CN120619500A - 一种台阶深盲孔电火花放电加工设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种台阶深盲孔电火花放电加工设备及方法，涉及机械加工设备的领域，其包括获取夹爪角度和夹爪角度对应的夹爪编号；基于夹爪角度定义夹爪编号；基于夹爪编号进行夹取、加工、检测以及卸料操作；于完成夹取、加工、检测以及卸料操作获取夹取完成信号、加工完成信号、检测完成信号、卸料完成信号；于夹取完成信号、加工完成信号、检测完成信号、卸料完成信号均接收到时执行转向操作并重新获取夹爪角度和夹爪角度对应的夹爪编号。本发明具有提高加工效率和精度并确保加工过程中的稳定性的效果。

Description

一种台阶深盲孔电火花放电加工设备及方法

技术领域

本发明涉及机械加工设备的领域，尤其是涉及一种台阶深盲孔电火花放电加工设备及方法。

背景技术

目前，深盲孔电火花放电加工设备是随着航空航天、精密模具、高端机械等领域对复杂零部件加工需求而发展起来的特种加工装备。其核心背景源于传统机械加工在深盲孔领域的局限性——刀具易折断、切削力大、散热排屑困难，尤其对硬度高、韧性强的材料几乎无法加工。

深盲孔电火花放电加工在加工过程中电极与工件不直接接触，避免了传统切削加工的机械切削力，适合薄壁件、易变形零件的加工。减少工件因受力产生的形变，保证加工稳定性。可加工硬度高、脆性大、韧性强的导电材料，如淬火钢、硬质合金、高温合金等，这些材料用传统切削加工难度大甚至无法加工。能实现微米级精度，表面粗糙度低，适合精密零件加工。当前主流的深盲孔加工中，能在加工过程中控制温度在120℃以下，减少热变形，提高孔壁质量，且具有加工速度快，能处理各种材料；喷射加工噪声小，效率高的优点。现有技术中，需要加工如图1所示的一种轴，那么首先在轴的端面上加工直径为46mm的第一盲孔，然后在第一盲孔的底部加工直径为32mm的第二盲孔，最后在第二盲孔的底部加工直径为11mm的第三盲孔。

针对上述内容，如图1所示的台阶盲孔时需要三种直径的电极，此时加工的工位需要三个，其余的配套设备同样需要三个，当一个盲孔加工完成后，工作人员需要手动将盲孔取出放置到另外一个电极上，那么造成设备和人工成本较高，尚有改进的空间。

发明内容

为了解决人工手动更替电极的问题，本发明提供一种台阶深盲孔电火花放电加工设备及方法。

第一方面，本发明提供一种台阶深盲孔电火花放电加工设备，采用如下的技术方案：

一种台阶深盲孔电火花放电加工设备，包括：

升降支架，设有夹取组件，所述夹取组件包括滑轨、移动座和夹持待加工轴的夹爪，所述滑轨沿竖直方向设于所述升降支架上，所述移动座沿所述滑轨的长度方向滑移连接于所述滑轨上，所述夹爪活动连接于所述移动座上；

液体池，设于升降支架的一侧，当所述夹爪移动至所述液体池的上方时，所述液体池的上方设有供液体和所述待加工轴进入的承载槽；以及

电极，设于所述承载槽的槽底，所述电极和外部的电源连通，当所述夹爪移动至所述液体池的上方时，所述电极和夹持于所述夹爪上的所述待加工轴同轴设置，所述电极包括第一台阶部、第二台阶部和第三台阶部，所述第一台阶部、第二台阶部和第三台阶部同轴设置，所述第一台阶部的直径和第一盲孔的内径相同，所述第二台阶部的直径和第二盲孔的内径相同，所述第三台阶部的直径和第三盲孔的内径相同。

通过采用上述技术方案，实现对台阶深盲孔的一次性加工，无需人工干预更换电极，从而显著提高了加工效率并降低了人工成本。

可选的，还包括底座，所述底座包括支架部和加工部，所述支架部和加工部一体成型，所述升降支架设于所述支架部上。所述移动座设有水平滑轨和固定板，所述水平滑轨滑移连接所述固定板，所述固定板上设有第一拉升气缸，所述第一拉升气缸的活塞远离所述支架部的一侧设有支撑轴，所述支撑轴远离所述第一拉升气缸的一端设有第二拉升气缸，所述第二拉升气缸的活塞远离所述支撑轴的一侧固定连接于夹爪的一端。所述液体池设于所述加工部上，所述加工部上设有导向组件，所述导向组件包括对准支架和导向块，所述对准支架靠近所述加工部的一端与所述加工部固定连接，所述对准支架远离所述加工部的一端与所述导向块远离所述支架部的一侧固定连接，所述导向块靠近液体池的一侧开设有导向孔，所述导向块的槽底的直径和所述待加工轴的外径相同，所述导向块的直径从靠近所述夹爪的一侧向远离所述夹爪的一侧逐渐变小，所述导向孔和所述电极呈同轴设置。

通过采用上述技术方案，本发明通过设置导向块，导向块的直径设计为渐变形式能够对待加工轴进行精准的定位和引导，确保其与电极保持同轴状态，从而提升加工精度。同时，底座的支架部和加工部采用一体成型的设计，提高了整体结构的强度和刚性，减少了因振动或外力引起的形变，保证了长时间运行下的加工质量。转动轴与横杆的配合使用，使得对准柱能够在需要时快速移动至指定位置，既提升了设备的灵活性，又减少了人工干预的需求。

可选的，所述底座还包括检测部，所述检测部和所述支架部固定连接，所述检测部上设有检测组件，所述检测组件包括作为电阻的检测柱、检测底座、第一检测线和第二检测线，所述检测柱沿竖直方向滑移连接于所述检测底座上，所述检测柱沿柱体的长度方向电阻均匀分布，所述第一检测线和所述检测柱远离所述检测部的一端电连接，所述第二检测线的一端设有金属导线环，所述金属导线环套设于所述检测柱上且抵接于所述检测部上，所述检测柱、所述金属导线环和所述第二检测线依次电连接，所述第一检测线和所述第二检测线均和外部的同一电源以及电流表串联，所述检测组件还包括驱使限位块抵接于所述待加工轴的盲孔底壁上以及驱使限位块复原位置的驱动件。

