一种电火花加工系统及其控制方法与流程

本发明涉及电火花加工技术领域，具体涉及一种电火花加工系统及其控制方法。

背景技术：

电火花加工机床在机械制造领域(特别是模具制造领域)有着非常重要的地位，常用于加工各种复杂的型腔，特别是在难加工材料的工件上加工型腔。

然而，电火花加工机床在加工过程中容易出现短路、拉弧等异常放电状态，在深型腔加工中尤其难免，一旦出现，机床便会暂停加工并报警，如果机床操作者不及时干预的话，则会严重影响生产进度。另外，由于电火花加工对材料的去除是一个微观领域的过程，材料去除率相对较低，这也决定了电火花加工机床的加工效率较低，在型腔加工时动辄需要耗费数小时甚至十几个小时。因此，在这漫长的加工时间中，机床操作者往往不敢离开车间，甚至不能远离机床，但在绝大部分时间里(有时在整个加工过程中)机床放电状态正常，又不需要对机床进行干预，这便造成了对人工的严重浪费。

此外，由于机床一旦开始加工便需要连续进行直至完成加工任务，因此经常会在机床操作者下班后仍旧在工作，机床操作者如果离开车间，则无法及时掌握机床的状态以及加工任务的进展状况，在出现异常放电状态时无法及时回到车间进行干预，在上一个加工任务完成后也无法及时关闭机床或者更换工件以开始下一个加工任务，这无疑会造成对机床工时的浪费。

技术实现要素：

基于上述现状，本发明的主要目的在于提供一种电火花加工系统及其控制方法，其能判断机床操作者是否要离开电火花加工机床，并且使机床操作者即使远离电火花加工机床也能方便地掌握机床的状态，从而可避免对人工和/或机床工时的浪费。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

根据本发明的第一方面，一种电火花加工系统，其包括电火花加工机床和通讯终端，其中，所述电火花加工机床利用工具电极在工件上进行成型加工，所述电火花加工机床具有控制模块、身份验证模块和通讯模块，其中，所述身份验证模块用于验证机床操作者的身份信息以判断机床操作者是否离开机床，当所述身份验证模块接收到身份验证信息时，所述控制模块将所述身份验证信息与预存的机床操作者的身份信息进行比对，并在比对成功时确认为机床操作者离开机床，此时所述控制模块通过所述通讯模块与所述通讯终端进行通讯，以便向所述通讯终端发送信息和/或接收所述通讯终端发来的信息。

优选地，还包括网关，所述通讯模块通过所述网关连接互联网，进而经互联网与所述通讯终端进行通讯；优选地，所述通讯模块与所述网关之间的连接方式为无线连接。

优选地，所述身份验证模块包括指纹识别装置、人脸识别装置和/或虹膜识别装置，用于接收机床操作者的指纹信息、人脸信息和/或虹膜信息。

优选地，还包括云平台，所述控制模块通过所述通讯模块连接所述云平台，进而通过所述云平台与所述通讯终端进行通讯；所述云平台能够根据所述控制模块发送的信息内容查询云资源，以便向所述通讯终端发送附加信息。

优选地，所述电火花加工机床包括进给单元和供液单元，当所述电火花加工机床在工作过程中出现异常状况时：

所述控制模块能够将所述异常状况的信息发送给所述通讯终端，并且，所述通讯终端能够向所述控制模块发送控制指令，以便使所述控制模块控制所述进给单元和/或所述供液单元停止工作。

优选地，所述电火花加工机床还包括图像采集模块，所述图像采集模块与所述控制模块相连，所述控制模块控制所述图像采集模块采集所述电火花加工机床的图像，并且所述控制模块将采集到的图像发送给所述通讯终端。

