Содержание к диссертации
Введение
1. Анализ уровня исследований технологии и систем автоматического управления процессом электро эрозионной обработки .
1.1.Электроэрозионная обработка,состояние,перепективы развития,цель и задачи исследований. 9
1.2. Обзор технической литературы в области технологических исследований . 12
1.3.Обзор технической литературы в области автоматического управления процессом электроэрозионной обработки. 20
2. Исследование технологических характеристик и выбор параметров управления процессом обработки .
2.1.Физические условия осуществимости электроэрозионного процесса. 31
2.2. Исследование влияния параметров импульсов на энергетические характеристики процесса . 35
2.3.Исследование влияния диэлектрической среды и параметров вибратора на процесс электроэрозионной обработки. 44
2.4.Межэлектродный зазор.Выбор параметров управления. 50
3. Исследование процесса электроэрозионной обработки, как объекта автоматического регулирования .
3.1.Постановка задачи и выбор метода исследования. 59
3.2.Математическая модель процесса обработки. 60
3.3. Экспериментальные исследования статических характеристик . 67
3.4.Экспериментальные исследования динамических свойств межэлектродного зазора при эрозии. 74
4. Синтез и исследования динамических свойств электромеханическйх систем автоматического управления межэлектродным зазором .
4.1. Система с релейным преобразователем частоты рабочих импульсов . 95
4.2.Система управления межэлектродным зазором с пропорциональным преобразователем частоты рабочих импульсов. 107
4.3.Исследование качества переходного процесса. 111
4.4.Исследование влияния вибратора на систему автоматического управления межэлектродным зазором. 129
4.5.Исследование несимметричных вынужденных колебаний. 136
5. Расчет и проектирование электромеханической системы управления мшэлекгродным зазором . 142
5.1.Особенности синтеза электромеханических систем управления процессом электроэрозионной обработки. 142
5.2.Разработка принципиальной схемы экстремальной электромеханической системы управления процессом электроэрозионной обработки. 152
5.3.Разработка электромеханической системы управления процессом обработки с шаговым исполнительным двигателем. 155
Заключение. 161
Литература 163
- Обзор технической литературы в области технологических исследований
- Исследование влияния параметров импульсов на энергетические характеристики процесса
- Экспериментальные исследования статических характеристик
- Система с релейным преобразователем частоты рабочих импульсов
Введение к работе
В материалах ХХУІ съезда КПСС и постановлении "Основные направления экономического и социального развития СССР на 198I -1985 годы и на период до 1990 года" (59,69) предусматривается замена ряда технологических процессов металлообработки в машиностроении, основанных на резании металла, более производительными методами формообразования.Особое внимание уделяется разработке и внедрению оборудования для принципиально новых технологических процессов,на резкое сокращение доли ручного труда и автоматизации производства.Всем этим требованиям отвечает один из основных методов размерной электрической обработки - электроэрозионный , который значительно расширил возможности современной технологии, позволив успешно обрабатывать любые токопроводящие материалы вне зависимости от их твердости и вязкости.Это особенно важно в условиях все более интенсивного применения в современной машиностроительной и инструментальной промышленности высоколегированных металлов и твердых сплавов.Применение электроэрозионной обработки позволило использовать для изготовления деталей машин и приборов не только новые материалы,но и создавать новые конструкции узлов и деталей,которые ранее были невыполнимы средствами обычной технологии.
