本發(fā)明涉及一種電脈沖火花放電間隙的控制方法，該控制方法用于電火花加工機(jī)床，使電極與工件之間保持合適放電間隙。

背景技術(shù)：

電火花鉆孔機(jī)床的脈沖電源其輸出電壓都是預(yù)先設(shè)定好的，在電火花加工過(guò)程中無(wú)自動(dòng)調(diào)壓功能，電極與工件之間的相向移動(dòng)速度要與脈沖電源的電壓匹配，如果進(jìn)給速度過(guò)快會(huì)使工件與電極接觸形成短路，如果的進(jìn)給速度過(guò)慢會(huì)使工件與電極之間形成開(kāi)路，這兩種現(xiàn)象都會(huì)影響加工效率和加工質(zhì)量；為使電極和工件間維持合理的間隙，以產(chǎn)生火花放電，這需要操作者根據(jù)加工情況反復(fù)調(diào)整進(jìn)給參數(shù)，這給操作帶來(lái)極大的不便。因此有必要根據(jù)工況對(duì)脈沖電源進(jìn)行自動(dòng)控制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種電脈沖火花放電間隙的控制方法，電極與工件之間的相向移動(dòng)速度在一定范圍內(nèi)，通過(guò)控制放電脈沖的電壓，使電極和工件間維持合理的間隙，以保證電火花的形成。

本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種電脈沖火花放電間隙的控制方法，其所使用的脈沖電源裝置，包括由單片機(jī)和D/A轉(zhuǎn)換器構(gòu)成的脈沖信號(hào)發(fā)生器，對(duì)脈沖信號(hào)進(jìn)行功率放大的功率放大器，檢測(cè)功率放大器的輸出電流的電流檢測(cè)器，儲(chǔ)存脈沖信號(hào)信息和輸出電流信息的儲(chǔ)存器以及輸入數(shù)據(jù)的鍵盤；控制方法通過(guò)單片機(jī)內(nèi)部的程序?qū)崿F(xiàn)，其步驟為：

一、從儲(chǔ)存器中取設(shè)定電壓值，單片機(jī)按設(shè)定電壓值輸出一組工作脈沖信號(hào)；

二、在每個(gè)工作脈沖出現(xiàn)期間單片機(jī)訪問(wèn)來(lái)自電流檢測(cè)器的電流信號(hào)，如在該組工作脈沖信號(hào)內(nèi)無(wú)電流信號(hào)出現(xiàn)，繼續(xù)輸出該組工作脈沖信號(hào)；如在該組工作脈沖信號(hào)輸出過(guò)程中出現(xiàn)電流信號(hào)，待該組工作脈沖信號(hào)輸出結(jié)束后，進(jìn)入第三步驟；

三、單片機(jī)輸出一組探測(cè)脈沖信號(hào)，該組探測(cè)脈沖信號(hào)的電壓逐個(gè)升高呈階梯狀，其最高電壓值為設(shè)定電壓值的1.2倍，其最低電壓值為設(shè)定電壓值的1/20；

四、在探測(cè)脈沖信號(hào)出現(xiàn)期間訪問(wèn)電流檢測(cè)器，探測(cè)脈沖信號(hào)的電壓值最低時(shí)如出現(xiàn)電流信號(hào)，停止探測(cè)脈沖信號(hào)的輸出，控制電極與工件分開(kāi)后，重新輸出探測(cè)脈沖信號(hào)，再繼續(xù)訪問(wèn)電流檢測(cè)器；

如最初出現(xiàn)電流的探測(cè)脈沖信號(hào)的電壓值小于上次工作脈沖信號(hào)電壓值，則使工作脈沖信號(hào)電壓值增加△U，并將調(diào)高后工作脈沖信號(hào)電壓值的該電壓值存入存儲(chǔ)器，然后按該調(diào)高后的工作脈沖信號(hào)電壓值輸出工作脈沖信號(hào)；

如該探測(cè)脈沖信號(hào)的電壓值大于等于上次工作脈沖信號(hào)電壓值，則工作脈沖信號(hào)電壓值保持不變；

如探測(cè)脈沖信號(hào)的電壓值達(dá)最高值而無(wú)電流出現(xiàn)，則使工作脈沖信號(hào)電壓值降低△U，并將該調(diào)低后的工作脈沖信號(hào)電壓值存入存儲(chǔ)器，然后按該調(diào)低后的工作脈沖信號(hào)電壓值輸出工作脈沖信號(hào)；

