CN205799248U - 一种elid磨削氧化膜厚度动态检测与控制装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种ELID磨削氧化膜厚度动态检测与控制装置，包括第一电源、滑动变阻器、滚珠丝杠、伺服电机、第二电源、PLC控制器、阴极块及阳极碳刷；第一电源的阴极通过滑动变阻器与阴极块连接，阴极块靠近砂轮的外圆设置；第二电源与PLC控制器连接，PLC控制器分别与伺服电机、位移传感器和电涡流传感器连接，伺服电机通过滚珠丝杠与滑动变阻器的滑块连接；位移传感器安装在阴极块上，电涡流传感器靠近砂轮设置；第一电源的阳极与阳极碳刷连接，阳极碳刷靠近砂轮的端面设置。本实用新型通过对氧化膜厚度的实时检测与控制，有效减小了氧化膜厚度的波动范围，还可以根据氧化膜的状态，实时控制氧化膜的成膜速率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种ELID磨削氧化膜厚度动态检测与控制装置。
背景技术
在ELID磨削过程中，砂轮表面氧化膜厚度是在不断变化的，氧化膜厚度变化过大，会影响加工的稳定性，降低工件表面的加工精度。此外，由于加工过程中的诸多不确定因素，通过调节电解液成分等方法来控制氧化膜厚度是比较困难的；ELID磨削过程中，当生成的氧化膜过薄时，会出现氧化膜不能完全覆盖磨粒的情况，ELID磨削便很难发挥其研磨抛光的作用；当生成的氧化膜过厚时，又会导致砂轮的损耗速度大大加快，现在还没有相应的检测控制装置对其进行控制。
发明内容
为了解决上述问题，本实用新型提供一种结构简单、成本低，且能够根据氧化膜的状态，实时控制氧化膜的成膜速率的ELID磨削氧化膜厚度动态检测与控制装置。
本实用新型采取的技术方案是：包括第一电源、滑动变阻器、滚珠丝杠、伺服电机、第二电源、PLC控制器、阴极块及阳极碳刷；第一电源的阴极通过滑动变阻器与阴极块连接，阴极块靠近砂轮的外圆设置；第二电源与PLC控制器连接，PLC控制器分别与伺服电机、位移传感器和电涡流传感器连接，伺服电机通过滚珠丝杠与滑动变阻器的滑块连接；位移传感器安装在阴极块上，电涡流传感器靠近砂轮设置；第一电源的阳极与阳极碳刷连接，阳极碳刷靠近砂轮的端面设置。
上述的ELID磨削氧化膜厚度动态检测与控制装置中，第一电源采用的是脉冲电源；第二电源采用的是24V直流电源，伺服电机采用的是直流伺服电机。
上述的ELID磨削氧化膜厚度动态检测与控制装置中，还包括人机界面，人机界面与PLC控制器连接。
上述的ELID磨削氧化膜厚度动态检测与控制装置中，所述的位移传感器位于砂轮正上方，探头朝向砂轮的中心。
上述的ELID磨削氧化膜厚度动态检测与控制装置中，所述的电涡流传感器通过第一支架安装，探头朝向砂轮的中心。
上述的ELID磨削氧化膜厚度动态检测与控制装置中，阴极块位于砂轮的正上方，阴极块的中心处设有用于连接位移传感器的螺纹孔，螺纹孔的两侧分别设有用于注入ELID电解磨削液的通孔。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1.本实用新型通过对氧化膜厚度的实时检测与控制，有效减小了氧化膜厚度的波动范围，稳定性高。
2.本实用新型可根据氧化膜的状态，实时控制氧化膜的成膜速率，可控性高。
3.本实用新型通过实时反馈调节，可减小其他加工条件对氧化膜的影响力度，抗干扰能力强。
4. 本实用新型的伺服电机采用的是直流无刷伺服电机，其具有体积小，重量轻，出力大，转动平滑，力矩稳定的特点；并且可以非常准确地控制速度和位置。
5. 本实用新型还具有结构简单、操作方便、成本低的优点。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
如图1所示，本实用新型包括第一电源1、滑动变阻器2、滚珠丝杠4、伺服电机5、第二电源7、PLC控制器8、人机界面9、阴极块10及阳极碳刷16。所述的第一电源1为脉冲电源，第一电源1的阴极通过滑动变阻器2与阴极块10的阴极接线柱18连接，阴极块10位于砂轮14的正上方，阴极块10的底面呈圆弧形，靠近砂轮14设置。阴极块10的中心处设有用于连接位移传感器6的螺纹孔，螺纹孔的两侧分别设有用于注入ELID电解磨削液的通孔17。
