电火花线切割工件边缘原位测量方法及装置

1.本发明涉及特种加工技术领域，尤其涉及电火花线切割工件边缘原位测量方法及装置。


背景技术：

2.电火花线切割加工是通过电火花的放电原理对零件进行加工。将工件接入脉冲电源正极，采用钼丝或铜丝作为切割金属丝，将金属丝接高频脉冲电源负极作为工具电极，利用火花放电对加工零件进行切割。电火花线切割加工技术作为特种加工技术的一种，能够摆脱传统机械力和机械能的限制，对任何硬度、强度、脆性的材料进行加工。该技术凭借适用性强、精度高、成本低等特点，在机械加工领域占有重要地位，广泛应用于汽车、机床生产、航天等工业领域。电极丝触碰工件时，电源、电极丝、工件形成闭合电路，电路中会产生微弱电流，此时通过机床的运动系统反馈，可以得到电极丝位置，从而获得工件边缘位置。
3.现阶段的电极丝与工件接触式测量方法，提出当电极丝触碰工件时，电源、电极丝、工件形成闭合电路，电路中会产生微弱电流，此时通过机床的运动系统反馈，可以得到电极丝位置，从而获得工件边缘位置，此时得到的工件边缘位置精度较差，原因是电极丝与工件是以线接触形式触碰，若工件边缘在电极丝轴向方向上表面粗糙度过大或表面形貌不均匀，会导致线接触测量结果以最凸出处为准，难以反映真实的工件边缘情况。因此需要一种能够真实反映工件边缘的，精确的原位测量方法，弥补线接触式原位测量的不足。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
5.为此，本发明的目的在于提出一种电火花线切割工件边缘原位测量方法，基于自动在线测量和精度补偿的电火花线切割加工研究，解决现有的电极丝与工件线接触式原位测量导致的工件边缘测量精度较差的问题。
6.本发明的另一个目的在于提出一种电火花线切割工件边缘原位测量装置。
7.为达上述目的，本发明一方面提出了一种电火花线切割工件边缘原位测量方法，包括：
8.构建倾斜式电极丝原位测量电路；
9.通过控制运动系统以控制电极丝在所述倾斜式电极丝原位测量电路的通电情况下以预设位姿状态对工件边缘进行接触式测量得到电极丝与工件的接触点；
10.利用倾斜式电极丝原位测量方法得到所述接触点的空间位置信息；
11.利用所述空间位置信息拟合得到的工件实际加工形状与要求工件加工形状进行误差对比得到误差数据，若所述误差数据满足预设的加工精度要求，则结束工件加工流程，若不满足，则进行精度补偿。
12.为达到上述目的，本发明另一方面提出了一种电火花线切割工件边缘原位测量装置，包括：
13.电路构建模块，用于构建倾斜式电极丝原位测量电路；
14.接触点测量模块，用于通过控制运动系统以控制电极丝在所述倾斜式电极丝原位测量电路的通电情况下以预设位姿状态对工件边缘进行接触式测量得到电极丝与工件的接触点；
15.位置信息计算模块，用于利用倾斜式电极丝原位测量方法得到所述接触点的空间位置信息；
16.误差对比计算模块，用于利用所述空间位置信息拟合得到的工件实际加工形状与要求工件加工形状进行误差对比得到误差数据，若所述误差数据满足预设的加工精度要求，则结束工件加工流程，若不满足，则进行精度补偿。
17.本发明实施例的电火花线切割工件边缘原位测量方法和装置，基于自动在线测量和精度补偿的电火花线切割加工研究，提出利用倾斜式电极丝与工件边缘触碰，监测电信号从而实现工件边缘原位测量的功能，可以实现不取下工件的前提下对工件边缘的精密测量，还可以提高加工效率和加工精度。
18.本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
19.本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
20.图1为根据本发明实施例的电火花线切割工件边缘原位测量方法的流程图；
21.图2为根据本发明实施例的倾斜式电极丝原位测量装置示意图；
22.图3为根据本发明实施例的倾斜式电极丝原位测量原理示意图；
23.图4为根据本发明实施例的自动在线测量和精度补偿的电火花线切割加工流程图；
24.图5为根据本发明实施例的电火花线切割工件边缘原位测量装置的结构示意图。
具体实施方式
