專利名稱：放電加工的火花隙控制的制作方法
放電加工的火花隙控制相關(guān)申請(qǐng)?jiān)撋暾?qǐng)要求于2009年10月21日提交的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)序列號(hào)61/253，819的全部巴黎公約權(quán)益和優(yōu)先權(quán),其內(nèi)容通過引用以其整體并入本文,如同本文完全闡述。背景I 領(lǐng)域該公開內(nèi)容涉及用于EDM裝置和過程的控制裝置和方法。2. 一般背景
以將金屬從工件上去除。在EDM過程中，電極非?？拷ぜ?。以高頻脈沖施加高電壓。該過程在介電液的存在下發(fā)生。這樣一般在工件和電極之間最靠近的位置產(chǎn)生火花。當(dāng)火花猝熄時(shí)顆粒被從工作去除?？刂苹鸹ǔ掷m(xù)時(shí)間(接通時(shí)間或活動(dòng)狀態(tài))和恢復(fù)時(shí)間(斷開時(shí)間或不活動(dòng)狀態(tài))，以便工件和電極溫度不會(huì)升高到整體熔化的溫度。因此，侵蝕基本上被限制在氣化過程?；鸹ㄏ兜目刂浦辽俨糠滞ㄟ^侵蝕電極(erosion electrode)與祀之間的距離和間隔限定。如果火花隙過大，等離子體現(xiàn)象(plasma event)可能不會(huì)發(fā)生。如果火花隙過小，等離子體現(xiàn)象可能不足以去除期望量的材料。如果侵蝕電極接觸工件，則在恢復(fù)火花隙之前，不會(huì)有等離子體現(xiàn)象發(fā)生。概述根據(jù)一些示范性的實(shí)施方式，公開了控制模塊，包括開關(guān)控制器，其配置用于選擇性地開啟和關(guān)閉將電源連接到EDM裝置的侵蝕電極的開關(guān)；電壓傳感器，其配置用于感測(cè)火花隙中電壓；CPU，其配置用于基于感測(cè)的火花隙中電壓計(jì)算響應(yīng)指令；以及電機(jī)控制器，其配置用于使EDM裝置的電機(jī)根據(jù)響應(yīng)指令選擇性地控制侵蝕電極的位置。響應(yīng)指令使火花隙變窄、變寬或者保持相同。響應(yīng)指令可基于多個(gè)感測(cè)的火花隙中電壓讀數(shù)計(jì)算。電機(jī)可配置用于相對(duì)于工件可控地放置侵蝕電極?？刂颇K可通過可脫落電纜(umbilical)連接到EDM裝置。根據(jù)一些示范性的實(shí)施方式，公開了 EDM裝置，包括基座；驅(qū)動(dòng)器機(jī)架(driverhousing);電機(jī)，其配置用于相對(duì)于基座可控地放置驅(qū)動(dòng)器機(jī)架；侵蝕電極，其通過置于侵蝕電極和驅(qū)動(dòng)器機(jī)架之間的壓電晶體連接到驅(qū)動(dòng)器機(jī)架；其中EDM裝置電連接到配置用于選擇性地提供火花隙的電壓的電源；其中該壓電晶體電連接到電源，與火花隙并聯(lián)，并且其配置用于響應(yīng)電源電壓推進(jìn)或回撤侵蝕電極。壓電晶體可配置用于響應(yīng)電源電壓的升高而朝工件推進(jìn)侵蝕電極。該壓電晶體可配置用于響應(yīng)電源電壓的下降而回撤侵蝕電極遠(yuǎn)離工件。電機(jī)可配置用于根據(jù)基于感測(cè)的火花隙中電壓的響應(yīng)指令選擇性地控制火花隙。EDM裝置可以是手持設(shè)備。該EDM裝置可通過可脫落電纜連接到控制模塊。控制模塊可包括開關(guān)控制器，其配置用于選擇性地開啟和關(guān)閉將電源連接到EDM裝置的侵蝕電極的開關(guān)；電壓傳感器，其配置用于感測(cè)火花隙中電壓；CPU，其配置用于基于感測(cè)的火花隙中電壓計(jì)算響應(yīng)指令；以及電機(jī)控制器，其配置用于使EDM裝置的電機(jī)根據(jù)響應(yīng)指令選擇性地控制侵蝕電極的位置。根據(jù)一些示范性的實(shí)施方式，公開了控制火花隙的方法，包括測(cè)量火花隙的電壓樣本；將測(cè)定的電壓與下面其中一項(xiàng)關(guān)聯(lián)火花隙的開路狀態(tài)(open state)、等離子體狀態(tài)以及短路狀態(tài)(short state);對(duì)電壓樣本分配權(quán)重參數(shù)(weight parameter),其中開路狀態(tài)、等離子體狀態(tài)以及短路狀態(tài)中的每一項(xiàng)都具有唯一的權(quán)重參數(shù)；基于權(quán)重參數(shù)確定響應(yīng)指令；使電機(jī)基于響應(yīng)指令控制火花隙。開路狀態(tài)的權(quán)重參數(shù)對(duì)應(yīng)于將火花隙變寬的響應(yīng)指令。等離子體狀態(tài)的權(quán)重參數(shù)對(duì)應(yīng)于基本上維持火花隙的響應(yīng)指令。短路狀態(tài)的權(quán)重參數(shù)對(duì)應(yīng)于將火花隙變窄的響應(yīng)指令。等離子體狀態(tài)發(fā)生在多個(gè)等離子體電壓范圍內(nèi)的一個(gè)中。多個(gè)電壓范圍可以是連續(xù)的。多個(gè)等離子體電壓范圍中的每個(gè)對(duì)應(yīng)于唯一的權(quán)重參數(shù)。多個(gè)等離子體電壓范圍可包括高電壓弱等離子體、強(qiáng)等離子體、和低電壓弱等離子體。電壓樣本包括多個(gè)測(cè)定的火 花隙的電壓。確定響應(yīng)指令可包括排除對(duì)應(yīng)于在工作循環(huán)的不活動(dòng)期期間所進(jìn)行測(cè)量的測(cè)定電壓以確定剩余的參數(shù)；計(jì)算組合參數(shù)為剩余的參數(shù)的均值，其中該組合參數(shù)對(duì)應(yīng)于響應(yīng)指令；以及使電機(jī)基于響應(yīng)指令控制火花隙。根據(jù)一些示范性的實(shí)施方式，公開了控制火花隙的方法，包括測(cè)量火花隙的多個(gè)電壓，其中電壓通過具有活動(dòng)期和不活動(dòng)期的工作循環(huán)的電源提供；對(duì)多個(gè)測(cè)定電壓的每個(gè)分配權(quán)重參數(shù)；基于測(cè)定的多個(gè)電壓計(jì)算組合參數(shù)，其中組合參數(shù)對(duì)應(yīng)于響應(yīng)指令；以及使電機(jī)基于響應(yīng)指令控制火花隙。使電機(jī)控制火花隙引起等離子體現(xiàn)象的比率提高。權(quán)重參數(shù)對(duì)應(yīng)于火花隙的開路狀態(tài)、至少一種等離子體狀態(tài)以及短路狀態(tài)中的一個(gè)，每種狀態(tài)具有對(duì)應(yīng)的權(quán)重參數(shù)。組合參數(shù)可以是權(quán)重參數(shù)的均值?？梢灾辉诠ぷ餮h(huán)的活動(dòng)期期間測(cè)量多個(gè)電壓。計(jì)算組合參數(shù)可以包括排除對(duì)應(yīng)于在工作循環(huán)的不活動(dòng)期期間測(cè)定的電壓的權(quán)重參數(shù)，其中組合參數(shù)是在排除步驟之后剩余的參數(shù)的均值。測(cè)量多個(gè)電壓可以以測(cè)量期間不超過工作循環(huán)的脈沖周期的間隔完成。附圖
