电火花成型加工多路信息检测技术研究

论文摘要

电火花成型加工正在不断的发展中。它特有的以柔克刚和精密细微等加工特点,为各种复杂和新型材料的加工提供了很好的平台。此外,电火花成型加工技术为工业产品的改革提供了新的加工手段,为科技的发展提供了新的实验设计平台。由于电火花加工技术发展迅速,一些机床在由于控制精度不高而被淘汰,可以依靠较低的改造费用使资源得到合理利用。针对传统模糊控制技术的不足,研究了模糊控制器的特点,设计了多路信息采集耦合控制的方法,提高了模糊控制器的控制精度。本文研究成果如下：(1)提出了多路信息采集的新方法深入分析电火花成型加工过程,分析了已有电火花成型加工的间隙状态检测手段和特点。在对以往放电间隙检测方法分析判别的基础上,提出了多路信息采集的模糊控制技术。(2)设计了多路采集电路为了提高信息采集效率,以常用的双输入单输出模糊控制器为基础,研制了一种优化模糊控制器。可以同时采集到放电间隙的平均电压、峰值电压、平均电流和峰值电流,对其进行综合控制。采集到的信息进行逻辑计算后,得到一个输出脉冲数来控制电极的运动状态。该优化模糊控制器以两类四种采集信息为输入量,以脉冲数为输出量。对进行间隙电压和间隙电流双路采集,最后耦合两种情况,输出模糊控制量。(3)编写了模糊控制程序,并进行仿真实验。编写了MATLAB软件环境下的实现程序,通过程序的运行,从仿真方面检测模型控制的效果。MATLAB软件可以用来动态系统仿真、建模和分析。可以仿真的类型有线性系统、非线性系统,连续系统和离散系统等。设计了针对软件控制系统特性的硬件方面,为控制系统的实现提供平台。对系统设计的软硬件同时进行调试,经过仿真结果分析,验证了程序的运行可以控制伺服系统的运动,可视性好。将模糊PID控制与传统PID控制相对比,得到的控制曲线,显示了模糊PID的优越性。将此模糊控制技术应用于电火花的成型加工,解决了信息采集效率不够高的问题。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 选题的背景和意义
• 1.2 电加工的发展进程
• 1.3 智能控制的最新进展
• 1.4 国内外电加工智能控制技术的发展状况
• 1.5 课题的主要研究内容
• 1.6 电火花成型机床的发展方向
• 第二章 电加工原理及多路信息采集电路的设计
• 2.1 电加工原理及间隙状态检测
• 2.1.1 电火花加工原理
• 2.1.2 火花放电的电压与电流特性
• 2.1.3 加工过程中的影响因素
• 2.2 间隙放电状态检测的方法
• 2.2.1 间隙状态检测的常用方法
• 2.2.2 脉冲有效利用率检测法
• 2.2.3 其他间隙状态检测方法
• 2.3 多路信息采集电路的研究
• 2.3.1 传统间隙状态检测电路
• 2.3.2 多路采样电路的设计
• 2.4 本章小结
• 第三章 电火花成型加工的伺服系统设计
• 3.1 电火花加工伺服系统
• 3.1.1 伺服系统概念
• 3.1.2 电火花加工的伺服特性曲线
• 3.2 电火花伺服硬件的设计
• 3.2.1 直流伺服电机的研究
• 3.2.2 运动控制卡的设计
• 3.3 DK7140电加工控制系统研究
• 3.3.1 工作台伺服系统研究
• 3.3.2 伺服系统的研究
• 3.3.3 脉冲当量和滚珠丝杠的选型
• 3.4 本章小结
• 第四章 电火花加工智能控制系统的研究
• 4.1 电加工间隙检测
• 4.2 模糊控制器的设计
• 4.2.1 模糊控制器的结构
• 4.2.2 模糊控制器规则的建立
• 4.2.3 模糊控制关系的耦合
• 4.2.4 模糊控制器的实现途径
• 4.3 本章小结
• 第五章 电火花成型加工模糊控制的实现
• 5.1 控制系统的硬件设置
• 5.1.1 硬件接线方法和调试
• 5.1.2 基于运动控制卡的控制系统调试
• 5.2 EDM加工模糊控制架构
• 5.3 EDM程序调试
• 5.3.1 电火花加工软件设置
• 5.4 EDM加工的仿真设计
• 5.5 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 建议与展望
• 致谢
• 参考文献
• 研究生期间发表的论文