一种建立线切割功率曲线突变波形特征库的方法技术

本发明专利技术提供了一种建立线切割功率曲线关键点波段识别数据库的方法，包括下述步骤：1.打开线切割机床控制柜电脑主机，开启冲水；2.保持冲水并开启运丝；3.保持冲水与运丝；4.开启机床空运丝切割；5.限位块间隙调小，做空运行切割；6.切入1mm不锈钢板；7.切入工件，限位块间隙调至最小；8.切入工件后垂直转向；9.直线切入1mm不锈钢板后弧线切割；10.切入后进行θ角度转向切割；11.改切割工件为n毫米；12.改工件材料为其它材料；13.设置向量叠加系数；14.自学习判别录入新特征向量；15.修正边缘数据；16.建立数据库，导入数据。如上所述，本发明专利技术能够通过此方法建立线切割加工过程突变功率曲线特征库，从而为基于此特征库的机床功率、能耗相关研究提供便利。

A method for establishing the characteristic library of abrupt waveform in power curve of WEDM

The invention provides a method for establishing a band identification database at key points of a line cutting power curve. The following steps are as follows: 1. open line cutting machine control cabinet computer host, open flushing; 2. keep flushing and open the wire; 3. keep flushing and silk; 4. open machine tool airlift wire cutting; 5. limit block clearance, short gap, short clearance Operation cutting; 6. cut into the 1mm stainless steel plate; 7. cut into the workpiece, the clearance of the limit block to the minimum; 8. to cut into the workpiece after the vertical turning; 9. straight cut into the 1mm stainless steel plate after arc cutting; 10. cut angle after the angle of the angle cutting; 11. to cut the workpiece to n mm; 12. to the workpiece material for other materials; 13. set of vector superposition system; 13. set vector superposition system Number; 14. self learning discriminant input new feature vector; 15. correction edge data; 16. establish database, import data. As mentioned above, the invention can establish the feature library of the abrupt power curve in the line cutting process through this method, thus providing convenience for the research of the power and energy consumption related to the machine tool based on this feature library.

【技术实现步骤摘要】
一种建立线切割功率曲线突变波形特征库的方法
本专利技术涉及一种建立线切割功率曲线突变波形特征库的方法，特别是涉及一种线切割功率曲线突变波形特征库的自学习方法。
技术介绍
