SI25006A - Impulzni generator z nastavljivim in kontroliranim naraščanjem impulznega toka - Google Patents

Impulzni generator z nastavljivim in kontroliranim naraščanjem impulznega toka Download PDF

Info

Publication number
SI25006A
SI25006A SI201500148A SI201500148A SI25006A SI 25006 A SI25006 A SI 25006A SI 201500148 A SI201500148 A SI 201500148A SI 201500148 A SI201500148 A SI 201500148A SI 25006 A SI25006 A SI 25006A
Authority
SI
Slovenia
Prior art keywords
current
voltage
generator
circuit
impulse
Prior art date
Application number
SI201500148A
Other languages
English (en)
Inventor
Marjan Dobovšek
Original Assignee
Marjan Dobovšek
Hass Ruediger
Risto Matthias
Dobovšek Jure
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Marjan Dobovšek, Hass Ruediger, Risto Matthias, Dobovšek Jure filed Critical Marjan Dobovšek
Priority to SI201500148A priority Critical patent/SI25006A/sl
Priority to PCT/SI2016/000017 priority patent/WO2016204699A2/en
Publication of SI25006A publication Critical patent/SI25006A/sl

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H1/00—Electrical discharge machining, i.e. removing metal with a series of rapidly recurring electrical discharges between an electrode and a workpiece in the presence of a fluid dielectric
    • B23H1/02—Electric circuits specially adapted therefor, e.g. power supply, control, preventing short circuits or other abnormal discharges
    • B23H1/022—Electric circuits specially adapted therefor, e.g. power supply, control, preventing short circuits or other abnormal discharges for shaping the discharge pulse train
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H1/00—Electrical discharge machining, i.e. removing metal with a series of rapidly recurring electrical discharges between an electrode and a workpiece in the presence of a fluid dielectric
    • B23H1/02—Electric circuits specially adapted therefor, e.g. power supply, control, preventing short circuits or other abnormal discharges
    • B23H1/024—Detection of, and response to, abnormal gap conditions, e.g. short circuits

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)

Abstract

Predmet izuma je impulzni generator za potopno elektroerozijsko obdelavo, ki ima vžigni del in močnostni del v katerem hitrost naraščanja toka nastavljena z napetostjo napajanja jakostnega dela generatorja uj. Ta napetost je seštevek povprečne napetosti razelektritev uep in izbrane razlike v napetosti med napetostjo napajanja jakostnega dela generatorja in napetostjo razelektritve dueji. V vezju (d) so te vrednosti seštete in poslan je signal za krmiljenje napetosti uj. V vezju (e) je kontrolirana hitrostnaraščanja toka diej/dt z meritvami impulznega toka iejn iz senzorja (h) in časom potrebnim za naraščanje toka do izbranih vrednosti iejni. V primeru, da je čas naraščanja toka trn manjši od izbrane vrednosti trni s signalom iz vezja (e), impulz prekinemo. Energetska učinkovitost generatorja je povečana z izklopom upora v jakostnem delu generatorja Rj dokler tok ne doseže izbrane največje vrednosti iejmi. Vpliv upora Rj in dodatne induktivnosti L na hitrost naraščanja toka diej/dt je izključen, ker je uporRj ali dodatna induktivnost L vklopljena šele takrat, ko tok iej doseže izbrano vrednost iejmi. Izkoristek generatorja je povečan tudi tako, da so stranske razelektritve z manjšo dovedeno energijo prekinjene in je po izbrani pavzi t0 vklopljen naslednji impulz.

