DK7732Z型快走丝电火花线切割机床电极丝恒张力控制研究

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1、工程硕士学位论文DK7732Z型快走丝电火花线切割机床电极丝恒张力控制研究作者姓名刘扬开工程领域控制工程校内指导教师高红霞教授校外指导教师林兴华高级工程师所在学院自动化科学与工程学院论文提交日期2018年1月8日IThedesignofwireelectrodeconstanttensioncontrolofDK7732ZHS-WEDMADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：LiuYangkaiSupervisor：Prof.GaoHongxiaSouthChinaUniversit

2、yofTechnologyGuangzhou,ChinaII分类号：TG661学校代号：10561学号：201320211460华南理工大学硕士学位论文DK7732Z型快走丝电火花切割机床电极丝恒张力控制研究作者姓名：刘扬开指导教师姓名、职称：高红霞教授林兴华高级工程师申请学位级别：工程硕士工程领域名称：控制工程论文形式：□产品研发□工程设计应用研究□工程/项目管理□调研报告研究方向：论文提交日期：2018年1月8日论文答辩日期：2018年3月17日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员主席：狄琤委员：田联房莫鸿强王剑杜启

3、亮III摘要电火花线切割机床加工各种高硬度、高脆性等材料具有极好的加工性能，对零件的加工精度高、易加工复杂零件，在制造业中得到了广泛的应用，特别是在模具制造上。基于其独特的加工性能，我国不断从国外引进慢走丝型机床，但其使用成本高，成为众多企业的负担，因此在对引进的慢走丝型机床进行研究的基础上，独特性地开发出了特有的快走丝型电火花线切割机床，其使用成本低、性价比高，但对零件的加工精度稍差，为提高快走丝型机床对零件的加工精度，本文选择对快走丝型机床电极丝恒张力的控制展开相应研究。为实现对电极丝恒张力的控制，首先对影响电极丝张力变化的因素进行分析，得出

4、其主要影响因素为电极丝的预紧力、磨损和运动；根据电极丝张力的变化规律，分析现有的张力控制装置，设计出一套能适用于DK7732Z型快走丝电火花线切割机床上且满足恒张力控制要求的机械控制装置。根据所设计的机械控制装置进行分析，建立相应的控制系统，并对装置中所涉及到的元件进行数学建模，确定它们之间相互的传递函数；根据系统的要求，对电极丝恒张力的控制采取PID控制策略，并采用临界比例度法和曲线响应法对模拟PID控制器的参数进行校正，使恒张力控制系统具有最佳的控制性能。根据系统要求，选用嵌入式STM32F103作为核心控制器，并在完成系统所需外围电路设计的

5、基础上，设计相应的控制程序，主要负责对电极丝张力信号的处理和PID控制算法的实现。论文最后对建立的电极丝恒张力PID控制系统进行实验测试。通过采集电极丝控制前后的零件加工数据，采用验证加工零件表面粗糙度的方法，进行相应分析得出：电极丝进行恒张力控制后对加工零件的表面粗糙度有所改善，证明本系统对电极丝恒张力的控制有一定的效果，具有实用价值，能为提高零件加工精度的问题提供一定的借鉴。关键词：快走丝型电火花线切割；电极丝；恒张力控制；模拟PID控制VABSTRACTWEDMforprocessingvariousmaterialssuchashighh

6、ardness,highbrittlenesshasexcellentprocessingperformance,themachiningqualityishighandeasytoprocesscomplexparts.Ithasbeenwidelyusedinmanufacturing,especiallyinmoldmaking.Basedonitsuniqueprocessingperformance,ourcountryisintroducedfromabroadbutitscostishigh,manyenterprisesbecom

7、etheburden,sointhestudyofLS-WEDM,ourcountrydevelopedaspecialtypeofHS-WEDM.Itsusecostislow,cost-effective,buttheprocessingqualityofthepartisslightlyinferior.InordertoimprovethemachiningqualityoftheHS-WEDM,thispaperselectsthecontrolofwireconstanttensionforresearch.Torealizethec

8、onstanttensioncontrolofelectrode,firstanalyzeandconcludedthatthemain