25.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
26.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
27.下面参照附图描述根据本发明实施例提出的电火花线切割工件边缘原位测量方法和装置。
28.图1是本发明一个实施例的电火花线切割工件边缘原位测量方法的流程图。
29.如图1所示，该方法包括但不限于以下步骤：
30.s1，构建倾斜式电极丝原位测量电路；
31.s2，通过控制运动系统以控制电极丝在倾斜式电极丝原位测量电路的通电情况下以预设位姿状态对工件边缘进行接触式测量得到电极丝与工件的接触点；
32.s3，利用倾斜式电极丝原位测量方法得到接触点的空间位置信息；
33.s4，利用空间位置信息拟合得到的工件实际加工形状与要求工件加工形状进行误差对比得到误差数据，若误差数据满足预设的加工精度要求，则结束工件加工流程，若不满足，则进行精度补偿。
34.本发明利用倾斜式电极丝与工件边缘触碰，监测电信号从而实现工件边缘原位测量的功能。利用本发明的方法可以实现不取下工件的前提下对工件边缘的精密测量，可以提高加工效率和加工精度。
35.在本发明的一个实施例中，倾斜式电极丝原位测量法的装置如图2所示(1.电极丝，2.接触点，3.工件，4.上机头，5.下机头)，通过调整电极丝位姿，与工件加工面不平行，从而实现电极丝与工件边缘的点接触。
36.在本发明的一个实施例中，倾斜式电极丝原位测量法的原理如图3所示。脉冲电源分流点为o1、o2，导线与电极丝的接触导电点为q1和q2，电极丝与工件边缘的接触点为p。上半段电极丝的等效电阻为r
e1
，等效电感为l
e1
；下半段电极丝的等效电阻为r
e2
，等效电感为l
e2
；上导线的等效电阻为r
w1
，等效电感为l
w1
；下导线的等效电阻为r
w2
，等效电感为l
w2
；上导线与电极丝的等效接触电阻为r
c1
，下导线与电极丝的等效接触电阻为r
c2
；导电点q1与接触点p之间的电极丝长度为l
e1
，导电点q2与接触点p之间的电极丝长度为l
e2
，导电点q1与q2之间的电极丝长度为le；导电点q1与上机头之间的距离为lu，导电点q2与下机头之间的距离为ld。如表1所示：
37.表1物理量符号与含义
38.物理量符号含义r
e1
上半段电极丝的等效电阻r
e2
下半段电极丝的等效电阻r
w1
上导线的等效电阻r
w2
下导线的等效电阻r
c1
上导线与电极丝的等效接触电阻r
c2
下导线与电极丝的等效接触电阻l
e1
上半段电极丝的等效电感l
e2
下半段电极丝的等效电感l
w1
上导线的等效电感l
w2
下导线的等效电感l
e1
导电点q1与接触点p之间的电极丝长度l
e2
导电点q2与接触点p之间的电极丝长度le导电点q1与q2之间的电极丝长度lu导电点q1与上机头之间的距离ld导电点q2与下机头之间的距离
39.上下回路中，o1、o2点与p点之间电压分别表示为
[0040][0041][0042]
由基尔霍夫定律可得
[0043][0044]
i0(t)＝i1(t)+i2(t)
ꢀꢀ
(2-2)
[0045]
令
[0046]
r1＝r
e1
+r
c1
+r
w1
[0047]
r2＝r
e2
+r
c2
+r
w2
[0048]
l1＝l
e1
+l
w1
[0049]
l2＝l
e2
+l
w2
[0050]
r＝r1+r2[0051]
l＝l1+l2[0052]
则式(2-1)可表示为
[0053][0054]
初始条件为0时，将式(2-1)、(2-2)进行拉普拉斯变换，可得
[0055]
r1i1(s)+sl1i1(s)＝r2i2(s)+sl2i2(s) (2-4)
[0056]
i0(s)＝i1(s)+i2(s)(2-5)
[0057]
联立(2-4)、(2-5)可得
[0058][0059]
脉冲电源发送脉冲信号，则电流可表示为
[0060]
i0(t)＝a
·
1(t)
[0061]
进行拉普拉斯变换，可得
[0062][0063]
将式(2-7)代入式(2-6)可得
[0064][0065]
进行拉普拉斯反变换，可得