Description

IMPULNI GENERATOR Z NASTAVLJIVIM IN KONTROLIRANIM NARAŠČANJEM IMPULZNEGA TOKA
Predmet izuma je impulzni generator namenjen za potopno elektroerzijsko obdelavo, ki omogoča nastavitev in kontrolo naraščanja impulznega toka ie(t) v času razelektritve med elektrodo in obdelovancem v dielektrični tekočini. Izum spada v razred B 23H 7/26 mednarodne patentne klasifikacije.
Tehnični problemi, ki jih vezje (d) (Slikal) rešuje, je nastavitev hitrosti naraščanja povprečnega impulznega toka ie(t), ki je izbrana za posamezne kombinacije materiala elektrode in obdelovanca in režime obdelave. Pri jakostnem delu generatorja je za naraščanje toka pomembna razlika med napetostjo izvira za jakostni del generatorja uj in napetostjo razelektritev ue: duej = uj - ue.
Konstantna vrednost izbrane napetosti dueji je pomembna za stabilnost tehnologije izbranega režima. Sprememba napetosti jakostnega dela generatorja uj je možna brez prekinitve procesa in je lahko brezstopenjska.
Pri vžignem delu generatorja je za naraščanje toka pomembna razlika med napetostjo izvira za vžigni del generatorja uv in napetostjo razelektritev ue: duev = uv - ue.
• ·
Za vsak režim obdelave je predhodno izbrana napetost napajanja jakostnega dela generatorja ujt, ki je v nekaterih primerih obdelave ne spreminjamo in prilagajamo napetosti razelektritev ue. Tak je primer obdelave, ko ne želimo višje napetosti napajanja jakostnega dela generatorja uj zaradi višje napetosti razelektritev ue n. pr. pri prvih grobih stopnjah obdelave.
Naslednji problem, ki ga rešuje vezje (e), je prekinitev slabih impulzov, ki jih prepoznamo po prehitrem naraščanjem toka. Če je čas naraščanja toka za izbrano razliko toka iejn trn manjši od izbranega, je impulz prekinjen.
Pri prepogostem pojavu prekinjenih impulzov dobimo iz vezja (e) signal Sod, ki preko CNC povzroči na stroju odmike in poskrbi za dovod svežega dielektrika v delovno režo.
Problem, ki nastane pri generatorjih z uporom Rj je, da se vrednost upora spreminja v odvisnosti od toka izbranega s tehnologijo iejml. To vpliva na hitrost naraščanja toka in ima za posledico tudi toplotne izgube. Svojo funkcijo začne upor Rj opravljati šele takrat, ko je dosežena izbrana vrednost toka iejmi. Problem je rešen s tranzistorjem TRRj, ki je vezan paralelno uporu Rj. Ko je tranzistor TRRj vklopljen je upornost v tokokrogu jakostnega dela generatorja zmanjšana, praktično na upornost trazistorja TRRj. Ko tok jakostnega dela generatorja iej naraste do vrednosti iejmi vezja (e) pošlje signal, ki tranzistor TRRj izklopi in ves tok steče skozi upor
Rj. V veliko primerih tok razelektritve iej ne doseže vrednosti toka iejmi. V teh primerih je tranzistor TRRj ves čas vklopljen.
Pri generatorjih brez upora Rj je regulacija toka iejm izvedena tako, da se tranzitor TRj, ko tok iej doseže izbrano vrednost iejmi izklopi. Ko tok pade za izbrano vrednost diejmi, se tranzistor TRj ponovno vklopi dokler ni ponovno dosežena vrednost toka iejmi (Slika 4). To se ponavlja do konca impulza. Da bi imeli ustrezno frekvenco vklopov in izklopov impulzov mora imeti tokokrog jakostnega dela generatorja ustrezno induktivnost. Če seštevek induktivnosti kabla Lk in generatorja Lj ne zadošča, je potrebno induktivnost povečati z zaporedno vezano dodatno induktivnostjo L. Ta induktivnost začne opravljati svojo funkcijo šele takrat, ko tok jakostnega dela generatorja iej doseže izbrano vrednost iejmi. Če induktivnost L vklopljena ves čas impulza lahko zmanjša hitrost naraščanja toka. Ta problem je rešen tako, da je paralelno induktivnosti L vklopljen tranzistor TRL. Ko je ta vklopljen, je vpliv induktivnosti L praktično izničen. Zato vezje (e) pošlje v vezje (j) v primeru ko doseže impulzni tok iej vrednost iejmi signal, ki tranzistor TRL izklopi in zato ves tok steče skozi induktivnost L.
