CN106735636A - 电火花加工放电状态检测电路及方法 - Google Patents

电火花加工放电状态检测电路及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了电火花加工放电状态检测电路及方法。该电火花加工放电状态检测电路可包括：第一比较电路，其接收电极与工件之间的极间电压，将极间电压与第一阈值电压作比较并输出第一比较信号，其中在电极上施加的电压由PWM脉冲来控制；以及控制器，该控制器从第一比较电路接收第一比较信号并根据第一比较信号的脉冲持续时间来确定电极与工件之间的间隙在该PWM脉冲期间的放电状态。

Description

电火花加工放电状态检测电路及方法
技术领域
本发明涉及电火花加工领域，尤其涉及电火花加工放电状态检测电路及方法。
背景技术
电火花加工通过向电极提供间歇性的电脉冲信号以击穿电极与金属工件之间的间隙并形成火花放电来腐蚀金属工件，从而实现金属加工。电火花加工是机械制造业中解决难加工材料和难加工形状的有效加工方法。这种加工的工艺方法弥补了机械加工的某些不足，已成为模具工业、国防工业和精微制造中的重要手段。在电火花加工过程中，控制工具电极和工件之间的放电间隔对电火花加工质量和效率有重大影响。
但检测实际间隔值的大小对电火花放电间隔的控制没有实际意义，其原因在于随着加工的进行，电极与金属工件之间的间隙中填充的加工介质内的电蚀屑浓度等在不断变化，致使加工介质的介电性能不稳定。即使将当前放电间隔控制为其他稳定加工时刻的放电间隔值，也不能保证加工过程的稳定性。因此，对放电间隔的控制主要是通过工作状态检测来间接实现的。目前可采用的常规方法包括通过检测平均/峰值间隙电压/电流、放电火花数等来检测电火花加工放电状态。
电火花放电脉冲一般可分为五种，空载脉冲、火花放电脉冲、稳定电弧放电脉冲、过渡电弧放电脉冲和短路脉冲。放电脉冲以空载为主，表明间隔偏大；以火花放电为主，表明间隔合适；以稳定电弧、过渡电弧及短路脉冲为主，则说明间隔偏小。在实际生产过程中发现，除以上5种放电状态外，还存在“漏电流”状态，其电压波形特征为脉冲电压峰值被拉低(例如，5-50V)、无击穿延时。“漏电流”状态无加工能力，其形成原因为间隙内杂质浓度较高，在电场的作用下形成杂质搭桥，使间隙失去绝缘特性而表现为电阻特性，此时间隙等效电阻与脉冲电源限流电阻分压，致使间隙的电压峰值被拉低。
因此期望设计一种有效的电火花加工放电状态检测电路及方法。
发明内容
本发明属于电加工机床数控系统的一项放电状态识别技术，用于对电加工机床进行放电状态检测。本发明依据放电脉冲的电压波形的不同，设置电压阈值来识别放电状态，例如空载、火花放电、稳定电弧、过渡电弧、短路和漏电流状态，具有快速、准确度高的优点。此外，本发明还可任选地统计一段时间内的放电状态，根据预设算法调整加工参数。
在根据本发明的一个实施例中，一种电火花加工放电状态检测电路包括：第一比较电路，其接收电极与工件之间的极间电压，将所述极间电压与第一阈值电压作比较并输出第一比较信号，其中在所述电极上施加的电压由PWM脉冲来控制；以及控制器，所述控制器从所述第一比较电路接收所述第一比较信号并根据所述第一比较信号的脉冲持续时间来确定所述电极与工件之间的间隙在所述PWM脉冲期间的放电状态。
在一方面，若所述第一比较信号的脉冲持续时间Tp≥所述PWM脉冲的持续时间Ton，则确定所述间隙在所述PWM脉冲期间为空载；以及若Tp<Ton，则确定所述间隙在所述PWM脉冲期间为火花放电或过渡电弧放电。
在一方面，若火花放电时间阈值Tth<Tp<Ton，则确定所述间隙在所述PWM脉冲期间为火花放电，否则若Tp≤Tth，则确定所述间隙在所述PWM脉冲期间为过渡电弧放电。
在一方面，所述PWM脉冲的脉宽为10-1000微秒，脉冲间隔为40-1000微秒，所述火花放电时间阈值Tth为1.5-2.5微秒。
