微细电火花脉冲电源及伺服控制策略的研究_硕士学位论文.pdf

硕士学位论文


微细电火花脉冲电源及伺服控制策略的研究

RESEARCH ON MICRO-EDM PULSE GENERATOR
AND STRATEGY OF SERVO CONTROLING


喻杰















哈尔滨工业大学
2010 年 6 月
国内图书分类号:TG661 学校代码:10213
国际图书分类号:621 密级:公开


工学硕士学位论文


微细电火花脉冲电源及伺服控制策略的研究






硕士研究生:喻杰
导师:狄士春教授
申请学位:工学硕士
学科:机械制造及其自动化
所在单位:机电工程学院
答辩日期:2010 年 6 月
授予学位单位:哈尔滨工业大学
Classified Index: TG661
: 621



Dissertation for the Master Degree in Engineering

RESEARCH ON MICRO-EDM PULSE GENERATOR
AND STRATEGY OF SERVO CONTROLING






Candidate: Yu Jie
Supervisor: Shichun
Academic Degree Applied for: Master of Engineering
Mechanical Manufacturing and
Speciality:
Automation
Affiliation: School of Mechatronics Engineering
Date of Defence: June, 2010
Degree-Conferring-Institution: Harbin Institute of Technology
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
摘要

随着微纳米科学与技术的发展,以形状尺寸微小或操作尺度极小为特征的
微机械加工成为世界各国高度重视的微观领域内的高新技术。微细电火花加工
技术作为微细加工领域的重要组成部分,在航天航空、精密仪器、医疗器械、
纺织印刷和汽车等工业领域有着重要应用价值。
本论文从 RC 和晶体管式两种微细电火花脉冲电源的放电特点与极间击穿
特征基础分析入手,采用 PWM 技术实现直流电源开路电压 0~120V 可调,利
用 PIC 单片机和复杂可编程逻辑器件(CPLD)为核心的控制器产生一系列具有
可变时序逻辑的脉冲信号驱动高速开关器件的原理设计了一种集 RC、晶体管、
可控 RC 和高频分组脉冲发生器于一体,能实现高频微能脉冲放电的多功能微
细电火花脉冲电源。结合间隙平均电压、间隙平均脉宽和数字平均脉宽多种检
测方法的优势,提出一种电路结构简单,不受占空比重设影响,以及放电状态
脉宽电压跟随性好的晶体管式柔性脉宽电压检测策略。微细电火花脉冲电源参
数在线设置和放电状态实时反馈功能的软件系统由 Visual C++上位机控制界面
程序,PIC 单片机串行通信模块、定时器中断模块、可调开路电压闭环控制程
序、CPLD 高频脉冲发生器程序以及 Scenix 单片机 A/D 转换高速采样与统计分
析程序构成。
利用本文研制的多功能微细电火花脉冲电源进行了相关实验,实验结果表
明:柔性脉宽电压检测策略比传统间隙平均电压检测法更精准并具有很好的适
应性,RC 脉冲电源比晶体管脉冲电源放电能量低,加工间隙小,更适合要求表
面质量好、加工精度高的微细电火花加工。

关键词:微细电火花;脉冲电源;放电状态检测;高频脉冲;脉宽电压
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哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
Abstract

With the development of Micro/Nano Science and Technology, countries all
over the world have been paying high attention to Micro-Machining, which features
with small shape and size or operations under super-small scale. As one of the
important part of Micro-Machining, Micro-EDM has a