[发明专利]电火花线切割加工间隙放电状态检测装置与方法

权利要求书

1.一种电火花线切割加工间隙放电状态检测装置，其特征在于，包括差分采样模块、阈值比较模块、光电隔离模块、CPLD判别和处理模块、上位机、PCI104总线电缆、CPLD程序下载电缆和信号传输电缆，差分采样模块通过信号传输电缆与电火花机床的两极相连，差分采样模块的信号输出端与阈值比较模块的信号输入端连接，阈值比较模块的信号输出端与光电隔离模块的信号输入端连接，CPLD状态判别和处理模块的第一信号输入端与光电隔离模块的信号输出端连接，CPLD状态判别和处理模块的信号输出端通过PCI104总线电缆与上位机的信号输入端连接，上位机的信号输出端通过CPLD程序下载电缆与CPLD状态判别和处理模块的第二信号输入端连接。

2.根据权利要求1所述的电火花线切割加工间隙放电状态检测装置，其特征在于，所述差分采样模块为带宽5MHz以上以及电压转换速率为50V/μs的集成运算放大器模块，所述阈值比较模块为延迟时间达到纳秒级的高速模拟比较器模块，所述光电隔离模块为带宽1MHz以上以及电压转换速率为500V/μs的光电耦合器模块。

3.一种电火花线切割加工间隙放电状态检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

利用集成运算放大器采用差分运算的方式将间隙电压信号采集到检测装置，并接入阈值比较模块；

所述阈值比较模块通过集成比较器将采样的间隙电压信号和设定的三个阈值进行比较，并将比较的结果送入光电隔离模块；

所述光电隔离模块通过光电耦合器将比较结果经光电隔离送入CPLD状态判别和处理模块；

所述CPLD状态判别和处理模块对输入的信号进行处理，通过对间隙击穿信号的检测和对输入信号进行逻辑运算，判断出当前脉冲的放电状态，并通过PCI104总线电缆传送到上位机；

所述上位机获取每个脉冲的放电状态信息，并进行统计处理，推断出此时间隙的加工状态，为控制系统的运行提供依据。

4.根据权利要求3所述的电火花线切割加工间隙放电状态检测方法，其特征在于，所述间隙电压的采样方式为差分运算方式，相应的采样芯片为集成运算放大器并具有5M以上带宽和50V/μs的电压转换速率。

5.根据权利要求3所述的电火花线切割加工间隙放电状态检测方法，其特征在于，所述光电隔离模块的光电耦合器具有1MHz以上的频率响应以及500V/μs的电压转换速率。

6.根据权利要求3所述的电火花线切割加工间隙放电状态检测方法，其特征在于，所述CPLD状态判别和处理模块对输入的信号进行处理，通过对间隙击穿信号的检测和对输入信号进行逻辑运算，判断出当前脉冲的放电状态，并通过PCI104总线电缆传送到上位机包括：

首先在脉宽期间，通过对输入信号是否存在下降沿来检测间隙是否发生击穿，并对各输入信号进行逻辑运算，判别脉冲放电状态，然后通过采样控制脉冲实现在脉宽即将结束时进行状态输出，并利用状态保持模块将状态信息一直保持到脉间结束，以此实现对间隙放电状态的判别。