基于放电概率检测的硅晶体电火花线切割加工伺服控制研究

针对往复走丝电火花线切割加工硅晶体时,无法准确判别其极间加工状态、伺服进给速度不能实时响应加工状态变化的问题,提出了一种基于放电概率检测的采样方法,设计并搭建了硅晶体电火花线切割加工伺服控制系统。通过工艺验证证明该伺服控制系统能显著提高硅晶体电火花线切割加工的表面质量、效率及形状精度。     

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。     

半导体材料放电切割弯丝过冲控制研究

提出了一种基于电极丝位置检测的高阻半导体放电切割弯丝过冲控制方法。在对高阻半导体放电切割加工特性分析研究的基础上,分析了传统电火花线切割放电间隙取样方法对高阻半导体加工进给控制存在的问题,提出以测量加工过程中电极丝空间位置变化为基础的弯丝过冲检测方法,并设计了相应的检测系统。采用该系统对高阻半导体单晶硅进行了放电切割加工,试验表明:该检测系统能有效控制放电过程中出现的弯丝过冲现象,提高了切割效率。     

电参数对钛合金放电诱导可控烧蚀车削加工的影响研究

设计了基于放电概率的诱导烧蚀电极伺服控制系统,通过优化实验,设定其放电概率为80%,并在此基础上分析了脉冲宽度、脉冲间隔、峰值电流等电参数对加工的影响。结果表明:正极性加工时,峰值电流对加工效率的影响最大。通过选取优化参数,与常规电火花车削对比表明:放电诱导可控烧蚀车削的材料加工效率是常规电火花车削的27倍,电极相对损耗仅为常规电火花车削的80%。     

基于PMAC的高速电弧放电加工控制系统设计

针对高速电弧放电加工方法对机床加工设备的需求,基于PMAC运动控制器,开发一套高速电弧放电加工机床控制系统。该控制系统以工控机作为控制中心,采用满足高速电弧放电加工需求的功能控制软件;伺服控制平台采用PMAC运动控制器,以达到精确控制运动目的;以QT系统进行人机交互,并控制伺服运动系统、冲液系统和电源系统等完成其控制功能。通过制作系统控制柜与调试,得出设计的系统满足高速电弧放电加工需求。这为高速电弧放电加工方法的研究提供了参考。     

微小型电火花加工机伺服系统驱动性能研究

组建了微小型电火花加工机及放电检测和装置性能测试环节。根据电火花放电加工过程工艺要求，对微小型电火花加工机的放电加工过程及其微步距伺服控制系统进行了实测和特性实验。试验结果表明，该系统满足微小型电火花加工机实际微细加工的需要。     

闭式整体叶盘电火花加工伺服灵敏度研究

为解决电火花加工机床伺服参数不理想的问题,对伺服控制系统中影响电极伺服速度的伺服灵敏度进行了研究。通过不同伺服灵敏度下的有效放电率计算和工艺实验,获得了伺服灵敏度同加工效率、表面粗糙度的关系。结合分析结论,给出了电火花粗、精加工阶段的伺服灵敏度选择方法。采用该方法使闭式整体叶盘电火花加工效率显著提高的同时,表面粗糙度值略有下降。     

电火花加工自适应控制系统的研究

介绍了以电极放电时间为调整参数的电火花加工自适应控制原理.其控制策略是对加工系统的模型参数进行估计,并根据放电状态实时更替控制器的控制变量值,控制放电状态跟踪指定的参考值.实验证明,自适应控制的电火花加工比没有自适应控制的电火花加工的加工过程更稳定,稳态拉弧脉冲与短路脉冲出现的几率也大幅度减少,且加工速度也提高了近一倍.     

微细放电沉积金属微结构增材制造工艺及装备

提出了一种利用极间微细脉冲放电沉积实现金属材料微结构的增材制造方法。分析了该工艺方法的实现特点,确定了微细放电沉积加工的实现条件。开发了适用于微细放电沉积加工装备,并对其软、硬件系统进行了系统研究。硬件系统采用工控机配合PMAC运动控制器为控制核心,直线电机配合精密光栅尺实现精确运动控制。研究了放电沉积加工工艺间隙伺服策略,基于Visual Basic开发了模块化的软件控制系统人机界面,整合了关键功能模块。进行了微细放电沉积加工实验,确定了沉积加工工艺参数,获得了致密、连续的沉积材料,具有较高的成形精度。     

微细电火花深小孔加工在线优化伺服算法研究

为了提高微细电火花加工伺服控制系统的精度、实现对伺服间隙的智能控制,提出了以模糊控制算法为基础,通过自调节算法建立合适的目标值,以实现基于模糊控制的BP神经网络在线优化算法,从而提高伺服控制的准确性。同时,采用下位机实现核心控制算法,保证了伺服控制的稳定性和实时性。通过微细电火花深小孔加工实验证明,采用BP神经网络在线优化算法能提高加工精度和加工效率。     

高速电弧放电加工的放电波形特征及伺服控制

基于流体动力断弧的高速电弧放电加工是一种高效蚀除工件材料的特种加工新技术,它从原理到实现都与传统电火花放电加工有着本质区别。经采样检测,高速电弧放电加工的极间放电波形特征与电火花放电加工存在明显的差异,其适用的伺服控制模型也应有所不同。为了说明高速电弧放电加工的特殊放电特性,采集分析了其间隙电压和放电电流(V-A)波形。据此建立了以间隙平均电压和放电平均电流为自变量、以进给速率为应变量的模糊伺服控制模型,有效提升了脉冲电源的放电率,使高速电弧放电加工能高效、可靠且大余量地去除难切削材料。     

