Технологическая установка для исследования электролитно-плазменных процессов

Внедрение: 2016 г.

Для проведения исследований по модификации поверхностных слоев деталей машин и механизмов методом электролитно-плазменной обработки (ЭПО) в Уфимском государственном авиационном техническом университете была разработана и изготовлена автоматизированная технологическая установка с применением модуля L‑502 [1]. Установка для исследования ЭПО позволяет:

• реализовывать режимы постоянного, импульсного униполярного и биполярного напряжения для проведения различных процессов ЭПО;
• варьировать в широком диапазоне амплитуду напряжения, частоту и скважность питающих импульсов, температуру электролита;
• программно управлять технологическими параметрами электролитно-плазменных процессов и поддерживать их на заданном уровне с достаточной точностью;
• регистрировать температуру и мгновенные значения тока и напряжения процесса в ходе обработки;
• контролировать свойства поверхностного слоя обрабатываемой детали по информативным электрическим параметрам;
• выводить на индикаторы регистрируемые параметры и рассчитанные текущие свойства поверхности, сигнализировать о достижении целевых параметров.

На рисунке 1 представлена функциональная схема установки с указанием основных функциональных элементов и связями между ними. На рисунке 2 показан общий вид установки.

Для управления технологическим процессом в ходе исследований различных процессов ЭПО в среде графического программирования LabVIEW было разработано соответствующее ПО. На рисунке 3 представлена вкладка «Работа» данного ПО, которая представляет собой интерактивный пользовательский интерфейс. 

Рисунок 3. Лицевая панель разработанной программы автоматизированной системы управления процессами ЭПО.

На рисунке 4 показана вкладка лицевой панели “Графики”, на которой в ходе обработки отображается изменение во времени усредненных значений напряжения и температуры, действующих значений тока и напряжения.

Рисунок 4. Графики напряжения, температуры и тока, полученные в ходе процесса ПЭО (плазменно-электролитического оксидирования) магния.

Мгновенные значения тока и напряжения, преобразованные в цифровую форму с помощью платы ввода-вывода L‑502, поточно записываются в заданный во вкладке «Настройки» файл и отображаются на графических индикаторах вкладки «Осциллограммы» (рисунок 5). 

Рисунок 5. Осциллограммы напряжения и тока в ходе процесса ПЭО магния.

Разработанное программное обеспечение позволяет управлять технологическими параметрами в ходе обработки, организовать регистрацию и хранение данных, реализовывать заданный способ диагностики свойств поверхностного слоя обрабатываемой детали, например, по импедансным спектрам в режиме большого сигнала.

Экспериментальные исследования процессов ЭПО с поточной записью мгновенных значений тока, напряжения и температуры с высокой частотой дискретизации, предусмотренной на разработанной автоматизированной установке, позволяют выявить информативные параметры для косвенной диагностики свойств поверхности. Так установка позволяет провести импедансную спектроскопию по сигналам тока и напряжения для определения толщины покрытия в ходе процесса плазменно-электролитического оксидирования, определить ширину частотного спектра переменной составляющей тока для измерения шероховатости в ходе электролитно-плазменного полирования, провести цифровую фильтрацию колебаний тока и анализ динамики полученного сигнала для электролитно-плазменного удаления покрытий.

Источник:
Парфенов Е.В., Фаррахов Р.Г., Мукаева В.Р., Горбатков М.В., Мелемчук И.А., Стоцкий А.Г., Чернейкина Я.В. Автоматизированная технологическая установка для исследования электролитно-плазменных процессов // Вестник УГАТУ. – 2016. – Т. 20, № 4 (74). – С. 23‑31.

Разработчик: Парфенов Е.В., Фаррахов Р.Г., Мукаева В.Р., Горбатков М.В., Мелемчук И.А., Стоцкий А.Г., Чернейкина Я.В. (ФГБОУ ВО УГАТУ)