通過結(jié)合附圖參考下列詳述，本公開內(nèi)容上述的特征和目標(biāo)將變得更加清楚，附圖中同樣的參考數(shù)字表示同樣的要素，并且其中圖I顯示一個(gè)工人對(duì)工件應(yīng)用手持EDM裝置的示圖。圖2顯示根據(jù)示范性的實(shí)施方式的EDM裝置和控制組件的框圖。圖3A顯示電壓讀數(shù)的范圍以及對(duì)應(yīng)的權(quán)重參數(shù)的圖的示范性實(shí)施方式。圖3B顯示電壓讀數(shù)的范圍以及對(duì)應(yīng)的權(quán)重參數(shù)的圖的示范性實(shí)施方式。圖4A顯示火花隙控制方法的操作流程圖。圖4B顯示火花隙控制方法的操作流程圖。圖4C顯示火花隙控制方法的操作流程圖。圖5A顯示EDM裝置和電源的示意圖。圖5B顯示具有壓電晶體的EDM裝置和電源的示意圖。
圖6顯示具有壓電晶體的EDM裝置的示意圖。圖7顯示用傳統(tǒng)控制器執(zhí)行的過程期間采集的數(shù)據(jù)的圖示。圖8顯示用直接稱合壓電激活配置(direct-coupled piezo-activatedconfi gurat ion)執(zhí)行的過程期間采集的數(shù)據(jù)的圖示。圖9顯示用新型測(cè)量和響應(yīng)系統(tǒng)執(zhí)行的過程期間采集的數(shù)據(jù)的圖示。詳述如本文使用的，“火花隙(spark gap) ”是指限定侵蝕電極66和工件之間最短距離的間隔。根據(jù)一些示范性的實(shí)施方式，EDM裝置50可以配置用于通過放電加工(“EDM”)侵蝕至少一部分工件。EDM裝置50可以是EDM系統(tǒng)I的一部分，包括支持和控制組件。EDM 裝置50可以是集成工作站(integrated workstation)的一部分,包括支持設(shè)備14。如圖I所示，根據(jù)一些示范性的實(shí)施方式，EDM裝置50可以由用戶手持。例如，EDM裝置50可以是EDM系統(tǒng)I的一部分，EDM系統(tǒng)I通過支持設(shè)備14提供動(dòng)力、控制和介電液(其也可以是冷卻劑)。柔性可脫落電纜16使EDM裝置50和支持設(shè)備14互相連接以便可以按需要放置手持裝置。根據(jù)一些示范性的實(shí)施方式，EDM裝置50可以被放置以移除延伸穿過一個(gè)或多個(gè)框架的緊固件。EDM裝置的配置和使用的進(jìn)一步公開內(nèi)容在于2010年4月22日公布的美國專利公布號(hào)2010/0096365 ;2010年4月29日公布的WIPO公布號(hào)W02010/048339 ;以及2001年5月I日授權(quán)的美國專利號(hào)6，225，589中提供，其全部內(nèi)容通過引用并入本文，如同在本文完全闡明?？梢钥拷ぜ峁〦DM裝置50的侵蝕電極66，并對(duì)其施用電荷。定義為侵蝕電極66和工件之間間隔的火花隙可以得到保持。接地電極62可以放置與工件接觸和導(dǎo)電?？蛇x地，接地電極62可以是工件所在的表面或其附著的表面，或者可以是所述表面的一部分?？梢栽诨鸹ㄏ吨刑峁┙殡娨?。隨著電荷的施加，介電液中可能發(fā)生分解(breakdown),然后產(chǎn)生等離子體現(xiàn)象,其中電荷經(jīng)由氣化的介電液通過火花隙，由此至少一部分的工件被侵蝕和去除。在給定的溫度或接近給定的溫度下，介電液的流動(dòng)可以將侵蝕的部分從火花隙移除，并且保持附近的組件。根據(jù)一些示范性的實(shí)施方式，如圖2所示，控制模塊20包括CPU22、開關(guān)控制器24、電機(jī)控制器30和電壓傳感器90?？刂颇K20可以是隨身攜帶的裝置50或支持設(shè)備14。根據(jù)一些示范性的實(shí)施方式，CPU 22配置用于操縱和控制控制模塊20和其他系統(tǒng)的組件，以及在控制模塊20內(nèi)收集、編譯、分析和計(jì)算數(shù)據(jù)。CPU 22可以由用戶根據(jù)提供的程序設(shè)計(jì)或操作運(yùn)行。根據(jù)一些示范性的實(shí)施方式，開關(guān)控制器24配置用于選擇性地操作將電源40與EDM裝置的至少一個(gè)電極相連的開關(guān)26。開關(guān)26的操作可以依照程序化的工作循環(huán)。例如，開關(guān)控制器24的操作可以確定到EDM裝置的電極的直流電流的工作循環(huán)。還例如，可以通過其它機(jī)械裝置提供工作循環(huán)，并且開關(guān)26可以運(yùn)轉(zhuǎn)以在運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)操縱EDM裝置的其它方面。根據(jù)一些示范性的實(shí)施方式，電壓傳感器90配置用于感應(yīng)、測(cè)量或者記錄EDM裝置的兩個(gè)電極(即，侵蝕電極66和接地電極62)的電壓差。該電壓差代表施加在火花隙的電壓。因此，可以從電壓傳感器90的操作推斷出等離子體現(xiàn)象、短路或開路的發(fā)生。電壓傳感器90可以通過任意兩點(diǎn)進(jìn)一步確定電壓差，每一點(diǎn)與火花隙兩側(cè)的一側(cè)導(dǎo)電?？梢允褂闷渌糜谥苯踊蜷g接確定電壓的配置和機(jī)械裝置，如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的。根據(jù)一些示范性的實(shí)施方式，電機(jī)控制器30配置用于控制EDM裝置的電機(jī)60。例如，如本文進(jìn)一步公開的，可以基于控制模塊的運(yùn)行由電機(jī)60維持或改變火花隙的尺寸。根據(jù)一些不范性的實(shí)施方式，電機(jī)控制器30實(shí)現(xiàn)侵蝕電極66相對(duì)于EDM裝置50的基座52的推進(jìn)和回撤。呈現(xiàn)的基座52優(yōu)選地是手持EDM裝置的一部分，其至少支撐侵蝕電極66、接地電極62和用于可控地提供介電液(其可作為冷卻劑)的組件、或者至少是手持EDM系統(tǒng)的手持部分。