在一方面，所述电火花加工放电状态检测电路还包括：第二比较电路，其接收所述极间电压，将所述极间电压与第二阈值电压作比较并输出第二比较信号，所述第二阈值电压小于所述第一阈值电压，其中所述控制器从所述第二比较电路接收所述第二比较信号，并在所述第一比较信号无脉冲且所述第二比较信号有脉冲时确定所述间隙在所述PWM脉冲期间为漏电流放电。
在一方面，所述电火花加工放电状态检测电路还包括：第一锁存电路，其连接至所述第二比较电路以锁存在所述PWM脉冲期间的第二比较信号，并在所述PWM脉冲结束后将所述第二比较信号提供给所述控制器。
在一方面，所述电火花加工放电状态检测电路还包括：第三比较电路，其接收所述极间电压，将所述极间电压与第三阈值电压作比较并输出第三比较信号，所述第三阈值电压小于所述第二阈值电压，其中所述控制器从所述第三比较电路接收所述第三比较信号，并在所述第二比较信号无脉冲且所述第三比较信号有脉冲时确定所述间隙在所述PWM脉冲期间为稳定电弧放电，在所述第二比较信号无脉冲且所述第三比较信号无脉冲时确定所述间隙在所述PWM脉冲期间为短路状态。
在一方面，所述电火花加工放电状态检测电路还包括：第二锁存电路，其锁存在所述PWM脉冲期间的第三比较信号，并在所述PWM脉冲结束后将所述第三比较信号提供给所述控制器。
在一方面，所述第一阈值电压为150-170V，所述第二阈值电压为90-130V，所述第三阈值电压为10-20V。
在一方面，所述控制器进一步计算在指定时段内所述第一比较信号的脉冲持续时间的方差，若所述方差小于阈值则确定有积碳风险。
在根据本发明的另一个实施例中，一种电火花加工装置包括：如上所述的电火花加工放电状态检测电路；电压源；加工槽，所述加工槽用于固定工件并在所述工件与所述电极之间形成间隙；以及耦合在所述电压源与所述电极之间的功放器件，其中所述PWM脉冲导通或关断所述功放器件以从所述电压源经由所述功放器件向所述电极提供电压信号，所述电压信号击穿所述电极与工件之间的间隙并建立放电通道。
在根据本发明的另一个实施例中，一种电火花加工放电状态检测方法包括：接收电极与工件之间的极间电压，其中在所述电极上施加的电压由PWM脉冲来控制；将所述极间电压与第一阈值电压作比较并输出第一比较信号；以及根据所述第一比较信号的脉冲持续时间来确定所述电极与工件之间的间隙在所述PWM脉冲期间的放电状态。在一方面，该方法可以使用处理器、计算机等来实现。另一方面，该方法也可以结合上述电火花加工放电状态检测电路来实现。
在一方面，若所述第一比较信号的脉冲持续时间Tp≥所述PWM脉冲的持续时间Ton，则确定所述间隙在所述PWM脉冲期间为空载；以及若Tp<Ton，则确定所述间隙在所述PWM脉冲期间为火花放电或过渡电弧放电。
在一方面，若火花放电时间阈值Tth<Tp<Ton，则确定所述间隙在所述PWM脉冲期间为火花放电，否则若Tp≤Tth，则确定所述间隙在所述PWM脉冲期间为过渡电弧放电。
在一方面，所述PWM脉冲的脉宽为10-1000微秒，脉冲间隔为40-1000微秒，所述火花放电时间阈值Tth为1.5-2.5微秒。
在一方面，所述电火花加工放电状态检测方法还包括：将所述极间电压与第二阈值电压作比较并输出第二比较信号，所述第二阈值电压小于所述第一阈值电压；以及在所述第一比较信号无脉冲且所述第二比较信号有脉冲时确定所述间隙在所述PWM脉冲期间为漏电流放电。
在一方面，所述电火花加工放电状态检测方法还包括：锁存在所述PWM脉冲期间的第二比较信号；以及在所述PWM脉冲结束后提供所述第二比较信号以进行处理。
在一方面，所述电火花加工放电状态检测方法还包括：将所述极间电压与第三阈值电压作比较并输出第三比较信号，所述第三阈值电压小于所述第二阈值电压；在所述第二比较信号无脉冲且所述第三比较信号有脉冲时确定所述间隙在所述PWM脉冲期间为稳定电弧放电；以及在所述第二比较信号无脉冲且所述第三比较信号无脉冲时确定所述间隙在所述PWM脉冲期间为短路状态。
