基于SOPC技术的脉冲电解加工电源的研究

脉冲电解加工相比直流电解加工可得到更高的加工精度和加工稳定性。针对目前电解加工电源的稳定性与集成性不足的问题,设计了基于可编程片上系统(SOPC)技术的脉冲电解加工电源。采用数字PI实现稳压与稳流,进而实现了电源的全数字式控制;开发了电源人机交互界面,实现了电源与电解机床控制系统的实时通信功能。通过工艺试验对该电源进行验证,结果表明,该电源具有较高的稳定性与可控性。     

基于间隙控制技术的数控电解加工机床能耗研究

以电解加工平面为例,通过理论和试验研究得到电解加工中加工间隙与加工电流的关系式,提出一种基于电流信号的间隙控制系统,实时获取加工过程中的运动状态。系统采集加工过程中采样电阻的电信号并输出给控制模块;将该信号与单片机程序中的设定值作比较以做出适当的处理并结合继电器发送信号给数控系统,实现对加工间隙的控制。进行2种间隙控制状态下数控电解加工平面的试验研究,结果表明：间隙控制状态下,机床能耗低、加工过程稳定可靠、表面质量好。     

超声扰动电解液电解加工小孔的实验研究

加工间隙是影响电解加工精度的重要因素之一,选择小的加工间隙可以提高加工精度,但是由于加工间隙过小,电解产物不能及时排出,会引起火花或者短路。针对这一问题,研究了不同的脉冲频率下超声扰动电解液及常规电解加工、对侧面间隙、加工速度以及加工精度的影响。研究表明:超声扰动电解液改变了加工间隙的流场,使得间隙内电解产物及时排出;和常规电解加工小孔相比,减小了加工间隙,提高了加工速度、加工精度。     

高频群脉冲电解加工控制系统研究

介绍了高频群脉冲电解加工的控制系统，其核心部件由PMAC运动控制器和PCL-818HD多功能数据采集板构成，主要功能包括控制工具阴极进给、极间加工间隙及短路保护等。实验表明，该控制系统能保证加工的高精度、稳定性及可靠性。     

工艺参数对电火花电解复合加工过程的影响规律

采用电火花电解(EDM/ECM)复合加工方法进行割缝加工时,加工效率和割缝宽度作为评价复合加工割缝的两个重要指标,但在实际加工过程中往往难以同时达到要求。使用自行研制的水包油工作液,利用单因素法探究电火花电解复合加工时工艺参数(电流、脉冲宽度、脉冲间隙、电极盘转速)对复合加工效果的影响规律,并通过正交实验分析不同工艺参数对电火花电解复合加工的影响程度,确定最佳工艺参数组合。最终通过正交试验,综合考虑加工效率及缝宽这两个评价指标选择缝宽最优1 (A_1B_1C_3D_1),即确定工艺参数组合电流40 A,脉冲间隙10μs,电极盘转速400 r/min,脉冲宽度44μs为水包油工作液复合加工的最优参数。     

高频群脉冲电解加工的极间平衡间隙

给出了脉冲电解加工极间平衡间隙的数学模型，并据此讨论了高频群脉冲电解加工极间电压、阴极进给速度和电源脉冲频率与平衡加工间隙(极限平衡间隙)间的关系。模拟和实验表明：极限平衡间隙随极间电压升高而升高，它们呈近似的线性关系；随阴极进给速度增加，极间平衡间隙非线性地降低；而极限平衡间隙与脉冲频率则呈严格的线性关系，即随频率增加平衡间隙线性减小。极限平衡间隙与初始加工间隙无关，即一定的阴极进给速度和极间电压对应的稳定平衡间隙是不变的。     

脉冲电流电解加工流场特性的研究

一、引言脉冲电解加工是70年代初为提高精度和表面质量而发展起来的电解加工新工艺。大量文献表明,脉冲电解加工比直流电加工精度高,表面微观不平度小,晶界腐蚀深度浅,对加工参数稳定性要求低和便于采用小间歇加工等优点。这主要是因为脉冲电流的间隙作用和压力波的搅拌作用大大改善了加工间     

