[发明专利]一种电液束加工穿透监测处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电液束加工穿透监测处理方法，用于航空发动机叶 片电液束小孔加工过程的自动监测处理，属于加工监测技术领域。

背景技术

电液束加工的小孔无再铸层、无微裂纹、无热影响区，因而在采用 单晶合金材料的高推比航空发动机工作叶片的制造中，电液束成为必须 的冷加工小孔工艺技术。随着发动机冷效的提高，叶片表面小孔的分布 密度也进一步提高，小孔加工的数量呈级数增加，所以，提高电液束加 工的效率，使之成为高效加工技术的需求十分迫切。目前，在加工具有 内部空腔结构的工件(例如航空发动机工作叶片)的小孔时，从工艺上 要求在小孔加工穿透时，应及时发讯至控制系统，由控制系统发出换位 加工指令以完成一个自动过程。在电液束加工工件穿透信号采集技术上， 据报道国外采用高频发射的方法获取，但具体原理以及信号源并不清楚。 且由于国外采取高度保密封锁，无法准确取得技术途径。目前我国在加 工过程中还需要人工判断小孔穿透，加工中的监测和相应控制主要采用 人工手动删除进给余程来实现。

现有技术不足及改进：

电液束加工技术中现有的人工监测控制方式，效率低、失误率高、 劳动强度大，极大地限制了加工效率。

发明内容

本发明正是针对现有技术中存在的缺陷而提供了一种电液束加工监 测处理方法，其目的是通过对电液束加工穿透信号的采集、处理及反馈， 实现全自动化的加工监测处理。

本发明技术方案是通过以下措施来实现的：

该种电液束加工监测处理方法的步骤为：

(1)将接触型液面传感器固定在电极末端斜上方，接触型液面传感器 与电极之间的角度为40°～50°；

(2)在工作箱内或外安装数字摄像机对加工区进行实时监测，保证电 极末端始终位于监测范围内是其必要条件；

(3)加工过程中，以电极进入工件时的返液物理现象为加工监测源， 用接触型液面传感器采集液位信号，经信号放大器放大后输出至可编程 控制器，液位信号消失3秒，作为加工穿透判定条件一；同时用数字摄 像机实时采集视觉图像，在图像处理机中将当时视觉图像与相邻帧图象 数值化进行实时相减，当图像变化低于设定值时，向可编程序控制器发 出信号，作为穿透判定条件二；

(4)可编程序控制器根据条件一与条件二复合判定小孔穿透，向机床 控制系统发讯，系统自动换位进行下一个小孔的加工。

本发明技术方案以返液为监测对象，采用接触型液面传感器及放大 处理器测量出返液的有无，同时采用视觉传感器根据图像的突变判定返 液的有无，最后通过可编程序控制器PLC进行复合判定，即通过对加工 过程中的返液物理现象进行监测，实现电液束加工内腔穿孔信号的自动 采集与传感，是电液束实现自动加工的技术前提。

电液束加工过程中，加工电流和加工电压的变化很小，以此作为加 工监测源，难以判断且易产生误差。经长期大量加工实验证明，电液束 加工时，返液现象出现的几率为百分之百，因此选取返液现象作为加工 监测源十分可靠。但返液是一个动态变化的过程，不易对其进行监测， 因此通过图象的实时相减检测动态图像相邻帧的变化，并与设定值进行 比较来判断返液的有无(视觉系统)，为保证监测准确无误，同时采用接 触型液面传感器通过光电系统进行监测。通过两路信号的复合判定从而 准确实现电液束加工的自动化监控。

为了保证不停机加工，在控制程序中采取经验值置入，每孔加工时 监控系统在设定延时后开始工作。一部分检测到信号后，立即与另一部 分进行通讯，两部分发讯成功后，向机床控制系统发出小孔穿透指令。 如果在通讯后，滞后的一部分在限定的时间内未发出信号，时间超过设 置的经验值后，向机床控制系统发出指令，同时系统报警，并记录在日 志文件中备查。

本发明技术方案的优点是：

1.监测源以加工过程中稳定出现的返液物理现象替代原来的微弱 电流变化，从而使监测更可靠；

2.采用接触型液面传感器及放大处理器和视觉传感器同时对返液 图像的突变进行监测，实现电液束加工内腔穿孔信号的自动采集与传感， 解决了电液束全自动化加工中的技术关键；

3.通过可编程序控制器对视觉信号和触觉信号进行复合判定，从而 提高了自动加工的可靠性。以此技术研制成功的监控系统，大幅度的减 少了人为辅助时间与误操作，提高了电液束的加工效率。