电火花数字化脉冲电源的加工脉冲微观控制方法技术

一种电火花数字化脉冲电源的加工脉冲微观控制方法，特征是：在同一放电停歇期间内，先用脉冲电压幅值较低的第一探测脉冲，定时施加到放电间隙，定时检测放电间隙两端的瞬时电压来初步判断放电间隙状态好坏，如果不好则控制下一个加工脉冲不进行放电加工；如果好则再用脉冲电压幅值较高的第二探测脉冲，定时施加到放电间隙，定时检测放电间隙所在放电回路的瞬时电流来最终判断放电间隙好坏，如果不好则控制下一个加工脉冲不进行放电加工；如果好则控制下一个加工脉冲进行放电加工。在电火花加工中，加工效率、表面粗糙度及电极损耗三者是一个矛盾体系，本发明专利技术可以根据实际需要，通过实时检测和微观控制来优化三者关系，实现三者的动态平衡。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电火花加工
，具体涉及电火花数字化脉冲电源的一种加工脉冲微观控制方法。该方法是在电火花加工过程中，利用放电间歇对每个放电脉冲进行实时检测，根据检测判断的放电状态对电火花数字化脉冲电源的加工脉冲输出进行自动控制，从而实现高效、稳定和持续的加工效果。本专利技术适用于电火花加工中的线切割加工、成形加工和小孔加工。
技术介绍
电火花加工是利用电极与工件两极间脉冲放电时产生的电蚀作用蚀除工件材料的特种加工方法，又称放电加工或电蚀加工，英文简称EDM。在电火花加工领域中，加工效率、表面粗糙度及电极损耗三者是衡量加工效果主要技术指标。通常情况下，三者在加工中相互制约并形成一矛盾体系，而电火花脉冲电源的性能是直接影响加工技术指标的关键。电火花脉冲电源主要有控制及功率放大两部分组成。现有电火花脉冲电源控制部分的控制模式大致可分为两类：一类是由小规模数字集成电路组成的固定逻辑控制模式；另一类是由计算机和小规模数字集成电路组成的数字式控制模式。研究表明，在电火花加工过程中，只有确保放电间隙状态良好，才能使加工稳定、持续，并获得较高的加工效率。相反，如果受间隙状态的不确定性、排屑效果的好坏等因素影响，就难以保证施加到间隙两端的每一个放电脉冲都能形成有效放电，当有效放电脉冲的比例小到一定程度，放电就难以稳定，进而使放电间隙出现积碳，时间一长就会引起烧弧，损坏工件和电极，最终导致加工无法进行。由于上述两种控制模式没有对单个脉冲进行检测，不具备微观适应控制功能，故而难以避免积碳、烧弧现象的出现，尤其在精密微细、深窄槽等形状的加工中难以实现持续稳定加工，获得较好的加工效果。于是，如何克服上述不足便成为本专利技术的研究课题。
技术实现思路
本专利技术提供一种电火花数字化脉冲电源的加工脉冲微观控制方法，其目的是为了在电火花加工过程中进一步优化加工效率、表面粗糙度及电极损耗三者的技术指标，保证高效、稳定和持续加工，获得最佳的加工效果。为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种电火花数字化脉冲电源的加工脉冲微观控制方法，其创新在于：在电火花加工过程中，针对每个加工脉冲，均利用放电间歇对放电间隙的状态进行实时检测，并将检测结果进行反馈，用来控制下一个加工脉冲对放电间隙进行放电加工的有效性；具体检测及控制方式如下：第一步，放电间隙电压检测在加工脉冲的放电停歇期间内，定时向放电间隙两端施加一个第一探测脉冲，该第一探测脉冲为矩形波电压信号，脉冲电压幅值小于或等于所述脉冲电源的低压电源电压值，脉冲宽度落在同一所述放电停歇期间内；第一探测脉冲发出后，并且在同一所述放电停歇期间内，定时检测放电间隙两端的瞬时电压，得到一个对应该瞬时电压的第一探测值；接着转入第二步；第二步，放电间隙状态初步判断将所述第一探测值与预先设定的衡量放电间隙状态的第一阈值进行比较，从而初步判断此放电间隙目前所处的消电离状态，当第一探测值落在预先设定为较好的区间内时，则认为此时放电间隙的消电离状态较好，相反，则认为此时放电间隙的消电离状态不好；当初步判断结果为放电间隙的消电离状态较好时，转入第三步；当初步判断结果为放电间隙的消电离状态不好时，跳转至第五步；第三步，放电间隙击穿电流检测在同一所述放电停歇期间内，定时向放电间隙两端施加一个第二探测脉冲，该第二探测脉冲为矩形波电压信号，