面向高速钢轧辊材质磨削的磨床电解磨削装置控制系统研发

针对高速钢轧辊材质的修复问题,展开高速钢轧辊材质电解磨削装置控制系统研发工作。基于普通外圆磨床的机床,以S7 200 SMART系列PLC为控制器对阴极进给系统、电解液供液系统和加工系统进行控制。其次,展开高速钢轧辊材质电解磨削装置控制系统的硬件、软件以及人机交互设计,该控制系统具有自动对刀、故障检测等模块化功能。再者,对加工间隙控制提出了一种带修正因子的模糊控制器-PI双模控制方法,建立MATLAB/Simulink仿真模型,其结果表明该控制方法效果理想,鲁棒性强,可整定控制器增益参数,并将该算法编程于PLC中,最终可实现加工间隙控制过程稳态误差小、超调小、响应快、稳定性好。最后,展开预实验,探究了加工间隙以及温度对加工电流的关系,结果表明加工电流随加工间隙的增加而减小,随温度的升高而增加。     

混气电解机床控制系统的研制

本文介绍的混气电解加工微机控制系统具有控制气液比、调节阴极进给速度和对电解机床进行程序控制的功能。该控制系统采用调节液体流量的方法适应控制加工间隙中的气液比，利用计算机的中断处理功能随挖得机床主轴的位置和讲给速度。     

提高高频、窄脉冲电解加工电源短路保护系统的性能试验研究

短路保护系统是电解加工电源的重要组成部分,它不仅保护电源自身,而且还要保护电极和工件在短路时烧伤程度最小.提出并实现了短路保护系统电流反馈信号可调的方案.改善了该系统的频率特性,解决了随频率提高电流反馈信号畸变导致保护点下降和电源最大工作电流减小的关键问题.由于增加了保护点可调的功能,扩大了电源的频率及电流的使用范围,改善了电源对不同加工条件的适应性.     

脉冲等离子弧焊接焊透质量的闭环控制

本文根据脉冲等离子弧焊接的特点,研制了一种反馈控制系统,用以控制焊缝的焊透质量。放置在焊缝背面的光电管接收并监控来自等离子弧尾焰的光线。接收到的光信号被光电管转换成光—电脉冲信号。在把光—电脉冲信号放大、积分并把它与给定电压比较后,反馈系统可输出电信号对焊接电流的脉冲宽度进行自动调整,使小孔存在时间增加或减小,实现了对焊缝焊透质量的闭环控制。     

一种熔化极脉冲气保焊的DSP控制

采用TI公司高性能数字信号处理DSP C2000系列的TMS320F2808芯片和Atmel公司C51单片机系列的AT89S52芯片构建全数字脉冲MIG气体保护焊系统,实现了熔化极脉冲MIG气体保护焊一脉一滴的过渡形式,在整个脉冲期间采用电流闭环控制,并使用Matlab软件实现前期的电流反馈量、电压反馈量、峰值电流反馈...     

基于VB6.0的电解加工机床控制系统设计与实现

为实现电解加工机床自动控制,提高加工精度,针对复杂零件电解加工控制要求,设计了控制系统。采用PC机、数据采集卡和运动控制卡等硬件实现集成控制,并采用VB6.0软件平台对主控制系统软件进行设计,主要包括软件控制界面的设计、伺服驱动器参数的设置和单轴独动、多轴联动的控制程序设计,并根据实际应用添加手动加工、自动加工和故障诊断等功能。最后,通过基于该控制系统软件的加工实验,评估工具阴极的进给定位精度和试件的加工质量情况,以确保软件运行的可靠性和稳定性。实验结果表明:工具阴极的进给定位精度能够达到±0.005 mm,试件加工后的缝宽尺寸为0.278 mm,满足尺寸精要求,反映出控制系统可靠性高、稳定性好。     

