论文部分内容阅读
电火花加工技术是当前应用最广泛最热门的特种加工技术。现在常用的电火花加工技术有:电火花切割技术、电火花成型技术、电火花铣削技术等。现在电火花加工技术也存在诸多不足,如加工效率低、加工质量差等。影响电火花加工效率和和质量的最主要因素就是电火花脉冲电源。为进一步提高电火花加工的加工质量提高加工效率,通过研究当前国内外现有电火花脉冲电源的结构特点,本课题提出一种能量可控的脉冲电源。本电源可以精确控制电火花加工的脉冲能量,保证了电火花加工的均匀性,从而提高了电火花加工的质量,减少了精加工的工作量。本课题深入研究了嵌入式系统、单相全桥DC/DC变换技术、CAN总线通讯技术、GUI人机交互技术以及VB语言编程技术,设计并开发出了一款能量利用率高,电流调节范围宽,可精确控制脉冲放电能量的脉冲电源。电源摒弃了传统脉冲电源使用变压器变压的方案,采用高频DC/DC变换技术对电源输入电压进行变换。采用DC/DC变换技术的电源体积相比较传统电源要小很多,推动了电火花脉冲电源小型化和大功率化的发展。电源采用电感代替传统电火花脉冲电源的限流电阻。由于电感本身没有功率损耗,所以采用电感限流的脉冲电源大大提高了电能的利用率。同时由于没有滤波电阻发热的问题,电源温度也下降了很多,提高了电源的寿命和稳定性。无限流电阻电源满足了电源的节能要求,符合当今社会对节能环保的要求。与传统脉冲电源相比此电源增加了嵌入式处理器作为电源的主控器件,使电源成为一个可以单独工作的独立设备。处理器根据主控机发送的参数要求独立完成电源的输出和闭环调节,减少了机床工控机的工作量,保证了电火花加工的稳定性。同时由于电源的独立性提高了电源的可移植能力,方便电源与不同加工机床连接,增加了电源的应用范围。电源采用CAN总线与机床主控设备进行通讯。CAN总线是当前应用最广泛的总线协议,能够通过一条总线将多个设备连接到一起相互通讯。电源采用CAN总线进行通讯可以使机床方便快捷的与电源和其它辅助设备连接,减少了机床升级和改装的工作量。提高了机床的适应性。电源搭载了集成GUI人机交互界面的液晶显示器,能够同步显示电源工作时的各种参数,使使用者更加简单方便的了解电源的工作状态。本课题使用VB语言开发了上位机,控制界面。控制界面简洁明了使用方便,同时还可以轻松的与各类机床控制系统融合混编,增加了电源的可移植性和应用范围。电源设计完成后与电火花脉冲铣床连接进行了加工实验,对电源精加工、粗加工的能力都进行了验证,证实了电源的各项功能参数和稳定性。