УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДСЧЕТА КОЛИЧЕСТВА ИСКРОВЫХ ПРОЦЕССОВ И АВТОМАТИЧЕСКОЙ КОРРЕКТИРОВКИ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРОИСКРОВОГО ЛЕГИРОВАНИЯ

Полезная модель относится к области электрофизической обработки поверхностей и может быть использована для электроискрового легирования поверхностных слоев металлических деталей.
Известно устройство контроля количества искровых взаимодействий посредством регистрации среднего тока, протекающего в цепи генератора электроискровой установки, (см. установка «Элитрон-22А», паспорт АИ - И3.299.157ПС, Кишинев, 1986 г.)
Основным недостатком известных технических решений является то, что с помощью данных способов невозможно объективно оценивать количество искровых процессов, а следовательно, иметь объективную информацию о производительности процесса легирования. Не имея данную информацию, нельзя будет в дальнейшем обеспечивать автоматическую регулировку процесса.
В качестве прототипа выбрано «Устройство для подсчета количества искровых процессов при электроискровом легировании» патент РФ на полезную модель №57447 от 10 октября 2006 г.
Однако в известном устройстве для подсчета количества искровых процессов при электроискровом легировании применяется фотодиодный датчик, регистрирующий только собственные искровые процессы. Фотодиодный датчик должен быть строго ориентирован на место контакта электродов, кроме того, импульсы света, возникающие с противоположной стороны электрода, не будут зарегистрированы. Электромагнитные наводки искажают сигнал, а эрозионные частицы, осаждаясь на поверхности стеклянного окна, ухудшают эффективность регистрации светового сигнала.
Технической задачей, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является повышение производительности электроискрового легирования за счет автоматического подбора оптимальных параметров процесса в о время обработки.
Указанная задача решается при помощи устройства, состоящего из подвижного анода и неподвижного катода, содержащего микрофон с усилителем для регистрации звуковых колебаний сопровождающих процесс электроискрового легирования и не сопровождающих холостые импульсы и импульсы короткого замыкания, аналого-цифровой преобразователь для перевода аналоговых сигналов в цифровые, а так же персональный компьютер с экспертной базой данных и нейронной сетью для учета, анализа и обработки получаемой информации.
Особенностью схемотехнического решения стало применение микрофона с усилителем, закрепленного на обрабатывающем электроде и ориентированного на место контакта электродов и аналого-цифрового преобразователя, регистрирующего величину тока, напряжения и звуковые колебания каждого импульса. Данная конструкция позволяет получить информацию о количестве рабочих импульсов прошедших через место контакта, посчитать их энергию, а значит судить о распределении полезной энергии процесса электроискрового легирования. Постоянно поступающие данные подвергаются непрерывной обработке, заносятся в базу данных и используются для обучения нейронной сети, которая в свою очередь непрерывно контролирует протекающий процесс и корректирует его параметры.
Сущность полезной модели поясняется чертежом. Позиции на чертеже означают: 1 - подвижный анод; 2 - микрофон; 3 - неподвижный катод; 4 - элемент активного сопротивления (шунта); 5 - аналого-цифровой преобразователь; 6 - персональный компьютер; 7 - генератор импульсов; 8 - системе числового программного управления станка.
Модель работает следующим образом.
При электроискровой обработке, в момент, когда мостик расплавленного металла между катодом 3 и анодом 1 взрывообразно разрушается, появляется звуковая волна, которая фиксируется микрофоном 2. Микрофон преобразует звуковой сигнал в электрический, и этот электрический сигнал поступает на аналого-цифровой преобразователь 5, а затем на персональный компьютер 6. В случае возникновения импульса короткого замыкания или холостого хода, звуковая волна не появляется и таким образом этот импульс не считается рабочим и не регистрируется. Нейронная система слежения обрабатывает каждый поступающий сигнал и ведет статистику процесса электроискрового легирования. На основании полученных данных и экспертной системы происходит корректировка параметров процесса.
Технический результат от использования предлагаемого устройства позволит с определенной степенью точности прогнозировать и получать необходимые свойства получаемого покрытия, так же обеспечит больший массоперенос анодного материала на катод за меньшее время обработки. Данное техническое решение, повысить эффективность электроискрового легирования в условиях автоматического осуществления процесса.