[0066][0067]
同理可得
[0068]
[0069]
oq1、oq2之间的电压分别为
[0070][0071][0072]
电位差为
[0073]
δu(t)＝u4(t)-u3(t) (2-11)
[0074]
实际装置可以通过控制导线和接触形式，使得上下导线的等效电阻、等效电感、接触电阻均相同，即
[0075]
rc＝r
c1
＝r
c2
[0076]rw
＝r
w1
＝r
w2
[0077]
lw＝l
w1
＝l
w2
[0078]
而由圆柱材料电阻电感计算公式可知，圆柱形电极丝电阻和电感均与长度成正比，即
[0079]
re＝krl
[0080]
le＝k
l
l
[0081]
则电位差可表示为
[0082][0083]
倾斜式电极丝原位测量方法需要监测电极丝与工件边缘的触碰位置，因此需要记录t在0+时刻的电位差，可表示为
[0084]
δu(t)|
t＝0+
＝[(k1+k3)kr+k2k
l
](l
e2-l
e1
) (2-13)
[0085]
其中
[0086]
k1＝l(rc+rw)
[0087][0088]
k3＝rl
w-l(rc+rw)
[0089]
式中k均为常量，由此可得电位差u与电极丝上下两段的长度差成正比。
[0090]
结合上下机头的位置，可得到接触点p在空间中的准确位置，由此实现工件边缘的精确测量。
[0091]
上下机头之间的电极丝长度可表示为
[0092][0093]
其中lu,ld表示导电点q1,q2分别与上机头、下机头之间的距离。
[0094]
l
e1
,l
e2
满足如下关系：
[0095][0096]
其中，k表示电极丝上下段长度差与电位差的比例系数
[0097]
k＝(k1+k3)kr+k2k
l
[0098][0099]
下机头、接触点、上机头的空间位置存在如下矢量关系：
[0100][0101]
可得接触点空间坐标：
[0102][0103]
至此，接触点p的精确坐标(x
p
,y
p
,z
p
)已获得，实现了电火花线切割的电极丝倾斜式原位测量方法。
[0104]
进一步地，通过关键点选取、关键点测量、关键点拟合，误差表征，获得工件尺寸、形状位置精度，获得加工误差，进行自动补偿修正，流程如图4所示。
[0105]
根据本发明实施例的电火花线切割工件边缘原位测量方法，解决现有的电极丝与工件线接触式原位测量导致的工件边缘测量精度较差的问题，从而可以实现不取下工件的前提下对工件边缘的精密测量，以提高加工效率和加工精度。
[0106]
为了实现上述实施例，如图5所示，本实施例中还提供了电火花线切割工件边缘原位测量装置10，该装置10包括：电路构建模块100、接触点测量模块200、位置信息计算模块300和误差对比计算模块400。
[0107]
电路构建模块100，用于构建倾斜式电极丝原位测量电路；
[0108]
接触点测量模块200，用于通过控制运动系统以控制电极丝在所述倾斜式电极丝原位测量电路的通电情况下以预设位姿状态对工件边缘进行接触式测量得到电极丝与工件的接触点；
[0109]
位置信息计算模块300，用于利用倾斜式电极丝原位测量方法得到接触点的空间位置信息；
[0110]
误差对比计算模块400，用于利用空间位置信息拟合得到的工件实际加工形状与要求工件加工形状进行误差对比得到误差数据，若误差数据满足预设的加工精度要求，则结束工件加工流程，若不满足，则进行精度补偿。
[0111]
进一步地，装置10，还包括电路数据设定模块，用于预设所述倾斜式电极丝原位测量电路的脉冲电源分流点为o1、o2，导线与电极丝的接触导电点为q1和q2，电极丝与工件边缘的接触点为p，上半段电极丝的等效电阻为r
e1
，等效电感为l
e1
；下半段电极丝的等效电阻为r
e2
，等效电感为l
e2
；上导线的等效电阻为r
w1
，等效电感为l
w1
；下导线的等效电阻为r
w2
，等效电感为l
w2
；上导线与电极丝的等效接触电阻为r
c1
，下导线与电极丝的等效接触电阻为r
c2
；导电点q1与接触点p之间的电极丝长度为l
e1
，导电点q2与接触点p之间的电极丝长度为l
e2
，导电点q1与q2之间的电极丝长度为le；导电点q1与上机头之间的距离为lu，导电点q2与下
