电火花线切割放电加工控制技术的研究与应用

论文摘要

随着对产品性能和加工精度要求的不断提高,电火花线切割加工在机械加工领域中的地位日益突出。数控系统是电火花线切割机床的核心部分,其性能直接影响机床的加工质量和加工稳定性。而我国在低速走丝线切割加工数控技术的研究与开发方面尚处于起步阶段,国内的电火花线切割机床与国外先进的低速走丝机床相比,在结构、工艺和数控技术等方面仍有一定差距,但仍非常适合于加工中等精度和表面粗糙度的零件或模具。因此提高线切割加工设备的性能对加快我国制造业的发展有着重要意义。数控系统、伺服控制系统和机床主机并列为数控机床的三大组成部分,本文从这三方面对数控电火花线切割机床进行了研究和改进:（1）针对现有文献时间分割圆弧插补算法存在的缺点,本文提出了一个计算简单的递推公式,此方法加快了计算速度,也保证了插补精度。（2）数控系统采用PC+运动控制卡的控制模式,上位机进行非实时性控制,下位机完成各种实时性数控功能。在Windows操作系统下,用VC++6.0进行控制软件的开发,功能模块包括后置处理模块、定位模块等。分析了任意角度旋转功能的实现方法及其扩展功能。（3）在国内电加工界已进行试验研究的基础上,结合产品开发需要,本文分析了高速走丝电火花线切割机床多次切割的条件及进行稳定的多次切割需采取的措施,创造了高速走丝WEDM多次切割所需的基本条件,并在实际应用中获得了良好的工艺效果。（4）论文对电火花加工的加工状态识别进行了分析研究,对伺服控制进行了探讨。在分析比较的基础上,研究、设计了电火花线切割机床的伺服控制系统。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 国内外动态
• 1.2.1 国外动态
• 1.2.2 国内动态
• 1.3 课题的现实意义
• 1.4 课题研究的主要内容
• 1.5 本章小结
• 第二章 线切割加工原理和控制理论
• 2.1 加工原理
• 2.2 线切割加工机床分类
• 2.3 线切割加工的用途
• 2.4 线切割加工机床组成
• 2.4.1 快走丝线切割机床的组成
• 2.4.2 慢走丝线切割机床的组成
• 2.4.3 数控系统
• 2.5 插补创新
• 2.5.1 对插补计算的要求
• 2.5.2 插补类型
• 2.5.3 数据采样法的创新
• 2.5.4 PC 数控的高速采样插补方法
• 2.6 本章小结
• 第三章 系统控制软件模块的设计
• 3.1 系统概述
• 3.2 后置处理模块
• 3.2.1 基本概念
• 3.2.2 译码
• 3.2.3 丝半径补偿
• 3.3 加工程序ISO 代码定义及规则
• 3.4 定位模块的功能设计
• 3.4.1 移动功能
• 3.4.2 定端面功能
• 3.4.3 定孔中心功能
• 3.4.4 原点功能
• 3.5 角度旋转功能
• 3.5.1 任意角度旋转功能设计
• 3.5.2 功能扩展
• 3.6 本章小结
• 第四章 多次切割工艺的研究与实现
• 4.1 多次切割工艺及应用现状
• 4.2 慢走丝线切割机床的多次切割的实现
• 4.3 快走丝线切割机床的多次切割的实现
• 4.3.1 实现的难点
• 4.3.2 实现稳定的多次切割的理论依据
• 4.3.3 实现稳定的多次切割的必备条件
• 4.3.4 改进措施
• 4.3.5 多次切割工艺的研究
• 4.4 本章小结
• 第五章 进给伺服控制系统设计
• 5.1 伺服控制概述
• 5.1.1 伺服系统的概念
• 5.1.2 数控机床对伺服系统的要求
• 5.1.3 伺服系统的类型
• 5.2 电火花加工伺服特性
• 5.3 伺服控制系统设计
• 5.3.1 执行机构方案的选择
• 5.3.2 控制方式的确定
• 5.3.3 加工状态的识别
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历以及在学期间发表的学术论文与研究成果