SU952495A1 - Генератор импульсов дл электроэрозионных станков - Google Patents

Description

(54) ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ ДЛЯ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННЫХ

СТАНКОВ

Изобрете.ние относитс  к электрофизическим методам обработки и может быть использовано в ключевых генераторах импульсов технологического тока дл .электроэрозионных станков.

Известны ключевые, в частности, транзисторные генераторы импульсов дл  электроэрозионных станков, содержащие задающий генератор, каскады предварительного усилени  импульсов и силовые блоки, транзисторы которых включены в цепь источника питани  межэлектродного промежутка . Они позвол ют производить обработку на черновых, получистовых и чистовых режимах.

В оптимальных услови х, когда обеспечена хороша  прокачка диэлектрика через межэлектродный промежуток , и текуща  площадь электродов соответствует выбранному режиму, процесс обработки с известными генераторами протекает устойчиво.

Задающий генератор генератора импульсов выполнен в виде последовательно соединенных блокинг-генератора и одновибратора, логический эле мент И, предварительный усилитель мэщности, выходные полупроводниковые ключи, а также цепь обратной

св зи, служащую дл  предохранени  выходных ключей от перегрузок по току . Эта цепь- состоит из последовательно соединенных релейного усилител , дифференцирующего элемента, импульсного элемента и триггера, работающего в регистровом режиме. Второй вход триггера подключен к выходу блокинг-генератора., а егст вы10 ход присоединен к свободному входу элемента И f1

Однако при раббте генератора на чистовых режимах процесс обработки реальных деталей протекает,, как пра15 вило, неустойчиво, что приводит к снижению производительности станков. Это св зано с тем, что скорость нарастани  среднего рабочего тока генератора не ограничена и определ 20 етс  только скоростью изменени  веро тности пробо  межэлектродного промежутка. Как следствие, концентраци  частиц на небольших участках межэлектродногр промежутка также

25 может быстро нарастать, привод  к локализации разр дов и коротку за ыканию электродов. При этом из-за быстроты развити  процесса регул тор подачи электрода-инструмент а

30 не успевает реагировать на возникающие отклонени , и обработка идет неустойчиво.

Целью изобретени   вл етс  повылиение производительности станков путем повышени  устойчивости процесса обработки.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что генератор, в котором задающий генератор подключен через логический элемент И и предварительный усилитель мощности к выходным полупроводниковым ключам, содержа . 1ЦИЙ триггер, датчик рабочего тока и дифференцирующее устройство, введены фильтр нижних частот и пороговый элемент, причем выход датчика , соединен с входом фильтра, выход фильтра подключен к входу дифференцирующего устройства,.а выход последнего подключен к входу порогового элемента, выход которого соединен с вторым входом триггера.

Введенные в генератор фильтр -нижних частот и пороговый элемент вместе с датчиком рабочего тока, дифференцирующим устройством и триггером образуют цепь гибкой отрицательной обратной св зи, котора  замедл ет переходный процесс изменени  среднего рабочего тока путем регулировани  паузы между импульсами. Это уменьшает возможность локализации разр дов и повышает устойчивость процесса обработки , так как за врем  нарастани  среднего рабочего тока продукты эрозии успевают распределитьс  по больщей площади и более равномерно. Фильтр нижних частот выдел ет сигнал по среднему току, а пороговый элемен служит дл  преобразовани  ан огового сигнсша в цифровой и задани  зоны нечувствительности обратной св зи к случайным колебани м производной среднего тока и к импульсным помехам

На фиг.1 изображена схема генератора f на фиг.2 - диагрс1ммы напр жений при работе генератора.

Задающее устройство 1 через предварительный усилитель 2 мощности подключено к выходным блокам 3, которые питают межэлектродный промежуток 4. К резистору 5 в цепи межэлектродного промежутка присоединен вход датчика G рабочего тока, выход которого через фильтр 7 нижних частот , дифференцирующее устройство 8 и пороговый элемент 9 подключен к входу задающего устройства 1. Датчик 6, фильтр 7, дифференцирующее устройство 8 и пороговый элемент 9 вход т в цепь гибкой отрицательной обратной свйзи по. среднему рабочему току , воздействующую на частоту генерируемых импульсов.

