適于電火花加工的電極放電位置自動(dòng)進(jìn)給控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種適于電火花加工的電極自動(dòng)進(jìn)給控制系統(tǒng)，主要用于電火花加工設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]電火花加工是利用浸在工作液中的電極和工件間脈沖放電時(shí)產(chǎn)生的電蝕作用蝕除導(dǎo)電工件表面的材料，逐漸形成所需的形狀，電極和工件分別接脈沖電源的兩極并浸入工作液中，通過(guò)電極自動(dòng)進(jìn)給系統(tǒng)帶動(dòng)電極移動(dòng)，在電機(jī)和工件之間形成適應(yīng)的放電間隙，施加在電極和工件上的脈沖電壓將工作液擊穿，產(chǎn)生火花放電，在放電的微細(xì)通道中瞬時(shí)集中大量的熱能，溫度可高達(dá)一萬(wàn)攝氏度以上，壓力也有急劇變化，從而使這一點(diǎn)工作表面局部微量的金屬材料立刻熔化、氣化，并爆炸式地飛濺到工作液中，迅速冷凝，形成固體的金屬微粒，被工作液帶走，在工件表面上便留下一個(gè)微小的凹坑痕跡，放電短暫停歇，兩電極間工作液恢復(fù)絕緣狀態(tài)，緊接著下一個(gè)脈沖電壓又在兩電極相對(duì)接近的另一點(diǎn)處擊穿，產(chǎn)生火花放電，重復(fù)上述過(guò)程，這樣雖然每個(gè)脈沖放電蝕除的金屬量極少，但因每秒有成千上萬(wàn)次脈沖放電作用，就能蝕除較多的金屬，只要改變工具電極的形狀和工具電極與工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方式，就能加工出各種復(fù)雜的型面。在蝕除工件的過(guò)程中，需要通過(guò)電極自動(dòng)進(jìn)給控制系統(tǒng)控制電機(jī)的進(jìn)給量，使電極和工件之間始終保持合理的放電間隙，現(xiàn)有技術(shù)下，放電間隙或者說(shuō)電極進(jìn)給量是依據(jù)電極和工件之間的實(shí)時(shí)電壓進(jìn)行控制的，其電極自動(dòng)進(jìn)給系統(tǒng)的控制電路主要包括依次連接的電壓采集電路(測(cè)量環(huán)節(jié))、比較電路(比較環(huán)節(jié))和放大驅(qū)動(dòng)電路，把從測(cè)量環(huán)節(jié)得來(lái)的信號(hào)Ue和“給定值”的信號(hào)(預(yù)置的伺服參考電壓信號(hào)Sv)進(jìn)行比較并放大，形成控制信號(hào)，控制進(jìn)給伺服電機(jī)(或其他驅(qū)動(dòng)裝置)工作，當(dāng)Sv < Ue，則電極向下進(jìn)給，如Sv > Ue，貝Ij電極向上回退，以控制電極和工件間的放電間隙，以獲得良好的加工效果。這種電極自動(dòng)進(jìn)給控制系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)是:由于測(cè)量環(huán)節(jié)的被測(cè)量總是在變化，導(dǎo)致執(zhí)行環(huán)節(jié)過(guò)于頻繁的運(yùn)動(dòng)調(diào)整，降低了放電系統(tǒng)的效率；放大驅(qū)動(dòng)環(huán)節(jié)的精度低，執(zhí)行環(huán)節(jié)的步進(jìn)電機(jī)，進(jìn)給精度低，響應(yīng)速度慢。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本實(shí)用新型提供了適于電火花加工的電極自動(dòng)進(jìn)給控制系統(tǒng)，這種控制系統(tǒng)能夠消除不必要的高頻動(dòng)作，改善火花放電效果，提高加工效率，延長(zhǎng)加工設(shè)備的使用壽命。
[0004]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案:一種適于電火花加工的電極自動(dòng)進(jìn)給控制系統(tǒng)，包括信號(hào)采集電路和差動(dòng)放大電路，所述信號(hào)采集電路的信號(hào)輸出接入所述差動(dòng)放大電路的信號(hào)輸出，所述信號(hào)采集電路包括由上分壓電阻Rl和下分壓電路R2相互串聯(lián)而成的分壓電路，所述上分壓電阻Rl的外接端(不與下分壓電阻R2連接的一端)構(gòu)成信號(hào)采集電路的信號(hào)出入端，用于連接相應(yīng)的電極，所述下分壓電阻R2的外接端(不與上分壓電阻Rl連接的一端)構(gòu)成信號(hào)采集電路的接地端(零電位端)，用于連接工件，所述下分壓電阻R2并聯(lián)有穩(wěn)壓電容C，用于濾除高頻信號(hào)(可根據(jù)控制需要確定應(yīng)濾除的高頻)，所述下分壓電阻的輸出端構(gòu)成所述信號(hào)采集電路的信號(hào)輸出端，用于連接所述差動(dòng)放大電路的信號(hào)輸入端。
