[发明专利]一种电火花伺服加工中插入高频微抖动的方法

说明书

一种电火花伺服加工中插入高频微抖动的方法，用于插入电压伺服控制系统对伺服加工轴给出的原先的伺服信号中；插入前在线测定伺服加工轴的换向延迟时间，并创建待插入的高频微抖动的周期信号，该周期信号包括高频微抖动方向信号及第二伺服进给信号；高频微抖动方向信号包括高频微抖动正方向信号、高频微抖动负方向信号；检测到放电后进行插入，插入后形成的新伺服信号包括新伺服方向信号，由伺服方向信号及高频微抖动方向信号构成，还包括及新伺服进给信号，由第一伺服进给信号及第二伺服进给信号构成。本发明突破性地在原来伺服信号中插入一高频微抖动的周期信号实现了期望的高频微抖动，加工更稳定，也有利于蚀除物的排出。

技术领域

本发明涉及电加工领域，尤其涉及电火花成形加工的精加工伺服控制。

背景技术

电火花成形加工的工作原理是：在成形电极与加工工件之间施加周期性的电压脉冲，通过加工轴的伺服进给来调整电极与工件之间的距离，在电极接近工件时产生脉冲放电，进而蚀除工件材料，达到型腔加工的目的。

成形电极与加工工件之间施加的周期性电压脉冲可如图1所示，在精加工时，脉冲周期T一般小于100微秒，并可根据不同的加工要求设置不同的脉冲周期，该电压脉冲中的脉冲宽度Ton期间用于放电加工，脉冲停歇Toff期间用于消电离，以保证下一个脉冲宽度Ton期间的正常加工。

在脉冲放电加工的过程中，被融化的金属在消电离时大于90%又会在原位凝固，因此需要将被融化的金属尽可能的成为蚀除物排出。

在脉冲放电加工的过程中，成形电极与加工工件之间的实际工作电压的波形如图2所示，因加工材料不同、放电周期不同等因素的影响，实际工作的平均电压是不稳定的。为控制平均电压的稳定性，设有电压伺服控制系统将实际工作电压的平均值维持在一个目标范围内，具体做法是当工作电压的平均值低于目标范围时，电压伺服控制系统控制加工轴移动使电极离开工件而停止脉冲放电（将该停止脉冲放电的时间段标为C，见图2）；而当工作电压的平均值高于目标范围时，电压伺服控制系统再控制加工轴移动使电极靠近工件重新产生脉冲放电，这一离开、靠近的过程即称之为加工轴伺服微抖动。其中，加工轴停止脉冲放电的时间段C一般为20 ms～200 ms，抖动的幅度一般为0.002mm～0.2mm。具体的，加工轴伺服微抖动的出现时刻、C的维持时间以及抖动幅度均因电压伺服控制系统的控制而随机。本领域技术人员均知，加工轴伺服微抖动，有利于蚀除物的排出，达到稳定加工的目的，而出现频率低（C的时间长）的大幅度抖动，就代表加工的不稳定，不仅对加工质量存在不利影响，还影响加工效率，甚至造成频繁的开路和短路。

故而，如何保证伺服加工轴既要高频微抖动（C的时间要短），又要控制其抖动幅度在0.01mm以内（抖动幅度小），是本领域技术人员力求攻克的难题。

发明内容

本发明目的是提供一种电火花伺服加工中插入高频微抖动的方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种电火花伺服加工中插入高频微抖动的方法，用于插入电压伺服控制系统对伺服加工轴给出的原先的伺服信号中；

所述伺服信号由伺服方向信号（Dir）以及第一伺服进给信号（Cpa）组成；

其中，伺服方向信号（Dir）为周期性连续脉冲方波，包括交替出现的第一正方向脉冲及第一负方向脉冲，第一正方向脉冲表示伺服正方向信号（Dir+），第一负方向脉冲表示伺服负方向信号（Dir-）；第一正方向脉冲和第一负方向脉冲的时间宽度由电压伺服控制系统根据加工状态给出；

第一伺服进给信号（Cpa）为断续的脉冲方波，其数量由电压伺服控制系统根据加工状态给出；

所述插入的方法包括：

事先，在线测定所述伺服加工轴的换向延迟时间；

然后，进行插入；所述插入步骤包括：