[实用新型]一种高速往复走丝电火花线切割细丝切割放电状态鉴别系统

说明书

本发明公开一种高速往复走丝电火花线切割细丝切割放电状态鉴别系统，它包括脉冲电源、放电加工回路、主控模块、伺服系统上位机、运动系统，所述脉冲电源由脉冲发生器、光耦、MOSFET组成，与放电加工回路相连；所述主控模块由与放电加工回路相连的霍尔电流传感器、信号处理电路、高速AD模块和FPGA控制模块组成；所述伺服系统上位机由用户界面、PID控制器及公式转换模块组成；所述运动系统由运动控制卡和电机组成，运动控制卡与FPGA控制模块相连。该系统能够精准鉴别电火花线切割细丝切割极间放电状态，不受放电频率变化以及脉间消电离差异对放电状态鉴别的影响。

技术领域

本发明涉及电火花线切割加工设备领域，具体是一种高速往复走丝电火花线切割细丝切割放电状态鉴别系统。

背景技术

电火花线切割在进行加工时电极丝与工件分别与脉冲电源的正负极相连接，利用工件与电极丝间进行脉冲性电火花放电时产生的瞬时高温对工件材料进行蚀除加工。电火花线切割根据走丝方式和走丝速度的不同可以分为低速单向走丝电火花线切割和高速往复走丝电火花线切割两种形式。低速单向走丝电火花线切割的电极丝多采用黄铜丝，在进行加工时电极丝以0.03m/s-0.2m/s的速度单向运行，电极丝只能使用一次；高速往复走丝电火花线切割是我国的独创，其上的电极丝多采用钼丝，在加工过程中电极丝以10m/s-12m/s的速度高速往复运行，电极丝能够循环往复运行，由于其极高的性价比已被广泛的应用模具、汽车等加工制造领域。

电火花放电加工过程，实质上是工具电极与工件之间放电间隙调整与控制的过程。通过调整间隙使加工稳定进行，最终达到要求的加工尺寸与精度。要实现放电间隙的调整与控制，需检测实际间隙值的大小，但间隙值的测量对放电间隙的调整与控制并没有太大的意义。其原因在于随着加工过程的进行，加工介质的温度及介质中碎屑的浓度等在不断变化，致使加工介质的介电性能不稳定，把当前放电间隙值调整为稳定加工的间隙值，其他时刻并不一定能保证加工过程继续稳定进行。在目前以常规方法检测间隙值困难且意义不是太大的情况下，对间隙的调整控制主要是通过放电间隙的放电状态检测间接实现的。通过检测放电间隙电压、间隙电流等，间接地获取间隙值合适、偏大、偏小或为零等间隙状态信息，为间隙调整、控制提供参数依据。间隙放电状态的检测系统是电火花线切割机床的重要组成部分，对放电状态的实时准确检测可为控制伺服进给和优化加工参数提供可靠的依据，利于实现高效、稳定的加工。

传统固定阈值平均电压检测法随着线切割电极丝丝径的减小对正常放电状态和短路状态不具有辨识度，但是对空载状态与正常放电状态和短路状态仍具有辨识度，因此传统固定阈值平均电压检测法只会将极间放电状态判断为空载和非空载，又因正常放电和短路难以分区，因此短路检测及短路回退失效。实际加工中，当某时刻放电状态为空载时，伺服系统输出更多的进给脉冲，此后的加工状态呈现空载——正常加工——短路——深度短路——断丝，极大影响了加工稳定性及加工质量，大大增加了断丝风险。

针对传统固定阈值平均电压检测法所存在的缺点，本发明中提出了一种高速往复走丝电火花线切割细丝切割放电状态鉴别系统。因不同状态的放电电流仍具有很好的辨识度，该系统通过检测放电间隙电流来鉴别极间放电状态，避免了放电间隙电压检测法随丝径减小无法通过提高鉴别阈值准确识别极间放电状态的缺点，可以精准鉴别电火花线切割细丝切割极间放电状态。该系统只在脉冲电源脉宽信号进行处理，因此不受放电频率变化以及脉间消电离差异对放电状态鉴别的影响。该系统的用户界面可实时显示鉴别结果曲线、加工时间和进给速度，并对开关电机、启停加工、阈值及采样脉冲数设定等常用命令进行操作。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种高速往复走丝电火花线切割细丝切割放电状态鉴别系统，通过使用该系统能够精准鉴别电火花线切割细丝切割极间放电状态，且不受放电频率变化以及脉间消电离差异对放电状态鉴别的影响，提高了加工稳定性和加工质量，并极大降低了断丝风险。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明中的高速往复走丝电火花线切割细丝切割放电状态鉴别系统，其特征是：