DE3027960A1

DE3027960A1 - Verfahren und schaltung zur regelung des arbeitsraumes bei funkenbearbeitungsanlagen

Info

Publication number: DE3027960A1
Application number: DE19803027960
Authority: DE
Inventors: Gheorghe Dipl.-Ing. Bukarest Jitianu; Ion Dipl.-Ing. Constanta Surugiu
Original assignee: INST DE CERCETARI STIINTIFICA
Current assignee: INST DE CERCETARI STIINTIFICA
Priority date: 1980-07-24
Filing date: 1980-07-24
Publication date: 1982-02-25
Also published as: DE3027960C2

Description

Verfahren und Schaltung zur Regelung des Arbeitsraumes bei Funkenbearbeitungsanlagen Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Schaltung zur Regelung der Einstellung des Arbeitsraumes zwischen zwei Elektroden bei Funkenbearbeitungsanlagen, die Generatoren zur Erzeugung rechteckförmiger Impulse verwenden.
Es sind Funkenbearbeitungsanlagen bekannt, bei denen die Regelung des Arbeitsraumes zwischen zwei Elektroden ein Verfahren zur Erhaltung des im Arbeitsraum angelegten Spannungsimpulsmittelwertes zwischen bestimmten Grenzen durchgeführt wird.
Diese Anlagen haben den Nachteil, daß der Mittelwert der im Arbeitsraum angelegten Spannungsimpulse in Abhängigkeit vom gewahlten Bearbeitungsbetrieb von der Zündungszeit der Entladung im Verhältnis zu der Stromimpulsdauer und zu der Pause zwischen den Spannungsimpulsen sowie vom Verhältnis zwischen dem Wert der Zündungsspannung und dem Spannungswert während des Stromimpulses abhäng. Diese Tatsache führt zu einem sehr weiten Bereich der Sollwertfestlegung für die Spannungsimpulsmittelwerte von sehr niedrigen Werten, die einen stabilen Betrieb auch in dem Falle ermöglichen, in dem im Arbeitsraum häufige, die Produktivität des Bearbeitungsprozesses verringernde Kurzschlüsse oder das Werkstück beschädigende Lichtbogenentladungen entstehen, bis zu hohen Werten, welche einen Betrieb mit niedriger Entladungsfrequenz und demzufolge auch mit niedriger Produktivität des Bearbeitungsprozesses ermöglichen.
Die Erfindung beseitigt diese Nachteile. Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Möglichkeit einer selbstätigen, optimalen Einstellung der Betriebswerte und dadurch eine hohe Arbeitsproduktivität der Funkenbearbeitungsanlage zu schaffen.
Die Erfindung besteht darin, daß der Arbeitsraum zwischen den zwei Elektroden durch die Bestimmung der Sntladungszündzeit-bei jedem zwischen der WeMkzeugelektrode und der Werkseückelektrode angelegten Spannungsimpuls und durch die Bestimmung des Spannungswertes während des Stromimpulses, der nur von einer Entladung bis zur nächsten speichert wird, definiert wird, wobei jeder dieser zwei bestimmten Größen ein bestimmter Proportionalitätsfaktor in der von ihnen gebildeten Summe zukommt, die während des Verarbeitungsprozesses konstant gehalten werden muß. Im Falle des Auftretens eines Kurzschlusses oder einer Lichtbogenentladung im Arbeitsraum werden die gespeicherten Werte der Impulaparameter aufgehoben und es wird die Entfernung der Werkzeugelektrode von der Werkstückelektrode gesteuert.
Die erfindungsgemäße Schaltung enthält eine Vorrichtung zur Umwandlung der Zündungszeitwerte der Entladungen in einen Spannungswert und eine Vorrichtung zur Messung des Spannungswertes während eines Stromimpulses, deren aussetzender Betrieb durch eine logische Vorrichtung zur Bestimmung der Stromimpulszeit, der Pause zwischen den Spannungsimpulsen und der Zündungszeit der Entladungen gewährleistet wird, einen Additionsschaltung und ein Element zur Aufhebung der gemessenen Werte bei einer Entladung, die dem Entstehen eines Kurzschlusses oder einer Lichtbogenentladung im Arbeitsraum vorausgeht.
Das Wesen der Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles des erfindungsgemäßen Regelungssystems näher erläutert. Die Zeichnung zeigt ein Schaltbild der erfindungsgemäßen Schaltung.
