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Schaltanordnung für Elektrodenvorschubregelung bei Elektro-Erosionsvorrichtungen
unter Verwendung von Magnetverstärkern Die Erfindung betrifft eine Schaltanordnung
für die automatische Elektrodenvorschubregelung bei Elektro-Erosionsvorrichtungen
unter Verwendung von Magnetverstärkern in Gegentaktschaltung, die von der Erosionsspannung
beaufschlagt sind und eine Rückkopplung für die beschleunigte Rückstellung der Elektrode
aufweisen. Die Erfindung bezweckt, eine besonders genau arbeitende Vorschubregelautomatik
zu schaffen, welche eine optimale Erosionsleistung sichert, indem sie während des
Arbeitsganges Leerlauf- und Kurzschlußzeiten vermeidet. Insbesondere bezweckt sie,
dies bei Verwendung mehrerer Teilelektroden nebeneinander zu erreichen.
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Die Erfindung besteht darin, daß zwei Verstärkerstufen vorhanden sind,
von denen die eine mit Halbleitertrioden und die zweite mit Differential-Magnetverstärkern
ausgeführt ist.
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Bei Verwendung mehrerer Teilelektroden mit getrenntenStromversorgungskreisenbesteht
eine Weiterbildung der Erfindung darin, daß bei Anschluß an voneinander getrennte
Erosionsstromquellen parallel zu allen Strombegrenzungswiderständen in den Erosionsstromkreisen
und über zwei in den Signaldurchlaufkreisen befindlichen Gruppen von Ventilen ein
Potentiometer angeschlossen ist und daß ein zweites Potentiometer an einer konstanten
Vergleichs-Gleichstromquelle liegt und daß der Verstärkereingang an einen dritten
Widerstand angeschlossen ist, der zwischen die Schieber der beiden Potentiometer
geschaltet ist, wobei außerdem beim Arbeiten der Erosionsstromquellen in verschiedenen
Phasen außerdem ein Kondensator zum Potentiometer der Signalentnahme parallel geschaltet
ist.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß zwecks
automatischer Wahl der Elektrodenvorschubgeschwindigkeithinsichtlich größter Abtragleistung
parallel zum Erosionsspalt zwei elektronische Wähler angeschlossen sind, von denen
der eine auf die nicht zum überschlag führenden Leerlaufimpulse und der andere auf
die Kurzschlußimpulse anspricht, wobei beide Wähler an einen Lastenausgleichsverstärker
geschaltet sind, an dessen Ausgang der Stellmotor angeschlossen ist. Insbesondere
können die, in an sich bekannter Weise als Stromquellen Impulsgeneratoren mit nur
negativen Impulsen für die Erosionselektrode verwendet werden.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigt F i g. 1 eine zweistufige Verstärkerschaltung, F i g. 2 die Entnahme des
Steuersignals aus dem Erosionsspalt bei mehreren parallel arbeitenden Elektroden,
die von einer gemeinsamen Stromquelle versorgt werden, F i g. 3 eine solche Anordnung,
jedoch mit je einer besonderen eigenen Stromquelle für jede Elektrode, F i g. 4
eine Schaltanordnung mit zwei elektronischen Wählern.
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Die in F i g. 1 gezeigte Schaltung des Reglers hat zwei Verstärkerstufen.
Für die erste Stufe sind Halbleitertrioden und für die zweite Stufe Magnetverstärker
benutzt.
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Die Signalentnahme erfolgt von dem durch einen Impulsgenerator GJ
mit Strom versorgten Erosionsspalt. Die Größe des entnommenen Signals wird von dem
Potentiometer R 1 geregelt. Das von dem Halbleiterverstärker 1 T, 2 T verstärkte
Signal gelangt zu den Steuerwicklungen 1 MV 6, 2M V 6 (1 MV
7;
2MV7) des Differential-Magnetverstärkers. Die zweite Verstärkerstufe stellt
eine zweifache Doppelweg-Brückenschaltung dar mit den Wicklungen
1
MV 1 bis 1 MV 4 bzw. 2 MV 1 bis 2 MV 4. Jeder Teil wird
von einer besonderen Wicklung des Transformators T, versorgt. Zur Steigerung des
Verstärkungsfaktors wird eine innere positive Rückkopplung im Differential-Magnetverstärker
benutzt, die in an sich bekannter Weise durch Einschalten von Germaniumdioden in
Reihe mit jeder Wechselstromwicklung bewerkstelligt wird.
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Zur Steigerung der Empfindlichkeit und Genauigkeit beim Einschalten
des Betriebszustandes ist eine negative Rückkopplung nach der Spannung eingeführt.
Diese betätigt sich nur beim Abwärtshub und wird dadurch bewerkstelligt, daß die
vom Motoranker entnommene Spannung an die Gitterbasis der Trioden 1T und
2T über das Ventil D gelegt wird. Mit den Buchstaben OB ist
die Erregerwicklung des Betätigungsmotors M im Schaltbild bezeichnet.
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Wird die Bearbeitung eines oder mehrerer Werkstücke gleichzeitig mit
mehreren Elektroden durchgeführt, die getrennte Stromkreise haben, so wird dem automatischen
Regler in an sich bekannter Weise ein Signal von der am meisten belasteten Strombahn
erteilt.
