CNC電火花加工中脈沖電源控制系統(tǒng)的設計.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蝕除導電材料的特種加工裝置。脈沖電源是磨削裝置的一個重要組成部分，它的性能直接影響到裝置的加工品質。本課題來源于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)設計配套使用的脈沖電源控制系統(tǒng)。 本文首先通過分析電火花成型磨削工作機理，總結加工規(guī)律，建立工藝規(guī)則表：其次，給出脈沖電源控制系統(tǒng)總體設計方案，基于單片機和復雜可編程邏輯器件構建控制系統(tǒng)硬件

2、平臺。用可編程邏輯器件來代替微處理器外圍設備，既簡化電路設計、增強抗干擾性，又便于系統(tǒng)調試。同時系統(tǒng)還將脈沖發(fā)生器等硬件通過Verilog HDL語言在可編程邏輯器件中實現(xiàn)，而將控制算法等軟件用可編程邏輯器件這一硬件來實現(xiàn)，使系統(tǒng)體現(xiàn)出“硬件軟化，軟件硬化”這一重要設計理念：再次，基于可編程邏輯器件完成脈沖電源模糊控制器的設計。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、時滯性等特點，脈沖電源控制器設計時運用模糊控制算法，取脈沖

3、間隙電壓值，經(jīng)轉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)自動調節(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現(xiàn)方法，在執(zhí)行模糊推理時指令周期少，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，比運行在操作系統(tǒng)上的軟件性能更高，

4、而且應用可編程邏輯器件實現(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，不需要硬件的改動就可以應用在不同的電火花加工場合；最后，通過仿真對系統(tǒng)的控制效果進行了測試。 本文設計的脈沖電源控制系統(tǒng)根據(jù)加工條件推薦加工參數(shù)，加工中脈沖間隔時間自適應調整，改變常規(guī)簡單的機械操作或PID控制來設定加工電流的方法，這就減輕了操作人員的工作壓力，同時也減少了一些不必要的電氣故障，有利于延長數(shù)控機床的使用壽命，使電火花加工過程