CN111745236A - 一种检测电火花穿孔机打穿的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种检测电火花穿孔机打穿的方法，其利用处理器实时采集电火花放电过程中的信号；在当前的一个检测时间段内，处理器统计正常放电电压波形的数量、空载状态电压波形的数量、短路状态电压波形的数量，若空载状态电压波形的数量占总数量的五分之一以上、短路状态电压波形的数量占总数量的五分之一以上、且空载状态电压波形的数量与短路状态电压波形的数量之和占总数量的三分之一以上，则处理器判定工件已被打穿；否则，在下一个检测时间段内继续进行判定；优点是其成本低，检测准确率高，加工效率高。

Description

一种检测电火花穿孔机打穿的方法

技术领域

本发明涉及一种电火花穿孔机穿孔检测技术，尤其是涉及一种检测电火花穿孔机打穿的方法。

背景技术

电火花加工主要应用于模具生产中的型孔、型腔加工。电火花穿孔机通常用于中小型冲模加工，其特点是不受工件金属材料硬度的限制。电火花穿孔机中的电极丝一般采用钢、铸铁或铜材料制成，在利用电火花穿孔机进行穿孔加工过程中，电极丝会随着穿孔加工的进行而损耗。穿孔加工的加工条件、加工速度、工件金属材料等多方面不确定因素都会造成电极丝的损耗，这样一来，在穿孔加工过程中就无法确定电极丝的穿孔加工深度，进而会造成穿孔不完全，从而会影响穿孔加工的进程和生产效益。因此，在利用电火花穿孔机进行穿孔加工过程中，非常有必要采用一种辅助手段来检测工件是否已打穿。

目前，在穿孔加工过程中检测工件是否已打穿主要有两种方法。第一种方法是在工件的下方安装光电开关，利用光电开关检测火光，如果检测到火光，则判定工件已打穿，这种检测方法存在以下问题：1)由于光电开光安装于工件的下方，因此需先垫高工件，然而受空间限制工件垫高的程度有限，导致很难安装光电开关；2)要求光电开关的位置与工件待穿孔的位置对应，如果存在偏差，则检测误差极大；3)工件加工环境通常存在很多冷却水，光电开关一旦进水则很容易损坏。第二种方法是在工件的下方放置铁板，如果电极丝接触到铁板，则判定工件已打穿，这种检测方法存在以下问题：1)由于铁板放置于工件的下方，因此需先垫高工件，然而受空间限制工件垫高的程度有限，导致很难放置铁板；2)铁板很容易被穿孔，导致需频繁更换铁板，不仅提高了成本，而且频繁的更换操作给操作人员增加了工作量，同时大大降低了加工效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种检测电火花穿孔机打穿的方法，其成本低，检测准确率高，加工效率高。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种检测电火花穿孔机打穿的方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：增设一个处理器，在处理器中设置一个计时器，计时器设定检测时间段为T，其中，T∈[1秒,3秒]；在利用电火花穿孔机进行穿孔加工过程中，将先有一段时间的电源电压、后有一段时间的高频振荡电压的电压波形定义为正常放电电压波形，将有电源电压而无高频振荡电压的电压波形定义为空载状态电压波形，将先有微秒级时间的电源电压、后有远低于电源电压且无高频振荡电压的电压波形定义为短路状态电压波形；

步骤2：使电火花穿孔机中的电极丝的信号输出端与处理器连接；然后开启电火花穿孔机，电火花放电过程中电极丝与工件之间非接触存在物理空隙，处理器实时采集电火花放电过程中的信号并存储；

步骤3：在当前的一个检测时间段内，处理器统计正常放电电压波形的数量、空载状态电压波形的数量、短路状态电压波形的数量及正常放电电压波形、空载状态电压波形和短路状态电压波形的总数量，若空载状态电压波形的数量占总数量的五分之一以上、短路状态电压波形的数量占总数量的五分之一以上、且空载状态电压波形的数量与短路状态电压波形的数量之和占总数量的三分之一以上，则处理器判定工件已被打穿；否则，在下一个检测时间段内继续进行判定。

所述的处理器为单片机。单片机直接采用市售的单片机，能够实现基本功能的单片机即可，不受型号限制，在本发明中利用单片机采集信号、统计电压波形的数量、根据数据进行简单判断处理在本领域中均能简单实现。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

