一种电解加工自动对刀装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电解加工自动对刀装置及其控制方法，对刀装置包括对刀控制器，与对刀控制器相连的对刀机构(35)，与对刀机构(35)相连的交流伺服驱动器(37)、位置检测传感器(36)和对刀电源(30)，对刀电源(30)与保护回路(31)相连。该对刀装置机构设计合理，自动化程度高，不但可运用控制系统和内置的对刀程序实现自动对刀，还可通过刀具的运动速度、信号采样时间的合理设置以及刀具位置修正等方法，提高对刀精度，使实际的对刀精度可以控制在0.01mm以内，实用性强。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于电解加工的自动对刀装置和对刀方法，属于电解加工

技术介绍
电解加工常用于航空发动机叶片、炮管膛线、深孔、齿轮、花键、零件抛光、去毛刺加工等，它在加工高温合金、钛合金材料制造的复杂零件时有较大的优势，目前已被广泛应用于航空航天、武器、汽车、医疗器械、仪表等制造行业。电解加工具有阴极无损耗，无宏观切削力，不受加工材料硬度限制等特点，因此非常适合于镍基高温合金、钛合金等难加工材料的加工。由于它在加工镍基高温合金、钛合金材料结构件方面在加工成本、加工效率、表面质量上具有较大的优势，因而成为了这些难加工材料的主要加工方法之一，目前已在航空、航天、兵工等领域得到了广泛应用。在航空工业领域用于航空发动机的叶片、整体叶盘、机匣、扩压器以及高载荷齿轮、窄油槽与汽槽、叶片冷却孔、气动表面微浮凸加工等；在兵工领域用于炮管膛线、枪管膛线的加工等；在民用领域用于加工汽车发动机的增压涡轮、喷油嘴针阀体以及医疗器械、纳米器件、电动剃须刀盖等零件的加工。在电解加工过程中，对刀是开始电解加工前的一个重要步骤，过去都采用手工对刀方法，即用对刀块、塞尺度等工具进行测量，缺点是对刀速度慢、对刀步骤麻烦、对刀精度低。在一些加工场合，例如异形面上的对刀、密闭和狭小空间对刀等，对刀变比较麻烦，因此发展一种自动对刀方法，提高电解加工过程的自动化程度，以适应现代电解加工的技术发展需要。我国现有的电解加工设备大多数是在上世纪七八十年代从国外引进的，其技术已经落后，也有少数设备是为了满足科研需要自行设计与开发的，例如西安昆仑机械厂与西安工业大学联合研制的炮管膛线电解加工机床，南京航空航天大学研制的双头进给叶片电解加工机床、四轴联动整体叶盘数控电解加工机床，合肥工业大学开发的DJK3225卧式电解加工机床，北京航空制造工程研究所研制的单轴振动进给电解机床以及其它专用电解加工机床等。在这些电解加工设备上都没有自动对刀装置，使电解加工前的对刀十分麻烦。本专利技术开发了一种自动对刀装置及其控制方法，它可作为电解加工机床一种功能模块，能够满足新开发电解加工机床需要，提高机床的自动化程度。
技术实现思路
专利技术目的：长期以来，我国电解加工机床的先进性与国外先进的电解加工机床技术水平差距较大，主要表现在电解加工机床加工精度、可靠性和自动化程度方面。本专利技术针电解加工过程对刀问题，专利技术了一种用于电解加工对刀的装置和控制方法，它采用计算机控制方法，利用特定的对刀机构实现电解加工过程中的自动对刀，具有对刀自动化程度高，对刀精度高、对刀安全等特点。技术方案：为了实现以上目的，本专利技术采取的技术方案为：一种用于电解加工的自动对刀装置，它包括对刀控制器，与对刀控制器相连的对刀机构，与对刀机构相连的交流伺服驱动器、位置检测传感器和对刀电源，对刀电源与保护回路相连；所述对刀机构安装在电解加工机床的主轴上，对刀机构通过低压信号进行对刀，由对刀控制器通过交流伺服驱动器控制对刀机构运动，使阴极与工件接触，在阴极与工件之间形成一个回路，在对刀过程中通过位置检测传感器反馈对刀过程中的阴极位置信号，利用该信号实现阴极的高、低速运动切换，通过阴极的低速运动使工件与阴极之间柔性接触，避免碰撞；同时利用对刀保护回路对对刀过程产生的异常情况进行保护。作为优选方案，以上所述的电解加工自动对刀装置，所述对刀控制器包括计算机，运动控制卡、数据采集卡、开关量输入接口板与开关量输出接口板；运动控制卡和数据采集卡安装在计算机的PCI插槽中，数据采集卡通过数据线与开关量输入接口板与开关量输出接口板连接，运动控制卡通过数据线连接数控转接板，再通过数据线与交流伺服驱动器连接；阴极与工件接触的信号和阴极的位置位号通过开关量输入接口板输入到对刀控制器，对刀控制器输出的报警信号和锁紧销动作信号由开关量输出接口板输出。作为优选方案，以上所述的电解加工自动对刀装置，所述的对刀机构包括对刀轴、套筒、锁紧销、绝缘板、弹性垫圈；所述的对刀轴安装在套筒中，对刀轴和套筒之间安装有衬套，对刀轴在衬套中可以进行运动，由导向销对对刀轴的运动进行导向，在套筒的前端面与对刀轴的前端法兰之间安装有弹性垫圈，在对刀轴的尾部利用锁紧螺母进行拉紧，套筒上开有锥形孔，锥形孔内安装有锥形销，套筒上开有通气孔，通气孔上安装有气动连接头，通过气动换向阀进行进气与排气换向，实现锥形销的松销与拔销动作；阴极和工件的底座上安装有绝缘底座。