[发明专利]用于走丝线切割的自适应放电控制系统及方法

说明书

本发明公开了一种用于走丝线切割的自适应放电控制方法，根据脉冲电源的放电电压和目标间隙电压的比较结果来调整脉冲电源的放电脉冲宽度或/和放电脉间比，以及走丝电极的移动步长或/和移动速度；根据脉冲电源的放电电流来调整走丝电极的移动方向。本发明的自适应放电控制方法，在线实时监测脉冲电源的脉冲电压和脉冲电流，根据采集到的脉冲电压和脉冲电流来控制调整脉冲电源的放电功率、走丝电极的移动方向和走丝电极的移动步长、速度等，使得加工过程中电源能量得到最高效的利用，保证电火花加工正常而稳定的进行，获得较好的加工效果，相较于现有的监测放电脉冲波形特征的方式易于实施，可以普及到电火花加工工件生产中实施。

技术领域

本发明属于走丝线切割技术领域，具体涉及一种用于走丝线切割的自适应放电控制方法，以及应用该方法的自适应放电控制系统。

背景技术

电火花加工是利用电极之间脉冲放电产生的电火花的电蚀作用对材料进行蚀除加工的一种特种加工方法，又称放电加工或电蚀加工。

进行电火花加工时，工具电极和被加工材料(即工件)分别接脉冲电源的两极，通过间隙自动控制系统控制工具电极向工件进给，当两电极间的间隙达到一定距离时，两电极上施加的脉冲电压将电极之间的工件液击穿，产生火花放电。火花放电产生的局部高温高压使放电点附近的微量材料熔化甚至气化，并爆炸式地向外飞溅，然后被工作液迅速冷凝成固体微粒后带走，这是在工件表面上便留下一个微小的凹坑。再次施加脉冲电压，这时在两电极相对接近的位置将产生新的电火花。虽然每次脉冲放电蚀除的材料极少，但是以每秒成千上万次脉冲放电的频率不断重复上述过程，就能蚀除较多的材料，实现具有一定生产率的材料加工。

电火花线切割加工是目前应用最广泛的电火花加工，电火花线切割技工是利用轴向移动的金属丝作为工具电极，通过控制电极丝和工件的相对移动轨迹把工件切割呈预定的形状，按金属丝电极移动的速度大小分为高速走丝、中速走丝、低速走丝线切割。

无论是哪一种加工形式，根据电火花加工的基本原理，使工具电极与工件在加工过程中保持一个合适大小的放电间隙是保证电火花产生和放电加工持续进行的基本条件，也是电火花加工过程中获得最大切割速度和最佳表面质量的技术关键。然，放电间隙非常微小(约0.1～0.01mm)，加上工件被加工部位通常浸没在浑浊的工作液中，而且随着工件材料不断被蚀除，间隙位置和大小都在不断发生变化，几乎无法实现放电间隙的检测。为了解决技术问题，业界同行通过监测放电脉冲波形特征的方式实现进给速度的自动调节，使得放电间隙趋近于最佳状态。然，加载在工具电极和工件上的纳秒级脉冲电源，频率高，在这一实际工作环境下监测放电脉冲波形非常困难，这种方式只能在试验阶段进行，很难在生产过程中实施。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种用于走丝线切割的自适应放电控制方法，在线实时监测脉冲电源的脉冲电压和脉冲电流，根据采集到的脉冲电压和脉冲电流来控制调整脉冲电源的放电功率、走丝电极的移动方向和走丝电极的移动步长、速度等，使得加工过程中电源能量得到最高效的利用，保证电火花加工正常而稳定的进行，获得较好的加工效果，相较于现有的监测放电脉冲波形特征的方式易于实施，可以普及到电火花加工工件生产中实施。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于走丝线切割的自适应放电控制方法，根据脉冲电源的放电电压和目标间隙电压的比较结果来调整所述脉冲电源的放电脉冲宽度或/和放电脉间比，以及走丝电极的移动步长或/和移动速度；根据脉冲电源的放电电流来调整走丝电极的移动方向；所述目标间隙电压为放电间隙在最佳状态时所述脉冲电源的放电电压，所述脉冲电源的放电电压为加载在走丝电极和切割工件上的电压。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述目标间隙电压能够调整，其调整方法为，

所述脉冲电源放电不稳定或者走丝电极不移动时，所述目标间隙电压变大；

所述走丝电极以最快速度移动时，所述目标间隙电压减小。