利用一个处理器实时采集电火花放电过程中的信号，通过统计一个检测时间段内的正常放电电压波形的数量、空载状态电压波形的数量、短路状态电压波形的数量来判定工件是否打穿，大大提高了加工效率；处理器的安装位置不受限，安装极方便，且不受工件加工环境中冷却水的影响，也不会无故被损坏；处理器实时采集信号，利用电压波形来检测，检测准确率高；处理器如单片机的成本较低。

附图说明

图1为本发明方法的总体实现框图；

图2a为正常放电电压波形的简易示意图；

图2b为空载状态电压波形的简易示意图；

图2c给出了短路状态电压波形的简易示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

本发明提出的一种检测电火花穿孔机打穿的方法，其总体实现框图如图1所示，其包括以下步骤：

步骤1：增设一个处理器，在处理器中设置一个计时器，计时器设定检测时间段为T，其中，T∈[1秒,3秒]；在利用电火花穿孔机进行穿孔加工过程中，将先有一段时间的电源电压、后有一段时间的高频振荡电压的电压波形定义为正常放电电压波形，将有电源电压而无高频振荡电压的电压波形定义为空载状态电压波形，将先有微秒级时间的电源电压、后有远低于电源电压且无高频振荡电压的电压波形定义为短路状态电压波形。

图2a给出了正常放电电压波形的简易示意图，图2b给出了空载状态电压波形的简易示意图，图2c给出了短路状态电压波形的简易示意图。

在此，处理器为单片机，单片机直接采用市售的单片机，能够实现基本功能的单片机即可，不受型号限制，在本发明中利用单片机采集信号、统计电压波形的数量、根据数据进行简单判断处理在本领域中均能简单实现。

步骤2：使电火花穿孔机中的电极丝的信号输出端与处理器连接；然后开启电火花穿孔机，电火花放电过程中电极丝与工件之间非接触存在物理空隙，处理器实时采集电火花放电过程中的信号并存储。

步骤3：在当前的一个检测时间段内，处理器统计正常放电电压波形的数量、空载状态电压波形的数量、短路状态电压波形的数量及正常放电电压波形、空载状态电压波形和短路状态电压波形的总数量，若空载状态电压波形的数量占总数量的五分之一以上、短路状态电压波形的数量占总数量的五分之一以上、且空载状态电压波形的数量与短路状态电压波形的数量之和占总数量的三分之一以上，则处理器判定工件已被打穿；否则，在下一个检测时间段内继续进行判定。

电火花放电过程中，电极丝与工件之间非接触存在物理空隙，在工件未打穿前，由于电极丝的出液口喷出的工作液如高压水填充于物理空隙中，不仅起到了冷却的作用，而且还起到了绝缘电极丝与工件之间的作用，但因振动电极丝偶尔还是会与工件碰到一起，因此在工件未打穿前出现的绝大多数电压波形为正常放电电压波形，也有少量电压波形为短路状态电压波形；在工件打穿后，由于电极丝的出液口喷出的工作液如高压水直接向下喷出，在振动下电极丝极易与工件碰到一起，因此在穿孔后出现的绝大多数电压波形为空载状态电压波形和短路状态电压波形。

Claims (2)

1.一种检测电火花穿孔机打穿的方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：增设一个处理器，在处理器中设置一个计时器，计时器设定检测时间段为T，其中，T∈[1秒,3秒]；在利用电火花穿孔机进行穿孔加工过程中，将先有一段时间的电源电压、后有一段时间的高频振荡电压的电压波形定义为正常放电电压波形，将有电源电压而无高频振荡电压的电压波形定义为空载状态电压波形，将先有微秒级时间的电源电压、后有远低于电源电压且无高频振荡电压的电压波形定义为短路状态电压波形；

步骤2：使电火花穿孔机中的电极丝的信号输出端与处理器连接；然后开启电火花穿孔机，电火花放电过程中电极丝与工件之间非接触存在物理空隙，处理器实时采集电火花放电过程中的信号并存储；

步骤3：在当前的一个检测时间段内，处理器统计正常放电电压波形的数量、空载状态电压波形的数量、短路状态电压波形的数量及正常放电电压波形、空载状态电压波形和短路状态电压波形的总数量，若空载状态电压波形的数量占总数量的五分之一以上、短路状态电压波形的数量占总数量的五分之一以上、且空载状态电压波形的数量与短路状态电压波形的数量之和占总数量的三分之一以上，则处理器判定工件已被打穿；否则，在下一个检测时间段内继续进行判定。

2.根据权利要求1所述的一种检测电火花穿孔机打穿的方法，其特征在于所述的处理器为单片机。

Images