振动式循环脉冲电解控制系统研究与实现

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1、学号：12105202常州大学硕士学位论文振动式循环脉冲电解控制系统研究与实现研究生徐伟指导教师史先传学科、专业名称机械电子工程研究方向机电一体化2015年4月ResearchandImplementationofControlSystemofCyclePulseElectrochemicalMachiningandVibrationADissertationSubmittedtoChangzhouUniversityByXuWei(MechatronicEngineering)DissertationSupervisor:Assoc.Prof.ShiXian-chu

2、anApril，2015常州大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下独立进行的研究工作及取得的研究成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其它个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在论文中以明确方式标明。本人已完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权的说明本学位论文作者完全了解常州大学有关保留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属常州大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和

3、借阅。学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。保密论文注释：本学位论文属于保密范围，在年解密后适用本授权书。非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。学位论文作者签名：签字日期：年月日导师签名：签字日期：年月日中文摘要电解加工技术是制造航空发动机叶片的重要技术之一。近年研究表明，振动进给、脉冲电流电解加工能有效提高叶片加工质量，已成为叶片电解加工工艺研究热点。电解加工控制系统作为振动进给、脉冲电流电解加工设备重要组成部分，对叶片加工质量具有重要影响。为了提高振动进给、脉冲电流电解加工控制系统的可靠性和

4、稳定性，继而提高叶片的加工精度，本文设计了基于STM32的振动式循环脉冲电解加工控制系统。介绍了电解加工机床控制系统的国内外状况，以及振动进给、脉冲电流电解加工的加工原理和加工装置，并结合控制系统的性能要求，给出了控制系统的总体设计方案。通过主电路设计，实现了对控制系统强电电路的合理布局；通过对互锁技术和多级开关控制技术的应用实现了直流电解电路和脉冲电解电路的任意切换；通过选择适当功率的散热器、工业空调和风扇解决了IGBT的散热问题。通过硬软件设计，使得控制系统实现了所需功能。软硬设计主要包括：通过STM32芯片和触摸屏之间的接口电路和对ModBus协议应用，实现了S

5、TM32和触摸屏通信。由STM32定时器产生PWM波形，并通过STM32芯片与伺服驱动器和IGBT驱动板的接口电路实现对电机转速和IGBT通断的控制。通过STM32芯片与伺服驱动器的接口电路和对STM32通用定时器的编码器模式应用，实现了振动周期内在任意角度区间内进行脉冲电流电解加工。通过STM32芯片与IGBT驱动板接口电路及相应软件设计，实现了IGBT短路保护。通过STM32芯片与伺服驱动器的接口电路和对STM32系统时钟的应用，使得电机能以斜坡比例方式进行平滑加减速。通过STM32芯片与伺服驱动器的接口电路以及对编码器反馈信号的应用，完成了两台电机同步性检测和回

6、零。最后进行了控制系统的实验室调试和现场调试。通过调试，进一步的完善控制系统，并提高了控制系统稳定性。该控制系统已无故障I运行六个月，这表明本控制系统的设计是可行和可靠的。关键词：振动电解；脉宽调制；控制系统；STM32IIABSTRACTElectrochemicalmachining(ECM)isoneoftheimportanttechnologiesofmachiningthebladeofaviationengine．TherecentstudiesshowthatECMwithvibratingfeedingandpulsatingcurrentcanef

7、fectivelyimprovetheprocessingqualityofthebladeandbecomestheresearchhotspotofthetechnologiesofmachiningtheblade．AstheimportantpartofthedeviceofECMwithvibratingfeedingandpulsatingcurrent，thecontrolsystemofECMhasimportantinfluenceontheprocessingqualityoftheblade．Forimprovingtherel