一种用于叶片电解加工机床的控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种用于叶片电解加工机床的控制系统，所述控制系统由机床操作与控制单元，运动控制单元、电源控制单元、辅助控制单元、供液控制单元等现场控制单元以及专用控制软件组成。控制系统采用分布式控制结构，机床操作与控制单元与其它控制单元之间采用网络连接，控制单元之间信息传输速率快，控制实时性好。

【技术实现步骤摘要】
一种用于叶片电解加工机床的控制系统
本技术公开了一种用于叶片电解加工机床的控制系统，涉及电解加工

技术介绍
叶片是航空机的重要零件之一，它用于发动机进气扇、高低压压气机、动力涡轮等部件中。叶片加工有多种加工方法，常用的加工方法有数控铣削、电解加工、电火花、精密铸造等。由于叶片形状复杂、采用特殊材料制造，一种工艺方法难以完成叶片加工。电解加工具有电极无损耗，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，因而成为这些难加工材料的主要加工方法之一。叶片电解加工是一项比较复杂的加工工艺，目前单个叶片电解加工一般采用一次成形加工工艺方式，即从叶片毛坯的两侧面同时加工，持续加工到预定的位置，叶盆与叶背形状同时加工出来。叶片电解加工机床是进行电解加工的最重要的基础条件，电解加工机床通常包括机床本体，运动系统、电解液系统、加工电源系统以及控制系统，控制系统的作用是把机床运动、电解液系统、加工电源系统有机结合在一体、能够统一调度指挥并能够根据加工的要求提供精确的运动、能够保证加工中供电与供液。现有的电解加工机床多数是人工操作为主，加工时由加工人员对加工条件进行判断，执行相应的操作。叶片电解加工对加工机床控制系统提出更高的要求，要求加工系统中各个子系统之间协调性好，加工过程中控制系统要能够正常做出决策并对加工过程中出现的意外情况进行处理。由于叶片加工系统各组成单元分布在不同的加工区域，机床的结构比较分散，加工操作指令要正确传送到各个子系统，子系统的加工相关信息又需要反馈到控制单元。要实现统一的调度，系统之间的信息传输与处理实时性要求比较高，如何把不同厂商制造的控制单元集成一起，实现电解加工所需的功能是电解加工机床控制系统要解决的关键问题。针对叶片电解加工要求，本技术公布了一种能够适用于叶片电解加工机床的分布式控制系统，可满足叶片加工多样性以及叶片加工自动化要求。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是：针对现有技术的缺陷，提供一种用于叶片电解加工机床的控制系统，控制系统采用分布式控制方案、可以有效对电解加工的各个单元进行控制，系统之间采用网络连接，信息传输速率高、抗干扰、实时好，并且开发了相应的控制软件满足叶片电解加工要求，可以实现叶片加工中的自动化对刀、分段加工、故障处理、参数变化等要求。本技术为解决上述技术问题采用以下技术方案：一种用于叶片电解加工机床的控制系统，所述控制系统包括机床操作与控制单元、运动控制单元、电源控制单元、辅助控制单元以及供液控制单元，还包括设置于所述控制系统中的叶片电解加工控制软件，其中：控制系统在结构上采用分布控制模式，操作与控制单元为机床控制中央控制单元，运动控制单元、电源控制单元、辅助控制单元和供液控制器为现场控制单元；所述机床操作与控制单元与运动控制单元、电源控制单元、辅助控制单元和供液控制单元之间采用网络通讯方式传送控制信息，各控制单元之间通过路由器建立连接；所述机床操作及控制单元包括控制器、操作与显示模块以及接口；在机床操作与控制单元中设置有叶片电解加工控制软件，所述叶片电解加工控制软件控制电解加工过程以及现场控制单元的运行，显示并存储电解加工过程有关信息；所述运动控制单元包括运动控制器、伺服驱动器、伺服电机和检测光栅，用于控制机床左右工作头运动，其中，运动控制器通过其网络接口与机床操作与控制单元连接，运动控制器与伺服驱动器之间通过控制转接卡连接。作为本技术的进一步优选方案，所述辅助控制单元与供液控制单元均采用PLC构建，其中，辅助控制包括CPU模块以及开关量与模拟量输入输出模块，上述模块之间采用排线连接，用以协助中央控制单元控制机床部分功能，减轻中央控制单元控制器的运行负担，提高运行效率和实时性；供液控制单元包括电源模块、CPU模块、开关量输入输出模块、模拟量输入输出模块以及触摸屏，CPU模块与机床操作与控制单元之间通过网络通讯转接模块连接。本技术还公开了用于叶片电解加工机床的控制系统所对应的加工控制方法，所述加工控制方法包括加工过程中自动对刀、分段加工、加工参数变化和加工故障恢复控制，其中，在控制系统中根据加工艺把叶片电解加工过程分解成若干个基本加工控制步骤，在每个基本加工控制步骤中确定所需的控制任务，对照加工需求组合成相应的加工模式，所述加工模式包括双头加工、单头加工或者工艺开发；叶片电解加工根据实际需要把加工过程设置成多段进行，在每一段中设置相应的加工电压、电源频率、占空比和进给速度，控制系统根据设置的分段加工参数值自动调整加工参数。