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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种自动监测装置和方法,具体地说是一种电火花成形加工工具电极异常变形自动监测装置和方法。
技术介绍
1、电火花成形加工利用(近)成形工具电极与工件之间的脉冲放电蚀除材料,能够实现各种导电材料复杂结构内腔高精度、高稳定性加工,因此在航空、航天、武器装备、精密模具等先进制造领域得到广泛应用。
2、铸件是电火花成形加工常用毛坯,在制坯工艺中可能残留不导电的夹杂物,且难以在后续检测环节检出。采用电火花成形加工此类毛坯时,如果夹杂物位于待加工区域,当工具电极进给到夹杂物所在位置时将会发生加工干涉。由于现有数控电火花成形加工机床并不具备加工干涉检测功能,且加工干涉难以目测发现,加之干涉并不会中断工具电极和毛坯之间的脉冲放电,因此工具电极会继续进给。此后,如果夹杂物不能及时脱落,持续进给的工具电极会在夹杂物的作用下发生宏观变形,并逐渐偏离设定的加工运动轨迹,导致加工过切和废品,浪费工时。因此,工具电极异常变形自动监测技术极具工程应用价值。
技术实现思路
1、针对电火花成形加工工具电极异常变形难发现、难检测、容易导致加工过切和废品的技术难题,本专利技术提出一种独立于电火花成形加工机床的工具电极异常变形自动监测装置和监测方法,具体技术方案为:
2、一种电火花成形加工工具电极异常变形自动监测装置,包括电阻式应变片、信号转换器、信号处理器和预警器。在工作状态下,电阻式应变片粘接在电火花成形加工工具电极的非加工部位,并通过数据线接入信号转换器,信号转换器通过数据线与信
3、进一步地,所述电阻式应变片必须利用绝缘胶粘接,其目的在于保证所述电阻式应变片与所述工具电极可靠固定,又不至于受到工具电极上的脉冲电压影响。
4、进一步地,所述电阻式应变片还需要良好密封,密封必须使用软胶,且优选绝缘软胶,其目的在于避免胶水硬化后阻碍所述电阻式应变片变形,又要隔离所述电阻式应变片与电火成形加工工作液。
5、进一步地,所述信号转换器为所述电阻式应变片供应直流电。当工具电极发生变形时,粘贴在电极表面的所述电阻式应变片随之变形并引起电阻变化,进一步引起电流变化。所述信号转换器实时采集流经所述电阻式应变片的电流,并传递给所述信号处理器。
6、进一步地,所述信号处理器用于判断输入的电流是否异常,所述信号处理器可以手动设置预警阈值,当输入的电流小于所述预警阈值时,所述信号处理器无触发动作。当输入的电流大于或等于所述预警阈值时,所述信号处理器向预警器持续发送预警脉冲,且所述信号处理器可以手动复位。
7、进一步地,一种电火花成形加工工具电极异常变形自动监测方法,其特征在于,包括以下使用步骤:
8、1)在需要监测的工具电极的非加工部位选择所述电阻式应变片粘贴位置;
9、2)连接所述监测装置各组件,并将所述电阻式应变片粘贴在工具电极上;
10、3)对所述监测装置通电,并进行校准操作;
11、4)利用所述监测装置对需要监测的工具电极进行监测。
12、进一步地,所述工具电极的非加工部位是在整个电火花成形加工过程中不参与脉冲放电的工具电极表面,且所述应变片在所述工具电极的非加工部位的粘贴位置以尽可能靠近电极末端为原则,其目的在于尽可能选择变形程度较大的区域作为所述应变片的应变检测区域,提高检测灵敏度。
13、进一步地,在电火花成形加工中,即使是处于正常加工状态的工具电极,由于工具电极和工件之间存在脉冲放电作用,或者由于采用了充液或者抽液的工作液循环方式,或者由于加工温度变化,都会不可避免导致工具电极发生一定程度变形,这种变形并不影响正常加工,却会被监测装置捕捉,为了避免由于正常加工条件引起的工具电极变形导致监测装置误动作,所述监测装置在使用前必须进行校准。
14、进一步地,所述监测装置校准方法为:利用所述监测装置对正常加工状态的工具电极进行全加工过程监测,根据所述信号转换器的实时电流记录来确定电流正常波动区间,据此确定预警阈值,并对所述信号处理器设置预警阈值。
