电火花线切割加工间隙放电状态检测装置与方法

摘要

本发明涉及一种电火花线切割加工间隙放电状态检测装置与方法，属于电火花加工技术领域。该装置的差分采样模块通过信号传输电缆与电火花机床的两极相连，差分采样模块的信号输出端与阈值比较模块的信号输入端连接，阈值比较模块的信号输出端与光电隔离模块的信号输入端连接，CPLD状态判别和处理模块的第一信号输入端与光电隔离模块的信号输出端连接，CPLD状态判别和处理模块的信号输出端通过PCI104总线电缆与上位机的信号输入端连接，上位机的信号输出端通过CPLD程序下载电缆与CPLD状态判别和处理模块的第二信号输入端连接。本发明可用于电火花线切割加工机床的间隙脉冲放电状态检测。

权利要求

1.一种电火花线切割加工间隙放电状态检测装置，其特征在于，包括差分采样模块、阈值比较模块、光电隔离模块、CPLD判别和处理模块、上位机、PCI104总线电缆、CPLD程序下载电缆和信号传输电缆，差分采样模块通过信号传输电缆与电火花机床的两极相连，差分采样模块的信号输出端与阈值比较模块的信号输入端连接，阈值比较模块的信号输出端与光电隔离模块的信号输入端连接，CPLD状态判别和处理模块的第一信号输入端与光电隔离模块的信号输出端连接，CPLD状态判别和处理模块的信号输出端通过PCI104总线电缆与上位机的信号输入端连接，上位机的信号输出端通过CPLD程序下载电缆与CPLD状态判别和处理模块的第二信号输入端连接。

2.根据权利要求1所述的电火花线切割加工间隙放电状态检测装置，其特征在于，所述差分采样模块为带宽5MHz以上以及电压转换速率为50V/μs的集成运算放大器模块，所述阈值比较模块为延迟时间达到纳秒级的高速模拟比较器模块，所述光电隔离模块为带宽

1MHz以上以及电压转换速率为500V/μs的光电耦合器模块。

3.一种电火花线切割加工间隙放电状态检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

利用集成运算放大器采用差分运算的方式将间隙电压信号采集到检测装置，并接入阈值比较模块；

所述阈值比较模块通过集成比较器将采样的间隙电压信号和设定的三个阈值进行比较，并将比较的结果送入光电隔离模块；

所述光电隔离模块通过光电耦合器将比较结果经光电隔离送入CPLD状态判别和处理模块；

所述CPLD状态判别和处理模块对输入的信号进行处理，通过对间隙击穿信号的检测和对输入信号进行逻辑运算，判断出当前脉冲的放电状态，并通过PCI104总线电缆传送到上位机；

所述上位机获取每个脉冲的放电状态信息，并进行统计处理，推断出此时间隙的加工状态，为控制系统的运行提供依据。

4.根据权利要求3所述的电火花线切割加工间隙放电状态检测方法，其特征在于，所述间隙电压的采样方式为差分运算方式，相应的采样芯片为集成运算放大器并具有5M以上带宽和50V/μs的电压转换速率。

5.根据权利要求3所述的电火花线切割加工间隙放电状态检测方法，其特征在于，所述光电隔离模块的光电耦合器具有1MHz以上的频率响应以及500V/μs的电压转换速率。

6.根据权利要求3所述的电火花线切割加工间隙放电状态检测方法，其特征在于，所述CPLD状态判别和处理模块对输入的信号进行处理，通过对间隙击穿信号的检测和对输入信号进行逻辑运算，判断出当前脉冲的放电状态，并通过PCI104总线电缆传送到上位机包括：首先在脉宽期间，通过对输入信号是否存在下降沿来检测间隙是否发生击穿，并对各输入信号进行逻辑运算，判别脉冲放电状态，然后通过采样控制脉冲实现在脉宽即将结束时进行状态输出，并利用状态保持模块将状态信息一直保持到脉间结束，以此实现对间隙放电状态的判别。