通过采用上述技术方案，本发明的检测组件通过电阻式检测柱的设计，能够检测待加工轴的加工深度，确保每一次加工都能够达到预设的精度要求。检测柱沿竖直方向滑移连接，并通过金属导线环与外部电源及电流表形成串联电路，当限位块在驱动件的作用下抵接于待加工轴的盲孔底壁时，通过检测电阻值的变化计算盲孔深度这种设计不仅提升了检测的灵敏度，还减少了人工干预的成本，进一步提高了设备的自动化水平。

可选的，所述驱动件为第三拉升气缸和压缩弹簧，所述第三拉升气缸靠近所述检测柱的活塞面固定连接所述检测柱，所述检测柱远离所述检测部的一端设有限位块，所述压缩弹簧套设于所述检测柱上，所述压缩弹簧的一端抵接于所述检测部上，所述压缩弹簧的另一端抵接于所述限位块上。

通过采用上述技术方案，压缩弹簧的设置为检测柱提供了稳定的驱动力，确保限位块能够紧密抵接于待加工轴的盲孔底壁。这种弹性连接方式不仅能够适应不同长度的盲孔检测需求。同时，压缩弹簧的设计简化了结构复杂度，降低了维护成本，进一步增强了设备的可靠性和耐用性。

可选的，所述支架部上设有旋转气缸，所述旋转气缸的活塞盘与所述待加工轴和所述升降支架靠近所述支架部的一侧固定连接，当所述旋转气缸驱使升降支架转动时，所述夹爪所夹持的所述待加工轴从所述加工部的上方移动至所述检测部的上方。

通过采用上述技术方案，旋转气缸的设置实现了夹爪在不同工位之间的快速切换，显著提升了设备的工作效率。当旋转气缸驱使升降支架转动时，夹爪所夹持的加工轴能够在加工部和检测部之间平稳转移，避免了人工搬运带来的误差和时间损耗。此外，旋转气缸与升降支架的固定连接设计增强了整体结构的刚性，有效降低了因设备振动或外力干扰导致的定位偏差，为连续高效生产提供了保障。

可选的，所述底座还包括卸料部，所述卸料部固定连接于所述支架部（11）上，所述卸料部上设有卸料箱，所述卸料箱上的外侧壁上设有驱动电机，所述驱动电机的输出轴还连有转动轴，所述转动轴上还设有导料板，所述转动轴夹爪移动至卸料部处时通过导料板引导所述待加工轴掉落并进入所述卸料箱。

通过采用上述技术方案，卸料部的设计实现了加工完成后工件的自动收集，减少了人工操作环节。导料板的设置能够精准引导加工轴从夹爪中掉落至卸料箱内。这种结构不仅提高了卸料的效率，还保证了整个加工流程的连贯性。同时，卸料箱与支架部的固定连接增强了整体设备的稳定性，确保在长时间运行中不会因振动而影响卸料效果。

可选的，所述卸料部上还设有废料箱，所述废料箱设于卸料箱靠近升降支架的一侧。

通过采用上述技术方案，驱动电机的设置使得导料板能够根据需要进行角度调整，从而更灵活地引导合格的加工轴和不合格的加工轴进入对应的收集区域。转动轴与驱动电机的配合使用增强了设备的自动化程度，减少了人工干预的需求。

可选的，所述底座还包括上料部，所述上料部固定连接于支架部上，所述上料部上设有旋转气缸，所述旋转气缸的活塞盘上固定连接有圆盘，所述圆盘上开设若干供待加工轴放置的放置槽，所述放置槽沿圆盘的周向设置，当升降支架转动至夹爪位于圆盘上方时，其中一个所述放置槽位于夹爪的下方。

通过采用上述技术方案，上料部的设计实现了待加工轴的自动供给，减少了人工放置工件的繁琐操作。圆盘上的放置槽沿周向均匀分布，能够容纳多个待加工轴，通过旋转气缸驱动圆盘转动，确保每个放置槽能够依次移动至夹爪下方的指定位置。这种结构不仅提高了上料的效率和准确性，还保证了整个加工流程的自动化和连续性。同时，上料部与支架部的固定连接增强了设备的整体稳定性，避免在长时间运行过程中因振动导致的位置偏差，为高效精准的加工提供了可靠保障。

可选的，所述夹取组件的数量为若干个且沿升降支架的周向布置。

通过采用上述技术方案，多个夹取组件的设置能够同时处理多个工件，进一步提高了设备的工作效率和加工能力。每个夹取组件沿升降支架的周向布置，确保了在旋转过程中各个夹爪可以精准对接不同工位，避免因频繁切换带来的等待时间。此外，这种设计还能实现多工位并行加工，从而显著缩短整体加工周期。

第二方面，本发明提供一种台阶深盲孔电火花放电加工方法,采用如下的技术方案：

一种台阶深盲孔电火花放电加工方法，应用于上述的一种台阶深盲孔电火花放电加工设备上，包括：

步骤100：获取夹爪角度和夹爪角度对应的夹爪编号；

步骤101：于所述夹爪角度处于所述上料部时将所述对应的夹爪编号定义为夹取夹爪编号；

步骤102：控制所述夹取夹爪编号的夹爪进行预设的夹取待加工轴操作并获取夹取完成信号；

步骤103：于所述夹爪角度处于所述加工部时将所述对应的夹爪编号定义为加工夹爪编号；

步骤104：控制所述加工夹爪编号的夹爪进行预设的电火花加工操作，并获取加工完成信号；

步骤105：于所述夹爪角度处于所述检测部时将所述对应的夹爪编号定义为检测夹爪编号；

步骤106：控制所述检测夹爪编号进行预设的测量孔深操作，并获取检测完成信号；

步骤107：于所述检测夹爪编号对应的夹爪角度处于所述卸料部时将所述对应的夹爪编号定义为卸料夹爪编号；

步骤108：控制所述卸料夹爪编号进行预设的卸料操作，并获取卸料完成信号；

步骤109：于所述夹取完成信号、所述加工完成信号、所述检测完成信号、所述卸料完成信号均接收到时执行预设的转向操作并重新获取所述夹爪角度和所述夹爪角度对应的夹爪编号。

