[发明专利]三维超声波协同调制微细电火花线切割加工装置

权利要求书

1.一种三维超声波协同调制微细电火花线切割加工装置，其特征在于：包括走丝单元、控制单元、超声波电源、调制电路、脉冲电源和驱动待加工的工件进行三维振动的三维超声波振动机构，其中，所述控制单元分别与所述脉冲电源、超声波电源连接，所述调制电路串接于所述脉冲电源、超声波电源之间，所述脉冲电源与所述走丝单元连接并为所述走丝单元的极间提供线切割加工的脉冲信号，所述脉冲电源检测所述走丝单元的极间的放电状态并反馈给所述调制电路，所述脉冲电源将其脉宽信号、脉间信号反馈给所述调制电路，所述超声波电源将其振幅信号、频率信号反馈给所述调制电路，所述调制电路结合所述走丝单元的极间的放电状态，将所述超声波电源的振幅信号、频率信号和所述脉冲电源的脉宽信号、脉间信号进行联合调制，所述调制电路将调制后的振幅信号、频率信号反馈给所述超声波电源，所述调制电路将调制后的脉宽信号、脉间信号反馈给所述脉冲电源，所述超声波电源与所述三维超声波振动机构连接，所述超声波电源根据所述调制电路调制后的振幅信号、频率信号驱动所述三维超声波振动机构振动。

2.根据权利要求1所述的三维超声波协同调制微细电火花线切割加工装置，其特征在于：所述三维超声波振动机构包括工作台，所述工作台上设有X轴超声波换能器、Y轴超声波换能器和超声波X轴进给机构，所述超声波X轴进给机构上设有X轴振动台，所述X轴超声波换能器与所述X轴振动台相接触，所述X轴振动台上设有超声波Y轴进给机构，所述超声波Y轴进给机构上设有Y轴振动台，所述Y轴超声波换能器与所述Y轴振动台相接触，所述Y轴振动台上设有与待加工的工件连接的Z轴超声波换能器。

3.根据权利要求2所述的三维超声波协同调制微细电火花线切割加工装置，其特征在于：所述工作台与所述Y轴超声波换能器之间设有垫块，所述超声波X轴进给机构包括设置在所述工作台上的X轴导轨和设置在所述X轴导轨上并与其形成移动副的X轴滑块，所述X轴滑块与所述X轴振动台连接，所述超声波Y轴进给机构包括设置在所述X轴振动台上的Y轴导轨和设置在所述Y轴导轨上并与其形成移动副的Y轴滑块，所述Y轴滑块与所述Y轴振动台连接。

4.根据权利要求2所述的三维超声波协同调制微细电火花线切割加工装置，其特征在于：所述三维超声波协同调制微细电火花线切割加工装置还包括机床本体，所述机床本体上设有机床XY轴进给装置，所述机床XY轴进给装置包括机床X轴进给机构和机床Y轴进给机构，所述机床Y轴进给机构与所述三维超声波振动机构的工作台连接，所述机床X轴进给机构与所述超声波X轴进给机构的进给方向相同，所述机床Y轴进给机构与所述超声波Y轴进给机构的进给方向相同。

5.根据权利要求4所述的三维超声波协同调制微细电火花线切割加工装置，其特征在于：所述控制单元通过伺服控制单元与所述机床XY轴进给装置连接，所述伺服控制单元驱动所述机床XY轴进给装置进给并将其进给状态反馈给所述控制单元，所述控制单元根据接收到的所述机床XY轴进给装置的进给状态通过所述超声波电源来调整所述三维超声波振动机构的振动状态，使所述机床XY轴进给装置的进给方向与所述三维超声波振动机构的振动方向相同。

6.根据权利要求4所述的三维超声波协同调制微细电火花线切割加工装置，其特征在于：所述机床XY轴进给装置通过放电检测单元与所述控制单元连接，所述放电检测单元检测所述走丝单元的极间的平均电压并反馈给所述控制单元。

7.根据权利要求1所述的三维超声波协同调制微细电火花线切割加工装置，其特征在于：所述超声波电源将其产生的超声波交变信号反馈到所述调制电路，所述调制电路将所述超声波电源产生的超声波交变信号转换为所述脉冲电源的开关信号并控制所述脉冲电源的关断。

8.根据权利要求7所述的三维超声波协同调制微细电火花线切割加工装置，其特征在于：所述超声波电源与所述调制电路之间串接有超声波前置放大器，所述超声波电源的超声波交变信号通过所述超声波前置放大器反馈给所述调制电路。

9.根据权利要求7所述的三维超声波协同调制微细电火花线切割加工装置，其特征在于：所述超声波电源与所述调制电路之间串接有压电陶瓷环，所述超声波电源的超声波交变信号通过所述压电陶瓷环反馈给所述调制电路。

10.根据权利要求1所述的三维超声波协同调制微细电火花线切割加工装置，其特征在于：所述走丝单元包括UV轴加工单元，所述走丝单元与所述控制单元连接，所述走丝单元向所述控制单元反馈其UV轴加工单元的加工状态，所述控制单元根据所述走丝单元反馈的UV轴加工单元的加工状态通过所述超声波电源控制所述三维超声波振动机构的振动方向。