SU733220A1 - Источник технологического тока - Google Patents

Abstract

ИСТОЧНИК ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ТОКА дл  электроэрозионной вырезки электродом-про.волокой, включающий блок питани  с регулируемыми выход-ным напр жением, блок силовых полупроводниковых ключей, управл емых задающим генератором, набор накопительных емкостей, блок управлени  включением емкостей и регулировани  питающих их напр жений, блок разрешени  включени  блока питангта, датчики нат жени  .и скорости перемотки электрода-проволоки, отличающийс  .тем, что, с целью повьшени  производительности, стабильности процесса вырезки и автоматизации управ лени  путем предотвращени  обрьша электрода-проволоки и автоматического установлени  оптимального режима, в него введены блок автоматического ступенчатого переключени  режимов, блок слежени  с плавным регулированием и блок аварийного сброса энергии, выдел ющейс  на режущем участке электрода-проволоки, вход которого соединен с межэлектродным-промежутком, а выход - с одним из входов блока слежени , второй вход которого подключен к режущему участку электродапроволоки , а выход соединен с задающим генератором, вход блока автоматического ступенчатого переключени  режимов подключен к режущему участку электрода, а выход соединен с одним из входов блока управлени  включением емкостей и регулировани  питающих их напр жений, второй вход которого подключен к выходу блока разрешени  включени  блока питани , входы которого соединены с датчиками нат жени  и скорости перемотки электрода-проволоки . 2.Источник по П.1, отличаюD; и и с   тем, что, блок автоматического ступенчатого переключени  режимов содержит последовательно включенные узел контрол  средней энергетической нагрузки на режущий участок электрода-проволоки, таймер и устройство пам ти режимов. 3,Источник по пп.1 и 2, о т л и- . чающийс  тем, что блок слеже«Ч| ни  с плавным регулированием энергии, СО выдел ющейс  на режущем участке электрода-проволоки , содержит узел го to частот, генератор несущей частоты, скважность которой более чем дес ти-кратно превышает скважность основной частоты задающего генератора, и узе  контрол  мгновенной энергетической нагрузки, содержащий на выходе два пороговьк устройства, каждое из которых соединено с одним из двух ключей узла смешени  ча стоты ко второму входу которых .подсоединен генератор несущей частоты, а к третьему входу - выход узла аварийного/ сброса энергии, причем к третьему входу одного из ключей последний подсоединен через инвертор .

Description

4. Источник по П.1, отличающийс  тем, что, с целью визуального контрол  энергетической нагрузки на режущий участок электродапроволоки , к нему подключено измери тельное устройство, содержащее звень  выпр млени , усредйени  и индикации сигнала.

5. Источник по П.1, о т л и чающийс  тем, что устройство пам ти режимов вьшолнено в виде реверсивного регистра сдвига, каждьй разр д которого соответствует одному из вариантов включени  емкостей, питающих их напр жений и частот следовани  импульсов.

, 1

Изобретение относитс  к электрофизическим методам обработки, в частности касаетс  источник тока дл  электроэрозионной вырезки.

Известен источник технологического тока с адаптивным управлением дл  электроэрозионных прошивочных станков. Этот источник поддерживает услови , обеспечивающие восстановление диэлектрической прочности межэлектродного промежутка, по электрическому сигналу - наличию у разр дных импульсов начальных пиков холостого хода (при понижении диэлектрической прочности межэлектродного промежутка напр жение- холостого хода исчезает либо уменьшаетс ). Источник осуществл ет ступенчатое регулирование рабочего тока за счет изменени  паузы между импульсами. Напр жение на межзлектродном промежутке регистрируетс  датчиком и после сравнени  с эталонным поступает в блок прин ти  решений, св занный с блоком пам ти.