通过采用上述技术方案，在所有的完成信号的接收后，系统将自动执行转向操作，确保夹爪能够精确调整至下一个工位的位置。这一过程通过旋转气缸与升降支架的协同工作实现，保证了夹爪在不同工位之间的平稳切换，同时避免了因振动或外力干扰导致的定位偏差。转向操作完成后，系统会重新获取夹爪的当前位置和编号信息，为下一阶段的任务提供准确的数据支持。

综上，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

通过台阶直径的电极能够实现一次性完成多级台阶深盲孔的加工，无需频繁更换电极或调整工位，从而显著提升了加工效率和设备利用率；

通过测量电阻确定加工轴的孔深，确保加工精度达到预设的盲孔深度要求。电阻测量的原理基于检测柱与待加工轴之间的接触状态变化，当限位块紧密抵接于盲孔底壁时，电路中的电阻值会发生变化，这一变化通过电流表实时记录，最后基于电阻值确定孔深；

通过导向块的设计，能够对待加工轴进行精准的定位和引导，确保其与电极保持同轴状态，从而提升加工精度。导向块的直径从靠近夹爪的一侧向远离夹爪的一侧逐渐变小，这种渐变形式的设计不仅能够适应不同尺寸的待加工轴，还能够在移动过程中逐步校正轴的位置偏差，减少因人为操作或设备振动带来的误差。同时，导向块的槽底直径与待加工轴的外径相同，确保了在进入承载槽时的高精度对接，避免了二次调整的需求。

附图说明

图1是待加工轴的盲孔剖面示意图；

图2是电火花加工设备的结构示意图；

图3是电极的结构示意图；

图4是底座与支架部、上料部、加工部、检测部、卸料部的整体结构示意图；

图5是上料组件的爆炸示意图；

图6是加工过程中待加工轴通过导向组件与电极形成同轴的结构示意图；

图7是检测部的结构示意图；

图8是升降支架旋转操作的爆炸示意图。

以上附图中各数字标号所指代的部位名称如下：1、底座；2、待加工轴；11、支架部；12、上料部；13、加工部；14、检测部；15、卸料部；111、旋转气缸；112、升降支架；113、夹取组件；121、上料组件；131、加工组件；132、导向组件；141、检测组件；151、卸料组件；1121、升降底座；1131、滑轨；1132、移动座；1133、夹爪；1211、圆盘；1212、上料旋转气缸；12111、放置槽；1311、电极；13111、第一台阶部；13112、第二台阶部；13113、第三台阶部；1312、液体池；1321、对准支架；1322、导向块；13121、承载槽；1411、检测底座；1412、检测柱；1413、限位块；14121、第一检测线；14122、第二检测线；14123、压缩弹簧；1511、卸料箱；1512、废料箱；1513、导料板；21、第一盲孔；22、第二盲孔；23、第三盲孔。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述。

本发明实施例公开一种台阶深盲孔电火花放电加工设备。

实施例1

参照图1和图2，一种台阶深盲孔电火花放电加工设备包括：

升降支架112的一侧连接有夹取组件113，夹取组件113包括滑轨1131、移动座1132和夹持待加工轴2的夹爪1133，滑轨1131沿竖直方向滑移连接于升降支架112上以控制夹爪1133夹持待加工轴2上下移动，移动座1132沿滑轨1131的长度方向滑移连接于滑轨1131上，夹爪1133活动连接于移动座1132上；

液体池1312，固定放置于升降支架112的一侧，用于承载工作液，当夹爪1133移动至液体池1312的上方时，液体池1312的上方设有供液体和待加工轴2进入的承载槽13121；以及

结合图3，电极1311，固定于承载槽13121的槽底，电极1311和外部的电源连通，当夹爪1133移动至液体池1312的上方时，电极1311和夹持于夹爪1133上的待加工轴2同轴设置以进行提升加工过程的精准度，电极1311包括第一台阶部13111、第二台阶部13112和第三台阶部13113，第一台阶部13111、第二台阶部13112和第三台阶部13113同轴设置，第一台阶部13111的直径和第一盲孔21的内径相同，第二台阶部13112的直径和第二盲孔22的内径相同，第三台阶部13113的直径和第三盲孔23的内径相同。

实施例1的实施原理为：在加工过程中，首先将待加工轴2放置于夹爪1133上，通过控制滑轨1131和移动座1132带动夹爪1133下降至液体池1312上方的槽口中，此时待加工轴2与电极1311同轴设置。接通电源后，电极1311与待加工轴2之间产生电火花放电，进行加工操作。由于电极1311包括第一台阶部13111、第二台阶部13112和第三台阶部13113，且各台阶部的直径与待加工轴2上的盲孔内径相匹配，因此能够一次性完成多级台阶深盲孔的加工，从而无需频繁更换电极1311或调整工位，显著提升了加工效率和设备利用率。

实施例2

参照图4，一种台阶深盲孔电火花放电加工设备包括底座1、升降支架112、夹取组件113、上料组件121、加工组件131、检测组件141和卸料组件151。底座1包括支架部11、上料部12、加工部13、检测部14和卸料部15。上料部12、加工部13、检测部14和卸料部15分别沿支架部11的周向依次布置且均和支架部11固定连接。

升降支架112靠近支架部11的一面固定连接有升降底座1121，升降底座1121旋转连接于旋转气缸111的靠近升降底座的活塞面，旋转气缸111内嵌于支架部11，夹取组件113安装在升降支架112上，以夹取轴。上料组件121安装在上料部12，以提供待加工轴2。夹取组件113安装在加工部13上，以对待加工轴2进行台阶深盲孔加工。检测组件141安装在检测部14上，以对加工完成的轴进行深盲孔检测。卸料组件151安装在卸料部15上，以将检测完成的轴进行卸料。

