一種大尺寸多軸聯(lián)動電解加工機床的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種大尺寸多軸聯(lián)動電解加工機床，包括機床本體、電解加工脈沖電源、電解液循環(huán)過濾系統(tǒng)、集成控制系統(tǒng)；集成控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)機床運動參數(shù)、電解液參數(shù)及脈沖電源參數(shù)的集成控制；電解液循環(huán)過濾系統(tǒng)采用雙回路并聯(lián)過濾電解液，輸入加工區(qū)域的電解液清潔度高，且具有電解液參數(shù)（溫度、濃度、pH值）自動調(diào)節(jié)功能；其中，機床本體包括床身、水平工作臺、轉(zhuǎn)盤、主軸、工作箱、機床外罩，機床能實現(xiàn)五軸聯(lián)動；轉(zhuǎn)盤下方設(shè)置數(shù)控回轉(zhuǎn)臺，工作箱下設(shè)置有滑動裝置，安裝調(diào)整大尺寸工件及陰極時，工作箱可通過滑動裝置移動至機床外罩上方；水平工作臺和轉(zhuǎn)盤下方設(shè)置有防護裝置，能有效將電解液與數(shù)控回轉(zhuǎn)臺及傳動機構(gòu)隔離。
【專利說明】一種大尺寸多軸聯(lián)動電解加工機床
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種大尺寸多軸聯(lián)動電解加工機床，屬于電解加工機床領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]電解加工是一種利用電化學(xué)陽極溶解的原理去除材料的加工方法，屬于特種加工領(lǐng)域。電解加工具有加工效率高、表面質(zhì)量好、無電極損耗、加工范圍廣等優(yōu)點，隨著電解加工技術(shù)研究的深入，電解加工精度和穩(wěn)定性得到很大程度的提高，應(yīng)用也越來越廣泛，尤其適用于航空航天工業(yè)中難加工材料和薄壁結(jié)構(gòu)的整體構(gòu)件的加工。
[0003]電解加工設(shè)備主要由機床本體、電解液系統(tǒng)、電源系統(tǒng)及控制系統(tǒng)組合而成，目前國內(nèi)的電解加工設(shè)備在這些系統(tǒng)的集成控制程度較低，控制系統(tǒng)基本就是指的對機床本體的運動控制部分，而電源系統(tǒng)、電解液系統(tǒng)和運動控制系統(tǒng)基本相互獨立，這就使得電解加工過程需要多名人員協(xié)同操作完成，大大提高了操作的難度。此外，由于各個系統(tǒng)相互獨立，不能設(shè)置合適的停機順序，加工中一旦出現(xiàn)異常，設(shè)備很難以一種最優(yōu)的方式停止，使得工具陰極和工件硬性接觸和火花放電的情況發(fā)生頻繁，造成陰極和工件的損毀，造成不必要的經(jīng)濟損失。針對上述現(xiàn)狀，發(fā)明人提出了如中國專利申請?zhí)?01210573615.4所示的一種數(shù)控電解加工集成控制系統(tǒng)及其控制方法。
[0004]電解加工過程中，對于不同類型的材料，電解加工所需要的電流及電解液參數(shù)往往需求不同，目前國內(nèi)的機床設(shè)計的重點都是在于提高機床機械結(jié)構(gòu)部分的剛度上，對于影響電解加工精度的電源參數(shù)和電解液參數(shù)方面的研究工作投入較少，設(shè)備普遍存在電解加工的參數(shù)尤其是電解液的參數(shù)調(diào)整困難、效率低，故柔性化程度較低，難以滿足不同材料的加工需求，這樣就造成了機床的利用率不高，尤其是進行工藝試驗的時候，造成了實驗前期的準(zhǔn)備時間過長，效率低下。針對上述現(xiàn)狀，發(fā)明人提出了如中國專利申請?zhí)?01210393387.2所示的一種電解加工電解液循環(huán)過濾系統(tǒng)及其控制方法。
