CN105345177A - 采用可再生能源供电的金属材料加工装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了采用可再生能源供电的金属材料加工装置，包括电源系统及与电源系统相连接的电极系统，在电源系统内设置有控制器，在控制器上连接有光电转化电路和潮汐供电电路，潮汐供电电路内设置有依次连接的潮汐发电机、降压电路及整流滤波电路，整流滤波电路与控制器相连；电极系统包括上电极和与之相配合的夹具电极，在夹具电极与上电极之间设置有导电磁粉，夹具电极和上电极分别与控制器的电极供电支路的两个电极连接；在上电极的正上方还设置有利用运行系统所驱动的磁极，磁极能在上电极正上方任意向移动；在对丝状金属材料进行二次加工时，尽可能的降低不可再生资源的损耗，有效的利用可再生资源进行供能，达到资源持续化利用的目的。

Description

采用可再生能源供电的金属材料加工装置

技术领域

本发明涉及金属材料技术领域，具体的说，是采用可再生能源供电的金属材料加工装置。

背景技术

金属材料是指金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称。包括纯金属、合金、金属材料金属间化合物和特种金属材料等。

金属材料通常分为黑色金属、有色金属和特种金属材料。

①黑色金属又称钢铁材料，包括含铁90％以上的工业纯铁，含碳2％～4％的铸铁，含碳小于2％的碳钢，以及各种用途的结构钢、不锈钢、耐热钢、高温合金、精密合金等。广义的黑色金属还包括铬、锰及其合金。

②有色金属是指除铁、铬、锰以外的所有金属及其合金，通常分为轻金属、重金属、贵金属、半金属、稀有金属和稀土金属等，有色合金的强度和硬度一般比纯金属高，并且电阻大、电阻温度系数小。

③特种金属材料包括不同用途的结构金属材料和功能金属材料。其中有通过快速冷凝工艺获得的非晶态金属材料，以及准晶、微晶、纳米晶金属材料等；还有隐身、抗氢、超导、形状记忆、耐磨、减振阻尼等特殊功能合金以及金属基复合材料等。

而丝状金属材料作为金属材料中的一种，被广泛的应用于各种场合，但为进一步提高单一材质的丝状金属材料的使用范围，往往需要对成型后的丝状金属材料进行二次加工，据此，一套实用且能进行自动控制，可多方面对丝状金属材料进行改性或改结构的加工系统，实为迫切所需。

发明内容

本发明的目的在于提供采用可再生能源供电的金属材料加工装置，在对丝状金属材料进行二次加工时，能够尽可能的降低不可再生资源的损耗，并可以有效的利用可再生资源进行供能，以此达到资源持续化利用的目的。

本发明通过下述技术方案实现：采用可再生能源供电的金属材料加工装置，包括电源系统及与电源系统相连接的电极系统，在所述电源系统内设置有控制器，在控制器上连接有光电转化电路和潮汐供电电路，所述潮汐供电电路内设置有依次连接的潮汐发电机、降压电路及整流滤波电路，所述整流滤波电路与控制器相连；所述电极系统包括上电极和与之相配合的夹具电极，在所述夹具电极与上电极之间设置有导电磁粉，所述夹具电极和上电极分别与控制器的电极供电支路的两个电极连接；在所述上电极的正上方还设置有利用运行系统所驱动的磁极，所述磁极能在上电极正上方任意向移动；还设置有分别与控制器及运行系统相连接的控制系统。

进一步的为更好地实现本发明，能够使磁极在上电极上方沿X轴方向运动，特别设置有下述结构：所述运行系统内设置有X轴运行系统和用于驱动X轴运行系统的X轴电机，所述X轴电机与控制系统连接，所述X轴运行系统与磁极连接。

进一步的为更好地实现本发明，能够使磁极在上电极上方沿Y轴方向运动，特别设置有下述结构：所述运行系统内还设置有Y轴运行系统和用于驱动Y轴运行系统的Y轴电机，所述Y轴电机与控制系统相连接；所述Y轴运行系统与磁极连接。

进一步的为更好地实现本发明，能够智能化的对运行系统及视频监视系统进行控制，特别设置有下述结构：所述控制系统内设置有嵌入式处理器、人机交流模块、DA电路、PLC电路及视频监视系统，所述嵌入式处理器分别与控制器、人机交流模块和DA电路连接，所述DA电路连接PLC电路，所述PLC电路分别连接视频监视系统、X轴电机及Y轴电机。

进一步的为更好地实现本发明，能够提高嵌入式处理器的处理性能，特别设置有下述结构：在所述控制系统内还设置有与嵌入式处理器相连接的存储模块。

进一步的为更好地实现本发明，能够为电极间补充导电磁粉，特别设置有下述结构：还包括用于向所述夹具电极与上电极之间补充导电磁粉的磁粉供应系统，所述磁粉供应系统与PLC电路相连接。

进一步的为更好地实现本发明，能够及时的对电极间的导电磁粉保有量和丝状金属材料的加工状态进行观查，以便及时补充更换，特别设置有下述结构：所述视频监视系统设置在所述金属材料加工系统所在加工区域，且视频监视系统内至少有一个摄像头设置的拍摄视角为所述夹具电极和上电极之间。

