非导电工程陶瓷电火花铣削加工控制系统研究

在分析了电火花加工放电状态电压特性的基础上,设计了放电间隙电压的检测电路,并同时设计了V/F转换电路。当加工条件稳定时,用间隙电压直接控制电机转速;当加工条件变化时,用上位机来调整电机转速,从而实现电加工的实时与稳定。     

超声辅助电火花铣削放电状态检测与控制

放电间隙状态检测与控制对超声辅助电火花铣削的加工稳定性、加工效率和加工质量等具有十分重要的意义.设计了放电间隙电压采集电路,能在线检测出工具电极、工件之间的间隙电压.采集电路采集到的间隙电压和设置的3个门槛电压进行比较,可有效地把一段周期内放电状态分为开路、火花放电、非正常火花放电3种状态.利用加工间隙状态信息可实现放...     

放电能量实时控制的双极性电火花加工脉冲电源

通过观测电火花放电现象对加工的影响,发现可控的双极性电火花加工能用更低的加工刀具磨损率获得比传统单极性电火花加工更高的材料去除率和效率,因此基于先进的电力电子技术,提出了一种双极性通用型电火花加工用脉冲电源,并给出相应的能量控制策略,还采用可提供连续正负脉冲输出的全桥电路作为该脉冲电源的主电路,并引入间隙电压和间隙电流的和作为唯一的控制量,在引弧阶段采用电压控制,在放电阶段采用电流控制。用一个电路完成放电间隙的击穿和放电能量的控制,减小脉冲电源系统的体积,同时在单个放电过程的各个阶段,对脉冲电压、放电电流、放电持续时间和消电离时间等参数进行合理灵活的调整,在维持放电频率一定的情况下,保证加工过程中单次放电能量的一致,从而实现高效均匀的电火花加工。     

华中8型短电弧数控机床进给伺服控制研究

放电间隙是短电弧加工的重要参数,其直接影响加工效率及质量,存在测量及控制难的问题。提出了一种基于短电弧电流和电压的阴极工具进给伺服控制方法,进行了短电弧加工状态采集系统的设计,实现了电流、电压、温度、压力等信息的准确采集和交互,并基于华中8型数控系统二次开发平台,研制了专用数控系统,完成了基于采集反馈信息的阳极工具伺服控制,对航空发动机部件进行了短电弧加工验证。相关测试结果表明,短电弧专用数控系统稳定、可靠,具有良好的工程应用价值。     

基于局部间隙状况电火花磨削周期的伺服策略

分析了现有的一些电火花磨削伺服策略存在的问题，提出了基于周期性和局部性特点的伺服策略。该策略以回转周期为控制周期，以局部间隙状况为控制的依据，通过极端局部间隙状况控制极端局部表面加工状态，从而控制整个表面优质高效的加工，具有快速修圆和一定的自动寻优功能。     

基于信噪比和灰色关联度分析的TiC/Ni金属陶瓷电火花加工工艺参数优化

针对Ti C/Ni金属陶瓷电火花加工工艺进行了研究,主要工艺目标为工件材料蚀除率、侧面间隙和表面粗糙度,工艺参数为峰值电流、脉宽、脉间、伺服电压、伺服速度和抬刀周期。在正交试验基础上,采用信噪比分析结合灰色关联度分析方法,研究了各工艺参数对工件材料蚀除率、侧面间隙和表面粗糙度的影响,优选出一组综合多项工艺目标的最优加工工艺参数组合方案。试验验证结果表明,基于信噪比和灰色关联度分析的优化方法能改善Ti C/Ni金属陶瓷电火花加工的效率、精度和质量。     

往复走丝线切割加工电极丝振动的模糊控制研究

往复走丝线切割加工过程中电极丝的横向振动是影响加工质量的重要因素,制约了其进一步应用发展。基于此,对电极丝振动的产生原因和影响因素进行深入分析,设计了一种智能张力控制系统,通过检测间隙放电过程中的间隙电压和间隙电流,应用模糊算法识别采样周期内的间隙放电状态,然后对间隙放电状态中火花率的占比情况二次应用模糊算法得出紧丝机构所需要的进给量。经实验验证,这种方法可以通过张力控制来减少电极丝的振动,使工件的表面粗糙度和尺寸误差分别减低13.4%和9.5%,有效地提高了往复走丝线切割的加工质量。     

电火花临界与加工放电间隙实验研究

基于田口法研究了电火花放电过程中的临界放电间隙和实际加工中的连续放电间隙与电参数的关系。电参数主要有峰值电流、放电电压和脉冲宽度值。然后通过计算信噪比和方差分析来判定主要影响放电间隙的参数。结果表明:临界放电间隙主要是受放电电压影响,而连续加工中的间隙主要是由放电电流决定,且连续加工放电间隙要大于临界放电间隙。     

数字化逆变弧焊电源采样策略研究

针对常规数字化逆变电源焊接电流采样可能出现的问题,提出了一种PWM三角波载波顶点同步采样焊接电流的方法,既避免了开关管开关的信号干扰,又可得到每个PWM控制周期的焊接平均电流,保证了焊接电流采样的准确性.同时分析了焊接电缆等效电感对电弧电压测量的影响,提出了两种易实现的电弧电压采样方法,确保电弧电压测量准确.整个控制系统采用离散PI调节器进行电流控制.应用所提出的电流电压采样策略,通过试验验证了该方案可以确保焊接电流稳定,响应速度快,超调小,测量电弧电压准确、稳定.     

