电火花穿孔机击穿识别系统及识别方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电火花穿孔机，具体涉及一种电火花穿孔机击穿识别系统及识别方法。
【背景技术】
[0002]电火花穿孔机利用Z轴连续上下垂直运动动的细金属铜管(称为电极丝)作电极，利用脉冲电源令电极与金属间放电产生高温腐蚀金属达到穿孔的目的，击穿完成后由PC控制系统驱动X轴与Y轴自动移动下一个孔。
[0003]与电火花-线切割机和成型机不同的是，它的电极是空心铜棒，介质从铜棒孔中间的细孔穿过，起冷却和排肩作用。用于加工超硬钢材、硬质合金、铜、铝及任何可导电性物质的细孔，最小可加工0.015mm的小孔，被广泛使用在精密模具加工中。一般被当作电火花线切割、慢走丝的配套设备，用于电火花线切割加工的穿丝孔、化纤喷丝头、喷丝板的喷丝孔、滤板、筛板的群孔、发动机叶片、缸体的散热孔、液压、气动阀体的油路、气路孔等。
[0004]电火花穿孔机利用电极和工件在不接触性放电产生电能和热能来腐蚀工件，放电腐蚀工件同时也自损电极，加工不同材质电极有着不同的损耗。现有的数控细孔放电机大都以定深来达到击穿目的，预先设定好要加工的深度，到达深度后自动停止放电，因无法准确的估计出电极在加工过程中损耗比例而不能有效的输入一个可完全击穿的深度，容易造成工件出现过度击穿或未击穿可能，无法提高效率。
【发明内容】
[0005]为了解决上述因设定深无法准确判断是否击穿问题，本发明提供一种电火花穿孔机击穿识别系统及识别方法，可以高效准确对导电材料进行穿孔作业，击穿识别实现全自动化的控制。
[0006]具体技术方案如下:
一种电火花穿孔机击穿识别系统，它包括电极伺服电机、X/Y伺服电机和工作台，电极伺服电机下端设有夹具，在夹具下端安装电极，在夹具还设有高压水栗，将冷却水送入电极中，X/Y伺服电机带动工作台沿着X轴、Y轴移动，在工作台上放置工件，所述的电火花穿孔机击穿识别系统还包括控制主机、编码器、编码器采集模块、电极伺服电机，电极伺服电机连设有编码器，编码器将电极伺服电机转动信息转换编码信息，并送入编码器采集模块转换控制主机能够识别电极伺服电机转动信息，通过控制主机判断电火花穿孔机击穿。
[0007]所述的电火花穿孔机击穿识别系统还包括第一串口隔呙模块、第二串口隔呙模块，间隙控制模块和高频放电模块，控制主机连接第一串口隔离模块，通过第一串口隔离模块控制高频放电模块，高频放电模块同时连接夹具和工件，以控制电极放电，控制主机同时连接第二串口隔离模块，通过间隙控制模块控制电极伺服电机，高频放电模块同时连接间隙控制模块，将高频放电模块放电信息送入间隙控制模块。
[0008]所述的控制主机设有RS232接口为高频放电模块设定开关时间和加工电流，高频放电模块采用MCU微处理器，控制主机设有RS232接口为间隙控制模块设定参数，间隙控制模块采用MCU2微处理器，利用电极与工件放电的工作电压通过电阻分压后进入间隙控制模块的MCU2微处理器进行比较，再经过电平转换输出控制电极伺服电机脉冲信号，使电极与工件之间处于不接触性放电加工。
[0009]所述的控制主机接收编码器信号采样模块采集电极放电击穿瞬间抖动扩孔时下降速度之差，与控制主机预先设定下降之差对比值进行比较，以此来确定击穿信号，在确定击穿信号后，系统根据预设下降值继续让电极放电至完全穿透工件后自动抬起电极。
[0010]本发明的击穿识别方法所述的击穿识别方法通过间隙控制模块输出电机信号识别击穿信号，同时MUC2通过输出电机信号计算下降之差，从而识别击穿信号再传送给控制主机，控制主机接收到信号后让电极继续放电设定高度，抬起电机，确认击穿。
[0011]本发明电火花穿孔机击穿识别系统及识别方法可以高效准确对导电材料进行穿孔作业，击穿识别实现全自动化的控制，并根据加工不同材料，进行设定，能够准确判断穿孔击穿信号。
【附图说明】
[0012]图1是本发明的原理方框图；
图2是本发明的待机状态与工作状态图；
图3是本发明的高频放电模块的控制主芯片与RS232通讯原理图；