夹取组件113的数量为若干个，此处以夹取组件113的数量为4个为例，夹取组件113沿升降支架112的周向进行布置。夹取组件113包括滑轨1131、移动座1132和夹爪1133。滑轨1131固定安装在升降支架112上，滑轨1131和升降支架112呈平行设置。移动座1132固定连接有水平滑轨和固定板，水平滑轨滑移连接固定板实现固定板的横向移动，固定板上固定连接有第一拉升气缸，拉升气缸的活塞远离支架部11的一侧固定连接有支撑轴，支撑轴远离第一拉升气缸的一端连接有第二拉升气缸，第二拉升气缸的活塞远离支撑轴的一侧固定连接于夹爪1133的一端，第一拉升气缸通过推动支撑轴带动夹爪1133的前后移动，第二拉升气缸通过推动夹爪1133实现夹爪1133的抓握效果。

参照图5，上料组件121包括圆盘1211和上料旋转气缸1212。上料旋转气缸1212安装在上料部12上，上料旋转气缸1212的活塞盘与圆盘1211固定连接，以驱使圆盘1211转动。圆盘1211上设置有若干放置槽12111，用于容纳待加工轴2。所有放置槽12111沿圆盘1211的周向均匀分布。

当夹爪1133的位置处于上料部12的上方时，放置槽12111位于夹爪1133的下方使得夹爪1133可以直接夹持待加工轴2。

加工组件131包括电极1311和液体池1312。液体池1312固定连接于加工部13上，且位于升降支架112的一侧。液体池1312具有承载槽13121，供工作液和待加工轴2进入。当夹爪1133移动至液体池1312的上方时，待加工轴2位于承载槽13121的上方。电极1311固定连接于承载槽13121的槽底，电极1311和外部的电源连通，当夹爪1133移动至液体池1312的上方时，电极1311和夹持于夹爪1133上的待加工轴2同轴设置。为了适配台阶深盲孔，电极1311包括第一台阶部13111、第二台阶部13112和第三台阶部13113，第一台阶部13111、第二台阶部13112和第三台阶部13113同轴设置，第一台阶部13111的直径和第一盲孔21的内径相同，第二台阶部13112的直径和第二盲孔22的内径相同，第三台阶部13113的直径和第三盲孔23的内径相同。当夹持于夹爪1133上的待加工轴2与电极1311同轴时，系统控制该夹爪1133对应的滑轨1131进行向下移动到预设的加工高度。加工高度是指夹持于夹爪1133上的待加工轴2靠近加工部13的一侧与液体池1312的槽口相抵的高度。当夹爪1133将待加工轴2移动至液体池1312上方并下降到预设加工高度时，工作液会填充于承载槽13121内，形成稳定的放电环境。此时，外部电源通过电极1311向待加工轴2施加脉冲电压，从而在两者之间产生高频电火花放电。由于电极1311设计为多级台阶结构，能够对应不同深度和直径的盲孔加工需求。

参照图6，为了使得待加工轴2和电极1311同轴设置，加工部13上还安装有导向组件132。导向组件132包括对准支架1321和导向块1322。对准支架1321靠近加工部13的一端与加工部13固定连接用于维持导向组件132的稳定，对准支架1321远离加工部13的一端与导向块1322远离支架部11的一侧固定连接，导向块1322的底部直径和待加工轴2的外径相同且槽底的轴心与电极1311的轴心同轴用于实现待加工轴2与电极1311的校准操作，导向块1322的直径从靠近夹爪1133的一侧向远离夹爪1133的一侧逐渐变小来减少待加工轴2的活动范围使待加工轴2通过垂直上移的过程中逐渐与电极1311形成对准。

检测组件141包括检测柱1412、检测底座1411、第三拉升气缸、限位块1413、压缩弹簧14123。

参照图7，检测底座1411固定连接于检测部14上，检测柱1412沿竖直方向滑移连接于检测底座1411上且延伸至检测底座1411的上方，限位块1413固定连接于检测柱1412远离检测部14的一端。

检测柱1412靠近检测部14的一端固定连接有第三拉升气缸。检测柱1412的外侧套有压缩弹簧14123，压缩弹簧14123的一端抵接于检测部14，另一端抵接于限位块1413，以驱使限位块1413带动检测柱1412向上移动且使限位块1413抵接于待加工轴2的盲孔底壁。检测柱1412远离检测底座1411的一端电连接有第一检测线14121，检测底座1411的外侧壁上固定连接有第二检测线14122，第二检测线14122的一端固定连接有金属导线环，金属导线环套设于检测柱1412上且抵接于检测底座1411靠近限位块1413的一侧，检测柱1412、金属导线环和第二检测线14122依次电连接，第一检测线14121和第二检测线14122均和外部的同一电源以及电流表串联形成完整的电路回路。当压缩弹簧14123驱使限位块1413抵接于待加工轴2的第三盲孔23底壁时，第三拉升气缸推动检测柱1412垂直向上移动，随着金属导线环与限位块1413的距离越来越远，电路中的电阻值越来越大，这一变化通过电流表实时记录，并基于电阻值的变化判断盲孔的加工深度是否符合预设要求。

卸料组件151包括卸料箱1511、废料箱1512、导料板1513、转动轴和驱动电机。卸料箱1511固定连接于卸料部15上，卸料箱1511的开口朝上设置，用于收集加工完成的轴。驱动电机固定连接于卸料箱1511的外侧壁上，驱动电机的输出轴与转动轴的一端相连，用于驱使导料板1513绕转动轴的轴线方向转动。导料板1513的一端固定连接于转动轴上，另一端可随转动轴的旋转而摆动，导料板1513的角度调整能够灵活地将合格与不合格的加工轴分别引导至对应的收集区域。此外，废料箱1512安装在卸料箱1511靠近升降支架112的一侧，用于分类收集不合格的加工轴。当夹爪1133移动测量合格的待加工轴2至卸料部15时，导料板1513能够根据驱动电机的控制使转动轴进行转动，导料板1513随转动轴的转动并盖合废料槽的槽口，使待加工轴2落入卸料箱1511。精确引导加工完成的轴进入卸料箱1511或废料箱1512。当夹爪1133移动测量不合格的待加工轴2至卸料部15时，驱动电机反向运转，使转动轴带动导料板1513朝相反方向摆动。此时，废料箱1512的槽口被打开，夹爪1133将不合格的加工轴放至废料箱1512中。

