用于钎焊金刚石铣磨刀具高频感应加热化学修整装置

摘要

本发明提供了一种用于钎焊金刚石铣磨刀具高频感应加热化学修整装置，实现了钎焊金刚石铣磨工具在机即时高温石墨化化学修整，纯氮保护/隔离气氛能够有效隔绝修整区域的空气，极大减缓了超高强度钢高温修整基体在高温环境下的氧化损耗，提高了其使用周期和使用稳定性。氮保护/隔离气氛接口、高频感应加热线圈均与数控机床的控制阀门连接，在实现压力、流量和启停控制的同时，所有PLC数据均可被PLC控制器读取，实现数控加工程序、修整装置启停控制内嵌，完全实现数控化。内嵌式热电偶用于超高强度钢高温修整基使用前和使用过程中热变形测定和修整中环境温度控制。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于钎焊金刚石铣磨刀具高频感应加热化学修整装置。

背景技术

钎焊金刚石铣磨工具（Brazed Diamond Abrasive Router）是属于机械加工领域采用超硬磨料“以磨代铣”工艺的典型应用。钎焊金刚石铣磨工具凭借其优良的相间结合强度、较大磨粒出露高度和容屑空间等优点，目前已经广泛应用于诸如碳纤维增强复合材料、钛基复合材料、陶瓷及陶瓷基复合材料、玻璃等难加工材料的加工生产过程。

由于磨料磨粒本身粒径大小不一、磨粒本身形状差异以及磨粒在工具基体表层分布位向随机等原因，使得钎焊金刚石铣磨工具在制作完成之初，金刚石颗粒在工具圆周方向等高性不一致，从而造成磨削加工后工件表面粗糙度值较大，这必然会阻碍钎焊金刚石工具在复合材料精密加工领域的应用。又由于金刚石是自然界中硬度最高的物质，修整难度较大，因此国内外研究学者和工程人员对于金刚石工具的修整技术开展了诸多研究。目前对于钎焊金刚石铣磨工具的修整方法主要包括金刚石笔车削修整法、滚轮修整法、超声振动修整法、砂带软弹性修整法、接触微修整法、金刚石微粉烧结棒修整法、砂轮对修法、电解/电化学修整法和机械化学复合修整法等。

目前钎焊金刚石铣磨工具的多数修整工艺为采用金刚石磨粒物理机械对修方法，其主要依靠金刚石磨粒相互的高速碰撞造成磨粒的微破碎来达到较高的一致性要求。然而此种方法极易造成磨粒于结合处发生整体破碎，反而造成磨粒等高性变差，同时存在修整效率较低，设备定位精度要求非常高等缺点。这些缺陷也进一步限制了金刚石钎焊工具在实际加工领域尤其是精密加工领域的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于钎焊金刚石铣磨刀具高频感应加热化学修整装置，能够有效隔绝修整区域的空气，极大减缓了超高强度钢高温修整基体(2)在高温环境下的氧化损耗，提高了其使用周期和使用稳定性。

为解决上述问题，本发明提供一种用于钎焊金刚石铣磨刀具高频感应加热化学修整装置，包括：

数控机床的PLC控制器；

底部安装基体，所述底部安装基体通过安装螺栓固定于数控机床台面上；

超高强度钢高温修整基体，所述超高强度钢高温修整基体通过安装螺栓固定于所述底部安装基体上；

内嵌式热电偶、高频感应加热线圈，所述内嵌式热电偶、高频感应加热线圈整体嵌套于所述超高强度钢高温修整基体的外沿，通过安装螺栓进行紧固安装，其中，所述高频感应加热线圈通过接线与数控机床的稳源电源和PLC控制器连接，以对超高强度钢高温修整基体进行加热，内嵌式热电偶通过信号线与所述数控机床的PLC控制器连接，以对修整基体内部温度测量和实时控制；

设置于所述高频感应加热线圈周围的线圈保护支撑块体；

纯氮保护气氛输送接口、纯氮保护/隔离气氛安装环、通风收集通道，所述纯氮保护/隔离气氛安装环通过安装螺栓安装于所述超高强度钢高温修整基体上，所述纯氮保护/隔离气氛安装环包含若干组纯氮隔离气氛输送接口和通风收集通道，所述纯氮保护气氛输送接口、纯氮隔离气氛输送接口，所述纯氮保护气氛输送接口、纯氮隔离气氛输送接口分别通过软管与数控机床的气压控制阀门连接，由数控机床的PLC控制器进行流量、气压和启停控制，所述通风收集通道与所述数控机床的气压控制阀门连接，以进行压力、流量和启停控制。