说明书

电火花线切割加工间隙放电状态检测装置与方法

技术领域：

[0001] 本发明涉及一种电火花线切割加工间隙放电状态检测装置与方法，属于电火花加工技术领域。背景技术：

[0002] 电火花加工是通过工具电极和工件之间脉冲性火花放电来蚀除工件材料，以达到对零件的尺寸、形状及表面质量预定的加工要求。电火花加工方法不受工件的材料硬度、强度等机械性能的限制，同时具有宏观切削力小等优点，因此特别适合加工难加工材料及复杂形状工件加工，在航空、航天、模具等领域有着广泛的应用。

[0003] 在金属材料的电火花加工过程中，极间电压信号反应了加工过程中脉冲放电情况，这与电火花加工的效率和精度密切相关。当脉冲放电为火花放电状态时，间隙两端电压由空载电压经过一段时间的击穿延时，间隙发生击穿，间隙两端电压由空载电压下降为放电维持电压。在电火花线切割加工中，由于电极丝和工件存在相对运动，一般认为不存在稳定电弧放电现象。但在实际加工过程中，存在没有击穿延时的放电现象，这种放电状态为偏短路的不稳定电弧放电状态。它表明此时间隙排屑困难，加工状态差，所以在电火花线切割加工过程中，需要将这种放电状态和含有击穿延时的火花放电状态区分出来。因此在金属材料的电火花线切割加工中，间隙脉冲放电状态分为：空载，火花放电，不稳定电弧放电和短路。

[0004] 电火花加工技术一般用来加工导电材料，现有的辅助电极法可以实现利用电火花技术加工绝缘陶瓷，其原理是在工件表面附加导电层，利用放电过程中形成的导电膜构成辅助电极实现放电加工。在绝缘陶瓷的电火花线切割加工过程中，当导电膜形成差时，此时导电膜厚度小，电阻大，出 现间隙高电压放电现象。当间隙放电电压高于加工金属时的维持电压，将此时的火花放电状态称为高阻火花状态，此时的短路状态称为高阻短路状态。当导电膜形成良好时，此时导电膜厚度大，电阻小，间隙放电电压近似等于加工金属时的维持电压，将此时的火花放电状态称为低阻火花状态，此时的短路状态称为低阻短路状态。因此，在绝缘陶瓷电火花线切割加工中，间隙放电状态被分为五种，分别是空载、高阻火花、低阻火花、高阻短路和低阻短路状态。

[0005] 目前的电火花线切割加工机床，一般只对间隙的平均电压进行检测，并以此为参考值决定当前伺服进给速度的大小。当间隙平均电压高于参考值时，则加快进给，当间隙平均电压低于参考值时，工作台停止进给，进入等待，当检测到的短路达到一定数量，则控制工作台伺服回退。这种间隙状态检测方法能够近似反映当前间隙放电状态，但由于间隙平均电压是由各种放电状态的电压平均构成，并不能对单个脉冲放电状态进行检测，所以平均电压法含有不确定的因素，不能实现对间隙实时和精确监控，有可能会恶化加工效果。特别是对于绝缘陶瓷电火花线切割加工，由于存在高阻放电状态，间隙的平均电压高，采用平均电压检测法会加快进给速度，而这将导致加工效果恶化甚至不能加工，此时平均电压检测法失效。发明内容：

[0006] 本发明的目的在于提供一种电火花线切割加工放电状态检测装置，该检测装置通过实时采样每个脉冲的间隙电压，通过判断间隙电压所处的区间以及对间隙击穿信号的检测，在脉宽结束时判断出当前脉冲放电状态，并对脉冲状态信息进行统计处理，推测出间隙的加工状态，以此作为伺服控制的依据。