线切割是利用高频脉冲放电，间隙间有工作液填充，此时在电极丝加载阴极，工件加载阳极；阴极逸出电子，电子在电场加速下向阳极移动过程中撞击工作液的中性粒子，中性粒子在撞击下产生电子与正离子，产生的离子与电子又加入撞击过程中，电离雪崩式发展。在工作液被电离击穿，电子向阳极移动，离子向阴极移动，形成放电通道，产生火花放电，可形成10000摄氏度以上的高温，瞬间熔化甚至气化工件材料，同时，由于这个过程极短，气化过程具有爆炸效果，产生的动力抛出溶化的工件材料，然后被融化的材料在电介液中重新凝结成小的球体，并被电介液排走。为了深入了解线切割在加工工件时的各个不同阶段的功率变化，这就需要将线切割加工时的各个阶段分界处找出来，以便于准确对应出每个阶段的功率曲线，从而明确了解每个加工阶段的功率情况。但用人工判断等方法来识别线切割功率曲线的各个阶段分界处，以此区分整个加工过程的不同阶段是极其不准确而且工作量巨大的。另外通过机床的控制系统的NC代码也可以精确找出各个加工阶段间的分界处，但机床带的控制程序带有保护机制，NC代码不易获取和进行数据保存。因此，为了区分整个线切割加工过程的功率曲线分界处，需要建立一个线切割加工阶段分界处的功率曲线所具有的波形特征库。将线切割各个加工阶段分界处对应于功率曲线的上的突变波形，线切割功率曲线的主要突变波段有冲水开启突变波形、运丝开启突变波形、丝筒转向突变波形、开启切割突变波形、切入突变波形、切割转向突变波形。对采集的突变波形提取均值pj、幅值pm、极点连线斜率k，对于突变波形重合产生的波形叠加，需要设置叠加系数，用来计算、修正叠加的特征向量。以实验采集的特征向量数据做样本，通过机器学习的方式提高数据精度，增加数据量，建立庞大的基础数据库。现有多种数据采集装置用以获得机床的功率曲线，利用数据采集装置的功率曲线，以实验法获取各个基础数据。
技术实现思路
本专利技术的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种建立线切割功率曲线突变波形特征库的方法，能够通过建立此线切割功率曲线突变波形特征库，利用特征波段样本，更好的认识加工过程中各个加工节点的功率突变情况，从而为基于此数据库的功率曲线关键点识别方法提供支持，也为后续研究提供基础。为实现上述目的，本专利技术提出一种建立线切割功率曲线突变波形特征库的方法，该方法包括以下步骤：第一步：打开线切割机床控制柜电脑主机，通过功率采集装置获得功率曲线，待功率平稳后，开启冲水，提取功率曲线突变波形的特征向量。第二步：保持冲水，在功率曲线平稳后开启运丝，提取开启运丝时引起的突变波形的特征向量。第三步：调节机床两限位块间隙到允许的最小距离，开启冲水，进行运丝，待功率曲线随着丝筒的不停转向而出现稳定的连续周期性突变，分析每一个周期的波形，提取此功率波形中的突变波形的特征向量。第四步：调节限位块距离至正常，冲水、运丝都关闭，在主机功率平稳时，分别运行机床沿x、y轴方向做空运丝切割，提取突变波段，计算出此突变波形的特征向量。第五步：在限位块距离调至允许最小值后，启动机床分别沿x、y轴做直线空运行切割，根据此时的周期性突变功率曲线，截取完整周期内的突变波段，计算此突变波形的特征向量。第六步：限位块距离调至到能使电极丝尽可能走完的程度，分别运行机床沿x、y轴直线切入1mm米不锈钢板，提取切入时的突变波形的特征向量。第七步：限位块距离调至最小，在电极丝直线沿x、y切入1mm不锈钢工件后获取功率曲线中的周期性突变段，截取最为标准的突变波形计算特征向量。第八步：把限位块距离调至到能使电极丝尽可能走完的大小程度，分别沿x、y直线切入1mm不锈钢工件后，连续进行垂直转向切割，提取此转向对应的突变样本波段，计算出突变波形的特征向量。第九步：分别沿x、y直线切入1mm不锈钢工件后，进行曲率为的弧形切割，提取切割线路由直线转变为曲线时对应的波段，计算此突变波形的特征向量。第十步：分别沿x、y直线切入1mm不锈钢工件后，转向作与此直线成θ角度的斜线切割，提取切割线路转折时对应的功率曲线突变波段，计算出突变波形的特征向量。第十一步：将1毫米不锈钢工件换成n毫米不锈钢工件，重复第六、七、八、九、十步，可提取到不同厚度下各个关键点突变波段，计算出突变波形的特征向量。第十二步：把不锈钢工件换成其他材料工件，重复进行第六、七、八、九、十、十一步，可提取到不同材料工件对应的不同厚度下各个关键点波段，计算出突变波形的特征向量。