[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

本發明涉及用于電火花加工設備的數控裝置及其控制方法，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。本發明的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等，能最大限度保證運動控制的實時性和控制精度。

技術領域

本發明涉及數控裝置在電火花加工領域中的應用技術，可實現采用數控裝置進行三軸電火花機床的專用加工控制，屬于數控技術領域。

背景技術

電火花加工是在介質中，利用電極與工件之間的脈沖性火花放電時的電腐蝕現象，對工件進行加工。在電火花加工過程中，電極與工件之間必須保持一定的放電間隙。若放電間隙過大，則脈沖電壓不易擊穿介質，也不易產生火花放電，降低加工效率；若放電間隙過小，則引起短路和燒蝕，損耗電極。因此，在加工過程中必須自動調節電極與工件的距離，保持最佳的放電間隙，提高加工質量與效率。

在深孔或深窄槽類零件的加工中，工件因放電產生的電蝕顆粒物，會混濁在電極與工件間隙的介質中，并且隨著加工時間與加工深度的變化，顆粒物濃度會越來越大，導致放電間隙的控制不穩定，影響加工。通常電極會周期性的沿加工進給的反方向做快速往復運動，即抬刀運動，迫使產生的電蝕顆粒物排出放電間隙，降低加工區域內的碎屑濃度。根據不同的加工狀態，抬刀的頻率、速度與高度也對加工產生一定的影響。因此，保持適當的抬刀頻率、合適的抬刀速度與高度，會大大提高有效放電率與加工穩定性。

在傳統的電火花成型機中，加工間隙與抬刀控制一般通過硬件電路或者運動控制卡實現，靈活性與實時性差，控制精度有限。并且，早期出現的電火花數控系統，以單軸系統居多；在加工前對工件的定位，需要使用機械搖臂進行平面的移動控制；在電火花擴孔工藝中，需要加裝機械式平動頭來實現平動加工。隨著計算機的發展以及計算速度的不斷提高，采用多軸數控裝置進行電火花加工控制，可以滿足更加多樣化的加工需求。

發明內容

本發明的目的在于，克服現有技術的上述不足，提出了一種面向電火花加工的專用數控裝置。基于該數控裝置，本發明實現了更加靈活高效的進行間隙控制與抬刀控制，以及智能控制專家系統、復雜路徑沿原軌跡返回等專用控制方法，用以滿足電火花中多樣化的加工需求。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：用于電火花加工設備的數控裝置，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。

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。

用于電火花加工設備的控制方法，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。

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：