Задающее устройство 1 состоит из задающего генератора 10, D-триггера 11 и логического элемента И12, выходы которого подключены к пр мому выходу задающего генератора и к инверсному выходу D-триггера. Последний имеет исполнительный вход 13, подключенный к инверсному выхо .ду задающего генератора, и информационный вход 14,  вл ющийс  входом дл  всего устройства 1.

Датчик 6 рабочего тока служит дл  получени  сигнала по току через межэлектродный промежуток и, при необходимости , дл  гальванической разв зки силовой цепи и цепи обратной св зи. Он может быть выполнен, например в виде релейного элемента, присоединенного к резистору 5, или в виде импульсного трансформатора с первичной обмоткой в силовой цепи.

Фильтр 7 в простейшем случае состоит из резистора 15 и сглаживающего конденсатора 16, напр жение с которого поступает на вход диффе ренцирующего устройства 8. Устройство 8 (фиг.1) выполнено в виде операционного усилител  17, во входной цепи которого включены резистор 18 и конденсатор 19, а в цепи обратной св зи установлен резистор 20. Результируквда  передаточй а  функци  последовательно соединенных фильтра 7 и дифференцирующего устройства В

ТоР

равна

W(P) + О(Тгр-|-1 )

Посто нна  времени Т выбираетс  в пределах 0,2-1,0 с, а примерно равные посто нные времени Т, и Т рассчитывают по величине допустимых пульсаций напр жени  на выходе дифференцирующего устройства. Дл  частот импульсов от 0,4 до 400 кГц этому условию соответствует интервал пото нных от 0,05 до 0,005 с и менее. Фильтр и дифференцирующее устройство могут быть объединены без изменени  результирун цей передаточной функции , если конденсатор 16 переставить в цепь обратной св зи усилител  17 параллельно резистору 20.

Диаграмма (фиг.2) по сн ет работу генератора при скачке веро тности прбо  межэлектродного промежутка от нул до единицы в момент прихода второго по счету импульса, на ней показаны напр жени : О - н& пр мом выходе задающего генератора 10} (f - на межэлектродном промежутке 4; В - на ВЫХОДА датчика 6 TOKaj. 1. - на выходе дифференцирующего устройства 8; д - на инверсном выходе D-триггера 11; в - на выходе элемента И 12; УК. - пропорциональное среднему току при усреднении за врем , не менее нескольких дес тков периодов импульсов задающего хб ®Рэтор а .

Напр жение Uq соответствует порогу срабатывани  элемента 9.

Claims (1)