[0005]工作箱是進行電解加工的場所，除定位、安裝工件夾具、陰極以確保其準(zhǔn)確的相對位置外，還要將電流、電解液以一定的要求引入到加工間隙區(qū)。工作箱固定部分與各活動部分之間必須可靠密封，由于密封方面的特殊要求，目前現(xiàn)有機床工作箱的操作空間普遍過于狹小，這對工件夾具、工具陰極的安裝調(diào)整造成一定的不便。另外，由于電解液的腐蝕性，電解機床的數(shù)控回轉(zhuǎn)臺、傳動機構(gòu)等非不銹鋼材質(zhì)件與電解液之間必須進行有效的隔離。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明針對目前電解加工設(shè)備柔性化程度低，加工參數(shù)調(diào)整困難，且集成化程度較低的缺點，利用已提出的數(shù)控電解加工集成控制系統(tǒng)及其控制方法和電解加工電解液循環(huán)過濾系統(tǒng)及其控制方法，提出一種電解加工參數(shù)調(diào)成方便，集成化程度高、操作方便的大尺寸多軸聯(lián)動電解加工機床。
[0007]本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種大尺寸多軸聯(lián)動電解加工機床，包括機床本體、電解加工脈沖電源、電解液循環(huán)過濾系統(tǒng)和集成控制系統(tǒng)，其特征在于:所述機床本體包括床身、水平工作臺、轉(zhuǎn)盤、主軸、工作箱及機床外罩，其中水平工作臺設(shè)置在床身上方，并通過X向傳動機構(gòu)實現(xiàn)X向運動，轉(zhuǎn)盤安裝在水平工作臺中，轉(zhuǎn)盤通過其下方的Ct向回轉(zhuǎn)機構(gòu)實現(xiàn)ct向轉(zhuǎn)動；主軸安裝在水平工作臺側(cè)面，主軸通過傳動機構(gòu)實現(xiàn)cx向轉(zhuǎn)動、Y向及Z向運動，以上五個方向的運動在集成控制系統(tǒng)控制之下實現(xiàn)五軸聯(lián)動；所述工作箱下設(shè)置有滑動裝置，安裝調(diào)整大尺寸工件及陰極時所述工作箱可通過滑動裝置移動至機床外罩上方；所述水平工作臺和轉(zhuǎn)盤下方還設(shè)置有將電解液與數(shù)控回轉(zhuǎn)臺及X向傳動機構(gòu)隔離的防護裝置。
[0008]所述X向運動由伺服電機通過聯(lián)軸器直接帶動滾珠絲杠副來實現(xiàn)，所述Ct向回轉(zhuǎn)機構(gòu)包括Ct伺服電機及數(shù)控回轉(zhuǎn)臺，轉(zhuǎn)盤與數(shù)控回轉(zhuǎn)臺通過短軸連接，Ct向回轉(zhuǎn)運動由Ct伺服電機帶動數(shù)控回轉(zhuǎn)臺中的蝸輪蝸桿機構(gòu)實現(xiàn)；所述主軸的運動機構(gòu)包括在主軸后側(cè)設(shè)置的CX向回轉(zhuǎn)機構(gòu)、Y向傳動機構(gòu)及Z向傳動機構(gòu)，其中，CX向回轉(zhuǎn)運動通過CX伺服電機實現(xiàn)，Y向運動及Z向運動均由伺服電機通過聯(lián)軸器直接帶動滾珠絲杠副來實現(xiàn)。
[0009]所述工作箱下設(shè)置的滑動裝置包括滑塊、直線滑軌、支撐桿，所述工作箱與滑塊之間設(shè)置有工作箱支撐板，所述工作箱、滑塊及工作箱支撐板通過螺釘固定在一起，所述直線滑軌與支撐桿之間設(shè)置有直線滑軌安裝座，所述直線滑軌、支撐桿及直線滑軌安裝座也通過螺釘固定在一起。
[0010]所述設(shè)置于水平工作臺和轉(zhuǎn)盤下的防護裝置包括設(shè)置于水平工作臺下方的工作臺防護罩、設(shè)置于轉(zhuǎn)盤下方的操作板防護罩、設(shè)置于X軸溜板上方的X軸溜板防護罩(5-4)，電解液流入轉(zhuǎn)盤和水平工作臺的縫隙后從工作臺防護罩、X軸溜板防護罩及操作板防護罩之間進入床身護罩，最后流入電解液循環(huán)過濾系統(tǒng)。
