作，控制电磁阀开关7开路使电解加工系统断电保护工具电极13 和加工工件16不被烧毁。
[0056]W上优选的实施例仅用对本发明技术方案的详细说明，并未限制本发明的具体实 施方式，本领域的普通技术人员应当理解，在不脱离本发明构思的前提下，可W对本发明的 技术方案的简单修改或替换，均属于本发明技术方案的保护范围。
【主权项】
1. 一种超声调制微细电化学加工实验系统，其特征是，包括超声振动系统、电解加工系 统、同步斩波系统、伺服进给系统、短路保护系统、电解液循环系统、在线参数调节系统、PLC 装置（30); 所述超声振动系统包括超声电源（2)、压电式换能器（9)、压电陶瓷片（10)、变幅杆 (11)、工具电极（13);所述电解加工系统包括数字存储示波器（3)、脉冲电源（4)、限流电阻 (5)、电流传感器（6)、电压传感器（27)、加工工件（16);所述同步斩波系统包括同步斩波器 (8)、激光微位移传感器（12)、超声振动测量基准片（14); 所述伺服进给系统包括Z进给机构、X进给机构（24)、Y进给机构（25)、电机驱动器 (31)、升降台（22)、工作台（15)、位移传感器（19)，所述Z进给机构包括伺服电机（23)、减 速器、滚珠丝杠（21);所述短路保护系统设有电磁阀开关（7); 所述电解液循环系统包括温度传感器（28)、电导率传感器（29)、纯净水（32)、电解 质（33)、储液槽（37)、出液管（39)、进液管（40);所述在线参数调节系统设有控制计算机 (1); 所述超声振动系统中，压电式换能器（9)与超声电源（2)连接，变幅杆（11) 一端与压 电陶瓷片（10)连接，另一端连接工具电极（13)，超声电源产生连续可调的超声频交变电 信号，经过压电式换能器、压电陶瓷片和变幅杆转换放大后传递至工具电极，工具电极的端 面产生同频超声频机械振动，并作用于加工工件（16)，加工工件置于设有电解液的工作台 (15)内； 所述电解加工系统中，限流电阻（5)串联在电解加工系统中，可调节单个脉冲放电能 量，其分别连接变幅杆与脉冲电源；所述脉冲电源（4)还分别连接数字存储示波器（3)、电 流传感器（6)，电流传感器也连接于数字存储示波器，并将电解加工系统中的电流信号转换 为电压信号，由数字存储示波器（3)进行显示、测量、存储，用数字存储示波器的两个通道， 可观测超声振动位置与电源加电电压的同步精度与变化情况；数字存储示波器（3)与控制 计算机（1)连接，数字存储示波器的电信号可由串行口传送到控制计算机中显示、处理；电 压传感器（27) -端连接PLC装置（30)，另一端连接工具电极（13)与加工工件（16)，可测 得电解加工时的极间电压值； 所述同步斩波系统中，激光微位移传感器（12)位于超声振动测量基准片（14)上方，并 与同步斩波器（8)连接，对工具电极（13)位置进行动态快速测量，将其转换为包含超声振 动频率、相位、幅值信息的电信号传送给同步斩波器（8);同步斩波器产生关闭与开通的斩 波信号，控制所述电解加工系统的开通与关断，使电解加电与所述工具电极的超声频振动 实现同频、同步，提高电解加工工件的效率； 所述伺服进给系统中，还包括支撑架（18)、装置底座（26)，X进给机构（24)固定于Y进给机构（25)，Y进给机构固定于装置底座，支撑架置于工作台下方，并固定于X进给机构 (24)上；Z进给机构的伺服电机（23)安装于支撑架内，与减速器配套使用，伺服电机（23) 由电机驱动器（31)驱动运行，电机驱动器连接于PLC装置（30);所述升降台（22)、滚珠丝 杠（21)均置于支撑架的内部空腔，滚珠丝杠（21)穿过升降台中部与伺服电机连接，并在伺 服电机的驱动下，带动升降台上下移动；所述工作台（15)正下方设有工作台底座（17)，工 作台底座插入支撑架的内部空腔，并置于升降台上方，升降台上下移动，带动工作台作Z向 