označeny příslušnými čísly 101, 102 a jsou prostorově navzájem vzdáleny o obráběcí mezeru G, přičemž elektroda 101 a obráběný kus 102 jsou zapojeny do série s napájecím zdrojem 103 stejnosměrného proudu a s výkonovým spínačem 104, zde schematicky znázorněného jako tranzistor a popsaného vpředu.

Vybíjecí obvod rovněž obsahuje, v sérii s mezerou G, odpor 105a, určený pro vyvinutí úbytku napětí úměrného výbojovému proudu v mezeře, přičemž napětí je připojeno; přes kondenzátor 105c na analogočíslicový převodník 107, který může mít uspořádání popsané vpředu ve spojení s obr. 2. Výhodná forma alternativy analogočíslicového převodníku je znázorněna na obr. 6.

Jak bylo vpředu popsáno, analogočíslicový převodník 107 vyrábí impulsy o kmitočtu, který je funkcí velikosti vstupního signálu.

Na výstup analogočíslicového převodníku 107 je připojen dělič kmitočtu 107a, jehož výstup je připojen na předem nastavitelný čítač 108 s nulovací svorkou R. Výstup čítače 108, když tento dosáhne nastavené hodnoty, je připojen na časovači obvod 112, který určuje dobu vypnutého stavu systému, a na klopný obvod 110, jehož výstup 'ovládá a překlápí výkonový spínač 104 mezi vodivým a nevodivým stavem. Nulovací a nastavovací svorka klopného obvodu 110 jsou označeny písmeny R, resp. S a stav klopného obvodu může být volen připojením nulovacíh'0 signálu na svorku IlOe nebo nastavovacího signálu na svorku HOf.

Když přijde startovací signál na svorku HOf, klopný obvod 110 je nastaven, aby vydal na výstupu „1“ a uvedl spínač 104 do vodivého stavu, zatímco čítač 108 se vynuluje vstupem na jeho nulovací svorku R. Obráběcí napětí ze zdroje 103 je vytvořeno na obráběcí mezeře G pro započetí výboje skrze ní. Jakmile je výboj započat, odpor 105a vyvine úbytek napětí E, které je úměrné výbojovému proudu I. Vysokofrekvenční složky obsažené ve výboji jsou eliminovány šunťovacím kondenzátorem 105c a do analogočíslicovéhoi převodníku 107 projde pouze složka stejnosměrná. Výstup analogočíslicového převodníku 107 má kmitočet f, který je připojen na dělič 107a, který snižuje rychlost Impulsů na hodnotu, která se dá čítat.

Impulsy z děliče kmitočtu 107a jsou přiváděny do čítače 108, který po zaznamenání předem nastavené hodnoty, vyrobí signální impuls o krátkém trvání, který je připojen na nulovací svorku R klopného obvodu 110, čímž vypne spínač 104 pro ukončení výboje. Signál je připojen také do časovače 112, kterým může být monostabilní multivibrátor nebo zpožďovací linka, takže jeho výstupní impuls je připojen po uplynutí zvolené doby vypnutého^ stavu na nastavovací svorku S klopného obvodu 110 a tím začne další výbojový cyklus uvedením spínače 104 do vodivého stavu. Výstupní impuls z časovače 112 je také připojen na nulovací svorku čítače 108 pro jeho nastavení.

Napětí E na odporu se rovná

kde výstupní kmitočet f analogočíslicového převodníku 107 je úměrný napětí, takže kde kl a k2 jsou nastavitelné konstanty, získané změnou hodnoty odporu 105a a nastavením analOgočíslicov.ého; převodníku

107.

Dělicí poměr děliče 107a může být znázorněn jako 1/n a předem nastavený počet čítače 108 je znázorněn jako N. Počet impulsů N je součtem impulsů přijatých od děliče nebo

N = ⁽³⁾’ po dobu periody t, přičemž rovnice (3) je ekvivalentní

N = —— dt (4).

on

Jestliže rovnice (1) a (2) vložíme do rovnice [4J, dostane se

I kl k2 n (5).