进一步的为更好地实现本发明，特别设置有下述结构：所述光电转化电路内设置有依次连接的光伏板、升压电路及恒压电路，所述恒压电路与控制器相连接。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

本发明在对丝状金属材料进行二次加工时，能够尽可能的降低不可再生资源的损耗，并可以有效的利用可再生资源进行供能，以此达到资源持续化利用的目的。

本发明能够对丝状金属材料进行二次加工，且可实现丝状金属材料表面或结构的改变，并且能够自动化的进行丝状金属材料二次加工，同时在对丝状金属材料进行二次加工时，为放电加工模式，避免出现由于未能及时放电，而出现加工事故的情况发生；在加工生产的过程中，能够实时的对加工状态进行监测，从而实现安全加工的目的。

本发明利用嵌入式处理器作为控制核心可进一步的减小控制系统占地区域，并且好具有灵活放置的特性。

本发明所述的视频监视系统内有摄像头用于对夹具电极和上电极之间的导电磁粉及丝状金属材料进行监测，从而能够实现现场无人也能知晓丝状金属材料的加工程度和导电磁粉保有量，避免出现加工质量问题。

附图说明

图1为本发明所述供电系统图。

图2为本发明所述控制系统图。

图3为本发明结构图。

其中，1-磁粉供应系统，2-上电极，3-X轴运行系统，4-丝状金属材料，5-夹具电极，6-磁极，7-Y轴运行系统，8-Y轴电机，9-X轴电机，10-电源系统，11-控制系统。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：

采用可再生能源供电的金属材料加工装置，如图1、图2、图3所示，特别设置成下述结构：包括电源系统10及与电源系统10相连接的电极系统，在所述电源系统内设置有控制器，在控制器上连接有光电转化电路和潮汐供电电路，所述潮汐供电电路内设置有依次连接的潮汐发电机、降压电路及整流滤波电路，所述整流滤波电路与控制器相连；所述电极系统包括上电极2和与之相配合的夹具电极5，在所述夹具电极5与上电极2之间设置有导电磁粉，所述夹具电极5和上电极2分别与控制器的电极供电支路的两个电极连接；在所述上电极2的正上方还设置有利用运行系统所驱动的磁极6，所述磁极6能在上电极2正上方任意向移动；还设置有分别与控制器及运行系统相连接的控制系统11。

实施例2：

本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本发明，能够使磁极在上电极上方沿X轴方向运动，如图1、图2、图3所示，特别设置有下述结构：所述运行系统内设置有X轴运行系统3和用于驱动X轴运行系统3的X轴电机9，所述X轴电机9与控制系统11连接，所述X轴运行系统3与磁极6连接。

实施例3：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本发明，能够使磁极在上电极上方沿Y轴方向运动，如图1、图2、图3所示，特别设置有下述结构：所述运行系统内还设置有Y轴运行系统7和用于驱动Y轴运行系统7的Y轴电机8，所述Y轴电机8与控制系统11相连接；所述Y轴运行系统7与磁极6连接。

实施例4：

本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本发明，能够智能化的对运行系统及视频监视系统进行控制，如图1、图2、图3所示，特别设置有下述结构：所述控制系统11内设置有嵌入式处理器、人机交流模块、DA电路、PLC电路及视频监视系统，所述嵌入式处理器分别与控制器、人机交流模块和DA电路连接，所述DA电路连接PLC电路，所述PLC电路分别连接视频监视系统、X轴电机9及Y轴电机8。

实施例5：

本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本发明，能够提高嵌入式处理器的处理性能，如图1、图2、图3所示，特别设置有下述结构：在所述控制系统内还设置有与嵌入式处理器相连接的存储模块。

实施例6：

本实施例是在实施例4或5的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本发明，能够为电极间补充导电磁粉，如图1、图2、图3所示，特别设置有下述结构：还包括用于向所述夹具电极5与上电极2之间补充导电磁粉的磁粉供应系统1，所述磁粉供应系统1与PLC电路相连接。

实施例7：

本实施例是在实施例4或5或6的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本发明，能够及时的对电极间的导电磁粉保有量和丝状金属材料的加工状态进行观查，以便及时补充更换，如图1、图2、图3所示，特别设置有下述结构：所述视频监视系统设置在所述金属材料加工系统所在加工区域，且视频监视系统内至少有一个摄像头设置的拍摄视角为所述夹具电极5和上电极2之间。

实施例8：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本发明，如图1、图2、图3所示，特别设置有下述结构：所述光电转化电路内设置有依次连接的光伏板、升压电路及恒压电路，所述恒压电路与控制器相连接。

在设计使用时，将丝状金属材料4层叠固定在夹具电极5的空腔内，并在夹具电极5和上电极2之间充入导电磁粉，导电磁粉将自动包覆在各层待加工的丝状金属材料4的周围，充分和待加工的丝状金属材料4的表面接触。

