[发明专利]一种基于接触力反馈控制的电火花自动沉积装置及方法

权利要求书

1.一种基于接触力反馈控制的电火花自动沉积装置，包括电火沉积电源、沉积枪(2)、三维运动平台和接触力反馈控制机构，其特征在于：

所述的三维运动平台由X轴、Y轴和Z轴构成，在三维运动平台上设置有可夹持待沉积工件的沉积平台，沉积平台在平面中的运动由X轴和Y轴的运动驱动器予以控制；

所述的接触力反馈控制机构由带有反馈输出信号功能压力控制器(6)、压力传感器(4)、Z₁运动轴(9)、驱动器(8)构成；Z₁运动轴装配在三维运动平台的Z轴上；压力传感器(4)置于固定夹具与Z₁运动轴(9)滑块支座(5)之间，并与压力控制器(6)相连，实时监测固定夹具与Z₁运动轴(9)滑块之间的作用力，根据预先设置的作用力目标值和探测到实时作用力，示波器向Z₁运动轴的驱动器发出驱动信号，驱动Z₁运动轴产生补偿位移；

所述的沉积枪(2)通过固定夹具(1)固定在Z₁运动轴的滑块支座(5)上，沉积枪(2)一端设有电极(3)、另一端与电火沉积电源相连接；

压力传感器(4)将实时作用力传送给压力控制器(6)，压力控制器(6)将作用力与目标值比对，当作用力为目标值时，不发出反馈信号；当作用力高于目标值时，此时电极(3)与工件间实时接触力F_接触较小，压力控制器(6)发出Z₁运动轴下行激励信号，通过驱动器(8)驱动Z₁运动轴(9)驱动电机正转，Z₁运动轴(9)下行，增大电极(3)与工件间接触力F_接触；当作用力低于目标值时，此时电极(3)与工件间实时接触力F_接触较大，压力控制器(6)发出Z₁运动轴上行激励信号，通过驱动器(8)驱动Z₁运动轴(9)驱动电机正转，Z₁运动轴(9)下行，减小电极与工件间接触力F_接触。

2.一种采用权利要求1所述装置的电火花自动沉积方法，其特征在于，该方法包含以下步骤：

1)将接触力反馈控制机构的Z₁运动轴装配在三维运动平台的Z轴上，沉积枪通过固定夹具固定；

2)将待沉积的工件装夹在沉积平台，电火沉积电源正极输出线与沉积枪相连，负极输出线与待沉积的工件相连；

3)将置于固定夹具与Z₁运动轴滑块支座之间的压力传感器与压力控制器输入端相连，压力控制器信号输出口与控制Z₁运动轴的驱动器相连接；

4)根据待沉积工件表面三维形貌，设计沉积枪与沉积平台三维相对运动轨迹，设置三维运动平台运动程序；

5)打开电火沉积电源，启动接触力反馈控制机构，设置作用力目标值；

6)在工件待沉积表面进行三维运动平台运动程序控制下的自动沉积；

其中，压力传感器将实时作用力传送给压力控制器，压力控制器将作用力与目标值比对，当作用力为目标值时，不发出反馈信号；当作用力高于目标值时，此时电极与工件间实时接触力F_接触较小，压力控制器发出Z₁运动轴下行激励信号，通过驱动器驱动Z₁运动轴驱动电机正转，Z₁运动轴下行，增大电极与工件间接触力F_接触；当作用力低于目标值时，此时电极与工件间实时接触力F_接触较大，压力控制器发出Z₁运动轴上行激励信号，通过驱动器驱动Z₁运动轴驱动电机正转，Z₁运动轴下行，减小电极与工件间接触力F_接触。