进一步的，在上述用于钎焊金刚石铣磨刀具高频感应加热化学修整装置中，所述数控机床内部M指令中，M201定义为开启纯氮保护气氛输送接口，M202定义为开启纯氮隔离气氛输送接口，M204定义为关闭纯氮保护气氛输送接口，M205定义为关闭纯氮隔离气氛输送接口；

所述数控机床内部M指令中，M301定义为高频感应加热线圈供电开启，M302定义为高频感应加热线圈供电断开；

所述数控机床的数控程序寄存器位置R300定义为当前内嵌式热电偶所测量的温度。

所述数控机床的内部M指令中，M203定义为收集通道吸气接口开启，M206定义为收集通道吸气接口关闭。

进一步的，在上述用于钎焊金刚石铣磨刀具高频感应加热化学修整装置中，

进一步的，在上述用于钎焊金刚石铣磨刀具高频感应加热化学修整装置中，所述纯氮隔离气氛输送接口和通风收集通道对应流体方向与装置轴线存在预设角度，并存在流量差、压差。

进一步的，在上述用于钎焊金刚石铣磨刀具高频感应加热化学修整装置中，所述超高强度钢高温修整基体的材料选用D406A超高强度钢作为修整基体。

进一步的，在上述用于钎焊金刚石铣磨刀具高频感应加热化学修整装置中，所述超高强度钢高温修整基体的外沿安装有若干组内嵌式热电偶，用于对修整区域内部温度场的精确控制和测量。

进一步的，在上述用于钎焊金刚石铣磨刀具高频感应加热化学修整装置中，所述超高强度钢高温修整基体、内嵌式热电偶，用于进行正式修整前和定期维护的热变形校验，提供因修整磨耗造成的热变形误差。

进一步的，在上述用于钎焊金刚石铣磨刀具高频感应加热化学修整装置中，

进一步的，在上述用于钎焊金刚石铣磨刀具高频感应加热化学修整装置中，所述线圈保护支撑块体整体烧结包覆高频感应加热线圈。

进一步的，在上述用于钎焊金刚石铣磨刀具高频感应加热化学修整装置中，所述底部安装基体对于不同尺寸的超高强度钢高温修整基体具有互换性，所述通风收集通道用于进行磨屑收集和高温保护氮气循环。

进一步的，在上述用于钎焊金刚石铣磨刀具高频感应加热化学修整装置中，所述PLC控制器用于与主程序的完全嵌套，同时PLC控制器内部寄存器保存了所有钎焊金刚石铣磨刀具高频感应加热化学修整装置的控制、启停信息，包括纯氮保护/隔绝气氛通道的启停、高频感应加热线圈启停、通风收集通道的启停、实时热变形量补偿、实时钎焊金刚石铣磨工序半径补偿、修整参数和用量控制。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1) 整体装置实现了钎焊金刚石铣磨工具在机即时高温石墨化化学修整，纯氮保护/隔离气氛能够有效隔绝修整区域的空气，极大减缓了超高强度钢高温修整基体(2)在高温环境下的氧化损耗，提高了其使用周期和使用稳定性；

(2) 氮保护/隔离气氛接口、高频感应加热线圈均与数控机床的控制阀门连接，在实现压力、流量和启停控制的同时，所有PLC数据均可被PLC控制器读取，实现数控加工程序、修整装置启停控制内嵌，完全实现数控化。

(3) 内嵌式热电偶(3)用于超高强度钢高温修整基体(2)使用前和使用过程中热变形测定和修整中环境温度控制。精确补偿超高强度钢高温修整基体(2)损耗后内径尺寸的误差累积量和热变形误差量，实现钎焊金刚石铣磨工具的高精度修整。