根據(jù)一些不范性的實(shí)施方式，電機(jī)60操縱侵蝕電極66和電極驅(qū)動(dòng)器機(jī)架58中至少一個(gè)相對(duì)于基座52和祀/工件中至少一個(gè)的位置。例如，電機(jī)60可以是線性電機(jī)或者任何適用于實(shí)現(xiàn)線性運(yùn)動(dòng)的電機(jī)。例如，步進(jìn)電機(jī)可以用于電機(jī)60。可以提供其它電機(jī)和 電極的組合來實(shí)現(xiàn)側(cè)向運(yùn)動(dòng)或者給侵蝕電極66提供其它動(dòng)作。當(dāng)提供EDM裝置50至工件時(shí)，侵蝕電極66相對(duì)于基座52的位置可以對(duì)應(yīng)于侵蝕電極66相對(duì)于工件的位置。對(duì)侵蝕電極66提供的電脈沖可以引起火花隙的電壓差。取決于火花隙中的條件，該脈沖可具有至少三種結(jié)果中的一種。第一種，因?yàn)殡妷翰蛔阋钥朔殡娨旱慕^緣性能，可能沒有分解介電液。這被認(rèn)為是“開”路，其中沒有電子流動(dòng)，這是因?yàn)闆]有等離子體現(xiàn)象發(fā)生。如本文所用的，火花隙的“開路狀態(tài)(open state)”是指這樣的狀態(tài)，其中火花隙中的條件不足以造成(I)電介質(zhì)分解和(2)電壓通過在火花隙的電流釋放。在開路狀態(tài)中，沒有等離子體現(xiàn)象發(fā)生。第二種，可能有電子流從侵蝕電極66直接到工件，這是因?yàn)橛汕治g電極66和工件直接接觸而造成的“短路”。該電流可能繞過介電液；因此沒有電介質(zhì)分解或者等離子體現(xiàn)象發(fā)生。如本文所用的，火花隙的“短路狀態(tài)(short state)”是指這樣的狀態(tài)，其中火花隙中的條件不足以造成電介質(zhì)分解，但其中電壓被從侵蝕電極66到工件的電流釋放。在短路狀態(tài)中，沒有等離子體現(xiàn)象發(fā)生。第三種，電壓可能足夠高以克服介電液的絕緣性能，引起其在火花隙中的等離子體現(xiàn)象期間分解。因?yàn)樵诘入x子體現(xiàn)象期間發(fā)生侵蝕，當(dāng)?shù)入x子體現(xiàn)象發(fā)生更頻繁時(shí)EDM裝置有效率地運(yùn)轉(zhuǎn)。如本文所用的，火花隙的“等離子體狀態(tài)(Plasma state) ”是指這樣的狀態(tài)，其中火花隙中的條件足以造成(I)電介質(zhì)分解和(2)電壓通過在火花隙的電流釋放。在等離子體狀態(tài)中，發(fā)生等離子體現(xiàn)象。根據(jù)一些示范性的實(shí)施方式，電機(jī)60可以基于侵蝕過程期間進(jìn)行的測(cè)量，至少部分地用于調(diào)整侵蝕過程期間火花隙的尺寸。例如，可發(fā)生等離子體現(xiàn)象的電壓(在此期間介電液“分解”)可以表示為等式I :Vg=Eds^D(等式 I)是火花隙的電壓，“EDS”是介電液的介電強(qiáng)度(即，可以承受而不造成分解的最大電場(chǎng)強(qiáng)度)，“D”是侵蝕電極66和工件之間的距離(即，火花隙的尺寸)?？梢曰谶x擇的介電液的已知特性了解介電液的介電強(qiáng)度。另外，可以在該過程期間測(cè)量引起等離子體現(xiàn)象及等離子體現(xiàn)象期間的電壓。因此，火花隙的距離可以表示為等式2
D=Vg/Eds(等式 2)因?yàn)榛鸹ㄏ吨械臈l件(比如，火花隙的小尺寸)，可能無法直接測(cè)量\。而是，可以通過從陽極電極和陰極電極(即侵蝕電極66和接地電極62)離火花隙的遠(yuǎn)側(cè)進(jìn)行的測(cè)量推斷火花隙的電壓，如圖2所示?？梢哉J(rèn)為在陽極和陰極的電壓降提供了 \的精確計(jì)算，其可以表示為等式3 :Vg=Vm-Va-Vc(等式 3)“VM”是電壓傳感器測(cè)量的電壓，“VA”是靠近陽極附近的間隙中的電壓降(一般是恒定的，并可以基于電極材料和介電特性確定)，‘％”是靠近陰極附近的間隙中的電壓降(一般是恒定的，并可以基于電極材料和介電特性確定)。因此，等式2可以表示為等式4 :D= (Vm-Va-Vc) /Eds(等式 4)基于該計(jì)算，可以確定火花隙的距離，并且在該過程期間可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚詫⒕嚯x維持在優(yōu)選的范圍內(nèi)。當(dāng)距離維持在優(yōu)選的范圍，弓丨起等離子體現(xiàn)象的脈沖數(shù)可增加。用常規(guī)裝置的火花隙控制目前一些負(fù)反饋控制系統(tǒng)被提供用于一般的應(yīng)用。例如，伺服控制機(jī)構(gòu)(Servocontrol mechanisms)，I匕如由 Galil Motion Control, nc. (Rocklin, California)提供的那些，基于過程期間讀取的讀數(shù)提供運(yùn)動(dòng)控制。然而，這種用于一般應(yīng)用的系統(tǒng)不足以用于根據(jù)本公開內(nèi)容的一些示范性實(shí)施方式的EDM裝置。例如,測(cè)試的某些伺服機(jī)構(gòu)(servomechanisms)基于大于由電源40提供到侵蝕電極66的脈波周期的循環(huán)周期執(zhí)行電壓讀數(shù)。例如，以范圍在大約I. 2毫秒到10毫秒之間的間隔對(duì)每800微秒提供的脈沖進(jìn)行讀數(shù)。因?yàn)樽x數(shù)間隔比脈沖周期要長，因此該伺服機(jī)構(gòu)無法對(duì)每個(gè)脈沖讀數(shù)。另外，某些伺服機(jī)構(gòu)未能解決沒有脈沖提供的情況。例如，對(duì)于90%的工作循環(huán)(即，90%的活動(dòng)狀態(tài))，電壓讀數(shù)在沒有脈沖提供的持續(xù)期內(nèi)(即，10%的不活動(dòng)狀態(tài))讀取。因此，一些電壓讀數(shù)在等離子體現(xiàn)象由于工作循環(huán)的不活動(dòng)狀態(tài)而未實(shí)現(xiàn)的期間讀取。任何基于這種讀數(shù)采取的活動(dòng)都基于不當(dāng)?shù)那疤?，即讀數(shù)真實(shí)代表在工作循環(huán)的活動(dòng)狀態(tài)期間的情況。另外，某些伺服機(jī)構(gòu)限于基于單個(gè)閾值分析讀數(shù)。例如，將電壓讀數(shù)與目標(biāo)電壓相比較。如果讀數(shù)高于目標(biāo)，執(zhí)行向一個(gè)方向的推進(jìn)。如果讀數(shù)低于目標(biāo)，執(zhí)行向相反方向的 推進(jìn)。