Eigenschappen van de servoregeling van een AEG Elbomat 400 vonkerosiemachine

Eigenschappen van de servoregeling van een AEG Elbomat

400 vonkerosiemachine

Citation for published version (APA):

Links, P. G. (1974). Eigenschappen van de servoregeling van een AEG Elbomat 400 vonkerosiemachine. (TH Eindhoven. Afd. Werktuigbouwkunde, Laboratorium voor mechanische technologie en werkplaatstechniek : WT rapporten; Vol. WT0343). Technische Hogeschool Eindhoven.

Document status and date: Gepubliceerd: 01/01/1974

Document Version:

Uitgevers PDF, ook bekend als Version of Record

Please check the document version of this publication:

• A submitted manuscript is the version of the article upon submission and before peer-review. There can be important differences between the submitted version and the official published version of record. People interested in the research are advised to contact the author for the final version of the publication, or visit the DOI to the publisher's website.

• The final author version and the galley proof are versions of the publication after peer review.

• The final published version features the final layout of the paper including the volume, issue and page numbers.

Link to publication

General rights

Copyright and moral rights for the publications made accessible in the public portal are retained by the authors and/or other copyright owners and it is a condition of accessing publications that users recognise and abide by the legal requirements associated with these rights. • Users may download and print one copy of any publication from the public portal for the purpose of private study or research. • You may not further distribute the material or use it for any profit-making activity or commercial gain

• You may freely distribute the URL identifying the publication in the public portal.

If the publication is distributed under the terms of Article 25fa of the Dutch Copyright Act, indicated by the “Taverne” license above, please follow below link for the End User Agreement:

www.tue.nl/taverne

Take down policy

If you believe that this document breaches copyright please contact us at:

openaccess@tue.nl

providing details and we will investigate your claim.

f---,--.---~--.---~---rapport van de sedie: FYS I SCHE BEWERKI NGEN

titel: Eigenschappen van de servoregeling van een AEG Elbomat 400 vonkerosiemachine

Quteur{s}:

Links P.G.

sectieleider: _{C.J.Heuvelman}

hoogleroar: P.C.Veenstra

samenvatting

Gedrag van de ontsteekvertraging na kortsluiting tussen de elektroden van een vonkerosiemachine. Bij groter wOfdende elektrode snelheid heeft de tj (dat is de"snelheid waarmee de ontsteekvertraging

zich instelt na kortsluiting) de tendens om in waarde toe te nemen .

•

prognose

Om meer exacte uitspraken te doen over het gedrag van de ontsteekvertraging na kortsluiting dienen de metingen op een meer verfijndere wijze uitgevoerd worden. codering: trefwoord: vonkerosie datum: 5-12-74 aanted biz. 8 geschikt voor publicatie in:

Vonkerosie is het bewerken van materiaal door het aanleggen van pulsvormige spanningen tussen werkstuk en gereedschap. Rierbij treedt doorslag op tussen de beide eIektrodenF, het vonken.

De gereedschapselektrode wordt in het

we~stuk

afgebeeld.

Ret spanningspatroon ziet er als voIgt uit:

U:

t

fig.1

td is de ontsteekvertraging,dat is de tijd die nodig is om tussen de elektroden een vonk op te bou\'ian

t

t

f is de tijd dat tussen de elektroden een vonk

aan-wezig is;er treedt dan eros op

to is de pauzetijd,de tijd tussen twee opeenvolgende pulzen

U_o is de generator spanning U

f is de momentane pulsspanning.

Een belangrijk gedeelte van een vonkerosiemachine is de servo regeling.Schematisch z t deze er als vmlgt uit:

versterker voor

r

---·----·---·--=:1

r---I

I •

gewenste

+,

_{__ ~ besturings mecha-} werk- •

SPle:t_r

- - ---- ?l spleetbreedt~

_I

nisme

I

L---_______ . __

I

'I

I ! i , i

wer ke Ii

J

ke.~E>J2~~~~

bre e d te __

-1

s

Pl"~;; t;e~

d

t'j

~~----~--- sensor

-fig.2

De servo regeling dient ervoor om de gemiddelde spleetdreedte

tussen de elektroden nagenoeg consti~nt te houden.

