CN117862611A - 电火花加工分析方法、系统、计算机设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明属于电火花加工技术领域，公开了一种电火花加工方法、系统、计算机设备及存储介质。该电火花加工分析方法包括：分别采用模拟信号和数字信号进行伺服控制加工同一目标工件，以分别获得第一工件和第二工件；基于所述目标工件的加工需求采集所述第一工件和所述第二工件的分析特征；比较并分析所述分析特征，获得所述第一工件和所述第二工件的特征差异数据；将所述特征差异数据上传至数据库，以备再次加工所述目标工件时下载并参考所述特征差异数据选取伺服控制方式。本发明旨在通过分析不同工件在采用数字信号和模拟信号实现伺服控制时产生的加工差异，来改善电火花加工过程及加工结果。

Description

电火花加工分析方法、系统、计算机设备及存储介质

技术领域

本发明涉及电火花加工技术领域，尤其涉及一种电火花加工方法、系统、计算机设备及存储介质。

背景技术

电火花加工是指在一定的介质中，通过工具电极和工件电极之间的脉冲放电的电蚀作用，对工件进行加工的方法。电火花加工是20世纪40年代开始研究并逐步应用于生产的一种利用电、热能进行加工的方法。

进行电火花加工时，工具电极和工件分别接脉冲电源的两极，并浸入工作液中，或将工作液充入放电间隙。通过间隙自动控制系统控制工具电极向工件进给，当两电极间的间隙达到一定距离时，两电极上施加的脉冲电压将工作液击穿，产生火花放电，因此，在电火花加工中，必须使工具电极和工件被加工表面之间经常保持一定的放电间隙，如果间隙过大，极间电压不能击穿极间介质，因而不会产生火花放电；如果间隙过小，很容易形成短路接触，同样也不会产生火花放电。

上述的间隙，需要采用闭环控制(通常称为伺服)，以实现工具电极和工件电极始终保持合适的放电间隔。加工表面粗糙度和放电间隙取决于所用脉冲的宽度和电流值的大小，但加工速度和放电稳定性也在很大程度上取决于放电间隔的控制。

在采用数字信号和模拟信号加工同一工件时，基于两种信号的差异，会导致二者在加工结果上会有所差异，但这种差异相较于不同工件的加工需求，往往无法被明确定义为优点或缺点。这就导致在习惯性地采用数字信号或模拟信号加工工件时，这些差异被忽略，而无法被用于改善加工过程及加工结果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电火花加工分析方法、系统、计算机设备及存储介质，以通过分析不同工件在采用数字信号和模拟信号实现伺服控制时产生的加工差异，来改善电火花加工过程及加工结果。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种电火花加工分析方法，包括：

分别采用模拟信号和数字信号进行伺服控制加工同一目标工件，以分别获得第一工件和第二工件；

基于所述目标工件的加工需求采集所述第一工件和所述第二工件的分析特征；

比较并分析所述分析特征，获得所述第一工件和所述第二工件的特征差异数据；

将所述特征差异数据上传至数据库，以备再次加工所述目标工件时下载并参考所述特征差异数据选取伺服控制方式。

作为优选，所述分别采用模拟信号和数字信号进行伺服控制加工同一目标工件包括：生成目标工件伺服控制加工的模拟信号，并将所述模拟信号转换为所述数字信号。

作为优选，所述分析特征包括加工时长、加工中产生的微弧次数、表面粗糙度、表面微孔数量和/或边角损耗。

本发明还采用以下技术方案：

一种电火花加工系统，所述系统包括：

电火花加工设备，用于分别采用模拟信号和数字信号进行伺服控制加工同一目标工件，以分别获得第一工件和第二工件；

数据采集模块，用于基于所述目标工件的加工需求采集所述第一工件和所述第二工件的分析特征；

数据分析模块，用于比较并分析所述分析特征，获得所述第一工件和所述第二工件的特征差异数据；

数据库，用于存储所述特征差异数据，以备再次加工所述目标工件时下载并参考所述特征差异数据选取伺服控制方式。

作为优选，所述系统还包括与所述电火花加工设备电性连接的数/电转换模块，所述数/电转换模块用于将所述模拟信号转换为数字信号。

本发明还采用以下技术方案：

一种计算机设备，其包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，当所述处理器运行所述存储器存储的计算机程序时，所述处理器执行上述的电火花加工分析方法。