[0007] 本发明是通过以下技术方案实现的：

[0008] 电火花线切割加工间隙放电状态检测装置，包括差分采样模块、阈值比较模块、光电隔离模块、CPLD判别和处理模块、上位机、PCI104总线电缆、CPLD程序下载电缆和信号传输电缆，差分采样模块通过信号传输电 缆与电火花机床的两极相连，差分采样模块的信号输出端与阈值比较模块的信号输入端连接，阈值比较模块的信号输出端与光电隔离模块的信号输入端连接，CPLD状态判别和处理模块的第一信号输入端与光电隔离模块的信号输出端连接，CPLD状态判别和处理模块的信号输出端通过PCI104总线电缆与上位机的信号输入端连接，上位机的信号输出端通过CPLD程序下载电缆与CPLD状态判别和处理模块的第二信号输入端连接。

[0009] 电火花线切割加工间隙放电状态检测方法，包括如下步骤：

[0010] 利用集成运算放大器采用差分运算的方式将间隙电压信号采集到检测装置，并接入阈值比较模块；

[0011] 所述阈值比较模块通过集成比较器将采样的间隙电压信号和设定的三个阈值进行比较，并将比较的结果送入光电隔离模块；

[0012] 所述光电隔离模块通过光电耦合器将比较结果经光电隔离送入CPLD状态判别和处理模块；

[0013] 所述CPLD状态判别和处理模块对输入的信号进行处理，通过对间隙击穿信号的检测和对输入信号进行逻辑运算，判断出当前脉冲的放电状态，并通过PCI104总线电缆传送到上位机；

[0014] 所述上位机获取每个脉冲的放电状态信息，并进行统计处理，推断出此时间隙的加工状态，为控制系统的运行提供依据。

[0015] 本发明的有益效果主要包括：

[0016] 1、检测装置采用CPLD进行状态判别和处理，CPLD承担了主要的状态判别工作，由于CPLD为在线可编程模块，因此整个检测装置具有非常大的柔性。

[0017] 2、检测装置可以实现对每个脉冲放电状态进行判别，能够获得更全面的间隙状态信息，并且间隙放电状态检测装置能够区分无击穿延时的不稳定电弧放电状态，有利于更准确地判断当前的间隙加工状态，因此装置具有实时性好，精确且稳定等优点。 [0018] 3、检测装置既可以用于金属材料的电火花线切割加工，也能够用于绝缘陶瓷材料的电火花线切割加工，只需通过调整阈值即可实现，因此装置具有操作便利和适用范围广的优点。附图说明：

[0019] 图1是电火花线切割加工脉冲放电状态波形判别图，其中：图a)是金属材料电火花线切割加工波形判别图，金属材料在进行电火花加工过程中，脉冲放电状态有空载、火花、不稳定电弧和短路状态，CMP1、CMP2和CMP3是CPLD的三个输入信号，Vef1，Vef2，Vef3是设置的三个阈值；图b)是绝缘陶瓷电火花线切割加工波形判别图，在绝缘陶瓷电火花线切割加工过程中，脉冲放电状态有空载、高阻火花、低阻火花、高阻短路和低阻短路状态，CMP1、CMP2和CMP3是CPLD的三个输入信号，Vef1、Vef2和Vef3是设置的三个阈值；

[0020] 图2是电火花线切割加工间隙放电状态检测装置的结构示意图，其中：标号1表示电火花加工机床，标号2表示信号传输电缆，标号3表示差分采样模块，标号4表示阈值比较模块，标号5表示光电隔离模块，标号6表示CPLD状态判别和处理模块，标号7表示PCI104总线电缆，标号8表示上位机，标号9表示CPLD程序下载电缆；

[0021] 图3是电火花线切割加工间隙放电状态检测装置电路原理示意图；

[0022] 图4是电火花线切割加工间隙放电状态检测装置的CPLD内部电路程序示意图； [0023] 图5是CPLD内部电路程序SERVO程序块的电路结构示意图；

