CN116329683A - 用于放电加工的方法 - Google Patents

Abstract

用于放电加工的方法。本发明涉及一种用于丝放电加工（WEDM）的方法和设备，其中在第一电流馈线和工件之间测量第一电压UCH1，并且在第二电流馈线和工件之间测量第二电压U_CH2，而当加工放电脉冲的电流是零时，例如在加工放电电流脉冲结束时，测量所述第一和第二电压U_CH1、U_CH2，并且确定所述测量电压的电压差ΔU_CH=U_CH1‑U_CH2，并且作为所述电压差ΔU_CH的函数，实时确定所述加工放电脉冲的放电位置。

Description

用于放电加工的方法

本发明涉及一种用于丝放电加工（wire electrical discharge machining）过程的控制的方法，特别地涉及一种在丝放电加工过程中检测放电位置的方法。

背景技术

线放电加工过程（称为WEDM）是多用途并且极其准确的。借助于丝电极（wireelectrode）（丝）在工件中切割希望的轮廓（contour）。根据加工程序的指令使丝和工件彼此相对移动。通过向工件和丝之间的间隙应用电压来进行该过程。工件材料通过放电脉冲的作用而被移除，放电脉冲也被称为放电、火花或脉冲。

丝放电机器配备有一系列监视信号，特别是电过程监视信号。这样的监视信号包括例如击穿检测、燃烧电压水平的监视、开路（open）电压条件的检测等，这些是EDM过程的控制的基础。

大约45年前，在专利申请公开JPS5364899A中，KiyoshiInoue博士公开了如何通过使用放电脉冲信号检测沿丝与工件的啮合线的放电位置的基本思想。可以基于通过上部和下部电流馈送支路馈送的部分电流来计算沿着丝和工件的啮合线发生放电的位置。例如，CH653585A5公开了一种计算在电极丝和工件之间的加工区中沿着丝电极的部分的放电的距离Z的方法，所述距离是从电流馈送接触之间的中心点指示的。该方法包括在每个放电过程中分别减去和加上在上部和下部线中的每个中流动的电流的强度，以及用于获得与减法与加法的商（quotient of the subtraction by the addition）成比例的值的电路。

最近，GF Machining Solutions展示了两个应用，它们利用放电位置检测。一个是“iSPS”；一种过程控制方法，实时监视整体火花分布，并且如果任何位置处的火花密度超过某些阈值，则减少脉冲能量（参见EP3446820A）。另一个应用是“iWire”；这里通过确定行进丝（traveling wire）上弧坑（crater）的位置和大小实时地生成丝的磨损（wearing）模型，并且根据实际丝磨损模型与丝磨损极限的比较来调整丝行进速度（参见EP3834977A1)。

放电位置检测的另外的用途包括：

-检测相同位置处的一系列放电（又名集中放电，局部化），并且采取对策防止断丝和对工件的损坏；

-监视丝的发热以防止断丝；

-监视加工区的不同扇区处的放电的数量，并且基于放电的分布推断加工形状；

-通过检测放电位置并且通过相应地主动控制放电脉冲能量，增强加工准确性；

-通过实时检测放电位置并在放电位置到达预设置位置时停止电流脉冲持续预定时间来主动控制放电发生在希望的位置处；

-通过检测第一放电的位置并实时决定是否应在第一放电后立即应用、减少或根本不应用附加放电来主动控制放电发生在希望的位置处；

-检测实际放电脉冲的位置，并通过根据检测位置选择放电条件，将预设置加工参数应用于工件高度的具体部分；

-在过程中（in-process），检测工件厚度和形状，并相应地调整过程条件；

-检测丝相对于工件的错位（misalignment）；

-通过主动控制集中放电的发生来增加加工速度。

根据现有技术通常用于推断放电位置的方法基于流经上部和下部电流馈送支路的电流的测量。通过上部馈送路径和下部馈送路径流向丝的部分放电电流I20和I30被分别测量，例如使用环形电流互感器29、39，如图1中所示。环形电流互感器使电流的非接触式感测成为可能。流经上部和下部馈线的电流信号I20、I30由差动电流放大器进行比较；电流差异信号与放电位置相关联。

