一种超声复合电加工技术实时参数采集系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于复合精密、微细特种加工技术领域，涉及一种超声复合电加工技术实时参数采集系统。
【背景技术】
[0002]难加工材料(如电子陶瓷、高温合金、硬质合金等)、异形面(如三维曲面、异形孔槽等)零部件的精密、微细加工技术集合、交叉了多学科内容，是一个融前沿高技术和工程应用于一体的科学技术体系，已成为制造科学的研究热点，也是各类工艺竞相研究与发展的重要手段。
[0003]因难加工材料、异形面零部件特殊的机械性能(高硬、高强度、高脆性等)和特殊几何特征，普通机械加工、数控切削均不是经济、有效方法，而各种微精特种加工新技术，由于具有不受工件硬度影响、加工作用力小、工具损耗低(或无)等优点而受到特别重视，在实践中被广泛采用，如微细超声加工、微细电火花加工、微细电化学加工、高能束加工等。
[0004]超声复合电加工利用超声频振动的空化、栗吸、涡流作用及微火花放电、电化学作用等效应的有机复合，能有效解决难加工材料、异形面零件的微精加工难题，实践中，因其电极间物理、化学过程复杂多变，在加工深度、面积增大时，加工过程的稳定性难以持续保持，如不及时进行有效参数调节，加工效率、精度均将下降。目前对于高频超声波下加工的工件，实时获取其超声波下振动位移、温度、电压等参数较为困难。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于提供一种超声复合电加工技术实时参数采集系统，解决了目前对于高频超声波下加工的工件，实时获取其超声振动位移、温度、电压等参数较为困难的问题。
[0006]本实用新型超声复合电加工技术实时参数采集系统包括功放电路，功放电路分别连接输出接口 D\A、超声电源、脉冲电源，输出接口 D\A连接控制计算机，控制计算机另经一根USB接口线缆与激光微位移传感器控制器相连，超声电源分别连接电流传感器和换能器，控制计算机连接同步数据采集卡，同步数据采集卡连接信号调理电路，信号调理电路分别连接电流传感器、脉冲电源电压传感器、电流传感器、激光微位移传感器控制器、温度传感器、电导率传感器、电压传感器、位移传感器，其中，温度传感器和电导率传感器探头置于工作液中，电压传感器分别连接加工工件和工具电极，位移传感器置于磁悬浮工作台下方，磁悬浮工作台固定在底座上，加工工件置于磁悬浮工作台上，工具电极固定在变幅杆下端面，变幅杆上端连接换能器，激光微位移传感器测量头置于变幅杆端面下方，其输出线缆接激光微位移传感器控制器，脉冲电源的正极连接同步斩波器，同步斩波器分别连接激光微位移传感器控制器和被加工工件，电流传感器通过限流电阻连接工具电极，脉冲电源的负极连接电流传感器，脉冲电源还连接脉冲电源电压传感器。
[0007]进一步，所述换能器为压电式换能器。
[0008]进一步，所述脉冲电源为高频脉冲电源。
[0009]本实用新型的有益效果是系统能够实时获取超声复合电加工过程中的振幅、功率、电压、频率、加工间隙等影响加工工艺的参数，实现加工过程的实时监测，为实现超声复合电加工实时寻优提供参考数据。
【附图说明】
[0010]图1是本实用新型一种超声复合电加工技术实时参数采集系统结构示意图。
[0011]图中，1、功放电路；2、输出接口 D\A ;3、控制计算机；4、超声电源；5、脉冲电源；6、同步斩波器；7、电流传感器；8、脉冲电源电压传感器；9、超声电源电流传感器；10、同步数据采集卡；11、信号调理电路；12、限流电阻；13、激光微位移传感器控制器；14、底座；15、磁悬浮工作台；16、激光微位移传感器测量头；17、换能器；18、变幅杆；19、温度传感器；20、电导率传感器；21、电压传感器；22、位移传感器；23、加工工件；24、工具电极。
【具体实施方式】
[0012]下面结合【具体实施方式】对本实用新型进行详细的描述。
[0013]本实用新型如图1所示，包括功放电路1，功放电路I分别连接输出接口 D\A2、超声电源4、脉冲电源5，输出接口 D\A2连接控制计算机3，控制计算机3另经一根USB接口线缆与激光微位移传感器控制器13相连，超声电源4分别连接电流传感器9和换能器17，控制计算机3连接同步数据采集卡10，同步数据采集卡10连接信号调理电路11，信号调理电路11分别连接电流传感器9、脉冲电源电压传感器8、电流传感器7、激光微位移传感器控制器13、温度传感器19、电导率传感器20、电压传感器21、位移传感器22，其中，温度传感器19和电导率传感器20探头置于工作液中，电压传感器21分别连接加工工件23和工具电极24，位移传感器22置于磁悬浮工作台15下方，磁悬浮工作台15固定在底座14上，加工工件23置于磁悬浮工作台15上，工具电极24固定在变幅杆18下端面，变幅杆18上端连接换能器17，激光微位移传感器测量头16置于变幅杆18端面下方，其输出线缆接激光微位移传感器控制器13，脉冲电源5的正极连接同步斩波器6，同步斩波器6分别连接激光微位移传感器控制器13和被加工工件23，电流传感器7通过限流电阻12连接工具电极24，脉冲电源5的负极连接电流传感器7，脉冲电源5还连接脉冲电源电压传感器8。换能器17为压电式换能器。脉冲电源5为高频脉冲电源。
