一种电火花线切割加工过程自适应调整的多功能监测方法
专利汇可以提供一种电火花线切割加工过程自适应调整的多功能监测方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种电火花线切割加工过程自适应调整的多功能监测方法，包括以下步骤：搭建多功能监测装置，开启 放电加工 后，通过专用的高速摄像观测系统分别获得基准面放电情况和 电极 丝运动状态的录像；对放电情况的录像进行OpenCV 图像处理 后，通过质心法对火花中心点进行统计分析，得到放电点分布统计图； 对电极 丝运动状态的录像进行电极丝 位置 点分析，获得电极丝运动状态；通过 电压 高速采集卡系统获得放电 波形 ，通过图像矩、分形维数、 小波变换 方法和 支持向量机 分类方法对放电波形进行分类，得到各类放电波形的百分比。本发明功能多样化，检测 精度 高，监测直观，可以用于指导选择最佳加工方法和加工参数，为电火花线切割的自适应调整提供了 基础 。，下面是一种电火花线切割加工过程自适应调整的多功能监测方法专利的具体信息内容。
1.一种电火花线切割加工过程自适应调整的多功能监测方法，包括以下步骤：
1)装置搭建：在垂直和平行线切割机床的工件切割基准面上分别设置高速摄像观测系统，并在电火花线切割机床上连接高速采集卡系统；
2)数据获取与分析：开启放电加工后，通过高速摄像观测系统分别获得基准面的放电情况的录像和电极丝运动状态的录像；对基准面的放电情况的录像先进行OpenCV图像处理后，采用质心法对火花中心点进行统计分析，得到放电点分布统计图；对电极丝运动状态的录像中的电极丝位置进行分析，获得电极丝的线切割过程的运动状态；通过高速采集卡系统获得放电波形，通过图像矩、分形维数、小波变换方法和支持向量机分类方法对放电波形进行分类，得到各类放电波形的百分比。
2.根据权利要求1所述的电火花线切割加工过程自适应调整的多功能监测方法，其特征在于，所述步骤1)中，高速摄像观测系统的设置具体包括以下步骤：1-1将工件固定在线切割加工机床的运动平台上，在接着调节线切割加工机床，使电极丝与工件的待切割面相切；然后在操作平台的边缘外围设置玻璃挡板；1-2开启放电加工，通过电火花线切割在工件表面切割一个基准面，并在工件的基准面上建立观察视窗；1-3在玻璃挡板的外侧，将一个高速摄像观测系统的摄像头轴线垂直于工件待切割基准面放置，摄像头靠近玻璃挡板；
将另一个高速摄像观测系统的摄像头轴线平行于工件待切割基准面放置，且摄像机的镜头正对电极丝上的观察点，摄像头靠近玻璃挡板；将两个高速摄像观测系统分别与PC机连接。
3.根据权利要求2所述的电火花线切割加工过程自适应调整的多功能监测方法，其特征在于，所述步骤1-1中的玻璃挡板为亚克力玻璃挡板；步骤1-2中的观察视窗包括夹具和高温玻璃，所述的高温玻璃通过夹具与工件基准面固定，所述的夹具位于远离电极丝的工件和高温玻璃的一侧，高温玻璃用以确保观测过程的放电间隙与实际加工过程一致；步骤
1-3中，电极丝上共有A和B 2个观察点，观察点A位于高于工件顶部1mm处，电极丝的观察点B位于高于工件顶部0.2mm处；高速摄像观测系统由滤光片和高速摄像机组成，在高速摄像机的调焦透镜上增加一个滤光片，然后将调焦透镜与摄像机机体进行螺纹联接，滤光片透光率约为0.1％。
4.根据权利要求1所述的电火花线切割加工过程自适应调整的多功能监测方法，其特征在于，所述的步骤1)中，高速采集卡系统由数字示波器和高速采集卡组成，所述的数字示波器和高速采集卡对应的接头都分别与工件和电极丝相连接，且高速采集卡的数据输出端与PC机相连接；数字示波器的高精度差分探头的带宽在100MHz以上。
5.根据权利要求1所述的电火花线切割加工过程自适应调整的多功能监测方法，其特征在于，所述步骤2)中，所述的电火花线切割开始之前，先将高速摄像观测系统各种拍摄参数设置好；线切割过程稳定后，开启高速摄像观测系统，进行录像，线切割过程的录像时间为1s，电极丝运动状态的录像时间为2s；高速采集卡系统在线切割开始时进行数据采集；高速摄像观测系统和高速采集卡系统采集的录像和放电波数据均传送至PC机。
6.根据权利要求1所述的电火花线切割加工过程自适应调整的多功能监测方法，其特征在于，所述步骤2)中，在PC机上对基准面的放电情况的录像数据处理方法，具体包括以下步骤：2-1-1将视频逐帧转换成图像，将彩色图像转换为灰色图像；2-1-2将所得灰色图像进行图像二值化处理，然后将图像进行去噪处理；2-1-3分析去噪后的图像，对放电火花进行中心识别，再然后采用质心法计算火花中心坐标，得到火花位置的绝对和相对分布，从而得到放电点分布统计图。
7.根据权利要求6所述的电火花线切割加工过程自适应调整的多功能监测方法，其特征在于，所述步骤2-1-2中，灰色图像进行图像二值化处理的阈值为0.16。
8.根据权利要求1所述的电火花线切割加工过程自适应调整的多功能监测方法，其特征在于，所述步骤2)中，在PC机上对电极丝运动状态的录像数据的具体处理方法，包括以下步骤：2-2-1将视频逐帧转换成图像，将彩色图像转换为灰色图像；2-2-2将所得灰色图像进行图像二值化处理，然后将图像进行去噪处理；2-2-3以电极丝开始线切割前的A、B点位置分别为原点坐标，建立坐标时A点和B点的坐标所在的面垂直于工件的基准面，然后分别计算去噪图片中，电极丝在A点和B点的坐标，然后通过分析A点和B点的坐标的位置变化，得到线切割过程中电极丝的挠曲变形、振动幅值和频率。
9.根据权利要求1所述的电火花线切割加工过程自适应调整的多功能监测方法，其特征在于，所述步骤2)中，在PC机上对放电波形数据的具体处理方法，包括以下步骤：2-3-1根据脉冲宽度，对放电波形进行分割，得到单个放电波形图，并进行图像重构；2-3-2采用图像矩和分形维数法获取单个放电波形的特征值；2-3-3结合人工识别的各类波形的样本库，采用小波变换算法和支持向量机分类方法，对每个放电波形进行分类，放电波形种类包括：开路、火花放电、电弧放电、过渡电弧和短路；2-3-4对放电波形进行统计，输出电极丝加工工件时各类波形的百分比；即达到对放电状态的识别。
10.根据权利要求1所述的电火花线切割加工过程自适应调整的多功能监测方法，其特征在于，所述步骤2-3-2中，特征值包括最大值、最小值、平均值和标准差。
一种电火花线切割加工过程自适应调整的多功能监测方法
技术领域
背景技术
发明内容
具体实施方式
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