(4) PLC控制器，实现与主程序的完全嵌套，同时程序内部寄存器保存了所有该装置的控制、启停信息，包括纯氮保护/隔绝气氛通道的启停、高频感应加热线圈启停、通风收集通道的启停、实时热变形量补偿、实时钎焊金刚石铣磨工序半径补偿、修整参数和用量控制，实现了全局可控。

附图说明

图1为本发明的一种用于钎焊金刚石铣磨刀具高频感应加热化学修整装置主视图；

图2为图1的俯视图；

图3为图2的A-A剖视图；

图4为图2的B-B剖视图；

图5为图2的C-C剖视图；

图6为本发明的标定高温修整基体在不同加热温度和内圆磨耗量的热变形趋势图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1～5所示，本发明提供一种用于钎焊金刚石铣磨刀具高频感应加热化学修整装置，包括：

数控机床的PLC控制器；

底部安装基体(6)，所述底部安装基体(6) 通过安装螺栓(7)固定于数控机床台面上；

超高强度钢高温修整基体(2)，所述超高强度钢高温修整基体(2)通过安装螺栓(7)固定于所述底部安装基体(6)上；

内嵌式热电偶(3)、高频感应加热线圈(4)，所述内嵌式热电偶(3)、高频感应加热线圈(4)整体嵌套于所述超高强度钢高温修整基体(2)的外沿，通过安装螺栓(7)进行紧固安装，其中，所述高频感应加热线圈(4)通过接线与数控机床的稳源电源和PLC控制器连接，以对超高强度钢高温修整基体(2)进行加热，内嵌式热电偶(3)通过信号线与所述数控机床的PLC控制器连接，以对修整基体内部温度测量和实时控制；

设置于所述高频感应加热线圈(4)周围的线圈保护支撑块体(5)；

纯氮保护气氛输送接口(8)、纯氮保护/隔离气氛安装环(1)、通风收集通道(10)，所述纯氮保护/隔离气氛安装环(1) 通过安装螺栓(7)安装于所述超高强度钢高温修整基体(2)上，所述纯氮保护/隔离气氛安装环(1) 包含若干组纯氮隔离气氛输送接口(9)和通风收集通道(10)，所述纯氮保护气氛输送接口(8)、纯氮隔离气氛输送接口(9)，所述纯氮保护气氛输送接口(8)、纯氮隔离气氛输送接口(9)分别通过软管与数控机床的气压控制阀门连接，由数控机床的PLC控制器进行流量、气压和启停控制，所述通风收集通道(10)与所述数控机床的气压控制阀门连接，以进行压力、流量和启停控制。

在此，所述纯氮保护/隔离气氛安装环(1)、超高强度钢高温修整基体(2)、线圈保护支撑块体(5)和底部安装基体(6)通过安装螺栓(7)进行连接。所述纯氮保护/隔离气氛安装环(1)安装于钎焊金刚石铣磨工具高频感应加热化学修整装置最上端，其中的氮气通过纯氮保护气氛输送接口(8)加注于高温铣磨区域用于排空空气，氮气通过纯氮隔离气氛输送接口(9)向上喷发，用于隔绝外部空气。所有纯氮保护气氛输送接口(8)和纯氮隔离气氛输送接口(9)均与数控机床气压的控制阀门连接，实现压力、流量和启停控制。

所述超高强度钢高温修整基体(2)安装于纯氮保护/隔离气氛安装环(1)下方，采用D406A超高强度钢作为修整基体，保证修整基体在高温环境的硬度和强度。超高强度钢高温修整基体(2)内部安装2组内嵌式热电偶(3)用于修整前热变形测定和修整中环境温度控制。

所述高频感应加热线圈(4)通过线圈保护支撑块体(5)保护，整体外套于超高强度钢高温修整基体(2)外侧，并通过安装螺栓(7)进行连接。高频感应加热线圈(4)通过内接数控机床的稳源电源和PLC控制器对超高强度钢高温修整基体(2)进行加热。

所述底部安装基体(6)安装于钎焊金刚石铣磨工具高频感应加热化学修整装置最下端，属于整体装置的支撑，内部开通通风收集通道(10)，用于对修整过程产生的磨屑收集和氮气循环，通风收集通道(10)整体与数控机床的气压控制阀门连接，实现压力、流量和启停控制。