Pri elektroerozijski obdelavi pride do pojava stranskih razelektritev z večjo napetostjo razelektritve ue. Ta pojav je opisan v patentu EP 2 848 349 A1. V primeru, da je napetost razelektritve večja ue od napetosti napajanja jakostnega dela uj, tok jakostnega dela iej ne steče in razelektritev poteka le z vžignim tokom iev. Ko napetost razelektritve ue pade pod vrednost napetosti uj, steče tudi tok iz jakostnega dela generatorja iej (Slika 5). V teh impulzih je dovedena manjša energija z manjšim odvzemom materiala. Poleg tega potekajo te razelektritve na stranski površini elektrode in povečuje stransko režo. To predvsem pri grobih stopnjah obdelave ni zaželjeno in je take impulze boljše prekiniti in po pavzi tO izbrani v tehnologiji začeti z novim impulzom.
Večina sodobnih elektroerzijskih naprav omogoča spremembo napetosti jakostnega dela generatorja v več stopnjah. Ne omogočajo pa spremembo teh napetosti zvezno in v odvisnosti od poteka elektroerozijskega procesa. Generator izdelan po patentu Sl 20254 A omogoča stopenjsko spreminjanje napetosti jakostnega dela, ne omogoča pa prilagajanja teh napetosti poteku elektroerozijskega procesa med obdelavo. Generator po patentu Sl 22476 A sicer omogoča spreminjanje napetosti jakostnega dela med obdelavo vendar z namenom spreminjanja hitrosti naraščanja in velikosti toka razelektritve zaradi stabilizacije elektroerozijskega procesa in ne stabilnosti tehnologije izbranega režima.
Impulzni generator po izumu bomo obrazložili na osnovi izvedbenega primera in pripadajočih slik, od katerih kaže:
Slika 1: Shema generatorja za elektroerozijsko obdelavo.
Slika 2: Parametre razelektritve pri elektroerozijski obdelavi.
Slika 3: Vpliv impedance delovne reže na napetost razelektritve ue in naraščanje toka rezelektritve iej.
Slika 4: Naraščanja toka pri generatorju brez upora Rj in dodano • · induktivnostjo L.
Slika 5: Prekinjen impulz zaradi prevelike zakasnitve vklopa jakostnega dela generatorja dtrO.
Impulzni generator po izumu sestavlja (Slika 1) jakostni del generatorja z izvorom napajanja (b), tranzistor TRj, upor Rj, diode D, povezav v generatorju z induktivnostjo Lj in dodano induktivnostjo L. Jakostni del generatorja ima svojo kapacitivnost Cj. V senzorju napetosti (c) je izmerjena napetost razelektritve ue in v tokovnem senzorju (h) tok razelektritve iej.
V vezje (d) je doveden signal napetosti razelektritve ue v zadnji tretjini normalnih razelektritev, ko je napetost razelektritve najnižja. Za krmiljenje napetosti jakostnega dela generatorja uj je potrebno izračunati povprečno napetost razelektritve uep, ki je izračunana tako, da v vezje (d) s senzorjem (c) dovedena napetost izmerjena v zadnji tretjini razelektritve ue in je v vezju (d) izračunana povprečna napetost uep za izbrano število impulzov n iz enote (f). Tej vrednosti je prišteta izbrana vrednost razlike v napetosti med napetostjo jakostnega izvora in napetostjo razelektritve dueji in tako je s seštevkom uj = uep + dueji iz vezja (d) krmiljena napetost napajanja jakostnega dela generatorja (b).
Na napetost razelektritve ue vpliva velikost reže in njena prevodnost (Slika 3.). Na velikost reže vpliva nastavitev servosistema. V zahtevnih pogojih poteka obdelava zaradi boljšega izpiranja z večjo režo. To ima za • · • · posledico večjo napetost razelektritve ue in posledično manjšo razliko napetosti duej. Povprečni tok razelektritev iej je manjši. Enaka vrednost duej je došežena z povečanjem napetosti napajanja jakostnega dela generatorja uj. Seveda je sprememba napetosti uj možna s hitrostjo, ki jo omogoča napajanje jakostnega dela generatorja. Ti časi so od nekaj ms do nekaj 10 do 100 ms.
Vžigni del generatorja sestavlja izvor napajanja (a), tranzistor TRv, upor Rv, kabli z induktivnostjo Lv in svojo kapacitivnostjo Cv. V enoti (g) izberemo vžigno napetost izvora uv, ki je med obdelavo z izbranim režimom ne spreminjamo.
Oba dela generatorja sta s kabli z induktivnostjo Lk in kapacitivnostjo Ck povezana z elektrodo in obdelovancem. Večina generatorjev ima paralelno reži vezane še dodatne kondenzatorje z različno kapacitivnostjo C, ki so vklopljeni ali izklopljeni s stikalom Sc. Kapacitivnost v tokokrogu vžignega in jakostnega generatorja ima največji vpliv pri finih obdelavah. Pri elektrodah z veliko delovno površino ima velik vpliv tudi kapacitivnost reže med elektrodo in obdelovancem Ceo. Ta je lahko tako velika, da omejuje doseganje majhne hrapavosti, ker prihaja do kapacitivnih razelektritev z energijo odvisno od velikosti kapacitivnost! Ceo.