沒有伺服機(jī)構(gòu)的讀數(shù)和響應(yīng)會(huì)引起電極位置的維持。這是有問題的，只要至少基本上維持電極比其推進(jìn)或回撤更有效。另外，基于獲取的測(cè)量值大小，兩個(gè)推進(jìn)選項(xiàng)中只出現(xiàn)一個(gè)，而不是眾多種類。因此，未考慮與目標(biāo)閾值的偏差的大小。用新型測(cè)量和響應(yīng)系統(tǒng)的火花隙控制根據(jù)一些示范性的實(shí)施方式，本文公開了新型測(cè)量和響應(yīng)系統(tǒng)及方法。該新型測(cè)量和響應(yīng)系統(tǒng)及方法為根據(jù)本公開內(nèi)容的EDM裝置提供更有效的性能結(jié)果。根據(jù)一些示范性的實(shí)施方式，公開了對(duì)火花隙中條件的測(cè)量和響應(yīng)的方法。根據(jù)一些示范性的實(shí)施方式，控制模塊20的電壓傳感器90可以在小于或基本小于脈沖周期的測(cè)量期間進(jìn)行電壓測(cè)量。例如，可以每40微秒進(jìn)行一次測(cè)量。對(duì)于具有周期大約800微秒的脈波，這在一個(gè)脈沖周期中提供大約20次測(cè)量。其使系統(tǒng)能夠響應(yīng)每次脈沖進(jìn)行任何期望的調(diào)整。根據(jù)一些示范性的實(shí)施方式，可以限定火花隙電壓的范圍，其中每次測(cè)量被確定在一個(gè)范圍內(nèi)。例如，如圖3A和圖3B所示，火花隙電壓可以歸類于多個(gè)范圍中的一個(gè)?？梢蕴峁┤魏螖?shù)量的范圍，限定每個(gè)范圍的上限和下限可以是可設(shè)計(jì)的。中間范圍可以定義為發(fā)生等離子體現(xiàn)象的優(yōu)選范圍。根據(jù)一些示范性的實(shí)施方式，如圖3A所示，低電壓的范圍可對(duì)應(yīng)于短路狀態(tài)，其中火花隙過窄而不能促進(jìn)等離子體現(xiàn)象。中電壓的范圍可對(duì)應(yīng)于火花隙的等離子體狀態(tài)，其中火花隙的尺寸合適以促進(jìn)等離子體現(xiàn)象。高電壓的范圍可對(duì)應(yīng)于火花隙的開路狀態(tài)，其中火花隙過寬而不能促進(jìn)等離子體現(xiàn)象。根據(jù)一些示范性的實(shí)施方式，如圖3B所示，在中間范圍之上和之下的一個(gè)或多個(gè)范圍可以表示發(fā)生等離子體現(xiàn)象但是強(qiáng)度和有效性都較低的電壓。中間范圍表示存在強(qiáng)等離子體現(xiàn)象的理想條件的一個(gè)或多個(gè)電壓。至少一個(gè)范圍可以對(duì)應(yīng)于火花隙中的低電壓弱 等離子體狀態(tài)，其中弱等離子體現(xiàn)象出現(xiàn)在低于最佳的電壓。至少一個(gè)范圍可以對(duì)應(yīng)于火花隙中的高電壓弱等離子體狀態(tài)，其中弱等離子體現(xiàn)象出現(xiàn)在高于最佳的電壓。根據(jù)一些示范性的實(shí)施方式，如圖3A和3B所示，根據(jù)對(duì)應(yīng)于進(jìn)行的測(cè)量的范圍，可對(duì)火花隙電壓的測(cè)量分配“權(quán)重參數(shù)”。權(quán)重參數(shù)可以粗略成比例于或者以其它方式表示測(cè)定的電壓與目標(biāo)電壓的偏差。例如，測(cè)定的中間范圍的火花隙電壓可以分配權(quán)重參數(shù)0，表示可能不需要調(diào)整。測(cè)定的高于中間范圍的范圍(一個(gè)或多個(gè))內(nèi)的火花隙電壓可以分配正值，測(cè)定的低于中間范圍的范圍(一個(gè)或多個(gè))內(nèi)的火花隙電壓可以分配負(fù)值。根據(jù)一些示范性的實(shí)施方式，進(jìn)行的測(cè)量可用于計(jì)算參數(shù)，如圖4A、圖4B和圖4C所示。每個(gè)權(quán)重參數(shù)對(duì)于其對(duì)應(yīng)的范圍可以是唯一的。根據(jù)一些示范性的實(shí)施方式，公開了對(duì)火花隙中條件的測(cè)量、處理和響應(yīng)的方法。如圖4A所示，過程可始于操作102。在操作104，EDM裝置可確定為處于“開”或“關(guān)”狀態(tài)，如通過用戶或操作員提供的。在操作106，如果裝置關(guān)斷，該過程可終止。在操作108，測(cè)量火花隙的電壓。在操作110，根據(jù)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)測(cè)定的電壓分配權(quán)重參數(shù)。分配權(quán)重參數(shù)可以是或包括處理電壓讀數(shù)或?qū)﹄妷鹤x數(shù)應(yīng)用算法，以確定響應(yīng)指令。例如，分配權(quán)重參數(shù)可以是或包括確定測(cè)定的電壓和目標(biāo)電壓之間的差。在操作112，如果需要的話，可以根據(jù)基于權(quán)重參數(shù)和測(cè)定的電壓中至少一個(gè)的響應(yīng)指令確定調(diào)整。響應(yīng)指令的分派可以是或包括基于權(quán)重參數(shù)產(chǎn)生用于調(diào)整或不調(diào)整火花隙的協(xié)議。如果不需要調(diào)整，那么過程可返回到操作104。如果需要調(diào)整，那么根據(jù)響應(yīng)指令在操作114可以控制和調(diào)整火花隙。該過程可以通過一個(gè)或多個(gè)重復(fù)進(jìn)行循環(huán)。根據(jù)一些示范性的實(shí)施方式，可合并多個(gè)進(jìn)行的測(cè)量，計(jì)算組合參數(shù)，如圖4B和圖4C所示。在控制模塊20可以以小于或基本上小于脈沖周期的周期進(jìn)行電壓測(cè)量的情況下，多個(gè)這種測(cè)量可以表示一個(gè)脈沖周期內(nèi)或跨多個(gè)脈沖周期的情況。如圖4B所示，過程可始于操作202，繼續(xù)到操作204，或者任選地結(jié)束于操作206。在操作208，測(cè)量火花隙的電壓并且在操作210分配權(quán)重。在操作212，可以確定是否已經(jīng)進(jìn)行了足夠的測(cè)量。如果否，則在操作208進(jìn)行更多測(cè)量。如果是，則可在操作214過濾測(cè)量或權(quán)重參數(shù)，由此去除非周期的或不活動(dòng)狀態(tài)期間進(jìn)行的測(cè)量或參數(shù)。因此，提供剩余的參數(shù)為未在操作214被去除的那些。在操作216，合并剩余的參數(shù)，提供組合參數(shù)。