高速电弧放电加工机床智能控制系统研究
发布时间：2021-11-11 21:35
高速电弧放电加工是一种采用大能量脉冲电流实现电弧放电、并通过冲液流体的冲力切断电弧,从而实现快速去除工件材料的新型加工方法。其对于难切削材料的复杂型腔和大余量去除加工颇具效果,可以应用于国防设备、飞机与制造加工工业等各个领域。探索高速电弧加工方法及工艺是提高国防设备性能及工业技术的重要途径,而其研究平台--针对高速电弧加工方法而研制的开放式电弧放电数控加工机床也必不可少。因此,本文以现有的阿奇夏米尔电火花加工机床的本体为基础,设计制作了一台用于探索高速电弧放电加工工艺的脉冲电源及机床的数控系统,主要研究内容如下:1.通过分析高速电弧放电加工的原理,规划了高速电弧加工机床的控制系统总体设计方案,介绍了该设计的脉冲电源、伺服运动控制系统以及数控系统的组成结构与功能;2.根据高速电弧放电加工机床对脉冲电源的功率要求设计了脉冲电源的主电路:采用IGBT软开关技术搭建ZVZCS全桥变换器对整流后的低功率直流进行逆变,获得高频交流后经整流处理即可获得大功率的低压大电流直流输出。对主电路进行了仿真分析研究以及主要元器件的参数优化,并通过样机实验验证其性能;3.针对高速电弧放电加工工艺研究对脉冲电源提...
【文章来源】：江南大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
多孔集束电极随后，徐辉等[2]
[17]等采用脉宽调制（PWM）和大功率绝缘双极性晶体管（IGBT）等开发了一种新型电火花加工脉冲电源，其原理框图如图1-2所示，并通过开发相应的控制软件在改进的机床上试验了其性能。其研究表明[17]，这种主电路和功率放大控制电路分开的形式有助于提高电流调节的响应速度，同时也能避免电流拖尾不足的现象。图 1-2 自适应开关电源而针对电加工脉冲电源的节能性能研究，也有学者作出了探索：黄瑞宁[18]等设计了一种采用LCL-T主电路结构的新型节能型脉冲电源系统，并通过样机实验得出其具有良好的节能性能。张海峰[19]等采用PWM控制器、DC/DC转换器和时序发生器组成的电火花脉冲电源结构避免了限流电阻的使用，解决了传统脉冲电源的发热元器件能量损耗、能量转换率低和散热系统庞大等问题。彭勃[20]等采用电容储能、可控硅控制、电感限流研发了SLC新型电路提高了逆变式电源的电能利用率。唐泽民[21]等采用高频DC/DC变换技术实现电压转换、电感限流并以嵌入式处理器为主控器件进行上位机控制，制作了一种等脉冲能量的高效节能电火花加工脉冲电源进行了试验性研究并获得成果
等采用高频DC/DC变换技术实现电压转换、电感限流并以嵌入式处理器为主控器件进行上位机控制，制作了一种等脉冲能量的高效节能电火花加工脉冲电源进行了试验性研究并获得成果，其设计原理如图1-3所示。图 1-3 等脉冲能量的节能型电火花脉冲电源由以上研究可知，利用电容与电感的储能和限流特性以及其他新型主电路的设计可实现电源的节能控制。除此以外，还有学者通过智能控制以及正交试验、单因素试验等分析方法，设计了针对特殊加工方法的脉冲电源：尚继良等[22]等以DSP和CPLD为控制单元设计了一种微细电火花脉冲电源，智能控
【参考文献】：
期刊论文
[1]数控机床加工精度提高的方法探讨[J]. 孟婷婷. 数字通信世界. 2019(02)
[2]基于ARM微控制器的飞行数据记录仪设计[J]. 刘琨,许哲,李飞飞. 电子技术应用. 2018(11)
[3]基于闭环霍尔效应的电流传感器设计[J]. 赖俊驹,彭浩,胡金磊,黄石华,王文博. 新型工业化. 2018(09)
[4]大功率电化学脉冲电源技术研究[J]. 吕蒙,牛晨旭. 科技视界. 2018(12)
[5]数控系统中GUI软件平台设计和实现[J]. 杨文锦,王传兵. 制造技术与机床. 2017(09)
[6]基于运行可靠性的电火花加工机床监控维护系统设计[J]. 孙东江,伏金娟,何虎,姜浩. 制造技术与机床. 2017(01)
[7]基于Qt的数控系统测试软件的设计与实现[J]. 吴纯赟,栾勇,杜少华,葛小川. 组合机床与自动化加工技术. 2016(11)
[8]节能型电火花加工脉冲电源的研究[J]. 黄瑞宁,李毅,刘晓飞. 中国机械工程. 2016(18)
[9]RTAI实时操作系统在多轴联动电火花加工数控系统中的应用[J]. 奚学程,陈昊,陈默,刘宏达,梁为,赵万生. 电加工与模具. 2016(04)
[10]一种新型PWM逆变器吸收电路[J]. 朱修敏,魏金成,魏力,龙勇,王瑶,曹太强. 电子技术应用. 2016(07)
博士论文
[1]高速电弧放电加工的工艺特性研究[D]. 徐辉.上海交通大学 2015
硕士论文
[1]微细电火花铣削加工伺服控制及电极运动轨迹规划研究[D]. 朱熙.哈尔滨工业大学 2015
[2]短电弧高速铣削加工工艺研究[D]. 王海蛟.山东大学 2015
[3]电火花加工脉冲电源及其在数控系统中的应用[D]. 李琪.西安工业大学 2014
[4]高效节能等脉冲能量电火花加工脉冲电源的研究[D]. 唐泽民.中国石油大学(华东) 2014
[5]基于水基工作液的高速电弧加工机理探索研究[D]. 张锐.中国石油大学(华东) 2014