机头之间的距离为ld。
[0112]
进一步地，倾斜式电极丝原位测量电路的上下回路中，o1、o2点与p点之间电压表示为：
[0113][0114][0115]
由基尔霍夫定律得：
[0116][0117]
i0(t)＝i1(t)+i2(t) (2-2)
[0118]
令
[0119]
r1＝r
e1
+r
c1
+r
w1
[0120]
r2＝r
e2
+r
c2
+r
w2
[0121]
l1＝l
e1
+l
w1
[0122]
l2＝l
e2
+l
w2
[0123]
r＝r1+r2[0124]
l＝l1+l2[0125]
则式(2-1)表示为：
[0126][0127]
初始条件为0时，将式(2-1)、(2-2)进行拉普拉斯变换，得：
[0128]
r1i1(s)+sl1i1(s)＝r2i2(s)+sl2i2(s) (2-4)
[0129]
i0(s)＝i1(s)+i2(s)(2-5)
[0130]
联立(2-4)、(2-5)得：
[0131][0132]
脉冲电源发送脉冲信号，则电流表示为：
[0133]
i0(t)＝a
·
1(t)
[0134]
进行拉普拉斯变换，得：
[0135][0136]
将式(2-7)代入式(2-6)得：
[0137][0138]
进行拉普拉斯反变换，得：
[0139]
[0140]
同理得：
[0141][0142]
oq1、oq2之间的电压分别为：
[0143][0144][0145]
电位差为：
[0146]
δu(t)＝u4(t)-u3(t)(2-11)。
[0147]
进一步地，通过控制导线和接触形式，使得上下导线的等效电阻、等效电感、接触电阻均相同，即：
[0148]
rc＝r
c1
＝r
c2
[0149]rw
＝r
w1
＝r
w2
[0150]
lw＝l
w1
＝l
w2
[0151]
基于圆柱材料电阻电感计算公式，圆柱形电极丝电阻和电感均与长度成正比，即：
[0152]
re＝krl
[0153]
le＝k
l
l
[0154]
则电位差表示为：
[0155][0156]
基于倾斜式电极丝原位测量方法，监测电极丝与工件边缘的接触位置，记录t在0+时刻的电位差，表示为：
[0157]
δu(t)|
t＝0+
＝[(k1+k3)kr+k2k
l
](l
e2-l
e1
) (2-13)
[0158]
其中
[0159]
k1＝l(rc+rw)
[0160][0161]
k3＝rl
w-l(rc+rw)
[0162]
式中k为常量。
[0163]
进一步地，基于上下机头的位置信息得到接触点p在空间中的准确位置；
[0164]
上下机头之间的电极丝长度表示为：
[0165][0166]
其中lu,ld表示导电点q1,q2分别与上机头、下机头之间的距离；
[0167]
l
e1
，l
e2
满足如下关系：
[0168][0169]
其中，k表示电极丝上下段长度差与电位差的比例系数：
[0170]
k＝(k1+k3)kr+k2k
l
[0171][0172]
下机头、接触点、上机头的空间位置存在如下矢量关系：
[0173][0174]
得接触点空间坐标：
[0175][0176]
根据本发明实施例的电火花线切割工件边缘原位测量装置，解决现有的电极丝与工件线接触式原位测量导致的工件边缘测量精度较差的问题，从而可以实现不取下工件的前提下对工件边缘的精密测量，以提高加工效率和加工精度。
[0177]
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0178]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0179]
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

技术特征：