在一方面，所述电火花加工放电状态检测方法还包括：锁存在所述PWM脉冲期间的第三比较信号；以及在所述PWM脉冲结束后提供所述第三比较信号以进行处理。
在一方面，所述第一阈值电压为150-170V，所述第二阈值电压为90-130V，所述第三阈值电压为10-20V。
在一方面，所述电火花加工放电状态检测方法还包括：计算在指定时段内所述第一比较信号的脉冲持续时间的方差，若所述方差小于阈值则确定有积碳风险。
如上所述，本发明依据放电脉冲的电压波形的不同，对间隙电压进行处理，能够快速、准确地识别放电状态，例如空载、火花放电、稳定电弧、过渡电弧、短路和漏电流状态等。
附图说明
图1示出了根据本发明的一个实施例的电火花加工电源的电路示意图。
图2示出了根据本发明的一个实施例的电火花加工放电状态检测电路的框图。
图3示出了根据本发明的一个实施例的电火花放电状态电压波形识别的时序图。
图4示出了根据本发明的一个实施例的捕获中断流程图。
图5示出了根据本发明的一个实施例的PWM中断流程图。
图6示出了根据本发明的一个实施例的判断电极是否积碳的流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。
图1示出了根据本发明的一个实施例的电火花加工电源100的电路示意图。该电火花加工电源100可包括控制单元104、电压源102、连接至电压源102的功放器件G1、以及连接至功放器件G1的电极106。作为示例而非限定，图1中还示出了连接在电压源102与电极106之间的电阻R和晶体管D1。在一个示例中，电极106可采用正极性设置，例如，电极106可连接至电压源102的正极，工件可连接至电压源102的负极。控制单元104生成PWM脉冲信号以控制功放器件G1的导通/关断，电压源102经由功放器件G1向电极106提供电压信号，该电压信号可以击穿电极106与工件之间的间隙并建立放电通道以产生电火花，从而电极106间歇性地放电，对工件(例如，金属)进行蚀除加工。电压源102可以是高压直流电源。作为示例而非限定，电压源102的电压可为160V-190V。电阻R用于功放器件的限流，电阻R与功放器件G1的位置可以互换。晶体管D1的正极端与功放器件G1连接，负极端与电极106连接，从而可防止电流倒灌。
控制单元104可基于电加工命令产生可调节的PWM脉冲信号。例如，控制单元104可经由用户接口(例如，启动按钮、图形用户界面、按键等)接收来自用户的电加工命令，或者可经由总线接收来自上位机的电加工命令。控制单元104可基于不同的(例如，不同电加工模式、不同时间长度、不同强度等)电加工命令而生成不同的PWM信号。PWM信号可控制整个电火花加工过程的启动/停止，例如在PWM信号有效时进行电加工，而在PWM信号无效时停止电加工。该PWM信号可以是周期性的方波信号。PWM信号的脉冲宽度、脉冲间隔等可以是可调节的。例如，可根据不同的加工状态实时地调整PWM信号。作为示例而非限定，PWM信号的脉宽可为0.1us—1000us，脉冲间隔可为40-1000微秒。此外，控制单元104可以接收在电加工期间在电极106与工件之间的极间电压(例如，通过接收电极106上的电位Va和工件上的电位Vb，极间电压Vg＝Va-Vb)，并由此调节PWM信号的脉宽和脉冲间隔大小，以控制加工电压/电流的大小。
