PL106271B1 - Sposob adaptacyjnej regulacji posuwu elektrody w drazarce elektroerozyjnej oraz urzadzenie do adaptacyjnej regulacji posuwu elektrody w drazarce elektroerozyjnej - Google Patents

Description

*** Kraków (Polska) Sposób adaptacyjnej regulacji posuwu elektrody w drazarce elektroerozyjnej oraz urzadzenie do adaptacyjnej regulacji posuwu elektrody w drazarce elektroerozyjnej Przedmiotem wynalazku jest sposób adaptacyjnej regulacji posuwu elektrody w drazarce elektroerozyjnej oraz urzadzenie do adaptacyjnej regulacji posuwu elektrody w drazarce elektroerozyjnej zasilanej generatorem wytwarzajacym sterowane impulsy elektryczne.

Celem zapewnienia ciaglego i prawidlowego procesu drazenia konieczne jest stale dosuwanie elektrody roboczej do przedmiotu obrabianego, w miare ubytku materialu z ich powierzchni obrabianych. Równoczesnie ustalenie i utrzymyanie okreslonej grubosci szczeliny miedzyelektrodowej jest jednym z zasadniczych czynników decydujacym o efektywnosci obróbki. W przypadku zbyt duzej szczeliny wystepuja wyladowania jalowe, co oznacza, ze czesc impulsów doprowadzonych z generatora do elektrody roboczej i przedmiotu obrabianego nie powoduje wyladowan elektrycznych lub nastepuja one z opóznieniem w stosunku do momentu dostarczenia napijcie przez generator. Natomiast przy szczelinie za malej powstaja zwarcia, które powoduja miedzy innymi uszkodzenie powierzchni elektrody roboczej i/lub przedmiotu obrabianego. Istnieje wieci pewien przedzial szczelin miedzyelektrodowych AS, przy którym nie wystepuja wyladowania jalowe i zwarcia. Przedzial tych. szczelin w znacznym stopniu zalezy od warunków obróbki, to jest od energii impulsów, powierzchni i materialów elektrod, cieczy dielektrycznej i warunków usuwania ze szczeliny produktów erozji. W zwiazku z tym, celem zapewnienia prawidlowego przebiegu procesu obróbki obslugujacy drazarke musi ustawicznie czuwac nad jego przebiegim i odpowiednio korygowac szczeline przez zmiane sygnalu zadajacego jej wartosc. Ponadto przy szczelinach odpowiadajacych górnej wartosci przedzialu £S osiaga sie lepsze rezultaty obróbki.

W znanych urzadzeniach szczelina miedzyelektrodowa jest regulowana przez ruch wzgledny elektrody roboczej i przedmiotu obrabianego. Urzadzenie posuwu przewaznie sklada sie z napedu wykorzystujacego silnik hydrauliczny lub elektryczny, wzmacniacza i ukladu wejsciowego porównujacego sygnal elektryczny, odwzoro¬ wujacy grubosc szczeliny miedzyelektrodowej, z sygnalem zadanym. Przy niezgodnosci tych sygnalów nastepuje odpowiednie dosuniecie lub odsuniecie elektrody roboczej, tak by zlikwidowac zaistnialy uchyb regulacji.2 106 271 W znanych urzadzeniach regulacji posuwu elektrody roboczej, sygnalem odwzorowujacym szczeline miedzyelektrodowa jest wystepujace na niej napiecie, które porównuje sie z nastawianym napieciem zadanym.

W innych urzadzeniach, wedlug opisu patentowego RFN nr 1765669, napiecie na szczelinie miedzyelektrodowej jest porównywane z dyskretnymi poziomami napiec zadanych odpowiadajacych trzem stanom pracy- wylado¬ waniom jalowym, zwarciom i wyladowaniom normalnym, przy czym celem poprawienia warunków usuwania wyerodowanych czastek metalu elektroda robocza jest wprawiana w ruch drgajacy. W ukladzie wedlug opisu patentowego niemieckiego nr 1267767 napiecie wyladowania porównuje sie z napieciem zadanym dostarczanym tylko w czasie wystepowania impulsu, uniezaleznia to wprawdzie wysterowanie mechanizmu wykonawczego od nastaw parametrów czasowych generowanych impulsów, lecz nie uwzglednia róznych, przypadkowych wartosci napiecia wystepujacego w przerwach pomiedzy impulsami.

