当前位置:首页 >> 机械/仪表 >>

电火花毛化机床的应用研究


Z卜 u an g b e i yi ng yo ng y u Y a nli u

电火花毛化机床 的应用研 究
黄润文
(广州 JF E 钢板有限公司 , 广东 广州 5 114 64)

摘 要:首先对电火花毛化机床的工作原理进行 了阐述 , 随后介绍 了毛化程序的参数设置方法 , 最后论述了一些 电气故障的处理措



施 , 对今后电火花毛化机床 的故障查找 、 检修维护及运行管理有良好的 借鉴意义 。
关键词:毛化机床;电火花 ;参数设置

0

引言
目前 ,轧辊毛 化 的技 术有 喷 丸毛 化 、 镀铬 毛 化 、电火 花 毛

0 A 电源机架接收脉冲发生卡送来 的脉冲信号和 Pr 3 of i bu s 站送

化、 激光 毛化等 。这 些 工艺使 轧辊 的表 面具 有 不 同的堆 积形 貌 , 在形貌结构上可分为有序排列和无序排列 2 类 。 电火花毛
化加工后的轧辊 , 表面波峰形貌排列属于无规则分 布的粗糙度

来的控制信号 ,从而输出需要的电流值和电极极性 。每一个毛 化头内有 1 8 根电极 , 每一根毛化电极 与一个 3 0 A 电源机架相连
接 。 当轧辊毛化时 , 3 D A 电源机架按 设定 值产 生相应的脉 冲电 压和电流 , 脉冲电压和电流波形 如图 2 所示 。

形貌类型 。 电火花 毛化 的轧辊粗糙 度 范围宽 、 峰值 密度 高 , 电
火花毛化 具有 良好 的可控 性 。 广州 J F E 钢板有 限公 司 (G J SS )

主要生产镀锌板 、 冷轧板等产品 , 由于工 艺的需 要 ,引 进了 1 台
沙克拉德公 司生产 的 T x 0 36 2 轧辊 电火花毛化机床川 。 本文主

要介绍 该机床 的工作原理 、 参数设置和常见故障的处理 。

电火 花毛化机床的工作原理
电火花 毛化 的概念基于 电极放电加工 的原 理开发 ,但 又不 同于电极放 电加工 , 电火 花毛化机床 包含一条接地的 已知直径 和外形 的轧辊 , 轧辊经 过毛化 , 表 面会 产生许 多均匀 尺寸 和形 状重叠 的坑 , 工作原理 如图 1 所示 。
图2

时间一

脉冲 电压和 电流波形

由图 2 可知 , 轧辊 毛化 时 , 浸在 毛化液 中的 电极和轧 辊部
分表 面在脉冲高电压的作用 下经过 `.时 间 , 在 电极 与辊面之间 的毛化液发生击穿 , 毛 化液发 生击 穿后 , 其 中 的石 墨粒子 在电

极 与辊 面之间电场作 用下发生聚集形成 电桥 , 脉 冲电压 开始下

厂一 藤 不 歹 i 酿 ,一 }
计算机 机
电流 设 定值

{飞 (川v 高压触发电欣
so V 低 压 毛化 电源

降 , 部分毛化液发 生电离 , 透 过 电桥 发生等 离子体 放 电形 成等 离子体柱 ,从 而在 低压 毛化 回路 形 成电流 , 在电 流作用 下 热量
越来越多 , 在电桥 的两端 电极 与辊 面金 属开始熔 化蒸 发 , 辊 面 由于金属的熔化蒸发形成坑 , 电极 与辊面之间的毛化液 受热形

一 )

_ _ _ _ _ ~ ~ 座马土万冀 蒯 叫 溯 侧
召. 衬 斗 J 可 以
伺 服控制卡 卡
间 隙 监测 卡

J 8 汽 卜 ,一 . 一 沙 lA A

成气泡并快速 膨胀 , 接着 脉 冲电 压和 电流降到 。, 不再 产 生热 量 , 等离子体柱消 失 , 辊 面的坑 部边 缘熔融 金属再次 凝 固使 轧
轧辊

辊表 面形成波峰 , 气态的金属随着 毛化液气泡破裂凝 固在毛化 液中 , 从 而完成一个毛化周期 。

编码器{ { 司 服电机

2

毛化程序的参数设置
轧辊毛化的质量 受多种 因素 的影 响 , 例 如 :辊 面毛化 前有

图1

工作原理

图 1 中计算机安装 了基于 以万 操作 系统 的 R l l o e x 软件 , T 操作员通过 R o nT e x 软件设 置毛化脉 冲值 、 毛化电流值 、电极 与 轧辊间隙值等参 数 。 沙克拉德公 司为了方便操作 员的操作 ,增
加 了 1 台安装有基于 V石 ndow s操作 系统 的 R o l及x 软件 的计 算

