ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Автоматические регуляторы межэлектродного промежутка из "Размерная электрическая обработка металлов " Бесконтактное формообразование (см. введение) предполагает внедрение ЭИ в заготовку со скоростью, соответствующей стрему удаляемого материала. В стационарном режиме в торцевой части МЭП подача должна равняться линейной скорости съема, что требует при прочих неизменных условиях постоянства местного зазора, обеспечиваемого работой регулятора. Поскольку зависимость производительности от зазора носит экстремальный характер, то задачей систем управления, вообще говоря, является не просто поддержание зазора, но установление такого режима, при котором процесс оптимальный, например, производительность максимальная. [c.171] Основные требования к регуляторам МЭП заключаются в следующем 1) регулятор должен точно поддерживать заданное значение управляемой величины, косвенно определяющей выбранный зазор 2) чтобы избежать коротких замыканий или уменьшить долю импульсов холостого хода, регулятор при случайных возмущениях не должен допускать значительных отклонений управляемой величины от заданного значения 3) для сокращения длительности успокоения динамической системы от случайных возмущений регулятор должен обладать малой инерционностью, и не только исполнительного устройства, но и всех своих элементов исполнительный орган регулятора должен обеспечивать перемещение ЭИ без люфтов и трения в направляющем механизме привода подачи 4) регулятор должен быть малогабаритным, экономичным, недорогим в изготовлении, простым и надежным в работе. [c.171] Правильный выбор управляемой величины Хвых во многом определяет качество регулятора. В свою очередь тип управляемой величины задается внешней характеристикой ГИ, а также формой импульсов напряжения. Так, если внешняя характеристика крутопадающая и напряжение значительно зависит от тока, то среднее напряжение определяется в большей мере нагрузкой, а управляемой величиной х ых как раз целесообразно считать среднее напряжение на МЭП. Когда же у ГИ жесткая внешняя характеристика и, значит, среднее напряжение незначительно зависит от свойств МЭП, то выбор в качестве управляемой величины среднего напряжения на МЭП не обеспечивает необходимых показателей регулятора. [c.172] При работе с ГИ, вырабатывающими прямоугольные импульсы с поджигающими, параметры последних устанавливают такими, чтобы пробой МЭП в определенном диапазоне не зависел от зазора. При этом нельзя брать пробивное напряжение в качестве управляемой величины. [c.172] В других случаях, поскольку пробивное напряжение связано линейно с зазором, оно может считаться управляемой величиной. В качестве других возможных управляемых величин следует указать на первые и вторые производные по времени тока, напряжения и сопротивления МЭИ. [c.172] Датчики управляемого (выходного) сигнала по величине зазора предназначены для преобразования упомянутых управляемых величин и для введения их в измерительное устройство. [c.172] Основным требованием к датчикам выходной величины является ее четкое соответствие управляемой величине, поступающей с МЭП. [c.173] Орган сравнения выходного Хвых и заданного сигналов имеет источник заданной величины Хзад, например, для получения стабилизированного напряжения применяют специальные ИП и значительно реже сухие элементы. [c.173] В качестве исполнительного органа, как видно из рассмотренного примера, может использоваться гидропривод, представляющий собой поршень, перемещаемый разностью давлений масла в верхней и нижней частях цилиндра. К достоинствам такого механизма относятся плавность хода, отсутствие люфтов, высокое быстродействие, возможность создания больших усилий подачи, что особенно ван но при ЭЭО больших заготовок. Его недостатками следует считать сложность конструкции, наличие дополнительной емкости для хранения или прокачки масла и устройства для создания давления масла, необходимость изготовления уплотнений, достаточно надежных и в то же время с малыми коэффициентами трения. [c.175] Применяют электромеханический исполнительный орган, в котором вращение ротора электродвигателя редуктором и парой винт — гайка преобразуется в поступательное движение ЭИ. Существуют и другие конструктивные разновидности такого привода, в частности с реечной передачей, с роликовой подачей, например, для проволочного ЭИ и пр. Исходное механическое движение в таких приводах обеспечивают шаговые двигатели либо двигатели постоянного тока. Выбор двигателя определяется в первую очередь типом электроэрозионного станка и сво йствами усилителя мощности, например, в станках с числовым программным управлением применяют шаговые двигатели. Быстродействие, характеризуемое скоростью отвода и подвода при коротком замыкании, и чувствительность