放电机械加工用脉冲发生器和该加工适用的方法技术

技术编号:850465 阅读:175 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
电子放电机械加工用的一种脉冲发生器,既不装有负荷电阻器也不装有磁性元件。脉冲电流由检流器4连续检测,再将该测定值馈到控制电路5上。经过开关元件10,11和火花电路电感,脉冲电流根据系统接线6所要求的要求值产生。在脉冲终了时,火花电路电感3中的能量排入电容器37,38中,再从那里回收入直流电压源1中,或者在下一个电流脉冲时回收入火花电路2,3中。只用两个开关元件10,11就能实现这种设计。(*该技术在2012年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电子放电机械加工用的一种脉冲发生器和适宜进行这种加工的一种方法。新的电火花机械加工方法都需要有设备容量大、适应性强、体积小、效率极高的发生器组件。能适应大多数不同应用场合、满足用户需要而专门提出的满足上述要求的解决方案应该是通用的,扩大设备容量时无需花费很大的开支。德意志联邦共和国专利2547767(美国专利4,072,842)即在这方面迈进了一步。该专利首次提出了形成电流脉冲纯电子的解决方案。该专利还提出将脉冲发生器直接与数控系统连接。德意志联邦共和国专利3419945(美国专利4,713,516)公开了上述类型的另一种脉冲发生器。这种发生器有一个或多个能量回收变压器,用来把火花电蚀电路脉冲端的能量回送到直流电压源中。从德意志联邦共和国专利3639256(美国专利4,766,,281)还知道有一种具有一个或多个充电到一定电压的中间蓄能电容的发生器。多余的电荷能量经一些二极管和一个变压器或电压回送到直流电压源中。德意志联邦共和国专利2547767的发生器有这样的缺点没有公开将火花电蚀电路脉冲端的能量回送到直流电压源的方法。说得更确切些,这个能量在负荷电阻上白白地转换成热能浪费掉。另一个缺点是空载电压高,发生器是分立的,具有负荷电阻器和分立的直流电压源。因此,这种发生器从其效率、用途的灵活性或体积的小型化等方面就没有多大价值了。德意志联邦共和国专利3419945的发生器,其效率基本上是高的。但据发现,这种发生器要形成耦合得很好以致在各开关元件上只出现容许的峰值电压的能量回收变压器非常困难。另一个严重的问题是,始终存在磁化电流,较长的脉冲有使磁路饱和的危险。因此这种解决方案的特点是生产成本不相称地高,结构体积过大。所以这种发生器历来只用来产生脉冲波前最高达500安/微秒的大电流短脉冲。德意志联邦共和国专利3639256的解决方案也只适用于大电流短脉冲,当然,甚至高达1000安的电流。因此这种发生器只能用以电子放电钻削和切割金属丝,充其量也只适宜与本专利技术的发生器在一个系统中结合使用,联合进行钻削、切削和平底扩孔作业。德意志联邦共和国专利3832002(美国专利4,764,653)即公开了这种联合系统。本专利技术的目的是改进上述已知的脉冲发生器,提高它们的效率,同时缩小它们的结构体积,降低它们的生产成本。此外还要使发生器的各脉冲参量能在较宽的范围内可以编程,同样还必须能够将系统简单结合起来。这些目的是借助于本专利技术的下列特征实现的。本专利技术的电子放电机械加工用的脉冲发生器的特征在于,它具有直流电压源(1),其第一端子接火花通路(2);第一开关元件(10),将直流电压源(1)的第二端子与火花通路(2)连接;第二开关元件(11),将回收二极管(21)与火花通路(2)并联连接;控制电路(5),根据系统接线(6)的控制信号和检流器(4)的测定值控制开关元件(10,11,12,13);其中,开关元件(10,11)断开之后,存于火花电路电感(3)中的能量经回收二极管(21)和充电二极管(23)暂时传送到电容器(37)中,在两个开关元件(10,11)下一次接通时,该能量经开关元件(10,11)和至少一个回收二极管(24,32)再次馈送到火花通路(2)和火花电路电感(3)上。本专利技术的好处,具体地说,是各电路可制造得特别小、轻、且造价实惠。例如,一个空载电压为100伏的30安嵌入式发生器可以很方便地配置在普通双式欧洲规格的插入卡上。空载电压为例如100伏、200伏和300伏的10安点火级电路可制成同样的大小。这些脉冲发生器可以和周知的专用高能发生器(德意志联邦共和国专利3639256)结合使用。只要一个直流电压源就足以馈电给所有的发生器。