SU1023675A1 - Установка дл химико-термической обработки изделий тлеющим разр дом - Google Patents

Abstract

1. УСТАНОВКА ДЛЯ ХИМИКОТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ ТЛЕЮЩИМ РАЗРЯД(Ж, содержаща  регулируемый источник питани , св занный выходом с разр дной камерой дл  размео ени  обрабатываемых изделий, датчик температуры изделий, выход которого соединен с входом регулдтора температуры и входом датчика скорости изменени  температуры, подключенного выходом к входу регул тора скорости изменени  температуры, выходы обоих регул торов св заны с входами источника питани , и датчики напр жени  источника.питани  и частоты дугообразовани , отличающа с  тем, что, с целью повышени  качества обработки и производительности установки, ИСТОЧН11К питани  выполнен в виде источника импульсного напр жени  с двум  управл ющими входами дл  раздельного регулировани  ё1мплитуды и среднего значени  выходного напр жени , соединенными с двум  выходами блока управлени , к трем входё1м которого подключены, соответственно выходы регул тора температуры, рехул тора скорости изменени  темпе-   рату1Ж1 и датчика напр жени , а к чет вертоич - выход регул тора частоты дугообразовани , соединенного входом .с выходом датчика часто-сы дугообраэовани . Ю СО О) СП

Description

2. Установка по п.Т, о тли ч а ю щ а   с   тем, что блок управлени  выполнек @ виде узла выделени  минимального сигнала, два входа которого служат указанными первым и вторым входами блока управлени , а выход соединен с первым входом коммутатора , второй вход которого подключен к выходу узла определени  окончани  катодного распылени , вход которого служит третьим входом блока управлени , первый выход коммутатора соединен с первым входом второго узла выделени  минимального сигнала, второй вход которого служит четвертым

входом блока управлени j а выход второго узла выделени  минимального сигнала и второй выход коммутатора служат выходами блока управлени .

3. Установка по ni2, отличают а   с   тем, что узел определени  окончани  катодного распылени  .. выполнен в виде последовательно соединенных компаратора, к первому входу которого подключен задатчик напр жени , и счетчика времени, причем входом узла служит второй вход компаратора , а выходом - выход счетчика времени .

