【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体上涉及一种线放电加工机(edm)，更具体地涉及控制用于对工件进行加工的线edm的方法。
技术介绍
1、放电加工(edm)是通过使用放电(或火花)获得金属工件的期望形状的金属制造工艺。通过被电介液隔开并且被施加电压的两个电极之间的一系列快速反复出现的电流放电而从金属工件移除材料。电极之一是工具电极或工具，而另一个则是工件电极或工件。制造工艺取决于工具和工件不形成物理接触。
2、线放电加工机(线edm)是利用edm制造工艺对工件进行加工的精密切割装置。线edm中的工具电极是线，工件充当第二电极。当线和工件之间的电压增大时，线和工件之间的体积中的电场的强度变大，从而引起电介液的电介击穿，这导致生成电弧。结果，从电极(即，线和工件)移除材料。
3、通常，为了避免线腐蚀使它断裂，线被卷绕在两个卷轴之间，以使得线的作用部分(active part)不断改变。然而，放电的发生和线的相对较小的直径使线振动，同时它在限制线振动的长度的两个支撑件上受到阻尼。
4、通常，线edm设有用于一种或两种类型的加工或切割(诸如粗切割和精修切割(skim cutting))的布置。粗切割涉及粗略快速地对工件进行加工，而精修切割涉及附加操作，在该操作中，线在粗切割完成之后回溯相同的路径。因此，与粗切割相比，精修切割要求更高的精度来获得具有表面完整性的更精细的准确切割。尤其是，虽然粗切割和精修切割具有不同的目标，但是两种类型的切割的准确性取决于线的振动。
5、通常，由于存在干扰以及对线作用的力不同，具有
6、为此，为了解决前述问题，存在对于如下方法的需要，即，以适合于在粗切割过程和精修切割过程期间保持线edm的准确性的精度估计线的振动的方法。
技术实现思路
1、本公开提供一种线放电加工机(edm)和控制线edm对工件进行加工的方法。
2、一些实施例是基于以下理解，即，检测摄像头的一维传感器的图像形成点的位置改变使得可以在频域中重构线电极的振动。然而，对于这种重构，需要做一些假设。例如，一种假设是一行上的位置改变的定时的频率指示整个线电极的振动。然而，这种假设在线edm的背景下可能是不正确的，因为放电和由工件的加工引起的电解质涟漪以多个未知频率谐波干扰线电极。
3、因此，仅基于在一行上确定的振动反馈来控制工件的加工可能提供对于控制来说不足的信息。线电极是在加工期间显著变形的柔软的连续体。变形传送到加工的表面(诸如工件)，这使可加工性降低。因此，难以预测线电极的行为，因为线电极受其中各种因素(诸如由于放电导致的爆炸和由于处理液导致的水压)错综复杂的物理现象的影响。因此，需要估计线电极的物理行为来改进控制线edm的准确性。
4、一些实施例是基于以下认识，即，线电极的物理行为可以通过线电极在不同时刻的位置和/或形状来表示。这种表示既指示线位移，又指示振动的频率和振幅，这有利于控制的准确性。因此，一些实施例的目的是估计线电极的至少一个分段在不同时刻的不同的位置和/或形状。另外或可替代地，一些实施例的目的是估计线的不同分段的振动的频率和振幅。
5、一些实施例进一步基于以下认识，即，用至少二维2d视场(fov)观测线电极的摄像头可以用于重构线电极在不同时刻的位置。然而，这种解决方案遇到若干问题。例如，线edm中线电极的振动频率一般在大约1千赫(khz)的范围内，这将需要具有至少每秒2000帧(fps)采集率的摄像头来准确地定位线电极。这种高速摄像头对于线edm的装配可能增添显著的成本。另外，放电造成干扰2d图像采集的宽的白色模糊。此外，气泡或其他瞬态物体也可能蒙上干扰2d图像采集的阴影。因此，一些实施例的目的是利用使用稀疏重构技术的压缩感测，使得能够消除可能昂贵的具有高fps的高速摄像头的使用，从而降低线edm的使用成本。