该方法非常直观，但具有多个缺点：

-上部和下部电流馈送支路中的电流的分离（发生器和丝电极之间的连接，又名电流线缆或电极线缆）作为相应总阻抗的函数发生。这意味着电极线缆的电感的任何改变，例如通过移动轴，反映在放电的位置检测的不准确性中。此外，对于机器的每个大小和拓扑，上部和下部电流馈送支路的对称性不同，因此需要复杂的校准；

-实时测量高达1000A电流所需的硬件，这可以是昂贵的；

-电子技术的现有技术优选地获取和处理电压，并尽快将它们转换为数字信息，而不获取电流；

-WEDM加工中使用的脉冲通常非常高和窄，并且从电磁角度来看，测量和减去它们必须在非常嘈杂的环境中执行；

-减去电流仅在电流幅度足够大时才有效，排除了将此方法应用于修剪（trim）切割。

综上所述，很明显，用于检测的改进方法是高度希望的。本发明通过彻底改变测量方法消除了现有技术解决方案的缺点。这提供了可靠且稳定的测量平台，其交付（deliver）关于放电的位置的精确信息。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种改进的方法，用于确定沿丝电极和工件的啮合线的放电的位置，特别是放电位置检测方法比现有技术方法更准确和可靠。

该目的通过以下内容实现：确定在理想时刻，即在电流脉冲结束时，在上部电流馈线处测量的电压与在下部电流馈线处测量的电压之间的差，其中电流是零，电压信号处于最大值且电磁辐射被最小化，然后基于所述电压差推断放电位置。

本发明的第二目的是减少放电位置检测的成本和工作量。

在从属权利要求、以下说明书和附图中记载了另外的方面。其他特征是所公开的方法和产品中所固有的，或者对于本领域技术人员来说从以下详细描述和附图将变得清楚。

本发明优选实施例的描述

现在将参考附图详细描述本发明的优选实施例，其中

图1是利用现有技术放电位置检测电路的WEDM的加工区域示意图；

图2是已知的放电位置离散化方案；

图3a、b是根据本发明的利用放电位置检测电路的WEDM的加工区域的示意图；

图4a、b是根据本发明地放电位置检测电路的电路模型；

图5a、b是用于电压测量的信号；

图5c是加工电流i1和i2的绘图；

图5d是在不同放电位置处的多个测量电压信号的绘图；

图6a、b是加工放电脉冲的电流，以及根据放电位置的电压的数字示波器获取；

图7a、b 7a是生成7b的波形的梳状（comb-shaped）工件，其示出了余辉模式（persistence mode）中的电压的数字示波器测；

图8是上部和下部加工放电脉冲电流i1和i2的绘图。

图9是示出了信号获取和处理的原理的功能图；

图10a、b是放电位置检测系统的示例性校准方法；

图11是示出了丝自感应（self-inductance）与丝段长度之间的关系的图。

图1示出了现有技术的丝放电机器的加工区域。工件2被安装在填充有介电加工流体(未示出)的工作箱（worktank）5中的台6上。借助于丝电极1切割工件2，这由丝引导件（wire guide）22、23精确引导。丝引导件位于上部和下部丝引导头20、30中。丝引导头20、30还包括上部和下部电流馈线21、22。上部和下部电极线缆25、35将发生器连接到上部和下部电流馈线21、31。在操作中，丝电极1在电流馈线21、22上滑动，而加工电流脉冲被携带到丝。放电发生在间隙3中，沿着丝1和工件2的啮合线。

根据现有技术，如所讨论的，例如在EP3446820A中，使用环形电流互感器29、39单独测量通过上部和下部馈送路径流向丝的部分放电电流I20、I30。

指的是电流馈线21、31之间的一半距离Z_FM处的位置的放电位置与部分放电电流的差成比例。更具体地，部分放电电流信号的差(I20-I30)除以总放电电流(I20+I30)，乘以电流馈线之间的一半距离(Z_FU+H_WP+Z_FL)/2确定从电流馈线之间的中间点，沿丝和工件的啮合线发生的每个放电Di的放电位置Z_Di。放电的位置被离散化以便进一步处理。图2示出了一种离散化方案，其中工件高度被分成离散数量的部分，并且检测到的放电位置被分配给相应的部分，如本领域已知的那样。