工件可固定在基座上或者固定在加工槽中。在一个示例中，可向加工槽供给加工液，加工间隙被加工液填满。根据本发明的电火花加工电源100可用在各种电火花加工装置中。例如，电火花加工电源100可以是电火花加工装置中的固定组件。在其他示例中，该电火花加工电源100可以是手持的、可移动的，并且可以应用于不需要加工槽/基座的情形。该电源还可设有电流反馈装置、过压和过流检测器、风机检测器、放电状态检测器等，这些组件出于简明起见未在本发明中详细描述。功放器件G1可以使用晶闸管、场效应管、三极管等来实现。晶体管D1可以用二极管、晶闸管、场效应管等来实现。本领域技术人员应理解，图1仅示出了电火花加工电源100的示意性组件和连接，具体实现可以在本发明的教导下进行调整而不脱离本发明的范围，例如一些组件(例如，晶体管D1)可被省略或替换成其他具有相似功能的元件，一些组件的位置可以改变。
图2示出了根据本发明的一个实施例的电火花加工放电状态检测电路200的框图。作为示例而非限定，图2的电火花加工放电状态检测电路200可以实现在图1的控制单元104中。
检测电路200可以接收在电加工期间在电极106与工件之间的极间电压Vg。检测电路200包括三路电压比较电路202、204、206。第一比较电路204将极间电压Vg与第一阈值电压Vrefh(例如，150-170V)作比较，其输出第一比较信号Min1，若极间电压Vg≥Vrefh，则Min1为高电平，反之为低电平。第二比较电路206将极间电压Vg与第二阈值电压Vrefm(例如，90-130V)作比较，其输出第二比较信号Min2，若极间电压≥Vrefm，则Min2为高电平，反之为低电平。第三比较电路206将极间电压Vg与第三阈值电压Vrefl(例如，10-20V)作比较，其输出第三比较信号Min3，若极间电压≥Vrefl，则Min3为高电平，反之为低电平。虽然作为示例采用了高电平与低电平来区分不同的电压状态，但是在其他实施例中可以采用其他不同的信号指示，或者高电平与低电平可以互换，由此三路电压比较电路202、204、206在极间电压Vg满足相应的阈值时输出脉冲，在极间电压Vg不满足相应的阈值时不输出脉冲。
比较结果Min1、Min2和Min3被输入到控制器220进行处理，以确定每个脉冲的放电状态。图2还示出了锁存电路212和214，其分别用于保持由第二比较电路204和第三比较电路206输出的信号Min2、Min3，以供随后输入到控制器220进行处理，如下文进一步描述的。
图3示出了根据本发明的一个实施例的电火花放电状态电压波形识别的时序图。控制脉冲PWM由如上参照图1描述的控制单元104或参照图2描述的控制器220发出，用于控制电火花加工电源100经由功放器件G1产生脉冲电压加在电极106与工件之间构成极间电压Vg，极间电压Vg经如图2所示地处理后传入控制器220，构成一个环路来实时监控每个脉冲的放电状态。
极间电压Vg的不同波形表示了电火花放电脉冲的不同状态，诸如空载脉冲、火花放电脉冲、过渡电弧放电脉冲、稳定电弧放电脉冲、短路脉冲、以及漏电流脉冲。如上所述，控制器220将根据极间电压Vg与不同阈值(例如，Vrefh、Vrefm、Vrefl)相比较生成的比较结果Min1、Min2和Min3来识别电火花放电脉冲的不同状态。
在一个实施例中，根据Min1信号的下降沿与PWM信号下降沿的时序关系来区分空载、火花放电和过渡电弧。将PWM信号的上升沿和下降沿之间时间(即脉宽)定义为Ton，将下降沿与之后的上升沿之间的时间(即，脉冲间隔)定义为Toff，将Min1的上升沿与下降沿之间的时间(即，脉冲持续时间)定义为Tp。与PWM信号相关联的持续时间Ton和Toff可由控制单元104在确定PWM信号的脉宽(即Ton)和脉冲间隔(即Toff)时直接被确定。Min1的脉冲持续时间Tp(例如，高电平)可由控制器220中的捕获模块来捕获。
