[發明專利]多工位葉片電解加工的智能控制脈沖電源系統及控制方法

有效

• 申請號: 201711476316.8
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN109986154B
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 范延濤;趙建社;袁立新
• 申請（專利權）人: 南京億希姆機電科技有限公司
• 主分類號: B23H3/00
• 分類號: B23H3/00;B23H11/00
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔;徐曉鷺

本發明涉及一種多工位葉片電解加工的智能控制脈沖電源系統及控制方法，采用大電流整流模塊對商業化直流電源進行整流的方法，因智能脈沖模塊體積較小，甚至配置在多工位的機床本體中，這樣相互獨立且配合的智能脈沖模塊能夠發生并控制著葉盆陰極與葉背陰極的加工脈沖信號，不僅顯著減小加工區與智能脈沖模塊的接線距離，使回路寄生電感減到最小，從而使波形失真減到最小，提高電源抗干擾能力，而且更是一種提高葉片加工精度及生產效率的有效途徑。

技術領域

本發明涉及一種電解加工智能控制脈沖電源系統，尤其涉及一種用于多工位葉盤葉片電解加工的智能高頻脈沖電源系統。

背景技術

葉片是航空發動機制造中最為關鍵的零件。用傳統的切削加工方法其勞動量占全機的30%以上，因其結構復雜，加工精度要求高，葉片型面薄而扭曲，材料難加工，且為批量生產，制造難度很大，所以特別適合于采用電解加工。70年代葉片工藝發生重大變革，電解加工成為葉身加工的主要工藝，取得了顯著的技術經濟效果。

電解加工技術是金屬工件在電解液中發生陽極溶解的一種加工工藝。由于其高效率、高表面質量、工具無損耗、材料去除率高和加工與材料硬度、強度、韌性無關等特點，非常適合加工難切削材料與薄壁零件，是制造航空發動機葉片的理想工藝。近年來，隨著精密電解加工技術的發展，高頻窄脈沖電解加工、振動電解加工等技術的涌現，使電解加工精度顯著提升，目前電解加工技術已成為航空發動機葉片、整體葉盤等核心零部件的主要制造工藝。

電解加工電源是加工設備的核心部分，電源的波形、電壓、穩壓精度和短路保護的功能都直接影響電解加工的陽極溶解過程，從而影響電解加工的精度、表面質量、穩定性和經濟性。除此之外，一些特殊電源對于電解加工特殊材料工件起著決定性作用。

目前，電解加工中通常為單臺機床配備單個脈沖電源，在葉盤葉片大批量生產時，配置多臺機床的同時，也需要配置多臺脈沖電源，電源的采購成本較高。此外由于電子元器件體積和散熱要求的限制，電解加工的脈沖電源體積較大，且脈沖電源與加工區域的接線長度較長，當脈沖電流值較大、頻率較高時，脈沖波形傳輸失真較為嚴重，葉盤葉片的加工精度和重復加工精度難以提高。

發明內容

針對現有的葉盤葉片電解加工存在的上述問題，提供了一種用于葉片電解加工的智能控制脈沖電源系統，不僅可以縮短高頻脈沖電源輸出接線長度，使回路寄生電感減到最小，改善電解加工波形，提高電解加工精度，且能夠實時檢測電解加工電壓與電流動態信號，并再短時間內做出保護措施，實現電解加工過程中的短路保護。

本發明所提供的一種用于多工位葉片電解加工的智能控制脈沖電源系統，所述電源系統包括有交流輸入電源、AC-DC整流模塊、若干智能脈沖模塊以及電解加工系統，所述AC-DC整流模塊與交流輸入電源連接，將交流電轉化為大功率直流穩壓電源；

所述智能脈沖模塊成對使用，并同時作用在電解加工系統的一組陰極上，屬于同一對的兩個智能脈沖模塊分別作用于工件的正面與背面，即葉盤葉片的葉盆與葉背；

所述智能脈沖模塊中包括有嵌入式CPU、脈沖信號發生器以及功率放大電路，所述嵌入式CPU與脈沖信號發生器連接，使脈沖信號發生器輸出高頻脈沖信號，所述高頻脈沖信號再由功率放大電路放大信號；

所述嵌入式CPU接收來自控制系統根據用戶設定的頻率、占空比參數的程序；

所述智能脈沖模塊中還設有短路保護電路，所述短路保護電路為帶有儲能電容器的電解加工短路保護電路；