專利名稱：復(fù)雜電極位姿預(yù)調(diào)整裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電極位姿預(yù)調(diào)整裝置。
背景技術(shù)：
在帶冠整體渦輪盤電火花加工過程中，成型電極的位姿調(diào)整直接影響產(chǎn)品的合格率及加工效率。目前，成型電極的位姿調(diào)整主要為在位調(diào)整，即成型電極安裝在電火花加工機床上，依靠千分表進行調(diào)節(jié)，操作者控制電火花加工機床工作臺來回往復(fù)運動，觀察千分表的指針跳動，然后判斷應(yīng)該如何進一步修正電極的位姿。整個調(diào)整過程占據(jù)了輔助加工時間的大部分，所以待機時間較長，效率十分低下。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為解決現(xiàn)有電極位姿調(diào)整主要在電火花加工機床上在位進行，靠手工操作千分表，觀察千分表的指針跳動，整個調(diào)整過程時間較長，調(diào)整精度難以保證的問題，提供一種復(fù)雜電極位姿預(yù)調(diào)整裝置。
本發(fā)明包括電控柜、大平臺、u形安裝座、小平臺、安裝座、電機、絕緣
板、位姿調(diào)整組件、左右移動機構(gòu)、前后移動機構(gòu)、上下移動機構(gòu)、伸長架、絕緣板、測頭安裝座、測頭、標(biāo)準(zhǔn)球、連接座、人機交互設(shè)備和電纜，大平臺
安裝在電控柜的臺面上，u形安裝座安裝在大平臺上，小平臺安裝在u形安裝
座的上端面上，電機安裝座安裝在小平臺上，電機安裝在安裝座的側(cè)端面上，絕緣板安裝在電機的輸出軸上，位姿調(diào)整組件上的連接卡盤安裝在絕緣板上，左右移動機構(gòu)上的第一底板固裝在大平臺的臺面上，前后移動機構(gòu)上的第二底板固裝在第一滑塊上，上下移動機構(gòu)上的支撐板與前后移動機構(gòu)上的第二滑塊連接，伸長架安裝在上下移動機構(gòu)上的第三滑塊的側(cè)端面上，絕緣板安裝在伸長架的前面，測頭安裝座安裝在絕緣板的前面，測頭安裝在測頭安裝座的前面，標(biāo)準(zhǔn)球通過連接座固裝在小平臺的上端面上，人機交互設(shè)備通過電纜與電控柜連接。
本發(fā)明具有如下有益效果 一、本發(fā)明的復(fù)雜電極位姿預(yù)調(diào)整裝置獨立于電火花加工機床，能夠方便快捷的完成電極(工件)的位姿調(diào)整，有效地提高成型電極(工件)位姿預(yù)調(diào)整精度。在電火花加工機床加工帶冠整體渦輪盤的過程中，可以同步完成電極的位姿調(diào)整工作，使得加工時間和預(yù)調(diào)整時間并列進行，減少了電火花加工機床的輔助工作時間，提高了加工效率，克服了以往電極位姿調(diào)整主要在電火花加工機床上在位進行，靠手工操作千分表，費時、費力，又不能很好地保證調(diào)整精度的缺陷。二、本發(fā)明的裝置可以方便地調(diào)整成型電極的位姿；提高電極位姿調(diào)整的精確性、穩(wěn)定性和可靠性；縮短電極位姿調(diào)整的時間；從而提高了渦輪葉片的加工精度。


圖1是本發(fā)明的復(fù)雜電極位姿預(yù)調(diào)整裝置的主視圖，圖2是圖1的左視圖，圖3是圖1的俯視圖，圖4是位姿調(diào)整組件8的外部結(jié)構(gòu)示意圖，圖5是圖4的A-A剖視圖(去掉連接卡盤8-l)，圖6是左右移動機構(gòu)9的結(jié)構(gòu)示意圖，圖7是前后移動機構(gòu)10的結(jié)構(gòu)示意圖，圖8是上下移動機構(gòu)12的結(jié)構(gòu)示意圖，圖9是測頭14校準(zhǔn)過程的主視圖，圖10是圖9的左視圖，圖11是測頭14在成型電極(工件)17的位姿調(diào)整位置I上采集坐標(biāo)值的結(jié)構(gòu)示意圖，圖12是測頭14在成型電極(工件)17的位姿調(diào)整位置II上采集坐標(biāo)值的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