优选地，所述通讯终端包括手机、平板电脑、pc机和/或工作站；

和/或，当所述电火花加工机床完成加工任务时，所述控制模块将加工任务完成的信息发送给所述通讯终端。

根据本发明的第二方面，一种用于控制前面所述的电火花加工系统的方法，包括步骤：

s10、所述电火花加工机床执行加工任务；

s20、当机床操作者离开机床时进行身份验证，所述身份验证模块接收到身份验证信息，并将所述身份验证信息传输给所述控制模块；

s30、所述控制模块将所述身份验证信息与预存的机床操作者的身份信息进行比对，在比对成功的情况下，执行步骤s40；

s40、所述控制模块控制所述通讯模块与所述通讯终端进行通讯，并且所述控制模块采集所述电火花加工机床的状态信息，并将采集到的状态信息通过所述通讯模块发送给所述通讯终端。

优选地，步骤s40中：

所述控制模块每隔预定的时间间隔采集一次状态信息，并发送所述状态信息；

当所述电火花加工机床在工作过程中出现异常状况时，所述控制模块立即采集所述异常状况的信息，并发送所述异常状况的信息；

当所述电火花加工机床完成加工任务时，所述控制模块立即采集加工任务完成的信息，并发送所述加工任务完成的信息。

优选地，当所述控制模块向所述通讯终端发送异常状况的信息时，云平台接收到所述异常状况的信息，并且所述云平台基于所述异常状况的信息查询云资源，以获取应对所述异常状况的解决方案，并将获取到的解决方案发送给所述通讯终端。

本发明的电火花加工系统中，所述控制模块能够将接收到的、经比对成功的身份验证信息作为机床操作者离开电火花加工机床的确认信号，继而使通讯模块与通讯终端建立通讯，以便在控制模块和通信终端之间进行信息发送。通过使电火花加工机床与通讯终端进行信息互发，可以使得机床操作者能够在远离机床的情况下及时掌握机床的动态，从而一方面使机床操作者能够从以往不敢离开车间的束缚状态中解脱出来，在机床执行加工任务的同时，机床操作者可以放心地去执行其他方面的工作，极大地节约了人工；另一方面还能在加工任务紧迫的情况下及时掌握机床的任务进展情况，从而可以在获知机床的加工任务完成后及时赶往车间进行任务更新，进而有效提高了机床利用率，大大节约了机床工时。

附图说明

以下将参照附图对本发明的电火花加工机床系统及其控制方法的优选实施方式进行描述。图中：

图1为根据本发明的优选实施方式的电火花加工系统的原理示意图；

图2为本发明的一种优选实施方式的电火花加工系统的控制流程图。

具体实施方式

本实施例的第一方面提供了一种电火花加工系统，如图1所示，其包括电火花加工机床1(具体为电火花成型加工机床，其利用工具电极在工件上进行放电加工，如成型加工或放电铣削加工)和通讯终端2，其中，所述电火花加工机床1具有控制模块11、身份验证模块14和通讯模块12，所述身份验证模块14和所述通讯模块12均与所述控制模块11相连，所述身份验证模块14用于输入和/或验证机床操作者的身份信息，以便判断机床操作者是否要离开电火花加工机床1。当所述身份验证模块14接收到身份验证信息时，所述控制模块11能够将所述身份验证信息与预存的机床操作者的身份信息进行比对，并在比对成功(也即，确认所述身份验证信息与预存的机床操作者的身份信息一致)时，控制所述通讯模块12与所述通讯终端2进行通讯，以便向所述通讯终端2发送信息(例如发送电火花加工机床1的状态信息等)和/或接收所述通讯终端2发来的信息(例如对电火花加工机床1进行控制的指令信息等)。其中，所述通讯终端2例如可以是手机、平板电脑、pc机、工作站、或其他智能电器等，只要机床操作者在离开机床后便于查看即可适用。

也即，本发明的电火花加工系统中，所述控制模块11将接收到的、经比对成功的身份验证信息作为机床操作者离开电火花加工机床1的判断信号，触发通讯模块12与通讯终端2之间的通讯，以便在控制模块11和通信终端2之间进行信息发送。为此，本发明的电火花加工系统在具体工作时，只需要预先通过所述身份验证模块14录入机床操作者(可以是多个不同的机床操作者)的身份信息，之后，在所述电火花加工机床1的正常工作过程中，如机床操作者有事需要离开，则只需要通过所述身份验证模块14进行身份验证，即可启动通讯模块12与通讯终端2之间的通讯。

