[发明专利]电火花线切割加工放电状态检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种适用于数控电火花线切割机床的加工放电状态检测装置。

背景技术

数控电火花线切割加工中的空载、火花、短路三种放电状态和火花放电脉冲利用率是反映电火花加工时工具电极和工件之间放电状态好坏的标志，同时也是切割速度、加工生产率和切割稳定性的重要指标。

目前的数控线切割机床，一般只对放电间隙的平均电压进行检测，并用它来决定进给速度的大小。因为加工间隙的平均间隙电压是由开路电压(80V)、火花维持电压(约25V)和短路电压(2～10V)三种大小不等瞬息万变的电压平均构成的，它不是单一的确切值。这个平均间隙电压中包含了很多不确定因素，因此会恶化加工效果。如间隙放电状态好，可以加快进给速度；间隙放电状态不好，必须降低进给速度，否则会出现短路甚至断丝。

发明内容

本发明的目的是提供一种电火花线切割加工放电状态检测装置，该检测装置通过在线实时采样间隙电压波形的占空比，在线实时调整可调稳压电源的输出电压，来控制加工过程中的空载、火花和短路这三种放电状态；通过空载、火花和短路分别在单个脉冲宽度内的持续时间与相对时间利用率进行浮动在线实时检测，可有效地解决间隙电压随间隙电流波动的问题，从而可以提高对空载、火花和短路放电状态的检测精度和灵敏度。

本发明的一种电火花线切割加工放电状态检测装置，包括有分压电路、比较电路、信号驱动电路、浮动稳压电源电路，以及电流传感器。

电流传感器用于检测电极丝与工件之间的间隙电流，并输出与所测量电流值对应的电压Vout、基准电压Vref给分压电路；

分压电路用于检测电极丝与工件之间的间隙电压，间隙电压在分压电路中经分压滤波处理输出间隙电压的分压值Fz给比较电路；

比较电路对接收的与所测量电流值对应的电压Vout、基准电压Vref进行运算处理产生浮动的火花阈值Vrf1，通过将间隙电压的分压值Fz、配合采样脉宽信号tsp0与浮动的火花阈值Vrf1以及短路阈值Vrf2作比较获得短路脉宽信号ts1、空载脉宽信号td1、火花脉宽信号te1输出给信号驱动电路；

信号驱动电路对接收的短路脉宽信号ts1、空载脉宽信号td1、火花脉宽信号te1经驱动后生成隔离后的短路脉宽信号Ts、空载脉宽信号Td、火花脉宽信号Te输出给浮动稳压电源；且隔离后的短路脉宽信号Ts、空载脉宽信号Td、火花脉宽信号Te经逻辑或运算生成放电脉宽信号TE输出给浮动稳压电源；

浮动稳压电源对接收的隔离后的短路脉宽信号Ts、空载脉宽信号Td、火花脉宽信号Te以及放电脉宽信号TE经反相器、三极管、运放后对外部供给的交流30V电源进行整流滤波、调压处理后，分别产生三路接入到电流表的信号，由电流表A1、电流表A2、电流表A3直观显示出数值。

本发明电火花线切割加工放电状态检测装置的优点在：(1)对间隙电流实时进行检测，经过运算放大电路得到随间隙电流变化而浮动的电压阈值，将该阈值与间隙电压分压值进行比较来在线实时地鉴别电火花线切割加工过程中的空载(开路)、火花放电和短路这三种放电状态；(2)对空载、火花和短路这三种放电状态的控制采用了不随间隙脉冲电压波形的占空比变化而变化的浮动稳压电源式放电状态相对时间利用率的在线实时检测方法。

附图说明

图1是本发明加工放电状态检测装置的结构框图。

图2A是本发明分压电路原理图。

图2B是本发明浮动空载阀值运算电路原理图。

图3是本发明信号隔离与驱动电路原理图。

图4是本发明浮动稳压电源电路原理图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明。

本发明是一种电火花线切割加工放电状态检测装置，该放电状态检测装置包括有分压电路、比较电路、信号驱动电路、浮动稳压电源电路，以及电流传感器。电流传感器用于检测电极(电极丝或者铜管电极)与工件之间的间隙电流，并输出与所测量电流值对应的电压Vout、基准电压Vref给分压电路。

分压电路用于检测电极与工件之间的间隙电压，间隙电压在分压电路中经分压滤波处理输出间隙电压的分压值Fz给比较电路。

比较电路对接收的与所测量电流值对应的电压Vout、基准电压Vref进行运算处理产生浮动的火花阈值Vrf1，通过将间隙电压的分压值Fz、配合采样脉宽信号tsp0与浮动的火花阈值Vrf1以及短路阈值Vrf2作比较获得短路脉宽信号ts1、空载脉宽信号td1、火花脉宽信号te1输出给信号驱动电路。