[發(fā)明專利]一種微細(xì)電火花微納協(xié)調(diào)控制線電極運(yùn)絲系統(tǒng)及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210607092.4
• 申請(qǐng)日: 2022-05-31
• 公開（公告）號(hào): CN114918499B
• 公開（公告）日: 2023-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賈建宇;王燕青;李贊;吳鳳琦;宋順;楊勝強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 太原理工大學(xué)
• 主分類號(hào): B23H1/00
• 分類號(hào): B23H1/00;B23H1/04;B23H7/08;B23H11/00
• 代理公司: 太原申立德知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 14115
• 代理人: 王芳

1.一種微細(xì)電火花微納協(xié)調(diào)控制線電極運(yùn)絲系統(tǒng)，包括有采用線電極微細(xì)電火花加工精微工具，所述精微工具由加工主軸（001）夾持，線電極（005）對(duì)精微工具進(jìn)行放電加工，其特征在于：還包括有安裝在所述精微工具機(jī)床上的微納協(xié)調(diào)控制運(yùn)絲裝置，在所述線電極（005）運(yùn)動(dòng)線路上設(shè)置有兩個(gè)高精度張力傳感器（002），兩個(gè)所述高精度張力傳感器（002）分別位于微納協(xié)調(diào)控制運(yùn)絲裝置的兩側(cè)，位于所述加工主軸（001）區(qū)域的線電極（005）運(yùn)動(dòng)線路上分別設(shè)置有透過型激光測微計(jì)（003）和高速攝像機(jī)（004），所述透過型激光測微計(jì)（003）、高速攝像機(jī)（004）均位于兩個(gè)所述高精度張力傳感器（002）之間，兩個(gè)所述高精度張力傳感器（002）、透過型激光測微計(jì)（003）、高速攝像機(jī)（004）均安裝在精微工具機(jī)床上，其輸出端分別與上位機(jī)的輸入端相連接，所述上位機(jī)的輸出端與微納協(xié)調(diào)控制運(yùn)絲裝置相連接；

兩個(gè)所述高精度張力傳感器（002）分別用于在線檢測線電極（005）的供絲端張力值和收絲端張力值的信息，并傳輸至上位機(jī)中；

所述透過型激光測微計(jì)（003）用于在線檢測加工區(qū)域線電極（005）在X方向和Z方向的位置波動(dòng)信息并傳輸至上位機(jī)中，上位機(jī)發(fā)送控制信號(hào)至微納協(xié)調(diào)控制運(yùn)絲裝置，使其分別控制線電極（005）沿X方向和Z方向波動(dòng)的反方向動(dòng)作，補(bǔ)償線電極（005）位置波動(dòng)；

所述高速攝像機(jī)（004）用于檢測加工區(qū)域線電極（005）沿運(yùn)絲方向的位置和速度變化信息并傳輸至上位機(jī)中，上位機(jī)基于大量采集數(shù)據(jù)形成線電極（005）沿運(yùn)絲方向位置和速度波動(dòng)的規(guī)律性預(yù)測，在線電極（005）沿運(yùn)絲方向的位置和速度波動(dòng)形成前，上位機(jī)預(yù)先發(fā)送控制信號(hào)使微納協(xié)調(diào)控制運(yùn)絲裝置做納米級(jí)振幅超聲振動(dòng)，通過改變線電極（005）運(yùn)行摩擦狀態(tài)和張力狀態(tài)，從而抑制線電極（005）沿運(yùn)絲方向的位置和速度波動(dòng)；

所述上位機(jī)通過供絲端張力值和收絲端張力值的信息對(duì)線電極（005）波動(dòng)時(shí)序進(jìn)行張力測試，并依據(jù)測試結(jié)果以及線電極（005）的位置波動(dòng)和速度波動(dòng)信息超前位置向微納協(xié)調(diào)控制運(yùn)絲裝置發(fā)送超前控制信號(hào)；

所述微納協(xié)調(diào)控制運(yùn)絲裝置通過執(zhí)行上位機(jī)的超前控制信號(hào)進(jìn)行微納協(xié)調(diào)位于加工主軸（001）兩側(cè)線電極（005）的運(yùn)絲，進(jìn)行主動(dòng)干預(yù)、補(bǔ)償線電極（005）規(guī)律性微米級(jí)的沿運(yùn)絲方向的波動(dòng)量，使線電極（005）張力及運(yùn)行狀態(tài)趨于平穩(wěn)。

2.一種實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1微細(xì)電火花微納協(xié)調(diào)控制線電極運(yùn)絲系統(tǒng)的微納協(xié)調(diào)控制運(yùn)絲裝置，其包括有安裝在所述精微工具機(jī)床上的底座（1），在所述底座（1）上安裝有第一高精度滑臺(tái)（8），在所述第一高精度滑臺(tái)（8）上滑動(dòng)設(shè)置有第一高精度滑槽座（10），第一高精度滑槽座（10）通過第一連接塊（6）與第一核心驅(qū)動(dòng)元件（4）相連接，并由其驅(qū)動(dòng)第一高精度滑槽座（10）實(shí)現(xiàn)X軸方向的微米級(jí)運(yùn)動(dòng)，第一核心驅(qū)動(dòng)元件（4）通過第一螺栓（12）安裝在底座（1）上，在所述第一高精度滑槽座（10）上安裝有連接板（2），在所述連接板（2）上安裝有第二高精度滑臺(tái)（9），在所述第二高精度滑臺(tái)（9）上滑動(dòng)設(shè)置有第二高精度滑槽座（11），所述第二高精度滑槽座（11）通過第二連接塊（7）與第二核心驅(qū)動(dòng)元件（5）相連接，并由其驅(qū)動(dòng)第二高精度滑槽座（11）實(shí)現(xiàn)Z軸方向的微米級(jí)運(yùn)動(dòng)，所述第二核心驅(qū)動(dòng)元件（5）通過第二螺栓（13）安裝在連接板（2）上，在所述第二高精度滑槽座（11）上安裝有導(dǎo)絲架（3），在所述導(dǎo)絲架（3）上對(duì)稱設(shè)置有兩個(gè)安裝腳（15），每個(gè)所述安裝腳（15）上均設(shè)置有納米級(jí)補(bǔ)償調(diào)整組件（16），位于所述加工主軸（001）兩側(cè)的線電極（005）分別設(shè)置在兩個(gè)納米級(jí)補(bǔ)償調(diào)整組件（16）上，所述第一核心驅(qū)動(dòng)元件（4）、第二核心驅(qū)動(dòng)元件（5）均與上位機(jī)相連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種微納協(xié)調(diào)控制運(yùn)絲裝置，其特征在于：兩個(gè)所述安裝腳（15）均包括有與所述導(dǎo)絲架（3）固定連接的固定塊（1501），在所述固定塊（1501）上通過兩個(gè)柔性連接帶（1502）共同連接有活動(dòng)塊（1503），所述納米級(jí)補(bǔ)償調(diào)整組件（16）粘接在安裝塊上，在所述活動(dòng)塊（1503）上轉(zhuǎn)動(dòng)連接有調(diào)節(jié)螺栓（14），在所述固定塊（1501）上對(duì)應(yīng)所述調(diào)節(jié)螺栓（14）開設(shè)有調(diào)節(jié)螺孔（1504），兩個(gè)調(diào)節(jié)螺栓（14）分別通過旋進(jìn)或旋退使得兩個(gè)納米級(jí)補(bǔ)償調(diào)整組件（16）沿著X軸方向前伸或后縮，從而使兩個(gè)納米級(jí)補(bǔ)償調(diào)整組件（16）的垂直共面平行于YZ平面。