Die Funkenbearbeitungsanlage ist vereinfacht durch eine Werkseugelektrode 1 und eine Werkstückelektrode 2 dargestellt, an die Impulse aus einer Spannungsquelle 3 mittels eines gesteuerten Schaltgliedes angelegt werden, das symbolisch durch einen Transistor T1 dargestellt ist. Die Annäherung oder Entfernung der Elektroden 1 und 2 wird durch ein Vorschubsystem durchgeführt, das symbolisch durch eine unterbrochene Linie dargestellt ist und das elektrohydraulisch, elektromechanisch oder von irgendeiner anderen Art sein kann. Wenn die Entfernung zwischen den Elektroden genügend groß ist, damit eine elektrische Entladung stattfinden kann, wird ein Strom, dessen Wert durch den Widerstand R1 begrenzt ist, durch den Arbeitsraum hindurchgehen. Die Spannung zwischen den Elektroden 1 und 2 wird mittels eines aus dem Widerständen R2 und R3 bestehenden Spannungsteilers in einen Schmitt-Trigger 4, dessen Schwellenwert dem Leerlaufwert der Quelle 3 angenähert ist, und in einen Schmitt-Trigger 5, dessen Schwellenwert dem Nullwert der Spannung zwischen den Elektroden 1 und 2 angenähert ist, eingeführt. Der Ausgang des Schmitt-Triggers 4 und der Ausgang des Schmitt-Triggers 5, der durch eine Verneinungsschaltung 6 verneint wird, werden in ein logisches Element 7 mit ODER-NICHU-Punktion eingeführt.
Die Umwandlung der Zündungszeitwertr in Spannungswerte erfolgt durch einen einheitlichen Verstärker 8, eine Diode D1, einen Widerstand R4 und einen Kondensator C1.
Ein Transistor T2 entlädt den Kondensator Cl während der Pause zwischen den Spannungsimpulsen. Ein Kondensator C2 speichert den Spannungswert, bei welchem der Eondensator C1 geladen wird, während der Zündungsdauer der Entladung bis zum Entstehen eines neuen Spannungsimpulses.
Ein Transistor T3 ermöglicht die Ladung des Speicherkondensators C2 bis zu einem Wert, der größer ist als die Zündungszeit der neuen Entladung, die größer ist als die Zündungszeit der vorhergehenden Entladung. Ein anderer Transistor T4 ermöglicht die Abgabe der Ladung des Eondensators C2 an den Kondensator Cl während des Stromimpulses in dem Falle, in dem die Zundungszeit der neuen Entladung einen kleineren Wert als die vorhergehende hat. Auf diese Weise ist der Kondensator C2 nach demAufhören jedes zwischen den Elektroden 1 und 2 angelegten Spannungsimpulses mit einer Spannung, die den Zündungsseitwert der zwischen den Elektroden stattgefundenen Entladung darstellt, geladen. Die Spannung aus dem Kondensator C2 wird von einem einheitlichen Verstärker 9 mit sehr großer Eingangsimpedanz übernommen. Die zwischen den Elektroden 1 und 2 angelegten Spannungsimpulse werden mittels eines aus den Widerständen R und R6 bestehenden Spannungsteilers 5 von einem einheitlichen Verstärker 10 übernommen. Ein Schaltelement, das symbolisch durch den Transistor T5 dargestellt ist, sichert das Eintreten der Spannungsimpulse in den Verstärker 10 nur während der Stromimpulsdauer, Ein Kondensator C3 wird durch die Diode D2 mit einer Spannung geladen, die dem Wert der Spannung zwischen den Elektroden während des Stromimpulses entspricht, die der Kondensator während der Pause zwischen den Spannungsimpulsen und der E tladungszündung speichert. Ein durch den Transistor T6 dargestelltes Schaltelement sichert die Entladung des Kondensators C3 bei einem kleineren Wert in dem Falle, in dem die Spannung während des Stromimpulses kleiner ist als bei der vorhergehenden Entladung. Die Spannung aus dem Kondensator C3 wird von einem einheitlichez Verstärker 11 mit sehr großer Eingangsimpedanz übernommen.