没有水渍 、 辊面有没有生锈 、毛化 参数设 置是否合 适 、轧辊有没 有变形等 。 在这些因 素中 , 毛化参数 的设置 是 关键 因素 , 毛 化

参数设置不正确 ,毛化轧辊时会 引起电弧或使 辊面产生 螺型位 移行走线等 ,严重 时甚至会 损坏 毛化机 床 。 所 以 , 必 须 正确设 定 毛化参数 。 电火 花 毛化 机床 的毛化 程序要设 置 的参数 有脉 冲接通时间 、 脉 冲关断 时间 、 脉 冲电流 、 增益 、 转速 、 行 走速 度 、
门槛值 、 打 毛道次等 。

机 ,使 以污 计算机与 W 访 dow s计算 机组 网 ,以 万计 算机作 为服
务器 , V石 (f n o w s计算机作为客户机 。 在操作员设定毛化参数后 ,

通过 Pm f i bus 网 络把 参数 值 送 至伺 服 控 制卡 、脉 冲发 生 器 和

为避免毛化轧辊时辊 面产生螺型位移 行走线 , 应按 下式设 定头架马达速度和床身行走速度 : < 0.S X 电极直径(~ )、 5 ~

3 A 电源机架 。间隙监测卡测量毛化 电极的电压并转换成电信 0 号送至伺服控制卡 , 与间隙设定值 比较产生偏差信号 , 伺服控 制 卡对偏差信号处理转换 成行程信号送 至伺服驱动 卡 , 伺服驱 动 卡产生驱动电压送至伺 服电机 ,从而使毛化头前进或后退 ,伺 服
电机编码器测 出伺服电机转速 , 转速信号送至伺服驱动卡 , 形 成 伺服 电机闭环控 制 , 进 而实现 电极 与轧辊 间隙值 的精确 控制 。

毛化轧辊 时 , 如果脉冲关断时间( o f t im e ) 设置太短会引起
电弧 。 设置脉冲关 断时 间是为 了让毛 化液在 下一个 火 花放 电 之前恢复它的介电属 性 。 增加 脉冲接 通时 间( 。 n t i m e)可增加

z。 a 。 n g o e } y 旧 g y。 。 。 ,以 丫 a n,、 目 .装 备 应 用 与 研 究 l
熔坑的宽度 和深度 (即 R a 值增大) , 减少波 峰计 数值(即 尸 C 值 毛化头电压表指示为 O , 毛化过程 中断 。 这种故障多为 3 0 A 电

减小);减少脉 冲接 通时 间可降 低 R a 值 ,增 大 尸 C 值 。增 大脉
冲电流可增加熔坑 的宽度 和深 度(即 R a 值增 大) , 减少 波峰计

源机架故障引起 , 执行 电极测 试程 序 ,观 察没有 起压 的毛化 头 对应 的 3 0 A 电源机 架指 示灯 , 找 出与其他 正常 的电源机架 指 示灯发光不同的电源机 架 ,其 就是发 生故 障的 电源机架 ;如 不
能找出 , 可采取用万用 表测 量电极 电压 的办法 , 但测 量时 间不 能太长 , 否则会损坏被测量 电极对应 的电源机架 。 . 2 总线故障处理 3 由于 Pro fi bus 网络 的连 接大 量 采用 对 插 线 , 在 生产 实 践 中 , 容易发生总线故 障 。 发 生故 障时 , 可采 取分段 测 量网络 线

数值(即 P C 值减小) 。在图 2 中 ,zd 时间叫点火延迟时间 , 电极
与轧辊 间隙是通过测量火花的点火延迟 时间来 控制 的 , 门槛 电

压值和电极与轧辊 间 隙值相对 应 , 门槛 电压值 减小 , 电极 与轧 辊间隙值也减小 。 门槛 电压值有最大值 和最小 值 , 门槛 电压值
大于最大值不能产生 电火花 , 门槛 电压值小于最小值 电极会撞 击轧辊 。 增益用来决定伺服驱动 响应速度 , 大多数情况 下应取 最大值 1 0 , 使伺服驱动响 应有最大灵 敏度 , 但如果 要求很 高 的 粗糙度 , 如大于 6 拌 m 则 可能要减少 增益 。 为 了设置最好 的毛 化 参数 , 可放置 轧辊 , 根据 图 3 曲线 采用不 同毛化参 数手 动毛 化 , 并测量 毛化结 果 , 找 出最好参数值 。

路电阻的办法找 出故障点 ,并 通过更换部 分站点 P r o fi bus 连接 电缆 、 改善屏蔽线接地 等措施解决 。 如果仍不定 时地间断发 生
故障 , 可采取 P r o fi b us 网络 降速 的办法解决 。 . 3 机床不能投入运行故障处理 3 在启动 PC ( 服务器和客户机)后 , 按 系统启动按 钮 , 没 有任 何反应 , 2 4 V 电路 指示 灯也 没有点 亮 。 此 故障 与床身 行程 开

湘 加 n 户 一 ” 〔
脉冲接通时间/娜
(a )