6、为此，一些实施例是基于用于对工件进行加工的线edm的认识。线edm包括输送系统，诸如滑轮，输送系统与线电极和工件之一或其组合接触以用于将线电极和工件输送到对方的附近。线edm进一步包括被配置为在线电极和工件之间引起放电的能量源。edm进一步包括线电极位置测量系统，线电极位置测量系统包括光源和摄像头，光源被配置为用编码照射图案照射线电极，摄像头具有图像传感器，图像传感器被布置为在不同位置处采集指示被编码照射图案照射的线电极的图像集合。线edm进一步包括处理器，处理器被配置为通过利用使用稀疏重构技术的压缩感测来以大于摄像头的采集率的重构率重构线电极的至少一个分段的位置。线edm进一步包括控制器，控制器被配置为基于以重构率重构的线电极的至少所述分段的位置来控制输送系统和能量源中的至少一个。
7、一些实施例是基于以下认识，即，能量源被进一步配置为产生由开启时间电压脉冲和关闭时间电压脉冲的序列组成的波形。通过缩短开启时间电压脉冲的持续时间或者通过延长关闭时间的持续时间来减少处理能量，通过延长开启时间电压脉冲的持续时间或者通过缩短关闭时间电压脉冲的持续时间来增加处理能量。使处理能量保持恒定，并且应用电压反馈控制来控制工件的处理速度。工件的处理速度的控制使得能够实现工件的加工准确性。
8、一些实施例是基于以下认识，即，光源的编码照射图案被配置为产生开启光脉冲和关闭光脉冲的伪随机序列。开启光脉冲和关闭光脉冲的伪随机序列的每个脉冲的持续时间小于或等于线电极的振动频率的奈奎斯特(nyquist)采样率。开启光脉冲和关闭光脉冲的伪随机序列的总持续时间小于或等于摄像头的帧曝光的持续时间。开启光脉冲和关闭光脉冲的序列的每个脉冲的持续时间小于或等于线电极的振动频率的奈奎斯特采样率使得能够降低摄像头的成本。
9、一些实施例是基于以下认识，即，线电极位置测量单元的光源和摄像头被布置在线电极的相对侧。摄像头的图像传感器被配置为随着线电极在摄像头的图像传感器上移动，采集通过照射图案编码的线电极的阴影的总和的图像集合。阴影的总和的图像集合的采集使得能够确定线电极的振动的移动。
10、一些实施例是基于以下认识，即，使用稀疏重构技术的压缩感测包括缓冲从摄像头采集的图像集合。使用稀疏重构技术的压缩感测进一步包括从在从摄像头采集的图像集合中捕捉到的在图像传感器上移动的线电极的阴影移除气泡的阴影，以生成通过编码照射图案编码的线电极的无气泡图像集合。无气泡图像的生成使得能够从图像集合消除纯振动的线电极的频谱的污染。使用稀疏重构技术的压缩感测进一步包括通过将无气泡图像集合的像素维度乘以高斯随机矩阵来将该像素维度压缩到等于图像集合中的图像数量以输出压缩图像集合。使用稀疏重构技术的压缩感测进一步包括对群一范数稀疏恢复问题进行求解以从压缩图像集合计算线本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于对工件进行加工的线放电加工机(EDM)，所述线EDM包括：
2.根据权利要求1所述的线EDM，其中所述能量源被进一步配置为产生由开启时间电压脉冲和关闭时间电压脉冲的序列组成的波形，并且其中
3.根据权利要求1所述的线EDM，其中所述图像传感器是捕捉所述线的包括多个点的分段的二维(2D)传感器，其中所述光源的所述编码照射图案被配置为产生开启光脉冲和关闭光脉冲的伪随机序列，并且其中
4.根据权利要求1所述的线EDM，其中所述线电极位置测量单元的光源和摄像头被布置在所述线电极的相对侧，并且其中所述摄像头的图像传感器被配置为随着所述线电极在所述摄像头的2D传感器上移动，采集通过所述照射图案编码的所述线电极的阴影的总和的图像集合。
5.根据权利要求1所述的线EDM，其中所述使用稀疏重构的压缩感测包括：
