专利名称：一种步进定点加工装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于步进定点伺服控制装置，特别涉及对超硬材料的表面和侧壁进行加工的步进下点伺服控制装置。
传统的电火花成型机床在对各种形状的金刚石砂轮进行加工时，只能在垂直方向进行跟踪伺服，即对金刚石砂轮进行表面平整修理，不能够按要求对其端面修整、整形、外圆侧壁修整整形以及修整各种形状的金刚砂轮。总之，上述设备不能实现步进定点加工，特别是微量进给设定，自动进给操作，因此在使用中存在着实用性差的问题。
本实用新型目的在于提供一种可对微量进给参数实现预置，自动进给等操作，并设置有数码显示，能直接监视加工过程，操作简便，性能稳定可靠的步进定点加工装置。
本实用新型所述的步进定点伺服控制装置是由可编程高度集成化逻辑电路、步进电机及相应的微车进给执行机构等组成，可实行垂直微时进给和水平微量进给及水平和垂直同时进行微量进给。所述步进定点伺服控制装置可配以超硬材料加工专用电源和电火花成型机床，对各种材料，包括人造金刚石制品、金刚石砂轮等超硬材料的表面和侧壁进行整形加工，并根据需要加工成不同的形状。具体说，本实用新型由下述部分组成脉冲发生单元、逻辑控制单元、垂直运动显示、垂直步进电机、水平运动显示、水平步进电机、机械执行机构、直流电源、操作面板和专用旋转夹具。上述脉冲发生单元是一个可控频率多谐振荡器，产生步进电机的控制脉冲；逻辑控制单元控制步进电机运行方式(包括正转、反转、停转等)，以实行定点伺服或跟踪伺服加工；垂直运动显示、水平步进显示是显示预置加工长度及当前加工长度；垂直步进电机、水平运动电机是上述控制电路的执行电机；上述机械执行机构是将步进电机的步进信号传递给电火花成型机床的电极，控制电极对工件加工；专用旋转夹具是用于固定加工工件的装置；操作面板包括X、Z向两块面板，每块面板上设有长(深)度显示(um)、长(深)度预置、起动、暂停、锁定与脱机、速度调节和自动伺服与定点伺服等控制装置。
本实用新型可对各种材料工件的表面和侧壁进行整形加工，可根据需要加工成不同的形状，因此具有通用性强，加工范围广等特点。
图面说明
图1是本装置的原理框图。
图2是本装置的操作面板图。
图3是本装置的微量移动装置结构图。
图4是本装置的微时移动装置结构剖视图。
图5是本装置专用旋转夹具结构图。
图6是本装置X向定点伺服电路图。
图7是本装置Z向定点伺服电路图。
本实用新型的实施例见附图其中定点伺服电路部分包括X、Z向微量进给定点伺服控制电路；上述X、Z向微量进给定点伺服控制电路均由参数设定、数显单元、脉冲发生器、分频器、逻辑控制单元、控制开关、采样电路和直流电源等组成。所述脉冲发生器是由一个NE555和一个可调电阻R913(X向为R713)构成的可控频率多谐振荡器U911(X向为U711)；其脉冲的输出端通过一个反向分频器U912(X向为U712)接参数设定数显单元进行计数、显示，另一路接分频器U916(X向为U716)为步进电机提供控制脉冲；在参数设定数显单元(CD4511)还包括起动开关S6(X向为S16)、暂停开关S10(X向为S20)；上述振荡器U911(X向为U911)的外围电路中的可调电阻R913(X向为R713)的阻值变化，可改变输出脉冲频率。改变步进电机运行频率及数显单元的速度；逻辑控制单元由U915、U917、U919(X向为U715、U717、U719)及控制开关S9、S8(X向为S19、S18)等组成，其中S9(X向为S19)为方向选择开关，S8(X向为S18)为脱机、锁定开关；逻辑控制单元还包括三相六拍环形分配器U918(X向为U718)，其三个控制输出端11、12、13与步进电机对应相连，其余端与上述逻辑门电路相接；上述数显单元的8脚通过一个反相器接脉冲发生单元U911(X向为U711)的控制端4管脚，当所发脉冲经数显单元计数到预定脉冲时，有一个低电平输到U911(X向为U711)的4管脚，使其停发脉冲，步进电机亦停止运行；在Z向伺服电路中还有一个放电间隙检测采样电路U919(X向为U719)其输出端接U911的4管脚，当检测到放电间隙的加工电压低于某一预定电压时，通过U919发出一信号，逼使U911停止输出脉冲，步进电机停止运行，电极和工件相对位置不变，实行实点伺服放电加工，直到检测电压高于某一预定电压时，U911继续输出脉冲，使放电间隙继续进行跟踪伺服加工。若按下转换开关S7则可进行原电火花加工。35、36是放电间隙电路，37、38是步进功放及步进机，39、40是数显单元B、A及参数设定电路。
微量移动机械执行机构包括微量进给X、Z向移动装置和专用的旋转夹具装置；X向移动装置的步进电机14可选用4SBF005－Ⅱ电机，其带动一对精密斜齿轮15减速转动，精密斜齿轮15与一对6级精度的消间隙丝杠丝母付17结合，将旋转动量变成X向直线动量，上述丝杠丝母付17左端由单列向心轴承16固定；上述丝杠丝母付17的导向装置采用钢丝极好的双V型滚环导轨付7，该装置正面的千分表13是通过调节螺钉2和挡块3与电极机械连接，测量X方向的移动量，该装置的移动量为0－9.5mm；在双V型导轨付7的两侧装有两个微动开关9，当电极运动在最左端位置和最右端位置时，微动开关动作；电机自动停止运动；丝杠丝母付17的另一端固定在单向推力球轴承8内，并设有一个手轮4，在电极固定块10的上端，设有垂直方向调节螺钉5，用于调节电极与工件的垂直度；另外，电极固定块上还有脉冲输出线固定螺钉6和电极固定螺钉11，本装置通过一个航空插头12实现与电路部分连接。Z向移动装置与上述X向移动装置相同，可设在X向移动装置的上方。
