[發(fā)明專利]一種基于電阻變化特性的脈沖狀態(tài)辨識(shí)電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810585985.7
• 申請(qǐng)日: 2018-06-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108465888B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-10-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張勇斌;劉廣民;荊奇;王鋒;王卿;張連新;吳祉群;雷艷華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)工程物理研究院機(jī)械制造工藝研究所
• 主分類號(hào): B23H1/02
• 分類號(hào): B23H1/02
• 代理公司: 中國(guó)工程物理研究院專利中心 51210
• 代理人: 翟長(zhǎng)明;韓志英

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于電阻變化特性的脈沖狀態(tài)辨識(shí)電路。該脈沖狀態(tài)辨識(shí)電路相對(duì)于間隙平均電壓檢測(cè)電路增加了極間阻抗檢測(cè)單元。極間阻抗檢測(cè)單元包括恒壓直流源DC、分壓限流電阻R1、調(diào)控檢測(cè)波形的響應(yīng)特性模塊和二極管D1；調(diào)控檢測(cè)波形的響應(yīng)特性模塊由電阻R2和電容C1并聯(lián)后與電阻R3串聯(lián)構(gòu)成；恒壓直流源DC和分壓限流電阻R1串聯(lián)后與電容Cl和電阻R2均并聯(lián)再與電阻R3串聯(lián)，然后與二極管D1串聯(lián)，二極管D1和電阻R3分別接電容C1的兩端。本發(fā)明的基于電阻變化特性的脈沖狀態(tài)辨識(shí)電路適用于微細(xì)電火花放電狀態(tài)的檢測(cè)，能夠提高微細(xì)電加工放電狀態(tài)檢測(cè)的穩(wěn)定性和靈敏性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于微細(xì)電火花加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于電阻變化特性的脈沖狀態(tài)辨識(shí)電路。

背景技術(shù)

微細(xì)電火花加工具有單個(gè)脈沖放電能量小、脈沖放電頻率高、放電間隙小、噪聲干擾大、放電狀態(tài)復(fù)雜等顯著特點(diǎn)，致使加工過(guò)程極不穩(wěn)定，加工的放電狀態(tài)難以準(zhǔn)確檢測(cè)及控制，加工效率低下，從而極大的限制了微細(xì)電火花加工技術(shù)的發(fā)展，特別是對(duì)于難加工材料及大批量微細(xì)結(jié)構(gòu)件的加工，過(guò)低的加工效率會(huì)直接影響微細(xì)電火花加工技術(shù)的應(yīng)用，從而嚴(yán)重阻礙微尺度結(jié)構(gòu)精微制造能力的提升。因此，提升放電狀態(tài)檢測(cè)的準(zhǔn)確性和靈敏度，實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程的實(shí)時(shí)有效控制，保障加工過(guò)程高效高質(zhì)量的進(jìn)行，是提高微細(xì)電火花加工技術(shù)能力、實(shí)現(xiàn)微尺度結(jié)構(gòu)件批量加工及關(guān)鍵零部件精密、高效制造的關(guān)鍵途徑，同時(shí)也是國(guó)家重大工程領(lǐng)域精密制造水平提升的迫切需求。

電火花加工放電狀態(tài)的識(shí)別主要是通過(guò)檢測(cè)放電間隙的電壓量，因?yàn)椴煌烹姞顟B(tài)對(duì)應(yīng)的電壓波形也不一樣，此外還要綜合考慮放電間隙電流量和脈沖放電時(shí)是否存在高頻分量、射頻信號(hào)、聲頻信號(hào)等顯著特征來(lái)判斷。傳統(tǒng)的電火花加工放電狀態(tài)檢測(cè)方法有高頻信號(hào)檢測(cè)法、擊穿延時(shí)檢測(cè)法、平均電壓檢測(cè)法等。常采用的是平均電壓檢測(cè)方法，該方法是指在一定的加工條件下，加工經(jīng)驗(yàn)表明電極間隙穩(wěn)定放電時(shí)的間隙電壓應(yīng)維持在一個(gè)范圍，開(kāi)路較多平均電壓值偏高，短路較多電壓平均值偏低，火花放電較多則平均電壓值適中。通過(guò)設(shè)置閾值電壓判斷加工狀態(tài)，如果檢測(cè)的平均電壓高于上限值則認(rèn)為加工過(guò)程處于開(kāi)路狀態(tài)，如果低于下限值就認(rèn)為加工狀態(tài)處于電弧放電狀態(tài)或短路狀態(tài)，檢測(cè)平均電壓在兩個(gè)閾值電壓之間即為火花放電。間隙平均電壓檢測(cè)法雖然有其原理簡(jiǎn)單應(yīng)用普遍等特點(diǎn)，但是在微細(xì)電火花加工中，根據(jù)加工需求的不同會(huì)有許多組的脈沖參數(shù)，而且往往是窄脈寬、小占空比的脈沖，且難以保持為理想的波形，這不僅使得間隙平均電壓有波動(dòng)，而且會(huì)使檢測(cè)電路實(shí)際電壓值與理論計(jì)算值有較大差異，最終導(dǎo)致?tīng)顟B(tài)檢測(cè)值和閾值判斷的靈敏度和準(zhǔn)確性降低。同時(shí)，不同的脈沖參數(shù)組之間，它們的狀態(tài)檢測(cè)值和閾值也存在差異，這就要求檢測(cè)電路有相應(yīng)的靈敏度和準(zhǔn)確性等，即較好的適應(yīng)能力。所以，間隙平均電壓檢測(cè)法對(duì)于微細(xì)電火花加工尚有缺陷。

當(dāng)前，亟需發(fā)展一種能夠適用于微細(xì)電火花加工的，針對(duì)加工需求的多組脈沖參數(shù)的放電狀態(tài)的檢測(cè)電路。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種基于電阻變化特性的脈沖狀態(tài)辨識(shí)電路。

本發(fā)明的基于電阻變化特性的脈沖狀態(tài)辨識(shí)電路，其特點(diǎn)是：所述的脈沖狀態(tài)辨識(shí)電路包括放電單元、極間阻抗檢測(cè)單元和平均電壓檢測(cè)單元；

所述的放電單元包括脈沖電源、加工正極和加工負(fù)極，加工正極接脈沖電源的正向輸出，加工負(fù)極接脈沖電源的負(fù)向輸出；

所述的極間阻抗檢測(cè)單元包括恒壓直流源DC、分壓限流電阻R1、調(diào)控檢測(cè)波形的響應(yīng)特性模塊和二極管D1；所述的調(diào)控檢測(cè)波形的響應(yīng)特性模塊由電阻R2和電容C1并聯(lián)后與電阻R3串聯(lián)構(gòu)成；恒壓直流源DC和分壓限流電阻R1串聯(lián)后與電容Cl和電阻R2均并聯(lián)再與電阻R3串聯(lián)，然后與二極管D1串聯(lián)，二極管D1和電阻R3分別接電容C1的兩端；

所述的平均電壓檢測(cè)單元包括二極管D2、電阻R4、電阻R5、電容C2，電阻R4和電容C2并聯(lián)后再與電阻R5和二極管D2串聯(lián)；