五、當(dāng)每組工作脈沖輸出結(jié)束后，查詢是否有結(jié)束指令輸入，如有，控制過(guò)程結(jié)束；如無(wú)，則轉(zhuǎn)到第三步驟。

本控制方法間隔地在工作脈沖組中插入探測(cè)脈沖，通過(guò)探測(cè)脈沖來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)工作脈沖的電壓值，使工作脈沖的電壓值與工件進(jìn)給速度相匹配，保持火花放電狀態(tài)，避免了短路現(xiàn)象的發(fā)生，降低了開(kāi)路現(xiàn)象出現(xiàn)概率，提高了加工效率和加工質(zhì)量，同時(shí)擺脫了依靠人工來(lái)調(diào)節(jié)切割速度的不便。在低電壓的檢測(cè)脈沖出現(xiàn)期間檢測(cè)短路電流，可防止電極絲損傷，當(dāng)工件離開(kāi)電極時(shí)可防止出現(xiàn)拉弧，避免工件光潔度降低。

附圖說(shuō)明

圖1為電火花脈沖電源裝置的電路原理方框圖。

圖2為工作脈沖和探測(cè)脈沖波形圖。

在圖2中坐標(biāo)中u軸表示電壓，I軸表示電流。

圖3為單片機(jī)內(nèi)部程序流程圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)結(jié)合附圖說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。

一種電火花脈沖電源裝置的控制方法，所述的電火花脈沖電源裝置，包括由單片機(jī)和D/A轉(zhuǎn)換器構(gòu)成的脈沖信號(hào)發(fā)生器，對(duì)脈沖信號(hào)進(jìn)行功率放大的功率放大器，檢測(cè)功率放大器的輸出電流的電流檢測(cè)器，儲(chǔ)存脈沖信號(hào)信息和輸出電流信息的儲(chǔ)存器以及輸入數(shù)據(jù)的鍵盤；其控制方法通過(guò)運(yùn)行單片機(jī)內(nèi)部程序來(lái)實(shí)現(xiàn)。

開(kāi)機(jī)后，電火花機(jī)床上的工件以一定的速度向電極移動(dòng)或電極向工件移動(dòng)；

運(yùn)行單片機(jī)內(nèi)部程序（程序流程圖如圖3所示），該程序運(yùn)行過(guò)程說(shuō)明如下：

一、從儲(chǔ)存器中取設(shè)定電壓值Ue，單片機(jī)按設(shè)定電壓值Ue輸出一組工作脈沖信號(hào)，其波形如圖2中的工作脈沖區(qū)1所示。

二、在每個(gè)工作脈沖出現(xiàn)期間單片機(jī)訪問(wèn)來(lái)自電流檢測(cè)器的電流信號(hào)，如在該組工作脈沖信號(hào)內(nèi)無(wú)電流信號(hào)出現(xiàn)，繼續(xù)輸出該組工作脈沖信號(hào)；在工作脈沖信號(hào)內(nèi)無(wú)電流出現(xiàn)，表示電極與工件之間的間隙過(guò)大無(wú)火花放電，功率放大器輸出回路處于開(kāi)路狀態(tài)，需等待電極與工件之間的間隙縮短；

如在該組工作脈沖信號(hào)輸出過(guò)程中出現(xiàn)電流信號(hào)，待該組工作脈沖信號(hào)輸出結(jié)束后，進(jìn)入第三步驟。

三、單片機(jī)輸出一組探測(cè)脈沖信號(hào)，該組探測(cè)脈沖信號(hào)的電壓逐個(gè)升高呈階梯狀，其最高電壓值Ug為設(shè)定電壓值的1.2倍，其最低電壓值Ud為設(shè)定電壓值的1/20，設(shè)置最低電壓值可防止出現(xiàn)短路時(shí)電極與工件之間產(chǎn)生拉弧，探測(cè)脈沖信號(hào)的波形如圖2中的探測(cè)脈沖區(qū)2所示。

四、在探測(cè)脈沖信號(hào)出現(xiàn)期間訪問(wèn)電流檢測(cè)器，探測(cè)脈沖信號(hào)的電壓值最低時(shí)如出現(xiàn)電流信號(hào)，停止探測(cè)脈沖信號(hào)的輸出，控制步進(jìn)電機(jī)使電極與工件分開(kāi)后，重新輸出探測(cè)脈沖信號(hào)，再繼續(xù)訪問(wèn)電流檢測(cè)器；