关、 着火探测器 、 电气 室 电气柜 门开关 、 急停 开关 、 服 务器看 门
狗卡 、 安全继电器相关 。 在 生产 实践 中 , 由服务 器看 门狗卡 引 起的故障最 多 。

脉冲接通时问/卜 L s
(b )

4

结语

。 j八 .,,个_ 、 ._ 、 夕 二

一 矛 . L ` 厂 “ 带 `
电流/ A 门槛电压/V
(b ) (a )

__

Ra/。 s个

电火花毛化机床原 理简单 , 实 现技 术复杂 , 做 好毛化 数据 的记录分析工作 , 优化 毛化参数 设置 , 不但 可提高 轧辊 的毛化 质量 , 而且可高 效利 用毛 化液 和 电极材 料 , 减 少它 们 的 消耗 。 也就是说 , 优化应用 电火花 毛化 机床 , 才能 实现 电火花 毛化机 床效 益最大化 。夕 仁 参考文献 〕

图3

设里毛化参数所依据的 曲线图

[1] Sarel ad l 一 td . O perator m anuals , 2008

3
3.,

电气故 障的处理
电极短路故障处理 当投人 自动毛化 时 , 电极起 压情况 下 , 相 应有 电极故 障 的

收稿 日期:20 13一 03一 05 作者简介:黄润文 (1969一) , 男 , 广东番禺人 , 助理工程师 , 研 究方向:电气自动化 。

(上接 第 5 1 页)

并伴有时开时关的连续动作现象 。 而在这 2 次过程 中却发现 ,
从危疏调门开启到 自动撤 出过程 , 时间在 3 m i n 以上 。 (2 ) 危疏调门开启后 , # 3 高加水位在一个 相对低位 (大约

(2 ) 开度命令与 L C D 反馈开度存在偏 差 。 (3 ) 当开度命令 与 L C D 反馈存在一定偏差后 , 因程序错误
导致危疏调 门撤 出自动 , 保持 当前开度 。

一95 ~ 左右)稳定 , 2 次危疏调门开启后 , # 3 高加水 位变化过 程基本一致 。
3 ) 在危疏调门 自行撤为手动前数秒 , # 3 高加水位 有一个 ( 瞬间上升的过程 (1 0 多 s 过程中由一9 5 ~ 左右 升至一2 0 ~ 左右 ) , 而在这个过程后 , 危疏调门的开度就 不再显示 了 。

4

应对措 施
为了验证这些推断 , 需要 对# 3 高加 危疏调 门相 关保 护逻

辑进行一次检查 , 并且应在今后类似现象 中核 对电动 门就地 开 度 、开度指令和集 控显示开度之间的偏差 。夕
〔 参考文献 〕 [l j 毕于恒 , 吕鹏飞 , 倪国栋.高压加热器正常疏水调门开度 大的
原因分析及预防措施 〔 J] .华电技术 , 201 1 , 33 (2 ) :2 4 一2 6

根据上述 3 项特征 , 可 以提出以下 3 个 问题 : (1 ) 为何危疏调门会长期开启? (2 ) 危疏调门开启后 , 为何会缺乏调节过程 , 而只是保持# 3 高加一9 5 ~ 左右的水位持续数 分钟?
(3 ) 为何在危疏调 门没有大动 的情 况下会 出现# 3 高加水 位迅速上升 ?

而根据上面 3 个问题我们不妨做 出以下推 断:
(l ) # 3 高加危疏调门的执行机构存在卡涩 , 动作过程无法

收稿 日期 :20 13一 03一 13 作者 简 介 :阎潇 (1982一 ) , 男 , 浙 江 临海 人 , 工 程师 , 研 究 方 向 :
热 能与 动力工 程 。

及时执行相应命令 。

机电信息

20 13 年第 15 期总第 369 期

53


相关文章:
生产准备部阶段工作总结_教学计划_教学研究_教育专区
试磨验收 12 月份 德国瓦德里希的数控万能磨床 英莎赫拉德电火花毛化机床 昆山...机床机械维护培训 我方现场 瓦德里希 电气维护培训 我方现场 编程培训 实际应用和...
冷轧辊各种毛化工艺简介与激光毛化的比较
因此,研究、控制冷轧轧辊及冷轧钢板表面形貌的轧辊毛...是电火花加工技术在轧 辊毛化加工中的实际应用,其...“车床型”模式,使设备简单可靠,占地面积及空间较小...
激光毛化技术
激光毛化技术在冶金行业的应用一、技术介绍●基本...(SB)技术、电火花毛化(EDT)技术、激光毛化技术等...2.3.3 毛化数控机床 重型轧辊的高速旋转和激光束...
更多相关标签:
电火花毛化 | 电火花线切割机床 | 电火花机床 | 数控电火花线切割机床 | 电火花加工机床 | 电火花成型机床 | 数控电火花成型机床 | 电火花机床品牌 |