往复走丝电火花线切割变厚度高效无烧伤切割研究

针对往复走丝电火花线切割机床在变厚度高效切割时出现的切割状况不稳定、表面产生烧伤的问题,提出了一种基于放电状态检测的双重反馈调节控制方法.在第一重反馈时基于空载率等于短路率的原则调节伺服进给速度,保障切割稳定性;在第二重反馈时保障维持一定比例具有击穿延时的火花放电,以避免加工表面烧伤.结果表明:在本试验条件下,对于变厚...     

往复走丝电火花线切割加工工作液寿命检测及机理研究

进行了往复走丝电火花线切割加工工作液的寿命试验,分析了工作液寿命与脉冲概率之间的关系。从工作液的性能及其对极间放电特性的影响角度,分析了工作液失效前后的极间状况和放电特性,提出工作液寿命最终体现在放电脉冲概率方面,并与其呈现一定的关系。研究了往复走丝电火花线切割加工的有效放电脉冲概率与切割效率的变化关系及其对加工表面质量的影响,结果发现:当有效放电概率小于70%时,切割效率降低,加工表面质量变差,可作为判断工作液失效的指标。据此研制了工作液寿命的检测装置,该装置可有效实时监控工作液的寿命状况。     

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Labview软件的电火花加工放电状态检测

电火花加工中放电状态的检测对加工稳定性、加工效率具有重要的意义.以电火花放电状态分类为基础,使用Labview软件编写识别放电状态的程序,对采集到电压和电流数据进行了分析.实验证明,程序统计结果与实际结果较吻合,这为建立电火花实时控制系统提供了有效的检测手段.     

快刀伺服装置动力学建模与仿真分析

以研究快刀伺服加工振动特性、使设计的快刀伺服装置具有良好动态性能为目的,基于子结构法运用拉格朗日理论建立快刀伺服装置的理论动力学模型。采用Maple软件与ADAMS仿真软件对理论动力学模型进行数值计算和仿真模拟,验证所建立模型的准确性,为快刀伺服装置设计与动态特性分析奠定基础。对刀具与工件系统进行动力学建模分析,分析其动态特性。完成了快刀伺服控制系统结构设计与实验平台的搭建。     

微小间隙火花放电的伺服控制特性实验研究

为探索微小间隙火花放电的伺服控制特性,利用高速示波器和非接触式电涡流位移传感器,采用门槛电压阈值控制方法,实验研究了微小间隙火花放电规律与主轴伺服运动特性之间的关系,得出了主轴频响和运动速度对放电率的影响规律.并利用频响达200 Hz的直线电机主轴,验证了高频响主轴伺服控制微小放电间隙的优越性.研究发现:开短路交替频率、主轴跳动幅值、开短路率大小及比例可作为放电效果的评价指标;深度效应将造成一个特定深度的加工状态破坏点.这些结果为优化主轴机构和伺服控制策略提供了依据.     

电火花线切割节能脉冲电源放电间隙特性研究

研究电火花线切割机床脉冲电源工作时的放电间隙特性,对极间放电状态检测、伺服系统进给控制等具有重要意义。在对节能脉冲电源整体结构进行分析的基础上,对其工作时的放电间隙伏安特性进行了研究。通过实验研究了火花放电状态出现的“阶梯”电压现象,并分析了脉宽、开路电压、切割厚度对间隙峰值电流的影响规律。     

模糊逆运动学控制方法在机器人视觉伺服中的应用

文章主要研究了基于图像的视觉伺服机器人系统的控制问题,首先构建了基于TCP/IP分布式视觉伺服机器人Look and Move系统,然后推导了视觉伺服GRB-400机器人的图像雅可比矩阵,最后针对该动态Look and Move系统提出了一种带有模糊自调整能力的逆运动学控制的设计方法,其特点是设计方法简单并可以在线调节相关参数,给出了闭环系统的阶跃响应实验结果,并与原逆运动学控制闭环系统的动态性能作了比较,实验证明了改进后的闭环系统具有更好的动态性能.     

气中电火花线切割精加工Cr12MoV实验研究

本文采用单向走丝线切割机,针对Cr12MoV模具钢,设计一种新的多次切割实验,前三次切割在去离子水中,第四次切割在大气和去离子水中进行。对比实验结果表明,气中精加工的表面粗糙度优于去离子水中,去离子水中加工表面有许多腐蚀形成的微孔,同时去离子水中的切割速度较高。第四次切割采用大气介质更容易获得较好的表面质量。为研究主要加工参数(脉冲宽度、脉冲间隔、峰值电流、伺服电压、主电源电压、伺服速度、电极丝的速度、偏移量)对工件表面粗糙度和加工切割速度的影响,进行了大气中的第四次切割实验。单因素实验结果表明,与去离子水中的精加工相比,大气中精加工时各加工参数对工艺指标的影响规律曲线有不同之处。本文对气中精加工实验结果进行了分析,并在实验取值范围内,通过比较获得了表面粗糙度和切割速度俱佳的几个主要参数取值。