Однако,широкого распространения способ электроэрозионной обработки еще не получил,хотя в ближайшие годы ожидается,что для операций металлообработки,выполненных электроэрозионными методами, составит 10%.Низкий уровень автоматизации электроэрозионных станков и реализуемых на них технологических процессов не позволяет в полной мере использовать возможности этого прогрессивного вида технологии а,соответственно,обеспечить высокие технико-экономические показатели металлообработки.Опыт,накопленный в отечест - 6 венном и зарубежном станкостроении,показывает на существенные преимущества автоматизированных процессов Э30,как в напралении дальнейшего повышения производительности и качества,так и снижения трудовых затрат на наладку и эксплуатацию оборудования. В тоже время,темпы и масштабы внедрения в промышленное производство систем автоматического управления процессом ЭЭО за последние годы заметно сдерживаются отсутствием математических моделей процесса,как объекта управления,научно обоснованных методов оптимизации и алгоритмизации управления этими процессами,методов синтеза и инженерного проектирования систем,учитывающих сугубо специфические свойства объектов этого класса.В связи с этим,задачи по совершенствованию систем автоматического управления процессами ЭЭО и электрооборудования копировально-прошивочных станков являются весьма актуальными,как в научном,так и в прикладном аспектах для станкостроения и целого ряда машиностроительных отраслей промышленности.
Диссертационная работа посвящена разработке и промышленному внедрению электромеханических систем автоматического управления процессом электроэрозионной обработки,обеспечивающих повышение производительности и качества электроэрозионных копировально-прошивочных станков.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА.Предложена математическая модель процесса обработки,учитывающая дискретное изменение межэлектродного промежутка за счет эрозии.Показано,что электромеханические системы автоматического управления процессом ЭЭО работают в условиях воздействия возмущений в виде ступенчатой функции,в результате чего параметры электромеханических систем управления оказывают существенное влияние на производительность процесса.Установлено, что параметры математической модели процесса ЭЭО изменяются в широких пределах при изменении технологических режимов обработки, в работе дается их количественная оценка.Показана взаимосвязь режима обработки с качественными показателями переходного процесса электромеханической системы управления процессом ЭЭО.Обоснована целесообразность использования относительной частоты рабочих импульсов в качестве управляемой переменной процесса.Показана возможность значительного улучшения динамических свойств системы управления за счет эффекта линеаризации характеристики объекта при регулировании амплитуды и частоты вибрации электрода-инструмента, предназначенной для улучшения эвакуации продуктов эрозии. Для повышения производительности процесса и стойкости электрода-инструмента обоснована целесообразность применения устройства, автоматически изменяющего разряда.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ .Разработанная математическая модель процесса электроэрозионной обработки позволяет решать задачи синтеза и проектирования электромеханических систем управления эрозией с учетом нелинейных характеристик объекта и привода.Использование в качестве регулируемой величины относительной частоты рабочих импульсов привело к уменьшению трудоемкости обслуживания и времени переналадки станка при изменении режима обработки. Применение источника питания с плавным регулированием основных параметров импульсов напряжения решает задачу выбора оптимальных по производительности и затратам электроэнергии режимов обработки. Согласованная работа электромеханической системы автоматического управления процессом обработки и вибратора электрода-инструмента позволяют повысить производительность электроэрозионных копиро-вально-прошивочных станков на 30 т 50%,особенно на чистовых режимах.
РЕАЛИЗАЦИЯ В ПРОМЫШЛЕННОСТИ. Работа по теме диссертации выполнена в рамках целевой программы "САПР" МинВУЗа РСФСР.
Разработаны и внедрены в опытно-промышленную эксплуатацию две , модели электромеханической экстремальной системы управления процессом электроэрозионной обработки на копировально-прошивочных станках,генератор технологического тока с плавным регулированием основных параметров импульсов напряжения.Комплекс электрооборудования для электроэрозионной правки алмазного токопроводящего инструмента. Экономический эффект от внедрения результатов работы на Куйбышевском металлургическом заводе им. В.И.Ленина составил 91 тыс.рублей в год.
АВТОР ЗАЩИЩАЕТ:
- математическую модель процесса электроэрозионной обработки, отражающую основные явления и закономерности формообразования и учитывающую динамику изменения величины межэлектродного зазора за счет эрозии ;
- методику синтеза и инженерного проектирования электромеханических систем управления процессом электроэрозионной обработки ;
- способ повышения динамических свойств системы автоматического управления электроэрозионной обработки за счет регулирования амплитуды и частоты вибрации электрода-инструмента ;
- электромеханическую систему экстремального управления процессом обработки на электроэрозионных копировально-прошивочных станках.