第十三步：设置叠加系数η，则获得不同波形突变在同一时刻造成的波形叠加产生的波段的特征向量。第十四步：自学习录入新特征向量，可以支持向量机(SupportVectorMachine，简称SVM)设置自学习方式；第十五步：修正边缘数据。第十六步：建立数据库，将以上所有样本向量按照关键点类别分类导入数据库；作为优选，所述冲水突变波段均值pjs与幅值pms、运丝突变波段均值pjsy与幅值pmsy、冲水运丝开启时丝筒转向突变波段均值pjsyz与幅值pmsyz、开启空运丝切割突变波段均值pjk与幅值pmk、空运丝切割丝筒转向突变波段均值pjkz与幅值pmkz、切入钢板突变波段均值pjr与幅值pmr、切入后丝筒转向突变波段均值pjrz与幅值pmrz、垂直转向突变波段均值pjrc与幅值pmrc、弧形切割突变波段均值pjrq与幅值pjrq、角度切割突变波段均值pjrz与幅值pmrz、改为n毫米工件切割突变波段均值pjh与幅值pmh、改其他材料突变波段均值pjc与幅值pmc、叠加波段均值为η1(pj1+pj2)与幅值为η2(pm1+pm2)、新特征向量均值pjx与幅值pmx、阈值ε、ε1、ε2、ε3的单位均为w；冲水突变波段极点连线斜率ks、运丝突变波段极点连线斜率ksy、冲水运丝开启时丝筒转向突变波段极点连线斜率ksyz、开启空运丝切割突变波段极点连线斜率kk、空运丝切割丝筒转向突变波段两极点连线斜率kkz、切入钢板突变波段两极点连线kr、切入后丝筒转向突变波段极点连线距离krz、垂直转向突变波段极点连线斜率krc、弧形切割突变波段两极点连线斜率krq、角度切割突变波段极点连线斜率krz、改为n毫米工件切割突变波段极值点连线斜率kh、其他材料突变波段极值点连线斜率为η3(k1+k2)、叠加系数η1、η2、η3均为无量纲数。本专利技术的有益效果：本专利技术能够通过此方法建立线切割加工过程各个加工阶段的交接点的功率曲线突变波形特征库，从而为基于此特征库的机床功率、能耗相关研究提供便利。【附图说明】图1是本专利技术建立线切割功率曲线突变波形特征库的方法步骤图。图2是线切割机床切入工件时的功率曲线突变波形图。【具体实施方式】下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行进一步的说明。如图1所示，本专利技术提供了一种建立线切割功率曲线突变波形特征库的方法。该特征库建立方法包括下述步骤：第一步：打开线切割机床控制柜电脑主机，通过功率采集装置获得功率曲线，待功率平稳后，开启冲水，提取功率曲线突变波形的特征向量。该步骤中，提取的向量为：均值其中t1与和t2分别为此波段起始本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种建立线切割功率曲线突变波形特征库的方法，其特征在于，该特征库建立方法包括以下步骤：第一步：打开线切割机床控制柜电脑主机，通过功率采集装置获得功率曲线，待功率平稳后，开启冲水，提取功率曲线突变波形的特征向量；第二步：保持冲水，在功率曲线平稳后开启运丝，提取开启运丝时引起的突变波形的特征向量；第三步：调节机床两限位块间隙到允许的最小距离，开启冲水，进行运丝，待功率曲线随着丝筒的不停转向而出现稳定的连续周期性突变，分析每一个周期的波形，提取此功率波形中的突变波形的特征向量；第四步：调节限位块距离至正常，冲水、运丝都关闭，在主机功率平稳时，分别运行机床沿x、y轴方向做空运丝切割，提取突变波段，计算出此突变波形的特征向量；第五步：在限位块距离调至允许最小值后，启动机床分别沿x、y轴做直线空运行切割，根据此时的周期性突变功率曲线，截取完整周期内的突变波段，计算此突变波形的特征向量；第六步：限位块距离调至到能使电极丝尽可能走完的程度，分别运行机床沿x、y轴直线切入1mm米不锈钢板，提取切入时的突变波形的特征向量；第七步：限位块距离调至最小，在电极丝直线沿x、y切入1mm不锈钢工件后获取功率曲线中的周期性突变段，截取最为标准的突变波形的特征向量；第八步：把限位块距离调至到能使电极丝尽可能走完的大小程度，分别沿x、y直线切入1mm不锈钢工件后，连续进行垂直转向切割，提取此转向对应的突变样本波段，计算出突变波形的特征向量；第九步：分别沿x、y直线切入1mm不锈钢工件后，进行曲率为...