脉冲电压幅值大于第一探测脉冲的脉冲电压幅值，同时小于或等于所述脉冲电源的高压电源电压值，脉冲宽度落在同一所述放电停歇期间内；第二探测脉冲发出后，并且在同一所述放电停歇期间内，定时检测放电间隙两端所在放电回路的瞬时电流，得到一个对应该瞬时电流的第二探测值；接着转入第四步；第四步，放电间隙状态最终判断将所述第二探测值与预先设定的衡量放电间隙状态的第二阈值进行比较，从而最终判断此放电间隙目前所处的消电离状态，当第二探测值落在预先设定为好的区间内时，则认为此时放电间隙的消电离状态好，相反，则认为此时放电间隙的消电离状态不好；当最终判断结果为放电间隙的消电离状态好时，跳转至第六步；当最终判断结果为放电间隙的消电离状态不好时，转入第五步；第五步，无效放电加工控制如果放电间隙状态判断结果为消电离状态不好，则通过控制使得下一个加工脉冲不对放电间隙进行放电加工；接着跳转至第七步；第六步，有效放电加工控制如果放电间隙状态判断结果为消电离状态好，则通过控制使得下一个加工脉冲对放电间隙进行放电加工；接着转入第七步；第七步，结束结束此轮检测及控制，在下一个放电停歇期间内，重复此轮检测及控制，以此循环往复，最终对每个加工脉冲均进行实时检测，同时实施放电加工有效性的微观控制。上述方案中的有关内容和变化解释如下：1．上述方案中，所述“加工脉冲”是指电火花加工中，对放电间隙进行放电加工的脉冲，亦称放电脉冲。所述“放电间歇”是指加工脉冲波形中两个相邻脉冲之间的时间间歇，亦为“放电停歇期间”。所述“放电间隙”是指电火花加工中，工件与电极之间的间隙。2．上述方案中，所述“放电加工的有效性”是指针对放电间隙进行有效放电加工还是无效放电加工。有效放电加工是指正常的放电蚀除加工，而无效放电加工是指未进行放电蚀除加工。3．上述方案中，所述“定时”是指规定时间的含意，是以某一时刻为基准而规定的时间。4．上述方案中，所述“同一所述放电停歇期间内”是指与第一步放电间隙电压检测中，首次出现放电停歇期间内相同的时间区间。换句话说是指同一个放电间歇内。本专利技术中，针对一个加工脉冲的检测及控制均在同一个放电间歇内完成。5．目前在电火花加工的脉冲电源中，通常具有双电源结构，即具有两个电源，一个是低压电源，另一个是高压电源。低压电源的电压值也不是一个固定值，一般落在60-120伏范围内，高压电源的电压值也不是一个固定值，一般落在150-300伏范围内。本专利技术上述方案中，所述“脉冲电源的低压电源电压值”所指的就是双电源结构中低压电源的电压值。所述“脉冲电源的高压电源电压值”所指的就是双电源结构中高压电源的电压值。本专利技术设计原理和效果如下：本专利技术为了进一步优化加工效率、表面粗糙度及电极损耗三者的技术指标，保证高效、稳定和持续加工，获得最佳的加工效果，采用的设计构思和策略是：针对每个加工脉冲，均利用放电间歇对放电间隙的状态进行实时检测，并将检测结果进行反馈，用来控制下一个加工脉冲对放电间隙进行放电加工的有效性。为了更好的实现这一策略，采用的技术措施是：在同一放电停歇期间内，先利用一个脉冲电压幅值较低的第一探测脉冲，并定时施加到放电间隙，然后通过定时检测放电间隙两端的瞬时电压来初步判断此时放电间隙的消电离状态恢复的好坏，如果结果不好则通过控制使得下一个加工脉冲不对放电间隙进行放电加工；如果结果好则再利用一个脉冲电压幅值较高的第二探测脉冲，并定时施加到放电间隙，然后通过定时检测放电间隙两端所在放电回路的瞬时电流来最终判断此时放电间隙的消电离状态的好坏，如果结果不好则通过控制使得下一个加工脉冲不对放电间隙进行放电加工；如果结果好则通过控制使得下一个加工脉冲对放电间隙进行放电加工。本专利技术针对每个加工脉冲，均进行检测及控制的积极效果是充分体现了实时和精确的控制策略。而本专利技术中采用第一探测脉冲和第二探测脉冲的二次检测措施则充分展示了其不同于以往现有技术的创造性。