本实施例针对目前钎焊金刚石铣磨工具采用机械物理修整方法存在的极易造成磨粒于结合处发生整体破碎，导致磨粒等高性变差，同时存在修整效率较低，设备定位精度要求高等缺点，利用碳原子和铁原子在高温下的亲和扩散作用，在高频感应加热下利用铁基修整工具对钎焊金刚石铣磨工具进行高温石墨化化学修整，同时整体将钎焊金刚石铣磨刀具高频感应加热化学修整装置的启停、磨耗补偿、修整参数控制等全部嵌入PLC控制器的数控加工程序代码中，通过子程序调用的形式，实现该类工具的快速修整，可极大提高此类工具的修整效率和修整质量。

本发明的用于钎焊金刚石铣磨刀具高频感应加热化学修整装置一实施例中，数控机床内部M指令中，M201定义为开启纯氮保护气氛输送接口(8)，M202定义为开启纯氮隔离气氛输送接口(9)，M204定义为关闭纯氮保护气氛输送接口(8)，M205定义为关闭纯氮隔离气氛输送接口(9)。

本发明的用于钎焊金刚石铣磨刀具高频感应加热化学修整装置一实施例中，所述数控机床内部M指令中，M301定义为高频感应加热线圈(4)供电开启，M302定义为高频感应加热线圈(4)供电断开。

本发明的用于钎焊金刚石铣磨刀具高频感应加热化学修整装置一实施例中，数控程序寄存器位置R300定义为当前内嵌式热电偶(3)所测量的温度。

本发明的用于钎焊金刚石铣磨刀具高频感应加热化学修整装置一实施例中，数控机床内部M指令中，M203定义为收集通道吸气接口开启，M206定义为收集通道吸气接口关闭。

本发明的用于钎焊金刚石铣磨刀具高频感应加热化学修整装置一实施例中，所述纯氮隔离气氛输送接口(9)和通风收集通道(10)对应流体方向与装置轴线存在预设角度，并存在流量差、压差，保证内部修整区域隔绝控制空气。

本发明的用于钎焊金刚石铣磨刀具高频感应加热化学修整装置一实施例中，所述超高强度钢高温修整基体(2)的材料选用D406A超高强度钢作为修整基体，保证基体材料在高温下的硬度和强度，降低修整损耗。

本发明的用于钎焊金刚石铣磨刀具高频感应加热化学修整装置一实施例中，所述超高强度钢高温修整基体(2)的外沿安装有若干组内嵌式热电偶(3)，用于对修整区域内部温度场的精确控制和测量。

本发明的用于钎焊金刚石铣磨刀具高频感应加热化学修整装置一实施例中，所述超高强度钢高温修整基体(2)、内嵌式热电偶(3)，用于进行正式修整前和定期维护的热变形校验，提供因修整磨耗造成的热变形误差。

本发明的用于钎焊金刚石铣磨刀具高频感应加热化学修整装置一实施例中，所述线圈保护支撑块体(5)整体烧结包覆高频感应加热线圈(4)，完全保护高频感应加热线圈(4)，同时能够确保超高强度钢高温修整基体(2)内部温度场稳定无波动。

本发明的用于钎焊金刚石铣磨刀具高频感应加热化学修整装置一实施例中，所述底部安装基体(6)对于不同尺寸的超高强度钢高温修整基体(2)具有互换性，所述通风收集通道(10)用于进行磨屑收集和高温保护氮气循环。

本发明的用于钎焊金刚石铣磨刀具高频感应加热化学修整装置一实施例中，PLC控制器用于与主程序的完全嵌套，同时PLC控制器内部寄存器保存了所有钎焊金刚石铣磨刀具高频感应加热化学修整装置的控制、启停信息，包括纯氮保护/隔绝气氛通道的启停、高频感应加热线圈启停、通风收集通道的启停、实时热变形量补偿、实时钎焊金刚石铣磨工序半径补偿、修整参数和用量控制，实现了全局可控。

下面参照附图对本发明作进一步的详细说明，须知，本发明所附图表示的装置尺寸、结构、比例等，均用以配合说明书所揭示的内容，并非用以限定本发明可实施的限定条件，同时本说明书中所用的如“上”“左”“底部”“后”等用语，也是为了更好地叙述发明内容，并非用于限定本发明可实施的范围，对于这些方面作简单的修改或调整，在无本质变更技术内容下，都亦视为本发明可实施的范畴。