Этот блок через таймер, св занный с задающим генератором и определ ющий интервалы времени между переключением ступеней, и усилитель включает транзисторные каскады силового блока, обеспечива  ; ступенчатое изменение паузы между импульсами в соответствии с рассогласованием измер емого и , эталонного сигналов ClJВ этом источнике технологического тока с адаптивным управлением диэлектрическа  прочность междуэлектродного промежутка не снижаетс . Другие источники технологического тока с адаптивным управлением дп  прошивочных элБктроэрозионных станков также устра н ют различные аномали состо ни  межэлектродного промежутка.

Основным преп тствием при злектроэрозионной вырезки  вл ютс  обрывы электрода-проволоки, которые вызваны увеличенным вьщелением энергии на ее

режущем участке в св зи с ухудшением условий удалени  продуктов эрозии, чрезмерным колебанием электрода-проволоки , неправильно выбранным режимом обработки.т.д.

Известные источники технологического тока не могут быть использованы дл  процесса электроэрозионной вырезки , так как блоки этого источника предназначены дл  работы по сигналу,

5 характеризующему проводимость межэлектродного промежутка, а не выделение энергии на режущем участке электрода-проволоки.

Целью изобретени   вл етс  повьше-

0 ние производительности и стабильности процесса вьфезки, а также автоматизаци  управлени  путем предотвращени  обрывов электрода-проволоки и автоматического установлени  оптималь5 него режима вырезки.

Это достигаетс  тем, что в предлагаемый источник технологического тока дл  электроэрозионной вырезки злект .родом-проволокой, содержащий блок