本发明还采用以下技术方案：

一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质用于储存计算机程序，所述计算机程序执行上述的电火花加工分析方法。

本发明的有益效果：

基于本发明提供的电火花加工分析方法，通过采用模拟信号和数字信号大量工件进行伺服控制加工，可以在数据库中积累明确具有参考意义的加工结果分析数据，以此，工程师在加工某种工件时，通过查阅类似的工件在采用模拟信号和数字信号对工件进行伺服控制加工时的差异，并结合具体的加工需求，可以便捷地判断选用模拟信号或数字信号，从而改善加工过程及结果。

附图说明

图1是本发明实施例中的电火花加工分析方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

如前文所述的，在电火花加工中，数字伺服信号和模拟伺服信号的控制方式对加工结果存在影响，这些影响主要体现在精度、响应速度和稳定性这几个方面，其中：

在精度方面，数字伺服控制系统通常具有更高的精度，因为它们可以更精确地控制和调整伺服信号，然而，模拟伺服控制系统可能会受到噪声和其他干扰的影响，从而影响其精度，在控制精度存在这种负面影响的情况下，工具电极和工件之间的间隙存在波动，可能会在工具电极和工件之间产生微弧，微弧放电会导致工具电极表面的材料被蚀除，从而影响加工精度和质量，同时微弧放电会在间隙中产生大量的电蚀产物，包括金属颗粒、气泡和氧化物等，此外，微弧放电会在工件表面形成高温区域，称为热影响区，热影响区会改变工件的组织结构、力学性能和残余应力，造成工件的变形、裂纹和脆化等缺陷。

在响应速度方面，数字伺服控制系统的响应速度通常较慢，因为它们的系统运算量较大，动态响应速度相应较慢，而模拟伺服控制系统的响应速度通常较快。通常，响应速度越快，加工效率通常越高，这是因为在给定的时间内，能够进行更多的加工操作。响应速度快通常也意味着它可以更快地对加工过程中的变化做出反应，这种实时性对于需要快速反应的加工过程来说是非常重要的。然而，如果响应速度过快，可能会导致加工过程不稳定，工件表面粗糙度大，影响加工效率和加工表面的质量。因此，在电火花加工中，也需要权衡加工效率、加工质量和加工稳定性，来确定最佳的响应速度。

而在稳定性方面，在电火花加工中，如果脉冲间隔过小，会使放电过程中去除的材料无法及时排除，使得放电间隔没有足够的时间进行电消离，进而导致加工过程不稳定甚至是出现断丝等现象。

总的来说，虽然数字信号在精度和稳定性上有一定的优势，但是在响应速度、简单性、抗干扰能力和适应性等方面，模拟信号一般会更有优势。在实际的电火花加工中，数字伺服信号和模拟伺服信号在电火花加工中的应用各有优缺点，选择哪种控制方式取决于具体的加工需求和条件，而加工结果往往又会反馈性地影响加工需求和条件，使工程师进行适应性地调整，这种无经验积累和借鉴的调整过程，往往会耗费大量精力和时间，同时也具有损耗成本。

因此，在实际应用中，采用数字伺服信号和模拟伺服信号需要根据具体情况进行权衡和选择，而如果可以在加工前，为工程师提供可供进行权衡和选择的参考依据，则可大大地通过选取数字伺服信号和模拟伺服信号的方式来改善加工过程及结果。

由此，请参阅图1，本实施例提供了一种电火花加工分析方法，该方法包括：

S1、分别采用模拟信号和数字信号进行伺服控制加工同一目标工件，以分别获得第一工件和第二工件。

S2、基于所述目标工件的加工需求采集所述第一工件和所述第二工件的分析特征。例如，分析特征包括可以单个工件的加工时长、通过放电分析或观察获取的加工中产生的微弧次数、工件表面粗糙度、表面微孔数量和/或边角损耗等等，这些分析特征的选取基于加工需求中的效率和精度而定。

S3、比较并分析所述分析特征，获得所述第一工件和所述第二工件的特征差异数据。例如，在工件的相同部位，或者结构特征(如平面、曲面、台阶面等)不同的部位，上述分析特征的指标往往存在难以简单通过常识判断的差异，而加工结果参考性数据的积累可提供更明确的参考意义。