Обзор технической литературы в области технологических исследований
Технический прогресс в машиностроении неразрывно связан с массовым выпуском изделий с применением новых видов более твердых, термостойких и износостойких материалов,многие из которых трудно поддаются обработке обычными традиционными методами.
Электрофизические и,в частности,электроэрозионный метод обработки позволяет наиболее эффективно решать специфичные вопросы технологии изготовления деталей.
Элёктроэрозионная размерная обработка позволяет независимо от твердости и вязкости получать отображение формы инструмента сразу по всей поверхности обрабатываемой заготовки при простом поступательном его движении.Обработка производится при малом силовом воздействии на обрабатываемый материал и электрод-инструмент.
В последнее время произошло существенное повышение технического уровня и расширение номенклатуры электрофизических и электрохимических станков.Разработано и освоено свыше 30 моделей станков, вошедших в новые гаммы электроэрозионных копировально-проши-вочных,координатных станков,вырезных станков с программным управлением, электрохимических, ультразвуковых прошивочных и других станков.
Производительность новых станков,особенно на трудоемких финишных операциях,повысилась в 1,5-3 раза.Однако освоение выпуска даже самых совершенных станков не гарантирует их успешное промышленное внедрение.Заводы,осваивающие новые технологические процессы испытывают трудности,связанные с нехваткой подготовленных специалистов-рабочих и инженеров,знакомых с технологией,сложным электронным и механическим оборудованием.
Технологические исследования процесса обработки,исследования электроэрозионного станка,как объекта управления,построение новых систем приобретает все большую актуальность. Преоритет в применении электрической эрозии для объемного формообразования принадлежит советским ученым.В 1943 году супругами В.Р.Лазаренко и Н.И..Назаренко предложен электроискровой способ обработки металлов и первый электроискровой генератор импульсных разрядов типа RC совершенствуя в дальнейшем теоретические и экспериментальные исследования [45,46,47,4SJ .
Электроискровая обработка с генераторами импульсов RC ц RLC [ ИЗ ] главным образом получила распространение при изготовлении прецезионных деталей с малыми объемами снимаемого ме -талла.
Генераторы импульсных разрядов типа RC ,где запасаемая энергия импульсного разряда зависит от состояния эрозионного промежутка,не отвечают требованиям получения высокой производительности и качества обработки и заменяются более совершенными.
Большой вклад в исследование механизма электрической эрозии внесли Б.Н.Золотых f36,37,38,39J ,А.С.Зингерман [34,35] ,А.л.Лив-шиц [52,53,54] ,Б.И.Ставицкий [У9,ІОО,ІОІ] ,Н.К.Фотеев [ 104,105] В.Ю.Вероман [іЗ]и целый ряд других исследователей.
Необходимость в повышении интенсивности объемного формообразования при изготовлении штампов привела к проведению фундаментальных исследований и новых разработок процесса электроэрозионной обработки ШИМС совместно с Харьковским политехническим ин-ститутом.Ь период с ІУ50-55 г. разработаны независимые электромашинные генераторы импульсов разных мощностей,исследованы технологические приемы при обработке штампового инструмента.Особым конструкторским бюро эрозионного оборудования разработана гамма электроэрозионных станков.
Дальнейшее совершенствование электроэрозионной обработки с применением генераторов независимых импульсов идет в направлении создания низкочастотных генераторов импульсов на токи до нескольких сот Ампер [56,58J для грубых режимов и высокочастотных генераторов импульсов до 880 КГц и выше 71,72/ для чистовых и доводочных режимов.
Проведение исследований и внедрение новых разработок ЭНИИМСом позволило повысить производительность обработки в десятки раз при снижении износа высокостойкого электроэрозионного графита до десятых долей процента f68,76,91,92/.