[0011]所述集成控制系統(tǒng)包括上位機、進給運動控制系統(tǒng)、電解液參數(shù)控制系統(tǒng)、脈沖電源控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)，所述上位機作為控制單元，設(shè)定電解加工中的運動參數(shù)、電解液參數(shù)及電源參數(shù)，加工中通過數(shù)據(jù)采集卡反饋的數(shù)據(jù)對各參數(shù)進行精確控制，同時實時顯示加工參數(shù)信號，當(dāng)加工過程中出現(xiàn)異常時，控制各系統(tǒng)停止運行并報警。
[0012]電解加工系統(tǒng)輸出的電解液進行過濾之后重新輸回至電解加工系統(tǒng)，所述電解加工系統(tǒng)輸出的電解液分為兩個回路，其中第一回路包括主泵及兩級串聯(lián)的過濾器，其根據(jù)集成控制系統(tǒng)設(shè)定的參數(shù)調(diào)節(jié)輸入加工區(qū)域電解液的流量、壓力并凈化電解液，第二回路包括板框壓濾機、流量變送器，用以將電解液槽中電解產(chǎn)物及雜質(zhì)壓干并排出，電解液槽上還設(shè)有電解液參數(shù)控制系統(tǒng)，所述電解液參數(shù)控制系統(tǒng)包括有浸入電解液中的熱交換器、溫度傳感器、濃度傳感器、PH傳感器以及通過電磁閥和管道與電解液槽相連的PH值調(diào)液槽、濃度調(diào)液槽，所述溫度傳感器、濃度傳感器及PH傳感器輸出信號通過數(shù)據(jù)采集卡傳遞給集成控制系統(tǒng)，集成控制系統(tǒng)根據(jù)采集的信號控制熱交換器、PH值調(diào)液槽及濃度調(diào)液槽來調(diào)節(jié)電解液的參數(shù)。
[0013]所述電解加工脈沖電源為高頻脈沖電源，所述集成控制系統(tǒng)設(shè)置電解加工脈沖電源的頻率、脈寬及占空比。
[0014]所述大尺寸多軸聯(lián)動電解加工機床還設(shè)有低壓短路對刀裝置，所述低壓短路對刀裝置包括有低壓直流電源，所述低壓直流電源的正負(fù)極分別通過導(dǎo)線與工件和陰極相連，所述低壓直流電源的正極和工件之間還設(shè)有繼電器開關(guān)和電流傳感器。
[0015]本發(fā)明具有如下有益效果: (1)、本發(fā)明機床采用可后推式工作箱，使得機床具有很大的操作空間，方便了工件及陰極的安裝和調(diào)整，尤其適用于加工一些大尺寸零件；
(2)、本發(fā)明機床的水平工作臺和數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺下方設(shè)有防護裝置，能有效將電解液與數(shù)控回轉(zhuǎn)臺及X向進給機構(gòu)隔離，從而避免電解液對數(shù)控回轉(zhuǎn)臺及X向進給機構(gòu)造成腐蝕，很好的保護了數(shù)控回轉(zhuǎn)臺及X向傳動機構(gòu)；
(3)、本發(fā)明中機床的ct和cx軸均采用伺服電機實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)，具有定位精度和分辨率高的優(yōu)點，對加工具有自由曲面的整體構(gòu)件能保證很高的精度；
(4)、本發(fā)明中機床運動系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、電解液過濾循環(huán)系統(tǒng)實現(xiàn)了集成控制，三者均可以通過工控機實現(xiàn)控制，這減少了操作人員數(shù)量，而且通過協(xié)同控制，可以實現(xiàn)加工過程中的異常防護，從而減少經(jīng)濟損失；
