[實用新型]電鑄層厚度可智能化控制的電鑄機

有效

• 申請號: 201320088296.8
• 申請日: 2013-02-26
• 公開（公告）號: CN203080091U
• 公開（公告）日: 2013-07-24
• 發明（設計）人: 梁森;張乾;修搖搖
• 申請（專利權）人: 青島理工大學
• 主分類號: C25D1/00
• 分類號: C25D1/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 劉乃東

技術領域

電鑄層厚度可智能化控制的電鑄機床是一種全新的能對電鑄層厚度進行精確控制的電鑄加工設備。本實用新型通過數控裝置、伺服系統、位移傳感器、電磁鐵和執行機構對電鑄加工進行厚度測量及厚度智能控制，屬于機械加工中的特種加工領域。

背景技術

電鑄加工是利用電化學加工過程中的陰極沉積現象來進行成型加工的，即在陰極原模上通過電化學方法沉積金屬，然后分離出與原模表面凸凹形狀相反的金屬制品。如今，電鑄加工的主要用途是精確復制微細、復雜和某些難于用其他方法加工的特殊形狀模具及工件等，例如制作紙幣和郵票的印刷版、金屬藝術品復制件等。目前國內對電鑄成型的研究主要集中在厚度均勻的電鑄以及微電鑄方面，現有電鑄成型存在的缺陷是，由于電鑄加工只是靠原模實現一個面的精確復制，而電鑄件的厚度卻不能實現精確控制，從而使另一面的形狀不能滿足精度要求，因此在電鑄完成后還要對電鑄件進行精加工，這就使得加工周期較長，且加工過程繁瑣。

發明內容

本實用新型為了解決現有技術存在的上述不足，提供了一種電鑄層厚度可智能化控制的電鑄機，省去了普通電鑄后還要進行的后續精加工，實現不同位置不同厚度的精確控制，能滿足高精度及厚度可控的提純電鑄加工要求。

本實用新型的目的是采用下述技術方案實現的：

一種電鑄層厚度可智能化控制的電鑄機，包括機床床身、電鑄槽、直流電源，直流電源分別與陽極板、陰極原模連接，還包括工控機、水平磁場及磁場控制裝置、垂直磁場及磁場控制裝置、位移傳感器及其運動控制裝置，位移傳感器的前端靠近電鑄件陰極原模，位移傳感器與位移傳感器移動裝置連接，電鑄槽的中間設有能夠開合的塑料導流板，塑料導流板中心開有圓孔，導流板將電鑄槽分為左右腔，陽極板、陰極原模分別設于電鑄槽的左右腔內，水平磁場設于電鑄槽水平面兩側，垂直磁場設于電鑄槽的上下兩側，水平電磁鐵對及垂直電磁鐵對分別產生水平和豎直的勻強磁場，其中水平磁場方向可調（角度）、豎直方向磁場強度的大小及極性可調；工控機分別與位移傳感器、位移傳感器移動裝置、水平磁場控制裝置、垂直磁場控制裝置連接，工控機通過開關與直流電源連接。位移傳感器運動控制裝置的功能是將傳感器置于陰極原模外設定距離處，測量已沉積的金屬表面各點距離傳感器探頭的距離。

水平磁場控制裝置包括旋轉臂、第一電磁鐵、第一伺服電機/步進電機，其中相對應的兩個第一電磁鐵固定在旋轉臂對稱的兩側，旋轉臂的中心線固定在電解池的中心線上，第一伺服電機通過減速器帶動旋轉臂轉動，第一伺服電機與工控機連接，其旋轉角度受工控機控制，從而控制水平磁場方向，從而使從圓孔中出來離子在豎直方向的運動角度發生偏轉，實現離子在陰極鑄件平面上的準確豎直位置沉積。

豎直磁場控制裝置包括上直流電磁鐵、下直流電磁鐵、滑動變阻器，其上電磁鐵、下電磁鐵分別固定在電極板之間電場的上面和下面，滑動變阻器分別與上電磁鐵、下電磁鐵的線圈連接，第二伺服電機通過絲杠螺母副與滑動變阻器的電阻滑塊連接，第二伺服電機與工控機連接，電阻滑塊的位移受工控機控制，從而控制豎直磁場強度大小和極性，從而使從圓孔中出來離子在水平方向的運動角度發生偏轉，實現離子在陰極鑄件平面上的準確水平位置沉積。

通過水平和豎直兩個方向的伺服電機聯動，實現離子在陰極鑄件平面上的準確位置沉積。

位移傳感器移動裝置包括床身上設置的機床導軌、滾珠絲杠、立柱，立柱與機床導軌連接，立柱上設有立柱導軌、滾珠絲杠、懸臂梁，懸臂梁設有懸臂梁導軌、滾珠絲杠、測量桿，位移傳感器與測量桿末端連接，所述測量桿、懸臂梁、立柱分別與伺服電機連接，伺服電機與工控機連接，測量桿左右、前后和上下移動的位移受工控機控制，光纖位移傳感器測量的是已鑄表面到傳感器的直線距離，工控機通過伺服電機控制三根軸移動使光纖位移傳感器對電鑄沉積表面進行逐點掃描，得到電鑄件表面各點沉積厚度的測量值，然后與試件最終厚度尺寸進行比較，該差值和其對應點的位置坐標作為水平磁場伺服電機和豎直磁場伺服電機控制的輸入，利用洛倫茲力的作用控制從圓孔中出來離子在水平和豎直方向的偏轉角度，實現離子在陰極鑄件平面上的準確位置沉積。當該點的厚度尺寸達到目標值時，工控機就會使水平和豎直兩個磁場方向的伺服電機運動，改變水平和豎直磁場從而引導金屬離子運動到厚度還未達到設定值的其它位置，并繼續沉積，重復上述過程，直到陰極鑄件平面上各點的厚度達到理論設計尺寸為止，該試件的加工就完成了。

電鑄槽內設有恒溫控制裝置，恒溫控制裝置與工控機連接，槽內電解液溫度受工控機控制。