[發(fā)明專利]電火花線切割脈沖電源的復合脈沖工作方法

有效

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• 申請日: 2020-11-19
• 公開（公告）號: CN112388079B
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發(fā)明（設計）人: 劉慶豐;冷朝霞;李瑞康
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: B23H7/02
• 分類號: B23H7/02;B23H7/14;B23H11/00
• 代理公司: 北京國昊天誠知識產權代理有限公司 11315
• 代理人: 楊洲

電火花線切割脈沖電源的復合脈沖工作方法，包括以下步驟：步驟1，電火花線切割脈沖電源使用多個開關管依次導通實現(xiàn)復合脈沖的輸出，完成一次加工間隙電火花放電加工過程；步驟2，在一個周期的復合脈沖產生過程中，每個開關管都只觸發(fā)導通一次，第一個導通的開關管觸發(fā)信號脈寬最長，其導通期間實現(xiàn)加工間隙的擊穿，建立起放電通道；步驟3，加工間隙開始火花放電之后，依次導通剩余的開關管，剩余的每個開關管的觸發(fā)信號脈寬都為窄脈寬，相鄰兩個開關管觸發(fā)信號之間的脈間間隔相同，間隔時間為t_d，脈沖電源在加工間隙輸出包含一系列窄脈沖的復合脈沖；簡化了間隙加工控制過程，提高了脈沖電源能量利用率和加工質量。

技術領域

本發(fā)明屬于電力電子技術領域，具體涉及電火花線切割脈沖電源的復合脈沖工作方法。

背景技術

電火花線切割加工間隙狀態(tài)主要分為開路、火花放電和短路三種狀態(tài)。要保證正常的火花放電，電極和工件需保持一合適的間隙，只有加工間隙適中，即機床進給速度和蝕除速度相等時，產生火花放電的幾率增大，材料的蝕除速度增大，能量利用率提高。若加工間隙過大，則不容易擊穿，處于開路狀態(tài)，不產生材料蝕除。若加工間隙過小，容易處于短路狀態(tài)，長時間的短路極易發(fā)生電極絲燒絲現(xiàn)象，影響加工效率和表面質量；且在短路狀態(tài)時，加工間隙的短路電流很高，但不蝕除工件材料，造成能量的白白浪費。

因此，目前提高電火花線切割加工能量利用率多是通過加工間隙檢測方法，判斷加工間隙狀態(tài)，繼而控制機床的進給速度，減少短路狀態(tài)的發(fā)生，或者控制機床的反向回退，減少短路持續(xù)時間。

對于電阻式脈沖電源，采用固定閾值放電狀態(tài)檢測。即通過設定電壓閾值的方法，通過對加工間隙電壓進行周期采樣，若加工間隙平均電壓低于所設定的閾值，則認為當前加工間隙或者脈沖寬度不合適，短路狀態(tài)出現(xiàn)的次數(shù)較多，進而通過減小機床的進給速度或者改變脈沖電源脈寬來減少短路情況的發(fā)生；而電感式脈沖電源，用電感取代了限流電阻，其常用的加工間隙檢測方法是直接對放電狀態(tài)判別電路輸出的脈沖進行統(tǒng)計，計算出統(tǒng)計時間內的開路率、火花率、短路率。開路率大，說明加工間隙狀態(tài)趨于開路，進給速度需變大。短路率大，說明加工間隙趨于短路，進給速度需變小甚至反向回退。但這種簡單的根據(jù)信號個數(shù)計算各狀態(tài)相對時間利用率的方法，誤差較大，判別精度較低，從而不能精準控制機床的進給，提升能量利用率。

另外，電火花線切割機床在檢測到加工間隙短路狀態(tài)后會等待一段時間，再控制機床進行回退來消除短路狀態(tài)；當檢測不到短路狀態(tài)時，再根據(jù)放電狀態(tài)快速進給或正常進給。機床的一進一退會影響加工表面質量，且加工系統(tǒng)通過檢測/運動/反饋等命令傳送，等待時間較長，降低了切割效率。

發(fā)明內容

為克服上述現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的目的是提供電火花線切割脈沖電源的復合脈沖工作方法，解決了需依靠加工間隙短路狀態(tài)檢測進行機床進退控制存在檢測誤差，及為消除加工間隙短路狀態(tài)采取機床回退操作，降低脈沖電源能量利用率和加工質量的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是：電火花線切割脈沖電源的復合脈沖工作方法，包括以下步驟：

步驟1，電火花線切割脈沖電源使用多個開關管依次導通實現(xiàn)復合脈沖的輸出，完成一次加工間隙電火花放電加工過程；

步驟2，在一個周期的復合脈沖產生過程中，每個開關管都只觸發(fā)導通一次，第一個導通的開關管觸發(fā)信號脈寬最長，其導通期間實現(xiàn)加工間隙的擊穿，建立起放電通道；

步驟3，加工間隙開始火花放電之后，依次導通剩余的開關管，剩余的每個開關管的觸發(fā)信號脈寬都為窄脈寬，相鄰兩個開關管觸發(fā)信號之間的脈間間隔相同，間隔時間為t_d，脈沖電源在加工間隙輸出包含一系列窄脈沖的復合脈沖。