[發(fā)明專利]放電加工集成控制系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201680006861.8
• 申請日: 2016-03-18
• 公開（公告）號: CN107427944B
• 公開（公告）日: 2019-09-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: K.M.格羅滕赫伊斯;D.D.帕爾默;C.M.范登博施
• 申請（專利權(quán)）人: 強生科技有限公司
• 主分類號: B23H11/00
• 分類號: B23H11/00;B23H1/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 肖日松;鄧雪萌

一種放電加工(EDM)系統(tǒng)和方法包括(a)由心軸支承的電極，(b)心軸支承件，(c)工件固定器，(d)間隙電壓測量裝置，以及(d)單個集成控制器。單個集成控制器響應(yīng)于測得的間隙電壓來控制所有心軸、心軸支承件和工件固定器，從而提供改善的速度、精度和零件質(zhì)量。

發(fā)明背景

本發(fā)明涉及放電加工(EDM)系統(tǒng)和方法，且更具體而言涉及用于此系統(tǒng)和方法的控制系統(tǒng)。

也稱為電火花加工、電火花腐蝕、燒制、刻模、線燒制或線腐蝕的放電加工(EDM)是一種制造工藝，由此使用放電來獲得期望的形狀。材料通過兩個電極之間的一系列快速循環(huán)的電流放電來從工件除去。電極中的一個是工具，或簡單地為電極，且電極中的另一個是工件。

EDM系統(tǒng)和方法以及用于此系統(tǒng)和方法的控制系統(tǒng)是本領(lǐng)域的技術(shù)人員公知的。圖1中示出了現(xiàn)有技術(shù)的EDM系統(tǒng)的示例。現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)10包括電極12、心軸支承件14和工件固定器16。電極12沿線性軸線Z'移動。心軸支承件14使保持電極的心軸沿三條線性軸線X,Y和Z移動。工件固定器16圍繞兩條旋轉(zhuǎn)軸線A和B移動。

系統(tǒng)10還包括EDM控制器18和機器軸線位置控制器20。工藝配方儲存在存儲器22中。電極12沿Z'軸的運動由EDM控制器18控制。心軸支承件14沿著X,Y,Z軸以及工件支承件16圍繞A,B軸的運動由機器軸線控制器20控制。目標(biāo)Z'位置基于可消耗的電極12與工件之間的測得的間隙電壓確定。圖2中示出了用于所述系統(tǒng)的程序流程圖。

已經(jīng)證實所述EDM系統(tǒng)對于加工直通孔是非常有效的。然而，在該途徑應(yīng)用于三維形狀的鉆取和/或銑削時存在問題。機器軸線控制器20通過旋轉(zhuǎn)軸線A和B呈現(xiàn)工件，且通過使心軸支承件沿軸線X,Y和Z移動來控制工具位置。EDM控制器18基于間隙電壓和計算的參數(shù)來將電極12定位在Z'軸上，且基于用于給定孔的單個配方來應(yīng)用功率供應(yīng)設(shè)置。

然而，所述EDM系統(tǒng)具有至少三個缺陷。第一，在開始燒制之后，不可在不停止編程的工具路徑的情況下改變工藝配方。第二，在燒制對于Z'軸作為閉環(huán)過程運行時，燒制對于X,Y,Z,A和B軸作為開環(huán)過程運行。因此，沿著或圍繞這些軸線的運動不受燒制期間發(fā)生的任何事影響。第三，僅EDM控制器18響應(yīng)于間隙電壓和其它燒制參數(shù)。所有這些缺陷都不利地影響尺寸精度、孔表面質(zhì)量和循環(huán)時間。

發(fā)明概要

本發(fā)明通過提供包括單個集成控制系統(tǒng)的EDM系統(tǒng)解決了前述問題，其控制所有工件固定器、心軸支承件和心軸/電極。

EDM系統(tǒng)包括心軸(適于支承)、電極、心軸支承件(其可與心軸整體結(jié)合)、工件支承件、電壓間隙測量裝置，以及可操作地連接至其它元件的單個集成控制器。控制器包括用于儲存工件程序的存儲器。控制器根據(jù)工件程序且響應(yīng)于間隙電壓和其它參數(shù)(例如，開/關(guān)時間、電流、電壓和電容)操作，以控制心軸和工件支承件的位置。

本EDM系統(tǒng)提供了一種集成的多軸運動控制器和能夠產(chǎn)生定制形狀的孔的EDM功率供應(yīng)控制器。單個集成控制器控制運動系統(tǒng)和EDM系統(tǒng)，允許無縫連接和系統(tǒng)參數(shù)的調(diào)整。系統(tǒng)包括單條垂直軸線Z，而沒有單獨的軸線Z'。集成控制器提供對(1)包括軸線X,Y,Z,Y和B的運動控制系統(tǒng)，(2)由工件配方限定的零件程序路徑，(3)沿路徑的速度，和(4)燒制期間沿路徑的正向/反向方向的協(xié)調(diào)控制。

單個集成控制器極大減輕限制現(xiàn)有控制系統(tǒng)的效率的固有障礙。電極路徑和工件固定器位置利用沿響應(yīng)于間隙電壓和EDM功率供應(yīng)配方設(shè)置控制的路徑的速度和正向/反向方向的調(diào)制來控制。沿編程路徑的速度和方向的該調(diào)制改善尺寸精度、表面質(zhì)量和循環(huán)時間。

通過參照當(dāng)前實施例的描述和附圖，將更完整地理解和認(rèn)識到本發(fā)明的這些和其它優(yōu)點與特征。

附圖的簡要描述

圖1為現(xiàn)有技術(shù)的放電加工(EDM)系統(tǒng)的示意圖；