[实用新型]一种软性磨粒流自动搅拌系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及软性磨粒流精密加工领域。

背景技术

现在各个制造行业中均需要对模具表面进行精密加工，主要是因为传统加工中刀具和电火花会在模具表面留下痕迹。但是模具制造中大量的沟、槽、窄缝等结构化表面很难用传统的加工方法进行加工。液-固两相软性磨粒流可以在被加工工件的结构化表面形成湍流流动，并配以约束模块，在加工工件表面形成磨粒流道，驱动磨粒对壁面的粗糙处进行切削，实现结构化表面的无工具化精密加工。

加工过程中，约束模块的设计、安装，导流模块的设计，磨粒流的输出、循环、回收等都是重要环节。固-液两相软性磨粒流加工是基于固体磨粒相互之间的碰撞和磨粒与被加工工件表面的碰撞为基础，并对其进行动力学分析，利用湍流流场中磨粒对壁面的切削作用，对被加工工件壁面粗糙处进行精密加工、抛光。该技术有效弥补了传统光整加工方法对结构化表面加工的劣势，同时也能够加工其他复杂工件的表面加工，并且能够实现自动控制。

由于加入的固体磨粒与液体相(水)互不相融，磨粒在储存箱中会出现沉积现象，若不采取搅拌措施，由水泵抽出的磨粒流不能随机均匀的进入流道内对工件进行加工，会显著影响加工效果。传统的搅拌方法采用人工搅拌或者电机搅拌方法。人工搅拌的缺点在于，由于受到人为因素的影响和限制，不能做到随机均匀将磨粒与流体互相搅拌融合；而电机搅拌的缺点在于，无法根据磨粒流中磨粒含量的多少(即磨粒流粘度)的大小调节电机的输出功率，效率不高。

发明内容

本实用新型要解决磨粒储存箱中磨粒流搅拌效率不高的问题，提供了一种搅拌效率高的软性磨粒流自动搅拌系统。

本实用新型的技术方案：

一种软性磨粒流自动搅拌系统，其特征在于：包括软件子系统和硬件子系统，所述软件子系统包括计算机和控制模块，所述控制模块通过接口排线与计算机相连，所述硬件子系统包括磨粒流自动搅拌模块、磨粒流储存箱和伺服电机；

所述磨粒流自动搅拌模块包括转动轴和搅拌叶片，所述转动轴通过传动装置与伺服电机相连，所述转动轴与搅拌叶片相连，所述转动轴的内部布有传感器信号传输线路，所述搅拌叶片安装有传感器，所述传感器检测磨粒流中的压力和流速，并通过转动轴内部线路将检测到的信号传输至计算机控制模块中；

所述伺服电机模块设有传动装置，所述传动装置通过伺服电机驱动功率获取需求的转速，所述伺服电机模块驱动功率由控制模块计算后得到的控制信号决定；

所述磨粒流储存箱模块安装有进水口、出水口和溢出口，所述磨粒流储存箱中置有水泵，所述水泵出水口连接约束模块，所述约束模块顶部安装观测装置；

所述控制模块包括信号采样、信号处理、信号转换、信号反馈环节，所述信号采样环节包括有压力信号采集、流速信号采集，所述信号处理包括信号的滤波、限幅、模数转换，所述信号转换是将运算处理后的信息转换成为伺服电机能够识别的控制量，所述信号反馈是将控制信号反馈至伺服电机，调节电机功率。

进一步，所述控制模块采用闭环控制策略，所述闭环控制策略采用负反馈比例控制，将待计算信号通过比例环节运算后，控制电机的驱动功率。

本实用新型可与固-液两相磨粒流的模具结构化表面精密加工系统相连接，提供可循环使用的固-液两相磨粒流。