Wspólna cecha wymienionych systemów regulacji jest koniecznosc nastawiania przez obslugujacego sygnalu zadajacego wielkosc szczeliny miedzyelektrodowej i korygowania go w trakcie procesu obróbki, jak r^tó-znacsny^akres zmian szczelin miedzyelektrodowych, przy których osiaga sie stan równowagi pomiedzy sydWsiTf o^\Vz6rg^jacym je a sygnalem zadanym. Jest to spowodowane tym, ze sygnal odwzorowujacy uwzglednia zarówno wlasciwe napiecie wyladowania, jak i znacznie od niego wieksze napiecie jalowe.

W rozwiazaniu wedlug wynalazku sposób adaptacyjnej regulacji posuwu elektrody wdrazarce elektroero¬ zyjnej polega na ustalaniu grubosci szczeliny miedzyelektrodowej poprzez porównanie cyklicznie kontrolowanej wzglednej liczby wyladowan jalowych z zadana wzgledna liczba wyladowan. W przypadku gdy ilosc wyladowan jalowych jest inna od zadanej nastepuje samoczynna zmiana grubosci szczeliny miedzyelektrodowej w sposób dyskretny. Napiecie wystepuje na szczelinie miedzyelektrodowej jest próbkowane w czasie trwania impulsów dostarczanych przez generator i ograniczone do ustalonego poziomu. Urzadzenie do adaptacyjnej regulacji posuwu elektrody wdrazarce elektroerozyjnej ma blok adaptacyjny zlozony zdyskryminatorów amplitudy napiecia na szczelinie miedzyelektrodowej polaczonych poprzez inwertery i bramki z licznikami wyladowan jalowych i zwarc, które poprzez przerzutniki monostabilne i bramki, steruja licznikiem rewersyjnym z dekode¬ rem polaczonym z nastawnikiem. Pomiedzy licznikami a bramkami sa bramki blokowane na przemian parami przez wyzwalany z licznika impulsów wytwarzanych przez generator przerzutnik bistabilny, z którym poprzez przerzutnik monostabilny polaczony jest licznik zwiekszajacy cyklicznie zawartosc licznika rewersyjnego.

Napiecie wystepujace na szczelinie miedzyelektrodowej jest doprowadzone poprzez licznik napiecia zlozony z rezystorów do ogranicznika amplitudy i polaczonego z nim równolegle tranzystora, który jest blokowany w okresie trwania impulsów wytwarzanych przez generator.

Zastosowanie rozwiazania wedlug wynalazku umozliwi samoczynne regulowanie grubosci szczeliny mie¬ dzyelektrodowej wdrazarkach elektroerozyjnych, przy czym zmiana grubosci tej szczeliny jest dokonywana w sposób dyskretny. Utrzymywanie grubosci szczeliny na poziomie optymalnym wdanych warunkach obróbki zwieksza szybkosc procesu obrabiania, eliminujac przy tym mozliwosc uszkodzenia elektrody lub powierzchni obrabianej.

Przedmiot wynalazku jest odtworzony w przykladzie wykonanina rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat blokowy regulatora, fig. 2 — przebiegi impulsów i przyjety dla celów regulacji sposób ich klasyfikacji, fig. 3 — przedstawia schemat logiczny bloku sterowania adaptacyjnego.

Stanowiacy przedmiot wynalazku uklad regulatora sklada sie z czlonu wejsciowego 1, nastawnika wartosci zadanej 2 sterowanego blokiem adaptacyjnym 3, czlonu sumujacego 4 oraz wzmacniacza 5, który steruje mechanizmem wykonawczym 6 dosuwajacym lub odsuwajacym elektrode robocza 7 od przedmiotu obrabianego 8. Generator 9 dostarcza energie w postaci impulsów elektrycznych do elektrody 7 i przedmiotu 8 pomiedzy którymi wystepuja wyladowania elektryczne, charakterystyczne przebiegi napiec tych wyladowan przedstawio¬ no na fig. 2 pozycja B. Uklad wejsciowy regulatora zlozony z rezystorów 10, 11 i diody Zenera 12 ogranicza amplitude mierzonego napiecia do okolo 35 V, co ilustruje fig 2 pozcyja C. Tranzystor 13 blokuje na czas to przerwy pomiedzy impulsami przedstawionymi na fig. 2 pozycja A, przekazywanie napiecia wejsciowego do ukladu usredniajacego zlozonego z diody 14, kondensatora 15 i potencjometru 16. W ten sposób otrzymuje sie napiecie pomiarowe odpowiadajace napieciu wystepujacemu na szczelinie miedzyelektrodowej w czasie ti.