Die Spann1sn..en an den Ausgängen der Verstärker 9 und 11 werden mittels der Spannungsteiler R7 und R8 bzw. R9 und R10 in den Addierer (Additionsschaltung) 12 eingeführt, wobei jeder der Spannungen ein bestimmter Proportionalitätsfaktor zukommt. Die Spannung am Ausgang des Addierers 12 stellt eine Größe dar, die während des Verarbeitungsprozesses konstant gehalten werden muß. Sie wird in den Regelkreis 13 für die Einstellung des Arbeitsraumes zwischen den beiden Elektroden eingeführt. Wenn im Arbeitsraum ein Kurzschluß oder eine Lichtbogenentladung, die an einer an und für sich bekannten Vorrichtung erfasst wird, entsteht, hebt ein Transistor T7 den Ausgangswert des Addierers 12 auf und der Regelkreis 13 steuert die Entfernung der Werkzeugelektrode von der Werkstückelektrode bis zu der Wiederherstellung normaler Verabeitungsbedingungen, bei der die Annäherung der beiden Elektroden gesteuert wird.
Die Erfindung hat folgende Vorteile: - Sie sichert eine hohe Stabilität der optimalen Einstellung des Arbeitsraumes in allen Frequenzbetriebsarten der Entladungen und in allen Strombetriebsarten während der Entladungen; - sie sichert den Betrieb der Sunkenbearbeitungsaulage mit kürzeren Zündungszeiten; - sie sichert einen Verarbeitungsprozess mit großer Produktivität.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Regelung der Einstellung des Arbeitsraumes bei 1?unkenbearbeitungsanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß zum Definieren des Arbeitsraumes die Parameter jedes zwischen der Werkzeugelektrode und der Werkstückelektrode angelegten Spannungsimpulse 5 bestimmt werden, und zwar die Zündungszeit der Entladung sowie der Wert der Spannung zwischen den Elektroden während des Stromimpulses, daß dieses Parameter von einer Entladung bis zur nächsten gespeichert werden und daß diese Parameter summiert werden, wobei jedem Parameter ein bestimmter Proportionalitätsfaktor zukommt und wobei ihre Summe den Wert darstellt, der wahrend des Verarbeitungsprozesses konstant zu halten ist.
2. Verfähren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Summi der gespeicherten Parameter in dem Balle, in dem im Arbeitsraum ein Kurzschluß oder eine Lichtbotenentladung auftritt, aufgehoben wird.
3. Schaltung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Schaltung mit aussetzendem Betrieb R4, O1,O2,T2 ,T ) zur Umwandlung der Sundseitwerte der 4 Entladungen in Spannungswerte enthält, die diese Werte nur von einer Entladung bis zur nächsten speichert und daß sie eine Schaltung zum Messen im aussetzenden Betrieb des Spannungswertes während des Stromimpulses und zur Speicherung nur von einer bis zur nächsten Entladung (10,11, T5,T6,1)2,03) enthält, wobei die Ausgänge dieser Schaltung an einen Addierer (12) und dessen Ausgang hinwiederum an einen Regelkreis des Arbeitsraumes (13) angeschlossen sind.
4. Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der aussetzende Betrieb der Vorrichtung zur Umwandlung der Zundungszeitwerte in Spannungswerte und der der Vorrichtung zum Messen der Spannung während des Stromimpulses durch eine logische Vorrichtung, die aus zwei Sctinitt-Triggern (4,5), einer Verneinungsschaltung (6) und einer ODER-NICHv-Schaltung (7) zur;Bestimmung der Stromimpulsdauer, der Pause zwischen den Spannungsimpulsen und der Zündungszeit der Entladungen besteht, gesichert wi.rd.
5. Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Transistor (27) den Wert der Parametersumme der Spannungsimpulse in dem Falle aufhebt, in dem im Arbeitsraum ein Kurzschluß oder eine Lichtbogenentladung auftaucht und daß ein Regelkreis des Arbeitsraumes (13) die Entfernung der Werkze ugelektrode ugelektrode von der Werkstückelektrode bis zur Wiederaufnahme der mrmalen Verarbeitungsbedingungen steuert.

In Betracht gezogene Literatur: Rumanische Patentschrift 61 876