CN103447644A - 一种电火花穿孔机的穿透检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电火花穿孔机的穿透检测方法，用于检测电火花穿孔机穿孔时是否穿透，包括下述步骤：S1、伺服电机实时采样电极和工件之间稳定的击穿电压模拟值；S2、伺服电机将击穿电压模拟值传递至PLC中；S3、PLC将击穿电压模拟值转换为击穿电压数字值；S4、PLC将击穿电压数字值与设定的击穿电压阈值进行比较或将击穿电压数字值相对于设定的击穿电压阈值的抖动次数与设定的抖动次数阈值进行比较；S5、PLC形成穿透信号并输送至上位机。伺服电机根据穿透信号进行下一步加工条件的处理和加工完成的判定，有了此信号后，穿孔加工时铜管伸出加工工件的长度可控，大大提高加工效率和加工成功率。

Description

一种电火花穿孔机的穿透检测方法
技术领域
本发明涉及一种检测方法，具体涉及一种电火花穿孔机的穿透检测方法。
背景技术
电火花穿孔机用于对工件进行穿孔加工，由于电火花穿孔机在进行穿孔加工过程中，加工用的铜管电极会随着加工而损耗，而损耗又缘于加工条件，工件材料，加工速度等多方面因素影响，无法准确判断损耗的原因，因此在电火花穿孔机在穿孔加工中无法确定准确的铜管电极加工深度，如果一味加大设定伺服电机的穿透量，会对企业造成资源和成本的浪费，如果保持伺服电机的穿透量一直不变，容易造成穿孔不完全的情况，亟需一种可根据穿孔的具体情况来调整伺服电机的穿透量的穿透检测方法。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种在穿孔加工时铜管伸出加工工件的长度可控，大大提高加工效率和加工成功率的电火花穿孔机的穿透检测方法。
为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：一种电火花穿孔机的穿透检测方法，用于检测电火花穿孔机穿孔时是否穿透，所述电火花穿孔机包括用于对工件进行穿孔的电极、用于驱动所述电极移动的伺服电机、用于向所述伺服电机发送控制命令的PLC以及用于控制所述PLC的上位机，所述伺服电机在参考电压下驱动所述电极对所述工件进行穿孔加工，所述穿透检测方法包括下述步骤：
S1、伺服电机的伺服控制模块实时采样电极和工件之间稳定的击穿电压模拟值；
S2、伺服电机的伺服控制模块将所述击穿电压模拟值传递至PLC中；
S3、PLC将所述击穿电压模拟值传递至PLC的数模转换模块进行模数转换，并且输出击穿电压数字值；
S4、PLC将所述击穿电压数字值与设定的击穿电压阈值进行比较或将所述击穿电压数字值相对于设定的击穿电压阈值的抖动次数与设定的抖动次数阈值进行比较，如果所述击穿电压数字值在设定的时间内一直高于所述击穿电压阈值或所述击穿电压数字值相对于设定的击穿电压阈值的抖动次数在设定的时间内大于设定的抖动次数阈值，则进入S5，如果所述击穿电压数字值没有在设定的时间内一直高于所述击穿电压阈值或所述击穿电压数字值相对于设定的击穿电压阈值没有抖动，则进入S6，如果所述击穿电压数字值相对于设定的击穿电压阈值的抖动次数在设定的时间内有抖动但是不大于设定的抖动次数阈值，则进入S7；
S5、PLC形成穿透信号并输送至上位机；
S6、继续S4；
S7、PLC将计数器进行复位，并重新进入S4。
进一步的，所述电极为铜管电极，所述铜管电极的直径不大于0.5mm，所述工件的厚度不大于10mm，所述穿透检测方法包括下述步骤：
S11、伺服电机的伺服控制模块实时采样铜管电极和工件之间的击穿电压模拟值；
