回转式电火花展成加工控制技术的研究硕士学位论文.doc

广东工业大学工学硕士学位论文
回转式电火花展成加工控制技术的研究
Class Index: University Number: 11911
UDC: Secret Class: Student Number: 2240301009
Thesis for Master Degree Guangdong University of Technology
STUDY ON THE CONTROL TECHNOLOGY OF REVOLVING ELECTRIC DISCHARGE GENERATING MACHINING
Liang Xiaoliu
Supervisor : Prof. Ye Shulin, Prof. Wei Xin
Course : Engineering
Specialty: Mechanical Manufacturing and Automation
Degree Class of Application: Master in Engineering
Submission Date: May, 2006
Answer Date: May, 2006
Degree Conferrer: Guangdong University of technology
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作者签名: 日期: 年月日
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涉密论文按学校规定处理。
作者签名: 日期: 年月日
导师签名: 日期: 年月日
摘要
回转式电火花展成加工是一种以双轴回转运动为特征的新型电火花加工技术,本文针对目前回转式电火花展成加工控制技术的水平较低、缺乏通用性等特点,开展了回转式电火花展成加工控制技术的研究,开发出了一种通用性能较强的回转式电火花展成加工控制系统。本课题的研究对提高回转式电火花展成加工的性能和丰富其控制理论都具有较大的现实意义。
本文首先根据回转式电火花展成加工的原理,对各回转轴的驱动方案进行了研究,并通过转速检测实验的验证,确定了选用步进电机作为各回转轴的驱动元件并采用细分驱动技术驱动;同时结合对实际加工中成形运动控制的分析,提出了采用3B代码编程,利用逐点比较法插补原理的成形运动控制技术。在此基础上,采用上位PC机加下位单片机控制模块的主从式两级控制结构,设计了回转式电火花展成加工的控制系统。
为了有效地实现对回转式电火花展成加工的伺服控制,通过对回转式电火花展成加工的伺服特点及伺服策略的研究,提出了采用时间累积法对放电间隙状态进行检测,并设计了放电间隙状态检测电路。在此基础上,采用控制周期总体间隙状况和局部短路的伺服控制策略,建立了基于模糊控制技术的回转式电火花展成加工伺服进给控制系统。
此外,为了使控制系统能有效地工作,采用模块化的设计方法,分别进行了上位PC机和下位机软件(即单片机控制程序)的设计;并按符合RS232标准的串行异步通讯,制定了上位PC机与下位机之间通讯的通讯协议。其中上位PC机软件采用Visual Basic ,而下位机软件则采用汇编语言设计。
最后,采用本文研制的回转式电火花展成加工装置和控制系统,进行了控制系统的性能实验研究和典型零件的加工实验研究。研究结果表明,本文设计的控制系统能精确有效地实现对回转式电火花展成加工过程的控制,而且具有较强的通用性。
关键词:电火花加工,回转,展成加工,伺服控制,模糊控制
ABSTRACT
Revolving Electric Discharge Generating machining (REDGM) is a new-style technology of EDM, and it’s characteristic is revolving of double axes. Aiming at that actual control technology of REDGM is low-level and not all-purpose, the control technology of REDGM was studied and a u