[0024] 图6是金属材料电火花线切割加工CPLD程序仿真波形图；

[0025] 图7是绝缘陶瓷材料电火花线切割加工CPLD程序仿真波形图。具体实施方式：

[0026] 下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体操作过程，但本发明的保护范围不限于下述实施例。

[0027] 如图2所示，本实施例所涉及的电火花间隙放电状态检测装置，包括信号传输电缆2、差分采样模块3、阈值比较模块4、光电隔离模块5、CPLD(复杂可编程逻辑器件)状态判别和处理模块6、PCI104总线电缆7、上位机8以及CPLD程序下载电缆9。连接方式如下：差分采样模块3通过信号传输电缆2与电火花机床1的两极相连，差分采样模块3的信号输出端与阈值比较模块4的信号输入端连接，阈值比较模块4的信号输出端与光电隔离模块5的信号输入端连接，CPLD状态判别和处理模块6的第一信号输入端与光电隔离模块5的信号输出端连接，CPLD状态判别和处理模块6的信号输出端通过PCI104总线电缆7与上位机8的信号输入端连接，上位机8的信号输出端通过CPLD程序下载电缆9与CPLD状态判别和处理模块6的第二信号输入端连接。

[0028] 其主要原理是当电火花加工机床两极间隙电压信号通过信号传输电缆输入到差分采样模块，差分采样模块采集电火花机床两极的电压信号，并将其转换成检测装置供电电源电压以下的电压信号，阈值比较模块将此电压信号与所设阈值进行比较，获取当前电压所处区间，比较的结果经光电隔离模块输入CPLD中，CPLD在脉宽期间实时跟踪输入的电压信号，根据脉宽期间电压信号所处的幅值区间和信号是否存在下降沿，当脉宽结束时，判断出此脉冲的放电状态，判断的结果经由PCI104总线送往上位机存储，并进行统计处理，为伺服控制系统提供伺服依据。上位机上存储了CPLD的内部程序，可以通过在线编程的方式经由JTAG型CPLD程序下载电缆下载到CPLD中。

[0029] 图3为本具体实施方式提供的电火花间隙放电状态检测装置的电路原理图，所用的绘图软件为Protel DXP2004。包括差分采样模块，阈值比较模块，光电隔离模块，CPLD状态判别和处理模块。

[0030] 具体的，差分采样模块(U1)为集成运放LF357N，机床正极与R1、R3串联接入U1的反相输入端2端，机床负极与R2、R4串联接入U1的同相输入端3端，U1的同相输入端3端与R5串联接模拟地，U1的输出端6端与R7串联接入U1的反相输入端2端。C9和C21并联后接入U1的正电源输入端和模拟地之间，起到去耦的作用。C10和C20并联后接入U1的负电源输入端和模拟地之间，起到去耦的作用。

[0031] 阈值比较模块(U4和U5)为集成比较器LM393AN，U1的输出端6端与R8串联接入U4A的反相输入端2端，U1的输出端6端与R10串联接入U4B的反相输入端6端，U1的输出端6端与R14串联接入U5A的反相输入端2端。R9和电位计R23串联接入+15V和模拟地之间，电位计R23的输出端2端接入U4A的同相输入端3端。R11和电位计R24串联接入+15V和模拟地之间，电位计R24的输出端2端接入U4B的同相输入端5端。R15和电位计R25串联接入+15V和模拟地之间，电位计R25的输出端2端接入U5A的同相输入端3端。U4A的输出端1端与R12串联后接+5V，U4B的输出端7端与R13串联后接+5V，U5A的输出端1端与R16串联后接+5V。

