旋转电火花加工伺服方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种旋转电火花加工伺服方法及系统，该方法为：A、系统启动，通过周期性检测获取导电磨轮与工件间的当前周期放电特性数据；B、利用参考值对当前周期放电特性数据比较处理得到比较数据，调用预设放电间隙状态表对比较数据识别判断，得到对应当前周期电火花放电间隙状态及其持续时间；C、利用当前周期电火花放电间隙状态及其持续时间计算当前周期的各放电间隙状态的状态率，并利用预设进给规则计算得到对应进给控制数据；D、根据进给控制数据控制导电磨轮下一周期内的进给方式。通过该伺服方法实现对电火花磨削的智能伺服进给，解决旋转电火花加工中磨轮死点问题，在大大提升旋转电火花加工质量和加工产品品质的同时降低加工成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及特种加工
，尤其涉及一种旋转电火花加工伺服方法及系统。
技术介绍
电火花加工与传统的机械切削加工有着本质的区别，它是一种非接触式加工，没有机械加工切削力，对工具的强度、硬度无特殊要求，可以采用较软材料加工任何硬质的导电材料。所以电火花被广泛应用于各种难加工的工件加工，如窄槽、异型孔、薄壁零件、复杂型面、微细孔和微细轴的加工，在机械、宇航、电子、仪器、轻工、汽车等领域有着重要的地位。电火花磨削（electrical discharge grinding,简称EDG）是电火花加工中的一种，是利用导电磨轮旋转运动过程与工件之间的火花放电，产生的瞬时高温蚀除工件表面材料的原理。电火花成形磨削适用于加工任何导电材料，对机械磨削困难的硬质材料更能发挥优越性。用这种方法可磨削硬质合金成形刀具、可转位道具的刀片、淬硬的镶拼模具或齿条等。由于磨削过程中无机械切削力，电火花磨削还可用于磨削微细、薄壁等易变形的零件和深槽、狭缝等。但目前电火花磨削加工伺服进给控制技术水平较低，在实际的电火花磨削加工中，甚至有些还采用手动步进进给的控制方式，而且目前电火花磨削加工中有关磨轮死点的问题也没有行之有效的解决办法，这些都严重阻碍了电火花磨削加工工艺的进一步发展和应用。因此，现有技术还有待于进一步改进。
技术实现思路
鉴于现有技术的不足，本专利技术在于提供一种旋转电火花加工伺服方法及系统，旨在解决旋转电火花加工中磨轮死点以及伺服方法落后的问题。本专利技术的技术方案如下：一种旋转电火花加工伺服方法，其中，所述方法包括：A、系统启动后，通过周期性检测获取导电磨轮与工件之间的当前周期放电特性数据；B、利用预设参考值对当前周期放电特性数据进行比较处理得到比较数据，调用预设的放电间隙状态表对获取的比较数据进行识别判断，得到比较数据所对应的当前周期电火花放电间隙状态及其持续时间；C、利用当前周期电火花放电间隙状态及其持续时间计算当前周期的各放电间隙状态的状态率，并基于该状态率利用预设进给规则计算得到相对应的进给控制数据；D、根据进给控制数据控制导电磨轮下一周期内的进给方式。所述的旋转电火花加工伺服方法，其中，所述当前周期放电特性数据包括当前周期的间隙电压U或间隙电流I。所述的旋转电火花加工伺服方法，其中，所述预设参考值包括参考电压或参考电流，将导电磨轮与工件之间处于放电状态时的电压最大值U1和电压最小值U2分别设置为参考电压；将导电磨轮与工件之间处于放电状态时的电流最大值I1和电流最小值I2分别设置为参考电流。所述的旋转电火花加工伺服方法，其中，利用预设参考值对当前周期放电特性数据进行比较处理得到比较数据具体为：将当前周期间隙电压U与预设的参考电压最大值U1和最小值U2进行比较得到比较数据，所述比较数据为U＜U2、U2＜U＜U1或U1＜U。所述的旋转电火花加工伺服方法，其中，所述放电间隙状态表中，各比较数据与各放电状态具有一一对应关系，其中，U＜U2对应于短路状态，U2＜U＜U1对应于放电状态，U1＜U对应于开路状态。所述的旋转电火花加工伺服方法，其中，所述利用当前周期电火花放电间隙状态及其持续时间计算当前周期的各放电间隙状态的状态率具体为：基于经确认的当前周期电火花放电间隙状态分别获取短路、放电、开路三种状态的持续时间，并利用该持续时间分别计算得到当前周期的短路率、火化率、空载率。所述的旋转电火花加工伺服方法，其中，所述预设进给规则为：当短路率≥空载率，对应的进给控制数据为不进给；当短路率＜空载率，对应的进给控制数据为进给。所述的旋转电火花加工伺服方法，其中，所述步骤C具体为：利用当前周期电火花放电间隙状态及其持续时间计算当前周期的短路状态和空载状态的概率，比较短路率和空载率并将比较结果利用预设进给规则进行判断得到该比较结果对应的进给控制数据。所述的旋转电火花加工伺服方法，其中，所述步骤D具体为：将计算得到的当前周期各时间段的各进给控制数据储存，并在导电磨轮进入下一周期后调用相应时间段的进给控制数据，利用该进给控制数据控制导电磨轮在相应时间段执行对应的进给方式。一种旋转电火花加工伺服系统，其中，所述系统包括：检测模块：用于周期性检测获取导电磨轮与工件之间的当前周期放电特性数据；计算比较模块：用于利用预设参考值对当前周期放电特性数据进行比较处理得到比较数据，调用预设的放电间隙状态表对获取的比较数据进行识别判断，得到比较数据所对应的当前周期电火花放电间隙状态及其持续时间；以及用于利用当前周期电火花放电间隙状态及其持续时间计算当前周期的各放电间隙状态的状态率，并基于该状态率利用预设进给规则计算得到相对应的进给控制数据；执行模块：用于根据进给控制数据控制导电磨轮在下一周期内的进给方式。