[發明專利]用于電火花加工設備的數控裝置及其控制方法

在審

• 申請號: 201711476723.9
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN109986152A
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發明（設計）人: 劉冰;黃艷;馬巖尉;哈韜;韓文業;左震宇
• 申請（專利權）人: 沈陽高精數控智能技術股份有限公司
• 主分類號: B23H1/02
• 分類號: B23H1/02
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 王倩

1.用于電火花加工設備的數控裝置，其特征在于包括：

放電電源控制模塊，用于根據數控系統的指令對電火花放電電源進行控制；

電極電壓采集模塊，用于在放電加工過程中，采集放電電壓信號進行A/D轉換后反饋至數控系統；

數控系統，用于根據放電電壓通過放電電源控制模塊控制電極運動。

2.根據權利要求1所述的用于電火花加工設備的數控裝置，其特征在于所述數控系統設有：

運動控制模塊，用于對A/D轉換后的放電電壓信號與最佳放電間隙電壓做差值處理，處理后的電壓信號在電極與工件達到最佳放電間隙時為零，在大于放電間隙時為正值，小于放電間隙時為負值；根據處理后的電壓信號與最佳放電間隙時的電壓的比較結果，改變電極的加工速度與方向。

3.用于電火花加工設備的控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

放電電源控制模塊根據數控系統的指令對電火花放電電源進行控制；

電極電壓采集模塊在放電加工過程中，采集放電電壓信號進行A/D轉換后反饋至數控系統；

數控系統根據放電電壓通過放電電源控制模塊控制電極運動。

4.根據權利要求3所述的用于電火花加工設備的控制方法，其特征在于，所述數控系統根據放電電壓通過放電電源控制模塊控制電極運動包括以下步驟：

運動控制模塊對A/D轉換后的放電電壓信號與最佳放電間隙電壓做差值處理，處理后的電壓信號在電極與工件達到最佳放電間隙時為零，在大于最佳放電間隙時為正值，小于最佳放電間隙時為負值；運動控制模塊根據處理后的電壓信號與最佳放電間隙時的電壓的比較結果，改變電極的加工速度與方向。

5.根據權利要求4所述的用于電火花加工設備的控制方法，其特征在于，所述根據運動控制模塊的電壓信號與最佳放電間隙時的電壓的比較結果，改變電極的加工速度與方向包括以下步驟：

當V-V₀>0時，電極向正向移動，為前進狀態；當V-V₀<0時，電極向反方向移動，為回退狀態；V表示當前電極電壓，V₀表示達到最佳放電間隙時的電極電壓。

6.根據權利要求4所述的用于電火花加工設備的控制方法，其特征在于，所述數控系統將運動控制與可編程控制器加載于系統實時內核空間，任務控制與運動控制之間通過系統的共享通訊緩沖區互相通信，傳遞命令參數和狀態參數。

7.根據權利要求4所述的用于電火花加工設備的控制方法，其特征在于，所述運動控制模塊還執行抬刀控制，具體為：

讀取連續加工時間參數U，插補周期為T，則間隙控制需要進行的周期數為：N＝U÷T；

用計數器來計算當前間隙控制的周期數，當計數器值大于等于N時，則進入抬刀動作，此時記錄下抬刀的起始點，即當前的加工位置；

抬刀動作共分為兩個階段：抬刀階段和降刀階段；

在抬刀階段，遍歷所有加工軌跡的運動段，將其中的起點與終點位置互換，重新生成反方向運動段，當前已經完成的運動段改為未完成狀態，當前未加工的運動段修改為已完成，并且把當前電極的移動速度修改為抬刀速度進行反向插補；當抬刀的路徑長度總和大于等于抬刀高度時，進入降刀階段；

在降刀階段，再次遍歷所有運動段，將其中的起點與終點位置互換，重新生成正方向運動段，當前已經完成的運動段標記為完成狀態，當前未加工的運動段修改為未完成，以降刀速度進行正向插補；在降刀階段，插補的長度為抬刀高度減去降刀余量的長度，在降刀結束后，電極在離抬刀起始點一個降刀余量的距離處開始減速到加工速度。

8.根據權利要求4所述的用于電火花加工設備的控制方法，其特征在于，所述運動控制模塊還執行電極沿原軌跡回退控制流程：

以M代碼為分隔點，對加工段落進行了劃分；

在運動控制模塊運行到M代碼時，將所有已完成的運動段全部清除出運動隊列；

在運行到沿原軌跡回退指令時，首先停止讀取后續運動段，保持隊列中只有當前段落所有完成運動段；然后忽略當前所讀取的電極電壓值，直接進行回退動作直到回退至當前段落起始點，此時將隊列清空并讀取后續運動段，進行后續加工。