作为示例而非限定，在Min1的下降沿可触发中断子程序，在该中断子程序中可确定PWM信号电平的高低和/或获取Min1信号上升沿和下降沿之间的时间Tp。例如，为了确定Tp，控制器220可包括捕获计数器、上升沿锁存寄存器(CRR)和下降沿锁存寄存器(CFR)。捕获计数器可根据时钟信号进行计数(递增或递减)。在Min1的上升沿将计数器数值捕获到上升沿锁存寄存器(CRR)中，在Min1的下降沿将计数器数值捕获到下降沿锁存寄存器，并由下降沿触发中断子程序。在该中断子程序中可获取CFR和CRR中的数值，分别用CFR和CRR表示。从而可得到脉冲持续时间Tp的计数|CRR-CFR|。若捕获计数器每次递增或递减1表示0.1微秒(即，捕获时间精度为0.1微秒)，计数|CRR-CFR|为2个计数，则脉冲持续时间Tp为|CRR-CFR|x0.1＝0.2微秒。在其他实施例中，可以采用其他精度的捕获计数器，从而获取更精细或更粗略的脉冲持续时间Tp。以下详细描述确定电火花放电状态的具体实现。
·若在Min1的下降沿时PWM信号为低电平或Tp≥Ton，则确定放电脉冲为空载；
·若在Min1的下降沿时PWM信号为高电平或Tp<Ton，则确定放电脉冲为火花放电或过渡电弧。
火花放电和过渡电弧的区别是过渡电弧的Tp小于火花放电的Tp。在这种情况下，进一步根据火花放电时间阈值Tth来辨别火花放电或过渡电弧。火花放电时间阈值Tth可以经验式地设置或者动态地调整，以便更准确地辨别火花放电或过渡电弧。作为示例而非限定，时间阈值Tth可被设为1.5-2.5微秒(例如，约2微秒)。如果Tth<Tp<Ton则确定放电脉冲为火花放电，否则若Tp≤Tth，则确定放电脉冲为过渡电弧。
·若Min1在一个PWM周期没有上升沿或Tp为零(即，没有脉冲)，则确定放电脉冲为漏电流脉冲、稳定电弧或短路。此时可进一步依据Min2、Min3信号电平的高低(或是否有脉冲)来区分漏电流脉冲、稳定电弧或短路。
若Min2信号为低电平(无脉冲)且Min3信号为高电平(有脉冲)，则该放电脉冲为电弧放电；
若Min2信号为低电平(无脉冲)且Min3信号为低电平(无脉冲)，则该放电脉冲为短路；
若Min2信号为高电平(有脉冲)且Min3信号为高电平(有脉冲)，则该放电脉冲为漏电流。
结合图2和图3，对Min2和Min3的处理是在PWM信号为低电平时发生的。例如，可由PWM信号的下降沿触发PWM中断子程序，在该中断子程序中根据Min2和Min3信号电平的高低来区分漏电流、稳定电弧或短路。由于程序处理会有延时，因此图2示出了锁存电路212和214，其分别在PWM信号的下降沿时锁存由第二比较电路204和第三比较电路206输出的信号Min2、Min3，从而将前一PMW脉冲期间的有效Min2、Min3信号输入到控制器220进行处理。在PMW信号的下一个上升沿时可以使锁存电路212和214解锁，从而锁存电路212和214可以捕获下一个PMW脉冲期间的有效Min2、Min3信号。
在替换实施例中，Min2信号可用于判断漏电流脉冲，Min2信号可在其上升沿被锁存电路212锁存，以便在PWM信号下降沿触发的PWM中断子程序中判断放电状态，并在PWM中断子程序中解锁锁存电路212。Min3信号可用于区分短路和稳定电弧，Min3信号可在其上升沿被锁存电路214锁存，以便在PWM信号下降沿触发的PWM中断子程序中判断放电状态，并在PWM中断子程序中解锁锁存电路214。
在漏电流状态时电极与工件之间的间隙失去绝缘特性，呈现电阻态，极间电压峰值被拉低，击穿能力大幅降低，加工能力大幅下降，因漏电流状态的形成原因是间隙内杂质浓度过高，所以其不以单个脉冲出现，而是以成百上千个脉冲出现，对加工效率有较大影响。通过检测，若预定时间(例如，0.5-2秒)内的放电状态以漏电流脉冲为主(例如，90％及以上)，则可以进行抬刀，以降低间隙内的杂质浓度，恢复间隙的绝缘特性。
图4示出了根据本发明的一个实施例的捕获中断流程图(例如，在Min1的下降沿触发的中断子程序)。该流程开始于在Min1的下降沿触发中断，在该中断子程序中可确定PWM信号电平是否为低电平。如果是，则确定该脉冲为空载；否则获取并存储Min1的脉冲持续时间Tp。随后确定Tp是否小于火花放电时间阈值Tth。如果是，则确定该脉冲为过渡电弧放电；否则确定该脉冲为火花放电。该流程随后结束。
