適于電火花加工的電極放電位置自動進給控制系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種適于電火花加工的電極自動進給控制系統，主要用于電火花加工設備。
【背景技術】
[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產生的電蝕作用蝕除導電工件表面的材料，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，通過電極自動進給系統帶動電極移動，在電機和工件之間形成適應的放電間隙，施加在電極和工件上的脈沖電壓將工作液擊穿，產生火花放電，在放電的微細通道中瞬時集中大量的熱能，溫度可高達一萬攝氏度以上，壓力也有急劇變化，從而使這一點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微小的凹坑痕跡，放電短暫停歇，兩電極間工作液恢復絕緣狀態，緊接著下一個脈沖電壓又在兩電極相對接近的另一點處擊穿，產生火花放電，重復上述過程，這樣雖然每個脈沖放電蝕除的金屬量極少，但因每秒有成千上萬次脈沖放電作用，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運動方式，就能加工出各種復雜的型面。在蝕除工件的過程中，需要通過電極自動進給控制系統控制電機的進給量，使電極和工件之間始終保持合理的放電間隙，現有技術下，放電間隙或者說電極進給量是依據電極和工件之間的實時電壓進行控制的，其電極自動進給系統的控制電路主要包括依次連接的電壓采集電路(測量環節)、比較電路(比較環節)和放大驅動電路，把從測量環節得來的信號Ue和“給定值”的信號(預置的伺服參考電壓信號Sv)進行比較并放大，形成控制信號，控制進給伺服電機(或其他驅動裝置)工作，當Sv < Ue，則電極向下進給，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。這種電極自動進給控制系統的主要缺點是:由于測量環節的被測量總是在變化，導致執行環節過于頻繁的運動調整，降低了放電系統的效率；放大驅動環節的精度低，執行環節的步進電機，進給精度低，響應速度慢。
【實用新型內容】
[0003]為了克服現有技術的上述缺陷，本實用新型提供了適于電火花加工的電極自動進給控制系統，這種控制系統能夠消除不必要的高頻動作，改善火花放電效果，提高加工效率，延長加工設備的使用壽命。
[0004]本實用新型所采用的技術方案:一種適于電火花加工的電極自動進給控制系統，包括信號采集電路和差動放大電路，所述信號采集電路的信號輸出接入所述差動放大電路的信號輸出，所述信號采集電路包括由上分壓電阻Rl和下分壓電路R2相互串聯而成的分壓電路，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)構成信號采集電路的信號出入端，用于連接相應的電極，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)構成信號采集電路的接地端(零電位端)，用于連接工件，所述下分壓電阻R2并聯有穩壓電容C，用于濾除高頻信號(可根據控制需要確定應濾除的高頻)，所述下分壓電阻的輸出端構成所述信號采集電路的信號輸出端，用于連接所述差動放大電路的信號輸入端。
[0005]本實用新型的有益效果:由于采用分壓電路采集信號電壓，特別是由于在下分壓電阻上并列了穩壓電容，將不必要的高頻信號濾除，獲得相對平滑和穩定的信號，避免了執行機構不必要的頻繁動作，根據申請人的實驗，經過這種平滑后，可以明顯地提高放電質量，改善工作狀態，提高加工效率，并有利于延長設備的使用壽命；由于采用了差動放大電路，不僅有利于電路簡化，而且還可以增加對信號的時段統計功能，用一段時間內的統計次數，作為判斷標準，代替了單次判斷，由此進一步增強了系統的穩定性，避免了偶發的誤動作。根據申請人的實驗，采樣本實用新型的信號采集電路及其優選的電阻電容取值下，可使得在Ims的時間尺度內，采樣電壓的波動比例小于10%，能夠顯著提高放電加工的穩定性，提高蝕除效率5%以上，節省了加工時間。
【附圖說明】
