[发明专利]一种超声复合电加工系统参数控制模块

权利要求书

1.一种超声复合电加工系统参数控制模块，其特征在于，包括：

激光位移传感器，所述激光位移传感器用于检测工具端面的位移值，采用LK-HD500 高精度CMOS激光微位移传感器，所述激光位移传感器的采样速度高于所述工具电极的超声振动频率；

激光位移传感器控制单元，与所述激光位移传感器连接，以通过所述激光位移传感器控制单元具有预设位移值，当所述工具端面的位移值达到所述预设位移值时，所述激光位移传感器发出斩波信号；

脉冲电源同步斩波控制单元，与所述激光位移传感器控制单元连接，以使所述脉冲电源同步斩波控制单元根据所述斩波信号控制加工区的脉冲放电状态，并使脉冲放电与所述工具电极进行同频、同步震动；

预压力主轴控制单元，与主轴驱动连接，所述预压力主轴控制单元与所述脉冲电源同步斩波控制单元连接，以使所述脉冲电源同步斩波控制单元通过所述预压力主轴控制单元控制所述主轴的运动；

该超声复合电加工系统参数控制模块可实现电加工作用与超声振动的实时同频、同步，在使用位移检测同步斩波方法时，对激光位移传感控制器设定门槛位移值，当工具头端面位移振动至门槛位移值时，传感器发出斩波电信号；激光感测头探测到工具头端面的振动位移信号后，与控制器预先设定的上、下限位移值作比较，根据是否超出门槛位移值由传感控制器I/0端子输出斩波电信号；当工具头的振幅在此门槛位移值之间时，GO输出高电平，脉冲电源开通，电加工正常进行；当工具头端面振幅处于极大间隙或极小间隙时，即超出上限HI、下限LO门槛位移值，GO输出低电平，电流被切断，电加工停止，此时的超声振动起产物排除与工作液更新作用；对于公差比较器值的设定，方式如下：

（1）按SET键，控制器系统进入公差设定模式，通过上下左右键以设定公差比较器值、HI比较器值、LO比较器值，通过ENT键确认，按SET键系统返回检测状态；

（2）在正接地环境中，通过USB或LAN连接PC，通过控制软件能够实时设定激光位移传感器的工作参数；

（3）LK-HD500系列激光位移传感器根据从外部设备传入的命令控制操作，然后向外部设备发送相应命令；因此，通过RS-232C接口进行通信，控制计算机可向激光位移传感器发送命令来控制测量的命令格式；传入命令是LK-HD500系列在测量期间接收的命令，响应命令是在正确处理传入命令后所发送的命令；

超声斩波器用的电源由极低噪声的电源供电芯片TPS7A4901、TPS7A3001分别产生所需的+5V、-5V电源电压，且超声斩波器电源可替代为RSNP高频单脉冲电源，TPS7A4901、TPS7A3001作为电源主要芯片，优化电路设计，为系统提供稳定、低纹波的电源输出；

所述超声复合电加工系统参数控制模块还包括：

超声电源控制单元，所述预压力主轴控制单元和所述脉冲电源同步斩波控制单元均与所述超声电源控制单元连接。

2.根据权利要求1所述的一种超声复合电加工系统参数控制模块，其特征在于，所述超声电源控制单元包括基于ARM为核心的STM32和数字电位器X9312，基于ARM为核心的STM32和数字电位器X9312连接设置。

3.根据权利要求2所述的一种超声复合电加工系统参数控制模块，其特征在于，所述数字电位器为100阶数字电位器，所述数字电位器的电阻为R，R的取值范围为40Ω～10KΩ。

4.根据权利要求1所述的一种超声复合电加工系统参数控制模块，其特征在于，所述超声复合电加工系统所用电机为DH系列交流永磁同步伺服电机。

5.根据权利要求4所述的一种超声复合电加工系统参数控制模块，其特征在于，采用位置控制方法进行所述电机的驱动器接线设计。