регулятора МЭП тем выше, чем меньше сила трения в направляющих устройствах механизма подачи ЭИ. Для уменьшения трения применяют направляющие устройства в виде роликовых или шариковых пар (устройства с трением скольжения используют, значительно реже). [c.175] Регуляторы прямого действия. Регуляторами МЭП прямого действия называют такие, которые не содержат усилителя мощности. В данном случае, энергия, необходимая для работы исполнительного органа, целиком и полностью берется от ГИ. Такие регуляторы успешно используют в станках средней мощности и со сравнительно легкими ЭИ. К подобным регуляторам, в частности, относятся те, которые содержат устройства с соленоидным и электродинамическим механизмами, а также регуляторы с двигателем постоянного тока, который подключают к ГИ и МЭП с помощью мостовой электрической цепи. [c.175] Электродинамический чается от соленоидного тем, что Шз, магнитное поле которой накладывается на поле, созданное основной катушкой, где протекает ток неизменной величины. Тяговое усилие меньше зависит от положения подвижной системы, что объясняется относительным постоянством магнитной индукции практически на всей длине воздушного зазора электромагнита. Благодаря этому подобный механизм применяют на станках с перемещением ЭИ до 100... 150 мм независимо от его массы. [c.176] В описанной системе слежения управляемой величиной является средний рабочий ток, исполнительным органом служит соленоидный привод. Если же обмотку wz с большим сопротивлением подключить параллельно МЭП, то управляемой величиной станет среднее напряжение на электродах. [c.177] В подобных регуляторах обычно задана разность силы тяжести подвижной части системы вместе с ЭИ и тягового усилия от обмотки Wi. Изменяя сопротивление подстроечного резистора Яи включенного последовательно с этой обмоткой, можно подобрать указанную разность в зависимости от условий обработки. В рабочем режиме система находится в равновес1 и. [c.177] К достоинствам этих регуляторов следует отнести простоту и малую инерционность, а к недостаткам — небольшую допустимую массу ЭИ и относительно малую глубину прошиваемого отверстия. [c.177] НЫЙ регулятор применяют в том случае, когда у ГИ жесткая внешняя характеристика, и напряжения на и Я2 не зависят от рабочего тока. Точность подобных систем в значительной степени определяется сопротивлением балластного резистора Яз. [c.178] Регуляторы с усилителем мощности. На рис. 104 приведена схема регулятора с полупроводниковым усилителем мощности и исполнительным электродвигателем постоянного тока. В усилителе мощности два транзистора 7i и Гг, к коллекторам которых подключен якорь Я двигателя, связанный через пару винт — гайка с электродо-держателем. Когда входной сигнал от органа сравнения Ыо.с = 0, на базы транзисторов и Гг подается положительное напряжение с потенциометра Rs, который включен на вторичную обмотку 1 трансформатора / .Этим напряжением транзисторы закрываются, на обоих зажимах якоря потенциалы одинаковые, и напряжение на якоре, следовательно, равно нулю. Это соответствует тому, что величина действительного зазора равна заданной. При появлении сигнала управления Мо.с от схемы сравнения и предварительного усилителя ПУ один из транзисторов открывается. В результате ток направлен от начала обмотки I трансформатора Tpi через приоткрытый транзистор, якорь, настроечный резистор R2 к концу обмотки II трансформатора Tpi. Через коллекторный переход ток протекает только в одном направлении, следовательно, на якорь Я подается пульсирующее напряжение (как после однополупериодного выпрямления). Для сглаживания пульсаций напряжения на якоре параллельно ему включен конденсатор С. При появлении на входе усилителя сигнала разности Ио.с якорь вращается в направлении, при котором электроды сближаются. При изменении знака разностного сигнала Ыо.с откроется другой транзистор, что, в конце концов, изменит направление вращения якоря и движения ЭИ. [c.179] Ограничение входного сигнала в системах регулирования. Меньше всего напряжение на МЭП меняется в рабочем режиме, когда величина зазора близка или равна заданной. Поэтому требуемый коэффициент усиления системы регулирования рассчитывают с учетом наименьшего значения первой производной среднего напряжения по интервалу зазора (Ц]ср1(1а. [c.180] Системы регулирования с исполнительным шаговым двигателем. [c.181] Для станков с числовым программным управлением необходимы регуляторы, которые осуществляли бы перемещение ЭИ на точно-отмеренное расстояние. Наиболее пригодны для этой цели — шаговые электродвигатели, которые устойчиво работают при частотах вращения от О до 1500 об/мин (25 с ). Двигатель управляется импульсами, каждому из которых соответствует строго дозированный поворот ротора. [c.181] Вернуться к основной статье