RU2602930C1

RU2602930C1 - Working pulse generator for electric erosion wire-cutout machine

Info

Publication number: RU2602930C1
Application number: RU2015137178/02A
Authority: RU
Inventors: Михаил Юрьевич Колосов; Анатолий Николаевич Клементьев; Геннадий Петрович Утенков; Рустам Юлдашевич Сапарбаев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "ЕДМ инжиниринг"
Priority date: 2015-09-01
Filing date: 2015-09-01
Publication date: 2016-11-20

Abstract

FIELD: technological processes; electricity.

SUBSTANCE: invention relates to spark erosion machining and may be used in working pulse generators for electric erosion machines. Generator comprises series-connected a setting control circuit to generate series of pulses, a pulse transformer and a correcting circuit made in the form of series-connected a constant resistor and an active element with controlled conductivity in the form of a transistor with a parallel connected inductance, herewith one end of the pulse transformer secondary winding is connected to one end of the correcting circuit, that can be connected to a spark electrode, and the other ends of the said secondary winding and correcting circuit are connected to the ground. Other end of the constant resistor and one of the inductance ends are connected with one end of the secondary winding of the pulse transformer, and the other end of the inductance and one of the transistor outputs are connected with the ground. Besides, the generator is equipped with corresponding elements of galvanic coupling with the possibility of connection through them to the machine CNC.

EFFECT: use of the invention provides higher quality of machining.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к электроэрозионной обработке, а именно к генерации рабочих импульсов для электроэрозионного станка.The invention relates to electrical discharge machining, and in particular to the generation of working pulses for an electrical discharge machining machine.

Известны генераторы рабочих импульсов для станков с электроэрозионной обработкой. Станки с электроэрозионной обработкой деталей содержат обычно генератор рабочих импульсов, устройство для крепления обрабатываемой детали, ее перемещения и/или поворота по нескольким координатам, электроэрозионный электрод и средство для его перемещения, узел управления и/или поворота обрабатываемой детали по нескольким координатам. При этом генератор рабочих импульсов подключен к электроэрозионному электроду и к обрабатываемой детали, между которыми образуется электроэрозионный промежуток. Для обработки детали на этот промежуток подают либо однополярные, либо биполярные рабочие импульсы. Известно, что воздействие на электроэрозионный промежуток однополярных импульсов создает в нем постоянную электрическую (электромагнитную) составляющую, которая приводит к электролизу рабочей жидкости и в конечном счете к ухудшению качества обрабатываемой детали.Known pulse generators for machines with electrical discharge machining. Machines with electric discharge machining of parts usually contain a working pulse generator, a device for mounting the workpiece, its movement and / or rotation in several coordinates, an electric discharge electrode and means for moving it, a control unit and / or rotation of the workpiece in several coordinates. In this case, the working pulse generator is connected to the EDM electrode and to the workpiece, between which an EDM gap is formed. To process the part, either unipolar or bipolar working pulses are supplied to this gap. It is known that the impact on the erosion gap of unipolar pulses creates a constant electric (electromagnetic) component in it, which leads to electrolysis of the working fluid and ultimately to a deterioration in the quality of the workpiece.

В качестве прототипа выбран патент РФ №2438841 от 10.01.2012, из которого известен генератор рабочих импульсов для электроэрозионного станка, содержащий задающую схему управления для выработки последовательных импульсов, импульсный трансформатор и корректирующую цепочку, причем первичная обмотка импульсного трансформатора подключена к выходу задающей схемы управления для выработки последовательных импульсов, один из концов вторичной обмотки импульсного трансформатора - к электроэрозионному электроду, другой конец вторичной обмотки заземлен или подключен к устройству для крепления обрабатываемой детали, корректирующая цепочка содержит диод, индуктивность и переменный резистор.As a prototype, the patent of the Russian Federation No. 2438841 dated 01/10/2012 was selected, from which a working pulse generator for an EDM machine is known, which contains a control circuit for generating successive pulses, a pulse transformer and a correcting chain, and the primary winding of the pulse transformer is connected to the output of the control control circuit for serial pulse generation, one of the ends of the secondary winding of the pulse transformer to the EDM electrode, the other end of the secondary winding flax or connected to a device for mounting the workpiece, the correction chain contains a diode, inductance and a variable resistor.

Недостатком данного устройства является то, что в корректирующей цепочке имеется пассивный элемент (переменный резистор), который требует постоянного присутствия и участия оператора на рабочем месте, что усложняет обработку детали, делает этот процесс трудоемким и не позволяет автоматизировать его и в конечном счете удорожает производство детали.The disadvantage of this device is that the corrective chain has a passive element (variable resistor), which requires the constant presence and participation of the operator at the workplace, which complicates the processing of the part, makes this process time-consuming and does not allow automation, and ultimately increases the cost of production of the part .