6.根据权利要求5所述的线EDM，其中通过对鲁棒主成分分析问题进行求解来执行从自所述摄像头采集的所述图像集合移除气泡的阴影以生成所述无气泡图像集合，进一步包括：
7.根据权利要求5所述的线EDM，其中对所述群
8.根据权利要求1所述的线EDM，其中所述控制器被进一步配置为确定以下中的至少一个：
9.根据权利要求8所述的线EDM，其中所述控制器被进一步配置为通过执行基于以下操作的一个或多个控制动作来降低粗切割期间所述线电极断裂的可能性：
10.根据权利要求8所述的线EDM，其中所述控制器被进一步配置为通过执行基于以下操作的控制动作来控制精修切割期间切割的平直度量和尺寸误差：
11.根据权利要求8所述的线EDM，其中所述控制器被进一步配置为通过执行基于以下操作的控制动作来控制精修切割期间切割的条痕：
12.一种用于对工件进行加工的方法，包括：
13.根据权利要求12所述的方法，进一步包括产生由开启时间电压脉冲和关闭时间电压脉冲的序列组成的波形，其中
14.根据权利要求12所述的方法，进一步包括产生开启光脉冲和关闭光脉冲的伪随机序列，其中
15.根据权利要求12所述的方法，进一步包括随着所述线电极在所述摄像头的图像传感器上移动，采集通过所述照射图案编码的所述线电极的阴影的总和的图像集合，其中所述线电极位置测量单元的光源和摄像头被布置在所述线电极的相对侧。
16.根据权利要求12所述的方法，其中所述使用稀疏重构的压缩感测包括：
17.根据权利要求16所述的方法，其中从所述图像集合移除气泡的阴影以生成所述无气泡图像集合进一步包括对鲁棒主成分分析问题进行求解，所述求解进一步包括：
18.根据权利要求16所述的方法，其中对所述群一范数稀疏恢复问题进行求解包括：
19.根据权利要求12所述的方法，进一步包括确定以下中的至少一个：
20.一种非暂时性计算机可读介质，所述非暂时性计算机可读介质存储用于对工件进行加工的计算机可执行指令，所述计算机可执行指令被配置为：
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于对工件进行加工的线放电加工机(edm)，所述线edm包括：
2.根据权利要求1所述的线edm，其中所述能量源被进一步配置为产生由开启时间电压脉冲和关闭时间电压脉冲的序列组成的波形，并且其中
3.根据权利要求1所述的线edm，其中所述图像传感器是捕捉所述线的包括多个点的分段的二维(2d)传感器，其中所述光源的所述编码照射图案被配置为产生开启光脉冲和关闭光脉冲的伪随机序列，并且其中
4.根据权利要求1所述的线edm，其中所述线电极位置测量单元的光源和摄像头被布置在所述线电极的相对侧，并且其中所述摄像头的图像传感器被配置为随着所述线电极在所述摄像头的2d传感器上移动，采集通过所述照射图案编码的所述线电极的阴影的总和的图像集合。
5.根据权利要求1所述的线edm，其中所述使用稀疏重构的压缩感测包括：
6.根据权利要求5所述的线edm，其中通过对鲁棒主成分分析问题进行求解来执行从自所述摄像头采集的所述图像集合移除气泡的阴影以生成所述无气泡图像集合，进一步包括：
7.根据权利要求5所述的线edm，其中对所述群一范数稀疏恢复问题进行求解包括：
8.根据权利要求1所述的线edm，其中所述控制器被进一步配置为确定以下中的至少一个：
9.根据权利要求8所述的线edm，其中所述控制器被进一步配置为通过执行基于以下操作的一个或多个控制动作来降低粗切割期间所述线电极断裂的可能性：
10.根据权利要求8所述的线e...
【专利技术属性】
技术研发人员：H·曼苏尔，P·布福诺斯，太田信行，多久岛秀，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：
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