复合加工数控系统的构建与模糊控制的研究

论文摘要

本文针对超声波-电火花复合加工机床的研制与开发做了大量实质性的工作,完成了复合加工机床数控系统的构建与调试,提出了对超声波-电火花复合加工机床的进给单元和脉冲电源进行模糊控制相结合的方法,来提高加工过程的稳定性及提高加工效率。并以该复合加工机床为平台进行了初步的加工实验研究。 本文利用PC机和PMAC运动控制卡组成双CPU控制系统。PC机主要用于系统运行管理、用户程序编制、状态信息显示、数据库管理、接受人工操作等,利用VC++编制了系统管理程序;PMAC主要用于完成系统控制,完成加工过程中进给单元的模糊控制、脉冲电源工作控制、超声波发生器工作控制等。超声波发生器和电火花脉冲电源分别为工具超声波振动和电火花脉冲放电提供脉冲能源并完成其他一些专项功能。一般工作流程是:工作任务在PC机上编制好以后,下载到PMAC卡,PMAC通过伺服放大器驱动伺服电机或输出其他控制信息,PMAC在执行任务的同时还向PC机反馈状态信息,以便进行状态显示。 电火花脉冲电源由单片机控制,用于产生高压放电脉冲、低压放电脉冲、间隙状态检测等功能。间隙状态检测功能用于完成加工过程中的开路状态、正常火花放电以及非正常火花放电状态的检测,检测的结果以串行通信的方式传至PMAC卡,以便及时进行加工应对处理。 调试结果表明,采用进给单元模糊控制和脉冲电源模糊控制相结合的方法,大大提高了系统的稳定性及加工效率。利用复合加工机床进行了加工实验,取得了预期的加工效果。

论文目录

• 目录
• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 超声波——电火花复合加工技术的意义
• 1.2 超声波——电火花复合加工技术的研究现状及发展趋势
• 1.2.1 超声波——电火花复合加工技术的研究现状
• 1.2.2 超声波——电火花复合加工技术的发展趋势
• 1.3 复合加工系统的控制技术现状及发展趋势
• 1.3.1 国外现状
• 1.3.2 国内现状
• 1.3.3 自适应控制技术在超声波——电火花复合加工的应用
• 1.3.4 模糊控制技术在超声波——电火花复合加工的应用
• 1.3.5 人工神经网络在超声波——电火花复合加工的应用
• 1.3.6 超声波——电火花加工控制技术发展趋势
• 1.4 本课题的研究背景和主要工作
• 1.4.1 本课题的研究背景
• 1.4.2 本课题的研究的主要工作
• 第2章 超声波——电火花复合加工原理
• 2.1 电火花加工
• 2.2 超声波加工
• 2.3 超声波——电火花复合加工
• 2.3.1 超声波——电火花复合加工原理
• 2.3.2 超声波——电火花复合加工的影响因素
• 2.4 本章小结
• 第3章 超声波——电火花复合加工数控系统设计
• 3.1 超声波——电火花复合加工设备功能及结构组成
• 3.2 基于PMAC控制卡实现伺服运动控制硬件配置
• 3.2.1 PMAC简介
• 3.2.2 松下伺服简介
• 3.2.3 数控系统的工作原理及特点
• 3.2.4 硬件连接
• 3.3 PMAC控制卡软件配置
• 3.3.1 PMAC变量
• 3.3.2 数控系统的软件功能分析
• 3.4 本章小结
• 第4章 复合加工间隙状态检测的实现
• 4.1 放电间隙状态的特征
• 4.2 放电间隙状态检测方法
• 4.3 放电间隙状态检测模块模块的功能设计
• 4.4 状态检测模块的电路设计
• 4.5 放电间隙状态检测的发展趋势
• 4.6 本章小结
• 第五章 超声波——电火花复合加工过程模糊控制设计
• 5.1 超声波——电火花加工过程中的控制问题
• 5.1.1 电极位置控制
• 5.1.2 脉冲电源参数控制
• 5.2 基于模糊控制的超声波——电火花加工控制技术
• 5.2.1 模糊控制技术的原理
• 5.2.2 模糊控制技术的特点
• 5.2.3 模糊控制器的设计
• 5.3 超声波——电火花复合加工模糊控制系统方案设计
• 5.3.1 电极进给系统模糊控制器设计
• 5.3.2 进给单元模糊控制系统的实现
• 5.3.3 脉冲电源模糊控制器设计
• 5.3.4 脉冲电源模糊控制系统的实现
• 5.4 本章小结
• 第6章 试验结果分析
• 6.1 实验目的
• 6.2 实验条件
• 6.3 实验内容
• 6.3.1 脉冲电源波形分析
• 6.3.2 模糊控制下正常火花放电序列的情况
• 6.3.3 加工实例
• 结论
• 附录
• 参考文献
• 致谢