一种自动对刀的三轴数控火花机制造技术

一种自动对刀的三轴数控火花机，包括床身、工作台和主轴头，床身上设有控制系统；主轴头的下端设有夹持有电极，电极为圆柱形电极，主轴头上设有三轴伺服进给机构；电极夹持装置上设有测头装置，测头装置包括至少两个测头，测头为弯折型测头，两个测头处于同一水平高度且分别设置于电极两侧，两个测头的连线与电极的外侧表面的切线平行，旋转连接座用于带动测头于水平方向上转动；对刀测头机构与控制系统信号连接；控制系统根据测头的压力值变化，控制旋转连接座转动测头，恢复测头压力值至设定压力值，电极移动轨迹根据在前的测头的移动轨迹移动。本发明专利技术的自动对刀的三轴数控火花机，实现工件整体外表面轮廓的自动巡边对刀，提高对刀精度。对刀精度。

【技术实现步骤摘要】
一种自动对刀的三轴数控火花机


[0001]本专利技术涉及一种金属加工技术，尤其是涉及一种自动对刀的三轴数控火花机。

技术介绍

[0002]电火花加工是通过电极与工件之间通电时，产生的火花得到瞬时的高温，去一层一层地侵蚀工件表面上的材料的过程。电火花加工尤其适合用于高硬度的导电工件的加工。虽然有很多数字电火花机具有半自动对刀功能，也有的是全自动对刀，但是其对刀的方式均为主要针对在规则的工件上表面进行加工的情况下操作的。而且在自动对刀的过程中，由于电火花机的进给机构的输送精度限制，在进行对刀时，只是通过规则的电极与工件侧面接触产生电信号来进行确定，因此必须严格控制电极运动时的速度在一个极其缓慢的状态下进行，否则有可能导致测量偏差过大，或者电极容易被挤压损坏等轻微或者严重影响加工质量的问题发生。

