АДАПТИВНЫЙ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ РЕГУЛЯТОР ПОДАЧИ ЭЛЕКТРОДА-ИНСТРУМЕНТА ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОГО СТАНКА

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности, к электроэрозионной обработке капиллярных отверстий.
Известен автоматический регулятор межэлектродного промежутка (Электроразрядная обработка материалов. Левинсон Е.М., Лев B.C., Гуткин В.Г., Лившиц А.Л., Юткин Л.А. Л., «Машиностроение». 1971 г. 256 стр. стр.52), содержащий исполнительный механизм, измерительный преобразователь, блок сравнения и усилитель.
Недостатком данного устройства является большая инерционность исполнительных механизмов, малая производительность обработки, невозможность автоматического управления вибрацией электрода-инструмента.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является электромеханический регулятор (Артамонов Б.А., Волков Ю.С., Дрожалова В.И. Электрофизические и электрохимические методы обработки материалов. Т.1. Обработка материалов с применением инструмента/Под ред. В.П.Смоленцева. - М.: Высш. шк., 1983. - 247 с., стр.55), содержащий электродвигатель, выполняющий роль исполнительного механизма, измерительный преобразователь, блок сравнения, выполненный в виде делителя напряжения и усилитель.
С существенными признаками полезной модели совпадает следующая совокупность признаков прототипа: генератор импульсов, связанный с электродами; исполнительный механизм, имеющий электродвигатель, кинематически связанный с электродом-инструментом и усилитель следящей системы, электрически соединенный с электродвигателем.
Недостатками прототипа является невысокая производительность, связанная с большой инерционностью исполнительного механизма из-за наличия зазоров в кинематических соединениях. Кроме того, конструкция прототипа не позволяет осуществлять автоматическое управление процессом вибрации электрода-инструмента.
Сущность полезной модели заключается в том, что она содержит генератор импульсов, связанный с электродами, исполнительный механизм, имеющий электродвигатель, усилитель следящей системы, электрически соединенный с
электродвигателем. Кроме того, она снабжена вибратором, выполненным в виде электромагнитной катушки и якоря, с закрепленным на якоре патроном, несущим электрод-инструмент. При этом вибратор жестко связан с гайкой исполнительного механизма. Усилитель следящей системы электрически связан с блоком управления вибрацией, который соединен с генератором импульсов вибратора. Генератор импульсов вибратора электрически связан с электромагнитной катушкой вибратора.
Полезная модель направлена на повышение производительности за счет уменьшения времени на отвод электрода-инструмента, а так же исключения вибрации при стабильном процессе обработки.
Наличие в регуляторе подачи электрода-инструмента вибратора, выполненного в виде электромагнитной катушки и якоря с закрепленным на нем патроном, обеспечивает при включении вибрации мгновенный подъем электрода-инструмента.
Наличие электрической связи между усилителем следящей системы, блоком управления вибрацией и электродвигателем исполнительного механизма обеспечивает автоматическое включение вибрации и исполнительного механизма. При включении вибрации осуществляется мгновенный подъем электрода-инструмента, а исполнительный механизм осуществляет дальнейший подъем.
Адаптивность электромеханического регулятора заключается в поддержании стабильного процесса прошивки за счет оптимального режима отвода электрода-инструмента (т.е. осуществляется только мгновенный отвод при включении вибратора или мгновенный отвод при включении вибратора и дальнейший отвод исполнительным механизмом) в зависимости от характера короткого замыкания в межэлектродном промежутке и исключении вибрации при стабильном процессе прошивки, так как вибрация электрода-инструмента на малых глубинах отрицательно влияет на производительность.
Сущность полезной модели поясняется графическим изображением. На фиг.1 - схема регулятора, на фиг.2 - кинематическая схема исполнительного механизма.
Адаптивный электромеханический регулятор подачи электрода-инструмента электроэрозионного станка содержит транзисторный генератор импульсов 1, который питает технологическим током межэлектродный промежуток 2. Для осуществления подачи электрода-инструмента 3 к электроду-детали 4 импульсы напряжения с электродов
3, 4 подаются на усилитель 5 следящей системы, с выхода которого импульсы управляющего напряжения подаются на электродвигатель 6 исполнительного механизма.
Исполнительный механизм состоит из электродвигателя 6, кинематически связанного через ременную передачу 7 и червячную передачу 8 с соединением винт-гайка. С гайкой 9 жестко соединен вибратор 10. Вибратор 10 состоит из электромагнитной катушки 11, якоря 72 и закрепленного на якоре патрона 13, в который устанавливается электрод-инструмент 3.
К выходу усилителя 5 следящей системы подключен также вход блока 14 автоматического управления вибрацией, который управляет работой генератора импульсов 15 вибратора, питающего электромагнитную катушку 11.
Адаптивный электромеханический регулятор подачи электрода-инструмента электроэрозионного станка работает следующим образом. Транзисторный генератор импульсов 1 постоянно питает технологическим током межэлектродный промежуток 2. При разомкнутом межэлектродном промежутке 2 (режим холостого хода) или стабильном процессе электроэрозионной обработки (рабочий ход) усилитель 5 следящей системы выдает управляющее напряжение на электропривод 6, полярность которого соответствует процессу подвода электрода-инструмента 3 к электроду-детали 4. Вращение вала электродвигателя 6 через ременную передачу 7, червячную передачу 8 и гайку 9 преобразуется в поступательное перемещение вибратора 10, с установленным в нем патроном 13 с электродом-инструментом 3.
Одновременно с выхода усилителя 5 следящей системы управляющее напряжение подается на вход блока 14 автоматического управления вибрацией. При управляющем напряжении усилителя 5 следящей системы, соответствующем режиму подвода электрода-инструмента 3, блок 14 управления вибрацией блокирует выход генератора импульсов 15 вибратора, и вибрация отсутствует.
При возникновении короткого замыкания в межэлектродном промежутке 2 полярность управляющего напряжения усилителя 5 следящей системы меняется на обратное, соответственно, блок 14 управления вибрацией разблокирует выход генератора импульсов 15 вибратора, начинается процесс вибрации, в котором участвуют якорь 12 вибратора, патрон 13 и электрод-инструмент 3. Одновременно, в момент включения вибратора 10 меняется среднее положение якоря 12 вибратора, он поднимается к катушке 11 вибратора и резко приподнимает вибрирующий электрод-инструмент 3. Зачастую этого оказывается достаточно, чтобы ликвидировать короткое замыкание в межэлектродном промежутке 2. При более длительном коротком замыкании дальнейший отвод
электрода-инструмента 3 осуществляется электромеханическим приводом 6, через ременную передачу 7, червячную передачу 8, гайку 9, с закрепленным на ней вибратором 10.
Таким образом, адаптивный электромеханический регулятор подачи электрода-инструмента электроэрозионного станка включает вибрацию только в том случае, когда это необходимо, т.е. в момент короткого замыкания в межэлектродном промежутке, когда процесс не стабилен.