具體實施方式
一結(jié)合圖1~圖3說明本實施方式，本實施方式包括電控柜l、大平臺2、 U形安裝座3、小平臺4、安裝座5、電機6、絕緣板7、位姿調(diào)整組件8、左右移動機構(gòu)9、前后移動機構(gòu)10、上下移動機構(gòu)12、伸長架13、絕緣板14、測頭安裝座15、測頭16、標(biāo)準(zhǔn)球18、連接座19、人機交互設(shè)備20和電纜21，大平臺2通過連接件安裝在電控柜1的臺面上，U形安裝座3通過連接件安裝在大平臺2上，小平臺4通過連接件安裝在U形安裝座3的上端面上，電機安裝座5通過連接件安裝在小平臺.4上，電機6通過連接件安裝在安裝座5的側(cè)端面上，絕緣板7通過連接件安裝在電機6的輸出軸上，位姿調(diào)整組件8上的連接卡盤8-1安裝在絕緣板7上，左右移動機構(gòu)9上的第一底板9-1通過連接件固裝在大平臺2的臺面上，前后移動機構(gòu)10上的第二底板10-1通過連接件固裝在第一滑塊9-5上，上下移動機構(gòu)12上的支撐板12-9與前后移動機構(gòu)10上的第二滑塊10-5連接，伸長架13通過連接件安裝在上下移動機構(gòu)12上的第三滑塊12-5的側(cè)端面上，絕緣板14通過連接件安裝在伸長架13的前面，
5測頭安裝座15通過連接件安裝在絕緣板14的前面，測頭16安裝在測頭安裝座15的前面，標(biāo)準(zhǔn)球18通過連接座19固裝在小平臺4的上端面上，人機交互設(shè)備20通過電纜21與電控柜1連接。成型電極(工件)17安裝在成型電極(工件)17安裝在位姿調(diào)整組件8上的磨削電極桿8-8上，成型電極(工件)17繞位姿調(diào)整組件8的軸心線作回轉(zhuǎn)運動。測頭16通過左右移動機構(gòu)9、前后移動機構(gòu)10和上下移動機構(gòu)12可以在空間完成任意軌跡運動。左右移動機構(gòu)9、前后移動機構(gòu)10、上下移動機構(gòu)12及電機6均通過電纜與電控柜1上的控制器連接，電控柜1通過電纜21線與人機交互設(shè)備20連接，人機交互設(shè)備20發(fā)出的各種指令控制左右移動機構(gòu)9、前后移動機構(gòu)IO、上下移動機構(gòu)12及電機6完成相應(yīng)動作并實時反饋數(shù)據(jù)，人機交互設(shè)備20依據(jù)反饋數(shù)據(jù)做出相應(yīng)判斷并進一步指導(dǎo)左右移動機構(gòu)9、前后移動機構(gòu)10、上下移動機構(gòu)12及電機6精確運動，通過得到的數(shù)據(jù)完成數(shù)據(jù)采集的工作。成型電極(工件)17及測頭16均通過導(dǎo)線與電控柜2內(nèi)的接觸感知電路連接，由接觸感知電路給測頭16與成型電極(工件)17之間提供感知電壓，當(dāng)感知電壓低于12V以后，人機交互設(shè)備23上的顯示器上的數(shù)控界面里，提示"感知動作完成"，電控柜1里的有蜂鳴器發(fā)出響聲。左右移動機構(gòu)9、前后移動機構(gòu)IO、上下移動機構(gòu)12在運動過程中的坐標(biāo)值經(jīng)由其上的光柵尺反饋至人機交互設(shè)備20上。采用本發(fā)明的裝置對成型電極(工件)17進行位姿調(diào)整時，成型電極(工件)17與測頭14之間并不接觸，所以不存在測量力，不會劃傷成型電極(工件)17的基準(zhǔn)面。本發(fā)明采用采集成型電極(工件)17基準(zhǔn)面上基準(zhǔn)測量點的方法，從成型電極(工件)17的基準(zhǔn)面上依據(jù)一定的采點原則進行基準(zhǔn)點采樣，根據(jù)測量得來的基準(zhǔn)點信息，指導(dǎo)工人手工完成成型電極(工件)17的位姿調(diào)整。
