超聲振動(dòng)輔助磨削-脈沖放電復(fù)合加工控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用.pdf

1、超聲振動(dòng)輔助磨削.脈沖放電復(fù)合加工技術(shù)是近些年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一門(mén)新技術(shù)，集超聲加工、放電加工與磨削加工于一體，通過(guò)合理調(diào)整加工參數(shù)，使三者互為有利條件，可以提高加工效率，改善加工質(zhì)量。磨削加工是加工硬脆材料的有效途徑之一，也是零件獲得高尺寸精度和低表面粗糙度的主要方法。在磨削中引入放電加工，可以提高材料去除率；再輔以超聲振動(dòng)，可以降低磨削力、減少磨削熱的產(chǎn)生，砂輪不易發(fā)生堵塞，增強(qiáng)放電加工的穩(wěn)定性，使加工表面粗糙度得以改善。該復(fù)合加工技術(shù)

2、可廣泛應(yīng)用于導(dǎo)電材料的加工，加工材料不受硬度、脆性、韌性等屬性的影響，研究具有重要的理論意義和廣泛的實(shí)用價(jià)值。 本文對(duì)超聲振動(dòng)輔助磨削-脈沖放電復(fù)合加工技術(shù)及其智能控制進(jìn)行研究，構(gòu)建了復(fù)合加工控制系統(tǒng)軟件，建立了加工參數(shù)預(yù)測(cè)推理模型。主要包括如下的內(nèi)容： 對(duì)超聲振動(dòng)輔助磨削-脈沖放電復(fù)合加工的加工機(jī)理及三種加工方式間的相互影響進(jìn)行了研究，利用多元方差分析法和響應(yīng)曲面法得出脈沖寬度、脈沖間隔、參考電壓、超聲振幅及其交互效應(yīng)

3、對(duì)加工表面粗糙度的影響。研究結(jié)果表明：參考電壓對(duì)表面粗糙度影響最大，其次是脈沖寬度、脈沖間隔和超聲振動(dòng)振幅。參考電壓與超聲振動(dòng)、脈沖間隔與參考電壓、脈沖寬度與參考電壓的交互作用對(duì)加工表面粗糙度也有明顯的影響。響應(yīng)曲面法分析結(jié)果和方差分析法分析結(jié)果一致。研究結(jié)果為智能預(yù)測(cè)合理加工參數(shù)提供了可靠的依據(jù)，也為整體控制方案的設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。 控制系統(tǒng)采用工業(yè)PC、PMAC、單片機(jī)多CPU控制技術(shù)，構(gòu)建模塊化、開(kāi)放式數(shù)控硬件系統(tǒng)。采用基于

4、實(shí)例推理理論、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論、模糊控制技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)專(zhuān)家系統(tǒng)等智能控制技術(shù)使三種加工方式相互協(xié)調(diào)。確定整體控制方案后，根據(jù)研究目的對(duì)復(fù)合加工機(jī)床的部分硬件結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，定制了特殊砂輪和工件夾具，完善開(kāi)放式數(shù)控硬件系統(tǒng)。 采用VisualC++編程語(yǔ)言開(kāi)發(fā)了超聲振動(dòng)輔助磨削-脈沖放電復(fù)合加工控制系統(tǒng)軟件，其良好的人機(jī)界面和模塊化設(shè)計(jì)，有利于用戶(hù)的操作及系統(tǒng)的維護(hù)，提高系統(tǒng)的可靠性。VisualC++調(diào)用PComm32驅(qū)動(dòng)程序?qū)崿F(xiàn)P

5、C與PMAC間的通訊，實(shí)現(xiàn)加工狀態(tài)監(jiān)控及加工過(guò)程的相關(guān)調(diào)整，采用串口實(shí)現(xiàn)PC與單片機(jī)的磨削力、短路率采集電路通訊，實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程的控制顯示?？刂葡到y(tǒng)界面分為輸入部分、輸出部分、狀態(tài)監(jiān)控部分、加工程序窗口、參數(shù)庫(kù)及優(yōu)選窗口、加工過(guò)程控制窗口等。 通過(guò)進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)，分析得到各主要加工參數(shù)（參考電壓、脈沖寬度、脈沖間隔等）對(duì)表面粗糙度的影響規(guī)律。利用獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)構(gòu)建基于SQLServer軟件的實(shí)例樣本參數(shù)庫(kù)，為建立基于實(shí)例推理和人工

6、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)三元復(fù)合加工參數(shù)智能預(yù)測(cè)模型提供了訓(xùn)練數(shù)據(jù)來(lái)源。依據(jù)實(shí)例相似度原理，利用材料屬性、加工精度等條件檢測(cè)匹配磨削參數(shù)；利用VisualC++、SQLServer和MATLAB中的BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱，建立運(yùn)用磨削參數(shù)和加工表面粗糙度對(duì)放電參數(shù)、超聲振動(dòng)參數(shù)進(jìn)行預(yù)測(cè)的網(wǎng)絡(luò)模型，并對(duì)樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行學(xué)習(xí)訓(xùn)練，預(yù)測(cè)不同加工條件下的復(fù)合加工參數(shù)，并對(duì)預(yù)測(cè)模型進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，預(yù)測(cè)結(jié)果在10％的誤差允許范圍之內(nèi)。采用ADO控件