实施例2的实施原理为：在加工过程中，首先将待加工轴2放置于夹爪1133上，通过控制滑轨1131和移动座1132带动夹爪1133上升至导向块1322进行以实现待加工轴2和电极1311同轴设置，再控制滑轨1131和移动座1132下降至液体池1312上方的槽口中。接通电源后，电极1311与待加工轴2之间产生电火花放电，进行加工操作。由于电极1311包括第一台阶部13111、第二台阶部13112和第三台阶部13113，且各台阶部的直径与待加工轴2上的盲孔内径相匹配，于夹爪1133加工完后通过控制旋转气缸111转动升降底座1121至检测部14，控制滑轨1131和移动座1132带动夹爪1133所夹持的待加工轴2相抵于限位块1413，限位块1413通过压缩弹簧14123至待加工轴2的第三盲孔23处，通过第一检测线14121和第二检测线14122所得到的电阻变化换算成压缩弹簧14123的长度变化，并得到待加工轴2的盲孔深度，当盲孔深度未达标时，控制控制旋转气缸111转动升降底座1121至卸料部15，不执行卸料操作等待下一轮的加工操作，通过控制旋转气缸111转动升降底座1121至上料部12，不执行夹爪1133夹取圆盘1211上的待加工轴2操作；当盲孔深度超出标准时控制驱动电机转动导料板1513使待加工轴2落入废料箱1512中，通过控制旋转气缸111转动升降底座1121至上料部12，执行夹爪1133夹取圆盘1211上的待加工轴2操作，当夹爪1133夹取待加工轴2后控制上料旋转气缸1212进行旋转圆盘1211使圆盘1211上存在放置的待加工轴2位置落入夹爪1133在上料部12的夹取位置；当盲孔深度达到标准时控制驱动电机转动导料板1513使待加工轴2落入卸料箱1511中，通过控制旋转气缸111转动升降底座1121至上料部12，执行夹爪1133夹取圆盘1211上的待加工轴2操作，当夹爪1133夹取待加工轴2后控制上料旋转气缸1212进行旋转圆盘1211使圆盘1211上存在放置的待加工轴2位置落入夹爪1133在上料部12的夹取位置。

实施例3

一种台阶深盲孔电火花放电加工方法，包括：

步骤100：获取夹爪角度和夹爪角度对应的夹爪编号。

此处，该加工方法应用于一种台阶深盲孔电火花放电加工设备上。

夹爪角度是指夹爪1133所在不同工位之间切换时所需调整的具体角度值。夹爪角度通过移动座1132上的方向传感器反馈方向至系统，因为存在四个工位分别对应四个夹爪1133，所以建立第一象限、第二象限、第三象限和第四象限，第一象限为上料部12，第二象限为加工部13，第三象限为检测部14，第四象限为卸料部15，以确保各工位的对接准确性。夹爪编号则是用于区分不同夹爪1133的唯一标识符，便于系统在多工位操作中进行精准调度和管理。通过获取夹爪角度和夹爪角度所对应的夹爪编号，系统能够明确当前夹爪1133所处的工位以及其对应的任务状态。

步骤101：于夹爪角度处于上料部12时将对应的夹爪编号定义为夹取夹爪编号。

夹爪角度处于第一象限时确定夹爪1133处于上料部12，当夹爪1133处于上料部12时说明夹爪1133需要执行夹取待加工轴2的操作。系统会根据夹爪角度识别出对应的具体夹爪1133，并将其定义为夹取夹爪编号。此时，上料旋转气缸1212驱动圆盘1211转动，将放置有待加工轴2的放置槽12111移动至夹爪1133下方预设的指定夹取位置，指定夹取位置是指放置槽12111与夹爪1133的夹取中心对齐的位置。系统通过控制上料旋转气缸1212圆盘1211转动预设的圆盘1211转动角度以确保放置槽12111精确对位。圆盘1211转动角度会在后续内容进行介绍在此不做赘述。当对位完成后，夹爪1133在拉升气缸的驱动下向下移动至预设的夹取高度完成对待加工轴2的夹持操作。夹取高度是指夹爪1133能够稳定夹持待加工轴2的高度。夹取完成后，拉升气缸将夹爪1133提升至初始位置，同时系统生成夹取完成信号并记录当前夹爪1133的状态信息。

步骤102：控制夹取夹爪编号的夹爪1133进行预设的夹取待加工轴2操作并获取夹取完成信号。

夹取待加工轴2操作是指夹爪1133根据系统指令执行对待加工轴2的抓取动作，具体包括夹爪1133在拉升气缸的驱动下进行精准的开合动作，以确保对待加工轴2的稳固夹持。夹取完成信号是指夹爪1133成功抓取待加工轴2后通过传感器反馈给系统的确认信息。当夹爪1133完成对待加工轴2的抓取后，拉升气缸将带动夹爪1133向上移动至预设的安全高度，同时系统通过传感器检测夹爪1133的状态并生成夹取完成信号，当系统生成夹取完成信号时说明当前夹爪1133已成功完成待加工轴2的夹取任务。

步骤103：于夹爪角度处于加工部13时将对应的夹爪编号定义为加工夹爪编号。

加工部13是指用于执行电火花放电加工的区域。加工夹爪编号是指用于标识当前执行加工任务的夹爪1133。当夹爪角度处于加工部13时，说明夹爪1133已移动至电火花加工区域，系统会根据加工夹爪编号分配具体的加工任务。

步骤104：控制加工夹爪编号的夹爪1133进行预设的电火花加工操作，并获取加工完成信号。

电火花加工操作是指利用电极1311与待加工轴2之间的放电现象对待加工轴2进行精确的盲孔加工。加工完成信号是指电火花加工完成后，系统通过传感器检测加工状态并生成的确认信息。

