一种基于电极装夹校正的电火花机自动化换电极加工方法与流程

本发明涉及电火花机加工技术，特别涉及一种基于电极装夹校正的电火花机自动化换电极加工方法。

背景技术：

电火花机在加工时，需要对电极(俗称铜电极或者铜公)进行装夹校正，其大概的操作流程如下：待加工的工件装夹在电火花机的工作台，电极装夹在电火花机的加工机头；通过标准球对工作台上的工件进行分中，定位待工件的中心点(获取待工件的中心点坐标)，电极装夹后(必然会有一定的倾斜或没有摆正)，需要专业操作人员，通过加工机头上的万能调节头(可左右倾斜微调，前后倾斜微调，水平旋转微调)，配合调节测器、电极的基准台(电极的基准)，进行多次微调尝试，耗时2至5分钟才能调整校正完毕，使得电极调至水平且摆正；电极校正好之后，在工件的外围，还要对通过标准球配合电极的基准台对电极进行分中，定位电极的中心点(获取此刻电极的中心点坐标)，然后加工机头带动电极，从工件外围的电极的中心点的坐标移动至工件的中心点的坐标(及电极的中心与工件的中心对位重合)，并将工件的中心点设为零点坐标(0，0)，然后再根据工件对应图纸的坐标系，将电极移动至需加工的位置，进行电火花加工。而且，由于一个工件的加工，其多个位置的加工形状或尺寸大小不一样，需要配上一整套的多个电极，每换一个电极进行加工时，都需要在装夹电极后对电极进行调整校正一次，同时也都需要对电极进行分中定位中心点一次，然后再移至工件的中心点进行对位。整个操作过程相当耗时费力，影响加工效率和加工品质，而且还必须得配备专业的操作人员(主要是因为电极的校正需要专业人员)。

本申请人东莞市迪蒙数控机械有限公司曾于2019-12-04日申请过一件名称为：一种电火花机电极装夹校正方法及系统，专利申请号为：201911227052.1的发明专利，用于解决上述问题，其能够简便快捷地装夹校正电极，快速定位电极的中心点，高效可靠，保证品质；而且，对于一整套的多个电极，在更换电极时，无需借助调节测器对电极进行耗费时间的调整校正，也无需借助标准球对电极进行多次的定位分中。该专利申请于2020-02-07公开，公开号为：110756931a。

该专利申请所采用的技术方案中，是通过熔点在60℃～300℃的低熔点金属材料(主要是以锡为主)来建立连接杆与电极之间的固定连接关系，以达到连接固定并且导电的效果。并且，该专利申请中也提及，市面上的一些速干胶水，其效果就不佳，速干胶水虽然能够快速地将连接杆和电极连接固定起来，但其导电性不佳，影响加工效果。然而，通过锡等低熔点金属材料去建立与电极的固定连接关系，毕竟有一个金属熔化后再凝固的过程，操作时具有一定的危险性，而且金属熔化后再凝固所述需要的时间也较长，不利于进一步提高电极装夹的效率。采用速干胶水连接的话，操作比较安全快速，只需要想办法解决其导电性问题即可。

另外，该专利申请所采用的技术方案中，在对电极装夹校正后，直接便去对工件进行加工，一个电极加工完之后，就还得再一次对另一个电极进行装夹校正，也就是说，如果一个工件需要一整套多个电极进行加工时，每等一个电极加工完成后要更换另一个电极，都得通过人工操作一次“电极装夹校正”的过程。那么这样的话，在工件加工的过程中，需要配备工作人员去跟进，在需要更换电极时，去进行相应的电极更换操作，无法实现自动化换电极，也无法实现全流程的自动化加工。

技术实现要素：

针对上述不足，本发明的目的在于，提供一种基于电极装夹校正的电火花机自动化换电极加工方法，可以在同一时间集中一次性将一整套多个电极都装夹校正好，形成可与电火花机的加工机头进行快速自动化装夹连接或者松开脱离的电极模组，然后建立刀库，将电极模组预先放置在刀库中，如此一来，通过电火花机加工机头自动化更换电极模组的形式，便可实现电火花机的自动化换电极加工。