具體實施方式
二結(jié)合圖4和圖5說明本實施方式，本實施方式的位姿調(diào)整組件8由連接卡盤8-l、卡槽彈片8-2、位移調(diào)整板8-3、角度調(diào)整板8-4、擺動板8-5、彈簧夾頭體8-6、鎖緊螺母8-7、磨削電極桿8-8、兩個角度調(diào)整螺釘8-9和兩個位移調(diào)整螺釘8-10組成，連接卡盤8-l、卡槽彈片8-2、位移調(diào)整板8-3和角度調(diào)整板8-4由左至右依次連接，擺動板8-5的左端設(shè)有錐面8-5-1且錐面8-5-1處通過連接件與角度調(diào)整板8-4的右端連接，擺動板8-5的右端與彈簧夾頭體8-6的左端連接，鎖緊螺母8-7套裝在磨削電極桿8-8上，磨削電極桿8-8的左端設(shè)置在彈簧夾頭體8-6上的凹槽8-6-1中，鎖緊螺母8-7與彈簧夾頭
6體8-6的外表面螺紋連接，兩個位移調(diào)整螺釘8-10沿位移調(diào)整板8-3的徑向相對設(shè)置在位移調(diào)整板8-3上，兩個位移調(diào)整螺釘8-10對稱設(shè)置在角度調(diào)整板8-4中且頭部頂在擺動板8-5上的錐面8-5-1上。由于連接卡盤8-1與電火花加工機床的主軸卡盤的連接接口一致，卡槽彈片8-2可直接從連接卡盤8-1上卸下，安裝在主軸卡盤上即可進行加工，省去了在電火花加工機床上的位姿調(diào)整過程。成型電極(工件)17安裝在磨削電極桿8-8上。
具體實施方式
三結(jié)合圖6說明本實施方式，本實施方式的左右移動機構(gòu)9由第一底板9-l、兩個第一支撐塊9-2、第一絲杠9-3、第一絲杠螺母9-4、第一滑塊9-5、第一聯(lián)軸器9-6、第一安裝座9-7和第一電機9-8組成，兩個第一支撐塊9-2分別固裝在第一底板9-l的上端面上，第一絲杠9-3的兩端分別鉸接在兩個第一支撐塊9-2中且輸入端與第一聯(lián)軸器9-6的輸出端連接，第一聯(lián)軸器
9- 6的輸入端與第一電機9-8的輸出端連接，第一電機9-8通過第一安裝座9-7固裝在第一底板9-l上，第一滑塊9-5固裝在第一絲杠螺母9-4的頂端，第一絲杠螺母9-4沿第一絲杠9-3做直線運動。
具體實施方式
四結(jié)合圖7說明本實施方式，本實施方式的前后移動機構(gòu)10由第二底板10-1、兩個第二支撐塊10-2、第二絲杠10-3、第二絲杠螺母10-4、第二滑塊10-5、第二聯(lián)軸器10-6、第二安裝座10-7和第二電機10-8組成，兩個第二支撐塊10-2分別固裝在第二底板10-1的上端面上，第二絲杠10-3的兩端分別鉸接在兩個第二支撐塊10-2中且輸入端與第二聯(lián)軸器10-6的輸出端連接，第二聯(lián)軸器10-6的輸入端與第二電機10-8的輸出端連接，第二電機10-8通過第二安裝座10-7固裝在第二底板10-1上，第二滑塊10-5固裝在第二絲杠螺母10_4的頂端。第二絲杠螺母10-4沿第二絲杠10-3做直線運動；第二底板
10- 1固裝在第一滑塊9-5上。
具體實施方式
五結(jié)合圖8說明本實施方式，本實施方式的上下移動機構(gòu)12由立板12-1、兩個第三支撐塊12-2、第三絲杠12-3、第三絲杠螺母12-4、第三滑塊12-5、第三聯(lián)軸器12-6、第三安裝座12-7、第三電機12-8和支撐板12-9組成，兩個第三支撐塊12-2上下固裝在立板12-1的側(cè)面上，第三絲杠12-3的兩端分別鉸接在兩個第三支撐塊12-2中且輸入端與第三聯(lián)軸器12-6的輸出端連接，第三聯(lián)軸器12-6的輸入端與第三電機12-8的輸出端連接，第三電機12-8通過第三安裝座12-7固裝在立板12-1上，第三滑塊12-5固裝在第三絲杠螺母