图5示出了根据本发明的一个实施例的PWM中断流程图(例如，由PWM信号的下降沿触发的中断子程序)。该流程开始于在PWM信号的下降沿触发中断，在该中断子程序中可确定该PWM周期中是否存在Min1下降沿。如果是，则该流程结束；否则该流程确定Min2是否为低电平。如果Min2不为低电平，则进一步确定Min3是否为高电平。如果Min3为高电平，则确定该放电脉冲为漏电流；否则该流程结束。如果Min2为低电平，则进一步确定Min3是否为低电平。如果Min3为低电平，则确定该放电脉冲为短路；否则确定该放电脉冲为电弧放电。该流程随后结束。
图6示出了根据本发明的一个实施例的判断电极是否积碳的流程图。在实际生产过程中，发现电极积碳后的Tp值较为一致，与正常加工时Tp值为随机的规律相背离，由这个特点可确认电极是否积碳。具体实现为采集指定时段(例如，1秒)内放电的Tp值，并计算其方差，若方差小于阈值则确定有积碳风险，否则确定为正常加工。
本发明以电火花放电的波形为依据，判别出每个放电脉冲的状态，还可统计一段时间内的放电状态，判断放电间隙是否合适，并由此改变加工参数，减少了电弧放电的比率，提高了正常放电的比率，从而能够提高加工效率。在一方面，本发明依据放电脉冲的电压波形的不同，对间隙电压进行处理，能够快速、准确地识别放电状态，例如空载、火花放电、稳定电弧、过渡电弧、短路和漏电流状态等。另一方面，近期研究资料表明，较多的电弧放电发生在击穿延时变短后，本发明通过将间隙电压Vg整形后获取击穿延时Tp的值，为后续预测电弧放电提供了基础。在再一方面，通过统计一段时间(例如，0.5-2秒)内是否以漏电流状态为主，进而判断是否抬刀以降低间隙内杂质浓度，提高了系统的加工稳定性，改善了加工效率。进一步地，通过判断电极是否烧结，减少了工件烧结后的处理时间提高了加工效率。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式以及所列举的具体数字仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种电火花加工放电状态检测电路，其特征在于，包括：
第一比较电路，其接收电极与工件之间的极间电压，将所述极间电压与第一阈值电压作比较并输出第一比较信号，其中在所述电极上施加的电压由PWM脉冲来控制；以及
控制器，所述控制器从所述第一比较电路接收所述第一比较信号并根据所述第一比较信号的脉冲持续时间来确定所述电极与工件之间的间隙在所述PWM脉冲期间的放电状态。
2.如权利要求1所述的电火花加工放电状态检测电路，其特征在于，
若所述第一比较信号的脉冲持续时间Tp≥所述PWM脉冲的持续时间Ton，则确定所述间隙在所述PWM脉冲期间为空载；以及
若Tp<Ton，则确定所述间隙在所述PWM脉冲期间为火花放电或过渡电弧放电。
3.如权利要求2所述的电火花加工放电状态检测电路，其特征在于，
若火花放电时间阈值Tth<Tp<Ton，则确定所述间隙在所述PWM脉冲期间为火花放电，否则若Tp≤Tth，则确定所述间隙在所述PWM脉冲期间为过渡电弧放电。
4.如权利要求3所述的电火花加工放电状态检测电路，其特征在于，所述PWM脉冲的脉宽为10-1000微秒，脉冲间隔为40-1000微秒，所述火花放电时间阈值Tth为1.5-2.5微秒。
5.如权利要求1所述的电火花加工放电状态检测电路，其特征在于，所述电火花加工放电状态检测电路还包括：
第二比较电路，其接收所述极间电压，将所述极间电压与第二阈值电压作比较并输出第二比较信号，所述第二阈值电压小于所述第一阈值电压，
其中所述控制器从所述第二比较电路接收所述第二比较信号，并在所述第一比较信号无脉冲且所述第二比较信号有脉冲时确定所述间隙在所述PWM脉冲期间为漏电流放电。
