[發明專利]用于葉片電解加工干濕兩種環境下的對刀裝置及檢測方法

有效

• 申請號: 201911029304.X
• 申請日: 2019-10-28
• 公開（公告）號: CN111014853B
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: 王福元;丁家政;閔云霄;王成;徐杰
• 申請（專利權）人: 鹽城工學院
• 主分類號: B23H3/00
• 分類號: B23H3/00;B23H11/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 曹佩佩

本發明公開了一種用于葉片電解加工的干濕兩種環境下的自動對刀裝置及檢測方法，對刀裝置包括對刀控制系統，與對刀控制系統相連的對刀檢測單元，與執行機構相連的伺服驅動單元。對刀裝置控制系統與電解加工機床原有的數控系統有效集成在一起，利用專門開發的對刀控制程序控制對刀過程運行。在對刀檢測上采用了陰陽極間電壓變化的方法，通過極間電壓變化判斷電極與工件接觸狀態，可靠性高，可適用于葉片電解加工的干濕兩種環境下加工對刀。配合西門子高性能的伺服系統，對刀位置精度可達±1μm；它具有手動與自動兩種工作方式，對刀操作十分方便。

技術領域

本發明涉及用于葉片電解加工干濕兩種環境下的對刀裝置及檢測方法，屬于電解加工技術領域。

背景技術

葉片是航空機的重要零件之一，它用于發動機進氣扇、高低壓壓氣機、動力渦輪等部件中。葉片加工有多種加工方法，常用的加工方法有數控銑削、電解加工、電火花、精密鑄造等。由于葉片形狀復雜、采用特殊材料制造，一種工藝方法難以完成葉片加工，

電解加工具有電極無損耗，無宏觀切削力，不受加工材料硬度限制等特點，因此非常適合于鎳基高溫合金、鈦合金等難加工材料的加工。由于它在加工鎳基高溫合金、鈦合金材料結構件方面在加工成本、加工效率、表面質量上具有較大的優勢，因而成為了這些難加工材料的主要加工方法之一。

在電解加工過程中，對刀是開始電解加工前的一個重要步驟，所謂對刀就是確定加工電極與加工工件位置的一種方法。在以往的加工中對刀多采中手工對刀，采用對刀塊、塞尺度對刀。也有采用自動對刀，通常采用簡單電路實現對刀，但對刀只能在干燥要環境中進行，即對刀時電極和工件之間沒有電解液的情況下，電源負極與正極分別施加在電極和工件上，同時電極與工件又連接到加工電源的輸出正極與負極上，對刀時則需要切斷電極、工件與加工電源輸出端的連接，否則不能對刀，如果用于自動加工，對刀效率低，使用范圍受到限制。

葉片電解加工是一項比較復雜的加工工藝，目前葉片電解加工一般采用雙頭加工工藝方式，即從葉片毛坯的兩側面同時加工，持續加工到預定的位置，葉盆與葉背的形狀同時加工出來。由于加工前葉盆與葉背兩側預留的加工余量不一致，兩端的電極加工起始位置需要根據葉片兩側的余量調整，因此在加工前兩側的電極與工件之間需要通過對刀確定加工起始位置。由于葉片加工過程是要求為自動加工，因此也要求對刀必須為自動對刀，不能有人工參與。本發明開發了一種用于葉片電解加工的干濕兩種對刀打條件下的對刀裝置及其檢測方法，該對刀模塊集成葉片電解加工控制系統中，可實現在干、濕兩種環境中電解加工對刀。該對刀模塊也可用于其它電解加工機床中，它可作為電解加工機床一種功能模塊選用，可滿足多種零件的電解加工對刀需求，提高機床的自動化程度。

發明內容

本發明針對上述問題提供了用于葉片電解加工干濕兩種環境下的對刀裝置及檢測方法。

本發明所述的用于葉片電解加工干濕兩種環境下的對刀裝置，包括對刀控制系統、伺服驅動單元、位置檢測單元、對刀檢測電路、對刀執行機構；對刀控制系統的信號輸入端與對刀檢測單元的信號輸出端相連，對刀控制系統的信號輸出端伺服驅動單元信號輸入端相連；伺服驅動單元用于控制對刀執行機構執行作動。

本年發明所述的用于葉片電解加工干濕兩種環境下的對刀裝置，所述的對刀控制系統包括PCU控制單元、NCU控制單元、操作面板、機床控制面板、分布式PLC接口；所述的NCU控制單元中內置PLC，NCU控制單元與PLC采用內部總線連接，操作面板、機床控制面板與NCU控制單元之間采用以太網交換器連接進行信息交換；NCU控制單元中內置PLC與分布式PLC接口通過專用通訊線連接。

本發明所述的用于葉片電解加工干濕兩種環境下的對刀裝置，所述的伺服驅動單元包括電源接口模塊、電源模塊、雙軸電機驅動模塊、驅動電機；所述的電源接口模塊由外部三相電接入；電源接口模塊與電源模塊之間通過動力電纜連接，電源模塊與雙軸電機驅動模塊之間通過直流排連接為電機驅動模塊供電，雙軸電機驅動模塊與NCU之間通過專用電纜連接，驅動電機與驅動模塊之間分別通過專用動力線和編碼器信號線連接。