[0005]本實(shí)用新型的有益效果:由于采用分壓電路采集信號(hào)電壓，特別是由于在下分壓電阻上并列了穩(wěn)壓電容，將不必要的高頻信號(hào)濾除，獲得相對(duì)平滑和穩(wěn)定的信號(hào)，避免了執(zhí)行機(jī)構(gòu)不必要的頻繁動(dòng)作，根據(jù)申請(qǐng)人的實(shí)驗(yàn)，經(jīng)過(guò)這種平滑后，可以明顯地提高放電質(zhì)量，改善工作狀態(tài)，提高加工效率，并有利于延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命；由于采用了差動(dòng)放大電路，不僅有利于電路簡(jiǎn)化，而且還可以增加對(duì)信號(hào)的時(shí)段統(tǒng)計(jì)功能，用一段時(shí)間內(nèi)的統(tǒng)計(jì)次數(shù)，作為判斷標(biāo)準(zhǔn)，代替了單次判斷，由此進(jìn)一步增強(qiáng)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，避免了偶發(fā)的誤動(dòng)作。根據(jù)申請(qǐng)人的實(shí)驗(yàn)，采樣本實(shí)用新型的信號(hào)采集電路及其優(yōu)選的電阻電容取值下，可使得在Ims的時(shí)間尺度內(nèi)，采樣電壓的波動(dòng)比例小于10%，能夠顯著提高放電加工的穩(wěn)定性，提高蝕除效率5%以上，節(jié)省了加工時(shí)間。
【附圖說(shuō)明】
[0006]圖1是本實(shí)用新型信號(hào)采集電路的電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0007]參見(jiàn)圖1，本實(shí)用新型涉及一種適于電火花加工的電極自動(dòng)進(jìn)給控制系統(tǒng)，包括信號(hào)采集電路和差動(dòng)放大電路，所述信號(hào)采集電路的信號(hào)輸出接入所述差動(dòng)放大電路的信號(hào)輸出，所述信號(hào)采集電路包括由上分壓電阻Rl和下分壓電路R2相互串聯(lián)而成的分壓電路，所述上分壓電阻Rl的外接端(不與下分壓電阻R2連接的一端)構(gòu)成信號(hào)采集電路的信號(hào)出入端，用于連接相應(yīng)的電極，所述下分壓電阻R2的外接端(不與上分壓電阻Rl連接的一端)構(gòu)成信號(hào)采集電路的接地端(零電位端)，用于連接工件，所述下分壓電阻R2并聯(lián)有穩(wěn)壓電容C，用于濾除高頻信號(hào)(可根據(jù)控制需要確定應(yīng)濾除的所謂高頻)，所述下分壓電阻的輸出端構(gòu)成所述信號(hào)采集電路的信號(hào)輸出端，用于連接所述差動(dòng)放大電路的信號(hào)輸入端。通過(guò)差動(dòng)放大電路，把從信號(hào)采集電路獲得的電壓信號(hào)Ue和“給定值Sv”的信號(hào)(例如預(yù)置的伺服參考電壓信號(hào))進(jìn)行比較，再按此差值來(lái)控制加工過(guò)程，如Sv < Ue，則電極向下進(jìn)給；如Sv >Ue，則電極向上回退。
[0008]所述上分壓電阻Rl的電阻值優(yōu)選為10K，所述下分壓電阻R2的電阻值優(yōu)選為1K，
以獲得適宜大小的采樣信號(hào)。
[0009]所述下分壓電阻優(yōu)選為可調(diào)電阻，以便調(diào)試并根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，優(yōu)化信號(hào)米集。
[0010]所述穩(wěn)壓電容的電容量?jī)?yōu)選為104uF (微法)，根據(jù)申請(qǐng)人實(shí)驗(yàn)，采用這種電容可以明顯地改善火花放電效果。
[0011 ] 所述差動(dòng)放大電路優(yōu)選采用UA747芯片。
[0012]所述信號(hào)采集電路和差動(dòng)放大電路之間優(yōu)選設(shè)有采樣保持電路，以便于采樣和信號(hào)處理，所述信號(hào)采集電路的信號(hào)輸出端連接所述采樣保持電路的信號(hào)輸入端，所述采樣保持電路的信號(hào)輸出端連接所述差動(dòng)放大電路的輸入端。
[0013]所述采樣保持電路優(yōu)選采用HA-2425芯片。
[0014]所述差動(dòng)放大電路的后面優(yōu)選設(shè)有單片機(jī)，所述單片機(jī)優(yōu)選采用89C52-PLCC單片機(jī)。
[0015]所述差動(dòng)放大電路的和所述單片機(jī)優(yōu)選設(shè)有模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，以便于后續(xù)的數(shù)據(jù)處理。
[0016]所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路優(yōu)選采用AD673芯片。
[0017]所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和所述單片機(jī)之間優(yōu)選設(shè)有鎖存器，所述鎖存器優(yōu)選74HC573芯片。