【技术特征摘要】
1.一种建立线切割功率曲线突变波形特征库的方法，其特征在于，该特征库建立方法包括以下步骤：第一步：打开线切割机床控制柜电脑主机，通过功率采集装置获得功率曲线，待功率平稳后，开启冲水，提取功率曲线突变波形的特征向量；第二步：保持冲水，在功率曲线平稳后开启运丝，提取开启运丝时引起的突变波形的特征向量；第三步：调节机床两限位块间隙到允许的最小距离，开启冲水，进行运丝，待功率曲线随着丝筒的不停转向而出现稳定的连续周期性突变，分析每一个周期的波形，提取此功率波形中的突变波形的特征向量；第四步：调节限位块距离至正常，冲水、运丝都关闭，在主机功率平稳时，分别运行机床沿x、y轴方向做空运丝切割，提取突变波段，计算出此突变波形的特征向量；第五步：在限位块距离调至允许最小值后，启动机床分别沿x、y轴做直线空运行切割，根据此时的周期性突变功率曲线，截取完整周期内的突变波段，计算此突变波形的特征向量；第六步：限位块距离调至到能使电极丝尽可能走完的程度，分别运行机床沿x、y轴直线切入1mm米不锈钢板，提取切入时的突变波形的特征向量；第七步：限位块距离调至最小，在电极丝直线沿x、y切入1mm不锈钢工件后获取功率曲线中的周期性突变段，截取最为标准的突变波形的特征向量；第八步：把限位块距离调至到能使电极丝尽可能走完的大小程度，分别沿x、y直线切入1mm不锈钢工件后，连续进行垂直转向切割，提取此转向对应的突变样本波段，计算出突变波形的特征向量；第九步：分别沿x、y直线切入1mm不锈钢工件后，进行曲率为的弧形切割，提取切割线路由直线转变为曲线时对应的波段，计算此突变波形的特征向量；第十步：分别沿x、y直线切入1mm不锈钢工件后，转向作与此直线成θ角度的斜线切割，提取切割线路转折时对应的功率曲线突变波段，计算出突变波形的特征向量；第十一步：将1毫米不锈钢工件换成n毫米不锈钢工件，重复第六、七、八、九、十步，可提取到不同厚度下各个关键点突变波段，计算出突变波形的特征向量；第十二步：把不锈钢工件换成其他材料工件，重复进行第六、七、八、九、十、十一步，可提取到不同材料工件对应的不同厚度下各个关键点波段，计算出突变波形的特征向量；第十三步：设置叠加系数η，则获得不同波形突变在同一时刻造成的波形叠加产生的波段的特征向量；第十四步：自学习录入新特征向量，可以用支持向量机(SupportVectorMachine，简称SVM，是一种基于统计学习理论的模式识别方法)设置自学习方式；第十五步：修正边缘数据；第十六步：建立数据库，将以上所有特征向量按照突变波形的类型分类导入数据库。2.根据权利要求1所述的一种建立线切割功率曲线突变波形特征库的方法，其特征在于：所述的第一步中的特征向量为：均值其中t1与和t2分别为此波段起始时间、终止时间，幅值其中pmax与pmin分别为此波段的极大、极小值，两个极点连线斜率：其中pmax、pmin分别为此功率波段内的极大值与极小值；所述的第二步中，计算出获取波段的三维特征向量分别为均值pjsy与幅值pmsy以及两个极点连线斜率ksy；所述的第三步中，提取的功率波形中的特征向量分别为：均值pjsyz、幅值pmsyz，以及两个极点连线的斜率ksyz；所述的第四步中，计算出突变波段的特征向量分别为均值pjk,幅值pmk以及两极点连线斜率kk；所述的第五步中，计算此波段的特征向量分别为均值pjkz；幅值pmkz；两极点连线斜率kkz；所述的第六步中，计算此波段的特征向量分别为均值pjr与幅值pmr和两极点连线kr；所述的第七步中，计算此波段的特征向量分别为：均值pjrz,幅值pmrz,极点连线距离krz；所述的第八步中，计算此波段的特征向量分别为：均值pjrc,幅值pmrc,以及两极点连线斜率krc；所述的第九步中，计算此波段的特征向量分别为：均值pjrq,幅值pjrq,以及两极点连线斜率krq；所述的第十步中，计算此波段的特征向量分别为：均值pjrz,幅值pmrz,以及两极点连线斜率krz；所述的第十一步中，计算此波段的特征向量分别为：均值pjh、幅值pmh、以及极值点连线斜率kh；所述的第十二步中，计算此波段的特征向量分别为：均值pjc、幅值pmc、极值点连线斜率kc。3.根据权利要求1所述的一种建立线切割功率曲线突变波形特征库的方法，其特征在于：所述的第十三步中的波形不同关键事件同一时刻发生造成的波形叠加所产生的突...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑军，黄彬彬，王黎航，
申请(专利权)人：浙江科技学院，
类型：发明
国别省市：浙江,33