(5)、本發(fā)明電解液循環(huán)過濾系統(tǒng)采用雙回路并聯(lián)過濾電解液，輸入加工區(qū)域的電解液清潔度高，且具有電解液參數(shù)(溫度、濃度、PH值)自動調(diào)節(jié)功能，裝置中電解液的循環(huán)過濾過程分為粗過濾和精過濾兩部分，有效的提高了電解液過濾的效率，降低了電解液的使用量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明大尺寸多軸聯(lián)動電解加工機床三維結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2為本發(fā)明大尺寸多軸聯(lián)動電解加工機床的機床本體三維結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖3為本發(fā)明大尺寸多軸聯(lián)動電解加工機床運動三維結(jié)構(gòu)圖。
[0019]圖4為工作箱滑動裝置局部三維簡圖。
[0020]圖5為機床數(shù)控回轉(zhuǎn)臺及X向傳動機構(gòu)防護裝置示意圖。
[0021]圖6為機床數(shù)控回轉(zhuǎn)臺及X向傳動機構(gòu)防護裝置局部放大圖。
[0022]圖7為本發(fā)明大尺寸多軸聯(lián)動電解加工機床集成控制系統(tǒng)簡圖。
[0023]圖8為電解液循環(huán)過濾系統(tǒng)簡圖。
[0024]圖9為本發(fā)明大尺寸多軸聯(lián)動電解加工機床短路對刀系統(tǒng)簡圖。
[0025]其中:1-1-機床本體、1-2-電解加工脈沖電源、1-3-電解液循環(huán)過濾系統(tǒng)、
1-4:-集成控制系統(tǒng)、2-1-床身、2_2_水平工作臺、2_3_轉(zhuǎn)盤、2_4_主軸、2_5_工作箱、
2-6-機床外罩、3-1-X向?qū)к墶?-2-ct伺服電機、3-3-X向滾珠絲杠副、3-4-X軸溜板、3-5-X向絲杠螺母座、3-6-數(shù)控回轉(zhuǎn)臺、3-7-X向伺服電機、3-8-cx伺服電機、3-9-Y軸溜板、
3-10-Y向伺服電機、3-11-Y向?qū)к墶?-12-橫梁、3-13-Z向伺服電機、3-14-Z向滾珠絲杠副、3-15-平衡塊、3-16-Z向絲杠螺母座、3-17-Z向?qū)к墶?-18-Y向絲杠螺母座、3-19-Y向滾珠絲杠副、3-20-立柱、4-1-工作箱支撐板、4-2-滑塊、4-3-直線滑軌、4_4直線滑軌安裝座、4-5-支撐桿、5-1-操作板防護罩、5-2-墊塊、5-3-工作臺防護罩、5-4-X軸溜板防護罩、5-5-床身護罩。
【具體實施方式】
[0026]請參照圖1所示，本發(fā)明大尺寸多軸聯(lián)動電解加工機床包括機床本體1-1、電解加工脈沖電源1-2、電解液循環(huán)過濾系統(tǒng)1-3、集成控制系統(tǒng)1-4。
[0027]請參照圖2和圖3所述，機床本體1-1包括床身2-1、水平工作臺2_2、轉(zhuǎn)盤2_3、主軸2-4、工作箱2-5及機床外罩2-6，轉(zhuǎn)盤2-3和水平工作臺2_2均為大理石材質(zhì)，轉(zhuǎn)盤2_3與數(shù)控回轉(zhuǎn)臺3-6通過短軸連接，上述數(shù)控回轉(zhuǎn)臺3-6可從煙臺環(huán)球機床附件公司購得，機床能實現(xiàn)五軸聯(lián)動，分別為水平工作臺2-2的X向運動、轉(zhuǎn)盤2-3的ct向轉(zhuǎn)動及主軸2-4的cx向轉(zhuǎn)動、Y向運動及Z向運動。工作箱2-5下設(shè)置有滑動裝置，安裝工件及陰極時工作箱2-5可沿固定于床身2-1的直線滑軌滑動至機床外罩2-6上方，特別適于大尺寸零件的安裝與調(diào)整。所述水平工作臺2-2和轉(zhuǎn)盤2-3下方設(shè)置有防護裝置，能有效將電解液與數(shù)控回轉(zhuǎn)臺3-6及X向傳動機構(gòu)隔離。集成控制系統(tǒng)1-4可以實現(xiàn)機床運動參數(shù)、電解液參數(shù)及脈沖電源參數(shù)的集成控制。電解液循環(huán)過濾系統(tǒng)1-3采用雙回路并聯(lián)過濾電解液，輸入加工區(qū)域的電解液清潔度高，且具有電解液參數(shù)(溫度、濃度、PH值)自動調(diào)節(jié)功能。