[0032] 光电隔离模块(U7，U8和U9)为高速光耦6N137，U4A的输出端1端与R17串联接入U7的2端，U5A的输出端1端与R18串联接入U8的2端，U4B的输出端7端与R17串联接入U9的2端。U7的3端接模拟地，U8的3端接模拟地，U9的3端接模拟地。U7的8端接数字电路供电电源正极VCC，U7的5端接数字地，U7的8端和5端之间接入C13，U7的6端串联R20接入U7的8端。U8的8端接数字电路供电电源正极VCC，U8的5端接数字地，U8的8端和5端之间接入C14，U8的6端串联R21接入U8的8端。U9的8端接数字电路供电 电源正极VCC，U9的5端接数字地，U9的8端和5端之间接入C15，U9的6端串联R22接入U9的8端。

[0033] CPLD判别和处理模块(U6)为EPM7064SLC44-10型CPLD，U3为反相器74AC14B，U2为OSC 25MHz有源晶振，P1为JTAG下载端子，G1为排阻。U6的33端与U7的6端相连，U6的34端与U8的6端相连，U6的36端与U9的6端相连，U6的37端与外部脉宽结束信号相连。U6的16端、17端、18端、19端和20端为输出端，与PCI104总线相连。U6的10端、22端、30端和42端接数字地，U6的3端，15端，23端和35端接电源VCC。P1的1端与U6的32端相连，P1的3端与U6的38端相连，P1的5端与U6的13端相连，P1的7端和9端与U6的7端相连，P1的2端和10端接数字地，P1的4端接VCC。U2的2端接数字地，U2的3端接U3A的1端，U2的4端接VCC。U3A的2端接U6的43端。

[0034] 图4为本具体实施方式提供的电火花间隙放电状态检测装置的CPLD内部电路程序图，所用的程序开发软件为Quartus II 7.0。输入CLK为芯片U6的43端，输入End_pulse为芯片的37端，输入CMP1为U6的33端，输入CMP2为U6的34端，输入CMP3为U6的36端。输出Spark/Spark_H为U6的19端，输出Spark_L为U6的18端，输出Open为U6的20端，输出Arc/Short_H为U6的17端，输出Short/Short_L为U6的16端。

[0035] CPLD内部电路程序包含四大模块，分别是间隙击穿检测模块，逻辑判断模块，状态采样控制模块和状态保持模块。

[0036] 具体的，对于间隙击穿检测模块：从图1所示的电火花加工放电状态波形判别图中可以看到，当间隙发生击穿现象时，CMP1或CMP2在CMP 3高电平期间存在下降沿，因此可以在CMP3高电平期间，通过对CMP1和CMP2下降沿的检测实现对间隙击穿信号的检测。间隙击穿检测模块包含两部分，分别是CMP1下降沿检测模块DFF寄存器Inst33和CMP2下降沿检测模块DFF寄存器Inst1。PUL1输出一直为低电平，当输入CMP1在CMP3高电 平期间存在下降沿，PUL1输出高电平并一直保持到脉宽结束。PUL2输出一直为低电平，当输入CMP2在CMP3高电平期间存在下降沿，PUL2输出高电平并一直保持到脉宽结束。利用CMP3作为两个寄存器的清零信号，在CMP3低电平期间，即脉间期间，间隙击穿检测模块清零，等待下一个脉宽。

[0037] 逻辑判断模块：二输入与门Inst5、Inst6、Inst11，三输入与门Inst13、Inst14、Inst15和非门Inst8、Inst10、Inst12、Inst16构成CMP3高电平期间的逻辑判断模块。 [0038] 状态采样控制模块：非门Inst34，SELECT PUL程序块，DFF寄存器Inst2与二输入与门Inst19、Inst20、Inst21、Inst22、Inst23构成状态采样控制模块，End_Pulse为脉宽即将结束时的状态采样控制信号。由于间隙电压信号从信号传输电缆进入检测装置，经过差分采样，比较环节，光电隔离处理进入CPLD，将产生1-2μs的整体传输延时，因此可以利用电源的主振信号作为End_Pulse信号。当End_Pulse信号存在下降沿，表明此时开始采样PUL1、PUL2、Inst13、Inst5和Inst6的输出，并将采样结果保持0.8μs。SELECT_PUL程序块用来设置采样脉冲长度为0.8μs，其中SLE_PUL为采样脉冲的上升沿，END_PUL为采样脉冲的结束信号，将这两个信号输入DFF寄存器中，便获得了0.8μs的采样脉冲。通过五个二输入与门采样PUL1、PUL2、Inst13、Inst5和Inst6的输出。