Napiecie pomiarowe doprowadza sie do czlonu sumujacego 4, skladajacego sie z tranzystorów 17, 18 i rezystorów 19, 20, w którym porównuje sie go z napieciem zadanym o zawartosci ustalonej przez nastawnik 2.

Napiecie równe algebraicznej róznicy napiecia zadanego i pomiarowego, otrzymane z czlonu sumujacego 4, po wzmocnieniu przez wzmacniacz 5 steruje mechanizmem wykonawczym 6, którym jest silnik hydrauliczny lub elektryczny. Mechanizm wykonawczy 6 odsuwa lub dosuwa elektrode robocza 7, do przedmiotu obrabianego 8 zmieniajac istniejaca pomiedzy nimi szczeline miedzyelektrodowa, az nastapi taka zmiana napiecia wyladowania, przy której napiecie pomiarowe osiagnie wartosc równa zadanemu. Nastawnik 2 napiecia zadanego sklada sie z szeregu identycznych kluczowych dzielników napiecia, z których kazdy posiada rezystor 21, diode separujaca106 271 3 22, potencjometr 23 lub 24 lub 25 oraz tranzystor kluczujacy 26 lub 27 lub 28. Potencjometry 23 i 25 sluza do nastawiania wymaganych wartosci napiecia zadanego, przy czym na potencjometrze 23 nastawia sie napiecie nizsze niz na potencjometrze 24. Jedno z nastawionych napiec zadanych doprowadza sie do czlonu sumujacego 4 przez podanie sygnalu blokujacego na jeden z tranzystorów 26/27 i 28. Przykladowo, doprowadzenie takiego sygnalu do bazy tranzystora 27 powoduje podanie do czlonu 4 napiecia nastawionego potencjometrem 24.

Tranzystory 26, 27, 28 sa sterowane przez blok adaptacyjny 3- który jest przedstawiony na fig. 3. Blok adaptacyjny 3 zmienia wartosc napiecia zadanego w zaleznosci od stosunku liczby wyladowan jalowych lub zwarc do liczby impulsów dostarczonych do szczeliny miedzyelektrodowej przez generator 9.

W regulatorze bedacym przedmiotem wynalazku wzgledne liczby wyladowan jalowych i zwarc sa mierzone w sposób cykliczny, przy czym kazdy cykl obejmuje kilka serii próbkowan. Pomiedzy poszczególnymi cyklami pomiarów jak równiez seriami próbkowan uklad pomiarowy jest automatycznie Uokowany. Na fig. 3 przedstwiono uklad realizujacy cykl pomiarowy obejmujacy dwie serie próbkowan. Przy dwukrotnym przekro¬ czeniu przez wzgledna liczbe wyladowan jalowych lub zwarc ustalonego poziomu, nastepuje zmiana wyjscia bloku 3, na którym otrzymuje sie sygnal sterujacy nastawnik 2.

Napiecie wystepujace pomiedzy elektroda 7 i przedmiotem obrabianym 8 jest doprowadzone do dzielnika napiecia bloku adaptacyjnego 3 zlozonego z rezystorów 24 i 30. Napiecie na rezystorze 30 jest doprowadzane do dyskryminatorów amplitudy 31, 32 tylko w czasie próbkowania tppr^czym^p uklad przerzutników monostabilnych 33, 34, wyzwalanych impulsami z generatora 9. Przerzutnik monostabilny 34 blokuje w czasie tp tranzystor 35. Na wyjsciu dyskryminatora amplitudy 31 otrzymuje sie impuls, jezeli napiecie wyladowania przekracza wartosc okolo 10 V, a na wyjsciu dyskryminatora amplitudy 32, jezeli prze¬ kracza ono okolo 30 V.

