Дипломная работа: Проектування системи автоматичного керування положенням правлячого електрода в процесі електроерозійного

Крім того, відомі способи керування абразивно-електроерозійною обробкою з використанням імпульсів КЗ.

Разом з тим, використовувати відомі способи керування ЕЕО з урахуванням видів імпульсів для керування процесом електроерозійного виправлення шліфувальних кругов не представляється можливим через наступні особливості електроерозійного виправлення:

- при виправленні анодом служить алмазоносний шар, що має неоднорідну структуру - струмонепроводні алмазні зерна розташовані в струмопровідному зв'язуванні; при ЕЕО оброблюваний матеріал представляє однорідну структуру;

- продуктивність виправлення визначається як інтенсивність електроерозійного видалення зв'язування, так і механічного руйнування зерен; при ЕЕО продуктивність обумовлена тільки електроерозійними процесами;

- при виправленні відбувається зшліфовання матеріалу катода алмазними зернами, що перешкоджають зменшенню МЕП, у той же час при ЕЕО можливо зменшення зазору аж до зіткнення поверхні електродів.

На продуктивність ЕЕО впливають властивості технологічного середовища і матеріал електрода, площа обробки, вихідна потужність джерела технологічного струму.

3 Методика реєстрації одиничних імпульсів і їх класифікація

При дослідженні взаємозв'язку видів одиничних імпульсів з механічними режимами електроерозійного виправлення і продуктивністю видалення алмазоносного шару запис одиничних імпульсів струму і напруги здійснювали за допомогою осцилографа Н115 (рис.3.1). Для цієї мети послідовно до гальванометрів осцилографа були підключені додаткові опори: R1 = 30 Ом, R2 = 470 Ом, R3 = 100 Ом - до гальванометра для запису імпульсів струму; R4 = 47 кому і R5 = 5 кОм - до гальванометра для запису імпульсів напруги.

Для виміру інтегральних електричних характеристик процесу електроерозійного виправлення Іср і Ucp використовувалися додаткові амперметри РА1 (0-25 А), РА2 (0-5 А) і вольт-метр PV1 (0-12 В). Підключення приладів і гальванометрів осциллографа G1 до G2 здійснювалося за приведеною схемою (рис. 3.1). Запис здійснювався на осцилографічний фотопапір MC-2-135, швидкість протягання 5000 мм/с.

Записані одиничні імпульси візуально класифікували на чотири види: холості, робочі, імпульси часткового короткого замикання (ЧКЗ) і короткого замикання (КЗ) (рис. 3.2,а,б,у, г), керуючись їхніми визначеннями, приведеними в ДСТ 25331-82, а також у посібнику з експлуатації до блоків харчування ІТТ-35 і ІТТ-9 до алмазно-ерозійних верстатів.

У процесі електроерозійного виправлення робітниче середовище ( 0,3%-ный водний розчин кальцинованої соди ) являє собою слабкий електроліт, а при виникненні механічного контакту між зв'язуванням круга і поверхнею електрода-інструмента відбувається їхнє відносне переміщення зі швидкістю 30-35 м/с. Тому для уточнення форми неодружених імпульсів і імпульсів короткого замикання були проведені спеціальні експерименти.

Перед записом імпульсів неодруженого ходу поверхня ЕІ шліфувалася без подачі на врізання до припинення електричних розрядів. Після цього, не припиняючи обертання шліфувального круга і подачі робітничого середовища, записували імпульси. В описаних умовах неодружений імпульс характеризувався проходженням струму малої амплітуди і відсутністю "підсадження" у вершини імпульсу напруги ( рис. 3.2,а )

а - підключення гальванометрів для запису імпульсів струму й амперметрів;

б - підключення гальванометрів для запису імпульсів напруги і вольтметра

Рисунок 3.1 - Схема підключення гальванометрів осцилографа Н115 і приладів

?) ???????; ?) ??????; ?) ?????????? ????????? ?????????; ?)????????? ?????????

Рисунок 3.2 - Види одиничних імпульсів при виправленні круга в середовищі слабкого електроліту

Імпульси короткого замикання записували при шліфуванні електрода навкруги, на поверхні якого зерна були закриті зв'язуванням. У цьому випадку імпульс КЗ характеризується високим значенням струму і низькою напругою, причому імпульс напруги має характерну закруглену форму ( рис. 3.2,г).

Робочі імпульси при ЕЕП у залежності від умов стружечного замикання мають різну форму й амплітуди струму і напруги ( рис. 3.2,б), а імпульси ЧКЗ характеризуються дробленням імпульсу напруги і високих значень величини струму ( рис. 3.2,в). Дроблення імпульсу напруги говорить про те, що наявне під час імпульсу ЧКЗ коротке замикання ліквідується за час дії цього ж імпульсу.

Після класифікації видів одиничних імпульсів, записаних при проведенні експериментів, визначалася їхня круговькість по видах, якою і характеризувався досліджуваний режим виправлення.

Цей процес, як ми бачимо, дуже трудомісткий і вимагає багато часу, щоб одержати інформацію про якість проведеного виправлення. Потрібно автоматизувати цей процес з наступним висновком результатів на екран рідкокристалічного індикатора. Так само буде здійснюватися управління електродом у залежності від інформації про проведене виправлення.

4 Розробка функціональної схеми для системи автоматичного керуванняположенням електрода при виправленні алмазного круга

Розроблена функціональна схема приведена на рис 4.1 : К – компаратори, Т – RS-тригери, БОН – блок опорних напруг, МК – мікроконтролер, РКІ – рідкокристалічний індикатор.

Для безпеки нашої системи від небажаного перепаду напруги або збільшення струму ми підключаємося до вольтметра, що показує присутність імпульсів між електродом і алмазним кругом. При натисканні на кнопку на кнопку «ПУСК» на клавіатурі МК усі лічильники обнуляются, і система автоматичного контролю починає свою роботу.

Вхідний сигнал знімається між електродом і алмазним кругом. Ця імпульсна напруга подається на вхід кожного з 3-х компараторів. На інший вхід компаратора подається постійна напруга 15В, 30В и 45В, щоб порівнювати вхідний імпульс з наявним сигналом і розподілити імпульси по типах. Якщо вхідний імпульс перевищує 45В, значить це імпульс неодруженого ходу, більш 30В – робочий імпульс, більш 15В – імпульс короткого замикання.

RS тригери, формувач дозволу рахунка і скидання тригерів і шифратор забезпечують почергове зчитування імпульсів, при влученні сигналів на входи S тригерів з компараторів ми одержуємо визначену логічну комбінацію на виході, що враховуємо за допомогою шифратора.

Шифратор, одержавши визначену логічну комбінацію, дозволяє нам розподілити імпульси по видах і передати них у МК для подальшої обробки. За допомогою МК і розробленого програмного забезпечення обробляється результат і виводиться на екран РКІ.

МК при одержанні імпульсів у круговькості 999 зупиняє прийом і починає обробку результатів. Він розраховує процентний уміст кожного виду імпульсів від загального числа, порівнює отриманий результат з нашим обраним критерієм оптимального виправлення. Після порівняння, якщо в нас є відхилення від нашого критерію, програмне забезпечення прораховує на скруговькох потрібно зрушити електрод, щоб одержати оптимальне виправлення і видає серію імпульсів на кроковий двигун, що і керує електродом. Це дуже полегшить задачу оператора верстата і за мінімальні терміни буде проведене якісне виправлення алмазного круга електроерозійним методом.

Рисунок 4.2 – Часова діаграмма роботи тригеров, компараторів і формувача