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
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 Iном = 0,1 А. Розрахуємо необхідний нам струм для резисторів: ,(5.1)Отже:
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 напругРисунок 5.3 – Межі опорної напруги
Щоб одержати обрані межі опорної напруги потрібно поставити дільники з резисторів визначеного опору.
Нехай сумарний опір дільника буде дорівнює 70 кОм, тоді розрахуємо струм для дільника:
. (5.5)Тепер маючи струм для дільника і межі напруги для кожного входу компаратора, значить можна розрахувати резистори. Почнемо з R8:
. (5.6)Виберемо номінал опору R8 рівний 2 кОм.
Розрахуємо R7:
. (5.7)