[发明专利]多工位叶片电解加工的智能控制脉冲电源系统及控制方法

说明书

本发明涉及一种多工位叶片电解加工的智能控制脉冲电源系统及控制方法，采用大电流整流模块对商业化直流电源进行整流的方法，因智能脉冲模块体积较小，甚至配置在多工位的机床本体中，这样相互独立且配合的智能脉冲模块能够发生并控制着叶盆阴极与叶背阴极的加工脉冲信号，不仅显著减小加工区与智能脉冲模块的接线距离，使回路寄生电感减到最小，从而使波形失真减到最小，提高电源抗干扰能力，而且更是一种提高叶片加工精度及生产效率的有效途径。

技术领域

本发明涉及一种电解加工智能控制脉冲电源系统，尤其涉及一种用于多工位叶盘叶片电解加工的智能高频脉冲电源系统。

背景技术

叶片是航空发动机制造中最为关键的零件。用传统的切削加工方法其劳动量占全机的30%以上，因其结构复杂，加工精度要求高，叶片型面薄而扭曲，材料难加工，且为批量生产，制造难度很大，所以特别适合于采用电解加工。70年代叶片工艺发生重大变革，电解加工成为叶身加工的主要工艺，取得了显著的技术经济效果。

电解加工技术是金属工件在电解液中发生阳极溶解的一种加工工艺。由于其高效率、高表面质量、工具无损耗、材料去除率高和加工与材料硬度、强度、韧性无关等特点，非常适合加工难切削材料与薄壁零件，是制造航空发动机叶片的理想工艺。近年来，随着精密电解加工技术的发展，高频窄脉冲电解加工、振动电解加工等技术的涌现，使电解加工精度显著提升，目前电解加工技术已成为航空发动机叶片、整体叶盘等核心零部件的主要制造工艺。

电解加工电源是加工设备的核心部分，电源的波形、电压、稳压精度和短路保护的功能都直接影响电解加工的阳极溶解过程，从而影响电解加工的精度、表面质量、稳定性和经济性。除此之外，一些特殊电源对于电解加工特殊材料工件起着决定性作用。

目前，电解加工中通常为单台机床配备单个脉冲电源，在叶盘叶片大批量生产时，配置多台机床的同时，也需要配置多台脉冲电源，电源的采购成本较高。此外由于电子元器件体积和散热要求的限制，电解加工的脉冲电源体积较大，且脉冲电源与加工区域的接线长度较长，当脉冲电流值较大、频率较高时，脉冲波形传输失真较为严重，叶盘叶片的加工精度和重复加工精度难以提高。

发明内容

针对现有的叶盘叶片电解加工存在的上述问题，提供了一种用于叶片电解加工的智能控制脉冲电源系统，不仅可以缩短高频脉冲电源输出接线长度，使回路寄生电感减到最小，改善电解加工波形，提高电解加工精度，且能够实时检测电解加工电压与电流动态信号，并再短时间内做出保护措施，实现电解加工过程中的短路保护。

本发明所提供的一种用于多工位叶片电解加工的智能控制脉冲电源系统，所述电源系统包括有交流输入电源、AC-DC整流模块、若干智能脉冲模块以及电解加工系统，所述AC-DC整流模块与交流输入电源连接，将交流电转化为大功率直流稳压电源；

所述智能脉冲模块成对使用，并同时作用在电解加工系统的一组阴极上，属于同一对的两个智能脉冲模块分别作用于工件的正面与背面，即叶盘叶片的叶盆与叶背；

所述智能脉冲模块中包括有嵌入式CPU、脉冲信号发生器以及功率放大电路，所述嵌入式CPU与脉冲信号发生器连接，使脉冲信号发生器输出高频脉冲信号，所述高频脉冲信号再由功率放大电路放大信号；

所述嵌入式CPU接收来自控制系统根据用户设定的频率、占空比参数的程序；

所述智能脉冲模块中还设有短路保护电路，所述短路保护电路为带有储能电容器的电解加工短路保护电路；