电火花线切割伺服控制系统特性实验研究

为探究电火花线切割加工的伺服控制系统特性,在门槛电压阈值控制方法的基础上,基于中走丝线切割机床,搭建电火花线切割伺服控制系统平台。将放电时采集到的频率信号通过FPGA芯片进行分析处理,并根据处理后的信号进行伺服运动。探索了电火花线切割加工效率与伺服控制系统特性之间的关系,得出阈值和检测周期对加工效率的影响;通过验证实验以及分析放电状态占比,探索最优的阈值。结果表明:当检测周期为0.5 s时,加工效率较高;当加速区占15%、匀速区占62%时,加工效率较高。     

小孔径内壁螺旋形结构电解加工试验研究

以小孔内壁为加工对象,设计螺旋型刃阴极,研究电解加工小孔径内壁螺旋形结构成形规律。分析了小孔径内壁螺旋槽电解加工成形基本理论,设计并制作了螺旋形阴极;基于ANSYS软件进行电场仿真,分析不同加工间隙和电压时的电场分布情况;利用FLUENT软件分析不同初始加工间隙时的流场分布情况,通过流场分析优化了阴极结构,解决了由于存在涡流现象导致加工质量差的问题;通过正交试验分析各参数对加工结果的影响规律。采用优化参数加工所得螺旋槽最大深度为0.672 mm,误差为0.017 mm,表明数控电解加工小孔径内壁螺旋形结构切实可行。     

钛合金叶栅套料电解加工表面质量研究

针对TC4钛合金叶栅套料电解加工易点蚀、表面质量差的问题,开展了直流和脉冲电解加工对比研究,设计了脉冲电解加工正交试验,优化了脉冲电压、频率、占空比和加工速度等参数。试验结果表明:脉冲电解加工能减少钛合金点蚀凹坑,提高表面质量,在22 V电压、80%占空比和1000 Hz频率时,加工叶型表面完整无点蚀,加工效率高。     

微细电解铣槽加工参数对微槽加工精度的影响

采用微细电解加工方法在3J21合金横梁上进行微槽的铣削加工,主要研究了脉冲幅值、脉冲频率、脉冲宽度等加工参数对微槽的侧壁间隙波动误差、底部间隙波动误差、侧壁角度、底部圆角尺寸的影响规律。通过优化加工参数,可将微槽的宽度误差和槽底厚度误差控制在3μm以内,侧壁角度在90~96°之间,底部圆角半径小于17μm。     

电解磨削机床集成控制系统的设计

电解磨削加工参数集成控制的有效程度,很大意义上决定了其加工精度和加工效率。为实现对电解磨削运动参数、电解液参数和电源参数的有效集成控制,开发了NC嵌入PC开放式集成控制系统。根据电解磨削加工的特点,分析了电解磨削机床集成控制系统的总体设计要求,并据此进行了总体方案设计。阐述了以多功能运动控制卡和多功能数据采集卡为控制核心,工业平板电脑为人机交互平台的硬件结构。同时,利用Visual Basic进行了分层模块化结构的软件设计,实现了人机交互、自动控制和监测保护等功能。试验结果表明：该集成控制系统能稳定可靠地加工出高精度、低表面粗糙度的某微尺度群缝零件内平面。     

复合材料内腔数控钻孔机床控制系统设计

针对复合材料内腔钻孔加工过程中因人工钻孔引起的孔位置精度差、效率低等问题,设计了一套五轴联动机床闭环控制系统。在该系统软硬件设计过程中充分考虑了加工稳定性、可靠性、精确性。结合工件加工位置和机床结构,以数控系统为控制核心,在PC端精度补偿系统、数控位置指令、伺服控制系统共同作用下实现闭环控制自动补偿定位误差,并保证加工精度。通过试验对钻孔过程中定位精度进行验证,结果表明:钻孔质量和加工效率满足复合材料内腔钻孔加工要求,该系统具有一定的实际应用价值。