Tijdens het vonken kan kortsluiting tussen de elektroden optreden. Dan gebeurt er met de vonkerosiemachine het

volgende:de spanning over de spleet valt weg en de spleetbreedte wordt d.m.v. de servo vergroot.Na verloop van tijd (enkele

mil1iseconden)wordt de kortsluiting opgeheven waardoor het vonken weer mogelijk is, echter het vergroten van de

i!i-

spliet gaat zo snel,dat na ~H~Ri~ het opheffen van de kortsluiting geen ontsteking plaats vindt,de servo regeling konstateert dat de spleetbreedte te groot is en verkleint

deze zodanig dat het vonkproces weer doorgang kan vinden. Met betrekking hierop kunnen een aantal punten worden opgemerkt:

1.Krijgt de ontsteekvertraging na kortsluiting dezelfde waarde en hoe snel stelt de ontsteekvertraging

zich in (bepaling van dtd

=t~~

cit

2 _vlat is met betrekking tot 1. de snelheid van de

elektrode i.v.m. de spoelsnelheid van het dielectricum 3.Wat is de invloed van de pauzetijd (zie o.a. lit.no.2) Er is een poging gedaan om hier wat naders van te bepalen.

Schema van de meetopstelling

elektrode Hottinger meetbrug

verpl.opn. !

schake~,-I ~

--i

laar S

~

~

~"'~~rkstuk

vonkerosie machine fig.3 ultraviolet-sehrijver

Gevonktwerd met de tijdelijk in het laboratorium aanwezige

AEG-vonkerosie machine:de R~me§ Elotherm ELbomat 400.

De Hottinger meetbrug diende ervoor om de beweging Van de elektrode t.q.v. het werkstuk te registrerenjhet

uitgangs-signaal ging naar een UV.-schrijve~.

De ontsteekvertraging werd met een in het laboratorium ontwikkelde td-meetkast gemeten.De werking is als voIgt.

naar UV-.-schrijver

d

fig.4

Gedurende de tijd dat de generator spanning grGter is dan

een ingestelde referentiespanning (hier 40 Volt;zie ook fig.5), sluit de elektronischesahakelaar td en wordt de condensator Cd door de stroombron I opgeladen.Ha beeindiging van de puIs

sluit de elektron che schakelaar tt zodat de condensator Cd ontlaadt. U

'1

c I I U·

~

-

-+ -

- - - r - - - ' - . i

• i

I U'

=

referentie spanning r

Spanningsverloop over de spleet

L.--'---'--___

,.~

__________

--f

---i

Spanningsverloop over

k

De spann'ing (U=>I

C

t) wordt versterkt en naar de UV. -schrijver gestuurd.Omdat dedkondensator in werkelijkheid niet uit een echte stroombron wordt gevoed maar via een weerstand uit een

_.

spanningsbron is de spanning ~d niet recht evenredig met de tijd t d • De td-meetkast is alspolgt geijkt.

Als de spleet te groot is,zodat er geen doorslag kan op-treden,woEdt d0%enerator pulsduur ti=td.tf gemeten.Door nu deze verschillende waarden te geven,kan de ijkgrafiek

bepaald worden die het verband aa~eeft tussen de oplaadtijd

van de condensator Cd(=t_d) en de uitslag op de op d1ov.-schrijVer. Voor de ijkgrafiek zie fig.6.

, Meten

De instelling van de machine is zodanig dat hij "lekker staat te vonken".Door het snel sluiten en openen van schakelaar S

(fig.3) wordt een kortsluiting introduceerd.Na diffefntiatie

(wat alleen grafisch is gedaan) vande verkregen grootheden td en plaats van de elektrode zijn de td en ~i:l!I:a: snelheid bepaald. Zie fig.?

Ret registreren van deze grootheden gebeurde bij verschil-lende instellingen van: de gewenste spleetbreedte

de aanzetsnelheid van de elektrode de pauzetijd.

De pauzetijd liep oP. met stapjeq..,an ca. 5 psec van 3,5 f'sec tot 38 jJ.sec.

De generatorpulsduur bedroeg 42

p.

sec en de generatorspanning was 150 Volt.

'40 35 30

25

20 1'0 5

o

o

110 115 20 25 30 40 N J't AJUlS. sa

tussen de horizefrtale. isO.ii sec.

spoeling

fig.8

D

e spoeling oedroeg 0.2 em 3~ ~sec.

gereedschap elektrode

werkstuk elektrode D:::: 12 rum

d= 2,5

mID

Bij iedere machine instelling werd ca.

4

maal de reactie op kortsluiting vast gelegd.

Resultaten en bespreking

Wa kortsluiting kwam de ontsteekvertraging weer op dezelfde waarde terug.Dit is ook te verwachten omdat de

oewerkings-condities niet veranderden.Omdat deze td-waarden onderling erg varieerdenbij iedere machine instelling,zijn zij niet in de tabel opgenomen.