該組合參數(shù)可以是多個(gè)電壓測(cè)量值、分別分派于多個(gè)電壓測(cè)量值的多個(gè)權(quán)重參數(shù)、或者任何其它表示火花隙中條件的數(shù)值。組合參數(shù)可以是平均數(shù)、加權(quán)平均數(shù)，或者用于合并多個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的任何其它數(shù)學(xué)的和統(tǒng)計(jì)學(xué)的計(jì)算。在操作220，可基于組合參數(shù)確定響應(yīng)指令，并相應(yīng)地操縱火花隙。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到范圍、計(jì)算和分配的數(shù)值僅僅是用于本公開系統(tǒng)的示范性實(shí)施方式的象征代表；對(duì)本文明確示出的示范性實(shí)施方式的各種改變可以在本公開的范圍內(nèi)，因?yàn)橄到y(tǒng)可以被設(shè)計(jì)以適應(yīng)這類改變。如圖4C所示，過程可始于操作302，在操作304繼續(xù)，或者任選地結(jié)束于操作306。在操作308，確定是否有脈沖正在提供(例如，在工作循環(huán)的活動(dòng)狀態(tài)而非不活動(dòng)狀態(tài))。如果有脈沖，則過程繼續(xù)至操作310，在此測(cè)量火花隙的電壓并在操作312對(duì)該電壓分配權(quán)重。如果沒有脈沖，則過程等待，直至脈沖返回。在操作314，可以確定是否已經(jīng)進(jìn)行了足夠的測(cè)量。如果否，過程可以返回至操作308。如果是，則在操作316合并權(quán)重參數(shù)或測(cè)定的 電壓，提供組合參數(shù)。在操作320可基于該組合參數(shù)確定響應(yīng)指令，并相應(yīng)地操縱火花隙。根據(jù)一些示范性的實(shí)施方式，如圖4B和圖4C所示，組合參數(shù)可以排除通過控制模塊20確定的對(duì)應(yīng)于不活動(dòng)期(即，沒有工作循環(huán)的期間)的數(shù)值。因?yàn)殚_關(guān)控制器24和電壓傳感器90都是通過控制模塊20在中央操作，可以同時(shí)使用各自的操作數(shù)據(jù)。例如，測(cè)量可以通過電壓傳感器90進(jìn)行，并根據(jù)測(cè)量是否是在開關(guān)控制器24已使開關(guān)26開啟時(shí)進(jìn)行注釋。因此，基于剩余的電壓測(cè)量值或權(quán)重參數(shù)計(jì)算組合參數(shù)。也可在電壓傳感器90進(jìn)行測(cè)量的時(shí)候做出這種確定和排除；控制模塊20可選擇性地忽略在開關(guān)26開啟時(shí)進(jìn)行的測(cè)量。此外，電壓傳感器90可以配置用于僅當(dāng)已知開關(guān)控制器已使開關(guān)26關(guān)閉時(shí)操作，如圖4C所示。根據(jù)一些示范性的實(shí)施方式，電機(jī)控制器30的操作可以基于控制模塊20的測(cè)量和計(jì)算。例如，侵蝕電極66的推進(jìn)或回撤可以基于測(cè)定的電壓、權(quán)重參數(shù)或組合參數(shù)中的至少一項(xiàng)來實(shí)現(xiàn)。侵蝕電極66的推進(jìn)或回撤可以與實(shí)現(xiàn)最佳尺寸火花隙所需的移動(dòng)量成比例，如通過控制模塊20計(jì)算的。上述過程可作為一套要執(zhí)行的指令存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的存儲(chǔ)器中。此外，執(zhí)行上述過程的指令可以可選地存儲(chǔ)于其它形式的機(jī)器可讀介質(zhì)中，包括磁盤、光盤以及相關(guān)介質(zhì)。例如，描述的過程可以存儲(chǔ)在通過磁盤驅(qū)動(dòng)器(或者計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的驅(qū)動(dòng)器)存取的機(jī)器可讀介質(zhì)比如磁盤或光盤上。另外，指令可以通過數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)以編譯的及鏈接版本的形式下載到計(jì)算裝置中?？蛇x地，執(zhí)行上述過程的邏輯可在另外的計(jì)算機(jī)或機(jī)器可讀介質(zhì)中執(zhí)行，比如作為大規(guī)模集成電路(LSI’ s)的離散硬件元件，專用集成電路(ASIC’ S)，固件例如電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(EEPROM’s);和電的、光的、聲的以及其它形式的傳播信號(hào)(例如，載波、紅外信號(hào)、數(shù)字信號(hào)等等)。用直接耦合壓電激活配置的火花隙控制根據(jù)一些示范性的實(shí)施方式，火花隙尺寸的控制可以迅速并自動(dòng)地通過壓電晶體64或其它對(duì)施加其上的電壓響應(yīng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行操縱，如圖5B和圖6所示。例如，根據(jù)一些實(shí)施方式，侵蝕電壓66可連接到驅(qū)動(dòng)器機(jī)架58，驅(qū)動(dòng)器機(jī)架58可以在適當(dāng)?shù)能壍郎峡苫瑒?dòng)地安裝在基座52上。電機(jī)60可以相對(duì)于工件推進(jìn)或回撤驅(qū)動(dòng)器機(jī)架58—從而推進(jìn)或回撤侵蝕電極66。壓電晶體64可以安裝在驅(qū)動(dòng)器機(jī)架58和侵蝕電極66之間。根據(jù)一些示范性的實(shí)施方式，壓電晶體64可以直接連接到侵蝕電極66和接地電極62，從而引起EDM侵蝕過程的相同DC脈沖也對(duì)壓電晶體64通電。電學(xué)上壓電晶體64與火花隙并聯(lián)，如圖5B和圖6所示。假設(shè)初始是開路條件，電壓脈沖的啟動(dòng)使得壓電晶體64相對(duì)于基座52和電極驅(qū)動(dòng)器機(jī)架58中的至少一個(gè)延伸侵蝕電極66。圖5B顯示了 EDM裝置的說明性直接耦合壓電激活(“DCPA”)配置的示意圖，與圖5A所示的說明性常規(guī)EDM裝置相對(duì)比。兩個(gè)系統(tǒng)都圖解說明了工件96、侵蝕電極66和電極驅(qū)動(dòng)器機(jī)架58。都與在工件96和侵蝕電極66之間傳遞DC脈沖的電源40連接。在兩種情況下，電極驅(qū)動(dòng)器機(jī)架58都可以基于包括本文公開的方法在內(nèi)的各種方法調(diào)整工件96和侵蝕電極66之間的間隙。根據(jù)一些不范性的實(shí)施方式，DCPA裝置具有位于侵蝕電極66和電極驅(qū)動(dòng)器機(jī)架58之間的壓電晶體64。
