Адаптивная система подразумевает автоматическую регулировку параметров электропитания установки в зависимости от некоторых величин анализируемых переменных, поэтому в большинстве современных устройств применяются контроллеры, позволяющие наиболее адекватно анализировать входящие величины, отличие их от аналоговых схем анализа без контроллера (они тоже существуют), в универсальности операций с переменными. Контроллер управляется с помощью управляющей программы, в которой программист может реализовать абсолютно любую последовательность обработки и принимаемые решения, что недоступно аналоговым схемам.

Регулировка мощности установки по средствам контроллера не может производиться с использованием средств ручного управления, хотя принцип реализуем, например переключение с помощью электромагнитного реле между батареями электрических сопротивлений, однако при больших значениях силы тока возникает ряд проблем, таких как: мощность, выделяющаяся на батарее электрических сопротивлений в виде тепла, искрение и нагрев контактов электромагнитных реле, вдобавок ко всему реле работают со значительной задержкой. Специально для таких целей существуют полупроводниковые элементы, такие как: симистор, транзистор, тиристор и т.д.

Использование данных элементов требует иных подходов к регулированию мощности. Мощность удобней регулировать при переменном токе, а затем с помощью трансформатора приводить к требуемым величинам. Широко используется метод «широтно – импульсная модуляция» или ШИМ, который подразумевает с помощью ключа, в определенный момент, замыкать и размыкать электрическую цепь, пропуская при этом определенное количество электроэнергии. Так как переменный ток, на осциллограмме, имеет форму синусоиды, то каждому периоду времени соответствует определённая величина отличная от предыдущей. Таким образом, в определённый период, замыкая цепь, мы получим определенную мощность. С данной задачей не справится ни один оператор, поэтому при реализации данного метода используются контроллеры. Для корректного регулирования необходима синхронизация контроллера и синусоиды, для того чтобы один и тот же отрезок времени на контроллере соответствовал одному и тому же значению мощности на синусоиде. Синхронизировать контроллер можно опираясь на точку перехода синусоиды через ноль, которая присутствует 100 раз в секунду, т.е. 2 раза за период при частоте 50 Гц. Симистор автоматически закрывается при нулевом значении напряжения на условных катоде и аноде, что весьма удобно в нашем случае, используя это свойство соединяя его через оптрон с контроллером можно отследить эту точку, а далее синхронизированный контроллер посылает управляющий сигнал на симистор и открывая его через строго определенный промежуток времени.

Симистор необходимо подбирать с многократным запасом по максимальной силе тока, так как при управлении мощностью трансформатора существует кроме активной, реактивная мощность, при этом симистор не может быть постоянно открыт и пропускать 100% мощности. Однако значение тока кратковременного включения может быть в десятки раз меньше того что может выдержать симистор. Исходя из этого подбирать трансформатор для изготовления силового модуля установки электромеханической обработки необходимо таким образом, что бы при 50% мощности он удовлетворял предъявляемым требованиям.

Необходимость совершенствования установки обусловлена наличием недостатков существующих установок, в частности большие габариты и вес, существенные потери тока на участке между силовым модулем и инструментом, а также неравномерность твердости обработанной поверхности.

Описанные выше недостатки присущи всем, рассмотренным в процессе анализа, установкам, что вполне естественно, так как все они собраны по единой электрической схеме, отличие заключается в мощности установок.

Разрабатывая новую концепцию необходимо учитывать некоторые требования, такие как: универсальность разрабатываемого оборудования; возможность дальнейшего совершенствования; простота концепции (физическая и логическая).

Из вышеописанных недостатков, наиболее сложным является устранение неравномерности закаленного слоя, решением которой может служить адаптивная система контроля технологического тока, другими словами устройство контролирующее силу тока, пропускаемого через поверхность детали, в зависимости от условий. Условия необходимо анализировать, поэтому необходимо устройство, выполняющее данную функцию – блок логических операций или контроллер. На приведенной ниже функциональной схеме (рисунок 1) представлена концепция, отвечающая минимальным требованиям, описанным выше.

Рисунок 1 – Функциональная схема установки ЭМО

Модуль анализа напряжения предназначен для отслеживания электрического сопротивления в пятне контакта контактного инструмента с поверхностью детали, это и есть то условие, анализируя которое, в данной установке, регулируется технологический ток. Универсальность контроллеров представленных на рынке позволяет подключать дополнительные датчики и менять управляющую программу, анализируя при этом сразу несколько параметров.

Как известно из закона Ома, сила тока прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональная сопротивлению, ограничивая напряжение в первичной обмотке трансформатора ограничивается тем самым сила тока во вторичной обмотке, напряжение во вторичной обмотке не играет значимой роли, так как при ЭМО трансформатор работает в режиме короткого замыкания (вторичной обмотки) и сопротивление стремится к нулю, а сила тока к бесконечности, отсюда прямая зависимость силы тока во вторичной обмотке от напряжения в первичной. Однако электрическое сопротивление микроструктуры поверхности все же не равно нулю, в ходе ЭМО оно меняется скачкообразно, в связи с изменяющейся площадью пятная контакта в процессе, что обусловлено шероховатостью поверхности и наличию микровключений (сера, фосфор и т.д.) которые являются диэлектриками.

Система адаптивного контроля технологического тока предназначена для компенсации вышеописанных явлений влияющих на равномерность упрочненного слоя. Система в достаточной мере универсальная и поддерживает расширение путем подключения дополнительных датчиков.