Q питани  с регулируемым выходным наIпр жением , блок силовых полупроводни ковых ключей,управл емых задающим генератором, набор накопительных ем .костей, блок управлени  включением емкостей и регулировани  питающих их напр жений, блок разрешени  включени  блока питани , включающий источник при превышении заданных параметров , ипи отказа различных систем станка , например механизмов подъема и наполнени  ванны, датчики нат жени  и скорости перемотки электрода-проволоки , введены блок автоматического. ступенчатого переключени  режимов, блок слежени  с плавным регулированием и блок аварийного сбро.са энерги выдел ющийс  на режущем участке электрода-проволоки, вход которого соединен с межэлектродным промежутком , а выход - с одним из входов бло ка слежени  с плавным регулированием энергии, второй вход-которого подключен к режущему участку электродапроволоки , а выход соединен с задающим генератором. Вход блока автоматического ступенчатого переключени  режимов подключен к режущему участку электрода, а выход соединен с одним из входов блока управлени  включением емкостей и регулировани  питающих их напр жений, другой вход которого св зан с выходом блока разрешени  включени  блока питани , входы которого соединены с датчиками нат жени  и; скорости перемотки электро да-проволоки. Блок автоматического ступенчатого переключени  режимов может содержать последовательно включенные узел контрол  средней энергетической нагрузки на режущий участок электродапроволоки , таймер и устройство пам ти режимов. В качестве последнего может быть использовано реверсивньй регистр сдвига, каждый разр д которого соответствует одному из вариантов комбинаций включени  емкостей, питающих их напр жений и частот следовани  импульсов. Блок слежени  с плавным регулированием энергии, вьщел ющейс  на ре жущем участке электрода-проволоки, может содержать узел смещени  частот генератор несущей частоты, скважност которой более чём дестикратно превышает скважность основной частоты задающего генератора, и узел контрол  мгновенной энергетической нагрузки, содержащий на выходе два пороговых устройства, каждое из которых соединено с одним из двух ключей узла смещ ни  частот, ко второму входу которых подсоединен генератор несущей частоты , а к третьему входу - выход узла аварийного сброса энергии, причем к третьему входу одного из ключей по следний подсоединен через инвертор. Дл  визуального контрол  энергети ческой нагрузки на режущий участок электрода-проволоки к последнему может быть подключено измерительное устройство, содержащее звень . Устройство пам ти может быть выполнено в виде реверсивного регистра сдвига, каждьш разр д которого соответствует одному из вариантов включени  емкостей питающих их напр жений и частот следовани  импульсов выпр млени , усреднени  и индикации сигнала. На чертеже представлена структурна  схема предлагаемого источника. Источник содержит блок 1 питани  с регулируемым выходным напр жением, который состоит из силового трансформатора с вторичной обмоткой, вьшолненной с отводами на различное напр жение , выпр мител  и фильтра., Блок 2 представл ет собой набор (сборку) накопительных емкостей различной величины. Блок 3 управлени  включением емкостей блока 2 и отводов трансформатора питающих из напр жений блока 1 выполнен из сборки усилителей сигнале и мощных ключей, управл емых усилител ми сборки. Сборка усилителей может быть вьтолнена в вцце сборки реле с несколькими парами контактов дл  управлени  одно.временно несколькими цеп ми (включением ключей емкости, включение ключей напр жени  и включение ключей производ щих дискретное изменение частоты задающего генератора ) .Блок 4 управл емых полупроводниковых ключей выполнен на тиристорах (транзисторах),  вл етс  выходным блоком источника и подключен к промежутку между вырезаемой деталью и электродом-проволокой. Заданщий генератор 5 представл ет собой мультивибратор со ступенчатым переключением частот. Блок 6 автоматического ступенчатого переключени  режимов содержит узел 7 контрол  средней энергетической нагрузки на режущий участок электрода-проволоки, таймер 8 и устройство пам ти режимов 9. Узел 7 контрол  средней энергетической нагрузки на режущий участок электрода-проволоки состоит из импульсного трансформатора, выпр мител , сглаживающего фильтра и пороговых устройств (триггеров Шмитта), настро- енных на различные уровни срабаты ани . Первое пороговое устройство узла 7 срабатывает сразу же после начала резани , как только на режущем участке проволоки вьщелитс  минималь на  энерги . Второе пороговое, устрой5 ство блока настроено на максимальный уровень энергетической нагрузки, после которой происходит обрыв элект рода-проволоки. Таймер 8 представл ет собой управ низкочастотный генератор импульсов , выполненный на двзлх реле времени. Врем  следовани  импульсов регулируетс  от 1 до 20 с. Устройство пам ти режимов 9 состо ит из регистра сдвига, вьтолненного на триггерах. Количество триггеров в регистре определ ет- количество возможных дискретных вариантов комбинаций напр жений, емкостей и частот . Задание определенного режима в пам ть может быть осуществлено вручную - от блока толчковых кнопок, каж да  из которых включает определенный триггер, или дистанционно от системы ЧПУ или ЭВМ. Блок 10 слежени  с плавным регули рованием энергии путем изменени  частоты задающего генератора 5 состоит из узла 11 контрол  мгновенной энергетической нагрузки на режущий участок электрода-проволоки, узла 12 смешени  частот и генератора 13 несущей частоты. Узел 11 вьшолнен аналогично узлу 8. Узлы 7 и 11 отличаютс  друг от друга коэффициентом сглаживани  фильтра и его посто нной времени. Пороговое устройство узла 11 включае два пороговых устройства - с максимальным уровнем срабатывани , соответствующим наибольшей энергетической нагрузке на электрод-проволоку, ,и с1оедним уровнем срабатывани  соптветствующим сниженной энергетической нагрузке на электрод-проволоку, котора  обеспечивает ликвидацию дли тельного (боле.