15、进一步地,所述电流正常波动区间的上限值等于校准操作中获得的信号转换器的电流最大值,所述应变信号正常波动区间下限值等于校准操作中获得的信号转换器的电流最小值。
16、进一步地,所述预警阈值为电流正常波动区间上限值的1.2~1.5倍。
17、进一步地,如果电火花成形加工条件不变,仅仅更换工具电极,此时只需更换新的电阻式应变片即可,所述监测装置无需重复校准。
18、本专利技术具有以下优点:
19、本专利技术装置独立于电火花成形加工机床,无需对现有机床进行改造,且结构简单、工作可靠、便于拆装、成本较低。
20、本专利技术装置采用的电阻式应变片可以粘贴在工具电极的延伸部位或者底座表面,可操作性强。
21、本专利技术装置结合校准操作,能够显著提高监测灵敏度和可靠性。
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1.一种电火花成形加工工具电极异常变形自动监测装置,包括电阻式应变片、信号转换器、信号处理器和预警器;在工作状态下,电阻式应变片粘接在电火花成形加工工具电极的非加工部位上,并通过数据线接入信号转换器,信号转换器通过数据线与信号处理器连接,信号处理器通过数据线与预警器连接。
2.根据权利要求1所述的监测装置,其特征在于,所述电阻式应变片用于实时采集工具电极的应变并传递给所述信号转换器,所述信号转换器将输入的应变转换成电流并传递给所述信号处理器,所述信号处理器用于判断输入的电流是否异常,并在输入电流异常时向所述预警器发出预警信号,所述预警器发出预警。
3.根据权利要求1所述的监测装置,其特征在于,所述电阻式应变片利用绝缘胶粘接在电火花成形加工工具电极的非加工部位,且电阻式应变片需要良好密封。
4.根据权利要求1所述的监测装置,其特征在于,所述信号处理器能够手动设置预警阈值,当输入电流小于所述预警阈值时,所述信号处理器无触发动作;当输入电流大于或等于所述预警阈值时,所述信号处理器向预警器持续发送预警脉冲,且所述信号处理器具备手动复位功能。
6.根据权利要求5所述的监测方法,其特征在于,所述电火花成形加工工具电极的非加工部位是在整个电火花成形加工过程中不参与脉冲放电的工具电极表面,且所述应变片在所述电火花成形加工工具电极的非加工部位的粘贴位置以尽可能靠近电极末端为设计原则。
7.根据权利要求5所述的监测方法,其特征在于,所述校准方法为:利用所述监测装置对正常加工状态的工具电极进行全加工过程监测,根据所述信号转换器的信号记录确定应变信号正常波动区间,据此确定预警阈值,并对所述信号处理器设置预警阈值。
8.根据权利要求7所述的监测方法,其特征在于,所述应变信号正常波动区间上限等于校准操作中获得的信号转换器的实时信号最大值,所述应变信号正常波动区间下限等于校准操作中获得的信号转换器的实时信号最小值。
9.根据权利要求7所述的监测方法,其特征在于,所述预警阈值为应变信号正常波动区间上限值的1.2~1.5倍。
...【技术特征摘要】
1.一种电火花成形加工工具电极异常变形自动监测装置,包括电阻式应变片、信号转换器、信号处理器和预警器;在工作状态下,电阻式应变片粘接在电火花成形加工工具电极的非加工部位上,并通过数据线接入信号转换器,信号转换器通过数据线与信号处理器连接,信号处理器通过数据线与预警器连接。
2.根据权利要求1所述的监测装置,其特征在于,所述电阻式应变片用于实时采集工具电极的应变并传递给所述信号转换器,所述信号转换器将输入的应变转换成电流并传递给所述信号处理器,所述信号处理器用于判断输入的电流是否异常,并在输入电流异常时向所述预警器发出预警信号,所述预警器发出预警。
3.根据权利要求1所述的监测装置,其特征在于,所述电阻式应变片利用绝缘胶粘接在电火花成形加工工具电极的非加工部位,且电阻式应变片需要良好密封。
4.根据权利要求1所述的监测装置,其特征在于,所述信号处理器能够手动设置预警阈值,当输入电流小于所述预警阈值时,所述信号处理器无触发动作;当输入电流大于或等于所述预警阈值时,所述信号处理器向预警器持续发送预警脉冲,且所述信号处理器具...
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