本发明采用的技术方案为：一种基于电极装夹校正的电火花机自动化换电极加工方法，包括如下步骤：

1)设置定位治具，所述定位治具设置在电火花机的工作台；设置电极刀库，所述电极刀库设置有多个电极模组放置位；预备n个电极连接组件，所述电极连接组件可与电火花机的加工机头进行自动化装夹连接或者松开脱离；预备n个电极，所述电极与待加工工件相对应；其中，n为正整数；

2)使用定位治具对第一电极进行装夹校正，其中，根据定位治具的定位部的定位点的坐标计算确定出此时第一电极的中心点的坐标，将第一电极连接组件装夹连接到电火花机的加工机头，然后与第一电极的上端面进行连接固定，至此，第一电极装夹校正完成，获得第一电极模组；电火花机的加工机头带着第一电极模组移动到位，将第一电极模组放置到电极刀库的第一个电极模组放置位上，并进行标记，备用；紧接着，使用定位治具对第二电极进行装夹校正，获得第二电极模组，电火花机的加工机头带着第二电极模组移动到位，将第二电极模组放置到电极刀库的第二个电极模组放置位上，并进行标记，备用；如此类推，使用定位治具对第n电极进行装夹校正，获得第n电极模组，电火花机的加工机头带着第n电极模组移动到位，将第n电极模组放置到电极刀库的第n个电极模组放置位上，并进行标记，备用；

3)因为电极刀库内的n组电极模组都已经进行过校正，其对应电极的中心点坐标是确定的，因此电火花机的加工机头可直接移动到电极刀库的第n个电极模组放置位装夹连接第n电极模组，然后对待加工工件进行加工，加工完毕后再移动回电极刀库的第n个电极模组放置位松开脱离该第n电极模组，将该第n电极模组放回原位，然后结束加工，或者装夹连接另一电极模组继续对待加工工件进行相应的加工。

进一步，步骤2)中，电极模组包括电极及与电极相连接固定的电极连接组件；其中，所述电极连接组件包括快速连接头、中间连接件及导电连接件；所述快速连接头的下部与中间连接件固定连接，所述中间连接件的底面与电极的上端面通过金属粘黏胶水进行连接固定，所述导电连接件连接在中间连接件与电极之间，使得中间连接件与电极之间建立导电关系。更进一步，所述中间连接件为横截面呈“口”字形的中空件，且其底部设置有胶水添加孔。

进一步，所述电极刀库设置在电火花机工作台的侧部上方，所述电极刀库上的多个电极模组放置位排列设置，且，所述电极模组放置位预留有卡接槽，与所述电极模组放置位的卡接槽相对应，所述电极模组的电极连接组件设置有卡接部。

进一步，步骤3)中，在对待加工工件进行加工时，包括如下步骤：预先确定装夹设置在电火花机的工作台上的待加工工件的中心点坐标，然后将第n电极模组移动至工件的中心点坐标，则此时第n电极模组的第n电极的中心点与工件的中心点对位重合，并将工件的中心点设为工件零点坐标(0，0)，且建立相对坐标系，然后再根据工件对应图纸的坐标，电火花机的加工机构带动第n电极模组将第n电极移动至需加工的位置，进行电火花加工。

本发明具有以下优点：可以在同一时间集中一次性将一整套多个电极都装夹校正好，形成可与电火花机的加工机头进行快速自动化装夹连接或者松开脱离的电极模组，然后建立刀库，将电极模组预先放置在刀库中，如此一来，通过电火花机加工机头自动化更换电极模组的形式，便可实现电火花机的自动化换电极加工。也就是说，对于一个工件需要一套多个电极进行加工的情况，可以集中一次性将所有电极装夹校正好后，形成多个电极模组，预先放置到电极刀库中，后续便可由电火花机通过加工机头直接去电极刀库进行取刀换刀(即，更换电极模组)，从而实现全流程的自动化加工，整个加工过程中，后续无需再进行人工操作更换电极。如此一来，便可节省人工看机的过程，优化电火花机加工过程中的工人配置，大大节省人力。