Техническим результатом заявленного изобретения являются упрощение работы и автоматизация процесса работы станка и улучшение качества обработки деталей.The technical result of the claimed invention is to simplify the work and automate the process of the machine and improve the quality of processing parts.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что в генераторе рабочих импульсов для электроэрозионного станка, содержащем последовательно соединенные задающую схему управления для выработки последовательных импульсов, импульсный трансформатор и корректирующую цепь, имеющую элемент с управляемой проводимостью и индуктивность, при этом один из концов вторичной обмотки импульсного трансформатора соединен с одним из концов корректирующей цепи, которые выполнены с возможностью подключения к электроэрозионному электроду, а другие концы упомянутых вторичной обмотки и корректирующей цепи подключены к заземлению, согласно изобретению упомянутая корректирующая цепь выполнена в виде последовательно включенных постоянного резистора и активного элемента с управляемой проводимостью в виде транзистора, параллельно которым подключена упомянутая индуктивность, при этом другой конец постоянного резистора и один из концов упомянутой индуктивности соединены с упомянутым одним из концов вторичной обмотки импульсного трансформатора, другой конец индуктивности и один из выводов упомянутого транзистора соединены с заземлением, а упомянутый один из концов вторичной обмотки импульсного трансформатора и управляющий вывод упомянутого транзистора снабжены соответствующими элементами гальванической развязки с возможностью подключения через них к ЧПУ станка.The essence of the invention lies in the fact that in the generator of working pulses for an EDM machine, which contains serially connected master control circuit for generating sequential pulses, a pulse transformer and a correction circuit having an element with controlled conductivity and inductance, while one of the ends of the secondary winding of a pulse transformer connected to one of the ends of the correction circuit, which are made with the possibility of connection to the EDM electrode, etc. the other ends of the said secondary winding and the correction circuit are connected to ground, according to the invention, said correction circuit is made in the form of a series-connected constant resistor and an active element with controlled conductivity in the form of a transistor, in parallel with which the mentioned inductance is connected, while the other end of the constant resistor and one of the ends said inductance connected to said one end of the secondary winding of a pulse transformer, the other end of the inductance and one n of the terminals of said transistor are connected to ground, and said one end of the secondary winding of the pulse transformer and the control terminal of said transistor elements are provided with respective electrical isolation can be connected via them to the CNC machine.

На схеме 1 показан электроэрозионный станок с генератором рабочих импульсов, где:Figure 1 shows an EDM machine with a pulse generator, where:

1 - задающий генератор импульсов,1 - master pulse generator,

2 - числовое программное устройство (ЧПУ),2 - numerical software device (CNC),

3 - гальваническая развязка,3 - galvanic isolation,

4 - импульсный трансформатор,4 - pulse transformer,

5 - активная корректирующая цепь,5 - active correction circuit,

6 - индуктивность,6 - inductance

7 - электроэрозионный электрод,7 - electroerosive electrode,

8 - электроэрозионный промежуток (рабочий зазор),8 - electroerosion gap (working gap),

9 - обрабатываемая деталь.9 - workpiece.

Электроэрозионный станок содержит устройство для крепления и перемещения обрабатываемой детали (не показано). Устройство для крепления обрабатываемой детали, ее перемещения и/или поворота по нескольким координатам расположено таким образом, что между обрабатываемой деталью 9 и электроэрозионным электродом 7 создается электроэрозионный промежуток 8. Устройство, необходимое для перемещения электроэрозионного электрода 7, на схеме 1 не показано.EDM machine contains a device for mounting and moving the workpiece (not shown). A device for attaching the workpiece, its movement and / or rotation in several coordinates is located so that between the workpiece 9 and the EDM electrode 7 an erosion gap 8 is created. The device needed to move the EDM electrode 7 is not shown in Figure 1.

К выходу задающего генератора импульсов 1 своей первичной обмоткой подключен импульсный трансформатор 4. Один конец вторичной обмотки импульсного трансформатора 4 подключен к электроэрозионному электроду 7, а второй конец вторичной обмотки импульсного трансформатора 4 подключен к земле или к устройству крепления и перемещения обрабатываемой детали. Импульсный трансформатор своей индуктивностью обеспечивает требуемые параметры выброса обратной полярности. Эти выбросы обратной полярности необходимы для исключения в электроэрозионном промежутке (рабочем зазоре) 8 постоянной электрической (электромагнитной) составляющей, которая, если она имеется, приводит к ухудшению качества обработки детали.A pulse transformer 4 is connected to the output of the master pulse generator 1 by its primary winding 4. One end of the secondary winding of the pulse transformer 4 is connected to the EDM 7, and the second end of the secondary winding of the pulse transformer 4 is connected to the ground or to the device for fastening and moving the workpiece. The pulse transformer with its inductance provides the required parameters of the ejection of reverse polarity. These reverse polarity emissions are necessary to exclude a constant electrical (electromagnetic) component in the discharge erosion gap (working gap) 8, which, if any, leads to a deterioration in the quality of the workpiece.