当确定加工夹爪1133时控制加工夹爪编号所在的滑轨1131垂直向上移动使待加工轴2的一端进入导向块1322通过垂直向上移动过程中导向块1322内半径的变化进行校准待加工轴2同轴于电极1311。完成同轴操作后控制加工夹爪编号所在的滑轨1131垂直向下移动至预设的电火花加工高度位置时系统控制电机放电进行电火花加工，在加工过程中，系统会实时监控放电状态并控制加工夹爪1133所在的滑轨1131保持匀速向下移动，当检测到放电停止后，控制加工夹爪编号所在的滑轨1131垂直向上移动至预设的初始高度位置并获取加工完成信号。

步骤105：于夹爪角度处于检测部14时将对应的夹爪编号定义为检测夹爪编号。

检测部14是指用于执行孔深测量的区域。检测夹爪编号是指用于标识当前执行检测任务的夹爪1133。当夹爪角度处于检测部14时，说明夹爪1133已移动至测量工位，控制检测夹爪编号控制对应的滑轨1131和移动座1132协同移动至预设的指定测量位置并等待预设的测量时间。测量时间是指系统完成孔深测量所需的时间。并当夹爪1133移动至指定测量位置时，第三拉升气缸推动检测柱1412致检测柱1412远离检测部14一端固定连接的限位块1413沿竖直方向滑移并与盲孔底壁接触。在接触过程中，电路中的电阻值发生显著变化，这一变化被电流表实时记录并传输至系统中进行分析。系统根据电阻值的变化量判断盲孔的实际深度是否达到预设要求，并生成相应的检测结果。若检测结果显示盲孔深度符合标准，则系统生成检测完成信号；反之，则标记该轴为不合格品并记录相关数据以供后续处理，于检测完成后第三拉升气缸不进行推动检测柱1412，从而使检测柱1412被压缩弹簧14123复原至初始位置。

步骤106：控制检测夹爪编号进行预设的测量孔深操作，并获取检测完成信号。

测量孔深操作是指利用检测柱1412与待加工轴2之间的接触状态变化来确定盲孔的深度。检测完成信号是指根据检测夹爪编号对应的夹爪1133到达指定测量位置等待测量时间后，系统生成的确认信息。在测量过程中，控制检测柱1412沿竖直方向移动，直至限位块1413紧密抵接于盲孔底壁。此时，电路中的电阻值会发生变化，这一变化通过电流表实时记录，并最终用于计算孔深，电阻计算孔深的具体方法为测量柱垂直向上移动，限位块1413抵接于电极1311的第一台阶加工成的第一盲孔21时，记录当前电阻值为第一电阻值，当限位块1413抵接于电极1311的第二台阶加工成的第二盲孔22时，记录当前电阻值为第二电阻值，当限位块1413抵接于电机的第三台阶加工成的第三盲孔23时记录当前电阻值为第三电阻值，系统根据第一电阻值、第二电阻值和第三电阻值分别对应的第一盲孔21深度、第二盲孔22深度和第三盲孔23深度进行计算，得出每个盲孔的实际加工深度。若计算结果显示所有盲孔的深度均符合预设标准，则系统生成检测完成信号。具体的计算公式为L=（R*S）/P；其中R为电阻值，P为材料电阻率，S为导体横截面积，L为距离长度。当检测柱1412向上移动时，位于金属导线环的第二检测线14122与位于检测柱1412远离检测底座1411的一端电连接的第一检测线14121距离越来越远，电阻值越来越大，通过公式可得到距离与电阻值成正比跟随着电阻值的增大而变长。

步骤107：于检测夹爪编号对应的夹爪角度处于卸料部15时将对应的夹爪编号定义为卸料夹爪编号。

卸料部15是指用于将已加工轴移出设备并分类存放的区域。卸料夹爪编号是指用于标识当前执行卸料任务的夹爪1133。当夹爪角度处于卸料部15时，说明夹爪1133已移动至卸料工位，系统会将处于卸料部15位置的夹爪1133定义为卸料夹爪编号并分配具体的卸料任务。

步骤108：控制卸料夹爪编号进行预设的卸料操作，并获取卸料完成信号。

卸料操作是指夹爪1133根据系统指令将已加工轴放置到预设的指定卸料位置。卸料完成信号是指卸料操作完成即夹爪1133将待加工轴2放入指定卸料位置后反馈给系统的确认信息。在卸料过程中，若处于卸料部15的夹爪1133为卸料夹爪编号所对应的夹爪1133，导料板1513不进行调整角度闭合废料箱1512槽口，使待加工轴2滑入卸料箱1511并获取卸料完成信号。

步骤109：于夹取完成信号、加工完成信号、检测完成信号、卸料完成信号均接收到时执行预设的转向操作并重新获取夹爪角度和夹爪角度对应的夹爪编号。

参照图8，转向操作是指旋转气缸111转动升降底座1121实现升降支架112的转动操作。

具体为控制为通过旋转气缸111的活塞面靠近升降底座的一侧进行逆时针九十度转动升降支架112固定连接的升降底座1121，移动座1132控制夹爪1133进行多方向的移动驱使夹爪1133精确调整至下一个工位的位置。于夹取完成信号、加工完成信号、检测完成信号、卸料完成信号均接收到时说明当前夹爪1133已完成一个完整的工作循环，所以进行转向操作，在转向操作完成后，系统会重新获取夹爪1133的当前位置和编号信息，为下一阶段的任务提供准确的数据支持，从而实现设备的自动化连续运行。

其中，步骤102还包括：

步骤1020：于系统未生成夹取完成信号时控制上料旋转气缸1212按照预设的圆盘1211转动角度转动圆盘1211并累计夹取次数。

圆盘1211转动角度是指圆盘1211上当前放置槽12111之后的下一个放置槽12111与指定夹取位置对齐所需旋转的具体角度值。夹取次数是指系统在未获取夹取完成信号时，通过控制上料旋转气缸1212按照预设的圆盘1211转动角度进行圆盘1211的旋转操作的次数。每次旋转后，系统会对夹取次数进行累加记录，以确保对所有放置槽12111中的待加工轴2逐一尝试夹取。若经过多次旋转仍未生成夹取完成信号，则系统会触发异常处理机制，例如发出警报或暂停当前流程，等待人工干预。这种设计能够有效避免因圆盘1211定位偏差或待加工轴2缺失导致的加工中断问题，同时保证上料过程的连贯性和稳定性。