S12、伺服电机的伺服控制模块将所述击穿电压模拟值传递至PLC中；
S13、PLC将所述击穿电压模拟值传递至PLC的数模转换模块进行模数转换，并且输出击穿电压数字值；
S14、PLC将所述击穿电压数字值与设定的击穿电压阈值进行比较，如果所述击穿电压数字值在设定的时间内一直高于所述击穿电压阈值，则进入S15，如果所述击穿电压数字值没有在设定的时间内一直高于所述击穿电压阈值，则进入S16；
S15、PLC形成穿透信号并输送至上位机；
S16、继续进行S14。
进一步的，所述电极为铜管电极，所述铜管电极的直径大于0.5mm，所述工件的厚度大于10mm，所述穿透检测方法包括下述步骤：
S21、伺服电机的伺服控制模块实时采样铜管电极和工件之间的击穿电压模拟值；
S22、伺服电机的伺服控制模块将所述击穿电压模拟值传递至PLC中；
S23、PLC将所述击穿电压模拟值传递至PLC的数模转换模块进行模数转换，并且输出击穿电压数字值；
S24、PLC将所述击穿电压数字值相对于设定的击穿电压阈值的抖动次数与设定的抖动次数阈值进行比较，如果所述击穿电压数字值相对于设定的击穿电压阈值的抖动次数在设定的时间内大于设定的抖动次数阈值时，则进入S25，如果所述击穿电压数字值相对于设定的击穿电压阈值没有抖动，则进入S26，如果所述击穿电压数字值相对于设定的击穿电压阈值的抖动次数在设定的时间内有抖动但是不大于设定的抖动次数阈值，则进入S27；
S5、PLC形成穿透信号并输送至上位机；
S6、继续S24；
S7、PLC的计数器进行复位，并重新进入S24。
进一步的，所述参考电压通过下述步骤进行确定：
S31、伺服电机驱动铜管电极对工件进行穿孔加工；
S32、伺服电机的伺服控制模块实时采样铜管电极与工件之间的测试击穿电压值；
S33、伺服电机比较所述测试击穿电压值和设定的伺服跟踪电压值，进而调制出驱动伺服电机的参考电压。
进一步的，所述PLC具有用于计时的计时器和用于计数的计数器。
进一步的，所述上位机将穿透信号传递至所述伺服电机，所述伺服电机设定有收到所述穿透信号后继续进行穿孔的穿透余量，所述穿透余量设定为2-4mm。
采用以上技术方案的有益效果是：电火花穿孔机在穿孔加工过程中，伺服电机的伺服控制模块实时采样铜管电极和加工工件之间的测试击穿电压，通过比较测试击穿电压和设定的伺服跟踪电压，调制出驱动伺服电机的参考电压，伺服电机根据参考电压维持击穿电压相对稳定，达到稳定加工的状态，与此同时，伺服电机的伺服控制模块将采样来的模拟量击穿电压传递给可编程逻辑控制器（PLC）的模数转换模块（A/D Converter）, 通过模数转换将模拟量的模拟量的击穿电压转换成数字量的击穿电压，PLC从模数转换模块中读取击穿电压数字值，在正常加工时，击穿电压相对稳定，而一旦铜管电极穿透工件，由于铜管电极和工件之间的放电间隙发生变化，并且失去加工介质—高压水，击穿电压开始变的不稳定，而当铜管电极完全穿透工件后，铜管电极和工件之间不再产生放电，铜管电极和工件之间的击穿电压升高到空载电压，通过比较采集的击穿电压与设定的阈值的关系来判定穿孔是否完全，在加工过程中让上位机获得穿孔加工穿透加工工件的信号，根据此信号进行下一步加工条件的处理和加工完成的判定。有了此信号后，穿孔加工时铜管伸出加工工件的长度可控，大大提高加工效率和加工成功率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明公开的电火花穿孔机的组成示意图。