712-4的外側(cè)端，支撐板12-9的側(cè)面與立板12-1的側(cè)端面連接，支撐板12-9的底面固裝在第二滑塊10-5上。
具體實施方式
六結(jié)合圖1、圖9 圖12說明本實施方式，本實施方式的測頭16為觸發(fā)式測頭、掃描式測頭或機械式測頭。觸發(fā)式測頭的型號為雷尼紹TP200、掃描式測頭的型號為雷尼紹SP25M、機械式測頭的型號為先鋒TP6L。
本發(fā)明的工作原理 一、首先校準(zhǔn)測頭16，如圖9和圖10所示，驅(qū)動左右移動機構(gòu)9、前后移動機構(gòu)10及上下移動機構(gòu)12帶動測頭16接近標(biāo)準(zhǔn)球18上的第一位置M、第二位置N、第三位置O和第四位置P，當(dāng)測頭16距離標(biāo)準(zhǔn)球5 50微米時，測頭16與標(biāo)準(zhǔn)球18之間的電壓低于額定電壓(即12V)時，測頭16指示接觸感知動作完成，同時，人機交互設(shè)備20記錄下測頭16所在位置的坐標(biāo)值，人機交互設(shè)備20根據(jù)測頭16的坐標(biāo)值對測頭16的位置精度進行補償根據(jù)測得的坐標(biāo)值及標(biāo)準(zhǔn)球18的實際值(標(biāo)準(zhǔn)球18的精度比測頭16的精度高一個數(shù)量級，可以作為真實值)計算出測頭16的誤差值，該誤差值通過人機交互設(shè)備20存儲起來。在后續(xù)的位姿調(diào)整過程中進行補償；二、將成型電極(工件)17的位姿進行調(diào)整(1)、首先調(diào)整位置I的基準(zhǔn)面①、驅(qū)動左右移動機構(gòu)9、前后移動機構(gòu)10及上下移動機構(gòu)12帶動測頭16先高速、后低速接近成型電極(工件)17調(diào)整位置I的基準(zhǔn)面上的任意三點，并經(jīng)接觸感知動作完后，得到該三點的數(shù)值坐標(biāo)；②、依據(jù)三點的數(shù)值坐標(biāo)，分析判斷需要調(diào)整的角度值；③、手動角度調(diào)整螺釘8-9對擺動板8-5進行角度調(diào)整； 、重復(fù)步驟①、②、③，直到滿足位姿調(diào)整偏差允許范圍為止，如圖11所示。(2)、驅(qū)動電機6帶動成型電極(工件)17旋轉(zhuǎn)180° ，調(diào)整位置II的基準(zhǔn)面①、驅(qū)動左右移動機構(gòu)9、前后移動機構(gòu)10及上下移動機構(gòu)12帶動測頭14先高速、后低速接近成型電極(工件)17調(diào)整位置II的基準(zhǔn)面上的任意三點，并經(jīng)接觸感知動作完后，得到該三點的數(shù)值坐標(biāo)；②、依據(jù)三點的數(shù)值坐標(biāo)，分析判斷需要調(diào)整的角度值；③、手動位移調(diào)整螺釘8-10對位移調(diào)整板8-3進行位移調(diào)整； 、重復(fù)步驟①、②、③，直到滿足位姿調(diào)整偏差允許范圍為止，如圖12所示。角度和位移調(diào)整完成后將兩個角度調(diào)整螺釘8-9和兩個位移調(diào)整螺釘8-10擰緊。
權(quán)利要求
