[发明专利]绝缘陶瓷涂层-金属材料电火花加工的材料类型辨识装置及方法

说明书

本发明公开了一种绝缘陶瓷涂层‑金属材料电火花加工的材料类型辨识装置及方法，所述装置包括间隙采样模块和主控模块，其中：所述间隙采样模块包括间隙电压采样模块和间隙电流采样模块；所述主控模块采用VHDL硬件语言编程，实现材料类型的辨识；所述间隙采样模块通过间隙电压采样模块和间隙电流采样模块对放电间隙电压和电流信息的采样与阈值比较，并作为输入信号发送至主控模块，以实现放电状态的检测和材料类型的辨识。本发明能在线区分加工过程中陶瓷和金属的材料类型，能为电火花的加工过程有效的控制提供依据，可为高效高质量绝缘陶瓷‑金属材料电火花加工奠定基础。

技术领域

本发明属于电火花加工技术领域，涉及一种绝缘陶瓷涂层-金属电火花加工的材料类型辨识装置及方法。

背景技术

在金属基体上涂覆绝缘陶瓷涂层可有效提高金属材料的耐高温、耐热冲击及耐热腐蚀性能，目前绝缘陶瓷涂层-金属材料广泛用于航空航天领域。由于陶瓷材料和金属的力学性能和热物理性能不同，传统机械加工方法无法实现高效高质量的加工，如何实现该材料上的高效高质量的加工为航空航天领域需攻克的关键技术之一。辅助电火花加工方法可实现该材料的一次加工成形，为绝缘陶瓷涂层-金属材料的高效高质量加工提供了一种可行的手段。但由于目前电火花加工过程控制系统无法在线自动辨识当前加工材料类型，并对当前加工材料类型进行加工控制，难以实现绝缘陶瓷涂层-金属材料的高效高质量一次加工成形。因此针对绝缘陶瓷-金属材料的电火花加工，需研究一种材料类型辨识方法，实现加工过程中根据当前材料类型的自动识别而改变加工过程控制策略，最终实现绝缘陶瓷涂层-金属的高质量电火花加工。

发明内容

本发明为解决绝缘陶瓷涂层-金属材料电火花加工中加工控制系统无法自动判别当前材料类型，导致相同加工过程控制下绝缘陶瓷涂层-金属材料的加工稳定性和加工质量较差，加工效率较低的问题，提供了一种绝缘陶瓷涂层-金属材料电火花加工的材料类型辨识装置及方法。本发明能够实现电火花加工过程材料类型的自动识别，提高绝缘陶瓷涂层-金属材料的电火花加工效率和加工质量。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种绝缘陶瓷涂层-金属材料电火花加工的材料类型辨识装置，包括间隙采样模块和主控模块，其中：

所述间隙采样模块包括间隙电压采样模块和间隙电流采样模块；

所述主控模块采用VHDL硬件语言编程，实现材料类型的辨识；

所述间隙采样模块通过间隙电压采样模块和间隙电流采样模块对放电间隙电压和电流信息的采样与阈值比较，并作为输入信号发送至主控模块，以实现放电状态的检测和材料类型的辨识。

一种绝缘陶瓷涂层-金属材料电火花加工的材料类型辨识方法，包括如下步骤：

步骤一、通过脉宽检测的阈值比较和击穿延时联合辨识的放电状态检测方法，对放电间隙中陶瓷和金属不同放电状态进行检测，并对陶瓷和金属火花放电进行实时统计；

步骤二、通过单因素实验对电火花加工过程中陶瓷加工阶段的陶瓷与金属火花放电相对率的差异性进行实验统计，建立陶瓷与金属火花放电率的材料类型判定准则，作为材料类型的区分依据；

步骤三、通过陶瓷与金属火花相对率的阈值设定，在主控模块中采用VHDL硬件语言编程，实现加工过程的材料类型区分。

相比于现有技术，本发明具有如下优点：