例如，在DCPA裝置和常規(guī)裝置中，DC脈沖接通時(shí)間和斷開時(shí)間可以在50-1000微秒的范圍內(nèi)。然而，許多有源閉環(huán)控制裝置(active closed-loop control device)的響應(yīng)時(shí)間(包括測(cè)量和響應(yīng)進(jìn)行的動(dòng)作)可以是大約3毫秒或更慢，其不足以在每個(gè)DC脈沖的時(shí)期內(nèi)提供期望的響應(yīng)，如本文所述。因此在常規(guī)系統(tǒng)中，在侵蝕電極66和工件96之間提供一些脈沖通過小于最佳火花隙的尺寸，并且等離子體沒有出現(xiàn)或在去除材料方面是低效的。在這種情況下，壓電晶體64可以提供更快速的響應(yīng)調(diào)整，以操縱火花隙的尺寸并為等離子體現(xiàn)象的頻繁出現(xiàn)創(chuàng)造更適宜條件。根據(jù)一些示范性的實(shí)施方式，對(duì)于每個(gè)DC脈沖，壓電晶體64充電并擴(kuò)展，因此驅(qū)動(dòng)電極向前，直至DC脈沖結(jié)束，壓電晶體64回撤。壓電晶體64的響應(yīng)時(shí)間通常比得上或快于DC脈沖的接通和斷開時(shí)間。通常，壓電推進(jìn)反應(yīng)時(shí)間為大約300微秒，回撤反應(yīng)時(shí)間在30微秒的范圍內(nèi)，二者與典型EDM電源的接通時(shí)間和斷開時(shí)間一致。因此，壓電晶體64能夠適應(yīng)火花隙并在脈沖期間實(shí)時(shí)對(duì)間隙做小的調(diào)整，顯著提高了從工件去除材料的效率。根據(jù)一些示范性的實(shí)施方式，電機(jī)60通過觸發(fā)器92或鄰近開關(guān)94等啟動(dòng)。隨著侵蝕電極66朝著工件96向前，電荷施加到侵蝕電極66。在電壓足夠高且火花隙的尺寸足夠小時(shí)發(fā)生等離子體現(xiàn)象，允許電流穿過火花隙。電壓隨后的下降使壓電晶體64斷電，以撤回侵蝕電極66的前面，遠(yuǎn)離工件96。自電源40達(dá)到頂點(diǎn)后，電弧熄滅。電弧造成等離子體量，并且當(dāng)電弧熄滅時(shí)，等離子體瓦解。正是這種等離子體瓦解引起局部震動(dòng)，從工件撞擊掉疏松的材料塊。該疏松的材料被介電液快速地洗掉。自電弧熄滅后，電壓借助電源40升高，侵蝕電極66推進(jìn)，并引發(fā)新的電弧。根據(jù)一些示范性的實(shí)施方式，新型測(cè)量和響應(yīng)系統(tǒng)可以與壓電晶體配置結(jié)合。例如，可以如本文公開的提供和操作新型測(cè)量和響應(yīng)系統(tǒng)，其中系統(tǒng)的啟動(dòng)施加到驅(qū)動(dòng)器機(jī)架58?？梢匀绫疚墓_的提供壓電晶體64與新型測(cè)量和響應(yīng)系統(tǒng)協(xié)同操作。實(shí)驗(yàn)應(yīng)用的對(duì)比結(jié)果根據(jù)記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),EDM過程使用以下進(jìn)行(A)Galil Motion Control, Inc. (Rocklin, California)的傳統(tǒng)控制器，(B)壓電晶體配置，(C)新型測(cè)量和響應(yīng)系統(tǒng)以及(D)壓電晶體以及新型測(cè)量和響應(yīng)系統(tǒng)的結(jié)合。圖7、圖8和圖9顯示了收集的數(shù)據(jù)的圖示?；诘入x子體現(xiàn)象的侵蝕效率進(jìn)行比較，以產(chǎn)生可比的侵蝕所需的時(shí)間為代表。圖7、圖8和圖9顯示優(yōu)化材料去除速率的機(jī)電控制的進(jìn)度。每張圖展示了作為時(shí)間(X軸)函數(shù)的火花隙平均電壓(y軸)。作為閉環(huán)火花隙控制的結(jié)果，該圖有波動(dòng)。根據(jù)一些示范性的實(shí)施方式，將高頻50-70伏特DC方波施加到電極和緊固件，緊固件作為正極。如果火花隙正確則等離子體出現(xiàn)，并且在大約14-18伏特的電壓。與高頻脈沖同時(shí)地，出現(xiàn)低頻振蕩，因?yàn)榭刂葡到y(tǒng)基于測(cè)定的平均電壓連續(xù)地調(diào)整火花隙。如果電壓反饋系統(tǒng)太不精確，最佳的電極間隙將持續(xù)地過沖并出現(xiàn)短路。典型的EDM機(jī)床不能夠快速反應(yīng)，這部分由于機(jī)床內(nèi)放置的元件的質(zhì)量，所以當(dāng)火花隙在過大和過小之間波動(dòng)時(shí)短暫出現(xiàn)等離子體，且等離子體效率低。因此典型EDM的材料去除率低。圖7說明傳統(tǒng)機(jī)械裝置的操作數(shù)據(jù)，并闡明了火花隙控制的性能。等離子體，定義為在大約14-18伏特區(qū)域內(nèi)的活動(dòng)(以虛線矩形強(qiáng)調(diào))，只零星地在開路和短路情況之間出現(xiàn)，總計(jì)大約占全部時(shí)間的10-15%。
圖8說明相同控制系統(tǒng)的操作數(shù)據(jù)，但是通過直接耦合壓電激活(DCPA)配置增強(qiáng)。恰當(dāng)調(diào)整的DCPA增加了等離子體活動(dòng)至大約占全部時(shí)間的20-30%。DCPA增加系統(tǒng)展現(xiàn)的循環(huán)時(shí)間比沒有DCPA的快大約30%。圖9說明新型測(cè)量和響應(yīng)系統(tǒng)的操作數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)沒有DCPA，避免了在每個(gè)脈沖上使電壓短路并導(dǎo)致60-70%時(shí)間的等離子體。圖9描述的系統(tǒng)展現(xiàn)的循環(huán)時(shí)間比圖7描述的傳統(tǒng)機(jī)械裝置快大約50%。DCPA配置與新型測(cè)量和響應(yīng)系統(tǒng)的結(jié)合相對(duì)沒有DCPA的新型測(cè)量和響應(yīng)系統(tǒng)(圖中沒有顯示)提供了額外10-15%的改進(jìn)。