论文部分内容阅读
伴随着难加工材料及复杂型面加工而逐步发展成熟起来的电火花加工技术(EDM),已经成为制造技术中不可缺少的加工手段之一。随着电火花加工技术在我国的不断的发展应用,在快走丝电火花线切割基础上产生了我国所独有的中走丝电火花线切割(MS-WEDM)。目前,国内根据中走丝电火花线切割的工艺特点而设计的脉冲电源还不成熟,而脉冲电源是电火花线切割机床的核心部分,其性能制约了中走丝电火花线切割技术的进一步应用和发展。因此,针对中走丝电火花线切割机床的脉冲电源开展研究,具有重要的研究意义和实际应用价值。本文在广泛调研中走丝电火花线切割技术的发展趋势和国内外电火花脉冲电源发展现状的基础上,深入研究了电火花线切割的脉冲能量和中走丝电火花线切割的工艺特点,明确了中走丝电火花线切割脉冲电源的性能要求,即脉冲参数大范围可调、数字化和智能化。根据中走丝电火花线切割脉冲电源的性能要求,进行了脉冲电源的研究与实现,主要内容如下:(1)以FPGA为主芯片进行了脉冲电源的设计与制作。通过在FPGA内部配置Verilog HDL程序发生脉冲信号,采用一系列的电路实现了脉冲信号的处理和驱动控制,并通过试验验证了设计的正确有效性。在主放电回路中,加入了能及时消除脉冲间隔时加工间隙内电量的电路,获得了更好的间隙状态。(2)根据脉冲参数对加工工件表面质量和加工速度的影响,基于最小二乘法对它们之间的关系进行建模,并通过该模型根据加工要求基于遗传算法进行优化仿真,在开始加工之前对脉冲参数进行了有效的判断选择。(3)通过对加工间隙数据(电压/电流)采集硬件电路的设计,实现了对间隙数据的准确采集。并在这些采集数据的基础上,研究分析原有的间隙状态判别方法,设计了一种混合检测判别方法,实现了对加工过程中可能出现的五种加工间隙放电状态的高效准确判别。(4)在上位机和脉冲电源进行实时通讯的基础上,根据放电状态判别结果,通过自适应控制器实现了对加工过程的实时控制。研究脉冲电源智能性的要点,结合脉冲参数的判断选择和自适应控制器,使得加工过程更加高效稳定,实现了工艺参数的智能优选和调节。