作为本技术的进一步优选方案，所述的自动对刀控制方法，采用专用对刀模块实现加工自动对刀，加工对刀由控制系统中对刀控制程序控制，对刀过程包括对刀电源供电、对刀回路接通、启动对刀程序、对刀接触检测、启动让刀程序、关闭对刀回路以及对刀电源断电。作为本技术的进一步优选方案，所述的加工故障恢复的控制方法包括，在加工中发生故障时，控制系统够对加工故障进行处理，处理过程包括故障信息存储、处理故障、加工位置恢复和加工过程恢复。本技术还公开了一种用于叶片电解加工机床的控制系统对应的专用控制软件，所述控制软件采用多文档结构，由一个父窗体和多个子窗体组成，在每个子窗体上设置一个机床控制操作界面，子窗体工作界面切换采用父窗体底部的菜单操作；所述控制软件中工作界面从上向下依次分为工作参数显示区、加工过程动态显示区、加工操作区和加工状态提示区；所述控制软件的工作界面上的加工操作区中设置有加工操作键，用于与加工有关加工和机床操作，操作键功能定义因工作界面不同有所变化，操作软件定义的功能包括对刀模块、加工电源、供液系统、运动系统、工件装夹、舱门、润滑或者加工故障操作；通过所述控制软件进行工作参数设置，设置的加工参数包括加工对刀、分段选择项、运动位置参数、运动速度参数、加工故障处理参数、左头分段加工参数、右头分段加工参数及其它参数，当参数更改后控制系统将更改后的信息保存至ACESS数据库中。作为本技术的进一步优选方案，所述控制软件的操作界面中，设置的子窗体包括：双头加工、单头加工、工艺开发、工艺分析、供液控制、运动控制、电源控制和参数设置。本技术采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：本技术的叶片电解加工机床的控制系统采用分布式控制模式，由操作与控制单元根据叶片电解加工工序内容控制电解加工过程并控制机床运动、机床辅助功能、供液系统、加工电源的运行。采用分布式控制结构可以更好处理叶片电解复杂控制任务，提高系统的工作效率，提高系统实时性。叶片电解加工机床控制系统在加工过程控制上采用了模块化结构，根据叶片电解加工序内容及加工步骤分成多个加工控制步骤，对每一个加工步骤中规定了对应的控制内容和工作时序，具有手动和自动触发方式本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于叶片电解加工机床的控制系统，其特征在于：所述控制系统包括机床操作与控制单元、运动控制单元、电源控制单元、辅助控制单元以及供液控制单元，还包括设置于所述控制系统中的叶片电解加工控制软件，其中：/n控制系统在结构上采用分布控制模式，操作与控制单元为机床控制中央控制单元，运动控制单元、电源控制单元、辅助控制单元和供液控制器为现场控制单元；/n所述机床操作与控制单元与运动控制单元、电源控制单元、辅助控制单元和供液控制单元之间采用网络通讯方式传送控制信息，各控制单元之间通过路由器建立连接；/n所述机床操作及控制单元包括控制器、操作与显示模块以及接口；在机床操作与控制单元中设置有叶片电解加工控制软件，所述叶片电解加工控制软件控制电解加工过程以及现场控制单元的运行，显示并存储电解加工过程有关信息；/n所述运动控制单元包括运动控制器、伺服驱动器、伺服电机和检测光栅，用于控制机床左右工作头运动，其中，运动控制器通过其网络接口与机床操作与控制单元连接，运动控制器与伺服驱动器之间通过控制转接卡连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于叶片电解加工机床的控制系统，其特征在于：所述控制系统包括机床操作与控制单元、运动控制单元、电源控制单元、辅助控制单元以及供液控制单元，还包括设置于所述控制系统中的叶片电解加工控制软件，其中：
控制系统在结构上采用分布控制模式，操作与控制单元为机床控制中央控制单元，运动控制单元、电源控制单元、辅助控制单元和供液控制器为现场控制单元；
所述机床操作与控制单元与运动控制单元、电源控制单元、辅助控制单元和供液控制单元之间采用网络通讯方式传送控制信息，各控制单元之间通过路由器建立连接；
所述机床操作及控制单元包括控制器、操作与显示模块以及接口；在机床操作与控制单元中设置有叶片电解加工控制软件，所述叶片电解加工控制软件控制电解加工过程以及现场控制单元的运行，显示并存储电解加工...

【专利技术属性】
技术研发人员：王福元，丁家政，蔡开风，郭锦萍，闵云霄，
申请(专利权)人：盐城工学院，
类型：新型
国别省市：江苏;32