夹具电极5和上电极2分别接控制器的电极供电支路的正、负极；磁极6通过X轴运行系统3和Y轴运行系统7在上电极2上方进行任意向运动，在运动中的磁极6的作用下，导电磁粉相对待加工丝状金属材料4的表面运动，并在运动的过程中对丝状金属材料4进行放电加工，而由于导电磁粉存在消耗，则利用嵌入式处理器形成投放量的控制策略并采用该策略控制磁粉供应系统1，使磁粉供应系统1按照设定的投放量进行导电磁粉的补充，避免出现加工责任事故。

在加工过程中，设置在金属材料加工系统所在加工区域内的视频监视系统将对整个加工流程及加工作业状态进行监视，避免出现加工事故。

加工时，作为控制系统11核心的嵌入式处理器将进行数据处理及指令的发布，而后通过DA电路将数字化的信号转换为模拟信号，并利用PLC电路对视频监视系统、X轴电机9及Y轴电机8进行控制，其中，X轴电机9用于对X轴运行系统3提供动能，Y轴电机8用于对Y轴运行系统7提供动能，使得磁极6能够在上电极2上方做任意向运动，并带动导电磁粉在丝状金属材料4的表面上运行，以此达到对丝状金属材料4的表面进行结构改造或改性等处理。

为方便工作人员控制使用，还设置有用于进行人与机器对话的人机交流模块，以此方便工作人员进行命令输入或参数设置等操作。

供电系统为嵌入式处理器及电极系统提供电能，在使用时，潮汐发电机利用潮汐进行发电，而后生成的电能将首先利用降压电路进行降压，而后通过整流滤波电路进行整流及滤波，并输出低压直流，而后通过控制器进行进行稳压后，通过控制器的电极供电支路(直流)向电极系统进行供电，也同时通过控制器内的控制系统供电支路向嵌入式处理器进行供电；为进一步的可以利用光能所转化的电能进行供电，特别设置有光电转化电路，其中光伏板收集阳光，并将阳光转换为直流电，而后该直流电将利用升压电路进行升压，以便能够供给控制系统和电极系统，升压后的电能在通过恒压电路进行稳压，而后利用控制器分别对电极系统和嵌入式处理器进行供电。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.采用可再生能源供电的金属材料加工装置，其特征在于：包括电源系统(10)及与电源系统(10)相连接的电极系统，在所述电源系统内设置有控制器，在控制器上连接有光电转化电路和潮汐供电电路，所述潮汐供电电路内设置有依次连接的潮汐发电机、降压电路及整流滤波电路，所述整流滤波电路与控制器相连；所述电极系统包括上电极(2)和与之相配合的夹具电极(5)，在所述夹具电极(5)与上电极(2)之间设置有导电磁粉，所述夹具电极(5)和上电极(2)分别与控制器的电极供电支路的两个电极连接；在所述上电极(2)的正上方还设置有利用运行系统所驱动的磁极(6)，所述磁极(6)能在上电极(2)正上方任意向移动；还设置有分别与控制器及运行系统相连接的控制系统(11)。

2.根据权利要求1所述的采用可再生能源供电的金属材料加工装置，其特征在于：所述运行系统内设置有X轴运行系统(3)和用于驱动X轴运行系统(3)的X轴电机(9)，所述X轴电机(9)与控制系统(11)连接，所述X轴运行系统(3)与磁极(6)连接。

3.根据权利要求2所述的采用可再生能源供电的金属材料加工装置，其特征在于：所述运行系统内还设置有Y轴运行系统(7)和用于驱动Y轴运行系统(7)的Y轴电机(8)，所述Y轴电机(8)与控制系统(11)相连接；所述Y轴运行系统(7)与磁极(6)连接。

4.根据权利要求3所述的采用可再生能源供电的金属材料加工装置，其特征在于：所述控制系统(11)内设置有嵌入式处理器、人机交流模块、DA电路、PLC电路及视频监视系统，所述嵌入式处理器分别与控制器、人机交流模块和DA电路连接，所述DA电路连接PLC电路，所述PLC电路分别连接视频监视系统、X轴电机(9)及Y轴电机(8)。

5.根据权利要求4所述的采用可再生能源供电的金属材料加工装置，其特征在于：在所述控制系统内还设置有与嵌入式处理器相连接的存储模块。

6.根据权利要求5所述的采用可再生能源供电的金属材料加工装置，其特征在于：还包括用于向所述夹具电极(5)与上电极(2)之间补充导电磁粉的磁粉供应系统(1)，所述磁粉供应系统(1)与PLC电路相连接。

7.根据权利要求6所述的采用可再生能源供电的金属材料加工装置，其特征在于：所述视频监视系统设置在所述金属材料加工系统所在加工区域，且视频监视系统内至少有一个摄像头设置的拍摄视角为所述夹具电极(5)和上电极(2)之间。

8.根据权利要求1-7任一项所述的采用可再生能源供电的金属材料加工装置，其特征在于：所述光电转化电路内设置有依次连接的光伏板、升压电路及恒压电路，所述恒压电路与控制器相连接。