1.一种电火花线切割工件边缘原位测量方法，其特征在于，包括以下步骤：构建倾斜式电极丝原位测量电路；通过控制运动系统以控制电极丝在所述倾斜式电极丝原位测量电路的通电情况下以预设位姿状态对工件边缘进行接触式测量得到电极丝与工件的接触点；利用倾斜式电极丝原位测量方法得到所述接触点的空间位置信息；利用所述空间位置信息拟合得到的工件实际加工形状与要求工件加工形状进行误差对比得到误差数据，若所述误差数据满足预设的加工精度要求，则结束工件加工流程，若不满足，则进行精度补偿。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，预设所述倾斜式电极丝原位测量电路的脉冲电源分流点为o1、o2，导线与电极丝的接触导电点为q1和q2，电极丝与工件边缘的接触点为p，上半段电极丝的等效电阻为r
e1
，等效电感为l
e1
；下半段电极丝的等效电阻为r
e2
，等效电感为l
e2
；上导线的等效电阻为r
w1
，等效电感为l
w1
；下导线的等效电阻为r
w2
，等效电感为l
w2
；上导线与电极丝的等效接触电阻为r
c1
，下导线与电极丝的等效接触电阻为r
c2
；导电点q1与接触点p之间的电极丝长度为l
e1
，导电点q2与接触点p之间的电极丝长度为l
e2
，导电点q1与q2之间的电极丝长度为l
e
；导电点q1与上机头之间的距离为l
u
，导电点q2与下机头之间的距离为l
d
。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述倾斜式电极丝原位测量电路的上下回路中，o1、o2点与p点之间电压分别表示为：点与p点之间电压分别表示为：由基尔霍夫定律得：i0(t)＝i1(t)+i2(t) (2-2)令r1＝r
e1
+r
c1
+r
w1
r2＝r
e2
+r
c2
+r
w2
l1＝l
e1
+l
w1
l2＝l
e2
+l
w2
r＝r1+r2l＝l1+l2则式(2-1)表示为：初始条件为0时，将式(2-1)、(2-2)进行拉普拉斯变换，得：r1i1(s)+sl1i1(s)＝r2i2(s)+sl2i2(s) (2-4)i0(s)＝i1(s)+i2(s)(2-5)
联立(2-4)、(2-5)得：脉冲电源发送脉冲信号，则电流表示为：i0(t)＝a
·
1(t)进行拉普拉斯变换，得：将式(2-7)代入式(2-6)得：进行拉普拉斯反变换，得：同理得：oq1、oq2之间的电压分别为：之间的电压分别为：电位差为：δu(t)＝u4(t)-u3(t)
ꢀꢀ
(2-11)。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，通过控制导线和接触形式，使得上下导线的等效电阻、等效电感、接触电阻均相同，即：r
c
＝r
c1
＝r
c2
r
w
＝r
w1
＝r
w2
l
w
＝l
w1
＝l
w2
基于圆柱材料电阻电感计算公式，圆柱形电极丝电阻和电感均与长度成正比，即：r
e
＝k
r
ll
e
＝k
l
l则电位差表示为：基于倾斜式电极丝原位测量方法，监测电极丝与工件边缘的接触位置，记录t在0+时刻的电位差，表示为：
其中k1＝l(r
c
+r
w
)k3＝rl
w-l(r
c
+r
w
)式中k为常量。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，基于上下机头的位置信息得到接触点p在空间中的准确位置；上下机头之间的电极丝长度表示为：其中l
u
,l
d
表示导电点q1,q2分别与上机头、下机头之间的距离；l
e1
，l
e2
满足如下关系：其中，k表示电极丝上下段长度差与电位差的比例系数：k＝(k1+k3)k
r
+k2k
l
下机头、接触点、上机头的空间位置存在如下矢量关系：得接触点空间坐标：6.一种电火花线切割工件边缘原位测量装置，其特征在于，包括：电路构建模块，用于构建倾斜式电极丝原位测量电路；接触点测量模块，用于通过控制运动系统以控制电极丝在所述倾斜式电极丝原位测量电路的通电情况下以预设位姿状态对工件边缘进行接触式测量得到电极丝与工件的接触点；位置信息计算模块，用于利用倾斜式电极丝原位测量方法得到所述接触点的空间位置信息；误差对比计算模块，用于利用所述空间位置信息拟合得到的工件实际加工形状与要求工件加工形状进行误差对比得到误差数据，若所述误差数据满足预设的加工精度要求，则