如前所述，在上部和下部电流馈送支路中流动的部分电流的方法具有许多劣势。因此，本发明的目的是提供一种改进的放电位置检测方法。

在根据本发明的丝放电加工方法中，初步电压脉冲应用于丝电极和工件之间的间隙，并且在所述初步电压脉冲击穿时，加工放电脉冲应用于丝电极，其特征在于，在第一电流馈线与工件之间测量第一电压U_CH1，并且在第二电流馈线与工件之间测量第二电压U_CH2，而在加工放电脉冲的电流是零时测量所述第一电压U_CH1和所述第二电压U_CH2，并且确定所述第一和所述第二测量电压的电压差ΔU_CH=U_CH1-U_CH2，并作为所述电压差ΔU_CH的函数实时确定所述加工放电脉冲沿丝电极和工件的啮合线的放电位置。

例如，第一电流馈线是上部电流馈线，并且第二电流馈线是下部电流馈线，或反之亦然。以此方式，在丝电极和工件之间的电压在上部接触位置和下部接触位置两者都被测量。

根据实施例，当加工放电脉冲的电流是零时，在加工放电脉冲的开始处和/或加工放电脉冲的结束处测量电压。

现在将详细呈现根据本发明的方法。首先，将初步电压脉冲应用于丝电极和工件之间的间隙，由此间隙被电离，并产生击穿。击穿后立即应用加工放电脉冲。

在放电电流是零时测量上部电流馈线与工件之间的第一电压U_CH1和下部电流馈线与工件之间的第二电压U_CH2，并确定它们的差ΔU_CH= U_CH1-U_CH2。所述加工放电脉冲的放电位置是基于所述差ΔU_CH计算的。

图3a、b示出了WEDM的加工区域，具有用于测量电压U_CH1和U_CH2的电压测量装置，由根据本发明的放电位置检测电路使用。

现在参考图4a，示出了第一实施例的电路模型，其示出了WEDM的发生器和丝电极之间的电流路径。在该实施例中，加工放电脉冲通过上部电极线缆(25)和下部电极线缆(35)两者提供给丝。通常，一个或多个上部和下部电极线缆将发生器7连接到上部电流馈线C_PU并且连接到下部电流馈线C_PL。电流i₀、i₁和i₂的箭头指向发生器，因为通常工件被正极化并且丝电极负极化。为简单起见，在说明U_CH1和U_CH2的公式时，假设相反的极性（丝正和工件负）。

L_U和L_L分别是上部和下部电极线缆电感；R_U和R_L分别表示上部和下部电极线缆电阻，包括电流馈线C_PU、C_PL的电阻。

如上参考现有技术所解释的，在测量部分电流i1和i2时必须考虑电感和电阻L_U、R_U、L_L、R_L的影响。因此，这些值的任何改变都影响测量，使其不可靠，例如在工作台的不同位置处进行加工时。

如图3b中所示，s_U是放电位置与上部电流馈线C_PU之间的部分丝段长度，并且s_L是放电位置与下部电流馈线C_PL之间的部分丝段。R_WU和R_WL是部分丝段电阻，L₁和L₂是放电位置上方和下方的部分丝段电感。U_CH1和U_CH2分别是上部和下部电流馈线相对于地测量的电压。

在放电期间，丝与工件之间的间隙电压U_Gap典型是25-30 V。该电压是放电电压或燃烧（burning）电压。间隙电压与放电位置无关；必须消除间隙电压，以便得到用于确定放电位置的相关电压ΔU_CH。

以下公式产生两个电压：

根据本文公开的发明，电压被精确采样，在放电脉冲电流是零时通常具有50ns的准确性，例如如图6a、6b中所示。换句话说，必须在检测到零脉冲电流时对电压进行非常精确的采样。为免疑义，“加工放电脉冲的电流是零时测量第一电压U_CH1和第二电压U_CH2”的措辞包括电流接近零，即在要求的准确性内的电压测量。

这样，电流在丝段上引起的电阻压降是零。上式①和②因此简化为：

而且，它们的区别是：

可以看到，电压U_CH1、U_CH2两者都取决于电流的导数di₁/dt、di₂/dt（derivative）以及取决于部分丝电感L₁、L₂。

此外，在电流馈线处测量电压U_CH1和U_CH2，使得从发生器到电流馈线的布线（cabling）的阻抗现在是不相关的。

现在参考图4a中所示的电路模型再次说明这些方面。通过测量电流馈线处的电压U_CH1和U_CH2，电极线缆25、35被旁路（by-pass）；仅测量电路的相关部分。此外，通过在零放电脉冲电流处测量，部分丝段电阻R_WU和R_WL对电压U_CH1和U_CH2没有影响。最后，测量的通道电压，分别是第一电压和第二电压U_CH1和U_CH2彼此相减，使得电压差ΔU_CH不受间隙电压U_Gap的影响。