[0028]圖3揭示了本發(fā)明大尺寸多軸聯(lián)動電解加工機床運動三維結(jié)構(gòu)圖，其具體說明本機床的運動，水平工作臺2-2和轉(zhuǎn)盤2-3運動形式如下:水平工作臺2-2下設(shè)置X向傳動機構(gòu)，所述X向傳動機構(gòu)具有X向滾珠絲杠傳動副，X向滾珠絲杠傳動副中的X向滾珠絲杠副3-3的一端由聯(lián)軸器與X向伺服電機3-7連接，另一端由固定在床身上的軸承支撐，所述水平工作臺2-2下方設(shè)置數(shù)控回轉(zhuǎn)臺3-6，所述數(shù)控回轉(zhuǎn)臺3-6通過螺釘與X軸溜板3-4固定，所述X軸溜板3-4與X向傳動機構(gòu)中的X向絲杠螺母座3-5通過螺釘連接并可沿床身
2-1上的X向?qū)к?-1移動。轉(zhuǎn)盤2-3下設(shè)置ct向回轉(zhuǎn)機構(gòu)，ct向回轉(zhuǎn)運動由ct伺服電機3-2帶動數(shù)控回轉(zhuǎn)臺3-6中的蝸輪蝸桿機構(gòu)實現(xiàn)。
[0029]本發(fā)明中主軸2-4運動形式如下:主軸2-4后側(cè)設(shè)置有cx向回轉(zhuǎn)機構(gòu)、Y向傳動機構(gòu)及Z向傳動機構(gòu)，其中主軸的cx向回轉(zhuǎn)運動通過設(shè)置在Y軸溜板3-9中的cx伺服電機3-8實現(xiàn)；所述Y向傳動機構(gòu)具有Y向滾珠絲杠傳動副，所述Y向滾珠絲杠傳動副中的Y向滾珠絲杠副3-19的一端由聯(lián)軸器與Y向伺服電機3-10連接,另一端由固定在橫梁3-12上的軸承支撐，所述Y軸溜板3-9與Y向傳動機構(gòu)中的Y向絲杠螺母座3-18通過螺釘固定并可沿固定在橫梁3-12上的Y向?qū)к?-11移動；所述Z向傳動機構(gòu)具有Z向滾珠絲杠傳動副，所述Z向滾珠絲杠傳動副中Z向滾珠絲杠副3-14的一端由聯(lián)軸器與Z向伺服電機
3-13連接，另一端由固定在立柱3-20上的軸承支撐，所述橫梁3-12與Z向傳動副中的Z向絲杠螺母座3-16通過螺釘固定并可沿固定在立柱3-20上的Z向?qū)к?-17移動，所述立柱
3-20后側(cè)設(shè)置平衡塊3-15，所述平衡塊3-15用于平衡主軸2_4的傳動機構(gòu)。
[0030]請參照圖1至圖3并結(jié)合圖4所示，為方便陰極及工件特別是大尺寸工件的安裝調(diào)整，如圖2，設(shè)計的工作箱2-5可沿固定于機床床身2-1上的直線滑軌4-3做前后的運動。工件及陰極安裝調(diào)整時，將工作箱2-5推至機床外罩2-6上方，可以使整個工作臺裸露，操作人員可處于機床前部或左右部分。如圖4，所述工作箱滑動裝置包括滑塊4-2、直線滑軌4-3、支撐桿4-5，其中工作箱2-5與滑塊4-2之間設(shè)置有工作箱支撐板4_1，三者通過螺釘固定在一起，直線滑軌4-3與支撐桿4-5之間設(shè)置直線滑軌安裝座4-4，三者也通過螺釘固定在一起。
[0031]請參照圖5至圖6所示，水平工作臺2-2與轉(zhuǎn)盤2-3之間存在一定間隙，由于電解液具有腐蝕性，進行電解加工時電解液會從水平工作臺2-2與轉(zhuǎn)盤2-3之間的間隙滲入X向傳動機構(gòu)及數(shù)控回轉(zhuǎn)臺3-6，故所述水平工作臺2-3下方設(shè)置工作臺防護罩5-3，轉(zhuǎn)盤2-3下方設(shè)置操作板防護罩5-1，X軸溜板3-4上方設(shè)置X軸溜板防護罩5-4，電解液流入轉(zhuǎn)盤