其中，11.铜管电极  12.伺服电机  13.PLC  14.上位机。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1，如其中的图例所示。
一种电火花穿孔机，包括用于对工件进行穿孔的一铜管电极11、用于驱动铜管电极11移动的一伺服电机12、用于向伺服电机12发送控制命令的PLC 13以及用于控制PLC 13的上位机14，伺服电机12在参考电压下驱动铜管电极11对工件2进行穿孔加工，铜管电极11的直径不大于0.5mm，工件2的厚度不大于10mm。
PLC 13中具有计时的计时器，计时器设定时间t阈值1。
PLC 13中设定击穿电压阈值V阈值1。
一种电火花穿孔机的穿透检测方法，用于检测电火花穿孔机穿孔时是否穿透，上述穿透检测方法包括下述步骤：
S11、伺服电机12的伺服控制模块实时采样铜管电极11和工件2之间的击穿电压模拟值V模拟1；
S12、伺服电机12的伺服控制模块将上述击穿电压模拟值V模拟1传递至PLC 13中；
S13、PLC 13将上述击穿电压模拟值V模拟1传递至PLC 13的数模转换模块进行模数转换，并且输出击穿电压数字值V数字1；
S14、PLC 13将上述击穿电压数字值V数字1与设定的击穿电压阈值V阈值1进行比较，如果击穿电压数字值V数字1在设定的时间t阈值1内一直高于上述击穿电压阈值V阈值1，则进入S15，如果击穿电压数字值V数字1没有在设定的时间t阈值1内一直高于击穿电压阈值V阈值1，则进入S16；
S15、PLC 13形成穿透信号并输送至上位机14；
S16、继续进行S14。
电火花穿孔机的穿孔过程如下。
一、伺服电机12驱动铜管电极11对工件2进行穿孔加工；
二、伺服电机12的伺服控制模块实时采样铜管电极11与工件2之间的测试击穿电压值；
三、伺服电机12比较上述测试击穿电压值和设定的伺服跟踪电压值，进而调制出驱动伺服电机12的参考电压;。
四、伺服电机12在参考电压下驱动铜管电极11对工件2进行穿孔加工，在此过程中采用上述穿透检测方法进行检测;
五、上位机14向伺服电机12发送控制命令，伺服电机12接收该控制命令，使铜管电极11停止对工件2进行加工，并且驱动铜管电极11从加工的孔中释放出来。
当铜管电极11的直径不大于0.5mm，并且工件2厚度不大于10mm时，由于铜管电极11本身比较细，所以加工过程中铜管电极11损耗后锥度比较小，并且加工电流比较小，所以铜管电极11穿透工件2时抖动相对比较轻微，跟正常加工时相差不大，而且铜管电极11只要穿透很短的一段距离，大概1mm左右（与铜管电极11的直径有关，直径越小，距离越短），击穿电压就会升高到空载电压，即当击穿电压数字值V数字1在设定的时间t内一直高于上述击穿电压阈值V阈值1，PLC 13就会输出穿透信号给上位机14。
实施例2
参见图1，如其中的图例所示，其余与所述实施例1相同，不同之处在于，铜管电极11的直径大于0.5mm，工件2的厚度大于10mm。
PLC 13中具有计时的计时器和计数器，计时器设定时间t阈值2，计数器设定抖动次数N阈值。
PLC 13中设定击穿电压阈值V阈值2。
上述穿透检测方法包括下述步骤：
S21、伺服电机12的伺服控制模块实时采样铜管电极11和工件2之间的击穿电压模拟值V模拟2；
S22、伺服电机12的伺服控制模块将击穿电压模拟值V模拟2传递至PLC 13中；
S23、PLC 13将击穿电压模拟值V模拟2传递至PLC 13的数模转换模块进行模数转换，并且输出击穿电压数字值V数字2；