1. Генератор, работает следук цим об-t разом. Прохождение импульсов от задающего генератора 10 к предварительному усилителю 2 и далее на .межэлек родный промежуток 4 зависит от сос .то ни  О-триггера 11, информаци  в который записываетс  при положитель ном перепаде напр жени  на его исполнительном входе 13. Сюда поступают импульсы с инверсного выхода задакидего генератора 10, поэтому момент записи информации в триггер соответствует заднему фронту импуль сов (фиг.-2а) . На инверсном выходе О-триггера по вл етс  логический сигнал, противоположный тому, который был на информационном входе 14 в момент записи. Така  логика работы триггера позвол ет исключить по вление укороченных выходных импульсов и, тем самлм, предотвратить увеличение износа электродаинструмента . В исходном состо нии при отсутствии рабочего тока напр жение на выходе усилител  17 равно О, поэтому на выходе порогового элемента 9логический сигнал равен О, а на инверсном выходе триггера 11 . С выхода задак цего генератора 10импульсы через логический элемент И 12 поступают на предваритель ный усилитель 2 и далее на транзисторы выходных блоков 3, подключающи межэлектродный промежуток 4 к источ нику питани . Предположим, что,в момент времен t веро тность пробо  межэлектродно го промежутка измен етс  скачком от О до 1 (фиг.2). На выходе да чика 6 тока по вл етс  импульсное напр жение в моменты прохождени  тока через промежуток 4, которое сглаживаетс  фильтром 7 и подаетс  на вход усилител  17. В течение нек торого времени напр жение на выходе усилител  17 нарастает до уровн  U срабатывани  порогового элемента 9, и как только этот уровень достигает с , на выходе элемента 9 по вл етс  сигнал 1. В следующий за этим момент 1,2. информаци  записываетс  в 0-триггер 11, на инверсном выходе к торого по вл етс  сигнал О, и поступление импульсов от задгиоцего ге нератора 10 к предварительному усилителю 2 на некоторое врем  прекращаетс . Отсутствие выходных импульсов генератора приводит к уменьшени напр жени  на выходе усилител 17, когда оно становитс  меньше порога и, на выходе элемента 9 снова по в л етс  сигнал О. Очередным импуль сом на входе 13 он записываетс  в 0-триггер, на инверсном выходе кото рого по вл етс  1, и на усилитель 2 снова поступают импульсы от задаю щего генератора 10. Если при этом оп ть возникают разр ды (фиг.2), цикл повтор етс . С течением времени за счет зар да дифференцирующего конденсатора 19 паузы выключени  выходных блоков сокращгиотс , а продолжительность их включени  растет, поэтому средний рабочий ток плавно нарастает (фиг.2ж). В момент ц частота выходных импульсов становитс  равной частоте задающего генератора 10, и переходный процесс завершаетс . Врем  переходного процесса определ етс  посто нной времени Т и величиной напр жени  UQ . При отрицательных приращени х частоты разр дов, т.е. и среднего рабо чего тока, а также при ее небольших случайных колебани х около установившегос , значени  сигнал на выходе порогового элемента 9 остаетс  равным О. Поэтому все импульсы от задающего генератора 10 поступают на. предварительный усилитель 2 и далее на промежуток 4. Задающее устройство может быть выполнено также в виде управл емого напр жением автогенератора. При этом пороговый элемент нужно заменить элементом с пропорциональной характеристикой , имеющей эону нечувствительности . Однако представленна  на фиг.1 схема более универсальна, так как применима дл  многоконтурных генераторов дл  обработки как пр моугольными, так и гребенчатыми импульсами, в поспедием случае запись информации в D-триггер должна происходить в, моменты окончани  всего гребн . В многоконтурных генераторах каждый рабочий контур должен иметь свою цепь гибкой обратной св зи.; В св зи с тем, что предлагаемой генератор плавно увеличивает средний рабочий ток при начале обработки, веро тность локализгщии разр дов уменьшаетс  возрастает врем  непрерывного протекани  процесса, повышаетс  производительность станков. При этом наибольший Ъффект достигаетс  на чистовых режимах. Одновременно устойчивость процесса обработки повышаетс  также за счет того, что . имеюща с  в генераторе цепь гибкой отрицательной обратной св зи по среднему рабочему току оказывает форсирующее действие на регул тор подачи электрода-инструмента, работающий по напр жению на.межэлектродном промежутке . Это позвол ет снизить требовани  к быстродействию регул торов , шире использовать электромеханические систеь подачи. Формула изобретени  Генератор импульсов дл  электроэрозионных станков, в котором задающий генератор подключен через логический элемент И и предвгфнтельн ш усилитель мощности к выходным полупроводниковым ключам, содержащий триггер, первый вход которого присов динен к выходу задающего генератора, а выход подключен к свободному входу логического элемента И, датчик рабочего тока, вход которого присоединен к цепи межэлектродного промежутка, и дифференцирующее устройство, о т л И чающийс  тем, что, с целью повышени  производительности станков путем повышени  устойчивости процесUs

   е са обработки, в генератор введены фильтр .нижних частот и пороговый элемент, причем выход Датчика рабочего тока срединен с входом фильтра, выход которого подключен к входу дифференцирующего устройства, а выход последнего к входу порогового элемента , выход которого соединен с вторым входом триггера. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 335070, кл. В 23 Р 1/02, 1972,