步骤1021：于夹取次数小于预设的最大夹取次数阈值时控制夹取夹爪编号的夹爪1133进行夹取待加工轴2操作并获取夹取完成信号。

于夹取次数小于预设的最大夹取次数阈值时说明夹爪1133仍有尝试夹取待加工轴2的机会。此时，系统会继续控制夹爪1133进行夹取待加工轴2操作。夹爪1133在拉升气缸的驱动下，再次调整位置并尝试抓取放置槽12111中的待加工轴2。若此次夹取成功，系统将生成夹取完成信号，并记录当前夹爪1133的状态信息，同时终止圆盘1211的进一步旋转操作。另外，当系统获取到夹取完成信号时，会控制上料旋转气缸1212上的活塞面驱动圆盘1211转动一个间隔的角度。间隔的角度通过圆的角度即360度除以圆盘1211上用于放置待加工轴2的槽口数量得到。

步骤106还包括：

步骤1060：于检测得到盲孔深度低于预设的标准盲孔深度时将检测夹爪1133对应的夹爪编号定义为重复加工夹爪编号。

预设的标准盲孔深度为每级台阶对应的深度值，该值由加工需求和电极1311设计参数共同决定。重复加工夹爪编号是指用于标识需要对盲孔进行重复加工的夹爪1133的信息标识。若检测结果显示盲孔深度低于标准值，则系统会将当前夹爪编号标记为重复加工夹爪编号，并触发重复加工流程。

步骤1061：于重复加工夹爪编号对应的夹爪角度处于卸料部15和上料部12时直接获取卸料完成信号和上料完成信号。

于重复加工夹爪编号对应的夹爪角度处于卸料部15和上料部12时说明夹爪1133需要进行卸料操作和上料操作，但夹爪1133此时需要重复加工当前夹持的待加工轴2，所以夹爪1133需要跳过卸料操作和上料操作。卸料完成信号和上料完成信号会在后续内容中进行介绍，在此不做赘述。

步骤1062：于重复加工夹爪编号对应的夹爪角度处于加工部13时执行步骤103到步骤106。

于重复加工夹爪编号对应的夹爪角度处于加工部13时说明该夹爪1133可以进行加工操作，以满足盲孔深度达到标准盲孔深度。故执行步骤103到步骤106恢复正常的设备运行逻辑。

步骤1063：于检测得到盲孔深度高于标准盲孔深度时将检测夹爪1133对应的夹爪编号定义为废料夹爪编号。

废料夹爪编号用于标识需要将不合格品运送至废料收集区域的夹爪1133信息。于检测得到盲孔深度高于标准盲孔深度时说明该夹爪1133所夹持的待加工轴2已被过度加工，无法满足标准盲孔深度要求。系统会将当前夹爪编号标记为废料夹爪编号，并触发废料处理流程。

其中，步骤108还包括：

步骤1080：于废料夹爪编号对应的夹爪角度处于卸料部15时执行预设的废料处理操作，并获取卸料完成信号。

废料处理操作是指夹爪1133根据系统指令将已加工轴放置到预设的指定卸料位置且驱动电机控制导料板1513进行调整角度打开废料箱1512槽口，使待加工轴2滑入废料箱1512。于废料夹爪编号对应的夹爪角度处于卸料部15时说明该夹爪1133需要执行废料处理任务。系统会根据废料夹爪编号，控制对应的夹爪1133移动至卸料部15的指定位置。于夹爪1133移动至卸料部15的指定位置后启动驱动电机控制导料板1513按照预设的开启废料箱1512槽口角度进行摆动，打开废料箱1512槽口，确保不合格品能够顺利滑入废料箱1512中。开启废料箱1512槽口角度是指导料板1513从盖合废料箱1512槽口摆动至完全打开废料箱1512槽口所需旋转的具体角度值。于废料箱1512槽口后，夹爪1133松开待加工轴2使其落入废料箱1512并获取卸料完成信号。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种台阶深盲孔电火花放电加工设备，其特征在于，包括：

升降支架（112），设有夹取组件（113），所述夹取组件（113）包括滑轨（1131）、移动座（1132）和夹持待加工轴（2）的夹爪（1133），所述滑轨（1131）沿竖直方向设于所述升降支架（112）上，所述移动座（1132）沿所述滑轨（1131）的长度方向滑移连接于所述滑轨（1131）上，所述夹爪（1133）活动连接于所述移动座（1132）上；

液体池（1312），设于升降支架（112）的一侧，当所述夹爪（1133）移动至所述液体池（1312）的上方时，所述液体池（1312）的上方设有供液体和所述待加工轴（2）进入的承载槽（13121）；以及

电极（1311），设于所述承载槽（13121）的槽底，所述电极（1311）和外部的电源连通，当所述夹爪（1133）移动至所述液体池（1312）的上方时，所述电极（1311）和夹持于所述夹爪（1133）上的所述待加工轴（2）同轴设置，所述电极（1311）包括第一台阶部（13111）、第二台阶部（13112）和第三台阶部（13113），所述第一台阶部（13111）、第二台阶部（13112）和第三台阶部（13113）同轴设置，所述第一台阶部（13111）的直径和第一盲孔（21）的内径相同，所述第二台阶部（13112）的直径和第二盲孔（22）的内径相同，所述第三台阶部（13113）的直径和第三盲孔（23）的内径相同。