S24、PLC 13将击穿电压数字值V数字2相对于设定的击穿电压阈值V阈值2的抖动次数N与设定的抖动次数阈值N阈值进行比较，如果击穿电压数字值V数字2相对于设定的击穿电压阈值V阈值2的抖动次数N在设定的时间t阈值2内大于设定的抖动次数阈值N阈值时，则进入S25，如果击穿电压数字值V数字2相对于设定的击穿电压阈值V阈值2没有抖动，则进入S26，如果击穿电压数字值V数字相对于设定的击穿电压阈值V阈值2的抖动次数N在设定的时间t阈值2内有抖动但是不大于设定的抖动次数阈值N阈值，则进入S27；
S5、PLC13形成穿透信号并输送至上位机14；
S6、继续S24；
S7、PLC 13的计数器进行复位，并重新进入S24。
上述击穿电压数字值V数字2相对于设定的击穿电压阈值V阈值2的抖动是指击穿电压数字值V数字2在击穿电压阈值V阈值2来回经过。
当铜管电极11的直径大于0.5mm，并且工件2的厚度大于10mm时，由于铜管电极加工过程中的损耗，会使铜管电极11的头部产生一定的锥度，这时，当铜管电极11穿透工件2时，工件2的穿透处的孔径还是小于铜管电极11的直径，所以铜管电极11在出口处会用侧壁放电并且来回抖动，使用PLC 13的计数器和计时器分别设定抖动次数阈值数N阈值和抖动时间阈值t阈值2值,当击穿电压数字值V数字2在击穿电压阈值V阈值2来回经过时，PLC 13的计数器就会开始计数，但是如果在设定的时间t阈值2内，抖动次数N达不到设定的抖动次数阈值N阈值时，这是在加工过程中出现了一些状况，而不是铜管电极11穿透工件2，将PLC 13的计数器复位，当下次抖动时再进行计数。
实施例3
参见图1，如其中的图例所示，其余与所述实施例1或实施例2相同，不同之处在于，上位机14将穿透信号传递至伺服电机12，伺服电机12设定有收到上述穿透信号后继续进行穿孔的穿透余量，该穿透余量设定为2-4mm。
电火花穿孔机的穿孔过程如下。
一、伺服电机12驱动铜管电极11对工件2进行穿孔加工；
二、伺服电机12的伺服控制模块实时采样铜管电极11与工件2之间的测试击穿电压值；
三、伺服电机12比较上述测试击穿电压值和设定的伺服跟踪电压值，进而调制出驱动伺服电机12的参考电压;。
四、伺服电机12在参考电压下驱动铜管电极11对工件2进行穿孔加工，在此过程中采用上述穿透检测方法进行检测;
五、上位机14向伺服电机12发送控制命令，伺服电机12接收该控制命令，使铜管电极12继续加工2-4mm，延迟铜管电极11停止对工件2进行加工的时间，之后驱动铜管电极11从加工的孔中释放出来。
由于铜管电极11的锥度原因，需要铜管电极11伸出工件2一定长度才能达到完全穿透的效果，所以上位机14在收到穿透信号时，可以根据用户设定的穿透余量继续加工一段距离后才结束当前孔的加工。
以上为对本发明实施例的描述，通过对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种电火花穿孔机的穿透检测方法，用于检测电火花穿孔机穿孔时是否穿透，所述电火花穿孔机包括用于对工件进行穿孔的电极、用于驱动所述电极移动的伺服电机、用于向所述伺服电机发送控制命令的PLC以及用于控制所述PLC的上位机，所述伺服电机在参考电压下驱动所述电极对所述工件进行穿孔加工，其特征在于，所述穿透检测方法包括下述步骤：
S1、伺服电机的伺服控制模块实时采样电极和工件之间稳定的击穿电压模拟值；
S2、伺服电机的伺服控制模块将所述击穿电压模拟值传递至PLC中；
S3、PLC将所述击穿电压模拟值传递至PLC的数模转换模块进行模数转换，并且输出击穿电压数字值；