下面结合附图说明与具体实施方式，对本发明作进一步说明。

附图说明

图1为本实施例的整体结构示意图；

图2为定位治具、电极连接组件及电极的配合示意图一；

图3为电极刀库的结构示意图；

图4为定位治具、电极连接组件及电极的配合示意图二；

图5为电极连接组件与电极连接后形成的电极模组的结构示意图；

图6为电极连接组件的结构示意图；

图中：定位治具1；电火花机2；工作台3；电极刀库4；电极模组放置位5；电极连接组件6；加工机头7；电极8；快速连接头9；中间连接件10；导电连接件11；胶水添加孔12。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、顶、底、内、外、垂向、横向、纵向，逆时针、顺时针、周向、径向、轴向……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”或者“第二”等的描述，则该“第一”或者“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

参见图1至6，本实施例所提供的基于电极装夹校正的电火花机自动化换电极加工方法，包括如下步骤：

1)设置定位治具1，所述定位治具1设置在电火花机2的工作台3；设置电极刀库4，所述电极刀库4设置有多个电极模组放置位5；预备n个电极连接组件6，所述电极连接组件6可与电火花机2的加工机头7进行自动化装夹连接或者松开脱离；预备n个电极8，所述电极8与待加工工件(附图未视出)相对应；其中，n为正整数；

在此需要说明的是，电极8与待加工工件相对应是指，工件会对应有一个或多个电极，通过这些电极8来进行电火花加工。另外，定位治具1的具有构造，可参考背景技术中所提到的《一种电火花机电极装夹校正方法及系统201911227052.1》中的定位治具1的构造，在此不做赘述。另外，电极8都会设有基准台，基准台的具体构造在此也不做赘述，可参考背景技术中所提到的《一种电火花机电极装夹校正方法及系统201911227052.1》中的电极基准台。

2)使用定位治具1对第一电极进行装夹校正，其中，根据定位治具1的定位部的定位点的坐标计算确定出此时第一电极的中心点的坐标，将第一电极连接组件装夹连接到电火花机的加工机头，然后与第一电极的上端面进行连接固定(电火花机的加工机头带着第一电极连接组件移动到位，移动到第一电极连接组件的底面与第一电极的上端面快要接触的位置，刚碰到或者留有一点点间隙，可以通过快干胶水进行连接固定)，此时，第一电极被第一电极连接组件连接固定且依然保持水平摆正状态，至此，第一电极装夹校正完成，获得第一电极模组；电火花机的加工机头带着第一电极模组移动到位，将第一电极模组放置到电极刀库的第一个电极模组放置位上，并进行标记，备用；紧接着，使用定位治具对第二电极进行装夹校正，获得第二电极模组，电火花机的加工机头带着第二电极模组移动到位，将第二电极模组放置到电极刀库的第二个电极模组放置位上，并进行标记，备用；如此类推，使用定位治具对第n电极进行装夹校正，获得第n电极模组，电火花机的加工机头带着第n电极模组移动到位，将第n电极模组放置到电极刀库的第n个电极模组放置位上，并进行标记，备用。在此，能够知道，电火花机的加工机头将第n电极模组放置到电极刀库的第n个电极模组放置位上时，要记住该位置，以便于后续移动到该同样的位置进行取刀放刀。具体地，步骤2)中，电极模组包括电极8及与电极8相连接固定的电极连接组件6；其中，所述电极连接组件6包括快速连接头9、中间连接件10及导电连接件11；所述快速连接头9的下部与中间连接件10固定连接，所述中间连接件10的底面与电极8的上端面通过金属粘黏胶水进行连接固定，所述导电连接件11连接在中间连接件10与电极8之间，使得中间连接件10与电极8之间建立导电关系。更具体地，所述中间连接件10为横截面呈“口”字形的中空件，且其底部设置有胶水添加孔12。

在此需要说明的是，对于使用定位治具对电极进行装夹校正，是基于背景技术中所提到的《一种电火花机电极装夹校正方法及系统201911227052.1》中的电极装夹校正方式：预先确定定位治具的定位部的定位点的坐标为(x1，y1)；将电极放置到定位治具，且电极的基准台的第一水平基准面、第一垂直基准面、第二垂直基准面分别与定位治具的定位部的第一水平定位面、第一垂直定位面、第二垂直定位面相配合，使得横向基准边、纵向基准边分别与横向定位边、纵向定位边相重合，基准台的基准点与定位部的定位点相重合，此时，电极已经处于水平摆正状态；已知电极的基准台的长度为l，宽度为w，则电极的中心点到横向基准边、纵向基准边的距离分别为l/2、w/2，则可以根据定位治具的定位部的定位点的坐标(x1，y1)计算确定出此时电极的中心点的坐标为(x3，y3)。