可见，本发明的电火花加工系统中，电火花加工机床1能够在机床操作者离开的情况下与通讯终端2进行信息互发，从而使得机床操作者能够在远离机床的情况下通过所述通讯终端2及时掌握机床的动态，从而一方面使机床操作者能够从以往不敢离开车间的束缚状态中解脱出来，在机床执行加工任务的同时，机床操作者可以放心地去执行其他方面的工作，极大地节约了人工；另一方面还能在加工任务紧迫的情况下及时掌握机床的任务进展情况，从而可以在获知机床的加工任务完成后及时赶往车间进行任务更新，从而有效提高了机床利用率，大大节约了机床工时。

特别地，以身份验证信息作为通讯模块12与通讯终端2之间建立通讯的触发信号，一方面能够准确地获知机床操作者的离开，从而及时将电火花加工机床1的状态信息发送至通讯终端2，使机床操作者能够远程了解机床的动态；另一方面还能避免他人误操作，例如在机床操作者并未离开的情况下，避免他人触发通讯模块12与通讯终端2之间的通讯，占用网络资源；再另一方面，在机床操作者不离开(也不打算离开)机床的情况下，通讯模块12不需要启动工作，因而能有效减少能源浪费和网络资源浪费。

例如，在电火花加工机床1全天候运行的情况下，机床操作者却可以不必实行严格的三班倒的模式，而是可以按时正常上下班，例如夜班人员可以仅在通讯终端2接收到机床需要进行人工干预的信息(如机床出现异常状态或者上一个加工任务完成)的时候前往车间即可。当然，机床操作者需要在离开车间时通过所述身份验证模块14进行身份验证，以向控制模块11确认自己离开机床，从而触发通讯模块12与通讯终端2之间的通讯。

优选地，所述身份验证模块14包括指纹识别装置、人脸识别装置或虹膜识别装置，用于接收机床操作者的指纹信息、人脸信息和/或虹膜信息。相应地，当所述身份验证模块接收到机床操作者的(也即经过比对成功的)指纹信息、人脸信息或虹膜信息时，控制模块11便可认为机床操作者即将离开机床，于是便可以启动通讯模块12与通讯终端2之间的通讯。通过在电火花加工机床1上设置相应的指纹识别装置、人脸识别装置和/或虹膜识别装置，便可以事先方便地录入相关的机床操作者的指纹信息、人脸信息或虹膜信息，从而当电火花加工机床1处于工作过程中时，机床操作者在所述电火花加工机床1上刷指纹、刷脸或刷虹膜时，控制模块11即认为机床操作者即将离开机床。也即，当机床操作者想要离开机床(例如离开车间)时，只需要通过所述身份验证模块14刷一下指纹、人脸或虹膜，控制模块11便可接收到相应的身份信息，并以此作为触发条件，启动通讯模块12与通讯终端2之间的通讯。

优选地，当所述电火花加工机床1接收到任何人工操作时，所述控制模块11便可以终止所述通讯模块12与所述通讯终端2之间的通讯。显然，当有人工操作电火花加工机床1时，意味着有机床操作者回到车间，此时，可以不必再进行身份验证，而终止所述通讯模块12与所述通讯终端2之间的通讯，以节约网络资源。

作为一种优选实例，所述电火花加工机床1与所述通讯终端2可以在局域网范围内进行互联，从而机床操作者例如可以在机床进行加工的时候离开车间回到设计室中进行其他工作，在通讯终端2收到信息时则前往处理。