V vezje (e) je doveden signal toka razelektritve iz senzorja (h) iej. Iz enote (f) so vnešene izbrane vrednosti toka razelektritve iejni, ki so potrebne za merjenje časa naraščanja toka trn, posamezne stopnje toka dieji, izbrana tehnološka vrednost napetosti napajanja jakostnega dela generatorja ujt, izbrana vrednost najmanjšega časa naraščanja na izbrano vrednost impulznega toka trni in izbrana vrednost najmanjšega časa naraščanja za izbrano vrednost stopnje impulznega toka dtrni. Iz vezja (d) je dovedena povprečna vrednost razelektritev uep in iz napetostnega senzorja (c) signal začetka razelektritve jakostnega dela generatorja trO. V vezju (e) je določeno kdaj pride do prekinitve razelektritve zaradi prehitrega naraščanja toka. Signal je doveden v oscilator (i), ki krmili tranzistorja TRj in TRv.
Napetost razelektritve v točki tj ue(tj) (Slika 2) je odvisna od kombinacije materiala elektrode in obdelovanca in upornosti delovna reže Re(tj). Na upornost delovne reže vpliva lokalno onesnaženje delovne reže in velikost delovne reže. Na lokalno onesnaženost delovne reže vpliva oblika elektrode in odvajanje produktov erozije iz delovne reže. Na velikost delovne reže vpliva smer gibanja elektrode glede na površino obdelave in nastavitev servosistema. Reža v smeri gibanja servosistema - čelna reža je vedno manjša od stranske reže. S servosistemom vplivamo na velikost čelne reže.
Tok razelektrirve v točki tj ie(tj) je seštevek toka vžignega dela generatorja iev(tj) in jakostnega dela generatorja iej(tj) (slika 2):
ie(tj) = iev(tj) + iej(tj).
Upornosti delovne reže med impulzom Re(tj) ne moremo izmeriti, lahko pa iz napetosti in impulznega tok v izbrani točki tj izračunamo upor tokokroga.
• · · * ·
Za hitrost naraščanja toka jakostnega dela generatorja je pomembna impedanca tokokroga, ki je vezana na ta del generatorja Ztj(tj) in napetost napajanja jakostnega dela generatorja uj.
Ztj(tj) = uj/iej(tj).
Pri znanih konstantnih upornostih v tokokrogu jakostnega dela generatorja je upornost tokokroga Rgj seštevek konstantnega upora Rj, upora kablov za dovod energije jakostnega dela generatorja Rkj, upora diode RD in upora tranzistorja v točki tj Rtrj(tj) v jakostnem delu generatorja:
Rgj(tj) = Rj + Rkj + Rtrj(tj) +RD.
Paralelno uporu Rj je vezan tranzistor TRRj. Ko je tranzistor TRRj vklopljen je upornost v tokokrogu jakostnega dela generatorja zmanjšana, praktično na upornost trazistorja TRRj Rtrrj, ki je veliko manjša od upornosti Rj (Rj » Rtrrj). Ko tok jakostnega dela generatorja iej naraste do vrednosti iejmi pride iz vezja (e) signal, ki tranzistor TRRj izklopi in ves tok steče skozi upor Rj. V veliko primerih tok razelektritve iej ne doseže vrednosti toka iejmi. V teh primerih je tranzistor TRRj ves čas vklopljen. V primeru, ko je tranzistor TRRj vklopljen, je upornost v jakostnem delu generatorja:
Rgj(tj) ~ Rtrrj + Rkj + Rtrj(tj) +RD.
Upornost reže vezane na jakostni del generatorja Rej(tj) je razlika med Ztj(tj) in Rgj(tj).
Rej(tj) = Ztj(tj) - Rgj(tj).
• ·
Tok, ki teče skozi tokokrog jakostnega dela generatorja v točki tj iej(tj) je odvisen od napetostjo izvora uj in impedance tokokroga za jakostni del generatorja Ztj(tj).
iej(tj) = uj/Ztj(tj).
S časom razelektritve fe se upornost reže in s tem vrednost impedance tokokroga Ztj(t) zmanjšuje in temu ustrezno narašča tok razelektritve iej(t). Velikost toka iej(t) je pri isti vrednosti impedance Ztj(t) odvisna od velikosti napetosti jakostnega dela generatorja uj.
Za hitrost naraščanja toka vžignega dela generatorja je pomemben del impedance tokokroga, ki je vezan na ta del generatorja Ztv(tj) in napetost napajanja vžignega dela generatorja uv.
Ztv(tj) = uv/ iev(tj).
Upornost reže vezane na vžigni del generatorja Rev(tj) in je razlika med impedanco Ztv(tj) in upornostjo vžignega dela generatorja Rgv(tj).
Rev(tj) = Ztv(tj) - Rgv(tj).