在此需要强调的是，本申请在使用定位治具1对电极8进行装夹校正中，采用电极连接组件6而不是连接杆。本申请采用的电极连接组件6，可与电火花机2的加工机头7相配合，实现自动化装夹连接或者松开脱离；这是本申请要实现自动化更换电极的重要的改进点。通过可以实现自动化快速装夹连接或者松开脱离的电极连接组件6，与电极8进行装夹连接校正，形成电极模组，而且电极模组又能与电火花机2的加工机头7之间实现精确的自动化快速装夹连接或者松开脱离，如此一来，便为后续自动化更换电极进行加工提供了基础。电极连接组件6之所以要包括快速连接头9、中间连接件10及导电连接件11，因为这三个部件各起作用，快速连接头9是实现与电火花机2的加工机头7进行精确的自动化快速装夹连接或者松开脱离的关键，其是一个比较成熟的构件，于市面上能够购买到，但仅仅依靠它，还无法实现与电极的校正连接；需要配合中间连接件10，中间连接件10上部可以和快速连接头9的底部固定连接，而且中间连接件10的底部平整，通过快干胶水(金属粘黏胶水，如胡师傅五金模具专用胶m20等)与电极8的上表面快速粘紧固定，然后由导电连接件11建立导电性。

3)因为电极刀库4内的n组电极模组都已经进行过校正，其对应电极的中心点坐标是确定的，因此电火花机2的加工机头7可直接移动到电极刀库4的第n个电极模组放置位装夹连接第n电极模组，然后对待加工工件进行加工，加工完毕后再移动回电极刀库4的第n个电极模组放置位松开脱离该第n电极模组，将该第n电极模组放回原位，然后结束加工，或者装夹连接另一电极模组继续对待加工工件进行相应的加工。

具体地，所述电极刀库4设置在电火花机2工作台3的侧部上方，所述电极刀库4上的多个电极模组放置位5排列设置，且，所述电极模组放置位5预留有卡接槽，与所述电极模组放置位5的卡接槽相对应，所述电极模组的电极连接组件6设置有卡接部。对于电极刀库4的具体设置，可以是一层或者阶梯状的多层，甚至是伸缩刀库可以。其刀具摆放形式多样，只要便于实现取放更换即可。

具体地，步骤3)中，在对待加工工件进行加工时，包括如下步骤：预先确定装夹设置在电火花机的工作台上的待加工工件的中心点坐标，然后将第n电极模组移动至工件的中心点坐标，则此时第n电极模组的第n电极的中心点与工件的中心点对位重合，并将工件的中心点设为工件零点坐标(0，0)，且建立相对坐标系，然后再根据工件对应图纸的坐标，电火花机的加工机构带动第n电极模组将第n电极移动至需加工的位置，进行电火花加工。

在此需要说明的是，这里面涉及到自动化加工过程中的对位问题，例如，第n电极模组放置到电极刀库的第n个电极模组放置位中时，该第n电极模组的电极的中心点坐标是确定的，那么电火花机的加工机头在装夹连接该第n电极模组后，便可将第n电极模组移动至工件的中心点坐标，使得该第n电极模组的电极的中心点与工件的中心点对位重合；然后建立相对坐标系，再根据工件对应图纸的坐标，在工件的对应位置进行加工。在此还需要说明的是，在加工过程中，电火花机的加工机头的运动轨迹(包括空行、取刀放刀、加工等)是通过编程实现，根据不同的工件或者不同的加工情况，可以预先进行编程，是自动化加工的常规技术，在此不做赘述。

本发明并不限于上述实施方式，采用与本发明上述实施例相同或近似的技术特征，而得到的其他一种基于电极装夹校正的电火花机自动化换电极加工方法，均在本发明的保护范围之内。