Vyřešením proudového integrálu dostane se

J7 I dt = N kl k2 n (Θ).

Jelikož N, n, kl, k2 jsou všechny konstanty, které mohou být nastaveny snadno, systém může odpovídat jakémukoliv žádanému proudovému integrálu a je zejména vhodný pro přesnou odpověď pro uspokojování širokého rozsahu obráběcích požadavků.

Na obr. 5 je znázorněn obvod, ve kterém je vysokonap&ťový zdroj 205 o malém proudu připojen na Obráběcí mezeru v sérii s vysokoohmovým odporem 205d, což je odpor pro omezení proudu, a snímací odpor 205a. Obvod pro započetí výboje rovněž obsahuje diodu 205e, která dovoluje průtok proudu pouze ve směru znázorněném šipkou Iz. Elektroda 201 a obráběný kus 202 vymezují obráběcí mezeru G a také jsou spojeny do série s nízkonapěťovým zdrojem

203 o velkém proudu a s elektronickým spínačem 204, který se uvede do vodivého stavu po' provedení průrazu v mezeře pomocí napěťového zdroje .205. Dioda 203a je podobně zařazena do obvodu obráběcího proudu pro vymezení průtoku proudu do· směru označeného šipkou li. Dioda 233a blokuje vysoké napětí zdroje 205.

Jako v provedení na obr. 4 výstup odporu 205a je připojen na analogočíslicový převodník 207, jehož výstup je připojen na dělič kmitočtu 207a, který napájí čítač 208. V tomto provedení, je však stanovení doby vypnutého stavu provedeno pomocí generátoru 212a hodinových impulsů, například oscilátoru, jehož výstup je připojen na dělič kmitočtu 212b, který naopak napájí čítač 212c.

Pomocný vysoko-napěťový zdroj 205 je připojen trvale na mezeru a má výstupní napětí, které může někdy být jako u obráběcího napájecího zdroje 203, které může mít potenciál například 100 v-oltů. V době, kdy je spínač 204 vodivý, zdroj 205 je schopen provádět výboj, avšak jakýkoliv výboj zmizí okamžitě, s ohledem na úbytek na vysokoohmovém odporu 205d, a nezpůsobí žádnou škodu obráběcímu procesu tak dlouho, dokud v mezeře není oblouk. Jeden nebo více bezvýznamných výbojů může nastat během vypnutého stavu spínače 204, aniž zabrání účinné obráběcí operaci.

Když se spínač 204 uvede do vodivého stavu, průraz mezery zdrojem 205 je následován prakticky okamžitým průtokem proudu, vytvářejícího obráběcí výboj ze zdroje 203. Po vypnutí výkonového spínače

204 obráběcí výboj končí a průtok proudu mezerou z pomocného zdroje 205 začíná být znova bezvýznamný.

Výhodou systému podle obr. 5 proti obr. 4 je v tom, že jsou odstraněny ztráty na energii na odporu 105a podle obr. 4. Kromě toho, aby obráběcí proud mohl být větší, odpor 105a musí mít relativně malou hodnotu, a to zavádí možnost vzniku chyby. Kromě toho účinný průtok proudu se zpožďuje za počátkem výboje poněkud a obvod na obr. 5 reaguje okamžitě po- započetí výboje, spíše než by čekal na průchod obráběcího proudu.

Generátor hodinových impulsů z obr. 5 dává trvale na výstupu hodinové impulsy o pevně stanoveném a známém kmitočtu, přičemž dělič kmitočtu 21.2b přeměňuje hodinové impulsy na úroveň, která se dá čítat. Citaci impulsy jsou přiváděny do čítače 212c, který je předem daného- typu a je blokován během doby, kdy je předem nastavený čítač 208 v činnosti, to jest během průchodu obráběcího proudu mezerou G. Tedy během této periody předem nastavený čítač 212c je v činnosti pro vydávání signálu „1“ na své výstupní svorce 212ca a „O“ na s,vé výstupní svorce 212cb.