В активной корректирующей цепи транзистор и резистор соединены последовательно и подключены параллельно вторичной обмотке импульсного трансформатора 4. Данная цепь предназначена для коррекции параметров обратного выброса в электроэрозионный промежуток 8.In the active corrective circuit, the transistor and resistor are connected in series and connected in parallel with the secondary winding of the pulse transformer 4. This circuit is designed to correct the parameters of the backward discharge into the erosion gap 8.

Генератор рабочих импульсов для электроэрозионного станка работает следующим образом. Однополярные импульсы с задающего генератора 1 поступают на первичную обмотку импульсного трансформатора 4. На его вторичной обмотке образуется импульс положительной полярности, который поступает в электроэрозионный промежуток 8, где обеспечивает эрозию и обработку детали 9. Когда импульс с задающего генератора заканчивается, на вторичной обмотке импульсного трансформатора за счет его индуктивности будет формироваться отрицательный выброс тока в электроэрозионном промежутке 8. Этот выброс при определенной амплитуде может отрицательно сказаться на качестве обрабатываемой детали.The generator of working pulses for an EDM machine operates as follows. Unipolar pulses from the master oscillator 1 are fed to the primary winding of the pulse transformer 4. A positive polarity pulse is generated on its secondary winding, which enters the electroerosion gap 8, where it provides erosion and processing of part 9. When the pulse from the master oscillator ends, the secondary winding of the pulse transformer due to its inductance, a negative surge of current will be formed in the electroerosion gap 8. This surge at a certain amplitude can be negative to affect the quality of the workpiece.

В активной корректирующей цепи 5 суммарное значение сопротивления КЭ-перехода транзистора и его резистора определяет амплитуду и длительность обратного импульса после прохождения рабочего импульса. Следует отметить, что величина длительности обратного импульса влияет на скважность рабочих импульсов, при их уменьшении повышается производительность электроэрозионного процесса. По цепи обратной связи сигнал с вторичной обмотки через элемент гальванической развязки 3, служащей для передачи сигнала между электрическими цепями без электрического контакта между ними (в качестве такого элемента можно использовать разделительный трансформатор или оптрон), поступает в ЧПУ станка 2, где обрабатывается, там же формируется сигнал управления, который поступает через гальваническую развязку 3 на активную корректирующую цепь 5 и открывает или закрывает транзистор, таким образом, что формируются необходимые параметры обратного выброса, исключающие появление в электроэрозионном промежутке постоянной составляющей, и обеспечивается лучшее качество обработки детали.In the active correction circuit 5, the total value of the resistance of the FE transition of the transistor and its resistor determines the amplitude and duration of the reverse pulse after the passage of the working pulse. It should be noted that the magnitude of the duration of the reverse pulse affects the duty cycle of the working pulses, when they decrease, the productivity of the electroerosion process increases. In the feedback circuit, the signal from the secondary winding through the galvanic isolation element 3, which serves to transmit the signal between the electric circuits without electrical contact between them (as such an element, you can use an isolation transformer or optocoupler), enters the CNC of machine 2, where it is processed, in the same place a control signal is generated, which enters through the galvanic isolation 3 to the active correction circuit 5 and opens or closes the transistor, so that the necessary parameters are formed emission, excluding the appearance of a constant component in the discharge line, and the best quality of the workpiece is ensured.

Таким образом, предложенное изобретение при некотором усложнении (использование модуля контроля в ЧПУ, гальваническая развязка (оптическая или через трансформатор), активный элемент в корректирующей цепи) позволяет добиться упрощения работы на станке, автоматизации процесса работы станка, технологических линий и улучшения качества обработки деталей при снижении ее себестоимости.Thus, the proposed invention, with some complication (the use of a control module in the CNC, galvanic isolation (optical or via a transformer), an active element in the correcting circuit), allows to simplify the work on the machine, automate the process of the machine, production lines and improve the quality of part processing when reducing its cost.

В предложенном изобретении используются известные освоенные устройства и технологические процессы, что позволяет успешно реализовать изобретение.In the proposed invention uses well-known mastered devices and processes, which allows to successfully implement the invention.

Claims

An operating pulse generator for an EDM machine comprising serially connected a driving control circuit for generating successive pulses, a pulse transformer and a correction circuit having an element with controlled conductivity and inductance, while one of the ends of the secondary winding of the pulse transformer is connected to one of the ends of the correction circuit, which made with the ability to connect to the EDM electrode, and other ends of the aforementioned secondary winding and corrective circuit and connected to ground, characterized in that the said correction circuit is made in the form of a series-connected constant resistor and an active element with controlled conductivity in the form of a transistor, in parallel with which the mentioned inductance is connected, while the other end of the constant resistor and one of the ends of the said inductance are connected to the said one end of the secondary winding of a pulse transformer, the other end of the inductance and one of the terminals of the aforementioned transistor are connected to ground m, and the aforementioned one of the ends of the secondary winding of the pulse transformer and the control terminal of the aforementioned transistor are equipped with corresponding galvanic isolation elements with the possibility of connecting them to the CNC of the machine.