2-3和水平工作臺2-2的縫隙后會從工作臺防護罩5-3、X軸溜板防護罩5-4及操作板防護罩5-1之間進入床身護罩5-5 (如圖6中箭頭所示)，最后流入電解液循環(huán)過濾系統(tǒng)1-3，通過上述裝置能有效避免電解液對數(shù)控回轉(zhuǎn)臺3-6及X向傳動機構(gòu)造成腐蝕。
[0032]請參照圖7所示，簡要介紹本發(fā)明大尺寸多軸聯(lián)動電解加工機床集成控制系統(tǒng)，具體控制方式及方法可參考專利:一種數(shù)控電解加工集成控制系統(tǒng)及其控制方法(申請?zhí)?201210573615.4)，所述的集成控制系統(tǒng)1_4包括上位機、進給運動控制系統(tǒng)、電解液參數(shù)控制系統(tǒng)、脈沖電源控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)。其中，上位機作為控制單元，設(shè)定電解加工中的運動參數(shù)、電解液參數(shù)及電源參數(shù),加工中通過數(shù)據(jù)采集卡反饋的數(shù)據(jù)對各參數(shù)進行精確控制，同時實時顯示加工參數(shù)信號，當(dāng)加工過程中出現(xiàn)異常時，控制各系統(tǒng)停止運行并報警。集成控制系統(tǒng)1-4根據(jù)電解加工的工藝特點，設(shè)定電源系統(tǒng)、電解液循環(huán)過濾系統(tǒng)及機床運動系統(tǒng)工作的優(yōu)先級。開始加工時，按電解液系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、機床運動系統(tǒng)次序工作；加工結(jié)束或者中途出現(xiàn)加工異常時，停機順序按機床運動系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、電解液系統(tǒng)次序進行，可以避免由操作失誤導(dǎo)致的工具和陰極剛性接觸及短路燒蝕產(chǎn)生的經(jīng)濟損失。
[0033]請參照圖8所示，簡要介紹本機床電解液循環(huán)過濾系統(tǒng)，具體裝置及控制方法可參考專利:一種電解加工電解液循環(huán)過濾系統(tǒng)及其控制方法(申請?zhí)?201210393387.2)，電解加工系統(tǒng)輸出的電解液進行過濾之后重新輸回至電解加工系統(tǒng)，所述電解加工系統(tǒng)輸出的電解液分為兩個回路，其中第一回路包括主泵及兩級串聯(lián)的過濾器，其根據(jù)集成控制系統(tǒng)1-4設(shè)定的參數(shù)調(diào)節(jié)輸入加工區(qū)域電解液的流量、壓力并凈化電解液，第二回路包括板框壓濾機、流量變送器，用以將電解液槽中電解產(chǎn)物及雜質(zhì)壓干并排出，電解液槽上還設(shè)有電解液參數(shù)控制系統(tǒng)，所述電解液參數(shù)控制系統(tǒng)包括有浸入電解液中的熱交換器、溫度傳感器、濃度傳感器、PH傳感器以及通過電磁閥和管道與電解液槽相連的PH值調(diào)液槽、濃度調(diào)液槽，所述溫度傳感器、濃度傳感器及PH傳感器輸出信號通過數(shù)據(jù)采集卡傳遞給集成控制系統(tǒng)1-4，集成控制系統(tǒng)1-4根據(jù)采集的信號控制熱交換器、PH值調(diào)液槽及濃度調(diào)液槽來調(diào)節(jié)電解液的參數(shù)。
[0034]所述的電解加工電源為高頻脈沖電源，集成控制系統(tǒng)1-4可以設(shè)置電解加工脈沖電源1-2的頻率、脈寬及占空比。