所述的第二电源7为24V直流电源，第二电源7与PLC控制器8连接，PLC控制器8分别与伺服电机5、人机界面9、位移传感器6和电涡流传感器11连接。伺服电机5采用的是直流伺服电机，伺服电机5通过滚珠丝杠与滑动变阻器2的滑块3连接，通过伺服电机的正反转，可以控制滑块3在滑动变阻器2上的位置。位移传感器6安装在阴极块10上，位于砂轮14的正上方，探头朝向砂轮14的中心。电涡流传感器11第一支架安装在靠近砂轮14的外圆处，探头朝向砂轮14的中心。第一电源1的阳极与阳极碳刷16连接，阳极碳刷16通过第二支架15安装在靠近砂轮的端面处。
本实用新型的检测流程如下：电解开始前，调节位移传感器6与电涡流传感器11的位置，使得它们离砂轮14表面的距离相同；当砂轮14表面开始生成氧化膜13时，位移传感器6负责检测氧化膜13外层的位置，电涡流传感器11负责检测氧化膜13内层的位置，PLC控制器8通过对这两个测量值进行处理，得出氧化膜13的厚度值。
本实用新型的对氧化膜厚度控制流程如下：进行ELID磨削加工前，滑动变阻器2的滑块3位于滑动变阻器2的中间位置，编程设定氧化膜13的厚度值为b；当ELID磨削加工开始时，氧化膜13的厚度值位于预设值b处，执行机构不动作。磨削开始后，氧化膜13的生成速率快于损耗速率，氧化膜变厚超过预设值b，PLC控制器8向伺服电机5发出反转指令，滚珠丝杠4将伺服电机5的反转运动转化为变阻器滑块3向后移动的直线运动，滑块3的后移运动使得整个电路中电阻值增大，电流减小，进而减弱电解作用，使得氧化膜13的电解生成速率小于磨削损耗速率，开始变薄；当其厚度小于预设值b时，PLC控制器8发出正转指令，减小电路中的电阻值，增大电流值，加快电解作用，提高电解成膜速率，氧化膜13开始变厚，当其值超过b时，又将开始上述的过程，如此周而复始，使得氧化膜13的厚度始终维持在预设值b附近。
以上描述是对本实用新型的进一步说明，不能认定本实用新型的具体实施仅局限于这些说明。对于本发明所述技术领域的普通技术人员来说，在本发明构思上还可以做出诸多替换和推演，都应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种ELID磨削氧化膜厚度动态检测与控制装置，其特征在于：包括第一电源、滑动变阻器、滚珠丝杠、伺服电机、第二电源、PLC控制器、阴极块及阳极碳刷；第一电源的阴极通过滑动变阻器与阴极块连接，阴极块靠近砂轮的外圆设置；第二电源与PLC控制器连接，PLC控制器分别与伺服电机、位移传感器和电涡流传感器连接，伺服电机通过滚珠丝杠与滑动变阻器的滑块连接；位移传感器安装在阴极块上，电涡流传感器靠近砂轮设置；第一电源的阳极与阳极碳刷连接，阳极碳刷靠近砂轮的端面设置。
2.根据权利要求1所述的ELID磨削氧化膜厚度动态检测与控制装置，其特征在于：第一电源采用的是脉冲电源；第二电源采用的是24V直流电源，伺服电机采用的是直流伺服电机。
3.根据权利要求1所述的ELID磨削氧化膜厚度动态检测与控制装置，其特征在于：还包括人机界面，人机界面与PLC控制器连接。
4.根据权利要求1所述的ELID磨削氧化膜厚度动态检测与控制装置，其特征在于：所述的位移传感器位于砂轮正上方，探头朝向砂轮的中心。
5.根据权利要求1所述的ELID磨削氧化膜厚度动态检测与控制装置，其特征在于：所述的电涡流传感器通过第一支架安装，探头朝向砂轮的中心。
6.根据权利要求1所述的ELID磨削氧化膜厚度动态检测与控制装置，其特征在于：阴极块位于砂轮的正上方，阴极块的中心处设有用于连接位移传感器的螺纹孔，螺纹孔的两侧分别设有用于注入ELID电解磨削液的通孔。
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|---|---|---|---|---|
| CN107350970A (zh) * | 2017-05-12 | 2017-11-17 | 河南理工大学 | 一种elid砂轮氧化膜摩擦系数在线测量、elid磨削、抛光一体机 |
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| CN107350970B (zh) * | 2017-05-12 | 2021-09-10 | 河南理工大学 | 一种elid砂轮氧化膜摩擦磨损在线测量、elid磨削、抛光一体机 |
| CN115491663B (zh) * | 2022-11-21 | 2023-03-24 | 常州翊迈新材料科技有限公司 | 燃料电池金属极板涂层厚度在线监控装置 |
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