[0039] 状态保持模块：5路SERVO程序块构成状态保持模块，用于保持状态采样控制模块的5路输出，图5是SERVO程序块的电路结构图。状态采样控制模块采样的各路输出作为状态信息，传输进入SERVO程序块，利用DFF寄存器Inst1进行保持，并一直保持到下一个脉宽来临。DFF寄存器Inst用来提供清零信号，ENABLE与外部CMP3相连，当下一个脉宽来临时，ENABLE信号由低至高，前一个状态采样信息被清除。2us_CON用来在采样控制信号来临时清除清零信号，准备进行状态保持。5路SERVO的输出，在每个脉冲期间，只有此脉冲放电状态对应的输出存在高电平，其余 四路输出一直为低，这样便实现了区分脉冲放电状态。在金属的电火花加工中，输出Spark/Spark_H对应火花状态输出，输出Spark_L无意义，输出Open对应空载状态输出，输出Arc/Short_H对应不稳定电弧状态输出，输出Short/Short_L对应短路状态输出。在绝缘陶瓷的电火花线切割加工中，输出Spark/Spark_H对应高阻火花状态输出，输出Spark_L对应低阻火花状态输出，输出Open对应空载状态输出，输出Arc/Short_H对应高阻短路状态输出，输出Short/Short_L对应低阻短路状态输出。 [0040] 下面通过具体的实施例对电火花间隙放电状态检测的过程作进一步说明： [0041] 实施例1金属材料的电火花线切割加工

[0042] 硬件电路和CPLD内部电路如图2-5所述，只需要调整Vef1，Vef2，Vef3三个阈值即可。相应的阈值设定值是相对空载电压而言的，阈值比较模块三个比较器的阈值设置分别对应阈值Vef1，Vef2，Vef3，但其值等于Vef1，Vef2，Vef3乘以差分采样模块的采样比例。阈值Vef3设定为3～5V，它的作用是区分每个脉冲的脉宽和脉间，控制检测程序只在脉宽期间对放电状态进行判别，在脉间期间不判别状态，防止产生误判断。阈值Vef2设置为略小于金属脉冲放电维持电压值，阈值Vef1设置为略低于空载电压。在金属材料的电火花加工中，Vef3设置为
3V，Vef2设置为18V。Vef1设置为70V。

[0043] 间隙电压经差分采样模块进入阈值比较模块，与设置好的阈值进行比较，经光电隔离后，CMP1，CMP2，CMP3信号的波形，以及CPLD内部击穿信号检测模块Inst1和Inst33的输出，如图1a)所示。

[0044] 在CMP3高电平期间，也就是脉宽期间，不同的间隙放电状态拥有不同的CMP1和CMP2信号。在脉宽期间，如果CMP1存在下降沿，则表明间隙电压由高至低，发生击穿现象，并且CMP2不存在下降沿，间隙电压击穿后高于Vef2，此脉冲放电为火花状态，Inst33输出高电平，采样控制结束后，输出Spark/Spark_H为高电平，其余输出为低电平。在脉宽期间，当CMP1和CMP2都不存在下降沿时，则需要分以下三种情况。首先，如果 CMP1的输出为高电平，则表明间隙两端电压高于Vef1，此脉冲放电为空载状态，Inst13输出高电平，采样控制结束后，输出Open为高电平，其余输出为低电平；其次，如果CMP1为低电平，而CMP2为高电平，表明此时间隙两端电压一直在Vef1和Vef2之间，而又不存在间隙击穿，此脉冲放电为不稳定电弧状态，Inst4输出高电平，采样控制结束后，输出Arc/Short_H为高电平，其余输出为低电平。最后，如果CMP2一直为低电平，表明此时间隙两端电压一直低于Vef2，并且也不存在间隙击穿，认为此脉冲放电为短路状态，Inst15输出高电平，采样控制结束后，输出Short/Short_L为高电平，其余输出为低电平。由此便实现了对任一脉冲放电的状态判别，判别结果经由PCI104总线传输至上位机，上位机根据各脉冲的放电状态信息，推测此时的间隙加工状态。图7金属材料电火花加工CPLD程序仿真波形图。根据图1a)中CMP1、CMP2和CMP3设定CPLD的输入信号，利用Quartus程序的Simulator模块对CPLD程序进行仿真，从仿真结果可以看出，系统可以判别每一个脉冲的放电状态，并且状态信息一直保持到下一个脉冲来临。