综上所述，电压差ΔU_CH仅通过部分丝段电感L₁和L₂以及放电脉冲电流的导数di₁/dt、di₂/dt确定。此外，在实践中，上部和下部路径之间的电流差I₁、I₂仅最小地影响电流的导数。图8示出了不同的上部和下部电流i1和i2的示例性电容放电脉冲波形。导数di/dt仅受放电电流i1和i2的差的轻微影响。这意味着，电压差ΔU_CH主要通过部分丝段电感L₁和L₂确定。

ΔU_CH包含关于确切放电位置的信息：上部电流馈线和放电位置之间的部分丝段的电感L₁，以及下部电流馈线和放电位置之间的部分丝段的电感L₂是从上部或（respectively）下部电流馈线到放电位置的相应部分丝段长度s_U和s_L的函数。

根据Rosa，E.B.（1908）.“The self and mutual inductances of linearconductors”.Bulletin of the Bureau of Standards. U.S. Bureau of Standards. 4(2): 301 ff. doi:10.6028/bulletin.088，直丝的自电感(self-inductance)L与丝段长度之间的关系近似为：

其中

；r = 以米为单位的丝半径；s = 以米为单位的相关丝段长度，例如上部丝段长度s_U; L = 以nH为单位的丝电感。

上面所示的公式⑥是先验的（transcendental）并且不能容易地实时求解。然而，查找表可用于将丝段长度与自感应L联系起来。此类查找表可针对与所需的步长（stepsize）和丝电极直径的相关提前计算。可以例如在快速存储器中存储查找表，用于实时访问。鉴于另外的用途，例如，用于放电位置监视目的或用于放电位置控制，查找表离散化检测到的放电位置是实际的。

此外，可以将上述公式⑥线性化以找到近似的丝段长度s，如图11中针对具有直径0.2 mm的丝示例性示出的：

（例如，使用简单的线性插值）其中s = 以米为单位的丝段长度，L = 以nH为单位的丝电感。

这意味着表明电压以及因此电压差包含关于丝段长度的信息。然而，本发明提出了一种更简单的方法以从电压差开始直接找到丝段长度。这将在稍后变得更清楚。

即使对于较小的电流，导数di₁/dt和di₂/dt也相当大，因为为了实现高质量的结果，WEDM加工脉冲必须尽可能窄且陡。因此，措施不仅对主切割（main cut）是可靠的，而且对修剪（trim）切割也是可靠的。

现在参考图6a和6b说明相关理论，即自感应，图6a和6b示出了针对分别发生在工件的顶部处和其底部处的特定放电的加工放电脉冲的电流的数字存储示波器（DSO)的获取，以及根据放电位置的电压差ΔU_CH。

详细地，图6a示出了放电发生在丝和工件的啮合线的底部处时的通道电压差ΔU_CH的过程。

此外，图6b示出了放电发生在丝和工件的啮合线的顶部处时的通道电压差ΔU_CH的过程。

本发明基于如下事实：在上部和下部电流馈线之间，相关丝部分s中的电流脉冲感应出与电流的导数成比例的电压。众所周知（knowingly），通过直丝的电流改变将在丝周围产生磁场。自感应电压由磁场变化生成并且与电流脉冲的导数成比例。因此，如针对电容放电脉冲的情况在图中示出的，电流的导数在脉冲开始时和结束时最陡。意思是，恰好在放电电流处于零时，感应的电压处于最大值。

如所述，图6a和6b示出了顶部或底部放电位置的两种极端情况。在放电恰好发生在上部和下部电流之间的中点（图3b：中点）处的情况中，从上部或下部电流馈线到放电位置的两个部分丝段长度s_U和s_L具有相同的长度。感应电压U_CH1和U_CH2具有相同的值，并且测量的通道电压U_CH1和U_CH2的电压差ΔU_CH因此是零。

值得注意的是，丝电加工放电脉冲的电流梯度di/dt在脉冲的开始时和结束时很大。因此，电压信号非常适合用于检测，在常规放电位置检测失败的修剪切割的情况中也如此。

现在，回到图3a、3b，其示出了优选实施例，其中使用分别连接在上部和下部电流馈线处的测量线缆来测量第一电压U_ch1和第二电压U_ch2。优选地，测量线缆26直接连接至上部电流馈线21，用于测量通道电压U_CH1，并且测量线缆36直接连接至下部电流馈线21，用于测量通道电压U_CH2。

