电解加工间隙的检测装置及检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电解加工间隙的检测技术，更具体的说，是一种可以对复杂形面实时 检测电解加工间隙的装置及其检测方法。
【背景技术】
[0002] 电解加工又称电化学加工（Electrochemical Machining, ECM)是利用电流流过 加工间隙使金属在电解液中以离子形式溶解，从而将阳极金属工件加工成型的一种加工方 法。在电解加工过程中借助于成型的工具阴极，工件阳极被加工表面的金属按照工具阴极 的形状被溶解，而且随着工具阴极向工件进给，保持很小的加工间隙，使工件阳极被加工表 面不断高速溶解，直至达到符合要求的加工形状和尺寸为止。
[0003] 从加工工艺的角度考虑，工具阴阳极间的加工间隙是影响电解加工精度、加工效 率及加工表面质量的核心问题，同时也是设计工具阴极和选择加工参数的主要依据。电解 加工中工件阳极的成型精度取决于阴阳极之间的电场、加工间隙中的流场、电极极化和电 解液温度、浓度、压力等众多因素，因而使得加工过程的监测和控制非常困难，而加工间隙 是阳极溶解过程中众多影响因素的综合表现，故加工间隙的检测与控制一直是业界研究的 重点。
[0004] 常见的直接检测法中，通常在工具阴极和工件阳极之间连接对刀电源，当两极接 触的瞬间整个回路呈短路状态，通过检测此信号来测控对刀位置和加工间隙。此检测方法 对于小孔加工可以满足对刀和加工间隙的检测需求，而对于复杂形面的加工却无法适应， 当工件与具复杂形面的工具阴极接触并发生短路时无法确定其正确加工初始位置。另外， 利用实时测量加工间隙的超声波测距法来避免有些复杂工件加工时间长却由于电极过热 导致气泡产生而改变了加工间隙内电解液的电导率、电极进给速度或电极组装位置不正确 等常见因素使得工件加工部外形产生较大的误差而导致较大的损失。但是，这种方法易受 电解液温度及加工间隙内气泡的影响，且对电极尺寸和电解液流道尺寸有一定要求，使得 测量精度不高，并且探头安装困难。同时，加工电压波形畸变法是将畸变信息作为控制加工 间隙的依据而实现加工间隙实时检测的一种方法，但该方法只能用于检测正弦波或斩断的 正弦波脉冲电流加工，而对于其他的直流电源等加工间隙的检测都无能为力，应用范围有 限。
【发明内容】
[0005] 鉴于上述状况，有必要提供一种可以对于复杂形面的电解加工有效对刀并对加工 间隙进行实时检测的装置及其检测方法。
[0006] -种电解加工间隙的检测装置，包括加工电极、与该加工电极相连以控制该加工 电极进给的加工进给机构、多个对刀电极、三维驱动机构、反馈电路以及自动控制测量系 统。该加工电极中设有多个通孔，该多个对刀电极分别位于各通孔中。该三维驱动机构架 设于该加工进给机构上，其包括Z轴进给部，且该Z轴进给部连接一顶针，该顶针推动对刀 电极以控制该对刀电极的进给。该自动控制测量系统控制加工进给机构和三维驱动机构的 进给，并控制和测量加工间隙。
[0007] -种实时检测电解加工间隙的方法，其步骤如下： 步骤1 :利用设置于加工电极通孔内的对刀电极与工件接触，从而使反馈电路产生短 路号； 步骤2 :所述反馈电路将短路信号反馈至自动控制测量系统，使对刀电极停止进给并 复位，自动控制测量系统测量出对刀电极下移的深度Ii1数值； 步骤3 :然后按照上述步骤依次测量得各个对刀电极下移的深度h2、h3……上述所测得 的值Hh3……即为各个对刀电极与工件之间的间隙，从而测量出电解加工间隙。
[0008] 上述电解加工间隙的检测装置和检测方法通过测量加工电极内对刀电极的进给 距离反应加工间隙的大小，实现了实时检测加工间隙的目的并能够在加工前进行有效的对 刀。本发明对于复杂形面的电解加工能够有效地增加工件对位精度并及时检测加工间隙， 同时不受电解液温度、电导率、加工间隙气泡及加工电流类型的限制。
【附图说明】
[0009] 图1是本发明电解加工间隙的检测装置的示意图。
[0010] 图2是图1所示电解加工间隙的检测装置的加工电极结构的截面示意图。