S4、将所述特征差异数据上传至数据库，以备再次加工所述目标工件时下载并参考所述特征差异数据选取伺服控制方式。

基于上述方法，通过采用模拟信号和数字信号大量工件进行伺服控制加工，可以在数据库中积累明确具有参考意义的加工结果分析数据，以此，工程师在加工某种工件时，通过查阅类似的工件在采用模拟信号和数字信号对工件进行伺服控制加工时的差异，并结合具体的加工需求，可以便捷地判断选用模拟信号或数字信号，从而改善加工过程及结果，尤其适用于一般塑料模具和连接器模具生产。

本实施例中，步骤S1中，所述分别采用模拟信号和数字信号进行伺服控制加工同一目标工件可以包括：生成目标工件伺服控制加工的模拟信号，并将所述模拟信号转换为所述数字信号。也即，可利用既有的模拟信号数据转换为数字信号，直接进行基于数字信号伺服控制的加工。

为实现上述方法，本实施例还提供了采用以下技术方案：

一种电火花加工系统，所述系统包括电火花加工设备、数据采集模块、数据分析模块和数据库。电火花加工设备用于分别采用模拟信号和数字信号进行伺服控制加工同一目标工件，以分别获得第一工件和第二工件；数据采集模块用于基于所述目标工件的加工需求采集所述第一工件和所述第二工件的分析特征；数据分析模块用于比较并分析所述分析特征，获得所述第一工件和所述第二工件的特征差异数据；数据库用于存储所述特征差异数据，以备再次加工所述目标工件时下载并参考所述特征差异数据选取伺服控制方式。

为便于转换信号方式，所述系统还包括与所述电火花加工设备电性连接的数/电转换模块，所述数/电转换模块用于将所述模拟信号转换为数字信号。

本实施例还提供了一种计算机设备，其包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，当所述处理器运行所述存储器存储的计算机程序时，所述处理器执行上述的电火花加工分析方法。

另，本实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质用于储存计算机程序，所述计算机程序执行上述的电火花加工分析方法。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种电火花加工分析方法，其特征在于，包括：

分别采用模拟信号和数字信号进行伺服控制加工同一目标工件，以分别获得第一工件和第二工件；

基于所述目标工件的加工需求采集所述第一工件和所述第二工件的分析特征；

比较并分析所述分析特征，获得所述第一工件和所述第二工件的特征差异数据；

将所述特征差异数据上传至数据库，以备再次加工所述目标工件时下载并参考所述特征差异数据选取伺服控制方式。

2.根据权利要求1所述的电火花加工分析方法，其特征在于，所述分别采用模拟信号和数字信号进行伺服控制加工同一目标工件包括：生成目标工件伺服控制加工的模拟信号，并将所述模拟信号转换为所述数字信号。

3.根据权利要求1所述的电火花加工分析方法，其特征在于，所述分析特征包括加工时长、加工中产生的微弧次数、表面粗糙度、表面微孔数量和/或边角损耗。

4.一种电火花加工系统，其特征在于，所述系统包括：

电火花加工设备，用于分别采用模拟信号和数字信号进行伺服控制加工同一目标工件，以分别获得第一工件和第二工件；

数据采集模块，用于基于所述目标工件的加工需求采集所述第一工件和所述第二工件的分析特征；

数据分析模块，用于比较并分析所述分析特征，获得所述第一工件和所述第二工件的特征差异数据；

数据库，用于存储所述特征差异数据，以备再次加工所述目标工件时下载并参考所述特征差异数据选取伺服控制方式。

5.根据权利要求4所述的电火花加工系统，其特征在于，所述系统还包括与所述电火花加工设备电性连接的数/电转换模块，所述数/电转换模块用于将所述模拟信号转换为数字信号。

6.一种计算机设备，其特征在于：

包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，当所述处理器运行所述存储器存储的计算机程序时，所述处理器执行根据权利要求1-3任一项中所述的电火花加工分析方法。

7.一种计算机可读存储介质，其特征在于：

所述计算机可读存储介质用于储存计算机程序，所述计算机程序执行根据权利要求1-3任一项中所述的电火花加工分析方法。