[0014]其中，各传感器检测得到的加工过程参数经信号调理电路滤波、放大后，输送至同步数据采集卡11，经PCI总线传递至计算机3。输出接口 D/A2和功放电路I对计算机3输出的控制信号进行转换和放大，进而对超声电源4和脉冲电源5进行控制，改变加工参数。其中，超声电源4产生高频交流电，引起换能器17中的压电陶瓷做高频振动，经变幅杆18放大，带动工具电极24做高频的振动，超声电源电流传感器9测量超声电源4的电流，以此表征超声功率；脉冲电源5产生高频脉冲电流，经同步斩波器6调制斩波，进行电解加工，电压传感器8测量脉冲电源的峰值电压，电流传感器7测量加工时的极间电流；激光微位移传感器16测量变幅杆18下端面的振动幅值，并依靠公差比较器中设置的门槛值输出斩波电平，控制同步斩波电路的开断；位移传感器22检测磁悬浮工作台15的上升位移，经计算机3处理转换为加工速度；温度传感器19测量工作液温度变化；电导率传感器20测量工作液的电导率值；电压传感器21测量加工时的极间电压；信号调理电路11连接各传感器，将加工参数进行滤波、放大，再经同步数据采集卡10采集和转换为为计算机3可识别的数字量。
[0015]超声复合电加工是超声、放电、电解三种效应的有机结合，实际加工中，合理选择和设置加工参数，可在保证较高的加工精度要求下，得到一定的加工速率。
[0016]以上所述仅是对本实用新型的较佳实施方式而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围内。
【主权项】
1.一种超声复合电加工技术实时参数采集系统，其特征在于:包括功放电路(1)，功放电路⑴分别连接输出接口 D\A(2)、超声电源(4)、脉冲电源(5)，输出接口 DVU2)连接控制计算机(3)，控制计算机(3)另经一根USB接口线缆与激光微位移传感器控制器(13)相连，超声电源(4)分别连接电流传感器(9)和换能器(17)，控制计算机(3)连接同步数据采集卡(10)，同步数据采集卡(10)连接信号调理电路(11)，信号调理电路(11)分别连接电流传感器(9)、脉冲电源电压传感器(8)、电流传感器(7)、激光微位移传感器控制器(13)、温度传感器(19)、电导率传感器(20)、电压传感器(21)、位移传感器(22)，其中，温度传感器(19)和电导率传感器(20)探头置于工作液中，电压传感器(21)分别连接加工工件(23)和工具电极(24)，位移传感器(22)置于磁悬浮工作台(15)下方，磁悬浮工作台(15)固定在底座(14)上，加工工件(23)置于磁悬浮工作台(15)上，工具电极(24)固定在变幅杆(18)下端面，变幅杆(18)上端连接换能器(17)，激光微位移传感器测量头(16)置于变幅杆(18)端面下方，其输出线缆接激光微位移传感器控制器(13)，脉冲电源(5)的正极连接同步斩波器出)，同步斩波器(6)分别连接激光微位移传感器控制器(13)和被加工工件(23)，电流传感器(7)通过限流电阻(12)连接工具电极(24)，脉冲电源(5)的负极连接电流传感器(7)，脉冲电源(5)还连接脉冲电源电压传感器(8)。2.按照权利要求1所述一种超声复合电加工技术实时参数采集系统，其特征在于:所述换能器(17)为压电式换能器。3.按照权利要求1所述一种超声复合电加工技术实时参数采集系统，其特征在于:所述脉冲电源(5)为高频脉冲电源。
【专利摘要】本实用新型公开了一种超声复合电加工技术实时参数采集系统，包括用来放大计算机信号的功放电路，超声电源分别连接电流传感器和换能器，计算机连接同步数据采集卡，同步数据采集卡收集电流传感器、电压传感器、电流传感器、激光微位移传感器探头采集的加工工件的各加工参数数据，加工工件置于磁悬浮工作台上，工具电极固定在变幅杆下端面，变幅杆上端连接换能器，脉冲电源的正极连接同步斩波器，同步斩波器接收激光微位移传感器控制器给出的斩波控制信号，同步斩波器连接被加工工件，加工件与工具电极间充满工作液，工具电极经过限流电阻连接电流传感器，电流传感器连接脉冲电源负极，电压传感器连接脉冲电源输出端。本实用新型的有益效果是系统能够实时获取振动位移、温度、电压等加工状态参数。
【IPC分类】G05B19/18, B23H7/38
【公开号】CN204800091
【申请号】CN201520164519
【发明人】朱永伟, 邓正泉, 杜宇人, 邵健, 王芳
【申请人】扬州大学
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年3月23日