如图1至图5所示为本发明所述的一种用于钎焊金刚石铣磨刀具高频感应加热化学修整装置及其各角度剖视图，主要包括纯氮保护/隔离气氛安装环(1)、超高强度钢高温修整基体(2)、内嵌式热电偶(3)、高频感应加热线圈(4)、线圈保护支撑块体(5)、底部安装基体(6)、安装螺栓(7)、纯氮保护气氛输送接口(8)、纯氮隔离气氛输送接口(9)和通风收集通道(10)。具体调试和使用过程如下：

1）高温修整基体热变形标定

所述超高强度钢高温修整基体(2)在正式修整前进行不同温度环境下内圆热变形测量，加热范围为300℃±10°~750℃±10℃，保护介质为干燥纯氮。温度测量通过内嵌式热电偶(3)进行测定，高温修整基体内圆尺寸变化通过应变片测量，记录在标定温度环境高温修整基体热变形量。如图6所示为标定高温修整基体在不同加热温度和内圆磨耗量的热变形，基于测量数据建立关于各参数的热变形多元回归方程，具体如式1所示，要求置信度大于95%，实际工作要求高温修整基体内部温度可控在550℃~650℃。

2）钎焊金刚石铣磨刀具高频感应加热化学修整装置安装

按照附图1和3（或4、5），在数控机床工作台面安装本装置，按照从底部至顶部的顺序进行安装。

底部安装基体(6)通过安装螺栓(7)固定于数控机床台面；

超高强度钢高温修整基体(2)通过安装螺栓(7)固定于底部安装基体(6)上；

内嵌式热电偶(3)、高频感应加热线圈(4)整体嵌套于所述超高强度钢高温修整基体(2)的外沿，通过安装螺栓(7)进行紧固安装；

纯氮保护/隔离气氛安装环(1)通过安装螺栓(7)安装于超高强度钢高温修整基体(2)上；

纯氮保护气氛输送接口(8)、纯氮隔离气氛输送接口(9)分别通过软管与数控机床的气压控制阀门连接，由数控机床的PLC控制器进行流量、气压和启停控制，定义数控机床内部M指令M201为开启纯氮保护气氛输送接口(8)，M202为开启纯氮隔离气氛输送接口(9)，M204为关闭纯氮保护气氛输送接口(8)，M205为关闭纯氮隔离气氛输送接口(9)；

高频感应加热线圈(4)通过接线与所述数控机床的稳源电源和PLC控制器对超高强度钢高温修整基体(2)进行加热，定义数控机床内部M指令，M301为高频感应加热线圈(4)供电开启，M302为高频感应加热线圈(4)供电断开；

内嵌式热电偶(3)通过信号线与所述数控机床的PLC控制器连接，以对修整基体内部温度测量和实时控制，定义数控程序寄存器位置R300为当前内嵌式热电偶(3)所测量的温度；

底部安装基体(6)的通风收集通道(10)通过数控机床气压控制阀门连接，实现压力、流量和启停控制，定义数控机床内部M指令M203为收集通道吸气接口开启，M206为收集通道吸气接口关闭。

3）钎焊金刚石铣磨刀具高频感应加热化学修整准备工序

① 采用数控机床自动对刀仪，测量钎焊金刚石铣磨刀具当前半径，赋于数控程序寄存器位置R301；

② 采用数控机床探头，测量在常温下高频感应加热线圈(4)内圆半径，赋于数控程序寄存器位置R302；

③ 调用专用修整子程序，首先开启纯氮保护气氛输送接口(8)、纯氮隔离气氛输送接口(9)和通风收集通道(10)，待修整区域空气基本排空后进行后续操作；

④ 高频感应加热线圈(4)通电，对超高强度钢高温修整基体(2)进行加热；

⑤ 钎焊金刚石铣磨刀具沿超高强度钢高温修整基体(2)内圆弧进行修整，主轴转向为正转，修整模型方式为顺磨，主轴转速恒定为6000rpm，进给速度为600mm/min，修整深度共为0.1~0.2mm，单次修整深度为0.05mm；

