一种放电电源和运动控制方法与装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种放电电源和运动控制方法与装置，包括控制装置以及控制方法，所述控制装置包括：上位机控制系统、放电和运动控制系统、以及执行机构，所述控制方法为用户编辑好所述图形文件并选定加工指标后，所述上位机控制系统中的所述高频放电模块将加工参数对应的组号发送给所述智能加工参数控制板，所述智能加工参数控制板生成加工所需要的电参数，随后通过特定通讯协议发送给所述智能高频振荡板，所述高频振荡板振荡出高频加工需要的波形，然后将振荡完成的高频加工信号发送至所述高频放大功率板，最终在金属丝电极和工件形成加工需要的电压。通过本发明专利技术中得到的工件表面粗糙度更好，工件的加工效率更高，同时具备更智能的报警功能。智能的报警功能。智能的报警功能。

【技术实现步骤摘要】
一种放电电源和运动控制方法与装置


[0001]本专利技术涉及放电加工机床
，具体为一种放电电源和运动控制方法与装置。

技术介绍

[0002]一般情况下，为了提高放电加工所制成成品的表面粗糙度，会执行加工条件不同的多个步骤，首先，在工件上大概形成所期望的轮廓，然后高精度的从切割面去除多余的材料，最后再次精加工来提高切割面的粗糙度。粗加工时候放电加工机床的电源系统提供给金属丝电极和工件之间的加工间隙的脉冲电源宽度在几十个到一百个微秒之间，电压峰值大约在60V到100V之间，占空比在1:5到1:10之间。精加工时候放电加工机床的电源系统提供给金属丝电极和工件之间的加工间隙的脉冲电源宽度在几百纳秒到十个微秒之间，电压峰值大约在60V到100V之间，占空比在1:10到1:15之间。放电加工机床中的放电检测装置的作用就是将上述电压脉冲信号进行采集，通过采集的电压脉冲信号来实时判断金属丝电机和工件之间是否发生了放电现象。放电检测装置将采集处理后的电压脉冲信号通过V/F变换电路转化成频率信号输送给放电加工机床的伺服进给系统，机床的伺服进给系统通过上述频率信号来决定放电加工过程中机床进给轴运动的快慢，进给轴运动过快可能会导致工件和金属丝电机短路并发生断丝，进给轴运动过慢又会降低加工工件的效率。由此可见，放电检测装置的性能不但直接影响到整个放电加工过程的效率，同时还决定了放电加工机床能否在不发生短路断丝的前提下长期可靠的工作。放电电压数字化精确调节可以让加工过程更可控，更贴合工艺的要求，粗加工注重效率，需要的能量较高，精加工注重表面质量，因此需要精细控制放电能量输出。放电电压数字化精确可调节，让同时满足高效和高质量成为了可能，也可以将加工需要的非规则电压波形快速精准的释放出来。
[0003]传统放电电源和运动控制装置如图1所示，图中包含上位机控制系统、放电和运动控制系统和执行机构。用户编辑好图形文件并选定加工指标后，上位机控制系统中的高频放电模块调用数据库里面的放电参数，并通过板卡振荡出高频加工需要的波形，将高频加工的信号发送高频方大功率板，最终在金属丝电极和工件之间形成加工需要的脉冲电压；同时，上位机控制系统接收来自采样板的采样信号，该采样信号将加工过程中的正常放电、短路、空载等状态反馈给上位机控制系统，基于采样信号，上位机将运动进给的脉冲信号发送给伺服电机控制器，从而驱动运动模块进给；上位机控制系统还会根据加工的设定，驱动切削液循环系统开启和关闭，并控制走丝电机的转向和频率，进而保证加工过程的顺利进行。
[0004]如上所述，传统的放电电源和运动控制装置无法做到放电电压可调，导致无法将理想的加工参数波形通过高频方大功率板加载到金属丝电极和工件之间，从而限制了加工质量上限。另外，传统的放电检测装置对实时是否发生放电过程的判断不准确，从而影响加工效率和工件被加工面的粗糙度。高频加工需要的波形是通过卡板振荡出来，实时性欠缺，并且存在传输距离远而导致的信号衰减和失真，进一步影响加工质量。同时对Z轴的位置控
制欠缺，没有定位和自动归位，会影响到锥度加工的准确性。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种放电电源和运动控制方法与装置，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种放电电源和运动控制方法与装置，包括控制装置以及控制方法，所述控制装置包括：上位机控制系统、放电和运动控制系统、以及执行机构，所述上位机控制系统包括：图形文件、轴进给驱动模块、以及高频放电模块，所述放电和运动控制系统包括：智能加工参数控制板、智能高频振荡板、高频放大功率板、高频放电电源板、驱动板、高频精细采样板、切削液循环系统、伺服电机控制器、以及走丝电机控制器，所述执行机构包括：轴进给运动模块、走丝机构、电子脉冲手轮、放电机构，所述控制方法为用户编辑好所述图形文件并选定加工指标后，所述上位机控制系统中的所述高频放电模块将加工参数对应的组号发送给所述智能加工参数控制板，所述智能加工参数控制板生成加工所需要的电参数，随后通过特定通讯协议发送给所述智能高频振荡板，所述高频振荡板振荡出高频加工需要的波形，然后将振荡完成的高频加工信号发送至所述高频放大功率板，最终在金属丝电极和工件形成加工需要的电压。
