高频气中电火花加工放电状态检测与伺服控制系统设计
发布时间：2021-12-18 10:57
随着制造业不断向绿色化发展,气体介质电火花加工相较于煤油介质电火花加工以其绿色无污染、电极损耗低、放电凹坑大而浅的优点,被认为是一种新型的电火花加工技术。有研究者发现气体介质放电通道扩展迅速,能量多集中于放电通道形成初期,且低能量的放电反而使能量高效率进入火花,因此有必要对高频窄脉宽下的气体介质电火花加工进一步研究,然而高频气中电火花放电稳定性差,短路率高成为限制其进一步提高加工效率的关键因素。因此本文将在前人研究的基础上,对高频气中电火花的加工特性进行分析研究,制定适用于高频气中电火花加工的检测和控制策略,从而提高其加工效率。首先,了解高频气中电火花放电特点和加工特性是进行检测和控制策略制定的重要依据。通过对比气体介质与煤油介质电火花加工在高频脉冲电源下的加工特性,发现高频气中电火花加工具有短路率高,放电脉冲不连续,对间隙变换敏感的特点。同时,通过气中电火花加工实验采集放电波形,对不同脉冲频率下的放电脉冲与电弧脉冲进行分析比较,确定检测特征,指导后续有效脉冲检测电路设计;由于高频气中电火花对放电间隙变化较为敏感,本文通过实验研究了与放电间隙有关的伺服控制参数对放电状态的影响,确定了以...
【文章来源】： 哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：79 页
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题来源及研究的背景和意义
1.1.1 课题来源
1.1.2 课题研究的背景和意义
1.2 相关领域研究现状及分析
1.2.1 气中电火花加工技术研究现状
1.2.2 电火花数控系统软件研究现状
1.2.3 电火花加工放电检测技术研究现状
1.2.4 电火花加工控制策略研究现状
1.2.5 国内外文献综述简析
1.3 课题主要研究内容
第2章 基于高频脉冲电源的电火花加工特性分析
2.1 实验设备
2.2 不同脉宽下气体介质电火花加工实验与分析
2.3 气体介质与煤油介质加工放电波形分析
2.4 高频气体介质电火花加工放电波形分析
2.5 伺服控制参数对放电状态的影响
2.5.1 伺服参考电压对放电状态的影响
2.5.2 伺服进给速度对放电状态的影响
2.5.3 电极转速对放电状态的影响
2.6 加工系统整体设计
2.7 本章小结
第3章 气中电火花加工数控软件系统设计与搭建
3.1 编程语言与开发软件选择
3.2 气中电火花加工机床功能设计
3.2.1 气中电火花加工机床硬件构成
3.2.2 数控系统软件功能分析
3.3 数控软件方案
3.3.1 数控系统软件结构层次划分与数据流规划
3.3.2 数控系统通信接口搭建
3.3.3 数控系统任务执行方式
3.4 数控软件实现
3.4.1 数控系统软件界面设计
3.4.2 摇动插补功能实现
3.4.3 文件调用与读入
3.5 软件系统加工实验验证
3.6 本章小结
第4章 高频气中电火花有效放电脉冲检测电路设计
4.1 有效放电脉冲检测电路设计
4.2 检测电路仿真与搭建
4.2.1 击穿延时比较电压选择
4.2.2 反相运算比例电路仿真与实验
4.3 CPLD有效放电波形计数与时序设计
4.4 上位机软件接收与计算
4.5 有效脉冲检测电路实验验证
4.6 本章小结
第5章 高频气体介质电火花加工模糊控制系统设计
5.1 高频气体介质电火花特殊性与复杂性
5.2 模糊控制系统设计
5.2.1 模糊控制系统方案设计
5.2.2 参数模糊化
5.2.3 模糊控制规则设计和反模糊化
5.3 模糊控制系统实现
5.3.1 Matlab模糊控制文件配置
5.3.2 Visual Studio平台配置
5.3.3 控制策略实现流程
5.4 模糊控制器仿真与实验验证
5.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]第十六届中国国际机床展览会特种加工机床评述 [J]. 吴国兴,叶军,肖荣诗,林峰,卢智良,徐均良,郭建梅,张宝华,伏金娟,山昌祝,张人佶,张景泉,王应,王晓娟. 电加工与模具. 2019(03)
[2]电火花加工临界放电间隙实验研究 [J]. 商云峰,郭常宁. 电加工与模具. 2016(06)
[3]液中喷气电火花加工试验研究 [J]. 汤传建,康小明,赵万生. 电加工与模具. 2008(03)
[4]气体介质中深小孔电火花加工技术研究 [J]. 王振龙,朱保国,田锡清. 航空学报. 2007(02)
[5]气体放电加工机理分析 [J]. 李立青,王振龙,赵万生. 哈尔滨工业大学学报. 2004(03)
[6]电火花加工中间隙放电状态检测的一种新方法 [J]. 耿春明,赵万生,赵家齐,刘晋春. 电加工与模具. 2001(03)
[7]对当前电火花加工机床的发展建议——中国数控机床展览会特种加工机床评述 [J]. 陈德忠,连克杰,梁学圣,徐均良,经象山. 世界制造技术与装备市场. 2001(01)
博士论文
[1]集成式微细电火花加工系统及其应用研究[D]. 耿雪松.哈尔滨工业大学. 2014
[2]微小孔电火花加工过程控制系统的研究[D]. 蒋毅.上海交通大学. 2011
[3]超声振动—气体介质电火花复合加工技术及机理研究[D]. 徐明刚.山东大学. 2007
硕士论文
[1]气体介质电火花加工高频脉冲电源研究[D]. 周俊童.哈尔滨工业大学. 2019
[2]甚高频微能脉冲放电蚀除特性研究[D]. 王锋.中国工程物理研究院. 2019
[3]气体介质电火花加工间隙特性及伺服控制系统研究[D]. 王运航.哈尔滨工业大学. 2018
