[發明專利]一種微細電火花微納協調控制線電極運絲系統及裝置

有效

• 申請號: 202210607092.4
• 申請日: 2022-05-31
• 公開（公告）號: CN114918499B
• 公開（公告）日: 2023-09-22
• 發明（設計）人: 賈建宇;王燕青;李贊;吳鳳琦;宋順;楊勝強
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: B23H1/00
• 分類號: B23H1/00;B23H1/04;B23H7/08;B23H11/00
• 代理公司: 太原申立德知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14115
• 代理人: 王芳

本實發明公開了一種微細電火花微納協調控制線電極運絲系統及裝置，其系統包括在線電極運動線路上設置有與上位機相連接的兩個高精度張力傳感器、透過型激光測微計、高速攝像機、微納協調控制運絲裝置；其中運絲裝置通過壓電陶瓷促動器和超聲壓電陶瓷片作為核心驅動元件來實現微米級和納米級運動，由此在時間域上微米級超前主動控制補償線電極規律性波動，在空間上微米級超前主動控制補償線電極隨機性波動，同時在線電極導向器施加間歇性納米級超聲振動，并以聲懸浮作用弱化線電極與線電極導向器間滑動摩擦和張力變化所引起的線電極蠕動爬行，進而實現微細電火花加工中線電極相對精微工件的放電位置的精密調控，提高其加工精度。

技術領域

本發明屬于精密加工、微納制造及特種加工的技術領域，具體涉及一種微細電火花微納協調控制線電極運絲系統及裝置。

背景技術

在生物、醫療、航空、電子、精密儀器等領域中，精微工具無論是在微納結構加工制造領域，還是直接應用于對微納尺度對象精密操作的基礎科學研究領域，已成為不可或缺的重要工具。其加工的關鍵特征尺寸需要達到微米/亞微米級，因此，精微工具的亞微米級/納米級制造精度是保證應用精微工具的測試操作性及準確性、微納加工性能等的重要基礎。

迄今，精微工具的微納制造技術倍受行業關注，其中線電極微細電火花加工是部分精微工具制造的主要手段之一，其主要以微細電火花線切割及電火花線電極磨削為代表。針對加工高精度精微工具的性能指標保障，聚焦直接影響精微工具制造精度的首要關鍵問題——線電極波動，而線電極波動主要由電火花放電及沖液等外部激勵、運絲系統結構、線電極運行控制參數和線電極自身物理特征等因素引起。因此，線電極波動是不可避免的，這就需要對線電極波動進行微納協調調控，進而盡最大程度地減小對精微工具制造精度的影響。

發明內容

針對上述背景技術中線電極波動對精微工具制造精度產生的影響，本發明提供了一種微細電火花微納協調控制線電極運絲系統及裝置。該裝置是基于微納協調控制線電極運絲系統中實現的，以線電極動態物理規律為依據在時間上實現線電極規律性波動的微米級超前主動控制；以在線測試反饋信號為依據在空間上實現線電極隨機性波動的微米級超前主動控制；同時對線電極導向器施加納米級超聲振動以改善線電極摩擦狀態，使線電極張力及運行狀態趨于平穩，通過實現上述微納級多控制模式的協調形成具備微納協調控制能力的線電極運絲系統。