[0008]实现上述技术方案，采用升级优化后的高频精细采样板可以区别采集粗、精加工的加工电压信号，对加工间隙是否发生放电过程的判断更加准确，特别是对1us以下脉宽的放电脉冲采样更加精确，可以提升精加工阶段的加工速度，避免因为对短路等的误判而导致的轴进给停滞不前；智能高频振荡板可以提升振荡波形的实时性，高频放电电源板可以使放电加工的电压可以精确可调，并且提升了放电的频率，可以使得金属丝电极和工件之间按照理论的波形进行放电加工，因此得到的工件表面粗糙度更好，工件的加工效率更高，同时具备更智能的报警功能。
[0009]作为本专利技术的一种优选方案，所述高频精细采样板包括：粗加工取样电路、精加工取样电路、取样电压切换电路、V/F变换电路1、V/F变换电路2、驱动进给脉冲切换电路、状态监控及处理电路。
[0010]实现上述技术方案，粗加工和精加工采用两组不同的取样电路以及V/F转换电路来完成对输入取样电压信号的处理和V/F转换，两组取样电路以及V/F转换电路所对应的合适处理的输入取样电压的频率范围不同，粗加工取样电路以及V/F转换电路1适合处理脉冲电源宽度在几十个到一百个微秒之间的脉冲信号，精加工取样电路以及V/F转换电路2适合处理脉冲电源宽度在几百纳秒到十个微秒之间的脉冲信号，两组取样电路内部的取样电压范围可以通过智能高频振荡板发出的取样电压切换指令来调整，两组取样电路的选择切换通过智能高频振荡板发出的粗精取样切换指令来完成，高频精细采样板输出的驱动进给脉冲分别发送给智能高频振荡板、驱动板来实现对放电过程的监控以及生成伺服进给需要的脉冲信号，另外，高频精细采样板还具有断丝检测及报警、对中等功能。
[0011]作为本专利技术的一种优选方案，所述高频放电电源板包括：可调输出电压值切换电路、60V到100V可调直流稳压电源电路、+12V稳压电源电路、状态监控及处理电路。
[0012]实现上述技术方案，输入是三相200V交流电源，输出为一路电压范围在60V到100V
范围内有限可调的直流稳压电源，直流稳压电源输出功率最大可达1.5KW，工作频率70KHz，高频放电电源板输出的稳压电源电压值可以根据智能高频振荡板输出的可调电源电压切换指令输入信号进行调整，确保提供给高频放大功率板的电源能够满足不同类型工件的加工需求，使得金属丝电极和工件之间能够按照理想的波形进行放电加工，从而提升加工的表面质量，高频放电电源板内部产生有一路+12V的直流稳压电源用于自身控制电路部分使用，高频放电电源板还可以对输出给高频放大功率板的可调直流稳压电源的实时状态进行监控并将过温、过流、过压报警信号输出给智能高频振荡板。
[0013]作为本专利技术的一种优选方案，所述高频放大功率板包本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种放电电源和运动控制方法与装置，其特征在于，包括控制装置以及控制方法，所述控制装置包括：上位机控制系统、放电和运动控制系统、以及执行机构，所述上位机控制系统包括：图形文件、轴进给驱动模块、以及高频放电模块，所述放电和运动控制系统包括：智能加工参数控制板、智能高频振荡板、高频放大功率板、高频放电电源板、驱动板、高频精细采样板、切削液循环系统、伺服电机控制器、以及走丝电机控制器，所述执行机构包括：轴进给运动模块、走丝机构、电子脉冲手轮、放电机构，所述控制方法为用户编辑好所述图形文件并选定加工指标后，所述上位机控制系统中的所述高频放电模块将加工参数对应的组号发送给所述智能加工参数控制板，所述智能加工参数控制板生成加工所需要的电参数，随后通过特定通讯协议发送给所述智能高频振荡板，所述高频振荡板振荡出高频加工需要的波形，然后将振荡完成的高频加工信号发送至所述高频放大功率板，最终在金属丝电极和工件形成加工需要的电压。2.根据权利要求1所述的一种放电电源和运动控制方法与装置，其特征在于，所述高频精细采样板包括：粗加工取样电路、精加工取样电路、取样电压切换电路、V/F变换电路1、V/F变换电路2、驱动进给脉冲切换电路、状态监控及处理电...

【专利技术属性】
技术研发人员：仇真，刘祥明，
申请(专利权)人：泰州市雄峰机械有限公司，
类型：发明
国别省市：