[4]基于快速数字信号处理的电火花加工放电状态识别技术[D]. 刘晓萌.哈尔滨工业大学. 2017
[5]基于模糊控制的电火花摇动加工工艺研究[D]. 刘瑞杰.哈尔滨工业大学. 2017
[6]基于RT-Linux的电火花数控系统软件及主轴抬刀控制研究[D]. 许稣曼.哈尔滨工业大学. 2011
[7]电火花线切割浮动阈值间隙放电状态检测技术的研究[D]. 丁建军.哈尔滨工业大学. 2009
本文编号：3542249
【文章来源】： 哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：79 页
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摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题来源及研究的背景和意义
1.1.1 课题来源
1.1.2 课题研究的背景和意义
1.2 相关领域研究现状及分析
1.2.1 气中电火花加工技术研究现状
1.2.2 电火花数控系统软件研究现状
1.2.3 电火花加工放电检测技术研究现状
1.2.4 电火花加工控制策略研究现状
1.2.5 国内外文献综述简析
1.3 课题主要研究内容
第2章 基于高频脉冲电源的电火花加工特性分析
2.1 实验设备
2.2 不同脉宽下气体介质电火花加工实验与分析
2.3 气体介质与煤油介质加工放电波形分析
2.4 高频气体介质电火花加工放电波形分析
2.5 伺服控制参数对放电状态的影响
2.5.1 伺服参考电压对放电状态的影响
2.5.2 伺服进给速度对放电状态的影响
2.5.3 电极转速对放电状态的影响
2.6 加工系统整体设计
2.7 本章小结
第3章 气中电火花加工数控软件系统设计与搭建
3.1 编程语言与开发软件选择
3.2 气中电火花加工机床功能设计
3.2.1 气中电火花加工机床硬件构成
3.2.2 数控系统软件功能分析
3.3 数控软件方案
3.3.1 数控系统软件结构层次划分与数据流规划
3.3.2 数控系统通信接口搭建
3.3.3 数控系统任务执行方式
3.4 数控软件实现
3.4.1 数控系统软件界面设计
3.4.2 摇动插补功能实现
3.4.3 文件调用与读入
3.5 软件系统加工实验验证
3.6 本章小结
第4章 高频气中电火花有效放电脉冲检测电路设计
4.1 有效放电脉冲检测电路设计
4.2 检测电路仿真与搭建
4.2.1 击穿延时比较电压选择
4.2.2 反相运算比例电路仿真与实验
4.3 CPLD有效放电波形计数与时序设计
4.4 上位机软件接收与计算
4.5 有效脉冲检测电路实验验证
4.6 本章小结
第5章 高频气体介质电火花加工模糊控制系统设计
5.1 高频气体介质电火花特殊性与复杂性
5.2 模糊控制系统设计
5.2.1 模糊控制系统方案设计
5.2.2 参数模糊化
5.2.3 模糊控制规则设计和反模糊化
5.3 模糊控制系统实现
5.3.1 Matlab模糊控制文件配置
5.3.2 Visual Studio平台配置
5.3.3 控制策略实现流程
5.4 模糊控制器仿真与实验验证
5.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]第十六届中国国际机床展览会特种加工机床评述 [J]. 吴国兴,叶军,肖荣诗,林峰,卢智良,徐均良,郭建梅,张宝华,伏金娟,山昌祝,张人佶,张景泉,王应,王晓娟. 电加工与模具. 2019(03)
[2]电火花加工临界放电间隙实验研究 [J]. 商云峰,郭常宁. 电加工与模具. 2016(06)
[3]液中喷气电火花加工试验研究 [J]. 汤传建,康小明,赵万生. 电加工与模具. 2008(03)
[4]气体介质中深小孔电火花加工技术研究 [J]. 王振龙,朱保国,田锡清. 航空学报. 2007(02)
[5]气体放电加工机理分析 [J]. 李立青,王振龙,赵万生. 哈尔滨工业大学学报. 2004(03)
[6]电火花加工中间隙放电状态检测的一种新方法 [J]. 耿春明,赵万生,赵家齐,刘晋春. 电加工与模具. 2001(03)
[7]对当前电火花加工机床的发展建议——中国数控机床展览会特种加工机床评述 [J]. 陈德忠,连克杰,梁学圣,徐均良,经象山. 世界制造技术与装备市场. 2001(01)
博士论文
[1]集成式微细电火花加工系统及其应用研究[D]. 耿雪松.哈尔滨工业大学. 2014
[2]微小孔电火花加工过程控制系统的研究[D]. 蒋毅.上海交通大学. 2011
[3]超声振动—气体介质电火花复合加工技术及机理研究[D]. 徐明刚.山东大学. 2007
硕士论文
[1]气体介质电火花加工高频脉冲电源研究[D]. 周俊童.哈尔滨工业大学. 2019
[2]甚高频微能脉冲放电蚀除特性研究[D]. 王锋.中国工程物理研究院. 2019
[3]气体介质电火花加工间隙特性及伺服控制系统研究[D]. 王运航.哈尔滨工业大学. 2018
[4]基于快速数字信号处理的电火花加工放电状态识别技术[D]. 刘晓萌.哈尔滨工业大学. 2017
[5]基于模糊控制的电火花摇动加工工艺研究[D]. 刘瑞杰.哈尔滨工业大学. 2017
[6]基于RT-Linux的电火花数控系统软件及主轴抬刀控制研究[D]. 许稣曼.哈尔滨工业大学. 2011
[7]电火花线切割浮动阈值间隙放电状态检测技术的研究[D]. 丁建军.哈尔滨工业大学. 2009
本文编号：3542249
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