Изобретение относитс  к электротермии , а более конкретно к устройствам управлени  процессом обработки деталей с помощью тлеющего разр да . Известно устройство химико-терми ческой обработки деталей с помощью тлеющего, разр да, которое содержит датчик возникновени  дугового разр  да, св занный с разр дной камерой, блок определени  частоты дугообразо ва.ни , быстродействующий выключател и программный регул тор, св занные управл емым источником питани . в ходе Обработки деталей энерги  подводима  к разр дной камере,измен етс  в соответствии с видом и течением заданной программы. При возникновении дугового разр да источник отключаетс  на врем , достаточное дл  деионизации разр дного промежутка . В зависимости от частоты дугообразовани  программа может оставатьс  на достигнутом уровне,возвращатьс  на предьщущую ступень или к исходному состо нию l . Недостаток данного устройства заключаетс  в том, что ход программы зависит только от частоты дугооб разовани  и не учитывает скорости изменени  температуры деталей, что может привести к деформации деталей Известна установка дл  химикотермической обработки изделий с помощью тлеющего разр да, содержаща регулируемый источник питани , св занный выходом с разр дной камерой дл  размещени  обрабатываемых изделий , датчик температурь изделий,выход которого соединен с входом регул тора температуры и входом датчика скорости изменени  температуры подключенного выходом к входу регул тора скорости изменени  т.емперату ры, выходы обоих регул торов св заны со входами источника питани , и датчики напр жени  источника питани  и частоты дугообразовани  рЗ Недостатком этого устройства  вл етс  невозможность проведени  во многих случа х интенсивного катодного распылени , необходимого дл  ускорени  очистки деталей и получени  равномерного упрочн ющего сло . Это св зано с тем, что трем  параметрами обработки: температурой, скоростью ее изменени  и частотой дугообразовани  управл ют посредством изменени  одной регулирующей величины-амплитуды напр жени  питани . При этом могут .возникать противоречи , не позвол ющие проводить процесс катодного распылени . Так, дл  многих изделий выдержка напр жени  питани  на уровне, необходимом дл  проведени  катодного распылени , обуславливает недопустимо большую Скорость их нагрева. Кроме того, за врем  катодного распылени  температура изделий может возрасти выше заданной, что также недопустимо.Кроме того, устройство ограничивает возможность оптимизации, показателей качества регулировани  частоты дугообразрвани , температуры деталей и скорости ее изменени , так как не имеет отдельного регул тора частота дугор бразовани , а регул торы темпе:ратурыи скорости ее изменени  имеют общие узлы, что не позвол ет устанавливать оптимальные настройки по каждому параметру отдельно. . Целью изобретени   вл етс  сокращение времени процесса и повышение качестве обработки за счет проведени  интенсиЪного катодного распылени  и более качественного регулировани  температуры, скорости ее изменени  и частоты дугообразовани . Цель достигаетс  тем, что источник питани  выполнен в виде источника импульсного напр жени  .с двум  управл ющими входами дл  раздельного регулировани  амплитуды и среднего значени  выходного напр жени , соеди ненными с двум  выходами блока управ лени , к трем входам которого подклю чены соответственно выходы регул тора температуры, регул тора скорости изменени  температуры, и датчика напр  жени , а к четвертому - выход регул  тора частоты дугообразовани , соединенного входом с выходом датчика час тоты дугообразовани . Кроме того, блок управлени  выполней в виде узла выделени  минимального сигнала, два входа которого служат указанйыми входами, а выход соединен с первым входом коммутатора второй вход которого подключей к выходу узла определени  окончани  като ного распылени , вход которого служи третьим входом блока управлени , пер вый выход коммутатора соединен с пер вым входом второго узла вьщелени  лмнимального сигнала, второй вход которого служит четвертым входом бло ка управлени , а выход второго узла выделени  минимального сигнала и вто . рой выход коммутатора служат выходам блока управлени . Узел определени  окончани  катодного распылени  иаполнён в виде последовательно соединенных счетчика времени и компаратора, к первому вхо ду которого подключен задатчик напр  жени , причем входом узла определени  служит второй вход компаратораj а выходом - выход счетчика времени. На фиг. 1 показана блок-схема установкиI на фиг. 2 - блок-схема блока управлени  амплитудой и средним значением выходного напр жени  регулируемого источвдка питани ; на фиг. 3 - блок-схема узла определени  окончани  режима катодного распылеУстановка состоит из источника пи тани  1, регулируемого по амплитуде и среднему.значению его выходного напр жени , св занного с разр дной камерой 2, к которой подключены своими входами Датчик частоты дугообразовани  3 и датчик температуры 4, св занный с датчиком скорости изменени  температуры 5. Выходы этих дат чиков подключены к соответствуииаим регул торам; частоты дугообразовани  б, температуры 7, скорости изменени  температуры 8, выходы которых подключены к блоку 9 управлени  ешплитудой и средним значением выходного напр жени  регулируемого источника питани , управл ющий вход которого соединен с выходом датчика напр жени  1, св занного с разр дной камерой 2. Выходы блока 9 управлени  амплитудой и средним значением выходного напр жени  регулируемого источника питани  подключены ко входам управлени  регулируемого источника питани  1. Блок управлени  амплитудой и средним значением выходного напр жени  регулируемого источника питани  (фиг. 2) состоит из первого, узла 11 выделени  минимального сигнг1ла, выходы которого соединены с выходами регул торов температуры 7 и скорости ее изменени  8, а выход соединен с коммутатором 12, Выход коммутатора 12 соединен с первым входом второго узла 13 выделени  минимального сигнала , второй вход которого соединен с регул тором частоты дугообразовани  6, а выход соединен со входом управлени  по амплитуде выходного напр жени  регулируемого источника питани  1. Втсфой выход коммутатора 12 соединен со входом управлени  , по среднему значению выходного напр жени  регулируемого источника питани  1. Управл ющий вход коммутатора 12 соединён с узлом 14 определени  окончани  режима катодного распылени , вход которого соединен с датчиком напр жени  10. Узел определени  окон чани  режима катодного распылени  (фиг. 3) состоит из компаратора 15, один вход которого соединен с датчиком напр жени  разр да 10, второй вход соединен с задатчиком 16 напр жени  катодного распылени , а выход через управл емый счетчик времени . 17 соединен с управл ющим входом коммутатора 12. Установка работает следующим образом. На разр дную камеру 2 от регулируемого источника напр жени  1 подаетс  регулируемое по амплитуде и по среднему значению напр жение. Источник может быть выполнен как регулируе1«лй тиристорный выпр митель с импульсно-фазовым управлением. При этом амплитуда напр жени  питани  регулируетс  амплитудой напр жени  управлени ,а среднее значение -скваж-. ностью импульсов напр жени  управлени . Сигналы управлени  источником питани  1 вырабатываютс  регул торами температу1 л 7, скорости ее изменени  8 и частоты дугообразовани  б в зависимости от сигналов, получаемьк от соответствующих датчиков: датчика температуры 4, датчика скорости изменени  температуры 5, датчика частохы-Дугообразовани  3. Приэтом на стадии очистки и катодного распылени  регулирование частоты дугообразовани  осуществл етс  изменением амплитуды питающего напр жени , а температуры и скорости ее изменени  - изменением скважности имульсов питающего напр жени , причем егулировани  осуществл етс  по мень ему из сигналов регул торов темпе- . атУры 7 и скорости ее изменени  8., На стадии насыщени  измен етс  только амплитуда питающего напр жени , а 5 скважность практически равна . При этом. регулирование осуществ етс  по наименьшему из сигналов регул торов температуры 7, скорости ее изменени  8 и частоты дуго- Ю образовани  6. Указанный алгоритм работы осуществл етс  при помощи блока управлени  амплитудой и средним значением выходного напр жени  регулируемого источника пита- 15 ни  9, св занного с датчиком напр жени  10.

