電子放大鏡在電火花精密加工中的應用

山東魯南機床有限公司（滕州 277500) 趙 峰 李 艷 李玉軍

在機械加工中，電子放大鏡可作為輔助工具對機床加工精度進行測量。我公司將電子放大鏡與機床系統相結合，在電火花噴孔加工中通過電子放大鏡對其各項精度指標進行檢測。該套放大調整儀結構簡單，使用方便，在噴孔加工的各個環節都可應用到。

1.電極電子調整儀的組成及工作原理

該電極電子調整儀由3部分組成:電子放大鏡、十字刻線發生器和液晶顯示器。通過機床面板上的旋鈕開關，可進行機床操作界面與光學顯微界面的切換，實現電極絲偏擺調整、尺寸的檢測和機械精度的在線調整。

電子放大鏡由攝像頭 (含220V電源線和VGA線)、光學鏡頭和對焦調整機構等組成;十字刻線發生器由單片機控制板、功能調整按鍵、VIDEO視頻連接線、VGA接口及5V電源組成。其中，單片機控制板將由軟件寫入帶有刻度的十字線與攝像機的圖像信號混合輸出給顯示器，該十字線寬為一個像素點，通過按鍵COLOR選擇具有7種顏色的顯示功能，兩組十字線通過LINETYPE功能按鍵選擇，分別可上下左右平移;液晶顯示器為15in(1in=25.4mm)4∶3標準屏液晶顯示器。電子調整儀的顯示界面與機床操作界面可通過轉換開關進行界面轉換。

其工作原理如圖1所示，通過對焦調整機構調整電子放大鏡焦距，得到清晰放大的電子物體圖像，通過VIDEO信號線傳給十字刻線發生器，十字刻線發生器在原圖像的基礎上疊加水平線、垂直線和尺寸刻度線，經VGA視頻連接線輸出到顯示器上，在顯示器上顯示的物體圖像經過刻度尺測量換算得出實際尺寸，同時也可用于產品質量的檢測、機床設備精度的調整等。放大倍數=光學鏡頭放大倍數×攝像顯示器的倍數。

圖1

2.電極電子調整儀在電火花噴孔鉆床上的應用

(1)電極跳動調整。當機床各軸位置準備就緒，將電子放大鏡安裝在工作臺支架上，連接好信號線與電源線，面板上電極校正旋鈕打到“ON”狀態。其原理是通過倍率的放大，將跳動幅度放大，通過銅錘敲擊上夾頭來減少電極絲跳動，重復該操作直至電極絲無跳動。如圖2所示，具體操作過程是:①將電子放大鏡支在工作臺上，對準電極絲部位，連接好電源線與信號線。②將面板上電極校正波段開關旋到“ON”一端，主軸速度打到50r/min擋位，按主軸啟停鍵使主軸旋轉。③按下十字線發生器開關，顯示屏上出現清晰的刻度線。④打開工作臺上工作燈，調整主軸位置及電子放大鏡位置，直到看見清晰放大的電極絲，將倍率放大到最大。⑤在電極絲跳動最大處，按主軸啟停鍵使主軸停止跳動。⑥拿木柄錘或銅錘反方向敲擊主軸卡頭部位，重復調整，直至將電極絲調整到無跳動。

(2)上下軸中心線位置調整。在保證電極無跳動的情況下，需對上下軸中心線進行偏移調整，也可以利用電極電子調整儀進行調正。

使電極絲從上軸垂直穿過下軸工裝，調節放大鏡位置至呈像最清晰，工裝心軸φ2mm端面在顯示屏上滿圓呈現。通過手持單元旋轉C軸，檢查C向是否有跳動現象，若有，敲擊調整工裝直至無跳動。這時，如圖3所示，以工裝心軸φ2mm端面為基準，電極絲中心為參考，可對上軸中心進行偏移調整，根據屏幕上刻度線尺寸進行偏移量計算。上軸Z外側有兩個調整螺釘，分別調整兩個方向，通過兩個螺釘來調整上軸中心線的位置。

圖2

圖3

(3)檢測加工孔。當孔加工完畢，為便于檢查孔的尺寸、加工位置度及孔型等參數，也可在機床上通過電極電子調整儀完成檢測。如圖4所示，擺動軸位置使噴油嘴上微孔處于水平位置，支好電子調整儀，調整放大鏡焦距及前后位置至微孔清晰呈現在顯示器上，讀刻度值經換算可得出微孔的尺寸及孔的圓度，如圖5所示，可輕松計算出加工孔的尺寸，辨別孔的邊緣整齊度及孔型。為了一些特殊的加工狀態監測，通過視頻顯示轉換，還可對其加工狀態進行監測，如觀察放電火花的形狀及加工過程中的放電形式。

圖4

圖5

3.結語

該套電極電子調整儀可進行機床加工精度的精細調整、加工件的狀態顯示、加工孔的精度測量及加工過程的實時監測，提高了電火花加工機床的精密程度。該設備還可以作為一個獨立的構成裝置應用于其他微細精密加工中，其應用開拓了國內對新的加工測試手段的嘗試。