本专利技术的其它特征如下至少一个第二电容器(38),经至少一个串联的充电二极管(26)串联转接到电容器(37),其中,在开关元件(10,11)断开之后,存于火花电路电感(3)中的能量经回收二极管(21)、该至少一个逐次充电的二极管(26)和充电二极管(23)连续传送到电容器(37)和所述至少第二电容器(38)中,在两个开关元件(10,11)下一次接通时,该能量经开关元件(10,11)、回收二极管(24)和至少一个第二回收二极管(25,27,32)再次并联馈到火花通路(2)和火花电路电感(3)中。电容器(37,38)配置得到使主要通过第二开关元件(11)的接通而传送到电容器(37,38)中的能量,在脉冲电流通过回收二极管(24,25,27,32)和第二开关元件(11)衰减之后,馈回直流电压源(1)中。电容器(37,38)配置得使启动二极管(22)和至少一个第二回收二极管(25)在直流电压源1在各情况下经充电电阻器(35,36)接上时,充电到直流电压源1的电压值,且电容器(37,38)的大小取得使该电压值的变化量因能量的暂存而小于10%左右。第一开关元件(10)与直流电压源(1)的第二端子之间串联连接有一个或多个倍压电路(13,30,40,12,28,39),且它们的电容器(39,40)经回收二极管(21)、开关元件(11)、充电二极管(31,29)和分流二极管(28,30)充电到直流电压源(1)的电压值。另一个充电电阻器(41),在接上直流电压源(1)时,倍压电路(13,30,40,12,28,39)的电容器(39,40)经所述另一个充电电阻器(41)和分流二极管(28,30)充电到直流电压源的电压值。通过在火花通路(2)点火之前经系统接线(6)选择的由第一开关元件(10)和倍压电路(13,30,40,12,28,39)的开关元件(12,13)组成的组合连接确定火花通路(2)上的空载电压。通过在火花通路(2)点火之后经系统接线(6)选择的由第一开关元件(10)和倍压电路(13,30,40,12,28,39)的开关元件(12,13)组成的组合连接确定脉冲电流前沿的陡度。通过由检流器(4)测定脉冲电流并将其与控制电路(5)中的阈值相比较,确定火花通路(2)的点火时间。控制电路(5)将脉冲电流的测定值和点火时间以及有关系统状态的信息回报给系统接线(6)。多个这些脉冲发生器与单个直流电压源(1)连接。直流电压源(1)的电压值选取火花通路(2)的保持电压和开关元件(10)和分流二极管(28,30)上的电压降的总和的数量级。现在参看附图更详细地说明本专利技术的下列实施例。附图说明图1 示出了脉冲发生器的第一实施例,其脉冲前沿波前和脉冲后沿波前的陡度大致相等。图2 示出了脉冲发生器的第二实施例,其脉冲后沿波前的陡度约为脉冲前沿波前的两倍。图3 示出了脉冲发生器的第三实施例,其空载电压和脉冲前沿陡度都控一定程序控制。图4 是图3脉冲发生器的一些信号的时间关系曲线。图1 示出了本专利技术所提出的脉冲发生器的最简单实施例。直流电压源1的一个极(通常是正极)经发生器的第一输出端G+直接与火花通路2的第一电极连接。电荷放电设备及其配线以及脉冲发生器本身,它们的合成杂散电感以火花电路电感3表示。这个火花电路电感3在多数情况下足以限制脉冲的陡度,并经开关元件10、11调制任何所要求形状的脉冲。火花电路电感3太小时,可能需要在例如检流器4与发生器的第二输出端G-之间加一个附加电感。检流器4必须能够实时本文档来自技高网...

【技术保护点】
电子放电机械加工用的一种脉冲发生器,具有:直流电压源(1),其第一端子接火花通路(2);第一开关元件(10),将直流电压源(1)的第二端子与火花通路(2)连接;第二开关元件(11),将回收二极管(21)与火花通路(2)并联连接;控制电路(5),根据系统接线(6)的控制信号和检流器(4)的测定值控制开关元件(10,11,12,13);其特征在于,开关元件(10,11)断开之后,存于火花电路电感(3)中的能量经回收二极管(21)和充电二极管(23)暂时传送到电容器(37)中,两个开关元件(10,11)下一次接通时,该能量经开关元件(10,11)和至少一个回收二极管(24,32)再次馈到火花通路(2)和火花电路电感(3)上。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员:E布勒
申请(专利权)人:洛迦诺电子工业股份有限公司
类型:发明
国别省市:CH[瑞士]

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