е 0,1 с) короткого за мыкани  без обрыва проволоки. Узел 12 смешени  частот представ л ет собой сборку из двух ключей, выполненных на трехвходовьк схемах совпадени  с инвертором. Узел 13 представл ет собой низкочастотный генератор импульсов бол шой скважности (не менее 10). Блок 14 аварийного сброса энерги контролирует длительные короткие замыкани  между электродом (более 0,1 с) и деталью выполнен аналогично узлам 7 и 11. Он отличаетс  от узлов 7 и 11 местом подключени , ко фициентом соглаживани  и посто нной времени фильтра. 0 Пороговое устройство блока вклю- , чаетс  при длительных коротких замыкани х . Датчик 15 нат жени  электрода-проволоки может быть выполнен в виде рычага,на одно из плеч которого воздействуют электрод-проволока. Угол поворота рычага пропорционален величине нат жени  проволоки. Второе плечо рьиага воздействует на две контактные группы, при помощи которых угол поворота преобразуетс  в электрический сигнал. Перва  контактна  группа при ее замыкании рычагом при нат нутом электроде-проволоке дает сигнал на один из входов блока разрешени . Втора  контактна  группа срабатывает при чрезмерном нат жении электрода-проволоки и сигнал с нее поступает на другой вход. Датчик 16 скорости перемотки электрода-проволоки представл ет собой тахогенератор, получающий вращение от электродвигател  прот жки проволоки. Сигнал тахогенератора, усиленньш пороговым устройством (типа триггера Шмитта), поступает на один их входов блока 17. Блок 17 разрешени  включени - блока пита-ни , выключающий источник технологического тока при достижении граничных условий вырезки, представл ет собой ключ, выполненный на схеме совпадени . Источник работает в комплексе с электроэрозионным станком. После установки детали, электродапроволоки и включени  механизма перемотки датчики 16 и 15 дают разрешение в блок 17 на включение блока пам ти 1 источника технологического тока. Включением одного из триггеров устройства 9 задаетс  режим, заведомо не обеспечивающий заданной энергетической загрузки режущего участка электрода-проволоки, Включенньй триггер устройства 9 воздействует на блок управлени  3. Сигнал триггера усиливаетс  блоком 3, размножаетс  и через мощные Ключи блока управле.ни  воздействует на блок 1питани  и блок емкостей 2, включа  определенную величину напр жени  и , емкости. После включени  блоков 1 и 2блок 5 задающего генератора производит поочередно включение и выключение силовых ключей (тиристоров) блока 4. Таким образом, к детали и электроду-проволоке периодически 7 подаетс  напр жение с частотой задающего генератора 5. После подвода электрода-проволоки к детали и начал процесса вырезки узел 7 блока 6, ана лизиру  среднюю энергетическую нагру ку на электрод-проволоку, сигналом минимального уровн  производит включение таймера 8. Если энергетическа  нагрузка на проволоку за врем , опре дел емое -таймером не достигнет макси мального значени , таймер 8 произведет сдвиг 1, записанной во включен ный триггер устройства пам ти 9, с тем, чтобы включить более мощньш режим , которьй способствовал бы более экономичному использованию электрода проволоки и повышению производительности резки. Включенный новый тригге устройства 9 через блок управлени  3 производит соответствующие переключе ни  в блоке питани  1 и блоке емкостей 2,после чего через ключи блока 4 к электроду и детали прикладываетс  больша  мощность. Если по прошествии времени, задаваемого таймером 8, нагрузка на элект роде-проволоке достигла максимума, то сигнал с выхода узла 7 отключает таймер и устройство 9 запоминает режим, на котором должен работать источник технологического тока. Если нагрузка на электрод проволоку не достигает максимального значени , происходит новое переключение дам ти с включением более высокого напр жени  и емкости. Сразу же с включением источника технологического тока слежение за мгновенными бросками энергетической нагрузки на электроде-проволоке осуществл  етс  узлом 11 блока 10. Когда энергетическа  нагрузка на режущем участке электрода-проволоки превьппает заданную, пороговое устрой ство с мак,симальным уровнем срабатывани  узла 11 вьщает разрешение в один из двух ключей узла 12 на пропускание импульсов генератора, несущей частоты, котора  накладываетс  (модулирует) на основную частоту задающего генератора 5. В результате выходна  частота импульсов источника уменьшаетс , снижа  энергетическую нагрузку на электродпроволку . 8 При этом разрешение на открытие ключа узла 12, работающего от максимального урова  порогового устройства узла 11, выдает блок 14. Инвертор на входе второго ключа узла 12 преобразует разрешающий сигнал блока 14 в запрещающий. В случае длительного короткого замыкани  блок 14 выдает запрещающий сигнал в узел 12, который инертором второго ключа преобразуетс  в разрешающий. При этом первьй ключ запираетс , а второй открываетс  и пропускает импульсы генератора несущей частоты в задающий генерато р, где осуществл етс  модулирование основной частоты-источника до устранени  длительного короткого замыкани  электродов. При отсутствии длительного короткого замыкани , если энергетическа  нагрузка на электрод-йроволоку не превьш1ает заданную, максимальную уровень сигнала порогового устройства узла 11 не разрешает пропускание импульсов генератора несущей частоты в задающий генератор 5 и модулировани  (уменьшени ) основной частоты источника не происходит. .. Таким образом, в работе источника технологического тока можно выделить три режима работы: автоматическа  установка режима путем последовательного дискретного переключени  напр жений и емкостей до тех пор, пока узел 7 Контрол  за средней энергетической нагрузкой на электрод-проволоку не дает команду на запоминание режимаj режим слежени  за мгновенными скачками нагрузки на электроде-проволоке и плавное изменение в соответствии с этим, частоты генерируемых импульсов путем воздействи  на задающий генератор; режим, при котором длительное короткое замыкание снижает энергию импульсов источника технологического тока по меньшей мере вдвое, пока не ликвидируетс  короткое замыкание. Предлагаемый адаптивный источник, технологического тока позвол ет повьсить производительность, стабильность процесса вырезки и автоматизирсЗвать управлени .

