CNC電火花加工中脈沖電源控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì).pdf

1、CNC電火花成型磨削裝置是利用工作液中的兩極間脈沖放電來(lái)蝕除導(dǎo)電材料的特種加工裝置。脈沖電源是磨削裝置的一個(gè)重要組成部分，它的性能直接影響到裝置的加工品質(zhì)。本課題來(lái)源于CNC精密成型磨削裝置數(shù)控系統(tǒng)研制(桂科攻033005-12)，旨在為系統(tǒng)設(shè)計(jì)配套使用的脈沖電源控制系統(tǒng)。 本文首先通過(guò)分析電火花成型磨削工作機(jī)理，總結(jié)加工規(guī)律，建立工藝規(guī)則表：其次，給出脈沖電源控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案，基于單片機(jī)和復(fù)雜可編程邏輯器件構(gòu)建控制系統(tǒng)硬件

2、平臺(tái)。用可編程邏輯器件來(lái)代替微處理器外圍設(shè)備，既簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì)、增強(qiáng)抗干擾性，又便于系統(tǒng)調(diào)試。同時(shí)系統(tǒng)還將脈沖發(fā)生器等硬件通過(guò)Verilog HDL語(yǔ)言在可編程邏輯器件中實(shí)現(xiàn)，而將控制算法等軟件用可編程邏輯器件這一硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)，使系統(tǒng)體現(xiàn)出“硬件軟化，軟件硬化”這一重要設(shè)計(jì)理念：再次，基于可編程邏輯器件完成脈沖電源模糊控制器的設(shè)計(jì)。電火花成型磨削中脈沖電源的加工間隙電壓值具有非線性、時(shí)滯性等特點(diǎn)，脈沖電源控制器設(shè)計(jì)時(shí)運(yùn)用模糊控制算法，取脈沖

3、間隙電壓值，經(jīng)轉(zhuǎn)換得出其電壓偏差和偏差率，經(jīng)模糊化處理作為模糊控制器的兩個(gè)輸入量，然后根據(jù)控制規(guī)則得出控制量，換算出脈沖間隔的調(diào)整量，得到加工間隙電壓智能控制模型，形成加工狀態(tài)閉環(huán)控制，系統(tǒng)可根據(jù)反饋的加工間隙電壓狀態(tài)自動(dòng)調(diào)節(jié)脈沖波形。控制器根據(jù)模糊算法在可編程邏輯器件中形成電路，取代普遍使用的硬件資源指令序列實(shí)現(xiàn)方法，在執(zhí)行模糊推理時(shí)指令周期少，推理速度快，因此，能獲得比通用處理器硬件系統(tǒng)更高的性能，比運(yùn)行在操作系統(tǒng)上的軟件性能更高，

4、而且應(yīng)用可編程邏輯器件實(shí)現(xiàn)的模糊控制器，可以很方便地修改輸入輸出變量及模糊規(guī)則，使用靈活，不需要硬件的改動(dòng)就可以應(yīng)用在不同的電火花加工場(chǎng)合；最后，通過(guò)仿真對(duì)系統(tǒng)的控制效果進(jìn)行了測(cè)試。 本文設(shè)計(jì)的脈沖電源控制系統(tǒng)根據(jù)加工條件推薦加工參數(shù)，加工中脈沖間隔時(shí)間自適應(yīng)調(diào)整，改變常規(guī)簡(jiǎn)單的機(jī)械操作或PID控制來(lái)設(shè)定加工電流的方法，這就減輕了操作人員的工作壓力，同時(shí)也減少了一些不必要的電氣故障，有利于延長(zhǎng)數(shù)控機(jī)床的使用壽命，使電火花加工過(guò)程