高速电火花小孔加工是电火花加工技术的主要分支,具有加工超大深径比小孔能力。与传统机械钻孔相比,高速电火花小孔加工无切削力、加工精度高、加工效率高,适合高温合金、钛合金等难切削材料的加工,如常用于加工航空发动机、燃气轮机涡轮叶片的气膜冷却孔等。高速电火花小孔加工过程中,控制系统和穿透检测技术对小孔加工的成品率和效率至关重要。本文针对高速电火花小孔加工穿透检测技术难题,开展了数控系统、间隙放电状态检测、电极损耗预测和穿透检测等方面的研究,以提高小孔的加工质量和效率。本文首先构建了基于嵌入式平台的网络化高速电火花小孔加工数控系统。数控系统包含人机交互界面、代码解释与插补、运动控制、状态监测和远程监控等功能,满足智能制造对数控系统的要求。在分析高速电火花小孔加工过程中间隙放电波形的基础上,利用嵌入式微处理器和硬件电路,开发了间隙放电状态检测单元,可识别单个脉冲的放电状态。为解决电火花小孔加工过程中电极位置难以确定和穿透检测的技术难题,充分利用支持向量机在数据分类、回归分析等非线性系统建模方面的优势,提出了采用支持向量机回归算法和分类算法构建电极损耗预测模型和穿透检测模型。根据实验分析和数据处理,分别确定了用于电极损耗预测模型和穿透检测模型的输入和输出量。在样本训练的基础上,得到了电极损耗预测模型和穿透检测模型并构建了穿透检测系统,用于在加工过程中在线预测和辨识。电极损耗在线预测结果表明,电极损耗预测模型的预测误差小于0.04mm。加工不同深度小孔的穿透检测实验表明,穿透检测系统能准确辨识电极穿透工件的瞬间,辨识成功率达100%。