例如，通道电压U_CH1和U_CH2是借助于在加工区域外部的，例如在机柜（cabinet）8中的电压测量装置V₁和V₂测量的。因此，电流馈线借助于测量线缆26、36分支到电压测量装置V₁和V₂。这些线缆不是承载高电流加工放电脉冲的电极线缆25、35。

该方法的特定优势是不需要对电极线缆的特定改变。这些电极线缆可以不加改变地使用。在测量期间，仅测量电流馈线和工件之间的电压。通过从通道电压1减去通道电压2来消除间隙电压和通过工件的小电压降。

此外，在WEDM中，针对实时过程监视和控制，例行测量间隙电压。优选地，用于测量通道电压U_CH1和U_CH2的测量线缆26、36与用于测量间隙电压的线缆相同，又名“参考线缆”，根据Kelvin桥的原理，其承载可忽略的电流并且几乎（virtually）没有电压降。这样，针对测量通道电压U_CH1和U_CH2不安装附加的线缆；复杂性和成本没有不必要地增加。与往常一样，工件侧通常处于地电位。

综上所述，本发明不对WEDM的加工区域造成负担；在没有附加线缆的情况下实现本发明是可能的。然而，用于测量通道电压U_CH1和U_CH2的专用测量线缆也是可能的。

根据实施例，一种加工过程监视和控制板包括电压测量装置V₁和V₂，用于获取通道电压U_CH1和U_CH2。这种加工过程监视和控制板通常出现在放电机器中，用于实时过程监视和控制。说例如印刷电路板可以安装在机柜8中，进一步容纳例如发生器板、电源、控制单元、电机驱动等。

使用合适的测量线缆及其正确连接非常重要。优选地，测量线缆是同轴线缆或双绞线线缆，具有低电阻、电感和电容。例如，600 nH/m的特定电感和28 pF/m的电容将提供准确的电压信号。以此方式，测量线缆允许间隙电压的准确获取。

图5c是加工电流i1和i2的绘图，其在该示例性实施例中具有电容放电脉冲的典型波形。然而，本发明可与方形、梯形和任何其他电流波形一起使用。在该示例中，通过上部支路的电流i1高于通过下部支路的电流i2，这意味着放电位置更接近上部电流馈送点。

图5d是针对多个放电的测量电压的差值ΔU_CH随时间的过程的绘图。电压曲线与脉冲电流的差的微分（differential）di/dt成比例。粗线表示在工件顶部处发生的放电的电压差ΔU_CH的进展。细线是示例，其示出沿丝电极和工件的啮合线的其他位置处发生的放电的电压差ΔU_CH的过程。

图5a和5b是电流过零（zero crossing）信号，通过它们在理想时刻执行电压测量。如上所述，当电流是零并且电流微分di/dt处于最大值时，优选地在放电电流脉冲的开始时或结束时测量通道电压U_CH1和U_CH2。特别优选地，在放电脉冲结束时测量通道电压U_CH1和U_CH2，因为这里的噪声与放电脉冲开始时的噪声相比是低的。

图7a是梳状工件2'，通过丝电极1在其整个高度上对其进行处理。图7b是通过使用示波器余辉显示模式在图7a的梳状工件的WEDM加工的过程中捕捉的电压差ΔU_CH随脉冲时间的数字示波器测量。生成的波形反映了工件的梳状，并示出了放电位置与电压差ΔU_CH之间的关系。

参考图9，现在示例性地示出了信号获取和处理的原理：

在上部和下部电流馈线上获取电压U_CH1和U_CH2。然后，分压器和限制器（limiter）电路51按比例缩小（scale down）测量的电压。接下来，快速运算放大器52减去这些电压。该差ΔU_CH被馈送到采样和保持电路53，该电路在电流过零信号有效时对电压进行采样。减法器以及采样和保持电路不再详细描述，因为它们在本领域中是众所周知的。

然后电压信号被输入到快速A/D转换器54并被离散化。最后，A/D转换器的输出被输入到FPGA（现场可编程门阵列）部件55。FPGA用于放电位置的进一步处理，用于简单的监视目的，诸如例如集中后续放电的检测，或主动控制加工放电脉冲的位置，用于将任意放电模式应用于工件切割表面（参见专利申请EP21213367.2），或其他介绍性提到的“放电位置检测的用途”。

