SU971603A2

SU971603A2 - Device for automatically controlling conditions of electric spark machines

Info

Publication number: SU971603A2
Application number: SU813278654A
Authority: SU
Inventors: Станислав Федорович Быстров; Леонид Яковлевич Макаровский; Владимир Романович Ратцев
Original assignee: Куйбышевский политехнический институт им.В.В.Куйбышева
Priority date: 1981-04-17
Filing date: 1981-04-17
Publication date: 1982-11-07

Description

Изобретение относитс к области электроэрозионной обработки токопровод щих материалов, а именно к устройствам автоматического регули- ровани режимов обработки на электроэрозионных станках.The invention relates to the field of electroerosive processing of conductive materials, namely, devices for automatic control of processing modes on electroerosive machines.

По основному авт.св. №623690 известно устройство дл автоматического регулировани режимов электроэрозионных станков lio заранее определенной программе переключени режимов в функции площади поперечного сечени электродов, измер емой в процессе обработки 1.According to the main auth. No. 6,33690 a device is known for automatically adjusting the modes of EDM machines lio to a predetermined mode switching program as a function of the cross-sectional area of the electrodes measured during processing 1.

Устройство состоит из систет ы измерени площади обработки, функционального преобразовател , задакицего программу переключени режимов, и блока переключени режимов. Система измерени площади обработки выполнена в виде счетчика энергии, расходуемой на эрозионный процесс, и представл ет собой электродвигатель посто нного тока, обмотка кор которого включена последовательно с источником питани и двум усилител ми вход одного из которых св зан с эрозионным промежутком, а другого - с шунтом, причем вал двигател св зан с функциональным преобразователем.The device consists of a treatment area measurement system, a functional transducer, a mode switching program, and a mode switching unit. The processing area measurement system is made in the form of an energy meter consumed in the erosion process, and is a direct current motor, the core of which is connected in series with a power source and two amplifiers, one input of which is connected to the erosion gap a shunt, the motor shaft being associated with a functional converter.

Существенныгл недостатком этого . устройства вл етс низка статическа точность,, так как электродвигатель посто нного тока, как элемент счетчика энергии, управл етс .системой разомкнутого типа, не подавл ющей таких помех, как падение напр жени в корной цепи двигател , колебание напр жени источника пита10 ни , дрейф выходного напр жени обоих усилителей и т.д. Другим недостатком устройства вл етс низкое быстродействие в переходных режимах, вызванное тем, что в системах разомк15 нутого типа врем переходного процесса определ етс четырехкратным значением электромеханической посто нной времени двигател , обусловленной инерционностью его кор . Поэтому A significant disadvantage of this. device is low static accuracy, because the DC motor, as an element of the energy meter, is controlled by an open-type system that does not suppress interference such as a voltage drop in the engine core circuit, voltage fluctuation of the power source, drift output voltage of both amplifiers, etc. Another drawback of the device is the low speed in transient conditions, due to the fact that in open-type systems, the transient time is determined by a fourfold value of the electromechanical constant time of the engine, due to the inertia of its core. therefore

20 работа регул тора межэлектродного промежутка будет малоэффективной, особенно в режимах холостого хода и короткого загФ1кани , что снижает как производительность, так и каче25 ство процесса обработки.20, the operation of the interelectrode gap regulator will be ineffective, especially in the idling and short-stroke modes, which reduces both the productivity and the quality of the treatment process.

Целью изобретени вл етс повышение статистической точности и быстродействи настройки на оптимальный 30 режим обработки, а следовательно.The aim of the invention is to increase the statistical accuracy and speed settings for the optimal 30 processing mode, and therefore.

повышение производительности и качества процесса обработки.increase productivity and quality of the process.

Цель достигаетс тем, что устройство по авт.св. №623690 дл автоматического регулировани режимов электроэрозионных станков снабжено пропорционгшьно-интегральным регул тором скорости и преобразователем мощности, к выходу которого подключен электродвигатель посто нного тока, выход регул тора скорости соединен с входом преобразовател мощности, а два входа регул тора скорости соответственно подключены к выходам усилителей и преобразовател мощности.The goal is achieved by the fact that the device according to auth. No. 6,33690 for automatic regulation of EDM machines is equipped with a proportional-integral speed controller and a power converter, to the output of which a direct-current motor is connected, the output of the speed regulator is connected to the input of the power converter, and two inputs of the speed regulator are respectively connected to the outputs of amplifiers and power converter.