如最初出現(xiàn)電流的探測(cè)脈沖信號(hào)的電壓值小于上次工作脈沖信號(hào)電壓值（如圖2中探測(cè)脈沖區(qū)1所示），則按增量△U調(diào)高使工作脈沖信號(hào)電壓值（如圖2中工作脈沖區(qū)2所示），并將調(diào)高后工作脈沖信號(hào)電壓值的該電壓值存入存儲(chǔ)器，然后按該調(diào)高后的工作脈沖信號(hào)電壓值輸出工作脈沖信號(hào)；探測(cè)脈沖信號(hào)的電壓值小于工作脈沖信號(hào)電壓值，表示進(jìn)給速度過(guò)快，時(shí)間一長(zhǎng)會(huì)出現(xiàn)短路，因此需要調(diào)高工作脈沖信號(hào)電壓值以加大工件被電火花腐蝕的速度；

如該探測(cè)脈沖信號(hào)的電壓值大于等于上次工作脈沖信號(hào)電壓值，則工作脈沖信號(hào)電壓值保持不變；

如探測(cè)脈沖信號(hào)的電壓值達(dá)最高值而無(wú)電流出現(xiàn)（如圖2中探測(cè)脈沖區(qū)2所示），則按增量△U調(diào)低使工作脈沖信號(hào)電壓值，并將該調(diào)低后的工作脈沖信號(hào)電壓值存入存儲(chǔ)器，然后按該調(diào)低后的工作脈沖信號(hào)電壓值輸出工作脈沖信號(hào)（如圖2中工作脈沖區(qū)3）；探測(cè)脈沖信號(hào)的電壓值達(dá)最高值而無(wú)電流出現(xiàn)，表示工作脈沖信號(hào)的電壓值過(guò)大，工件被電火花腐蝕的速度大于進(jìn)給速度，工件與電極之間出現(xiàn)開(kāi)路；工作脈沖信號(hào)電壓值調(diào)低后，隨著工件的進(jìn)給開(kāi)路現(xiàn)象會(huì)被消除；

所述的△U為工作脈沖信號(hào)電壓值的調(diào)節(jié)增量，△U的大小可在工作脈沖信號(hào)電壓值的2%至10%中選擇。

五、當(dāng)每組工作脈沖輸出結(jié)束后，查詢是否有結(jié)束指令輸入，如有，控制過(guò)程結(jié)束；如無(wú)，則轉(zhuǎn)到第三步驟。

每組工作脈沖的個(gè)數(shù)設(shè)定為80-160個(gè)，每組探測(cè)脈沖的個(gè)數(shù)可設(shè)為8至32個(gè)，探測(cè)脈沖的個(gè)數(shù)越多，調(diào)整工作脈沖電壓值的精度越高，但探測(cè)脈沖占用的時(shí)間也多；優(yōu)選每組探測(cè)脈沖的個(gè)數(shù)為8個(gè)，其中第二個(gè)至第八個(gè)探測(cè)脈沖的電壓值等高上升，第五個(gè)探測(cè)脈沖的電壓值與設(shè)定電壓值Ue相等。這樣在保證調(diào)整工作脈沖電壓值精度的基礎(chǔ)上可縮短探測(cè)脈沖占用的時(shí)間。

為進(jìn)一步縮短探測(cè)脈沖占用的時(shí)間，在探測(cè)脈沖輸出過(guò)程中一旦檢測(cè)到電流，則不再繼續(xù)輸出后面的探測(cè)脈沖（如圖2中探測(cè)脈沖區(qū)1所示）。

所述的單片機(jī)的型號(hào)為AT89C52，單片機(jī)的時(shí)鐘周期設(shè)置為12MHZ，D/A轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)線為8位，D/A轉(zhuǎn)換器輸出的電壓有256種變化，工作脈沖信號(hào)和探測(cè)脈沖信號(hào)的頻率設(shè)置為20KHZ，單片機(jī)可快速地調(diào)整D/A轉(zhuǎn)換器的輸出電壓以及變換波形。所述的儲(chǔ)存器的型號(hào)為AT24C01，掉電后不會(huì)丟失儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)。