一種基于火花放電率的電極損耗實(shí)時(shí)補(bǔ)償方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種電火花銑削加工中電極損耗實(shí)時(shí)補(bǔ)償?shù)姆椒ā?br>【背景技術(shù)】
[0002] 航天航空工業(yè)中使用了大量的高強(qiáng)度、耐高溫材料如鈦合金、鎳基耐高溫合金等， 用傳統(tǒng)的加工方法對(duì)難加工材料進(jìn)行大體積材料去除時(shí)刀具成本很高。電火花銑削加工利 用數(shù)控系統(tǒng)控制簡(jiǎn)單管狀電極運(yùn)動(dòng)，并配以高壓沖液，實(shí)現(xiàn)了類似于傳統(tǒng)銑削加工的電火 花分層銑削加工，其目前的加工效率也已經(jīng)到達(dá)了與機(jī)械銑削相近的水平，因此在航天航 空領(lǐng)域有很大的應(yīng)用空間。由于電火花銑削依靠極間放電產(chǎn)生的熱的復(fù)合作用去除材料， 工件材料被去除的同時(shí)電極也被損耗掉了一部分，因此加工過程中電極在軸向上長度逐漸 變短，影響加工精度。電極損耗補(bǔ)償?shù)木戎苯記Q定著加工精度，因此電極損耗補(bǔ)償問題是 實(shí)現(xiàn)電火花銑削加工的關(guān)鍵技術(shù)之一。
[0003] 目前的電極損耗補(bǔ)償方法主要有離線預(yù)測(cè)補(bǔ)償法、在線檢測(cè)補(bǔ)償法和在線間歇定 點(diǎn)對(duì)刀補(bǔ)償法。離線預(yù)測(cè)補(bǔ)償法主要是根據(jù)實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)或數(shù)學(xué)運(yùn)算對(duì)電極損耗進(jìn)行預(yù)測(cè)，但 是對(duì)未知的加工參數(shù)進(jìn)行預(yù)測(cè)時(shí)誤差較大。在線檢測(cè)補(bǔ)償法主要是使用探頭或者CCD影像 成像等方法檢測(cè)電極長度進(jìn)行補(bǔ)償?shù)姆椒?，其?shí)現(xiàn)過程非常繁瑣而且需要檢測(cè)設(shè)備。在線 間歇定點(diǎn)對(duì)刀補(bǔ)償法通過在加工時(shí)中斷加工并控制電極到固定點(diǎn)使用電火花接觸感知功 能檢測(cè)電極長度變化，從而將測(cè)量的電極損耗補(bǔ)償?shù)浇酉聛淼募庸こ绦蛑校@種補(bǔ)償方法 需要花費(fèi)較多的時(shí)間，降低了加工效率，而且是將上一段程序的電極損耗量補(bǔ)償?shù)较乱欢?程序中，精度不是太高。
[0004][0005] 因此，研發(fā)一種簡(jiǎn)單、可靠、實(shí)用的電極損耗補(bǔ)償方法成為了將電火花銑削應(yīng)用于 難加工材料加工領(lǐng)域的關(guān)鍵。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有目前電火花銑削加工中電極損耗補(bǔ)償不準(zhǔn)確導(dǎo)致無法滿 足加工精度要求和伺服進(jìn)給不穩(wěn)定導(dǎo)致加工效率低的問題，本發(fā)明提供了一種基于火花放 電率的電極損耗實(shí)時(shí)補(bǔ)償方法。
[0007] 一種基于火花放電率的電極損耗實(shí)時(shí)補(bǔ)償方法，其特征在于，該方法包括如下步 驟：
[0008] 步驟一：實(shí)時(shí)采集極間電壓值，并根據(jù)極間電壓值判斷極間是否發(fā)生放電，當(dāng)極間 發(fā)生放電時(shí)，對(duì)電火花銑削放電過程中的放電率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)獲得：
[0009]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于火花放電率的電極損耗實(shí)時(shí)補(bǔ)償方法，其特征在于，該方法包括如下步 驟： 步驟一：實(shí)時(shí)采集極間電壓值，并根據(jù)極間電壓值判斷極間是否發(fā)生放電，當(dāng)極間發(fā)生 放電時(shí)，對(duì)電火花銑削放電過程中的放電率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)獲得：
為單次脈沖時(shí)間內(nèi)的放電時(shí)間；t為采樣時(shí)間；W (t J為放電率； 步驟二：根據(jù)放電率與電極損耗率的關(guān)系公式計(jì)算實(shí)時(shí)的電極損耗率n (te)，所述的 根據(jù)放電率與電極損耗率的關(guān)系公式為： n (te) = f (te)*w(te), f(te)為放電率與電極損耗率之間的數(shù)學(xué)關(guān)系式；n (te)為電極損耗率， 步驟三：電極運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)根據(jù)步驟二計(jì)算所得電極損耗率n (te)調(diào)節(jié)電極損耗補(bǔ)償 量，從而達(dá)到電極損耗補(bǔ)償實(shí)時(shí)根據(jù)極間放電率進(jìn)行調(diào)整的目的。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于火花放電率的電極損耗實(shí)時(shí)補(bǔ)償方法，其特征在 于，所述的根據(jù)極間電壓值判斷極間是否發(fā)生放電的條件為：極間電壓值處在空載和短路 參考電壓值之間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于火花放電率的電極損耗實(shí)時(shí)補(bǔ)償方法，其特征在 于，根據(jù)加工中放電擊穿之后的時(shí)間計(jì)算放電時(shí)間，并以加工中放電擊穿之后的時(shí)間為基 準(zhǔn)計(jì)算火花放電率w (tj。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于火花放電率的電極損耗實(shí)時(shí)補(bǔ)償方法，其特征在 于，通過數(shù)據(jù)分析的方法確定放電率與電極損耗率的關(guān)系公式。
【專利摘要】一種基于火花放電率的電極損耗實(shí)時(shí)補(bǔ)償方法，涉及一種電火花銑削加工中電極損耗實(shí)時(shí)補(bǔ)償?shù)姆椒?，為了解決現(xiàn)有目前電火花銑削加工中電極損耗補(bǔ)償不準(zhǔn)確導(dǎo)致無法滿足加工精度要求和伺服進(jìn)給不穩(wěn)定導(dǎo)致加工效率低的問題。該方法包括如下步驟，步驟一：實(shí)時(shí)采集極間電壓值，并根據(jù)極間電壓值判斷極間是否發(fā)生放電，當(dāng)極間發(fā)生放電時(shí)，對(duì)電火花銑削放電過程中的放電率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)獲得w(te)：步驟二：根據(jù)放電率與電極損耗率的關(guān)系公式計(jì)算實(shí)時(shí)的電極損耗率η(te)，步驟三：電極運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)根據(jù)步驟二計(jì)算所得電極損耗率η(te)調(diào)節(jié)電極損耗補(bǔ)償量，從而達(dá)到電極損耗補(bǔ)償實(shí)時(shí)根據(jù)極間放電率進(jìn)行調(diào)整的目的。主要用于電火花加工領(lǐng)域。
【IPC分類】B23H1-00, G06F19-00
【公開號(hào)】CN104646774
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410777505
【發(fā)明人】狄士春, 郭成波
【申請(qǐng)人】哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年5月27日
【申請(qǐng)日】2014年12月15日