对于检测到的模拟放电位置的实际使用和进一步处理，其具有将放电位置离散化的优势。为此，类似于EP3446820A中公开的方法，如下进行离散化，通过将工件高度H_WP分成离散数量的N_S个不同竖直部分S，例如从工件的下沿（Z=0）开始，并且将每个放电的放电位置分配给相应的竖直部分。在本示例中，假设丝引导头具有对称结构，即，从下部电流馈线到喷嘴的距离对于上部丝引导头20与对于下部丝引导头30而言是相同的。

优选地，提供查找表，指示针对电压差ΔU_CH发生放电的竖直部分S。查找表包括WEDM过程中使用的每个丝直径的数据。

根据优选实施例，通过以下内容将放电位置离散化，将工件高度H_WP分成数量N_S的竖直部分S，并且对于每个放电Di，确定电压差ΔU_CH，并且然后，基于所述电压差ΔU_CH，确定沿丝电极与工件的啮合线的每个放电D_i的放电位置Z_Di，以及最后，基于每个放电的确定的放电位置Z_Di，将每个放电D_i分配给工件的匹配竖直部分S_j。

本发明现在公开了如何通过知道电压差ΔU_CH而容易地找到放电的准确位置。参考图2的符号：

其中找到

，如图10a所示，通过以角度α稍微倾斜丝（丝长度现在变为S_adj）并针对工件以倾斜的丝平移来在工件的顶部处引起短路放电。丝也可以如图10b中所示的那样倾斜，以在工件的底部处引起短路放电。以此方式，调整电路对称性是可能的。

理论上，通过按照图10a和10b倾斜找到的U_max的绝对值应该是相同的。在该情况下，ΔU_CH = 0将对应于工件高度的正中间。然而，差 =

- />

可用于稍微调整中点H_WP/2。

用于检测工件的顶部和底部边缘的丝倾角（inclination）α可以是小的，例如<2°，使得H_WP和S_adj几乎相同。然而，非常小的丝倾角α产生不太明显的放电位置。为了防止这一点，可以采用较大的丝倾角α，并通过计算倾斜丝的长度来补偿，如下：

如上所述，电压差ΔU_CH与放电位置成比例。在电极馈线之间的中点处发生的放电的电压差ΔU_CH是零。对于丝引导头的对称构成(Z_FU=Z_FL)并且对于靠近工件表面的冲洗喷嘴（flushing nozzle），该中点对应于工件高度的中点。放电位置指的是例如所述中点，在电流馈线21、31之间的一半距离Z_FM处。如所述，实际放电与电流馈线之间的中点的距离由电压差ΔU_CH确定。例如，ΔU_CH的正值意味着放电发生在工件的中点和顶部之间，ΔU_CH的负值意味着放电发生在工件的中点和底部之间。

下面是基于通道电压U_CH1和U_CH2的差确定放电位置Z_Li的简化示例（例如忽略丝电极自感应的非线性）：

（让Z_Li的零坐标在工件底部处）

丝直径

放电位置

如以上已经提到的，例如通过利用在工件表面的顶部和/或底部处发生的放电测量的电压差ΔU_CH校准位置检测系统，由此可以明确地将这种放电分配给特定的竖直部分S。

发生在工件表面的顶部和/或底部处的放电可以是有意生成的，例如通过在切割方向上倾斜丝，如图10a和10b中所示。还可以利用存储在控制单元中的工件高度信息进行校准。

另一个校准包括梳状工件的处理，类似于图7a中所示的，例如具有相当于竖直部分S的数量的多个突起（protrusion）。通过寻找大量放电的分布的顶部和底部放电位置，可以在过程中容易地调整比例（scale）。

如果需要，可以将测量值线性化，如图11所示。

现在参考图4b，示出了第二实施例的电路模型，说明了WEDM的发生器和丝电极之间的电流路径。图4b类似于图4a，但下部电极线缆不存在或只是断开连接。事实上，根据本发明的方法对于一侧供应（supply）也是有效的。