⑥ 修整完成后，待钎焊金刚石铣磨刀具离开修整区域，先关闭高频感应加热线圈(4)通电，待超高强度钢高温修整基体(2)冷却后再关闭纯氮保护气氛输送接口(8)、纯氮隔离气氛输送接口(9)和通风收集通道(10)，整个修整过程完成。

⑦ PLC控制器中修整子程序整体结构完全通用，按照数控系统类别略有微调，以SINUMERIK 840D为例，具体数控程序代码如下：

Dressing Program

N10 G90 G500 G40 G80;调用修整装置所在坐标系N12 R1=K;将变形量修正系数赋于内部寄存器R1N14 R2=;将修整基体材料热变形膨胀系数赋于内部寄存器R2N16 R3=;将高温修整内圆标准直径赋于内部寄存器R3N18 R4=R302-;将高温修整基体内圆磨耗量赋于内部寄存器R4N20 R6= R7= R8= R9=;将各分量修整指数赋于内部寄存器R6、R7、R8和R9N22 R100=0.2;总修整量N24 R101=0.05;每次修整量N26 R102=0.05;修整量差N28 M201;开启纯氮保护气氛输送接口(8)N30 M202;开启纯氮隔离气氛输送接口(9)N32 M203;开启通风收集通道(10)N34 G04 F40;暂停40秒，用于排空空气N36 M301;高频感应加热线圈供电开启N38 G04 F20;暂停20秒，用于高频感应加热线圈给修整基体加热N40 R5=;将高温修整基体内部温度赋于内部寄存器R5N42 R10=R1*R2^R6*R3^R7*R4^R8*R5^R9;计算高温修整基体热变形量N44 S6000 M03;钎焊金刚石铣磨工具开始自转N46 G00 Z100;快速抬刀至安全平面N48 X0 Y0;快速移刀至修整基体中心N50 Z-80;快速下刀至修整要求位置N52 AAA:;跳转程序段标记N54 IF R101≥R100 GOTOF BBB;若满足要求，跳转BBB程序段N56 G01 X=R302+R10+R101-R301 Y0 F600;法向进刀N58 G03 I=R301-R302-R10-R101 J0 F600;修整圆弧插补N60 G01 X0 Y0 F600;转至修整器中心N62 R101=R101+R102;叠加语句N64 GOTOB AAA;跳转语句N66 BBB:;BBB语句段N68 G0 Z100;快速退刀至安全平面N70 M302;高频感应加热线圈供电断开N72 G04 F70;暂停70秒，用于修整基体在保护气氛中冷却N74 M204;关闭纯氮保护气氛输送接口(8)N76 M205;关闭纯氮隔离气氛输送接口(9)N78 M206;收集通道吸气接口关闭N80 M99;返回主程序，修整程序结束

综上所述，与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1) 整体装置实现了钎焊金刚石铣磨工具在机即时高温石墨化化学修整，纯氮保护/隔离气氛能够有效隔绝修整区域的空气，极大减缓了超高强度钢高温修整基体(2)在高温环境下的氧化损耗，提高了其使用周期和使用稳定性；

(2) 氮保护/隔离气氛接口、高频感应加热线圈均与数控机床的控制阀门连接，在实现压力、流量和启停控制的同时，所有PLC数据均可被PLC控制器读取，实现数控加工程序、修整装置启停控制内嵌，完全实现数控化。

(3) 内嵌式热电偶(3)用于超高强度钢高温修整基体(2)使用前和使用过程中热变形测定和修整中环境温度控制。精确补偿超高强度钢高温修整基体(2)损耗后内径尺寸的误差累积量和热变形误差量，实现钎焊金刚石铣磨工具的高精度修整。

(4) PLC控制器，实现与主程序的完全嵌套，同时程序内部寄存器保存了所有该装置的控制、启停信息，包括纯氮保护/隔绝气氛通道的启停、高频感应加热线圈启停、通风收集通道的启停、实时热变形量补偿、实时钎焊金刚石铣磨工序半径补偿、修整参数和用量控制，实现了全局可控。

上述实施例仅用来进一步说明本发明的一种用于钎焊金刚石铣磨刀具高频感应加热化学修整装置及其具体使用操作方法，但本发明并不局限于实施例，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明技术方案的保护范围内。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。