Když předem nastavený čítač 208 dosáhl předem nastaveného množství impulsů, výstup 208a vyvine stav „1“, zatímco jeho druhá výstupní svorka 208b dává krátkotrvající impuls, který je přiveden na nulovací svorku R čítače 212c, čímž se realizuje blokovací stav tohoto^ a umožňuje mu, aby čítal přicházející hodinové impulsy. Signál na svorce 212ca je pak přepnut na „O“. Když čítač 212c zaznamenal předem nastavený počet hodinových impulsů, po vydělení, přepne, aby provedl výstup „1“ na výstupní svorce 212ca a svorka 212cb překlopí impuls, který je přiveden na nulovací svorku čítače 208 a umožňuje mu, aby začal čítání po dobu další výbojové periody.

Zatímco čítač 208 má na výstupní svorce 208a signál „O“ nebo je ve stavu čítání, negační součinové hradlo 210a přijme tento signál „O“ na jedné vstupní svorce a vydá „1“ na výstupu, bez ohledu na to, zda jeho druhá vstupní svorka přijímá ,,O“ nebo „1“. Výstupní signál negačního součinového hradla 210a je zesílen v zesilovači 211 pro zapnutí a udržování výkonového spínače 204 v jeho vodivém stavu.

Když předem nastavený čítač 208 zaznamená jeho předem nastavenou hodnotu, svorka 208a vyvine signál „1“, zatímco svorka 212ca je přepnuta na „Q“, výstup negačního součinového hradla 210b je přepnut na „1“ a překlopí negační součinové hradlo 210a do jeho stavu s „O“ na výstupu, čímž vypne spínač 204 po ukončení výboje.

Spínač 204 je vypnut, dokud čítač 212c nenashromáždí předem nastavený počet přicházejících hodinových impulsů. Doba vypnutého stavu je taktu určena a nastavena ovládáním výstupního kmitočtu generátoru 212a hodinových impulsů, dělicího poměru děliče 212b a/nebo předem nastaveného počtu impulsů čítače 212c.

Obr. 6 ukazuje analogočíslicový převodník 107 nebo 207 nebo 7 pro výrobu impulsů o kmitočtu úměrném vstupnímu napětí. V tomto provedení odpor 305a, který odpovídá odporu 5a na obr. 1, odporu 105a na obr. 4 a odporu 205a na obr. 5, vytváří stejnosměrné napětí, jehož velikost je úměrná měnícímu se výbojovému proudu, který prochází obráběcí mezerou, jak bylo uvedeno vpředu. Toto napětí je připojeno na operační zesilovač 371, určený pro vytvoření napětí na jeho výstupu, s nulovým vstupem nebo s nulovým výbojovým proudem skrz mezeru. Výstup operačního' zesilovače 371 je připojen na 'oscilátor určený pro, výrobu impulsů o· daném kmitočtu tak dlouho, dokud dostává vstup. Kmitočet je však upraven podle výstupního napětí zesilovače 371.

Oscilátor obsahuje negační hradla nebo, invertory 372a, 372b, 372c, které tvoří sériový obvod s diodami 373a, 373b, polované v jednom směru, v opačném než invertory. Kondenzátor 374 je připojen na vstup negačního hradla 372b a na vstup diody 373b, zatímco pár tranzistorů 375a, 375b je svými kolektory spojen pomocí tohoto kondenzátoru., jejich báze jsou vodivě spojeny a jejich emitory jsou spojeny dvojicí odporů a přes diodu 375c, zapojenou v propustném směru na výstup operačního zesilovače 371.

Výstup oscilátoru je připojen na první vstupní svorku negačního součinového hradla 376, jehož výstup je připojen přes invertor nebo negační hradlo 377 na dělič 207a, 107a nebo přímo na čítače 208, 108, 8, vpředu popsané. Negační součinové hradlo 378 má druhý vstup 378, který je určen pro příjem signálu „O“ pro. blokování hradla, když není žádný vstupní signál na snímacím odporu 305a, to jest když mezerou neprochází žádný výbojový proud a když je nulový unikající proud.