Блок упр.авлени  амплитудой и средним значением выходного напр жени  регулиремого источника питани  работа- 2Q ет следующим образом. Сигналы от регул торов температуры 7 и скорости ее изменени  8 поступают на первый узел выделени  минимального сигнала 11, с выхода которого наимень- , ший из этих сигналов поступает на : один из входов коммутатора 12, который управл етс  от узла определени  окончани  катодногораспылени  14. Причем, если катодное распыление не окончено, то на управл ющем входе 30 коммутатора сигнал равен логическому О, и наименьший из сигналов регул торов температуры 7 и скорости ее изменени  8 поступает на управл ющий вход источника питани  35 1 по среднему напр жению, а сигнал от регул тора частоты дугообразовани  6 через один из входов второй схекн выделени  минимального сигнала 13 поступает на управл кадий вход ис- 40 точника питани  1 по амплитуде напр жени  питани , при этом на другой вход второго узла выделени  минимального сигнала 13 с коммутатора 12 поступает сигнал, заведомо бдльюий .с сигнала с регул тора частоты дугообразовани  6..Если катодное распыление окончено, то на управл ющем . входе коммутатора сигнал равен логической 1 и наименьший из сигналов регул торов температуры 7 и скорости ее изменени  8 поступает на второй вход схемы выделени  минимального сигнала 13, на первый вход которой подан сигнал с регул тора частоты дугообразовани  6, при этом наименьший из сигналов регул торов температуры 7, скорости ее изменени  8 и частоты дугообразовани  б поступает на вход управлени  источника питани  1 по амплитуде, а на вход по среднему значению поступает сигнал , обеспечивающий скважность, практически равную 1,0.

Узел определени  окончани  режима катодного распылени  работает следующим образом. а входы компаратора 15 поступают сигналы с задатчика.напр жени  катодного распылени  16, и датчика напр жени  10, Если сигнал с датчика 10 больше сигнала с задатчика 16, то на выходе компаратора 15 сигнал равен логической 1 и он запускает счетчик времени 17, если, сигнал с датчика напр жени  10 меньше сигнала-с задатчика напр жени  катодного распылени  16, то на выходе компаратора 15 сигнал равен логическому О и счет времени катодного распылени  .приостанавливаетс . После заполнени  счетчика времени 17 сигнал на его входе измен етс  с логического., VO на логическую 1, при этом происходит переключение коммутатора 12.

Использование предлагаемого устройства дл  автоматического управле7 ни  процессом обработки деталей сильноточным тлеющим разр дом, позвол ет по сравнению с известными устройствами сократить врем  обработки изделий и повысить качество обработки в частности улучшить равномерность упрочн ющего сло  по поверхности изделий за счет более интенсивного катодного распылени  при повышенном напр жении разр да и более качественного регулировани  температуры изделий скорости ее изменени  и частоты дугообразовани  .

Klff

jj

Kli

IS

Фиг.-}

Claims (3)

1. УСТАНОВКА ДЛЯ ХИМИКО-‘ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ ТЛЕЮЩИМ РАЗРЯДОМ, содержащая регулируемый источник питания, связанный выходом с разрядной камерой для размещения обрабатываемых изделий, датчик температуры изделий, выход которого соединен с входом регулятора температуры и входом датчика скорости изменения температуры, подключенного вы ходом к входу регулятора скорости

2813651/24-07

02.10.79

15.06.83. Бюл. »22

А. Г. Айзенштейн, Е.Л.Агрес, Кириченко, И.А.. Козловский, Сизова и В.В. Соломадин 621.365.91(088.8)

1. Патент Швейцарии » 349283, 1968.

изменения температуры, выходы обоих регуляторов связаны с входами источника питания, и датчики напряжения источника питания и Частоты дугообразования, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества обработки и производительности установки, источник питания выполнен в виде источника импульсного напряжения с двумя управляющими входами для раздельного регулирования амплитуда и среднего значения напряжения, соединенными ходами блока управления, дам которого подключены, венно выхода регулятора температуры, регулятора скорости изменения темпе- § ратуры и датчика напряжения, а к четвертому - выход регулятора частоты дугообраэования, соединенного входом с выходом датчика частоты дугообра^:зования выходного с двумя вык трем вхосоответст-

2. Установка по п.Г, о т л и чающаяся тем, что блок управления выполнен в виде узла выделения минимального сигнала, два входа которого служат указанными первым и вторым входами блока управления, а выход соединен с первым входом коммутатора, второй вход которого подключен к выходу узла определения окончания катодного распыления, вход которого служит третьим входом блока управления, первый выход коммутатора соединен с первым входом второго узла выделения минимального сигнала, второй вход которого служит четвертым входом блока управления, а выход второго узла выделения минимального сигнала и второй выход коммутатора служат выходами блока управления.

3. Установка по п*2, отличающаяся тем, что узел определения окончания катодного распыления .. выполнен в виде последовательно соединенных компаратора, к первому входу которого подключен задатчик напряжения, и счетчика времени, причем входом узла служит второй вход компаратора, а выходом - выход счетчика времени.