За счет включени в устройство регул тора с пропорционально-интегральным законом изменени выходного напр жени при управлении приводным электродвигателем возникает форсировка в переходных процессах, способствующа повышению быстродействи Настройка же регул тора с пропорционально-интегральным .законом изменени выходного напр жени на электромеханическую посто нную времени электродвигател (наибольша посто нна времени контура регулировани - регул тор и управл емЕЛй усилитель с электродвигателем), работающего в системе измерени площади обработки электроэрозионных станков обеспечивает компенсацию этой посто нной времени, а следовательно, повышение быстродействи настройки на оптимальный режим обработки. За счет включени в схему указанного регул тора управлени частотой вращени электродвигател осуществл етс без перерегулировани , а управление частотой вращени электродвигател в широких пределах отрабатываетс с большой точностью.Due to the inclusion in the device of a proportional-integral regulator of the change in output voltage when controlling a drive motor, a force is created in transients, which increases the speed of setting the regulator with a proportional-integral change of the output voltage to an electromechanical time constant of the electric motor ( the longest time constant of the control loop - the regulator and control amplifier with an electric motor) operating in the system measuring the area of processing erosion machines provides compensation for this constant time, and consequently, improving the speed settings for the optimal processing mode. By including the specified motor speed controller in the circuit, it is performed without overshooting, and the motor speed is controlled over a wide range with great accuracy.

На чертеже представлена функциональна схема устройства.The drawing shows the functional diagram of the device.

Двигатель 1 посто нного тока по корной цепи подключен к выходу преобразовател 2 мощности, вход которого соединен с выходом регул тора 3 скорости. Дл формировани пропорционально-интегральной 3 ависимости выходного напр жени от входного выход регул тора 3 скорости св зан с входом посредством резистора 4 и емкости 5. Вход регул тора 3 скорости соединен с выходом преобразовател 2 мощности через резистор 6, Второй вход регул тора 3 скорости через резистор 7 соединен с выходной цепью усилителей 8 и 9, получающих питание от источника 10. На вход усилител 8 подаетс сигнал, равный напр жению межэлектродного промежутка 11. Вход усилител 9 подсоединен к шунту 12 в цепи источника питани Unur межэлектродного промежутка. Вал 1цвигател св зан с функциональнымThe DC motor 1 is connected to the output of the power converter 2 via a crustal circuit, the input of which is connected to the output of the speed controller 3. To form a proportional-integral 3 dependence of the output voltage on the input output of the speed controller 3, it is connected to the input via resistor 4 and capacitor 5. The input of the speed controller 3 is connected to the output of the power converter 2 through a resistor 6, the second input of the speed controller 3 through resistor 7 is connected to the output circuit of amplifiers 8 and 9, which are powered by source 10. Input of amplifier 8 is given a signal equal to the voltage of the interelectrode gap 11. Input of amplifier 9 is connected to shunt 12 in the power supply circuit Unur m the electrode gap. One motor shaft is associated with a functional

преобразователем 13, выход которого подключен к переключателю 14 режимов .Converter 13, the output of which is connected to the switch 14 modes.

Рассмотрим работу предлагаемого устройства.Consider the operation of the proposed device.