[0045] 实施例2绝缘陶瓷材料的电火花线切割加工

[0046] 硬件电路和CPLD内部电路如图2-5所述，只需要调整阈值Vef2即可。阈值Vef2设置为略大于金属脉冲放电维持电压值，因此在绝缘陶瓷的电火花线切割加工中，Vef3设置为3V，Vef2设置为40V。Vef1设置为70V。

[0047] 间隙电压经差分采样模块进入阈值比较模块，与设置好的阈值进行比较，经光电隔离后，CMP1，CMP2，CMP3信号的波形，以及CPLD内部击穿信号检测模块Inst1和Inst33的输出，如图1b)所示。

[0048] 在CMP3高电平期间，也就是脉宽期间，不同的间隙放电状态拥有不同的CMP1和CMP2信号。在脉宽期间，如果CMP1和CMP2的输出存在下降沿，则表明间隙电压由高至低，发生击穿现象，并且击穿后间隙电压低于Vef2，此脉冲放电为低阻火花状态，Inst1输出高电平，采样控制结束后，输出Spark_L为高电平，其余输出为低电平。在脉宽期间，当CMP2不存在下降沿，CMP1输出存在下降沿，则表明虽然间隙发生了击穿，但间隙放电 电压高于Vef2而低于Vef1，认定此脉冲放电为高阻火花状态，Inst33输出高电平，采样控制结束后，输出Spark/Spark_H为高电平，其余输出为低电平。当在脉宽期间CMP1和CMP2都不存在下降沿时，则需要分以下三种情况。首先，如果CMP1的输出为高电平，则表明间隙两端电压高于Vef1，认为此脉冲放电为空载状态，Inst13输出高电平，采样控制结束后，输出Open为高电平，其余输出为低电平；其次，如果CMP1为低电平，而CMP2为高电平，表明此时间隙两端电压一直在Vef1和Vef2之间，而又不存在间隙击穿，因此认为此脉冲放电为高阻短路状态，Inst4输出高电平，采样控制结束后，输出Arc/Short_H为高电平，其余输出为低电平。最后，如果CMP2一直为低电平，表明此时间隙两端电压一直低于Vef2，并且也不存在间隙击穿，认为此脉冲放电为低阻短路状态，Inst15输出高电平，采样控制结束后，输出Short/Short_L为高电平，其余输出为低电平。由此便实现了对任一脉冲放电的状态判别，判别结果经由PCI104总线传输至上位机，上位机根据各脉冲的放电状态信息，推测此时的间隙加工状态。图7为绝缘陶瓷材料电火花线切割加工CPLD程序仿真波形图。根据图1b)中CMP1、CMP2和CMP3设定CPLD的输入信号，利用Quartus程序的Simulator模块对CPLD程序进行仿真，从仿真结果可以看出，系统可以判别每一个脉冲的放电状态，并且状态信息一直保持到下一个脉冲来临。

[0049] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，这些具体实施方式都是基于本发明整体构思下的不同实现方式，而且本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。