结束工件加工流程，若不满足，则进行精度补偿。7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置，还包括电路数据设定模块，用于预设所述倾斜式电极丝原位测量电路的脉冲电源分流点为o1、o2，导线与电极丝的接触导电点为q1和q2，电极丝与工件边缘的接触点为p，上半段电极丝的等效电阻为r
e1
，等效电感为l
e1
；下半段电极丝的等效电阻为r
e2
，等效电感为l
e2
；上导线的等效电阻为r
w1
，等效电感为l
w1
；下导线的等效电阻为r
w2
，等效电感为l
w2
；上导线与电极丝的等效接触电阻为r
c1
，下导线与电极丝的等效接触电阻为r
c2
；导电点q1与接触点p之间的电极丝长度为l
e1
，导电点q2与接触点p之间的电极丝长度为l
e2
，导电点q1与q2之间的电极丝长度为l
e
；导电点q1与上机头之间的距离为l
u
，导电点q2与下机头之间的距离为l
d
。8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述倾斜式电极丝原位测量电路的上下回路中，o1、o2点与p点之间电压分别表示为：点与p点之间电压分别表示为：由基尔霍夫定律得：i0(t)＝i1(t)+i2(t) (2-2)令r1＝r
e1
+r
c1
+r
w1
r2＝r
e2
+r
c2
+r
w2
l1＝l
e1
+l
w1
l2＝l
e2
+l
w2
r＝r1+r2l＝l1+l2则式(2-1)表示为：初始条件为0时，将式(2-1)、(2-2)进行拉普拉斯变换，得：r1i1(s)+sl1i1(s)＝r2i2(s)+sl2i2(s) (2-4)i0(s)＝i1(s)+i2(s)(2-5)联立(2-4)、(2-5)得：脉冲电源发送脉冲信号，则电流表示为：i0(t)＝a
·
1(t)进行拉普拉斯变换，得：
将式(2-7)代入式(2-6)得：进行拉普拉斯反变换，得：同理得：oq1、oq2之间的电压分别为：之间的电压分别为：电位差为：δu(t)＝u4(t)-u3(t)(2-11)。9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，通过控制导线和接触形式，使得上下导线的等效电阻、等效电感、接触电阻均相同，即：r
c
＝r
c1
＝r
c2
r
w
＝r
w1
＝r
w2
l
w
＝l
w1
＝l
w2
基于圆柱材料电阻电感计算公式，圆柱形电极丝电阻和电感均与长度成正比，即：r
e
＝k
r
ll
e
＝k
l
l则电位差表示为：基于倾斜式电极丝原位测量方法，监测电极丝与工件边缘的接触位置，记录t在0+时刻的电位差，表示为：其中k1＝l(r
c
+r
w
)k3＝rl
w-l(r
c
+r
w
)式中k为常量。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，基于上下机头的位置信息得到接触点p在空间中的准确位置；上下机头之间的电极丝长度表示为：其中l
u
,l
d
表示导电点q1,q2分别与上机头、下机头之间的距离；l
e1
，l
e2
满足如下关系：其中，k表示电极丝上下段长度差与电位差的比例系数：k＝(k1+k3)k
r
+k2k
l
下机头、接触点、上机头的空间位置存在如下矢量关系：得接触点空间坐标：

技术总结
本发明公开电火花线切割工件边缘原位测量方法及装置，该方法包括构建倾斜式电极丝原位测量电路；通过控制运动系统以控制电极丝在所述倾斜式电极丝原位测量电路的通电情况下以预设位姿状态对工件边缘进行接触式测量得到电极丝与工件的接触点；利用倾斜式电极丝原位测量方法得到接触点的空间位置信息；利用空间位置信息拟合得到的工件实际加工形状与要求工件加工形状进行误差对比得到误差数据，若误差数据满足预设的加工精度要求，则结束工件加工流程，若不满足，则进行精度补偿。本发明解决现有的电极丝与工件线接触式原位测量导致的工件边缘测量精度较差的问题。的工件边缘测量精度较差的问题。的工件边缘测量精度较差的问题。


技术研发人员：韩福柱 管一琳
受保护的技术使用者：清华大学
技术研发日：2023.05.31
技术公布日：2023/8/4