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In der Schaltung mit dem gemeinsamen Generator MGJ und den Strombegrenzungswiderständen
R 1 bis R 3 (F i g. 2) wird dieses Signal von dem Widerstand r1 entnommen, der mit
allen Widerständen R 1 bis R 3 über die Ventile D 1 bis D 3 parallel
geschaltet ist. Der Spannungsabfall an diesem Widerstand ist gleich dem Spannungsabfall
am Strombegrenzungswiderstand der am meisten belasteten Strombahn mit dem größten
Arbeitsstrom. Die Signale von den weniger belasteten Strombahnen gelangen hierbei
in an sich bekannter Weise nicht in den Stromkreis der Signalentnahme, da dies von
dem entgegengesetzt gerichteten Spannungsabfall am Widerstand r1 verhindert wird.
Das Signal wird mit der von dem Potentiometer r2 entnommenen Spannung verglichen
und vom Widerstand r3 zum Verstärkereingang a, b
geleitet. Die Drossel D,
und der Kondensator C bilden einen Filter.
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Werden die Elektroden von getrennten Generatoren 1MGJ und 2MGJ stromversorgt,
so wird der Widerstand r1 (F i g. 3) nicht nur durch die Ventile D 1, D 2,
sondern auch durch die Ventile B 1, B 2,
welche einen gemeinsamen Punkt für
einen derartigen Anschluß bilden, mit allen Widerständen R 1, R 2 parallel geschaltet.
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Der Kondensator C wird in dem Fall eingesetzt, wenn die Generatoren
1 MGJ und 2 MGJ an verschiedenen Phasen arbeiten, damit die folgenden
Signale mit den vorhergehenden verglichen werden können.
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Zum Abstimmen des Reglers für die Vorschubgeschwindigkeit, welche
der größten Abtragsleitung entspricht, wird das Steuersignal vom Erosionsspalt zu
zwei Wählern und zur Korrektionseinrichtung geleitet. Der erste Wähler begrenzt
die Größe des durchlaufenden Signals, wodurch ein Einfluß einer Spannungssteigerung
am Generator beseitigt wird. Der zweite Wähler registriert das Vorhandensein nicht
oder unvollständig ausgenutzter Impulse. Die Korrektionseinrichtung registriert
Impulse, die geringer als die Arbeitsimpulse sind, oder das Aussetzen von Impulsen
(Kurzschluß).
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Der Minimumwähler und die Korrektionseinrichtung steuern das Arbeiten
der Stromzweige des Ausgleichsverstärkers, an dessen Ausgang ein Leistungsverstärker
und der Betätigungsmotor angeschlossen sind. Im Ergebnis erfolgt der Vorschub der
Elektrode beim Auftreten von »Leerlauf«-Impulsen und der Rückschub beim Auftreten
von Kurzschlußimpulsen. Dadurch wird auch die Abstimmung des Vorschubes unabhängig
von der Bearbeitungsart und der Bearbeitungsfläche erzielt.
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Eine Ausführungsform dieses Reglers ist in F i g. 4 gezeigt.
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Parallel zum Eingang ist das Ventil D 1 in Reihe mit dem Widerstand
R 1 angeschlossen, an dem ein Ventil D 1 entgegengesetzt gerichteter Spannungsabfall
vorhanden ist. übersteigt das Signal vom Erosionsspalt den Wert der Gegenspannung,
so wird das Ventil D 1 entsperrt, und der Stromkreis D 1-R 1 bewerkstelligt einen
Nebenschluß des Einganges, wodurch zum Gitter L 1 Impulse geleitet werden,
deren Größe unter der vorgegebenen liegt. Dadurch wird erzielt, daß das Arbeiten
der Folgeeinrichtung von der Spannungsänderung des Impulsgenerators MGJ in Richtung
der Spannungssteigerung unabhängig ist (»Maximumbegrenzung«).
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Die linke Hälfte der Röhre L 1 ist durch eine hohe negative Gittervorspannung
gesperrt. Der Wert der Gittervorspannung ist so gewählt, daß die Röhre von einem
Signal entsperrt wird, das über der Größe des normalen Arbeitssignals liegt (»Minimumbegrenzung«).
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Von dem Widerstand R 2 im Kathodenkreis der Röhre L 1 gelangt das
Signal zur rechten Hälfte, der Röhre L2, in deren Anodenkreis die Wicklung
0V 1
des Elektromaschinenverstärkers EMV geschaltet ist. Dieser Verstärker
versorgt den Betätigungsmotor M. Beim Durchtritt des Stromes durch die Wicklung
0V1 stellt der Motor das Werkzeug zu.
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Von dem gleichen Widerstand R 2 wird über den Transformator T, und
den Gleichrichter B ein Signal erteilt, das die rechte Hälfte der Röhre L
1 sperrt. Dementsprechend wird die linke Hälfte der Röhre L 2 gesperrt, an deren
Gitter ein negatives Signal von dem Widerstand R 3 erteilt wird.
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Beim Aussetzen von Impulsen infolge Kurzschluß sind die linke Hälfte
der Röhre L1 und die rechte Hälfte der Röhre L2 gesperrt, jedoch ist die rechte
Hälfte der Röhre L 1 entsperrt, da kein negatives Si-. gnal mehr zum Gitter geleitet
wird. Entsprechend wird die linke Hälfte der Röhre L 2 entsperrt, in deren Anodenkreis
die Wicklung 0V2 des Elektromaschinenverstärkers geschaltet ist.
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Bei Durchtritt des Stromes durch diese Wicklung bewerkstelligt der
Motor die Rückstellung des Werkzeuges.
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Die Wicklungen 0V3 und 0V4 werden zur Erzeugung der negativen Rückkopplung
nach der Motorgeschwindigkeit verwendet.
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Das Relais P dient zum Umschalten des Elektromotors für die Eilrückstellung
des Werkzeuges.