[0035]請參照圖9所示，具體說明電解機床短路對刀實現(xiàn)過程，短路對刀系統(tǒng)由計算機、低壓直流對刀電源、數(shù)據(jù)采集卡、I/o接口卡、電流傳感器及繼電器開關(guān)(動斷)組成。對刀過程中，通過計算機控制工具陰極相對工件運動，并利用數(shù)據(jù)采集卡實時監(jiān)測電流傳感器測量的電流值，當(dāng)工具陰極和工件相互接觸時，數(shù)據(jù)采集卡采集的電流傳感器數(shù)值會發(fā)生突變，此時計算機發(fā)出信號，使運動系統(tǒng)停止運動，計算機并記錄此時電極的位置數(shù)據(jù)，并斷開繼電器，切斷電源回路，計算機再控制陰極和工件相互分離，回退到對刀初始位置。為了保證對刀的精度，可利用計算機進行多次對刀求均值的方法，對刀時，應(yīng)首先確保陰極和工件表面的潔凈。
[0036]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下還可以作出若干改進，這些改進也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種大尺寸多軸聯(lián)動電解加工機床，包括機床本體(1-1)、電解加工脈沖電源(1-2)、電解液循環(huán)過濾系統(tǒng)(1-3)和集成控制系統(tǒng)(1-4)，其特征在于:所述機床本體(1-1)包括床身(2-1)、水平工作臺(2-2)、轉(zhuǎn)盤(2-3)、主軸(2-4)、工作箱(2-5)及機床外罩(2-6)，其中水平工作臺(2-2)設(shè)置在床身(2-1)上方，并通過X向傳動機構(gòu)實現(xiàn)X向運動，轉(zhuǎn)盤(2-3)安裝在水平工作臺(2-2)中，轉(zhuǎn)盤(2-3)通過其下方的ct向回轉(zhuǎn)機構(gòu)實現(xiàn)ct向轉(zhuǎn)動；主軸(2-4)安裝在水平工作臺(2-2)側(cè)面，主軸(2-4)通過傳動機構(gòu)實現(xiàn)ex向轉(zhuǎn)動、Y向及Z向運動，以上五個方向的運動在集成控制系統(tǒng)控制(1-4)之下實現(xiàn)五軸聯(lián)動；所述工作箱(2-5)下設(shè)置有滑動裝置，安裝調(diào)整大尺寸工件及陰極時所述工作箱(2-5)可通過滑動裝置移動至機床外罩(2-6 )上方；所述水平工作臺(2-2 )和轉(zhuǎn)盤(2-3 )下方還設(shè)置有將電解液與數(shù)控回轉(zhuǎn)臺(3-6)及X向傳動機構(gòu)隔離的防護裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的一種大尺寸多軸聯(lián)動電解加工機床，其特征在于:所述X向運動由伺服電機通過聯(lián)軸器直接帶動滾珠絲杠副來實現(xiàn)，所述ct向回轉(zhuǎn)機構(gòu)包括Ct伺服電機(3-2)及數(shù)控回轉(zhuǎn)臺(3-6)，轉(zhuǎn)盤(2-3)與數(shù)控回轉(zhuǎn)臺(3-6)通過短軸連接，ct向回轉(zhuǎn)運動由ct伺服電機(3-2)帶動數(shù)控回轉(zhuǎn)臺(3-6)中的蝸輪蝸桿機構(gòu)實現(xiàn)；所述主軸(2-4)的運動機構(gòu)包括在主軸(2-4)后側(cè)設(shè)置的cx向回轉(zhuǎn)機構(gòu)、Y向傳動機構(gòu)及Z向傳動機構(gòu)，其中，cx向回轉(zhuǎn)運動通過cx伺服電機(3-8)實現(xiàn)，Y向運動及Z向運動均由伺服電機通過聯(lián)軸器直接帶動滾珠絲杠副來實現(xiàn)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種大尺寸多軸聯(lián)動電解加工機床，其特征在于:所述工作箱(2-5)下設(shè)置的滑動裝置包括滑塊(4-2)、直線滑軌(4-3)、支撐桿(4-5)，所述工作箱(2-5 )與滑塊(4-2 )之間設(shè)置有工作箱支撐板(4-1)，所述工作箱(2-5 )、滑塊(4_2 )及工作箱支撐板(4-1)通過螺釘固定在一起，所述直線滑軌(4-3)與支撐桿(4-5)之間設(shè)置有直線滑軌安裝座(4-4)，所述直線滑軌(4-3)、支撐桿(4-5)及直線滑軌安裝座(4-4)也通過螺釘固定在一起。