Claims (5)

1. ИСТОЧНИК ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ТОКА для электроэрозионной вырезки электродом-про.волокой, включающий блок питания с регулируемыми выход- “ ным напряжением, блок силовых полупроводниковых ключей, управляемых задающим генератором, набор накопительных емкостей, блок управления включением емкостей и регулирования питающих их напряжений, блок разрешения включения блока питания, датчики натяжения .и скорости перемотки электрода-проволоки, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности, стабильности процесса вырезки и автоматизации' управ· ления путем предотвращения обрыва электрода-проволоки и автоматического установления оптимального режима, в него введены блок автоматического ступенчатого переключения режимов, блок слежения с плавным регулированием и блок аварийного сброса энергии, выделяющейся на режущем участке электрода-проволоки, вход которого соединен с' межэлектродным·промежутком, а выход - с одним из входов блока слежения, второй вход которого подключен к режущему участку электрода проволоки, а выход соединен с задающим генератором, вход блока автоматического ступенчатого переключения режимов подключен к режущему участку 'электрода, а выход соединен с одним из входов блока управления включением емкостей и регулирования питающих их напряжений, второй вход которого подключен к выходу блока разрешения включения блока питания, входы которого соединены с датчиками натяжения и скорости перемотки электрода-проволоки.
2. 2. Источник по п.1, отличающийся тем, что, блок автоматического ступенчатого переключения режимов содержит последовательно включенные узел контроля средней энергетической нагрузки на режущий участок электрода-проволоки, таймер и . устройство ‘памяти режимов.
3. 3. Источник по пп.1 и 2, о т л и- . чающий с я тем, что блок слежения с плавным регулированием энергии, выделяющейся на режущем участке электрода-проволоки. содержит узел смещения частот, генератор несущей частоты, скважность которой более чем десяти-* ’кратно превышает скважность основной частоты задающего генератора, и узел контроля мгновенной энергетической нагрузки, содержащий на выходе два пороговых устройства, каждое из которых соединено с одним из двух ключей узла смешения частоты^ ко второму входу которых'.подсоединен генератор несущей частоты, а к третьему входу - выход узла аварийного; сброса энергии, причем к третьему входу одного из ключей последний подсоединен через инвертор.

   SU ,,., 733220
4. 4. Источник по п.1, отличающийся тем, что, с целью визуального контроля энергетической нагрузки на режущий участок электродапроволоки, к нему подключено' измерительное устройство, содержащее звенья выпрямления, усреднения и индикации сигнала.
5. 5. Источник по п.1, о т л и чающийся тем, что устройство памяти режимов выполнено в виде реверсивного регистра сдвига, каждый разряд которого соответствует одному из вариантов включения емкостей, питающих их напряжений и частот следования импульсов.