Pri znanih konstantnih upornostih v tokokrogu vžignega dela generatorja je upornost vžignega dela generatorja Rgv seštevek konstantnega upora Rv, upora kablov za dovod energije Rkv in upora tranzistorja v točki tj Rtvj(tj) v vžignem delu generatorja:
Rgv(tj) = Rv + Rkv + Rtvj(tj).
Tok, ki teče skozi tokokrog vžignega dela generatorja v točki tj iev(tj) je odvisen od napetostjo izvora uv in impedance tokokroga vžignega dela generatorja Ztvtj).
• · iev(tj) = uv/Ztv(tj).
S časom razelektritve se upornost reže in s tem vrednost impedance tokokroga Ztv(t) zmanjšuje in temu ustrezno narašča tok razelektritve iev(t). Ker je napetost napajanja vžignega dela uv v primerjavi z napetostjo napajanja jakostnega dela uj velika, je tudi hitrost naraščanja toka iz vžignega generatorja velika (slika 2).
Na impedanco in s tem na hitrost naraščanja toka iz jakostnega dela generatorja diej/dt ima vpliv še induktivnost tokokroga jakostnega dela generatorja Lj z induktivnostjo skupnega kabla Lk ter dodano induktivnostjo L in razliko med napetostjo jakostnega dela generatorja uj in napetostjo razelektritve ue duej:
diej/dt = duej /( Lj + Lk + L) .
Na impedanco in s tem na hitrost naraščanja toka iz vžignega dela generatorja diev/dt ima vpliv še induktivnost tokokroga vžignega dela generatorja Lv z induktivnostjo skupnega kabla Lk in razliko med napetostjo vžignega dela generatorja uv in napetostjo razelektritve ue duev:
diev/dt = duev/( Lv + Lk) .
Pri normalnih razelektritvah je naraščanje pri toku iz jakostnega kakor tudi vžignega dela generatorja manjša, kot ga dovoljuje induktivnost jakostnega tokokroga generatorja (Lj + LK) in induktivnost (Lv + LK) vžignega tokokroga generatorja. Če induktivnost L vklopljena ves čas • · impulza lahko zmanjša hitrost naraščanja toka. Nekateri proizvajalci elektroerozijskih naprav dobijo na ta način trapezno obliko toka.
Da bi eliminirali vpliv induktivnosti L, je paralelno induktivnosti L vklopljen tranzistor TRL. Ko je ta vklopljen, je vpliv induktivnosti L praktično izničen. Zato vezje (e) pošlje v vezje (j) v primeru ko doseže impulzni tok iej vrednost iejmi signal, ki tranzistor TRL izklopi in zato ves tok steče skozi induktivnost L. V veliko primerih iej ne doseže iejmi. V teh primerih ostane tranzistor TRL vklopljen in je vpliv induktivnosti L eliminiran (Slika 4).
Pojav stranskih razelektritev je zaznan s povišano napetostjo razelektritve ue. Začetek razelektritve tdO zazna vezje (d) s padcem napetosti v reži pod izbrano vrednostjo utd iz enote (f). V vezju (e) je izmerjena zakasnitev vklopa jakostnega dela generatorja dtrO. Jakostni tok iej steče, ko napetost razelektritve pade pod napetost napajanja jakostnega dela generatorja uj in ga zaznamo v senzorju (h) . V vezju (e) primerjamo dtrO z izbrano vrednostjo iz enote (f). Če je dtrO večji od izbrane vrednosti dtrOi (Slika 5), se impulz prekine in po izbrani pavzi tO nadaljuje naslednji impulz.
Za uspešno uporabo elektroerozijske obdelave je potreben generator, ki zagotavlja konstantnost optimalno izbrane tehnologije in preprečuje pojav škodljivih impulzov v elektroerozijskem procesu. Pri tem mora biti energetsko učinkovit brez nepotrebnih energetskih izgub. Poleg tega mora • ·
biti vpliv parametrov s konstantnimi vrednostmi (n.pr. Rj in L) na naraščanje toka zmanjšan na najmanjšo možno mero. Le v tem primeru bo imel na potek naraščanja toka v elektroerozijskem procesu največji vpliv potek procesa predvsem s spreminjanjem impedance delovne reže.
Pomemben parameter, ki nam zagotavlja konstantnost izbrane tehnologije je hitrost naraščanja toka predvsem skozi jakostni del generatorja diej/dt. Ta je odvisna od razlike med izbrano napetostjo jakostnega dela generatorja uj in napetostjo razelektritve ue: duej = uj ue. Ker je napetost razelektritve ue odvisna od poteka elektroerozijskega procesa (Slika 3), je potrebno napetost napajanja jakostnega dela prilagoditi uj tako, da je razlika duej konstantna.
Impulzni generator po izumu omogoča, da iz izmerjene napetosti razelektritve v zadnji tretjini normalnih razelektritev ue iz senzorja (c), v vezju (d) izračuna povprečna napetosti uep za izbrano število normalnih razelektritev n. Zato je potreben tudi signal iz oscilatorja (i). Vrednosti uep je prišteta izbrana vrednost dueji (d) in tako je izračunana napetost za krmiljenje jakostnega dela uj·.