1、一種復(fù)雜電極位姿預(yù)調(diào)整裝置，它包括電控柜(1)、大平臺(2)、U形安裝座(3)、小平臺(4)、安裝座(5)、電機(6)、絕緣板(7)和位姿調(diào)整組件(8)，大平臺(2)安裝在電控柜(1)的臺面上，U形安裝座(3)安裝在大平臺(2)上，小平臺(4)安裝在U形安裝座(3)的上端面上，電機安裝座(5)安裝在小平臺(4)上，電機(6)安裝在安裝座(5)的側(cè)端面上，絕緣板(7)安裝在電機(6)的輸出軸上，位姿調(diào)整組件(8)上的連接卡盤(8-1)安裝在絕緣板(7)上，其特征在于它還包括左右移動機構(gòu)(9)、前后移動機構(gòu)(10)、上下移動機構(gòu)(12)、伸長架(13)、絕緣板(14)、測頭安裝座(15)、測頭(16)、標(biāo)準(zhǔn)球(18)、連接座(19)、人機交互設(shè)備(20)和電纜(21)，左右移動機構(gòu)(9)上的第一底板(9-1)固裝在大平臺(2)的臺面上，前后移動機構(gòu)(10)上的第二底板(10-1)固裝在第一滑塊(9-5)上，上下移動機構(gòu)(12)上的支撐板(12-9)與前后移動機構(gòu)(10)上的第二滑塊(10-5)連接，伸長架(13)安裝在上下移動機構(gòu)(12)上的第三滑塊(12-5)的側(cè)端面上，絕緣板(14)安裝在伸長架(13)的前面，測頭安裝座(15)安裝在絕緣板(14)的前面，測頭(16)安裝在測頭安裝座(15)的前面，標(biāo)準(zhǔn)球(18)通過連接座(19)固裝在小平臺(4)的上端面上，人機交互設(shè)備(20)通過電纜(21)與電控柜(1)連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述復(fù)雜電極位姿預(yù)調(diào)整裝置，其特征在于位姿調(diào)整 組件(8)由連接卡盤(8-1)、卡槽彈片(8-2)、位移調(diào)整板(8-3)、角度調(diào)整 板(8-4)、擺動板(8-5)、彈簧夾頭體(8-6)、鎖緊螺母(8-7)、磨削電極桿(8-8)、 兩個角度調(diào)整螺釘(8-9)和兩個位移調(diào)整螺釘(8-10)組成，連接卡盤(8-1)、 卡槽彈片(8-2)、位移調(diào)整板(8-3)和角度調(diào)整板(8-4)由左至右依次連接， 擺動板(8-5)的左端設(shè)有錐面(8-5-1)且錐面(8-5-1)處與角度調(diào)整板(8-4) 的右端連接，擺動板(8-5)的右端與彈簧夾頭體(8-6)的左端連接，鎖緊螺母(8-7)套裝在磨削電極桿(8-8)上，磨削電極桿(8-8)的左端設(shè)置在彈簧夾 頭體(8-6)上的凹槽(8-6-1)中，鎖緊螺母(8-7)與彈簧夾頭體(8-6)的外 表面螺紋連接，兩個位移調(diào)整螺釘(8-10)沿位移調(diào)整板(8-3)的徑向相對設(shè) 置在位移調(diào)整板(8-3)上，兩個位移調(diào)整螺釘(8-10)對稱設(shè)置在角度調(diào)整板(8-4)中且頭部頂在擺動板(8-5)上的錐面(8-5-1)上。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述復(fù)雜電極位姿預(yù)調(diào)整裝置，其特征在于左右 移動機構(gòu)(9)由第一底板(9-1)、兩個第一支撐塊(9-2)、第一絲杠(9-3)、 第一絲杠螺母(9-4)、第一滑塊(9-5)、第一聯(lián)軸器(9-6)、第一安裝座(9-7) 和第一電機(9-8)組成，兩個第一支撐塊(9-2)分別固裝在第一底板(9-1) 的上端面上，第一絲杠(9-3)的兩端分別鉸接在兩個第一支撐塊(9-2)中且輸 入端與第一聯(lián)軸器(9-6)的輸出端連接，第一聯(lián)軸器(9-6)的輸入端與第一電 機(9-8)的輸出端連接，第一電機(9-8)通過第一安裝座(9-7)固裝在第一 底板(9-1)上，第一滑塊(9-5)固裝在第一絲杠螺母(9-4)的頂端。