一种电解加工自动对刀装置的控制方法，对刀装置的对刀过程由对刀控制器进行控制，对刀控制器中安装有对刀控制软件；首先在对刀控制器中调出对刀程序，同时发出锥形销的拔销信号，在对刀过程中，对刀机构的运动速度分为高速与低速运动，首先控制软件控制交流伺服电机以高速运动接近于对刀点，在接近对刀点前位置检测传感器发出变速信号，对刀控制器控制交流伺服电机要以低速接近于对刀点，当阴极与工作接触的瞬间，对刀回路接通，向对刀控制器发出位置到达信号，对刀控制器控制交流伺服电机停止运动，对刀控制器对记录位置根据运动形式进行补偿，最终得到对刀的位置坐标，输出显示。本专利技术提供的电解加工自动对刀装置的工作方式，对刀装置的正极接线端子、负极接线端子分别连接到工作台上和阴极的电极连接座，通过气动换向阀控制对刀锁紧销从锁紧孔中拔出；对刀控制器通过交流伺服电机控制对刀机构高速运动，当接近于工件时，由光电传感器发出换速信号，对刀速度改为低速，当阴极与工件发生接触时，通过开关量输入接口向对刀控制器发出运动停止信号，同时发出报警信号，对刀控制器自动记录对刀轴的位置，再控制对刀轴回退到初始位置。有益结果：本专利技术提供的电解加工自动对刀装置具有以下优点：专利技术的电解加工自动对刀装置的对刀过程由计算机进行控制，采用运动控制卡进行驱动，外部开关量信号通过数据采集卡进行采集和发送，运动控制卡与数据采集卡安装在计算机中，控制的集成度高。对刀过程中的运动由交流伺服电机驱动，运动和定位精度高。对刀过程的运动、全部动作由计算机控制，控制的自动化程度高。对刀机构安装在电解加工机床的主轴上，对刀机构具有锁紧装置，在对刀时锁紧销拔出，对刀轴可以进行微小运动，在对刀机构中有弹性结构，可以防止阴极与工件运动时碰撞，保护阴极。在对刀时，锁紧销插紧，对刀轴不能运动，对刀机构与主轴、阴极之间为刚性连接。在接近对刀时阴极以低速与工件发生接触，由计算机采样接触信号控制阴极运动，其对刀精度根据对刀时的速度和采样时间进行计算，把这些值补偿到对刀结果中，提高对刀的位置精度。对刀装置中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电解加工自动对刀装置，其特征在于，它包括对刀控制器，与对刀控制器相连的对刀机构(35)，与对刀机构(35)相连的交流伺服驱动器(37)、位置检测传感器(36)和对刀电源(30)，对刀电源(30)与保护回路(31)相连；所述对刀机构(35)安装在电解加工机床的主轴上，对刀机构(35)通过低压信号进行对刀，由对刀控制器通过交流伺服驱动器(37)控制对刀机构(35)运动，使阴极与工件接触，在阴极与工件之间形成一个回路，在对刀过程中通过位置检测传感器(36)反馈对刀过程中的阴极位置信号，利用该信号实现阴极的高、低速运动切换，通过阴极的低速运动使工件与阴极之间柔性接触，避免碰撞；同时利用对刀保护回路(31)对对刀过程产生的异常情况进行保护。

【技术特征摘要】
1.一种电解加工自动对刀装置，其特征在于，它包括对刀控制器，与对刀控制器相连的
对刀机构(35)，与对刀机构(35)相连的交流伺服驱动器(37)、位置检测传感器(36)和对刀电
源(30)，对刀电源(30)与保护回路(31)相连；
所述对刀机构(35)安装在电解加工机床的主轴上，对刀机构(35)通过低压信号进行对刀，
由对刀控制器通过交流伺服驱动器(37)控制对刀机构(35)运动，使阴极与工件接触，在阴
极与工件之间形成一个回路，在对刀过程中通过位置检测传感器(36)反馈对刀过程中的阴极
位置信号，利用该信号实现阴极的高、低速运动切换，通过阴极的低速运动使工件与阴极之
间柔性接触，避免碰撞；同时利用对刀保护回路(31)对对刀过程产生的异常情况进行保护。
2.根据权利要求1所述的电解加工自动对刀装置，其特征在于：所述对刀控制器包括计
算机(24)，运动控制卡(23)、数据采集卡(25)、开关量输入接口板(27)与开关量输出接口
板(28)；运动控制卡(23)和数据采集卡(25)安装在计算机(24)的PCI插槽中，数据采
集卡(25)通过数据线与开关量输入接口板(27)与开关量输出接口板(28)连接，运动控制卡
(23)通过数据线连接数控转接板(32)，再通过数据线与交流伺服驱动器(37)连接；
阴极(13)与工件(17)接触的信号和阴极(13)的位置位号通过开关量输入接口板(27)
输入到对刀控制器，对刀控制器输出的报警信号和锁紧销(21)动作信号由开关量输出接口
板(28)输出。
3.根据权利要求1所述的电解加工自动对刀装置，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：王福元，王越，
申请(专利权)人：盐城工学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32