Když je na odporu 305a sejmut výbojový proudový signál, operační zesilovač 371 má vstupní napětí, které se trvale mění podle úbytku napětí na odporu 305a, a tudíž podle velikosti výbojového proudu. Výstupní kmitočet oscilátoru je tedy funkcí proudu. Druhý vstup 378 negačního součinového hradla 378 umožňuje průchod proudu výstupem o proměnném kmitočtu, jakmile se vytvoří signál v obráběcí mezeře. Kontakty 379a a 379b představují reléové kontakty, které mohou být provedeny pro· spínání oscilátoru mezi provozem o proměnném kmitočtu a provozem o konstantním kmitočtu. Tedy jestliže jsou kontakty 379a otevřeny a kontakty 379b zavřeny, systém bude působit jako oscilátor o konstantním kmitočtu.

Na obr. 7 je znázorněn obvod, který je v celku podobný obvodu z obr. 5, avšak má navíc kontrolní zařízení pro mezeru, jak bude zřejmé z dalšího. Jako v provedení podle obr. 5 tento obvod obsahuje obráběcí elektrodu 201, obráběný kus 202 vzdálený od ní o obráběcí mezeru G, výkonový spínač

204 v sérii s mezerou a obráběcí napájecí zdroj 203 a diodu 203a v tomto' výkonovém obvodu.

V obvodu pro započetí výboje je, jak bylo vpředu popsáno, vysokonapětový zdroj

205 o malém proudu, odpor 205d pro omezení proudu, dioda 205e a snímací odpor 205a. Kromě toho jsou zapojeny, jak bylo uvedeno vpředu, ve spojení s popisem po14 dle obr. 5 a obr. 6, generátor 212a hodinových impulsů, dělič 212b, čítač 212c pro nastavení zpoždění, negační součinová hradla 210a a 210b, zesilovač 211, analogočíslicový převodník 207 (obr. 6], dělič 207a a čítač 208.

Obvod 233 pro kontrolu mezery, který je zde proveden navíc, je vytvořen tak, že když napětí na mezeře klesne pod předem nastavenou prahovou hodnotu, například 12 voltů, vysokonapětový zdroj je překlenut obráběcí mezerou.

Šuntovací obvod obsahuje tranzistor 228 typu NPN, jehož svorky emitoru a kolektoru překlenují obvod sestávající ze zdroje 205, odporu 205d a diody 205a. Báze tranzistoru 228 je zapojena mezi odpory 237, 238 napěťového děliče, zapojeného mezi zápornou svorku zdroje stejnosměrného· proudu a kolektor tranzistoru 22-7 typu NPN. Signál báze je přiveden k tomuto tranzistoru z kolektoru jiného· tranzistoru 226 typu NPN. přes odpor 234, přičemž emitor tranzistoru 226 je připojen na emitor tranzistoru 225, jehož kolektor je připojen na bázi tranzistoru 226 přes RC obvod, sestávající z kondenzátoru 224 a odporu 231. Opačně polovaná dioda 223 vede od báze tranzistoru 225 k elektrodové svorce systému. Jednotka také, jak je znázorněno, překlenuje hlavní zdroj 203 současně.

Dokud v mezeře G probíhá normální vytváření napětí, není v podstatě žádný úbytek napětí a tudíž výše popsaná prahová hodnota není překročena, přičemž vysokonapětový zdroj je trvale připojen během výboje nebo výbojového intervalu. Avšak když nastane zkrat v mezeře, napětí na ní klesne pod prahovou hodnotu a totéž se děje, když se vyvine trvalý oblouk.

Za normálních podmínek činnosti je tranzistor 225 určován vodivým napěťovým zdrojem 222 a tranzistory 226, 227, 228 jsou následkem toho nevodivé. Hodnota odporu 229 v předpěťovém obvodu tranzistoru 225 je nastavena tak, že když napětí v mezeře klesne pod prahovou hodnotu 12 voltů, tranzistor 225 se stane nevodivým a tranzistory 226, 227, 228 se stanou vodivými. Zdroj 205 je tím překlenut. Po· zotavení napětí v mezeře na hladinu nad 12 voltů se tranzistor 225 vrátí do vodivého stavu. Předpěťové odpory jsou zavedeny podle obvyklé praxe od odporu 230 do· 237.