该第二实施例的测量第一电压U_CH1和第二电压U_CH2应用的方法与上面关于第一实施例示出的方法相似，但现在U_CH1和U_CH2的公式如下：

（因为没有电流流过放电点和下部方电流馈线之间的部分丝段s_L）

电压差是：

U_CH2的测量仅用于确定间隙电压U_Gap和从公式减去间隙电压U_Gap。

本领域已知的放电位置检测的各种应用，包括介绍性列出的应用，可以使用本发明公开的改进方法，利用改进的准确性、鲁棒性和它的廉价性。

此外，本发明的放电位置检测方法也可以组合使用，即与已知的放电位置检测方法“融合”或利用其进行合理性（plausibility）检查，已知的放电位置检测方法例如是提到的部分电流检测方法，通过工件高度检测方法或关于工件的几何数据和/或例如从CAD/CAM数据获取的加工程序。

Claims (14)

1.丝放电加工（WEDM）方法，

其中，向丝电极和工件之间的间隙应用初步电压脉冲，并且，在所述初步电压脉冲的击穿时，向丝电极应用加工放电脉冲，其特征在于，

-在第一电流馈线和工件之间测量第一电压U_CH1，并且

-在第二电流馈线和工件之间测量第二电压U_CH2，

-而当加工放电脉冲的电流是零时测量所述第一电压U_CH1和所述第二电压U_CH2，

-确定所述第一和所述第二测量电压的电压差

，并且

-作为所述电压差ΔU_CH的函数实时确定所述加工放电脉冲的放电位置。

2.根据权利要求1所述的WEDM方法，其特征在于

-在加工放电脉冲的开始时，和/或

-在加工放电脉冲的结束时，

测量电压。

3.根据权利要求1或2所述的WEDM方法，其特征在于，所确定的电压差是上部电流馈线和放电位置之间的部分丝段长度s_U的丝段电感L₁和下部电流馈线和放电位置之间的部分丝段长度s_L的丝段电感L₂的函数。

4.根据权利要求1至3中一项所述的WEDM方法，其特征在于，通过将工件的高度H_WP分成数量N_S个竖直部分S来离散化放电位置，并且对于每个放电D_i，

-确定电压差ΔU_CH，

-基于所述电压差ΔU_CH，确定沿着丝电极和工件的啮合线的每个放电D_i的放电位置Z_Di，以及

-基于每个放电的确定的放电位置Z_Di，将每个放电D_i分配给工件的匹配竖直部分S_j。

5.根据前述权利要求中一项所述的WEDM方法，其特征在于，所述第一电压U_ch1和所述第二电压U_ch2通过电压测量装置V₁和V₂测量，其通过测量线缆分别连接到上部和下部电流馈线处。

6.根据权利要求5所述的WEDM方法，其特征在于，所述测量线缆是间隙电压测量线缆。

7.根据前述权利要求中一项所述的WEDM方法，其特征在于，加工放电脉冲是电容放电脉冲。

8.根据前述权利要求中一项所述的WEDM方法，其特征在于，将确定的放电位置Z_Di与一个或多个其他放电位置检测方法组合或进行比较，一个或多个其他放电位置检测方法包括：

-部分电流检测方法，

-基于放电频率的工件高度检测方法，

-存储在控制单元中的关于工件高度的几何数据。

9.根据前述权利要求中一项所述的WEDM方法，其特征在于，提供查找表以用于针对电压差ΔU_CH指示发生放电的竖直部分S，特别地，查找表包括针对WEDM过程中使用的每个丝直径的数据。

10.根据前述权利要求中一项所述的WEDM方法，其特征在于，通过确定利用在工件表面的顶部和/或底部处发生的放电测量的电压差ΔU_CH来进行校准步骤。

11.一种电压测量装置，根据前述权利要求中一项用于测量第一电压U_CH1和第二电压U_CH2以确定放电位置。

12.电压测量装置包括运算放大器(52)，用于减去测量的电压U_CH1和U_CH2并且生成差电压ΔU_CH；采样和保持电路（53），用于在电流过零信号有效时接收不同的电压并且对电压进行采样。

13.一种线放电机器，用于通过丝电极加工工件，包括：

台，用于在其上安装工件；

上部电流馈线和下部电流馈线，用于将加工电流脉冲携带到丝电极以引起丝电极和工件之间的放电；和

加工过程监视和控制板，包括根据权利要求11所述的电压测量装置。

14.根据权利要求13所述的丝放电机器，其中，加工过程监视和控制板安装在用于容纳发生器板和/或电源和/或控制单元和/或电机驱动的机柜（8）中。

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