С каждым годом роль электроэрозионной обработки особенно в инструментальном производстве возрастает. Целью работы является исследование,разработка и промышленное внедрение электромеханических систем автоматического управления процессом электроэрозионной обработки,обеспечивающих повышение производительности и точности электроэрозионных копировально-про-шивочных станков в условиях воздействия на процесс технологических возмущений.Для достижения поставленной цели в диссертационной работе решаются следующие основные задачи: - разработка математической модели процесса электроэрозионной обработки, адекватно отражающей изменения переменных,определяющих процесс формообразования в зоне обработки и учитывающей динамику изменения межэлектродного зазора за счет эрозии ; - разработка методики определения достижимых показателей качества управления технологическим процессом электроэрозионной обработки с учетом нелинейностей объекта управления и электропривода ; - разработка методики проектирования,создание и исследование опытно-промышленного образца электромеханической системы автоматического управления процессом электроэрозионной обработки ; - анализ технологических характеристик с целью выбора оптимальных режимов обработки,снижающих энергоемкость и повышающих производительность электроэрозионной обработки.
Исследование влияния параметров импульсов на энергетические характеристики процесса
Регулятор ИР-3 Гз] также как и регуляторы типа ППР,представляет собой трехпозиционную систему стабилизации напряжения на эрозионном промежутке.Однако в отличии от них,здесь применен шаговый двигатель подачи,что существенно улучшает динамические показатели всей схемы.Частота вращения двигателя устанавливается из условий его работы при реверсе без выпадания из синхронизма.К недостаткам этих схем можно отнести то,что порог срабатывания каналов устанавливается оператором интуитивно,при большом интервале между порогами уменьшается чувствительность схемы.
Кроме схем,использующих косвенные параметры регулирования межэлектродного промежутка и определения производительности,разрабатываются схемы экстремального регулирования с непосредственным замером производительности f 21J .Здесь имеется в виду,что производительность процесса пропорциональна величине линейного перемещения электрода-инструмента при неизменной площади обработки и величине межэлектродного зазора,так как изменяется непосредственно все же величина перемещения электрода-инструмента.Определение оптимальной величины уставки регулятора происходит следующим обра-зом.На первоначальной уставке регулятора производится замер величины линейного перемещения электрода за определенный интервал времени.Затем происходит увеличение (уменьшение) уставки и замер величины перемещения электрода за такой же промежуток времени. Эти две величины сравниваются и определяется знак рассогласования. Если величина перемещения электрода увеличилась,то происходит изменение уставки в сторону увеличения подачи электрода-инструмента.
Если при очередном переключении уставки величина перемещения электрода-инструмента уменьшилась,значит предыдущая уставка и соответствует максимальной линейной скорости подачи электрода-инструмента или производительности.Недостаток таких схем в их сложности. Датчики линейных перемещений при большой длине измерения обладают существенными погрешностями.Процесс поиска оптимальной уставки занимает значительную часть времени,величина дискретного изменения уставки выбирается оператором субъективно.При переменной площади обработки поиск экстремума резко затруднен,а это значит,что не во всех случаях эта система может быть применена. В настоящее время некоторые системы автоматического управления процессом электроэрозионной обработки включают в себя электронно-вычислительные машины.Созданы адаптивные системы управления.В процессе обработки регулируется целый ряд параметров: импульсный ток, напряжение,длительность импульса и пауза,скорость подачи,скорость прокачки диэлектрика и т.д.В [П9] описывается ряд таких устройств.Система П0ПІІТ0П не управляет процессом эрозионной обработки непосредственного представляет обслуживающему персоналу информацию, способствующую целенаправленному вмешательству в процесс обработки. Она информирует также обслуживающий персонал о результатах проведенной коррекции процесса. Предусмотрено включение сигнализа- ции при следующих отклонениях рабочего процесса: ненормальный разряд,загрязнение диэлектрической жидкости в рабочем зазоре продуктами эрозии,короткое замыкание,выход из строя генератора импульсов. Описана адаптивная система,в которой контроль за электрическим состоянием рабочего промежутка производится посредством добавочного высоковольтного генератора.