有益效果：本专利技术提供一种旋转电火花加工伺服方法及系统，通过该伺服方法能够实现对电火花磨削的智能伺服进给，解决旋转电火花加工中磨轮死点问题，在大大提升旋转电火花加工质量和加工产品品质的同时，加工成本得到降低，产品良品率也明显提升。附图说明图1为本专利技术具体实施例中旋转电火花总体系统的原理框图。图2为本专利技术具体实施例中间隙评价函数曲线图。图3为本专利技术具体实施例中旋转电火花伺服系统的原理框图。具体实施方式本专利技术提供一种旋转电火花加工伺服方法及系统，为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术提供一种旋转电火花加工伺服方法，该方法基于如图1所示的总体系统实现，该总体系统包括加工组件和控制组件，加工组件即为导电磨轮100和与导电磨轮100配合的工作台300及夹具310，还包括为导电磨轮提供电花火磨削的脉冲电源400，控制组件包括用于控制工作台进而控制工件进给的伺服电机600以及用于向伺服电机输出控制信号实现本专利技术智能进给的伺服控制系统500。基于上述系统，所述方法包括：S1、系统启动后，通过周期性检测获取导电磨轮与工件之间的当前周期放电特性数据。旋转电火花加工伺服控制的特殊性在于导电磨轮旋转运动的周期性和放电区的局部性。周期性主要体现在：由于旋转运动及旋转体表面回转半径的不一致( 工件制造或装夹偏差所致)，导致放电间隙周期性的变化。局部性主要体现在：放电区只局限于旋转面上较小的范围内，通过旋转才能实现整个旋转面的依次放电，且各局部范围放电情况一般是不均匀的。因而本专利技术将周期性和局部性特点作为制定电火花磨削伺服策略的重要依据。相邻两次伺服控制的时间间隔即为控制周期，本专利技术伺服方法就是控制周期完成执行。具体实施例中，所述当前周期放电特性数据包括当前周期的间隙电压U或间隙电流I。S2、利用预设参考值对当前周期放电特性数据进行比较处理得到比较数据，调用预设的放电间隙状态表对获取的比较数据进行识别判断，得到比较数据所对应的当前周期电火花放电间隙状态及其持续时间。其中，所述预设参考值包括参考电压和参考电流，所述参考电压为基于间隙平均电压的设定值，所述参考电流为基于间隙平均电流的设定值。由于开路、短路、放电（火花放电，电弧放电）及放电间隔四种状态的电压、电流的幅值特征存在着比较明显的区别，因而本专利技术通过利用间隙电压或电流和与参考电压电流的比较可较准确的识别区分放电间隙状本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种旋转电火花加工伺服方法，其特征在于，所述方法包括：A、系统启动后，通过周期性检测获取导电磨轮与工件之间的当前周期放电特性数据；B、利用预设参考值对当前周期放电特性数据进行比较处理得到比较数据，调用预设的放电间隙状态表对获取的比较数据进行识别判断，得到比较数据所对应的当前周期电火花放电间隙状态及其持续时间；C、利用当前周期电火花放电间隙状态及其持续时间计算当前周期的各放电间隙状态的状态率，并基于该状态率利用预设进给规则计算得到相对应的进给控制数据；D、根据进给控制数据控制导电磨轮下一周期内的进给方式。

【技术特征摘要】
1.一种旋转电火花加工伺服方法，其特征在于，所述方法包括：A、系统启动后，通过周期性检测获取导电磨轮与工件之间的当前周期放电特性数据；B、利用预设参考值对当前周期放电特性数据进行比较处理得到比较数据，调用预设的放电间隙状态表对获取的比较数据进行识别判断，得到比较数据所对应的当前周期电火花放电间隙状态及其持续时间；C、利用当前周期电火花放电间隙状态及其持续时间计算当前周期的各放电间隙状态的状态率，并基于该状态率利用预设进给规则计算得到相对应的进给控制数据；D、根据进给控制数据控制导电磨轮下一周期内的进给方式。2.根据权利要求1所述的旋转电火花加工伺服方法，其特征在于，所述当前周期放电特性数据包括当前周期的间隙电压U或间隙电流I。3.根据权利要求1所述的旋转电火花加工伺服方法，其特征在于，所述预设参考值包括参考电压或参考电流，将导电磨轮与工件之间处于放电状态时的电压最大值U1和电压最小值U2分别设置为参考电压；将导电磨轮与工件之间处于放电状态时的电流最大值I1和电流最小值I2分别设置为参考电流。4.根据权利要求3所述的旋转电火花加工伺服方法，其特征在于，利用预设参考值对当前周期放电特性数据进行比较处理得到比较数据具体为：将当前周期间隙电压U与预设的参考电压最大值U1和最小值U2进行比较得到比较数据，所述比较数据为U＜U2、U2＜U＜U1或U1＜U。5.根据权利要求1所述的旋转电火花加工伺服方法，其特征在于，所述放电间隙状态表中，各比较数据与各放电状态具有一一对应关系，其中，U＜U2对应于短路状态，U2＜U＜U1对应于放电状态，U1＜U对应于开路状态。6.根据权利要求1所述的旋转电火花加工伺服方法，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶树林，华蕊，朱中槐，
申请(专利权)人：佛山科学技术学院，
类型：发明
国别省市：广东;44