在电火花加工中发生了什么

电火花加工是一种非常复杂的过程。即通过击穿浸于工作液中的工件和电极之间的间隙,迅速形成电弧,并借其蚀除工件。在这个周期内,包括选择电弧时问以控制表面光洁度,并切断电源的电流和电压。加工速度     

Monitoring and control of the micro wire-EDM process

A new pulse discriminating and control system has been developed for process monitoring and control in micro wire-EDM. The pulse discriminating and control system identifies four major gap states classified as open circuit, normal spark, arc discharge and short circuit based on the characteristics of gap voltage waveform. The effect of pulse interval, machining feedrate and workpiece thickness on the variations of the proportion of normal spark, arc discharge and short circuit in the total sparks (defined as normal ratio, arc ratio and short ratio, respectively) were investigated. It is found that a long pulse interval results in an increase of the short ratio under a constant feedrate machining condition. A high machining feedrate or an increase of workpiece height results in an increase of the short ratio. To achieve the stability of the machining operation, a control strategy is proposed by regulating the pulse interval of each spark in real-time according to the identified gap states. Experimental results indicate that the developed pulse discriminating and control system can significantly reduce the arc discharge and short sparking frequency as well as achieve stable machining under the condition where the instability of machining operation is prone to occur.     

数控流镀镍磷合金的基础实验研究

在数控流镀试验装置上,采用直线刃阳极工具进行数控流镀斜面的工艺试验,用热震法测量界面结合强度;在正交实验的基础上,分析了流镀电压、阴阳极间隙、相对运动速度对镀层沉积速度的影响,获得优化了的工艺参数.     

Gap control for near-dry EDM milling with lead angle

A new gap control strategy for five-axis milling using near-dry electrical discharge machining (EDM) has been experimentally investigated. The conventional EDM control strategy only allows the retraction of the electrode in the direction of machining trajectory, which results in inefficient gap control when the electrode is not perpendicular to the workpiece. The new gap controller is capable of retracting the electrode in the direction of its orientation. This enables more efficient enlargement of the discharge gap leading to faster recovery of average gap voltage. Experimental results show a 30% increase in material removal rate while the tool electrode wear ratio and surface roughness are not affected. Furthermore, EDM efficiency is improved due to the change in the electrode retraction in its axial direction. The gain tuning of the proposed controller is also discussed. This study shows the direction of electrode retraction is important for five-axis near-dry EDM milling.     

整体叶盘电解加工全过程电流控制方法研究

提出了叶盘型面电解加工的全过程电流控制方法,基于电流控制思想,通过全程控制电流这一重要参数,使其在多次加工中基本保持一致,从而提高型面加工的重复精度。开展了电流控制方法的理论分析,掌握了工具进给速度和电流变化的对应关系,形成了加工过程中的电流调控策略,并设计了以电解加工电流为调控目标的实时运动调节系统。针对Ti60整体叶盘开展了一系列对比试验研究,结果表明:采用该电流控制方法可保证多次加工电流的一致性,进而保证加工间隙及型面重复精度。叶盆、叶背受控线重复精度可控制在0.06 mm,有效地保证了每次加工精度的一致性。     

电火花加工模糊驱动系统的研究

通过对电火花加工过程中间隙电压和放电状态的分析，提出了采用间隙电压作为微观驱动控制，同时利用表征放电状态的参数，即火花放电率、电弧及短路率等进行宏观调节的一种综合控制策略。其中微观模糊控制器调节进给频率，宏观模糊控制器调节进给步距。     

Adaptive control for EDM process with a self-tuning regulator

In order to improve the performance of machines, there is a growing need to develop a highly stable servo control system for electrical discharge machining (EDM). With the perpetual push towards the untended EDM operation, an adaptive control system is and will continue to be a primary option. In this paper, a new EDM adaptive control system which directly and automatically regulates tool-down-time has been developed. Based on the real-time-estimated parameters of the EDM process model, by using minimum-variance control strategy, the process controller, a self-tuning regulator, was designed to control the machining process so that the gap states follow the specified gap state. With a properly selected specified gap states, this adaptive system improves the machining rate by, approximately, 100% and in the meantime achieves a more robust and stable machining than the normal machining without adaptive control. This adaptive control system helps to gain the expected goal of an optimal machining performance.     

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。     

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。     

超声复合电加工振动参数检测控制与试验研究

利用高速、高精激光微位移传感器及高频数字示波器进行超声及其复合加工的振动参数(振幅与频率)在线测量,其结果具有高精度和实时性。设计了控制软件,为保持超声振动的稳定及复合电加工参数的在线实时调节与优化建立了基础条件,同时通过数学处理得到了超声振幅与超声激振电压之间的关系。利用分析与测试结果合理选择加工参数,对陶瓷、硬质合金等硬脆性难加工材料进行了超声及其复合电加工试验,超声振动系统工作稳定可靠,试验结果验证了超声及其复合电加工技术对硬脆难加工材料的加工优势。