В процессе работы система измерени площади обработки получает информацию по напр жению с эрозионного промежутка 11, а по току - с шунта 12. При достаточно большом рассто нии между электродом-инструментом и деталью (холостой ход) усилитель 8 открыт, а усилитель 9 закрыт. В этом случае регул тор межэлектродного промежутка перемещает электродинструмент к детали. При сближении электрода-инструмента и детали в некоторый момент происходит электрический пробой промежутка и через шунт 12 начинает протекать ток, что приводит к увеличению напр жени на шунте и уменьшению напр жени на эрозионном промежутке 11. В результате этого усилитель 9 начинает закрыватьс . Разность выходных напр жений усилителей 8 и 9 и напр жение управл ющего преобразовател мощности 2 поступает на вход регу- , л тора 3 скорости соответственно через резисторы 7 и 6. Алгебраическа сумма указанных сигналов усиливаетс регул тором 3 скорости, а затем управл ющим преобразователем 2 мощности и подаетс на корную цепь электродвигател 1. Двигатель 1 начинает вращатьс с частотой вращени пропорциональной суммарной энергии импульсов, реализуемой в межэлектродном промежутке. Функциональный преобразователь 13, св занный с валом двигател , преобразует угол поворота вала двигател в последовательный р д сигналов, программа которых составл етс по заранее установленны уровн м накопленной полезной энергии пропорциональным соответствующим участкам площадей обрабатываемой фигуры. Последовательный р д сигналов с функционального блока поступает на регул тор 14 режимов, который воздействует на регул тор межэлектродного- промежутка, настроенный на поддержание энергии, соответствующей максимальной производительности процесса съема металла. Пропорционально-интегральный регул тор 3 обеспечивает форсйровку при управлении двигателем 1. Выполн настройку регул тора 3 на компенсацию электромеханической посто нной времени двигател , удаетс существенно повысить быстродействие настройки на оптимальный режим обработки. Большой же коэффициент усилени пропорционально-интегрального регул тора в статическом режиме обеспечийает повышение статической точности при настройке на оптимальный режим обработки.During operation, the processing area measurement system receives information on the voltage from the erosion gap 11, and on current from the shunt 12. With a sufficiently large distance between the electrode tool and the part (idle), the amplifier 8 is open and the amplifier 9 is closed. In this case, the interelectrode gap regulator moves the electrotool to the part. When the tool electrode and the part approach each other at some point, an electrical breakdown occurs in the gap and a current flows through shunt 12, which leads to an increase in voltage on the shunt and a decrease in voltage across the erosion gap 11. As a result, amplifier 9 begins to close. The difference between the output voltages of the amplifiers 8 and 9 and the voltage of the control power converter 2 is fed to the input of the controller, speed controller 3 through the resistors 7 and 6, respectively. The algebraic sum of these signals is amplified by the speed controller 3, and then the control power converter 2 and is fed to the crown circuit of the electric motor 1. The engine 1 begins to rotate with a rotation frequency proportional to the total energy of the pulses realized in the interelectrode gap. A functional converter 13 connected to the motor shaft converts the rotation angle of the motor shaft into a series of signals whose program is compiled at predetermined levels of stored useful energy proportional to the corresponding areas of the figure to be processed. A series of signals from the functional unit is supplied to the regulator of 14 modes, which affects the interelectrode-gap regulator, which is configured to maintain energy corresponding to the maximum performance of the metal removal process. The proportional-integral controller 3 provides forcing when the engine is controlled 1. By adjusting the controller 3 to compensate for the electromechanical time constant of the engine, it is possible to significantly increase the tuning performance for the optimum processing mode. The large gain factor of the proportional-integral controller in the static mode ensures an increase in the static accuracy when tuned to the optimal processing mode.

В случае контакта электрода-инструм&нта и детали (короткое закыкание напр жение на эрозионном промежутке падает до нул , а на шунте достигает максимальной величины. При этом усилитель 8 закрываетс , а усилитель 9 полностью открываетс , и двигатель 1 перестает вращатьс . Регул тор межэлектродного промежутка смещает электрод-инструмент вверх. Таким образом, вращение вала двигател осу ществл етс только в одну сторону и учитывает лишь полезную энергию, реализуемую на эрозионном промежутке Повышение статической точности и быстродействи настройки на оптимальный режим обработки осуществл етс аналогичным образом, как и при сближении электрода-инструмента в детали. Введение интегральной составл ющей в закон управлени регул тора скорости сводит ошибку в регулировании частоты вращени в статическом режиме к малому значению. Придание регул тору пропорционально-интегральных свойств и охват его вместе с ,управл е№1М усилителем обратной св зью по напр жению двигател приводит к существенному снижению результирующей посто нной времени всего контура, а следовательно к повышению быстродействи , что объ сн етс изменением выходного напр жени регул тора и компенсацией запаздывани , вносимого управл емым усилителем и Электродвигателем.In the case of contact of the electrode-tool & part (a short sticking voltage drops to zero on the erosion gap, and reaches a maximum value on the shunt. At that, the amplifier 8 closes and the amplifier 9 opens completely and the motor 1 stops rotating. The interelectrode gap controller shifts electrode tool up. Thus, the rotation of the motor shaft is realized only in one direction and takes into account only the useful energy realized on the erosion gap. Increased static accuracy and speed tuning to the optimal processing mode is carried out in the same way as when the tool electrode is approached in the part. Introducing the integral component into the control law of the speed controller reduces the error in controlling the rotation frequency in the static mode to a small value. Giving the proportional-integral properties to the controller and its coverage together with the feedback control amplifier # 1M on the motor voltage leads to a significant decrease in the resulting time constant of the entire circuit, and therefore increase in speed, which is explained by a change in the output voltage of the regulator and compensation of the delay introduced by the controlled amplifier and the electric motor.

Таким образом повы1иаетс производительность и качеств обработки.Thus, productivity and processing qualities are improved.

Claims

1. USSR author's certificate No. 623690, cl. B 23 P 1/02, 1976.