S4、PLC将所述击穿电压数字值与设定的击穿电压阈值进行比较或将所述击穿电压数字值相对于设定的击穿电压阈值的抖动次数与设定的抖动次数阈值进行比较，如果所述击穿电压数字值在设定的时间内一直高于所述击穿电压阈值或所述击穿电压数字值相对于设定的击穿电压阈值的抖动次数在设定的时间内大于设定的抖动次数阈值，则进入S5，如果所述击穿电压数字值没有在设定的时间内一直高于所述击穿电压阈值或所述击穿电压数字值相对于设定的击穿电压阈值没有抖动，则进入S6，如果所述击穿电压数字值相对于设定的击穿电压阈值的抖动次数在设定的时间内有抖动但是不大于设定的抖动次数阈值，则进入S7；
S5、PLC形成穿透信号并输送至上位机；
S6、继续S4；
S7、PLC将计数器进行复位，并重新进入S4。
2.根据权利要求1所述的穿透检测方法，其特征在于，所述电极为铜管电极，所述铜管电极的直径不大于0.5mm，所述工件的厚度不大于10mm，所述穿透检测方法包括下述步骤：
S11、伺服电机的伺服控制模块实时采样铜管电极和工件之间的击穿电压模拟值；
S12、伺服电机的伺服控制模块将所述击穿电压模拟值传递至PLC中；
S13、PLC将所述击穿电压模拟值传递至PLC的数模转换模块进行模数转换，并且输出击穿电压数字值；
S14、PLC将所述击穿电压数字值与设定的击穿电压阈值进行比较，如果所述击穿电压数字值在设定的时间内一直高于所述击穿电压阈值，则进入S15，如果所述击穿电压数字值没有在设定的时间内一直高于所述击穿电压阈值，则进入S16；
S15、PLC形成穿透信号并输送至上位机；
S16、继续进行S14。
3.根据权利要求1所述的穿透检测方法，其特征在于，所述电极为铜管电极，所述铜管电极的直径大于0.5mm，所述工件的厚度大于10mm，所述穿透检测方法包括下述步骤：
S21、伺服电机的伺服控制模块实时采样铜管电极和工件之间的击穿电压模拟值；
S22、伺服电机的伺服控制模块将所述击穿电压模拟值传递至PLC中；
S23、PLC将所述击穿电压模拟值传递至PLC的数模转换模块进行模数转换，并且输出击穿电压数字值；
S24、PLC将所述击穿电压数字值相对于设定的击穿电压阈值的抖动次数与设定的抖动次数阈值进行比较，如果所述击穿电压数字值相对于设定的击穿电压阈值的抖动次数在设定的时间内大于设定的抖动次数阈值时，则进入S25，如果所述击穿电压数字值相对于设定的击穿电压阈值没有抖动，则进入S26，如果所述击穿电压数字值相对于设定的击穿电压阈值的抖动次数在设定的时间内有抖动但是不大于设定的抖动次数阈值，则进入S27；
S5、PLC形成穿透信号并输送至上位机；
S6、继续S24；
S7、PLC的计数器进行复位，并重新进入S24。
4.根据权利要求2或3所述的穿透检测方法，其特征在于，所述参考电压通过下述步骤进行确定：
S31、伺服电机驱动铜管电极对工件进行穿孔加工；
S32、伺服电机的伺服控制模块实时采样铜管电极与工件之间的测试击穿电压值；
S33、伺服电机比较所述测试击穿电压值和设定的伺服跟踪电压值，进而调制出驱动伺服电机的参考电压。
5.根据权利要求4所述的穿透检测方法，其特征在于，所述PLC具有用于计时的计时器和用于计数的计数器。
6.根据权利要求1所述的穿透检测方法，其特征在于，所述上位机将穿透信号传递至所述伺服电机，所述伺服电机设定有收到所述穿透信号后继续进行穿孔的穿透余量，所述穿透余量设定为2-4mm。
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