uj = uep + duej.
Hitrost naraščanja toka jakostnega dela generatorja diej/dt je odvisna od upornosti delovne reže. Ta se spreminja od impulza do impulza (Slika 3). Z manjšanjem upornosti se poveča tok razelektritve iej. Pri prehitrem zmanjševanjem upornosti tok hitreje narašča, se pa zmanjša gostota dovedene energije. Manjša gostota dovedene energije ima za posledico slabše pregrevanje materiala v bodočem kraterju na mestu razelektritve in s tem manjši odvzem materiala. Pri premajhni gostoti energije ne pride več do odvzema materiala, dovedena energija pa je dovolj velika, da povzroči dodatno onesnaženje delovne reže zaradi razpada dielektrika. Dovod energije moramo pri takih impulzih prekiniti, saj škodi normalnemu poteku elektroerozijske obdelave. Zato so taki impulzi s signalom iz vezja (e) prekinjeni (Slika 1). Najprej je potrebno zaznati začetek razelektritve trO s tokom iz jakostnega dela generatorja. Ta je določen tako, da je z napetostnim senzorjem (c) zaznan padec napetosti na jakostnem delu izvora energije. S tokovnim senzorjem (h) je izmerjen impulzni tok iej. V vezju (e) je izmerjen čas naraščanja toka tr med začetkom razelektritve trO in izbrano vrednostjo impulznega toka iejn. V primeru, da je čas naraščanja toka trn manjši od izbranega časa naraščanja toka trn < trni, je s signalom iz vezja (e) impulz prekinjen.
Druga možnost je, da je tokovni impulz razdeljen v več stopenj z enako razliko v toku diej. Meritve časa naraščanja toka se prične pri trO in izmerjen je čas naraščanja do iej1, ki je enak diej.
iej1 - diej.
Naslednji tok iej2 je seštevek toka iej1 in diej. iej2 - iej1 + diej.
Seštevanje toka se nadaljuje, dokler ni dosežen največji impulzni toka iejm (Slika 2):
iejm = iej(n-1) + diej.
Za vsako stopnjo naraščanja toka za diej je izmerjen čas naraščanja toka dtr. Če je čaš naraščanja toka dtr manjši od izbrane vrednosti dtr < dtri, je impulz prekinjen.
Pri uporovnih generatorjih ima na energetski izkoristek jakostnega dela generatorja vpliv konstantni upor generatorja Rj. Vrednost tega se spreminja v odvisnosti od izbranega toka iejmi. Ta upor vpliva tudi na hitrost naraščanja toka. Oba vpliva sta v fazi naraščanja toka razelektritve iej izničena, ko je upor Rj izklopljen. Zato vezje (j) upor Rj vklopi šele takrat, ko tok razelektritve doseže vrednost iejmi. V primeru, da do konca impulza tok razelektritve jakostnega dela generatorja iej ne doseže vrednosti iejmi, ne pride do vklopa dodatne upora Rj (Slika 3).
Pri generatorjih brez upora v jakostnem tokokrogu generatorja potrebna določena induktivnost, ki omogoča regulacijo toka med impulzom. V tokokrogu generatorja je prisotna induktivnost kabla Lk, induktivnost jakostnega dela generatorja Lj in dodatna induktivnost L. Ta je v tokokrog jakostnega dela generatorja vključena v primeru, ko je seštevek induktivnosti kabla Lk in jakostnega dela generatorja Lj premajhna. Če je dodatna induktivnost L stalno vključena, lahko omeji hitrost naraščanja toka diej/dt na manjšo vrednost, kot jo dopušča potek elektroerozijskega procesa zaradi spremembe impedance delovna raže. Če vezje (j) induktivnost L vklopi šele takrat, ko ta doseže vrednost iejmi, je vpliv dodatne induktivnosti L izničen. V primeru, da do konca impulza tok razelektritve jakostnega dela generatorja iej ne doseže vrednosti iejmi, ne pride do vklopa dodatne induktivnosti L (Slika 4).
Efektivnost generatorja je povečana tudi tako, da so prekinjene stranske razelektritve, ki imajo manjšo energijo. Prekinitvi po izbrani pavzi med impulzi tO sledi naslednji impulz (Slika 5). Pojav stranskih razelektritev je zaznan s povišano napetostjo razelektritve ue. Dokler ta ne pade pod napetost izvora jakostnega dela uj, tok iz jakostnega dela generatorja iej ne steče. Če je čas od začetka razelektritve, do trenutka, ko napetost razelektritve ue pade pod napetost izvora jakostnega dela uj dtrO večji od izbrane vrednosti dtrOi, pride do prekinitve impulza in po izbrani pavzi tO do naslednjega impulza.