Do wyjsc dyskryminatorów amplitudy 31 i 32 podlaczony jest uklad logiczny zlozony z inwerterów 36 i 37 oraz bramek 38 i 39 dzialajacy w ten sposób, ze na wyjsciu bramki 38 pojawia sie impuls gdy w czasie próbkowania zadzialaly obydwa dyskryminatory amplitudy 31 i 32, co odpowiada wystapieniu w szczelinie miedzyelektrodowej wyladowania jalowego przedstawionego na fig. 2 pozycja E, natomiast na wyjsciu bramki 39 impuls pojawia sie, gdy w czasie próbkowania nie zadzialal zaden z dyskryminatorów amplitudy 31 i 32, co odpowiada wystapieniu zwarcia przedstawionego na fig. 2 pozycja F. W przypadku prawidlowego przebiegu procesu obróbki na wyjsciach bramek 38 i 39 nie otrzymuje sie impulsów.

Impulsy próbkowane zliczane sa przez licznik 40 o pojemnosci odpowiadajacej liczbie impulsów próbkowa¬ nych w jednej serii, który sterowany jest przez bramke 41. Po kazdorazowym zapelnieniu sie licznika 40 nastepuje zmiana stanu polaczonego z nim przerzutnika bistabilnego 42, co powoduje na przemian zmiany stanu przerzutników monostabilnych 43 i 44 blokujacych na czas przerw zliczania bramke 41 i bramki 45,46,47,48 poprzez bramke 49 oraz inwerter 50. Równiez przerzutnik 42 blokuje na przemian parami bramki 45 i 47 lub 46 (48. Do wyjsc tych bramek podlaczone sa cztery liczniki 51, 52, 53 i 54 sterujace odpowiednio cztery przerzutnik) bistabilne 55, 56, 57, 58. W momencie odblokowania bramek 45 i 47 wyladowania jalowe sa zliczane przez licznik 51. natomiast zwarcia przez licznik 53. W nastepnej serii zliczania, po odblokowaniu bramek 46 i 48 wyladowania zlicza licznik 52, natomiast zwarcia licznik 54. W przypadku zapelnienia sie danego licznika nastepuje zmiana stanu przyporzadkowanego mu przerzutnika, na wyjsciu którego pojawia sie jedynka logiczna. Jezeli iloczyn logiczny wyników zliczen zapamietanych przez przerzutniki 55 i 56 w czasie kolejnych serii próbkowan jest równy 1, co sprawdza bramka 59, to od zawartosci licznika rewersyjnego 60 równej k zostaje odjete 1 i jezeli w nastawniku 2 blokowany jest poprzednio tranzystor 27 to zostaje zablokowany tranzystor 26 i powoduje to zmniejszenie wartosci napiecia zadanego. Z licznikiem rewersyjnym 60 polaczony jest dekoder 61.

Natomiast, jezeli w czasie kolejnych serii próbkowan iloczyn logiczny wyników zliczen zapamietanych przez przerzutniki 57 i 58 jest równy 1, co sprawdza bramka 62, to do zawartosci licznika rewersyjnego 60 równej k, zostaje dodane 1 i w nastawniku 2 zostaje odpowiednio zablokowany tranzystor 28, powodujac zwiekszenie wartosci napiecia zadanego.

Jezeli iloczyn logiczny wyników zliczen zapamietanych przez przerzutniki 55,56 lub 57,58, jest równy 0 to stan licznika rewersyjnego, a tym samym wartosc napiecia zadanego nie ulegaja zmianie. Po zakonczeniu cyklu pomiarowego sygnal z przerzutnika 42 poprzez przerzutnik monostabilny 63 zeruje liczniki 51, 52, 53 i 54 i ustawia przerzutniki 65,56,57 i 68, przygotowujac je do nastepnego cyklu pomiarowego.

Z wyjscia przerzutnika monostabilnego 63 sterowany jest równiez licznik 64.

Po kazdorazowym zapelnieniu tego licznika zostaje podany przez inwerter 65 sygnal na wejscie licznika rewersyjnego 60 i jego zawartosc k zwieksza sie o 1, co powoduje odprowadzenie do czlonu sumujacego 2 napiecia zadanego nastawionego potencjometrem 25, a wiec zwiekszenie szczeliny miedzyelektrodowej. Odbywa sie to cyklicznie z okresem proporcjonalnym do pojemnosci licznika 64 i niezaleznie od stanu szczeliny.