Скорость нарастания или падения напряжения в рабочем зазоре преобразуется в аналоговый сигнал, управляющий работой генератора рабочего тока.Система гарантирует стабильность условий обработки и автоматическое управление процессом без контроля и вмешательства обслуживающего персонала. Применение столь сложных систем с вычислительными машинами целесообразно для управления электроэрозионным процессом на крупногабаритных уникальных станках,или группой станков. Основным отличительным признаком существующих электромеханических систем управления электроэрозионным процессом является различие в схемах формирования управляющего сигнала в использовании различных величин первичной информации,отражающих состояние электроэрозионного процесса.Различия в силовой части электропривода не столь значительны.В настоящее время наибольшее распространение получили полупроводниковые усилители и преобразователи,в качестве исполнительного органа - двигатели постоянного тока и шаговые. Характерной особенностью всех электромеханических систем управления процессом электроэрозионной обработки путем изменения величины межэлектродного зазора является наличие редуктора,в подавляющих случаях с большим передаточным числом.
В исследованиях,связанных с созданием систем автоматического управления межэлектродным зазором,важнейшие задачи проектирования решены преимущественно на основе эвристического подхода в вопро-рах синтеза структуры системы и выбора алгоритмов управления процессом.Уто объясняется в недостаточном теоретическом исследова- нии электроэрозионного процесса,как объекта управления,работ посвященных этой теме нначительно меньше,чем вопросам технической и практической реализации электромеханических систем управления процессом электроэрозионной обработки.В работе [15 J рассматривается бесконтактное формообразование при параллельном промежутке , отделяющем инструмент от заготовки.Анализ одномерного формообразования сводится к отысканию зависимости изменения зазора от времени.Решение дано в общем виде и может быть принято за основу для построения математической модели процесса обработки,но требует дальнейшего ее развития. Приведенная математическая модель
[32,33] процесса электроэрозионной обработки,как объекта управления, дает представление о реакции объекта на задающие воздействия по скорости подачи электрода-инструмента,давлению прокачки диэлектрической жидкости,энергии импульсного разряда,напряжению холостого хода генератора импульсов,вязкости рабочей среды и т.д. Показано,что величина межэлектродного зазора связана с величиной среднего напряжения сложной динамической связью,причем эта связь неоднозначна.
Экспериментальные исследования статических характеристик
Амплитуда и частота вибрации электрода-инструмента. Для интенсификации эвакуации продуктов эрозии из зоны обработри в большинстве случаев применяют вибрацию электрода-инструмента. Для этой цели применяется электромагнитный вибратор с регулируемой амплитудой,за счет изменения напряжениям постоянной частотой вибрации,равной 100 Гц.Выбор этой частоты обусловлен промышленной частотой сети 50 Гц,питающей обмотку вибратора.Применение независимых генераторов импульсов напряжения типа ШГЙ резко увеличило возможности электроэрозионной обработки и на чистовых и доводочных режимах,при малых величинах межэлектродного зазора,действие вибратора становится мало эффективно.Поэтому для определения оптимальной частоты и амплитуды вибрации были проведены эк-сперименты.На рис,2.6 показана зависимость производительности от частоты вибрации элетрода-инструмента,для разных энергий импульсного разряда.до частоты 40 Гц процесс неустойчив и определяется в основном неустойчивой работой регулятора межэлектродного зазора и медленной смены диэлектрической жидкости из-за малой частоты вибрации.Как видно,для различных режимов обработки существует оптимальная частота вибрации.Для черновых режимов обработки она лежит в пределах 100 т 160 Гц, для чистовых от 160 Гц и выше. На рис.2,7 приведена экспериментальная зависимость производительности от амплитуды вибрации для различных частот.Зависимость имеет экстремальный характер.Причем с увеличением частоты вибрации оптимальная амплитуда вибрации уменьшается.Это объясняется,очевидно тем,что при повышении частоты вибрации эвакуационная способность возрастает,увеличивается прокачивающее действие,а уменьшение амплитуды вибрации приводит к тому,что электрод-инструмент большую часть времени находится в зоне пробивного напряжения. Уменьшение амплитуды вибрации совершенно необходимо для чистовых режимов,когда резко сокращается межэлектродный пробивной зазор,а увеличение частоты вибрации должно компенсировать снижение эвакуационной способности уменьшением амплитуды. Таким образом регулированием частотой и амплитудой вибрации возможно повысить производительность процесса.