Claims (9)

  1. PATENTNI ZAHTEVKI
    1. Impulzni generator za potopno elektroerozijsko obdelavo označen s tem, da ga sestavlja vžigni del generatorja z izvorom napetosti (a), enota za izbiro vžigne napetost (g), tranzistorjem vžignega dela TRv, uporom vžignega dela Rv in jakostni del generatorja z izvorom napetosti (b) tranzistorjem jakostnega dela TRj, uporom jakostnega dela Rj, diode D, dodatne induktivnosti L, vezja (d), v katerem je izbrana napetost jakostnega dela generatorja uj in vezja (e), ki pri pojavu slabih razelektritev prekine impulz v oscilatorju (i), vezja G) za vklop in izklop upora Rj ali dodatne induktivnosti L.
  2. 2. Impulzni generator za potopno elektroerozijsko obdelavo po zahtevku 1 označen s tem, da je v vezje (d) s senzorjem (c) dovedena izmerjena napetost v zadnji tretjini razelektritve ue in v vezju (d) izračunana povprečno napetost uep za izbrano število impulzov n, ki ji je prišteta izbrano vrednost razlike v napetosti med napetostjo jakostnega izvora in napetostjo razelektritve dueji in je tako s seštevkom uj = uep + dueji iz vezja (d) krmiljena napetost napajanja jakostnega dela generatorja (b).
  3. 3. Impulzni generator za potopno elektroerozijsko obdelavo po zahtevku 1, označen s tem, da je v vezje (e) doveden s tokovnim senzorjem (h) izmerjen impulzni tok iej in iz enote (f) izbrana vrednost toka iejmi izbranega režim obdelave in ko iej doseže vrednost iejmi pride iz vezja (e) signal v vezje (j) signal, ki tranzistor TRRj izklopi in skozi upor Rj steče celotni tok.
  4. 4. Impulzni generator za potopno elektroerozijsko obdelavo po zahtevku 1, označen s tem, da je v vezje (e) doveden s tokovnim senzorjem (h) izmerjen impulzni tok iej in iz enote (f) izbrana vrednost toka iejmi izbranega režim obdelave in ko iej doseže vrednost iejmi pride iz vezja e signal v vezje (j) signal, ki tranzistor TRL izklopi in skozi induktivnost L steče celotni tok.
  5. 5. Impulzni generator za potopno elektroerozijsko obdelavo po zahtevku 1, označen s tem, da je v vezje (e) doveden s tokovnim senzorjem (h) izmerjen impulzni tok iejn in iz enote (f) izbrana vrednost toka iejni od začetka dovajanja toka iz jakostnega dela trO, v vezju (e) je izmerjen čas potreben za naraščanje toka trn, ki je primerjan z izbrano vrednostjo dovoljenega časa naraščanja toka trni, ki je odvisna od izbrane vrednosti razlike v napetosti med napetostjo jakostnega izvora in napetostjo razelektritve dueji in je v primeru, da je trn < trni, impulz prekinjen.
  6. 6. Impulzni generator za potopno elektroerozijsko obdelavo po zahtevku 1, označen s tem, da je v primeru, ko napetosti izvora jakostnega dela generatorja ostane nespremenjena in enaka izbrani vrednosti ujt, v vezju (e) izračunana razliko v napetosti med napetostjo jakostnega izvora in napetostjo razelektritve duej, v vezje (e) je doveden s tokovnim senzorjem (h) izmerjen impulzni tok iej in iz enote (f) izbrano vrednost toka iejni od začetka dovajanja toka iz jakostnega dela trO, v vezju (e) je izmerjen čas potreben za naraščanje toka trn, ki je primerjan z izbrano vrednostjo dovoljenega časa naraščanja toka trni, ki je odvisna od izračunane vrednosti razlike v napetosti med napetostjo jakostnega izvora in napetostjo razelektritve duej in je v primeru, da je trn < trni, impulz prekinjen.
  7. 7. Impulzni generator za potopno elektroerozijsko obdelavo po zahtevku 1, označen s tem, da je v vezje (e) doveden s tokovnim senzorjem (h) izmerjen impulzni tok iej in iz enote (f) izbrana vrednost stopnjevanja toka dieji od začetka dovajanja toka iz jakostnega dela trO do največjega impulznega toka iejn, v vezju (e) je izmerjen čas potreben za naraščanje toka dtr za posamezne stopnje toka dieji, ki je primerjan z izbrano vrednostjo dovoljenega časa naraščanja toka dtri, ki je odvisna od izbrane vrednosti razlike v napetosti med napetostjo jakostnega izvora in napetostjo razelektritve duej in je v primeru, da je dtr < dtri, impulz prekinjen.
  8. 8. Impulzni generator za potopno elektroerozijsko obdelavo po zahtevku 1, označen s tem, da je v primeru, ko napetost izvora jakostnega dela generatorja ostane nespremenjena in enaka izbrani vrednosti ujt, v vezje (e) doveden s tokovnim senzorjem (h) izmerjen impulzni tok iej in iz enote (f) izbrano vrednost stopnjevanja toka dieji od začetka dovajanja toka iz jakostnega dela trO do največjega impulznega toka iejn, v vezju (e) je izmerjen čas potreben za naraščanje toka dtr za posamezne stopnje toka dieji in je po primerjavi z izbrano vrednostjo dovoljenega časa naraščanja toka dtri, ki je odvisna od izmerjene vrednosti razlike v napetosti med napetostjo jakostnega izvora in napetostjo razelektritve duej v primeru, da je dtr < dtri, impulz prekinjen.
  9. 9. Impulzni generator za potopno elektroerozijsko obdelavo po zahtevku 1, označen s tem, da je v vezje (e) doveden signal za začetek razelektritve, ko pade napetost na reži pod napetost utd in steče tok vžignega dela generatorja iev in izmerimo čas zakasnitve dtrO, ko steče tok jakostnega dela generatorja iej , ki je zaznan s senzorjem (h) in v primeru, da je čas zakasnitve dtrO večji od izbrane vrednosti dtrOi (dtrO 2 dtrOi) iz krmilne enote (e) pride signal Si, ki razelektritev prekine in se naslednji impulz prične po času pavze tO.
SI201500148A 2015-06-18 2015-06-18 Impulzni generator z nastavljivim in kontroliranim naraščanjem impulznega toka SI25006A (sl)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SI201500148A SI25006A (sl) 2015-06-18 2015-06-18 Impulzni generator z nastavljivim in kontroliranim naraščanjem impulznega toka
PCT/SI2016/000017 WO2016204699A2 (en) 2015-06-18 2016-06-16 Pulse generator with adjustable and controled upward impulse current