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述復(fù)雜電極位姿預(yù)調(diào)整裝置，其特征在于前后移動 機構(gòu)(10)由第二底板(10-1)、兩個第二支撐塊(10-2)、第二絲杠(10-3)、 第二絲杠螺母(10-4)、第二滑塊(10-5)、第二聯(lián)軸器(10-6)、第二安裝座(10-7) 和第二電機(10-8)組成，兩個第二支撐塊(10-2)分別固裝在第二底板(10-1) 的上端面上，第二絲杠(10-3)的兩端分別鉸接在兩個第二支撐塊(10-2)中且 輸入端與第二聯(lián)軸器(10-6)的輸出端連接，第二聯(lián)軸器(10-6)的輸入端與第 二電機(10-8)的輸出端連接，第二電機(10-8)通過第二安裝座(10-7)固裝 在第二底板(10-1)上，第二滑塊(10-5)固裝在第二絲杠螺母(10-4)的頂端。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述復(fù)雜電極位姿預(yù)調(diào)整裝置，其特征在于上下 移動機構(gòu)(12)由立板(12-1)、兩個第三支撐塊(12-2)、第三絲杠(12-3)、 第三絲杠螺母(12-4)、第三滑塊(12-5)、第三聯(lián)軸器(12-6)、第三安裝座(12-7)、 第三電機(12-8)和支撐板(12-9)組成，兩個第三支撐塊(12-2)上下固裝在 立板(12-1)的側(cè)面上，第三絲杠(12-3 )的兩端分別鉸接在兩個第三支撐塊(12-2) 中且輸入端與第三聯(lián)軸器(12-6)的輸出端連接，第三聯(lián)軸器(12-6)的輸入端 與第三電機(12-8)的輸出端連接，第三電機(12-8)通過第三安裝座(12-7) 固裝在立板(12-1)上，第三滑塊(12-5)固裝在第三絲杠螺母(12-4)的外側(cè) 端，支撐板(12-9)的側(cè)面與立板(12-1)的側(cè)端面連接。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述復(fù)雜電極位姿預(yù)調(diào)整裝置，其特征在于所述測頭 (16)為觸發(fā)式測頭、掃描式測頭或機械式測頭。
全文摘要
電極位姿預(yù)調(diào)整裝置，它涉及一種電極位姿預(yù)調(diào)整裝置。本發(fā)明為解決現(xiàn)有電極位姿調(diào)整主要在電火花加工機床上在位進行，觀察千分表的指針跳動，調(diào)整時間長，調(diào)整精度難以保證的問題。第一底板裝在大平臺的臺面上，第二底板裝在第一滑塊上，支撐板與前后移動機構(gòu)上的第二滑塊連接，伸長架裝在第三滑塊的側(cè)端面上，絕緣板安裝在伸長架的前面，測頭安裝座安裝在絕緣板的前面，測頭裝在測頭安裝座的前面，標(biāo)準(zhǔn)球固裝在小平臺的上端面上，人機交互設(shè)備通過電纜與電控柜連接。本發(fā)明在電火花加工機床加工帶冠整體渦輪盤的過程中，可以同步完成電極的位姿調(diào)整，使得加工時間和預(yù)調(diào)整時間并列進行，減少了電火花加工機床的輔助工作時間，提高了加工效率。
文檔編號B23H7/26GK101508046SQ20091007168
公開日2009年8月19日 申請日期2009年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月31日
發(fā)明者孟凡新, 李茂盛, 杭觀榮, 王振龍, 王玉魁, 遲關(guān)心, 陳濟輪 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)