Таким образом выбор оптимальных значений величин амплитуды и частоты вибрации электрода-инструмента для заданного режима обработки позволяет вести обработку с максимальной производительностью. Для этой цели в работе предложено разработанное устройство для питания серийного электромагнитного вибратора,позволяющее регулировать частоту и амплитуду вибрации в широких пределах.Схема и краткое описание дано в приложении 4.
Межэлектродный зазор.Выбор параметра управления. Реализация всех направлений,связанных с улучшением процесса злектроэрозионной обработки,возможна только при определенном межэлектродном зазоре.Величина зазора изменяется под действием ряда закономерных или случайных факторов.Незначительное его изменение приводит к изменению условий обработки.При этом изменяются закон нарастания напряженности электрического поля,длительность разряда,величина импульсного тока,количество рабочих импульсов, величина энергии импульса,процесс эвакуации продуктов эрозии и т.д.Так как в межэлектродном зазоре происходит и съем металла и его удаление из зоны обработки,то величина зазора должна удовлетворять условиям их максимального значения.Однако эти требования противоречивы,для удаления продуктов эрозии зазор должен быть увеличен,для съема уменьшен.Поэтому выбор оптимального межэлектродного зазора является основной задачей автоматического управления процессом электроэрозионной обработки.
В главе I отмечалось,что управление межэлектродным зазором осуществляется в основном по косвенным параметрам.Для конкретно заданного режима обработки выбор управляемой величины не представляет сложности,а для универсальных станков является проблемой,которая полностью не решена в настоящее время.Ни один из параметров,применяемых в системах управления процессом не отвечает полностью всем требованиям,поэтому на выбор параметра управления при проектировании систем оказывает немалую роль и субъективный фактор.Задача выбора параметра управления может быть решена на основе математического планирования эксперимента Гі,63] , что позволит дать количественную оценку того или иного параметра получить дополнительную информацию о взаимодействии с другими величинами. Из рассмотренных в I главе косвенных параметров прежде всего необходимо выбрать те,которые позволяют контролировать производительность процесса и доступны для простого измерения.Часть таких параметров как временный интервал между началом импульса напряжения и началом импульса тока в межэлектродном зазоре,наличие высокочастотных флуктаций напряжения во время разряда и ряд других не несут информации о производительности и не могут быть приняты в качестве основных.Они используются как дополнительные для определения изменения или нарушения процесса эрозионной обработки. Для сокращения числа опытов в качестве исследуемых переменных приняты наиболее распространенные параметры:среднее значение тока,протекающего через межэлектродный зазор ( У J ),среднее значение напряжения на межэлектродном зазоре (Уз J, относительная частота следования рабочих импульсов ( Уз ).