Jezeli spowoduje to przekroczenie wzglednej liczby wyladowan jalowych, zalozonej pojemnosciami liczników 51 i 52, to czlon adaptacyjny ponownie zmniejsza szczeline. W,ten sposób utrzymuje sie maksymalna graniczna wartosc szczeliny miedzyelektrodowej.4 106 271 I - -1

Claims (6)

Zastrzezenia patentowe

1. Sposób adaptacyjnej regulacji posuwu elektrody wdrazarce elektroerozyjnej,w której pomiedzy elektroda robocza a przedmiotem obrabianym wystepuje szczelina miedzyelektrodowa, a prad elektryczny Jtest doprowadzany w postaci impulsów jednobiegunowych, znamienny tym, ze grubosc szczeliny miedzyele- ktrodowej jest ustalana przez porównanie cyklicznie kontrolowanej wzglednej liczby wyladowan jalowych z liczba wyladowan zadanych i jezeli jest ona inna nastepuje zmiana grubosci szczeliny w sposób dyskretny do momentu az wzgledna liczba wyladowan jalowych osiagnie ustalona wartosc, przy czym napiecie wystepujace na szczelinie miedzyelektrodowej jest próbkowane w czasie trwania impulsów dostarczanych przez generator i ograniczone do ustalonego poziomu.

2. Sposób adaptacyjny regulacji posuwu elektrody wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze w przypad¬ ku gdy wzgledna liczba wyladowan jalowych jest mniejsza od wartosci zadanej, to powieksza sie w sposób dyskretny grubosc szczeliny miedzyelektrodowej.

3. Sposób adaptacyjny regulacji posuwu elektrody wedlug zastrz. ^znamienny tym, ze w przypad¬ ku gdy wzgledna liczba wyladowan jalowych jest wieksza od wartosci zadanej, to zmniejsza sie w sposób dyskretny grubosc szczeliny miedzyelektrodowej.

4. Urzadzenie do adaptacyjnej regulacji posuwu elektrody wdrazarce elektroerozyjnej, znamienne tym, ze ma blok adaptacyjny (3) zlozony z dyskryminatorów amplitudy napiecia na szczelinie miedzyelektro¬ dowej (31 i 32) polaczonych, poprzez inwertery (36, 37) i bramki (38,39), z licznikami wyladowan jalowych (51, 53) i zwarc (52, 54), które poprzez przerzutniki bistabilne (55, 56, 57, 58) i bramki (59, 62), steruja licznikiem rewersyjnym (60) z dekoderem (61) polaczonym z nastawnikiem (2).

5. Urzadzenie do adaptacyjnej regulacji posuwu elektrody wedlug zastrz.4, znamienne tym, ze pomiedzy licznikami (51, 52, 53, 54) a bramkami (38, 39) sa bramki (45, 46, 47, 48) blokowane na przemian parami przez wyzwalany z licznika (40) impulsów wytwarzanych przez generator (9) przerzutnik bistabilny (42), z którym poprzez przerzutnik monostabilny (63), polaczony jest licznik (64) zwiekszajacy cyklicznie o 1 zawartosc licznika rewersyjnego (60).

6. Urzadzenie do adaptacyjnej regulacji posuwu elektrody wedlug zastrz.4, znamienne tym, ze napiecie wystepujace na szczelinie miedzyelektrodowej jest doprowadzone poprzez dzielnik napiecia zlozony z rezystorów (10 i 11) do ogranicznika amplitudy napiecia (12) i polaczonego z nim równolegle tranzystora (13), który jest blokowany w okresie trwania impulsów wytwarzanych przez generator (9). F<9< *106 271 U' - A >*» B -asJ cJ D E £J i i |*iy«dew«nit|HyL»do«ania| • jal»w« | jaków* | I ' ' i"1—i H—i 1 1 1 1 i | •--P-ir 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 i 1 i TT 1 1 1 1 i r [T 1 1 1 ' 1 > :,Ll - WyU normalna 1 normalna 1 i—i rr~i i i i i i * i i Z*arc ! !! !. 1 -j 1 1 < > > 1 h 1 u i i i 1 i-i—. u ii 11 M !_!_ !' I' '! IpYfh \h !i_ ps 1 1 I 1 1 ' 1 1 1 1 l 1 l 1 1 _li ¦i r ! J 1 | |1 | 1^~ TT j 1 ii p !|i i i | | j i ' ' ' ! 11 ! ii ! i I II lii Fi9.2 ^Ub^MH^ ran m USmJsTMSgBJj Mwjd^EJ—(g^J Fi9.5 CZYTELNIA Urredu Palentowenn hi