具体理由如下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电火花数字化脉冲电源的加工脉冲微观控制方法，其特征在于：在电火花加工过程中，针对每个加工脉冲，均利用放电间歇对放电间隙的状态进行实时检测，并将检测结果进行反馈，用来控制下一个加工脉冲对放电间隙进行放电加工的有效性；具体检测及控制方式如下：第一步，放电间隙电压检测在加工脉冲的放电停歇期间内，定时向放电间隙两端施加一个第一探测脉冲，该第一探测脉冲为矩形波电压信号，脉冲电压幅值小于或等于所述脉冲电源的低压电源电压值，脉冲宽度落在同一所述放电停歇期间内；第一探测脉冲发出后，并且在同一所述放电停歇期间内，定时检测放电间隙两端的瞬时电压，得到一个对应该瞬时电压的第一探测值；接着转入第二步；第二步，放电间隙状态初步判断将所述第一探测值与预先设定的衡量放电间隙状态的第一阈值进行比较，从而初步判断此放电间隙目前所处的消电离状态，当第一探测值落在预先设定为较好的区间内时，则认为此时放电间隙的消电离状态较好，相反，则认为此时放电间隙的消电离状态不好；当初步判断结果为放电间隙的消电离状态较好时，转入第三步；当初步判断结果为放电间隙的消电离状态不好时，跳转至第五步；第三步，放电间隙击穿电流检测在同一所述放电停歇期间内，定时向放电间隙两端施加一个第二探测脉冲，该第二探测脉冲为矩形波电压信号，脉冲电压幅值大于第一探测脉冲的脉冲电压幅值，同时小于或等于所述脉冲电源的高压电源电压值，脉冲宽度落在同一所述放电停歇期间内；第二探测脉冲发出后，并且在同一所述放电停歇期间内，定时检测放电间隙两端所在放电回路的瞬时电流，得到一个对应该瞬时电流的第二探测值；接着转入第四步；第四步，放电间隙状态最终判断将所述第二探测值与预先设定的衡量放电间隙状态的第二阈值进行比较，从而最终判断此放电间隙目前所处的消电离状态，当第二探测值落在预先设定为好的区间内时，则认为此时放电间隙的消电离状态好，相反，则认为此时放电间隙的消电离状态不好；当最终判断结果为放电间隙的消电离状态好时，跳转至第六步；当最终判断结果为放电间隙的消电离状态不好时，转入第五步；第五步，无效放电加工控制如果放电间隙状态判断结果为消电离状态不好，则通过控制使得下一个加工脉冲不对放电间隙进行放电加工；接着跳转至第七步；第六步，有效放电加工控制如果放电间隙状态判断结果为消电离状态好，则通过控制使得下一个加工脉冲对放电间隙进行放电加工；接着转入第七步；第七步，结束结束此轮检测及控制，在下一个放电停歇期间内，重复此轮检测及控制，以此循环往复，最终对每个加工脉冲均进行实时检测，同时实施放电加工有效性的微观控制。...

【技术特征摘要】
1.一种电火花数字化脉冲电源的加工脉冲微观控制方法，其特征在于：在电火花加工过程中，针对每个加工脉冲，均利用放电间歇对放电间隙的状态进行实时检测，并将检测结果进行反馈，用来控制下一个加工脉冲对放电间隙进行放电加工的有效性；具体检测及控制方式如下：第一步，放电间隙电压检测在加工脉冲的放电停歇期间内，定时向放电间隙两端施加一个第一探测脉冲，该第一探测脉冲为矩形波电压信号，脉冲电压幅值小于或等于所述脉冲电源的低压电源电压值，脉冲宽度落在同一所述放电停歇期间内；第一探测脉冲发出后，并且在同一所述放电停歇期间内，定时检测放电间隙两端的瞬时电压，得到一个对应该瞬时电压的第一探测值；接着转入第二步；第二步，放电间隙状态初步判断将所述第一探测值与预先设定的衡量放电间隙状态的第一阈值进行比较，从而初步判断此放电间隙目前所处的消电离状态，当第一探测值落在预先设定为较好的区间内时，则认为此时放电间隙的消电离状态较好，相反，则认为此时放电间隙的消电离状态不好；当初步判断结果为放电间隙的消电离状态较好时，转入第三步；当初步判断结果为放电间隙的消电离状态不好时，跳转至第五步；第三步，放电间隙击穿电流检测在同一所述放电停歇期间内，定时向放电间隙两端施加一个第二探测脉冲，该第二探测脉冲为矩形波电压信号，脉冲电压幅值大于第一探测脉冲的脉冲电压幅值，同时小于或等于所述脉冲电源的高压电源电压值，脉冲宽度落在同一所述放电停歇期间内；第二探测脉冲发出后，并且在同一所述放电停歇期间内，定时检测放电间隙两端...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴强，万符荣，卢智良，倪敏敏，顾洪良，叶新军，许擎宇，
申请(专利权)人：苏州电加工机床研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32