6.如权利要求5所述的电火花加工放电状态检测电路，其特征在于，所述电火花加工放电状态检测电路还包括：
第一锁存电路，其连接至所述第二比较电路以锁存在所述PWM脉冲期间的第二比较信号，并在所述PWM脉冲结束后将所述第二比较信号提供给所述控制器。
7.如权利要求5所述的电火花加工放电状态检测电路，其特征在于，所述电火花加工放电状态检测电路还包括：
第三比较电路，其接收所述极间电压，将所述极间电压与第三阈值电压作比较并输出第三比较信号，所述第三阈值电压小于所述第二阈值电压，
其中所述控制器从所述第三比较电路接收所述第三比较信号，并在所述第二比较信号无脉冲且所述第三比较信号有脉冲时确定所述间隙在所述PWM脉冲期间为稳定电弧放电，在所述第二比较信号无脉冲且所述第三比较信号无脉冲时确定所述间隙在所述PWM脉冲期间为短路状态。
8.如权利要求7所述的电火花加工放电状态检测电路，其特征在于，所述电火花加工放电状态检测电路还包括：
第二锁存电路，其锁存在所述PWM脉冲期间的第三比较信号，并在所述PWM脉冲结束后将所述第三比较信号提供给所述控制器。
9.如权利要求7所述的电火花加工放电状态检测电路，其特征在于，所述第一阈值电压为150-170V，所述第二阈值电压为90-130V，所述第三阈值电压为10-20V。
10.如权利要求1所述的电火花加工放电状态检测电路，其特征在于，所述控制器进一步计算在指定时段内所述第一比较信号的脉冲持续时间的方差，若所述方差小于阈值则确定有积碳风险。
11.一种电火花加工装置，其特征在于，包括：
如权利要求1至10中任一项所述的电火花加工放电状态检测电路；
电压源；
加工槽，所述加工槽用于固定工件并在所述工件与所述电极之间形成间隙；以及
耦合在所述电压源与所述电极之间的功放器件，其中所述PWM脉冲导通或关断所述功放器件以从所述电压源经由所述功放器件向所述电极提供电压信号，所述电压信号击穿所述电极与工件之间的间隙并建立放电通道。
12.一种电火花加工放电状态检测方法，其特征在于，包括：
接收电极与工件之间的极间电压，其中在所述电极上施加的电压由PWM脉冲来控制；
将所述极间电压与第一阈值电压作比较并输出第一比较信号；以及
根据所述第一比较信号的脉冲持续时间来确定所述电极与工件之间的间隙在所述PWM脉冲期间的放电状态。
13.如权利要求12所述的电火花加工放电状态检测方法，其特征在于，
若所述第一比较信号的脉冲持续时间Tp≥所述PWM脉冲的持续时间Ton，则确定所述间隙在所述PWM脉冲期间为空载；
若Tp<Ton，则确定所述间隙在所述PWM脉冲期间为火花放电或过渡电弧放电；
若火花放电时间阈值Tth<Tp<Ton，则确定所述间隙在所述PWM脉冲期间为火花放电，否则若Tp≤Tth，则确定所述间隙在所述PWM脉冲期间为过渡电弧放电。
14.如权利要求12所述的电火花加工放电状态检测方法，其特征在于，还包括：
将所述极间电压与第二阈值电压作比较并输出第二比较信号，所述第二阈值电压小于所述第一阈值电压；以及
在所述第一比较信号无脉冲且所述第二比较信号有脉冲时确定所述间隙在所述PWM脉冲期间为漏电流放电。
15.如权利要求14所述的电火花加工放电状态检测方法，其特征在于，还包括：
将所述极间电压与第三阈值电压作比较并输出第三比较信号，所述第三阈值电压小于所述第二阈值电压；
在所述第二比较信号无脉冲且所述第三比较信号有脉冲时确定所述间隙在所述PWM脉冲期间为稳定电弧放电；以及
在所述第二比较信号无脉冲且所述第三比较信号无脉冲时确定所述间隙在所述PWM脉冲期间为短路状态。
16.如权利要求12所述的电火花加工放电状态检测方法，其特征在于，还包括：
计算在指定时段内所述第一比较信号的脉冲持续时间的方差，若所述方差小于阈值则确定有积碳风险。
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