图4是本发明的间隙控制模块的原理图；
图5是本发明的间隙控制模块的信号输出电平转换原理图；
图6是本发明的高频放电模块、间隙控制模块与控制主机通讯的串口隔离模块的电路图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图，对本发明的【具体实施方式】做进一步说明:
见图1-6所示，一种电火花穿孔机击穿识别系统，它包括电极伺服电机、X/Y伺服电机和工作台，电极伺服电机下端设有夹具，在夹具下端安装电极，在夹具还设有高压水栗，将冷却水送入电极中，X/Y伺服电机带动工作台沿着X轴、Y轴移动，在工作台上放置工件，所述的电火花穿孔机击穿识别系统还包括控制主机、编码器、编码器采集模块、电极伺服电机，电极伺服电机连设有编码器，编码器将电极伺服电机转动信息转换编码信息，并送入编码器采集模块转换控制主机能够识别电极伺服电机转动信息，通过控制主机判断电火花穿孔机击穿。
[0014]所述的电火花穿孔机击穿识别系统还包括第一串口隔呙模块、第二串口隔呙模块，间隙控制模块和高频放电模块，控制主机连接第一串口隔离模块，通过第一串口隔离模块控制高压脉冲放电模块，高频放电模块同时连接夹具和工件，控制电极放电，控制主机同时连接第二串口隔离模块，通过间隙控制模块控制电极伺服电机，高频放电模块同时连接间隙控制模块，将高频放电模块放电信息送入间隙控制模块。
[0015]所述的控制主机设有RS232接口为高频放电模块设定开关时间和加工电流，高频放电模块采用MCU微处理器，控制主机设有RS232接口为间隙控制模块设定参数，间隙控制模块采用MCU2微处理器，利用电极与工件放电的工作电压通过电阻分压后进入间隙控制模块的MCU2微处理器进行比较，再经过电平转换输出控制电极伺服电机脉冲信号，使电极与工件之间处于不接触性放电加工。在高频放电模块设有多个MOS管，高频放电模块是靠控制主机的RS232给高频放电模块的MCU微处理器设定输出PWM改变功率MOS管开关时间及MOS管数量来控制加工电流。
[0016]本发明的击穿信号检测设定，可细分为:
1)下降比较值:作为电极击穿瞬间抖动时下降之差变化，当下降之差<下降比较值视为击穿信号。
[0017]2)比较次数:作为电极击穿瞬间抖动时下降之差变化，当下降之差<下降比较值后又 >下降比较值视为一次；当下降之差比较次数达到后视为击穿信号。
[0018]3)之差周期:作为电极与工件不接触性放电腐蚀工件时，多少秒计算一次下降之差。例子:之差周期为0.5秒，电极与工件不接触性放电腐蚀工件时，0.5秒计算一次电极放电下降了多少微米，计算完后重新清零计算下一周期。
[0019]4)工件倍率:在正常放电过程中电极刚接触工件放电时也有可能会出现不稳定的放电而出现误判，为减少误判击穿信号，利用工件厚度*倍率=未超过此倍率的工件厚度，一切击穿信号都视为无效。例如:10mm厚度的铁工件加工0.5mm细孔，在放电过程中控制主机预设:工件倍率为0.8倍，也就是说10mm*0.8倍=8mm,当出现不平稳放电时，电极放电腐蚀工件未达到8mm，PWM间隙控制模块发送的击穿信号，控制主机都视无效。工件倍率可根据加工材料不同进行设置，可通过日常加工不同的导电金属，而探索整理出一套不同材质不同倍率的信号检测无效。
[0020]5)击穿下降:当确定为收到击穿信号后，电极只是刚击穿并未完全贯穿。所以需要设定一个从收到击穿信后继续放电扩孔至完全贯穿才停止放电，抬起电极移动下一个工作坐标。
[0021]本发明击穿判断方法1就是在电极击穿瞬间因电极失去了高压介质的冷却而无法有效快速的穿透过去，停留在击穿瞬间位置来回抖动扩孔。我们便以通过编码器采集模块采集电极伺服电机后面的编码器数据传送给控制主机，由控制主机来计算出下降之差来判断击穿信号，让电极继续放2-5mm(可安装加工材料进行设置)，让电极完全贯穿工件后才停止放电抬起电极移动下一个工作坐标。
[0022]我们通过编码器采集模块采集电极伺服电机后面的编码器数据由控制主机预设参数:
下降之差比较值:50