优选地，如图1所示，本发明的电火花加工系统还可以包括网关3，所述通讯模块12通过所述网关3连接互联网，进而经互联网与所述通讯终端2进行通讯。也即，作为进一步的优选实例，所述电火花加工机床1与所述通讯终端2通过互联网进行互联，从而使得机床操作者与电火花加工机床1之间不再受困于距离的限制，真正实现远程互联。例如，机床操作者可以利用通讯终端2在家中接收电火花加工机床1的相关信息，掌握机床动态，在不需要对机床进行干预的情况下，机床操作者可以不必前往车间，只有当机床停止工作(例如出现异常或者需要更换工件)时，才需要前往车间。这一特点对于晚上加班或周末加班的机床操作者而言更为有利。

优选地，所述通讯模块12与所述网关3之间的连接方式为无线连接，也即，通讯模块12优选为无线通讯模块，如wi-fi模块、zigbee模块等，网关3优选为无线网关，如wi-fi网关、zigbee网关等。采用无线连接的方式容易实现车间的整洁，有利于减少布线工作量和降低成本。

优选地，如图1所示，本发明的电火花加工系统还可以包括云平台4，所述控制模块11通过所述通讯模块12连接所述云平台4，进而通过所述云平台4与所述通讯终端2进行通讯。

优选地，所述云平台4能够根据所述控制模块11发送的信息内容查询云资源，以便向所述通讯终端2发送附加信息。例如，当控制模块11发送的信息内容包括机床故障信息时，云平台4可以查询云资源，获得与机床故障解除有关的信息，并将这些信息一并发送给通讯终端2，机床操作者在到达车间之前，便可以了解到这些信息，也便于及早做出相关准备。

通常，所述电火花加工机床1包括进给单元和供液单元(未示出)，所述进给单元用于提供工具电极和工件之间的相对运动，所述供液单元用于使电火花加工所必须的工作液进行循环，并且用于向工件和工具电极之间的间隙(即极间间隙)内进行强制冲液。

当所述电火花加工机床1在工作过程中出现异常状况时，例如出现放电状态异常(如拉弧和/或短路)，或者出现供液故障时，电火花加工机床1都会暂停放电工作，并且例如给出相应的报警信息，这些情况下，机床操作者必须及时进行处理，以免影响加工进度。特别地，在放电状态异常的情况下，机床虽然停止放电加工，但供液单元通常不会自动停止工作，如果机床操作者不能及时处理的话，则会造成供液单元白白工作而浪费能源。而在供液单元出现供液故障时，进给单元也有可能不会停止工作，但因为无法形成有效的放电加工，便会出现进给单元始终以原地踏步的方式进给，同样是白白工作而浪费能源。优选地，在这些异常状况发生时，所述控制模块11能够将所述异常状况的信息发送给所述通讯终端2，以向机床操作者汇报。并且优选地，所述通讯终端2能够向所述控制模块11发送控制指令，以便使所述控制模块11控制所述进给单元和/或所述供液单元停止工作。

优选地，本发明的电火花加工机床还可以包括图像采集模块(未示出)，所述图像采集模块与所述控制模块11相连，所述控制模块11控制所述图像采集模块采集所述电火花加工机床1的图像，并且所述控制模块11将采集到的图像发送给所述通讯终端2。

通常，如图1所示，电火花加工机床1包括显示器13，机床加工过程中的各种状态参数会显示在显示器13上，这些状态参数例如包括：放电参数(如脉宽、脉间、峰值电流、开路电压、极性等)、进给参数(如工具电极的当前坐标、目标坐标等)、正在执行的数控程序代码、工具电极的摇动方式等等。而当所述电火花加工机床1在工作过程中出现异常状况时，有关异常状况的信息或者报警信息也会显示在显示器13上。因此，优选地，本发明的电火花加工系统中，图像采集模块优选采集所述显示器13的图像，例如以拍照(如在显示器13的前上方设置摄像头)或者拷屏的方式进行采集，从而能够将更全面的信息发送给通讯终端2，以便于机床操作者远程了解机床的状态。