4.如權(quán)利要求1或2所.述的一種大尺寸多軸聯(lián)動電解加工機床，其特征在于:所述設(shè)置于水平工作臺(2-2)和轉(zhuǎn)盤(2-3)下的防護裝置包括設(shè)置于水平工作臺(2-2)下方的工作臺防護罩(5-3)、設(shè)置于轉(zhuǎn)盤(2-3)下方的操作板防護罩(5-1)、設(shè)置于X軸溜板(3-4)上方的X軸溜板防護罩(5-4)，電解液流入轉(zhuǎn)盤(2-3)和水平工作臺(2-2)的縫隙后從工作臺防護罩(5-3 )、X軸溜板防護罩(5-4 )及操作板防護罩(5-1)之間進入床身護罩(5-5 )，最后流入電解液循環(huán)過濾系統(tǒng)(1-3 )。
5.如權(quán)利要求1或2所述的一種大尺寸多軸聯(lián)動電解加工機床，其特征在于:所述集成控制系統(tǒng)(1-4)包括上位機、進給運動控制系統(tǒng)、電解液參數(shù)控制系統(tǒng)、脈沖電源控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)，所述上位機作為控制單元，設(shè)定電解加工中的運動參數(shù)、電解液參數(shù)及電源參數(shù)，加工中通過數(shù)據(jù)采集卡反饋的數(shù)據(jù)對各參數(shù)進行精確控制，同時實時顯示加工參數(shù)信號，當(dāng)加工過程中出現(xiàn)異常時，控制各系統(tǒng)停止運行并報警。
6.如權(quán)利要求1或2所述的一種大尺寸多軸聯(lián)動電解加工機床，其特征在于:電解加工系統(tǒng)輸出的電解液進行過濾之后重新輸回至電解加工系統(tǒng)，所述電解加工系統(tǒng)輸出的電解液分為兩個回路，其中第一回路包括主泵及兩級串聯(lián)的過濾器，其根據(jù)集成控制系統(tǒng)(1-4)設(shè)定的參數(shù)調(diào)節(jié)輸入加工區(qū)域電解液的流量、壓力并凈化電解液，第二回路包括板框壓濾機、流量變送器，用以將電解液槽中電解產(chǎn)物及雜質(zhì)壓干并排出，電解液槽上還設(shè)有電解液參數(shù)控制系統(tǒng)，所述電解液參數(shù)控制系統(tǒng)包括有浸入電解液中的熱交換器、溫度傳感器、濃度傳感器、PH傳感器以及通過電磁閥和管道與電解液槽相連的PH值調(diào)液槽、濃度調(diào)液槽，所述溫度傳感器、濃度傳感器及PH傳感器輸出信號通過數(shù)據(jù)采集卡傳遞給集成控制系統(tǒng)(1-4)，集成控制系統(tǒng)(1-4)根據(jù)采集的信號控制熱交換器、PH值調(diào)液槽及濃度調(diào)液槽來調(diào)節(jié)電解液的參數(shù)。
7.如權(quán)利要求1或2所述的一種大尺寸多軸聯(lián)動電解加工機床，其特征在于:所述電解加工脈沖電源(1-2)為高頻脈沖電源，所述集成控制系統(tǒng)(1-4)設(shè)置電解加工脈沖電源(1-2)的頻率、脈寬及占空比。
8.如權(quán)利要求1或2所述的一種大尺寸多軸聯(lián)動電解加工機床，其特征在于:所述大尺寸多軸聯(lián)動電解加工機床還設(shè)有低壓短路對刀裝置，所述低壓短路對刀裝置包括有低壓直流電源，所述低壓直流電源的正負(fù)極分別通過導(dǎo)線與工件和陰極相連，所述低壓直流電源的正極和工件之間還設(shè)有繼電器 開關(guān)和電流傳感器。
【文檔編號】B23H3/10GK103464845SQ201310374088
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年8月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月26日
【發(fā)明者】趙建社, 李龍, 王福元, 劉玉杰, 劉青海, 楊育平, 徐家文 申請人:南京航空航天大學(xué)