技术实现思路

[0003]本专利技术解决的技术问题是提供一种自动对刀的三轴数控火花机，实现工件整体外表面轮廓的自动巡边对刀。
[0004]本专利技术的技术解决方案是：
[0005]一种自动对刀的三轴数控火花机，其中，包括床身、工作台和主轴头，所述主轴头安装于所述床身上，所述工作台安装在所述主轴头正下方的位置；所述工作台上设有用于夹持工件的工作台面，所述工作台面下方设有十字移动机构；
[0006]所述床身上设有控制装置，所述控制装置上安装有用于控制电极移动的控制系统；所述十字移动机构与所述控制系统信号连接；
[0007]所述主轴头的下端设有电极夹持装置，所述电极夹持装置上夹持有电极，所述电极为圆柱形电极，所述主轴头上设有三轴伺服进给机构，所述三轴伺服进给机构与所述电极夹持装置连接；所述三轴伺服进给机构与所述控制系统信号连接；
[0008]所述电极夹持装置上设有测头装置，所述测头装置包括设置于所述电极夹持装置上的旋转连接座及安装在所述旋转连接座下方的至少两个测头，所述测头为弯折型测头，于初始状态时，两个所述测头处于同一水平高度且分别设置于所述电极两侧，且两个所述测头的连线与所述电极的外侧表面的切线平行，且远离所述切线一设定的凸出距离；所述旋转连接座用于带动所述测头于水平方向上转动；所述对刀测头机构与所述控制系统信号连接；
[0009]所述控制系统根据所述测头的压力值变化，控制所述旋转连接座转动所述测头，恢复所述测头压力值至设定压力值，所述电极移动轨迹根据在前的测头的移动轨迹移动。
[0010]如上所述的自动对刀的三轴数控火花机，其中，所述电极接触所述工件外表面后，两个所述测头包括第一测头和第二测头，所述第一测头及第二测头抵顶所述工件外表面并获得第一压力值Pa和第二压力值Pb，初始状态下，所述第一压力值Pa和第二压力值Pb均等
于设定压力值Po，所述第一测头、第二测头及电极分别贴紧所述工件外轮廓表面移动，保持电极电信号持续发生，以及保持第一压力值Pa和第二压力值Pb保持为设定压力值Po；当移动至工件表面轮廓形状变化处时，所述第一测头或第二测头的压力值发生变化，所述控制系统控制所述旋转连接座启动，带动所述测头转动，使所述压力值恢复至所述设定压力值Po，所述电极根据所述压力值发生变化的测头的移动轨迹继续移动，并保持电极与工件接触状态，直至完成工件外轮廓表面的完整巡边对刀，获得根据电极运动坐标平面的定位轮廓数据。
[0011]如上所述的自动对刀的三轴数控火花机，其中，所述旋转连接座为设置于所述电极夹持装置外周围上与所述电极同轴设置的环状旋转机构，两个所述测头与所述电极的中心轴的间隔距离相等，所述测头上端经由一电动离合器与旋转连接座连接，所述电动离合器与所述控制系统信号连接。
[0012]如上所述的自动对刀的三轴数控火花机，其中，所述工件外侧表面为平面时，所述第一压力值Pa及第二压力值Pb等于设定压力值Po，所述三轴伺服进给机构驱动所述电极保持直线移动巡边对刀。
[0013]如上所述的自动对刀的三轴数控火花机，其中，所述工件外侧表面为曲面，且位于所述电极移动方向前侧的第一测头滑动至曲面位置时，所述第一压力值Pa增加或者减少，控制系统根据所述第一压力值Pa的变化，控制所述旋转连接座带动所述第一测头正转或反转，恢复所述第一压力值Pa至所述设定压力值Po，并记录所述第一测头随所述电极移动和随所述旋转连接座转动的组合运动轨迹，于一设定的移动距离D2后，控制所述电极按照所述组合运动轨迹的路径移动。
[0014]如上所述的自动对刀的三轴数控火花机，其中，所述设定的移动距离为由所述第一测头接触到曲面的起点开始，根据所述第一测头与所述电机中心轴及所述切线的切点所在平面之间的测头间隔距离Do。
[0015]如上所述的自动对刀的三轴数控火花机，其中，所述设定的移动距离D2为所述测头间隔距离Do减去二分之一的测头变形距离Dt，所述测头变形距离Dt为根据测头受到压力值的变化发生形变的距离变化值。
[0016]如上所述的自动对刀的三轴数控火花机，其中，所述设定的移动距离D2为所述测头间隔距离Do减去测头变形距离Dt由第一压力值Pa从设定压力值Po变化至最大压力值Pm之间的积分所得值，所述测头变形距离Dt为根据测头受到压力值的变化发生形变的距离变化值。
[0017]如上所述的自动对刀的三轴数控火花机，其中，所述旋转连接座下方设有第三测头，于初始状态下，所述第三测头设置于所述电极的中心轴与所述切线的切点所在平面上，且位于所述电极背离所述工件的另一侧，所述第三测头向下延伸，并弯折延伸至所述电极下方，其末端部凸出所述电极外侧表面所述凸出距离。
[0018]如上所述的自动对刀的三轴数控火花机，其中，所述电极贴住所述工件外表面轮廓移动巡边的过程中，所述第三测头抵顶所述工件表面所得的第三压力值Pc始终保持所述设定压力值Po。
[0019]由以上说明得知，本专利技术确实具有如下的优点：
[0020]本专利技术的自动对刀的三轴数控火花机，通过在电极夹持装置周围设置与圆柱状电
极同轴的旋转连接座，并在旋转连接座下方设置有与所述电极平行的且凸出所述电极外侧轮廓表面的测头，获得了在移动电极保持接触工件外侧轮廓表面移动的过程中引导所述电极准确巡边的效果，并且通过至少两个测头的压力检测控制，使得电极能够持续以一个固定的接触压力与所述工件外侧轮廓表面保持接触，并一直移动至完全巡边完毕，使得控制系统获得了工件相对于电极所在的移动坐标系内的准确的轮廓位置信息，从而能够根据轮廓位置信息对工件表面进行定点的电火花加工作业，不仅能够通过一次完整的巡边对刀实现对工件任意位置的内部进行加工的目的，而且其相较于现有的自动对刀具有更高的准确率，使得工件加工后的精确度获得极大的提高。
附图说明
[0021]图1为本专利技术的自动对刀的三轴数控火花机的主轴头的局部结构示意图；
[0022]图2为本专利技术的自动对刀的三轴数控火花机的主轴头的另一角度的局部结构示意图。
[0023]主要元件标号说明：
[0024]本专利技术：
[0025]1：电极2：测头3：电极夹持装置...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自动对刀的三轴数控火花机，其特征在于，包括床身、工作台和主轴头，所述主轴头安装于所述床身上，所述工作台安装在所述主轴头正下方的位置；所述工作台上设有用于夹持工件的工作台面，所述工作台面下方设有十字移动机构；所述床身上设有控制装置，所述控制装置上安装有用于控制电极移动的控制系统；所述十字移动机构与所述控制系统信号连接；所述主轴头的下端设有电极夹持装置，所述电极夹持装置上夹持有电极，所述电极为圆柱形电极，所述主轴头上设有三轴伺服进给机构，所述三轴伺服进给机构与所述电极夹持装置连接；所述三轴伺服进给机构与所述控制系统信号连接；所述电极夹持装置上设有测头装置，所述测头装置包括设置于所述电极夹持装置上的旋转连接座及安装在所述旋转连接座下方的至少两个测头，所述测头为弯折型测头，于初始状态时，两个所述测头处于同一水平高度且分别设置于所述电极两侧，且两个所述测头的连线与所述电极的外侧表面的切线平行，且远离所述切线一设定的凸出距离；所述旋转连接座用于带动所述测头于水平方向上转动；所述对刀测头机构与所述控制系统信号连接；所述控制系统根据所述测头的压力值变化，控制所述旋转连接座转动所述测头，恢复所述测头压力值至设定压力值，所述电极移动轨迹根据在前的测头的移动轨迹移动。2.如权利要求1所述的自动对刀的三轴数控火花机，其特征在于，所述电极接触所述工件外表面后，两个所述测头包括第一测头和第二测头，所述第一测头及第二测头抵顶所述工件外表面并获得第一压力值Pa和第二压力值Pb，初始状态下，所述第一压力值Pa和第二压力值Pb均等于设定压力值Po，所述第一测头、第二测头及电极分别贴紧所述工件外轮廓表面移动，保持电极电信号持续发生，以及保持第一压力值Pa和第二压力值Pb保持为设定压力值Po；当移动至工件表面轮廓形状变化处时，所述第一测头或第二测头的压力值发生变化，所述控制系统控制所述旋转连接座启动，带动所述测头转动，使所述压力值恢复至所述设定压力值Po，所述电极根据所述压力值发生变化的测头的移动轨迹继续移动，并保持电极与工件接触状态，直至完成工件外轮廓表面的完整巡边对刀，获得根据电极运动坐标平面的定位轮廓数据。3.如权利要求2所述的自动对刀的三轴数控火花机，其特征在于，所述旋转连接座为设置于所述电极夹持装置外周围上与所述电极同轴设置的环状旋...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖有余，
申请(专利权)人：深圳市米尔迪克精密机械科技有限公司，
类型：发明
国别省市：