进给移动，工作台（15)下方设置有可实现检测升降距离变化的位移传感器（19)，该位移传 感器连接于PLC装置（30); 所述短路保护系统中，电磁阀开关（7)分别连接电流传感器（6)、同步斩波器（8)，且电 磁阀开关与电流传感器一并连接于PLC装置（30)，一旦电流传感器检测到电解短路信号， PLC装置（30)通过电磁阀开关使所述电解加工系统断电，防止因短路对工具电极（13)或加 工工件（16)的损坏，起到了短路保护的作用； 所述电解液循环系统中，温度传感器（28)与电导率传感器（29)用于检测工作台（15) 内电解液的温度与分析电解液的电解质的成分对比，且两传感器均连接于PLC装置（30)， 纯净水（32)与电解质（33)的容器下分别设有纯净水电磁阀开关（34)、电解质电磁阀开 关（35);工作台（15)与储液槽（37)通过出液管（39)与进液管（40)连接，出液管上设有 出液管电磁阀开关（36)，进液管上设有离心栗（42)与过滤器（41)，离心栗由栗用电动机 (43)控制，栗用电动机、纯净水电磁阀开关、电解质电磁阀开关、出液管电磁阀开关均连接 于PLC装置（30)，进液管与出液管的端口分布于储液槽（37)内两端，两端口之间设有过滤 网（38)，有效过滤掉电解加工排除的颗粒杂物； 所述在线参数调节系统中，控制计算机（1)连接超声电源（2)、数字存储示波器（3)、激 光微位移传感器（12)、PLC装置（30)，控制计算机通过实时采集实验加工过程数据，对加工 过程进行实时参数数据的调节，进而控制超声振动系统、电解加工系统、同步斩波系统、伺 服进给系统、短路保护系统、电解液循环系统，通过对整个实验系统实时在线参数配置，实 现对实验系统的控制调节。2. 根据权利要求1所述的超声调制微细电化学加工实验系统，其特征是，所述工作台 底座（17)底端外壁与支撑架（18)的空腔内壁间隙配合，工作台底座的底端面与升降台 (22)之间设有橡胶垫圈（20)，以避免冲击力造成相互的损坏。3. 根据权利要求1所述的超声调制微细电化学加工实验系统，其特征是，所述电磁阀 开关（7)为常闭开关，灵敏度高，起到短路快速切断作用。4. 根据权利要求1所述的超声调制微细电化学加工实验系统，其特征是，所述离心栗 (42)优选多级离心栗。5. 根据权利要求1所述的超声调制微细电化学加工实验系统，其特征是，所述工作台 (15)与储液槽（37)选用防腐蚀强的花岗岩或耐蚀水泥制作。6. 根据权利要求1所述的超声调制微细电化学加工实验系统，其特征是，所述过滤网 (38)采用筛孔尺寸为Φ0. 07-0. 15mm的尼龙丝网。7. 根据权利要求1所述的超声调制微细电化学加工实验系统，其特征是，所述电解质 优选硝酸钠，电解液选用质量分数为5%的硝酸钠水溶液，其中均参入碳化硼W10微粉。
【专利摘要】超声调制微细电化学加工实验系统，属于复合精密、微细特种加工技术领域。包括超声振动系统、电解加工系统、同步斩波系统、伺服进给系统、短路保护系统、电解液循环系统、在线参数调节系统。本发明将微细电解加工与超声频振动同频、同步，通过超声频振动作用消除电解钝化膜，有效改善加工间隙；工作台由伺服电机带动进给，加工间隙与加工速度可控制调节；电解极间电流被实时检测，能及时切断电解加工回路的电流，实现短路保护功能；电解液系统电解液循环流动更新，冲走电解产物，电解液的配置可根据实验要求实时调节控制。本发明实现微细电化学实验系统参数的可实时在线配置调节，实现了系统化、智能化、高精度和高效率的加工目标。
【IPC分类】B23H5/14, B23H5/06, B23H5/12
【公开号】CN105364236
【申请号】CN201510847737
【发明人】朱永伟, 杨大师, 张宇, 顾翔, 孙继欣
【申请人】扬州大学
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年11月27日