Проектування системи автоматичного керування положенням правлячого електрода в процесі електроерозійного (стр. 4 из 10)

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

а) холості; б) робочі; в) часткового короткого замикання; г)короткого замикання

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

На рис 4.2 представлена часова діаграма роботи елементів логіки і формувача дозволу рахунка і скидання тригерів і їхнє поводження щодо різних видів імпульсів: ХХ – імпульс холостого ходу, Робочий імпульс, КЗ – імпульс короткого замикання. На виходах тригерів ми одержуємо визначений логічний результат, що подається на шифратор. Складемо таблицю логічних результатів для шифратора. Позначимо виходи з тригерів: Т1 – x1, Т2 – x2, Т3 – x3, а виходи із шифратора: y1, y2, y3, y4. y1 – присутність імпульсу або загальні імпульси, вона завжди буде дорівнює «1» при наявності імпульсу.

Таблиця 4.1 - Логічні результати дешифрувача

Виходи триггеров			Виходи дешифрувача				Вид імпульса
X1	X2	X3	Y1	Y2	Y3	Y4
1	1	1	1	0	0	1	ХХ
1	1	0	1	0	1	0	Рабочий
1	0	0	1	1	0	0	КЗ

Таким чином, одержуем код на виході дешифрувача, який подаєм на МК.

5. Технічна реалізація

Для виділення імпульсів різної амплітуди буде потрібно трансформатор, що давав з перемінної напруги 220 В и частотою 50 Гц ~ 9 В.

5.1 Розрахунок ланки імітації імпульсів різної амплітуди

Рисунок 5.1 – Ланка імітації імпульсів різної амплітуди

На вхід 1 із трансформатора подається імпульсна напруга рівне

В, у крапці 2 нам потрібно одержати напругу 1 В. Значить напруга на резисторі R1=12 В, а на R2=1 В. Для цього нам підійде діод 2Д509А, у нього номінальний струм I_ном = 0,1 А. Розрахуємо необхідний нам струм для резисторів:

,(5.1)

Отже:

;(5.2)

. (5.3)

Вихід 3 міняється в межах від 0.. 1 В и подається на всі позитивні входи трьох компараторів. На четвертий компаратор подається на негативний вхід, тому що для формувача нам потрібний інвертований сигнал.

5.2 Розрахунок блоку опорних напруг

Рисунок 5.2 – Блок опорних напруг

Опорні напруги потрібні для постійної напруги, щоб їхня амплітуда була постійної, інакше одержимо помилкову інформацію про імпульси на виході. Щоб згладити імпульсна напруга потрібний діодний міст. Виберемо діодний міст КЦ 407:

Рисунок 5.3 – КЦ 407

У нього параметри I_{пр мах}=0,5 А и I_{пр і мах}=2 А.

Але діоди тільки зменшують амплітуду, а не встановлюють неї на постійний рівень. Значить знадобитися ще випрямувач напруги, щоб на виході вийшов сигнал рівний +5 В постійної напруги і для його підживлення потрібні конденсатори номіналом 220 мкф*45 В и 100 пф.

Виберемо випрямувач КРЕН5А, що дозволить нам одержати на виході +5 В постійної напруги.

Для індикації харчування нам буде потрібно світлодіод з резистором.

Підійде будь-який світлодіод, тільки щоб номінальний струм світлодіода був дорівнює

, отже можна розрахувати номінал резистора R3, знаючи що на діоді упаде 2,5 В:

. (5.4)

Установимо межі опорної напруги для компараторів: