[發明專利]一種基于幾何特征的線切割能耗預測方法

有效

• 申請號: 201610331344.X
• 申請日: 2016-05-18
• 公開（公告）號: CN106001811B
• 公開（公告）日: 2018-01-05
• 發明（設計）人: 鄭軍;王黎航;凌瑋
• 申請（專利權）人: 浙江科技學院
• 主分類號: B23H7/08
• 分類號: B23H7/08;G06F17/50
• 代理公司: 上海宣宜專利代理事務所(普通合伙)31288
• 代理人: 楊小雙

【技術領域】

本發明涉及能耗預測的技術領域，特別是基于幾何特征的線切割能耗預測方法的技術領域。

【背景技術】

線切割是一種利用連續移動的細金屬絲(稱為電極絲)作電極并對工件進行脈沖火花放電蝕除金屬、切割成型的加工方法。電火花線切割工作時，在電極絲和工件之間進行脈沖放電。電極絲接脈沖電源的負極，工件接脈沖電源的正極。當來一個電脈沖時，在電極絲和工件之間產生一次火花放電，在放電通道的中心溫度瞬時可高達10000℃以上，高溫使工件金屬熔化，甚至有少量氣化，高溫也使電極絲和工件之間的工作液部分產生氣化，這些氣化后的工作液和金屬蒸氣瞬間迅速膨脹，并具有爆炸的特性。這種熱膨脹和局部微爆炸，拋出熔化和氣化了的金屬材料而實現對工件材料進行電蝕切割加工。

線切割的能耗主要來源有電腦主機能耗E_CO(Ecomputer)、運絲能耗E_W(Ewire-feed)、水泵沖水能耗E_P(Epump)、照明燈能耗E_L(Elamp)的固定功率的能耗以及切割能耗E_CU(Ecutting)的變功率的能耗。對于固定功率的能耗，在確定的需加工零件的幾何特征、材料、厚度后，既能預測各個能耗所經歷的時間，根據相應固定功率與時間相乘，即為各個能耗值。然而，對于變功率的能耗，則很難預測。為此，將變功率的能耗產生的能耗的幾何特征進行分類，從而根據幾何特征對能耗進行預測，結合固定功率的能耗的能耗，即可對所需加工的零件進行能耗預測。

【發明內容】

本發明的目的就是解決現有技術中的問題，提出一種基于幾何特征的線切割能耗預測方法，能夠通過二維CAD圖、零件材料及厚度，預測出所需總能耗。本發明中的基礎數據庫通過實驗法獲得。

為實現上述目的，本發明提出了一種基于幾何特征的線切割能耗預測方法，包括以下步驟：

第一步：輸入預加工零件二維CAD圖、零件材料及厚度；調用基礎數據庫，確定材料系數η^C、厚度系數η_H和速度系數η^S；

第二步：根據CAD圖確定加工圖，分解特征，按幾何特征分解零件為空走絲特征、瞬時切入特征、直線切割特征、圓弧切割特征、角度特征；

第三步：求解各特征所用時間，空走絲時間T_KW通過求解，其中X_KW為空走絲長度，v_w為空走絲速度；直線切割時間T_ZCU通過求解，其中X_ZCU為直線切割長度，v_CU為切割走絲速度；圓弧切割時間T_YCU通過求解，其中X_YCU為圓弧切割長度；切割總時間T_CU通過T_CU＝T_KW+T_ZCU+T_YCU求解；