[发明专利]自学习过滤器寿命估计方法

说明书

本发明公开一种用于在考虑最大可允许的过滤器压力情况下确定电火花机器的过滤器的寿命的方法，其中时间测量单元对电火花机加工过程在此期间正运行的机加工时间ts进行计数，过滤器压力传感器优选地以预定的采样间隔测量过滤器压力p(k)，并存储压力测量结果p(k)和相应采样时间t(k)，并且使用所采样的测量结果p(k)和相应采样时间t(k)通过回归分析来确定最佳拟合于多个所采样测量结果的指数函数的参数。所确定参数包括过滤器寿命tf，其用于确定过滤器更换的剩余时间tr和/或过滤器期满的日历截止期限。

技术领域

本发明大体涉及一种用于确定在更换介电过滤器之前EDM机器可以在此期间操作的时间的方法。

背景技术

在EDM机器（EDM：电火花机加工）中，使用介电流体来冷却、绝缘、电离和清洁间隙。EDM过程产生所去除材料的小颗粒。这些碎片通过介电流体循环移离工作槽，并且被收集在EDM机器的介电单元中，介电单元包括过滤回路以向工作槽并且向冲洗喷嘴提供清洁介电流体。一般来说，EDM机器的过滤回路包括一个或多个过滤器滤芯。过滤器具有1至25微米等级，通常3至1微米。总体过滤器使用寿命在几百个机加工小时的范围内。只要时间流逝，所述初始空滤芯（不包含碎片）便保持越来越多的所述所去除材料颗粒。过滤器滤芯是消耗品；其必须最迟在其被堵塞达到过滤器输入压力达到最大可允许过滤器压力的程度时更换。过滤器的最大可准许操作压力降由过滤器的制造商指示，并且在2至2.8巴（200至280kPa）的范围内。如果超过最大可允许过滤器压力，则过滤器可能破裂，或者可能不在其输出端处递送足够清洁电介质。因此，使用监视系统来检查过滤器的状态，并且至少指示机加工何时不再可行。电火花机器的过滤器回路通常配备有压力传感器，即，提供与压力成比例的电压的压力变换器，或具有刻度以指示过滤器压力的至少一压力计，刻度的区段有时用不同颜色标记以用于视觉控制，例如在必须更换过滤器的压力范围内使用红色。压力变换器与控制单元连接，以便过滤器压力值被不断监视并且可显示在人机界面(HMI)上。

此外，已知的是，在用新过滤器更换使用过的过滤器时以所定义值加载/重置降值计数器，并且只要时间流逝就在使用过滤器时使计数器递减。

专利申请EP 3009218 A1公开一种具有估计功能以估计过滤器更换的时间点的金属丝电火花机器。此方法使用考虑了机加工条件的因素表，即确定过滤器因其逐渐阻塞所导致的劣化的多个参数，并且向前查找以确定剩余可用的过滤器寿命。过滤器中的当前流体压力由压力传感器按已知方式测量。该方法基于当前过滤器压力以及给定时间的压力差，而无任何其他形式的历史数据。这涉及依据各种参数（诸如机加工参数、被机加工材料等）提前知道用于特定过滤器的过滤器的堵塞，并且构成包括每一所考虑组合的每单位时间的流体压力变化量的系数的数据库。此数据收集需要EDM机器制造商的重要表征工作。

实际机加工条件主要由以下因素确定：

- 过滤器类型：可适用于不同体积、过滤表面和最大可允许压力的过滤器；

- 被机加工部件的材料；

- 用于机加工该部件的电极工具的材料；

- 机加工参数（粗加工、精加工等的状况）；

- 机器操作时间与暂停时间的关系；

- 所过滤颗粒的大小和浓度（主要由上述参数确定）。

总之，此方法的缺点是：

- 需要考虑多种材料、各种机加工状况、过滤器类型和特性等来构建数据库。应注意，有时，工件的成分仅客户知道。工件材料可以是未向EDM机器制造商公开的特殊合金；

- 需要知道与过滤器、与颗粒、与电介质等等相关的一些物理常数。

发明内容

本发明的目的是提供一种简单、通用和可靠的方法来预测过滤器寿命和/或过滤器更换的剩余时间和/或过滤器更换的日历截止期限以及一种实现该方法的电火花机器。