例如，在机床实际工作中，可以定时(如每隔半小时到1小时)采集并发送显示器13的图像，从而使机床操作者远程了解加工过程的进展状况。或者，还可以在所述电火花加工机床1在工作过程中出现异常状况时，立即采集并发送显示器13的图像，从而使机床操作者第一时间就能远程了解全面的异常信息。

优选地，当所述电火花加工机床1完成加工任务时，所述控制模块11将加工任务完成的信息发送给所述通讯终端2。优选地，当不需要继续进行新的加工任务时，所述通讯终端2还可以向所述控制模块11发送机床关闭的控制指令，从而使机床操作者能够远程操作机床关机，避免机床始终开机耗电。

在上述工作的基础上，本实施例的第二方面提供了一种用于控制前面所述的电火花加工系统的方法，如图2所示，包括步骤：

s10、所述电火花加工机床1执行加工任务；

s20、当机床操作者离开机床时进行身份验证，所述身份验证模块14接收到身份验证信息，并将所述身份验证信息传输给所述控制模块11；

s30、所述控制模块11将所述身份验证信息与预存的机床操作者的身份信息进行比对，在比对成功的情况下，执行步骤s40；

s40、所述控制模块11控制所述通讯模块12与所述通讯终端2进行通讯，并且所述控制模块11采集所述电火花加工机床1的状态信息，并将采集到的状态信息通过所述通讯模块12发送给所述通讯终端2。

其中，在执行步骤s20-s40时，电火花加工机床1仍然正常执行加工任务。

具体地，控制模块11采集的状态信息可以是机床加工过程的任何可采集的信息，同时，采集的形式可以是图片(例如借助于图像采集模块)，也可以是字符串(如文字或代码等)。

优选地，步骤s30中，若控制模块11在比对身份信息时未能成功匹配，则可以给出错误提示，并优选给出无法启动通讯模块12的提示信息。如果输入身份验证信息的确是机床操作者，则还可以根据提示重新输入，直至比对成功为止。

优选地，步骤s40中：

所述控制模块11每隔预定的时间间隔(如半小时到一小时)采集一次状态信息，并发送所述状态信息；

当所述电火花加工机床1在工作过程中出现异常状况时，所述控制模块11立即采集所述异常状况的信息，并发送所述异常状况的信息；

当所述电火花加工机床1完成加工任务时，所述控制模块11立即采集加工任务完成的信息，并发送所述加工任务完成的信息。

优选地，当所述电火花加工系统包括云平台4时，在所述控制模块11向所述通讯终端2发送异常状况的信息的同时，所述云平台4也接收到所述异常状况的信息，并且所述云平台4将会基于所述异常状况的信息查询云资源，以获取应对所述异常状况的解决方案，并将获取到的解决方案发送给所述通讯终端2。

优选地，步骤s40中，当所述控制模块11向所述通讯终端2发送异常状况的信息时，所述通讯终端2还可以向所述控制模块11发送控制指令，以对所述电火花加工机床1进行控制，如控制其供液单元停止工作、进给单元停止工作等等。

优选地，步骤s40中，当所述控制模块11向所述通讯终端2发送加工任务完成的信息时，所述通讯终端2还可以向所述控制模块11发送机床关闭的控制指令，从而使机床操作者能够远程操作机床关机。

优选地，步骤s40之后，还可以包括步骤：

当所述电火花加工机床1接收到任何人工操作时，所述控制模块11终止所述通讯模块12与所述通讯终端2之间的通讯。

本发明的电火花加工系统及其控制方法能够准确地判断机床操作者是否要离开电火花加工机床，并且仅在确认机床操作者要离开电火花加工机床时才启动通讯模块与通讯终端之间的通讯，使已经远离电火花加工机床的机床操作者仍能准确及时地掌握电火花加工机床的动态，确保生产过程的安全、可靠和高效。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各优选方案可以自由地组合、叠加。

应当理解，上述的实施方式仅是示例性的，而非限制性的，在不偏离本发明的基本原理的情况下，本领域的技术人员可以针对上述细节做出的各种明显的或等同的修改或替换，都将包含于本发明的权利要求范围内。