[0011] 图3是图1所示电解加工间隙的检测装置的加工电极结构的立体分解示意图。
[0012] 图4是图1所示电解加工间隙的检测装置的加工电极结构、加工进给机构以及三 维驱动机构结合的立体示意图。
[0013] 图5是图1所示电解加工间隙的检测装置的使用状态示意图。
[0014] 图6是图1所示电解加工间隙的检测装置用于对刀的状态示意图。
[0015] 主要元件符号说明
【主权项】
1. 一种电解加工间隙的检测装置，其包括加工电极以及与该加工电极相连以控制该加 工电极进给的加工进给机构，其特征在于进一步包括多个对刀电极、三维驱动机构、反馈电 路及自动控制测量系统；该加工电极中设有多个通孔，该多个对刀电极分别位于各通孔中； 该三维驱动机构架设于该加工进给机构上，其包括Z轴进给部，且该Z轴进给部连接一顶 针，该顶针推动对刀电极以控制该对刀电极的进给；该自动控制测量系统控制加工进给机 构和三维驱动机构的进给，并控制和测量加工间隙。
2. 如权利要求1所述的电解加工间隙的检测装置，其特征在于：所述通孔包括相互贯 通的上通孔部、中通孔部和下通孔部，上通孔部的直径大于中通孔部的直径，而中通孔部的 直径大于下通孔部的直径。
3. 如权利要求1所述的电解加工间隙的检测装置，其特征在于：所述对刀电极为T形 的钉状圆柱，包括头部和杆部。
4. 如权利要求3所述的电解加工间隙的检测装置，其特征在于：所述对刀电极利用一 个扣环埋于加工电极的通孔内，对刀电极的杆部套设有弹簧。
5. 如权利要求4所述的电解加工间隙的检测装置，其特征在于：所述扣环的内直径小 于对刀电极头部的直径，且与对刀电极的头部相抵触。
6. 如权利要求4所述的电解加工间隙的检测装置，其特征在于：所述三维驱动机构的Z 轴进给部连接的顶针的端面直径小于扣环的孔径。
7. 如权利要求1所述的电解加工间隙的检测装置，其特征在于：所述对刀电极的下端 面与加工电极的表面平齐并共同构成加工电极加工部形面。
8. 如权利要求1所述的电解加工间隙的检测装置，其特征在于：所述反馈电路包括对 刀电源和采样器，其连接于加工电极和待加工工件之间，其电压值小于该金属工件的分解 电压。
9. 如权利要求1所述的电解加工间隙的检测装置，其特征在于：所述三维驱动机构设 置于加工进给机构上并正对于加工电极的正上方。
10. -种电解加工间隙的检测方法，其特征在于包括以下步骤： 步骤1 :利用设置于加工电极通孔内的对刀电极与工件接触，从而使反馈电路产生短 路号； 步骤2 :所述反馈电路将短路信号反馈至自动控制测量系统，使对刀电极停止进给并 复位，自动控制测量系统测量出对刀电极下移的深度h数值； 步骤3 :然后按照上述步骤依次测量得各个对刀电极下移的深度h2、h3……上述所测得 的值……即为各个对刀电极与工件之间的间隙，从而测量出电解加工间隙。
【专利摘要】本发明提出了一种电解加工间隙的检测装置及检测方法，该检测装置包括加工电极、与该加工电极相连以控制该加工电极进给的加工进给机构、多个对刀电极、三维驱动机构、反馈电路及自动控制测量系统。该加工电极中设有多个通孔，该多个对刀电极分别位于各通孔中。该三维驱动机构架设于该加工进给机构上，其包括Z轴进给部，且该Z轴进给部连接一顶针，该顶针推动对刀电极以控制该对刀电极的进给。该自动控制测量系统控制加工进给机构和三维驱动机构的进给，并控制和测量加工间隙。本发明的检测装置和检测方法，能够对于复杂形面的电解加工进行实时检测加工间隙及提供有效的对刀功能，有效提高了工件对位精度。
【IPC分类】B23H7-18, B23H11-00, B23H3-00
【公开号】CN104625272
【申请号】CN201310547623
【发明人】章绍汉
【申请人】富泰华精密电子（郑州）有限公司, 鸿海精密工业股份有限公司
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2013年11月8日
【公告号】US20150129423