2.根据权利要求1所述的一种台阶深盲孔电火花放电加工设备，其特征在于：还包括底座（1），所述底座（1）包括支架部（11）和加工部（13），所述支架部（11）和加工部（13）一体成型，所述升降支架（112）设于所述支架部（11）上，所述移动座（1132）设有水平滑轨和固定板，所述水平滑轨滑移连接所述固定板，所述固定板上设有第一拉升气缸，所述第一拉升气缸的活塞远离所述支架部（11）的一侧设有支撑轴，所述支撑轴远离所述第一拉升气缸的一端设有第二拉升气缸，所述第二拉升气缸的活塞远离所述支撑轴的一侧固定连接于夹爪（1133）的一端，所述液体池（1312）设于所述加工部（13）上，所述加工部（13）上设有导向组件（132），所述导向组件（132）包括对准支架（1321）和导向块（1322），所述对准支架（1321）靠近所述加工部（13）的一端与所述加工部（13）固定连接，所述对准支架（1321）远离所述加工部（13）的一端与所述导向块（1322）远离所述支架部（11）的一侧固定连接，所述导向块（1322）靠近液体池（1312）的一侧开设有导向孔，所述导向块（1322）的槽底的直径和所述待加工轴（2）的外径相同，所述导向块（1322）的直径从靠近所述夹爪（1133）的一侧向远离所述夹爪（1133）的一侧逐渐变小，所述导向孔和所述电极（1311）呈同轴设置。

3.根据权利要求2所述的一种台阶深盲孔电火花放电加工设备，其特征在于：所述底座（1）还包括检测部（14），所述检测部（14）和所述支架部（11）固定连接，所述检测部（14）上设有检测组件（141），所述检测组件（141）包括作为电阻的检测柱（1412）、检测底座（1411）、第一检测线（14121）和第二检测线（14122），所述检测柱（1412）沿竖直方向滑移连接于所述检测底座（1411）上，所述检测柱（1412）沿柱体的长度方向电阻均匀分布，所述第一检测线（14121）和所述检测柱（1412）远离所述检测部（14）的一端电连接，所述第二检测线（14122）的一端设有金属导线环，所述金属导线环套设于所述检测柱（1412）上且抵接于所述检测部（14）上，所述检测柱（1412）、所述金属导线环和所述第二检测线（14122）依次电连接，所述第一检测线（14121）和所述第二检测线（14122）均和外部的同一电源以及电流表串联，所述检测组件（141）还包括驱使限位块（1413）抵接于所述待加工轴（2）的盲孔底壁上以及驱使限位块（1413）复原位置的驱动件。

4.根据权利要求3所述的一种台阶深盲孔电火花放电加工设备，其特征在于：所述驱动件为第三拉升气缸和压缩弹簧（14123），所述第三拉升气缸靠近所述检测柱（1412）的活塞面固定连接所述检测柱（1412），所述检测柱（1412）远离所述检测部（14）的一端设有限位块（1413），所述压缩弹簧（14123）套设于所述检测柱（1412）上，所述压缩弹簧（14123）的一端抵接于所述检测部（14）上，所述压缩弹簧（14123）的另一端抵接于所述限位块（1413）上。

5.根据权利要求4所述的一种台阶深盲孔电火花放电加工设备，其特征在于：所述支架部（11）上设有旋转气缸（111），所述旋转气缸（111）的活塞盘与所述待加工轴（2）和所述升降支架（112）靠近所述支架部（11）的一侧固定连接，当所述旋转气缸（111）驱使升降支架（112）转动时，所述夹爪（1133）所夹持的所述待加工轴（2）从所述加工部（13）的上方移动至所述检测部（14）的上方。

6.根据权利要求5所述的一种台阶深盲孔电火花放电加工设备，其特征在于：所述底座（1）还包括卸料部（15），所述卸料部（15）固定连接于所述支架部（11）上，所述卸料部（15）上设有卸料箱（1511），所述卸料箱（1511）上的外侧壁上设有驱动电机，所述驱动电机的输出轴还连有转动轴，所述转动轴上还设有导料板（1513），所述转动轴夹爪（1133）移动至卸料部（15）处时通过导料板（1513）引导所述待加工轴（2）掉落并进入所述卸料箱（1511）。

7.根据权利要求6所述的一种台阶深盲孔电火花放电加工设备，其特征在于：所述卸料部（15）上还设有废料箱（1512），所述废料箱（1512）设于卸料箱（1511）靠近升降支架（112）的一侧。

8.根据权利要求7所述的一种台阶深盲孔电火花放电加工设备，其特征在于：所述底座（1）还包括上料部（12），所述上料部（12）固定连接于所述支架部（11）上，所述上料部（12）上设有上料旋转气缸（1212），所述上料旋转气缸（1212）的活塞盘上固定连接有圆盘（1211），所述圆盘（1211）上开设若干供所述待加工轴（2）放置的放置槽（12111），所述放置槽（12111）沿所述圆盘（1211）的周向设置，当所述升降支架（112）转动至所述夹爪（1133）位于所述圆盘（1211）上方时，其中一个所述放置槽（12111）位于所述夹爪（1133）的下方。

9.根据权利要求8所述的一种台阶深盲孔电火花放电加工设备，其特征在于：所述夹取组件（113）的数量为若干个且沿所述升降支架（112）的周向布置。

10.一种台阶深盲孔电火花放电加工方法，应用于如权利要求9所述的一种台阶深盲孔电火花放电加工设备上，其特征在于，包括：

步骤100：获取夹爪角度和夹爪角度对应的夹爪编号；

步骤101：于所述夹爪角度处于所述上料部（12）时将所述对应的夹爪编号定义为夹取夹爪编号；

步骤102：控制所述夹取夹爪编号的夹爪（1133）进行预设的夹取待加工轴（2）操作并获取夹取完成信号；

步骤103：于所述夹爪角度处于所述加工部（13）时将所述对应的夹爪编号定义为加工夹爪编号；

步骤104：控制所述加工夹爪编号的夹爪（1133）进行预设的电火花加工操作，并获取加工完成信号；

步骤105：于所述夹爪角度处于所述检测部（14）时将所述对应的夹爪编号定义为检测夹爪编号；

步骤106：控制所述检测夹爪编号进行预设的测量孔深操作，并获取检测完成信号；

步骤107：于所述检测夹爪编号对应的夹爪角度处于所述卸料部（15）时将所述对应的夹爪编号定义为卸料夹爪编号；

步骤108：控制所述卸料夹爪编号进行预设的卸料操作，并获取卸料完成信号；

步骤109：于所述夹取完成信号、所述加工完成信号、所述检测完成信号、所述卸料完成信号均接收到时执行预设的转向操作并重新获取所述夹爪角度和所述夹爪角度对应的夹爪编号。