[0018]所述單片機(jī)的控制信號(hào)輸出優(yōu)選接入伺服電動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)控制電路，所述伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制電路的控制信號(hào)接入用于帶動(dòng)所述電極Z向(垂直方向)移動(dòng)的交流伺服電機(jī)，由此控制電極的沿Z向做所需的上下移動(dòng)。
[0019]本實(shí)用新型公開(kāi)的各優(yōu)選技術(shù)手段，除特別說(shuō)明外及一個(gè)優(yōu)選技術(shù)手段為另一技術(shù)手段的進(jìn)一步限定外，均可以任意組合，形成若干不同的技術(shù)方案。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種適于電火花加工的電極自動(dòng)進(jìn)給控制系統(tǒng)，其特征在于包括信號(hào)采集電路和差動(dòng)放大電路，所述信號(hào)采集電路的信號(hào)輸出接入所述差動(dòng)放大電路的信號(hào)輸出，所述信號(hào)采集電路包括由上分壓電阻Rl和下分壓電路R2相互串聯(lián)而成的分壓電路，所述上分壓電阻Rl的外接端構(gòu)成信號(hào)采集電路的信號(hào)出入端，所述下分壓電阻R2的外接端構(gòu)成信號(hào)采集電路的零電位端，所述下分壓電阻R2并聯(lián)有穩(wěn)壓電容C，所述下分壓電阻的輸出端構(gòu)成所述信號(hào)采集電路的信號(hào)輸出端，用于連接所述差動(dòng)放大電路的信號(hào)輸入端。2.如權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于所述上分壓電阻Rl的電阻值為10K，所述下分壓電阻R2的電阻值為1K。3.如權(quán)利要求2所述的控制系統(tǒng)，其特征在于所述下分壓電阻優(yōu)選為可調(diào)電阻。4.如權(quán)利要求3所述的控制系統(tǒng)，其特征在于所述穩(wěn)壓電容的電容量為104uF。5.如權(quán)利要求4所述的控制系統(tǒng)，其特征在于所述差動(dòng)放大電路優(yōu)選采用UA747芯片。6.如權(quán)利要求1、2、3或4所述的控制系統(tǒng)，其特征在于所述信號(hào)采集電路和差動(dòng)放大電路之間設(shè)有采樣保持電路。7.如權(quán)利要求6所述的控制系統(tǒng)，其特征在于所述差動(dòng)放大電路的后面設(shè)有單片機(jī)。8.如權(quán)利要求7所述的控制系統(tǒng)，其特征在于所述單片機(jī)采用89C52-PLCC單片機(jī)。9.如權(quán)利要求8所述的控制系統(tǒng)，其特征在于所述差動(dòng)放大電路的和所述單片機(jī)優(yōu)選設(shè)有模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和所述單片機(jī)之間優(yōu)選設(shè)有鎖存器。10.如權(quán)利要求9所述的控制系統(tǒng)，其特征在于所述單片機(jī)的控制信號(hào)輸出接入伺服電動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)控制電路，所述伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制電路的控制信號(hào)接入用于帶動(dòng)所述電極Z向移動(dòng)的交流伺服電機(jī)。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種適于電火花加工的電極自動(dòng)進(jìn)給控制系統(tǒng)，包括相互連接的信號(hào)采集電路和差動(dòng)放大電路，所述信號(hào)采集電路包括由上分壓電阻R1和下分壓電路R2相互串聯(lián)而成的分壓電路，所述上分壓電阻R1的外接端構(gòu)成信號(hào)采集電路的信號(hào)出入端，所述下分壓電阻R2的外接端構(gòu)成信號(hào)采集電路的零電位端，所述下分壓電阻R2并聯(lián)有穩(wěn)壓電容，所述下分壓電阻的輸出端構(gòu)成所述信號(hào)采集電路的信號(hào)輸出端，通過(guò)差動(dòng)放大電路把從信號(hào)采集電路獲得的電壓信號(hào)Ue和給定值Sv的信號(hào)進(jìn)行比較，依此控制加工過(guò)程。這種控制系統(tǒng)能夠消除不必要的高頻動(dòng)作，改善火花放電效果，提高加工效率，延長(zhǎng)電火花加工設(shè)備的使用壽命。
【IPC分類(lèi)】B23H1/02
【公開(kāi)號(hào)】CN204711353
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520326400
【發(fā)明人】羅晶
【申請(qǐng)人】德瑞加（北京）數(shù)控設(shè)備股份有限公司
【公開(kāi)日】2015年10月21日
【申請(qǐng)日】2015年5月20日