雖然已經(jīng)依據(jù)目前認(rèn)為是最實(shí)用和優(yōu)選的實(shí)施方式描述了方法和工具，但應(yīng)當(dāng)理解，公開內(nèi)容并不需要限于公開的實(shí)施方式。其意欲涵蓋包括在權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)的各種變型和類似的安排，其范圍應(yīng)當(dāng)按照廣義的解釋以便包括所有這些變型和類似的結(jié)構(gòu)。本公開內(nèi)容包括所附權(quán)利要求的任何和所有的實(shí)施方式。還應(yīng)當(dāng)理解在不偏離本發(fā)明的本質(zhì)的情況下可以做各種改變。這種改變也隱含包括在說明書中。它們也落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。應(yīng)當(dāng)理解本公開意欲產(chǎn)生一項(xiàng)專利，其獨(dú)立地涵蓋本發(fā)明的眾多方面又作為總體系統(tǒng)，并以方法和設(shè)備模式。另外，本發(fā)明的各種要素與權(quán)利要求的每一項(xiàng)也可以通過各種方式實(shí)現(xiàn)。應(yīng)當(dāng)理解本公開內(nèi)容包括每一項(xiàng)這種變型，不管是任何設(shè)備實(shí)施方式、方法或者過程實(shí)施方式的實(shí)施方式變型，還是甚至僅僅是這些的任意要素的變型。特別地，應(yīng)當(dāng)理解，公開內(nèi)容涉及本發(fā)明的要素時(shí)，每個(gè)要素的用詞可以用等價(jià)的設(shè)備術(shù)語或方法術(shù)語表達(dá)——即便只是功能或結(jié)果相同。應(yīng)當(dāng)認(rèn)為這種等價(jià)的、更廣義的或甚至更上位的術(shù)語包括在每個(gè)要素或動(dòng)作的描述中。需要時(shí)這類術(shù)語可以替換以使本發(fā)明要求的隱含地寬的覆蓋范圍清楚。應(yīng)當(dāng)理解，所有的動(dòng)作可以表示為進(jìn)行該動(dòng)作的裝置或引起該動(dòng)作的要素。類似地，應(yīng)當(dāng)理解公開的每項(xiàng)物理要素包括該物理要素所促進(jìn)的動(dòng)作的公開內(nèi)容。在本專利中所述的所有專利、出版物或其它參考文獻(xiàn)通過引用并入本文。另外，對(duì)于每個(gè)使用的術(shù)語，應(yīng)當(dāng)理解，除非其在本申請(qǐng)中的使用與這種解釋不一致，否則應(yīng)當(dāng)理解對(duì)于每個(gè)術(shù)語并入了普通詞典的定義，并且所有定義、可選術(shù)語和同義詞，比如包括在技術(shù)人員公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)詞典和最新版Random House Webster’s Unabridged Dictionary的至少一中的都通過引用并入本文。最后，在信息公開聲明(Information Disclosure Statement)中或其他與本申請(qǐng)一起提交的信息聲明中列舉的所有對(duì)比文件附于此并通過引用并入本文；然而，對(duì)于上面的每項(xiàng)，在可能認(rèn)為這種通過引用并入的信息或聲明與這項(xiàng)/這些發(fā)明的授權(quán)不一致的情況，這類聲明明確地不被認(rèn)為是申請(qǐng)人所做。在這方面，應(yīng)當(dāng)理解，出于實(shí)際的原因，且為了避免潛在地增加數(shù)百個(gè)權(quán)利要求，申請(qǐng)人只提出具有初始從屬關(guān)系的權(quán)利要求。應(yīng)當(dāng)理解，以超范圍法條要求的程度存在支持——包括但不限于美國專利法35USC 132或其它類似的法律——以允許增加在一個(gè)獨(dú)立權(quán)利要求或概念下提出的各種從屬關(guān)系或其它要素的任一種，作為任何其它獨(dú)立權(quán)利要求或概念下的從屬關(guān)系或要素。在進(jìn)行非實(shí)質(zhì)性替代的情況，在申請(qǐng)人實(shí)際上沒有撰寫任何權(quán)利要求以字面包括 任何具體實(shí)施方式
的情況，以及在其它適用的情況，不應(yīng)當(dāng)理解申請(qǐng)人以任何方式意欲或?qū)嶋H地放棄這種覆蓋范圍，因?yàn)樯暾?qǐng)人不能夠簡單地預(yù)期所有的可能性；合理地，不應(yīng)當(dāng)預(yù)期本領(lǐng)域技術(shù)人員撰寫字面包括了這類可選實(shí)施方式的權(quán)利要求。此外，根據(jù)傳統(tǒng)的權(quán)利要求解釋，常規(guī)詞語“包括(comprising)”的使用用于主張本文的“開放式(open-end)”權(quán)利要求。因此，除非文中另作規(guī)定，應(yīng)當(dāng)理解術(shù)語“包括(compromise) ”或變型比如“包括(comprises) ”或“包括(comprising) ”,意欲暗示包括所述的要素或步驟，或者要素或步驟的組，但不排除任何的其它要素或步驟或者要素或步驟的組。這些術(shù)語應(yīng)當(dāng)解釋為其最廣義的形式以便給予申請(qǐng)人法律允許的最廣的覆蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種控制火花隙的方法，包括 測(cè)量火花隙的電壓樣本； 將測(cè)定的電壓樣本與下面其中一項(xiàng)關(guān)聯(lián)所述火花隙的開路狀態(tài)、等離子體狀態(tài)以及短路狀態(tài)； 給所述電壓樣本分配權(quán)重參數(shù)，其中所述開路狀態(tài)、所述等離子體狀態(tài)以及所述短路狀態(tài)中的每一項(xiàng)具有唯一的權(quán)重參數(shù)； 基于所述權(quán)重參數(shù)確定響應(yīng)指令； 使電機(jī)基于所述響應(yīng)指令控制所述火花隙。
2.權(quán)利要求I所述的方法，其中 所述開路狀態(tài)的權(quán)重參數(shù)對(duì)應(yīng)于將所述火花隙變寬的響應(yīng)指令； 所述等離子體狀態(tài)的權(quán)重參數(shù)對(duì)應(yīng)于基本上維持所述火花隙的響應(yīng)指令；以及 所述短路狀態(tài)的權(quán)重參數(shù)對(duì)應(yīng)于將所述火花隙變窄的響應(yīng)指令。
3.權(quán)利要求I所述的方法，其中所述等離子體狀態(tài)發(fā)生在多個(gè)等離子體電壓范圍的一個(gè)內(nèi)。