[6]面向电加工专用数控系统运动控制算法的研究与实现[D]. 陈智殷.中国科学院研究生院（沈阳计算技术研究所） 2014
[7]智能型电火花线切割脉冲电源的研究与实现[D]. 葛红光.江南大学 2013
[8]基于PMAC的微细电火花成形加工数控系统的运动控制研究[D]. 刘华珍.上海交通大学 2011
[9]钛合金电火花加工脉冲电源的研究[D]. 冀震晓.哈尔滨工业大学 2010
[10]基于嵌入式Linux的电火花加工数控系统实现技术研究[D]. 董大为.上海交通大学 2009
本文编号：3489568
【文章来源】：江南大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
多孔集束电极随后，徐辉等[2]
[17]等采用脉宽调制（PWM）和大功率绝缘双极性晶体管（IGBT）等开发了一种新型电火花加工脉冲电源，其原理框图如图1-2所示，并通过开发相应的控制软件在改进的机床上试验了其性能。其研究表明[17]，这种主电路和功率放大控制电路分开的形式有助于提高电流调节的响应速度，同时也能避免电流拖尾不足的现象。图 1-2 自适应开关电源而针对电加工脉冲电源的节能性能研究，也有学者作出了探索：黄瑞宁[18]等设计了一种采用LCL-T主电路结构的新型节能型脉冲电源系统，并通过样机实验得出其具有良好的节能性能。张海峰[19]等采用PWM控制器、DC/DC转换器和时序发生器组成的电火花脉冲电源结构避免了限流电阻的使用，解决了传统脉冲电源的发热元器件能量损耗、能量转换率低和散热系统庞大等问题。彭勃[20]等采用电容储能、可控硅控制、电感限流研发了SLC新型电路提高了逆变式电源的电能利用率。唐泽民[21]等采用高频DC/DC变换技术实现电压转换、电感限流并以嵌入式处理器为主控器件进行上位机控制，制作了一种等脉冲能量的高效节能电火花加工脉冲电源进行了试验性研究并获得成果
等采用高频DC/DC变换技术实现电压转换、电感限流并以嵌入式处理器为主控器件进行上位机控制，制作了一种等脉冲能量的高效节能电火花加工脉冲电源进行了试验性研究并获得成果，其设计原理如图1-3所示。图 1-3 等脉冲能量的节能型电火花脉冲电源由以上研究可知，利用电容与电感的储能和限流特性以及其他新型主电路的设计可实现电源的节能控制。除此以外，还有学者通过智能控制以及正交试验、单因素试验等分析方法，设计了针对特殊加工方法的脉冲电源：尚继良等[22]等以DSP和CPLD为控制单元设计了一种微细电火花脉冲电源，智能控
【参考文献】：
期刊论文
[1]数控机床加工精度提高的方法探讨[J]. 孟婷婷. 数字通信世界. 2019(02)
[2]基于ARM微控制器的飞行数据记录仪设计[J]. 刘琨,许哲,李飞飞. 电子技术应用. 2018(11)
[3]基于闭环霍尔效应的电流传感器设计[J]. 赖俊驹,彭浩,胡金磊,黄石华,王文博. 新型工业化. 2018(09)
[4]大功率电化学脉冲电源技术研究[J]. 吕蒙,牛晨旭. 科技视界. 2018(12)
[5]数控系统中GUI软件平台设计和实现[J]. 杨文锦,王传兵. 制造技术与机床. 2017(09)
[6]基于运行可靠性的电火花加工机床监控维护系统设计[J]. 孙东江,伏金娟,何虎,姜浩. 制造技术与机床. 2017(01)
[7]基于Qt的数控系统测试软件的设计与实现[J]. 吴纯赟,栾勇,杜少华,葛小川. 组合机床与自动化加工技术. 2016(11)
[8]节能型电火花加工脉冲电源的研究[J]. 黄瑞宁,李毅,刘晓飞. 中国机械工程. 2016(18)
[9]RTAI实时操作系统在多轴联动电火花加工数控系统中的应用[J]. 奚学程,陈昊,陈默,刘宏达,梁为,赵万生. 电加工与模具. 2016(04)
[10]一种新型PWM逆变器吸收电路[J]. 朱修敏,魏金成,魏力,龙勇,王瑶,曹太强. 电子技术应用. 2016(07)
博士论文
[1]高速电弧放电加工的工艺特性研究[D]. 徐辉.上海交通大学 2015
硕士论文
[1]微细电火花铣削加工伺服控制及电极运动轨迹规划研究[D]. 朱熙.哈尔滨工业大学 2015
[2]短电弧高速铣削加工工艺研究[D]. 王海蛟.山东大学 2015
[3]电火花加工脉冲电源及其在数控系统中的应用[D]. 李琪.西安工业大学 2014
[4]高效节能等脉冲能量电火花加工脉冲电源的研究[D]. 唐泽民.中国石油大学(华东) 2014
[5]基于水基工作液的高速电弧加工机理探索研究[D]. 张锐.中国石油大学(华东) 2014
[6]面向电加工专用数控系统运动控制算法的研究与实现[D]. 陈智殷.中国科学院研究生院（沈阳计算技术研究所） 2014
[7]智能型电火花线切割脉冲电源的研究与实现[D]. 葛红光.江南大学 2013
[8]基于PMAC的微细电火花成形加工数控系统的运动控制研究[D]. 刘华珍.上海交通大学 2011
[9]钛合金电火花加工脉冲电源的研究[D]. 冀震晓.哈尔滨工业大学 2010
[10]基于嵌入式Linux的电火花加工数控系统实现技术研究[D]. 董大为.上海交通大学 2009
本文编号：3489568
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