[0006]圖1是本實用新型信號采集電路的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0007]參見圖1，本實用新型涉及一種適于電火花加工的電極自動進給控制系統，包括信號采集電路和差動放大電路，所述信號采集電路的信號輸出接入所述差動放大電路的信號輸出，所述信號采集電路包括由上分壓電阻Rl和下分壓電路R2相互串聯而成的分壓電路，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)構成信號采集電路的信號出入端，用于連接相應的電極，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)構成信號采集電路的接地端(零電位端)，用于連接工件，所述下分壓電阻R2并聯有穩壓電容C，用于濾除高頻信號(可根據控制需要確定應濾除的所謂高頻)，所述下分壓電阻的輸出端構成所述信號采集電路的信號輸出端，用于連接所述差動放大電路的信號輸入端。通過差動放大電路，把從信號采集電路獲得的電壓信號Ue和“給定值Sv”的信號(例如預置的伺服參考電壓信號)進行比較，再按此差值來控制加工過程，如Sv < Ue，則電極向下進給；如Sv >Ue，則電極向上回退。
[0008]所述上分壓電阻Rl的電阻值優選為10K，所述下分壓電阻R2的電阻值優選為1K，
以獲得適宜大小的采樣信號。
[0009]所述下分壓電阻優選為可調電阻，以便調試并根據實際需要進行調節，優化信號米集。
[0010]所述穩壓電容的電容量優選為104uF (微法)，根據申請人實驗，采用這種電容可以明顯地改善火花放電效果。
[0011 ] 所述差動放大電路優選采用UA747芯片。
[0012]所述信號采集電路和差動放大電路之間優選設有采樣保持電路，以便于采樣和信號處理，所述信號采集電路的信號輸出端連接所述采樣保持電路的信號輸入端，所述采樣保持電路的信號輸出端連接所述差動放大電路的輸入端。
[0013]所述采樣保持電路優選采用HA-2425芯片。
[0014]所述差動放大電路的后面優選設有單片機，所述單片機優選采用89C52-PLCC單片機。
[0015]所述差動放大電路的和所述單片機優選設有模數轉換電路，以便于后續的數據處理。
[0016]所述模數轉換電路優選采用AD673芯片。
[0017]所述模數轉換電路和所述單片機之間優選設有鎖存器，所述鎖存器優選74HC573芯片。
[0018]所述單片機的控制信號輸出優選接入伺服電動機運動控制電路，所述伺服電機運動控制電路的控制信號接入用于帶動所述電極Z向(垂直方向)移動的交流伺服電機，由此控制電極的沿Z向做所需的上下移動。
[0019]本實用新型公開的各優選技術手段，除特別說明外及一個優選技術手段為另一技術手段的進一步限定外，均可以任意組合，形成若干不同的技術方案。
【主權項】
1.一種適于電火花加工的電極自動進給控制系統，其特征在于包括信號采集電路和差動放大電路，所述信號采集電路的信號輸出接入所述差動放大電路的信號輸出，所述信號采集電路包括由上分壓電阻Rl和下分壓電路R2相互串聯而成的分壓電路，所述上分壓電阻Rl的外接端構成信號采集電路的信號出入端，所述下分壓電阻R2的外接端構成信號采集電路的零電位端，所述下分壓電阻R2并聯有穩壓電容C，所述下分壓電阻的輸出端構成所述信號采集電路的信號輸出端，用于連接所述差動放大電路的信號輸入端。2.如權利要求1所述的控制系統，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.如權利要求2所述的控制系統，其特征在于所述下分壓電阻優選為可調電阻。4.如權利要求3所述的控制系統，其特征在于所述穩壓電容的電容量為104uF。5.如權利要求4所述的控制系統，其特征在于所述差動放大電路優選采用UA747芯片。6.如權利要求1、2、3或4所述的控制系統，其特征在于所述信號采集電路和差動放大電路之間設有采樣保持電路。7.如權利要求6所述的控制系統，其特征在于所述差動放大電路的后面設有單片機。8.如權利要求7所述的控制系統，其特征在于所述單片機采用89C52-PLCC單片機。9.如權利要求8所述的控制系統，其特征在于所述差動放大電路的和所述單片機優選設有模數轉換電路，所述模數轉換電路和所述單片機之間優選設有鎖存器。10.如權利要求9所述的控制系統，其特征在于所述單片機的控制信號輸出接入伺服電動機運動控制電路，所述伺服電機運動控制電路的控制信號接入用于帶動所述電極Z向移動的交流伺服電機。
【專利摘要】本實用新型涉及一種適于電火花加工的電極自動進給控制系統，包括相互連接的信號采集電路和差動放大電路，所述信號采集電路包括由上分壓電阻R1和下分壓電路R2相互串聯而成的分壓電路，所述上分壓電阻R1的外接端構成信號采集電路的信號出入端，所述下分壓電阻R2的外接端構成信號采集電路的零電位端，所述下分壓電阻R2并聯有穩壓電容，所述下分壓電阻的輸出端構成所述信號采集電路的信號輸出端，通過差動放大電路把從信號采集電路獲得的電壓信號Ue和給定值Sv的信號進行比較，依此控制加工過程。這種控制系統能夠消除不必要的高頻動作，改善火花放電效果，提高加工效率，延長電火花加工設備的使用壽命。
【IPC分類】B23H1/02
【公開號】CN204711353
【申請號】CN201520326400
【發明人】羅晶
【申請人】德瑞加（北京）數控設備股份有限公司
【公開日】2015年10月21日
【申請日】2015年5月20日