Behalve van de waarden die er duidelijk uitspringen is bij iedere machine instelling het gemiddelde bepaald van elektrode-snelheid en t~. Zie tabel 1. ~e meetwaarden zijn hier ingedeeld naar snelheids gebieden van de elektrode en oplopende pauze-tijd.

•

Van de waarden van td vIaarvan de spreiding niet te groot is (in de tabel zijn ze onderstreept) is voor elk snelheidsgebied

het gemiddelde bepaald:t~.

Uit de tabel waarden VOIgt de tendens dat bij toenomende snelheid van de elektrode na kortsluiting de waarde van de

.Y( m/sec)

Snelheidsgebied t_p< sec) v( m/sec) _td t

'id 1 • kleiner dan 30 47 41 0.016 0.015 50 )lm/sec 38 35 0.0114 2. 50-100 rm/sec 20 76 76 0.004 0.125 20

₉₉

0.117 24 74 0.009 24 93 1.667 . 30 ₇₀ 11.225 38 58 0.605 38 60 0.132 3. 100-200 )Am/sec 10.5 154 136 0.003 0.16 16 128 0.043 16 136 0.099 30 108 0.551 38 154 0.332 4. 200-400 )Ami sec 3.5 218 211 0.159 5 204 0.002 5. 400-750p/sec 3.5 536 61:4 0.25 0.1198 5 548 0.19 10.5 731 0.198 16 672 0.221 20 583 0.131 6. 1000-2000)kmlsec 3.5 11066 1533 0.004 0.254 3.5 1567 0.163 5 1555 0.195 110.5 1928 0.865 116· 1905 0.627 20 1582 0.353 20 1765 0.150 24 1136 0.173 24 1289 0.115 7. groter dan 3.5 3262 2910 0.027 0.23 2000 jJ-m/sec 5 2971 0.363 10.5 2854 0.168 16 2554 0.160

t~

r·

I 0.251

!

I 0.2

r

1 1 0.157

. !

Y-0.1 ...

I

0. 05

1

o

l-·'I

30 1 • 2. 100 Toelichting: f'ig.9 3. 5. 1 • 7. v

horizontaal is uitgezet de ~,d.i.

de gemiddelde elektrodesnelheid in een snelheidsgebied.

Hieruit zou volgen dat er een gebied is waar de ontsteekver-traging weer vlug op de oude waarde terug'.Y:comt .Er zou dan een

~~YiR~~~~~X«~~~~ boven- en ondergrens zijn waa~ussen de

responsiesnelheden van de elektrode moaten liggen.

Bij kleinere spleetbreedten neemt de omtsteekvertraging in waarde af' (zie lit no.2). Verwacht werd dat bij grotere snel-heden,die tot gevolg hebben dat de spleetbreedte snel kleiner wordt,de ontsteekvertraging zich vlug zal instellen.Maar ook als de e1extrodesnelheid toeneemt,neemt de snelheid van het dielektricum tussen de elektroden toe,wat tot gevolg heef't dat de ontsteekvertraging groter wordt. Tengevolge hiervan

•

werd verwacht dat de td zal a~nemen bij toenemende snelheid.

Beide effecten gecombineerd zouden een plaatje als figu~ 9

_ Binnen een sne1heidsgebied uit de tabe1 b1ijkt,dat bij

op-.

.

lopende waarde van de to de td de tendens heeft eerst op te lopen en dan af te nemen. Een moge1ijk verband zal waarsahijn-1ijk ook hier eerder gezocht moe ten worden tussen het

sne1-.

heids ver100p en td dan tussen to en t d

-De spreiding van a11e metingen is groote Omdat vonkerosie een proces is dat gevoe1ig is voor a11er1ei omstandiheden zoa1s spoe1ing, verontreiniging van het die1ektricum,,~\. ..

temperatuur van het die1ektricum kunnen de waarden zover uit

e1kaar 1iggen. Vooral de spoe1i~ is be1angrijk en 1iefst

zou gewerkt moeten worden met een spoe1ingtwaarvan de sne1-heid tussen de e1ektroden constant is,een die onafhanke1ijk is van de pompwerking van de bewegende e1etrode.

Literatuur

1. College diktaat Fysische en Chemische Bewerkingsmethoden

van Ir.C.J.Heuvelman.

2.~e Ontsteekvertaging bij Vonkerosief Bewerken WT Rapport no.0323 van L.F.Vossen

3. Hand1eiding E10therm E1bomat 400 4. WT Rapport no 0298 van F.Janssen.