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SI201500148A SI25006A (sl) 2015-06-18 2015-06-18 Impulzni generator z nastavljivim in kontroliranim naraščanjem impulznega toka

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SI25006A true SI25006A (sl) 2016-12-30

Family

ID=56801759

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SI201500148A SI25006A (sl) 2015-06-18 2015-06-18 Impulzni generator z nastavljivim in kontroliranim naraščanjem impulznega toka

Country Status (2)

Country Link
SI (1) SI25006A (sl)
WO (1) WO2016204699A2 (sl)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107552904B (zh) * 2017-09-04 2018-12-11 哈尔滨工业大学 一种用于对金属-陶瓷功能梯度材料进行电火花加工的加工电源及加工方法
CN109115060B (zh) * 2018-10-15 2023-09-19 中国工程物理研究院电子工程研究所 一种冲击片***可调通用型脉冲电流发生装置及其控制方法
CN110142470B (zh) * 2019-07-02 2020-06-19 哈尔滨工业大学 绝缘陶瓷涂层-金属电火花加工的参数自调整脉冲电源
CN111277138B (zh) * 2019-12-31 2022-08-16 南京理工大学 针对腰鼓问题加工用中走丝线切割脉冲电源及其加工方法
CN115549651A (zh) * 2022-11-26 2022-12-30 昆明理工大学 一种模拟多重雷击的冲击电流发生器

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4107910A1 (de) * 1991-03-12 1992-09-17 Agie Ag Ind Elektronik Impulsgenerator fuer funkenerosive bearbeitung sowie hierfuer geeignetes verfahren
US5539178A (en) * 1992-11-18 1996-07-23 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Method and apparatus for controlling the power supply for electrical discharge machine
DE10084697B4 (de) * 2000-05-15 2005-12-08 Mitsubishi Denki K.K. Einrichtung zur Bearbeitung mit elektrischer Entladung
JP5642810B2 (ja) * 2013-01-08 2014-12-17 ファナック株式会社 放電加工用電源装置
JP5739563B2 (ja) * 2013-07-24 2015-06-24 ファナック株式会社 平均放電遅れ時間算出手段を備えたワイヤ放電加工機

Also Published As

Publication number Publication date
WO2016204699A3 (en) 2017-02-09
WO2016204699A2 (en) 2016-12-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SI25006A (sl) Impulzni generator z nastavljivim in kontroliranim naraščanjem impulznega toka
JP6311725B2 (ja) 放電加工機器用のパルス及びギャップ制御
US8648275B2 (en) Power supply device for sinker electric discharge machining
US3604885A (en) Edm power supply for generating self-adaptive discharge pulses
CN106475646B (zh) 使加工间隙距离恒定的线放电加工机
US10730126B2 (en) Power supply device for wire electric discharge machining
US9205504B2 (en) Self-adjusting power device for high efficiency electrical discharge machining and method thereof
US20120228268A1 (en) Power supply device for electrical discharge machine and control method therefor
CN108723531B (zh) 电火花线切割脉间或脉宽pid控制恒电流概率脉冲电源
CN106735636A (zh) 电火花加工放电状态检测电路及方法
CN101932402B (zh) 放电加工装置
EP0507560B1 (en) Electric discharge machines
DE112011105900T5 (de) Stromversorgungsvorrichtung für Elektroentladungsmaschine
JP2008229785A (ja) 放電発生検出方法及び装置
US3875362A (en) Process and apparatus for electro-erosion machining by means of electrical discharges providing a high rate of material removal
US20130292360A1 (en) Power supply device for electric discharge machining apparatus and electric discharge machining method
EP2752266A2 (en) Power supply device for electric discharge machining
US3419754A (en) Spark erosion machinery with spark controlling feedback circuitry sensing gap conditions
CN104439568A (zh) 用于工件的火花腐蚀加工的方法和设备
US5874703A (en) Method and apparatus for impulse generator for electroerosive machining of workpieces
CN105033369A (zh) 放电加工机的加工电源装置
JP6165210B2 (ja) ワイヤ放電加工装置の加工電源装置
EP0525682A2 (en) Power supply for electronic discharge machining system
US10913124B2 (en) Power supply control apparatus of electric discharge machine
USRE28734E (en) EDM power supply for generating self-adaptive discharge pulses

Legal Events

Date Code Title Description
OO00 Grant of patent

Effective date: 20170112

KO00 Lapse of patent

Effective date: 20200207