4.權(quán)利要求3所述的方法，其中所述多個(gè)等離子體電壓范圍是連續(xù)的。
5.權(quán)利要求3所述的方法，其中所述多個(gè)等離子體電壓范圍的每個(gè)對(duì)應(yīng)于不同的權(quán)重參數(shù)。
6.權(quán)利要求3所述的方法，其中所述多個(gè)等離子體電壓范圍包括高電壓弱等離子體、強(qiáng)等離子體和低電壓弱等離子體。
7.權(quán)利要求I所述的方法，其中所述電壓樣本包括多個(gè)測(cè)定的所述火花隙的電壓。
8.權(quán)利要求7所述的方法，其中確定響應(yīng)指令包括 排除對(duì)應(yīng)于在工作循環(huán)的不活動(dòng)期期間進(jìn)行的測(cè)量的測(cè)定電壓以確定剩余參數(shù)； 計(jì)算組合參數(shù)為所述剩余參數(shù)的均值，其中所述組合參數(shù)對(duì)應(yīng)于響應(yīng)指令；以及 使電機(jī)基于所述響應(yīng)指令控制所述火花隙。
9.控制火花隙的方法，包括 測(cè)量火花隙的多個(gè)電壓，其中所述電壓通過具有活動(dòng)期和不活動(dòng)期的工作循環(huán)的電源提供； 給測(cè)定的所述多個(gè)電壓的每個(gè)分配權(quán)重參數(shù)； 基于測(cè)定的多個(gè)電壓計(jì)算組合參數(shù)，其中所述組合參數(shù)對(duì)應(yīng)于響應(yīng)指令；以及 使電機(jī)基于所述響應(yīng)指令控制所述火花隙。
10.權(quán)利要求9所述的方法，其中使所述電機(jī)控制所述火花隙引起等離子體現(xiàn)象的比率升高。
11.權(quán)利要求9所述的方法，其中所述權(quán)重參數(shù)對(duì)應(yīng)于以下之一所述火花隙的開路狀態(tài)、至少一種等離子體狀態(tài)以及短路狀態(tài)，每種狀態(tài)具有對(duì)應(yīng)的權(quán)重參數(shù)。
12.權(quán)利要求9所述的方法，其中所述組合參數(shù)是所述權(quán)重參數(shù)的均值。
13.權(quán)利要求9所述的方法，其中只在所述工作循環(huán)的活動(dòng)期期間測(cè)量所述多個(gè)電壓。
14.權(quán)利要求9所述的方法，其中計(jì)算組合參數(shù)還包括排除對(duì)應(yīng)于在所述工作循環(huán)的不活動(dòng)期期間測(cè)定的電壓的權(quán)重參數(shù)，其中所述組合參數(shù)是在所述排除步驟之后剩余的參數(shù)的均值。
15.權(quán)利要求9所述的方法，其中測(cè)量多個(gè)電壓以測(cè)量期間不超過所述工作循環(huán)的脈沖周期的間隔執(zhí)行。
16.—種控制模塊,包括 開關(guān)控制器，其配置用于選擇性地開啟和關(guān)閉將電源連接到EDM裝置的侵蝕電極的開關(guān); 電壓傳感器，其配置用于感測(cè)火花隙中電壓； CPU，其配置用于基于所述火花隙中所感測(cè)的電壓計(jì)算響應(yīng)指令；以及電機(jī)控制器，其配置用于使所述EDM裝置的電機(jī)根據(jù)所述響應(yīng)指令選擇性地控制所述侵蝕電極的位置。
17.權(quán)利要求16所述的控制模塊，其中所述響應(yīng)指令使所述火花隙變窄、變寬或保持相同。
18.權(quán)利要求16所述的控制模塊，其中所述響應(yīng)指令基于所述火花隙中的多個(gè)感測(cè)的電壓讀數(shù)計(jì)算。
19.權(quán)利要求16所述的控制模塊，其中所述電機(jī)配置用于相對(duì)于工件可控地放置所述侵蝕電極。
20.權(quán)利要求16所述的控制模塊，其中所述控制模塊通過可脫落電纜連接到所述EDM 裝直。
21.—種EDM裝置，包括 基座； 驅(qū)動(dòng)器機(jī)架； 電機(jī)，其配置用于相對(duì)于所述基座可控地放置所述驅(qū)動(dòng)器機(jī)架； 侵蝕電極，其通過置于所述侵蝕電極和所述驅(qū)動(dòng)器機(jī)架之間的壓電晶體連接到所述驅(qū)動(dòng)器機(jī)架； 其中所述EDM裝置電連接到配置用于選擇性地提供火花隙的電壓的電源； 其中所述壓電晶體電連接到所述電源，與所述火花隙并聯(lián)，并且其配置用于響應(yīng)所述電源的電壓推進(jìn)或回撤所述侵蝕電極。
22.權(quán)利要求21所述的EDM裝置，其中所述壓電晶體配置用于響應(yīng)所述電源的電壓升高朝工件推進(jìn)所述侵蝕電極。
23.權(quán)利要求21所述的EDM裝置，其中所述壓電晶體配置用于響應(yīng)所述電源的電壓下降回撤所述侵蝕電極遠(yuǎn)離工件。
24.權(quán)利要求21所述的EDM裝置，其中所述電機(jī)配置用于根據(jù)基于所述火花隙中感測(cè)的電壓的響應(yīng)指令，選擇性地控制所述火花隙。
25.權(quán)利要求21所述的EDM裝置，其中所述EDM裝置是手持設(shè)備。
26.權(quán)利要求21所述的EDM裝置，其中所述EDM裝置通過可脫落電纜連接到控制模塊。
27.權(quán)利要求26所述的EDM裝置，其中所述控制模塊包括 開關(guān)控制器，其配置用于選擇性地開啟和關(guān)閉將所述電源連接到所述EDM裝置的所述侵蝕電極的開關(guān)； 電壓傳感器，其配置用于感測(cè)所述火花隙中電壓； CPU，其配置用于基于所述火花隙中感測(cè)的電壓計(jì)算響應(yīng)指令；以及電機(jī)控 制器，其配置用于使所述EDM裝置的電機(jī)根據(jù)所述響應(yīng)指令選擇性地控制所述侵蝕電極的位置。
全文摘要
EDM裝置的控制模塊，包括控制器，用于操縱提供給EDM裝置的能量，進(jìn)行電壓測(cè)量，計(jì)算響應(yīng)，以及控制EDM裝置的電極的推進(jìn)。EDM裝置可包括壓電晶體，其電并聯(lián)于施加在電極和工件之間的火花隙的電壓。
文檔編號(hào)B23H7/20GK102781616SQ201080058623
公開日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2010年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月21日
發(fā)明者J·T·萊格, K·S·戈?duì)柕? M·吉本斯, M·魯格利, R·K·格拉克 申請(qǐng)人:完美點(diǎn)Edm公司