本实用新型所述的专用旋转夹具是由一台70TDY4电机22带动皮带轮25转动，然后再带动旋转夹具转动。所述70TDY4低速同步电机的转速为60n／min，在电机转轴下端设有一单列向心轴承24，皮带轮25通过皮带23带动旋转主轴19转动，旋转主轴19上端为固定工件端面，其中央有一螺口，将聚晶金刚石砂轮21通过压砂轮螺钉20固定之。旋转主轴下端有压紧螺母18、锁紧螺钉26、密封垫34、上端盖33、单列向心球轴承32、外套31、内套30、压紧螺母29、下端盖28和基座27。
本实用新型在操作面板上除上述提到的各种控制开关外，还有长度显示单元，该装置为LED数码管显示装置，可显示预置加工长及当前加工长度(um)，当前加工长度＝预置长度－当前显示长度，当按下起动按钮后，则实行减法计数，当减到零后或加工中按下暂停开关，则该数码显示原预置数值。另外还有长度预置装置，由四组十进制拔码开关组成，自右至左分别为个、十、百、千，预制X或Z向运动长度，单位为微米(um)，预置长度1～9999um(X向微量进给行程为9500um)。
权利要求一种配套于电火花成型机床、超硬材料加工专用电源的步进定点加工装置，可用于将各种材料，包括含金属基的金刚石砂轮等超硬材料的端面和侧壁修整为所要求形状，其特征在于(1)定点伺服电路控制部分包括X、Z向微量进给定点伺服控制电路，上述两个控制电路均由以下单元组成参数设定、数显单元、脉冲发生器、分频器、逻辑控制单元、脉冲发生器、分频器、逻辑控制单元、控制开关、采样电路和直流电源等组成；具体的说，脉冲发生器U911(X向为U711)，由一个NE555集成块和一个可调电阻R913(X向为R713)构成，上述R913(R713)是改变输出脉冲频率，改变步进电机运行频率及数显单元的速度和可调电阻；脉冲发生器U911(X向为U712)的脉冲输出端通过反向分频器U912(X向为U712)接到参数设定数显单元进行计数、显示，另一路还接分频器U916(X向为U716)，提供步进电机运行控制脉冲；参数设定数显单元包括X、Z向长度显示单元、由四组十进制拔码开关组成的长度预置装置，其单位为微米；另外还包括起动开关S6(X向为S16)、暂停开关S10(X向为S20)；逻辑控制单元由U915、U917、U919(X向为U715、U717、U719)逻辑门电路构成，上述门电路的输入端分别接有方向选择开关S9(X向为S19)、脱机、锁定开关S8(X向为S18)；上述门电路的输出端接三相六拍环形分配器U918(X向为U918)，所述三相六拍环形分配器U918(U718)的三个控制输出端接对应的步进电机；上述X、Z数显单元的8脚通过一个反相器接脉冲发生单元U911(X向为U711)的控制端4肢，在所发脉冲经数显单元计数到预定脉冲时，输出一个低电平，使U911(U711)停发脉冲，步进电机停止运行；在Z向伺服电路中还有一个放电间隙检测采样电路U919(X向为U718)，其输出端与U911(U711)的4脚相连；(2)微量移动机械执行机构包括微量进给X、Z向移动装置和专用旋转夹具装置；X向移动装置的步进电机14带动一对精密斜齿轮15减速转动，精密斜齿轮15与一对6级精度的消间隙丝杠丝母付17结合，上述丝杠丝母付17左端由单列向心轴承16固定；丝杠丝母付17的导向是采用钢性极好的又V型滚球导轨付7，在本执行机构正面的千分表13是通过调节螺钉2和挡块3测量X方向移动量，在双V型导轨付7的两侧装有两个微动开关9，在电极运动在左、右两个极限位置时，微动开关9动作；使电机自动停止运动；丝杠丝母付17的另一端设有一手轮4，并有单向推力球轴承8固定；在电极固定块10的上端有垂直方向调节螺钉5，可通过其调整电极与工件的垂直度；Z向移动装置结构同X向移动装置；上述专用旋转夹具是由一台低速同步电机22通过皮带23带动旋转主轴19转动，旋转主轴19上端为固定工件端面，其中央有一定位基准孔，用M10的螺钉20将聚晶金刚石砂轮21固定之。
专利摘要一种配套于电火花成型机床、超硬材料加工专用电源的步进定点加工装置，可用于将各种材料，包括含金属基的金刚石砂轮等超硬材料的端面和侧壁进行修整。本装置包括脉冲发生单元、逻辑控制单元、垂直水平运动显示、步进电机、机械执行机构等。本装置可对各种材料工件表面和侧面进行微量进给参数预置，自动进给操作，并设有数码显示。本装置克服了传统设备不能定点伺服加工的缺点，具有通用性强，加工范围广等特点。
文档编号B23H1/02GK2186131SQ9420062
公开日1994年12月28日 申请日期1994年1月18日 优先权日1994年1月18日
发明者叶正生, 伏金娟 申请人:北京市电加工研究所