[發明專利]一種醫用針頭電化學加工設備及方法

有效

• 申請號: 201410739526.1
• 申請日: 2014-12-08
• 公開（公告）號: CN104526092A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發明（設計）人: 李湘生;任錕;嚴逢輝;溫一輝
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學;武夷山捷安醫療器械制造有限公司
• 主分類號: B23H3/00
• 分類號: B23H3/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 邱啟旺

1.一種醫用針頭電化學加工設備，其特征在于，包括控制柜（1）、脈沖電源（2）、上下滑板（4）、導向立柱（5）、Z軸運動機構（6）、成型電極（7）、夾具（8）、液位開關（9）、多夾具支撐臺（10）、水泵（12）、過濾網（13）、電解液過濾池（14）、Y軸運動機構（15）、X軸運動機構（16）、設備底座（17）、工作臺（19）、電解液槽（20）、針頭（21）、PLC控制系統（22）和運動控制系統（23）；

所述運動控制系統（23）與PLC控制系統（22）置于控制柜（1）內并與控制柜（1）電連接；脈沖電源（2）與控制柜（1）電連接，脈沖電源（2）的正負極分別與多夾具支撐臺（10）、成型電極（7）電連接；X軸運動機構（16）底部固定在設備底座（17）上，X軸運動機構（16）的頂部與Y軸運動機構（15）的底部連接且可以沿著X軸方向滑動，Y軸運動機構（15）頂部與工作臺（19）連接且能夠沿著Y軸方向滑動；X軸運動機構（16）、Y軸運動機構（15）和Z軸運動機構（6）均通過通信控制線（18）與控制柜（1）電連接；所述工作臺（19）上設有電解液槽（20），所述多夾具支撐臺（10）置于電解液槽（20）內部，并與工作臺（19）固定連接；導向立柱（5）固定在設備底座（17）上，Z軸運動機構（6）固定在導向立柱（5）上；上下滑板（4）連接在導向立柱（5）上，且能夠沿導向立柱（5）上下滑動；所述成型電極（7）固定在上下滑板（4）上；所述夾具（8）可根據需要多排多列地固定于多夾具支撐臺（10）上，夾具（8）上固定有針頭（21）；液位開關（9）固定在電解液槽（20）內部且距離電解液槽（20）底部一定距離；在電解液過濾池（14）內設有過濾網（13）；電解液槽（20）的進水口通過進液管（11）連接電解液過濾池（14），電解液槽（20）的出水口通過出液管（24）連接電解液過濾池（14），在進液管（11）上設有水泵（12）；水泵（12）、液位開關（9）均與控制柜（1）電連接。

2.根據權利要求1所述的一種醫用針頭電化學加工設備，其特征在于，所述成型電極（7）為多排結構，實現固定于單個夾具（8）中的多根針頭（21）的同時加工。

3.根據權利要求1所述的一種醫用針頭電化學加工設備，其特征在于，所述運動控制系統（23）為DSP，所述DSP結合插補芯片控制X軸運動機構（16）、Y軸運動機構（15）及Z軸運動機構（6）精確定位運動。

4.一種利用上述設備進行醫用針頭電化學加工的方法，其特征在于，包括以下步驟：

第一步：將用于加工的初始進給速度、再次進給速度衰減比例、回退距離、回退速度、加工電流、加工電壓、加工深度、加工間隙、退刀距離以及退刀速度參數輸入控制柜（1）；

第二步：脈沖電源（2）開啟，根據加工電壓和加工電流參數，輸出與之對應的電壓和電流，同時控制柜（1）根據輸入的參數控制Z軸運動機構（6）運動，從而驅動上下滑板（4）帶動成型電極（7）向針頭（21）表面運動，隨著成型電極（7）與針頭（21）之間間隙的減小，電化學腐蝕加工開始；

第三步：當初始進給速度設置過快時，導致腐蝕速度小于成型電極（7）進給速度，使成型電極（7）與針頭（21）之間間隙不斷減小，同時，電解的電流不斷變大；當電解電流超過最大電流閥值時，為防止短路現象發生，脈沖電源（2）關閉，同時，Z軸運動機構（6）運作，驅動上下滑板（4）帶動成型電極（7）以回退速度向上移動到回退距離，從而增大成型電極（7）與針頭（21）之間的間隙；

第四步：進給速度根據再次進給速度衰減比例的參數數值進行衰減；

第五步：重復第二步至第四步，直至加工至設置的加工深度；

第六步：脈沖電源（2）關閉，控制柜（1）控制Z軸運動機構（6）運作，驅動上下滑板（4）帶動成型電極（7）以退刀速度向上運動至退刀距離。