Система с релейным преобразователем частоты рабочих импульсов
В данной главе ставится задача исследования показателей качества управления процессом и их влияние на основные характеристики электроэрозионной обработки.Для того,чтобы межэлектродный зазор был неизменным в процессе обработки,подача электрода-инструмента должна повторять закон его изменения в результате съема металла. Зазор в процессе обработки изменяется либо дискретно,особенно это резко проявляется при плоско-параллельных электродах,либо непрерывного и сигнал обратной связи,пропорциональный зазору будет изменяться дискретно или непрерывно.В худшем случае на систему управления межэлектродным зазором со стороны процесса будет действовать возмущение в виде ступенчатой функции,в результате чего она будет преимущественно работать в переходных режимах.Качество отработки системой этих возмущений будет существенно отражаться на производительности и стабильности процесса. Если в качестве регулируемой величины принять частоту следования рабочих импульсов,то можно контролировать и величину зазора и производительность.Линеаризуем зависимость jp [0/ рис.3.5 и представим ее в виде трапеции рис.4.іа,у которой наклон сторон и величина участка jp (и) = I зависит от режима обработки.Такая замена не вносит большой погрешности,т.к.вблизи рабочей точки (зона со 100% пробоем) линеаризованная статическая характеристика практически совпадает с исходной.Частота следования рабочих импульсов неоднозначно связана с межэлектродным зазором,т.е. для одной и той же частоты соответствуют различные значения Of и 6 Управляющий сигнал U ,который получается в результате ; преобразования частоты рабочих импульсов,должен быть связан с межэлектродным зазором зависимостью,показанной на рис.4.I б.
Участок межэлектродного зазора О Є[b\ )0 ) характеризует собой зону нечувствительности.На этом участке имеет место максимальная производительность т.к.все импульсы рабочие и поэтому электрод-инструмент в процессе обработки должен находиться в этой зоне или вблизи нее.Если за рабочую величину межэлектродного зазора принять средину зоны нечувствительности,то зависимость U(0) рис.4.16 будет соответствовать нелинейному звену с зоной нечувствительности и ограниченным линейным участком.Уто идеальная характеристика преобразования.Реальные же преобразователи совместно с усилителями содержат различные элементы с определенными погрешностями, которые несколько изменяют эту характеристику. В настоящее время наряду с пропорциональными преобразователями и усилителями широкое распространение в системах автоматического управления процессом электроэрозионной обработки получили схемы с использованием релейных или пороговых элементов.Объясняется это отсутствием ползучих скоростей вблизи рабочей зоны,высоким быстродействием, необходимостью ограничения сигнала обратной связи,простотой схемы управления и др.Рассмотрим динамические свойства электромеханических систем управления процессом обработки,содержащими в качестве преобразователя релейные и пропорциональные эле-менты.На основе их сравнения определим возможность их применения при синтезе систем автоматического управления процессом.
В общем случае релейный элемент системы управления имеет определенную зону нечувствительности и петлю гистерезиса,которые необходимо учитывать из-за малой величины межэлектродного зазора, особенно на чистовых режимах обработки. На рис.4. показано сложение 2-х нелинейностей и результирующая эквивалентная нелинейность.На рисунке отрезок 04 численно равен половине зоны нечувствительности на характеристике объекта управления, CL6 - характеризует зону нечувствительности релейного элемента,величина 6D - ширину петли гистерезиса этого реле.Так как градиенты изменения частоты возрастающей и ниспадающей частей характеристики jp (и) на рис.4.la различны,то результирующая нелинейность оказывается несимметричной,практически эта несимметричность незначительна и ею можно пренебречь.
Структурная схема системы автоматического управления показана на рис.4.3. Схема является 2-х контурной.Один отражает процесс изменения межэлектродного зазора за счет эрозионной обработки, структура и основные параметры звеньев которого были установлены в предыдущем разделе.Второй это следящая система управления,обеспечивающая поддержание оптимального межэлектродного зазора,при котором управляющий сигнал Uy = 0 соответствует 100% рабочих импульсов.В качестве исполнительного органа рассматривается двигатель постоянного тока независимого возбуждения,сообщающий поступательное движение электроду-инструменту через понижающий per дуктор ПР.Система содержит усилитель мощности с передаточной функцией,соответствующей апериодическому звену. На основании структурной схемы по рис.4.3 находится передаточная функция замкнутой системы.