Claims (10)

1. PREDMfiT

   1. Elektrické zapojení pro elektrojiskrové obrábění obráběného, předmětu pomocí obráběcí elektrody, vzdálené od něho o pracovní mezeru naplněnou dielektrikem, u kterého je zdroj pracovního proudu připojen přes dvoupolohový přepínač na pracovní mezeru, ke které je připojen snímač proudu s analogovým výstupem, vyznačující se tím, že na výstup snímače proudu, tvořeného například napěťovým děličem z odporů (5a, 105a, 205a) v sérii s pomocným napěťovým zdrojem (5, 205), je připojen analogočíslieový převodník (7, 107, 207], jehož výstup je připojen na první čítač (8, 108, 208], který je svým výstupem připojen na dvoupolohový přepínač (4, 104, 204), tvořený například tranzistorem, přes logický obvod (10, 110, 210) a popřípadě přes zesilovač (11, 211).
2. 2. Elektrické zapojení podle bodu 1, vyznačující se tím, že obsahuje první časovač (12), tvořený například multivibrátorem, připojený svým výstupem na vstup přepínače (4), například přes zesilovač (11), a svým vstupem na výstup zpožďovacího, obvodu (18), jehož jeden vstup je připojen na výstup prvního čítače (8) a druhý vstup je připojen na vstup prvního časovače (12).
3. 3. Elektrické zapojení podle bodu 2, vyznačující se tím, že zpožďovací obvod (18) je tvořen druhým časovačem, například oscilátorem (13), a druhým čítačem (14), zapojeným za sebou, dále zpožďovacím členem (17), zapojeným mezi prvním časovačem (12) a dvoupolohovým přepínačem (4) a logickým členem (16), tvořeným například za sebou zapojenými negačními součinovými hradly (16a, 16b) a zapojeným mezi výstupem prvního, čítače (8) a výstupem druhého časovače (13, 14) a svým výstupem na druhý vstup zpožďovacího členu (17).

   VYNALEZU
4. 4. Elektrické zapojení podle bodů 1, 2 nebo, 3, vyznačující se tím, že mezí analogočíslicovým převodníkem (107, 207) a prvním čítačem (108, 208) je zapojen dělič kmitočtu (107a, 207a).
5. 5. Elektrické zapojení podle bodu 4, vyznačující se tím, že je opatřeno druhým čítačem (212c), generátorem (212a) hodinových impulsů a druhým děličem kmitočtu (212b), zapojeným mezi generátorem (212a) hodinových impulsů a druhým čítačem (212c), přičemž první čítač (208) je spojen s druhým čítačem (212c).
6. 6. Elektrické zapojení podle bodu 1, vyznačující se tím, že logickým obvodem (110) je klopný obvod, jehož mazací vstup (R) je spojen s prvním čítačem (108) a časovači obvod (112) je zapojen mezi první čítač (108) a nastavovací vstup (S) klopného obvodu.
7. 7. Elektrické zapojení podle bodů 1 až_;6, vyznačující se tím, že snímač proudu je tvořen odporem (105a, 205a, 305a) zapojeným do série s pracovní mezerou (G).
8. 8.. Elektrické zapojení podle bodu 7, vyznačující se tím, že odpor (105a, 205a, 305a) je zapojen do série s pracovní mezerou (G) a zdrojem pracovního · proudu (103, 203, 303).
9. 9. Elektrické zapojení podle Lodu 7, vyznačující se tím, že je opatřeno zdrojem (205) pomocného proudu, zapojeným paralelně se zdrojem (203) pracovního proudu a do série s odporem (205a) na pracovní mezeře (G).
10. 10. Elektrické zapojení podle bodu 9, vyznačující se tím, že na výstupu zdroje (205) pomocného, proudu je opatřeno obvodem (239) pro regulaci pracovní mezery (G,), resp. jeho napětí.